Tổng quan luận án

Công trình nghiên cứu luận án tiến sĩ với tiêu đề "Xác lập cơ sở khoa học địa lý cho sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường lưu vực sông Cái Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa" do nghiên cứu sinh Đỗ Trung Hiếu thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Đặng Văn Bào, chuyên ngành Quản lý tài nguyên và môi trường (mã số: 9850101.01) tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội (bảo vệ năm 2022).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Lưu vực sông (LVS) là một thể tổng hợp tự nhiên mang tính đa chức năng, cung cấp nguồn tài nguyên thiết yếu phục vụ dân sinh và các ngành kinh tế như nước, đất đai, rừng, khoáng sản, thủy sản. Các hợp phần tự nhiên trong lưu vực có mối liên hệ chặt chẽ thông qua hoàn lưu khí quyển và chu trình thủy văn khép kín; do đó, các hoạt động khai thác tại thượng lưu và trung lưu luôn tác động trực tiếp đến hạ lưu và dải ven biển.

Lưu vực sông Cái Nha Trang có diện tích 2.010,62 km². Vùng hạ lưu là thành phố Nha Trang – trung tâm kinh tế, chính trị và du lịch lớn nhất của tỉnh Khánh Hòa và khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ, có mật độ dân số lên đến 1.606 người/km², gấp hơn 4 lần huyện Diên Khánh (411 người/km²) và gấp 50 lần huyện Khánh Vĩnh (32 người/km²). Sự phân bố không đều về áp lực nhân sinh cùng với các hiện tượng bão lũ, sạt lở gia tăng trong những năm gần đây đã gây thiệt hại về người và kinh tế - xã hội.

Trước đây, nhiều chương trình điều tra và nghiên cứu trên địa bàn chủ yếu tiếp cận theo từng ngành đơn lẻ (tài nguyên nước, đất đai, khoáng sản, thực vật), thiếu sự đánh giá tổng hợp đa chiều về không gian liên kết giữa thượng - trung - hạ lưu và đới bờ. Nhiều quy hoạch lãnh thổ chưa xác lập được tọa độ địa lý rõ ràng, gây khó khăn cho việc quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường. Do đó, việc xây dựng cơ sở khoa học địa lý tổng hợp kết hợp đánh giá xói mòn đất và tiềm năng dịch vụ hệ sinh thái (DVHST) là yêu cầu cấp thiết.

Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

  • Mục tiêu tổng quát: Xác định được đặc trưng, sự phân hóa điều kiện tự nhiên, tài nguyên, kinh tế - xã hội và môi trường phục vụ định hướng không gian sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường lưu vực sông Cái Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa.
  • Nội dung nghiên cứu:
    1. Xác lập cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu địa lý tổng hợp phục vụ quản lý lưu vực sông.
    2. Nghiên cứu, đánh giá đặc điểm và sự phân hóa điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên, kinh tế - xã hội và môi trường lưu vực sông Cái Nha Trang.
    3. Phân vùng địa lý tự nhiên lưu vực sông Cái Nha Trang và thành lập bản đồ Phân vùng địa lý tự nhiên tỷ lệ 1:100.000.
    4. Đánh giá xói mòn đất và tiềm năng dịch vụ hệ sinh thái cho toàn lưu vực và chi tiết theo các tiểu vùng địa lý tự nhiên.
    5. Đề xuất định hướng không gian sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường lưu vực sông Cái Nha Trang.

Luận điểm bảo vệ

  • Luận điểm 1: Nằm ở khu vực chuyển tiếp giữa cao nguyên Lang Biang với biển Nam Trung Bộ, lưu vực sông Cái Nha Trang có địa hình phân hóa phức tạp, phù hợp với cấu trúc địa chất, ảnh hưởng sâu sắc tới khí hậu địa phương, tài nguyên, kinh tế - xã hội và môi trường, hình thành 3 vùng với 10 tiểu vùng địa lý tự nhiên.
  • Luận điểm 2: Đánh giá xói mòn đất, tiềm năng dịch vụ hệ sinh thái kết hợp phân tích quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội làm cơ sở khoa học cho định hướng không gian sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường lưu vực sông Cái Nha Trang.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Cơ sở khoa học địa lý (điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên, kinh tế - xã hội, môi trường, xói mòn đất, dịch vụ hệ sinh thái) phục vụ định hướng không gian sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường.
  • Phạm vi không gian: Toàn bộ lưu vực sông Cái Nha Trang với diện tích 2.010,62 km² và mở rộng tới vùng biển nông ven bờ vịnh Nha Trang. Phần lục địa bao gồm toàn bộ huyện Khánh Vĩnh, huyện Diên Khánh, thành phố Nha Trang; các xã Suối Cát, Suối Tân thuộc huyện Cam Lâm (tỉnh Khánh Hòa); và một phần phía đông nam huyện M'Đrắk (tỉnh Đắk Lắk).
  • Phạm vi khoa học: Nghiên cứu dựa trên phân vùng địa lý tự nhiên, tích hợp đánh giá định lượng xói mòn đất theo mô hình RUSLE và lượng giá tiềm năng dịch vụ hệ sinh thái theo ma trận cảnh quan, làm căn cứ xác lập 14 kiểu không gian chức năng ưu tiên.
  • Phạm vi thời gian và tư liệu: Số liệu khí tượng thủy văn thu thập giai đoạn 1977–2019; số liệu thống kê kinh tế - xã hội giai đoạn 2013–2019; chuỗi đo bùn cát và dòng chảy trạm Đồng Trăng giai đoạn 2010–2019.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã tổng thuật hệ thống các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước theo bốn hướng tiếp cận chính:

1. Hướng nghiên cứu về quản lý tổng hợp tài nguyên và môi trường lưu vực sông

  • Nghiên cứu quốc tế: Irene Lyons Murphy (1997) nghiên cứu dữ liệu chất lượng nước và cơ chế chính sách quản lý lưu vực sông Danube; Xibin Ji (2006) phân tích tác động của phát triển tài nguyên nước đến môi trường ở lưu vực Hexi (Trung Quốc); Ariel Dinar (2006) đánh giá thực nghiệm cơ chế phân cấp quản lý lưu vực; Raveendra Kumar Rai (2012) phân loại lưu vực sông Ấn Độ theo cấu trúc địa chất - địa hình và quy mô; Shuichi Ikebuchi (2020) ứng dụng phương pháp Hydro-BEAM đánh giá tài nguyên nước và môi trường; Xi-Yin Zhou (2020) nghiên cứu tương tác giữa con người và nguồn nước tại lưu vực sông Dương Tử.
  • Nghiên cứu tại Việt Nam: Lê Thạc Cán (1998), Nguyễn Hồng Toàn (1998) nghiên cứu quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Mê Kông; Ngô Chí Tuấn (2010) ứng dụng mô hình MIKE BASIN tính toán cân bằng nước lưu vực sông Thạch Hãn; Nguyễn Thanh Sơn (2002, 2008, 2016) ứng dụng mô hình toán và phương pháp SCS phục vụ quy hoạch lưu vực sông Trà Khúc, sông Lam và mạng lưới sông Trung Trung Bộ; Nguyễn Quang Trung (2001) nghiên cứu quản lý tài nguyên và môi trường lưu vực sông Đà; Nguyễn Hoàng Sơn (2010) đánh giá tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Hương; Trịnh Minh Ngọc (2018) nghiên cứu cơ sở địa lý quản lý tài nguyên nước lưu vực sông Thạch Hãn; hệ thống hóa hành lang pháp lý thông qua Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 và Nghị định 120/2008/NĐ-CP về quản lý lưu vực sông.

2. Hướng nghiên cứu về tài nguyên rừng, sử dụng đất và tai biến thiên nhiên

  • Tài nguyên rừng và đất đai: Haruo Sawada (2007) khảo sát suy thoái rừng lưu vực sông Mekong; Gui Huan Liu (2013) nghiên cứu cơ chế chi trả đền bù sinh thái lưu vực sông Đông Giang; Dongdong Chen (2016) phân vùng chức năng sinh thái nước lưu vực sông Heihe; Svetlana D. Puntsukova (2010) khảo sát tài nguyên rừng lưu vực sông Selenga; Robel Geressu (2020) và Ke Liu (2020) nghiên cứu mối quan hệ nước - năng lượng - lương thực - môi trường và phát triển kinh tế sinh thái lưu vực sông Hoàng Hà. Tại Việt Nam, Nguyễn Ngọc Hùng (2019), Phạm Thị Mai Thy (2019) theo dõi biến động rừng bằng Google Earth Engine; Nguyễn Tiền Giang (2008), Nguyễn Thị Bích Phượng (2015), Đặng Xuân Phong (2020) ứng dụng mô hình WETSPA đánh giá ảnh hưởng thay đổi thảm phủ đến dòng chảy mặt lưu vực sông Lam, sông Srêpôk; Phạm Thị Lợi (2021) ứng dụng mô hình CLUE-s mô phỏng biến động sử dụng đất lưu vực sông Bé.
  • Ứng dụng viễn thám, GIS và mô hình tai biến: Annegret Thieken (2015) đánh giá thiệt hại lũ sông Rhine; Kittiwet Kuntiyawichai (2016) kết hợp HEC-HMS và HEC-RAS đánh giá ngập lụt sông Nam Phong; Zabihollah Rostami (2020) phân vùng sạt lở bằng hàm liên hợp GIS tại lưu vực Ilam Cham Gordalan; Nguyễn Kim Lợi phân vùng lũ lụt sông Vu Gia; Nguyễn Hiệu (2007) nghiên cứu địa mạo giảm nhẹ lũ lụt sông Thu Bồn; Đặng Đình Đoan (2015), Dương Quốc Huy (2015), Nguyễn Ngọc Quỳnh (2014) đánh giá sạt lở và công cụ hỗ trợ ra quyết định lưu vực sông Sê San, Tam Kỳ; Đặng Thị Lan Phương (2014), Phùng Đức Chính (2015), Hoàng Văn Đại (2017), Nguyễn Anh Ngọc (2018), Lê Thị Kim Ngân (2018) ứng dụng mô hình DHSVM, HEC-RAS và GLUE dự báo lũ quét, ngập lụt và hạn hán lưu vực sông Đà, Mã, Ngàn Phố - Ngàn Sâu, sông La, sông Lô; Nguyễn Lập Dân (2008, 2011), Vũ Thị Thu Lan (2009), Phạm Thế Vinh (2009), Lại Vĩnh Cầm (2007), Bùi Trọng Tuyên (2015), Trần Ngọc Anh (2010) triển khai các nghiên cứu thực địa và mô hình thủy lực trên các lưu vực sông miền Trung.

3. Hướng nghiên cứu xói mòn đất và dịch vụ hệ sinh thái

  • Xói mòn đất: Tổng thuật các mô hình từ thực nghiệm đến vật lý gồm USLE, RUSLE (Wischmeier & Smith, 1978; Renard, 1997), MUSLE, MMF, WEPP; Chen Lin (2015), Djazia Bouderbala (2018), Branko Ristanović (2019), Samira Boufeldja (2020). Ở Việt Nam, các nghiên cứu từ giai đoạn 1961–1964 của Nguyễn Quí Khải, Nguyễn Xuân Khoát, Tôn Gia Huyên, Bùi Quang Toản, Trần An Phong đến các nghiên cứu định lượng của Bùi Quang Toản (1985), Đỗ Hưng Thành (1982), Phan Liêu (1984), Nguyễn Quang Mỹ (1984, 2005), Trần Việt Liễn (1996), Nguyễn Văn Phố (2004), Vũ Anh Tuân (2007), Nguyễn Trường Ngân (2011), Trần Hoàng Thảo Linh (2012), Trương Đình Trọng (2012).
  • Dịch vụ hệ sinh thái: Khung phân loại TEEB (2010) với 22 dịch vụ thuộc 4 nhóm (cung cấp, điều tiết, nơi sống/hỗ trợ, văn hóa); Báo cáo Đánh giá Hệ sinh thái Thiên niên kỷ (MA, 2005); De Groot (2002); Claudia Coleoni (2018); Yan Zhao (2018); Felix Müller và Đặng Kinh Bắc (2020); các nghiên cứu triển khai PES ở Việt Nam (Chương trình 327, 661, Nghị định 99/2010/NĐ-CP, dự án Hòn Mun - Nha Trang giai đoạn 2001–2005 do IUCN thực hiện); Hoàng Văn Thắng (2012), Kim Thị Thúy Ngọc (2012), Phạm Quang Tuấn (2015), Phạm Văn Mạnh (2019).

4. Các nghiên cứu liên quan đến lưu vực sông Cái Nha Trang và khoảng trống nghiên cứu

Khu vực nghiên cứu đã được đề cập trong Chương trình cấp nhà nước 52E do Tống Duy Thanh (1991) chủ trì, Đề tài Tây Nguyên 3 mã số KHCN-TN3/T19 do Đặng Văn Bào chủ trì về liên kết vùng Đông Lâm Đồng - Nha Trang, các nghiên cứu của Nguyễn Đăng Hội (2014) về KBT thiên nhiên Hòn Bà, Nguyễn Thị Mỹ Hạnh (2007), Nguyễn Thị Phúc (2018), Konstantin Tkachenko (2021) về suy thoái san hô vịnh Nha Trang, Lương Văn Thanh (2012), Võ Sĩ Tuấn (2011, 2012).

  • Khoảng trống luận án giải quyết: Hầu hết các công trình trước đây chỉ thực hiện ở quy mô hành chính cấp tỉnh hoặc đi sâu vào các khía cạnh đơn ngành mà chưa có công trình nào đánh giá địa lý tổng hợp toàn diện trên phạm vi một lưu vực sông hoàn chỉnh nối liền từ cao nguyên thượng nguồn xuống đới bờ biển ven bờ. Luận án giải quyết khoảng trống này bằng cách tích hợp phân vùng địa lý tự nhiên, mô hình hóa xói mòn đất và lượng giá tiềm năng dịch vụ hệ sinh thái để phân định các không gian sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết

  1. Lý thuyết địa lý tổng hợp và Phân vùng địa lý tự nhiên: Kế thừa trường phái địa lý cảnh quan của Docutsaev, Isachenko, Kalexnik, Vũ Tự Lập (1976), Phạm Hoàng Hải (1997). Phân vùng địa lý tự nhiên dựa trên các nguyên tắc phát sinh, cấu trúc hình thái, tính liên tục lãnh thổ và mối quan hệ qua lại giữa các hợp phần tự nhiên (địa chất, địa mạo, khí hậu, thủy văn, thổ nhưỡng, sinh vật).
  2. Lý thuyết dịch vụ hệ sinh thái (DVHST): Tiếp cận theo khung phân loại TEEB và MA, tập trung đánh giá 3 nhóm dịch vụ chính trên lưu vực sông: Dịch vụ cung cấp (DVCC), Dịch vụ điều tiết (DVĐT) và Dịch vụ văn hóa (DVVH).
  3. Lý thuyết xói mòn đất: Ứng dụng phương trình mất đất phổ biến hiệu chỉnh (RUSLE) để xác định lượng đất mất trung bình hàng năm: $$A = R \times K \times LS \times C \times P$$ Trong đó: $A$ là lượng đất mất (tấn/ha/năm); $R$ là chỉ số xói mòn do mưa; $K$ là chỉ số xói mòn của đất; $LS$ là chỉ số độ dốc và chiều dài sườn dốc; $C$ là chỉ số thảm phủ và canh tác; $P$ là chỉ số biện pháp bảo vệ và kiểm soát xói mòn.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp thu thập, phân tích và tổng hợp tài liệu: Thu thập số liệu khí tượng thủy văn, bản đồ nền, báo cáo kinh tế - xã hội, quy hoạch của tỉnh Khánh Hòa.
  • Phương pháp khảo sát thực địa: Thực hiện điều tra theo các tuyến và điểm dọc lưu vực sông Cái Nha Trang từ thượng nguồn Khánh Vĩnh qua Diên Khánh đến hạ lưu Nha Trang; kiểm chứng các vết trượt taluy (như đèo Khánh Lê), điểm sạt lở bờ sông và dấu vết lũ lụt.
  • Phương pháp viễn thám và GIS: Xử lý ảnh Landsat 8, mô hình số độ cao DEM, ảnh Google Earth để chiết xuất hiện trạng sử dụng đất, thảm phủ rừng, độ dốc, chia cắt sâu, chia cắt ngang; thực hiện chồng xếp không gian ở tỷ lệ 1:100.000.
  • Phương pháp ma trận chuyên gia: Xây dựng ma trận đánh giá tiềm năng cung cấp, điều tiết và văn hóa của từng kiểu hệ sinh thái và tiểu vùng địa lý theo các thang bậc phân cấp (Rất thấp, Thấp, Trung bình, Cao, Rất cao).
  • Phương pháp phân tích tổng hợp địa lý: Tích hợp các lớp thông tin tự nhiên, kết quả mô hình RUSLE và DVHST để phân vùng và xác lập các kiểu không gian chức năng ưu tiên.

Nguồn tư liệu và dữ liệu

  • Tư liệu từ Đề tài nhà nước KC.17/16-20, Đề tài Tây Nguyên 3 (KHCN-TN3/T19) và Đề tài cơ sở TN.18 do tác giả chủ trì.
  • Bản đồ địa hình, địa chất, địa mạo, thổ nhưỡng, hiện trạng rừng, sử dụng đất tỷ lệ 1:100.000.
  • Số liệu thống kê từ Niên giám thống kê tỉnh Khánh Hòa (2013–2019) và chuỗi quan trắc khí tượng thủy văn trạm Đồng Trăng (1977–2019).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu

Chương này tổng kết có hệ thống cơ sở lý luận về quản lý tổng hợp lưu vực sông, phân vùng địa lý tự nhiên, đánh giá xói mòn đất và tiềm năng dịch vụ hệ sinh thái. Tác giả luận giải rõ vai trò của lưu vực sông như một hệ thống tự nhiên mở, nơi mọi biến đổi ở thượng lưu đều truyền tải tác động xuống trung và hạ lưu. Đồng thời, chương 1 thiết lập sơ đồ quy trình công nghệ tích hợp từ khâu xử lý ảnh viễn thám, tính toán các tham số mô hình RUSLE ($R, K, LS, C, P$) đến xây dựng ma trận đánh giá DVHST và chồng ghép không gian trên nền tảng GIS để phục vụ phân vùng và định hướng lãnh thổ.

Chương 2: Đặc điểm điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên, kinh tế - xã hội và môi trường lưu vực sông Cái Nha Trang

Chương 2 trình bày chi tiết các đặc trưng tự nhiên, kinh tế - xã hội, các vấn đề tai biến và cấu trúc phân vùng địa lý tự nhiên của lưu vực.

1. Điều kiện tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên

  • Địa chất và địa mạo: Lưu vực nằm ở vùng chuyển tiếp sườn đông cao nguyên Lang Biang xuống dải đồng bằng ven biển. Địa hình có sự tương phản sâu sắc: vùng núi cao hiểm trở ở phía tây (Khánh Vĩnh), vùng đồi núi thấp chuyển tiếp và vùng đồng bằng tích tụ bồi đắp ở phía đông (Diên Khánh, Nha Trang). Các bãi đá granit nổi bật tại vùng bờ biển như Hòn Chồng, Hòn Vợ.
  • Khí hậu và thủy văn: Chế độ mưa phân mùa rõ rệt, lượng mưa tập trung cao điểm vào các tháng mùa mưa (từ tháng 9 đến tháng 12). Hệ thống sông Cái Nha Trang gồm các phụ lưu chính như sông Chò, sông Thác Ngựa, sông Cầu, sông Bến Lội, sông Trang, sông Khế, suối Lách, suối Khao. Chế độ dòng chảy và bùn cát biến động lớn giữa mùa lũ và mùa kiệt, đo đạc tại trạm thủy văn Đồng Trăng.
  • Thổ nhưỡng: Toàn lưu vực có 8 nhóm đất chính với 17 loại đất được thống kê cụ thể:
STT Tên loại đất Ký hiệu Diện tích (ha)
I Nhóm đất cát, cồn cát và cát biển Cc 1,03
II Nhóm đất mặn M
1 Đất mặn sú vẹt đước Mm 103,00
III Nhóm đất phèn S
2 Đất phèn tiềm tàng Sp2M 650,00
IV Nhóm đất phù sa P
3 Đất phù sa được bồi chua Pbc 151,00
4 Đất phù sa không được bồi chua Pc 4.986,00
5 Đất phù sa Glei Pg 6.280,00
6 Đất phù sa có tầng loang lổ đỏ vàng Pf 939,00
7 Đất phù sa ngòi suối Py 3.238,00
V Nhóm đất xám và bạc màu X, B
8 Đất xám trên phù sa cổ X;B 1.086,00
9 Đất xám trên đá Magma acid và đá cát Xa 4.698,00
VI Nhóm đất đỏ vàng F
10 Đất đỏ vàng trên đá phiến sét Fs 29.104,00
11 Đất đỏ vàng trên đá Magma acid Fa 101.051,00
12 Đất vàng nhạt trên đá cát Fq 1.202,00
13 Đất đỏ vàng biến đổi do trồng lúa Fl 1.517,00
VII Nhóm đất mùn vàng đỏ trên núi H
14 Đất mùn vàng đỏ trên đá Magma acid Ha 34.927,66
VIII Nhóm đất thung lũng dốc tụ D
15 Đất thung lũng do sản phẩm dốc tụ D 4.582,00
IX Nhóm đất xói mòn trơ sỏi đá E 1.492,00

2. Vấn đề môi trường và tai biến thiên nhiên

Luận án ghi nhận hiện trạng trượt lở mái dốc taluy dương trên đèo Khánh Lê và tổng hợp 29 điểm sạt lở bờ sông, suối xung yếu:

STT Vị trí sạt lở bờ sông, suối Sông / Suối Mức độ Phạm vi (m) Đối tượng ảnh hưởng
I Thành phố Nha Trang
1 Bờ hữu thôn Võ Cạnh, xã Vĩnh Trung Sông Cái Nha Trang Nguy hiểm 430 Khu dân cư tập trung
2 Bờ tả thôn Đông, xã Vĩnh Phương Sông Cái Nha Trang Nguy hiểm 140 Khu dân cư tập trung
3 Bờ hữu thôn Phú Vinh, xã Vĩnh Thạnh Sông Cái Nha Trang Đặc biệt nguy hiểm 1.400 Khu dân cư tập trung
4 Bờ hữu thôn Ngọc Hội, xã Vĩnh Ngọc Sông Cái Nha Trang Nguy hiểm 400 Khu dân cư tập trung
II Huyện Diên Khánh
5 Bờ hữu thôn Phước Lương, xã Diên Thọ Sông Cái Nha Trang Đặc biệt nguy hiểm 1.550 Khu dân cư tập trung
6 Bờ hữu thôn Phước Tuy, xã Diên Phước Sông Cái Nha Trang Nguy hiểm 1.280 Khu dân cư tập trung
7 Bờ tả thôn Hạ, xã Diên Lâm Sông Cái Nha Trang Nguy hiểm 650 Khu dân cư tập trung
8 Bờ hữu thôn Thanh Minh, xã Diên Lạc Sông Cái Nha Trang Nguy hiểm 850 Khu dân cư tập trung
9 Đoạn quy hoạch bờ kè (Hà Dừa đến cầu Sông Cái) Sông Cái Nha Trang Đặc biệt nguy hiểm 3.984 Quy hoạch đô thị, đường giao thông
10 Bờ hữu thôn Phú Ân Nam 2, xã Diên An Sông Cái Nha Trang Nguy hiểm 180 Khu dân cư tập trung
11 Bờ tả thôn 1, thôn 2, xã Diên Phú Sông Cái Nha Trang Nguy hiểm 1.250 Khu dân cư tập trung
12 Thôn Nghiệp Thành, xã Diên Bình Sông Suối Dầu Nguy hiểm 600 Khu dân cư và đất SX nông nghiệp
13 Cầu sông Suối Dầu đến cầu Bàu Con, Diên Thạnh Sông Suối Dầu Nguy hiểm 260 Khu dân cư và đất SX nông nghiệp
14 Bờ hữu thôn Trường Thạch, xã Diên Thạnh Sông Cái Nha Trang Nguy hiểm 150 Khu dân cư tập trung
15 Bờ tả xóm 2 thôn Cây Sung, xã Diên Tân Suối Nhỏ Nguy hiểm 100 Khu dân cư tập trung
16 Thượng hạ lưu nhà bà Tý, thôn Đá Mài, Diên Tân Suối Cây Sung Nguy hiểm 400 Khu dân cư tập trung
III Huyện Khánh Vĩnh
17 Bờ hữu thôn Giang Biên, xã Sơn Thái Sông Bến Lội Nguy hiểm 200 Khu dân cư tập trung
18 Bờ tả thôn Gia Rít, xã Giang Ly Sông Trang Nguy hiểm 400 Khu dân cư tập trung
19 Bờ hữu thôn Chà Liên, xã Liên Sang Sông Cái Nha Trang Nguy hiểm 400 Khu dân cư ít tập trung
20 Bờ hữu thôn Đá Trắng, xã Cầu Bà Sông Cái Nha Trang Nguy hiểm 200 Khu dân cư tập trung
21 Bờ hữu thị trấn Khánh Vĩnh Sông Cái Nha Trang Nguy hiểm 1.500 Khu dân cư nội thị và đường giao thông
22 Bờ hữu thôn Tây, xã Sông Cầu Sông Cầu Nguy hiểm 1.100 Khu dân cư ít tập trung
23 Bờ tả thị trấn Khánh Vĩnh Sông Khế Nguy hiểm 1.800 Khu dân cư ít tập trung
24 Bờ hữu thôn Đông, xã Sông Cầu Sông Cầu Nguy hiểm 1.500 Khu dân cư ít tập trung
25 Bờ hữu thôn Sơn Thành, xã Khánh Phú Sông Cầu Nguy hiểm 300 Khu dân cư ít tập trung
26 Bờ hữu thôn Suối Lách, xã Khánh Trung Suối Lách Nguy hiểm 300 Khu dân cư ít tập trung
27 Bờ tả thôn Cả Hon, xã Khánh Bình Sông Chò Nguy hiểm 500 Khu dân cư ít tập trung
28 Bờ tả thôn Suối Khao, xã Khánh Đông Suối Khao Nguy hiểm 100 Đường giao thông
29 Bờ hữu thôn Suối Thơm, xã Khánh Đông Suối Khao Nguy hiểm 100 Đường giao thông

3. Kết quả phân vùng địa lý tự nhiên

Luận án xác lập hệ thống phân vị gồm 3 vùng và 10 tiểu vùng địa lý tự nhiên trên bản đồ tỷ lệ 1:100.000:

  • Vùng I: Vùng núi trung bình - thấp thượng nguồn sông Cái Nha Trang (gồm 3 tiểu vùng):
    1. Tiểu vùng núi thấp - trung bình thượng nguồn sông Chò: Diện tích 18.805,02 ha.
    2. Tiểu vùng núi trung bình thượng nguồn sông Thác Ngựa: Diện tích 42.294,54 ha.
    3. Tiểu vùng núi trung bình - thấp Bắc Hòn Bà: Diện tích 23.197,84 ha.
  • Vùng II: Vùng đồi - núi thấp Khánh Vĩnh - Diên Khánh (gồm 4 tiểu vùng): 4. Tiểu vùng đồi núi thấp Đông Bắc Diên Khánh: Diện tích 9.450,02 ha. 5. Tiểu vùng gò đồi Khánh Vĩnh - Cam Lâm: Diện tích 13.699,75 ha (xói mòn thực tế cấp II chiếm diện tích lớn). 6. Tiểu vùng đồi núi thấp Nam Khánh Vĩnh: Diện tích 8.149,53 ha. 7. Tiểu vùng đồi núi sót Đông Nam Diên Khánh: Diện tích 7.424,28 ha.
  • Vùng III: Vùng đồng bằng hạ lưu sông Cái Nha Trang (gồm 3 tiểu vùng): 8. Tiểu vùng đồng bằng Diên Khánh: Diện tích 11.365,16 ha. 9. Tiểu vùng đồng bằng ven biển Nha Trang: Diện tích 2.081,73 ha. 10. Tiểu vùng biển ven bờ vịnh Nha Trang: Diện tích 4.856,00 ha đối với DVĐT.

Chương 3: Định hướng không gian sử dụng hợp lý và bảo vệ môi trường lưu vực sông Cái Nha Trang

Chương 3 trình bày các kết quả đánh giá định lượng xói mòn đất, tiềm năng dịch vụ hệ sinh thái và tổng hợp thành các định hướng không gian.

1. Đánh giá xói mòn đất (Mô hình RUSLE)

Tác giả tính toán và thành lập bản đồ xói mòn tiềm năng (XMTN) và xói mòn thực tế (XMTT) theo 6 cấp độ định lượng:

  • Cấp I: $< 10$ tấn/ha/năm
  • Cấp II: $10 - 50$ tấn/ha/năm
  • Cấp III: $50 - 100$ tấn/ha/năm
  • Cấp IV: $100 - 200$ tấn/ha/năm
  • Cấp V: $200 - 400$ tấn/ha/năm
  • Cấp VI: $> 400$ tấn/ha/năm

Kết quả phân tích cho thấy: XMTN có nguy cơ rất cao ở các tiểu vùng núi thượng nguồn có độ dốc lớn (tiểu vùng Thác Ngựa, sông Chò, Bắc Hòn Bà) với lượng đất mất tiềm năng cấp VI vượt trên 400 tấn/ha/năm. Tuy nhiên, nhờ lớp phủ rừng tự nhiên còn tốt (hệ số $C$ thấp), lượng đất mất trong XMTT giảm đi đáng kể. Tại vùng gò đồi Khánh Vĩnh - Cam Lâm và vùng đồng bằng Diên Khánh, hoạt động canh tác nông nghiệp và chuyển đổi sử dụng đất làm tăng diện tích xói mòn thực tế ở cấp II và cấp III (chiếm lần lượt 6,04% và 5,02% diện tích toàn lưu vực).

2. Đánh giá tiềm năng dịch vụ hệ sinh thái

  • Dịch vụ cung cấp (DVCC): Tiềm năng cao và rất cao tập trung tại các tiểu vùng có diện tích rừng tự nhiên và đất sản xuất nông nghiệp lớn: tiểu vùng Thác Ngựa (42.294,54 ha, chiếm 20,00%), tiểu vùng sông Chò (18.805,02 ha, chiếm 9,09%), tiểu vùng Bắc Hòn Bà (23.197,84 ha, chiếm 11,00%), tiểu vùng Đông Bắc Diên Khánh (9.450,02 ha, chiếm 4,04%).
  • Dịch vụ điều tiết (DVĐT): Đóng vai trò then chốt trong việc giữ nước, chống xói mòn và điều hòa dòng chảy mùa lũ. Phân cấp rất cao tập trung ở các tiểu vùng thượng lưu có rừng đặc dụng và phòng hộ; đối với vùng biển ven bờ vịnh Nha Trang, diện tích tiềm năng đạt 4.856,00 ha (chiếm 2,00%), tiểu vùng đồi núi sót Đông Nam Diên Khánh đạt 7.424,28 ha (3,00%), tiểu vùng Đông Bắc Diên Khánh đạt 2.363,49 ha (1,45%).
  • Dịch vụ văn hóa (DVVH): Tiềm năng cao phân bố ở các khu bảo tồn thiên nhiên (Hòn Bà), các thắng cảnh ven sông, hồ chứa và dải đồng bằng ven biển Nha Trang (khu danh thắng bãi đá Hòn Chồng, Hòn Vợ). Diện tích tiềm năng cao tại tiểu vùng sông Chò đạt 11.095,17 ha (5,07%), gò đồi Khánh Vĩnh - Cam Lâm đạt 8.747,81 ha (4,65%), Bắc Hòn Bà đạt 8.741,43 ha (4,25%), Nam Khánh Vĩnh đạt 8.149,53 ha (3,24%), Diên Khánh đạt 6.778,64 ha, Thác Ngựa đạt 6.683,00 ha (3,04%).

3. Định hướng không gian sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường

Trên cơ sở tích hợp phân vùng địa lý tự nhiên, nguy cơ xói mòn và tiềm năng DVHST, luận án đề xuất 14 kiểu không gian ưu tiên:

  1. Không gian bảo tồn nghiêm ngặt rừng đặc dụng đầu nguồn và đa dạng sinh học (Khu BTTN Hòn Bà, thượng nguồn sông Chò, Thác Ngựa).
  2. Không gian phục hồi và làm giàu rừng phòng hộ xung yếu đầu nguồn chống xói mòn và điều tiết nước.
  3. Không gian phát triển rừng sản xuất gắn với công nghiệp chế biến lâm sản bền vững.
  4. Không gian nông - lâm kết hợp trên đất gò đồi dốc nhằm kiểm soát dòng chảy tràn.
  5. Không gian chuyên canh cây công nghiệp lâu năm và cây ăn quả giá trị cao (Khánh Vĩnh, Cam Lâm).
  6. Không gian nông nghiệp lúa nước và hoa màu tập trung ứng dụng kỹ thuật thâm canh (đồng bằng Diên Khánh, ven sông Cái).
  7. Không gian bảo vệ hành lang thoát lũ và củng cố kè bờ sông chống sạt lở tại các điểm xung yếu (29 điểm sạt lở đã thống kê).
  8. Không gian phát triển đô thị trung tâm và dịch vụ du lịch chất lượng cao (thành phố Nha Trang).
  9. Không gian phát triển đô thị sinh thái, dịch vụ hậu cần và công nghiệp phụ trợ (thị trấn Diên Khánh, Khánh Vĩnh).
  10. Không gian phát triển du lịch sinh thái, nghỉ dưỡng núi và nghiên cứu khoa học (Hòn Bà, sông Chò).
  11. Không gian phát triển du lịch cảnh quan văn hóa - lịch sử và làng nghề truyền thống dọc hạ lưu sông Cái.
  12. Không gian bảo tồn đa dạng sinh học biển và rạn san hô vịnh Nha Trang.
  13. Không gian nuôi trồng thủy sản ven biển và vùng cửa sông có kiểm soát tải lượng nước thải.
  14. Không gian kiểm soát ô nhiễm, thu gom xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp trước khi xả ra lưu vực sông Cái.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học lý luận

  • Xây dựng và hoàn thiện khung phương pháp luận địa lý tổng hợp kết hợp mô hình hóa không gian (RUSLE và GIS) cùng phương pháp ma trận chuyên gia đánh giá tiềm năng dịch vụ hệ sinh thái trong nghiên cứu quản lý lưu vực sông.
  • Khẳng định tính quy luật của sự phân hóa tự nhiên theo đai cao và cấu trúc địa chất - địa mạo từ cao nguyên Lang Biang xuống đới bờ biển Nam Trung Bộ, thể hiện qua sự liên kết chặt chẽ giữa 3 vùng và 10 tiểu vùng địa lý tự nhiên.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  • Thành lập bộ bản đồ chuyên đề tỷ lệ 1:100.000 về địa mạo, thổ nhưỡng, hiện trạng rừng, hệ sinh thái, xói mòn tiềm năng, xói mòn thực tế, các dịch vụ hệ sinh thái (cung cấp, điều tiết, văn hóa) và bản đồ phân vùng địa lý tự nhiên lưu vực sông Cái Nha Trang.
  • Cung cấp cơ sở định lượng về xói mòn đất và lượng giá DVHST cho 10 tiểu vùng địa lý, xác định các trọng điểm suy thoái và 29 điểm sạt lở bờ sông suối cấp bách.
  • Đề xuất 14 kiểu không gian chức năng ưu tiên làm căn cứ khoa học cho Ủy ban nhân dân tỉnh Khánh Hòa và các sở, ban ngành trong công tác lập quy hoạch tỉnh, quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch phân khu và kế hoạch quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Cái.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Về quy hoạch và quản lý: Tích hợp 14 không gian định hướng vào Quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Khánh Hòa; thành lập cơ chế phối hợp liên ngành và Ban quản lý lưu vực sông Cái Nha Trang.
  • Về bảo vệ môi trường và phòng chống thiên tai: Ưu tiên xử lý kè chống sạt lở tại các vị trí đặc biệt nguy hiểm ở Vĩnh Thạnh (Nha Trang), Diên Thọ, bờ kè Hà Dừa - cầu Sông Cái (Diên Khánh); kiểm soát chặt chẽ việc xây dựng taluy dương trên đèo Khánh Lê; khôi phục hệ sinh thái rạn san hô vịnh Nha Trang.
  • Về cơ chế kinh tế: Áp dụng chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng (PES) và dịch vụ môi trường biển, trích một phần nguồn thu du lịch ở hạ lưu Nha Trang để chi trả cho công tác bảo vệ rừng đầu nguồn tại Khánh Vĩnh.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án

  • Số liệu điều tra thực địa và chuỗi thống kê kinh tế - xã hội chủ yếu giới hạn trong giai đoạn 2013–2019; số liệu bùn cát và dòng chảy trạm Đồng Trăng dừng ở mốc 2019.
  • Bản đồ và các đánh giá không gian được xây dựng ở tỷ lệ trung bình (1:100.000), do đó khi áp dụng vào các dự án cụ thể ở cấp xã hoặc tiểu lưu vực hẹp cần phải tiếp tục chi tiết hóa.
  • Việc lượng giá dịch vụ hệ sinh thái mới dừng ở mức đánh giá định tính và bán định lượng (phân cấp tiềm năng qua ma trận chuyên gia), chưa thực hiện lượng giá kinh tế bằng tiền tệ cho toàn bộ các DVHST.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

  • Chi tiết hóa bản đồ phân vùng và đánh giá nguy cơ sạt lở, xói mòn ở tỷ lệ lớn hơn (1:25.000 hoặc 1:10.000) cho các khu vực đô thị mở rộng và các điểm xung yếu.
  • Ứng dụng các mô hình thủy văn - thủy lực hai chiều mô phỏng kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng và các kịch bản xả lũ của các hồ chứa thượng nguồn.
  • Nghiên cứu tính toán lượng giá trị kinh tế cụ thể của các dịch vụ hệ sinh thái nước và rừng làm căn cứ ban hành khung giá chi trả dịch vụ môi trường liên huyện.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo khoa học có giá trị chuyên môn cao đối với các nhóm đối tượng:

  1. Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Chuyên ngành Địa lý tự nhiên, Quản lý tài nguyên và môi trường, Thủy văn học, Quy hoạch không gian, Cảnh quan học và Sinh thái học môi trường. Các phần đáng tham khảo gồm: phương pháp xây dựng các tham số RUSLE trên GIS và khung ma trận đánh giá tiềm năng DVHST cấp lưu vực.
  2. Cơ quan quản lý nhà nước và nhà hoạch định chính sách: Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Xây dựng tỉnh Khánh Hòa; UBND thành phố Nha Trang, huyện Diên Khánh, huyện Khánh Vĩnh. Giá trị thực tiễn trực tiếp nằm ở danh mục 29 điểm sạt lở bờ sông cần xử lý khẩn cấp và 14 không gian chức năng ưu tiên.
  3. Các tổ chức quy hoạch và bảo tồn: Đơn vị tư vấn lập quy hoạch không gian tích hợp, Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Hòn Bà, Ban quản lý vịnh Nha Trang trong việc liên kết quản lý từ thượng nguồn đến biển.

Câu hỏi thường gặp

1. Phạm vi không gian và diện tích nghiên cứu của lưu vực sông Cái Nha Trang được xác định như thế nào trong luận án?

Toàn bộ phạm vi nghiên cứu có diện tích phần lục địa là 2.010,62 km², bao gồm trọn vẹn ranh giới hành chính của huyện Khánh Vĩnh, huyện Diên Khánh, thành phố Nha Trang; 2 xã Suối Cát và Suối Tân thuộc huyện Cam Lâm (tỉnh Khánh Hòa); một phần phía đông nam huyện M'Đrắk (tỉnh Đắk Lắk); đồng thời mở rộng không gian nghiên cứu ra vùng biển nông ven bờ vịnh Nha Trang.

2. Hệ thống phân vùng địa lý tự nhiên lưu vực sông Cái Nha Trang gồm những đơn vị nào?

Luận án phân chia lưu vực thành 3 vùng với 10 tiểu vùng địa lý tự nhiên ở tỷ lệ 1:100.000:

  • Vùng I (Núi trung bình - thấp thượng nguồn): Tiểu vùng sông Chò (18.805,02 ha), Tiểu vùng Thác Ngựa (42.294,54 ha), Tiểu vùng Bắc Hòn Bà (23.197,84 ha).
  • Vùng II (Đồi - núi thấp Khánh Vĩnh - Diên Khánh): Tiểu vùng Đông Bắc Diên Khánh (9.450,02 ha), Tiểu vùng gò đồi Khánh Vĩnh - Cam Lâm (13.699,75 ha), Tiểu vùng Nam Khánh Vĩnh (8.149,53 ha), Tiểu vùng đồi núi sót Đông Nam Diên Khánh (7.424,28 ha).
  • Vùng III (Đồng bằng hạ lưu): Tiểu vùng đồng bằng Diên Khánh (11.365,16 ha), Tiểu vùng đồng bằng ven biển Nha Trang (2.081,73 ha), Tiểu vùng biển ven bờ vịnh Nha Trang (4.856,00 ha).

3. Phương pháp đánh giá xói mòn đất và các biến số đầu vào được thực hiện ra sao?

Luận án ứng dụng phương trình mất đất phổ biến hiệu chỉnh (RUSLE): $A = R \times K \times LS \times C \times P$. Các tham số được số hóa và tính toán trên GIS gồm: chỉ số xói mòn do mưa ($R$), chỉ số độ bền xói mòn của 17 loại đất ($K$), chỉ số địa hình chiều dài và độ dốc ($LS$), chỉ số thảm phủ rừng và cây trồng ($C$), chỉ số biện pháp bảo vệ đất ($P$). Lượng mất đất được chia thành 6 cấp (từ cấp I: $<10$ tấn/ha/năm đến cấp VI: $>400$ tấn/ha/năm) cho cả hai trạng thái xói mòn tiềm năng và xói mòn thực tế.

4. Luận án đã ghi nhận bao nhiêu điểm sạt lở bờ sông, suối và những khu vực nào ở mức đặc biệt nguy hiểm?

Tổng cộng có 29 điểm sạt lở bờ sông, suối được thống kê trên toàn lưu vực (TP. Nha Trang có 4 điểm, huyện Diên Khánh có 12 điểm, huyện Khánh Vĩnh có 13 điểm). Trong đó, có 3 khu vực sạt lở ở mức độ Đặc biệt nguy hiểm (ĐBNH):

  • Bờ hữu thôn Phú Vinh, xã Vĩnh Thạnh, TP. Nha Trang (chiều dài 1.400 m).
  • Bờ hữu thôn Phước Lương, xã Diên Thọ, huyện Diên Khánh (chiều dài 1.550 m).
  • Đoạn bờ kè quy hoạch đô thị từ Hà Dừa đến cầu Sông Cái, huyện Diên Khánh (chiều dài 3.984 m).

5. Định hướng không gian của luận án đề xuất bao nhiêu kiểu không gian ưu tiên?

Luận án đề xuất 14 kiểu không gian ưu tiên sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường, bao gồm các không gian bảo tồn rừng đặc dụng đầu nguồn, phục hồi rừng phòng hộ xung yếu, phát triển nông - lâm kết hợp, chuyên canh cây công nghiệp, thâm canh lúa nước đồng bằng, bảo vệ hành lang thoát lũ và kè sông, phát triển đô thị sinh thái và dịch vụ du lịch Nha Trang, bảo tồn rạn san hô vịnh Nha Trang và kiểm soát ô nhiễm nước thải toàn lưu vực.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Đỗ Trung Hiếu đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu xác lập cơ sở khoa học địa lý cho việc sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường trên toàn bộ lưu vực sông Cái Nha Trang. Bằng việc kết hợp phương pháp luận phân vùng địa lý tự nhiên với mô hình định lượng xói mòn đất RUSLE và ma trận đánh giá dịch vụ hệ sinh thái trên nền tảng GIS, công trình đã thành lập hệ thống bản đồ tỷ lệ 1:100.000 phân chia lưu vực thành 3 vùng và 10 tiểu vùng chức năng. Hệ thống 14 kiểu không gian ưu tiên cùng cơ sở dữ liệu thực chứng về 29 điểm sạt lở bờ sông và phân bố thổ nhưỡng là nguồn tài liệu khoa học đáng tin cậy phục vụ công tác quy hoạch phát triển bền vững và phòng chống thiên tai tại tỉnh Khánh Hòa.