Hình 3.14. Kết quả dự báo dịng chảy theo kịch bản B2 năm 2050
Hình 3.16. Kết quả dự báo dịng chảy theo kịch bản A2 năm 2020
a) Biến động dòng chảy năm:
Dòng chảy năm ở các kịch bản đều thấp hơn so với thời kỳ nền 1980 – 1999. Điều này có thể do lượng mưa diễn tốn năm cơ sở 1999 có nhiều khác biệt so với các năm so với thời kỳ 1980 - 1999, năm 1999 trên lưu vực sông Trà Khúc là năm có mưa lũ đặc biệt lớn, đỉnh lũ lớn tập nhất vào tháng XII. Tuy nhiên qua các kết quả dự báo dòng chảy cũng cho ta thấy được xu thế biến đổi của dòng chảy trong thời kỳ tương lai trên lưu vực sơng Trà Khúc:
Dịng chảy năm tại trạm Sơn Giang có xu hướng tăng dần trong cùng kịch bản biển đổi khí hậu. Trong cùng thời kỳ dự báo ở kịch bản phát thải trung bình B2 có lưu lượng dịng chảy năm thấp hơn so với kịch bản phát thải cao A2, tuy nhiên sự thay đổi khơng nhiều. Dịng chảy năm 2100 ở kịch bản phát thải cao A2 là 172,3m3/s tăng cao nhất so với các kịch bản khác.
- Kịch bản phát thải trung bình B2: Dịng chảy năm ở các năm dự báo có xu hướng tăng từ 6,2 - 14,9m3/s. Dịng chảy trung bình năm 2020 thấp nhất 152,5m3/s, dịng chảy trung bình năm 2050 tăng 6,2m3/s so với năm 2020, dòng chảy trung bình năm 2100 tăng 14,9m3
/s so với năm 2020.
- Kịch bản phát thải cao A2: Dòng chảy các năm dự báo có xu hướng tăng từ 6,2 - 19,3m3/s. Dòng chảy năm 2020 thấp nhất là 153m3/s. Dòng chảy năm 2050 tăng 6,2m3/s so với năm 2020, dịng chảy trung bình năm 2100 tăng 19,3m3/s so với năm 2020.
b) Biến động dòng chảy mùa lũ:
Mùa lũ trên lưu vực kéo dài từ tháng X - XII tuy nhiên trong kịch bản BĐKH năm 2012 đối với tỉnh Quảng Ngãi thì tháng 12 là tháng có lượng mưa giảm và giảm nhiều nhất 12,8% so với kịch thời kỳ nền ở kịch bản A2 vào năm 2100 vì vậy lượng dịng chảy mùa lũ ở các kịch bản BĐKH đã bị ảnh hưởng đáng kể. Trong cùng kịch bản BĐKH dòng chảy trung bình mùa lũ cũng có xu hướng tăng trong các năm dự báo 2020, 2050, 2100. Trong cùng một thời điểm dự báo dòng chảy lũ ở kịch bản phát thải cao A2 cao hơn so với kịch bản phát thải trung bình B2, mức độ thay đổi lượng dịng chảy mùa lũ ở các kịch bản cùng một thời điểm là không nhiều.
- Kịch bản phát thải trung bình B2: Dịng chảy trung bình mùa lũ năm 2020 là 152,5m3/s, dịng chảy trung bình mùa lũ năm 2050 tăng 21,8m3/s so năm 2020, dòng chảy trung bình mùa lũ năm 2100 tăng 52,1m3/s so với năm 2020. Lưu lượng trung bình tháng X trong các năm dự báo đều cao hơn so với kịch bản nền.
- Kịch bản phát thải cao A2: Dòng chảy trung bình mùa lũ năm 2020 là 437m3/s, dịng chảy trung bình mùa lũ năm 2050 tăng 21,9m3/s so với năm 2020, dịng chảy trung bình mùa lũ năm 2100 tăng 66,9m3/s so với năm 2020. Lưu lượng trung bình tháng X trong các năm dự báo đều cao hơn so với kịch bản nền.
c) Biến động dòng chảy mùa kiệt:
Dòng chảy kiệt trên lưu vực kéo dài từ tháng I - IX. Từ tháng I đến tháng VII lưu lượng trung bình tháng các năm dự báo đều thấp hơn so với kịch bản nền, tháng VIII, IX lưu lượng trung bình tháng cao hơn so với kịch bản nền. Dịng chảy trung bình mùa kiệt các năm dự báo ở cả hai kịch bản BĐKH đều thấp hơn so với kịch bản nền.
