Đánh giá tài nguyên nước lưu vực sông trà khúc sông vệ dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu

do ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Ngô Thanh Nga ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC – SÔNG VỆ DƯỚI ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Ngô Thanh Nga ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC– SÔNG VỆ DƯỚI ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 60 44 02 24 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Tiền Giang TS Phan Thị Thanh Hằng LỜI CẢM ƠN Hà Nội – 2015 Lời cảm ơn Luận văn hồn thành Khoa Khí tượng Thủy văn Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Tiền Giang TS Phan Thị Thanh Hằng Tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ vô quý báu PGS.TS Nguyễn Tiền Giang TS Phan Thị Thanh Hằng tận tình hướng dẫn suốt trình thực luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy, Cơ giáo khoa Khí tượng Thủy văn Hải dương học giúp đỡ, tạo điều kiện tốt cho tác giả trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn cách tốt Cuối tác giả xin gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè đồng nghiệp người giúp đỡ, động viên tác giả suốt trình học tập thực luận văn Tác giả Ngô Thanh Nga MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1.1 Thế giới 1.1.1 Biến đổi khí hậu 1.1.2 Biến động tài nguyên nước giới ảnh hưởng BĐKH 10 1.2 Việt Nam 12 1.2.1 Biến đổi khí hậu Việt Nam 12 1.2.2 Biến động tài nguyên nước Việt Nam ảnh hưởng BĐKH 14 Chương 2: ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC SÔNG VỆ DƯỚI ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 17 2.1 Lưu vực sông Trà Khúc - sông Vệ 17 2.1.1 Vị trí địa lý 17 2.1.2 Địa hình 18 2.1.3 Thổ nhưỡng 19 2.1.4 Thủy văn 20 2.1.5 Khí hậu 25 2.1.6 Thảm phủ thực vật 28 2.2 Nghiên cứu tài nguyên nước lưu vực sông Trà Khúc – sông Vệ 28 2.2.1 Mạng lưới trạm quan trắc 28 2.2.2 Tài nguyên nước mưa 30 2.2.3 Tài nguyên nước mặt 30 2.3 Biểu biến đổi khí hậu 33 2.4 Biến đổi khí hậu lưu vực sơng Trà Khúc – sông Vệ 38 2.4.1 Nhiệt độ 39 2.4.2 Mưa 41 2.5 Biến động dòng chảy 45 Chương 3: DỰ BÁO BIẾN ĐỘNG TÀI NGUYÊN NƯỚC THEO CÁC KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 47 3.1 Giới thiệu mơ hình BTOPMC 47 3.2 Áp dụng mơ hình BTOPMC nghiên cứu tài nguyên nước cho lưu vực sông Trà Khúc tác động biến đổi khí hậu 56 3.2.1 Số liệu đầu vào mơ hình BTOPMC 56 3.2.2 Hiệu chỉnh mơ hình kiểm định mơ hình 57 3.3 Kịch biến đổi khí hậu 62 3.4 Dự báo biến động tài nguyên nước theo kịch biến đổi khí hậu .65 3.4.1 Dự báo biến động dịng chảy theo phương pháp diễn toán kịch biến đổi khí hậu theo ngày 66 3.4.2 Kết dự báo dòng chảy theo kịch B2 A2 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Diễn biến chuẩn sai nhiệt độ trung bình tồn cầu 10 Hình 2.1 Bản đồ hành lưu vực sông Trà Khúc - sông Vệ 17 Hình 2.2 Bản đồ mạng lưới sơng suối mạng lưới trạm khí tượng thủy văn lưu vực sơng Trà Khúc – sông Vệ 29 Hình 2.3 Nhiệt độ khơng khí trung bình tháng, trung bình nhiều năm, nhiệt độ nhỏ nhất, nhiệt độ lớn trạm Quảng Ngãi 39 Hình 2.4 Xu biến đổi nhiệt độ trung bình năm trạm Quảng Ngãi 40 Hình 2.5 Xu biến đổi nhiệt độ lớn trạm Quảng Ngãi 40 Hình 2.6 Xu biến đổi nhiệt độ nhỏ trạm Quảng Ngãi 40 Hình 2.7 