Lời cảm ơn Li u tiờn tỏc gi xin c bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới cô giáo hướng dẫn TS Lê Thị Kim Cúc thầy giáo PGS TS Trần Viết Ổn tận tình hướng dẫn bảo tác giả suốt q trình làm luận văn, giúp tác giả hồn thành tốt luận văn tốt nghiệp Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo trường đại học Thủy Lợi tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ để tác giả học tập, nghiên cứu suốt thời gian qua Qua luận văn này, tác giả xin cảm ơn Tổng công ty xây dựng thủy lợi Việt Nam – CTCP nơi tác giả công tác, Ủy ban nhân dân tỉnh Hà Tĩnh tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trình học tập thực luận văn Cuối tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ tác giả trình thực luận văn Đây lần tác giả nghiên cứu khoa học, với thời gian kiến thức có hạn, chắn khơng thể tránh khỏi khiếm khuyết, tác giả mong nhận ý kiến góp ý thầy cô, cán khoa học đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2011 Tác giả Lê Thị Thảo BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI LÊ THỊ THẢO NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC TƯỚI HỆ THỐNG THUỶ LỢI NGÀN TRƯƠI - CẨM TRANG TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI LÊ THỊ THẢO NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC TƯỚI HỆ THỐNG THUỶ LỢI NGÀN TRƯƠI - CẨM TRANG TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành : Quy hoạch quản lý tài nguyên nước Mã số : 60-62-30 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: TS Lê Thị Kim Cúc PGS TS Trần Viết Ổn HÀ NỘI – 2011 MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Dự án thuỷ lợi Ngàn Trươi - Cẩm Trang thuộc địa phận tỉnh Hà Tĩnh nguồn cung cấp nước tưới cho 32.585ha lúa hoa màu bảy huyện Hương Sơn, Vũ Quang, Đức Thọ, Can Lộc, Nghi Xuân, Lộc Hà Thạch Hà đồng thời tạo nguồn cấp nước cho phát triển công nghiệp, sinh hoạt, chăn nuôi nuôi trồng thuỷ sản cho huyện nói Dự án thuỷ lợi Ngàn Trươi - Cẩm Trang cơng trình trọng điểm tỉnh Hà Tĩnh Mặc dù nơi có hệ thống thuỷ lợi hoàn chỉnh với hàng trăm cơng trình lớn nhỏ phục vụ tưới cho nơng nghiêp Nhưng theo kết điều tra, khả cung cấp nước cơng trình có đạt khoảng 56% theo thiết kế (Bởi nhiều yếu tố như: Thấm, bốc thoát nước tuyến kênh dẫn nước, công tác quản lý, ý thức ngưới dân việc sử dụng bảo vệ nguồn nước…) Cơng trình thủy lợi Ngàn Trươi – Cẩm Trang cơng trình thiết kế phục vụ đa mục tiêu: Tưới, phát điện, giao thơng thủy, ni trồng thủy sản, du lịch…) Vì vậy, vấn đề xem xét sử dụng hợp lý để đảm bảo cấp nước ổn định đáp ứng yêu cầu sử dụng nước ngành cần thiết học xảy nhiều địa bàn, địa phương Biến đổi khí hậu với xu hướng lượng mưa giảm nhiều mùa khô, nhiệt độ tăng dần dẫn đến nguy thiếu hụt nguồn nước tương lai Bên cạnh yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu sử dụng dòng chảy tới cơng trình Vì vậy, vấn đề đặt liệu tiêu thiết kế có, có đảm bảo hiệu sử dụng nguồn nước tưới thời điểm tại, tương lai theo kế hoạch 10năm, 20 năm lâu nữa, tình hình biến đổi khí hậu hay khơng? Nếu khơng đảm bảo cần có biện pháp để nâng cao hiệu sử dụng nguồn nước tưới? Và khơng có tính tốn lường trước gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến ổn định phát triển bền vững kinh tế-xã hội tỉnh Hà Tĩnh nói riêng nước nói chung Với lý trên, đề tài “Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu sử dụng nguồn nước tưới hệ thống thuỷ lợi Ngàn Trươi - Cẩm Trang điều kiện biến đổi khí hậu” cần thiết II MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Mục tiêu đề tài đánh giá ảnh hưởng BĐKH đến nhu cầu nước tưới, hệ số tưới áp dụng cho hệ thống thuỷ lợi Ngàn Trươi - Cẩm Trang đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng nguồn nước tưới hệ thống III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu thực phạm vi hệ thống thuỷ lợi Ngàn Trươi - Cẩm Trang - Đối tượng nghiên cứu khía cạnh tưới hệ thống IV NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu luận văn bao gồm: 1.1 Nghiên cứu tổng quan hệ thống cơng trình Ngàn Trươi - Cẩm Trang với tiêu thiết kế có 1.2 Phân tích, đánh giá tính tốn nhu cầu nước phục vụ tưới, hệ số tưới áp dụng thiết kế hệ thống 1.3 Phân tích, đánh giá tính tốn nhu cầu nước phục vụ tưới, hệ số tưới hệ thống tương lai có xét đến biến đổi khí hậu (Thay đổi điều kiện khí tượng: nhiệt độ, mưa…) 1.4 Đề xuất giải pháp khai thác, sử dụng hiệu nguồn nước tưới dự án thuỷ lợi Ngàn Trươi - Cẩm Trang phù hợp với yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội Phương pháp nghiên cứu Luận văn áp dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Điều tra khảo sát thực địa, thu thập tài liệu: Tài liệu trạng cơng trình cấp nước tưới phương hướng phát triển dân sinh, kinh tế - Phương pháp phân tích thống kê phân tích nguồn nước đến - Phương pháp phân tích hệ thống: đánh giá tài liệu, đặc trưng vùng nghiên cứu - Phương pháp mơ hình tốn: Áp dụng mơ hình CROPWAT 8.0 để tính tốn nhu cầu cấp nước tưới cho nông nghiệp - Phương pháp chuyên gia: tham khảo ý kiến chuyên gia việc phân tích tính tốn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1.1 HIỆN TƯỢNG BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Theo kết nghiên cứu IPCC trình lên Hội đồng bảo an Liên hợp quốc, nguyên nhân tượng BĐKH người gây chiếm 90%, tự nhiên gây chiếm 10% Cũng theo báo cáo IPCC [37], vòng 85 năm ( từ 1920 đến 2005) nhiệt độ trung bình bề mặt trái đất ấm lên gần 10C tăng nhanh khoảng 25 năm (từ 1980 đến 2005) đưa dự báo: đến cuối kỷ XXI, nhiệt độ bề mặt Trái đất tăng thêm từ 1,4 đến 40C Cả giới có nửa số tỷ người sống vùng Duyên hải với phạm vi chiều rộng 100km thuộc vùng ven bờ biển Báo cáo phát triển người 2007/2008 UNDP cảnh báo nhiệt độ tăng lên từ 30C - 40C, quốc đảo nhỏ nước phát triển bị ảnh hưởng nghiêm trọng Bên cạnh nước phát triển không tránh khỏi thảm hoạ BĐKH Mặt khác, BĐKH làm cho suất nông nghiệp giảm, thời tiết cực đoan tăng, thiếu nước trầm trọng toàn giới, hệ sinh thái tan vỡ bệnh tật gia tăng Những nước Việt Nam, Bangladesh, Myanmar, Ai Cập bị ảnh hưởng nhiều Nguy bão lụt, thiên tai làm cho nước khó khăn để phât triển kinh tế, đẩy lùi đói nghèo Theo báo cáo IPCC [37], danh sách 10 thành phố bị đe doạ nhiều BĐKH bao gồm Calcutta Bombay Ấn Độ, Dâcc Bangladesh, Thượng Hải, Quảng Châu Trung Quốc, Tp Hồ Chí Minh Việt Nam, Bangkok Thái Lan Yangon Myanmar Các nhà khoa học giới dự báo thủ Bangkok (Thái Lan) vòng 20 năm bị ngập Thái Lan không đủ thời gian để chuyển thủ đô sang nơi khác Trước nguy nói trên, Liên Hợp Quốc kêu gọi tất quốc gia giới đồng tâm trí để giải vấn đề Theo nhà khoa học, giải pháp hạn chế tình trạng BĐKH tồn cầu cần theo hai hướng sau: Thứ giảm tác động BĐKH thứ hai thích ứng với BĐKH 1.2 KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG Theo kịch BĐKH, NBD cho Việt Nam Bộ Tài Nguyên Môi Trường giới thiệu tháng năm 2009 khu vực Bắc Trung Bộ theo kịch bản: Kịch phát thải thấp (B1), Kịch phát thải trung bình (B2), Kịch phát thải cao (A2) Trong kịch B2 Bộ Tài Nguyên Môi Trường khuyến nghị sử dụng thời điểm cho Bộ, ngành địa phương làm định hướng ban đầu việc đánh giá ảnh hưởng BĐKH, NBD xây dựng kế hoạch hành động ứng phó với BĐKH Vì luận văn tác giả sử dụng kịch BĐKH, NBD theo kịch B2 làm sở cho tính tốn Nội dung kịch B2 khu vực Bắc Trung Bộ sau: a Về nhiệt độ (B2): Vào cuối kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm tăng lên 2,8oC Bắc Trung Bộ so với trung bình thời kỳ 1980-1999 Bảng 1.1 Mức tăng nhiệt độ trung bình (0C) so với thời kỳ 1980 – 1999 vùng Bắc Trung Bộ theo kịch