- Kịch bản phát thải trung bình B2: Dịng chảy trung bình mùa kiệt trong các năm dự báo có xu hướng tăng từ 1- 2,6m3
/s. Dịng chảy trung bình mùa kiệt năm 2020 là 58,2m3/s, dịng chảy trung bình mùa kiệt năm 2050 tăng 1m3/s so với năm 2020, dịng chảy trung bình mùa cạn năm 2100 tăng 2,6m3/s so với năm 2020.
- Kịch bản phát thải cao A2: Dòng chảy trung bình mùa kiệt trong các năm dự báo có xu hướng tăng từ 1 - 3,5m3/s. Dịng chảy trung bình mùa kiệt năm 2020 là 59,2m3/s. Dịng chảy trung bình mùa kiệt năm 2050 tăng 1m3/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 từng mùa:
Mùa đơng từ tháng XII – II: Tổng lượng dòng chảy mùa giảm ở cả 2 kịch
bản BĐKH so với thời kỳ nền. Tổng lượng dòng chảy thời kỳ này cũng giảm dần theo năm dự báo 2020, 2050, 2100. Tổng lượng dòng chảy ở kịch bản phát thải trung bình B2 giảm từ 0,015 - 0,026km3 giữa các năm dự báo. Tổng lượng dòng chảy ở kịch bản phát thải cao A2 giảm từ 0,015 - 0,038km3.
Mùa xuân từ tháng III - VI: Đây là thời kỳ kiệt nhất trong năm trên lưu vực sông Trà Khúc, lượng mưa trên lưu vực tương đối ít. Tổng lượng dịng chảy ở kịch bản này cũng giảm nhiều so với thời kỳ nền. Tổng lượng dòng chảy ở kịch bản phát thải trung bình B2 giảm từ 0,005 - 0,007km3 giữa các năm dự báo. Tổng lượng dòng chảy ở kịch bản phát thải cao A2 giảm từ 0,006 - 0,011km3 giữa các năm dự báo.
Mùa hè từ tháng VI – VIII: Thời kỳ này lượng mưa tăng ở các kịch bản BĐKH. Tổng lượng dịng chảy khơng tăng nhiều ở các kịch bản. Tổng lượng dòng chảy thay đổi không đáng kể trong khoảng 0,002km3 giữa các năm dự báo ở kịch bản phát thải trung bình B2 và từ 0,002 - 0,004km3 giữa các năm dự báo ở kịch bản phát thải cao A2.
Mùa thu từ tháng IX - XI: Thời kỳ này lượng mưa tăng nhiều nhất và tổng lượng nước giữa các năm trong cùng kịch bản cũng tăng đáng kể. Vào năm 2100 tổng lượng nước ở kịch bản phát thải trung bình B2 tăng 0,247km3 so với kịch bản nền, tổng lượng nước ở kịch bản phát thải cao A2 tăng 0,416km3 so với kịch bản nền. Tổng lượng dòng chảy trong các năm dự báo ở kịch bản phát thải trung bình B2 tăng từ 0,213 - 0,307km3. Tổng lượng dòng chảy trong các năm dự báo ở kịch bản 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 tại trạm Sơn Giang so với thời kỳ 1980 – 1999
KB Thời đoạn
Lưu lượng dịng chảy bình qn tháng TB năm
Mùa lũ
Mùa kiệt I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Nền 1980 - 1990 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 B2 2020 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 A2 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
Bảng 3.8. Kết quả thay đổi tổng lượng dòng chảy (km3
) tại trạm Sơn Giang theo các kịch bản biến đổi khí hậu cho các năm 2020, 2050, 2100
Kịch bản Mùa Kịch bản nền Tổng lượng dòng chảy năm 2020 Thay đổi so với kịch bản nền Tổng lượng dòng chảy năm 2050 Thay đổi so với kịch bản nền Tổng lượng dòng chảy năm 2100 Thay đổi so với kịch bản nền Kịch bản B2 Đông (XII-II) 1,836 1,069 -0,767 1,054 -0,782 1,028 -0,808 Xuân (III-V) 0,486 0,258 -0,228 0,253 -0,233 0,246 -0,240 Hè (VI-VIII) 0,493 0,424 -0,069 0,426 -0,067 0,428 -0.063 Thu (IX- XI) 3,342 3,069 -0,273 3,282 -0,060 3,589 0,247 Kịch bản A2 Đông (XII-II) 1,836 1,068 -0,768 1,053 -0,783 1,015 -0,821 Xuân (III-V) 0,486 0,258 -0,228 0,252 -0,234 0,242 -0,241 Hè (VI-VIII) 0,493 0,424 -0,069 0,426 -0,067 0,430 -0,063 Thu (IX- XI) 3,342 3,086 -0,256 3,300 -0,042 3,758 0,416
Hình 3.19. Dịng chảy trung bình tháng theo kịch bản B2 và A2 so với thời kỳ 1980 – 1999 tại trạm Sơn Giang
Hình 3.20. Tổng lượng dịng chảy theo mùa của kịch bản phát thải trung bình B2 và kịch bản phát thải cao A2
Nhận xét chung: Luận văn đã áp dụng phương pháp diễn toán kịch bản BĐKH theo ngày theo phân bố mưa của một năm cơ sở và sử dụng mơ hình BTOPMC để dự báo dòng chảy cho các kịch bản BĐKH. Với phương pháp này đã đánh được sự biến động của dịng chảy trạm Sơn Giang trên sơng Trà Khúc trong tương lai theo số liệu ngày. Xu thế chung của dòng chảy các năm dự báo là giảm lượng nước vào mùa kiệt, tăng lượng nước vào mùa lũ.
