Luận án Tiến sĩ Địa lí tự nhiên: Đánh giá tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai phục vụ mục tiêu phát triển bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:175

Thêm vào BST

Báo xấu

39
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Địa lí tự nhiên "Đánh giá tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai phục vụ mục tiêu phát triển bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu" trình bày các nội dung chính sau: Tổng quan và cơ sở khoa học về đánh giá tài nguyên nước mặt lưu vực sông phục vụ phát triển bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu; Các nhân tố tác động đến tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai; Đánh giá tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Địa lí tự nhiên: Đánh giá tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai phục vụ mục tiêu phát triển bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI VŨ THỊ HẰNG ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI PHỤC VỤ MỤC TIÊU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÍ TỰ NHIÊN Hà Nội - 2021
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI VŨ THỊ HẰNG ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI PHỤC VỤ MỤC TIÊU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: Địa lí tự nhiên Mã số: 9.44.02.17 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÍ TỰ NHIÊN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1: PGS.TS Vũ Văn Tuấn 2: PGS.TS Nguyễn Thục Nhu Hà Nội - 2021
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi. Các số liệu được sử dụng trong luận án là trung thực, khách quan được cung cấp bởi Trung tâm quan trắc môi trường và Trung tâm Thông tin và Dữ liệu khí tượng thủy văn thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường. Các thông tin, tài liệu tham khảo cho luận án được trích dẫn đúng quy định. Những kết quả nghiên cứu của luận án chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình nào khác. Tác giả luận án Vũ Thị Hằng
LỜI CẢM ƠN Luận án được hoàn thành tại Khoa Địa lí, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Vũ Văn Tuấn và PGS.TS. Nguyễn Thục Nhu. Tác giả luận án xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tập thể hướng dẫn đã luôn tận tình hướng dẫn, chia sẻ và động viên tác giả vượt qua khó khăn để hoàn thành luận án. Trong quá trình thực hiện luận án, tác giả cũng đã nhận được sự động viên, giúp đỡ của các thầy cô giáo, đồng nghiệp tại Bộ môn Địa lí tự nhiên nói riêng và Khoa Địa lí nói chung, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, nơi công tác của tác giả. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học, Trung tâm Thông tin và Thư viện Trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tác giả yên tâm học tập, nghiên cứu, thực hiện và hoàn thành luận án. Để có được kết quả của luận án, tác giả cũng xin cảm ơn sự giúp đỡ, tạo điều kiện cung cấp số liệu và tài liệu liên quan đến luận án của Viện Quy hoạch thủy lợi Miền Nam, Trung tâm Quan trắc Môi trường và Trung tâm Thông tin và Dữ liệu khí tượng thủy văn – Bộ Tài nguyên và Môi trường, Viện Địa lí – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình đã luôn động viên, ủng hộ và đồng hành cùng tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận án. Hà Nội, ngày 6 tháng 6 năm 2021 Tác giả luận án Vũ Thị Hằng
MỤC LỤC MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của luận án .......................................................................................1 2. Mục tiêu, nhiệm vụ của luận án ..............................................................................2 3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của luận án ...........................................................3 4. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................................4 5. Các luận điểm bảo vệ ..............................................................................................4 6. Những điểm mới của luận án ..................................................................................5 7. Cấu trúc của luận án ................................................................................................5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT LƯU VỰC SÔNG PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ..............................................7 1.1. Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới và trong nước về tài nguyên nước mặt theo lưu vực sông ........................................................................................................7 1.1.1. Các nghiên cứu trên thế giới .............................................................................7 1.1.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam ..............................................................................9 1.1.3. Các nghiên cứu thực hiện ở lưu vực sông Đồng Nai ......................................10 1.2. Cơ sở khoa học của luận án................................................................................12 1.2.1. Tài nguyên nước mặt .......................................................................................12 1.2.2. Đánh giá tài nguyên nước mặt ........................................................................18 1.2.3. Phát triển bền vững lưu vực sông ...................................................................24 1.2.4. Biến đổi khí hậu và tài nguyên nước ...............................................................30 1.3. Quan điểm, phương pháp nghiên cứu ................................................................33 1.3.1. Quan điểm nghiên cứu ....................................................................................33 1.3.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................37 TIỂU KẾT CHƯƠNG 1............................................................................................45 CHƯƠNG 2. CÁC NHÂN TỐ TÁC ĐỘNG ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI ..............................................................................46 2.1. Các nhân tố tự nhiên tác động đến tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai ...48 2.1.1. Địa chất – Địa hình .........................................................................................48 2.1.2. Khí hậu ............................................................................................................52 2.1.3. Thủy văn ..........................................................................................................57
2.1.4. Thổ nhưỡng .....................................................................................................62 2.1.5. Lớp phủ rừng ...................................................................................................66 2.2. Các nhân tố kinh tế - xã hội tác động đến tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai ...................................................................................................................71 2.2.1. Các ngành kinh tế............................................................................................71 2.2.2. Các vấn đề xã hội ............................................................................................76 TIỂU KẾT CHƯƠNG 2............................................................................................81 CHƯƠNG 3. ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ...................................82 3.1. Đánh giá hiện trạng tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai ....................82 3.1.1. Đánh giá hiện trạng tổng lượng nước mặt lưu vực sông Đồng Nai ...............82 3.1.2. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước mặt lưu vực sông Đồng Nai ...............84 3.1.3. Đánh giá tính dễ bị tổn thương của môi trường để đảm bảo phát triển bền vững lưu vực sông Đồng Nai...................................................................................100 3.2. Xu thế biến đổi tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai trong bối cảnh biến đổi khí hậu phục vụ mục tiêu phát triển bền vững ..........................................116 3.2.1. Đánh giá mối tương quan giữa lưu lượng nước và lượng mưa lưu vực sông Đồng Nai .................................................................................................................116 3.2.2. Kịch bản lưu lượng nước tại một số trạm thủy văn lưu vực sông Đồng Nai 121 3.2.3. Đánh giá biến động lưu lượng nước trong bối cảnh biến đổi khí hậu .........125 3.3. Định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai phục vụ mục tiêu phát triển bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu ...........................129 3.3.1. Các giải pháp công trình...............................................................................129 3.3.2. Giải pháp phi công trình ...............................................................................132 TIỂU KẾT CHƯƠNG 3..........................................................................................136 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................................138 1. Kết luận ...............................................................................................................138 2. Kiến nghị .............................................................................................................139 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ....................................................141 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................142 PHỤ LỤC
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Các điểm thực địa của luận án .................................................................42 Bảng 2.1. Lưu lượng và mô đun dòng chảy tại lưu vực sông Đồng Nai...................59 Bảng 2.2. Một số trạm thủy văn tại lưu vực sông Đồng Nai ....................................61 Bảng 2.3. Tỉ lệ diện tích các loại đất LVS Đồng Nai ................................................64 Bảng 2.4. Diện tích rừng lưu vực sông Đồng Nai ....................................................68 Bảng 2.5. Các khu công nghiệp trong tỉnh Đồng Nai ...............................................72 Bảng 2.6. Số trang trại trong lưu vực sông Đồng Nai ..............................................75 Bảng 2.7. Dân số các tỉnh trong lưu vực sông Đồng Nai .........................................77 Bảng 2.8. Tỉ lệ gia tăng dân số các tỉnh trong lưu vực sông Đồng Nai ...................78 Bảng 2.9. Dân số thành thị các tỉnh trong lưu vực sông Đồng Nai ..........................79 Bảng 3.1. Quy chuẩn chất lượng nước mặt ..............................................................85 Bảng 3.2. Vị trí, điểm quan trắc chất lượng nước lưu vực sông Đồng Nai ..............86 Bảng 3.3. Kết quả quan trắc chất lượng nước sông LVS Đồng Nai ........................87 Bảng 3.4. Chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương môi trường cho LVS Đồng Nai ..104 Bảng 3.5. Giá trị giới hạn mức độ dễ bị tổn thương đối với Thời kỳ khô ...............106 Bảng 3.6. Mức độ dễ bị tổn thương thời kỳ khô LVS Đồng Nai .............................106 Bảng 3.7. Giá trị giới hạn mức độ dễ bị tổn thương đối với thời kỳ ẩm .................107 Bảng 3.8. Mức độ dễ bị tổn thương thời kỳ ẩm LVS Đồng Nai .............................107 Bảng 3.9. Giá trị giới hạn mức độ dễ bị tổn thương đối với thời kỳ nóng..............108 Bảng 3.10. Mức độ dễ bị tổn thương thời kỳ nóng LVS Đồng Nai .........................109 Bảng 3.11. Giá trị giới hạn mức độ dễ bị tổn thương đối với thời kỳ lạnh ............110 Bảng 3.12. Mức độ dễ bị tổn thương thời kỳ lạnh LVS Đồng Nai ..........................110 Bảng 3.13. Mức độ dễ bị tổn thương môi trường qua bộ chỉ số khí hậu ................111 LVS Đồng Nai .........................................................................................................111 Bảng 3.14. Xu thế thay đổi mức độ dễ bị tổn thương qua bộ chỉ số khí hậu LVS Đồng Nai giai đoạn 2010 – 2014 và 2015 - 2019 ...................................................113 Bảng 3.15. Lưu lượng nước trung bình và Hệ số biến thiên của lưu lượng nước tại trạm thủy văn Thanh Bình .......................................................................................126
Bảng 3.16. Lưu lượng nước trung bình và Hệ số biến thiên của lưu lượng nước tại trạm thủy văn Cần Đăng .........................................................................................127 Bảng 3.17. Lưu lượng nước trung bình và Hệ số biến thiên của lưu lượng nước tại trạm thủy văn Tà Lài ...............................................................................................128 Bảng 3.18. Một số công trình thủy điện trong lưu vực sông Đồng Nai ..................131
DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Xu thế biến đổi lượng mưa giai đoạn 1986-2015 tại trạm Đà Lạt ...........54 Hình 2.2. Xu thế biến đổi lượng mưa giai đoạn 1986-2015 tại trạm Tây Ninh........54 Hình 2.3. Xu thế biến đổi lượng mưa giai đoạn 1986-2015 tại trạm Bảo Lộc .........55 Hình 3.1. Xu thế biến đổi lưu lượng nước giai đoạn 1986-2018 tại trạm Thanh Bình ...83 Hình 3.2. Xu thế biến đổi lưu lượng nước giai đoạn 1986-2018 tại trạm Cần Đăng ..83 Hình 3.3. Xu thế biến đổi lưu lượng nước giai đoạn 1986-2018 tại trạm Tà Lài ....84 Hình 3.4. Mức độ tổn thương môi trường qua bộ chỉ số khí hậu tại trạm Tây Ninh LVS Đồng Nai .........................................................................................................112 Hình 3.5. Mức độ tổn thương môi trường qua bộ chỉ số khí hậu tại trạm Bảo Lộc LVS Đồng Nai .........................................................................................................112 Hình 3.6. Mức độ tổn thương môi trường qua bộ chỉ số khí hậu tại trạm Đà Lạt LVS Đồng Nai .........................................................................................................113 Hình 3.7. Mối tương quan giữa lưu lượng nước trung bình tháng (trạm thủy văn Thanh Bình) và lượng mưa trung bình tháng (trạm khí tượng Đà Lạt) .................117 Hình 3.8. Mối tương quan giữa lưu lượng nước trung bình tháng (trạm thủy văn Cần Đăng) và lượng mưa trung bình tháng (trạm khí tượng Tây Ninh) ................117 Hình 3.9. Mối tương quan giữa lưu lượng nước trung bình tháng (trạm thủy văn Tà Lài) và lượng mưa trung bình tháng (trạm khí tượng Bảo Lộc)........................118 Hình 3.10. Mối tương quan giữa lưu lượng nước năm (trạm thủy văn Thanh Bình) và lượng mưa năm (trạm khí tượng Đà Lạt) ...........................................................119 Hình 3.11. Mối tương quan giữa lưu lượng nước năm (trạm thủy văn Cần Đăng) và lượng mưa năm (trạm khí tượng Tây Ninh) .......................................................119 Hình 3.12. Mối tương quan giữa lưu lượng nước năm (trạm thủy văn Tà Lài) và lượng mưa năm (trạm khí tượng Bảo Lộc) .............................................................120 Hình 3.13. Kịch bản lưu lượng nước tại trạm thủy văn Thanh Bình ......................123 Hình 3.14. Kịch bản lưu lượng nước tại trạm thủy văn Cần Đăng ........................124 Hình 3.15. Kịch bản lưu lượng nước tại trạm thủy văn Tà Lài ..............................125
DANH MỤC BẢN ĐỒ Bản đồ 1.1. Sơ đồ điểm thực địa .......................................................................................43 Bản đồ 2.1. Bản đồ lưu vực sông Đồng Nai ....................................................................47 Bản đồ 2.2. Bản đồ địa chất lưu vực sông Đồng Nai ......................................................49 Bản đồ 2.3. Bản đồ địa hình lưu vực sông Đồng Nai .....................................................50 Bản đồ 2.4. Bản đồ mưa lưu vực sông Đồng Nai .............................................................56 Bản đồ 2.5. Bản đồ hệ thống sông Đồng Nai ...................................................................58 Bản đồ 2.6. Bản đồ mô đun dòng chảy lưu vực sông Đồng Nai .....................................60 Bản đồ 2.7. Bản đồ thổ nhưỡng lưu vực sông Đồng Nai .................................................64 Bản đồ 2.8. Bản đồ lớp phủ rừng lưu vực sông Đồng Nai ..............................................70 Bản đồ 3.1. Bản đồ quan trắc pH lưu vực sông Đồng Nai giai đoạn 2011 – 2015 .....90 Bản đồ 3.2. Bản đồ quan trắc BOD5 lưu vực sông Đồng Nai giai đoạn 2011 – 2015 ...92 Bản đồ 3.3. Bản đồ quan trắc COD lưu vực sông Đồng Nai giai đoạn 2011 – 2015 ..94 Bản đồ 3.4. Bản đồ quan trắc DO lưu vực sông Đồng Nai giai đoạn 2011 – 2015 ....96 Bản đồ 3.5. Bản đồ quan trắc TSS lưu vực sông Đồng Nai giai đoạn 2011 – 2015 ....98 Bản đồ 3.6. Bản đồ đánh giá mức độ dễ bị tổn thương của các chỉ số khí hậu trong lưu vực sông Đông Nai .................................................................................115
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu DTSQ Dự trữ sinh quyển EVI Environmental Vulnerability Index Chỉ số tổn thương môi trường GIS Geographic Information Systems Hệ thống thông tin địa lí IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu LVS Lưu vực sông SOPAC South Pacific Applied Geoscience Commission Ủy ban Khoa học Địa chất ứng dụng Nam Thái Bình Dương TDBTT Tính dễ bị tổn thương TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam UNICEF United Nations International Children’s Emergency Fund Quỹ Nhi đồng Liên hợp quốc UNESCO United Nations Educational Scientific and Cultural Organization Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa Liên hợp quốc UNEP United Nations Environment Programme Chương trình Môi trường Liên hợp quốc VPQH Văn phòng Quốc hội WHO World Health Organization Tổ chức Y tế Thế giới
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Thực tiễn cho thấy ở nước ta, cũng như ở các nước trên thế giới, việc khai thác, sử dụng các nguồn tài nguyên nước mặt ở các lưu vực sông đã gây ra những tác động xấu đến môi trường và sự phát triển kinh tế - xã hội. Vì thế, vấn đề đánh giá tài nguyên nước mặt của lưu vực sông trong một khoảng thời gian dài có số liệu thực đo sẽ có ý nghĩa rất lớn đối với việc đề xuất hướng sử dụng và bảo vệ hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên này để từ đó có thể dự báo những tác động của chúng tới sự phát triển kinh tế - xã hội trong tương lai. Nhiều quốc gia trên thế giới đã dành những quan tâm tới vấn đề quản lý tổng hợp tài nguyên và môi trường theo lưu vực sông [52] như Australia, Mỹ, Đức, Đan Mạch, Malaysia… đặc biệt là đối với các hệ thống sông lớn, liên quốc gia như sông Danube, Rhine, Colorado, Mê Công … Tuy nhiên, do đặc thù của mỗi lưu vực sông nên việc sử dụng các kinh nghiệm đã có vào trong những điều kiện cụ thể cần phải được cân nhắc và xem xét cẩn thận để đảm bảo tính hợp lý và hiệu quả của phương thức quản lý. Ở Việt Nam, vấn đề đánh giá tài nguyên nước mặt của các lưu vực sông đã được các nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu trong những năm gần đây, đặc biệt là sau khi Việt Nam tham dự Hội nghị tư vấn không chính thức về nước và môi trường ở Copenhagen - Đan Mạch (1991), Hội nghị Quốc tế về nước và môi trường tại Dublin - Cộng hòa Ailen (1992)…. Vấn đề nghiên cứu, đánh giá, quản lý tài nguyên nước cũng đã trở thành một nội dung quan trọng của nhiều Bộ, Ngành; nhiều Viện và các cơ sở nghiên cứu khoa học, quản lý cũng như giảng dạy tại các khoá đào tạo sau đại học. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng có những diễn biến phức tạp, tác động khó lường đến tài nguyên nước mặt trên toàn cầu, trong đó có Việt Nam. Vì thế, việc thúc đẩy các nghiên cứu về tài nguyên nước mặt trong các lưu vực sông, nhất là các lưu vực sông lớn có ý nghĩa vô cùng quan trọng để đảm bảo quá trình phát triển kinh tế - xã hội bền vững. Lưu vực sông Đồng Nai là lưu vực sông có diện tích 37.400 km2, phần lớn diện tích nằm trong lãnh thổ Việt Nam bao gồm chủ yếu diện tích các tỉnh Lâm
2 Đồng, Đồng Nai, Bình Phước, Bình Dương, Thành phố Hồ Chí Minh, Đắk Nông, Tây Ninh và một phần diện tích của các tỉnh Long An Bình Thuận. Lưu vực sông Đồng Nai là lưu vực lớn thứ ba ở Việt Nam, sau lưu vực sông Mê Công và sông Hồng. Hiện nay, cùng với sự phát triển nhanh của các ngành nông nghiệp, thủy sản, giao thông, khai thác khoáng sản …, trên lưu vực sông Đồng Nai đã, đang và sẽ tiếp tục xây dựng nhiều hồ chứa thủy lợi, đập thủy điện để phục vụ phát triển kinh tế - xã hội [34]. Tuy nhiên, trong quá trình phát triển quá nhanh của các ngành kinh tế đã gây ra những tác động không nhỏ đến điều kiện tự nhiên, cảnh quan và điều kiện dân sinh – xã hội… Lưu vực sông Đồng Nai đang là điểm nóng của bài toán phát triển bền vững cho các nhà hoạch định chính sách, nhất là trong công tác quy hoạch và quản lý lưu vực sông. Trước thực tế đó, luận án “Đánh giá tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai phục vụ mục tiêu phát triển bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu” mong muốn xây dựng được các kịch bản lưu lượng nước trong tương lai sau khi đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng nước mặt, tính dễ tổn thương của môi trường qua bộ chỉ số khí hậu, tìm mối tương quan giữa mưa và lưu lượng nước để có thể làm rõ hơn xu thế biến động của tài nguyên nước mặt trong lưu vực, từ đó đề xuất các giải pháp mang tính bền vững trong việc sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước mặt cho các hoạt động phát triển ở lưu vực sông này. Các nội dung nghiên cứu của luận án góp phần làm rõ hơn bức tranh về sử dụng và quản lý tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai trong bối cảnh biến đổi khí hậu. 2. Mục tiêu, nhiệm vụ của luận án 2.1. Mục tiêu Mục tiêu của luận án là đánh giá được hiện trạng và xu thế biến đổi của tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai trong bối cảnh biến đổi khí hậu; đề xuất một số kiến nghị để sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đó.
3 2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được mục tiêu trên, luận án đã tập trung thực hiện những nhiệm vụ sau: - Tổng quan về nghiên cứu tài nguyên nước mặt của một số lưu vực sông điển hình trên thế giới và Việt Nam phục vụ cho việc sử dụng hợp lý tài nguyên nước mặt. - Thu thập, xử lý các tư liệu, số liệu có liên quan đến tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai. - Phân tích các nhân tố tự nhiên, kinh tế - xã hội tác động đến tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai. - Đánh giá hiện trạng tài nguyên nước mặt LVS Đồng Nai: trữ lượng nước, chất lượng nước, tính dễ bị tổn thương môi trường của các chỉ số khí hậu có liên quan đến tài nguyên nước mặt LVS. - Xu thế biến đổi tài nguyên nước mặt LVS Đồng Nai. - Đề xuất một số giải pháp sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước mặt LVS Đồng Nai trong bối cảnh biến đổi khí hậu. 3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của luận án 3.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận án là tài nguyên nước mặt trên các sông LVS Đồng Nai. 3.2. Phạm vi nghiên cứu - Về không gian: LVS Đồng Nai nằm trên lãnh thổ Việt Nam với 9 tỉnh, thành phố (Đăk Nông, Lâm Đồng, Bình Phước, Bình Dương, Đồng Nai, Tây Ninh, TP Hồ Chí Minh, Bình Thuận và Long An). - Về nội dung: + Áp dụng bộ thông số đánh giá tính dễ bị tổn thương của môi trường có liên quan đến tài nguyên nước mặt. + Phân tích chất lượng nước sông. + Xây dựng kịch bản biến động lưu lượng nước cho LVS trên cơ sở kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng của Việt Nam.
4 - Giới hạn vấn đề nghiên cứu: Trong phạm vi nghiên cứu của một Luận án, xin được giới hạn một số vấn đề như sau: + Khi áp dụng bộ chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương của Ủy ban Khoa học Địa chất ứng dụng Nam Thái Bình Dương (SOPAC) chỉ giới hạn trong 4 chỉ số thuộc nhóm khí hậu có liên quan đến tài nguyên nước còn với các thông số khác không thực hiện được do hạn chế về thời gian và khả năng đáp ứng của chuỗi số liệu. + Khi đánh giá hiện trạng chất lượng nước cũng chỉ giới hạn được với 5 thông số: pH, BOD5, COD, DO và TSS do không có đủ số liệu cần thiết. 4. Ý nghĩa của đề tài 4.1. Về lý luận - Đóng góp vào việc đánh giá chất lượng nước LVS dựa trên 5 chỉ tiêu chính theo Qui chuẩn Việt Nam (QCVN). - Đánh giá tính dễ bị tổn thương của các chỉ số khí hậu có liên quan đến tài nguyên nước mặt LVS theo các giai đoạn khác nhau. - Xây dựng xu thế biến đổi của lưu lượng nước dựa trên kịch bản Biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biển dâng cho Việt Nam của Bộ Tài nguyên và Môi trường cho LVS Đồng Nai. 4.2. Về thực tiễn Góp phần đánh giá tổng lượng và chất lượng nước mặt LVS Đồng Nai phục vụ cho việc sử dụng và quản lý hợp lý tài nguyên nước mặt, trên cơ sở đó có thể áp dụng cho các hệ thống sông khác ở Việt Nam. 5. Các luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Các nhân tố tự nhiên, kinh tế - xã hội đã tác động trực tiếp đến trữ lượng và chất lượng tài nguyên nước mặt LVS Đồng Nai. Luận điểm 2: Trữ lượng và chất lượng nước mặt LVS Đồng Nai có sự phân hóa theo không gian và biến đổi theo thời gian. Trữ lượng nước có xu thế tăng nhẹ theo thời gian và có sự biến động mạnh giữa các năm trong thời gian tới (2020 – 2065).
5 6. Những điểm mới của luận án - Đánh giá tính dễ bị tổn thương của các chỉ số khí hậu có liên quan đến tài nguyên nước mặt LVS Đồng Nai theo không gian và thời gian đối với hai giai đoạn 2010 – 2014 và 2015 – 2019. - Xác định xu thế biến đổi lưu lượng nước LVS Đồng Nai giai đoạn 1986 – 2018, trên cơ sở áp dụng các kịch bản Biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam của Bộ Tài nguyên và Môi trường (2016) theo kịch bản RCP 4.5 và RCP 8.5 để thiết lập kịch bản lưu lượng nước cho hai giai đoạn 2020 – 2035 và 2046 – 2065. 7. Cấu trúc của luận án Luận án gồm 147 trang, ngoài phần Mở đầu, Kết luận, Tài liệu tham khảo và Phụ lục, nội dung chính của luận án được trình bày trong 3 chương: Chương 1. Tổng quan và cơ sở khoa học về đánh giá tài nguyên nước mặt lưu vực sông phục vụ phát triển bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Chương 2. Các nhân tố tác động đến tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai. Chương 3. Đánh giá tài nguyên nước mặt lưu vực sông Đồng Nai trong bối cảnh biến đổi khí hậu.
