Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến ngập lụt lưu vực sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình

Luận văn thạc sĩ phân tích đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến ngập lụt lưu vực sông nhật lệ tỉnh quảng bình, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp khả thi

• Tác giả: Nguyễn Xuân Hậu
• Người hướng dẫn: GS. Phan Văn Tân
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu
• Đề tài: Tác động biến đổi khí hậu đến ngập lụt sông Nhật Lệ
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Vấn đề đánh giá tác động của biến đổi khí hậu
• 1.2. Các cách tiếp cận trong đánh giá tác động của biến đổi khí hậu
• 1.3. Đánh giá tác động đến ngập lụt các lưu vực sông
• 1.4. Tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ NGUỒN SỐ LIỆU
• 2.1. Đặt bài toán
• 2.2. Nguồn số liệu
• 2.2.1. Số liệu khí tượng thủy văn
• 2.2.2. Cơ sở dữ liệu GIS
• 2.3. Cách tiếp cận và phương pháp luận
• 2.3.1. Cách tiếp cận trong đánh giá tác động của biến đổi khí hậu
• 2.3.2. Phương pháp luận
• 2.3.2.1. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.2.2. Phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt
• 2.3.2.3. Phương pháp hạ quy mô mô hình khí hậu
• 2.3.2.4. Phương pháp thống kê
• 2.3.2.5. Phương pháp tính toán lượng mưa trên lưu vực
• 2.3.2.6. Phương pháp tính toán lượng tổn thất
• 2.3.2.7. Phương pháp tính toán dòng chảy trực tiếp
• 2.3.2.8. Phương pháp tính toán dòng chảy cơ sở
• 2.3.2.9. Phương pháp diễn toán lũ trong sông
• 2.3.2.10. Phương pháp tính toán độ cao bề mặt nước
• 2.3.2.11. Phương pháp Viễn thám và GIS
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
• 3.1.1. Kết quả hiệu chỉnh
• 3.1.2. Kết quả kiểm định
• 3.2. Biến đổi về lượng mưa
• 3.3. Biến đổi về dòng chảy lũ
• 3.4. Biến đổi về diện tích và độ sâu ngập lụt
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về tác động biến đổi khí hậu đến ngập lụt sông Nhật Lệ

Biến đổi khí hậu đang trở thành một trong những thách thức lớn nhất đối với môi trường và xã hội. Tại Việt Nam, đặc biệt là khu vực miền Trung, tác động của biến đổi khí hậu đến ngập lụt sông Nhật Lệ đang ngày càng rõ rệt. Nghiên cứu này sẽ phân tích các yếu tố chính ảnh hưởng đến tình hình ngập lụt trong khu vực này, từ đó đưa ra những giải pháp ứng phó hiệu quả.

1.1. Biến đổi khí hậu và ngập lụt Mối liên hệ chặt chẽ

Biến đổi khí hậu dẫn đến sự gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan, trong đó có lũ lụt. Sự thay đổi này không chỉ ảnh hưởng đến lượng mưa mà còn tác động đến dòng chảy và mức nước sông Nhật Lệ.

1.2. Tình hình ngập lụt sông Nhật Lệ qua các năm

Ngập lụt sông Nhật Lệ đã diễn ra thường xuyên trong những năm gần đây, gây thiệt hại lớn về người và tài sản. Các số liệu thống kê cho thấy mức độ thiệt hại ngày càng gia tăng, đặc biệt trong các trận lũ lớn.

II. Vấn đề và thách thức trong quản lý ngập lụt sông Nhật Lệ

Quản lý ngập lụt sông Nhật Lệ đang đối mặt với nhiều thách thức, từ việc thiếu hụt cơ sở hạ tầng đến sự gia tăng dân số trong khu vực. Những vấn đề này cần được giải quyết để giảm thiểu tác động của ngập lụt.

2.1. Thiếu hụt cơ sở hạ tầng phòng chống ngập lụt

Hệ thống đê điều và các công trình phòng chống ngập lụt hiện tại chưa đáp ứng đủ yêu cầu, dẫn đến tình trạng ngập lụt nghiêm trọng trong mùa mưa bão.

