Tổng quan luận án
Tài nguyên nước mặt tại Việt Nam đang chịu áp lực ngày càng lớn do sự gia tăng nhanh chóng của nhu cầu khai thác, sử dụng nước phục vụ phát triển kinh tế - xã hội, dẫn đến tình trạng khan hiếm và tranh chấp nguồn nước cục bộ tại nhiều lưu vực sông. Phân bổ nguồn nước là công cụ quản lý then chốt nhằm chia sẻ nguồn nước hữu hạn giữa các đối tượng và các vùng sử dụng nước cạnh tranh. Tuy nhiên, các phương thức phân bổ truyền thống chủ yếu dựa trên tiếp cận kỹ thuật công trình, mệnh lệnh hành chính hoặc kinh nghiệm, chưa chú trọng đúng mức đến hiệu quả kinh tế sử dụng nước và thiếu các công cụ định lượng khoa học để tối ưu hóa lợi ích tổng thể của xã hội. Mặc dù Luật Tài nguyên nước năm 2012 và các văn bản dưới luật đã khẳng định nguyên tắc sử dụng nước tiết kiệm, hiệu quả và coi nước là tài sản có giá trị kinh tế, việc thiếu vắng một quy trình tích hợp giữa mô phỏng thủy văn - cân bằng nước với lượng hóa giá trị kinh tế sử dụng nước đã tạo ra một khoảng trống nghiên cứu và thực tiễn đáng kể.
Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định cụ thể:
- Mục tiêu tổng quát: Xác lập cơ sở khoa học lựa chọn phương án phân bổ nguồn nước lưu vực sông có xét đến giá trị kinh tế sử dụng nước.
- Mục tiêu cụ thể 1: Đưa ra được nội dung, phương pháp, công cụ và quy trình phân bổ nguồn nước lưu vực sông có xét đến giá trị kinh tế sử dụng nước.
- Mục tiêu cụ thể 2: Lựa chọn được phương pháp phù hợp để tính giá trị kinh tế sử dụng nước trong điều kiện, hoàn cảnh ở Việt Nam.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: (1) Quá trình phân bổ nguồn nước mặt lưu vực sông theo từng ngành sử dụng và theo từng tiểu lưu vực; (2) Phương pháp tính giá trị kinh tế sử dụng nước đối với ba ngành tiêu hao nước chính gồm nông nghiệp, công nghiệp và nuôi trồng thủy sản; (3) Phương pháp luận và công cụ lựa chọn phương án phân bổ nguồn nước tối ưu.
- Phạm vi khoa học: Nguồn nước mặt lưu vực sông và các ngành khai thác sử dụng nước có tiêu hao (nông nghiệp, công nghiệp, thủy sản), với điều kiện tiên quyết là luôn đảm bảo cấp đủ 100% nhu cầu nước sinh hoạt và dòng chảy môi trường.
- Phạm vi không gian: Lưu vực sông Vệ, tỉnh Quảng Ngãi — một lưu vực sông có quy mô diện tích nhỏ, mang tính đại diện cho điều kiện tự nhiên, thủy văn và kinh tế - xã hội của khu vực miền Trung Việt Nam.
- Phạm vi thời gian: Chuỗi số liệu khí tượng - thủy văn quan trắc giai đoạn 1977–2013 tại trạm An Chỉ và các trạm đo mưa; số liệu hiện trạng kinh tế - xã hội và khai thác sử dụng nước năm 2013; mốc thời gian tính toán kịch bản và lập phương án phân bổ nguồn nước là năm 2020; các số liệu thống kê kinh tế ngành thu thập trong giai đoạn 2010–2014.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Luận án đã tổng quan toàn diện các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước thuộc hai mảng nội dung chính: phân bổ nguồn nước lưu vực sông và định giá kinh tế sử dụng nước.
