1.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước
1.2.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước
Nước là tài nguyên không thể tách rời đối với các dạng sống và sự tồn tại của động – thực vật và con người trên trái đất. Sự phát triển kinh tế – xã hội của con người ở mọi cấp độ rất phụ thuộc vào khả năng tiếp cận và sự có sẵn của nguồn
nước, nhưng tài nguyên nước lại phụ thuộc vào khí hậu. Do vậy, tài nguyên nước vừa đóng vai trò then chốt vừa là nhân tố giới hạn đối với quá trình phát triển kinh tế – xã hội của loài người.
Ở quy mô toàn cầu, con người đã và đang đối mặt với những thách thức về thiếu nguồn nước vì nhu cầu sử dụng ngày càng tăng cao trong khi nước là nguồn tài nguyên tái tạo được. Nhu cầu dùng nước đang gia tăng nhằm đáp ứng cho các nhu cầu sinh hoạt, hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp để nuôi sống số dân trên hành tinh đang tăng nhanh một cách chóng mặt. Trong những năm gần đây, nguy cơ khan hiếm nước lại càng rõ rệt hơn trong bối cảnh BĐKH – những thay đổi trong hệ thống khí hậu trái đất. BĐKH đã tạo ra những thay đổi trong chu trình thủy văn là tiền đề cho những thay đổi về phương thức sử dụng và quản lý nguồn nước.
Nói cách khác, phương thức sử dụng và quản lý tài nguyên nước đã và đang thay đổi do sự gia tăng dân số, thay đổi về lối sống, mức tiêu thụ, nền kinh tế và những thay đổi về công nghệ. Bên cạnh đó, những tác động do BĐKH gần đây đang đặt ra các áp lực và thách thức cho con người về một giải pháp hợp lý trong việc quản lý nguồn nước (Hình 1.9).
Hình 1. 9: Tác động của con người và BĐKH đến sử dụng và quản lý TNN Nguồn: Kundzewicz et al., 2008
Trong những năm gần đây, nguy cơ khan hiếm nước lại càng rõ rệt trong bối cảnh BĐKH, ảnh hưởng gián tiếp và trực tiếp đến tài nguyên nước (Bảng 1.2).
Khí hiệu ứng
nhà kính HT khí
hậu
Chu trình thủy văn toàn cầu (trữ lượng, chất
lượng, mức độ dao động) Dân số,
lối sống, kinh tế, công nghệ
Sử dụng đất
Sử dụng nước
Quản lý tài nguyên
nước
Nhu cầu lượng thực
Bảng 1. 4: Những tác động gián tiếp và trực tiếp của BĐKH đến tài nguyên nước
Đối tượng Tác động
Tác động gián tiếp
Sông hồ Thay đổi dòng chảy, độ sâu, lưu lượng, chất lượng nước mặt, sự phân tầng trong hồ, sự xâm chiếm của thực vật nước.
Gia tăng hiện tượng tảo nở hoa, giảm tính đa dạng sinh thái trong hồ do thiếu hụt oxy và gia tăng nhiệt độ.
Khu vực ngập
nước Thay đổi lượng mưa và gia tăng những hiện tượng thời tiết khắc nghiệt như bão, lũ lụt, hạn hán.
Giảm mức độ đa dạng sinh học của các khu vực rừng ngập nước.
Khu vực ven bờ và cửa sông
Sự thay đổi về thời gian và khối lượng của dòng nước ngọt sẽ ảnh hưởng lớn đến quá trình xâm nhập mặn, sa lắng, hàm lượng chất dinh dưỡng, độ ẩm dẫn đến các thay đổi hệ sinh thái ở các khu vực đới bờ.
Khu vực núi cao Quá trình tan băng làm thay đổi thời gian, lưu lượng các dòng chảy trên núi dẫn đến thay đổi tập tính các sinh vật trong hệ sinh thái.
Rừng, savan và các đồng cỏ
Khi khí hậu ấm dần lên làm thay đổi lượng mưa ở một số khu vực rừng nhiệt đới và vĩ độ cao, làm gia tăng những áp lực nước lên các hệ sinh thái. Đồng thời hạn hán gia tăng làm tăng nguy cơ cháy rừng và thiếu nước trong mùa khô.
