I. Tổng quan về tác động của thay đổi thảm phủ và biến đổi khí hậu đến dòng chảy lưu vực sông Cả
Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá tác động môi trường của thay đổi thảm phủ và biến đổi khí hậu đến dòng chảy trên lưu vực sông Cả. Thay đổi thảm phủ bao gồm sự suy giảm độ che phủ rừng, mở rộng đất nông nghiệp và đô thị hóa, trong khi biến đổi khí hậu thể hiện qua sự gia tăng nhiệt độ và thay đổi lượng mưa. Các yếu tố này tác động trực tiếp đến quá trình hình thành dòng chảy, làm thay đổi lưu lượng nước theo mùa và không gian. Nghiên cứu sử dụng phương pháp mô phỏng SWAT để đánh giá tác động tổng hợp của hai yếu tố này, từ đó đưa ra các giải pháp quản lý nước hiệu quả.
1.1. Khái niệm và cơ sở lý thuyết
Thay đổi thảm phủ được định nghĩa là sự biến đổi trong cấu trúc và chức năng của các lớp phủ bề mặt, bao gồm rừng, đất nông nghiệp, và khu vực đô thị. Biến đổi khí hậu liên quan đến sự thay đổi dài hạn trong các yếu tố khí hậu như nhiệt độ và lượng mưa. Cả hai yếu tố này đều có tác động mạnh mẽ đến hệ sinh thái và tài nguyên nước, đặc biệt là trên lưu vực sông Cả. Nghiên cứu sử dụng các mô hình toán học và dữ liệu viễn thám để phân tích và dự đoán các tác động này.
1.2. Tổng quan lưu vực sông Cả
Lưu vực sông Cả là một trong những lưu vực lớn nhất tại Việt Nam, với diện tích 27.200 km². Lưu vực này chịu ảnh hưởng nặng nề từ thay đổi thảm phủ do quá trình đô thị hóa và mở rộng nông nghiệp. Biến đổi khí hậu cũng làm gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan như lũ lụt và hạn hán. Nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá tác động của các yếu tố này đến dòng chảy và đề xuất các biện pháp quản lý nước bền vững.
II. Phương pháp nghiên cứu và mô phỏng
Nghiên cứu sử dụng phương pháp Markov Chain và Cellular Automata để mô phỏng thay đổi thảm phủ trên lưu vực sông Cả. Các dữ liệu viễn thám từ Landsat và Sentinel được phân tích để xác định các lớp phủ chính như rừng, nông nghiệp, và đất đô thị. Mô hình SWAT được sử dụng để mô phỏng dòng chảy dưới tác động của biến đổi khí hậu và thay đổi thảm phủ. Các kịch bản biến đổi khí hậu RCP4.5 và RCP8.5 được áp dụng để dự đoán tác động trong tương lai.
2.1. Mô phỏng thay đổi thảm phủ
Phương pháp Markov Chain được sử dụng để dự đoán sự thay đổi của các lớp phủ bề mặt dựa trên dữ liệu lịch sử. Cellular Automata được áp dụng để mô phỏng sự thay đổi không gian của các lớp phủ này. Kết quả mô phỏng cho thấy sự gia tăng đáng kể của đất đô thị và sự suy giảm của diện tích rừng trong tương lai, đặc biệt là vào năm 2030.
2.2. Mô phỏng dòng chảy
Mô hình SWAT được sử dụng để mô phỏng dòng chảy trên lưu vực sông Cả dưới tác động của thay đổi thảm phủ và biến đổi khí hậu. Các kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 được áp dụng để dự đoán sự thay đổi của lưu lượng nước theo mùa. Kết quả cho thấy sự gia tăng đáng kể của dòng chảy mùa lũ và sự suy giảm của dòng chảy mùa cạn, đặc biệt là trong kịch bản RCP8.5.
III. Kết quả và đánh giá tác động
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng thay đổi thảm phủ và biến đổi khí hậu có tác động đáng kể đến dòng chảy trên lưu vực sông Cả. Sự suy giảm diện tích rừng và mở rộng đất đô thị làm gia tăng dòng chảy mùa lũ và giảm dòng chảy mùa cạn. Biến đổi khí hậu cũng làm gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan, gây ra lũ lụt và hạn hán nghiêm trọng. Nghiên cứu đề xuất các biện pháp quản lý nước bền vững, bao gồm bảo vệ rừng và cải thiện hệ thống thoát nước đô thị.
3.1. Tác động của thay đổi thảm phủ
Sự suy giảm diện tích rừng và mở rộng đất đô thị đã làm thay đổi đáng kể dòng chảy trên lưu vực sông Cả. Kết quả mô phỏng cho thấy dòng chảy mùa lũ tăng lên đáng kể, trong khi dòng chảy mùa cạn giảm đi. Điều này gây ra các vấn đề nghiêm trọng về quản lý nước, đặc biệt là trong mùa khô.
3.2. Tác động của biến đổi khí hậu
Biến đổi khí hậu làm gia tăng nhiệt độ và thay đổi lượng mưa, dẫn đến sự gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan như lũ lụt và hạn hán. Kết quả mô phỏng cho thấy dòng chảy mùa lũ tăng lên đáng kể trong kịch bản RCP8.5, trong khi dòng chảy mùa cạn giảm đi nghiêm trọng. Điều này đòi hỏi các biện pháp quản lý nước hiệu quả để đối phó với các tác động này.
