Tài liệu Nghiên cứu, đánh giá tài nguyên nước lưu vực sông srêpôk phục vụ phát triển bền vững kinh tế xã hội (thuộc phần lãnh thổ việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- PHAN THÁI LÊ NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG SRÊPÔK PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG KINH TẾ - XÃ HỘI (THUỘC PHẦN LÃNH THỔ VIỆT NAM) LUẬN ÁN TIẾN SỸ ĐỊA LÝ HÀ NỘI – 2017 VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ……..….***………… PHAN THÁI LÊ NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG SRÊPÔK PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG KINH TẾ - XÃ HỘI (THUỘC PHẦN LÃNH THỔ VIỆT NAM) LUẬN ÁN TIẾN SỸ ĐỊA LÝ Chuyên ngành: Địa lí tự nhiên Mã số: 62 44 02 17 Người hướng dẫn khoa học: 1. TS.NCVCC. Nguyễn Lập Dân 2. PGS.TS. Lương Thị Vân Hà Nội – 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng để bảo vệ ở bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận án Phan Thái Lê LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận án tiến sĩ, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ quý báu của các thầy cô, các nhà khoa học, các đồng nghiệp, gia đình và bạn bè. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tôi xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới: Thầy TS.NCVCC. Nguyễn Lập Dân, cô PGS.TS. Lương Thị Vân đã tận tình hướng dẫn, động viên cũng như giúp đỡ trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tập thể phòng Địa lí Thủy văn - Viện Địa lí, các đồng nghiệp tại khoa Địa lí – Địa chính, trường Đại học Quy Nhơn luôn tạo mọi điều kiện giúp đỡ để tôi hoàn thành luận án. Các thầy cô giáo, các nhà khoa học của Khoa Địa lí - Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi, chỉ bảo, giúp đỡ trong quá trình học tập và hoàn thành luận án. Gia đình, vợ và các con, bạn bè luôn động viên, giúp đỡ tôi trong qúa trình học tập và hoàn thành luận án. Xin chân thành cảm ơn! Phan Thái Lê MỤC LỤC MỤC LỤC ........................................................................................................................................... I DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................................... IV DANH MỤC BẢNG........................................................................................................................V DANH MỤC HÌNH .................................................................................................................... VIII MỞ ĐẦU ..............................................................................................................................................1 I. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu ..................................................................1 II. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của luận án ..................................................2 1. Mục tiêu nghiên cứu của luận án .........................................................................2 2. Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án .......................................................................2 III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án.................................................3 1. Đối tượng nghiên cứu ..........................................................................................3 2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................. 3 IV. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ......................................................3 1. Cách tiếp cận .......................................................................................................3 2. Phương pháp nghiên cứu .....................................................................................4 V. Luận điểm bảo vệ ..................................................................................................5 VI. Những đóng góp mới của luận án ......................................................................5 VII. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án .....................................................5 VIII. Cơ sở tài liệu .....................................................................................................5 IX. Cấu trúc luận án ...................................................................................................6 Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC ..........................................................................................................8 1.1. Cơ sở lí luận về nghiên cứu, đánh giá tài nguyên nước ..................................8 1.1.1. Nước và tài nguyên nước ..............................................................................8 1.1.2. Môi trường nước ............................................................................................ 8 1.1.3. Lưu vực sông .................................................................................................9 1.1.4. Dòng chảy tối thiểu .......................................................................................9 1.1.5. Phát triển bền vững và phát triển bền vững tài nguyên nước ......................10 1.1.6. Quan điểm sử dụng bền vững tài nguyên nước ...........................................11 1.1.7. Vai trò của tài nguyên nước đối với phát triển kinh tế - xã hội ..................12 1.1.8. Đánh giá tài nguyên nước ............................................................................13 1.1.9. Quản lý tổng hợp tài nguyên nước và Quản lý tổng hợp lưu vực sông ......16 1.1.10. Biến đổi khí hậu và kịch bản biến đổi khí hậu ..........................................18 1.2. Tổng quan về nghiên cứu, đánh giá tài nguyên nước ...................................18 1.2.1. Trên thế giới ................................................................................................ 19 i 1.2.2. Ở Việt Nam..................................................................................................23 1.2.3. Vùng Tây Nguyên .......................................................................................28 1.2.4. Lưu vực sông Srêpôk ...................................................................................30 1.3. Tiểu kết chương 1 ............................................................................................. 32 Chương 2. PHÂN TÍCH CÁC NHÂN TỐ HÌNH THÀNH VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG SRÊPÔK .............................................33 2.1. Các nhân tố tự nhiên ........................................................................................33 2.1.1. Vị trí địa lí và phạm vi lưu vực ...................................................................33 2.1.2. Địa chất cấu tạo ........................................................................................... 33 2.1.3. Địa chất thủy văn .........................................................................................34 2.1.4. Địa hình – Địa mạo......................................................................................38 2.1.5. Thổ nhưỡng .................................................................................................41 2.1.6. Khí hậu ........................................................................................................45 2.1.7. Biến đổi khí hậu........................................................................................... 54 2.1.8. Thủy văn ......................................................................................................55 2.1.9. Thảm thực vật .............................................................................................. 56 2.1.10. Tai biến thiên nhiên ...................................................................................58 2.2. Các nhân tố kinh tế - xã hội .............................................................................62 2.2.1. Dân số, dân cư và tập quán sản xuất ........................................................... 62 2.2.2. Các ngành kinh tế ........................................................................................64 2.2.3. Phát triển đô thị ........................................................................................... 71 2.2.4. Giao thông ...................................................................................................71 2.2.5. Các công trình khai thác nước .....................................................................72 2.3. Tiểu kết chương 2 .........................................................................................74 Chương 3. ĐÁNH GIÁ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG SRÊPÔK ĐẾN NĂM 2020 CÓ XÉT ĐẾN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ...............................75 3.1. Đánh giá tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Srêpôk ............................ 75 3.1.1. Đánh giá tài nguyên nước mưa....................................................................75 3.1.2. Đánh giá tài nguyên nước mặt .....................................................................77 3.1.3. Đánh giá tài nguyên nước dưới đất ............................................................. 84 3.2. Đánh giá tác động xuyên biên giới lưu vực sông Srêpôk phía hạ lưu Campuchia ...............................................................................................................90 3.2.1. Thay đổi chế độ dòng chảy trong sông........................................................90 3.2.2. Thay đổi chế độ dòng chảy năm ..................................................................91 3.2.3. Đánh giá sự dao động mức nước gây sạt lở bờ sông...................................91 3.3. Dự tính tài nguyên nước lưu vực sông Srêpôk đến 2020 có xét đến biến đổi khí hậu ......................................................................................................................92 ii 3.3.1. Kịch bản biến đổi khí hậu cho lưu vực sông Srêpôk...................................92 3.3.2. Dự tính lượng nước đến lưu vực sông Srêpôk năm 2020 theo kịch bản biến đổi khí hậu B2 .......................................................................................................94 3.4. Nhu cầu sử dụng nước 2010 và dự tính đến 2020 trên lưu vực sông Srêpôk ...................................................................................................................................99 3.4.1. Phân chia các tiểu lưu vực sông Srêpôk tính nhu cầu nước ........................99 3.4.2. Nhu cầu nước trên các tiểu lưu vực ...........................................................100 3.4.3. Nhu cầu nước cho đảm bảo dòng chảy tối thiểu .......................................108 3.4.4. Tổng hợp nhu cầu nước trên lưu vực sông Srêpôk năm 2010 và 2020 .....109 3.5. Tiểu kết chương 3 ...........................................................................................109 Chương 4. CÂN BẰNG NƯỚC VÀ CÁC GIẢI PHÁP KHAI THÁC, SỬ DỤNG HỢP LÍ TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG SRÊPÔK PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG KINH TẾ - XÃ HỘI ..........................................................................111 4.1. Cân bằng nước trên lưu vực sông Srêpôk năm 2020 theo Quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội có xét đến biến đổi khí hậu ...............................................111 4.1.1. Liên kết mô đun MIKE NAM vào mô hình MIKE BASIN tính nguồn nước đến trên lưu vực ...................................................................................................112 4.1.2. Tính cân bằng nước trên lưu vực sông Srêpôk ..........................................118 4.2. Các giải pháp khai thác, sử dụng tài nguyên nước lưu vực sông Srêpôk .125 4.2.1. Cơ sở đề xuất .............................................................................................125 4.2.2. Giải pháp khai thác sử dụng hợp lí, bảo vệ và phát triển tài nguyên nước lưu vực sông Srêpôk bền vững ............................................................................126 4.3. Tiểu kết chương 4 ...........................................................................................143 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................................145 1. Kết luận ..............................................................................................................145 2. Kiến nghị ............................................................................................................146 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ .........................................................147 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................................148 PHỤ LỤC BẢNG .............................................................................................................................A PHỤ LỤC HÌNH ..............................................................................................................................N iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VIẾT ĐẦY ĐỦ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu CBN Cân bằng nước CCN Cụm công nghiệp CN Công nghiệp DCTT Dòng chảy tối thiểu ĐGTH-TNN Đánh giá tổng hợp tài nguyên nước ĐGTNN Đánh giá tài nguyên nước ĐKTN Điều kiện tự nhiên GWP Global Water Partnership IWMI International Water Management Institute KBBĐKH Kịch bản biến đổi khí hậu KCN Khu công nghiệp KT-XH Kinh tế - xã hội LV Lưu vực LVS Lưu vực sông MT Môi trường NDĐ Nước dưới đất NN Nông nghiệp PLB Phụ lục bảng PLH Phụ lục hình PTBV Phát triển bền vững QLTH-LVS Quản lí tổng hợp lưu vực sông QLTH-TNN Quản lý tổng hợp tài nguyên nước QLTNN Quản lý tài nguyên nước TCCP Tiêu chuẩn cho phép TLV Tiểu lưu vực TN Tự nhiên TNN Tài nguyên nước TNTN TNTN iv DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Diện tích, độ cao và tỉ lệ độ cao địa hình LVS Srêpôk ........................................ 40 Bảng 2.2. Các nhóm đất chính trên lưu vực sông Srêpôk .................................................... 42 Bảng 2.3. Số giờ nắng tháng, năm các trạm khí tượng trong vùng (giờ) ............................ 45 Bảng 2.4. Nhiê ̣t đô ̣ trung biǹ h tháng, năm LVS Srêpôk (0C) ............................................... 46 Bảng 2.5. Bốc hơi trung bình tháng, năm (mm) ................................................................... 47 Bảng 2.6. Đô ̣ ẩ m tương đối trung bình tại các tra ̣m khí tượng (%) ..................................... 48 Bảng 2.7. Lượng mưa trung bình năm các trạm trên lưu vực sông Srêpôk ........................ 50 Bảng 2.8. Tốc độ gió trung bình tại các tra ̣m khí tượng (m/s) ............................................. 53 Bảng 2.9. Đă ̣c trưng hiǹ h thái hệ thống sông Srêpôk ........................................................... 56 Bảng 2.10. Biến động diện tích rừng trên LVS Srêpôk (ha) ................................................ 57 Bảng 2.11. Diện tích bị hạn hán các địa phương LVS Srêpôk (đến 24/3/2016) ................. 60 Bảng 2.12. Tỉ lệ tăng tự nhiên dân số các tỉnh thuộc LVS Srêpôk (%) ............................... 63 Bảng 2.13. Thực trạng sử dụng đất trên LVS Srêpôk năm 2013 ......................................... 64 Bảng 2.14. Diện tích trồng một số cây lương thực và thực phẩm năm 2013 ...................... 65 Bảng 2.15. Diện tích trồng một số cây công nghiệp ngắn ngày năm 2013 ......................... 66 Bảng 2.16. Diện tích trồng một số cây công nghiệp dài ngày 2013 .................................... 67 Bảng 2.17. Diện tích một số cây ăn quả năm 2013............................................................... 68 Bảng 2.18. Số lượng và sản lượng một số vật nuôi trên LVS năm 2013 ............................ 68 Bảng 2.19. Sản lượng, giá trị sản xuất ngành lâm nghiệp LVS Srêpôk năm 2013............. 69 Bảng 2.20. Cơ cấu GDP theo giá trị thực tế năm 2013 các tỉnh thuộc LVS Srêpôk so với cả nước (%) ............................................................................................................. 70 Bảng 2.21. Giá trị sản xuất công nghiệp năm 2010, 2013 và mức độ tăng trưởng............. 70 Bảng 2.22. Số lượt khách du lich và doanh thu du lịch năm 2010 và 2013 ........................ 71 Bảng 2.23. Tổng hợp hiện trạng các công trình thủy lợi trên LVS Srêpôk (năm 2012) .... 73 Bảng 3.1. Danh sách các trạm đo mưa trên LVS Srêpôk ..................................................... 75 Bảng 3.2. Các tham số thống kê chuỗi mưa năm tại các điểm quan trắc ............................ 76 Bảng 3.3. Kết quả đo các chỉ tiêu tại chỗ một số điểm lấy mẫu 4/2013 .............................. 76 Bảng 3.4. Kết quả phân tích mẫu nước mưa lưu vực sông Srêpôk năm 2013 .................... 77 Bảng 3.5. Danh sách các tra ̣m thủy văn LVS Srêpôk ........................................................... 77 v Bảng 3.6. Đặc trưng dòng chảy năm ta ̣i các tra ̣m thủy văn LVS Srêpôk ............................ 79 Bảng 3.7. Các tham số thống kê dòng chảy năm các trạm thuỷ văn LVS Srêpôk ............. 79 Bảng 3.8. Các tham số thống kê Qmax tại các trạm thuỷ văn trên sông Srêpôk ................... 80 Bảng 3.9. Đặc trưng dòng chảy mùa kiệt trung bình nhiều năm LVS Srêpôk.................... 82 Bảng 3.10. Đặc trưng dòng chảy trung bình nhiều năm LVS Srêpôk ................................. 82 Bảng 3.11. Độ đục trung bình nhiều năm LVS Srêpôk (g/m3) ............................................ 82 Bảng 3.12. Trữ lượng tĩnh tự nhiên một số vùng nghiên cứu LVS Srêpôk ........................ 85 Bảng 3.13. Moduyn và lưu lượng dòng ngầm trên dòng chính sông Srêpôk ..................... 85 Bảng 3.14. Tổng hợp các loại tài nguyên nước lưu vực sông Srêpôk ................................. 90 Bảng 3.15. Dung tích các hồ chứa và hệ số điều tiết các hồ ................................................ 91 Bảng 3.16. Mức tăng nhiệt độ trung bình năm vào các mùa năm 2020 so với thời kỳ 1980 – 1999 theo kịch bản phát thải trung bình (B2), (0C) .................................................. 93 Bảng 3.17. Mức thay đổi lượng mưa năm vào các mùa so với thời kỳ 1980 – 1999 theo kịch bản phát thải trung bình (B2), (%) ........................................................................ 93 Bảng 3.18. Lượng mưa, bốc hơi trên LVS Srêpôk 2020 với Kịch bản B2 (mm) ............... 95 Bảng 3.19. Dòng chảy đến năm 2010 trên các tiểu lưu vực (m3/s)...................................... 97 Bảng 3.20. Dòng chảy đến năm 2020 với KBBĐKH B2 trên các tiểu lưu vực (m3/s) ...... 98 Bảng 3.21. Các tiểu lưu vực sông Srêpôk ........................................................................... 100 Bảng 3.22. Nhu cầu dùng nước năm 2010 cho các loại cây trồng chính trên các tiểu lưu vực sông Srêpôk ứng với tần suất mưa thiết kế P = 85% ......................................... 102 Bảng 3.23. Nhu cầu dùng nước đến năm 2020 cho mô ̣t số loa ̣i cây trồng chính trên các tiểu lưu vực sông Srêpôk ứng với tần suất mưa thiết kế P = 85% ............................ 103 Bảng 3.24. Định mức dùng nước trong chăn nuôi (TCVN-1995) ..................................... 103 Bảng 3.25. Nhu cầu nước cho chăn nuôi trên các TLV Srêpôk......................................... 104 Bảng 3.26. Nhu cầ u nước cho nuôi trồng thủy sản năm 2020 trên các TLV Srêpôk ....... 104 Bảng 3.27. Nhu cầu nước cho công nghiệp trên các TLV sông Srêpôk............................ 106 Bảng 3.28. Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt cho từng loại đô thị (l/người/ngày) ............ 107 Bảng 3.29. Quy mô và dân số các đô thị trên LVS Srêpôk dự kiến đến 2020 .................. 107 Bảng 3.30. Nhu cầu nước cho sinh hoạt trên các tiểu lưu vực ........................................... 107 Bảng 3.31. Nhu cầu nước cho du lịch trên LVS Srêpôk .................................................... 108 Bảng 3.32. Phân phối dòng chảy tối thiểu tại Buôn Đôn và Đức Xuyên .......................... 109 Bảng 3.33. Tổng hợp nhu cầu dùng nước 2010 và 2020 trên LVS với P = 85% ............. 109 vi Bảng 4.1. Danh sách các trạm sử dụng số liệu mưa, bốc hơi trong mô hình .................... 113 Bảng 4.2. Các trạm thủy văn được sử dụng để tính toán dòng chảy ................................. 113 Bảng 4.3. Bộ thông số mưa – dòng chảy hiệu chỉnh các trạm thủy văn............................ 114 Bảng 4.4. Kết quả đánh giá quá trình hiệu chỉnh, kiểm định tại các trạm ......................... 114 Bảng 4.5. Các hồ chứa thủy điện đưa vào mô hình trên LVS Srêpôk ............................... 116 Bảng 4.6. Lương nước thiếu theo ngành, theo tháng năm 2010 trên các TLV và nút kiểm tra DCTT ứng với tần suất mưa thiết kế P = 85% ..................................................... 120 Bảng 4.7. Lượng nước thiế u trên các TLV sông Srêpôk năm 2010 ứng với tần suất mưa thiết kế P = 85% ........................................................................................................... 121 Bảng 4.8. Tổng hợp lượng nước thiếu hụt 2010 trên LVS Srêpôk ứng với tần suất mưa thiết kế P = 85% ........................................................................................................... 121 Bảng 4.9. Lượng nước thiếu theo ngành và theo tháng 2020 trên các TLV và nút kiểm tra DCTT có xét đến BĐKH với kịch bản B2 ứng với tần suất mưa thiết kế P = 85% 123 Bảng 4.10. Lượng nước thiếu và mức đảm bảo trên các TLVS Srêpôk năm 2020 ứng với tần suất mưa thiết kế P = 85% có xét đến BĐKH B2 ............................................... 124 Bảng 4.11. Lượng nước thiếu 2020 so với 2010 trên LVS Srêpôk ứng với tần suất mưa thiết kế P = 85% ........................................................................................................... 124 Bảng 4.12. Tổng hợp các yếu tố tự nhiên liên quan đến TNN trên các tiểu lưu vực sông Srêpôk140 Bảng 4.13. Tổng hợp các yếu tố KT-XH liên quan đến khai thác và sử dụng nước trên các TLV Srêpôk .......................................................................................................... 140 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1. Sơ đồ tiếp cận hệ thống trong nghiên cứu TNN lưu vực sông Srêpôk .................... 7 Hình 2.1. Bản đồ hành chính lưu vực sông Srêpôk ............................................................ 32a Hình 2.2. Bản đồ địa chất lưu vực sông Srêpôk .................................................................. 33a Hình 2.3. Bản đồ địa chất thủy văn lưu vực sông Srêpôk .................................................. 35a Hình 2.4. Bản đồ hình thể tự nhiên lưu vực sông Srêpôk................................................... 39a Hình 2.5. Bản đồ thổ nhưỡng lưu vực sông Srêpôk............................................................ 42a Hình 2.6. Biểu đồ biến trình năm của nhiệt độ tháng ........................................................... 47 Hình 2.7. Bản đồ nhiệt độ trung bình nhiều năm lưu vực sông Srêpôk ............................ 47a Hình 2.8. Biểu đồ bốc hơi tại các trạm .................................................................................. 48 Hình 2.9. Biểu đồ nhiệt độ, độ ẩm, bốc hơi trạm Buôn Ma Thuột và Buôn Hồ ................. 49 Hình 2.10. Biểu đồ biến động lượng mưa tháng tại một số trạm ......................................... 51 Hình 2.11. Bản đồ lượng mưa trung bình nhiều năm lưu vực sông Srêpôk...................... 50a Hình 2.12. Bản đồ mạng lưới sông suối lưu vực sông Srêpôk........................................... 55a Hình 2.13. Bản đồ lớp phủ thực vật năm 2010 lưu vực sông Srêpôk ................................ 57a Hình 2.14. Biểu đồ tỉ lệ tăng tự nhiên dân số các tỉnh LVS Srêpôk .................................... 63 Hình 2.15. Bản đồ sử dụng đất 2010 trên lưu vực sông Srêpôk ........................................ 66a Hình 2.16. Bản đồ hiện trạng các công trình thủy lợi lưu vực sông Srêpôk ..................... 73a Hình 3.1. Bản đồ moduyn dòng chảy trung bình nhiều năm lưu vực sông Srêpôk ........ ..78a Hình 3.2. Bản đồ moduyn dòng chảy mùa lũ lưu vực sông Srêpôk .................................. 80a Hình 3.3. Bản đồ moduyn dòng chảy mùa kiệt lưu vực sông Srêpôk ............................... 81a Hình 3.4. Bản đồ chất lượng nước mặt lưu vực sông Srêpôk ............................................ 83a Hình 3.5. Bản đồ moduyn dòng chảy ngầm lưu vực sông Srêpôk .................................... 86a Hình 3.6. Bản đồ chất lượng nước nước dưới đất lưu vực sông Srêpôk ........................... 88a Hình 3.7. Biểu đồ phân phối lượng mưa tháng năm nền và năm 2020 trạm Buôn Hồ ...... 96 Hình 3.8. Biểu đồ phân phối lượng mưa tháng năm nền và năm 2020 trạm Buôn Đôn .... 96 Hình 3.9. Biểu đồ phân phối lượng bốc hơi tại trạm Buôn Ma Thuột, Đắk Mil................. 99 Hình 3.10. Biểu đồ phân phối lượng bốc hơi tại trạm Lắk, M’Đrắk, Buôn Hồ .................. 99 Hình 3.11. Bản đồ các tiểu lưu vực tính cân bằng nước LVS Srêpôk ............................... 99a Hình 3.12. Sơ đồ làm việc của mô hình CROPWAT ......................................................... 102 Hình 3.13. Biểu đồ nhu cầu nước năm 2010 và năm 2020 ................................................ 109 Hình 4.1. Sơ đồ quá trình áp dụng MIKE BASIN tính cân bằng nước LVS Srêpôk ....... 111 Hình 4.2. Sơ đồ mô phỏng hệ thống sông trong MIKE BASIN ........................................ 115 viii Hình 4.3. Sơ đồ tính cân bằng nước LVS sông Srêpôk ..................................................... 117 Hình 4.4. Kết quả hiệu chỉnh đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán tại trạm Đức Xuyên, với chỉ số Nash từ 78,8% ............................................................................... 118 Hình 4.5. Kết quả hiệu chỉnh đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán tại trạm Giang Sơn, với chỉ số Nash 85,81% ........................................................................... 118 Hình 4.6. Kết quả hiệu chỉnh đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán tại trạm Cầu 14, với chỉ số Nash 80,58%......................................................................................... 119 Hình 4.7. Kết quả hiệu chỉnh đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán tại trạm Buôn Đôn, với chỉ số Nash 80,8% ............................................................................. 119 Hình 4.8. Bản đồ phân bố lượng nước thiếu trên LVS Srêpôk năm 2010 ứng với tần suất P = 85% .............................................................................................................. 121a Hình 4.9. Bản đồ phân bố lượng nước thiếu trên LVS Srêpôk năm 2020 ứng với tần suất P = 85% .............................................................................................................. 124a ix MỞ ĐẦU I. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu Nước là hợp phần quan trọng cấu thành lớp vỏ địa lí và quyết định đến sự sống của mọi sinh vật, nước còn là nguồn tài nguyên quí giá của đời sống xã hội, là “Vàng xanh” trong thời đại ngày nay mà không có tài nguyên nào có thể thay thế được. Với vòng tuần hoàn của nước, nếu xét trên phạm vi toàn cầu, nước vẫn đảm bảo sự cân bằng và đáp ứng đủ cho mọi nhu cầu của xã hội. Song do sự phân bố không đều theo không gian và thời gian, sự tác động của biến đổi khí hậu (BĐKH), bên cạnh đó là do vấn đề quản lí, khai thác và bảo vệ nguồn nước không hợp lí dẫn đến tình trạng suy thoái ở nhiều vùng, quốc gia và khu vực; chính nguyên nhân này đã làm cho tài nguyên nước (TNN) trở nên thiếu hụt, thậm chí khan hiếm ở nhiều nơi, gây ra tiêu cực đối với môi trường (MT) và xã hội, ảnh hưởng đến phát triển bền vững (PTBV). Vì vậy, đánh giá tài nguyên nước (ĐGTNN) là cơ sở khoa học quan trọng nhất để thực hiện khai thác, sử dụng và quản lí TNN hợp lí phục vụ cho PTBV kinh tế - xã hội (KT-XH). Srêpôk là hệ thống sông lớn của Tây Nguyên, bắt nguồn từ các tỉnh Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng chảy sang Campuchia rồi đổ vào sông Mê Kông, phần lưu vực sông (LVS) thuộc lãnh thổ Việt Nam là phần thượng nguồn. Vì vậy, đây là hệ thống sông liên tỉnh, liên quốc gia có vai trò và ý nghĩa rất quan trọng trong phát triển KT-XH, an ninh - quốc phòng, bảo vệ MT và đối ngoại không chỉ với Tây Nguyên mà cho cả nước. Trong thực tế, TNN sông Srêpôk còn chi phối đến đặc điểm hoạt động sản xuất và đời sống xã hội của LV rộng lớn này, đặc biệt là đối với nông nghiệp (NN). Tuy nhiên, do sự phân hóa sâu sắc giữa mùa mưa và mùa khô, sự phức tạp của địa chất - địa hình, tính đặc thù của thổ nhưỡng, thủy văn, cùng với đó là nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng nhanh và sự tác động của BĐKH đã làm cho TNN của LVS bị suy giảm mạnh, không đáp ứng được nhu cầu, làm mất tính bền vững của TNN và đe dọa đến sự PTBV kinh tế - xã hội của LVS Srêpôk. Cho đến nay, đã có nhiều công trình nghiên cứu về thủy văn, về TNN trên địa bàn Tây Nguyên và LVS Srêpôk. Tuy nhiên, các nghiên cứu này thực hiện trên toàn lãnh thổ Tây Nguyên hoặc tập trung làm rõ đặc điểm thủy văn và TNN của LVS Srêpôk hoặc đánh giá cho một lĩnh vực cụ thể nào đó như năng lượng, sinh hoạt, phòng chống thiên tai… Việc nghiên cứu, vận dụng các mô hình tính toán hiện đại để đánh giá tổng hợp tài nguyên nước (ĐGTH-TNN) phục vụ cho phát triển các ngành kinh tế và xã hội theo hướng bền vững chưa được tiến hành. Vì vậy, “Nghiên cứu, đánh giá tài nguyên nước lưu vực sông Srêpôk phục vụ phát triển bền vững kinh tế - xã hội” là việc làm cần thiết, có ý nghĩa cả về mặt khoa 1 học và thực tiễn, góp phần xác lập cơ sở khoa học và thực tiễn để có hướng khai thác, sử dụng và quản lý TNN bền vững gắn với bảo vệ MT, từ đó đảm bảo đủ nguồn nước cho phát triển bền vững KT-XH của LVS Srêpôk và tham gia vào việc đảm bảo an ninh quốc phòng vùng Tây Nguyên. II. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của luận án 1. Mục tiêu nghiên cứu của luận án - Đánh giá hiện trạng, tiềm năng nguồn nước và dự báo cân bằng nguồn nước đến năm 2020 trên LVS Srêpôk có xét đến BĐKH. - Đề xuất các giải pháp khai thác, sử dụng hợp lí và phát triển TNN bền vững, phục vụ PTBV kinh tế - xã hội LVS Srêpôk đến năm 2020 và những năm tiếp theo trong bối cảnh tác động của BĐKH. 2. Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án - Tổng quan có chọn lọc các vấn đề lí luận về nghiên cứu, ĐGTNN và những phương pháp, kết quả nghiên cứu, ĐGTNN trên thế giới, Việt Nam và LVS Srêpôk cũng như vấn đề khai thác sử dụng TNN trong phát triển KT-XH. - Tổng hợp, hệ thống hóa và xử lý các tài liệu liên quan đến điều kiện tự nhiên (ĐKTN), KT-XH lưu vực sông Srêpôk. - Khảo sát thực địa nhằm bổ sung tài liệu và kiểm tra kết quả nghiên cứu. - Phân tích các nhân tố tự nhiên (TN), KT-XH hình thành và ảnh hưởng đến tài nguyên nước LVS Srêpôk. - Đánh giá tổng hợp hiện trạng và dự báo TNN đến năm 2020 có xét đến tác động của BĐKH. - Đánh giá thực trạng khai thác, sử dụng TNN và dự báo nhu cầu sử dụng nước cho phát triển KT-XH của LVS Srêpôk đến năm 2020. - Tính toán cân bằng nước (CBN) hiện trạng và dự báo đến năm 2020 có xét đến BĐKH theo kịch bản B2 cho các tiểu LVS Srêpôk. - Đề xuất các giải pháp khai thác, sử dụng TNN hợp lý, cũng như bảo vệ và phát triển nguồn nước phục vụ cho phát triển bền vững KT-XH trên LVS Srêpôk đến năm 2020 và những năm sau đó. - Xây dựng và biên tập các bản đồ chuyên đề liên quan đến tài nguyên nước LVS Srêpôk. 2 III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án 1. Đối tượng nghiên cứu Tài nguyên nước lưu vực sông Srêpôk thuộc phần lãnh thổ Việt Nam. Cụ thể: + Nghiên cứu, đánh giá về số lượng, chất lượng, động thái và sự phân bố của nước mưa, nước mặt, nước dưới đất; + Vai trò, giá trị, khả năng khai thác – sử dụng của từng nguồn nước; + Các giải pháp khai thác, sử dung hợp lý và phát triển bền vững TNN phục vụ cho phát triển bền vững KT-XH. 2. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu được tiến hành ở LVS Srêpôk phần thuộc lãnh thổ Việt Nam, xác định theo bản đồ địa hình tỉ lệ 1:100.000 (có tham khảo phần LV thuộc lãnh thổ Campuchia). IV. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 1. Cách tiếp cận - Quan điểm hệ thống: Quan điểm này chỉ ra rằng, LVS Srêpôk là một bộ phận của hệ thống TN Tây Nguyên và lãnh thổ Việt Nam. Vì vậy, nó có mối quan hệ về quá trình phát sinh và phát triển, nên trong quá trình nghiên cứu luôn phải đặt LVS Srêpôk trong hệ thống TN đó. - Quan điểm tổng hợp: Quan điểm tổng hợp xem TN là một thể thống nhất hoàn chỉnh, trong đó các thành phần, các yếu tố có quan hệ hữu cơ và biện chứng với nhau. Vì vậy, khi nghiên cứu TNN lưu vực sông Srêpôk phải xác định được mối quan hệ của các thành phần TN với nhau và giữa TN với KT-XH đến sự hình thành và ảnh hưởng đối với TNN, cũng như vai trò của TNN đối với sự tồn tại và phát triển của các thành phần đó. - Quan điểm sinh thái và PTBV: Quan điểm này chi phối việc đề xuất các giải pháp khai thác, sử dụng hợp lý TNN đảm bảo cung cấp đủ nguồn nước phục vụ cho phát triển KT-XH bền vững, ổn định sản xuất và sự phát triển bình thường của các hệ sinh thái liên quan đến TNN của LVS Srêpôk. - Quan điểm lịch sử và viễn cảnh: Mọi sự vật và hiện tượng TN cũng như xã hội luôn luôn vận động, hay nói cách khác là không có gì tồn tại vĩnh viễn và bất biến. Vì vậy, khi nghiên cứu TNN lưu vực sông Srêpôk phải đặt trong bối cảnh vận động của các nhân tố khác như sự biến động của mưa, dòng chảy, thảm rừng, BĐKH, sự phát triển dân số và các ngành kinh tế với nhu cầu dùng nước… của giai đoạn trước 2010, từ 2010 đến 2020 và sau nữa mới có thể đi đến khai thác, sử dụng hợp lí TNN. 3 2. Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện các nội dung của luận án, tác giả sử dụng các phương pháp sau: - Phương pháp thu thập, kế thừa chọn lọc và phân tích hệ thống các nguồn tài liệu, tư liệu liên quan đến nội dung nghiên cứu. Vận dụng phương pháp này nhằm đảm bảo tính kế thừa, sử dụng các thông tin, số liệu đã được kiểm nghiệm, công nhận và công bố chính thức nhằm tiết kiệm được công sức và thời gian nghiên cứu, đồng thời dùng để đối chiếu, so sánh với thực tế và kết quả nghiên cứu. - Phương pháp bản đồ và hệ thông tin địa lý (GIS) được sử dụng trong suốt quá trình nghiên cứu nhằm khai thác các thông tin địa lí, sự phân bố và các mối liên hệ không gian. Kết quả nghiên cứu cũng được thể hiện trực quan thông qua bản đồ với sự thiết lập hệ thống thông tin địa lí. Các bản đồ được sử dụng trong nghiên cứu gồm: bản đồ vị trí địa lí, địa hình, địa chất – địa mạo, thổ nhưỡng, hiện trạng sử dụng đất, mưa, dòng chảy, lớp phủ thực vật… có tỉ lệ 1/50.000 và 1/100.000 khu vực Tây Nguyên và phạm vi LVS Srêpôk. Từ các số liệu, kết quả tính toán, mục tiêu của nội dung bản đồ, khuôn khổ luận án thực hiện biên tập và xây dựng các bản đồ chuyên đề. Các bản đồ được vẽ trên nền bản đồ địa hình tỷ lệ 1/100.000, sử dụng công cụ Vertical mapper trong Mapinfo. - Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: Phương pháp này nhằm mục đích thu thập tài liệu bổ sung, nghiên cứu hiện trạng, thu thập ý kiến các nhà quản lí và nhân dân địa phương về vấn đề TNN, so sánh giữa tài liệu trong phòng với thực địa... Với tư cách là thành viên đề tài cấp Nhà nước TN3/T02, tác giả đã tham gia đi khảo sát, thu thập tài liêu, lấy mẫu phân tích, đo đạc, phỏng vấn người dân, dự hội thảo, hội nghị cùng các nhà quản lí và các cấp chính quyền địa phương của 5 tỉnh Tây Nguyên, trong đó tập trung vào các địa phương thuộc LVS Srêpôk (Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng). - Phương pháp mô hình: Sử dụng mô hình CROPWAT để tính nhu cầu nước cho diện tích các loại cây trồng năm 2010 và 2020; Mô hình thủy văn MIKE BASIN để thực hiện tính toán CBN trên các TLV, từ đó tính được nhu cầu sử dụng nước, xác định lượng nước thiếu, khả năng đáp ứng nguồn nước cho các ngành trên các TLV sông Srêpôk. - Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến các chuyên gia, các nhà khoa học đầu ngành về lĩnh vực TNN, các nhà quản lí xã hội thông qua các hội nghị chuyên ngành, hội thảo chuyên đề, phỏng vấn trực tiếp để được tư vấn, trao đổi làm rõ những vấn đề về TNN với phát triển KT-XH. 4 V. Luận điểm bảo vệ - LVS Srêpôk là lưu vực xuyên biên giới, trong đó phần thuộc lãnh thổ Việt Nam là nơi tụ thủy đầu nguồn chịu tác động mạnh mẽ của các yếu tố TN và các hoạt động KT-XH, từ đó đã hình thành nên TNN trong vùng có tính đặc thù so với các LVS khác ở nước ta. - Đánh giá tổng hợp và CBN hệ thống theo các TLV là cơ sở khoa học tốt nhất cho việc đề xuất các giải pháp khai thác, sử dụng tổng hợp TNN phục vụ phát triển bền vững KT-XH trên LVS Srêpôk. VI. Những đóng góp mới của luận án - Luận án đã đánh giá, làm rõ các yếu tố TN và KT-XH hình thành và ảnh hưởng đến số lượng, chất lượng các nguồn nước LVS Srêpôk. - Vận dụng phương pháp luận ĐGTH-TNN vào LVS Srêpôk là nơi tụ thủy đầu nguồn có diện tích lớp phủ thổ nhưỡng bazan lớn và hoàn toàn khác biệt với các LVS khác của nước ta. Từ đó, đánh giá được tiềm năng và dự báo nguồn nước, nhu cầu sử dụng nước theo các TLV sông Srêpôk hiện tại và đến năm 2020 có xét đến BĐKH. - Luận án đã đề xuất được các giải pháp định hướng khai thác, sử dụng nước hợp lí, phát triển và bảo vệ TNN bền vững, từ đó đảm bảo đủ nước đáp ứng cho phát triển bền vững KT-XH trên các TLV sông Srêpôk. VII. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án * Ý nghĩa khoa học - Bổ sung cơ sở phương pháp luận đánh giá tổng hợp TNN theo LVS; - Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ giúp cho việc quy hoạch, phát triển KT-XH cũng như quản lí hiệu quả TNN gắn với bảo vệ môi trường LVS Srêpôk. * Ý nghĩa thực tiễn Việc nghiên cứu, ĐGTNN là cơ sở khoa học cho những giải pháp phù hợp trong khai thác, sử dụng và bảo vệ TNN từ đó giảm thiểu được các mâu thuẫn trong sử dụng nước, góp phần xóa đói, giảm nghèo và phát triển bền vững KT-XH thuộc phạm vi LVS Srêpôk. VIII. Cơ sở tài liệu - Tài liệu khí tượng: Số liệu thống kê và số liệu dự báo của Trung tâm Khí tượng Thủy văn quốc gia. - Số liệu mưa từ kết quả quan trắc của 23 trạm đo mưa từ năm 1958 - 2012; Số 5 liệu dòng chảy của 16 trạm thủy văn quan trắc từ 1977 - 2012; Tài liệu nước dưới đất của Đoàn ĐCTV-ĐCCT 704, đề tài KC02.2009, KC.08.05. - Bản đồ địa chất các tỉnh Gia Lai, Đắk Lắk - Đắk Nông, Lâm Đồng và Tây Nguyên, tỉ lệ 1/50.000, 1/100.000, 1/200.000 của Liên đoàn địa chất 704. - Bản đồ thổ nhưỡng và hiện trạng sử dụng đất tỉ lệ 1/50.000, 1/100.000 của các tỉnh Tây Nguyên. - Báo cáo tổng hợp dự án quy hoạch thủy lợi các tỉnh Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng (năm 2007, 2008) có bổ sung đến năm 2013. - Niên giám thống kê 2010, 2013 các tỉnh Đắk Lắk, Gia Lai, Đắk Nông, Lâm Đồng. - Báo cáo hiện trạng MT các tỉnh Đắk Lắk, Đắk Nông, Gia Lai, Lâm Đồng, - Báo cáo tổng hợp Quy hoạch tổng thể phát triển KT-XH đến năm 2010, 2015, 2020 các tỉnh Đắk Lắk, Đắk Nông, Gia Lai, Lâm Đồng, Tây Nguyên. - Đề tài KHCN cấp Nhà nước TN3/T02: “Nghiên cứu cơ sở khoa học cho giải pháp tổng thể giải quyết các mâu thuẫn lợi ích trong việc khai thác sử dụng tài nguyên nước lãnh thổ Tây Nguyên” mà tác giả là thành viên tham gia thực hiện. - Dự án QH-K.5519-QĐ/BNN: Quy hoạch sử dụng tổng hợp và bảo vệ nguồn nước lưu vực sông Srêpôk của Viện Quy hoạch thủy lợi. - Tài liệu, hình ảnh về dòng chảy, môi trường, các hoạt động khai thác nước, tình hình hạn hán... do quá trình đi thực địa của tác giả thu thập được. IX. Cấu trúc luận án Ngoài phần mở đầu, phần kết luận và phụ lục, luận án gồm có 4 chương: Chương 1: Cơ sở lí luận và tổng quan các nghiên cứu, đánh giá tài nguyên nước Chương 2: Phân tích các nhân tố hình thành và ảnh hưởng đến tài nguyên nước lưu vực sông Srêpôk Chương 3: Đánh giá tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Srêpôk đến năm 2020 có xét đến biến đổi khí hậu Chương 4: Cân bằng nước và các giải pháp khai thác, sử dụng hợp lí tài nguyên nước lưu vực sông Srêpôk phục vụ phát triển bền vững kinh tế - xã hội. Luận án được triển khai theo các bước nghiên cứu sau (xem hình 1) 6 Hình 1. Sơ đồ tiếp cận hệ thống trong nghiên cứu TNN lưu vực sông Srêpôk 7