CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và đô thị hóa đến khả năng làm việc của hệ thống thoát nước trên thế giới 1. Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến khả năng làm việc của hệ thống thoát nước trên thế giới 1.1 Biến đổi khí hậu Biến đổi khí hậu là sự thay đổi của khí hậu (định nghĩa của Công ước khí hậu) được quy trực tiếp hay gián tiếp là do hoạt động của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu và đóng góp thêm vào sự biến động khí hậu tự nhiên trong các thời gian có thể so sánh được Có thể hiểu biến đổi khí hậu là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo trong một giai đoạn nhất định từ tính bằng thập kỷ hay hàng triệu năm. Biến đổi khí hậu đang diễn ra trên quy mô toàn cầu.
Sự biển đổi có thế là thay đổi thời tiết bình quân hay thay đổi sự phân bố các sự kiện thời tiết quanh một mức trung bình. Sự biến đổi khí hậu có thể giới hạn trong một vùng nhất định hay có thể xuất hiện trên toàn Địa Cầu. Biến đổi khí hậu trước hết là sự nóng lên toàn cầu và mực nước biển dâng, thiên tai và các hiện tượng khí hậu cực đoan khác đang gia tăng ở hầu hết các nơi trên thế giới. Vào 5 thập kỷ gần đây 1956 – 2005, nhiệt độ tăng 0,64 0C ± 0,13 0C, gấp đôi thế kỷ 20.
Như vậy xu thế biến đổi nhiệt độ ngày càng nhanh hơn. Trong đó ảnh hưởng của biến đổi khí hậu rõ rệt nhất lên vấn đề tiêu thoát nước đó là biến đổi về lượng mưa và mực nước biển dâng. Trong thời kỳ 1901 – 2005 xu thế biến đổi của lượng mưa rất khác nhau giữa các khu vực và giữa các tiểu khu vực trên từng khu vực và giữa các thời đoạn khác nhau trên từng tiểu khu vực. + Ở Bắc Mỹ, lượng mưa tăng lên ở nhiều nơi, nhất là ở Bắc Canađa.
+ Ở Nam Mỹ, lượng mưa lại tăng lên trên lưu vực Amazon và vùng bờ biển Đông Nam nhưng lại giảm đi ở Chile và vùng bờ biển phía Tây. 4 + Ở khu vực nhiệt đới, lượng mưa giảm đi ở Nam Á và Tây Phi với trị số xu thế là 7,5% cho cả thời kỳ 1901 – 2005. Khu vực có tính địa phương rõ rệt nhất trong xu thế biến đổi lượng mưa là Australia do tác động to lớn của ENSO. + Ở đới vĩ độ trung bình và vĩ độ cao, lượng mưa tăng lên rõ rệt ở miền Trung Bắc Mỹ, Đông Bắc Mỹ, Bắc Âu, Bắc Á và Trung Á.
Trên phạm vi toàn cầu lượng mưa tăng lên ở các đới phía Bắc vĩ độ 300N thời kỳ 1901 - 2005 và giảm đi ở các vĩ độ nhiệt đới, kể từ thập kỷ 1990. Tần số mưa lớn tăng lên trên nhiều khu vực, kể cả những nơi lượng mưa có xu thế giảm. Cũng do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu mà những năm gần đây lũ lụt xảy ra trên thế giới có xu hướng ngày càng tăng với cường độ lớn. Lũ lớn không những làm cho vấn đề tiêu thoát nước gặp khó khăn mà còn gây ra nhiều hậu quả nặng nề.
Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến khả năng làm việc của hệ thống thoát nước trên thế giới Biến đổi khí hậu và những ảnh hưởng của nó tác động lớn đến môi trường trên toàn cầu, trong đó phải kể đến là lũ lụt, nước biến dâng,.gây áp lực to lớn lên hệ thống thoát nước nói chung, đặc biệt là trong các khu đô thị. Các khu vực đô thị luôn hiện diện một số rủi ro lũ lụt khi mưa lớn xảy ra. Nhà cửa, đường phố, cơ sở hạ tầng và những khu vực bê tông hóa khác ngăn chặn nước mưa thấm xuống mặt đất – và do vậy tạo ra nước chảy tràn nhiều hơn. Mưa lớn và kéo dài lâu ngày tạo ra một lượng rất lớn nước chảy tràn bề mặt, và có thể dễ dàng làm ngập hệ thống thoát nước.
