Đang tải... (xem toàn văn)
BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TRUNG DU MIỀN NÚI PHÍA BẮC.Tác động của thiên tai và biến đổi khí hậu đối với nhu cầu dùng nước vùng trung du miền núi phía Bắc.ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN NHU CẦU NƯỚC CHO LÚA KHU VỰC TRUNG DU MIỀN NÚI PHÍA BẮC TRONG HIỆN TẠI VÀ ỨNG VỚI KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
1 LỜI CẢM ƠN Sau tháng thực hiện, hướng dẫn tận tình PGS.TS.Trần Viết Ổn, ủng hộ động viên gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, với nỗ lực phấn đấu thân, tác giả hoàn thành luận văn thạc sỹ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật Tài nguyên nước thời hạn nhiệm vụ với đề tài: “Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến mức tưới cho lúa vùng Trung du miền núi phía Bắc” Trong trình làm luận văn, tác giả có hội học hỏi tích lũy thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm quý báu phục vụ cho công việc Tuy nhiên thời gian có hạn, trình độ hạn chế, số liệu công tác xử lý số liệu với khối lượng lớn nên thiếu sót Luận văn tránh khỏi Do đó, tác giả mong tiếp tục nhận bảo giúp đỡ thầy cô giáo ý kiến đóng góp bạn bè đồng nghiệp Qua tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS.Trần Viết Ổn, người trực tiếp tận tình hướng dẫn, giúp đỡ cung cấp tài liệu, thông tin cần thiết cho tác giả hoàn thành Luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Thủy lợi, thầy giáo, cô giáo Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, thầy cô giáo môn truyền đạt kiến thức chuyên môn suốt trình học tập Tác giả xin trân trọng cảm ơn quan, đơn vị nhiệt tình giúp đỡ tác giả trình điều tra thu thập tài liệu cho Luận văn Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, quan, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện khích lệ tác giả suốt trình học tập hoàn thành Luận văn Xin chân thành cảm ơn./ Hà Nội, ngày tháng 03 năm 2015 Tác Giả Triệu Thị Thu Thủy BẢN CAM KẾT Tên tác giả: Triệu Thị Thu Thủy Học viên cao học CH21Q21 Người hướng dẫn: PGS.TS.Trần Viết Ổn Tên đề tài Luận văn: “ Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến mức tưới cho lúa vùng Trung du miền núi phía Bắc ” Tác giả xin cam đoan đề tài Luận văn làm dựa số liệu, tư liệu thu thập từ nguồn thực tế, công bố báo cáo quan nhà nước…để tính toán kết quả, từ đánh giá đưa số nhận xét Tác giả không chép Luận văn đề tài nghiên cứu trước Tác giả Triệu Thị Thu Thủy MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cây lúa đóng góp vai trò quan trọng đời sống người Việt Nam Tuy nhiên thách thức lớn ngàng trồng trọt nói chung, ngàng trồng lúa nói riêng vùng trung du miền núi phía Bắc biến đổi khí hậu toàn cầu Sự gia tăng nhiệt độ khí làm cho khí hậu vùng nghiên cứu nóng lên, kết hợp với suy giảm mưa làm cho khu vực khô hạn hơn.Trong năm gần đây, diễn biến khí hậu theo chiều hướng cực đoan Cụ thể, lượng mưa tăng mạnh vào mùa lũ giảm vào mùa kiệt với nhiệt độ trung bình tăng khoảng 0,3-0,50C Theo tính toán, năm 2010 khu vực vùng trung du miền núi phía Bắc có nhiệt độ tăng cao nhất, nhiệt độ trung bình tăng khoảng C BĐKH thực làm cho thiên tai, đặc biệt bão, lũ, hạn