Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy về hồ thủy điện rào quán, Tỉnh Quảng Trị

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN HỒNG VIỆT ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN DÒNG CHẢY VỀ HỒ THỦY ĐIỆN RÀO QUÁN, TỈNH QUẢNG TRỊ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy Mã số: 60.58.02.02 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY Đà Nẵng - Năm 2018 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN THANH HẢI PGS.TS NGUYỄN CHÍ CƠNG Phản biện 1: TS KIỀU XUÂN TUYỂN Phản biện 2: TS LÊ HÙNG Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 10 tháng 11 năm 2018 Có thể tìm hiểu luận văn tại: − Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa −Thư viện Khoa Xây dựng Thủy Lợi – Thủy điện, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng 1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Hồ Rào Quán hồ chứa đa mục tiêu lớn tỉnh Quảng Trị, nằm thượng nguồn lưu vực sông Thạch Hãn, mà hạ du nơi tập trung đô thị quan trọng nhất, khu kinh tế dân cư trọng điểm nhiều địa điểm di tích lịch sử thành phố Đơng Hà, thị xã Quảng Trị, Thánh địa La Vang, khu tưởng niệm Tổng bí thư Lê Duẩn, thế, trường hợp có cố đập, tác động sóng lũ gây nên thiệt hại nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hoạt động dân sinh kinh tế nhân dân địa phương Hơn bối cảnh biến đổi khí hậu diễn ngày phức tạp dự đoán ảnh hưởng nặng nề đến vấn đề thiên tai ngập lụt nước ta, đặc biệt khu vực miền Trung, có lưu vực sơng Thạch Hãn Vệc nghiên cứu dòng chảy lưu vực sơng Rào Qn cần thiết nhằm đánh giá tác động thiên tai đến đời sống người dân khu vực cung cấp tổng quan thay đổi dòng chảy sơng để quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội, đồng thời đánh giá mức độ ảnh hưởng biến đổi khí hậu nhằm giảm thiểu tác động vấn đề đến lưu vực hạ du sơng Rào Qn, đưa giải pháp thích ứng với vấn đề nêu Với yêu cầu thực tế trên, nhằm đánh giá tổng quan thay đổi dòng chảy hạ du bối cảnh biến đổi khí hậu đến dòng chảy đến hồ thủy điện Rào Quán, tác giả đề xuất đề tài: “ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN DỊNG CHẢY VỀ HỒ THỦY ĐIỆN RÀO QUÁN, TỈNH QUẢNG TRỊ.” Kết nghiên cứu hy vọng cung cấp cho quyền địa phương quan quản lý thiên tai địa bàn thông tin cần thiết để giúp chủ động đối phó giảm thiểu thiệt hại ảnh hưởng biến đổi khí hậu xây dựng kế hoạch khai thác thủy điện Rào Quán hiệu bối cảnh biến đổi khí hậu 2 Mục đích nghiên cứu: - Nghiên cứu thay đổi dòng chảy tác động biến đổi khí hậu đến dòng chảy hồ thủy điện Rào Quán - Cung cấp thông tin đưa kiến nghị cần thiết cho quan quản lý nhà nước phòng chống thiên tai giúp ứng phó kịp thời giảm nhẹ thiệt hại cho khu vực hạ du sông Thạch Hãn - Cung cấp thông tin thay đổi dồng chảy tương lai cho Công ty Thủy điện Quảng Trị để có phương án vận hành hiệu quả, an toàn Đối tượng phạm vi nghiên cứu: - Đối tượng nghiên cứu: Chế độ dòng chảy sơng Thạch Hãn lưu vực sông Thạch Hãn - Phạm vi nghiên cứu: Lưu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị Nội dung nghiên cứu: Mơ dòng chảy sơng Thạch Hãn xét đến biến đổi khí hậu Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu: ❖ Cách tiếp cận: - Sưu tập tư liệu lý thuyết giải pháp xử lý, mô hình thủy văn để tham khảo, chọn lọc, từ xây dựng mơ hình thủy văn cho lưu vực sơng Thạch Hãn - Hiện trạng Quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Quảng Trị lưu vực sông Thạch Hãn ❖ Phương pháp nghiên cứu: Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp phân tích tài liệu; - Phương pháp kế thừa kết nghiên cứu liên quan; - Phương pháp mơ hình hóa; - Phương pháp nghiên cứu trường hợp điển hình; - Phương pháp thống kê khách quan 3 Ý nghĩa thực tiễn đề tài: - Mơ dòng chảy ứng với kịch bản, cung cấp thơng tin cần thiết thay đổi dòng chảy tương ứng với kịch - Từ kết trên, việc nghiên cứu dòng chảy lưu vực sơng Thạch Hãn hồ Rào Qn có xét đến biến đổi khí hậu giúp đánh giá thay đổi dòng chảy sông Thạch Hãn đưa kiến nghị hướng cải thiện đồ ngập lụt sau đề chương trình đầu tư liên quan Đề xuất định hướng, chế pháp quy quy hoạch cho quản lý lưu vực sông cần thiết cho quan quản lý nhà nước phòng chống thiên tai địa bàn Bố cục nội dung luận văn: Luận văn gồm: phần Mở đầu, 03 chương phần Kết luận kiến nghị Mở đầu Chương 1: Tổng quan khu vực nghiên cứu Chương 2: Xây dựng mơ hình thủy văn mơ dòng chảy sơng Thạch Hãn Chương 3: Mơ dòng chảy kịch xét đến biến đổi khí hậu Kết luận kiến nghị CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan lưu vực sông Thạch Hãn 1.1.1 Vị trí địa lý Tuyến cơng trình đầu mối cơng trình thủy điện Rào Qn nằm sơng Rào Quán cách hợp lưu sông Rào Quán Khe Xa Bai khoảng 800m phía hạ lưu Vị trí nhà máy thủy điện nằm gần quốc lộ 9, cách biên giới Việt Lào (cửa Lao Bảo) khoảng 20km cách thị xã Đơng Hà 53km phía Tây Nam 4 Hình 1.3 Vị trí hồ thủy điện Rào Quán (thủy điện Quảng Trị) 1.1.2 Đặc điểm khí tượng thủy văn lưu vực sông Thạch Hãn - Mạng lưới trạm quan trắc khí tượng: Trên lưu vực sơng Thạch Hãn có trạm khí tượng trạm đo mưa lân cận, hoạt động trạm Đơng Hà, Khe Sanh Gia Vòng - Độ ẩm: độ ẩm tương đối khơng khí thay đổi theo mùa với biên độ khoảng 83% đến 91% độ ẩm trung bình năm 87% - Nhiệt độ: Mùa khô từ tháng đến tháng chịu tác động mạnh gió mùa Tây Nam khơ nóng Mùa mưa từ tháng đến tháng năm sau chịu tác động gió mùa Đơng Bắc lạnh ẩm, tháng nhiệt độ thấp thường rơi vào tháng 12 tháng năm sau Xen tháng thời kỳ chuyển tiếp mùa xuân mùa thu khí hậu mát mẻ - Lượng mưa: Theo số liệu trạm khe Sanh, lượng mưa trung bình 2.119 mm Ba tháng có lượng mưa lớn 8- 10, với lượng mưa 1.141mm - Bốc hơi: Lượng bốc năm 808mm, tháng lớn trung bình 105,2mm xuất vào tháng 5, lượng bốc tháng nhỏ trung bình 40,4mm, xuất vào tháng 12 1.2 Tình hình biến đổi khí hậu thời gian qua 1.2.1 Tình hình thiên tai Việt Nam Trong năm qua, khắp khu vực nước phải hứng chịu tất loại hình thiên tai (trừ sóng thần), gây tổn hại nặng nề người, tài sản, sở hạ tầng, tác động xấu đến môi trường sống, sản xuất kinh doanh người dân 1.2.2 Tổng quan thiên tai tỉnh Quảng Trị Theo số liệu thống kê từ năm 2009 - 2017, địa bàn tỉnh chịu ảnh hưởng 39 bão, ATNĐ (Trong đó, chịu ảnh hưởng trực