Luận án tiến sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Sedon Lào trong bối cảnh biến đổi khí hậu

• Tác giả: Vinvilay Sayaphone
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Văn Chín
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước
• Đề tài: Nghiên cứu sử dụng tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Sedon, Lào trong bối cảnh biến đổi khí hậu
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về sử dụng tổng hợp tài nguyên nước
• 1.1.1. Cơ sở lý thuyết về sử dụng tổng hợp tài nguyên nước
• 1.1.2. Các nghiên cứu về sử dụng tổng hợp tài nguyên nước
• 1.2. Tổng quan về biến đổi khí hậu và ảnh hưởng đến tài nguyên nước
• 1.2.1. Biến đổi khí hậu
• 1.2.2. Tác động của BĐKH đến tài nguyên nước
• 1.2.3. Tác động của BĐKH đến cân bằng nước
• 1.2.4. Các nghiên cứu về tác động của BĐKH ở Lào
• 1.3. Tổng quan về lưu vực nghiên cứu
• 1.3.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên
• 1.3.2. Khí tượng, thủy văn
• 1.3.3. Xu thế biến động tài nguyên nước
• 1.3.4. Hiện trạng thủy lợi và tình hình khai thác sử dụng tài nguyên nước của vùng nghiên cứu
• 1.3.5. Phương hướng phát triển kinh tế - xã hội của các ngành sử dụng nước
• 1.4. Định hướng nghiên cứu của luận án
• 1.4.1. Các tồn tại chính
• 1.4.2. Định hướng nghiên cứu
• 2. XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Xây dựng cơ sở khoa học
• 2.1.1. Cơ sở lý thuyết tính toán xác định dòng chảy trên lưu vực
• 2.1.2. Cơ sở lý thuyết tính toán nhu cầu nước của lưu vực
• 2.1.3. Cơ sở lý thuyết tính toán cân bằng nước lưu vực
• 2.2. Cơ sở dữ liệu
• 2.2.1. Giai đoạn nền (số liệu thực đo)
• 2.2.2. Giai đoạn tương lai (Kịch bản BĐKH)
• 2.3. Phương pháp tính toán nhu cầu nước cho các đối tượng dùng nước trong lưu vực
• 2.3.1. Nhu cầu sử dụng nước cho trồng trọt
• 2.3.2. Nhu cầu sử dụng nước cho chăn nuôi
• 2.3.3. Nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt
• 2.3.4. Nhu cầu sử dụng nước cho công nghiệp
• 2.3.5. Nhu cầu nước sử dụng cho thủy sản
• 2.3.6. Nhu cầu sử dụng nước cho du lịch
• 2.3.7. Tổng nhu cầu nước của các ngành trên lưu vực
• 2.4. Phương pháp tính toán dòng chảy cho lưu vực
• 2.4.1. Xây dựng sơ đồ mạng sông mô hình SWAT
• 2.4.2. Thu thập dữ liệu
• 2.4.3. Xây dựng mô hình tính toán mô phỏng dòng chảy
• 2.5. Phương pháp tính toán cân bằng nước trên lưu vực
• 2.5.1. Phân chia tiểu lưu vực để tính lượng nước đến trong mô hình WEAP
• 2.5.2. Tài liệu tính toán cân bằng nước
• 2.6. Tính toán cân bằng nước cho lưu vực giai đoạn hiện tại
• 2.6.1. Tính toán xác định dòng chảy trên lưu vực ở giai đoạn hiện tại
• 2.6.2. Tính toán nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước trong lưu vực
• 2.6.3. Kết quả tính toán cân bằng nước bằng mô hình WEAP
• 2.6.4. Phân tích đánh giá kết quả cân bằng nước giai đoạn hiện tại
• 3. ẢNH HƯỞNG CỦA BĐKH ĐẾN SỬ DỤNG NƯỚC LƯU VỰC SÔNG SEDON VÀ GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ
• 3.1. Ảnh hưởng của BĐKH đến mưa và nhiệt độ
• 3.2. Ảnh hưởng của BĐKH đến nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước trong lưu vực
• 3.2.1. Các căn cứ xác định nhu cầu nước cho tương lai
• 3.2.2. Tính toán nhiệt độ, lượng mưa theo kịch bản BĐKH
• 3.2.3. Tính toán nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước trong lưu vực ở giai đoạn 2030s
• 3.2.4. Tính toán nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước trong lưu vực ở giai đoạn 2050s
• 3.3. Ảnh hưởng của BĐKH đến dòng chảy
• 3.4. Ảnh hưởng của BĐKH đến cân bằng nước
• 3.5. Đề xuất giải pháp sử dụng tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Sedon
• 3.5.1. Các cơ sở đề xuất giải pháp
• 3.5.2. Đề xuất giải pháp
• Những hạn chế của Luận án
• Đóng góp mới của luận án

I. Tổng quan về tài nguyên nước và biến đổi khí hậu

Nghiên cứu này tập trung vào tài nguyên nước tại lưu vực sông Sedon, Lào, trong bối cảnh biến đổi khí hậu (BĐKH). Tài nguyên nước là yếu tố quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt trong bối cảnh BĐKH đang gây ra những thay đổi lớn về lượng mưa và nhiệt độ. Lưu vực sông Sedon là một khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề bởi BĐKH, với xu hướng gia tăng lượng mưa vào mùa lũ và giảm mạnh vào mùa kiệt. Nghiên cứu này nhằm đánh giá tiềm năng tài nguyên nước và đề xuất các giải pháp quản lý nguồn nước hiệu quả.

1.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước

Biến đổi khí hậu đã gây ra những thay đổi đáng kể trong phân bố lượng mưa và nhiệt độ tại lưu vực sông Sedon. Theo các nghiên cứu, nhiệt độ trung bình tại Lào đã tăng khoảng 0,5-0,8°C trong 50 năm qua, kèm theo sự gia tăng lượng mưa vào mùa mưa và giảm mạnh vào mùa khô. Điều này dẫn đến sự mất cân bằng trong hệ sinh thái sông, gây ra tình trạng lũ lụt và hạn hán nghiêm trọng. Tác động môi trường của BĐKH cũng làm suy giảm chất lượng tài nguyên nước, ảnh hưởng đến sinh kế của người dân trong khu vực.

1.2. Hiện trạng quản lý tài nguyên nước

Hiện nay, việc quản lý nguồn nước tại lưu vực sông Sedon còn nhiều hạn chế. Các công trình thủy lợi chưa được đầu tư đầy đủ, dẫn đến tình trạng thiếu nước vào mùa khô và lũ lụt vào mùa mưa. Nghiên cứu này đề xuất các giải pháp quy hoạch lưu vực và bảo vệ tài nguyên nhằm đảm bảo sự phát triển bền vững của khu vực.

II. Phương pháp nghiên cứu và đánh giá tài nguyên nước

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp hiện đại như mô hình SWAT để tính toán dòng chảy và mô hình WEAP để đánh giá cân bằng nước. Các dữ liệu khí tượng, thủy văn được thu thập và phân tích để dự báo xu hướng biến đổi của tài nguyên nước trong tương lai. Nghiên cứu cũng kế thừa các công trình trước đây về biến đổi khí hậu và quản lý nguồn nước để đưa ra các giải pháp phù hợp.

2.1. Mô hình SWAT và tính toán dòng chảy

Mô hình SWAT được sử dụng để tính toán dòng chảy trên lưu vực sông Sedon. Mô hình này cho phép phân tích chi tiết các yếu tố ảnh hưởng đến dòng chảy như lượng mưa, địa hình và sử dụng đất. Kết quả từ mô hình SWAT giúp đánh giá xu hướng biến đổi dòng chảy trong bối cảnh biến đổi khí hậu, từ đó đề xuất các giải pháp thích ứng biến đổi khí hậu hiệu quả.

2.2. Mô hình WEAP và cân bằng nước

Mô hình WEAP được áp dụng để tính toán cân bằng nước trên lưu vực sông Sedon. Mô hình này giúp đánh giá nhu cầu sử dụng nước của các ngành như nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt. Kết quả từ mô hình WEAP cho thấy sự thiếu hụt nước vào mùa khô và dư thừa vào mùa mưa, đòi hỏi các giải pháp quy hoạch lưu vực và phát triển bền vững.

III. Giải pháp ứng phó với biến đổi khí hậu

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình để ứng phó với biến đổi khí hậu tại lưu vực sông Sedon. Các giải pháp bao gồm xây dựng hồ chứa, cải thiện hệ thống thủy lợi và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ tài nguyên. Những giải pháp này nhằm đảm bảo sự phát triển bền vững của khu vực trong bối cảnh BĐKH.

3.1. Giải pháp công trình

Các giải pháp công trình bao gồm xây dựng hồ chứa và cải thiện hệ thống thủy lợi. Hồ chứa giúp điều tiết dòng chảy, giảm thiểu lũ lụt vào mùa mưa và cung cấp nước vào mùa khô. Hệ thống thủy lợi được nâng cấp để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước của các ngành nông nghiệp và công nghiệp.

3.2. Giải pháp phi công trình

Các giải pháp phi công trình tập trung vào nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ tài nguyên nước và thích ứng biến đổi khí hậu. Chương trình giáo dục và đào tạo được triển khai để nâng cao kỹ năng quản lý nguồn nước cho người dân địa phương.