Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến mức tưới

1 LỜI CẢM ƠN Sau tháng thực hiện, hướng dẫn tận tình PGS.TS.Trần Viết Ổn, ủng hộ động viên gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, với nỗ lực phấn đấu thân, tác giả hoàn thành luận văn thạc sỹ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ Thuật Tài nguyên nước thời hạn nhiệm vụ với đề tài: “Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến mức tưới cho lúa vùng Trung du miền núi phía Bắc” Trong q trình làm luận văn, tác giả có hội học hỏi tích lũy thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm quý báu phục vụ cho cơng việc Tuy nhiên thời gian có hạn, trình độ cịn hạn chế, số liệu công tác xử lý số liệu với khối lượng lớn nên thiếu sót Luận văn khơng thể tránh khỏi Do đó, tác giả mong tiếp tục nhận bảo giúp đỡ thầy giáo ý kiến đóng góp bạn bè đồng nghiệp Qua tác giả xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS.Trần Viết Ổn, người trực tiếp tận tình hướng dẫn, giúp đỡ cung cấp tài liệu, thông tin cần thiết cho tác giả hoàn thành Luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Thủy lợi, thầy giáo, cô giáo Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, thầy cô giáo môn truyền đạt kiến thức chun mơn suốt q trình học tập Tác giả xin trân trọng cảm ơn quan, đơn vị nhiệt tình giúp đỡ tác giả trình điều tra thu thập tài liệu cho Luận văn Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, quan, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện khích lệ tác giả suốt q trình học tập hoàn thành Luận văn Xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 09 tháng 03 năm 2015 Tác Giả Triệu Thị Thu Thủy BẢN CAM KẾT Tên tác giả: Triệu Thị Thu Thủy Học viên cao học CH21Q21 Người hướng dẫn: PGS.TS.Trần Viết Ổn Tên đề tài Luận văn: “ Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến mức tưới cho lúa vùng Trung du miền núi phía Bắc ” Tác giả xin cam đoan đề tài Luận văn làm dựa số liệu, tư liệu thu thập từ nguồn thực tế, công bố báo cáo quan nhà nước…để tính tốn kết quả, từ đánh giá đưa số nhận xét Tác giả không chép Luận văn đề tài nghiên cứu trước Tác giả Triệu Thị Thu Thủy MỤC LỤC 1.1 Tổng quan Biến đổi khí hậu: 10 1.1.1 Định nghĩa BĐKH .10 1.1.2 Biến đổi khí hậu hàng chục vạn năm 10 1.1.3 Biến đổi khí hậu 20.000 năm gần 11 1.1.4 Xu hướng biến đổi khí hậu tương lai .11 1.2 Tổng quan tác động BĐKH: 16 1.2.1 Loại tác động BĐKH 16 1.2.2 Tác động BĐKH giới: 19 1.2.3 Tác động biến đổi khí hậu đến Việt Nam 22 1.3 Tác động Biến đổi khí hậu đến vùng trung du miền núi phía Bắc 24 1.3.1 Các tác động biến đổi khí hậu 24 1.3.2 Kịch Biến đổi khí hậu đối khu vực miền núi phía Bắc: 26 2.1 Nghiên cứu mối quan hệ yếu tố khí hậu đến nhu cầu tưới cho lúa 31 2.1.1 Định nghĩa .31 2.1.2 Các thành phần cấu thành nên nhu cầu tưới 31 2.1.3 Ảnh hưởng Biến đổi khí hậu đến thành phần cấu thành nhu cầu tưới .32 2.2 Nghiên