Nghiên cứu đề xuất giải pháp thủy lợi kết hợp nông nghiệp ứng phó với xâm nhập mặn nước biển dâng trong điều kiện biến đổi khí hậu nhằm nâng cao hiệu quả tưới tiêu của hệ thống thủy lợi bắc thái bình

B GIÁO D C VÀ ÀO T O TR NG B NÔNG NGHI P VÀ PTNT I H C THU L I  L NG TH THU TH O NGHIÊN C U XU T GI I PHÁP TH Y L I K T H P NÔNG NGHI P NG PHÓ V I XÂM NH P M N N C BI N DÂNG TRONG I U KI N BI N I KHÍ H U NH M NÂNG CAO HI U QU T I TIÊU C A H TH NG TH Y L I B C THÁI BÌNH Chuyên ngành: K thu t tài nguyên n Mã s : 60580212 c LU N V N TH C S K THU T Ng ih ng d n khoa h c: TS V Th H i PGS.TS Tr n Vi t Hà N i, n m 2015 n B GIÁO D C VÀ ÀO T O TR NG B NÔNG NGHI P VÀ PTNT I H C THU L I  L NG TH THU TH O NGHIÊN C U XU T GI I PHÁP TH Y L I K T H P NÔNG NGHI P NG PHÓ V I XÂM NH P M N N C BI N DÂNG TRONG I U KI N BI N I KHÍ H U NH M NÂNG CAO HI U QU T I TIÊU C A H TH NG TH Y L I B C THÁI BÌNH LU N V N TH C S K THU T Hà N i, n m 2015 M Tính c p thi t c a đ tài: Hi n s suy gi m ngu n n U c, s v n hành không h p lý c a h ch a th ng ngu n s t ng lên c a nhu c u n c d n đ n tình tr ng thi u n c vùng h du M t khác u ki n bi n đ i khí h u, n c bi n dâng, s xâm nh p m n sâu vào đ t li n d n đ n tình tr ng đ t nông nghi p b nhi m m n, nguy c m t đ t s n xu t Khi tình tr ng thi u n c t i, m t đ t s n xu t ngày di n nghiêm tr ng gi i pháp th y l i k t h p nông nghi p t i vùng ven bi n nh m ng phó v i xâm nh p m n n c bi n dâng, nâng cao hi u qu kinh t c a h th ng t i h t s c c n thi t ây c s đ xây d ng đ nh h ng phát tri n kinh t xã h i, khai thác b n v ng tài nguyên đ t, n c b o v môi tr ng Vùng đ ng b ng ven bi n T sông H ng thu c t nh Thái Bình t i b ng h th ng th y nông B c Nam Thái Bình Hai h th ng đ c quy ho ch b trí xây d ng cơng trình bao g m: 219 c ng d i đê, 1194 tr m b m t i tiêu k t h p v i 7712km kênh m ng t i M ng l i sông tr c d n n c t i tiêu dày đ c v i t ng chi u dài 2820km, 1953 c ng đ p n i đ ng h th ng b vùng b th a H th ng B c Thái Bình n m phía B c gi i h n b i sơng Hóa, sơng Lu c, sơng H ng, sông Trà Lý bi n G m huy n H ng Hà, Qu nh Ph , ông H ng, Thái Th y ph n phía B c c a thành ph Thái Bình H th ng B c Thái Bình c ng nh h th ng Nam Thái Bình đ u có chung hình th c l y n c t i b ng c ng d i đê tr n c vào sông tr c n i đ ng sông tr c c p I, II đ t i t ch y m t ph n, ch y u t i t o ngu n cho tr m b m t i Do h th ng th y l i n m h du vùng ven bi n đ ng b ng sông H ng nên ngu n n ct i ph thu c vào l u l ng n c th ng ngu n ch u nh h th y tri u xâm nh p m n Hàng n m tình tr ng h n hán c ng th ng c a ng xuyên x y ra, nh ng n m n hình có th có t i 60% di n tích nông nghi p b h n, làm thi t h i t i 30% giá tr nông - lâm - th y s n c a đ a ph ng đ ng th i chi phí b m t i qu n lý c ng t ng g p đơi Nh n th y tình tr ng h n hán, xâm nh p m n tác đ ng c a đ n ngành nơng nghi p, th y l i nói chung h th ng th y l i B c Thái Bình nói riêng, lu n v n mu n sâu nghiên c u tình hình h n hán, xâm nh p m n đ đ a gi i pháp