Luận án Nghiên cứu tác động của biến đổi sử dụng đất đến quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên nước lưu vực sông Công

Nội dung tài liệu: Luận án Nghiên cứu tác động của biến đổi sử dụng đất đến quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên nước lưu vực sông Công

1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI VIỆN TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG -------------------- NGUYỄN VĂN HIỂU NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN QUẢN LÝ VÀ SỬ DỤNG BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG CÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI - NĂM 2019
2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI VIỆN TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG -------------------- NGUYỄN VĂN HIỂU NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN QUẢN LÝ VÀ SỬ DỤNG BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG CÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG CHUYÊN NGÀNH: MÔI TRƯỜNG TRONG PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG MÃ SỐ: CHUYÊN NGÀNH ĐÀO TẠO THÍ ĐIỂM NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. TS. Võ Thanh Sơn 2. PGS.TS. Phạm Văn Cự HÀ NỘI - NĂM 2019
3. LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện luận án tại cơ sở đào tạo Viện Tài nguyên và Môi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội, Nghiên cứu sinh (NCS) xin được gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc của mình tới hai thầy hướng dẫn, TS. Võ Thanh Sơn và PGS.TS. Phạm Văn Cự đã tận tình chỉ bảo và định hướng giúp NCS có được những kết quả nghiên cứu để hoàn thành luận án. NCS xin được bày tỏ lòng cảm ơn đến lãnh đạo cơ sở đào tạo là Viện Tài nguyên và Môi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội đã quan tâm, tạo điều kiện để NCS hoàn tất các chương trình học tập cũng như các thủ tục trong quá trình thực hiện luận án. NCS xin được bày tỏ lòng cảm ơn đến Trường Đại học Nông lâm, Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian cho NCS trong suốt thời gian làm luận án. NCS cũng xin gửi lời cảm ơn đến Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên đã cung cấp cho NCS các số liệu và thông tin phục vụ luận án. Trong quá trình thực hiện luận án, NCS xin được gửi lời cảm ơn tới bạn bè, đồng nghiệp đã luôn động viên, giúp đỡ và có nhiều ý kiến đóng góp quý báu cho luận án. Đặc biệt, NCS xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân suốt thời gian qua đã luôn quan tâm, hỗ trợ, tạo điều kiện tốt nhất để NCS có nhiều thời gian tập trung hoàn thành luận án. Nghiên cứu sinh Nguyễn Văn Hiểu i
4. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các số liệu và kết quả đề cập trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong công trình nghiên cứu của người khác. Tác giả luận án Nguyễn Văn Hiểu ii
5. MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... i LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................ viii DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................... x DANH MỤC CÁC HÌNH ...................................................................................... xi MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................ 1 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án.................................................................................. 2 3. Câu hỏi nghiên cứu và luận điểm bảo vệ ..................................................................... 2 3.1. Câu hỏi nghiên cứu ............................................................................................. 2 3.2. Luận điểm bảo vệ ................................................................................................ 3 4. Các đóng góp mới của luận án ..................................................................................... 3 5. Giá trị khoa học và thực tiễn của luận án ..................................................................... 3 5.1. Giá trị khoa học ................................................................................................... 3 5.2. Giá trị thực tiễn .................................................................................................... 4 6. Kết cấu của luận án ....................................................................................................... 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................... 6 1.1. Một số khái niệm có liên quan đến sử dụng đất và tài nguyên nước ..................... 6 1.1.1. Các khái niệm và thuật ngữ có liên quan đến sử dụng đất ............................ 6 1.1.2. Các khái niệm và thuật ngữ có liên quan đến tài nguyên nước .................... 7 1.1.3. Các khái niệm về quản lý tài nguyên nước .................................................... 9 1.1.3.1. Quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên nước ............................ 9 1.1.3.2. Quản lý tổng hợp tài nguyên nước .............................................. 10 1.1.3.3. Quản lý tổng hợp lưu vực sông .................................................... 11 1.2. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu .......................................................................... 12 1.2.1. Các nghiên cứu về sử dụng đất và biến đổi sử dụng đất ............................. 12 1.2.1.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài ...................................................... 12 iii
6. 1.2.1.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam ......................................................... 16 1.2.2. Các nghiên cứu về sử dụng đất có liên quan đến nhu cầu nước ................. 18 1.2.2.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài ........................................................ 18 1.2.2.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam ........................................................... 24 1.2.3. Các nghiên cứu về sử dụng đất liên quan tới tải lượng môi trường nước .. 26 1.2.3.1. Các nghiên cứu trên thế giới ......................................................... 26 1.2.3.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam ........................................................... 29 1.2.4. Tổng quan về quản lý tổng hợp tài nguyên nước ở lưu vực sông và công cụ quản lý ........................................................................................................... 32 1.2.4.1. Các nghiên cứu trên thế giới ......................................................... 34 1.2.4.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam ........................................................... 36 1.2.5. Một số công trình nghiên cứu đã thực hiện trên lưu vực sông Công. ......... 38 1.3. Kết luận chương 1 .................................................................................................... 39 CHƯƠNG 2: ĐỊA ĐIỂM, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................................... 40 2.1. Địa điểm, đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................................... 40 2.1.1. Khái quát chung về địa điểm nghiên cứu ..................................................... 40 2.1.2. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................... 44 2.1.3. Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 44 2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................ 45 2.3. Cách tiếp cận nghiên cứu. ........................................................................................ 46 2.3.1. Tiếp cận phát triển bền vững ......................................................................... 46 2.3.2. Tiếp cận hệ thống ........................................................................................... 46 2.3.3. Tiếp cận liên ngành ........................................................................................ 47 2.3.4. Khung nghiên cứu .......................................................................................... 47 2.4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 49 2.4.1. Phương pháp thu thập dữ liệu ....................................................................... 49 2.4.1.1.Kế thừa dữ liệu ................................................................................ 49 2.4.1.2. Khảo sát thực địa. ........................................................................... 50 iv
7. 2.4.2. Phương pháp hệ thống thông tin địa lý (GIS) .............................................. 51 2.4.2.1. Xác định ranh giới lưu vực sông Công ......................................... 51 2.4.2.2. Phân tích không gian đánh giá biến đổi sử dụng đất................... 51 2.4.2.3. Trình bày bản đồ nhu cầu nước và tải lượng ô nhiễm. ................ 54 2.4.3. Phương pháp tính nhu cầu sử dụng nước ..................................................... 55 2.4.4. Phương pháp tính tải lượng ô nhiễm môi trường ......................................... 57 2.4.5. Phương pháp thống kê. .................................................................................. 60 2.4.6. Phương pháp xây dựng hệ thống thông tin quản lý tài nguyên đất và nước của lưu vực sông Công. ................................................................................ 60 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................... 61 3.1. Đánh giá thực trạng biến đổi sử dụng đất trên lưu vực sông Công....................... 62 3.1.1. Hiện trạng và phân loại hệ thống sử dụng đất .............................................. 62 3.1.2. Thực trạng biến đổi sử dụng đất theo các nhóm .......................................... 63 3.1.2.1. Thực trạng biến đổi sử dụng đất trồng lúa ................................... 66 3.1.2.2. Thực trạng biến đổi sử dụng đất trồng cây hàng năm khác ........ 68 3.1.2.3. Thực trạng biến đổi sử dụng đất trồng cây lâu năm .................... 70 3.1.2.4. Thực trạng biến đổi sử dụng đất ở ................................................ 72 3.1.2.5. Thực trạng biến đổi sử dụng đất dịch vụ, công cộng ................... 74 3.1.2.6. Thực trạng biến đổi sử dụng đất sản xuất công nghiệp ............... 76 3.1.3. Đặc điểm và xu thế biến đổi các loại hình sử dụng đất ............................... 78 3.2. Đánh giá tác động của biến đổi sử dụng đất đến nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực sông Công. ........................................................................................................ 79 3.2.1. Mối quan hệ giữa loại hình sử dụng đất và nhu cầu sử dụng nước. ........... 79 3.2.2. Đánh giá nhu cầu sử dụng nước theo các loại hình sử dụng đất. ................ 80 3.2.2.1. Nhu cầu sử dụng nước cho đất trồng lúa. ..................................... 80 3.2.2.2. Nhu cầu sử dụng nước cho đất trồng cây hàng năm khác. .......... 82 3.2.2.3. Nhu cầu sử dụng nước cho đất trồng cây lâu năm ....................... 83 3.2.2.4. Nhu cầu sử dụng nước cho đất ở ................................................... 85 3.2.2.5. Nhu cầu sử dụng nước cho đất dịch vụ, công cộng ...................... 88 v
8. 3.2.2.6. Nhu cầu sử dụng nước cho đất sản xuất công nghiệp.................. 90 3.2.3. Đặc điểm và xu thế thay đổi nhu cầu sử dụng nước. ................................... 92 3.3. Đánh giá tác động của biến đổi sử dụng đất đến tải lượng ô nhiễm môi trường nước trên lưu vực sông Công .................................................................................. 93 3.3.1. Loại hình sử dụng đất và tải lượng môi trường ............................................ 93 3.3.2. Đánh giá tải lượng ô nhiễm trên các loại hình sử dụng đất ......................... 94 3.3.2.1. Tải lượng ô nhiễm trên đất trồng lúa ............................................ 94 3.3.2.2.Tải lượng ô nhiễm trên đất trồng cây hàng năm khác .................. 95 3.3.2.3. Tải lượng ô nhiễm trên đất trồng cây lâu năm ............................. 97 3.3.2.4. Tải lượng ô nhiễm trên đất ở ......................................................... 99 3.3.2.5. Tải lượng ô nhiễm trên đất dịch vụ, công cộng .......................... 101 3.3.2.6. Tải lượng ô nhiễm trên đất sản xuất công nghiệp ...................... 103 3.3.3. Đặc điểm và xu thế thay đổi tải lượng môi trường trên lưu vực ............... 104 3.4. Đánh giá thực trạng quản lý tài nguyên nước ở lưu vực sông Công .................. 107 3.4.1. Thực trạng tài nguyên nước lưu vực sông Công ........................................ 107 3.4.1.1. Thực trạng số lượng nước ............................................................ 107 3.4.1.2. Thực trạng môi trường nước ....................................................... 108 3.4.2. Các công cụ quản lý tài nguyên nước ở lưu vực sông Công. .................... 109 3.4.2.1. Công cụ thể chế ............................................................................ 110 3.4.2.2. Công cụ kinh tế ............................................................................. 113 3.4.2.3. Công cụ kỹ thuật ........................................................................... 113 3.4.3. Thách thức trong quản lý tài nguyên nước trên lưu vực sông Công ........ 115 3.4.3.1 Phân bổ sử dụng nước ................................................................... 115 3.4.3.2. Đảm bảo chất lượng môi trường nước ........................................ 116 3.4.3.3. Tổ chức thực hiện ......................................................................... 116 3.5. Đề xuất công cụ quản lý tổng hợp tài nguyên đất và nước lưu vực sông Công 117 3.5.1. Hệ thống cơ sở dữ liệu quản lý tổng hợp tài nguyên đất và nước............. 118 3.5.2. Hệ thống phần mềm quản lý tổng hợp tài nguyên đất và nước ................ 120 vi
9. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................ 128 1. Kết luận ...................................................................................................................... 128 2. Kiến nghị .................................................................................................................... 129 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ........................ 130 LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ........................................................................... 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 131 PHỤ LỤC ............................................................................................................. 152 vii
10. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu BĐSDĐ Biến đổi sử dụng đất BOD Nhu cầu ôxy sinh hóa Bộ NN&PTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Bộ TN&MT Bộ Tài Nguyên và Môi trường CHN Đất trồng cây hàng năm CHXHCN Cộng hòa xã hội chủ nghĩa CLN Đất trồng cây lâu năm COD Nhu cầu ôxy hóa học CSD Nhóm đất chưa sử dụng CSDL Cơ sở dữ liệu DVCC Đất dịch vụ, công cộng GDP Tổng sản phẩm quốc nội GIS Hệ thống thông tin địa lý HNK Đất trồng cây hàng năm khác HTSDĐ Hiện trạng sử dụng đất HTTT Hệ thống thông tin IWRM Quản lý tổng hợp tài nguyên nước KCN/CCN Khu công nghiệp/Cụm công nghiệp LNP Đất lâm nghiệp LUA Đất trồng lúa LVS Lưu vực sông NNP Nhóm đất nông nghiệp NTS Đất nuôi trồng thủy sản ODT Đất ở tại đô thị ONT Đất ở tại nông thôn OTC Nhóm đất ở viii