Hình 2.6. Lưới địa hình tính toán vùng ngoài khơi
Hình 2.7. Sơ đồ mô phỏng kết nối mô hình 1-2D 1-2D
2.3.2.6. Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình
Hiệu chỉnh trận lũ 12 – 24/10/1988
Kết quả tính toán mô phỏng đƣợc đƣa ra trong Bảng cho thấy, kết quả mô phỏng khá phù hợp với thực tế diễn biến của trận lũ đã xảy ra. Bộ thông số sử dụng trong mô
450000 500000 550000 600000 650000 2000000 2020000 2040000 2060000 2080000 2100000 2120000 2140000 2160000
hình thuỷ lực đã phản ánh khá chính xác chế độ thủy lực mùa lũ của mạng sông trong hệ thống sông Cả và bộ thông số này đủ độ tin cậy để tiến hành các tính toán thuỷ lực mùa lũ cho hệ thống sông trong các phần tiếp theo.
Bảng 2.4. Kết quả hiệu chỉnh mô hình với trận lũ 1988
Vị trí Mặt cắt Mực nƣớc lớn nhất (m) Lƣu lƣợng lớn nhất (m3/s) Thực đo Tính toán Hệ số NASH Thực đo Tính toán Hệ số NASH Dừa 1 24,97 24,51 0,88 8630 8570 0,89 Đô Lƣơng 41 19,88 19,58 0,91 9354 Yên Thƣợng 44 12,21 11,83 0,89 7230 7990 0,83 Nam Đàn 49 9,44 9,41 0,84 8862 Chợ Tràng 63 6,96 6,74 0,94 12541 Bến Thủy 70 5,32 5,39 0,90 12504 Linh Cảm 94 7,30 7,31 0,91 6677 Kiểm định trận lũ từ 12-24/10/1978
Trên cơ sở mạng thuỷ lực mô phỏng lũ 1988 sau khi kiểm định tiến hành hiệu chỉnh bộ thông số thủy lực cho năm 1978 (Bảng).
Bảng 2.5. Kết quả kiểm định mô hình với trận lũ 1978
Vị trí Mặt cắt Mực nƣớc lớn nhất (m) Lƣu lƣợng lớn nhất (m3/s) Thực đo Tính toán Hệ số NASH Thực đo Tính toán Hệ số NASH Dừa 1 24,90 24,59 0,87 9920 8980 0,85 Đô Lƣơng 41 20,32 19,85 0,88 Yên Thƣợng 44 12,95 12,32 0,90 13100 12947 0,86 Nam Đàn 49 10,16 9,71 0,88 Chợ Tràng 63 7,37 7,09 0,90 Bến Thủy 70 5,80 5,68 0,93 Linh Cảm 94 7,88 7,54 0,82
Kết quả kiểm định trận lũ 1978 cho thấy, tại hầu hết các trạm chỉ tiêu Nash nhìn chung đều lớn hơn 0,82. Nhƣ vậy, bộ thông số của mô hình Mike 11 có thể tiếp tục sử dụng để tính toán mô phỏng cho các mục đích tiếp theo.
Tiểu kết chƣơng 2:
Phƣơng pháp lựa chọn để thực hiện đề tài cũng đã đƣợc trình bày tóm tắt bằng sơ đồ minh họa trong mục lựa chọn phƣơng pháp. Ngoài các phƣơng pháp thu thập, thống kê và tổng hợp tài liệu thì luận văn còn sử dụng phƣơng pháp mô hình toán và công cụ GIS để thực hiện. Các kết quả hiệu chỉnh, kiểm định tham số mô hình đều có chỉ số NASH trên 0,82. Điều này cho thấy việc lựa chọn các mô hình toán ứng dụng trong luận văn là phù hợp để áp dụng cho vùng nghiên cứu.
