Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học đánh giá mức độ căng thẳng tài nguyên nước dưới tác động của biến đổi khí hậu ch...

Tài liệu đánh giá mức độ căng thẳng tài nguyên nước dưới tác động của biến đổi khí hậu cho tỉnh quảng nam

.PDF
111
477
149

Mô tả:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH VŨ MINH TÂM ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ CĂNG THẲNG TÀI NGUYÊN NƢỚC DƢỚI TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHO TỈNH QUẢNG NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Hà Nội, 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH VŨ MINH TÂM ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ CĂNG THẲNG TÀI NGUYÊN NƢỚC DƢỚI TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHO TỈNH QUẢNG NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Mã số: Chƣơng trình đào tạo thí điểm Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Huỳnh Thị Lan Hƣơng Hà Nội, 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Những nội dung trong luận văn này là do tôi thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của PGS.TS. Huỳnh Thị Lan Hƣơng. Mọi tham khảo dùng trong luận văn đều đƣợc trích dẫn nguồn gốc rõ ràng. Các nội dung nghiên cứu và kết quả trong đề tài này là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất cứ công trình nào. Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Vũ Minh Tâm i LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ với đề tài “Đánh giá mức độ căng thẳng tài nguyên nƣớc dƣới tác động biến đổi khí hậu cho tỉnh Quảng Nam” đã đƣợc hoàn thành. Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận đƣợc rất nhiều sự giúp đỡ của thầy cô, bạn bè và gia đình. Trƣớc hết tác giả luận văn xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô giáo PGS.TS. Huỳnh Thị Lan Hƣơng đã trực tiếp hƣớng dẫn và giúp đỡ trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tác giả cũng chân thành cảm ơn tới các anh chị đồng nghiệp, bạn bè ở Trung tâm Nghiên cứu Biến đổi khí hậu, Viện Khoa học Khí tƣợng Thủy văn và Biến đổi khí hậu đã hỗ trợ chuyên môn, thu thập tài liệu liên quan để luận văn đƣợc hoàn thành. Xin gửi lời cảm ơn các thầy cô giáo, cán bộ Khoa các Khoa học liên ngành - Đại học Quốc Gia Hà Nội đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện và hƣớng dẫn tôi hoàn thành chƣơng trình học tập và thực hiện luận văn. Trong khuôn khổ một luận văn, do thời gian và điều kiện hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy tác giả rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô và các đồng nghiệp. Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Vũ Minh Tâm ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii MỤC LỤC ............................................................................................................ iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT............................................................................ vi DANH MỤC BẢNG ........................................................................................... vii DANH MỤC HÌNH .............................................................................................. x MỞ ĐẦU .............................................................................................................. xi CHƢƠNG I: TỔNG QUAN ................................................................................. 1 1.1. Tổng quan về chỉ số căng thẳng tài nguyên nƣớc ......................................... 1 1.1.1. Khái niệm .................................................................................................... 1 1.1.2. Tổng quan tài liệu nước ngoài .................................................................... 1 1.1.3. Tổng quan tài liệu trong nước .................................................................... 5 1.2. Một số thông tin tỉnh Quảng Nam ................................................................ 7 1.2.1. Điều kiện tự nhiên tỉnh Quảng Nam ........................................................... 7 1.2.2. Tình hình phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Quảng Nam.............................. 10 1.2.3. Các thiên tai thường xảy ra tại Quảng Nam ............................................. 14 1.2.4. Hiện trạng thiếu nước và khô hạn trong mùa cạn tại tỉnh Quảng Nam…….. ............................................................................................................ 