Tác động trực tiếp Trữ lượng nước mặt và nước ngầm
Thay đổi dòng chảy (tăng hay giảm) ảnh hưởng trực tiếp đến lưu lượng nước mặt.
Khả năng bổ cập nước ngầm phụ thuộc vào nước mặt và lượng mưa đều bị thay đổi do BĐKH nên nguồn nước ngầm ngày càng cạn kiệt.
Chất lượng nguồn nước
Gia tăng nhiệt độ đẩy nhanh quá trình bốc hơi, gia tăng sự phân tầng, hạn chế trao đổi chất giữa các lớp nước, tập trung dinh dưỡng ở đáy hồ, tăng nguy cơ xuất hiện tảo nở hoa.
Gia tăng cường độ mưa, kéo dài quá trình thiếu nước vào mùa khô làm tăng nồng độ ô nhiễm trong nguồn nước. Ngoài ra, tăng chất lơ lửng do xói mòn đất.
Đẩy nhanh quá trình xâm nhập mặn.
Sự di dân Sụp đổ các dạng sinh kế phụ thuộc vào hệ sinh thái dẫn đến tình trạng di cư.
Các thảm họa tự nhiên gia tăng sẽ tiếp tục là nhân tố chủ yếu dẫn đến tình trạng mất chỗ ở và di cư tạm thời.
Băng tan dẫn đến tình trạng mất chỗ ở của dân cư của những vùng đới bờ.
Sức khỏe cộng
đồng Biến đổi khí hậu gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan ảnh hưởng tới sức khỏe con người
Biến đổi khí hậu làm gia tăng bệnh tật và các vật chủ truyền bệnh Nguồn: IPCC, 2014 Cụ thể là BĐKH đã tạo ra những thay đổi trong chu trình thủy văn là tiền đề cho những thay đổi về chất lượng và lưu lượng nước (Bảng 1.3).
Bảng 1. 5: Những thay đổi các yếu tố thủy văn được ghi nhận
Yếu tố Yếu tố thay đổi quan trắc được Thời gian Khu vực quan sát Dòng chảy Dòng chảy hằng năm tăng 5%; sự
gia tăng dòng chảy vào mùa đông từ 25-90% do gia tăng hiện tượng tan băng.
Hiện tượng băng tan diễn ra 1-2 tuần sớm hơn thời điểm có dòng chảy đạt đỉnh.
1935-1999
1936-2000
Các lưu vực thuộc vùng Bắc Cực: Ob, Lena, Yenisey, Mackenzie Tây Bắc Mỹ, New England, Canada, phía bắc khu vực tiếp giáp Á-Âu Lũ lụt Gia tăng tần suất các trận lũ lụt lớn
(0,5-1%) do tan băng và mưa lớn
Những năm gần đây
Các sông khu vực Bắc Nga Hạn hán Dòng chảy tối đa hằng năm bị giảm
29% do nhiệt độ tăng và lượng bốc hơi tăng trong khi lượng mưa không thay đổi.
Mùa hè nóng và khô bất thường liên quan đến hiện tượng ấm lên của khu vực nhiệt đới phía Tây của Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương.
1847-1996
1998-2004
Miền Nam Canada
Miền Tây nước Mỹ
Nhiệt độ nước
Nhiệt độ nước hồ tự nhiên tăng 0,1- 1,50C
Nhiệt độ nước hồ ở tầng sâu gia tăng 0,2-0,70C
40 năm 100 năm
Châu Âu, Châu Á, Bắc Mỹ Khu vực Đông Phi
Thành phần hóa học của nước
Các chất dinh dưỡng trong nước suy giảm do sự phân tầng trong nước sông và nước hồ gia tăng
Hiện tượng khô, thiếu nước ở các sông và hồ gia tăng
100 năm
10-20 năm
Bắc Mỹ, Châu Âu, Tây Âu, Đông Phi
Châu Âu, Bắc Mỹ Nguồn: IPCC, 2014 Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đối với tài nguyên nước trên phạm vi toàn cầu gây ra hiện tượng khan hiếm nước sạch trên toàn thế giới và cụ thể với một số cùng bị ảnh hưởng như sau (UNFCCC, 2007):
- Châu Á: Hàng trăm triệu người sẽ đối mặt với nguy cơ gia tăng áp lực tài nguyên nước do thiếu nguồn nước ngọt tại Đông, Nam, Trung Á và Đông Nam Á đặc biệt là tại các lưu vực sông lớn; gia tăng mức độ ngập lụt.
- Châu Phi: 75 – 220 triệu người thiếu nước trầm trọng vào năm 2020.
- Châu Mỹ La Tinh: Khoảng 7 – 77 triệu người bị áp lực về nguồn nước vào năm 2020; giảm dòng chảy và nguồn cung cấp nước tại nhiều vùng; suy giảm chất lượng nước do gia tăng ngập lụt và hạn hán (Hình 1.10).
Hình 1. 10: Tác động của BĐKH đến TNN tại khu vực trên thế giới Nguồn: Bates et al., 2008 Đông Nam Á có hệ thống nước tự nhiên rộng lớn với các con sông và nhánh sông đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế đặc biệt trong lĩnh vực phát triển công nghiệp và nông nghiệp. Sông Mêkong, sông Hồng và sông Chaophraya là cái nôi của nhiều vùng sản xuất lương thực của khu vực. Khoảng 60 triệu người dân sống ở vùng hạ lưu sông Mêkong có cuộc sống gắn liền với chu kỳ tự nhiên của sông do cung cấp nguồn thủy sản và phù sa cho đất đai. Các quan sát về thay đổi lượng mưa hàng năm và mức gia tăng mực nước biển đã ghi nhận tại các quốc gia trong khu vực Đông Nam Á được tóm tắt trong Bảng 1.4.
Bảng 1. 6: Các tác động của biến đổi khí hậu tại các nước Đông Nam Á Quốc gia Thay đổi lượng mưa Gia tăng mực nước biển Indonesia
Lượng mưa năm đã giảm trong vài thập kỷ gần đây tại một số vùng
Mực nước biển tăng 1 – 8mm/năm tùy từng vùng
Philipines Gia tăng lượng mưa năm và số ngày mưa
Mực nước biển tăng tại các thành phố lớn ven biển, đặc biệt Manila có mức gia tăng cao nhất
Singapore Lượng mưa năm giảm trong 3 thập kỷ vừa qua
Mực nước biển trung bình không thấy xu hướng gia tăng
Thailand Lượng mưa năm đã giảm trong 5 thập kỷ vừa qua
Có xu hướng gia tăng trong những năm gần đây
Vietnam
Lượng mưa giảm trong các tháng 7 – 8 và tăng trong các tháng 9 – 10
Gia tăng 2 – 4 mm/năm
Nguồn: Aldrian, 2007; Anglo, 2006; Ho, 2008; Jesdapipat, 2008; Cuong, 2008 trích dẫn theo ADB, 2009.
Với sự gia tăng nhiệt độ, tốc độ bay hơi và thoát hơi nước ảnh hưởng đến lưu lượng và chất lượng nước cung cấp cho nông nghiệp và nhu cầu sinh hoạt của con người. Lượng mưa thay đổi thất thường ảnh hưởng đến dòng chảy của sông, từ đó tác động trực tiếp đến trữ lượng nước tại khu vực, phát điện và thủy lợi. Đồng thời, mực nước biển dâng gây ra hiện tượng xâm nhập của nước mặn từ biển vào các nguồn nước ngọt và nước ngầm, làm trầm trọng thêm tình trạng thiếu nước ở một số nơi tại khu vực Đông Nam Á. Các tác động quan sát được của BĐKH đến tài nguyên nước tại khu vực Đông Nam Á được trình bày trong Bảng 1.5.
Bảng 1. 7: Tác động của BĐKH đến tài nguyên nước tại khu vực Đông Nam Á Biến đổi khí hậu Tác động quan sát được
Gia tăng nhiệt độ Gia tăng lượng nước bốc hơi tại các con sông, đập, hồ dẫn đến giảm nhu cầu nước sinh hoạt cho con người, nước cung cấp cho nông nghiệp và thủy điện.
Thay đổi lượng mưa Giảm lưu lượng dòng chảy và mực nước ở sông, hồ dẫn đến giảm lưu lượng nước và tăng tình trạng thiếu nước.
Tăng lưu lượng dòng chảy dẫn đến tăng lưu lượng nước ở một số nơi trong khu vực.
Tăng cường dòng chảy dẫn đến sói mòn đất, lũ lụt, ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt và nước ngầm.
Gia tăng mực nước biển Thúc đẩy sự xâm nhập mặn vào tầng nước ngầm dẫn đến giảm nguồn nước ngọt.
Nguồn: ADB, 2009.
Tại Việt Nam, cũng như các nước khác tại khu vực Đông Nam Á, sự gia tăng lượng nước bốc hơi (mất nước từ đất và thoát hơi nước từ thực vật) do nhiệt độ tăng làm giảm trữ lượng nước cho tưới tiêu và các mục đích khác. Tại Việt Nam, lũ lụt cục bộ tại châu thổ sông Hồng, sông Mêkong và khu vực miền trung đã gây ra những thiệt hại đáng kể. Từ năm 1996 đến năm 2001, hàng triệu ngôi nhà bị hư hỏng do lũ lụt và ít nhất 1.684 người chết. Vùng sản xuất nông nghiệp có diện tích ngập và hư hỏng tăng lên từ 20,7 ngàn ha đến 401,34 ngàn ha. Trong thập kỷ qua, những thiệt hại về người do lũ quét và sạt lở ở vùng núi Việt Nam đã trở nên thường xuyên hơn và cứ trung bình khoảng 9,3 triệu người chết hàng năm do liên quan đến biến đổi khí hậu (ADB, 2009).
Mặt khác, nước là nguồn tài nguyên không thể thiếu đối với các dạng sống, thực vật, động vật và con người trên trái đất. Tại Việt Nam, nguồn nước từ hai đồng bằng lớn nhất nước ta được cung cấp bởi các hệ thống sông Hồng và sông Mêkong.
Tuy nhiên, dự kiến đến cuối thế kỷ 21, dòng chảy của sông Hồng dự kiến giảm 13 – 19% và của sông Mêkong giảm 16 – 24% gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến kinh tế - xã hội của các vùng. TNN của vùng ĐBSCL bao gồm nguồn tài nguyên nước mặt gồm hệ thống sông Mêkong và các nhánh sông khác và nguồn tài nguyên nước ngầm là các tầng nước ngầm tại khu vực (ADB, 2009).
Sông Mêkong bắt nguồn từ cao nguyên Tibetan và chảy xuyên qua 6 quốc gia gồm: Trung Quốc, Myanmar, Thái Lan, Lào, Campuchia và Việt Nam trước khi chảy vào biển Đông (Hình 1.11). Với chiều dài 4.350 km và cung cấp nước cho vùng đồng bằng rộng lớn gần 800.000 km2, sông Mêkong đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn nước cho sản xuất lương thực, năng lượng và sinh học.
Vùng châu thổ Mêkong được xem là khu vực có đa dạng sinh học phong phú và độc đáo. Tuy nhiên, những tác động của biến đổi khí hậu gồm sự gia tăng nhiệt độ, giảm lượng mưa trên toàn khu vực, ngập lụt với tần suất cao và mực nước biển dâng cao sẽ ảnh hưởng nặng nề đến các nguồn tài nguyên đặc biệt là nguồn tài nguyên nước tại ĐBSCL. Dựa vào các kịch bản nước biển dâng, diện tích bị ngập tại các tỉnh ĐBSCL từ 24,7% - 50,1% diện tích (Cần Thơ, Bến Tre, tương ứng) với tổng diện tích bị ngập nước trên toàn vùng khoảng 38,6% diện tích (Bảng 1.6). Điều
này đã ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng và lưu lượng của nguồn tài nguyên nước tại các tỉnh dẫn đến hiện tượng khan hiếm nguồn nước sạch phục vụ cho sinh hoạt và tưới tiêu.
