CHƯƠNG III: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BĐKH ĐẾN HỆ THỐNG BẮC THÁI BÌNH
3.1. Tác động của BĐKH đến nhu cầu dùng nước
3.1.3. Kết quả đánh giá tác động của BĐKH đến nhu cầu dùng nước của hệ thống 72 3.2. Đánh giá khả năng cấp nước của hệ thống tưới Bắc Thái Bình dưới tác động của BĐKH
1/ Kết quả tổng hợp tính toán
a) Kết quả tính toán ở thời điểm năm 2020
Bảng 3. 30: Bảng tính toán nhu cầu nước của cây trồng và toàn hệ thống ở thời điểm năm 2020 so với thời kỳ hiện tại
Thời gian Thời kỳ nền 2020
Đơn vị (m3/ha) (m3/ha) Tăng/giảm (%)
Lúa Đông Xuân 6.192 6.415 3,6
Lúa Hè Thu 3.202 3.271 2,1
Cây ngô 2.266 2.337 2,9
Toàn hệ thống 11.660 12.023 3,1
b) Kết quả tính toán ở thời điểm năm 2050
Bảng 3. 31: Bảng tính toán nhu cầu nước của cây trồng và toàn hệ thốngở thời điểm năm 2050 so với thời kỳ nền
Thời gian Thời kỳ nền 2050
Đơn vị (m3/ha) (m3/ha) Tăng/giảm (%)
Lúa Đông Xuân 6.192 6.735 8,8
Lúa Hè Thu 3.202 3.389 5,8
Cây ngô 2.266 2.401 6,0
Toàn hệ thống 11.660 12.525 7,8
2/ Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhu cầu nước của cây trồng và toàn hệ thống ở thời điểm năm tương lai so với thời kỳ nền
a) Năm 2020
Hình 3. 1: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhu cầu nước của lúa chiêm ở thời điểm năm 2020 so với thời kỳ nền
Hình 3. 2: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhu cầu nước của lúa mùa ở thời điểm năm 2020 so với thời kỳ nền
Hình 3. 3: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhu cầu nước của cây ngô ở thời điểm năm 2020 so với thời kỳ nền
Hình 3. 4: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhu cầu nước của toàn hệ thống ở thời điểm năm 2020 so với thời kỳ nền
b) Năm 2050
Hình 3. 5: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhu cầu nước của lúa chiêm ở thời điểm năm 2050 so với thời kỳ nền
Hình 3. 6: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhu cầu nước của lúa mùa ở thời điểm năm 2050 so với thời kỳ nền
Hình 3. 7: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhu cầu nước của cây ngô ở thời điểm năm 2050 so với thời kỳ nền
Hình 3. 8: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhu cầu nước của toàn hệ thống ở thời điểm năm 2050 so với thời kỳ nền
3/ Phân tích kết quả
Sự thay đổi nhu cầu nước của cây trồng trong hệ thống Bắc Thái Bình:
Qua quá trình tính toán nhu cầu nước của các loại cây trồng ở thời kỳ nền và thời kỳ năm 2020, ta rút ra được kết quả như sau:
+ Lúa đông xuân tăng : 3,6%
+ Lúa hè thu tăng : 2,1%
+ Cây ngô tăng : 2,9 %
Như vậy nhu cầu nước của các loại cây trồng đều tăng so với thời kỳ nền nên tổng nhu cầu nước của cả hệ thống tăng 2,9 % so với thời kỳ nền.
Qua quá trình tính toán nhu cầu nước của các loại cây trồng ở thời kỳ nền và thời kỳ năm 2050, ta rút ra được kết quả như sau:
+ Lúa đông xuân tăng : 8,8%
+ Lúa hè thu tăng : 5,8 % + Cây ngô tăng : 6,0 %
Như vậy nhu cầu nước của các loại cây trồng đều tăng nên tổng nhu cầu nước của cả hệ thống tăng 7,8 % so với thời kỳ nền.
