Ứng dụng mô hình BTOPMC Mô phỏng dòng chảy lưu vực sông Vu Gia Thu Bồn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA KHÍ TƢỢNG THỦY VĂN VÀ HẢI DƢƠNG HỌC -   - Đặng Linh Chi ỨNG DỤNG MƠ HÌNH BTOPMC MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY LƢU VỰC SƠNG VU GIA Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ quy Ngành: Thủy văn học (Chƣơng trình đào tạo chuẩn) Hà Nội, năm 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA KHÍ TƢỢNG THỦY VĂN VÀ HẢI DƢƠNG HỌC -   - Đặng Linh Chi ỨNG DỤNG MƠ HÌNH BTOPMC MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY LƢU VỰC SƠNG VU GIA Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ quy Ngành Thủy văn học (Chƣơng trình đào tạo chuẩn) Giáo viên hƣớng dẫn: TS Phan Thị Thanh Hằng PGS.TS Trần Ngọc Anh Hà Nội, năm 2015 LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp “Ứng dụng mơ hình BTOPMC mơ dịng chảy lưu vực sơng Vu Gia” đƣợc thực trƣờng Đại học Khoa Học Tự Nhiên Viện Địa Lý dƣới hƣớng dẫn trực tiếp PGS.TS Trần Ngọc Anh TS.Phan Thị Thanh Hằng Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Ngọc Anh TS Phan Thị Thanh Hằng tận tình hƣớng dẫn, bảo em suốt thời gian thực khóa luận Em xin bày tỏ lỏng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo, giáo khoa Khí tƣợng Thủy văn Hải dƣơng học giúp đỡ em trình học tập Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình bạn bè giúp đỡ, động viên em nhiều học tập nghiên cứu Do thời gian kinh nghiệm hạn chế nên khóa luận khơng tránh khỏi thiếu sót Vì em mong nhận đƣợc góp ý thầy bạn để khóa luận đƣợc hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn Đặng Linh Chi MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ .8 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Vị trí địa lý 1.2 Địa hình .9 1.3 Địa chất 10 1.4 Thổ nhƣỡng 10 1.5 Thực vật 11 1.6 Mạng lƣới sông suối 11 1.7 Khí hậu 12 1.8 Đặc điểm thủy văn 17 1.9 Mạng lƣới trạm khí tƣợng thủy văn điện báo lƣu vực hệ thống sông Vu Gia .20 1.10 Điều kiện kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 20 1.10.1 Tình hình kinh tế .20 1.10.2 Dân số .21 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH BTOPMC 22 2.1 Tổng quan mơ hình mƣa – dòng chảy .22 2.2 Một số mơ hình mƣa – dịng chảy lƣu vực 23 2.3 Tổng quan mơ hình BTOPMC 27 2.4 Các số liệu đầu vào mơ hình 34 CHƢƠNG 3: ÁP DỤNG MƠ HÌNH BTOPMC MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY LƢU VỰC SƠNG VU GIA TÍNH ĐẾN TRẠM THỦY VĂN THÀNH MỸ 37 3.1 Các bƣớc tiến hành tiêu sử dụng đánh giá mơ hình 37 3.1.1 Các bƣớc tiến hành 37 3.1.2 Chỉ tiêu đánh giá .37 3.2 Xây dựng mơ hình BTOPMC mơ dịng chảy sơng Vu Gia đến trạm Thành Mỹ 37 3.2.1 Cơ sở liệu thiết lập mơ hình 37 3.2.2 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình BTOPMC với dịng chảy ngày 41 3.2.3 Nhận xét chung 42 3.3 Áp dụng mơ hình BTOPMC theo kịch biến đổi khí hậu 42 3.3.1 Khái niệm kịch 42 3.3.2 Sơ lƣợc tình hình biến đổi khí hậu 43 3.3.3 Lựa chọn kịch 44 3.3.4 Mơ dịng chảy lƣu vực Vu Gia trạm thủy văn Thành Mỹ theo kịch BĐKH .45 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 