hán ngày ác liệt Biến đổi khí hậu có khả làm giảm suất số trồng Vùng trung du miền núi phía Bắc có suất lúa Đông Xuân giảm mạnh Năng suất Hè Thu giảm mức độ nhẹ so với lúa Đông Xuân Năng suất sản xuất lúa giảm mạnh vùng miền núi phía Bắc, vùng bị thiếu nước trầm trọng cho sản xuất lúa nước Hậu BĐKH, mục tiêu phát triển bền vững; thúc đẩy sản xuất; đem lại lợi ích Do vậy, việc tìm hiểu nghiên cứu tác động BĐKH nhiệm vụ khó khăn đầy thử thách Khí hậu ảnh hưởng tới đất đai, nhiệt độ, lượng mưa, bốc Biến đổi khí hậu gây rối loạn chế độ mưa, thay đổi nhiệt độ làm ảnh hưởng đến chế độ tưới lúa, nhận thức vấn đề tầm quan trọng nhu cầu nước đến chế độ tưới cho lúa nói chung trồng nói riêng ,để ứng phó làm giảm thiệt hại BĐKH, đưa giải pháp có tính khả thi ứng phó hiệu với BĐKH nhằm đảm bảo cho phát triển bền vững ngàng nông nghiệp vô cần thiết Hiện nay, có nghiên cứu ảnh hưởng BĐKH tới mức tưới lúa ngàng trồng trọt Đặc biệt khu vùng trung du miền núi phía Bắc vùng có sản xuất nông nghiệp chủ yếu chưa có nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến mức tưới cho lúa Xuất phát từ vấn đề trên, thấy việc nghiên cứu: “Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng Biến đổi khí hậu đến mức tưới cho lúa vùng trung du miền núi phía Bắc ” cần thiết Với kết đề tài, có biện pháp, kế hoạch cụ thể cho ngành sản xuất nông nghiệp, chủ động trước ảnh hưởng BĐKH kịch BĐKH tương lai II MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - Nghiên cứu xác định mức tưới cho lúa ứng với kịch biến đổi khí hậu tương lai (2030, 2050) - Đề xuất số giải pháp nhằm ứng phó với BĐKH cho vùng trung du miền núi phía Bắc III Cách tiếp cận Phương pháp nghiên cứu: *Cách tiếp cận: - Theo quan điểm hệ thống - Theo quan điểm phân tích nguyên nhân kết - Theo quan điểm bền vững * Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thống kê; phân tích tổng hợp - Phương pháp ứng dụng phần mềm CROPWAT để nghiên cứu ảnh hưởng kịch BĐKH đến mức tưới cho lúa vùng trung du miền núi phía Bắc - Phương pháp kế thừa IV ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu: mức tưới cho lúa điều kiện biến đổi khí hậu - Phạm vi nghiên cứu: vùng trung du miền núi phía Bắc MỤC LỤC MỤC LỤC .5 CHƯƠNG I: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TRUNG DU MIỀN NÚI PHÍA BẮC 1.1 Tổng quan Biến đổi khí hậu: 1.1.1 Định nghĩa BĐKH .7 1.1.2 Biến đổi khí hậu hàng chục vạn năm 1.1.3 Biến đổi khí hậu 20.000 năm gần 1.1.4 Xu hướng biến đổi khí hậu tương lai 1.2 Tổng quan tác động BĐKH: .13 1.2.1 Loại tác động BĐKH .13 1.2.2 Tác động BĐKH giới: 16 1.2.3 Tác động biến đổi khí hậu đến Việt Nam 18 1.3 Tác động Biến đổi khí hậu đến vùng trung du miền núi phía Bắc 21 1.3.1 Các tác động biến đổi khí hậu 21 1.3.2 Kịch Biến đổi khí hậu đối khu vực miền núi phía Bắc: 22 CHƯƠNG II: CƠ SỞ KHOA HỌC TÁC ĐỘNG CỦA BĐKH ĐẾN NHU CẦU TƯỚI CHO LÚA CHO VÙNG TRUNG DU MIỀN NÚI PHÍA BẮC 28 2.1 Nghiên cứu mối quan hệ yếu tố khí hậu đến nhu cầu tưới cho lúa 28 2.1.1 Định nghĩa 28 2.1.2 Các thành phần cấu thành nên nhu cầu tưới .28 2.1.3 Ảnh hưởng Biến đổi khí hậu đến thành phần cấu thành nhu cầu nước 29 2.2 Nghiên cứu biến đổi yếu tố khí tượng 33 2.2.1 