Nghiên cứu đánh giá mức độ căng thẳng nguồn nước cho thành phố Đà Nẵng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN ĐẠI TRUNG

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ CĂNG THẲNG
NGUỒN NƯỚC CHO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2024


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN ĐẠI TRUNG

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ CĂNG THẲNG
NGUỒN NƯỚC CHO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước
Mã số: 9580212

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1.TS NGUYỄN ANH ĐỨC
2.GS.TS NGUYỄN TRUNG VIỆT

HÀ NỘI, NĂM 2024


LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả
nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một
nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã
được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tác giả luận án

Nguyễn Đại Trung

i


LỜI CÁM ƠN
Lời đầu tiên tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Trung Việt và
TS Nguyễn Anh Đức đã tận tình hướng dẫn tác giả trong suốt q trình nghiên cứu để
hồn thành luận án.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn Ban Giám hiệu, phòng Đào tạo, khoa Kỹ thuật tài
nguyên nước, bộ mơn Thủy văn và Biến đổi khí hậu, Trường Đại học Thủy Lợi và
Trường Cao đẳng Công nghệ - Kinh tế và Thủy lợi miền Trung, đã giúp đỡ tạo mọi
điều kiện để tác giả hoàn thành luận án này.
Nhân dịp này, tác giả cũng xin được bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới các nhà khoa học,
các thầy cơ và đồng nghiệp với tình cảm và lịng chân thành đã động viên, dành nhiều
thời gian và công sức giúp đỡ và đóng góp những ý kiến quý báu trong suốt quá trình
nghiên cứu thực hiện luận án.
Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình đã quan tâm, động viên, khích
lệ, ủng hộ và tạo điều kiện thuận lợi để tác giả yên tâm thực hiện và hoàn thành luận
án.

ii


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH................................................................................... vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................................ viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT............................................................................. xii
1. Tính cấp thiết của đề tài....................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................................ 3
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu........................................................................ 3
4. Câu hỏi nghiên cứu.............................................................................................. 3
5. Luận điểm bảo vệ................................................................................................. 4
6. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.......................................................... 4
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án........................................................... 5
8. Cấu trúc của luận án............................................................................................ 6
CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CĂNG THẲNG NGUỒN
NƯỚC VÀ GIỚI THIỆU VỀ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG....................7

1.1

Các nghiên cứu về căng thẳng nguồn nước trên thế giới............................7

1.1.1

Một số khái niệm và định nghĩa................................................................. 7

1.1.2

Tổng quan nghiên cứu về căng thẳng nguồn nước trên thế giới...............10

1.1.3

Tổng quan nghiên cứu xác định mức độ căng thẳng nguồn nước.............15

1.2

Các nghiên cứu trong nước và tại thành phố Đà Nẵng.............................24

1.2.1

Các nghiên cứu về căng thẳng nguồn nước ở Việt nam............................ 24

1.2.2

Một số nghiên cứu gần đây về tài nguyên nước có liên quan trên LVS Vu
Gia Thu Bồn và thành phố Đà Nẵng......................................................... 26

1.3

Giới thiệu khu vực nghiên cứu thành phố Đà Nẵng.................................. 28

1.3.1

Đặc điểm tự nhiên và KTXH khu vực nghiên cứu.................................... 28

1.3.2

Đặc điểm về tài nguyên nước................................................................... 29

1.3.3

Hiện trạng khai thác sử dụng nước........................................................... 32

1.4

Những tồn tại, hạn chế về CTN thành phố và định hướng nghiên cứu.....34

1.4.1

Những tồn tại và hạn chế về nghiên cứu đánh giá mức độ CTN các thành
phố ở Việt Nam........................................................................................ 34

1.4.2

Định hướng nghiên cứu của luận án......................................................... 35

1.5

Kết luận chương 1.................................................................................... 36

iii


CHƯƠNG 2
2.1

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ CĂNG

THẲNG NGUỒN NƯỚC.................................................................. 37

Lựa chọn hướng tiếp cận khung đánh giá mức độ căng thẳng nguồn nước
....................................................................................................................37

2.2

Phương pháp luận xác định bộ chỉ số căng thẳng nguồn nước.................39

2.2.1

Cấu trúc bộ chỉ số đánh giá mức độ căng thẳng nguồn nước....................39

2.2.2

Phương pháp xác định bộ chỉ số căng thẳng nguồn nước.........................41

2.2.3

Xác định trọng số cho các chỉ số.............................................................. 46

2.3

Phương pháp tính tốn bộ chỉ số căng thẳng nguồn nước WSI................ 50

2.3.1

Nhóm thứ nhất: Nguồn nước và khai thác sử dụng nước (WSI_1)...........50

2.3.2

Nhóm thứ hai: Hệ sinh thái và mơi trường (WSI_2)................................. 57

2.3.3

Nhóm thứ ba: Cung cấp nước sinh hoạt từ CTCNTT (WSI_3)................60

2.3.4

Nhóm thứ tư: Năng lực ứng phó với tình trạng CTN (WSI_4).................63

2.3.5

Tổng hợp các chỉ số đánh giá mức độ căng thẳng nguồn nước.................64

2.4

Phương pháp mơ hình tốn....................................................................... 68

2.4.1

Mơ phỏng diễn biến tài nguyên nước....................................................... 68

2.4.2

Cơ sở dữ liệu tính tốn............................................................................. 69

2.4.3

Mơ hình MIKE NAM tính tốn thủy văn................................................. 70

2.4.4

Mơ hình MIKE HYDRO BASIN tính tốn cân bằng nước......................74

2.4.5

Mơ hình thủy động lực học MIKE 11 (HD, AD)...................................... 76

2.5

Phân ngưỡng mức độ căng thẳng nguồn nước.......................................... 80

2.6

Kết luận chương 2.................................................................................... 81

CHƯƠNG 3

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ CĂNG THẲNG NGUỒN NƯỚC THÀNH
PHỐ ĐÀ NẴNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU...........82

3.1

Hiện trạng căng thẳng nguồn nước trên địa bàn thành phố Đà Nẵng........82

3.1.1

Khả năng đáp ứng nguồn nước trên LVS Cu Đê và Túy Loan.................82

3.1.2

Hạ lưu sông Vu Gia Thu Bồn tại An Trạch, Bàu Nít và Tứ Câu..............83

3.1.3

Thực trạng căng thẳng nguồn nước, thiếu nước thành phố Đà Nẵng........84

3.2

Dự báo nhu cầu sử dụng nước và xác định dòng chảy về Đà Nẵng..........85

3.2.1

Tính tốn và dự báo nhu cầu sử dụng nước.............................................. 86

3.2.2

Tính tốn xác định dịng chảy về thành phố Đà Nẵng..............................91

3.3

Tính tốn chỉ số đánh giá mức độ CTN thành phố Đà Nẵng....................97

iv


3.3.1

Tính tốn các chỉ số.................................................................................. 97

3.3.2

Mức độ căng thẳng nguồn nước qua bộ chỉ số....................................... 120

3.3.3

Đánh giá mức độ căng thẳng nguồn nước thành phố Đà Nẵng...............124

3.4

Đề xuất giải pháp giảm thiểu mức độ CTN thành phố Đà Nẵng.............127

3.4.1

Cơ sở khoa học và thực tiễn đề xuất giải pháp....................................... 127

3.4.2

Định hướng giải pháp chung nhằm giảm thiểu tình trạng căng thẳng nguồn
nước........................................................................................................ 128

3.4.3

Phân tích và lựa chọn các giải pháp ưu tiên, phù hợp cho thành phố Đà Nẵng
..................................................................................................................130

3.4.4

Đánh giá hiệu quả các giải pháp trong giảm thiểu mức độ CTN cho thành

phố Đà Nẵng........................................................................................... 138

3.5

Kết luận chương 3.................................................................................. 139

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 141
1. Những kết quả đạt được của luận án................................................................ 141
2. Những đóng góp mới của luận án.................................................................... 142
3. Tồn tại và các hướng nghiên cứu tiếp.............................................................. 142
4. Kiến nghị......................................................................................................... 143
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ.................................................. 144
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 145

v


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 KHN là một phần của khái niệm CTN............................................................ 9
Hình 1.2 Bốn khía cạnh chính của tình trạng KHN..................................................... 13
Hình 1.3 Mức độ ảnh hưởng của khan hiếm nước đến GDP........................................ 15
Hình 1.4 Phân bố chỉ số và vùng căng thẳng TNN thành phố Jakarta, Indonesia........20
Hình 1.5 Tình trạng khan hiếm nước đơ thị hiện nay................................................... 22
Hình 1.6 Khung đánh giá chỉ số an ninh nguồn nước đơ thị (UWSI)........................... 23
Hình 1.7 Bản đồ hành chính thành phố Đà Nẵng......................................................... 28
Hình 1.8 Mạng lưới sơng suối thành phố Đà Nẵng...................................................... 29
Hình 1.9 Phạm vi xâm nhập mặn tại vùng cửa sơng thuộc Đà Nẵng...........................32
Hình 1.10 Sơ đồ khối tổng thể quá trình nghiên cứu của luận án................................. 36
Hình 2.1 Sơ đồ khối xác định khung nghiên cứu mức độ CTN................................... 39
Hình 2.2 Quy trình tham vấn lựa chọn chỉ số WSI theo phương pháp Delphi.............43

Hình 2.3 Sơ đồ tính tốn trọng số theo phương pháp AHP.......................................... 47
Hình 2.4 Sơ đồ tính tốn các biến số và chuẩn hóa thành các chỉ số WSI...................49
Hình 2.5 Sơ đồ tính xác định dịng chảy về thành phố Đà Nẵng.................................. 68
Hình 2.6 Sơ đồ mạng lưới trạm KTTV trên LVS VGTB (Nguồn: Đài KTTV tỉnh
Quảng Nam)................................................................................................................ 69
Hình 2.7 Sơ đồ phân chia tiểu lưu vực sơng VGTB..................................................... 71
Hình 2.8 Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình tại Nơng Sơn và Thạnh Mỹ.....................72
Hình 2.9 Phân chia TLV trên sơng Cu Đê................................................................... 73
Hình 2.10 Kết quả hiệu chỉnh lưu vực Thượng Nhật từ 1981÷1996............................73
Hình 2.11 Kết quả kiểm định lưu vực Thượng Nhật từ 1997÷2014............................. 73
Hình 2.12 Sơ đồ tính tốn trong mơ hình MIKE HYDRO Basin cho LVS VGTB......75
Hình 2.13 Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình MIKE HYDRO BASIN LVS VGTB....75
Hình 2.14 Sơ đồ mơ phỏng xâm nhập mặn vào sơng bằng phương pháp mơ hình......76
Hình 2.15 Sơ đồ thủy lực sơng VGTB được thiết lập trong mơ hình MIKE 11...........76
Hình 2.16 Bố trí các biên nhập lưu trong mơ hình....................................................... 77
Hình 2.17 Sơ đồ mạng lưới sơng Cu Đê trong mơ hình MIKE 11............................... 79
Hình 2.18 Ranh giới xâm nhập mặn lớn nhất vào thời kỳ tháng 7 năm 2017 sơng Cu
Đê................................................................................................................................ 79
Hình 3.1 Sơ đồ phân vùng SDN theo LVS thuộc thành phố Đà Nẵng.........................86
Hình 3.2 Phân bố lượng dịng chảy bình qn giai đoạn 1980÷2016........................... 95
Hình 3.3 Phân bổ lượng dịng chảy bình qn giai đoạn 2016÷2035........................... 97
Hình 3.4 Tỉ lệ thất thốt nước trên địa bàn TP Đà Nẵng giai đoạn 2015÷2021.........115
Hình 3.5 Điểm đánh giá nhóm chỉ số (WSI_1) năm 2020......................................... 122
Hình 3.6 Điểm đánh giá nhóm chỉ số (WSI_1) năm 2030......................................... 122
Hình 3.7 Điểm đánh giá nhóm chỉ số WSI_2 năm 2020............................................ 123
Hình 3.8 Điểm đánh giá nhóm chỉ số WSI_2 năm 2030............................................ 123
vi


Hình 3.9 Điểm đánh giá nhóm chỉ số WSI_3 năm 2020............................................ 123

Hình 3.10 Điểm đánh giá nhóm chỉ số WSI_3 năm 2030.......................................... 123
Hình 3.11 Điểm đánh giá nhóm chỉ số WSI_4 năm 2020.......................................... 124
Hình 3.12 Điểm đánh giá nhóm chỉ số WSI_4 năm 2030.......................................... 124
Hình 3.13 Biểu đồ mức độ CTN thành phố Đà Nẵng năm 2020................................ 124
Hình 3.14 Biểu đồ mức độ CTN thành phố Đà Nẵng năm 2030................................ 126
Hình 3.15 Biểu đồ so sánh mức độ CTN thành phố Đà Nẵng năm 2020 và năm 2030
.....................................................................................................................................127
Hình 3.16 Vị trí hồ chứa nước Sơng Bắc trên LVS Cu Đê........................................ 132
Hình 3.17 Vị trí cần tăng cường độ che phủ rừng trên địa bàn thành phố Đà Nẵng...134
Hình 3.18 Tương quan các cấp lưu lượng tại Ái Nghĩa với ranh giới XNM sơng Hàn Cầu Đỏ - Nguồn......................................................................................................... 137
Hình 3.19 Vị trí đề xuất đập ngăn mặn trên sơng Hàn – Cầu Đỏ............................... 137
Hình 3.20 So sánh chỉ số căng thẳng nguồn nước giữa có và chưa có giải pháp.......138

vii


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Các ngưỡng của chỉ số Falkenmark.............................................................. 10
Bảng 1.2 Tác động của sự thiếu nước ở Hoa Kỳ đối với ngành nông nghiệp..............14
Bảng 1.3 Khung đánh giá mức độ căng thẳng nguồn nước ở Jakarta........................... 19
Bảng 1.4 Khung đánh giá ANNN ở Lạc Dương.......................................................... 20
Bảng 1.4 Khung đánh giá ANNN sinh hoạt thành phố Addis Ababa, Ethiopia...........21
Bảng 1.6 Khung đánh giá an ninh nguồn nước đô thị thành phố Ibb, Yemen..............23
Bảng 1.7 Khung đánh giá mức độ căng thẳng nguồn nước khu vực Nam Trung Bộ...25
Bảng 1.8 Khung đánh giá ANNN cho thành phố Hà Nội............................................ 25
Bảng 1.9 Khung đánh giá mức độ khan hiếm nước cho thành phố Hồ Chí Minh........26
Bảng 1.10 Nguồn nước các sông trong lưu vực........................................................... 30
Bảng 1.11 Trữ lượng nước dưới đất có thể khai thác................................................... 31
Bảng 1.12 Các đặc trưng của thủy triều tại vịnh Đà Nẵng........................................... 31
Bảng 1.12 Hiện trạng cơng trình cấp nước sinh hoạt và sản xuất phi nông nghiệp......33

