Nghiên cứu đã ứng dụng mô hình NAM để tính toán và đánh giá ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu đến dòng chảy đến hồ A Vương. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định chỉ ra sự tương đồng về pha và biên độ dao động giữa lưu lượng tính toán và thực đo.
BÀI BÁO KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN DỊNG CHẢY ĐẾN HỒ A VƯƠNG Nguyễn Văn Khánh1, Trần Thục2 Tóm tắt: Nghiên cứu ứng dụng mơ hình NAM để tính tốn đánh giá ảnh hưởng Biến đổi khí hậu đến dòng chảy đến hồ A Vương Kết hiệu chỉnh kiểm định tương đồng pha biên độ dao động lưu lượng tính toán thực đo Từ kết hiệu chỉnh kiểm định, làm sở để tính tốn dự báo thay đổi dòng chảy đến hồ thời kỳ tương lai Kết tính tốn dòng chảy đến hồ theo thời kỳ tương lai cho thấy dòng chảy đến hồ có thay đổi theo tháng mùa: tháng V tháng chịu tác động mạnh mẽ biến đổi khí hậu tháng mùa cạn, thàng XI tháng chịu tác động mạnh mẽ tháng mùa lũ Mức độ ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến dòng chảy mùa cạn so với mùa lũ Từ khóa: MIKE NAM, A Vương, Biến đổi khí hậu Ban Biên tập nhận bài: 08/2/2019 Ngày phản biện xong: 20/03/2019 Đặt vấn đề Biến đổi khí hậu (BĐKH) thách thức lớn nhân loại Thiên tai tượng khí hậu cực đoan gia tăng hầu hết nơi giới BĐKH thực làm cho bão, lũ, hạn hán ngày nghiêm trọng Theo kịch BĐKH nước biển dâng cho Việt Nam (Bộ TNMT, 2016), đến cuối kỷ 21, nhiệt độ trung bình Việt Nam tăng 40C mực nước biển dâng lên 1m [1] Số liệu quan trắc cho thấy, giai đoạn 1958 - 2014, nhiệt độ tăng khoảng 0,620C, nhiệt độ cực trị tăng hầu hết vùng, mưa cực đoan tăng Nam - Trung Bộ, Tây Nguyên, hạn hán xuất thường xuyên Sự thay đổi chế độ mưa dẫn đến thay đổi chế độ dòng chảy lưu vực sông Theo quan môi trường Châu Âu EEA lượng đóng vai trò việc hỗ trợ tất khía cạnh sống đại Mặt khác, nguồn cung cấp lượng nhu cầu lượng nhạy cảm với thay đổi khí hậu, đặc biệt nhiệt độ Tần số ngày xuất thời tiết khắc nghiệt, bao gồm sóng nhiệt, hạn hán bão có khả tăng đặt thách thức lớn cho nhà máy điện Đặc biệt, hiệu suất sản lượng nhà máy điện bị ảnh hưởng gia tăng nhiệt độ giảm lượng nước phục vụ làm mát Sản xuất thủy điện bị ảnh hưởng gia tăng trầm tích vào hồ chứa tăng xói mòn hậu BĐKH Để đề xuất giải pháp ứng phó với BĐKH lưu vực hồ thủy điện A Vương nhằm giảm thiểu thiệt hại BĐKH gây ra, cần thiết phải có nghiên cứu thay đổi yếu tố tác động đến hồ thủy điện A Vương lượng mưa, bốc hơi, dòng chảy điều kiện BĐKH Mục đích nghiên cứu này: (1) Nghiên cứu ứng dụng mơ hình thủy văn MIKE NAM tính tốn lưu lượng đến hồ A Vương; (2) Đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến dòng chảy đến hồ hồ A Vương Phương pháp nghiên cứu thu thập tài liệu 2.1 Giới thiệu vị trí nghiên cứu Cơng trình thuỷ điện A Vương nằm sông A Vương thuộc huyện Hiên, tỉnh Quảng Nam Sông A Vương sông nhánh sông Bung thuộc hệ thống Vũ Gia - Thu Bồn, bắt nguồn từ phía Tây Bắc thuộc biên giới Việt - Lào có độ cao 1400 m hợp lưu với sông Bung cách tuyến nhà máy khoảng km phía Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Trung Trung Bộ Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Và Biến đổi khí hậu Email: nvkhanhkttv@gmail.com Ngày đăng bài: 25/04/2019 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 