Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu an ninh nguồn nước cho phát triển bền vững lưu vực sông mã

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

NGUYỄN THỊ MÙI

NGHIÊN CỨU AN NINH NGUỒN NƢỚC CHO PHÁT TRIỂN
BỀN VỮNG LƢU VỰC SÔNG MÃ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2018


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

NGUYỄN THỊ MÙI

NGHIÊN CỨU AN NINH NGUỒN NƢỚC CHO PHÁT TRIỂN
BỀN VỮNG LƢU VỰC SÔNG MÃ

Chuyên ngành: Môi trƣờng đất và nƣớc
Mã số: 9.44.03.03

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

GS.TS Lê Đình Thành

HÀ NỘI, NĂM 2018

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 án là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một
nguồn nào và dƣới bất kỳ hình thức nào.Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã
đƣợc thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tác giả luận án

Nguyễn Thị Mùi

i


LỜI CẢM ƠN
Trải qua quá trình học tập và nghiên cứu, luận án nghiên cứu của tác giả đã hoàn
thành. Trƣớc những thành quả đạt đƣợc ngoài sự nỗ lực của bản thân, tác giả cũng đã
nhận đƣợc sự giúp đỡ tận tình của thầy, cô giáo; gia đình; bạn bè và đồng nghiệp.
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới GS.TS.Lê Đình
Thành, ngƣời đã hƣớng dẫn chính tác giả trong suốt quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và
hoàn thiện luận án.
Tác giả xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Nguyễn Văn Thắng; PGS.TS Nguyễn
Mai Đăng cùng các thầy giáo, cô giáo Khoa Môi trƣờng và bộ môn Quản lý môi
trƣờng, Khoa sau Đại học trƣờng Đại học Thủy Lợi đã hƣớng dẫn, tạo điều kiện thuận
lợi cho tác giả trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận án. Trân trọng cảm ơn
trƣờng Đại học Hồng Đức và khoa Kỹ Thuật Công nghệ đã tạo điều kiện thời gian cho
tác giả tập trung học tập và nghiên cứu.
Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã
giúp đỡ, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt thời gian học
tập, nghiên cứu.

ii


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH.....................................................................................vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU .......................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................x
MỞ ĐẦU………… .........................................................................................................1
1.Tính cấp thiết của đề tài luận án ...................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................................3
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ...............................................................................4
4. Hƣớng tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu...............................................................4
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án ..................................................................6
6. Cấu trúc luận án ...........................................................................................................7
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ AN NINH NGUỒN NƢỚC VÀ GIỚI THIỆU
LƢU VỰC SÔNG MÃ ....................................................................................................8
1.1

Khái niệm về an ninh nguồn nƣớc .....................................................................8

1.2

Nghiên cứu về an ninh nguồn nƣớc trên thế giới...............................................9

1.2.1

Những nghiên cứu về phƣơng pháp luận an ninh nguồn nƣớc ...................9

1.2.2

Nghiên cứu về khung an ninh nguồn nƣớc ...............................................11

1.2.3

Nghiên cứu các chỉ số an ninh nguồn nƣớc ..............................................13

1.3

Các nghiên cứu ANNN ở Việt Nam ................................................................20

1.4

Nghiên cứu liên quan đến ANNN lƣu vực sông Mã .......................................22

1.5

Giới thiệu lƣu vực sông Mã .............................................................................24

1.5.1

Lƣu vực sông Mã và các nhánh sông chính ..............................................24

1.5.2

Điều kiện kinh tế xã hội lƣu vực ...............................................................26

1.5.3 Nguồn nƣớc lƣu vực sông Mã liên quan đến ANNN và bảo vệ môi
trƣờng…. ...............................................................................................................28

1.5.4

Môi trƣờng, chất lƣợng nƣớc và thiên tai .................................................32

1.5.5

Khai thác sử dụng nƣớc và quy hoạch quản lý TNN lƣu vực sông Mã ....37

1.6 Những hạn chế, tồn tại về nghiên cứu ANNN trƣớc đây và định hƣớng nghiên
cứu của luận án ..........................................................................................................39
1.6.1

Những hạn chế và tồn tại...........................................................................39

1.6.2

Định hƣớng nghiên cứu của luận án .........................................................39

Kết luận chƣơng 1: ........................................................................................................41
iii


CHƢƠNG 2
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC CHỈ SỐ AN NINH NGUỒN
NƢỚC LƢU VỰC SÔNG VIỆT NAM ........................................................................42
2.1

Phƣơng pháp và nguyên tắc xây dựng các chỉ số ANNN ................................42

2.1.1

Phƣơng pháp xây dựng chỉ số ANNN ......................................................42

2.1.2

Nguyên tắc xây dựng và lựa chọn các chỉ số ANNN ...............................43

2.2

Nghiên cứu xây dựng bộ chỉ số ANNN lƣu vực sông Việt Nam ....................44

2.2.1

Các nhóm chỉ số ANNN lƣu vực sông Việt Nam .....................................44

2.2.2

Tổng hợp các chỉ số ANNN lƣu vực sông Việt Nam ...............................61

2.2.3

Xác định chỉ số tổng hợp an ninh nguồn nƣớc lƣu vực sông Việt Nam ...64

2.3

Đề xuất các chỉ số ANNN lƣu vực sông Mã ...................................................65

2.3.1

Cơ sở lựa chọn các chỉ số ANNN cho lƣu vực sông Mã ..........................65

2.3.2

Phân cấp mức độ đảm bảo ANNN của các chỉ số trên lƣu vực sông Mã .67

Kết luận chƣơng 2 .........................................................................................................69
CHƢƠNG 3
XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ ANNN LƢU VỰC SÔNG MÃ VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO ANNN CỦA LƢU VỰC ......................................................70
3.1

Giới thiệu chung...............................................................................................70

3.1.1 Hiện trạng và phƣơng hƣớng phát triển KTXH đến năm 2030 lƣu vực
sông Mã .................................................................................................................71
3.1.2

Tính toán cân bằng nƣớc lƣu vực sông Mã ...............................................72

3.1.3

Môi trƣờng nƣớc và xâm nhập mặn ..........................................................86

3.1.4 Mâu thuẫn trong sử dụng nƣớc và mức độ căng thẳng về nguồn nƣớc trên
lƣu vực…………………………………………………………………………...88
3.1.5
3.2

Lựa chọn các vùng điển hình cho đánh giá ANNN lƣu vực sông Mã ......90

Xác định chỉ số ANNN vùng điển hình lƣu vực sông Mã năm 2015 ..............91

3.2.1

Các nhóm chỉ số ANNN lƣu vực ..............................................................91

3.2.2 Tổng hợp điểm đánh giá các chỉ số ANNN vùng điển hình LV năm
2015…………. ....................................................................................................105
3.2.3

Xác định chỉ số ANNN vùng điển hình lƣu vực năm 2015 ....................106

3.2.4

Đánh giá ANNN vùng điển hình lƣu vực sông Mã năm 2015 ...............108

3.3

Xác định chỉ số ANNN vùng điển hình lƣu vực sông Mã năm 2030 ............108

3.3.1

Các nhóm chỉ số ANNN lƣu vực ............................................................108

3.3.2 Tổng hợp điểm đánh giá các chỉ số ANNN vùng điển hình LV sông Mã
năm 2030 .............................................................................................................119
iv


