ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG LÔ (LUẬN VĂN THẠC SĨ)

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG LÔ (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG LÔ (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG LÔ (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG LÔ (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG LÔ (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG LÔ (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG LÔ (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG LÔ (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG LÔ (LUẬN VĂN THẠC SĨ)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN HOÀNG MINH ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG LÔ Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 60440224 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS Trần Hồng Thái Hà Nội, 2013 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC HÌNH Error! Bookmark not defined DANH SÁCH CÁC BẢNG Error! Bookmark not defined DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Error! Bookmark not defined A MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN 3 CÁCH TIẾP CẬN 4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHẠM VI THỰC HIỆN B NỘI DUNG LUẬN VĂN CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI LƢU VỰC SÔNG LÔ 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 1.1.3 Đặc điểm địa chất 1.1.4 Đặc điểm thảm phủ thực vật 1.1.5 Đặc điểm khí hậu 10 1.1.6 Đặc điểm thủy văn, chế độ thủy văn 14 1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 17 1.2.1 Đặc điểm dân cư – lao động 17 1.2.2 Tình hình phát triển kinh tế xã hội tỉnh lưu vực sông Lô 18 CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ CÁC KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHO LƢU VỰC SƠNG LƠ 19 2.1 Tổng quan BĐKH giới Việt Nam 19 2.1.1 Biểu biến đổi khí hậu giới 19 2.1.2 Biểu biến đổi khí hậu Việt Nam 21 2.1.3 Kịch biến đổi khí hậu cho Việt Nam 21 2.2 Biểu biến đổi khí hậu kịch biến đổi khí hậu cho lƣu vực sơng Lơ 22 2.2.1 Biểu biến đổi khí hậu lưu vực sông Lô 22 2.2.2 Kịch biến đổi khí hậu cho lưu vực sông Lô 24 CHƢƠNG III: CÁC MƠ HÌNH SỬ DỤNG TRONG ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG LÔ 34 3.1 Mơ hình thủy văn 34 3.1.1 Khái qt mơ hình NAM 34 3.1.2 Các thơng số mơ hình NAM 35 3.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến kết mơ hình 35 3.1.4 Dữ liệu đầu vào 37 3.1.5 Dữ liệu đầu mơ hình 38 3.1.6 Phân chia lưu vực 38 3.1.7 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình 38 3.2 Mơ hình thủy lực 43 3.2.1 Cơ sở lý thuyết mơ hình MIKE 11 43 3.2.2 Yêu cầu số liệu đầu vào 46 3.2.3 Hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình thủy lực 48 3.2.4 Kết hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình thủy lực cho mùa lũ 48 3.3 Mơ hình cân nƣớc 50 3.3.1 Giới thiệu mô hình MIKE BASIN 50 3.3.2 Phân khu sử dụng nước 51 3.3.3 Số liệu đầu vào mơ hình 51 3.3.4 Hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình 52 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUN NƢỚC LƢU VỰC SƠNG LƠ 56 4.1 Tác động BĐKH đến chế độ dòng chảy 56 4.1.1 Dòng chảy năm 56 4.1.2 Dòng chảy mùa 57 4.2 Tác động BĐKH đến cân nƣớc hệ thống 59 4.2.1 Sự thay đổi nhu cầu sử dụng nước 59 4.2.2 Cân nước hệ thống 60 4.3 Tác động BĐKH đến dòng chảy lũ 64 4.3.1 Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế 64 4.3.2 Sự thay đổi mực nước đỉnh lũ 66 4.4 Tác động BĐKH đến hạn hán 67 4.4.1 Phương pháp tính tốn hạn hán 68 4.4.2 Tính tốn hệ số Khạn cho giai đoạn 1980 – 1999 69 4.4.3 Tính tốn hệ số Khạn cho lưu vực sông Lô theo kịch BĐKH 72 C KẾT LUẬN 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined A MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT Biến đổi khí hậu (BĐKH) mà biểu nóng lên tồn cầu mực nƣớc biển dâng, thách thức lớn nhân loại kỷ 21 Thiên tai tƣợng khí hậu cực đoan khác gia tăng hầu hết nơi giới, nhiệt độ mực nƣớc biển trung bình tồn cầu tiếp tục tăng mối lo ngại quốc gia giới Theo tính tốn Bộ Tài ngun Mơi trƣờng (MONRE, 2012), Việt Nam, khoảng 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 0,5 đến 0,7°C, mực nƣớc biển dâng khoảng 20cm Hiện tƣợng El-Nino, LaNina ngày tác động mạnh mẽ đến Việt Nam Biến đổi khí hậu thực làm cho thiên tai, đặc biệt bão, lũ, hạn hán ngày nghiêm trọng Nhiệt độ trung bình Việt Nam tăng lên 3°C mực nƣớc biển dâng 1m vào năm 2100 Từ số liệu quan trắc cho thấy, thành phần chu trình thủy văn có biến đổi vài thập niên qua, nhƣ gia tăng hàm lƣợng nƣớc khí quyển; mƣa thay đổi lƣợng mƣa, dạng mƣa, cƣờng độ cực trị mƣa; độ ẩm đất dòng chảy thay đổi Tài nguyên nƣớc bị tổn thƣơng bị tác động mạnh biến đổi khí hậu gây nên hậu bất lợi loài ngƣời hệ sinh thái Theo Ủy ban Liên phủ Biến đổi khí hậu (IPCC, 2007), vào kỷ 21, biến đổi khí hậu nên dịng chảy năm trung bình sơng suối tăng lên khu vực vĩ độ cao vài khu vực nhiệt đới ẩm, nhƣng giảm số khu vực nằm vĩ độ vừa khu vực nhiệt đới khô Lƣu vực sông Lơ lƣu vực có nguồn tài ngun nƣớc dồi đã, phải hứng chịu tác động biến đổi khí hậu, điều ảnh hƣởng lớn đến kinh tế xã hội đa dạng sinh học lƣu vực Do đó, cần phải có nghiên cứu, đánh giá định lƣợng, từ đƣa giải pháp ứng phó kịp thời Nội dung luận văn đề cập đến vấn đề: “Đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Lô” MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN a Mục tiêu tổng quát Đƣa đánh giá định lƣợng thay đổi đặc trƣng tài nguyên nƣớc mặt dƣới tác động biến đổi khí hậu b Mục tiêu cụ thể - Đánh giá đƣợc mức độ tác động BĐKH đến đặc trƣng tài nguyên nƣớc mặt nhƣ: dòng chảy đến, nhu cầu nƣớc, cân nƣớc hệ thống, lƣu lƣợng đỉnh lũ, hạn hán - Đánh giá xu thay đổi tài nguyên nƣớc mặt theo kịch BĐKH CÁCH TIẾP CẬN Luận văn áp dụng cách tiếp cận sau: - Tiếp cận theo không gian thời gian: BĐKH gây tƣợng thời tiết cực đoan, tăng tần suất thiên tai mực nƣớc biển dâng, xâm nhập mặn Các ảnh hƣởng thay đổi thƣờng diễn diện rộng, mức độ phạm vi ảnh hƣởng thay đổi theo không gian thời gian Do để nhận định quy mơ ảnh hƣởng BĐKH đến tài nguyên nƣớc cần tiếp cận theo không gian thời gian - Tiếp cận hệ thống: + Chúng ta xem xét tác động BĐKH, đối tƣợng chịu tác động điều chỉnh sách, quy hoạch hệ thống tự nhiên - kinh tế - xã hội (khí hậu - hệ thống tài nguyên - môi trƣờng - sinh thái – kinh tế - xã hội), thành phần hệ thống có quan hệ chặt chẽ với nhau, biến động thành phần hệ thống có tác động đến thành phần khác Hiện trạng tài nguyên môi trƣờng, phát triển kinh tế - xã hội liên quan chặt chẽ với phụ thuộc mạnh mẽ vào điều kiện tự nhiên nói chung, khí tƣợng-khí hậu nói riêng Do đó, xu BĐKH gây nên tác động có tính chất định tới cấu phần cịn lại hệ thống + Theo cách tiếp cận này, việc nghiên cứu, điều tra đánh giá ảnh hƣởng BĐKH tới sách, quy hoạch phát triển tổng thể phát triển