04 - 2019 23 BÀI BÁO KHOA HỌC thượng lưu Địa hình lưu vực sơng A Vương thuộc loại địa hình vùng núi có đỉnh núi cao từ 900 m (tại phân thuỷ phía nam) đến 1450 m (tại phân thuỷ phía bắc) với mức độ chia cắt mạnh, sườn núi thường dốc thung lũng sâu Hướng lưu vực hướng đón gió Đơng Nam Lưu vực cơng trình thuỷ điện A Vương nằm phía đơng dải Trường Sơn, vùng khí hậu Trung Trung Bộ Chế độ khí hậu có hai đặc điểm là; mùa đông bớt lạnh rõ rệt lượng mưa phong phú song phân bố không Tổn thất gia tăng xây dựng hồ chứa A Vương, đánh giá dựa sở tài liệu dòng chảy tính tốn, tài liệu mưa lưu vực, hơi Đà Nẵng. Lượng tài liệu bốc mưa hơn 90% tổng mưanăm mùa mưa chiếm lượng Nhưng theo tiêu phân mùa trung bình mùa mưa đây vào tháng 9 đến tháng 5 từ tháng 11 với đỉnh mưa tháng 10, tháng mưa 9, 10, 11) lượng mưa chiếm chính (tháng mưa năm Số ngày mưa trong 50% lượng toàn tháng mùa mưa từ 10 - 20 ngày, tổng số ngày mưa trong năm khoảng 80 - 160 ngày Tài liệu lũ trạm thuỷ văn hệ thống sông Vũ Gia Thu Bồn cho thấy xuất năm hệ thống sông này là lũ lớn nhất hàng tương đối phức tạp, theo tiêu phân mùa mùa lũ có từ tháng 10 đến tháng 12, số năm lũ lớn vào nhất năm lại xuất tháng 5, 9 tháng đầu của mùa mưa phụ mưa Do địa hình dốc lên lũ mùa thường lên nhanh, đỉnh lũ lớn. Các trận lũ lớn sông A Vương đều xuất thời gian với trận lũ lớn sông Vu Gia - Thu Bồn. Điều trận này chứng tỏ lũ lớn lưu vực hàng năm hiện tượng thời tiết gây mưa lớn diện rộng sinh trận lũ nhỏ có thời gian xuất khác nhau tượng thời tiết gây mưa lũ khác sinh 2.2 Thu thập tài liệu Trong nghiên cứu số liệu đầu vào sử dụng sau: 24 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 04 - 2019 Hình Cấu trúc mơ hình NAM Số liệu vể khí tượng: Sử dụng số liệu mưa trạm Sông Bung 2, A Vương, Hiên số liệu bốc trạm Trà My làm đầu vào cho mô hình MIKE NAM Số liệu thủy văn: Sử dụng số liệu trích lũ số liệu lưu lượng thực đo hồ A Vương năm 2010, 2011, 2013 để phục vụ hiệu chỉnh kiểm định mơ hình Số liệu địa hình: Sử dụng đồ số độ cao (DEM 30) cho toàn lưu vực phục vụ cho việc phân chia lưu vực mơ hình MIKE NAM 2.3 Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp sử dụng nghiên cứu như: phương pháp thống kê, xử lý số phân tích xử lý số liệu liệu dùng việc đầu vào bài toán; phương pháp mơ hình tốn dùng mơ hình thủy văn dòng chảy (MIKE NAM) để diễn tốn dòng chảy nghiên đến lưu vực cứu. NAM dựng Khoa Thuỷ Mơ hình xây văn Viện Kỹ thuật Thuỷ động lực Thuỷ lực học Kỹ thuật Mạch 1982. thuộc Đại Đan năm Mạch NAM chữ viết tắt cụm từ tiếng Đan “Nedbør - Afstrømnings - Models” có nghĩa là mơ hình mưa rào dòng chảy. Cấu trúc mơ hình xây dựng trên nguyên hồ NAM tắc chiều thẳng đứng hồ chứa tuyến chứa theo tính, gồm có bể chứa theo chiều thẳng đứng hình BÀI BÁO KHOA HỌC Bể chứa tuyết tan: kiểm soát điều kiện nhiệt độ Đối với điều kiện khí hậu nhiệt đới nước ta khơng xét đến bể chứa Bể chứa mặt: lượng nước bể chứa bao gồm lượng nước mưa lớp phủ thực vật chặn lại, lượng nước đọng lại chỗ trũng lượng nước tầng sát mặt Giới hạn bể chứa ký hiệu Umax Lượng ẩm trữ bề mặt thực vật, lượng nước điền trũng bề mặt lưu vực lượng nước tầng sát mặt đặc trưng lượng trữ ẩm bề mặt Giới hạn trữ nước tối đa bể chứa ký hiệu Umax Lượng nước U bể chứa mặt giảm dần bốc hơi, thất theo phương nằm ngang (dòng chảy sát mặt) Khi lượng nước vượt ngưỡng Umax phần lượng nước vượt ngưỡng Pn chảy vào suối dạng chảy tràn bề mặt, phần lại thấm xuống bể ngầm Lượng nước bể chứa mặt bao gồm lượng nước mưa lớp phủ thực vật chặn lại, lượng nước đọng lại chỗ trũng lượng nước tầng sát mặt Bể chứa tầng dưới: Bể thuộc tầng rễ cây, lớp đất mà thực vật hút ẩm để thoát ẩm Giới hạn lượng ẩm tối đa bể chứa kí hiệu Lmax Lượng ẩm bể chứa sát mặt đặc trưng đại lượng L, phụ thuộc vào lượng tổn thất thoát thực vật Lượng ẩm ảnh hưởng đến lượng nước xuống bể chứa ngầm để bổ sung nước ngầm Tỷ số L/Lmax biểu thị trạng thái ẩm bể chứa Bốc thoát nước thực vật ký hiệu Ea, tỷ lệ với lượng bốc thoát bể chứa mặt (Ep) Bốc thoát nước thực vật để thỏa mãn nhu cầu bốc bể chứa mặt Nếu lượng ẩm U bể chứa mặt nhỏ bốc thoát thực đo bể chứa mặt bị bốc hết Lượng bốc thiếu bổ sung từ tầng (Ea) Ban đầu bốc lượng ẩm đất tầng thừa giai đoạn trước thiếu tiếp tục bốc lượng nước chứa đất tầng Do lượng bốc thoát (Ea) phụ thuộc vào lượng trữ ẩm có đất Bể chứa nước ngầm: Lượng nước bổ sung cho dòng chảy ngầm phụ thuộc vào độ ẩm đất tầng rễ Mưa tuyết tan trước tiên vào bể chứa mặt Lượng nước U bể chứa mặt liên tục tiêu hao bốc thấm ngang để tạo thành dòng chảy sát mặt Khi lượng nước U vượt giới hạn Umax, phần lượng nước thừa tạo thành dòng chảy tràn để tiếp tục chảy sơng, phần lại thấm xuống bể chứa tầng bể chứa tầng ngầm Lượng cấp nước ngầm chia thành bể chứa: bể chứa nước ngầm tầng bể chứa nước ngầm tầng Hoạt động hai bể chứa hồ chứa tuyến tính với số thời gian khác Nước hai bể chứa tạo thành dòng chảy ngầm Dòng chảy tràn dòng chảy sát mặt diễn tốn qua hồ chứa tuyến tính thứ Sau đó, tất thành phần dòng chảy cộng lại diễn toán qua hồ chứa tuyến tình thứ hai Cuối dòng chảy tổng cộng cửa * Các yếu tố ảnh hưởng đến dòng chảy mơ hình NAM [3] Lượng trữ bề mặt: Lượng ẩm bị giữ lại thực vật trữ chỗ trũng tầng bề mặt đất coi lượng trữ bề mặt Umax biểu thị giới hạn tổng lượng nước lượng trữ bề mặt Tổng lượng nước U lượng trữ bề mặt liên tục bị giảm bốc thấm ngang Khi lượng trữ bề mặt đạt đến mức tối đa, lượng nước thừa PN gia nhập vào sông với vai trò dòng chảy tràn lượng lại thấm vào tầng thấp bên tầng ngầm Lượng trữ tầng thấp hay lượng trữ tầng rễ cây: Độ ẩm tầng rễ cây, lớp đất bên bề mặt đất, thực vật hút nước để bốc thoát đặc trưng cho lượng trữ tầng thấp Lmax biểu thị giới hạn tổng lượng nước trữ tầng Độ ẩm lượng trữ tầng thấp cung cấp cho bốc thoát thực vật Độ ẩm tầng điều chỉnh tổng lượng nước gia nhập vào lượng trữ tầng ngầm, thành phần dòng chảy TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 04 - 2019 25 BÀI BÁO KHOA HỌC ܧ ൌ ሺܧ െ ܷሻ (1) chảy mặt:Khi trữ bề mặt đã tràn, DDòng D lượng thì lượng nước PN gia nhập vào U > U max, thừa thành phần dòng chảy mặt.Thông số QOF đặc trưng cho phần nước thừa PN đóng góp vào dòng chảy mặt Nó giả thiết tương ứng với PN biến đổi tuyến tính theo quan hệ lượng trữ ẩm đất, L/Lmax, lượng trữ ẩm tầng thấp ೌೣ Q OF=൝ 26 ܳܥைி Ȁೌೣ ଵି்ೀಷ ܲே ݊ዅܮݑȀܮ ௫ ܶைி Ͳ݊ዅܮݑȀܮ ௫ ܶைி (( (2) Trong đó: CQ OF hệ số dòng chảy tràn ≤ CQ trị ngưỡng OF ≤ 1), TOF giá mặt đất (0 dòng chảy tràn (0 ≤ TOF ≤ 1) nước Phần lượng thừa PN không tham