Tài liệu đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế đến cân bằng nước của hồ chứa namtien, tỉnh sayaboury

LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu, đến nay luận văn thạc sĩ với đề tài: “Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu (BĐKH) và phát triển kinh tế đến cân bằng nước của hồ chứa NamTien, tỉnh Sayaboury” đã được hoàn thành tại Trường đại học Thủy lợi Hà Nội với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ, chỉ bảo, hướng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo, của các đồng nghiệp và bạn bè. Đặc biệt là sự động viên khuyến khích của gia đình. Xin chân thành cảm ơn: Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa và các thầy cô giáo trong Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước. Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Trường đại học Thủy lợi đã truyền đạt kiến thức, phương pháp nghiên cứu trong quá trình học tập, công tác. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS. Lê Văn Chín người hướng dẫn khoa học đã trực tiếp, tận tình hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn này. Cuối cùng, tác giả xin cảm ơn sâu sắc tới những người thân trong gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã tin tưởng động viên và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Đây là lần đầu tiên nghiên cứu khoa học, với thời gian và kiến thức có hạn. Luận văn chắc chắn không thể tránh khỏi những khiếm khuyết, tác giả rất mong nhận được sự thông cảm, góp ý chân tình của các Thầy, Cô và đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn ! Hà nội, ngày 26 tháng 12 năm 2013 Tác giả Vinvilay SAYAPHONE BẢN CAM KẾT Tên tác giả: Vinvilay SAYAPHONE Học viên cao học : 20Q12 Người hướng dẫn khoa học: TS. Lê Văn Chín Tên đề tài luận văn: “Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu (BĐKH) và phát triển kinh tế đến cân bằng nước của hồ chứa NamTien, tỉnh Sayaboury” . Tác giả xin cam đoan đề tài luận văn được làm dựa trên số liệu, tư liệu thu thập được từ nguồn thực tế do chính tác giả thu thập để tính toán ra các kết quả, từ đó đưa ra các phân tích và đề xuất giải pháp. Tác giả không sao chép bất kỳ một luận văn hoặc một đề tài nghiên cứu nào trước đó. Hà nội, ngày 26 tháng 12 năm 2013 Tác giả Vinvilay SAYAPHONE  Luận văn thạc sĩ i MỤC LỤC MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................................3 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................3 1.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ..........................................................3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .......................................................................................4 1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu .............................................................................4 1.1.1. Tình hình biến đổi khí hậu trên thế giới ...................................................6 1.1.2. Tình hình biến đổi khí hậu tại Lào ...........................................................8 1.1.3. Xu thế biến đổi khí hậu ở Lào ................................................................10 1.1.4. Tác động tiềm tàng của biến đổi khí hậu ở Lào .....................................10 1.2. Các nghiên cứu về cân bằng nước có xét đến ảnh hưởng của bến đổi khí hậu .13 1.2.1. Các nghiên cứu tại Lào ..........................................................................13 1.2.2. Các nghiên cứu trên thế giới ..................................................................13 1.3. Các kịch bản BĐKH ở Lào ................................................................................15 CHƯƠNG 2 ..............................................................................................................17 HIỆN TRẠNG CẤP NƯỚC CỦA HỒ CHỨA NAMTIEN .....................................17 2.1. Điều kiện tự nhiên – khí tượng thủy văn, nguồn nước vùng nghiên cứu ..........17 2.1.1. Vị trí địa lý ..............................................................................................17 2.1.2. Đặc điểm địa hình ..................................................................................18 2.1.3. Các yếu tố khí tượng thủy văn ................................................................18 2.1.4. Tình hình dân sinh - kinh tế ....................................................................22 2.2. Hiện trạng hệ thống công trình thủy lợi NamTien, tỉnh Sayaboury ..................23 2.2.1. Vị trí công trình ......................................................................................23 2.2.2. Tóm tắt các đặc trưng thiết kế ................................................................24 2.2.3. Nhiệm vụ công trình ...............................................................................25 2.3. Tính toán các yếu tố khí tượng thủy văn............................................................25 2.3.1. Mô hình mưa giai đoạn nền 1985 -2000 ................................................26 2.3.2. Mô hình mưa thời kỳ hiện tại .................................................................28 Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ ii 2.4. Tính toán nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước trong hệ thống ở thời kỳ hiện tại .......................................................................................................................29 2.4.1. Tính toán nhu cầu nước cho các loại cây trồng .....................................29 2.5. Tính toán sơ bộ cân bằng nước của hồ chứa NamTien trong điều kiện hiện tại48 2.6. Đánh giá khả năng cấp nước của hồ chứa NamTien..........................................49 CHƯƠNG 3 ..............................................................................................................50 ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN KHẢ NĂNG CẤP NƯỚC CỦA HỒ CHỨA NAMTIEN .......................................................................50 3.1. Tính toán nhu cầu nước theo các kịch bản BĐKH của bộ tài nguyên môi trường Lào.............................................................................................................................50 3.1.1. Lựa chọn kịch bản BĐKH ......................................................................50 3.1.2. Tính toán yêu cầu dùng nước của toàn hệ thống trong tương lai ..........53 3.1.3. Tổng hợp nhu cầu dùng nước toàn hệ thống trong tương lai ................55 3.1.4. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến ngành nông nghiệp khu vực hồ NamTien ....................................................................................................................56 3.1.5. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và sự phát triển kinh tế - xã hội đến nhu cầu nước trong tương lai...........................................................................................58 3.2. Tính toán nguồn nước đến .................................................................................59 3.2.1. Mục đích, ý nghĩa tính toán ....................................................................59 3.2.2. Các hạng mục tính toán..........................................................................59 3.2.3. Tính toán xác định mô hình phân phối dòng chảy năm thiết kế ............59 3.2.4. Phân phối dòng chảy năm thiết kế .........................................................65 3.2.5. Tính toán lượng bốc hơi thiết kế ............................................................69 3.2.6. Xác định dung tích chết của hồ chứa .....................................................72 3.2.7. Xác định dung tích hiệu dụng với yêu cầu cấp nước cố định ................77 3.3. Tính toán cân bằng nước theo các kịch bản BĐKH...........................................86 3.3.1.Tính toán cân bằng nước thời kỳ 2030 ....................................................86 3.3.2. Tính toán cân bằng nước thời kỳ 2050 ...................................................88 3.3.3. So sánh sự tăng, giảm dung tích hiệu dụng tại các thời kỳ hiện tại, 2030, 2050 so với thời kỳ nền..............................................................................................89 Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ iii 3.4.Đánh giá ảnh hưởng của BDKH đến khả năng cấp nước của hồ NamTien .......90 3.5. Đề xuất các giải pháp công trình phù ứng phó với ảnh hưởng của BĐKH .......90 3.6. Đề xuất giải pháp phi công trình hợp lý ứng phó với ảnh hưởng của BĐKH ...91 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ........................................................................................93 I. Kết luận ..................................................................................................................93 II. Kiến nghị ..............................................................................................................94 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................95 Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Mức thay đổi kịch bản về nhiệt độ và lượng mưa theo kịch bản B2 ........16 Bảng 1.2. Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (oC) ....................................................16 Bảng 1.3.Mức thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1985-2000 ở ở tỉnh Sayabouly của Lào theo các kịch bản phát thải trung bình B2)..................................................16 Bảng 2.1: Nhiệt độ trung bình tháng và năm của trạm Sayaboury ...........................19 Bảng 2.2. Bốc hơi trung bình tháng nhiều năm trạm khí tượng Sayaboury .............19 Bảng 2.3. Độ ẩm không khí trung bình tháng nhiều năm Sayaboury .......................20 Bảng 2.4. Số giờ nắng trung bình tháng nhiều năm trạm Sayaboury .......................21 Bảng 2.5. Tốc độ gió bình quân tháng nhiều năm – trạm Sayaboury .......................21 Bảng 2.6. Các thông số thiết kế hồ chứa nước ..........................................................24 Bảng 2.7. Các thông số hiện trạng của đập ...............................................................24 Bảng 2.8. Các thông số của cống lấy nước ...............................................................25 Bảng 2.9. Kết quả tính toán các thông số thống kê X , Cv,Cs ...................................26 Bảng 2.10. Bảng thống kê chọn mô hình mưa đại diện ứng với từng thời vụ ..........27 Bảng 2.11a: Mô hình mưa vụ chiêm ứng với tần suất thiết kế P=85% thời kỳ nền 1985 -2000 ................................................................................................................28 Bảng 2.12a. Mô hình mưa vụ mùa ứng với tần suất thiết kế P=85% .......................28 Bảng 2.13a. Bảng tổng hợp mưa theo tháng thiết kế thời kỳ nền (1985 –2000) ứng với tần suất P=85% ...................................................................................................28 Bảng 2.11b: Mô hình mưa vụ chiêm ứng với tần suất thiết kế P=85% thời kỳ hiện tại ...............................................................................................................................29 Bảng 2.12b. Mô hình mưa vụ mùa ứng với tần suất thiết kế P=85% thời kỳ hiện tại ...................................................................................................................................29 Bảng 2.13b. Bảng tổng hợp mưa theo tháng thiết kế ứng với tần suất P=85% thời kỳ hiện tại ..................................................................................................................29 Bảng 2.14. Thời vụ cây trồng....................................................................................37 Bảng 2.15. Diện tích phục vụ của Hồ .......................................................................37 Bảng 2.16. Độ ẩm đất canh tác .................................................................................38 Bảng 2.17. Thời kỳ sinh trưởng và hệ số cây trồng của lúa......................................38 Bảng 2.18. Thời kỳ và hệ số cây trồng của cây trồng cạn ........................................38 Bảng 2.19. Chiều sâu bộ rễ của cây trồng cạn ..........................................................39 Bảng 2.20. Chỉ tiêu cơ lý của đất ..............................................................................39 Bảng 2.21. Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ chiêm.....................................................44 Bảng 2.22. Mức tưới cho lúa mùa (m3/ha) ................................................................44 Bảng 2.23. Mức tưới cho Ngô (m3/ha)......................................................................44 Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ v Bảng 2.24. Mức tưới cho Lạc (m3/ha).......................................................................44 Bảng 2.25. Tổng mức tưới cho cây trồng tại thời kỳ hiện tại ...................................44 Bảng 2.26. Tổng mức tưới cho cây trồng tại thời kỳ hiện tại ..................................45 Bảng 2.27. Bảng kết quả yêu cầu nước cho sinh hoạt ( 103m3) ................................46 Bảng 2.28. Bảng kết quả yêu cầu nước cho ngành du lịch ......................................46 Bảng 2.29. Bảng kết quả tổng hợp yêu cầu dùng nước tại mặt ruộng của hệ thống.47 Bảng 2.30. Bảng kết quả tổng hợp yêu cầu dùng nước tại công trình đầu mối của toàn hệ thống .............................................................................................................47 Bảng 2.31. Cân bằng nước sơ bộ khi chưa kể đến tổn thất .......................................48 Bảng 3.1: Mức tăng nhiệt độ trung bình (°C) so với thời kỳ 1985-2000 ở các vùng khí hậu của Lào theo các kịch bản phát thải trung bình B2 ......................................51 Bảng 3.2: Nhiệt độ ở Hồ Namtien các năm trong tương lai theo kịch bản phát thải trung bình (°C) ..........................................................................................................51 Bảng 3.3: Mức thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1985-2000 ở các vùng khí hậu của Lào theo các kịch bản phát thải trung bình (B2) .........................................52 Bảng 3.4 : Lượng mưa trong tương lai theo kịch bản phát thải trung bình (B2) ......52 Bảng 3.5: Tổng mức tưới cho cây trồng cho năm 2030............................................53 Bảng 3.6: Tổng mức tưới cho cây trồng năm 2050 ..................................................53 Bảng 3.7: Bảng kết quả yêu cầu nước cho sinh hoạt thời kỳ 2030( 103 m3) ............54 Bảng 3.8: Bảng kết quả yêu cầu nước cho ngành du lịch thời kỳ 2030( 103 m3) ....54 Bảng 3.9: Bảng kết quả yêu cầu nước cho sinh hoạt thời kỳ 2050( 103 m3) ............55 Bảng 3.10: Bảng kết quả yêu cầu nước cho ngành du lịch thời kỳ 2050( 103 m3) ..55 Bảng 3.11: Bảng kết quả tổng hợp yêu cầu dùng nước toàn hệ thống thời kỳ 2030 55 Bảng 3.12: Kết quả tổng hợp yêu cầu dùng nước toàn hệ thống thời kỳ 2050 .........56 Bảng 3.13: Mức tăng nhu cầu nước các loại cây trồng trong tương lai so với thời kỳ nền ...................................................................................................................................57 Bảng 3.14: Mức tăng nhu cầu nước của các