MỞ ĐẦU I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Dự án thuỷ lợi Ngàn Trươi - Cẩm Trang thuộc địa phận tỉnh Hà Tĩnh là nguồn cung cấp nước tưới cho 32.585ha lúa và hoa màu của bảy huyện Hương Sơn, Vũ Quang, Đức Thọ, Can Lộc, Nghi Xuân, Lộc Hà và Thạch Hà đồng thời tạo nguồn cấp nước cho phát triển công nghiệp, sinh hoạt, chăn nuôi và nuôi trồng thuỷ sản cho các huyện nói trên. Dự án thuỷ lợi Ngàn Trươi - Cẩm Trang là một trong những công trình trọng điểm của tỉnh Hà Tĩnh. Mặc dù nơi đây đã có hệ thống thuỷ lợi khá hoàn chỉnh với hàng trăm công trình lớn nhỏ phục vụ tưới cho nông nghiêp.
Nhưng theo kết quả điều tra, khả năng cung cấp nước của các công trình hiện có chỉ đạt khoảng 56% theo thiết kế (Bởi nhiều yếu tố như: Thấm, bốc thoát hơi nước trên các tuyến kênh dẫn nước, công tác quản lý, ý thức ngưới dân trong việc sử dụng và bảo vệ nguồn nước…). Công trình thủy lợi Ngàn Trươi – Cẩm Trang là công trình được thiết kế phục vụ đa mục tiêu: Tưới, phát điện, giao thông thủy, nuôi trồng thủy sản, du lịch…). Vì vậy, vấn đề xem xét sử dụng hợp lý để đảm bảo cấp nước ổn định đáp ứng yêu cầu sử dụng nước của các ngành là rất cần thiết vì đây cũng là bài học đã và đang xảy ra trên nhiều địa bàn, địa phương. Biến đổi khí hậu với xu hướng lượng mưa giảm nhiều về mùa khô, nhiệt độ tăng dần sẽ dẫn đến nguy cơ thiếu hụt nguồn nước trong tương lai.
Bên cạnh đó nó đang là một trong những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu quả sử dụng dòng chảy tới của công trình. Vì vậy, vấn đề đặt ra ở đây là liệu các chỉ tiêu thiết kế đã có, có đảm bảo được hiệu quả sử dụng nguồn nước tưới ở thời điểm hiện tại, trong tương lai theo kế hoạch 10năm, 20 năm và lâu hơn nữa, trong tình hình biến đổi khí hậu như vậy hay không? Nếu không đảm bảo thì cần có những biện pháp như thế nào để nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước tưới? Và nếu chúng ta không có tính toán lường trước 2 thì nó sẽ gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự ổn định và phát triển bền vững kinh tế-xã hội của tỉnh Hà Tĩnh nói riêng và cả nước nói chung. Với những lý do trên, đề tài “Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước tưới hệ thống thuỷ lợi Ngàn Trươi - Cẩm Trang trong điều kiện biến đổi khí hậu” là cần thiết. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Mục tiêu của đề tài là đánh giá được ảnh hưởng của BĐKH đến nhu cầu nước tưới, hệ số tưới áp dụng cho hệ thống thuỷ lợi Ngàn Trươi - Cẩm Trang và đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước tưới của hệ thống.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi hệ thống thuỷ lợi Ngàn Trươi - Cẩm Trang. - Đối tượng nghiên cứu là khía cạnh tưới của hệ thống. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu của luận văn bao gồm: 1.
Nghiên cứu tổng quan về hệ thống công trình Ngàn Trươi - Cẩm Trang với các chỉ tiêu thiết kế hiện có. Phân tích, đánh giá và tính toán nhu cầu nước phục vụ tưới, hệ số tưới được áp dụng trong thiết kế hệ thống. Phân tích, đánh giá và tính toán nhu cầu nước phục vụ tưới, hệ số tưới của hệ thống trong tương lai có xét đến biến đổi khí hậu (Thay đổi điều kiện khí tượng: nhiệt độ, mưa…) 1. Đề xuất các giải pháp khai thác, sử dụng hiệu quả nguồn nước tưới của dự án thuỷ lợi Ngàn Trươi - Cẩm Trang phù hợp với yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội.
