Nghiên cứu đánh giá vùng ngập nước và xâm nhập mặn bởi nước biển dâng do biến đổi khí hậu phục vụ định hướng sử dụng đất nông nghiệp đến năm 2050 của huyện bình đại, tỉnh bến tre

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Bùi Duy Hưng NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ VÙNG NGẬP NƯỚC VÀ XÂM NHẬP MẶN BỞI NƯỚC BIỂN DÂNG DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU PHỤC VỤ ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP ĐẾN NĂM 2050 CỦA HUYỆN BÌNH ĐẠI, TỈNH BẾN TRE LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Bùi Duy Hưng NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ VÙNG NGẬP NƯỚC VÀ XÂM NHẬP MẶN BỞI NƯỚC BIỂN DÂNG DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU PHỤC VỤ ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG ĐẤT NƠNG NGHIỆP ĐẾN NĂM 2050 CỦA HUYỆN BÌNH ĐẠI, TỈNH BẾN TRE Chuyên ngành: Quản lý đất đai Mã số: 60850103 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN QUỐC BÌNH Hà Nội - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan kết cơng trình nghiên cứu tơi hướng dẫn khoa học PGS.TS Trần Quốc Bình Kết trung thực chưa công bố Các số liệu, tài liệu trích dẫn luận văn xác, có nguồn gốc rõ ràng Tác giả Bùi Duy Hưng LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sỹ khoa học “Nghiên cứu đánh giá vùng bị ngập nước xâm nhập mặn nước biển dâng biến đổi khí hậu phục vụ định hướng sử dụng đất nông nghiệp đến năm 2050 huyện Bình Đại, tỉnh Bến Tre” hoàn thành Khoa Địa lý thuộc Trường Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội vào tháng 12 năm 2014, hướng dẫn khoa học PGS.TS Trần Quốc Bình Tác giả xin chân thành bày tỏ lời cảm ơn tới PGS.TS.Trần Quốc Bình tận tình hướng dẫn suốt trình nghiên cứu luận văn Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy, cô giáo Khoa Địa lý tạo điều kiện, giúp đỡ trình học tập nghiên cứu luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn bạn đồng nghiệp Ban giáo viên chuyên môn Trường Đại học Thủy lợi Cơ sở tận tình giúp đỡ trình thực luận văn Trong khuôn khổ luận văn không tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp từ phía độc giả bạn đồng nghiệp DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu ĐBSCL Đồng sơng Cửu Long ĐBSH Đồng sông Hồng ĐNB Đông Nam Bộ GDP Tổng sản phẩm quốc nội GEF Quỹ môi trường tồn cầu IPCC Ủy ban Liên Chính phủ biến đổi khí hậu MTNN Mơi trường nơng nghiệp NN&PTNT Nông nghiệp phát triển nông thôn SRES Kịch phát thải khí nhà kính TN&MT Tài nguyên Mơi trường TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh TTKTTVTW Trung tâm Khí tượng Thủy văn Trung ương DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Nước biển dâng theo kịch phát thải thấp (cm) 17 Bảng 1.2: Nước biển dâng theo kịch phát thải trung bình (cm) 18 Bảng 1.3: Nước biển dâng theo kịch phát thải cao (cm) 18 Bảng 1.4: Tổng hợp thiệt hại