tiếp gây thiệt hại lớn 14 cơn, trung bình 02 bão/năm), có 34 đợt lũ, 38 đợt lốc xốy, mưa đá, dông sét xảy Thiên tai làm 43 người chết, 246 người bị thương giá trị thiệt hại tài sản lên đến khoảng 7.986 tỷ đồng 1.2.3 Tình hình thiên tai lưu vực sông Thạch Hãn a) Tổng quan lưu vực: Sông Thạch Hãn (Flv=2.660 km2) sông lớn tỉnh Quảng Trị, chiếm 56% diện tích tồn tỉnh Quảng Trị Lưu vực sông Thạch Hãn nằm phạm vi từ 16º18’ đến 16º54’ vĩ độ Bắc từ 106º36’ đến 107º18’ kinh độ Đơng Phía Đơng giáp Biển Đơng, phía Tây giáp lưu vực sơng Sê Pơn, phía Nam giáp lưu vực sơng Ơ Lâu tỉnh Thừa Thiên Huế, phía Bắc giáp lưu vực sông Bến Hải b) Đặc điểm lũ lưu vực Lũ tiểu mãn: Lũ tiểu mãn xuất vào tháng V, VI hàng năm; mưa tiểu mãn gây lũ tiểu mãn Lũ sớm: Lũ sớm thường xuất vào cuối tháng VIII đến tháng IX 6 Lũ muộn: Lũ muộn thường xuất vào tháng XII đến nửa đầu tháng I năm sau Lũ vụ: Lũ vụ lũ lớn năm; chủ yếu xuất vào tháng X tháng XI, trùng với thời kỳ hoạt động bão, áp thấp nhiệt đới biển Đông, ảnh hưởng đến tỉnh Quảng Trị kết hợp với nhiễu động thời tiết khác c) Tình hình thiên tai Trong phạm vi sơng Thạch Hãn, chuẩn dòng chảy năm phân phối khơng theo không gian, biến đổi phù hợp với biến đổi lượng mưa năm, nghĩa theo xu tăng dần theo độ cao địa hình với phạm vi biến đổi từ 30l/s.km2 đến 60 l/s.km2 Hằng năm, tồn sơng suối lưu vực sơng Thạch Hãn có tổng lượng dòng chảy lưu vực khoảng 3,92 km3 d) Tình hình thiệt hại lũ lưu vực Theo số liệu Báo cáo tình hình thiệt hại lũ lưu vực sông Thạch Hãn năm 2017, tổng giá trị thiệt hại ước tính 1.086 tỷ đồng 1.3 Tình hình sở liệu 1.3.1 Bản đồ Thu thập đủ đồ số, đồ giấy phục vụ cho đề tài như: - Bản đồ hành tỉnh Quảng Trị; - Bản đồ trạng sử dụng đất; - Bản đồ trạng rừng; - Bản đồ hệ thống sơng ngòi trạm khí tượng thủy văn; - DEM 30x30m 1.3.2 Số liệu Khí tượng thủy văn Số liệu trạm đo Đài Khí tượng thủy văn tỉnh cung cấp 1.3.3 Các tài liệu liên quan khác - Báo cáo thiết kế kỹ thuật – Phần xây dựng Công ty Thủy điện Quảng Trị cung cấp; - Báo cáo tổng kết công tác PCTT hàng năm Ban Chỉ huy PCTT & TKCN tỉnh Quảng Trị; - Trang thông tin http://www.quangtri.gov.vn điện tử tỉnh Quảng Trị: CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MƠ HÌNH THỦY VĂN MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY SƠNG THẠCH HÃN 2.1 Lựa chọn mơ hình thủy văn 2.1.1 Tổng hợp mơ hình thủy văn Có thể kể đến mơ hình sau: HYRROM (Hydrological Rainfall-Runoff Model); SWM4 (Stanford Watershed Model); HBV (Hydrologiska Byråns Vattenbalansavdelning); TOPMODEL; SLURP (Semi-distributed Land Usebased Runoff Processes); SWAT (Soil and Water Assessment Tool); HEC-HMS Hydrologic Engineering Center-Hydrologic Modeling System; WATFLOOD; SHETRAN; MIKE SHE 2.1.2 Phân tích lựa chọn mơ hình Việc lựa chọn mơ hình thực vào tiêu chí lựa chọn mơ hình tổ chức khí tượng giới (WMO) đưa dựa yếu tố lưu vực nghiên cứu sau: Phạm vi nghiên cứu, điều kiện khí tượng thủy văn, liệu sẵn có mục đích sử dụng mơ hình Học viên đề xuất sử dụng mơ hình thủy văn phân bố tất định (MIKE SHE) cho nghiên cứu lưu vực sông Thạch Hãn 2.2 Giới thiệu mơ hình MIKE SHE 2.2.1 Tổng quan mơ hình MIKE SHE MIKE SHE sản phẩm tiếng Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) Được phát triển từ năm 1969 tiếp tục hồn thiện năm sau đó, ngày MIKE SHE xem công cụ hiệu mô chế độ thủy văn lưu vực, đặc biệt lưu vực lớn, thiếu liệu nghiên cứu lưu vực sông Thạch Hãn Đặc điểm trội MIKE SHE khả mô đầy đủ thành phần trình thủy văn lưu vực: mưa, bốc hơi, dòng chảy mặt, dòng chảy ngầm… tương tác thành phần từ giúp giảm thiểu khơng chắn, nâng cao hiệu mô Một điểm vượt trội MIKE SHE khả truy xuất liệu Với đặc tính mơ hình phân bố, liệu đầu vào đầu dạng lưới Đặc tính giúp khai thác liệu đầu vị trí lưu vực nghiên cứu Điều tạo điều kiện cho khai thác liệu địa bàn lưu vực phục vụ cho mục đích tiếp sau Chính vượt trội mà MIKE SHE áp dụng để nghiên cứu chế độ thủy văn cho nhiều lưu vực lớn giơi Phân tích dựa tình hình thực tế, sở liệu, lịch sử phát triển áp dụng, MIKE SHE mơ hình hợp lý nghiên cứu chế độ thủy văn lưu vực 2.2.2 Lý thuyết mơ hình MIKE SHE Q trình thủy văn mơ hình MIKE SHE chia thành phần: Mưa, Bốc hơi, Dòng chảy vùng khơng bão hòa, Dòng chảy mặt, Dòng chảy sơng, Dòng chảy ống cống nước, Dòng chảy vùng bão hòa, Tưới 2.3 Thiết lập mơ hình MIKE SHE Để thể đặc tính lưu vực sơng Thạch Hãn, mơ hình MIKE-SHE thiết lập với tất thành phần cấu thành dòng chảy lưu vực như: Dòng chảy mặt, dòng chảy ngầm, dòng chảy sơng, bốc hơi, dòng bão hòa, dòng chưa bão hòa 2.3.1 Phạm vi mơ Áp dụng mơ hình MIKE SHE để mơ khu vực tính tốn hình 2.13 Kích thước lưới mô phỏng: 30mx30m 2.3.2 Hiện trạng sở liệu phục vụ tính tốn a) Dữ liệu độ cao b) Dữ liệu sử dụng đất c) Bản đồ đất d) Mạng lưới sơng ngòi e) Số liệu khí tượng thủy văn (1) Số liệu mưa: Số liệu mưa bình qn ngày dùng tính tốn, có trạm mưa: Khe Sanh, Thạch Hãn, Đơng Hà, Cửa Việt, Gia Voòng Các trạm đo mưa có số liệu tương đối đủ dài, sử dụng số liệu đo mưa trạm từ năm 1997 đến năm 2013 đưa vào mơ hình MIKE SHE để tính tốn dòng chảy đến (2) Số liệu lưu lượng: Số liệu lưu lượng trung bình ngày trạm Gia Vng sơng Bến Hải, số liệu có từ năm 1997 đến năm 2013 f) Một số liệu cần thiết khác - Đặc tính trồng: kế thừa liệu từ Sở NN PTNT Quảng Trị - Dữ liệu bốc hơi: trạm khí tượng Khe Sanh Đông Hà - Dữ liệu nước ngầm: đồ nước ngầm Tổ chức FAO 2.4 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình 2.4.1 Hiệu chỉnh mơ hình Với sở liệu có, mơ hình chạy vòng năm, từ năm 1997 đến 2004 Kết hiệu chỉnh thể sau: - Về tham số thống kê: Bảng 2.1 Các số mơ hình MIKE SHE sau hiệu chỉnh Thông số Trạm MAE Hiệu chỉnh (1997-2004) R2 (hệ số RMSE R NASH) Lưu lượng Gia 7.873 18.688 0.867 0.729 (m /s) Vng 2.4.2 Kiểm định mơ hình Tương tự q trình hiệu chỉnh, q trình kiểm định mơ hình chạy năm từ 2005 đến 2013 Kết so sánh thể sau: - Về tham số thống kê: 10 Bảng 2.2 Các số mơ hình MIKE SHE sau kiểm định Kiểm định (2005-2013) Thông số Trạm R2 (hệ số MAE RMSE R NASH) Lưu lượng Gia 9.511 27.998 0.828 0.672 (m /s) Voòng 2.4.3 Nhận xét kết hiệu chỉnh kiểm định Kết mô hai giai đoạn hiệu chỉnh kiểm định cho thấy, thay đổi phạm vi mô phỏng, số liệu đầu vào nhau, tham số