Nghiên cứu phân vùng thay đổi tài nguyên nước mặt do thay đổi sử dụng đất cho lưu vực sông Srêpôk
Tóm tắt: Một trong những nguyên nhân chính ảnh hưởng đến sự thay đổi dòng chảy trên lưu vực sông là
tác động của thay đổi sử dụng đất. Nghiên cứu này ứng dụng phương pháp GIS kết hợp với mô hình SWAT
để đánh giá tác động của thay đổi sử dụng đất năm 2015 và 2020 đến dòng chảy mặt và phân vùng thay
đổi tài nguyên nước mặt cho lưu vực sông Srêpôk. Kết quả ơnh toán cho thấy, sự thay đổi sử dụng đất giữa
kịch bản 2020 và 2015 có nhiều biến động, dẫn đến lượng nước mặt trên lưu vực cũng có sự thay đổi trong
mùa lũ và mùa kiệt. Trong số 20 vùng tài nguyên nước mặt thì chỉ có 5 vùng có tài nguyên nước mặt tăng,
15 vùng còn lại có tài nguyên nước mặt giảm. Tài nguyên nước mặt trên lưu vực sông Srêpôk tăng mạnh
ở khu vực phía Bắc như vùng Khu giữa sông Ya Lôp (KG-YALOP) tăng khoảng 13,88 x 106 m3/năm và vùng
thượng nguồn sông Ya Lôp (YALOP) tăng khoảng 6,05 x 106 m3/năm; và tài nguyên nước mặt giảm mạnh ở
vùng thượng nguồn sông Ea Krông Nô (TN_KRONGNO) giảm khoảng 102,58 x 106 m3/năm và vùng sông Ia
Hléo (IAHLEO) giảm khoảng 65,26 x 106 m3/năm
Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu phân vùng thay đổi tài nguyên nước mặt do thay đổi sử dụng đất cho lưu vực sông Srêpôk
TẠP CHÍ KHOA HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Số 7 - Tháng 9/2018 27 1. Mở đầu Thay đổi sử dụng đất có thể dẫn đến sự thay đổi chu trình thủy văn và có tác động lớn đến tài nguyên nước. Trong những năm gần đây, nghiên cứu về các tác động của thay đổi sử dụng đất lên tài nguyên nước đã thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu trên thế giới. Trong các nghiên cứu này, các mô hình thủy văn thường được kết hợp với các kịch bản sử dụng đất để xem xét các ảnh hưởng có thể có lên dòng chảy trên các lưu vực. Nghiên cứu về ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất lên tài nguyên nước cũng đã thu hút được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu trong nước trong thời gian gần đây. Lưu vực sông Srêpôk nằm ở khoảng 11°45’ - 13°15’ vỹ độ Bắc và 107°15’ - 109° kinh độ Đông, trải dài trên địa bàn các tỉnh Đắk Lắk, Đắk Nông, Gia Lai và Lâm Đồng. Lưu vực sông Srêpôk nằm trên cao nguyên Trung phần Việt Nam và là một Ɵ ểu lưu vực phía Đông của lưu vực Mê Kông. Trong những năm gần đây, 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. Chính vì vậy, vấn đề cấp bách cần đặt ra là cần thiết phải Ɵ ến hành những nghiên cứu đánh giá một cách định lượng, chi Ɵ ết 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 Srêpôk. Để đánh giá tác động của thay đổi sử dụng đất tới dòng chảy mặt trên lưu vực sông Srêpôk báo cáo đã lựa chọn mô hình SWAT. Đây là công cụ mô hình đã được ứng dụng nhiều trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Các kết quả của ng- hiên cứu sẽ cung cấp thông Ɵ n về sự thay đổi dòng chảy trong tương lai dưới tác động của việc thay đổi sử dụng đất và giúp các nhà quản lý hoạch định chính sách quản lý tài nguyên đất và nước của lưu vực sông Srêpôk. 