Tài liệu đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông đồng nai

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG THAY ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC NGUYỄN QUỲNH NGA HÀ NỘI, NĂM 2018 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG THAY ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC NGUYỄN QUỲNH NGA CHUYÊN NGÀNH : THỦY VĂN HỌC MÃ SỐ: 604402248 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. PHAN THỊ THANH HẰNG HÀ NỘI, NĂM 2018 i CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán bộ hướng dẫn chính: TS. PHAN THỊ THANH HẰNG Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS. HOÀNG MINH TUYỂN Cán bộ chấm phản biện 2: PGS.TS. NGÔ LÊ AN Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 17 tháng 09 năm 2018 ii LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là: NGUYỄN QUỲNH NGA Mã số học viên: 1698010091 Học viên lớp: CH2BT Chuyên ngành: Thủy văn học Khoa: Khí tượng Thủy văn – Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội. Tên đề tài luận văn: Đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân, được thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Phan Thị Thanh Hằng. Nội dung, số liệu và kết quả trong luận văn nghiên cứu trên là trung thực và chưa được công bố dưới bất kỳ hình thức nào. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung nghiên cứu của mình. Hà Nội, ngày 17 tháng 10 năm 2018 Học viên thực hiện Nguyễn Quỳnh Nga iii LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến ban giám hiệu cùng toàn thể quý thầy cô Khoa Khí tượng Thủy văn- Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức cũng như kinh nghiệm quý báu cho chúng tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các cán bộ đồng nghiệp Viện Địa lý – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã động viên, giúp đỡ và hỗ trợ nhiệt tình cho tôi. Với tất cả lòng thành kính, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến TS.Phan Thị Thanh Hằng đã định hướng phương pháp nghiên cứu, phương pháp luận cho tôi trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu. Sau cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi học tập và nghiên cứu. Trong luận văn không thể tránh khỏi thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý quý báu của các quý thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp những người quan tâm đến nghiên cứu của tôi. Tác giả Nguyễn Quỳnh Nga iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................................... ii LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................... iii MỤC LỤC ................................................................................................................................ iv TÓM TẮT LUẬN VĂN ........................................................................................................... vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................... vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .......................................................................................... viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ................................................................................. ix MỞĐẦU ..................................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết ...................................................................................................................... 1 2. Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn .................................................................................... 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 3 4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................................... 3 5. Bố cục luận văn................................................................................................................... 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ......................................................... 5 I.1. Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước ............ 5 I.1.1. Các nghiên cứu đã thực hiện trên thế giới ................................................................. 