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

LÊ NGỌC VIÊN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ AN NINH NGUỒN NƯỚC
LƯU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN TRONG ĐIỀU KIỆN
BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ PHÁT TRIỂN LƯU VỰC

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2024


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

LÊ NGỌC VIÊN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ AN NINH NGUỒN NƯỚC
LƯU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN TRONG ĐIỀU KIỆN
BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ PHÁT TRIỂN LƯU VỰC

Ngành: Thủy văn học
Mã số: 9 44 02 24

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS.TS Nguyễn Mai Đăng

2. GS.TS Lê Đình Thành

HÀ NỘI, NĂM 2024


LỜI CAM ĐOAN
Nghiên cứu sinh cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. 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 dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích
dẫn và ghi nguồn tài liệu đúng quy định.
Nghiên cứu sinh

Lê Ngọc Viên

i


LỜI CÁM ƠN
Trải qua quá trình học tập và nghiên cứu, luận án của Nghiên cứu sinh (NCS) đã
hoàn thành. Lời đầu tiên cho phép NCS được gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám
hiệu và quý Thầy, Cô giáo Trường Đại học Thủy lợi đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để
NCS hồn thành luận án.
Với lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc, NCS xin gửi lời cảm ơn đến PGS.TS
Nguyễn Mai Đăng, GS.TS Lê Đình Thành, hai người Thầy đã tận tình hướng dẫn NCS
từ những ngày đầu tiên tìm hiểu, định hướng nghiên cứu cũng như trong suốt q trình
thực hiện và hồn thành luận án.
NCS xin được gửi lời cảm ơn đến quý Thầy, Cơ giáo Bộ mơn Thủy văn và Biến
đổi khí hậu, Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, Phòng đào tạo Nhà trường đã hướng dẫn,
tạo điều kiện thuận lợi cho NCS trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận
án. Trân trọng cảm ơn tập thể lãnh đạo và viên chức trường Cao đẳng Công nghệ, Kinh

tế và Thủy lợi miền Trung đã tạo điều kiện để NCS được tập trung học tập và hoàn thành
được nhiệm vụ nghiên cứu.
Trong quá trình nghiên cứu, NCS đã nhận được sự tư vấn, góp ý từ các nhà khoa
học, chuyên gia ở các bộ, ngành trong lĩnh vực liên quan, sự hỗ trợ về thông tin, tài liệu
từ các cán bộ quản lý, kỹ thuật ở các công ty khai thác cơng trình thủy lợi, nhà máy thủy
điện, cơng ty cấp thoát nước,… nhân đây NCS xin bày tỏ sự biết ơn đối với những giúp
đỡ, hỗ trợ quý báu này.
Cuối cùng, NCS xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã giúp
đỡ, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho NCS trong suốt thời gian học tập,
nghiên cứu.

ii


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu ..........................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................................3
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...............................................................................4
3.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................... 4
3.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................................4
4. Câu hỏi nghiên cứu và luận điểm bảo vệ ....................................................................4
4.1 Câu hỏi nghiên cứu ....................................................................................................4
4.2 Luận điểm bảo vệ ......................................................................................................4
5. Hướng tiếp cận và phương pháp nghiên cứu............................................................... 5
5.1. Hướng tiếp cận .........................................................................................................5
5.2. Phương pháp nghiên cứu ..........................................................................................5
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .....................................................................................5
6.1. Ý nghĩa khoa học ......................................................................................................5
6.2. Ý nghĩa thực tiễn ......................................................................................................6

7. Cấu trúc của Luận án ...................................................................................................6
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ AN NINH NGUỒN
NƯỚC .............................................................................................................................. 7
1.1 Tình hình nghiên cứu ANNN trên thế giới................................................................ 8
1.1.1 Các định nghĩa về ANNN.......................................................................................8
1.1.2 Một số quan điểm tiếp cận về ANNN ..................................................................10
1.1.3 Một số nghiên cứu về ANNN và các khung đánh giá ANNN trên thế giới .........12
1.2 Tình hình nghiên cứu về ANNN ở Việt Nam và lưu vực nghiên cứu ....................19
1.2.1 Tình hình nghiên cứu về ANNN ở Việt Nam ......................................................19
1.2.2 Tình hình nghiên cứu về ANNN ở lưu vực sông VGTB .....................................22
1.3 Tổng hợp một số khía cạnh, biến số dùng trong các khung đánh giá ANNN ...........22
1.4 Một số hạn chế về nghiên cứu ANNN và định hướng giải quyết trong luận án .......22
1.4.1 Một số hạn chế về nghiên cứu ANNN nói chung và tại lưu vực sông VGTB .....22
1.4.2 Định hướng nghiên cứu ........................................................................................23
Kết luận chương 1 .........................................................................................................24

iii


CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC, THỰC TIỄN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ AN
NINH NGUỒN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN .............................. 26
2.1 Cơ sở khoa học, thực tiễn và phương pháp đánh giá ANNN lưu vực sông ............26
2.1.1 Quan điểm đánh giá ANNN .................................................................................26
2.1.2 Nguyên tắc lựa chọn bộ chỉ số để xây dựng khung đánh giá ANNN cho lưu vực
sông ................................................................................................................................ 27
2.1.3 Phương pháp lựa chọn, xác định bộ chỉ số đánh giá ............................................28
2.1.4 Phương pháp xác định trọng số AHP (Analysis Hierarchy Process) ...................32
2.1.5 Phương pháp tính tốn các chỉ số ANNN (WSI) .................................................38
2.1.6 Lập bản đồ đánh giá ANNN .................................................................................42
2.2 Xây dựng khung đánh giá ANNN cho lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn ................44