ngành trong tương lai so với thời kỳ nền58 Bảng 3.15.Tổng hợp các thông số dòng chảy năm lưu vực hồ chứa nước NamTien ...................................................................................................................................65 Bảng 3.16: Phân phối dòng chảy đến hồ Nam Tiến thời kỳ hiện tại .......................68 Bảng 3.17. Phân phối bốc hơi mặt nước hồ chứa nước NamTien ............................71 Bảng 3.18: Bảng phân phối bốc hơi phụ thêm theo tháng khi có hồ chứa ...............72 Bảng 3.19. Quá trình lưu lượng yêu cầu của hệ thống theo tháng ............................79 Bảng 3.20. Quan hệ giữa cao trình và dung tích hồ, diện tích hồ .............................79 Bảng 3.21. Xác định dung tích hiệu dụng Vhd khi chưa tính tổn thất .......................80 Bảng 3.22. Xác định tổn thất do thấm và bốc hơi .....................................................82 Bảng 3.23. Xác định dung tích hiệu dụng Vhd khi tính đến tổn thất .........................84 Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ vi Bảng 3.24. Xác định tổn thất do thấm và bốc hơi (lần 2) .........................................85 Bảng 3.25. Xác định dung tích hiệu dụng Vhd khi tính đến tổn thất (lần 2) .............86 Bảng 3.26. Phân phối dòng chảy năm thiết kế thời kỳ 2030 ....................................87 Bảng 3.27. Quá trình lưu lượng yêu cầu của hệ thống theo tháng ............................87 Bảng 3.28 .Xác định dung tích hiệu dụng Vhd khi tính đến tổn thất thời kỳ 2030 dưới tác động của BĐKH và phát triển kinh tế xã hội ..............................................87 Bảng 3.29. Phân phối dòng chảy năm thiết kế thời kỳ 2050 ....................................88 Bảng 3.30. Quá trình lưu lượng yêu cầu của hệ thống theo tháng ............................88 Bảng 3.31. Xác định dung tích hiệu dụng Vhd khi tính đến tổn thất thời kỳ 2050 dưới tác động của BĐKH và phát triển kinh tế xã hội ..............................................88 Bảng 3.32. Bảng so sánh dung tích hiệu dụng của hồ Namtien thời kỳ hiện tại, thời kỳ 2030 và 2050 so với thời kỳ nền dưới tác động của biến đổi khí hậu .................89 Bảng 3.33. Bảng so sánh dung tích hiệu dụng của hồ Namtien thời kỳ hiện tại, thời kỳ 2030 và 2050 so với thời kỳ nền dưới tác động của biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế xã hội .............................................................................................................89 Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Môi trường trước đây ..................................................................................4 Hình 1.2. Môi trường hiện tại .....................................................................................4 Hình 2.1. Vị trí tỉnh Sayaboury, Laos .......................................................................17 Hình 2.2. Diễn biến nhiệt độ trung bình tháng theo các huyện (1985 -2005) ..........20 Hình 2.3. Diễn biến tổng lượng mưa tháng theo các huyện (1985 -2005) ...............21 Hình 2.4. Vị trí hồ NamTien, tỉnh Sayaboury ...........................................................23 Hình 2.5. Bảng nhập dữ liệu về khí hậu climate và tính lượng bốc thoát hơi nước chuẩn ET0 .................................................................................................................41 Hình 2.6. Bảng nhập dữ liệu về mưa (Rainfall) ........................................................42 Hình 2.7. Bảng nhập dữ liệu về cây lúa chiêm ........................................................42 Hình 2.8. Bảng dữ liệu về đất theo số liệu của FAO ...............................................43 Hình 2.9. Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ chiêm thời kỳ hiện tại .........................43 Hình 3.1: Đồ thị thể hiện sự thay đổi nhu cầu nước của các loại cây trồng qua các thời kỳ tính toán ........................................................................................................57 Hình 3.2: Mô hình phân phối dòng chảy năm thiết kế..............................................68 Hình 3.3. Các mực nước đặc trưng và thành phần dung tích hồ chứa ......................72 Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý điều tiết năm một lần, phương án trữ sớm .....................77 Hình 3.5: Biểu đồ đường quan hệ W~ Z ~ F ............................................................80 Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ 1 MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại trong thế kỷ 21. Hiện nay trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về BĐKH tác động đến các lĩnh vực và đời sống của con người. Kết quả của những nghiên cứu đã chỉ ra rằng BĐKH sẽ tác động nghiêm trọng tới sản xuất, đời sống và môi trường trên phạm vi toàn cầu, đặc biệt là lĩnh vực nông nghiệp sẽ dễ bị tổn thương nhất. Ở Lào, trong khoảng 50 - 60 năm qua, diễn biến của khí hậu theo chiều hướng cực đoan. Cụ thể, lượng mưa tăng mạnh vào mùa lũ và giảm vào mùa kiệt cùng với nhiệt độ trung bình đã tăng khoảng 0,5-0,80C. Hiện