ng phó nh m nâng cao hi u qu t i tiêu cho h th ng B c Thái Bình Vì v y lu n v n ch n đ tài: “Nghiên c u đ xu t gi i pháp th y l i k t h p nông nghi p ng phó v i xâm nh p m n, n c bi n dâng u ki n bi n đ i khí h u nh m nâng cao hi u qu t i tiêu c a h th ng th y l i B c Thái Bình” đ góp ph n gi i quy t s khó kh n c a h th ng th y l i B c Thái Bình tình hình hi n M c tiêu c a đ tài: Kh c ph c nh ng khó kh n xâm nh p m n n c bi n dâng, nh m nâng cao hi u qu t i tiêu cho h th ng th y l i B c Thái Bình, góp ph n n đ nh s n xu t đ i s ng nhân dân vùng nghiên c u N i dung nghiên c u - Tính toán yêu c u dùng n c kh n ng đáp ng c a h th ng th y l i B c Thái Bình, đ c bi t d i tác đ ng c a xâm nh p m n, n c bi n dâng; xu t gi i pháp phù h p đ ng phó v i xâm nh p m n, n dâng nh m nâng cao hi u qu t c bi n i tiêu c a h th ng th y l i B c Thái Bình i t ng ph ng pháp nghiên c u: 4.1 i t ng i t ng nghiên c u c a lu n v n h th ng th y l i B c Thái Bình, t nh Thái Bình, gi i h n b i sông H ng, sông Lu c, sơng Hóa sơng Trà Lý H th ng cơng trình đ u m i c ng l y n c t ch y t sông Trà Lý, sơng Hóa, sơng Lu c d n vào sơng tr c n i đ ng, sau c p n c cho đ ng ru ng b ng h th ng tr m b m t i t ch y Tiêu v phía h l u qua c ng d i đê ho c tiêu tr c ti p bi n b ng c ng Trà Linh - Ph m vi nghiên c u: Nghiên c u tác đ ng c a xâm nh p m n, n dâng nh h ng đ n hi u qu t c bi n i tiêu c a h th ng th y l i B c Thái Bình, xem xét tình hình bi n đ i khí h u hi n đ a gi i ph i th y l i k t h p v i nông nghi p đ 4.2 Ph ng phó hi u qu ng pháp nghiên c u: - Ph ng pháp u tra, kh o sát th c đ a: i u tra thu th p s li u thông tin v h th ng th y l i b c Thái Bình, tình hình xâm nh p m n, n c bi n dâng hi n nay; - Ph tài, d án t ng pháp k th a: K th a k t qu nghiên c u đ t đ ng t c bi t t đ tài nghiên c u c p Nhà n xu t gi i pháp th y l i k t h p v i nông nghi p đ c t đ c: “ Nghiên c u đ ng phó v i h n hán xâm nh p m n t i t nh ven bi n đ ng b ng sông H ng” Vi n N Môi tr c, T i tiêu ng thu c Vi n khoa h c th y l i Vi t Nam th c hi n - Ph ng pháp phân tích, th ng kê: Th ng kê, phân tích tác đ ng c ng nh gi i pháp ng phó v i xâm nh p m n, n c bi n dâng u ki n bi n đ i khí h u Các k t qu d ki n đ t đ c 5.1 K t qu : Lu n v n s đ xu t gi i pháp th y l i k t h p nơng nghi p có hi u qu nh m ng phó v i xâm nh p m n n c bi n dâng u ki n bi n đ i khí h u cho h th ng th y l i B c Thái Bình 5.2 Ý ngh a khoa h c th c ti n c a đ tài nghiên c u: - T k ch b n bi n đ i khí h u, c th hóa đ u ki n B KH T đánh giá đ c yêu c u n c nhu c u n c c a h th ng c hi n t i t ng lai v i kh n ng đáp ng c a h th ng - Các gi i pháp đ xu t lu n v n có tác d ng làm gi m thi t h i r i ro u ki n xâm nh p m n, n đ i s ng cho ng c bi n dâng gây ra, góp ph n t ng thu nh p n đ nh i dân khu v c B c Thái Bình B c c c a lu n v n M đ u Ch ng 1: T ng quan v tình hình xâm nh p m n, n c bi n dâng đ i v i s n xu t đ i s ng Ch ng 2: T ng quan v h th ng th y l i B c Thái Bình Ch ng 3: ánh giá tác đ ng c a xâm nh p m n, n c bi n dâng đ n h th ng th y l i B c Thái Bình Ch ng 4: xu t gi i pháp ng phó v i xâm nh p m n, n K t lu n ki n ngh Các tài li u tham kh o c bi n dâng Ch ng T NG QUAN V TÌNH HÌNH XÂM NH P M N, N V I S N XU T VÀ 1.1 T ng quan v xâm nh p m n, n C BI N DÂNG I I S NG c bi n dâng th gi i t i Vi t Nam 1.1.1 T ng quan v xâm nh p m n, n c bi n dâng th gi i Bi n đ i khí h u (B KH) nguyên nhân d n đ n tình tr ng xâm nh p m n, n c bi n dâng t i t t c vùng đ t th gi i Khí h u trái đ t nhi u l n bi n đ i theo t nhiên t th i k b ng hà cho đ n th i k trái đ t nóng lên cách vài tri u n m S bi n đ i nhi t đ di n th i gian r t dài, nhi t đ trung bình c a m t đ t t ng thêm 0,74oC k t cu i nh ng n m 1800, d đoán đ n n m 2100 nhi t đ b m t trái đ t s t ng t 1,8oC đ n 6,4oC Tuy nhiên hi n nguyên nhân d n đ n tình tr ng trái đ t nóng lên nhanh chóng l i ho t đ ng c a ng ng i Theo c tính 90% nguyên nhân gây B KH i v i ho t đ ng công - nông nghi p, v i s gia t ng vi c s d ng nhiên li u hóa th ch làm t ng n ng đ khí nhà kính; 10% t nhiên có tính chu k l ch s hình thành phát tri n c a trái đ t Theo tính tốn c a t ch c Liên Chính ph v bi n đ i khí h u (vi t t t IPCC), nh ng th p niên g n đây, nhi t đ trái đ t t ng trung bình 0,3oC m i th p niên M a tr nên th t th nhi u, l ng h n, c ng đ m a thay đ i Nh ng vùng m a ng m a tr nên nhi u h n, c ng đ m a l n h n Các vùng h n l i tr nên h n h n Toàn b m t đ m, c m t đ t đ i d đ c bi t hi n t v đ cao d n đ n hi n t ng r t đáng quan tâm n El-Nino t ng, gây l l t h n hán Do nh h ng đ u nóng lên ng tan b ng t i vùng c c, gây nên c bi n dâng T n su t c ng đ hi n t ng vùng nhi t đ i, nhi t đ i ng c a B KH, kho ng ch c n m g n nhi u th m ho thiên tai l ch s di n ra: Tr n cu ng phong Mitch tháng 10/1998, t o nên m t đ ng tàn phá ngang qua n c Trung M : Honduras, Nicaragua, El Salvador, Guatemala Belize làm h n 18.000 ng i ch t m a gây l đ t cu n trôi làng Tháng 10/1999, tr n siêu bão có s c gió 250km/h quét qua bang Orissa phía đơng n , gi t h i 10.000 ng i đ y 1,5 tri u ng i khác vào c nh “màn tr i chi u đ t” Tháng 12/2004, tr n đ ng đ t d d i nh t vòng 40 n m qua t o nên nh ng đ t sóng th n t i h n 50.000 ng i thi t m ng 8n n c Nam Á, D ng, ngày đ u có ơng Nam Á n c ông Phi C n bão Katrina tháng n m 2005 v i s c gió 225km/h tàn phá mi n đông nam Hoa K , tr thành thiên tai kinh hoàng t n nh t l ch s n c k t tr n đ ng đ t t i San Francisco n m 1906 đ n Ngày 4/5/2008 bão Nagis tàn phá Myanma làm 22.000 ng i thi t m ng, 41.000 ng i b m t tích ng đ t T Xuyên, Trung Qu c ngày 12/5/2008 làm thi t m ng m t tích h n 90.000 ng i G n nh t, ngày 8/11/2013 siêu bão Haiyan m t siêu bão m nh nh t l ch s nhân lo i đ b vào Philippines, v i s c gió gi t m nh 379km/h, sóng cao t i 6m, gây m a l n làm thi t h i tính m ng 1800 ng th nh n th y thiên tai bão l ngày tr nên nguy hi m h n v i c i Có ng đ t ng lên khơng ng ng v i t n su t xu t hi n nhi u h n, có s c tàn phá vô n