Luận văn thạc sĩ: Ứng dụng công nghệ không gian xây dựng chỉ số hạn hán tại lưu vực sông Cả

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ứng dụng công nghệ không gian trong xây dựng chỉ số hạn hán, đánh giá tình trạng thiếu nước lưu vực sông Cả.

• Tác giả: Nguyễn Thị Lệ Quyên
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Lương Bang
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước
• Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ không gian trong xây dựng chỉ số hạn hán tại lưu vực sông Cả
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KHÔNG GIAN TRONG NGHIÊN CỨU HẠN HÁN VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan ứng dụng công nghệ không gian trong nghiên cứu hạn hán
• 1.2. Tổng quan trên thế giới
• 1.3. Sử dụng mưa vệ tinh trong đánh giá nguồn nước
• 2. CHƯƠNG 2: CÔNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Cách tiếp cận nghiên cứu
• 2.2. Thu thập, phân tích số liệu mưa thực đo
• 2.3. Xác định chuỗi số liệu mưa thực đo
• 2.4. Lựa chọn, thu thập và xử lý mưa vệ tinh
• 2.5. Xây dựng công thức tính toán chỉ số SPI
• 2.6. Ứng dụng công cụ GIS để lập bản đồ sự thiếu hụt nguồn nước
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Diễn biến lượng mưa
• 3.2. Phân tích tình trạng thiếu hụt nguồn nước dựa trên chỉ số SPI
• 3.3. Xây dựng bản đồ thiếu hụt nguồn nước theo các năm
• 3.4. Phân tích diện tích hạn hán tại các địa phương
• 3.5. Đề xuất giải pháp ứng phó, khắc phục thiếu hụt nguồn nước lưu vực sông
• 3.5.1. Một số giải pháp công trình
• 3.5.2. Một số giải pháp phi công trình
• 3.5.3. Một số giải pháp khoa học công nghệ
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của đề tài

Hạn hán là hiện tượng tự nhiên xảy ra do sự thiếu hụt lượng mưa, bốc hơi lớn và khai thác quá mức tài nguyên nước. Tình hình hạn hán ngày càng nghiêm trọng, đặc biệt tại lưu vực sông Cả, nơi có sự biến đổi khí hậu phức tạp. Theo thống kê, năm 2010, Nghệ An và Hà Tĩnh chịu ảnh hưởng nặng nề với hàng nghìn hecta đất bị hạn. Việc nghiên cứu tình hình thiếu hụt nguồn nước là cần thiết để xác định các khu vực thường xuyên gặp hạn, từ đó đề xuất giải pháp ứng phó. "Cần có những nghiên cứu cụ thể để đánh giá tình trạng hạn hán và thiếu nước nhằm bảo đảm an toàn cho sản xuất nông nghiệp và đời sống người dân." Từ đó, việc ứng dụng công nghệ không gian trong xây dựng chỉ số hạn hán là một bước tiến quan trọng trong việc quản lý và ứng phó với tình trạng này.

II. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Mục tiêu chính của nghiên cứu là đánh giá tình trạng hạn hán và thiếu nước tại lưu vực sông Cả thông qua chỉ số chuẩn hóa lượng mưa (SPI). Nghiên cứu kết hợp công nghệ viễn thám và GIS để xây dựng bản đồ phân bố thiếu hụt nguồn nước, từ đó đề xuất các giải pháp ứng phó hiệu quả. "Đánh giá tình trạng hạn hán không chỉ giúp nhận diện các khu vực dễ bị tổn thương mà còn tạo cơ sở cho các chính sách quản lý tài nguyên nước bền vững." Việc xác định các khu vực thường xuyên xảy ra hạn hán sẽ giúp các cơ quan chức năng có kế hoạch ứng phó kịp thời, giảm thiểu thiệt hại cho người dân và nền kinh tế.