2.2. Tăng trưởng dân số và áp lực lên tài nguyên

Sự gia tăng dân số trong khu vực đã tạo ra áp lực lớn lên tài nguyên nước và đất đai, làm tăng nguy cơ ngập lụt và thiệt hại do thiên tai.

III. Phương pháp nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu đến ngập lụt

Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp mô hình hóa và phân tích dữ liệu để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến ngập lụt sông Nhật Lệ. Các phương pháp này giúp xác định các yếu tố chính ảnh hưởng đến tình hình ngập lụt.

3.1. Mô hình hóa khí hậu và thủy văn

Sử dụng mô hình khí hậu RegCM để dự đoán các kịch bản khí hậu trong tương lai, từ đó áp dụng vào mô hình thủy văn để tính toán mức độ ngập lụt.

3.2. Phân tích dữ liệu lịch sử và hiện tại

Phân tích dữ liệu lịch sử về lượng mưa, dòng chảy và mức nước sông Nhật Lệ để xác định xu hướng và biến đổi trong quá khứ.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy tác động của biến đổi khí hậu đến ngập lụt sông Nhật Lệ là rất nghiêm trọng. Các số liệu cho thấy sự gia tăng tần suất và cường độ ngập lụt trong tương lai, đòi hỏi các biện pháp ứng phó kịp thời.

4.1. Tăng cường tần suất và cường độ ngập lụt

Dự báo cho thấy tần suất ngập lụt sẽ gia tăng trong những năm tới, đặc biệt là trong các kịch bản khí hậu cực đoan.

4.2. Đề xuất giải pháp ứng phó hiệu quả

Cần xây dựng các giải pháp ứng phó như cải thiện cơ sở hạ tầng, nâng cao nhận thức cộng đồng và phát triển các chính sách quản lý nước hiệu quả.

V. Kết luận và triển vọng tương lai về ngập lụt sông Nhật Lệ

Kết luận cho thấy biến đổi khí hậu đang có tác động mạnh mẽ đến ngập lụt sông Nhật Lệ. Cần có các nghiên cứu tiếp theo để theo dõi và đánh giá tình hình, từ đó đưa ra các giải pháp phù hợp.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu liên tục

Nghiên cứu liên tục về tác động của biến đổi khí hậu là cần thiết để cập nhật thông tin và đưa ra các biện pháp ứng phó kịp thời.

5.2. Hướng đi cho các chính sách quản lý nước

Các chính sách quản lý nước cần được điều chỉnh để phù hợp với tình hình biến đổi khí hậu, nhằm giảm thiểu thiệt hại do ngập lụt.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lũ lụt là một trong những thảm họa thiên nhiên gây thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản trên toàn cầu. Theo thống kê, trong những thập niên cuối thế kỷ 20, lũ lụt đã làm chết khoảng 100.000 người và ảnh hưởng đến 1,4 tỷ người trên thế giới. Tại Việt Nam, đặc biệt là khu vực miền Trung, lũ lụt xảy ra với tần suất cao và gây thiệt hại nặng nề về kinh tế, xã hội và môi trường. Lưu vực sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình, là một trong những khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề bởi lũ lụt do đặc điểm địa hình, khí hậu và sự phát triển kinh tế - xã hội. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là đánh giá tác động của biến đổi khí hậu (BĐKH) đến ngập lụt tại lưu vực sông Nhật Lệ, thông qua việc mô phỏng lượng mưa cực đoan, dòng chảy lũ, diện tích và độ sâu ngập lụt dưới các kịch bản BĐKH mới nhất của IPCC (RCP4.5 và RCP8.5) cho các giai đoạn giữa và cuối thế kỷ 21. Nghiên cứu có phạm vi tập trung tại lưu vực sông Nhật Lệ với diện tích khoảng 2.647 km², sử dụng dữ liệu khí tượng thủy văn từ năm 1961 đến 2012 và số liệu mô hình khí hậu khu vực. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho công tác dự báo, cảnh báo và xây dựng chiến lược ứng phó với ngập lụt trong bối cảnh BĐKH, góp phần giảm thiểu thiệt hại và nâng cao năng lực quản lý tài nguyên nước tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết biến đổi khí hậu và tác động đến thủy văn: Biến đổi khí hậu làm thay đổi các đặc trưng khí hậu như nhiệt độ, lượng mưa, mực nước biển, từ đó ảnh hưởng đến tần suất và cường độ lũ lụt.
• Mô hình khí hậu khu vực (RCM): Sử dụng mô hình RegCM4.2 để hạ quy mô động lực từ mô hình khí hậu toàn cầu, cung cấp dữ liệu lượng mưa với độ phân giải cao phù hợp cho mô hình thủy văn.
• Mô hình thủy văn tập trung (HEC-HMS): Mô phỏng quá trình chuyển đổi lượng mưa thành dòng chảy trên lưu vực, tính toán lưu lượng dòng chảy lũ.
• Mô hình thủy lực một chiều (HEC-RAS): Diễn toán dòng chảy lũ trong sông, tính toán mực nước và độ sâu ngập lụt tại các mặt cắt sông.
• Hệ thống thông tin địa lý (GIS) kết hợp HEC-GeoRAS: Mô phỏng diện tích ngập lụt dựa trên dữ liệu mực nước và mô hình số địa hình (DEM), xây dựng bản đồ ngập lụt trực quan.