5 I.1.2. Các nghiên cứu thực hiện tại Việt Nam .................................................................... 7 I.1.3. Các nghiên cứu thực hiện trên lưu vực sông Đồng Nai .......................................... 10 I.2. Khái quát về khu vực nghiên cứu ................................................................................... 12 I.2.1. Đặc điểm tự nhiên.................................................................................................... 12 I.2.1.1. Vị trí địa lý........................................................................................................ 12 I.2.1.2. Địa hình ............................................................................................................ 13 I.2.1.3. Khí hậu ............................................................................................................. 15 I.2.1.4. Thủy văn ........................................................................................................... 18 I.2.1.5. Thổ nhưỡng ...................................................................................................... 21 I.2.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu ........................................................ 22 CHƯƠNG II: CƠ SỞ THỰC TIỄN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 26 v II.1. Cơ sở thực tiễn .............................................................................................................. 26 II.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................... 28 II.2.1. Một số mô hình toán thủy văn được ứng dụng trong đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước ...................................................................................... 28 II.2.2. Lựa chọn mô hình đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đối với tài nguyên nước cho lưu vực sông Đồng Nai ..................................................................................... 29 II.2.3. Cơ sở lý thuyết mô hình BTOPMC........................................................................ 31 II.2.4. Các bước tiến hành nghiên cứu .............................................................................. 39 CHƯƠNG III: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG THAY ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI ............................................................... 40 III.1.Xây dựng mô hình BTOPMC mô phỏng dòng chảy cho lưu vực sông Đồng Nai ....... 40 III.1.1. Số liệu đầu vào mô hình ....................................................................................... 40 III.1.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình ......................................................................... 44 III.2. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất trên lưu vực sông Đồng Nai và ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai .............................................. 51 III.2.1. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất trên lưu vực sông Đồng Nai.............................. 51 III.2.2. Ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai ... 56 III.3. Một số giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên đất và nước nhằm bảo vệ và phát triển bền vững tài nguyên nước trên lưu vực sông Đồng Nai. ............................................................. 62 KẾT LUẬN .............................................................................................................................. 66 KIẾN NGHỊ............................................................................................................................. 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... 