ngành phải đƣợc tiến hành đồng bộ, hệ thống, toàn diện Việc xây dựng, chỉnh sửa sách, quy hoạch tài nguyên nƣớc khu vực nghiên cứu cần đƣợc thực mối quan hệ không đơn lẻ yếu tố, tính đến yếu tố nội địa, mà phải xem xét mối quan hệ, tác động tổng hợp cấu thành thuộc hệ thống nội yếu tố ảnh hƣởng từ bên - Tiếp cận tích hợp, liên ngành: Việc nghiên cứu, xây dựng sách, quy hoạch tài nguyên nƣớc lƣu vực cần đƣợc xem xét mối quan hệ tổng thể điều kiện tự nhiên (khí hậu, địa chất, địa hình, địa mạo), điều kiện kinh tế - xã hội PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phƣơng pháp thu thập, thống kê, tổng hợp tài liệu: + Phƣơng pháp đƣợc thực sở kế thừa, phân tích tổng hợp nguồn tài liệu, tƣ liệu, số liệu thơng tin có liên quan cách có chọn lọc, từ đó, đánh giá chúng theo yêu cầu mục đích nghiên cứu + Thống kê phƣơng pháp xử lý số liệu cách định lƣợng Ở giai đoạn đầu, tiến hành thống kê, thu thập số liệu, kết nghiên cứu chƣơng trình, dự án đƣợc thực có liên quan Đồng thời, thống kê, thu thập số liệu đo đạc, khảo sát ngồi thực địa, tính tốn đồ + Các tài liệu cần thu thập:  Số liệu nhiệt độ, lƣợng mƣa, bốc hơi, lƣu lƣợng, mực nƣớc trạm khí tƣợng thủy văn lƣu vực sơng Lơ  Kịch biến đổi khí hậu nhiệt độ, lƣợng mƣa cho lƣu vực sông Lô  Tài liệu niên giám thống kê năm 2011, tài liệu quy hoạch phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020, tài liệu quy hoạch thủy lợi tỉnh có diện tích tự nhiên nằm lƣu vực sông Lô  Các đặc trƣng hồ chứa Thác Bà Tuyên Quang - Phƣơng pháp mơ hình tốn: Các mơ hình đƣợc sử dụng luận văn: Mơ hình NAM, mơ hình MIKE 11, mơ hình MIKE BASIN - Phƣơng pháp đồ GIS: Phƣơng pháp đồ GIS đƣợc sử dụng phục vụ việc đánh giá phạm vi, đối tƣợng bị ảnh hƣởng tác động biến đổi khí hậu PHẠM VI THỰC HIỆN Luận văn không nghiên cứu xây dựng kịch biến đổi khí hậu Luận văn thu thập, tổng quan kịch dựa nghiên cứu đƣợc tiến hành Luận văn tập trung nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu đến đối tƣợng tài nguyên nƣớc mặt theo quy mô không gian thời gian B NỘI DUNG LUẬN VĂN CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI LƯU VỰC SÔNG LÔ 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý Lƣu vực sơng Lơ phần lãnh thổ thuộc hai quốc gia: Việt Nam Trung Quốc Hệ thống sơng Lơ đƣợc hình thành từ sơng dịng sơng Lơ, sơng Chảy, sơng Gâm sơng Phó Đáy với tổng diện tích lƣu vực 37.878 km2, diện tích nằm địa phận Trung Quốc 15.249 km2 chiếm 40,26% diện tích tồn lƣu vực Bản đồ lƣu vực sơng Lơ đƣợc thể Hình Hình 1: Bản đồ lưu vực sơng Lơ 1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo Địa hình phân bố lƣu vực sơng Lơ kể: cao ngun Bắc Hà với đỉnh cao 2267m, khối tinh thạch cổ thƣợng nguồn sơng Chảy có đỉnh Tây Cơn Lĩnh cao 2431m, phía Đơng Nam cao ngun đá vôi diệp thạch: Quảng Bạ, Pu Tha Ca Đồng Văn.Vùng núi cánh cung khu trung tâm phía Đơng Bắc, cánh cung Ngân Sơn cánh cung sông Gâm với đỉnh cao nhất: Pia Ya 1980m, Pia uac 1930m, Pia Bioc 1587m Khối núi Tam Đảo Đơng Nam có đỉnh cao tới 1591m Đồi núi thấp dạng địa hình chủ yếu lƣu vực sông Lô.Trong lƣu vực sông Lô dãy núi lớn quy tụ phía Nam mở rộng vệ phía Bắc Vì nan quạt đặc trƣng cho hình dạng lƣu vực sơng Lơ Các đơn vị địa mạo phản ánh rõ phân bố nham thạch lƣu vực Đoạn từ nguồn tới Hà Giang chảy theo hƣớng Tây Bắc- Đông Nam, thung lũng sông Lô hẹp có nơi khoảng 4- 5m bờ núi xung quanh cao từ 10001500m, từ Hà Giang tới Bắc Quang sơng đổi