mơ hình giống kết mơ giống mơ hình thủy văn phân phối Thơng qua so sánh q trình dòng chảy qua đường trình mực nước ta thấy khơng có sai khác nhiều giá trị thực đo mô Đồng thời, số thống kê hệ số tương quan (R) hệ số Nash sutcliffe (R2) đạt cao (hệ số Nash 0,729 trình hiệu chỉnh 0,672 giai đoạn kiểm định), điều lần thể ổn định mức độ tin cậy ứng dụng mơ hình phân bố MIKESHE cho mơ dòng chảy lưu vực Đây luận chứng quan trọng giúp khôi phục liệu (mực nước, lưu lượng…) cho lưu vực gần khơng có liệu đo đạc 2.5 Mơ dòng chảy thời kỳ Trên sở kết mơ hình hiệu chỉnh kiểm định, đáng tin cậy, ta tiến hành mơ dòng chảy thời kỳ (19972013) Kết mô thời kỳ thể sau: 11 ĐƯỜNG Q TRÌNH TẠI TRẠM GIA VỊONG KỊCH BẢN NỀN 900 800 700 600 500 400 300 200 100 2013 2012 2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2002 2001 2000 1999 1998 1997 Hình 2.21 Kết mô MIKE SHE cho lưu lượng trạm Gia Vòong thời kỳ DỊNG CHẢY TRUNG BÌNH THÁNG TẠI TRẠM GIA VỊONG 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 10 11 12 Hình 2.22 Dòng chảy trung bình tháng trạm Gia Vòong thời kỳ (1997-2013) 12 TỔNG LƯỢNG DỊNG CHẢY TRUNG BÌNH THÁNG TẠI TRẠM GIA VÒONG (triệu m3) 140.0 120.0 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0 10 11 12 Hình 2.23 Tổng lượng dòng chảy trung bình tháng trạm Gia Vòong thời kỳ (1997-2013) CHƯƠNG 3: MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY TRONG CÁC KỊCH BẢN XÉT ĐẾN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 3.1 Tổng quan biến đổi khí hậu Vấn đề biến đổi khí hậu đã, làm thay đổi tồn diện, sâu sắc trình phát triển an ninh toàn cầu lương thực, nước, lượng, vấn đề an ninh xã hội, văn hóa, mơi trường, ngoại giao thương mại 3.1.1 Cơ sở khoa học biến đổi khí hậu 3.1.1.1 Nguyên nhân biến đổi khí hậu a) Biến đổi khí hậu yếu tố tự nhiên - Thay đổi tham số quỹ đạo trái đất; - Biến đổi phân bố lục địa – biển bề mặt trái đất; - Sự biến đổi phát xạ mặt trời hấp thụ xạ trái đất; - Hoạt động núi lửa 13 b) Biến đổi khí hậu tác động người ❖ Hiệu ứng nhà kính ❖ Hoạt động người nóng lên tồn cầu 3.1.1.2 Kịch nồng độ khí nhà kính Thay đổi nồng độ khí nhà kính khí yếu tố quan trọng dự tính biến đổi khí hậu Kịch biến đổi khí hậu xây dựng từ giả định thay đổi tương lai quan hệ phát thải khí nhà kính hoạt động kinh tế - xã hội, tổng thu nhập quốc dân, sử dụng đất, Trên sở tiêu chí xây dựng RCP, bốn kịch RCP (RCP8.5, RCP 6.0, RCP4.5, RCP2.6) xây dựng Tên kịch ghép RCP độ lớn xạ tác động tổng cộng khí nhà kính khí đến thời điểm vào năm 2100 3.1.2 Biến đổi khí hậu quy mơ toàn cầu a) Nhiệt độ b) Lượng mưa 3.1.3 Biểu biến đổi khí hậu Việt Nam a) Nhiệt độ Trung bình nước, nhiệt độ trung bình năm thời kỳ 19582014 tăng khoảng 0,62oC, riêng giai đoạn 1985-2014 nhiệt độ tăng khoảng 0,42oC Tốc độ tăng trung bình thập kỷ khoảng 0,10oC, thấp giá trị trung bình tồn cầu (0,12oC/thập kỷ, IPCC 2013) b) Lượng mưa Trong thời kỳ 1958-2014, lượng mưa năm tính trung bình nước có xu tăng nhẹ Trong đó, tăng nhiều vào tháng mùa đông mùa xuân; giảm vào tháng mùa thu 3.1.4 Kịch biến đổi khí hậu cho Việt Nam Năm 2016 Bộ Tài nguyên Môi trường xây dựng công bố kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam dựa kịch phát thải khí nhà kính khác là: Kịch phát thải trung bình thấp (kịch RCP4.5), kịch phát thải cao (kịch 14 RCP8.5) Trong đưa ảnh hưởng biến đổi khí hậu cho Việt Nam kỷ 21 a) Về nhiệt độ Nhiệt độ tất vùng Việt Nam có xu tăng so với thời kỳ sở (1986-2005), với mức tăng lớn khu vực phía Bắc Theo kịch RCP4.5, nhiệt độ trung bình năm tồn quốc vào đầu kỷ có mức tăng phổ biến từ 0,6÷0,8oC; vào kỷ có mức tăng 1,3÷1,7oC Theo kịch RCP8.5, nhiệt độ trung bình năm tồn quốc vào đầu kỷ có mức tăng phổ biến từ 0,8÷1,1oC, vào kỷ có mức tăng 1,8÷2,3oC b) Về lượng mưa Lượng mưa năm có xu tăng phạm vi tồn quốc Theo kịch RCP4.5, lượng mưa năm vào đầu kỷ có xu tăng hầu hết nước, phổ biến từ 5÷10%; vào kỷ có mức tăng 5÷15% Theo kịch RCP8.5, lượng mưa năm có xu tăng tương tự kịch RCP4.5 Đáng ý vào cuối kỷ mức tăng nhiều 20% hầu hết Bắc Bộ, Trung Trung Bộ, phần Nam Bộ Tây Nguyên 3.2 Mơ dòng chảy ứng với trường hợp biến đổi khí hậu 3.2.1 Xây dựng kịch biến đổi khí hậu cho khu vực nghiên cứu Số liệu biến đổi khí hậu xác định theo kịch nhân với hệ số thay đổi lượng mưa theo mùa Xuân, Hè, Thu, Đông dựa kết báo cáo “Kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam – Bộ Tài nguyên Môi trường” năm 2016, thời kỳ mô dùng để đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu giai đoạn 1997-2013, thời kỳ tương lai chọn đánh giá 15 giai đoạn 2016-2035, 2046-2065, 2080-2099 Kịch chọn để đánh giá kịch RCP4.5 RCP8.5 Giá trị biến đổi trung bình lượng mưa Quảng Trị phân theo mùa ứng với giai đoạn 2016-2035, 2046-2065, 2080-2099 sau: Bảng 3.2 Biến đổi cực đại lượng mưa mùa (%) so với thời kỳ sở (Nguồn: Bảng A5 - Kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam – Bộ Tài nguyên Môi trường, 2016) Mùa Đông Xuân Hè Thu Kịch RCP4.5 2016-2035 2046-2065 2080-2099 7.8 4.6 7.4 15.6 16.8 9.4 11 21 19.7 7.4 4.2 30.6 Kịch RCP8.5 2016-2035 2046-2065 2080-2099 2.7 12 30.6 15 7.6 19.1 16.4 19.8 24.4 25.6 10.6 18.3 Dựa vào số liệu từ bảng trên, ta tính tốn hệ số thay đổi lượng mưa giai đoạn so với thời kỳ sở, từ tính tốn hệ số thay đổi lượng mưa cho mùa, tháng, ngày kịch bản, cụ thể sau: Bảng 3.3 Hệ số thay đổi lượng mưa thời kỳ so với thời kỳ sở theo kịch RCP4.5 Tháng Thời đoạn 20162035 1.078 1.078 1.046 1.046 1.046 1.074 20462065 1.168 1.168 1.094 1.094 1.094 20802099 1.197 1.197 1.074 1.074 1.074 10 11 1.074 1.074 1.156 1.156 1.156 1.078 1.11 1.11 1.11 1.21 1.21 1.21 1.168 1.042 1.042 1.042 1.306 1.306 1.306 1.197 Bảng 3.4 Hệ số thay đổi lượng mưa thời kỳ so với thời kỳ sở theo kịch RCP8.5 12 16 Tháng 20162035 1.027 1.027 1.12 1.12 1.12 1.306 20462065 1.076 1.076 1.191 1.191 1.191 20802099 1.244 1.244 1.256 1.256 1.256 Thời đoạn 10 11 12 1.306 1.306 1.15 1.15 1.15 1.027 1.164 1.164 1.164 1.198 1.198 1.198 1.076 1.106 1.106 1.106 1.183 1.183 1.183 1.244 Trên sở kết mơ hình hiệu chỉnh kiểm định, đáng tin cậy, ta tiến hành mơ dòng chảy thời kỳ (19972013) giai đoạn tương lai (2016-2035; 2046-2065; 2080-2099), ứng với kịch biến đổi khí hậu RCP4.5 RCP8.5, từ phân tích, so sánh kết mô vị trí đánh giá 3.2.2 Tác động biến đổi khí hậu đến dòng chảy sơng Thạch Hãn Dựa kết so sánh, dễ dàng nhận thấy dòng chảy tương lai lưu vực sông Thạch Hãn tác động biến đổi khí hậu có xu hướng tăng cao hai mùa lũ mùa kiệt Sự thay đổi tùy thuộc vào giai đoạn tùy thuộc vào kịch bản.Kết đánh giá thể thơng qua thay đổi dòng chảy tháng thay đổi dòng chảy lũ dòng chảy kiệt Kết mô thời kỳ thể sau: 17 ĐƯỜNG QUÁ TRÌNH TẠI HỒ RÀO QUÁN KỊCH BẢN NỀN 400 350 300 250 200 150 100 50 2013 2012 2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2002 2001 2000 1999 1998 1997 Hình 3.16 Kết mô MIKE SHE cho lưu lượng hồ Rào Qn thời kỳ DỊNG CHẢY TRUNG BÌNH THÁNG TẠI HỒ RÀO QUÁN (m3/s) 16.0 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 10 11 12 Hình 3.17 Dòng chảy trung bình tháng hồ Rào Quán thời kỳ (1997-2013) 18 45.0 TỔNG LƯỢNG DỊNG CHẢY TRUNG BÌNH THÁNG TẠI HỒ RÀO QUÁN (triệu m3) 40.0 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 10 11 12 Hình 3.18 Tổng lượng dòng chảy trung bình tháng hồ Rào Quán thời kỳ (1997-2013) - Về kết mô thời kỳ tương lai ứng với kịch biển đổi khí hậu vị trí so sánh sau: Sự thay đổi lưu lượng trung bình tháng: • Kịch RCP4.5 Theo kịch RCP4.5 với giá trị biến đổi khí hậu, dòng chảy thời kỳ tương lai tăng so với thời kỳ nền, tăng dần từ đầu kỷ (tăng từ 1% đến 21%) tăng nhiều cuối kỷ (từ 8% đến 39%) Lưu lượng dòng chảy tăng nhiều tháng đến tháng 11 (từ 8% đến 39%), tăng tháng từ tháng đến tháng tháng 12 (từ 1% đến 18%) Điều cho thấy, tương lai với phương án RCP 4.5, dòng chảy sơng Thạch Hãn có xu hướng tăng lên Xu hướng góp phần đảm bảo nhu cầu tăng cao nguồn nước tương lai yêu cầu sản xuất sinh hoạt dân cư khu vực • Kịch RCP8.5 Theo kịch RCP8.5 với giá trị biến đổi khí hậu, dòng chảy thời kỳ tương lai tăng so với thời kỳ Tăng nhiều từ đầu kỷ (tăng từ 6% đến 53%) tăng cuối kỷ (từ 10% đến 19 46%); nhiên từ tháng đến tháng 10 khơng có chênh lệch nhiều thời kỳ (đều tăng từ 18% đến 46% so với thời kỳ nền) Lưu lượng dòng chảy tăng nhiều tháng đến tháng 11 (từ 14% đến 51%), tăng tháng từ tháng đến tháng (từ 10% đến 44%) So với phương án RCP 4.5 tỷ lệ % thay đổi so với dòng chảy phương án RCP 8.5 cao nhiều Điều thể rằng, phương án RCP 8.5 dòng chảy cực đoan xuất nhiều, ngập lụt vô phức tạp khơng có phương án chủ động ứng phó, thích nghi 3.2.3 Dòng chảy lũ Trong tương lai, tác động Biến đổi khí hậu, dòng chảy hồ thủy điện Rào Quán thay đổi Sự thay đổi thể qua thay đổi lưu lượng ứng với tần suất khác hình vẽ Theo đó: - Với kịch RCP 4.5: giai đoạn 2016-2035, 2046-2065, 2080-2099 Q0,1% tăng 13,2%; 21,6%; 31,8% so với Q0,1% kịch - Với kịch RCP 8.5: giai đoạn 2016-2035, 2046-2065, 2080-2099 Q0,1% tăng 13,8%; 19,7%; 16,7% so với Q0,1% kịch 3.2.4 Dòng chảy kiệt Trong tương lai, tác động Biến đổi khí hậu, dòng chảy hồ thủy điện Rào Quán thay đổi Sự thay đổi thể qua thay đổi lưu lượng ứng với tần suất khác hình vẽ Theo đó: - Với kịch RCP 4.5: giai đoạn 2016-2035, 2046-2065, 2080-2099 Q0,1% tăng 25,0%; 21,7%; 19,3% so với Q0,1% kịch - Với kịch RCP 8.5: giai đoạn 2016-2035, 2046-2065, 