III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu bao gồm các yếu tố khí tượng như lượng mưa, nhiệt độ và độ che phủ đất. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào lưu vực sông Cả, bao gồm tỉnh Nghệ An và một phần tỉnh Hà Tĩnh. "Việc xác định rõ đối tượng và phạm vi nghiên cứu giúp tối ưu hóa việc thu thập dữ liệu và phân tích tình hình thực tế." Nghiên cứu không chỉ áp dụng cho Việt Nam mà còn có thể mở rộng ra các khu vực khác có đặc điểm tương tự, tạo điều kiện cho việc chia sẻ kinh nghiệm và giải pháp ứng phó với hạn hán.

IV. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nhiều phương pháp tiếp cận khác nhau, bao gồm phân tích số liệu mưa thực đo, xử lý dữ liệu từ vệ tinh và ứng dụng GIS để xây dựng bản đồ phân bố thiếu hụt nguồn nước. "Sự kết hợp giữa các phương pháp nghiên cứu hiện đại sẽ cung cấp cái nhìn toàn diện về tình hình hạn hán tại khu vực nghiên cứu." Việc áp dụng công nghệ viễn thám trong nghiên cứu không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao độ chính xác trong việc theo dõi và dự báo tình hình hạn hán.

V. Tổng quan ứng dụng công nghệ không gian trong nghiên cứu hạn hán

Công nghệ không gian đã được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu hạn hán trên toàn cầu. Các chỉ số hạn hán như SPI được sử dụng để theo dõi và đánh giá tình trạng hạn hán. "Việc theo dõi sự biến động của các chỉ số hạn hán sẽ giúp xác định thời điểm khởi đầu và kết thúc hạn, từ đó có kế hoạch ứng phó kịp thời." Các nghiên cứu cho thấy rằng lượng mưa và nhiệt độ có mối liên hệ chặt chẽ với hiện tượng hạn hán, và việc sử dụng công nghệ không gian sẽ góp phần nâng cao khả năng dự báo và quản lý tài nguyên nước.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hạn hán là một hiện tượng tự nhiên phổ biến trên toàn cầu, gây ra thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế, xã hội và môi trường. Theo ước tính, hàng năm có khoảng 21 triệu ha đất bị biến thành đất không có năng suất kinh tế do hạn hán, với hơn 1/4 thế kỷ qua số dân chịu rủi ro từ hạn hán tăng hơn 80%. Ở Việt Nam, đặc biệt tại lưu vực sông Cả, hạn hán diễn biến phức tạp, ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp và đời sống người dân. Năm 2010, diện tích bị hạn hán tại Nghệ An và Hà Tĩnh lần lượt là khoảng 17.000 ha và 12.000 ha, trong đó hạn nặng chiếm tới 30% diện tích hạn, gây thiệt hại lớn về nguồn nước và sản xuất.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm đánh giá tình trạng hạn hán và thiếu hụt nguồn nước tại lưu vực sông Cả dựa trên chỉ số chuẩn hóa lượng mưa (SPI), kết hợp công nghệ viễn thám và GIS để xây dựng bản đồ phân bố thiếu hụt nước, từ đó đề xuất các giải pháp ứng phó hiệu quả. Phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ tỉnh Nghệ An, Hà Tĩnh và một phần huyện Như Xuân thuộc Thanh Hóa, với dữ liệu thu thập từ các trạm khí tượng và mưa vệ tinh trong giai đoạn nhiều năm, đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy cao.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý tài nguyên nước, phòng chống hạn hán và phát triển kinh tế xã hội bền vững tại khu vực Bắc Trung Bộ, góp phần giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về hạn hán khí tượng, trong đó:

• Chỉ số chuẩn hóa lượng mưa (SPI): Được phát triển bởi McKee và cộng sự, SPI là chỉ số phổ biến để đánh giá mức độ thiếu hụt lượng mưa trong các khoảng thời gian khác nhau (3 tháng, 6 tháng), cho phép so sánh hạn hán giữa các vùng khí hậu khác nhau. SPI được WMO đề xuất là chỉ số tiêu chuẩn trong giám sát và cảnh báo hạn hán.