2. Phương pháp nghiên cứu và số liệu sử dụng 2.1. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu này ứng dụng phương pháp GIS Liên hệ tác giả: Nguyễn Văn Đại Email: nguyendai.tv@gmail.com NGHIÊN CỨU PHÂN VÙNG THAY ĐỔI TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT DO THAY ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT CHO LƯU VỰC SÔNG SRÊPÔK Nguyễn Văn Đại, Nguyễn Kim Tuyên, Nguyễn Thị Hằng, Phan Thị Diệu Huyền Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu Ngày nhận bài 1/8/2018; ngày chuyển phản biện 3/8/2018; ngày chấp nhận đăng 25/8/2018 Tóm tắt: Một trong những nguyên nhân chính ảnh hưởng đến sự thay đổi dòng chảy trên lưu vực sông là tác động của thay đổi sử dụng đất. Nghiên cứu này ứng dụng phương pháp GIS kết hợp với mô hình SWAT để đánh giá tác động của thay đổi sử dụng đất năm 2015 và 2020 đến dòng chảy mặt và phân vùng thay đổi tài nguyên nước mặt cho lưu vực sông Srêpôk. Kết quả ơ nh toán cho thấy, sự thay đổi sử dụng đất giữa kịch bản 2020 và 2015 có nhiều biến động, dẫn đến lượng nước mặt trên lưu vực cũng có sự thay đổi trong mùa lũ và mùa kiệt. Trong số 20 vùng tài nguyên nước mặt thì chỉ có 5 vùng có tài nguyên nước mặt tăng, 15 vùng còn lại có tài nguyên nước mặt giảm. Tài nguyên nước mặt trên lưu vực sông Srêpôk tăng mạnh ở khu vực phía Bắc như vùng Khu giữa sông Ya Lôp (KG-YALOP) tăng khoảng 13,88 x 106 m3/năm và vùng thượng nguồn sông Ya Lôp (YALOP) tăng khoảng 6,05 x 106 m3/năm; và tài nguyên nước mặt giảm mạnh ở vùng thượng nguồn sông Ea Krông Nô (TN_KRONGNO) giảm khoảng 102,58 x 106 m3/năm và vùng sông Ia Hléo (IAHLEO) giảm khoảng 65,26 x 106 m3/năm. Từ khóa: Thay đổi sử dụng đất, tài nguyên nước mặt, mô hình SWAT, GIS, phân vùng, lưu vực sông Srêpôk. 28 TẠP CHÍ KHOA HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Số 7 - Tháng 9/2018 kết hợp với mô hình SWAT để đánh giá tác động của thay đổi sử dụng đất theo các kịch bản đến dòng chảy mặt và phân vùng thay đổi tài nguyên nước mặt cho lưu vực sông Srêpôk. Hình 1. Sơ đồ nội dung phương pháp nghiên cứu 2.2. Số liệu sử dụng - Số liệu khí tượng thủy văn theo ngày đến năm 2015 gồm: Tmax, Tmin, độ ẩm, tố độ gió, số giờ nắng, bốc hơi, mưa tại tại 17 trạm đo mưa và 9 trạm khí tượng phân bố trên cũng như bao quanh lưu vực sông Srêpôk. - Bản đồ địa hình DEM 30x30 m. - Bản đồ đất (thổ nhưỡng) lưu vực sông Srêpôk. - Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2005, 2010, 2015 và quy hoạch sử dụng đất năm 2020 của các tỉnh Đắk Lắk, Đắk Nông, Gia Lai và Lâm Đồng. - Bản đồ hiện trạng và quy hoạch tài nguyên nước của các tỉnh Đắk Lắk, Đắk Nông, Gia Lai và Lâm Đồng. 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định Việc hiệu chỉnh bộ thông số mô hình SWAT cho lưu vực sông Srêpôk được thực hiện với số liệu khí tượng thủy văn giai đoạn 2005-2009 và số liệu sử dụng đất năm 2005, với giả thiết sử dụng đất trong giai đoạn 2005-2009 không thay đổi so với năm 2005. Việc kiểm định bộ thông số mô hình SWAT được thực hiện với số liệu khí tượng thủy văn giai đoạn 2010-2014 và số liệu sử dụng đất năm 2010, với giả thiết tương tự. Số liệu lưu lượng nước thực đo tại 5 trạm thủy văn Bản Đôn, Krông Buk, Cầu 14, Giang Sơn và Đức Xuyên trên lưu vực sông Srêpôk được sử dụng để đánh giá kết quả hiệu chỉnh và kiểm định bộ thông số mô hình. Kết quả so sánh lưu lượng thực đo và ơ nh toán tại các trạm Bản Đôn, Krông Buk, Cầu 14, Giang Sơn và Đức Xuyên trong giai đoạn hiệu chỉnh 2005-2009 được thể hiện trên Hình 2. Bộ thông số mô hình SWAT được lựa chọn cho lưu vực sông Srêpôk sau khi hiệu chỉnh được đưa trong Bảng 1. Bảng 1. Bộ thông số của mô hình SWAT cho lưu vực sông Srêpôk sau khi hiệu chỉnh Thông số Mô tả Giá trị hiệu chỉnh Nhỏ nhất Tối ưu Lớn nhất CN2 Chỉ số CN ứng với điều kiện ẩm II 35 85,394 98 OV_N Hệ số nhám Manning cho dòng chảy mặt 0,01 0,22795 30 ALPHA_BF Hệ số triết giảm dòng chảy ngầm 0 0,563 1 GW_DELAY Thời gian trữ nước tầng nước ngầm 0 37,14 500 CH_N1 Hệ số nhám kênh dẫn (mm/giờ) 0,01 0,4319 30 TẠP CHÍ KHOA HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Số 7 - Tháng 9/2018 29 Kết quả so sánh lưu lượng thực đo và ơ nh toán tại các trạm Bản Đôn, Krông Buk, Cầu 14, Giang Sơn và Đức Xuyên trong giai đoạn kiểm định 2010-2015 được thể hiện trên Hình 3. Hình 2. Lưu lượng ơ nh toán và thực đo tại một số trạm trên lưu vực sông Srêpôk giai đoạn hiệu chỉnh 2005-2009 Kết quả đánh giá việc hiệu chỉnh và kiểm định bộ thông số mô hình SWAT cho lưu vực sông Srêpôk bằng chỉ số NASH được trình bày trong Bảng 2. (2-a) (2-d) (2-b) (2-e) (2-c) 30 TẠP CHÍ KHOA HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Số 7 - Tháng 9/2018 Hình 3. Lưu lượng ơ nh toán và thực đo tại một số trạm trên lưu vực sông Srêpôk giai đoạn kiểm định 2010-2015 (3-a) (3-d) (3-b) (3-c) (3-e) TẠP CHÍ KHOA HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Số 7 - Tháng 9/2018 31 Qua kết quả từ Bảng 2 và Hình 2, Hình 3, có thể thấy đường quá trình lưu lượng ơ nh toán và thực đo tại trạm Bản Đôn, Krông Buk, Cầu 14, Giang Sơn, Đức Xuyên khá phù hợp. Chỉ số NASH tại những trạm này vào khoảng 0,79-0,9, sai số lệch đỉnh của các trạm này cũng đảm bảo Ɵ êu chuẩn cho phép. Như vậy, quá trình hiệu chỉnh, kiểm định mô hình SWAT cho lưu vực sông Srêpôk đưa ra kết quả tương đối phù hợp. Vậy, bộ thông số của mô hình SWAT cho lưu vực Bảng 2. Đánh giá kết quả mô phỏng dòng chảy giai đoạn hiệu chỉnh, kiểm định tại một số trạm kiểm tra trên lưu vực sông Srêpôk TT Trạm Sông Hiệu chỉnh (2005-2009) Kiểm định (2010-2015) Sai số đỉnh (%) Chỉ số NASH Sai số đỉnh (%) Chỉ số NASH 1 Bản Đôn Srêpôk 1,08 0,86 1,61 0,79 2 Krông Buk Krông Buk -4,75 0,89 -17,38 0,79 3 Cầu 14 Ea krông 1,85 0,9 5,95 0,87 4 Giang Sơn Krông Ana 6,91 0,86 -4,65 0,82 5 Đức Xuyên Krông Knô -1,79 0,88 4,49 0,84 sông Srêpôk được chấp nhận và được sử dụng để ơ nh toán dòng chảy cho lưu vực sông Srêpôk theo các kịch bản sử dụng đất khác nhau. 3.2. Kết quả ơ nh toán tài nguyên nước mặt theo 2 kịch bản