Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5
268
NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN NƯỚC
DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ
PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI CỦA HỆ THỐNG THỦY LỢI
HỒ CHỨA NƯỚC SÔNG MỰC TỈNH THANH HÓA
Ngô Văn Quận1, Lê Văn Kiên2
1Đại học Thủy lợi, email: ngovanquan@tlu.edu.vn
2Công ty TNHH MTV KTCTTL Sông Chu Thanh Hoá,
email: kienktsc@gmail.com
1. GIỚI THIỆU CHUNG
Biến đổi khí hậu thực sự đã tác động và
ảnh hưởng trực tiếp đến việc quản lý, cung
cấp và phân bổ nguồn nước tại các khu vực,
đây sẽ là những thách thức rất lớn đối với các
nhà quản lý quy hoạch và phát triển tài
nguyên nước. Trong những năm gần đây một
số nhà khoa học đã quan tâm và nghiên cứu
về diễn biến của biến đổi khí hậu nguyên
nhân do sự gia tăng các hoạt động tạo ra các
chất thải khí nhà kính tác động lên khí hậu
toàn cầu như: Biến đổi khí hậu đã ảnh hưởng
đến sự thay đổi lượng mưa và nhiệt độ không
khí trung bình trong ba thập kỷ qua có sự
thay đổi lớn. Cụ thể, nghiên cứu đã chỉ ra
trong ba thập nhiên tới tại Hàn Quốc ở các
lưu vực nhỏ sẽ tăng từ 6.6% đến 9.3% lượng
mưa, và nhiệt độ không khí có xu hướng tăng
thêm từ 0.80C đến 3.20C (Bae. D.H et al.,
2011). Đối với Việt Nam trong năm thập niên
qua (1958 – 2007) nhiệt độ trong bình đã
tăng lên vào khoảng 0.50C đến 0.70C
(MORE., 2009). Nghiên cứu đã chỉ ra sự biến
đổi của các yếu tố và hiện tượng khí hậu cực
đoan như nhiệt độ cực đại (Tx) trên toàn Việt
Nam nhìn chung có xu thế tăng, điển hình là
vùng Tây Bắc và vùng Bắc Trung Bộ. Lượng
mưa ngày cực đại tăng lên ở hầu hết các vùng
khí hậu, nhất là trong những năm gần đây. Số
ngày mưa lớn cũng có xu thế tăng lên tương
ứng và biến động mạnh, nhất là ở khu vực
Miền. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra khí hậu
nửa đầu thế kỷ 21 cũng cho thấy nhiệt độ
không khí trung bình của Việt Nam sẽ tăng
lên đáng kể, có thể lên tới 0.3ºC/thập kỷ.
Lượng mưa cũng có xu thế tăng lên trên hầu
hết các vùng khí hậu, đặc biệt là dải ven biển
Miền Trung (Thanh, et al., 2013).
Thêm vào đó, một vài nghiên cứu đã chỉ ra
rằng biến đổi khí hậu có ảnh hưởng khác
nhau tại các vùng trên thế giới như tại Châu
Âu nhiệt độ trung bình năm có xu hướng tăng
nhiều hơn so với nhiệt độ trung bình toàn
cầu, kết quả cũng chỉ ra nhiệt độ tăng mạnh
nhất vào mùa hè vùng Địa Trung Hải nhưng
lượng mưa lại có xu hướng giảm dần trong
thời gian này (Christensen et al., 2007).
Ngoài ra, tác động của biến đổi khí hậu đã
ảnh trựcc tiếp đến chế độ thủy văn và dòng
chảy mặt của lưu vực được thể hiện qua một
số kết quả nghiên cứu như (Lee et al, 2010;
Shon et al., 2010). Bên cạnh đó, một vài
nghiên cứu chỉ ra rằng sản xuất lương thực
đang và sẽ gặp nhiều rủi ro vì những tác động
của hiện tượng biến đổi khí hậu (Dasgupta S.,
et al., 2007; HLC, 2008).
Từ các nghiên cứu trên cho thấy về tác
động và những giải pháp trước tình trạng
biến đổi khí hậu là một trong những vấn đề
đã, đang và sẽ được quan tâm vì nó không
chỉ ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp mà
còn nhiều đến hoạt động kinh tế, xã hội
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5
269
khác. Hồ chứa nước Sông Mực có nhiệm vụ
cấp nước tưới cho và kết hợp cấp nước phát
điện, khi thiết kế chưa đề cập đến yếu tố
biến đổi khí hậu, những năm gần đây biến
đổi khí hậu đã ảnh hưởng xấu đến việc điều
hành của hồ chứa. Mặt khác, theo đà phát
triển của xã hội thì diện tích tưới của hồ
chứa ngày càng tăng, các khu công nghiệp
mọc lên ngày càng nhiều, gây khó khăn và
những thách thức cho việc cung cấp nước
cũng như không đáp ứng được cung cấp
nước như thiết kế trước đây của hệ thống
thủy lợi hồ chứa nước Sông Mực. Vì vậy,
trong nghiên cứu này, mục đích chính là
nghiên cứu các giải pháp phân bổ tài
nguyên nước dưới tác động của biến đổi khí
hậu và phát triển kinh tế xã hội của hệ
thống thủy lợi hồ chứa nước sông mực tỉnh
Thanh Hóa.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Trong nghiên cứu đã sử dụng phương pháp
mô hình toán, cụ thể trong nghiên cứu này
tác giả đã ứng dụng mô hình Crowat 8.0 để
xác định nhu cầu nước cho nông nghiệp và
mô hình WEAP (Water Evaluation and
Planning System) để mô phỏng và tính toán
cân bằng nước dưới tác động của biến đổi khí
hậu với các phương án khai thác tài nguyên
nước khác nhau dựa trên định hướng phát
triển kinh tế tại vùng nghiên cứu cụ thể là hệ
thống thủy lợi hồ chứa nước Sông Mực,
Thanh Hóa. Phương pháp tính toán được mô
thể hiện trong hình dưới đây (hình 1):
Hình 1. Phương pháp nghiên cứu tổng thể
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Hiện tại hồ chứa nước Sông Mực đang
cung cấp nước tưới cho 4 xã của huyện Như
Thanh và 28 xã huyện Nông Cống. Dựa trên
điều kiện địa hình, địa giới hành chính,
nguồn nước, hiện trạng thủy lợi và phạm vi
nghiên cứu, khu vực nghiên cứu được phân
ra làm 7 tiểu vùng với tổng diện tích tưới là
558,96 ha; Dân số là 145,43 người; Thủy sản
là 597,66 ha; chăn nuôi là 643.113 con và cấp
nước cho công nghiệp.
Theo kết quả tính toán nếu chỉ xét đến tác
động của BĐKH giữ nguyên hiện trạng công
trình công trình khai thác và sử dụng nguồn
nước trong vùng nghiên cứu thì tính đến
2020; 2030 lượng nước đến và nhu cầu có
tác động mạnh theo chiều hướng bất lợi như
thay đổi lớn tỷ lệ dòng chảy mùa kiệt do
lượng mưa giảm 15% và tăng 18% vào mùa
lũ so với thời điểm hiện tại, làm tăng khả
năng và mức độ nghiêm trọng của hạn hán,
lũ lụt. Theo kết quả tính toán nếu so sánh
với giai đoạn hiện tại cho thấy rằng đến năm
2020 lượng nước thiếu hụt trong vùng là
8,97 triệu m3, đến năm 2030 lượng nước
thiếu hụt lên đến 16,03 triệu m3 chủ yếu vào
các tháng mùa kiệt, trong khi đó lượng nước
dư thừa và mùa mưa lũ là 9,15 triệu m3 vào
năm 2020 và 15,39 triệu m3 vào năm 2030.
Cũng theo kết quả tính toán nếu xét tổng
hợp cả tác động từ BĐKH và các số liệu
theo định hướng phát triển kinh tế thì tính
đến 2020; 2030 cho thấy rằng đến năm 2020
lượng nước thiếu hụt trong vùng là 29,6
triệu m3, đến năm 2030 lượng nước thiếu hụt
lên đến 52,9 triệu m3 chủ yếu vào các tháng
mùa kiệt, trong khi đó lượng nước dư thừa
và mùa mưa lũ là 30,2 triệu m3 vào năm
2020 và 50,8 triệu m3 vào năm 2030 so sánh
với giai đoạn hiện tại. Dựa trên cơ sở tính
toán cân bằng nước việc tìm ra phương án
khai thác, sủ dụng và phân bổ nguồn nước là
rất cần thiết. Trong nghiên cứu này tác giả
đưa ra 3 phương án: PA1-Kiên cố hóa kênh
mương cho toàn hệ thống; PA2-Xây dựng
thêm một hồ chứa; PA3-Chuyển đổi cơ cấu
giống cây trồng trong vùng. Sơ đồ tính toán
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5
270
cân bằng nước được của mô hình WEAP
được thể hiện (hình 2).
Hình 2: Sơ đồ cân bằng nước cho vùng
Dựa trên kết quả tính toán đã chỉ ra rằng
lượng nước thiếu hụt lớn nhất là 26,8 triệu
m3 trong năm 2020 và 47,6 triệu m3 trong
năm 2030 khi thực hiện PA1; và lượng nước
thiếu hụt nhỏ nhất khi thực hiện PA2 là 1,8
triệu m3 (2020) và 23,4 triệu m3 (2030), trong
khi PA3 lượng nước thiếu hụt trung bình là
17.9 triệu m3 và 37.1 triệu m3 tương ứng với
các năm 2020 và 2030. Từ những kết quả
tính toán trên, ta nhận thấy rằng khi thực hiện
phương án xây dựng thêm một hồ chứa có
dung tích 48,95 triệu m3 (PA2) để phục vụ
cung cấp nước cho vùng trong thời gian hồ
Sông Mực đã giảm thiểu được lượng thiếu
nước của Sông Mực vào mùa kiệt. Bên cạnh
đó, với địa hình vùng rất phù hợp với việc
xây dựng một hồ phía hạ lưu hồ Sông Mực,
vì diện tích ngập lụt ít, dân cư lại thưa thớt
nên việc đền bù giải phóng mặt bằng cũng
không tốn quá nhiều chi phí. Phương pháp
này vừa mang lại hiệu quả kinh tế cao vừa
giải quyết triệt để nguy cơ thiếu nước trong
tương lai. Chính vì thế phương án 2 sẽ là
phương án tối ưu nhất trong 3 phương án nên
sẽ là phương án được chọn.
4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Qua kết quả ứng dụng mô hình WEAP tính
toán cân bằng nước trong vùng nghiên cứu
cho thấy rằng đây là một công cụ mạnh trong
tính toán cân bằng nước, có thể đánh giá
được các phương án đề xuất trong việc khai
thác và sử dụng tài nguyên nước trong lưu
vực. Các kết quả của mô hình WEAP sẽ cho
chúng ta thông tin về hoạt động của hồ chứa,
của các khu tưới, đô thị và công nghiệp cũng
như các nhà máy điện trong toàn bộ thời gian
tính toán, bao gồm cả mức độ thiếu nước và
thời gian thiếu nước của từng yêu cầu. Qua
kết quả cho thấy, khi chạy theo các phương
án, tất cả cách khu nhu cầu nước đều thiếu
nước tập trung vào các tháng II-V cho cả 3
phương án tính toán.
Kết quả tính toán cũng đã dự báo tổng hợp
nhu cầu sử dụng nước, đánh giá tiềm năng
nguồn nước; cũng như xác định các vấn đề
trong khai thác sử dụng tài nguyên nước và
dự báo xu thế diễn biến tài nguyên nước trên
địa bàn vùng nghiên cứu. Từ đó đưa ra được
giải pháp thích hợp để phân bổ nguồn nước
nhằm cung cấp phương pháp hữu ích cho các
nhà quy hoạch, quản lý và ra chính sách
trong quản lý tổng hợp trên các lưu vực nói
chung và hệ thống hồ chứa nước hồ Sông
Chu nói riêng.
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Bae DH, Jung IW, Demeis PL (2011).
Hydrologic uncertainties in climate change
from IPCC AR4 GCM simulations of the
Chungju basin. Journal of Hydrology, 401:
90-105.
[2] Christensen JH, Whetton P (2007). Fourth
Assessment Report of the
Intergovernmental Panel on Climate.
Cambridge University Press. Cambridge,
United Kingdom and New York, NY, USA.
[3] Lee DK, Sung SY, Jung HC (2010).
Estimating the effect of climate change and
land use change on surface runoff change,
241-248.
[4] Ngô Đức Thành và CS, (2013). Biến đổi khí
hậu Việt Nam. Tạp chí Khoa học Trái đất
và Môi trường, Số 2 (2013) 42-55.