68 vi TÓM TẮT LUẬN VĂN Họ và tên học viên: Nguyễn Quỳnh Nga Lớp : CH2BT Khóa: 2016 - 2018 Cán bộ hướng dẫn: TS. Phan Thị Thanh Hằng Tên đề tài: “Đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai” Tóm tắt: Một trong những nguyên nhân gây ảnh hưởng đến lưu lượng dòng chảy trên lưu vực sông là do tác động của con người thông qua hoạt động sử dụng đất. Nghiên cứu này ứng dụng mô hình BTOPMCvà GIS để đánh giá ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất năm 2000 và năm 2010 đến tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định với hệ số Nash đạt từ 70% đến 81% ở trạm Phước Hòa và trạm Tà Lài. Qua phân tích mối quan hệ của dòng chảy với những thay đổi sử dụng đất đã chứng minh việc tích hợp mô hình BTOPMC và GIS trong đánh giá tác động của thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai là phù hợp. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học phục vụ quản lý, quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch tài nguyên nước trên phạm vi lưu vực sông vừa đảm bảo nhu cầu phát triển kinh tế-xã hội và bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên (đất, nước, rừng). vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu ĐNB Đông Nam Bộ KTTV Khí tượng Thủy văn KT-XH Kinh tế xã hội SDĐ Sử dụng đất LVSĐN Lưu vực sông Đồng Nai TNN Tài nguyên nước viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Tổng hợp độ dốc địa hình .............................................................................. 14 Bảng 1.2: Phân phối lượng mưa năm tại một số trạm trên lưu vực sông Đồng Nai ...... 16 Bảng 1.3: Lượng mưa trung bình tháng, năm tại một số trạm trên lưu vực .................. 17 Bảng 1.4: Đặc trưng lưu lượng tại các trạm thủy văn trên lưu vực sông Đồng Nai ...... 20 Bảng 1.5: Phân bố nhóm đất trong lưu vực ................................................................... 22 Bảng 1.6: Diện tích, dân số các tỉnh thuộc LVSĐN&PC năm 2015 ............................. 22 Bảng 1.7: GDP năm 2015 theo giá so sánh 2010 của các tỉnh thành trên LVSĐN ....... 24 Bảng 3.1: Danh sách trạm khí tượng được sử dụng trong nghiên cứu .......................... 43 Bảng 3.2: Danh sách trạm thủy văn được sử dụng trong nghiên cứu ............................ 43 Bảng 3.3: Các loại hình sử dụng đất trong khu vực nghiên cứu .................................... 51 Bảng 3.4: Thay đổi dòng chảy trung bình tháng, năm tại trạm Phước Hòa ứng với sử dụng đất theo kịch bản 2000 so với kịch bản 2010 ........................................................ 58 Bảng 3.5: Thay đổi dòng chảy trung bình tháng, năm tại trạm Tà Lài ứng với sử dụng đất theo kịch bản 2000 so với kịch bản 2010 ................................................................. 59 ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Bản đồ lưu vực sông Đồng Nai ...................................................................... 12 Hình 1.2: Địa hình lưu vực sông Đồng Nai ................................................................... 14 Hình 1.3: Bản đồ mưa trung bình nhiều năm lưu vực sông Đồng Nai và vùng ven biển phụ cận ........................................................................................................................... 16 Hình 1.4: Mạng lưới sông lưu vực sông Đồng Nai ........................................................ 19 Hình 1.5: Phân bố dòng chảy trong năm tại một số trạm trên lưu vực sông Đồng Nai . 21 Hình 2.1: Cấu trúc hình thành dòng chảy trong mô hình BTOPMC[20] ...................... 32 Hình 2.2: Cấu trúc đơn giản của mô hình TOP.............................................................. 33 Hình 2.3: Sơ đồ các bước tiến hành ............................................................................... 39 Hình 3.1: Mô hình số độ cao lưu vực sông Đồng Nai ................................................... 40 Hình 3.2: Dữ liệu sử dụng đất lưu vực sông Đồng Nai năm 2000 ................................ 41 Hình 3.3: Dữ liệu sử dụng đất lưu vực sông Đồng Nai năm 2010 ................................ 41 Hình 3.4: Dữ liệu đất ...................................................................................................... 42 Hình 3.5: Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn được sử dụng trong nghiên cứu ............ 44 Hình 3.6: Sơ đồ quá trình hiệu chỉnh mô hình ............................................................... 45 Hình 3.7: Kết quả hiệu chỉnh mô hình BTOPMC cho lưu vực sông Đồng Nai- Trạm Phước Hòa ...................................................................................................................... 