tác động BĐKH số trồng 20 Bảng 2.1: Đặc điểm địa hình tỉnh Bến Tre 28 Bảng 2.2: Phân bố diện tích theo loại đất tỉnh Bến Tre 29 o Bảng 2.3: Đặc trưng nhiệt độ ( C) bình quân tháng trạm quan trắc Ba Tri 30 Bảng 2.4: Lượng mưa trung bình (mm) tháng giai đoạn từ năm 2005-2012 32 Bảng 2.5: Độ ẩm (%) trung bình tháng giai đoạn từ năm 2005-2012 33 Bảng 2.6: Thời điểm xuất biên độ triều lớn trạm vùng 35 Bảng 2.7: Biên độ triều (cm) trạm thủy văn vùng nghiên cứu 35 Bảng 2.8: Đặc trưng mực nước trạm thủy văn giai đoạn từ năm 1984-2006 .36 Bảng 2.9: Đặc trưng mực nước trạm thủy văn vùng phụ cận 36 Bảng 2.10: Lưu lượng nước (m /s) trung bình sông nhánh 37 Bảng 2.11: Phân phối dòng chảy (m /s) mùa lũ mùa cạn 37 Bảng 2.12: Thống kê độ mặn (g/l) lớn tháng 38 Bảng 2.13: Thống kê độ mặn lớn năm xâm nhập sâu 39 Bảng 2.14: Thời gian trì độ mặn trục sơng kênh 39 Bảng 2.15: Dân số, diện tích số đơn vị hành khu vực nghiên cứu 39 Bảng 2.16: Hiện trạng, quy hoạch sử dụng đất tỉnh Bến Tre 41 Bảng 2.17: Hiện trạng, quy hoạch sử dụng đất huyện Bình Đại 43 Bảng 2.18: Tổng hợp kịch tính tốn cho luận văn 46 Bảng 2.19: Các trạm thủy văn dùng để tính tốn mơ hình thủy lực 48 Bảng 2.20: Phân tích kết sai số hiệu chỉnh mơ hình thủy lực 50 Bảng 2.21: So sánh kết tính mực nước sai số kiểm định mơ hình thủy lực .52 Bảng 3.1: Thống kê so sánh diện tích đất ngập nước theo kịch .59 Bảng 3.2: Thống kê so sánh diện tích ngập theo kịch KB_22 KB_30 với kịch KB_00 xã huyên Bình Đại 60 Bảng 3.3:Thống kê so sánh loại đất nông nghiệp vùng ngập theo kịch KB_22 KB_30 với kịch KB_00 61 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Biến trình mực nước trung bình 10 năm Hịn Dấu Vũng Tàu 15 Hình 2.1: Vị trí khu vực nghiên cứu 27 Hình 2.2: Phân bố lượng mưa trung bình năm 31 Hình 2.3: Đường trình mực nước thủy triều trạm Mỹ Thuận, Vàm Kênh, Bến Trại từ ngày 2-12/4/2004 36 Hình 2.4: Sơ đồ tính tốn thủy lực 47 Hình 2.5: So sánh kết hiệu chỉnh H tính tốn với thực đo trạm Chợ Lách 49 Hình 2.6:So sánh kết hiệu chỉnh H tính tốn với thực đo trạm Mỹ Tho .49 Hình 2.7: So sánh kết hiệu chỉnh H tính tốn với thực đo trạm Hịa Bình 49 Hình 2.8: Kết hiệu chỉnh độ mặn (g/l) tính tốn với thực đo trạm Hịa Bình .50 Hình 2.9: Kết hiệu chỉnh độ mặn (g/l) tính tốn với thực đo trạm Lộc Thuận 51 Hình 2.10: Kết hiệu chỉnh độ mặn (g/l) tính tốn với thực đo trạm Mỹ Tho 51 Hình 2.11: Kết hiệu chỉnh độ mặn (g/l) tính tốn với thực đo trạm Sơn Đốc 51 Hình 2.12: Kết kiểm định mực nước tính tốn với số liệu thực đo trạm Chợ Lách tháng 4/2005 51 Hình 2.13: Kết kiểm định mực nước tính tốn với số liệu thực đo trạm Mỹ Tho tháng 4/2005 52 Hình 2.14: Kết kiểm định mực nước tính tốn với số liệu thực đo trạm Hịa Bình tháng 4/2005 52 Hình 2.15: Kết kiểm định độ mặn tính tốn với số liệu thực đo trạm Hịa Bình Ngày 20-22/ 4/2005 53 Hình 2.16: Kết kiểm định độ mặn tính tốn với số liệu thực