Luận án tiến sĩ quản lý tài nguyên và môi trường nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu thay đổi sử dụng đất và phát triển thủy điện đến tài nguyên nước lưu vực sông sêrêpôk

Luận án tiến sĩ nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu, thay đổi sử dụng đất và thủy điện đến tài nguyên nước sông Sêrêpôk. Giải pháp quản lý nước bền vững.

• Tác giả: Phạm Thị Thảo Nhi
• Người hướng dẫn: Ts. Đào Nguyên Khôi
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, đhqg
• Chuyên ngành: Quản Lý Tài Nguyên Và Môi Trường
• Đề tài: Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu, thay đổi sử dụng đất và phát triển thủy điện đến tài nguyên nước lưu vực sông Sêrêpôk
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: MỤC TIỂU ĐỀ TAL. GIGI HAN VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.1. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
• 1.2. TÍNH MỚI CỦA LUẬN ÁN
• 1.3. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.3.1. Tài nguyên nước và các yếu tố ảnh hưởng
• 1.3.2. Biến đổi khí hậu
• 1.3.3. Thay đổi sử dụng đất
• 1.3.4. Phát triển thủy điện
• 1.4. NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
• 1.4.1. Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước
• 1.4.2. Nghiên cứu tác động của thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước
• 1.4.3. Nghiên cứu tác động của thủy điện đến tài nguyên nước
• 1.4.4. Nghiên cứu tác động tổng hợp
• 1.5. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.5.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.5.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội
• 2. CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ SỬ DỤNG ĐẤT LƯU VỰC SÔNG SÊRÊPÔK
• 2.1. Hiện trạng tài nguyên nước mặt lưu vực sông Sêrêpôk
• 2.2. Hiện trạng sử dụng đất lưu vực sông Sêrêpôk
• 2.3. Hiện trạng các hồ chứa thủy điện và vận hành hồ chứa trên lưu vực
• 3. CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nội dung nghiên cứu
• 3.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3.2.1. Mô hình thủy văn SWAT
• 3.2.2. Mô hình dự báo thay đổi sử dụng đất CLUE-s
• 3.2.3. Phương pháp thay đổi hệ số delta
• 3.3. Xây dựng các kịch bản tác động
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN
• 4.1. Hiệu quả mô phỏng dòng chảy bằng mô hình SWAT
• 4.1.1. Thiết lập mô hình SWAT
• 4.1.2. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình SWAT
• 4.2. Kịch bản biến đổi khí hậu
• 4.3. Kịch bản thay đổi sử dụng đất
• 4.3.1. Hiệu quả mô phỏng thay đổi sử dụng đất của mô hình CLUE-s
• 4.3.2. Kịch bản thay đổi sử dụng đất
• 4.4. Tác động riêng lẻ và tổng hợp của biến đổi khí hậu, thay đổi sử dụng đất, và phát triển thủy điện
• 4.4.1. Tác động riêng lẻ của biến đổi khí hậu
• 4.4.2. Tác động riêng lẻ của thay đổi sử dụng đất
• 4.4.3. Tác động riêng lẻ của phát triển thủy điện
• 4.4.4. Tác động tổng hợp của biến đổi khí hậu, sử dụng đất và phát triển thủy điện
• 4.5. So sánh kết quả với các nghiên cứu trước đây
• 4.6. Hạn chế của kết quả nghiên cứu
• 4.7. Xây dựng khung đánh giá tổng quát
• 4.8. Giải pháp đề xuất
• 4.9. Kết luận và kiến nghị
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Tóm tắt

I. Sông Sêrêpôk Tổng quan tác động biến đổi khí hậu 55 ký tự

Sông Sêrêpôk, huyết mạch của Tây Nguyên, đang đối mặt với những thách thức chưa từng có từ biến đổi khí hậu và phát triển thủy điện. Lưu vực sông này là nguồn cung cấp nước quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội khu vực. Tuy nhiên, những thay đổi khó lường về khí hậu và sự gia tăng các công trình thủy điện đang đe dọa tài nguyên nước quý giá này. Cần thiết phải có những nghiên cứu sâu rộng để hiểu rõ hơn về những tác động này và đưa ra các giải pháp quản lý bền vững.

1.1. Vị trí địa lý và tầm quan trọng của sông Sêrêpôk

Sông Sêrêpôk đóng vai trò trung tâm trong hệ sinh thái và kinh tế của Tây Nguyên. Nghiên cứu của Phạm Thị Thảo Nhi (2023) nhấn mạnh vai trò của con sông này là nguồn cung cấp nước quan trọng cho nông nghiệp, sinh hoạt và các ngành công nghiệp. Lưu vực sông trải rộng trên nhiều tỉnh, thành phố, với địa hình đa dạng, từ vùng núi cao đến vùng đồng bằng. Sông Sêrêpôk không chỉ là nguồn tài nguyên nước mà còn là một phần không thể thiếu trong đời sống văn hóa của cộng đồng địa phương.

1.2. Tác động của biến đổi khí hậu và thủy điện Bức tranh toàn cảnh

Các nghiên cứu cho thấy biến đổi khí hậu đang gây ra những thay đổi đáng kể về lượng mưa và nhiệt độ trong khu vực. Điều này dẫn đến sự biến động trong dòng chảy của sông Sêrêpôk, ảnh hưởng đến khả năng cung cấp nước. Cùng với đó, các dự án thủy điện cũng có những tác động nhất định đến chế độ dòng chảy và sinh thái sông. Việc đánh giá tác động kinh tế - xã hội của những thay đổi này là vô cùng quan trọng để đưa ra các quyết định quản lý sáng suốt.

II. Thách thức Biến đổi khí hậu và tài nguyên nước 53 ký tự

Biến đổi khí hậu đang tạo ra những thách thức to lớn đối với tài nguyên nước trên toàn cầu, và sông Sêrêpôk không phải là ngoại lệ. Sự gia tăng nhiệt độ và thay đổi lượng mưa dẫn đến nguy cơ hạn hán và lũ lụt ngày càng tăng, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống và sản xuất của người dân. Theo Phạm Thị Thảo Nhi (2023), cần có những giải pháp thích ứng với biến đổi khí hậu để bảo vệ an ninh nguồn nước cho khu vực.

2.1. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến dòng chảy sông Sêrêpôk

Sự thay đổi lượng mưa và nhiệt độ do biến đổi khí hậu gây ra đang làm thay đổi dòng chảy sông Sêrêpôk. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, trong tương lai, khu vực này có thể phải đối mặt với tình trạng hạn hán kéo dài hơn và lũ lụt nghiêm trọng hơn. Điều này đòi hỏi các nhà quản lý phải có những biện pháp dự báo dòng chảy chính xác và hiệu quả để ứng phó kịp thời. Việc sử dụng các mô hình hóa thủy văn tiên tiến là rất cần thiết.

2.2. Tác động đến chất lượng nước và hệ sinh thái sông

Biến đổi khí hậu không chỉ ảnh hưởng đến lượng nước mà còn tác động đến chất lượng nước của sông Sêrêpôk. Sự gia tăng nhiệt độ nước có thể làm giảm lượng oxy hòa tan, gây ảnh hưởng đến đa dạng sinh học của sông. Ngoài ra, lũ lụt có thể mang theo các chất ô nhiễm vào sông, làm suy giảm chất lượng nước. Việc bảo vệ sinh thái sông Sêrêpôk là một nhiệm vụ cấp bách.

