Luận Văn Thạc Sĩ Quản Lý Môi Trường: Ứng Dụng Mô Hình SWAT Đánh Giá Tác Động Biến Đổi Khí Hậu Đến Lưu Vực Sông Đăkbla, Tỉnh Kon Tum

• Tác giả: Đỗ Xuân Hồng
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Kim Lợi
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Quản lý môi trường
• Đề tài: Ứng dụng mô hình SWAT đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lưu vực sông Đăk B'la, tỉnh Kon Tum
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

• LỜI CÁM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ
• LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
• 1.1. Định nghĩa biến đổi khí hậu
• 1.2. Kịch bản phát thải khí nhà kính của IPCC
• 1.3. Các tác động của biến đổi khí hậu trên quy mô toàn cầu
• 1.4. Tác động của biến đổi khí hậu đến Việt Nam
• 1.5. Xói mòn đất và vấn đề bồi lắng hồ chứa
• 1.6. Một số khái niệm cơ bản
• 1.7. Mối quan hệ giữa xói mòn đất và sự bồi lắng các hồ chứa
• 1.8. Đặc điểm của khu vực nghiên cứu
• 1.8.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.8.2. Vị trí địa lý và đặc điểm về địa hình
• 1.8.3. Đặc điểm khí hậu lưu vực
• 1.8.4. Đặc điểm thủy văn của lưu vực
• 1.8.5. Đặc điểm địa chất của lưu vực
• 1.8.6. Đặc điểm thảm thực vật
• 1.8.7. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 1.9. Mô hình SWAT và ứng dụng của SWAT trong đánh giá tác động của biến đổi khí hậu
• 1.9.1. Một số khái niệm trong mô hình SWAT
• 1.9.2. Đơn vị thủy văn (Hydrologic Response Unit - HRU)
• 1.9.3. Cơ sở lý thuyết của mô hình SWAT
• 1.9.4. Ứng dụng SWAT trong đánh giá đất và nước dưới tác động của biến đổi khí hậu
• 2. CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Lựa chọn kịch bản biến đổi khí hậu
• 2.1.1. Các kịch bản biến đổi khí hậu tại Việt Nam
• 2.1.2. Phương pháp xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu tại Việt Nam
• 2.1.3. Một số nét chính về kịch bản biến đổi khí hậu tại Việt Nam
• 2.1.4. Lựa chọn kịch bản biến đổi khí hậu cho khu vực nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp mô hình SWAT
• 2.2.1. Yêu cầu về cấu trúc file dữ liệu đầu vào và đầu ra của SWAT
• 2.2.2. Số liệu đầu vào của SWAT
• 2.2.3. Số liệu đầu ra
• 2.2.4. Bộ thông số chính của mô hình
• 2.2.5. Đánh giá mô hình
• 2.2.6. Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu cho mô hình SWAT
• 2.2.6.1. Dữ liệu về địa hình
• 2.2.6.2. Dữ liệu về loại đất
• 2.2.6.3. Các thông số về sử dụng đất trong SWAT
• 2.2.6.4. Dữ liệu thời tiết vùng nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Bộ cơ sở dữ liệu đầu vào cho nghiên cứu
• 3.1.1. Địa hình lưu vực nghiên cứu
• 3.1.2. Đặc điểm sử dụng đất tại lưu vực nghiên cứu
• 3.1.3. Thổ nhưỡng lưu vực nghiên cứu
• 3.1.4. Dữ liệu thời tiết — thủy văn
• 3.2. Ứng dụng mô hình SWAT tính toán dòng chảy lưu vực
• 3.2.1. Kết quả hiệu chỉnh mô hình
• 3.2.2. Kết quả kiểm định mô hình
• 3.3. Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lượng bồi lắng
• 3.3.1. Giá trị mô phỏng lượng bồi lắng giai đoạn nền (2000 — 2009)
• 3.3.2. Biến động về lượng bồi lắng theo kịch bản B2
• 3.3.3. Biến động về lượng bồi lắng dưới tác động của kịch bản A2
• 3.4. Định hướng một số giải pháp ứng phó tác động của biến đổi khí hậu tại lưu vực sông Đắk B’la
• 3.4.1. Định hướng cho việc gia tăng lớp phủ thực vật
• 3.4.2. Định hướng cho biện pháp quản lý các quá trình vận hành
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

I. Giới thiệu và bối cảnh nghiên cứu

Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc ứng dụng mô hình SWAT để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lưu vực sông Đăkbla, tỉnh Kon Tum. Nghiên cứu nhằm xác định các thay đổi về lượng bồi lắng trong lưu vực dưới tác động của các kịch bản khí hậu B2 và A2. Lưu vực sông Đăkbla có vai trò quan trọng trong nền kinh tế - xã hội địa phương, đặc biệt là trong lĩnh vực thủy điện. Tuy nhiên, hiện tượng bồi lắng tại các hồ chứa đang trở thành vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt dưới tác động của biến đổi khí hậu. Nghiên cứu này sử dụng mô hình SWAT để mô phỏng và đánh giá các tác động này, từ đó đề xuất các giải pháp thích ứng và giảm nhẹ.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lưu vực sông Đăkbla thông qua việc ứng dụng mô hình SWAT. Cụ thể, nghiên cứu tập trung vào việc xác định các kịch bản khí hậu, mô phỏng lưu lượng dòng chảy, và đánh giá sự thay đổi lượng bồi lắng trong lưu vực. Ngoài ra, nghiên cứu cũng đề xuất các giải pháp thích ứng và giảm nhẹ tác động của biến đổi khí hậu đến lưu vực sông Đăkbla.

1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu bao gồm các yếu tố tự nhiên, kinh tế - xã hội, và hệ sinh thái của lưu vực sông Đăkbla. Nghiên cứu cũng tập trung vào các đặc điểm địa chất, thủy văn, và tính chất vật lý, hóa học của đất trong lưu vực. Phạm vi nghiên cứu giới hạn trong việc áp dụng các kịch bản khí hậu B2 và A2 để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lượng bồi lắng trong lưu vực.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng mô hình SWAT để mô phỏng và đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lưu vực sông Đăkbla. Mô hình SWAT được chọn vì khả năng mô phỏng các quá trình thủy văn và đánh giá tác động môi trường một cách hiệu quả. Các bước thực hiện bao gồm: thu thập và xử lý dữ liệu đầu vào, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình, và áp dụng các kịch bản khí hậu để đánh giá sự thay đổi lượng bồi lắng. Dữ liệu đầu vào bao gồm thông tin về địa hình, loại đất, sử dụng đất, và dữ liệu khí tượng thủy văn.

2.1. Lựa chọn kịch bản biến đổi khí hậu

Nghiên cứu sử dụng hai kịch bản khí hậu B2 và A2 do Bộ Tài nguyên và Môi trường phát hành năm 2012. Các kịch bản này được lựa chọn dựa trên mức độ phát thải khí nhà kính và các dự báo về thay đổi nhiệt độ, lượng mưa trong tương lai. Kịch bản B2 đại diện cho mức phát thải trung bình, trong khi kịch bản A2 đại diện cho mức phát thải cao.

2.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình SWAT

Mô hình SWAT được hiệu chỉnh và kiểm định dựa trên dữ liệu lưu lượng dòng chảy thực đo tại trạm thủy văn Kon Tum. Kết quả hiệu chỉnh cho thấy mô hình có khả năng mô phỏng tốt các quá trình thủy văn với chỉ số tương quan (R²) và chỉ số Nash-Sutcliffe (Ens) đều trên 0.7. Điều này khẳng định độ tin cậy của mô hình trong việc đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lưu vực sông Đăkbla.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy, dưới tác động của biến đổi khí hậu, lượng bồi lắng trung bình năm tại lưu vực sông Đăkbla có xu hướng tăng đáng kể. Cụ thể, lượng bồi lắng tăng 14.73% đối với kịch bản B2 và 15.36% đối với kịch bản A2. Sự gia tăng này tập trung chủ yếu vào các tháng từ tháng 7 đến tháng 9, khi lượng mưa và dòng chảy đạt mức cao nhất. Kết quả này cho thấy biến đổi khí hậu sẽ có tác động rõ rệt đến lưu vực sông Đăkbla, đặc biệt là trong việc gia tăng lượng bồi lắng tại các hồ chứa.

3.1. Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu

Nghiên cứu chỉ ra rằng biến đổi khí hậu sẽ làm gia tăng lượng bồi lắng tại lưu vực sông Đăkbla, đặc biệt là trong các tháng mùa mưa. Điều này có thể dẫn đến giảm hiệu quả vận hành của các công trình thủy điện và tăng chi phí bảo trì, duy tu. Nghiên cứu cũng nhấn mạnh sự cần thiết của việc trồng rừng và nghiên cứu các loại cây trồng phù hợp để giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu đến lượng bồi lắng.

3.2. Đề xuất giải pháp

Dựa trên kết quả nghiên cứu, các giải pháp được đề xuất bao gồm tăng cường lớp phủ thực vật, quản lý hiệu quả các quá trình vận hành hồ chứa, và nghiên cứu các loại cây trồng phù hợp để giảm thiểu xói mòn đất. Các giải pháp này không chỉ giúp giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu mà còn góp phần bảo vệ tài nguyên nước và nâng cao hiệu quả kinh tế - xã hội tại lưu vực sông Đăkbla.