ĐÁnh giÁ xu hƯỚng thay ĐỔi khÍhẬu ỞtỈn h ĐẮk...

8
44 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 11 - 2019 BÀI BÁO KHOA HỌC Ban Biên tập nhận bài: 12/9/2019 Ngày phản biện xong: 22/10/2019 Ngày đăng bài: 25/11/2019 ĐÁNH GIÁ XU HƯỚNG THAY ĐÔIKHIHÂU ƠTINH ĐẮK NÔNG TRONG ĐIỀU KIÊN BIÊNĐÔIKHIHÂUTOÀN CẦU VÀ ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH TƯỚI TIẾT KIỆM THÔNG MINH CHO CANH TÁC CÂY CÀ PHÊ Ở GIA NGHĨA - ĐẮK NÔNG HôThị Thanh Vân 1 , Đinh Thị Nga 1 Tóm tắt: Nghiên cứu này đươcthưchiện nhằm mục tiêu đánh giá xu hướng thay đổi khí hậu ở tỉnh Đăk Nông từ đó đề xuất mô hình tưới tiết kiệm thông minh cho canh tác cây cà phê. Đê đa t đươ c muctiêu nghiên cứu, các thông sôkhí hậu vênhiệt độ, lương mưa, sôgiờ nắng, lương bôchơi, độ âmtrung bình được thu thập ở trạm khí tượng Đắk Nông trong khoảng thời gian từ năm 2007 đến 2018. Kêtquả phân sôliệu và xu hướng thay đôicho thâycó sự thay đôikhí hậu ở khu vưcnghiên cứu trong thời gian khảo sát: nhiệt độ có xu hướng tăng, lương mưa thay đôi . Điêunày ảnh hưởng đênđời sông và hoạt động sản xuâtnông nghiêpở địa phương. Từ đó, mô hình tưới tiết kiệm nước thông minh trên đươcđêxuâtcơ sở thiết kế một hệ thống cảm biến độ ẩm (Soil Moisture Sensor) điều khiển từ xa, từ đó có thể để tính toán và xác định lượng nước tưới đúng thời điểm, chính xác có thể giúp tiết kiệm được lượng nước và có thể tăng năng suất cây trồng. Mô hình này góp phân giải quyêt bài toán về tình trạng thiếu nước và thích ứng với biên đôi khậu hậu hướng đến tăng trưởng xanh và phát triển bền vững nguồn tài nguyên nước. Từ Khóa: Thay đôi khí hậu, Nhiệt độ, Lượng mưa, Sô giờ năng, Lượng bôc hơi, Độ âm trung bình, Mô hình tưới nước thông minh. 1. Giới thiệu chung Biến đổi khí hậu là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại. Biến đổi khí hậu tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường trên phạm vi toàn thế giới. Nhiệt độ tăng, mực nước biển dâng gây ngập lụt, nhiễm mặn nguồn nước, ảnh hưởng đến nông nghiệp, gây rủi ro lớn đối với công nghiệp và các hệ thống kinh tế - xã hội trong tương lai. Vấn đề biến đổi khí hậu đã, đang và sẽ làm thay đổi toàn diện và sâu sắc quá trình phát triển và an ninh toàn cầu như năng lượng, nước, lương thực, xã hội, việc làm, ngoại giao, văn hóa, kinh tế, thương mại. Các nhà khoa học thuộc Ban liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC) đã chỉ ra rằng, trong 100 năm qua nhiệt độ không khí bề mặt Trái đất đã tăng lên trung bình khoảng 0,6 o C, nước biển dâng 15cm. Theo dự đoán, trong thế kỷ 21 nhiệt độ sẽ tăng lên 0,74 o C và nước biển dâng 59cm [1]. Tỉnh Đắk Nông nằm ở cửa ngõ phía Tây Nam của vùng Tây Nguyên, đoạn cuối dãy Trường Sơn; được xác định trong khoảng tọa độ địa lý: 11 o 45’ đến 12 o 50’ vĩ độ Bắc, 107 o 13’ đến 108 o 10’ kinh độ Đông. Phía Bắc và Đông Bắc giáp tỉnh Đắk Lắk, cách thành phố Buôn Ma Thuột (Đắk Lăk) 125km; phía Đông và Đông Nam giáp tỉnh Lâm Đồng, cách thành phố Đà Lạt (Lâm Đồng) 170km và thành phố Phan Thiết (Bình Thuận) 190km về phía Đông; phía Nam và Tây Nam giáp tỉnh Bình Phước, phía Tây giáp Vương quốc Campuchia [2]. Đăk Nông là khu vực chuyển tiếp giữa hai tiểu vùng khí hậu Tây Nguyên và Đông Nam Bộ, chế độ khí hậu mang 1 Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Tp.HCM Email: [email protected]

Upload: others

Post on 17-Jan-2020

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ĐÁNH GIÁ XU HƯỚNG THAY ĐỔI KHÍHẬU ỞTỈN H ĐẮK …tapchikttv.vn/data/article/110/Bai6.HoThanhVan.pdfTừ đó, mô hình tưới tiết kiệm nước thông minh

44 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 11 - 2019

BÀI BÁO KHOA HỌC

Ban Biên tập nhận bài: 12/9/2019 Ngày phản biện xong: 22/10/2019 Ngày đăng bài: 25/11/2019

ĐÁNH GIÁ XU HƯỚNG THAY ĐÔI KHI HÂU Ơ TINH ĐẮK NÔNG TRONG ĐIỀU KIÊN

BIÊN ĐÔI KHI HÂU TOÀN CẦU VÀ ĐỀ XUẤT MÔ HÌNHTƯỚI TIẾT KIỆM THÔNG MINH CHO CANH TÁC

CÂY CÀ PHÊ Ở GIA NGHĨA - ĐẮK NÔNGHô Thị Thanh Vân1, Đinh Thị Nga1

Tóm tắt: Nghiên cứu này đươc thưc hiện nhằm mục tiêu đánh giá xu hướng thay đổi khí hậu ởtỉnh Đăk Nông từ đó đề xuất mô hình tưới tiết kiệm thông minh cho canh tác cây cà phê. Đê đat đươcmuc tiêu nghiên cứu, các thông sô khí hậu vê nhiệt độ, lương mưa, sô giờ nắng, lương bôc hơi, độâm trung bình được thu thập ở trạm khí tượng Đắk Nông trong khoảng thời gian từ năm 2007 đến2018. Kêt quả phân sô liệu và xu hướng thay đôi cho thây có sự thay đôi khí hậu ở khu vưc nghiêncứu trong thời gian khảo sát: nhiệt độ có xu hướng tăng, lương mưa thay đôi. Điêu này ảnh hưởngđên đời sông và hoạt động sản xuât nông nghiêp ở địa phương. Từ đó, mô hình tưới tiết kiệm nướcthông minh trên đươc đê xuât cơ sở thiết kế một hệ thống cảm biến độ ẩm (Soil Moisture Sensor)điều khiển từ xa, từ đó có thể để tính toán và xác định lượng nước tưới đúng thời điểm, chính xáccó thể giúp tiết kiệm được lượng nước và có thể tăng năng suất cây trồng. Mô hình này góp phângiải quyêt bài toán về tình trạng thiếu nước và thích ứng với biên đôi khậu hậu hướng đến tăngtrưởng xanh và phát triển bền vững nguồn tài nguyên nước.

Từ Khóa: Thay đôi khí hậu, Nhiệt độ, Lượng mưa, Sô giờ năng, Lượng bôc hơi, Độ âm trungbình, Mô hình tưới nước thông minh.

1. Giới thiệu chungBiến đổi khí hậu là một trong những thách

thức lớn nhất đối với nhân loại. Biến đổi khí hậutác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống vàmôi trường trên phạm vi toàn thế giới. Nhiệt độtăng, mực nước biển dâng gây ngập lụt, nhiễmmặn nguồn nước, ảnh hưởng đến nông nghiệp,gây rủi ro lớn đối với công nghiệp và các hệthống kinh tế - xã hội trong tương lai. Vấn đềbiến đổi khí hậu đã, đang và sẽ làm thay đổi toàndiện và sâu sắc quá trình phát triển và an ninhtoàn cầu như năng lượng, nước, lương thực, xãhội, việc làm, ngoại giao, văn hóa, kinh tế,thương mại. Các nhà khoa học thuộc Ban liênchính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC) đã chỉ rarằng, trong 100 năm qua nhiệt độ không khí bềmặt Trái đất đã tăng lên trung bình khoảng 0,6oC,

nước biển dâng 15cm. Theo dự đoán, trong thếkỷ 21 nhiệt độ sẽ tăng lên 0,74oC và nước biểndâng 59cm [1].

Tỉnh Đắk Nông nằm ở cửa ngõ phía Tây Namcủa vùng Tây Nguyên, đoạn cuối dãy TrườngSơn; được xác định trong khoảng tọa độ địa lý:11o45’ đến 12o50’ vĩ độ Bắc, 107o13’ đến108o10’ kinh độ Đông. Phía Bắc và Đông Bắcgiáp tỉnh Đắk Lắk, cách thành phố Buôn MaThuột (Đắk Lăk) 125km; phía Đông và ĐôngNam giáp tỉnh Lâm Đồng, cách thành phố ĐàLạt (Lâm Đồng) 170km và thành phố Phan Thiết(Bình Thuận) 190km về phía Đông; phía Namvà Tây Nam giáp tỉnh Bình Phước, phía Tây giápVương quốc Campuchia [2]. Đăk Nông là khuvực chuyển tiếp giữa hai tiểu vùng khí hậu TâyNguyên và Đông Nam Bộ, chế độ khí hậu mang

1Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Tp.HCMEmail: [email protected]

Page 2: ĐÁNH GIÁ XU HƯỚNG THAY ĐỔI KHÍHẬU ỞTỈN H ĐẮK …tapchikttv.vn/data/article/110/Bai6.HoThanhVan.pdfTừ đó, mô hình tưới tiết kiệm nước thông minh

45TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 11 - 2019

BÀI BÁO KHOA HỌC

đặc điểm chung của khí hậu nhiệt đới gió mùacận xích đạo, nhưng có sự nâng lên của địa hìnhnên có đặc trưng của khí hậu cao nguyên nhiệtđới ẩm, vừa chịu ảnh hưởng của gió mùa TâyNam khô nóng. Mỗi năm có 2 mùa rõ rệt: Mùamưa từ tháng 4 đến hết tháng 11, tập trung trên90% lượng mưa cả năm; mùa khô từ tháng 12đến hết tháng 3 năm sau, lượng mưa không đángkể. Nhiệt độ trung bình năm 22 - 23oC, nhiệt độcao nhất 35oC, nhiệt độ thấp nhất 14oC. Tổng sốgiờ nắng trong năm trung bình 2000 - 2300 giờ.Lượng mưa trung bình năm 2.513mm. Độ ẩmkhông khí trung bình 84%. Tuy nhiên cũng nhưcác vùng khác của Tây Nguyên, điều bất lợi cơbản về khí hậu là sự mất cân đối về lượng mưatrong năm và sự biến động lớn về biên độ nhiệtngày đêm và theo mùa, nên yếu tố quyết địnhđến sản xuất và sinh hoạt là việc cấp nước, giữnước và việc bố trí mùa vụ cây trồng [2-4].

Hiện nay ở khu vực Đắk Nông - Tây Nguyên,nước ngầm là nguồn nước chủ yêu được ngườidân sử dụng trong việc tưới cây công nghiệp, chủyếu là tưới cây cà phê. Ước tính cho thây tỉ lệlương nước ngâm và nước từ sông hô đươc sửdụng tưới cho cây cà phê tương ứng là 72,2% và27,8%. Trung bình nhu câu nước sử dụng tướicây cà phê trong 5 tháng mùa khô là 2.626.229m3/ngày. Điêu này làm suy giảm đáng kê hàmlượng nước trong tầng chứa nước ở các khu vựccanh tác và ảnh hưởng tới sự cân băng nước dướiđât [4].

Trước tình hình đó, việc phân tích các diễnbiến khí hậu ở khu vực Đắk Nông trong nhữngnăm gân đây và xây dưng mô hình tưới nước tiếtkiệm cho cây cà phê là vấn đề cấp bách. Bài báonày nhăm phân tích xu hướng biến đổi của mộtsố các thông sô khí hậu đặc trưng ở Đắk Nôngtrong khoảng thời gian từ năm 2006 đên 2018 đêtừ đó đưa ra những nhận định vê tác động củabiên đôi khí hậu ở khu vực này, đông thời xâydựng giải pháp tưới tiết kiệm nước cho cây càphê góp phần thích ứng với biến đổi khí hậu.

2. Phương pháp nghiên cứuSố liệu khí tượng được thu thập ở Trạm Khí

tượng Thủy văn Thị xã Gia Nghĩa (Đắk Nông)trong khoảng thời gian từ 2006 đến năm 2018

[5]. Từ các số liệu thu thập được, chúng tôi tiếnhành thông kê và xử lý số liệu băng excel vê cácthông sô cụ thê như nhiệt độ, lượng mưa, tônggiờ năng, lượng bôc hơi, độ âm trung bình đêphân tích xu hướng thay đổi của các thông số khíhậu trong bối cảnh biến đổi khí hậu diễn ra trênphạm vi toàn cầu và tác động sâu sắc đến sảnsuất đời sống của người dân trên thế giới nóichung và ở Việt Nam nói riêng.

Trên cơ sở phân tích số liệu thứ cấp về số liệukhí tượng thủy văn, đất đai, địa lý và điều kiện tựnhiên, kinh tế xã hội vùng nghiên cứu kết hợpvới tham vấn cơ quan, chuyên gia địa phương,đề xuất lựa chọn mô hình dựa theo tiêu chí kinhtế, xã hội, địa lý, nông nghiệp và đặc điểm củavùng nghiên cứu khô hạn. Các số liệu sơ cấpđược thu thập qua bộ công cụ đánh giá nông thôncó sự tham gia phỏng vấn người am hiểu, thảoluận nhóm có trọng tâm và phỏng vấn hộ nôngdân về các định hướng qui hoạch, sản xuất nôngnghiệp, thuận lợi, khó khăn của các hệ thốngcanh tác truyền thống, vùng khan hiếm nướctưới, mô hình triển vọng, kỹ thuật cần cải tiếnđồng thời tham vấn và quyết định chọn mô hình,hệ thống canh tác.

3. Kết quả và thảo luận3.1 Xu hướng thay đổi khí hậu ở Đắk Nông3.1.1 Về nhiệt độHình 1 thê hiện số liệu nhiêt độ không khí

trung bình trong tại trạm khí tượng Gia Nghĩa -Đắk Nông khoảng thời gian từ năm 2007 đếnnăm 2017. Mức nhiệt độ trung bình trong vòng6 năm về sau (2013 - 2018) là 35,48oC còn trong6 năm trước đó (2007 - 2012) là 34,48oC tăng1,0oC. Trong khi đó nhiệt độ thấp nhất trung bìnhtrong 5 năm về sau là 11,47 trong khi đó nhiệtđộ thấp nhất trung bình 5 năm trước đó là12,05oC giảm 0,5oC. Việc tăng nhiệt độ cao nhấtnhưng lại giảm nhiệt độ cao nhất ở khu vực nàytrong khoảng thời gian nói trên có thể cho thấyđược mức độ cực đoan hơn của thời tiết trongnhững năm gần đây của Đắk Nông. Điêu này gâyảnh hưởng không nhỏ đên hoạt động canh táccũng như nhu câu nước tưới của cây cà phê.

Page 3: ĐÁNH GIÁ XU HƯỚNG THAY ĐỔI KHÍHẬU ỞTỈN H ĐẮK …tapchikttv.vn/data/article/110/Bai6.HoThanhVan.pdfTừ đó, mô hình tưới tiết kiệm nước thông minh

46 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 11 - 2019

BÀI BÁO KHOA HỌC

34.8 34.3 34.3 35.333.7 34.5

36.1 35.8 34.937.1

34.6 35.4

10.212.2

10.413.9

10.9

14.711.3

9.8 10.2 11.013.6

9.7

22.8 22.9 22.8 23.7 23.0 23.5 23.2 23.3 23.5 24.0 23.5 23.4

0

5

10

15

20

25

30

35

40

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Nhệ

t độ

(⁰C)

Năm

Nhiệt độ cao nhất (⁰C)Nhiệt độ thấp nhất (⁰C)Trung bình năm (⁰C)

Hình 1. Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm ở trạm khí tượng Gia Nghĩa - Đắk Nông (2007-2018)

3.1.2 Về lượng mưaKết quả lượng mưa ngày lớn nhất và lượng

mưa hàng năm ở trạm khí tượng Đắk Nông trongkhoảng thời gian 2007 - 2018 được thể hiện ởhình 2. Từ kết quả này chúng ta thấy rõ ràngtrong những năm gần đây lượng mưa ngày lớnnhất có xung hướng biến động nhiều hơn so vớinhững năm trước đó, đỉnh điểm là trong năm2015 có đỉnh điểm lượng mưa ngày lớn nhất lên

đến 184,5mm, cao nhất trong vòng 10 năm 2007- 2018. Trong khi đó tổng lượng mưa hàng nămtừ năm 2011 đến nay so với những năm trước đólại giảm đi đáng kể. Từ đó cho thấy lượng mưangày càng có xu hướng thay đổi nhiều ở khu vựcnày và tăng tính dị thường ở khu vực. Sự thayđôi lượng mưa dị thường này gây ảnh hưởng đênkê hoạch sản xuât và sản lượng cây trông ở khuvực nghiên cứu.

86.573.8

120.9

85.8 85.4102.1

77.183.3

184.5

91.475.8

56.8

0020406080

100120140160180200

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Lượn

g m

ưa (m

m)

Năm

Lượng mưa ngày lớn nhât (mm)

2,828.1

2,016.5

3,328.0

1,777.3

2,258.2

2,655.4

2,174.2

2,253.9

2,023.6

2,003.4

2,719.2

2,011.9

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Lượn

g m

ưa (m

m)

Năm

Tổng lượng mưa năm (mm)

Hình 2. Tổng lương mưa ở tram khí tương Gia Nghĩa (2007-2018): a) Tổng lượng mưa hàng năm; b) Lượng mưa ngày lớn nhất hàng năm

Page 4: ĐÁNH GIÁ XU HƯỚNG THAY ĐỔI KHÍHẬU ỞTỈN H ĐẮK …tapchikttv.vn/data/article/110/Bai6.HoThanhVan.pdfTừ đó, mô hình tưới tiết kiệm nước thông minh

47TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 11 - 2019

BÀI BÁO KHOA HỌC

3.1.1 Tổng số giờ nắngKết quả tổng số giờ nắng trong năm và số giờ

nắng lớn nhất trong năm được thể hiện ở hình 3.Từ kết quả này cho thấy trong những năm từnăm 2011 đến năm 2018 có tổng số giờ nắngtăng dần và cao hơn đáng kể so với tổng số giờnắng trong năm trong khoảng thời gian từ năm2007 đến năm 2011. Đặc biệt là năm 2015 cótổng số giờ nắng lên đến 2478,5 giờ, cao nhấttrong vòng 12 năm từ 2007 - 2018. Kết quả nàycho thấy xu hướng nắng nhiều và tăng nhiệt độở khu vực Đắk Nông trong những năm gần đây.

Tuy nhiên số giờ nắng lớn nhất trong ngày trongkhoảng thời gian này tương đối đồng đều giữacác năm. Từ thực tế tổng số giờ nắng tăng rõ rệttrong những năm gần đây nhưng số giờ nắng lớnnhất trong ngày lại không có sự khác biệt nhiềuđiều này cho thấy rằng, trong những năm gầnđây số ngày nắng trong năm nhiều hơn so vớitrước đây từ đây chứng tỏ có sự dịch chuyểnmùa, mùa nắng kéo dài hơn so với mùa mưa.Đây cũng là xu hướng biến đổi chung của khíhậu toàn cầu được nêu ở trong các nghiên cứuvê Biên đôi khí hậu.

2171.9

2089.6

2129.4 2287.7

2068.2

2202.7

2176.4

2345.12478.5

2123.31991.72181.3

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Tổng

số g

iờ n

ắng

(giờ

)

Năm

Tổng số giờ năng trong năm (giờ )

Hình 3. Tổng số giờ nắng trong năm ở trạm khí tượng Gia Nghĩa (2007 - 2018)

3.1.4 Lượng bốc hơiKết quả về lượng bốc hơi lớn nhất, nhỏ nhất

và trung bình được thể hiện trong hình 4. Chúngta dễ dàng thấy rằng lượng bốc hơi trung bìnhcao nhất có xu hướng giảm dần trong khoảng

thời gian này nhưng lượng bốc hơi nhỏ nhất cóxu hướng thay đổi không đáng kể giữa các nămtừ đó kéo theo lượng bốc hơi trung bình hàngnăm cũng có xu hướng giảm dần.

955

875802

828

779

667

714

714

694

640592.8 619.8

00

200

400

600

800

1,000

1,200

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Tổng

lượn

g bố

c hơi

(mm

)

Năm

Page 5: ĐÁNH GIÁ XU HƯỚNG THAY ĐỔI KHÍHẬU ỞTỈN H ĐẮK …tapchikttv.vn/data/article/110/Bai6.HoThanhVan.pdfTừ đó, mô hình tưới tiết kiệm nước thông minh

48 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 11 - 2019

BÀI BÁO KHOA HỌC

07

06

07

06 05

05

05

05 0405 4.2

3.9

00 01 00 00 00 00 00 00 00 000.1 0.200

01

02

03

04

05

06

07

08

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Tổng

lượn

g bố

c hơi

(mm

)

Năm

Lượng bốc hơi lớn nhất (mm)

lượng bốc hơi nhỏ nhất (mm)

Hình 4. Tổng lượng bốc hơi hơi hàng năm, bôc hơi lớn nhất và nhỏ nhất trong năm ở trạm khítượng (2007 - 2018): a) Tổng lượng bốc hơi hàng năm; b) Tông lương bôc hơi lớn nhât và nhỏ

nhât trong năm

3.1.5 Độ ẩm trung bình

26

31 33

24

25

34

25

15

20

29

2419

84 83

84

8282

8382

81

8284

83 82

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Độ

ẩm k

hông

khí

(%)

Năm

Độ ẩm thấp nhất (%)

Độ ẩm trung bình năm (%)

Hình 5. Độ ẩm không khí trung bình năm ở trạm khí tượng Đắk Nông trong 10 năm (2007 - 2016)

Kết quả độ ẩm trung bình hàng năm và độ ẩmtrong bình thấp nhất ở trạm khí tượng Đắk Nôngtrong 12 năm (2007 - 2018) được thể hiện tronghình 5. Từ kết quả này cho thấy rằng độ ẩm trungbình hàng năm tương đối đồng đều giữa các nămtrong khoảng thời gian này. Tuy nhiên độ ẩmtrung bình thấp nhất lại có xu hướng giảm trongkhoảng thời gian từ năm 2013 đến năm 2018 sovới những năm trước đó. Và cũng đồng thời vớiviệc trong những năm này độ ẩm trung bình caonhất có xu hướng tăng kết quả này thể hiện xuhướng thay đổi và tăng cường không đồng đềucủa độ ẩm trong những năm gần đây so với cácnăm trước đó.

3.2 Xây dưng mô hình tưới tiêt kiệm nước

cho cây cà phêTrong những năm gần đây, việc áp dụng công

nghệ tưới tiết kiệm nước đặc biệt là công nghệtiên tiến đã và đang được nghiên cứu và áp dụngrộng rãi. Việc xây dựng mô hình tưới tiết kiệmthích ứng với tình trạng khan hiếm nguồn nướcdưới tác động của biến đổi khí hậu là một giảipháp rất cấp thiết. Dựa trên thực trạng xu hướngthay đôi khi hậu ở Gia Nghĩa - Đắk Nông trongđiêu kiên biên đôi khi hậu toàn câu, đề xuất giảipháp xây dựng và thiết kế một hệ thống tưới tiếtkiệm nước thông minh trên cơ sở thiết kế một hệthống cảm biến độ ẩm (Soil Moisture Sensor)điều khiển từ xa, từ đó có thể để tính toán và xácđịnh lượng nước tưới đúng thời điểm, chính xác

Page 6: ĐÁNH GIÁ XU HƯỚNG THAY ĐỔI KHÍHẬU ỞTỈN H ĐẮK …tapchikttv.vn/data/article/110/Bai6.HoThanhVan.pdfTừ đó, mô hình tưới tiết kiệm nước thông minh

49TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 11 - 2019

và cần để cung cấp cụ thể cho cây cà phê ở vùnghạn hán là sự cần thiết.

3.2.1 Cơ sở xây dựng phương pháp, mô hìnhtưới nước thông minh

Các cảm biến độ ẩm đất hoạt động bằng nănglượng mặt trời và được đặt dưới mặt đất ở độ sâumà khoảng 80% rễ cây phân bố (Hình 6). Thôngtin về ẩm độ của đất sẽ được đo đạt thông quacảm biến đo độ ẩm đất, khi đạt độ ẩm tưới hoặcngưng tưới, người sử dụng sẽ ra lệnh cho bộ điềukhiển trung tâm thông qua gửi tin nhắn điệnthoại (máy tính). Bộ điều khiển trung tâm nhậntín hiệu, phân tích và ra lệnh cho việc tắt/mở máy

bơm tưới nước. Khi tưới nước đến ngưỡng thíchhợp (đã cày đặt sẳn), hệ thống sẽ tự động tắt [6 -7].

Người sử dụng có thể dùng máy tính hoặcđiện thoại thông minh có kết nối internet (hoặcqua tính nhắn điện thoại) để quan sát tình trạngcây trồng và điều khiển hệ thống tức thời thôngqua hệ thống camera quan sát lắp đặt theo dõihoạt động của hệ thống. Trong đó, phương pháptưới cho cây cà phê được sử dụng là phươngpháp tưới phung mưa kết hợp cảm biến độ ẩm[8].

Hình 6. Mô hình minh họa bố trí thử nghiệm hệ thống tưới nước tự động điều khiển từ xa

3.2.2 Xây dựng mô hình dự kiến cho cây càphê ở Đắk Nông

Mô hình sẽ được bố trí thử nghiệm trên cây càphê ở Đắk Nông với diện tích thử nghiệm là1000m2. Mô hình lự chọn thử nghiệm phươngpháp tưới phun mưa kêt hợp cảm biên độ âm đât.Hai mẫu đối chứng có cùng diện tích 1000m2

được tưới theo phương pháp truyền thống - tướidí gốc và tưới theo phương pháp phun mưa cụcbộ nhưng không lắp đặt cảm biến độ ẩm. Cây càphê trên các mẫu đều có cùng giống, cùng thờiđoạn sinh trưởng, được áp dụng các kỹ thuật

canh tác khác như phân bón, chăm sóc, quản lýdịch hại như nhau.

Trên cơ sở đó, so sánh, tính toán năng suấtcuối mùa vụ, lượng nước được tiết kiệm, chi phíđầu tư (nhân công, phân, thuốc, giống, vật tư…),một số chỉ tiêu về hiệu quả tài chính, môi trườngkhác của cả ba mẫu. Từ đó, chứng minh tính hiệuquả của phương pháp tưới.

Sự thành công của của nghiên cứu này khôngnhững giải quyết được bài toán về tình trạngthiếu nước nghiêm trọng như hiện nay mà còngóp phần rất lớn trong việc tiết kiệm năng lượng,

BÀI BÁO KHOA HỌC

Page 7: ĐÁNH GIÁ XU HƯỚNG THAY ĐỔI KHÍHẬU ỞTỈN H ĐẮK …tapchikttv.vn/data/article/110/Bai6.HoThanhVan.pdfTừ đó, mô hình tưới tiết kiệm nước thông minh

50 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 11 - 2019

BÀI BÁO KHOA HỌC

hạn chế thất thoát lượng phân bón cho cây trồngdo quá trình rửa trôi khi tưới, hạn chế tối đa hiệntượng phú dưỡng hóa nguồn tiếp nhận, góp phầnbảo vệ môi trường hướng đến tăng trưởng xanhvà phát triển bền vững nguồn tài nguyên nước.

4. Kêt luậnThông qua viêc phân tich số liệu vê nhiệt độ,

lượng mưa, sô giờ nắng, ở trạm khí tượng ĐắkNông trong khoảng thời gian từ năm 2007 đến2018, kêt quả cho thây xu hướng biến đổi khíhậu trong thời gian này như sau: trong khoảngthời gian (2013 - 2018) so với giai đoạn (2007-2012) nhiệt độ cao nhât trung binh tăng 1oC,nhiệt độ thâp nhât trung bình giảm 0,5oC; tônglượng mưa, sô giờ năng và độ giữa các năm thayđôi không đáng kê nhưng tính dị thường tăng lênrõ rệt. Với các kết quả này ta chưa thể kết luậnrằng có sự biến đổi khí hậu diễn ra trong khu vựckhảo sát, tuy nhiên những sự thay đổi này đờisống và hoạt động sản xuât nông nghiệp ở địa

phương. Đề xuất giải pháp xây dựng mô hìnhtưới tiết kiệm nước thông minh trên cơ sở thiếtkế một hệ thống cảm biến độ ẩm (Soil MoistureSensor) điều khiển từ xa, từ đó có thể để tínhtoán và xác định lượng nước tưới đúng thờiđiểm, chính xác có thể giúp tiết kiệm được lượngnước và có thể tăng năng suất cây trồng do tướiđúng thời điểm và đủ lượng nước trước thựctrạng biến đổi khí hậu như hiện nay là một trongnhững giải pháp công nghệ hiệu quả có tiếp cậnnền nông nghiệp 4.0. Sự thành công của nghiêncứu này không những giải quyết được bài toánvề tình trạng thiếu nước nghiêm trọng như hiệnnay mà còn góp phần rất lớn trong việc tiết kiệmnăng lượng, hạn chế thất thoát lượng phân bóncho cây trồng do quá trình rửa trôi khi tưới, hạnchế tối đa hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn tiếpnhận, góp phần bảo vệ môi trường hướng đếntăng trưởng xanh và phát triển bền vững nguồntài nguyên nước.

Lời cảm ơn: Nhóm nghiên cứu xin chân thành cảm ơn Chương trình khoa học và công nghệứng phó với biến đổi khí hậu, quản lý tài nguyên và môi trường giai đoạn 2016 - 2020 đã hô trơtài chính cho việc thu thâp sô liệu đê hoàn thành bài báo này trong khuôn khô đê tài “Nghiêncứu công nghệ tưới nước thông minh, tiêt kiệm băng hệ thông cảm biên độ âm (Soil MoistureSensor) cho môt sô loai cây trông ở vùng hạn hán Tây Nguyên và Duyên hải Nam Trung Bô”,Mã sô: BĐKH.08/16-20.

Tài liệu tham khảo1. Phạm Văn Cự (2008), Cuốn sách những kiến thức cơ bản về Biến đổi khí hậu. Trung tâm Quốc

tế nghiên cứu Biến đổi khí hậu Toàn cầu.2. Công thông tin điện tử tỉnh Đắk Nông (2018), Điêu kiện tự nhiên và xã hội tỉnh Đắk Nông.3. Ủy Ban nhân dân tỉnh Đắk Nông (2006), Báo cáo tổng hợp: quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất

tỉnh Đắk Nông đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020.4. Cơ quan hợp tác quôc tê Nhật Bản (Jica) (2018), Khảo sát thu thâp sô liệu vê quản lý tài nguyên

nước tại khu vực Tây Nguyên.5. Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Tây Nguyên (2007 - 2018), Số liệu khí tượng trạm Đắk Nông

và Đắkmil từ năm 2007 đến 2018.6. Pardossi, A., Incrocci, L., Incrocci, G., Malorgio, F., Battista, P., Bacci, L., Rapi, B.,

Marzialetti, P., Hemming, J., Balendonck, J., (2009), Review Root Zone Sensors for Irrigation Man-agement in Intensive Agriculture. Ensors, 9, 2809-2835.

7. Avatade, S.S., Dhanure, S.P., (2015), Irrigation System Using a Wireless Sensor Network andGPRS. Ijarcce, 4 (5), 521-524.

8. Cancela, J.J., Fandiño, M., Rey, B.J., Martínez, E.M., (2015), Automatic irrigation systembased on dual crop coefficient, soil and plant water status for Vitis vinifera (cv Godello and cvMencía). Agricultural Water Management, 151, 52-63.

Page 8: ĐÁNH GIÁ XU HƯỚNG THAY ĐỔI KHÍHẬU ỞTỈN H ĐẮK …tapchikttv.vn/data/article/110/Bai6.HoThanhVan.pdfTừ đó, mô hình tưới tiết kiệm nước thông minh

51TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 11 - 2019

BÀI BÁO KHOA HỌC

ANALYSIS THE TREND OF CLIMATE CHANGE IN DAKNONGPROVICE IN THE SITUATION OF GLOBAL CLIMATE CHANGE

AND PROPOSE THE SMART IRRIGATION MODEL FOR COFFEETREES IN GIA NGHIA - DAKNONG

Ho Thi Thanh Van1, Dinh Thi Nga1

1 Hochiminh City University of Natural Resources and Environment, Hochiminh city, Vietnam

Abstract: This study aimed to investigate the the trend of climate change in Daknong proviceand propose the smart water-saving irrigation model for coffee trees in Gia Nghia - Daknong. Inorder to achieve the study purpose, the climate parameters such as temperature, precipitation, num-ber of sunny hours, evaporation, average humidity were collected at Dak Nong meteorological sta-tion from 2007 to 2018. The results showed that there is a climate change in the study area duringthe survey period: temperature tends to increase, precipitation changes. This affects the life andagricultural activities of local residents. From there, a smart water-saving irrigation model is pro-posed by using a soil moisture, sensor remote control, so that it is possible to calculate and deter-mine the suilable amount of irrigation water at the right time, therefore it can help to save water andincrease crop yields. This model contributes to solving the problem of water shortage and climatechange adaptation towards green growth and sustainable development of water resources.

Keywords: Climate change, Temperature, Precipitation, Number of sunny hours, Evaporation, Av-erage humidity, Smart irrigation model.