4/ Kết luận
Đánh giá nhu cầu về nguồn nước của tất cả các ngành trong đời sống, xã hội đặc biệt là ngành nông nghiệp là nhu cầu bức thiết cho việc sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên nước trên tất cả các vùng của Việt Nam cũng như trên thế giới.
Qua nghiên cứu, tính toán xác định được ảnh hưởng của BĐKH trong tương lai theo kịch bản phát thải trung bình B2 đến hệ thống tưới Bắc Thái Bình như sau:
Đến năm 2020, tổng nhu cầu nước của hệ thống dự kiến sẽ tăng khoảng 2,9 so với thời kỳ nền. Năm 2050, mức tăng sẽ là 7,8 % với thời kỳ nền. Đặc biệt là nhu cầu nước sẽ tăng mạnh đối với lúa đông xuân. Cụ thể, năm 2020 nhu cầu nước của lúa đông xuân sẽ tăng khoảng 3,6 %. Năm 2050 nhu cầu nước của lúa đông xuân và ngô vụ đông tăng nhiều hơn 8,8 %. Đây là một vấn đề cần được quan tâm bởi vì thời kỳ này là mùa kiệt lượng mưa nhỏ và nguồn nước đến khan hiếm.
3.2. Đánh giá khả năng cấp nước của hệ thống tưới Bắc Thái Bình dưới tác động của BĐKH
Trong phạm vi luận văn này tôi tập trung nghiên cứu tác động của BĐKH đến khả năng cấp nước của hệ thống tưới trạm bơm Cao Nội thuộc hệ thống tưới Bắc Thái Bình.
Trạm bơm Cao Nội là 1 trong những trạm bơm điển hình thuộc huyện Quỳnh Phụ trong hệ thống tưới Bắc Thái Bình lấy nước từ sông Hóa phục vụ tưới nước cho diện tích đất canh tác của 5 xã: An Hiệp, An Đồng, An Quý, An Cầu, An Thái.
Trạm bơm Cao Nội (10 máy x1000m3/h) lấy nước từ sông Hóa tưới cho 2560 ha gồm An Đồng, An Hiệp, An Cầu, An Quý, An Thái.
Theo kết quả nghiên cứu của Viện Quy hoạch thủy lợi trong dự án “Quy hoạch tổng thể thủy lợi Đồng bằng Bắc Bộ trong điều kiện Biến đổi khí hậu, nước biển dâng” thì mực nước sông Luộc dự kiến 2020 hạ thấp 0,2m. Do vậy, có thể giải thiết mực nước sông Hóa bị hạ thấp 0,2m vào năm 2020 và 0,45m vào năm 2050.
Sử dụng kết quả tính toán nhu cầu nước của thời kỳ nền, thời kỳ tương lai, mực nước bể hút, bể tháo xác định khả năng cung cấp nước cho từng thời kỳ với kết quả như sau:
Bảng 3. 32 : Bảng tổng hợp các nhu cầu dùng nước của cây trồng trên hệ thống trạm bơm Cao Nội trong thời kỳ nền (103m3)
Nhu cầu nước Tháng
Lúa chiêm Lúa mùa Cây ngô Tổng
1 3.243,52 438,1 3.681,6
2 5.025,28 503,1 5.528,4
3 2.780,16 264,6 3.044,7
4 3.069,44 3.069,4
