Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Hạn hán là một trong những thảm họa thiên tai gây thiệt hại nghiêm trọng nhất đối với môi trường sinh thái, sinh kế con người và sự phát triển kinh tế - xã hội toàn cầu. Theo báo cáo của Viện phân tích rủi ro Maplecroft (10/2010), Việt Nam đứng thứ 13 trong số 16 quốc gia chịu tác động mạnh nhất từ sự gia tăng của hạn hán. Số liệu thống kê từ Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia cho thấy, trong giai đoạn 50 năm (tính đến thời điểm nghiên cứu), Việt Nam có tới 38 năm xảy ra hạn hán (chiếm tỷ lệ 76%). Thiên tai này làm cạn kiệt nguồn nước tại hàng ngàn ao hồ, sông suối, gia tăng tình trạng xâm nhập mặn, suy giảm nghiêm trọng năng suất cây trồng, mất khả năng canh tác và thúc đẩy tiến trình sa mạc hóa, hoang mạc hóa.
Khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ được xác định là địa bàn chịu ảnh hưởng nặng nề nhất do hạn hán tại Việt Nam. Tần suất xuất hiện hạn hán tại đây diễn ra thường xuyên hơn, đe dọa trực tiếp diện tích gieo trồng các vụ đông – xuân và hè – thu (chiếm 20,3% – 25% tổng diện tích gieo trồng). Vùng khô hạn thường xuyên kéo dài qua Ninh Thuận, Bình Thuận và phía Nam Khánh Hòa có quy mô khoảng 200.000 ha với lượng mưa trung bình năm chỉ dao động trong khoảng 500 – 700 mm. Khí hậu nắng nóng kéo dài đã hình thành nên những vùng đất bán sa mạc và cồn cát khô cằn.
Tỉnh Bình Thuận sở hữu dải đồng bằng ven biển nhỏ hẹp, địa hình phân cắt phức tạp và chịu ảnh hưởng trực tiếp của hệ sinh thái bán khô hạn. Đây là một trong những địa phương có diện tích đất thoái hóa lớn, xuất hiện nhiều vùng xói mòn trơ sỏi đá đối mặt nguy cơ sa mạc hóa cao. Theo thống kê năm 2012, dân số toàn tỉnh đạt hơn 1,245 triệu người, trong đó lực lượng lao động nông nghiệp chiếm tới 73,6% tổng số lao động. Đặc điểm sinh kế này khiến nền kinh tế và đời sống nhân dân Bình Thuận trở nên đặc biệt nhạy cảm trước các đợt hạn hán kéo dài. Trước yêu cầu cấp bách về việc phòng chống và giảm thiểu tác hại của thiên tai, khóa luận tốt nghiệp kỹ sư ngành Hệ thống Thông tin Môi trường của tác giả Phạm Thị Linh, dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Thái Bình tại Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh (tháng 6/2014), đã lựa chọn đề tài: "Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) đánh giá nguy cơ hạn hán ảnh hưởng đến nông nghiệp tỉnh Bình Thuận".
Mục tiêu chung của đề tài là nâng cao hiệu quả công tác dự báo các vùng có nguy cơ hạn hán, cung cấp cơ sở dữ liệu không gian phục vụ đánh giá mức độ ảnh hưởng của thiên tai đối với ngành nông nghiệp tỉnh Bình Thuận. Các nhiệm vụ và mục tiêu cụ thể được xác lập gồm:
- Đánh giá hiện trạng hạn hán ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp trên địa bàn tỉnh Bình Thuận.
- Xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ hạn 6 tháng mùa khô tại tỉnh Bình Thuận.
- Xây dựng bản đồ hạn vùng sản xuất nông nghiệp tỉnh Bình Thuận.
- Đề xuất các giải pháp giảm thiểu phù hợp với điều kiện thực tế của địa phương.
Về phạm vi và giới hạn nghiên cứu:
- Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai thực hiện trong 4 tháng (từ tháng 02/2014 đến tháng 06/2014). Chuỗi số liệu khí hậu phục vụ tính toán được thu thập trong nhiều năm (giai đoạn 1976 – 2006).
- Phạm vi không gian: Nghiên cứu giới hạn trên địa bàn các huyện trong đất liền thuộc tỉnh Bình Thuận, không bao gồm huyện đảo Phú Quý.
