Luận án tiến sĩ: Tác động khí hậu, sử dụng đất, thủy điện lưu vực Sêrêpôk

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHẠM THỊ THẢO NHI NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CUA BIEN DOI KHÍ HẬU, THAY DOI SỬ DỤNG DAT VA PHAT TRIEN THỦY ĐIỆN DEN TAI NGUYEN NUOC LUU VUC SONG SEREPOK LUẬN ÁN TIEN SĨ TP. Hồ Chí Minh — Năm 2023 VIET NAM NATIONAL UNIVERSITY - HO CHI MINH UNIVERSITY OF SCIENCE PHAM THI THAO NHI IMPACTS OF CLIMATE CHANGE, LAND-USE CHANGE, AND HYDROPOWER DEVELOPMENT ON WATER RESOURCES OF THE SEREPOK RIVER BASIN Doctoral Thesis Ho Chi Minh City — 2023 _ ĐẠI HỌC QUOC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHẠM THỊ THẢO NHI NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CUA BIEN DOI KHÍ HẬU, THAY DOI SỬ DỤNG DAT VÀ PHÁT TRIEN THỦY ĐIỆN DEN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VUC SÔNG SEREPOK Ngành: Quản Lý Tài Nguyên Và Môi Trường Mã sô Ngành: 9850101 Phản biện 1: GS. Nguyễn Kim Lợi Phản biện 2: PGS.

Nguyễn Thị Bảy Phản biện 3: PGS. Lương Văn Việt Phản biện độc lập 1: PGS. Châu Nguyễn Xuân Quang Phản biện độc lập 2: PGS. Lương Văn Việt NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1.TS ĐÀO NGUYÊN KHÔI TP.

Hồ Chí Minh — Năm 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận án tiến sĩ ngành Quản Lý Tài Nguyên và Môi Trường, với đề tài “Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu, thay đổi sử dụng đất và phát triển thủy điện đến tài nguyên nước lưu vực sông Sêrêpôk” là công trình khoa học do Tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Dao Nguyên Khôi. Những kết quả nghiên cứu của luận án hoàn toàn trung thực, chính xác và không trùng lắp với các công trình đã công bô trong và ngoai nước. Nghiên cứu sinh (Ky tên, ghi họ tên) Phạm Thị Thảo Nhi TRANG THÔNG TIN LUẬN ÁN Tên dé tài luận án: NGHIÊN CỨU TAC DONG CUA BIEN DOI KHÍ HẬU, THAY DOI SỬ DỤNG ĐÁT VÀ PHÁT TRIÊN THỦY ĐIỆN ĐÉN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG SÊRÊPÔK Ngành: QUAN LÝ TÀI NGUYEN VA MOI TRƯỜNG Mã số ngành: 9850101 Họ tên nghiên cứu sinh: PHẠM THỊ THẢO NHI Khóa đào tạo: 2019 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐÀO NGUYÊN KHÔI Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG. TÓM TAT NOI DUNG LUẬN ÁN: Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, thay đổi sử dụng dat va phat triển thủy điện diễn ra nhanh hơn và mạnh hơn nên việc nhận dạng tác động của các yếu tô này đến tài nguyên nước là cần thiết, nhằm quy hoạch và quản lý hiệu quả nguôn nước.

Lưu vực sông Sêrêpôk là một trong những sông lớn của Việt Nam và là nguồn cung cấp nước quan trọng phục vụ cho phát triển kinh tẾ - xã hội khu vực Tây Nguyên. Mục tiêu của luận án này nhằm đánh giátác động riêng lẻ và tong hợp do những thay đổi về khí hậu, thay đổi sử dụng đất, và phát triển thủy điện đối với dòng chảy và lượng phù sa lưu vực sông Sêrêpôk. Nghiên cứu được tiến hành bằng cách sử dung mô hình thủy văn SWAT nhằm dé mô phỏng sự thay đổi dòng chảy và phù sa theo các kịch bản tương lai ve biến đổi khí hau, thay đổi sử dụng dat, va phát triển thủy điện. Các kịch bản biến đổi khí hậu được xây dựng bằng phương pháp thay đổi hệ số delta dựa vào kết quả mô phỏng khí hậu toàn cầu từ CMIP6.

