Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước tỉnh hà giang và đề xuất giải pháp ứng phó

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Long Biên ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC TỈNH HÀ GIANG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Long Biên ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC TỈNH HÀ GIANG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 608502 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS Nguyễn Văn Thắng Hà Nội - 2012 Lời cảm ơn Lời em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS TS Nguyễn Văn Thắng, Phó Viện trưởng Viện Khoa học Khí tượng Thuỷ văn Mơi trường tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt q trình làm khố luận Em xin cảm ơn thầy, cô giáo Khoa Môi trường, thầy cô môn Quản lý Môi trường cung cấp kiến thức khoa học môi trường kiến thức ngành khoa học khác Những kiến thức tạo tiền đề cho em q trình học tập cơng tác sau Để hồn thành khoá luận em xin chân thành cám ơn giúp đỡ đồng nghiệp, động viên tạo điều kiện gia đình, bạn bè Hà Nội, tháng 12 năm 2012 Nguyễn Long Biên MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BIỂU HIỆN, TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH HÀ GIANG 1.1 Biểu tác động biến đổi khí hậu 1.1.1 Khái niệm biến đổi khí hậu nghiên cứu trước 1.1.2 Biểu hiện, diễn biến xu diễn biến khí hậu 1.1.2.1 Biểu khí hậu 1.1.2.2 Diễn biến xu biến đổi khí hậu 11 1.1.2.3 Tác động BĐKH đến nguồn nước 17 1.2 Điều kiện tự nhiên, kinh tế – xã hội tỉnh Hà Giang 18 1.2.1 Điều kiện tự nhiên 18 1.2.1.1 Vị trí địa lý 18 1.2.1.2 Địa hình, địa mạo 19 1.2.1.3 Khí hậu 20 1.2.1.4 Thủy văn 20 1.2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 21 1.2.2.1 Thực trạng phát triển số ngành kinh tế 21 1.2.2.2 Tình hình xã hội 25 1.2.3 Tài nguyên thiên nhiên 27 1.2.3.1 Tài nguyên nước 27 1.2.3.2 Tài nguyên đất 28 1.2.3.3 Tài nguyên rừng 28 1.2.3.4 Tài nguyên khoáng sản 29 1.2.3.5 Tài nguyên du lịch 30 1.2.4 Một số tiêu phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Hà Giang đến năm 2015 định hướng đến năm 2020 30 1.2.4.1 Chỉ tiêu chủ yếu 30 1.2.4.2 Phương hướng thực 31 CHƯƠNG MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1 Đối tượng nghiên cứu 34 2.2 Mục tiêu nghiên cứu 34 2.3 Nội dung nghiên cứu 34 2.4 Phương pháp nghiên cứu 35 2.4.1 Phương pháp chọn lọc, kiểm định tài liệu, số liệu có liên quan 35 2.4.2 Phương pháp ứng dụng GIS 35 2.4.3 Phương pháp chuyên gia 35 2.4.4 Phương pháp thống kê, tổng hợp số liệu, kế thừa nghiên cứu công bố 35 2.4.5 Phương pháp đánh giá tác động BĐKH 36 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC TỈNH HÀ GIANG VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ 38 3.1 Tác động biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước tỉnh Hà Giang 38 3.1.1 Tác động đến lượng mưa 38 3.1.2 Tác động đến dòng chảy nguồn nước mặt 47 3.1.3 Tác động đến lũ quét, lũ ống 60 3.1.4 Tác động đến bốc nước hạn hán 67 3.2 Đề xuất số giải pháp ứng phó lĩnh vực tài nguyên nước 75 3.2.1 Thích ứng với gia tăng nhiệt độ 76 3.2.2 Thích ứng với gia tăng lượng mưa 76 3.2.3 Thích ứng với gia tăng cường độ tần suất tượng thời tiết cực đoan, tai biến 78 3.2.4 Giải pháp hỗ trợ 79 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 81 KẾT LUẬN 81 KHUYẾN NGHỊ 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 86 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu KNK Khí nhà kính TNN Tài nguyên nước IPCC Ủy ban Liên phủ Biến đổi Khí hậu GIS Hệ thống thơng tin địa lý DANH MỤC BẢNG Bảng Dự báo mức gia tăng trung bình tồn cầu nhiệt độ khơng khí mức nước biển theo kịch BĐKH khác [1] Bảng Tổng đàn gia súc, gia cầm qua năm 2006 - 2010 22 Bảng Số liệu lưu lượng nước trung bình nhiều năm trạm thời kỳ 1991 - 2010 [16] 27 Bảng Lượng mưa năm trung bình thời kỳ nhiều năm trạm đo mưa khu vực nghiên cứu vùng lân cận [16] 40 Bảng Mức thay đổi lượng mưa mùa mưa (%) qua thập