Nghiên cứu xác định lượng mưa tưới yếu tố ảnh hưởng Biến đổi khí hậu 33 CHƯƠNG III: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN NHU CẦU NƯỚC CHO LÚA KHU VỰC TRUNG DU MIỀN NÚI PHÍA BẮC TRONG HIỆN TẠI VÀ ỨNG VỚI KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU .45 3.1 Giới thiệu tổng quan trung du miền núi phía Bắc 45 3.1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên: 45 3.1.2 Đặc trưng khí hậu thủy văn: 47 3.1.3 Định hướng phát triển Kinh tế - Xã hội: 49 3.2 Tính toán nhu cầu nước cho lúa điều kiện 50 3.3 Tính toán nhu cầu nước cho diện tích lúa khu vực Điện Biên, Bắc Cạn, Phú Thọ điều kiện 54 3.4 Nghiên cứu xác định nhu cầu nước cho diện tích lúa khu vực Điện Biên, Bắc Cạn, Phú Thọ ứng với kịch biến đổi khí hậu tương lai (2030 2050) 54 3.4.1 Mốc thời gian năm 2030 .54 3.4.2 Mốc thời gian năm 2050 ( kỷ 21) 55 3.5.1 Phương pháp đánh giá tác động BĐKH đến nhu cầu nước cho lúa 56 3.5.2 Kết đánh giá tác động BĐKH đến nhu cầu nước cho diện tích lúa .57 CHƯƠNG IV: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ CẤP NƯỚC VÙNG TRUNG DU MIỀN NÚI PHÍA BẮC DƯỚI ĐIỀU KIỆN BĐKH 63 4.1 Đề xuất giải pháp công trình 63 4.1.1 Đối với thời điểm .63 4.1.2 Đối với thời điểm tương lai theo kich biến đổi khí hậu 63 4.2 Đề xuất giải pháp phi công trình 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .65 CHƯƠNG I: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TRUNG DU MIỀN NÚI PHÍA BẮC 1.1 Tổng quan Biến đổi khí hậu: 1.1.1 Định nghĩa BĐKH Công ước khung biến đổi khí hậu Liên Hợp Quốc (UNFCCC) "Biến đổi khí hậu trái đất thay đổi hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển, thạch tương lai nguyên nhân tự nhiên nhân tạo" “Biến đổi khí hậu “những ảnh hưởng có hại biến đổi khí hậu”, biến đổi môi trường vật lý sinh học gây ảnh hưởng có hại đáng kể đến thành phần, khả phục hồi sinh sản hệ sinh thái tự nhiên quản lý đến hoạt động hệ thống kinh tế - xã hội đến sức khỏe phúc lợi người” Nguyên nhân: Nguyên nhân làm biến đổi khí hậu Trái đất gia tăng hoạt động tạo chất thải khí nhà kính, hoạt động khai thác mức bể hấp thụ khí nhà kính sinh khối, rừng, hệ sinh thái biển, ven bờ đất liền khác Nhằm hạn chế biến đổi khí hậu, Nghị định thư Kyoto nhằm hạn chế ổn định sáu loại khí nhà kính chủ yếu bao gồm: CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs SF6 Do hoạt động người làm tăng hiệu ứng nhà kính khí quyển, tạo xạ cưỡng (tăng thêm) 2,3 w/m 2, làm cho bề mặt trái đất lớp khí tầng thấp nóng lên, mực nước biển toàn cầu tăng BDKH kỷ XX đến gây chủ yếu người, thuật ngữ BDKH (hoặc gọi ấm lên toàn cầu- global warming) coi đồng nghĩa với BDKH đại 1.1.2 Biến đổi khí hậu hàng chục vạn năm Lịch sử khí hậu trái đất trải qua nhiều biến động với nhiều nguyên nhân khác Những vụ núi lửa phun trào mạnh, đưa vào khí lượng khói bụi khổng lồ ngăn cản xạ mặt trời xuống trái đất, làm lạnh bề mặt trái đất thời gian dài Một núi lửa phun ngăn chặn phần xạ mặt trời đến trái đất, đồng thời làm lớp hấp thụ nhiệt tầng bình lưu nóng lên tới vài độ Điều thấy rõ qua quan sát hoạt động núi lửa Pinatubô (Philippin) vào năm 1982 1991 Trong thời gian núi lửa phun, xạ mặt trời giảm rõ rệt