Nghiên cứu Đánh giá tác Động của biến Đổi khí hậu và nước biển dâng Đến ngập lụt lưu vực sông trà khúc tỉnh quảng ngãi

Nghiên cứu Đánh giá tác Động của biến Đổi khí hậu và nước biển dâng Đến ngập lụt lưu vực sông trà khúc tỉnh quảng ngãi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

NGUYỄN ANH NAM

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN NGẬP LỤT LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC

TỈNH QUẢNG NGÃI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2023

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

NGUYỄN ANH NAM

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN NGẬP LỤT LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC

TỈNH QUẢNG NGÃI

Chuyên ngành: Thủy văn học

Mã số: 8440224.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Đỗ Đình Chiến

PGS TS Trần Ngọc Anh

Hà Nội – Năm 2023

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan luận văn thạc sỹ ngành thủy văn học, với đề tài “Nghiên cứu đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến ngập lụt lưu vực sông Trà Khúc tỉnh Quảng Ngãi” là công trình khoa học do Tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS Đỗ Đình Chiến và PGS TS Trần Ngọc Anh

Những kết quả nghiên cứu của luận văn hoàn toàn trung thực và chính xác

Hà Nội, ngày tháng năm 2023

Học viên

Nguyễn Anh Nam

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn – TS Đỗ Đình Chiến và PGS TS Trần Ngọc Anh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi về phương pháp khoa học

và nội dung của đề tài

Đồng thời, tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô tại Khoa Khí tượng – Thủy văn – Hải dương học của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, truyền đạt các kiến thức mang tính thực tiễn cao trong suốt quá trình học tập tại trường

Học viên

Nguyễn Anh Nam

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC 5

1.1 Tổng quan lưu vực sông Trà Khúc 5

1.1.1 Vị trí địa lý 5

1.1.2 Đặc điểm địa hình 5

1.1.3 Đặc điểm khí hậu 7

1.1.4 Đặc điểm thủy văn 8

1.1.5 Đặc điểm kinh tế - xã hội 10

1.2 Tổng quan về tình hình lũ lụt lưu vực sông Trà Khúc 10

1.2.1 Các nhân tố hình thành lũ lụt 10

1.2.2 Đặc điểm lũ 11

1.3 Giới thiệu kịch bản biến đổi khí hậu tỉnh Quảng Ngãi 14

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt lưu vực sông Trà Khúc 21

2.2 Mô hình mưa rào – dòng chảy 23

2.2.1 Giới thiệu về mô hình MIKE NAM 23

2.2.2 Thành phần cơ bản của mô hình 24

2.2.3 Thông số của mô hình 25

2.2.4 Điều kiện ban đầu của mô hình 26

2.3 Mô hình thủy lực MIKE 11 26

2.4 Mô hình thủy lực 2 chiều MIKE 21 30

2.5 Mô hình mô phỏng ngập lụt MIKE FLOOD 31

2.5.1 Giới thiệu chung 31

2.5.2 Nguyên tắc kết nối trong mô hình MIKE FLOOD 31

CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE FLOOD ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BĐKH VÀ NBD ĐẾN NGẬP LỤT LVS TRÀ KHÚC 34

3.1 Số liệu sử dụng 34

3.2 Thiết lập mô hình mô phỏng ngập lụt LVS Trà Khúc 35

3.2.1 Mô hình NAM 35

3.2.2 Mô hình MIKE11 39

3.2.3 Mô hình MIKE21 42

3.2.4 Mô hình MIKE FLOOD 47

3.3 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 48

3.4.2 Kết quả tính toán ngập lụt theo kịch bản BĐKH và NBD 53

3.4.3 Đánh giá sự thay đổi của ngập lụt theo kịch bản BĐKH và NBD so với thời kỳ cơ sở 55

3.5 Đề xuất giải pháp giảm thiểu ngập lụt trên LVS Trà Khúc do tác động của BĐKH và NBD 59

3.5.1 Giải pháp phi công trình 59

3.5.2 Giải pháp công trình 60

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

PHỤ LỤC 65

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Vị trí địa lý lưu vực sông Trà Khúc 5

Hình 1.2 Kịch bản nước biển dâng cho khu vực ven biển Quảng Ngãi 20

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình nghiên cứu 23

Hình 2.2 Cấu trúc của mô hình NAM 23

Hình 2.3 Sơ đồ sai phân 6 điểm Abbott 28

Hình 2.4 Các ứng dụng trong kết nối tiêu chuẩn 32

Hình 2.5 Một ứng dụng trong kết nối bên 33

Hình 3.1 Giao diện khởi tạo mô hình Mike Nam 35

Hình 3.2 Giao diện khởi tạo mô đun RR 35

Hình 3.3 Giao diện thiết lập mô đun RR 36

Hình 3.4 Giao diện thiết lập tiểu lưu vực 36

Hình 3.5 Công cụ input các tiểu lưu vực từ định dạng GIS 36

Hình 3.6 Thiết lập các tiểu lưu vực cho mô hình NAM 37

Hình 3.7 Các tiểu lưu vực sông Trà Khúc 37

Hình 3.8 Thiết lập các trạm đo mưa cho mô hình NAM 39

Hình 3.9 Mạng lưới sông Trà Khúc trong mô hình MIKE 11 40

Hình 3.10 Thiết lập điều kiện biên trong mô hình MIKE 11 41

Hình 3.11 Thiết lập các mặt cắt lòng sông trong mô hình MIKE 11 41

Hình 3.12 Thiết lập bộ thông số trong mô hình MIKE 11 42

Hình 3.13 Tạo mới công cụ Mesh Generator 43

Hình 3.14 Lựa chọn hệ qui chiếu cho miền tính 43

Hình 3.15 Lưới tính Mesh lưu vực sông Trà Khúc trong mô hình MIKE 21 44

Hình 3.16 Địa hình miền tính lưu vực sông Trà Khúc trong mô hình MIKE 21 45

Hình 3.17 Giao diện thiết lập thời gian mô phỏng trong mô hình MIKE 21 45

Hình 3.18 Giao diện thuật toán mô phỏng trong Mike 21 FM cho lưu vực sông Trà Khúc 47

Hình 3.19 Giao diện mô hình MIKE FLOOD mô phỏng ngập lụt lưu vực sông Trà Khúc 47

Hình 3.20 Các bước thực hiện mô hình MIKE NAM 48

Hình 3.21 Đường quá trình tính toán và thực đo tại trạm Sơn Giang trận lũ 30/10 – 7/11/2016 50 Hình 3.22 Đường quá trình tính toán và thực đo tại trạm Sơn Giang trận lũ 26/10/2020

- 5/11/2020 50 Hình 3.23 Đường quá trình tính toán và thực đo tại trạm Trà Khúc trận lũ 30/10 – 7/11/2016 52 Hình 3.24 Đường quá trình tính toán và thực đo tại trạm Trà Khúc trận lũ 26/10/2020

- 5/11/2020 52 Hình 3.25 Diện tích ngập lớn nhất lưu vực sông Trà Khúc ứng với trận lũ 1% trong các thời kỳ của kịch bản BĐKH 55 Hình 3.26 Thay đổi diện tích nguy cơ ngập lớn nhất lưu vực sông Trà Khúc ứng với trận lũ 1% trong các thời kỳ của các kịch bản BĐKH so với thời kỳ cơ sở 58

DANH MỤC BIỂU BẢNG

Bảng 1.1 Đặc trưng dòng chảy các sông thuộc tỉnh Quảng Ngãi 9

Bảng 1.2 Đặc trưng mực nước trung bình lưu vực sông Trà Khúc 9

Bảng 1.3 Đặc trưng mực nước cao nhất và thấp nhất năm tại các trạm 10

Bảng 1.4 Mực nước lũ một số trận lũ lớn tại lưu vực sông Trà Khúc 12

Bảng 1.5 Biến đổi của nhiệt độ (oC) so với thời kỳ cơ sở 1986 – 2005 theo các kịch bản biến đổi khí hậu tỉnh Quảng Ngãi 16

Bảng 2.1 Biến đổi của lượng mưa (%) so với thời kỳ cơ sở 1986 – 2005 theo các kịch bản biến đổi khí hậu tỉnh Quảng Ngãi 18

Bảng 2.2 Mực nước biển dâng khu vực tỉnh Quảng Ngãi theo các KB BĐKH 19

Bảng 3.1 Danh sách trạm khí tượng thủy văn sử dụng 34

Bảng 3.2 Danh sách lưu vực bộ phận hệ thống sông Trà Khúc 37

Bảng 3.3 Kết quả tính toán sai số mô phỏng trong mô hình MIKE NAM tại trạm Sơn Giang 49

Bảng 3.4 Giá trị bộ thông số trung bình mô hình NAM cho các lưu vực bộ phận trên lưu vực sông Trà Khúc 50

Bảng 3.5 Kết quả tính toán sai số mô phỏng trong mô hình MIKE11 tại trạm Trà Khúc 51