Về phân bổ nguồn nước, các nghiên cứu quốc tế đã xây dựng các nguyên tắc và cơ chế phân bổ cơ bản gồm: cơ chế hành chính, cơ chế thị trường và cơ chế dựa trên sự tham gia của các bên liên quan (Dinar et al., 1997; Meinzen-Dick et al., 1996; UNESCAP, 2000; Molle, 2004; R. Speed et al., 2013; OECD, 2015). Nghiên cứu của R. Speed et al. (2013) đưa ra khung quy trình lập quy hoạch phân bổ nguồn nước với "mười quy tắc vàng", nhấn mạnh việc xác định lượng nước có thể phân bổ sau khi đã trừ đi dòng chảy môi trường. Về mặt công cụ, xu hướng phát triển mô hình thủy văn - kinh tế tích hợp mô phỏng và tối ưu hóa được phát triển mạnh mẽ qua các nghiên cứu của McKinney et al. (1999), Rosegrant et al. (2000), Ringler (2001, 2002), Ringler & Huy (2004), Rodgers et al. (2005), Ximing Cai et al. (2006), Loucks & van Beek (2005), Roy Brouwer et al. (2008), Harou et al. (2009).
Về giá trị kinh tế sử dụng nước, sau khi Tuyên bố Dublin (1992) thừa nhận nước là một hàng hóa kinh tế, hàng loạt công trình lý thuyết và thực nghiệm đã được công bố. Nhóm nghiên cứu của Rogers, Bhatia & Huber (1998) và Rogers et al. (2002) tại Đại học Harvard đã đặt nền móng cho việc xác định các thành phần chi phí và giá trị của nước. Các khung phân loại giá trị của nước được phát triển bởi Turner & Postle (1994), Rudolf S. De Groot (1992), Agudelo (2001), R. Kerry Turner (2004) và FAO (2004). Về phương pháp ước tính thực nghiệm, Robert A. Young (2005), Young & Loomis (2014), Ronald C. Griffin (2016) và Ekin Birol et al. (2006) đã hệ thống hóa các nhóm phương pháp trực tiếp và gián tiếp. Đối với từng ngành cụ thể:
- Ngành nông nghiệp: Kulshreshtha et al. (1990), Bruce Aylward et al. (2010), Nieuwoudt et al. (2011) sử dụng phương pháp số dư (Residual Imputation Method - RIM) và phương pháp tiếp cận hàm sản xuất (Production Function Approach - PFA).
- Ngành công nghiệp: Russell et al. (1970), Mittelhammer et al. (2000), Hua Wang et al. (2002) áp dụng phương pháp hàm sản xuất biên và phân tích kinh tế lượng.
- Ngành thủy sản: Gunawardena et al. (2005) nghiên cứu tại lưu vực Kirindi Oya (Sri Lanka) và Ambo Tuwo et al. (2004) tại Indonesia sử dụng phương pháp giá thị trường (MP) và giá cả hưởng thụ (HPM).
Tại Việt Nam, các quy định về phân bổ nguồn nước và hiệu quả kinh tế của nước đã được đề cập trong Luật Tài nguyên nước 2012, Nghị định 120/2008/NĐ-CP, Thông tư 15/2009/TT-BTNMT và Thông tư 42/2015/TT-BTNMT. Vấn đề dòng chảy tối thiểu/môi trường được phân tích bởi Ngô Đình Tuấn (2015). Một số nghiên cứu ứng dụng mô hình kinh tế nước bước đầu được triển khai như: Báo cáo Tổng quan tài nguyên nước của Hội đồng Quốc gia về Tài nguyên nước (NWRC, 2009); Đề tài nghiên cứu ứng dụng mô hình GAMS trên lưu vực sông Lá Buông của Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam (2009); Đề tài định giá tài nguyên nước lưu vực sông Hương của Cục Quản lý Tài nguyên nước (2011); Nghiên cứu ứng dụng WEAP trên sông Vệ của Nguyễn Ngọc Hà (2011, 2012).
