Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và thay đổi thảm phủ đến dòng chảy trên lưu vực sông Cả

• Tác giả: Nguyễn Thanh Bằng
• Người hướng dẫn: PGS. Doãn Hà Phong
• Trường học: Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu
• Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu
• Đề tài: Tác động của biến đổi khí hậu và thay đổi thảm phủ đến dòng chảy sông Cả
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của luận án
• 0.2. Mục tiêu của luận án
• 0.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.4. Phạm vi nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA THAY ĐỔI THẢM PHỦ VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN DÒNG CHẢY TRÊN LƯU VỰC SÔNG CẢ
• 1.1. Một số khái niệm chung
• 1.2. Khái niệm về thảm phủ và sự thay đổi thảm phủ
• 1.3. Khái niệm về biến đổi khí hậu
• 1.4. Khái niệm về đánh giá tác động
• 1.5. Tổng quan lưu vực sông Cả
• 1.6. Các nghiên cứu về mô phỏng biến động thảm phủ trong và ngoài nước
• 1.7. Các nghiên cứu trên thế giới về mô phỏng biến động thảm phủ
• 1.8. Các nghiên cứu trong nước về mô phỏng biến động thảm phủ
• 1.9. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về đánh giá tác động của thảm phủ tới dòng chảy lưu vực sông
• 1.10. Các nghiên cứu trên thế giới về đánh giá tác động của thảm phủ tới dòng chảy lưu vực sông
• 1.11. Các nghiên cứu trong nước về đánh giá tác động của thảm phủ tới dòng chảy lưu vực sông
• 1.12. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về đánh giá tác động của biến đổi khí hậu tới dòng chảy lưu vực sông
• 1.13. Các nghiên cứu trên thế giới về đánh giá tác động của biến đổi khí hậu tới dòng chảy lưu vực sông
• 1.14. Các nghiên cứu trong nước về đánh giá tác động của biến đổi khí hậu tới dòng chảy lưu vực sông
• 1.15. Tiểu kết chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC, PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA THAY ĐỔI THẢM PHỦ VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN DÒNG CHẢY LƯU VỰC SÔNG CẢ
• 2.1. Cơ sở khoa học đánh giá tác động của thay đổi thảm phủ và biến đổi khí hậu đến dòng chảy lưu vực sông
• 2.2. Cơ sở khoa học của mô phỏng thảm phủ dựa trên chuỗi Markov và hệ tự hành dạng tế bào Cellular Automata
• 2.3. Phương pháp phân loại thảm phủ
• 2.4. Phương pháp mô phỏng, dự tính biến động trạng thái thảm phủ bằng phân tích chuỗi Markov
• 2.5. Phương pháp mô phỏng biến động thảm phủ theo không gian bằng hệ tự hành dạng tế bào Cellular Automata
• 2.6. Phương pháp kiểm định
• 2.7. Cơ sở khoa học của đánh giá định lượng tác động của biến động thảm phủ và biến đổi khí hậu tới dòng chảy lưu vực sông
• 2.8. Mô phỏng dòng chảy lưu vực bằng mô hình SWAT
• 2.9. Phương pháp hiệu chỉnh và kiểm định mô hình SWAT
• 2.10. Phương pháp đánh giá tác động của thay đổi thảm phủ và biến đổi khí hậu đến dòng chảy lưu vực sông Cả
• 2.11. Khung nghiên cứu
• 2.12. Quy trình mô phỏng sự thay đổi thảm phủ và dự tính kịch bản thảm phủ tương lai
• 2.13. Xử lý và phân loại thảm phủ
• 2.14. Tạo ma trận xác suất chuyển đổi, Ma trận diện tích chuyển đổi
• 2.15. Tạo bản đồ tính phù hợp
• 2.16. Mô phỏng sử dụng đất/thảm phủ
• 2.17. Kiểm định mô hình
• 2.18. Phương pháp Delphi xác định các tác nhân mô phỏng sự thay đổi thảm phủ về không gian
• 2.19. Quy trình mô phỏng dòng chảy lưu vực dưới tác động của thay đổi thảm phủ và biến đổi khí hậu
• 2.20. Phân chia lưu vực
• 2.21. Phân tích đơn vị thủy văn
• 2.22. Thiết lập biến tính toán và chạy mô hình
• 2.23. Các thông số lựa chọn. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình mô phỏng
• 2.24. Dữ liệu sử dụng
• 2.25. Dữ liệu sử dụng mô phỏng sự thay đổi thảm phủ và dự tính thảm phủ tương lai
• 2.26. Dữ liệu viễn thám
• 2.27. Mô hình số độ cao – DEM
• 2.28. Dữ liệu hiện trạng sử dụng đất
• 2.29. Dữ liệu quy hoạch sử dụng đất
• 2.30. Dữ liệu thực địa
• 2.31. Dữ liệu sử dụng mô phỏng dòng chảy lưu vực dưới tác động của thay đổi thảm phủ và biến đổi khí hậu
• 2.32. Dữ liệu địa hình
• 2.33. Dữ liệu đất
• 2.34. Dữ liệu sử dụng đất
• 2.35. Dữ liệu khí tượng
• 2.36. Dữ liệu dòng chảy thực đo
• 2.37. Kịch bản biến đổi khí hậu trên lưu vực sông Cả
• 2.38. Tiểu kết chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA THAY ĐỔI THẢM PHỦ VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN DÒNG CHẢY LƯU VỰC SÔNG CẢ
• 3.1. Mô phỏng sự thay đổi thảm phủ theo không gian, thời gian cho lưu vực sông Cả
• 3.2. Phân loại thảm phủ
• 3.3. Tính toán ma trận xác suất chuyển đổi, ma trận diện tích chuyển đổi
• 3.4. Xác định các tác nhân, ràng buộc để mô phỏng thay đổi thảm phủ về mặt không gian
• 3.5. Lập bản đồ tính phù hợp
• 3.6. Mô phỏng thảm phủ lưu vực sông Cả năm 2015
• 3.7. Kiểm định kết quả mô phỏng
• 3.8. Dự tính thảm phủ lưu vực sông Cả năm 2030
• 3.9. Đánh giá tác động của thay đổi thảm phủ và biến đổi khí hậu đến dòng chảy lưu vực sông Cả
• 3.10. Phân chia tiểu lưu vực
• 3.11. Phân tích đơn vị thủy văn HRU
• 3.12. Thiết lập dữ liệu đầu vào mô hình
• 3.13. Hiệu chỉnh, kiểm định, xác định bộ thông số mô phỏng
• 3.14. Phân tích độ nhạy các thông số
• 3.15. Hiệu chỉnh, kiểm định kết quả mô phỏng
• 3.16. Biến đổi sử dụng đất trên lưu vực
• 3.17. Mô phỏng dòng chảy lưu vực sông Cả dưới tác động của thay đổi thảm phủ và biến đổi khí hậu
• 3.18. Dòng chảy mùa lũ
• 3.19. Dòng chảy mùa cạn
• 3.20. Dòng chảy tháng
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy sông Cả