Bảng 3.6 Diện tích ngập theo các cấp độ sâu ngập thời kỳ cơ sở và các thời kỳ của kịch bản BĐKH 53

Bảng 3.7 Thay đổi diện tích (ha) nguy cơ ngập lớn nhất lưu vực sông Trà Khúc ứng với trận lũ 1% trong các thời kỳ của các kịch bản BĐKH so với thời kỳ cơ sở 55

Bảng 3.8 Thay đổi diện tích (%) nguy cơ ngập lớn nhất lưu vực sông Trà Khúc ứng với trận lũ 1% trong các thời kỳ của các kịch bản BĐKH so với thời kỳ cơ sở 56

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BĐKH Biến đổi khí hậu

ATNĐ Áp thấp nhiệt đới

HTNĐ Hội tụ nhiệt đới

KTTV&BĐKH Khí tượng thủy văn và biến đổi khí hậu

và đi kèm cùng nhiều dịch bệnh, ô nhiễm môi trường

Hiện nay, BĐKH trên thế giới đang diễn ra hết sức phức tạp Theo dự báo của các chuyên gia, nhiều khu vực của các quốc gia ven biển đang đứng trước nguy cơ bị nước biển nhấn chìm Trong số 33 thành phố có quy mô dân số 8 triệu người vào năm

2015, ít nhất 21 thành phố có nguy cơ cao bị nước biển nhấn chìm toàn bộ hoặc một phần và khoảng 332 triệu người sống ở vùng ven biển và đất trũng sẽ bị mất nhà cửa vì ngập lụt

Việt Nam là một trong số những quốc gia nằm trong vùng chịu ảnh hưởng mạnh của BĐKH và NBD Trong vòng 50 năm qua, tác động của BĐKH đã làm cho nhiệt độ không khí trung bình hàng năm đã tăng khoảng 0.5 - 0.7°C, mực nước biển dọc các vùng bờ biển đã dâng cao khoảng 20 cm và các hiện tượng thời tiết cực đoan

có nguồn gốc khí tượng thủy văn trong đó có bão diễn biến ngày càng phức tạp, khó lường Hiện tượng nước dâng bão ở vùng ven bờ là một trong những hệ quả rất tiêu cực Trong thời kỳ triều cường, nước dâng bão gây ảnh hưởng rất lớn tới vùng ven bờ với các hình thái như là ngập lụt, xâm nhập mặn và xói lở bờ biển

Lưu vực sông Trà Khúc thuộc tỉnh Quảng Ngãi nằm ở Trung Trung Bộ của đất nước, trong trục kinh tế trọng điểm miền Trung (Đà Nẵng - Dung Quất) Lũ sông Trà Khúc mang đặc trưng chung của lũ miền Trung Việt Nam Lũ lên nhanh và có cường suất lớn nên thường xuyên tràn bờ gây ngập lụt vùng đồng trũng và những vùng trọng điểm kinh tế gây nên những tổn thất to lớn Những năm gần đây, người dân tỉnh Quảng Ngãi đã phải hứng chịu những trận mưa lớn gây ngập lụt với diện tích lớn hơn, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến tài nguyên môi trường, kinh tế - xã hội và đời sống sinh hoạt Vì thế việc nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến tình hình ngập lụt trên lưu vực sông Trà Khúc là hết sức cần thiết

Do đó đề tài “Nghiên cứu đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến ngập lụt lưu vực sông Trà Khúc, tỉnh Quảng Ngãi” đã được lựa chọn để thực

2 hiện Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở khoa học, là tài liệu tham khảo cho nghiên cứu,

dự báo ngập lụt, góp phần vào công tác phòng chống giảm nhẹ thiên tai tại địa phương

2 Tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài

Cho đến nay, đã có một số công trình nghiên cứu liên quan đến đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lưu vực sông Trà Khúc như:

Liên quan đến rủi ro do BĐKH đối với ngập lụt, sử dụng phương pháp RRA, A Sperotto và nnk (2016) đã phân tích tác động của BĐKH đối với nguy cơ lũ lụt do mưa và lập kế hoạch thích ứng, áp dụng cho các khu đô thị của Venice Dựa trên các phân tích tổng hợp các mối nguy hiểm, sự tiếp xúc, tính dễ bị tổn thương và rủi ro, RRA cho phép xác định và ưu tiên các mục tiêu và tiểu khu vực có nhiều khả năng bị ảnh hưởng bởi nguy cơ lũ lụt do mưa do các sự kiện mưa lớn trong kịch bản tương lai 2041-2050 Từ giai đoạn đầu ứng dụng, RRA theo phương pháp tiếp cận từ dưới lên

có tính đến các yêu cầu, kiến thức và quan điểm của các bên liên quan tại địa phương của khu vực Bắc Adriatic bằng các phương pháp như hội thảo tương tác, khảo sát và thảo luận Kết quả phân tích cho thấy tất cả các mục tiêu (ví dụ: khu dân cư, thương mại-công nghiệp và các cơ sở hạ tầng) là dễ bị lũ lụt do mưa do dễ bị thấm và độ dốc thấp của địa hình Mô hình không gian của rủi ro chủ yếu phản ánh sự phân bố của các hiểm họa và các quận với tỷ lệ phần trăm cao của bề mặt của đối tượng tiếp nhận ở các lớp có rủi ro cao hơn (nghĩa là rất cao, cao và trung bình) là Lido-Pellestrina và Marghera Báo cáo thảo luận làm thế nào mà bản đồ dựa trên rủi ro và thống kê tích hợp kiến thức khoa học và địa phương với mục đích cuối cùng để đưa thích ứng khí hậu vào phát triển giảm nhẹ rủi ro và quy hoạch đô thị

Luận văn thạc sỹ: "Đánh giá tài nguyên nước lưu vực sông Trà Khúc – Sông Vệ dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu" của Ngô Thanh Nga năm 2016 đã đánh giá biến động tài nguyên nước trên lưu vực nghiên cứu dưới tác động của biến đồi khí hậu, từ

đó đề xuất một số giải pháp đảm bảo phát triển bền vững tài nguyên nước

Luận văn thạc sỹ: "Ứng dụng mô hình SWAT đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy lưu vực sông Trà Khúc" đã nghiên cứu ứng dụng mô hình thuỷ văn tham số phân phối SWAT để mô phỏng kịch bản hiện trạng cũng như các kịch bản

3 BĐKH, từ đó đánh giá mức độ biến động dòng chảy khu vực nghiên cứu dưới tác động của BĐKH

Luận văn thạc sỹ: “Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu đến tình hình ngập lụt hạ lưu sông Trà Khúc – Vệ” Luận văn đã trình bày tổng quan nghiên cứu trong và ngoài nước về ứng dụng các mô hình phục vụ mô phỏng tính toán dòng chảy

lũ và mô phỏng ngập lụt Đồng thời xây dựng bản đồ ngập lụt khu vực nghiên cứu theo kịch bản phát thải nồng độ KNK trung bình thấp RCP4.5 giai đoạn 2046-2065 và giai đoạn 2080-2099 (Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng năm 2016) Từ đó,

đề xuất một số giải pháp phòng ngừa và giảm nhẹ thiệt hại do lũ lụt gây ra cho khu vực nghiên cứu

Mặc dù đã có khá nhiều nghiên cứu về tác động của biến đổi khí hậu đến ngập lụt lưu vực sông Trà Khúc, tuy nhiên các nghiên cứu trên đã được thực hiện lâu và chưa cập nhật theo tình hình kịch bản BĐKH và NBD mới Vì thế, luận văn “Nghiên cứu đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến ngập lụt lưu vực sông Trà Khúc, tỉnh Quảng Ngãi” theo kịch bản BĐKH và NBD năm 2020 của Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố vẫn mang tính thực tiễn cao

3 Mục tiêu nghiên cứu

Mô phỏng được ngập lụt và đánh giá được tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến ngập lụt lưu vực sông Trà Khúc, tỉnh Quảng Ngãi, và đề xuất được một số giải pháp giảm thiểu

4 Nội dung nghiên cứu

- Giới thiệu tổng quan về lưu vực sông Trà Khúc và kịch bản biến đổi khí hậu tỉnh Quảng Ngãi

- Tổng quan các nghiên cứu về ngập lụt lưu lực sông Trà Khúc

- Ứng dụng bộ mô hình Mike Flood mô phỏng ngập lụt lưu vực sông Trà Khúc

- Tính toán kết quả mô phỏng tình hình ngập lụt lưu vực sông Trà Khúc theo các kịch bản BĐKH

- Đánh giá tác động của ngập lụt

- Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu tình hình ngập lụt lưu vực sông Trà Khúc

4

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

Trong nghiên cứu này, đối tượng nghiên cứu là tình hình ngập lụt (diện tích ngập và độ sâu ngập) tại lưu vực sông Trà Khúc trong bối cảnh biến đổi khí hậu

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Lưu vực sông Trà Khúc, tỉnh Quảng Ngãi

6 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn gồm 3 chương chính như sau:

Chương 1: Tổng quan về lưu vực sông Trà Khúc

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Ứng dụng mô hình Mike Flood đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến ngập lụt lưu vực sông Trà Khúc

5

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC

1.1 Tổng quan lưu vực sông Trà Khúc

6 Ngãi phân dị theo 2 hướng chính: địa hình hướng kinh tuyến và địa hình hướng vĩ tuyến

Giống như các tỉnh ven miền Trung, địa hình tỉnh Quảng Ngãi có độ dốc lớn, được chia thành 4 vùng rõ rệt: Vùng rừng núi, vùng trung du, vùng đồng bằng, vùng bãi cát ven biển

- Vùng rừng núi: Quảng Ngãi có nhiều rừng núi, khoảng 391.192 ha, chiếm gần 2/3 diện tích đất đai trong tỉnh, tạo thành hình vòng cung, hai đầu nhô sát ra biển, ôm chặt lấy đồng bằng Ở phía Tây Bắc và Tây Nam sông Trà Khúc, các khối núi đều có

độ cao từ 1.000 - 1.600m như núi Cà Đam (cao 1.600 m), núi Đá Vách (cao 1.500 m), núi U Bò (cao 1.100 m), núi Cao Muôn (cao 1.085 m); các vùng khác có độ cao 400 - 600m, còn ở vùng giáp đồng bằng núi chỉ có độ cao khoảng từ 200 - 300 m

- Vùng trung du: Đất đai được cấu tạo tại chỗ, thường bị bào mòn từ cao xuống thấp, có nhiều gò đồi, lắm sỏi đá Đất ở vùng này thường là đất xám, đất bạc màu, đất đen (diện tích 1.770 ha, chiếm 0,3 % diện tích đất đai toàn tỉnh), dùng để trồng cây lương thực và cây công nghiệp ngắn ngày Diện phân bố chủ yếu ở rìa phía tây, tây bắc, tây nam các huyện đồng bằng Bình Sơn, Sơn Tịnh, Tư Nghĩa, Nghĩa Hành, Mộ Đức, Đức Phổ Bề mặt địa hình nhấp nhô có hướng nghiêng chung về phía đông

- Vùng đồng bằng: Đồng bằng Quảng Ngãi nhỏ hẹp nhưng khá đa dạng về hình thái Diện tích khoảng 150.678 ha, trong đó chỉ có 13.672 ha được bồi đắp phù sa thường xuyên hàng năm bởi 4 hệ thống sông chính: sông Trà Bồng, sông Trà Khúc, sông Vệ và sông Trà Câu Càng đi về phía nam, đồng bằng càng hẹp lại, chỉ còn là một rẻo dọc bờ biển Địa hình bề mặt đồng bằng Quảng Ngãi khá bằng phẳng, nghiêng thoải về phía đông, độ cao từ 2 - 30 m Cấu tạo nên vùng đồng bằng Quảng Ngãi là các thành tạo trầm tích bở rời Đệ tứ, có thành phần thạch học, tuổi khác nhau và có nhiều nguồn gốc (sông, sông - biển, biển - đầm lầy, ) phủ trên bề mặt các đá biến chất, granit, bazan có tuổi từ Proterozoi đến Neogen - QI

- Vùng bãi cát ven biển: Có diện hẹp với diện tích khoảng 2.446,8 ha Đất vùng này thích hợp với các loại cây khoai lang, mì, dừa, rừng phi lao có tác dụng làm đai phòng hộ chống cát bay, cát nhảy bồi lấn Địa hình vùng bãi cát ven biển Quảng Ngãi

có đặc điểm chung giống như các khu vực khác ở miền Trung là sự hiện diện của các

7 dải cát cao song song với đường bờ giữ vai trò như những đê cát chắn sóng tự nhiên, bảo vệ phần đất phía sau các cồn cát Ngoài ra, vùng cát ven biển Quảng Ngãi còn có kiểu địa hình thấp rất đặc trưng, đó là dạng đầm lầy cửa sông bị bồi lấp (liman) và các đầm phá ven biển (lagoon) Bề mặt địa hình nhiều nơi bằng phẳng, trải trên diện rộng (Đức Phổ, Mộ Đức, bắc Bình Sơn) là những nơi có bãi cát điển hình nhất

1.1.3 Đặc điểm khí hậu

Quảng Ngãi có khí hậu nhiệt đới và gió mùa, nền nhiệt độ cao và ít biến động Chế độ ánh sáng, mưa ẩm phong phú, nhiệt độ trung bình 25 - 26,9 °C Khí hậu nơi đây phân hóa thành 2 mùa rõ rệt, gồm có mùa mưa và mùa khô Mùa hè nóng, mưa nhiều, nóng nhất vào tháng VI và tháng VII Biên độ dao động nhiệt độ trong trong ngày từ 06 - 11 oC

Mùa mưa ngắn chỉ từ 3 - 4 tháng, từ tháng 9 đến tháng 12 hàng năm; mùa mưa phù hợp với mùa lũ trên các lưu vực sông và trùng với thời kỳ gió mùa Đông Bắc và bão hoạt động trên biển Đông Lượng mưa trong mùa mưa ở đây chiếm từ 70% - 80% lượng mưa cả năm Tháng có lượng mưa lớn nhất thường xảy ra vào tháng 10, 11 có thể đạt từ 600 đến 900 mm/tháng, như tại Giá Vực lượng mưa trung bình tháng 11 đạt

904 mm, tại Ba Tơ đạt 887,5 mm, tại Sơn Giang 924 mm, Lượng mưa trung bình tháng 10 tại An Chỉ 667mm, tại Quảng Ngãi 650 mm

Trong khi đó mùa khô kéo dài 8 - 9 tháng, từ tháng 01 đến tháng 8 với lượng mưa chỉ chiếm 30% - 35% tổng lượng mưa năm Thời kỳ ít mưa nhất trong vùng thường tập trung vào 3 tháng từ tháng 02 đến tháng 4, lượng mưa trong 3 tháng chỉ chiếm khoảng 3% - 5% lượng mưa năm Tháng có lượng mưa nhỏ nhất thường là tháng 02 với lượng mưa chỉ chiếm xấp xỉ 1% - 2% lượng mưa năm

Nắng: Tổng số giờ nắng khoảng 2000 - 2200 giờ/năm Tháng có số giờ nắng nhiều nhất là tháng 5, ở vùng núi đạt 222 giờ/tháng (bình quân 7,2 giờ/ngày); vùng đồng bằng ven biển đạt 242 giờ/tháng đạt (bình quân 8,2 giờ/ngày) Tháng có số giờ nắng ít nhất là tháng 12, ở vùng núi đạt 72 giờ/tháng (bình quân 2,3 giờ/ngày); ở đồng bằng ven biển đạt 90 giờ/tháng (bình quân đạt 2,9 giờ/ngày)

Độ ẩm: Độ ẩm tương đối trung bình năm khoảng 85 % Vào các tháng mùa mưa (từ tháng 9 tới tháng 12) độ ẩm không khí đạt từ 85 % - 90 %, vào các tháng mùa khô

8 chỉ còn đạt trên dưới 80% Độ ẩm không khí thấp nhất có thể xuống tới mức 35% Ở

Ba Tơ trị số độ ẩm thấp nhất quan trắc được 34%, ở Quảng Ngãi trị số này là 37%

Gió: Hàng năm Quảng Ngãi chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa gồm hai mùa gió chính trong năm: gió mùa đông và gió mùa hạ Về mùa hạ từ tháng 5 tới tháng 9, hướng gió thịnh hành nhất là hướng Đông Nam và Tây Nam, về mùa đông từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau hướng gió thịnh hành nhất là hướng Đông và Đông Bắc Tốc độ gió trung bình hàng năm khoảng 1,3 m/s Tốc độ gió lớn nhất đã quan trắc được ở Ba

Tơ và Quảng Ngãi là 40 m/s do bão lớn gây ra

1.1.4 Đặc điểm thủy văn

*) Đặc điểm mạng lưới sông

Tỉnh Quảng Ngãi có 4 sông lớn: sông Trà Bồng, Trà Khúc, Sông Vệ và sông Trà Câu Các sông lớn đều phát nguyên từ vùng rừng núi phía Tây, phần thượng nguồn chảy theo hướng Nam - Bắc, khi sông chảy xuống đồng bằng chuyển hướng Tây - Đông rồi đổ ra biển

- Sông Trà Khúc: sông Trà Khúc bắt nguồn từ vùng rừng núi Kon Plong - Kon Tum ở độ cao trung bình từ 1.300 - 1.500 m Phần thượng nguồn sông chảy theo hướng Nam Bắc qua các huyện Ba Tơ, Sơn Hà, Sơn Tây khi đến Thạch Nham sông chảy theo hướng Tây - Đông đổ ra biển tại cửa Cổ Luỹ Sông có chiều dài: 135 km, diện tích lưu vực 3240 km2, diện tích tính đến Thạch Nham là 2.840 km2, mật độ lưới sông 0,39 km/km2, độ cao bình quân lưu vực 558 m và độ dốc bình quân lưu vực 18,5%