Khoảng trống nghiên cứu được luận án nhận diện:
- Thiếu một khung quy trình phân bổ nguồn nước có cấu trúc rõ ràng, kết nối chặt chẽ giữa đánh giá hiện trạng, mô phỏng cân bằng nước và tối ưu hóa phân bổ theo tiếp cận phân tích hệ thống.
- Chưa có phương pháp luận và hướng dẫn tính toán cụ thể giá trị kinh tế sử dụng nước có khả năng áp dụng thực tế trong bối cảnh dữ liệu kinh tế ngành ở Việt Nam còn hạn chế.
- Thiếu công cụ định lượng kết hợp giữa mô phỏng và tối ưu hóa nhằm trợ giúp các nhà quản lý lựa chọn phương án phân bổ nguồn nước khả thi, cân bằng giữa hiệu quả kinh tế và tính công bằng xã hội.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Luận án lựa chọn hướng tiếp cận phân tích hệ thống (System Analysis) làm tiếp cận chủ đạo, kết hợp với tiếp cận quản lý nhu cầu dùng nước, tiếp cận tổng hợp theo ba trụ cột phát triển bền vững (kinh tế, xã hội, môi trường) và tiếp cận thử nghiệm thực tế trên lưu vực cụ thể.
+-----------------------------------------------------------------------------+
| KHUNG TIẾP CẬN PHÂN TÍCH HỆ THỐNG NGUỒN NƯỚC |
+-----------------------------------------------------------------------------+
| [Hệ thống nguồn nước] <---> [Hệ thống sử dụng nước] <---> [Hệ thống QLTNN] |
+-----------------------------------------------------------------------------+
|
v
+-----------------------------------------------------------------------------+
| QUY TRÌNH TÍCH HỢP MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU HÓA |
| |
| 1. Mô hình mưa - dòng chảy NAM ---> Mô phỏng dòng chảy đến các tiểu vùng |
| 2. Mô hình cân bằng nước WEAP ---> Đánh giá mức độ thiếu hụt & kịch bản |
| 3. Phương pháp số dư (RIM) ---> Xác định GTKTSDN (Nông nghiệp, Thủy sản)|
| & Hàm sản xuất biên (PFA) và Công nghiệp |
| 4. Mô hình OpenSolver (COIN-OR) ---> Tối ưu hóa phân bổ theo GTKTSDN |
+-----------------------------------------------------------------------------+
Cơ sở lý thuyết và khái niệm định giá nước
Luận án áp dụng khung phân loại của Ekin Birol et al. (2006) và Young & Loomis (2014), phân định rõ ba khái niệm:
- Giá cả (Price): Mức giá nước người dùng phải trả cho đơn vị cấp nước.
- Chi phí (Cost): Toàn bộ chi phí để sản xuất, vận chuyển và phân phối 1 $m^3$ nước đến người dùng.
- Giá trị kinh tế sử dụng nước (Value): Lợi ích kinh tế ròng mang lại được quy đổi thành tiền khi sử dụng 1 $m^3$ nước trong hoạt động sản xuất.
Phương pháp xác định giá trị kinh tế sử dụng nước được luận án chuẩn hóa cho ba ngành:
- Ngành nông nghiệp và Nuôi trồng thủy sản: Sử dụng Phương pháp số dư (Residual Imputation Method - RIM). Nguyên lý dựa trên việc lấy tổng giá trị sản xuất trừ đi toàn bộ chi phí các yếu tố đầu vào phi nước (giống, phân bón, thức ăn, lao động, khấu hao tài sản...), phần giá trị thặng dư còn lại được quy về cho đóng góp của tài nguyên nước và chia cho tổng lượng nước tiêu thụ để thu được giá trị kinh tế trên một đơn vị mét khối nước ($VNĐ/m^3$).