• Mô hình khí hậu toàn cầu và khu vực: Sử dụng các mô hình khí hậu để dự báo và phân tích biến động khí hậu, từ đó đánh giá tác động đến hạn hán.

• Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS: Công nghệ viễn thám cung cấp dữ liệu mưa vệ tinh có độ phân giải cao (CHIRPS, TRMM, CMORPH), kết hợp với GIS để phân tích không gian, xây dựng bản đồ phân bố hạn hán và thiếu hụt nguồn nước.

Các khái niệm chính bao gồm: hạn khí tượng, hạn thủy văn, chỉ số SPI, viễn thám, GIS, và phân tích không gian.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu mưa thực đo từ 23 trạm khí tượng trên lưu vực sông Cả với chuỗi số liệu dài từ 25 đến 60 năm, cùng dữ liệu mưa vệ tinh CHIRPS có độ phân giải 0.05° theo ngày, miễn phí và phổ biến hiện nay. Dữ liệu được xử lý và kiểm tra chất lượng để đảm bảo tính chính xác.

Phương pháp phân tích sử dụng:

• Tính toán chỉ số SPI theo các khoảng thời gian 3 tháng và 6 tháng để đánh giá mức độ hạn hán và thiếu hụt lượng mưa.

• Ứng dụng phần mềm GIS (ArcGIS) và công cụ nội suy để xây dựng bản đồ phân bố không gian của hạn hán và thiếu hụt nguồn nước.

• Phân tích thống kê mô tả và so sánh các chỉ số hạn hán theo thời gian và không gian.

Cỡ mẫu nghiên cứu gồm toàn bộ các trạm khí tượng có số liệu liên tục và đại diện cho các vùng địa hình, khí hậu khác nhau trong lưu vực. Phương pháp chọn mẫu dựa trên tính đại diện và độ dài chuỗi số liệu nhằm đảm bảo kết quả phân tích có độ tin cậy cao.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 1960 đến 2015, tập trung phân tích các giai đoạn hạn hán nghiêm trọng như các năm 1983, 1993, 1998, 2005 và 2010.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tần suất và mức độ hạn hán gia tăng: Trong 55 năm (1960-2015), lưu vực sông Cả có khoảng 36 năm xảy ra hạn hán, chiếm 75% tổng thời gian nghiên cứu. Các đợt hạn hán nghiêm trọng tập trung vào các năm 1983, 1993, 1998, 2005 và 2010, với mức độ hạn hán nặng chiếm tới 30% diện tích hạn.

2. Phân bố không gian hạn hán không đồng đều: Vùng thượng nguồn và trung du có lượng mưa trung bình năm từ 1.700 đến 2.100 mm, trong khi vùng đồng bằng ven biển có lượng mưa thấp hơn, dao động từ 1.200 đến 1.500 mm. Các vùng thung lũng kín như Mường Xén, Cửa Rao có lượng mưa thấp nhất, chỉ đạt 500-700 mm trong năm hạn hán.

3. Chỉ số SPI phản ánh rõ diễn biến hạn hán: Chỉ số SPI 3 tháng và 6 tháng cho thấy hạn hán thường bắt đầu từ tháng 11 và kéo dài đến tháng 4 năm sau, với mức độ nghiêm trọng nhất tập trung vào tháng 1 và 2. Tại trạm Quỳnh Lưu, số tháng hạn trung bình là 6, cao nhất trong lưu vực, trong khi tại Bảo Lộc chỉ là 4,1 tháng.

4. Ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu và địa hình: Gió Lào hoạt động mạnh từ tháng 5 đến tháng 7 làm tăng nhiệt độ lên 40-42°C, kết hợp với lượng mưa giảm mạnh trong mùa khô, làm gia tăng mức độ hạn hán. Địa hình đồi núi và thung lũng kín cũng làm phân bố mưa không đồng đều, tạo ra các điểm hạn hán cục bộ nghiêm trọng.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của hạn hán tại lưu vực sông Cả là sự thiếu hụt lượng mưa do biến đổi khí hậu và tác động của gió Lào khô nóng. So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả phù hợp với xu hướng gia tăng tần suất và mức độ hạn hán do biến đổi khí hậu toàn cầu. Việc sử dụng chỉ số SPI kết hợp dữ liệu mưa vệ tinh và GIS cho phép đánh giá chính xác hơn về không gian và thời gian của hạn hán, hỗ trợ công tác dự báo và quản lý tài nguyên nước.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ diễn biến SPI theo thời gian tại các trạm chính, bản đồ phân bố hạn hán theo các năm điển hình, và bảng thống kê số tháng hạn trung bình tại các khu vực. Những biểu đồ và bản đồ này giúp minh họa rõ ràng sự biến động và phân bố hạn hán, từ đó làm cơ sở cho các giải pháp ứng phó.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng hệ thống giám sát và cảnh báo hạn hán dựa trên chỉ số SPI: Áp dụng công nghệ viễn thám và GIS để theo dõi liên tục, cảnh báo sớm hạn hán nhằm giảm thiểu thiệt hại. Thời gian triển khai trong 1-2 năm, do Sở Tài nguyên và Môi trường chủ trì phối hợp với Viện Khí tượng Thủy văn.

2. Phát triển các công trình thủy lợi điều tiết nước: Xây dựng và nâng cấp hồ chứa, kênh mương để tích trữ nước mùa mưa, cung cấp nước trong mùa khô, giảm thiểu thiếu hụt nước. Thời gian thực hiện 3-5 năm, do Ban Quản lý dự án thủy lợi và chính quyền địa phương thực hiện.

3. Thúc đẩy các giải pháp phi công trình: Tăng cường tuyên truyền, đào tạo cộng đồng về sử dụng nước tiết kiệm, áp dụng kỹ thuật canh tác thích ứng hạn hán, phát triển mô hình nông nghiệp bền vững. Thời gian triển khai liên tục, do các tổ chức nông nghiệp và chính quyền địa phương phối hợp thực hiện.

4. Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mới trong dự báo hạn hán: Sử dụng mô hình khí hậu khu vực, dữ liệu vệ tinh và trí tuệ nhân tạo để nâng cao độ chính xác dự báo hạn hán dài hạn và ngắn hạn. Thời gian nghiên cứu 2-3 năm, do các viện nghiên cứu và trường đại học chủ trì.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý tài nguyên nước và khí tượng thủy văn: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, kế hoạch quản lý và cảnh báo hạn hán hiệu quả, giảm thiểu thiệt hại kinh tế xã hội.

2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành môi trường, thủy lợi, khí tượng: Tham khảo phương pháp luận, dữ liệu và kết quả để phát triển nghiên cứu sâu hơn về hạn hán và biến đổi khí hậu.

3. Chính quyền địa phương và các tổ chức phát triển nông nghiệp: Áp dụng các giải pháp đề xuất để nâng cao khả năng ứng phó với hạn hán, bảo vệ sản xuất nông nghiệp và đời sống người dân.

4. Cộng đồng dân cư và doanh nghiệp trong lưu vực sông Cả: Nắm bắt thông tin về tình hình hạn hán, tham gia các chương trình tiết kiệm nước và ứng phó thiên tai, giảm thiểu rủi ro.

Câu hỏi thường gặp

1. Chỉ số SPI là gì và tại sao được sử dụng trong nghiên cứu hạn hán?
   SPI là chỉ số chuẩn hóa lượng mưa, đánh giá mức độ thiếu hụt lượng mưa trong các khoảng thời gian khác nhau. Nó được sử dụng vì tính đơn giản, khả năng so sánh giữa các vùng khí hậu và được WMO công nhận là chỉ số tiêu chuẩn trong giám sát hạn hán.