3.3.3

Đánh giá chung ANNN vùng điển hình lƣu vực sông Mã năm 2030 .....121

3.3.4 Tổng hợp đánh giá ANNN vùng điển hình LV sông Mã năm 2015 và năm
2030………. ........................................................................................................121
3.4 Đề xuất định hƣớng giải pháp đảm bảo ANNN cho các vùng điển hình lƣu
vực sông Mã đến năm 2030 .....................................................................................123
3.4.1

Cơ sở khoa học và thực tiễn đề xuất giải pháp .......................................123

3.4.2

Đề xuất định hƣớng giải pháp đảm bảo ANNN ......................................124

Kết luận chƣơng 3: ......................................................................................................132
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................134
1. Những kết quả đạt đƣợc của luận án .......................................................................134
2. Những đóng góp mới của luận án ...........................................................................135
3. Những tồn tại và các hƣớng nghiên cứu tiếp ...........................................................135
4. Kiến nghị.............. ...................................................................................................136
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ............................................................137
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................138
PHỤ LỤC………….. ......................................................................................................1

v


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1.Bản đồ lƣu vực sông Mã và vùng phụ cận .....................................................26

Hình 1.2: Phân phối dòng chảy năm trung bình nhiều năm lƣu vực sông Mã ..............30
Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống công trình khai thác, sử dụng nƣớc trên dòng chính sông Mã
.......................................................................................................................................38
Hình 1.4. Sơ đồ nghiên cứu chỉ số ANNN lƣu vực sông Mã ........................................40
Hình 3.1. Phân vùng cân bằng nƣớc lƣu vực sông Mã và vùng phụ cận ......................73
Hình 3.2. Sơ đồ cân bằng nƣớc lƣu vực sông Mã và vùng phụ cận ..............................79
Hình 3.3. Lƣợng nƣớc thiếu lƣu vực sông Mã, KB HT 2015 .......................................82
Hình 3.4. Lƣợng nƣớc thiếu lƣu vực sông Mã, KBPT 2030 .........................................83
Hình 3.5. Lƣợng nƣớc thiếu lƣu vực sông Mã, KBPT 2030+BĐKH ...........................84
Hình 3.6. Tổng lƣợng nƣớc thiếu các vùng trên LV sông Mã theo các kịch bản .........85
Hình 3.7. Biểu đồ chỉ số ANNN vùng điển hình LV sông Mã năm 2015 ..................107
Hình 3.8. Biểu đồ chỉ số ANNN vùng điển hình lƣu vực sông Mã năm 2030 ...........120
Hình 3.9. Biểu đồ chỉ số ANNN vùng điển hình LV sông Mã năm 2015, 2030 ........122

vi


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Nhóm và các chỉ số ANNN của C. J. Vorosmarty và cộng sự, 2010 ...........14
Bảng 1.2.Tính toán chỉ số ANNN của J. Lautze và H. Mathrithilake ...........................15
Bảng 1.3.Chỉ số an ninh nguồn nƣớc lƣu vực sông của S.Xiao và cộng sự..................16
Bảng 1.4.Sự đánh giá chỉ số ANNN tại lƣu vực sông Haile .........................................17
Bảng 1.5.Các chỉ số cho đánh giá ANNN ở Tây Bắc Trung Quốc ...............................18
Bảng 1.6.Các chỉ số của khung đánh giá ANNN của S.Mehr .......................................19
Bảng 1.7. Phân bố dân cƣ trên lƣu vực sông Mã đến năm 2015 ...................................27
Bảng 1.8: Mƣa năm theo tần suất ở một số trạm trên lƣu vực ......................................28
Bảng 1.9. Dòng chảy năm bình quân nhiều năm lƣu vực sông Mã ..............................29
Bảng 1.10.Tổng lƣợng dòng chảy năm bình quân nhiều năm lƣu vực sông Mã ..........30
Bảng 1.11 Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) của sông Mã ...............................................32
Bảng 1.12. Mức đánh giá chất lƣợng nƣớc theo WQI ..................................................33

Bảng 1.13. Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) của sông Chu .............................................33
Bảng 1.14. Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) của sông Cầu Chày ...................................34
Bảng 1.15. Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) dọc sông Lèn .............................................34
Bảng 1.16. Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) của sông Lạch Trƣờng ..............................35
Bảng 1.17. Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) của hệ thống sông Yên ..............................35
Bảng 1.18. Diễn biến độ mặn dọc các sông (1990-2010) .............................................36
Bảng 1.19. Các công trình thủy điện, thủy lợi chính đã, đang xây dựng trên dòng chính
sông Mã và trên các sông nhánh chính của lƣu vực sông .............................................37
Bảng 2.1. Thang điểm đánh giá chỉ số WSI (1,1) .........................................................45
Bảng 2.2. Thang điểm đánh giá chỉ số WSI (1,2) .........................................................46
Bảng 2.3. Thang điểm đánh giá chỉ số WSI(2,1) ..........................................................47
Bảng 2.4. Thang điểm đánh giá chỉ số WSI (2,2) .........................................................48
Bảng 2.5. Thang điểm đánh giá chỉ số WSI(2,3) ..........................................................49
Bảng 2.6 Thang điểm đánh giá chỉ số WSI (2,4) ..........................................................49
Bảng 2.7: Thang điểm đánh giá chỉ số WSI(3,1) ..........................................................51
Bảng 2.8. Thang điểm đánh giá chỉ số WSI (3,2) .........................................................51
Bảng 2.9. Thang điểm đánh giá chỉ số WSI(3,3) ..........................................................52
Bảng 2.10. Phần trăm (%) của Q0 cho tính toán DCMT theo phƣơng pháp Tennant...54
Bảng 2.11. Thang điểm đánh giá chỉ số WSI(4,1) ........................................................54
Bảng 2.12. Mức đánh giá chất lƣợng nƣớc theo WQI ..................................................55
Bảng 2.13. Thang điểm đánh giá chỉ số WSI (4,2) .......................................................55
Bảng 2.14. Thang điểm đánh giá chỉ số WSI (4,3) .......................................................56
Bảng 2.15. Thang điểm đánh giá chỉ số WSI (5,1) .......................................................57
Bảng 2.16. Thang điểm đánh giá chỉ số WSI (5,2) .......................................................58
Bảng 2.17. Thang điểm đánh giá chỉ số WSI (5,3) .......................................................58
Bảng 2.18. Thang điểm đánh giá chỉ số WSI(5,4) ........................................................59
vii


Bảng 2.19. Thang điểm đánh giá chỉ số WSI (6,1) .......................................................60