CHƢƠNG 3. NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA NGẬP LỤT ĐẾN SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP Ở CÁC HUYỆN VEN BIỂN TỈNH NGHỆ AN TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
3.1. Kịch bản Biến đổi khí hậu cho khu vực nghiên cứu
Lựa chọn sử dụng kịch bản RCP4.5 của bộ kịch bản BĐKH do Bộ Tài nguyên ban hành năm 2016 để sử dụng cho các đánh giá các tác động của ngập lụt đến sử dụng đất nông nghiệp ở các huyện ven biển của tỉnh Nghệ An.
3.1.1.Nhiê ̣t độ
3.1.1.1. Nhiệt độ trung bình
a. Nhiệt độ trung bình năm
Theo kịch bản RCP4.5, vào đầu thế kỷ, nhiệt độ trung bình năm toàn quốc tăng phổ biến từ 0,6-0,80C, vào giữa thế kỷ, mức tăng từ 1,3-1,70C, đến cuối thế kỷ, ở phía Bắc nhiệt độ tăng chủ yếu từ 1,9-2,40C và ở phía Nam từ 1,7-1,90C. Mức tăng nhiệt độ trung bình năm so với thời kỳ 1986-2005 của Nghệ An đƣợc trình bày ở Bảng.
Bảng 3.1. Biến đổi của nhiệt độ trung bình năm (oC) so với thời kỳ cơ sở
Tỉnh Kịch bản RCP4.5
2016-2035 2046-2065 2080-2099
Nghệ An 0,7 (0,3÷1,1) 1,6 (1,1÷2,2) 2,2 (1,5÷3,1)
Ghi chú: Giá trị trong ngoặc đơn là khoảng biến đổi quanh giá trị trung bình với cận dưới 10% và cận trên 90%.
b. Nhiệt độ mùa đông (tháng XII - II)
Theo kịch bản RCP4.5, vào đầu thế kỷ, nhiệt độ trung bình mùa đông trên toàn quốc có mức tăng phổ biến từ 0,6÷0,80C. Vào giữa thế kỷ, mức tăng phổ biến từ 1,2÷1,60C. Trong đó, mức tăng nhiệt độ trung bình mùa đông so với thời kỳ 1986- 2005 đƣợc trình bày ở Bảng.
Bảng 3.2. Biến đổi của nhiệt độ trung bình mùa đông (oC) so với thời kỳ cơ sở
Tỉnh Kịch bản RCP4.5
2016-2035 2046-2065 2080-2099
Nghệ An 0,7 (0,3÷1,1) 1,6 (1,1÷2,2) 2,2 (1,5÷3,1)
Ghi chú: Giá trị trong ngoặc đơn là khoảng biến đổi quanh giá trị trung bình với cận dưới 10% và cận trên 90%.
c. Nhiệt độ mùa xuân (tháng III - V)
Theo kịch bản RCP4.5, vào đầu thế kỷ, nhiệt độ trung bình mùa xuân trên toàn quốc có mức tăng phổ biến từ 0,6÷0,8oC. Vào giữa thế kỷ, mức tăng phổ biến từ 1,3÷1,6oC, trong đó mức tăng nhiệt độ trung bình mùa xuân so với thời kỳ 1986-2005 đƣợc trình bày ở Bảng.
Bảng 3.3.Biến đổi của nhiệt độ trung bình mùa xuân (oC) so với thời kỳ cơ sở
Tỉnh Kịch bản RCP4.5
2016-2035 2046-2065 2080-2099
Nghệ An 0,7 (0,3÷1,1) 1,4 (0,9÷1,9) 1,7 (1,1÷2,4)
Ghi chú: Giá trị trong ngoặc đơn là khoảng biến đổi quanh giá trị trung bình với cận dưới 10% và cận trên 90%.
d. Nhiệt độ mùa hè (tháng VI - VIII)
Theo kịch bản RCP4.5, vào đầu thế kỷ, nhiệt độ trung bình mùa hè trên toàn quốc tăng phổ biến từ 0,6÷0,8oC. Vào giữa thế kỷ, mức tăng phổ biến từ 1,6÷2,0oC ở phía Bắc; từ 1,3÷1,7oC ở phía Nam. Đến cuối thế kỷ, mức tăng phổ biến trên toàn quốc là từ 1,8÷2,8oC. Bảng thể hiện sự biến đổi nhiệt độ trung bình mùa hè của Nghệ An.