Hình 1. 11: Hệ thống sông Mêkong Nguồn: MRC, 2010
Bảng 1. 8: Diện tích bị ngập tại các tỉnh ĐBSCL với kịch bản nước biển dâng 1m Tỉnh Tổng diện tích (km2) Diện tích bị ngập (km2) % Diện tích bị ngập
Bến Tre 2.257 1.131 50,1
Long An 4.389 2.169 49,4
Trà Vinh 2.234 1.021 45,7
Sóc Trăng 3.259 1.425 43,7
TP.HCM 2.003 862 43,0
Vĩnh long 1.508 606 39,7
Bạc Liêu 2.475 962 38,9
Tiền Giang 2.397 783 32,7
Kiên Giang 6.224 1.757 28,2
Cần Thơ 3.062 758 24,7
Tổng cộng 29.827 11.474 38,6
Nguồn: Carew-Reid, 2007.
Với số liệu thống kê trên, Bạc Liêu là một trong những địa phương ở Đồng bằng sông Cửu Long có khả năng chịu ảnh hưởng nặng nề của BĐKH nếu mực nước biển dâng 1m vào cuối thế kỷ 21, diện tích bị ngập chiếm 38,9% diện tích tự
nhiên, do nằm tiếp giáp với biển Đông và có hệ thống sông ngòi chằng chịt, địa hình nói chung khá thấp (cao độ phổ biến từ 0,2 - 1,3m so với mực nước biển) nên rất dễ bị ảnh hưởng bởi nước biển dâng.
Những năm gần đây, tỉnh Bạc Liêu đã có những diễn biến khá rõ do ảnh hưởng của BĐKH. Tuy có lợi thế về điều kiện tự nhiên với đường bờ biển dài và có hai vùng sinh thái mặn-ngọt để phát triển kinh tế-xã hội, nhưng lại rất nhạy cảm với BĐKH bất thường như hiện nay. Tác động của BĐKH đã ảnh hưởng không nhỏ tới sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng và đánh bắt thuỷ sản, tài nguyên đa dạng sinh học và hệ sinh thái các vùng đất ngập nước; giao thông và cơ sở hạ tầng, nước sạch và vệ sinh môi trường…Những ảnh hưởng này cùng với quá trình đô thị hoá và công nghiệp hoá sẽ đặt ra những thách thức nghiêm trọng đối với tỉnh Bạc Liêu trong quá trình phát triển. Điều này cho thấy Bạc Liêu là một trong những tỉnh bị ảnh hưởng nhất bởi biến đổi khí hậu đặc biệt đối với tài nguyên nước. Khả năng bị tổn thương do tác động của biến đổi khí hậu của các tỉnh tại Việt Nam được tóm tắt trong bảng 1.7 sau.
Hình 1. 12: Nguy cơ ngập của ĐBSCL với mực nước biển dâng 1m Nguồn: Bộ Tài nguyên Môi trường, 2012
Bảng 1. 9: Khả năng bị tổn thương do biến đổi khí hậu
Tỉnh/Tp VUL RNK CHAZ SENS ADAP PDEN PROT POP INC POV HDI Đồng Tháp 0,43 2 0,65 0,03 0,06 498 0,01 1.494 2,98 19,3 0,72 Vĩnh Long 0,42 3 0,64 0,03 0,05 586 0,00 1.066 1,90 16,5 0,74 Cần Thơ 0,41 4 0,64 0,03 0,10 578 0,00 1.814 2,12 14,9 0,72 Trà Vinh 0,38 5 0,55 0,02 0,05 443 0,00 958 1,84 30,7 0,68 An Giang 0,38 6 0,57 0,04 0,05 604 0,02 1.976 2,08 13,6 0,69 Tiền Giang 0,38 7 0.59 0,04 0,04 748 0,00 1.657 1,84 17,4 0,73 Sóc Trăng 0,38 8 0,54 0,02 0,10 372 0,00 1.194 1,39 29,8 0,68 Bến Tre 0,37 9 0,55 0,03 0,07 650 0,00 1.340 1,66 31,7 0,72 Thái Bình 0,37 10 0,57 0,06 0,02 1.179 0,00 1.813 1,49 9,9 0,77 Cà Mau 0,35 11 0,52 0,05 0,05 267 0,05 1.752 2,03 21,4 0,72 Long An 0,33 12 0,53 0,02 0,04 334 0,00 1.248 1,69 10,9 0,73 Kiên Giang 0,33 13 0,49 0,03 0,05 251 0,03 1.351 3,41 15,9 0,74 Bạc Liêu 0,35 11 0,52 0,05 0,05 267 0,05 1.752 2,03 21,4 0,72
Nguồn: Yusuf and Francisco, 2009.