hƣớng thành gần Bắc Nam, lịng sơng nhiều thác ghềnh: kể từ biên giới tới Vĩnh Tuy có tới 60 ghềnh, thác bãi Tới Hà Giang sông Miện nhập vào sông Lơ bờ phải Độ sâu trung bình mùa cạn sơng Lơ thuộc thƣợng lƣu phía Việt Nam khoảng 0,6- 1,5m sơng rộng trung bình 40- 50 m( thƣợng lƣu sơng Lơ phái Trung Quốc có tên Bàn Long) Trung lƣu sơng Lơ kể từ Bắc Quang tới Tuyên Quang dài 180km Độ dốc đáy sơng giảm xuống cịn 0.25m/km thung lũng sơng mở rộng Sơng rộng trung bình 140m, hẹp 26m, sâu trung bình từ 1- 1.5m mùa cạn có khoảng 30 bãi, thác ghềnh, có thác Cái dƣới Vĩnh Tuy nguy hiểm Tại Vĩnh Tuy sông Lô gặp sông chảy từ vùng núi thƣợng nguồn sông Chảy xuống, từ Vĩnh Tuy sông Lô bắt đàu chảy theo hƣớng Tây Bắc- Đông Nam Tuyên Quang, taị sông Lô chảy qua vùng đồng đệ tam rộng Phía Tuyên Quang, khe Lau sông Lô nhận sông Gâm phụ lƣu lớn lƣu vực Hạ lƣu sơng Lơ kể từ Tun Quang tới Việt Trì, thung lũng sơng mở rộng, lịng sơng rộng, mùa cạn lịng sơng rộng tới 200m sâu tới 1,5- 3m Tới Đoan Hùng có sơng Chảy nhập vào bờ phải sơng Lô trƣớc đổ vào sông Hồng Việt Trì, sơng Lơ cịn nhập thêm phụ lƣu lớn nũa sơng Phó Đáy, chảy từ phía Chự Đồn xuống Trên đoạn hạ lƣu tàu thuyền lại thuận lợi, thác ghềnh khơng cịn có bãi Tất có tới 12 bãi đoạn Tới Phan Lƣơng, sông Lô lại cắt qua cánh đồng đệ tam nữa, lịng sơng mở rộng, độ dốc nhỏ Phần thuộc nƣớc ta độ dốc trung bình đáy sơng 0,26‰ Riêng phụ lƣu dốc nhiều, độ dốc trung bình sơng tới 6,18‰ Sự dao động độ cao tƣơng đối tạo thung lũng sâu hẹp, độ dốc sƣờn lớn 38- 400 Địa hình núi đồi chiếm 80% diện tích lƣu vực Trên số phụ lƣu diện tích có độ cao từ 600m trở nên chiếm tỷ lệ lớn Độ cao lớn 600m chiếm tới 90% diện tích hồ Thanh Thủy Tại Nậm Ma chiếm 70% Do điều kiện khí hậu địa hình lên phần lớn diện tích lƣu vực sơng Lô phân bố cấp mật độ lƣới sông tƣợng đối dầy đến dầy 0.5 đến 1.94km/ km2 Vùng có lƣợng mƣa nhiều địa hình đồi núi diệp thạch phân phiến diệp thạch silic, xâm thực chia cắt diễn mạnh mẽ, mật độ sông suối dầy đặc 1.5 đến 1.94km/ km2, vùng sông Con, Ngoi Xảo, Nậm Ma… Bản đồ địa hình lƣu vực sơng Lơ đƣợc thể Hình Hình 2: Bản đồ địa hình lưu vực sơng Lô 1.1.3 Đặc điểm địa chất Các đới cấu trúc lƣu vực sơng Lơ:  Đới cấu trúc Sông Hồng: thể dƣới dạng phức nếp lồi lớn kéo dài theo phƣơng tây bắc-đông nam, nằm vùng rìa phía tây lƣu vực sơng Chảy ngăn cách với đới cấu trúc sông Lô đứt gãy sâu Sông Chảy Trong đới thành tạo biến chất cao Protezozoi hệ tầng Sông Hồng đƣợc nâng lên mạnh mẽ dạng địa luỹ  Đới cấu trúc Sơng Lơ: phía bắc nối tiếp với vùng trồi Mã Quan (Trung Quốc), ranh giới phía tây đứt gãy Sơng Chảy, ranh giới phía đơng đứt gãy Sơng Phó Đáy Đới có dạng đẳng thƣớc vùng nâng uốn nếp từ Protezozoi muộn Thành phần trầm tích đới đƣợc đặc trƣng nhóm thành hệ nguồn lục nguyên-cacbonat Cambri, Silua, Devon  Đới cấu trúc Sông Gâm: Phân bố lƣu vực sông Gâm, nằm liền kề với đới Sơng Lơ Ranh giới phía tây đứt gãy Sơng Phó Đáy, ranh giới phía đông đứt gãy Yên Minh-Phú Lƣơng Đới Sông Gâm vùng chìm tƣơng đối so với đới Sơng Lơ Đới đƣợc nâng lên hồn tồn vào cuối hexin Thành phần trầm tích đới đƣợc đặc trƣng nhóm thành hệ nguồn lục nguyên-cacbonat Cambri, Ocdovic, Silua, Devon Hoạt động magma đới cấu trúc không nhiều, chủ yếu tạo thành thể nhỏ, xuyên cắt trầm tích Về địa hình đới cấu trúc Sơng Gâm đƣợc đặc trƣng khối núi cao, phân cắt mạnh thấp dần phía Đơng nam  Đới cấu trúc Mezozoi Sông Hiến: thể dƣới dạng kéo dài theo phƣơng tây bắc - đông nam 200 km, cong phía đơng Ranh giới phía tây đứt gãy Yên Minh - Phú Lƣơng, ranh giới phía đơng đứt gãy Cao Bằng - Tiên n (ở lƣu vực sơng Lơ, sơng Chảy rìa đông vùng nghiên cứu) Đới đƣợc nâng vào cuối hexin Trong kiến trúc đại đới Sông Hiến ứng với miền phức nếp lõm Bản đồ địa chất lƣu vực sơng Lơ đƣợc thể Hình Hình 3: Bản đồ địa chất lưu vực sơng Lơ 1.1.4 Đặc điểm thảm phủ thực vật Thảm phủ thực vật lƣu vực sơng Lơ có kiểu thảm phủ thực vật sau:  Rừng kín rộng thƣờng xanh nhiệt đới ẩm: Có cấu trúc nhiều tầng ƣu rộng có độ che phủ kín phân bố hạn chế độ cao dƣới 600 m khu vực Bắc Kạn, Na Hang, Bắc Mê, Quảng Ngần, Xín Mần Lƣu vực sơng Phó Đáy: Giai đoạn trạng thiếu nƣớc 6/20 năm, kịch tƣơng lai hầu nhƣ năm thiếu nƣớc, tổng lƣợng nƣớc thiếu tăng vọt, khu thiếu nƣớc chủ yếu tập trung Lập Thạch, Yên Sơn, Chợ Đồn Tam Dƣơng Số năm thiếu nƣớc khu tƣới giai đoạn trạng giai đoạn theo kịch B2 đƣợc nêu chi tiết Bảng 12 Bảng 12: Lượng nước thiếu hụt lưu vực sông Lô theo kịch B2 Đơn vị: 106m3/năm TT Tên Khu 1980-1999 2020-2039 2040-2059 2060-2079 2080-2099 Số năm Vthiếu Số năm Vthiếu Số năm Vthiếu Số năm Vthiếu Số năm Vthiếu 18 6,0 6,9 45,0 0,0 11 11 20 7,0 7,5 55,0 0,0 12 12 20 7,5 8,1 57,5 0,0 13 12 20 8,4 9,0 60,1 0,0 13 14 19 8,8 9,4 61,2 0,0 17 17 11,5 0,0 2,7 19 16 18,3 0,2 2,0 19 16 19,2 0,2 2,1 19 16 19,9 0,2 2,4 18 15 20,8 0,2 2,5 15 12 18 20 0 20 6,7 5,5 11,4 0,0 6,4 0,0 0,0 37,4 15 13 16 19 11 20 4,9 1,6 8,6 0,0 6,8 0,8 0,0 44,2 15 14 16 20 16 20 5,4 1,7 8,8 0,0 7,4 1,0 0,0 46,2 14 16 16 20 16 20 5,6 2,2 9,7 0,0 7,8 1,1 0,0 48,0 14 15 16 18 14 19 5,6 2,4 9,6 0,0 7,8 1,2 0,0 48,9 68,1 207,6 20 75,7 232,6 20 79,4 244,5 20 81,5 255,9 19 82,3 260,7 Chảy A301 A302 A303 A304 Lô L301 L302 L303 Gâm L304 L305 L306 L307 L308 L309 L310 L311 Phó Đáy L313 Toàn lưu vực Độ thiếu hụt lưu vực sông Lô _ KB B2 106 m³/năm 300 250 232.6 244.5 255.8 260.7 201.7 200 150 100 50 1980-1999 2020-2039 2040-2059 2060-2079 2080-2099 giai đoạn Hình 51: Lượng nước thiếu hụt lưu vực sông Lô qua giai đoạn – kịch B2 62 c Kịch B1 - Lƣu vực sông Chảy: Trong khu thuộc lƣu vực này, khu A304 khơng cịn thiếu nƣớc, khu A301, A302 thiếu nƣớc khoảng 12/20 năm Tổng lƣợng nƣớc thiếu trạng khoảng 26,6 triệu m³/năm nhƣng tƣơng lai tổng lƣợng nƣớc thiếu tăng lần - Lƣu vực sông Lô: Các khu thuộc lƣu vực sơng Lơ có kết cân nƣớc tƣơng tự khu lƣu vực sông Chảy Sự chuyển dịch số năm lƣợng nƣớc thiếu xảy khác khu, tƣơng lai khu xuất năm thiếu nƣớc Tuy nhiên lƣợng nƣớc thiếu tập trung hai khu L301 L303 nhƣ giai đoạn trạng - Lƣu vực sơng Gâm: Tình trạng thiếu nƣớc lƣu vực sông Gâm thay đổi không nhiều so với trạng - Lƣu vực sông Phó Đáy: Tƣơng tự kết kịch B2, lƣợng nƣớc thiếu lƣu vực sơng Phó Đáy tăng mạnh từ 3,1 triệu m³/năm lên gần 80 triệu m³/năm hầu nhƣ năm xảy tình trạng thiếu nƣớc Số năm thiếu nƣớc khu tƣới giai đoạn trạng giai đoạn theo kịch B1 đƣợc nêu chi tiết Bảng 13 Bảng 13: Lượng nước thiếu hụt lưu vực sông Lô theo kịch B1 Đơn vị: 106m3/năm TT Tên khu 1980-1999 2020-2039 2040-2059 2060-2079 2080-2099 Số năm Số năm Số năm Số năm Số năm V thiếu V thiếu V thiếu V thiếu V thiếu Chảy A301 A302 A303 A304 18 6,0 6,9 45,0 0,0 11 11 20 6,9 7,5 55,6 0,0 12 12 20 7,4 8,0 57,5 0,0 13 12 20 8,0 8,5 59,1 0,0 12 11 19 8,0 8,6 59,6 0,0 17 17 11,5 0,0 2,7 19 16 18,3 0,2 2,1 19 16 19,1 0,2 2,1 19 16 19,5 0,2 2,3 18 15 19,4 0,2 2,3 15 12 18 20 0 20 6,7 5,5 11,4 0,0 6,4 0,0 0,0 37,4 15 13 16 19 12 20 5,0 1,6 8,7 0,0 7,1 0,9 0,0 44,4 15 13 16 20 15 20 5,2 1,7 8,7 0,0 7,4 1,0 0,0 46,0 14 16 16 20 15 20 5,5 2,0 9,0 0,0 7,7 1,0 0,0 47,1 14 15 15 19 14 19 5,6 2,0 9,6 0,0 7,7 1,0 0,0 47,2 68,1 207,6 20 76,1 234,4 20 79,3 243,6 20 80,4 250,3 19 80,9 252,1 Lô L301 L302 L303 Gâm L304 L305 L306 L307 L308 L309 L310 L311 Phó Đáy L313 Tồn lưu vực 63 Độ thiếu hụt lưu vực sông Lô _ KB B1 106 m³/năm 300 252.1 250.2 243.8 234.5 250 189.8 200 150 100 50 1980-1999 2020-2039 2040-2059 2060-2079 2080-2099 giai đoạn Hình 52: Lượng nước thiếu hụt lưu vực sông Lô qua giai đoạn – kịch B1 4.3 Tác động BĐKH đến dòng chảy lũ 4.3.1 Lƣu lƣợng đỉnh lũ thiết kế Lƣu lƣợng đỉnh lũ thiết kế đƣợc xác định theo phƣơng pháp tần suất dựa kết mơ hình NAM Các Bảng 14 đến Bảng 16 thống kê lƣu lƣợng đỉnh lũ thiết kế ứng với tần suất 1% 5% trạm thủy văn lƣu vực sơng Lô Mức biến đổi lƣu lƣợng đỉnh lũ cho thấy có xu hƣớng tăng lên tất kịch Càng giai đoạn cuối, độ biến đổi so với thời kỳ trƣớc lớn Bảng 14: Lưu lượng đỉnh lũ thiết kết 1%, 5% trung bình ngày tức thời số trạm thủy văn lưu vực sơng Lơ – KB A2 Lưu lượng trung bình ngày lớn Trạm Hàm n Bảo n Chiêm Hóa Vụ Quang Sơng Lơ Chảy Gâm Lô Thời kỳ Tương ứng với tần suất(m3/s) Mức biển đổi (%) Lưu lượng tức thời lớn Tương ứng với tần suất(m3/s) Mức biển đổi (%) 1% 5% 1% 5% 1% 5% 1% 5% 1980- 1999 5970 4727 0,00 0,00 6601 5161 0,00 0,00 2020- 2039 6148 4856 3,00 2,75 6773 5286 2,61 2,42 2040- 2059 6347 5003 6,32 5,85 6964 5427 5,50 5,16 2060- 2079 6584 5160 10,29 9,16 7193 5578 8,96 8,08 2080- 2099 6920 5397 15,93 14,19 7517 5807 13,87 12,52 1980- 1999 3357 2447 0,00 0,00 3594 2726 0,00 0,00 2020- 2039 3536 2559 5,33 4,56 3770 2836 4,90 4,03 2040- 2059 3674 2639 9,45 7,85 3906 2915 8,69 6,94 2060- 2079 3862 2766 15,03 13,03 4091 3040 13,82 11,51 2080- 2099 1980- 1999 4081 5273 2897 4536 21,56 0,00 18,37 0,00 4307 7014 3169 5755 19,82 0,00 16,23 0,00 2020- 2039 5453 4693 3,41 3,47 7193 5912 2,55 2,72 2040- 2059 5640 4848 6,95 6,88 7379 6066 5,21 5,40 2060- 2079 5982 5117 13,44 12,82 7720 6334 10,07 10,06 2080- 2099 6417 5460 21,69 20,38 8153 6676 16,25 16,00 1980- 1999 8163 7293 0,00 0,00 12549 9270 0,00 0,00 2020- 2039 8836 7793 8,25 6,86 13211 9762 5,28 5,30 64 Lưu lượng trung bình ngày lớn Trạm Sơng Thời kỳ Tương ứng với tần suất(m3/s) Mức biển đổi (%) Lưu lượng tức thời lớn Tương ứng với tần suất(m3/s) Mức biển đổi (%) 1% 5% 1% 5% 1% 5% 1% 5% 2040- 2059 9500 8182 16,38 12,19 13864 10144 10,48 9,43 2060- 2079 10473 8800 28,29 20,66 14820 10752 18,09 15,98 2080- 2099 11663 9569 42,87 31,21 15989 11508 27,41 24,14 Bảng 15: Lưu lượng đỉnh lũ thiết kết 1%, 5% trung bình ngày tức thời số trạm thủy văn lưu vực sơng Lơ – KB B2 Lưu lượng trung bình Lưu lượng tức thời lớn ngày lớn Trạm Hàm Yên Bảo Yên Chiêm Hóa Vụ Quang Sơng Lơ Chảy Gâm Lơ Thời kỳ Tương ứng với tần suất(m3/s) Mức biển đổi (%) Tương ứng với tần suất(m3/s) Mức biển đổi (%) 1% 5% 1% 5% 1% 5% 1% 5% 1980- 1999 5970 4727 0,00 0,00 6601 5161 0,00 0,00 2020- 2039 6147 4856 2,98 2,73 6772 5285 2,59 2,41 2040- 2059 6359 5012 6,52 6,05 6976 5436 5,68 5,33 2060- 2079 6568 5144 10,03 8,83 7178 5563 8,74 7,78 2080- 2099 6744 5251 12,97 11,10 7347 5667 11,30 9,79 1980- 1999 3357 2447 0,00 0,00 3594 2726 0,00 0,00 2020- 2039 3531 2559 5,17 4,57 3765 2837 4,75 4,04 2040- 2059 3687 2644 9,83 8,05 3919 2920 9,03 7,11 2060- 2079 3846 2755 14,56 12,57 4075 3029 13,39 11,11 2080- 2099 1980- 1999 3969 5273 2812 4536 18,24 0,00 14,91 0,00 4197 7014 3085 5755 16,76 0,00 13,17 0,00 2020- 2039 5446 4690 3,27 3,39 7185 5908 2,45 2,66 2040- 2059 5729 4913 8,66 8,32 7468 6131 6,48 6,53 2060- 2079 5952 5091 12,87 12,25 7690 6308 9,64 9,61 2080- 2099 6162 5255 16,86 15,85 7899 6471 12,63 12,44 1980- 1999 8163 7293 0,00 0,00 12549 9270 0,00 0,00 2020- 2039 8803 7780 7,84 6,68 13178 9749 5,01 5,17 2040- 2059 9569 8217 17,23 12,66 13931 10178 11,01 9,79 2060- 2079 10401 8744 27,41 19,90 14749 10697 17,53 15,39 2080- 2099 11123 9230 36,26 26,56 15459 11174 23,19 20,54 Bảng 16: Lưu lượng đỉnh lũ thiết kết 1%, 5% trung bình ngày tức thời số trạm thủy văn lưu vực sông Lô – KB B1 Lưu lượng trung bình ngày lớn Trạm Sơng Thời kỳ Tương ứng với tần suất(m3/s) 1% Mức biển đổi (%) 5% 1% 65 5% Lưu lượng tức thời lớn Tương ứng với tần suất(m3/s) 1% 5% Mức biển đổi (%) 1% 5% Lưu lượng trung bình ngày lớn Trạm Hàm n Bảo n Chiêm Hóa Vụ Quang Sơng Lơ Lơ Lô Lô Thời kỳ Tương ứng với tần suất(m3/s) Mức biển đổi (%) Lưu lượng tức thời lớn Tương ứng với tần suất(m3/s) Mức biển đổi (%) 1% 5% 1% 5% 1% 5% 1% 5% 1980- 1999 5970 4727 0,00 0,00 6601 5161 0,00 0,00 2020- 2039 6181 4877 3,55 3,17 6805 5306 3,09 2,80 2040- 2059 6350 5003 6,38 5,85 6968 5427 5,56 5,16 2060- 2079 6457 5072 8,17 7,31 7071 5494 7,12 6,45 2080- 2099 6516 5103 9,16 7,96 7128 5524 7,97 7,02 1980- 1999 3357 2447 0,00 0,00 3594 2726 0,00 0,00 2020- 2039 3557 2567 5,95 4,92 3791 2845 5,47 4,34 2040- 2059 3678 2637 9,55 7,78 3910 2914 8,78 6,87 2060- 2079 3763 2693 12,11 10,04 3994 2968 11,13 8,87 2080- 2099 1980- 1999 3799 5273 2705 4536 13,17 0,00 10,53 0,00 4029 7014 2980 5755 12,11 0,00 9,30 0,00 2020- 2039 5479 4716 3,91 3,98 7219 5935 2,93 3,12 2040- 2059 5649 4850 7,13 6,93 7388 6068 5,34 5,44 2060- 2079 5833 4991 10,62 10,03 7571 6208 7,95 7,88 2080- 2099 5888 5033 11,66 10,95 7626 6250 8,73 8,60 1980- 1999 8163 7293 0,00 0,00 12549 9270 0,00 0,00 2020- 2039 8933 7856 9,44 7,72 13306 9823 6,03 5,97 2040- 2059 9522 8180 16,65 12,17 13885 10142 10,65 9,41 2060- 2079 10000 8513 22,50 16,73 14355 10469 14,39 12,93 2080- 2099 10200 8609 24,95 18,04 14551 10564 15,96 13,95 4.3.2 Sự thay đổi mực nƣớc đỉnh lũ Trên lƣu vực sông Lô có hệ thống đê đồ sộ bảo vệ vùng dân sinh kinh tế phía sơng Hệ thống đê ngày đƣợc bồi đắp kiên cố hóa, thành biện pháp chủ đạo cơng tác phòng chống lũ lụt hạ du Tất biện pháp nhằm tăng cƣờng khả phòng chống lũ cho hạ du hệ thống sơng Hồng-Thái Bình phải xem xét tới hệ thống đê a Tính tốn dịng chảy đến biên mơ hình thủy lực Sử dụng trận lũ lịch sử năm 1996 sơng Lơ kết dịng chảy theo kịch BĐKH từ mơ hình MIKE NAM, luận văn tính tốn đƣợc trận lũ tƣơng lai dƣới tác động BĐKH biên mơ hình thủy lực: Trạm Chiêm Hóa sơng Gâm, trạm Hàm Yên sông Lô, trạm Thác Bà sông Chảy (vào hồ Thác Bà) Hệ thống hồ chứa đƣợc mô để điều tiết lũ cho hạ du lƣu vực sông Lô hồ chứa Tuyên Quang hồ chứa Thác Bà Các hồ chứa kết hợp với hệ thống đê lƣu vực góp phần tích cực giảm nguy lũ lụt lƣu vực 66 b Sự thay đổi mực nƣớc lớn Dƣới tác động biến đổi khí hậu, mực nƣớc lũ sơng có xu hƣớng tăng lên Sự thay đổi mực nƣớc lớn trạm Vụ Quang theo kịch biến đổi khí hậu đƣợc thể nhƣ Bảng 17 Bảng 17: Sự thay đổi mực nước lớn trạm Vụ Quang theo KB BĐKH Trạm Vụ Quang Sông Lô Kịch Hmax (m) 1980-1999 2020-2039 2040-2059 2060-2079 2080-2099 A2 15,85 15,99 