Phương pháp nghiên cứu Luận văn áp dụng các phương pháp nghiên cứu sau: 3 - Điều tra khảo sát thực địa, thu thập tài liệu: Tài liệu hiện trạng các công trình cấp nước tưới và phương hướng phát triển dân sinh, kinh tế. - Phương pháp phân tích thống kê trong phân tích nguồn nước đến - Phương pháp phân tích hệ thống: đánh giá về tài liệu, đặc trưng của vùng nghiên cứu. - Phương pháp mô hình toán: Áp dụng mô hình CROPWAT 8.0 để tính toán nhu cầu cấp nước tưới cho nông nghiệp. - Phương pháp chuyên gia: tham khảo ý kiến chuyên gia trong việc phân tích tính toán.
TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1. HIỆN TƯỢNG BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Theo kết quả nghiên cứu mới nhất của IPCC trình lên Hội đồng bảo an Liên hợp quốc, nguyên nhân của hiện tượng BĐKH do con người gây ra chiếm 90%, do tự nhiên gây ra chiếm 10%. Cũng theo báo cáo của IPCC [37], trong vòng 85 năm ( từ 1920 đến 2005) nhiệt độ trung bình trên bề mặt trái đất đã ấm lên gần 10C và tăng rất nhanh trong khoảng 25 năm nay (từ 1980 đến 2005) và đưa ra dự báo: đến cuối thế kỷ XXI, nhiệt độ bề mặt Trái đất sẽ tăng thêm từ 1,4 đến 40C. Cả thế giới hiện có hơn 1 nửa trong số 7 tỷ người đang sống ở vùng Duyên hải với phạm vi chiều rộng 100km thuộc vùng ven bờ biển.
Báo cáo phát triển con người 2007/2008 của UNDP cảnh báo rằng nhiệt độ tăng lên từ 30C - 40C, các quốc đảo nhỏ và các nước đang phát triển sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Bên cạnh đó các nước đã phát triển cũng không tránh khỏi thảm hoạ BĐKH. Mặt khác, BĐKH sẽ làm cho năng suất nông nghiệp giảm, thời tiết cực đoan tăng, thiếu nước ngọt trầm trọng trên toàn thế giới, hệ sinh thái tan vỡ và bệnh tật gia tăng. Những nước như Việt Nam, Bangladesh, Myanmar, Ai Cập.sẽ bị ảnh hưởng nhiều nhất.
Nguy cơ bão lụt, thiên tai sẽ làm cho những nước này rất khó khăn để phât triển kinh tế, đẩy lùi đói nghèo. Theo báo cáo của IPCC [37], danh sách 10 thành phố bị đe doạ nhiều nhất bởi BĐKH bao gồm Calcutta và Bombay của Ấn Độ, Dâcc của Bangladesh, Thượng Hải, Quảng Châu của Trung Quốc, Tp. Hồ Chí Minh của Việt Nam, Bangkok của Thái Lan và Yangon của Myanmar. Các nhà khoa học thế giới cũng dự báo thủ đô Bangkok (Thái Lan) trong vòng 20 năm nữa sẽ bị ngập và hiện Thái Lan không đủ thời gian để chuyển thủ đô sang nơi khác.
Trước nguy cơ nói trên, Liên Hợp Quốc đã kêu gọi tất cả các quốc gia trên thế giới đồng tâm nhất trí để giải quyết vấn đề này. Theo các nhà khoa học, các giải pháp hạn chế tình trạng BĐKH toàn cầu cần đi theo hai hướng sau: Thứ nhất là giảm tác động của BĐKH và thứ hai là thích ứng với BĐKH. KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG Theo kịch bản BĐKH, NBD cho Việt Nam do Bộ Tài Nguyên và Môi Trường giới thiệu tháng 6 năm 2009 đối với khu vực Bắc Trung Bộ theo 3 kịch bản: Kịch bản phát thải thấp (B1), Kịch bản phát thải trung bình (B2), Kịch bản phát thải cao (A2). Trong đó kịch bản B2 được Bộ Tài Nguyên và Môi Trường khuyến nghị sử dụng trong thời điểm hiện nay cho các Bộ, ngành và các địa phương làm định hướng ban đầu trong việc đánh giá ảnh hưởng của BĐKH, NBD và xây dựng kế hoạch hành động ứng phó với BĐKH.