2.3. Tính dễ bị tổn thương của cộng đồng địa phương

Tính dễ bị tổn thương của tài nguyên nước ảnh hưởng trực tiếp đến cộng đồng địa phương sống dựa vào sông Sêrêpôk. Sự thiếu hụt nước có thể ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp, gây ra tình trạng mất mùa và đói nghèo. Ngoài ra, ô nhiễm nguồn nước có thể gây ra các bệnh tật, ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân. Các giải pháp thích ứng với biến đổi khí hậu cần phải tập trung vào việc bảo vệ quyền lợi và sinh kế của cộng đồng địa phương.

III. Thủy điện Ảnh hưởng đến tài nguyên nước Sêrêpôk 57 ký tự

Sự phát triển thủy điện trên sông Sêrêpôk đã mang lại những lợi ích kinh tế nhất định, nhưng cũng gây ra những ảnh hưởng không nhỏ đến tài nguyên nước. Các công trình thủy điện làm thay đổi chế độ dòng chảy tự nhiên của sông, ảnh hưởng đến sinh thái sông và đời sống của người dân hạ lưu. Theo Phạm Thị Thảo Nhi (2023), cần có những đánh giá kỹ lưỡng về ảnh hưởng của thủy điện để đưa ra các quyết định quản lý phù hợp.

3.1. Tác động của thủy điện đến dòng chảy và mực nước sông

Các công trình thủy điện làm thay đổi dòng chảy sông Sêrêpôk, đặc biệt là vào mùa lũ và mùa khô. Vào mùa lũ, các hồ chứa thủy điện có thể giữ nước lại, làm giảm lưu lượng dòng chảy xuống hạ lưu. Ngược lại, vào mùa khô, các hồ chứa có thể xả nước, làm tăng lưu lượng dòng chảy. Điều này có thể gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến mực nước sông và sinh thái sông.

3.2. Ảnh hưởng đến chất lượng nước và trầm tích

Thủy điện có thể ảnh hưởng đến chất lượng nước của sông Sêrêpôk. Các hồ chứa thủy điện có thể làm giảm lượng oxy hòa tan trong nước, gây ảnh hưởng đến các loài sinh vật thủy sinh. Ngoài ra, các công trình thủy điện có thể chặn dòng trầm tích, làm giảm lượng phù sa bồi đắp cho đồng bằng hạ lưu.

3.3. Quản lý vận hành thủy điện Cân bằng lợi ích và rủi ro

Việc quản lý tài nguyên nước lưu vực sông Sêrêpôk cần một cách tiếp cận tổng hợp, cân bằng giữa các lợi ích kinh tế từ phát triển thủy điện và rủi ro tác động đến tài nguyên nước và cộng đồng địa phương. Cần có các quy định rõ ràng về việc xả lũ, đảm bảo duy trì dòng chảy tối thiểu và bảo vệ sinh thái sông.

IV. Giải pháp Quản lý tổng hợp tài nguyên nước 51 ký tự

Để đối phó với những thách thức do biến đổi khí hậu và phát triển thủy điện gây ra, cần có những giải pháp quản lý tài nguyên nước tổng hợp và bền vững. Điều này đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các bên liên quan, từ chính quyền địa phương, các nhà khoa học, doanh nghiệp đến cộng đồng dân cư. Phạm Thị Thảo Nhi (2023) nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng nước bền vững và quy hoạch tài nguyên nước một cách khoa học.

4.1. Quy hoạch sử dụng đất hợp lý và bảo vệ rừng đầu nguồn

Quy hoạch tài nguyên nước hiệu quả cần dựa trên việc quy hoạch sử dụng đất hợp lý, đặc biệt là ở khu vực đầu nguồn. Bảo vệ và phục hồi rừng đầu nguồn có vai trò quan trọng trong việc duy trì nguồn cung cấp nước và giảm thiểu nguy cơ lũ lụt. Cần có những chính sách khuyến khích người dân tham gia vào công tác bảo vệ rừng.

4.2. Ứng dụng công nghệ tiết kiệm nước và tái sử dụng nước

Việc sử dụng nước bền vững đòi hỏi phải ứng dụng các công nghệ tiết kiệm nước trong sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt. Ngoài ra, việc tái sử dụng nước cũng là một giải pháp quan trọng để giảm áp lực lên nguồn cung cấp nước. Cần có những chính sách hỗ trợ và khuyến khích các doanh nghiệp và hộ gia đình áp dụng các công nghệ này.

4.3. Tăng cường hợp tác quốc tế và chia sẻ kinh nghiệm

Lưu vực sông Sêrêpôk có chung nguồn nước với các nước láng giềng, do đó, việc tăng cường hợp tác quốc tế và chia sẻ kinh nghiệm trong quản lý tài nguyên nước là rất cần thiết. Cần có những cơ chế hợp tác song phương và đa phương để giải quyết các vấn đề liên quan đến nguồn nước, như chia sẻ thông tin, cảnh báo lũ lụt và ô nhiễm nguồn nước.

V. Nghiên cứu mới Tác động tổng hợp đến Sêrêpôk 58 ký tự

Luận án của Phạm Thị Thảo Nhi (2023) đã xem xét các tác động riêng lẻ của biến đổi khí hậu, thay đổi sử dụng đất và phát triển thủy điện đến tài nguyên nước. Nghiên cứu này chỉ ra rằng biến đổi khí hậu là yếu tố gây biến đổi dòng chảy và bùn cát lớn nhất, với mức tăng là 37% đối với dòng chảy và 75% đối với trầm tích. Dưới tác động tổng hợp, lưu lượng dòng chảy và lượng trầm tích hàng năm có xu hướng tăng, lần lượt là 41% và 45%.

5.1. Đánh giá tác động riêng lẻ của các yếu tố

Nghiên cứu đã phân tích riêng lẻ các tác động của biến đổi khí hậu, thay đổi sử dụng đất và phát triển thủy điện lên tài nguyên nước. Kết quả cho thấy rằng biến đổi khí hậu có tác động lớn nhất đến sự gia tăng dòng chảy và phù sa so với tác động của thay đổi sử dụng đất và phát triển thủy điện.

5.2. Kịch bản tác động tổng hợp và dự báo tương lai

Dưới tác động tổng hợp của biến đổi khí hậu, thay đổi sử dụng đất và phát triển thủy điện, nghiên cứu dự báo rằng lưu lượng dòng chảy và lượng trầm tích hàng năm có xu hướng tăng. Điều này cho thấy cần có những giải pháp quản lý tài nguyên nước thích ứng với những thay đổi này.

5.3. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn

Kết quả của nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý tài nguyên nước và quy hoạch bền vững lưu vực sông Sêrêpôk trong bối cảnh thay đổi môi trường. Các nhà quản lý có thể sử dụng những kết quả này để đưa ra các quyết định sáng suốt về sử dụng nước và bảo vệ sinh thái sông.

VI. Sông Sêrêpôk Hướng đến tương lai bền vững 52 ký tự

Để đảm bảo một tương lai bền vững cho sông Sêrêpôk, cần có những hành động quyết liệt và sự phối hợp chặt chẽ giữa tất cả các bên liên quan. Việc quản lý tài nguyên nước một cách hiệu quả và bền vững là chìa khóa để bảo vệ an ninh nguồn nước và đảm bảo sự phát triển kinh tế - xã hội của khu vực. Phạm Thị Thảo Nhi (2023) kêu gọi sự chú trọng đến các giải pháp thích ứng với biến đổi khí hậu và sử dụng nước bền vững.

6.1. Nghiên cứu sâu hơn về tác động đến nước ngầm

Nghiên cứu trong tương lai nên xem xét thêm về sự thay đổi của nước ngầm, về trữ lượng và chất lượng nước ngầm, bên cạnh đánh giá tác động đến nước mặt. Nước ngầm là một nguồn tài nguyên nước quan trọng và cần được quản lý một cách bền vững.