16,07 16,19 16,36 B2 15,85 15,97 16,06 16,18 16,24 B1 15,85 15,96 16,04 16,06 16,09 Kết tính toán cho thấy, mực nƣớc lớn trạm Vụ Quang theo kịch biến đổi khí hậu có xu hƣớng tăng dần Sự gia tăng lớn theo kịch A2, kịch B2, kịch B1 nhỏ Cũng theo kết tính tốn, hồ chứa tham gia điều tiết lũ cho hạ du mực nƣớc lớn trạm giảm rõ rệt (so với mực nƣớc khơng có điều tiết hồ chứa) Mực nƣớc lớn trạm Vụ Quang theo kịch A2 giai đoạn 2080-2099 16,36m, tăng 0,51m; kịch B2 16,24m, tăng 0,39m; kịch B1 16,09m, tăng 0,24m 4.4 Tác động BĐKH đến hạn hán Trong năm gần đây, thiệt hại ngƣời ảnh hƣởng điều kiện tự nhiên gia tăng Nhiều nƣớc giới phải chịu tổn thất lớn thiên tai gây Cùng với lũ lụt bão tố, hạn hán ba thiên tai liên quan đến khí hậu mang tính thƣờng xuyên ngƣời Việt Nam nằm vành đai phía Tây Thái Bình Dƣơng, nƣớc chịu nhiều ảnh hƣởng tƣợng El-Ninô La-Nina Vào năm 1982,1983,19921993 gần cuối năm 1997 đầu năm 1998, tƣợng El-Ninô La-Nina tác động mạnh gây nên nhiều ảnh hƣởng xấu đến khí hậu nhiều nơi trái đất có nƣớc ta Ở nƣớc ta, ảnh hƣởng thiên tai hạn hán đến kinh tế - xã hội môi trƣờng xảy từ lâu Đất nƣớc với gần 80% dân số sống nông thôn thu nhập chủ yếu từ sản xuất nông nghiệp, hạn há xảy tác động nhiều mặt đến đời sống kinh tế, xã hội môi trƣờng khơng vùng bị hạn mà cịn ảnh hƣởng đến vùng lân cận nhƣ nƣớc Hạn hán thiên tai gây tác hại nghiêm trọng tới sản xuất đời sống nhân dân ta, mang đến thiệt hại lớn tài sản sinh mạng, đứng sau lũ lụt bão tố Trƣớc đây, hạn hán làm mùa, gây nạn đói trầm trọng ngày nay, trình phát triển, có quan tâm đến vấn đề mơi trƣờng có hệ thống 67 thuỷ nơng hồn chỉnh, nhƣng hạn hán thƣờng xẩy gây khó khăn lớn cho đời sống kinh tế - xã hội, môi sinh Các kết nghiên cứu rằng, hạn hán lƣu vực sông Lô hầu nhƣ xảy từ tháng XI năm trƣớc đến tháng IV năm sau 4.4.1 Phƣơng pháp tính tốn hạn hán Có nhiều ngun nhân gây hạn hán mức độ hạn nặng hay nhẹ phụ thuộc vào nhiều yếu tố Do vậy, vấn đề xác định (chỉ tiêu – số) khô hạn phức tạp Các nhà khoa học đƣa nhiều loại số khô hạn, nhƣng chƣa có số chung đƣợc ngƣời thừa nhận chƣa có thống Mỗi số hạn cho nhìn tổng qt hạn khác Để đƣa biện pháp có hiệu phịng chống giảm thiểu tác hạn hạn hán gây lƣu vực sông Lô ứng với mức độ ảnh hƣởng khác nhau, luận văn tiến hành phân vùng hạn hán thơng qua việc tính tốn hệ số hạn (Khạn ) dựa việc tính tốn hệ số khô (Kkhô) hệ số cạn nƣớc sông (Kcạn) Trong trƣờng hợp vừa khơ vừa cạn có khả sinh hạn a Hệ số khô (Kkhô) Hệ số khô đƣợc đặc trƣng thiếu hụt nƣớc trình cân lƣợng mƣa bốc hơi, thiếu hụt lƣợng mƣa trạng thái mƣa thời gian dài Ngoài lƣợng mƣa bốc hơi, hạn khí tƣợng cịn chịu tác động với nhân tố khí khác nhƣ tốc độ gió, nhiệt độ, độ ẩm khơng khí cƣờng độ ánh sáng mặt trời Quan niệm hạn hán lâu chủ yếu phân định theo trạng thái khơng bình thƣờng mƣa, nhà khí hậu Việt Nam đúc kết phƣơng pháp tiêu thống kê hạn, thử nghiệm tiêu phân tích ƣu nhƣ khuyết điểm chúng từ lựa chọn xác định số hạn Qua trình tính tốn, so sánh đối chiếu với thực tế hạn hán địa phƣơng, báo cáo nghiên cứu xây dựng đồ phân vùng khô hạn, xem xét sở hạn khí tƣợng trình tính số khơ hạn theo số cán cân nƣớc Kkhô Đào Xuân Học Chỉ số tính tốn khơ Kkhơ đƣợc tính theo cơng thức: Trong đó: X Z lần lƣợt lƣợng mƣa bốc thời đoạn tính tốn Nếu lƣợng mƣa vừa đủ để cấp nƣớc cho q trình bốc thời đoạn X= Z dẫn đến Kkhô= đƣợc ấn định chƣa khô Khi Kkhô = lúc khơ có khả sinh hạn Trƣờng hợp Kkhơ