- Ngành công nghiệp: Sử dụng Phương pháp tiếp cận hàm sản xuất (PFA) kết hợp giá thị trường và phương pháp chi phí thiệt hại tránh được, chuyển đổi từ giá trị sản xuất trung bình sang giá trị sản phẩm biên của nước ($MVP_w$).
| Phương pháp |
Nhóm phương pháp |
Yêu cầu dữ liệu |
Yêu cầu kỹ thuật |
Chi phí & Thời gian |
Đối tượng áp dụng trong luận án |
| Số dư (RIM) |
Trực tiếp / Phân tích |
Trung bình |
Trung bình |
Thấp - Trung bình |
Nông nghiệp, Nuôi trồng thủy sản |
| Hàm sản xuất (PFA) |
Gián tiếp / Quy nạp |
Cao |
Cao |
Trung bình |
Công nghiệp chế biến |
| Giá thị trường (MP) |
Gián tiếp |
Thấp |
Thấp |
Thấp |
Kiểm tra, đối chiếu sản phẩm đầu ra |
| Chi phí du lịch (TCM) |
Gián tiếp |
Cao |
Cao |
Cao |
Không áp dụng (ngoài phạm vi) |
| Đánh giá ngẫu nhiên (CVM) |
Trực tiếp |
Rất cao |
Rất cao |
Rất cao |
Không áp dụng (ngoài phạm vi) |
Phương pháp và hệ công cụ mô hình hóa
- Mô hình thủy văn NAM (thuộc bộ MIKE 11): Sử dụng để mô phỏng dòng chảy liên tục từ mưa giai đoạn 1977–2013 cho các tiểu lưu vực, khôi phục dòng chảy đến tại các vị trí không có trạm quan trắc thông qua phân tích tương quan và hiệu chỉnh với trạm thủy văn An Chỉ.
- Mô hình cân bằng nước WEAP (Water Evaluation And Planning System): Thiết lập sơ đồ nút mạng lưu vực sông Vệ, phân phối nguồn nước theo thứ bậc ưu tiên và đánh giá khả năng đáp ứng nhu cầu nước cho các đối tượng dùng nước theo các kịch bản phát triển năm 2013 và 2020.
- Mô hình tối ưu hóa OpenSolver (thuật toán COIN-OR trên nền tảng bảng tính Excel): Thiết lập bài toán quy hoạch toán học nhằm tìm kiếm phương án phân bổ nước tối ưu giữa các ngành và các tiểu lưu vực. Hàm mục tiêu tối đa hóa tổng giá trị kinh tế sử dụng nước toàn lưu vực:
$$\max Z = \sum_{j=1}^{m} \sum_{i=1}^{n} \left( GTKTSDN_{ij} \times W_{ij} \right)$$
Trong đó:
- $GTKTSDN_{ij}$ là giá trị kinh tế sử dụng nước của ngành $i$ tại tiểu lưu vực $j$ ($VNĐ/m^3$).
- $W_{ij}$ là lượng nước phân bổ cho ngành $i$ tại tiểu lưu vực $j$ ($m^3$).
- Các ràng buộc: Cân bằng tổng lượng nước đến trên từng tiểu lưu vực; bảo đảm 100% nhu cầu sinh hoạt; bảo đảm lưu lượng dòng chảy môi trường; giới hạn công suất chuyển nước và nhu cầu dùng nước tối đa của từng ngành.
Nguồn tư liệu và dữ liệu nghiên cứu
- Niên giám thống kê tỉnh Quảng Ngãi giai đoạn 2010–2014: Số liệu diện tích, năng suất cây trồng, sản lượng, chi phí sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và thủy sản.
- Trung tâm Khí tượng Thủy văn quốc gia: Chuỗi số liệu đo mưa và lưu lượng dòng chảy nhiều năm tại trạm thủy văn An Chỉ và các trạm đo mưa liên quan.
- Cục Đo đạc và Bản đồ: Cơ sở dữ liệu bản đồ địa hình, thủy hệ tỷ lệ 1:50.000.
- Kết quả điều tra thực tế từ đề tài cấp Bộ TNMT.49 (2013–2016) và luận văn thạc sĩ của tác giả (2011).