cứu biến đổi yếu tố khí tượng 36 2.2.1 Nghiên cứu xác định lượng mưa tưới yếu tố ảnh hưởng Biến đổi khí hậu 36 2.2.2 Nghiên cứu xác định lượng mưa tưới ảnh hưởng Biến đổi khí hậu theo kịch Biến đổi khí hậu phục vụ cho việc xác định mức tưới vụ 41 2.2.3 Nghiên cứu xác định thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng Biến đổi khí hậu theo kịch Biến đổi khí hậu phục vụ cho việc xác định mức tưới vụ 43 3.1 Giới thiệu tổng quan trung du miền núi phía Bắc 48 3.1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên: 48 3.1.2 Đặc trưng khí hậu thủy văn: .50 3.1.3 Định hướng phát triển Kinh tế - Xã hội: 52 3.2 Tính tốn nhu cầu nước cho lúa điều kiện 54 3.3 Tính tốn nhu cầu nước cho diện tích lúa khu vực Điện Biên, Bắc Cạn, Phú Thọ điều kiện 57 3.4 Nghiên cứu xác định nhu cầu tưới cho diện tích lúa khu vực Điện Biên, Bắc Cạn, Phú Thọ ứng với kịch biến đổi khí hậu tương lai (2030 2050) 58 3.4.1 Mốc thời gian năm 2030 58 3.4.2 Mốc thời gian năm 2050 ( kỷ 21) 59 3.5 Đánh giá ảnh hưởng BĐKH đến nhu cầu tưới cho diện tích lúa khu vực Điện Biên, Bắc Cạn,Phú Thọ ứng với kịch BĐKH tương lai 59 3.5.1 Phương pháp đánh giá tác động BĐKH đến nhu cầu tưới cho lúa 59 3.5.2 Kết đánh giá tác động BĐKH đến nhu cầu tưới cho diện tích lúa 60 3.5.3 Kết đánh giá ảnh hưởng BĐKH đến nhu cầu tưới cho lúa vùng trung du miền núi phía Bắc ứng với kịch Biến đổi khí hậu tương lai 66 4.1 Đề xuất giải pháp công trình 67 4.1.1 Đối với thời điểm 67 4.1.2 Đối với thời điểm tương lai theo kich biến đổi khí hậu .67 4.2 Đề xuất giải pháp phi cơng trình 67 MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cây lúa đóng góp vai trò quan trọng đời sống người Việt Nam Tuy nhiên thách thức lớn ngàng trồng trọt nói chung, ngàng trồng lúa nói riêng vùng trung du miền núi phía Bắc biến đổi khí hậu tồn cầu Sự gia tăng nhiệt độ khí làm cho khí hậu vùng nghiên cứu nóng lên, kết hợp với suy giảm mưa làm cho khu vực khô hạn hơn.Trong năm gần đây, diễn biến khí hậu theo chiều hướng cực đoan Cụ thể, lượng mưa tăng mạnh vào mùa lũ giảm vào mùa kiệt với nhiệt độ trung bình tăng khoảng 0,3-0,50C Theo tính tốn, năm 2010 khu vực vùng trung du miền núi phía Bắc có nhiệt độ tăng cao nhất, nhiệt độ trung bình tăng khoảng 30 C BĐKH thực làm cho thiên tai, đặc biệt bão, lũ, hạn hán ngày ác liệt Biến đổi khí hậu có khả làm giảm suất số trồng Vùng trung du miền núi phía Bắc có suất lúa Đông Xuân giảm mạnh Năng suất Hè Thu giảm mức độ nhẹ so với lúa Đông Xuân Năng suất sản xuất lúa giảm mạnh vùng miền núi phía Bắc, vùng bị thiếu nước trầm trọng cho sản xuất lúa nước Hậu BĐKH, mục tiêu phát triển bền vững; thúc đẩy sản xuất; đem lại lợi ích Do vậy, việc tìm hiểu nghiên cứu tác động BĐKH nhiệm vụ khó khăn đầy thử thách Khí hậu ảnh hưởng tới đất đai, nhiệt độ, lượng mưa, bốc Biến đổi khí hậu gây rối loạn chế độ mưa, thay đổi nhiệt độ làm ảnh hưởng đến chế độ tưới lúa, nhận thức