DANH MỤC BẢNG Bảng Lƣợng mƣa trung bình tháng, năm số trạm lƣu vực sôngVu Gia - Thu Bồn 14 Bảng Đặc trƣng dòng chảy sông Vu Gia 19 Bảng Danh sách trạm KTTV lƣu vực 20 Bảng Mức thay đổi (%) lƣợng mƣa năm so với thời kỳ 1980-1999 theo kịch phát thải trung bình (B2) 45 Bảng Bảng thay đổi lƣợng mƣa theo mùa theo kịch B2 45 Bảng Bảng thay đổi lƣợng mƣa theo mùa theo kịch A2 45 DANH MỤC HÌNH Hình Bản đồ lƣu vực sơng Vu Gia đến trạm Thành Mỹ .9 Hình Phân phối lƣợng mƣa trung bình tháng, năm số trạm lƣu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 17 Hình Biểu đồ dân số lƣu vực Vu Gia – Thu Bồn năm 2009 – 2013 21 Hình Cấu trúc chung mơ hình thủy văn [5] 22 Hình Sơ đồ phân loại mơ hình mƣa – dịng chảy 23 Hình Cấu trúc đơn giản mơ hình TOP 28 Hình Dữ liệu mơ hình số hóa độ cao DEM khu vực tỉnh Quảng Nam Đà Nẵng 38 Hình Dữ liệu mô loại thảm phủ khu vực tỉnh Quảng Nam Đà Nẵng 39 Hình Dữ liệu mơ loại đất khu vực tỉnh Quảng Nam Đà Nẵng 39 Hình 10 Mơ mạng lƣới trạm thủy văn trạm mƣa lƣu vực Vu gia đến trạm Thành Mỹ 40 Hình 13 Kết hiệu chỉnh mơ hình BTOPMC giai đoạn 1994 – 1996 .41 Hình 14 Kết kiểm nghiệm mơ hình BTOPMC giai đoạn 1997 – 1999 42 Hình 15 Kết mơ dịng chảy theo kịch B2 năm 2050 46 Hình 16 Kết mơ dịng chảy theo kịch B2 năm 2100 47 Hình 17 Kết mơ dòng chảy theo kịch A2 năm 2050 48 Hình 18 Kết mơ dịng chảy theo kịch A2 năm 2100 49 ĐẶT VẤN ĐỀ Nƣớc thành phần thiết yếu của sống môi trƣờng, tài nguyên thiên nhiên đóng vai trị quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt khu vực phải đối mặt với tăng dân số cao, tình trạng thiếu nƣớc, gia tăng hạn hán, lũ lụt, nhiễm mơi trƣờng Với vị trí địa lý nằm Duyên Hải Miền Trung, lƣu vực sông Vu Gia nơi tập trung nhiều sông lớn,với nguồn nƣớc dồi Tuy nhiên, phân bố khơng lƣợng mƣa, với yếu tố địa hình phức tạp, bị chia cắt mạnh nên tài ngun nƣớc mặt phân bố khơng đồng (dịng chảy tháng năm năm) dẫn đến tình trạng thiếu nƣớc vào mùa khơ thừa nƣớc vào mùa mƣa Sự phân bố không ảnh hƣởng lớn đến sản xuất đời sống nhân dân khu vực Chính vậy, công tác quản lý, khai thác sử dụng hiệu tài nguyên nƣớc trở thành vấn đề cấp bách, mang tính chiến lƣợc Nhằm mục tiêu mơ dịng chảy lƣu vực sơng Vu Gia, phục vụ đánh giá tài nguyên nƣớc, đánh giá tác động kịch Biến đổi khí hậu (BĐKH) phát triển kinh tế xã hội đến tài nguyên nƣớc, nghiên cứu tiến hành “ứng dụng mơ hình BTOPMC mơ dịng chảy lưu vực sơng Vu Gia” Kết nghiên cứu tiền đề cho trình tìm hiểu chất, quy luật trình thủy văn diễn lƣu vực, từ sở để thực công tác khai thác bền vững tài ngun nƣớc địa phƣơng Khóa luận, ngồi phần mở đầu kết luận, bao gồm chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quan khu vực nghiên cứu Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết mơ hình BTOPMC Chƣơng 3: Áp dụng mơ hình BTOPMC mơ dịng chảy lƣu vực sơng Vu Gia đến trạm thủy văn Thành Mỹ Trong trình làm khóa luận, sinh viên tham khảo sử dụng số liệu số cơng trình nghiên cứu đƣợc cơng bố quan ngồi nƣớc Xin trân trọng cảm ơn CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Vị trí địa lý Hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn chín hệ thống sơng lớn nƣớc ta hệ thống sông lớn khu vực Nam Trung Bộ Hình Bản đồ lưu vực sơng Vu Gia đến trạm Thành Mỹ Phía Bắc lƣu vực giáp lƣu vực sơng Cu Đê Phía Nam lƣu vực giáp lƣu vực sơng Trà Bồng Sê San Phía Tây giáp Lào, giới hạn khối núi Nam – Ngãi – Định thuộc phần đầu dãy Trƣờng Sơn Nam với đỉnh núi cao 2000m Phía Đơng giáp Biển Đơng lƣu vực sơng Tam Kì Sơng Vu Gia bắt nguồn từ dãy Trƣờng Sơn nhánh sơng Cái, sơng Bung, sơng Cơn hợp lại,diện tích lƣu vực khoảng 5.500km2 chảy qua huyện Đông Giang, Tây Giang, Nam Giang, Phƣớc Sơn, Đại Lộc, Điện Bàn Diện tích lƣu vực sơng Vu Gia tính đến trạm thủy văn Thành Mỹ khoảng 1800km2 Sông Vu Gia nối với hệ thống sông Thu Bồn qua sông Quảng Huế 1.2 Địa hình Địa hình lƣu vực Vu Gia biến đổi phức tạp bị chia cắt mạnh Địa hình có xu hƣớng nghiêng dần từ Tây sang Đơng tạo cho lƣu vực dạng địa hình núi, trung du đồng Vùng núi thƣợng nguồn dịng sơng nằm sƣờn Đơng dãy Trƣờng Sơn Nam Địa hình khu vực dốc bị chia cắt mạnh Độ cao địa hình từ 1000m trở lên với đỉnh núi cao 1000m nhƣ: Núi Mang (1768m), Bà Nà (1467m), A Tuất (2500m), Lum Heo (2045m), núi Tiên (2032m) thƣợng nguồn sông Vu Gia, Ngọc Linh (2598m), Hịn Ba (1358m) thƣợng nguồn sơng Tranh Vùng trung du vùng chuyển tiếp từ vùng núi đến đồng Khu vực có độ cao từ 100m đến dƣới 800m Do dãy núi trung lƣu chạy theo hƣớng Bắc – Nam nên độ dốc địa hình thấp dần theo hƣớng Bắc – Nam, địa phận phía Bắc huyện Trà My đến giáp phía Tây huyện Duy Xun Địa hình vùng đồng sông Vu Gia thấp dƣới 30m, tƣơng đối phẳng, tập trung chủ yếu phía Đơng lƣu vực Do đặc điểm lƣu vực đồi núi ăn sát biển nên đồng thƣờng nhỏ hẹp, chạy dọc theo hƣớng Bắc – Nam 1.3 Địa chất Lƣu vực sông Vu Gia thuộc lƣu vực sông lớn Vu Gia – Thu Bồn nằm giới địa tầng đới kiến tạo Khâm Đức, A Vƣơng – Sê Kông Nông Sơn Đới kiến tạo A Vƣơng – Sê Kông chiếm phần lớn diện tích phía Bắc lƣu vực, hình thành nếp lớn có trục vĩ tuyến Phía Bắc đới giới hạn đứt gãy Sơn Trà – A Trép, phía Nam đứt gãy Tam Kì – Phƣớc Sơn Phức hệ đƣợc đặc trƣng tổ hợp đá phun trào mafic xen lẫn trầm tích silic Đới Nông Sơn đƣợc nằm trung tâm vùng nghiên cứu, phía Bắc đƣợc giới hạn đứt gãy sơng Vu Gia, phía Nam đứt gãy Thăng Bình – Hiệp Đức, phía Tây đứt gãy sơng Tranh Đới gồm phức hệ: - - Phức hệ tiền Cambri gồm thành tạo hệ tầng Khâm Đức lộ Thành Mỹ Phức hệ Seriot clorit gồm đá phiến sericot clorit, đá phiến thạch anh sericot clorit, đá phiến thạch anh seriot clorit Phức hệ hoạt hóa Paleozoi thƣợng – Mesozoi hạ đặc trƣng tổ hợp trầm tích lục ngun, phun trào hệ tầng sơng Bung, thành tạo magma phức hệ Bến Giằng, Quế Sơn Phức hệ Mesozoi thƣợng bao gồm trầm tích chứa than hệ tầng Nơng Sơn trầm tích hệ tầng Bàn Cờ, Khe Rèn, Hữu Chánh Đới Khâm Đức có cấu trúc phức tạp, giới hạn với đới khác đứt gãy Tam Kì – Phƣớc Sơn phía Bắc, đứt gãy Hƣơng Nhƣợng – Tà Vi phía Nam, đứt gãy Pơ Cơ phía Tây Đới bao gồm phức hệ nhƣ sau: Phức hệ tiền Cambri, phức hệ paleozoi hạ phức hệ Kainozoi hạ gồm thành tạo basalt trầm tích đệ tứ [6] 1.4 Thổ nhƣỡng Lƣu vực hệ thống sông Vu Gia gồm nhóm đất sau: 10 Từ file đầu vào trên, sinh viên tiến hành mô phỏng, hiệu chỉnh kiểm định cho lƣu vực Vu Gia tính đến trạm thủy văn Thành Mỹ Hình 10 Mơ mạng lưới trạm thủy văn trạm mưa lưu vực Vu Gia đến trạm Thành Mỹ 40 3.2.2 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình BTOPMC với dịng chảy ngày Căn chuỗi số liệu khí tƣợng thủy văn thu thập đƣợc khu vực nghiên cứu, khóa luận lựa chọn giai đoạn từ 1/1/1994 đến 31/12/1996 để hiệu chỉnh thơng số mơ hình giai đoạn 01/01/1997 đến 31/12/1999 để kiểm định thông số Bộ thông số hiệu chỉnh kiểm định bao gồm: - Độ dốc Độ nhám Ngƣỡng thấm loại thảm phủ thành phần có đất Chuỗi đầu vào số liệu mƣa thực đo ngày trạm: Hội An, Tiên Phƣớc, Trà My, Nông Sơn, Khâm Đức Kết đầu mơ hình đƣợc so sánh với số liệu thực đo lƣu lƣợng trung bình ngày trạm thủy văn Thành Mỹ Quá trình hiệu chỉnh sử dụng phƣơng pháp thử sai để xác định thông số phù hợp Kết so sánh giá trị lƣu lƣợng mô thực đo giai đoạn 19941996 đƣợc trình bày hình 13 Sử dụng tiêu Nash-Sutcliffe đánh giá đạt 0,63 theo tiêu chuẩn WMO xếp loại Khá Giữ nguyên thông số thu đƣợc, tiến hành kiểm định với chuỗi số liệu 1997-1999 (Hình 14), kết đánh giá theo tiêu Nash-Sutcliffe 0,6 đạt loại Khá Từ kết tính tốn đƣợc thể hình 11 – 12 cho thấy dạng đƣờng q trình dịng chảy tính tốn thực đo có phù hợp Nói chung mơ hình có khả mơ đƣợc biến động theo thời gian dòng chảy ngày nhƣng đỉnh lũ mức độ xác chƣa cao Hình 11 Kết hiệu chỉnh mơ hình BTOPMC giai đoạn 1994 – 1996 41 Hình 12 Kết kiểm nghiệm mơ hình BTOPMC giai đoạn 1997 – 1999 Nhƣ với thông số đƣợc hiệu chỉnh kiểm định, sử dụng tính tốn dịng chảy phục vụ tốn khác lƣu vực sơng Vu Gia tính đến trạm thủy văn Thành Mỹ 3.2.3 Nhận xét chung Qua kết mô phỏng, nhận thấy mùa lũ lƣu vực sông Vu Gia kéo dài tháng, từ tháng X đến tháng XII, mùa kiệt kéo dài tháng, từ tháng I đến tháng IX Tháng có dịng chảy lớn thƣờng rơi vào tháng XI, lƣợng dòng chảy chiếm 27 – 30% lƣợng dịng chảy năm Bên cạnh đó, tháng có dịng chảy nhỏ thƣờng xuất vào tháng IV tháng VIII, chiếm – 3% lƣợng dòng chảy năm Kết hiệu chỉnh kiểm định cho thấy mức độ phù hợp lƣu lƣợng tính tốn thực đo theo số Nash 0.63, đạt kết Mơ hình có khả mơ biến động theo thời gian dòng chảy ngày Tuy nhiên, so với thực tế, đƣờng q trình mơ chƣa hồn toàn khớp, chƣa bắt đƣợc đỉnh lũ Giá trị đỉnh lũ mơ có xu hƣớng thấp thực đo số trƣờng hợp chƣa khớp thời gian xuất đỉnh Tuy nhiên, chuỗi số liệu sử dụng chuỗi số liệu ngày, nên kết chƣa hồn tồn tƣơng thích, mơ hình cho thấy khả ứng dụng mơ dịng chảy phục vụ đánh giá tài nguyên nƣớc Để sử dụng cho mục tiêu dự báo lũ, mơ hình cịn cần phải có thêm nhiều cải tiến phân chia đơn vị tính tốn chi tiết 3.3 Áp dụng mơ hình BTOPMC theo kịch biến đổi khí hậu 3.3.1 Khái niệm kịch Kịch hình ảnh tƣơng lai Chúng khơng phải dự đốn hay dự báo Mỗi kịch tranh phát triển xảy tƣơng lai Chúng tham gia vào việc nắm bắt phát triển khả thi tƣơng lai hệ thống phức tạp 42 Trong đó, với số hệ thống có đƣợc hiểu biêt đầy đủ, thơng tin hồn chỉnh, mơ hình hóa với mức độ tin cậy định, thƣờng thấy ngành vật lý, nhƣ trạng thái tƣơng lai chúng dự đốn đƣợc Kịch đƣợc xem công cụ kết nối để tổng hợp việc định lƣợng cốt truyện tƣơng lai việc định tính chi tiết cụ thể dựa vào mơ hình Cũng nhờ nâng cao hiểu biết hệ thống vận hành, phản ứng tiến triển nhƣ Kịch công cụ hiệu cho đánh giá mặt khoa học, cho việc nghiên cứu hệ thống phức tạp cho việc thiết lập sách, cơng cụ tƣơng đối xác để nắm bắt hiểu biết điều chƣa chắn Do vậy, sử dụng điểm mạnh kịch để hỗ trợ cho việc đánh giá biến đổi khí hậu tƣơng lai  Cung cấp sở tƣơng tự với can thiệp trị để giảm phát thải KNK phát triển, quy hoạch đất phù hợp  Cung cấp đầu vào cho việc định khả ứng phó giảm thiểu tác động khơng mong muốn.[5] 3.3.2 Sơ lược tình hình biến đổi khí hậu Biến đổi khí hậu theo cách sử dụng IPCC biến đổi trạng thái khí hậu nhận biết đƣợc thơng qua thay đổi giá trị trung bình tính chất diễn thời đoạn dài hàng thập kỷ Nó thay đổi khí hậu theo thời gian cho dù biến đổi tự nhiên hay tác động ngƣời Theo số liệu quan sát cho thấy xu chung từ cuối kỷ XIX đến nay, nhiệt độ trung bình khơng khí đại dƣơng toàn cầu tăng lên Kết đo đạc nghiên cứu cho thấy thập kỷ 1990 thập kỷ nóng thiên niên kỷ vừa qua (IPCC, 2001) Từ 1995-2006 có đến 11 năm nằm số 12 năm nhiệt độ lớn theo số liệu đo đạc nhiệt độ toàn cầu từ 1850 Nhiệt độ 100 năm 1906-2005 tăng 0,74 (0,560,92) lớn so với giai đoạn 100 năm 1901-2000 (0,6 – 0,4:0,8) Xu hƣớng 50 năm từ 1956-2005 ((0,13(0,10 to 0,16)°C) gần gấp đôi so với giai đoạn 100 năm từ 1906 đến 2005 Nhiệt độ tăng lên cao vĩ độ cao Bắc bán cầu: nhiệt độ Bắc bán cầu trung bình tăng gần gấp đơi tồn cầu giai đoạn 100 năm qua Nhiệt độ đất liền tăng nhanh đại dƣơng Theo quan sát từ 1961 nhiệt độ đại dƣơng tăng độ sâu 3000 m Đại dƣơng chiếm 80% lƣợng nhiệt hệ thống khí hậu.Theo kết phân tích từ khinh khí cầu vệ tinh tốc độ nóng lên tầng đối lƣu thấp giống với tốc độ nhiệt độ bề mặt 43 Hiện tƣợng mƣa biến động đáng kể, lƣợng mƣa tăng đáng kể giai đoạn từ 1900 đến 2005 nƣớc nằm phía Tây Bắc Nam Mỹ, Châu Âu, Bắc Trung tâm Châu Á Trong giảm Sahel, Địa Trung Hải, Bắc Phi Nam Châu Á Tƣơng ứng với nóng lên tồn cầu, mực nƣớc trung bình đại dƣơng tăng lên tan giãn nở nhiệt đại dƣơng Mực nƣớc biển tăng với tốc độ trung bình 1,8 (1,3 – 2,3) mm năm giai đoạn 1961-2003 Tốc độ 3,1 (2,4 – 3,8) mm giai đoạn 1993-2003 Cùng với xu tăng nhiệt độ toàn cầu phân bố dị thƣờng nhiệt độ Trên đại lục Bắc bán cầu, năm gần xuất hàng loạt kỷ lục nhiệt độ cao thấp.[5] 3.3.3 Lựa chọn kịch Đối với kịch thay đổi lƣợng mƣa, có loại kịch nhƣ sau[7]:  Kịch phát thải thấp: Đến cuối kỷ 21, lƣợng mƣa năm tăng phổ biến khoảng 6%, riêng khu vực Tây Ngun có mức tăng  Kịch phát thải trung bình(B2): Đến cuối kỷ 21, lƣợng mƣa năm tăng hầu hết lãnh thổ Mức tăng phổ biến từ 2-7%  Kịch phát thải cao(A2): Lƣợng mƣa năm vào cuối kỷ 21 tăng hầu hết lãnh thổ nƣớc ta với mức tăng phổ biến khoảng 2-10% Trong nghiên cứu này, sinh viên thực theo kịch phát thải trung bình 44 Bảng Mức thay đổi (%) lượng mưa năm so với thời kỳ 1980-1999 theo kịch phát thải trung bình (B2) TT Các mốc thời gian kỉ 21 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Đà 2,6 5,0 1,0 1,4 2,0 3,2 3,7 4,2 4,6 (2,0 4,0) (4,0 -4,6) Nẵng Quảng 1,9 3,6 0,7 1,0 1,5 2,3 2,7 3,0 3,3 (1,0 – 3,0) (2,0 – 5,0) Nam Nguồn: Kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam (2012) Tỉnh 2020 2030 2040 Trong nghiên cứu lựa chọn kịch phát thải trung bình (B2) kịch phát thải cao (A2) Theo kịch biến đổi khí hậu nƣớc biển dâng cho Việt Nam năm 2012, có bảng thay đổi lƣợng mƣa nhƣ sau: Bảng Bảng thay đổi lượng mưa theo mùa theo kịch B2 Tỉnh Mốc Mùa lũ Mùa kiệt Năm 2050 Tăng 5% Giảm 4% Tăng 1,98% 2100 Tăng 6% Giảm 2% Tăng 3,3% Quảng Nam Các trạm mƣa Hội An Tiên Phƣớc Trà My Nông Sơn Khâm Đức Theo “Tác động biến đổi khí hậu lên tài nguyên nƣớc biện pháp thích ứng lƣu vực sơng Thu bồn (2010)”, có bảng thay đổi lƣợng mƣa nhƣ sau: Bảng Bảng thay đổi lượng mưa theo mùa theo kịch A2 Tỉnh Mốc Mùa lũ Mùa kiệt Năm 2050 Tăng 3,65% Giảm 1,67% Tăng 1,8% 2100 Tăng 8,04% Giảm 3,69% Tăng 4,1% Quảng Nam Các trạm mƣa Hội An Tiên Phƣớc Trà My Nông Sơn Khâm Đức 3.3.4 Mô dòng chảy lưu vực Vu Gia trạm thủy văn Thành Mỹ theo kịch BĐKH Nghiên cứu sử dụng mức thay đổi lƣợng mƣa so với thời kì 1980 – 1999 Để đánh giá khả mô tác động BĐKH đến dòng chảy, nghiên cứu cần sử dụng chuỗi số liệu mƣa dài Tuy nhiên, điều kiện số liệu đầu vào thời gian có hạn, khóa luận lựa chọn thử nghiệm với chuỗi dịng chảy ngày từ 01/01/1995 đến 45 31/03/1996 nhằm mục đích đánh giá khả mô tác động BĐKH đến dịng chảy ngày năm lƣu vực sơng Vu Gia đến trạm Thành Mỹ Mơ dịng chảy theo kịch BĐKH phát thải trung bình B2 Với kịch BĐKH theo kịch phát thải trung bình B2, nghiên cứu mơ chuỗi dịng chảy ngày theo kịch năm 2050 2100 3.3.4.1  Năm 2050 Kết mơ đƣợc trình bày: Hình 13 Kết mơ dịng chảy theo kịch B2 năm 2050 2500 2000 1500 Q 1000 Q2050B2 500 1/2/1996 1/3/1996 1/1/1996 1/11/1995 1/12/1995 1/9/1995 1/10/1995 1/8/1995 1/6/1995 1/7/1995 1/4/1995 1/5/1995 1/2/1995 1/3/1995 1/1/1995 Tổng lƣợng dòng chảy thực đo WTD = 4,37 km3 Tổng lƣợng dòng chảy theo kịch W2050 = 4,8 km3 Qua biểu đồ, thấy thay đổi rõ rệt dịng chảy lƣợng mƣa thay đổi Sự chênh lệch tổng lƣợng thực đo kịch nhƣ sau: ΔW = Wkb - WTD = 0,43 km3 = 0,098 = 9,8% Vậy tổng lƣợng dòng chảy tăng 9,8% 46  Năm 2100 Kết mơ đƣợc trình bày nhƣ hình: Hình 14 Kết mơ dịng chảy theo kịch B2 năm 2100 2500 2000 1500 Q 1000 Q2100B2 500 1/2/1996 1/3/1996 1/1/1996 1/12/1995 1/11/1995 1/10/1995 1/9/1995 1/8/1995 1/7/1995 1/6/1995 1/5/1995 1/4/1995 1/2/1995 1/3/1995 1/1/1995 Tổng lƣợng dòng chảy theo kịch W2100 = 4,82 km3 Qua biểu đồ, thấy thay đổi rõ rệt dòng chảy lƣợng mƣa thay đổi Sự chênh lệch tổng lƣợng thực đo kịch nhƣ sau: ΔW = Wkb - WTD = 0,48 km3 = 0,1102 = 11,02% Tổng lƣợng dòng chảy tăng 11,02% Mơ dịng chảy theo kịch BĐKH phát thải cao A2 Với kịch BĐKH theo kịch phát thải cao A2, nghiên cứu mô chuỗi dòng chảy ngày theo kịch năm 2050 2100 3.3.4.2  Năm 2050 Kết mô đƣợc trình bày: 47 Hình 15 Kết mơ dịng chảy theo kịch A2 năm 2050 2500 2000 1500 Q2050 1000 Q 500 1/3/1996 1/2/1996 1/1/1996 1/12/1995 1/11/1995 1/10/1995 1/9/1995 1/8/1995 1/7/1995 1/6/1995 1/5/1995 1/4/1995 1/2/1995 1/3/1995 1/1/1995 Tổng lƣợng dòng chảy thực đo WTD = 4,37 km3 Tổng lƣợng dòng chảy theo kịch W2050= 4,81 km3 Qua biểu đồ, thấy thay đổi rõ rệt dòng chảy lƣợng mƣa thay đổi Sự chênh lệch tổng lƣợng thực đo kịch nhƣ sau: ΔW = Wkb - WTD = 0,43 km3 = 0,10 = 10% Tổng lƣợng dòng chảy tăng 10%  Năm 2100 Kết mô đƣợc trình bày: 48 Hình 16 Kết mơ dịng chảy theo kịch A2 năm 2100 2500 2000 1500 1000 Q Q2100 500 1/3/1996 1/2/1996 1/1/1996 1/12/1995 1/11/1995 1/10/1995 1/9/1995 1/8/1995 1/7/1995 1/6/1995 1/5/1995 1/4/1995 1/2/1995 1/3/1995 1/1/1995 Tổng lƣợng dòng chảy theo kịch W2100= 4,88km3 Qua biểu đồ, thấy thay đổi rõ rệt dòng chảy lƣợng mƣa thay đổi Sự chênh lệch tổng lƣợng thực đo kịch nhƣ sau: ΔW = Wkb - WTD = 0,5 km3 = 0,113 = 11,6% Tổng lƣợng dòng chảy tăng 11,6% Từ đƣờng q trình mơ trên, ta đƣợc đồ thị so sánh đƣờng trình thực đo đƣờng q trình mơ theo kịch BĐKH 49 2500 2000 1500 Q Q2050A2 Q2100A2 1000 Q2100B2 Q2050B2 500 50 Có thể thấy, nhìn chung, tổng lƣợng dịng chảy mơ tăng cao so với tổng lƣợng dòng chảy thực đo - Kịch phát thải trung bình B2 năm 2050, lƣợng mƣa năm tăng 1,98%, tổng lƣợng dòng chảy tăng 9,8% Kịch phát thải trung bình B2 năm 2100, lƣợng mƣa năm tăng 3,3%, tổng lƣợng dòng chảy tăng 11,02% Kịch phát thải cao A2 năm 2050, lƣợng mƣa năm tăng 1,8%, tổng lƣợng dòng chảy tăng 10% Kịch phát thải cao A2, lƣợng mƣa năm tăng 4,1%, tổng lƣợng dòng chảy tăng 11,6% Nhìn chung, qua kịch biến đổi khí hậu thay đổi lƣợng mƣa, lƣợng mƣa giảm nhiều vào mùa kiệt nhƣng lại tăng mạnh vào mùa lũ, nên nghiên cứu nhận thấy tổng lƣợng mƣa năm tăng tổng lƣợng dịng chảy tăng lớn Điều cho thấy tác động biến đổi khí hậu ảnh hƣởng lớn đến dòng chảy lƣu vực 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Khóa luận với đề tài “Ứng dụng mơ hình BTOPMC mơ dịng chảy lưu vực sông Vu Gia đến trạm thủy văn Thành Mỹ” đƣợc tiến hành với mục đích áp dụng thử nghiệm mơ hình BTOP đã: - - Tổng hợp đƣợc đặc điểm điều kiện địa lý kinh tế xã hội lƣu vực sông Vu Gia – Thu Bồn Tìm hiểu lí thuyết mơ hình mƣa – dịng chảy nhƣ sở lý thuyết mơ hình BTOPMC Đã tìm hiểu áp dụng đƣợc thành cơng mơ hình cho lƣu vực sơng Vu Gia đến trạm Thành Mỹ với kết đánh giá tiêu Nash – Sutcliffe đạt loại cho trƣờng hợp hiệu chỉnh chuỗi số liệu từ 01/01/1994 đến 31/12/1996 trƣờng hợp kiểm định với chuỗi số liệu 01/01/1997 đến 31/12/1999 Khóa luận khẳng định đƣợc khả mơ mơ hình dịng chảy ngày cho lƣu vực sơng nghiên cứu Kết mơ dịng chảy ngày năm 1995 theo kịch BĐKH cho thấy mơ hình có khả ứng dụng để đánh giá tác động BĐKH đến dòng chảy ngày lƣu vực sơng Vu Gia tính đến trạm Thành Mỹ Cụ thể: Khi lƣợng mƣa tăng tổng lƣợng dịng chảy tăng lớn Kịch phát thải trung bình B2 năm 2050, lƣợng mƣa năm tăng 1,98%, tổng lƣợng dòng chảy tăng 9,8% Kịch phát thải trung bình B2 năm 2100, lƣợng mƣa năm tăng 3,3%, tổng lƣợng dòng chảy tăng 11,02% Kịch phát thải cao A2 năm 2050, lƣợng mƣa năm tăng 1,8%, tổng lƣợng dòng chảy tăng 10% Kịch phát thải cao A2, lƣợng mƣa năm tăng 4,1%, tổng lƣợng dòng chảy tăng 11,6% Điều cho thấy tác động biến đổi khí hậu ảnh hƣởng lớn đến dịng chảy Các kết bƣớc đầu cho thấy sử dụng mơ hình cho mục tiêu đánh giá tác động BĐKH hoạt động thay đổi bề mặt lƣu vực đến dòng chảy ngày Tuy nhiên, thời gian điều kiện hạn chế, khóa luận chƣa có điều kiện tìm hiểu để đánh giá khả mơ hình với lƣu vực khác Do vậy, kiến nghị: - Tiếp tục thực áp dụng mô hình cho nhiều lƣu vực khác để khẳng định tính đắn mơ hình điều kiện Việt Nam Bên cạnh đó, để thu đƣợc thơng tin xác tác động BĐKH đến dịng chảy trạm Thành Mỹ cần mơ với thời đoạn dài ứng dụng cho năm điển hình Các kết đƣợc ứng dụng công tác quản lý, quy hoạch lƣu vực đề xuất giải pháp ứng phó, giảm thiểu thiệt hại thiên tai đặc biệt bối cảnh BĐKH 52 Trên kết bƣớc đầu sinh viên nghiệp nghiên cứu sau 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Ngô Lê An (2008), Giới Thiệu mơ hình TOP MODEL, Đại học Thủy Lợi Nguyễn Thị Hồng, Nguyễn Duy Liêm, Nguyễn Thị Bích, Lê Duy Bảo Hiếu, Lê Hồng Tú, Nguyễn Kim Lợi (2014), Ứng dụng GIS mơ hình SWAT đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến lưu vực lưu lượng dòng chảy lưu vực sống Vu Gia, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc Gia Hà Nội, Số 2S (2014) 80 – 91 Nguyễn Thị Thu Huyền (2013), Ứng dụng mơ hình Nam mơ dịng chảy lũ lưu vực sơng Vệ, trạm An Chỉ, Khóa luận tốt nghiệp, Đại học Khoa Học Tự Nhiên Nguyễn Hữu Khải, Nguyễn Thanh Sơn (2003), Mơ hình toán thủy văn, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội Nguyễn Ý Nhƣ (2009), Ứng dụng mơ hình swat nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi khí hậu sử dụng đất đến dịng chảy sơng Bến Hải, Khóa luận tốt nghiệp, Đại học Khoa Học Tự Nhiên Trần Văn Tình (2013), Xây dựng đồ ngập lụt vùng hạ lưu lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, Luận văn Thạc Sĩ, Đại học Khoa Học Tự Nhiên Kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam (2012), Bộ Tài Nguyên Môi Trƣờng Niên Giám thống kê tỉnh Quảng Nam 2013, Cục Thống Kê Quảng Nam Niên Giám thống kê thành phố Đà Nẵng 2013, Cục Thống Kê Đà Nẵng 10 Tác động biến đổi khí hậu lên tài nguyên nước biện pháp thích ứng lưu vực sơng Thu bồn (2010), Viện Khoa Học Khí Tƣợng Thủy Văn Môi Trƣờng Tiếng Anh 11 NMNS Bandara Nawarathna, Tianqi Ao, So Kazama, Masaki Sawamoto, Kuniyoshi Takeuchi, Influence of human activities on the BTOPMC model runoff simulations in large – scale watersheds, Tohoku University 12 Lesson What's YHyM/BTOPMC?, The University of Yamanashi 54 ... Lƣu vực Vu Gia thu? ??c Lƣu vực sông lớn Vu Gia – Thu Bồn nên đặc điểm dân số có tƣơng đồng Vì vậy, điều kiện hạn chế số liệu nên khóa luận sử dụng số liệu dân cƣ toàn lƣu vực Vu Gia – Thu Bồn Tính... MỤC HÌNH Hình Bản đồ lƣu vực sơng Vu Gia đến trạm Thành Mỹ .9 Hình Phân phối lƣợng mƣa trung bình tháng, năm số trạm lƣu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 17 Hình Biểu đồ dân số lƣu vực Vu. .. Bà Nà Vu Gia X 1977 - 1995 Cẩm Lệ Vu Gia X, H 1976 - Nay Ái Nghĩa Vu Gia X, H 1977 - Nay Khâm Đức Vu Gia X 1978 - Nay Sơn Phƣớc Vu Gia X 1978 - 1994 Hội Khách Vu Gia X 1976 - Nay Trao Vu Gia X