17 1.2.5. Biến đổi khí hậu và kịch bản biến đổi khí hậu .......................................... 21 1.2.5.1. Biến đổi khí hậu tại tỉnh Quảng Nam trong những năm gần đây........... 21 1.2.5.2. Lựa chọn kịch bản biến đổi khí hậu ........................................................ 27 CHƢƠNG II: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ NGUỒN SỐ LIỆU ......... 32 2.1. Lựa chọn chỉ số căng thẳng tài nguyên nƣớc cho tỉnh Quảng Nam ........... 32 2.1.1. Chỉ số để tính toán .................................................................................... 33 2.1.1.1. Chỉ số về số lượng nước (Water Quantity - WQT) ................................ 34 2.1.1.2. Chỉ số về chất lượng nước (Water Quality - WQL) ............................... 36 iii 2.1.1.3. Chỉ số về áp lực phát triển nguồn nước (Water Development Pressures DP)…… ............................................................................................................... 36 2.1.2. Trình tự tính toán ...................................................................................... 37 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu............................................................................. 39 2.2.1. Phương pháp thu thập, thống kê và tổng hợp tài liệu............................... 40 2.2.2. Phương pháp mô hình ............................................................................... 40 2.2.2.1. Mô hình Mike-NAM................................................................................ 40 2.2.2.2. Mô hình Cropwat ................................................................................... 46 2.2.3. Phƣơng pháp dự báo dân số ...................................................................... 49 2.2.4. Kĩ thuật bản đồ và GIS .............................................................................. 49 2.3. Nguồn số liệu .............................................................................................. 50 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CHỈ SỐ CĂNG THẲNG TÀI NGUYÊN NƢỚC THEO KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ........................... 51 3.1. Kết quả tính toán đầu vào cho chỉ số căng thẳng tài nguyên nƣớc............. 51 3.1.1. Kết quả tính tổng lượng nước sẵn có ........................................................ 51 3.1.2. Kết quả tính toán tổng số dân ................................................................... 54 3.1.3. Kết quả tính toán hệ số biến sai ................................................................ 58 3.1.4. Kết quả tính toán lượng nước thải ............................................................ 60 3.1.5. Kết quả tính toán tổng diện tích đất có rừng ............................................ 62 3.1.6. Kết quả tính toán nhu cầu sử dụng nước .................................................. 63 3.2. Tính toán chỉ số căng thẳng tài nguyên nƣớc của tỉnh Quảng Nam ........... 70 3.2.1. Chỉ số về số lượng nước (Water Quantity - WQT) ................................... 70 3.2.2. Chỉ số về chất lượng nước ........................................................................ 73 3.2.3. Chỉ số về áp lực phát triển nguồn nước (Water Development PressureDP)….. ................................................................................................................. 75 3.3. Tính toán chỉ số và đánh giá mức độ căng thẳng tài nguyên nƣớc cho tỉnh Quảng Nam.......................................................................................................... 79 iv 3.4. Định hƣớng, một số giải pháp nhằm giảm nhẹ căng thẳng tài nguyên nƣớc trên địa bàn tỉnh Quảng Nam .............................................................................. 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 91 PHỤ LỤC ............................................................................................................ 93 Phụ lục 1. Kết quả tính nhu cầu sử dụng nƣớc sinh hoạt trong mùa cạn theo các thời kỳ cho tỉnh Quảng Nam ............................................................................... 93 Phụ lục 2. Kết quả tính nhu cầu tƣới cho nông nghiệp trong mùa cạn theo kịch bản BĐKH cho tỉnh Quảng Nam ........................................................................ 