sử dụng đất Kết quả ơ nh toán tài nguyên nước mặt giai đoạn 1981-2015 theo kịch bản hiện trạng sử dụng đất năm 2015 và 2020 cho lưu vực sông Srêpôk được thể hiện trong Bảng 3, Hình 4, Hình 5 Bảng 3. Phân phối lưu lượng, tổng lượng dòng chảy tháng trung bình thời kỳ 1981-2015 trên lưu vực sông Srêpôk theo 2 kịch bản Kịch bản Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 2015 W tbnn (106 m3) 156,0 42,8 50,0 59,4 329,3 576,4 1608,1 2710,6 3216,2 2771,8 1521,7 662,6 Q tbnn (m3/s) 11,6 3,5 3,7 4,6 24,6 44,5 120,1 202,4 248,2 207,0 117,4 49,5 2020 W tbnn (106 m3) 160,8 42,9 45,8 50,9 292,5 535,5 1545,4 2632,6 3157,1 2745,4 1524,1 673,3 Q tbnn (m3/s) 60,02 17,75 17,11 19,63 109,2 206,6 577 982,9 1218 1025 588 251,4 Hình 4. Quá trình thay đổi tổng lượng dòng chảy năm và phân phối tổng lượng dòng chảy trung bình thời kỳ 1981-2015 - Kịch bản 2015 32 TẠP CHÍ KHOA HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Số 7 - Tháng 9/2018 Hình 5. Quá trình thay đổi tổng lượng dòng chảy năm và phân phối tổng lượng dòng chảy trung bình thời kỳ 1981-2015 – Kịch bản 2020 Kết quả ơ nh toán cho kịch bản năm 2015 cho thấy: Dòng chảy trên lưu vực có xu hướng giảm quả các năm. Trong năm, dòng chảy trên toàn lưu vực Srêpôk phân thành 2 mùa rõ rệt: Mùa lũ và mùa cạn. Mùa lũ bắt đầu từ tháng VII và kết thúc vào tháng XI, mùa cạn bắt đầu từ tháng XII và kết thúc vào tháng VI năm sau. Tổng lượng dòng chảy hàng năm là 13,7 tỷ m3. Tổng lượng dòng chảy trong 5 tháng mùa lũ (VII-XI) của lưu vực sông Srêpok chiếm 86,3% tổng lượng dòng chảy năm, tổng lượng dòng chảy mùa kiệt (XII- VI) chiếm 13,2%. Tổng lượng dòng chảy 3 tháng kiệt nhất (các tháng II, III, IV) chiếm 14% tổng lượng dòng chảy cả năm. Tháng IX dòng chảy đạt cực đại nhất, chiếm 23,5% tổng lượng dòng chảy năm, dòng chảy nhỏ nhất thường xảy ra vào tháng II và tháng III. Đối với kịch bản quy hoạch 2020, mùa lũ cũng bắt đầu từ tháng VII và kết thúc vào tháng XI, mùa cạn bắt đầu từ tháng XII và kết thúc vào tháng VI năm sau. Tổng lượng dòng chảy trong 5 tháng mùa lũ (VII-XI) của lưu vực sông Srêpôk đạt 11.605,4 triệu m3 chiếm 86,56% tổng lượng dòng chảy năm, tổng lượng dòng chảy mùa kiệt (XII-VI) đạt 1.802 triệu m3 chiếm 13,44% tổng lượng dòng chảy năm, tổng lượng dòng chảy 3 tháng kiệt nhất (các tháng II, III, IV) đạt 140,07 triệu m3 chiếm 1,04% tổng lượng dòng chảy cả năm. Tháng IX là tháng dòng chảy đạt cực đại nhất đạt 3158,12 triệu m3 chiếm 23,55% tổng lượng dòng chảy năm, dòng chảy nhỏ nhất thường xảy ra vào tháng II đạt 43,38 triệu m3 chỉ chiếm 0,32% tổng lượng dòng chảy năm. 3.3. Đánh giá tác động của thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước mặt Các loại hình sử dụng đất qua hai kịch bản 2010 và 2015 có nhiều biến động. So với kịch bản 2015, ở kịch bản 2020, diện ơ ch đất nông nghiệp tăng 1,38%, trong đó thì diện ơ ch trồng cây lâu năm và trồng cây hàng năm giảm lần lượt là 2,09% và 3,24%, ngược lại, đất lâm nghiệp tăng 6,71%. Theo quy hoạch đến năm 2020, diện ơ ch các nhóm đất