Trong thời gian dài hàng chục vạn năm, khí hậu trái đất trải qua thời kỳ băng hà thời kỳ ấm lên Đáng ý chu kỳ băng hà xảy khoảng hàng chục năm, với khí hậu lạnh Trong chu kỳ này, nhiệt độ bề mặt trái đất thường lạnh 5-70C, chí tới 10–150C vùng vĩ độ trung bình vĩ độ cao thuộc bán cầu Bắc Vào thời kỳ không băng hà khoảng 125.000–130.000 năm trước công nguyên (TCN), nhiệt độ trung bình bán cầu Bắc cao thời kỳ tiền công nghiệp 20C 1.1.3 Biến đổi khí hậu 20.000 năm gần Trái đất trải qua thời kỳ băng hà cuối khoảng 18.000 năm TCN Trong thời kỳ này, băng bao phủ phần lớn Bắc Mỹ, Bắc Âu Bắc châu Á với mực nước biển thấp tới 120m Có nhiều chứng cớ cho thấy, khoảng 5.000– 6.000 năm TCN, nhiệt độ cao Từ kỷ 14, châu Âu trải qua thời kỳ băng hà nhỏ, kéo dài khoảng vài trăm năm Trong thời kỳ băng hà nhỏ, khối băng lớn với mùa đông khắc nghiệt kèm theo nạn đói làm nhiều gia đình phải rời bỏ quê hương Từ khoảng kỷ XIX có số liệu định lượng chi tiết BĐKH Những số liệu có cho thấy xu chung là, từ cuối kỷ XIX đến nay, nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng lên đáng kể Kết nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ không khí trung bình toàn cầu kỷ XX tăng lên 0,60C thập kỷ 90 thập kỷ nóng thiên niên kỷ vừa qua (IPCC, 2001) Hình 1.2 mô xu nhiệt độ nói 1.1.4 Xu hướng biến đổi khí hậu tương lai Kịch biến đổi khí hậu Việc dự báo xu hướng biến đổi khí hậu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chủ yếu dựa vào dự báo phát thải khí nhà kính Sự phát thải khí nhà kính lại phụ thuộc lớn vào phát triển kinh tế-xã hội toàn cầu, dân số, thay đổi công nghệ, tiêu dùng, sản xuất, sử dụng đất lượng Do đó, nhiều kịch biến đổi khí hậu khác xây dựng dựa thay đổi biến số khác Các kịch biến đổi khí hậu xây dựng khuôn khổ nghiên cứu IPCC (2007)dựa dự báo phát thải khí nhà kính từ thấp đến cao dựa kịch phát triển kinh tế-xã hội toàn cầu IPCC đưa nhóm kịch (dựa kịch gốc) xác định lộ trình phát thải xảy cho kỷ 21 Các kịch khác giả định liên quan đến: (i)sự phát triển kinh tế quy mô toàn cầu; (ii)dân số giới mức độ tiêu dùng; (iii) chuẩn mực sống lối sống; (iv) tiêu thụ lượng tài nguyên lượng; (v)chuyển giao công nghệ; và(vi) thay đổi sử dụng đất[4] Bốn kịch gốc A1, A2, B1, B2, với ký hiệu A: trọng phát triển kinh tế; B: trọng bảo vệ môi trường; 1: trọng tính toàn cầu, 2: trọng tính khu vực Các kịch phát thải khí nhà kính - sở việc dự báo tình trạng biến đổi khí hậu tương lai - IPCC (2007) được tóm tắt Bảng 1-1 đây: Bảng 1- : Các kịch phát thải khí nhà kính Kịch gốc A1 Kịch gốc A2 • Kinh tế giới tăng trưởng nhanh • Kinh tế giới tăng trưởng thấp • Dân số giới tăng, đạt đỉnh vào năm so với kịch khác phát triển theo định hướng khu vực 2050 sau giảm dần • Dân số giới tiếp tục tăng • Các công nghệ phát triển nhanh • Thay đổi công nghệ chậm hiệu so với họ kịch khác • Thế giới có tương đồng thu nhập • Thế giới không đồng nhất, quốc gia hoạt động độc lập, tự cung tự cấp cách sống (mức độ toàn cầu hóa thấp) • Có tương đồng khu vực: tăng cường giao lưu văn hóa xã hội thu hẹp khác biệt thu nhập vùng Họ kịch A1 chia thành nhóm dựa theo mức độ phát triển công nghệ: A1F1: Tiếp tục sử dụng thái nhiên