Tải bản đầy đủ

Xây dựng hệ thống hỗ trợ quyết định không gian trong quản lý bền vững lưu vực sông áp dụng trường hợp lưu vực sông dakbla, tỉnh kon tum, việt nam (tt)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

NGUYỄN THỊ TỊNH ẤU

XÂY DỰNG HỆ HỖ TRỢ QUYẾT ĐỊNH KHÔNG GIAN
TRONG QUẢN LÝ BỀN VỮNG LƯU VỰC SÔNG:
ÁP DỤNG TRƯỜNG HỢP LƯU VỰC SÔNG ĐĂKB’LA,
TỈNH KON TUM, VIỆT NAM

Chuyên ngành: SỬ DỤNG VÀ BẢO VỆ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG

Mã số: 62 85 15 01

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

Tp. Hồ Chí Minh, 2018


Công trình được hoàn thành tại:

VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Địa chỉ: 142 Tô Hiến Thành, Phường 14, Quận 10, TP. HCM
Điện thoại: 028. 38651132 – 028. 38637044

. Fax: 028. 38655670

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. NGUYỄN KIM LỢI
2. TS. NGÔ AN
Phản biện độc lập
1. PGS.TS. HOÀNG MINH TUYỂN
2. PGS.TS. VĂN PHẠM ĐĂNG TRÍ
Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:
Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện họp
tại Viện Môi trường và Tài nguyên ngày … tháng …. năm 2018.
Có thể tìm hiểu Luận án tại:
1. Thư viện Viện Môi trường và Tài nguyên
2. Thư viện Khoa học Tổng hợp TP. HCM


1
MỞ ĐẦU
1. SỰ CẦN THIẾT CỦA LUẬN ÁN
S

V



ũ


L

(LVS) Đắ B’
3 507
í



í
T

2

0,58km/km )

(

ũ
í



2

60


L
í )
(
10 11

D
ỷ ă









V

ũ



ài

LVS Đắ B’




í




ú

N

L

é
;

ù

ă
ứ S

ù


Q





ờ … í

S
P

í

M

Đắ B’





ă

: Vă



-xã
X



ẽ ú

í


2
ú



ờ ù



í



í


í





Đ

e


(SDSS)


-

í








í


ằ ứ
í
Đắ B’
X

N


“Xây dựng hệ hỗ trợ quyết định không gian trong quản lý bền vững lƣu
vực sông: Áp dụng trƣờng hợp lƣu vực sông ĐăkB’la, tỉnh Kon Tum,
Việt Nam”.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
1.1. Mục tiêu chung
X


ằ ỗ
ữ LVS Đắ B’
í
(M
SW T LP P
)
í
í

e
FAO (2007)
IS
1.2. Các mục tiêu cụ thể
M
:



Đ
ă



LVS Đắ B’

ă

2000

2015

Đ
ù

LVS Đắ B’



IS

và mô hình SWAT


X



LVS Đắ B’
í (LP)
( IS)

Q


( P)

Q



3
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
Đố

í
l
h giá

e
sông
í
í
ồ :
í

x

ù

LVS

P

:V


e
LVS

T



o
í


không gian
N

é
3.

ứ .
4. ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN ÁN
Lu

 L


e

í



:







 L




ă
í

nhằm tái phân b
p lý hỗ tr các nhà ra quy
trong vi
í
n nông nghi p b n vững.
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN
5.1 Ý nghĩa khoa học



nh


4
L


e



LVS,




LVS

e
í

ă

ă





í

e

Đồ














5.2 Ý nghĩa thực tiễn

ă ứ vào những dữ li u th
tài nguyên trên LVS ũ
ă
ng có th x
n quy
vững LVS. Ngoài ra, L




c t v tình hình khai thác và s d ng
ứ vào những d báo khoa h c v tác
nh c a mình trong vi c qu n lý b n


c nhà
í
ũ
ă


ú
í
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1 Lƣu vực sông, quản lý bền vững lƣu vực sông và quản lý bền vững
s dụng đất đai
T e L
(LVS)
ù
.
Q




ù



e
Q




, các chính sách nông
í




bao ồ

í


5


; nhiê

ă






;-B
;-

: - Duy trì và nâng
ă

;-Đ

Hệ hỗ trợ ra quyết định không gian trong quản lý lƣu vực sông

(DSS)

1960. DSS
ữ í
ú
ú
ă







IS
ữ í


ú

ù

(SDSS)
DSS
e

ă
í
(
)
í
í
í


SDSS
ĩ

.

SDSS
ĩ
ữ Đ

ũ



ú



Đ
X
h ỗ

Đắ B’
e
í
IS
LP P



1.3 Ảnh hƣởng của thay đổi s dụng đất đai đến dòng chảy và xói mòn
trên lƣu vực sông
Nhi u nghiên cứ

nh vai trò r t to l n c a th m ph trong
v
giữ t, ki
u ti t dòng ch y, h n ch ũ t, cung
c p nguồ
c, ki m soát ch
c…Vi
i th m ph do
1.2


6
ch t phá r ng, quy ho ch
không h
i chứ ă
c

n những h u qu nghiêm tr ng cho c
ồng sống trên
c sông. N

V N
ũ
õ



ú
e




1.4. Mô hình toán tối ƣu trong quản lý tài nguyên
Q


í

í




1.5. Mô tả lƣu vực nghiên cứu
L
Đắ B’

í Đ
Đ
N
T


T
Rẫ
P
Đắ Đ
L D
í
2
3.500km . M


ú ,



15 2
,
ung

ũ é

ù
ũ
í
ù
ù
T N
ù õ
ữ ù
ù
CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƢƠNG PHÁP XÂY
DỰNG KHUNG SDSS
2.1. Cơ sở lý thuyết
N



ồ :
()N

ai ằ
M

IS;
( )N

SW T ằ
,
ù
;


7
( ) N
F O


( )N



í
í


IS

M



í









( )N



e

e

ữ ;

;
ố í

tích

2.2. Phƣơng pháp xây dựng Khung SDSS tại lƣu vực sông ĐăkB’la
2.2.1. Phương pháp tiếp cận

e


LVS Đắ B’
trình bày
2.7.

Hình 2.7

Mô hình 1 (Mô hình đánh giá biến động



Đ


ă

T
e

2000


2015




Đă B’ .
d ng đ t đ i): M
M
IS ằ


ù

các giai
ờ GIS.


8
2020 2025
2 (
2 8)

cho c

2030.

28 M
Mô hình 2 (Mô hình đánh giá ảnh hưởng củ biến động
d ng đ t đ i
đến dòng chảy và b n cát): Ứ
M
ă SW T
ù

Đắ B’

ă

í
ù

Đ




e
2

IS Đ
, các ữ
khác nhau.

3 (Hình 2.9)

Hình 2.9. Mô hìn
ù


9
Mô hình 3 (Mô hình đánh giá thích nghi đ t đ i bền vững)(hình 2.1 ):
T
F O

í
IS
í
í
P- DM



í

LUT
ồ í

ứ Đ


í
ă




ă


ứ …

í
í


e .

2 10 M
í
ữ .
Mô hình 4 (Mô hình tối ưu đ m c tiêu)(hình 2.11): T
3
: Tố

;


10
: Tố



: ố

e



L

16 0

…S

LP

P






hình 5.

2 11 M



êu cho

ữ .

Mô hình 5 (Mô hình bố trí không gi n các phương án
d ng đ t đ i tối
ưu)(hình 2.12): T


e
ố í
í







T
ố í

S LUP [121]
B

í


í

ữ LVS


11

2 12 M

ố í

Mô hình tích hợp :
L
ù



:M
2 13 M

í







ù


12

2 13 T
CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đánh giá sự thay đổi s dụng đất đai giai đoạn 2000-2015 trong lƣu
vực nghiên cứu
3.1.1. Đánh giá ự th y đổi d ng đ t đ i gi i đoạn 2000-2015
B
31 M
2010-2015 (ha)
2015
2010
Đ NN
Đ LN
Đ

Đ CD
Đ
N
Tổng
(2015)
V

Đất
NN
57.830
43.383
5.435
1.771

Đất
trống
5.894
2.174
148.883 25.748
15.124 3.812
347
-

Đất
CD
3.670
1.856
264
1.716
408
621

Nƣớc
mặt
11.127 992
5.534
682
702
174
649
4.878
395
320

Tổng
(2010)
81.685
226.086
25.511
2.364
5.286
3.453

108.419 170.247 31.735

8.533

23.283 2.167

344.385

Đất LN

Đất ở

í






13


ũ

ă

ă
ă 835
(2000)
12 085
(2015);
ă 5 699 ha (2000)
lên 17.178 ha (2015)
ă 850 ha (2000) lên 2.978 ha trong
vòng 15 ă
T


ă 2000
2015
S
S

31
hình 3.1.
B
3.4 S
í
ă
2000, 2005, 2010 và 2015
2010
2015
Tăng/giảm
2000
2005
Các kiểu
SDĐ
DT (ha) % DT (ha) % DT (ha) % DT (ha) % (200-2015)
Đ NN
20.211 5,87 77.305 22,45 81.685 23,72 111.824 32,471 + 91.613
Đ LN
219.343 63,69 14.908 62,40 226.086 65,65 170.653 49,553
- 48.689
Đ

97.448 28,30 42.772 12,42 25.511 7,41 31.933 9,272
- 65.515
Đ CD
835 0,24
3.296 0,96
2.364 0,69
7.389 2,145
+ 6.553
Đ
5.699 1,65
4.652 1,35
5.286 1,53 20.425 5,931 + 14.727
N
850 0,25
1.452 0,42
3.453 1,00
2.161 0,628
+ 1.311

3.1.2. Dự báo biến động d ng đ t đ i dựa trên chuỗi Markov
Đ
2020 2025
2030,
2
ă 2015

2010_2015
35
:
0,71
0.19
0,21
111.824 170.653 31.933 7.389 20.426 2.161 ×
0,00
0,00
0,51

ă

35 P é
2
2020 2025 2030

0,07
0,66
0,59
0,00
0,00
0,10

:

0,03
0,11
0,15
0,00
0,00
0,00

0,04
0,01
0,01
0,73
0.08
0,18

0,14
0,02
0,03
0,27
0,92
0,11

0,01
0,00
0,01
0,00
0,00
0,09


14
B
35 D
2015

í


ă 2010
2020 2025 2030 e

2010-2015

: )
Hệ số biến động 2010_2015
Các kiểu s dụng đất
Dự báo Dự báo
Dự báo
đai
2010
2015
2020
2025
2030
Đ
81.685 111.824 119.825 118.584
112.486
Đ
226.086 170.653 139.596 116.918
99.502
Đ

25.511 31.933 27.183 23.149
19.931
Đ
2.364 7.389 14.081 20.637
26.760
Đ
5.286 20.425 41.410 62.824
83.547
N
3.453 2.161 2.290 2.273
2.160
Tổng cộng
344.385 344.385 344.385
344.385
344.385
3.2. Đánh giá lƣu lƣợng dòng chảy và lƣợng b n cát theo các kịch bản
s dụng đất đai
3.2.1 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
Di n bi n dòng ch y c hai k ch b
ố ồng nh t, k t qu mô
phỏng t i c 2 k ch b n
u th hi n s
ng dòng
ch y khá tốt, m c dù có m t số nh dòng ch
ng th p
t quá giá tr quan trắc. S bi
i dòng ch y t i tr m Kon Tum
nh theo s bi
ng c
t trong
những y u tố quy
n ch
th
ă
Đ c tính chung
c a dòng ch y t i hai k ch b n này là các tháng có dòng ch y l n, nhỏ
ờng trùng v
n, nhỏ.
B
37 Đ

Giá trị

Giai đoạn
L
Hi u ch nh (2001- 2004)
Ki
nh (2005- 208)
L
Hi u ch nh (2001- 2004)
Ki
nh (2005- 208)

NSE
ng dòng ch y
0,85
0,69
ng ù
0,64
0,62

PBIAS
-0,8
3,8
21,8
28,9

3.2.2. Đánh giá diễn biến dòng chảy và b n cát trên lưu vực ông
ĐắkB’l


15
3.2.2.1. Diễn biến lưu lượng dòng chảy trung bình giữa hai kịch bản
S bi
i dòng ch
c hai k ch b
ồng nhau,
m c dù có nhữ
ă
ng dòng ch y có s chênh l ch nhau giữa hai
k ch b n
2
ă
1 N
í
ă

ă
-100

900

400

400

900

-100

Lƣợng mƣa (mm)

Lƣu lƣợng dòng chảy
(m3/s)

1.400

1.400
L

LU2010

Hình 3.12. D

t(tháng)

LU2015



T

e 2

3.2.2.2. Diễn biến b n c t giữa hai kịch bản
20

0
L
200

ồ ắ

15

400

10
600
5

L

800

0

1.000
Sed_LU2010

L

Sed_LU2015

Hình 3.15. D

ù



( e

)
2

B

T
1 N

2
2

ù

ă

í
é
)

(

è

e ứ
í


16


ă

ố e
e

í

é





1.
3.3. ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI ĐẤT ĐAI
3.3.1. Xây dựng bản đồ đơn vị đ t đ i
ă ứ ố