đo trạm Lộc Thuận ngày 20-22/ 4/2005 53 Hình 2.17: Kết kiểm định độ mặn tính toán với số liệu thực đo trạm Sơn Đốc ngày 20-22/ 4/2005 53 Hình 3.1: Minh họa vùng ngập nước 53 Hình 3.2: Sơ đồ quy trình xác định vùng ngập, xâm nhập mặn huyện Bình Đại, tỉnh Bến Tre 56 Hình 3.3: Biểu đồ so sánh diện tích ngập xã huyện Bình Đại với kịch KB_00, KB_22, KB_30 60 Hình 3.4: Biểu đồ so sánh diện tích ngập loại đất huyện Bình Đại với kịch KB_00, KB_22, KB_30 62 Hình 3.5: Diễn biến độ mặn lớn dọc theo sông Ba Lai theo kịch 63 Hình 3.6: Diễn biến độ mặn lớn nhấtdọc theo sơng Cửa Đại theo kịch 63 Hình 3.7: Sơ đồ xâm nhập mặn huyện Bình Đại theo kịch 64 Hình 3.8: Vùng đất trồng lúa nằm ranh mặn 4%otheo kịch 65 Hình 3.9: Định hướng sử dụng đất nơng nghiệp thích ứng với xu xâm nhập mặn nước biển dâng theo kịch MỤC LỤC 72 MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN SẢN XUẤT NƠNG NGHIỆP 1.1 Vấn đề biến đổi khí hậu nước biển dâng 1.1.1 Khái niệm biến đổi khí hậu nước biển dâng 1.1.2 Các kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam 1.2 Tác động biến đổi khí hậu đến sản xuất nơng nghiệp 1.2.1 Tác động biến đổi khí hậu đến trồng 1.2.2 Tác động biến đổi khí hậu đến vật nuôi 1.2.3 Tác động biến đổi khí hậu đến thủy sản 1.2.4 Kinh nghiệm ứng phó với biến đổi khí hậu nước biển dâng sản xuất nông nghiệp 1.2.5 Tổng quan cơng trình nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu đến sản xuất nơng nghiệp tỉnh Bến Tre 1.3 Các mơ hình đánh giá ngập lụt xâm nhập mặn 1.3.1 Mơ hình MIKE 1.3.2 Các mơ hình khác CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG NGẬP NƯỚC VÀ XÂM NHẬP MẶN TỈNH BẾN TRE ĐẾN NĂM 2050 2.1 Khái quát địa bàn nghiên cứu 2.1.1 Điều kiện tự nhiên 2.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 2.1.3 Hiện trạng quy hoạch sử dụng đất 2.1.4 Hiện trạng hệ thống đê biển đê vùng cửa sông 2.1.5 Các liệu thu thập 2.2 Phân tích tham số điều kiện biên 2.2.1 Lựa chọn kịch tính tốn cho luận văn 2.2.2 Mơ hình hóa hệ thống thủy lực 2.2.3 Hiệu chỉnh mơ hình Thuận lợi thực giải pháp:Do tác dụng thấy rõ rừng phòng hộ sau đợt thiên tai (bão, lũ, ) tuyên truyền sâu rộng quyền địa phương đến nhân dân nên việc thực giải pháp được, người dân đồng tình ủng hộ Khó khăn thực giải pháp:Nước biển dâng với gió mùa, bão, triều cường làm xói lở bờ biển, gây xói mịn đất rừng ngập mặn, lộ rễ cây, sạt lở bờ sông vùng cửa sông, trôi ngập mặn Đồng thời, nước biển dâng tạo điều kiện cho ngập mặn lấn sâu vào nội địa tiêu diệt loại trồng khác Hiệu thực giải pháp:Ngăn chặn tác động biến đổi khí hậu, giảm gia tăng hàm lượng CO2 khí quyển, ngăn chặn xói, lở ngập 3.3.5 Phát triển ngành thủy sản thích ứng với biến đổi khí hậu Qua phân tích phần cho thấy biến đổi khí hậu nước biển dâng tác động lớn tới ngành nuôi trồng thủy sản huyện Bình Đại Có tới 47% diện tích đất ni trồng thủy sản bị ảnh hưởng Vì giải pháp ”Phát triển ngành thủy sản thích ứng với biến đổi khí hậu” giải pháp ưu tiên lựa chọn Nội dung chủ yếu giải pháp: Phát triển giống, lồi thủy sản có khả thích ứng với mơi trường, giống lồi có khả thích nghi nhiệt độ cao xâm nhập mặn Du nhập phát triển giống thủy hải sản có giá trị cao, tăng độ sâu ao hồ để tạo nhiệt độ thích hợp giảm tổn hại trình tăng nhiệt độ trình bốc nhanh mặt nước Bên cạnh cần phát triển nuôi cá nước hồ, ao theo mơ hình nơng lâm ngư kết hợp Thuận lợi thực giải pháp: Hiện tại, ngành nuôi trồng thủy sản huyện Bình Đại phát triển, chiếm tỉ trọng cao kinh tế Với lợi có dải ven biển với cửa sơng lớn (sơng Cửa Đại, sông Ba Lai,…) thuận lợi cho nuôi trồng nước mặn nước lợ Nhiều loại thủy sản sống mơi trường nước nước lợ (cá rô phi, cá phi đen,…), sống nước thường di cư sang nước lợ (cá lau, cá kèo, cá dứa,…) nhà khoa học nghiên cứu để tạo giống sống hoàn toàn nước lợ Khoa Thủy sản trường Đại học Cần Thơ sản xuất thành cơng giống lồi cá sống 69 môi trường nước lợ cá ngát, cá chốt, cá đối, cá nâu, nghiên cứu sản xuất giống cá nước mặn (cá bóp, cá mú,…) Khó khăn thực giải pháp: Giải pháp phát huy tính khả thi có sở hạ tầng thủy lợi hệ thống đê biển, đê cửa sông, hệ thống cống ngăn triều, ngăn mặn, đất lưu không để nâng cao đê nước biển dâng,… Do phát triển mạnh diện tích ni trồng hải thủy sản nhằm vào lợi ích trước mắt bà nông dân nên môi trường nước khu vực bị suy thoái nghiêm trọng Để phát huy hiệu việc nuôi trồng thủy sản cần phải có giải pháp tốn nhằm xử lý, cải tạo môi trường nước 3.3.6 Một số định hướng sử dụng đất nơng nghiệp đến năm 2050 Huyện Bình Đại có địa hình phẳng, phần lớn diện tích nằm mực nước biển triều dâng Các sông chịu tác động mạnh chế độ thuỷ triều biển Đơng Nhiều sơng kênh rạch có độ rộng lớn, số cửa sông rộng từ 2km đến 3km, nước sơng bị nhiễm mặn nghiêm trọng Trong mùa khô, mặn xâm nhập gần hầu khắp diện tích tỉnh, gây nên tình trạng thiếu nước diện rộng ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất sinh hoạt người dân.Trên sở điều kiện tự nhiên,kinh tế, xã hội huyện Bình Đại diễn biến xâm nhập mặn biến đổi khí hậu nước biển dâng, đưa số định hướng vùng có nguy tăng độ mặn lên mức cho phép (so với nay) sau: + Đối với diện tích đất xâm nhập mặn gia tăng:chủ yếu địa bàn xã Bình Thắng, xã Thạnh Phước, thị trấn Bình Đại, xã Bình Thới, xã Đại Hịa Lộc, xã Thạnh Trị, xã Định Trung, độ mặn khoảng 2‰ đến 8‰ tiếp tục trồng lúa, trồng ăn (để đảm bảo diện tích trồng lúa nhằm đảm bảo an ninh lương thực vùng) áp dụng giải pháp thủy lợi xây cống ngăn mặn, nâng cấp cống, tuyến đê sông hữu, vận hành cống ngăn mặn hợp lý, Sử dụng loại phân bón thích hợp để giảm độ phèn, giảm độ mặn, áp dụng lịch canh tác,…và đưa giống lúa chịu mặn vào sản xuất để đảm bảo suất trồng Phát triển rộng mơ hình tiết kiệm nước tưới mơ hình lúa-tơm Mơ hình biện pháp canh tác giúp cải tạo môi