liệu hóa thạch (kịch phát thải cao) A1B: Có cân nguồn lượng (kịch phát thải trung bình) A1T: Chú trọng sử dụng nguồn 10 lượng phi hóa thạch (kịch phát thải thấp Kịch gốc B1 • Kinh tế phát triển nhanh kịch A1 có thay đổi nhanh chóng cấu trúc kinh tế theo hướng dịch vụ thông tin • Dân số giới đạt đỉnh vào kỷ Kịch gốc B2 • Kinh tế phát triển mức trung bình • Dân số giới tiếp tục tăng trưởng thấp kịch A2 • Chuyển đổi công nghệ chậm không đồng kịch B1 A1 • Chú trọng giải pháp khu vực 21 sau giảm dần bền vững kinh tế, xã hội môi trường • Phát triển công nghệ sử dụng hiệu tài nguyên, giảm cường độ tiêu hao nguyên vật liệu • Chú trọng giải pháp toàn cầu bền vững kinh tế, xã hội môi trường (Nguồn: Kịch Biến đổi khí hậu, Nước biển dâng cho Việt Nam; Bộ Tài nguyên &MT, 2012) IPCC khuyến cáo sử dụng kịch phát thải xếp từ thấp đến cao là: B1 A1T(các kịch phát thải thấp); B2 A1B (các kịch phát thải trung bình); A2 A1F1 (các kịch phát thải cao).Tuy nhiên, tùy thuộc vào nhu cầu thực tiễn khả tính toán nước, IPCC khuyến cáo quốc gia lựa chọn kịch phát thải phù hợp số kịch để xây dựng kịch biến đổi khí hậu cho quốc gia Các kịch phát thải sở để dự đoán xu hướng biến đổi khí hậu tương lai Biến đổi khí hậu tương lai Biến đổi khí hậu (BĐKH) mà trước hết nóng lên toàn cầu mực nước biển dâng, thách thức lớn nhân loại kỷ 21 Thiên tai tượng khí hậu cực đoan khác gia tăng hầu hết nơi giới, nhiệt độ mực nước biển trung bình toàn cầu tiếp tục tăng nhanh chưa có mối lo ngại quốc gia giới Biến đổi khí hậu tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống môi trường phạm vi toàn giới: đến năm 2080 sản lượng ngũ cốc giảm 24%, giá tăng 13-45%, số người bị ảnh hưởng nạn đói 36-50%; mực nước biển dâng cao gây ngập lụt, gây nhiễm mặn nguồn nước, ảnh hưởng đến nông nghiệp, gây rủi ro lớn công nghiệp hệ thống kinh tế-xã hội 77 PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Chiêm Xuân mùa thời kì trạm đại diện Điện Biên 78 PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Vụ mùa thời kì trạm đại diện Điện Biên 79 2030 PL Bảng kết yêu cầu nước lúa vụ Chiêm Xuân thời kì 2030 trạm đại diện Điện Biên 80 PL Bảng kết yêu cầu nước lúa vụ mùa thời kì 2030 trạm đại diện Điện Biên 81 2050 PL Bảng kết yêu cầu nước lúa vụ Chiêm Xuân thời kì 2050 trạm đại diện Điện Biên 82 PL Bảng kết yêu cầu nước lúa vụ mùa thời kì 2050 trạm đại diện Điện Biên 83 C.Việt Trì PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Vụ Chiêm Xuân thời kì trạm đại diện Việt trì 84 PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Vụ mùa thời kì trạm đại diện Việt trì 85 nen PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Vụ Chiêm Xuân thời kì trạm đại diện Việt trì 86 PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Vụ mùa thời kì trạm đại diện Việt trì 87 2030 PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Vụ Chiêm Xuân thời kì 2030 trạm đại diện Việt trì 88 PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Vụ mùa thời kì 2030 trạm đại diện Việt trì 89 2050 PL Bảng kết yêu cầu nước lúa Vụ Chiêm Xuân thời kì 2050 trạm đại diện Việt trì 90 PL Bảng kết yêu cầu nước lúa mùa Xuân thời kì 2050 trạm đại diện Việt trì 91