Đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông đồng nai

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG THAY ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT
ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI

CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC

NGUYỄN QUỲNH NGA

HÀ NỘI, NĂM 2018


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG THAY ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT
ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI
CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC

NGUYỄN QUỲNH NGA
CHUYÊN NGÀNH : THỦY VĂN HỌC
MÃ SỐ: 604402248

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. PHAN THỊ THANH HẰNG

HÀ NỘI, NĂM 2018

i

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Cán bộ hướng dẫn chính: TS. PHAN THỊ THANH HẰNG
Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS. HOÀNG MINH TUYỂN
Cán bộ chấm phản biện 2: PGS.TS. NGÔ LÊ AN

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Ngày 17 tháng 09 năm 2018


ii

LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: NGUYỄN QUỲNH NGA
Mã số học viên: 1698010091
Học viên lớp: CH2BT
Chuyên ngành: Thủy văn học
Khoa: Khí tượng Thủy văn – Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội.
Tên đề tài luận văn: Đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên
nước lưu vực sông Đồng Nai
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân, được thực hiện dưới
sự hướng dẫn của TS. Phan Thị Thanh Hằng. Nội dung, số liệu và kết quả trong luận
văn nghiên cứu trên là trung thực và chưa được công bố dưới bất kỳ hình thức nào. Tôi
xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung nghiên cứu của mình.
Hà Nội, ngày 17 tháng 10 năm 2018

Học viên thực hiện

Nguyễn Quỳnh Nga


iii

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến ban giám hiệu cùng toàn thể quý thầy cô
Khoa Khí tượng Thủy văn- Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tận
tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức cũng như kinh nghiệm quý báu cho chúng tôi trong
suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các cán bộ đồng nghiệp Viện Địa lý – Viện
Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã động viên, giúp đỡ và hỗ trợ nhiệt tình
cho tôi.
Với tất cả lòng thành kính, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến TS.Phan Thị
Thanh Hằng đã định hướng phương pháp nghiên cứu, phương pháp luận cho tôi trong
suốt quá trình thực hiện nghiên cứu.
Sau cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi
học tập và nghiên cứu.
Trong luận văn không thể tránh khỏi thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý quý
báu của các quý thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp những người quan tâm đến nghiên cứu
của tôi.

Tác giả

Nguyễn Quỳnh Nga

iv

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................................... ii
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................... iii
MỤC LỤC ................................................................................................................................ iv
TÓM TẮT LUẬN VĂN ........................................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .......................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ................................................................................. ix
MỞĐẦU ..................................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết ...................................................................................................................... 1
2. Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn .................................................................................... 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 3
4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................................... 3
5. Bố cục luận văn................................................................................................................... 3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ......................................................... 5
I.1. Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước ............ 5
I.1.1. Các nghiên cứu đã thực hiện trên thế giới ................................................................. 5
I.1.2. Các nghiên cứu thực hiện tại Việt Nam .................................................................... 7
I.1.3. Các nghiên cứu thực hiện trên lưu vực sông Đồng Nai .......................................... 10
I.2. Khái quát về khu vực nghiên cứu ................................................................................... 12
I.2.1. Đặc điểm tự nhiên.................................................................................................... 12
I.2.1.1. Vị trí địa lý........................................................................................................ 12
I.2.1.2. Địa hình ............................................................................................................ 13
I.2.1.3. Khí hậu ............................................................................................................. 15
I.2.1.4. Thủy văn ........................................................................................................... 18
I.2.1.5. Thổ nhưỡng ...................................................................................................... 21
I.2.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu ........................................................ 22
CHƯƠNG II: CƠ SỞ THỰC TIỄN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 26

v

II.1. Cơ sở thực tiễn .............................................................................................................. 26
II.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................... 28
II.2.1. Một số mô hình toán thủy văn được ứng dụng trong đánh giá ảnh hưởng thay đổi
sử dụng đất đến tài nguyên nước ...................................................................................... 28
II.2.2. Lựa chọn mô hình đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đối với tài nguyên
nước cho lưu vực sông Đồng Nai ..................................................................................... 29
II.2.3. Cơ sở lý thuyết mô hình BTOPMC........................................................................ 31
II.2.4. Các bước tiến hành nghiên cứu .............................................................................. 39
CHƯƠNG III: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG THAY ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN TÀI
NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI ............................................................... 40
III.1.Xây dựng mô hình BTOPMC mô phỏng dòng chảy cho lưu vực sông Đồng Nai ....... 40
III.1.1. Số liệu đầu vào mô hình ....................................................................................... 40
III.1.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình ......................................................................... 44
III.2. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất trên lưu vực sông Đồng Nai và ảnh hưởng của thay
đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai .............................................. 51
III.2.1. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất trên lưu vực sông Đồng Nai.............................. 51
III.2.2. Ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai ... 56
III.3. Một số giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên đất và nước nhằm bảo vệ và phát triển bền
vững tài nguyên nước trên lưu vực sông Đồng Nai. ............................................................. 62
KẾT LUẬN .............................................................................................................................. 66
KIẾN NGHỊ............................................................................................................................. 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... 68


vi

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Họ và tên học viên: Nguyễn Quỳnh Nga
Lớp : CH2BT

Khóa: 2016 - 2018

Cán bộ hướng dẫn: TS. Phan Thị Thanh Hằng
Tên đề tài: “Đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu
vực sông Đồng Nai”
Tóm tắt:
Một trong những nguyên nhân gây ảnh hưởng đến lưu lượng dòng chảy trên lưu
vực sông là do tác động của con người thông qua hoạt động sử dụng đất. Nghiên cứu
này ứng dụng mô hình BTOPMCvà GIS để đánh giá ảnh hưởng của thay đổi sử dụng
đất năm 2000 và năm 2010 đến tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai. Kết quả hiệu
chỉnh và kiểm định với hệ số Nash đạt từ 70% đến 81% ở trạm Phước Hòa và trạm Tà
Lài. Qua phân tích mối quan hệ của dòng chảy với những thay đổi sử dụng đất đã
chứng minh việc tích hợp mô hình BTOPMC và GIS trong đánh giá tác động của thay
đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai là phù hợp. Kết quả
nghiên cứu là cơ sở khoa học phục vụ quản lý, quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch tài
nguyên nước trên phạm vi lưu vực sông vừa đảm bảo nhu cầu phát triển kinh tế-xã hội
và bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên (đất, nước, rừng).


vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BĐKH

Biến đổi khí hậu

ĐNB

Đông Nam Bộ

KTTV

Khí tượng Thủy văn

KT-XH

Kinh tế xã hội

SDĐ

Sử dụng đất

LVSĐN

Lưu vực sông Đồng Nai

TNN

Tài nguyên nước


viii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Tổng hợp độ dốc địa hình .............................................................................. 14

Bảng 1.2: Phân phối lượng mưa năm tại một số trạm trên lưu vực sông Đồng Nai ...... 16
Bảng 1.3: Lượng mưa trung bình tháng, năm tại một số trạm trên lưu vực .................. 17
Bảng 1.4: Đặc trưng lưu lượng tại các trạm thủy văn trên lưu vực sông Đồng Nai ...... 20
Bảng 1.5: Phân bố nhóm đất trong lưu vực ................................................................... 22
Bảng 1.6: Diện tích, dân số các tỉnh thuộc LVSĐN&PC năm 2015 ............................. 22
Bảng 1.7: GDP năm 2015 theo giá so sánh 2010 của các tỉnh thành trên LVSĐN ....... 24
Bảng 3.1: Danh sách trạm khí tượng được sử dụng trong nghiên cứu .......................... 43
Bảng 3.2: Danh sách trạm thủy văn được sử dụng trong nghiên cứu ............................ 43
Bảng 3.3: Các loại hình sử dụng đất trong khu vực nghiên cứu .................................... 51
Bảng 3.4: Thay đổi dòng chảy trung bình tháng, năm tại trạm Phước Hòa ứng với sử
dụng đất theo kịch bản 2000 so với kịch bản 2010 ........................................................ 58
Bảng 3.5: Thay đổi dòng chảy trung bình tháng, năm tại trạm Tà Lài ứng với sử dụng
đất theo kịch bản 2000 so với kịch bản 2010 ................................................................. 59


ix

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Bản đồ lưu vực sông Đồng Nai ...................................................................... 12
Hình 1.2: Địa hình lưu vực sông Đồng Nai ................................................................... 14
Hình 1.3: Bản đồ mưa trung bình nhiều năm lưu vực sông Đồng Nai và vùng ven biển
phụ cận ........................................................................................................................... 16
Hình 1.4: Mạng lưới sông lưu vực sông Đồng Nai ........................................................ 19
Hình 1.5: Phân bố dòng chảy trong năm tại một số trạm trên lưu vực sông Đồng Nai . 21
Hình 2.1: Cấu trúc hình thành dòng chảy trong mô hình BTOPMC[20] ...................... 32
Hình 2.2: Cấu trúc đơn giản của mô hình TOP.............................................................. 33
Hình 2.3: Sơ đồ các bước tiến hành ............................................................................... 39
Hình 3.1: Mô hình số độ cao lưu vực sông Đồng Nai ................................................... 40
Hình 3.2: Dữ liệu sử dụng đất lưu vực sông Đồng Nai năm 2000 ................................ 41
Hình 3.3: Dữ liệu sử dụng đất lưu vực sông Đồng Nai năm 2010 ................................ 41

Hình 3.4: Dữ liệu đất ...................................................................................................... 42
Hình 3.5: Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn được sử dụng trong nghiên cứu ............ 44
Hình 3.6: Sơ đồ quá trình hiệu chỉnh mô hình ............................................................... 45
Hình 3.7: Kết quả hiệu chỉnh mô hình BTOPMC cho lưu vực sông Đồng Nai- Trạm
Phước Hòa ...................................................................................................................... 47
Hình 3.8: Kết quả hiệu chỉnh mô hình BTOPMC cho lưu vực sông Đồng Nai- Trạm Tà
Lài................................................................................................................................... 48
Hình 3.9: Kết quả kiểm định mô hình BTOPMC cho lưu vực sông Đồng Nai- Trạm
Phước Hòa ...................................................................................................................... 49
Hình 3.10: Kết quả kiểm định mô hình BTOPMC cho lưu vực sông Đồng Nai- Trạm
Tà Lài ............................................................................................................................. 50
Hình 3.11: Biểu đồ cơ cấu sử dụng sử dụng đất lưu vực sông Đồng Nai năm 2000 ..... 53
Hình 3.12:Biểu đồ cơ cấu sử dụng sử dụng đất lưu vực sông Đồng Nai năm 2010 ...... 53
Hình 3.13: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất lưu vực sông Đồng Nai năm 2000 .............. 54