- Sông Trà Bồng: sông Trà Bồng bắt nguồn từ núi phía tây của huyện Trà Bồng thuộc khu vực xã Trà Hiệp và Trà Lâm, chảy qua huyện Bình Sơn ra biển tại cửa Sa Cần Sông dài 62 km Diện tích toàn lưu vực là 626 km2 Độ cao trung bình lưu vực

196 m, độ dốc trung bình lưu vực 10,5%, mật độ lưới sông 0,43 km/km2

- Sông Vệ: sông Vệ bắt nguồn từ vùng núi phía tây của huyện Ba Tơ thuộc các

xã Ba Tô, Ba Giang và Ba Nam Sông chảy theo hướng tây nam- đông bắc đổ ra Biển Đông tại cửa Cổ Lũy và cửa Đức Lợi, sông dài 109 km, diện tích lưu vực khoảng 1.263 km2, bao gồm phần lớn diện tích đất đai của huyện Ba Tơ, Minh Long, Mộ Đức,

9 Nghĩa Hành và một phần nhỏ diện tích của huyện Tư Nghĩa Độ cao trung bình lưu

vực khoảng 170 m, mật độ lưới sông khoảng 0,79 km/km2

- Sông Trà Câu: sông Trà Câu bắt nguồn từ vùng núi Ngang, núi Đá Chát có độ

cao 400 m thuộc xã Ba Liên, huyện Ba Tơ Dòng sông chính chủ yếu chảy theo hướng

tây - đông, nhập lưu với sông Thoa tại Sa Bình, Phổ Minh, Đức Phổ- cách cửa Mỹ Á

khoảng 2,5 km diện tích lưu vực khoảng 485 km2; chiều dài sông khoảng 42 km;

chiều dài lưu vực khoảng 19 km và chiều rộng bình quân lưu vực khoảng 14 km

Bảng 1.1 Đặc trưng dòng chảy các sông thuộc tỉnh Quảng Ngãi

Sông Vị trí Flv

(km 2 )

Xo (mm)

Yo (mm)

Qo (m 3 /s)

Mo (l/skm 2 )

- Mực nước trung bình năm: Số liệu đo đạc mực nước trung bình nhiều năm tại

các trạm thuộc lưu vực sông Trà Khúc được trình bày trong bảng sau:

Bảng 1.2 Đặc trưng mực nước trung bình lưu vực sông Trà Khúc

Khúc 222 194 173 161 175 176 169 165 191 271 330 289 210

- Mực nước cao nhất trong năm: Mực nước cao nhất năm thường xuất hiện vào

khoảng tháng X đến tháng XI Mực nước thấp nhất năm thường xuất hiện vào mùa

10 cạn, nhưng trong tháng IX và X của mùa lũ vẫn có khả năng xuất hiện mực nước thấp nhất năm

Bảng 1.3 Đặc trưng mực nước cao nhất và thấp nhất năm tại các trạm

1.1.5 Đặc điểm kinh tế - xã hội

Theo Niên giám thống kê tỉnh Quảng Ngãi năm 2020, tổng sản phẩm trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi năm 2020 đạt 51.224,84 tỷ đồng, tăng 9,6 % so với năm 2019, trong đó khu vực công nghiệp - xây dựng đạt 26.868,27 tỷ đồng, tăng 12,1% so với năm 2019; khu vực dịch vụ đạt 15.727,31 tỷ đồng, tăng 8,4 %; khu vực nông lâm nghiệp và thuỷ sản đạt 8.629,25 tỷ đồng, tăng 4,5% so với năm 2019 Cơ cấu kinh tế dịch chuyển theo hướng tăng tỷ trọng công nghiệp - xây dựng và dịch vụ, giảm tỷ trọng nông lâm nghiệp và thủy sản, cụ thể: năm 2020, khu vực công nghiệp - xây dựng chiếm tỷ trọng 52,01 %; khu vực dịch vụ chiếm tỷ trọng 30,17 %; khu vực nông lâm nghiệp và thuỷ sản chiếm 17,82 % Tổng sản phẩm bình quân đầu người năm 2020 đạt 57,8 triệu đồng/người/năm

1.2 Tổng quan về tình hình lũ lụt lưu vực sông Trà Khúc

1.2.1 Các nhân tố hình thành lũ lụt

Các nguyên nhân chính gây ra mưa lũ là do bão, áp thấp nhiệt đới, dải hội tụ nhiệt đới, không khí lạnh gây ra Các hình thái này hoạt động riêng lẻ hoặc phối hợp với nhau và có thể phân ra làm 3 dạng chính như sau:

- Bão hoặc áp thấp nhiệt đới hoạt động đơn độc hoặc phối hợp với các hình thái khác (trừ không khí lạnh);

- Bão hoặc áp thấp nhiệt đới phối hợp với không khí lạnh;

- Không khí lạnh, hội tụ nhiệt đới và các hình thái thời tiết khác;

+ Bão hoặc ATNĐ và dải HTNĐ kết hợp với KKL là hình thái nguy hiểm có thể gây mưa và lũ lớn trên diện rộng

11 + Bão đổ bộ liên tiếp trong thời gian ngắn là nguy hiểm nhất

- Mưa thời đoạn ngắn

Mùa mưa: Vùng có lượng mưa lớn thuộc các huyện miền núi phía tây như Tây Trà, Trà Bồng, Sơn Hà, Minh Long và Ba Tơ, với tổng lượng mưa từ 2.300mm đến trên 2.600mm, với tầm mưa là Ba Tơ 2.641mm Vùng mưa ít nhất của tỉnh nằm ở phía đông dọc theo dải đồng bằng ven biển, có tổng lượng mưa dưới 1.650mm, có lượng mưa ít nhất là Sa Huỳnh với 1.114mm Những nơi còn lại lượng mưa từ 1.700 - 2.000mm Lượng mưa trong năm tập trung chủ yếu từ tháng IX đến XII, chiếm 70 - 80% tổng lượng mưa năm Mưa trong khu vực tập trung vào các tháng cuối năm nên

dễ gây lũ lụt, ngập úng

Mùa ít mưa: Từ tháng I - VIII lượng mưa chỉ chiếm 20 - 30% tổng lượng mưa năm, vùng núi đạt tỷ lệ 30 - 35% tổng lượng mưa năm do có mùa mưa phụ từ tháng V đến tháng VIII, thời kỳ mưa ít nhất trong năm là từ tháng II đến tháng VI Có sự lệch pha mưa so với cả nước do ảnh hưởng dãy Trường Sơn Cuối mùa hè, do nhiễu động nhiệt đới ỏ biển Đông kết hợp gió mùa đông bắc chuyển xuống phía nam gây ra thời

kỳ mưa to có thể kéo dài trong nhiều ngày, xuất hiện trận lũ lớn Từ tháng I đến tháng

II, nhiễu động nhiệt đới lùi về xích đạo nên gió mùa đông bắc chỉ gây ra mưa và mưa rào nhẹ Tháng chuyển tiếp, gió mùa đông bắc suy yếu dần, gió mùa tây nam và gió mùa đông nam bắt đầu hoạt động trở lại, sẽ sinh lượng mưa đáng kể trong các tháng

IV đến tháng VIII

Sông Trà Khúc chịu ảnh hưởng mạnh mẽ bởi đặc điểm địa hình trên lưu vực Khu vực thượng lưu là các dãy núi có địa hình dốc nên sông ở đoạn này có hệ số dòng chảy lớn, thời gian tập trung nước nhanh Đặc điểm chính lũ trên sông Trà Khúc xảy ra nhanh, vào mùa khô Qtb < 100 m3/s Chế độ triều tại cửa sông Trà Khúc là bán nhật triều không đều, có biên độ triều trung bình khoảng 1,35 m; lớn nhất là 2,15 m Sóng trong khu vực nghiên cứu chịu sự tác động mạnh mẽ của chế độ gió mùa, mùa hè sóng tây nam là chủ đạo trong khi mùa đông chủ đạo là sóng đông bắc

1.2.2 Đặc điểm lũ

Mùa lũ hàng năm trên các lưu vực sông tỉnh Quảng Ngãi kéo dài từ tháng 10 đến tháng 12 Tuy nhiên mùa lũ ở đây cũng không ổn định, nhiều năm lũ xảy ra từ

12 tháng 9 và cũng nhiều năm sang tháng 1 năm sau vẫn có lũ Điều này chứng tỏ lũ lụt trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi có sự biến động khá mạnh mẽ

Ngoài lũ chính vụ ra trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi còn xảy ra lũ sớm, lũ muộn

Lũ muộn: Lũ xảy ra vào nửa cuối tháng 12 (từ 16/12) đến tháng 01 năm sau được coi là lũ muộn Lũ thời kỳ này ảnh hưởng đến thời vụ gieo trồng của sản xuất nông nghiệp

Do đặc điểm địa hình dòng sông ngắn, dốc, mùa lũ nước tập trung nhanh, bờ sông thấp nên khi lũ lớn nước chảy tràn bờ gây ngập lụt cho vùng hạ lưu

