ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC PHAN TRƢỜNG DUÂN ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI HẠN HÁN TỈNH NINH BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC PHAN TRƢỜNG DUÂN ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI HẠN HÁN TỈNH NINH BÌNH 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: TS Ngô Đức Thành Hà Nội – 2014 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn, đề tài: “Đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến biến đổi hạn hán tỉnh Ninh Bình” Trong trình thu thập số liệu, tài liệu, nghiên cứu thực luận văn tốt nghiệp, tơi ln đón nhận đƣợc giúp đỡ nhiệt tình từ quan, tổ chức, thầy giáo, cô giáo, bạn bè đồng nghiệp, ngƣời thân Đặc biệt với hƣớng dẫn trực tiếp thầy giáo TS Ngơ Đức Thành, đóng góp ý kiến NCS Ngô Thị Thanh Hƣơng giúp tơi hồn thành luận văn thời hạn Tơi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến thầy Ngô Đức Thành, thầy cô giáo, cán Khoa Sau đại học - Đại học Quốc Gia Hà Nội, bạn bè, đồng nghiệp, ngƣời thân giúp đỡ, đóng góp ý kiến, khích lệ tơi q trình nghiên cứu hồn thành luận văn tốt nghiệp Trong khuôn khổ luận văn, thời gian điều kiện hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp Xin trân trọng cảm ơn! Ninh Bình, ngày 06 tháng 11 năm 2013 Tác giả Phan Trƣờng Duân MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ HẠN HÁN VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan chung khái niệm hạn 1.1.1 Khái niệm hạn hán 1.1.2 Nguyên nhân gây hạn hán 1.1.3 Phân loại hạn hán 1.2 Tổng quan nghiên cứu hạn hán giới 1.2.1 Ở Mỹ 12 1.2.2 Ở Úc 13 1.2.3 Ở Trung Quốc 13 1.2.4 Một số nước tổ chức khác 13 1.3 Tổng quan nghiên cứu hạn hán Việt Nam 14 1.3.1 Đặc điểm hạn hán năm gần Việt Nam 14 1.3.2 Những nghiên cứu hạn hán Việt Nam 17 1.4 Giới thiệu khu vực nghiên cứu 20 1.4.1 Vị trí địa lý 20 1.4.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 21 1.4.3 Đặc điểm đất đai địa hình 22 1.4.4 Đặc điểm thuỷ văn 23 1.4.5 Đặc điểm khí hậu 24 1.4.6 Tình hình hạn hán khu vực nghiên cứu 25 1.5 Những tác động tiềm tàng BĐKH lĩnh vực tỉnh Ninh Bình 27 1.5.1 Những tác động tiềm tàng hạn hán nông nghiệp an ninh lương thực 28 1.5.2 Những tác động tiềm tàng hạn hán tài nguyên nước… …….28 1.5.3 Những tác động tiềm tàng hạn hán lượng………… 29 1.5.4 Những tác động tiềm tàng hạn hán giao thông thủy… .29 1.5.5 Những tác động tiềm tàng hạn hán đến hoạt động du lịch… …29 1.5.6 Những tác động tiềm tàng hạn hán đến sức khỏe người…… …29 Chƣơng 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU 30 2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu 30 2.2 Tổng quan lựa chọn số hạn 30 2.2.1 Một vài số hạn hán 30 2.2.2 Lựa chọn số hạn 41 2.2.3 Số liệu tính tốn 42 Chƣơng 3: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ 44 3.1 Đánh giá mức độ xu biến đổi số chuẩn hóa giáng thủy SPI 44 3.1.1 Sự biến đổi số chuẩn hóa giáng thủy SPI năm 44 3.1.2 Sự biến đổi chuẩn hóa giáng thủy SPI vụ Đơng Xuân 46 3.1.3 Sự biến đổi chuẩn hóa giáng thủy SPI vụ Hè Thu 48 3.2 Đánh giá mức độ xu biến đổi số Ped 50 3.2.1 Sự biến đổi số Ped năm 51 3.2.2 Sự biến đổi số Ped vụ Đông Xuân 52 3.2.3 Sự biến đổi số Ped vụ Hè Thu 53 3.3 Đánh giá mức độ xu biến đổi số D 54 3.3.1 Kết tính toán 54 3.3.2 Phân tích đánh giá mức độ xu biến đổi 56 3.4 Mức độ xu biến đổi mực nƣớc sơng tỉnh Ninh Bình 56 3.4.1 Xu biến đổi mực nước thấp năm 57 3.4.2 Xu biến đổi mực nước trung bình năm 59 3.4.3 Xu biến đổi mực nước trung bình vụ đơng xn 60 3.4.4 Xu biến đổi mực nước trung bình vụ hè thu 62 3.5 Đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến biến đổi hạn hán .63 3.5.1 Đánh giá tác động BĐKH nhiệt độ trung bình với số hạn Ped năm 64 3.5.2 Đánh giá tác động BĐKH nhiệt độ trung bình với số hạn SPI năm 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 Kết luận 66 Kiến nghị, đề xuất giải pháp .67 3.Những khuyến nghị ……………………………….