Các kịch bản sử dụng đất tương lai được xây dựng bằng cách sử dụng mô hình chuyền đổi mục đích sử dụng đất CLUE-s. Kịch bản phát triển thủy điện được đưa ra dựa trên quy hoạch phát triển thủy điện của lưu vực. Kết quả nghiên cứu cho thấy dưới tác động của biến đổi khí hậu, nhiệt độ và lượng mưa được dự báo tăng trong tương lai, điều này dẫn đến mức tăng của dòng chảy năm và phù sa có thé lên đến 37% va 75%. Bên cạnh đó, kịch bản thay đổi sử dụng đất trong tương lai cho thấy xu hướng tăng diện tích đất đô thị và đất nông nghiệp, và giảm diện tích đất rừng và cây bụi, điều này gây ra sự tăng dòng chảy và phù sa trên lưu vực lần lượt là 3,4% và 5,0%.

Dưới tác động của kịch bản phát triển thủy điện, dòng chảy mùa lũ có xu hướng giảm (10%) và dòng chảy mùa kiệt có xu hướng tăng (30%). Dưới tác động tong hop cua biến đổi khí hậu, thay đổi sử dung dat và phát triển thủy điện, lưu lượng dòng chảy và lượng trầm tích hàng năm có xu hướng tăng, lần lượt là 41% và 45%. Nhìn chung, kết quả nghiên cứu chỉ ra răng biến đổi khí hậu có tác động lớn nhất đối với sự gia tăng dòng chảy và phù sa so với tác động của thay đổi sử dụng đất và phát triển thủy điện. Do đó, trong tương lai cần chú trọng đến các giải pháp quản lý nguồn nước thích ứng với biến đồi khí hậu.

Kết quả của nghiên cứu này đóng góp cơ sở khoa học cho công tác quản lý và quy hoạch bền vững tài nguyên nước lưu vực sông trong bối cảnh thay đổi môi trường. NHỮNG KÉT QUÁ MỚI CỦA LUẬN ÁN: — Xem xét các tác động riêng lẻ của các yếu tố: biến đổi khí hậu, thay đổi sử dụng đất và phát triển thủy điện lên tài nguyên nước, trong 3 nhân tố được xem xét thì biến đổi khí hậu là nhân tô gây biến đổi dòng chảy và bùn cát lớn nhất, với mức tăng là 37% đối với dòng chảy và 75% đối với trầm tích. — Xét theo các kịch bản tác động tổng hop, dòng chảy sẽ thay đổi đáng ké trong tương lai, sự thay đổi của phủ sa ty lệ thuận với sự thay đổi của dòng chảy, dưới tác động tông hợp này, lượng dòng chảy và lượng trầm tích hàng năm tăng lần lượt là 41% và 45% so với giai đoạn hiện tại. CÁC UNG DUNG/ KHẢ NĂNG UNG DUNG TRONG THUC TIEN HAY NHỮNG VAN DE CON BO NGO CAN TIEP TUC NGHIEN CUU — Bên cạnh đánh giá tác động đến nước mặt, cần phải xem xét đến sự thay đổi của nước ngầm, về trữ lượng và chất lượng nước ngầm.

— Khắc phục hạn chế về chất lượng dữ liệu quan trắc có thé giúp nâng cao hiệu quả mô phỏng và tính toán của mô hình trong luận án này. THESIS INFORMATION Thesis title: IMPACTS OF CLIMATE CHANGE, LAND-USE CHANGE, AND HYDROPOWER DEVELOPMENT ON WATER RESOURCES OF THE SEREPOK RIVER BASIN Speciality: Environmental and Resource Management Code: 9850101 Name of PhD Student: PHAM THI THAO NHI Academic year: 12/2019 — 12/2023 Supervisor: Assoc. Dao Nguyen Khoi At: VNUHCM- University of Science 1. SUMMARY: In the context of climate change, land-use change and hydropower development have been happening faster and stronger, it is urgent to investigate the effects of these impacts on water resources, particularly in planning and management.

Serepok river basin, one of the river basins in Vietnam, the hydrological components have been changing due to regional characteristics such as climate change, land-use change, and hydropower development. The objective of this study was to develop an approach to assess these separated and combined impacts on water resources. To accomplish this goal, SWAT model was used to simulate streamflow and sediment with reliable results before applying various scenarios, including future climate change, land-use change, and hydropower development. In this study, climate change scenarios were built by delta change method based on global climate simulation results from CMIP6.

Land-use scenarios were developed using the CLUE-s model based on past trends in land use, along with population growth scenarios. Besides, the hydropower development scenario was based on the hydropower development planning of the Serepok. Results show that temperature and precipitation were predicted to increase in the future, which leads to an increase of 37% and 75% in runoff and sediment respectively. In addition, the future land-use scenario showed a trend toward increasing urban and agricultural land while decreasing forest and shrubland, which causes an increase in runoff and sediment by 3.

Under the impact of the hydropower development, the flow in the flood season tended to decrease (10%), and the flow in the dry season tended to increase (30%). Under the impacts of meteorological characteristics and human beings, the results showed that annual runoff and sediment increase by 41% and 45%, respectively. Overall, the study results indicate that climate change has the greatest impact on increases in runoff and sediment, compared to the impacts from land-use change and hydropower development. Therefore, in the future, necessary to focus on solutions for managing water resources to adapt to climate change.

The results of this study could contribute scientific information for sustainable management and planning of water resources in river basins in the context of environmental change. NOVELTY OF THESIS: - Considering the separated impacts of three factors: climate change, land-use change, and hydropower development on water resources, among the three factors considered, climate change causes the largest change in flow and sediment, with an annual increase of 37% for flow and 75% for sediment. - Under the combined effects, the flow will change significantly in the future, and the change in sediment is proportional to the change in the flow, the results show that the annual flow and sediment will increase by 41% and 45%, respectively. APPLICATIONS/ APPLICABILITY/ PERSPECTIVE - Besides assessing the impact on surface water, it is necessary to consider impacts on groundwater in terms of quantity and quality.

- The quality of observation data needs to be improved; overcoming this can help improve the simulation and calculation efficiency of the model. LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và trân trọng đến quý Thay, Cô Khoa Môi trường — Đại học Khoa học Tự nhiên Tp. Hồ Chí Minh, những người đã trực tiếp giảng dạy, truyền đạt những kiến thức bổ ích, đó chính là những nền tảng cơ bản, là những hành trang vô cùng quý giá, trong con đường nghiên cứu khoa học và thực hiện đề tài luận án của nghiên cứu sinh. Lời cảm ơn đặc biệt đối với người Thầy và cũng là giáo viên hướng dẫn PGS.

Đào Nguyên Khôi, người đã tận tình, quan tâm, giúp đỡ và hướng dẫn trên con đường học thuật, Và trong suốt thời gian thực hiện đề tài luận án Tiến sĩ. Nghiên cứu sinh xin cảm ơn Ban lãnh đạo, và đồng nghiệp tại Viện Khoa học và Công nghệ Tính toán đã tạo điều kiện và giúp đỡ nghiên cứu sinh trong thời gian học Tiến sĩ ở trường đại học Khoa học Tự nhiên. Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn tới bố mẹ, anh chị em và bạn bè, những người đã động viên giúp đỡ nghiên cứu sinh rất nhiều trong suốt thời gian hoàn thành đề tài. Xin cảm ơn mọi người rất nhiều kính chúc mọi người luôn hạnh phúc, dồi dào sức khỏe và thành công trong công việc.

Em xin chân thành cảm on! TÓM TẮT Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, thay đổi sử dụng đất và phát triển thủy điện diễn ra nhanh hơn và mạnh hơn nên việc nhận dạng tác động của các yếu tố này đến tài nguyên nước là cần thiết, nhằm quy hoạch và quản lý hiệu quả nguồn nước.