0 100 200 300 400 500 600 700 800
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
m3/s Tháng KB_B2_2020 KB_B2_2050 KB_B2_2100 KB_A2_2020 KB_A2_2050 KB_A2_2100 Thời kỳ 1980 - 1999 0 1 2 3 4
XII-II III-IV V-VIII IX-XI
km3 KB_nen KB_B2_2020 KB_B2_2050 KB_B2_2100 0 1 2 3 4
XII-II III-IV V-VIII IX-XI
km3
KB_nen KB_A2_2020 KB_A2_2050 KB_A2_2100
Lưu lượng trung bình tháng của trạm Sơn Giang các tháng I - VII và tháng XI có xu thế giảm so với thời kỳ nền, các tháng VIII, IX, X dịng chảy trung bình tháng có xu thế cao hơn so với kịch bản nền. Tuy nhiên mùa mưa lũ trên lưu vực sông Trà Khúc - sông Vệ tập trung vào 3 tháng X, XI, XII trong kịch bản biến đổi khí hậu thì tháng XII là tháng có lượng mưa giảm điều này đã ảnh hưởng lớn đến kết quả dòng chảy dự báo.
Tổng lượng dòng chảy theo từng mùa cũng có nhiều biến động. Vào mùa đơng và mùa xn tổng lượng dịng chảy các năm dự báo có xu hướng giảm dần, mức giảm chênh lệch giữa các kịch bản không nhiều. Vào mùa hè và mùa thu tổng lượng dịng chảy các năm dự báo có xu hướng tăng lên trong các năm dự báo tăng nhiều nhất vào mùa thu. Trong năm dự báo 2100 của kịch bản phát thải trung bình B2 và kịch bản phát thải cao A2 thì tổng lượng dịng chảy vào mùa thu tăng nhiều nhất và tăng cao so với kịch bản nền.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Qua việc đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước mặt lưu vực sông Trà Khúc - Sông Vệ.
Luận văn đã nghiên cứu biến đổi khí hậu trên lưu vực sơng Trà Khúc - sông Vệ theo chuỗi số liệu 37 năm từ năm 1977 - 2013 của các trạm trên lưu vực. Kết quả nghiên cứu cho thấy. Nhiệt độ trên lưu vực có xu hướng tăng, lượng mưa trung bình năm ở hầu hết các trạm đều có xu hướng gia tăng chỉ có lượng mưa ngày lớn nhất tại trạm Sơn Giang và Giá Vực có xu hướng giảm. Trên sông Trà Khúc tại trạm Sơn Giang lưu lượng trung bình năm, lưu lượng lớn nhất và lưu lượng nhỏ nhất tăng. Trên sông Vệ tại trạm An Chỉ lưu lượng trung bình năm, lưu lượng lớn nhất tại trạm An Chỉ cũng có xu hướng giảm, lưu lượng nhỏ nhất có xu hướng gia tăng trong thời gian gần đây do việc khai thác rừng đầu nguồn, việc khai thác nước tại hạ nguồn và biến đổi khí hậu trên lưu vực.