94 Phụ lục 3. Diện tích các khu công nghiệp và cụm công nghiệp và nhu cầu sử dụng nƣớc cho công nghiệp mùa cạn tại tỉnh Quảng Nam ................................ 95 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu DP Chỉ số về áp lực phát triển nguồn nƣớc (Water Development Pressures) DPSIR Động lực, Áp lực, Trạng thái, Tác động và Phản ứng (Drivers, Pressures, State, Impacts and Responses) EPI Chỉ số hiệu suất môi trƣờng (Environmental Performance Index) FAO Tổ chức Nông Lâm của Liên Hợp Quốc IPCC Ủy ban liên chính phủ về Biến đổi khí hậu KCN Khu công nghiệp KKT Khu kinh tế TNN Tài nguyên nƣớc UNEP Chƣơng trình Môi trƣờng Liên Hiệp Quốc (United Nations Environment Programme) UNESCO Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc (United Nations Educational Scientific and Cultural Organization) WMO Tổ chức Khí tƣợng Organization) WQT Số lƣợng nƣớc (Water Quantity) WQL Chất lƣợng nƣớc (Water Quality) WSI Chỉ số căng thẳng tài nguyên nƣớc (Water Stress Index) vi Thế giới (World Meteorological DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Bảng chỉ số thành phần đánh giá mức độ căng thẳng TNN ở Jakarta.. 4 Bảng 1.2. Giá trị sản xuất các ngành nông lâm ngƣ nghiệp (theo giá so sánh năm 2010)…................................................................................................................ 10 Bảng 1.3. Giá trị sản xuất công nghiệp tỉnh Quảng Nam giai đoạn 2010-2014 (theo giá so sánh năm 2010)................................................................................ 11 Bảng 1.4. Danh sách các hiểm họa thiên tai thƣờng xảy ra trên địa bàn tỉnh Quảng Nam.......................................................................................................... 14 Bảng 1.5. Thiệt hại do bão, lũ gây ra từ 1997 đến năm 2009 ............................. 16 Bảng 1.6. Thời gian không mƣa liên tục dài nhất ở các địa phƣơng .................. 18 Bảng 1.7. Chỉ số khô hạn trung bình ở Tam Kỳ và Trà My ............................... 18 Bảng 1.8. Dòng chảy mùa cạn trên sông tỉnh Quảng Nam ................................. 18 Bảng 1.9. Thiệt hại do hạn hán ở Quảng Nam từ năm 1999-2014 ..................... 20 Bảng 1.10. Mức độ tăng độ dài mùa hạn do biến đổi khí hậu ............................ 21 Bảng 1.11. Trị số phổ biến của độ lệch tiêu chuẩn (SoC) và biến suất (Sr%) nhiê ̣t đô ̣ trên địa bàn tỉnh Quảng Nam ........................................................................ 22 Bảng 1.12. Nhiệt độ trung bình các nửa thập kỷ tháng I, VII, năm .................... 23 Bảng 1.13. Xu thế biến đổi đặc trƣng nhiệt độ tại một số trạm điển hình tại tỉnh Quảng Nam.......................................................................................................... 24 Bảng 1.14. Xu thế biến đổi đặc trƣng nhiệt độ mùa tại một số trạm điển hình tại tỉnh Quảng Nam .................................................................................................. 24 Bảng 1.15. Chênh lệch nhiệt độ (oC) giữa thời kỳ (2000-2014) và thời kỳ (19801999)…................................................................................................................ 24 Bảng 1.16. Trị số phổ biến của độ lệch tiêu chuẩn (S mm) và biến suất (Sr%) lƣợng mƣa tại Quảng Nam .................................................................................. 25 Bảng 1.17. Lƣợng mƣa trung bình các nửa thập kỷ mùa khô, mùa mƣa, mƣa năm…… .............................................................................................................. 25 Bảng 1.18. Xu thế biến đổi đặc trƣng lƣợng mƣa tại một số trạm điển hình tại tỉnh Quảng Nam .................................................................................................. 26 vii Bảng 1.19. Chênh lệch lƣợng mƣa trung bình (mm) giữa thời kỳ gần đây (2000 - 2014) và thời kỳ trƣớc (1977 – 1999) ............................................................... 26 Bảng 1.20. Mức tăng nhiệt độ trung bình năm, mùa (oC) trong các thập kỷ so với thời kỳ 1980-1999 theo các kịch bản phát thải ................................................... 29 Bảng 1.21. Mức thay đổi lƣợng mƣa năm, mùa (%) trong các thập kỷ so với thời kỳ 1980 -1999 theo các kịch bản phát thải .................................................. 30 Bảng 1.22. Mực nƣớc biển dâng (cm) so với thời kỳ 1980-1999 ....................... 31 Bảng 3.1. Kết quả tính toán tổng lƣợng nƣớc mùa kiệt sẵn có theo thời kỳ nền và các thời kỳ của các kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Quảng Nam ................. 52 Bảng 3.2. Tỉ lệ gia tăng dân số bình quân cho các huyện thuộc tỉnh Quảng Nam…… ............................................................................................................. 54 Bảng 3.3. Kết quả tính toán tổng dân số đến năm 2099 của các huyện thuộc tỉnh Quảng Nam.......................................................................................................... 57 Bảng 3.4. Hệ số biến sai dòng chảy mùa cạn tính theo thời kỳ nền và các thời kỳ của các kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Quảng Nam ..................................... 59 Bảng 3.5. Kết quả tính toán lƣợng nƣớc thải theo thời kỳ nền và các thời kỳ của các kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Quảng Nam ........................................... 61 Bảng 3.6. Kết quả tính toán diện tích đất có rừng năm 2010 và quy hoạch đến năm 2020 của tỉnh Quảng Nam........................................................................... 62 Bảng 3.7. Tiêu chuẩn dùng nƣớc cho sinh hoạt dân sinh (l/ngƣời/ngày.đêm) ... 64 Bảng 3.8. Thời kỳ sinh trƣởng và hệ số cây trồng Kc đối với lúa ...................... 65 Bảng 3.9. Kết quả tính toán tổng nhu cầu sử dụng nƣớc (nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt) theo thời kỳ nền và các thời kỳ của các kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Quảng Nam .............................................................................. 69 Bảng 3.10. Kết quả tính toán chỉ số biến động nguồn nƣớc theo thời kỳ nền và các thời kỳ của các kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Quảng Nam .................. 71 Bảng 3.11. Kết quả tính toán chỉ số suy giảm sinh thái (WQTe) theo kịch bản nền và kịch bản biến đổi khí hậu của tỉnh Quảng Nam ...................................... 72 Bảng 3.12. Kết quả tính toán chỉ số ô nhiễm nguồn nƣớc (WQL) theo kịch bản nền và kịch bản biến đổi khí hậu của tỉnh Quảng Nam ...................................... 74 viii Bảng 3.13. Kết quả tính toán chỉ số khan hiếm nƣớc (DPs) theo kịch bản nền và kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Quảng Nam.................................................. 77 Bảng 3.14. Kết quả tính toán chỉ số sức ép khai thác, sử dụng nguồn nƣớc (DPu) theo kịch bản nền và kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Quảng Nam ............... 78 Bảng 3.15. Kết quả tính trọng số cho các chỉ số thành phần .............................. 79 Bảng 3.16. Kết quả tính toán chỉ số căng thẳng tài nguyên nƣớc theo kịch bản nền và kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Quảng Nam ...................................... 80 Bảng 3.17. Kết quả tính toán các ngƣỡng đánh giá mức độ căng thẳng TNN ... 81 Bảng 3.18. Tổng hợp kết quả tính toán chỉ số căng thẳng tài nguyên nƣớc WSI trong mùa cạn theo kịch bản nền và kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Quảng Nam…. ............................................................................................................... 81 ix DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Bản đồ kết quả hệ số căng thẳng tài nguyên nƣớc trên thế giới, 2011 . 3 Hình 1.2. Chỉ số căng thẳng và vùng căng thẳng tài nguyên nƣớc thành phố Jakarta, Indonesia .................................................................................................. 5 Hình 1.3. Vị trí địa lý tỉnh Quảng Nam ................................................................ 7 Hình 1.4. Xu thế biến đổi các đặc trƣng nhiệt độ trạm Tam Kỳ ......................... 24 Hình 1.5. Xu thế biến đổi các đặc trƣng nhiệt độ trạm Trà My .......................... 25 Hình 1.6. Xu thế biến đổi các đặc trƣng mƣa trạm Tam Kỳ và Trà My ............. 26 Hình 2.1. Xác định ngƣỡng mức độ căng thẳng tài nguyên nƣớc ...................... 39 Hình 2.2. Sơ đồ đánh giá mức độ căng thẳng tài nguyên nƣớc cho tỉnh Quảng Nam…. ............................................................................................................... 40 Hình 2.3. Cấu trúc của mô hình MIKE - NAM .................................................. 42 Hình 2.4. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định tại trạm Nông Sơn .......................... 45 Hình 2.5. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định tại trạm Thành Mỹ ......................... 45 Hình 3.1. Các huyện và lƣu vực trên địa bàn tỉnh Quảng Nam .......................... 53 Hình 3.2. Biến đổi dòng chảy mùa cạn theo các kịch bản biến đổi khí hậu ....... 53 Hình 3.3. Xu thế biến đổi của nhu cầu tƣới của các huyện ................................ 67 Hình 3.4. Bản đồ căng thẳng tài nguyên nƣớc theo kịch bản nền ...................... 83 Hình 3.5. Bản đồ căng thẳng tài nguyên nƣớc theo kịch bản B1........................ 84 Hình 3.6. Bản đồ căng thẳng tài nguyên nƣớc theo kịch bản B2........................ 85 Hình 3.7. Bản đồ căng thẳng tài nguyên nƣớc theo kịch bản A2 ....................... 86 x MỞ ĐẦU 1. Giới thiệu Theo Ủy ban liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (BĐKH) (IPCC, 2013), Việt Nam là một trong những nƣớc trên thế giới chịu ảnh hƣởng nặng nề nhất do những tác động của BĐKH. BĐKH sẽ tác động nặng nề đến đời sống, sản xuất, môi trƣờng, hạ tầng cơ sở, sức khỏe cộng đồng. Một trong những lĩnh vực chịu tác động nghiêm trọng của biến đổi khí hậu là tài nguyên nƣớc (TNN) (Tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nƣớc Việt Nam, 2011). Trong bối cảnh BĐKH, chu trình thủy văn sẽ thay đổi do thay đổi lƣợng mƣa và phân bố mùa mƣa, gia tăng cƣờng độ mƣa, tăng lƣợng bốc hơi và giảm độ ẩm...Thứ nhất, phân bố lƣợng mƣa theo không gian và thời gian không đều, dẫn đến biến đổi lớn về tài nguyên nƣớc (Oki và nnk, 2006). Thứ hai, tốc độ bay hơi phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm, vì thế yếu tố này sẽ tác động đến lƣợng nƣớc sẵn có. Mƣa với cƣờng độ lớn trong thời gian ngắn kết hợp với gia tăng lƣợng bốc hơi và gia tăng sử dụng nƣớc sẽ dẫn đến sự suy giảm nƣớc ngầm (Konikow và Kendy, 2005). Các đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nƣớc tại 7 lƣu vực: sông Hồng, Thái Bình, Cả, Thu Bồn, Ba, Đồng Nai và Cửu Long cho thấy, mặc dù tổng lƣợng mƣa năm cũng nhƣ tổng lƣợng dòng chảy năm có thể sẽ tăng nhƣng chủ yếu sẽ tăng trong mùa mƣa lũ, còn trong mùa kiệt thì lƣợng dòng chảy sẽ giảm đáng kể. Vì thế, nguy cơ khan hiếm, thiếu nƣớc, căng thẳng về nƣớc trong tƣơng lai đã biểu hiện rõ ràng trên nhiều vùng, lƣu vực sông. Chính vì vậy, tình trạng khan hiếm, mâu thuẫn và tranh chấp nguồn nƣớc đã và đang xảy ra ở một số nơi, tại một số thời điểm (đặc biệt là trong mùa khô) và đôi khi đã tới mức căng thẳng. Theo UNESCO, nếu lƣợng nƣớc bình quân nhiều năm đƣợc khai thác ở mức 20% sẽ bắt đầu xảy ra căng thẳng trung bình, và căng thẳng cao nếu trên 40%. Các sông Mã, Hƣơng và cụm sông Đông Nam Bộ đang nằm trong mức căng thẳng trung bình (trong khoảng 20% đến 40%), và sông Đồng Nai đang ở mức giới hạn này. Quảng Nam là tỉnh có tiềm năng tài nguyên nƣớc khá phong phú so với các tỉnh khác trong vùng duyên hải Nam Trung Bộ, tuy nhiên Quảng Nam cũng đang phải đối mặt với tình trạng thiếu hụt và căng thẳng về TNN, nhất là đối với những khu vực đô thị quan trọng trong bối cảnh gia tăng dân số, kinh tế tăng trƣởng và chịu tác động mạnh mẽ của BĐKH. Vì thế, việc “Đánh giá mức độ căng thẳng tài nguyên nước dưới tác động biến đổi khí hậu cho tỉnh Quảng xi Nam” là rất cần thiết, làm cơ sở việc triển khai thực hiện các giải pháp ứng phó, giảm thiểu mức độ căng thẳng tài nguyên nƣớc gây nên bởi BĐKH dựa theo yếu tố tự nhiên và yếu tố kinh tế xã hội (một trong những nguyên nhân quan trọng nhất của vấn đề thiếu hụt nƣớc và thay đổi tình hình căng thẳng tài nguyên nƣớc). Trong khuôn khổ của luận văn, để đánh giá mức độ căng thẳng tài nguyên nƣớc dƣới tác động của BĐKH, tác giả chỉ áp dụng chỉ số để tính toán và đánh giá mức độ căng thẳng tài nguyên nƣớc mặt trong mùa cạn (từ tháng 1 đến tháng 8) tại tỉnh Quảng Nam vì đây là khoảng thời gian có nguồn nƣớc sẵn có nhỏ hơn rất nhiều so với nguồn nƣớc sẵn có của cả năm, trong khi đó, nhu cầu dùng nƣớc trong mùa cạn là lớn nhất trong năm (số tháng mùa cạn thƣờng kéo dài từ 2/3 đến 3/4 số tháng trong năm). Do đó, vấn đề căng thẳng TNN chủ yếu xảy ra trong khoảng thời gian này. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Tính toán chỉ số căng thẳng tài nguyên nƣớc theo kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Quảng Nam; - Xây dựng đƣợc các bản đồ căng thẳng tài nguyên nƣớc cho tỉnh Quảng Nam trên cơ sở kết quả đã tính toán đƣợc. 3. Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi không gian: tỉnh Quảng Nam. - Phạm vi thời gian: thực trạng năm 2010 và dự tính theo các kịch bản biến đổi khí hậu phiên bản năm 2012. - Giới hạn phạm vi nghiên cứu: luận văn chỉ xét đến tài nguyên nƣớc mặt trong mùa cạn trên địa bàn tỉnh Quảng Nam. 4. Vấn đề nghiên cứu và giả thuyết nghiên cứu - Câu hỏi nghiên cứu: Biến đổi khí hậu tác động đến tình hình căng thẳng tài nguyên nƣớc tỉnh Quảng Nam nhƣ thế nào? - Giả thuyết nghiên cứu: Biến đổi khí hậu tác động đến tài nguyên nƣớc mặt của Quảng Nam và nhu cầu nƣớc tƣới. xii 1.1. CHƢƠNG I: TỔNG QUAN Tổng quan về chỉ số căng thẳng tài nguyên nƣớc 1.1.1. Khái niệm Trên thế giới hiện có khá nhiều định nghĩa và khái niệm về căng thẳng TNN nƣớc. Theo UNEP (2009), căng thẳng TNN là một khái niệm mô tả tình trạng đáp ứng nhu cầu nƣớc cho sự phát triển kinh tế xã hội. Ngoài ra, căng thẳng TNN còn đề cập đến khả năng trong việc đáp ứng đầy đủ nhu cầu về nƣớc của con ngƣời và hệ sinh thái. Còn theo định nghĩa của UNESCO (2009), căng thẳng TNN xảy ra khi có sự mất cân bằng giữa nhu cầu sử dụng nƣớc và nguồn nƣớc sẵn có để đáp ứng nhu cầu đó. Tóm lại, sự căng thẳng TNN gồm có hai nội dung cơ bản, bao gồm sự thiếu hụt nƣớc về thời gian và trong không gian, cũng nhƣ sự mất cân bằng. Căng thẳng TNN xảy ra khi nhu cầu về nƣớc vƣợt quá khả năng sẵn có của nguồn nƣớc trong một khoảng thời gian nhất định, hoặc do nguồn nƣớc có chất lƣợng kém. Điều này có nghĩa là, căng thẳng TNN là do sự suy giảm về nguồn nƣớc ngọt, về số lƣợng (tầng chứa nƣớc khai thác, mùa cạn...) và về chất lƣợng (ô nhiễm chất hữu cơ, xâm nhập mặn), khiến cho TNN không đƣợc đảm bảo bền vững cho các hoạt động phát triển kinh tế xã hội và sinh thái. 1.1.2. Tổng quan tài liệu nước ngoài Trong bối cảnh biến đổi khí hậu (BĐKH), để đánh giá mức độ căng thẳng tài nguyên nƣớc, các nhà nghiên cứu trên thế giới đã có rất nhiều công trình nghiên cứu xác định tình trạng căng thẳng TNN. Một số nghiên cứu đã sử dụng phƣơng pháp mô hình nhằm xác định quy mô vật lý. Năm 2000, một nghiên cứu tổng quan về “Tài nguyên nƣớc toàn cầu: Tính dễ bị tổn thƣơng từ Biến đổi khí hậu và sự gia tăng dân số” đã sử dụng một số mô hình, chỉ số cũng nhƣ các thông tin dự báo về kinh tế - xã hội - môi trƣờng để dự báo mức độ dễ bị tổn thƣơng của TNN trong bối cảnh BĐKH và gia tăng dân số. Trong đó, các chỉ số đƣợc lựa chọn tính toán chủ yếu đƣợc xây dựng dựa trên tổng lƣợng dòng chảy mặt, kết hợp với các thông tin về nhu cầu tiêu thụ nƣớc sinh hoạt và trong các lĩnh vực của các quốc gia. Đây có thể đƣợc coi là một trong những nghiên cứu nền tảng về tính dễ bị tổn thƣơng và mức độ căng thẳng của TNN, trong đó nghiên cứu có khẳng định đến năm 2025, phần lớn dân số trên thế giới sẽ chịu 1 ảnh hƣởng của căng thẳng tài nguyên nƣớc. Từ nghiên cứu ở trên có thể thấy rằng các yếu tố khí hậu (đặc biệt là lƣợng mƣa và nhiệt độ) có mối quan hệ chặt chẽ đến tình trạng căng thẳng TNN và việc đánh giá mức độ căng thẳng TNN trong bối cảnh BĐKH là cần thiết. Bên cạnh đó, Ethan Timothy Smith ở Trƣờng Đại học Tổng hợp về TNN bang Virginia [17], đã phát triển bộ chỉ số phát triển TNN quốc gia và vùng trong nghiên cứu về “Các chỉ số và tiêu chí đánh giá Tài nguyên Nƣớc”, năm 2004. Bộ chỉ số đƣợc xây dựng dựa trên việc tổng hợp tác động của các yếu tố đến TNN bao gồm: môi trƣờng (hệ sinh thái, tài nguyên rừng, tài nguyên khoáng sản, khí hậu...), tình hình phát triển kinh tế xã hội và con ngƣời. Các chỉ số đại diện cho mỗi tác động đƣợc xét đến gồm: chỉ số lƣợng nƣớc sẵn có, chỉ số chất lƣợng nƣớc, chỉ số sử dụng và khai thác TNN. Từ các chỉ số này, tác giả đã xây dựng bản đồ tổng hợp phát triển TNN cho khu vực Tây Nam nƣớc Mỹ. Năm 2005, một nghiên cứu của Frank R. Rijsberma [19] về “Khan hiếm nƣớc: Sự thật hay tƣởng tƣợng” đã phân tích rõ ràng sự cạn kiệt nƣớc do hai nguyên nhân: yếu tố tự nhiên (tức là thiếu nguồn cung) hay TNN có đầy đủ nhƣng bị khan hiếm do quá trình sử dụng (tức là vấn đề về nhu cầu sử dụng TNN). Nghiên cứu dựa trên chỉ số Falkenmark, nhƣng cũng nhấn mạnh chỉ số này chỉ có thể đo lƣờng đƣợc một cách khái quát, nhƣng không giải thích đƣợc nguyên nhân của sự cạn kiệt tài nguyên nƣớc nằm ở yếu tố cung hay do nhu cầu sử dụng. Nghiên cứu đánh giá ƣu nhƣợc điểm của một số chỉ số hiện có tại thời điểm đó, nhƣ chỉ số Falkenmark, chỉ số về tính dễ bị tổn thƣơng của TNN, chỉ số khan hiếm nƣớc do yếu tố tự nhiên và tăng trƣởng kinh tế… Nhƣng khác với việc xây dựng chỉ số để tính toán, nghiên cứu đã xác định mức độ cung cấp và nhu cầu sử dụng nƣớc ở các khu vực khác nhau trên thế giới (phân theo vị trí địa lý), để từ đó đƣa ra các nhận xét khái quát về tình hình khan hiếm nƣớc trên thế giới và nhu cầu về một sự quản lý TNN bền vững hơn. Wu Peilin, Han Xue, Zhou Jinghua [26], Đại học Sơn Đông ở Vũ Hán, Trung Quốc, đã phân vùng căng thẳng TNN cho toàn bộ lãnh thổ Trung Quốc,. Nghiên cứu đã xây dựng bản đồ phân vùng căng thẳng TNN dựa trên các chỉ số bao gồm: chỉ số căng thẳng do gia tăng dân số, chỉ số sinh thái môi trƣờng, chỉ số phát triển kinh tế và các chỉ số tổng hợp từ ba loại trên. Từ kết quả tính toán bốn chỉ số căng thẳng TNN nói trên, các tác giả đã tiến hành xây dựng bản đồ phân vùng căng thẳng TNN cho toàn bộ lãnh thổ Trung Quốc. Bản đồ kết quả 2 đƣợc phân thành bốn loại, tƣơng ứng với bốn chỉ số tính toán. Cụ thể là kết quả về căng thẳng TNN do gia tăng dân số, kết quả về căng thẳng TNN do yếu tố sinh thái, kết quả về căng thẳng TNN do yếu tố tăng trƣởng kinh tế và kết quả tổng hợp. Theo nhóm tác giả, kết quả của nghiên cứu có thể đƣợc lấy làm nền tảng so sánh và nghiên cứu nhằm phục vụ quá trình ra quyết định nhằm hƣớng tới việc quản lý TNN bền vững. Tuy nhiên, nghiên cứu chƣa tổng quát hết đƣợc các yếu tố tác động đến sức ép lên TNN, một số yếu tố kinh tế, xã hội nhƣ mức độ thông số về quản lý, thông số về số hộ dân đƣợc sử dụng nƣớc sạch... chƣa đƣợc đề cập đến. Năm 2010, nhóm nghiên cứu Tổ chức chỉ số thông báo về môi trƣờng (Environmental Performance Index, EPI) [21] đã tính toán chỉ số căng thẳng TNN nhƣ là phần trăm diện tích lãnh thổ của một quốc gia bị ảnh hƣởng bởi sự quá mức của TNN. EPI đã sử dụng số liệu của nhóm phân tích hệ thống TNN của đại học New Hampshire. Theo đó nhu cầu nƣớc của mỗi quốc gia là tổng các nhu cầu sử dụng nƣớc của các ngành công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt sau đó chia cho lƣợng nƣớc cấp để ra đƣợc chỉ số sử dụng nƣớc tƣơng đối. Tình trạng quá mức của TNN đƣợc định nghĩa là khi lƣợng nƣớc sử dụng lớn hơn 40% lƣợng nƣớc đƣợc cấp (WMO, 1997). Hình 1.1 thể hiện chỉ số căng thẳng TNN tƣơng đối của tất cả các quốc gia trên thế giới dựa vào nghiên cứu của chƣơng trình đánh giá nguồn nƣớc thế giới năm 2006 thuộc báo cáo của chƣơng trình phát triển nguồn nƣớc thế giới của Liên Hợp Quốc. Căng thẳng rất cao Căng thẳng cao Căng thẳng tb Căng thẳng thấp Không căng thẳng Hình 1.1. Bản đồ kết quả hệ số căng thẳng tài nguyên nƣớc trên thế giới, 2011 Nguồn: [22] 3 Firdaus Ali [18], Cơ quan cấp nƣớc Jakarta, Indonesia, năm 2012 đã nghiên cứu và xây dựng bộ chỉ số căng thẳng TNN để ứng dụng đánh giá thử nghiệm cho sự căng thẳng TNN thủ đô Jakarta với diện tích là 662 km2 và dân số xấp xỉ 12,5 triệu ngƣời. Tác giả đã xây dựng bộ chỉ số căng thẳng TNN dựa trên ba thành phần chính là (1) TNN bao gồm hiện trạng TNN, hệ thống cung cấp nƣớc và sự tiếp cận liên tục nguồn nƣớc, (2) hệ sinh thái – thành phần này tập trung vào chất lƣợng nƣớc, cả nƣớc mặt và nƣớc ngầm và (3) tiêu thụ nƣớc bao gồm nhu cầu dùng nƣớc và khả năng chi trả cho nhu cầu nƣớc của ngƣời dân. Bảng 1.1. Bảng chỉ số thành phần đánh giá mức độ căng thẳng TNN ở Jakarta STT Thành phần Chỉ số phụ Sự sẵn có của TNN 1 TNN Chỉ số về khả năng cung cấp nƣớc sạch Tính liên tục của TNN Chất lƣợng nƣớc ngầm 2 Hệ sinh thái Chất lƣợng nƣớc mặt cung cấp qua đƣờng ống dẫn nƣớc của nhà nƣớc Nhu cầu TNN 3 Tiêu dùng TNN Chỉ số tỷ lệ ngƣời dân phải sử dụng nƣớc đóng chai thay cho nƣớc mặt cung cấp hằng ngày Chỉ số về khả năng đáp ứng các chi phí phát sinh về cung cấp TNN cho nhu cầu sử dụng của cộng đồng Nguồn: [18] Dựa trên các chỉ số căng thẳng TNN, tác giả đã xây dựng đƣợc bản đồ phân vùng căng thẳng nguồn nƣớc cho toàn bộ khu vực Jakarta. Theo đó xã Kamal Muar thuộc quận (huyện) Penjaringan đƣợc xếp vào loại cực kỳ căng thẳng về nƣớc với chỉ số WSI là 0,56. Sự căng thẳng về TNN ở khu vực này đƣợc thể hiện rất rõ qua việc ngƣời dân trong khu vực phải dựa vào nguồn nƣớc đóng chai đƣợc vận chuyển từ nơi khác về với giá rất đắt để sử dụng cho sinh hoạt. Trong khi đó khu vực K. Gading Barat và K. Gading Timur thuộc Kelapa Gading đƣợc xếp vào khu vực không chịu sức ép về nguồn nƣớc với chỉ số WSI < 0,2. Đây là hai xã nằm trong khu vực có nguồn nƣớc mặt dồi dào và có hệ thống cấp nƣớc tới từng