Tài liệu Nghiên cứu giải pháp tiêu cho hệ thống thủy lợi nam nghệ an đảm bảo phát triển kinh tế xã hội của vùng​

LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn TS. Trần Dũng Tiến và TS. Nguyễn Lương Bằng, là người đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Thủy lợi, Phòng Đào tạo Đại học và Sau Đại học, Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, Bộ môn Kỹ thuật tài nguyên nước đã tạo điều kiện thuận lợi, nhiệt tình giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn bạn bè, gia đình đã hỗ trợ, động viên, chia sẻ khó khăn trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn. i LỜI CAM ĐOAN Học viên xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả nghiên cứu và những kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nào khác. Việc tham khảo, trích dẫn các nguồn tài liệu đã được ghi rõ nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Tác giả luận án Amphone Sakpaseuth ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ I LỜI CAM ĐOAN .........................................................................................................II MỤC LỤC ................................................................................................................... III DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ............................................................................... VI DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ...................................................................................VII DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... IX MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................... 1 2. Mục đích của đề tài ................................................................................................. 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................... 2  Đối tượng nghiên cứu: ..................................................................................... 2  Phạm vi nghiên cứu: ........................................................................................ 2 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ............................................................. 2 Cách tiếp cận:.......................................................................................................... 2 Phương pháp nghiên cứu: ....................................................................................... 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU ................................................................................................................................ 5 1.1. Các nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài .............................. 5 1.1.1. Nghiên cứu ngoài nước ................................................................................. 5 1.1.2. Nghiên cứu trong nước ................................................................................. 9 1.2. Tổng quan về vùng nghiên cứu .......................................................................... 14 1.2.1. Vị trí địa lý của hệ thống ........................................................................... 14 1.2.2. Đặc điểm điểm địa hình, địa mạo .............................................................. 14 1.2.3. Đặc điểm về thổ nhưỡng, địa chất, địa chất thủy văn ................................ 15 1.2.4. Đặc điểm khí tượng thủy văn .................................................................... 18 1.2.5. Tổng quan về tình hình dân sinh, kinh tế - xã hội của vùng ....................... 21 1.3. Phân tích đánh giá hiện trạng tiêu của hệ thống thủy lợi Nam Nghệ An........... 24 1.3.1. Hiện trạng công trình đầu mối .................................................................... 24 1.3.2. Hiện trạng hệ thống kênh mương ............................................................... 28 1.3.3. Đánh giá tồn tại của các công trinh tiêu ..................................................... 29 1.3.4. Nguyên nhân gây úng ................................................................................. 30 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỂ ĐỀ XUẤT iii GIẢI PHÁP TIÊU NƯỚC CHO HỆ THỐNG THỦY LỢI NAM NGHỆ AN ...... 33 2.1. Phương hướng phát triển kinh tế - xã hội và phương án quy hoạch sử dụng đất của khu vực Nghiên cứu ................................................................................................ 33 2.1.1. Quan điểm phát triển. ................................................................................. 33 2.1.2. Mục tiêu phát triển. ..................................................................................... 33 2.1.3. Quy hoạch sử dụng đất ở thời điểm hiện tại và trong tương lai (2030) ..... 36 2.2. Phân tích và xác định nhu cầu tiêu nước của các ngành kinh tế trong hệ thống thủy lợi Nam Nghệ An .................................................................................................. 36 2.2.1. Tài liệu dùng cho tính toán tiêu .................................................................. 36 2.2.2. Xác định nhu cầu tiêu nước của các ngành kinh tế trong hệ thống thuỷ lợi Nam Nghệ An. ...................................................................................................... 41 2.2.3. Kết quả tính nhu cầu tiêu nước cho hệ thống ............................................. 44 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP TIÊU NƯỚC CHO HỆ THỐNG THỦY LỢI NAM NGHỆ AN .............................................................. 49 3.1. Phân tích lựa chọn mô hình phù hợp với bài toán tiêu nước cho hệ thống. ...... 49 3.1.1. Mô hình VRSAP (Vietnam river systerm and plains:) ............................... 49 3.1.2. Mô hình SOBEK: ....................................................................................... 50 3.1.3. Mô hình kết hợp TL1D + ECOMOD-2D: .................................................. 50 3.1.4. Mô hình thuỷ lực một chiều MIKE 11: ...................................................... 51 3.2. Thiết lập mô hình thủy lực cho bài toán tiêu nước cho hệ thống. ..................... 52 3.2.1 Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE11 ............................................................... 52 3.2.2.Thiết lập sơ đồ mạng sông ........................................................................... 54 3.2.3. Điều kiện biên của mô hình. ....................................................................... 55 3.2.4. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình toán cho năm thực tế ............................ 57 3.3. Tính toán tiêu nước cho hệ thống trong thời điểm hiện tại và tương lại (2030) 60 3.3.1. Tính toán cao trình yêu cầu tiêu tự chảy cho hệ thống ............................... 60 3.3.2. Kết quả tính toán tiêu nước cho hệ thống trong thời điểm hiện tại ............ 61 3.3.3. Kết quả tính toán tiêu nước cho hệ thống trong thời điểm năm 2030 ........ 70 3.3.4. Đánh giá khả năng tiêu của hệ thống.......................................................... 78 3.4. Đề xuất và lựa chọn các giải pháp tiêu nước cho hệ thống thủy lợi Nam Nghệ An ....................................................................................................................................... 80 3.4.1. Đề xuất giải pháp tiêu nước cho hệ thống .................................................. 80 3.4.2. Tính toán tiêu cho hệ thống với các giải pháp đã đề xuất .......................... 81 3.4.3. Phân tích kết quả và lựa chọn phương án ................................................... 90 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 95 iv 1. Kết luận ................................................................................................................. 95 2. Kiến nghị ............................................................................................................... 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 99 PHỤ LỤC ...................................................................................................................101 v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2. 1. Quy hoạch sử dụng đất của khu vực nghiên cứu (ha) ................................. 36 Bảng 2. 2. Lượng mưa lớn nhất và nhỏ nhất theo thời đoạn 1, 3, 5, 7 ngày max ......... 37 Bảng 2. 3. Bảng thống kê tính chất bao mưa của khu vực ............................................ 38 Bảng 2. 4. Tỷ trọng lượng mưa giữa các thời đoạn....................................................... 38 Bảng 2. 5. Mô hình mưa tiêu thiết kế 3 ngày max (P = 10%)....................................... 40 Bảng 2. 6. Chiều cao của cây lúa .................................................................................. 41 Bảng 2. 7. Khả năng chịu ngập của cây lúa (kệ số K với mức giảm sản <10%) .......... 41 Bảng 2. 8. Khả năng chịu ngập cho phép với điều kiện giảm năng suất không quá 10% ....................................................................................................................................... 41 Bảng 2. 9. Bảng tỷ lệ các loại diện tích tiêu trong khu vực (hiện trạng và năm 2030) . 44 Bảng 2. 10. Kết quả tính toán hệ số tiêu của lúa ........................................................... 44 Bảng 2. 11. Kết quả tính toán chế độ tiêu cho cây hoa màu, ao hồ, thổ cư đường xá .. 44 Bảng 2. 12. Kết quả tính toán khả năng trữ nước và tháo nước của khu tiêu thời kỳ hiện tại ................................................................................................................................... 45 Bảng 2. 13. Kết quả hiệu chỉnh hệ số tiêu của hệ thống thời kỳ hiện tại ...................... 45 Bảng 2. 14. Kết quả tính toán khả năng trữ nước và tháo nước của khu tiêu thời kỳ 2030 ....................................................................................................................................... 46 Bảng 2. 15. Kết quả hiệu chỉnh hệ số tiêu của hệ thống thời kỳ 2030 .......................... 46 Bảng 3. 1. Tóm tắt một số mô hình toán thường được sử dụng ở Việt Nam ................ 52 Bảng 3. 2. Kết quả kiểm định mô hình.......................................................................... 60 Bảng 3. 3. Cao trình yêu cầu tiêu tự chảy của hệ thống ở thời điểm hiện tại ............... 61 Bảng 3. 4. So sánh kết quả tính toán tiêu tại một số vị trí trên hệ thống ...................... 79 Bảng 3. 5. Khả năng chịu ngập cho phép với điều kiện giảm năng suất không quá 10% (cm) ............................................................................................................................... 91 Bảng 3. 6. So sánh kết quả tính toán theo các phương án tại một số vị trí trên hệ thống ....................................................................................................................................... 91 vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1. 1. Bản đồ hệ thống thủy lợi Nam Nghệ An ...................................................... 14 Hình 1. 2. Cống Nam Đàn ............................................................................................. 25 Hình 1. 3. Trạm Bơm tiêu Hưng Châu .......................................................................... 27 Hình 2. 1. Giản đồ hệ số tiêu hiệu chỉnh thời kỳ hiện tại. ............................................. 46 Hình 2. 2. Giản đồ hệ số tiêu hiệu chỉnh thời kỳ tương lai 2030. ................................. 47 Hình 3. 1. Sơ đồ thủy lực hệ thống Nam Nghệ An ....................................................... 55 Hình 3. 2. Các biên mực nước và lưu lượng cho hệ thống Nam Nghệ An ................... 56 Hình 3. 3. Các ô ruộng và khu chứa trong vùng Nam Nghệ An ................................... 57 Hình 3. 4. Phương pháp thử dần để xác định bộ thông số của mô hình ........................ 58 Hình 3. 5. Kết quả hiệu chỉnh mô hình Mike 11 ........................................................... 59 Hình 3. 6. Kết quả kiểm định mô hình Mike 11 ............................................................ 60 Hình 3. 7. Đường quá trình mực nước lớn nhất và nhỏ nhất dọc theo hệ thống kênh chính cấp 1 (Kênh Thấp, kênh Gai và sông Cấm) .................................................................. 62 Hình 3. 8. Đường quá trình mực nước trên kênh Thấp tại Km2500 ............................. 63 Hình 3. 9. Đường quá trình mực nước trên kênh Thấp tại Km13000 ........................... 64 Hình 3. 10. Đường quá trình mực nước trên kênh Gai tại Km5000 và Km12000 ........ 65 Hình 3. 11. Đường quá trình mực nước trên sông Lam Trà tại Km2000 và km6000 ... 66 Hình 3. 12. Đường quá trình mực nước trên kênh Hoàng Cần tại Km4000 và Km10000 ....................................................................................................................................... 67 Hình 3. 13 Đường quá trình mực nước trên sông Cửa Tiền tại Km5000 ...................... 68 Hình 3. 14. Đường quá trình mực nước trên sông Cấm tại Km5000 và Km20000 ...... 69 Hình 3. 15. Đường quá trình mực nước trên kênh Thọ Sơn, Lê Xuân Đào và kênh Nhà Lê ................................................................................................................................... 70 Hình 3. 16. Đường quá trình mực nước lớn nhất và nhỏ nhất dọc theo hệ thống kênh chính cấp 1 (Kênh Thấp, kênh Gai và sông Cấm) ......................................................... 71 Hình 3. 17. Đường quá trình mực nước trên kênh Thấp tại Km3000 và Km13000 ..... 72 Hình 3. 18. Đường quá trình mực nước trên kênh Gai tại Km5000 và Km12000 ........ 73 Hình 3. 19. Đường quá trình mực nước trên sông Lam Trà tại Km2000 và Km6000 .. 74 Hình 3. 20. Đường quá trình mực nước trên kênh Hoàng Cần tại Km4000 và Km10000 ....................................................................................................................................... 75 Hình 3. 21. Đường quá trình mực nước trên sông Cửa Tiền tại Km5000.................... 76 Hình 3. 22. Đường quá trình mực nước trên sông Cấm tại Km5000 và Km20000 ...... 77 Hình 3. 23. Đường quá trình mực nước trên kênh Thọ Sơn, Lê Xuân Đào và kênh Nhà vii Lê ................................................................................................................................... 78 Hình 3. 24. Bản đồ hệ thống thủy lợi Nam Nghệ An phương án 1 (2 hồ điều hòa) ..... 81 Hình 3. 25. Đường mực nước dọc theo các kênh tiêu chính (kênh Thấp, kênh Gai và sông Cấm) với phương án 1 (2 hồ điều hòa) ................................................................. 82 Hình 3. 26. Diễn biến đường mực nước trên kênh Gai tại Km 5000 và Km 13000 (Phương án 2 hồ) ........................................................................................................... 83 Hình 3. 27. Diễn biến đường mực nước trên sông Của Tiền tại Km5000 (Phương án 2 hồ) .................................................................................................................................. 84 Hình 3. 28. Diễn biến đường mực nước trên kênh Hoàng Cần tại Km 4000 (Phương án 2 hồ) ............................................................................................................................... 85 Hình 3. 29. Bản đồ hệ thống thủy lợi Nam Nghệ An phương án 3 hồ điều hòa ........... 86 Hình 3. 30. Đường mực nước dọc theo các kênh tiêu chính (kênh Thấp, kênh Gai và sông Cấm) với phương án 2 (3 hồ điều hòa) ................................................................. 87 Hình 3. 31. Diễn biến đường mực nước tại kênh Gai tại Km 5000 và Km 13000 (Phương án 3 hồ) .......................................................................................................................... 88 Hình 3. 32. Diễn biến đường mực nước trên sông Của Tiền tại Km 5000 (Phương án 3 hồ) .................................................................................................................................. 89 Hình 3. 33. Diễn biến đường mực nước trên kênh Hoàng Cần tại Km 4000 (Phương án 3 hồ) ............................................................................................................................... 90 viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu HTTL Hệ thống thủy lợi HST Hệ số tiêu KTXH Kinh tế - xã hội NNA Nam Nghệ An PTNT Phát triển nông thôn ix x Luận văn thạc sĩ MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Nam Nghệ An là vùng đất nằm kẹp giữa các khối địa hình lớn như dãy núi Sông Mã ở phía Bắc và dãy Trường Sơn ở phía Tây Nam; bao gồm các huyện Nam Đàn, Hưng Nguyên, Nghi Lộc, thành phố Vinh và thị xã Cửa Lò. Địa hình vùng này có thể chia làm hai vùng khác biệt là vùng đồi núi và vùng đồng bằng. Các dãy núi có các đỉnh núi cao khoảng 450m÷500m, các dãy đồi thấp có cao độ từ 30m÷50m. Đồi núi cao có cây cối thấp, thưa, còn đại bộ phận là đồi trọc. Đồi núi đã chia cắt nơi này thành những dải đồng bằng nhỏ hẹp, có nhiều khe suối chảy qua. Thế đất giữa các vùng có hình lòng chảo, có xu thế thấp dần từ Tây sang Đông. Hệ thống thủy lợi Nam Nghệ An có nhiệm vụ tiêu thoát nước cho diện tích 19.472 ha đất tự nhiên, phòng chống úng lụt, hạn hán cho khu vực, lấy nước từ sông Lam để đảm bảo nhu cầu nước cho nông nghiệp, thủy sản, sinh hoạt và phụ vụ sản xuất. Thúc đẩy đa dạng hóa và chuyển dịch cơ cấu cây trồng góp phần tái cơ cấu ngành nông nghiệp, thích ứng với tình hình biến đổi khí hậu và nước biển dâng đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của sản xuất, dân sinh kinh tế. Vùng Nam Nghệ An có tầm quan trọng đặc biệt đối với tỉnh Nghệ An, yêu cầu tiêu nước phục vụ nông nghiệp, và các ngành kinh tế khác đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế-xã hội của tỉnh. Nhiều khu công nghiệp và dân cư hình thành nhanh chóng kéo theo sự thay đổi về nhu cầu cấp nước và tiêu thoát nước tại các khu vực. Các khu công nghiệp và dân cư mới hình thành làm thu hẹp đất sản xuất nông nghiệp, san lấp nhiều ao hồ, đồng ruộng làm giảm khả năng trữ nước, chôn nước dẫn đến làm tăng hệ số tiêu nước. Cơ cấu sản xuất nông nghiệp thay đổi từ lúa là chính sang các loại hình cây trồng cạn khác cũng đặt ra hàng loạt vấn đề thay đổi về yêu cầu cấp nước cũng như tiêu thoát nước. Điều này đã làm thay đổi khả năng phục vụ của các hệ thống tưới tiêu đã xây dựng theo các quy hoạch trước đây. Do vậy, việc nghiên cứu, tính toán yêu cầu tiêu nước và đề xuất giải pháp tiêu nước hợp lý trong hệ thống thủy lợi Nam Nghệ An là rất cần thiết, đáp ứng các đòi hỏi của thực tiễn trong điều kiện phát triển kinh tế - xã hội, hướng tới sự phát triển bền vững của hệ thống trong tương lai. AMPHONE SAKPASEUTH Trang - 1 Lớp 24Q21 Luận văn thạc sĩ 2. Mục đích của đề tài - Đánh giá hiện trạng tiêu nước của hệ thống thủy lợi Nam Nghệ An; - Đề xuất các giải pháp tiêu cho hệ thống thủy lợi Nam Nghệ An đảm bảo phát triển kinh tế - xã hội của vùng. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu  Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống thủy lợi Nam Nghệ An.  Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu đánh giá hiện trạng tiêu, xác định chế độ tiêu và đề xuất các giải pháp tiêu cho hệ thống thủy lợi Nam Nghệ An trong điều kiện phát triển kinh tế - xã hội. 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu Cách tiếp cận: - Tiếp cận thực tế: Điều tra, khảo sát và thu thập số liệu; - Tiếp cận hệ thống: Phân tích, đánh giá hiện trạng hệ thống. - Tiếp cận tổng hợp và liên ngành; - Tiếp cận kế thừa có chọn lọc và bổ sung: - Tiếp cận các phương pháp, công cụ hiện đại trong nghiên cứu: Đề tài này ứng dụng mô hình mô hình Mike 11 Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp điều tra, khảo sát, tổng hợp số liệu, thu thập tài liệu thực tế, tài liệu tham khảo, phân tích, xử lý số liệu; - Phương pháp thống kê, xác suất: Thu thập, tổng hợp và phân tích số liệu để đánh giá hiện trạng hệ thống; - Phương pháp phân tích hệ thống: Là tập hợp những phương pháp phân tích nhằm tìm ra lời giải tối ưu cho các bài toán quản lý hệ thống thủy nông và điều khiển các hệ thống thủy lợi; - Phương pháp kế thừa; AMPHONE SAKPASEUTH Trang - 2 Lớp 24Q21 Luận văn thạc sĩ - Phương pháp mô hình toán: Với các bài toán về dòng chảy không ổn định trên hệ thống sông, kênh thì phương pháp mô hình toán tỏ ra có hiệu quả khi nghiên cứu trên. một vùng rộng lớn và là phương pháp duy nhất để cho biết bức tranh động lực dòng chảy trên hệ thống thủy lợi. AMPHONE SAKPASEUTH Trang - 3 Lớp 24Q21 Luận văn thạc sĩ AMPHONE SAKPASEUTH Trang - 4 Lớp 24Q21 Luận văn thạc sĩ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1. Các nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài 1.1.1. Nghiên cứu ngoài nước Đánh giá khả năng cấp nước liên lưu vực ở Tây Ban Nha. Việc chuyển nước ở Tây Ban Nha giữa các lưu vực Tagus-Segura-Ebro. Lưu vực Segura là lưu vực có nghành nông nghiệp đóng vai trò chủ đạo nhưng lại thiếu nước trầm trọng. Để giảm mức độ căng thẳng về nước trên lưu vực Segura chính phủ đã quyết định chuyển nước từ lưu vực Tagus và Ebro để bổ sung cho lưu vực Segura (gồm cả nước mặt và nước dưới đất). Hiệu quả rõ rệt của việc chuyển nước là giảm được 50% mức độ căng thẳng về nước trên lưu vực Segura. Tuy nhiên việc chuyển nước này đã làm ảnh hưởng đến môi trường sinh thái trên lưu vực Tagus và Ebro là nguyên nhân gây ra những vấn đề xã hội. Đó là sự phản đối mạnh mẽ của khu tự trị Aragon thuộc lưu vực Ebro, ảnh hưởng tới khai thác sử dụng cho người dân khu vực đồng bằng Ebro, một số nhà khoa học đã phản đối về những vấn đề về môi trường do việc chuyển nước là những nguyên nhân gây ra những cuộc biểu tình lớn ở Tây Ban Nha. Trong những năm gần đây, BĐKH và ảnh hưởng của BĐKH càng ngày