Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật tài nguyên nước: Nghiên cứu xây dựng công cụ giám sát và cảnh báo hạn phục vụ công tác chỉ đạo sản xuất và phòng chống thiên tai cho tỉnh Đăk Lăk

Chia sẻ: Tri Tâm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:136

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, phân tích và thử nghiệm xây dựng một công cụ cho công tác dự báo hạn cho khu vực giúp cảnh báo tình trạng hạn hán xảy ra trong mùa cạn. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật tài nguyên nước: Nghiên cứu xây dựng công cụ giám sát và cảnh báo hạn phục vụ công tác chỉ đạo sản xuất và phòng chống thiên tai cho tỉnh Đăk Lăk

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu xây dựng công cụ giám sát và cảnh báo hạn phục vụ công tác chỉ đạo sản xuất và phòng chống thiên tai cho tỉnh Đăk Lăk” là do tôi thực hiện với sự hướng dẫn của PGS. TS Ngô Lê An. Các kết quả nghiên cứu trong luận văn do tôi thực hiện và chưa công bố bất cứ ở đâu. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tôi trình bày trong luận văn này. Hà Nội, ngày 10 tháng 02 năm 2019 Tác giả Nguyễn Ngọc Hoa i
LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nỗ lực, cố gắng của bản thân luận văn “Nghiên cứu xây dựng công cụ giám sát và cảnh báo hạn phục vụ công tác chỉ đạo sản xuất và phòng chống thiên tai cho tỉnh Đăk Lăk” đã hoàn thành. Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận văn, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của thầy cô và bạn bè. Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và trân trọng tới PGS. TS Ngô Lê An là người đã chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ rất tận tình trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Phòng Đào tạo và Khoa Khí tượng - Thủy văn Trường Đại học Thủy Lợi, Hà Nội và toàn thể các thầy, cô đã giảng dạy, giúp đỡ trong thời gian học tập cũng như thực hiện luận văn. Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ viên chức Trung tâm dự báo Khí tượng - Thủy văn Quốc gia và những đồng nghiệp đã giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận văn. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn bè, người thân trong gia đình đã động viên, ủng hộ, chia sẻ và là chỗ dựa tinh thần giúp tôi tập trung nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Do thời gian nghiên cứu hạn chế, trình độ và kinh nghiệm thực tiễn chưa nhiều nên luận văn chắc chắn không tránh được thiếu sót, vì vậy kính mong các thầy, cô giáo, đồng nghiệp đóng góp ý kiến để kết quả nghiên cứu được hoàn thiện hơn. Hà Nội, ngày 10 tháng 02 năm 2019 Tác giả Nguyễn Ngọc Hoa ii
MỤC LỤC MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU........................................................... 3 1.1 Tổng quan về hạn hán ............................................................................................ 3 1.1.2 Định nghĩa và phân loại hạn hán .....................................................................3 1.1.2 Các đặc trưng và nguyên nhân gây ra hạn hán ...............................................6 1.1.3 Đặc điểm hạn hán trong những năm gần đây ..................................................8 1.2 Tổng quan các phương pháp và nghiên cứu về hạn hán trong và ngoài nước. ....12 1.2.1 Các nghiên cứu về hạn hán trên thế giới ....................................................... 12 1.2.1 Các nghiên cứu về hạn hán tại Việt Nam ...................................................... 16 1.3 Tổng quan về đặc điểm khu vực nghiên cứu ....................................................... 20 1.3.1 Vị trí địa lý lưu vực Srêpôk ...........................................................................20 1.3.2 Đặc điểm địa hình .......................................................................................... 21 1.3.3 Đặc điểm địa chất - thổ nhưỡng - thảm thực vật ...........................................22 1.3.4 Mạng lưới sông ngòi ...................................................................................... 23 1.3.5 Đặc điểm khí hậu ........................................................................................... 24 1.3.6 Đặc điểm tài nguyên nước mặt ......................................................................29 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................... 33 2.1 Tổng quan về phương pháp nghiên cứu ............................................................... 33 2.2 Phân tích lựa chọn chỉ số hạn ...............................................................................33 2.2.2 Chỉ số hạn khí tượng ...................................................................................... 34 2.2.3 Chỉ số hạn thủy văn........................................................................................ 42 2.3 Phân tích lựa chọn mô hình khí tượng .................................................................46 2.3.1 Khái quát về hệ thống dự báo của ECWMF ..................................................46 2.3.2 Thực trạng khai thác và sử dụng số liệu ECWMF tại Việt Nam ...................48 2.3.3 Tổng quan mô hình IFS .................................................................................50 2.4 Phân tích lựa chọn mô hình thủy văn ...................................................................60 2.4.1 Phân tích lựa chọn mô hình thủy văn ............................................................ 60 2.4.2 Tổng quan mô hình SWAT............................................................................61 2.4.3 Tổng quan mô hình hai thông số. ..................................................................70 2.5 Thiết lập sơ đồ nghiên cứu ...................................................................................71 iii