………… ……….68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu ĐBSH Đồng sơng Hồng KHCN Khoa học công nghệ KH&CNVN Khoa học công nghệ Việt Nam KTTV Khí tƣợng Thủy văn KT-XH Kinh tế - xã hội TBNN Trung bình nhiều năm TP Thành phố NBD Nƣớc biển dâng WHO Tổ chức y tế giới WMO Tổ chức khí tƣợng giới DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1 Mực nƣớc thấp hai sơng đoạn chảy qua tỉnh Ninh Bình giai đoạn (2004 ÷ 2010) 27 Bảng 2.1 Cấp hạn đƣợc xác định theo số Penman 33 Bảng 2.2 Cấp hạn đƣợc xác định theo số Palmer PDSI 36 Bảng 2.3 Cấp hạn đƣợc xác định theo số SPI 39 Bảng 2.4 Phân cấp hạn theo số Ped 39 Bảng 2.5 Phân cấp mức độ hạn 40 Bảng 2.6 Các số hạn đƣợc sử dụng thời đoạn tính 42 Bảng 2.7 Danh sách mạng lƣới trạm khí tƣợng, thủy văn, đo mƣa đƣợc khai thác số liệu 43 Bảng 3.1 Bảng tổng kết năm hạn hạn nghiêm trọng trạm thời kì 1980 – 2010 55 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ mơ tả mối quan hệ loại hạn Hình 1.2 Bản đồ hành tỉnh Ninh Bình 21 Hình 2.1 Sơ đồ phân bố trạm quan trắc khí tƣợng thủy văn tỉnh Ninh Bình…………………………………………………………………………… 43 Hình 3.1 Biến trình lƣợng mƣa tháng trung bình nhiều năm trạm giai đoạn 1980 – 2010 44 Hình 3.2 Kết xu biến đổi số SPI năm thời kỳ 1980 - 2010 45 Hình 3.3 Kết xu biến đổi số SPI vụ Đông Xuân, thời kỳ 1980 - 2010 47 Hình 3.4 Kết xu biến đổi số SPI vụ Hè Thu thời kỳ 1980 - 2010 49 Hình 3.5 Phân bố nhiệt độ trung bình tháng, lƣợng mƣa tháng trạm khí tƣợng Ninh Bình Nho Quan, tỉnh Ninh Bình thời kỳ 1980 - 2010 50 Hình 3.6 Biến đổi số Ped năm trạm Nho Quan Ninh Bình, tỉnh Ninh Bình thời kỳ 1980 – 2010 51 Hình 3.7 Biến đổi số Ped vụ Đông Xuân thời kỳ 1980 - 2010 52 Hình 3.8 Biến đổi số Ped vụ Hè Thu thời kỳ 1980 - 2010 53 Hình 3.9 Kết số D trạm, tỉnh Ninh Bình thời kỳ 1980 - 2010 56 Hình 3.10 Xu biến đổi mực nƣớc thấp năm trạm, tỉnh Ninh Bình thời kỳ 1980 - 2010 58 Hình 3.11 Xu biến đổi mực nƣớc trung bình năm trạm, tỉnh Ninh Bình (1980 - 2010) 59 Hình 3.12 Xu biến đổi mực nƣớc trung bình vụ Đơng xuân trạm, tỉnh Ninh Bình thời kỳ 1980 - 2010 61 Hình 3.13 Xu biến đổi mực nƣớc trung bình vụ hè thu, tỉnh Ninh Bình thời kỳ 1980 – 2010 62 Hình 3.14 Tƣơng quan biến đổi nhiệt độ trung bình năm với số hạn Ped, tỉnh Ninh Bình thời kỳ 1980 – 2010……………………………………………64 Hình 3.15 Tƣơng quan biến đổi nhiệt độ trung bình năm với số hạn SPI, tỉnh Ninh Bình thời kỳ 1980 – 2010………………………………….……… 65 MỞ ĐẦU Hạn hán dạng thiên tai xảy thƣờng thiếu hụt lƣợng mƣa đủ lớn khoảng thời gian tƣơng đối dài Trong số trƣờng hợp thiếu hụt mƣa kết hợp với tăng cao nhiệt độ làm trình bốc từ bề mặt đất đƣợc đẩy mạnh Hạn hán gây nên điều kiện bất lợi cho hoạt động sản xuất nông nghiệp, sinh hoạt ngƣời dân… Điểm đặc trƣng hạn hán tác động thƣờng tích lũy cách chậm chạp khoảng thời gian dài kéo dài nhiều năm sau đợt hạn kết thúc Những đợt hạn hán xảy nơi, vào thời gian nào, gây cho nhân loại thiệt hại vô to lớn Trong bối cảnh biến đổi khí hậu (BĐKH) tồn cầu, nhiệt độ đƣợc dự tính gia tăng lƣợng mƣa biến đổi lƣợng, thời gian khơng gian Do đó, BĐKH tác động trực tiếp gián tiếp đến nguy hạn hán mặt xu mức độ hạn hán phạm vi toàn cầu, khu vực, quốc gia nhƣ số tiểu vùng khí hậu… BĐKH thách thức lớn nhân loại kỷ 21 BĐKH đƣợc cho tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống mơi trƣờng phạm vi tồn giới Các tƣợng khí hậu cực đoan nhƣ hạn hán, lũ lụt, bão lớn… gia tăng tần suất cƣờng độ Theo báo cáo đánh giá lần thứ Ban Liên Chính phủ BĐKH (IPCC) đƣa nhiều nghiên cứu cho thấy, khí hậu ấm làm gia tăng nguy lũ lụt hạn hán Nguy hạn hán phụ thuộc vào nhiều yếu tố khí hậu phi khí hậu Do vậy, hạn hán xảy hạn khí tƣợng (lƣợng mƣa dƣới mức trung bình), hạn thủy văn (hạ thấp mực nƣớc sông, hồ nƣớc ngầm), hạn nông nghiệp (độ ẩm đất thấp) hạn kinh tế xã hội (do kết hợp loại hạn kể trên) Nguy hạn hán khác khu vực, quốc gia tiểu vùng khí hậu khác Theo báo cáo Viện phân tích rủi Maplecroft (Maplecroft, England, 10/2010), Việt Nam đứng thứ 13/16 nƣớc hàng đầu phải chịu tác động mạnh mẽ tƣợng BĐKH toàn cầu 30 năm tới Thực tế, năm gần đây, BĐKH môi trƣờng, ngƣời phải đƣơng đầu với thiên tai hạn hán mức độ khắc nghiệt Ở Việt Nam, trƣớc đây, hạn hán làm mùa, gây nạn đói trầm trọng Ngày nay, trình phát triển, có quan tâm đầu tƣ hệ thống thuỷ nơng hồn chỉnh, nhƣng hạn hán thƣờng xuyên xảy gây khó khăn lớn cho đời sống kinh tế - xã hội, môi sinh Nhìn chung, tần suất xuất hạn hán ngày gia tăng, tác hại ngành kinh tế quốc dân, đặc biệt sản xuất nông, lâm, ngƣ nghiệp môi trƣờng sinh thái ngày lớn Theo Văn phòng đại diện tổ chức y tế giới (WHO) Việt Nam [36], sau bão lũ, hạn hán đứng thứ ba tần suất xảy thảm họa thiên nhiên Việt Nam Hạn hán tác động bất lợi thời tiết cực đoan, ngày xảy nhiều đợt hạn hán nƣớc Những vùng chịu ảnh hƣởng nhiều hạn hán khu vực đồng sông Hồng miền Bắc khu vực Tây Nguyên Mặc dù gây tai nạn thƣơng tích, song hạn hán thƣờng có tác động lớn tình trạng sức khỏe ngƣời thiếu nƣớc sạch, điều kiện vệ sinh suy dinh dƣỡng Theo kịch BĐKH nƣớc biển dâng Bộ Tài nguyên Môi trƣờng, vùng đồng sông Hồng đƣợc dự tính chịu tác động nặng nề việc tăng mực nƣớc biển, nhiệt độ tăng thay đổi chế độ khí hậu theo mùa ngày sâu sắc Tần suất số lƣợng hạn hán khu vực bị thay đổi mạnh mẽ thập kỷ Ninh Bình tỉnh nằm phía Nam vùng đồng sơng Hồng với diện tích 1420,76km2, Phía Bắc Đông Bắc giáp Tỉnh Nam Định Hà Nam; Phía Tây Nam giáp Tỉnh Thanh Hố; Phía Tây giáp Tỉnh Hồ Bình; Phía Nam giáp Biển Địa hình Ninh Bình phức tạp (miền núi, bán sơn địa, chiêm trũng đồng ven biển), chịu ảnh hƣởng trực tiếp khí hậu Bắc Khu bốn Mạng lƣới sơng ngịi chằng chịt, đan xen với chế độ thuỷ triều phức tạp bao gồm tổ hợp dạng lũ lớn: lũ sơng Hồng Long từ Hồ Bình đổ về, lũ nội địa sông Đáy, lũ sông Hồng qua sông Đào Nam Định chuyển sang, thuỷ triều biển Do vị trí địa lý nên Ninh Bình chịu ảnh hƣởng loại hình thời tiết, khí hậu khác làm cho sản xuất nơng nghiệp, cơng tác phịng chống thiên tai gặp nhiều khó khăn phức tạp Trong năm gần đây, tình trạng hạn hán xảy liên tiếp với mức độ ngày khắc nghiệt tác động bất lợi diện năm qua có xu tăng lên ảnh hƣởng tác động BĐKH nƣớc biển dâng (NBD) Kết luận: Tác động thay đổi khí hậu làm cho xu hạn hán có chiều hƣớng gia tăng, điều thể mực nƣớc sơng lục địa ngày hạ thấp, gây khó khăn cho việc sản xuất giao thông thủy nhƣ sinh hoạt ngƣời dân, mặt khác vùng ven biển tác động BĐKH nƣớc biển dâng làm gia tăng xâm nhập mặn vào sâu đất liền, gây hoang hóa đất, thu hẹp diện tích đất sản xuất nơng nghiệp 3.4.2 Xu biến đổi mực nước trung bình năm Mực nƣớc trung bình năm thể lƣợng dịng chảy năm, phản ánh mức độ trì dịng chảy năm, tổng lƣợng dòng chảy năm Sự biến đổi mực nƣớc trung bình năm thời kì mức độ thay đổi dòng chảy, nguồn cung cấp nƣớc, cung cấp lƣợng mƣa khu vực Thơng qua dịng chảy trung bình năm đánh giá đƣợc tác động yếu tố khí hậu đến khu vực đánh giá Hình 3.11 Xu biến đổi mực nƣớc trung bình năm trạm, tỉnh Ninh Bình (1980 - 2010) 59 Từ (Hình vẽ 3.11) ta thấy xu biến đổi mực nƣớc trung bình năm có khác biệt so với biến đổi mực nƣớc thấp năm, mực nƣớc thấp năm sơng Đáy xu tuyến tính giảm so với sơng Hồng Long, ngƣợc lại mực nƣớc bình qn sơng Hồng Long lại có xu giảm so với sơng Đáy Hệ số góc xu tuyến tính sơng Hồng Long (từ a = -0.497 Gián Khẩu đến a = -0.7613 Bến Đế), sông Đáy (a = -0.2343 Ninh Bình) mức độ giảm nhỏ Điều thiếu hụt dịng chảy sơng Đáy diễn thời gian ngắn tập trung gay gắt hơn, sơng Hồng Long thiếu hụt có thời gian dài nhƣng không cạn kiệt gay gắt mà diễn từ từ, chậm Qua đó, kết luận thiếu hụt nƣớc khu vực vùng núi tỉnh diễn thời gian ngắn nhƣng gay gắt, khu vực đồng hạn hạn có xu kéo dài nhƣng không diễn gay gắt nhƣ vùng núi Dịng chảy sơng sâu lục địa chịu chi phối yếu tố khí hậu nhƣ lƣợng mƣa, nhiệt độ, bốc …lƣợng dòng chảy từ thƣợng nguồn cung cấp Đối với trạm vùng ven biển Nhƣ Tân xu mực nƣớc trung bình nhiều năm ngày tăng Điều phản ánh tác động rõ nét mực nƣớc biển dâng làm cho mực nƣớc triều đƣợc nâng cao lên, đỉnh triều cao chân triều nâng lên, mực nƣớc chân, đỉnh triều dâng cao nên mực nƣớc trung bình trạm ngày tăng lên, xâm nhập mặn ngày vào sâu đất liền gây hoang hóa đất đai, nhiễm mặn, chua phèn thu hẹp đất canh tác trồng lúa sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản vùng ven biển 3.4.3 Xu biến đổi mực nước trung bình vụ đơng xuân Vụ đông xuân thời gian thiếu hụt lƣợng giáng thủy năm (Hình 3.1), kéo theo lƣợng dịng chảy sơng hạ thấp Kết qủa vụ đông xuân khu vực nghiên cứu đƣợc thể hình vẽ sau: 60 Hình 3.12 Xu biến đổi mực nƣớc trung bình vụ Đơng xn trạm, tỉnh Ninh Bình thời kỳ 1980 - 2010 Vụ đông xuân mức độ biến đổi mực nƣớc trung bình vùng sơng Hồng Long Bến Đế có xu giảm mạnh (a = -0.2839), trạm Gián Khẩu trạm Ninh Bình sơng Đáy có giảm nhƣng ít, trạm Nhƣ Tân ven biển lại có xu tăng lên (Hình 3.12) Nhƣ vậy, vụ đơng xn xu dịng chảy trung bình vụ sơng Đáy (a = -0.0185) năm qua giảm nhỏ tƣơng đối ổn định, sơng Hồng Long mức độ giảm lớn (a = -0.2839) Vùng ven biển trạm Nhƣ Tân mực nƣớc trung bình vụ đơng xn tăng mạnh, thời kỳ ảnh hƣởng triều mạnh năm (từ tháng XII đến tháng II), thể rõ tăng lên mực nƣớc biển năm gần mà nguyên nhân đƣợc đánh giá tác động BĐKH làm cho NBD kéo theo mực nƣớc triều dâng cao năm gần 61 3.4.4 Xu biến đổi mực nước trung bình vụ hè thu Đây thời gian tập trung tháng có lƣợng mƣa lớn năm, dịng chảy sơng lớn, thời gian tích lũy nƣớc cho hồ chứa, cơng trình thủy lợi, thủy điện, thủy sản Dịng chảy sơng Đáy qua khu vực Ninh Bình đƣợc tiếp nhận nguồn nƣớc từ thƣợng nguồn đổ lƣợng dòng chảy mƣa lƣu vực rộng lớn, phần chảy vào từ sông Hồng qua sông Đào Sơng Hồng Long dịng chảy tập trung chủ yếu từ lƣợng mƣa lƣu vực vùng núi phía tây nam tỉnh tỉnh Hịa Bình qua sơng Bơi đổ Đánh giá mức độ xu biến đổi mực nƣớc vụ hè thu sông cho thấy mức độ giảm lƣợng dòng chảy sơng, chế độ dịng chảy sơng hệ khí hậu, có lƣợng mƣa nhiều lƣợng dịng chảy sơng tăng mạnh ngƣợc lại thời gian mƣa dịng chảy giảm Sự thay đổi dòng chảy vụ hè thu phản ánh rõ nét tình hình mƣa khu vực nghiên cứu lƣu vực sông Diễn biến mực nƣớc trung bình ngày tăng thể mức độ khơ hạn khu vực có khả xảy ngƣợc lại Hình 3.13 Xu biến đổi mực nƣớc trung bình vụ hè thu, tỉnh Ninh Bình thời kỳ 1980 – 2010 62 Kết tính tốn mực nƣớc trung bình vụ hè thu, xu diễn biến (Hình 3.13) cho thấy biến đổi dịng chảy có xu giảm mạnh so với vụ đơng xn, thời kì có xu mực nƣớc bình quân giảm mạnh từ năm 2003 - 2010 Điều cho năm gần dòng chảy sông chảy qua địa bàn tỉnh Ninh Bình có xu giảm mạnh, dịng chảy ngày cạn kiệt, hệ việc thiếu hụt lƣợng mƣa, lƣợng mƣa tập trung thời gian ngắn, gây lũ lụt, nhƣng sau lại kéo dài thời gian khơng mƣa dẫn tới dịng chảy sơng thời kì vừa có lũ lớn, vừa có mực nƣớc thấp kéo dài, thời gian dòng chảy nhỏ kéo dài làm cho hạ thấp mực nƣớc ngầm dẫn đến mực nƣớc trung bình giảm hẳn Qua kết cho thấy mực nƣớc trung bình vụ hè thu sơng Hồng Long có lƣu vực nhỏ chịu chi phối lƣợng mƣa khu vực vùng núi có dịng chảy trung bình năm giảm mạnh so với dịng chảy trung bình vụ sơng Đáy Phân tích xu biến đổi mực nƣớc trung bình vụ hè thu cho thấy, vụ có lƣợng mƣa lớn năm chiếm tới 80% tổng lƣợng mƣa năm nhƣng phân bố lƣợng mƣa vụ không dẫn đến vụ hè thu có thời gian mƣa không mƣa dài ngày, gây hạn hán cục Vùng ven biển Ninh Bình chịu ảnh hƣởng trực tiếp thủy triều, xu mực nƣớc trung bình vụ hè thu tăng, thời gian ảnh hƣởng thủy triều không mạnh mực nƣớc trạm ảnh hƣởng nƣớc thƣợng lƣu đổ biển, mực nƣớc trung bình hai trạm thƣợng nguồn giảm mạnh, mực nƣớc trung bình trạm có xu tăng, điều chứng tỏ tác động thủy triều thời gian diễn mạnh nhƣng tác nhân chủ yếu làm cho mực nƣớc trạm tăng lên 3.5 Đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến biến đổi hạn hán Đánh giá xu biến đổi hạn hán Ninh Bình chịu tác động BĐKH, ta xây dựng tƣơng quan biến đổi nhiệt độ trung bình năm với số hạn hán đƣợc tính tốn (chỉ số SPI, số Ped), mức độ tƣơng quan số hạn SPI số Ped với nhiệt độ trung năm chuỗi số liệu 63 1980 – 2010 hai trạm khí tƣơng Nho Quan Ninh Bình thể mức độ biến đổi hạn tác động biến đổi khí hậu Ninh Bình 3.5.1 Đánh giá tác động BĐKH nhiệt độ trung bình năm với số hạn Ped năm QUAN HỆ T0TB ~ Ped NINH BÌNH QUAN HỆ T0TB ~ Ped NHO QUAN 4.00 3.00 Ped 4.00 Ped 3.00 2.00 2.00 1.00 y = 3.2401x - 76.917 R² = 0.7036 1.00 0.00 0.00 -1.00 y = 2.457x - 58.34 -1.00 R² = 0.640 -2.00 -2.00 -3.00 T0TB -4.00 -5.00 -3.00 T0TB 24.8 24.6 24.4 24.2 24.0 23.8 23.6 23.4 23.2 23.0 22.8 25.0 24.8 24.6 24.4 24.2 24.0 23.8 23.6 23.4 23.2 23.0 22.8 22.6 -4.00 Hình 3.14 Tƣơng quan biến đổi nhiệt độ trung bình năm với số hạn Ped, tỉnh Ninh Bình thời kỳ 1980 – 2010 Từ (hình 3.14) cho thấy quan hệ nhiệt độ trung bình năm với số hạn Ped tƣơng ứng (hệ số góc 2,457 trạm khí tƣợng Nho Quan 3,24 trạm khí tƣợng Ninh Bình) Nhiệt độ trung bình tăng lên kéo theo số Ped tăng lên, điều mức độ hạn hán Ninh Bình có quan hệ đồng biến chặt chẽ với thay đổi nhiệt độ trung bình Trong bối cảnh biến đổi khí hậu nhiệt độ trung bình tỉnh Ninh Bình ngày tăng dẫn đến mức độ hạn hán Ninh Bình ngày xu hƣớng tăng, mức độ tăng hạn phụ thuộc vào mức độ gia tăng nhiệt độ trung bình năm 64 3.5.2 Đánh giá tác động BĐKH nhiệt độ trung bình năm với số hạn SPI năm T0TB 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 -0.50 -1.00 -1.50 -2.00 y = -0.5378x + 12.77 R² = 0.0795 T0TB 22.7 22.8 22.9 23.0 23.1 23.2 23.3 23.4 23.5 23.6 23.7 23.8 23.9 24.0 24.1 24.2 24.3 24.4 24.5 24.6 24.7 24.8 Ch SPI y = -0.945x + 22.45 R² = 0.166 22.7 22.8 22.9 23.0 23.1 23.2 23.3 23.4 23.5 23.6 23.7 23.8 23.9 24.0 24.1 24.2 24.3 24.4 24.5 24.6 24.7 24.8 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 -0.50 -1.00 -1.50 -2.00 Ch SPI QUAN HỆ T0TB ~ SPI TRẠM NHO QUAN QUAN HỆ T0TB ~ SPI TRẠM NINH BÌNH Hình 3.15 Tƣơng quan biến đổi nhiệt độ trung bình năm với số hạn SPI, tỉnh Ninh Bình thời kỳ 1980 – 2010 Từ (hình 3.15) cho thấy quan hệ nhiệt độ trung bình năm với số hạn SPI tƣơng ứng (hệ số góc -0,537 trạm khí tƣợng Nho Quan -0,945 trạm khí tƣợng Ninh Bình) Đây quan hệ nghịch biến, nhiệt độ trung bình tăng số SPI giảm (SPI giảm thể mức độ hạn tăng lên) Kết luận: Trong bối cảnh tác động BĐKH làm cho nhiệt độ trung bình năm tỉnh Ninh Bình tăng lên dẫn đến xu mƣa năm giảm đi, phân bố lƣợng mƣa thời kỳ (vụ đông xuân, vụ mùa) năm khơng đều, vụ mùa có xu tăng lên vụ đơng xn có xu giảm Quan hệ biến đổi nhiệt độ trung bình năm với số hạn tính đƣợc tƣơng ứng hai trạm khí tƣợng (Nho Quan, Ninh Bình) tỉnh Ninh bình rõ xu ngày gia tăng hạn hán địa bàn tỉnh ninh Bình chịu tác động BĐKH nhiệt độ tăng 65 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Tác động hạn hán Đồng sơng Hồng nói chung tỉnh Ninh Bình nói riêng khác năm, cấp độ hạn khác năm vùng khu vực Trong năm hạn thƣờng xảy vào vụ đông xuân (XII - IV), vụ mùa (tháng V - XI) vụ mùa trùng với mùa mƣa lũ Hạn hán nguy hữu ảnh hƣởng trực tiếp to lớn đến đời sông dân sinh phát triển kinh tế, Ninh Bình hạn hán xảy chủ yếu vào vụ đông xuân (XII - IV) trọng điểm tháng đơng từ tháng XII năm trƣớc đến tháng II năm sau Trong năm qua hạn gây thiệt hại đáng kể đến kinh tế tỉnh, diện tích lúa bị khơ hạn có chiều hƣớng gia tăng, trồng khác thiếu nƣớc dẫn đến giảm suất, ngƣời dân thiếu nƣớc sinh hoạt mực nƣớc ngầm hạ thấp, giao thông thủy lợi bị đình trệ, gặp nhiều khó khăn, Ninh Bình tỉnh có tốc độ hóa tƣơng đối cao nhu cầu nguồn nƣớc ngành kinh tế ngày lớn, sức ép không nhỏ tài nguyên nƣớc việc sử dụng bảo vệ nguồn nƣớc tỉnh Ninh Bình Qua phân tích số liệu khí tƣợng thủy văn (KTTV) trạm quan trắc tỉnh Ninh Bình thời kì 1980 - 2010, bao gồm lƣợng mƣa, nhiệt độ, mực nƣớc sơng; Việc tính tốn thơng qua số hạn nhƣ: số chuẩn hóa giáng thủy (SPI), số (Ped), số tỷ số phần trăm so với lƣợng mƣa trung bình nhiều năm (D) trạm đo lƣợng mƣa phân bố tỉnh Ninh Bình, đánh giá phân tích xu biến đổi dịng chảy sơng Hồng Long sơng Đáy chảy qua tỉnh Ninh Bình bốn trạm thủy văn Xu hạn hán xảy Ninh Bình ngày gia tăng, vùng có nguy ảnh hƣởng hạn hán lớn vùng đồng bằng: Gồm thành phố Ninh Bình, huyện Yên Khánh, huyện Kim Sơn diện tích cịn lại huyện khác tỉnh, diện tính khoảng 101 nghìn ha, chiếm 71,1% diện tích tự nhiên tồn tỉnh, nơi tập trung dân cƣ đơng đúc tỉnh, chiếm khoảng 90% dân số toàn tỉnh Vùng độ cao trung bình từ 0,9÷1,2m, đất đai chủ yếu đất phù sa đƣợc bồi không đƣợc bồi Đây đƣợc xác định vùng trọng điểm kinh tế tỉnh, nơi tập trung 66 nhiều ngành kinh tế mũi nhọn có nhu cầu nguồn nƣớc cao (nông nghiệp, công nghiệp, du lịch, giao thông, thủy lợi…), nơi tập trung đông dân cƣ nhu cầu nƣớc sinh hoạt lớn, tác động hạn hán ngày gia tăng khu vực thách thức lớn ngành, lĩnh vực cộng đồng dân cƣ Xu hạn hán diễn tất thời kì năm, nhƣng diễn thƣờng xuyên tháng vụ đông xuân đặc biệt tháng vụ cần nƣớc cho việc đổ ải, lấy nƣớc phục vụ cấy lúa từ tháng XII đến tháng II Qua số D thấy mức độ thiếu hụt lƣợng mƣa so với trung bình nhiều năm (TBNN) từ 25% trở lên xuất với tần suất từ 40 – 50%, tháng vụ hè thu chịu ảnh hƣởng thời kì xuất mƣa bão nhiều, nhiên qua kết tính tốn thấy mùa mƣa, bão nhƣng mực nƣớc thấp nhất, mực nƣớc trung bình vụ có xu giảm, khả cạn kiệt dòng chảy biểu hạ thấp mực nƣớc sông ngày gia tăng, hạn hán xảy giai đoạn ngắn mùa mƣa, bão, lũ Các khu vực miền núi mức độ diễn tình trạng hạn hán giảm so với vùng đồng bằng, diễn biến hạn hán chủ yếu xảy vào vụ đông xuân, năm gần (2003 - 2010) tƣợng hạn hán có xu thể xảy thƣờng xuyên Mực nƣớc sơng Hồng Long hạ thấp khơng đủ độ cao để lấy nƣớc vào đồng phục vụ cho sản xuất nông nghiệp Vùng đồng ven biển xu hạn hạn khơng có chiều hƣớng tăng lên, nhiên chế độ thủy văn có biến đổi rõ rệt, mực nƣớc triều ngày dâng cao, mực nƣớc trung bình trạm thủy văn Nhƣ Tân vùng cửa sơng Đáy trung bình 10 năm tăng lên từ 2-3 cm Mực nƣớc triều dâng cao kéo theo xâm nhập mặn sâu vào đất liền gây hoang mạc hóa chua phèn, thu hẹp diện tích đất canh tác nơng nghiệp Đề xuất giải pháp Để khai thác bền vững có hiệu vùng đất khơ hạn tỉnh Ninh Bình, giải vấn đề nƣớc sinh hoạt cho ngƣời dân, khuôn khổ luận văn xin đề xuất biện pháp cụ thể nhƣ sau: 67 Tăng cƣờng hoạt động tuyên truyền, tập huấn, hội thảo để nâng cao nhận thức cộng đồng việc bảo vệ tài nguyên nƣớc, đất tài nguyên thiên nhiên liên quan Ngoài cần cung cấp kiến thức cấu giống nông nghiệp chịu hạn cho cộng đồng canh tác mùa khô Nhân rộng chia sẻ kinh nghiệm biện pháp thu trữ nƣớc truyền thống sở cải tiến giải pháp khoa học kỹ thuật để cộng đồng có hội canh tác nhiều vụ năm, nâng cao thu nhập gia đình Áp dụng công nghệ tƣới tiết kiệm nƣớc bảo vệ nƣớc, biện pháp tăng lƣợng giữ ẩm cho đất giải pháp bón phân, cải tạo đất cần đƣợc triển khai cách đồng Đặc biệt biện pháp trữ nƣớc kênh mƣơng, ao, hồ đƣợc kiên cố hóa, biện pháp phát huy tác dụng vùng Đồng Bằng sơng Hồng nói chung tỉnh Ninh Bình nói riêng Áp dụng biện pháp trồng rừng lấn dần vào khu sa mạc hóa Tăng cƣờng cơng tác quản lý, giám sát cảnh báo hạn hán nhằm tạo đƣợc điều kiện chủ động thích ứng giảm thiểu tác hại hạn hán gây Vùng ven biển có biện pháp trồng rừng chắn sóng, xây âu thủy lợi điều tiết nƣớc, ngăn mặn xâm nhập vào đất liền Cần có sách riêng, đủ mạnh cho cơng tác phịng chống hạn hán Có thể thành lập Ban phịng chống hạn hán tƣơng đƣơng với Ban đạo phòng chống bão lụt từ cấp trung ƣơng đến địa phƣơng Những khuyến nghị Trƣớc diễn biến ảnh hƣởng hạn đến khu vực tỉnh, sở phân tích số hạn, đánh giá phân vùng ảnh hƣởng, mức độ ảnh hƣởng, thời gian ảnh hƣởng vùng khu vực tỉnh Ninh Bình Khuyến nghị số biện pháp phòng chống hạn Ninh Bình nhƣ sau: (1-) Cần có nghiên cứu chi tiết tài ngun khí hậu nơng nghiệp cho tỉnh (tài nguyên nhiệt độ, tài nguyên độ ẩm, tài nguyên ánh sáng, độ dài ngày, mùa sinh trƣởng, xác định thời vụ gieo trồng loại trồng lựa chọn loại trồng có hiệu kinh tế cao bối cảnh biến đổi khí hậu, ) để có giải pháp cụ thể việc thích ứng với biến đổi 68 khí hậu nói chung thích ứng với hạn hán hán dƣới ảnh hƣởng biến đổi khí hậu nói riêng (2-) Xây dựng quy hoạch tổng hợp tài nguyên nƣớc lƣu vực sông, vùng trọng điểm Căn quy hoạch, ngành, địa phƣơng lập kế hoạch khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên nƣớc Việc xây dựng nâng cấp cơng trình khai thác, sử dụng nƣớc phải đảm bảo nguyên tắc sử dụng tổng hợp, tuân theo quy hoạch khung toàn lƣu vực tiểu lƣu vực để đảm bảo công nâng cao hiệu sử dụng nƣớc, góp phần phát triển bền vững tài nguyên nƣớc lƣu vực sông; (3-) Quy hoạch phát triển nguồn nƣớc, bao gồm biện pháp cơng trình phi cơng trình; gắn với việc bảo vệ, phát triển rừng khả tái tạo nguồn nƣớc Việc xây dựng cơng trình trữ, giữ nƣớc, điều hòa phân phối hợp lý nguồn nƣớc kết hợp chống lũ cấp nƣớc phục vụ sử dụng tổng hợp, cho nhiều mục đích bảo vệ tài nguyên nƣớc, bảo vệ môi trƣờng, phát triển rừng, bảo vệ rừng đầu nguồn,… giải pháp cần ƣu tiên thực Phải gắn kết chặt chẽ việc phát triển kinh tế - xã hội với bảo đảm an ninh nƣớc, đồng với phát triển nguồn nƣớc; (4-) Lập kế hoạch điều hòa, phân phối tài nguyên nƣớc cho lƣu vực sông sở cân đối khả nguồn nƣớc nhu cầu khai thác, sử dụng theo lƣu vực sông Các ngành, địa phƣơng phải tuân thủ kế hoạch điều hòa phân phối tài nguyên nƣớc lƣu vực Tăng cƣờng cơng tác quản lý nhu cầu dùng nƣớc, có chế bảo đảm dùng nƣớc có hiệu cao đủ nguồn nƣớc năm 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Đào Xuân Học (2001), Nghiên cứu giải pháp giảm nhẹ thiên tai hạn hán tỉnh Duyên hải Miền trung từ Hà tĩnh đến Bình Thuận, Đề tài NCKH cấp Nhà nƣớc Đặc điểm khí hậu thủy văn tỉnh Ninh Bình, 1998, Tập 1, 142 trang Lê Trung Tuân(2008), Nghiên cứu ứng dụng giải pháp KHCN phòng chống hạn hán phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững tỉnh miền Trung, Đề tài NCKH cấp Nhà nƣớc Lê Sâm, Nguyễn Đình Vƣợng (2008), “Nghiên cứu lựa chọn cơng thức tính số khơ hạn áp dụng vào việc tính tốn tần suất khơ hạn năm khu vực Ninh Thuận”, Tuyển tập kết khoa học công nghệ, Viện khoa học thủy lợi miền Nam, tr 186-195 Mai Trọng Thông (2006), “Đánh giá mức độ khô hạn vùng Đông Bắc Đồng Bắc số cán cân nhiệt”, Tạp chí KTTV, tháng 11/2006, tr 8-17 Niên giám thống kê tỉnh Ninh Bình, 2010 Nguyễn Lập Dân (2010), Nghiên cứu sở khoa học quản lý hạn hán sa mạc hóa để xây dựng hệ thống quản lý, đề xuất giải pháp chiến lược tổng thể giảm thiểu tác hại: nghiên cứu điển hình cho đồng sông Hồng Nam Trung Bộ, Đề tài KHCN trọng điểm cấp Nhà nƣớc, KC 08-23/06-10 Nguyễn Trọng Hiệu (1995), Phân bố hạn hán tác động chúng Việt Nam, Đề tài NCKH cấp Tổng cục Nguyễn Trọng Hiệu, Phạm Thị Thanh Hƣơng (2003), “Đặc điểm hạn phân vùng hạn Việt Nam”, Tuyển tập Báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 8, Viện KTTV, Bộ Tài nguyên Môi trƣờng, tr 95-106 10 Nguyễn Văn Liêm (2008), “Diễn biến hạn hán giải pháp ứng phó với sản xuất lƣơng thực đồng sông Cửu Long”, Hội thảo khoa học lần thứ 8, Viện KTTV, Bộ Tài nguyên Môi trƣờng, tr 139-146 70 11 Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu (2002), Tìm hiểu hạn hán hoang mạc hoá, NXB KH&KT, Hà Nội 12 Nguyễn Văn Thắng (2007), Nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo cảnh báo sớm hạn hán Việt Nam, Đề tài NCKH, Viện KTTV, Bộ Tài nguyên Môi trƣờng 13 Nguyễn Quang Kim (6/2005), Nghiên cứu dự báo hạn hán vùng Nam Trung Bộ Tây Nguyên xây dựng giải pháp phòng chống, Đề tài NCKH cấp Nhà nƣớc KC.08 14 Trần Thục (2008), Xây dựng đồ hạn hán mức độ thiếu nước sinh hoạt Nam Trung Tây Nguyên, Đề tài NCKH, Viện KTTV, Bộ Tài nguyên Môi trƣờng 15 Trang web Trung tâm dự báo trung ƣơng, http://www.nchmf.gov.vn/web/vi-VN/71/38/47/Default.aspx, Một số kiến thức hạn hán 16 Sở Nông nghiệp Phát triển nơng thơn Ninh Bình 2009 Báo cáo hệ thống cơng trình thuỷ lợi tỉnh Ninh Bình 17 Sở Kế hoạch đầu tƣ Ninh Bình, 5/2009, Báo cáo quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Ninh Bình đến năm 2020 18 Vũ Thị Thu Lan, Nguyễn lập Dân, 2011, Đề xuất giải pháp phòng tránh giảm thiểu thiên tai lũ lụt, hạn hán tỉnh Quảng Nam, Dự án P1-08VIE, Viện khoa học công nghệ Việt Nam Tiếng Anh 19 Alley, W M (1984), “The Palmer Drought Severity Index: Limitations and assumptions”, J Clim Appl Meteorol., (23), 1100-1109 20 Benjamin, L H and Mark, A (2002), “A drought climatology for Europe”, International journal of climatology, (22), 1571-1592 21 Dai, A., Trenberth, K E., Qian T (2004), “A global dataset of palmer drought severity index for 1870-2002: relationship with soil moisture and effects of surface warming”, Joural of Hydrometeorology, (7), 1117-1130 71 22 Hayes, M J., Svobova, M D., Wilhite, D A, Vanyarkho, O V (1999), “Monitoring the 1996 drought using the standardized precipitation index”, Bullentin of the American Meteorological Society, (80), 429-438 23 Karl, T R., and Knight, R W (1985), Atlas of monthly Palmer Hydrological Drought Indices (1931–1983) for the contiguous United States, National Climatic Data Center Historical Climatology Series 3-7, Asheville, NC, 319 pp 24 Loukas, A., Vasiliades, L (2004), “Probabilistic analysis of drought spatiotemporal characteristics in Thessaly region”, Greece, Natural Hazards and Earth System Sciences, (4), 719- 731 25 Niko, W., Henny, A J L., Anne F V L (2010), Indicators for drought characterization on a global scale, Technical Report (24), Water and glocal change 26 Palmer, W C (1965), Meteorological drought, Research Paper No 45, U.S Department of Commerce Weather Bureau, Washington, D C 27 Piechota, T C and Dracup, J A (1996), ”Drought and regional hydrologic Variation in the United States Association with the El Nino-Southern Oscillation”, Water Res Res, 32 (5), 1359-1373 28 Potop, V., Soukup, J (2008), “Spatiotemporal characteristics of dryness and drought in the Republic of Moldova”, Theoretical and Applied Climatology, (96), 305-318 29 Potop, V., Turkkott, L., Koznarova, V (2008), “Spatiotemporal characteristics of drought in Czechia”, Sci Agric Bohem, (3), 258-268 30 Tallaksen, L M and Lanen, H A V (2000), Drought event definition: In: Assessment of the Regional impact of droughts in Europe, Technical Report 31 Richard, H (2002), “A review of twentieth- century drought indices used in the United States”, Bull American Meteorology Society, (8), 1149-1165 32 Wilhite, D A and Glantz, M H (1985), “Understanding of the drought phenomenon: The role of definitions”, Water Internatinal, (10), 111-120 72 33 Wilhite, D A (2000), Drought as a natural hazard: concepts and definitions: In: Wilhite D A Wilhite (ed.), Drought: A Global Assessment, Natural Hazards and Disasters Siries, Routledge Publishers, New York, 3-18 34 National Drought Mitigation Centre, http://enso.unl.edu/ndmc/enigma/def2.htm 35 World Meteorological Organization (WMO) (1975), Drought and agriculture, WMO Note 138 Public WMO-392, WMO, Geneva, pp 127 36.(www.wpro.who.int/vietnam/topics/emergencies/factsheet/vi/index.html) 37 Xukai, Z., Panmao, Z and Qiang, Z (2005), “Variations in droughts over China: 1951-2003”, Geophysical research letters, (32), 1-4 73 ... SAU ĐẠI HỌC PHAN TRƢỜNG DUÂN ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI HẠN HÁN TỈNH NINH BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chun ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Mã số: chƣơng trình đào... tốn đánh giá tác động BĐKH đến biến đổi hạn hán, đề xuất giải pháp thích ứng phịng chống hạn hán tƣơng lai tỉnh Ninh Bình Các mục tiêu cụ thể bao gồm: - Đánh giá đƣợc tình trạng hạn hán tỉnh Ninh. .. xã hội tỉnh Đây lý học viên chọn đề tài luận văn ? ?Đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến biến đổi hạn hán tỉnh Ninh Bình” Mục tiêu tổng quát luận văn ứng dụng phƣơng pháp tính tốn số hạn khí tƣợng,