Bảng 2.1 Đặc điểm của tỷ lệ tới hạn (Căng thẳng nguồn nước)................................... 38
Bảng 2.2 Bộ chỉ số đề xuất ban đầu đánh giá mức độ căng thẳng nguồn nước............40
Bảng 2.3 Mẫu câu hỏi về mức độ liên quan của bộ chỉ số đánh mức độ CTN đô thị...43
Bảng 2.4 Bảng Quy tắc KAMET phân tích đánh giá sử dụng phương pháp Delphi....44
Bảng 2.5 Kết quả xin ý kiến chuyên gia về bộ chỉ số................................................... 45
Bảng 2.6 Kết quả bộ chỉ số đánh giá mức độ căng thẳng nguồn nước.........................46
Bảng 2.7 Bảng mức độ ưu tiên chuẩn.......................................................................... 47
Bảng 2.8 Ma trận so sánh cặp...................................................................................... 48
Bảng 2.9 Véc tơ trọng số............................................................................................. 48
Bảng 2.10 Bảng phân loại chỉ số ngẫu nhiên RI.......................................................... 48
Bảng 2.11 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_1.1.1) và (WSI_1.1.2)..........................51
Bảng 2.12 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_1.2.1)................................................... 52
Bảng 2.13 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_1.2.2;_1.2.3;_1.2.4).............................. 52
Bảng 2.14 Bảng phân loại giá trị trung bình CV theo lưu vực sông.............................53
Bảng 2.15 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_1.3.1) và (WSI_1.3.2)..........................53
Bảng 2.17 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_1.4.1), (WSI_1.4.2).............................. 54
Bảng 2.17 Mức đánh giá chất lượng nước theo VN_WQI........................................... 55
Bảng 2.18 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_1.5)...................................................... 55
Bảng 2.19 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_1.6)...................................................... 56
Bảng 2.20 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_1.7)...................................................... 56
Bảng 2.21 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_1.8)...................................................... 57
Bảng 2.22 Phần trăm (%) của Q0 cho tính tốn DCMT theo phương pháp Tennant....58
Bảng 2.23 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_2.1)...................................................... 58
Bảng 2.24 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_2.2)...................................................... 59
Bảng 2.25 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_2.3)...................................................... 59
viii


Bảng 2.26 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_2.4)...................................................... 60
Bảng 2.27 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_3.1)...................................................... 61

Bảng 2.28. Tỉ lệ % dân số được cấp nước sạch............................................................ 61
Bảng 2.29 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_3.2)...................................................... 61
Bảng 2.31 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_3.3)...................................................... 62
Bảng 2.32 Thống kê độ mặn tại cửa thu nước NMN Cầu Đỏ giai đoạn 2012÷2021....62
Bảng 2.32 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_3.4)...................................................... 63
Bảng 2.33 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_4.1)...................................................... 63
Bảng 2.34 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_4.2)...................................................... 64
Bảng 2.36 Thang điểm đánh giá chỉ số (WSI_4.3)...................................................... 64
Bảng 2.36 Bảng tổng hợp bộ chỉ số đánh giá mức độ căng thẳng nguồn nước............65
Bảng 2.37 Thống kê các trạm đo mặn thuộc TP. Đà Nẵng và lân cận.........................69
Bảng 2.38 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình MIKE NAM LVS VGTB.........72
Bảng 2.39 Các TLV trên sông Cu Đê.......................................................................... 73
Bảng 2.40 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình MIKE NAM.............................73
Bảng 2.41 Chỉ số Nash giữa giá trị mực nước tính tốn và thực đo............................. 78
Bảng 2.42 So sánh kết quả mặn lớn nhất tại các điểm thực địa trên sông Cu Đê.........79
Bảng 2.49 Phân ngưỡng mức độ căng thẳng nguồn nước............................................ 80
Bảng 3.1 Khả năng đáp ứng của nguồn nước tại lưu vực Cu Đê.................................82
Bảng 3.2 Khả năng đáp ứng của nguồn nước tại lưu vực sông Túy Loan....................83
Bảng 3.3 Khả năng đáp ứng của nguồn nước tại sông Yên, Quá Giáng và Vĩnh Điện
83 Bảng 3.4 Các khu vực xảy ra CTN trên địa bàn thành phố Đà Nẵng......................84
Bảng 3.5 Phân bố dân số theo lưu vực sơng................................................................. 88
Bảng 3.6 Diện tích các KCN theo lưu vực sơng.......................................................... 88
Bảng 3.7 Diện tích đất sản xuất nơng nghiệp và NTTS theo lưu vực sông..................89
Bảng 3.8 Tổng đàn gia súc gia cầm năm theo lưu vực sông........................................ 89
Bảng 3.9 Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt đến năm 2030.............................................. 89
Bảng 3.10 Tiêu chuẩn cấp nước khu công nghiệp tập trung........................................ 90
Bảng 3.11 Chế độ tưới cho các loại cây trồng - P=85%............................................... 90
Bảng 3.12 Tổng hợp nhu cầu sử dụng nước theo lưu vực............................................ 91
Bảng 3.13 Mức thay đổi (%) lượng mưa các mùa trong năm so với thời kỳ nền
1986÷2005 theo kịch bản RCP4.5 khu vực tỉnh Quảng Nam - Đà Nẵng.....................92

