Nghiên cứu hạn hán và đề xuất các giải pháp giảm thiểu hạn hán cho tỉnh ninh thuận

Nguy Trọng Hi u làm chủ nhi m và Nguyên nhân và các gi i pháp phòng chống sa m c hoá ở khu vực ven bi n mi n Trung Ninh Thu n- tài ã xác ị h chỉ tiêu hạn, ánh giá tác ộng của hạ hán hạn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Cán bộ hướng dẫn chính: TS Vũ Thị Thu Lan

Cán bộ hướng dẫn phụ: PGS.TS Nguyễn Viết Lành

Cán bộ chấm phản biện 1: Hoàng Minh Tuyển

Cán bộ chấm phản biện 2: Nguyễn Thanh Hùng

Luận văn thạc sỹ được bảo vệ tại:

HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 10 tháng 04 năm

2019

LỜI CAM ĐOAN

DẪN LỜI NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

……… ……… ………

………

DẪN LỜI NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

……… ……… ………

………

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN

i LỜI CẢM ƠN

ii MỤC LỤC

v DANH MỤC BẢNG BIỂU xi

DANH MỤC HÌNH VẼ xiii

PHẦN MỞ ĐẦU

1 CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH HẠN HÁN VÀ ĐẶC ĐIỂM VÙNG NGHIÊN CỨU

4 1.1 C , ị ĩ ề ạ 4

1.2 Tổ ứ ề ạ ế 6

1 2 1 T ạ ế 6

1.2.2 Nghiên ứ ề ạ ế 7

1.3 Tổ ứ ề ạ ở V N 9

1 3 1 T ạ ở V N

9 1.3.2 N ứ ề ạ ạ V N 10

1.4 K ề ề ế - ộ ủ ỉ N T ậ 14

1 4 1 Vị ị 14

1 4 2 Đ ề ỉ N T ậ 15

1 4 2 1 Đị , ị ạ .

15 1 4 2 2 K ậ .

16 1 4 2 3 T ủ

18 1.4.2.4 D ế ạ ỉ N T ậ 20

1.4.2.5 T ổ ưỡ

22 1.4.2.6 T ả ủ ậ

23 1 4 3 Đặ ể KT – XH ỉ N T ậ 25

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ TÀI LI U VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

2.1 Cơ ở ủ ậ

27 2 1 1 S ắ ượ .

27 2 1 2 S ắ ủ

28

2 1 3 H ắ ộ ư ư ấ 29

2 1 4 C ề ế ộ ỉ N T ậ 29

2 1 5 C ả ỷ 1/100 000

30 2.2 P ươ ứ

30 2 2 1 P ươ ị ỉ ạ

30 2 2 1 1 P ươ ị ạ ượ 30

2.2.1.2 P ươ ị ạ 34

2.2.1.3 P ươ ị ạ ủ 37

2 2 2 P ươ

39 CHƯƠNG 3:ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG HẠN HÁN TỈNH NINH THUẬN 42

3 1 Đặ ể ư ỉ N T ậ 42

3 1 1 N ư ư .

42 3.1.2 N ư ặ

45 3 1 2 1 P ư ặ

45 3 1 2 2 P ư ặ ờ

47 3.1.3 N ưư ấ

49 3 2 X ị ứ ộ ạ ỉ N T ậ ỉ ạ .50

3.2.1 T ỉ ạ

50 3 2 3 Kếả ơ ư .

58 3 2 4 T ư

59 3 2 5 T ò ả

60 3 3 Đ ạ ỉ NT ậ .69

3.3 1 T ộ ủ ề ậ ế ù ạ .69

3.3.2 T ộ ủ ề ị ế ạ 73

CHƯƠNG IV ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TH CH NGHI V I HẠN HÁN NH M PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG 75

4.1 Cơ ở ọ ề ấ ả

75 4 1 1 C ằ ưỉ NT ậ . 75

4 1 2 H ư

78 4 1 2 1 K ưặ .

