Bài viết Cập nhật kịch bản biến đổi khí hậu và đánh giá nguy cơ ngập cho tỉnh Bình Định tập trung nghiên cứu xây dựng các kịch bản BĐKH, kịch bản nước biển dâng và đánh giá tác động của nó đến tình trạng ngập ở Bình Định ứng với từng kịch bản (năm 2020, 2030 và 2050) bằng mô hình toán số (mô hình SIMCLIM và Mike 11 - GIS).
The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018 CẬP NHẬT KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ NGẬP CHO TỈNH ÌNH ĐỊNH Phùng Thị Mỹ Diễm1, Trần Thị Kim1, Đinh Ngọc Huy1, Nguyễn Kỳ Phùng2 Khoa Quản lý Tài nguyên Biển Hải đảo, Trường Đại học Tài nguyên Môi trường, 236B Lê Văn Sỹ, Phường 1, quận Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh Sở Khoa học & Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh, 244 Điện Biên Phủ, Phường 7, Quận 3, Thành phố Hồ Chí Minh Email: diemptm@hcmunre.edu.vn TĨM TẮT Biến đổi khí hậu (BĐKH) thách thức lớn nhân loại, biểu qua gia tăng nhiệt độ, biến đổi lượng mưa hay mực nước biển dâng Bình Định có địa hình tương đối phức tạp với dạng địa đồi, núi, cao nguyên (chiếm 70 % diện tích tự nhiên tỉnh) Vùng đồng ven biển khoảng 1000 km2 xen lẫn với cồn cát đầm phá Các sở hạ tầng, điều kiện canh tác, tập quán sinh sống, có mối quan hệ mật thiết với tự nhiên, thế, Bình Định nhạy cảm trước tác động BĐKH Bài báo tập trung nghiên cứu xây dựng kịch BĐKH, kịch nước biển dâng đánh giá tác động đến tình trạng ngập Bình Định ứng với kịch (năm 2020, 2030 2050) mơ hình tốn số (mơ hình SIMCLIM Mike 11 - GIS) Kết ban đầu cho thấy vào năm 2050 mực nước dâng thêm 23,35 cm ứng với kịch RCP 8.5 diện tích ngập khu vực tính tốn tăng thêm 1,71 km2 so với năm 2016 Kết nghiên cứu tiền đề phục vụ cho cơng tác quản lý thích ứng giảm nhẹ tác động BĐKH đến tỉnh Bình Định Từ khóa: Biến đổi khí hậu, nước biển dâng, mơ hình SIMCLIM, kịch Biến đổi khí hậu, mơ hình MIKE 11 - GIS ĐẶT VẤN ĐỀ Ngập úng khu vực ven sông ảnh hưởng thuỷ triều mưa thiên tai nguy hiểm sống người Nhiều nghiên cứu thực nhằm đánh giá tính dễ bị tổn thương ngập lụt, ngập lụt đô thị [2-3] ngập bối cảnh biến đổi khí hậu (BĐKH) [4-5] Bình Định nằm vị trí trung tâm Miền Trung nước; phía bắc giáp tỉnh Quảng Ngãi - nơi có khu cơng nghiệp Dung Quất; phía nam giáp tỉnh Phú n có nhiều tiềm phát triển du lịch dịch vụ; phía tây giáp Tây Nguyên- giàu tiềm thiên nhiên cần khai thác Với vị trí địa lý đặc biệt nên Bình Định có vai trị quan trọng nghiệp phát triển kinh tế - xã hội vùng kinh tế Miền Trung Tây Ngun (Địa chí Bình Định, Sở Khoa học Cơng nghệ Bình Định) Tồn tỉnh nằm bên sườn phía đơng dãy Trường Sơn Nam, có địa hình dốc phức tạp Từ Tây Nguyên xuống đồng Bình Định, địa hình hạ thấp đáng kể Tình trạng ngập lụt mưa lũ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nơng nghiệp tỉnh Bình Định Vì vậy, việc xác định nguy ngập tỉnh Bình Định tác động biến đổi khí hậu đóng vai trị quan trọng, cung cấp sở hoạch định sách, chiến lược, biện pháp thích ứng phù hợp điều kiện cụ thể, góp phần giảm thiểu rủi ro, đảm bảo phát triển bền vững địa phương 590 Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ - SEMREGG 2018 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 M h nh mƣa rào - dịng chảy (NAM) Mơ hình NAM mơ hình mưa rào - dịng chảy nên liệu đầu vào mơ hình số