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan về tình hình nghiên cứu phân bổ nguồn nước và giá trị kinh tế sử dụng nước lưu vực sông
Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận, các định nghĩa và khái niệm học thuật cơ bản gồm: tài nguyên nước, nguồn nước, lượng nước có thể sử dụng, lượng nước có thể phân bổ, dòng chảy môi trường, cơ chế và tiêu chí phân bổ nguồn nước. Luận án phân tích sâu ba cơ chế phân bổ chính (hành chính, đối tượng dùng nước, thị trường) và ba nguyên tắc trụ cột (công bằng, hiệu quả, bền vững).
| Phân loại mục tiêu |
Nguyên tắc tương ứng |
Kết quả hướng tới |
| Mục tiêu xã hội |
Công bằng |
Đảm bảo nhu cầu sinh hoạt thiết yếu, an ninh lương thực và an sinh xã hội |
| Mục tiêu kinh tế |
Hiệu quả |
Tối đa hóa giá trị sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, thủy sản và dịch vụ |
| Mục tiêu môi trường |
Bền vững |
Duy trì chất lượng nước, dòng chảy tối thiểu và bảo tồn hệ sinh thái thủy sinh |
Chương này cũng tổng kết hai giai đoạn phát triển của nghiên cứu kinh tế tài nguyên nước (1960–1990 gắn với kinh tế vi mô; sau 2000 gắn với quản lý tổng hợp và mô hình thủy văn - kinh tế), đồng thời phân tích ưu nhược điểm của các nhóm phương pháp định giá nước trực tiếp và gián tiếp, chỉ ra các khoảng trống khoa học cần giải quyết trong luận án.
Chương 2: Cơ sở khoa học phân bổ nguồn nước lưu vực sông và phương pháp xác định giá trị kinh tế sử dụng nước
Chương 2 xây dựng khung phương pháp luận hoàn chỉnh của luận án gồm 4 giai đoạn logic:
- Đánh giá hiện trạng và phân vùng tính toán: Xác định ranh giới lưu vực, chia tách các tiểu lưu vực, đánh giá hiện trạng tài nguyên nước và hiện trạng khai thác sử dụng.
- Mô phỏng cân bằng nước và xây dựng kịch bản: Áp dụng mô hình NAM để khôi phục dòng chảy đến và mô hình WEAP để mô phỏng cân bằng cung - cầu theo các kịch bản phát triển nguồn nước và quản lý nhu cầu.
- Quy trình xác định giá trị kinh tế sử dụng nước: Chi tiết hóa các bước thu thập dữ liệu đầu vào, xử lý chi phí và tính toán GTKTSDN bằng phương pháp số dư (RIM) cho nông nghiệp, thủy sản và phương pháp hàm sản xuất biên (PFA) cho công nghiệp.
- Liên kết mô hình mô phỏng và tối ưu hóa: Thiết lập bài toán tối ưu phân bổ nước với cấu trúc biến, hệ số, hàm mục tiêu kinh tế và hệ thống phương trình ràng buộc tài nguyên, kỹ thuật; ứng dụng công cụ OpenSolver để tìm lời giải tối ưu và phân tích độ nhạy của kết quả.
Chương 3: Phân bổ nguồn nước lưu vực sông Vệ dựa trên giá trị kinh tế sử dụng nước
Chương 3 trình bày toàn bộ kết quả áp dụng thực nghiệm trên lưu vực sông Vệ (tỉnh Quảng Ngãi):
- Phân vùng tính toán: Lưu vực sông Vệ được chia thành các tiểu lưu vực tính toán dựa trên mạng lưới sông suối và các vị trí khống chế công trình. Kết quả hiệu chỉnh mô hình NAM tại trạm An Chỉ cho hệ số Nash-Sutcliffe đạt độ tin cậy cao, cho phép tái tạo chuỗi dòng chảy liên tục giai đoạn 1977–2013 cho các tiểu lưu vực.
- Tính toán cân bằng nước: Sơ đồ tính toán được thiết lập trong mô hình WEAP cho năm hiện trạng 2013 và dự báo năm 2020. Kết quả tính toán cho thấy tình trạng thiếu nước cục bộ xảy ra trong các tháng mùa khô tại một số tiểu lưu vực hạ lưu và đối tượng nông nghiệp chịu mức độ thiếu nước lớn nhất.
- Lượng hóa giá trị kinh tế sử dụng nước: Luận án tính toán chi tiết GTKTSDN cho các ngành trên lưu vực sông Vệ, chỉ ra sự chênh lệch lớn về giá trị mang lại trên mỗi mét khối nước giữa các ngành và giữa các tiểu lưu vực:
- Ngành công nghiệp có GTKTSDN cao nhất, dao động mạnh tùy thuộc vào loại hình sản xuất.
- Ngành nuôi trồng thủy sản có giá trị kinh tế trung bình trên đơn vị nước cao hơn đáng kể so với trồng trọt.
- Ngành nông nghiệp (chủ yếu là lúa và hoa màu) có GTKTSDN thấp nhất.
GIÁ TRỊ KINH TẾ SỬ DỤNG NƯỚC (GTKTSDN) TƯƠNG ĐỐI GIỮA CÁC NGÀNH TRÊN LƯU VỰC SÔNG VỆ:
Ngành Công nghiệp >> Nuôi trồng Thủy sản >> Nông nghiệp (Trồng trọt)
(Hiệu quả kinh tế cao nhất) (Hiệu quả trung bình) (Hiệu quả thấp nhất)
- Tính toán tối ưu và lựa chọn phương án phân bổ: Luận án xây dựng và so sánh 3 phương án phân bổ nguồn nước cho năm 2020:
- Phương án 1 (PA1): Phân bổ theo hiện trạng và kịch bản phát triển tự nhiên (không tối ưu hóa).
- Phương án 2 (PA2): Phân bổ dựa trên kịch bản quản lý nhu cầu và phát triển nguồn nước.
- Phương án 3 (PA3): Phân bổ tối ưu hóa kinh tế sử dụng OpenSolver có xét đầy đủ GTKTSDN và các ràng buộc kỹ thuật.
Kết quả tính toán tối ưu (PA3) cho thấy: Tổng giá trị kinh tế thu được từ việc sử dụng nước trên toàn lưu vực tăng lên đáng kể so với phương án phân bổ truyền thống, đồng thời đảm bảo 100% nhu cầu nước sinh hoạt và dòng chảy môi trường. Luận án thực hiện phân tích độ nhạy đối với các hệ số hàm mục tiêu và các ràng buộc, chứng minh tính ổn định của lời giải tối ưu. Dựa trên ma trận đánh giá đa tiêu chí (kinh tế, xã hội, môi trường, tính khả thi), Phương án 3 được lựa chọn là phương án phân bổ nguồn nước tối ưu cho lưu vực sông Vệ năm 2020.
Kết quả và những đóng góp mới
Những đóng góp mới về mặt lý luận và khoa học
- Xác lập được cơ sở khoa học và khung phương pháp luận phân bổ nguồn nước lưu vực sông có xét đến giá trị kinh tế sử dụng nước theo tiếp cận phân tích hệ thống, tạo sự liên kết tường minh giữa các quy tắc thủy văn và nguyên lý kinh tế học tài nguyên nước.
- Xây dựng và chuẩn hóa quy trình tính toán giá trị kinh tế sử dụng nước cho ba ngành dùng nước có tiêu hao cơ bản (nông nghiệp, công nghiệp, thủy sản) bằng phương pháp số dư (RIM) và hàm sản xuất biên (PFA), phù hợp với điều kiện số liệu thực tế tại Việt Nam.
- Thiết lập thành công mô hình tích hợp giữa công cụ mô phỏng cân bằng nước (WEAP) và mô hình tối ưu hóa kinh tế (OpenSolver với thuật toán COIN-OR), cung cấp công cụ toán học hỗ trợ ra quyết định phân bổ nguồn nước lưu vực sông.
