ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC --- ĐINH THỊ HIỀN “ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TUYÊN QUANG LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC
-
ĐINH THỊ HIỀN
“ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI
NGUYÊN NƯỚC MẶT TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TUYÊN QUANG
LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
HÀ NỘI, 2016
Trang 2ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC
-
ĐINH THỊ HIỀN
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI
NGUYÊN NƯỚC MẶT TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TUYÊN QUANG
LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành : BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Ngô Trọng Thuận
Ngô Trọng Thuận
HÀ NỘI, 2016
Trang 3MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
DANH SÁCH CÁC BẢNG 2
DANH SÁCH CÁC HÌNH 3
LỜI CẢM ƠN 5
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT 6
MỞ ĐẦU 7
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 10
1.1 MỘT VÀI KHÁI NIỆM CHUNG VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 10
1.2 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC 10
CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI CỦA TỈNH TUYÊN QUANG 17
2.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN CỦA TỈNH TUYÊN QUANG 17
2.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI CỦA TỈNH TUYÊN QUANG 27
CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC 36
3.1 BIỂU HIỆN CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TRÊN THẾ GIỚI, VIỆT NAM VÀ TỈNH TUYÊN QUANG 36
3.2 KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ở VIỆT NAM VÀ TUYÊN QUANG 47
3.3 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC 57
3.4 ĐỊNH HƯỚNG CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TRONG LĨNH VỰC TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ CẤP NƯỚC 87
KẾT LUẬN 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO 92
PHỤ LỤC 96
Trang 4DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2-1 Nhiệt độ trung bình, lớn nhất, nhỏ nhất các tháng tại các trạm 20
Bảng 2-2 Độ ẩm trung bình tháng, năm tại các trạm ở tỉnh Tuyên Quang 21
Bảng 2-3 Tốc độ gió trung bình tháng, năm tại trạm Tuyên Quang 21
Bảng 2-4 Tổng số giờ nắng trung bình các tháng, năm tại trạm Tuyên Quang 22
Bảng 2-5 Tổng lượng bốc hơi trung bình tháng, năm tại các trạm giai đoạn 1961-2014 22
Bảng 2-6 Phân phối lượng mưa trung bình nhiều năm tại các trạm 23
Bảng 2-7 Đặc trưng hình thái lưu vực sông [32] 25
Bảng 2-8 Lưu lượng trung bình năm của một số trạm thủy văn 27
Bảng 2-9 Qui mô tốc độ tăng trưởng GDP 2006 – 2010 [34] 28
Bảng 2-10 Tổng sản phẩm GDP bình quân đầu người [34] 28
Bảng 2-11 Diện tích một số cây trồng chính tại Tuyên Quang [20] 28
Bảng 2-12 Năng suất, sản lượng một số cây trồng chính tại Tuyên Quang [20] 31
Bảng 2-13 Hiện trạng phát triển chăn nuôi tại tỉnh Tuyên Quang [20] 32
Bảng 2-14 Các chỉ tiêu thống kê ngành thủy sản qua các năm của 33
Bảng 2-15 Biến động lao động đang làm việc trong các ngành kinh tế tại tỉnh Tuyên Quang giai đoạn 2009 – 2012.[8] 34
Bảng 3-1 Nhiệt độ trung bình năm và các mùa trong năm tại 3 trạm Chiêm Hóa, Hàm Yên, Tuyên Quang từ 1980 đến 2014 (o C) 39
Bảng 3-2 Lượng mưa năm và lượng mưa các mùa trong năm tại 3 trạm Chiêm Hóa, Hàm Yên, Tuyên Quang từ 1961 đến 2014 (mm) 42
Bảng 3-3 Mức tăng nhiệt độ trung bình mùa, năm (°C) tại các trạm qua các thập kỷ của thế kỷ 21 so với thời kỳ 1980 – 1999 ứng với các kịch bản A2, B2, B1 52
Bảng 3-4 Mức thay đổi của lượng mưa (%) tại trạm Chiêm Hóa, Hàm Yên, Tuyên Quang qua các thời kỳ theo các kịch bản A2, B2, B1 54
Bảng 3-5: Sự thay đổi của lượng mưa (mm) tại trạm Chiêm Hóa, Hàm Yên, Tuyên Quang qua các thời kỳ theo các kịch bản A2, B2, B1 55
Bảng 3-6: Danh sách các trạm khí tượng sử dụng trong mô hình NAM 60