Bảng 3.14 Mực nước biển dâng theo kịch bản RCP 4.5.............................................. 92
Bảng 3.15 Các kịch bản đề xuất mơ phỏng dịng chảy theo quy trình vận hành hồ chứa
.......................................................................................................................................92
Bảng 3.16 Các đặc trưng dòng chảy tại cửa ra sông Túy Loan (m3/s).......................... 93
Bảng 3.17 Lưu lượng tại hạ lưu Túy Loan ứng với KB BĐKH (2016÷2035) (m3/s)...93
Bảng 3.18 Lưu lượng trung bình năm tại Phị Nam ứng với các kịch bản BĐKH (m3/s)
.......................................................................................................................................93
Bảng 3.19 Dòng chảy thiết kế tại Phị Nam ứng với KB BĐKH (2016÷2035) (m 3/s) .93

ix


Bảng 3.20 Phân bố lưu lượng tại các ngã ba sông trong HTTL An Trạch với P kiệt 75%
.......................................................................................................................................94
Bảng 3.21 Tỷ lệ lưu lượng về các nút tại HTTL An Trạch.......................................... 95
Bảng 3.22 Các đặc trưng dịng chảy bình qn giai đoạn 1981÷2016.........................95
Bảng 3.23 Các đặc trưng dịng chảy bình quân nhiều năm giai đoạn 2016÷2035........96
Bảng 3.24 Thang điểm đánh giá chỉ số WSI_1.1.1, WSI _1.1.2.................................. 98
Bảng 3.25 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.1.1 giai đoạn 1986÷2016.............................. 98
Bảng 3.26 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.1.1 giai đoạn 2016÷2035.............................. 98
Bảng 3.27 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.1.2 giai đoạn 1986÷2016.............................. 99
Bảng 3.28 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.1.2 giai đoạn 2016÷2035.............................. 99
Bảng 3.29 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.2.1 năm 2020.............................................. 100
Bảng 3.30 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.2.1 năm 2030.............................................. 100
Bảng 3.31 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.2.2 năm 2020.............................................. 100
Bảng 3.32 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.2.2 năm 2030.............................................. 100
Bảng 3.33 Điểm đánh giá chỉ số WSI _1.2.3 năm 2020............................................. 101
Bảng 3.34 Điểm đánh giá chỉ số WSI _1.2.3 năm 2030............................................. 101
Bảng 3.35 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.2.4 năm 2020.............................................. 101
Bảng 3.36 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.2.4 năm 2030.............................................. 101

Bảng 3.37 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.3.1 giai đoạn 1986÷2016............................ 102
Bảng 3.38 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.3.1 giai đoạn 2016÷2035............................ 102
Bảng 3.39 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.3.2 giai đoạn 1986÷2016............................ 102
Bảng 3.40 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.3.2 giai đoạn 2016÷2035............................ 103
Bảng 3.41 Điểm đánh giá chỉ số WSI _1.4.1 năm 2020............................................. 103
Bảng 3.42 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.4.1 năm 2030.............................................. 103
Bảng 3.43 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.4.2 năm 2020.............................................. 104
Bảng 3.44 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.4.2 năm 2030.............................................. 104
Bảng 3.45 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.5 năm 2020................................................. 105
Bảng 3.46 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.5 năm 2030................................................. 105
Bảng 3.47 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.6 năm 2020................................................. 105
Bảng 3.48 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.6 năm 2030................................................. 106
Bảng 3.49 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.7 năm 2020................................................. 106
Bảng 3.50 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.7 năm 2030................................................. 106
Bảng 3.51 Tổng hợp dung tích trữ nước của các cơng trình chính trên các LVS năm
2020........................................................................................................................... 107
Bảng 3.52 Tổng hợp dung tích trữ nước của các cơng trình chính dự kiến đến năm
2030........................................................................................................................... 107
Bảng 3.53 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.8 năm 2020................................................. 108
Bảng 3.54 Điểm đánh giá chỉ số WSI _1.8 năm 2030................................................ 108
Bảng 3.55 Điểm đánh giá chỉ số WSI_2.1 năm 2020................................................. 109
Bảng 3.56 Điểm đánh giá chỉ số WSI_2.1 năm 2030................................................. 109

x


Bảng 3.57 Điểm đánh giá chỉ số WSI_2.2 năm 2020................................................ 110
Bảng 3.58 Điểm đánh giá chỉ số WSI_2.2 năm 2030................................................ 110
Bảng 3.59 Tỷ lệ che phủ rừng trên địa bàn thành phố Đà Nẵng giai đoạn 2016÷2020
.....................................................................................................................................110

Bảng 3.60 Điểm đánh giá chỉ số WSI_2.3 năm 2020 và năm 2030...........................110
Bảng 3.61 Điểm đánh giá chỉ số WSI_2.4 năm 2020................................................ 111
Bảng 3.62 Điểm đánh giá chỉ số WSI_2.4 năm 2030................................................ 112
Bảng 3.63 Điểm đánh giá chỉ số WSI_3.1 năm 2020................................................ 112
Bảng 3.64 Điểm đánh giá chỉ số WSI_3.1 năm 2030................................................ 113
Bảng 3.65. Điểm đánh giá chỉ số WSI_3.2 năm 2020............................................... 113
Bảng 3.66 Điểm đánh giá chỉ số WSI_3.2 năm 2030................................................ 114
Bảng 3.67. Điểm đánh giá chỉ số WSI_3.3 năm 2020............................................... 115
Bảng 3.68 Điểm đánh giá chỉ số WSI_3.3 năm 2030................................................ 115
Bảng 3.69 Điểm đánh giá chỉ số WSI_3.4 năm 2020................................................ 116
Bảng 3.70 Điểm đánh giá chỉ số WSI_3.4 năm 2030................................................ 116
Bảng 3.71 Điểm đánh giá chỉ số WSI_4.1 năm 2020................................................ 117
Bảng 3.72 Điểm đánh giá chỉ số WSI_4.1 năm 2030................................................ 117
Bảng 3.73 Điểm đánh giá chỉ số WSI_4.2 năm 2020................................................ 118
Bảng 3.74 Điểm đánh giá chỉ số WSI_4.2 năm 2030................................................ 118
Bảng 3.75 Điểm đánh giá chỉ số WSI_4.3 năm 2020................................................ 120
Bảng 3.76 Điểm đánh giá chỉ số WSI_4.3 năm 2030................................................ 120
Bảng 3.77 Kết quả trọng số bộ chỉ số đánh giá mức độ CTN thành phố Đà Nẵng....120
Bảng 3.78 Tổng hợp điểm đánh giá căng thẳng nguồn nước năm 2020.....................125
Bảng 3.79 Tổng hợp điểm đánh giá căng thẳng nguồn nước năm 2030.....................126
Bảng 3.80 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.5 năm 2030 có kèm giải pháp.....................131
Bảng 3.81 Vị trí và thơng số cơ bản HCN Sông Bắc................................................. 131
Bảng 3.82 Điểm đánh giá chỉ số WSI_1.8 năm 2030 kèm giải pháp.........................132
Bảng 3.83 Điểm đánh giá chỉ số WSI_4.2 năm 2030 có kèm giải pháp.....................133
Bảng 3.84 Tổng hợp diện tích trồng rừng trên địa bàn thành phố Đà Nẵng...............133
Bảng 3.85 Điểm đánh giá chỉ số WSI_2.3 năm 2030 có kèm giải pháp.....................134
Bảng 3.86 Điểm đánh giá chỉ số WSI_3.3 năm 2030 có kèm giải pháp.....................135
Bảng 3.87 Điểm đánh giá chỉ số WSI_3.4 năm 2030 có kèm giải pháp.....................138
Bảng 3.88 So sánh căng thẳng nguồn nước trong trường hợp áp dụng các giải pháp 138

xi


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

AHP

Analytic Hierarchy Process: Phương pháp phân tích hệ thống phân
cấp

ANNN

An ninh nguồn nước

BĐKH

Biến đổi khí hậu

CBN

Cân bằng nước

CTN

Căng thẳng nguồn nước

CTTL

Cơng trình thủy lợi

CTCNTT

Cơng trình cấp nước tập trung

DAWACO

Công ty cổ phần Cấp nước Đà Nẵng

DCMT

Dịng chảy mơi trường

DCTT

Dịng chảy tối thiểu

FAO

Tổ chức Nơng lương Liên Hợp Quốc

HST

Hệ sinh thái

HTCN

Hệ thống cấp nước

HTTL

Hệ thống thủy lợi

HTTN

Hệ thống thốt nước

KB

Kịch bản

KCN

Khu cơng nghiệp

KHN

Khan hiếm nước

KTXH

Kinh tế xã hội

KTSDN

Khai thác sử dụng nước

LVS

Lưu vực sông

MCN

Mặt cắt ngang

MT

Môi trường

NBD

Nước biển dâng

NCN

Nhu cầu nước

NCSDN

Nhu cầu sử dụng nước

NMN

Nhà máy nước

QT

Quy trình

xii

QTVH-AT

Quy trình vận hành HTTL An Trạch

QLLVS

Quản lý lưu vực sông

TCN

Trạm cấp mước

TĐ

Thủy điện

TNMT

Tài nguyên Môi trường

TNN

Tài nguyên nước

TNNM

Tài nguyên nước mặt

UN-WATER

Ủy ban nước của Liên hiệp

quốc VGTB
WSI

Vu Gia Thu Bồn
Water Stress Indexs: Chỉ số căng thẳng nguồn nước

xiii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nước là tài nguyên đặc biệt quan trọng của mỗi quốc gia, là một phần không thể thiếu
trong đời sống của con người, cho môi trường và sự phát triển bền vững. Tuy nhiên nước
lại là nguồn tài nguyên hữu hạn và việc đảm bảo an ninh nguồn nước là một trong những
thách thức mang tính tồn cầu. Lượng nước tiêu thụ trên toàn cầu đã tăng hơn sáu lần
trong thế kỷ qua và khủng hoảng nước là rủi ro số một đối với sự phát triển kinh tế xã hội
(KTXH) [1]. Trước sức ép của việc gia tăng dân số và sự tăng trưởng kinh tế thì tình
trạng căng thẳng nguồn nước (CTN) và ô nhiễm đã trở thành những vấn đề nghiêm trọng
đe dọa sức khỏe con người, môi trường sống và sự phát triển bền vững. Trên toàn cầu,
hai tỷ người sống ở các quốc gia mà tình trạng căng thẳng về nước cao, bốn tỷ người gặp
căng thẳng nghiêm trọng về nước ít nhất một tháng mỗi năm. Ước tính đến năm 2050
hơn một nửa dân số tồn cầu sẽ sống ở các vùng thiếu nước và hàng triệu người chết vì
các bệnh liên quan đến thiếu và ơ nhiễm nước mỗi năm [2]. Ở Việt Nam đến năm 2030,
dự báo nhu cầu sử dụng nước cho dân sinh và phát triển KTXH khoảng 122 tỷ m3/năm,
tức tăng 1,5 lần so với hiện nay [3].
Sự căng thẳng nguồn nước xảy ra ở nhiều nơi, nhiều lúc đã gây ra nhiều thách thức đối
với công tác quản lý, khai thác, sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước. Việc xác định mức

độ CTN và đánh giá các tác động của nó đến sự phát triển KTXH và đời sống dân sinh có
ý nghĩa quan trọng trong việc hoạch định chính sách phù hợp nhằm đảm bảo việc cung
cấp nước như trong kết luận số 36/KL-TW [4] là: “Bảo đảm số lượng, chất lượng nước
phục vụ dân sinh trong mọi tình huống; đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho sản xuất, kinh
doanh của các ngành, lĩnh vực, đặc biệt là các ngành kinh tế quan trọng, thiết yếu; mọi
người dân, mọi đối tượng được tiếp cận, sử dụng nước công bằng, hợp lý.
Thành phố Đà Nẵng có vị thế quan trọng trong nền kinh tế của Việt Nam với mục tiêu
xây dựng thành phố Đà Nẵng trở thành một trong những trung tâm kinh tế xã hội lớn của
cả nước và khu vực Đông Nam Á [5]. Hiện nay Đà Nẵng đã có những phát triển vượt bậc
về KTXH, hệ thống cơ sở hạ tầng, quy mô đô thị ngày càng lớn mạnh và mở rộng về mọi
mặt. Các vấn đề liên quan tới TNN đã trở thành mối quan tâm hàng đầu của thành phố
khi phải đối mặt với một tổ hợp thách thức ảnh hưởng tới khả năng cung cấp nước cho
các hoạt động sản xuất và dân sinh. TNN cho phát triển bền vững thành phố đang đứng
trước nguy cơ suy giảm và cạn kiệt do tác động đa chiều của nhiều nhân tố giữa tự nhiên
1


và xã hội.

2


Liên tục trong những năm vừa qua tình trạng căng thẳng nguồn nước sinh hoạt trên địa
bàn thành phố Đà Nẵng rất nghiêm trọng, nhiều khu vực đã xảy ra tình trạng thiếu nước
như các mùa cạn năm 2018, 2019, 2021, 2022. Một số khu vực dân cư cuối nguồn cấp
nước thuộc quận Sơn Trà, Ngũ Hành Sơn, Liên Chiểu không đủ nước để sử dụng. Cụ thể
sáng ngày 29/3/2021, mực nước sơng n tại trạm bơm phịng mặn An Trạch hạ xuống
mức
+1,44m (rất thấp so với thiết kế là +2,00m) gây khó khăn cho việc vận hành bình thường
của các máy bơm, độ mặn trên sông Cẩm Lệ tại cửa thu nước của nhà máy nước Cầu Đỏ

tăng cao lên đến 4.846mg/l, gấp gần 20 lần so với ngưỡng an tồn theo quy định (250
mg/l).

Hình ảnh thể hiện sự CTN trên địa bàn thành phố Đà Nẵng thời điểm tháng 3 năm 2021
Thành phố Đà Nẵng đã và đang phải đối mặt với tình trạng CTN cho dân sinh và hoạt
động phát triển KTXH. Trước thực trạng đó đã có nhiều dự án, đề tài nghiên cứu đề cập
đến các vấn đề riêng lẻ liên quan đến TNN như đánh giá nguồn nước, cân bằng nước và
phân bổ nguồn nước, dòng chảy tối thiểu, xâm nhập mặn hay tác động của việc vận hành
hồ thủy điện đến XNM và cung cấp nước sinh hoạt ở hạ lưu,... Kết quả nghiên cứu đã
được áp dụng kịp thời vào thực tiễn quản lý, KTSDN và đã mang lại hiệu quả nhất định.
Tuy nhiên hiện nay vẫn chưa có nghiên cứu nào trực tiếp và bài bản về mức độ CTN trên
địa bàn Đà Nẵng.
Trên thế giới đã có các nghiên cứu về mức độ CTN theo nhiều cấp và thang bậc đánh giá
khác nhau như của Falkenmark (1989), OECD (2003), Smakhtin et al (2004), Rita
Hochstrat (2006), AQUAREC (2006) hay F.Ali (2012). Hầu hết các nghiên cứu này mới
chỉ dừng lại ở việc áp dụng một vài tiêu chí đánh giá cho từng khu vực nghiên cứu cụ thể
với từng mục tiêu cụ thể. Ở Việt Nam cũng đã có một vài nghiên cứu ban đầu đánh giá về
3


mức độ CTN cho một vài vùng nghiên cứu nhưng vẫn cịn rời rạc và chưa có phương
pháp luận rõ ràng. Để có cơ sở khoa học cho các nhà quản lý hoạch định chiến lược phát
triển bền vững cần có phương thức định lượng mức độ CTN, và một trong những phương
pháp

4


là sử dụng khung đánh giá với số chỉ số phù hợp. Bộ chỉ số được xem là công cụ có độ
tin cậy cao để đánh giá mức độ CTN của một vùng/LVS hay một quốc gia. Vì vậy,

nghiên cứu phát triển và sử dụng bộ chỉ số căng thẳng nguồn nước (Water Stress Indexs WSI) phù hợp để tìm lời giải trong bài toán đánh giá mức độ CTN là cách tiếp cận hiện
đại và khả thi. Luận án đề xuất khung cùng với bộ chỉ số đánh giá mức độ CTN trên cơ
sở phát triển các chỉ số phù hợp với đặc trưng riêng có của thành phố Đà Nẵng.
Với những lý do nêu trên, đề tài luận án “Nghiên cứu đánh giá mức độ căng thẳng
nguồn nước cho thành phố Đà Nẵng” là rất cần thiết, có tính thời sự, khoa học và thực
tiễn.
2. Mục tiêu nghiên cứu
i) Nghiên cứu phát triển được khung và bộ chỉ số WSI để đánh giá mức độ CTN phù hợp
với điều kiện và đặc điểm KTSDN của thành phố Đà Nẵng.
ii) Đánh giá được mức độ CTN thành phố Đà Nẵng ở thời điểm hiện tại (năm 2020) và
trong tương lai (năm 2030) dưới tác động của BĐKH và NBD theo bộ chỉ số WSI.
iii) Đề xuất được các giải pháp phù hợp dựa vào bộ chỉ số WSI nhằm giảm thiểu tình
trạng CTN góp phần phát triển bền vững thành phố Đà Nẵng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
* Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu là các yếu tố ảnh hưởng đến sự căng
thẳng nguồn nước (tập trung chủ yếu vào tài nguyên nước mặt) đối với thành phố Đà
Nẵng.
* Phạm vi nghiên cứu: Theo không gian: thành phố Đà Nẵng thuộc vùng hạ du LVS Vu
Gia Thu Bồn và LVS Cu Đê; Theo thời gian: Đánh giá mức độ CTN cho thành phố Đà
Nẵng thời điểm hiện trạng (năm 2020) và tương lai (năm 2030) theo kịch bản phát triển
KTXH dưới tác động của BĐKH và NBD.
4. Câu hỏi nghiên cứu
i) Làm thế nào để đánh giá mức độ CTN của thành phố lớn như thành phố Đà Nẵng?
ii) Mức độ CTN ở thành phố Đà Nẵng như thế nào trong điều kiện hiện tại và trong
tương lai dưới tác động của BĐKH và NBD?
iii) Có thể cải thiện được mức độ CTN cho thành phố Đà Nẵng được không? Giải pháp
nào để hạn chế tác động của CTN đến các hoạt động phát triển KTXH và dân sinh thành
5