6 Tổng quan các công trình nghiên cứu. Xác lập cơ sở lí luận và nghiên cứu Các nhân tố tự nhiên Các nhân tố KT - XH Đánh giá hiện trạng Đánh giá biến động tài nguyên nước lưu lượng nước mặt Trữ lượng nước Mối quan hệ giữa lưu lượng nước và lượng mưa Chất lượng nước Kịch bản lưu lượng nước đến năm 2065 Tính dễ tổn thương Đánh giá biến động tài nguyên nước Định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên nước mặt LVS Đồng Nai Sơ đồ Cấu trúc Luận án
7 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT LƯU VỰC SÔNG PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1.1. Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới và trong nước về tài nguyên nước mặt theo lưu vực sông 1.1.1. Các nghiên cứu trên thế giới Vấn đề quản lý tổng hợp tài nguyên và môi trường theo lưu vực sông đã được nhiều quốc gia và các tổ chức quốc tế quan tâm. Tuy nhiên, mỗi một quốc gia lại có những vấn đề riêng về sử dụng nguồn nước cũng như cách bảo vệ các lưu vực sông. Trong những năm gần đây các vấn đề liên quan đến quản lý lưu vực sông đang được thế giới chú ý đến như là một trong những nhiệm vụ không thể thiếu trong chiến lược phát triển bền vững [52]. Dân số thế giới ngày càng tăng, đặc biệt ở các nước nghèo và các nước đang phát triển, sẽ trở thành vấn đề lớn đối với việc đảm bảo và kiểm soát số lượng và chất lượng nguồn nước. Tuy nhiên, các nước phát triển và những nước thuộc vùng đất thấp cũng luôn luôn phải tìm ra các hướng sử dụng và quản lý các hệ thống sông hợp lý và mang tính bền vững trên cơ sở sự hỗ trợ của các công cụ điều tiết, quản lý của các mô hình trên các phần mềm máy tính. Hà Lan là một đất nước không chịu áp lực về nguồn cung cấp nước cho sinh hoạt và phát triển kinh tế nhưng lại phải thiết lập hệ thống điều tiết nước hiện đại và đảm bảo cho mọi hoạt động phát triển không bị ảnh hưởng bởi nước. Để có thể quản lý tốt các lưu vực sông, Tây Ban Nha đã thành lập các Ban quản lý lưu vực sông tương tự như ở Việt Nam đã, đang thành lập các Ban quản lý lưu vực sông lớn. Chỉ có sự khác biệt là ở Tây Ban Nha các Ban quản lý lưu vực sông được thành lập và vận hành theo cơ chế hợp tác công tư giữa chính phủ, người sử dụng nước và các tổ chức xã hội dân sự. Khi có bất kỳ những xung đột giữa các đối tác dùng nước thì đều được giải quyết dựa trên sự đàm phán và thống nhất của các thành viên trong Ban quản lý. Về cơ chế pháp lý Ban quản lý sông vẫn thuộc sự điều hành của Bộ Nông nghiệp, thực phẩm và môi trường Tây Ban Nha nhưng 70% tài
8 chính vận hành cho lưu vực sông được thu từ các đối tượng dùng nước, những người gây ô nhiễm nước. Trách nhiệm của Ban quản lý là giám sát các hoạt động phát triển trong lưu vực, thực hiện quan trắc thường xuyên, giải quyết các mâu thuẫn, xung đột, ô nhiễm [65]. Với cơ chế quản lý như vậy đã làm cho người sử dụng nước có trách nhiệm với chính hoạt động khai thác, phát triển và người quản lý cùng giám sát chặt chẽ mọi vấn đề liên quan đến lưu vực sông. Nhiều quốc gia trên thế giới đã có những cam kết hợp tác cùng nhau để quản lý nguồn nước bền vững như sự hợp tác giữa Đan Mạch và Đức. Một số quốc gia ở Châu Âu cùng sử dụng chung một dòng sông hoặc hệ thống sông luôn có những nguyên tắc sử dụng tài nguyên hợp lý, bền vững và hợp tác cùng có lợi [57]. Trong nghiên cứu đánh giá, quản lý tài nguyên nước của lưu vực sông Gediz ở Thổ Nhĩ Kỳ [47] phục vụ cho phát triển bền vững cũng sử dụng mô hình tính toán dựa trên