78 4 1 2 2 K NDĐ

82

96KẾT LUẬN

96

DISSERTATION SUMMARY

+ Student: Dinh Thi Thuong

+ Scientific supervisors: Dr Vu Thi Thu Lan

& Associate Prof Dr Nguyen Viet Lanh

+ Topic: Research drought and propose mitigation solutions drought for Ninh Thuan province

+ Abstract:

Ninh Thuan is a province located in the South Central region with frequentdroughts and water scarcity In order to evaluate drought in Ninh Thuan province,student have chosen to use four research methods simultaneously as inheritance,statistics, GIS maps and mathematical models Based on the overview of localdrought situation, area and situation of drought research at home and abroad, theresults of the delineation of the climate characteristics are characterized by space: thehumid climate of the province with an area of about 1,176 km2; dry up 1,129 km2;and very dry area of 1,055km2 of a total of 3,358km2 of the whole province Based

on the analysis results, the research has selected 8 suitable indices for the Ninhthuanprovince including 4 meteorological term indexes (X, Ki, Kn and R20); 1 index ofhydrological is Khan and 3 indices of agricultural drought (Prescott K, Gaussen FXelianhicop K) to calculate and evaluate drought variation in Ninh Thuan region.Calculation results have assessed that the current status is mainly concentrated inFebruary to August every year The cause of drought is mainly due to prolonged hotand dry climate, low rainfall and much reduced surface flow during the dry months.From the research results, the author has developed a set of drought-partitioningmaps for months (2-8) in Ninh Thuan province

The result of water balance of the province has been established and is the mainbasis for proposing an adaptation solution for regions across the province, especiallycoastal sandy areas, population concentration areas and the same The region is mostaffected by drought

Keywords: Ninh Thuan, drought, drought index

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH VẼ

Trang

H 1 1: Sơ ả ạ ạ

5 H 1 2: Bả ị ỉ N T ậ .

16 H 2 1: Sơ vị trí trạ ƣơ – thủ ỉnh Ninh Thuận 28

Hình 2.2: Sơ ể ƣ MIKE B 41

H 2 3: Sơ ằ ƣ ƣơ ạ

41 H 3 1: Sơ ẳ ị ƣợ ƣ ỉ N T ậ

43 H 3 2: Sơ ằ ị ẩ ò ả Y0 ỉ N T ậ 46

H3 3: C ạ ƣ ể ƣ ộ ù ứ ỉ N T ậ 57

H 3 4: Sơ ấ ạ 2 ạ 1980-2018 ở ỉ N T ậ .65

H 3 5: Sơ ấ ạ 3 ạ 1980-2018 ở ỉ N T ậ .66

H 3 6: Sơ ấ ạ 4 ạ 1980-2018 ở ỉ N T ậ .66

H 3 7: Sơ ấ ạ 5 ạ 1980-2018 ở ỉ N T ậ .67

H 3 8: Sơ ấ ạ 6 ạ 1980-2018 ở ỉ N T ậ .67

H 3 9: Sơ ấ ạ 7 ạ 1980-2018 ở ỉ N T ậ .68

H 3 10: Sơ ấ ạ 8 ạ 1980-2018 ở ỉ N T ậ .68

H 3 11: Sơ ù ạ ỉ N T ậ .