vấn đề tầm quan trọng nhu cầu nước đến chế độ tưới cho lúa nói chung trồng nói riêng ,để ứng phó làm giảm thiệt hại BĐKH, đưa giải pháp có tính khả thi ứng phó hiệu với BĐKH nhằm đảm bảo cho phát triển bền vững ngàng nông nghiệp vô cần thiết Hiện nay, có nghiên cứu ảnh hưởng BĐKH tới mức tưới lúa ngàng trồng trọt Đặc biệt khu vùng trung du miền núi phía Bắc vùng có sản xuất nơng nghiệp chủ yếu chưa có nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến mức tưới cho lúa Xuất phát từ vấn đề trên, thấy việc nghiên cứu: “Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng Biến đổi khí hậu đến mức tưới cho lúa vùng trung du miền núi phía Bắc ” cần thiết Với kết đề tài, có biện pháp, kế hoạch cụ thể cho ngành sản xuất nông nghiệp, chủ động trước ảnh hưởng BĐKH kịch BĐKH tương lai II MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - Nghiên cứu xác định mức tưới cho lúa ứng với kịch biến đổi khí hậu tương lai (2030, 2050) - Đề xuất số giải pháp nhằm ứng phó với BĐKH cho vùng trung du miền núi phía Bắc III Cách tiếp cận Phương pháp nghiên cứu: *Cách tiếp cận: - Theo quan điểm hệ thống - Theo quan điểm phân tích nguyên nhân kết - Theo quan điểm bền vững * Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thống kê; phân tích tổng hợp - Phương pháp ứng dụng phần mềm CROPWAT để nghiên cứu ảnh hưởng kịch BĐKH đến mức tưới cho lúa vùng trung du miền núi phía Bắc - Phương pháp kế thừa IV ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu: mức tưới cho lúa điều kiện biến đổi khí hậu - Phạm vi nghiên cứu: vùng trung du miền núi phía Bắc DANH MỤC HÌNH Hình 1- 1: Hiệu ứng nhà kính 17 Hình 1- 2: Thay đổi nhiệt độ bề mặt Trái Đất theo thời gian .18 Hình 2- 1: Nhiệt độ trung bình năm, thời kỳ 1980 – 1999 33 Hình 2- 2: Nhiệt độ trung bình năm, thời kỳ 2041 – 2050 33 Hình 2- 3: Nhiệt độ trung bình năm, thời kỳ 2091 – 2100 35 Hình 2- 4: Lượng mưa năm thời kỳ 2041 – 2050 36 Hình 2- 5: Diện tích đất nơng nghiệp bị hạn hán vùng núi phía Bắc từ năm 1980 đến 1998 46 Hình 3- 1: Bản đồ vùng miền Trung du miền núi phía Bắc 49 Hình 3- 1: Biểu đồ thể thay đổi nhu cầu tưới cho lúa thời điểm tương lai so với thời kỳ trạm đại diện trạm Điện Biên 61 Hình 3- 3: Biểu đồ thể thay đổi nhu cầu tưới cho lúa thời điểm tương lai so với thời kỳ trạm đại diện trạm Bắc Cạn 63 Hình 3- 4: Biểu đồ thể thay đổi nhu cầu tưới cho lúa thời điểm tương lai so với thời kỳ trạm đại diện trạm Việt trì 63 DANH MỤC BẢNG Bảng 1- 1: Các kịch phát thải khí nhà kính 12 Bảng 1-2: Mức tăng lượng mưa (%) so thời kỳ 1980-1990 vùng trung du miền núi phía bắc theo kịch phát thải trung bình (B2) 15 Bảng 1-3: Mức tăng nhiệt độ trung bình (0C) so thời kỳ 1980-1990 vùng trung du miền núi phía bắc theo kịch phát thải trung bình (B2) 16 Bảng 1-4 :Thiện hại thiên tai nông nghiệp Việt Nam (1995-2007) 26 Bảng 2- 1: Kết tính tốn thơng số thống kê X , Cv,Cs Error! Bookmark not