Nghiên cứu đánh giá tài nguyên nước vùng hoang mạc ninh thuận có xét đến biến đổi khí hậu, đề xuất các giải pháp thích ứng

BỘGIÁODỤCVÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOAHỌC VÀCÔNGNGHỆ VIỆTNAM HỌCVIỆNKHOAHỌCVÀCÔNG NGHỆ …… ….***………… HOÀNGTHANHSƠN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC VÙNGHOANGMẠCNINHTHUẬNCĨXÉTĐẾNBIẾNĐỔIK HÍHẬU,ĐỀXUẤTGIẢIPHÁPTHÍCHỨNG Chun ngành:Thủy văn họcMãsố: 62.44.02.24 TĨMTẮTLUẬNÁNTIẾNSĨĐỊALÝ HàNội –2016 Cơng trình hồn thành tại: Học viện Khoa học CơngnghệViệnHànlâmKhoahọcvàCơngnghệViệt Nam Ngườihướngdẫnkhoahọc1:GS.TSN g ĐìnhTuấn Ngườihướngdẫnkhoahọc2:TS.VũThịThuLan Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Thanh SơnPhảnbiện2: PGS.TS Nguyễn Mai ĐăngPhảnbiện3:PGS.TS.NguyễnKiênDũn g Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp tạiHọc viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học CơngnghệViệtNamvàohồi…giờ ’, ngày …tháng…năm2016 Cóthể tìmhiểuluậnántại: - Thưviện HọcviệnKhoahọcvàCơngnghệ - ThưviệnQuốcgiaViệtNam -ThưviệnViệnĐịalý,Viện HànlâmKhoahọcvàCơngnghệVN MỞĐẦU Tínhcấpthiếtcủaluậnán Ở Việt Nam, tỉnh Ninh Thuận xác định có nguồn TNN khanhiếmnhất,đượcmệnhdanhlàmiềnviễntây“thiếumưa,thừanắng”củacả nước Lượngmưathấp,địahìnhngắn,dốc,cùngvớithảmthựcvậtcó khả trữ nên phần lớn lượng nước mặt mùa mưa đổrabiển.Tàinguyênnướcdướiđấtcũngthuộcloạinghèo,khảnăngkhaithácít.Trong nhữngnămgầnđây,cùngvớinhucầusửdụngnướcngàymột tăng cao với tác động BĐKH nên tỉnh Ninh Thuận luônphảiđối mặtvới tìnhtrạnghạnhán,hoangmạchóa,thiếunướcdùng ĐểPTBVkinhtếxãhộitrongđiềukiệnBĐKHrấtcầncómộtchiếnlược sử dụng hợplýTNNvớitiêuchí:Thíchnghivớihạnhánđểcảithiện tình trạng HMH; tăng cường công tác quản lý bảo vệ TNN,chuyển đổi cấu kinh tế hệ sinh thái nông nghiệp thích ứng vớiBĐKH;tiếtkiệmnước,chốngthấtthốtnguồnnước.Chínhvìvậy,NCSthự chiệnluậnán:“Nghiêncứuđánhgiátàingunnướcvùnghoangmạc Ninh Thuận cóxétđếnbiếnđổikhíhậu,đềxuấtcácgiảiphápthíchứng” Mụctiêunghiêncứucủaluậnán Nghiênc ứ u đ n h g i t i n g u y ê n n c v ù n g h o a n g m c N i n h T h u ậ n cóxétđếnbiếnđổikhíhậu - Đề xuất giải pháp thíchứng có tính định hướng sử dụng hợp lý tàingun nước nhằm ngăn chặn phục hồi vùng hoang mạc tỉnhNinhThuận Cácnộidungnghiêncứuchínhcủaluậnán Luận ánđược trình bàytrong4chương: Chương 1: Tổng quan nghiên cứu, đánh giá tài ngun nước vùnghoangmạccóxétđếnbiếnđổikhíhậu Chương2:ĐánhgiátàinguyênnướcvùnghoangmạcNinhThuận Chương 3: Dự báo biến động tài nguyên nước vùng hoang mạc NinhThuậncóxétđếnbiếnđổikhíhậu