tượng El-Nino, La-Nina càng tác động mạnh mẽ đến Lào. BĐKH thực sự đã làm cho các thiên tai, đặc biệt là bão, lũ, hạn hán ngày càng ác liệt. Theo tính toán, nhiệt độ trung bình ở Lào có thể tăng lên 30C vào năm 2100. Hậu quả của BĐKH đối với Lào là rất nghiêm trọng và là một nguy cơ hiện hữu cho mục tiêu xóa đói - giảm nghèo, cho việc thực hiện các mục tiêu thiên niên kỷ và sự phát triển bền vững của đất nước. Các lĩnh vực, ngành, địa phương dễ bị tổn thương và chịu tác động mạnh mẽ nhất của BĐKH là tài nguyên nước, nông nghiệp và an ninh lương thực, sức khỏe con người ở các vùng đồng bằng. Nó làm tăng các thiên tai lũ lụt và hạn hán ngày càng khốc liệt như lũ năm 2008 ngập thủ đô Viêng Chăn và lũ tháng 6 năm 2011 ngập thành phố Sayaboury, làm cho đời sống của người dân vô cùng khó khăn, sản xuất nông nghiệp thiệt hại to lớn, ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế xã hội của cả nước Lào. Biến đổi khí hậu là một trong những nội dung nghiên cứu còn mới mẻ ở Lào cả về phương pháp luận cũng như các công cụ nghiên cứu do tính phức tạp về qui mô toàn cầu, mức độ và đối tượng bị tác động. Do vậy, việc tìm hiểu và nghiên cứu về những tác động của BĐKH một nhiệm vụ khó khăn và đầy thử thách. Mục tiêu của việc xây dựng các kịch bản biến đổi khí hậu cho Lào là đưa ra những thông tin cơ bản về xu thế biến đổi khí hậu của Lào trong tương lai tương ứng với các kịch bản khác nhau về phát triển kinh tế - xã hội toàn cầu dẫn đến các Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ 2 tốc độ phát thải khí nhà kính khác nhau. Các kịch bản biến đổi khí hậu sẽ là định hướng ban đầu để các Bộ, ngành, địa phương đánh giá các tác động có thể có của biến đổi khí hậu đối với các lĩnh vực kinh tế - xã hội, xây dựng và triển khai kế hoạch hành động nhằm thích ứng và giảm thiểu tác động tiềm tàng của biến đổi khí hậu trong tương lai. Tỉnh Sayaboury là một trong những tỉnh miền núi phía Bắc của nước Lào bị ảnh hưởng bởi thiên tai. Vào mùa hè thường bị hạn hán, dẫn đến tình trạng thiếu nước cho sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp. Mùa mưa thường xuất hiện lũ lớn , gây ngập lụt nghiêm trọng, thường xuyên uy hiếp các huyện thị gần sông và ngập úng vùng nội đồng, hạ du các hồ chứa nước lớn như NamTien, Nammao, Namgnang... gây thiệt hại nặng nề về người và tài sản, ảnh hưởng lớn đến phát triển kinh tế - xã hội và đời sống dân sinh. Hệ thống tưới hồ NamTien, tỉnh Sayaboury là một công trình đại thủy nông, quan trọng và là hệ thống điển hình, có tầm quan trọng hết sức to lớn tới việc phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Sayaboury nói chung và huyện Sayaboury nói riêng. Trước những thực trạng và biến động thời tiết khó lường như vậy, vấn đề đặt ra là chúng ta phải đánh giá được những ảnh hưởng của BĐKH, đồng thời phải có kế hoạch dài hạn nhằm trước hết là phòng ngừa, giảm thiểu các thiên tai, lũ lụt sau đó là có biện pháp ứng phó kịp thời trợ giúp ngành nông nghiệp khắc phục các ảnh hưởng của BĐKH. Hiện nay, có rất ít nghiên cứu về ảnh hưởng của BĐKH tới hệ thống thuỷ lợi nói chung và hệ thống tưới nói riêng. Đặc biệt khu vực tỉnh Sayaboury một trong những tỉnh có nền sản xuất nông nghiệp là chủ yếu nhưng chưa có một nghiên cứu nào về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến hệ thống tưới và đặc biệt là hệ thống hồ chứa. Xuất phát từ những vấn đề trên, tôi thấy rằng việc nghiên cứu: “Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu (BĐKH) và phát triển kinh tế đến cân bằng nước của hồ chứa NamTien, tỉnh Sayaboury” là hết sức cần thiết. Với kết quả của đề tài, chúng ta sẽ có biện pháp, kế hoạch cụ thể cho ngành sản xuất nông nghiệp, chủ Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ 3 động trước những ảnh hưởng của BĐKH hiện nay cũng như các kịch bản BĐKH trong tương lai. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá được ảnh hưởng của BĐKH đến nhu cầu nước của hệ thống tưới hồ NamTien trong hiện tại và kịch bản BĐKH trong tương lai; Đánh giá được ảnh hưởng của BĐKH đến cân bằng nước của hệ thống tưới hồ NamTien trong hiện tại và kịch bản BĐKH trong tương lai; Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả quản lý vận hành hồ trong điều kiện BĐKH cho hệ thống tưới hồ NamTien. 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế tới nhu cầu nước và cân bằng nước của hệ thống hồ NamTien. Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống tưới hồ NamTien. Tỉnh Sayaboury. 1.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu * Cách tiếp cận: - Theo quan điểm hệ thống. - Theo quan điểm thực tiễn và tổng hợp đa mục tiêu. - Theo quan điểm bền vững. - Theo sự tham gia của người hưởng lợi. * Theo phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp điều tra, thu thập phân tích, xử lý, tổng hợp số liệu. - Phương pháp kế thừa có chọn lọc. - Phương pháp chuyên gia. - Phương pháp phân tích hệ thống, phương pháp thống kê xác xuất. - Phương pháp điều tra xã hội học. - Phương pháp mô hình toán, thủy văn, thủy lực. Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ 4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu - Định nghĩa: "Biến đổi khí hậu trái đất 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". Hình 1.1. Môi trường trước đây Hình 1.2. Môi trường hiện tại Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ 5 “Biến đổi khí hậu là “những ảnh hưởng có hại của biến đổi khí hậu”, là những biến đổi trong môi trường vật lý hoặc sinh học gây ra những ảnh hưởng có hại đáng kể đến thành phần, khả năng phục hồi hoặc sinh sản của các hệ sinh thái tự nhiên và được quản lý hoặc đến hoạt động của các hệ thống kinh tế - xã hội hoặc đến sức khỏe và phúc lợi của con người” (Theo công ước chung của LHQ về biến đổi khí hậu). Nguyên nhân: Nguyên nhân chính làm biến đổi khí hậu Trái đất là do sự gia tăng các hoạt động tạo ra các chất thải khí nhà kính, các hoạt động khai thác quá mức các bể hấp thụ khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái biển, ven bờ và đất liền khác. Nhằm hạn chế sự biến đổi khí hậu, Nghị định thư Kyoto nhằm hạn chế và ổn định sáu loại khí nhà kính chủ yếu bao gồm: CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs và SF6. - CO2 phát thải khi đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí) và là nguồn khí nhà kính chủ yếu do con người gây ra trong khí quyển. CO2 cũng sinh ra từ các hoạt động công nghiệp như sản xuất xi măng và cán thép. - CH4 sinh ra từ các bãi rác, lên men thức ăn trong ruột động vật nhai lại, hệ thống khí, dầu tự nhiên và khai thác than. - N2O phát thải từ phân bón và các hoạt động công nghiệp. - HFCs được sử dụng thay cho các chất phá hủy ôzôn (ODS) và HFC-23 là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất HCFC-22. - PFCs sinh ra từ quá trình sản xuất nhôm. - SF6 sử dụng trong vật liệu cách điện và trong quá trình sản xuất magiê. Các biểu hiện của biến đổi khí hậu: - Sự nóng lên của khí quyển và Trái đất nói chung. - Sự thay đổi thành phần và chất lượng khí quyển có hại cho môi trường sống của con người và các sinh vật trên Trái đất. - Sự dâng cao mực nước biển do băng tan, dẫn tới sự ngập úng ở các vùng đất thấp, các đảo nhỏ trên biển. - Sự di chuyển của các đới khí hậu tồn tại hàng nghìn năm trên các vùng Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ 6 khác nhau của Trái đất dẫn tới nguy cơ đe dọa sự sống của các loài sinh vật, các hệ sinh thái và hoạt động của con người. - Sự thay đổi cường độ hoạt động của quá trình hoàn lưu khí quyển, chu trình tuần hoàn nước trong tự nhiên và các chu trình sinh địa hoá khác. - Sự thay đổi năng suất sinh học của các hệ sinh thái, chất lượng và thành phần của thuỷ quyển, sinh quyển, các địa quyển. 1.1.1. Tình hình biến đổi khí hậu trên thế giới Trong lịch sử địa chất của trái đất chúng ta, sự biến đổi khí hậu đã từng nhiều lần xẩy ra với những thời kỳ lạnh và nóng kéo dài hàng vạn năm mà chúng ta gọi là thời kỳ băng hà hay thời kỳ gian băng. Thời kỳ băng hà cuối cùng đã xãy ra cách đây 10.000 năm và hiện nay là giai đoạn ấm lên của thời kỳ gian băng. Xét về nguyên nhân gây nên sự thay đổi khí hậu này, chúng ta có thể thấy đó là do sự tiến động và thay đổi độ nghiêng trục quay trái đất, sự thay đổi quỹ đạo quay của trái đất quanh mặt trời, vị trí các lục địa và đại dương và đặc biệt là sự thay đổi trong thành phần khí quyển. Trong khi những nguyên nhân đầu tiên là những nguyên nhân hành tinh, thì nguyên nhân cuối cùng lại có sự tác động rất lớn của con người mà chúng ta gọi đó là sự làm nóng bầu khí quyển hay hiệu ứng nhà kính.Có thể hiểu sơ lược là: nhiệt độ trung bình của bề mặt trái đất được quyết định bởi sự cân bằng giữa hấp thụ năng lượng mặt trời và lượng nhiệt trả vào vũ trụ. Khi lượng nhiệt bị giữ lại nhiều trong bầu khí quyển thì sẽ làm nhiệt độ trái đất tăng lên. Chính lượng khí CO2 chứa nhiều trong khí quyển sẽ tác dụng như một lớp kính giữ nhiệt lượng tỏa ngược vào vũ trụ của trái đất. Cùng với khí CO2 còn có một số khí khác cũng được gọi chung là khí nhà kính như NOx, CH4, CFC. Với những gia tăng mạnh mẽ của nền sản xuất công nghiệp và việc sử dụng các nhiên liệu hoá thạch (dầu mỏ, than đá..), nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy nhiệt độ toàn cầu sẽ gia tăng từ 1,4oC đến 5,8oC từ 1990 đến 2100 và vì vậy sẽ kéo theo những nguy cơ ngày càng sâu sắc đối với chất lượng sống của con người. Sự biến đổi khí hậu (BĐKH) toàn cầu đang diễn ra ngày càng nghiêm trọng. Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ 7 Biểu hiện rõ nhất là sự nóng lên của trái đất, là băng tan cao; là các hiện tượng thời tiết bất thường, bão lũ, sóng thần, động đất, hạn hán và giá rét kéo dài… dẫn đến thiếu lương thực, thực phẩm và xuất hiện hàng loạt dịch bệnh trên người, gia súc, gia cầm… Có thể thấy tác hại theo hướng nóng lên toàn cầu thể hiện ở 10 điều tồi tệ sau đây: gia tăng mực nước biển, băng hà lùi về hai cực, những đợt nóng, bão tố và lũ lụt, khô hạn, tai biến, suy thoái kinh tế, xung đột và chiến tranh, mất đi sự đa dạng sinh học và phá huỷ hệ sinh thái. Những minh chứng cho các vấn đề này được biểu hiện qua hàng loạt tác động cực đoan của khí hậu trong thời gian gần đây như đã có khoảng 250 triệu người bị ảnh hưởng bởi những trận lũ lụt ở Nam Á, châu Phi và Mexico. Các nước Nam Âu đang đối mặt nguy cơ bị hạn hán nghiêm trọng dễ dẫn tới những trận cháy rừng, sa mạc hóa, còn các nước Tây Âu thì đang bị đe dọa xảy ra những trận lũ lụt lớn, do mực nước biển dâng cao cũng như những đợt băng giá mùa đông khốc liệt. Những trận bão lớn vừa xẩy ra tại Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ...có nguyên nhân từ hiện tượng trái đất ấm lên trong nhiều thập kỷ qua. Những dữ liệu thu được qua vệ tinh từng năm cho thấy số lượng các trận bão không thay đổi, nhưng số trận bão, lốc cường độ mạnh, sức tàn phá lớn đã tăng lên, đặc biệt ở Bắc Mỹ, tây nam Thái Bình Dương, Ân Độ Dương, bắc Đại Tây Dương. Một nghiên cứu với xác suất lên tới 90% cho thấy sẽ có ít nhất 3 tỷ người rơi vào cảnh thiếu lương thực vào năm 2100, do tình trạng ấm lên của Trái đất. Sự nóng lên của Trái đất, băng tan đã dẫn đến mực nước biển dâng cao. Nếu khoảng thời gian 1962 - 2003, lượng nước biển trung bình toàn cầu tăng 1,8mm/năm, thì từ 1993 - 2003 mức tăng là 3,1mm/năm. Tổng cộng, trong 100 năm qua, mực nước biển đã tăng 0,31m. Theo quan sát từ vệ tinh, diện tích các lớp băng ở Bắc cực, Nam cực, băng ở Greenland và một số núi băng ở Trung Quốc đang dần bị thu hẹp. Chính sự tan chảy của các lớp băng cùng với sự nóng lên của khí hậu các đại dương toàn cầu (tới độ sâu 3.000m) đã góp phần làm cho mực nước biển dâng cao. Dự báo đến cuối thế kỷ XXI, nhiệt độ trung bình sẽ tăng lên khoảng từ 2,0 4,5oC và mực nước biển toàn cầu sẽ tăng từ 0,18m - 0,59m. Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ 8 Những năm qua, tranh cãi về sự BĐKH toàn cầu vẫn chưa ngã ngũ. Cho tới những năm đầu thế kỷ XXI, với những bằng chứng xác thực, các nhà khoa học đã chứng minh được sự can thiệp thô bạo của con người vào môi trường trái đất, đó là việc sử dụng các chất hóa thạch như than đá, dầu lửa, khí đốt; là việc tàn phá các cánh rừng; việc phát triển công nghiệp hóa đã và đang thải ra bầu khí quyển nhiều loại khí gây hiệu ứng nhà kính, làm cho trái đất nóng lên từng ngày. BĐKH trở thành chủ đề nóng của nhiều hội nghị cấp cao trên thế giới. Tổng Thứ ký Liên Hợp Quốc Ban Ki Moon cho rằng: “BĐKH cũng khiến nhân loại phải đối mặt với những đe dọa to lớn như chiến tranh”; “BĐKH không chỉ là vấn đề môi trường, mà còn là mối đe dọa toàn diện, ảnh hưởng đến sức khỏe con người, đến tình hình cung cấp lương thực toàn cầu, vấn đề di dân và đe dọa nền hòa bình, an ninh thế giới”. Vì vậy, nhiều nước trên thế giới đã thành lập các tổ chức để chỉ đạo và điều phối các hoạt động ứng phó với tình hình BĐKH, xây dựng các chương trình, chiến lược và kế hoạch hành động quốc gia ứng phó với BĐKH. Theo báo cáo của các nhà khoa học, sự nóng lên toàn cầu của hệ thống khí hậu hiện nay là chưa từng có và rất rõ ràng từ những quan trắc nhiệt độ và đại dương trung bình toàn cầu; sự tan chảy của băng, tuyết trên phạm vi rộng lớn dẫn đến sự dâng cao của mực nước biển. Nhiệt độ trung bình trong 100 năm qua đã tăng 0,74oC và xu thế nhiệt độ tăng trong vòng 50 năm gần đây là 0,13oC/thập kỷ. Nhiệt độ trung bình ở Bắc cực tăng 1,5oC, và ở đỉnh lớp băng vĩnh cửu ở Bắc bán cầu tăng 3oC kể từ năm 1980 đến nay, 10 năm trở lại đây được xem là những năm nóng nhất theo chuỗi quan trắc từ năm 1850. 1.1.2. Tình hình biến đổi khí hậu tại Lào Theo Ủy ban sông Mekong, số cơn bão mạnh về cường độ gió và có lượng mưa lớn ảnh hưởng đến Lào đã tăng lên đáng kể và có chiều hướng kết thúc muộn, quỹ đạo của bão trở nên dị thường và số cơn bão ảnh hưởng đến khu vực Trung Lào và Nam Lào cũng ngày càng tăng. Bên cạnh đó, số ngày mưa phùn ở miền Bắc Lào cũng giảm gần một nửa (từ 30 ngày/năm trong thập kỷ 1961 - 1970 xuống còn 17 ngày/năm trong thập kỷ 1991 - 2000). Lượng mưa biến đổi không nhất quán giữa Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ 9 các vùng, hạn hán có xu hướng mở rộng, đặc biệt là ở khu vực Bắc Lào dẫn đến gia tăng hiện tượng hoang mạc hóa. Hiện tượng El Nino và La Nina ảnh hưởng mạnh đến nước Lào trong vài thập kỷ gần đây, gây ra nhiều đợt nắng nóng kéo dài có tính kỷ lục. Dự đoán vào cuối thế kỷ XXI, nhiệt độ trung bình Lào tăng khoảng 30C và sẽ tăng số đợt và số ngày nắng nóng trong năm. Điều này dẫn đến nhiều hiện tượng bất thường của thời tiết. Đặc biệt là tình hình bão lũ và hạn hán. BĐKH còn kéo theo sự thay đổi của thời tiết, ảnh hưởng trực tiếp đến cây trồng, sản xuất nông, lâm, công nghiệp và nuôi trồng, đánh bắt thủy. Đặc biệt là sự xuất hiện của dịch bệnh và khan hiếm về lương thực, nước ngọt. Tại Lào, những năm qua, thiệt hại do hạn hán và bão lũ gây ra là vô cùng lớn. Trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình tại Lào tăng 0,5 – 0,8 độ C. Dự báo đến năm 2100, nhiệt độ trung bình ở Lào sẽ tăng cao từ 1,8 – 4,2 độ C. BĐKH sẽ ảnh hưởng đến Lào theo những xu hướng sau: - Giảm mưa dông; - Giảm sương mù; - Hạn hán tăng cả về tần suất và cường độ; - Mùa lạnh thu hẹp; - Bão tăng về tần suất, nhất là vào cuối năm Một số ngành chịu ảnh hưởng của BĐKH ở Lào: - Nguồn tài nguyên nước. - Nông