6.2. Nâng cao chất lượng dữ liệu quan trắc

Nâng cao chất lượng dữ liệu quan trắc có thể giúp nâng cao hiệu quả mô phỏng và tính toán của mô hình trong luận án này. Dữ liệu quan trắc chính xác và đầy đủ là rất quan trọng để đánh giá chính xác tác động của biến đổi khí hậu và thủy điện đến tài nguyên nước.

6.3. Cam kết hành động và hợp tác vì tương lai

Cần có những cam kết hành động mạnh mẽ từ tất cả các bên liên quan để bảo vệ sông Sêrêpôk và đảm bảo một tương lai bền vững cho khu vực. Sự hợp tác chặt chẽ giữa chính quyền, các nhà khoa học, doanh nghiệp và cộng đồng dân cư là yếu tố then chốt để đạt được mục tiêu này.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Công trình "Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu, thay đổi sử dụng đất và phát triển thủy điện đến tài nguyên nước lưu vực sông Sêrêpôk" là luận án tiến sĩ chuyên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường (Mã số: 9850101), do nghiên cứu sinh Phạm Thị Thảo Nhi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Đào Nguyên Khôi, bảo vệ tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh năm 2023. Hội đồng đánh giá luận án gồm các nhà khoa học: GS. Nguyễn Kim Lợi (Phản biện 1), PGS. Nguyễn Thị Bảy (Phản biện 2), PGS. Lương Văn Việt (Phản biện 3), PGS. Châu Nguyễn Xuân Quang (Phản biện độc lập 1) và PGS. Lương Văn Việt (Phản biện độc lập 2).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Lưu vực sông Sêrêpôk giữ vai trò thiết yếu trong việc cung cấp nguồn nước phục vụ sản xuất nông nghiệp, sinh hoạt và phát triển kinh tế – xã hội của khu vực Tây Nguyên, đặc biệt là các vùng chuyên canh cây công nghiệp dài ngày có giá trị cao như cà phê, hồ tiêu, điều và cao su. Tuy nhiên, tài nguyên nước mặt tại lưu vực đang chịu áp lực lớn từ các tác nhân tự nhiên và nhân sinh:

• Biến đổi khí hậu làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan. Theo số liệu của Bộ Tài nguyên và Môi trường giai đoạn 1958–2014, nhiệt độ tại lưu vực sông Sêrêpôk đã tăng khoảng 0,62°C và lượng mưa tăng khoảng 8,6%. Báo cáo từ Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO) ghi nhận đợt hạn hán năm 2016 đã làm hơn 109.000 ha cây trồng tại tỉnh Đắk Lắk bị ảnh hưởng, gây thiệt hại ước tính gần 3.300 tỷ đồng.
• Quá trình đô thị hóa, gia tăng dân số và mở rộng diện tích đất sản xuất nông nghiệp dẫn đến sự suy giảm diện tích rừng tự nhiên và đất cây bụi, làm thay đổi khả năng thấm, bốc thoát hơi nước và dòng chảy mặt.
• Mật độ các công trình hồ chứa thủy điện bậc thang dày đặc trên dòng chính đã làm thay đổi chế độ thủy văn tự nhiên, đồng thời tiềm ẩn nguy cơ xảy ra sự cố kỹ thuật hạ du (điển hình như sự cố vỡ bờ kênh dẫn nước thủy điện Sêrêpôk 4A vào năm 2013 tại huyện Buôn Đôn).

Về mặt học thuật, các nghiên cứu trước đây tại lưu vực Sêrêpôk chủ yếu khai thác thế hệ kịch bản khí hậu cũ (CMIP3, CMIP5), sử dụng bản đồ hiện trạng sử dụng đất tĩnh trong quá khứ để so sánh mà chưa tích hợp mô hình dự báo sử dụng đất dài hạn trong tương lai, cũng như chưa định lượng đồng thời cả ba yếu tố tác động riêng lẻ và tích hợp lên đồng thời hai thành phần: lưu lượng dòng chảy và lượng phù sa bồi lắng. Do đó, luận án tập trung giải quyết khoảng trống này nhằm cung cấp luận cứ khoa học phục vụ quản lý và quy hoạch bền vững tài nguyên nước lưu vực sông.

Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chung của luận án là xây dựng khung tiếp cận khoa học nhằm đánh giá và dự báo các tác động của biến đổi khí hậu, thay đổi sử dụng đất và phát triển thủy điện đến tài nguyên nước mặt tại lưu vực sông Sêrêpôk. Mục tiêu cụ thể gồm:

1. Đánh giá và dự báo tác động riêng lẻ của từng yếu tố (biến đổi khí hậu, thay đổi sử dụng đất, phát triển thủy điện) đến tài nguyên nước mặt (dòng chảy mặt và lượng phù sa).
2. Đánh giá và dự báo tác động tổng hợp của cả ba yếu tố (biến đổi khí hậu, thay đổi sử dụng đất và phát triển thủy điện) đến tài nguyên nước mặt của lưu vực.

Câu hỏi nghiên cứu và giả thuyết khoa học

Luận án đặt ra 04 câu hỏi nghiên cứu:

1. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng như thế nào lên tài nguyên nước mặt ở khu vực nghiên cứu?
2. Thay đổi sử dụng đất ảnh hưởng như thế nào lên tài nguyên nước mặt ở khu vực nghiên cứu?
3. Phát triển thủy điện ảnh hưởng như thế nào lên tài nguyên nước mặt ở khu vực nghiên cứu?
4. Tác động tổng hợp của các yếu tố biến đổi khí hậu, thay đổi sử dụng đất và phát triển thủy điện lên tài nguyên nước mặt như thế nào ở khu vực nghiên cứu?

Giả thuyết khoa học: Sự kết hợp đồng thời giữa các yếu tố biến đổi khí hậu, thay đổi sử dụng đất và vận hành thủy điện sẽ làm gia tăng mức độ biến động dòng chảy và tải lượng phù sa, tạo nên tác động tổng hợp phức tạp hơn so với tác động riêng lẻ của từng yếu tố lên tài nguyên nước mặt lưu vực sông Sêrêpôk.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Tài nguyên nước mặt lưu vực sông, cụ thể là lưu lượng dòng chảy mặt (streamflow/runoff) và lượng phù sa, trầm tích lơ lửng (sediment yield).
• Phạm vi không gian: Toàn bộ diện tích lưu vực sông Sêrêpôk thuộc khu vực Tây Nguyên, Việt Nam. Về thủy điện, luận án tập trung vào hệ thống các bậc thang thủy điện chính trên dòng sông. Luận án không đánh giá tài nguyên nước ngầm.
• Phạm vi thời gian: Chuỗi số liệu quan trắc khí tượng thủy văn lịch sử từ năm 1982 đến 2018 (trong đó giai đoạn hiệu chỉnh mô hình là 1982–1992, giai đoạn kiểm định là 1993–2018; giai đoạn nền so sánh là 1986–2010). Giai đoạn dự báo tương lai được phân kỳ thành ba mốc: 2030s (2021–2045), 2050s (2046–2070) và 2080s (2071–2095).

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu liên quan đã công bố

Tổng quan tài liệu trong luận án được phân tích theo bốn nhóm hướng nghiên cứu chính:

Hướng nghiên cứu	Các công trình tiêu biểu được trích dẫn trong luận án	Nội dung và kết quả chính
1. Tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước	- Báo cáo IPCC (AR4, AR5, AR6) - Minh và cs. (2010) - Đào Nguyên Khôi (2013) - Tuệ và cs. (2014) - Đào Nguyên Khôi và cs. (2015) - Huyền và cs. (2017) - Lê và Sharif (2015) - Phan và cs. (2011, 2012)	- Khẳng định sự biến đổi nhiệt độ và lượng mưa chi phối sâu sắc cân bằng nước và xói mòn trầm tích. - Ứng dụng mô hình thủy văn (SWAT, MIKE-NAM) kết hợp kết quả từ các mô hình khí hậu toàn cầu (GCMs thuộc CMIP3, CMIP5) và các công cụ chi tiết hóa (SDSM, LARS-WG, WRF, Delta change).
2. Tác động của thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước	- Willemen và cs. (2002) - Castella và cs. (2007) - Ranzi và cs. (2012) - Quyên và cs. (2014) - Nguyễn Thị Hồng và cs. (2014) - Phượng và cs. (sông Dương Đông) - Adhikari và cs. (2020)	- Sự suy giảm diện tích rừng tự nhiên và mở rộng đất canh tác, đô thị làm tăng dòng chảy bề mặt và phù sa. - Ứng dụng mô hình CLUE-s, Dyna-CLUE và Markov-CA trong mô phỏng động thái sử dụng đất kết hợp với mô hình thủy văn SWAT.
3. Tác động của phát triển thủy điện đến chế độ dòng chảy	- Döll và cs. (2009) - Biemans và cs. (2011) - Các nghiên cứu vận hành hồ chứa theo đường cong quy tắc tại Việt Nam	- Các hồ chứa giữ nước trong mùa lũ và xả nước phát điện trong mùa kiệt, làm giảm lưu lượng đỉnh lũ và gia tăng lưu lượng dòng chảy mùa kiệt ở hạ du.
4. Tác động tổng hợp và tích hợp đa mô hình	- Phan và cs. (2011, 2012) - Đào Nguyên Khôi và cs. (2019) - Xuân và cs. (2018)	- Kết hợp kịch bản khí hậu và biến động thảm phủ; nghiên cứu sự bất định từ các thành phần GCMs, kịch bản phát thải và mô hình thủy văn.

Vị trí và khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về thủy văn lưu vực sông Sêrêpôk, phần lớn các công trình trước đây tồn tại các hạn chế:

• Chưa áp dụng bộ cơ sở dữ liệu khí hậu mới nhất từ Dự án Đối chứng Mô hình Khí hậu lần 6 (CMIP6) với các kịch bản Kinh tế Xã hội Chia sẻ (SSP), vốn có độ nhạy khí hậu và khả năng mô phỏng các hiện tượng cực đoan tốt hơn so với CMIP3 và CMIP5.
• Nghiên cứu thay đổi sử dụng đất trước đây trên lưu vực Sêrêpôk (như Quyên và cộng sự, 2014) chỉ so sánh các bản đồ quá khứ (giai đoạn 2000–2010), chưa xây dựng được kịch bản không gian sử dụng đất theo các định hướng phát triển tương lai.
• Chưa thiết lập được một khung phân tích định lượng đồng thời để bóc tách rõ ràng đóng góp riêng lẻ của từng yếu tố cũng như đánh giá tác động cộng hưởng của cả ba nhân tố (khí hậu, sử dụng đất, hồ chứa) đối với cả hai đại lượng dòng chảy và bùn cát. Luận án đã giải quyết toàn diện các khoảng trống khoa học này.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

• Lý thuyết chu trình thủy văn và cân bằng nước: Luận án dựa trên phương trình cân bằng nước lưu vực với các thành phần chính: lượng mưa (PRECIP), lượng bốc thoát hơi nước tiềm năng (PET), lượng bốc thoát hơi nước thực tế (ET), dòng chảy bề mặt (SURQ), dòng chảy sát mặt (LAT_Q), lượng nước ngấm/thấm (PERC), lượng nước ngầm bổ cập (GW_Q), độ ẩm của đất (SW) và tổng lượng nước sinh ra (WYLD).
• Lý thuyết biến đổi khí hậu và bức xạ cưỡng bức: Dựa trên các báo cáo đánh giá của IPCC (AR5, AR6), luận án áp dụng khái niệm kịch bản đường dẫn nồng độ đại diện (RCP) và các kịch bản con đường kinh tế xã hội chia sẻ (SSP) trong CMIP6 (kết hợp mức độ phát thải khí nhà kính CO2, CH4, N2O và các yếu tố phát triển nhân khẩu học, kinh tế, công nghệ).
• Cơ chế thủy lực và bồi lắng hồ chứa: Dựa trên nguyên lý điều tiết dòng chảy của hệ thống hồ chứa thủy điện và quá trình lắng đọng trầm tích trong lòng hồ, làm thay đổi chế độ dòng chảy mùa lũ, mùa kiệt và phân bố bùn cát về hạ lưu.

Phương pháp nghiên cứu

Luận án áp dụng kết hợp các phương pháp mô hình hóa định lượng:

1. Mô hình thủy văn bán phân bố SWAT (Soil and Water Assessment Tool):
   • Phân chia lưu vực Sêrêpôk thành các tiểu lưu vực (sub-basins) và các đơn vị phản ứng thủy văn (HRUs) dựa trên sự đồng nhất về địa hình, loại đất và hiện trạng sử dụng đất.
   • Mô phỏng quá trình hình thành dòng chảy, diễn toán lũ, bốc thoát hơi nước và vận chuyển phù sa xói mòn.
   • Sử dụng công cụ SWAT-CUP để phân tích độ nhạy, hiệu chỉnh (1982–1992) và kiểm định (1993–2018) mô hình tại các trạm thủy văn Bản Đôn, Krông Búk, Cầu 14, Giang Sơn, Đức Xuyên.
2. Mô hình dự báo biến động sử dụng đất CLUE-s (Conversion of Land Use and its Effects at Small regional extent):
   • Ứng dụng mô hình hồi quy Logistic nhằm xác định mối quan hệ định lượng giữa từng loại hình sử dụng đất (biến nhị phân 0 hoặc 1) với các yếu tố động lực không gian và kinh tế – xã hội (độ cao, độ dốc, khoảng cách đến đường giao thông, mật độ dân số, vùng hạn chế chuyển đổi).
   • Thiết lập ma trận chuyển đổi, hệ số chuyển đổi (elasticity) và nhu cầu sử dụng đất để mô phỏng không gian sử dụng đất theo các giai đoạn tương lai 2030, 2050 và 2080 (kịch bản LU30, LU50, LU80).
3. Phương pháp chi tiết hóa thống kê thay đổi hệ số delta (Delta Change Method):
   • Áp dụng để hiệu chỉnh độ lệch và chi tiết hóa kết quả mô phỏng mưa và nhiệt độ từ 03 mô hình khí hậu toàn cầu (GCMs) thuộc dự án CMIP6 theo các kịch bản SSP1-1.9, SSP1-2.6, SSP2-4.5 cho lưu vực Sêrêpôk.
4. Phương pháp thiết lập kịch bản thủy điện:
   • Đưa thông số kỹ thuật của các hồ chứa thủy điện bậc thang chính trên dòng sông Sêrêpôk vào mô hình SWAT, vận hành theo các đường cong quy tắc và quy định về lưu lượng dòng chảy tối thiểu sau đập theo Quyết định của Thủ tướng Chính phủ.

Nguồn cơ sở dữ liệu đầu vào

• Dữ liệu không gian: Mô hình số độ cao (DEM), bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ sử dụng đất các năm (1988–2019, 2005, 2015), bản đồ mạng lưới giao thông, mật độ dân số.
• Dữ liệu khí tượng – thủy văn quan trắc: Chuỗi số liệu đo đạc mưa ngày, nhiệt độ cao nhất (Tmax), nhiệt độ thấp nhất (Tmin), lưu lượng dòng chảy và nồng độ/lưu lượng phù sa giai đoạn 1982–2018 tại các trạm Bản Đôn, Krông Búk, Cầu 14, Giang Sơn, Đức Xuyên.
• Dữ liệu quy hoạch: Quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch phát triển kinh tế – xã hội và quy hoạch phát triển thủy điện trên lưu vực sông Sêrêpôk.
• Dữ liệu khí hậu toàn cầu: Dữ liệu đầu ra của 03 mô hình GCM thuộc CMIP6.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Đặt vấn đề và mục tiêu nghiên cứu

Chương 1 làm rõ bối cảnh tự nhiên, kinh tế – xã hội và các áp lực môi trường mà lưu vực sông Sêrêpôk đang phải đối mặt. Tác giả trình bày tính cấp thiết của việc nhận dạng tác động của biến đổi khí hậu, thay đổi lớp phủ bề mặt và xây dựng công trình thủy điện đến tài nguyên nước mặt. Chương này xác định rõ mục tiêu tổng quát, 02 mục tiêu cụ thể, 04 câu hỏi nghiên cứu, giả thuyết khoa học, ý nghĩa khoa học và thực tiễn, cùng tính mới của luận án. Các giới hạn nghiên cứu (không xét nước ngầm, chỉ xét thủy điện bậc thang dòng chính) cũng được xác lập cụ thể tại chương này.

Chương 2: Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Chương 2 tổng thuật các cơ sở lý luận về chu trình thủy văn, các yếu tố khí hậu (mưa, nhiệt độ, nồng độ khí nhà kính) và phi khí hậu (sử dụng đất, gia tăng dân số, phát triển kinh tế). Tác giả so sánh các thế hệ kịch bản biến đổi khí hậu từ SRES, RCP đến SSP trong CMIP6; phân tích ưu nhược điểm của các phương pháp chi tiết hóa động lực và chi tiết hóa thống kê; so sánh các mô hình thủy văn phổ biến (MIKE-SHE, NAM, HEC-HMS, SWAT) và các mô hình dự báo sử dụng đất (Markov-CA, LCM, CLUE-s). Chương này điểm lại hệ thống các nghiên cứu trong nước và quốc tế về tác động đơn lẻ và tổng hợp, đồng thời giới thiệu chi tiết điều kiện tự nhiên, địa hình, mạng lưới sông ngòi, hiện trạng tài nguyên nước mặt, hiện trạng sử dụng đất giai đoạn 1988–2019 và hiện trạng các bậc thang thủy điện trên lưu vực sông Sêrêpôk.

Chương 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 3 trình bày chi tiết quy trình thực hiện nghiên cứu, cấu trúc toán học và các module của mô hình SWAT, phương trình cân bằng nước, phương trình tính toán xói mòn và phù sa. Tác giả mô tả chi tiết phương pháp thiết lập mô hình CLUE-s, các biến động lực đưa vào hàm hồi quy logistic, phương pháp đánh giá độ chính xác qua hệ số Kappa và ma trận nhầm lẫn năm 2015. Phương pháp thay đổi hệ số delta được thiết lập công thức cụ thể để xử lý dữ liệu từ 03 mô hình GCM (CMIP6). Chương này cũng xây dựng hệ thống 09 kịch bản tác động tổng hợp (KB1 đến KB9) tương ứng với ba giai đoạn 2030s, 2050s, 2080s cùng các kịch bản đánh giá tác động riêng lẻ.

Chương 4: Kết quả - Thảo luận

Chương 4 là chương trọng tâm của luận án, trình bày toàn bộ kết quả mô phỏng, phân tích và thảo luận:

• Hiệu quả mô phỏng của mô hình SWAT: Mô hình đạt độ tin cậy cao trong cả giai đoạn hiệu chỉnh (1982–1992) và kiểm định (1993–2018) đối với lưu lượng dòng chảy và lượng phù sa tại các trạm kiểm soát chính (Bản Đôn, Krông Búk, Cầu 14, Giang Sơn, Đức Xuyên). Các bản đồ phân bố các thành phần cân bằng nước (PET, ET, PRECIP, WYLD, PERC, GW_Q, LAT_Q, SURQ, SW) giai đoạn 1982–2018 được thành lập.
• Kịch bản biến đổi khí hậu: Dự báo lượng mưa và nhiệt độ (Tmax, Tmin) trên lưu vực đều có xu hướng tăng trong tương lai theo các kịch bản SSP1-1.9, SSP1-2.6 và SSP2-4.5.
• Kịch bản thay đổi sử dụng đất: Mô hình CLUE-s tái hiện tốt bản đồ sử dụng đất (kiểm định với bản đồ thực tế năm 2015). Kết quả dự báo các mốc 2030, 2050, 2080 cho thấy xu hướng diện tích đất đô thị và đất nông nghiệp tiếp tục tăng, trong khi diện tích rừng và cây bụi suy giảm.
• Đánh giá tác động riêng lẻ và tổng hợp:

Tác nhân tác động	Kịch bản / Cơ chế	Mức độ thay đổi dòng chảy năm	Mức độ thay đổi lượng phù sa / trầm tích	Đặc điểm phân bố theo mùa / không gian
Biến đổi khí hậu (riêng lẻ)	Kịch bản SSP (CMIP6), so sánh với nền 1986–2010	Tăng lên đến 37%	Tăng lên đến 75%	Lượng mưa và nhiệt độ tăng làm tăng cường độ dòng chảy và xói mòn bề mặt; bốc thoát hơi nước thực tế tăng.
Thay đổi sử dụng đất (riêng lẻ)	Kịch bản CLUE-s (LU30, LU50, LU80)	Tăng 3,4%	Tăng 5,0%	Giảm diện tích rừng và cây bụi, tăng đất nông nghiệp và đô thị làm tăng dòng chảy mặt trực tiếp.
Phát triển thủy điện (riêng lẻ)	Vận hành hồ chứa bậc thang có xét Q_min	Biến động dòng chảy năm không đáng kể	Giảm mạnh phù sa về hạ du (bị giữ lại trong lòng hồ)	Dòng chảy mùa lũ giảm 10%, dòng chảy mùa kiệt tăng 30% (điều tiết dòng chảy theo mùa).
Tác động tổng hợp	Kết hợp đồng thời BĐKH + Sử dụng đất + Thủy điện	Tăng 41%	Tăng 45%	Tác động lũ và xói mòn gia tăng; sự biến đổi phù sa tỷ lệ thuận với mức tăng dòng chảy.

• Thảo luận và so sánh: Tác giả đối chiếu kết quả với các nghiên cứu trước đây trên lưu vực Sêrêpôk (Khôi, 2013; Quyên và cs., 2014; Huyền và cs., 2017) để làm rõ tính phù hợp và điểm khác biệt khi áp dụng CMIP6 và kịch bản sử dụng đất động.
• Khung đánh giá tổng quát và giải pháp: Đề xuất sơ đồ khung phương pháp luận đánh giá tích hợp và đưa ra các giải pháp phi công trình, công trình thích ứng với biến đổi khí hậu trong quản lý nguồn nước.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới về mặt học thuật và lý luận

1. Xây dựng khung tiếp cận đánh giá tổng quát: Phát triển thành công quy trình tích hợp đa mô hình (CMIP6 Delta Change – CLUE-s – SWAT) cho phép bóc tách độc lập tác động riêng lẻ và định lượng tác động tương hỗ/tổng hợp của ba yếu tố khí hậu, thảm phủ và công trình thủy điện lên tài nguyên nước mặt cấp lưu vực.
2. Cập nhật thế hệ kịch bản CMIP6: Luận án là công trình nghiên cứu đầu tiên trên lưu vực sông Sêrêpôk ứng dụng các kịch bản SSP thuộc CMIP6 kết hợp phương pháp chi tiết hóa delta change để dự báo tài nguyên nước mặt.
3. Mô hình hóa không gian sử dụng đất dài hạn: Ứng dụng thành công mô hình CLUE-s dựa trên phân tích hồi quy logistic các yếu tố động lực để tạo lập các kịch bản không gian sử dụng đất tương lai (2030s, 2050s, 2080s) thay vì chỉ phân tích dữ liệu quá khứ.