47 Hình 3.8: Kết quả hiệu chỉnh mô hình BTOPMC cho lưu vực sông Đồng Nai- Trạm Tà Lài................................................................................................................................... 48 Hình 3.9: Kết quả kiểm định mô hình BTOPMC cho lưu vực sông Đồng Nai- Trạm Phước Hòa ...................................................................................................................... 49 Hình 3.10: Kết quả kiểm định mô hình BTOPMC cho lưu vực sông Đồng Nai- Trạm Tà Lài ............................................................................................................................. 50 Hình 3.11: Biểu đồ cơ cấu sử dụng sử dụng đất lưu vực sông Đồng Nai năm 2000 ..... 53 Hình 3.12:Biểu đồ cơ cấu sử dụng sử dụng đất lưu vực sông Đồng Nai năm 2010 ...... 53 Hình 3.13: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất lưu vực sông Đồng Nai năm 2000 .............. 54 x Hình 3.14: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất lưu vực sông Đồng Nai năm 2010 .............. 54 Hình 3.15: Lưu lượng của dòng chảy tại trạm Phước Hòa khi thay đổi kịch bản sử dụng đất năm 2000 .................................................................................................................. 57 Hình 3.16: Thay đổi lưu lượng tháng kịch bản năm 2000 so với kịch bản năm 2010 đối với trạm Phước Hòa ....................................................................................................... 57 Hình 3.17: Lưu lượng của dòng chảy của trạm Tà Lài khi thay đổi kịch bản sử dụng đất năm 2000 ........................................................................................................................ 58 Hình 3.18: Thay đổi lưu lượng tháng kịch bản 2000 so với kịch bản năm 2010 đối với trạm Tà Lài ..................................................................................................................... 59 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết Tài nguyên nước nói chung và tài nguyên nước mặt nói riêng là một trong những yếu tố quyết định sự phát triển kinh tế - xã hội của một vùng lãnh thổ hay một quốc gia. Nếu xét chung cho cả nước thì tài nguyên nước mặt của nước ta tương đối phong phú chiếm khoảng 2% tổng lượng dòng chảy của các sông trên thế giới. Tuy nhiên, một đặc điểm quan trọng của tài nguyên nước mặt là sự biến động mạnh mẽ theo thời gian và phân bố rất không đồng đều theo không gian. Sự gia tăng dân số và sự phát triển kinh tế - xã hội đã ảnh hưởng mạnh mẽ đến các đặc trưng thủy văn và tài nguyên nước. Một trong những yếu tố chịu ảnh hưởng mạnh mẽ nhất đến tài nguyên nước là thay đổi sử dụng đất do con người gây ra. Thay đổi sử dụng đất là yếu tố tác động lớn đến sự thay đổi các yếu tố trong quá trình thủy văn cả về không gian và thời gian, gây biến đổi giá trị dòng chảy. Quá trình thay đổi sử dụng đất diễn ra liên tục, ở quy mô lưu vực, tác động đến các quá trình thủy văn ảnh hưởng lần lượt đến hệ thống sinh thái, môi trường và kinh tế. Lưu vực sông Đồng Nai là hệ thống sông lớn thứ 3 cả nước, sau sông Mê Công và sông Hồng. Hệ thống sông Đồng Nai bao gồm dòng chính sông Đồng Nai và 4 phụ lưu lớn là: sông La Ngà , sông Bé, sông Sài Gòn, sông Vàm Cỏ. Toàn bộ lưu vực nằm trên diện tích của các tỉnh Lâm Đồng, Đắk Nông, Bình Phước, Bình Dương, Bình Thuận, Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu, Tây Ninh, Thành phố Hồ Chí Minh, Ninh Thuận và một phần của 2 tỉnh Đắk Nông và Long An. Tổng diện tích lưu vực sông Đồng Nai khoảng 44.100 km2, trong đó phần diện tích nằm trên lãnh thổ Việt Nam là 37.400 km2, phần diện tích ngoài nước là 6.700 km2. Lưu vực sông Đồng Nai có vai trò rất quan trọng đối với sự phát triển kinh tế của khu vực Nam Bộ. Tuy nhiên, những năm gần đây cùng với sự phát triển kinh tế nhanh với sự gia tăng dân số mạnh đã gây ra nhiều sức ép đến diện tích đất rừng và thay đổi sử dụng đất trong phạm vi lưu vực kết quả là diện tích rừng bị giảm nhanh và chất lượng rừng cũng bị suy thoái, chính vì vậy mà dòng chảy lưu vực sông Đồng Nai ngày càng cạn kiệt đặc biệt là mùa khô, hiện tượng xói mòn, rửa trôi xảy 2 ra mạnh vào mùa mưa, ảnh hưởng trầm trọng tới môi trường nước của lưu vực sông. Sự thay đổi dòng chảy cũng như gia tăng lượng xói mòn đất, bồi lắng trong lòng sông trên lưu vực diễn biến ngày càng phức tạp, đe dọa đến dân sinh và môi trường. Hiện nay diện tích rừng đầu nguồn của hệ thống lưu vực sông Đồng Nai chỉ còn 950.000 ha, chỉ chiếm 18,66 % diện tích đất tự nhiên của 9 tỉnh miền Đông Nam Bộ. Việc suy giảm diện tích rừng và chuyển đổi cơ cấu sử dụng đất sang đất công nghiệp, dịch vụ góp phần gây suy giảm nguồn tài nguyên nước trên lưu vực sông. Chính vì vậy, học viên lựa chọn luận văn với đề tài “ Đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai” để nghiên cứu đánh giá một cách định lượng, chi tiết và cụ thể mức độ ảnh hưởng của hoạt động khai thác, sử dụng tài nguyên đất đai trên lưu vực ở thời điểm hiện tại cũng như định hướng quy hoạch trong tương lai đến tài nguyên đất và nước trên lưu vực sông Đồng Nai. Những kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học quan trọng hỗ trợ cho công tác quy hoạch tài nguyên nước trên lưu vực hướng đến sự phát triển bền vững. 2. Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn 2.1. Mục tiêu - Đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai bằng mô hình toán thủy văn (mô hình BTOPMC) - Đề xuất một số giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên đất và nước nhằm bảo vệ và phát triển bền vững tài nguyên nước trên lưu vực. 2.2. Nhiệm vụ Để đạt được mục tiêu trên, luận văn tập trung vào việc giải quyết các nhiệm vụ sau: - Thu thập các số liệu, tài liệu có liên quan, trên cơ sở đó sẽ tiến hành tổng quan tài liệu, phân tích các số liệu đã thu thập được. - Tổng quan các vấn đề lý luận về cơ sở lý thuyết của mô hình. - Đánh giá hiện trạng sử dụng đất trên lưu vực - Ứng dụng mô hình BTOPMC đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai. Trên cơ sở đó đề xuất các biện pháp nhằm 3 sử dụng hợp lý tài nguyên đất và nước nhằm bảo vệ và phát triển bền vững tài nguyên nước trên lưu vực. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến dòng chảy mặt lưu vực sông Đồng Nai. - Phạm vi nghiên cứu: Lưu vực sông Đồng Nai 4. Phương pháp nghiên cứu Để đạt được mục tiêu và nội dung công việc trên, các phương pháp nghiên cứu chính sau đây dự kiến sẽ được sử dụng trong đề tài: - Phương pháp phân tích thống kê: Thu thập, thống kế, xử lý và phân tích số liệu, tài liệu phục vụ cho luận văn. - Phương pháp kế thừa: Tham khảo và kế thừa một số tài liệu, kết quả có liên quan đã được nghiên cứu trước đây của các tác giả, cơ quan, tổ chức khác. - Phương pháp mô hình hóa: Sử dụng mô hình phân bố BTOPMC do trường đại học Yamanashi, Nhật Bản xây dựng để đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai. - Phương pháp bản đồ và hệ thống thông tin địa lý (GIS): Bằng việc áp dụng công nghệ GIS để xây dựng bộ dữ liệu đầu vào cho mô hình. Trong nghiên cứu có sử dụng các bản đồ liên quan tới lưu vực nghiên cứu như bản đồ dữ liệu địa hình, thảm phủ thực vật, bản đồ hiện trạng sử dụng đất. - Phương pháp chuyên gia: xin ý kiến các chuyên gia trong lĩnh vực nghiên cứu. 5. Bố cục luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, nội dung chính của khóa luận bao gồm 3 chương: - CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4 - CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THỰC TIỄN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG THAY ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI Trong quá trình làm luận văn, học viên đã tham khảo và sử dụng số liệu một số công trình nghiên cứu đã được công bố của cơ quan trong và ngoài nước. Xin trân trọng cảm ơn! 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU I.1. Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước I.1.1. Các nghiên cứu đã thực hiện trên thế giới Trên phạm vi toàn cầu, thay đổi sử dụng đất có tác động lớn đến nguồn tài nguyên nước, bởi vậy trong những năm qua đã có rất nhiều các tổ chức nghiên cứu và các nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu tác động của thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước. Nhìn chung, các nghiên cứu khoa học liên quan đến ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước trên thế giới có điểm chung là sử dụng mô hình thủy văn, mô hình phân phối nguồn nước tích hợp với các yếu tố thay đổi sử dụng đất để đánh giá tài nguyên nước cho các lưu vực sông. Trong những năm gần đây, nhiều mô hình đã được phát triển để đánh giá tác động của việc sử dụng đất đến quá trình thủy văn. Các mô hình này khác nhau, một phần, dựa trên mức độ tập hợp không gian - từ phân bố gộp, bán phân bố tới phân bố hoàn toàn - và các quá trình vật lý kết hợp với mô hình. Ví dụ, Harbour (1994) đã phát triển một bảng tính dự đoán tác động của thay đổi sử dụng đất đối với dòng chảy bề mặt và sự bổ sung nguồn nước ngầm[31]. Karvonen et al. (1999) đã phát triển một mô hình thủy văn đơn giản dự đoán ảnh hưởng sử dụng đất đối với các quy trình mưa dòng chảy. Mô hình của họ dựa trên phân chia của lưu vực vào các đơn vị thuỷ văn tương tự, tập hợp các khu vực có cùng đặc điểm sử dụng đất đai, độ dốc và thảm thực vật. Mô hình được áp dụng cho lưu vực sông Lestijoki ở Phần Lan để ước lượng lưu lượng dòng chảy ngày[34]. Liu và cộng sự (2006) đã áp dụng hệ thống thông tin địa lý kết hợp mô hình thuỷ văn WetSpa để dự báo ảnh hưởng của các loại sử dụng đất như đô thị, rừng, đồng cỏ và nông nghiệp đến cường độ bão áp dụng với khu vực lưu vực sông tại Luxembourg[36]. Kim và cộng sự (2005) đã áp dụng mô hình thuỷ văn khái niệm để phân tích tác động của thay đổi sử dụng đất đối với dòng suối ở Hàn Quốc. Siriwardena và cộng sự (2006) đã nghiên cứu ảnh hưởng của việc chuyển đổi đất rừng sang đồng cỏ và đất trồng trọt đến dòng chảy trên lưu vực sông Comet ở Úc[38]. Notter et al. (2007) đã sử dụng mô hình bán 6 phân bố để tính toán cân bằng nước và đánh giá tác động của sự thay đổi sử dụng đất đối với tài nguyên nước vùng Kenya. Ví dụ về áp dụng các mô hình thủy văn phân phối đầy đủ phức tạp hơn bao gồm nghiên cứu của Luijten et al. (2000) xây dựng mô hình phân bố không gian (SWBM) để phân tích tình trạng sẵn có nước trong lưu vực sông Cabuyalở Colombia, chủ yếu là ảnh hưởng của độ che phủ đất đến cân bằng nước trong sông[36]. Wang và cộng sự (2008) đã sử dụng mô hình (SWAT) để phân tích ba kịch bản sử dụng đất và biến đổi khí hậu khác nhau đối với lưu vực sông Zamu khu vực Tây Bắc Trung Quốc. Vanshaar et al. (2002) đã tiến hành một nghiên cứu trong bốn lưu vực con của lưu vực sông Columbia sử dụng mô hình DHSVM (Distributed Hydrology-Soil Vegetation Model). Thanapakpawin et al. (2006) đã phân tích những ảnh hưởng của sự thay đổi sử dụng đất đối với thủy văn của một lưu vực sông ở Thái Lan sử dụng mô hình DHSVM. Mô hình này đã được sử dụng để đánh giá tác động của việc chuyển đổi đất đai từ rừng sang trồng trọt cũng như luân canh của cây trồng. Cuo và cộng sự (2008) cũng sử dụng mô hình DHSVM để dự đoán ảnh hưởng của đô thị đến chế độ thủy văn đối với một lưu vực sông ở Hoa Kỳ. Im et al. (2009) đã sử dụng mô hình MIKE-SHE để đánh giá tác động của đô thị hóa đối với chế độ thủy văn của lưu vực sông Gyeongancheon ở Hàn Quốc. Gần đây, một số nghiên cứu đã nhấn mạnh những lợi thế của việc kết hợp các mô hình sử dụng đất và các mô hình thủy văn để đánh giá chính xác hơn tác động của thay đổi sử dụng đất đối với quá trình thuỷ văn. Lin và cộng sự (2007) kết hợp mô hình thay đổi sử dụng đất (CLUE-s) và mô hình thủy văn phân tán / gộp để đánh giá tác động của thay đổi sử dụng đất đối tài nguyên nước ở lưu vực sông WuTu ở Đài Loan. Choi and Deal (2008) đã kết hợp mô hình tăng trưởng đô thị, không gian (LEAMluc) với mô hình thủy văn bán phân bố sử dụng ngôn ngữ lập trình Fortran (HSPF). Mục đích là để dự đoán tác động của tăng trưởng đô thị đối với lưu lượng dòng chảy trong lưu vực sông ở Mỹ[28]. Bithell và Brasington (2009) kết hợp mô hình thủy văn và mô hình động lực rừng SORTIE để đánh giá tác động của thay đổi nhân khẩu học đối với nạn phá rừng, và sau đó là chế độ dòng chảy của 7 sông. Zhang et al. (2011) kết hợp mô hình sử dụng đất tích hợp CLUE và mô hình xâm nhập quy mô lớn để đánh giá ảnh hưởng của các thay đổi về sử dụng đất trong quá khứ cũng như tiềm ẩn những thay đổi về sử dụng đất trong tương lai đối với thủy văn của một lưu vực sông ở Trung Quốc[41]. Randhir và Tsvetkova (2011) đã phát triển một mô hình quản lý rừng đầu nguồn kết hợp với mô hình thống kê Markovian có thể xác định cho việc dự đoán những thay đổi sử dụng đất tác động đến chu trình thủy văn về không gian và áp dụng vào một lưu vực nhỏ ở Massachusetts. Wijesekara et al. (2012) đã kết hợp mô hình sử dụng đất (CA) với mô hình thủy văn phân bố MIKE SHE / MIKE-11 để đánh giá ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất trên lưu vực sông Elbow ở Canada. Qua các công trình phân tích cho thấy, ảnh hưởng to lớn của việc thay đổi sử dụng đất đến môi trường nói chung và tài nguyên nước nói riêng.Các nghiên cứu mối liên hệ giữa độ che phủ thực vật, các quá trình thủy văn và chất lượng nước có lịch sử tương đối lâu dài. Trong những thập kỷ tới, mở rộng và tăng cường sử dụng đất nông nghiệp, đất đô thị và các nguồn tài nguyên thiên nhiên khác có thể sẽ đẩy nhanh nhu cầu về tài nguyên nước của con ở mức cao hơn trong tương lai. I.1.2. Các nghiên cứu thực hiện tại Việt Nam Những năm qua ở Việt Nam việc nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước là một nội dung không thể thiếu trong việc lập quy hoạch tài nguyên nước. Có thể kể đến một số các công trình nghiên cứu trong nước về tác động của thay đổi sử dụng đất, bề mặt lớp phủ đến tài nguyên nước như sau: Năm 1993 đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước "Đánh giá hiện trạng sử dụng tài nguyên trên quan điểm sinh thái và phát triển bền vững", mã số KT-02-10, Cao Đăng Dư cùng cộng sự đã bước đầu tiến hành đánh giá những ảnh hưởng của rừng, thảm phủ thực vật và các loại hình canh tác nông nghiệp đến các đặc trưng thuỷ văn ở lưu vực sông Đà. Các tác giả đã sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, khảo sát và sử dụng phép toán thống kê để xử lý và phân tích các số liệu. Nghiên cứu này đã chỉ ra khả năng giữ và điều tiết nước, phòng hộ nguồn nước cũng như chức năng bảo vệ, 8 giảm thiểu, ngăn ngừa sự hình thành dòng lũ và lũ quét của rừng và thảm phủ thực vật.[3] Năm 1994, Huỳnh Niêm đã tiến hành tổng quan một số nghiên cứu liên quan đến ảnh hưởng của rừng đến dòng chảy và đã đăng bài viết này trong Tạp chí KTTV số tháng 7/1994. Phạm Ngọc Khuê cũng công bố trong Tạp chí KTTV số tháng 7/1994 một số kết quả nghiên cứu về sự suy giảm của rừng và ảnh hưởng của điều này đến dòng chảy lũ trên những sông suối vừa và nhỏ, sử dụng phương pháp thực nghiệm theo loại rừng và phân tích thống kê. Các nghiên cứu này cũng chủ yếu tập trung vào xem xét tác động của thảm phủ rừng và suy giảm rừng đến dòng chảy, dòng chảy lũ và các đặc trưng thủy văn mà ít đề cập đến ảnh hưởng của rừng và suy giảm rừng tới nguồn sinh thủy và các đặc trưng tài nguyên nước. Năm 2003, Trần Thục và Huỳnh Thị Lan Hương đã sử dụng mô hình SWAT để tính toán và đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi sử dụng đất đến dòng chảy lưu vực sông Trà Khúc. Các tác giả đã nêu rõ vai trò điều hòa dòng chảy và hỗ trợ phòng chống lũ của rừng. Kết quả tính toán cho thấy khi lớp phủ rừng tăng (từ năm 1993 đến năm 2000) thì tổng lượng dòng chảy năm của lưu vực giảm đi trung bình khoảng 31.106 m3 và lưu lượng đỉnh lũ cũng giảm. Kết quả của cả hai nghiên cứu nói trên đều được đăng trong Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 8 (tháng 12/2003) của Viện Khí tượng Thuỷ văn. Năm 2008 trong đề tài cấp ĐHQGHN và Quốc gia (LIC) do PGS.TS. Nguyễn Tiền Giang làm chủ nhiệm đề tài đã ứng dụng mô hình Wetpas để đánh giá ảnh hưởng của sự biến đổi tình hình sử dụng đất đến dòng chảy mặt lưu vực sông Lam. Đề tài đã đánh giá được sự ảnh hưởng của các kịch bản sử dụng đất đến dòng chảy lũ lưu vực sông Lam đồng thời đề tài đã chứng minh việc ứng dụng mô hình WetPas có thể dự báo lũ và đánh giá ảnh hưởng của sự biến đổi tình hình sử dụng đất lên các đặc trưng lũ cho các sông liên quốc gia (sông quốc tế) của Việt Nam.[5] Năm 2009 trong nghiên cứu về ảnh hưởng của các kịch bản sử dụng đất đối với dòng chảy lưu vực sông Bến Hải do Nguyễn Ý Như, Nguyễn Thanh Sơn Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội thực hiện. Kết quả