gia vào thành phần dòng chảy tràn thấm xuống lượng trữ tầng thấp Một phần trong đó, ∆L, nước thiết làm có sẵn cho thấm, (PN-QOF), giả tăng lượng ẩm L lượng trữ ẩm tầng thấp Lượng ẩm lại, G, giả thiết thấm sâu gia nhập lại vào lượng trữ tầng ngầm Dòng góp dòng chảy sát mặt: Sự đóng tương chảy sát mặt, QIF, giả thiết ứngvới tính theo quan hệ lượng chứa U biến đổi tuyến ẩm lượng trữ tầng thấp ಽ ି்ಷ ಽೌೣ ିଵ ܶூி ሻ ܷ݊ዅܮݑȀܮ ሺܭܥ ூி ௫ Q IF=ቐ (3) ଵି்ಷ Ͳ݊ዅܮݑȀܮ௫ ܶூி Trong đó CK IF số thời gian dòng chảy sát mặt TIF giá trị ngưỡng tầng rễ dòng sát mặt (0 ≤ TIF≤ 1) Diễn tốn dòng chảy mặt dòng sát mặt: mặt Dòng sát diễn tốn qua chuỗi hai hồ chứa tuyến tính với gian cùng hằng số thời TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 04 - 2019 mặt, dòng sát mặt lượng gia nhập lại Bốc thoát nước: Nhu cầu bốc thoát đầu tiên được thoả mãn từ lượng trữ bề mặt với tốc độ tiềm năng Nếu lượng ẩm U lượng trữ bề mặt nhỏ hơnyêu cầu (U < Ep) phần rễ thiếu coi hoạt động rút từ lượng trữ tầng thấp theo tốc độ thực tế Ea Ea tương ứng với lượng bốc tiềm biến đổi tuyến trữ ẩm tính theo quan hệ lượng đất, L/Lmax, lượng trữ ẩm tầng thấp CK12 Diễn tốn dòng chảy mặt dựa khái niệm hồ chứa tuyến tính nhưng số với thời gian biến đổi ܭܥଵଶ ݊ዅ ܨܱݑ൏ ܱܨ ݊ዅ ܨܱݑ൏ ܱܨ ைி CK= ൝ ( (4) ܭܥሺ ሻିఉ ݊ዅܨܱݑ ൏ ܱܨ ଵଶ ைி ಾಿ là dòng chảy tràn (mm/hr) OFmin Trong đó OF giới hạn diễn tốn tuyến tính (= 0,4 mm/giờ), β = 0,4 Hằng số β = 0,4 tương ứng với việc sử dụng công thức Manning để mơ dòng chảy mặt Theo phương trình trên, (1) (1) diễn tốn dòng chảy mặt đượctính phương pháp sóng động học, dòng chảy sát mặt tính theo mơ hình NAM dòng chảy mặt (trong chảy lưu vực thành phần dòng diễn tốn hồ chứa tuyến tính mặt) Lượng gia nhập Tổng lượng ngầm: nước nước thấm G gia nhập vào lượng trữ nước ngầm tầng rễ phụ thuộc vào độ ẩm chứa đất ಽ షಸ െ ܳைி ሻಽೌೣ భష G=൝ሺܲே ಸ ዅ௨Ȁೌೣ வ்ಸ Ͳ݊ዅܮݑȀܮ௫ ܶீ (5) Trong đó TG giá trị ngưỡng tầng rễ đối gia nhập nước ngầm (0 ≤ TG ≤ 1) với lượng Độ ẩm chứa trong đất: Lượng trữ tầng thấp biểu thị lượng nước chứa tầng rễ cây.Sau mưa dòng chảy mặt dòng phân chia ( thấm xuống tầng ngầm, lượng nướcmưa còn lại đóng góp vào lượng chứa ẩm (L) lượng trữ tầng thấp lượng ∆L (6) ( 'L PN Q OF G BF từ Dòng chảy cơ bản: Dòng chảy dòng lượng trữ tầng ngầm tính tốn chảy từ hồ chứa tuyến tính với số thời gian CKBF 2.4 Thiết lập mơ hình MIKE NAM vào cho mơ hình bao gồm số liệu Số liệuđầu thu thập từ trình đo đạc mưa trạm Sông Bung 2, A Vương, Hiên số liệu bốc lấy từ trạm Trà My Số liệu phục vụ cho mơ hình trận lũ xảy vào lấytại thời điểm năm 2011 và2013 Tiến hành phân chia lưu vực lớn thành lưu vực để tiến hành tính toán, BÀI BÁO KHOA HỌC hoàn nguyên liệu cách xử lý bản đồ, dòng chảy đến hồ, việc phải hiệu chỉnh kiểm định mơ hình với số liệu thực đo, từ xác định thơng số mơ hình NAM cho tiểu lưu vực Số liệu dùng để hiệu chỉnh kiểm định mô hình: số liệu mưa trích lũ số liệu lưu lượng thực đo hồ A vương năm 2010, năm 2011 năm 2013 a) Hiệu chỉnh mơ hình Trong hiệu chỉnh, thơng số mơ hình điều chỉnh cách thử sai kết hợp với hiệu chỉnh tự động để đạt tới giá trị gần Các giá trị gần coi hệ số điển hình để xác định dòng chảy lưu vực Sau hiệu chỉnh thông số, kết so sánh số liệu tính tốn thực đo sau: chia lưu vực ArcGis dựa vào DEM 30 m lưu vực sông Hình Sơ đồ chia lưu vực ) Kết thảo luận 3.1 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình phê duyệt, Theo đề xuất kỹ thuật nhằm mục đích sử dụng mơ đun MIKE-NAM tốn mơ hình MIKE để tính xác 6RViQKOѭXOѭӧQJWKӵFÿRYjWtQKWRiQYӅKӗ$9ѭѫQJQăP V /ѭXOѭӧQJ P 7KӵFÿR 7tQKWRiQ 'HF -DQ -DQ 1RY 2FW 6HS $XJ -XO -XQ 0D\ $SU 0DU Hình Kết so sánh đường q trình tính tốn thực đo năm 2010 6RViQKWәQJOѭӧQJWKӵFÿRYjWtQKWRiQYӅKӗ$9ѭѫQJQăP 7әQJOѭӧQJ P V 7KӵFÿR 7tQKWRiQ 1RY 2FW 6HS $XJ ͝ lượng l h tốntốn th tổng tính Việc mơ q trình lũ năm 2010 đạt kết tốt, trạm hiệu chỉnh đường trình tính tốn và thực đo phù hợp cả vềgiá trị đỉnh hình dạng lũ, tiêu Nash-Sutcliffe đạt 81,1%, sai số tổng lượng WBL =8,8% Từ kết trên, ta sử dụng bộ thông số mô hình để phục vụ cho trình kiểm định -XO h giđường ÿ -XQ 0D\ $SU ì h 4.so K͇ sánh 0DU Hình Kết -DQ 'HF 'HF )HE )HE 'HF -DQ vàÿ thực đo năm 2010 b)bbKiểm định mơ hình Sử dụng bộ thông số mô hình vừa tìm hành phần hiệu chỉnh phía để tiến kiểm định 2013 với trình lũ năm 2011, Kết so sánh q trình tính tốn và thực đo thể hình đến hình TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 04 - 2019 27 BÀI BÁO KHOA HỌC 7KӵFÿR )HE -DQ 'HF 1RY 2FW 6HS $XJ -XO -XQ 0D\ $SU 0DU )HE -DQ 'HF 7tQKWRiQ 1RY /ѭXOѭӧQJ PV 6RViQKOѭXOѭӧQJWKӵFÿRYjWtQKWRiQYӅKӗ$9ѭѫQJQăP Hình Kết so sánh đường q trình tính tốn thực đo năm 2011 6RViQKWәQJOѭӧQJWKӵFÿRYjWtQKWRiQYӅKӗ$9ѭѫQJQăP 7KӵFÿR 7tQKWRiQ V 7әQJOѭӧQJ P -DQ )HE -DQ -DQ 'HF 1RY 2FW 6HS $XJ -XO -XQ 0D\ $SU 0DU )HE -DQ 1RY 'HF 6RViQKOѭXOѭӧQJWKӵFÿRYjWtQKWRiQYӅKӗ$9ѭѫQJQăP 'HF 1RY 2FW 6HS $XJ -XO -XQ 0D\ $SU 0DU )HE -DQ 7KӵFÿR 7tQKWRiQ 'HF /ѭXOѭӧQJ P V Hình Kết so sánh đường tổng lượng tính tốn thực đo năm 2011 Hình Kết so sánh đường q trình tính tốn thực đo năm 2013 6RViQKWәQJOѭӧQJWKӵFÿRYjWtQKWRiQYӅKӗ$9ѭѫQJQăP 7әQJOѭӧQJ P V 7KӵFÿR 7tQKWRiQ -DQ -DQ 'HF 1RY 2FW 6HS $XJ -XO -XQ 0D\ $SU 0DU )HE -DQ 'HF Hình Kết so sánh đường tổng lượng tính tốn thực đo năm 2013 quá Việc mô phỏng lũ năm 2011, 2013 trình đạt kết quả khátốt, trạm kiểm định đường quá tính toán thực đo phù hợp hình dạng lũ, tiêu Nash-Sutcliffe năm 2011, 2013 lần 28 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 04 - 2019 lượt đạt lần 71,6% và 76,6%; sai số tổng lượng lượt là 1% 8,8% Từ kết trên, ta sử dụng thơng số mơ hình (Bảng 1) để phục vụ cho q trình tính tốn hiệu chỉnh kiểm định U max L max CK1,2 TG TOF CKBF CQOF CKIF TIF 3.2 Đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí chảy đến hậu đến dòng hồ A Vương Nhằm đánh biến giá hưởng đổi ảnh khí hậu đến dòng chảy đến hồ A vương, nghiên cứu Bộ tài nguyên dựa kịch BĐKH của Môi trường năm 2016 với kịch RCP4.5 và RCP8.5 [1] Sử dụng mơ hình MIKE-NAM tìm thơng số phù hợp qua bước hiệu BÀI BÁO KHOA HỌC định để mơ dòng chảy cho thời kỳ 2016 - 2035, 2046 - 2065, 2080 - 2099 Dựa biến động lượng mưa theo mùa khu vực trích từ phụ lục A kịch BĐKH năm 2016 Bộ tài nguyên và Môi trường, tiến hành tính tốn dòng chảy trên lưu vực hồ A Vương theo kịch BĐKH ứng với thời kỳ khác Sau lượng mưa thay đổi so với thời tính tốn kỳ nền, tiến hành nhập lượng mưa vào mô hình NAM để tính tốn dòng chảy theo chảy kịch bản BĐKH Kết tính tốn dòng đến hồ từ BĐKH các kịch mơ hình theo thể sau: 