x

Hình 3.14: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất lưu vực sông Đồng Nai năm 2010 .............. 54
Hình 3.15: Lưu lượng của dòng chảy tại trạm Phước Hòa khi thay đổi kịch bản sử dụng
đất năm 2000 .................................................................................................................. 57
Hình 3.16: Thay đổi lưu lượng tháng kịch bản năm 2000 so với kịch bản năm 2010 đối
với trạm Phước Hòa ....................................................................................................... 57
Hình 3.17: Lưu lượng của dòng chảy của trạm Tà Lài khi thay đổi kịch bản sử dụng đất
năm 2000 ........................................................................................................................ 58
Hình 3.18: Thay đổi lưu lượng tháng kịch bản 2000 so với kịch bản năm 2010 đối với
trạm Tà Lài ..................................................................................................................... 59


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
Tài nguyên nước nói chung và tài nguyên nước mặt nói riêng là một trong
những yếu tố quyết định sự phát triển kinh tế - xã hội của một vùng lãnh thổ hay
một quốc gia. Nếu xét chung cho cả nước thì tài nguyên nước mặt của nước ta
tương đối phong phú chiếm khoảng 2% tổng lượng dòng chảy của các sông trên thế
giới. Tuy nhiên, một đặc điểm quan trọng của tài nguyên nước mặt là sự biến động
mạnh mẽ theo thời gian và phân bố rất không đồng đều theo không gian. Sự gia
tăng dân số và sự phát triển kinh tế - xã hội đã ảnh hưởng mạnh mẽ đến các đặc
trưng thủy văn và tài nguyên nước. Một trong những yếu tố chịu ảnh hưởng mạnh
mẽ nhất đến tài nguyên nước là thay đổi sử dụng đất do con người gây ra.
Thay đổi sử dụng đất là yếu tố tác động lớn đến sự thay đổi các yếu tố trong
quá trình thủy văn cả về không gian và thời gian, gây biến đổi giá trị dòng chảy.
Quá trình thay đổi sử dụng đất diễn ra liên tục, ở quy mô lưu vực, tác động đến các
quá trình thủy văn ảnh hưởng lần lượt đến hệ thống sinh thái, môi trường và kinh tế.
Lưu vực sông Đồng Nai là hệ thống sông lớn thứ 3 cả nước, sau sông Mê
Công và sông Hồng. Hệ thống sông Đồng Nai bao gồm dòng chính sông Đồng Nai
và 4 phụ lưu lớn là: sông La Ngà , sông Bé, sông Sài Gòn, sông Vàm Cỏ. Toàn bộ
lưu vực nằm trên diện tích của các tỉnh Lâm Đồng, Đắk Nông, Bình Phước, Bình
Dương, Bình Thuận, Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu, Tây Ninh, Thành phố Hồ Chí
Minh, Ninh Thuận và một phần của 2 tỉnh Đắk Nông và Long An. Tổng diện tích
lưu vực sông Đồng Nai khoảng 44.100 km2, trong đó phần diện tích nằm trên lãnh
thổ Việt Nam là 37.400 km2, phần diện tích ngoài nước là 6.700 km2.
Lưu vực sông Đồng Nai có vai trò rất quan trọng đối với sự phát triển kinh tế
của khu vực Nam Bộ. Tuy nhiên, những năm gần đây cùng với sự phát triển kinh tế
nhanh với sự gia tăng dân số mạnh đã gây ra nhiều sức ép đến diện tích đất rừng và
thay đổi sử dụng đất trong phạm vi lưu vực kết quả là diện tích rừng bị giảm nhanh
và chất lượng rừng cũng bị suy thoái, chính vì vậy mà dòng chảy lưu vực sông
Đồng Nai ngày càng cạn kiệt đặc biệt là mùa khô, hiện tượng xói mòn, rửa trôi xảy

2

ra mạnh vào mùa mưa, ảnh hưởng trầm trọng tới môi trường nước của lưu vực sông.
Sự thay đổi dòng chảy cũng như gia tăng lượng xói mòn đất, bồi lắng trong lòng
sông trên lưu vực diễn biến ngày càng phức tạp, đe dọa đến dân sinh và môi trường.
Hiện nay diện tích rừng đầu nguồn của hệ thống lưu vực sông Đồng Nai chỉ còn
950.000 ha, chỉ chiếm 18,66 % diện tích đất tự nhiên của 9 tỉnh miền Đông Nam
Bộ. Việc suy giảm diện tích rừng và chuyển đổi cơ cấu sử dụng đất sang đất công
nghiệp, dịch vụ góp phần gây suy giảm nguồn tài nguyên nước trên lưu vực sông.
Chính vì vậy, học viên lựa chọn luận văn với đề tài “ Đánh giá ảnh hưởng
thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai” để nghiên
cứu đánh giá một cách định lượng, chi tiết và cụ thể mức độ ảnh hưởng của hoạt
động khai thác, sử dụng tài nguyên đất đai trên lưu vực ở thời điểm hiện tại cũng
như định hướng quy hoạch trong tương lai đến tài nguyên đất và nước trên lưu vực
sông Đồng Nai. Những kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học quan trọng hỗ trợ cho
công tác quy hoạch tài nguyên nước trên lưu vực hướng đến sự phát triển bền vững.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn
2.1. Mục tiêu
- Đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông
Đồng Nai bằng mô hình toán thủy văn (mô hình BTOPMC)
- Đề xuất một số giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên đất và nước nhằm bảo vệ
và phát triển bền vững tài nguyên nước trên lưu vực.
2.2. Nhiệm vụ
Để đạt được mục tiêu trên, luận văn tập trung vào việc giải quyết các nhiệm vụ
sau:
- Thu thập các số liệu, tài liệu có liên quan, trên cơ sở đó sẽ tiến hành tổng
quan tài liệu, phân tích các số liệu đã thu thập được.
- Tổng quan các vấn đề lý luận về cơ sở lý thuyết của mô hình.

- Đánh giá hiện trạng sử dụng đất trên lưu vực
- Ứng dụng mô hình BTOPMC đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến
tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai. Trên cơ sở đó đề xuất các biện pháp nhằm


3

sử dụng hợp lý tài nguyên đất và nước nhằm bảo vệ và phát triển bền vững tài
nguyên nước trên lưu vực.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến dòng chảy mặt
lưu vực sông Đồng Nai.
- Phạm vi nghiên cứu: Lưu vực sông Đồng Nai
4. Phương pháp nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu và nội dung công việc trên, các phương pháp nghiên cứu
chính sau đây dự kiến sẽ được sử dụng trong đề tài:
- Phương pháp phân tích thống kê:
Thu thập, thống kế, xử lý và phân tích số liệu, tài liệu phục vụ cho luận văn.
- Phương pháp kế thừa:
Tham khảo và kế thừa một số tài liệu, kết quả có liên quan đã được nghiên cứu
trước đây của các tác giả, cơ quan, tổ chức khác.
- Phương pháp mô hình hóa:
Sử dụng mô hình phân bố BTOPMC do trường đại học Yamanashi, Nhật Bản
xây dựng để đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực
sông Đồng Nai.
- Phương pháp bản đồ và hệ thống thông tin địa lý (GIS):
Bằng việc áp dụng công nghệ GIS để xây dựng bộ dữ liệu đầu vào cho mô
hình. Trong nghiên cứu có sử dụng các bản đồ liên quan tới lưu vực nghiên cứu như
bản đồ dữ liệu địa hình, thảm phủ thực vật, bản đồ hiện trạng sử dụng đất.
- Phương pháp chuyên gia: xin ý kiến các chuyên gia trong lĩnh vực nghiên

cứu.
5. Bố cục luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, nội dung chính của khóa luận bao gồm 3
chương:
- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU


4

- CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THỰC TIỄN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU
- CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG THAY ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT
ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI
Trong quá trình làm luận văn, học viên đã tham khảo và sử dụng số liệu một
số công trình nghiên cứu đã được công bố của cơ quan trong và ngoài nước. Xin
trân trọng cảm ơn!


5

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
I.1. Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên
nước
I.1.1. Các nghiên cứu đã thực hiện trên thế giới
Trên phạm vi toàn cầu, thay đổi sử dụng đất có tác động lớn đến nguồn tài
nguyên nước, bởi vậy trong những năm qua đã có rất nhiều các tổ chức nghiên cứu
và các nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu tác động của thay đổi sử
dụng đất đến tài nguyên nước. Nhìn chung, các nghiên cứu khoa học liên quan đến
ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước trên thế giới có điểm
chung là sử dụng mô hình thủy văn, mô hình phân phối nguồn nước tích hợp với

các yếu tố thay đổi sử dụng đất để đánh giá tài nguyên nước cho các lưu vực sông.
Trong những năm gần đây, nhiều mô hình đã được phát triển để đánh giá tác
động của việc sử dụng đất đến quá trình thủy văn. Các mô hình này khác nhau, một
phần, dựa trên mức độ tập hợp không gian - từ phân bố gộp, bán phân bố tới phân
bố hoàn toàn - và các quá trình vật lý kết hợp với mô hình. Ví dụ, Harbour (1994)
đã phát triển một bảng tính dự đoán tác động của thay đổi sử dụng đất đối với dòng
chảy bề mặt và sự bổ sung nguồn nước ngầm[31]. Karvonen et al. (1999) đã phát
triển một mô hình thủy văn đơn giản dự đoán ảnh hưởng sử dụng đất đối với các
quy trình mưa dòng chảy. Mô hình của họ dựa trên phân chia của lưu vực vào các
đơn vị thuỷ văn tương tự, tập hợp các khu vực có cùng đặc điểm sử dụng đất đai, độ
dốc và thảm thực vật. Mô hình được áp dụng cho lưu vực sông Lestijoki ở Phần Lan
để ước lượng lưu lượng dòng chảy ngày[34]. Liu và cộng sự (2006) đã áp dụng hệ
thống thông tin địa lý kết hợp mô hình thuỷ văn WetSpa để dự báo ảnh hưởng của
các loại sử dụng đất như đô thị, rừng, đồng cỏ và nông nghiệp đến cường độ bão áp
dụng với khu vực lưu vực sông tại Luxembourg[36]. Kim và cộng sự (2005) đã áp
dụng mô hình thuỷ văn khái niệm để phân tích tác động của thay đổi sử dụng đất
đối với dòng suối ở Hàn Quốc. Siriwardena và cộng sự (2006) đã nghiên cứu ảnh
hưởng của việc chuyển đổi đất rừng sang đồng cỏ và đất trồng trọt đến dòng chảy
trên lưu vực sông Comet ở Úc[38]. Notter et al. (2007) đã sử dụng mô hình bán


6

phân bố để tính toán cân bằng nước và đánh giá tác động của sự thay đổi sử dụng
đất đối với tài nguyên nước vùng Kenya.
Ví dụ về áp dụng các mô hình thủy văn phân phối đầy đủ phức tạp hơn bao
gồm nghiên cứu của Luijten et al. (2000) xây dựng mô hình phân bố không gian
(SWBM) để phân tích tình trạng sẵn có nước trong lưu vực sông Cabuyalở
Colombia, chủ yếu là ảnh hưởng của độ che phủ đất đến cân bằng nước trong
sông[36]. Wang và cộng sự (2008) đã sử dụng mô hình (SWAT) để phân tích ba

kịch bản sử dụng đất và biến đổi khí hậu khác nhau đối với lưu vực sông Zamu khu
vực Tây Bắc Trung Quốc. Vanshaar et al. (2002) đã tiến hành một nghiên cứu trong
bốn lưu vực con của lưu vực sông Columbia sử dụng mô hình DHSVM (Distributed
Hydrology-Soil Vegetation Model). Thanapakpawin et al. (2006) đã phân tích
những ảnh hưởng của sự thay đổi sử dụng đất đối với thủy văn của một lưu vực
sông ở Thái Lan sử dụng mô hình DHSVM. Mô hình này đã được sử dụng để đánh
giá tác động của việc chuyển đổi đất đai từ rừng sang trồng trọt cũng như luân canh
của cây trồng. Cuo và cộng sự (2008) cũng sử dụng mô hình DHSVM để dự đoán
ảnh hưởng của đô thị đến chế độ thủy văn đối với một lưu vực sông ở Hoa Kỳ. Im
et al. (2009) đã sử dụng mô hình MIKE-SHE để đánh giá tác động của đô thị hóa
đối với chế độ thủy văn của lưu vực sông Gyeongancheon ở Hàn Quốc.
Gần đây, một số nghiên cứu đã nhấn mạnh những lợi thế của việc kết hợp
các mô hình sử dụng đất và các mô hình thủy văn để đánh giá chính xác hơn tác
động của thay đổi sử dụng đất đối với quá trình thuỷ văn. Lin và cộng sự (2007) kết
hợp mô hình thay đổi sử dụng đất (CLUE-s) và mô hình thủy văn phân tán / gộp để
đánh giá tác động của thay đổi sử dụng đất đối tài nguyên nước ở lưu vực sông WuTu ở Đài Loan. Choi and Deal (2008) đã kết hợp mô hình tăng trưởng đô thị, không
gian (LEAMluc) với mô hình thủy văn bán phân bố sử dụng ngôn ngữ lập trình
Fortran (HSPF). Mục đích là để dự đoán tác động của tăng trưởng đô thị đối với lưu
lượng dòng chảy trong lưu vực sông ở Mỹ[28]. Bithell và Brasington (2009) kết
hợp mô hình thủy văn và mô hình động lực rừng SORTIE để đánh giá tác động của
thay đổi nhân khẩu học đối với nạn phá rừng, và sau đó là chế độ dòng chảy của


7

sông. Zhang et al. (2011) kết hợp mô hình sử dụng đất tích hợp CLUE và mô hình
xâm nhập quy mô lớn để đánh giá ảnh hưởng của các thay đổi về sử dụng đất trong
quá khứ cũng như tiềm ẩn những thay đổi về sử dụng đất trong tương lai đối với
thủy văn của một lưu vực sông ở Trung Quốc[41]. Randhir và Tsvetkova (2011) đã
phát triển một mô hình quản lý rừng đầu nguồn kết hợp với mô hình thống kê

Markovian có thể xác định cho việc dự đoán những thay đổi sử dụng đất tác động
đến chu trình thủy văn về không gian và áp dụng vào một lưu vực nhỏ ở
Massachusetts. Wijesekara et al. (2012) đã kết hợp mô hình sử dụng đất (CA) với
mô hình thủy văn phân bố MIKE SHE / MIKE-11 để đánh giá ảnh hưởng của thay
đổi sử dụng đất trên lưu vực sông Elbow ở Canada.
Qua các công trình phân tích cho thấy, ảnh hưởng to lớn của việc thay đổi sử
dụng đất đến môi trường nói chung và tài nguyên nước nói riêng.Các nghiên cứu
mối liên hệ giữa độ che phủ thực vật, các quá trình thủy văn và chất lượng nước có
lịch sử tương đối lâu dài. Trong những thập kỷ tới, mở rộng và tăng cường sử dụng
đất nông nghiệp, đất đô thị và các nguồn tài nguyên thiên nhiên khác có thể sẽ đẩy
nhanh nhu cầu về tài nguyên nước của con ở mức cao hơn trong tương lai.
I.1.2. Các nghiên cứu thực hiện tại Việt Nam
Những năm qua ở Việt Nam việc nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình thay
đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước là một nội dung không thể thiếu trong việc lập
quy hoạch tài nguyên nước. Có thể kể đến một số các công trình nghiên cứu trong
nước về tác động của thay đổi sử dụng đất, bề mặt lớp phủ đến tài nguyên nước như
sau:
Năm 1993 đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước "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
Dư cùng cộng sự đã bước đầu tiến hành đánh giá những ảnh hưởng của rừng, thảm phủ
thực vật và các loại hình canh tác nông nghiệp đến các đặc trưng thuỷ văn ở lưu vực
sông Đà. Các tác giả đã sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, khảo sát và sử
dụng phép toán thống kê để xử lý và phân tích các số liệu. Nghiên cứu này đã chỉ ra
khả năng giữ và điều tiết nước, phòng hộ nguồn nước cũng như chức năng bảo vệ,


8

giảm thiểu, ngăn ngừa sự hình thành dòng lũ và lũ quét của rừng và thảm phủ thực
vật.[3]

Năm 1994, Huỳnh Niêm đã tiến hành tổng quan một số nghiên cứu liên quan
đến ảnh hưởng của rừng đến dòng chảy và đã đăng bài viết này trong Tạp chí
KTTV số tháng 7/1994. Phạm Ngọc Khuê cũng công bố trong Tạp chí KTTV số
tháng 7/1994 một số kết quả nghiên cứu về sự suy giảm của rừng và ảnh hưởng của
điều này đến dòng chảy lũ trên những sông suối vừa và nhỏ, sử dụng phương pháp
thực nghiệm theo loại rừng và phân tích thống kê. Các nghiên cứu này cũng chủ yếu
tập trung vào xem xét tác động của thảm phủ rừng và suy giảm rừng đến dòng chảy,
dòng chảy lũ và các đặc trưng thủy văn mà ít đề cập đến ảnh hưởng của rừng và suy
giảm rừng tới nguồn sinh thủy và các đặc trưng tài nguyên nước.
Năm 2003, Trần Thục và Huỳnh Thị Lan Hương đã sử dụng mô hình SWAT
để tính toán và đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi sử dụng đất đến dòng chảy lưu
vực sông Trà Khúc. Các tác giả đã nêu rõ vai trò điều hòa dòng chảy và hỗ trợ
phòng chống lũ của rừng. Kết quả tính toán cho thấy khi lớp phủ rừng tăng (từ năm
1993 đến năm 2000) thì tổng lượng dòng chảy năm của lưu vực giảm đi trung bình
khoảng 31.106 m3 và lưu lượng đỉnh lũ cũng giảm. Kết quả của cả hai nghiên cứu
nói trên đều được đăng trong Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 8 (tháng
12/2003) của Viện Khí tượng Thuỷ văn.
Năm 2008 trong đề tài cấp ĐHQGHN và Quốc gia (LIC) do PGS.TS.
Nguyễn Tiền Giang làm chủ nhiệm đề tài đã ứng dụng mô hình Wetpas để đánh giá
ảnh hưởng của sự biến đổi tình hình sử dụng đất đến dòng chảy mặt lưu vực sông
Lam. Đề tài đã đánh giá được sự ảnh hưởng của các kịch bản sử dụng đất đến dòng
chảy lũ lưu vực sông Lam đồng thời đề tài đã chứng minh việc ứng dụng mô hình
WetPas có thể dự báo lũ và đánh giá ảnh hưởng của sự biến đổi tình hình sử dụng
đất lên các đặc trưng lũ cho các sông liên quốc gia (sông quốc tế) của Việt Nam.[5]
Năm 2009 trong nghiên cứu về ảnh hưởng của các kịch bản sử dụng đất đối
với dòng chảy lưu vực sông Bến Hải do Nguyễn Ý Như, Nguyễn Thanh Sơn
Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội thực hiện. Kết quả


9

đạt được trong đề tài sử dụng mô hình SWAT để đánh giá tác động tiềm năng của
thay đổi sử dụng đất đối với sự hình thành dòng chảy lưu vực sông Bến Hải dưới số
liệu mưa thực tế. Từ kết quả đánh giá cho thấy sự thay đổi sử dụng đất dẫn đến thay
đổi các thành phần trong cân bằng nước. Dựa trên cơ sở đó cùng với đặc điểm về
địa hình, thổ nhưỡng, có thể thiết lập phương án quy hoạch sử dụng đất vừa đạt
được hiệu quả sử dụng đất tối ưu vừa có thể góp phần điều tiết dòng chảy cho lưu
vực.
Năm 2013, trong nghiên cứu của Lưu Văn Năng, Nguyễn Thanh Lâm và Trần
Đức Viên thuộc Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội về “Thay đổi sử dụng đất sản
xuất nông nghiệp, đất lâm nghiệp ở tỉnh Đắk Nông giai đoạn 2000 – 2012” có đưa
đánh giá hiện trạng và sự thay đổi sử dụng đất sản xuất nông nghiệp, đất lâm nghiệp
tỉnh Đắk Nông và tác động của thay đổi sử dụng đất sản xuất nông nghiệp đến đất
rừng. Nghiên cứu cho thấy trong quá trình sử dụng và mở rộng diện tích đất sản
xuất nông nghiệp có một số loại hình sử dụng đất sản xuất nông nghiệp được người
dân tăng diện tích bằng cách khai phá rừng để chuyển đổi mục đích sử dụng, tuy
nhiên cũng có một số loại hình sử dụng, mở rộng đất nông nghiệp hầu như không có
ảnh hưởng đến đất rừng. Cụ thể, từ năm 2000 đến 2012, diện tích đất lâm nghiệp có
rừng ở tỉnh Đắk Nông đã giảm 131.725 ha (trong đó rừng phòng hộ mất 64.376 ha,
rừng sản xuất mất 68.168 ha và rừng đặc dụng tăng 820 ha). Đất sản xuất nông
nghiệp tăng 164.468 ha, trong đó tăng mạnh nhất là đất nương rẫy và cây công
nghiệp lâu năm. [9]Có thể thấy rằng, nghiên cứu này mới chỉ đi sâu vào mối tương
tác giữa thay đổi các loại hình sử dụng đất khác nhau mà chưa xem xét mối tương
quan với tài nguyên nước hoặc dòng chảy. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng đã đưa ra
một loạt các nhóm giải pháp hỗ trợ sử dụng hợp lý, hiệu quả đất lâm nghiệp và sản
xuất nông nghiệp ở tỉnh Đắk Nông như: nhóm giải pháp về chính sách; nhóm tổ
chức thực hiện; nhóm giải pháp kỹ thuật; nhóm giải pháp tuyên truyền, giáo dục và
nâng cao nhận thức.
Năm 2014 trong luận văn cao học, học viên Nguyễn Nam Trung đã sử dụng
mô hình SWAT kết hợp với hệ thông tin địa lý đã đánh giá ảnh hưởng của sự thay

10

đổi sử dụng đất đến lưu lượng dòng chảy tại lưu vực sông Cầu. Nghiên cứu đã chỉ
ra được ảnh hưởng của sự thay đổi sử dụng đất đến lưu lượng dòng chảy tại lưu vực
sông Cầu bằng việc ứng dụng GIS và mô hình SWAT.[14]
Năm 2015 để góp phần đánh giá ảnh hưởng biến động sử dụng đất đến dòng
chảy lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn tập thể tác giả Nguyễn Thị Hồng, Nguyễn Thị
Bích, Lê Hoàng Tú, Nguyễn Thị Huyền, Nguyễn Kim Lợi đã ứng dụng công nghệ
thông tin địa lý (GIS) và mô hình chuỗi Markov đánh giá biến động sử dụng đất giai
đoạn 2005-2010 trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, tỉnh Quảng Nam. Bên cạnh
đó nghiên cứu còn tiến hành xem xét sự tác động của biến đổi sử dụng đất đến tài
nguyên nước, cụ thể là lưu lượng dòng chảy của lưu vực thông qua mô hình đánh
giá đất và nước (SWAT).[7]
Nhìn chung nghiên cứu ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất, thảm phủ thực
vật ngày càng được quan tâm, các nghiên cứu đều đã phần nào chỉ ra được tác động
của thay đổi các yếu tố sử dụng đất, thảm phủ đến sự phát triển kinh tế xã hội nói
chung và tài nguyên nước nói riêng.
I.1.3. Các nghiên cứu thực hiện trên lưu vực sông Đồng Nai
Tài nguyên nước trên lưu vực hệ thống sông Đồng Nai có tầm quan trọng
đặc biệt đối với phát triển kinh tế - xã hội không chỉ đối với vùng kinh tế trọng điểm
phía Nam, vùng Đông Nam bộ, mà còn đối với các tỉnh ven biển Nam Trung bộ và
cả nước. Để phát triển kinh tế - xã hội, phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai do nước,
khai thác, sử dụng hợp lý và bền vững tài nguyên nước trên LVSĐN đã và đang
được xem là tiền đề cơ bản cho mọi hoạt động trong vùng Đông Nam bộ và vùng
phụ cận. Với ảnh hưởng của phát triển kinh tế - xã hội, tài nguyên nước không
những được sử dụng mà còn bị biến đổi và tiêu hao theo thời gian. Sự phát triển
luôn diễn ra theo những xu thế tất yếu như: tăng trưởng kinh tế, gia tăng dân số và
sự đô thị hóa, mà hậu quả của nó là: Sự gia tăng nhu cầu về năng lượng, khai thác

tài nguyên, nhân lực, cơ sở hạ tầng; Sự gia tăng không đồng đều về kinh tế, thu
nhập, trình độ văn hóa, khoa học. Theo xu thế đó, trong sự phát triển đi lên,
LVSĐN đang chịu sức ép về nhiều mặt do những hạn chế gây nên một trong số đó


11

là xuất phát từ ảnh hưởng bất lợi của quá trình thay đổi sử dụng đất. Các công trình
nghiên cứu về biến động sử dụng đất ảnh hưởng đến tài nguyên nước còn rất hạn
chế. Có thể kể đến một vài công trình nghiên cứu có xét đến sử dụng đất đến tài
nguyên nước đối với lưu vực sông Đồng Nai như: Nghiên cứu về quy hoạch tài
nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai (2008) của Viện quy hoạch thủy lợi miền
Nam. Nghiên cứu đánh giá biến động tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai và
vùng phụ cận của Đỗ Đức Dũng và cộng sự thực hiện năm 2014, Nghiên cứu vai trò
của điều kiện khí tượng thủy văn, mặt đệm và sử dụng nước trên lưu vực sông Sài
Gòn - Đồng Nai trong sự hình thành tài nguyên nước dưới đất vùng hạ lưu và đề
xuất định hướng và giải pháp khai thác sử dụng hợp lý do PGS.TS Hoàng Minh
Tuyển chủ nhiệm thực hiện năm 2015-2016[13]…Ngoài ra còn rất nhiều nghiên
cứu được thực hiện để đánh giá tài nguyên nước trên lưu vực sông Đồng Nai, tuy
nhiên việc xem xét, định lượng ảnh hưởng trực tiếp của thay đổi sử dụng đất đến tài
nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai chưa được xem xét một cách cụ thể vẫn còn
nhiều hạn chế. Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng đất đến tài nguyên nước đối với lưu
vực sông Đồng Nai cần được tiến hành tính toán đầy đủ và kỹ lưỡng hơn nhằm mục
đích hướng đến phát triển bền vững tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai trong
tương lai.
Từ việc phân tích tổng quan các công trình nghiên cứu liên quan đến vấn đề
ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước của các nhà khoa học trên thế
giới và tại Việt Nam và khu vực nghiên cứu, học viên đã rút ra một số nhận xét sau:
1) Sử dụng đất và tài nguyên nước có mối quan hệ chặt chẽ. Thay đổi sử dụng
đất là nguyên nhân trực tiếp hoặc gián tiếp tác động đến chu trình thủy văn.

Thay đổi sử dụng đất làm thay đổi lớp phủ và bề mặt đệm có thể làm biến
đổi các yếu tố trong chu trình thủy văn.
2) Ở Việt Nam, những nghiên cứu về thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước
trong thời gian qua tập trung chủ yếu vào việc ứng dụng tư liệu viễn thám và
GIS kết hợp với mô hình thủy văn để xác định ảnh hưởng thay đổi sử dụng
đất theo thời gian và không gian đến tài nguyên nước. Một số công trình


12

nghiên cứu khi phân tích về thay đổi sử dụng đất tại một số lưu vực sông đã
xác định các nguyên nhân gây biến động tài nguyên nước tại các lưu vực
sông.
I.2. Khái quát về khu vực nghiên cứu
I.2.1. Đặc điểm tự nhiên
I.2.1.1. Vị trí địa lý
Lưu vực hệ thống sông Đồng Nai (LVHTSĐN) là hệ thống sông lớn thứ 3 cả
nước, sau sông Mê Công và sông Hồng. Hệ thống sông Đồng Nai bao gồm dòng
chính sông Đồng Nai và 4 phụ lưu lớn là: sông La Ngà , sông Bé, sông Sài Gòn,
sông Vàm Cỏ.

Hình 1. 1: Bản đồ lưu vực sông Đồng Nai
- Phía Bắc và Tây-Bắc giáp Campuchia.
- Phía Đông Nam giáp biển Đông
- Phía Tây Nam giáp Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL)
- Phía Bắc giáp với Tây Nguyên


13

Toàn bộ lưu vực nằm trên diện tích của các tỉnh Lâm Đồng, Đắk Nông, Bình
Phước, Bình Dương, Bình Thuận, Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu, Tây Ninh, Thành
phố Hồ Chí Minh, Ninh Thuận và một phần của 2 tỉnh Đắk Nông và Long Ancó toạ
độ địa lý 105o50’-108o44’ kinh độ Đông và 10o20’-12o15’vĩ độ Bắc. Tổng diện tích
lưu vực sông Đồng Nai khoảng 44.100 km2, trong đó phần diện tích nằm trên lãnh
thổ Việt Nam là 37.400 km2, phần diện tích ngoài nước là 6.700 km2.
I.2.1.2. Địa hình
Lưu vực sông Đồng Nai có địa thấp dần theo 3 hướng chính là Bắc-Nam
(thượng lưu xuống hạ lưu dòng chính Đồng Nai), Đông-Tây (dòng chính Đồng Nai
qua sông Bé, sông Sài Gòn và Vàm Cỏ) và Tây Bắc-Đông Nam (vùng ven biển) bao
gồm nhiều loại: địa hình vùng núi, trung du, đồng bằng và vùng ven biển [26], hình
1.2.
Địa hình vùng núi phân bố chủ yếu ở thượng và trung lưu các dòng chính có
diện tích chiếm gần 50% diện tích toàn lưu vực và có cao độ mặt đất từ vài trăm
mét đến trên 2.000 m so với mực nước biển. Dạng địa hình này phù hợp với cây
công nghiệp dài ngày và rau màu. Đây cũng là vùng có diện tích đất lâm nghiệp
chiếm tỷ trọng lớn trong lưu vực và là nơi thuận lợi bố trí các công trình khai thác
tổng hợp (thuỷ năng và cấp nước) quy mô lớn.
Địa hình vùng trung du phân bố chủ yếu ở trung và hạ lưu sông Bé, hạ lưu
sông La Ngà và trung lưu sông Sài Gòn, có diện tích chiếm trên 30% có đặc trưng
là gò đồi lượn sóng xen kẽ các đồng bằng nhỏ hẹp ven sông, thích hợp với nhiều
loại cây trồng ngắn và dài ngày.
Địa hình vùng đồng bằng nằm ở hạ lưu phía Nam khu vực nghiên cứu tiếp
giáp với đồng bằng sông Cửu Long và biển Đông, có diện tích chiếm gần 40% tổng
diện tích toàn lưu vực, cao độ địa hình từ vài chục mét xuống đến dưới 1 m có đặc
trưng khá bằng phẳng, cây trồng chủ yếu là cây ngắn ngày.
Vùng ven biển thuộc địa bàn Bà Rịa Vũng Tàu, Bình Thuận, Ninh Thuận là
một dãy đất hẹp chạy dọc theo bờ biển phía Đông dãy Trường Sơn, với các dãy núi
nhô ra tận biển Đông tạo nên sự cắt xẻ riêng biệt tạo nên những đồng bằng nhỏ hẹp