càng gia tăng và đã gây ra nhiều hậu quả không thể lường trước được. Hầu hết các quốc gia trên toàn thế giới đã công nhận và xác định BĐKH là một trong những mối đe dọa có nguy cơ làm ảnh hưởng đến mọi mặt cả về kinh tế, xã hội, môi trường. Vấn đề về BĐKH luôn là tâm điểm trong những cuộc gặp mặt, hội nghị đa quốc gia, các tổ chức toàn cầu,…. BĐKH ảnh hưởng tới chế độ thủy văn và đi kèm với nó là ảnh hưởng đến nhu cầu sử dụng nước và khả năng cung cấp nước của các hệ thống thủy lợi. Trước tình hình đó đã có rất nhiều đề tài được thực hiện, trong số đó tác giả nhận thấy có rất nhiều những kết quả nghiên cứu có giá trị thực tiễn, tính ứng dụng cao như: Báo cáo công bố kết quả nghiên cứu “Impact of Climate Change on the Irrigation Water Requirement in Northern Taiwan” của hai tác giả người Đài Loan là Jyun-Long Lee và Wen-Cheng Huang được đăng trên tạp chí Water tháng 10 năm 2014. Theo đó hai tác giả đã nghiên cứu về tác động của BĐKH (theo kịch bản A1B) đến nhu cầu nước phục vụ tưới cho nông nghiệp của khu vực Taoyuan phía bắc Đài Loan. Mục tiêu nghiên AMPHONE SAKPASEUTH Trang - 5 Lớp 24Q21 Luận văn thạc sĩ cứu là tính toán sự thay đổi của lượng mưa và nhiệt độ của thời kì tương lai (năm 20462065) so với thời kì hiện tại (năm 2004-2001), sau đó kết hợp với tính toán cân bằng nước trên đồng ruộng và yêu cầu về nước tưới cho nông nghiệp trong tương lai để tìm ra ảnh hưởng của BĐKH đối với nhu cầu nước. Theo nghiên cứu cho thấy chắc chắn trong tương lai dưới ảnh hưởng BĐKH sẽ dẫn tới lượng mưa và nhiệt độ sẽ tăng lên, điều này dẫn tới lượng mưa hiệu dụng và yêu cầu tưới cũng tăng theo. Kết quả so sánh giữa hai thời kì, trong tương lai yêu cầu tưới sẽ tăng gần 7,1% so với thời kì hiện tại. Nghiên cứu của các tác giả Fischer, G., Tubiello, F.N., van Velthuizen, H.T. và Wiberg,D trong bài báo “Climate Change Impacts on Irrigation Water Requirements: Effects of Mitigation.” đã được đăng trên tạp chí Technological Forecasting and socioeconomic Social Change số 74 tháng 9 năm 2007 cũng đưa ra được những kết quả có giá trị. Nghiên cứu dựa trên kịch bản kinh tế xã hội A2r của IIASA, kèm theo hoặc không kèm theo những ảnh hưởng BĐKH và tìm ra nhu cầu tưới cho nông nghiệp trong thời kì từ năm 1990 đến 2080. Kết quả chỉ ra rằng nếu có thể giảm nhẹ những tác động của BĐKH trong tương lai thì yêu cầu về nước tưới cho nông nghiệp cũng sẽ có xu hướng giảm theo. Nếu có thể giảm nhẹ những tác động của BĐKH, tăng khả năng tái sử dụng nước thì trong tương lai sẽ có thể giảm đến 40% (khoảng 125-160 tỉ m3) lượng nước sử dụng cho nông nghiệp so với việc không có phương án giảm nhẹ. Ngoài những ảnh hưởng có thể nhận thấy của BĐKH còn có những tác động của quá trình ĐTH cũng làm thay đổi nhu cầu sử dụng nước trong tương lai, theo Ruth MeinzenDick và Paul P. Appasamy trong bài viết “Urbanization and Intersectoral Competition for Water” được đăng tải trên tạp chí Finding the Source: The Linkages Between Population and Water đã chỉ ra, từ thời điểm hiện tại đến năm 2025 quá trình đô thị hóa sẽ diễn ra nhanh chóng trên toàn thế giới, đặc biệt là tại các nước đang phát triển ở Châu Á và Châu Phi. Dân số đô thị sẽ tăng nhanh chóng, các khu công nghiệp được mở rộng cả diện tích lẫn quy mô dẫn tới các nhu cầu thiết yếu tăng theo, đặc biệt là nhu cầu về nước. Nước dùng cho nông nghiệp cũng tăng thêm để đảm bảo an ninh lương thực cho số dân ngày càng tăng. Tác giả chỉ ra thách thức rất lớn mà các nước đang phát triển sẽ phải đối mặt trong tương lai là phải đảm bảo nhu cầu nước cả về chất và lượng cho cả khu vực nông thôn và khu vực thành thị, mâu thuẫn giữa các ngành sử dụng nước. AMPHONE SAKPASEUTH Trang - 6 Lớp 24Q21 Luận văn thạc sĩ Trong vòng vài chục năm trở lại đây, tình trạng biến đổi khí hậu trên toàn cầu ngày càng tăng rõ nét, và những tác động xấu nghiêm trọng do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến trái đất là rất lớn, thể hiện cụ thể bằng các biểu hiện như: mực nước biển dâng, băng tan, tình trạng nắng nóng, bão lụt, hạn hán, dịch bệnh, thiệt hại kinh tế, giảm đa dạng sinh học, hủy diệt hệ sinh thái. Nắng nóng: Theo các chuyên gia khí tượng thủy văn, trong 50 năm trở lại đây, tần suất xảy ra các đợt nắng nóng đã tăng từ 2-4 lần. Nhiều khả năng trong 40 năm tới, số lượng các đợt nắng nóng sẽ tăng 100 lần. Theo đó, nắng nóng sẽ làm tăng số vụ cháy rừng, các loại bệnh dịch, và mức nhiệt độ trung bình trên hành tinh trong tương lai cũng sẽ tăng theo. Băng tan: Nhiệt độ trái đất tăng cũng khiến chúng ta dễ dàng nhận thấy, diện tích của các dòng sông băng trên toàn thế giới đang dần bị thu hẹp lại. Vùng lãnh nguyên (vùng đất cao nơi cây cối không thể sinh trưởng và phát triển) từng bị lớp băng vĩnh cửu bao phủ, hay dưới tác động của nhiệt độ cao, lớp băng đã tan chảy và sự sống của các loài thực vật trên vùng đất này cũng đã xuất hiện. Nước biển dâng cao do nhiệt độ trái đất ngày càng tăng. Nó khiến cho các tảng băng tăng nhanh hơn, làm mực nước biển và đại dương trên toàn thế giới tăng theo. Bão lụt: Đi kèm với hiện tương băng tan và nước biển dâng cao thì hiện tượng bão lụt cũng tăng. Theo số liệu thống kê cho thấy, chỉ trong vòng 30 năm gần đây, những cơn bão mạnh cấp 4 và cấp 5 đã tăng lên gấp đôi. Những vùng nước ấm đã làm tăng sức mạnh cho các cơn bão. Hạn hán: Chính mức nhiệt cao trên đại dương và trong khí quyển đã đẩy tốc độ cơn bão đạt mức kinh hoàng. Khi một số nơi trên thế giới đang phải hứng chịu cảnh ngập lụt do mực nước biển dâng và bão lũ, thì ở nhiều nơi khác hạn hán lại đang hoành hành. Các chuyên gia ước tính tình trạng hạn hán sẽ tăng ít nhất 66% do khí hậu ngày càng ấm hơn. Hạn hán xảy ra thường xuyên sẽ thu hẹp nguồn cung cấp nước, làm giảm chất lượng các sản phẩm nông nghiệp, khiến nguồn cung ứng lương thực trên toàn cầu trở nên bấp bênh. Hiện nay Ấn Độ, Pakistan và vùng cận Sahara thuộc châu Phi đang phải hứng chịu các đợt hạn hán nghiêm trọng. Giới khoa học dự báo lượng mưa tại các khu vực trên sẽ AMPHONE SAKPASEUTH Trang - 7 Lớp 24Q21 Luận văn thạc sĩ tiếp tục giảm trong những thập kỷ tới. Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu tại châu Phi cho rằng, tới năm 2020, sẽ có 75 – 250 triệu dân châu Phi không có nước sử dụng, và sản lượng nông nghiệp của châu lục này cũng sẽ giảm 50%. Dịch bệnh: Khi bão lụt và hạn hán tăng đang trở thành mối đe dọa lớn với sức khỏe dân số toàn cầu. Bởi bão lụt tạo môi trường sống lý tưởng cho các loài muỗi và ký sinh trùng, chuột và nhiều sinh vật mang bệnh khác phát triển mạnh. Thiệt hại kinh tế: Không chỉ ảnh hưởng đến dịch bệnh, tác động của biến đổi khí hậu gây thiệt hại đến lĩnh vực kinh tế. Bão lụt sẽ gây tổn thất trong ngành nông nghiệp đã gây thiệt hại hàng tỷ USD. Bên cạnh đó, các chính phủ cũng cần một lượng tiền lớn để xử lý và kiểm soát sự lây lan dịch bệnh. Năm 2005, cơn bão lịch sử đã đổ bộ vào Louisiana, khiến mức thu nhập của người dân nơi đây giảm 15% trong những tháng sau cơn bão, và thiệt hại về tài sản ước tính khoảng 135 tỷ USD. Trong khi người dân phải đối phó với giá lương thực và nhiên liệu tăng cao, thì các chính phủ cũng đang phải chịu sụt giảm doanh thu từ ngành du lịch, giảm lợi nhuận công nghiệp. Ngược lại, nhu cầu năng lượng, lương thực, nước sạch, chi phí cho hoạt động dọn dẹp sau thảm họa lại luôn tăng cao, kèm theo những bất ổn vùng biên giới. Theo dự đoán của Viện nghiên cứu Môi trường và phát triển toàn cầu tại Đại học Tufts, Mỹ, chi phí cho cuộc chiến chống biến đổi khí hậu tới năm 2100 sẽ đạt 20 ngàn tỷ USD. Giảm đa dạng sinh học: Nhiệt độ trái đất tăng cao cũng đẩy nhiều loài sinh vật tới bờ vực suy giảm số lượng hoặc tuyệt chủng. Nếu mức nhiệt độ trung bình tăng từ 1,1C6,4C, 30% loài động thực vật hiện nay sẽ có nguy cơ tuyệt chủng vào năm 2050. Nguyên nhân dẫn đến sự tuyệt chủng là do môi trường sống của các loài động thực vật ngày càng bị thu hẹp, hiện tượng sa mạc hóa, phá rừng và nước trên các đại dương ngày càng ấm lên khiến cho nhiều loài sinh vật không thể thích ứng kịp thời với những biến đổi trên. Con người cũng không thể thoát khỏi những tác động của biến đổi khí hậu. Sa mạc hóa và mực nước biển tăng đe dọa trực tiếp đến môi trường sống của con người. Khi thực vật và động vật giảm dần số lượng, nguồn cung cấp thực phẩm, nhiên liệu và cả thu nhập của con người cũng sẽ chịu ảnh hưởng giảm theo. AMPHONE SAKPASEUTH Trang - 8 Lớp 24Q21 Luận văn thạc sĩ Hủy diệt hệ sinh thái: Những thay đổi về khí hậu cũng tác động trực tiếp đến hệ sinh thái, sẽ hủy diện hệ sinh thái. Theo nghiên cứu của các chuyên gia, những thay đổi trong điều kiện khí hậu và lượng khí carbonn dioxide tăng nhanh chóng đã ảnh hưởng nghiêm trọng tới hệ sinh thái, nguồn cung cấp nước ngọt, không khí, nhiên liệu, năng lượng sạch, thực phẩm và sức khỏe. Dưới tác động của nhiệt độ, không khí và băng tan, số lượng các rạn san hô ngày càng có xu hướng giảm. Điều đó cho thấy, cả hệ sinh thái trên cạn và dưới nước đều đang phải hứng chịu những tác động từ lũ lụt, hạn hán, cháy rừng cũng như hiện tượng axít hóa đại dương. Biến đổi khí hậu mà biểu hiện chính là sự nóng lên toàn cầu và mực nước biển dân đã tạo nên các hiện tượng thời tiết cực đoan như hiện nay. Đây là một thách thức lớn nhất đối với nhân loại trong thế kỷ 21 vì biến đổi khí hậu đang ảnh hưởng trực tiếp đến hệ sinh thái, tài nguyên môi trường và cuộc sống của con người. 1.1.2. Nghiên cứu trong nước 1.1.2.1. Ở cấp độ quốc gia Dự án phù hợp với quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội: Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Thanh Hoá đến năm 2030 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 114/2009/QĐ-TTg ngày 28 tháng 9 năm 2009. Ngày 25/08/2010, Bộ trưởng Bộ NN & PTNT đã có Quyết định số 2290/QĐ-BNNKH cho phép lập DAĐT xây dựng công trình Đập Lèn. Ngày 27/08/2010, Ban Quản lý đầu tư và xây dựng thủy lợi 3, TCT TVXDTLVN CTCP, Công ty Quản lý và Khai thác thủy nông Bắc sông Mã, Đoàn Quy hoạch thủy lợi Thanh Hóa và một số huyện thuộc phạm vi nghiên cứu của dự án đã làm việc và thống nhất nội dung các hạng mục công trình đưa vào dự án thủy lợi sông Lèn. Do Quy hoạch thủy lợi vùng Bắc sông Mã do Viện Quy hoạch Thủy lợi Hà Nội thực hiện từ năm 1994 cách đây đã khá lâu, nhu cầu nước trên toàn vùng và các yếu tố tự nhiên xã hội khác đã có nhiều biến động. Trong thời gian cuối năm 2011, đầu năm 2012, Viện Quy hoạch Thủy lợi đã thực hiện việc rà soát, cập nhật lại quy hoạch thủy lợi vùng Bắc sông Mã. 1.1.2.2. Ở cấp độ vùng AMPHONE SAKPASEUTH Trang - 9 Lớp 24Q21 Luận văn thạc sĩ Với mục tiêu đã đề ra dự án phù hợp với quy hoạch phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Thanh Hóa và vùng dự án: Tăng năng suất sản lượng nông nghiệp góp phần xóa đói giảm nghèo, đảm bảo an ninh lương thực; góp phần phát triển nâng cao giá trị sản xuất công nghiệp và các ngành dùng nước khác để hỗ trợ tăng trưởng kinh tế.Các hợp phần của dự án cùng phù hợp với quy hoạch thủy lợi vùng Bắc sông Mã. Ở nước ta cũng đã có những tác giả đầu tư công sức để nghiên cứu những vấn đề có liên quan đến đề tài này như PGS.TS Nguyễn Văn Sửu với công trình “Công nghiệp hóa, đô thị hóa và biến đổi sinh kế ở ven đô Hà Nội” được Nhà xuất bản Tri thức phát hành năm 2014. Trong đó tác giả cũng đã chỉ ra được trong quá trình ĐTH thần tốc của Việt Nam, đặc biệt là thủ đô Hà Nội kể từ năm 1990 đã có những chuyển biến rõ nét về quy hoạch sử dụng đất. Theo đó một diện tích lớn đất nông nghiệp đã chuyển thành đất phi nông nghiệp, phục vụ cho quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa. Điều này tác động không nhỏ đến cuộc sống của người nông dân đang sống dựa vào đồng ruộng, không có kinh nghiệm, không được đào tạo để làm các công việc trong các khu công nghiệp. Thất nghiệp dẫn tới đói nghèo, gây ra tác động xấu đến kinh tế - xã hội – môi trường. Đất nông nghiệp giảm đi dẫn tới nhu cầu về nước tưới cũng giảm theo, tuy nhiên hậu quả của quá trình ĐTH lại dẫn đến suy giảm trầm trọng chất lượng nước trong khu vực. Đối với vấn đề BĐKH, trong Báo cáo cuối cùng của Viện Môi trường Nông nghiệp (IAE) về “Phân tích tác động của biến đổi khí hậu đến nông nghiệp Việt Nam, đề xuất các biện pháp thích ứng và chính sách giảm thiểu” đã kết luận rằng: nông nghiệp sẽ là ngành chịu tác động nặng nề nhất của BĐKH như suy giảm năng suất, giảm đa dạng sinh học, mất đất sản xuất, thiên tai hạn hạn, đặc biệt là ảnh hưởng do nước biển dâng cao. Các tác giả Nguyễn Thanh Sơn, Ngô Chí Tuấn, Vân Thị Hằng, Nguyễn Ý Như thuộc Khoa Khí tượng Thủy văn - Hải dương học và Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Môi trường đưa ra công trình nghiên cứu “Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến biến đổi tài nguyên nước lưu vực sông Nhuệ - Đáy”. Nghiên cứu đã sử dụng mô hình MIKE NAM dưới tác động của BĐKH theo kịch bản của nhóm REMOCLIC (do GS. TS. Phan Văn Tân lãnh đạo) để khảo sát biến động tài nguyên nước cho thời kì tương lai năm 2020, 2050 so với giai đoạn nền 1970-1999. Kết quả tính toán cho thấy vào năm 2020 AMPHONE SAKPASEUTH Trang - 10 Lớp 24Q21