Các khái niệm chính bao gồm: lượng mưa cực đoan (Rx3day), lưu lượng dòng chảy đỉnh lũ, diện tích ngập lụt, độ sâu ngập lụt, kịch bản phát thải khí nhà kính (RCP4.5, RCP8.5), và chỉ số hiệu quả mô hình (NSE).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính gồm số liệu quan trắc khí tượng thủy văn giai đoạn 1961-2012 tại các trạm Đồng Hới, Kiến Giang, Lệ Thủy, Cẩm Lý; số liệu mưa dự tính từ mô hình khí hậu khu vực RegCM4.2 cho các kịch bản RCP4.5 và RCP8.5; dữ liệu địa hình DEM độ phân giải 30m và các dữ liệu GIS liên quan đến đặc trưng lưu vực và hệ thống sông.

Phương pháp nghiên cứu gồm các bước:

1. Hạ quy mô mô hình khí hậu: Sử dụng RegCM4.2 để chuyển đổi dữ liệu khí hậu toàn cầu sang quy mô khu vực với độ phân giải 20 km, phục vụ cho mô hình thủy văn.
2. Mô hình thủy văn: Áp dụng HEC-HMS để mô phỏng quá trình mưa-dòng chảy, tính toán lưu lượng dòng chảy lũ trên các phụ lưu của lưu vực.
3. Mô hình thủy lực: Sử dụng HEC-RAS để diễn toán dòng chảy lũ, tính toán mực nước và độ sâu ngập tại các mặt cắt sông.
4. Mô phỏng ngập lụt trong GIS: Kết hợp dữ liệu mực nước từ HEC-RAS với mô hình số địa hình DEM trong HEC-GeoRAS để xây dựng bản đồ diện tích và độ sâu ngập lụt.
5. Phân tích thống kê: Sử dụng phương pháp phân tích tần suất với phân bố giá trị cực trị loại I để xác định lượng mưa cực đoan với các tần suất 1%, 2%, 10%; đánh giá hiệu quả mô hình bằng chỉ số NSE.

Cỡ mẫu dữ liệu khí tượng thủy văn gồm 5 trạm mưa và 3 trạm mực nước, lựa chọn dựa trên tính đại diện và khả năng cung cấp dữ liệu liên tục. Phương pháp chọn mẫu là sử dụng toàn bộ số liệu quan trắc có sẵn trong giai đoạn nghiên cứu. Phân tích được thực hiện trên phần mềm HEC-HMS, HEC-RAS, ArcGIS và các công cụ thống kê chuyên dụng. Timeline nghiên cứu tập trung vào giai đoạn quá khứ (1980-1999) làm thời kỳ chuẩn và giai đoạn tương lai giữa thế kỷ 21 (2046-2065) và cuối thế kỷ 21 (2080-2099).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Biến đổi lượng mưa cực đoan: Lượng mưa 3 ngày cực đại (Rx3day) dự báo tăng trung bình từ 5% đến 12% so với thời kỳ chuẩn, với mức tăng cao nhất ở giai đoạn cuối thế kỷ 21 theo kịch bản RCP8.5. Sự gia tăng này không đồng đều trên toàn lưu vực, tập trung chủ yếu ở vùng thượng lưu và trung lưu.