kỷ kỷ 21 so với thời kỳ 1980 - 1999 ứng với kịch phát thải trung bình (B2) [7] 45 Bảng Đặc trưng mưa năm dịng chảy năm trung bình nhiều năm [16] 47 Bảng Giá trị lượng mưa năm tính tốn theo kịch biến đổi khí hậu huyện tỉnh Hà Giang (X mm) [11, 19] 51 Bảng Giá trị lượng mưa mùa cạn tính tốn theo kịch BĐKH (X mm) [11, 19] 52 Bảng Giá trị lượng mưa mùa lũ tính tốn theo kịch BĐKH (X mm) [11, 19] 52 Bảng 10 Giá trị dịng chảy tính trung bình năm thời kỳ nhiều năm tốn theo kịch biến đổi khí hậu 54 Bảng 11 Giá trị dịng chảy trung bình mùa cạn tính trung bình nhiều năm tốn theo kịch biến đổi khí hậu 54 Bảng 12 Giá trị dòng chảy trung bình mùa lũ trung bình nhiều năm tính tốn theo kịch biến đổi khí hậu 55 Bảng 13 Kết so sánh nguy xảy lũ quét yếu tố lượng mưa tổng hợp yếu tố 67 DANH MỤC HÌNH Hình Biến đổi nhiệt độ bề mặt Trái Đất theo thời gian Hình Xu hướng biến đổi số khí nhà kính đến 2005 Hình Biến đổi mực nước biển theo thời gian Hình Dự báo biến đổi nồng độ số khí gây hiệu ứng nhà kính đến năm 2050 2100 12 Hình Dự báo thay đổi nhiệt độ Trái đất đến năm 2100 12 Hình Dự báo thay đổi mực nước biển đến năm 2100 13 Hình Nhiệt độ trung bình năm trạm Hà Giang từ năm 1990 đến năm 2010 15 Hình Nhiệt độ trung bình năm trạm Bắc Mê từ năm 1990 đến năm 2010 15 Hình Tổng lượng mưa năm trung bình trạm Hà Giang từ năm 1991 đến năm 2010 16 Hình 10 Tổng lượng mưa năm trung bình trạm Bắc Mê từ năm 1991 đến năm 2010 16 Hình 11 Sự thay đổi tổng lượng mưa năm giai đoạn 1991 - 2010 trạm 38 Hình 12 Bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thủy văn tỉnh Hà Giang khu vực lân cận 39 Hình 13 Bản đồ lượng mưa năm trung bình nhiều năm khu vực nghiên cứu 42 Hình 14 Mức thay đổi lượng mưa năm vào năm 2020 so với thời kỳ 1980 - 1999 Hà Giang ứng với kịch phát thải trung bình (B2) [7] 43 Hình 15 Mức thay đổi lượng mưa năm vào năm 2050 so với thời kỳ 1980 - 1999 Hà Giang ứng với kịch phát thải trung bình (B2) [7] 44 Hình 16 Mức thay đổi lượng mưa năm vào năm 2100 so với thời kỳ 1980 - 1999 Hà Giang ứng với kịch phát thải trung bình (B2) [7] 44 Hình 17 Bản đồ phân bố lượng mưa địa bàn tỉnh Hà Giang năm 2020 46 Hình 18 Quan hệ dịng chảy năm (Y0) với lượng mưa năm trung bình thời kỳ nhiều năm (Xo) 48 Hình 19 Quan hệ dịng chảy trung bình mùa cạn (Ymc) với lượng mưa năm trung bình mùa cạn thời kỳ nhiều năm (Xmc) 49 Hình 20 Quan hệ dịng chảy trung bình mùa lũ (Yml) với lượng mưa năm trung bình mùa lũ thời kỳ nhiều năm (Xml) 50 Hình 21 Thay đổi dòng chảy năm với kịch phát thải trung bình B2 tỉnh Hà Giang 56 Hình 22 Thay đổi dòng chảy năm với các kịch phát thải trung bình B2 tỉnh Hà Giang 57 Hình 23 Thay đổi dòng chảy mùa lũ với các kịch phát thải trung bình B2 tỉnh Hà Giang 57 Hình 24 Thay đổi dòng chảy mùa lũ với các kịch phát thải trung bình B2 tỉnh Hà Giang 58 Hình 25 Thay đổi dịng chảy mùa cạn với các kịch phát thải trung bình B2 tỉnh Hà Giang 58 Hình 26 Thay đổi dịng chảy mùa cạn với các kịch phát thải trung bình B2 tỉnh Hà Giang 59 Hình 27 Bản đồ trạng lũ quét tỉnh Hà Giang 62 Hình 28 Bản đồ nguy xảy lũ quét - lũ ống theo yếu tố lượng mưa năm 2020 64 Hình 29 Bản đồ nguy lũ quét - lũ ống tổng hợp địa bàn tỉnh Hà Giang năm 2020 66 Hình 30 Bản đồ mức thay đổi lượng bốc nước tháng tỉnh Hà Giang (năm 2100 so với tại) 70 Hình 31 Bản đồ mức thay đổi lượng bốc nước tháng tỉnh Hà Giang (năm 2100 so với tại) 71 Hình 32 Bản đồ trạng hạn hán tỉnh Hà Giang 73 Hình 33 Bản đồ phân vùng hạn hán tỉnh Hà Giang năm 2020 74 Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT Hình 33 Bản đồ phân vùng hạn hán tỉnh Hà Giang năm 2020 Khoa Môi trường 74 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT Qua đồ rút nhận xét: - Chỉ số khô hạn năm 2010 dao động khoảng 0,51 - 2,34, năm 2020 dao động khoảng 0,52 - 2,33, tức có cấp hạn hán từ không hạn (K < 1), hạn nhẹ (1,1 < K < 2,0) đến hạn vừa (2,1 < K < 4,0) - Vùng trung tâm mưa Bắc Quang, Vị Xun, Quang Bình xảy hạn hán (K