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .....................................................................73 3.1 Kết quả hiệu chỉnh các yếu tố khí tượng từ mô hình toàn cầu IFS. ..................... 73 3.2 Kết quả tính toán dự báo hạn vừa 10 ngày cho khu vực nghiên cứu ...................80 3.2.1 Thiết lập mô hình thủy văn SWAT cho khu vực nghiên cứu ........................ 80 3.2.2 Đánh giá hạn hán và dự báo thử nghiệm cho khu vực nghiên cứu ...............88 3.3 Kết quả tính toán dự báo hạn dài 1 tháng, 6 tháng cho lưu vực nghiên cứu........92 3.3.1 Thiết lập mô hình thủy văn hai thông số cho khu vực nghiên cứu................92 3.3.2 Dự báo thử nghiệm và đánh giá hạn hán cho khu vực nghiên cứu ...............95 3.4 Xây dựng công cụ dự báo cảnh báo hạn cho khu vực nghiên cứu.....................101 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................105 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................107 iv
MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 1: Sơ đồ phân loại các quá trình hạn hán (Nguồn: Trung tâm giảm nhẹ hạn hán quốc gia, đại học Nebraska-Lincoln, U.S.A). .................................................................5 Hình 2: Công cụ giám sát hạn hán ở Hoa Kỳ ................................................................ 12 Hình 3: Thông tin giám sát hạn hán ở Bắc Mỹ ............................................................. 13 Hình 4: Các sản phẩm liên quan đến khí hậu và hạn hán của ICPAC .......................... 13 Hình 5: Sản phẩm giám sát và dự báo hạn tại Hoa Kỳ..................................................14 Hình 6: Các thành phần khác nhau của mô hình hạn ....................................................15 Hình 7: Các thành phần khác nhau của dự báo hạn ...................................................... 16 Hình 8: Sơ đồ thực hiện dự báo và cảnh báo hạn hán của đề tài Nghiên cứu và xây dựng công nghệ dự báo và cảnh báo sớm hạn hán ở Việt Nam. ...................................19 Hình 9: Bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thủy văn vùng nghiên cứu.......................... 25 Hình 10: Sơ đồ khối mô tả các thành phần trong hệ thống IFS của ECMWF ..............47 Hình 11: Sơ đồ khối quá trình thu thập số liệu ECMWF tại TTDBTƯ ........................ 49 Hình 12: Tổng quan mô hình IFS ..................................................................................54 Hình 13: Mô tả định dạng dữ liệu GRIB1 .....................................................................55 Hình 14: Mô tả định dạng dữ liệu GRIB2 .....................................................................56 Hình 15: Mô tả định dang dữ liệu NetCDF ...................................................................58 Hình 16: Sơ đồ phát triển của mô hình SWAT ............................................................. 62 Hình 17: Sơ đồ chu trình thủy văn trong pha đất .......................................................... 66 Hình 18: Sơ đồ các quá trình diễn ra trong dòng chảy ..................................................67 Hình 19: Vòng lặp HRU/Tiểu khu vực .........................................................................68 Hình 20: Sơ đồ nghiên cứu ............................................................................................ 72 Hình 21: Lượng mưa trạm Giang sơn quá trình hiệu chỉnh sai số ................................ 74 Hình 22: Lượng mưa trạm Krông Buk quá trình hiệu chỉnh sai số ............................... 75 Hình 23: Lương mưa trạm Buôn Mê Thuột quá trình hiệu chỉnh sai số ....................... 75 Hình 24: Lượng mưa trạm Bản Đôn quá trình hiệu chỉnh sai số ..................................75 Hình 25: Lương mưa trạm Cầu 14 quá trình hiệu chỉnh sai số .....................................76 Hình 26: Lương mưa trạm Buôn Hồ quá trình hiệu chỉnh sai số ..................................76 Hình 27: Lương mưa trạm Giang Sơn quá trình kiểm định - năm 2018 ....................... 76 Hình 28: Lương mưa trạm Krông Buk quá trình kiểm định - năm 2018 ...................... 77 Hình 29: Lương mưa trạm Buôn Mê Thuột quá trình kiểm định - năm 2018 ..............77 Hình 30: Lương mưa trạm Bản Đôn quá trình kiểm định - năm 2018 .......................... 77 Hình 31: Lương mưa trạm Cầu 14 quá trình kiểm định - năm 2018 ............................. 78 Hình 32: Lương mưa trạm Buôn Hồ quá trình kiểm định - năm 2018 ......................... 78 Hình 33: Nhiệt độ trạm Buôn Hồ quá trình hiệu chỉnh sai số .......................................78 Hình 34: Nhiệt độ trạm Buôn Mê Thuột quá trình hiệu chỉnh sai số ............................ 79 Hình 35: Nhiệt độ trạm Buôn Hồ quá trình kiểm định - năm 2018 .............................. 79 Hình 36: Nhiệt độ trạm Buôn Mê Thuột quá trình kiểm định - năm 2018 ...................79 Hình 37: Bản đồ DEM khu vực nghiên cứu ..................................................................81 v
Hình 38: Bản đồ phân loại đất khu vực nghiên cứu Srepok năm 1990 được giải đoán từ ảnh vệ tinh Landsat 4,5 TM với độ phân giải 30x30m. ................................................82 Hình 39: Bản đồ sử dụng đất đất khu vực nghiên cứu ..................................................83 Hình 40: Phân chia tiểu lưu vực trong mô hình SWAT ................................................84 Hình 41: Đường quá trình mô phỏng lưu lượng trạm Krông Buk thời gian hiệu chỉnh .......................................................................................................................................85 Hình 42: Đường quá trình mô phỏng lưu lượng trạm Giang Sơn thời gian hiệu chỉnh 85 Hình 43: Đường quá trình mô phỏng lưu lượng trạm Krông Buk thời gian kiểm định 87 Hình 44: Đường quá trình mô phỏng lưu lượng trạm Giang Sơn thời gian kiểm định .87 Hình 45: Bản đồ cảnh báo hạn theo chỉ số EDI - 01/01/2015 .......................................88 Hình 46: Bản đồ cảnh báo hạn theo chỉ số EDI - 10/01/2015 .......................................89 Hình 47: Bản đồ cảnh báo hạn theo chỉ số EDI - 20/01/2015 .......................................89 Hình 48: Bản đồ cảnh báo hạn theo chỉ số EDI - 30/01/2015 .......................................90 Hình 49: Bản đồ cảnh báo hạn theo chỉ số EDI - 10/01/2018 .......................................91 Hình 50: Đường quá trình dự báo dòng chảy 10 ngày trạm Krông Buk ....................... 91 Hình 51: Đường quá trình dự báo dòng chảy 10 ngày trạm Giang Sơn........................ 92 Hình 52: Đường quá trình mô phỏng dòng chảy trạm Giang Sơn thời gian hiệu chỉnh .......................................................................................................................................93 Hình 53: Đường quá trình mô phỏng dòng chảy trạm Krông Buk thời gian hiệu chỉnh .......................................................................................................................................94 Hình 54: Đường quá trình mô phỏng dòng chảy trạm Giang Sơn thời gian kiểm định 94 Hình 55: Đường quá trình mô phỏng dòng chảy trạm Krông Buk thời gian kiểm định .......................................................................................................................................94 Hình 56: Bản đồ cảnh báo hạn theo chỉ số SPI - 02/2015 ...............................................95 Hình 57: Bản đồ cảnh báo hạn theo chỉ số SPI - 03/2015 ...............................................96 Hình 58: Bản đồ cảnh báo hạn theo chỉ số SPI - 04/2015 ...............................................96 Hình 59: Bản đồ cảnh báo hạn theo chỉ số SPI - 05/2015 ...............................................97 Hình 60: Bản đồ cảnh báo hạn theo chỉ số SPI - 01/2018 ...............................................98 Hình 61: Đường quá trình dự báo dòng chảy tháng trạm Krông Buk ........................... 98 Hình 62: Đường quá trình dự báo dòng chảy tháng trạm Giang Sơn ........................... 99 Hình 63: Bản đồ cảnh báo hạn theo chỉ số SPI - 05/2018 .............................................100 Hình 64: Đường quá trình dự báo dòng chảy tháng trạm Krông Buk .........................100 Hình 65: Đường quá trình dự báo dòng chảy tháng trạm Giang Sơn .........................101 Hình 66: Giao diện chính của công cụ ........................................................................102 Hình 67: Đăng nhập hệ thống ......................................................................................102 Hình 68: Modul dữ liệu ...............................................................................................103 Hình 69: Modul dự báo ...............................................................................................103 Hình 70: Xuất tin dự báo .............................................................................................103 Hình 71: Thông tin bản quyền sử dụng phần mếm .....................................................103 Hình 72: Bản tin dự báo, cảnh báo hạn .......................................................................104 vi
MỤC LỤC BẢNG BẢNG 1: Đặc trưng hình thái lưu vực sông SrêPôk ..................................................... 24 BẢNG 2: Đặc trưng nguồn nước trong vùng nghiên cứu .............................................30 BẢNG 3: Đặc trưng dòng chảy trung bình nhiều năm tại các trạm thủy văn ...............30 BẢNG 4: Phân cấp hạn theo chỉ số PDSI .....................................................................36 BẢNG 5: Phân cấp hạn theo chỉ số SPI ........................................................................37 BẢNG 6: Giá trị nghưỡng của PAI : (theo Palfai, 1995) ..............................................38 BẢNG 7: Phân cấp hạn theo chỉ số Ped ........................................................................38 BẢNG 8: Phân cấp hạn theo chỉ số SI ..........................................................................39 BẢNG 9: Phân cấp hạn theo chỉ số AIU ........................................................................39 BẢNG 10: Phân cấp hạn theo chỉ số hiệu suất giáng thủy............................................40 BẢNG 11: Phân cấp hạn khí tượng theo chỉ số hạn thực tế (EDI) ............................... 41 BẢNG 12: Phân cấp hạn theo chỉ số BMDI .................................................................42 BẢNG 13: Phân cấp mức độ hạn theo chỉ số KHẠN ...................................................43 BẢNG 14: Phân cấp hạn theo chỉ số SWSI ..................................................................45 BẢNG 15: Danh sách các biến dự báo được thu thập trong bộ số liệu dự báo tất định hạn vừa của ECMWF ....................................................................................................50 BẢNG 16: Danh sách các biến dự báo được thu thập trong bộ số liệu dự báo tổ hợp hạn tháng của ECMWF .................................................................................................52 BẢNG 17: Danh sách các biến dự báo dạng dị thường được thu thập trong bộ số liệu dự báo tổ hợp hạn mùa của ECMWF ............................................................................53 BẢNG 18: Danh sách các trạm khí tượng - thủy văn trên lưu vực ............................... 80 BẢNG 19: Đánh giá các chỉ tiêu cho chất lượng mô phỏng của mô hình ....................86 BẢNG 20: Bộ thông số mô hình SWAT trong thời gian hiệu chỉnh ............................ 86 BẢNG 21: Đánh giá các chỉ tiêu cho chất lượng mô phỏng của mô hình ....................87 BẢNG 22: Đánh giá dòng chảy dự báo trung bình 10 ngày so với thời đoạn TBNN ..92 BẢNG 23: Các lưu vực nghiên cứu ..............................................................................92 BẢNG 24: Tổng hợp kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình ..................................93 BẢNG 25: Phân cấp độ hạn theo chỉ số K hạn ............................................................. 99 BẢNG 26: Phân cấp độ hạn theo chỉ số K hạn ...........................................................101 vii
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của Đề tài: Ở Việt Nam hạn hán xảy ra ở các vùng với mức độ và thời gian khác nhau. Do sự tích lũy chậm mà tác động của hạn hán thường khó nhận biết hơn và khi nhận biết được thì sự thiệt hại xảy ra là đáng kể. Hạn hán thường gây ra ảnh hưởng trên diện rộng và ít khi là nguyên nhân trực tiếp gây tổn thất về người nhưng thiệt hại về kinh tế gây ra do hạn hán là rất lớn. Thiệt hại do hạn hán thường xếp thứ nhất hoặc thứ hai trong các loại hình thiên tai phổ biến. Đặc biệt, năm 2015 và đầu năm 2016, hạn hán nghiêm trọng diễn ra ở Tây Nguyên, Nam Trung Bộ và Đồng bằng sông Cửu Long. Ở khu vực Tây Nguyên, lượng nước trên các ao hồ, công trình thủy lợi rơi vào tình trạng cạn kiệt và gây thiệt hại lớn cho ngành nông nghiệp ở Tây Nguyên. Tại Đăk Lăk, diện tích hạn, thiếu nước gồm 11.811 ha lúa, 457 ha ngô, 47.835 ha cà phê và cây trồng khác; trong đó, diện tích bị mất trắng 4.364 ha (3.260 ha lúa, 274 ha ngô, 655 ha cà phê…). 19.000 hộ dân thiếu nước; Tại Đắc Nông gồm 460 ha lúa, 16.300 ha cây trồng khác bị hạn, thiếu nước; tại Gia Lai có 3.888,78 ha lúa, rau màu 551,33ha, cây công nghiệp 5.405, 08ha bị hạn, thiếu nước; tại Kon Tum diện tích hạn, thiếu nước gồm 252,96ha lúa. Ước tính chung thiệt hại do hạn hán đầu năm 2016 gây ra cho riêng tỉnh Đắk Lắk khoảng 2.009 tỷ đồng, tỉnh Gia Lai khoảng 141,1 tỷ đồng. Đối với tỉnh Đăk Lăk, biến đổi khí hậu đã gây ra tổng lượng mưa và nhiệt độ các khu vực hàng năm biến động không theo quy luật, xu hướng bất lợi cho sản xuất và đời sống của nhân dân. Cho đến thời điểm hiện nay, Trung tâm dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia và các đài khí tượng thủy văn khu vực chưa xây dựng được hệ thống giám sát và cảnh báo hạn cho một số các khu vực trọng điểm. Bên cạnh đó, các phương án dự báo thủy văn 10 ngày và tháng thường mắc sai số lớn với chất lượng thường chỉ đạt 50-60% vì các phương án chỉ là các quan hệ hồi quy đơn giản được xây dựng từ lâu. Để phục vụ tốt cho công tác dự báo nghiệp vụ, cảnh báo sớm hạn hán thì việc xây dựng một hệ thống giám sát, cảnh báo, dự báo hạn trở thành yêu cầu rất cấp bách, cần được sớm xây dựng hoàn chỉnh tạo thành công cụ hỗ trợ hữu hiệu đưa ra các dự báo cảnh báo về thiếu nước, khô hạn đối với khu vực nghiên cứu. Vì vậy, đề tài: “ Nghiên cứu xây dựng công cụ giám sát và cảnh báo hạn phục vụ công tác chỉ đạo sản xuất và phòng chống thiên tai cho tỉnh Đăk Lăk ” nhằm bước đầu nghiên cứu đánh giá xây dựng một công cụ mới cho công tác dự báo hạn cho khu 1
vực giúp cảnh báo tốt tình trạng hạn hán xảy ra trong mùa cạn. 2. Mục tiêu của luận văn: Nghiên cứu, phân tích và thử nghiệm xây dựng một công cụ cho công tác dự báo hạn cho khu vực giúp cảnh báo tình trạng hạn hán xảy ra trong mùa cạn. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: - Đối tượng nghiên cứu: Dựa vào số liệu khí tượng thủy văn trên khu vực kết hợp với mô hình toán và các phần mềm hỗ trợ khác để dự báo hạn trên khu vực. - Phạm vi nghiên cứu: Tỉnh Đăk Lăk. 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: 4.1 Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu, các thông tin liên quan - Thu thập tài liệu, số liệu, các thông tin có liên quan đến đề tài như: Điều kiện tự nhiên, Kinh tế - Xã hội khu vực nghiên cứu - Thu thập tài liệu, số liệu, các thông tin có liên quan đến tình hình hạn hán của khu vưc. - Thu thập tài liệu, số liệu, các thông tin có liên quan đến tình hình khí tượng, thủy văn. 4.2 Phương pháp mô hình toán Từ những tài liệu, số liệu thu thập được, tiến hành phân tích, tổng hợp số liệu, lựa chọn mô hình toán phù hợp để sử dụng tính toán mô phỏng thủy văn cho khu vực nghiên cứu. 5. Kết quả dự kiến đạt được: - Xây dựng phương pháp cảnh báo hạn khu vực nghiên cứu. - Xây dựng bản đồ cảnh báo hạn khu vực nghiên cứu. 6. Cấu trúc luận văn: Nội dung của luận văn ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn được chia thành 3 chương với nội dung như sau: Chương 1: Tổng quan về nghiên cứu Chương 2: Phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết quả nghiên cứu Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về hạn hán 1.1.2 Định nghĩa và phân loại hạn hán Hạn hán là một hiện tượng thường xuyên tái diễn của khí hậu. Hạn hán thường được kết hợp với thiếu mưa và được định nghĩa như là một sự kiện khí tượng mà xuất phát từ sự thiếu hụt lượng mưa trong một khoảng thời gian dài so với một số điều kiện trung bình dài hạn. Sự xuất hiện và tác động của hạn hán được dự kiến sẽ tăng trong tương lai như biến đổi khí hậu có thể làm thay đổi tần suất, cường độ và mức độ của hạn hán (IPCC, 2012:13) thêm vào áp lực tăng trưởng dân số và đô thị hóa. Đặc biệt ở vùng đất khô hạn hoặc bán khô hạn sẽ bị ảnh hưởng nhiều nhất như các nguồn nước có sẵn ở mức thấp trong điều kiện bình thường, nhu cầu thường là gần hoặc vượt quá khả năng thích ứng của tự nhiên và xã hội để đối phó với tình hình hạn hán (Dai, 2011 trong Van Loon 2013: 4). Hạn hán là một sự sai khác theo thời gian, rất khác với sự khô hạn. Bởi khô hạn bị giới hạn trong những vùng lượng mưa thấp, nhiệt độ cao và là một đặc trưng lâu dài của khí hậu (Whitle, 2003). Hơn nữa, hạn là một trong các thảm họa tự nhiên như: xoáy, lũ lụt, động đất, sự phun trào núi lửa, và sóng thần, nhưng hầu hết các thảm họa tự nhiên này đều là các sự kiện có sự khởi đầu nhanh chóng, và có ảnh hưởng trực tiếp và có cấu trúc, thì hạn hán lại ngược lại. Hạn hán khác với các thảm họa khác theo các khía cạnh quan trọng sau: (Wilhite, 2003) - Không tồn tại một định nghĩa chung về hạn hán - Hạn hán có sự khởi đầu chậm, là hiện tượng từ từ, dẫn đến khó có thể xác định được sự bắt đầu và kết thúc một sự kiện hạn. - Thời gian hạn dao động từ vài tháng đến vài năm, vùng trung tâm và vùng xung quanh bị ảnh hưởng bởi hạn hán có thể thay đổi theo thời gian. - Không có một chỉ thị hoặc một chỉ số hạn đơn lẻ nào có thể xác định chính xác sự bắt đầu và mức độ khắc nghiệt của sự kiện hạn cũng như các tác động tiềm năng của 3
nó, nhưng với sự kết nhiều chỉ số lại có hiệu quả hơn. - Phạm vi không gian của hạn hán thường lớn hơn nhiều so với các thảm họa khác, do đó các ảnh hưởng của hạn thường trải dài trên nhiều vùng địa lý lớn Các tác động của hạn nhìn chung không theo cấu trúc và khó định lượng. Các tác động tích lũy lại và mức độ ảnh hưởng của hạn sẽ mở rộng khi các sự kiện hạn tiếp tục kéo dài từ mùa này sang mùa khác hoặc sang năm khác Mặt khác, hạn hán ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực kinh tế và xã hội nên các định nghĩa về hạn sẽ được đưa ra theo nhiều cách tiếp cận khác nhau: như các ngưỡng sử dụng, theo mục đích sử dụng, khu vực, địa phương… Hơn nữa, hạn xảy ra với tần suất thay đổi gần như ở tất cả các vùng trên toàn cầu, các tác động của hạn đến nhiều lĩnh vực cũng khác nhau theo không gian và thời gian. Như vậy để có được một định nghĩa chung nhất về hạn hán thì rất khó. Theo Wilhite (2003), tác giả cho rằng mặc dù các nhân tố khí hậu (nhiệt độ cao, gió mạnh, độ ẩm tương đối thấp) thường gắn liền với hạn hán ở nhiều vùng trên thế giới và có thể làm nghiêm trọng thêm mức độ hạn, song lượng mưa vẫn là nhân tố ảnh hưởng chính gây ra hạn hán và tác giả cũng đã đưa ra một định nghĩa về hạn: “hạn hán là kết quả của sự thiếu hụt lượng mưa tự nhiên trên một thời kỳ dài, thường là một mùa hoặc lâu hơn”. Chính vì vậy mà hạn hán thường được gắn liền với các khoảng thời điểm (mùa hạn chính, sự khởi đầu muộn của mùa mưa, sự xuất hiện mưa trong mối liên hệ với các giai đoạn sinh trưởng chính của cây trồng) và đặc tính của mưa (cường độ mưa, các đợt mưa). Với các thời điểm hạn xuất hiện hạn khác nhau sẽ dẫn đến các sự kiện hạn khác nhau về tác động, phạm vi ảnh hưởng cũng như các đặc tính khí hậu của hạn khác nhau. Do đó, việc quản lý tác động hạn hán trong tương lai thông qua việc tăng khả năng thích ứng của các cộng đồng địa phương sẽ rất quan trọng. Mỗi quá trình hạn hán gắn liền với không gian và thời gian khác nhau. So với lũ lụt, hạn hán phát triển chậm và rất khó để phát hiện và có nhiều tác động trong bất cứ khu vực nào. Hạn hán thường được xác định theo hạn khí tượng nông nghiệp, thủy văn và kinh tế xã hội (Mishra và Singh, 2010) (Hình 1). 4
Sự biến đổi khí hậu tự nhiên Thiếu hụt lượng mưa Nhiệt độ trên cao, gió trên cao, độ Hạn khí tượng (tổng lượng, cường độ, thời gian) ẩm tương đối thấp, ánh sáng mặt trời lớn, độ che phủ mây thấp Giảm sự lọc, dòng chảy, sự thấm Gia tăng sự bốc thoát hơi nước sâu và gia nhập nước ngầm Hạn nông nghiệp Thiếu hụt nước dưới đất Căng thẳng kế hoạch về nước, giảm sinh khối và năng suất Hạn thủy văn Suy giảm dòng chảy tới hồ chứa, hồ, ao, đầm lầy và môi trường tự nhiên Tác động kinh tế Tác động xã hội Tác động môi trường Hình 1: Sơ đồ phân loại các quá trình hạn hán (Nguồn: Trung tâm giảm nhẹ hạn hán quốc gia, đại học Nebraska-Lincoln, U.S.A). Hạn hán có thể phân loại theo nhiều cách khác nhau, nhưng phổ biến nhất là phân thành bốn loại hạn cơ bản: hạn khí tượng, hạn nông nghiệp, hạn thủy văn, hạn kinh tế xã hội. Hạn khí tượng (Meteorological Drought): Thường là một biểu hiện về sự chênh lệch (thiếu hụt) lượng mưa (giáng thủy) trong suốt một khoảng thời gian nào đó Các ngưỡng đã được chọn, (như 50 % lượng mưa chuẩn của thời kì 6 tháng) sẽ biến đổi theo nhu cầu và ứng dụng của người sử dụng ở từng địa phương. Những trị số đo khí tượng là những chỉ số đầu tiên của hạn hán. Hạn nông nghiệp (Agricultural Drought): Hạn nông nghiệp thường xảy ra ở nơi độ ẩm đất không đáp ứng đủ nhu cầu của một cây trồng cụ thể ở thời gian nhất định và cũng ảnh hưởng đến vật nuôi và các hoạt động nông nghiệp khác. Mối quan hệ giữa lượng mưa và lượng mưa thấm vào đất thường không được chỉ rõ. Sự thẩm thấu lượng mưa vào trong đất sẽ phụ thuộc vào các điều kiện ẩm trước đó, độ dốc của đất, loại đất, cường độ của sự kiện mưa. Các đặc tính của đất cũng biến đổi. 5