2.2.1 Lựa chọn, xác định bộ chỉ số đánh giá ANNN.....................................................44
2.2.2 Tính tốn trọng số của các chỉ số thành phần trong khung đánh giá ...................56
2.3 Tài liệu, số liệu sử dụng trong tính tốn, đánh giá ANNN......................................58
2.3.1 Số liệu quan trắc ...................................................................................................59
2.3.2 Dữ liệu mưa từ các mơ hình GCM .......................................................................62
2.3.3 Dữ liệu viễn thám .................................................................................................63
2.3.4 Niên giám thống kê, tài liệu điều tra ....................................................................64
2.3.5 Các kịch bản BĐKH, sự phát triển lưu vực.......................................................... 64
CHƯƠNG 3 TÍNH TỐN, ĐÁNH GIÁ AN NINH NGUỒN NƯỚC LƯU VỰC SƠNG
VU GIA - THU BỒN ....................................................................................................66
3.1 Giới thiệu lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn ............................................................. 66
3.1.1 Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình và khí hậu ........................................................... 66
3.1.2 Tình hình hạn hán, lũ lụt tại lưu vực ....................................................................67
3.1.3 Đánh giá sơ bộ về tình hình quản lý, khai thác tài nguyên nước tại lưu vực .......69
3.2 Đánh giá hiện trạng ANNN lưu vực sơng VGTB ...................................................71
3.2.1 Khía cạnh 1: Tiềm năng nguồn nước (WSI1) .......................................................71
3.2.2 Khía cạnh 2: Chất lượng nước (WSI2) .................................................................83
3.2.3 Khía cạnh 3: Thiên tai (WSI3) ..............................................................................93
3.2.4 Khía cạnh 4: Khả năng đáp ứng nhu cầu nước (WSI4) ........................................97
3.2.5 Khía cạnh 5: Các hoạt động phát triển trên lưu vực (WSI5) ................................ 99

iv


3.2.6 Bản đồ hiện trạng ANNN của lưu vực ...............................................................109
3.3. Đánh giá ANNN lưu vực VGTB trong điều kiện có xét đến tác động của BĐKH và
PTLV ...........................................................................................................................111
3.3.1 Các yếu tố khí hậu chủ yếu tác động đến tình trạng ANNN của lưu vực trong tương
lai .................................................................................................................................111
3.3.2 Tác động của các hoạt động PTLV đến tình trạng ANNN của lưu vực trong tương

lai .................................................................................................................................112
3.3.3 Tính tốn xác định diễn biến và giá trị mưa cực trị bằng phương pháp chi tiết
hóa các mơ hình khí hậu tồn cầu (GCM) ...................................................................113
3.3.5 Bản đồ ANNN xét đến ảnh hưởng của các yếu tố BĐKH và PTLV .................128
3.4. Định hướng một số giải pháp cải thiện ANNN hiện trạng và thời kỳ tương lai khi
xét đến tác động của BĐKH, sự phát triển của lưu vực ..............................................130
3.4.1 Đối với kịch bản hiện trạng ................................................................................131
3.4.2 Đối với các kịch bản xét đến BĐKH và các hoạt động phát triển lưu vực: .......133
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................137
1. Những kết quả đạt được ..........................................................................................137
3. Những đóng góp mới ...............................................................................................140
4. Tồn tại và hướng hướng nghiên cứu tiếp theo.........................................................141
5. Kiến nghị để cải thiện ANNN cho lưu vực sơng VGTB .........................................141
DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ......................................142
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................143
PHỤ LỤC ....................................................................................................................150

v


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Sơ đồ hướng nghiên cứu .................................................................................24
Hình 2.1 Sơ đồ khối phương pháp PAM .......................................................................29
Hình 2.2 Sơ đồ nguyên tắc SMART..............................................................................30
Hình 2.3 Sơ đồ khối xây dựng khung đánh giá ANNN ................................................31
Hình 2.4 Sơ đồ khối xác định trọng số các yếu tố theo phương pháp AHP [59]. .........35
Hình 2.5 Sơ đồ khối tính tốn, xây dựng bản đồ chỉ số ANNN ....................................39
Hình 2.6 Sơ đồ khối các bước chuẩn hóa các biến số, tính tốn các chỉ số WSI ..........41
Hình 2.7 Sơ đồ phương pháp tính tốn, lập bản đồ chỉ số ANNN ................................ 42
Hình 2.8 Sơ đồ phương pháp chập bản đồ chỉ số ANNN .............................................43

Hình 2.9 Biểu đồ trọng số các biến của chỉ thị Tiềm năng nước mặt (WSI1-1) .............56
Hình 2.10 Biểu đồ trọng số các biến của chỉ thị Nguồn thải (WSI 2-1) .........................56
Hình 2.11 Biểu đồ trọng số các biến của chỉ thị Mức độ cải thiện chất lượng nước (WSI 2-3)
.......................................................................................................................................57
Hình 2.12 Biểu đồ trọng số các biến của chỉ thị Kinh tế - Xã Hội (WSI 5-2) ................57
Hình 2.13 Biểu đồ trọng số các biến của chỉ thị Đơ thị hóa (WSI 5-3) .......................... 57
Hình 2.14 Biểu đồ trọng số các biến của chỉ thị Quản lý lưu vực (WSI 5-4) .................57
Hình 2.15 Biểu đồ trọng số các chỉ thị của Khía cạnh Tiềm năng nguồn nước (WSI 1)
.......................................................................................................................................57
Hình 2.16 Biểu đồ trọng số các chỉ thị của khía cạnh Chất lượng nước (WSI 2)..........57
Hình 2.17 Biểu đồ trọng số các chỉ thị của khía cạnh Thiên tai (WSI 3) ......................58
Hình 2.18 Biểu đồ trọng số các chỉ thị của khía cạnh Các hoạt động PT trên LV (WSI 5)
.......................................................................................................................................58
Hình 2.19 Biểu đồ trọng số các khía cạnh trong chỉ số ANNN tổng hợp của Lưu vực 58
Hình 2.20 Bản đồ mạng lưới trạm KTTV lưu vực sơng VGTB ...................................59
Hình 3.1 Lưu vực sơng VGTB [47] ..............................................................................66
Hình 3.2 Phân chia các tiểu lưu vực tính tốn ............................................................... 72
Hình 3.3 Bản đồ modun dịng chảy năm lưu vực sơng VGTB .....................................74
Hình 3.4 Bản đồ modun dịng chảy mùa kiệt lưu vực sơng VGTB .............................. 75
Hình 3.5 Bản đồ phân cấp chỉ số modun dòng chảy năm WSI 1-1-1 .............................. 76
Hình 3.6 Bản đồ phân cấp chỉ số modun dịng chảy mùa kiệt WSI 1-1-2 .......................76
Hình 3.7 Bản đồ giá trị chỉ số Cv dòng chảy kiệt - WSI 1-1-3 .........................................77
Hình 3.8 Bản đồ phân cấp chỉ số biến động dịng chảy kiệt - Cv-kiệt (WSI 1-1-3) ...........78
Hình 3.9 Bản đồ đẳng trị mưa năm lưu vực sông VGTB ..............................................79
Hình 3.10 Bản đồ phân cấp chỉ số Lượng mưa bình quân năm (WSI1-2-1) ...................79
Hình 3.11 Bản đồ tiềm năng nước ngầm lưu vực sơng VGTB .....................................80
Hình 3.12 Bản đồ phân cấp chỉ số Khả năng khai thác nước ngầm .............................. 81
Hình 3.13 Bản đồ phân cấp ANNN chỉ số Khả năng giữ nước LVS VGTB ................83
Hình 3.14 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Hoạt động canh tác nơng nghiệp .........84
Hình 3.15 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Hoạt động chăn nuôi gia súc ...............85


vi


Hình 3.16 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Hoạt động chăn ni gia cầm..............86
Hình 3.17 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Hoạt động nuôi trồng thủy sản ............87
Hình 3.18 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Hoạt động dịch vụ du lịch ...................88
Hình 3.19 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Số lần vượt ngưỡng tiêu chuẩn cho phép
.......................................................................................................................................89
Hình 3.20 Bản đồ phân cấp ANNN chỉ số Tỷ lệ số xã có HT nước thải sinh hoạt chung
.......................................................................................................................................90
Hình 3.21 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Tỷ lệ số xã có thu gom rác thải ...........91
Hình 3.22 Bản đồ phân cấp chỉ số Khả năng cấp nước sạch theo QC02 - 2009 BYT ..92
Hình 3.23 Bản đồ ngập lụt tần suất 5% lưu vực sơng VGTB .......................................93
Hình 3.24 Bản đồ ngập lụt tần suất 10% lưu vực sơng VGTB .....................................93
Hình 3.25 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Độ sâu ngập lụt WSI3-1-1 .....................94
Hình 3.26 Bản đồ chỉ số SPI 12 tháng lưu vực sơng VGTB .........................................95
Hình 3.27 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số SPI 12 tháng WSI3-2-1 .......................... 95
Hình 3.28 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Ảnh hưởng của XNM WSI3-3-1 ...........97
Hình 3.29 Bản đồ mức độ thiếu nước lưu vực sơng VGTB ..........................................98
Hình 3.30 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Mức độ thiếu nước WSI4-1-1 ................99
Hình 3.31 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số cho/nhận nước ...................................100
Hình 3.32 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Dân trí ...............................................102
Hình 3.33 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Thu nhập bình quân đầu người .........102
Hình 3.34 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Dịch vụ y tế .......................................103
Hình 3.35 Bản đồ hệ số biến đổi chỉ số NDVI ............................................................104
Hình 3.36 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Mức độ suy giảm diện tích cây xanh 105
Hình 3.37 Bản đồ phân cấp ANNN của biến số Mật độ dân số ..................................106
Hình 3.38 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Nguồn vốn đầu tư cho các hoạt động cung
cấp nước, quản lý, xử lý rác thải và nước thải.............................................................107

Hình 3.39 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Sự phát triển cơ sở hạ tầng khu vực nông
thôn (tỉ lệ số xã đạt chuẩn nơng thơn mới) WSI5-4-2 ....................................................108
Hình 3.40 Bản đồ phân cấp ANNN của chỉ số Tỷ lệ cán bộ quản lý lĩnh vực trong cơ
quan quản lý nhà nước (cấp huyện) có chun mơn phù hợp .....................................109
Hình 3.41 Bản đồ hiện trạng ANNN lưu vực sơng VGTB .........................................110
Hình 3.42 Kết quả của các phương pháp hiệu chỉnh sai số cho các mơ hình RCM: (a)
ACCESS (b) CCSM (c), CSIRO (d), HadGEM và (e) MPI-GCM tại trạm Đà Nẵng 116
Hình 3.43 Kết quả hiệu chỉnh sai số cho các mô hình ACCESS (a) và CCSM (b), CSIRO
(c), HadGEM (d) và MPI-GCM- (e) tại trạm Nơng Sơn .............................................117
Hình 3.44 Kết quả đánh giá thống kê bằng biểu đồ Boxplot cho 5 mơ hình GCMs (2
kịch bản) với mưa thực đo tại trạm Đà Nẵng. .............................................................118
Hình 3.45 Kết quả đánh giá thống kê bằng biểu đồ Boxplot cho 5 mơ hình GCM (2 kịch
bản RCP) với số liệu thực đo tại trạm Nông Sơn. .......................................................118

vii


Hình 3.46 Xu thế mưa cho kịch bản RCP 4.5 tại các trạm: a) Đà Nẵng, b) Hiên, c) Nông
Sơn, d) Hội An, e) Khâm Đức, f) Trà My ...................................................................119
Hình 3.47 Xu thế mưa cho kịch bản RCP 8.5 tại các trạm: a) Đà Nẵng, b) Hiên, c) Nông
Sơn, d) Hội An, e) Khâm Đức, f) Trà My ...................................................................120
Hình 3.48 Hàm phân bố Gama lũy tích của mưa phân vị thứ 95 (P95p, mm), số ngày
mưa lớn nhất hàng năm (Prcp, day), lượng mưa 5 ngày liên tiếp lớn nhất (R5dp, mm)
cho hiện tại (PD) và tương lai (FU) của 5 mơ hình GCMs với 2 kịch bản RCP 4.5 và 8.5
tại trạm Đà Nẵng..........................................................................................................121
Hình 3.49 Hàm phân phối Gama lũy tích của mưa phân vị thứ 95 (P95p, mm), số ngày
mưa lớn nhất hàng năm (Prcp, day), lượng mưa 5 ngày liên tiếp lớn nhất (R5dp, mm) cho
hiện tại (PD) và tương lai (FU) của 5 mơ hình GCMs với 2 kịch bản RCP 4.5 và 8.5 tại
trạm Nông Sơn. ............................................................................................................122
Hình 3.50 Hàm phân phối xác suất Gamma (PDF) của tổng số ngày có mưa (Ptot), tần

suất các đợt khô hạn lớn nhất hàng năm (Pcdd) và cường độ mưa ngày (SDII) cho thời
kỳ hiện tại (PD) và tương lai (FU) của 5 mơ hình GCMs với 2 kịch bản RCP4,5 và 8.5
tại trạm Đà Nẵng..........................................................................................................124
Hình 3.51 Hàm phân phối xác suất Gamma (PDF) của tổng số ngày có mưa (Ptot), tần
suất các đợt khô hạn lớn nhất hàng năm (Pcdd) và cường độ mưa ngày (SDII) cho thời kỳ
hiện tại (PD) và tương lai (FU) của 5 mô hình GCMs với 2 kịch bản RCP4,5 và 8.5 tại
trạm Nơng Sơn. ............................................................................................................125
Hình 3.52 Bản đồ ANNN lưu vực trong điều kiện BĐKH (RCP 4.5) và PTLV ........128
Hình 3.53 Bản đồ ANNN lưu vực trong điều kiện BĐKH (RCP 8.5) và PTLV ........129

viii


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Thang cấp độ quan hệ giữa các phần tử của phương pháp AHP [58] ...........34
Bảng 2.2 Nguyên tắt thiết lập ma trận so sánh cặp (A) theo phương pháp AHP [58] ..36
Bảng 2.3 Quan hệ giữa bậc của ma trận (n) và chỉ số nhất quán ngẫu nhiên (RI) sử dụng
trong phương pháp AHP [58] ........................................................................................37
Bảng 2.4 Thang phân cấp đánh giá mức độ ANNN ......................................................40
Bảng 2.5 Đề xuất sơ bộ khung đánh giá ANNN lưu vực sông VGTB .........................46
Bảng 2.6 Khung đánh giá ANNN lưu vực sông VGTB ................................................52
Bảng 2.7 Mạng lưới các trạm đo khí tượng lưu vực và lân cận ....................................59
Bảng 2.8 Mạng lưới các trạm đo mưa trên lưu vực sông VGTB ..................................60
Bảng 2.9 Thống kê các trạm thủy văn lưu vực VGTB ..................................................61
Bảng 2.10 Thống kê các trạm đo mặn lưu vực VGTB ..................................................61
Bảng 2.11 Thống kê các điểm đo mặn khu vực tỉnh Quảng Nam ................................ 62
Bảng 2.12 Trạm khí tượng hải văn lưu vực sơng VGTB ..............................................62
Bảng 2.13 Các thơng số của các mơ hình GCMs .......................................................... 63
Bảng 3.1 Đặc trưng dòng chảy năm, dòng chảy mùa kiệt và điểm đánh giá mức độ đảm
bảo ANNN tại các tiểu lưu vực .....................................................................................72

Bảng 3.2 Thang điểm đánh giá mức độ đảm bảo ANNN của biến số Mo đun dòng chảy
.......................................................................................................................................75
Bảng 3.3 Thang điểm đánh giá mức độ đảm bảo ANNN của biến số biến động dòng
chảy kiệt .........................................................................................................................77
Bảng 3.4 Thang điểm đánh giá mức độ ANNN của biến số lượng mưa bình quân năm
.......................................................................................................................................78
Bảng 3.5 Thang điểm đánh giá mức độ ANNN của biến Khả năng khai thác nước ngầm
.......................................................................................................................................80
Bảng 3.6 Thống kê dung tích các Hồ chứa các địa phương trong lưu vực ...................82
Bảng 3.7 Thang điểm đánh giá mức độ đảm bảo ANNN của biến Dung tích các hồ chứa
.......................................................................................................................................82
Bảng 3.8 Thang điểm đánh giá mức độ ANNN của biến Hoạt động canh tác nông nghiệp
.......................................................................................................................................83
Bảng 3.9 Thang điểm đánh giá mức độ ANNN của biến Hoạt động chăn nuôi gia súc
.......................................................................................................................................84
Bảng 3.10 Thang điểm đánh giá mức độ ANNN của biến Hoạt động chăn nuôi gia cầm
.......................................................................................................................................85
Bảng 3.11 Thang điểm đánh giá mức độ ANNN của biến Hoạt động nuôi trồng thủy sản
.......................................................................................................................................86
Bảng 3.12 Thang điểm đánh giá mức độ ANNN của biến số Hoạt động dịch vụ du lịch
.......................................................................................................................................87
Bảng 3.13 Thang điểm đánh giá mức độ ANNN của biến số lần vượt ngưỡng cho phép
.......................................................................................................................................89
ix


Bảng 3.14 Thang điểm đánh giá mức độ ANNN của biến Tỷ lệ số xã có hệ thống nước thải
sinh hoạt chung ...............................................................................................................90
Bảng 3.15 Thang điểm đánh giá mức độ đảm bảo ANNN của biến số Tỷ lệ số xã có thu
gom rác thải trên địa bàn ............................................................................................... 91

Bảng 3.16 Thang điểm đánh giá mức độ đảm bảo ANNN của biến số Khả năng cấp nước
sạch theo QC02 - 2009 BYT .........................................................................................92
Bảng 3.17 Thang điểm đánh giá mức độ đảm bảo ANNN của biến số Độ sâu ngập lụt
.......................................................................................................................................94
Bảng 3.18 Thang điểm đánh giá mức độ đảm bảo ANNN của biến số SPI (12 tháng) 96
Bảng 3.19 Thang điểm đánh giá của biến số Mức độ ảnh hưởng của XNM ................97
Bảng 3.20 Thang điểm đánh giá mức độ đảm bảo ANNN của biến Mức độ thiếu nước
.......................................................................................................................................98
Bảng 3.21 Thang điểm đánh giá mức độ ANNN của biến Tỷ lệ cho/nhận nước .......100
Bảng 3.22 Thang điểm đánh giá mức độ đảm bảo ANNN của biến số Dân trí ..........101
Bảng 3.23 Thang điểm đánh giá mức độ ANNN của biến Thu nhập bình quân ........103
Bảng 3.24 Thang điểm đánh giá mức độ đảm bảo ANNN của biến số Dịch vụ Y tế .104
Bảng 3.25 Thang điểm đánh giá mức độ đảm bảo ANNN của biến số Mức độ suy giảm
diện tích cây xanh ........................................................................................................105
Bảng 3.26 Thang điểm đánh giá mức độ đảm bảo ANNN của biến số Mật độ dân số
.....................................................................................................................................106
Bảng 3.27 Thang điểm đánh giá mức độ đảm bảo ANNN của biến số Nguồn vốn đầu tư
cho các hoạt động cung cấp nước, quản lý, xử lý rác thải và nước thải ......................107
Bảng 3.28 Thang điểm đánh giá mức độ đảm bảo ANNN của biến số Sự phát triển CSHT
khu vực nông thôn .......................................................................................................108
Bảng 3.29 Kết quả hiệu chỉnh sai số bằng 3 phương pháp (LS, LOCI, DM) 6 trạm mưa
.....................................................................................................................................116
Bảng 3.30 Mức độ tăng/giảm các biến số tính tốn ANNN theo kịch bản BĐKH.....127

x


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ADB


(Asian Development Bank) Ngân hàng phát triển Châu Á

ANNN

An ninh nguồn nước

AHP

(Analytic Hierarchy Process) Phương pháp phân tích hệ thống phân cấp

AWDO

(Asian Water Development Outlook) Báo cáo triển vọng phát triển nước
Châu Á

BĐKH

Biến đổi khí hậu

BYT

Bộ Y tế

CSHT

Cơ sở hạ tầng

DCTT

Dòng chảy tối thiểu


EPI

(Environmental Pressure Index) Chỉ số căng thẳng về môi trường

GCM

(Global Climate Model) Mơ hình khí hậu tồn cầu

GDP

(Gross Domestic Product) Tổng sản phẩm quốc nội

GWP

(Global Water Partnership) Tổ chức cộng tác vì nước Toàn cầu

GWSI

(Global Water Security Index) Chỉ số ANNN toàn cầu

IWRM

(Integrated Water Resources Management) Quản lý tổng hợp tài nguyên nước

IWMI

(International Water Management Institute) Viện quản lý nước Quốc tế

KTTV


Khí tượng thủy văn

KT-XH

Kinh tế - Xã hội

LHQ

Liên hiệp quốc

LVS

Lưu vực sông

MDGs

(Millennium Development Goals) Các mục tiêu phát triển thiên niên kỷ

MIWSA

(Multistage Integrated Water Security Assessment) Đánh giá tích hợp
đa tầng An ninh nguồn nước

NBD

Nước biển dâng

NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
NMTĐ


Nhà máy Thủy điện

NGTK

Niên giám thống kê

NWSI

(National Water Security Index) Chỉ số An ninh nguồn nước quốc gia

OECD

(Organization for Economic Cooperation and Development) Tổ
chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế

xi


PAM

(Process Analysis Method) Phương pháp phân tích q trình

PBNN

Phân bổ nguồn nước

PTBV

Phát triển bền vững


PTLV

Phát triển lưu vực

PMF

(Probable Maximum Flood) Lũ cực hạn

PMP

(Probable Maximum Precipitation) Mưa cực hạn

RCC

(Relative Carrying Capacity) Sức chịu tải tương đối

SDGs

(Sustainable Development Goals) Các mục tiêu phát triển bền vững

SPI

(Standardized Precipitation Index) Chỉ số lượng mưa tiêu chuẩn/Chỉ số
khô hạn

TNN

Tài nguyên nước


TNMT

Tài nguyên và Môi trường

TTQTMT

Trung tâm quan trắc môi trường

UNESCO - (UNESCO - Intergovernmental Hydrological Programme) Chương
IHP
UNDP
UNWATER

trình Thủy văn quốc tế của UNESCO
(United Nations Development Programme) Chương trình phát triển liên
hợp quốc
(United Nations - Water) Ủy ban nước của Liên hiệp quốc

VGTB

Vu Gia - Thu Bồn

WEF

(World Economic Forum) Diễn đàn kinh tế thế giới

WPI

(Water Poverty Index) chỉ số nghèo nước


WS

(Water Security) An ninh nguồn nước

WSA

(Water Security Assessment) Đánh giá An ninh nguồn nước

WSI

(Water Security Index) Chỉ số an ninh nguồn nước

WWC

(World Water Council) Hội đồng nước thế giới

XNM

Xâm nhập mặn

xii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
An ninh nguồn nước (ANNN) hiện nay là vấn đề có tính tồn cầu, tác động đến hầu hết
các lĩnh vực phát triển kinh tế - xã hội nói chung, đặc biệt là sự sống của con người trên
toàn thế giới. Một nghiên cứu gần đây của Tổ chức cộng tác vì nước tồn cầu (GWP)
và Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế Toàn cầu (OECD) chỉ ra rằng mất an ninh
nguồn nước khiến nền kinh tế toàn cầu thiệt hại gần 500 tỷ USD mỗi năm và làm giảm

hơn 1% GDP toàn cầu [1]. Báo cáo triển vọng phát triển nước châu Á (AWDO) năm
2020 [2] đã khẳng định: “An ninh nguồn nước là nền tảng của khả năng phục hồi xã hội,
thúc đẩy tăng trưởng đồng đều và hạnh phúc của người dân. Ba tỷ người không được
tiếp cận với các thiết bị rửa tay đã bị ảnh hưởng hết sức nặng nề bởi đại dịch Covid-19.
Điều này một lần nữa nhấn mạnh tầm quan trọng của các chính sách hợp lý về nước,
một chính sách nổi bật trong các mục tiêu phát triển bền vững toàn cầu, đặc biệt là mục
tiêu thứ 6 (SDG6) về nước sạch và vệ sinh môi trường”. Cũng như nhiều nước trên thế
giới và trong khu vực, Việt Nam đang phải đối mặt với nhiều thách thức liên quan đến
việc quản lý, khai thác nguồn nước. Mục tiêu tổng quát về đảm bảo ANNN và an toàn
đập, hồ chứa nước đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045 trong kết luận 36-KL/TW [3]
của Bộ chính trị đã khẳng định: “Bảo đảm số lượng, chất lượng nước phục vụ dân sinh
trong mọi tình huống; đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho sản xuất, kinh doanh của các
ngành, lĩnh vực, đặc biệt là các ngành kinh tế quan trọng, thiết yếu; mọi người dân, mọi
đối tượng được tiếp cận, sử dụng nước cơng bằng, hợp lý. Chủ động tích trữ, điều hịa
nguồn nước, khai thác, sử dụng hiệu quả đi đôi với bảo đảm an tồn đập, hồ chứa nước;
ứng phó hiệu quả với các thảm họa, thiên tai liên quan đến nước, thích ứng với biến đổi
khí hậu; bảo vệ mơi trường, khắc phục tình trạng suy thối, cạn kiệt, ơ nhiễm nguồn
nước”. Luật Tài nguyên nước năm 2023 [4] cũng đã khẳng định “chiến lược phát triển
tài nguyên nước quốc gia phải đáp ứng mục tiêu về đảm bảo ANNN” (Điều 11). Kết
luận của Bộ chính trị và nội dung Luật tài nguyên nước vừa ban hành cho thấy việc đảm
bảo ANNN của quốc gia là một nhiệm vụ rất quan trọng trong giai đoạn hiện tại cũng
như tương lai. Thực tế hiện nay cho thấy, sự phát triển KTXH, gia tăng dân số làm phát
sinh những mâu thuẫn lớn trong khai thác, sử dụng, tài nguyên nước ở hầu hết các lưu
vực sông. Việt Nam được đánh giá thuộc nhóm mất ANNN nhất trên thế giới và đang

1


đối mặt với rất nhiều thách thức liên quan đến việc sử dụng nước và tác động của BĐKH.
Hơn 70% dân số có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi các thiên tai liên quan đến nước, là một

trong các quốc gia hứng chịu thiên tai nhiều nhất trong khu vực Đơng Á và Thái Bình
Dương, với xu hướng gia tăng luân phiên lũ lụt và hạn hán. Hàng năm thiệt hại do thiên
tai liên quan đến nước ước tính khoảng 1,5% GDP [5]. Việc khai thác, sử dụng thiếu
tính bền vững cùng với những tác động ngày càng rõ nét của biến đổi khí hậu (BĐKH)
đã làm cho nguồn tài nguyên nước ngày càng suy thoái, cạn kiệt. Nếu xét tổng lượng
nước hàng năm của cả nước, Việt Nam là quốc gia có tài nguyên nước khá dồi dào. Tuy
nhiên, nếu chỉ tính riêng lượng tài nguyên nước mặt sản sinh trên lãnh thổ thì ở thời
điểm hiện tại, Việt Nam đã thuộc các quốc gia thiếu nước và gặp phải rất nhiều thách
thức về tài nguyên nước. Xét theo đặc điểm phân bố lượng nước theo thời gian, không
gian cùng với đặc điểm phân bố dân cư, phát triển kinh tế, mức độ khai thác, sử dụng
nước, tài nguyên nước của Việt Nam đang phải chịu rất nhiều sức ép, tiềm ẩn nhiều
nguy cơ trong việc bảo đảm ANNN quốc gia nhất là trong điều kiện BĐKH ngày càng
gia tăng ảnh hưởng và tốc độ phát triển kinh tế xã hội trên các lưu vực như hiện nay.
Tình hình ơ nhiễm nước tại các dịng sơng, tình trạng ngập lụt tại các đơ thị, tình trạng
xâm nhập mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long và hạn hán, xâm nhập mặn, xói lở bờ biển
ở các tỉnh duyên hải miền Trung những năm gần đây là một minh chứng rõ nhất về vấn
đề này. Việc khai thác nguồn nước từ các hồ chứa phục vụ tưới cho nông nghiệp, phát
điện và cấp nước sinh hoạt chưa hợp lý làm phát sinh những mâu thuẫn trong vấn đề về
chia sẻ nước trên các lưu vực và việc duy trì dịng chảy tối thiểu ở hạ lưu.
Khơng nằm ngồi thực trạng trên, việc khai thác tổng hợp nguồn tài nguyên nước trên
lưu vực sông VGTB thời gian qua đã nảy sinh nhiều bất cập và ảnh hưởng không nhỏ
đến sự phát triển kinh tế xã hội của các địa phương, đặc biệt là các thành phố Đà Nẵng,
Hội An nơi ngành du lịch, dịch vụ đang phát triển mạnh với nhu cầu cấp nước là rất lớn.
Hệ thống sông VGTB là một trong những hệ thống sơng lớn ở miền Trung, có địa hình
phức tạp, phần lớn là núi cao, bị chia cắt mạnh, độ dốc lớn khó xây dựng cơ sở hạ tầng,
nhất là giao thông thủy; số lượng và chất lượng thảm thực vật bị suy giảm mạnh, thiên
tai bão lũ xảy ra bất thường và có xu hướng gia tăng. Tình trạng mưa lũ gây xói mịn
đất, sạc lở, gây ngập lụt ngày càng nghiêm trọng, trong khi đó mùa khơ mưa ít gây khơ
hạn nặng và mặn đã xâm nhập sâu vào các con sông vùng hạ lưu,... Thiệt hại do thiên
tai liên quan đến nước hằng năm đối với lưu vực sông VGTB là khá lớn, theo báo cáo


2


của Chi cục phòng chống thiên tai khu vực miền Trung và Tây nguyên, năm 2022 ước
tính thiệt hại do thiên tai của tỉnh Quảng Nam là gần 4900 tỷ đồng trong đó đa phần
thiệt hại là do các hiện tượng thiên tai liên quan đến nước như mưa lũ, hạn hán và xâm
nhập mặn. Cá biệt, chỉ riêng đợt mưa lớn ở thành phố Đà Nẵng ngày 14 tháng 10 năm
2022 gây sạc lở, ngập lụt nghiêm trọng với mức độ thiệt hại ước tính gần 1500 tỷ đồng.
Bên cạnh sự suy giảm về số lượng, chất lượng nước trong các con sông cũng đã bị suy
giảm một cách trầm trọng, tình trạng ơ nhiễm ngày càng gia tăng và ảnh hưởng đến các
ngành dùng nước. Nguyên nhân của sự ô nhiễm chủ yếu là do các hoạt động khai thác
khoáng sản, sự phát triển của các thủy điện, tình trạng phá rừng, xâm nhập mặn, sự phát
triển các khu dân cư, cùng với sự thiếu ý thức của một số cơ sở sản xuất, người dân
trong việc xả thải vào nguồn nước.
Thực tế trên cho thấy rằng cần có những đánh giá mang tính tổng hợp, tồn diện về mức
độ đảm bảo ANNN, thực trạng khai thác, sử dụng nguồn nước từ đó có các giải pháp
quản lý nguồn nước hợp lý, đảm bảo mục tiêu phát triển bền vững tại lưu vực. Các cơng
trình nghiên cứu trước đây tập trung nhiều vào tính tốn cân bằng nước lưu vực, điều
tiết lũ, các hiểm họa do thiên tai, giải pháp vận hành tối ưu hệ thống liên hồ chứa,…đa
phần các nghiên cứu, đề tài tập trung vào giải quyết vấn đề, khía cạnh riêng lẻ, chưa
mang tính tổng hợp các vấn đề cần giải quyết của lưu vực. Các nghiên cứu thiên về
chính sách quản trị, quản lý chưa nhiều, đặc biệt là vấn đề ANNN trong điều kiện biến
đổi khí hậu đối với hệ thống sơng VGTB chưa được quan tâm đúng mức và vẫn còn
nhiều vấn đề cần được nghiên cứu trên cơ sở khoa học một cách tồn diện và bài bản.
Qua những phân tích trên, có thể khẳng định rằng việc nghiên cứu đánh giá tình trạng
ANNN tại lưu vực sơng VGTB là cấp thiết nhằm xác định được hiện trạng và mức độ
ANNN tại lưu vực. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thơng tin có giá trị cho các nhà quản
lý, ra quyết định có thể tham khảo và đưa ra các cảnh báo về ANNN, hoạch định chiến
lược phát triển, quản lý và khai thác nguồn tài nguyên nước trên lưu vực một cách hiệu

quả và bền vững nhất.
2. Mục tiêu nghiên cứu
1) Đánh giá được tình trạng, mức độ ANNN của lưu vực sông VGTB trong điều kiện
hiện tại và tương lai khi xét đến tác động của BĐKH và phát triển lưu vực thông qua
Khung đánh giá ANNN.

3


2) Từ kết quả đánh giá tình trạng và mức độ ANNN, định hướng được các giải pháp
đảm bảo ANNN trong điều kiện hiện tại và tương lai.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án là tình trạng ANNN của lưu vực với các nội hàm của
nó bao gồm: các yếu tố tài nguyên nước, môi trường, tác động của BĐKH, và các hoạt
động phát triển KTXH trên lưu vực.

3.2. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi khơng gian: Tồn bộ lưu vực sông VGTB bao gồm các địa phương trực thuộc
tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng.
Phạm vi thời gian: Đánh giá tình trạng ANNN lưu vực sơng VGTB thời điểm hiện tại
(năm 2021) và trong tương lai ứng với kịch bản BĐKH năm 2050 (giữa thế kỷ) theo kịch
bản phát triển kinh tế xã hội, các kịch bản BĐKH đối với tỉnh Quảng Nam và thành phố
Đà Nẵng.
4. Câu hỏi nghiên cứu và luận điểm bảo vệ

4.1 Câu hỏi nghiên cứu
1) Làm thế nào để đánh giá được tình hình và mức độ ANNN của lưu vực hiện tại, tương
lai trong điều kiện BĐKH và phát triển lưu vực?

2) Tình hình ANNN lưu vực sơng Vu Gia - Thu Bồn đang ở tình trạng nào, cần làm gì
để đảm bảo ANNN của lưu vực hiện tại và trong tương lai?

4.2 Luận điểm bảo vệ
1) Có thể định lượng để đánh giá được tình trạng, mức độ ANNN của lưu vực và các
địa phương (cấp quận/huyện) trên lưu vực thông qua khung đánh giá với bộ tiêu chí
tương ứng.
2) Lưu vực sông VGTB đang đối mặt với nhiều vấn đề bất ổn về quản lý, khai thác tài
nguyên nước do tác động của thiên tai và các hoạt động phát triển KTXH dẫn đến khả
năng không đảm bảo ANNN. Từ tình trạng, mức độ ANNN được đánh giá với các
nguyên nhân dẫn đến việc mất ANNN, có thể đề xuất được các giải pháp phù hợp để
đảm bảo ANNN của lưu vực.

4


5. Hướng tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
5.1. Hướng tiếp cận
1) Tiếp cận hệ thống: nghiên cứu vấn đề ANNN của lưu vực một cách toàn diện từ đầu
nguồn cho đến cửa ra của lưu vực, xem xét đến các tác động bên ngoài (các yếu tố tự
nhiên, thiên tai), các tác động phát sinh trong nội tại lưu vực (con người và các hoạt
động phát triển kinh tế - xã hội) ảnh hưởng đến tình trạng ANNN của lưu vực.
2) Tiếp cận tổng hợp: xét đến các mối quan hệ qua lại giữa nước và người dân sống trên
lưu vực, tác động của các hiện tượng thiên tai đối với việc khai thác sử dụng tài nguyên
nước của con người và ngược lại.
5.2. Phương pháp nghiên cứu
Để đạt được được các mục tiêu đề ra, luận án đã kế thừa có chọn lọc các kết quả nghiên
cứu ở trong và ngoài nước, sử dụng các phương pháp vừa có tính truyền thống vừa có
tính hiện đại, cụ thể:
1) Phương pháp điều tra, phỏng vấn, thu thập, thống kê, tổng hợp thông tin: sử dụng để

thu thập thông tin, số liệu, thống kê, phân tích, xử lý dữ liệu về KTTV, dân sinh kinh tế,…
2) Phương pháp phân tích quá trình (PAM), sử dụng nguyên tắc SMART trong xác định,
lưa chọn bộ tiêu chí.
3) Phương pháp mơ hình tốn và GIS: sử dụng các modun tính tốn thủy văn, thủy lực,
và xâm nhập mặn trong bộ mơ hình Mike 11, Cropwat,… để tính tốn các giá trị của
các biến số và xây dựng các bản đồ phân vùng ANNN.
4) Phương pháp chuyên gia: Các chuyên gia được tham khảo ý kiến là các nhà khoa học,
cán bộ quản lý có kinh nghiệm trên các lĩnh vực thủy văn, tài nguyên nước, sinh thái môi
trường. Luận án tham khảo ý kiến các chuyên gia về tính phù hợp của bộ chỉ số được lựa
chọn, trọng số ảnh hưởng của các biến số, phương pháp tính tốn giá trị các biến số,….
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

6.1. Ý nghĩa khoa học
Luận án đã sử dụng phương pháp phân tích quá trình PAM (Process Analysis Method)
trong xây dựng khung đánh giá ANNN. Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ góp phần

5


hoàn thiện phương pháp đánh giá ANNN, đưa ra được cơ sở khoa học cho việc xây
dựng 1 khung đánh giá ANNN gắn với đặc trưng riêng của lưu vực sơng VGTB. Khung
đánh giá trong đó có tính tốn được trọng số đóng góp của các chỉ số thành phần giúp
thể hiện được mức độ ảnh hưởng khác nhau của từng tác động. Đây là một kết quả quan
trọng giúp việc đánh giá ANNN có độ tin cậy cao, phù hợp với tình hình thực tế tại lưu
vực. Khung đánh giá ANNN lưu vực sông VGTB cũng sẽ là cơ sở để có thể vận dụng
phát triển cho các lưu vực sơng nói chung, nhất là những lưu vực có các đặc điểm tự
nhiên và kinh tế - xã hội tương tự. Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ là cơ sở, tiền đề
cho các nghiên cứu tiếp theo tại lưu vực VGTB cũng như các lưu vực khác.

6.2. Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ là tài liệu tham khảo có giá trị trong công tác giảng
dạy, công tác quản lý, điều hành và cảnh báo việc đảm bảo ANNN trên lưu vực sông
VGTB.
7. Cấu trúc của Luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận và phụ lục, nội dung nghiên cứu của luận án được bố cục
gồm có 3 chương với các nội dung cụ thể:
Chương 1: Đánh giá tổng quan về các nghiên cứu trên thế giới, tại Việt Nam, lưu vực
sông VGTB về ANNN, các phương pháp và khung đánh giá ANNN, phân tích những
hạn chế của các nghiên cứu hiện tại, các khoảng trống trong nghiên cứu từ đó đưa ra
vấn đề nghiên cứu của luận án.
Chương 2: Nghiên cứu phương pháp xây dựng Khung đánh giá ANNN phù hợp với điều
kiện tự nhiên, đặc điểm kinh tế, xã hội gắn với BĐKH và các hoạt động phát triển tại
lưu vực sông VGTB.
Chương 3: Sử dụng Khung đánh giá được xây dựng để đánh giá tình trạng ANNN của
lưu vực giai đoạn hiện tại, xét đến tác động của BĐKH, phát triển lưu vực trong tương lai
từ đó từ đó đề xuất, định hướng các giải pháp để cải thiện mức độ ANNN của lưu vực.

6