Trong đó:
- VUL: Chỉ số tổn thương do BĐKH - RNK: Xếp hạng tổn thương
- Chaz: Chỉ số rủi ro do BĐKH - SENS: Chỉ số nhạy cảm - ADAP: Chỉ số thích ứng
- PDEN: Mật độ dân số (ng/km2 – 2000) - PROT: Khu vực cần bảo vệ (% diện tích) - POP: Dân số (nghìn)
- INC: Thu nhập bình quân đầu người (USD – 2005) - POV: tỷ lệ nghèo đói
- HDI: Chỉ số phát triển con người
1.2.1.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến lưu lượng nguồn nước
BĐKH làm thay đổi lượng mưa (tăng lượng mưa vào mùa mưa và giảm lượng mưa vào mùa khô), tăng nhiệt độ sẽ ảnh hưởng đến lưu lượng nước mặt và nước ngầm theo từng mùa. Vào mùa mưa, lượng mưa tăng lên sẽ bổ cập cho lượng nước trên sông và lưu lượng nước ngầm. Tuy nhiên, vào mùa khô, thời gian có thể kéo dài và gây ra hạn hán trên diện rộng, tăng nhiệt độ khiến cho lượng bốc hơi nhanh hơn nên giảm lưu lượng nước ngầm và nước mặt, có thể gây thiếu nước và khan hiếm nước trên diện rộng.
Về mùa khô, tại ĐBSCL hầu như không có mưa, nguồn nước chủ yếu do sông Mêkong cung cấp với lưu lượng kiệt khoảng 2.000 m3/s. Ngập lũ theo mùa hàng năm là vấn đề không tránh khỏi, do địa hình thấp, diện tích ngập hàng năm của ĐBSCL chiếm 3% diện tích lưu vực trong khi lưu lượng dòng chảy về mùa lũ lại rất lớn, lên tới 65.000 m3/s (1939). ĐBSCL bị ảnh hưởng của lũ lụt hàng năm, về mùa lũ, lưu lượng sông Mêkong tăng nhanh, đạt đỉnh vào cuối tháng 9 đến giữa tháng 10 gây ngập lụt trên phần lớn diện tích châu thổ. Diện tích ngập lụt toàn châu thổ lên đến 3 – 4 triệu ha, lũ kéo dài 2 – 5 tháng với độ sâu ngập từ 0,5m đến hơn 4 m. Liên tục các năm 2000 đến 2002 là những năm lũ lớn gây thiệt hại đáng kể về người và tài sản. Liên tục các năm từ 2005 đến nay, triều cường lớn nhất trong vòng 47 năm đến 50 năm trở lại đây thường xuất hiện vào kì nước lớn các tháng 10, 11 và 12 gây ngập lụt đáng kể tại các vùng ven biển, gây thiệt hại không nhỏ cho sản xuất nông nghiệp và ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt người dân. Trong tương lai, với ảnh hưởng của BĐKH, ĐBSCL bị tác động nặng nề bởi những trận lũ và mực nước biển dâng. Chính sự thay đổi lưu lượng nước dẫn đến sự thay đổi của chất lượng nước, cụ thể được trình bày dưới đây.
1.2.1.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến chất lượng nước
Hiện nay có rất nhiều nghiên cứu về tác động của BĐKH đến với nguồn tài nguyên nước, nhưng rất ít công trình khoa học gần đây công bố về tác động cụ thể của BĐKH đối với chất lượng nước. Trên thực tế, BĐKH không phải là yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến chất lượng nước mà còn rất nhiều yếu tố khác như nạn phá