Ví dụ, một số loại đất có khả năng giữ nước tốt hơn, nên nó giữ cho các loại đất đó ít bị hạn hơn. Hạn thuỷ văn (Hydrological Drought): Hạn thủy văn liên quan đến sự thiếu hụt nguồn nước mặt và các nguồn nước mặt phụ. Nó được lượng hóa bằng dòng chảy, tuyết, mực nước hồ, hồ chứa và nước ngầm. Thường có sự trễ thời gian giữa sự thiếu hụt mưa, tuyết, hoặc ít nước trong dòng chảy, hồ, hồ chứa, làm cho các giá trị đo đạc của thủy văn không phải là chỉ số hạn sớm nhất. Cũng giống như hạn nông nghiệp, hạn thủy văn không chỉ ra được mối quan hệ rõ ràng giữa lượng mưa và trạng thái cung cấp nước bề mặt trong các hồ, bể chứa, tầng ngập nước, dòng suối. Bởi vì các thành phần của hệ thống thủy văn rất hữu ích cho những mục tiêu cạnh tranh và phức tạp, như sự tưới tiêu, tái tạo lại, ngành du lịch, kiểm soát lũ lụt, vận chuyển, sản xuất năng lượng thủy nhiệt điện, cung cấp nước trong nhà, bảo vệ các loài vật nguy hiểm và việc quản lý và bảo tồn môi trường và xã hội. Hạn kinh tế-xã hội khác hoàn toàn với các loại hạn khác. Bởi nó phản ánh ánh mối quan hệ giữa sự cung cấp và nhu cầu hàng hóa kinh tế (ví dụ như cung cấp nước, thủy điện), nó phụ thuộc vào lượng mưa. Sự cung cấp đó biến đổi hàng năm như là một hàm của lượng mưa và nước. Nhu cầu nước cũng dao động và thường có xu thế dương do sự tăng dân số, sự phát triển của đất nước và các nhân tố khác nữa. 1.1.2 Các đặc trưng và nguyên nhân gây ra hạn hán Theo (Whitle, 2003, M. Singh, 2006) khi so sánh các đợt hạn hán với nhau, tác giả thấy rằng mỗi đợt hạn hán thường khác nhau bởi được bởi ba đặc trưng sau đây: cường độ, thời gian, sự trải rộng theo không gian của hạn hán. - Cường độ hạn hán được định nghĩa là mức độ thiếu hụt lượng mưa hay mức độ ảnh hưởng hạn hán kết hợp với sự thiếu hụt đó. Nó thường được xác định bởi sự trệch khỏi mức độ trung bình của các chỉ số khí hậu và liên quan mật thiết với thời gian xác định ảnh hưởng của hạn. - Thời gian hạn hán chỉ khoảng thời gian một đợt hạn hán kéo dài, thông thường nó kéo dài ít nhất là hai đến ba tháng để chắc chắn là hạn hán, sau đó có thể kéo dài hàng tháng hàng năm. 6
- Hạn hán còn có sự khác nhau theo không gian. Hạn có thể xảy ra trên nhiều vùng với diện tích hàng trăm km2 nhưng với mức độ gần như không nghiêm trọng và thời gian tương đối ngắn. Hạn lục địa có thể trải rộng trên nhiều vùng với diện tích hàng trăm, hàng nghìn km2, đặc biệt là các trường hợp nghiêm trọng hạn có thể trải rộng hàng triệu km2, có khi chiếm gần nửa đại lục (WMO, 1975). Diện tích bị ảnh hưởng bởi hạn hán có thể tăng dần lên khi hạn nghiêm trọng xảy ra và các vùng hạn hán có cường độ hạn cực đại cũng sẽ thay đổi từ mùa này sang mùa khác. Theo Nguyễn Đức Ngữ (2002), hạn hán xảy ra do thời tiết bất thường gây nên lượng mưa thường xuyên ít ỏi hoặc nhất thời thiếu hụt lượng mưa. Thường hạn hán bắt nguồn từ các nguyên nhân sau Hạn hán do mưa quá ít, lượng mưa không đáng kể trong một thời gian dài, hầu như quanh năm, đây là tình trạng khá phổ biến trên các vùng khô hạn và bán khô hạn. Hạn hán do lượng mưa trong một thời gian dài thấp hơn rõ rệt so với mức nhiều năm cùng kỳ. Tình trạng này có thể xảy ra cả ở nhiều vùng mưa. Mưa không ít lắm, nhưng trong một thời gian nhất định trước đó không mưa hoặc mưa chỉ đáp ứng nhu cầu tối thiểu của sản xuất và môi trường xung quanh. Đây là tình trạng phổ biến trên các vùng khí hậu gió mùa, có sự khác biệt rõ rệt về mưa giữa mùa mưa và mùa khô. Bản chất và tác động của hạn hán gắn liền với định loại về hạn hán. Hiện tượng ElNino cũng tác động khá mạnh đến tình trạng hạn hán. Năm ELNino, lượng mưa giảm, nhiệt độ bức xạ mặt trời tăng lên, bốc hơi tăng mạnh nên dễ gây hạn hán (như bang ladet), Còn ở Việt Nam, 1998 xảy ra hiện tượng ElNino hạn hán nghiêm trọng ở Tây Nguyên. Ngoài ra còn do tác động của con người. Đầu tiên là do tình trạng phá rừng bừa bãi làm mất nguồn nước ngầm dẫn đến cạn kiệt nguồn nước. Tiếp đó là việc trồng cây không phù hợp, vùng ít nước trồng cây cần nhiều nước (như lúa) làm cho việc sử dụng nước quá nhiều, dẫn đến việc cạn kiệt nguồn nước. Thêm vào đó công tác quy hoạch sử dụng nước, bố trí công trình không phù hợp, làm cho nhiều công trình không phát huy được tác dụng trong khi vùng cần nhiều nước lại bố trí công trình nhỏ, còn vùng thiếu nước (nguồn nước tự nhiên) lại bố trí xây dựng công trình lớn. Bên cạnh đó, chất lượng thiết kế, thi công công trình chưa được hiện đại hóa và không phù hợp. Hạn hán 7
thiếu nước trong mùa khô (mùa kiệt) là do không đủ nguồn nước và thiếu những biện pháp cần thiết để đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày càng tăng của nền kinh tế-xã hội ở các khu vực nơi chưa có quy hoạch hợp lý hoặc quy hoạch phát triển không phù hợp với mức độ hài hòa của tự nhiên. Mức độ nghiêm trọng của hạn hán càng tăng cao do nguồn nước dễ bị tổn thương, suy thoái lại chịu tác động mạnh của con người. 