Nghiên cứu đánh giá tác động của thay đổi sử dụng đất đến dòng chảy mặt lưu vực sông sê san

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI
------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG
CỦA THAY ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN DÒNG CHẢY
MẶT LƢU VỰC SÔNG SÊ SAN

CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC

LÊ THỊ HƢỚNG

HÀ NỘI, NĂM 2017


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI
------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG
CỦA THAY ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN DÒNG CHẢY
MẶT LƢU VỰC SÔNG SÊ SAN

LÊ THỊ HƢỚNG
CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC
MÃ SỐ: 60440224

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. HUỲNH THỊ LAN HƢƠNG

2. PGS.TS. NGUYỄN VIẾT LÀNH

HÀ NỘI, NĂM 2017


CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI
Cán bộ hƣớng dẫn chính: PGS.TS. Huỳnh Thị Lan Hƣơng
Cán bộ hƣớng dẫn phụ: PGS.TS. Nguyễn Viết Lành
Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS. Ngô Lê An
Cán bộ chấm phản biện 2: PGS.TS. Lã Thanh Hà
Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI
Ngày 27 tháng 12 năm 2017


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân, đƣợc thực hiện
dƣới sự hƣớng dẫn của hai nhà khoa học PGS.TS. Huỳnh Thị Lan Hƣơng và
PGS.TS. Nguyễn Viết Lành. Nội dung, số liệu và kết quả trong luận văn nghiên cứu
trên là trung thực và chƣa đƣợc công bố dƣới bất kì hình thức nào. Tôi xin hoàn
toàn chịu trách nhiệm về nội dung nghiên cứu của mình.
Hà Nội, ngày 27 tháng 12 năm 2017
Học viên thực hiện

Lê Thị Hƣớng

i

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Ban Giám hiệu cùng
toàn thể Quý Thầy Cô Khoa Khí tƣợng Thủy văn, Trƣờng Đại học Tài Nguyên và
Môi Trƣờng Hà Nội đã tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức cũng nhƣ kinh
nghiệm quý báu cho chúng tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trƣờng.
Với tất cả lòng thành kính, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến PGS.TS.
Huỳnh Thị Lan Hƣơng và PGS.TS. Nguyễn Viết Lành. Tác giả xin bày tỏ lòng biết
ơn chân thành tới hai nhà khoa học đã hết lòng động viên, định hƣớng phƣơng pháp
nghiên cứu và tận tình giúp đỡ, luôn quan tâm tới từng kết quả nghiên cứu của luận
văn.
Lời tri ân xin đƣợc gửi đến các nhà khoa học khác cũng nhƣ bạn bè, đồng
nghiệp đã có những ý kiến đóng góp quý báu cho nghiên cứu của luận văn.
Tác giả không bao giờ quên sự quan tâm, chăm sóc, chia sẻ buồn vui và giúp
đỡ qua bao khó khăn của ngƣời bạn đời và các con nhỏ; sự quan tâm ủng hộ, động
viên và tạo điều kiện mọi mặt từ phía gia đình nội ngoại. Lòng biết ơn sâu nặng
nhất của tác giả xin gửi tới cha mẹ, những ngƣời đã ban cho tác giả cuộc sống và
dƣỡng dục trƣởng thành.
Trong luận văn không thể tránh khỏi thiếu sót, rất mong nhận đƣợc sự góp ý
quý báu của các Quý Thầy Cô, bạn bè và đồng nghiệp những ngƣời quan tâm đến
nghiên cứu của tác giả.

Tác giả

Lê Thị Hƣớng

ii

MỤC LỤC

Trang
LỜI CAM ĐOAN............................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... ii
MỤC LỤC .........................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ................................................ v
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................................vii
THÔNG TIN LUẬN VẶN .............................................................................................. x
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................... 3
1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc ............................................. 3
1.1.1. Ngoài nước ........................................................................................ 3
1.1.2. Trong nước ...................................................................................... 12
1.2. Đặc điểm địa lý tự nhiên và kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu ........ 16
1.2.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu ................................. 16
1.2.1.1. Vị trí địa lý .................................................................................... 16
1.2.1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo ......................................................... 17
1.2.1.3. Đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng .................................................... 18
1.2.1.4. Lớp phủ thực vật ........................................................................... 19
1.2.1.5. Tình hình SDĐ .............................................................................. 20
1.2.1.6. Đặc điểm thủy văn ........................................................................ 21
1.2.1.7. Đặc điểm khí tượng khí hậu ......................................................... 24
1.2.2. Kinh tế - xã hội ................................................................................ 28
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU ............32
2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................... 32
2.1.1. Cơ sở tính toán mô hình SWAT ....................................................... 33
2.1.2. Khả năng ứng dụng của mô hình SWAT ......................................... 40
2.1.3. Yêu cầu đầu vào của mô hình.......................................................... 40

2.2. Cơ sở dữ liệu ......................................................................................... 40

iii


CHƢƠNG 3. ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA THAY ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT
ĐẾN DÒNG CHẢY MẶT LƢU VỰC SÔNG SÊ SAN .........................................42
3.1. Thiết lập tính toán dòng chảy mặt cho lƣu vực sông Sê San ................ 42
3.1.1. Thiết lập mô hình SWAT cho lưu vực sông Sê San ......................... 42
3.1.2. Hiệu chỉnh thông số mô hình SWAT cho lưu vực sông Sê San ....... 51
3.1.2.1. Phân tích độ nhạy mô hình ........................................................... 54
3.1.2.2. Kết quả hiệu chỉnh mô hình.......................................................... 60
3.1.3. Kiểm định thông số mô hình SWAT cho lưu vực sông Sê San ........ 64
3.2. Tính toán và đánh giá tác động của thay đổi SDĐ đến dòng chảy mặt
cho lƣu vực sông Sê San. ............................................................................. 67
3.2.1. Các phương án SDĐ ....................................................................... 67
3.2.1.1. Phương án 1 sử dụng số liệu SDĐ năm 2005 .............................. 67
3.2.1.2. Phương án 2 sử dụng số liệu SDĐ năm 2015 .............................. 68
3.2.2. Sự thay đổi SDĐ năm 2015 so với năm 2005 ................................. 70
3.3. Giải pháp quản lý SDĐ hợp lý nh m bảo vệ và phát triển bền vững tài
nguyên nƣớc mặt. ......................................................................................... 76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................................78
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................80

iv


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
BĐKH

Biến đổi khí hậu

DEM

Mô hình số độ cao (Digital Elevation Model)

CS

Cộng sự

CSDL

Cơ sở dữ liệu

HRU

Đơn vị phản ứng thủy văn (Hydrologic
Response Unit)

KB

Kịch bản

KT

Khí tƣợng

KTTV

Khí tƣợng thủy văn

PA

Phƣơng án

TV

Thủy văn

KT-XH

Kinh tế xã hội

MH

Mô hình

MRC

Ủy hội sông Mê kông

NSI

Chỉ số Nash (Nash Sutcliffe Index)

SDĐ

Sử dụng đất

SWAT

TNN

Công cụ đánh giá đất và nƣớc (Soil and Water
Assessment Tool)
Tài nguyên nƣớc

v


DANH MỤC BẢNG
Trang

Bảng 1.1. Đặc trưng hình thái sông ................................................................ 22
Bảng 1.2. Mạng lưới các trạm đo thủy văn..................................................... 22
Bảng 1.3. Nhiệt độ không khí bình quân (oC) các trạm (giai đoạn 1976-2015) ....25
Bảng 1.4. Độ ẩm không khí tương đối bình quân (%) tại các trạm trên lưu vực
(1978-2015) ..................................................................................................... 26
Bảng 1.5. Bốc hơi trung bình (mm) nhiều năm (1978-2015).......................... 26
Bảng 1.6. Lượng mưa (mm) trung bình nhiều năm (1978-2015) ................... 28
Bảng 2.1. Thông tin trạm khí tượng trên lưu vực sông Sê San ....................... 41
Bảng 2.2. Thông tin trạm thủy văn trên lưu vực sông Sê San......................... 41
Bảng 3.1. Nhóm các thông số hiệu chỉnh ........................................................ 52
Bảng 3.2. Mức độ mô phỏng của mô hình với chỉ số NSI............................... 53
Bảng 3.3. Nhóm các thông số sau khi hiệu chỉnh ........................................... 60
Bảng 3.4. Đánh giá kết quả mô phỏng dòng chảy giai đoạn hiệu chỉnh, kiểm định ..67
Bảng 3.5. Các loại hình SDĐ năm 2005 trong khu vực nghiên cứu .............. 68
Bảng 3.6. Các loại hình SDĐ năm 2015 trong khu vực nghiên cứu .............. 69
Bảng 3.7. Sự thay đổi về diện tích các kiểu SDĐ tại các năm 2005 và 2015 . 70
Bảng 3.8. Sự thay đổi dòng chảy tại cửa ra lưu vực sông Sê San (phần Việt
Nam) ứng với phương án sử dụng đất năm 2015 so với 2005. ....................... 73

vi


DANH MỤC HÌNH
Trang

Hình 1.1. Bản đồ đánh giá thay đổi SDĐ ở lưu vực sông Jordan sử dụng mô
hình LandSHIFT.R từ hiện trạng năm 2000 (trái) đến 2 kịch bản khác nhau
cho năm 2050 (giữa và phải) [23]. ................................................................... 7
Hình 1.2. Bản đồ những thay đổi SDĐ có ảnh hưởng đến TNN lưu vực sông
Mula và Mutha, Ấn Độ. ..................................................................................... 8
Hình 1.3. Bản đồ thay đổi tổng lượng nước ở các tiểu lưu vực sông Mula và
Mutha do thay đổi SDĐ..................................................................................... 8
Hình 1.4. Bản đồ lưu vực sông Sê San ............................................................ 17
Hình 1.5. Mực nước lũ trên sông Đăk Bla tháng 9/2009 do bão số 9 gây ra. 24
Hình 2.1. Sơ đồ tiếp cận đánh giá tác động của thay đổi SDĐ đến dòng chảy .. 32
Hình 3.1. Bản đồ DEM khu vực nghiên cứu ................................................... 43
Hình 3.2. Bản đồ trạm đo mưa và lưu lượng ở khu vực nghiên cứu .............. 44
Hình 3.3. Bản đồ phân chia lưu vực thành các tiểu lưu vực .......................... 45
Hình 3.4. Bản đồ hiện trạng SDĐ năm 2005 .................................................. 47
Hình 3.5. Bản đồ hiện trạng SDĐ năm 2015 .................................................. 48
Hình 3.6. Bản đồ thổ nhưỡng khu vực nghiên cứu ........................................ 49
Hình 3.7. Sự thay đổi lưu lượng với các chỉ số CH_N1 khác nhau tại trạm
Kon Plong ........................................................................................................ 54
Hình 3.8. Sự thay đổi lưu lượng với các chỉ số CH_N1 khác nhau tại trạm
Kon Tum .......................................................................................................... 55
Hình 3.9. Sự thay đổi lưu lượng với các chỉ số CH_N1 khác nhau tại trạm
Đắk Mốt ........................................................................................................... 55
Hình 3.10. Giá trị lưu lượng với các chỉ số ALPHA_BF khác nhau tại trạm

Kon Plong ........................................................................................................ 56
Hình 3.11. Giá trị lưu lượng với các chỉ số ALPHA_BF khác nhau tại trạm
Kon Tum .......................................................................................................... 56
Hình 3.12. Giá trị lưu lượng với các chỉ số ALPHA_BF khác nhau tại trạm
Đắk Mốt ........................................................................................................... 57
vii


Hình 3.13. Sự thay đổi của lưu lượng với các trị số OV_N khác nhau tại trạm
Kon Plong ........................................................................................................ 57
Hình 3.14. Sự thay đổi của lưu lượng với các trị số OV_N khác nhau tại trạm
Kon Tum .......................................................................................................... 58
Hình 3.15. Sự thay đổi của lưu lượng với các trị số OV_N khác nhau tại trạm
Đắk Mốt ........................................................................................................... 58
Hình 3.16. Sự thay đổi của lưu lượng với các giá trị GW_DELAY khác nhau
tại trạm Kon Plong .......................................................................................... 59
Hình 3.17. Sự thay đổi của lưu lượng với các giá trị GW_DELAY khác nhau
tại trạm Kon Tum ............................................................................................ 59
Hình 3.18. Sự thay đổi của lưu lượng với các giá trị GW_DELAY khác nhau
tại trạm Đắk Mốt ............................................................................................. 60
Hình 3.19. Lưu lượng thực đo và tính toán trạm Kon Plong trong giai đoạn
hiệu chỉnh................................................................................................. 61
Hình 3.20. Quan hệ tương quan giữa lưu lượng thực đo và tính toán trạm Kon
Plong trong giai đoạn hiệu chỉnh ................................................................... 61
Hình 3.21. Lưu lượng thực đo và tính toán trạm Kon Tum trong giai đoạn
hiệu chỉnh ........................................................................................................ 62
Hình 3.22. Quan hệ tương quan giữa lưu lượng thực đo và tính toán trạm Kon
Tum trong giai đoạn hiệu chỉnh ...................................................................... 62
Hình 3.23. Lưu lượng thực đo và tính toán trạm Đắk Mốt trong giai đoạn
hiệu chỉnh................................................................................................. 63

Hình 3.24. Quan hệ tương quan giữa lưu lượng thực đo và tính toán trạm Đắk
Mốt trong giai đoạn hiệu chỉnh ....................................................................... 63
Hình 3.25. Lưu lượng thực đo và tính toán trạm Kon Plong trong giai đoạn
kiểm định ......................................................................................................... 64
Hình 3.26. Quan hệ tương quan giữa lưu lượng thực đo và tính toán trạm Kon
Plong trong giai đoạn kiểm định..................................................................... 64
Hình 3.27. Lưu lượng thực đo và tính toán trạm Kon Tum trong giai đoạn
hiệu chỉnh ........................................................................................................ 65

viii


Hình 3.28. Quan hệ tương quan giữa lưu lượng thực đo và tính toán trạm Kon
Tum trong giai đoạn kiểm định ....................................................................... 65
Hình 3.29. Lưu lượng thực đo và tính toán trạm Đắk Mốt trong giai đoạn
hiệu chỉnh................................................................................................. 66
Hình 3.30. Quan hệ tương quan giữa lưu lượng thực đo và tính toán trạm Đắk
Mốt trong giai đoạn kiểm định ........................................................................ 66
Hình 3.31. Mức độ thay đổi SDĐ giữa năm 2005 và 2015 ............................ 71
Hình 3.32. Dòng chảy tại cửa ra lưu vực sông Sê San (phần Việt Nam) ứng
với phương án SDĐ năm 2005 ........................................................................ 72
Hình 3.33. Dòng chảy tại cửa ra lưu vực sông Sê San (phần Việt Nam) ứng
với phương án SDĐ năm 2015 ........................................................................ 72
Hình 3.34. Sự thay đổi dòng chảy tháng tại cửa ra lưu vực sông Sê San (phần
Việt Nam) ứng với phương án sử dụng đất năm 2015 so với 2005 ................ 74
Hình 3.35. Chênh lệch dòng chảy giữa hai phương án SDĐ năm 2015
so với 2005 ...................................................................................... 75
Hình 3.36. Lưu lượng dòng chảy trung bình năm mô phỏng giai đoạn 2005 –
2015 tại điểm giao giữa sông SêSan và biên giới Việt Nam ........................... 75

ix


THÔNG TIN LUẬN VẶN
Họ và tên học viên: Lê Thị Hƣớng
Lớp : CH - 2AT

Khóa: 2016 - 2018

Cán bộ hƣớng dẫn: PGS.TS. Huỳnh Thị Lan Hƣơng và PGS.TS. Nguyễn Viết Lành.
Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu đánh giá tác động của thay đổi sử dụng
đất đến dòng chảy mặt lưu vực sông Sê San”
Để đạt đƣợc mục tiêu trên, nghiên cứu tiến hành thu thập, biên tập cơ sở dữ
liệu bao gồm địa hình, sử dụng đất, thổ nhƣỡng và số liệu thời tiết theo định dạng
chuẩn của SWAT trên nền phần mềm ArcGIS. Tiếp theo đó, thông qua phần mở
rộng ArcSWAT chạy trên nền ArcGIS, mô hình SWAT thực hiện quá trình phân
chia lƣu vực thành các tiểu lƣu vực, các đơn vị thủy văn, tích hợp các lớp dữ liệu
không gian và thiết lập cơ sở dữ liệu cho mô hình. Sau đó, các thông số của mô hình
đƣợc phân tích, sắp hạng độ nhạy và hiệu chỉnh thông qua phần mềm SWAT - CUP
với thuật toán SUFI - 2 nh m mô phỏng tối ƣu dòng chảy trên lƣu vực. Thời gian
hiệu chỉnh đƣợc thiết lập từ năm 2005 đến 2009, thời gian kiểm định từ năm 2010
đến 2014. Dựa trên các chỉ số thống kê, cho thấy kết quả mô phỏng dòng chảy tốt
trong cả hai quá trình hiệu chỉnh và kiểm định mô hình với hệ số xác định R2 và chỉ
số Nash - Sutcliffe Index đều trên 0,7. Kết quả này cho thấy sự thay đổi sử dụng đất
dẫn đến thay đổi lƣợng dòng chảy trên lƣu vực sông Sê San. Cụ thể, khi thay đổi
SDĐ năm 2015 so với 2005 trên lƣu vực sông Sê San đã làm cho dòng chảy mùa
kiệt tăng lên đáng kể còn dòng chảy mùa lũ đã giảm rõ rệt nhất là vào tháng IX.

x

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Sông Sê San là một trong những nhánh chính của sông Mê Kông có lƣu vực
bao trùm phần lớn lãnh thổ Tây Nguyên, đảm bảo nguồn nƣớc và sinh kế cho hơn
3,5 triệu ngƣời dân trong khu vực Tây Nguyên và các nƣớc bạn là Cămpuchia và
Lào, phần lớn trong số đó là các cộng đồng nghèo từ rất nhiều dân tộc thiểu số khác
nhau. Tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Sê San có vai trò đặc biệt quan trọng cho việc
phát triển kinh tế - xã hội vùng Tây Nguyên nhƣng lại phụ thuộc nhiều vào trạng
thái thảm thực vật và rừng, vào hiện trạng và quy hoạch sử dụng đất (SDĐ) cũng
nhƣ điều kiện khí hậu và thiên tai trong vùng. Việc nghiên cứu, đánh giá đƣợc đầy
đủ và toàn diện các ảnh hƣởng hiện tại và tiềm tàng của SDĐ và thay đổi SDĐ đến
dòng chảy mặt là điều rất quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội (KT-XH) bền
vững và bảo vệ môi trƣờng, hệ sinh thái.
Chính vì vậy đề tài “Nghiên cứu đánh giá tác động của thay đổi sử dụng đất
đến dòng chảy mặt lƣu vực sông Sê San” thực sự mang tính cấp thiết và có tính
thực tiễn cao, góp phần giải quyết các vấn đề về tài nguyên nƣớc (TNN) mặt do ảnh
hƣởng của việc thay đổi SDĐ ở lƣu vực sông Sê San, phục vụ cho công tác quản lý
TNN nh m phát triển bền vững KT-XH ở một khu vực có vai trò chiến lƣợc nhƣ
khu vực Tây Nguyên.
2. Mục tiêu của đề tài
Đánh giá đƣợc tác động của thay đổi sử dụng đất đến dòng chảy mặt trên lƣu
vực sông Sê San.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng:
+ Tình hình sử dụng đất trên lƣu vực;
+ Dòng chảy mặt trên khu vực nghiên cứu;
- Phạm vi nghiên cứu:
+ Phạm vi không gian: Lƣu vực sông Sê San.

1


+ Phạm vi thời gian: Nghiên cứu trên chuỗi số liệu từ 2000 đến 2015
Do thời gian thực hiện luận văn có hạn nên học viên chỉ nghiên cứu dòng
chảy ở phạm vi thời đoạn theo ngày mà không xem xét dòng chảy tại thời đoạn
ngắn hơn.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp phân tích dùng để phân tích tình hình sử dụng đất có tác động
nhƣ thế nào đối với dòng chảy mặt;
- Phƣơng pháp chuyên gia dùng để nghiên cứu đánh giá và tìm ra bộ thông số
nhạy nhất đối với mô hình tính toán;
- Phƣơng pháp bản đồ hóa và chồng xếp bản đồ b ng công cụ GIS dùng để
so sánh sự thay đổi của việc sử dụng đất giữa các năm, các giai đoạn tính toán;
- Phƣơng pháp mô hình hóa: Luận văn sử dụng mô hình SWAT để đánh giá
tác động của thay đổi SDĐ đến dòng chảy mặt lƣu vực sông Sê San.
5. Bố cục của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và phụ lục, luận văn nghiên cứu gồm 03 chƣơng
chính nhƣ sau:
Chƣơng I: Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Chƣơng II: Phƣơng pháp nghiên cứu và cơ sở dữ liệu.
Chƣơng III: Đánh giá tác động của thay đổi SDĐ đến dòng chảy mặt lƣu vực
sông Sê San.

2


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc

1.1.1. Ngoài nước
Trên thế giới đã có khá nhiều nghiên cứu liên quan đến ảnh hƣởng của rừng,
thảm phủ thực vật, SDĐ và thay đổi SDĐ đến chế độ thủy văn, dòng chảy và TNN
trong các lƣu vực sông, trong đó sử dụng nhiều phƣơng pháp và công cụ khác nhau.
Năm 1993, Calder I.R. đã đánh giá tác động của thay đổi SDĐ đến TNN ở lƣu
vực hồ Malawi, khu vực cận Sahara, châu Phi b ng mô hình SWAT để tìm hiểu ảnh
hƣởng của sự thay đổi SDĐ từ rừng tự nhiên sang đất nông nghiệp đến dòng chảy
toàn lƣu vực. Theo thành phần bốc hơi của mô hình, các loại hình SDĐ trong lƣu
vực đƣợc chia ra làm ba loại chính là đất rừng, đất nông nghiệp và bề mặt nƣớc. Giá
trị các tham số mô hình từ các vùng đất rừng và đất nông nghiệp đƣợc cung cấp
b ng phƣơng pháp thực nghiệm. Số liệu bốc hơi tiềm năng trung bình tháng và
lƣợng mƣa tháng đƣợc dùng làm tham số đầu vào của mô hình để dự đoán mức
nƣớc hàng tháng của hồ Malawi trong quá khứ với một giai đoạn khá dài, từ năm
1896 đến năm 1967. Kết quả kiểm chứng theo số liệu quan trắc cho thấy mô hình có
thể dùng để dự báo mức nƣớc, trữ lƣợng nƣớc hồ khá tốt.
Các tác giả cũng đã nhận định mô hình SWAT có khả năng mô phỏng khá tốt ảnh
hƣởng của việc quản lý và SDĐ đến nguồn nƣớc, dòng chảy mặt, dòng chảy bùn cát và
chất hữu cơ trong một hệ thống lƣu vực sông với các loại hình đất và SDĐ khác nhau và
điều kiện quản lý tƣơng ứng với một khoảng thời gian dài. Theo đánh giá chung, nếu mô
hình này đƣợc kết hợp với dữ liệu đo mƣa thời gian thực và số liệu/ảnh viễn thám từ
radar hay vệ tinh có thể cho kết quả chi tiết hơn nhiều và đáp ứng đƣợc các yêu cầu của
quản lý tài nguyên nƣớc trong lƣu vực theo thời gian thực của việc điều tiết đập và dòng
chảy từ hồ Malawi hay trong việc cảnh báo lũ lụt hoặc hạn hán [18].
Trong khuôn khổ Sáng kiến Quản lý nƣớc theo Hệ thống (System-Wide
Initiative on Water Management – SWIM), Calder I. R. và cộng sự đã tổng quan và
phân tích các ảnh hƣởng và mối liên quan giữa các hoạt động của con ngƣời, trong

3

đó có thay đổi SDĐ với các đặc trƣng thủy văn và TNN, dựa trên kết quả các
nghiên cứu trên thế giới và khu vực. Trong đó, tác giả đã đánh giá một số công cụ
và mô hình phân tích hoặc mô phỏng các mối tƣơng tác này, đặc biệt là các mô hình
phân bố không gian về thủy văn và SDĐ (Spatially Distributed Land-use
Hydrological Models) nhƣ mô hình SWAT, SHE (System Hydrologique Europee),
SHETRAN, HYLUC-GIS v.v. Tác giả đã tổng hợp các công cụ và phƣơng pháp
vào một Hệ thống Hỗ trợ Ra quyết định (Decision Support Systems – DSS) đƣợc
khuyến cáo sử dụng cho việc quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc (IWRM) theo lƣu
vực sông. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra r ng, các hoạt động phát triển và khai thác
tài nguyên của con ngƣời nhƣ khai khoáng làm nghèo rừng, công nghiệp hóa và đô
thị hóa cũng nhƣ các công trình cơ sở hạ tầng trên lƣu vực nhƣ các đập thủy điện,
hệ thống thủy lợi, giao thông…, có tác động mạnh mẽ đến các yếu tố hình thành
dòng chảy sông suối, làm biến đổi cả về số lƣợng và chất lƣợng TNN và chế độ của
dòng chảy sông suối [19].
Khi nghiên cứu về đánh giá tác động lâu dài của thay đổi SDĐ đến các yếu tố
thủy văn ở cấp tiểu lƣu vực đầu nguồn (watershed), Bhaduri B. đã sử dụng mô hình
L-THIA/GIS-NPS. Nghiên cứu đã liên kết mô hình L-THIA với công cụ GIS để
quy hoạch đƣợc các dữ liệu và ứng dụng cho lƣu vực sông LEC tại vùng
Indianapolis, Indiana, USA. Nghiên cứu đã chỉ ra r ng, nếu diện tích các khu vực
đô thị tăng 18% thì có thể dẫn đến tăng lƣu lƣợng dòng chảy mặt khoảng 80% về
mùa lũ và tăng khoảng 50% lƣợng đồng, kẽm, chì trung bình năm trong nƣớc. Nếu
các diện tích nông nghiệp trong khu vực giảm có thể dẫn đến việc giảm khoảng
15% lƣợng dƣỡng chất (ni-trô-gen và phốt-pho) trong nƣớc. Cũng theo tác giả, mô
hình này cho kết quả tính toán tốt, ổn định và chất lƣợng đánh giá khá chính xác với
độ nhạy cao tuy nhiên chƣa rõ mức độ nhạy và ổn định khi ứng dụng cho lƣu vực
rộng với địa hình phức tạp hơn và nhiều thành phần [16].
Nghiên cứu của Axel Bronstert (2004) về mô hình mƣa – dòng chảy (rainfallrunoff) để đánh giá tác động của thay đổi SDĐ và BĐKH đã chỉ ra r ng những thay
đổi về SDĐ hay lớp phủ đất có liên quan trực tiếp đến quá trình mƣa – dòng chảy,
đặc biệt là nếu quá trình phát sinh dòng chảy chịu ảnh hƣởng của địa hình lƣu vực.
Nghiên cứu cũng chỉ ra r ng các mô hình mƣa – dòng chảy có thể tính toán từ các

4


yếu tố khí tƣợng để đƣa ra các yếu tố thủy văn của lƣu vực, có thể là công cụ hiệu
quả về mặt kinh tế và kỹ thuật trong đánh giá tác động của thay đổi SDĐ và biến
đổi khí hậu (BĐKH) đến dòng chảy và chế độ thủy văn của một hệ thống sông. Tác
giả cho r ng đây thậm chí là giải pháp khả thi duy nhất để đánh giá tác động một
cách định lƣợng.
Ngoài phân tích các điểm mạnh, nghiên cứu này cũng đã phân tích và chỉ ra
một số thách thức và hạn chế của các mô hình mƣa – dòng chảy trong việc đánh giá
tác động đó là: (1) tính không chắc chắn của phƣơng pháp mô hình, đặc biệt trong
việc đánh giá tác động của BĐKH; (2) cần tiến hành điều chỉnh, hiệu chỉnh chuẩn
của các mô hình mƣa – dòng chảy này khi phân tích tác động; (3) cần điều chỉnh
các điều kiện biên cho các kịch bản thay đổi SDĐ và BĐKH đối với những hiện
tƣợng thủy văn cực đoan. Nhìn chung, tác giả Axel Bronstert đã đánh giá và khuyến
nghị r ng các mô hình mƣa – dòng chảy là một trong những công cụ phù hợp nhất
cho việc đánh giá tác động của thay đổi SDĐ và BĐKH đến chế độ thủy văn, dòng
chảy [17].
Năm 2007, Tripathy D. và cs đã nghiên cứu xây dựng một bộ công cụ hỗ trợ
ra quyết định cho việc đánh giá tác động của thay đổi SDĐ đến TNN ngầm và cũng
đƣợc coi là một phƣơng pháp mới trong vấn đề này vào thời điểm đó. Theo đó, để
đánh giá mối tƣơng quan giữa vai trò của thay đổi SDĐ và cả biến đổi khí hậu đến
dòng chảy, tác giả đã sử dụng và phân tích các chuỗi số liệu dài hạn về dòng chảy,
lƣợng mƣa, và các số liệu về SDĐ. Xu thế gia tăng đáng kể về dòng chảy đƣợc thể
hiện một phần thông qua các số liệu thống kê, cho dù lƣợng mƣa không thể hiện rõ
ràng về xu thế gia tăng giống nhƣ vậy [26].
Nghiên cứu đã chỉ ra r ng, thay đổi SDĐ có ảnh hƣởng đến chế độ thủy văn
lƣu vực lớn hơn là những thay đổi về khí hậu. Tuy nhiên, khi áp dụng mô hình đƣợc
đề xuất trong bộ công cụ trong nghiên cứu này trên quy mô một lƣu vực rộng lớn

với điều kiện địa hình và SDĐ rất khác nhau, mô hình lại chƣa chỉ rõ đƣợc mối
tƣơng quan giữa những thay đổi về thủy văn với những thay đổi về SDĐ. Đây cũng
là một trong những hạn chế của nghiên cứu và có thể đƣợc khắc phục trong tƣơng
lai với những mô hình chi tiết hơn cho các khu vực cụ thể.

5


Theo Vandas S.J và cs (2002), Roosmalen L.V. và cs (2009), Calder I.R. và cs
(2009), các hình thức SDĐ có ảnh hƣởng lớn đến tài nguyên nƣớc bao gồm: Đất
nông nghiệp, đất rừng, đất đô thị, đất công nghiệp và các khu bảo tồn thiên nhiên.
Các hoạt động canh tác, trồng trọt cũng nhƣ chặt phá rừng, biến đất rừng thành đất
nông nghiệp, các hoạt động khai khoáng và công nghiệp, lấy đất ngập nƣớc hoặc
rừng làm đất đô thị hoặc công nghiệp sẽ làm thay đổi rất lớn khả năng thẩm thấu,
giữ nƣớc của đất và khả năng bốc thoát hơi tiềm năng [19].
Bên cạnh đó, thảm phủ thực vật và rừng có ảnh hƣởng khá lớn đến phân phối
dòng chảy sông suối trong năm. Rừng có tác dụng làm tơi xốp đất, nên khả năng
thấm và giữ nƣớc của đất (thổ nhƣỡng) tăng lên và do đó phần nƣớc mƣa thấm xuống
đất để tạo thành dòng chảy ngầm trong lƣu vực sông khép kín cũng tăng lên, dẫn đến
thành phần dòng chảy ngầm cũng nhƣ dòng chảy mùa cạn tăng lên, trong khi đó dòng
chảy mùa lũ giảm và do đó sự phân phối dòng chảy trong năm điều hòa hơn.
Năm 2009 L. Menzel và cs đã tiến hành một nghiên cứu khác về mô hình ảnh
hƣởng của sự thay đổi SDĐ tới mức độ sẵn có (availability), hay số lƣợng của TNN
ở lƣu vực sông Jordan của vùng Trung Đông. Các tác giả đã sử dụng hai mô hình
TRAIN và LandSHIFT.R; trong đó, mô hình TRAIN đƣợc sử dụng để mô hình cả
dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm của lƣu vực sông, cũng nhƣ nhu cầu tƣới tiêu
với độ phân giải ô lƣới là 1km x 1km. Kết quả của mô hình cho phép tính toán đƣợc
mức độ khan hiếm nƣớc của khu vực.
Từ kết quả này, nghiên cứu đã phát triển 4 kịch bản của TNN trong tƣơng lai.
Mô hình LandSHIFT.R giúp hiển thị các kết quả này ở dạng bản đồ, và đây đƣợc

coi là đầu vào cho mô hình TRAIN để phát triển các kịch bản về nhu cầu sử dụng
nƣớc và tƣới tiêu của khu vực. Kết quả của nghiên cứu cho thấy, với cùng một điều
kiện khí hậu không thay đổi, TNN có thể sẽ suy giảm hoặc tăng, điều này phụ thuộc
chủ yếu vào các quá trình thủy văn và sự thay đổi SDĐ (hình 1.1) [23].

6


Hình 1.1. Bản đồ đánh giá thay đổi SDĐ ở lưu vực sông Jordan sử dụng mô hình
LandSHIFT.R từ hiện trạng năm 2000 (trái) đến 2 kịch bản khác nhau cho năm
2050 (giữa và phải) [23].
Năm 2013, Wagner và CS đã đánh giá ảnh hƣởng của thay đổi SDĐ, cụ thể là
quá trình đô thị hóa và chuyển từ đất rừng sang đất trồng trọt, đến TNN lƣu vực các
sông Mula và Mutha ở vùng cao nguyên phía tây Ấn Độ. Sự thay đổi SDĐ đƣợc đánh
giá b ng phƣơng pháp so sánh bản đồ SDĐ của các năm 1989, 2000 và 2009 và phân
tích ảnh viễn thám, còn tác động đến dòng chảy sông và bốc thoát hơi đƣợc đánh giá
b ng ứng dụng mô hình SWAT (Soil and Water Assessment Tool). Kỹ thuật kiểm
chứng mặt đất (ground truth) thông qua khảo sát thực địa chỉ tiến hành đƣợc cho thời
điểm hiện tại, vì vậy các loại hình SDĐ khác nhau đƣợc phân loại và đánh giá độc lập
giữa quá khứ và hiện tại. Các kết quả tính toán cho thấy tổng lƣợng nƣớc tăng lên
khoảng 7,6% và giảm bốc thoát hơi khoảng 7,2% ở vùng phụ lƣu khi diện tích đô thị
tăng 5% (chủ yếu ở phía đông lƣu vực). Ngƣợc lại, khi diện tích trồng trọt tăng
khoảng 3,8%, chủ yếu ở phía bắc lƣu vực, lƣợng bốc hơi ở phụ lƣu tăng khoảng 5,9%
(hình 1.2 và hình 1.3). Tuy nhiên, tác động chung đến tổng lƣợng nƣớc trên toàn lƣu
vực là không lớn lắm do sự bù trừ giữa hai thay đổi này [27].

7


Hình 1.2. Bản đồ những thay đổi SDĐ có

ảnh hưởng đến TNN lưu vực sông Mula
và Mutha, Ấn Độ.

Hình 1.3. Bản đồ thay đổi tổng lượng
nước ở các tiểu lưu vực sông Mula và
Mutha do thay đổi SDĐ

Các tác giả cũng nhận định r ng sự gia tăng đất trồng trọt có thể dẫn đến mất
cân b ng nƣớc và làm trầm trọng hóa sự thiếu nƣớc mùa khô do nhu cầu nƣớc tƣới
tăng lên trong khi tổng lƣợng nƣớc mất đi do bốc hơi cũng tăng theo. Bên cạnh đó,
sự gia tăng đất đô thị, đặc biệt là các vùng đông dân cƣ vừa làm tăng nhu cầu cấp
nƣớc sinh hoạt và sản xuất nói chung, vừa làm tăng dòng chảy mặt mùa mƣa do
giảm thẩm thấu và lƣu giữ nƣớc bề mặt đất, chƣa kể đến khả năng ngập lụt đô thị
cục bộ. Toàn bộ quá trình thay đổi SDĐ này (cả đô thị hóa và tăng vùng canh tác)
dẫn đến sự mất cân b ng lớn hơn của lƣợng nƣớc sẵn có giữa các mùa và làm tăng
nhu cầu nƣớc trong lƣu vực. Trong bối cảnh BĐKH, việc mất cân b ng và khan
hiếm nƣớc sẽ ngày càng trầm trọng hơn.
Trong nghiên cứu này, các tác giả đã phân tích kỹ lƣỡng quá trình thay đổi
SDĐ thông qua phân tích ảnh vệ tinh, viễn thám đa phổ đƣợc lấy vào các thời điểm
thời vụ của năm 1989 và năm 2010. Một điểm rất đáng chú ý là các tác giả nghiên
cứu này cho r ng sử dụng mô hình SWAT cùng với đánh giá phân loại thay đổi
SDĐ theo thời gian cho kết quả đánh giá định lƣợng tƣơng đối tốt ngay cả với
những vùng, lƣu vực có số liệu không đầy đủ, hoàn thiện.
Tuy đã đƣa ra những kết quả định tính khá tốt và giải thích rõ các hiện tƣợng,
nhƣng nghiên cứu này mới chỉ thực hiện cho quá khứ mà chƣa xem xét các kịch bản
thay đổi SDĐ trong tƣơng lai của lƣu vực và chƣa dự báo một cách cụ thể các tác
động tiềm tàng của điều này.

8

Nghiên cứu "Dự báo tác động của các kịch bản thay đổi SDĐ khác nhau đến tài
nguyên nƣớc, có sử dụng mô hình thủy văn" của Ambika Khadka năm 2013 đã khẳng
định r ng, các thông số, chỉ số thủy văn là hoàn toàn phù hợp để đánh giá mức độ tác động
của thay đổi SDĐ đến TNN. Nghiên cứu cũng sử dụng mô hình SWAT để đánh giá tác
động đến các yếu tố dòng chảy của TNN lƣu vực sông Xinjiang, Trung Quốc [28].
Hiện nay còn có một số mô hình khác có thể đánh giá tác động thủy văn đến
thay đổi SDĐ. Đầu tiên phải kể đến mô hình L-THIA (the Long-Term Hydrologic
Impact Assessment), mô hình dùng để tính toán lƣợng thay đổi dòng chảy, dòng
chảy bổ sung, và các nguồn phát sinh ô nhiễm nếu có (trong quá khứ hoặc dự tính
trong tƣơng lai). Mô hình này đƣợc phát triển bởi Đại học Michigan và Purdue,
nh m khuyến cáo một hệ thống quản lý rừng đầu nguồn, cho phép các bên tham gia
có thể đánh giá đƣợc tác động của từng kịch bản thay đổi SDĐ đến vùng rừng đầu
nguồn nhất định, trong đó mô hình đƣợc thiết kế để đánh giá lƣợng phù sa bồi tụ,
hoặc xói mòn [15].
Mô hình gồm có một số hệ thống nhƣ, hệ thống Burns Ditch and Trail Creek
Watershed Management System giúp đánh giá hai lƣu vực tại sông hồ Michigan và
một số vùng ở Ấn Độ; hệ thống Swan Creek Watershed Management System cung
cấp công cụ để đánh giá lƣợng dòng chảy, lƣợng phù sa bồi tụ, hoặc lƣợng xói mòn
của lƣu vực sông, đánh giá chi phí và lợi ích BMP...; hệ thống SedSPEC là hệ thống
giúp phân tích dòng chảy và các cấu trúc xói mòn [16].
D. D. Alexakis và cs (2013) đã trình bày về sử dụng kỹ thuật GIS và ảnh vệ tinh để
đánh giá tác động của thay đổi SDĐ đến lũ lƣu vực Yialias tại đảo Cyprus (Síp). Nghiên
cứu này đã làm rõ đƣợc các hiệu ứng thủy văn tƣơng ứng với những thay đổi về SDĐ
trong bối cảnh hiểm họa lũ lụt ở lƣu vực Yialias, n m ở trung tâm đảo Síp [15].
Trƣớc hết, một mô hình thủy văn đƣợc xây dựng và hiệu chỉnh để mô phỏng
quá trình thủy văn và động lực học lƣu vực, để nghiên cứu ảnh hƣởng của những thay
đổi về SDĐ. Sau đó, các số liệu về SDĐ, tài nguyên đất và số liệu khí tƣợng thủy văn
(KTTV) đã đƣợc thông số hóa và tổ hợp vào trong mô hình thủy văn. Các chuỗi số
liệu KTTV bao gồm số liệu từ các trạm đo mƣa và dòng chảy n m trong khu vực

rộng lớn hơn của lƣu vực đầu nguồn. Ngoài ra, số liệu SDĐ và tài nguyên đất đã

9


đƣợc xử lý b ng thuật toán định hƣớng đối tƣợng các ảnh vệ tinh ASTER. Sau đó,
các thuật toán phân tích chuỗi tự động (CA) - Markov đã đƣợc thực hiện để dự đoán
số liệu SDĐ, mức độ che phủ (LULC) và kết hợp với các đánh giá tác động đến tài
nguyên nƣớc. Các kết quả cho thấy sự gia tăng khá rõ rệt của dòng chảy ở lƣu vực do
sự gia tăng của quá trình đô thị hóa trên đảo Síp trong những thập kỷ qua [15].
Phƣơng pháp phân tích số liệu và ảnh vệ tinh cũng đã đƣợc áp dụng trong một
nghiên cứu của YanYun Nian và cs (2014) về đánh giá tác động của thay đổi SDĐ
đến phân bố TNN ở lƣu vực sông Heihe, Trung Quốc. Mục đích của nghiên cứu này
là phân tích định lƣợng những thay đổi trong SDĐ và TNN, và mối quan hệ giữa
thay đổi SDĐ và TNN ở lƣu vực sông Heihe, một lƣu vực sông nội địa tiêu biểu ở
vùng Tây Bắc Trung Quốc. Các dữ liệu thay đổi SDĐ đã đƣợc thu thập b ng cách
phân tích ảnh thám không (năm 1965) và ảnh vệ tinh Landsat TM (năm 1986 và
2007). Các số liệu về nƣớc tƣới tiêu cho thủy lợi đƣợc phân vùng trong lƣu vực
sông Heihe. Các thay đổi không gian của chiều sâu nƣớc ngầm đƣợc đánh giá b ng
phƣơng pháp thống kê địa lý.
Kết quả cho thấy r ng diện tích đất trồng trọt canh tác gia tăng tƣơng ứng
15,38% và 43,60% trong giai đoạn 1965 - 1986 và 1986 - 2007. Lƣợng nƣớc mặt
cho công tác thủy lợi đã tăng gần gấp đôi từ năm 1956 đến năm 2010. Sự sụt giảm
diện tích đồng cỏ chủ yếu xảy ra tại vùng phù sa ở phía trƣớc của dãy núi Qilian,
tƣơng ứng với 36,47% trong thời gian 1965-1986 và 38,56% trong giai đoạn 1986 2007. Các tác giả chỉ ra r ng việc khai thác quá mức TNN (kể cả nƣớc mặt và nƣớc
ngầm) có hậu quả trực tiếp đến môi trƣờng tự nhiên. Sử dụng hiệu quả TNN mặt sẽ
giảm bớt đáng kể những mâu thuẫn giữa nhu cầu về nƣớc ngày càng tăng cho thủy
lợi và thiếu hụt các nguồn TNN ở lƣu vực sông Heihe [28].
Năm 2013, El-Khoury và CS đã nghiên cứu ảnh hƣởng tổng hợp của BĐKH
tƣơng lai và thay đổi SDĐ đến lƣu lƣợng dòng chảy và hàm lƣợng Ni-tơ, Phốt-pho

đối với lƣu vực sông Canadian, sử dụng mô hình SWAT. Điểm mới của nghiên cứu
này là đã tích hợp vấn đề BĐKH với thay đổi SDĐ, và khẳng định hai yếu tố này
đều ảnh hƣởng đến cả chất lƣợng nƣớc và lƣu lƣợng dòng chảy theo nhiều cách
khác nhau. Nghiên cứu đã tích hợp hai yếu tố này vào mô hình thủy văn SWAT

10


nh m đánh giá và mô hình các tác động đến TNN trong tƣơng lai. Dữ liệu khí hậu
đầu vào đƣợc sử dụng là kịch bản SRES A2. Nghiên cứu đã phân tích sáu yếu tố
của dòng chảy, lƣu lƣợng và chất lƣợng TNN theo 4 kịch bản: TNN ở hiện tại (giai
đoạn 1985 - 2010); TNN khi chịu tác động của BĐKH trong tƣơng lai (2025 2050); TNN khi chịu tác động của thay đổi SDĐ (2025 - 2050); và TNN khi chịu
tác động tổng hợp của cả hai yếu tố trên (2025 - 2050) [20].
Kết quả mô hình SWAT trong nghiên cứu cho thấy, BĐKH sẽ làm tăng lƣợng
dòng chảy tháng, tăng lƣợng nitrate và phốt-pho hữu cơ, nhƣng làm giảm lƣợng
nitrogen và nitrite hữu cơ; còn thay đổi SDĐ cũng ảnh hƣởng tƣơng tự nhƣ BĐKH,
ngoại trừ yếu tố nitrogen hữu cơ thì có ảnh hƣởng ngƣợc với BĐKH [20].
Trong Báo cáo kỹ thuật số 29 của Ủy hội song Mê Kông (MRC) năm 2010, ảnh
hƣởng các hoạt động phát triển lƣu vực nhƣ xây dựng các đập thủy điện, các công trình
tƣới tiêu, thủy lợi và chuyển nƣớc giữa các lƣu vực, ... và của BĐKH đến chế độ dòng
chảy sông Mê Công đã đƣợc đánh giá theo các kịch bản tƣơng lai khác nhau, sử dụng
dữ liệu khí hậu đƣợc chi tiết hóa (downscaled) và bộ mô hình trong Khung Hỗ trợ Ra
quyết định (DSF) của MRC bao gồm SWAT, IQQM và ISIS. Kết quả tính toán cho
thấy theo kịch bản phát triển lƣu vực sau 20 năm nếu không tính đến BĐKH, các hoạt
động phát triển có thể làm giảm dòng chảy mùa lũ nói chung từ 7-17% và tăng dòng
chảy mùa cạn 30-60% (chủ yếu do các công trình thủy điện và các đập). Nếu tính đến
tác động kép của cả phát triển và BĐKH, dòng chảy mùa lũ có thể giảm từ 0-13% hoặc
tăng nhẹ (tùy kịch bản và vị trí trạm), còn dòng chảy mùa cạn sẽ tăng nhiều hơn,
khoảng từ 40-76%. Nghiên cứu này có ƣu điểm là tính đến ảnh hƣởng của các kịch bản
phát triển lƣu vực khác nhau trong tƣơng lai, có kết hợp với tác động của BĐKH, tuy

nhiên, có thể nhận định r ng các tính toán và đánh giá chủ yếu đƣợc thực hiện cho thay
đổi dòng chảy cấp lƣu vực sông Mê Công mà gần nhƣ không đi vào chi tiết về thay đổi
các chỉ số của TNN mặt ở cấp quốc gia hoặc cấp tiểu lƣu vực, địa phƣơng [22].
Các nghiên cứu trên thế giới đã sử dụng nhiều phƣơng pháp và công cụ khác
nhau để đánh giá thay đổi SDĐ đến dòng chảy nhƣ phƣơng pháp viễn thám GIS hay
các mô hình toán nhƣ: mô hình mƣa dòng chảy, SWAT, MIKE NAM, MIKE
BASIN, ... Tuy nhiên các mô hình này chƣa đƣợc áp dụng nhiều ở Việt Nam nên

11


chƣa thể kết luận về mức độ phù hợp cũng nhƣ khả năng áp dụng cho các lƣu vực
sông ở Việt Nam. Phƣơng pháp viễn thám GIS cũng đã đƣợc áp dụng trong một số
nghiên cứu ở Việt Nam, tuy nhiên khả năng thu thập các dữ liệu viễn thám gặp
nhiều khó khăn nhất là trong khuôn khổ luận văn thạc sĩ. Trong số các mô hình kể
trên, mô hình SWAT đã đƣợc áp dụng trong nhiều nghiên cứu cho các lƣu vực sông
ở Việt Nam và đƣợc đánh giá khá tốt. Ngoài ra, việc thu thập những dữ liệu cần
thiết cho mô hình này là hoàn toàn khả thi. Do đó, trong luận văn nghiên cứu của
học viên sẽ sử dụng mô hình SWAT là công cụ để đánh giá tác động của thay đổi
SDĐ đến dòng chảy mặt cho lƣu vực sông Sê San.
1.1.2. Trong nước
Ở Việt Nam, từ năm 1993, khi thực hiện đề tài nghiên cứu kho học cấp Nhà nƣớc
"Đánh giá hiện trạng sử dụng tài nguyên trên quan điểm sinh thái và phát triển bền
vững", mã số KT-02-10, Cao Đăng Dƣ và CS đã bƣớc đầu đánh giá những ảnh hƣởng
của rừng, thảm phủ thực vật và các loại hình canh tác nông nghiệp đến các đặc trƣng
thuỷ văn ở lƣu vực sông Đà. Các tác giả đã sử dụng phƣơng pháp nghiên cứu thực
nghiệm, khảo sát và sử dụng phép toán thống kê để xử lý và phân tích các số liệu. Kết
quả cho thấy khả năng giữ và điều tiết nƣớc, phòng hộ nguồn nƣớc cũng nhƣ chức
năng bảo vệ, giảm thiểu, ngăn ngừa sự hình thành dòng lũ và lũ quét của rừng và thảm
phủ thực vật [1].

Trong một nghiên cứu thuộc Chƣơng trình khôi phục rừng và phát triển lâm
nghiệp, Nguyễn Ngọc Lung và Cao Đăng Dƣ cũng đã sử dụng phƣơng pháp thực
nghiệm tại các lâm trƣờng Sơ Pai và Kon Hà Nừng ở tỉnh Gia Lai, Tây Nguyên để
đánh giá ảnh hƣởng của thảm phủ thực vật đến quá trình hình thành lũ, lũ quét và đề
xuất một số biện pháp phòng chống. Mặc dù các nghiên cứu này đã bƣớc đầu xác
định đƣợc khả năng điều tiết dòng chảy mặt và chống xói mòn của một số loại rừng
ở độ dốc khác nhau, các đánh giá này chủ yếu là định tính, dựa trên ý kiến chuyên
gia và mới chỉ tập trung vào các khía cạnh thủy văn, dòng chảy, dòng lũ.... Tuy
nhiên, công trình này cũng chƣa xem xét các tác động phức tạp và đa dạng của thảm
thực vật và đặc biệt là SDĐ đến TNN một cách đầy đủ [1].

12