Biến đổi khí hậu không chỉ ảnh hưởng đến quá trình thủy văn của lưu vực trong suốt các thập kỷqua mà sẽcòn tiếp tục tác động mạnh hơn và có diễn biến phức tạp hơn trong những thập kỷtới. Tác động của biến đổi khí hậu đã ảnh hưởng trực tiếp đến thiên tai nhưlũlụt, hạn hán, và đặc biệt làm thay đổi nguồn tài nguyên nước trong khu vực. Vì vậy, việc đánh giá biến đổi khí hậu đến chế độthủy văn trong lưu vực có một vai trò hết sức quan trọng nhằm dựbáo, hạn chếcác rủi ro, đềra các biện pháp phòng ngừa thiệt hại do thiên tai gây ra, và giúp các nhà quản lý có chiến lược trong quản lý tài nguyên nước trong lưu vực. Mục tiêu chính của nghiên cứu là dựbáo và đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy thượng nguồn lưu vực sông Sesan. Nghiên cứu đã ứng dụng mô hình thủy văn ArcSWAT được tích hợp giữa ArGIS và công cụ đánh giá đất và
1. GIỚI THIỆU CHUNG Biến đổi khí hậu không chỉ ảnh hưởng đến quá trình thủy văn của lưu vực trong suốt các thập kỷ qua mà sẽ còn tiếp tục tác động mạnh hơn và có diễn biến phức tạp hơn trong những thập kỷ tới. Tác động của biến đổi khí hậu đã ảnh hưởng trực tiếp đến thiên tai như lũ lụt, hạn hán, và đặc biệt làm thay đổi nguồn tài nguyên nước trong khu vực. Vì vậy, việc đánh giá biến đổi khí hậu đến chế độ thủy văn trong lưu vực có một vai trò hết sức quan trọng nhằm dự báo, hạn chế các rủi ro, đề ra các biện pháp phòng ngừa thiệt hại do thiên tai gây ra, và giúp các nhà quản lý có chiến lược trong quản lý tài nguyên nước trong lưu vực. Mục tiêu chính của nghiên cứu là dự báo và đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy thượng nguồn lưu vực sông Sesan. Nghiên cứu đã ứng dụng mô hình thủy văn ArcSWAT được tích hợp giữa ArGIS và công cụ đánh giá đất và nước để đạt được mục đích nghiên cứu. 2. LƯU VỰC NGHIÊN CỨU Lưu vực sông Sesan nằm tại vị trí 13 0 45’-15 0 14’ Vĩ độ Bắc và 107 0 10’-108 0 24’ Kinh độ Đông (xem hình 1). Tổng chiều dài của sông Sesan là khoảng 210km, Diện tích lưu vực của các lưu vực sông Sesan là 11.490km 2 . Phía Bắc giáp sông Thu Bồn phía Nam giáp sông Ba, Ia Đrăng, phía Đông giáp sông Trà Khúc, sông Ba, phía Tây giáp Lào và Campuchia. 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, tác giả đã sử dụng mô hình thủy văn ArcSWAT để mô phỏng, đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy thượng lưu lưu vực sông Sesan. Việc thiết lập mô hình sử dụng số liệu đầu vào gồm số liệu về không gian và thời gian: như độ cao số hóa địa hình, bản đồ đặc tính đất, và bản đồ sử dụng đất của lưu vực, mưa ngày, nhiệt độ lớn nhất, nhỏ nhất, tốc độ gió, độ ẩm không khí và bức xạ mặt trời ngày. Nghiên cứu mô phỏng được chia ra các thời đoạn khác nhau trong tương lai như 2030-2040 và 2050- 2060 dưới các kịch bản biến đổi khí hậu cụ thể là A2 và B2, và so sánh với thời đoạn chuẩn hiện tại là 1984-1994, sau khi mô hình được hiệu chỉnh với thời đoạn số liệu thực đo là 1981-1987 và kiểm định với thời đoạn là 1988-1994 bởi việc so sánh số liệu đo đạc thực tế với kết quả mô phỏng của mô hình dựa trên các chỉ tiêu thống kê thủy văn. Hình 1. Số hóa độ cao địa hình và hệ thống sông lưu vực Sesan 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Kết quả hiệu chỉnh mô hình (1981-1987) và kiểm định mô hình (1988-1994) đã xác định được chỉ số NSE tương ứng là 0.608 và 0.713, và chỉ số R2 tương ứng 0.693 và 0.738 tại trạm Kumtum. Tại trạm Yali kết quả hiệu chỉnh mô hình đã xác định được với chỉ số NSE và chỉ số R lần lượt là 8.876 và 0.896 gian đoạn (1981-1987), và kiểm định mô hình (1988-1994) với chỉ số NSE=0.848 và R =0.893. Các chỉ tiêu đánh giá NSE và R cho 2 2 2 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2013. ISBN 978-604-82-0066-4 NGHIÊN CỨU DỰ BÁO VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN DÒNG CHẢY THƯỢNG NGUỒN LƯU VỰC SÔNG SE SAN TS. Ngô Văn Quận Trường Đại học Thủy lợi, email: quanswru@wru.edu.vn 135 kịch bản 1: dưới kịch bản A2 cho giai đoạn 2030-2040, kịch bản 2: dưới kịch bản B2 cho giai đoạn 2030-2040, kịch bản 3: dưới kịch bản A2 cho giai đoạn 2050-2060, kịch bản 4: dưới kịch bản B2 cho giai đoạn 2050-2060. Kết quả mô phỏng, phân tích và đánh giá cho các giai đoạn, và dưới các kịch bản của biến đổi khí hậu có thể thấy. So với mô phỏng hiện tại các kịch bản đưa ra đều có diễn biến lưu lượng tăng về mùa lũ và giảm về mùa kiệt, đỉnh lũ có xu hướng dịch chuyển về phía bên trái. Tổng lượng mùa lũ tại trạm Yali ở kịch bản B2 giai đoạn 2030-2040 là lớn nhất, tổng lượng mùa kiệt tại trạm Yali ở kịch bản B2 giai đoạn 2030-2040 là nhỏ nhất, có giá trị 419,43(m 3 /s), giảm 47,55% so với mô hình hiện tại. Tổng lượng mùa lũ tại trạm cửa ra lưu vực sông Sesan ở kịch bản B2 giai đoạn 2030-2040 là lớn nhất, có giá trị 5849,28m 3 /s, tăng 53,60% so với mô hình hiện tại. Tổng lượng mùa kiệt tại trạm cửa ra lưu vực sông Sesan ở kịch bản B2 giai đoạn 2030-2040 là nhỏ nhất, có giá trị 610,47m 3 /s, giảm 55,60% so với mô hình hiện tại. Về tổng quát, kịch bản B2 giai đoạn 2030-2040 cho giá trị lưu lượng biến đổi nhiều nhất và là kịch bản cực đoan nhất so với các giai đoạn khác . 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau khi nghiên cứu ứng dụng mô hình Arc- SWAT dự báo và đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến dòng chảy của lưu vực sông Sesan. Sau khi hiệu chỉnh, mô hình đã được kiểm định trong giai đoạn khác có sự tương quan với thời gian dùng để hiệu chỉnh, thời gian tính toán kiểm định mô hình từ năm 1988 đến năm 1994. Việc thực hiện mô hình được đánh giá bằng cách sử dụng phương pháp so sánh hình ảnh và so sánh thống kê giữa tài liệu thực đo và mô phỏng. Các chỉ số thống kê đạt được cho thấy mô hình đã được hiệu chỉnh và kiểm định với các giá trị của R 2 và NSE tương đối tốt. Như vậy, có thể kết luận mô hình có thể mô phỏng tốt ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu đến dòng chảy lưu vực sông Sesan và việc phát triển mô hình ArcSWAT được sử dụng cho mục đích của nghiên cứu này. Trong nghiên cứu này, chỉ tập trung nghiên cứu các kịch bản A2 và B2 do IPCC đề xuất cho giai đoạn 2030-2040 và giai đoạn 2050-2060. Mô hình ArcSWAT được áp dụng cho tất cả các kịch bản, sau đó so sánh với các kết quả mô phỏng ở hiện tại để có được kết quả đánh giá về quá trình diễn biến lưu lượng. Kết quả cho thấy hàng năm sẽ có sự gia tăng về tổng lưu lượng dòng chảy do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Kết quả cho thấy các giai đoạn trong lương lai sẽ có lưu lượng dòng chảy trung bình hàng tháng tăng mạnh vào mùa lũ và giảm đáng kể vào mùa kiệt, làm cho diễn biến lưu lượng dòng chảy của lưu vực sông Sesan ngày càng phức tạp và nghiêm trọng hơn. Kết quả nghiên cứu cho thấy biến đổi khí hậu có ảnh hưởng rõ rệt đến lưu lượng dòng chảy của lưu vực sông Sesan tại các thời đoạn khác nhau dưới kịch bản biến đổi khí hậu A2 và B2. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này tác giả mới chỉ xét đến biến đổi yếu tố về khí hậu ảnh hưởng đến dòng chảy mà chưa đề cập đến tác động của các yếu tố như địa hình, địa chất, và sử dụng đất và các kịch bản biến đổi khí hậu khác. Để nghiên cứu được ứng dụng và đạt hiệu quả cao thì cần phải mở rộng phạm vi nghiên cứu, xem xét đến nhiều yếu tố và nhiều kịch bản biến đổi khí hậu trong lương lai. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Gassman, P., Reyes, M., Green, C., & Arnold, J. (2007). "The Soil and Water Assessment Tool: His- torical development, application, and future research direction". America Society of Agrucultural and Biological Engineers 50(4), 1211-1250. [2]. Han, S. Y., Kwak, S. J., & Yoo, S. H. (2006). "Valu- ing environmental impacts of large dam construction in Korea: An application of choice experiments". [doi: 10.1016/j.eiar.2007.07.001]. Environmental Impact Assessment Review, 28(4-5), 256-266. [3]. IPCC (2000) “Sumary for policy makers, Emission sce- narios”. A special Report of IPCC Working Group III [4]. Eckhardt, K., Ulbrich, U., (2003)’. Potential im- pacts of climate change on groundwater recharge and streamflow in a central European low mountain range. Journal of Hydrology 284(1–4), 244–252. [5]. Jung, I.W., Bae, D.H., Kim, G. S. (2010). Recent trends of mean and extreme precipitation in Korea. International Journal of Climatology. [6]. Merritt, W.S., Alila, Y., Barton, M., Taylor, B., Cohen, S., Neilsen, D. (2006). Hydrologic response to scenarios of climate change in subwatersheds of the Okanagan basin, British Columbia. Journal of Hydrology 326, 79–108. [7]. Prudhomme, C., Reynard, N., Crooks, S. (2002). Downscaling of global climate models for flood fre- quency analysis. Hydrol. Process. 16, 1137–1150. 136 137 . mới chỉ xét đến biến đổi yếu tố về khí hậu ảnh hưởng đến dòng chảy mà chưa đề cập đến tác động của các yếu tố như địa hình, địa chất, và sử dụng đất và các kịch bản biến đổi khí hậu khác. Để. động của biến đổi khí hậu đã ảnh hưởng trực tiếp đến thiên tai như lũ lụt, hạn hán, và đặc biệt làm thay đổi nguồn tài nguyên nước trong khu vực. Vì vậy, việc đánh giá biến đổi khí hậu đến chế. quả nghiên cứu cho thấy biến đổi khí hậu có ảnh hưởng rõ rệt đến lưu lượng dòng chảy của lưu vực sông Sesan tại các thời đoạn khác nhau dưới kịch bản biến đổi khí hậu A2 và B2. Tuy nhiên,