Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết Nghiên cứu xây dựng đường cường độ mưa - thời khoảng - tần suất (IDF) cho tỉnh Bình Định trong bối cảnh biến đổi khí hậu nghiên cứu tính toán đường cong IDF trong tương lai trong bối cảnh biến đổi khí hậu sẽ giúp cho việc quy hoạch tiêu thoát nước đô thị được hợp lý, an toàn và bền vững.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG ĐƯỜNG CƯỜNG ĐỘ MƯA THỜI KHOẢNG - TẦN SUẤT (IDF) CHO TỈNH BÌNH ĐỊNH TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ngơ Lê Long Trường Đại học Thuỷ lợi, email: Longln@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Đường cong cường độ mưa - thời khoảng tần suất (IDF) mô tả quan hệ cường độ mưa, tần suất ứng với thời khoảng khác sử dụng toán thiết kế liên quan đến hệ thống tài nguyên nước, đặc biệt tốn tiêu nước thị Hiện nay, số liệu thực đo cho thấy, tồn xu gia tăng cường độ mưa thời đoạn ngày hay thời đoạn ngắn nhiều nơi giới (Westra et al., 2013) Cùng với đó, nhận định chắn suy giảm thời kỳ lặp lại lượng mưa lớn năm vào cuối kỷ 21 nhiều báo cáo đưa ((IPCC), 2012), làm thay đổi đường cong IDF tương lai Do vậy, việc nghiên cứu tính tốn đường cong IDF tương lai bối cảnh BĐKH giúp cho việc quy hoạch tiêu nước thị hợp lý, an tồn bền vững Tỉnh Bình Định lựa chọn nghiên cứu nơi có khí hậu địa hình đa dạng, nhiều nghiên cứu cảnh báo thay đổi lượng mưa cực trị (Lê Thị Hải Yến, Ngô Lê An, Nguyễn Thị Thu Hà, 2017) đó, Fd tần suất cường độ lượng mưa lớn thời đoạn d, µd d trị số trung bình độ lệch chuẩn cường độ mưa lớn thời đoạn d 2.2 Hiệu chỉnh sai số: Lượng mưa mô theo kịch BĐKH từ mơ hình GCM hiệu chỉnh theo phương pháp hiệu chỉnh phân vị kinh nghiệm có dạng (Piani et al., 2010): P0 F01 Fm Pm (2) với Pm lượng mưa mô phỏng, P0 lượng mưa sau hiệu chỉnh, Fm F0 tương ứng hàm phân bố xác suất lượng mưa mô thực đo 2.3 Chi tiết hoá lượng mưa thời đoạn ngắn: Lượng mưa mơ từ mơ hình khí hậu tồn cầu thường cơng bố thời đoạn ngày Để tính toán thay đổi cường độ mưa thời đoạn ngắn hơn, báo cáo sử dụng phương pháp Simple Scaling (Menabde, Seed, & Pegram, 1999) giả thiết quan hệ cường độ mưa thời đoạn ngắn Id với cường độ mưa thời đoạn dài ID có dạng: d Id D PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Hàm xác suất xây dựng đường IDF: Hàm phân bố xác suất Gumbel lựa chọn để mô tả tần suất lượng mưa thời đoạn ngắn có dạng: i d (1) Fd i exp exp d ID (2) với hệ số tỷ lệ, dấu “=” thể giống phân bố xác suất 2.4 Dữ liệu Trong phạm vi tỉnh Bình Định, số liệu mưa thời đoạn ngắn đo hai trạm Quy Nhơn Hoài Nhơn Trong nghiên cứu này, 739 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 số liệu thời đoạn ngắn để xây dựng đường IDF tương ứng 5, 10, 15, 30, 60, 90, 120, 180, 360, 720 1440 phút Giai đoạn trạng nghiên cứu lấy từ năm 1982 đến 2013 Lượng mưa theo kịch BĐKH Rcp4.5 Rcp8.5 lấy từ mơ hình khí hậu vùng (RCM) CCLM5-0-2 (EC-EARTH), CCLM5-0-2 (MPI-ESM-LR), REMO2009 (MPIESM-LR) 11 mơ hình khí hậu tồn cầu (GCM) ACCESS 1.3, CanESM2, CMCCCMS, CNRM-CM5, CSIRO-MK3.6, FGOALS-g2, GFDL-ESM2G, HadGEM2CC, IPSL-CM5A-MR, MIROC5, MPI-ESM 3.2 Đánh giá phương pháp Simple Scale Để đánh giá khả ứng dụng phương pháp Simple Scale, nghiên cứu tiến hành xây dựng đường IDF theo liệu thực đo mưa thời đoạn ngắn so sánh với kết tính tốn đường IDF theo phương pháp Simple scale từ liệu mưa ngày lớn thực đo Kết cho thấy, phương pháp Simple Scale phù hợp với hai trạm đo Quy Nhơn Hoài Nhơn đường thực tế mơ khớp (Hình 2) KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Biến động lượng mưa ngày lớn Lượng mưa ngày mô từ mô hình khí hậu hiệu chỉnh sai số theo phương trình (2), kết biến đổi lượng mưa ngày lớn tương lai so với giai đoạn 1982-2013 thể Hình cho thấy nhìn chung lượng mưa ngày lớn tính theo 11 mơ hình GCM mơ hình RCM có xu tăng giai đoạn Quy Nhơn Hồi Nhơn Hình Chênh lệch lượng mưa trung bình (trên) độ lệch chuẩn (dưới) X1max hai giai đoạn so với thời kỳ 1982-2013 Hoài Nhơn Quy Nhơn Hình Đường IDF thực đo tính toán theo phương pháp Simple Scale trạm Quy Nhơn Hoài Nhơn số thời kỳ lặp lại 740 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 3.3 Xây dựng đường IDF tương lai Sử dụng kết lượng mưa ngày lớn theo mơ hình khí hậu tồn cầu vùng cho giai đoạn 2020-2049 2060-2089, kết hợp với phương pháp Simple Scale, nghiên cứu xây dựng đường IDF tương lai theo kịch BĐKH Ví dụ kết đường IDF ứng với thời kỳ lặp lại 100, 200 năm cho giai đoạn trạm Quy Nhơn Hồi Nhơn trình bày Hình lệch chuẩn lại có xu giảm mạnh Hồi Nhơn Vì thế, trị số thiết kế tính theo hàm xác suất có xu giảm KẾT LUẬN Bài báo nghiên cứu sử dụng phương pháp Simple Scale nhằm chi tiết hoá lượng mưa thời đoạn ngắn từ thời đoạn dài cho thấy phù hợp hai trạm thuộc Bình Định Đường IDF tương lai hai trạm có xu biến đổi mạnh tương lai hai thời kỳ xem xét Mức độ biến đổi từ 30% đến +50% tuỳ thời khoảng thời kỳ lặp lại xem xét đánh giá từ 11 mơ hình GCM mơ hình RCM TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình Đường IDF tương lai Quy Nhơn Hoài Nhơn (đường đen đậm thời kỳ 1982-2013, đường màu nhạt kết theo mơ hình khí hậu) Kết cho thấy, Quy Nhơn nhìn chung đường IDF có xu tăng cao đa số mơ hình Trong đó, Hồi Nhơn, đường IDF lại có xu thấp kết mơ nhiều mơ hình khí hậu Điều giải thích dù trị số lượng mưa ngày lớn trung bình giai đoạn tăng trạm Quy Nhơn Hồi Nhơn độ [1] (IPCC), I P on C C (2012) Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation IPCC (P M M Field, C.B., V Barros, T.F Stocker, D Qin, D.J Dokken, K.L Ebi, M.D Mastrandrea, K.J Mach, G.-K Plattner, S.K Allen, M Tignor, ed.) [2] Lê Thị Hải Yến, Ngô Lê An, Nguyễn Thị Thu Hà, N L L (2017) Đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến mưa lớn vùng Nam Trung Bộ Tây Ngun Việt Nam theo mơ hình khí hậu tồn cầu khác Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Thuỷ lợi Môi trường, 57, 63–70 [3] Menabde, M., Seed, A., & Pegram, G (1999) A simple scaling model for extreme rainfall Water Resources Research, 35(1), 335–339 [4] Piani, C., Weedon, G P., Best, M., Gomes, S M., Viterbo, P., Hagemann, S., & Haerter, J O (2010) Statistical bias correction of global simulated daily precipitation and temperature for the application of hydrological models Journal of Hydrology, 395(3–4), 199–215 [5] Westra, S., Alexander, L V., Zwiers, F W., Westra, S., Alexander, L V., & Zwiers, F W (2013) Global Increasing Trends in Annual Maximum Daily Precipitation Journal of Climate, 26(11), 3904–3918 741 ... hình khí hậu vùng (RCM) CCLM 5-0 -2 (EC-EARTH), CCLM 5-0 -2 (MPI-ESM-LR), REMO2009 (MPIESM-LR) 11 mơ hình khí hậu tồn cầu (GCM) ACCESS 1.3, CanESM2, CMCCCMS, CNRM-CM5, CSIRO-MK3.6, FGOALS-g2, GFDL-ESM2G,... 97 8-6 0 4-8 2-2 98 1-8 3.3 Xây dựng đường IDF tương lai Sử dụng kết lượng mưa ngày lớn theo mơ hình khí hậu toàn cầu vùng cho giai đoạn 202 0-2 049 206 0-2 089, kết hợp với phương pháp Simple Scale, nghiên. .. NGHIÊN CỨU 3.1 Biến động lượng mưa ngày lớn Lượng mưa ngày mơ từ mơ hình khí hậu hiệu chỉnh sai số theo phương trình (2), kết biến đổi lượng mưa ngày lớn tương lai so với giai đoạn 198 2-2 013 thể