defined Bảng 2- 2: Bảng thống kê chọn mơ hình mưa đại diện ứng với thời vụ Error! Bookmark not defined Bảng 2- 3: Kết tính tốn thơng số thống kê X , Cv,Cs Error! Bookmark not defined Bảng 2- 4: Bảng thống kê chọn mơ hình mưa đại diện ứng với thời vụ Error! Bookmark not defined Bảng 2- 5: Kết tính tốn thơng số thống kê X , Cv,Cs Error! Bookmark not defined Bảng 2- 6: Bảng thống kê chọn mơ hình mưa đại diện ứng với thời vụ Error! Bookmark not defined Bảng 2- 7: Các thông số thống kê vụ xuân số trạm vùng Trung du miền núi Phía bắc .40 Bảng 2- 8: Các thông số thống kê vụ mùa số trạm vùng Trung du miền núi Phía bắc .40 Bảng 2- 9: Nhiệt độ bình quân tháng trạm đại diện 40 Bảng 2- 10: Độ ẩm khơng khí trung bình tháng trạm đại diện 40 Bảng 2- 11: Tốc độ gió trung bình tháng trạm đại diện 41 Bảng 2- 12: Số nắng trung bình tháng trạm đại diện 41 Bảng 2-13: Mức thay đổi lượng mưa năm (%) ứng với năm 2030 .41 Bảng 2-14: Mức thay đổi lượng mưa năm (%) ứng với năm 2050 .41 Bảng 2- 13: Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (0C) ứng với năm 2030 43 Bảng 2- 3: Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (0C) ứng với năm 2050 .43 Bảng 3-1: Số đơn vị hành chính, diện tích,dân số năm 2013 52 Bảng 3- 2: Thời vụ công thức tưới lúa Vụ Đông Xuân 56 Bảng 3- 3: Thời vụ công thức tưới lúa vụ Mùa .56 Bảng 3- 4: Chỉ tiêu lý đất 57 Bảng 3- 5: Tổng hợp kết tính tốn u cầu nước lúa Vụ Đông Xuân Tỉnh Điện Biên Bắc Cạn, Phú Thọ 57 Bảng 3- 6: Tổng hợp kết tính tốn u cầu nước lúa vụ Mùa Tỉnh Điện Biên Bắc Cạn, Phú Thọ 57 Bảng 3-7: Tổng hợp kết tính tốn u cầu nước lúa Vụ Chiêm Xuân .58 Bảng 3- 8: Tổng hợp kết tính tốn u cầu nước lúa mùa 58 Bảng 3-9: Tổng hợp kết tính tốn u cầu nước lúa Vụ Chiêm Xuân .58 Bảng 3- 10: Tổng hợp kết tính tốn u cầu nước lúa Vụ mùa 59 Bảng 3- 11: Tổng hợp kết tính tốn u cầu nước lúa Vụ Chiêm Xuân 59 Bảng 3- 12: Tổng hợp kết tính toán yêu cầu nước lúa Vụ mùa 59 Bảng 3- 13: Bảng tính tốn nhu cầu tưới cho lúa thời điểm tương lai so với thời kì trạm đại diện Điện Biên .61 Bảng 3- 14: Bảng tính tốn nhu cầu tưới cho lúa thời điểm tương lai so với thời kì trạm đại diện Bắc Cạn 61 Bảng 3- 15: Bảng tính toán nhu cầu tưới cho lúa thời điểm tương lai so với thời kì trạm đại diện Phú thọ 62 10 CHƯƠNG I: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TRUNG DU MIỀN NÚI PHÍA BẮC 1.1 Tổng quan Biến đổi khí hậu: 1.1.1 Định nghĩa BĐKH Cơng ước khung biến đổi khí hậu Liên Hợp Quốc (UNFCCC) "Biến đổi khí hậu trái đất thay đổi hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển, thạch tương lai nguyên nhân tự nhiên nhân tạo" “Biến đổi khí hậu “những ảnh hưởng có hại biến đổi khí hậu”, biến đổi môi trường vật lý sinh học gây ảnh hưởng có hại đáng kể đến thành phần, khả phục hồi sinh sản hệ sinh thái tự nhiên quản lý đến hoạt động hệ thống kinh tế - xã hội đến sức khỏe phúc lợi người” Nguyên nhân: Nguyên nhân làm biến đổi khí