'zQJFKҧ\ÿӃQKӗ$9ѭѫQJFiFWKӡLNǤFӫDNӏFKEҧQ5&3 Hình Quá trình lưu lượng đến hồ A Vương qua thời kỳ theo kịch RCP4.5 'zQJFKҧ\ÿӃQKӗ$9ѭѫQJFiFWKӡLNǤFӫDNӏFKEҧQ5&3 Hình 10 Quá trình lưu lượng đến hồ A Vương qua thời kỳ theo kịch RCP8.5 b) Đánh giá tác động BĐKH đến dòng chảy lũ lũ lưu vực hồ A Vương kéo dài từ Mùa IX – XII Theo kịch bản BĐKH, dòng tháng chảy mùa lũ có xu hướng tăng lên so với thời kỳ Nhìn chung, dòng chảy mùa lũ theo kịch RCP8.5 có mức gia tăng lớn so với kịch RCP4.5 Xu dòng chảy lũ so với thời kỳ phù hợp với thay đổi lượng mưa bốc lưu vực theo kịch khác (Hình 12 Hình 13) Thời kỳ 2016 - 2035: Theo kết tính tốn mơ hình cho thấy mức độ biến đổi dòng chảy lũ có xu hướng tăng lên so với thời kỳ nền, đồng thời kịch có chênh lệch a) Đánh giá tác động BĐKH đến dòng chảy năm Dựa trên kết quả hồ tính tốn dòng chảy đến kịch biến đổi khí hậu, A Vương theo nhận thấy dòng chảy trung bình năm tăng so với thời thời kỳ tương lai đều có xu kỳ nền, thể hình 11a-b Dòng chảy năm đến hồ tăng dần theo thời kỳ theo kịch BĐKH, tăng lên so với thời kỳ thời kỳ sau lớn thời kỳ trước Theo kịch RCP4.5, dòng chảy trung bình thấp so với kịch năm có mức tăng RCP8.5 Sự thay đổi phù hợp với thay đổi lượng mưa bốc lưu vực theo kịch khác Bộ thơng số mơ hình NAM sau chỉnh kiểm Bảng 4 PV 4 PV TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 04 - 2019 29 1ӅQ 5&3 5&3 0ӭFÿӝWKD\ÿәL 5&3 0ӭFÿӝWKD\ÿәL OѭXOѭӧQJÿӃQKӗPDONJ VRYӟLWKӡLNuQӅQ FӫDFiFNӏFKEҧQ 5&3 5&3 Hình 13 Mức thay đổi dòng chảy trung bình mùa lũ đến lưu vực hồ A Vương 0ӭFÿӝWKD\ÿәL OѭXOѭӧQJÿӃQKӗPDFҥQVR YӟLWKӡLNuQӅQ NӏFKEҧQFӫDFiF Hình 14 Dòng chảy trung bình mùa cạn đến lưu vực hồ A Vương TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 04 - 2019 30 5&3 Hình 11b Mức thay đổi dòng chảy trung bình năm đến hồ A Vương 0ӭFÿӝWKD\ÿәL 'zQJFKҧ\ÿӃQKӗPDFҥQFӫDFiFNӏFKEҧQ 4 PV Hình 12 Dòng chảy trung bình mùa lũ đến lưu vực hồ A Vương 5&3 0ӭFÿӝWKD\ÿәL OѭXOѭӧQJWEQăPVRYӟLWKӡLNu QӅQ FӫDFiFNӏFKEҧQ 0ӭFÿӝWKD\ÿәL 4 PV xu hướng giảm so với thời kỳ trước Theo kịch RCP8.5 có xu hướng giảm nhiều so với kịch bản RCP4.5 Thời kỳ 2080 2099: Dòng chảy cạn có mùa giảm so với thời kỳ nền, kịch xu hướng có xu giảm mạnh RCP8.5 so với kịch RCP4.5 tính tốn Nhìn chung, kết mơ hình phù biến đổi lượng mưa theo hợp với thời kỳ theo BĐKH khác nhau. kịch Thời kỳ 2016 2035: Dòng chảy mùa cạn đến hồ có xu hướng giảm so với thời kỳ nền và kịch hướng giảm so với kịch RCP8.5 có xu RCP4.5 Thời kỳ 2046 - 2065: Dòng chảy mùa cạn có 4 PV 'zQJFKҧ\WUXQJEuQKQăPÿӃQKӗFӫDFiFNӏFKEҧQ 1ӅQ 5&3 5&3 Hình 11a chảy trung bình năm đến lưu Dòng vực hồ A Vương 'zQJFKҧ\ÿӃQKӗPDONJFӫDFiFNӏFKEҧQ 1ӅQ 5&3 theo mức biến đổi lượng mưa chảy mùa lũ Thời kỳ 2046 - 2065: Dòng trạm tăng so với thời kỳ nền, có xu hướng lớn thời kỳ trước theo kịch Tuy nhiên kịch có chênh lệch theo mức biến đổi lượng mưa Thời kỳ 2080 - 2099: Lưu lượng dòng chảy lũ tăng rõ rệt so với thời kỳ nền, kịch có chênh lệch theo mức biến đổi lượng mưa giá tác động của BĐKH đến dòng c) Đánh chảy mùa cạn Theo kết tính tốn kịch BĐKH, dòng mùa cạn có khác biệt đáng chảy kể theo thời kỳ theo kịch BĐKH. BÀI BÁO KHOA HỌC 5&3 5&3 Hình 15 Mức thay đổi dòng chảy trung bình mùa cạn đến lưu vực hồ A Vương BÀI BÁO KHOA HỌC dòng chảy đến hồ có thay đổi theo