Ứng dụng viễn thám đánh giá thực trạng căng thẳng nước mặt và đề xuất giải pháp quản lý tài nguyên nước mặt cho thành phố buôn ma thuột

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo NGUYỄN THỊ TUYẾT NHUNG ỨNG DỤNG VIỄN THÁM ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CĂNG THẲNG NƢỚC MẶT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƢỚC MẶT CHO THÀNH PHỐ BUÔN MA THUỘT Chuyên ngành: Chính sách cơng bảo vệ mơi trƣờng Mã số: 60.34.04.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 02 năm 2018 i Cơng trình đƣợc hồn thành tại: Trƣờng Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP HCM Cán hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Thị Vân Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS Lê Văn Trung Cán chấm nhận xét 2: TS Lâm Đạo Nguyên Luận văn Thạc sĩ đƣợc bảo vệ trƣờng Đại Học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM ngày 02 tháng 02 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch hội đồng: PGS.TS Lê Văn Khoa Cán nhận xét 1: PGS.TS Lê Văn Trung Cán nhận xét 2: TS Lâm Đạo Nguyên Ủy viên hội đồng: PGS.TS Lê Trung Chơn Thƣ ký hội đồng: TS Võ Nguyễn Xuân Quế Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trƣởng khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn đƣợc sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN ii ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Thị Tuyết Nhung MSHV: 7141261 Ngày sinh: 16/01/1986 Nơi sinh: Đắk Lắk Chun ngành: Chính sách cơng bảo vệ mơi trƣờng Mã số: 60.34.04.02 TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG VIỄN THÁM ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CĂNG THẲNG NƢỚC MẶT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƢỚC MẶT CHO THÀNH PHỐ BUÔN MA THUỘT I NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Nhiệm vụ: Đánh giá tình trạng căng thẳng/thiếu hụt nguồn tài nguyên nƣớc mặt địa bàn TP.BMT số căng thẳng nƣớc tính từ ảnh viễn thám, từ đề xuất giải pháp quản lý tài nguyên nƣớc mặt cách hiệu bền vững cho thành phố Buôn Ma Thuột Nội dung: (1) Tổng quan vấn đề nghiên cứu liên quan đến tài nguyên nƣớc mặt, tình trạng căng thẳng nƣớc sở khoa học kỹ thuật viễn thám ứng dụng giám sát căng thẳng nƣớc (2) Tính tốn số WSI theo tiêu chí chọn lựa thành lập đồ phân bố không gian theo thời kỳ quan sát (3) Phân tích mối quan hệ căng thẳng nƣớc với phân bố thực vật thông qua số NDVI (4) Đề xuất giải pháp quản lý phù hợp để giảm nguy căng thẳng nƣớc tác động căng thẳng nƣớc địa bàn thành phố Buôn Ma Thuột II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 16/01/2017 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 18/12/2017 IV CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: PGS.TS Trần Thị Vân TP.HCM, ngày 22 tháng 02 năm 2018 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN PGS.TS Trần Thị Vân CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO PGS.TS Lê Văn Trung TRƢỞNG KHOA iii LỜI CẢM ƠN -oOo Để hồn thành luận văn tốt nghiệp tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trần Thị Vân, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn, dành thời gian q báu tận tình giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy, Cô Khoa Môi Trƣờng Tài Nguyên, Trƣờng Đại học Bách Khoa TP HCM tận tình truyền đạt kiến thức quý báu suốt thời gian học tập Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến cán công tác Sở Tài nguyên Môi trƣờng tỉnh Đắk Lắk, Đài Khí tƣợng Thủy văn tỉnh Đắk Lắk, UBND thành phố Buôn Ma Thuột hỗ trợ cung cấp thông tin cho để thực luận văn Cảm ơn gia đình, ngƣời thân bạn bè giúp đỡ tơi mặt để tơi hồn thành tốt luận văn Trong q trình thực hiện, cố gắng để hoàn thiện luận văn, trao đổi tiếp thu ý kiến đóng góp q Thầy Cơ bạn bè, tham khảo nhiều tài liệu song tránh khỏi sai sót Tơi mong nhận đƣợc thơng tin đóng góp, phản hồi quý báu từ quý Thầy Cô Xin chân thành cảm ơn! TP HCM, ngày 22 tháng 02 năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Tuyết Nhung iv TÓM TẮT Nƣớc loại tài nguyên thiết yếu cho sống trái đất Để đáp ứng cho nhu cầu ngƣời nhƣ hệ sinh thái khác nƣớc phải đƣợc cung cấp cách đầy đủ số lƣợng nhƣ chất lƣợng nƣớc Sự thiếu hụt nguồn nƣớc vấn đề quan trọng toàn cầu nhƣ Việt Nam, tác động chủ yếu lên vấn đề an ninh lƣơng thực, mơi trƣờng quốc gia nhƣ tồn cầu Luận văn thực nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh Landsat để xác định tình trạng căng thẳng nƣớc theo quan hệ nhiệt độ thực vật thông qua số căng thẳng nƣớc (WSI) Kết nghiên cứu cho thấy, phân bố nhiệt độ bề mặt (LST) địa bàn TP.BMT không đồng loại hình thảm phủ khác Những khu vực đất trống có nhiệt độ bề mặt trung bình khoảng 360C, tiếp đến đất đô thị đạt 340C Chỉ số thực vật lớn nhiệt độ bề mặt giảm dần, NDVI lớn 0,4 LST nhỏ 300C Phần lớn diện tích địa bàn Thành phố thuộc mức căng thẳng vào năm 2015 (> 70%) Riêng mức căng thẳng năm 2015 chiếm diện tích lớn nhiều so với năm 2000 với tỉ lệ tƣơng ứng 11,73% 0,04% Phần lớn diện tích mức căng thẳng nƣớc tập trung khu vực đất trống đô thị, với giá trị LST trung bình từ 36,1 - 41,80C Đây điều đáng cảnh báo khả thiếu hụt nguồn nƣớc tƣơng lai địa bàn thành phố Mô hình tƣơng quan thể mối quan hệ số căng thẳng nƣớc WSI số khác biệt thực vật NDVI cho thấy với khu vực có số thực vật nhỏ 0,4 xảy tƣợng căng thẳng nƣớc (trừ mặt nƣớc) Khi số NDVI lớn 0,4 số căng thẳng nƣớc bắt đầu giảm dần Vì vậy, để hạn chế tình trạng căng thẳng nƣớc cần phải sử dụng biện pháp làm tăng cƣờng độ che phủ thực vật Kết luận văn nguồn tài liệu tham khảo hữu ích cho nhà quản lý địa phƣơng điều kiện biến đổi khí hậu v ABSTRACT Water is a kind of essential resource for all life on earth In order to meet the needs of different people and ecosystems, water must be provided with sufficient quantity and quality Water shortage is a global issue as well as in Vietnam because of its impact on national, global food security and the environment This thesis has conducted a reswarch on using Landsat satellite image to identify the water stress status related to the relationship with land surface temperature and vegetation through water stress index (WSI) Research results shown that land surface temperature (LST) distribution in Buon Ma Thuot city is not uniform among different types of land cover Bare lands usually have LST have about 36.5 0C on average, following is urban land with the average is more than 340C When NDVI increase, LST will be decreased With NDVI is greater 0.4, LST will be less than 300C Water stress index was classified into three levels: No stress, stress and very stress A large portion of the city are classified at stress level in 2015 (> 70%) The very stress level alone in 2015 dominated a large area compare to it in 2000 with the value is 11.73% and 0.04% one after another Water stress at very stress level distributed in bare land and urban area with the LST average value about from 36.1 - 41.80C This is a significant issue about water shortage of the city in the future The correlation model between the WSI index and Normalize different vegetation index (NDVI) indicates that for areas with NDVI less than 0.4, water stress occurs (except for water surface) When the NDVI is greater than 0.4, the WSI index starts declining Therefore, to reduce water stress, increasing plant cover should be used The results of this thesis are a useful reference for local managers on the context of climate change vi LỜI CAM ĐOAN oOo Tôi tên Nguyễn Thị Tuyết Nhung (MSHV: 7141261) khóa 2014 xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi trình thực luận văn Những hình ảnh, số liệu, thơng tin đƣợc trình bày luận văn đƣợc thu thập từ nguồn đáng tin cậy có trích dẫn rõ ràng phần tài liệu tham khảo Các số liệu tính tốn, đồ, kết nghiên cứu thân thực nghiêm túc, trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình nghiên cứu khác trƣớc Tơi xin lấy danh dự thân để đảm bảo cho lời cam đoan Học viên thực luận văn Nguyễn Thị Tuyết Nhung vii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT iv ABSTRACT .v LỜI CAM ĐOAN vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x DANH MỤC CÁC BẢNG xi DANH MỤC CÁC HÌNH xii MỞ ĐẦU 1 Lý lựa chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 3 Phƣơng pháp thực .3 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn .4 4.1 Ý nghĩa khoa học 4.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 TÀI NGUYÊN NƢỚC 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Vai trò nƣớc .7 1.2 CĂNG THẲNG NƢỚC 1.2.1 Khái niệm căng thẳng nƣớc 1.2.2 Nguyên nhân gây căng thẳng nƣớc 11 1.2.3 Hệ tác động căng thẳng nƣớc 13 1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CĂNG THẲNG NƢỚC 15 1.3.1 Trên giới 15 1.3.2 Ở Việt Nam 22 viii 1.4 TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM NGHIÊN CỨU VỀ CĂNG THẲNG NƢỚC 25 1.5 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 29 1.5.1 Vị trí địa lý 29 1.5.2 Đặc điểm địa hình 30 1.5.3 Đặc điểm khí hậu, khí tƣợng 30 1.5.4 Đặc điểm thủy văn 31 1.5.5 Tài nguyên rừng .33 1.5.6 Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội .34 1.5.7 Thực trạng phát triển đô thị khu dân cƣ nông thôn .36 1.5.8 Thực trạng phát triển sở hạ tầng 36 1.6 NHU CẦU SỬ DỤNG NƢỚC VÀ HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƢỚC TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ BUÔN MA THUỘT 37 1.6.1 Nhu cầu sử dụng nƣớc thành phố Buôn Ma Thuột 37 1.6.2 Hiện trạng quản lý tài nguyên nƣớc thành phố Buôn Ma Thuột .38 1.7 THỰC TRẠNG CĂNG THẲNG NƢỚC TẠI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 40 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43 2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC 43 2.1.1 Cơ sở viễn thám thông tin đối tƣợng 43 2.1.2 Bức xạ nguyên lý 46 2.1.3 Cơ sở khoa học căng thẳng nƣớc từ viễn thám 49 2.1.4 Cơ sở thống kê phân tích hồi quy 52 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 53 2.2.1 Tiền xử lý ảnh 53 2.2.2 Tính số thực vật NDVI .57 2.2.3 Tính nhiệt độ bề mặt đất LST 59 2.2.4 Tính số căng thẳng nƣớc 61 2.2.5 Phân tích mối quan hệ WSI với NVDI 63 2.2.6 Quy trình thực 64 ix CHƢƠNG 3: THỰC TRẠNG CĂNG THẲNG NƢỚC TẠI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 66 3.1 PHÂN BỐ LỚP PHỦ BỀ MẶT TẠI THÀNH PHỐ BUÔN MA THUỘT 66 3.1.1 Tiền xử lý ảnh .66 3.1.2 Phân loại lớp phủ bề mặt thành phố Buôn Ma Thuột 68 3.1.3 Đánh giá kết phân loại .71 3.2 PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT THÀNH PHỐ BUÔN MA THUỘT 74 3.2.1 Cơ sở đánh giá nhiệt độ bề mặt 74 3.2.2 Phân bố nhiệt độ bề mặt thành phố Buôn Ma Thuột 74 3.3 CHỈ SỐ CĂNG THẲNG NƢỚC TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ BUÔN MA THUỘT 85 3.4 BẢN ĐỒ CĂNG THẲNG NƢỚC THÀNH PHỐ BUÔN MA THUỘT 89 CHƢƠNG 4: QUAN HỆ GIỮA ĐỘ CHE PHỦ THỰC VẬT VỚI CĂNG THẲNG NƢỚC – ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ .94 4.1 TƢƠNG QUAN GIỮA NDVI VÀ WSI .94 4.2 KIỂM TRA TÍNH CHÍNH XÁC CỦA MƠ HÌNH 96 4.3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƢỚC BỀN VỮNG CHO THÀNH PHỐ BUÔN MA THUỘT 99 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 103 KẾT LUẬN 103 KIẾN NGHỊ 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO 106 97 có sai lệch so với liệu thực tế Bias= -0,65%, Sai số trung phƣơng trung bình RMSE = 6,37% sai số tuyệt đối trung bình MAPE = 4,68% Chi tiết thông số thống kê đƣợc trình bày Bảng 4.1 Kết hợp với đồ thị phân bố WSINDVI theo mơ hình hồi quy (Hình 4.3) cho thấy mơ hình khơng có nhiều sai lệch so với liệu thực tế Mơ hình có ý nghĩa mặt thống kê đƣợc chấp nhận để sử dụng mô tả tƣơng quan WSI theo NDVI Hình 4.3: Biểu đồ tƣơng quan WSI NDVI theo mơ hình hồi quy – 2000 Tƣơng tự nhƣ kết đánh giá sai số mơ hình (4.2) WSI = 0,579588 + 0,385227*NVDI - 0,966374*NVDI2 sử dụng liệu dùng cho đánh giá mơ hình năm 2015 có kết nhƣ sau: mơ hình có sai lệch so với liệu thực tế Bias = -10,50%, sai số trung phƣơng trung bình RMSE = 42,85% sai số tuyệt đối trung bình MAPE = 18,63% Kết cho thấy mơ hình tƣơng quan 4.2 có sai số lớn nhiều so với mơ hình 4.1 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ mơ hình tƣơng quan với liệu thực tế (Hình 4.4) cho thấy sai số mơ hình với liệu thực lớn 98 Hình 4.4: Biểu đồ tƣơng quan WSI NDVI theo mơ hình hồi quy – 2015 Bảng 4.1: Các thơng số thống kê mơ hình tƣơng quan hồi quy Năm Hàm hồi quy R2 Bias (%) RMSE (%) MAPE (%) 2000 WSI = 0,839619 + 0,430593*NDVI – 1,3419*NDVI2 0,4316 -0,65 6,37 4,68 2015 WSI = 0,579588 + 0,385227*NVDI 0,966374*NVDI2 0,8089 -10,50 42,85 18,63 Qua kết đánh giá hai mơ hình tƣơng quan phƣơng pháp cổ điển sử dụng liệu độc lập mơ hình tƣơng quan 4.1 có độ xác cao so với mơ hình 4.2 Có thể sử dụng mơ hình tƣơng quan 4.1 để phân tích mối quan hệ WSI với số NDVI, sở đề xuất giải pháp để giảm thiểu tình trạng căng thẳng nƣớc địa bàn TP.BMT vùng phụ cận 99 4.3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƢỚC BỀN VỮNG CHO THÀNH PHỐ BUÔN MA THUỘT Tình trạng căng thẳng nƣớc có liên quan đến tình trạng khô hạn mùa khô khu vực Tây Nguyên Do việc mở rộng diện tích trồng nơng nghiệp; gia tăng dân số q trình thị hóa với việc hình thành ngày nhiều cơng trình xây dựng, diện tích nhựa hóa, bê tơng hóa ngày gia tăng,… dẫn đến tƣợng tăng nhiệt độ bề mặt đất, tăng lƣợng bốc nƣớc vào mùa khơ; đồng thời làm tăng dòng chảy bề mặt, giảm lƣợng nƣớc mƣa đƣợc thấm lƣu giữ đất vào mùa mƣa, tăng nhu cầu sử dụng nƣớc… góp phần làm cho tình trạng khan nƣớc mùa khơ trở nên trầm trọng năm gần Chính vậy, quản lý bền vững nguồn tài nguyên nƣớc địa bàn TP.BMT yếu tố sống cho phát triển thành phố lĩnh vực sản xuất, nông nghiệp sinh hoạt Do lƣợng nƣớc tiêu thụ nơng nghiệp lớn, trung bình khoảng 70% tổng lƣợng tiêu thụ nƣớc Chính vậy, giải đƣợc vấn đề nƣớc tƣới cho nông nghiệp mùa khơ mang lại kết tích cực quản lý nguồn tài nguyên cho mục đích khác Trên sở tƣơng quan tình trạng căng thẳng nƣớc với số khác biệt thực vật NDVI phân tích cho thấy tỉ lệ che phủ thực vật lớn (NDVI lớn) tình trạng căng thẳng nƣớc mùa khơ giảm Chính vậy, biện pháp quản lý, sử dụng tài nguyên nƣớc bền vững liên quan đến loại tài nguyên khác nhau, hoạt động sản xuất khác cần phải hƣớng đến làm giảm tiêu thụ nƣớc mùa khô tác động làm gia tăng độ che phủ thực vật khu vực cụ thể  Đối với khu vực sản xuất nông nghiệp - Quy hoạch vùng sản xuất nơng nghiệp có nghiên cứu loại trồng thích hợp với điều kiện thổ nhƣỡng, khí hậu vùng 100 - Ở khu vực thƣờng xảy khô hạn cần nghiên cứu khuyến khích ngƣời dân trồng lồi có nhu cầu nƣớc ít, có khả chịu hạn, đồng thời áp dụng hình thức tƣới tiên tiến, tiết kiệm nƣớc nhƣ: tƣới nhỏ giọt, tƣới ngầm, tƣới phun mƣa cục bộ, tƣới phun sƣơng để tiết kiệm nƣớc tƣới tối đa (Hình 4.5) Hình 4.5: Mơ hình tƣới nƣớc tiết kiệm cho cà phê (Ảnh Thanh Sơn) - Đầu tƣ sản xuất nông nghiệp theo hƣớng nông nghiệp công nghệ cao, tối ƣu hóa quy trình sản xuất, giảm lƣợng nƣớc tƣới nhƣ tái sử dụng nƣớc Hình 4.6: Mơ hình nơng nghiệp cơng nghệ cao 101 - Bên cạnh đó, cần đầu tƣ nghiên cứu nhu cầu nƣớc cho lồi trồng cụ thể để có kế hoạch tƣới phù hợp với loài trồng tiết kiệm nƣớc - Phổ biến, nhân rộng mơ hình nơng lâm kết hợp, đa dạng hóa trồng đặc biệt thân gỗ nhằm đa dạng hóa thu nhập gia tăng độ che phủ thực vật, góp phần làm giảm nhiệt độ bề mặt, giảm bốc thoát nƣớc mặt đất, bổ sung nƣớc cho tầng nƣớc ngầm thông qua tăng cƣờng khả thấm nƣớc đất hạn chế căng thẳng nƣớc Hình 4.7: Mơ hình cà phê trồng xen gỗ lớn  Đối với khu vực đất lâm nghiệp - Tăng cƣờng công tác quản lý, bảo vệ khu rừng có, đặc biệt khu rừng tự nhiên, rừng trồng gỗ lớn nhằm đảm bảo độ che phủ rừng, tăng cƣờng số thực vật nhằm làm giảm nhiệt độ bề mặt khu vực lân cận, bổ sung nƣớc ngầm cho đất, giảm căng thẳng nƣớc - Trồng lại rừng khu vực đất dốc, đất trống đồi núi trọc; làm giàu rừng diện tích rừng nghèo, tăng độ che phủ hiệu kinh tế từ đất lâm nghiệp 102  Đối với công tác lập quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội - Q trình phát triển, thị hóa phải đảm bảo hạn chế tăng nhiệt độ bề mặt, lƣợng nƣớc bốc tăng lƣợng nƣớc mƣa đƣợc thấm lƣu giữ đất thông qua công tác trồng đƣờng phố, trồng phân tán; quy hoạch tiểu hoa viên, công viên xanh với tỷ lệ hợp lý - Tăng cƣờng trồng ven sông suối, hồ, đập nƣớc nhằm làm giảm nhiệt độ khơng khí, giảm bốc hơi, tăng cƣờng bổ sung nƣớc ngầm giữ đất tránh xói mịn, sạt lở đặc biệt khu vực có độ dốc cao - Quy hoạch quản lý có hiệu hồ chứa phục vụ công tác tƣới tiêu địa bàn thành phố 103 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Công nghệ viễn thám cơng cụ hữu ích cho việc nghiên cứu quản lý vấn đề môi trƣờng đặc biệt khu vực có diện tích rộng lớn Kỹ thuật hỗ trợ đắc lực cho việc giảm tải sức lao động ngƣời nghiên cứu cho vùng rộng lớn nhƣ thành phố, tỉnh, vùng quốc gia Nghiên cứu sử dụng nguồn liệu từ ảnh vệ tinh Landsat để nghiên cứu số căng thẳng nƣớc vật - WSI Kết nghiên cứu cho thấy phƣơng pháp nghiên cứu hạn hán qua liệu ảnh Landsat khả thi Với đặc trƣng độ phân giải không gian, thời gian, liệu LST từ ảnh Landsat cho thấy cách tổng quan nhiệt độ bề mặt cho khu vực rộng lớn nhƣ TP.BMT Chỉ số căng thẳng nƣớc WSI đƣợc tính sở độ chênh lệch nhiệt độ bề mặt điểm quan trắc với nhiệt độ bề mặt thấp cho khoảng giá trị NDVI Kết tính tốn đƣợc cho thấy WSI số khơ hạn tiềm năng, tính tốn đƣợc dễ dàng để nghiên cứu theo dõi khô hạn Việc xây dựng sở liệu tích lũy nhiều năm số WSI cần thiết cho việc theo dõi chu kỳ khí hậu, làm sở cho việc dự đoán xu biến đổi theo thời gian thực số khô hạn, nhƣ làm sở cho việc cảnh báo hạn hán từ việc quan trắc WSI, khu vực cho số căng thẳng nƣớc tăng đột biến khu vực có nhiều khả bị hạn khu vực khác Các khu vực có số thực vật thấp từ – 0,2 thƣờng có nhiệt độ bề mặt lớn 350C Chỉ số thực vật lớn nhiệt độ bề mặt giảm dần, NDVI lớn 0,4 nhiệt độ bề mặt thấp 300C Nhiệt độ bề mặt khu vực có NDVI < thƣờng nhỏ 240C Phân bố nhiệt độ bề mặt địa bàn TP.BMT không đồng loại hình thảm phủ khác Những khu vực đất trống có nhiệt độ bề mặt trung 104 bình khoảng 360C, tiếp đến đất thị đạt 340C Chỉ số thực vật lớn nhiệt độ bề mặt giảm dần, NDVI lớn 0,4 LST nhỏ 30 0C Nhiệt độ bề mặt thấp diện tích mặt nƣớc tăng dần theo loại che phủ bề mặt lần lƣợt Rừng, Ruộng lúa, Cây công nghiệp, Đô thị Đất trống Chỉ số căng thẳng nƣớc đƣợc phân theo 03 cấp là: Không căng thẳng, căng thẳng căng thẳng Năm 2000 cấp căng thẳng nƣớc lần lƣợt chiếm diện tích tƣơng ứng 62,88%, 37,08% 0,04% tổng diện tích tồn thành phố Đến năm 2015, phần lớn diện tích địa bàn Thành phố mức căng thẳng (> 70%) Riêng mức căng thẳng năm 2015 chiếm diện tích lớn nhiều lần so với năm 2000 với tỉ lệ diện tích tƣơng ứng 11,73% 0,04% Phần lớn diện tích mức căng thẳng nƣớc tập trung khu vực đất trống thị, với giá trị LST trung bình từ 36,1 - 41,80C Đây điều đáng cảnh báo khả thiếu hụt nguồn nƣớc tƣơng lai địa bàn thành phố Các khu vực có xảy căng thẳng nƣớc mức căng thẳng căng thẳng thƣờng rơi vào khu vực có kiểu che phủ đất trống thị Khi nhiệt độ bề mặt bình quân cao 360C bắt đầu xảy tƣợng căng thẳng nƣớc Mơ hình tƣơng quan thể mối quan hệ số căng thẳng nƣớc WSI số khác biệt thực vật NDVI dùng làm sở tính tốn, quy hoạch diện tích rừng, xanh đƣờng phố, gỗ lớn xen kẻ với nơng nghiệp nhằm làm giảm hạn chế tình trạng căng thẳng nƣớc khu vực thƣờng xuyên có nguy xảy căng thẳng nƣớc địa bàn thành phố BMT Thơng qua mơ hình tƣơng quan cho thấy với khu vực có số thực vật nhỏ 0,4 xảy tƣợng căng thẳng nƣớc (trừ mặt nƣớc) Khi số NDVI lớn 0,4 số căng thẳng nƣớc bắt đầu giảm dần Vì để hạn chế tình trạng căng thẳng nƣớc cần phải sử dụng biện pháp làm tăng cƣờng độ che phủ thực vật 105 KIẾN NGHỊ Nghiên cứu góp phần mở hƣớng liên quan đến viễn thám khí biến đổi khí hậu, sử dụng hiệu quả, khai thác tối đa tiềm loại ảnh viễn thám nhằm giải toán biến động nhiệt độ bề mặt theo dõi tình trạng hạn hán suốt thời gian dài Tuy nhiên, liệu thực đo trạm khí tƣợng hạn chế (chỉ có trạm đo) để có thơng tin thẩm định xác cần phải có liệu thực đƣợc đo đếm liên tục thiết lập nhiều trạm đo để tăng cƣờng độ xác mở rộng khu vực nghiên cứu Việc kết hợp sử dụng số liệu lƣợng mƣa trung bình đo đạc với ảnh viễn thám nhiệt để dự báo khô hạn hƣớng nghiên cứu Ngoài ra, cần có thêm nghiên cứu số khô hạn WSI áp dụng nhiều loại ảnh viễn thám nhiệt vệ tinh khác nhằm xác định khác biệt giá trị số khô hạn WSI loại ảnh viễn thám nhiệt 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO  Alcamo, J et al (2003) “Global estimates of water withdrawals and availability under current and future “business-as-usual” conditions” Hydrological Sciences Journal, 48:3, 339-348  Alcamo Joseph, Thomas Henrichs, and Thomas Rosch (2000) “World Water in 2025: Global modeling and scenario analysis for the World Commission on Water for the 21st Century” Kassel World Water Series Report No 2, Center for Environmental Systems Research, Germany: University of Kassel, 2000, 149  Amber Brown, Marty D Matlock (2011) “A review of water scarcity indices and Methodologies” University of Arkansas  Asheesh Mohamed (2003) “Allocating the Gaps of Shared Water Resources (The Scarcity Index) Case Study Palestine Israel” IGME,: 797-805  Bảo Huy, 2017 Tin học thống kê lâm nghiệp Nhà xuất khoa học kỹ thuật, TP Hồ Chí Minh, 2017  Chaves, Henrique M L, and Suzana Alipaz (2007) “An Integrated Indicator Based on Basin Hydrology, Environment, Life, and Policy: The Watershed Sustainability Index” Water Resour Manage (Springer) 21: 883-895  Đặng Thị Kim Nhung, 2016 “Hiện trạng khả cáp nƣớc tƣới cho công nghiệp đến năm 2020, vùng Tây Nguyên” 55 năm Viện quy hoạch thủy lợi 1961 – 2016  Department of the Interior, U.S Geological Survey, 2013 “Produc guide: Landsat climate data record (CDR) surface reflectance” Version 3.1 [Online] July 2013 http://landsat.usgs.gov/documents/cdr_sr_product_ guide.pdf  Falkenmark (1989) “The massive water scarcity threatening Africa-why isn't it being addressed” Ambio 18, no 2: 112-118 107  Falkenmark M and Widstrand C (1992) “Population and Water Resources: A Delicate Balance” Population Bulletin, Population Reference Bureau  Falkenmark, Malin (1997) “Society’s Interaction with the Water Cycle: A Conceptual Framework for a More Holistic Approach” Hydrological Sciences 42, no 4: 451–66  Fensholt and Sandholt (2003).” Derivation of a Shortware infrared water stress index from MODIS near and shortware infrared data in a semiarid environment” Remote sensing and environment  Gillespie, A., Rokugawa, S., Hook, S., Matsunaga, T., & Kate, A (1999) Temperature / Emmisivity separation algorithm theoritical basis document, version 2.4 ATBD-AST-05-08,P repared under NASA contract NAS5-31372  Gleick, Peter H (1993) “Water and Conflict: Fresh Water Resources and International Security” Oakland: Pacific Institute, 79-112  Gleick, Peter (1995) Human Population and Water: To the limits in the 21st Century." Human Population and Water, Fisheries, and Coastal Areas Washington, D.C.: American Association for the Advancement of Science Symposium, 1995  Gleick, Peter H (1996) “Basic Water Requirements for Human Activities: Meeting Basic Needs” Water International (IWRA) 21: 83-92  Hoàng Gia, 2015 “Tp Bn ma thuột trƣớc tình trạng khơ hạn nghiêm trọng” Internet: http://baodaklak.vn/channel/3483/201503/tp-buon-ma-thuot-truoc- tinh-trang-kho-han-nghiem-trong-2377262 25/03/2015  Kalbermatten, J.M, D.S Julius, C.G Gunnerson, and D.D Mara (1982) Appropriate Sanitation Alternatives: A Planning and Design Manual World Bank Studies in Water Supply and Sanitation 2, 1982 108  Lambin, E.F and Ehrlich, D (1996), The surface temperature-vegetation index space for land cover and land-cover change analysis, International Journal of Remote Sensing, vol 17, pp 463-487  Landsat Science (2016) Landsat [Online], viewed 21/09/2016 Available: http://landsat.gsfc.nasa.gov/?p=3186  Lê Anh Tuấn, 2004 “Phòng chống thiên tai” Trƣờng đại học Cần Thơ, 2004  Lê Văn Trung (2015) Viễn thám Nhà xuất Đại học Quốc gia TPHCM, TPHCM  Lê Văn Trung, Nguyễn Thanh Minh (2007) “Trích lọc giá trị nhiệt bề mặt (LST) từ liệu ảnh vệ tinh Landsat ETM+” Hội nghị khoa học công nghệ lần thứ 10, Trƣờng đại học Bách Khoa TPHCM, 2007  McNulty, Steven, Ge Sun, Jennifer Moore Myers, Erika Cohen, and Peter Caldwell (2010) “Robbing Peter to Pay Paul: Tradeoffs Between Ecosystem Carbon Sequestration and Water Yield” Proceeding of the Environmental Water Resources Institute Meeting Madison, WI, 2010  Molden, David (2007) A Comprehensive Assessment of Water Management in Agriculture Internatinoal Water Management Institute, Colombo, Sri Lanka: IWMI, 2007  NASA, 2013 An Introductory Landsat Tutorial [Online] Available: https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/tutorial/Landsat%2 0Tutorial-V1.html  National Aeronautics and Space Administration (NASA), LANDSAT Science data user’s Handbook, 270 pp  Nguyen Thanh Son et al., (2012) “Monitoring agriculture drought in the lower Mekong Basin using MODIS NDVI and land surface temperature data” International jounal of applied earth observation and geoinformation 18 (2012): 417 – 427 109  Nguyễn Thị Phƣơng Loan (2005) “Giáo trình tài nguyên nƣớc” Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2005  Nguyễn Thị Thanh Duyên Trần Văn Tỷ (2014) “Đánh giá trạng tài nguyên nƣớc dƣới đất theo số nghèo nƣớc (WPI): Trƣờng hợp nghiên cứu tỉnh Sóc Trăng, Việt Nam” Tạp chí khoa học, trƣờng đại học Cần Thơ 35 (2014): 65 – 77  Nguyễn Thị Thu Trang cộng (2012) “Một số phƣơng pháp xác định số căng thẳng tài nguyên nƣớc bƣớc đầu áp dụng cho vùng Nam Trung Bộ, Việt Nam” Hội thảo khoa học quốc gia Khí tƣợng thủy văn, Mơi trƣờng Biến đổi khí hậu  Ohlsson, L (2000) “Water Conflicts and Social Resource Scarcity” Phys Chem Earth 25, no 3: 213-220  Oki, T.Y et al (2001) “Global assessment of current water resources using total runoff integrating pathways” Hydrol Sci J., 46, 983–995  Oki, T.Y., Kanae A.S (2006) “Global Hydrological Cycles and World Water Resources Science 25 August 2006”: 313 (5790), 1068-1072 [DOI:10.1126/science.1128845]  Peter Schulte, 2014 “Defining water scarcity, water stress, and water risk: It’s not just semantics” Internet: http://pacinst.org/water-definitions/, February 4, 2014  Quang Huy, 2016 “Bộ Nông nghiệp kiểm tra tình hình hạn hán Đắk Lắk” Internet: http://bnews.vn/bo-nong-nghiep-kiem-tra-tinh-hinh-han-han-o-dak- lak/11061.html 08/03/2016  Raskin, P, P Gleick, P Kirshen, G Pontius, and K Strzepek (1997) “Waer Futures: Assessment of Long-range Patterns and Prospects” Stockholm, Sweden: Stockholm Environment Institute, 1997 110  Rijsberman, Frank R (2006) “Water scarcity: Fact or Fiction?” Agricultural Water Management 80: 5-22  Roath J A “An evaluation of spatial variability of water stress index across The United States: implications of supply and demand in the East vs the West” Master thesis, Purdue University, 2013  Sabo, J.S., (2010) “Reclaiming freshwater sustainability in the Cadillac Desert” Proceedings of the National Academy of Sciences (USA) 107 (50) 21256-21262  Sandholi I, Rasmussen K, Ersen J, 2002 A simple interpretation of the surface temperature vegetation index space for assessment of surface moisture status Remote Sensingof Environment, 79, 213–214  Seckler, David, David Molden, and Randolph Barker (1998) Water Scarcity in the Twenty-First Century Water Brief 1, International Water Management Institute, Colombo, Sri Lanka: IWMI, 1998  Shiklomanov (1993) World fresh water resources Water in Crisis: A Guide to the World's Fresh Water Resources  Smakhtin, V., C Revanga, and P Doll (2005) “Taking into Account Environmental Water Requirements in Globalscale Water Resources Assessments” IWMI The Global Podium, 2005  Tanriverdi (2010) “Improved Agricultural Management Using Remote Sensing To Estimate Water Stress Indices” Applied remote sensing journal, 2010  Trần Thị Ân, Nguyễn Thị Diệu, Trƣơng Phƣớc Minh (2011) “Nghiên cứu nhiệt độ bề mặt đất thành phố Đà Nẵng từ liệu ảnh vệ tinh Landsat 7ETM+” Hội thảo ứng dụng GIS toàn quốc, 2011 111  Trần Thị Vân (2011) “Ứng dụng viễn thám Gis giám sát thị hóa thành phố Hồ Chí Minh thể qua mặt khơng thấm” Tạp chí phát triển khoa học công nghệ NXB Đại Học Quốc Gia, Tập 14 (M1)( 1859-2018), 65-67  Trịnh Lê Hùng, Đào Khánh Hoài (2015) “Ứng dụng viễn thám đánh giá nguy hạn hán khu vực huyện Bắc Bình, tỉnh Bình Thuận” Tạp chí khoa học – Đại học sƣ phạm TPHCM, số 5(70) năm 2015  Tucker, C J., 1979 “Red and near-infrared linear combinations for monitoring vegetation” Rem Sens Env 8: 127-150, 1979  Ủy Ban nhân dân thành phố Buôn Ma Thuột, 2005 “Báo cáo thuyết minh tổng hợp: Quy hoạch sử dụng đất đến năm 2010 kế hoạch sử dụng đất năm (2006-2010) thành phố Buôn Ma Thuột  Vorosmarty, Charles J, Ellen M Douglas, Pamela A Green, and Carmen Revenga (2005) “Geospatial Indicators of Emerging Water Stress: An Application to Africa” Ambio (Royal Sweedish Academy of Sciences) 34, no (May 2005): 230-236  Vorosmarty et al (2010) “Global threats to human water security and river biodiversity” Nature 467: doi:10.1038/nature09440 ... (Tanriverdi, 2005) Xuất phát từ lý nêu trên, đề tài ? ?Ứng dụng viễn thám đánh giá thực trạng căng thẳng nước mặt đề xuất giải pháp quản lý tài nguyên nước mặt cho thành phố Buôn Ma Thuột? ?? đƣợc đề xuất Kết... TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG VIỄN THÁM ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CĂNG THẲNG NƢỚC MẶT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƢỚC MẶT CHO THÀNH PHỐ BUÔN MA THUỘT I NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Nhiệm vụ: Đánh giá tình... SỬ DỤNG NƢỚC VÀ HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƢỚC TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ BUÔN MA THUỘT 37 1.6.1 Nhu cầu sử dụng nƣớc thành phố Buôn Ma Thuột 37 1.6.2 Hiện trạng quản lý tài nguyên nƣớc thành