Bảng 3.4.Biến đổi của nhiệt độ trung bình mùa hè (oC) so với thời kỳ cơ sở
Tỉnh Kịch bản RCP4.5
2016-2035 2046-2065 2080-2099
Nghệ An 0,8 (0,3÷1,3) 1,9 (1,3÷3,0) 2,7 (1,9÷3,7)
Ghi chú: Giá trị trong ngoặc đơn là khoảng biến đổi quanh giá trị trung bình với cận dưới 10% và cận trên 90%.
e. Nhiệt độ mùa thu (tháng IX - XI)
Theo kịch bản RCP4.5, vào đầu thế kỷ, nhiệt độ trung bình mùa thu trên toàn quốc có mức tăng phổ biến từ 0,6÷0,7oC. Bảng thể hiện sự biến đổi nhiệt độ trung bình mùa thu của Nghệ An.
Bảng 3.5.Biến đổi của nhiệt độ trung bình mùa thu (oC) so với thời kỳ cơ sở
Tỉnh Kịch bản RCP4.5
2016-2035 2046-2065 2080-2099
Nghệ An 0,6 (0,2÷1,1) 1,6 (1,1÷2,4) 2,1 (1,3÷3,2)
Ghi chú: Giá trị trong ngoặc đơn là khoảng biến đổi quanh giá trị trung bình với cận dưới 10% và cận trên 90%.
3.1.1.2. Nhiệt độ cực trị
Theo kịch bản RCP4.5, vào giữa thế kỷ, nhiệt độ tối cao trung bình năm trên toàn quốc tăng phổ biến từ 1,4÷1,8oC. Đến cuối thế kỷ, mức tăng từ 1,7÷2,7oC. Nhiệt độ tối thấp trung bình năm trên toàn quốc tăng phổ biến từ 1,4÷1,6oC vào giữa thế kỷ, từ 1,8÷2,2oC vào cuối thế kỷ. Khu vực ven biển Nam Trung Bộ và Nam Bộ có mức tăng thấp nhất, khoảng 1,3÷1,4oC vào giữa thế kỷ và 1,6÷1,8oC vào cuối thế kỷ.
3.1.2.Lượng mưa
3.1.2.1. Lượng mưa năm
Theo kịch bản RCP4.5, vào đầu thế kỷ, lƣợng mƣa năm có xu thế tăng ở hầu hết cả nƣớc, phổ biến từ 5÷10%. Vào giữa thế kỷ, mức tăng phổ biến từ 5÷15%. Một số tỉnh
ven biển Đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Trung Trung Bộ có thể tăng trên 20%. Đến cuối thế kỷ, mức biến đổi lƣợng mƣa năm có phân bố tƣơng tự nhƣ giữa thế kỷ, tuy nhiên vùng có mức tăng trên 20% mở rộng hơn.Bảng là mức biến đổi lƣợng mƣa (%) năm của các giai đoạn đầu, giữa và cuối thế kỷ so với thời kỳ 1986-2005 cho tỉnh Nghệ An.
Bảng 3.6. Biến đổi của lượng mưa năm (%) so với thời kỳ cơ sở
Tỉnh Kịch bản RCP4.5
2016-2035 2046-2065 2080-2099
Nghệ An 10,2 (2,4÷17,7) 16,8 (10,6÷23,1) 18,1 (10,3÷26,3)
Ghi chú: Giá trị trong ngoặc đơn là khoảng biến đổi quanh giá trị trung bình với cận dưới 20% và cận trên 80%.
3.1.2.2. Lượng mưa mùa đông
Theo kịch bản RCP4.5, vào đầu thế kỷ, lƣợng mƣa mùa đông có xu thế tăng ở hầu hết cả nƣớc, phổ biến từ 5÷12%. Vào giữa thế kỷ, xu thế giảm ở Tây Bắc, phần lớn Việt Bắc, mức giảm nhiều nhất là 10%. Các khu vực khác tăng phổ biến từ 5÷20%, nhiều nhất là Nam Bộ, nam Tây Nguyên, phía tây Trung Bộ. Đến cuối thế kỷ, xu thế giảm ở phần lớn Đông Bắc, một phần Đồng bằng Bắc Bộ và một phần sát biên giới phía bắc thuộc Tây Bắc và Đông Bắc với mức giảm nhiều nhất đến 15%. Hầu hết các tỉnh từ Quảng Bình trở vào có mức tăng phổ biến từ 20÷25%. Bảngthể hiện Biến đổi của lƣợng mƣa mùa đông (%) so với thời kỳ 1986-2005 cho tỉnh Nghệ An.
Bảng 3.7. Biến đổi của lượng mưa mùa đông (%) so với thời kỳ cơ sở
Tỉnh Kịch bản RCP4.5
2016-2035 2046-2065 2080-2099
Nghệ An 12,8 (0,1÷25,8) 19,8 (3,9÷34,7) 10,1 (-0,9÷20,6)
Ghi chú: Giá trị trong ngoặc đơn là khoảng biến đổi quanh giá trị trung bình với cận dưới 20% và cận trên 80%
3.1.2.3. Lượng mưa mùa xuân
Theo kịch bản RCP4.5, vào đầu thế kỷ, lƣợng mƣa mùa xuân có xu thế giảm nhẹ ở phía Bắc, tăng từ 5÷10% ở phía Nam. Vào giữa thế kỷ, xu thế tăng ở các tỉnh phía Bắc (từ Quảng Trị trở ra) và giảm ở nhiều tỉnh phía Nam (từ Thừa Thiên - Huế trở vào). Mức tăng phổ biến từ 5÷10%. Một phần Tây Bắc và một phần Đông Bắc có mức tăng nhiều nhất, trên 15%. Lƣợng mƣa có xu thế giảm ở hầu hết các tỉnh ven biển Nam Trung Bộ và Nam Bộ (từ Thừa Thiên - Huế đến Cà Mau) với mức giảm dƣới 10%. Đến cuối thế kỷ, lƣợng mƣa có xu thế tăng từ 3÷10% trên cả nƣớc, một số nơi thuộc Đông Bắc, Việt Bắc tăng nhiều hơn. Bảngthể hiện Biến đổi của lƣợng mƣa mùa xuân (%) so với thời kỳ 1986-2005 cho tỉnh Nghệ An.
Bảng3.8. Biến đổi của lượng mưa mùa xuân (%) so với thời kỳ cơ sở
Tỉnh Kịch bản RCP4.5
2016-2035 2046-2065 2080-2099
Nghệ An 2,9 (-2,9÷8,4) 11,0 (-2,0÷23,5) 17,6 (9,1÷26,0)
Ghi chú: Giá trị trong ngoặc đơn là khoảng biến đổi quanh giá trị trung bình với cận dưới 20% và cận trên 80%
3.1.2.4. Lượng mưa mùa hè
Theo kịch bản RCP4.5, vào đầu thế kỷ, lƣợng mƣa mùa hè có xu thế tăng ở hầu hết cảnƣớc, phổ biến từ 3÷12%. Vào giữa thế kỷ, xu thế tăng phổ biến từ 5÷15% trên phần lớn lãnh thổ, trừ Nam Trung Bộ, đông Tây Nguyên và một phần phía tây Nam Bộ có xu thế giảm từ 3÷15%. Đến cuối thế kỷ, sự biến đổi có xu thế tƣơng tự nhƣ giữa thế kỷ, tuy nhiên khu vực lƣợng mƣa giảm mở rộng hơn về phía Bắc. Bảng thể hiện Biến đổi lƣợng mƣa mùa hè (%) so với thời kỳ 1986-2005 cho tỉnh Nghệ An.
Bảng 3.9. Biến đổi của lượng mưa mùa hè (%) so với thời kỳ cơ sở
Tỉnh Kịch bản RCP4.5
2016-2035 2046-2065 2080-2099
Nghệ An 13,3 (-2,9÷28,6) 5,2 (-1,1÷11,8) 10,9 (0,5÷20,5)
Ghi chú: Giá trị trong ngoặc đơn là khoảng biến đổi quanh giá trị trung bình với cận dưới 20% và cận trên 80%
3.1.2.5. Lượng mưa mùa thu
Theo kịch bản RCP4.5, vào đầu thế kỷ, lƣợng mƣa mùa thu có xu thế tăng, phổ biến từ 10÷25%. Vào giữa thế kỷ, xu thế tăng ở hầu hết các vùng với mức phổ biến từ 15÷35%. Phần lớn Đông Bắc, từ Thanh Hóa đến Nghệ An và từ Thừa Thiên - Huế đến Bình Định tăng nhiều nhất (30% đến trên 40%). Đến cuối thế kỷ, biến đổi lƣợng mƣa mùa thu có xu thế tƣơng tự nhƣ giữa thế kỷ nhƣng mức độ nhiều hơn: tăng nhiều nhất ở Đồng bằng Bắc Bộ và Đông Bắc (30÷50%), tăng ít nhất ở nam Tây Nguyên và phía bắc Tây Bắc (dƣới 10%). Bảng thể hiện biến đổi của lƣợng mƣa mùa thu (%) so với thời kỳ 1986-2005 cho tỉnh Nghệ An.
Bảng 3.10. Biến đổi của lượng mưa mùa hè (%) so với thời kỳ cơ sở
Tỉnh Kịch bản RCP4.5
2016-2035 2046-2065 2080-2099
Nghệ An 10,9 (3,0÷18,7) 30,6 (20,5÷41,0) 26,5 (9,1÷45,4)
Ghi chú: Giá trị trong ngoặc đơn là khoảng biến đổi quanh giá trị trung bình với cận dưới 20% và cận trên 80%
3.1.2.6. Lượng mưa cực trị
Theo kịch bản RCP4.5, vào giữa thế kỷ, lƣợng mƣa 1 ngày lớn nhất trung bình có xu thế tăng trên toàn lãnh thổ, phổ biến từ 10÷70%. Tăng nhiều nhất ở Đông Bắc, Thừa Thiên - Huế đến Quảng Nam và phía đông Nam Bộ. Đến cuối thế kỷ, xu thế biến đổi khá giống với thời kỳ giữa thế kỷ nhƣng mức tăng lớn hơn và phạm vi tăng mở rộng hơn.
b. Lƣợng mƣa năm ngày lớn nhất trung bình (Rx5day)
Theo kịch bản RCP4.5, vào giữa thế kỷ, lƣợng mƣa 5 ngày lớn nhất trung bình có xu thế tăng trên phạm vi cả nƣớc với mức tăng phổ biến từ 10÷50%. Phía đông Nam Bộ có mức tăng nhiều nhất cả nƣớc, có thể trên 80%. Đến cuối thế kỷ, xu thế biến đổi gần tƣơng tự với thời kỳ giữa thế kỷ nhƣng lớn hơn về mức độ và mở rộng hơn về phạm vi, đặc biệt là khu vực Đông Bắc.
3.2. Đánh giá tác động của ngập lụt đến sử dụng đất nông nghiệp trong bối cảnh biến đổi khí hậu biến đổi khí hậu
3.2.1.Tác động của biến đổi khí hậu đến ngập lụt tỉnh Nghệ An
Dƣới ảnh hƣởng của BĐKH quá trình mực nƣớc và lƣu lƣợng tại các vị trí trên hệ thống sông theo thời gian ngày càng gia tăng. Kết quả dự báo mực nƣớc, lƣu lƣợng trên hệ thống sông Cả theo thời gian đƣợc trình bày ởBảng:
Bảng 3.11. Kết quả gia tăng mực nước theo các thời kỳ tương lai (m)
Thời kỳ Vị trí Lũ Linh Cảm Dừa Bến Thuỷ Chợ Tràng Đô Lƣơng Yên Thƣợng 2016-2035 1% 0,09 0,10 0,09 0,09 0,11 0,05 5% 0,01 0,10 0,01 0,02 0,10 0,01 2046-2065 1% 0,20 0,22 0,20 0,19 0,24 0,13 5% 0,10 0,22 0,11 0,10 0,22 0,08 2080-2099 1% 0,38 0,42 0,39 0,36 0,45 0,25 5% 0,26 0,40 0,31 0,26 0,43 0,20
Trong đó, mực nƣớc tại các trạm hạ lƣu Chợ Tràng, Linh Cảm, Bến Thủy đều gia tăng mạnh mẽ trong cả trƣờng hợp lũ 1% và 5%. Cụ thể nhƣ sau:
Vào thời kỳ 2016–2035, mực nƣớc lớn nhất tại các trạm vùng hạ lƣu gia tăng từ 0.01m – 0.09m so với thời kỳ nền trong khi đó mặc dù đến ngã ba Chợ Tràng mực nƣớc lớn nhất tăng lên mức từ 0,02m – 0,09m thì trên sông Hào (nhánh từ sông La) tại trạm Linh Cảm vẫn có sự gia tăng mực nƣớc từ 0,01m – 0,09m. Điều này cho thấy diễn biến thủy lực thời kỳ 2016-2035đã có phần nghiêm trọng hơn so với thời kỳ nền.
Thời kỳ 2046–2065 đã có sự khác biệt lớn đối với diễn biến thủy lực so với thời kỳ 2016–2035. Với mực nƣớc lớn nhất tại Bến Thủy và Chợ Tràng có thể gia tăng từ 0,1 – 0,22m và các trạm thƣợng lƣu nhƣ Yên Thƣợng cũng tăng lên từ 0,08 – 0,13m so với thời kỳ nền.
Mực nƣớc lớn nhất tại các trạm Bến Thủy, Chợ Tràng, Linh Cảm vào thời kỳ 2080-2099 cũng tăng lên nghiêm trọng so với thời kỳ nền lên tới 0,26 – 0,39m và các vị trí thƣợng lƣu cũng gia tăng đến mức 0,2 – 0,45m.
Để có cái nhìn tổng quan về tác động của BĐKH đến tình hình ngập lụt trên tỉnh Nghệ An, nghiên cứu tiến hành xây dựng các bản đồ nguy cơ ngập lụt ứng với từng thời kỳ. Trong đó, qua các kết quả mô phỏng chồng xếp với các bản đồ hành chính, bản đồ công trình thủy lợi thì các bản đồ ngập lụt đƣợc xây dựng thể hiện chiều sâu ngập theo 3 cấp nhƣ sau (Bảng):
Bảng 3.12. Các cấp ngập được phân bổ cho tỉnh Nghệ An
TT Chiều sâu ngập (m) Cấp
1 < 0.5 1
2 0.5 - 1 2
3 > 1 3
Từ hình Hìnhđến Hìnhlà các bản đồ nguy cơ ngập lụt theo các thời kỳ nền, 2016– 2035, 2046–2065 và 2080–2099ứng với lũ 1% và 5%.
Hình 3.2. Bản đồ nguy cơ ngập lụt tại tỉnh Nghệ An thời kỳ nền với lũ 5%
Hình 3.4. Bản đồ nguy cơ ngập lụt tại tỉnh Nghệ An thời kỳ 2016-2035 với lũ 5%
Hình 3.6. Bản đồ nguy cơ ngập lụt tại tỉnh Nghệ An thời kỳ 2046-2065 với lũ 5%
Hình 3.8. Bản đồ nguy cơ ngập lụt tại tỉnh Nghệ An thời kỳ 2080-2099 với lũ 5%