Lượng mưa trung bình năm trạm lưu vực sông Trà Khúc sông Vệ từ năm 1977 - 2013 41 Hình 2.8 Xu biến đổi lượng mưa bình quân năm, lượng mưa lớn trạm lưu vực sông Trà Khúc – sông Vệ 44 Hình 2.9 Xu biến đổi lưu lượng trung bình năm, lưu lượng lớn lưu lượng nhỏ trạm Sơn Giang trạm An Chỉ 46 Hình 3.1 Cấu trúc hình thành dịng chảy mơ hình BTOPMC[20] .48 Hình 3.2 Cấu trúc đơn giản mơ hình TOP 50 Hình 3.3 DEM lưu vực sông Trà Khúc - sông Vệ 58 Hình 3.4 Hiện trạng sử dụng đất lưu vực sông Trà Khúc - sơng Vệ .58 Hình 3.5 Bản đồ đất lưu vực sông Trà Khúc - sông Vệ 59 Hình 3.6 Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn mơ hình 59 Hình 3.7 Phân chia tiểu lưu vực 59 Hình 3.8 Kết so sánh tính tốn thực đo theo số Nash trình hiệu chỉnh mơ hình 60 Hình 3.9 Kết hiệu chỉnh mơ hình trạm Sơn Giang năm 1993 – 1994 .60 Hình 3.10 Kết so sánh tính tốn thực đo theo số Nash q trình kiểm định mơ hình 61 Hình 3.11 Kết kiểm định mơ hình trạm Sơn Giang năm 1998 - 1999 .62 Hình 3.12 Thay đổi lượng mưa theo mùa kịch B2 A2 68 Hình 3.13 Kết dự báo dòng chảy theo kịch B2 năm 2020 .69 Hình 3.14 Kết dự báo dịng chảy theo kịch B2 năm 2050 .69 Hình 3.15 Kết dự báo dòng chảy theo kịch B2 năm 2100 .69 Hình 3.16 Kết dự báo dòng chảy theo kịch A2 năm 2020 .70 Hình 3.17 Kết dự báo dịng chảy theo kịch A2 năm 2050 .70 Hình 3.18 Kết dự báo dịng chảy theo kịch A2 năm 2100 .70 Hình 3.19 Dịng chảy trung bình tháng theo kịch B2 A2 so với thời kỳ 1980 – 1999 trạm Sơn Giang 75 Hình 3.20 Tổng lượng dịng chảy theo mùa kịch phát thải trung bình B2 kịch phát thải cao A2 75 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Mức tăng nhiệt độ mức thay đổi lượng mưa 50 năm qua vùng khí hậu Việt Nam (Nguồn: IMHEN/2010) 14 Bảng 2.1 Đặc trưng hình thái sơng suối khu vực nghiên cứu 23 Bảng 2.2 Lượng mưa trung bình nhiều năm từ 1977 – 2013 (mm) .27 Bảng 2.3 Mạng lưới quan trắc khí tượng, thủy văn lưu vực sơng Trà Khúc – sông Vệ 28 Bảng 2.4 Phân phối dịng chảy trung bình nhiều năm 32 Bảng 2.5 Đặc trưng dòng chảy mùa lũ 32 Bảng 2.6 Đặc trưng dòng chảy mùa kiệt 32 Bảng 3.1 Mức độ mơ mơ hình tương đương với số Nash [21] 57 Bảng 3.2 Mức tăng nhiệt độ (oC) trung bình năm so với thời kỳ 1980 - 1999 theo kịch phát thải trung bình (B2) cho tỉnh Quảng Ngãi 63 Bảng 3.3 Mức tăng nhiệt độ (oC) trung bình năm so với thời kỳ 1980 - 1999 theo kịch phát thải cao (A2) cho tỉnh Quảng Ngãi 63 Bảng 3.4 Mức thay đổi (%) lượng mưa so với thời kỳ 1980 - 1999 theo kịch phát thải trung bình (B2) cho tỉnh Quảng Ngãi 64 Bảng 3.5 Mức thay đổi (%) lượng mưa so với thời kỳ 1980 - 1999 theo kịch phát thải cao (A2) cho tỉnh Quảng Ngãi 65 Bảng 3.6 Tổng lượng mưa mùa theo kịch B2 A2 trạm lưu vực sông Trà Khúc – sông Vệ (mm) 67 Bảng 3.7 Lưu lượng dòng chảy bình quân năm, tháng, mùa thời kỳ tương lai trạm Sơn Giang so với thời kỳ 1980 – 1999 73 Bảng 3.8 Kết thay đổi tổng lượng dòng chảy (km3) trạm Sơn Giang theo kịch biến đổi khí hậu cho năm 2020, 2050, 2100 74 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BĐKH: Biến đổi khí hậu DDCC: Data Distribution Centre GCM: Global Climate Model (Mơ hình khí hậu tồn cầu) KNK: Khí nhà kính KTTV: Khí tượng thủy văn IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change (Ban liên phủ Biến Đổi khí hậu) SWAT: Soil Water assessment Tool TBNN: Trung bình nhiều năm MỞ ĐẦU Những năm gần khí hậu Việt Nam nhiều nơi giới có nhiều biến đổi bất thường, nhiệt độ nhiều khu vực gia tăng, tình trạng hạn hán, bão, lũ lụt xảy với cường độ tần suất nhiều Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến tài nguyên nước làm khan nguồn nước mùa khơ gây tình trạng thiếu nước dư thừa nước mùa mưa gia tăng lũ lụt Khu vực miền Trung Việt Nam có lưu vực sơng Trà Khúc - sông Vệ nơi chịu tác động mạnh mẽ biến đổi khí hậu Ở thường xảy hạn hán, bão, lũ đe dọa đến môi trường sống người Trên lưu vực sông Trà Khúc - sông Vệ mực nước sông liên tục nhiều năm xuất giá trị nhỏ thời kỳ quan trắc, tình trạng khơ hạn diễn gay gắt năm 1994, 1997, 2005, 2006, 2012 Mặt khác, tượng bão lũ diễn biến bất thường năm 1996, 1999, 2009, 2010, 2011 2013…ảnh hưởng không nhỏ đến khai thác sử dụng tài nguyên nước lưu vực Như trận lũ ngày 19/11/2013 sông Trà Khúc vượt báo động cấp gần 2,3m, sông Vệ 1,5m gây ngập lụt cho huyện Ba Tơ, Nghĩa Hành, Tư Nghĩa gây thiệt hại lớn người Chính việc “Đánh giá tài nguyên nước lưu vực sông Trà Khúc – sông Vệ ảnh hưởng biến đổi khí hậu” làm sở khoa học để quản lý khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên nước thích ứng với biến đổi khí hậu việc làm cấp thiết Luận văn bố cục thành chương phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo sau: Chương 1: Tổng quan nghiên cứu biến động tài nguyên nước ảnh hưởng biến đổi khí hậu Chương 2: Đánh giá tài nguyên nước lưu vực sông Trà Khúc – sông Vệ ảnh hưởng biến đổi khí hậu Chương 3: Dự báo biến động tài nguyên nước theo kịch biến đổi khí hậu Pn(i): Lượng mưa ngày thứ i năm sở dP(j): Phần trăm thay đổi lượng mưa tháng j so với giá trị trung bình thời kỳ 1980 - 1999, dP(j) lấy từ kịch biến đổi khí hậu P0tb(j): Lượng mưa trung bình tháng j thời kỳ 1980 - 1999 Pntb(j): Tổng lượng mưa tháng j năm sở Lượng ngày mưa thực đo trạm An Chỉ, Trà Khúc, Giá Vực, Trà Bồng, Ba Tơ, Mộ Đức, Quảng Ngãi, Sơn Giang, Sơn Hà năm 1999 dùng để diễn toán mưa cho kịch biến đổi khí hậu tương lai Lưu lượng trung bình nhiều năm từ 1980 - 1999 trạm Sơn Giang sử dụng lưu lượng Các thơng số khác mơ số NDVI, xạ, mây, nắng, nhiệt độ trung bình ngày, nhiệt độ trung bình tháng, bốc hơi, tốc độ gió giữ nguyên trình hiệu chỉnh kiểm định mơ hình Phần trăm thay đổi lượng mưa tháng lấy theo kịch biến đổi khí hậu cho năm 2020, 2050, 2100 kịch phát thải trung bình B2 kịch phát thải cao A2 bảng 3.4 bảng 3.5 Lượng mưa trung bình tháng tính tốn theo số liệu thực đo trạm lưu vực sông Tổng lượng mưa mùa thay đổi theo kịch B2, A2 trạm lưu vực sông Trà Khúc thể bảng 3.6 Bảng 3.6 Tổng lượng mưa mùa theo kịch B2 A2 trạm lưu vực sông Trà Khúc – sông Vệ (mm) Kịch Mùa Đông Kịch B2 (XII-II) Lượng Chênh Lượng Chênh Kịch mưa lệch mưa lệch mùa kịch mùa kịch năm năm 2020 2050 4.122,1 4.039,8 -82,3 3.907,9 -214,2 3.710,1 -412 2.087,9 2.050,5 -37,4 1.989,9 -98 1.900,1 -187,8 3.248,5 3.294,1 45,6 3.398,6 150,1 3.478,1 229,6 Lượng mưa mùa năm 2100 Chênh lệch kịch Xuân (III-V) Hè (VI-VIII) Kịch Mùa Thu (IX- XI) Lượng Chênh Lượng Chênh Chênh Kịch mưa lệch mưa lệch mùa kịch mùa kịch năm năm 2020 2050 1.4835 15.368,9 533,9 16.258,6 1423,6 17.549,9 2.714,9 4.122,1 4.031,6 -90,5 3.895,7 -226,4 3.594,9 -527,2 2.087,9 2.046,3 -41,6 1.983,6 -104,3 1.850 -237,9 3.248,5 3.300 51,5 3.373,8 125,3 3.537,5 289 1.4835 15.443,3 608,3 16.333,4 1498,4 18.291,5 3.456,5 Lượng lệch mưa mùa năm 2100 kịch Đông (XII-II) Xuân Kịch (III-V) Hè A2 (VI-VIII) Thu (IX- XI) 20000mm 18000 20000 mm 18000 KB_nen 16000 KB_B2_2020 KB_B2_2050 KB_B2_2100 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 KB_nen 16000 KB_A2_2020 KB_B2_2050 KB_A2_2100 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 XII-IIIII-IVV-VIIIIX-XI XII-IIIII-IVV-VIII IX-XI Hình 3.12 Thay đổi lượng mưa theo mùa kịch B2 A2 3.4.2 Kết dự báo dòng chảy theo kịch B2 A2 Kết dự báo dòng chảy theo kịch phát thải trung bình (B2) kịch phát thải cao (A2) thể hình 3.13, hình 3.14, hình 3.15, hình 3.16, hình 3.17, hình 3.18 Dịng chảy trung bình tháng theo kịch phát thải trung bình B2 kịch phát thải cao A2 so với thời kỳ 1980 - 1999 trạm Sơn Giang thể hình 3.19 bảng 3.7 Hình 3.13 Kết dự báo dòng chảy theo kịch B2 năm 2020 Hình 3.14 Kết dự báo dịng chảy theo kịch B2 năm 2050 Hình 3.15 Kết dự báo dòng chảy theo kịch B2 năm 2100 Hình 3.16 Kết dự báo dịng chảy theo kịch A2 năm 2020 Hình 3.17 Kết dự báo dịng chảy theo kịch A2 năm 2050 Hình 3.18 Kết dự báo dòng chảy theo kịch A2 năm 2100 a) Biến động dòng chảy năm: Dòng chảy năm kịch thấp so với thời kỳ 1980 – 1999 Điều lượng mưa diễn tốn năm sở 1999 có nhiều khác biệt so với năm so với thời kỳ 1980 - 1999, năm 1999 lưu vực sông Trà Khúc năm có mưa lũ đặc biệt lớn, đỉnh lũ lớn tập vào tháng XII Tuy nhiên qua kết dự báo dòng chảy cho ta thấy xu biến đổi dòng chảy thời kỳ tương lai lưu vực sông Trà Khúc: Dịng chảy năm trạm Sơn Giang có xu hướng tăng dần kịch biển đổi khí hậu Trong thời kỳ dự báo kịch phát thải trung bình B2 có lưu lượng dịng chảy năm thấp so với kịch phát thải cao A2, nhiên thay đổi khơng nhiều Dịng chảy năm 2100 kịch phát thải cao A2 172,3m3/s tăng cao so với kịch khác - Kịch phát thải trung bình B2: Dịng chảy năm năm dự báo có xu hướng tăng từ 6,2 - 14,9m3/s Dịng chảy trung bình năm 2020 thấp 152,5m 3/s, dịng chảy trung bình năm 2050 tăng 6,2m3/s so với năm 2020, dịng chảy trung bình năm 2100 tăng 14,9m3/s so với năm 2020 - Kịch phát thải cao A2: Dòng chảy năm dự báo có xu hướng tăng từ 6,2 19,3m3/s Dịng chảy năm 2020 thấp 153m 3/s Dòng chảy năm 2050 tăng 6,2m3/s so với năm 2020, dòng chảy trung bình năm 2100 tăng 19,3m 3/s so với năm 2020 b) Biến động dòng chảy mùa lũ: Mùa lũ lưu vực kéo dài từ tháng X - XII nhiên kịch BĐKH năm 2012 tỉnh Quảng Ngãi tháng 12 tháng có lượng mưa giảm giảm nhiều 12,8% so với kịch thời kỳ kịch A2 vào năm 2100 lượng dòng chảy mùa lũ kịch BĐKH bị ảnh hưởng đáng kể Trong kịch BĐKH dịng chảy trung bình mùa lũ có xu hướng tăng năm dự báo 2020, 2050, 2100 Trong thời điểm dự báo dòng chảy lũ kịch phát thải cao A2 cao so với kịch phát thải trung bình B2, mức độ thay đổi lượng dòng chảy mùa lũ kịch thời điểm không nhiều - Kịch phát thải trung bình B2: Dịng chảy trung bình mùa lũ năm 2020 152,5m3/s, dịng chảy trung bình mùa lũ năm 2050 tăng 21,8m 3/s so năm 2020, dịng chảy trung bình mùa lũ năm 2100 tăng 52,1m 3/s so với năm 2020 Lưu lượng trung bình tháng X năm dự báo cao so với kịch - Kịch phát thải cao A2: Dịng chảy trung bình mùa