2080-2099 Q0,1% tăng 33,2%; 35,0%; 31,9% so với Q0,1% kịch 20 KẾT LUẬN Trên sở số liệu đo mưa năm từ 1997 đến 2013 trạm đo lưu vực, số liệu đo lưu lượng trạm đo Gia Vng sơng Bến Hải từ 1997 đến 2013, dùng mơ hình thủy văn MIKE SHE tiến hành tính tốn hiệu chỉnh thơng số phù hợp cho lưu vực sông Thạch Hãn, với thời gian hiệu chỉnh từ năm 1997-2004, thời gian kiểm định giai đoạn 2005-2013 Dựa vào thông số mơ hình hiệu chỉnh kiểm định có độ tin cậy cao, với hệ số NASH trình hiệu chỉnh 0.729 trình kiểm định 0.672, từ mơ kịch cho lưu vực sông Thạch Hãn Trên sở kịch nền, tiến hành đánh giá thay đổi dòng chảy sông Thạch Hãn vào mùa kiệt, khả cắt lũ cho hạ du vào mùa lũ, dòng chảy trung bình tháng mùa kiệt hạ du sơng Thạch Hãn Cũng từ kịch mô phỏng, tiến hành mơ kịch biến đổi khí hậu tương ứng với giai đoạn tương lai, với kịch phát thải RCP4.5 RCP8.5 Trên sở kết mô phỏng, đánh giá thay đổi dòng chảy sơng Thạch Hãn chịu tác động biến đổi khí hậu Theo kịch biến đổi khí hậu Bộ Tài nguyên Môi trường cung cấp, lượng mưa vào thời kỳ tương lai tăng từ 3% đến 20%, dẫn đến dòng chảy sơng Thạch Hãn tăng đến 53% tùy vào vị trí thời điểm Điều dự báo, thiên tai ngập lụt diễn phức tạp tương lai gây thiệt hại nghiêm trọng cho địa phương Đối với dòng chảy mùa kiệt, dễ dàng nhận thấy, dòng chảy tháng mùa kiệt có xu hướng chung tăng lên, dự báo hạn hán diễn trầm trọng, gia tăng áp lực thiếu nước cho việc phát triển kinh tế xã hội địa phương KIẾN NGHỊ 21 Nhằm tăng mức độ tin cậy cần nghiên cứu với kịch Biến đổi khí hậu từ nguồn khác, tiếp tục có nghiên cứu sâu hơn, đầy đủ chi tiết đặc biệt yêu cầu việc đồng liệu đầu vào, xét đầy đủ yếu tố có ảnh hưởng đến chu trình thủy văn (như vận hành hồ chứa, yếu tố chuyển nước lưu vực sông, thay đổi thường xuyên thảm thực vật, sử dụng đất,…) Kiến nghị xem bên tham khảo nghiên cứu tiếp sau biến đổi khí hậu cho khu vực quy hoạch sử dụng nước tương lai Cần có kế hoạch thích ứng biện pháp cơng trình phù hợp nhằm giảm thiểu tác động Biến đồi khí hậu tới khu vực Kết nghiên cứu cho thấy dòng chảy đến hồ chứa thủy điện Rào Quán tác động Biến đồi khí hậu tăng nhanh tương lai, cần xác định lại quy trình vận hành nhà máy thủy điện Rào Quán cho tăng cao suất phát điện nhà máy, nâng cao hiệu kinh tế nhà máy Cần có nghiên cứu ngập lụt hạ lưu đập Rào Quán bối cảnh biến đổi khí hậu Đồng thời, cần nâng cao biện pháp an toàn đập, đảm bảo đập hoạt động an tồn tình Cần đặt thêm trạm đo vị trí thượng lưu hạ lưu để kết dự báo xác  ... bối cảnh biến đổi khí hậu đến dòng chảy đến hồ thủy điện Rào Quán, tác giả đề xuất đề tài: “ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN DÒNG CHẢY VỀ HỒ THỦY ĐIỆN RÀO QUÁN, TỈNH QUẢNG TRỊ.” Kết... 19,7%; 16,7% so với Q0,1% kịch 3.2.4 Dòng chảy kiệt Trong tương lai, tác động Biến đổi khí hậu, dòng chảy hồ thủy điện Rào Quán thay đổi Sự thay đổi thể qua thay đổi lưu lượng ứng với tần suất khác... cơng trình phù hợp nhằm giảm thiểu tác động Biến đồi khí hậu tới khu vực Kết nghiên cứu cho thấy dòng chảy đến hồ chứa thủy điện Rào Quán tác động Biến đồi khí hậu tăng nhanh tương lai, cần xác