Bảng 3-7: Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thông qua chỉ số NASH 67
Bảng 3-8: Bảng giá trị các thông số mô hình NAM sau khi kiểm định 67
Bảng 3-9: Lưu lượng trung bình tháng, năm các thời kỳ kịch bản A2, B2, B1 68
Bảng 3-10: Lưu lượng trung bình tháng, mùa lũ các thời kỳ kịch bản A2, B1 và B2 70
Bảng 3-11: Lưu lượng trung bình tháng, mùa cạn các thời kỳ kịch bản 72
Bảng 3-12: Nhiệt độ trung bình tháng tại trạm Tuyên Quang thời kỳ nền 77
Bảng 3-13: Mức tăng nhiệt độ trung bình các mùa tại trạm Tuyên Quang (o C) 77
Bảng 3-14: Nhiệt độ trung bình các tháng (dự tính) trong các năm tại 78
Bảng 3-15: ET0 từng tháng, năm tại trạm Tuyên Quang (mm) 78
Bảng 3-16: Giá trị ET0 đã hiệu chỉnh tại trạm Tuyên Quang (mm) 78
Bảng 3-17: Trị số kc cho cây lúa nước ở Bắc Bộ 79
Bảng 3-18 Giá trị ETc cho cây lúa nước ở Bắc Bộ (mm) 79
Bảng 3-19: Thời vụ của hai nhóm lúa chính vụ 79
Bảng 3-20 Tổng nhu cầu nước trong vụ xuân và mùa trong các thời kỳ 80
Bảng 3-21: Nhu cầu nước sinh hoạt tháng, năm của tỉnh Tuyên Quang 82
Bảng 3-22: Đánh giá sự đảm bảo nhu cầu nước dùng cho cây lúa và sinh hoạt theo kịch bản B2 84
Trang 5DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2-1: Bản đồ hành chính tỉnh Tuyên Quang [34] 17
Hình 3-1: Diễn biến chuẩn sai nhiệt độ trung bình toàn cầu 36
Hình 3-2 Diễn biến lượng mưa năm ở các vùng khác nhau trên thế giới 37
Hình 3-3 Xu thế biến động mực nước biển tại các trạm trên toàn cầu 37
Hình 3-4: Sự thay đổi nhiệt độ trung bình năm tại 3 trạm Chiêm Hóa, Hàm Yên, 41
Hình 3-5: Sự thay đổi lượng mưa trung bình năm tại 3 trạm Chiêm Hóa, Hàm Yên, Tuyên Quang thời kỳ 1980 – 2014 45
Hình 3-6: Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (°C) vào cuối thế kỷ 21 theo 49
Hình 3-7: Mức tăng nhiệt độ trung bình năm Hình 3-8: Mức tăng nhiệt độ trung bình
(oC) vào cuối thế kỷ 21 năm (oC) vào cuối thế kỷ 21 theo 49 Hình 3-9: Mức thay đổi lượng mưa năm (%) vào giữa (a) và cuối thế kỷ 21 (b) theo kịch bản phát thải thấp B1 50
Hình 3-10: Mức thay đổi lượng mưa năm (%) vào giữa (a) và cuối thế kỷ 21 (b) theo kịch bản phát thải trung bình B2 51
Hình 3-11: Mức thay đổi lượng mưa năm (%) vào giữa (a) và cuối thế kỷ 21 (b) 51
Hình 3-12: Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (°C) tại các trạm qua các thập kỷ của thế kỷ 21 ứng với các kịch bản A2, B2, B1 53
Hình 3-13: Sự thay đổi của lượng mưa năm (mm) tại các trạm qua các thập kỷ của thế kỷ 21 so với thời kỳ nền 1980 - 1999 ứng với các kịch bản A2, B2, B1 56
Hình 3-14: Sơ đồ khối đánh giá tác động của BĐKH đến TNN 57
Hình 3-15: Bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thủy văn lưu vực sông Lô– Gâm 61
Hình 3-16: Sơ đồ quá trình hiệu chỉnh bộ thông số mô hình 62
Hình 3-17: Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trạm Bảo Yên 63
Hình 3-18: Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trạm Chiêm Hóa 63
Hình 3-19: Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trạm Đạo Đức 63
Hình 3-20: Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trạm Hàm Yên 64
Hình 3-21: Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trạm Ghềnh Gà 64
Hình 3-22: Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trạm Vụ Quang 64
Hình 3-23: Kết quả kiểm định mô hình tại trạm Bảo Yên 65
Hình 3-24: Kết quả kiểm định mô hình tại trạm Chiêm Hóa 65
Hình 3-25: Kết quả kiểm định mô hình tại trạm Đạo Đức 65
Hình 3-26: Kết quả kiểm định mô hình tại trạm Hàm Yên 66
Hình 3-27: Kết quả kiểm định mô hình tại trạm Ghềnh Gà 66
Hình 3-28: Kết quả kiểm định mô hình tại trạm Vụ Quang 66
Hình 3-29 Xu thế lưu lượng trung bình năm tại các trạm chính trên lưu vực 69
Hình 3-30: Xu thế lưu lượng mùa lũ tại các trạm chính trên lưu vực 71
Hình 3-31: Xu thế lưu lượng mùa cạn tại các trạm chính trên lưu vực 74
Hình 3-32: Phân phối ET0 trong năm tại trạm Tuyên Quang 78
Trang 6LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu do cá nhân tôi thực hiện dưới
sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Ngô Trọng Thuận, không sao chép các công trình nghiên cứu của người khác Số liệu và kết quả của luận văn chưa từng được công bố ở bất kì một công trình khoa học nào khác
Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận văn là có nguồn gốc rõ ràng, được trích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng qui cách
Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận văn
Tác giả
Đinh Thị Hiền
Trang 7LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ “Đánh giá tác động của Biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước mặt trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang” đã được hoàn thành tại khoa Sau đại hoc – Đại học Quốc gia Hà Nội tháng 10 năm 2015 Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của các thầy cô, bạn
bè và gia đình
Đầu tiên tác giả xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Ngô Trọng Thuận đã trực tiếp hướng dân và giúp đỡ tác giả trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn
Tác giả cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến các anh chị đang làm việc tại Trung tâm Tư vấn Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu – Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu đã hỗ trợ chuyên môn, thu thập tài liệu liên quan để có thể hoàn thành được luận văn
Bên cạnh đó tác giả cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo Khoa Sau đại học – Đại học Quốc gia Hà Nội và toàn thể các thầy cô giáo đã giảng dạy, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tác giả trong thời gian học tập cũng như khi thực hiện luận văn
Trong khuôn khổ của một luận văn, do thời gian cũng như điều kiện hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy, tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô và các đồng nghiệp
Xin trân trọng cảm ơn !
Hà Nội, tháng 12 năm 2016
Tác giả
Đinh Thị Hiền
Trang 8DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
Development Bank)
3 COP Hội nghị Liên Hợp Quốc về Biến đổi khí hậu
Product)
7 IPCC Ủy ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu
(Intergovernmental Panel on Climate Change)
8 KH KTTV&MT Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường
15 UNDP Chương trình phát triển Liên Hợp Quốc (United
Nations Development Programme)
16 UNFCCC Công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi
khí hậu
Meteorological Organization)
Trang 9MỞ ĐẦU
1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Biến đổi khí hậu đang ngày càng trở nên phức tạp và là thách thức lớn trong bối cảnh hiện nay trên toàn cầu mà biểu hiện chính là sự nóng lên toàn cầu và mực nước biển dâng Thiên tai và các hiện tượng khí hậu cực đoan xuất hiện ở nhiều khu vực trên thế giới Mực nước biển trung bình trên toàn cầu tiếp tục tăng và trở thành mối lo ngại của các quốc gia trên thế giới Ở Việt Nam, trong khoảng 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm đã tăng khoảng 0,5 đến 0,7°C, mực nước biển đã dâng khoảng 20cm Hiện tượng El-Nino, La-Nina ngày càng tác động mạnh mẽ đến Việt Nam Ảnh hưởng của BĐKH toàn cầu đến khí hậu Việt Nam ngày càng rõ rệt, từ nửa cuối thế kỷ 20, đặc biệt giai đoạn 1991 – 2000 đến nay với xu hướng chung là nhiệt độ tăng lên ở tất cả các vùng, thiên tai như bão, lũ, hạn hán, tố lốc, sạt lở đất tăng lên ở cường độ và cả
về tần suất xuất hiện Theo như tính toán, nhiệt độ trung bình ở Việt Nam có thể tăng lên 3°C và mực nước biển có thể dâng 1m vào năm 2100 [6]
Một trong những lĩnh vực chịu tác động nghiêm trọng của BĐKH là tài nguyên
nước Luật Tài nguyên nước số 17//2012/QH13 quy định, Tài nguyên nước bao gồm nước mặt, nước dưới đất, nước mưa và nước biển thuộc lãnh thổ của nước Cộng hòa
xã hội Chủ nghĩa Việt Nam Chính vì vậy, mà BĐKH tác động đến nguồn TNN sẽ gây