- Giới hạn nội dung: Đánh giá nguy cơ hạn hán thông qua 6 tiêu chí tự nhiên đại diện gồm lượng mưa, lượng bốc hơi, dòng chảy nước ngầm, mật độ sông ngòi, loại đất và độ dốc địa hình.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận tiếp cận các khái niệm và cơ sở khoa học về thiên tai hạn hán từ các nghiên cứu kinh điển và tài liệu của Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO). Tác giả dẫn định nghĩa của Wilhite (2000), khẳng định hạn hán là kết quả của sự thiếu hụt lượng mưa tự nhiên trong một thời kỳ dài, mang tính dị thường tạm thời, khác biệt hoàn toàn với tính chất khô cằn vĩnh viễn của khí hậu. Theo phân loại chuẩn của WMO, hạn hán được chia làm bốn dạng có mối liên hệ mật thiết: hạn khí tượng (thiếu hụt giáng thủy so với lượng bốc hơi), hạn nông nghiệp (độ ẩm đất không đáp ứng đủ nhu cầu sinh trưởng của cây trồng), hạn thủy văn (thiếu hụt dòng chảy mặt và nguồn nước ngầm) và hạn kinh tế - xã hội (mất cân đối giữa cung và cầu tài nguyên nước cho các hoạt động của con người).
Để lượng hóa các chỉ tiêu khí hậu, nghiên cứu áp dụng công thức tính lượng bốc hơi tiềm năng (Potential Evapo-Transpiration - PET) theo phương pháp của Ivanov (1948):
$$PET = 0,0018 \times (T + 25)^2 \times (100 - U)$$
Trong đó:
- $T$ là nhiệt độ không khí trung bình ($^\circ\text{C}$).
- $U$ là độ ẩm không khí tương đối (%).
Về mặt thổ nhưỡng và địa hình, tác giả sử dụng thang phân cấp độ dốc 4 cấp theo quy định của Hội Khoa học Đất Việt Nam (2000): vùng bằng phẳng ($< 8^\circ$), ít dốc ($8^\circ - 15^\circ$), dốc trung bình ($15^\circ - 25^\circ$) và dốc lớn ($> 25^\circ$). Khả năng giữ ẩm của đất được xác lập dựa trên chỉ số sức chứa ẩm cực đại tương ứng với 11 thành phần cơ giới đất theo nghiên cứu của Phạm Thị Thu Ngân (2011) và Trần Thục cùng cộng sự (2008).
Phương pháp nghiên cứu thực tế là sự kết hợp chặt chẽ giữa Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và Phân tích đa tiêu chuẩn (Multi-Criteria Analysis - MCA). Quy trình kỹ thuật bao gồm:
- Phương pháp nội suy không gian: Ứng dụng kỹ thuật Kriging trên môi trường GIS để xây dựng các bề mặt raster liên tục thể hiện lượng mưa và lượng bốc hơi theo từng tháng và trung bình 6 tháng mùa khô từ dữ liệu rời rạc tại 20 trạm quan trắc.
- Phương pháp chuẩn hóa và phân cấp dữ liệu: Chuyển đổi các lớp dữ liệu thuộc tính về các thang đo thứ bậc thống nhất nhằm phản ánh mức độ đóng góp vào nguy cơ khô hạn.
- Phương pháp xác định trọng số: Đánh giá tầm quan trọng tương đối của từng tiêu chí tự nhiên thông qua các công cụ MCA như xếp hạng (Ranking: phân hạng thẳng hoặc phân hạng nghịch đảo), cho điểm (Rating) và so sánh cặp (Pairwise Comparison / AHP).
- Phương pháp chồng lớp không gian: Sử dụng thuật toán kết hợp trọng số tuyến tính (Weighted Linear Combination - WLC) trên định dạng raster để tích hợp 6 lớp tiêu chí thành bản đồ nguy cơ hạn hán tổng hợp. Tiếp tục thực hiện phân tích chồng lớp không gian giữa bản đồ hạn với bản đồ hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp và bản đồ khu tưới để đánh giá thiệt hại thực tế.