Bảng 2.20. Thang điểm đánh giá chỉ số WSI (6,2) .......................................................61
Bảng 2.21. Bảng tổng hợp các nhóm chỉ số, chỉ số ANNN lƣu vực sông Việt Nam ...62
Bảng 2.22. Bảng tổng hợp các nhóm chỉ số, chỉ số ANNN lƣu vực sông Mã ..............65
Bảng 2.23. Bảng tổng hợp thang đánh giá và mức độ đảm bảo ANNN lƣu vực sông
Mã ..................................................................................................................................68
Bảng 3.1. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định thông số mô hình MIKE-NAM tại các trạm
.......................................................................................................................................74
Bảng 3.2. Lƣu lƣợng dòng chảy đến bình quân tháng tại các nút tính toán trên mạng
lƣới sông LV sông Mã ứng với tần suất 85% giai đoạn (1986-2005) (m3/s) ................75
Bảng 3.3. Lƣu lƣợng dòng chảy đến bình quân tháng tại các nút tính toán trên mạng
lƣới sông LV sông Mã ứng với tần suất 85% giai đoạn (2016-2030) (m3/s) ................75
Bảng 3.4. Tổng hợp nhu cầu sử dụng nƣớc tại đầu mối của các ngành năm 2015 lƣu
vực sông Mã (Đơn vị: 106 m3). .....................................................................................77
Bảng 3.5. Tổng hợp nhu cầu sử dụng nƣớc tại đầu mối của các ngành năm 2030 lƣu
vực sông Mã (Đơn vị: 106 m3). .....................................................................................77
Bảng 3.6. Tổng hợp nhu cầu sử dụng nƣớc tại đầu mối LV sông Mã năm 2030+BĐKH
(Đơn vị: 106 m3).............................................................................................................77
Bảng 3.7. Dòng chảy môi trƣờng giai đoạn (1986-2005) LV sông Mã (Đơn vị: 106 m3)
.......................................................................................................................................78
Bảng 3.8. Dòng chảy môi trƣờng giai đoạn (2016-2030) LV sông Mã (Đơn vị: 106 m3)
.......................................................................................................................................78
Bảng 3.9. Lƣợng nƣớc thiếu trong cân bằng nƣớc LV sông Mã, KBHT 2015 (106m3)81
Bảng 3.10. Lƣợng nƣớc thiếu trong cân bằng nƣớc lƣu vực sông Mã, KBPT 2030
(Đơn vị: 106m3)..............................................................................................................83
Bảng 3.11. Lƣợng nƣớc thiếu trong cân bằng nƣớc LV sông Mã, KBPT 2030+BĐKH
(Đơn vị: 106m3)..............................................................................................................84
Bảng 3.12. Bảng tổng hợp lƣợng nƣớc thiếu các vùng LV sông Mã theo các kịch bản
(Đơn vị: 106 m3) .............................................................................................................85
Bảng 3.13.Thống kê diễn biến mặn lớn nhất các trạm sông Mã từ năm 1990–2012
(Đơn vị: ‰) ..................................................................................................................87

Bảng 3.14. Đánh giá mức độ căng thẳng trong sử dụng nƣớc các vùng LV sông Mã ..90
Bảng 3.15. Diện tích các vùng điển hình đƣợc lựa chọn cho đánh giá ANNN ............90
Bảng 3.16. Điểm đánh giá chỉ số WSI(1,1) năm 2015 ..................................................91
Bảng 3.17. Điểm đánh giá chỉ số WSI(1,2) năm 2015 ..................................................91
Bảng 3.18. Điểm đánh giá chỉ số WSI(2,1) năm 2015 ..................................................92
Bảng 3.19. Điểm đánh giá chỉ số WSI(2,2) năm 2015 ..................................................93
Bảng 3.20. Điểm đánh giá chỉ số WSI(2,3) năm 2015 ..................................................94
Bảng 3.21. Điểm đánh giá chỉ số WSI(3,1) năm 2015 ..................................................94
Bảng 3.22. Điểm đánh giá chỉ số WSI(3,2) năm 2015 ..................................................95
viii


Bảng 3.23. Điểm đánh giá chỉ số WSI(3,3) năm 2015 ..................................................96
Bảng 3.24. Điểm đánh giá chỉ số WSI(4,1) năm 2015 ..................................................97
Bảng 3.25. Điểm đánh giá chỉ số WSI(4,2) năm 2015 ..................................................97
Bảng 3.26. Điểm đánh giá chỉ số WSI(4,3) năm 2015 ..................................................99
Bảng 3.27. Điểm đánh giá chỉ số WSI(5,1) năm 2015 ................................................100
Bảng 3.28. Điểm đánh giá chỉ số WSI(5,2) năm 2015 ................................................101
Bảng 3.29. Điểm đánh giá chỉ số WSI(5,3) năm 2015 ................................................102
Bảng 3.30. Điểm đánh giá chỉ số WSI(5,4) năm 2015 ................................................103
Bảng 3.31. Tổng hợp điểm đánh giá các chỉ số ANNN vùng điển hình LV năm 2015
.....................................................................................................................................105
Bảng 3.32. Trọng số của các nhóm chỉ số ANNN vùng điển hình LV năm 2015 ......106
Bảng 3.33. Chỉ số tổng hợp ANNN vùng điển hình LV sông Mã năm 2015 .............107
Bảng 3.34. Điểm đánh giá chỉ số WSI(1,1) năm 2030 ................................................109
Bảng 3.35. Điểm đánh giá chỉ số WSI(1,2) năm 2030 ................................................109
Bảng 3.36. Điểm đánh giá chỉ số WSI(2,1) năm 2030 ................................................110
Bảng 3.37. Điểm đánh giá chỉ số WSI(2,2) năm 2030 ................................................111
Bảng 3.38. Điểm đánh giá chỉ số WSI(2,3) năm 2030 ................................................112
Bảng 3.39. Điểm đánh giá chỉ số WSI(3,1) năm 2030 ................................................113

Bảng 3.40. Điểm đánh giá chỉ số WSI(3,2) năm 2030 ................................................113
Bảng 3.41. Điểm đánh giá chỉ số WSI(3,3) năm 2030 ................................................114
Bảng 3.42. Điểm đánh giá chỉ số WSI(4,1) năm 2030 ................................................114
Bảng 3.43. Điểm đánh giá chỉ số WSI(4,2) năm 2030 ................................................115
Bảng 3.44. Điểm đánh giá chỉ số WSI(4,3) năm 2030 ................................................115
Bảng 3.45. Điểm đánh giá chỉ số WSI(5,1) năm 2030 ................................................116
Bảng 3.46. Điểm đánh giá chỉ số WSI(5,2) năm 2030 ................................................117
Bảng 3.47. Điểm đánh giá chỉ số WSI(5,3) năm 2030 ................................................117
Bảng 3.48. Điểm đánh giá chỉ số WSI(5,4) năm 2030 ...............................................118
Bảng 3.49. Tổng hợp điểm đánh giá chỉ số ANNN vùng điển hình LV sông Mã năm
2030 .............................................................................................................................119
Bảng 3.50. Chỉ số ANNN vùng điển hình lƣu vực sông Mã năm 2030......................120
Bảng 3.51. Chỉ số tổng hợp ANNN vùng điển hình trên LV sông Mã năm 2015 và năm
2030 .............................................................................................................................122
Bảng 3.52. Tổng hợp đề xuất các giải pháp đảm bảo ANNN vùng điển hình lƣu vực
sông Mã .......................................................................................................................132

ix


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ANNN:
BĐKH:
BVMT:
CBN:
CCN:
CN:
Cv:
CTCNTT:
CT:

DCMT:
ĐSDS:
EWR:
FAO:
I:
GDP:
GIS:
GWP:
HD:
HST:
KB BĐKH:
KB HT:
KBPT:
KCN:
KTTV:
KTXH:
KTSD:
LV:
MRC:
MT:
NĐ-CP:
NN:
nnk:
PCA:
PL:

An ninh nguồn nƣớc
Biến đổi khí hậu
Bảo vệ môi trƣờng
Cân bằng nƣớc

Cụm công nghiệp
Công nghiệp
Hệ số biến thiên
Công trình cấp nƣớc tập trung
Công trình
Dòng chảy môi trƣờng
Đời sống dân sinh
Tài nguyên nƣớc môi trƣờng (Environmental water resources)
Tổ chức nông lƣơng của Liên hiệp quốc (Food and Agriculture
Organization of the United Nations)
Chỉ số (Indicator)
Tổng sản phẩm quốc nội (Gross Domestic Product)
Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System)
Hợp tác vì nƣớc toàn cầu (Global water Partnership)
Thuỷ động lực (Hydrodynamics)
Hệ sinh thái
Kịch bản biến đổi khí hậu
Kịch bản hiện trạng
Kịch bản phát triển
Khu công nghiệp
Khí tƣợng thủy văn
Kinh tế xã hội
Khai thác sử dụng
Lƣu vực
Uỷ hội Mê Kông quốc tế
Môi trƣờng
Nghị định - Chính phủ
Nông nghiệp
Những ngƣời khác
Phân tích thành phần cơ bản (Principal Component Analysis)

Phụ lục
x


PTBV:
QCVN:
QLTNN:
QLTHTNN:
QLLVS:
QLTHLVS:
QĐ:
WB:
WEAP:
WQI:
WSI:
WSSI:
SMART:
SXCN:
SXNN:
TB:
TĐ:
TNN:
TT:
TX:
UBND:
XLNT:

Phát triển bền vững
Quy chuẩn Việt Nam
Quản lý tài nguyên nƣớc

Quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc
Quản lý lƣu vực sông
Quản lý tổng hợp lƣu vực sông
Quyết định
Ngân hàng thế giới (World Bank)
Mô hình đánh giá –quy hoạch tài nguyên nƣớc (The Water Evaluation
and Planning System)
Chỉ số chất lƣợng nƣớc (Water Quality Index)
Chỉ số an ninh nguồn nƣớc (Water security Index)
Chỉ số tình trạng an ninh nguồn nƣớc (Water security status Index)
Cụ thể - Đo lƣờng đƣợc – Có thể đạt đƣợc – Thực tế - Thời gian hoàn
thành (Specific – Measurable - Attainable – Relevant – Time bound)
Sản xuất công nghiệp
Sản xuất nông nghiệp
Trạm bơm
Thủy điện
Tài nguyên nƣớc
Thông tƣ
Thị xã
Ủy ban nhân dân
Xử lý nƣớc thải

xi


MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài luận án
Đối với lƣu vực sông, tài nguyên nƣớc luôn là tài nguyên quan trọng nhất, nƣớc chảy
qua đất và kết nối các hệ sinh thái trên lƣu vực sông nên nó là yếu tố quyết định sự tồn
tại của các hệ sinh thái và ảnh hƣởng rất lớn đến phát triển kinh tế, xã hội của con

ngƣời trên lƣu vực. Tuy nhiên tài nguyên nƣớc biến động theo thời gian và không gian
rất đáng kể với những hiện tƣợng cực đoan đã tạo nên mâu thuẫn trong nhu cầu nƣớc
đối với các hệ sinh thái, đặc biệt đối với nhu cầu phát triển kinh tế, xã hội trên lƣu vực.
Từ đó dẫn đến những xung đột, mất cân bằng và mất an ninh nguồn nƣớc (ANNN) đối
với phát triển bền vững và bảo vệ môi trƣờng lƣu vực. Hiện nay, ANNN đã trở thành
vấn đề lớn và rất cấp thiết đối với nhiều lƣu vực sông và khu vực trên thế giới, đặc biệt
là những lƣu vực sông liên quốc gia và các vùng lãnh thổ khan hiếm nƣớc nhƣ các lƣu
vực sông của Úc hay Ấn Độ. Lƣu vực sông Mê Công mặc dù có nguồn nƣớc dồi dào
nhƣng từ năm 2012 vấn đề ANNN cũng đã đƣợc nghiên cứu nhƣ một vấn đề cấp thiết
nhằm đảm bảo bền vững và công bằng trong sử dụng tài nguyên nƣớc.
Việt Nam có 9 hệ thống sông lớn, với sự phân bố tài nguyên nƣớc rất đặc trƣng theo
hai mùa lũ, cạn và điều kiện địa hình lƣu vực thay đổi lớn theo không gian, cùng với
sự khai thác sử dụng tài nguyên nƣớc và các tài nguyên khác rất nhanh chóng trong
mấy chục năm qua đã làm thay đổi lớn về phân bố và cân bằng nƣớc lƣu vực. Điều
này dẫn đến các mâu thuẫn trong khai thác, sử dụng tài nguyên nƣớc cả về số lƣợng và
chất lƣợng trên các lƣu vực sông, ảnh hƣởng trực tiếp đến ANNN và bảo vệ môi
trƣờng.
Sông Mã là sông lớn với tổng diện tích lƣu vực là 28.400 km2 trong đó phần diện tích
thuộc Việt Nam là 17.600 km2 chiếm 62% diện tích lƣu vực, phần thuộc Cộng hòa dân
chủ nhân dân Lào là 10.800 km2 chiếm 38% diện tích lƣu vực, độ dốc phần thƣợng
nguồn là 1,5% phần hạ lƣu 2,3‰. Tổng lƣợng dòng chảy trung bình hàng năm của lƣu
vực khoảng 18 tỷ m3, phần Việt Nam 14,1 tỷ m3, phần thuộc Lào 3,9 tỷ m3 [1]. Lƣu
1


vực sông Mã đƣợc đánh giá có tiềm năng nguồn nƣớc khá dồi dào nhƣng vẫn xảy ra
những căng thẳng trong khai thác sử dụng tài nguyên nƣớc do những nguyên nhân sau:
- Sự phân bố tài nguyên nƣớc không đồng đều theo không gian và thời gian trên lƣu
vực: (i) Mùa mƣa bắt đầu từ tháng V hoặc VI đến tháng XI hoặc XII với tổng lƣợng
mƣa mùa mƣa chiếm 70% đến 90% tổng lƣợng mƣa năm, tổng lƣợng mƣa mùa khô

chiếm 10% đến 30% tổng lƣợng mƣa năm. (ii) Theo không gian đã xảy ra thiếu nƣớc ở
một số vùng trên lƣu vực trong các tháng mùa khô [2]. Điều này ảnh hƣởng rất lớn tới
khai thác, sử dụng nƣớc giữa các vùng trên lƣu vực;
- Thiên tai lũ lụt và hạn hán trên hệ thống sông Mã thƣờng xuyên xảy ra, thậm chí
trong một năm có thể vừa xảy ra hạn hán vừa xảy ra lũ lụt nghiêm trọng: Theo báo cáo
của UBND tỉnh Thanh Hóa: trong 50 năm (1965–2017) trở lại đây, Thanh Hóa đã phải
chịu ảnh hƣởng trực tiếp của 51 cơn bão và áp thấp nhiệt đới trong đó đã có 25 năm
bão đổ bộ trực tiếp vào Thanh Hoá, tính bình quân mỗi năm có 01 cơn bão đổ bộ hoặc
ảnh hƣởng đến Thanh Hoá với sức gió mạnh từ cấp 8 đến cấp 11, 12 và trên cấp 12
[3]. Hạn hán thƣờng xảy ra trên lƣu vực, năm hạn nhất là năm 2010 xảy ra thiếu nƣớc
tƣới ở một số vùng do mƣa ít, lƣu lƣợng dòng chảy các sông xuống rất thấp cụ thể trên
sông Mã chỉ đạt 60 m3/s (tại trạm Sét Thôn-Yên Định), trên sông Lèn 3 m3/s (tại trạm
Phong Mục). Sự hạ thấp mực nƣớc hạ lƣu lƣu vực còn làm gia tăng xâm nhập mặn
vùng cửa sông ven biển về cả nồng độ và phạm vi. Năm 2010 xâm nhập mặn lên tận
trạm Giàng với độ mặn lớn nhất 6,1‰ [4];
- Chế độ thủy văn trên dòng chảy chính, trên các sông nhánh thuộc lƣu vực sông Mã
đã thay đổi rất nhiều do ảnh hƣởng của việc xây dựng, khai thác các công trình sử
dụng nƣớc vừa và nhỏ trên lƣu vực nhƣ thủy điện Hủa Na dung tích toàn bộ
(Wtb)=569,35 triệu m3, thủy điện Cửa Đạt Wtb=1.450 triệu m3, thủy điện Trung Sơn
Wtb=348,5 triệu m3, hồ Yên Mỹ dung tích hiệu dụng 84,4 triệu m3, hồ Sông Mực dung
tích hiệu dụng 200 triệu m3, thủy điện Bá Thƣớc 1 Wtb=16,96 triệu m3, thủy điện Bá
Thƣớc 2 Wtb=44,18 triệu m3 và các công trình thủy điện khác. Cùng với các hình thế
thời tiết bất thƣờng, cực đoan và biến đổi khí hậu là tác nhân chính gây bão, lũ lớn và
cạn kiệt nguồn nƣớc trên lƣu vực;
2


- Về chất lƣợng nƣớc trên lƣu vực đã xảy ra ô nhiễm nặng tại một số vị trí trên sông
Lèn, sông Lạch Trƣờng, sông Yên, hạ lƣu dòng chính sông Mã, nguyên nhân là do
nƣớc thải sản xuất công nghiệp của các khu công nghiệp (KCN) nhƣ: KCN Đình

Hƣơng-Tây Ga, KCN Bỉm Sơn, KCN Lễ Môm, KCN Lam Sơn và khu kinh tế Nghi
Sơn. Các đoạn sông chảy qua các khu dân cƣ đông đúc nhƣ Thành phố Thanh Hóa,
thành phố Sầm Sơn, thị xã Bỉm Sơn và các thị trấn huyện trên lƣu vực cũng đã bị ô
nhiễm cục bộ [5]. Trong tƣơng lai các KCN, đô thị đƣợc mở rộng và hình thành mới sẽ
gia tăng áp lực đối với môi trƣờng, đặc biệt đối với an ninh nguồn nƣớc lƣu vực.
Trƣớc tình trạng đó, nhiều đề tài, dự án nghiên cứu về lĩnh vực tài nguyên nƣớc và môi
trƣờng của lƣu vực sông Mã đã đƣợc thực hiện nhằm góp phần vào công tác quản lý
tổng hợp tài nguyên và bảo vệ môi trƣờng lƣu vực. Tuy nhiên, trên thực tế tất cả các
đề tài, dự án đều chƣa đề cập đến vấn đề ANNN và các tiêu chí bảo vệ tài nguyên
nƣớc, môi trƣờng phục vụ phát triển bền vững lƣu vực sông Mã.
Để đóng góp thêm các cơ sở khoa học và thực tiễn cho công tác quy hoạch, khai thác,
quản lý tài nguyên nƣớc cho phát triển bền vững kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trƣờng
hiệu quả hơn cho lƣu vực sông Mã trong điều kiện hiện nay, cần thiết phải xây dựng
các “chỉ số an ninh nguồn nƣớc” của lƣu vực nhƣ một công vụ cho phát triển bền vững
lƣu vực. Với những lý do nêu trên, đề tài luận án “Nghiên cứu an ninh nguồn nƣớc
cho phát triển bền vững lƣu vực sông Mã” là rất cần thiết, có tính thời sự, khoa học
và thực tiễn cao trong điều kiện phát triển kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trƣờng lƣu vực
sông Mã nói chung và tỉnh Thanh Hóa nói riêng.

2. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu xây dựng đƣợc bộ chỉ số ANNN lƣu vực sông Việt Nam phù hợp với đặc
điểm và điều kiện khai thác sử dụng nƣớc trên lƣu vực.
- Ứng dụng bộ chỉ số đƣợc đề xuất để đánh giá mức độ đảm bảo ANNN cho các vùng
điển hình của lƣu vực sông Mã. Từ đó đề xuất một số định hƣớng giải pháp đảm bảo
ANNN có tính khả thi và phù hợp với điều kiện thực tế của lƣu vực.

3


3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

3.1.Đối tượng nghiên cứu: Đối tƣợng nghiên cứu là các yếu tố tài nguyên, môi trƣờng,
tập trung chủ yếu vào tài nguyên nƣớc mặt và môi trƣờng nƣớc mặt lƣu vực sông Mã
nhằm xác lập “bộ chỉ số” cho việc đảm bảo ANNN và bảo vệ môi trƣờng bền vững.
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi không gian: Phạm vi không gian trong nghiên cứu của luận án là phần lƣu
vực sông Mã thuộc địa phận Việt Nam (bao gồm khu vực thuộc các tỉnh Điện Biên,
Sơn La, Hòa Bình, Nghệ An và Thanh Hóa).
Phạm vi thời gian: Luận án nghiên cứu xây dựng các chỉ số an ninh nguồn nƣớc lƣu
vực sông Mã năm 2015; và cho tƣơng lại tính đến năm 2030.

4. Hƣớng tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu
a). Hướng tiếp cận của luận án
(1). Tiếp cận theo quan điểm hệ thống: Hệ thống tài nguyên nƣớc (TNN) của một lƣu
vực sông đƣợc cấu thành bởi nhiều thành phần khác nhau, chúng tƣơng tác và ảnh
hƣởng lẫn nhau. Vì vậy cần dựa trên quan điểm hệ thống để giải quyết các bài toán
liên quan đến TNN mặt và môi trƣờng nƣớc mặt của lƣu vực. Trong đó tập trung vào
hệ thống thủy văn, tài nguyên nƣớc và hệ thống công trình thuỷ lợi- thuỷ điện trên lƣu
vực với vai trò điều chỉnh phân bố TNN theo không gian, thời gian để đáp ứng các nhu
cầu dùng nƣớc trong hệ thống TNN phục vụ mục tiêu phát triển kinh tế xã hội
(KTXH) lƣu vực.
(2). Tiếp cận theo quan điểm quản lý tổng hợp tài nguyên nước
Tài nguyên nƣớc trên lƣu vực sông Mã đƣợc sử dụng cho nhiều các nhu cầu sử dụng
nƣớc khác nhau nhƣ: nông nghiệp, sinh hoạt, công nghiệp, chăn nuôi, nuôi trồng thủy
sản….Các ngành phân bố không đồng đều giữa các vùng trên lƣu vực dẫn đến nhu cầu
sử dụng nƣớc giữa các vùng khác nhau. Trong khi đó, nguồn nƣớc đến trên lƣu vực
phân bố không đồng đều theo không gian (giữa các vùng) và thời gian (giữa các
tháng). Điều này đã dẫn đến sự mất cân bằng giữa lƣợng nƣớc đến và nhu cầu sử dụng
4

nƣớc. Vì thế cần tiếp cận các nguyên tắc của quản lý tổng hợp TNN để nghiên cứu giải
quyết bài toán khai thác và sử dụng nƣớc cũng nhƣ đề xuất các giải pháp đảm bảo
ANNN của lƣu vực sông trong nghiên cứu của luận án.
(3). Tiếp cận theo quan điểm phát triển bền vững
Phát triển bền vững đã đƣợc rất nhiều các nghiên cứu, các nhà khoa học và các tổ chức
quốc tế quan tâm và coi đây là mục tiêu hàng đầu hƣớng tới trong tất cả các hoạt động
phát triển. Điều này đã đƣợc khẳng định tại hội nghị thƣợng đỉnh về tài nguyên và môi
trƣờng tổ chức tại Rio Bradin năm 1992: Thế giới lấy „‟phát triển bền vững‟‟ làm mục
tiêu để bƣớc vào thế kỷ 21. Nghiên cứu của luận án tiếp cận hƣớng tới đảm bảo phát
triển bền vững về cả ba mặt: (i). Bền vững về kinh tế: mang lại hiệu qủa kinh tế; (ii).
Bền vững về xã hội: đƣợc xã hội chấp nhận và (iii). Bền vững về môi trƣờng: bảo vệ
môi trƣờng. Đảm bảo ANNN lƣu vực sông có nghĩa là đảm bảo phát triển bền vững về
kinh tế, xã hội và môi trƣờng trên lƣu vực.
b) Phương pháp nghiên cứu:
Luận án sử dụng các phƣơng pháp nghiên cứu sau đây:
(1). Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: nhằm bổ sung, cập nhật những thông tin,
số liệu chọn lọc liên quan đến TNN lƣu vực sông Mã, bao gồm số liệu khí tƣợng, thủy
văn, môi trƣờng, địa hình, kinh tế xã hội, hệ thống các công trình trên lƣu vực, ...phục
vụ cho việc đánh giá phân bố TNN, tính toán lƣợng nƣớc đến trên lƣu vực, nhu cầu sử
dụng nƣớc làm đầu vào cho bài toán cân bằng nƣớc.
(2). Phương pháp kế thừa và phân tích chuyên gia: Kế thừa các số liệu khí tƣợng thủy
văn, KTXH để tổng hợp tài liệu, đánh giá tổng quan các nghiên cứu liên quan đến
ANNN ở trong và ngoài nƣớc, các nghiên cứu trên lƣu vực sông Mã. Kế thừa có chọn
lọc các kết quả nghiên cứu đã có về TNN, môi trƣờng nƣớc trên lƣu vực. Kế thừa các
phƣơng pháp và kết quả đã có về nghiên cứu ANNN. Phƣơng pháp chuyên gia đƣợc
sử dụng để tiếp thu những ý kiến, kinh nghiệm quý báu của các chuyên gia liên quan
đến các nội dung nghiên cứu của luận án. Ngoài ra các ý kiến chuyên gia cũng đƣợc
tham khảo sử dụng trong đánh giá sự phân bố TNN, chất lƣợng nƣớc trên lƣu vực, tính

5

toán cân bằng nƣớc; xây dựng mức (thang) đánh giá các chỉ số ANNN trong nghiên
cứu.
(3). Phương pháp mô hình toán thủy văn: Phƣơng pháp mô hình toán nhằm đánh giá
các tác động tích lũy, các tác động tƣơng hỗ giữa các yếu tố trên lƣu vực đến chế độ
thủy văn, điều kiện môi trƣờng. Cụ thể luận án đã sử dụng mô hình MIKE-NAM và
mô hình WEAP (Water Evaluation and Planning) để tính toán cân bằng nƣớc trong
nghiên cứu.
(4). Phương pháp phân tích thống kê và tổng hợp: Dùng để xử lý số liệu, phân tích các
thông tin số liệu liên quan đến các hoạt động, đánh giá hiện trạng diễn biến của các
yếu tố tài nguyên và môi trƣờng lƣu vực liên quan đến nội dung luận án, từ đó xây
dựng bộ chỉ số về ANNN. Phƣơng pháp này đƣợc sử dụng trong toàn bộ nghiên cứu
của luận án.
(5). Phương pháp bản đồ: đƣợc sử dụng để xây dựng bản đồ lƣu vực sông Mã và vùng
phụ cận; bản đồ phân vùng cân bằng nƣớc lƣu vực; bản đồ hệ thống các trạm khí
tƣợng thủy văn trên lƣu vực. Phƣơng pháp bản đồ dùng để xác định phạm vi nghiên
cứu, tính toán cân bằng nƣớc lƣu vực.

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
* Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu ANNN đã có nhiều trên thế giới để đảm bảo ANNN
của vùng hay lƣu vực, tuy nhiên ở Việt Nam mới có rất ít các nghiên cứu về vấn đề
này. Các kết quả nghiên cứu của luận án đã góp phần vào việc đƣa nhận thức, cập nhật
kiến thức và phƣơng pháp luận về ANNN ở Việt Nam, đặc biệt là lƣu vực sông Mã nơi
chƣa có các nghiên cứu trực tiếp về ANNN. Kết quả nghiên cứu đƣa ra các cơ sở khoa
học góp phần phát triển bền vững kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trƣờng qua việc khai
thác sử dụng (KTSD) và quản lý tài nguyên nƣớc (QLTNN) trên cơ sở các chỉ số
ANNN đƣợc xác lập.
* Ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu của luận án đã xây dựng đƣợc bộ chỉ số ANNN lƣu
vực sông bao gồm các nhóm và các chỉ số ANNN với các mức thang điểm đánh giá

mức độ đảm bảo ANNN, ứng dụng tính chỉ số ANNN các vùng điển hình lƣu vực
sông Mã. Các kết quả nghiên cứu của luận án sẽ góp phần nâng cao hiệu quả khai thác,
sử dụng TNN thông qua việc đảm bảo các chỉ số ANNN và các giải pháp bảo vệ môi
6


trƣờng (BVMT) bền vững cho các vùng khác nhau của lƣu vực sông Mã. Từ đó có thể
mở rộng nghiên cứu cho các lƣu vực sông khác.

6. Cấu trúc luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo, luận án gồm có 3
chƣơng:
Chƣơng 1: Tổng quan về ANNN và giới thiệu lƣu vực sông Mã. Trong chƣơng này
luận án tập trung tổng quan và đánh giá các nghiên cứu đã có trên thế giới và Việt
Nam, lƣu vực sông Mã về ANNN, đặc biệt các nghiên cứu liên quan đến khung
ANNN, chỉ số ANNN để đƣa ra vấn đề cốt lõi của đề tài luận án. Giới thiệu về lƣu vực
sông Mã và đánh giá những đặc điểm lƣu vực liên quan đến ANNN.
Chƣơng 2: Nghiên cứu xây dựng các chỉ số ANNN lƣu vực sông Việt Nam. Trong
chƣơng này luận án nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuất bộ chỉ số ANNN lƣu vực
sông phù hợp với điều kiện và đặc điểm khai thác sử dụng, quản lý tài nguyên nƣớc
của các lƣu vực sông Việt Nam cũng nhƣ lƣu vực sông Mã.
Chƣơng 3: Xác định chỉ số ANNN lƣu vực sông Mã và đề xuất giải pháp đảm bảo
ANNN của lƣu vực: Luận án đã đi tính toán và xác định các chỉ số ANNN cho một số
vùng điển hình trên lƣu vực sông Mã dựa trên các thông tin số liệu thực tế về khai thác
sử dụng, quản lý và bảo vệ nguồn nƣớc, môi trƣờng của lƣu vực và đề xuất các định
hƣớng giải pháp đảm bảo ANNN của lƣu vực.

7

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ AN NINH NGUỒN NƢỚC VÀ GIỚI
THIỆU LƢU VỰC SÔNG MÃ
1.1 Khái niệm về an ninh nguồn nƣớc
An ninh nguồn nƣớc là vấn đề rất quan trọng trong phát triển kinh tế, xã hội và bảo vệ
môi trƣờng. Trong những năm gần đây đã có nhiều nghiên cứu từ khái niệm cơ bản,
phƣơng pháp luận đến xây dựng các chỉ số ANNN và ứng dụng cho các quy mô không
gian khác nhau. Hiện nay đã có nhiều định nghĩa khác nhau về ANNN nhƣng nó vẫn
đang tiếp tục đƣợc phát triển, một số định nghĩa về ANNN thƣờng dùng hiện nay có
thể kể đến nhƣ sau:
Tổ chức cộng tác vì nƣớc toàn cầu (GWP) năm 2000 đề xuất khái niệm: “ANNN là sự
đảm bảo an toàn nguồn nƣớc ở mọi cấp độ từ gia đình đến toàn cầu, có nghĩa là mọi
ngƣời đều đƣợc cung cấp đủ nƣớc sạch với chi phí phải chăng phục vụ các nhu cầu
thiết yếu trong cuộc sống, đồng thời đảm bảo môi trƣờng tự nhiên đƣợc bảo tồn và
phát huy„„ [6].
D.Grey và C.W.Sadoff năm 2007 đã đƣa ra định nghĩa: „„ANNN là lƣợng nƣớc sẵn
có, đảm bảo về trữ lƣợng và chất lƣợng cho sức khỏe, sinh hoạt, hệ sinh thái và sản
xuất đã tính đến khả năng xảy ra rủi ro cho con ngƣời, môi trƣờng và nền kinh tế„„.
Nói một cách đơn giản, ANNN liên quan đến việc KTSD nguồn nƣớc trong khi hạn
chế các ảnh hƣởng tiêu cực [7].
G.Dunn và cộng sự năm 2014 nghiên cứu trên phạm vi lƣu vực sông đã định nghĩa
ANNN đầu nguồn là: "Sử dụng bền vững nguồn nƣớc sông với số lƣợng nƣớc hợp lý
có chất lƣợng chấp nhận đƣợc để đảm bảo sức khoẻ con ngƣời và hệ sinh thái„„ [8].
Một định nghĩa gần đây nhất của Tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế (OECD) đã đƣa
ra định nghĩa mang tính xã hội bao quát hơn: „‟ANNN là học cách sống chấp nhận với
một mức độ rủi ro về nƣớc‟‟ [9].

8

1.2 Nghiên cứu về an ninh nguồn nƣớc trên thế giới
1.2.1 Những nghiên cứu về phương pháp luận an ninh nguồn nước
Phƣơng pháp luận về ANNN đã đƣợc nghiên cứu thông qua mức độ thiếu nƣớc đối với
nhu cầu của hệ sinh thái tự nhiên và nhu cầu sử dụng của con ngƣời cho sự tồn tại và
phát triển. Đã có một số nhà nghiên cứu về khái niệm mức độ khan hiếm hoặc chỉ số
căng thẳng nguồn nƣớc ở các phạm vi, quy mô khác nhau. Một số nghiên cứu điển
hình nhất gần đây gồm:
M.Falkenmark và cộng sự năm 1989 đã phát triển một trong những chỉ số rộng nhất
đƣợc sử dụng để đo lƣờng chỉ số căng thẳng nguồn nƣớc trên cơ sở lƣợng nƣớc sử
dụng bình quân đầu ngƣời mỗi năm của quốc gia hoặc vùng. Dựa vào giá trị chỉ số để
phân mức căng thẳng nƣớc: khi chỉ số có giá trị >1700 m3/ngƣời/năm là không căng
thẳng; từ 1000-17000 m3/ngƣời/năm là căng thẳng; từ 500-1000 m3/ngƣời/năm là khan
hiếm và <500 m3/ngƣời/năm là cực kỳ khan hiếm nƣớc [10].
P.Raskin và cộng sự năm 1997 cho rằng sự khan hiếm nƣớc là tỷ lệ % lƣợng nƣớc sử
dụng so với lƣợng nƣớc sẵn có và đƣợc gọi là chỉ số căng thẳng nguồn nƣớc. Raskin
và cộng sự đã chỉ ra các nƣớc khai thác 20-40% lƣợng nƣớc sẵn có đƣợc xem là căng
thẳng nguồn nƣớc, khai thác >40% là căng thẳng nguồn nƣớc nghiêm trọng. Phƣơng
pháp này có hạn chế chƣa xét tới nguồn nƣớc nhân tạo, sự cải thiện cơ sở hạ tầng, điều
chỉnh mức khan hiếm nƣớc, sự thích nghi của xã hội và sự tái tạo tài nguyên nƣớc
[11].
Tổ chức Hợp tác Kinh tế và Phát triển (OECD) năm 2013, đã đề xuất một phƣơng
pháp tiếp cận cơ bản mới để cải thiện và đánh giá ANNN ở quy mô quốc gia. Đó là
dựa trên cách tiếp cận rủi ro bằng việc xác định mức độ chấp nhận đƣợc của mỗi trong
bốn nguy cơ chính về nƣớc: (1) Nguy cơ thiếu hụt nƣớc (bao gồm cả hạn hán): thiếu
nƣớc để đáp ứng đầy đủ nhu cầu (trong cả ngắn hạn và dài hạn) cho sử dụng có giá trị
của tất cả hộ sử dụng nƣớc (gia đình, ngành nghề và môi trƣờng); (2) Rủi ro về chất
lƣợng không đảm bảo: thiếu nƣớc có chất lƣợng phù hợp cho một mục đích hoặc sử
dụng cụ thể; (3) Nguy cơ dƣ thừa nƣớc (lũ lụt); (4) Nguy cơ làm giảm khả năng phục
9

hồi của hệ thống nƣớc ngọt. Theo OECD tất cả bốn rủi ro phải đƣợc đánh giá một cách
tổng hợp nhằm giảm nguy cơ có thể làm tăng rủi ro khác [9].
Nghiên cứu về phƣơng pháp luận ANNN có phạm vi rộng hơn, C. Cook và K. Bakker
năm 2012 đã chỉ ra sự đa dạng và đặc điểm nghiên cứu ANNN trong một số lĩnh vực
nhƣ: nông nghiệp, kỹ thuật, khoa học môi trƣờng, thuỷ văn, sức khoẻ cộng đồng, nhân
chủng học, kinh tế, địa lý, lịch sử, luật, quản lý, khoa học chính trị, chính sách và
nguồn nƣớc. Nghiên cứu đã đề xuất với mỗi lĩnh vực khác nhau có xu hƣớng tập trung
vào các chỉ số khác nhau. Từ đó tác giả đã đề xuất bốn lĩnh vực chính đƣợc nghiên cứu
và sự tƣơng tác giữa chúng với nhau đó là: nhu cầu nƣớc của con ngƣời, nguồn nƣớc,
tính bền vững và tính dễ bị tổn thƣơng [12].
H.M.Chaves năm 2014 đã đánh giá hƣớng dẫn và yêu cầu chung cho phát triển chỉ số
ANNN lƣu vực sông và cung cấp hƣớng sử dụng các chỉ số này cho tƣơng lai. Một chỉ
số ANNN cần đƣợc tổng hợp từ các nguồn và quy trình khác, kết hợp quan hệ nguyên
nhân – hậu quả. Phát triển các chỉ số ANNN phải trải qua một quá trình kiểm định, áp
dụng cho một loạt các lƣu vực và các kịch bản trƣớc khi đƣa vào ứng dụng cuối cùng
[13].
G.Dunn và cộng sự năm 2014 đã phát triển cách tiếp cận mới để đánh giá tình trạng
ANNN gồm bốn khía cạnh quan trọng: (i). phát triển có sự tham gia của ngƣời dùng
trực tiếp vào việc thiết kế phƣơng pháp đánh giá; (ii) phƣơng pháp này đƣợc thiết kế
để thực hiện ở quy mô địa phƣơng; (iii). chỉ số ANNN là hàm đa biến dựa trên lƣợng
nƣớc, chất lƣợng nƣớc, sức khỏe hệ sinh thái thủy sinh và sức khỏe con ngƣời; và (iv).
phƣơng pháp cung cấp kết quả đầu ra cụ thể để đƣa ra quyết định vào các quá trình
quản lý nƣớc. Cách tiếp cận này đã đƣợc ứng dụng ở Canada trong quản lý nƣớc cộng
đồng [8].
W.Xiao-jun và cộng sự năm 2012 cho rằng phát triển kinh tế, tăng trƣởng dân số, đô
thị hóa và BĐKH đã dẫn đến tình trạng thiếu nƣớc ngày càng tăng trên toàn cầu. Đảm
bảo ANNN dƣới thay đổi môi trƣờng sẽ là thách thức lớn nhất đối với các nhà quản lý
tài nguyên nƣớc trong tƣơng lai gần. Nghiên cứu đã đề cập đến những rủi ro dựa trên
10

nhiều tiêu chí đƣợc đề xuất để đánh giá ANNN với các chiến lƣợc quản lý khác nhau.
Mô hình này đã đƣợc áp dụng cho thành phố Ngọc Lâm của Tây Bắc Trung Quốc để
đánh giá ANNN cũng nhƣ xác định các chiến lƣợc quản lý nƣớc trƣớc những thay đổi
môi trƣờng [14].
Tổ chức Cộng tác vì nƣớc toàn cầu (GWP) năm 2014 cho rằng những thay đổi gần đây
dẫn tới chỉ số ANNN cần thiết đƣa thêm yếu tố kinh tế và hệ sinh thái trong việc xác
định chỉ số vì dân số tăng nhanh, cung cấp nƣớc cho nông nghiệp, công nghiệp, sinh
hoạt bị giảm nên đòi hỏi phải nghiên cứu chỉ số an ninh nguồn nƣớc với mô tả đầy đủ
các rủi ro nhằm đảm bảo ANNN [15].
Nhƣ vậy các nghiên cứu chung về phƣơng pháp luận ANNN đã đƣợc phát triển từ khái
niệm và kiến thức về sự khan hiếm nƣớc, căng thẳng nguồn nƣớc cho đến đánh giá
ANNN qua các chỉ số với các khía cạnh khác nhau mang tính liên ngành, đa mục tiêu.
Điều này đã đƣợc Tổ chức cộng tác vì nƣớc toàn cầu (GWP) [15] phân tích và điều
chỉnh khái niệm ANNN mang tính tích hợp. Kể từ đó các nhà khoa học, kỹ thuật và
quản lý chính sách bắt đầu sử dụng thuật ngữ “an ninh nguồn nƣớc” mang tính tích
hợp liên ngành.
1.2.2 Nghiên cứu về khung an ninh nguồn nước
Khung ANNN đƣợc xem nhƣ một phác thảo chứa đựng các nhóm chỉ số phản ánh
tổng hợp các khía cạnh cần xem xét để đánh giá tình trạng ANNN của một vùng, lƣu
vực hay quốc gia. Một số nghiên cứu điển hình về xây dựng khung ANNN nhƣ sau:
D.Grey và C.W.Sadoff năm 2007 đã thảo luận những bối cảnh xác định và tác động
đến ANNN. Để đạt đƣợc mức độ không còn những thách thức xã hội và đáp ứng
ANNN cần đƣợc xác định bởi ba khía cạnh chính: (i). thủy văn môi trƣờng, tức “mức
độ tuyệt đối sẵn có của TNN, phân bố biến thiên hàng năm theo không gian và thời
gian, đó là di sản tự nhiên mà xã hội kế thừa‟‟; (ii).kinh tế môi trƣờng - xã hội phản
ánh các di sản văn hóa và tự nhiên, các lựa chọn chính sách; và (iii). BĐKH sẽ là một
phần quan trọng về những thay đổi trong môi trƣờng tƣơng lai. Ba khía cạnh này sẽ
đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các thể chế, loại và quy mô cơ sở hạ tầng

cần thiết để đạt đƣợc ANNN [7].
11


C.J.Vorosmarty và cộng sự năm 2010 đã đƣa ra tổng hợp đầu tiên ANNN về con
ngƣời và đa dạng sinh học bằng cách sử dụng một khung không gian định lƣợng các
căng thẳng khác nhau ở vùng hạ lƣu. Kết quả nghiên cứu cho thấy gần 80% dân số thế
giới đang ở mức đe dọa lớn về ANNN. Các tác giả đã sử dụng hệ thống sông để phân
bổ lại các yếu tố ảnh hƣởng căng thẳng chính về ANNN cho cả con ngƣời và đa dạng
sinh học dọc theo phạm vi từ thƣợng nguồn đến hạ lƣu. Cấu trúc của khung là tổng
hợp tất cả các yếu tố gây căng thẳng chính và đánh giá tổng hợp các giá trị ảnh hƣởng
khác nhau cho cả ANNN con ngƣời và đa dạng sinh học [16].
R.Ludwig và cộng sự năm 2011 nghiên cứu ANNN quy mô khu vực ở Địa Trung Hải
và biên giới các nƣớc đã bị ảnh hƣởng bởi các rủi ro tự nhiên và nhân tạo trong
ANNN. Nghiên cứu thảo luận về ANNN liên quan đến BĐKH trong khu vực và tập
trung vào ba yếu tố: " (1) khí hậu thay đổi và các yếu tố sinh thái thủy văn liên quan
đến các nguy hiểm nhƣ lũ lụt và hạn hán; (2) kinh tế nƣớc, bao gồm cả kinh tế nƣớc
ảo; và (3) các yếu tố xã hội, chính trị và các yếu tố gây ra xung đột hoặc đe dọa an
ninh con ngƣời [17].
C.Cook and K.Baker năm 2012 đã đề xuất 4 phạm vi nghiên cứu chính có tƣơng tác
với nhau gồm nhu cầu nƣớc của con ngƣời, khả năng cung cấp nƣớc, tính bền vững và
dễ bị tổn thƣơng. Đây đƣợc coi là khung đầu tiên về ANNN và là công cụ đánh giá với
sự kết hợp hai chỉ số thiếu nƣớc và căng thẳng nƣớc để tìm mức độ khan hiếm nƣớc
[12].
Tổ chức triển vọng phát triển nƣớc Châu Á (AWDO) năm 2013 cung cấp định lƣợng
sơ bộ và phạm vi rộng về tình trạng ANNN của 49 nƣớc châu Á và Thái Bình Dƣơng
ở quy mô quốc gia và khu vực. Từ đó AWDO xây dựng khung ANNN từ năm khía
cạnh chính bao gồm: "an ninh nguồn nƣớc hộ gia đình, an ninh nguồn nƣớc về kinh tế,
an ninh nguồn nƣớc đô thị, an ninh nguồn nƣớc môi trƣờng và khả năng chống chọi
trƣớc các thảm họa liên quan đến nƣớc" [18].

J.Lautze và H.Mathrithilake năm 2014 đã đƣa ra một chỉ số để xác định ANNN ở cấp
quốc gia. Năm thành phần chỉ số ANNN là: (i) nhu cầu nƣớc cơ bản: tỷ lệ dân số đƣợc
cải thiện tiếp cận với nguồn nƣớc bền vững; (ii) nƣớc phục vụ sản xuất nông nghiệp;
12