hậu Trái đất gia tăng hoạt động tạo chất thải khí nhà kính, hoạt động khai thác mức bể hấp thụ khí nhà kính sinh khối, rừng, hệ sinh thái biển, ven bờ đất liền khác Nhằm hạn chế biến đổi khí hậu, Nghị định thư Kyoto nhằm hạn chế ổn định sáu loại khí nhà kính chủ yếu bao gồm: CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs SF6 Do hoạt động người làm tăng hiệu ứng nhà kính khí quyển, tạo xạ cưỡng (tăng thêm) 2,3 w/m2, làm cho bề mặt trái đất lớp khí tầng thấp nóng lên, mực nước biển tồn cầu tăng BDKH kỷ XX đến gây chủ yếu người, thuật ngữ BDKH (hoặc cịn gọi ấm lên tồn cầu- global warming) coi đồng nghĩa với BDKH đại 1.1.2 Biến đổi khí hậu hàng chục vạn năm Lịch sử khí hậu trái đất trải qua nhiều biến động với nhiều nguyên nhân khác Những vụ núi lửa phun trào mạnh, đưa vào khí lượng khói bụi khổng lồ ngăn cản xạ mặt trời xuống trái đất, làm lạnh bề mặt trái đất thời gian dài Một núi lửa phun ngăn chặn phần xạ mặt trời đến trái đất, đồng thời làm lớp hấp thụ nhiệt tầng bình lưu nóng lên tới vài PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Đông Xuân mùa thời kì trạm đại diện Điện Biên PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Vụ mùa thời kì trạm đại diện Điện Biên PL Bảng kết u cầu nước lúa vụ Đơng Xn thời kì 2030 trạm đại diện Điện Biên PL Bảng kết yêu cầu nước lúa vụ mùa thời kì 2030 trạm đại diện Điện Biên PL Bảng kết yêu cầu nước lúa vụ Đơng Xn thời kì 2050 trạm đại diện Điện Biên PL Bảng kết yêu cầu nước lúa vụ mùa thời kì 2050 trạm đại diện Điện Biên C.Việt Trì PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Vụ Đơng Xn thời kì trạm đại diện Việt trì PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Vụ mùa thời kì trạm đại diện Việt trì PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Vụ Đông Xuân thời kì trạm đại diện Việt trì PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Vụ mùa thời kì trạm đại diện Việt trì PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Vụ Đơng Xn thời kì 2030 trạm đại diện Việt trì PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Vụ mùa thời kì 2030 trạm đại diện Việt trì PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Vụ Đông Xuân thời kì 2050 trạm đại diện Việt trì PL Bảng kết yêu cầu nước lúa mùa Xuân thời kì 2050 trạm đại diện Việt trì ... 2.2.2 Nghiên cứu xác định lượng mưa tưới ảnh hưởng Biến đổi khí hậu theo kịch Biến đổi khí hậu phục vụ cho việc xác định mức tưới vụ 41 2.2.3 Nghiên cứu xác định thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng Biến đổi. .. Biến đổi khí hậu đến thành phần cấu thành nhu cầu tưới .32 2.2 Nghiên cứu biến đổi yếu tố khí tượng 36 2.2.1 Nghiên cứu xác định lượng mưa tưới yếu tố ảnh hưởng Biến đổi khí hậu. .. Tác động biến đổi khí hậu đến Việt Nam 22 1.3 Tác động Biến đổi khí hậu đến vùng trung du miền núi phía Bắc 24 1.3.1 Các tác động biến đổi khí hậu 24 1.3.2 Kịch Biến đổi khí hậu đối