tăng bao gồm đất phi nông nghiệp (0,06%) và đất sông suối và mặt nước chuyên dùng (0,55%). Ngược lại, diện ơ ch đất ở và đất chưa sử dụng giảm lần lượt là 1,3% và 0,69%. Điều này dẫn đến lượng nước mặt trên lưu vực cũng có sự thay đổi trong mùa lũ và mùa kiệt. Dựa vào Hình 6 có thể nhận thấy diễn biến lưu lượng nước trên lưu vực ở hai kịch bản khá tương đồng nhau, mặc dù có những năm lưu lượng nước có sự chênh lệch nhau giữa hai kịch bản. Vào mùa lũ, lượng nước ở kịch bản quy hoạch 2020 giảm so với kịch bản 2015. Nguyên nhân là do ở kịch bản 2020, diện ơ ch đất sử dụng cho nông nghiệp trong đó có diện ơ ch đất lâm nghiệp tăng mạnh dẫn đến khả năng giữ nước nước trong mùa lũ sẽ tăng, làm giảm dòng chảy mặt. Bên cạnh đó, trong mùa kiệt, lượng nước trên lưu vực ở kịch bản 2020 so với 2015 không có sự chênh lệch quá lớn. Theo Hình 7 có thể thấy rằng, tổng lượng nước trên lưu vực ở năm quy hoạch 2020 so với năm 2015 tăng từ các tháng I- II, tháng XI-XII và giảm từ tháng III đến tháng X. Trong mùa lũ, từ tháng VII- tháng XI lượng nước giảm ở hầu hết các tháng và TẠP CHÍ KHOA HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Số 7 - Tháng 9/2018 33 Bảng 4. Sự thay đổi về diện ơ ch các loại hình sử dụng đất tại các năm 2015 và 2020 TT Các kiểu sử dụng đất 2015 Diện ơ ch (ha) % 2020 Diện ơ ch (ha) % Tăng/ giảm (%) 1 Đất nông nghiệp 1.606.750 87,56 1.632.131 88,95 1,38 Trồng cây hàng năm 293.876 16,02 255.578 13,93 -2,09 Trồng cây lâu năm 563.393 30,70 503.905 27,46 -3,24 Đất lâm nghiệp (đất rừng) 749.482 40,84 872.647 47,56 6,71 2 Đất phi nông nghiệp 25.477 1,39 26.496 1,44 0,06 3 Đất ở 124.201 6,77 100.336 5,47 -1,30 4 Đất chưa sử dụng 51.912 2,83 39.342 2,14 -0,69 5 Ðất sông suối và mặt nước chuyên dùng 26.628 1,45 36.664 2,00 0,55 Tổng cộng 1.834.969 100 1.834.969 100 Hình 6. Diễn biến và phân phối tổng lượng nước trên lưu vực sông Srêpôk thời kỳ 1981-2015 theo kịch bản hiện trạng sử dụng đất 2015 và 2020 chỉ tăng vào tháng cuối mùa lũ là tháng XI. Trong mùa kiệt từ tháng XII đến tháng VI, lượng nước tăng ở 3 tháng đầu và giảm trong các tháng còn lại. Nghiên cứu cũng đã xây dựng các phương trình hồi quy đa biến thể hiện mối quan hệ giữa sự thay đổi tài nguyên nước mặt của từng tháng và cả năm với sự thay đổi của các nhóm sử dụng đất năm 2020 so với 2015. Theo kết quả xác định hệ số của các biến thay đổi sử dụng đất năm 2020 so với 2015 đối với sự thay đổi tài nguyên nước mặt cho từng tháng và năm trung bình thời kỳ 1981-2015 trên lưu vực Srêpôk, nhóm sử dụng Hình 7. Thay đổi dòng chảy tháng tại cửa ra lưu vực sông Srêpôk trung bình thời kỳ 1981-2015 do thay đổi SDĐ năm 2015 và 2020 34 TẠP CHÍ KHOA HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Số 7 - Tháng 9/2018 đất trồng cây hàng năm có quan hệ đồng biến với sự thay đổi tài nguyên nước mặt trong các tháng từ tháng III đến tháng X và quan hệ nghịch biến từ tháng XI đến tháng II năm sau. Nhóm sử dụng đất lâm nghiệp (đất rừng) có quan hệ nghịch biến từ tháng III đến tháng X và quan hệ đồng biến từ tháng XI đến tháng II năm sau. Nhóm sử dụng đất trồng cây lâu năm có quan hệ đồng biến từ tháng III đến tháng XI và nghịch biến từ tháng XII đến tháng II năm sau. Nhóm đất phi nông nghiệp có quan hệ đồng biến từ tháng II đến tháng VI và quan hệ nghịch biến từ tháng VII đến tháng I năm sau. Nhóm đất ở có quan hệ đồng biến từ tháng III đến tháng VIII và quan hệ nghịch biến từ tháng IX đến tháng II năm sau. Nhóm đất chưa sử dụng có quan hệ đồng biến trong tháng II đến tháng IX và quan hệ nghịch biến trong các tháng còn lại. Nhóm đất sông suối và mặt nước chuyên dùng có quan hệ đồng biến từ tháng V đến tháng XI và quan hệ nghịch biến từ tháng XII đến tháng IV năm sau. Sự thay đổi diện ơ ch các nhóm sử dụng đất giữa năm 2020 so với 2015 trên lưu vực sông Srêpôk có quan hệ tương đối chặt chẽ với sự thay đổi tài nguyên nước mặt trên lưu vực với hệ số tương quan đạt từ 0,60 đến 0,93. 3.4. Kết quả phân vùng thay đổi tài nguyên nước mặt Trên cơ sở kết quả ơ nh toán sự thay đổi tài nguyên nước mặt ứng với sự thay đổi sử dụng đất năm 2020 so với năm 2015 của các vùng tài nguyên nước mặt trên lưu vực sông Srêpôk, bài báo đã sử dụng phương pháp GIS và chồng xếp bản đồ để xây dựng bản đồ phân vùng thay đổi tài nguyên nước mặt lưu vực sông Srêpôk do thay đổi sử dụng đất năm 2020 so với năm 2015. Kết quả xây dựng bản đồ phân vùng thay đổi tài nguyên nước mặt lưu vực sông Srêpôk do thay đổi sử dụng đất năm 2020 so với năm 2015 được thể hiện trên Hình 8. Theo kết quả ơ nh toán ở Bảng 5 và Hình 8 với sự thay đổi sử dụng đất quy hoạch năm 2020 so với hiện trạng năm 2015, tài nguyên nước mặt hầu hết giảm trên lưu vực sông Srêpôk. Trong số 20 vùng tài nguyên nước mặt chỉ có 5 vùng có tài nguyên nước mặt tăng do thay đổi sử dụng đất và chỉ có 1 vùng tăng mạnh, 15 vùng còn lại có tài nguyên nước mặt giảm với nhiều vùng giảm mạnh. Do sự thay đổi sử dụng đất, tài nguyên nước mặt trên lưu vực sông Srêpôk tăng mạnh ở khu vực phía Bắc của lưu vực sông như vùng khu giữa sông Ya Lôp (KG-YALOP) tăng khoảng 13,88 x 106 m3/năm và vùng thượng nguồn sông Ya Lôp (YALOP) tăng khoảng 6,05 x 106 m3/năm; và tài nguyên nước mặt giảm mạnh ở vùng thượng nguồn sông Ea Krông Nô (TN_KRONGNO) giảm khoảng 102,58 x 106 m3/năm và vùng Sông Ia Hléo (IAHLEO) giảm khoảng 65,26 x 106 m3/năm. 4. Kết luận Bài báo đã sử dụng mô hình SWAT để ơ nh toán tài nguyên nước mặt cho lưu vực sông Srêpôk theo 2 kịch bản sử dụng đất 2015 và 2020. Kết quả ơ nh toán cho thấy, SWAT các loại hình sử dụng đất qua hai kịch bản 2015 và 2020 có nhiều biến động, dẫn đến lượng nước mặt trên lưu vực cũng có sự thay đổi trong mùa lũ và mùa kiệt. Vào mùa lũ, lượng nước ở kịch bản quy hoạch 2020 giảm so với kịch bản 2015, do diện ơ ch đất lâm nghiệp tăng mạnh ở kịch bản 2020 dẫn đến khả năng giữ nước trong mùa lũ sẽ tăng, làm giảm dòng chảy mặt. Sự thay đổi diện ơ ch các nhóm sử dụng đất giữa năm 2020 so với 2015 trên lưu vực sông Srêpôk có quan hệ tương đối chặt chẽ với sự thay đổi tài nguyên nước mặt trên lưu vực với hệ số tương quan đạt từ 0,60 đến 0,93. Trong số 20 vùng tài nguyên nước mặt thì chỉ có 5 vùng có tài nguyên nước mặt tăng, 15 vùng còn lại có tài nguyên nước mặt giảm. Tài nguyên nước mặt trên lưu vực sông Srêpôk tăng mạnh ở khu vực phía Bắc như vùng khu giữa sông Ya Lôp (KG-YALOP) tăng khoảng 13,88 x 106 m3/năm và vùng thượng nguồn sông Ya Lôp (YALOP) tăng khoảng 6,05 x 106 m3/năm; và tài nguyên nước mặt giảm mạnh ở vùng thượng nguồn sông Ea Krông Nô (TN_KRONGNO) giảm khoảng 102,58 x 106 m3/năm và vùng sông Ia Hléo (IAHLEO) giảm khoảng 65,26 x 106 m3/năm. Lời cám ơn: Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ cấp Bộ “Nghiên cứu đánh giá tác động của thay đổi sử dụng đất đến tài nguyên nước lưu vực sông Sê San - Srêpôk” đã hỗ trợ để thực hiện bài báo này. TẠP CHÍ KHOA HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Số 7 - Tháng 9/2018 35 Hình 8. Bản đồ phân vùng thay đổi tài nguyên nước mặt lưu vực sông Srêpôk do thay đổi sử dụng đất năm 2020 so với năm 2015 36 TẠP CHÍ KHOA HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Số 7 - Tháng 9/2018 Bảng 5. Thay đổi tổng lư ợng nư ớc trung bình nhiều năm (10 6 m 3) của 20 vùng trên lư u vự c sông Srêpôk ứ ng với kịch bản thay đổi sử dụng đất năm 2020 so với năm 2015 TT Vùng I II III IV V V I V II V III IX X XI XII N ăm 1 Thư ợ ng nguồn sông Ea Krông N ô 1,544 0,426 -0,478 -0,608 -7,865 -10,74 -21,39 -29,02 -22,93 -12,84 -1,357 2,672 -102,6 2 Sông Ea Krông N ô D a 0,038 0,044 -0,005 -0,156 -0,366 -0,399 -0,162 -0,059 -0,264 -0,281 -0,306 -0,100 -2,017 3 Khu giữ a 1 sông Ea Krông N ô 0,954 0,037 -1,047 -2,149 -7,607 -8,295 -12,2 -12,4 -7,588 -1,932 2,177 2,645 -47,5 4 Thư ợ ng nguồn sông Ea Krông A N a -0,062 -0,016 -0,018 -0,060 -0,121 -0,017 0,414 0,229 0,019 -0,141 -0,165 -0,155 -0,093 5 Sông Ea Krông Pach 0,381 0,090 -0,097 -0,023 -1,896 -2,765 -6,431 -8,784 -6,763 -3,429 -0,219 0,666 -29,3 6 Sông Ea Krông Bông 0,330 0,076 -0,059 -0,058 -1,092 -1,733 -4,806 -6,038 -4,042 -1,441 0,407 0,843 -17,6 7 Khu giữ a 1 sông Ea Krông A N a 0,073 0,008 -0,036 -0,013 -0,507 -0,715 -1,404 -2,112 -1,738 -1,106 -0,192 0,099 -7,643 8 Sông Ea Puôr 0,091 -0,007 -0,154 -0,425 -0,962 -0,596 0,617 0,899 0,681 0,587 0,440 0,304 1,475 9 Khu giữ a 2 sông Ea Krông A N a -0,268 -0,035 -0,065 -0,066 -0,917 -1,201 -1,785 -3,351 -4,034 -3,188 -1,858 -0,966 -17,7 10 Sông Đ ak Sour -0,161 0,005 0,216 0,602 0,808 0,122 -1,378 -3,229 -3,077 -2,562 -1,333 -0,656 -10,6 11 Khu giữ a 2 sông Ea Krông N ô -0,054 0,039 0,195 0,520 0,701 0,151 -1,020 -2,793 -2,836 -2,324 -1,061 -0,416 -8,899 12 Khu giữ a 3 sông Ea Krông N ô 0,077 -0,016 -0,053 -0,054 -0,592 -0,685 -0,735 -1,362 -1,337 -0,813 -0,094 0,146 -5,516 13 Sông Đ ak Kling 0,200 0,009 -0,164 -0,406 -1,054 -0,877 -0,904 -0,561 -0,087 0,465 0,687 0,576 -2,116 14 Sông Đ ak Kên và Đ ak Klau 0,109 0,017 -0,027 -0,022 -0,234 -0,443 -1,300 -1,381 -0,630 -0,191 0,243 0,289 -3,570 15 Khu giữ a 4 sông Ea Krông N ô 0,000 -0,004 0,007 0,001 0,009 0,010 0,029 -0,126 0,105 0,062 -0,004 -0,018 0,071 16 Sông Prec Đ ác D ăm 0,038 0,015 -0,008 -0,016 -0,233 -0,305 -0,536 -0,820 -0,710 -0,456 -0,100 0,040 -3,092 17 Sông Prec D rang 0,270 -0,007 -0,383 -0,982 -2,242 -1,485 0,316 2,106 2,280 2,384 1,660 1,049 4,967 18 Thư ợ ng nguồn sông Ya Lôp -0,416 -0,106 0,071 0,025 1,759 1,744 0,393 1,616 1,771 0,943 -0,758 -0,988 6,052 19 Sông Ia H léo 2,532 0,173 -2,108 -4,784 -16,00 -14,75 -14,51 -16,03 -10,39 -1,633 5,752 6,486 -65,26 20 Khu giữ a sông Ya Lôp -0,841 -0,168 0,066 0,109 1,644 2,072 4,146 5,334 3,448 1,096 -1,345 -1,682 13,88 TẠP CHÍ KHOA HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Số 7 - Tháng 9/2018 37 Tài liệu tham khảo 1. SWAT (2009), Soil and Water Assessment Tool - User Guide. 2. Nguyễn Ý Như, Nguyễn Thanh Sơn (2009), “Ứng dụng mô hình SWAT khảo sát ảnh hưởng của các kịch bản sử dụng đất đối với dòng chảy lưu vực sông Bến Hải”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên & Công nghệ T.25 Số 3S (2009) 492-498. 3. Nguyễn Thị Hồng và nnk (2014), “Ứng dụng GIS và mô hình SWAT đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến lưu lượng dòng chảy lưu vực sông Sê San”. 4. Trần Việt Bách (2017), “Ứng dụng mô hình SWAT để ơ nh toán lưu lượng dòng chảy và bùn cát trên lưu vực sông Cầu”, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật thủy lợi và Môi trường - số 56 (3/2017). RESEARCH OF ZONING SURFACE WATER RESOURCE CHANGE CAUSED BY LAND ͳ USE CHANGE IN SREPOK RIVER BASIN Nguyen Van Dai, Nguyen Kim Tuyen, Nguyen Thi Hang, Phan Thi Dieu Huyen Viet Nam InsiƟ tute of Meteorology, Hydrology and Climate Change Received: 1/8/2018; Accepted 25/8/2018 Abstract: One of the main reasons of the change in river basin fl ows is the impact of land - use change. This study used GIS and SWAT models to assess the impact of landuse change in 2015 and 2020 on surface fl ows and zoning surface water resources change in Srepok river basin. Result shows that the landuse change in 2020 and 2015 scenarios have many fl uctuaƟ ons, leading to the change of water fl ows in fl ood and drought seasons. In fl ood seasons, water fl ow in the 2020 planning scenario is lower than that of the 2015 scenario due to an increase of forestry land area. Out of 20 surface water resources areas, only 5 will have increasing surface water resources, while the remaining 15 are on a falling trend. Surface water resource in Srepok basin increases signifi cantly in the North such as the center of Ya Lop river (KG-YALOP) increases approximately 13.88 x 106 m3/year and the upper of Ya Lop river increases approximately 6.05 x 106 m3/year, while surface water decreases signifi cantly in the upper of Ea Krong No (TN_KRONGNO) by approximately 102,58 x 106 m3/year, and in Ia Hleo river by approximately 65.26 x 106 m3/year. Keywords: Land use change, surface water resources, SWAT model, GIS, zoning, Srepok river basin.
File đính kèm:
- nghien_cuu_phan_vung_thay_doi_tai_nguyen_nuoc_mat_do_thay_do.pdf