lũ năm 2020 437m 3/s, dịng chảy trung bình mùa lũ năm 2050 tăng 21,9m 3/s so với năm 2020, dòng chảy trung bình mùa lũ năm 2100 tăng 66,9m3/s so với năm 2020 Lưu lượng trung bình tháng X năm dự báo cao so với kịch c) Biến động dòng chảy mùa kiệt: Dòng chảy kiệt lưu vực kéo dài từ tháng I - IX Từ tháng I đến tháng VII lưu lượng trung bình tháng năm dự báo thấp so với kịch nền, tháng VIII, IX lưu lượng trung bình tháng cao so với kịch Dịng chảy trung bình mùa kiệt năm dự báo hai kịch BĐKH thấp so với kịch - Kịch phát thải trung bình B2: Dịng chảy trung bình mùa kiệt năm dự báo có xu hướng tăng từ 1- 2,6m 3/s Dịng chảy trung bình mùa kiệt năm 2020 58,2m3/s, dịng chảy trung bình mùa kiệt năm 2050 tăng 1m 3/s so với năm 2020, dịng chảy trung bình mùa cạn năm 2100 tăng 2,6m3/s so với năm 2020 - Kịch phát thải cao A2: Dòng chảy trung bình mùa kiệt năm dự báo có xu hướng tăng từ - 3,5m 3/s Dòng chảy trung bình mùa kiệt năm 2020 59,2m3/s Dịng chảy trung bình mùa kiệt năm 2050 tăng 1m 3/s so với năm 2020, dịng chảy trung bình mùa kiệt năm 2100 tăng 3,5m3/s so với năm 2020 d) Biến động tổng lượng dịng chảy theo mùa: Mùa đơng từ tháng XII – II: Tổng lượng dòng chảy mùa giảm kịch BĐKH so với thời kỳ Tổng lượng dòng chảy thời kỳ giảm dần theo năm dự báo 2020, 2050, 2100 Tổng lượng dòng chảy kịch phát thải trung bình B2 giảm từ 0,015 - 0,026km3 năm dự báo Tổng lượng dòng chảy kịch phát thải cao A2 giảm từ 0,015 - 0,038km3 Mùa xuân từ tháng III - VI: Đây thời kỳ kiệt năm lưu vực sông Trà Khúc, lượng mưa lưu vực tương đối Tổng lượng dịng chảy kịch giảm nhiều so với thời kỳ Tổng lượng dòng chảy kịch phát thải trung bình B2 giảm từ 0,005 - 0,007km năm dự báo Tổng lượng dòng chảy kịch phát thải cao A2 giảm từ 0,006 - 0,011km3 năm dự báo Mùa hè từ tháng VI – VIII: Thời kỳ lượng mưa tăng kịch BĐKH Tổng lượng dịng chảy khơng tăng nhiều kịch Tổng lượng dòng chảy thay đổi không đáng kể khoảng 0,002km năm dự báo kịch phát thải trung bình B2 từ 0,002 - 0,004km năm dự báo kịch phát thải cao A2 Mùa thu từ tháng IX - XI: Thời kỳ lượng mưa tăng nhiều tổng lượng nước năm kịch tăng đáng kể Vào năm 2100 tổng lượng nước kịch phát thải trung bình B2 tăng 0,247km so với kịch nền, tổng lượng nước kịch phát thải cao A2 tăng 0,416km so với kịch Tổng lượng dòng chảy năm dự báo kịch phát thải trung bình B2 tăng từ 0,213 - 0,307km3 Tổng lượng dòng chảy năm dự báo kịch phát thải cao A2 tăng từ 0,214 - 0,458km3 Bảng 3.7 Lưu lượng dịng chảy bình qn năm, tháng, mùa thời kỳ tương lai trạm Sơn Giang so với thời kỳ 1980 – 1999 KB Nền A2 TB năm Mùa lũ Mùa kiệt I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 153,9 92,5 63,0 49,6 70,6 72,5 58,1 55,8 108,4 456,6 709,2 448,1 194,9 538,0 80,5 101,2 48,8 31,6 24,8 40,7 52,1 52,1 55,8 117,2 453,7 598,1 253,8 152,5 435,2 58,2 2050 100,8 48,5 31,3 24,5 39,5 51,9 52,2 56,6 127,7 492,2 629,9 248,8 158,7 457,0 59,2 2100 100,3 48,1 30,7 23,9 37,9 51,7 52,3 57,7 144,5 543,4 678,6 240,0 167,4 487,3 60,8 2020 101,1 48,8 31,6 24,8 40,6 52,0 52,1 55,9 118,1 456,5 600,9 253,6 153,0 437,0 58,3 2050 100,8 48,5 31,2 24,4 39,4 51,9 52,2 56,7 128,7 495,2 632,9 248,5 159,2 458,9 59,3 2100 100,0 47,8 30,4 23,6 36,9 51,6 52,4 58,4 154,7 570,3 705,9 235,6 172,3 503,9 61,8 1980 1990 2020 