V. Cấu trúc của luận án
2.4.4. Module tính toán
Module tính toán là module ẩn, không có giao diện và để tính toán các chỉ số mức độ tiếp xúc (E), độ nhạy cảm (S), khả năng thích ứng (AC) và chỉ số tình trạng dễ bị tổn thương (CVI). Module tính toán sử dụng các công thức 1, 2, 3 và 4 theo thứ tự như đã đề cập tại Hình 2.4: Quy trình xác định và tính toán chỉ số dễ bị tổn
thương để tính toán.
2.4.5. Module hiển thị kết quả
2.4.5.1. Chức ă g
Module hiển thị kết quả cho phép trình bày kết quả được tính toán dưới nhiều dạng khác nhau như bản đồ, bảng biểu, đồ thị hay có thể là kết quả đánh giá. Module hiển thị kết quả bao gồm các chức năng sau:
- Hiển thị kết quả tính toán của từng chỉ số E, S, và AC của vùng nghiên cứu ứng với từng thời điểm cụ thể dưới dạng bảng, biểu đồ và bản đồ;
- Hiển thị kết quả tính toán CVI của vùng nghiên cứu ứng với từng thời điểm cụ thể dưới dạng bảng, biểu đồ và bản đồ;
- Hiển thị so sánh kết quả CVI hoặc E, S và AC dưới dạng bản đồ vùng nghiên cứu ứng với từng thời điểm cụ thể và thể hiện các mức độ khác nhau bằng màu sắc khác nhau trong từng vùng và giữa các vùng khác nhau;
- Hiển thị thông tin chi tiết vùng đánh giá theo từng quy mô, phạm vi và thời điểm cụ thể đã được thiết lập ban đầu;
- Phóng to, thu nhỏ, dịch chuyển bản đồ, xuất bản đồ dưới dạng ảnh.
2.4.5.2. Các item chính
Item file trong module hiển thị kết quả gồm có các Sub-item sau:
- Open: Để mở file kết quả đã được tính toán, file kết quả có thể là kết quả tính toán cho từng chỉ số chính E, S, AC hay kết quả tính toán CVI;
- Convert file: Cho phép chuyển file kết quả sang dạng ảnh.
- Exit: Để thoát khỏi module hiển thị kết quả;
Item View cho phép xem file kết quả dưới nhiều kiểu khác nhau, bao gồm các sub-item như sau:
- Kết quả: Thể hiện kết quả E, S, AC và CVI dưới dạng bản đồ, bảng và đồ thị;
- So sánh kết quả: Cho phép so sánh E, S, AC và CVI giữa các vùng đánh giá và giữa các năm. Sub-item này gồm có: So sánh giữa các vùng và so sánh giữa các năm.
Công cụ: Cho phép kích hoạt các công cụ như phóng to, thu nhỏ, view bản đồ, truy vấn thông tin trên bản đồ;
Help
Item help bao gồm các sub-item phụ như sau: Reference: Thể hiện hướng dẫn sử dụng
About: Thể hiện các thông tin phần mềm như phiên bản, địa chỉ liên hệ, nhóm tác giả, logo phần mềm…
CHƯƠNG III KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG DỄ BỊ TỔN THƯƠNG DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐỔI VỚI NHU CẦU NƯỚC PHỤC VỤ TRỒNG TRỌT TẠI MỘT SỐ TỈNH ĐIỂN HÌNH VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG
3.1. Lựa chọn vùng đánh giá thí điểm và kịch bản biến đổi khí hậu
3.1.1. Lựa chọn vùng và mốc thời gian đánh giá
3.1.1.1. Vù g đ h gi
Đồng bằng sông Hồng chịu tác động tổng hợp do nước biển dâng và sự biến đổi của các yếu tố khí tượng thuỷ văn. Như vậy, có thể chia đồng bằng sông Hồng ra làm hai vùng:
- Vùng 1: Chịu tác động của biến đổi khí hậu nói chung và tác động của nước biển dâng, bao gồm các tỉnh: Nam Định, Hải Phòng, Ninh Bình, Thái Bình; - Vùng 2: Chịu tác động của biến đổi khí hậu nói chung, bao gồm các tỉnh: Hà
Nam, Hưng Yên, Hải Dương, Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Hà Nội.