Vì vậy trong luận văn này tác giả sử dụng kịch bản BĐKH, NBD theo kịch bản B2 làm cơ sở cho tính toán. Nội dung của kịch bản B2 đối với khu vực Bắc Trung Bộ như sau: a. Về nhiệt độ (B2): Vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm có thể tăng lên 2,8oC ở Bắc Trung Bộ so với trung bình thời kỳ 1980-1999. Mức tăng nhiệt độ trung bình (0C) so với thời kỳ 1980 – 1999 ở vùng Bắc Trung Bộ theo kịch bản phát thải trung bình (B2) Các thời kỳ Các mốc thời gian của thế kỷ 21 trong năm 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 XII-II 0,6 0,9 1,2 1,6 1,9 2,2 2,5 2,8 3,0 III-V -1,9 -2,9 -4,0 -5,2 -6,3 -7,3 -8,3 -9,1 -9,9 VI-VIII 2,9 4,2 5,9 7,6 9,3 10,8 12,2 13,4 14,6 IX-XI 1,7 2,5 3,5 4,5 5,4 6,3 7,1 7,8 2,7 b.
Về Lượng mưa: Vào cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm có thể tăng khoảng 7-8% ở Bắc Trung Bộ so với trung bình thời kỳ 1980-1999. Lượng mưa thời kỳ từ tháng 3 đến tháng 5 sẽ giảm 10% so với thời kỳ 1980-1999. Lượng mưa các tháng cao điểm mùa mưa sẽ tăng từ 10-15%. Mức thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1980 – 1999 ở vùng Bắc Trung Bộ theo kịch bản phát thải trung bình (B2) Các thời kỳ Các mốc thời gian của thế kỷ 21 trong năm 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 XII-II 0,6 0,9 1,2 1,6 1,9 2,2 2,5 2,8 3,0 III-V -1,9 -2,9 -4,0 -5,2 -6,3 -7,3 -8,3 -9,1 -9,9 VI-VIII 2,9 4,2 5,9 7,6 9,3 10,8 12,2 13,4 14,6 IX-XI 1,7 2,5 3,5 4,5 5,4 6,3 7,1 7,8 2,7 c.
Nước biển dâng: Vào giữa thế kỷ 21 mực nước biển có thể dâng thêm 28 đến 33cm và đến cuối thế kỷ 21 mực nước biển dâng thêm 65 đến 100 cm so với thời kỳ 1980 – 1990. Mực nước biển dâng (cm) so với thời kỳ 1980 – 1999 Các mốc thời gian của thế kỷ 21 Kịch bản 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Trung bình (B2) 12,0 17,0 23,0 30,0 37,0 46,0 54,0 64,0 75,0 1. ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU, NƯỚC BIỂN DÂNG Ở VIỆT NAM. Xu thế diễn biến của các yếu tố khí tượng, thủy văn 1.
Các đặc trưng khí tượng và xu thế biến đổi qua các thời kỳ a. Nhiệt độ: Nhiệt độ bình quân thay đổi theo hướng tăng dần từ Bắc vào Nam và giảm dần theo hướng từ đồng bằng lên núi cao. Ở vùng đồng bằng và trung du nhiệt độ bình quân từ 23oC đến 250C, vùng núi cao bình quân từ 20oC đến 220C. Nhiệt độ tối cao đạt 40oC ÷ 420C, tối thấp 2oC ÷ 70C.
Điển hình tại trạm quan trắc Đô Lương và Vinh thì nhiệt độ trung bình năm các thời kỳ quan trắc như sau: 7 Bảng 1. Nhiệt độ trung bình năm qua các thời kỳ tại trạm Đô Lương và Vinh Trạm đo nhiệt độ Năm Đô Lương Vinh 61-67 23,7 24 71-80 23,6 23,6 81-90 23,7 23,8 91-20 24,1 24,2 01-08 24,2 24,4 b. Độ ẩm tương đối: Độ ẩm tương đối trung bình năm biến động từ 82÷86%. Từ Thanh hóa tới Nghệ An độ ẩm tương đối trung bình năm từ 82÷86%, từ Nam đèo ngang trở vào từ 83÷85%, vùng núi cao ẩm ướt mưa nhiều đạt 88%.