1.1.3 Đặc điểm hạn hán trong những năm gần đây Hạn thường gây ảnh hưởng lớn trên diện rộng và gây thiệt hại lớn về người và của. Tuy ít khi là nguyên nhân trực tiếp gây tổn thất về nhân mạng nhưng thiệt hại do hạn gây ra rất lớn. Theo số liệu của Trung tâm giảm nhẹ hạn hán quốc gia Mỹ, hàng năm hạn hán gây thiệt hại cho nền kinh tế Mỹ khoảng 6-8 tỷ USD (so với 2,41 tỷ USD do lũ và 1,2-4,8 tỷ USD do bão). Đợt hạn hán lịch sử ở Mỹ xảy ra vào năm 1988-1989 gây thiệt hại 39-40 tỷ USD, lớn hơn nhiều so với thiệt hại kỷ lục của lũ (15-27,6 tỷ USD, 1993) và bão (25-33,1 tỷ USD, 1992). Hạn hán cùng với sa mạc hóa là những thiên tai mang tính thường xuyên ở Châu Phi, và là một trong hai nguyên nhân chính (hạn hán và nội chiến) dẫn đến nạn đói ở nhiều quốc gia thuộc lục địa đen. Hạn cũng gây những tổn thất lớn về kinh tế và môi sinh ở nhiều quốc gia khác như Ấn độ, Pakistan, Australia, ... Hạn hán dưới tác động của El Nino vào năm 1997-1998 đã gây cháy rừng trên diện rộng ở Indonesia, không chỉ làm thiệt hại rất lớn về kinh tế của nước này mà còn là một thảm họa môi sinh cho nhiều nước thuộc khu vực Đông Nam Á. Khói của những đám cháy này đã lan qua các quốc gia láng giềng Singapore, Malaysia đến tận gần phần biển thuộc Việt Nam. Trong đợt sóng nhiệt diện rộng năm 1994, nhiệt độ bình quân 37-400C kéo dài trong nhiều ngày ở Nhật Bản gây hạn nặng trên 1/3 lãnh thổ nước này và gây thiếu nước sinh hoạt trầm trọng nhiều nơi trong vùng. Trong những năm gần đây tình trạng hạn hán có xu hướng ngày càng gia tăng và khốc liệt có thể kể đến một số đợt hạn nặng tại một số nước như sau: Năm 2014, nhiều nơi ở Tây Ban Nha bị hạn hán cường độ cao nhất trong hơn một thế kỷ rưỡi. Valencia và Alicante là hai trong những khu vực bị ảnh hưởng tồi tệ nhất. Theo cơ quan khí tượng của nước nước này, trong vòng 150 năm qua, họ chưa bao giờ chứng kiến một đợt hạn hán dài và dữ dội như vậy; Hạn hán Brazil năm 2015, là một đợt hạn hán kéo dài ảnh hưởng đến phía đông nam của Brazil bao gồm cả khu vực đô thị của Sao Paulo và Rio 8
de Janeiro. Đợt hạn hán này được mô tả là tồi tệ nhất trong 80 năm qua. Hàng năm hạn hán xảy ra ở vùng này hay vùng khác với mức độ và thời gian khác nhau, gây ra những thiệt hại to lớn đối với kinh tế. Theo thống kê của Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn Trung ương trong 40 năm qua, ở Bắc Bộ đã xảy ra những năm hạn nặng vào vụ đông xuân: năm 1959, 1961, 1970, 1984, 1986, 1989, 993, 1998 và vụ mùa 1960, 1961, 1963, 1964. Trung Bộ và Nam Bộ có hạn nặng trong các năm 1983, 1987, 1988, 1990, 1992, 1998. Đặc biệt là hai đợt hạn nghiêm trọng năm 1992- 1993, 1997-1998 ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước sản xuất nông nghiệp trên cả nước. Thiếu hụt nghiêm trọng lượng mưa năm 1992 đã gây hạn hán thiếu nước cho sản xuất và dân sinh trong năm 1993. Năm 1992, lượng mưa hàng năm thiếu hụt tới 30-70%, có nơi tới 100% so với trung bình nhiều năm từ tháng VIII đến tháng XI, tới 40- 60% năm 1993 trong 7 tháng đầu năm. Tổng diện tích lúa vụ đông xuân bị hạn trên các vùng trên 176.000 ha, bị chết là trên 22.000 ha. Vụ hè thu năm 1993, lượng mưa thiếu hụt nghiêm trọng, nắng nóng gay gắt, bốc hơi nhiều dẫn đến hạn hán rất nghiêm trọng, dự trữ nước trong đất, sông suối và ở các hồ chưa rất ít. Mực nước trên các sông lớn đều thấp hơn trung bình nhiều năm từ 0,1- 0,5m, các hồ chứa vừa và nhỏ đều cạn kiệt. Đặc biệt các tỉnh từ Thanh Hóa đến Bình Thuận, hạn hán tác động mạnh đến nông nghiệp (41,2% diện tích gieo trồng bị hạn, trong đó 24.090 ha bị chết, đồng bằng sông Cửu Long hạn hán ít gay gắt hơn, có 8564 ha lúa bị chết). Hạn hán năm 1998 xảy ra trên toàn đất nước là do hiện tượng El- Nino 1997- 1998 kéo dài 15 tháng (từ tháng IV năm 1997 đến tháng VI năm 1998) gây ra. Nhiệt độ bề mặt trái đất năm 1997 cao hơn trung bình nhiều năm là 0,430C. Ở nước ta nhiệt độ trung bình tháng từ tháng X đến 1997 đến tháng VI năm 1998 thường cao hơn trung bình nhiều năm, nhiều đợt nắng nóng gay gắt, kéo dài nhiều ngày với nhiệt độ cao nhất tuyệt đối lên tới 40-410C. Bên cạnh đó, lượng mưa cũng đặc biệt, Bắc Bộ mưa rất ít trong các tháng đầu năm, mùa mưa đến muộn tổng lượng mưa chỉ bằng trung bình năm 1998 chỉ bằng 60-80% lượng mưa trung bình nhiều năm, ở Bắc Trung Bộ lượng mưa chỉ bằng 60- 95% lượng mưa trung bình nhiều năm, Nam Trung Bộ, từ tháng I đến tháng VIII (trừ tháng V), lượng mưa thấp hơn trung bình nhiều năm, nhưng các tháng còn lại lượng mưa cao hơn bình thường. Chính vì vậy đầu năm hạn hán xảy ra nghiêm trọng, lũ lụt xảy ra nghiêm trọng từ tháng IX cho đến cuối năm. Ở Nam Bộ và Tây Nguyên, lượng 9
mưa đều ít hơn trung bình nhiều năm. Hạn hán, thiếu nước mùa khô 1997-1998 nghiêm trọng nhất, hầu như bao trùm cả nước, gây thiệt hại lớn: diện tích lúa bị hạn cả nước lên tới 254.000 ha trong đó 30.740 ha bị mất trắng vụ đông xuân, 435.320 ha bị hạn trong đó 70810ha bị chết vụ hè thu, 153.070 ha trong đó 22.690 ha bị mất trắng trong vụ mùa. Ngoài ra hàng chục nghìn ha cây công nghiệp và cây ăn quả bị hạn, gần 3 triệu người thiếu nước sinh hoạt. Trong những năm gần đây, hạn hán cũng xảy ra trên diện rộng và gây ra những thiệt hại nghiêm trọng cho người dân ở nhiều tỉnh. Năm 2001, các tỉnh Phú Yên, Quảng Nam, Quảng Bình, Quảng Trị là những tỉnh bị hạn nghiêm trọng. Các tháng VI và VII hầu như không mưa. Chỉ riêng ở Phú Yên, hạn hán đã gây thiệt hại cho 7200 ha mía, 500 ha sắn, 225 ha lúa nước và 300 ha lúa nương. Trong 6 tháng đầu năm 2002, hạn hán nghiêm trọng đã diễn ra ở vùng Duyên hải Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Đông Nam Bộ gây thiệt hại về mùa màng, gây cháy rừng trên diện rộng, trong đó có cháy rừng lớn ở các khu rừng tự nhiên U Minh thượng và U Minh hạ. Những tháng trước mùa mưa năm 2003, hạn hán bao trùm hầu khắp Tây Nguyên, gây thiệt hại cho khoảng 300 ha lúa ở Kon Tum, 3000 ha lúa ở Gia Lai và 50.000 ha đất canh tác ở Đắk Lắc; thiếu nước cấp cho sinh hoạt của 100.000 hộ dân. Chỉ tính riêng cho Đắk Lắc, tổng thiệt hại ước tính khoảng 250 tỷ đồng. Hạn hán thiếu nước năm 2004-2005 xảy ra trên diện rộng nhưng không nghiêm trọng như năm 1997-1998. Ở Bắc Bộ, mực nước sông Hồng tại Hà Nội vào đầu tháng 3 xuống mức 1,72 m thấp nhất kể từ năm 1963 đến năm 2005. Ở Miền Trung và Tây Nguyên, nắng nóng kéo dài, dòng chảy trên các sông suối ở mức thấp hơn trung bình nhiều năm cùng kỳ, một số suối cạn kiệt hoàn toàn; nhiều hồ, đập dâng hết khả năng cấp nước. miền Trung và Tây Nguyên, nắng nóng kéo dài, dòng chảy trên các sông suối xuống thấp và ở mức thấp hơn trung bình nhiều năm cùng kỳ, một số suối cạn kiệt hoàn toàn; nhiều hồ, đập dâng hết khả năng cấp nước. Ninh Thuận là địa phương bị hạn hán thiếu nước khốc liệt nhất trong vòng 20 năm qua, toàn tỉnh có 47.220 người 10
