Mở đầu

Biến đổi khí hậu đang ngày càng ảnh hưởng tiêu cực đến TNN bao gồm sự thay đổi cả về chất lượng nước và tổng lượng nước. Cụ thể: BĐKH ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình bốc thoát hơi, đến dòng chảy, đến chất lượng nước, nhu cầu sử dụng nước... Việc phân phối lại và thay đổi nguồn nước sẽ tác động đến mọi mặt của quá trình phát triển KT-XH và hệ sinh thái. Đồng thời, thay đổi hệ thống TNN sẽ ảnh hưởng đến khí hậu địa phương và tất yếu sẽ làm trầm trọng thêm sự thay đổi khí hậu. Hiện nay mối quan hệ này trong điều kiện BĐKH sẽ ngày càng trầm trọng, do vậy nghiên cứu đánh giá rủi ro do BĐKH đến TNN mặt góp phần quan trọng trong việc quản lý TNN mặt trong điều kiện BĐKH tại một địa phương cụ thể.

Hình 1. Sơ đồ hệ thống về tương tác giữa các hợp phần tạo ra rủi ro (Nguồn: IPCC, 2014)

Xây dựng phương pháp luận

Cách tiếp cận

Cách tiếp cận tổng hợp

Các tiếp cận theo hướng tổng hợp trong đề tài là xem xét vấn đề đánh giá rủi ro do biến đổi khí hậu đến TNN nói chung và TNN mặt nói riêng phải đặt trong mối quan hệ tổng hợp giữa yếu tố tự nhiên là TNN mặt; yếu tố con người và các mối quan hệ tương tác khác có liên quan. Cách tiếp cận này là xem xét các tất cả các yếu tố quyết định đến tính chất của rủi ro khí hậu đó chính là tình trạng dễ bị tổn thương trước các hiểm họa tự nhiên và các thiên tai do BĐKH mang lại tác động đến TNN mặt, từ đó có được một bức tranh toàn cảnh về tác động của rủi ro khí hậu TNN mặt, góp phần quan trọng trong công tác quy hoạch TNN mặt tại các vùng và địa phương cụ thể.

Cách tiếp cận theo hướng rủi ro thiên tai

IPCC (2014) đã xây dựng sơ đồ hệ thống về tương tác giữa các hợp phần tạo ra rủi ro gồm các hiểm họa tự nhiên, mức độ phơi bày và tính dề bị tổn thương. Các tác nhân ảnh hưởng đến các yếu tố này được chia thành hai loại: Các tác nhân về mặt khí hậu và các quá trình KT-XH. Về mặt khí hậu, khung khái niệm chỉ rõ việc cần xem xét cả các dao động tự nhiên (cực đoan và thiên tai khí hậu) và các yếu tố tác động của BĐKH nhân tạo, đây là hai nhân tố được sử dụng để xác định hiểm họa trong quá trình đánh giá rủi ro. Trong khi đó, về mặt KT-XH (phi khí hậu), các kịch bản phát triển KT-XH, các hành động ứng phó với BĐKH (thích ứng và giảm nhẹ) cùng với khả năng quản trị chính là những yếu tố cần thiết đề xác định mức độ phơi bày và tính dễ bị tổn thương trước các hiểm họa khí hậu. Trong đó, hiểm họa có thể được xác định dựa trên các tác nhân về mặt khí hậu; mức độ phơi bày trước hiểm họa được xác định dựa trên sự kết hợp các tác nhân về mặt khí hậu và một số tác nhân về KT-XH; tính dễ bị tổn thương trước các hiểm họa được xác định hoàn toàn dựa trên các tác nhân về KT-XH.

Cách tiếp cận nguyên lý phát triển bền vững

Cách tiếp cận phát triển bền vững là hướng đến 3 trụ cột đó là: kinh tế, xã hội và môi trường. Việc đánh giá tính rủi ro do BĐKH đến TNN mặt cần phải xác định các hợp phần đánh giá dựa trên các yếu tố liên quan như Hiểm họa, tính dễ bị tổn thương và độ phơi lộ trước các hiểm họa. Đánh giá theo hướng phát triển bền vững sẽ có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính chất ổn định và lâu dài của nguồn TNN mặt trước các tác động của BĐKH nói chung hay các rủi ro do BĐKH nói riêng.

Phương pháp

Phương pháp điều tra khảo sát thực địa

Phương pháp này nhằm mục đích thu thập các thông tin số liệu phục vụ cho việc nghiên cứu, đánh giá; tiến hành điều tra, khảo sát tại vùng nghiên cứu. Bằng hình thức điều tra cơ bản và phỏng vấn sâu có sự tham gia, các số liệu cần thu thập bao gồm: Số liệu liên quan đến hiểm họa (sự thay đổi của nhiệt độ, lượng mưa, nước biển dâng,..); Số liệu liên quan đến Độ phơi lộ (trữ lượng và chất lượng nước; nhu cầu sử dụng nước và diện tích bị ngập,..) và Các số liệu liên quan đến tính dễ bị tổn thương (độ nhạy cảm và khả năng đối phó).

Phương pháp phân tích và tổng hợp tài liệu

Phương pháp phân tích thống kê, phân tích tổng hợp được sử dụng nhằm phân tích bản chất của rủi ro, các mức độ rủi ro và tác động của rủi ro do BĐKH đến TNN thông qua điều tra khảo sát, từ đó sẽ xác định được các rủi ro chính do BĐKH đến TNN mặt làm cơ sở đề xuất các biện pháp để phục vụ công tác quy hoạch TNN mặt.

Phương pháp tổng hợp tài liệu được nhóm nghiên cứu sử dụng nhằm tổng hợp các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến hướng nghiên cứu của đề tài, cụ thể như tổng quan về các phương pháp đánh giá và xây dựng bộ tiêu chí rủi ro do BĐKH đến đến TNN mặt nói chung. Các kết quả tổng hợp được cần phải liên quan và gắn chặt với nội dung nghiên cứu. Từ quá trình tổng quan, những nội dung sẽ được phân tích nhằm xác định phạm vi nội dung cân nghiên cứu.

Đây là một phương pháp đặc biệt quan trọng trong việc làm rõ căn cứ khoa học, khẳng định tính mới cho vấn đề nghiên cứu.

Phương pháp phân tích không gian (GIS)

Phân tích không gian hay phân tích GIS là phương pháp sử dụng các kỹ thuật phân tích chồng lớp, phân tích mối quan hệ không gian giữa các đối tượng với nhau để tìm ra một đặc điểm chung nhất về mặt phân bố không gian của các đối tượng nghiên cứu. Phương pháp này được áp dụng nhằm đưa ra mối quan hệ không gian giữa sự thay đổi các yếu tố khí hậu và các vùng địa lý của địa phương cụ thể và mối quan hệ giữa rủi ro của BĐKH và TNN mặt. Bằng các kỹ thuật chồng lấp bản đồ, bao gồm bản đồ nền, bản đồ thể hiện rủi ro do BĐKH đến TNN mặt cho địa bàn nghiên cứu sẽ được thiết lập theo mức độ từ thấp đến cao và theo các vùng địa lý khác nhau trên cơ sở chồng lấp bản đồ hiểm họa và bản đồ tổn thương do BĐKH.

Phương pháp mô hình toán

Để đánh giá rủi ro do BĐKH đến TNN mặt, một số mô hình sẽ được áp dụng bao gồm các mô hình toán thủy văn, thủy lực nhằm tính toán các số liệu phục vụ việc xây dựng các hợp phần đánh giá rủi ro BĐKH đến TNN mặt.

Mô hình MIKE-NAM

Mô hình MIKE-NAM là mô hình thủy văn dùng để mô phỏng quá trình mưa - dòng chảy diễn ra trên lưu vực, là mô hình nhận thức, tất định, thông số tập trung. Mô hình này bao gồm một tập hợp các biểu thức toán học đơn gian để mô phỏng các quá trình trong chu trình thủy văn. Đây là một mô đun tính dòng chảy từ mưa trong bộ phần mềm thương mại MIKE do Viện Thủy lực Đan Mạch xây dựng và phát triển. Mô hình MIKE-NAM được sử dụng để đánh giá sự thay đổi dòng chảy của hệ thống sông trên lưu vực bao gồm dòng chảy năm, dòng chảy mùa lũ và mùa kiệt trên lưu vực. Các số liệu cần sử dung bao gồm: số liệu khí tượng gồm vị trí và lượng mưa tại các trạm khí tượng và các trạm có đo mưa, lượng bốc hơi tiềm năng tại các trạm khí tượng; số liệu lưu lượng nước thực đo tại các trạm thủy văn trên khu vực nghiên cứu dùng để hiệu chỉnh và kiểm định bộ thống số mô hình MIKE-NAM; bản đồ địa hình (DEM) của địa phương để mô phỏng mạng lưới sông suối cũng như xác định các lưu vực sông bộ phận.

Kết quả đầu ra của mô hình là lượng dòng chảy mặt tại các điểm cần tính toán trên lưu vực.

Mô hình MIKE 11

MIKE 11 là công cụ mô phỏng quá trình thủy lực một chiều trong sông. Các kết quả tính toán thủy lực được sử dụng làm đầu vào cho các mô hình khác như MIKE-FLOOD để tính toán ngập lụt hoặc có thể tính toán trực tiếp ngập lụt bằng cách đưa địa hình vào trong mô hình MIKE11 bao gồm các số liệu địa hình mặt cắt ngang sông, các công trình thủy lợi trên sông, bản đồ địa hình chi tiết của khu vực nghiên cứu (DEM).Số liệu KTTV gồm: Kết quả tính toán lưu lượng nước từ mô hình MIKE-NAM và số liệu lưu lượng nước thực đo tại các trạm thủy văn phía thượng lưu để làm biên trên; số liệu mực nước tại cửa sông để làm biên dưới và số liệu mực nước thực đo tại các trạm thủy văn trên đoạn sông nghiên cứu để hiệu chỉnh và kiểm định bộ thông số mô hình MIKE11.

Kết quả đầu ra của mô hình MIKE11 là các kết quả tính toán lưu lượng nước và mực nước tại các vị trí tính toán trên đoạn sông nghiên cứu cũng như diện tích ngập, độ sâu ngập, thời gian ngập trên khu vực nghiên cứu nếu đưa bản đồ địa hình vào trong mô hình để tính toán ngập lụt.

Phương pháp chuyên gia

Hiện nay, phương pháp chuyên gia được coi là một phương pháp quan trọng và hiệu quả do huy động được kinh nghiệm và hiểu biết của nhóm chuyên gia liên ngành về lĩnh vực nghiên cứu. Phương pháp này được thực hiện thông qua các buổi hội thảo, tham vấn ý kiến của các chuyên gia trong các lĩnh vực liên quan đến hướng nghiên cứu của đề tài, từ đó sẽ cho các kết quả có tính thực tiễn và khoa học cao, tránh được những trùng lặp với những nghiên cứu đã có, đồng thời kế thừa các thành quả nghiên cứu đã đạt được.

Trong nghiên cứu, phương pháp chuyên gia sẽ được ứng dụng trong việc tổ chức các cuộc hội thảo tham vấn nhằm xin ý kiến chuyên gia đối với việc lựa chọn phương pháp luận, các chỉ số đánh giá rủi ro do BĐKH đến TNN để đề xuất, lựa chọn và điều chỉnh phương pháp đánhg giá phù hợp.

Thiết lập các thành phần trong việc đánh giá rủi ro do BĐKH đến TNN mặt

IPCC (2014) đã xây dựng sơ đồ tương tác giữa các hợp phần tạo ra rủi ro gồm hệ thống khí hậu tự nhiên, mức độ phơi lộ và tính dề bị tổn thương. Đây được coi là khung khái niệm hoàn chỉnh cho việc nghiên cứu và đánh giá rủi ro do BĐKH. Khung này gồm hai nội dung chính được nhấn mạnh: các yếu tố cấu thành của rủi ro và các tác nhân ảnh hưởng đến các yếu tố này. Các tác nhân ảnh hưởng đến các yếu tố cấu thành của rủi ro được chia thành hai loại: các tác nhân về mặt khí hậu và các quá trình kinh tế xã hội. Về mặt khí hậu, cần xem xét cả các dao động tự nhiên (cực đoan và thiên tai khí hậu) và các yếu tố tác động của BĐKH nhân tạo, đây là hai nhân tố được sử dụng để xác định hiểm họa trong quá trình đánh giá rủi ro. Trong khi đó về mặt KT-XH (phi khí hậu), các kịch bản phát triển kinh tế-xã hội, các hành động ứng phó với biến đổi khí hậu (thích ứng và giảm nhẹ) cùng với khả năng quản trị chính là những yếu tố cần thiết đề xác định mức độ phơi bày và tính dễ bị tổn thương trước các hiểm họa khí hậu.

Để tiến hành nghiên cứu đánh giá rủi ro do BĐKH đến TNN mặt, áp dụng tính toán cho một địa phương cụ thể, nghiên cứu sẽ cụ thể hóa khung đánh giá rủi ro BĐKH thông qua việc xây dựng các hợp phần đánh giá rủi ro do BĐKH trên các khía cạnh như: Các yếu tố liên quan đến hiểm họa, độ phơi lộ và khả năng dễ bị tổn thương.

Hợp phần về hiểm họa: Trong bối cảnh BĐKH, hiểm họa đề cập đến bất kỳ sự cố tiềm ẩn nào của sự kiện tự nhiên xảy ra hoặc do con người gây ra có thể gây thiệt hại cho tài sản, cơ sở hạ tầng, sinh kế, cung cấp dịch vụ, tài nguyên môi trường. Hiểm họa ở đây được hiểu là các mối đe dọa mà dao động và biến đổi khí hậu có thể mang lại cho TNN, yếu tố này được xác định dựa trên việc đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến TNN mặt (số lượng). Các yếu tố hiểm họa đó bao gồm:

Thay đổi nhiệt độ (thay đổi nhiệt độ trung bình năm; nhiệt độ tối cao; nhiệt độ tối thấp; Nhiệt độ ngày cao nhất Tx; nhiệt độ ngày thấp nhất Tm; Số ngày nóng (Tx>=35); Số ngày rét đậm (số ngày có nhiệt độ thấp nhất Tn < 150C), số ngày rét hại (số ngày có nhiệt độ thấp nhất Tn < 130C)).

Thay đổi lượng mưa: thay đổi lượng mưa năm; lượng mưa một ngày lớn nhất trung bình; lượng mưa 5 ngày lớn nhất trung bình; số ngày mưa trên 50mm liên tục; số ngày mưa lớn (50mm<X<100mm).

Hạn hán: số đợt hạn hán xảy ra; mức độ khô hạn; tần suất hạn.

Lũ lụt: Tần suất lũ lụt; độ sâu ngập lụt; thời gian ngập và diện tích ngập

Hợp phần về mức độ phơi bày (E): Thuật ngữ mức độ phơi bày đề cập đến mức độ mà một hệ thống phải đối mặt với một hiểm họa nhất định (ví dụ: mực nước biển dâng) hay còn được hiểu là đặc trưng cho mức độ ảnh hưởng của hiện trạng bề măt hệ thống khi tiếp xúc trực tiếp với các hiểm họa. Cụ thể các chỉ số của bề mặt hệ thống (TNN mặt) ở đây là: Sức ép nguồn nước (hệ số khan hiếm nước); Thay đổi chế độ dòng chảy (Dòng chảy mùa lũ; dòng chảy mùa kiệt; dòng chảy trung bình năm và dòng chảy trung bình tháng); Nhu cầu sử dụng nước (nhu cầu sử dụng nước tại các vùng và nhu cầu sử dụng nước tại các ngành/lĩnh vực: Sinh hoạt, nông nghiệp, NTTS).

Hợp phần về tính dễ bị tổn thương (V): Là mức độ mà ở đó một hệ thống dễ bị ảnh hưởng và khó có thể chống chịu do thiếu khả năng đối phó và thích nghi với các tác động tiêu cực của các hiểm họa, được xác định thông qua thành phần là tính nhạy (S) và khả năng thích ứng (AC). Trong đó: (1) Tính nhạy là đặc trưng các tính chất về kinh tế, xã hội môi trường sẽ phản ứng như thế nào trước các hiểm họa (dân số, dân tộc, trình độ học vấn, giới tính, độ tuổi, hiện trạng môi trường,…. (2) Khả năng thích ứng: Đặc trưng cho khả năng chống đỡ. Cụ thể ở đây là: Kỹ thuật (hệ thống cơ sở hạ tầng trong quản lý TNN mặt; hệ thống cơ sở hạ tầng trong khai thác TNN mặt và hệ thống cơ sở hạ tầng trong sử dụng TNN mặt); Mức độ tham gia của cộng đồng (cộng đồng tham gia vào khai thác TNN mặt; cộng đồng tham gia vào sử dụng TNN mặt và cộng đồng tham gia vào bảo vệ TNN mặt); Năng lực thể chế, chính sách TNN mặt (hệ thống quản lý TNN mặt và chính sách quản lý TNN mặt).

Kết luận

Cách tiếp cận tổng hợp, cách tiếp cận theo hướng rủi ro thiên tai, cách tiếp cận nguyên lý phát triển bền vững với các phương pháp sử dụng từ truyền thống đến hiện như phương pháp điều tra khảo sát thực địa, phương pháp phân tích và tổng hợp tài liệu, phương pháp phân tích không gian, phương pháp mô hình toán, phương pháp chuyên gia và phương pháp thiết lập các thành phần trong việc đánh giá rủi ro do BĐKH đến TNN mặt. Việc thực hiện đầy đủ các phương pháp đánh giá ở trên sẽ có ý nghĩa và vai trò quan trọng trong xác định được các rủi ro do BĐKH đến TNN mặt tại một địa phương cụ thể.

BÙI ĐỨC HIẾU, NGUYỄN THỊ LIỄU, ĐẶNG QUANG THỊNH

Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu