Luận văn thạc sĩ assessing climate change impacts on surface water flow for sustainable exploitation and utilization of water resources in the srepok river basin in viet nam

Luận văn thạc sĩ đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến dòng chảy mặt, hỗ trợ khai thác bền vững tài nguyên nước tại lưu vực sông Srepok, Việt Nam.

• Tác giả: Vu Thi Hai Ha
• Người hướng dẫn: Dr. Akihiko Kotera
• Trường học: Viet Nam National University, Hanoi - Viet Nam Japan University
• Chuyên ngành: Climate Change and Development
• Đề tài: Assessing Climate Change Impacts on Surface Water Flow for Sustainable Exploitation and Utilization of Water Resources in the Srepok River Basin in Viet Nam
• Loại tài liệu: Master’s thesis
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Ha Noi

Mục lục chi tiết

• DECLARATION
• ACKNOWLEDGEMENT
• TABLE OF CONTENTS
• 1. The research question and hypothesis
• 2. Research objectives and tasks
• 3. Objects and scope of the research
• 4. Matrix of learning outcomes for the master's thesis
• 5. Contribution of the thesis
• 6. Framework of the Master’s thesis
• 7. Literature review
• 8. CHAPTER 1.1 Background
• 9. The Srepok river basin, a sub-basin in the Lower Mekong
• 10. Table 1.1: Research question and hypothesis
• 11. Table 1.2: Objective and tasks
• 12. Table 1.3: Relations between results of the Master's thesis and MCCD's Program Learning Outcomes (PLOs)
• 13. Figure 1.1: Framework of the thesis
• 14. Appendix A: The MIKE NAM model results
• 15. Appendix B: The water demand in the Srepok river basin
• 16. Appendix C: The reservoirs and hydropower plants information
• 17. Appendix D: The rainfall projection
• LIST OF TABLES
• LIST OF FIGURES
• LIST OF ABBREVIATIONS

Tóm tắt

I. Tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy mặt nước

Biến đổi khí hậu đã và đang gây ra những tác động nghiêm trọng đến dòng chảy mặt nước tại lưu vực sông Srepok. Theo các nghiên cứu, biến đổi khí hậu dẫn đến sự thay đổi trong lượng mưa và nhiệt độ, ảnh hưởng trực tiếp đến dòng chảy sông. Cụ thể, trong mùa mưa, dòng chảy có xu hướng tăng, trong khi vào mùa khô, dòng chảy lại giảm mạnh. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến tài nguyên nước mà còn gây ra tình trạng khan hiếm nước, đặc biệt là trong các tháng mùa khô. Một nghiên cứu cho thấy, vào tháng 6, dòng chảy tại trạm Duc Xuyen có thể giảm tới 80%, làm gia tăng nguy cơ hạn hán kéo dài trong khu vực. Những thay đổi này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường mà còn tác động đến đời sống của người dân, đặc biệt là trong nông nghiệp.

1.1. Tình hình hiện tại của dòng chảy

Dòng chảy mặt nước tại lưu vực sông Srepok hiện nay đang chịu ảnh hưởng nặng nề từ biến đổi khí hậu. Theo số liệu từ các trạm quan trắc, lượng nước trung bình hàng năm đã giảm đáng kể trong những năm gần đây. Sự gia tăng nhiệt độ và sự thay đổi trong phân bố lượng mưa đã dẫn đến sự biến động lớn trong dòng chảy mặt nước. Các mô hình dự báo cho thấy, trong tương lai, dòng chảy sẽ tiếp tục giảm trong mùa khô, gây khó khăn cho việc khai thác bền vững tài nguyên nước. Việc quản lý nước trong bối cảnh này trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.