thiếu nước sinh hoạt. Tại Bình Thuận thì từ tháng 11/2004-2/2005 hầu như không có mưa. Mực nước trên các sông suối gần như cạn kiệt hoặc còn rất nhỏ,mực nước các hồ chứa trong tỉnh đều thấp hơn mực nước chết từ 1,7-2,2m, hạn hán thiếu nước đã khiến 16.790 hộ thiếu đói, gần 50.000 người bị thiếu nước sinh hoạt. Tổng thiệt hại do hạn hán gây ra ở các tỉnh Nam Trung Bộ và Tây Nguyên đã lên tới trên 1.700 tỷ đồng. Ninh Thuận là địa phương bị hạn hán thiếu nước khốc liệt nhất trong vòng 20 năm qua, chủ yếu do mưa ít, lượng mưa trong 4 tháng (từ tháng 11/2004 đến tháng 2/2005) chỉ bằng khoảng 41% TBNN; các sông suối, ao hồ đều khô cạn, chỉ có hồ Tân Giang còn khoảng 500.000 m3 nước nhưng ở dưới mực nước chết, hồ thuỷ điện Đa Nhim nguồn cung cấp nước chủ yếu cho Ninh Thuận, cũng chỉ còn 1/3 dung tích so với cùng kỳ năm trước. Toàn tỉnh có 47.220 người thiếu nước sinh hoạt. Hạn hán thiếu nước mùa khô năm 2009 – 2010: là năm rất nhiều khu vực trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Trên các hệ thống sông, suối toàn quốc, dòng chảy đều thiếu hụt nhiều so với trung bình nhiều năm, có nơi tới 60-90%; mực nước nhiều nơi đạt mức thấp nhất lịch sử đã gây thiếu nước cho sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp. Bên cạnh tình trạng hạn hán còn xảy ra ra hiện tượng cháy rừng do thiếu nước, nhiệt độ cao, bốc hơi nhiều. Năm 2011 cũng xảy ra nhiều vụ cháy rừng như ở Phú Yên, Thừa Thiên Huế. Trong năm 2013, hạn hán bao trùm hầu khắp Tây Nguyên, gây thiệt hại cho khoảng 300 ha lúa ở Kon Tum, 3000 ha lúa ở Gia Lai và 50.000 ha đất canh tác ở Đắk Lắc; thiếu nước cấp cho sinh hoạt của 100.000 hộ dân. Chỉ tính riêng cho Đắk Lắc, tổng thiệt hại ước tính khoảng 250 tỷ đồng. Hạn hán cuối năm 2015 đầu năm 2016: Hạn hán nghiêm trọng diễn ra ở Tây Nguyên, Nam Trung Bộ và Đồng bằng sông Cửu Long. Ở khu vực Tây Nguyên, lượng nước trên các ao hồ, công trình thủy lợi rơi vào tình trạng cạn kiệt và gây thiệt hại lớn cho ngành nông nghiệp ở Tây Nguyên. Tại Đắk Lắk, diện tích hạn, thiếu nước gồm 11.811 ha lúa, 457 ha ngô, 47.835 ha cà phê và cây trồng khác; trong đó, diện tích bị mất trắng 4.364 ha (3.260 ha lúa, 274 ha ngô, 655 ha cà phê…). 19.000 hộ dân thiếu nước; Tại Đắc Nông gồm 460 ha lúa, 16.300 ha cây trồng khác bị hạn, thiếu nước; tại Gia Lai có 3.888,78 ha lúa, rau màu 551,33ha, cây công nghiệp 5.405, 08ha bị hạn, thiếu nước; tại Kon Tum diện tích hạn, thiếu nước gồm 252,96ha lúa. Ước tính chung thiệt hại do hạn hán đầu năm 2016 11
gây ra cho riêng tỉnh Đắk Lắk khoảng 2.009 tỷ đồng, tỉnh Gia Lai khoảng 141,1 tỷ đồng. Trong bối cảnh thiên tai đang có xu hướng cực đoan hơn bởi tác động của biến đổi khí hậu, công tác phòng, chống thiên tai được Đảng, Nhà nước và nhân dân ta xác định là một trong những nhiệm vụ ưu tiên và xuyên suốt trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội. Bên cạnh đầu tư kinh phí và sức lực liên tục trong nhiều năm để xây dựng hệ thống các công trình, cơ sở vật chất phòng chống thiên tai, Nhà nước đã quan tâm đầu tư cho những nghiên cứu về hạn hán nhằm giảm nhẹ những thiệt hại do hạn hán gây ra. 1.2 Tổng quan các phương pháp và nghiên cứu về hạn hán trong và ngoài nước. 1.2.1 Các nghiên cứu về hạn hán trên thế giới Xu hướng gần đây về sự gia tăng của dao động khí hậu và sự tổn thương với hạn hán đã nhấn mạnh sự cần thiết phải tiến hành thiết lập và thực hiện một hệ thống giám sát và dự báo tích hợp. Công cụ giám sát hạn hán Hoa Kỳ (The US Drought Monitor) được thành lập năm 1999 để tích hợp tốt hơn các dữ liệu về các điều kiện hiện tại là một công cụ mới và quan trọng trong việc giám sát hạn hán. Công cụ này là sự liên kết những nỗ lực của Bộ Nông nghiệp Mỹ, Trung tâm Quốc gia giảm thiểu hạn hán, Trung tâm Dự báo Khí hậu (CPC) của NOAA và Trung tâm Dữ liệu Khí hậu Quốc gia (NCDC) và trở thành sản phẩm nghiệp vụ từ ngày 18 tháng 8 năm 1999 (Hình 2). Hình 2: Công cụ giám sát hạn hán ở Hoa Kỳ Giám sát hạn Bắc Mỹ (NADM) là kết quả hợp tác giữa Hoa Kỳ, Mexico và Canada bắt đầu từ năm 2002. Bản tin giám sát hạn được cập nhật trên web site 12
http://www.ncdc.noaa.gov/oa/climate/monitoring/drought/nadm. Ví dụ về bản tin giám sát hạn Bắc Mỹ được trình bày trên hình 3. Hình 3: Thông tin giám sát hạn hán ở Bắc Mỹ WMO và UNDP đã thiết lập Trung tâm Giám sát hạn khu vực (DMC) cho Vùng Sừng lớn Châu Phi (Greater Horn of Africa) vào năm 1989. Sau đó đến năm 2003, DMC tại Nairobi trở thành Viện đặc biệt của Cơ quan quyền lực Liên chính phủ về phát triển (IGAD) và đổi tên thành Trung tâm dự báo và ứng dụng khí hậu của IGAD (ICPAC). Trung tâm này có trách nhiệm về giám sát, dự báo, cảnh báo sớm và ứng dụng thông tin khí hậu nhằm giảm thiểu nguy hại liên quan đến khí hậu cho Vùng Sừng Lớn châu Phi. Bản tin của ICPAC được cập nhật trên web site http://www.icpac.net (Hình 4). Hình 4: Các sản phẩm liên quan đến khí hậu và hạn hán của ICPAC 13