liệu mưa mưa ngày thực đo trạm khí tượng số liệu bốc trung bình với diện tích lưu vực mà mưa rơi xuống Kết mơ hình biểu diễn qua đường q trình lưu lượng theo thời gian Mơ hình Mike NAM ứng dụng phục vụ toán thủy lực, theo mơ ngập lụt tỉnh Bình Định bối cảnh BĐKH 2.2 Phƣơng pháp ây ựng kịch BĐKH Phần mềm SIMCLIM ứng dụng để xây dựng kịch biến đổi nhiệt độ, lượng mưa mực nước tỉnh Bình Định theo khơng gian thời gian sở số liệu KTTV địa phương kịch phát thải khí nhà kính IPCC, bao gồm kịch phát thải RCP 2.6, RCP 4.5, RCP 6.0 RCP 8.5 Sử dụng PP chi tiết hóa thống kê phần mềm SIMCLIM, kết hợp với phần mềm Sufer, Arcgis để xây dựng đồ diễn biến ngập lụt triều cường tỉnh Bình Định Tổ hợp mơ hình có sai số thấp (BCC-CSM1-1, CMCC-CMS, GFDL-CM3, MRI-CGCM3, NorESM1-ME, HadGEM2-CC) tính tương quan cao số liệu thực tế kết mơ hình lựa chọn để mơ kịch mực nước dâng 2.3 Mơ hình MIKE 11 - GIS MIKE 11: mơ hình chiều kênh hở, bãi ven sông, vùng ngập lũ, sơng kênh có kết hợp mơ ruộng mà kết thuỷ lực ô ruộng “giả chiều” MIKE 11 có số ưu điểm trội so với mơ hình khác như: (i) liên kết với GIS, (ii) kết nối với mô hình thành phần khác MIKE ví dụ mơ hình mưa rào - dịng chảy NAM, mơ hình thuỷ động lực học chiều MIKE 21, mơ hình dòng chảy nước đất, dòng chảy tràn bề mặt dịng bốc thảm phủ (MIKE SHE), Về GIS, công cụ OrthoEngine phần mềm xử lý ảnh PCI Geomatica 10.1 sử dụng để tạo DEM tuyệt đối từ kênh 3N (Nadir looking) kênh 3B (Back looking) ảnh ASTER khu vực tỉnh Bình Định Trong phạm vi nghiên cứu, mơ hình MIKE 11 ứng dụng để tính tốn thủy lực (mực nước, lưu lượng) nút sông, kênh rạch trích xuất kết tỉnh Bình Định Sau đó, mơ hình MIKE 11 tích hợp GIS để xuất đồ nguy ngập địa bàn tỉnh Bình Định KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Xây dựng kịch Biến đổi khí hậu cho tỉnh B nh Định Qua tính tốn cho thấy nhiệt độ, lượng mưa trung bình mực nước biển dâng Bình Định có xu hướng tăng qua năm tăng dần theo kịch (Bảng 2): Bảng Mức tăng nhiệt độ (a) lượng mưa (b) trung bình tỉnh Bình Định so với thời kỳ Kịch 2020 2030 2050 Kịch 2020 2030 2050 RCP 2.6 0,47 0,63 0,76 RCP 2.6 3,37 4,54 5,46 RCP 4.5 0,47 0,63 0,98 RCP 4.5 3,37 4,54 7,06 RCP 6.0 0,51 0,70 1,06 RCP 6.0 3,62 5,03 7,61 RCP 8.5 0,56 0,80 1,46 RCP 8.5 4,05 5,77 10,43 (a) (b) 591 The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018 Bảng cho thấy mức tăng nhiệt độ trung bình Bình Định so với thời kỳ (1986-2005): dao động khoảng từ 0,47 oC (2020) đến 1,46 oC (2050) Bên cạnh nhiệt độ, lượng mưa trung bình năm lên tới 1812 mm (năm 2050) - tăng 10,43 % so với thời kỳ kịch RCP 8.5 Hình Bản đồ phân bố nhiệt độ lượng mưa trung bình năm 2050 theo kịch RCP 8.5 Bảng Mực nước biển dâng (cm) từ SIMCLIM Kịch 2020 2030 2050 RCP 2.6 6,44 10,18 19,11 RCP 4.5 6,52 10,54 19,27 RCP 6.0 6,58 10,75 20,29 RCP 8.5 6,86 11,11 23,35 Như trình bày bảng 2, mực nước biển khu vực ven biển Bình Định tăng dần qua năm kịch gia tăng nồng độ KNK khí Năm 2020, kết kịch gần Càng giai đoạn sau, mực nước biển kịch RCP 8.5 tăng nhanh so với RCP 6.0, đến năm 2050 mực nước biển tăng 23,35 cm so với thời kỳ 3.2 Nguy ngập tỉnh B nh Định bối cảnh BĐKH 3.2.1 V ng tính ưới tính th ng số tính tốn a Vùng tính lưới tính: Vùng tính nghiên cứu khu vực hạ du sơng Kone - Hà Thanh, với