tháng mùa Tháng V tháng chịu tác động mạnh mẽ BĐKH tháng mùa cạn Tháng chịu tác XI là tháng động mạnh mẽ mùa lũ Mức độ ảnh hưởng tháng lên dòng chảy kiệt là BĐKH mùa so với mùa lũ d) Tác động BĐKH đến dòng chảy tháng Xét phân phối dòng chảy tháng, dòng chảy đến hồ có xu hướng tăng nhẹ tháng mùa xuân, giảm dần các tháng mùa hè, lũ có xu hướng tăng mạnh thể tháng mùa hình 16 hình 17 Theo kết tính tốn cho thấy, thay đổi 6ӵWKD\ÿәLGzQJFKҧ\ÿӃQKӗFӫDFiFWKӡLNuNӏFKEҧQ5&3VRYӟLWKӡLNuQӅQ 'Q(%) Hình 16 Sự thay đổi dòng chảy đến hồ A Vương thời kì kịch RCP4.5 so với thời kì 6ӵWKD\ÿәLGzQJFKҧ\ÿӃQKӗFӫDFiFWKӡLNuNӏFKEҧQ5&3VRYӟLWKӡLNuQӅQ 'Q(%) Hình 17 Sự thay đổi dòng chảy đến hồ A Vương thời kì kịch RCP8.5 so với thời kì của BĐKH đến đỉnh lũ và tổng e) Tác động lượng lũ lưuvực hồ A Vương Để đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu lượng lũ thiết đến hồ A đến đỉnh lũ và tổng kế cứu trên thay Vương, nghiên tính toán dựa mưa ngày lớn tổng lượng mưa đổi lượng ngày lớn thời đoạn (3 ngày, ngày, ngày, ngày) thời kỳ Hai trận lũ thiết kế ứng P=0,1% P=0,5% chọn với tần suất làm hình tính tốn đường trình lũ mẫu điển Từ chọn, thông qua các hệ số thu trạng đỉnh lũ, lượng 3 ngày, tổng phóng Ki (hệ số tổng lượng 7 ngày, tổng lượng 9 lượng ngày, tổng định lũ thời kỳ ngày) sẽ xác trình các kịch 18 RCP4.5 RCP8.5 (Hình Hình 19) lưu lượng tức thời tháng Từ chuỗi thời kỳ xác định các kịch bản BĐKH, giá trị lưu lượng tức thời lớn tương ứng với thời kỳ Từ giá trị đó, xác định hệ số thu phóng đỉnh lũ tác động BĐKH cho thời kỳ kịch tương lai (bảng 2) Từ tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế ứng với tần suất tác động BĐKH thời kỳ kịch tương lai (Bảng 3, 4) TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 04 - 2019 31 4 P V BÀI BÁO KHOA HỌC 4 PV B *Lӡ *Lӡ Hình 19 Quá trình lũ thiết kế lưu vực A Vương Hình 18 Quá trình lũ thiết kế lưu vực A Vương ứng ứng với P=0,5 % với P=0,1% Lưu Bảng Bảng lượng đỉnh lũ thiết kế P = 0.1% B Hệ số thu phóng đỉnh lũ (D) tác động biến đổi khí hậu thời kỳ BĐKH 7KӡLNǤ 7KӡLNǤ RCP4.5 QӅQ RCP4.5 RCP8.5 QӅQ RCP8.5 Bảng Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế P = 0.5% thời kỳ BĐKH 7KӡLNǤ RCP4.5 B RCP8.5 chịu tác động mạnh Kết luận mùa cạn.Tháng XIlà tháng tháng mùa lũ Mức độ ảnh Qua xem xét, phân tích đánh giá nhận thấy mẽ trong động biến đổi khí hậu, dòng chảy hưởng kiệt tác chảy mùa BĐKH lên dòng có nhiều biến đổi So với kì so với mùa lũ đến hồ A Vương thời có thể nâng cao khả ứng phó với nền, lượng dòng chảy trung bình năm và lượng Để nhằm đảm bảo cho phát triển bền dòng chảy mùa qua BĐKH, lũ đến hồ có xu hướng tăng biệt là kịch RCP vững lưu vực hồ thủy điện A Vương thời kì Đặc 8.5 ứng với cụ thể, - 2099 có mức tăng rõ rệt Sự giai đoạn cần có những định hướng thời kì 2080 chênh lệch lượng dòng chảy tương ứng với sách, dự án, nâng cao nhận thức biến đổi khí hậu ứng phó với biến đổi Bbiến đổi lượng mưc theo kịch khí Dòng chảy mùa cạn đến hồ A Vương tương đồng, ngành, cấp hậu cộng quả của bài báo cơ sở để giúp kịch bản quyền Kết lai có xu giảm so với thời kì nền, RCP 8.5 giảm mạnh so với kịch RCP4.5 nhà quản lý, nhà hoạch định sách phương vùng nghiên cứu xây dựng thời kì tính tốn Xét về phân phối các địa dòng chảy tháng, dòng