Đă B’ : 1 LUT1 (
ú ); 2 LUT2 (
); 3 LUT3 (
); 4 LUT 4 (
); 5 LUT5 ( ); 6 LUT6 (
);
7 LUT7 (
ă
)
B

ù

243
í
344 385
261 478
ồ :
81 033
180 445
4 239
16 551

54 775
Đ
ă 2020
í
ă
70

khác
3.3.2. Đánh giá thích hợp đ t đ i
ă ứ
í
í
7
í

L
LUR
LUT T
í
í
:
B
3 22 T
í
LUTs
LUT1
LUT2
LUT3
LUT4
LUT5
LUT6
LUT7

S1
S2
454,38 9.892,74
79,62 4.604,60
5.746,90 3.543,11
4.388,15
518,70
- 21.972,00
4.445,83 25.314,03
454,38 16.600,07

S3
Cộng
(%)
5.101,38 15.448,50 4,5
86.973,46 91.657,68 26,6
38.821,64 48.111,65 14,0
105.365,24 110.272,09 32,0
64.568,16 86.540,16 25,1
82.447,69 112.207,55 32,6
83.464,03 100.518,48 29,2

N
328.936,50
252.727,32
296.273,35
234.112,91
257.844,84
232.177,45
243.866,52

(%)
95,5
73,4
86,0
68,0
74,9
67,4
70,8


17

3.3.3. Đánh giá thích nghi đ t đ i bền vững
T
í


í
í
í

7


B
3 30 T
LUTs

S1

S2




P)
í

í
í

í

Cộng

S3

(


(%)

N

(%)

LUT1

-

-

15.448,5

15.448,5

4,5

328.936,5

95,5

LUT2

-

4.684,2

86.973,5

91.657,7

26,6

252.727,3

73,4

LUT3

8.883,3

39.228,3

-

48.111,7

14,0

296.273,4

86,0

LUT4

-

4.906,9

105.365,2

110.272,1

32,0

234.112,9

68,0

LUT5

21.972,0

-

64.568,2

86.540,2

25,1

257.844,8

74,9

LUT6

4.445,8

107.761,7

-

112.207,6

32,6

232.177,5

67,4

LUT7

17.054,5

83.464,0

-

100.518,5

29,2

243.866,5

70,8

3.4. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TỐI ƢU ĐA MỤC TIÊU ĐỂ XÁC ĐỊNH
CƠ CẤU S DỤNG ĐẤT ĐAI SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP.
3.4.1. Phân v ng thích hợp đ t đ i
Đ
ă ứ
IS 10 1

ù
í

í

í
P
6 T
í

: 344 385 ; T
í
N
: 261 478 ;
D
í
: 69 530 ; T
ù
ồ 243
180
í
63
í
ố í
D
í
hình
í


é

:
3.4.2. Xây dựng hàm m c tiêu
M





18

3.4.2.1. Mục tiêu về hiệu quả kinh tế.
-T

Z1



:



→M

3.4.2.2. Mục tiêu về hiệu quả xã hội
- Tố
Z2

: ∑



→ Max

3.4.2.3. Mục tiêu về môi trường.
- Tố
e
Z3

:∑



→ Max

Z4

:∑



→ Min

- Tố
3.4.3. Xác định biến củ hàm m c tiêu
T e
ắ :
í
LUT
í

ồ : LUT1: 22; LUT2: 111; LUT3: 57; LUT4: 51; LUT5: 60; LUT6: 74;
LUT7: 86 T
ố 461
3.4.4. Xác định hệ ràng buộc
3.4.3.1. Ràng buộc về tài nguyên đất
T
T

í

T

í



12.500


3




í

70
6 ∑

í

344.385 ha

::∑

172.457

LUT: ∑

í
40.000 ,
15.000



2
20.000 ,

1.000 ,
15.000

8.500

5
20.000 ,

3.4.4.2. Ràng buộc về yêu cầu ph t triển
ă ứQ
ă 2020

20.000 ,
3.000

1

8.000 ,

4


30.000

70.000 ,

7

ù


19

ú
3.4.4.3. Ràng buộc về lao động nông nghiệp
L

: ∑

T

61
1



83 000
1 ă
7

1

Ư

í

270
270

83.000

3.4.4.4. Ràng buộc về nhu cầu nước tưới



1



1

≤ 2 788 605 000

3.4.5. Giải bài toán đ m c tiêu
3.4.5.1. Giải bài to n cho từng mục tiêu

L e P
L
í
: Tố
(Z2); ố
e
(Z3)

(Z4).
T

Z1 Z2 Z3 Z4
3 36
B
3.1

13 0
(Z1); ố

Stt Các mục tiêu
Giá trị
1
Tố
(Z1)
9.509.866.354 (
ồ )
2
Tố
(Z2);
22.410.000 (
)
3
Tố
e
(Z3)
105.584 (ha)
4
Tố
(Z4) 388.730.852 (m3)
3.4.5.2. Lập hàm mục tiêu toàn cục
L
Min U U= d2 + d4 + d6 + d7
V
Z1 - d1+d2 <= 9.509.866.354; Z2 - d3+d4 <= 22.410.000
Z3 - d5+d6 <= 105.584; Z4 - d7+d8 >= 388.730.852
Z1 = 9.509.866.354; Z2 = 22.410.000
Z3 = 105.584; Z4 = 388.730.852
d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8 > 0
T
: d1, d2, d3, d4, d5, d6, 7 8 :
các hàm


20
3.4.5.3. Giải bài to n với hàm mục tiêu toàn cục, tìm phương n tối ưu
B
í

LINGO 16 0

í ố
e


í
:
B
3.38

Stt
1
2
3
4
5
6
7
T

Loại hình s dụng đất đai
LUT1 (Cây lúa)
LUT2 (Hoa màu)
LUT3 (
)
LUT4 (Cây cà phê)
LUT5 (Cây tiêu)
LUT6 (Cây cao su)
LUT7 (
ă
)
Tổng cộng
í
í
ố í

Diện tích (ha)
14.342
36.423
3.000
29.286
1.000
30.000
15.000
129.051
,

3.5. BỐ TRÍ KHÔNG GIAN S DỤNG ĐẤT ĐAI CÁC PHƢƠNG ÁN
3.5.1. C u trúc mô hình CA trong bố trí không gi n các phương án
d ng đ t đ i nông nghiệp lưu vực ông ĐăkB’l :
3.5.1.1. Mạng tế bào: B

Đă B ( ỷ 1 500 000)
IS
e
í
(1000 1000) e
í
ỗ e 100 100 =1
3.5.1.2. Trạng th i tế bào: T
(
è
…)
ù
í
S1 S2
S3 hay khôn
í
N
ù
ù
3.5.1.3. Thời điểm: T ờ

Ví :

i là cà
í
S3 ằ
ù


3.5.1.4. Tế bào lân cận : 8


21
3.5.1.5. Luật vận hành:

ố í

3.5.2. Bố trí không gi n d ng d t
P
í
:

LUT
ù
ù
ù
í
ũ
í
ù
í
ú
ũ
í
-T
ố í
e
é
ù
í é
trí
ố í

í
í

ù
ố í

3 26

ố í

.


ù


( ù
S1 S2 T



: í
í


è


ố í
Bố
) Ư
ù



:




22
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1.

KẾT LUẬN
M







LVS







ố õ :()M
;( )M
ữ ;( )M




qua

ù
;( )M

; ( ) M
ố í

í


í





T



í

L

ú



:



ỗ tr ra quy



nh không gian trong qu


Bằ
Markov, nghiên cứu
qua t
t ng quan v xu th bi
tri n phù h p cho khu v c.
 Ứ
SW T
ch


ù

Đ

í

IS

n, hỗ tr các nhà qu n lý có cái nhìn

xu t các chính phát phát
ng c
is d
t
p trung vào hai y u tố là dòng
ố ố
T
Q
í


23
di n bi n dòng ch
ù
n th
ng rõ nét
c as
is d
y vai trò c a th m ph nh
n quá trình cân bằ
c trong t nhiên.
 P
í
n vững ứng d ng kỹ
thu t và công ngh hi
mô phỏng ti
a
trên n n tri thứ F O (2007)
ng số AHP-GDM
í
í
í

 X


d
t
ằng thu t toán Quy ho ch tuy n tính (LP) và Tố
( P)
e

(ố
)
(ố
)
ờ (ố
e

)

 T
hình bố í
d

v i thu t toán Cellular Automata, m ng t
c thi t l p v i
í
c t bào là 1 ha, phù h p v
u ki n c a khu v c nghiên
cứu theo ranh gi
c, t
ng hóa bố í
án s d

ằng ph n m m SALUP.
2. KIẾN NGHỊ
T





:

- T

Khung h hỗ tr ra quy
nh không gian trong qu n lý b n vững
s d
c
c, c n ti p t c hoàn thi
ũ
c n m r ng các thành ph
qu
tri thứ
gi i quy t bài toán
phi c u trúc ho c bán c u trúc phức t p, k th a tri thức c a t t c

ng
s d
t o ra m t h thống hoàn ch nh và thân thi n.

- D

c phân bố theo ranh gi
c chứ không theo ranh
gi i hành chính nên vi c qu
a bàn c n ph i
e
é
ng c a ho
ng khai thác, s d ng và b o v tài nguyên
thiên nhiên



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×