lưới tính tốn bao gồm: 12 nhánh sơng lớn, 183 mặt cắt, khoảng cách (dx) lớn nhánh sông dao động từ 500-1000 m b Bộ thơng số tính tốn (1) Điều kiện ban đầu: lấy theo mực nước tĩnh, lưu lượng Q = m3/s; Bước tính: phút; (2) Dữ liệu biên: (i) Kịch trạng: Biên thượng: Số liệu lưu lượng sông Kone, lưu lượng sông Hà Thanh sử dụng cho biên thượng biên hạ nguồn gồm có biên mực nước cửa sơng, tương quan với trạm Quy Nhơn theo công thức: y = 1,1289x - 0,5395 (ii) Kịch biến đổi khí hậu năm 2020, 2030 2050 với biên thượng từ kết mơ hình Mike Nam, biên hạ tính tốn lại dựa vào kịch nước biển dâng 592 Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ - SEMREGG 2018 3.2.2 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình thủy lực Q trình thiết lập hiệu chỉnh mơ hình đưa thơng số thủy lực tối ưu Bảng Bảng Bộ thông số nhám Hệ số Manning Tên sông Hệ số Manning Đầm Thị Nại 0,021 Kone 0,035 Đập Đá 0,028 Sông Chợ Dinh 0,022 Gị Bồi 0,023 Sơng Mây 0,028 Gị Chàm 0,028 Sông Sậy 0,028 Hà Thanh 0,033 Sông Tân An 0,028 Hà Thanh 0,028 Sơng Thạnh Hịa 0,025 Theo đó, số liệu tính tốn mực nước có độ xác cao: NSE = 0,88, R2= 0,96 Diêu Trì Việc kiểm định thủy lực trạm Bình Tường cho kết tương đối tốt, tương ứng: R2 = 0,93, NSE = 0,91(Hình 1) (a) (b) Hình Lưu lượng trạm Diêu Trì sau hiệu chỉnh (a) lưu lượng trạm Bình Tường sau kiểm định (b) 3.2.3 Nguy ngập ụt tỉnh B nh Định bối cảnh BĐK Nguy ngập lụt khu vực tỉnh Bình Định mơ sở số liệu đầu vào mơ hình MIKE 11 GIS Kết mô lớp liệu đồ ngập giai đoạn 01/9/2016 đến 31/12/2016 với thời gian mực nước cao (kịch trạng, 2020, 2030 2050) Kết tính tốn cho thấy khu vực bị ngập phân bố rải rác huyện ven biển, ven sông ngập nhiều Tuy Phước Quy Nhơn Để đánh giá nguy ngập lớn đến khu vực hạ du sông Kone - Hà Thanh, nghiên cứu tập trung trình bày đánh giá kịch RCP 8.5 ứng với năm 2020, 2030 2050 Bài báo đánh giá nguy ngập theo kịch RCP8.5: Khi mực nước biển dâng 6,86cm so với giai đoạn (19862005), tổng diện tích ngập vùng hạ du sông Kone - Hà Thanh 100,87 km2, tăng 0,69 km2 so với năm trạng So với năm 2016, mức tăng đáng kể ghi nhận huyện Tuy Phước (tăng 0,56 km2) Tây Sơn (tăng 0,39 km2) vào năm 2050 (Hình 2) 593 The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018 (a) (b) (c) (d) Hình Nguy ngập bối cảnh BĐKH cao tỉnh Bình Định theo kịch bản: (a) Hiện trạng, (b) 2020, (c) 2030, (d) 2050 KẾT LUẬN Kết nghiên cứu cho thấy nhiệt độ, lượng mưa mực nước biển dâng khu vực Bình Định tăng dần qua năm kịch gia tăng nồng độ KNK khí Bài báo nhằm mục tiêu đánh giá nguy ngập triều vùng hạ du sông Kone - Hà Thanh, tỉnh Bình Định bối cảnh BĐKH với kịch trạng, năm 2020, 2030 2050 Kết tính tốn cho thấy diện tích ngập ngày tăng tăng theo kịch bản, thành phố Quy Nhơn huyện Tuy Phước khu vực bị ngập nhiều Vào năm 2050, diện tích ngập tăng 0,69 km2 so với năm trạng kịch RCP 8.5 Trong bối cảnh nguy ngập ngày tăng, nghiên cứu chuyên sâu toàn diện (xem xét yếu tố mưa địa phương, lũ thượng nguồn,…), đánh giá tính dễ bị tổn thương ngập nên tiếp tục thực hiện, tạo sở hoạch định giải pháp thích ứng phù hợp, đảm bảo hoạt động sinh hoạt sản xuất địa phương 594 Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ - SEMREGG 2018 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Tài nguyên Mơi