Luận văn đã tìm hiểu và áp dụng thành cơng mơ hình BTOPMC cho lưu vực sơng Trà Khúc với chỉ số Nash cho quá trình hiệu chỉnh đạt 77,56% và kiểm định đạt 83,5% đây là kết quả khá tốt. Đối với lưu vực sơng Vệ do điều kiện địa hình và diện tích lưu vực nhỏ nên mơ phỏng dịng chảy trên lưu vực chưa thực hiện được. Qua đây luận văn cũng xin kiến nghị cho các nghiên cứu tiếp theo nên áp dụng mơ hình BTOPMC cho lưu vực có diện tích lớn sẽ đạt kết quả tốt hơn.
Với phương pháp diễn toán kịch bản BĐKH theo phân bố lượng mưa ngày của một năm cơ sở được lựa chọn. Sử dụng mức thay đổi lượng mưa tháng theo kịch bản phát thải trung bình B2 và kịch bản phát thải cao A2 đã dự báo được biến động của dòng chảy cho thời kỳ tương lai cho lưu vực sông Trà Khúc sử dụng mơ hình BTOPMC. Từ kết quả nghiên cứu này có thể thấy được dịng chảy trong tương lai trên lưu vực sông Trà Khúc có sự biến động theo xu hướng cực đoan, giảm lượng nước vào mùa kiệt, tăng lượng nước vào mùa lũ trong các năm dự báo của kịch bản biến đổi khí hậu: dịng chảy giảm nhiều nhất vào mùa kiệt ở kịch bản phát thải cao A2 năm 2100 và dòng chảy tăng lên nhiều nhất vào mùa lũ ở kịch bản phát thải cao A2 năm 2100. Vào mùa đơng và mùa xn tổng lượng dịng chảy trong các
năm dự báo có xu hướng giảm. Vào mùa hè, mùa thu lượng mưa tăng vì vậy tổng lượng dịng chảy trong các năm dự báo cũng tăng cao, mức tăng lớn nhất ở kịch bản phát thải cao A2 năm 2100.
Một số hướng nghiên cứu tiếp theo của luận văn:
Mơ hình BTOPMC là một hình mới được áp dụng ở Việt Nam, vì vậy trong quá trình tìm hiểu, sử dụng mơ hình cịn gặp nhiều khó khăn và chưa khai thác hết được các cơng cụ của mơ hình. Hiện nay học viên cũng đang thử nghiệm mơ hình BTOPMC cho một số lưu vực lớn khác ở Việt Nam như lưu vực sông Ba, lưu vực sông Mê Kông để đánh giá khả năng áp dụng mơ hình BTOPMC cho từng lưu vực cụ thể.
Trong quá trình thực hiện luận văn khơng tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế. Học viên rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy, các cô, các đồng nghiệp cũng như các nhà khoa học để học viên ngày càng nâng cao trình độ nghiên cứu trong lĩnh vực Thủy văn - Tài nguyên nước.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2009), “Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển
dâng cho Việt Nam”.
2. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012), “Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển
dâng cho Việt Nam”.
3. Đặng Linh Chi (2015), “Ứng dụng mơ hình BTOPMC mơ phỏng dịng chảy lưu
vực sơng Vu Gia”. Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học KHTN Hà Nội.
4. Nguyễn Ngọc Hà, Nguyễn Tiền Giang (2015), “Tài nguyên nước mặt lưu vực
sơng Vệ”. Tạp chí Khoa học ĐHKHTN, tập 31, số 3S (2015).
5. Phan Thị Thanh Hằng, Nguyễn Thị Thảo Hương (2009), “Cân bằng nước trong
mơ hình phân phối BTOPMC phục vụ quản lý tổng hơp lưu vực sơng”. Tạp
chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Môi Trường số 24.
6. Văn Thị Hằng (2010), “Đánh giá tác động của 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.
7. Hà Ngọc Hiến (2015), “Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến chất lượng
nước khu vực thượng du lưu vực sông Cầu thuộc 2 tỉnh Bắc Kạn và Thái Nguyên”. Viện Công nghệ môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam.
8. Nguyễn Thị Thảo Hương và nnk (2011), “Nghiên cứu quy hoạch phòng chống
và tiêu thốt sơng Trà Khúc và sơng Vệ, Quảng Ngãi”.
9. Phạm Thị Ngọc Lan (2012), “Nghiên cứu giải pháp khoa học và giải pháp phát
triển bền vững tài nguyên và 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 của biến đổi khí hậu lên sự thay
đổi dịng chảy ở lưu vực sơng Srêpôk”.
11. Nguyễn Thị Ý Như (2011), Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu đến cực