Luận án Nghiên cứu sử dụng tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Sedon, Lào tỏng bối cảnh biến đổi khí hậu

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG SEDON, LÀO TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Ngành:

Kỹ thuật tài nguyên nước

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này giải quyết vấn đề cấp thiết về ảnh hưởng nghiêm trọng của biến đổi khí hậu (BĐKH) tại Lào, đặc biệt là lưu vực sông Sedon, nơi các nghiên cứu dự báo khí tượng thủy văn, tác động cụ thể đến nhu cầu nước nông nghiệp và giải pháp ứng phó còn hạn chế. Mục tiêu chính là phân tích, đánh giá tiềm năng tài nguyên nước và nhu cầu sử dụng nước tổng hợp hiện tại và tương lai trong bối cảnh BĐKH, từ đó đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình nhằm ứng phó với hạn hán và thiếu hụt nước tại lưu vực sông Sedon.

Nghiên cứu tập trung vào hệ thống sông ngòi, dòng chảy và các đối tượng dùng nước trong lưu vực. Các đóng góp mới bao gồm việc xây dựng kịch bản BĐKH (RCP4.5 và RCP8.5) có xét tính bất định, nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH và phát triển kinh tế đến tài nguyên nước và cân bằng nước, đồng thời đề xuất khung quản lý và các giải pháp phù hợp để phát triển bền vững. Luận án đã ứng dụng các mô hình SWAT để tính toán dòng chảy, CROPWAT cho nhu cầu nước trồng trọt và WEAP để tính toán cân bằng nước.

Kết quả tính toán cân bằng nước giai đoạn hiện tại cho thấy tổng nhu cầu nước là 3.012,65 triệu m³, trong khi nguồn nước chỉ đáp ứng 1.256,37 triệu m³, dẫn đến thiếu hụt 1.756,28 triệu m³ (chiếm 58,3%), chủ yếu trong nông nghiệp và tập trung vào các tháng mùa khô. Dưới tác động của BĐKH, lượng mưa có xu hướng gia tăng trong mùa mưa và giảm trong mùa khô, làm tăng sự khắc nghiệt. Nhu cầu nước toàn lưu vực sông Sedon dự kiến tăng trung bình 11,31% vào giai đoạn 2030s và 16,89% vào giai đoạn 2050s. Lượng dòng chảy mùa lũ đến sớm hơn, nhiều hơn, trong khi mùa kiệt suy giảm. Tổng lượng nước thiếu hụt dự kiến tăng lên 1977,95 triệu m³ (2030s, tăng 13%) và 2029,15 triệu m³ (2050s, tăng 16%) so với hiện tại, chủ yếu vào các tháng 1, 2, 3.

Để ứng phó, luận án đề xuất các giải pháp công trình như nâng cấp, xây dựng mới hồ chứa và trạm bơm, kiên cố hóa kênh mương; cùng các giải pháp phi công trình như thay đổi cơ cấu cây trồng, áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm, và các chính sách quản lý tài nguyên nước. Các giải pháp này dự kiến giảm đáng kể sự thiếu hụt nước, chỉ còn khoảng 10-15% lượng nước yêu cầu trong tương lai.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án
  • 2. Mục tiêu của nghiên cứu
  • 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
  • 4. Hướng tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
  • 4.1. Hướng tiếp cận nghiên cứu
  • 4.2. Phương pháp nghiên cứu
  • 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
  • 6. Đóng góp mới của luận án
  • 7. Cấu trúc của luận án

• CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

  • 1.1 Tổng quan về sử dụng tổng hợp tài nguyên nước
  • 1.1.1 Cơ sở lý thuyết về sử dụng tổng hợp tài nguyên nước
  • 1.1.2 Các nghiên cứu về sử dụng tổng hợp tài nguyên nước
  • 1.2 Tổng quan về biến đổi khí hậu và ảnh hưởng đến tài nguyên nước
  • 1.2.1 Biến đổi khí hậu
  • 1.2.2 Tác động của BĐKH đến tài nguyên nước
  • 1.2.3 Tác động của BĐKH đến cân bằng nước
  • 1.2.4 Các nghiên cứu về tác động của BĐKH ở Lào
  • 1.3 Tổng quan về lưu vực nghiên cứu
  • 1.3.1 Khí tượng, thủy văn
  • 1.3.2 Hiện trạng thủy lợi và tình hình khai thác sử dụng tài nguyên nước của vùng nghiên cứu
  • 1.3.3 Phương hướng phát triển kinh tế - xã hội của các ngành sử dụng nước
  • 1.4 Định hướng nghiên cứu của luận án

• CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 2.1 Xây dựng cơ sở khoa học
  • 2.1.1 Cơ sở lý thuyết tính toán xác định dòng chảy trên lưu vực
  • 2.1.2 Cơ sở lý thuyết tính toán nhu cầu nước của lưu vực
  • 2.1.3 Cơ sở lý thuyết tính toán cân bằng nước lưu vực
  • 2.2 Cơ sở dữ liệu
  • 2.2.1 Giai đoạn nền (số liệu thực đo)
  • 2.2.2 Giai đoạn tương lai
  • 2.2.2.1 Các mô hình biến đổi khí hậu
  • 2.2.2.2 Hiệu chỉnh sai số mô hình khí hậu
  • 2.2.2.3 Kết quả hiệu chỉnh sai số mô hình RCM
  • 2.3 Phương pháp tính toán nhu cầu nước cho các đối tượng dùng nước trong lưu vực
  • 2.3.1 Nhu cầu sử dụng nước cho trồng trọt
  • 2.3.2 Nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt, công nghiệp, du lịch, chăn nuôi
  • 2.4 Phương pháp tính toán dòng chảy cho lưu vực
  • 2.4.1 Xây dựng sơ đồ mạng sông mô hình SWAT
  • 2.4.2 Thu thập dữ liệu
  • 2.4.3 Xây dựng mô hình tính toán mô phỏng dòng chảy
  • 2.4.3.1 Mô phỏng lưu vực trong SWAT
  • 2.4.3.2 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
  • 2.5 Phương pháp tính toán cân bằng nước trên lưu vực
  • 2.5.1 Phân chia tiểu lưu vực để tính lượng nước đến trong mô hình WEAP
  • 2.5.2 Tài liệu tính toán cân bằng nước
  • 2.6 Tính toán cần bằng nước cho lưu vực giai đoạn hiện tại
  • 2.6.1 Tính toán xác định dòng chảy trên lưu vực ở giai đoạn hiện tại
  • 2.6.2 Tính toán nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước trong lưu vực
  • 2.6.3 Kết quả tính toán cân bằng nước bằng mô hình WEAP

• CHƯƠNG 3. ẢNH HƯỞNG CỦA BĐKH ĐẾN SỬ DỤNG NƯỚC LƯU VỰC SÔNG SEDON VÀ GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ

  • 3.1 Ảnh hưởng của BĐKH đến mưa và nhiệt độ
  • 3.1.1 Lượng mưa
  • 3.1.2 Nhiệt độ
  • 3.2 Ảnh hưởng của BĐKH đến nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước trong lưu vực
  • 3.2.1 Căn cứ xác định nhu cầu nước cho tương lai
  • 3.2.2 Tính toán nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước trong lưu vực ở giai đoạn tương lai
  • 3.3 Ảnh hưởng của BĐKH đến dòng chảy
  • 3.4 Ảnh hưởng của BĐKH đến cân bằng nước
  • 3.4.1 Giai đoạn 2030s
  • 3.4.2 Giai đoạn 2050s
  • 3.5 Đề xuất khung chương trình sử dụng tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Sedon
  • 3.5.1 Các cơ sở đề xuất giải pháp
  • 3.5.2 Đề xuất giải pháp
  • 3.5.2.1 Giải pháp phi công trình
  • 3.5.2.2 Giải pháp công trình

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • 1. Kết luận
  • 2. Kiến nghị