trường, 2012 - Kịch Biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam Barroca B., P Bernardara, J M Mouchel and G Hubert, 2006 - Indicators for identification of urban flooding vulnerability Natural Hazards Earth System Sciences, 6, 553-561 (2006) Hajar N., Shahram Shahmohammadi-Kalalagh, 2013 - Flood vulnerability index as a knowledge base for flood risk assessment in urban area Journal of Novel Applied Sciences, 2, 8, 269 - 272 (2013) Lê Ngọc Tuấn, Trần Xuân Hoàng, Hoàng Hưng - Mức độ phơi nhiễm với ngập lụt lĩnh vực nước vệ sinh mơi trường huyện Cần Giờ Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ (2017) Nguyễn Xuân Hậu, Phan Văn Tân, (2015) - Đánh giá tác động Biến đổi khí hậu đến ngập lụt lưu vực sơng Nhật Lệ, Việt Nam Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, 31, 3S, 125 - 138 (2015) Địa chí Bình Định - Sở Khoa học Cơng nghệ Bình Định UBND tỉnh Bình Định, 2015 RESEARCH ON UPDATING THE CLIMATE CHANGE SCENARIOS AND IDENTIFYING THE HAZARD OF INUNDATION IN BINH DINH PROVINCE Phung Thi My Diem1, Tran Thi Kim1, Dinh Ngoc Huy1, Nguyen Ky Phung2 Ho Chi Minh University of Natural Resources and Environment, 236B, Le Van Sy St., Ward 1, Tan Binh Dist., Ho Chi Minh City, Viet Nam Department of Science and Technology, HCMC, 244 Dien Bien Phu Street, Ward 7, District 3, HCMC Email: diemptm@hcmunre.edu.vn ABSTRACT Climate change (CC) is the key factor influencing in human being, expressed by the increase in temperature, change in rainfall or sea level rise Binh Dinh Province has a relatively complex terrain with topographical forms such as hills, mountains, highlands (accounting for 70 % of the natural area of the province) The coastal plain about 1000 km2 interspersed with sand dunes and lagoons The infrastructure, farming conditions, living habits, which have a close relationship with nature condition, since, the most striking feature is that the province is very sensitive to the impacts of climate change This paper focuses on forming the scenarios of climate change and sea level rise scenarios using SIMCLIM model, hence, the inundation in Binh Dinh for each scenario (2020, 2030 and 2050) is calculated by Mike 11 - GIS model The given results showed that when the water level rises by 23.35 cm for the RCP 8.5 scenario in 2050, the flooded area will be increasded by 1.71 km2, compared to 2016 The results of the research are the premise for adaptive management as well as to mitigate the impacts of climate change on Binh Dinh province Key word: Climate change, Sea level rise, SIMCLIM model, Climate change scenarios, Mike 11 - GIS model 595 ... xuất đồ nguy ngập địa bàn tỉnh Bình Định KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Xây dựng kịch Biến đổi khí hậu cho tỉnh B nh Định Qua tính tốn cho thấy nhiệt độ, lượng mưa trung bình mực nước biển dâng Bình Định. .. thủy lực, theo mơ ngập lụt tỉnh Bình Định bối cảnh BĐKH 2.2 Phƣơng pháp ây ựng kịch BĐKH Phần mềm SIMCLIM ứng dụng để xây dựng kịch biến đổi nhiệt độ, lượng mưa mực nước tỉnh Bình Định theo khơng... Tường sau kiểm định (b) 3.2.3 Nguy ngập ụt tỉnh B nh Định bối cảnh BĐK Nguy ngập lụt khu vực tỉnh Bình Định mơ sở số liệu đầu vào mơ hình MIKE 11 GIS Kết mô lớp liệu đồ ngập giai đoạn 01/9/2016 đến