trường tốt cho vùng đất ngập mặn, nhiễm 70 phèn cao Cây lúa tơm q trình ni trồng kết hợp có tác động tương hỗ cho Lúa trồng sau vụ tôm, giống lúa kháng phèn khơng tăng độ phì nhiêu cho đất, tạo nguồn thức ăn tự nhiên phong phú cho tơm, mà cịn cho lúa có suất, chất lượng cao, an tồn sử dụng thuốc trừ sâu trình gieo trồng Hệ sinh thái sau vụ lúa cung cấp đủ nguồn thức ăn cho tôm, tôm tăng trọng nhanh bệnh Ngược lại, ruộng lúa thừa hưởng vi lượng vô mà tơm thải chu kỳ xoay vịng liên tục, bền vững qua năm + Chuyển đổi sang loại trồng khác nghiên cứu, thử nghiệm địa phương thích hợp với đất nhiễm mặn như: tổ hợp ghép có múi (điển hình bưởi ghép) xoài ghép, chống chịu độ mặn 8-13‰ Mở rộng diện tích trồng dừa ca cao trồng xen vườn dừa xã dọc theo sơng Cửa Đại mùa khơ mặn xâm nhập sâu vào nội đồng có dừa chống chịu xâm nhập mặn,… + Chuyển sang chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản: Trên vùng đất ngập nhiễm mặn gia tăng (xã Thạnh Phước, xã Đại Hịa Lộc, xã Bình Thắng, xã Bình Thới), trọng phát triển bền vững vùng nuôi tôm nước mặn, nước lợ Thực khai thác ổn định bền vững vùng ni nghêu, sị, cua, cá kèo khu vực bãi triều ven biển Xây dựng hệ thống canh tác nuôi xen tôm – lúa (1 vụ lúa, vụ tôm) tôm – rừng ( đào kênh, nuôi tôm rừng ngập mặn) với mục tiêu phát triển bền vững tiến đến phương thức nuôi sinh thái 71 Ranh mặn 4%0kịch KB_30 Ranh mặn 4%0kịch KB_22 Vùng nuôi trồng tôm - lúa Vùng nuôi tôm thâm canh, bán thâm canh Vùng nuôi thủy sản nước măn, lợ Hình 3.9: Định hướng sử dụng đất nơng nghiệp thích ứng với xu xâm nhập mặn nước biển dâng theo kịch KB_22, KB_30 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trên sở xây dựng đồ ngập lụt xâm nhập mặn nước biển dâng phân tích, đánh giá tác động tượng tới đất sản xuất nơng nghiệp huyện Bình Đại, tỉnh Bến Tre, đề tài xin đưa số kết luận sau: - Do hạn chế thời gian số liệu thu thập đặc biệt số liệu địa hình lịng sơng, số liệu thủy văn, mơi trường, nên kết tính tốn xem kết ban đầu dự báo phân tích ảnh hưởng BĐKH, nước biển dâng đến ngành nông nghiệp huyện Bình Đại - Do địa hình huyện Bình Đại tương đối thấp, phần lớn địa hình có độ cao 3m nên khả bị ngập sâu nước biển dâng có xảy Khi nước biển tăng 30cm (KB_30), nguy ngập 1m (chưa tính đến hệ thống thủy lợi nay) tăng từ 32,79% (KB_00) lên đến 51,95% (KB_30), phần lớn tập trung vào xã xã Thạnh Trị, xã Phú Long, xã Thới Thuận, xã Thạnh Phước, - Theo kết bảng dự báo thấy loại đất bị ngập nước đa dạng, loại đất nuôi trồng thủy sản, đất trồng lúa đất trồng lâu năm chiếm tỉ lệ lớn diện tích vùng ngập Khi nước biển dâng 30cm, diện tích đất thủy sản bị ngập chiếm 47% tổng số đất ngập, diện tích đất trồng lúa bị ngập chiếm 13%, đất trồng ăn công nghiệp chiếm khoảng 30% - Hiện tượng xâm nhập mặn có xu hướng tăng nhanh nước biển dâng theo hướng sông Ba Lai, sông Cửa Đại Nếu trạng đường ranh giới mặn