2. Dữ liệu mưa vệ tinh có độ chính xác như thế nào so với số liệu thực đo?
   Dữ liệu mưa vệ tinh như CHIRPS có độ phân giải cao và được hiệu chỉnh bằng số liệu thực đo tại các trạm, giúp cải thiện độ chính xác và khả năng phân tích không gian rộng lớn, đặc biệt ở những vùng thiếu trạm đo.

3. Tại sao hạn hán lại nghiêm trọng hơn ở vùng đồng bằng ven biển so với thượng nguồn?
   Vùng đồng bằng có lượng mưa thấp hơn và chịu ảnh hưởng mạnh của gió Lào khô nóng, cùng với địa hình thấp dễ bị xâm nhập mặn và thiếu nước, làm hạn hán nghiêm trọng hơn so với vùng núi cao có lượng mưa lớn hơn.

4. Các giải pháp phi công trình có hiệu quả như thế nào trong phòng chống hạn hán?
   Các giải pháp phi công trình như tuyên truyền, đào tạo, áp dụng kỹ thuật canh tác tiết kiệm nước giúp nâng cao nhận thức và khả năng thích ứng của cộng đồng, giảm thiểu tác động của hạn hán một cách bền vững.

5. Làm thế nào để áp dụng kết quả nghiên cứu vào quản lý tài nguyên nước thực tế?
   Kết quả nghiên cứu cung cấp bản đồ phân bố hạn hán, dự báo và cảnh báo sớm, giúp các nhà quản lý lập kế hoạch điều tiết nước, xây dựng công trình thủy lợi và triển khai các biện pháp ứng phó kịp thời, hiệu quả.

Kết luận

• Hạn hán tại lưu vực sông Cả diễn biến phức tạp, tần suất và mức độ gia tăng trong những thập kỷ gần đây, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất và đời sống.

• Chỉ số SPI là công cụ hiệu quả để đánh giá và giám sát hạn hán khí tượng, kết hợp dữ liệu mưa vệ tinh và GIS giúp phân tích không gian chính xác.

• Địa hình và khí hậu đặc thù của lưu vực tạo ra sự phân bố hạn hán không đồng đều, cần có giải pháp ứng phó phù hợp từng vùng.

• Các giải pháp công trình và phi công trình cần được triển khai đồng bộ, kết hợp với hệ thống cảnh báo sớm để giảm thiểu thiệt hại.

• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho quản lý tài nguyên nước và phòng chống hạn hán tại Bắc Trung Bộ, đề xuất các bước tiếp theo trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mới.

Hành động ngay hôm nay để áp dụng các giải pháp và công nghệ tiên tiến nhằm bảo vệ nguồn nước và phát triển bền vững lưu vực sông Cả.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hạn hán là một phần tự nhiên của khí hậu, hạn hán hình thành do một hoặc nhiều nguyên nhân khác nhau, bao gồm sự thiếu hụt lượng mưa, lượng bốc hơi lớn và việc khai thác quá mức nguồn tải nguyên nước. Hạn hán xuất hiện trên khắp thé giới có thé xảy ra ở tat cả các vùng khí hậu, với các đặc tính của hạn là biến đổi đáng ké từ vùng này sang vùng khác. Hạn hán là một sự sai khác theo thời gian, rất khác với sự khô hạn, bởi khô hạn bị giới hạn trong những vùng có lượng mưa thấp, nhiệt độ cao và là một đặc trưng lâu dài của khí hậu.

Vì vậy, hiện tượng hạn hán xảy ra trong từng năm với các đặc tính thời tiết và các tác động của nó là không giống nhau. Những năm gần đây cùng với sự phát triển của đất nước, nền kinh tế thuộc các tinh trên lưu vực sông Cả có những thay đổi tích cực, cơ cấu kinh tế đang chuyền dịch dần theo hướng công nghiệp - dịch vụ - nông nghiệp. Hàng loạt các khu công nghiệp, khu kinh tế, khu đô thị mới ra đời, nhu cầu nước cho các ngành do đó cũng tăng lên đáng kẻ. Trong khi đó, quy luật diễn biến thời tiết khí hậu ngày càng phức tạp về thời gian xuất hiện lũ và hạn như: Về lũ, diễn biến mực nước trên các sông ngày càng có những tổ hợp bat lợi cho công tác phòng lũ.

Ví dụ như những trận lũ xảy ra vào các năm 1978, 1988, 2002, 2007 va mới nhất là trận lũ sảy ra vào năm 2010 gây tén thất nặng nề cho nền kinh tế, xã hội trên lưu vực; Về hạn, mức độ hạn ngày càng gia tăng ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất điển hình như năm 2005, 2007 đặc biệt là năm 2010. Theo thống kê chưa đầy đủ Tỉnh Nghệ An - Hà Tĩnh thuộc lưu vực sông Cả hạn hán cũng xảy ra trên diện rộng, Năm 2010 Nghệ An diện tích hạn khoảng 17.000ha, Hà Tĩnh có khoảng 12.000ha bị hạn trong đó hạn nặng chiếm tới 30% diện tích hạn và hàng trăm hệ thông hô xuông gân mực nước chêt. Một sô nơi mực nước xuông mức thâp nhât trong chuỗi số liệu quan trắc như: trên sông Cả tại Nam Đản, sông La tại Linh 'Cảm,. gây nên tình trạng mặn xâm nhập sâu trên các lưu vực sông, không lầy được nước vào trong đồng.

'Chính vì vậy cần nghiên cứu, phân tích đánh giá tình hình thiếu hụt nguồn nước trên lưu vực sông Cả để xác định các khu vực, các thời gian xảy ra hạn hạn, thường xuyên xảy ra thiểu nước so với nhiều năm, qua đó dé xuất được các giải pháp thích ứng. Mục tiêu nghiên cứu của để tài ~ Đánh giá tình trang hạn hán, thiếu nước ở lưu vue sông Cả dựa trên chỉ số chuẩn hóa lượng mưa (Standardized Precipitation Index, SPD); - Kết hợp công cụ viễn thám, GIS xây dựng bản đồ phân bố thiếu hụt ngu nước dựa trên nguồn số liệu mưa vệ tỉnh; ~ Đề suất giải pháp ứng phó vớ tỉnh trang hạn hán, thiểu hụt nước lưu vực sông Cả. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3. ĐẮT tượng nghiên cứu Che đặc điểm khí tượng như lượng mưa, cường độ bức xạ mặt trời, nhiệt độ bề mặt đất trung bình, độ che phú đất.

và mức độ hạn hán, khả năng ứng phó của địa phương. Pham vi nghiên cứu. ~ Vùng nghiên cứu lưu vue sông Cả thuộc Việt Nam gồm toàn bộ tỉnh Nghệ An, 8 huyện Hà Tinh, một phần huyện Như Xuân thuộc Thanh Hóa. ~ Giới hạn vùng nghiên cứu: + Lamu vực sông Cả nằm trên hai quốc gia: Cộng hoà dân chủ Nhân Dân Lào và Cộng hoà xã hôi chủ nghĩa Việt Nam.