Một số trận lũ lớn xảy ra trong tỉnh Quảng Ngãi: Năm 1999, 2003, 2009, 2013, 2020…

Bảng 1.4 Mực nước lũ một số trận lũ lớn tại lưu vực sông Trà Khúc

Trạm

Hmax (cm) Trận lũ tháng

12/1999

Trận lũ tháng 10/2023

Trận lũ tháng 9/2009

Trận lũ tháng 11/2013

1-13 đến ngày 6/11/1999 hầu hết các tỉnh Trung bộ đã có mưa to đến rất to Lượng mưa cả đợt phổ biến đạt từ 800-1.000 mm Tại Quảng Ngãi lượng mưa cả đợt đạt 600-1.000

mm Tại cầu Trà Khúc mực nước lũ đạt 7,77 m vượt báo động III 2,07 m

+ Tiếp đó là trận mưa lũ từ ngày 1-6/12/1999, lượng mưa tỉnh Quảng Ngãi tại Sơn Giang 1.916 mm, Ba Tơ 1.974 mm, Minh Long 1.803 mm, Trà Bồng 1.119 mm Cường độ mưa ở Quảng Ngãi đều thuộc loại lớn nhất trong vòng 40 năm trở lại đây Lượng mưa 24 giờ tại Sơn Giang 767 mm, tại Minh Long (643mm) xảy ra vào ngày 4/12/1999 Mực nước đỉnh lũ tại cầu Trà Khúc trên sông Trà Khúc đạt 8,36 m vượt báo động III 2,86 m

- Năm 2009: Từ ngày 28÷29/9/2009 do ảnh hưởng của bão số 9, tính đến 13h ngày 29/9, lượng mưa đo được tại tỉnh Quảng Ngãi: 300-500 mm, có nơi trên 550 mm như Trà Bồng: 678 mm Quảng Ngãi: 566 mm

Mực nước lũ sông Trà Bồng tại Châu Ổ: 5,85 m, trên báo động III: 1,75 m, sông Trà Khúc tại cầu Trà Khúc 8,12 m (lúc 1h/30/9), trên báo động III: 2,42 m; thấp hơn mực nước lịch sử năm 1999: 0,24 m;

- Năm 2013: Bão số 15 giảm cấp nhanh thành ATNĐ khi đi vào đất liền, nhưng hoàn lưu áp thấp nhiệt đới kết hợp với nhiễu động gió Đông hoạt động trên cao và không khí lạnh tăng cường đã gây mưa rất lớn và lũ lên nhanh tại các sông vùng Nam Trung Bộ và Tây Nguyên Tại tỉnh Quảng Ngãi lượng mưa trong 3 ngày từ 15-17/11, lượng mưa phổ biến 500-600 mm, có những nơi đặc biệt lớn như Minh Long 959 mm,

Ba Tơ 953 mm

Mực nước lũ trên các sông: Sông Trà Bồng tại Châu Ổ là 4,78 m trên báo động III là 0,28 m vượt đỉnh lũ lịch sử năm 1964 là 0,67 m; Sông Trà Khúc tại cầu Trà Khúc

là 8,76 m, trên BĐ 3 là 2,26 m, cao hơn đỉnh lũ năm 1999 là 40 cm

- Năm 2016: Từ giữa tháng 10/2016, đã xảy ra liên tiếp 05 đợt mưa lũ lớn trên diện rộng với cường độ cực đoạn, bất thường và kéo dài Tổng lượng mưa tập trung trong khoảng 2 tháng lớn hơn trung bình nhiều năm, tại Minh Long 2.729 mm Mưa lớn đã làm lũ trên các sông vượt báo động III

14

- Năm 2017: Ngày 04/11/2017, cơn bão số 12 (Damrey) đã đổ bộ vào Việt Nam với sức gió lên đến 135 km/giờ Khu vực chịu tác động của bão Damrey tập trung ở khu vực Nam Trung bộ (Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên và Khánh Hòa)

- Năm 2020: Liên tiếp qua 4 đợt mưa lũ từ tháng 10 đến đầu tháng 11, trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi chịu ảnh hưởng mưa lớn từ 400-600 mm, hoàn lưu mưa sau bão của cơn bão số 9 năm 2020 đã gây ảnh hưởng ngập lụt nghiêm trọng tại nhiều địa phương trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi

Mực nước lũ lớn nhất đo được tại các trạm thủy văn trên các lưu vực sông cụ thể: Trên sông Trà Khúc, mực nước tại trạm thủy văn Trà Khúc là 7,73 m trên BĐIII là 1,23 m

- Năm 2022: Do ảnh hưởng của rãnh áp thấp với hoàn lưu vùng áp thấp kết hợp với không khí lạnh tăng cường mạnh đã gây mưa lớn và ngập lụt, úng từ ngày 31/3 đến 02/2/2022 tại một số địa phương thuộc khu vực Nam Trung Bộ trong đó có tỉnh Quảng Ngãi, lượng mưa đo được tại các trạm dao động từ 150-370 mm (Trà Phú: 370

mm, Trà Nham: 305 mm, TP Quảng Ngãi: 288 mm ) Trận mưa lũ bất thường đã gây ngập úng trên diện rộng khoảng gần 7.000 ha cây trồng vụ Đông Xuân năm 2021-

2022

1.3 Giới thiệu kịch bản biến đổi khí hậu tỉnh Quảng Ngãi

Kịch bản BĐKH, NBD cho tỉnh Quảng Ngãi được kế thừa từ kết quả thực hiện của Viện Khoa học KTTV&BĐKH chi tiết hóa cho tỉnh Quảng Ngãi trên cơ sở kịch bản BĐKH, NBD cho Việt Nam được Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố năm

2020

a) Kịch bản thay đổi nhiệt độ Nhiệt độ trung bình năm, nhiệt độ mùa đông, nhiệt độ mùa xuân, nhiệt độ mùa hè, nhiệt độ mùa thu tại tỉnh Quảng Ngãi, đều có xu thế tăng ở tất cả các thời kỳ của cả hai kịch bản RCP4.5 và kịch bản RCP8.5 so với thời kỳ nền (1986 - 2005) Tuy nhiên sự gia tăng nhiệt độ theo kịch bản RCP8.5 là nhiều hơn, trong đó nhiệt độ mùa thu là tăng nhiều hơn cả so với các mùa khác và so với nhiệt độ trung bình năm

- Nhiệt độ trung bình năm

15 Theo kịch bản RCP4.5, vào giữa thế kỷ 21 (thời kỳ 2046 - 2065), nhiệt độ trung bình năm tỉnh Quảng Ngãi tăng lên 1,4 oC, và tăng 1,9oC vào cuối thế kỷ 21 (thời kỳ

2080 - 2099); như vậy, nhiệt độ trung bình tỉnh Quảng Ngãi tăng 0,5oC từ giữa thế kỷ đến cuối thế kỷ 21

Theo kịch bản RCP8.5, vào giữa thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm tỉnh Quảng Ngãi có mức tăng 1,9oC Đến cuối thế kỷ, nhiệt độ trung bình năm tăng 3,2oC (tăng 1,3oC từ giữa thế kỷ đến cuối thế kỷ 21) Giá trị trong ngoặc đơn là khoảng biến đổi xung quanh trị số trung bình với cận dưới là 10% và cận trên là 90%

- Nhiệt độ mùa đông (tháng XII - II)

Theo kịch bản RCP4.5, vào giữa thế kỷ 21, nhiệt độ mùa đông (tháng XII - II) tỉnh Quảng Ngãi tăng 1,3oC và tăng lên 1,5oC vào thời kỳ 2080 - 2099 (tăng 0,2oC từ giữa thế kỷ đến cuối thế kỷ 21)

Theo kịch bản RCP8.5, vào giữa thế kỷ 21, nhiệt độ mùa đông (tháng XII - II) tỉnh Quảng Ngãi tăng 1,7oC và tăng lên 2,8oC vào thời kỳ 2080 - 2099 (tăng 1,1oC từ giữa thế kỷ đến cuối thế kỷ 21)

- Nhiệt độ mùa xuân (tháng III - V)

Theo kịch bản RCP4.5, vào giữa thế kỷ 21, nhiệt độ mùa xuân (tháng III - V) tỉnh Quảng Ngãi tăng 1,3oC và tăng lên 1,9oC vào thời kỳ 2080 - 2099 (tăng 0,6oC từ giữa thế kỷ đến cuối thế kỷ 21)

Theo kịch bản RCP8.5, vào giữa thế kỷ 21, nhiệt độ mùa xuân (tháng III - V) tỉnh Quảng Ngãi tăng 1,8oC và tăng lên 3,1oC vào thời kỳ 2080 - 2099 (tăng 1,3oC từ giữa thế kỷ đến cuối thế kỷ 21)

- Nhiệt độ mùa hè (tháng VI - VIII)

Theo kịch bản RCP4.5, vào giữa thế kỷ 21, nhiệt độ mùa hè (tháng VI - VIII) tỉnh Quảng Ngãi tăng 1,7oC và tăng lên 2,3oC vào thời kỳ 2080-2099 (tăng 0,6oC từ giữa thế kỷ đến cuối thế kỷ 21)

Theo kịch bản RCP8.5, vào giữa thế kỷ 21, nhiệt độ mùa hè (tháng VI - VIII) tỉnh Quảng Ngãi tăng 2,1oC và tăng lên 3,7oC vào thời kỳ 2080-2099 (tăng 1,6oC từ giữa thế kỷ cuối thế kỷ 21)

- Nhiệt độ mùa thu (tháng IX - XI)

16 Theo kịch bản RCP4.5, vào giữa thế kỷ 21, nhiệt độ mùa thu (tháng IX - XI) tỉnh Quảng Ngãi tăng 1,4oC và tăng lên 1,8oC vào thời kỳ 2080 - 2099 (tăng 0,4oC từ giữa thế kỷ đến cuối thế kỷ 21)

Theo kịch bản RCP8.5, vào giữa thế kỷ 21, nhiệt độ mùa thu (tháng IX - XI) tỉnh Quảng Ngãi tăng 1,9oC và tăng lên 3,3oC vào thời kỳ 2080 - 2099 (tăng 1,4oC từ giữa thế kỷ đến cuối thế kỷ 21)

Bảng 1.5 Biến đổi của nhiệt độ ( o C) so với thời kỳ cơ sở 1986 – 2005 theo các kịch

bản biến đổi khí hậu tỉnh Quảng Ngãi

1,9 (1,3÷2,7)

1,9 (1,3÷2,6)

3,2 (2,6÷4,3) Nhiệt độ mùa

đông

1,3 (0,9÷1,7)

1,5 (1,0÷2,0)

1,7 (1,3÷2,1)

2,8 (2,3÷3,4) Nhiệt độ mùa

xuân

1,3 (0,8÷1,8)

1,9 (1,2÷2,7)

1,8 (1,1÷2,6)

3,1 (2,3÷4,1) Nhiệt độ mùa

hè

1,7 (1,1÷2,6)

2,3 (1,7÷3,3)

2,1 (1,4÷3,1)

3,7 (3,0:5,3) Nhiệt độ mùa

thu

1,4 (0,9÷2,1)

1,8 (1,1÷2,7)

1,9 (1,2÷2,7)

3,3 (2,6÷4,5)

Nguồn: Viện KHKTTV&BĐKH

b) Kịch bản thay đổi lượng mưa

Dưới tác động của BĐKH, trong thế kỷ 21, lượng mưa tại tỉnh Quảng Ngãi có những biến đổi cụ thể so với thời kỳ nền (1986 - 2005) như sau: Lượng mưa trung bình năm và lượng mưa mùa đông, lượng mưa mùa thu đều có xu thế tăng ở tất cả các thời kỳ của cả hai kịch bản RCP4.5 và kịch bản RCP8.5 Tuy nhiên sự gia tăng lượng mưa theo kịch bản RCP4.5 nhiều hơn so với kịch bản RCP8.5, trong đó lượng mưa mùa đông tăng nhiều hơn và tăng nhiều nhất là ở cuối thế kỷ 21 với mức tăng 65,8%

Theo kịch bản RCP4.5, lượng mưa trung bình năm, lượng mưa mùa đông, lượng mưa mùa xuân, lượng mưa mùa thu tại tỉnh Quảng Ngãi đều có xu thế tăng ở tất

17

cả các thời kỳ so với thời kỳ cơ sở (1986 - 2005), lượng mưa tăng nhiều nhất vào cuối thế kỷ 21 và mùa đông là mùa có mức gia tăng lượng mưa lớn nhất là 65,8% Chỉ riêng lượng mưa mùa hè và lượng mưa mùa xuân lại có xu thế giảm với mức giảm 2,0

- Lượng mưa trung bình năm

Theo kịch bản RCP4.5, vào giữa thế kỷ 21, lượng mưa trung bình năm ở tỉnh Quảng Ngãi có xu thế tăng 25,2% so với thời kỳ cơ sở 1986 - 2005 Đến cuối thế kỷ

21, mức biến đổi của lượng mưa trung bình năm tăng lên 29,5% so với thời kỳ cơ sở

Theo kịch bản RCP8.5, vào giữa và cuối thế kỷ 21, lượng mưa trung bình năm

có xu thế gia tăng ở tỉnh Quảng Ngãi với giá trị tăng là 25,1% và 22,2% so với thời kỳ

cơ sở

- Lượng mưa mùa đông

Theo kịch bản RCP4.5, vào giữa thế kỷ 21, lượng mưa mùa đông ở tỉnh Quảng Ngãi có xu thế tăng với mức tăng 17,9% so với thời kỳ cơ sở Đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa mùa đông lại có xu thế gia tăng lớn nhất với giá trị tăng lên 65,8% so với thời kỳ cơ sở

Theo kịch bản RCP8.5, vào giữa thế kỷ 21, lượng mưa mùa đông ở tỉnh Quảng Ngãi có xu thế tăng với mức tăng 16,0% so với thời kỳ cơ sở Đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa mùa đông lại có xu thế gia tăng lớn nhất với giá trị tăng lên 38,3% so với thời kỳ cơ sở

- Lượng mưa mùa xuân

Theo kịch bản RCP4.5, vào giữa thế kỷ 21, lượng mưa trung bình mùa xuân ở tỉnh Quảng Ngãi có xu thế giảm với giá trị giảm là 4,7% so với thời kỳ cơ sở Đến cuối

18 thế kỷ 21, mức biến đổi của lượng mưa trung bình mùa xuân lại có xu thế tăng với giá trị tăng là 19,4% so với thời kỳ cơ sở

Theo kịch bản RCP8.5, vào giữa thế kỷ 21, lượng mưa trung bình mùa xuân ở tỉnh Quảng Ngãi có xu thế giảm với giá trị giảm là 7,4% so với thời kỳ cơ sở Đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa mùa xuân lại có xu thế tăng với giá trị tăng là 14,4% so với thời

kỳ cơ sở

- Lượng mưa mùa hè

Theo kịch bản RCP4.5, vào giữa thế kỷ 21, lượng mưa trung bình mùa hè ở tỉnh Quảng Ngãi có xu thế giảm với mức giảm 9,3% so với thời kỳ cơ sở Đến cuối thế kỷ

21, mức biến đổi của lượng mưa trung bình mùa hè vẫn giảm với mức giảm khoảng 4,5% so với thời kỳ cơ sở

Theo kịch bản RCP8.5, vào giữa thế kỷ 21, lượng mưa trung bình mùa hè ở tỉnh Quảng Ngãi có xu thế giảm với mức giảm 0,9% so với thời kỳ cơ sở Đến cuối thế kỷ

21, mức biến đổi của lượng mưa trung bình mùa hè vẫn giảm với mức giảm khoảng 9,1% so với thời kỳ cơ sở

- Lượng mưa mùa thu

Theo kịch bản RCP4.5, vào giữa thế kỷ 21, lượng mưa trung bình mùa thu ở tỉnh Quảng Ngãi có xu thế tăng 39,1% so với thời kỳ cơ sở Đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa trung bình mùa thu tăng lên 33,2% so với thời kỳ cơ sở

Theo kịch bản RCP8.5, vào giữa thế kỷ 21, lượng mưa trung bình mùa thu ở tỉnh Quảng Ngãi có xu thế tăng 35,9% so với thời kỳ cơ sở Đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa trung bình mùa thu tăng lên 26,9% so với thời kỳ cơ sở

Bảng 2.1 Biến đổi của lượng mưa (%) so với thời kỳ cơ sở 1986 – 2005 theo các

kịch bản biến đổi khí hậu tỉnh Quảng Ngãi

25,1 (17,0÷33,5)

22,2 (7,2÷35,9)

P - TB mùa

đông

17,9 (0,2÷35,0)

65,8 (18,8÷108,8)

16,0 (-4,2÷38,7)

38,3 (-7,9÷85,6)

19,4 (-3,8÷42,2)

-7,4 (-18,6÷2,7)

14,4 (-3,5÷32,5)

P - TB mùa

hè

-9,3 (-17,7÷-1,6)

-4,5 (-10,9÷2,4)

-0,9 (-8,5÷6,5)

-9,1 (-17,8÷-0,5)

P - TB mùa

thu

39,1 (24,2÷55,3)

33,2 (20,0÷46,6)

35,9 (25,8÷45,7)

26,9 (11,5÷42,5)

Nguồn: Viện KHKTTV&BĐKH

c) Kịch bản nước biển dâng

Kịch bản nước biển dâng cho tỉnh Quảng Ngãi được kế thừa từ kịch bản BĐKH, NBD cho Việt Nam được Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố năm 2016 Trong đó, kết quả tính toán các kịch bản NBD cho khu vực Đèo Hải Vân - Mũi Đại Lãnh (bao gồm tỉnh Quảng Ngãi) được áp dụng cho tỉnh Quảng Ngãi

