Nghiên cứu ứng dụng GIS, Viễn thám và SWAT trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực thượng nguồn sông Đồng Nai - NCS. Phạm Hùng

Tên luận án: Nghiên cứu ứng dụng GIS, Viễn thám và SWAT trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực thượng nguồn sông Đồng Nai.
Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
Mã số chuyên ngành: 62850101
Họ và tên NCS:    Phạm Hùng
Cán bộ hướng dẫn: 1. PGS. TS. Lê Văn Trung, 2. PGS. TS. Võ Lê Phú
Tên cơ sở đào tạo: Trường Đại học Bách Khoa - Đại Học Quốc gia Tp.HCM
Tóm tắt luận án
NƯỚC là một trong những nguồn tài nguyên đặc biệt, giữ vai trò then chốt cho sự phát triển kinh tế - xã hội của mỗi quốc gia. Tuy nhiên, tài nguyên nước (TNN) là một tài nguyên dễ bị tổn thương do tác động của các hoạt động nhân tạo và biến đổi khí hậu (BĐKH). Để giải quyết vấn đề cấp bách hiện nay về thiếu hụt và ô nhiễm nước trước những thách thức mang tính toàn cầu do BĐKH, luận án đã được thực hiện với mục tiêu xây dựng công cụ hỗ trợ ra quyết định trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước IWRM (Integrated Water Resource Management) với ba hợp phần chủ yếu: (i) Đánh giá tài nguyên nước (TNN), (ii) Thông tin TNN, và (iii) Công cụ phân bổ TNN dựa trên công nghệ GIS (Geographic information system), Viễn thám RS (Remote sensing) và mô hình SWAT (Soil and Water Assessment Tool). Giải pháp đề xuất đã được áp dụng cho lưu vực thượng nguồn sông Đồng Nai, một vùng đồi núi có độ che phủ rừng cao giữ vai trò rất quan trọng về an ninh nguồn nước của các tỉnh thành vùng hạ lưu trong đó có thành phố Hồ Chí Minh. 
Các ảnh vệ tinh Landsat (giai đoạn 1994 - 2020) đã được sử dụng để xây dựng bản đồ và đánh giá biến động lớp phủ; phương trình RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation) đã được sử dụng để xây dựng bản đồ và đánh giá xói mòn đất; tạo cơ sở dữ liệu phân tích không gian GIS và áp dụng mô hình SWAT trong đánh giá tác động của BĐKH và thay đổi sử dụng đất, lớp phủ LULC (Land use, Land cover) đến lưu lượng dòng chảy và chất lượng nước, tính toán cân bằng nước, thành lập bản đồ rủi ro ô nhiễm và bản đồ chỉ số dễ bị tổn thương tài nguyên nước VI (Vulnerability index). Chất lượng nước được phân tích theo bộ chỉ số chất lượng nước WQI (Water quality idex) theo hiện trạng, cân bằng nước dự báo đến 2030 theo kịch bản phát triển kinh tế - xã hội và BĐKH RCP4.5 và RCP8.5. 
Kết quả cho thấy trong khoảng thời gian 36 năm (1994 - 2020), diện tích thực phủ rừng trên lưu vực đã giảm 324.586 ha (tương ứng 29,4%). Khu vực có tiềm năng xói mòn đất cao xấp xỉ 50,48% diện tích của lưu vực. Quá trình đô thị hóa và phát triển kinh tế đã làm gia tăng tính dễ bị tổn thương tài nguyên nước của lưu vực ở mức trung bình (0,2 < VI < 0,4) và dự báo tăng trong giai đoạn 2020 - 2030. Ở cấp độ tiểu lưu vực, Đắk Nông, Đắk R‘Keh và La Ngà là ba tiểu lưu vực có tính tổn thương tài nguyên cao nhất (0,4 < VI < 0,7). Đây là những khu vực điểm nóng “hot spot” cần ưu tiên cho hành động để thực hiện IWRM tốt hơn. Các kết quả đạt được của nghiên cứu đã minh chứng tính khả thi và hiệu quả của giải pháp, có thể áp dụng cho những khu vực có điều kiện tự trong IWRM.
Những đóng góp mới của luận án
Luận án đã xây dựng cơ sở khoa học cho việc ứng dụng tích hợp công nghệ GIS, RS và mô hình SWAT để tạo công cụ hỗ trợ IWRM lưu vực thượng nguồn sông Đồng Nai với bối cảnh BĐKH, trong đó:
• Đề xuất giải pháp xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phù hợp góp phần tạo công cụ cung cấp Thông tin Tài Nguyên Nước cho lưu vực thượng nguồn sông Đồng Nai;
• Xây dựng các quy trình và giải pháp ứng dụng GIS, RS, SWAT trong đánh giá Tài Nguyên Nước, tạo giải pháp phân tích cụ thể ảnh hưởng của BĐKH và LULC đến xói mòn, bồi lắng và sự thay đổi dòng chảy trên lưu vực;
• Xây dựng công cụ hỗ trợ Phân bổ Tài Nguyên Nước và xác định các chỉ số dễ bị tổn thương TNN. Trong đó, phân tích cụ thể tổng lượng nước và nhu cầu dùng nước của từng tiểu lưu vực, nhằm xác định những khu vực thiếu hụt hay ô nhiễm nước, cũng như tính dễ bị tổn thương tài nguyên nước. Từ đó, xác định những khu vực điểm nóng “hot spot” ưu tiên cho hành động để thực hiện IWRM tốt hơn.