II. Đánh giá khả năng khai thác bền vững tài nguyên nước

Khả năng khai thác bền vững tài nguyên nước tại lưu vực sông Srepok đang bị đe dọa bởi những tác động của biến đổi khí hậu. Nhu cầu nước gia tăng do sự phát triển kinh tế và dân số đã tạo ra áp lực lớn lên các nguồn nước. Theo nghiên cứu, nhu cầu nước trong nông nghiệp sẽ tăng cao, trong khi tài nguyên nước lại không đủ để đáp ứng. Việc đánh giá khả năng khai thác bền vững là cần thiết để đảm bảo nguồn nước cho các hoạt động sản xuất và sinh hoạt. Các giải pháp như quản lý tổng hợp tài nguyên nước (IWRM) cần được áp dụng để tối ưu hóa việc sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước.

2.1. Nhu cầu nước trong các lĩnh vực

Nhu cầu nước trong các lĩnh vực như nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt đang gia tăng nhanh chóng. Theo số liệu, nhu cầu nước trong nông nghiệp chiếm tỷ lệ lớn nhất, đặc biệt trong mùa khô. Việc khai thác tài nguyên nước bền vững đòi hỏi phải có các biện pháp quản lý hiệu quả để đảm bảo cung cấp đủ nước cho các lĩnh vực này. Các nghiên cứu cho thấy, nếu không có các biện pháp kịp thời, tình trạng khan hiếm nước sẽ trở nên nghiêm trọng hơn trong tương lai.

III. Giải pháp và khuyến nghị

Để đối phó với những tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy mặt nước, cần có các giải pháp đồng bộ và hiệu quả. Một trong những giải pháp quan trọng là áp dụng quản lý tổng hợp tài nguyên nước (IWRM) nhằm tối ưu hóa việc sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước. Ngoài ra, cần có các chính sách khuyến khích sử dụng nước tiết kiệm và hiệu quả trong nông nghiệp. Việc nâng cao nhận thức cộng đồng về tầm quan trọng của bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên cũng là một yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo sự phát triển bền vững.

3.1. Đề xuất chính sách

Chính phủ cần xây dựng các chính sách cụ thể nhằm hỗ trợ cho việc khai thác bền vững tài nguyên nước. Các chính sách này nên bao gồm việc đầu tư vào công nghệ tiết kiệm nước, khuyến khích sử dụng nước tái chế và bảo vệ các nguồn nước tự nhiên. Đồng thời, cần có các chương trình đào tạo và nâng cao nhận thức cho người dân về việc sử dụng nước hiệu quả và bảo vệ môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu ngày càng gia tăng, tác động đến tài nguyên nước bề mặt trở thành một trong những thách thức lớn đối với phát triển bền vững. Việt Nam, đặc biệt là khu vực Tây Nguyên, được đánh giá là một trong những vùng chịu ảnh hưởng nặng nề bởi biến đổi khí hậu, với sự thay đổi rõ rệt về nhiệt độ và lượng mưa. Lưu vực sông Srepok, diện tích khoảng 18.264 km², trải dài qua bốn tỉnh Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông và Lâm Đồng, là một trong những lưu vực quan trọng của khu vực, đóng vai trò thiết yếu trong phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, lưu vực này đang đối mặt với nhiều vấn đề như giảm lưu lượng nước trong mùa khô, gia tăng tần suất hạn hán, xung đột sử dụng nước giữa các ngành và suy thoái môi trường do khai thác không bền vững.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy bề mặt, từ đó xác định khả năng khai thác và sử dụng tài nguyên nước một cách bền vững trong lưu vực sông Srepok. Nghiên cứu tập trung vào giai đoạn hiện tại và dự báo đến năm 2035, sử dụng các mô hình thủy văn hiện đại để mô phỏng dòng chảy và cân bằng nước. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp dữ liệu khoa học, hỗ trợ hoạch định chính sách quản lý tài nguyên nước hiệu quả, góp phần giảm thiểu rủi ro thiên tai và thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội bền vững cho khu vực Tây Nguyên.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai lý thuyết và mô hình chính: lý thuyết biến đổi khí hậu và mô hình thủy văn MIKE NAM cùng MIKE HYDRO BASIN. Lý thuyết biến đổi khí hậu tập trung vào các kịch bản khí hậu RCP 8.5 từ báo cáo CMIP5 của IPCC, phản ánh xu hướng tăng nồng độ khí nhà kính và tác động đến lượng mưa, nhiệt độ. Mô hình MIKE NAM là mô hình bán phân vùng, mô phỏng quá trình dòng chảy bề mặt dựa trên các kho lưu trữ nước như bề mặt, tầng đất rễ, tầng nước ngầm. Mô hình MIKE HYDRO BASIN được sử dụng để mô phỏng cân bằng nước toàn lưu vực, bao gồm các yếu tố như dòng chảy, khai thác nước, và vận hành hồ chứa.

Các khái niệm chính bao gồm:

• Dòng chảy bề mặt (Surface water flow)
• Cân bằng nước (Water balance)
• Khai thác bền vững tài nguyên nước (Sustainable water exploitation)
• Kịch bản biến đổi khí hậu RCP 8.5 (Representative Concentration Pathway 8.5)
• Mô hình thủy văn MIKE NAM và MIKE HYDRO BASIN

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu quan trắc thủy văn, khí tượng từ 17 trạm mưa và 3 trạm thủy văn trong giai đoạn 1980-2017, dữ liệu về nhu cầu sử dụng nước từ các kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội của bốn tỉnh, cùng thông tin về các hồ chứa và nhà máy thủy điện trong lưu vực. Dữ liệu biến đổi khí hậu được lấy từ báo cáo của Bộ Tài nguyên và Môi trường năm 2016, sử dụng kịch bản RCP 8.5 để dự báo lượng mưa trong giai đoạn 2016-2035.

Phương pháp phân tích chính là mô hình hóa thủy văn với MIKE NAM để mô phỏng dòng chảy hiện tại và dự báo tương lai, kết hợp với MIKE HYDRO BASIN để đánh giá cân bằng nước và khả năng khai thác bền vững. Cỡ mẫu dữ liệu gồm 36 năm quan trắc khí tượng thủy văn, lựa chọn các trạm đại diện cho các tiểu lưu vực chính. Phương pháp chọn mẫu là chọn toàn bộ dữ liệu quan trắc có sẵn, đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy. Quá trình hiệu chỉnh và xác nhận mô hình được thực hiện trên các trạm Giang Sơn, Đức Xuyên và Cầu 14 với các chỉ số đánh giá như hệ số Nash-Sutcliffe, sai số trung bình gốc bình phương (RMSE) và độ lệch trung bình (Bias). Thời gian nghiên cứu mô hình là giai đoạn 1985-2015 cho hiện trạng và 2016-2035 cho dự báo.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Biến đổi dòng chảy theo mùa: Dòng chảy trung bình hàng năm trong giai đoạn 2016-2035 dự báo tăng khoảng 5-10% trong mùa mưa nhưng giảm mạnh đến gần 80% vào tháng 6 trong mùa khô tại trạm Đức Xuyên, làm tăng nguy cơ hạn hán kéo dài.
2. Sự phân bố dòng chảy theo tiểu lưu vực: Tiểu lưu vực Ea Krong No chiếm khoảng 24% tổng lượng nước bề mặt, trong khi Ia Lop chiếm thấp nhất, khoảng 6%. Sự thay đổi dòng chảy theo mùa và theo tiểu lưu vực có sự khác biệt rõ rệt, ảnh hưởng đến khả năng cung cấp nước cho các khu vực.
3. Nhu cầu sử dụng nước tăng cao: Nhu cầu nước toàn lưu vực năm 2017 là khoảng 1.200 triệu m³, dự kiến tăng lên gần 2.000 triệu m³ vào năm 2030, trong đó nông nghiệp chiếm trên 60%.
4. Thiếu hụt nước trong tương lai: Dự báo thiếu hụt nước trong mùa khô có thể lên tới 15-20% tổng nhu cầu, đặc biệt nghiêm trọng ở các tiểu lưu vực Ia Drang và Ea Krong No, gây áp lực lớn lên việc khai thác và sử dụng nước bền vững.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự biến đổi dòng chảy là do tác động của biến đổi khí hậu làm thay đổi lượng mưa theo mùa và tăng nhiệt độ, dẫn đến sự thay đổi cân bằng nước trong lưu vực. Kết quả mô hình MIKE NAM và MIKE HYDRO BASIN cho thấy sự gia tăng dòng chảy trong mùa mưa có thể gây ra lũ lụt cục bộ, trong khi sự giảm mạnh dòng chảy mùa khô làm tăng nguy cơ hạn hán và thiếu nước. So sánh với các nghiên cứu trước đây tại lưu vực Mekong và các lưu vực phụ khác, kết quả này phù hợp với xu hướng chung về sự phân hóa dòng chảy theo mùa do biến đổi khí hậu.

Việc tăng nhu cầu nước do phát triển kinh tế - xã hội và mở rộng diện tích canh tác làm gia tăng áp lực lên nguồn nước, đặc biệt trong bối cảnh nguồn cung giảm trong mùa khô. Các biểu đồ dòng chảy trung bình hàng tháng và biểu đồ thiếu hụt nước theo tiểu lưu vực sẽ minh họa rõ ràng sự chênh lệch giữa cung và cầu nước, hỗ trợ cho việc hoạch định chính sách quản lý tài nguyên nước hiệu quả.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường quản lý tổng hợp tài nguyên nước (IWRM): Áp dụng các giải pháp quản lý tích hợp nhằm cân bằng giữa khai thác và bảo vệ nguồn nước, giảm thiểu xung đột sử dụng nước giữa các ngành, đặc biệt là nông nghiệp và công nghiệp. Thời gian thực hiện: 2022-2025; Chủ thể: Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh.
2. Phát triển hệ thống hồ chứa và điều tiết nước: Xây dựng và nâng cấp các công trình thủy lợi, hồ chứa để điều tiết dòng chảy, giảm thiểu tác động của lũ lụt và hạn hán, đảm bảo cung cấp nước ổn định trong mùa khô. Thời gian: 2023-2030; Chủ thể: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, các địa phương.
3. Tăng cường sử dụng công nghệ tiết kiệm nước trong nông nghiệp: Khuyến khích áp dụng tưới nhỏ giọt, tưới phun sương và các kỹ thuật canh tác tiết kiệm nước nhằm giảm nhu cầu nước trong sản xuất nông nghiệp. Thời gian: 2022-2028; Chủ thể: Sở Nông nghiệp, các hợp tác xã nông nghiệp.
4. Nâng cao nhận thức và đào tạo cộng đồng: Tổ chức các chương trình đào tạo, tuyên truyền về biến đổi khí hậu và quản lý nước bền vững cho người dân và các bên liên quan nhằm tăng cường sự tham gia và hợp tác trong bảo vệ nguồn nước. Thời gian: liên tục; Chủ thể: UBND các tỉnh, các tổ chức phi chính phủ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà hoạch định chính sách và quản lý tài nguyên nước: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu khoa học và giải pháp thực tiễn giúp xây dựng chính sách quản lý nước hiệu quả, thích ứng với biến đổi khí hậu.
2. Các nhà nghiên cứu và học viên chuyên ngành biến đổi khí hậu và thủy văn: Luận văn trình bày phương pháp mô hình hóa hiện đại, dữ liệu cập nhật và phân tích sâu sắc về tác động biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước.
3. Các tổ chức phát triển và phi chính phủ hoạt động trong lĩnh vực môi trường và phát triển bền vững: Thông tin và đề xuất trong luận văn hỗ trợ xây dựng các chương trình can thiệp và hỗ trợ cộng đồng.
4. Người dân và cộng đồng địa phương trong lưu vực sông Srepok: Hiểu rõ về tác động biến đổi khí hậu và các giải pháp quản lý nước giúp nâng cao nhận thức và tham gia bảo vệ nguồn nước.