Ở Việt Nams trên địa phận của 3 tinh Thanh Hoá, Nghệ An, Ha Tĩnh. + Tỉnh Thanh Hoá nằm trong lưu vực sông Cả: Có khoảng 1/2 diện tích huyện "Như Xuân trên sông Chang (sông nhánh). + Tỉnh Nghệ An nằm trong lưu vực sông Cả gồm có: Huyện Qué Phong, Quy Châu, Quy Hợp, Nghĩa Đàn, Tân Kỳ (nhánh sông Hiểu); Kỳ Sơn, Tương Dương, Con Cuông, Anh Son, Đô Lương, Thanh Chương, Nam Dan, Hưng Nguyên (dng chính sông Cả). Do tinh chat sử dụng nước của các hệ thông thuy lợi hiện nay về mùa kiệt sông Cả ở Nghệ An có liên quan mật thiết với các huyện vùng hưởng lợi là: Huyện Yên Thành, Diễn Châu, Quỳnh Lưu (thuộc hệ thống thuỷ nông Diễn Yên Quỳnh - hệ thống Bắc Nghệ An), thành phố Vinh, thị xã Cửa Lò, Nghỉ Lộc, Hưng Nguyên (trong hệ thống Nam Hưng Nghỉ - hệ thống thuỷ nông Nam Nghệ An).

+ Tỉnh Hà Tĩnh lưu vực sông Cả nằm ở các huyện Hương Sơn, Hương Khê, Vũ Quang, Nghỉ Xuân và vùng hưởng lợi Can Lộc, Thạch Hà, Đức Thọ, thị xã Hồng Lĩnh trong hệ thống sông Nghèn. + Với tổng diện tích tự nhiên là 19.627 km? bao gồm cả vùng hưởng lợi 4, Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu. Cách tiếp cận - Tiếp cân theo mục tiêu: Các vùng sản xuất nông nghiệp, vùng quy hoạch cho sản xuất nông nghiệp. chưa có nghiên cứu hay cảnh báo về nguy cơ hạn hán.

- Tiép cận két quả của các nghiên cứu trong và ngoài nước vé vẫn đề han hán. ~ Tiếp cận theo mô hình: Sử dụng các mô hình Khí hậu toàn cầu, công cụ xử lý ảnh vệ tinh Erdas, phin mém GIS phân tích không gian ArcGIS. Phương pháp nghiên cứ - Phương pháp kế thừa; ~ Phương pháp thu thập, théng kê, phân tích số liệu; ~ Phương pháp xử lýsố liệu mưa tử vệ tinh (CHIRPS); ~ Phương pháp ứng dụng phần mềm tính toán chỉ số chỉ số chuẩn hoá lượng mưa ‘SPI từ mưa vệ tinh; ~ Phương pháp ứng dung GIS, công cụ nội suy GIS. để xây dựng bản đồ phân bổ thiếu hụt nguồn nước.

CHUONG 1: TONG QUAN UNG DUNG CÔNG NGHỆ KHÔNG GIAN TRONG NGHIÊN CỨU HAN HAN VA VUNG NGHIÊN COU 1. Tổng quan ứng dụng công nghệ không gian trong nghiên cứu hạn hán 1. Tổng quan trên thế giới. * Hạn hắn, thiểu hụt nguồn nước và chỉsố đẳnh giá Trong những thập ky gần đây hạn hén xây ra nhiều nơi trên thé giới, gây nhiều thiệt hại về kinh tế, ảnh hưởng đến đời sống con người và môi trưởng sinh thái.

Hàng năm có khoảng 21 triệu ha dat biến thành dat không có nang suất kinh tế do hạn hán. Trong gần 1/4 thé kỷ vừa qua, số dân gặp rủi ro vì han hán trên những vùng dat khô cần đã tăng hơn 80%. Hơn 1/3 dat dai thé giới đã bị khô cin mà trên đó có 17,7% dân số thế giới sinh sống. Đồng hành với han hắn, hoang mạc hoá, sa mạc hoá trên thể giới cũng ngày càng lan rộng từ vùng đất khô hạn, bán khô han đến cá một số vùng bán ẩm tớt.