2. Thay đổi lưu lượng dòng chảy đỉnh lũ: Lưu lượng đỉnh lũ tại cửa sông Nhật Lệ dự kiến tăng từ 8% đến 20% tùy theo kịch bản và giai đoạn, với tần suất 1% (tương đương lũ 100 năm). Lưu lượng đỉnh lũ tại các phụ lưu cũng có xu hướng tăng tương tự, làm gia tăng nguy cơ ngập lụt.

3. Diện tích và độ sâu ngập lụt: Diện tích ngập lụt dự báo tăng khoảng 10-25% ở giai đoạn giữa thế kỷ 21 và 20-40% ở cuối thế kỷ 21, đặc biệt ở vùng hạ lưu và đồng bằng ven biển. Độ sâu ngập lụt cũng tăng trung bình từ 0,3 đến 0,7 m, làm tăng nguy cơ thiệt hại về nhà cửa và sản xuất nông nghiệp.

4. Hiệu quả mô hình: Chỉ số NSE trong hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy văn đạt giá trị từ 0,75 đến 0,85, cho thấy mô hình có khả năng mô phỏng dòng chảy lũ tương đối chính xác. Diện tích ngập mô phỏng tương đồng với dữ liệu điều tra thực tế trong trận lũ năm 1999 với sai số dưới 15%.

Thảo luận kết quả

Sự gia tăng lượng mưa cực đoan và lưu lượng đỉnh lũ phù hợp với xu hướng toàn cầu và khu vực được ghi nhận trong các báo cáo IPCC và các nghiên cứu trước đây. Việc tăng diện tích và độ sâu ngập lụt phản ánh tác động trực tiếp của BĐKH đến hệ thống thủy văn lưu vực sông Nhật Lệ, đặc biệt là do sự kết hợp giữa lượng mưa lớn và mực nước biển dâng. Kết quả mô hình cho thấy tầm quan trọng của việc sử dụng mô hình khí hậu khu vực có độ phân giải cao kết hợp với mô hình thủy văn-thủy lực để đánh giá chi tiết các đặc trưng ngập lụt. So sánh với các nghiên cứu tại các lưu vực sông miền Trung khác, kết quả tương đồng về xu hướng gia tăng lũ lụt nhưng có sự khác biệt về mức độ do đặc điểm địa hình và sử dụng đất khác nhau. Biểu đồ so sánh lượng mưa cực đoan, lưu lượng đỉnh lũ và diện tích ngập lụt giữa các giai đoạn và kịch bản có thể minh họa rõ ràng sự biến đổi theo thời gian và không gian, hỗ trợ cho việc ra quyết định quản lý rủi ro.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường hệ thống quan trắc khí tượng thủy văn: Nâng cấp và mở rộng mạng lưới trạm đo mưa, mực nước để cải thiện chất lượng dữ liệu đầu vào cho mô hình, nâng cao độ chính xác dự báo ngập lụt. Thời gian thực hiện: 1-3 năm; Chủ thể: Sở Tài nguyên và Môi trường, Viện Khí tượng Thủy văn.

2. Xây dựng và cập nhật bản đồ ngập lụt chi tiết: Sử dụng kết quả mô hình để xây dựng bản đồ ngập lụt theo các kịch bản BĐKH, phục vụ công tác quy hoạch sử dụng đất và phòng chống thiên tai. Thời gian thực hiện: 2 năm; Chủ thể: UBND tỉnh Quảng Bình, các cơ quan quản lý địa phương.

3. Phát triển hệ thống cảnh báo sớm ngập lụt: Áp dụng công nghệ GIS và mô hình thủy văn-thủy lực để thiết lập hệ thống cảnh báo sớm, giúp giảm thiểu thiệt hại cho người dân và tài sản. Thời gian thực hiện: 1-2 năm; Chủ thể: Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai và Tìm kiếm cứu nạn tỉnh.

4. Tăng cường công tác tuyên truyền và nâng cao nhận thức cộng đồng: Đào tạo, phổ biến kiến thức về tác động của BĐKH và cách ứng phó với ngập lụt cho người dân, đặc biệt tại các vùng dễ bị tổn thương. Thời gian thực hiện: liên tục; Chủ thể: các tổ chức xã hội, trường học, chính quyền địa phương.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà hoạch định chính sách và quản lý thiên tai: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng các chiến lược, quy hoạch phát triển bền vững và chính sách ứng phó với biến đổi khí hậu và ngập lụt.

2. Các nhà nghiên cứu và học giả trong lĩnh vực biến đổi khí hậu và thủy văn: Tham khảo phương pháp luận kết hợp mô hình khí hậu khu vực với mô hình thủy văn-thủy lực, cũng như các kết quả phân tích chi tiết về tác động BĐKH.

3. Cơ quan quản lý tài nguyên nước và môi trường: Áp dụng các bản đồ ngập lụt và dữ liệu mô hình để quản lý nguồn nước, quy hoạch sử dụng đất và bảo vệ môi trường lưu vực sông.

4. Cộng đồng dân cư và tổ chức phi chính phủ: Nâng cao nhận thức về rủi ro ngập lụt, tham gia vào các hoạt động phòng chống thiên tai và thích ứng với biến đổi khí hậu.

Câu hỏi thường gặp

1. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng như thế nào đến ngập lụt tại lưu vực sông Nhật Lệ?
   Biến đổi khí hậu làm tăng lượng mưa cực đoan và lưu lượng đỉnh lũ, dẫn đến diện tích và độ sâu ngập lụt gia tăng, đặc biệt trong các kịch bản phát thải cao như RCP8.5. Ví dụ, diện tích ngập có thể tăng đến 40% vào cuối thế kỷ 21.

2. Phương pháp mô hình nào được sử dụng để đánh giá tác động của BĐKH?
   Nghiên cứu sử dụng mô hình khí hậu khu vực RegCM4.2 để dự báo lượng mưa, kết hợp mô hình thủy văn HEC-HMS và mô hình thủy lực HEC-RAS để mô phỏng dòng chảy và ngập lụt, cùng với GIS để xây dựng bản đồ ngập.

3. Dữ liệu quan trắc có đủ để mô hình hóa chính xác không?
   Mặc dù số lượng trạm quan trắc còn hạn chế và phân bố không đều, việc sử dụng phương pháp Thiesen giúp tính toán lượng mưa trung bình lưu vực chính xác hơn. Chỉ số NSE từ 0,75 đến 0,85 cho thấy mô hình có độ tin cậy cao.

4. Kịch bản khí hậu nào được áp dụng trong nghiên cứu?
   Nghiên cứu áp dụng hai kịch bản phát thải khí nhà kính mới nhất của IPCC là RCP4.5 (phát thải trung bình) và RCP8.5 (phát thải cao) cho các giai đoạn giữa và cuối thế kỷ 21.

5. Làm thế nào để kết quả nghiên cứu hỗ trợ công tác phòng chống ngập lụt?
   Kết quả cung cấp bản đồ ngập lụt chi tiết theo các kịch bản BĐKH, giúp các cơ quan quản lý xác định vùng nguy cơ cao, lập kế hoạch sử dụng đất hợp lý, thiết kế công trình phòng chống và xây dựng hệ thống cảnh báo sớm hiệu quả.

Kết luận

• Biến đổi khí hậu làm gia tăng lượng mưa cực đoan, lưu lượng đỉnh lũ, diện tích và độ sâu ngập lụt tại lưu vực sông Nhật Lệ.
• Mô hình khí hậu khu vực kết hợp mô hình thủy văn-thủy lực và GIS là công cụ hiệu quả để đánh giá tác động BĐKH đến ngập lụt.
• Kết quả mô hình được kiểm nghiệm với dữ liệu quan trắc và điều tra thực tế, đảm bảo độ tin cậy cao.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quy hoạch, dự báo và ứng phó với ngập lụt trong bối cảnh biến đổi khí hậu.
• Các bước tiếp theo cần tập trung vào nâng cấp hệ thống quan trắc, xây dựng bản đồ ngập lụt chi tiết và phát triển hệ thống cảnh báo sớm nhằm giảm thiểu thiệt hại do ngập lụt gây ra.

Hành động ngay hôm nay để ứng phó hiệu quả với biến đổi khí hậu và bảo vệ cộng đồng trước nguy cơ ngập lụt ngày càng gia tăng!

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Trong chương này sẽ trình bày khái quát một số vấn đề liên quan đến bài toán đánh giá tác động của BĐKH, các cách tiếp cận trong đánh giá tác động của BĐKH. Và đặc biệt, tập trung cho bài toán đánh giá tác động đến ngập lụt các lưu vực sông. Tiếp theo, các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước đã thực hiện dựa trên cách tiếp cận thống kê và mô hình hóa sẽ được tổng quan.

Vấn đề đánh giá tác động của biến đổi khí hậu Theo IPCC (2013) [38] nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng lên 0.06] oC trong giai đoạn (1880 – 2012). Tốc độ gia tăng mực nước biển từ giữa thế kỷ 19 đã lớn hơn tốc độ gia tăng trung bình trong suốt hai thiên niên kỷ trước. Tính trong giai đoạn (1901- 2010), mực nước biển trung bình toàn cầu đã dâng lên 0. Sự ấm lên toàn cầu đã gây nên những thay đổi nhiều hơn trong hệ thống khí hậu, biểu hiện rõ nhất qua sự gia tăng nhiệt độ, biến động lượng mưa và nước biển dâng.

BĐKH cũng được cho là nguyên nhân gây nên sự gia tăng của tần suất, cường độ, tính biến động và tính cực đoan của các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như bão, lốc, lũ lụt, hạn hán…Theo thống kê từ năm 1980 đến 2010 cho thấy rằng các thảm họa liên quan đến khí tượng thủy văn đang có xu thế tăng lên rõ rệt (Hình 1. Số lượng Sự kiện Sự kiện Sự kiện Sự kiện địa chất khí tượng thủy văn khí hậu Hình 1. Các thảm họa tự nhiên trên thế giới, 1980-2010 (Nguồn: www.com) BĐKH đang có những tác động mạnh mẽ đến hệ thống tự nhiên, kinh tế - xã hội và môi trường nhiều vùng trên Trái đất. Thế giới đang phải đối mặt với nhiều hơn -5- TIEU LUAN MOI download : [e-mail] thiên tai do BĐKH gây ra như: sự xuất hiện càng nhiều của các trận xoáy lốc nhiệt đới tại vùng Tây Thái Bình Dương; sự gia tăng của tần suất lũ lụt, hạn hán; dịch bệnh bùng phát nhiều nơi trên thế giới; tính đa dạng sinh học bị suy giảm; an ninh lương thực và an ninh nguồn nước bị đe dọa.

Khu vực Đông Nam Á, đặc biệt là Việt Nam, sẽ là khu vực có nguy cơ chịu tác động nhiều nhất từ BĐKH [37]. Do đó, không lấy gì làm lạ khi Việt Nam luôn được xếp là nước phải hứng chịu thiên tai vào loại nhiều nhất thế giới. Do vị trí địa lý và đặc trưng địa hình mà các dạng thiên tai gần như có ở khắp Việt Nam (Hình 1.2), thêm vào đó đây cũng là nơi có khả năng thích ứng thấp dẫn đến tăng tính dễ bị tổn thương trước BĐKH. Do đó, cần thiết phải thực hiện đánh giá tác động của BĐKH khí hậu đến hệ thống tự nhiên, kinh tế - xã hội cho các đối tượng, lĩnh vực và vùng miền khác nhau.

Theo IPCC (1994) [35], các lý do khác nhau cần phải thực hiện đánh giá tác động của BĐKH gồm: Thứ nhất, cần phải ước lượng (evaluate) được khí hậu ảnh hưởng thế nào đến hoạt động của con người và hệ thống tự nhiên tính đến tính không chắc chắn xung quanh các ảnh hưởng đó. Các ảnh hưởng có thể là về mặt vật lý, sinh học, kinh tế, xã hội hay kết hợp giữa các mặt đó. Phân bố các dạng thiên tai chính ở Việt hai, nó hỗ trợ cho việc đánh giá tính Nam (nguồn: Natural Disaster Mitigation Partnership) nhạy cảm, tính tổn thương…Thứ ba, nó có thể xác định hay ước lượng những phương án lựa chọn cho thích ứng với các ảnh hưởng của BĐKH. Thứ tư, nó có thể giúp lượng giá những tác động và giải pháp thích ứng giảm nhẹ.