Căn cứ vào cơ sở phân vùng tác động trên, căn cứ điều kiện tự nhiên và tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng của từng vùng và đặc biệt là sự sẵn có
và khả thi về số liệu đầu vào, luận án chỉ chọn các tỉnh sau đây cho từng vùng để
đánh giá TTDBTT:
- Vùng 1: Nam Định (xã Giao Xuân và Giao Lạc, huyện Giao Thủy), Hải Phòng (xã Tân Trào, huyện Kiến Thụy);
- Vùng 2: Hà Nam (xã Liên Sơn, huyện Kim Bảng), Hải Dương (xã Tiền Tiến và xã Phượng Hoàng, huyện Thanh Hà).
3.1.1.2. Mốc hời điểm đ h gi
Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam cung cấp kịch bản theo từng thập kỷ, gồm 9 mốc thời gian từ năm 2020 đến năm 2100. Việc đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu tối ưu nhất là tuân thủ theo các mốc thời gian của kịch bản này. Tuy nhiên điều sẽ phụ thuộc vào nguồn số liệu sẵn có của từng năm cũng như thời gian cho việc thu thập nguồn số liệu này là rất lâu. Bên cạnh đó, hiện tại hầu hết các tỉnh/thành phố đều đã xây dựng được chiến lược, kế hoạch phát triển kinh tế xã hội cũng như kế hoạch, quy hoạch phát triển nông nghiệp, thủy lợi đến năm 2030, hơn nữa hầu hết các tỉnh/thành phố đều đã xây dựng
được kế hoạch hành động ứng phó BĐKH trong lĩnh vực nông nghiệp. Do đó luận
án chỉ chọn 2 mốc thời điểm để đánh giá đó là mốc thời điểm hiện tại (2010) và mốc năm 2030. Việc chọn mốc thời điểm 2030 trong tương lai là do hiện tại hầu hết
các địa phương đều đã xây dựng được chiến lược quy hoạch định hướng phát triển sản xuất nông nghiệp cũng như phát triển kinh tế xã hội của địa phương mình.
Hình 3.1: Các tỉnh/thành phố được lựa chọn đánh giá thí điểm
3.1.2. Kịch bản biến đổi khí hậu cho vùng đánh giá thí điểm
3.1.2.1. Kịch bả hiệ độ (oC) heo kịch bả ph hải g bì h (B2)
Kịch bản nhiệt độ trung bình năm
Bảng 3.1: Mức tăng nhiệt độ (oC) trung bình năm
Tỉnh/thành phố
Các mốc thời gian của thế kỷ 21
2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100
Hải Phòng 0,5 0,7 1,0 1,3 (1,2 - 1,4) 1,6 1,9 2,1 2,3 2,5 (2,2 - 2,8) Nam Định 0,5 0,8 1,1 1,4 (1,2 - 1,6) 1,7 2,0 2,3 2,5 2,7 (2,5 - 2,8) Hà Nam 0,4 0,6 0,9 1,1 (1,0 - 1,4) 1,4 1,6 1,8 2,0 2,3 (2,2 - 2,8) Hải Dương 0,5 0,8 1,1 1,4 (1,2 - 1,6) 1,7 1,9 2,2 2,4 2,6 (2,2 - 2,8)
Kịch bản nhiệt độ (oC) trung bình theo mùa
Bảng 3.2: Mức tăng nhiệt độ (oC) trung bình theo mùa
Tỉnh/thành
phố Mùa
Các mốc thời gian của thế kỷ 21
2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Hải Phòng Đông (XII-II) 0,5 0,8 1,1 1,4 1,7 1,9 2,2 2,4 2,6 Xuân (III-V) 0,5 0,8 1,1 1,4 1,7 1,9 2,2 2,4 2,6 Hè (VI-VIII) 0,5 0,7 1,0 1,3 1,5 1,8 2,0 2,2 2,4 Thu (IX-XI) 0,5 0,7 1,0 1,3 1,5 1,8 2,0 2,2 2,4 Nam Định Đông (XII-II) 0,5 0,7 1,0 1,3 1,6 1,9 2,1 2,4 2,6 Xuân (III-V) 0,6 0,8 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,6 2,8 Hè (VI-VIII) 0,5 0,7 1,0 1,3 1,6 1,9 2,1 2,3 2,5 Thu (IX-XI) 0,6 0,9 1,2 1,6 1,9 2,2 2,5 2,8 3,0 Hà Nam Đông (XII-II) 0,5 0,7 1,0 1,3 1,6 1,8 2,1 2,3 2,5 Xuân (III-V) 0,5 0,7 1,0 1,4 1,6 1,9 2,2 2,4 2,6 Hè (VI-VIII) 0,3 0,5 0,7 0,8 1,0 1,2 1,4 1,5 1,6 Thu (IX-XI) 0,4 0,6 0,8 1,0 1,3 1,5 1,7 1,8 2,0 Hải Dương Đông (XII-II) 0,5 0,8 1,1 1,4 1,7 2,0 2,3 2,5 2,8 Xuân (III-V) 0,5 0,8 1,1 1,4 1,7 2,0 2,2 2,4 2,6 Hè (VI-VIII) 0,5 0,7 1,0 1,3 1,6 1,8 2,1 2,3 2,5 Thu (IX-XI) 0,5 0,8 1,1 1,4 1,7 2,0 2,2 2,5 2,7
(Nguồn: Kịch bả BĐKH v NBD cho Việt Nam – Bộ TN&MT, 2011) 3.1.2.2. Kịch bả ha đổi ợ g m a (%) heo kịch bả ph hải g bì h (B2)
Kịch bản mức thay đổi (%) lượng mưa năm
Bảng 3.3: Mức thay đổi (%) lượng mưa năm
Tỉnh, thành phố
Các mốc thời gian của thế kỷ 21
2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Hải Phòng 0,9 1,3 1,8 2,3 (2,0 - 4,0) 2,8 3,3 3,7 4,1 4,4 (4,0 - 6,0)
Nam Định 1,3 1,9 2,7 3,5 (2,0 - 4,0) 4,2 4,9 5,6 6,1 6,6 (5,0 - 7,0)
Hà Nam 1,1 1,7 2,4 3,0 (2,0 - 4,0) 3,7 4,3 4,9 5,4 5,8 (6,0 - 7,0)
Hải Dương 1,1 1,6 2,3 2,9 (2,0 - 4,0) 3,5 4,1 4,7 5,1 5,6 (5,0 - 6,0)
Kịch bản mức thay đổi (%) lượng mưa mùa
Bảng 3.4: Mức thay đổi (%) lượng mưa theo mùa
Tỉnh,
thành phố Mùa
Các mốc thời gian của thế kỷ 21
2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Hải Phòng Đông (XII-II) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Xuân (III-V) -0,4 -0,6 -0,9 -1,1 -1,4 -1,6 -1,8 -2,0 -2,2 Hè (VI-VIII) 1,6 2,3 3,3 4,2 5,1 6,0 6,7 7,4 8,1 Thu (IX-XI) 0,7 1,1 1,5 2,0 2,4 2,8 3,1 3,5 3,7 Nam Định Đông (XII-II) 0,8 1,1 1,5 1,9 2,4 2,8 3,1 3,5 3,8 Xuân (III-V) -0,6 -0,8 -1,2 -1,5 -1,9 -2,2 -2,5 -2,7 -2,9 Hè (VI-VIII) 2,6 3,9 5,4 7,0 8,5 9,9 11,2 12,3 13,4 Thu (IX-XI) 0,9 1,3 1,8 2,3 2,8 3,3 3,7 4,1 4,4 Hà Nam Đông (XII-II) 1,2 1,7 2,4 3,1 3,8 4,4 4,9 5,5 5,9 Xuân (III-V) -0,5 -0,8 -1,1 -1,4 -1,7 -2,0 -2,2 -2,4 -2,6 Hè (VI-VIII) 2,1 3,1 4,3 5,6 6,8 8,0 9,0 9,9 10,7 Thu (IX-XI) 0,8 1,2 1,6 2,1 2,5 3,0 3,4 3,7 4,0 Hải Dương Đông (XII-II) 0,4 0,6 0,8 1,0 1,3 1,5 1,6 1,8 2,0 Xuân (III-V) -0,6 -0,9 -1,3 -1,6 -2,0 -2,3 -2,6 -2,9 -3,1 Hè (VI-VIII) 2,1 3,1 4,3 5,6 6,8 7,9 8,9 9,9 10,7 Thu (IX-XI) 0,7 1,1 1,5 1,9 2,3 2,7 3,0 3,4 3,6
(Nguồn: Kịch bả BĐKH v NBD cho Việt Nam – Bộ TN&MT, 2011)
3.1.2.3. Kịch bả ớc biể dâ g
Do Hải Ph ng, Nam Định, Hà Nam và Hải Dương đều thuộc vùng đồng bằng sông Hồng do đó kịch bản nước biển dâng tính toán cho Hải Phòng và Nam Định được tính theo mốc tại Móng Cái – Hòn Dấu.
Bảng 3.5: Mực nước biển dâng theo kịch bản phát thải trung bình (cm)
Khu vực
Các mốc thời gian của thế kỷ 21
2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100
Móng Cái-Hòn Dấu
7-8 11-12 15-17 20-24 25-31 31-38 36-47 42-55 49-64
Nguy cơ ngập (% diện tích) ứng với mực nước biển dâng 1m đối với các tỉnh nghiên cứu thí điểm.
Bảng 3.6: Diện tích có nguy cơ bị ngập (%) ứng với mực nước biển dâng 1m
Tỉnh Hải Phòng Nam Định Hà Nam Hải Dương
% 17,4 24,4 6,0 7,2
(Nguồn: Kịch bản BĐKH v ớc biển dâng cho Việt Nam, Bộ TN&MT,2011)
3.2. Kết quả đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu đến nhu cầu nước phục vụ trồng trọt cấp tỉnh/thành phố nhu cầu nước phục vụ trồng trọt cấp tỉnh/thành phố
3.2.1. Các điều kiện sử dụng để đánh giá
Trên cơ sở đánh giá tác động của BĐKH đến các hệ thống lấy nước chính trên đồng bằng sông Hồng, việc đánh giá tác động của BĐKH đến nhu cầu nước phục vụ trồng trọt cho các tỉnh nghiên cứu điển hình được thực hiện như sau:
- Phân khu thủy lợi đối với từng tỉnh nghiên cứu điển hình;
- Sử dụng mô hình thủy lực Mike 11 để tính toán. (Chi tiết xem Phụ lục 1)
Hình 3.2: Sơ đồ tính toán thuỷ lực và mô phỏng diễn biến thủy lực, mặn trên
mạng sông Hồng-Thái Bình
- Nam Định: gồm các hệ thống công trình cấp nước sau: Khu Trung Nam Định,
Khu Nam Nam Định. Các hệ thống công trình cấp nước này đều thuộc vùng thủy lợi hữu sông Hồng. Nguồn cung cấp nước cho các hệ thống công trình gồm các sông: Hồng, sông Đáy, sông Ninh Cơ, sông Đào, sông S . Ngoài ra, còn có một phần nhỏ diện tích phục vụ bởi trạm bơm Hữu Bị và Nam Hà thuộc Khu 6 trạm
bơm lớn Nam Hà.
Bảng 3.7: Phân khu thủy lợi tỉnh Nam Định
TT Khu thuỷ lợi DT đã được tưới (ha)
1 Bắc Nam Hà 43921,35
2 Trung Nam Định 35456,96
3 Nam Nam Định 31762,6
4 Toàn tỉnh 111140,9
(Nguồn : Báo cáo QHTL tỉ h Nam Định 2010)
Trên cơ sở phân khu như trên, tiến hành phân tích các hệ thống này để đánh giá tác động của BĐKH đến cấp nước nông nghiệp của tỉnh.
- Hải Phòng: Có 5 hệ thống công trình cấp nước. Riêng thành phố Hải Phòng có 4
khu thủy lợi và có 1 khu thủy lợi liên tỉnh (khu An Kim Hải)
- Khu Đa Độ: gồm huyện An Lão, Kiến Thụy và thị xã Kiến An và Đồ Sơn. - Khu Thủy Nguyên: gồm toàn bộ huyện Thủy Nguyên.
- Khu Tiên Lãng: gồm toàn bộ huyện Tiên Lãng. - Khu Vĩnh Bảo: gồm toàn bộ huyện Vĩnh Bảo.
- Thủy lợi liên tỉnh (khu An Kim Hải) gồm: huyện Kim Thành (Hải Dương), huyện An Hải và nội thành Hải Phòng.
Bảng 3.8: Phân khu thủy lợi tỉnh Hải Phòng
TT Khu thuỷ lợi DT đã được tưới (ha)
1 Khu An Kim Hải 11148
2 Khu Thủy Nguyên 7087
3 Khu Đa Độ 15253
4 Khu Tiên Lãng 9952
5 Khu Vĩnh Bảo 8239
Tổng cộng 51679
(Nguồn: Báo cáo QHTL tỉnh Hải Phòng 2008)
Các hệ thống công trình cấp nước này đều thuộc vùng thủy lợi hạ du sông Thái Bình. Đặc điểm của vùng này đa số là vùng đồng bằng có chế độ thủy văn chịu ảnh hưởng của thủy triều, có 1 số ít vùng thuộc chế độ thủy văn miền núi. Đối với khu vực đồng bằng nguồn nước chính cung cấp cho nông nghiệp là dòng chính các
sông: Thái Bình, Kinh Thầy, Kinh Môn, sông Rạng, sông Văn Úc, sông Hương, sông Mới.
Trên cơ sở phân khu như trên, trong phân tích đánh giá tác động của BĐKH đến khả năng lấy nước cho sản xuất nông nghiệp của Hải Phòng ta lựa chọn 5 hệ thống Đa Độ, Thủy Nguyên, Tiên Lãng, Vĩnh Bảo, An Kim Hải.
- Hà Nam: Được phân thành 3 vùng thủy lợi chính: Khu bán sơn địa Hữu Đáy, khu
Tả Đáy – Bắc Châu, khu tả Đáy – Nam Châu.
- Khu bán sơn địa Hữu Đáy: Bao gồm 2 huyện Thanh Liêm, Kim Bảng và thị xã Phủ Lý. Lấy nước chủ yếu từ sông Đáy bằng các đầu mối động lực;
- Khu Tả Đáy – Bắc Châu: Bao gồm toàn huyện Duy Tiên và phần còn lại của huyện Kim Bảng. Nằm trong hệ thống tưới tiêu thủy nông sông Nhuệ có đầu mối chính là cống Liên Mạc;
- Khu tả Đáy – Nam Châu: Bao gồm diện tích các huyện Lý Nhân, Bình Lục và phần còn lại của huyện Thanh Liêm. Nằm trong hệ thống thủy lợi Bắc Nam Hà ( 6 trạm bơm lớn) lấy nước chủ yếu sông Đáy, sông Hồng và sông Đào.
