Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá an ninh nguồn nước lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn trong điều kiện biến đổi khí hậu và phát triển lưu vực

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

8
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận án "Nghiên cứu đánh giá an ninh nguồn nước lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn trong điều kiện biến đổi khí hậu và phát triển lưu vực" là đánh giá được tình trạng, mức độ an ninh nguồn nước của lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn trong điều kiện hiện tại và tương lai khi xét đến tác động của biến đổi khí hậu và phát triển lưu vực thông qua Khung đánh giá an ninh nguồn nước.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá an ninh nguồn nước lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn trong điều kiện biến đổi khí hậu và phát triển lưu vực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ NGỌC VIÊN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ AN NINH NGUỒN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ PHÁT TRIỂN LƯU VỰC Ngành: Thủy văn học Mã số : 9 44 02 24 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2024
Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Thủy lợi Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Nguyễn Mai Đăng Người hướng dẫn khoa học 2: GS.TS Lê Đình Thành Phản biện 1: GS.TS Huỳnh Thị Lan Hương, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội. Phản biện 2: PGS. TS Trịnh Quang Toàn, Viện khoa học Thủy lợi Việt Nam Phản biện 3: PGS.TS Hoàng Thanh Tùng, Trường Đại học Thủy lợi Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp tại Phòng 5 Nhà K1, Trường Đại học Thủy lợi, 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội, vào lúc 08 giờ 30 ngày 28 tháng 02 năm 2024. Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: - Thư viện Quốc gia - Thư viện Trường Đại học Thủy lợi
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu An ninh nguồn nước (ANNN) hiện nay là vấn đề có tính toàn cầu, tác động đến hầu hết các lĩnh vực phát triển kinh tế - xã hội nói chung, đặc biệt là sự sống của con người trên toàn thế giới. Cũng như nhiều nước trên thế giới và trong khu vực, Việt Nam đang phải đối mặt với nhiều thách thức liên quan đến việc quản lý, khai thác nguồn nước. Thực tế hiện nay cho thấy, sự gia tăng dân số cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội (KTXH), việc khai thác, sử dụng thiếu tính bền vững cùng với những tác động ngày càng rõ nét của biến đổi khí hậu (BĐKH) đã làm cho nguồn tài nguyên nước ngày càng suy thoái, cạn kiệt. Không nằm ngoài thực trạng trên, việc khai thác nguồn tài nguyên nước trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn (VGTB) thời gian qua đã nảy sinh nhiều bất cập và ảnh hưởng lớn đến sự phát triển kinh tế xã hội của các địa phương trên lưu vực. Tác động của thiên tai và các hoạt động phát triển trên lưu vực (PTLV) như: lũ lụt, hạn hán, xâm nhập mặn, khai thác khoáng sản, phá rừng, sự phát triển của các thủy điện, đô thị hóa, và các hoạt động sản xuất (nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ,…) đã ảnh hưởng không nhỏ đến việc đảm bảo nguồn cung cấp nước an toàn cho các ngành dùng nước tại lưu vực. Thực tế trên cho thấy rằng cần có những đánh giá mang tính tổng hợp, toàn diện về mức độ đảm bảo ANNN, thực trạng khai thác, sử dụng nguồn nước từ đó có các giải pháp quản lý nguồn nước hợp lý, đảm bảo mục tiêu phát triển bền vững tại lưu vực. Các nghiên cứu trước đây tập trung nhiều vào tính toán cân bằng nước, nghiên cứu các diễn biến mưa lũ, hạn hán, giải pháp vận hành hệ thống liên hồ chứa,…đa phần các nghiên cứu, đề tài tập trung vào giải quyết những vấn đề, khía cạnh riêng lẻ mà chưa giải quyết các vấn đề mang tính tổng hợp, có tính hệ thống của lưu vực. Các nghiên cứu thiên về chính sách quản trị, quản lý chưa nhiều, đặc biệt là vấn đề ANNN trong điều kiện biến đổi khí hậu (BĐKH) đối với hệ thống sông VGTB chưa được quan tâm đúng mức và vẫn còn nhiều vấn đề cần được nghiên cứu trên cơ sở khoa học một cách toàn diện và bài bản. 1
Qua những phân tích trên, có thể khẳng định rằng việc nghiên cứu, đánh giá ANNN của lưu vực sông VGTB trong điều kiện BĐKH, PTLV là cấp thiết qua đó có thể cung cấp những thông tin có giá trị để các nhà quản lý, ra quyết định có thể tham khảo và đưa ra các cảnh báo về ANNN, hoạch định chiến lược phát triển, quản lý nguồn tài nguyên nước trên lưu vực một cách bền vững nhất. 2. Mục tiêu nghiên cứu 1) Đánh giá được tình trạng, mức độ ANNN của lưu vực sông VGTB trong điều kiện hiện tại và tương lai khi xét đến tác động của BĐKH và sự PTLV thông qua Khung đánh giá ANNN. 2) Từ kết quả đánh giá tình trạng và mức độ ANNN, định hướng được các giải pháp đảm bảo ANNN trong điều kiện hiện tại và tương lai. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1) Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của luận án là tình trạng ANNN của lưu vực với các nội hàm của nó bao gồm: các yếu tố tài nguyên nước, môi trường, tác động của BĐKH, và các hoạt động phát triển KTXH trên lưu vực. 2) Phạm vi nghiên cứu:  Phạm vi không gian: Toàn bộ lưu vực sông VGTB bao gồm các địa phương thuộc tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng.  Phạm vi thời gian: Đánh giá tình trạng ANNN lưu vực thời điểm hiện tại và tương lai ứng với các kịch bản BĐKH năm 2050 (giữa thế kỷ) theo kịch bản phát triển KTXH, các kịch bản BĐKH đối với tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng. 4. Câu hỏi nghiên cứu và luận điểm bảo vệ 4.1 Câu hỏi nghiên cứu 1) Làm thế nào để đánh giá được tình hình và mức độ ANNN của lưu vực hiện tại, tương lai trong điều kiện BĐKH và phát triển lưu vực? 2) Tình hình ANNN lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn đang ở tình trạng nào, cần làm gì để đảm bảo ANNN của lưu vực hiện tại và trong tương lai? 2
4.2 Luận điểm bảo vệ 1) Có thể định lượng để đánh giá được tình trạng, mức độ ANNN của lưu vực và các địa phương (cấp quận/huyện) trên lưu vực thông qua khung đánh giá với bộ tiêu chí tương ứng. 2) Lưu vực sông VGTB đang đối mặt với nhiều vấn đề bất ổn về quản lý, khai thác tài nguyên nước do tác động của thiên tai và các hoạt động phát triển KTXH dẫn đến khả năng không đảm bảo ANNN. Từ tình trạng, mức độ ANNN được đánh giá với các nguyên nhân dẫn đến việc mất ANNN, có thể đề xuất được các giải pháp phù hợp để đảm bảo ANNN của lưu vực. 5. Hướng tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 5.1. Hướng tiếp cận  Tiếp cận hệ thống: xem xét ANNN của lưu vực từ đầu nguồn cho đến cửa ra của lưu vực bao gồm tác động bên ngoài (các yếu tố tự nhiên, thiên tai), tác động phát sinh trong nội tại lưu vực (con người và các hoạt động phát triển KTXH).  Tiếp cận tổng hợp: xét đến các mối quan hệ qua lại giữa nguồn nước và người dân sống trên lưu vực, tác động của các hiện tượng thiên tai đối với việc khai thác sử dụng tài nguyên nước của con người và ngược lại. 5.2. Phương pháp nghiên cứu Luận án đã kế thừa có chọn lọc các kết quả nghiên cứu ở trong và ngoài nước, sử dụng các phương pháp nghiên cứu vừa truyền thống, vừa hiện đại: phương pháp điều tra, phỏng vấn; thu thập, thống kê, tổng hợp thông tin, mô hình toán, kỹ thuật GIS và phương pháp chuyên gia. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn  Ý nghĩa khoa học: góp phần hoàn thiện phương pháp đánh giá ANNN, đưa ra được cơ sở khoa học cho việc xây dựng 1 khung đánh giá ANNN gắn với đặc trưng riêng của lưu vực sông VGTB. Khung đánh giá trong đó có xét đến trọng số đóng góp của các chỉ số thành phần, đây là một kết quả quan trọng giúp việc đánh giá ANNN có độ tin cậy cao, phù hợp với tình hình thực tế tại lưu vực. 3
 Ý nghĩa thực tiễn: kết quả nghiên cứu của luận án sẽ là tài liệu tham khảo có giá trị trong công tác giảng dạy, quản lý điều hành và cảnh báo việc đảm bảo ANNN trên lưu vực sông VGTB. 7. Kết cấu của luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận và phụ lục, luận án được bố cục gồm có 3 chương: Chương 1: Đánh giá tổng quan về các nghiên cứu về ANNN, phân tích những hạn chế của các nghiên cứu hiện tại, các khoảng trống trong nghiên cứu từ đó đưa ra vấn đề nghiên cứu của luận án. Chương 2: Nghiên cứu xây dựng Khung đánh giá ANNN phù hợp với điều kiện tự nhiên, đặc điểm KTXH gắn với BĐKH và các hoạt động PTLV. Chương 3: Đánh giá tình trạng ANNN của lưu vực giai đoạn hiện tại, xét đến tác động của BĐKH, sự PTLV trong tương lai từ đó đề xuất, định hướng các giải pháp đảm bảo ANNN của lưu vực. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ANNN 1.1 Tình hình nghiên cứu ANNN trên thế giới 1.1.1 Các định nghĩa về ANNN Thuật ngữ “An ninh nguồn nước” đã được sử dụng trong giới học thuật từ những năm 1990 trước khi nó được đưa vào thực thi trong các chính sách điều hành của các quốc gia và đã liên tục được phát triển, hoàn thiện [8]. Cho đến hiện tại có rất nhiều định nghĩa được đề xuất và sử dụng, điển hình có thể kể đến định nghĩa do Ủy ban nước của LHQ (UN-Water) đề xuất: “ANNN là khả năng của cộng đồng dân cư trong việc đảm bảo sự tiếp cận nguồn nước một cách bền vững với số lượng và chất lượng chấp nhận được để duy trì sinh kế, thỏa mãn nhu cầu và phát triển kinh tế xã hội, có khả năng chống chịu với sự ô nhiễm và các thảm họa liên quan đến nước, bảo tồn được các hệ sinh thái trong một môi trường chính trị hòa bình và ổn định” [16]. Định nghĩa này được nhìn nhận là đã xem xét một cách toàn diện nhất các khía cạnh liên quan đến tình trạng, mức độ của đối tượng được đánh giá và được sử dụng rất nhiều trong các nghiên cứu [31, 38, 32, 42, 40, 24]. 4
1.1.2 Quan điểm tiếp cận về ANNN Trước năm 2000, hầu hết các nghiên cứu đánh giá ANNN theo quan điểm tiếp cận cơ bản dựa trên mối quan hệ “Nước - Con người”, chủ yếu tập trung vào việc xem xét nguồn tài nguyên nước phục vụ cho nhu cầu sử dụng của con người, coi con người là trung tâm trong mối quan hệ Nước - Con người. Hiện tại, các nghiên cứu đã tiếp cận theo hướng tổng hợp với quan điểm linh hoạt và năng động hơn trong đó quan niệm ANNN không chỉ đơn giản là đảm bảo sự cân bằng giữa nhu cầu và nguồn cung cấp nước mà là một vấn đề phức hợp của sự tương tác giữa “Nguồn nước - con người”. 1.1.3 Một số nghiên cứu về ANNN và các khung đánh giá ANNN trên thế giới Cho đến nay, các nghiên cứu về ANNN trên thế giới đã có nhiều bước tiến đáng kể cả trong phương pháp luận cũng như trong ứng dụng. Theo quy mô, đối tượng nghiên cứu, cách tiếp cận,… có thể kể đến một số nghiên cứu với các khung đánh giá điển hình sau: ANNN phạm vi toàn cầu: các nghiên cứu [23] (2016), nghiên cứu [24] (2023); ANNN quy mô khu vực: các Báo cáo triển vọng phát triển nước Châu Á (AWDO) phát hành các năm 2007 [25], 2013 [26], 2016 [17], và 2020 [3]; ANNN quy mô quốc gia: nghiên cứu [27] (2019); ANNN quy mô lưu vực: nghiên cứu [28] (2015), nghiên cứu [29] (2018); ANNN các đô thị: nghiên cứu [32] (2020); ANNN có xét đến tác động của BĐKH: nghiên cứu [33] (2012). Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới cho đến thời điểm hiện tại cho thấy có thể phân các kiểu khung đánh giá thành 2 nhóm chính: (1) nhóm xét đến trải nghiệm dùng nước của các Hộ gia đình và tác động của nó đối với sức khỏe con người; (2) nhóm xét đến lượng nước ngọt sẵn có hay tiềm năng của nguồn nước đáp ứng các nhu cầu sử dụng của con người [34]. Đây chính là hai thuộc tính cơ bản, quan trọng của ANNN. 1.2 Tình hình nghiên cứu về ANNN ở Việt Nam và lưu vực nghiên cứu Tính đến thời điểm hiện tại, các nghiên cứu về ANNN ở Việt Nam còn chưa nhiều, đa phần các nghiên cứu liên quan đề cập đến ANNN ở khía cạnh chung 5
nhất như là việc đảm bảo nguồn cung cấp nước cho các đối tượng dùng nước về số lượng, chất lượng chứ chưa đi sâu vào xem xét một cách tổng thể tác động lẫn nhau của các yếu tố tạo nên ANNN. Có thể kể đến một số nghiên cứu như: Nghiên cứu [35] (2016) đã đề xuất khung để đánh giá được tình hình ANNN của thành phố Hà Nội; Nghiên cứu [36] (2017) đã đề xuất khung đánh giá ANNN ở quy mô lưu vực, áp dụng cho lưu vực sông Hồng - Thái Bình; Luận án tiến sĩ [37] (2018) đã xây dựng một bộ chỉ số ANNN có thể áp dụng cho các lưu vực sông ở Việt Nam trong đó áp dụng tính toán xác định mức độ ANNN cho lưu vực sông Mã. Bài báo [38] (2018) đã áp dụng phương pháp phân tích đa tiêu chí để tính toán chỉ số ANNN (WSI) phục vụ cho việc định lượng mức độ ANNN của thành phố Trà Vinh. Luận án tiến sĩ [39] (2021) đã xây dựng được bộ chỉ số đánh giá ANNN cấp tỉnh trong điều kiện biến đổi khí hậu áp dụng cho tỉnh Quảng Ngãi. Bài báo [40] (2022) đã xây dựng bộ chỉ số đánh giá ANNN cho vùng đồng bằng sông Cửu Long; Nghiên cứu [41] (2023) đã đưa ra các khung đánh giá ANNN cho Việt Nam ở các phạm vi: toàn quốc, vùng, lưu vực sông và tỉnh/thành phố. Bộ chỉ số được lựa chọn dựa trên cơ sở nguyên tắc phân tích tiêu chí SMART, KPI và kế thừa một số khung đánh giá ANNN của các nghiên cứu khác. Về các nghiên cứu ANNN có xem xét đến ảnh hưởng của BĐKH, hiện nay mới chỉ có nghiên cứu [42] xét đến trong đánh giá ANNN của tỉnh Quảng Ngãi. Đối với lưu vực sông VGTB hiện tại, chưa có nghiên cứu trực tiếp nào về đánh giá mức độ ANNN tại lưu vực sông VGTB. Hầu hết các nghiên cứu đều đề cập gián tiếp đến một số khía cạnh riêng lẻ liên quan đến việc đảm bảo ANNN của lưu vực như: vấn đề về cân bằng nước [47] và phân bổ nguồn nước [48, 49], dòng chảy môi trường [50], tác động của mưa lũ [51], [44], hạn hán [45], biến đổi thảm phủ thực vật [52], và tác động của việc vận hành hệ thống thủy điện đối với việc cung cấp nước sinh hoạt ở hạ lưu [46],... 1.3 Một số hạn chế về nghiên cứu ANNN và định hướng giải quyết trong luận án Các nghiên cứu về ANNN tại Việt Nam đối với lưu vực sông và các đô thị như tại lưu vực sông Hồng [36], lưu vực sông Mã [37], lưu vực sông Việt Nam nói chung 6
[41], Đồng bằng sông Cửu Long [40], tỉnh Quảng Ngãi [39], tỉnh Trà Vinh [38],…đều chưa đề cập đến các yếu tố có tính đặc trưng của lưu vực sông VGTB. Đối với lưu vực sông VGTB, việc xem xét các tác động của hệ thống Thủy điện, vấn đề phân bổ hài hòa nguồn nước của 2 con sông lớn trên lưu vực, nhu cầu đảm bảo nguồn cung cấp nước ở hạ lưu với các thành phố du lịch lớn, đảm bảo môi trường sinh thái đối với vườn quốc gia, khu dự trữ sinh quyển,…là hết sức quan trọng và cần thiết. Các nghiên cứu hiện tại về ANNN ở Việt Nam chưa xét đến trọng số ảnh hưởng của các chỉ số thành phần hoặc mới sử dụng phương pháp trọng số đều (coi các chỉ số thành phần có ảnh hưởng như nhau trong nhóm chỉ số), các nghiên cứu cũng chưa đề cập đến đến tác động của BĐKH (trừ nghiên cứu [42]) và ảnh hưởng của các hoạt động phát triển trên lưu vực nghiên cứu. Chưa có nghiên cứu nào đánh giá về tình hình cũng như đưa ra công cụ để có thể định lượng, đánh giá được mức độ ANNN của lưu vực sông VGTB. Từ những khoảng trống nghiên cứu trên, luận án đã xây dựng khung đánh giá ANNN với bộ chỉ số đánh giá phù hợp với các đặc trưng riêng của lưu vực sông VGTB trong đó có xét đến các tác động của BĐKH và sự phát triển của lưu vực trong tương lai. Phương pháp tiếp cận để thực hiện mục tiêu nghiên cứu được khái quát như sơ đồ hình 1.1. Kết luận chương 1 Phân tích tổng quan đã cho thấy: 1) Việc sử dụng các khung tiêu chí để đánh giá tình trạng ANNN là phương pháp phổ biến được các nghiên cứu sử dụng hiện tại. 2) Các nghiên cứu gần đây đã xem xét tổng quan về mối quan hệ tương tác lẫn nhau giữa “Nước - Con người - Môi trường sinh thái”, xét đến các rủi ro, thảm họa, tác động của BĐKH thay cho việc chỉ tập trung vào mối quan hệ “Nước - Con người”, hoặc sự cân bằng theo nghĩa “vật lý” giữa nguồn cung cấp và nhu cầu sử dụng nước trước đây. 3) Ở Việt Nam, các nghiên cứu về ANNN chưa xem xét đến ảnh hưởng của 7
BĐKH (ngoài nghiên cứu [42]) nên cách tiếp cận có xét đến BĐKH và ảnh hưởng của các hoạt động PTLV của luận án là phù hợp. 4) Các nghiên cứu thiết lập Khung đánh giá ANNN hiện tại ở Việt Nam hầu hết chưa xét đến trọng số ảnh hưởng của các chỉ số thành phần trong nhóm chỉ số đánh giá mà chủ yếu sử dụng phương pháp trọng số đều hoặc trọng số không đều theo ý kiến chuyên gia. Hình 1.1 Sơ đồ hướng nghiên cứu 8
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC, THỰC TIỄN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ AN NINH NGUỒN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN 2.1 Cơ sở khoa học, thực tiễn và phương pháp đánh giá ANNN lưu vực sông 2.1.1 Quan điểm đánh giá ANNN Sau khi phân tích về các quan điểm đánh giá hiện tại, luận án chọn định nghĩa ANNN của UN-Water làm cơ sở lựa chọn các biến số đánh giá để xây dựng khung đánh giá ANNN gắn với điều kiện thực tế tại lưu vực sông VGTB. Luận án đồng thời cũng xem xét đến việc đáp ứng các tiêu chí của mục tiêu phát triển bền vững toàn cầu về nước (SDG6) và cách tiếp cận về ANNN của các báo cáo AWDO. 2.1.2 Nguyên tắc lựa chọn bộ chỉ số để xây dựng khung đánh giá ANNN cho lưu vực sông Trên cơ sở tham khảo các các nguyên tắc lựa chọn bộ chỉ số đánh giá tác động môi trường của OECD [53], căn cứ điều kiện thực tế tại lưu vực sông VGTB, khi xây dựng mới hay kế thừa các chỉ số ANNN đã có cần tuân thủ các nguyên tắc sau: (1) Các khía cạnh, chỉ thị và biến số được lựa chọn phải đáp ứng các điều kiện về đảm bảo ANNN theo định nghĩa của UN-Water, mục tiêu phát triển bền vững toàn cầu về nước (SDG6), và theo cách tiếp cận của các báo cáo AWDO; (2) Các chỉ số được lựa chọn phải được xác định rõ ràng, có thể kiểm chứng mức độ phù hợp một cách tương đối và không quá nhiều; (3) Có thể đo lường được; (4) Có tính đại diện, phù hợp với mục tiêu đánh giá; (5) Có nội hàm thể hiện được các xu hướng thay đổi do sự phát triển KTXH và điều kiện tự nhiên trong tương lai trong đó tập trung vào các yếu tố tác động do BĐKH và sự phát triển KTXH tại lưu vực; 2.1.3 Phương pháp lựa chọn, xác định bộ chỉ số đánh giá Hiện tại, hầu hết các nghiên cứu xây dựng khung ANNN liên quan đến lĩnh vực tài nguyên nước và môi trường thường sử dụng phương pháp DPSIR (Driving Force - Pressure - State - Impact - Response), phân tích tổng quan đã cho thấy phương pháp phân tích quá trình PAM (Process Analysis Method) [56] có ưu điểm là đưa ra được các kết quả đơn giản nhưng vẫn đảm bảo ý nghĩa (theo nghiên cứu [55]). Luận án chọn phương pháp phân tích quá trình PAM để xác định, lựa chọn các 9
khía cạnh (dimension), chỉ thị (indicator) và biến số (variable) với các bước cụ thể như sơ đồ hình 2.1. Sau khi có bộ tiêu chí sơ bộ, tiến hành lựa chọn tính phù hợp của bộ tiêu chí theo nguyên tắc SMART [57] để xác định bộ chỉ số. Sơ đồ nguyên tắc SMART thể hiện ở hình 2.2. Các bước xây dựng khung đánh giá theo phương pháp PAM thể hiện ở sơ đồ hình 2.3. Hình 2.1 Sơ đồ khối phương pháp PAM Hình 2.2 Sơ đồ nguyên tắc SMART 10
Hình 2.3 Sơ đồ khối xây dựng khung đánh giá ANNN 2.1.4 Phương pháp xác định trọng số AHP (Analysis Hierarchy Process) Theo phân tích tổng quan, các nghiên cứu tại Việt Nam chủ yếu sử dụng phương pháp trọng số đều (xem các yếu tố có ảnh hưởng như nhau) khi xác định mức đóng góp nội tại giữa các yếu tố nên không thể hiện được ảnh hưởng khác nhau giữa các yếu tố thành phần trong nhóm chỉ số. Hiện nay có nhiều phương pháp tính toán trọng số được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực và phổ biến như phương pháp Entropy, phương pháp Iyengar-Sudarshan, phương pháp phân tích hệ thống phân cấp AHP (Analysis Hierarchy Process) của Thomas Saaty,…Sau phân tích, luận án chọn phương pháp phân tích hệ thống phân cấp AHP của Thomas Saaty [58] để tính toán xác định trọng số cho bộ chỉ số. 11
2.1.5 Phương pháp tính toán các chỉ số ANNN (WSI) Để xác định được mức độ ANNN của các địa phương trên lưu vực cũng như toàn bộ lưu vực, tiến hành tính toán giá trị các biến số (Variable). Sau khi có giá trị của chuỗi biến số (variable), chuẩn hóa giá trị các biến số về dạng chỉ số (Index) theo thang phân cấp được đề xuất sẽ có được giá trị các WSI tương ứng của các biến số. Từ giá trị các chỉ số WSI của các biến số, kết hợp với trọng số (weight) của biến số thông qua tính toán bằng phương pháp AHP, tính được giá trị các chỉ số WSI của các chỉ thị, khía cạnh và cuối cùng là WSI tổng hợp. Tài liệu KTTV, viễn thám & GIS, môi trường, kinh tế, xã hội,… Phân tích thống kê, Mô phỏng thủy lực, thủy văn, kỹ thuật viễn thám, GIS Tính toán giá trị các biến số (Variable) Chuẩn hóa biến số thành chỉ số (không thứ nguyên) Các yếu tố Trọng số BĐKH Tính toán chỉ số của các chỉ thị, khía cạnh Tính chỉ số ANNN tổng hợp Kỹ thuật GIS chập bản đồ Bản đồ ANNN hiện trạng của Bản đồ ANNN có xét đến tác động lưu vực của BĐKH, PTLV Hình 2.5 Sơ đồ khối tính toán, xây dựng bản đồ chỉ số ANNN Sử dụng kỹ thuật GIS để xây dựng và chập các bản đồ đối với từng lớp chỉ số để thể hiện sự phân bố theo không gian, ta có được bản đồ phân cấp mức độ ANNN của các chỉ số. Chồng chập bản đồ phân cấp của các chỉ số ta sẽ có được kết quả 12
bản đồ ANNN của lưu vực. Trong luận án này, 05 khía cạnh then chốt liên quan đến mức độ ANNN được xác định và tổng hợp thành bản đồ ANNN lưu vực sông VGTB, tính toán trong điều kiện hiện trạng cũng như trong trường hợp có xét đến ảnh hưởng của BĐKH và PTLV trong tương lai. Sơ đồ khối các bước tính toán các chỉ số WSI đánh giá ANNN của lưu vực sông VGTB được thực hiện như hình 2.5. 2.1.5.1 Phân cấp đánh giá mức độ ANNN Nghiên cứu tổng quan cho thấy, một số thang phân cấp đánh giá mức độ ANNN đã được sử dụng trong các nghiên cứu trên thế giới và trong nước như: thang phân cấp (1 - 5) [26], [17], [2], thang (1 - 10) [24], thang (0 - 1) [39]. Trong đó, thang phân cấp (1 - 5) được sử dụng khá phổ biến, các báo cáo AWDO của ADB đã sử dụng thang phân cấp này để đánh giá ANNN tại khu vực châu Á. Luận án chọn sử dụng thang phân cấp này với 5 mức độ từ 1 - 5 tương ứng với các mức độ ANNN từ rất kém (mức thấp nhất) đến rất cao (mức cao nhất) để tính toán, xác định mức độ ANNN của các biến số, chỉ số cho lưu vực VGTB (Bảng 2.4). Bảng 2.4 Thang phân cấp đánh giá mức độ ANNN Chỉ số Mức độ Màu biểu thị trên Ý nghĩa WSI ANNN bản đồ ANNN 1 Rất kém Tím ANNN ở mức độ cần cảnh báo 2 Kém Đỏ Không đảm bảo ANNN 3 Trung bình Da cam ANNN mức độ bình thường 4 Cao Vàng nhạt ANNN ở mức độ tốt 5 Rất cao Xanh dương ANNN ở mức độ hình mẫu 2.1.5.2 Chuẩn hóa các biến số thành các chỉ số (không thứ nguyên) Từ thang điểm đánh giá của biến số, căn cứ thang phân cấp ta sẽ chuẩn hóa giá trị các biến số về dạng chỉ số WSI (không thứ nguyên) với giá trị biến thiên trong khoảng từ (1-5). Sau khi xác định được giá trị chỉ số của các biến số này, kết hợp với trọng số tương ứng của biến số đó, tiến hành tính toán xác định các chỉ số WSI của các chỉ thị, khía cạnh. 13
2.1.5.3 Tính chỉ số WSI của các chỉ thị (Indicator) thành phần: Giá trị chỉ số WSI của các chỉ thị được xác định theo công thức: 𝑊𝑆𝐼𝐼𝑖 = ∑𝑙𝑖=1 𝑊𝑆𝐼𝑉𝑖 × 𝑤𝑖 ( 2-6) trong đó: WSIIi: Chỉ số ANNN của chỉ thị thành phần thứ i; WSIVi: Chỉ số WSI của biến số thứ i; wi: Trọng số (Weight) của biến số thứ i; l: số biến số của chỉ thị thành phần; 2.1.5.4 Tính chỉ số WSI của các khía cạnh (Dimension) thành phần: 𝑊𝑆𝐼𝐷𝑖 = ∑𝑘𝑖=1 𝑊𝑆𝐼𝐼𝑖 × 𝑤𝑖 ( 2-7) trong đó: WSIDi: chỉ số ANNN của khía cạnh thành phần thứ i; WSIIi: chỉ số WSI của chỉ thị thứ i; wi: trọng số của chỉ thị thứ i; k: số chỉ thị của khía cạnh thành phần; 2.1.5.5 Chỉ số ANNN tổng hợp (WSI): Chỉ số WSI tổng hợp được xác định theo công thức: 𝑗 𝑊𝑆𝐼 = ∑𝑖=1 𝑊𝑆𝐼𝐷𝑖 × 𝑤𝑖 (2-8) trong đó: WSI: chỉ số ANNN tổng hợp của các khía cạnh; WSIDi: chỉ số WSI của khía cạnh thứ i; wi: trọng số của khía cạnh thứ i; j: số khía cạnh của WSI; 2.1.6 Lập bản đồ đánh giá ANNN Từ số liệu thủy lực, thủy văn, kinh tế xã hội tại các tiểu lưu vực, các địa phương, chuẩn hóa giá trị các biến số về thành chỉ số WSI (không thứ nguyên), kết hợp với trọng số tương ứng để tính toán xác định các chỉ số WSI theo các công thức (2-6), (2-7), (2-8) để xác định được các chỉ số WSI tổng hợp. Sử dụng kỹ thuật GIS chập bản đồ (hình 2.8) để thể hiện mức độ ANNN của từng địa phương trên bản đồ. 2.2 Xây dựng khung đánh giá ANNN cho lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn 2.2.1 Xác định bộ chỉ số đánh giá ANNN Trên cơ sở tham khảo các nghiên cứu hiện tại và đặc điểm tự nhiên, tình hình phát triển kinh tế, xã hội tại tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng, luận án đã xác định 5 khía cạnh then chốt (key dimensions) phản ánh tổng quan được tình trạng ANNN 14
của lưu vực sông VGTB, bao gồm: 1) Tiềm năng nguồn nước (WSI1), 2) Chất lượng nước (WSI2), 3) Thiên tai (WSI3), 4) Khả năng đáp ứng nhu cầu nước (WSI4), và 5) Các hoạt động phát triển trên lưu vực (WSI4). Luận án đã đề xuất sơ bộ khung đánh giá với 5 khía cạnh, 17 chỉ thị và 34 biến số, sau khi sử dụng nguyên tắc SMART và tham khảo ý kiến chuyên gia, xác định được khung đánh giá ANNN bao gồm 5 khía cạnh, 15 chỉ thị và 28 biến số, cụ thể ở bảng 2.6. Bảng 2.6 Khung đánh giá ANNN lưu vực sông VGTB Khía Chỉ thị Biến số Cách xác định cạnh Modun dòng chảy Tính từ mô hình toán ra dòng chảy ngày. năm (WSI1-1-1) Dựa trên chuỗi số liệu này xác định Qo và Tiềm năng Modun dòng chảy Qkiệt các năm. Tính toán Mo và Mkiệt trung nước mặt mùa kiệt (WSI1-1-2) bình nhiều năm. (WSI1-1) Từ dòng chảy trung bình mùa kiệt các Mức độ biến động năm, thiết lập chuỗi dòng chảy kiệt và Cv dòng chảy kiệt WSI1-1-3 I. Tiềm dòng chảy kiệt năng Tiềm năng Lượng mưa phân bố tại các địa phương nguồn Lượng mưa bình quân nước mưa được xác định từ bản đồ đẳng trị lượng nước năm (WSI1-2-1) (WSI1-2) mưa năm (WSI1) Tiềm năng Trữ lượng nước ngầm Xác định trữ lượng nước ngầm từ báo cáo nước ngầm có khả năng khai thác tiềm năng nước ngầm. (m3/ngày đêm) (WSI1-3) (WSI1-3-1) Khả năng Báo cáo thống kê dung tích hữu ích của tích trữ Dung tích các hồ chứa các hồ chứa. Vùng hạ lưu được hưởng lợi nước (WSI1-4-1) từ nguồn nước của các hồ chứa sẽ có điểm (WSI1-4) ANNN cao. Hoạt động canh tác Tỷ lệ diện tích đất dùng trong canh tác nông nghiệp (WSI2-1-1) nông nghiệp / tổng diện tích tự nhiên Hoạt động chăn nuôi Tổng đàn gia súc (con) của mỗi địa gia súc (WSI2-1-2) phương Nguồn thải Hoạt động CN gia Tổng đàn gia cầm (nghìn con) của mỗi địa II. Chất (WSI2-1) cầm (WSI2-1-3) phương lượng Hoạt động nuôi trồng Tỷ lệ DT nuôi trồng thủy sản của mỗi địa nước Thủy sản (WSI2-1-4) phương / tổng DT đất tự nhiên. (WSI2) Hoạt động dịch vụ du Tổng số phòng lưu trú phục vụ du lịch của lịch (WSI2-1-5) mỗi địa phương (thời điểm năm 2022) Chất lượng Số lần vượt ngưỡng cho phép mức B1 Số lần vượt ngưỡng nước mặt, (QCVN 08-MT:2015/BTNMT) của 12 chỉ cho phép của các chỉ ngầm tiêu cơ bản trong năm /tổng số lần quan tiêu / năm (WSI2-2-1) (WSI2-2) trắc trong năm. 15
Khía Chỉ thị Biến số Cách xác định cạnh Tỷ lệ số xã có hệ Tỷ lệ số xã có hệ thống nước thải sinh hoạt thống nước thải sinh chung /tổng số xã (%) hoạt chung (WSI2-3-1) Mức độ cải thiện chất Tỷ lệ số xã có thu Tỷ lệ số xã có thu gom rác thải trên địa bàn lượng nước gom rác thải trên địa / Tổng số xã (%) (WSI2-3) bàn (WSI2-3-2) Khả năng cấp nước Tỷ lệ số hộ dân được cung cấp nước sạch sạch theo QC 02 - theo QC 02 /Tổng số hộ dân (%) 2009 BYT (WSI2-3-3) Lũ lụt Độ sâu ngập lụt Bản đồ ngập lụt của trận lũ thường xuyên (WSI3-1) (WSI3-1-1) xảy ra ứng với P = 5% - 10% Chỉ số SPI12 được xác định: 𝑅 − 𝑅̅ III. 𝑆𝑃𝐼12 = Hạn hán Chỉ số hạn hán 12 𝜎 Thiên (WSI3-2) tháng SPI12 (WSI3-2-1) R: lượng mưa CHIRPS năm tính toán; 𝑅̅: tai lượng mưa CHIRPS bình quân liệt tài liệu; (WSI3)  khoảng lệch tiêu chuẩn của liệt tài liệu. Ảnh hưởng của XNM Tỷ lệ diện tích cây trồng (lúa, hoa màu) bị Xâm nhập (đến nguồn cung cấp ảnh hưởng so với tổng diện tích canh tác mặn (WSI3-3) nước phục vụ sản xuất nông nghiệp ở các địa phương. NN) (WSI3-3-1) IV. Khả năng Mức độ đáp Mức độ thiếu nước Tính toán cân bằng nước giữa lượng nước đáp ứng ứng nhu cầu (sự khan hiếm nước) đến và tổng nhu cầu dùng nước của các nhu cầu nước (WSI4-1-1) ngành trên lưu vực nước (WSI4-1) (WSI4) Sự chuyển nước trong Cho / nhận nước Tổng lượng nước chuyển đi (đến) / tổng lưu vực (WSI5-1-1) lượng nước tự nhiên đến lưu vực đó (%) (WSI5-1) Dân trí (Mức độ nhận Tỷ lệ số xã thuộc khu vực III (xã đặc biệt V. Các thức về ANNN) khó khăn) trên tổng số xã ở địa phương hoạt (WSI5-2-1) (%). động Kinh tế - phát Xã hội Thu nhập bình quân Thông tin thu nhập bình quân (Nghìn triển (WSI5-2) đầu người (WSI5-2-2) đồng/người/tháng) từ NGTK trên lưu Dịch vụ Y tế Tỷ lệ số xã/phường/thị trấn đạt tiêu chí quốc vực (WSI5-2-3) gia về y tế xã trên tổng số xã mỗi địa phương. (WSI5) Mức độ suy giảm diện Xác định chỉ số từ ảnh viễn thám các thời tích cây xanh kỳ để xác định mức độ suy giảm diện tích Đô thị hóa (WSI5-3-1) cây xanh. (WSI5-3) Mật độ dân số Mật độ dân số của các địa phương (người (WSI5-3-2) / km2) 16
Khía Chỉ thị Biến số Cách xác định cạnh Nguồn vốn đầu tư cho các hoạt động cung Nguồn vốn đầu tư cho các hoạt động cung cấp nước, quản lý, xử cấp nước, quản lý, xử lý rác thải và nước lý rác thải và nước thải các địa phương (triệu đồng) thải (WSI5-4-1) Quản lý Sự phát triển cơ sở hạ Tỷ lệ số xã đạt chuẩn nông thôn mới / tổng lưu vực tầng khu vực nông số xã của địa phương (%) (WSI5-4) thôn (WSI5-4-2) Tỷ lệ cán bộ QL lĩnh vực trong cơ quan Số người có chuyên môn lĩnh vực TNN / QLNN (cấp huyện) có số cán bộ UBND huyện (%) chuyên môn phù hợp (WSI5-4-3) 2.2.2 Tính toán trọng số của các chỉ số thành phần trong khung đánh giá Sau xác định được khung đánh giá với các biến số, chỉ thị và khía cạnh ở Bảng 2.6, sử dụng phương pháp tính toán trọng số AHP như trình bày ở mục 2.1.4, tính toán xác định được trọng số của các thành phần của các biến, chỉ thị và khía cạnh. Kết quả tính toán thể hiện ở các biểu đồ và bảng tổng hợp các trọng số của các biến, chỉ thị và khía cạnh trình bày ở Phụ lục 2.4. Trọng số của các khía cạnh đối với chỉ số ANNN tổng hợp của lưu vực (WSI) thể hiện ở Hình 2.19. Hình 2.19 Biểu đồ trọng số các khía cạnh trong chỉ số ANNN tổng hợp của Lưu vực 2.3 Tài liệu và số liệu sử dụng cho đánh giá ANNN Để phục vụ mục đích tính toán các chỉ số ANNN, luận án đã thu thập một khối lượng lớn dữ liệu với nhiều định dạng, lĩnh vực. Cụ thể: tài liệu về khí tượng thủy văn, tài liệu về KTXH thu thập từ Niên giám thống kê (NGTK) tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng, tài liệu về quản lý, vận hành của các công ty khai thác công trình thủy lợi, nhà máy cấp nước và các nhà máy Thủy điện liên quan. 17
Kết luận chương 2 1) Đây là nghiên cứu đầu tiên xây dựng khung tiêu chí với bộ chỉ số đánh giá ANNN phù hợp với đặc trưng riêng của lưu vực, làm cơ sở cho việc tính toán và đánh giá mức độ ANNN của lưu vực với 5 khía cạnh, 15 chỉ thị và 28 biến số. 2) Do sự những khó khăn về việc điều tra, thu thập số liệu từ các cơ quan quản lý ở địa phương cũng như thông tin ở NGTK chưa đầy đủ nên một số chỉ tiêu dự kiến rất phù hợp với mục tiêu đánh giá không thể thực hiện được. CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ AN NINH NGUỒN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN 3.1 Giới thiệu lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn  Sơ lược về lưu vực Nằm trong 107000 - 108030 kinh độ Đông, 15000 - 16000 vĩ độ Bắc, lưu vực sông VGTB có diện tích là 10.350 km2, được giới hạn phía Bắc bởi dãy núi Bạch Mã, phía Tây là dãy Trường Sơn, phía Đông giáp biển. Địa giới hành chính lưu vực sông VGTB gồm 15 huyện, thị xã và thành phố của tỉnh Quảng Nam [64] và 5 quận, huyện thuộc thành phố Đà Nẵng [63], một phần của vùng núi phía thượng lưu của huyện Đak Glei tỉnh Kon Tum.  Đánh giá sơ bộ về tình hình quản lý, khai thác tài nguyên nước tại lưu vực Hiện tại, tình hình ANNN tại lưu vực VGTB có khá nhiều vấn đề tồn tại cần được giải quyết. Diện tích rừng bị suy giảm, bão lũ, hạn hán xảy ra bất thường và có xu hướng gia tăng, mưa lũ gây xói mòn đất, xói lở bờ, tình trạng ô nhiễm nước, mặn xâm nhập sâu vào các con sông; Mùa cao điểm hạn hán, xâm nhập mặn hằng năm (tháng 5 đến tháng 8) thường trùng với vụ sản xuất lúa hè thu, mùa cao điểm khách du lịch dẫn đến tình trạng thiếu hụt trầm trọng nguồn cung cấp nước; Việc quản lý vận hành hệ thống Hồ chứa thủy điện phía thượng nguồn chưa hợp lý do các nguyên nhân chủ quan cũng như khách quan đã làm thay đổi dòng chảy của hệ thống sông, dẫn tới tình trạng mùa kiệt những năm gần đây vùng hạ lưu bị nhiễm mặn và thiếu nước sinh hoạt một cách trầm trọng; 18