nghiệp. - Lâm nghiệp. - Vận tải và năng lượng. - Sức khỏe cộng đồng. - Thủy sản ,… Nhận thức rõ được những thảm họa và thách thức của BĐKH đối với nhân loại, cũng như những tác động nghiêm trọng của nó tới sự phát triển bền vững của đất nước, Chính phủ Lào đã sớm tham gia và phê chuẩn Công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu và Nghị định thư Kyoto năm 1995. Đồng thời phê duyệt Chiến lược quốc gia về biến đổi khí hậu vào tháng 3 năm 2010; và đang xây dưng chương trình Mục tiêu Quốc gia ứng phó với BĐKH; Chiến lược Quốc gia về phòng chống và giảm nhẹ thiên tai;… Tuy nhiên, trên mạng tin toàn cầu IPS, tác giả Vanya Walker-Leigh đã nhận Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ 10 định về vấn đề biến đổi khí hậu và chiến lược quốc gia của Lào với nội dung như sau: Lào được đánh giá là một nước tích cực quan tâm đến vấn đề BĐKH và đang chứng kiến sự tiến bộ của mình bị đe dọa nghiêm trọng trước những tác động của BĐKH toàn cầu. Và Chiến lược BĐKH Quốc gia của Lao đưa ra trong T3.2010 cũng đã mô tả Lào cũng là một quốc gia bị ảnh hưởng khá nhiều nhất bởi BĐKH. Chiến lược này cảnh báo rằng, đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình có thể tăng thêm từ 2,5 – 4,2 độ C, kèm theo những thay đổi lớn về lượng mưa có nguy cơ gây nên tình trạng lũ lụt và hạn hán với sức tàn phá lớn. - Các tỉnh đồng bằng Sông Mekong: Nhiều địa phương ven hai bờ sông Mekong đang chịu ảnh hưởng nặng nề của BĐKH, trong đó có tỉnh Sayabouly. Kết quả báo cáo Nghiên cứu giám sát tính dễ bị tổng thương do BĐKH năm 2012, trường hợp của Lào cho biết, ước tính mỗi năm, BĐKH đã làm thiệt hại 4% GDP của Lào, tương đương với 300 triệu USD. Trong đó. Trước những tác hại thực tế và những cảnh báo do biến đổi khí hậu, rất cần có nhận thức đúng cũng như sự chung tay đóng góp của toàn xã hội trước những tác hại của BĐKH, thông qua những biện pháp ứng phó thiết thực. 1.1.3. Xu thế biến đổi khí hậu ở Lào - Về nhiệt độ: Trên các khu vực, nhiệt độ TBN có thể tăng lên 20C vào năm 2050. Dự tính đến năm 2100 nhiệt độ sẽ tăng lên 3,20C. - Về lượng mưa: Lượng mưa mùa mưa ở các khu vực đều tăng 0-9% vào năm 2050. Lượng mưa mùa khô ở các Bắc, Trung và Nam Lào có hiện tượng giảm khá mạnh với lượng giảm 1,0 - 5%. Đáng chú ý là ở những vùng thường xảy ra hạn hán vào mùa khô, hạn hán có nhiều khả năng tăng lên cả về cường độ và diện tích. 1.1.4. Tác động tiềm tàng của biến đổi khí hậu ở Lào 1.1.4.1. Những tác động nghiêm trọng 1). Tác động của sự nóng lên toàn cầu Nhiệt độ tăng lên ảnh hưởng đến các hệ sinh thái tự nhiên, làm dịch chuyển các ranh giới nhiệt của các hệ sinh thái lục địa và hệ sinh thái nước ngọt, làm thay đổi cơ cấu các loài thực vật và động vật ở một số vùng, một số loài có nguồn gốc ôn Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21  Luận văn thạc sĩ 11 đới và á nhiệt đới có thể bị mất đi dẫn đến suy giảm tính đa dạng sinh học. Đối với sản xuất nông nghiệp, cơ cấu cây trồng vật nuôi và mùa vụ có thể thay đổi ở một số vùng, trong đó vụ chiêm ở các tỉnh miền Bắc có thể bị rút ngắn lại, vụ mùa thì kéo dài hơn. Điều đó đòi hỏi phải thay đổi kỹ thuật canh tác. Nhiệt độ tăng và tính biến động của nhiệt độ lớn hơn, kể cả các nhiệt độ cực đại và cực tiểu, cùng với biến đổi của các yếu tố thời tiết khác và thiên tai làm tăng khả năng phát triển sâu bệnh, dịch bệnh, dẫn đến giảm năng suất và sản lượng, tăng nguy cơ rủi ro đối với nông nghiệp và an ninh lương thực. Nhiệt độ và độ ẩm tăng cao làm gia tăng sức ép về nhiệt độ với cơ thể con người, nhất là người già và trẻ em, làm tăng bệnh tật, đặc biệt là các bệnh nhiệt đới, bệnh truyền nhiễm thông qua sự phát triển của các loài vi khuẩn, các côn trùng và vật mang bệnh, chế độ dinh dưỡng và vệ sinh môi trường suy giảm. Sự gia tăng nhiệt độ còn ảnh hưởng đến các lĩnh vực khác như năng lượng, giao thông vận tải, công nghiệp, xây dựng, du lịch, thương mại,… liên quan đến chi phí gia tăng cho việc làm mát, thông gió, bảo quản thiết bị, phương tiện, sức bền vật liệu. 2) Tác động của các hiện tượng thời tiết cực đoan Sự gia tăng của các hiện tượng thời tiết cực đoan và thiên tai, cả về tần số và cường độ do BĐKH là mối đe doạ thường xuyên, trước mắt và lâu dài đối với tất cả các lĩnh vực, các vùng và các cộng đồng. Bão, lũ lụt, hạn hán, mưa lớn, nắng nóng, tố, lốc là thiên tai xảy ra hàng năm ở nhiều vùng trong cả nước, gây thiệt hại cho sản xuất và đời sống. BĐKH sẽ làm cho các thiên tai nói trên trở nên khốc liệt hơn và có thể trở thành thảm hoạ, gây rủi ro lớn cho phát triển kinh tế - xã hội hoặc xoá đi những thành quả nhiều năm của sự phát triển. 1.4.1.1. Dự báo tác động tiềm tàng của BĐKH đối với các lĩnh vực và khu vực 1) Tác động đối với tài nguyên nước Tài nguyên nước đang đứng trước nguy cơ suy giảm do hạn hán ngày một tăng ở một số vùng, miền. Khó khăn này sẽ ảnh hưởng đến nông nghiệp, cung cấp nước ở nông thôn, thành thị và sản xuất điện. Lào có rất nhiều sông xuối to nhỏ chảy từ Bắc đến Nam, trong đó có sông Mê Kông là sông lớn và dài nhất trong Học viên: Vinvilay SAYAPHONE – Lớp Cao học 20Q21