Những đóng góp mới về mặt thực tiễn
- Lượng hóa cụ thể bộ số liệu về giá trị kinh tế sử dụng nước cho các ngành kinh tế trên từng tiểu lưu vực của lưu vực sông Vệ, phục vụ trực tiếp cho công tác quy hoạch tài nguyên nước.
- Đề xuất phương án phân bổ nguồn nước tối ưu cho lưu vực sông Vệ đến năm 2020, làm căn cứ khoa học giúp các cơ quan quản lý nhà nước tại tỉnh Quảng Ngãi ban hành quyết định phân bổ nguồn nước hợp lý, nâng cao hiệu quả kinh tế và giải quyết mâu thuẫn sử dụng nước trong mùa khô.
- Khung phương pháp và hệ công cụ của luận án có tính thực tiễn cao, có thể chuyển giao và áp dụng tương tự cho các lưu vực sông khác có điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội tương đồng ở khu vực miền Trung.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Luận án mới tập trung nghiên cứu đối với nguồn nước mặt, chưa xét đến mối quan hệ tương tác phức tạp giữa nước mặt và nước dưới đất trong bài toán cân bằng nước tổng thể. Việc tính toán giá trị kinh tế sử dụng nước mới thực hiện cho 3 ngành dùng nước có tiêu hao trực tiếp (nông nghiệp, công nghiệp, thủy sản); các giá trị phi sử dụng, giá trị dịch vụ hệ sinh thái, du lịch cảnh quan và thủy điện chưa được định lượng đầy đủ do hạn chế về nguồn số liệu điều tra cơ bản.
- Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu bài toán phân bổ tích hợp nguồn nước mặt và nước dưới đất; bổ sung lượng hóa giá trị kinh tế của nước cho các ngành dùng nước không tiêu hao (thủy điện, giao thông thủy, du lịch) và các giá trị sinh thái môi trường; thử nghiệm áp dụng khung phương pháp luận cho các lưu vực sông liên tỉnh có quy mô lớn và cấu trúc kinh tế phức tạp hơn trong bối cảnh biến đổi khí hậu.
Giá trị tham khảo
- Đối với cơ quan quản lý nhà nước và lập quy hoạch (Bộ Tài nguyên và Môi trường, Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh): Cung cấp tài liệu hướng dẫn kỹ thuật và quy trình khoa học để lập, thẩm định và phê duyệt các bản quy hoạch phân bổ nguồn nước lưu vực sông, chuyển dịch từ phương thức phân bổ hành chính thuần túy sang phân bổ dựa trên hiệu quả kinh tế và quản lý nhu cầu.
- Đối với các viện nghiên cứu, trường đại học, giảng viên và nghiên cứu sinh ngành Thủy văn học, Quản lý tài nguyên nước, Kinh tế môi trường: Là tài liệu tham khảo chuyên sâu về mô hình hóa thủy văn - kinh tế (hydro-economic modeling), phương pháp định giá nước thực nghiệm (RIM, PFA) và kỹ thuật ứng dụng kết hợp các phần mềm WEAP, NAM và OpenSolver trong giải quyết các bài toán tối ưu hóa tài nguyên nước.
Câu hỏi thường gặp
1. Vì sao luận án lựa chọn ba ngành Nông nghiệp, Công nghiệp và Thủy sản để xác định giá trị kinh tế sử dụng nước?
Luận án lựa chọn 3 ngành này vì: (1) Đây là ba ngành tiêu hao nước chính và phổ biến nhất trên các lưu vực sông; (2) Trong bài toán phân bổ nguồn nước, sau khi ưu tiên tuyệt đối 100% cho nhu cầu sinh hoạt thiết yếu, ba đối tượng này luôn cạnh tranh gay gắt về nguồn nước trong mùa khô; (3) Dữ liệu kinh tế - kỹ thuật của 3 ngành này có khả năng thu thập và đáp ứng được yêu cầu tính toán của các phương pháp định giá thực nghiệm trong điều kiện tại Việt Nam.
