Nghiên 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 2019 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 HÀ NỘI, NĂM 2019 GS.TS Lê Đình Thành 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 lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới GS.TS.Lê Đình Thành, ngƣời đồng hành, hƣớng dẫn tác giả suốt q trình tìm hiểu, nghiên cứu hồn thiện luận án Tác giả xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Nguyễn Văn Thắng thầy giáo, cô giáo Khoa Môi trƣờng môn Quản lý môi trƣờng, Phòng đào tạo Đại học 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 14 1.3 Các nghiên cứu ANNN Việt Nam 22 1.4 Nghiên cứu liên quan đến ANNN lƣu vực sông Mã .25 1.5 Giới thiệu lƣu vực sông Mã .27 1.5.1 Lƣu vực sơng Mã nhánh sơng 27 1.5.2 Điều kiện kinh tế xã hội lƣu vực .30 1.5.3 Nguồn nƣớc lƣu vực sông Mã liên quan đến ANNN bảo vệ môi trƣờng…… .31 1.5.4 Môi trƣờng, chất lƣợng nƣớc thiên tai 35 1.5.5 Khai thác sử dụng nƣớc quy hoạch quản lý TNN lƣu vực sông Mã 40 1.6 Những hạn chế, tồn nghiên cứu ANNN trƣớc định hƣớng nghiên cứu luận án 42 1.6.1 Những hạn chế tồn 42 1.6.2 Định hƣớng nghiên cứu luận án 43 Kết luận chƣơng 1: 44 iii CHƢƠNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC CHỈ SỐ AN NINH NGUỒN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG VIỆT NAM 46 2.1 Phƣơng pháp nguyên tắc xây dựng số ANNN 46 2.1.1 Phƣơng pháp xây dựng số ANNN 46 2.1.2 Nguyên tắc xây dựng lựa chọn số ANNN .47 2.2 Nghiên cứu xây dựng số ANNN lƣu vực sông Việt Nam 48 2.2.1 Các nhóm số ANNN lƣu vực sông Việt Nam .48 2.2.2 Tổng hợp số ANNN lƣu vực sông Việt Nam .65 2.2.3 Xác định số tổng hợp an ninh nguồn nƣớc lƣu vực sông Việt Nam 68 2.3 Đề xuất số ANNN lƣu vực sông Mã 69 2.3.1 Cơ sở lựa chọn số ANNN cho lƣu vực sông Mã 69 2.3.2 Phân cấp mức độ đảm bảo ANNN số lƣu vực sông Mã 71 Kết luận chƣơng 73 CHƢƠNG XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ ANNN LƢU VỰC SÔNG MÃ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO ANNN CỦA LƢU VỰC 74 3.1 Giới thiệu chung .74 3.1.1 Hiện trạng phƣơng hƣớng phát triển KTXH đến năm 2030 lƣu vực sông Mã 75 3.1.2 Tính tốn cân nƣớc lƣu vực sơng Mã .76 3.1.3 Môi trƣờng nƣớc xâm nhập mặn 90 3.1.4 Mâu thuẫn sử dụng nƣớc mức độ căng thẳng nguồn nƣớc lƣu vực………………………………………………………………………… 92 3.1.5 3.2 Lựa chọn vùng điển hình cho đánh giá ANNN lƣu vực sông Mã 94 Xác định số ANNN vùng điển hình lƣu vực sơng Mã năm 2015 95 3.2.1 Các nhóm số ANNN lƣu vực 95 3.2.2 Tổng hợp điểm đánh giá số ANNN vùng điển hình LV năm 2015…………… 109 3.2.3 Xác định số ANNN vùng điển hình lƣu vực năm 2015 110 3.2.4 Đánh giá ANNN vùng điển hình lƣu vực sơng Mã năm 2015 .112 3.3 Xác định số ANNN vùng điển hình lƣu vực sơng Mã năm 2030 112 3.3.1 Các nhóm số ANNN lƣu vực 112 3.3.2 Tổng hợp điểm đánh giá số ANNN vùng điển hình LV sơng Mã năm 2030 .123 iv 3.3.3 Đánh giá chung ANNN vùng điển hình lƣu vực sơng Mã năm 2030 .125 3.3.4 Tổng hợp đánh giá ANNN vùng điển hình LV sông Mã năm 2015 năm 2030………… 125 3.4 Đề xuất định hƣớng giải pháp đảm bảo ANNN cho vùng điển hình lƣu vực sơng Mã đến năm 2030 .127 3.4.1 Cơ sở khoa học thực tiễn đề xuất giải pháp .127 3.4.2 Đề xuất định hƣớng giải pháp đảm bảo ANNN 128 Kết luận chƣơng 3: 136 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .138 Những kết đạt đƣợc luận án .138 Những đóng góp luận án 139 Những tồn hƣớng nghiên cứu tiếp 139 Kiến nghị…………… .140 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 141 TÀI LIỆU THAM KHẢO 142 PHỤ LỤC………………… 148 v DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Phân phối dịng chảy năm trung bình nhiều năm lƣu vực sơng Mã 34 Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống cơng trình khai thác, sử dụng nƣớc dịng sơng Mã .41 Hình 1.3 Sơ đồ tiếp cận nghiên cứu số ANNN cho lƣu vực sông Mã 44 Hình 3.1 Phân vùng cân nƣớc lƣu vực sơng Mã vùng phụ cận 77 Hình 3.2 Sơ đồ cân nƣớc lƣu vực sông Mã vùng phụ cận .83 Hình 3.3 Lƣợng nƣớc thiếu lƣu vực sông Mã, KB HT 2015 .86 Hình 3.4 Lƣợng nƣớc thiếu lƣu vực sông Mã, KBPT 2030 87 Hình 3.5 Lƣợng nƣớc thiếu lƣu vực sơng Mã, KBPT 2030+BĐKH 88 Hình 3.6 Tổng lƣợng nƣớc thiếu vùng LV sông Mã theo kịch 89 Hình 3.7 Biểu đồ số ANNN vùng điển hình LV sơng Mã năm 2015 111 Hình 3.8 Biểu đồ số ANNN vùng điển hình lƣu vực sơng Mã năm 2030 124 Hình 3.9 Biểu đồ số ANNN vùng điển hình LV sông Mã năm 2015, 2030 126 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Nhóm số ANNN C.J.Vorosmarty cộng .15 Bảng 1.2.Tính tốn số ANNN J Lautze H Mathrithilake 16 Bảng 1.3.Chỉ số an ninh nguồn nƣớc lƣu vực sông S.Xiao cộng 17 Bảng 1.4.Sự đánh giá số ANNN lƣu vực sông Haile 18 Bảng 1.5.Các số cho đánh giá ANNN Tây Bắc Trung Quốc .19 Bảng 1.6.Các số khung đánh giá ANNN S.Mehr .20 Bảng 1.7 Các nhóm số số đo lƣờng an ninh nguồn nƣớc đô thị 21 Bảng 1.8 Phân bố dân cƣ lƣu vực sông Mã đến năm 2015 30 Bảng 1.9 Mƣa năm theo tần suất số trạm lƣu vực 32 Bảng 1.10 Dịng chảy năm bình qn nhiều năm lƣu vực sông Mã 33 Bảng 1.11.Tổng lƣợng dịng chảy năm bình qn nhiều năm lƣu vực sông Mã 33 Bảng 1.12 Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) sông Mã 36 Bảng 1.13 Mức đánh giá chất lƣợng nƣớc theo WQI 36 Bảng 1.14 Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) sông Chu .37 Bảng 1.15 Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) sông Cầu Chày 37 Bảng 1.16 Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) dọc sông Lèn .38 Bảng 1.17 Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) sông Lạch Trƣờng 38 Bảng 1.18 Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) hệ thống sông Yên 39 Bảng 1.19 Diễn biến độ mặn dọc sông (1990-2010) .40 Bảng 1.20 Các cơng trình thủy điện, thủy lợi đã, xây dựng dịng sơng Mã sơng nhánh lƣu vực sơng .41 Bảng 2.1 Thang điểm đánh giá số WSI (1,1) 49 Bảng 2.2 Thang điểm đánh giá số WSI (1,2) 50 Bảng 2.3 Thang điểm đánh giá số WSI(2,1) 51 Bảng 2.4 Thang điểm đánh giá số WSI (2,2) 52 Bảng 2.5 Thang điểm đánh giá số WSI(2,3) 53 Bảng 2.6 Thang điểm đánh giá số WSI (2,4) 53 Bảng 2.7: Thang điểm đánh giá số WSI(3,1) 55 Bảng 2.8 Thang điểm đánh giá số WSI (3,2) 55 Bảng 2.9 Thang điểm đánh giá số WSI(3,3) 56 Bảng 2.10 Phần trăm (%) Q0 cho tính tốn DCMT theo phƣơng pháp Tennant 58 Bảng 2.11 Thang điểm đánh giá số WSI(4,1) 58 Bảng 2.12 Mức đánh giá chất lƣợng nƣớc theo WQI 59 Bảng 2.13 Thang điểm đánh giá số WSI (4,2) .59 Bảng 2.14 Thang điểm đánh giá số WSI (4,3) .60 Bảng 2.15 Thang điểm đánh giá số WSI (5,1) .61 Bảng 2.16 Thang điểm đánh giá số WSI (5,2) .62 Bảng 2.17 Thang điểm đánh giá số WSI (5,3) .62 vii Bảng 2.18 Thang điểm đánh giá số WSI(5,4) 63 Bảng 2.19 Thang điểm đánh giá số WSI (6,1) .64 Bảng 2.20 Thang điểm đánh giá số WSI (6,2) .65 Bảng 2.21 Bảng tổng hợp nhóm số, số ANNN lƣu vực sông Việt Nam 66 Bảng 2.22 Bảng tổng hợp nhóm số, số ANNN lƣu vực sông Mã 69 Bảng 2.23 Bảng tổng hợp thang đánh giá mức độ đảm bảo ANNN lƣu vực sông Mã 72 Bảng 3.1 Kết hiệu chỉnh kiểm định thông số mơ hình MIKE-NAM trạm .78 Bảng 3.2 Lƣu lƣợng dòng chảy đến bình qn tháng nút tính tốn mạng lƣới sông LV sông Mã ứng với tần suất 85% giai đoạn (1986-2005) (m3/s) 79 Bảng 3.3 Lƣu lƣợng dịng chảy đến bình qn tháng nút tính tốn mạng lƣới sơng LV sơng Mã ứng với tần suất 85% giai đoạn (2016-2030) (m3/s) 79 Bảng 3.4 Tổng hợp nhu cầu sử dụng nƣớc đầu mối ngành năm 2015 lƣu vực sông Mã (Đơn vị: 106 m3) 81 Bảng 3.5 Tổng hợp nhu cầu sử dụng nƣớc đầu mối ngành năm 2030 lƣu vực sông Mã (Đơn vị: 106 m3) 81 Bảng 3.6 Tổng hợp nhu cầu sử dụng nƣớc đầu mối LV sông Mã năm 2030+BĐKH (Đơn vị: 106 m3) 81 Bảng 3.7 Dịng chảy mơi trƣờng giai đoạn (1986-2005) LV sông Mã (Đơn vị: 106 m3) .82 Bảng 3.8 Dịng chảy mơi trƣờng giai đoạn (2016-2030) LV sông Mã (Đơn vị: 106 m3) .82 Bảng 3.9 Lƣợng nƣớc thiếu cân nƣớc LV sông Mã, KBHT 2015 (106m3)85 Bảng 3.10 Lƣợng nƣớc thiếu cân nƣớc lƣu vực sông Mã, KBPT 2030 (Đơn vị: 106m3) 87 Bảng 3.11 Lƣợng nƣớc thiếu cân nƣớc LV sông Mã, KBPT 2030+BĐKH (Đơn vị: 106m3) 88 Bảng 3.12 Bảng tổng hợp lƣợng nƣớc thiếu vùng LV sông Mã theo kịch (Đơn vị: 106 m3) .89 Bảng 3.13.Thống kê diễn biến mặn lớn trạm sông Mã từ năm 1990–2012 (Đơn vị: ‰) 91 Bảng 3.14 Đánh giá mức độ căng thẳng sử dụng nƣớc vùng LV sông Mã 94 Bảng 3.15 Diện tích vùng điển hình đƣợc lựa chọn cho đánh giá ANNN 94 Bảng 3.16 Điểm đánh giá số WSI(1,1) năm 2015 95 Bảng 3.17 Điểm đánh giá số WSI(1,2) năm 2015 95 Bảng 3.18 Điểm đánh giá số WSI(2,1) năm 2015 96 Bảng 3.19 Điểm đánh giá số WSI(2,2) năm 2015 97 Bảng 3.20 Điểm đánh giá số WSI(2,3) năm 2015 98 Bảng 3.21 Điểm đánh giá số WSI(3,1) năm 2015 98 viii ... “chỉ số an ninh nguồn nƣớc” lƣu vực nhƣ công vụ cho phát triển bền vững lƣu vực Với lý nêu trên, đề tài luận án ? ?Nghiên cứu an ninh nguồn nƣớc cho phát triển bền vững lƣu vực sơng Mã? ?? cần thiết,... 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 14 1.3 Các nghiên cứu ANNN Việt Nam 22 1.4 Nghiên cứu liên quan... an ninh nguồn nƣớc lƣu vực sông Việt Nam 68 2.3 Đề xuất số ANNN lƣu vực sông Mã 69 2.3.1 Cơ sở lựa chọn số ANNN cho lƣu vực sông Mã 69 2.3.2 Phân cấp mức độ đảm bảo ANNN số lƣu vực sông