Diện tích hoang mạc hoá đã lên đến 39,4 triệu km’, chiếm 26,3% dat tự nhiên thé giới và trên 100 quốc gia chịu ảnh hưởng. Nguy cơ đói và khát do hạn hán uy hiếp 250 triệu con người trên trái đất. kèm theo đó cò ảnh hưởng tới môi trường khí hậu chung toàn cầu (WMO [1)) Hạn thường gây ảnh hưởng trên diện rộng. Tuy ít khi là nguyên nhân trực tiếp gây tốn thất về nhân mạng nhưng thiệt hại do hạn gây ra rất lớn.

Theo số liệu của Trung tâm giảm nhẹ hạn hán quốc gia Mỹ, hàng năm hạn hán gây thiệt hại cho nén kinh tế Mỹ khoảng 6-8 ty USD (so với 2,41 ty USD do lũ và 1,2-4,8 tỷ USD do bão). Đợt hạn hán lịch sử ở Mỹ. xảy ra vào năm 1988 - 1989 gây thiệt hại 39-40 tỷ USD, lớn hơn nhiều so với thiệt hại kỷ lục của lũ (15-27,6 tỷ USD, 1993) và bão (25-33,1 ty USD, 1992). Hạn cũng gây những tổn thất lớn v kinh tế và môi sinh ở nhiều quốc gia khác như An độ, Pakistan, Australia.

Han hán đưới tác động của El Nino vào năm 1997-1998 đã gây cháy rừng trên điện rộng ở Indonesia, không chi làm thiệt hai rất lớn về kinh tế của nước này mà còn là một thảm họa môi sinh cho nhiều nước thuộc khu vực Đông Nam Á. Theo tính 3 toán của Liên Hiệp Qu lến năm 2025 sẽ có 2/3 diện tích đất canh tác ở cl Phi, 1/3 diện tích đất canh tác ở châu A và 1/5 diện tích đất canh tác ở Nam Mỹ không còn sử dụng được. Khoảng 135 triệu người có nguy cơ phải rời bỏ nhà cửa đi kiếm sống ở nơi khác [2]. Vì vậy trên thé giới đã có rất nhiều tác gi nghiên cứu vé hạn hán, Nhưng đo tính phức tap của hiện tượng này, đến nay vẫn chưa có một phương pháp chung cho các nghiên cứu về han hán.

Trong việc xác định, nhận dạng. giám sát và cảnh báo hạn hán, các tác giả thường sử dụng công cụ chính là các chỉ số hạn hán. Việc theo doi sự biến động của giá trị các chỉ số hạn hán sẽ giúp ta xác định được sự khởi đầu, thời gian kéo dài cũng như cường độ hạn. Chỉ số hạn hán là hàm của các biến đơn như lượng mưa, nhiệt độ, bốc thoát hơi, dòng chảy.

hoa là tổng hợp của các biển. Mỗi chỉ số đều có ưu điểm nhược điểm khác nhau, và mỗi nước đều sử dụng các chỉ số phù hợp với điều kiện của nước mình. định hạn hán bằng các chỉ số hạn không chỉ áp dụng với bộ số liệu quan trắc mà còn áp dụng với bộ số liệu là sản phẩm của mô hình khí hậu khu vực và mô hình khí hậu toàn cầu. Trong quá trình nghiên cứu hạn, việc xác định các đặc trưng của han là hết site cần thiết, như xác định: sự khởi đầu và kết thúc hạn, thời gian kéo dài hạn, phạm vi mở rộng của hạn, mức độ hạn, tin suất và mối liên hệ giữa những biến đôi của hạn với khí hậu [3] Các phân tích về hạn hán trên quy mô toàn cầu của Aiguo Dai, và cộng sự [4].

theo khu vực và địa phương của Benjamin Lloyd-Hughes & Mark A. Hayes, và công sự [6] đã thông qua các chỉ số hạn dựa trên số liệu mưa, nhiệt độ và độ âm quan trắc trong quá khứ cho thấy số đợt hạn, thời gian kéo dai hạn, cũng như tin suất và mức độ của nó ở một số nơi đã tăng lên đáng kể.