Nghiên Cứu Ứng Dụng GIS, Viễn Thám và SWAT Trong Quản Lý Tài Nguyên Nước Lưu Vực Thượng Nguồn Sông Đồng Nai

• Tác giả: Phạm Hùng
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Văn Trung
• Trường học: Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng GIS và SWAT Trong Quản Lý Tài Nguyên Nước Lưu Vực Thượng Nguồn Sông Đồng Nai
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN ÁN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Nội dung nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Những vấn đề cần thực hiện (luận điểm cần làm sáng tỏ) của luận án
• 1.7. Những đóng góp mới của luận án
• 1.8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• 1.9. Cấu trúc của luận án
• 1.10. Một số khái niệm và định nghĩa
• 1.11. Tổng quan về IWRM và công cụ hỗ trợ IWRM
• 1.12. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.13. Các nghiên cứu ở Việt Nam
• 1.14. Các nghiên cứu có liên quan tại lưu vực sông Đồng Nai
• 1.15. Tổng quan lưu vực thượng nguồn sông Đồng Nai
• 1.15.1. Vị trí địa lý
• 1.15.2. Đặc điểm địa hình và thổ nhưỡng
• 1.15.3. Điều kiện khí hậu
• 1.15.4. Điều kiện thủy văn
• 1.15.5. Sử dụng đất và tài nguyên rừng
• 1.15.6. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 1.16. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS
• 2.1.1. Thành lập bản đồ lớp phủ và xói mòn đất
• 2.1.2. Thành lập bản đồ lớp phủ và đánh giá biến động
• 2.1.3. Thành lập bản đồ xói mòn đất
• 2.2. Đánh giá chất lượng nước, lưu lượng dòng chảy và chất ô nhiễm
• 2.2.1. Đánh giá chất lượng nước
• 2.2.2. Đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi lớp phủ và khí hậu đến lưu lượng dòng chảy và chất ô nhiễm
• 2.3. Tính toán cân bằng nước
• 2.3.1. Phương pháp phân vùng và tính toán cân bằng nước
• 2.3.2. Dữ liệu được sử dụng trong tính toán cân bằng nước
• 2.4. Thành lập bản đồ rủi ro ô nhiễm nước
• 2.4.1. Phương pháp thành lập bản đồ rủi ro ô nhiễm nước
• 2.4.2. Dữ liệu sử dụng trong thành lập bản đồ rủi ro ô nhiễm nước
• 2.5. Thành lập bản đồ chỉ số dễ bị tổn thương tài nguyên nước
• 2.5.1. Phương pháp thành lập bản đồ chỉ số dễ bị tổn thương tài nguyên nước
• 2.5.2. Dữ liệu sử dụng trong thành lập bản đồ chỉ số dễ bị tổn thương nguồn nước
• 2.6. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS
• 3.1.1. Cơ sở dữ liệu nền
• 3.1.2. Cơ sở dữ liệu chuyên đề
• 3.2. Đánh giá biến động lớp phủ trên lưu vực
• 3.2.1. Phân loại và đánh giá độ chính xác của kết quả phân loại ảnh viễn thám
• 3.2.2. Thành lập bản đồ lớp phủ và đánh giá biến động
• 3.3. Thành lập bản đồ xói mòn đất
• 3.3.1. Xây dựng các hệ số
• 3.3.2. Thành lập bản đồ xói mòn đất tiềm năng
• 3.3.3. Thành lập bản đồ xói mòn đất hiện trạng
• 3.4. Đánh giá chất lượng nước, lưu lượng dòng chảy và chất ô nhiễm
• 3.4.1. Đánh giá chất lượng nước
• 3.4.2. Ảnh hưởng của sự thay đổi khí hậu và sử dụng đất, lớp phủ đến dòng chảy
• 3.4.3. Mô hình SWAT trong đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và thay đổi sử dụng đất, lớp phủ (LULC) đến lưu lượng dòng chảy và chất ô nhiễm
• 3.5. Tính toán cân bằng nước
• 3.5.1. Cân bằng nước trên lưu vực trong giai đoạn 2010 - 2020
• 3.5.2. Cân bằng nước trên lưu vực đến 2030
• 3.6. Rủi ro ô nhiễm và tính dễ bị tổn thương nguồn nước
• 3.6.1. Rủi ro ô nhiễm nước
• 3.6.2. Tính dễ bị tổn thương nguồn nước
• 3.7. Đề xuất giải pháp quản lý tài nguyên nước theo cách tiếp cận IWRM
• 3.7.1. Các giải pháp tổng thể để thực hiện IWRM
• 3.7.2. Giải pháp áp dụng IWRM cho lưu vực thượng nguồn sông Đồng Nai
• 3.8. Kết luận chương 3
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN LUẬN ÁN
• SỐ LIỆU VÀ DỮ LIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG TÍNH TOÁN

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Ứng Dụng GIS và SWAT

Nghiên cứu ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và mô hình SWAT trong quản lý tài nguyên nước lưu vực thượng nguồn sông Đồng Nai là một chủ đề quan trọng. Nước là nguồn tài nguyên thiết yếu cho sự sống và phát triển kinh tế. Tuy nhiên, tài nguyên nước đang đối mặt với nhiều thách thức do biến đổi khí hậu và sự gia tăng dân số. Việc áp dụng công nghệ GIS và mô hình SWAT giúp đánh giá và quản lý tài nguyên nước hiệu quả hơn.

1.1. Định Nghĩa và Vai Trò Của GIS Trong Quản Lý Tài Nguyên Nước

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là công cụ mạnh mẽ trong việc phân tích và quản lý tài nguyên nước. GIS cho phép thu thập, lưu trữ và phân tích dữ liệu không gian, từ đó hỗ trợ ra quyết định trong quản lý tài nguyên nước.

1.2. Mô Hình SWAT và Ứng Dụng Trong Quản Lý Nước

Mô hình SWAT (Soil and Water Assessment Tool) được sử dụng để mô phỏng dòng chảy và chất lượng nước trong lưu vực. Mô hình này giúp đánh giá tác động của các yếu tố như biến đổi khí hậu và sử dụng đất đến tài nguyên nước.

II. Vấn Đề và Thách Thức Trong Quản Lý Tài Nguyên Nước

Quản lý tài nguyên nước tại lưu vực thượng nguồn sông Đồng Nai đang gặp nhiều thách thức. Sự gia tăng dân số và phát triển kinh tế đã dẫn đến áp lực lớn lên tài nguyên nước. Biến đổi khí hậu cũng làm gia tăng tình trạng khô hạn và lũ lụt, ảnh hưởng đến chất lượng và số lượng nước.

2.1. Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Tài Nguyên Nước

Biến đổi khí hậu gây ra những thay đổi lớn trong lượng mưa và nhiệt độ, ảnh hưởng đến dòng chảy và chất lượng nước. Các hiện tượng như hạn hán và lũ lụt ngày càng trở nên phổ biến.

2.2. Ô Nhiễm Nước Do Hoạt Động Kinh Tế

Quá trình đô thị hóa và phát triển công nghiệp đã dẫn đến ô nhiễm nguồn nước. Các chất thải từ nông nghiệp và công nghiệp làm giảm chất lượng nước, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Sử Dụng GIS và SWAT

Nghiên cứu áp dụng phương pháp tích hợp giữa GIS và SWAT để đánh giá tài nguyên nước. Phương pháp này bao gồm việc thu thập dữ liệu không gian, phân tích biến động lớp phủ và mô phỏng dòng chảy. Các bước thực hiện được thiết kế để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả.

3.1. Thu Thập Dữ Liệu Không Gian Bằng GIS

Dữ liệu không gian được thu thập từ các nguồn khác nhau như ảnh vệ tinh và bản đồ địa hình. GIS giúp tạo ra cơ sở dữ liệu không gian phục vụ cho việc phân tích tài nguyên nước.

3.2. Mô Phỏng Dòng Chảy Bằng Mô Hình SWAT

Mô hình SWAT được sử dụng để mô phỏng dòng chảy và chất lượng nước trong lưu vực. Mô hình này giúp đánh giá tác động của các yếu tố như biến đổi khí hậu và sử dụng đất đến tài nguyên nước.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu và Ứng Dụng Thực Tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự giảm sút diện tích rừng và gia tăng ô nhiễm nước trong lưu vực thượng nguồn sông Đồng Nai. Việc áp dụng GIS và SWAT đã giúp xác định các khu vực có nguy cơ cao về ô nhiễm và xói mòn đất, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý hiệu quả.

4.1. Đánh Giá Biến Động Lớp Phủ Rừng

Nghiên cứu chỉ ra rằng diện tích rừng đã giảm từ 69,6% xuống còn 40,2% trong giai đoạn 1994-2020, ảnh hưởng đến chất lượng nước và xói mòn đất.

4.2. Đề Xuất Giải Pháp Quản Lý Tài Nguyên Nước

Các giải pháp quản lý tài nguyên nước được đề xuất bao gồm việc phục hồi rừng, cải thiện chất lượng nước và áp dụng các biện pháp quản lý tổng hợp tài nguyên nước.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu đã chứng minh tính khả thi của việc áp dụng GIS và SWAT trong quản lý tài nguyên nước. Các kết quả đạt được không chỉ có giá trị khoa học mà còn có thể áp dụng thực tiễn trong quản lý tài nguyên nước tại các lưu vực khác.

5.1. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Đối Với Quản Lý Tài Nguyên Nước

Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc quản lý tài nguyên nước bền vững, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế.

5.2. Hướng Nghiên Cứu Tương Lai

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các công cụ hỗ trợ ra quyết định trong quản lý tài nguyên nước, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng gia tăng.