dữ liệu đầu vào là lượng nước mặt chủ yếu phục vụ cho mục đích tưới tiêu, do đó mối quan hệ cung và cầu trong sử dụng nước nông nghiệp là trọng tâm chính của nghiên cứu. Mô hình này đã được áp dụng theo ba kịch bản khí tượng thủy văn khác nhau phản ánh điều kiện cung cấp và nhu cầu dùng nước ở các mức độ khác nhau, không những chỉ để đánh giá nguồn nước mà còn để đánh giá tác động của các phương án quản lý được đề xuất theo các phương án trong các điều kiện khác nhau. Phần mềm Đánh giá và quy hoạch nước (The Water Evaluation and Planning - WEAP) được sử dụng như một mô hình mô phỏng và là công cụ đánh giá khả năng của các giải pháp thay thế quản lý. Nghiên cứu này cũng đã áp dụng các kịch bản của biến đổi khí hậu, đánh giá những tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu đến quản lý nguồn nước mặt trong lưu vực sông, đặc biệt là trong các thời kì hạn khí tượng. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu thì lượng mưa và phân bố mưa bị tác động khá mạnh, nhu cầu dùng nước sẽ cao hơn rất nhiều so với nguồn cung cấp nước. Trước những thách thức đó, việc nghiên cứu các mô hình dự báo lượng mưa trong tương lai sẽ giúp con người có thể kiểm soát tốt hơn việc sử dụng nước bền vững.
9 1.1.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam Ở Việt Nam, một đất nước đang trên đà phát triển, các yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội ngày càng gây ra các áp lực đối với tài nguyên và môi trường, các nhà quản lý và khoa học đã đưa ra những cảnh báo về tình trạng suy thoái tài nguyên nước cả về chất và lượng trên các lưu vực sông. Suy thoái tài nguyên nước không chỉ ảnh hưởng đến cuộc sống của người dân mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến các mục tiêu phát triển bền vững của đất nước [6]. Chính vì thế, những năm gần đây, trước sự phát triển kinh tế ngày càng mạnh và sự gia tăng dân số, Việt Nam đã xác định những nhiệm vụ quan trọng trong nghiên cứu cũng như quản lý chặt chẽ các lưu vực sông. Những tháng cuối năm 2019, đầu năm 2020 ở Đồng bằng sông Cửu Long và Tây Nguyên đã diễn ra tình trạng thiếu nước ngọt trầm trọng, ảnh hưởng rất lớn đến các thành phần tự nhiên, làm hạn chế các quá trình phát triển kinh tế - xã hội. Nghiên cứu của Huỳnh Phú [25] về “Phát triển bền vững tài nguyên nước lưu vực sông Serepok đã sử dụng phương pháp phân tích chất lượng nước, phương pháp WQI… để đánh giá thực trạng tài nguyên nước của lưu vực sông, giúp các cơ quan quản lý đưa ra các quyết định phù hợp trong quản lý tài nguyên nước. Nghiên cứu của Bùi Đức Hiếu và cộng sự [15] trong “Nghiên cứu đánh giá rủi ro đến tài nguyên nước mặt do biến đổi khí hậu - Áp dụng cho tỉnh Quảng Ngãi” đã đề cập đến sự tác động của biến đổi khí hậu (BĐKH) đến tài nguyên nước hiện tại và tương lai trên cơ sở áp dụng một số phương pháp đánh giá như mô hình toán và số liệu thống kê, tính dễ tổn thương cũng được sử dụng trong nghiên cứu này để làm rõ sự tác động. Sự ra đời của Ban quản lý các lưu vực sông sẽ góp phần vào việc giải quyết những mâu thuẫn trong sử dụng và bảo vệ nguồn nước tại các lưu vực sông này. Hiện nay, Việt Nam đã thí điểm đi vào hoạt động ba tổ chức lưu vực sông, đó là lưu vực sông Cầu, lưu vực sông Đồng Nai – Sài Gòn và lưu vực sông Nhuệ - Đáy, các lưu vực sông khác sắp tới sẽ triển khai các hoạt động theo nguyên tắc của Ban quản lý lưu vực sông, mặc dù hiện nay các lưu vực sông lớn ở Việt Nam đã xây dựng xong