Những phát hiện và đóng góp thực tiễn

1. Xác định yếu tố chi phối chính: Trong ba nhân tố nghiên cứu, biến đổi khí hậu là nhân tố gây biến đổi dòng chảy và bùn cát lớn nhất (dòng chảy năm tăng đến 37%, trầm tích tăng đến 75%).
2. Định lượng tác động điều tiết của thủy điện: Làm rõ vai trò phân phối lại dòng chảy theo mùa của hệ thống hồ chứa bậc thang trên lưu vực Sêrêpôk, giúp giảm 10% lưu lượng dòng chảy mùa lũ và tăng 30% lưu lượng dòng chảy mùa kiệt ở hạ lưu.
3. Bức tranh định lượng tác động tổng hợp: Dưới tác động kết hợp của cả ba yếu tố, dòng chảy và lượng trầm tích hàng năm trên lưu vực sông Sêrêpôk được dự báo tăng lần lượt là 41% và 45% so với giai đoạn hiện tại.
4. Đề xuất giải pháp quản lý: Cung cấp cơ sở khoa học định lượng phục vụ các cơ quan quản lý trong việc lập quy hoạch tài nguyên nước, xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa tối ưu và hoạch định chính sách thích ứng với biến đổi khí hậu tại vùng Tây Nguyên.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên các nội dung văn bản luận án đã nêu rõ, các hạn chế và hướng mở rộng bao gồm:

• Chưa đánh giá thành phần nước ngầm: Nghiên cứu mới chỉ tập trung vào tài nguyên nước mặt (dòng chảy và phù sa), chưa xem xét toàn diện sự biến đổi về trữ lượng và chất lượng của tài nguyên nước dưới đất trong bối cảnh môi trường thay đổi.
• Độ phân giải và chất lượng dữ liệu quan trắc: Chất lượng và mật độ của chuỗi số liệu quan trắc khí tượng, thủy văn và đặc biệt là dữ liệu đo đạc phù sa/trầm tích lịch sử còn hạn chế, ảnh hưởng nhất định đến hiệu quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình.
• Phạm vi công trình thủy điện: Luận án mới chỉ tích hợp các công trình hồ chứa thủy điện bậc thang chính trên dòng chính sông Sêrêpôk, chưa mô phỏng chi tiết các hồ chứa thủy lợi nhỏ và công trình khai thác nước phân tán trên các nhánh sông phụ.

---

Giá trị tham khảo

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

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Chuyên ngành Quản lý tài nguyên và môi trường, Kỹ thuật tài nguyên nước, Thủy văn học, Biến đổi khí hậu. Phần đáng tham khảo nhất là quy trình thiết lập liên kết giữa mô hình CLUE-s, phương pháp Delta change từ CMIP6 và mô hình SWAT tại Chương 3 và Chương 4.
• Cơ quan quản lý nhà nước và nhà hoạch định chính sách: Bộ Tài nguyên và Môi trường, Ủy hội sông Mê Công Việt Nam, Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh Đắk Lắk, Đắk Nông, Gia Lai. Dữ liệu định lượng về biến động dòng chảy mùa lũ/kiệt và tải lượng bùn cát là căn cứ thiết thực để điều chỉnh quy trình vận hành liên hồ chứa và quy hoạch sử dụng đất cấp lưu vực.
• Đơn vị quản lý và vận hành hồ chứa thủy điện: Cung cấp số liệu dự báo về khả năng bồi lắng lòng hồ và xu thế thay đổi lượng nước về hồ trong các thập kỷ tới.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Mô hình nào được sử dụng để mô phỏng thủy văn và dự báo thay đổi sử dụng đất trong luận án?

Luận án sử dụng mô hình thủy văn phân bố SWAT (Soil and Water Assessment Tool) kết hợp SWAT-CUP để mô phỏng dòng chảy và phù sa; sử dụng mô hình CLUE-s (Conversion of Land Use and its Effects at Small regional extent) dựa trên hàm hồi quy logistic để mô phỏng và dự báo thay đổi sử dụng đất không gian.

2. Dưới tác động riêng lẻ của biến đổi khí hậu, dòng chảy và lượng phù sa lưu vực sông Sêrêpôk biến đổi ra sao?

Theo kịch bản biến đổi khí hậu từ CMIP6 (sử dụng phương pháp thay đổi hệ số delta), nhiệt độ và lượng mưa dự báo tăng trong tương lai dẫn đến lưu lượng dòng chảy hàng năm có thể tăng lên đến 37% và lượng phù sa tăng lên đến 75% so với giai đoạn nền 1986–2010.

3. Sự vận hành của hệ thống hồ chứa thủy điện tác động như thế nào đến chế độ dòng chảy theo mùa?

Dưới tác động của kịch bản vận hành hồ chứa thủy điện bậc thang trên dòng chính, dòng chảy có sự phân phối lại rõ rệt theo mùa: lưu lượng dòng chảy trong mùa lũ có xu hướng giảm 10% (do hồ tích nước), trong khi lưu lượng dòng chảy trong mùa kiệt có xu hướng tăng 30% (do hồ xả nước phát điện).

4. Tác động tổng hợp của cả ba yếu tố (khí hậu, sử dụng đất, thủy điện) làm thay đổi dòng chảy và lượng trầm tích hàng năm như thế nào?

Dưới tác động tổng hợp của biến đổi khí hậu, chuyển đổi mục đích sử dụng đất và phát triển thủy điện, tổng lưu lượng dòng chảy hàng năm của lưu vực sông Sêrêpôk có xu hướng tăng 41% và tổng lượng trầm tích hàng năm tăng 45% so với giai đoạn hiện tại.

5. Trong ba yếu tố nghiên cứu, nhân tố nào gây ra sự thay đổi lớn nhất đến tài nguyên nước mặt lưu vực?

Kết quả nghiên cứu định lượng chỉ ra rằng biến đổi khí hậu là nhân tố có tác động lớn nhất và chi phối mạnh nhất đến sự gia tăng lưu lượng dòng chảy và lượng phù sa trên lưu vực sông Sêrêpôk, vượt trội so với mức độ ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất và vận hành hồ chứa thủy điện.

---

Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh Phạm Thị Thảo Nhi đã xây dựng thành công khung đánh giá định lượng tích hợp các tác động riêng lẻ và tổng hợp của biến đổi khí hậu (CMIP6), thay đổi sử dụng đất (CLUE-s) và phát triển thủy điện đến tài nguyên nước mặt lưu vực sông Sêrêpôk bằng mô hình SWAT. Kết quả nghiên cứu khẳng định biến đổi khí hậu là yếu tố chi phối mạnh nhất làm gia tăng dòng chảy và tải lượng phù sa, trong khi thủy điện đóng vai trò điều tiết giảm lũ và tăng dòng chảy mùa kiệt. Tác động tổng hợp của cả ba yếu tố làm tăng 41% dòng chảy năm và 45% lượng trầm tích, cung cấp luận cứ khoa học quan trọng cho công tác quy hoạch, quản lý bền vững tài nguyên nước và thích ứng với biến đổi môi trường tại khu vực Tây Nguyên.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. MỤC TIỂU ĐỀ TAL. GIGI HAN VA PHAM VI NGHIÊN CỨU. CÂU HOI NGHIÊN CÍỨU.-- 2-2 2 £+ESE£SE£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrrkrreee 3 1.

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THUC TIEN. TINH MOI CUA LUẬN ÁN. TONG QUAN VAN DE NGHIÊN CỨU. Tài nguyên nước và các yếu tố ảnh hưởng.

Biến đồi khí hậu.----2-© 2+22+EE+EE£EEE2EESEEEEEEEEEEEEEEEEEE 21. Thay đổi sử dụng Gat occ csscsscsesesscsessessessessesscsesesseesessesneaee 22 2. Phat triển thủy điện. NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC.

Nghiên cứu tác động của biến đôi khí hậu đến tài nguyên nước. Nghiên cứu tác động của thay đôi sử dụng đất đến tài nguyên nước. Nghiên cứu tác động của thủy điện đến tài nguyên nước. Nghiên cứu tác động tông hợp.

TONG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU. Điều kiện tự nhiên. Đặc điểm kinh tế - xã hội.----2-©22©52+SE+EEtEEE2EEEEEEEEEEEEEExrrkerkerree 38 2. Hiện trạng tài nguyên nước mặt lưu vực sông Sêrêpôk.

Hiện trạng sử dụng đất lưu vực sông Sêrêpôk. Hiện trạng các hồ chứa thuỷ điện và vận hành hồ chứa trên lưu vực. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨCU. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.-- 2-2 5£+S£+EE+EE£EE£EEE2EESEEEEEEEEEEEErrxerkerree 44 3.

PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CỨU.- 2 2© E+SE+EE+EE£EE+E+E£EerEerkerxerxee 44 3. Mô hình thủy văn SWATT. Mô hình dự báo thay đổi sử dung đất CLUE-s. Phương pháp thay đổi hệ số delta.----: 2 5¿2cx2z++cx+erxesrxee 56 3.

Xây dựng các kịch bản tac động.-- --- + + ssssireeresrrssrrres 59 CHƯƠNG 4. KET QUÁ - THẢO LUẬN. HIỆU QUA MO PHONG DONG CHẢY BANG MÔ HÌNH SWAT. Thiết lập mô hình SWATT.

Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình SWATT. KỊCH BAN BIEN DOI KHÍ HẬU. -- ¿5-52 SESE2EEE£2E£E£EeEEerkerxsrs 75 4. KICH BẢN THAY DOI SỬ DUNG ĐẤTT.

Hiệu quả mô phỏng thay đổi sử dụng đất của mô hình CLUE-s. Kịch bản thay đổi sử dụng đất. TAC DONG RIENG LE VA TONG HOP CUA BIEN DOI KHÍ HẬU, THAY DOI SU DUNG DAT, VÀ PHÁT TRIEN THUY ĐIỆN. Tac động riêng lẻ của biến đổi khí hậu.

Tác động riêng lẻ của thay đổi sử dung đất. Tác động riêng lẻ của phát triển thủy điện. Tác động tong hợp của biến đổi khí hau, sử dung đất và phát triển thủy điện 104 4. So sánh kết quả với các nghiên cứu trước đây.

Han chế của kết quả nghiên cứu. Xây dựng khung đánh giá tổng quát. Giải pháp dé xuất.------ 5c St2 2E EE121121121111211 21111111 re 117 4. KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ,.

124 DANH MỤC TÀI LIEU THAM KHẢO.--2- 22s se ©ssessesseessss 126 PHU LỤC _.--ecc-sccesccseccsEeseresersetrserssereserssrrsersssre 137 11 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIET TAT BDKH Biến đồi khí hậu BMT Buôn Ma Thuột CMIP6 Dự án đối chứng các mô hình khí hậu lần 6 (Coupled Model Intercomparison ProJect Phase 6) DEM Mô hình số độ cao (Digital Elevation Model) ESA Cơ quan vũ trụ châu Âu (European Space Agency) ET Lượng bốc thoát hơi nước thực tế GCM Mô hình khí hậu toàn cầu (Global Climate Model) GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System) GRDP Tổng sản phẩm trên địa bàn (Gross Regional Domestic Product) GW_Q Lượng nước ngầm IPCC Uỷ ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu (Intergovernmental Panel on Climate Change) KT-XH Kinh tế - Xã hội MRC Ủy hội sông Mê Công (Mekong River Commission) LU30 Kịch bản sử dụng đất cho giai đoạn 2021-2045 (2030s) LUS50 Kịch bản sử dụng đất cho giai đoạn 2046-2070 (2050s) LU80 Kịch bản sử dụng đất cho giai đoạn 2071-2095 (2080s) PERC Lượng nước thắm PERCIP Lượng mưa PET Lượng bốc thoát hơi nước tiềm năng R2 Hệ số xác định (Coefficient of correlation) RCP Kich ban nong độ khí nhà kính đại diện (Representative Concentration Pathways) SDD Sử dụng đất SSP Kịch bản kinh tế xã hội chia sẻ (Shared socioeconomic pathway) SURQ Lượng dòng chảy bề mặt SW Lượng nước trong đất Tmax Nhiệt độ lớn nhất Tmin Nhiệt độ nhỏ nhất TNN Tai nguyên nước TNMT Tài nguyên Môi trường WCRP Chương trình Nghiên cứu Khí hậu Thế giới (World Climate Research Programme) WYLD Trữ lượng nước 1V DANH MỤC CAC BANG BIEU Bang 2.1 Đặc trưng các kịch ban, mức tăng nhiệt độ so với thời kỳ tiền công nghiệp .2 Đặc trưng của các kịch bản phát thải SSP.- -- 525 Scss<cssersses 15 Bang 2.3 So sánh chỉ tiết hóa thống kê và chi tiết động lực.4 Đặc trưng các sông chính. 12111191119 1119 111811811 1 ng rry 38 Bảng 2.5 Diện tích các loại sử dụng đất lưu vực Sêrêpôk giai đoạn 1988-2019.6 Bảng thông số kỹ thuật chủ yếu của các hồ chứa.1 Dữ liệu đầu vào của luận An oe.2 Dữ liệu đầu vào mô hình SWATT.¿-:-©+2E+EkcEE+EEEEEerkerkerkerkrree 52 Bang 3.3 Phân cap mức độ phù hợp của kết quả mô phỏng .4 Dữ liệu thu thập phục vụ nghiên CỨU.5 Các mức đánh giá theo giá trị hệ số Kappa.-------2-c5¿©csc©csze: 56 Bảng 3.6 Dữ liệu mưa và nhiệt độ su dụng trong nghiên cứu .7 Ba mô hình GCM từ CMIP6 sử dụng trong nghiên cứu .8 Bang thông số kỹ thuật chủ yếu của các hồ chứa.9 Các kịch bản đánh giá tác động riêng lẻ và tong hợp trong luận án.1 Bộ thông số hiệu chỉnh dòng chảyy.- 2-2 S52 £+E£+E££Ee£Eerxerszxez 66 Bảng 4.2 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình SWAT lưu vực sông Sêrêpôk 67 Bảng 4.3 Bộ thông số hiệu chỉnh phù sa.-- 2-2-2 ©522E£2EE£EE+£EzEEzEEzrxerxerez 70 Bảng 4.4 Kết quả hiệu chỉnh, kiếm định lượng phù sa tại tram Bản Đôn.5 Ma trận sử dụng đất.6 Giá trị giao động của hệ số chuyên đổi sử dung đắt. Kết quả phân tích hồi quy logistic giữa loại hình sử dụng đất và các nhân IV): 00. Nhu cầu sử dung đất va các kịch bản tương lai.9 Ma trận chéo giữa ban đồ sử dụng dat thực tế và mô phỏng năm 2015.10 Gia trị trơng quan giữa lượng mưa, nhiệt độ lớn nhất và nhiệt độ nhỏ nhất so với dòng chảy và trầm tích theo mùa và theo năm giai đoạn 2021-2045.11 Giá tri trơng quan giữa lượng mưa, nhiệt độ lớn nhất và nhiệt độ nhỏ nhất so với dòng chảy và trầm tích theo mùa va theo năm giai đoạn 2046-2070.12 Giá trị tương quan giữa lượng mưa, nhiệt độ lớn nhất và nhiệt độ nhỏ nhất so với dòng chảy và trầm tích theo mùa và theo năm giai đoạn 2071-2095.13 Thống kê giá trị tương quan giữa các loại sử dụng đất giai đoạn 2030 với dòng chảy và trầm tích so với hiện trạng năm 2005 .--2- 2: 522522 s+cx+zxzsz98 Bảng 4.14 Thống kê giá trị tương quan giữa các loại sử dụng đất giai đoạn 2050 với dòng chảy và trầm tích so với hiện trạng năm 2005 .----2-©5¿©5¿25++cx+cxe>sz 99 Bảng 4.15 Thống kê giá trị trong quan giữa các loại sử dụng đất giai đoạn 2080 với dòng chảy và trầm tích so với hiện trạng năm 2005.-----2- 52 2 2+£2+xz>se£ 100 Bảng 4.16 Sự thay đổi lưu lượng dong chảy theo mùa dưới tác động của hồ chứa (%) Bảng 4.17 Sự thay đổi lượng trầm tích theo mùa dưới tác động của hồ chứa (%).18 Số liệu so sánh với các nghiên cứu trước về ảnh hưởng của BĐKH lên dòng chảy lưu vực sông SêrêpôkK .19 Số liệu so sánh với các nghiên cứu trước về ảnh hưởng của sử dung dat lên dòng chảy lưu vực sông SêrêpôkK .-- «6 xnxx ngư 112 Bang 4.20 Số liệu so sánh với các nghiên cứu trước về ảnh hưởng của thuỷ điện lên dòng chảy lưu vực sông SêrêpôK .- c1 11 32 1111111111111 1k rrrrey 113 VI DANH MỤC CÁC HÌNH VẾ, ĐỎ THỊ Hình 2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường nước.2 Sự biến đổi của nồng độ các chất khí CO2, CH¡, N2O trong khí quyên từ 20.000 năm trước đến 2005.3 Quá trình nóng lên toàn cầu từ 1960-2020 và các dự tính đến năm 2100 .4 Các kịch ban SSP trong CMIP6.5 Sơ đồ minh họa các thành phần của mô hình khí hậu toàn cầu.6 Sơ đồ minh hoa cách tiếp cận chung của chi tiết hóa .7 Lưu vực sông SêrÊpôk.