chảy đến hồ có xu hướng kế hoạch, phương án, giải pháp ứng phó giảm dần thích hợp nhằm giảm nhẹ tác động bất lợi tăng nhẹ tháng mùa xuân, biến đổi khí hậu và xâm nhập mùa lũ có xu ảnh hưởng tháng mùa hè, tháng hướng mạnh Tháng V là tháng tăng chịu tác mặn tương lai. động mạnh mẽ của BĐKH tháng Lời Trần Thục Bài báo hướng dẫn tận của thầy GS.TS cảm ơn: Với sự giúp đỡ tình sỹ học viên Nguyễn Văn Khánh phần kết luận văn thạc với tên đề tài luận văn: khí hậu đến dòng hồ phụcvụ vận hành hồ thủy điện A “Nghiên cứu tác động biến đổi chảy đến Vương tỉnh Quảng Nam” TẠPCHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN 32 Số tháng 04 - 2019 Tài liệu tham khảo BÀI BÁO KHOA HỌC Bộ Tài nguyên Môi trường (2016), Kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam Phạm Ngọc Rư, Trần Vũ, Lê Nguyên Trung (2014), Đánh giá tác động BĐKH đến lĩnh vực Thủy điện đề xuất giải pháp ứng phó Vũ Văn Minh, Nguyễn Hoàng Minh, Trần Hồng Thái, (2011), Đánh giá tác động Biến đổi khí hậu đến dòng chảy lũ lưu vực sơng Hồng - Thái Bình Tuyển tập Báo cáo Khoa học lần thứ XIII, tr 72-78 Trần Thanh Xuân, Hoàng Minh Tuyển, Lê Tuấn Nghĩa, Lương Hữu Dũng (2011), Tác động Biến đổi khí hậu đến dòng chảy sơng Tuyển tập Báo cáo Khoa học lần thứ XIII, tr 146153 Nguyễn Ý Như, (2011), Nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu đến cực trị dòng chảy lưu vực sông Nhuệ Đáy thuộc thành phố Hà Nội DHI, (2007) MIKE 11 - User’s Manual DHI, (2007) MIKE 11 - User’s Manual Feddes, R.A., M Menenti, and P Kabat, 1989 Modeling the soil water and surface energy balance in relation to climate models, European coordination group on land - surface processes, hydrology, Dessertification in Europe, Barcelona, pp 21 RESEARCH ABOUT ASSESSING CLIMATE CHANGE IMPACTS ON THE FLOW INTO AVUONG LAKE Nguyen Van Khanh1, Tran Thuc2 The Central Hydrometeorological Station of Central Vietnam Viet Nam Institute of Meteorology, Hydrology and Climate Change Abstract: The NAM model has been applied in this research to calculate and evaluate the effects of climate change to A Vương lake The correction and inspection result indicates the similarities of phase and amplitude fluctuations between calculation and measurement flow Base on the editing and testing results, the changes in flow come to lake in the future periods will be predict The calculation results of flow to the lake in future periods show that the flow changes according to the months of each season: the May is affected the most powerful by climate change in the dry months, and November is affected the most powerful in the flood months The degree of influence of climate change to the dry season is less than the flood season Keywords: MIKE NAM, A Vuong, Climate change TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 04 - 2019 33 ... dòng chảy ngầm Dòng chảy tràn dòng chảy sát mặt diễn toán qua hồ ch a tuyến tính thứ Sau đó, tất thành phần dòng chảy cộng lại diễn tốn qua hồ ch a tuyến tình thứ hai Cuối dòng chảy tổng cộng c a. .. đánh biến giá hưởng đổi ảnh khí hậu đến dòng chảy đến hồ A vương, nghiên cứu Bộ tài nguyên d a. .. a) Đánh giá tác động BĐKH đến dòng chảy năm D a trên kết quả hồ tính tốn dòng chảy đến kịch biến đổi khí hậu, A Vương