74

Hình 4.1: Sơ ằ ƣ 2017 ỉ N T ậ . 76

H 4 2: Sơ ù ù ấ ể ỉ N T ậ 85

H 4 3: K ƣ ầ ầ ằ ế ế ạ TV1-1 87

H 4 4: Tƣ ế ƣ ( ƣ , ọ ) , ở TV2 89

H 4 5: M ế ợ , ế ầ . 91

H 4 6: T ƣ ƣ ằ ề ( ) ƣ ƣ ằ HDPE 92

1 Mục tiêu nghiên cứu

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH HẠN HÁN

VÀ ĐẶC ĐIỂM VÙNG NGHIÊN CỨU

ạ :

+ Hạn thủy văn (Hydrologic drought): S ế ụ ƣ ị

C, các hchứa nƣ c ều bị ạ ki t, thiếu nƣsinh hoạt, làm khoảng trên 26.000 ha lúakhông ấ ƣợ hoặ bị chết, 500 ha rừng bị cháy, thi hại ƣ tính khoảng trên 42

Nguyên và Trung Bộ, nghiêm trọng nhấ là tại Đắk Lắk, làm thi hạ nặng nề chocây cà phê, ƣ tính khoảng 600 tỷ ng [20] Vụ ông xuân 1995-1996, hạn xả

ra ở nhiều nơi nhƣ tạ trung du, miề núi Bắ Bộ, di n tích bị hạ là 13.380h , ở

ng bằng Bắ Bộ là 100.000ha [20] Vụ ôngxuân 1997-1998, hạn hán ặc

bi t nghiêm trọ g ã xả trên di n rộng tại nhiều vùng trên ả nƣ gây tổn thấ

l n cho nền kinh tế và s phát triể của xã hộ Chỉ tính riêng thi hạ trong nôngnghi p ở Vi Nam là khoảng 5.000 tỷ ng [20]

N m 2002, các tháng ầ n hạ hán kéo dài xả ra tạ Nam Trung Bộ, Tây Nguyên vàNam Bộ ã làm liên tiế xả ra các vụ cháy rừng l n trong ó có các khu rừng nguyênsinh quí hiế là U Minh Thƣợng và U Minh Hạ Mƣa rất ít, cộng v i nắng nóng tạ cácỉnh ven biể Trun Bộ từ Quảng Bình ến Bình Thuận và 2 tỉ h Gia Lai và Đắ Lắ củaTây Nguyên làm cho ầu hế các h nƣ c ở khu

v c này bị khô ki [20] Hạ hán kéo dài su t 4 tháng ầ n 2003 ở Nam Trung

Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ, làm gần 100.000ha cây tr ng bi khô hạn và thiếu nƣ ,250.000ha rừng t nhiên ở mức báo ộ g cháy Riêng tháng VII/2003, hạn hán ởTrung Bộ và Tây Nguyên làm 40.690ha lúa và hoa màu bị hạn và mấ ắ [20]

N m 2004, từ tháng I-III v ừ tháng IX-XI/2004, khô hạn di n rộng ãxuất hi n ở Bắ Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ, làm khoảng548.939ha lúa, hoa màu và cây công nghi p bị hạn nặng và mấ ắ ; riêng tỉnh

có nơi t i 60- 90%; m c nƣ nhiều nơ ạt mức thấp nhấ lịch s nhƣ sông

H g, Thái Bình, sông Mã, sông Cả, sông La, sông Trà Khúc, sông Ba, …Ngu n nƣ sông suy giảm, m c nƣ x ng mức thấp lịch s nên ã gây thiếu

nƣ c cho sả xuấ nông nghi trên di rộ , nhiều nơ còn nghiêm trọng hơn n1998

N m 2011, từ tháng II-IV, hạn hán ã xả tạ một s tỉ h Yên Bái, Đà Nẵng,Kon Tum, Đắ Lắ và Bình Phƣ ; khô hạ ã làm 14.300ha cây tr ng, 1000 ha lúa

bị hạn, hàng chục héc ta rừng bị cháy, thi t hai khoảng 363 ỷ ng

Hai ề cấ Nhà ư Nguyên nhân và các gi i pháp phòng c ống hoang

do GS.TS Nguy Trọng Hi u làm chủ nhi m và Nguyên nhân và các gi i pháp phòng chống sa m c hoá ở khu vực ven bi n mi n Trung (Ninh Thu n-