Từ đó, so sánh chi phí để có thể giúp thực thi một cách cân bằng các chính sách ứng phó. Thứ năm, nó có thể xác đinh các giới hạn tác động hay phương án thích ứng. Thứ sáu, nó có thế hỗ trợ cho việc chỉ ra các lỗ hổng về mặt khoa học trong nghiên cứu khí hậu. Cuối cùng, đánh giá tác động có thể cảnh báo nhận -6- TIEU LUAN MOI download : [e-mail] thức xã hội cho các vấn đề của mối quan tâm (ví dụ như, giáo dục về sự cần thiết của việc cải thiện sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên) và hình thành cơ sở cho quyết định chính sách.

Đã có nhiều công trình thực hiện đánh giá tác động của BĐKH. Các công trình nghiên cứu đã đánh giá được một cách khá đầy đủ về tác động của BĐKH đến các lĩnh vực (như: nguồn nước, hệ sinh thái, lương thực và rừng, hệ thống ven biển, công nghiệp, và sức khỏe con người) và các vùng miền (gồm: Châu Phi, Châu Á, Câu Úc và New Zealand, Châu Âu, Châu Mỹ La tinh, Nam Mỹ, các vùng cực và các đảo nhỏ). Các kết quả có thể tìm thấy trong các bản báo cáo thuộc nhóm II của IPCC. Tuy nhiên, các đánh giá này là ở quy mô không gian lớn nên các kết quả đánh giá thường bị lu mờ tính địa phương.

Do đó, đối với mỗi lĩnh vực, mỗi khu vực cụ thể cần có các đánh giá chi tiết để có thể phản ánh chính xác hơn các ảnh hưởng của BĐKH cũng như đưa ra những chiến lược thích ứng phù hợp hơn. BĐKH tác động mạnh mẽ và gây ảnh hưởng hầu hết các ngành, các lĩnh vực và các vùng miền. Trong đó, tài nguyên nước là lĩnh vực chịu tác động nghiêm trọng nhất của BĐKH [22]. Một trong các biểu hiện rõ nhất của ảnh hưởng BĐKH đến tài nguyên nước là sự bất thường của các hiện tượng lũ lụt và hạn hán.

Trong phần dưới đây sẽ tập trung tổng quan các công trình nghiên cứu liên quan đến bài toán tác động của BĐKH đến lũ lụt. Vấn đề đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lũ lụt BĐKH được cho là ảnh hưởng đến ngập lụt thông qua một loạt cơ chế gồm: những biến đổi về lượng mưa, nhiệt độ, mực nước biển và các thay đổi lòng sông [48]. Trong đó, ảnh hưởng chủ yếu của BĐKH đến lũ lụt thường đến từ việc gia tăng lượng mưa cực đoan. Kundzewicz và cs (2010) [42] dự tính cho tương lai dựa Hình 1.

Biến đổi tần suất lũ lụt toàn cầu [37] trên các mô hình khí hậu chỉ ra rằng rủi ro ngập lụt gia tăng trên nhiều vùng miền trên phạm vi toàn cầu. Tính trên các vùng rộng lớn thì lũ với tần suất 100 năm trong chu kỳ xuất hiện được dự tính là trở nên thường xuyên hơn trong tương lai. Mặc dù thực tế tính không chắc chắn của việc dựa trên mô -7- TIEU LUAN MOI download : [e-mail] hình dự tính là cần cân nhắc và khó để định lượng hóa. IPCC (2014) [37] cũng chỉ ra trong bản báo cáo thứ năm rằng tai biến lũ lụt gia tăng trên hơn nửa phần thế giới, tuy nhiên sự gia tăng là không đồng nhất mà biến động lớn giữa các quy mô lưu vực khác nhau.