---- G2 3S 112 11 1111111111 1n ng rệt 36 Hình 2.8 Biểu đồ diện tích các loại hình sử dụng đất qua CAC năm.1 Khung phương pháp thực hiện.2 Cơ chế vòng tuần hoàn nước.----- 2-2 + +k+EE+EE£EE+EE+E+Eerkerkerxerxxee 47 Hình 3.3 Các quá trình diễn ra trong dòng chảy .4 Sơ đồ khối mô hình SWAT và SWAAT-CUP.---cc:c+ccscccccxccee 50 Hình 3.5 Tổng quan mô hình CLLUE-s.--- 22 2 2£ E+E£2E£2EE+EE+£E£E£+EE+Exerxezez 54 Hình 3.6 Sơ đồ khối mô hình CLUECS.7 Khung phương pháp xây dựng kịch bản BĐKH.8 Phương pháp thay đổi hệ số delta.- --2- 2 2 2 ++E£+Ee£Ee£kerxerszxee 58 Hình 3.9 Cac công trình thủy điện chính .1 Bản đồ các tiểu lưu VựC.3 Kết quả hiệu chỉnh (1982-1992) và kiểm định (1993-2018) dòng chảy tại trạm Bản Đôn. - - - - - - ĂĂ 11111211 1111110231 101 1111190 1111k ng vế 67 Hình 4.4 Kết quả hiệu chỉnh (1982-1992) và kiểm định (1993-2018) dòng chảy tại trạm Krong BUĂ.- óc 1 131921111911 911 9111111 TH ng kg tre 68 Hình 4.5 Kết quả hiệu chỉnh (1982-1992) và kiểm định (1993-2018) dòng chảy tại "0000 1.6 Kết quả hiệu chỉnh (1982-1992) và kiểm định (1993-2018) dòng chảy tại tram Giang 01 .7 Kết quả hiệu chỉnh (1982-1992) và kiểm định (1993-2018) dòng chảy tại trạm ĐỨC XUYÊN.-- -- <1 1 1119 HH TH nh 69 Hình 4.8 Kết quả mô phỏng và quan trắc lưu lượng phù sa tại trạm Bản Đôn giai đoạn hiệu chỉnh và kiểm định.-----+--++++tE tt HH HH re71 Hình 4.9 Bản đồ phân bồ lượng bốc hơi tiềm năng (PET) (a) và bốc hơi thực tế (ET) (b) trong giai đoạn 1982-2018 trên lưu vực sông Sêrêpôk.10 Bản đồ phân bồ tông lượng mưa (PRECIP) (a) và trữ lượng nước (WYLD) (b) trong giai đoạn 1982-2018 trên lưu vực sông Sêrêpôk.11 Bản đồ phân bố lượng nước thấm trong đất (PERC) (a) và lượng nước ngầm (GW_Q) (b) trong giai đoạn 1982-2018 trên lưu vực sông Sêrêpôk.12 Ban đồ phân bố lượng nước tang sát mặt (LAT_Q) (a) và lượng nước mặt (SURQ) (b) trong giai đoạn 1982-2018 trên lưu vực sông Sêrêpôk.13 Ban đồ phân bố độ am dat (SW) trong giai đoạn 1982-2018 trên lưu vực sông SêrÊpÔk.- HH HT TH HH Họ TH 74 Hình 4.14 Sự thay đổi lượng mưa và nhiệt độ trên lưu vực trong tương lai so với giai hi IBH2 0109200 00008.15 Ban d6 dia hin 8n.17 Bản đồ mật độ dân sỐ.----:-- 2: 2¿2++2++t2EE2EEEtEEErErxrerkrrrrrrrrrree 78 Hình 4.18 Ban đồ khoảng cách đến đường giao thông .-- 2 2 2 szxe>sz78 Hình 4.19 Khu vực hạn chế trong mô hình thay đồi sử dụng đắt .20 Ban đồ sử dụng đất thực tế năm 2015; b) Bản đồ mô phỏng sử dụng đất năm 2015 bằng mô hình CLLUE-s. - 2-2 2 2 £+E£EE£EE£EE£EE£EE2EE£EeEEeEEerkrrkzxee 83 Hình 4.21 Bản đồ sử dung đất (a) Năm 2005, (b) Năm 2030, (c) Năm 2050, và (d) 020011177 .22 Sự thay đổi dòng chảy của lưu vực sông theo kịch ban BĐKH giai đoạn tương lai so VỚI giai đoạn nền 1986-2010 ((96).¿-¿- + sSk+k+EvEEE+EEEEEeEeEerkskrrrrree S6 Hình 4.23 Sự thay đổi phù sa của lưu vực sông theo kịch bản BDKH giai đoạn tương lai so với giai đoạn nền 1986-2010 (6) .cceccsssessessesssessessesssessessecsesssssessessessessseeseeseees 88 viii Hình 4.24 Sự thay đổi các thành phần cân bằng nước theo kịch bản SSP1-1.9 theo 3 giai đoạn thời gian tương lai so với giai đoạn nền 1986-2010 (%) .