Ở các thành phố được quản lý tốt, vấn đề này hiếm khi xảy ra vì cơ sở hạ tầng thoát nước được xây dựng tốt với các phương pháp bổ sung để bảo vệ chống lại lũ lụt – ví dụ việc sử dụng các công viên và không gian mở để thích ứng với lũ lụt bất thường. Ở hầu hết các thành phố, công tác quản lý sử dụng đất cũng được điều chỉnh để tăng khả năng ứng phó với lũ lụt. Ngược lại, ở các thành phố quản lý không tốt, việc sử dụng đất để ứng phó với lũ lụt không thật sư được quan tâm. Hầu hết các khu dân cư không lắp đặt hệ thống thoát nước và dựa vào những kênh thoát nước tự nhiên và thường xuyên xảy ra việc các công trình hoặc cơ sở hạ tầng được xây dựng ở những vị trí làm nghẽn các kênh thoát nước đó.
Ví dụ, ở Dhaka, các công trình xây dựng thường xâm lấn 5 hoặc san lấp các kênh thoát tự nhiên để xây dựng đường giao thông (Alam và Golam Rabbani 2007). Mombasa cũng đối mặt với vấn đề tương tự (Awuor, Orindi và Adwerah 2008). Ở hầu hết các trung tâm đô thị của Châu Phi, Châu Á và Châu Mỹ La Tinh, một bộ phận lớn cư dân đô thị không được cung cấp hệ thống thu gom chất thải rắn. Tại các thành phố không có dịch vụ quản lý CTR hoặc hệ thống thoát nước không được bảo dưỡng, rác và sự phát triển của thực vật có thế cản trở thoát nước dẫn đến úng lụt cục bộ thậm chí cả khi mưa nhỏ.
Ngoài ra cũng nhiều tài liệu cho thấy sự yếu kém của hệ thống thoát nước và phòng chống lũ lụt của các đô thị ở Châu Phi, Châu Á có liên quan đến xu hướng tăng số người tử vong và bị thương do lũ lụt. Có nhiều nghiên cứu trường hợp nhấn mạnh tính dễ bị tổn thương của một số thành phố đối với lũ lụt và mực nước biển dâng, bao gồm Alexandria (El – Raey, 1997), Cotonou (Dossou và Glehouenou-Dossou 2007), Dhaka (Alam và Golam Rabbani, 2007), Banjul (Jallow et al 1999) và Port Harcourt (Abam et al. Một nghiên cứu gần đây chỉ ra việc sự thiếu hụt hệ thống giảm thiểu rủi ro lũ lụt hoặc hệ thống quản lý lũ lụt khi chúng xảy ra tại sáu thành phố ở Châu Phi (Douglas et al. Lũ lụt đã và đang tác động lớn đến các thành phố và các đô thị nhỏ ở nhiều quốc gia Châu Phi - ví dụ trận lụt ở Mozambique vào năm 2000 bao gồm lũ lớn ở Maputo và ở Algiers vào năm 2001 (900 người chết và 45.000 người bị ảnh hưởng); mưa lớn ở Đông Phi vào năm 2002 đã gây ra lũ lụt và lở đất khiến cho 10.000 người phải rời bỏ nhà cửa ở Rwanda, Kenya, Burundi, Tanzania và Uganda, và một loạt chũng trận lụt ở Port Harcourt và Addis Ababa năm 2006 (UN-Habitat 2007, Douglas et al.
Lũ lụt ngày càng xảy ra thường xuyên và khắc nghiệt hơn, đồng thời thường xảy ra ở những nơi mà trước kia chưa từng bị nguy hiểm. Có thể thấy biến đổi khí hậu có khả năng làm tăng rủi ro lũ lụt ở các đô thị theo 3 cách: từ biển (mực nước biển dâng cao và bão); từ mưa ví dụ lượng mưa tăng hoặc mưa kéo dài; và từ những thay đổi gây ra tăng lưu lượng dòng chảy ví dụ do băng tan. Nhóm công tác số 2 của IPCC (tập hợp các nhà khoa học từ 195 nước thành viên LHQ) nhấn mạnh rằng những trận mưa lớn có xu hướng ngày xảy ra thường xuyên hơn và sẽ làm tăng thêm nguy cơ lũ lụt, đồng thời có bằng chứng về việc 6 tăng lưu lượng dòng chảy sớm hơn của những dòng sông lấy nước từ băng, tuyết (Adger, Aggarwal, Agrawala et al. Bên cạnh những nguy hiểm của lũ lụt, hiện tượng mưa lớn do biến đổi khí hậu cũng sẽ làm tăng nguy cơ lở đất ở nhiều đô thị.
Mực nước biển dâng ảnh làm gia tăng ngập lụt trên các khu vực bờ biển tập trung cao độ dân cư ở Nam Á, Đông Á, Đông Nam Á. Đặc biệt có thể nhấn chìm nhiều vùng rộng lớn ở các khu vực thấp của Việt Nam, Bangladesh, Ấn Độ và Trung Quốc. Ước tính mực nước biển dâng trong khoảng 18 - 59cm vào cuối thế kỷ 21, làm tăng số người bị ngập lụt do những cơn bão. Vấn đề lũ lụt ven biển sẽ còn nguy hiểm hơn nếu những hiện tượng thời tiết cực đoan với xác xuất bất định sẽ xảy ra ví dụ việc băng tan ngày càng nhanh tại đảo Greenland hoặc sự sụp đổ các tảng băng ở Tây Nam Cực (Adger, Aggarwal, Agrawala et al.
Báo cáo cuối cùng của Nhóm công tác số 2 của IPCC nhấn mạnh tính dễ bị tổn thương do mực nước biển dâng và sự thay đổi lượng nước mặt chảy tràn của một bộ phận lớn dân cư đô thị và nông thôn ở các đồng bằng Châu Á đông dân cư như Ganges-Brahmaputra (bao gồm cả Dhaka), Mekong, Chang Jiang (cũng được biết là Yangtze, bao gồm Thượng Hải) và Chao Phraya (với Bangkok). Nhiều khu vực châu thổ khác ở Châu Á và Châu Phi cũng có một tỷ lệ lớn người dân đô thị và nông thôn chịu ảnh hưởng, đặc biệt là sông Nile nhưng cũng bao gồm cả Niger (với Port Harcourt) và Senegal (với Saint Louis – Diagne, 2007). Các số liệu thống kê cũng cho thấy sự tăng dân số ở khu vực ven biển có độ cao thấp tại hầu hết các quốc gia (McGranahan, Balk và Anderson, 2007). Trung Quốc là ví dụ ấn tượng nhất về quốc gia có số lượng dân cư đô thị và nông thôn lớn nhất sinh sống trong khu vực này và vẫn có xu hướng tăng mạnh mẽ, tạo áp lực lớn với một khu vực duyên hải vốn đã đông đúc.
Có một số bằng chứng cho thấy những cơn bão sẽ trở nên thường xuyên với cường độ cao hơn, đồng thời cũng có khả năng vành đai bão sẽ di chuyển xuống phía Nam. Bởi vậy, những khu vực đô thị ven biển chịu ảnh hưởng lớn nhất bao gồm Việt Nam ở Châu Á, Gujarat ở Tây Ấn và Orissa ở Đông Ấn, vùng Caribbean, bao gồm cả các đô thị lớn như Santo Domingo, Kingston, và Havana và dân cư trên bờ biển Caribe của Mexico và Trung Mỹ. Với nhiệt độ nước biển bề mặt tăng lên 2 - 4oC, như đã xảy ra ở Ấn Độ 7 Dương trong thế kỷ qua, cường độ bão sẽ tăng lên 10 -20% (Aggarwal và Lal, 2001).