Câu hỏi thường gặp

1. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng như thế nào đến dòng chảy trong lưu vực sông Srepok?
   Biến đổi khí hậu làm tăng dòng chảy trong mùa mưa khoảng 5-10% nhưng giảm mạnh đến gần 80% trong mùa khô, đặc biệt vào tháng 6, gây ra nguy cơ hạn hán kéo dài và thiếu nước nghiêm trọng.

2. Mô hình MIKE NAM và MIKE HYDRO BASIN có ưu điểm gì trong nghiên cứu này?
   Hai mô hình này cho phép mô phỏng chi tiết quá trình dòng chảy và cân bằng nước trên lưu vực, tích hợp dữ liệu khí tượng thủy văn và khai thác nước, giúp đánh giá chính xác tác động biến đổi khí hậu và nhu cầu sử dụng nước.

3. Nhu cầu sử dụng nước trong lưu vực có xu hướng thay đổi ra sao trong tương lai?
   Dự báo nhu cầu nước tăng gần gấp đôi từ khoảng 1.200 triệu m³ năm 2017 lên gần 2.000 triệu m³ năm 2030, chủ yếu do phát triển nông nghiệp và công nghiệp, làm gia tăng áp lực lên nguồn nước.

4. Giải pháp nào được đề xuất để giảm thiểu thiếu hụt nước trong mùa khô?
   Các giải pháp bao gồm quản lý tổng hợp tài nguyên nước, phát triển hồ chứa điều tiết, áp dụng công nghệ tiết kiệm nước trong nông nghiệp và nâng cao nhận thức cộng đồng.

5. Làm thế nào để các địa phương có thể áp dụng kết quả nghiên cứu này?
   Địa phương có thể sử dụng kết quả mô hình và đề xuất để xây dựng kế hoạch quản lý nước phù hợp, đầu tư công trình thủy lợi, điều chỉnh chính sách sử dụng nước và tổ chức các chương trình đào tạo nâng cao nhận thức.

Kết luận

• Luận văn đã mô phỏng thành công dòng chảy bề mặt hiện tại và dự báo tương lai trong lưu vực sông Srepok, cho thấy sự gia tăng dòng chảy mùa mưa và giảm mạnh mùa khô do biến đổi khí hậu.
• Nhu cầu sử dụng nước tăng nhanh, đặc biệt trong nông nghiệp, dẫn đến thiếu hụt nước nghiêm trọng trong mùa khô, đòi hỏi các giải pháp quản lý bền vững.
• Các mô hình MIKE NAM và MIKE HYDRO BASIN được hiệu chỉnh và xác nhận với độ chính xác cao, là công cụ hữu hiệu cho đánh giá tác động biến đổi khí hậu và quản lý tài nguyên nước.
• Đề xuất các giải pháp tổng hợp từ quản lý tài nguyên nước, phát triển công trình thủy lợi đến nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm đảm bảo khai thác và sử dụng nước bền vững.
• Nghiên cứu mở ra hướng đi cho các bước tiếp theo trong việc áp dụng mô hình và giải pháp vào thực tiễn quản lý nước tại lưu vực, đồng thời khuyến khích nghiên cứu mở rộng quy mô và cập nhật dữ liệu liên tục.

Các cơ quan quản lý và nhà nghiên cứu cần phối hợp triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời tiếp tục theo dõi, cập nhật dữ liệu và mô hình để thích ứng linh hoạt với biến đổi khí hậu trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

VIET NAM NATIONAL UNIVERSITY, HANOI VIET NAM JAPAN UNIVERSITY VU THI HAI HA ASSESSING CLIMATE CHANGE IMPACTS ON SURFACE WATER FLOW FOR SUSTAINABLE EXPLOITATION AND UTILIZATION OF WATER RESOURCES IN THE SREPOK RIVER BASIN IN VIET NAM MASTER’S THESIS VIET NAM NATIONAL UNIVERSITY, HANOI VIET NAM JAPAN UNIVERSITY VU THI HAI HA ASSESSING CLIMATE CHANGE IMPACTS ON SURFACE WATER FLOW TOWARD SUSTAINABLE EXPLOITATION AND UTILIZATION OF WATER RESOURCES IN THE SREPOK RIVER BASIN IN VIET NAM MAJOR: CLIMATE CHANGE AND DEVELOPMENT CODE: 8900201.02QTD RESEARCH SUPERVISOR: Dr. Akihiko Kotera Prof. Koshi Yoshida Ha Noi, 2021 DECLARATION I hereby declare that this thesis is the result of my research and has not been published. The use of other research results and other documents must comply with the regulation.

The citations and references to documents, books, research, and websites must be listed as the thesis references. Author of the thesis Vu Thi Hai Ha ACKNOWLEDGEMENT First and foremost, my appreciation and gratitude go to excellent supervisors for their guidance during the thesis research, namely Prof. Dr Koshi Yoshida and Dr Akihiko Kotera. They have been great mentors and always being available and responding to my emails and questions.

I would like to thank the National Center for Water Resources Planning and Investigation and the Vietnam Meteorological and Hydrological Administration for their enthusiastic support in providing materials and guiding me in writing my thesis. I am also very grateful to the Danish Hydraulic Institute (DHI) offices in Ha Noi for the incredible internship assisting me in the modelling tutorial and MIKE license supply. My special thanks go to Mr Nguyen Ngoc Bach, who gave me so much meaningful advice in study MIKE models. I am very grateful for all the support, continuously encouragement, teaching and guidance from all the teachers of the MCCD program have extended to me during my time study here at Viet Nam Japan University, Hanoi National University.

Last but not least, I would like to express my indebtedness to my families and friends who have given me constant encouragement, great patience and utmost love to overcome all difficulties in the thesis completion. Thank you very much! TABLE OF CONTENTS DECLARATION ACKNOWLEDGEMENT TABLE OF CONTENTS LIST OF TABLES .i LIST OF FIGURES. ii LIST OF ABBREVIATIONS .2 The research question and hypothesis .3 Research objectives and tasks .4 Objects and scope of the research .5 Matrix of learning outcomes for the master's thesis .6 Contribution of the thesis .7 Framework of the Master’s thesis .9 Overview of the study area. Description of study area.

Socio-economic features .10 Overview climate change in Viet Nam and the Srepok river basin. MATERIALS AND METHODS. Hydro-meteorological data. Water demand data.

Reservoirs and hydropower plants data .2 Rainfall-runoff and water balance models. MIKE NAM model .2 The MIKE HYDRO BASIN model. RESULTS AND DISCUSSIONS .1 Calibration and validation of MIKE NAM model .2 Calibration and validation of MIKE HYDRO BASIN model .3 Impacts of climate change on flow. The average annual flow.

The average flow in the rainy season. The average flow in the dry season .4 Assessing the capacity of sustainable exploitation and using water resources under the context of climate change. Water demand assessment. Assessing the capacity of sustainable exploitation and using water resources under the context of climate change.

SOLUTION AND RECOMMENDATION. Solution and recommendation. Innovation of policy and management: IWRM (Solutions for water resource management). Agriculture and solutions.

Structural measures in the Srepok river basin. Recommendations to the government. CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS. Recommendations for further study.

82 Appendix A: The MIKE NAM model results. 82 Appendix B: The water demand in the Srepok river basin. 86 Appendix C: The reservoirs and hydropower plants information. 86 Appendix D: The rainfall projection.

101 LIST OF TABLES Table 1.1: Research question and hypothesis .2: Objective and tasks.3: Relations between results of the Master's thesis and MCCD's Program Learning Outcomes (PLOs) .4: Characteristics of the main tributaries in the Srepok river basin in Viet Nam .5: Average monthly flow in 1980-2015 in the Srepok Basin (m³/s) .1: List of rainfall stations used in MIKE NAM .2: The variation of annual average rainfall compared to the baseline period in four provinces in the Srepok river basin.3: Changes in seasonal rainfall (%) compared with the baseline period in four provinces in the Srepok river basin .4: Water demand in the Srepok river basin (million m3) .5: Reservoirs and hydropower plans .6: MIKE NAM model parameter .7: The sub-basins in the Srepok river basin .8: The evaporation and rainfall stations in the area of Duc Xuyen station .9: The evaporation and rainfall stations in the area of Cau14 station .10: The evaporation and rainfall stations in the area of Giang Son station .11: The calibration and validation period of MIKE NAM.12: The average monthly flow for the 1986-2015 period (m3/s) in the Srepok river basin .13: Hydropower plants information in Srepok river basin .14: The calibration and validation period of MIKE HYDRO BASIN .1: The parameter of calibration and validation model .2: Results of calibration and validation of MIKE– NAM model at three hydrological stations Giang Son, Duc Xuyen and Cau 14 in the study basin .3: Criteria evaluation result of calibration and validation of MIKE HYDRO BASIN model at 2 hydrological stations Giang Son and Cau 14 .4: Water demand deficit in 2017 (million m3) .5: Water demand deficit in 2017 by sector (million m3) .6: Water demand deficit in 2030 with P=85% (million m3) .7: Water demand deficit in 2030 with P=85% by sector (million m3) .8: Water demand deficit in 2030 with P=50% (million m3) .9: Water demand deficit in 2030 with P=50% by sector (million m3) .10: The percentage reduces to meet the 85% water supply in agriculture. 65 i LIST OF FIGURES Figure 1.1: Framework of the thesis .2: The Srepok river basin .3: The Srepok River system .4: Average monthly water level at Cau 14 station in 1980–2018 .5: Average monthly water level at Duc Xuyen station in 1980–2018 .6: Average monthly water level at Giang Son station in 1980–2018 .7: The percentage of annual average surface water resources of sub-basins in the Srepok river basin in 1980-2015 .8: Temperature in some stations in the Srepok river basin (oC) .9: Rainfall in some stations in the Srepok river basin (mm) .1: The hydro-meteorological stations, reservoirs and hydropower plants network.2: The process and concept for the MIKE NAM and MIKE HYDRO BASIN models. Structure of NAM model .4: Sub-basin in MIKE NAM model .5: Thiessen polygon calculates the average rainfall of the basin to the Duc Xuyen hydrological station.6: Thiessen polygon calculates the average rainfall of the basin to the Cau 14 hydrological station.7: Thiessen polygon calculates the average rainfall of the basin to the Cau 14 hydrological station.8: Thesis’s MIKE HYDRO BASIN model setting .9: Water users connected to the river network in thesis .10: Reservoir information in the thesis .11: The position of Reservoir and Hydropower plant in thesis’s model .1: Calibration and validation in Giang Son station .2: Calibration and validation in Duc Xuyen station.3: Calibration and validation in Cau 14 station .5: Frequency curve and respective flow values calculation by computer program FFC 2008 .6: Observed and simulated flow at Giang Son station and Cau 14 station .7: Average annual flow in 1986–2005 and 2016–2035 periods .8: The average annual flow change in 1986–2005 and 2017–2035 periods .9: The average flow years in the rainy season .10: The average flow years change in the rainy season .11: The average annual flow in the dry season .12: The average annual flow years in the dry season .13: The water demand in 2017 .14: The water demand in 2030 .15: The water demand by sector in 2017 .16: The water demand by sector in 2030. 61 iii LIST OF ABBREVIATIONS CC Climate change CMIP5 Coupled Model Inter comparison Project Phase 5 DHI Danish Hydraulic Institute DWRPIS Division for Water Resources Planning and Investigation for the South of Viet Nam IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change GCM General Circulation Model HPP Hydropower plant NAWAPI National Center for Water Resources Planning and Investigation MONRE Ministry of Natural Resources and Environment MARD Ministry of Agriculture and Rural Development RCPs Representative Concentration Pathways R-R Rainfall-Runoff SWAT Soil and Water Assessment Tool UNICEF United Nations International Children's Emergency Fund VMHA Vietnam Meteorological and Hydrological Administration WMO World Meteorological Organization iv CHAPTER 1.1 Background Given the impacts of global warming and sea-level rise, climate change is one of the biggest challenges to humanity in the 21st century, especially for the island and coastal states.

Climate change has been making the impacts of natural disasters more severe, exacerbated the harmful effects of floods and droughts in many places, exacerbating water scarcity and contaminating water supplies (UNICEF, 2021). According to the Inter-governmental Panel on Climate Change (IPCC) report on climate change, Viet Nam is one of the most affected countries by those impacts (IPCC, 2007). Furthermore, Viet Nam also faces many challenges, especially in water resource management and use - one of the fields directly and severely affected by climate change. Climate change increases temperature and changes the seasonal distribution of rainfall, causing changes in inflows, floods frequency and drought characteristics.

Meanwhile, due to socio-economic development and population growth, water demand increases, leading to the imbalance of supply and demand, which consequently leads to competition and crisis in water use. These factors directly affect not only economic development but also social security. Therefore, it is necessary to have synchronous and specific solutions with a long-term strategic vision to solve sustainable water use in the context of climate change. For this purpose, the thesis "Assessing Climate Change Impacts on Surface Water Flow toward Sustainable Exploitation and Utilization of Water Resources in the Srepok river basin in Viet Nam" is developed to provide a partial overview of climate change impacts on water resources.

Besides, the problems of using water resources will be thoroughly analyzed. Finally, the thesis will provide specific solutions to solve the problem. However, within the framework of a master's thesis, it will be challenging to consider the above problem on a national scale due to time constraints and other factors. Hence, the author has selected the Srepok basin to study and solve the above issues.

1 The Srepok river basin, a sub-basin in the Lower Mekong, was selected as the study area. Located within Viet Nam, the river basin area spans an area of 18.264km2 and covers the administrative boundaries of four provinces: Gia Lai, DakLak, DakNong, and Lam Dong (MONRE, 2017). Recent studies have shown that climate change in the Srepok basin is indicated in the increasing trend of rainfall reduction and temperature (Dao, 2013). The results of projecting climate change scenarios based on the Statistical downscaling model (SDSM) determined that annual rainfall and annual temperature will increase in the future, but rainfall will decrease in the dry season (Dao et al.

The study based on three-climate change scenarios has been detailed from the IPCC’s CMIP5 program indicates that in the Srepok river basin, the flow tends to decrease sharply in several months. The transfer between the two seasons and the dry season, especially at Duc Xuyen station, reduces by nearly 80% in June. This has increased the risk of a prolonged drought in the basin (Nguyen et al. Therefore, it can be seen that climate change is implicit in extreme weather events with increasing intensity and unpredictability.

In addition, significant problems exist in the management of water resources in the Srepok river basin, including floods, droughts leading to environmental degradation (such as water pollution), erosion, and sedimentation of reservoirs, over-exploitation of groundwater, conflict of water use for different purposes, conflict of river boundaries (between provinces and districts). In 2016, over 70% of dams and over 80% of dug wells went dry due to prolonged drought.