ng n Hi n t ng B KH không ch bi u hi n qua s xu t hi n c a c n bão l n mà cịn bi u hi n qua s gia t ng m c n c bi n dâng t i vùng đ t th gi i Theo nghiên c u khoa h c cho th y, m c n c bi n toàn th gi i t ng lên v i t l 0,14 inch (3,2mm) m i n m k t đ u nh ng n m 1990 M t nghiên c u g n cho r ng có th đ i di n m c n c bi n đ i d ng t ng lên t 2,5 đ n 6,5 feet (0,8 mét) vào n m 2100 Theo T ch c khí t ng th gi i (WMO) cho bi t m c n c bi n t ng cao k l c vào tháng 3/2013 T c đ m c n c bi n dâng hi n t i 3,2mm/n m, cao g p đôi s 1,6mm/n m c a th k 20 Khi m c n c bi n t ng lên nhanh chóng s có tác đ ng tàn phá môi tr ng s ng ven bi n Cùng v i n c bi n dâng, tác đ ng xâm th c b bi n s t ng lên đ t bi n M t m t n c bi n theo n c sông dâng lên vào mùa khô tràn vào kênh d n gây m n M t khác nh ng vùng đ t ven bi n b ng p n c có nguy c nhi m m n th m th m ho c ti m sinh Nh ng vùng đ t s m t kh n ng s n xu t môi tr ng sinh thái s b nh h ng tr m tr ng Ba vùng châu th sông Mekong, sông Irrawaddy sông Chao Phraya - t t c nh ng di n tích đ t quan tr ng n m d i 2m so v i m c n c bi n - đ c bi t b nguy hi m Nông nghi p, nuôi tr ng, đánh b t th y s n du l ch nh ng ngành d b tác đ ng nhi u nh t bi n đ i khí h u nh ng vùng đ ng b ng Các thành ph vùng duyên h i, v i s t p trung dày đ c v m t đ dân s tài s n v t ch t, c ng b đ t tr c nguy c nh ng c n bão c ng đ m nh, n c bi n dâng th i gian dài, nh ng tr n bão ven bi n b t ng Thành ph Bangkok, H Chí Minh, Jakarta, Manila Yangon nh ng thành ph đ c d đoán s b nh h ng nhi u nh t Theo đánh giá c a ngân hàng th gi i, n c ông Nam Á, có Vi t Nam s nh ng n c ch u nh h ng nghiêm tr ng c a tình tr ng xâm nh p m n, n c bi n dâng nh ng n m s p t i 1.1.2 T ng quan v xâm nh p m n, n Vi t Nam n c có đ c bi n dâng t i Vi t Nam ng b bi n dài 3.260km khơng k đ o Vi t Nam có khí h u nhi t đ i gió mùa ch u nh h ng sâu s c c a bi n ơng Trong vịng 50 n m qua, nhi t đ trung bình hàng n m Vi t Nam t ng kho ng 0,7oC, t nh mi n B c nhi t đ gia t ng nhi u h n t nh mi n Nam, đ c bi t tháng mùa hè v i biên đ l n h n B ng 1.1 M c t ng nhi t đ theo xu th 50 n m qua (1958-2007) khí h u trung bình cho c n c Vùng khí h u vùng S l ng tr m Tháng I Tháng VII Trung bình n m 19 1,4 0,3 0,5 33 1,5 0,5 0,6 42 1,4 0,5 0,6 B c Trung B 26 1,3 0,5 0,5 Nam Trung B 11 0,6 0,4 0,3 Tây Nguyên 12 0,9 0,4 0,6 Nam B 18 0,8 0,4 0,6 181 1,2 0,4 0,56 Tây B c B ông B c B ng b ng B c B Trung bình c n (ngu n: PGS.TS Nam) c Nhi t đ (oC) inh V Thanh, PGS.TS Nguy n V n Vi t, B KH toàn c u Vi t Trong xu th B KH toàn c u, Vi t Nam c ng ch u nh ng tác đ ng n ng n : - Bi n đ i v l ng m a: M a có xu th t ng khu v c đ ng b ng B c B , nh ng h u h t có xu th gi m khu v c khác Tuy nhiên c ng đ m a tr n m a l i có xu th t ng lên - Bão: S c n bão có xu th t ng d n t n m 1950-1989 có xu th gi m t n m 1990 đ n B ng 1.2 S l ng c n bão đ b vào Vi t Nam giai đo n 1950-2012 Thán g 10 11 12 T n g 19501959 1 11 9 50 19601969 1 11 13 19 12 72 19701979 0 0 13 18 15 10 78 19801989 0 10 9 24 11 77 19901999 0 10 12 14 15 71 20002009 0 17 11 63 20102012 0 20 TB 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,7 0,8 1, 1,3 1,3 1,0 0,2 6,95 (ngu n: t ng h p t ngu n c a MARD, 1950-2012) Trong n m 2013, Vi t Nam c ng gánh ch u thêm kho ng 10 tr n bão v i c ng đ gió s c tàn phá r t l n -M cn c bi n: Trong vòng 50 n m qua, m c n c bi n trung bình dâng v i t c đ 3-4mm/n m, ngh a n a th k qua, m c n c bi n Vi t Nam t ng lên kho ng 15-20cm S li u quan tr c cho th y: +M cn c bi n trung bình th i k g n (1991-2008) cao h n th i k 1961-1990 7,2cm +M cn Hòn D u 3,5cm V ng Tàu S n Trà c bi n cao nh t th i k g n (1991-2008) cao h n th i k 1961-1990 7,8 cm Hòn D u; 0,5cm V ng Tàu song th p h n 0,5cm S n Trà +M cn c bi n th p nh t th i k g n (1991-2008) cao h n th i k 1961-1990 2,7 cm Hòn D u; 5cm S n Trà 11cm M y n m tr l i đây, đ t tri u c ng th V ng Tàu ng xuyên di n ra, nh t khu v c đ ng b ng sông C u Long gây ng p l t cho t nh mi n Nam, đ c bi t thành ph l n nh thành ph H Chí Minh, C n Th , nh h ng nghiêm tr ng t i đ i s ng s n xu t - H n hán: L H n hán có xu h ng m a gi m mùa khô, gây h n hán t i nhi u n i ng m r ng h u h t vùng, đ c bi t t nh Nam Trung b d n đ n tình tr ng hoang m c hóa Hai vùng ch u nh h ng n ng n c a tình tr ng h n hán đ ng b ng sông H ng đ ng b ng sông C u Long ng b ng sông H ng: có t ng di n tích đ t nơng nghi p g n 800.000ha + Trong vài n m tr l i đây, m c n h c h du t i Hà N i gi m th p có chi u ng ngày tr m tr ng Dịng ch y h th ng sơng sơng H ng mùa ki t xu ng th p gây nh h tr ng l n đ n phát tri n kinh t , môi ng dân sinh c a h du, di n tích đ t lúa th kho ng 233.400ha M c n tr m b m t c đ ng b ng c a c ng l y n ng xuyên b h n c t ch y vào h th ng i hai bên b sông H ng ln th p, gây khó kh n cho ho t đ ng t i c a tr m b m T n m 2011, h ch a Th y n S n La vào ho t đ ng giúp cho dịng ch y sơng H ng sơng Thái Bình đ c c i thi n m t ph n, nh ng tình tr ng h n hán xâm nh p m n v n di n Ho t đ ng s n xu t nông nghi p vùng ng b ng sông H ng v n ph thu c hoàn toàn vào vi c x n ch a th + c c a h ng ngu n ng b ng sông C u Long: M t vài n m tr l i đây, tình tr ng h n b ng sơng C u Long gia t ng v m c đ c ng ng đ N m 2002, n ng nóng gay g t kéo dài m y tháng li n n đ ng b ng b h n hán r t n ng, di n tích tr ng lúa ni tr ng th y s n đ u khơ ki t, n ng nóng nh h ng ... c Thái Bình, đ c bi t d i tác đ ng c a xâm nh p m n, n c bi n dâng; xu t gi i pháp phù h p đ ng phó v i xâm nh p m n, n dâng nh m nâng cao hi u qu t c bi n i tiêu c a h th ng th y l i B c Thái. .. phó nh m nâng cao hi u qu t i tiêu cho h th ng B c Thái Bình Vì v y lu n v n ch n đ tài: ? ?Nghiên c u đ xu t gi i pháp th y l i k t h p nông nghi p ng phó v i xâm nh p m n, n c bi n dâng u ki... B NÔNG NGHI P VÀ PTNT I H C THU L I  L NG TH THU TH O NGHIÊN C U XU T GI I PHÁP TH Y L I K T H P NÔNG NGHI P NG PHÓ V I XÂM NH P M N N C BI N DÂNG TRONG I U KI N BI N I KHÍ H U NH M NÂNG