5 1.733,12 1.733,1
6 4.697,0 4.697,0
7 108,6 1.084,6
8 609,4 609,4
9 352,0 352,0
10 301,4 301,4
11 0
12 267,2 267,15
Tổng 15.851,5 7.044,4 1.472,9 24.368.8
Bảng 3. 33 : Bảng tổng hợp nhu cầu dùng nước của cây trồng trên hệ thống trạm bơm Cao Nội mốc thời gian 2020(103m3)
Nhu cầu nước
Tháng Lúa chiêm Lúa mùa Cây ngô Tổng
1 3.704,32 458,25 4.162,57
2 5.061,12 531,70 5.592,82
3 2.831,36 281,45 3.112,81
4 3.066,88 3.066,88
5 1.758,72 1.758,72
6 4.769.60 4.769,60
7 1.097,8 1.097,8
8 624,8 624,8
9 378,4 378,4
10 325,6 325,6
11 0
12 247,65 247,65
Tổng 16.422,4 7.196,2 1.519,05 25.137,7 Bảng 3. 34 : Bảng tổng hợp nhu cầu dùng nước của cây trồng trên hệ thống
trạm bơm Cao Nội mốc thời gian 2050 Nhu cầu nước Tháng
Lúa chiêm Lúa mùa Cây ngô Tổng
1 4400,64 471,9 4.872,54
2 5.130,24 546,0 5.676,24
3 2.913,28 291,9 3.205,13
4 3.048,96 3.048,96
5 1.748,48 1.748,48
6 4.813,6 4.813,60
7 1.166,0 1.166,00
8 6.73,2 673,20
9 4.37,8 437,80
10 3.65,2 365,20
11 0
12 250,9 250,90
Tổng 17.241,6 7.455,8 1.560,65 26.258,1
1/ Mốc thời gian 1980-1999
Bảng 3.35: Kết quả khả năng cung cấp nước vụ chiêm của trạm bơm Cao Nội trong thời kỳ nền
Từ ngày đến ngày TT
Từ ngày Đến ngày
Số ngày bơm (ngày)
Số giờ bơm
(h) Qđmy/c
(m3/h) Zbh (m) Zbt
(m) H
(m) Q 1máy
(m3/h)
Số máy chạy (máy)
1 13/01 30/01 18 432 9.200 -0,27 3,35 4,62 880 10 2 01/02 17/02 17 408 10.755 -0,07 3,35 4,42 895 10 3 19/2 23/2 6 144 8228 0,13 3,35 4,22 910 9 4 24/02 28/02 5 120 7759 0,33 3,35 4,02 925 8 5 02/03 07/03 6 144 8.526 0,53 3,35 3,82 945 9 6 11/03 16/03 5 120 9.404 0,73 3,35 3,62 965 10 7 21/03 26/03 6 144 8.512 0,93 3,35 3,42 975 9 8 1/04 6/04 6 144 7.948 1,13 3,35 3,22 990 8 9 11/04 17/04 6 144 8.659 1,33 3,35 3,02 1.005 9 10 21/05 26/05 6 144 8.471 1,53 3,35 2,82 1.020 8 11 01/05 06/05 6 144 7.425 1,73 3,35 2.62 1.030 7 12 11/05 16/05 6 144 6.735 1,95 3,35 2,40 1.045 6
Tổng 93 2.232
Trong đó: Qycđm: Lưu lượng nước yêu cầu tại đầu mối (m3/h) Qycđm =
η Qdm
với: Qmr: Lưu lượng nước tại mặt ruộng xác định từ kết quả tính toán Cropwat η = 0,7 hệ số sử dụng nước
Q1 máy: Lưu lượng 1 máy bơm xác định bằng cách tra trên đường đặc tích của máy bơm ứng với chiều cao H = Zbt - Zbh + ∑hms
Zbt: Cao trình mực nước bể tháo (m) Zbh: Cao trình mực nước bể hút (m).
∑hms: Cột nước tổn thất vì ma sát (m) n: là số máy bơm
n= Round(
máy Q
Qdmyc 1 )
Round: là hàm làm tròn đến số nguyên
Bảng 3.36: Kết quả khả năng cung cấp nước vụ mùa của trạm bơm Cao Nội trong thời kỳ nền Từ ngày đến ngày
TT Từ ngày Đến ngày
Số ngày bơm (ngày)
Số giờ bơm
(h) Qđmyc(m3/h) Zbh (m) Zbt
(m)
H (m)
Q 1máy
(m3/h)
Số máy chạy (máy) 1 03/06 17/6 14 336 8.104 -0,28 3,35 4.63 865 9 2 18/06 30/06 13 312 8.984 -0,10 3,35 4.45 885 10 3 01/07 03/07 3 72 6.111 0,09 3,35 4.26 900 7 4 15/07 16/07 2 48 7.495 0,27 3,35 4.08 905 8 5 25/07 26/07 2 48 9922 0,46 3,35 3.89 945 10 6 05/08 06/08 2 48 5.230 0,65 3,35 3.70 950 6 7 14/08 14/08 1 24 7.010 0,83 3,35 3.52 965 7 8 25/08 27/08 3 72 4.134 1,02 3,35 3.33 990 4 9 03/09 04/09 2 48 4.152 1,20 3,35 3.15 1.000 4 10 11/09 11/09 1 24 1.510 1,39 3,35 2.96 1.015 1 11 24/9 24/09 1 24 7.441 1,58 3,35 2.77 1.025 7 12 01/10 02/10 2 48 6.686 1,76 3,35 2.59 930 7 13 14/10 14/10 1 24 1.402 1,95 3,35 2.40 1.045 1
Tổng 47
Bảng 3.37: Kết quả khả năng cung cấp nước vụ đông của trạm bơm Cao Nội trong thời kỳ nền Từ ngày đến ngày
TT Từ ngày Đến ngày
Số ngày bơm (ngày)
Số giờ bơm
(h)
Qđmy/c
(m3/h) Zbh (m)
Zbt
(m)
H (m)
Q 1máy
(m3/h)
Số máy chạy (máy) 1 01/12 01/12 1 24 733 0,01 3,35 4,34 900 1 2 12/12 12/12 1 24 5.831 0,50 3,35 3,85 940 6 3 23/12 23/12 1 24 6.532 0,98 3,35 3,37 980 7 4 02/01 02/01 1 24 6.468 1,47 3,35 2,88 925 7 5 12/12 12/12 1 24 6.819 1,95 3,35 2,40 1.045 7
Tổng 5
2/ Mốc thời gian năm 2020
Bảng 3.38: Kết quả khả năng cung cấp nước vụ chiêm của trạm bơm Cao Nội trong thời kỳ 2020
Từ ngày đến ngày TT
Từ ngày Đến ngày
Số ngày bơm (ngày)
Số giờ bơm
(h)
Qđmy/c
(m3/h) Zbh (m) Zbt
(m) H
(m) Q 1máy
(m3/h) Số máy chạy (máy)
1 14/01 30/01 17 408 11.193 -0,27 3,35 4,82 815 14 2 01/02 18/02 18 432 10.219 -0,07 3,35 4,62 825 12 3 19/2 23/2 5 144 8.417 0,13 3,35 4,42 850 10 4 24/02 27/02 4 120 7.942 0,33 3,35 4,22 865 9 5 02/03 07/03 6 144 8.768 0,53 3,35 4,02 885 10 6 11/03 16/03 6 144 8.046 0,73 3,35 3,82 905 9 7 21/03 26/03 6 144 8.617 0,93 3,35 3,62 915 9 8 1/04 6/04 6 144 7.969 1,13 3,35 3,42 930 9 9 11/04 17/04 7 168 7.386 1,33 3,35 3,22 945 8 10 21/05 26/05 6 144 8.471 1,53 3,35 3,02 960 9 11 01/05 06/05 6 144 7.508 1,73 3,35 2,82 970 8 12 11/05 16/05 6 144 6.860 1,95 3,35 2,60 985 7
Tổng 95 2.280 101.397
Bảng 3.39: Kết quả khả năng cung cấp nước vụ mùa của trạm bơm Cao Nội trong thời kỳ 2020 Từ ngày đến ngày
TT Từ ngày Đến ngày
Số ngày bơm (ngày)
Số giờ bơm
(h)
Qđmy/c
(m3/h) Zbh (m) Zbt
(m) H
(m) Q 1máy
(m3/h)
Số máy chạy (máy) 1 04/06 17/06 14 336 8.366 -0,28 3,35 4,83 805 10 2 18/06 30/6 13 312 8.976 -0,10 3,35 4,65 825 11 3 01/07 03/07 3 72 6.147 0,09 3,35 4,46 840 7 4 15/07 16/07 2 48 7.603 0,27 3,35 4,28 845 9 5 25/07 26/07 2 48 10.083 0,46 3,35 4,09 885 11 6 03/08 04/08 2 48 5.338 0,65 3,35 3,90 890 6 7 12/08 12/08 1 24 7.225 0,83 3,35 3,72 905 8 8 23/08 25/08 3 72 4.242 1,02 3,35 3,53 930 5 9 06/09 07/09 2 48 4.368 1,20 3,35 3.35 940 5 10 14/9 14/09 1 24 1.941 1,39 3,35 3,16 955 2 11 24/09 24/09 1 24 7.873 1,58 3,35 2,97 965 8 12 1/10 02/10 2 48 7.010 1,76 3,35 2,79 870 8 13 11/10 11/10 1 24 1.941 1,95 3,35 2,60 985 2
Tổng 47
Bảng 3.40: Kết quả khả năng cung cấp nước vụ đông của trạm bơm Cao Nội trong thời kỳ 2020 Từ ngày đến ngày
TT Từ ngày Đến ngày
Số ngày bơm (ngày)
Số giờ bơm
(h)
Qđmy/c
(m3/h) Zbh (m)
Zbt
(m)
H (m)
Q 1máy
(m3/h)
Số máy chạy (máy) 1 01/12 01/12 1 24 701 0,01 3,35 4,34 900 1 2 12/12 12/12 1 24 5.321 0,50 3,35 3,85 940 6 3 23/12 23/12 1 24 6.118 0,98 3,35 3,37 980 6 4 02/01 02/01 1 24 6.532 1,47 3,35 2,88 925 7 5 12/12 12/12 1 24 7.233 1,95 3,35 2,40 1.045 7
Tổng 5
3/ Mốc thời gian 2050.
Bảng 3.41: Kết quả khả năng cung cấp nước vụ chiêm của trạm bơm Cao Nội trong thời kỳ 2050
Từ ngày đến ngày TT
Từ ngày Đến ngày
Số ngày bơm (ngày)
Số giờ bơm
(h)
Qđmy/c
(m3/h) Zbh (m)
Zbt
(m)
H (m)
Q 1máy
(m3/h)
Số máy chạy (máy)
1 13/01 30/01 18 432 12.480 -0,27 3,35 5,07 755 17 2 01/02 16/02 16 384 11.579 -0,07 3,35 4,87 765 15 3 17/02 22/02 6 144 8.648 0,13 3,35 4,67 790 11 4 23/2 27/2 5 120 8.219 0,33 3,35 4,47 805 10 5 01/03 07/03 7 168 7.763 0,53 3,35 4,27 825 9 6 11/03 16/03 6 144 8.324 0,73 3,35 4,07 845 10 7 21/03 26/03 6 144 8.805 0,93 3,35 3,87 855 10 8 04/04 10/04 6 144 7.990 1,13 3,35 3,67 870 9 9 11/04 16/04 6 144 8.533 1,33 3,35 3,47 885 10 10 22/04 27/04 6 144 8.387 1,53 3,35 3,27 900 9 11 02/05 07/05 6 144 7.467 1,73 3,35 3,07 910 8 12 12/05 17/05 6 144 6.818 1,95 3,35 2,85 925 7
Tổng 94 2.256
Bảng 3.42: Kết quả khả năng cung cấp nước vụ mùa của trạm bơm Cao Nội trong thời kỳ 2050 Từ ngày đến ngày
TT Từ ngày Đến ngày
Số ngày bơm (ngày)
Số giờ bơm
(h)
Qđmy/c
(m3/h) Zbh (m) Zbt
(m)
H (m)
Q 1máy
(m3/h)
Số máy chạy (máy) 1 03/06 17/6 14 336 8.512 -0,28 3,35 5,08 745 11 2 18/06 30/06 13 312 8.984 -0,10 3,35 4,90 765 12 3 01/07 03/07 3 72 6.578 0,09 3,35 4,71 780 8 4 15/07 16/07 2 48 8.088 0,27 3,35 4,53 785 10 5 25/07 26/07 2 48 10.623 0,46 3,35 4,34 825 13 6 05/08 06/08 2 48 5.716 0,65 3,35 4,15 830 7 7 14/08 14/08 1 24 7.980 0,83 3,35 3,97 845 9 8 25/08 27/08 3 72 4.529 1,02 3,35 3,78 870 5 9 03/09 04/09 2 48 4.853 1,20 3,35 3,60 880 6 10 11/09 11/09 1 24 2.912 1,39 3,35 3,41 895 3 11 24/9 24/09 1 24 8.843 1,58 3,35 3,22 905 10 12 01/10 02/10 2 48 7.549 1,76 3,35 3,04 810 9 13 14/10 14/10 1 24 2.804 1,95 3,35 2,85 925 3
Tổng 47
Bảng 3.43: Kết quả khả năng cung cấp nước vụ đông của trạm bơm Cao Nội trong thời kỳ 2050 Từ ngày đến ngày
TT Từ ngày Đến ngày
Số ngày bơm (ngày)
Số giờ bơm
(h)
Qđmy/c
(m3/h) Zbh (m)
Zbt
(m)
H (m)
Q 1máy
(m3/h)
Số máy chạy (máy) 1 01/12 01/12 1 24 701 0.01 3.35 4.79 780 1 2 12/12 12/12 1 24 5353 0.50 3.35 4.30 820 7 3 23/12 23/12 1 24 6245 0.98 3.35 3.82 860 7 4 02/01 02/01 1 24 6723 1.47 3.35 3.33 805 8 5 12/12 12/12 1 24 7488 1.95 3.35 2.85 925 8
Tổng 5
Dựa vào kết quả cân bằng nước ở bảng 3.34 - 3.43 ta thấy:
Vào năm 2020, theo kịch bản phát thải trung bình B2, với sự gia tăng nhiệt độ trung bình hàng năm là 0,50C, kết hợp với sự giảm lượng mưa vào mùa xuân (T3- T5) là 0,6% các tháng còn lại lượng mưa tăng là 0,9% trở lên so với thời kỳ nền.
Tổng nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước sẽ tăng so với thời kỳ nền. Trong khi mực nước các con sông bị hạ thấp làm giảm khả năng lấy nước của trạm bơm, cống. Thời gian thiếu nước tập chung vào tháng 1,2, điển hình là theo giả định thời gian làm việc của máy bơm 1 ngày là 24h, thì số lượng máy bơm cần hoạt động bơm để đáp ứng với nhu cầu nước tăng là 12,14 máy vào tháng 1,2 năm 2020, trong khi thời kỳ nền là 10 máy và số máy của trạm bơm tối đa là 10 máy.
Đến năm 2050, cũng theo kịch bản phát thải trung bình B2, với sự gia tăng nhiệt độ trung bình hàng năm tương ứng là 1,40C, sự giảm lượng mưa vào mùa xuân tương ứng là 1,6%, các tháng còn lại lượng mưa tăng tương ứng là 2,9% - 6,8% so với thời kỳ nền. Tổng nhu cầu nước của hệ thống tăng lên 7% đối với năm 2050. Tình trạng thiếu nước vẫn tập trung vào tháng 1,2. Cụ thể tháng 1,2 số máy bơm cần hoạt động tối đa bơm 24 giờ để đáp ứng nhu cầu tưới là 15,17 máy, tăng 5,7 máy so với thời kỳ nền.
Điều đó cho thấy rằng, với sự tăng nhiệt độ, lượng mưa tăng, giảm không đồng đều trong không gian và thời gian theo kịch bản biến đổi khí hậu đã làm thay đổi rất nhiều đến cân bằng nước của hệ thống. Tổng nhu cầu dùng nước tăng cao, tổng lượng nước đến giảm làm thiếu hụt nguồn nước nghiêm trọng. Lượng nước thiếu lại chủ yếu vào mùa kiệt. Tổng lượng nước thiếu tăng lên so với thời điểm hiện tại và tiếp tục tăng vào các thời điểm trong tương lai dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Vì vậy cần phải đề xuất những giải pháp nhằm giảm lượng nước thiếu của hệ thống, đáp ứng đủ yêu cầu dùng nước, đảm bảo đời sống sản xuất và phát triển kinh tế trong vùng.