Ứng Dụng Mô Hình SWAT Đánh Giá Tác Động Thay Đổi Sử Dụng Đất Đến Dòng Chảy Tại Lưu Vực Nghĩa Tường, Thái Nguyên

• Tác giả: Dinh Ngoc Huan
• Người hướng dẫn: Phan Dinh Binh, Ph.D.
• Trường học: Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry
• Chuyên ngành: Environmental Science and Management
• Đề tài: Application of SWAT model to assess the impact of land-use changes on stream discharge in Nghinh Tuong watershed, Thai Nguyen Province
• Loại tài liệu: bachelor thesis
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thai Nguyen

• ACKNOWLEDGEMENT
• TABLE OF CONTENTS
• 1. PART I: RESEARCH RATIONALE
• 1.1. Research questions and hypotheses
• 1.2. Research’s objectives
• 1.3. Limitations
• 1.4. Definitions
• 2. PART II: RESEARCH SITUATION
• 2.1. SWAT model (Arnold et al, 2000)
• 2.2. Concept of SWAT
• 2.3. The Input and Output Data of SWAT model
• 2.4. SWAT hydrologic component
• 2.4.1. The land phase of the hydrologic cycle
• 2.4.2. Climate
• LIST OF TABLES
• LIST OF FIGURES
• LIST OF ABBREVIATIONS

I. Giới thiệu mô hình SWAT

Mô hình SWAT (Soil and Water Assessment Tool) là một công cụ mạnh mẽ được phát triển để đánh giá tác động của các hoạt động quản lý đất đai đến chất lượng và lượng nước trong lưu vực. Mô hình này cho phép phân tích các yếu tố như lượng mưa, loại đất, và cách sử dụng đất, từ đó đưa ra những dự đoán chính xác về dòng chảy và sự xói mòn đất. Theo nghiên cứu của Arnold et al. (1999), mô hình SWAT đã được áp dụng thành công ở nhiều lưu vực khác nhau trên thế giới, chứng minh khả năng của nó trong việc mô phỏng các quá trình thủy văn phức tạp. Việc áp dụng mô hình này tại lưu vực Nghĩa Tường, tỉnh Thái Nguyên sẽ giúp đánh giá tác động của thay đổi sử dụng đất đến dòng chảy trong khu vực, từ đó cung cấp thông tin quan trọng cho công tác quản lý nước và quy hoạch sử dụng đất.

II. Tác động của thay đổi sử dụng đất đến dòng chảy

Nghiên cứu cho thấy rằng dòng chảy trong lưu vực Nghĩa Tường không chỉ phụ thuộc vào lượng mưa mà còn bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi thay đổi sử dụng đất. Dữ liệu từ giai đoạn 2002-2012 cho thấy sự gia tăng diện tích đất nông nghiệp, đặc biệt là cây ngô và cây chè, đã dẫn đến sự giảm sút diện tích rừng. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng khi diện tích đất nông nghiệp tăng lên 9,782.45%, diện tích rừng giảm 1,091.75%. Điều này không chỉ làm tăng dòng chảy mà còn gây ra hiện tượng xói mòn đất và ô nhiễm nguồn nước. Theo Gassman et al. (2007), sự thay đổi trong tỷ lệ đất nông nghiệp và rừng có thể dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong lượng nước chảy ra, làm tăng nguy cơ lũ lụt trong mùa mưa. Do đó, việc đánh giá tác động của thay đổi sử dụng đất là rất cần thiết để bảo vệ tài nguyên nước và môi trường.

III. Phân tích kết quả mô hình SWAT

Kết quả từ mô hình SWAT cho thấy khả năng mô phỏng dòng chảy và lượng bùn trong lưu vực Nghĩa Tường là rất khả thi. Các chỉ số hiệu suất mô hình như Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE) và Percent Bias (PBIAS) cho thấy mô hình hoạt động hiệu quả trong việc dự đoán dòng chảy trong các kịch bản khác nhau. Cụ thể, trong giai đoạn hiệu chỉnh, chỉ số NSE đạt 0.54%, cho thấy mô hình có thể phản ánh chính xác các biến động của dòng chảy. Hơn nữa, mô hình cũng cho thấy rằng sự gia tăng lượng mưa trong mùa ẩm có thể làm tăng dòng chảy, trong khi sự giảm sút trong mùa khô có thể dẫn đến tình trạng khô hạn. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng mô hình SWAT trong việc hỗ trợ quản lý tài nguyên nước và phát triển bền vững trong khu vực.

IV. Đề xuất và ứng dụng thực tiễn

Dựa trên kết quả nghiên cứu, có thể đưa ra một số đề xuất cho việc quản lý nước và quy hoạch sử dụng đất tại lưu vực Nghĩa Tường. Việc duy trì và phục hồi diện tích rừng là rất quan trọng để giảm thiểu tác động tiêu cực của thay đổi sử dụng đất đến dòng chảy. Ngoài ra, cần có các biện pháp quản lý nông nghiệp bền vững nhằm giảm thiểu xói mòn đất và ô nhiễm nguồn nước. Mô hình SWAT có thể được sử dụng như một công cụ hỗ trợ trong việc lập kế hoạch và đưa ra các quyết định chính sách liên quan đến quản lý tài nguyên nước. Việc áp dụng mô hình này không chỉ giúp cải thiện chất lượng môi trường mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của khu vực.