Bảng 3.9: Phân khu thủy lợi tỉnh Hà Nam
TT Khu thủy lợi DT đã được tưới (ha)
1 Hữu Đáy 3099
2 TảĐáy – Bắc Châu 13760
3 TảĐáy – Nam Châu 27113
Toàn tỉnh 43962
(Nguồn: Báo cáo QHTL tỉnh Hà Nam 2008)
Khu bán sơn địa hữu Đáy có đặc điểm giống với khu tả Đáy – Nam Châu về công trình đầu mối chủ yếu động lực lấy nước sông Đáy và có một diện tích tương đối nhỏ 6 % toàn tỉnh. Do vậy, để đơn giản hóa ta lựa chọn đại diện là khu Tả Đáy- Bắc Châu với đầu mối chính là cống Liên Mạc – sông Nhuệ và khu thủy lợi Bắc Nam Hà trong quá trình phân tích.
- Hải Dương: Về cơ bản phân làm 2 khu
- Khu Bắc Hưng Hải: Toàn vùng Bắc Hưng Hải tính đến 2005 có 52.753ha đất cần tưới (Fct: 43.445ha, Fcln: 3.255ha, Fts: 6.054ha) và 76.823ha đất cần tiêu. Hiện trạng công trình tưới với 49.027ha thiết kế, thực tế mới chỉ tưới được 39.406ha. Diện tích tưới được chủ yếu là đất canh tác, còn lại cây lâu
năm và thủy sản vẫn chỉ là tạo nguồn. Đầu mối lấy nước chính của khu này là 3 cống chính Xuân Quan, Cầu Xe, An Thổ;
- Khu thủy lợi vùng triều: Năm 2005, có 47.669 ha đất cần tưới (Fcanh tác: 30.520 ha, Fcây lâu năm: 14.662 ha, Fthuỷ sản: 2.487ha) và 71.974ha đất cần tiêu. Bao gồm 2 tiểu khu nhỏ hơn là Chí Linh, Kinh Môn, Nam Thành và Kim Thành.
Hải Dương có một hệ thống thủy lợi phức tạp bao gồm nhiều khu với các ảnh hưởng khác nhau. Để giảm bớt sự phức tạp và trong điều kiện các dữ liệu nền tính toán không sẵn có, trong nghiên cứu này, đối với khu vùng triều chọn tiểu khu Kim Thành năm trong hệ thống An Kim Hải là khu gần biển nhất có thể phải chịu các tác động của NBD và xâm nhập mặn. Với khu Bắc Hưng Hải địa phận tỉnh Hải Dương 3 đầu mối chính lấy nước tự chảy là Xuân Quan, Cầu Xe và An Thổ được chọn làm đại diện.
Bảng 3.10: Phân khu thủy lợi tỉnh Hải Dương
TT Khu thủy lợi DT đã được tưới (ha)
1 Bắc Hưng Hải 39.406
2 Vùng Triều 25.762 Toàn tỉnh 65168
(Nguồn: Báo cáo QHTL tỉnh Hải D ơ g 2 1 )
3.2.2. Kết quả đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương tại Hải Dương
3.2.2.1. Kh vực Bắc H g Hải 21.74 21.77 23.29 27.08 29.21 33.52 - 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 2010 B2-2030 B2-2050 % Hồ xả (20/01-28/02) Tưới dưỡng (01/03-31/03)
Hình 3.3: Hiệu quả lấy nước của các công trình đầu mối vào hệ thống theo kịch bản BĐKH B2
Về tổng thể trong giai đoạn đổ ải lấy nước tập trung, khu vực có thể hưởng lợi từ BĐKH, trong khi giai đoạn hồ xả khả năng đáp ứng của hệ thống tăng nhẹ