nên những hậu quả bất lợi đối với con người và các hệ sinh thái Theo Ban Liên chính phủ về BĐKH [48] vào giữa thế kỷ 21, do BĐKH, dòng chảy năm trung bình của các sông suối sẽ tăng lên ở các khu vực vĩ độ cao và một vài khu vực nhiệt đới ẩm, nhưng giảm ở một số khu vực nằm ở vĩ độ vừa và khu vực nhiệt đới khô Chính vì vậy, các nhà hoạch định chính sách, quy hoạch và quản lý TNN cần liên kết với các ngành liên quan khác để đưa ra các biện pháp thích ứng hiệu quả với BĐKH trong lĩnh vực TNN Tuyên Quang là tỉnh có nguồn TNN phong phú, mạng lưới sông ngòi dày, bảo đảm cấp nước phục vụ cho đời sống sinh hoạt và sản xuất của nhân dân địa phương, nhưng lượng mưa phân bố không đồng đều trên địa bàn toàn tỉnh và các tháng trong năm, mùa khô có lượng mưa rất nhỏ gây ra hiện tượng hạn hán thiếu nước Đặc biệt, trong tình hình hiện nay, Tuyên Quang cũng là một trong những tỉnh chịu ảnh hưởng
do BĐKH gây ra Chính vì vậy, tác giả đã lựa chọn đề tài luận văn “Đánh giác tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước mặt trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang”
nhằm đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến nguồn TNN ở Tuyên Quang, làm cơ sở cho việc định hướng các biện pháp ứng phó, giảm thiểu thiệt hại do BĐKH gây ra đối với TNN trên địa bàn tỉnh, phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất, trước hết là sản xuất nông nghiệp
2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Đánh giá tác động của BĐKH đến TNN mặt trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang
- Đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến nhu cầu sử dụng nước cho một vài hoạt động KT - XH trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang
Trang 10- Định hướng các biện pháp thích ứng với BĐKH trong lĩnh vực TNN ở Tuyên Quang
3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Đối tượng nghiên cứu:
+ Tài nguyên nước mặt (nước mưa và nước trong sông) trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang
+ Nhu cầu sử dụng nước chỉ xét đến hai lĩnh vực là sản xuất nông nghiệp (cây lúa) và sinh hoạt của người dân
- Phạm vi nghiên cứu:
+ Phạm vi thời gian: Sử dụng thời gian nền từ năm 1980 – 1999 làm cơ sở để đánh giá tác động của BĐKH đến TNN của tỉnh Tuyên Quang Sử dụng số liệu khí tượng thủy văn đến năm 2014
+ Phạm vi không gian: Bao gồm toàn bộ hệ thống sông ngòi ở Tuyên Quang nhưng tập trung vào 2 hệ thống sông chính là sông Gâm, sông Lô
4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp phân tích thống kê, tổng hợp tài liệu:
+ Thu thập, tổng hợp các số liệu khí tượng thủy văn và số liệu sử dụng nước trong nông nghiệp (cây lúa) và sinh hoạt, đáp ứng yêu cầu và mục đích nghiên cứu + Chỉnh lý, các số liệu tính toán, các đặc trưng trung bình để đánh giá chế độ khí hậu, thủy văn – TNN trên phạm vi tỉnh Tuyên Quang
- Phương pháp mô hình toán thủy văn: Sử dụng mô hình toán thủy văn - thủy lực
để tính toán xác định sự thay đổi của TNN và nhu cầu sử dụng nước của các hoạt động
KT – XH trong tỉnh do tác động của BĐKH
- Phương pháp chuyên gia: Thông qua các ý kiến cũng như các đánh giá nhận xét của những chuyên gia nghiên cứu về các lĩnh vực liên quan đến vấn đề nghiên cứu của
đề tài để kiểm nghiệm lại những kết luận nhận định mà luận văn đưa ra
5 PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN
Trong luận văn đã sử dụng 3 phương pháp tiếp cận chính sau:
- Tiếp cận theo lãnh thổ: Phân tích đánh giá TNN trên một đơn vị lãnh thổ cụ thể, được lựa chọn trong nghiên cứu là các LVS Các LVS nhánh hợp thành một LVS lớn hơn
- Tiếp cận hệ thống: Xem xét các LVS là một hệ thống để phân tích quan hệ của các thông tin vào và thông tin ra của hệ thống; trong đó, các thông tin về điều kiện khí tượng (nhiệt độ, lượng mưa….), và điều kiện lưu vực (độ lớn, độ dốc, lớp phủ thực vật….) là thông tin vào (hàm vào của hệ thống) và lượng dòng chảy mặt tại các điểm
ra của LVS là thông tin ra (hàm ra của hệ thống)