Tóm tắt Luận án Nghiên cứu sử dụng tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Sedon, Lào trong bối cảnh biến đổi khí hậu

ông nghiệp tăng 8% (2030) và 20% (2050); dân số tăng 1,5% (2030) và 1,5% (2050); gia súc/gia cầm tăng 3% (2030) và 4% (2050); diện tích nuôi trồng thủy sản tăng 3% (2030) và 4% (2050); du lịch tăng 7% (2030) và 10% (2050). 1.4 Định hướng nghiên cứu của luận án - Các tồn tại chính: (i) Các nghiên cứu dự báo diễn biến điều kiện khí tượng thủy văn trong bối cảnh BĐKH, đặc biệt là diễn biến dòng chảy các lưu vực sông ở Lào trong đó có lưu vực Sedone rất hiếm. (ii) Chưa nghiên cứu chi tiết BĐKH tác động cụ thể đến thay đổi nhu cầu nước của nông nghiệp và hạn hán do lượng mưa giảm về mùa kiệt và tăng về mùa mưa. (iii) Rất ít các mô hình RCM trong mô phỏng BĐKH cho Lào được sử dụng. (iv) Chưa có nghiên cứu, tính toán, đánh giá chi tiết về tình trạng hạn hán và đề xuất giải pháp ứng phó ảnh hưởng của BĐKH đến tài nguyên nước của Lào nói chung và lưu vực sông Sedone nói riêng. - Định hướng nghiên cứu: Sử dụng các kết quả mô phỏng mưa, nhiệt độ từ các mô hình khí hậu (RCM) ứng với các kịch bản BĐKH để xác định sự thay đổi các đặc trưng khí tượng này trong tương lai có sử dụng các phương pháp hiệu chỉnh sai số nhằm đảm bảo tính hợp lý trong mô phỏng tương lai của các mô hình. Từ việc thay đổi các đặc trưng khí hậu, luận án sẽ sử dụng mô hình mưa dòng chảy để mô phỏng sự thay đổi về dòng chảy trong tương lai, mô hình cân bằng nước được sử dụng để đánh giá việc đáp ứng các yêu cầu sử dụng nước trong lưu vực. Các giải pháp quản lý được đề xuất để đảm bảo sử dụng nước trong tương lai. Kết luận chương 1: Đã có rất nhiều các nghiên cứu trên thế giới về bài toán này nhưng vẫn còn rất hạn chế tại Lào, đặc biệt là ở lưu vực sông Sedon. Các phương pháp nghiên cứu mới chỉ ở mức độ đơn giản, số liệu cho kịch bản BĐKH có độ phân giải thô và trung bình hoá cho giai đoạn dài. Luận án tập trung nghiên cứu các mô hình RCM để đánh giá tác động của 7 BĐKH đến tài nguyên nước, sử dụng nước tưới và cân bằng nước để từ đó đưa ra các giải pháp quản lý bền vững. CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Xây dựng cơ sở khoa học 2.1.1 Cơ sở lý thuyết tính toán xác định dòng chảy trên lưu vực Lưu vực sông Sedon có diện tích trên 5000km2 với 9 trạm đo mưa, 2 trạm đo dòng chảy trên dòng chính. Để mô phỏng chính xác diễn biến các đặc trưng khí tượng thuỷ văn theo không gian và thời gian cho lưu vực, luận án sử dụng mô hình thông số phân bố SWAT trong nghiên cứu này. 2.1.2 Cơ sở lý thuyết tính toán nhu cầu nước của lưu vực Cơ sở khoa học để xác định chế độ tưới cho cây trồng là cân bằng nước ruộng và quan hệ đất - nước - cây trồng - khí hậu. Phương trình cân bằng nước tại ruộng: (Wy – W0) + (Vy – V0) = (P + N + G + A) – (E + S + R) (Lượng nước tăng, giảm) = (lượng nước đến) – (lượng nước đi) Ở Lào tiêu chuẩn tính toán nhu cầu nước cho các ngành chưa được xây dựng, nên trong luận án này, để tính toán nhu cầu nước cho sinh hoạt, công nghiệp, du lịch tác giả tham khảo tiêu chuẩn (TCXDVN 33 – 2006), nhu cầu nước cho chăn nuôi tham khảo theo TCVN 4454:2012. Nhu cầu nước cho thủy sản tính toán theo quy trình nuôi thả cá. 2.1.3 Cơ sở lý thuyết tính toán cân bằng nước lưu vực Trong luận án này, tác giả lựa chọn mô hình WEAP do đây là một mô hình có giao diện thuận tiện, các chức năng mô hình đáp ứng đầy đủ yêu cầu bài toán cân bằng nước có xét đến các kịch bản khác nhau về điều kiện tự nhiên, khí tượng thuỷ văn cũng như phát triển kinh tế xã hội. 2.2 Cơ sở dữ liệu 2.2.1 Giai đoạn nền (số liệu thực đo) Số liệu thực đo sử dụng trong luận án được lấy từ 9 trạm đo KongSedon, 8 Saravane, Selabam, Pakse, LaoNgam, Nikom34, Batieng, Paksong, Sekong. Các trạm đo này có số liệu đo đầy đủ từ khoảng 1990 trở lại đây. Do các mô hình khí hậu , thời kỳ lịch sử được lấy đến năm 2005, từ năm 2006 đến 2100 sẽ là thời kỳ mô phỏng trong tương lai. Vì thế, thời kỳ nền trong luận án sẽ được lấy từ năm 1990 đến năm 2005. 2.2.2 Giai đoạn tương lai 2.2.2.1 Các mô hình biến đổi khí hậu Trong luận án này, 2 kịch bản BĐKH được xây dựng là RCP4.5 đại diện cho kịch bản trung bình và RCP8.5 đại diện cho kịch bản cao. Thời kỳ tính toán trong luận án được lựa chọn là các giai đoạn 2021-2040 (giai đoạn 2030s) và giai đoạn 2041-2060 (giai đoạn 2050s). 2.2.2.2 Hiệu chỉnh sai số mô hình khí hậu Phương pháp hiệu chỉnh sai số của mô hình khí hậu sử dụng trong luận án này là phương pháp “biến đổi thống kê” theo công thức: Po = Fo -1(Fm(Pm)). Với Fm là phân bố xác suất luỹ tích của Pm và Fo -1 là hàm ngược phân bố luỹ tích tương ứng với Po. 2.2.2.3 Kết quả hiệu chỉnh sai số mô hình RCM Bảng 2.1 Lượng mưa ngày trung bình giai đoạn nền - mô hình REMO2009 (MPI-ESM-LR) (mm) Trường hợp Kongse done Sarava ne Selaba m Pakse LaoNgar m Nikom3 4 Batien g Pakson g Sekon g Thực đo 5,56 5,68 5,06 5,27 5,25 6,77 6,43 9,76 4,74 Sau hiệu chỉnh 5,57 5,68 5,06 5,27 5,25 6,77 6,43 9,75 4,74 Sai lệch (%) 0,04 0,04 -0,13 -0,04 -0,03 0,02 -0,01 -0,06 0,02 Bảng 2.2 Độ lệch chuẩn lượng mưa ngày trung bình giai đoạn nền - mô hình REMO2009 (MPI-ESM-LR) (mm) Trường hợp Kongsedo ne Saravan e Selaba m Paks e LaoNgar m Nikom3 4 Batien g Pakson g Sekon g Thực đo 15,62 15,30 15,15 13,85 14,54 15,58 17,71 21,65 11,30 Sau hiệu chỉnh 15,64 15,34 15,07 13,81 14,54 15,59 17,71 21,58 11,30 Sai lệch (%) 0,13 0,22 -0,52 -0,27 -0,02 0,04 -0,04 -0,34 0,01 9 2.3 Phương pháp tính toán nhu cầu nước cho các đối tượng dùng nước trong lưu vực 2.3.1 Nhu cầu sử dụng nước cho trồng trọt Các căn tính toán nhu cầu nước: Dữ liệu khí tượng; giống cây trồng, thời vụ cây trồng, thời kỳ sinh trưởng của cây trồng; các chỉ tiêu của đất; Từ số liệu diện tích các loại cây trồng phân theo từng tiểu lưu vực và kết quả tính toán mức tưới cho các loại cây trồng ứng với tấn suất 85%. 2.3.2 Nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt, công nghiệp, du lịch, chăn nuôi Từ số liệu về dân số, công nghiệp, du lịch, gia súc, gia cầm, thủy sản phân theo tiểu lưu vực và vận dụng tiêu chuẩn dùng nước của từng loại ta tính được nhu cầu nước của từng lưu vực này. 2.4 Phương pháp tính toán dòng chảy cho lưu vực 2.4.1 Xây dựng sơ đồ mạng sông mô hình SWAT Căn cứ vào hiện trạng hệ thống công trình, hiện trạng sử dụng nước của các khu tưới, sơ đồ mạng sông đưa vào xây dựng trong mô hình SWAT bao gồm 20 sông suối. 2.4.2 Thu thập dữ liệu Tài liệu lưu lượng 2 trạm giai đoạn 1992-2014 và dữ liệu khí hậu của 9 trạm. Số liệu sử dụng đất, dữ liệu đất, mô hình số độ cao. 2.4.3 Xây dựng mô hình tính toán mô phỏng dòng chảy 2.4.3.1 Mô phỏng lưu vực trong SWAT Hình 2.1 Bản đồ phân chia lưu vực trong SWAT 10 2.4.3.2 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình Số liệu đầu vào để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy văn cho lưu vực Sedon bao gồm số liệu mưa và bốc hơi của 9 trạm. Bảng 2.3 Giai đoạn hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy văn SWAT Tên trạm Thuộc sông Giai đoạn đo đạc Giai đoạn hiệu chỉnh Giai đoạn kiểm định KongSedone Sedon 1993-2014 1993-2003 2004-2014 Sounvannakhily Sedon 1993-2014 1993-2003 2004-2014 Bảng 2.4 Hiệu quả mô phỏng Tên trạm Nash R2 Hiệu chỉnh Kiểm định Hiệu chỉnh Kiểm định KongSedone 0,85 0,85 0,91 0,93 Sounvannakhily 0,87 0,83 0,96 0,92 2.5 Phương pháp tính toán cân bằng nước trên lưu vực 2.5.1 Phân chia tiểu lưu vực để tính lượng nước đến trong mô hình WEAP Dựa vào việc phân vùng tính mô số dòng chảy, hiện trạng hệ thống công trình thủy lợi, thủy điện và hiện trạng sử dụng nguồn nước trên các hệ thống sông suối, toàn bộ lưu vực Sedon đã được phân thành 20 tiểu lưu vực. 2.5.2 Tài liệu tính toán cân bằng nước Tài liệu về dòng chảy đến các tiểu lưu vực mô phỏng từ mô hình SWAT; hiện trạng thủy điện, hồ chứa; tài liệu về nhu cầu nước các khu tưới. 2.6 Tính toán cần bằng nước cho lưu vực giai đoạn hiện tại 2.6.1 Tính toán xác định dòng chảy trên lưu vực ở giai đoạn hiện tại Từ bộ thông số hiệu chỉnh và kiểm định ở trên. Ứng dựng mô hình SWAT tính toán dòng chảy đến giai đoạn hiện tại cho lưu vực sông Sedon. 2.6.2 Tính toán nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước trong lưu vực Nhu cầu nước cho trồng trọt: Từ số liệu diện tích các loại cây trồng phân theo từng tiểu lưu vực giai đoạn hiện tại và kết quả tính toán mức tưới cho các loại cây trồng ứng với tần suất 85% ở giai đoạn hiện tại. Từ số liệu về dân số, công nghiệp, du lịch, gia súc, gia cầm, thủy sản giai đoạn hiện tại phân theo tiểu lưu vực và vận dụng tiêu chuẩn dùng nước của từng loại ta tính được nhu cầu nước giai đoạn hiện tại của từng lưu vực này. 11 2.6.3 Kết quả tính toán cân bằng nước bằng mô hình WEAP Kết quả tính toán cân bằng nước cho toàn lưu vực sông Sedon trong giai đoạn hiện tại theo mô hình WEAP cho thấy: Tổng lượng nhu cầu nước giai đoạn hiện tại là 3.012,65 triệu m3 tuy nhiên nguồn nước đến lưu vực chỉ đáp ứng khoảng 1.256,37 triệu m3. Như vậy lượng nước thiếu trung bình giai đoạn hiện tại lên đến 1.756,28 triệu m3 trên toàn lưu vực chiếm khoảng 58,3% so với tổng lượng nước giai đoạn hiện tại. Nông nghiệp là ngành có lượng nước thiếu hụt lớn nhất. Kết luận chương 2: Từ quá trình phân tích cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu tác giả đã phân tích và lựa chọn được các mô hình toán phù hợp sử dụng trong luận án gồm: (i) Mô hình SWAT ứng dụng trong tính toán dòng chảy đến lưu vực; (ii) mô hình CROPWAT ứng dụng trong tính toán nhu cầu nước cho ngành trồng trọt; (iii) mô hình WEAP ứng dụng trong tính toán cân bằng nước cho lưu vực. (iv) Bốn mô hình RCMs ứng dụng trong mô phỏng các kịch bản BĐKH RCP4.5 và RCP8.5. Sau khi tính toán cân bằng nước giai đoạn hiện tại thấy rằng trong 29 nút sử dụng nước trên toàn lưu vực thì có 10 nút sử dụng nước được đảm bảo cấp nước tới với tần suất từ 85% trở lên; 19 nút sử dụng nước còn lại đều được đảm bảo cấp nước với tần suất lớn hơn 75%; Lượng nước thiếu hụt thường tập trung vào các tháng 1,2,3 và 11. Tổng lượng nước thiếu hụt trung bình năm khoảng 1756,28 triệu m3. CHƯƠNG 3. ẢNH HƯỞNG CỦA BĐKH ĐẾN SỬ DỤNG NƯỚC LƯU VỰC SÔNG SEDON VÀ GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ 3.1 Ảnh hưởng của BĐKH đến mưa và nhiệt độ Kết quả mô phỏng lượng mưa và nhiệt độ trong tương lai của các mô hình khí hậu sẽ được hiệu chỉnh bằng hàm chuyển đổi, được xác định dựa trên chuỗi số liệu quá khứ mô phỏng ở giai đoạn nền và số liệu thực đo. 3.1.1 Lượng mưa Sự thay đổi lượng mưa tại 9 trạm đo thuộc lưu vực nghiên cứu trong hai giai 12 đoạn 2030s và 2050s. Kết quả sự thay đổi lượng mưa (%) được trình bày ở các bảng 3.1 và 3.2: Bảng 3.1 Sự thay đổi lượng mưa (%) giai đoạn 2030s so với giai đoạn nền Kịch bản Mô hình Kongsedone Saravane Selabam Pakse R C P 4 .5 CCLM5-0-2 (EC-EARTH) 6,8 -3,1 0,6 1,3 CCLM5-0-2 (MPI-ESM-LR) 46,4 43,8 44,2 40,2 REMO2009 (MPI-ESM-LR) 5,5 2,9 4,1 4,6 HadGEM3-RA -6,4 -6,2 -8,3 -10,6 R C P 8 .5 CCLM5-0-2 (EC-EARTH) -3,1 -10,8 -8,8 -8,4 CCLM5-0-2 (MPI-ESM-LR) 38,0 35,3 30,5 32,1 REMO2009 (MPI-ESM-LR) 12,1 9,9 8,5 6,9 HadGEM3-RA -6,4 -6,2 -8,3 -10,6 Bảng 3.2 Sự thay đổi lượng mưa (%) giai đoạn 2050s so với giai đoạn nền Kịch bản Mô hình Kongsedone Saravane Selabam Pakse R C P 4 .5 CCLM5-0-2 (EC-EARTH) 0,7 -3,5 -4,1 -4,4 CCLM5-0-2 (MPI-ESM-LR) 46,1 45,9 37,4 39,1 REMO2009 (MPI-ESM-LR) 0,6 -2,5 -7,0 -3,9 HadGEM3-RA -0,8 -0,1 -7,5 -6,8 R C P 8. 5 CCLM5-0-2 (EC-EARTH) 6,6 0,3 -0,4 0,4 CCLM5-0-2 (MPI-ESM-LR) 39,1 36,2 29,7 33,3 REMO2009 (MPI-ESM-LR) 5,2 3,3 1,8 2,8 HadGEM3-RA -0,8 -0,1 -7,5 -6,8 Đối với lượng mưa mùa, sự thay đổi lượng mưa của từng mùa được thể hiện ở Bảng 3.3 và Bảng 3.4. Bảng 3.3 Sự thay đổi lượng mưa mùa tại các trạm đo lưu vực sông Sedon (giai đoạn 2030s) Trạm Mùa mưa (mm) Mùa khô (mm) Sự thay đổi (mm) Mô phỏng Giai đoạn nền Mô phỏng Giai đoạn nền Mùa mưa Mùa khô Kongsedone 1999,8 1663,0 207,4 314,3 336,8 -106,9 Saravane 2023,2 1785,8 227,3 294,2 237,4 -67,0 Selabam 1779,7 1689,8 245,2 188,1 89,9 57,2 Pakse 1895,9 1729,3 212,7 242,7 166,6 -30,0 LaoNgarm 1762,8 1425,2 328,8 322,0 337,6 6,8 Nikom34 2383,5 1884,5 294,4 627,0 499,0 -332,6 13 Trạm Mùa mưa (mm) Mùa khô (mm) Sự thay đổi (mm) Mô phỏng Giai đoạn nền Mô phỏng Giai đoạn nền Mùa mưa Mùa khô Batieng 2297,6 1885,1 271,1 309,9 412,5 -38,8 Paksong 3394,0 2808,2 420,5 703,2 585,8 -282,6 Sekong 1695,0 1263,4 198,2 314,8 431,6 -116,5 Bảng 3.4 Sự thay đổi lượng mưa mùa tại các trạm đo lưu vực sông Sedon (giai đoạn 2050s) Trạm Mùa mưa Mùa khô Sự thay đổi Mô phỏng Giai đoạn nền Mô phỏng Giai đoạn nền Mùa mưa Mùa khô Kongsedone 2033,7 1663,0 182,6 314,3 370,7 -131,7 Saravane 2083,1 1785,8 203,9 294,2 297,3 -90,4 Selabam 1762,7 1689,8 214,6 188,1 73,0 26,6 Pakse 1916,3 1729,3 188,6 242,7 187,0 -54,1 LaoNgarm 1748,8 1425,2 299,4 322,0 323,6 -22,6 Nikom34 2401,0 1884,5 256,7 627,0 516,5 -370,4 Batieng 2329,5 1885,1 237,7 309,9 444,5 -72,2 Paksong 3463,8 2808,2 381,7 703,2 655,6 -321,5 Sekong 1707,4 1263,4 174,8 314,8 444,0 -139,9 Từ kết quả tính toán thể hiện trên hai Bảng 3.3 và Bảng 3.4 có thể thấy rằng, lượng mưa mùa mưa tăng lên rõ rệt với mức độ tằng từ 100mm đến 600mm trong khi lượng mưa mùa khô chủ yếu lại giảm từ 50mm-300mm. Điều này cho thấy tác động của BĐKH đã làm gia tăng sự khắc nghiệt trong bài toán khai thác và quản lý tài nguyên nước. Lượng mưa mùa mưa tăng trên toàn lưu vực sông Sedon, còn lượng mưa mùa khô giảm trên phần lớn diện tích lưu vực. 3.1.2 Nhiệt độ Tương tự như phần tính toán lượng mưa, sự thay đổi về nhiệt độ trung bình cả giai đoạn Bảng 3.5 Sự thay đổi nhiệt độ tối thấp (oC) giai đoạn 2030s so với giai đoạn nền Kịch bản Mô hình Kongsedone Saravane Pakse LaoNgarm R C P 4. 5 CCLM5-0-2 (EC-EARTH) 0,8 0,6 0,8 0,2 CCLM5-0-2 (MPI-ESM-LR) 0,8 0,6 0,8 0,2 14 Kịch bản Mô hình Kongsedone Saravane Pakse LaoNgarm REMO2009 (MPI-ESM-LR) 1,1 0,7 0,9 0,3 HadGEM3-RA 1,0 0,7 0,9 0,3 R C P 8 .5 CCLM5-0-2 (EC-EARTH) 1,2 0,8 1,1 0,5 CCLM5-0-2 (MPI-ESM-LR) 1,0 0,7 0,9 0,3 REMO2009 (MPI-ESM-LR) 1,2 0,8 1,0 0,4 HadGEM3-RA 1,0 0,8 1,0 0,3 Bảng 3.6 Sự thay đổi nhiệt độ tối thấp (oC) giai đoạn 2050s so với giai đoạn nền Kịch bản Mô hình Kongsedone Saravane Pakse LaoNgarm R C P 4 .5 CCLM5-0-2 (EC-EARTH) 1,4 1,0 1,3 0,8 CCLM5-0-2 (MPI-ESM-LR) 1,1 0,8 1,0 0,4 REMO2009 (MPI-ESM-LR) 1,5 1,2 1,3 0,7 HadGEM3-RA 1,4 1,1 1,3 0,7 R C P 8. 5 CCLM5-0-2 (EC-EARTH) 1,7 1,2 1,5 0,9 CCLM5-0-2 (MPI-ESM-LR) 1,5 1,2 1,4 0,8 REMO2009 (MPI-ESM-LR) 2,2 1,7 1,8 1,2 HadGEM3-RA 1,8 1,4 1,6 1,0 Bảng 3.7 Sự thay đổi nhiệt độ tối cao (oC) giai đoạn 2030s so với giai đoạn nền Kịch bản Mô hình Kongsedone Saravane Pakse LaoNgarm R C P 4. 5 CCLM5-0-2 (EC-EARTH) 0,4 0,6 1,0 0,4 CCLM5-0-2 (MPI-ESM-LR) 0,3 0,5 0,9 0,3 REMO2009 (MPI-ESM-LR) 0,3 0,4 0,8 0,3 HadGEM3-RA 0,9 1,0 1,5 0,6 R C P 8 .5 CCLM5-0-2 (EC-EARTH) 0,6 0,8 1,2 0,6 CCLM5-0-2 (MPI-ESM-LR) 0,5 0,7 1,1 0,5 REMO2009 (MPI-ESM-LR) 0,3 0,5 1,0 0,3 HadGEM3-RA 0,8 0,9 1,4 0,6 Bảng 3.8 Sự thay đổi nhiệt độ tối cao (oC) giai đoạn 2050s so với giai đoạn nền Kịch bản Mô hình Kongsedone Saravane Pakse LaoNgarm R C P 4 .5 CCLM5-0-2 (EC-EARTH) 0,7 0,9 1,3 0,6 CCLM5-0-2 (MPI-ESM-LR) 0,7 0,8 1,3 0,6 REMO2009 (MPI-ESM-LR) 0,7 0,8 1,4 0,6 HadGEM3-RA 1,2 1,4 1,9 0,9 15 Kịch bản Mô hình Kongsedone Saravane Pakse LaoNgarm R C P 8 .5 CCLM5-0-2 (EC-EARTH) 1,1 1,4 1,9 1,0 CCLM5-0-2 (MPI-ESM-LR) 1,1 1,3 1,8 1,0 REMO2009 (MPI-ESM-LR) 0,9 1,0 1,7 0,7 HadGEM3-RA 1,4 1,5 2,2 1,1 Kết quả tính toán cho thấy, nhìn chung nhiệt độ tối thấp và tối cao trung bình năm trong cả giai đoạn có xu thế tăng ở tất cả các kịch bản, các mô hình và trạm đo. Mức độ tăng nhiệt độ trung bình từ 0,3oC cho đến 2,3oC. Kết quả tính toán cho thấy, nhìn chung nhiệt độ gia tăng nhiều ở vùng hạ lưu, vùng thượng lưu lưu vực có mức độ tăng nhiệt độ thấp hơn. 3.2 Ảnh hưởng của BĐKH đến nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước trong lưu vực 3.2.1 Căn cứ xác định nhu cầu nước cho tương lai Thời vụ cây trồng, cơ cấu sử dụng đất, gia súc, gia cầm, dân số, công nghiệp, thủy sản giai đoạn tương lai của Nước cộng hòa dân chủ nhân dân Lào; Số liệu mưa, nhiệt độ tính toán theo kịch bản BĐKH 3.2.2 Tính toán nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước trong lưu vực ở giai đoạn tương lai Nhu cầu sử dụng nước cho trồng trọt: Từ số liệu diện tích các loại cây trồng phân theo từng tiểu lưu vực giai đoạn tương lai và kết quả tính toán mức tưới cho các loại cây trồng ứng với tần suất 85% ở giai đoạn tương lai. Từ số liệu về dân số, công nghiệp, du lịch, gia súc, gia cầm, thủy sản giai đoạn tương phân theo tiểu lưu vực và vận dụng tiêu chuẩn dùng nước của từng loại ta tính được nhu cầu nước giai đoạn tương lai của từng lưu vực. Kết quả tính toán cho thấy: Tổng nhu cầu nước cho toàn lưu vực sông Sedon theo mô hình chọn “CCLM5-0-2 (MPI-ESM-LR)” tăng trung bình 11,31% vào giai đoạn 2030s, tăng trung bình 16,89% vào giai đoạn 2050s so với giai đoạn nền. 3.3 Ảnh hưởng của BĐKH đến dòng chảy Để đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến dòng chảy trên lưu vực sông Sedone, luận án sử dụng mô hình SWAT với số liệu đầu vào là lượng mưa và nhiệt độ 16 tối thấp, nhiệt độ tối cao trong tương lai được mô phỏng bởi các mô hình RCM đã được hiệu chỉnh sai số bằng phương pháp thống kê. Kết quả mô phỏng dòng chảy trong tương lai ở hai giai đoạn 2030s và 2050s so với giai đoạn nền được trình bày ở bảng 3.9, 3.10. Bảng 3.9 Sự thay đổi dòng chảy trung bình (m3/s) giai đoạn 2030s tại Kongsedone so với giai đoạn nền T h á n g C C L M 5 -0 -2 (E C -E A R T H ) R C P 4 .5 C C L M 5 -0 -2 (E C -E A R T H ) R C P 8 .5 C C L M 5 -0 -2 (M P I- E S M -L R ) R C P 4 .5 C C L M 5 -0 -2 (M P I- E S M -L R ) R C P 8 .5 R E M O 2 0 0 9 (M P I- E S M -L R ) R C P 4 .5 R E M O 2 0 0 9 (M P I- E S M -L R ) R C P 8 .5 H ad G E M 3 -R A R C P 4 .5 H ad G E M 3 -R A R C P 8 .5 I -6,9 -5,0 8,6 6,5 9,8 12,9 -6,8 -7,4 II -8,1 -8,1 -2,5 -3,8 1,5 9,9 -8,0 -8,2 III -9,1 -5,4 -8,1 -9,0 0,3 7,3 -9,2 -9,2 IV -6,9 0,1 52,8 18,7 4,2 33,1 -11,8 -11,2 V 151,1 96,9 247,4 161,6 2,4 13,3 -5,1 -3,4 VI 332,5 288,6 813,2 697,5 37,1 102,5 229,3 235,3 VII 124,8 50,4 465,7 608,7 -15,7 -16,0 14,2 17,5 VIII -9,9 -91,5 300,7 169,5 -71,0 47,0 166,2 170,1 IX -234,8 -241,3 8,6 -51,7 -24,7 -0,4 130,7 131,1 X -61,9 -83,1 31,9 18,3 46,7 95,1 -89,0 -94,1 XI -29,5 -18,7 51,2 16,3 77,5 74,3 -33,2 -36,1 XII -13,5 -15,2 28,1 8,0 34,6 25,4 -13,0 -14,2 Bảng 3.10 Sự thay đổi dòng chảy trung bình (m3/s) giai đoạn 2050s tại Kongsedone so với giai đoạn nền T h á n g C C L M 5 -0 -2 (E C -E A R T H ) R C P 4 .5 C C L M 5 -0 -2 (E C -E A R T H ) R C P 8 .5 C C L M 5 -0 -2 (M P I- E S M - L R ) R C P 4 .5 C C L M 5 -0 -2 (M P I- E S M - L R ) R C P 8 .5 R E M O 20 09 (M P I- E S M - L R ) R C P 4 .5 R E M O 20 09 (M P I- E S M - L R ) R C P 8 .5 H a d G E M 3 -R A R C P 4 .5 H a d G E M 3 -R A R C P 8 .5 I -7,0 -5,8 4,5 2,3 4,3 10,6 -4,5 -5,2 II -8,5 -8,1 -4,3 -5,2 -3,4 1,6 -7,9 -8,1 III -9,2 -9,2 -6,2 -7,6 -0,2 -4,9 -9,2 -9,2 IV -0,1 4,9 42,7 40,8 0,4 6,5 -12,6 -12,5 V 186,0 134,8 210,5 221,7 31,3 1,4 -12,4 -10,0 VI 383,7 380,7 762,2 745,2 26,0 80,6 379,2 386,3 17 T h á n g C C L M 5 -0 -2 (E C -E A R T H ) R C P 4 .5 C C L M 5 -0 -2 (E C -E A R T H ) R C P 8 .5 C C L M 5 -0 -2 (M P I- E S M - L R ) R C P 4 .5 C C L M 5 -0 -2 (M P I- E S M - L R ) R C P 8 .5 R E M O 2 0 0 9 (M P I- E S M - L R ) R C P 4 .5 R E M O 2 0 0 9 (M P I- E S M - L R ) R C P 8 .5 H a d G E M 3 -R A R C P 4 .5 H a d G E M 3 -R A R C P 8 .5 VII 56,5 42,2 596,6 352,1 -54,3 26,3 104,7 106,6 VIII -120,2 35,7 234,8 235,9 -65,7 -65,4 98,2 99,6 IX -197,9 -152,6 -33,0 50,3 -118,6 -21,1 171,7 171,6 X -88,1 -85,1 29,9 6,6 43,8 88,2 -44,5 -49,9 XI -35,6 -26,3 18,8 16,6 52,3 49,5 -15,5 -19,1 XII -16,5 -12,8 17,2 7,5 15,6 14,8 -5,3 -6,9 Từ kết quả tính toán cho thấy, tổng lượng dòng chảy tại lưu vực có sự gia tăng rõ rệt ở các mô hình (ngoại trừ REMO2009). Sự gia tăng dòng chảy này là phù hợp khi lượng mưa có xu thế tăng trong tương lai. 3.4 Ảnh hưởng của BĐKH đến cân bằng nước Luận án tiến hành đánh giá cân bằng nước theo kịch bản trung bình RCP4.5. Ứng dụng mô hình WEAP với thông số mô hình ở trên. Kết quả tính toán cân bằng nước từng giai đoạn theo từng mô hình được thể hiện ở các mục sau. 3.4.1 Giai đoạn 2030s Kết quả tính toán cân bằng nước giai đoạn 2030 theo mô hình được lựa chọn CCLM5-0-2 (MPI-ESM-LR) cho thấy: Tổng lượng nước thiếu trung bình năm giai đoạn 2030s là 1977,95 triệu m3 chiếm 58,5% lượng nước yêu cầu của lưu vực. Trong đó lượng nước thiếu tập trung chủ yếu ở các tháng 1,2,3 với lượng nước thiếu trên 440 triệu m3. 3.4.2 Giai đoạn 2050s Kết quả tính toán cân bằng nước giai đoạn 2050s theo mô hình CCLM5-0-2 (MPI-ESM-LR) cho thấy: Tổng lượng nước thiếu trung bình năm giai đoạn 2050s là 2029,15 triệu m3 chiếm 59,6 % lượng nước yêu cầu của lưu vực. Trong đó lượng nước thiếu tập trung chủ yếu ở các tháng 1, 2, 3 với lượng nước thiếu lớn nhất lên đến 537,92 triệu m3. Đánh giá chung: Từ kết quả cân bằng nước cho thấy, dưới tác động của BĐKH, lượng thiếu hụt nước trên lưu vực tăng lên rất lớn, lượng mưa tăng vào các tháng mùa mưa, giảm khá nhiều vào mùa khô. Ngoài ra, với sự gia tăng về 18 nhiệt độ đã dẫn đến nhu cầu sử dụng nước cũng tăng lên. 3.5 Đề xuất khung chương trình sử dụng tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Sedon 3.5.1 Các cơ sở đề xuất giải pháp Căn cứ kết quả tính toán cân bằng nước cho lưu vực giai đoạn hiện tại, giai đoạn 2030s, 2050s; dựa trên cơ sở về điều kiện tự nhiên, xã hội, xu hướng phát triển trên lưu vực, thực trạng và xu thế quản lý, sử dụng tài nguyên nước trên lưu vực sông Sedon. 3.5.2 Đề xuất giải pháp 3.5.2.1 Giải pháp phi công trình a) Đề xuất khung sử dụng tổng hợp tài nguyên nước hợp lý cho lưu vực sông - Chính sách phát triển kinh tế: (i) Chính sách quản lý và sử dụng đất đai (Giao đất, giao rừng; cho thuê đất và sử dụng đất); (ii) Chính sách phát triển kết cấu hạ tầng (Tăng tỷ lệ vốn đầu tư cho phát triển cơ sở hạ tầng nông thôn; Gắn chính sách phát triển kinh tế với các chương trình quốc gia); (iii) Chính sách khuyến khích ứng dụng tiến bộ kỹ thuật, công nghệ và bảo vệ môi trường (nhập thiết bị, công nghệ hiện đại; đầu tư, xây dựng và phát triển các tiềm lực về khoa học và công nghệ); (iii) Chính sách nguồn nhân lực (Ưu tiên đào tạo cán bộ khoa học - kỹ thuật đầu đàn; Có chính sách thu hút và đãi ngộ thoả đáng; Đa dạng hoá các hình thức đào tạo). (iv) Xây dựng chính sách về giá nước (Cấp nước thành thị, nông thôn; Nước dùng cho thuỷ điện; Cấp nước thuỷ sản, trồng trọt; Cấp nước công nghiệp; Cấp nước du lịch, dịch vụ). - Cơ chế của quản lý lưu vực sông: Xây dựng và ban hành luật bảo vệ môi trường, luật tài nguyên nước; tổ chức giáo dục, tuyên truyền thi hành luật; Bảo đảm minh bạch, công khai và có sự tham gia của người dân, các tổ chức xã hội trong hoạt động khai thác, bảo vệ tài nguyên nước. - Hoạt động của ban quản lý lưu vực sông: Cập nhật, đánh giá đầy đủ về cả lượng và chất đối với nước mặt, nước ngầm trên lưu vực sông; Quy hoạch lưu vực sông; Xây dựng các quy tắc cơ bản về sử dụng nước trong lưu vực; Tiến hành các hoạt động phối hợp liên ngành trong quản lý quy hoạch lưu vực; Xây 19 dựng mô hình quản lý quy hoạch, hệ thống trợ giúp ra quyết định; Kiến nghị giải pháp tranh chấp giữa các hộ dùng nước. b) Các giải pháp quản lý, khai thác - Quản lý nhà nước về khai thác và bảo vệ công trình thủy lợi: Tổ chức quản lý nhà nước về khai thác và bảo vệ công trình thủy lợi phải được phân cấp có thẩm quyền phê duyệt kế hoạch quản lý vận hành, quản lý và chỉ đạo, giám sát, kiểm tra thực hiện kế hoạch đã được phê duyệt. Tổ chức quản lý vận hành, bảo dưỡng hệ thống kênh cần được thành lập và hoạt động theo chức năng, nhiệm vụ, qui định phân cấp. Nội dung yêu cầu của vận hành, bảo dưỡng hệ thống công trình thuỷ lợi nói chung, hệ thống kênh nói riêng phải được qui định thành Pháp lệnh Khai thác và bảo vệ công trình thủy lợi hoặc thành Nghị định và phải cụ thể hóa các bước qua các thông tư. - Giải pháp cơ chế chính sách phát triển tổ chức dùng nước quản lý hiệu quả, bền