Theo kịch bản RCP4.5 (kịch bản nồng độ khí nhà kính trung bình thấp): Vào đầu thế kỷ 21 (năm 2030) mực nước biển dâng cho khu vực tỉnh Quảng Ngãi khoảng

13 cm (8 ÷ 18 cm), vào giữa thế kỷ 21 (năm 2050) mực nước biển dâng khoảng 23 cm (14 ÷ 32 cm) và vào cuối thế kỷ 21 (năm 2100) mực nước biển dâng khoảng 54 cm (33

÷ 76 cm)

Theo kịch bản RCP8.5 (kịch bản nồng độ khí nhà kính cao): Vào đầu thế kỷ 21 (năm 2030) mực nước biển dâng cho khu vực tỉnh Quảng Ngãi khoảng 13 cm (9 ÷ 18 cm), vào giữa thế kỷ 21 (năm 2050) mực nước biển dâng khoảng 25 cm (17 ÷ 35 cm)

và vào cuối thế kỷ 21 (năm 2100) mực nước biển dâng khoảng 73 cm (50 ÷ 103 cm)

Bảng 2.2 Mực nước biển dâng khu vực tỉnh Quảng Ngãi theo các KB BĐKH

Nguồn: Viện KHKTTV&BĐKH

Hình 1.2 Kịch bản nước biển dâng cho khu vực ven biển Quảng Ngãi

Nếu mực nước biển dâng 100 cm, khoảng 0,86% diện tích tỉnh Quảng Ngãi nguy cơ bị ngập, tập trung chủ yếu ở các huyện ven biển như Đức Phổ (3,62%), Sơn Tịnh (3,24 %), Tư Nghĩa (3,49%)

21

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt lưu vực sông Trà Khúc

*) Phương pháp thu thập dữ liệu:

Là một trong những phương pháp quan trọng trong quá trình làm luận văn, việc thu thập và tổng hợp tài liệu đầy đủ sẽ đảm bảo luận văn có chất lượng tốt hơn

Số liệu được thu thập tại các trạm, trung tâm khí tượng thủy văn, hải văn các tài liệu như: mưa, lưu lượng, mực nước, mực nước biển, địa hình, mạng lưới sông…

- Các mô hình thủy lực 1 chiều như VRSAP, HEC-RAS, MIKE11…;

- Các mô hình 2 chiều như MIKE 21, SMS, HydroGIS…

Mỗi một mô hình đều có điểm mạnh và điểm yếu riêng tùy thuộc vào khu vực nghiên cứu, điều kiện và mục tiêu áp dụng vì vậy việc lựa chọn mô hình phù hợp là rất quan trọng

Với mục tiêu là xây dựng bản đồ ngập lụt theo các kịch bản biến đổi khí hậu, luận văn đã lựa chọn bộ mô hình MIKE FLOOD để thực hiện mục tiêu nghiên cứu Bộ

mô hình MIKE bao gồm: mô hình thủy văn MIKE NAM, dùng để tính toán các biên đầu vào cho mô hình thủy lực một chiều MIKE 11, cũng như biên gia nhập khu giữa cho mô hình thủy lực hai chiều MIKE 21 Mô hình thủy lực một chiều MIKE 11 mô phỏng dòng chảy một chiều trong sông và mô hình hai chiều MIKE 21 mô phỏng dòng chảy hai chiều ngang tràn bãi Bộ mô hình này rất phù hợp để mô phỏng ngập lụt tại khu vực nghiên cứu

Điều kiện số liệu đo đạc trong khu vực rất hạn chế do nhiều nguyên nhân khác nhau nên việc sử dụng mô hình MIKE - NAM để tính toán dòng chảy từ mưa làm biên đầu vào cho mô hình thủy lực là cần thiết

22

Mô hình MIKE FLOOD là một công cụ tổng hợp cho việc nghiên cứu các ứng dụng về vùng bãi tràn phù hợp cho vùng trũng nghiên cứu, có thể thể hiện được cả mức độ ngập lụt lẫn tốc độ và hướng dòng chảy lũ trong vùng ngập lụt

Do vậy, tác giả quyết định sử dụng mô hình Mike – FLOOD trong bộ mô hình MIKE của Viện thủy lực Đan Mạch để liên kết mô hình 1D và 2D diễn toán mô phỏng ngập lụt tại LVS Trà Khúc

- Mô hình MIKE – NAM: mô hình mưa rào – dòng chảy để tính toán dòng chảy

lũ cho các lưu vực bộ phận trong lưu vực sông Trà Khúc, lưu lượng gia nhập khu giữa làm biên đầu vào cho mô hình thủy lực MIKE11;

- Mô hình MIKE11: mô hình thủy lực một chiều cho lưu vực sông để nghiên cứu đặc điểm, chế độ dòng chảy trong trên sông làm điều kiện đầu vào cho mô hình MIKE21;

- Mô hình MIKE21: mô hình thủy lực hai chiều dùng để nghiên cứu dòng chảy trong lưu vực sông Trà Khúc, làm điều kiện nền để tính toán ngập lụt;

- Mô hình MIKE FLOOD: mô hình liên kết mô hình 1 chiều MIKE11 với mô hình 2 chiều MIKE21 để mô phỏng ngập lụt

*) Phương pháp bản đồ:

Phương pháp này sử dụng phần mềm GIS xử lý các điều kiện liên quan đến không gian để phân tích và tính toán các thông tin phục vụ các mục đích khác nhau Luận văn sử dụng phương pháp này để biên tập bản đồ ngập lụt và tính toán diện tích ngập lụt tại lưu vực sông Trà Khúc

23

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình nghiên cứu 2.2 Mô hình mưa rào – dòng chảy

2.2.1 Giới thiệu về mô hình MIKE NAM

NAM là mô hình và cải tiến của mô hình Nielsen – Hansen, được công bố trong tạp chí “Nordic Hydrology” năm 1973 và sau này được Viện Thủy lực Đan Mạch phát triển và đổi thành NAM Mô hình gồm 4 bể chứa, nguyên lý tính toán trong mỗi bể chứa là giải phương trình cân bằng theo quy luật phi tuyến

Hình 2.2 Cấu trúc của mô hình NAM

Mô hình NAM là mô hình nhận thức, tất định, thông số tập trung Đây là một modun tính mưa từ dòng chảy trong bộ phần mềm thương mại MIKE 11

Mô hình NAM mô phỏng quá trình mưa – dòng chảy một cách liên tục thông qua việc tính toán cân bằng nước ở bốn bể chứa thẳng đứng, có tác dụng qua lại lẫn nhau để diễn tả các tính chất vật lý của lưu vực

Dữ liệu đầu vào của mô hình là mưa, bốc hơi tiềm năng và nhiệt độ Kết quả đầu ra của mô hình là dòng chảy trên lưu vực, mực nước ngầm và các thông tin khác nhau trong chu trình thủy văn, như sự thay đổi tạm thời độ ẩm của đất và khả năng bổ xung nước ngầm Dòng chảy lưu vực được phân một cách gần đúng thành dòng chảy mặt, dòng chảy sát mặt, dòng chảy ngầm Ứng dụng chủ yếu của mô hình NAM gồm:

- Phân tích thủy văn: Phân phối dòng chảy, ước tính thấm và bốc hơi

Khi lượng trữ bề mặt đã tràn, U > U max , thì lượng nước thừa P N sẽ tạo ra dòng

chảy mặt Dòng chảy mặt QOF được giả thiết là tương ứng với P N và biến đổi tuyến

tính theo quan hệ lượng trữ ẩm đất, L/L max, của tầng ẩm thấp:

TOF TOF L

khi L/L max > TOF

0 khi L/L max ≤ TOF

Trong đó CQOF là hệ số dòng chảy mặt, không có thứ nguyên, phản ánh điều kiện thấm (0 CQOF 1); TOF là ngưỡng dưới của dòng chảy tràn (0  TOF  1); P N

là phần nước thừa khi U  U max và P N = U - U max

• Dòng chảy sát mặt (QIF)

QIF được giả thiết là tương ứng với U và biến đổi tuyến tính theo quan hệ

lượng chứa ẩm của lượng trữ tầng thấp:

TIF TIF L

L

1/)

−

−

− khi L/Lmax TIF

0 khi L/Lmax TIF

Trong đó: CKIF là hằng số thời gian dòng chảy sát mặt; TIFlà ngưỡng dưới củadòng chảy sát mặt (0  TIF <1)

• Lượng nước ngầm cung cấp cho bể chứa ngầm (G)

Phần lượng nước thừa (P N – QOF) không tham gia vào thành phần dòng chảy

tràn sẽ thấm xuống làm tăng lượng trữ ẩm tầng thấp và một phần được giả thiết sẽ thấm sâu hơn và gia nhập vào lượng trữ tầng ngầm (G)

TG TG L

L QOF

1 / )

• Diễn toán dòng chảy

Dòng chảy mặt và dòng chảy sát mặt được diễn toán thông qua hai bể chứa

tuyến tính theo chuỗi thời gian với cùng một hằng số thời gian CK12

Dòng chảy ngầm được diễn toán thông qua một bể chứa tuyến tính với hằng số

2.2.3 Thông số của mô hình

NAM có 9 thông số quan trọng nhất mô tả các bể chứa mặt, tầng rễ cây và nước ngầm Các thông số này có thể được hiệu chỉnh tự động

Các thông số của bể chứa mặt và tầng rễ cây gồm:

- Lượng nước cực đại có thể chứa trong bể chứa mặt U

max, thường dao động trong phạm vi: 10-25 mm

- Lượng ẩm đất cực đại trong bể chứa tầng rễ cây L

max, dao động trong phạm vi: 50-300 mm

- Hệ số dòng chảy mặt, không có thứ nguyên CQOF , dao động trong phạm vi:

0.01- 0.99

- Hằng số thời gian của dòng chảy sát mặt CKIF, thường dao động trong phạm

vi: 500-1000 giờ

26

- Hằng số thời gian để diễn toán dòng chảy mặt và sát mặt CK12, thường dao động trong phạm vi: 3-48 giờ

- Giá trị ngưỡng đối với dòng chảy mặt của tầng rễ cây TOF, thường dao động

trong phạm vi: 0-0,70; giá trị cực đại cho phép là 0,99

- Giá trị ngưỡng đối với dòng chảy sát mặt của tầng rễ cây TIF

- Thông số của nước ngầm bao gồm:

- Hằng số thời gian của dòng chảy ngầm CKBF Thường CKBF >> CK12

- Giá trị ngưỡng để bổ cập nước ngầm của tầng rễ cây TG, thường dao động

trong phạm vi: 0-0,70; giá trị cực đại cho phép là 0,99

2.2.4 Điều kiện ban đầu của mô hình

Điều kiện ban đầu theo yêu cầu của mô hình NAM gồm lượng nước trong bể mặt, bể chứa tầng rễ cây, cùng với những giá trị ban đầu của dòng chảy từ hai bể chứa tuyến tính cho dòng chảy mặt, sát mặt và dòng chảy ngầm:

- U/U max: Tỷ lệ giữa lượng nước chứa trong bể chứa mặt và lượng trữ nước tối đa trong bể chứa mặt

- L/L max: Lượng ẩm tương đối

- QOF: Dòng chảy mặt đầu thời đoạn tính toán

- QIF: Dòng chảy sát mặt đầu thời đoạn tính toán

- BF: Dòng chảy ngầm đầu thời đoạn tính toán

Ước tính những điều kiện ban đầu này có thể lấy từ lần mô phỏng ở cùng kỳ những năm trước

Các thông số điều kiện ban đầu U, L, QOF, QIF, BF ít biến đổi đối với từng lưu vực và từng mùa lũ Thông số BF thể hiện lượng nước gốc là lưu lượng ở mức chân lũ

2.3 Mô hình thủy lực MIKE 11

MIKE 11 do DHI Water & Environment (Đan Mạch) phát triển, là một gói phần mềm kỹ thuật chuyên môn để mô phỏng lưu lượng, chất lượng nước và vận chuyển bùn cát ở cửa sông, sông, hệ thống tưới, kênh dẫn và các vật thể nước khác

MIKE 11 là công cụ lập mô hình động lực, một chiều được sử dụng nhằm phân tích chi tiết, thiết kế, quản lý và vận hành cho sông và hệ thống kênh dẫn đơn giản và phức tạp Với môi trường thân thiện với người sử dụng, linh hoạt và tốc độ tính toán

27 khá cao, MIKE 11 cung cấp một môi trường thiết kế hữu hiệu về kỹ thuật công trình, tài nguyên nước, quản lý chất lượng nước và ứng dụng phục vụ cho quy hoạch

Mô-đun mô hình thủy động lực (HD) là một phần trọng tâm của hệ thống mô hình MIKE 11 và hình thành cơ sở cho hầu hết các mô-đun gồm: dự báo lũ, tải khuyếch tán, chất lượng nước và các mô-đun vận chuyển bùn lắng không kết dính Mô-đun HD giải các phương trình tổng hợp theo phương đứng để đảm bảo tính liên tục và bảo toàn động lượng, nghĩa là giải hệ phương trình Saint Venant

• Ứng dụng liên quan đến mô - đun HD bao gồm:

- Dự báo lũ và vận hành hồ chứa

- Các phương pháp mô phỏng kiểm soát lũ

- Vận hành hệ thống tưới và tiêu thoát bề mặt

- Thiết kế các hệ thống kênh dẫn

- Nghiên cứu sóng triều và dâng nước do mưa ở sông và cửa sông

Đặc trưng cơ bản của hệ thống mô hình MIKE 11 là cấu trúc mô-đun tổng hợp với nhiều loại mô - đun được thêm vào mỗi mô phỏng các hiện tượng liên quan đến hệ thống sông

• Phương trình cơ bản và phương pháp giải

Phương trình cơ bản của mô hình để tính toán cho trường hợp dòng không ổn định là hệ phương trình bao gồm phương trình liên tục và phương trình động lượng (hệ phương trình Saint Venant):

• Phương trình liên tục:

q t A x



 +

28 R: Bán kính thuỷ lực (m)

• Phương pháp giải hệ phương trình Saint Venant

Hệ phương trình Saint Venant là một hệ gồm hai phương trình vi phân đạo hàm riêng phi tuyến bậc nhất Trong trường hợp tổng quát, hệ phương trình có dạng này không giải được bằng phương pháp giải tích, do đó người ta giải phương trình này bằng phương pháp gần đúng (phương pháp số hoá) và MIKE11 cũng dùng phương pháp này để giải hệ phương trình Saint-Venant với lược đồ sai phân hữu hạn 6 điểm sơ

đồ ẩn Abbott-Inoescu (Hình 2.3)

Hình 2.3 Sơ đồ sai phân 6 điểm Abbott

• Phương trình liên tục

q t h b x Q t

h b t



 +

j n j

x

Q Q Q

Q x Q

2

2)(

2)



+

−+

+ +

t h h t

n j

x A A b

2

1 , 0 0

+

Trong đó: A0j: Diện tích mặt phân cách giữa 2 điểm lưới j-1 và điểm lưới j

29

A0j+1: Diện tích mặt phân cách giữa 2 điểm lưới j và điểm lưới j+1

Δ2xj: Khoảng cách giữa hai điểm lưới j-1và j+1

Thế vào các phương trình sai phân, rút gọn các hệ số thu được phương trình:

j n j j n j j n j

+ +

+

1 1

n j

x

h h h

h

x h

2 2 ) (

2 )

1 1

1 1



+

− +

+ +

Để xác định thành phần bậc 2 trong phương trình trên, người ta sử dụng phương trình gần đúng:

n j n j n

j n

j n j j n j j n j

+ +

+

1 1

1

Trong đó:

) , , , , , , , , , , , ( ) (

) , , , , , ( ) (

2 / 1 1 1 2

/ 1 1 1

+ + + +

j

n j j j

Q h Q Q h q t x A f A f

R A C x t Q f A f

j n

j x A Q A

Q

x A Q

2 )

(

2 / 1

1 2 2 / 1

1 2 2

+







30 toán học để giải các ma trận này Tính ổn định của phương pháp sai phân hữu hạn để giải hệ phương trình Saint Venant được bảo đảm khi các điều kiện sau được thoả mãn:

Số liệu địa hình phải tốt, giá trị cho phép tối đa với Δx (dx-max) được lựa chọn trên cơ

sở này Bước thời gian Δt cần thiết đủ nhỏ để điều kiện ổn định Courant được thoả mãn Tuy nhiên, khi giải hệ phương trình Saint Venant với sơ đồ ẩn thì điều kiện ổn định Courant không nhất thiết phải thoả mãn

2.4 Mô hình thủy lực 2 chiều MIKE 21

Mô đun dòng chảy trong mô hình MIKE 21 FM được phát triển bởi phương pháp lưới phần tử hữu hạn Mô đun này bao gồm các phương trình: phương trình liên tục, động lượng, nhiệt độ, độ muối và mật độ và chúng khép kín bởi sơ đồ khép kín rối Với trường hợp ba chiều sử dụng hệ toạ độ sigma

Việc rời rạc hoá không gian của các phương trình cơ bản được thực hiện bằng việc sử dụng phương pháp thể tích hữu hạn trung tâm Miền không gian được rời rạc hoá bằng việc chia nhỏ miền liên tục thành các ô lưới/phần tử không trùng nhau Theo phương ngang thì lưới phi cấu trúc được sử dụng còn theo phương thẳng đứng trong trường hợp 3 chiều thì sử dụng lưới có cấu trúc Trong trường hợp hai chiều các phần

tử có thể là phần tử tam giác hoặc tứ giác Trong trường hợp ba chiều các phần tử có thể là hình lăng trụ tam giác hoặc lăng trụ tứ giác với các phần tử trên mặt có dạng tam giác hoặc tứ giác

• Phương trình liên tục

• Phương trình động lực theo phương x và y tương ứng