phát thải trung bình (B2) Các thời kỳ năm XII-II III-V VI-VIII IX-XI 2020 0,6 -1,9 2,9 1,7 Các mốc thời gian kỷ 21 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 0,9 1,2 1,6 1,9 2,2 2,5 2,8 3,0 -2,9 -4,0 -5,2 -6,3 -7,3 -8,3 -9,1 -9,9 4,2 5,9 7,6 9,3 10,8 12,2 13,4 14,6 2,5 3,5 4,5 5,4 6,3 7,1 7,8 2,7 b Về Lượng mưa: Vào cuối kỷ 21, lượng mưa năm tăng khoảng 7-8% Bắc Trung Bộ so với trung bình thời kỳ 1980-1999 Lượng mưa thời kỳ từ tháng đến tháng giảm 10% so với thời kỳ 1980-1999 Lượng mưa tháng cao điểm mùa mưa tăng từ 10-15% Bảng 1.2 Mức thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1980 – 1999 vùng Bắc Trung Bộ theo kịch phát thải trung bình (B2) Các thời kỳ năm XII-II III-V VI-VIII IX-XI 2020 0,6 -1,9 2,9 1,7 Các mốc thời gian kỷ 21 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 0,9 1,2 1,6 1,9 2,2 2,5 2,8 3,0 -2,9 -4,0 -5,2 -6,3 -7,3 -8,3 -9,1 -9,9 4,2 5,9 7,6 9,3 10,8 12,2 13,4 14,6 2,5 3,5 4,5 5,4 6,3 7,1 7,8 2,7 c Nước biển dâng: Vào kỷ 21 mực nước biển dâng thêm 28 đến 33cm đến cuối kỷ 21 mực nước biển dâng thêm 65 đến 100 cm so với thời kỳ 1980 – 1990 Bảng 1.3 Mực nước biển dâng (cm) so với thời kỳ 1980 – 1999 Kịch Trung bình (B2) 2020 12,0 Các mốc thời gian kỷ 21 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 17,0 23,0 30,0 37,0 46,0 54,0 64,0 75,0 1.3 ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU, NƯỚC BIỂN DÂNG Ở VIỆT NAM 1.3.1 Xu diễn biến yếu tố khí tượng, thủy văn 1.3.1.1 Các đặc trưng khí tượng xu biến đổi qua thời kỳ a Nhiệt độ: Nhiệt độ bình quân thay đổi theo hướng tăng dần từ Bắc vào Nam giảm dần theo hướng từ đồng lên núi cao Ở vùng đồng trung du nhiệt độ bình quân từ 23oC đến 250C, vùng núi cao bình quân từ 20oC đến 220C Nhiệt độ tối cao đạt 40oC ÷ 420C, tối thấp 2oC ÷ 70C Điển hình trạm quan trắc Đơ Lương Vinh nhiệt độ trung bình năm thời kỳ quan trắc sau: Bảng 1.4 Nhiệt độ trung bình năm qua thời kỳ trạm Đô Lương Vinh Năm 61-67 71-80 81-90 91-20 01-08 Trạm đo nhiệt độ Đô Lương Vinh 23,7 24 23,6 23,6 23,7 23,8 24,1 24,2 24,2 24,4 b Độ ẩm tương đối: Độ ẩm tương đối trung bình năm biến động từ 82÷86% Từ Thanh hóa tới Nghệ An độ ẩm tương đối trung bình năm từ 82÷86%, từ Nam đèo ngang trở vào từ 83÷85%, vùng núi cao ẩm ướt mưa nhiều đạt 88% Đối với vùng Bắc Trung Bộ tháng nóng ảnh hưởng gió Lào độ ẩm trung bình thấp đạt 70÷75%, cao xảy vào tháng III, IV đạt 88÷91% có mưa phùn ẩm ướt Xu biến đổi độ ẩm tương đối trung bình năm có xu giảm, thập kỷ gần vùng chịu ảnh hưởng mạnh gió Lào c Chế độ mưa: Lượng mưa năm trung bình nhiều năm biến đổi từ 1.200÷ 3.600mm, lượng mưa phân bố không vùng tháng năm Vùng phía Bắc đèo Ngang lượng mưa hơn: Vùng Thanh Nghệ Tĩnh lượng mưa trung bình năm từ 1200÷2500mm Vùng Bình Trị Thiên lượng mưa trung bình năm lớn từ 2.500÷ 3.600mm Lượng mưa lớn thuộc vùng Nam Đông, A Lưới, Bạch Mã tỉnh Thừa Thiên Huế đạt tới 3.600mm Lượng mưa phân bố không năm, mùa mưa đạt từ 80÷ 85% lượng mưa năm, thời kỳ mưa vùng có khác Xu lượng mưa trung bình năm giảm hầu hết lưu vực sơng Ví lưu vực sơng thuộc Nghệ An Hà Tĩnh so sánh lượng mưa trung ... HỌC THUỶ LỢI LÊ THỊ THẢO NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC TƯỚI HỆ THỐNG THUỶ LỢI NGÀN TRƯƠI - CẨM TRANG TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành : Quy hoạch quản... PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI LÊ THỊ THẢO NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC TƯỚI HỆ THỐNG THUỶ LỢI NGÀN TRƯƠI - CẨM TRANG TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN VĂN THẠC SĨ... nước tưới, hệ số tưới áp dụng cho hệ thống thuỷ lợi Ngàn Trươi - Cẩm Trang đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng nguồn nước tưới hệ thống III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu