2. Mục tiêu của đề tài
3.3.3. Sự phân bố không gian hạn hán tại huyện Quế Sơn
3.3.3.1. Lượng mưa từ trạm vệ tinh
Do trên địa bàn huyện Quế Sơn không có dữ liệu trạm quan trắc cũng như muốn tăng độ dày điểm nội suy bản đồ nên nghiên cứu sử dụng thêm các dữ liệu lượng mưa vệ tinh TRMM-3B42. Hình 3.21 thể hiện mối quan hệ tương quan giữa lượng mưa quan trắc với lượng mưa vệ tinh.
Hình 3.21. Đường tuyến tính giữa lượng mưa quan trắc trạm Giao Thủy với lượng
mưa vệ tinh (TRMM2)
Nguồn: Xử lý số liệu
Với khoảng cách 2 trạm là 4 km và qua số liệu hình 3.21 cho thấy, giữa lượng
mưa trạm TRMM2 với trạm Giao Thủy sự khác biệt là không lớn và với R2=0,8391
cho thấy dữ liệu trạm TRMM 2 là có mối tương quan chặt với số liệu quan trắc trạm Giao Thủy.
Hình 3.22. Đường tuyến tính giữa lượng mưa quan trắc trạm Hội An với lượng mưa vệ tinh (TRMM 7)
Nguồn: Xử lý số liệu
Với khoảng cách 2 trạm là 0,72 km và số liệu hình 3.22 cho thấy, giữa lượng
mưa trạm TRMM7 với trạm Hội An sự khác biệt là không lớn và với R2=0,8309 cho
thấy dữ liệu trạm TRMM7 có mối tương quan chặt với số liệu quan trắc trạm Hội An.
Hình 3.23. Đường tuyến tính giữa lượng mưa quan trắc trạm Tam Kỳ với lượng mưa
vệ tinh (TRMM 9)
Nguồn: Xử lý số liệu
Với khoảng cách 2 trạm là 2 km và số liệu hình 3.23 cho thấy, giữa lượng mưa
trạm TRMM9 với trạm Hội An sự khác biệt là không lớn và với R2=0,7145 cho thấy
Như vậy, có thể nói lượng mưa vệ tinh TRMM-3B42 cho thấy được độ chính xác tương đối cao và có thể sử dụng để phục vụ cho nghiên cứu như kết luận của Phạm Hữu Tỵ (2005) và Dương Quốc Nõn (2015) [7].
3.3.3.2. Chỉ số SPI
Do trên địa bàn huyện Quế Sơn không có trạm quan trắc, nên nghiên cứu sử dụng dữ liệu với các trạm quan trắc vệ tinh ở trên địa bàn huyện Quế Sơn như sau: TRMM3 (X=108.173;Y=15.698) thuộc vùng đồng bằng (vùng I) và trạm TRMM5 (X=108.284;Y=15.172), trạm TRMM6 (X=15,782;Y=15.782) thuộc vùng trung du, miền núi (vùng II).
Kết quả tính toán khi chạy trên phần mềm SPI _SL6 thu được giá trị của chỉ số SPI của các tháng vụ Hè Thu trong thời kỳ 1998– 2016 trên địa bàn nghiên cứu.
Hình 3.24. Diễn biến chỉ số SPI tháng 5 tại các trạm
Nguồn: Xử lý số liệu
Kết quả thể hiện ở hình 3.24 cho thấy, giá trị chỉ số SPI ở cả 3 trạm xuất hiện ở ngưỡng từ -1 đến -1,45 ở các năm 2005, 2006, 2010, 2014, 2016. Mức độ hạn thấp nhất là -1,69 vào năm 2010 tại khu vực trạm TRMM 6. Nguyên nhân chủ yếu do lượng mưa tại trạm này vào tháng 5 năm 2010 chỉ đạt 29,3 mm, đây là lượng mưa khá thấp trong giai đoạn nghiên cứu. Qua số liệu chỉ số SPI tháng 5 cho thấy xuất hiện hiện tượng hạn hán ở cả 2 vùng với tần suất xuất hiện cao.
Hình 3.25. Diễn biến chỉ số SPI tháng 6 tại các trạm
Kết quả thể hiện ở hình 3.25 cho thấy, giá trị chỉ số SPI ở cả 3 trạm xuất hiện ở ngưỡng từ -1,1 đến -1,71 ở các năm 2002, 2006, 2010. Mức độ hạn thấp nhất là -1,71 vào năm 2006 tại khu vực trạm TRMM 3. Qua số liệu chỉ số SPI tháng 6 cho thấy xuất hiện hiện tượng hạn hán ở cả 2 khu vực với tần suất xuất hiện thấp hơn tháng 5 ở cả 2 vùng.
Hình 3.26. Diễn biến chỉ số SPI tháng 7 tại các trạm
Nguồn: Xử lý số liệu
Kết quả thể hiện ở hình 3.26 cho thấy, giá trị chỉ số SPI ở cả 3 trạm xuất hiện ở ngưỡng từ -1,15 đến -1,32 ở các năm 2002, 2003, 2006. Mức độ hạn thấp nhất là -1,32 vào năm 2006 tại khu vực trạm TRMM 3. Qua số liệu chỉ số SPI tháng 7 cho thấy hiện tượng hạn hán giảm tần suất xuất hiện ở cả 2 vùng.
Hình 3.27. Diễn biến chỉ số SPI tháng 8 tại các trạm
Nguồn: Xử lý số liệu
Kết quả thể hiện ở hình 3.27 cho thấy, giá trị chỉ số SPI ở cả 3 trạm xuất hiện ở ngưỡng từ -1,2 đến -2,01 ở các năm 2003, 2008, 2011, 2013. Mức độ hạn thấp nhất là -2,01 vào năm 2008 tại khu vực trạm TRMM 3. Qua số liệu chỉ số SPI tháng 8 cho thấy hiện tượng hạn hán tăng về cường độ hạn và tăng tần suất xuất hiện hạn ở vùng I cao hơn vùng II.
Ngoài ra, nghiên cứu còn tính toán chỉ số SPI các trạm vệ tinh và trạm quan trắc còn lại nhằm phục vụ cho việc nội suy hạn hán tại huyện Quế Sơn. (Xem phụ lục 3)
3.3.3.3. Xây dựng bản đồ hiện trạng hạn hán tại huyện Quế Sơn
Dựa trên 20 trạm quan trắc và trạm vệ tinh thu thập được như hình 3.27 và sử dụng phương pháp nội suy Kriging để xây dựng bản đồ hiện trạng hạn hán tại vùng nghiên cứu [19].
(Hình ảnh thu nhỏ theo bản đồ tỉ lệ 1:20.000)
Hình 3.28. Bản đồ vị trí trạm quan trắc và trạm vệ tinh
Nguồn: Xử lý phần mềm
Nghiên cứu sử dụng các trạm quan trắc có số liệu trên địa bàn tỉnh Quảng Nam. Ngoài ra, nghiên cứ sử dụng thêm 10 trạm vệ tinh xung quanh địa bàn huyện Quế Sơn để tăng trạm phục vụ nội suy. Sau khi nội suy Kriging kết quả được như hình 3.29.
(a) (b) (Hình ảnh thu nhỏ theo bản đồ tỉ lệ 1:20.000)
Hình 3.29. Bản đồ hiện trạng hạn hán theo phương pháp Kriging (a,b)
Nguồn: Xử lý phần mềm
Qua số liệu hình 3.29 cho thấy, phương pháp nội suy như hình (a) chia thành 2 vùng là cực kỳ khô và vùng khô nặng. Với vùng cực kỳ khô là các xã Quế Phong, xã Quế An, xã Quế minh, xã Quế Long, một phần thị trấn Đông Phú, một phần xã Quế Châu, một phần xã Quế Hiệp. Vùng khô nặng bao gồm các xã Quế Xuân 1, xã Quế Xuân 2, xã Quế Phú, xã Hương An, xã Quế Cường, xã Phú Thọ, xã Quế Thuận, một phần thị trấn Đông Phú, một phần xã Quế Châu và một phần xã Quế Hiệp. Hình (b) chia huyện Quế Sơn thành 3 vùng là vùng cực kỳ khô, vùng khô nặng và vùng tương đối khô. Trong đó, vùng cực kỳ khô gồm xã Phú Thọ và một phần xã Quế Thuận. Vùng khô nặng gồm xã Quế Xuân 1, xã Quế Xuân 2, xã Quế Phú, xã Hương An, xã Quế Cường, xã Phú Thọ, xã Quế Thuận, thị trấn Đông Phú, xã Quế Châu, xã Quế Hiệp, một phần xã Quế Long, một phần xã Quế An và một phần xã Quế Minh. Vùng tương đối khô gồm xã Quế Phong, một phần xã Quế Long, một phần xã Quế An và một phần xã Quế Minh. Qua phương pháp nội suy đã mô tả được hạn khí tượng tại vùng nghiên cứu với các sai số tương đối thấp như hình 3.30.
Hình 3.30. Sai số nội suy Kriging
Nguồn: Xử lý phần mềm
Từ số liệu hình 3.30 cho thấy, trạm TRMM3 số liệu SPI của trạm là -2.01 và theo phương pháp nội suy Kriging thì thu lại được giá trị là -2.09. Tương tự trạm TRMM5 thu được số liệu là -1.91 so với -1.9, trạm TRMM6 thu được số liệu là -1.9 so với -1.86. Các sai số trên ở mức thấp nên có thể cho thấy được bản đồ hiện trạng hạn hán là tương đối chính xác và có thể sử dụng để phục vụ cho nghiên cứu.
Tuy nhiên, để đánh giá một cách chính xác tương đối hạn hán trên địa bàn huyện Quế Sơn, nghiên cứu còn dựa vào hệ thống thủy văn, địa hình, và ý kiến nhà quản lý, người dân. Từ đó, nghiên cứu xây dựng được bản đồ hiện trạng hạn hán huyện Quế Sơn như hình 3.31.
(Hình ảnh thu nhỏ theo bản đồ tỉ lệ 1:20.000)
Hình 3.31. Bản đồ hiện trạng hạn hán huyện Quế Sơn
Nguồn: Xử lý phần mềm
Qua số liệu hình 3.31 cho thấy, huyện Quế Sơn được chia thành 3 vùng là vùng cực kỳ khô, vùng khô nặng và vùng tương đối khô. Vùng cực kỳ khô gồm xã Phú Thọ và xã Quế Thuận, 2 xã này hiện tại chưa có hệ thống kênh mương nội đồng, đặc biệt là xã Quế Thuận vào vụ Hè Thu là không có nước sạch để sinh hoạt, sản xuất. Nước từ hồ Suối Tiên không chảy về tới 2 xã là do nước bị chặn lại ở xã Quế Hiệp. Vùng khô
nặng gồm xã Quế Xuân 1, xã Quế Xuân 2, xã Quế Phú, xã Hương An, xã Quế Cường. Các xã này có đầy đủ hệ thống kênh mương dẫn nước nội đồng và có hệ thống nước từ 2 sông lớn là Sông Bà Rén, sông Ly Ly và hệ thống nước từ Hồ Phú Ninh đưa về nên mức độ hạn có giảm xuống. Vùng tương đối khô gồm xã Quế Hiệp, xã Quế Thuận, xã Quế Long, thị trấn Đông Phú, xã Quế Phong, xã Quế An, xã Quế Minh và xã Quế Châu. Vùng này có chỉ số SPI trong vụ Hè Thu dao động từ -1,1 – 1,5; nhiệt độ vùng này thấp hơn vùng đồng bằng và lượng mưa thì nhiều hơn. Ngoài ra, ở đây gồm 3 hồ lớn là hồ Giang, hồ An Long và hồ Việt An thuộc huyện Hiệp Đức cung cấp nước tưới cho khu vực.