Nghiên cứu an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững lưu vực sông Mã (Luận án tiến sĩ)

Nghiên cứu an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững lưu vực sông MãNghiên cứu an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững lưu vực sông MãNghiên cứu an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững lưu vực sông MãNghiên cứu an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững lưu vực sông MãNghiên cứu an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững lưu vực sông MãNghiên cứu an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững lưu vực sông MãNghiên cứu an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững lưu vực sông MãNghiên cứu an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững lưu vực sông MãNghiên cứu an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững lưu vực sông MãNghiên cứu an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững lưu vực sông MãNghiên cứu an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững lưu vực sông MãNghiên cứu an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững lưu vực sông MãNghiên cứu an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững lưu vực sông MãNghiên cứu an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững lưu vực sông Mã

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN THỊ MÙI NGHIÊN CỨU AN NINH NGUỒN NƢỚC CHO PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG LƢU VỰC SÔNG MÃ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN THỊ MÙI NGHIÊN CỨU AN NINH NGUỒN NƢỚC CHO PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG LƢU VỰC SÔNG MÃ Chuyên ngành: Môi trƣờng đất nƣớc Mã số: 9.44.03.03 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS Lê Đình Thành HÀ NỘI, NĂM 2018 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận án trung thực, không chép từ nguồn dƣới hình thức nào.Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) đƣợc thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận án Nguyễn Thị Mùi i LỜI CẢM ƠN Trải qua trình học tập nghiên cứu, luận án nghiên cứu tác giả hoàn thành Trƣớc thành đạt đƣợc nỗ lực thân, tác giả nhận đƣợc giúp đỡ tận tình thầy, giáo; gia đình; bạn bè đồng nghiệp Với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới GS.TS.Lê Đình Thành, ngƣời hƣớng dẫn tác giả suốt trình tìm hiểu, nghiên cứu hồn thiện luận án Tác giả xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Nguyễn Văn Thắng; PGS.TS Nguyễn Mai Đăng thầy giáo, cô giáo Khoa Môi trƣờng môn Quản lý môi trƣờng, Khoa sau Đại học trƣờng Đại học Thủy Lợi hƣớng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt trình học tập thực luận án Trân trọng cảm ơn trƣờng Đại học Hồng Đức khoa Kỹ Thuật Công nghệ tạo điều kiện thời gian cho tác giả tập trung học tập nghiên cứu Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt thời gian học tập, nghiên cứu ii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x MỞ ĐẦU………… 1.Tính cấp thiết đề tài luận án Mục tiêu nghiên cứu 3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu .4 Hƣớng tiếp cận phƣơng pháp nghiên cứu .4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án 6 Cấu trúc luận án CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ AN NINH NGUỒN NƢỚC VÀ GIỚI THIỆU LƢU VỰC SÔNG MÃ 1.1 Khái niệm an ninh nguồn nƣớc .8 1.2 Nghiên cứu an ninh nguồn nƣớc giới .9 1.2.1 Những nghiên cứu phƣơng pháp luận an ninh nguồn nƣớc 1.2.2 Nghiên cứu khung an ninh nguồn nƣớc .11 1.2.3 Nghiên cứu số an ninh nguồn nƣớc 13 1.3 Các nghiên cứu ANNN Việt Nam 20 1.4 Nghiên cứu liên quan đến ANNN lƣu vực sông Mã .22 1.5 Giới thiệu lƣu vực sông Mã .24 1.5.1 Lƣu vực sông Mã nhánh sơng 24 1.5.2 Điều kiện kinh tế xã hội lƣu vực .26 1.5.3 Nguồn nƣớc lƣu vực sông Mã liên quan đến ANNN bảo vệ môi trƣờng… 28 1.5.4 Môi trƣờng, chất lƣợng nƣớc thiên tai 32 1.5.5 Khai thác sử dụng nƣớc quy hoạch quản lý TNN lƣu vực sông Mã 37 1.6 Những hạn chế, tồn nghiên cứu ANNN trƣớc định hƣớng nghiên cứu luận án 39 1.6.1 Những hạn chế tồn 39 1.6.2 Định hƣớng nghiên cứu luận án 39 Kết luận chƣơng 1: 41 iii CHƢƠNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC CHỈ SỐ AN NINH NGUỒN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG VIỆT NAM 42 2.1 Phƣơng pháp nguyên tắc xây dựng số ANNN 42 2.1.1 Phƣơng pháp xây dựng số ANNN 42 2.1.2 Nguyên tắc xây dựng lựa chọn số ANNN .43 2.2 Nghiên cứu xây dựng số ANNN lƣu vực sông Việt Nam 44 2.2.1 Các nhóm số ANNN lƣu vực sơng Việt Nam .44 2.2.2 Tổng hợp số ANNN lƣu vực sông Việt Nam .61 2.2.3 Xác định số tổng hợp an ninh nguồn nƣớc lƣu vực sông Việt Nam 64 2.3 Đề xuất số ANNN lƣu vực sông Mã 65 2.3.1 Cơ sở lựa chọn số ANNN cho lƣu vực sông Mã 65 2.3.2 Phân cấp mức độ đảm bảo ANNN số lƣu vực sông Mã 67 Kết luận chƣơng 69 CHƢƠNG XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ ANNN LƢU VỰC SÔNG MÃ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO ANNN CỦA LƢU VỰC 70 3.1 Giới thiệu chung .70 3.1.1 Hiện trạng phƣơng hƣớng phát triển KTXH đến năm 2030 lƣu vực sông Mã 71 3.1.2 Tính tốn cân nƣớc lƣu vực sông Mã .72 3.1.3 Môi trƣờng nƣớc xâm nhập mặn 86 3.1.4 Mâu thuẫn sử dụng nƣớc mức độ căng thẳng nguồn nƣớc lƣu vực………………………………………………………………………… 88 3.1.5 3.2 Lựa chọn vùng điển hình cho đánh giá ANNN lƣu vực sông Mã 90 Xác định số ANNN vùng điển hình lƣu vực sơng Mã năm 2015 91 3.2.1 Các nhóm số ANNN lƣu vực 91 3.2.2 Tổng hợp điểm đánh giá số ANNN vùng điển hình LV năm 2015………… 105 3.2.3 Xác định số ANNN vùng điển hình lƣu vực năm 2015 106 3.2.4 Đánh giá ANNN vùng điển hình lƣu vực sông Mã năm 2015 .108 3.3 Xác định số ANNN vùng điển hình lƣu vực sơng Mã năm 2030 108 3.3.1 Các nhóm số ANNN lƣu vực 108 3.3.2 Tổng hợp điểm đánh giá số ANNN vùng điển hình LV sơng Mã năm 2030 .119 iv 3.3.3 Đánh giá chung ANNN vùng điển hình lƣu vực sơng Mã năm 2030 .121 3.3.4 Tổng hợp đánh giá ANNN vùng điển hình LV sơng Mã năm 2015 năm 2030……… 121 3.4 Đề xuất định hƣớng giải pháp đảm bảo ANNN cho vùng điển hình lƣu vực sơng Mã đến năm 2030 .123 3.4.1 Cơ sở khoa học thực tiễn đề xuất giải pháp .123 3.4.2 Đề xuất định hƣớng giải pháp đảm bảo ANNN 124 Kết luận chƣơng 3: 132 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .134 Những kết đạt đƣợc luận án .134 Những đóng góp luận án 135 Những tồn hƣớng nghiên cứu tiếp 135 Kiến nghị 136 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO 138 PHỤ LỤC………… v DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1.Bản đồ lƣu vực sơng Mã vùng phụ cận .26 Hình 1.2: Phân phối dòng chảy năm trung bình nhiều năm lƣu vực sơng Mã 30 Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống cơng trình khai thác, sử dụng nƣớc dòng sơng Mã .38 Hình 1.4 Sơ đồ nghiên cứu số ANNN lƣu vực sông Mã 40 Hình 3.1 Phân vùng cân nƣớc lƣu vực sông Mã vùng phụ cận 73 Hình 3.2 Sơ đồ cân nƣớc lƣu vực sơng Mã vùng phụ cận 79 Hình 3.3 Lƣợng nƣớc thiếu lƣu vực sông Mã, KB HT 2015 .82 Hình 3.4 Lƣợng nƣớc thiếu lƣu vực sông Mã, KBPT 2030 83 Hình 3.5 Lƣợng nƣớc thiếu lƣu vực sơng Mã, KBPT 2030+BĐKH 84 Hình 3.6 Tổng lƣợng nƣớc thiếu vùng LV sông Mã theo kịch 85 Hình 3.7 Biểu đồ số ANNN vùng điển hình LV sơng Mã năm 2015 107 Hình 3.8 Biểu đồ số ANNN vùng điển hình lƣu vực sơng Mã năm 2030 120 Hình 3.9 Biểu đồ số ANNN vùng điển hình LV sơng Mã năm 2015, 2030 122 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Nhóm số ANNN C J Vorosmarty cộng sự, 2010 14 Bảng 1.2.Tính tốn số ANNN J Lautze H Mathrithilake 15 Bảng 1.3.Chỉ số an ninh nguồn nƣớc lƣu vực sông S.Xiao cộng 16 Bảng 1.4.Sự đánh giá số ANNN lƣu vực sông Haile 17 Bảng 1.5.Các số cho đánh giá ANNN Tây Bắc Trung Quốc .18 Bảng 1.6.Các số khung đánh giá ANNN S.Mehr .19 Bảng 1.7 Phân bố dân cƣ lƣu vực sông Mã đến năm 2015 27 Bảng 1.8: Mƣa năm theo tần suất số trạm lƣu vực 28 Bảng 1.9 Dòng chảy năm bình qn nhiều năm lƣu vực sơng Mã 29 Bảng 1.10.Tổng lƣợng dòng chảy năm bình quân nhiều năm lƣu vực sông Mã 30 Bảng 1.11 Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) sông Mã .32 Bảng 1.12 Mức đánh giá chất lƣợng nƣớc theo WQI 33 Bảng 1.13 Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) sông Chu .33 Bảng 1.14 Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) sông Cầu Chày 34 Bảng 1.15 Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) dọc sông Lèn .34 Bảng 1.16 Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) sông Lạch Trƣờng 35 Bảng 1.17 Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) hệ thống sông Yên 35 Bảng 1.18 Diễn biến độ mặn dọc sông (1990-2010) .36 Bảng 1.19 Các cơng trình thủy điện, thủy lợi đã, xây dựng dòng sơng Mã sơng nhánh lƣu vực sông .37 Bảng 2.1 Thang điểm đánh giá số WSI (1,1) 45 Bảng 2.2 Thang điểm đánh giá số WSI (1,2) 46 Bảng 2.3 Thang điểm đánh giá số WSI(2,1) 47 Bảng 2.4 Thang điểm đánh giá số WSI (2,2) 48 Bảng 2.5 Thang điểm đánh giá số WSI(2,3) 49 Bảng 2.6 Thang điểm đánh giá số WSI (2,4) 49 Bảng 2.7: Thang điểm đánh giá số WSI(3,1) 51 Bảng 2.8 Thang điểm đánh giá số WSI (3,2) 51 Bảng 2.9 Thang điểm đánh giá số WSI(3,3) 52 Bảng 2.10 Phần trăm (%) Q0 cho tính tốn DCMT theo phƣơng pháp Tennant 54 Bảng 2.11 Thang điểm đánh giá số WSI(4,1) 54 Bảng 2.12 Mức đánh giá chất lƣợng nƣớc theo WQI 55 Bảng 2.13 Thang điểm đánh giá số WSI (4,2) .55 Bảng 2.14 Thang điểm đánh giá số WSI (4,3) .56 Bảng 2.15 Thang điểm đánh giá số WSI (5,1) .57 Bảng 2.16 Thang điểm đánh giá số WSI (5,2) .58 Bảng 2.17 Thang điểm đánh giá số WSI (5,3) .58 Bảng 2.18 Thang điểm đánh giá số WSI(5,4) 59 vii Bảng 2.19 Thang điểm đánh giá số WSI (6,1) .60 Bảng 2.20 Thang điểm đánh giá số WSI (6,2) .61 Bảng 2.21 Bảng tổng hợp nhóm số, số ANNN lƣu vực sông Việt Nam 62 Bảng 2.22 Bảng tổng hợp nhóm số, số ANNN lƣu vực sông Mã 65 Bảng 2.23 Bảng tổng hợp thang đánh giá mức độ đảm bảo ANNN lƣu vực sông Mã 68 Bảng 3.1 Kết hiệu chỉnh kiểm định thơng số mơ hình MIKE-NAM trạm .74 Bảng 3.2 Lƣu lƣợng dòng chảy đến bình qn tháng nút tính tốn mạng lƣới sơng LV sơng Mã ứng với tần suất 85% giai đoạn (1986-2005) (m3/s) 75 Bảng 3.3 Lƣu lƣợng dòng chảy đến bình qn tháng nút tính tốn mạng lƣới sông LV sông Mã ứng với tần suất 85% giai đoạn (2016-2030) (m3/s) 75 Bảng 3.4 Tổng hợp nhu cầu sử dụng nƣớc đầu mối ngành năm 2015 lƣu vực sông Mã (Đơn vị: 106 m3) 77 Bảng 3.5 Tổng hợp nhu cầu sử dụng nƣớc đầu mối ngành năm 2030 lƣu vực sông Mã (Đơn vị: 106 m3) 77 Bảng 3.6 Tổng hợp nhu cầu sử dụng nƣớc đầu mối LV sông Mã năm 2030+BĐKH (Đơn vị: 106 m3) 77 Bảng 3.7 Dòng chảy mơi trƣờng giai đoạn (1986-2005) LV sông Mã (Đơn vị: 106 m3) .78 Bảng 3.8 Dòng chảy mơi trƣờng giai đoạn (2016-2030) LV sơng Mã (Đơn vị: 106 m3) .78 Bảng 3.9 Lƣợng nƣớc thiếu cân nƣớc LV sông Mã, KBHT 2015 (106m3)81 Bảng 3.10 Lƣợng nƣớc thiếu cân nƣớc lƣu vực sông Mã, KBPT 2030 (Đơn vị: 106m3) 83 Bảng 3.11 Lƣợng nƣớc thiếu cân nƣớc LV sông Mã, KBPT 2030+BĐKH (Đơn vị: 106m3) 84 Bảng 3.12 Bảng tổng hợp lƣợng nƣớc thiếu vùng LV sông Mã theo kịch (Đơn vị: 106 m3) .85 Bảng 3.13.Thống kê diễn biến mặn lớn trạm sông Mã từ năm 1990–2012 (Đơn vị: ‰) 87 Bảng 3.14 Đánh giá mức độ căng thẳng sử dụng nƣớc vùng LV sơng Mã 90 Bảng 3.15 Diện tích vùng điển hình đƣợc lựa chọn cho đánh giá ANNN 90 Bảng 3.16 Điểm đánh giá số WSI(1,1) năm 2015 91 Bảng 3.17 Điểm đánh giá số WSI(1,2) năm 2015 91 Bảng 3.18 Điểm đánh giá số WSI(2,1) năm 2015 92 Bảng 3.19 Điểm đánh giá số WSI(2,2) năm 2015 93 Bảng 3.20 Điểm đánh giá số WSI(2,3) năm 2015 94 Bảng 3.21 Điểm đánh giá số WSI(3,1) năm 2015 94 Bảng 3.22 Điểm đánh giá số WSI(3,2) năm 2015 95 viii ... 6 Cấu trúc luận án CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ AN NINH NGUỒN NƢỚC VÀ GIỚI THIỆU LƢU VỰC SÔNG MÃ 1.1 Khái niệm an ninh nguồn nƣớc .8 1.2 Nghiên cứu an ninh nguồn nƣớc... luận an ninh nguồn nƣớc 1.2.2 Nghiên cứu khung an ninh nguồn nƣớc .11 1.2.3 Nghiên cứu số an ninh nguồn nƣớc 13 1.3 Các nghiên cứu ANNN Việt Nam 20 1.4 Nghiên cứu liên quan... điển hình cho đánh giá ANNN lƣu vực sơng Mã 90 Xác định số ANNN vùng điển hình lƣu vực sơng Mã năm 2015 91 3.2.1 Các nhóm số ANNN lƣu vực 91 3.2.2 Tổng hợp điểm đánh giá số ANNN vùng điển