Chương 3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE URBAN TÍNH TOÁN THOÁT NƯỚC
3.3 Tính toán thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh dưới tác động của BĐKH
3.3.1 Kịch bản biến đổi khí hậu cho thành phố Hà Tĩnh
Theo Báo cáo kết quả dựán Tư vấn kỹ thuật và phân tích khí hậu hiện tại và tương lai phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước tại Hà Tĩnh khuyến nghị:
+ Đối với đường IDF của mưa, đề xuất trong giai đoạn đầu thế kỷ (2016-2035), có thể sử dụng thông tin từ đường IDF xây dựng cho thời kỳ hiện tại phục vụ cho việc thiết kế, quy hoạch do sự khác biệt không đáng kể của nồng độ khí nhà kính giữa thời kỳ hiện tại và đầu thế kỷ. Nói cách khác, tác động của biến đổi khí hậu đối với 2 thời kỳ này chưa có sự khác biệt rõ rệt.
Bảng 3.5 trình bày kết quả tính toán cường độ mưa tại trạm Hà Tĩnh theo số liệu thực đo với thời đoạn từ10 phút đến 15 ngày ứng với các tần suất lặp lại.
Bảng 3.6. Cường độ mưa trạm Hà Tĩnh trong các thời đoạn và giai đoạn lặp lại theo số liệu thực đo giai đoạn (1984 – 2014)
Đơn vị: (mm/giờ)
P% P (năm) 10’ 30’ 60’ 2h 6h 12h 24h 72h 120h 168h 240h 360h 50% 2 năm 145,5 99,7 77,4 55,2 30,5 19,9 11,5 5,8 4,0 3,1 2,4 1,8 20% 5 năm 185,6 133,2 104,2 76,3 44,6 29,1 16,3 8,2 5,7 4,3 3,3 2,6 10% 10 năm 212,1 155,3 121,9 90,3 53,9 35,1 19,4 9,7 6,8 5,1 3,9 3,1 4.0% 25 năm 245,7 183,3 144,3 108,0 65,7 42,7 23,4 11,7 8,2 6,1 4,6 3,7 2.0% 50 năm 270,5 204,1 160,9 121,1 74,5 48,4 26,4 13,2 9,3 6,8 5,2 4,1 1.0% 100 năm 295,2 224,7 177,4 134,1 83,1 54,0 29,4 14,7 10,3 7,6 5,7 4,6
Bảng 3.7. Lượng mưa trạm Hà Tĩnh trong các thời đoạn và giai đoạn lặp lại theo số liệu thực đo giai đoạn (1984 – 2014)
Đơn vị: mm
P% P(Năm) 10’ 30’ 60’ 2h 6h 12h 24h 3ngày 5ngày 7ngày 10ngày 15ngày 50% 2 năm 24,3 49,9 77,4 110,4 183,0 238,8 276,0 417,6 480,0 520,8 576,0 648,0 20% 5 năm 30,9 66,6 104,2 152,6 267,6 349,2 391,2 590,4 684,0 722,4 792,0 936,0 10% 10 năm 35,4 77,7 121,9 180,6 323,4 421,2 465,6 698,4 816,0 856,8 936,0 1116,0 4.0% 25 năm 41,0 91,7 144,3 216,0 394,2 512,4 561,6 842,4 984,0 1024,8 1104,0 1332,0 2.0% 50 năm 45,1 102,1 160,9 242,2 447,0 580,8 633,6 950,4 1116,0 1142,4 1248,0 1476,0 1.0% 100 năm 49,2 112,4 177,4 268,2 498,6 648,0 705,6 1058,4 1236,0 1276,8 1368,0 1656,0
Đường IDF theo các kịch bản biến đổi khí hậu
Mối quan hệ IDF của mưa trong tương lai trong bối cảnh biến đổi khí hậu được tính toán theo 3 phương án dưới đây:
+ Phương án dễ xảy ra nhất: Phương án này tương ứng với phân vị 50% của tập hợp 12 thành phần dự tính.
+ Phương án tác động cao: Tương ứng với phân vị 75% của tập hợp 12 thành phần dự tính.
+ Phương án ít tác động: Tương ứng với phân vị 25% của tập hợp 12 thành phần dự tính.
Trong luận văn kế thừa kết quả tính toán đường cong IDF giai đoạn hiện tại và BĐKH trong Báo cáo kết quả dự án Tư vấn kỹ thuật và phân tích khí hậu hiện tại và tương lai phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước tại Hà Tĩnh và lựa chọn tính toán với phương án dễ xảy ra nhất và phương án tác động cao cho giai đoạn giữa thế kỷ 21 vì vào cuối thế kỷ ở cả 2 phương án cường độ mưa có xu thế giảm trong thời đoạn ngắn và tăng trong thời đoạn dài hơn.
Chi tiết mức biến đổi của mối quan hệ IDF trong tương lai so với hiện tại được thể hiện trong hình 3.24 ÷ 3.25 và bảng 3.8 ÷ 3.9m.
Hình 3.25: Đường IDF mưa trạm Hà Tĩnh vào giữa thế kỷ 21 theo trong trường hợp có khả năng nhất
Bảng 3.8. Cường độmưa trong các thời đoạn và giai đoạn lặp lại tại trạm Hà Tĩnh vào giữa thế kỷ21 theo trường hợp có khảnăng nhất
Đơn vị: mm/giờ
Thời đoạn 10' 30' 60' 2h 6h 12h 24h 72h 120h 168h 240h 360h 2 năm 169,5 115,7 89,4 63,5 35,1 22,4 13,7 7,0 4,6 3,6 2,7 2,1 5 năm 215,3 153,9 119,9 87,4 51,3 32,0 19,3 9,9 6,7 5,0 3,6 2,9 10 năm 245,0 179,4 140,2 103,9 61,7 38,6 22,8 11,6 8,0 6,0 4,3 3,4 25 năm 285,0 210,8 166,0 123,7 75,2 47,4 27,4 14,0 9,6 7,1 5,1 4,1 50 năm 312,5 234,7 185,1 139,3 85,3 54,0 30,7 15,9 10,9 7,9 5,8 4,5 100 năm 341,0 259,6 204,0 153,6 94,8 60,5 34,1 17,8 12,1 8,8 6,4 5,0
Hình 3.26: Đường IDF mưa tại trạm Hà Tĩnh vào giữa thế kỷ 21 trong trường hợp tác động cao
Bảng 3.9. Cường độmưa trong các thời đoạn và giai đoạn lặp lại tại trạm Hà Tĩnh vào giữa thế kỷ21 theo trường hợp có tác động cao
Đơn vị: mm/giờ
Thời đoạn 10' 30' 60' 2h 6h 12h 24h 72h 120h 168h 240h 360h 2 năm 277,9 176,8 127,0 83,8 41,0 25,0 14,6 7,5 5,1 3,9 3,0 2,2 5 năm 398,1 264,1 191,8 129,1 64,1 39,3 23,0 11,7 8,4 6,2 4,3 3,4 10 năm 459,2 312,9 227,3 151,9 77,6 48,5 28,1 14,4 10,5 7,7 5,3 4,1 25 năm 538,7 374,4 267,7 180,6 94,9 60,8 34,7 18,2 13,0 9,5 6,4 5,0 50 năm 598,5 419,4 297,3 202,6 108,3 69,9 39,7 21,0 15,0 10,7 7,3 5,7 100 năm 655,3 460,1 327,7 223,0 121,1 79,2 44,5 23,7 16,8 12,1 8,2 6,4
Thu phóng trận mưa điển hình theo kịch bản BĐKH:
Tra giá trị lượng mưa 1 giờ, 6 giờ và 12h trên đường cong IDF tương ứng với các kịch bản BĐKH (bảng 3.7 và 3.8).
Đảm bảo lượng mưa 1 giờ lớn nhất nằm trong 6 giờ lớn nhất, lượng mưa 6 giờ lớn nhất trong lượng mưa 12 giờ lớn nhất.
Hệ số thu phóng lượng mưa 1 giờ lớn nhất K1 = X1hmaxtk
X1hmaxdh
Hệ số thu phóng K2 = X6hmaxtk−X1hmaxtk X6hmaxdh−X1hmaxdh
Hệ số thu phóng K3 = X12hmaxtk−X6hmaxtk X12hmaxdh−X6hmaxdh
Trong đó: - X1hmaxtk: lượng mưa 1 giờ lớn nhất thiết kế - X6hmaxtk: lượng mưa 6 giờ lớn nhất thiết kế - X12hmaxtk: lượng mưa 12 giờ lớn nhất thiết kế - X1hmaxdh: lượng mưa 1 giờ lớn nhất điển hình - X6hmaxdh: lượng mưa 6 giờ lớn nhất điển hình - X12hmaxdh: lượng mưa 12 giờ lớn nhất điển hình
Hình 3.27: Trận mưa 12h tần suất 2% theo kịch bản BĐKH trường hợp có khả năng nhất (RCP4.5) và trường hợp có tác động cao (RCP8.5)
0 50 100 150 200 250 300
14/10/2016 16:00 14/10/2016 17:00 14/10/2016 18:00 14/10/2016 19:00 14/10/2016 20:00 14/10/2016 21:00 14/10/2016 22:00 14/10/2016 23:00 15/10/2016 00:00 15/10/2016 01:00 15/10/2016 02:00 15/10/2016 03:00
Lượng mưa (mm)
2% Thời kỳ nền RCP4.5 2046-2065
RCP8.5 2046-2065
Mực nước BĐKH
Theo tính toán của báo cáo Quy hoạch phòng các tuyến có đê tỉnh Hà Tĩnh, với mực nước chống lũ P = 2% vùng bảo vệ thành phố Hà Tĩnh và phương án nạo vét sông Rào Cái, sông Gia Hội, kết hợp với việc xây dựng cống phân lũ từ sông Rào Cái sang sông Gia Hội có tác dụng làm giảm mực nước trên sông Rào Cái rất tốt và không tác động nhiều đến các vùng dân cư, canh tác ven sông Gia Hội.
Mực nước cao nhất tại các vị trí dọc sông tại các tuyến đê Đồng Môn và Trung Linh từ 2,66 ÷ 2,95m nằm dưới cao trình các tuyến đê bảo vệ thành phố.