tài ã xác ị h chỉ tiêu hạn, ánh giá tác ộng của hạ hán (hạn khí tượng và

hạ thuỷ v n) ế tình hình hạn, nguyên nhân hoang mạ hoá và các giải phápphòng ch ng hạn hán, hoang mạ hoá ở 4 tỉnh Quãng Ngãi, Bình Định, Ninh Thuận

và Bình Thuận

TS Nguy Đức Hậ ã th c hi n ề tài hử nghiệm xây dựng mô hình dự

n ớc biến với ch số khô h n (2001) Đã xác ị h chỉ tiêu hạn, ánh giá tác ộ g

của hi n ượng ENSO ến tình hình hạn và xây d ng một loạt các phương trình h iquy d báo hạn cho 7 vùng khí hậ ở Vi Nam: Tây Bắ , Đông Bắ , ng bằng

Bắ Bộ, Bắ Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ

Đề tài cấp Nhà nư Nghiên c u dự báo h n hán vùng Nam Trung Bộ và

Kim (2005) th c hi n Đề tài ã nghiên cứu hi n trạng hạn hán, thiết lậ cơ ở khoahọc cho quy trình d báo hạn thông qua 2 chỉ s SPI và chỉ s cấ nư c mặ SWSI

v i hạ d báo 1 và 3 tháng Vi c d báo hạn ượ d a trên nguyên tắ phân tích

m i tương quan gi a các yế khí hậu, các hoạt ộng ENSO và các iều th c

tế vùng nghiên cứu

KC 08/06-10 Nghiên c u c sở khoa học qu n lý h n hán và sa m c hóa xây

o ồng bằng sông Hồng và Nam Trung Bộ

do TS Nguy Lậ Dân (2010) th c hi ã xây d ng h t ng quản lý hạ

Trung Bộ và ề xuất các giải pháp chiến lượ và ổ g thể quả lý hạ ở cấ Qu cgia, phòng ngừa, ng chặn và phục h i các vùng hoang mạ hóa, sa mạ hóa

D báo hạn hán thông thường ượcth c hi n thông qua d báo chỉ shạn,.Các nghiên cứu trư c ây (Nguy Quang Kim, 2005; Nguy V n Thắng, 2007; ) ã ứng ụng thành công một vài chỉ s hạn như chỉ s chuẩn hóa lượng mưa SPI

(Standardized Precipitation Index), chỉ s cấp nư bề mặ SWSI (Surface Water Supply Index), tính toán và phân tích ánh giá mức ộ phù hợp cho một s vùng miề nghiên cứu,

c ưa bao trùm tấ ả các vùng và lưu v c sông trên ả nư

1.4 Khái quát về điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội của tỉnh Ninh Thuận

ƣờ ỉ é ừ 3-4 , ảừ 9 ế ầ 12, ủ ếvào 2 tháng 10 và 11.

(iii) Trảng cây bụi thứ sinh thường xanh cây lá rộng, cứng trên cát ven biển

Bảng 2.1: Thống kê các trạm khí tƣợng tỉnh Ninh Thuận [24]

Ghi chú: X - Mưa; T 0 C - Nhiệt độ; U - Độ ẩm; Z -Bốc hơi; Gió

Hình 2.1: S ồ v trí tr m k í t n – thủy văn t nh Ninh Thu n 2.1.2

Số l ệu quan trắc t ủy văn

- Xác định hạn theo lượng mưa

D a theo tiêu chí lƣợng mƣa, nhiều tác giả ã xây d ng phân cấp

ngƣỡng xả ra hạ th c nghi m cho các khu v c khác nhau

Ở Vi Nam, tuần hạn xả ra khi tổng lƣợng mƣa tuầ thấp hơ 5mm; hạ tháng xả

ra khi tổ g ƣợng mƣa tháng không quá 10mm; và hạn mùa xả ra khi tổ g ƣợng mƣamùa thấp hơn 30mm [20]