Chương4:Đềxuấtcácgiảiphápsửdụnghợplýtàingunnướcvùnghoangmạc Ninh Thuận cóxétđến biến đổikhíhậu CHƯƠNG1.TỔNGQUANCÁCNGHIÊNCỨUĐÁNHGIÁTÀING UNNƯỚCV Ù N G HMCĨXÉTĐẾNBĐKH 1.1 Mộtsốkháiniệm,địnhnghĩacácthuậtngữliênquan Cáckháiniệmliênquanđếnđềtàinhư:Tàingunnước,hoangmạchóa,biếnđổi khíhậu,đượcdẫnralàmcơsởchoviệcgiảiquyếtcácnộidungcủaluận án 1.2 Tổng quan nghiên cứu đánh giá tài nguyên nước vùnghoangmạc 1.2.1 Tổng quan nghiên cứu đánh giá TNN vùng HMH thếgiới Trên giới TNN tiến hành nghiên cứu kiểm kê đánhgiácảvềtrữlượng,chấtlượng,đồngthờicũnghướngtớisửdụngTNNhợplývớ itiêuchípháttriểnbềnvững:quảnlýtheonhucầudùngnướctrêncơsởcânbằngnướchệthống nhằmtiếtkiệmnước,chốngthấtthốtvà giảm thiểu tác hại thiên tai liên quan đến TNN gây (hạnhán,lũ lụt,lũquét…) Nhiềuquốcgiatrênthếgiớitrêncơsởnghiêncứukhoahọc đãthựcthicácgiảipháp sửdụnghợplýTNN:quảnlýthiêntaihiệuquảbằngcông cụ tổ chức thể chế; tăng cường mạng lưới quan trắc KTTV vàmạng lưới quan trắc NDĐ, đảm bảo tính đại diện, độ tin cậy cácđánh giá TNN; tính tốn định lượng TNN xác định trạng tháinguồnnướctạicácđiểmquantrắc,dựbáotiềmnăngnguồnnướcngắn,trung dài hạntạitừngkhuvực.TiếntớiQLTHTNNbằngcácquytắc giám sát, kiểm soát chia sẻ nguồn nước nhằm đạt pháttriển hài hịa kinh tế, trị, xã hội, bảo vệ môi trường cácvùng(từthượnglưu đếnhạlưu) 1.2.2 CácnghiêncứuđánhgiáTNNvùngkhôhạnởViệtNam Ở Việt Nam triển khai đề tài nghiên cứu đạt nhiềukết quả, cụ thể: đánh giá tài nguyên khí hậu, TNN khu vựckhơhạn;xáclậpcácchỉtiêukhơhạnđặcthùchomiềnkhíhậunhiệtđớiViệt Nam Từ đưa giải pháp sử dụng nguồn nước có hiệuquảnhằmgiảmthiểu cáctácđộngcủahạnhán,HMH 1.2.3 Cácnghiêncứu vềTNNvùng HMNinhThuận Đã có khối lượng lớn nghiên cứu vùng khô hạn NinhThuậnnhưcáckếtquảnghiêncứuvềđịachất,địamạo,khítượng,thuỷvăn,quy hoạchthuỷlợi Cáctácgiả đãứngdụngcácchỉtiêuhạnhán,HMH – SMH để xác định loại hình HM Ninh Thuận Trên sởđóđãđềxuấtđượccácgiảiphápphịngchốnghạnứngdụngcơngnghệtiêntiến Các đề tài nghiên cứu đạt nhiều kết Tuy nhiên, tìnhhìnhkhơhạn,hoangmạchóadiễnrangàycàngnghiêmtrọngtrongđiềukiện BĐKH CầncónhữngnghiêncứunhằmđịnhlượngTNNvàđềxuất hướng khai thác, sử dụng phù hợp với điều kiện thực trạngcủavùng HMNinh Thuận 1.3 Cơ sở khoa học phục vụ nghiên cứu tài nguyên nước vùnghoangmạcNinhThuận 1.3.1 Giớithiệuchungvềvùngnghiêncứu Ninh Thuận có tọa độ địa lý từ 11 018’14”- 12009’15” vĩ độ Bắc vàtừ 109009’08” - 109014’25” kinh độ Đông thuộc cực Nam Trung Bộ.PhíabắcgiáptỉnhKhánhHịa,TâygiáptỉnhLâmĐồng,NamgiáptỉnhBìnhThu ậnvàĐơnggiápbiểnĐơngvớiđườngbờbiểndài105km.Đâylàtỉnhcóvịtríđịachínhtrị ,kinhtếvàquốcphịng-anninhquantrọngtrongdảivenbiểnmiềnTrung,làcửangõgiaothươngvớicác tỉnh trongvùngkinhtếđộnglựcĐơngNamBộvàTâyNgunrabiển(với3cửabiểnĐơng Hải,Cà Ná,Khánh Hải) Là miền đất cổ với văn hóaChăm Pa tiếng có truyền thống khai thác nguồn nước từ kỷthứ13sau Cơng ngun[74,75] 1.3.2 Cơsởdữliệuphụcvụtínhtốn Số liệu KT-TV: Trên vùng nghiên cứu có 13 trạm khí tượng – thủyvăn điểm đo mưa Tuy vậy, khơng có trạm thủy văn đo lưu lượngnước Các số liệu quan trắc lưu lượng đo đạc thời kỳngắn,phụcvụ cơngtácthiếtkế,xây dựngcáccơngtrìnhthủylợi Số liệu chất lượng nước: quan trắc định kỳ chất lượng nước hàngthángcủaSởTàingunmơitrườngtỉnh Ninh Thuận Ngồi ra, NCS cịn sử dụng nguồn tài liệu từ đề tài, dự án đãđược nghiệm thu liên quan đến lĩnh vực địa bàn nghiên cứu NinhThuận 1.3.3 Cáchtiếpcậntrongnghiêncứu Tiếp cận kế thừa có chọn lọc kinh nghiệm, tri thức, sở liệu cóliênquan đếnđềtàivàtiếp thucơng nghệ Kế thừa, ứng dụng có chọn lọc tối đa kết nghiên cứu khoahọcvềTNNvùngkhôhạn,HMH,tácđộngcủaBĐKH đếnTNN Tiếpcậntồndiện,hệthốngvàtổnghợp Phân tích đánh giá tổng hợp điều kiện khí hậu, thủy văn, yếu tốmặtđệmvàtácđộngcủaconngườinhằmđánhgiáthựctrạng,xácđịnhnguyênnhâ n củahạn hánvàHM ởNinhThuận Tiếpcận kinh tế-sinhthái-mơitrườngvàPTBV Ứngphóvớihạnhán,HMHcóxétđếnBĐKHvàtồncầuhóalàsựtổng hồ mối quanhệgiữayếutốquảnlýdoconngườiđiềukhiểnsao cho đạt hiệu tổng hợp đảm bảo PTBV, bảo vệ mơi trường vàgiữcân sinh thái 1.3.4 Cácphương phápnghiêncứu Phươngphápphântíchthốngkê PhươngphápđánhgiátổnghợptrênquanđiểmhệthốngPhương pháp ứng dụngmơhình tốn Phươngphápbảnđồ vàhệthơngtinđịalý(GIS)Phươngpháp chun gia Tiểu kếtchương1 Nguồn tài liệu, số liệu TNN Ninh Thuận hạn chế từ sốliệu quan trắc, đo đạc sơng đến cơng trình khai thác nước Vìvậy,đểđánhgiáchínhxáctổnglượngnướccũngnhưdiễnbiếnTNN mặttheo khơnggian vàthờigianrất khókhăn Để kết đánh giá TNN đạt mức độ cho phép, luận án sửdụngkếthợpnhiềuphươngpháptừphươngphápphântíchxácsuất,tổng hợp địa lý nhằm xác định đầu vào cho mơ hình Mike (Mike Nam,MikeBasin).Cáckếtquảtínhtốnđượcbiểu diễntrênbảnđồthơngquasửdụng cácphầnmềmGIS CHƯƠNG2.ĐÁNHGIÁTÀINGUNNƯỚCVÙ NGHOANGMẠCNINHTHUẬN 2.1 Phân tích tác động điều kiện tự nhiên đến hình thànhvùng khơ hạn,hoangmạcNinhThuận 2.1.1 Đặcđiểmđiềukiệntự nhiênNinhThuận NinhThuậncó3dạngđịahìnhgồm:núi,đồigịbánsơnđịavàđồngbằngvenbiển Địahìnhvùngnúi:Vùngđồinúichiếmkhoảng63%diệntíchtồntỉnhbaobọc3mặt Bắc,TâyvàNamcủatỉnh Địa hình vùng đồi: Vùng đồi gị bán sơn địa chiếm khoảng 15% diệntíchtồntỉnh,phânbốởcáchuyện NinhPhước,NinhHải,NinhSơn Địa hình vùng đồng bằng:Vùng đồng ven biển chiếm khoảng 22%diệntíchtựnhiêntồntỉnh,thuộcđịaphậncáchuyệnThuậnBắc,NinhHải,Nin hPhước,ThuậnNamvàTP Phan Rang-ThápChàm Đặcđiểmkhíhậu:Nằmhồntồntrongmiềnkhíhậunhiệtđới,giómùanhưng tác động điều kiện địa hình mà đặc biệt địa hình đườngbờbiểnđãtạora mộtkiểuchếđộkhíhậuđặcthùcủa NinhThuận.NềnnhiệtđộcaonhấtthuộclãnhthổViệtNam.Độẩmtươngđốitrungbì nhnăm thấp, tháng mùa khô lượng bốc thường vượt đến vàichụcvàhàng trămlần sovớilượngmưa Đặc điểm thổ nhưỡng:Theo hệ thống phân loại đất Việt Nam, NinhThuậncó8nhómthuộcđấtvùngđồinúi(đấtxám,đấtđỏvàng,đấtvàngđỏtrênđá mắcmaacid,đấtthunglũngdốctụ,đấtxóimịntrơsỏiđá)vàđồngbằngven biển(đấtcát, đấtmặn, đấtphùsa) Đặcđiểmthảmphủthựcvật:Thảmthựcvậttựnhiênchủyếulàrừnglá kim (thông lá, thông lá)phân bố độ cao từ 600 - 700m trở lênvà rừng rậm nhiệt đới rụng lá rộng phân bố vùng đồi núigiáp đồng Phan Rang Xen loại rừng loại rừnghỗngiao(rừngthônghỗngiaovớicâylárộng)vàrừngtrenứanhiệtđớithứ sinh Ở đây, tồn loại gỗ điển hình cho vùng có mùa khơsâu sắcnhưsănglẻ,sănglẻlá bé,chịnhai,trắc,câyhọdầu 2.1.2 PhântíchtácđộngcủađiềukiệntựnhiênhìnhthànhvùngHMNinhThuậ n Yếu tốkhíhậu Dựa số liệu trạm khí tượng khu vực Ninh Thuận lâncậncùngvớicáctiêuchíkhíhậutrongđánhgiáHMH[53],NCSxácđịnh giá trị số khơ hạn (K) Có thể thấy vùng ven biển Ninh Thuậnluônởmứchạnnặngvớichỉsốkhôhạn(K)lớnhơn4vàkéodàitrên5tháng; vùng trung lưu (phần thềm pediment trước núi) mức hạn trungbìnhvớichỉsókhơhạndaođộngtừ24vàsốthánghạntừ3-5tháng.Vùngnúi ởmứchạnnhẹ Trừ tiêu lượng mưa năm, lại tiêu khác phảnánh vùng đồng ven biển tỉnh Ninh Thuận thuộc vùng khơ hạn;trong có tới tháng (1 - 8) có chế độ hạn liên tiếp tháng(từtháng1 -3) có chếđộ khíhậutừ bánsa mạc đến sa mạc Điềukiệnđịahình Sự xếp địa hình núi vịng cung bao bọc khắp ba phía tỉnh NinhThuận đổi hướng đường bờ biển từ Bắc - Nam sang ĐB - TN tạiđâynêngiómùaĐBcũngnhưTNthổisongsongvớibờbiển,trút mưamang theo chúng sườn trước gió Bên cạnh với tính chất“bẫy”nênđâycũnglàkhuvựccócườngđộgiórấtmạnh,vìvậykhivàokhu vực luồng gió mang ẩm có đặc tính tượng “fơn”nên lượng mưa thấp Và nguyên nhân trực tiếp dẫn đến tínhkhơhạncủaTNN Cácyếutốmặtđệmkhác Với dạng địa hình - địa mạo khác hình thành nên loạithổ nhưỡng với khí hậu khơ hạn khác tạo nên loại hìnhthảmthựcvậtthể hiệnsựkhơ hạn dẫnđếnhoangmạc khácnhau 2.2 Đánhgiátàingunnước vùngHMNinhThuận 2.2.1 Đánhtàingunnướcmưa