Luận Án Tiến Sĩ: Xây Dựng Mô Hình Cảnh Báo Sớm Hạn Khí Tượng Phục Vụ Quản Lý Tài Nguyên Nước Duyên Hải Miền Trung

• Tác giả: Nguyễn Thái Hà
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Đăng Tính
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước
• Đề tài: Xây dựng mô hình cảnh báo sớm hạn khí tượng phục vụ công tác khai thác và quản lý tài nguyên nước vùng Duyên hải Miền Trung
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ DỰ BÁO HẠN
• 1.1. Khái niệm về hạn hán
• 1.1.1. Định nghĩa và phân loại hạn hán
• 1.1.2. Các chỉ số hạn
• 1.1.3. Các đặc trưng của hạn hán
• 1.2. Tình hình hạn hán và các nghiên cứu về hạn hán trên thế giới
• 1.2.1. Tình hình hạn hán trên thế giới
• 1.2.2. Các nghiên cứu về hạn hán trên thế giới
• 1.3. Tình hình hạn hán và các nghiên cứu về hạn hán ở Việt Nam
• 1.3.1. Tình hình hạn hán ở Việt Nam
• 1.3.2. Các nghiên cứu về hạn hán ở Việt Nam
• 1.4. Tổng quan về vùng nghiên cứu
• 1.5. Những thành tựu và hạn chế trong các nghiên cứu về hạn hán
• 1.6. Định hướng nghiên cứu của luận án
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO HẠN KHÍ TƯỢNG CHO VÙNG DUYÊN HẢI MIỀN TRUNG
• 2.1. Hiện trạng hạn hán của vùng nghiên cứu
• 2.2. Giới thiệu về ENSO và các số liệu cần thu thập
• 2.2.1. Giới thiệu về ENSO
• 2.2.2. Các số liệu cần thu thập
• 2.3. Phương pháp dự báo hạn khí tượng cho vùng nghiên cứu
• 2.3.1. Lựa chọn chỉ số hạn
• 2.3.2. Phân tích đánh giá diễn biến hạn hán của vùng nghiên cứu bằng các chỉ số hạn
• 2.3.3. Phân tích ảnh hưởng của ENSO đến diễn biến hạn hán của vùng nghiên cứu
• 2.3.4. Thiết lập mô hình dự báo hạn khí tượng, đề xuất mô hình dự báo phù hợp cho vùng nghiên cứu
• 2.4. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH CẢNH BÁO SỚM HẠN KHÍ TƯỢNG CHO VÙNG DUYÊN HẢI MIỀN TRUNG
• 3.1. Diễn biến hạn hán theo không gian, thời gian của vùng nghiên cứu
• 3.1.1. Phân tích kết quả kiểm định nội suy lượng mưa và nhiệt độ
• 3.2. Diễn biến hạn hán theo thời gian của vùng nghiên cứu
• 3.3. Diễn biến hạn hán theo không gian của vùng nghiên cứu
• 3.4. Ảnh hưởng của ENSO đến diễn biến hạn hán của vùng nghiên cứu
• 3.4.1. Diễn biến hạn hán của vùng DHMT trong các thời kỳ phát sinh ENSO
• 3.4.2. Đánh giá kết quả mối tương quan giữa SSTA và SOI với SPI và SPEI
• 3.5. Xây dựng mô hình cảnh báo sớm hạn khí tượng cho vùng nghiên cứu
• 3.5.1. Đánh giá kết quả các mô hình dự báo hạn khí tượng cho vùng nghiên cứu
• 3.5.2. Lựa chọn chỉ số để cảnh báo sớm hạn khí tượng cho vùng nghiên cứu
• 3.5.3. Lựa chọn mô hình dự báo hạn cho vùng nghiên cứu
• 3.5.4. Xây dựng mô hình cảnh báo sớm hạn khí tượng cho vùng nghiên cứu
• 3.5.5. Bản đồ và số liệu cảnh báo sớm hạn khí tượng cho vùng nghiên cứu
• 3.6. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 1. Những kết quả đạt được của luận án
• 2. Những đóng góp mới của luận án
• 3. Những tồn tại và hạn chế của luận án
• 4. Kiến nghị những nghiên cứu tiếp theo của luận án
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Mô hình cảnh báo sớm hạn khí tượng

Mô hình cảnh báo sớm hạn khí tượng là công cụ quan trọng trong việc dự đoán và quản lý hạn hán, đặc biệt tại vùng Duyên hải Miền Trung. Mô hình này sử dụng các chỉ số như SPI và SPEI để đánh giá mức độ hạn hán. Các chỉ số này được tính toán dựa trên dữ liệu lượng mưa và nhiệt độ, giúp xác định xu hướng và phân bố hạn hán theo không gian và thời gian. Hệ thống cảnh báo này không chỉ dựa trên dữ liệu khí tượng mà còn tích hợp các yếu tố như ENSO, SSTA, và SOI để tăng độ chính xác. Việc xây dựng mô hình này đòi hỏi phân tích dữ liệu khí tượng và sử dụng các phương pháp thống kê, mô hình toán học như ANFIS để dự báo hạn hán.

1.1. Phương pháp dự báo hạn khí tượng

Phương pháp dự báo hạn khí tượng trong nghiên cứu này bao gồm việc sử dụng các chỉ số SPI và SPEI để đánh giá mức độ hạn hán. Các chỉ số này được tính toán dựa trên dữ liệu lượng mưa và nhiệt độ, giúp xác định xu hướng và phân bố hạn hán theo không gian và thời gian. Ngoài ra, nghiên cứu còn sử dụng phương pháp NCDA để phân tích diễn biến hạn hán theo không gian và thời gian. Phương pháp này cho phép đánh giá mối quan hệ giữa hạn hán và các yếu tố khí hậu như ENSO, SSTA, và SOI. Kết quả phân tích được sử dụng để thiết lập các mô hình dự báo hạn khí tượng, giúp cảnh báo sớm và quản lý tài nguyên nước hiệu quả.

1.2. Ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý

Công nghệ thông tin đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng và vận hành mô hình cảnh báo sớm hạn khí tượng. Các công cụ như ANFIS và ARIMA được sử dụng để phân tích dữ liệu khí tượng và dự báo hạn hán. Ngoài ra, việc sử dụng các hệ thống GIS giúp tạo ra các bản đồ cảnh báo hạn hán, cung cấp thông tin trực quan cho các nhà quản lý và người dân. Công nghệ thông tin cũng hỗ trợ trong việc thu thập, xử lý và phân tích dữ liệu khí tượng, giúp tăng độ chính xác của các dự báo. Nhờ đó, các nhà quản lý có thể đưa ra các quyết định kịp thời và hiệu quả trong việc quản lý tài nguyên nước và ứng phó với hạn hán.

II. Quản lý tài nguyên nước tại Duyên hải Miền Trung

Quản lý tài nguyên nước tại vùng Duyên hải Miền Trung đối mặt với nhiều thách thức do hạn hán thường xuyên và biến đổi khí hậu. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng mô hình cảnh báo sớm hạn khí tượng để hỗ trợ công tác quản lý nước. Các chỉ số hạn hán như SPI và SPEI được sử dụng để đánh giá mức độ thiếu hụt nước và dự báo xu hướng hạn hán. Ngoài ra, nghiên cứu còn phân tích ảnh hưởng của ENSO và SSTA đến hạn hán, giúp xác định các yếu tố nguy cơ và đề xuất các biện pháp quản lý nước hiệu quả. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng các chính sách quản lý tài nguyên nước bền vững.

2.1. Đánh giá rủi ro hạn hán

Đánh giá rủi ro hạn hán là bước quan trọng trong quản lý tài nguyên nước. Nghiên cứu sử dụng các chỉ số SPI và SPEI để đánh giá mức độ hạn hán và xác định các khu vực có nguy cơ cao. Phương pháp NCDA được áp dụng để phân tích diễn biến hạn hán theo không gian và thời gian. Kết quả đánh giá giúp xác định các yếu tố nguy cơ và đề xuất các biện pháp quản lý nước hiệu quả. Ngoài ra, nghiên cứu còn phân tích ảnh hưởng của ENSO và SSTA đến hạn hán, giúp dự báo xu hướng hạn hán và đưa ra các cảnh báo sớm. Nhờ đó, các nhà quản lý có thể chủ động trong việc quản lý tài nguyên nước và giảm thiểu thiệt hại do hạn hán.

2.2. Phát triển bền vững tài nguyên nước

Phát triển bền vững tài nguyên nước là mục tiêu quan trọng trong quản lý nước tại vùng Duyên hải Miền Trung. Nghiên cứu này đề xuất các biện pháp quản lý nước dựa trên kết quả phân tích hạn hán và dự báo xu hướng. Các chỉ số hạn hán như SPI và SPEI được sử dụng để đánh giá mức độ thiếu hụt nước và xác định các khu vực cần ưu tiên. Ngoài ra, nghiên cứu còn đề xuất các biện pháp ứng phó với hạn hán, bao gồm việc xây dựng các công trình trữ nước và sử dụng nước tiết kiệm. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng các chính sách quản lý tài nguyên nước bền vững, giúp đảm bảo nguồn nước cho các hoạt động kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường.

III. Ứng phó với thiên tai và biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu và thiên tai như hạn hán đang trở thành thách thức lớn đối với vùng Duyên hải Miền Trung. Nghiên cứu này tập trung vào việc xây dựng các biện pháp ứng phó với hạn hán dựa trên mô hình cảnh báo sớm hạn khí tượng. Các chỉ số hạn hán như SPI và SPEI được sử dụng để đánh giá mức độ hạn hán và dự báo xu hướng. Ngoài ra, nghiên cứu còn phân tích ảnh hưởng của ENSO và SSTA đến hạn hán, giúp xác định các yếu tố nguy cơ và đề xuất các biện pháp ứng phó hiệu quả. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng các chính sách ứng phó với thiên tai và biến đổi khí hậu, giúp giảm thiểu thiệt hại và bảo vệ cộng đồng.

3.1. Cảnh báo sớm và ứng phó với hạn hán

Cảnh báo sớm và ứng phó với hạn hán là yếu tố quan trọng trong quản lý thiên tai. Nghiên cứu sử dụng mô hình cảnh báo sớm hạn khí tượng để dự báo xu hướng hạn hán và đưa ra các cảnh báo kịp thời. Các chỉ số hạn hán như SPI và SPEI được sử dụng để đánh giá mức độ hạn hán và xác định các khu vực có nguy cơ cao. Ngoài ra, nghiên cứu còn phân tích ảnh hưởng của ENSO và SSTA đến hạn hán, giúp xác định các yếu tố nguy cơ và đề xuất các biện pháp ứng phó hiệu quả. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng các chính sách ứng phó với hạn hán, giúp giảm thiểu thiệt hại và bảo vệ cộng đồng.

3.2. Tăng cường năng lực quản lý thiên tai

Tăng cường năng lực quản lý thiên tai là yếu tố quan trọng trong ứng phó với biến đổi khí hậu và hạn hán. Nghiên cứu này đề xuất các biện pháp nâng cao năng lực quản lý thiên tai dựa trên kết quả phân tích hạn hán và dự báo xu hướng. Các chỉ số hạn hán như SPI và SPEI được sử dụng để đánh giá mức độ hạn hán và xác định các khu vực có nguy cơ cao. Ngoài ra, nghiên cứu còn đề xuất các biện pháp ứng phó với hạn hán, bao gồm việc xây dựng các công trình trữ nước và sử dụng nước tiết kiệm. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng các chính sách quản lý thiên tai, giúp giảm thiểu thiệt hại và bảo vệ cộng đồng.