B2 Lưu lượng dịng chảy bình qn tháng Thời đoạn Bảng 3.8 Kết thay đổi tổng lượng dòng chảy (km3) trạm Sơn Giang theo kịch biến đổi khí hậu cho năm 2020, 2050, 2100 Kịch Mùa Đông (XII-II) Kịch B2 Kịch Tổng lượng dòng chảy năm 2020 Thay đổi so với kịch Tổng lượng dòng chảy năm 2050 Thay đổi so với kịch Tổng lượng dòng chảy năm 2100 Thay đổi so với kịch 1,836 1,069 -0,767 1,054 -0,782 1,028 -0,808 0,486 0,258 -0,228 0,253 -0,233 0,246 -0,240 0,493 0,424 -0,069 0,426 -0,067 0,428 -0.063 3,342 3,069 -0,273 3,282 -0,060 3,589 0,247 1,836 1,068 -0,768 1,053 -0,783 1,015 -0,821 0,486 0,258 -0,228 0,252 -0,234 0,242 -0,241 0,493 0,424 -0,069 0,426 -0,067 0,430 -0,063 3,342 3,086 -0,256 3,300 -0,042 3,758 0,416 Xuân (III-V) Hè (VI-VIII) Thu (IX- XI) Đông (XII-II) Kịch A2 Xuân (III-V) Hè (VI-VIII) Thu (IX- XI) m3/s 800 KB_B2_2020 700 KB_B2_2050 KB_B2_2100 KB_A2_2020 KB_A2_2050 KB_A2_2100 600 Thời kỳ 1980 - 1999 500 400 300 200 100 I II III IV V VI VIIVIII IX X XI XII Tháng Hình 3.19 Dịng chảy trung bình tháng theo kịch B2 A2 so với thời kỳ 1980 – 1999 trạm Sơn Giang km3 km3 KB_nen KB_B2_2020 KB_B2_2050 KB_B2_2100 1 0 XII-II III-IV KB_nen KB_A2_2020 KB_A2_2050 KB_A2_2100 V-VIII IX-XI XII-II III-IV V-VIII IX-XI Hình 3.20 Tổng lượng dịng chảy theo mùa kịch phát thải trung bình B2 kịch phát thải cao A2 Nhận xét chung: Luận văn áp dụng phương pháp diễn toán kịch BĐKH theo ngày theo phân bố mưa năm sở sử dụng mơ hình BTOPMC để dự báo dịng chảy cho kịch BĐKH Với phương pháp đánh biến động dòng chảy trạm Sơn Giang sông Trà Khúc tương lai theo số liệu ngày Xu chung dòng chảy năm dự báo giảm lượng nước vào mùa kiệt, tăng lượng nước vào mùa lũ Lưu lượng trung bình tháng trạm Sơn Giang tháng I - VII tháng XI có xu giảm so với thời kỳ nền, tháng VIII, IX, X dòng chảy trung bình tháng có xu cao so với kịch Tuy nhiên mùa mưa lũ lưu vực sông Trà Khúc - sông Vệ tập trung vào tháng X, XI, XII kịch biến đổi khí hậu tháng XII tháng có lượng mưa giảm điều ảnh hưởng lớn đến kết dòng chảy dự báo Tổng lượng dòng chảy theo mùa có nhiều biến động Vào mùa đơng mùa xn tổng lượng dịng chảy năm dự báo có xu hướng giảm dần, mức giảm chênh lệch kịch không nhiều Vào mùa hè mùa thu tổng lượng dịng chảy năm dự báo có xu hướng tăng lên năm dự báo tăng nhiều vào mùa thu Trong năm dự báo 2100 kịch phát thải trung bình B2 kịch phát thải cao A2 tổng lượng dịng chảy vào mùa thu tăng nhiều tăng cao so với kịch KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua việc đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước mặt lưu vực sông Trà Khúc - Sông Vệ Luận văn nghiên cứu biến đổi khí hậu lưu vực sơng Trà Khúc - sơng Vệ theo chuỗi số liệu 37 năm từ năm 1977 - 2013 trạm lưu vực Kết nghiên cứu cho thấy Nhiệt độ lưu vực có xu hướng tăng, lượng mưa trung bình năm hầu hết trạm có xu hướng gia tăng có lượng mưa ngày lớn trạm Sơn Giang Giá Vực có xu hướng giảm Trên sơng Trà Khúc trạm Sơn Giang lưu lượng trung bình năm, lưu lượng lớn lưu lượng nhỏ tăng Trên sông Vệ trạm An Chỉ lưu lượng trung bình năm, lưu lượng lớn trạm An Chỉ có xu hướng giảm, lưu lượng nhỏ có xu hướng gia tăng thời gian gần việc khai thác rừng đầu nguồn, việc khai thác nước hạ nguồn biến đổi khí hậu lưu vực Luận văn tìm hiểu áp dụng thành cơng mơ hình BTOPMC cho lưu vực sơng Trà Khúc với số Nash cho trình hiệu chỉnh đạt 77,56% kiểm định đạt 83,5% kết tốt Đối với lưu vực sông Vệ điều kiện địa hình diện tích lưu vực nhỏ nên mơ dịng chảy lưu vực chưa thực Qua luận văn xin kiến nghị cho nghiên cứu nên áp dụng mơ hình BTOPMC cho lưu vực có diện tích lớn đạt kết tốt Với phương pháp diễn toán kịch BĐKH theo phân bố lượng mưa ngày năm sở lựa chọn Sử dụng mức thay đổi lượng mưa tháng theo kịch phát thải trung bình B2 kịch phát thải cao A2 dự báo biến động dòng chảy cho thời kỳ tương lai cho lưu vực sông Trà Khúc sử dụng mơ hình BTOPMC Từ kết nghiên cứu thấy dịng chảy tương lai lưu vực sơng Trà Khúc có biến động theo xu hướng cực đoan, giảm lượng nước vào mùa kiệt, tăng lượng nước vào mùa lũ năm dự báo kịch biến đổi khí hậu: dịng chảy giảm nhiều vào mùa kiệt kịch phát thải cao A2 năm 2100 dòng chảy tăng lên nhiều vào mùa lũ kịch phát thải cao A2 năm 2100 Vào mùa đông mùa xuân tổng lượng dịng chảy năm dự báo có xu hướng giảm Vào mùa hè, mùa thu lượng mưa tăng tổng lượng dịng chảy năm dự báo tăng cao, mức tăng lớn kịch phát thải cao A2 năm 2100 Một số hướng nghiên cứu luận văn: Mơ hình BTOPMC hình áp dụng Việt Nam, trình tìm hiểu, sử dụng mơ hình cịn gặp nhiều khó khăn chưa khai thác hết cơng cụ mơ hình Hiện học viên thử nghiệm mơ hình BTOPMC cho số lưu vực lớn khác Việt Nam lưu vực sông Ba, lưu vực sông Mê Kông để đánh giá khả áp dụng mơ hình BTOPMC cho lưu vực cụ thể Trong trình thực luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót hạn chế Học viên mong nhận đóng góp thầy, cơ, đồng nghiệp nhà khoa học để học viên ngày nâng cao trình độ nghiên cứu lĩnh vực Thủy văn - Tài nguyên nước TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Tài nguyên Môi trường (2009), “Kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam” Bộ Tài nguyên Môi trường (2012), “Kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam” Đặng Linh Chi (2015), “Ứng dụng mô hình BTOPMC mơ dịng chảy lưu vực sơng Vu Gia” Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học KHTN Hà Nội Nguyễn Ngọc Hà, Nguyễn Tiền Giang (2015), “Tài ngun nước mặt lưu vực sơng Vệ” Tạp chí Khoa học ĐHKHTN, tập 31, số 3S (2015) Phan Thị Thanh Hằng, Nguyễn Thị Thảo Hương (2009), “Cân nước mơ hình phân phối BTOPMC phục vụ quản lý tổng hơp lưu vực sơng” Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi Môi Trường số 24 Văn Thị Hằng (2010), “Đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến biến động tài nguyên nước lưu vực sông Nhuệ - Đáy thuộc thành phố Hà Nội” Luận văn thạc sỹ Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học quốc Gia Hà Nội Hà Ngọc Hiến (2015), “Đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến chất lượng nước khu vực thượng du lưu vực sông Cầu thuộc tỉnh Bắc Kạn Thái Nguyên” Viện Công nghệ môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Nguyễn Thị Thảo Hương nnk (2011), “Nghiên cứu quy hoạch phòng chống tiêu sơng Trà Khúc sơng Vệ, Quảng Ngãi” Phạm Thị Ngọc Lan (2012), “Nghiên cứu giải pháp khoa học giải pháp phát triển bền vững tài nguyên môi trường nước lưu vực sông Trà Khúc” Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Đại học Đà Nẵng 10 Đào Nguyên Khôi (2012), “Đánh giá tác động biến đổi khí hậu lên thay đổi dịng chảy lưu vực sông Srêpôk” 11 Nguyễn Thị Ý Như (2011), Nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu đến cực trị dịng chảy lưu vực sơng Nhuệ Đáy thuộc thành phố Hà Nội Luận văn thạc sỹ Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học quốc Gia Hà Nội 12 Nguyễn Thanh Sơn nkk (2011) “Ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến biến đổi tài ngun nước sơng Nhuệ - Đáy” Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 27, số 1S (2011) 218-226 13 Nguyễn Văn Thắng nnk (2010) “Biến đổi khí hậu tác động Việt Nam” Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Mơi trường 14 UBND tỉnh Quảng Ngãi (2011) Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Quảng Ngãi “Kế hoạch hành động ứng phó với biến đổi khí hậu tỉnh Quảng Ngãi” 15 Phan Thị Tường Vi (2012), “Nghiên cứu giải pháp ổn định lịng dẫn sơng Trà Khúc đoạn từ Hạ lưu đập Thạch Nham đến Cửa Đại” 16 Tổng cục thống kê tỉnh Quảng Ngãi 17 Viện Khoa học Khí tượng thủy văn Môi trường (2008) “Nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu lưu vực sơng Hương sách thích nghi huyện Phú Vang tỉnh Thừa Thiên Huế” 18 Viện Khoa học Khí tượng thủy văn Môi trường (2009) “Tác động biến đổi khí hậu lên tài nguyên nước biện pháp thích ứng” Tiếng anh 19 Phan Thi Thanh Hang, Kengo Sunada, Satoru Oishi, Yasushi Sakamoto (2010), “Climate change and impacts on runoff in the Kone River Basin, Central Vietnam” Proceedings of the Fith Conference of Asia Pacific Association of Hydrology and Watern Resources Pp 221-227 20 Phan Thi Thanh Hang, Kengo Sunada, Satoru Oishi, Yasushi Sakamoto (2010), “River discharge in the Kone River Basin (Central Vietnam) under climate change by applying the BTOPMC distributed hydrological model” Jourmal of Water and Climate change Vol pp 1-11 21 Nash, J E and J V Sutcliffe (1970), River flow forecasting through conceptual models part I - A discussion of principles, Journal of Hydrology, 10 (3), 282–290 22 Michael Kiparsky (2003), “Climate Change and California Water Resources: A Survey and Summary of the Literature” 23 http://coeinav.cec.yamanashi.ac.jp/inavi/scripts/inderdir.dll 24 http://www.ipcc-data.org 25 http://www.ngdc.noaa.gov 26 http://www.usgs.gov 27 Takeuki, K., Tianqi, A and Ishidaira, H., “Introduction of block-wise of TOPMODEL and Muskingum – Cunge method for hydro-environmental simulation of large ungauged basins” Special Issue of Hydrological science 28 NMNS Bandara, Tianqi Ao, So Kazama, Nasaki, Sawamoto, and Kuniyoshi Takeuchi, “Influence of human activities on the BTOPMC model runoff simulations in large – scale watersheds” ... nguyên nước ảnh hưởng biến đổi khí hậu Chương 2: Đánh giá tài nguyên nước lưu vực sông Trà Khúc – sông Vệ ảnh hưởng biến đổi khí hậu Chương 3: Dự báo biến động tài nguyên nước theo kịch biến đổi khí. .. nước lưu vực sông Trà Khúc - sông Vệ ảnh hưởng biến đổi khí hậu + Kết đạt - Tổng quan nghiên cứu biến động tài nguyên nước ảnh hưởng biến đổi khí hậu - Kết đánh giá tài nguyên nước lưu vực sông Trà. .. lưu vực sông Chương 2: ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC - SÔNG VỆ DƯỚI ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 2.1 Lưu vực sơng Trà Khúc - sơng Vệ 2.1.1 Vị trí địa lý Lưu vực sông Trà Khúc