Đánh giá ảnh hưởng của nước biển dâng do bão đến khu vực ven biển tỉnh quảng nam trong bối cảnh biến đổi khí hậu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH ĐINH VIỆT HOÀNG ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA NƢỚC BIỂN DÂNG DO BÃO ĐẾN KHU VỰC VEN BIỂN TỈNH QUẢNG NAM TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU HÀ NỘI - 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH ĐINH VIỆT HOÀNG ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA NƢỚC BIỂN DÂNG DO BÃO ĐẾN KHU VỰC VEN BIỂN TỈNH QUẢNG NAM TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Mã số: 8900201.01QTD Người hướng dẫn khoa học: TS Đồn Quang Trí PGS TS Trần Hồng Thái HÀ NỘI - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thành nghiên cứu riêng dƣới sự hƣớng dẫn khoa học PGS.TS Trần Hồng Thái TS Đoàn Quang Trí Các số liệu, kết trình bày luận văn trung thực không chép theo cơng trình nghiên cứu tƣơng tự khác Các thông tin thứ cấp sử dụng luận văn đƣợc trích dẫn nguồn tài liệu báo cáo danh mục tài liệu tham khảo Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm tính xác thực ngun luận văn Hà Nội, Ngày tháng năm 2019 Học viên Đinh Việt Hoàng i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn đạt đƣợc kết nhƣ mong đợi, học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy hƣớng dẫn PGS.TS Trần Hồng Thái TS Đồn Quang Trí Trong thời gian thực luận văn, Thầy hƣớng dẫn tận tình cho học viên nhiều kiến thức quý báu chuyên môn, kinh nghiệm kỹ làm việc Học viên tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy, cô khoa Các khoa học liên ngành, Đại học Quốc gia Hà Nội Thầy cô không trang bị cho học viên kiến thức chuyên ngành quý báu lĩnh vực nghiên cứu biến đổi khí hậu, mà cịn tạo điều kiện bảo tận tình giúp đỡ học viên suốt trình thực luận văn Trân trọng cảm ơn đề tài khoa học công nghệ cấp Nhà nƣớc “Nghiên cứu lƣợng giá thiệt hại kinh tế tƣợng khí tƣợng thu văn cực đoan gây bối cảnh biến đổi khí hậu đề xuất giải pháp quản lý rủi ro cho tỉnh ven biển miền trung việt nam”, mã số: BĐKH.22/16-20, hỗ trợ số liệu điều tra, phân tích, xử lý thơng tin để tơi hồn thành luận văn Nhân dây, học viên xin gửi lời cảm ơn đến anh chị Phòng Dự báo hải văn, Trung tâm Dự báo khí tƣợng thủy văn quốc gia hỗ trợ, tạo điều kiện cho học viên tiếp cận mơ hình dự báo hải văn nghiệp vụ Lời cuối cùng, học viên xin đƣợc cám ơn bạn bè ngƣời thân gia đình ln chia sẻ tạo điều kiện tốt để học viên thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! TÁC GIẢ LUẬN VĂN ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG .vii DANH MỤC HÌNH .viii MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .5 1.1 Tổng quan bão nƣớc dâng bão 1.1.1 Tổng quan bão 1.1.2 Tổng quan nƣớc dâng bão 1.2 Tổng quan kịch nƣớc biển dâng nguy ngập tỉnh đồng ven biển 15 1.2.1 Kịch nƣớc biển dâng cho khu vực ven biển Việt Nam 17 1.2.2 Nguy ngập nƣớc biển dâng biến đổi khí hậu khu vực ven biển tỉnh Quảng Nam 20 1.3 Đặc điểm ảnh hƣởng bão nƣớc dâng bão khu vực ven biển miền Trung 21 1.3.1 Thời gian tần số ảnh hƣởng bão 21 1.3.2 Cấp độ số lƣợng bão 22 1.3.3 Đặc điểm gió bão 23 1.3.4 Nguy nƣớc dâng bão 24 1.4 Đặc điểm chế độ thủy triều kết hợp với nƣớc dâng bão 25 1.4.1 Đặc điểm thủy triều ven bờ Việt Nam 25 1.4.2 Nƣớc dâng bão kết hợp với thủy triều 26 CHƢƠNG KHU VỰC, TÀI LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 iii 2.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu 28 2.1.1 Vị trí địa lý nghiên cứu 28 2.1.2 Điều kiện tự nhiên 29 2.1.3 Các loại hình thiên tai chủ yếu 31 2.2 Thu thập tài liệu nghiên cứu 31 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 32 2.3.1 Giới thiệu mơ hình tốn .33 2.3.2 Giới thiệu mơ hình bão Fujita 34 2.3.3 Mơ hình tích hợp SuWAT 35 - Mơ hình dự báo nƣớc dâng có tính đến ảnh hƣởng thủy triều 35 - Quá trình kết nối mơ đun (nƣớc dâng sóng) mơ hình tích hợp SuWAT 37 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Xây dựng miền tính, lƣới tính cho khu vực nghiên cứu 39 3.2 Một số kết hiệu chỉnh kiểm nghiệm mơ hình 40 3.2.1 Hiệu chỉnh kiểm nghiệm mơ hình SWAN tính tốn sóng biển 40 3.2.2 Hiệu chỉnh kiểm nghiệm mơ hình SuWAT tính tốn nƣớc dâng bão .41 3.3 Kết mơ tác động bão Ketsana (2009) cho khu vực Nghệ AnPhú Yên 43 3.3.1 Lý lựa chọn kịch mô bão Ketsana 43 3.3.2 Kết mơ trƣờng gió khí áp .46 3.3.3 Kết mô trƣờng sóng bão 50 3.3.4 Kết mô nƣớc dâng bão 52 3.3.5 Kết mô ngập lụt ven biển nƣớc dâng bão 56 3.4 Kết mô ngập lụt nƣớc dâng bão có xét đến kịch BĐKH nƣớc biển dâng vào năm 2030, 2050 2100 57 3.5 Thảo luận giải pháp phòng ngừa giảm nhẹ thiệt hại nƣớc dâng bão ………………………………………………………………………………… 61 iv 3.5.1 Đối với quyền địa phƣơng 61 3.5.2 Đối với ngƣời dân .62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .64 TÀI LIỆU THAM KHẢO .65 PHỤ LỤC I v Từ viết tắt ATNĐ BĐKH DHI Fujita IPCC ITCZ JMA KNK KTTV MONRE NOAA PAGASA RCP SuWAT SWAN WMO XTNĐ DANH MỤC BẢNG Bảng 1-1: Kịch nƣớc biển dâng theo kịch RCP cho dải ven biển Việt Nam (Nguồn: Bộ TNMT, 2016) Bảng 1-2: Mực nƣớc biển dâng theo kịch RCP 4.5 (Nguồn: Bộ TNMT, 2016) 18 Bảng 1-3: Nƣớc dâng bão khu vực ven biển Việt Nam (Nguồn: Bộ TNMT, 2016) Bảng 1-4: Nguy ngập tỉnh Quảng Nam (Nguồn: Bộ TNMT, 2016) Bảng 1-5: Thời gian tần số bão ảnh hƣởng khu vực ven biển miền Trung21 Bảng 2-1: Thống kê dân số tỉnh Quảng Nam (Nguồn: Cổng thông tin điện tử tỉnh Quảng Nam) Bảng 2-2: Thành phần dân tộc tỉnh Quảng Nam (Nguồn: Cổng thông tin điện tử tỉnh Quảng Nam) Bảng 3-1: Thông tin lƣới tính mơ sóng, nƣớc dâng bão cho khu vực biển Nghệ An-Phú Yên Bảng 3-2: Thơng tin miền tính lƣới tính mơ ngập lụt nƣớc dâng bão cho khu vực Quảng Nam Bảng 3-3: Số liệu tham số bão Ketsana, năm 2009 (nguồn: JMA) Bảng 3-4: So sánh liệu mơ tốc độ gió bão Ketsana quan trắc trạm Cồn Cỏ (Quảng Trị) Lý Sơn (Quảng Ngãi) Bảng 3-5: So sánh kết mô tốc độ gió mạnh bão Ketsana Bảng 3-6: Độ cao sóng lớn số khu vực thuộc vùng biển Nghệ An-Phú Yên bão Ketsana Bảng 3-7: Kịch mực nƣớc biển dâng trung bình theo số thời kỳ phục vụ tính tốn ngập lụt nƣớc dâng bão xét đến kịch BĐKH Bảng 3-8: Diện tích ngập lụt (km2) nƣớc dâng bão khu vực ven biển tỉnh Quảng Nam có xét đến kịch BĐKH 60 vii DANH MỤC HÌNH Hình 0-1: Bản đồ nguy nƣớc dâng bão nƣớc khu vực (Nguồn: JMA ) Hình 1-1: Bão Tây Bắc Thái Bình Dƣơng (Nguồn: Trung tâm dự báo KTTV quốc gia) Hình 1-2: Cấu trúc mặt cắt dọc bão Hình 1-3: Sự biến đổi mực nƣớc bão (Nguồn: Nguyễn Bá Thủy, 2014) Hình 1-4: Cơ chế gây nƣớc dâng tác động gió lên bề mặt Hình 1-5: Xu biến đổi tần suất bão mạnh (Vmax>70 m/s) k (cơn/25 năm) (IPCC, 2013) Hình 1-6: Tỉ lệ cấp độ bão đổ khu vực ven biển miền Trung giai đoạn 1961 2014 23 Hình 2-1: Bản đồ hành tỉnh Quảng Nam (Nguồn: Cổng thông tin điện tử tỉnh Quảng Nam) Hình 2-2: Minh họa thành phần cơng thức tính vận tốc gió Hình 2-3: Cấu trúc lƣới lồng mơ hình SuWAT (Nguồn: Nguyễn Bá Thủy, 2016) 37 Hình 3-1: (a) Kết dự báo sóng mơ hình SWAN lúc 0Z ngày 28/09/2009; (b) Số liệu sóng vệ tinh AVISO lúc 00Z ngày 28/09/2009; (c) Kết dự báo sóng mơ hình SWAN lúc 0Z ngày 28/09/2009; (d) Số liệu sóng vệ tinh AVISO lúc 00Z ngày 28/09/2009 40 Hình 3-2: So sánh nƣớc dâng bão tính nƣớc Vũng Tầu bão Linda cho trƣờng hợp: (a) khơng xét sóng (b) xét đến sóng 41 Hình 3-3: So sánh nƣớc dâng bão bão Frankie tại: (a) Hòn Dấu (b) Hịn Ngƣ cho trƣờng hợp: khơng xét đến ảnh hƣởng sóng .42 Hình 3-4:Phân bố nƣớc dâng bão lớn bão Wukong tháng 9/2000 (a) khơng xét đến sóng, (b) xét đến sóng 42 Hình 3-5: Ảnh vệ tinh bão Ketsana lúc 09 00 ngày 27/9/2009 (nguồn: Trung tâm Dự báo KTTV quốc gia) 45 viii 140 SỐ 10 AH Đổ (ĐB) Tên bão/ATNĐ STT hay ảnh hƣởng (AH) (1) (2) (3) 141 TED AH 142 YVETTE ĐB 143 ZACK ĐB 144 ANGELA AH 145 ATNĐ ĐB 146 WILLIE ĐB 147 ATNĐ AH 148 BETH AH 149 ATNĐ ĐB 150 FRIZ ĐB 11 Đổ (ĐB) Tên bão/ATNĐ STT hay ảnh hƣởng (AH) (1) (2) (3) 151 ATND ĐB 152 ATNĐ AH 153 CHIP ĐB 154 DAWN ĐB 155 ELVIS ĐB 156 FAITH ĐB 157 EVE ĐB 158 ATNĐ AH 159 BÃO SỐ 10 AH 12 Đổ (ĐB) Tên bão/ATNĐ STT hay ảnh hƣởng (AH) (1) (2) (3) 160 ATNĐ AH 161 ATNĐ ĐB 162 KAEMI ĐB 163 WUKONG ĐB 164 USAGI ĐB 165 TD ĐB 166 TD ĐB 167 LING LING ĐB 168 KAJIKI ĐB 169 MEKKHAL A AH 170 TD ĐB 13 Đổ (ĐB) Tên bão/ATNĐ STT hay ảnh hƣởng (AH) (1) (2) (3) 171 NEPARTAK AH 172 CHANTHU ĐB 173 TD ĐB 174 SAN VU ĐB 175 BÃO SỐ ĐB 176 TD ĐB 177 VICENTE ĐB 178 DAM REY ĐB 179 KAI TAK AH 180 BÃO SỐ ĐB 181 XANG SANE ĐB 182 BÃO SỐ ĐB 183 LEKIMA ĐB 184 TD ĐB 14 Đổ (ĐB) Tên bão/ATNĐ STT hay ảnh hƣởng (AH) (1) (2) (3) 185 HAGIBIS AH 186 MEKKHAL A ĐB 187 TD ĐB 188 NOUL ĐB 189 TD AH 190 KETSANA ĐB 15 Đổ (ĐB) Tên bão/ATNĐ STT hay ảnh hƣởng (AH) (1) (2) (3) 191 TD AH 192 MIRINAE DB 193 MINDULLE DB 194 TD AH 195 TD AH 196 HAITANG DB 197 NALGAE AH 198 TD AH 16 Đổ (ĐB) Tên bão/ATNĐ STT hay ảnh hƣởng (AH) (1) (2) (3) 199 TD AH 200 GAEMI ĐB 201 BÃO SỐ ĐB 202 WUTIP ĐB 203 NARI ĐB 204 TD ĐB 205 PODUL ĐB 206 SINLAKU ĐB 17 ... VIỆT HOÀNG ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA NƢỚC BIỂN DÂNG DO BÃO ĐẾN KHU VỰC VEN BIỂN TỈNH QUẢNG NAM TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Mã số:... nƣớc biển dâng cho khu vực ven biển Việt Nam 17 1.2.2 Nguy ngập nƣớc biển dâng biến đổi khí hậu khu vực ven biển tỉnh Quảng Nam 20 1.3 Đặc điểm ảnh hƣởng bão nƣớc dâng bão khu vực ven. .. tƣợng nghiên cứu nƣớc dâng bão ngập lụt ven bờ nƣớc dâng bão khu vực ven biển tỉnh Quảng Nam bối cảnh biến đổi khí hậu 4.2 Phạm vi nghiên cứu Khu vực ven biển tỉnh Quảng Nam Cấu trúc Luận văn Chƣơng