hộ. Các vùng khác hầu hết đều nằm trong tình trạng có 4 mức độ căng thẳng thấp và căng thẳng trung bình về TNN với chỉ số WSI dao động trong khoảng 0,2 – 0,4. Nghiên cứu đã thành công trong việc đánh giá chỉ số căng thẳng và khu vực căng thẳng TNN trong thành phố Jakarta, với hệ thống các chỉ số đƣợc lựa chọn đơn giản và dễ dàng tính toán. Tuy nhiên các hệ số này sử dụng phƣơng pháp chuyên gia để đánh giá trọng số, chƣa tính đến các yếu tố tăng trƣởng và phát triển kinh tế ảnh hƣởng đến mức độ căng thẳng của TNN, nên vì thế kết quả nghiên cứu còn có một số nhƣợc điểm nhất định. Hình 1.2. Chỉ số căng thẳng và vùng căng thẳng tài nguyên nƣớc thành phố Jakarta, Indonesia Nhƣ vậy, quá trình tổng quan tài liệu cho thấy việc nghiên cứu đánh giá áp lực lên tài nguyên nƣớc, trong bối cảnh BĐKH, đã đƣợc sự quan tâm của các nhà nghiên cứu khoa học. Đã có nghiên cứu với quy mô toàn cầu hoặc cho một địa phƣơng hoặc tính toán chỉ số căng thẳng TNN với nhiều cách tiếp cận và xây dựng tính toán chỉ số khác nhau. 1.1.3. Tổng quan tài liệu trong nước Ở Việt Nam, đã có một số nghiên cứu về xây dựng các bộ chỉ số đánh giá TNN, tuy nhiên vẫn còn ít nghiên cứu về các chỉ số căng thẳng TNN. Hầ u hế t các nghiên cứu hiện có đều tập trung về mô tả đặc điểm TNN Viê ̣t Nam hay chấ t lƣơ ̣ng nƣớc trên các lƣu vƣ̣c sông mà it́ đề câ ̣p tới tiǹ h trạng khan hiếm hay các suy thoái về nƣớc. Trong đánh giá chất lƣợng nƣớc, việc sử dụng các chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) là hƣớng đang đƣợc nhiều quốc gia và chuyên gia phân tích, đánh giá chất lƣợng nƣớc sử dụng. Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam đã nghiên cứu đề xuất một số phƣơng pháp xác định WQI ứng dụng cho sông Sài Gòn. Để phục vụ công tác quản lý và kiểm soát chất lƣợng nƣớc sông Hậu, trƣờng Đại học Tài 5 nguyên Môi trƣờng cũng nghiên cứu xây dựng chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) dựa vào phƣơng pháp Delphi. Trong khuôn khổ Dự án hỗ trợ kỹ thuật đánh giá ngành nƣớc Việt Nam do Ngân hàng Phát triển Châu Á tài trợ, với mục tiêu tăng cƣờng quản lý TNN, giảm đói nghèo và phát triển quốc gia, dự án đã đánh giá các hoạt động và hiện trạng ngành nƣớc, đƣa ra các chính sách, pháp luật và khung thể chế trong quản lý TNN hƣớng tới quản lý tổng hợp TNN và quan hệ giữa quản lý TNN với các mục tiêu chính sách quốc gia. Từ việc tổng hợp các dữ liệu quan trắc lƣu vực sông, các dữ liệu về khai thác sử dụng nƣớc, mối quan hệ giữa xã hội, cộng đồng dân cƣ với lƣu vực sông... , dự án đã xây dựng bộ chỉ số (58 chỉ số) và xem nhƣ một công cụ tiếp cận và quản lý ngành nƣớc. Bộ chỉ số đƣợc xây dựng bao gồm: Chỉ số TNN nƣớc mặt: Nhóm chỉ số về phân bổ TNN theo lãnh thổ; Nhóm chỉ số về TNN mùa khô; Nhóm chỉ số về TNN; Nhóm chỉ số về sử dụng nƣớc; Nhóm chỉ số về khả năng lƣu trữ nguồn nƣớc; Chỉ số TNN ngầm: Nhóm chỉ số khai thác TNN ngầm; Chỉ số phát triển kinh tế - xã hội. Bộ chỉ số này, có thể đƣợc xem là một bộ chỉ số tổng hợp phục vụ quản lý TNN. Tuy nhiên, có thể thấy rằng, bộ chỉ số này mới chỉ thiên về đánh giá TNN một cách tổng thể. Để đánh giá mức độ căng thẳng TNN, thì các chỉ số trong khuôn khổ dự án này chƣa thể hiện rõ đƣợc mức độ khan hiếm và tình trạng căng thẳng TNN. Các chỉ số chƣa có tiêu chí để đánh giá, so sánh mức độ căng thẳng TNN ở các khu vực địa lý. Năm 2014, Phùng Thị Thu Trang và các cộng sự đã thực hiện đề tài cấp Bộ “Nghiên cứu ứng dụng bộ chỉ số xác định mức độ căng thẳng tài nguyên nƣớc ở Việt Nam và vận dụng trong điều kiện cụ thể của vùng Nam Trung Bộ” và đã đƣa ra đƣợc 04 chỉ số chính để đánh giá căng thẳng tài nguyên nƣớc cho Việt Nam, gồm có: chỉ số về số lƣợng nƣớc, chỉ số về chất lƣợng nƣớc, chỉ số về áp lực phát triển nguồn nƣớc, chỉ số về khả năng đáp ứng. Kết quả tính toán phạm vi chỉ số căng thẳng TNN năm 2010 và 2020 của các tỉnh thuộc vùng Nam Trung Bộ cho thấy mức độ căng thẳng tài nguyên nƣớc đều gia tăng ở hầu khắp khu vực Nam Trung Bộ. Với mốc thời gian năm 2020, một số chỉ số thành phần có xét đến tác động của BĐKH sử dụng kịch bản phát thải trung bình (B2), cho thấy đa số các chỉ số đều có giá trị của năm 2020 tăng so với giá trị của năm 2010. Số huyện đƣợc đánh giá có mức độ căng thẳng TNN ở mức cao và rất cao đều tăng lên đặc biệt là hai tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận. 6
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan