Luận án tiến sĩ nghiên cứu đánh giá an ninh nguồn nước lưu vực sông vu gia thu bồn trong điều kiện biến đổi khí hậu và phát triển lưu vực

Luận án tiến sĩ phân tích nghiên cứu đánh giá an ninh nguồn nước lưu vực sông vu gia thu bồn trong điều kiện biến đổi khí hậu, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực nghiệm, đóng

• Tác giả: Lê Ngọc Viên
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Mai Đăng
• Trường học: Trường Đại học Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
• Chuyên ngành: Thủy văn học
• Đề tài: Đánh Giá An Ninh Nguồn Nước Sông Vu Gia - Thu Bồn Trong Bối Cảnh Biến Đổi Khí Hậu
• Loại tài liệu: Luận án
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ AN NINH NGUỒN NƯỚC
• 1.1. Tình hình nghiên cứu ANNN trên thế giới
• 1.1.1. Các đánh giá về ANNN
• 1.1.2. Một số quan điểm tiếp cận về ANNN
• 1.1.3. Một số nghiên cứu về ANNN và các khung đánh giá ANNN trên thế giới
• 1.2. Tình hình nghiên cứu về ANNN ở Việt Nam và lưu vực nghiên cứu
• 1.2.1. Tình hình nghiên cứu về ANNN ở Việt Nam
• 1.2.2. Tình hình nghiên cứu về ANNN ở lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn
• 1.2.3. Tổng hợp một số khía cạnh, biến số dùng trong các khung đánh giá ANNN
• 1.2.4. Một số hạn chế và nghiên cứu ANNN và đánh giá giải quyết trong luận án
• 1.2.4.1. Một số hạn chế và nghiên cứu ANNN nói chung và tại lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn
• 1.2.4.2. Đánh giá nghiên cứu
• 1.3. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC, THỰC TIỄN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ AN NINH NGUỒN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN
• 2.1. Cơ sở khoa học, thực tiễn và phương pháp đánh giá ANNN lưu vực sông
• 2.1.1. Quan điểm đánh giá ANNN
• 2.1.2. Nguyên tắc lựa chọn bộ chỉ số để xây dựng khung đánh giá ANNN cho lưu vực sông
• 2.1.3. Phương pháp lựa chọn, xác định bộ chỉ số đánh giá
• 2.1.4. Phương pháp xác định trọng số AHP (Analysis Hierarchy Process)
• 2.1.5. Phương pháp tính toán các chỉ số ANNN (WSI)
• 2.1.6. Lập bản đồ đánh giá ANNN
• 2.2. Xây dựng khung đánh giá ANNN cho lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn
• 2.2.1. Lựa chọn, xác định bộ chỉ số đánh giá ANNN
• 2.2.2. Tính toán trọng số của các chỉ số thành phần trong khung đánh giá
• 2.2.3. Tài liệu, số liệu sử dụng trong tính toán, đánh giá ANNN
• 2.2.3.1. Số liệu quan trắc
• 2.2.3.2. Dữ liệu mưa từ các mô hình GCM
• 2.2.3.3. Dữ liệu viễn thám
• 2.2.3.4. Niên giám thống kê, tài liệu điều tra
• 2.2.3.5. Các kịch bản BĐKH, sự phát triển lưu vực
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ AN NINH NGUỒN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN
• 3.1. Giới thiệu lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn
• 3.1.1. Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình và khí hậu
• 3.1.2. Đánh giá sơ bộ và tình hình quản lý, khai thác tài nguyên nước tại lưu vực
• 3.2. Đánh giá hiện trạng ANNN lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn
• 3.2.1. Khía cạnh 1: Tìm nguồn nước (WSI1)
• 3.2.2. Khía cạnh 2: Chất lượng nước (WSI2)
• 3.2.3. Khía cạnh 3: Thiên tai (WSI3)
• 3.2.4. Khía cạnh 4: Khả năng đáp ứng nhu cầu nước (WSI4)
• 3.2.5. Khía cạnh 5: Các hoạt động phát triển trên lưu vực (WSI5)
• 3.2.6. Bản đồ hiện trạng ANNN của lưu vực
• 3.3. Đánh giá ANNN lưu vực Vu Gia - Thu Bồn trong điều kiện có xét đến tác động của BĐKH và phát triển lưu vực
• 3.3.1. Các yếu tố khí hậu chủ yếu tác động đến tình trạng ANNN của lưu vực trong tương lai
• 3.3.2. Tác động của các hoạt động PTLV đến tình trạng ANNN của lưu vực trong tương lai
• 3.3.3. Tính toán xác định diễn biến và giá trị mùa các trạng thái bằng phương pháp chi tiết hóa các mô hình khí hậu toàn cầu (GCM)
• 3.3.4. Bản đồ ANNN xét đến ảnh hưởng của các yếu tố BĐKH và PTLV
• 3.4. Đánh giá một số giải pháp cải thiện ANNN hiện trạng và thời kỳ tương lai khi xét đến tác động của BĐKH, sự phát triển của lưu vực
• 3.4.1. Đánh giá các kịch bản hiện trạng
• 3.4.2. Đánh giá các kịch bản xét đến BĐKH và các hoạt động phát triển lưu vực
• 3.5. Kết luận và kiến nghị
• 3.5.1. Những kết quả đạt được
• 3.5.2. Tồn tại và hướng hướng nghiên cứu tiếp theo
• 3.5.3. Kiến nghị để cải thiện ANNN cho lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Giới thiệu về an ninh nguồn nước sông Vu Gia Thu Bồn

An ninh nguồn nước là một vấn đề cấp bách trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Sông Vu Gia và sông Thu Bồn là hai nguồn nước chính cung cấp nước cho sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp tại khu vực miền Trung Việt Nam. Việc đánh giá an ninh nguồn nước tại đây không chỉ giúp bảo vệ tài nguyên nước mà còn đảm bảo sự phát triển bền vững cho cộng đồng. Theo báo cáo của Tổ chức GWP, an ninh nguồn nước có thể ảnh hưởng đến kinh tế toàn cầu, gây thiệt hại lên đến 500 tỷ USD mỗi năm. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc quản lý và bảo vệ nguồn nước trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

1.1. Tình hình an ninh nguồn nước hiện nay

Tình hình an ninh nguồn nước tại sông Vu Gia - Thu Bồn đang gặp nhiều thách thức. Biến đổi khí hậu đã làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan như lũ lụt và hạn hán. Theo nghiên cứu, khoảng 70% dân số tại khu vực này đang phải đối mặt với nguy cơ thiếu nước sạch. Việc quản lý nguồn nước chưa hiệu quả, dẫn đến tình trạng ô nhiễm và suy thoái nguồn nước. Các chính sách quản lý nước cần được cải thiện để đảm bảo an ninh nguồn nước cho người dân và phát triển kinh tế địa phương.

II. Tác động của biến đổi khí hậu đến an ninh nguồn nước

Biến đổi khí hậu đang tác động mạnh mẽ đến an ninh nguồn nước tại sông Vu Gia - Thu Bồn. Nhiệt độ tăng cao và sự thay đổi lượng mưa đã làm thay đổi dòng chảy của sông, ảnh hưởng đến khả năng cung cấp nước cho sinh hoạt và sản xuất. Theo các mô hình khí hậu, lượng mưa sẽ không đồng đều, dẫn đến tình trạng khan hiếm nước vào mùa khô và ngập lụt vào mùa mưa. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến đời sống của người dân mà còn tác động đến hệ sinh thái và sự phát triển bền vững của khu vực.

2.1. Nguy cơ ô nhiễm nguồn nước

Ô nhiễm nguồn nước là một trong những vấn đề nghiêm trọng do biến đổi khí hậu gây ra. Các hoạt động khai thác tài nguyên nước không bền vững, cùng với sự gia tăng dân số và phát triển kinh tế, đã làm gia tăng ô nhiễm. Nguồn nước sông Vu Gia - Thu Bồn đang bị ảnh hưởng bởi các chất thải từ nông nghiệp và công nghiệp. Việc kiểm soát ô nhiễm nguồn nước cần được thực hiện nghiêm ngặt để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

III. Đề xuất giải pháp bảo vệ an ninh nguồn nước

Để bảo vệ an ninh nguồn nước sông Vu Gia - Thu Bồn, cần có các giải pháp đồng bộ và hiệu quả. Trước hết, cần nâng cao nhận thức của cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo vệ nguồn nước. Thứ hai, các chính sách quản lý tài nguyên nước cần được cải thiện, bao gồm việc áp dụng các công nghệ tiên tiến trong quản lý và xử lý nước. Cuối cùng, cần có sự hợp tác giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng để thực hiện các chương trình bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

3.1. Chính sách quản lý nguồn nước

Chính sách quản lý nguồn nước cần được xây dựng dựa trên các nguyên tắc phát triển bền vững. Cần có các quy định rõ ràng về khai thác và sử dụng tài nguyên nước, đồng thời khuyến khích các hoạt động bảo vệ môi trường. Việc áp dụng các mô hình quản lý tích hợp sẽ giúp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên nước và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu đến an ninh nguồn nước.

Nội dung chính

Tổng quan về luận án

Bối cảnh biến đổi khí hậu (BĐKH) toàn cầu kết hợp với áp lực gia tăng dân số và đô thị hóa nhanh chóng đang đẩy các hệ thống tài nguyên nước vào tình trạng dễ bị tổn thương nghiêm trọng. Báo cáo của Tổ chức Hợp tác vì Nước Toàn cầu (GWP) và Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD) chỉ rõ mất an ninh nguồn nước khiến nền kinh tế toàn cầu thiệt hại gần 500 tỷ USD mỗi năm và làm suy giảm hơn 1% GDP toàn cầu. Báo cáo Triển vọng Phát triển Nước Châu Á (AWDO 2020) tái khẳng định: "An ninh nguồn nước là nền tảng của khả năng phục hồi xã hội, thúc đẩy tăng trưởng đồng đều và hạnh phúc của người dân. Ba tỷ người không được tiếp cận với các thiết bị rửa tay đã bị ảnh hưởng hết sức nặng nề bởi đại dịch Covid-19." Tại Việt Nam, hơn 70% dân số chịu rủi ro thường trực từ thiên tai liên quan đến nước với mức tổn thất trung bình ước tính chiếm 1,5% GDP thường niên. Nhằm giải quyết khủng hoảng mang tính sống còn này, Kết luận số 36-KL/TW ngày 23/6/2022 của Bộ Chính trị đã đặt ra yêu cầu: "Bảo đảm số lượng, chất lượng nước phục vụ dân sinh trong mọi tình huống; đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho sản xuất, kinh doanh của các ngành, lĩnh vực, đặc biệt là các ngành kinh tế quan trọng, thiết yếu; mỗi người dân, mỗi đối tượng được tiếp cận, sử dụng nước công bằng, hợp lý." Đồng thời, Điều 11 Luật Tài nguyên nước năm 2023 xác định rõ chiến lược phát triển tài nguyên nước quốc gia bắt buộc phải gắn liền với mục tiêu bảo đảm an ninh nguồn nước (ANNN).

Khoảng trống nghiên cứu (research gap) cốt lõi xuất phát từ thực trạng các công trình thủy văn học trước đây tại lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn (VGTB) chủ yếu tiếp cận đơn lẻ, tập trung vào tính toán cân bằng nước thủy văn cục bộ, mô phỏng điều tiết cắt lũ của hệ thống hồ chứa thủy điện, hoặc dự báo ngập lụt đô thị hạ du một cách riêng rẽ (như các nghiên cứu của Huỳnh Thị Liễu Chi, 2016; Nguyễn Tiền Giang, 2017). Chưa có một công trình nào tích hợp toàn diện các động lực thủy văn, biến động khí hậu toàn cầu, áp lực chuyển dịch cơ cấu kinh tế - xã hội và rào cản quản trị liên tỉnh (giữa Quảng Nam và Đà Nẵng) vào một bộ chỉ số định lượng thống nhất có trọng số phân cấp thực chứng.

Luận án của nghiên cứu sinh Lê Ngọc Viên dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Nguyễn Mai Đăng và GS.TS Lê Đình Thành tại Trường Đại học Thủy lợi (chuyên ngành Thủy văn học, mã số 9 44 02 24) đã giải quyết 02 câu hỏi nghiên cứu (Research Questions - RQ) và kiểm chứng 02 luận điểm khoa học (Hypotheses - H):

• RQ1: Làm thế nào để thiết lập một khung đánh giá định lượng, phản ánh đầy đủ tính đa chiều và đặc thù không gian - thời gian của tình trạng ANNN trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn trong bối cảnh BĐKH và phát triển kinh tế?
• RQ2: Mức độ an ninh nguồn nước hiện trạng và tương lai (đến năm 2050) tại từng tiểu lưu vực và đơn vị hành chính cấp huyện biến thiên ra sao dưới các kịch bản khí hậu và hoạt động nhân sinh, từ đó đòi hỏi những can thiệp chính sách và công trình cụ thể nào?
• H1: Mức độ ANNN có thể được lượng hóa và ánh xạ không gian chi tiết cấp tiểu lưu vực/quận huyện thông qua việc tích hợp phương pháp phân tích quá trình (Process Analysis Method - PAM), nguyên tắc SMART và quy trình phân tích thứ bậc (Analytic Hierarchy Process - AHP).
• H2: Sự suy giảm ANNN tại lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn chịu sự chi phối tổng hợp của tính biến động dòng chảy kiệt, xung đột chuyển nước liên lưu vực từ thủy điện và suy thoái chất lượng nước hạ du; các giải pháp công trình điều tiết liên hồ kết hợp quản trị chia sẻ nguồn nước thích ứng có thể đảo ngược xu thế mất an ninh.

Khung lý thuyết của luận án tích hợp chặt chẽ giữa Quản lý tổng hợp tài nguyên nước (Integrated Water Resources Management - IWRM), Lý thuyết tổn thương thích ứng (Vulnerability & Adaptive Capacity Theory) và Khung khái niệm ANNN toàn diện do UN-Water (2013) cùng Ngân hàng Phát triển Châu Á (ADB) ban hành.

Về phạm vi và ý nghĩa, luận án bao phủ toàn bộ diện tích 10.350 km² của lưu vực VGTB thuộc địa giới hành chính tỉnh Quảng Nam và TP. Đà Nẵng. Mốc thời gian đánh giá trải dài từ chuỗi số liệu quan trắc khí tượng thủy văn lịch sử đến hiện trạng năm 2021-2022 và dự báo tương lai đến mốc năm 2050 (giữa thế kỷ XXI). Đóng góp mang tính đột phá của nghiên cứu là xây dựng thành công bộ chỉ số ANNN gồm 5 khía cạnh then chốt (WSI1 đến WSI5), 11 chỉ thị và 28 biến số được gán trọng số AHP chính xác, cung cấp bằng chứng khoa học nền tảng nhằm giảm thiểu thiệt hại thiên tai thực tế (vốn đã tiêu tốn gần 4.900 tỷ đồng tại Quảng Nam năm 2022 và gần 1.500 tỷ đồng tại Đà Nẵng chỉ trong trận lũ lịch sử ngày 14/10/2022).

---

Literature Review và Positioning

Nghiên cứu về an ninh nguồn nước trên thế giới đã trải qua quá trình tiến hóa lý thuyết sâu rộng. Giai đoạn tiền đề trước năm 2000 chủ yếu định nghĩa ANNN dựa trên quan điểm thủy văn vật lý "Nước - Con người", tiêu biểu là chỉ số căng thẳng nước (Water Stress Indicator) của Falkenmark (1989) với ngưỡng 1.700 m³/người/năm, hay chỉ số tổn thương tài nguyên nước của Raskin et al. (1997) tính theo tỷ lệ khai thác vượt quá 40% tổng lượng nước sẵn có. Đến năm 1998, Seckler et al. (IWMI) đã phân biệt sự khan hiếm nước vật lý và khan hiếm nước kinh tế dựa trên năng lực hạ tầng kỹ thuật.

Bước sang thế kỷ XXI, các cuộc tranh luận học thuật đã mở rộng sang tính toàn diện của hệ sinh thái và phúc lợi con người. Grey và Sadoff (2007) định nghĩa ANNN là khả năng khai thác tiềm năng của nước để phát triển kinh tế đồng thời kiểm soát rủi ro từ các hiểm họa liên quan đến nước. GWP (2000) nhấn mạnh: "An ninh nguồn nước, ở mỗi cấp độ từ hộ gia đình đến toàn cầu, có nghĩa là mọi người được sử dụng đủ nước an toàn với chi phí hợp lý để có một cuộc sống trong sạch, lành mạnh và hiệu quả, đồng thời đảm bảo môi trường tự nhiên được bảo vệ và phát triển." Tranh luận học thuật tồn tại giữa hai trường phái đối nghịch:

• Trường phái tiếp cận kinh tế - kỹ thuật (Techno-economic Paradigm): Cho rằng công trình tích trữ và chuyển nước quy mô lớn có thể triệt tiêu sự khan hiếm cục bộ.
• Trường phái tiếp cận sinh thái học chính trị và quản trị thích ứng (Adaptive & Eco-governance Paradigm): Khẳng định hạ tầng cứng thiếu kiểm soát sẽ phá vỡ dòng chảy môi trường, làm gia tăng xung đột xã hội và đẩy rủi ro sang các nhóm dân cư yếu thế (Pahl-Wostl, 2015; Bakker, 2012).

Về mặt định vị nghiên cứu quốc tế, luận án đã so sánh đối chuẩn với hai trường hợp điển hình:

1. Nghiên cứu lưu vực sông Hoàng Hà (Trung Quốc) của Sun et al. (2015): Sử dụng kết hợp phân tích tập cặp (Set Pair Analysis - SPA), quy trình phân tích thứ bậc mờ (FAHP) và kỹ thuật TOPSIS trên 3 tiểu hệ thống. Tuy nhiên, mô hình của Sun et al. chủ yếu phản ánh trạng thái tĩnh, chưa tích hợp kịch bản động học của BĐKH toàn cầu theo quy mô tiểu lưu vực.
2. Nghiên cứu tại 17 lưu vực thuộc tỉnh Cam Túc (Trung Quốc) của Li et al. (2019): Phát triển mô hình tích hợp đa tầng MIWSA dựa trên sức chịu tải tương đối (Relative Carrying Capacity - RCC) và độ tổn thương tích hợp (IV). Mô hình này tập trung nhiều vào chỉ số vĩ mô GDP và dân số mà bỏ qua tính đặc thù của xung đột chuyển dòng nhân tạo và xâm nhập mặn vùng cửa sông ven biển nhiệt đới.

Tại Việt Nam, các nghiên cứu của Nguyễn Thị Thu Nga (2018) trên lưu vực sông Mã và Nguyễn Mai Đăng et al. (2021, 2023) tại Quảng Ngãi đã bắt đầu xây dựng khung chỉ số nhưng còn hạn chế khi áp dụng trọng số đều (equal weights) hoặc trọng số chuyên gia đơn giản thiếu kiểm định tính nhất quán toán học (CR < 0.1). Luận án của NCS Lê Ngọc Viên đã khỏa lấp toàn diện khoảng trống này bằng cách xây dựng ma trận trọng số AHP kết hợp mô hình hóa khí hậu đa mô hình (Multi-GCM ensemble) chi tiết hóa cho vùng duyên hải miền Trung.

---

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án mở rộng Lý thuyết Quản lý tổng hợp tài nguyên nước (IWRM) và Khung lý thuyết Quản trị thích ứng (Adaptive Governance Framework của Dietz et al., 2003) thông qua việc chứng minh rằng ANNN trong môi trường nhiệt đới gió mùa không phải là một trạng thái cân bằng thủy văn tĩnh, mà là một hệ thống cân bằng động phức hợp bị chi phối bởi 5 trục tương tác:

• Tiềm năng tự nhiên
• Sức tải môi trường nước
• Tính biến động hiểm họa khí hậu
• Năng lực đáp ứng công trình
• Thể chế quản trị phân cấp

Mô hình lý thuyết đề xuất chuyển dịch quan điểm từ "quản lý khai thác lượng nước sẵn có" sang "quản trị rủi ro đa chiều và chia sẻ công bằng lợi ích nguồn nước liên vùng". Luận án xác lập 04 mệnh đề lý thuyết (Theoretical Propositions):

• Mệnh đề P1: Chỉ số tiềm năng nước dồi dào trên danh nghĩa không bảo đảm ANNN thực tế nếu hệ số biến động dòng chảy kiệt ($C_v$) cao và thiếu hạ tầng tích trữ điều tiết đa mục tiêu.
• Mệnh đề P2: Mức độ tổn thương ANNN tỷ lệ thuận với cường độ đô thị hóa và phát triển thủy điện thượng nguồn nếu không duy trì cam kết dòng chảy môi trường tối thiểu ($Q_{min}$) cho hạ du.
• Mệnh đề P3: Áp lực xâm nhập mặn cửa sông là hàm số phi tuyến của sự suy giảm lưu lượng dòng chảy mùa kiệt kết hợp với hiện tượng nước biển dâng do BĐKH.
• Mệnh đề P4: Nâng cao năng lực chuyên môn của cán bộ quản lý tài nguyên nước cấp huyện có hệ số đóng góp tương đương với việc tăng vốn đầu tư hạ tầng xử lý chất thải trong việc ổn định chỉ số ANNN cấp cơ sở.

graph TD
    A[Tác nhân bên ngoài: BĐKH & Thiên tai] --> D[Khung Đánh giá ANNN Lưu vực VGTB]
    B[Tác nhân bên trong: Hoạt động KT-XH & Thủy điện] --> D
    D --> E[WSI1: Tiềm năng tài nguyên nước]
    D --> F[WSI2: Chất lượng & Môi trường nước]
    D --> G[WSI3: Hiểm họa thiên tai liên quan đến nước]
    D --> H[WSI4: Năng lực đáp ứng nhu cầu dùng nước]
    D --> I[WSI5: Quản trị & Phát triển lưu vực]
    E & F & G & H & I --> J[Chỉ số ANNN Tổng hợp - WSI Toàn lưu vực]
    J --> K[Bản đồ Phân vùng ANNN Hiện trạng & Tương lai 2050]
    K --> L[Hệ thống Giải pháp Thích ứng & Thể chế Quản lý Liên tỉnh]

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích của luận án tích hợp đồng thời 03 nền tảng lý thuyết: Phương pháp Phân tích Quá trình (PAM), Khung tiêu chí SMART và Quy trình Phân tích Thứ bậc (AHP). Phương pháp PAM cho phép bóc tách hệ thống lưu vực thành quan hệ nhân quả rõ ràng: Tác nhân tạo tác động bên ngoài (mưa cực đoan, hạn hán, BĐKH) và Tác nhân bên trong (xả thải nông nghiệp, chăn nuôi, thủy sản, chuyển dòng thủy điện Đắk Mi 4 sang sông Thu Bồn làm cạn kiệt sông Vu Gia) tác động trực tiếp lên các Đối tượng nhận tác động (cộng đồng dân cư, hệ sinh thái Vườn quốc gia Sông Thanh, các đô thị Đà Nẵng, Hội An). Khung chỉ số thành phần được cấu trúc như sau:

Khía cạnh then chốt	Chỉ thị thành phần (Indicators)	Biến số đo lường thực nghiệm (Variables)
WSI1: Tiềm năng nguồn nước	- Tiềm năng nước mặt - Tiềm năng nước mưa - Tiềm năng nước ngầm	- Môđun dòng chảy năm ($M_0$) - Môđun dòng chảy kiệt ($M_{kiet}$) - Hệ số biến động dòng kiệt ($C_{v-kiet}$) - Lượng mưa bình quân năm - Khả năng khai thác nước ngầm ($m^3/ngay/km^2$) - Dung tích hồ chứa/khả năng giữ nước
WSI2: Chất lượng nước	- Áp lực nguồn thải - Hiện trạng ô nhiễm - Năng lực cải thiện chất lượng	- Tải lượng thải từ canh tác nông nghiệp, chăn nuôi gia súc/gia cầm, thủy sản, dịch vụ du lịch - Tỷ lệ vượt quy chuẩn môi trường QCVN - Tỷ lệ xã có hệ thống thoát nước thải tập trung & thu gom rác thải - Tỷ lệ dân số cấp nước sạch theo QCVN 02:2009/BYT
WSI3: Thiên tai liên quan đến nước	- Rủi ro ngập lụt - Rủi ro hạn hán - Xâm nhập mặn	- Độ sâu ngập lụt ứng với tần suất thiết kế $P = 5%$ và $P = 10%$ - Chỉ số hạn khí tượng chuẩn hóa 12 tháng (SPI-12) - Mức độ và chiều dài xâm nhập mặn hạ du ($1‰$ và $4‰$)
WSI4: Khả năng đáp ứng nhu cầu	- Cân bằng cung - cầu - Xung đột chia sẻ nước	- Mức độ thiếu hụt lượng nước yêu cầu ($m^3/nam$) - Tỷ lệ lưu lượng cho/nhận nước giữa các nhánh sông
WSI5: Phát triển & Quản trị lưu vực	- Áp lực kinh tế - xã hội - Biến động lớp phủ - Năng lực quản trị & đầu tư	- Mật độ dân số, thu nhập bình quân đầu người, trình độ dân trí, dịch vụ y tế - Mức độ suy giảm diện tích cây xanh qua chỉ số viễn thám NDVI - Tỷ lệ vốn đầu tư hạ tầng nước sạch/rác thải - Tỷ lệ xã đạt chuẩn Nông thôn mới - Tỷ lệ cán bộ quản lý cấp huyện có chuyên môn đúng chuyên ngành

---

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Luận án vận hành trên nền tảng triết lý thực chứng diễn dịch (Positivism / Post-positivism), kết hợp định lượng mô hình toán học thủy văn - thủy lực với quy trình thẩm định chuyên gia nghiêm ngặt. Thiết kế nghiên cứu đa tầng (Multi-level design) được triển khai qua 3 cấp độ: Cấp toàn lưu vực (10.350 km²), Cấp 9 tiểu lưu vực thủy văn, và Cấp 18 đơn vị hành chính quận/huyện thuộc tỉnh Quảng Nam và TP. Đà Nẵng.

flowchart TD
    A[Dữ liệu Đầu vào Đa nguồn] --> B[Chuẩn hóa Biến số & Xử lý Dữ liệu]
    A1[Quan trắc KTTV 6 trạm 1976-2022] --> A
    A2[5 Mô hình GCMs: RCP 4.5 & RCP 8.5] --> A
    A3[Viễn thám MODIS/Landsat NDVI & DEM] --> A
    A4[Niên giám Thống kê 18 Quận/Huyện 2022] --> A
    
    B --> C[Mô phỏng Thủy lực & Khí hậu]
    C --> C1[Mike 11: Dòng chảy & Xâm nhập mặn]
    C --> C2[Cropwat: Nhu cầu tưới nông nghiệp]
    C --> C3[Hiệu chỉnh Sai số GCMs: LS, LOCI, DM]
    
    B --> D[Quy trình Đánh giá Trọng số AHP]
    D --> D1[Ma trận So sánh Cặp Chuyên gia L=15-20]
    D --> D2[Tính Trung bình Nhân Geometric Mean]
    D --> D3[Kiểm định Tỷ số Nhất quán CR < 0.1]
    
    C1 & C2 & C3 & D3 --> E[Tính toán Chỉ số WSI Từng Khía cạnh]
    E --> F[Chồng xếp Bản đồ Không gian GIS]
    F --> G[Bản đồ Phân vùng ANNN Hiện trạng & Tương lai 2050]

Quy trình nghiên cứu và Kiểm định độ tin cậy

Phương pháp AHP của Thomas L. Saaty (1980, 2008) được vận hành với cấu trúc ma trận so sánh cặp đối xứng nghịch đảo $A = [a_{ij}]{n \times n}$ thỏa mãn $a{ij} > 0, a_{ji} = 1/a_{ij}, a_{ii} = 1$. Điểm đánh giá tổng hợp từ hội đồng chuyên gia (gồm các nhà khoa học đầu ngành thủy văn, tài nguyên nước và lãnh đạo Sở TN&MT) được tính toán qua công thức trung bình nhân (Geometric Mean):

$$\bar{a}{ij} = \sqrt[L]{\prod{k=1}^{L} a_{ij}^{(k)}}$$

Trong đó $L$ là số lượng chuyên gia tham gia đánh giá. Trọng số thành phần $w_i$ được chuẩn hóa qua vector riêng chính. Độ tin cậy và tính logic của ma trận được kiểm soát nghiêm ngặt qua Chỉ số nhất quán $CI = (\lambda_{max} - n)/(n - 1)$ và Tỷ số nhất quán $CR = CI / RI$. Toàn bộ các ma trận so sánh cặp cho 5 khía cạnh và 28 biến số đều đạt $CR < 0.10$ (thậm chí nhiều ma trận đạt $CR < 0.05$), khẳng định tính nhất quán toán học tuyệt đối, loại trừ hoàn toàn các phán đoán mâu thuẫn chủ quan.

Dữ liệu và Công cụ phân tích

Hệ thống dữ liệu đầu vào có độ phủ rộng lớn và độ phân giải cao:

• Chuỗi số liệu thủy văn - khí tượng: Thu thập tại 6 trạm khí tượng thủy văn đại diện (Đà Nẵng, Nông Sơn, Hiên, Hội An, Khâm Đức, Trà My) trong chuỗi thời gian liên tục từ 1976 đến 2022.
• Mô hình Khí hậu Toàn cầu (GCMs): Trích xuất dữ liệu từ 5 mô hình GCMs thuộc dự án CMIP5 gồm ACCESS, CCSM, CSIRO, HadGEM và MPI-GCM dưới 2 kịch bản phát thải RCP 4.5 và RCP 8.5.
• Hiệu chỉnh sai số thống kê (Bias Correction): Áp dụng đồng thời 3 phương pháp tiên tiến gồm Tỷ lệ tuyến tính (Linear Scaling - LS), Tỷ lệ cường độ cục bộ (Local Intensity Scaling - LOCI) và Ánh xạ phân bố (Distribution Mapping - DM). Phương pháp DM thể hiện tính ưu việt vượt trội trong việc khử sai số dạng hàm phân bố xác suất Gamma của lượng mưa ngày cực đoan.
• Công cụ mô phỏng: Sử dụng bộ mô hình MIKE 11 (mô đun hydrodynamic HD và mô đun bình chuyển chất mặn AD) để mô phỏng truyền lũ và lan truyền mặn trên toàn bộ mạng lưới sông VGTB; mô hình CROPWAT 8.0 tính toán nhu cầu bốc thoát hơi nước và tưới cây trồng; phần mềm ArcGIS 10.8 để biên tập và chồng xếp các lớp dữ liệu không gian định dạng raster/vector.

---

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

quadrantChart
    title Ma trận Phân hóa ANNN Hiện trạng Lưu vực Sông VGTB
    x-axis "Nguy cơ Rủi ro Thiên tai & Môi trường Thấp" --> "Nguy cơ Rủi ro Thiên tai & Môi trường Cao"
    y-axis "Năng lực Thể chế & Hạ tầng Thấp" --> "Năng lực Thể chế & Hạ tầng Cao"
    quadrant-1 "Đô thị Trọng điểm: Hải Châu, Thanh Khê, Hội An"
    quadrant-2 "Tiểu vùng Ổn định: Vùng gò đồi trung du Quảng Nam"
    quadrant-3 "Khu vực Báo động Cực kỳ Nguy cấp: Nam Trà My, Phước Sơn"
    quadrant-4 "Khu vực Dễ Tổn thương Ven biển: Điện Bàn, Duy Xuyên"

1. Sự phân hóa nghịch đảo sâu sắc giữa vùng thượng lưu và hạ lưu: Tại khu vực thượng nguồn miền núi (huyện Nam Trà My, Phước Sơn, Tây Giang), chỉ số tiềm năng nguồn nước tự nhiên đạt mức rất cao ($WSI1 > 4.2/5.0$), tuy nhiên chỉ số ANNN tổng hợp lại rơi vào mức Kém đến Trung bình ($WSI < 2.5$) do chỉ số hạ tầng xã hội và năng lực quản trị ($WSI5$) quá thấp, tỷ lệ hộ dân tiếp cận nước sạch đạt chuẩn QCVN 02:2009/BYT chỉ đạt dưới 45%. Ngược lại, khu vực hạ du (quận Hải Châu, Thanh Khê - Đà Nẵng) có chỉ số tiềm năng tự nhiên tại chỗ rất thấp ($WSI1 < 1.8$) nhưng điểm tổng hợp ANNN đạt mức Khá ($WSI > 3.6$) nhờ hệ thống cấp nước tập trung và tỷ lệ thu gom xử lý chất thải đạt trên 95%.

2. Tác động tiêu cực của chuyển dòng thủy điện đối với an ninh nước hạ du: Việc thủy điện Đắk Mi 4 chuyển dòng trung bình từ 70 - 85 m³/s từ lưu vực sông Vu Gia sang sông Thu Bồn trong mùa cạn làm lưu lượng về hạ lưu trạm Ái Nghĩa suy giảm nghiêm trọng từ 45% đến 60% so với điều kiện tự nhiên. Điều này đẩy mặn ($1‰$ và $4‰$) lấn sâu vào sông Cẩm Lệ và sông Cầu Đỏ thêm 4,5 - 7,2 km, đe dọa trực tiếp đến cửa lấy nước thô của Nhà máy nước Cầu Đỏ (cung cấp 80% nhu cầu nước sinh hoạt cho hơn 1,2 triệu dân TP. Đà Nẵng).

3. Gia tăng cực đoan khí hậu theo kịch bản RCP 8.5 đến năm 2050: Kết quả phân tích hàm phân bố xác suất Gamma tích lũy (PDF) từ 5 mô hình GCMs chỉ ra sự phân cực thời tiết khắc nghiệt: Lượng mưa 5 ngày lớn nhất ($R5dp$) tại trạm Trà My và Khâm Đức có xu thế tăng 18,5% - 24,3%, gia tăng tần suất lũ cực hạn PMF; trong khi số ngày khô hạn liên tục lớn nhất ($Pcdd$) tại vùng đồng bằng ven biển tăng từ 12 đến 21 ngày/năm, khiến chỉ số hạn hán SPI-12 giảm sâu xuống dưới ngưỡng -1.5 (hạn hán nghiêm trọng).

4. Tỷ lệ suy thoái ANNN dự báo theo không gian: Đến năm 2050 dưới tác động kép của BĐKH (kịch bản RCP 8.5) và gia tăng khai thác phục vụ phát triển, diện tích các tiểu lưu vực rơi vào ngưỡng "Báo động mất an ninh" ($WSI < 2.0$) tăng thêm 31,4% diện tích toàn lưu vực, tập trung tại các vùng trũng thấp ven biển thị xã Điện Bàn, huyện Duy Xuyên và TP. Hội An do xâm nhập mặn kết hợp triều cường nước biển dâng.

Implications đa chiều

• Về mặt lý thuyết: Luận án chứng minh sự tích hợp của các phương pháp thủy văn truyền thống với lý thuyết kinh tế - thể chế là yêu cầu bắt buộc để giải quyết bài toán an ninh nước hiện đại.
• Về mặt phương pháp luận: Khung đánh giá PAM-AHP-GIS có tính mở cao, hoàn toàn có thể nhân rộng để lượng hóa ANNN cho các lưu vực sông có cấu trúc địa hình và phân cấp thủy điện tương tự tại miền Trung (như sông Ba, sông Hương, sông Trà Khúc).
• Về mặt thực tiễn và chính sách: Cung cấp cơ sở khoa học định lượng để UBND TP. Đà Nẵng và UBND tỉnh Quảng Nam ban hành Quy chế phối hợp liên tỉnh trong việc vận hành điều tiết xả nước từ các hồ chứa thủy điện thượng nguồn (A Vương, Đắk Mi 4, Sông Bung 4, Sông Tranh 2), bảo đảm lưu lượng xả về sông Vu Gia duy trì dòng chảy tối thiểu không nhỏ hơn 32 m³/s tại trạm Ái Nghĩa để đẩy mặn cho hạ du.

---

Limitations và Future Research

Luận án thẳng thắn thừa nhận 04 điểm hạn chế mang tính khách quan:

1. Độ phân giải của chuỗi dữ liệu ngập mặn vi mô: Dữ liệu đo đạc xâm nhập mặn tại một số nhánh sông phụ khu vực cửa Đại và cửa Hàn còn gián đoạn theo chuỗi thời gian, việc kiểm định mô hình thủy lực AD chủ yếu dựa trên các đợt đo mặn đặc biệt trong mùa kiệt các năm 2018 - 2021.
2. Kịch bản phát triển kinh tế xã hội mang tính tiền định: Việc giả định tốc độ tăng trưởng kinh tế, gia tăng dân số và diện tích đô thị hóa đến năm 2050 dựa trên Quy hoạch tổng thể tỉnh Quảng Nam và TP. Đà Nẵng có thể xuất hiện độ lệch trước các biến cố kinh tế vĩ mô toàn cầu.
3. Chưa lượng hóa đầy đủ giá trị dịch vụ hệ sinh thái đất ngập nước: Đóng góp của các vùng ngập nước tự nhiên và rừng ngập mặn ven biển (như rừng dừa Bảy Mẫu Hội An) trong việc xử lý sinh học tự nhiên và giảm sóng triều mới chỉ được đánh giá qua chỉ số gián tiếp NDVI.
4. Trọng số AHP phụ thuộc vào thành phần hội đồng chuyên gia: Mặc dù chỉ số nhất quán $CR < 0.1$, sự khác biệt về góc nhìn giữa các chuyên gia công trình thủy lợi và chuyên gia bảo tồn sinh thái vẫn tạo ra độ nhạy nhất định trong phân bổ tỷ trọng giữa $WSI1$ và $WSI2$.

Chương trình nghiên cứu tương lai (Future Research Agenda) cần tập trung:

• Ứng dụng công nghệ ảnh vệ tinh radar độ phân giải cao (Sentinel-1, Sentinel-2) kết hợp thuật toán học máy (Machine Learning) để giám sát vết ngập và biến động chất lượng nước mặt thời gian thực (Real-time Water Security Monitoring).
• Tích hợp mô hình kinh tế thủy văn ngẫu nhiên (Hydro-economic Stochastic Optimization) để xác định giá trị kinh tế của từng $m^3$ nước phân bổ cho từng ngành dùng nước.
• Mở rộng đánh giá liên kết Nước - Năng lượng - Lương thực (Water-Energy-Food Nexus) trong điều kiện vận hành thị trường điện cạnh tranh.

---

Tác động và ảnh hưởng

graph LR
    A[Kết quả Nghiên cứu Luận án] --> B[Học thuật & Đào tạo]
    A --> C[Chính sách & Quản lý Nhà nước]
    A --> D[Doanh nghiệp & Xã hội]
    
    B --> B1[Công bố ISI/Scopus & Giảng dạy Sau Đại học]
    B --> B2[Khung Phương pháp chuẩn cho Lưu vực Miền Trung]
    
    C --> C1[Quy chế Điều phối Lưu vực Sông VGTB]
    C --> C2[Kế hoạch Hành động Ứng phó BĐKH 2030-2050]
    
    D --> D1[Quy trình Vận hành Liên hồ chứa Thủy điện Tối ưu]
    D --> D2[Bảo đảm Cấp nước An toàn cho 1,8 Triệu Dân]

• Tác động học thuật: Dự kiến tạo ra nguồn trích dẫn học thuật quan trọng trong các nghiên cứu thủy văn học và tài nguyên nước tại Việt Nam; cung cấp học liệu chuyên khảo cho chương trình đào tạo thạc sĩ, tiến sĩ chuyên ngành Thủy văn học, Kỹ thuật tài nguyên nước và Biến đổi khí hậu.
• Tác động kinh tế - kỹ thuật: Tối ưu hóa quy trình vận hành liên hồ chứa giúp giảm tổn thất điện năng phát của các nhà máy thủy điện trị giá hàng chục tỷ đồng mỗi năm nhưng vẫn đảm bảo cấp đủ nước cho 35.000 ha đất nông nghiệp đồng bằng Quảng Nam - Đà Nẵng.
• Tác động xã hội và môi trường: Bảo đảm nguồn nước sinh hoạt an toàn, không bị gián đoạn do mặn cho hơn 1,8 triệu người dân đô thị và nông thôn; giảm thiểu nguy cơ bùng phát dịch bệnh liên quan đến nguồn nước trong mùa khô hạn; bảo vệ tính đa dạng sinh học của các khu bảo tồn thiên nhiên trên lưu vực.

---

Đối tượng hưởng lợi

• Nghiên cứu sinh và Giới học thuật: Tiếp cận phương pháp luận mẫu mực về tích hợp công cụ thủy văn truyền thống (MIKE 11, CROPWAT) với mô hình phân tích không gian đa tiêu chí (AHP-GIS) và chi tiết hóa mô hình khí hậu CMIP5.
• Cơ quan Quản lý Nhà nước (Bộ TN&MT, Cục Quản lý Tài nguyên nước, UBND TP. Đà Nẵng, UBND tỉnh Quảng Nam): Sở hữu bản đồ phân vùng rủi ro an ninh nước chi tiết đến cấp huyện, làm căn cứ pháp lý để phê duyệt quy hoạch tỉnh và ban hành hạn ngạch khai thác nước mặt dưới giấy phép.
• Đơn vị Quản lý Khai thác Công trình Thủy lợi & Thủy điện: Các Công ty Khai thác Thủy lợi Quảng Nam/Đà Nẵng và các Chủ hồ thủy điện (A Vương, Đắk Mi, Sông Bung) có cơ sở kỹ thuật để phối hợp xả nước đẩy mặn hiệu quả.
• Doanh nghiệp Cấp thoát nước: Công ty Cổ phần Cấp nước Đà Nẵng (DAWACO) chủ động xây dựng phương án vận hành các trạm bơm phòng mặn An Trạch và mở rộng công suất dự phòng.
• Cộng đồng Dân cư Lưu vực: Được thụ hưởng chính sách đầu tư công bằng vào hạ tầng cấp nước sạch nông thôn và cảnh báo sớm thiên tai lũ lụt, hạn mặn.

---

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì? Luận án đã mở rộng Lý thuyết Quản trị Nước Thích ứng (Adaptive Water Governance) bằng cách tích hợp mô hình trọng số AHP đa tầng vào khung PAM, biến khái niệm trừu tượng về ANNN của UN-Water thành một mô hình toán học lượng hóa có khả năng tính toán chỉ số biến động không gian từ 28 biến số cụ thể.

2. Đột phá về phương pháp luận so với các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam? Khác với các nghiên cứu trước (như của Nguyễn Thị Thu Nga 2018 sử dụng trọng số đều, hoặc Lê Bá Trình 2021 dùng trọng số chuyên gia trực tiếp), luận án áp dụng ma trận so sánh cặp Saaty có kiểm định tỷ số nhất quán $CR < 0.1$, kết hợp với việc khử sai số lượng mưa ngày cực đoan từ 5 mô hình GCMs bằng phương pháp Phân bố xác suất Gamma (Distribution Mapping), mang lại độ chính xác cao vượt bậc trong dự báo rủi ro tương lai.

3. Phát hiện nào gây bất ngờ nhất về mặt số liệu thực chứng? Khu vực miền núi thượng lưu có lượng mưa năm rất lớn (trên 3.500 mm tại Trà My) nhưng lại có chỉ số ANNN ($WSI$) tổng hợp thấp ngang bằng với các vùng chịu hạn mặn nặng nề ở hạ lưu. Nguyên nhân là do hệ số biến động dòng kiệt quá lớn ($C_v > 0.65$), độ dốc địa hình gây suy thoái thảm phủ nhanh chóng và chỉ số năng lực quản trị cấp huyện ($WSI5-4$) chỉ đạt mức tối thiểu.

4. Luận án có cung cấp quy trình tái lập nghiên cứu (Replication Protocol) không? Có. Toàn bộ cấu trúc ma trận so sánh cặp AHP, thang đo chuẩn hóa 5 mức độ cho 28 biến số, phương trình hiệu chỉnh sai số khí hậu và các kịch bản biên mô hình MIKE 11 đều được tường minh hóa chi tiết trong Chương 2 và hệ thống Phụ lục, cho phép các nhà nghiên cứu khác tái lập quy trình trên các lưu vực sông khác.

5. Định hướng chương trình nghiên cứu 10 năm tiếp theo được vạch ra như thế nào? Xây dựng hệ thống bản sao số (Digital Twin) cho lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn, tích hợp dữ liệu cảm biến IoT quan trắc tự động lưu lượng/độ mặn với mô hình trí tuệ nhân tạo (AI/Deep Learning) để ra quyết định điều hành liên hồ chứa theo thời gian thực (Real-time Autonomous Reservoir Operation).

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ kỹ thuật của NCS Lê Ngọc Viên đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu nghiên cứu với 06 đóng góp cụ thể và toàn diện:

1. Xác lập cơ sở khoa học và phương pháp luận: Hoàn thiện phương pháp tích hợp PAM-AHP-GIS để thiết lập khung đánh giá ANNN chuyên biệt cho lưu vực sông nhiệt đới gió mùa có tính phân hóa địa hình sâu sắc.
2. Xây dựng bộ chỉ số chuẩn hóa: Định lượng thành công 5 khía cạnh then chốt (WSI1-WSI5) gồm 11 chỉ thị và 28 biến số thực nghiệm với hệ thống trọng số AHP đạt độ tin cậy toán học tuyệt đối ($CR < 0.1$).
3. Lượng hóa hiện trạng ANNN: Đã lập bản đồ phân vùng ANNN chi tiết cho 18 quận/huyện và 9 tiểu lưu vực sông VGTB năm 2021-2022, chỉ rõ những điểm nóng mất an ninh do tác động chuyển dòng thủy điện và suy giảm dòng kiệt.
4. Dự báo biến động khí hậu chính xác: Ứng dụng thành công kỹ thuật chi tiết hóa thống kê với phương pháp Distribution Mapping trên 5 mô hình GCMs, dự báo bức tranh toàn cảnh về hạn hán, lũ lụt và xâm nhập mặn năm 2050 theo kịch bản RCP 4.5 và RCP 8.5.
5. Đề xuất hệ thống giải pháp công trình và phi công trình: Cung cấp căn cứ khoa học xác định lưu lượng xả duy trì dòng chảy môi trường tối thiểu tại trạm Ái Nghĩa và đề xuất giải pháp vận hành hồ chứa liên tỉnh thích ứng.
6. Mở ra các hướng nghiên cứu học thuật mới: Tạo tiền đề phát triển các hướng nghiên cứu về Kinh tế tài nguyên nước đa ngành, Quản trị an ninh nước liên kết Vùng kinh tế trọng điểm miền Trung và Tích hợp công nghệ số trong quản lý lưu vực bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Bà GIÁO DĂC VÀ ĐÀO T¾O Bà NÔNG NGHIàP VÀ PTNT TR¯äNG Đ¾I HæC THĄY LĀI LÊ NGâC VIÊN NGHIÊN CĆU ĐÁNH GIÁ AN NINH NGUâN N¯âC L¯U VĀC SÔNG VU GIA - THU BâN TRONG ĐIÀU KIàN BI¾N ĐäI KHÍ HÀU VÀ PHÁT TRIÂN L¯U VĀC LUÀN ÁN TI¾N S) KĀ THUÀT HÀ NàI, NM 2024 Bà GIÁO DĂC VÀ ĐÀO T¾O Bà NÔNG NGHIàP VÀ PTNT TR¯äNG Đ¾I HæC THĄY LĀI LÊ NGâC VIÊN NGHIÊN CĆU ĐÁNH GIÁ AN NINH NGUâN N¯âC L¯U VĀC SÔNG VU GIA - THU BâN TRONG ĐIÀU KIàN BI¾N ĐäI KHÍ HÀU VÀ PHÁT TRIÂN L¯U VĀC Ngành: Thăy vn hãc Mã sá: 9 44 02 24 NG¯äI H¯âNG DÀN KHOA HâC 1.TS Nguyán Mai Đng 2.TS Lê Đình Thành HÀ NàI, NM 2024 LäI CAM ĐOAN Nghiên cąu sinh cam đoan đây là công trình nghiên cąu căa bÁn thân. Các kÁt quÁ nghiên cąu và các kÁt luÃn trong luÃn án là trung thāc, không sao chép từ bÃt kỳ mát nguãn nào và d°ãi bÃt kỳ hình thąc nào. Viãc tham khÁo các nguãn tài liãu đã đ°ÿc thāc hiãn trích dÁn và ghi nguãn tài liãu đúng quy đánh. Nghiên cću sinh Lê Ngçc Viên i LäI CÁM ¡N TrÁi qua quá trình hãc tÃp và nghiên cąu, luÃn án căa Nghiên cąu sinh (NCS) đã hoàn thành.

Låi đÅu tiên cho phép NCS đ°ÿc gửi låi cÁm ¢n chân thành đÁn Ban giám hiãu và quý ThÅy, Cô giáo Tr°ång Đ¿i hãc Thăy lÿi đã t¿o mãi điÃu kiãn thuÃn lÿi đß NCS hoàn thành luÃn án. Vãi lòng kính trãng và biÁt ¢n sâu sắc, NCS xin gửi låi cÁm ¢n đÁn PGS.TS Nguyán Mai Đng, GS.TS Lê Đình Thành, hai ng°åi ThÅy đã tÃn tình h°ãng dÁn NCS từ nhÿng ngày đÅu tiên tìm hißu, đánh h°ãng nghiên cąu cũng nh° trong suát quá trình thāc hiãn và hoàn thành luÃn án. NCS xin đ°ÿc gửi låi cÁm ¢n đÁn quý ThÅy, Cô giáo Bá môn Thăy vn và BiÁn đåi khí hÃu, Khoa Kỹ thuÃt tài nguyên n°ãc, Phòng đào t¿o Nhà tr°ång đã h°ãng dÁn, t¿o điÃu kiãn thuÃn lÿi cho NCS trong quá trình hãc tÃp, nghiên cąu và thāc hiãn luÃn án. Trân trãng cÁm ¢n tÃp thß lãnh đ¿o và viên chąc tr°ång Cao đẳng Công nghã, Kinh tÁ và Thăy lÿi miÃn Trung đã t¿o điÃu kiãn đß NCS đ°ÿc tÃp trung hãc tÃp và hoàn thành đ°ÿc nhiãm vā nghiên cąu.

Trong quá trình nghiên cąu, NCS đã nhÃn đ°ÿc sā t° vÃn, góp ý từ các nhà khoa hãc, chuyên gia ç các bá, ngành trong lĩnh vāc liên quan, sā hß trÿ và thông tin, tài liãu từ các cán bá quÁn lý, kỹ thuÃt ç các công ty khai thác công trình thăy lÿi, nhà máy thăy điãn, công ty cÃp thoát n°ãc,& nhân đây NCS xin bày tß sā biÁt ¢n đái vãi nhÿng giúp đỡ, hß trÿ quý báu này. Cuái cùng, NCS xin gửi låi cÁm ¢n đÁn gia đình, b¿n bè, đãng nghiãp đã giúp đỡ, đáng viên và t¿o mãi điÃu kiãn thuÃn lÿi cho NCS trong suát thåi gian hãc tÃp, nghiên cąu. Tính cÃp thiÁt căa vÃn đà nghiên cąu. Đái t°ÿng và ph¿m vi nghiên cąu.

Ph¿m vi nghiên cąu. Câu hßi nghiên cąu và luÃn đißm bÁo vã. H°ãng tiÁp cÃn và ph°¢ng pháp nghiên cąu. Ph°¢ng pháp nghiên cąu.

Ý nghĩa khoa hãc và thāc tián. Ý nghĩa thāc tián .6 CH¯¡NG 1 TäNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CĄU V AN NINH NGUâN N¯âC .1 Tình hình nghiên cąu ANNN trên thÁ giãi.1 Các đánh nghĩa và ANNN.2 Mát sá quan đißm tiÁp cÃn và ANNN .3 Mát sá nghiên cąu và ANNN và các khung đánh giá ANNN trên thÁ giãi .2 Tình hình nghiên cąu và ANNN ç Viãt Nam và l°u vāc nghiên cąu .1 Tình hình nghiên cąu và ANNN ç Viãt Nam .2 Tình hình nghiên cąu và ANNN ç l°u vāc sông VGTB .3 Tång hÿp mát sá khía c¿nh, biÁn sá dùng trong các khung đánh giá ANNN .4 Mát sá h¿n chÁ và nghiên cąu ANNN và đánh h°ãng giÁi quyÁt trong luÃn án .1 Mát sá h¿n chÁ và nghiên cąu ANNN nói chung và t¿i l°u vāc sông VGTB .2 Đánh h°ãng nghiên cąu .23 KÁt luÃn ch°¢ng 1 .24 iii CH¯¡NG 2 C¡ Sæ KHOA HâC, THĀC TIàN VÀ PH¯¡NG PHÁP ĐÁNH GIÁ AN NINH NGUâN N¯âC L¯U VĀC SÔNG VU GIA - THU BâN .1 C¢ sç khoa hãc, thāc tián và ph°¢ng pháp đánh giá ANNN l°u vāc sông .1 Quan đißm đánh giá ANNN .2 Nguyên tắc lāa chãn bá chß sá đß xây dāng khung đánh giá ANNN cho l°u vāc sông .3 Ph°¢ng pháp lāa chãn, xác đánh bá chß sá đánh giá .4 Ph°¢ng pháp xác đánh trãng sá AHP (Analysis Hierarchy Process) .5 Ph°¢ng pháp tính toán các chß sá ANNN (WSI) .6 LÃp bÁn đã đánh giá ANNN .2 Xây dāng khung đánh giá ANNN cho l°u vāc sông Vu Gia - Thu Bãn .1 Lāa chãn, xác đánh bá chß sá đánh giá ANNN.2 Tính toán trãng sá căa các chß sá thành phÅn trong khung đánh giá .3 Tài liãu, sá liãu sử dāng trong tính toán, đánh giá ANNN.1 Sá liãu quan trắc .2 Dÿ liãu m°a từ các mô hình GCM .3 Dÿ liãu vián thám .4 Niên giám tháng kê, tài liãu điÃu tra .5 Các kách bÁn BĐKH, sā phát trißn l°u vāc. 64 CH¯¡NG 3 TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ AN NINH NGUâN N¯âC L¯U VĀC SÔNG VU GIA - THU BâN .1 Giãi thiãu l°u vāc sông Vu Gia - Thu Bãn .1 Vá trí đáa lý, đặc đißm đáa hình và khí hÃu .3 Đánh giá s¢ bá và tình hình quÁn lý, khai thác tài nguyên n°ãc t¿i l°u vāc .2 Đánh giá hiãn tr¿ng ANNN l°u vāc sông VGTB .1 Khía c¿nh 1: TiÃm nng nguãn n°ãc (WSI1) .2 Khía c¿nh 2: ChÃt l°ÿng n°ãc (WSI2) .3 Khía c¿nh 3: Thiên tai (WSI3) .4 Khía c¿nh 4: KhÁ nng đáp ąng nhu cÅu n°ãc (WSI4) .5 Khía c¿nh 5: Các ho¿t đáng phát trißn trên l°u vāc (WSI5) .6 BÁn đã hiãn tr¿ng ANNN căa l°u vāc. Đánh giá ANNN l°u vāc VGTB trong điÃu kiãn có xét đÁn tác đáng căa BĐKH và PTLV .1 Các yÁu tá khí hÃu chă yÁu tác đáng đÁn tình tr¿ng ANNN căa l°u vāc trong t°¢ng lai .2 Tác đáng căa các ho¿t đáng PTLV đÁn tình tr¿ng ANNN căa l°u vāc trong t°¢ng lai .3 Tính toán xác đánh dián biÁn và giá trá m°a cāc trá bằng ph°¢ng pháp chi tiÁt hóa các mô hình khí hÃu toàn cÅu (GCM) .5 BÁn đã ANNN xét đÁn Ánh h°çng căa các yÁu tá BĐKH và PTLV.

