Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sự biến đổi tài nguyên nước đồng bằng sông cửu long

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG BỘ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CHƯƠNG TRÌNH KH&CN PHỤC VỤ CHƯƠNG TRÌNH MỤC TIÊU QUỐC GIA ỨNG PHĨ VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU (BĐKH/11-15) BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI TÀI NGUYÊN NƯỚC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Mã số: BĐKH.08 Cơ quan chủ trì: Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Mơi trường Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Trần Hồng Thái Hà Nội, năm 2014 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG BỘ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CHƯƠNG TRÌNH KH&CN PHỤC VỤ CHƯƠNG TRÌNH MỤC TIÊU QUỐC GIA ỨNG PHĨ VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU (BĐKH/11-15) BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI TÀI NGUYÊN NƯỚC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Mã số: BĐKH.08 Chủ nhiệm Đề tài Tổ chức chủ trì Đề tài Trần Hồng Thái Trần Thục Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Tài nguyên Môi trường Hà Nội, năm 2014 MỤC LỤC MỤC LỤC i MỤC LỤC BẢNG vi MỤC LỤC HÌNH xv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT xxviii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Danh sách người thực đề tài 1.4 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu 1.5 Nội dung nghiên cứu đề tài 1.6 Phạm vi, đối tượng nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC 2.1 Các nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước giới 2.2 Các nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước Việt Nam vùng Đồng sông Cửu Long 15 2.3 Phương pháp đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến tài ngun nước Đồng sơng Cửu Long 25 2.3.1 Phương pháp đánh giá ảnh hưởng BĐKH đến tài nguyên nước 25 2.3.2 Phương pháp xây dựng kịch BĐKH 27 2.3.3 Công cụ đánh giá ảnh hưởng BĐKH đến tài nguyên nước Đồng sông Cửu Long 31 2.3.3.1 Công nghệ GIS 31 2.3.3.2 Các mơ hình toán 34 CHƯƠNG TỔNG QUAN LƯU VỰC SÔNG MÊ CÔNG VÀ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 39 3.1 Đặc điểm tự nhiên lưu vực sông Mê Công 39 3.2 Đặc điểm địa lý tự nhiên Đồng sông Cửu Long 46 3.2.1 Đặc điểm địa hình 47 3.2.2 Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng 48 3.2.3 Đặc điểm khí hậu 49 i 3.2.3.1 Mạng lưới khí tượng Đồng sông Cửu Long 49 3.2.3.2 Đặc điểm khí tượng vùng Đồng sơng Cửu Long 50 3.2.4 Đặc điểm thủy văn 60 3.2.4.1 Hệ thống sơng ngịi 60 3.2.4.2 Mạng lưới trạm thủy văn 63 3.2.4.3 Đặc điểm thủy văn lưu vực sông Mê Công 65 3.2.4.4 Đặc điểm thuỷ triều Đồng sông Cửu Long 75 3.3 Hiện trạng kinh tế - xã hội Đồng sơng Cửu Long 80 3.3.1 Dân cư 81 3.3.2 Sử dụng đất 83 3.3.3 Các ngành kinh tế mạnh vùng Đồng sông Cửu Long 84 3.3.3.1 Nông nghiệp 84 3.3.3.2 Công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp: 89 3.3.3.3 Lâm nghiệp 91 3.3.3.4 Thương mại, dịch vụ du lịch: 92 3.3.3.5 Cơ sở hạ tầng kỹ thuật: 93 3.4 Hiện trạng cơng trình thủy lợi Đồng sơng Cửu Long 95 3.4.1 Vùng Tả sông Tiền 98 3.4.2 Vùng sông Tiền sông Hậu 99 3.4.3 Vùng Tứ giác Long Xuyên 101 3.4.4 Vùng Bán đảo Cà Mau 103 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH CÁC KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU PHỤC VỤ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 106 4.1 Kịch BĐKH đến năm 2050 106 4.2 Kịch biến đổi khí hậu Đồng sông Cửu Long 118 4.2.1 Tổng quan kịch biến đổi khí hậu Việt Nam 118 4.2.1.1 Kịch biến đổi khí hậu nhiệt độ trung bình: 118 4.2.1.2 Kịch biến đổi khí hậu nhiệt độ cực trị 120 4.2.1.3 Kịch biến đổi khí hậu lượng mưa mùa năm 121 4.2.2 Xây dựng kịch Biến đổi khí hậu cho đồng sơng Cửu Long 124 4.2.2.1 Phương pháp xây dựng kịch biến đổi khí hậu cho quy mô nhỏ 124 ii 4.2.2.2 Kịch biến đổi khí hậu nhiệt độ trung bình ĐBSCL 128 4.2.2.3 Kịch biến đổi khí hậu lượng mưa 131 4.3 Kịch nước biển dâng Đồng sông Cửu Long 134 4.3.1 Điều kiện địa hình biển Đơng xu dâng cao mực nước Biển 134 4.3.1.1 Hình dạng đường bờ 134 4.3.1.2 Phân bố độ sâu 135 4.3.1.3 Xu mực nước biển dâng ven bờ Việt Nam 135 4.3.1.4 Kịch nước biển dâng khu vực Nam Bộ 138 4.3.2 Cơ sở lý thuyết mô hình ADCIRC 140 4.3.2.1 Các phương trình viết tọa độ Đề Các 141 4.3.2.2 Các phương trình viết tọa độ cầu 141 4.3.3 Tính tốn dao động mực nước biển khu vực Biển Đông Đồng Bằng sông Cửu Long 142 4.3.3.1 Phạm vi sơ đồ lưới 142 4.3.3.2 Hiệu chỉnh mô hình 142 4.3.3.3 Tính tốn dao động mực nước trạm hải văn ven bờ Đông ĐBSCL tương lai 144 4.3.4 Tính tốn dao động mực nước biển khu vực Biển Tây Đồng Bằng sông Cửu Long 144 4.3.4.1 Phạm vi sơ đồ lưới 144 4.3.4.2 Hiệu chỉnh mơ hình 145 4.3.4.3 Tính tốn dao động mực nước trạm hải văn ven bờ tây ĐBSCL tương lai 147 4.4 Tổng hợp kịch toán nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước Đồng sông Cửu Long 147 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TRONG KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG HỢP LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 152 5.1 Diễn biến dòng chảy mặt Đồng sông Cửu Long 152 5.1.1 Diễn biến dịng chảy mặt thượng lưu sơng Cửu Long 152 5.1.2 Diễn biến dòng chảy mặt Đồng sông Cửu Long 158 5.1.3 Đặc điểm diễn biến mưa Đồng sông Cửu Long 170 5.1.3.1 Phân phối mưa năm 171 5.1.3.2 Xu biến đổi lượng mưa 175 iii 5.1.4 Diễn biến mực nước Đồng sông Cửu Long 181 5.1.4.1 Vùng ngập lũ 181 5.1.4.2 Vùng ven Biển 200 5.1.5 Diễn biễn đặc điểm ngập lụt vùng Đồng sông Cửu Long 204 5.1.5.1 Đặc điểm ngập lụt vùng ảnh hưởng mạnh lũ thượng lưu 207 5.1.5.2 Đặc điểm ngập lụt vùng ảnh hưởng mạnh thủy triều 221 5.2 Đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước Đồng sông Cửu Long 232 5.2.1 Ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến dòng chảy phân phối dòng chảy vào Đồng sông Cửu Long 232 5.2.2 Ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến cân tỷ lệ phân phối dòng chảy sơng Đồng sơng Cửu Long 244 5.2.3 Ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến dịng chảy cửa sơng Đồng sông Cửu Long 272 5.2.4 Nhận xét chung ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước Đồng sông Cửu Long 326 5.3 Ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến sử dụng nước Đồng sông Cửu Long 326 5.3.1 Hạn hán vùng Đồng sông Cửu Long 326 5.3.1.1 Đánh giá đợt hạn hán theo số SPI 327 5.3.1.2 Đánh giá đợt hạn Đồng sông Cửu Long theo số SPI 335 5.3.2 Ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến sử dụng nước Đồng sông Cửu Long 340 5.4 Đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến ngập lụt Đồng sông Cửu Long 350 5.5 Đề xuất giải pháp khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên nước, bảo đảm nguồn nước phục vụ phát triển bền vững Đồng sông Cửu Long (phòng tránh hạn hán lũ lụt) 369 5.5.1 Tác động tiềm tàng biến đổi khí hậu đến ngành kinh tế Đồng sơng Cửu Long 369 5.5.1.1 Tác động tiềm tàng biến đổi khí hậu đến đất thổ cư xây dựng 369 5.5.1.2 Tác động tiềm tàng biến đổi khí hậu đến đất nông nghiệp 373 5.5.1.3 Tác động tiềm tàng biến đổi khí hậu đến đất hoa màu công nghiệp 381 iv 5.5.1.4 Tác động tiềm tàng biến đổi khí hậu đến đất nông nghiệp kết hợp tôm 385 5.5.1.5 Tác động tiềm tàng biến đổi khí hậu đến đất lâm nghiệp 389 5.5.2 Đề xuất giải pháp khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên nước, bối cảnh Biển đổi khí hậu Đồng sông Cửu Long 393 5.5.2.1 Những thách thức sử dụng nước Đồng sông Cửu Long 393 5.5.2.2 Đề xuất giải pháp khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên nước, bảo đảm nguồn nước phục vụ phát triển bền vững ĐBSCL bối cảnh BĐKH 398 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 403 TÀI LIỆU THAM KHẢO 409 v MỤC LỤC BẢNG Bảng 2.1 Đặc trưng tiểu vùng ĐBSCL tính tốn IQQM 35 Bảng 3.1 Phân bố diện tích lưu vực Mê Công (nguồn MRCS) 41 Bảng 3.2 Phân bố dịng chảy lưu vực sơng Mê Công 42 Bảng 3.3 Danh sách trạm khí tượng, mưa Đồng sơng Cửu Long 49 Bảng 3.4 Tổng số nắng trung bình tháng năm (giờ) 53 Bảng 3.5 Nhiệt độ khơng khí trung bình tháng, năm (oC) 54 Bảng 3.6 Độ ẩm khơng khí trung bình tháng, năm (%) 54 Bảng 3.7 Tốc độ gió trung bình tháng, năm (m/s) 55 Bảng 3.8 Tổng lượng mưa trung bình tháng, năm (mm) 57 Bảng 3.9 Lượng mưa ngày lớn (mm) 60 Bảng 3.10 Danh sách trạm thủy văn vùng Đồng sông Cửu Long 63 Bảng 3.11 Lưu lượng trung bình tháng nhiều năm Pakse Kratie (m3/s) 65 Bảng 3.12 Lưu lượng trung bình trạm ĐBSCL (m3/s) 67 Bảng 3.13 Tổng lưu lượng trung bình tháng mùa cạn (Tân Châu+Châu Đốc) ứng với tần suất 68 Bảng 3.14 Mực nước, lưu lượng đỉnh lũ lớn thời gian xuất số năm lũ lớn 71 Bảng 3.15 Mực nước, lưu lượng lớn thời gian xuất số năm lũ nhỏ 74 Bảng 3.16 Diện tích địa phương vùng ĐBSCL 81 Bảng 3.17 Dân số thành thị trung bình theo địa phương vùng ĐBSCL (nghìn người) 81 Bảng 3.18 Dân số nơng thơn trung bình theo địa phương vùng ĐBSCL (nghìn người) 82 Bảng 3.19 Tỷ lệ tăng dân số theo địa phương vùng ĐBSCL (%) 82 Bảng 3.20 Diện tích lúa đơng xn phân theo địa phương vùng ĐBSCL (nghìn ha) 84 Bảng 3.21 Diện tích lúa hè thu phân theo địa phương vùng ĐBSCL (nghìn ha) 85 Bảng 3.22 Diện tích lúa mùa phân theo địa phương vùng ĐBSCL (nghìn ha) 85 Bảng 3.23 Sản xuất lúa vùng ĐBSCL năm 2010 86 Bảng 3.24 Diện tích trồng màu vùng ĐBSCL (nghìn ha) 86 Bảng 3.25 Diện tích trồng năm vùng ĐBSCL (ha) 87 vi Bảng 3.26 Diện tích trồng lâu năm vùng ĐBSCL (ha) 87 Bảng 3.27 Hiện trạng đàn gia súc vùng ĐBSCL (con) 88 Bảng 3.28 Diện tích ni trồng thuỷ sản vùng ĐBSCL năm 2010 (ha) 88 Bảng 3.29 Sản lượng thủy sản phân theo địa phương vùng ĐBSCL (tấn) 89 Bảng 3.30 Chỉ số phát triển giá trị sản xuất công nghiệp phân theo địa phương (%) 90 Bảng 3.31 Giá trị sản xuất công nghiệp phân theo địa phương (tỷ đồng) 91 Bảng 3.32 Số liệu thống kê trạng thủy lợi ĐBSCL tính đến năm 2010 95 Bảng 4.1 Thay đổi nhiệt độ trung bình năm theo kịch A2, B2 so với thời kỳ 1985- 2000, lưu vực sông Mê Công 106 Bảng 4.2 Thay đổi lượng mưa năm theo kịch A2, B2 so với thời kỳ 1985- 2000, lưu vực sông Mê Công 106 Bảng 4.3 Thay đổi lượng mưa mùa mưa (V-X) theo kịch A2, B2 so với thời kỳ 1985- 2000, lưu vực sông Mê Công 107 Bảng 4.4 Thay đổi lượng mưa mùa khô (XI-IV) theo kịch A2, B2 so với thời kỳ 1985- 2000, lưu vực sông Mê Công 107 Bảng 4.5 Đặc trưng dòng chảy trạm Kratie (m3/s) kịch A2 - điều kiện phát triển trạng 109 Bảng 4.6 Đặc trưng dòng chảy trạm Kratie (m3/s) kịch B2 - điều kiện phát triển trạng 110 Bảng 4.7 Hệ số tương quan (Rxy) đặc trưng phương trình hàm chuyển (a,b) nhiệt độ tháng trạm thuộc đồng sông Cửu Long 127 Bảng 4.8 Mức tăng nhiệt độ trung bình (oC) đến năm 2050 so với thời kỳ 1980 - 1999 tỉnh thuộc ĐBSCL ứng với kịch phát thải trung bình (B2) 129 Bảng 4.9 Mức tăng nhiệt độ trung bình (oC) đến năm 2100 so với thời kỳ 1980 - 1999 tỉnh thuộc ĐBSCL ứng với kịch phát thải trung bình (B2) 129 Bảng 4.10 Mức tăng nhiệt độ trung bình (oC) đến năm 2050 so với thời kỳ 1980 - 1999 tỉnh thuộc Đồng sông Cửu Long ứng với kịch phát thải cao (A2) 130 Bảng 4.11 Mức tăng nhiệt độ trung bình (oC) đến năm 2100 so với thời kỳ 1980 - 1999 tỉnh thuộc Đồng sông Cửu Long ứng với kịch phát thải cao (A2) 130 Bảng 4.12 Thay đổi lượng mưa (%) đến năm 2050 so với thời kỳ 1980 1999 tỉnh thuộc Đồng sông Cửu Long ứng với kịch phát thải trung bình (B2) 132 vii Bảng 4.13 Thay đổi lượng mưa (%) đến năm 2100 so với thời kỳ 1980 1999 tỉnh thuộc Đồng sông Cửu Long ứng với kịch phát thải trung bình (B2) 132 Bảng 4.14 Thay đổi lượng mưa (%) đến năm 2050 so với thời kỳ 1980 1999 tỉnh thuộc Đồng sông Cửu Long ứng với kịch phát thải cao (A2) 133 Bảng 4.15 Thay đổi lượng mưa (%) đến năm 2100 so với thời kỳ 1980 1999 tỉnh thuộc Đồng sông Cửu Long ứng với kịch phát thải cao (A2) 133 Bảng 4.16 Tốc độ biến đổi (mm/năm) mực nước biển Hịn Dấu Cơ Tơ ước lượng theo chuỗi giá trị mực nước khác 136 Bảng 4.17 Tốc độ biến đổi (mm/năm) mực nước biển dọc bờ Việt Nam 137 Bảng 4.18 Tốc độ biến đổi mực nước trung bình theo thời kì 138 Bảng 4.19 Mực nước biển dâng theo kịch phát thải trung bình-B2 (cm) 139 Bảng 4.20 Mực nước biển dâng theo kịch phát thải cao-A2 (cm) 139 Bảng 4.21 Vị trí tính tốn dao động mực nước tương lai bờ biển Đông 144 Bảng 4.22 Vị trí tính tốn dao động mực nước tương lai bờ biển Tây 147 Bảng 4.23 Các đặc trưng dòng chảy trạm thủy văn 148 Bảng 4.24 Các đặc trưng dòng chảy ứng với thời kỳ, kịch A2 149 Bảng 4.25 Các đặc trưng dòng chảy ứng với thời kỳ, kịch B2 149 Bảng 5.1 Đặc trưng dòng chảy trạm Kratie (m3/s) 154 Bảng 5.2 Đặc trưng dòng chảy trạm Tân Châu (m3/s) 158 Bảng 5.3 Đặc trưng dòng chảy trạm Châu Đốc (m3/s) 158 Bảng 5.4 Đặc trưng dòng chảy trung bình trạm Vàm Nao (m3/s) 162 Bảng 5.5 Đặc trưng dịng chảy trung bình trạm Cần Thơ 165 Bảng 5.6 Đặc trưng dịng chảy trung bình trạm Mỹ Thuận 168 Bảng 5.7 Lượng mưa trung bình tháng, năm số trạm ĐBSCL 171 Bảng 5.8 Lượng mưa trung bình tháng, năm số trạm ĐBSCL(tiếp) 171 Bảng 5.9 Xu thay đổi lượng mưa trạm (mm/năm) 178 Bảng 5.10 Thời gian trì mực nước Tân Châu >4,5m năm lũ lớn 182 Bảng 5.11 Bảng thống kê lũ 183 Bảng 5.12 Thời gian xuất đỉnh lũ Đồng Tháp Mười 185 Bảng 5.13 Thời gian xuất đỉnh lũ Tứ giác Long Xuyên 186 viii Hình PL26 Quá trình mực nước cửa Mỹ Thanh Hình PL27 Quá trình mực nước cửa Gành Hào 435 Hình PL28 Q trình mực nước cửa Ơng Đốc Hình PL29 Q trình mực nước cửa Xẻo Rơ 436 Hình PL30 Quá trình mực nước cửa Rạch Giá 437 Hình PL31 SPI trạm Bạc Liêu với quy mô thời kỳ i = 1, 3, 12 tháng 438 Hình PL32 SPI trạm Ba Tri với quy mô thời kỳ i = 1, 3, 12 tháng 439 Hình PL33 SPI trạm Cà Mau với quy mô thời kỳ i = 1, 3, 12 tháng 440 Hình PL34 SPI trạm Càng Long với quy mô thời kỳ i = 1, 3, 12 tháng 441 Hình PL35 SPI trạm Cần Thơ với quy mô thời kỳ i = 1, 3, 12 tháng 442 Hình PL36 SPI trạm Cao Lãnh với quy mô thời kỳ i = 1, 3, 12 tháng 443 Hình PL37 SPI trạm Châu Đốc với quy mô thời kỳ i = 1, 3, 12 tháng 444 Hình PL38 SPI trạm Sóc Trăng với quy mơ thời kỳ i = 1, 3, 12 tháng 445 Hình PL39 SPI trạm Mộc Hóa với quy mơ thời kỳ i = 1, 3, 12 tháng 446 Hình PL40 SPI trạm Mỹ Tho với quy mơ thời kỳ i = 1, 3, 12 tháng 447 Hình PL41 SPI trạm Rạch Giá với quy mô thời kỳ i = 1, 3, 12 tháng 448 Hình PL42 SPI trạm Vĩnh Long với quy mô thời kỳ i = 1, 3, 12 tháng 449 ... hậu đến biến đổi tài nguyên nước Đồng sông Cửu Long? ?? nhằm nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến biến đổi tài nguyên nước ĐBSCL cần thiết để hỗ trợ công tác quản lý tổng hợp tài nguyên. .. nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến tài ngun nước Đồng sơng Cửu Long 147 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP THÍCH ỨNG VỚI BIẾN... 5.2.3 Ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến dịng chảy cửa sơng Đồng sơng Cửu Long 272 5.2.4 Nhận xét chung ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước Đồng sông Cửu Long 326 5.3 Ảnh hưởng