- Xác định hạn theo tần suất hạn [20]

N ƣỡ ị ủ ỉ : <0,33: Rấ ế ẩ ; 0,33 - 0,67: T ế ừ ả ; 0,68 1,00: Hơ ế ẩ ; 1,01 - 1,33: K ẩ ; > 1,33: Q ẩ

C ỉ B (1941): K = 10(H+Q)/t; H - Độ ẩ ( ) ộ 0-100cm

(0-30 mm); Q - Lƣợ ƣ ; - N ộ

N ƣỡ ị ủ ỉ : K ≤ 0,8 : Hạ ắ ; 0,8 ≤ K ≤ 1,5: Hạ ;1,5 ≤ K ≤2,0: Hạ ừả ; 2,0 ≤ K ≤ 3,0: Đ ề ẩ ƣ ; K > 3,0: Q ẩ

C ỉ ạấ (S ): Sd=0,1 (W - Wh)*K*H; Sd - Độ ẩ ủ ầ ấ(mm,%); W- Độ ẩ ấ (%); W - Độ ẩ é (%); K - D ủ ấ(g/cm3); H- Độ ầ ấ ( )

nhau Trong quá trình đánh giá hạn hán, đặc biệt chú trọng các chỉ số hạn và cấp độ hạn Hiện nay, rất nhiều chỉ số hạn đã được phát triển và ứng dụng ở các nước trên thế giới Kinh nghiệm trên thế giới cho thấy hầu như không có một chỉ số hạn nào có

ưu điểm vượt trội so với các chỉ số khác trong mọi điều kiện Theo truyền thống, chỉ

số hạn hán được tính toán dựa trên số liệu đo mưa bề mặt và bốc hơi thực tế đo bằng ống Piche.

Mặt khác, do có nhiều cách hiểu khác nhau về hạn hán nên tuỳ thuộc vào cách đặt vấn đề mà có các chỉ tiêu hạn khác nhau Chỉ tiêu đơn giản chỉ có thể dùng để miêu tả điều kiện khí h u Muốn nghiên cứu, đánh giá khả năng đáp ứng nguồn nước đối với các loại cây trồng thì phải dùng loại chỉ tiêu phức tạp hơn Do đó, việc áp dụng các chỉ số hạn phụ thuộc vào điều kiện từng vùng, hệ thống cơ sở dữ liệu quan trắc sẵn có trong vùng đó và mục tiêu đánh giá loại hạn hán (hạn khí tượng, hạn thủy văn, hạn nông nghiệp) cụ thể của từng bài toán.

Qua phân tích, tính toán các tài liệu quan trắc KTTV, đối với khu vực tỉnh Ninh Thu n thường xuyên xảy ra các loại hạn khí tượng, hạn nông nghiệp và hạn thủy văn Chỉ số hạn phục vụ tính toán, đánh giá được lựa chọn dựa vào một số tiêu chí như sau:

- Thể hiện được tính khắc nghiệt của hạn hán, đặc biệt là sự gia tăng cường độ

hạn hán khi thời gian thiếu hụt mưa dài;

- Có mối quan hệ đáng tin c y với các đặc trưng yếu tố khí h u trong kịch bản

BĐKH;

- Có thể tính toán được trong hoàn cảnh số liệu ít, không có nhiều trạm đo

KTTV đáp ứng đo đầy đủ các yếu tố phục vụ tính toán;

- Kết quả thống kê hạn theo chỉ số được chọn phù hợp với các năm hạn nặng

nhất và năm hạn nhẹ nhất.

Với các tiêu chí nêu trên, đề tài đã chọn một số chỉ số hạn khí tượng và hạn nông nghiệp để tính toán đánh giá mức độ biến đổi hạn hán ở vùng Ninh Thu n, bao gồm:

- Hạn khí tượng: Chỉ tiêu lượng mưa năm trung bình nhiều năm X, Chỉ số khô

- Hạn nông nghiệp: Chỉ số hạn nông nghiệp Prescott K, Chỉ số khô hạn

Gaussen F, hệ số thủy nhiệt Xelianhicop K.

0.95 < K ạ ≤ 1 : Hạ ặ

hạn thủy văn tính theo công thức (19) có ưu điểm là: (1) biểu thị đầy đủ mối tương tác giữa các yếu tố chính chi phối hạn như mưa, bốc thoát hơi nước tiềm năng, lưu lượng năm và lưu lượng trung bình nhiều năm, do đó tránh được sai số (nếu chỉ dùng lượng mưa hoặc mức độ cạn nước trong sông thì độ chính xác thấp); (2) thể hiện rõ mức độ hạn của từng thời đoạn hạn nhất trong những thời khoảng khác nhau trong năm; (3) có thể dùng để xây dựng bản đồ phân vùng hạn Ngược lại, nhược điểm của nó là nếu áp dụng công thức tính hệ số khô và dòng chảy cạn cho những vùng chưa có số liệu thì độ chính xác chưa cao.

Qua các phân tích các ưu nhược điểm và nh n xét trên, dựa vào tài liệu c p nh

hạn thủy văn của vùng Ninh Thu n.

Hình 2.2: S ồ p ân c a t u l u vực mô ìn MIKE Bas n

CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG HẠN HÁN TỈNH NINH THUẬN

3.1 Đặc điểm tài nguyên nước tỉnh Ninh Thuận

Bảng 3.1 Lượng mưa năm trung bình nhiều năm (mm)

S

suè i Ngang

600 Đ - ờng đẳng trịm - a X0 (m m ) m ũi Dinh

S

Ma

Tr

µ

Co

t S¾

S

45'

400

300 300

T©n S¬ n

Nin h S¬ n

.Than Sg

11° 30'

Đ - ờng đẳng trịdòng c hả y Y0 (mm) m ũi Dinh

HỡnhHìh32.2:.4 BảS n đồồ ằnđẳn gtr trcịcuẩhuẩndũnò ncg cyhảnămyă Ym0 Y0tntỉnNh Nin h Thu ận

Học viờn: Đinh Thị Thương

Đ tài nguyênƣ ặ ằ MIKE NAM

3.1.2.2 Phân bố n ớc mặt theo thời gian

a Biến động dòng chảy năm theo thời gian nhiều năm

R i

Bảng 3.6: Tính K i theo tháng, năm trung bình nhiều năm, trạm Phan Rang

Bảng 3.7: Kết quả tính chỉ số khô hạn năm, năm xuất hiện và tần suất xảy ra

khô hạn tại trạm Phan Rang (1979-2018)

Lƣợng Lƣợng

Lƣợng Lƣợng

Bảng 3.8: Bảng tính chỉ số khô hạn tích lũy K n tại trạm Phan Rang

Bảng 3.9: Bảng tính chỉ số hạn nông nghiệp Prescott

cho trạm khí tƣợng Phan Rang

Lƣợng Lƣợng Mức độ khô hạn

Bảng 3.11: Bảng tính Chỉ số khô hạn Gaussen F tại trạm Phan Rang

t

X 7.9 3.0 11.4 20.9 69.2 59.7 58.3 49.9 137.6 160.5 164.6 82.9 825.8 2T 49.8 50.8 53.2 56.2 59 57.8 57.2 56.8 55.6 54 52.4 50.4 55.4

Bảng 3.12: Bảng tính hệ số thuỷ nhiệt K cho trạm khí tƣợng Phan Rang.

Tiểu I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm LV

Bảng 3.14: Lượng mưa trung bình tháng giai đoạn 1980-2018

các tiểu lưu vực tỉnh Ninh Thuận

ộ ề“Nghiên cứu đánh giá tài nguyên nước vùng hoang mạc Ninh Thu n có

Sơ ,”