2. Khái niệm "lượng nước có thể phân bổ" trong luận án được xác định như thế nào?
Theo luận án (kế thừa khung lý thuyết của R. Speed et al., 2013), lượng nước có thể phân bổ trên lưu vực sông là tổng lượng nước có thể sử dụng (phụ thuộc vào chế độ thủy văn tự nhiên và hạ tầng tích trữ nước) sau khi đã khấu trừ đi lượng nước bắt buộc phải duy trì để đảm bảo dòng chảy môi trường (dòng chảy tối thiểu) và các cam kết ưu tiên cấp nước sinh hoạt không thể thay đổi.
3. Sự kết hợp giữa mô hình WEAP và công cụ OpenSolver đóng vai trò gì trong luận án?
Mô hình WEAP đóng vai trò là công cụ mô phỏng mạng lưới cân bằng nước theo các kịch bản phát triển thực tế ("nếu - thì"), đánh giá lượng nước thiếu hụt tại từng nút tiêu thụ. OpenSolver (sử dụng thuật toán quy hoạch COIN-OR) đóng vai trò là công cụ tối ưu hóa ("cái nào tốt nhất"), tiếp nhận dữ liệu cân bằng nước và hệ số giá trị kinh tế sử dụng nước để tìm ra phương án phân bổ tối đa hóa lợi ích kinh tế toàn lưu vực dưới các ràng buộc kỹ thuật.
4. Phương pháp số dư (RIM) được luận án áp dụng cho ngành nông nghiệp và thủy sản dựa trên nguyên lý nào?
Phương pháp số dư dựa trên nguyên lý giá trị biên của kinh tế học vi mô: Lấy tổng doanh thu (giá trị sản xuất) của sản phẩm nông nghiệp/thủy sản trừ đi toàn bộ chi phí của tất cả các yếu tố đầu vào phi nước (giống, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, nhân công, máy móc, lãi vay...). Phần giá trị thặng dư còn lại được quy hoàn toàn cho sự đóng góp của tài nguyên nước, sau đó chia cho tổng lượng nước tưới/cấp để xác định giá trị kinh tế trên mỗi mét khối nước.
5. Vì sao lưu vực sông Vệ được lựa chọn làm địa bàn nghiên cứu thử nghiệm?
Lưu vực sông Vệ được chọn vì có quy mô diện tích nhỏ, tính khép kín tương đối và mang đặc trưng điển hình cho các lưu vực sông khu vực miền Trung (độ dốc lớn, lũ lên nhanh, mùa khô kéo dài gây thiếu nước cục bộ). Quy mô này phù hợp để thử nghiệm một khung phương pháp luận mới phức tạp, đòi hỏi khối lượng tính toán mô hình và dữ liệu kinh tế chi tiết, trước khi mở rộng áp dụng cho các lưu vực sông lớn.
Kết luận
Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Ngọc Hà đã giải quyết thành công bài toán tích hợp giữa thủy văn học và kinh tế tài nguyên nước thông qua việc xác lập cơ sở khoa học phân bổ nguồn nước lưu vực sông dựa trên giá trị kinh tế sử dụng nước. Công trình đã chuẩn hóa quy trình tính toán giá trị kinh tế của nước cho các ngành nông nghiệp, công nghiệp, thủy sản và ứng dụng thành công hệ công cụ mô phỏng - tối ưu hóa (NAM, WEAP, OpenSolver) trên lưu vực sông Vệ, tỉnh Quảng Ngãi. Kết quả nghiên cứu không chỉ đóng góp luận cứ khoa học mới cho chuyên ngành Thủy văn học mà còn cung cấp công cụ kỹ thuật có giá trị ứng dụng thực tiễn cao cho công tác quản lý và quy hoạch tài nguyên nước tại Việt Nam.