Lượngmưanămtrungbìnhnhiềunămcủatỉnhđạt1310mm.Sovớilượngmưat rungbìnhtồnlãnhthổViệtNam(1950mm)thìNinhThuậnchỉ đạt 67% Đặc biệt vùng đồng ven biển huyện Thuận Bắc,ThuậnNam,NinhHải,NinhPhướcvàTPPhanRang– ThápChàmnằmởvùngrấtítmưa(khơhạn)cólượngmưanămdưới1000mm;đặcbiệttồntạiởdảivenbiển thuộcNinhHải,ThuậnNamcólượngmưanămdưới700mm 2.2.2 Đánh giá tài nguyên nước mặtPhươngpháptổng hợpđịa lý SửdụngbảnđồđẳngtrịchuẩndòngchảynămY0đểxácđịnhlượngdòngchảycácl ưuvựcsơngtỉnhNinhThuận,kếtquảchitiếttrongbảng2.6 Bảng2.6.LượngdịngchảynămtrungbìnhnhiềunămtrêncácLVSNinh Thuận TT Tênsơng Flưuvực km2 X0 mm Y0 mm M0 l/s.km2 W0 triệum3 Cái 3.043 1310 500 15,9 1517,1 PhanRang Trâu 148 749 90,3 2,87 13,4 BàRâu 214 866 177,8 5,65 38,1 QuánThẻ 116 788 119,4 3,79 13,9 Một sốsôngn hỏ 392 3,86 47,7 Phươngphápmơ hìnhtốn Luận án sử dụng mơ hình mưa dịng chảy Mike Nam với thơngsốđãđượchiệuchỉnhvàkiểmđịnhchohệsốNash=94%.Kếtquảtínhtốntàing unnướcmặt choNinh Thuậnlà1,99 tỷm3/năm Sosánhkếtquảgiữa2phươngphápcho thấykếtquảtínhtốntheo mơ hình Mike Nam cao 15% so với phương pháp tổng hợp địa lý.TổnghợpkếtquảxácđịnhđượcTNNmặttỉnh Ninh Thuậnnhưsau: +Lượngnướctrên sơngCáiPhanRang:1.722triệum3 +Lượngnướccácsơngsuốinhỏ:268triệum3 Tươngứngvớimoduyndịngchảytrungbìnhnămlà18,8l/s.km2.Sovớitrungbìnhtồn lãnhthổViệtNam(30l/s.km2), Ninh Thuận đượcxếp vào tỉnh có nguồn nước mặt nhỏ Đặc biệt vùng venbiển có moduyn dịng chảy trung bình năm 10l/s.km2là khu vựcrấtítnước (khơ hạn,HMH) Mùa lũ: Vùng thượng lưu, mùa lũ từ tháng - 12 với lượng dịngchảychiếm65%cảnăm,tháng10cólượngdịngchảylớnnhất.Lũtiểumãn xuất hiệnvàotháng5,6,cónămlũtiểumãnlàlũlớnnhấttrongnăm Phần hạ du, mùa lũ từ tháng – 11, lượng dòng chảy chiếm tới68% năm Tháng 10 có dịng chảy lớn (35% tổng lượng dịngchảynăm).Sựbiếnđổidịngchảylũlớnnhấttrongtồnquốcvớihệsốbiếnđộn g dịng chảylũđạttới1,00- 2,00 Mùakiệt:kéodài8-9tháng(12,1 – 8),lượngdịngchảymùakiệttrungbìnhlà26,7l/s.km Bathángcódịngchảynhỏnh ất(1-3)chiếm7,5%lượngdịngchảynăm,moduyntrungbình12,9l/s.km 2và tháng 2códịngchảynhỏ nhấtchiếm2,4%lượngdịngchảynăm,moduyndịngchảy12,5l/s.km2 2.2.3 Đánhgiátàingunnướcdướiđất Trữlượngkhaitháctiềmnăngnướcdướiđấtcủavùngđồngbằngvenb iểnthuộctỉnhNinhThuậnđạt338.543m3/ngày,trongđóbaogồm: +Tầngchứa nướcHolocen(qh)là186.437m3/ngày, +Tầngchứa nướcPleistocen(qp)là52.106m3/ngày TrữlượngcấpC 1-trữlượ ng khaitháctriểnv ọng nướcdướiđất TrữlươngcấpC1đượctínhtheolưulượngthựcbơmtạicáclỗkhoanđiềutra,thămd ịkhaithácvớiđiềukiện: - Lưulượng lỗkhoan:Q>0,5l/s; - Tổngkhốnghố(M)