Biến đổi khí hậu đã và đang tạo ra những tác động sâu sắc đến dòng chảy của sông Cả. Nhiệt độ tăng cao và sự thay đổi lượng mưa là hai yếu tố chính ảnh hưởng đến tài nguyên nước trong khu vực. Theo nghiên cứu, nhiệt độ trung bình có xu hướng tăng, trong khi lượng mưa mùa khô giảm và lượng mưa mùa lũ tăng. Điều này dẫn đến sự biến động lớn trong dòng chảy, đặc biệt là trong các mùa lũ và cạn. Các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão lũ cũng gia tăng, gây ra những thiệt hại nghiêm trọng cho hệ sinh thái và cộng đồng dân cư. "Sự thay đổi này không chỉ ảnh hưởng đến dòng chảy mà còn tác động đến các hoạt động kinh tế và sinh kế của người dân". Việc hiểu rõ tác động của biến đổi khí hậu là rất cần thiết để xây dựng các chính sách quản lý tài nguyên nước hiệu quả.

1.1. Biến đổi khí hậu và sự thay đổi dòng chảy

Sự thay đổi khí hậu đã làm thay đổi đáng kể các yếu tố khí hậu trong khu vực Bắc Trung Bộ. Nghiên cứu cho thấy rằng, sự gia tăng nhiệt độ có thể dẫn đến sự gia tăng bốc hơi, làm giảm lượng nước trong các dòng sông. Đồng thời, sự thay đổi trong lượng mưa cũng ảnh hưởng đến khả năng cung cấp nước cho các hoạt động nông nghiệp và sinh hoạt. "Dòng chảy sông Cả sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng nếu không có các biện pháp quản lý hợp lý". Việc đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy là cần thiết để đưa ra các giải pháp ứng phó kịp thời.

II. Thay đổi thảm phủ và tác động đến dòng chảy

Thay đổi thảm phủ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến dòng chảy sông Cả. Sự phát triển đô thị hóa và nông nghiệp đã dẫn đến sự suy giảm diện tích rừng và các thảm phủ tự nhiên khác. "Thảm phủ có vai trò quan trọng trong việc điều tiết dòng chảy và bảo vệ tài nguyên nước". Khi thảm phủ bị suy giảm, khả năng giữ nước của đất cũng giảm, dẫn đến tình trạng xói mòn và lũ lụt. Nghiên cứu cho thấy rằng, việc duy trì và phục hồi thảm phủ tự nhiên có thể giúp cải thiện tình trạng dòng chảy và bảo vệ tài nguyên nước trong khu vực. Các biện pháp quản lý thảm phủ cần được thực hiện đồng bộ với các chính sách bảo vệ môi trường.

2.1. Tác động của thay đổi thảm phủ đến tài nguyên nước

Thay đổi thảm phủ không chỉ ảnh hưởng đến dòng chảy mà còn tác động đến chất lượng nước. Sự suy giảm diện tích rừng và các thảm phủ tự nhiên làm tăng lượng chất ô nhiễm trong nước. "Việc bảo vệ và phục hồi thảm phủ là cần thiết để duy trì chất lượng nước". Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, các khu vực có thảm phủ tốt thường có chất lượng nước tốt hơn. Do đó, việc quản lý thảm phủ cần được coi là một phần quan trọng trong chiến lược bảo vệ tài nguyên nước.

III. Chính sách quản lý tài nguyên nước trong bối cảnh biến đổi khí hậu

Chính sách quản lý tài nguyên nước cần được điều chỉnh để ứng phó với những tác động của biến đổi khí hậu và thay đổi thảm phủ. Các biện pháp như bảo vệ rừng, phục hồi thảm phủ và quản lý sử dụng đất hợp lý là rất cần thiết. "Chính sách môi trường cần được tích hợp vào các kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội". Việc xây dựng các kịch bản tương lai cho dòng chảy sông Cả sẽ giúp các nhà quản lý đưa ra các quyết định đúng đắn hơn trong việc bảo vệ tài nguyên nước. Các nghiên cứu cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tham gia của cộng đồng trong việc quản lý tài nguyên nước.

3.1. Đề xuất các biện pháp quản lý hiệu quả

Để quản lý hiệu quả tài nguyên nước trong bối cảnh biến đổi khí hậu, cần có các biện pháp cụ thể như: tăng cường bảo vệ rừng, khôi phục các thảm phủ tự nhiên, và áp dụng các công nghệ mới trong quản lý nước. "Các biện pháp này không chỉ giúp cải thiện dòng chảy mà còn bảo vệ môi trường sống". Việc thực hiện các chính sách này cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng địa phương để đạt được hiệu quả cao nhất.