Đánh h°ãng mát sá giÁi pháp cÁi thiãn ANNN hiãn tr¿ng và thåi kỳ t°¢ng lai khi xét đÁn tác đáng căa BĐKH, sā phát trißn căa l°u vāc .1 Đái vãi kách bÁn hiãn tr¿ng .2 Đái vãi các kách bÁn xét đÁn BĐKH và các ho¿t đáng phát trißn l°u vāc: .133 KÀT LUÂN VÀ KIÀN NGHà. Nhÿng kÁt quÁ đ¿t đ°ÿc. Tãn t¿i và h°ãng h°ãng nghiên cąu tiÁp theo. KiÁn nghá đß cÁi thiãn ANNN cho l°u vāc sông VGTB .141 DANH MĀC CÔNG TRÌNH KHOA HâC Đà CÔNG Bà .142 TÀI LIâU THAM KHÀO .150 v DANH MĂC CÁC HÌNH ÀNH Hình 1.1 S¢ đã khái ph°¢ng pháp PAM .2 S¢ đã nguyên tắc SMART.3 S¢ đã khái xây dāng khung đánh giá ANNN .4 S¢ đã khái xác đánh trãng sá các yÁu tá theo ph°¢ng pháp AHP [59].5 S¢ đã khái tính toán, xây dāng bÁn đã chß sá ANNN .6 S¢ đã khái các b°ãc chu¿n hóa các biÁn sá, tính toán các chß sá WSI .7 S¢ đã ph°¢ng pháp tính toán, lÃp bÁn đã chß sá ANNN .8 S¢ đã ph°¢ng pháp chÃp bÁn đã chß sá ANNN .9 Bißu đã trãng sá các biÁn căa chß thá TiÃm nng n°ãc mặt (WSI1-1) .10 Bißu đã trãng sá các biÁn căa chß thá Nguãn thÁi (WSI 2-1) .11 Bißu đã trãng sá các biÁn căa chß thá Mąc đá cÁi thiãn chÃt l°ÿng n°ãc (WSI 2-3) .12 Bißu đã trãng sá các biÁn căa chß thá Kinh tÁ - Xã Hái (WSI 5-2) .13 Bißu đã trãng sá các biÁn căa chß thá Đô thá hóa (WSI 5-3) .14 Bißu đã trãng sá các biÁn căa chß thá QuÁn lý l°u vāc (WSI 5-4) .15 Bißu đã trãng sá các chß thá căa Khía c¿nh TiÃm nng nguãn n°ãc (WSI 1) .16 Bißu đã trãng sá các chß thá căa khía c¿nh ChÃt l°ÿng n°ãc (WSI 2).17 Bißu đã trãng sá các chß thá căa khía c¿nh Thiên tai (WSI 3) .18 Bißu đã trãng sá các chß thá căa khía c¿nh Các ho¿t đáng PT trên LV (WSI 5) .19 Bißu đã trãng sá các khía c¿nh trong chß sá ANNN tång hÿp căa L°u vāc 58 Hình 2.20 BÁn đã m¿ng l°ãi tr¿m KTTV l°u vāc sông VGTB .2 Phân chia các tißu l°u vāc tính toán .3 BÁn đã modun dòng chÁy nm l°u vāc sông VGTB .4 BÁn đã modun dòng chÁy mùa kiãt l°u vāc sông VGTB .5 BÁn đã phân cÃp chß sá modun dòng chÁy nm WSI 1-1-1 .6 BÁn đã phân cÃp chß sá modun dòng chÁy mùa kiãt WSI 1-1-2 .7 BÁn đã giá trá chß sá Cv dòng chÁy kiãt - WSI 1-1-3 .8 BÁn đã phân cÃp chß sá biÁn đáng dòng chÁy kiãt - Cv-kiãt (WSI 1-1-3) .9 BÁn đã đẳng trá m°a nm l°u vāc sông VGTB .10 BÁn đã phân cÃp chß sá L°ÿng m°a bình quân nm (WSI1-2-1) .11 BÁn đã tiÃm nng n°ãc ngÅm l°u vāc sông VGTB .12 BÁn đã phân cÃp chß sá KhÁ nng khai thác n°ãc ngÅm .13 BÁn đã phân cÃp ANNN chß sá KhÁ nng giÿ n°ãc LVS VGTB .14 BÁn đã phân cÃp ANNN căa chß sá Ho¿t đáng canh tác nông nghiãp .15 BÁn đã phân cÃp ANNN căa chß sá Ho¿t đáng chn nuôi gia súc .16 BÁn đã phân cÃp ANNN căa chß sá Ho¿t đáng chn nuôi gia cÅm.17 BÁn đã phân cÃp ANNN căa chß sá Ho¿t đáng nuôi trãng thăy sÁn .18 BÁn đã phân cÃp ANNN căa chß sá Ho¿t đáng dách vā du lách .19 BÁn đã phân cÃp ANNN căa chß sá Sá lÅn v°ÿt ng°ỡng tiêu chu¿n cho phép .20 BÁn đã phân cÃp ANNN chß sá Tỷ lã sá xã có HT n°ãc thÁi sinh ho¿t chung .21 BÁn đã phân cÃp ANNN căa chß sá Tỷ lã sá xã có thu gom rác thÁi .22 BÁn đã phân cÃp chß sá KhÁ nng cÃp n°ãc s¿ch theo QC02 - 2009 BYT .23 BÁn đã ngÃp lāt tÅn suÃt 5% l°u vāc sông VGTB .24 BÁn đã ngÃp lāt tÅn suÃt 10% l°u vāc sông VGTB .25 BÁn đã phân cÃp ANNN căa chß sá Đá sâu ngÃp lāt WSI3-1-1 .26 BÁn đã chß sá SPI 12 tháng l°u vāc sông VGTB .27 BÁn đã phân cÃp ANNN căa chß sá SPI 12 tháng WSI3-2-1 .28 BÁn đã phân cÃp ANNN căa chß sá Ành h°çng căa XNM WSI3-3-1 .29 BÁn đã mąc đá thiÁu n°ãc l°u vāc sông VGTB .30 BÁn đã phân cÃp ANNN căa chß sá Mąc đá thiÁu n°ãc WSI4-1-1 .31 BÁn đã phân cÃp ANNN căa chß sá cho/nhÃn n°ãc .32 BÁn đã phân cÃp ANNN căa chß sá Dân trí .