Nguồn dữ liệu sử dụng trong khóa luận được thu thập từ các cơ quan chuyên môn chính thống:
| STT |
Tên lớp dữ liệu |
Nội dung thể hiện |
Cơ quan cung cấp |
| 1 |
Bản đồ đất tỉnh Bình Thuận |
Phân loại các nhóm đất chính |
Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam |
| 2 |
Bản đồ địa hình tỉnh Bình Thuận |
Độ cao và đường đồng mức |
Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam |
| 3 |
Bản đồ giao thông |
Mạng lưới giao thông đường bộ |
Trung tâm Nghiên cứu Biến đổi khí hậu (ĐH Nông Lâm TP.HCM) |
| 4 |
Bản đồ hiện trạng khai thác tài nguyên nước |
Ranh giới các khu tưới thủy lợi |
Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam |
| 5 |
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất (năm 2000) |
Các loại hình sử dụng đất sản xuất nông nghiệp |
Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam |
| 6 |
Bản đồ tài nguyên nước dưới đất |
Module lưu lượng dòng ngầm |
Trung tâm Nghiên cứu Biến đổi khí hậu (ĐH Nông Lâm TP.HCM) |
| 7 |
Bản đồ ranh giới hành chính |
Ranh giới 1 thành phố, 1 thị xã và 8 huyện |
Trung tâm Nghiên cứu Biến đổi khí hậu (ĐH Nông Lâm TP.HCM) |
| 8 |
Bản đồ thủy văn |
Mạng lưới sông suối, kênh rạch |
Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam |
| 9 |
Chuỗi số liệu khí tượng (1976 – 2006) |
Lượng mưa, bốc hơi, nhiệt độ tại 20 trạm |
Dự án Quy hoạch Thủy lợi Đông Nam Bộ (Viện QHTL miền Nam) |
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Mở đầu
Tác giả thiết lập tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ tác động nặng nề của thiên tai hạn hán tại dải Duyên hải Nam Trung Bộ, trong đó Bình Thuận là tâm điểm chịu ảnh hưởng với hơn 73% lực lượng lao động phụ thuộc vào sản xuất nông nghiệp. Chương này xác định rõ mục tiêu tổng quát, ba mục tiêu cụ thể, đối tượng nghiên cứu và giới hạn thực hiện của đề tài trong 4 tháng trên địa bàn các huyện đất liền tỉnh Bình Thuận. Tác giả cũng phân tích ý nghĩa khoa học trong việc khẳng định tính ưu việt của mô hình kết hợp GIS và MCA, cùng ý nghĩa thực tiễn là cung cấp cơ sở dữ liệu hỗ trợ các nhà quản lý địa phương xây dựng phương án quy hoạch tài nguyên nước và giảm nhẹ thiệt hại do hạn hán.
Chương 2: Tổng quan tài liệu
Nội dung chương 2 hệ thống hóa toàn diện các lý thuyết về hạn hán, công nghệ GIS, phương pháp MCA và điều kiện thực tế khu vực nghiên cứu:
- Bản chất và cơ chế hạn hán: Phân tích 6 đặc trưng phân biệt của hạn hán so với các thảm họa khác (khởi đầu chậm, khó xác định điểm bắt đầu - kết thúc, phạm vi không gian rộng, tác động tích lũy phi cấu trúc). Điểm qua các nghiên cứu quốc tế (Niko Wanders 2010 với 18 chỉ số hạn; Parual Chopra 2006; Mongkolsawat 2001) và các nghiên cứu trong nước (Nguyễn Trọng Hiệu 1995; Đào Xuân Học 1999 – 2001; Trần Thục 2008; đề tài cấp Nhà nước KC.22 của Nguyễn Quang Kim 2003 – 2005).
- Cơ sở kỹ thuật GIS và MCA: Trình bày cấu trúc 5 thành phần của GIS, 4 chức năng cốt lõi (nhập, quản lý, phân tích, hiển thị), cơ chế nội suy Kriging và thuật toán chồng lớp Raster. Làm rõ các kỹ thuật tính trọng số MCA (Ranking, Rating, AHP) và phương pháp tích hợp trọng số tuyến tính WLC.
- Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội tỉnh Bình Thuận:
- Địa hình phân hóa thành 4 dạng: đồi cồn cát ven biển (18,22%), đồng bằng phù sa (9,43%), vùng đồi gió (31,66%), vùng núi thấp (40,7%).
- Thổ nhưỡng gồm 10 loại đất với 20 tổ đất; nổi bật là đất cát ven biển (146.000 ha, giữ nước rất kém), đất phù sa (75.400 ha, chiếm 9,6%), đất xám (149.000 ha, chiếm 19,1%).
- Khí hậu chia 2 mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 (chiếm trên 90% lượng mưa cả năm), mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Lượng mưa trung bình năm thấp (600 – 1.600 mm/năm), trong khi lượng bốc hơi tiềm năng lên tới 1.400 mm/năm.
- Thủy văn gồm 7 lưu vực sông chính (Lòng Sông, Lũy, Cái Phan Thiết, Cà Tỳ, Phan, Dinh, La Ngà) với tổng trữ lượng nước mặt khoảng 5,4 tỉ $\text{m}^3$/năm nhưng phân bố lệch pha sâu sắc giữa các vùng. Tài nguyên nước dưới đất nghèo nàn, phân bố không đều, module dòng ngầm chỉ từ 0 – 7 $\text{l/s}\cdot\text{km}^2$.
- Hiện trạng đất đai (năm 2000): Tổng diện tích tự nhiên đạt 778.056,3 ha; trong đó đất nông nghiệp chiếm 695.753,5 ha (89,4%), đất phi nông nghiệp chiếm 32.532,4 ha (4,2%) và đất chưa sử dụng là 49.658,5 ha (6,4%).
| Loại đất hiện trạng (năm 2000) |
Diện tích (ha) |
Cơ cấu (%) |
| Đất nông nghiệp |
695.753,5 |
89,4 |
| - Đất chuyên màu và cây công nghiệp hàng năm |
53.134,4 |
6,8 |
| - Đất trồng cây hàng năm khác |
4.137,9 |
0,5 |
| - Đất trồng cây ăn quả |
5.360,3 |
0,7 |
| - Đất trồng cây công nghiệp lâu năm |
15.746,4 |
2,0 |
| - Đất trồng cây lâu năm khác |
26.281,7 |
3,4 |
| - Đất nông lâm kết hợp |
284.939,7 |
36,6 |
| - Đất trồng rừng |
142.870,3 |
18,4 |
| - Đất làm muối |
1.033,0 |
0,1 |
| - Đất nuôi trồng thủy sản |
41.608,2 |
5,3 |
| Đất phi nông nghiệp |
32.532,4 |
4,2 |
| Đất chưa sử dụng, sông suối, núi đá |
49.658,5 |
6,4 |
| TỔNG DIỆN TÍCH TỰ NHIÊN |
778.056,3 |
100,0 |
Chương 3: Dữ liệu, phương pháp nghiên cứu
Chương 3 mô tả chi tiết tiến trình thực nghiệm và phân tích dữ liệu phục vụ xây dựng mô hình đánh giá:
- Lựa chọn tiêu chí: 6 tiêu chí tự nhiên được xác lập gồm lượng mưa, lượng bốc hơi, nước ngầm, mật độ sông, loại đất và độ dốc địa hình.
- Phân tích chuỗi số liệu khí hậu mùa khô (1976 – 2006) tại 20 trạm quan trắc:
- Lượng mưa mùa khô rất thấp và có xu hướng giảm mạnh từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau trước khi tăng nhẹ vào tháng 3 và tháng 4.
- Tháng 11 là tháng khởi đầu mùa khô có lượng mưa cao nhất (từ 35,3 mm tại trạm Phan Lý Chàm đến 162,2 mm tại trạm Phan Rang). Sang tháng 12, lượng mưa suy giảm nhanh, chỉ bằng 35% – 40% của tháng 11.
- Tháng 1 và tháng 2 là giai đoạn khốc liệt nhất của mùa khô, lượng mưa tại hầu hết các trạm giảm xuống dưới 10 mm (giảm từ 81,9% đến 99,8% so với đầu mùa).
- Về không gian, lượng mưa có sự phân hóa cực đoan: trạm Đại Nga luôn có vũ lượng cao nhất (thấp nhất 29,2 mm vào tháng 1, cao nhất 169 mm vào tháng 4), trong khi các trạm Phan Lý Chàm, Sông Lũy, Phan Thiết, Hàm Tân ghi nhận lượng mưa thấp kéo dài suốt mùa khô, xác lập đây là các tâm điểm có nguy cơ hạn hán cao nhất.
- Kỹ thuật chuẩn hóa và mô hình hóa: Dữ liệu điểm được nội suy Kriging thành các bản đồ phân bố lượng mưa và bốc hơi từng tháng. Toàn bộ 6 tiêu chí tự nhiên được chuẩn hóa, phân cấp và gán trọng số MCA, sau đó thực hiện phép tính chồng lớp WLC để thành lập Bản đồ phân vùng nguy cơ hạn 6 tháng mùa khô.
Chương 4: Kết quả
Chương 4 thể hiện toàn bộ các kết quả định lượng đạt được từ mô hình không gian:
- Thành lập Bản đồ phân vùng nguy cơ hạn 6 tháng mùa khô tỉnh Bình Thuận (trung bình nhiều năm): Xác lập các cấp độ hạn hán trên toàn bộ lãnh thổ đất liền. Kết quả cho thấy tình trạng khô hạn diễn ra trên diện rộng với hơn 99% tổng diện tích đất tự nhiên nằm trong vùng chịu nguy cơ hạn hán.
- Đánh giá tác động đến đất sản xuất nông nghiệp: Thực hiện giao thoa không gian giữa bản đồ nguy cơ hạn và bản đồ hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp. Thống kê chỉ ra rằng 97,6% tổng diện tích đất sản xuất nông nghiệp của tỉnh phải gánh chịu ảnh hưởng của khô hạn ở hai cấp độ hạn nặng và hạn nhẹ.
- Phân tích năng lực ứng phó của hệ thống thủy lợi: Chồng lớp dữ liệu với bản đồ các khu tưới hiện hữu nhằm đánh giá mức độ giảm nhẹ khô hạn nhờ công trình. Kết quả xác nhận hệ thống khu tưới chỉ mới bao phủ và bổ sung nước tưới được cho khoảng hơn 20% diện tích đất nông nghiệp bị hạn, để lại gần 80% diện tích canh tác phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn nước tự nhiên hoặc bị thiếu nước tưới.
- Đề xuất 4 nhóm giải pháp giảm nhẹ rủi ro hạn hán:
- Giải pháp canh tác và tưới tiết kiệm: Quy hoạch phân bổ nguồn nước hợp lý; ứng dụng kỹ thuật đồng ruộng tăng khả năng giữ nước trong đất; chuyển đổi cơ cấu cây trồng sang các giống có khả năng chịu hạn cao.
- Giải pháp công trình thủy lợi: Đầu tư nâng cấp, xây dựng mới các hồ chứa điều tiết nước nhằm tăng cường dòng chảy kiệt mùa khô; hoàn thiện hệ thống kênh mương nội đồng.
- Giải pháp bảo vệ tài nguyên nước và rừng: Quản lý nghiêm ngặt việc khai thác nước ngầm; đẩy mạnh khoanh nuôi, bảo vệ rừng phòng hộ đầu nguồn để duy trì nguồn sinh thủy; phát triển các dải rừng phòng hộ ven biển nhằm ngăn ngừa cát bay và giữ ẩm đất.
- Giải pháp phi công trình: Nâng cấp mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn, xây dựng hệ thống dự báo và cảnh báo sớm thiên tai hạn hán phục vụ chỉ đạo sản xuất.
Chương 5: Kết luận – Kiến nghị
Tác giả đúc kết các phát hiện cốt lõi: khẳng định phương pháp tích hợp GIS và MCA là công cụ mô hình hóa có độ tin cậy cao, phù hợp với điều kiện tự nhiên tỉnh Bình Thuận. Các số liệu định lượng (hơn 99% diện tích tự nhiên chịu hạn, 97,6% diện tích đất nông nghiệp chịu hạn, trên 20% diện tích được cứu trợ bởi khu tưới) đã phản ánh chân thực thách thức to lớn của địa phương. Tác giả kiến nghị các cơ quan quản lý nông nghiệp và tài nguyên môi trường tỉnh ứng dụng sản phẩm bản đồ của đề tài vào công tác quy hoạch thủy lợi, đồng thời đề xuất mở rộng nghiên cứu cập nhật dữ liệu viễn thám đa thời gian để nâng cao độ chính xác dự báo trong tương lai.
Kết quả và đóng góp
Nghiên cứu mang lại các kết quả định lượng cụ thể thông qua việc số hóa và xử lý dữ liệu không gian:
- Hơn 99% diện tích đất tự nhiên trên phần đất liền tỉnh Bình Thuận chịu ảnh hưởng bởi nguy cơ hạn hán trong 6 tháng mùa khô.
- 97,6% diện tích đất sản xuất nông nghiệp của tỉnh nằm trong vùng chịu hạn nặng và hạn nhẹ.
- Hệ thống công trình khu tưới hiện hữu chỉ hỗ trợ bổ sung nguồn nước tưới được cho hơn 20% diện tích đất sản xuất nông nghiệp bị hạn, diện tích chịu rủi ro thiếu nước còn lại lên tới gần 80%.
- Xác định tâm điểm của mùa khô rơi vào tháng 1 và tháng 2, thời điểm lượng mưa tại các trạm giảm sâu từ 81,9% đến 99,8% so với đầu mùa khô (tháng 11). Khu vực chịu áp lực khô hạn gay gắt nhất tập trung xung quanh các trạm đo Phan Lý Chàm, Sông Lũy, Phan Thiết và Hàm Tân.
Về mặt đóng góp khoa học, đề tài đã chứng minh thành công tính hiệu quả và tính khả thi của quy trình tích hợp Hệ thống thông tin địa lý (GIS) với Phân tích đa tiêu chuẩn (MCA) trong việc mô hình hóa không gian nguy cơ hạn hán. So với các nghiên cứu trước đây vốn phụ thuộc vào các chỉ số đơn lẻ hoặc bảng biểu thống kê hành chính phi không gian, cách tiếp cận này cho phép trực quan hóa diễn biến hạn hán trên bản đồ số, phản ánh tương tác đa biến giữa khí hậu, địa hình, thủy văn và thổ nhưỡng.
Về mặt đóng góp thực tiễn, đề tài cung cấp hệ thống bản đồ chuyên đề gồm Bản đồ phân vùng nguy cơ hạn 6 tháng mùa khô, Bản đồ hạn vùng sản xuất nông nghiệp và Bản đồ vùng hạn trong khu tưới. Đây là cơ sở khoa học trực tiếp hỗ trợ chính quyền địa phương và ngành nông nghiệp tỉnh Bình Thuận trong công tác lập quy hoạch sử dụng đất, phân bổ nguồn nước thủy lợi và chuyển đổi cơ cấu cây trồng phù hợp với từng tiểu vùng sinh thái.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận chỉ ra một số hạn chế gắn liền với điều kiện thực hiện:
- Hạn chế về thời gian và nguồn lực: Đề tài thực hiện trong khung thời gian 4 tháng (02/2014 – 06/2014) nên phạm vi không gian chỉ mới tập trung đánh giá các huyện trong đất liền, chưa bao quát được toàn bộ địa bàn tỉnh (chưa xét huyện đảo Phú Quý).
- Giới hạn về tiêu chí: Nghiên cứu mới chỉ xem xét 6 yếu tố tự nhiên làm tác nhân gây hạn (lượng mưa, bốc hơi, nước ngầm, mật độ sông, loại đất, độ dốc), chưa lồng ghép đầy đủ các yếu tố kinh tế - xã hội và tác động nhân tạo vào quy trình tính toán trọng số.
- Hạn chế về tính cập nhật của dữ liệu: Lớp dữ liệu bản đồ hiện trạng sử dụng đất sản xuất nông nghiệp được thu thập từ mốc năm 2000, tạo ra độ trễ nhất định so với thời điểm đánh giá thực tế năm 2014.
Hướng nghiên cứu tiếp theo được tác giả gợi mở:
- Cập nhật các bộ dữ liệu hiện trạng sử dụng đất và mạng lưới công trình thủy lợi mới nhất tại thời điểm nghiên cứu.
- Ứng dụng tích hợp công nghệ Viễn thám (Remote Sensing) kết hợp GIS, khai thác các ảnh vệ tinh đa thời gian để tính toán các chỉ số thực vật (NDVI), chỉ số độ ẩm cây trồng (CMI) nhằm giám sát hạn nông nghiệp theo thời gian thực.
- Mở rộng mô hình đánh giá tích hợp mức độ tổn thương kinh tế - xã hội, phân tích chi tiết nguy cơ hạn hán đến cấp đơn vị hành chính xã và tiểu lưu vực sông.
Giá trị tham khảo
Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và thực tiễn chuyên sâu đối với:
- Sinh viên, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu thuộc các chuyên ngành: Hệ thống Thông tin Môi trường, Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS), Quản lý Tài nguyên và Môi trường, Quản lý Đất đai, Kỹ thuật Tài nguyên nước và Nông học.
- Cán bộ kỹ thuật và chuyên viên quản lý tại Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường, Chi cục Thủy lợi tỉnh Bình Thuận cũng như các tỉnh thuộc khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ.
- Phần đáng tham khảo nhất của công trình là quy trình chuẩn hóa dữ liệu khí tượng thủy văn, kỹ thuật nội suy Kriging và quy trình tích hợp trọng số đa tiêu chuẩn (WLC) trên dữ liệu Raster trong GIS để giải quyết bài toán phân vùng tai biến thiên nhiên.
Câu hỏi thường gặp
1. Khóa luận sử dụng những tiêu chí tự nhiên nào để thành lập bản đồ phân vùng nguy cơ hạn hán 6 tháng mùa khô?
Nghiên cứu lựa chọn 6 tiêu chí tự nhiên đại diện gồm: lượng mưa trung bình mùa khô, lượng bốc hơi tiềm năng (PET), trữ lượng dòng chảy nước ngầm (module dòng ngầm), mật độ mạng lưới sông ngòi, loại đất (xác định qua sức chứa ẩm cực đại) và độ dốc địa hình.
2. Lượng bốc hơi tiềm năng (PET) được xác định bằng công thức nào trong khóa luận?
Lượng bốc hơi tiềm năng được tính toán dựa trên công thức thực nghiệm của Ivanov (1948): $PET = 0,0018 \times (T + 25)^2 \times (100 - U)$, với $T$ là nhiệt độ không khí trung bình ($^\circ\text{C}$) và $U$ là độ ẩm tương đối của không khí (%).
3. Đặc điểm phân bố lượng mưa mùa khô tại Bình Thuận theo chuỗi số liệu quan trắc 1976 – 2006 có gì nổi bật?
Lượng mưa mùa khô rất thấp và phân hóa mạnh theo không gian và thời gian. Tháng 11 có lượng mưa cao nhất (35,3 – 162,2 mm). Tháng 12 suy giảm nhanh xuống còn 35% – 40% lượng mưa tháng 11. Đỉnh điểm khô hạn diễn ra vào tháng 1 và tháng 2 khi hầu hết các trạm đo ghi nhận lượng mưa dưới 10 mm (giảm 81,9% – 99,8% so với đầu mùa). Các trạm chịu hạn nặng nhất gồm Phan Lý Chàm, Sông Lũy, Phan Thiết và Hàm Tân.
4. Kết quả nghiên cứu chỉ ra tỷ lệ diện tích đất tự nhiên và đất sản xuất nông nghiệp tỉnh Bình Thuận bị ảnh hưởng bởi hạn hán là bao nhiêu?
Mô hình chồng lớp không gian xác định có hơn 99% diện tích đất tự nhiên trên phần đất liền tỉnh Bình Thuận thuộc diện chịu nguy cơ hạn hán mùa khô. Trong đó, 97,6% tổng diện tích đất sản xuất nông nghiệp của tỉnh phải chịu ảnh hưởng của hạn hán ở hai mức độ hạn nặng và hạn nhẹ.
5. Mạng lưới các khu tưới hiện hữu tại tỉnh Bình Thuận đáp ứng được bao nhiêu phần trăm nhu cầu giảm hạn cho đất nông nghiệp?
Dựa trên phân tích đối soát giữa bản đồ hạn sản xuất nông nghiệp và bản đồ khu tưới, hệ thống công trình thủy lợi hiện có của tỉnh mới chỉ hỗ trợ bổ sung nguồn nước tưới được cho hơn 20% diện tích đất sản xuất nông nghiệp bị hạn, gần 80% diện tích còn lại không có nguồn nước bổ sung từ các khu tưới.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Phạm Thị Linh đã ứng dụng hiệu quả công nghệ GIS kết hợp phân tích đa tiêu chuẩn (MCA) để mô hình hóa và phân vùng nguy cơ hạn hán 6 tháng mùa khô tại tỉnh Bình Thuận. Các phát hiện định lượng khẳng định mức độ khốc liệt của thiên tai khi có tới hơn 99% diện tích tự nhiên và 97,6% diện tích đất nông nghiệp chịu hạn, trong khi hệ thống khu tưới mới chỉ đáp ứng bổ sung nước cho khoảng hơn 20% diện tích canh tác này. Công trình không chỉ cung cấp bộ cơ sở dữ liệu không gian trực quan phục vụ công tác quy hoạch tài nguyên nước và quản lý sản xuất nông nghiệp tại địa phương, mà còn hoàn thiện một quy trình phương pháp luận tin cậy cho các nghiên cứu đánh giá tai biến thiên nhiên bằng công nghệ thông tin địa lý.