Đối với Việt Nam, theo kịch bản BĐKH của Bộ TN&MT năm 2012 [3], với kịch bản phát thải trung bình, tính đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm tăng trên hầu hết khắp lãnh thổ, mức tăng phổ biến từ 2 đến 7%. Xu thế chung là lượng mưa mùa khô giảm và lượng mưa mùa mưa tăng [3]. Do lượng mưa sẽ tập trung hơn vào các tháng mùa mưa, dẫn đến sự gia tăng tần suất, độ lớn và thời gian ngập lụt. Ngoài ra, mức độ ngập lụt còn trở nên nghiêm trọng hơn, ở vùng đồng bằng ven biển khi có sự kết hợp ngập lụt do lượng mưa đổ trên lưu vực với mực nước biển dâng (được dự tính sẽ tăng khoảng 57-73cm [3], theo kịch bản phát thải trung bình).

Tuy nhiên, mối quan hệ giữa sự gia tăng lượng mưa và mức độ ngập lụt phụ thuộc vào nhiều nhân tố và không tuyến tính. Ví dụ, lượng mưa dự tính là tăng 7% ở trên không có nghĩa sẽ dẫn đến làm gia tăng 7% lưu lượng đỉnh lũ, nó cũng không có nghĩa sẽ dẫn tới tăng 7% độ sâu và diện tích ngập lụt. Trong rất nhiều trường hợp, sự gia tăng dòng chảy và mức độ ngập lụt sẽ cần được đánh giá cẩn thận dựa trên những hiểu biết về mối quan hệ giữa sự ấm lên toàn cầu và quá trình lượng mưa – dòng chảy – ngập lụt. Những năm gần đây, đã có nhiều nhà khoa học nghiên cứu tác động của BĐKH đến tài nguyên nước nói chung và lũ lụt nói riêng.

Các công trình nghiên cứu tập trung giải quyết một phần hay cả chuỗi mối quan hệ trên dựa trên hai cách tiếp cận chính là: cách tiếp cận thống kê với việc sử dụng các công cụ thống kê thực hiện phân tích sự biến đổi trong thời gian dài của số liệu thủy văn và khí tượng quan trắc để đánh giá tác động biến đổi khí hậu; và cách tiếp cận mô hình hóa dựa trên các mô hình khí hậu, thủy văn và thủy lực. Hướng tiếp cận thống kê: Jean-Luc Probst và Yves Tardy (1987, 1989) [53, 54] đã xem xét những dao động chu kỳ dài của dòng chảy lục địa toàn cầu từ 50 con sông lớn phân bố khắp nơi trên thế giới. Với chuỗi số liệu các yếu tố nhiệt độ, lượng mưa, dòng chảy, bốc hơi và độ ẩm của 50 lưu vực sông giai đoạn (1900-1980), bằng cách sử dụng các các phương pháp thống kê các tác giả đã xây dựng được phương -8- TIEU LUAN MOI download : [e-mail] trình quan hệ giữa các yếu tố này cho mỗi khu vực. Dựa trên hàm phụ thuộc của dòng chảy theo thời gian các tác giả đã phân tích sự biến đổi của dòng chảy cho mỗi khu vực.

Đối với quy mô toàn cầu, các tác giả chỉ ra rằng dòng chảy toàn cầu đã dao động và có xu hướng tăng với mức độ tăng trung bình khoảng 3% trong giai đoạn (1910- 1975), các tác giả cũng nhận thấy khí hậu dường như nóng hơn và ẩm hơn từ đầu thế kỷ này. Tuy nhiên, do sử dụng các phương pháp thống kê dựa trên bộ số liệu có độ phân giải thời gian thô (số liệu hằng năm) cho giai đoạn quá khứ nên các kết quả chỉ có thể phản ánh sự biến đổi hay mối quan hệ trong quá khứ mà chưa thể đưa ra được sự biến đổi trong tương lai. Các nghiên cứu này cũng chưa thể đánh giá được những biến đổi đối với dòng chảy lũ. Sau công trình của Jean-Luc Probst và Yves Tardy (1987, 1989) [53, 54] có không nhiều công trình tiếp tục hướng tiếp cận này.

Dettinger và Henry F. Diaz [47] sử dụng số liệu dòng chảy tháng từ 1324 trạm quan trắc trên toàn thế giới để xem xét sự biến đổi của dòng chảy quy mô toàn cầu.