S li u bi n đ i khí h u đ c xác đ nh theo k ch b n n n và nhân v i h s thay đ i l ng m a theo các mùa Xuân, Hè, Thu, Đông dựa trên các k t qu trong báo cáo
“Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam – Bộ Tài nguyên và Môi trường” năm 2016, th i kỳ mô phỏng dùng để đánh giá nh h ng c a bi n đ i khí h u là giai đo n 1997-2013, th i kỳ t ơng lai đ c ch n đánh giá đây là các giai đo n 2016-2035, 2046-2065, 2080-2099. K ch b n đ c ch n để đánh giá là k ch b n RCP4.5 và RCP8.5.
Giá tr bi n đ i trung bình l ng m a c a Qu ng Tr phân theo mùa ứng v i các giai đo n 2016-2035, 2046-2065, 2080-2099 nh sau:
Bảng 3.2. Biến đổicực đạicủa lượng mưa các mùa (%) so với thời kỳ cơ sở (Nguồn:Bảng A5 - Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam –Bộ
Tài nguyên và Môi trường, 2016).
Mùa K chăb năRCP4.5 K chăb năRCP8.5
2016-2035 2046-2065 2080-2099 2016-2035 2046-2065 2080-2099
Đông 7.8 16.8 19.7 2.7 7.6 24.4
Xuân 4.6 9.4 7.4 12 19.1 25.6
Hè 7.4 11 4.2 30.6 16.4 10.6
Thu 15.6 21 30.6 15 19.8 18.3
Dựa vào s li u từ b ng trên, ta tính toán h s thay đ i l ng m a các giai đo n so v i th i kỳ cơ s , từ đó tính toán h s thay đ i l ng m a cho từng mùa, từng tháng, từng ngày trong các k ch b n, c thể nh sau:
Bảng 3.3. Hệ số thay đổi lượng mưa các thời kỳ so với thời kỳ cơ sở theo kịch bản RCP4.5
Tháng
Th i đo n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2016-2035 1.078 1.078 1.046 1.046 1.046 1.074 1.074 1.074 1.156 1.156 1.156 1.078 2046-2065 1.168 1.168 1.094 1.094 1.094 1.11 1.11 1.11 1.21 1.21 1.21 1.168 2080-2099 1.197 1.197 1.074 1.074 1.074 1.042 1.042 1.042 1.306 1.306 1.306 1.197
Bảng 3.4. Hệ số thay đổi lượng mưa các thời kỳ so với thời kỳ cơ sở theo kịch bản RCP8.5
Tháng
Th i đo n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2016-2035 1.027 1.027 1.12 1.12 1.12 1.306 1.306 1.306 1.15 1.15 1.15 1.027 2046-2065 1.076 1.076 1.191 1.191 1.191 1.164 1.164 1.164 1.198 1.198 1.198 1.076 2080-2099 1.244 1.244 1.256 1.256 1.256 1.106 1.106 1.106 1.183 1.183 1.183 1.244
Trên cơ s k t qu mô hình đư đ c hi u ch nh và kiểm đ nh, đáng tin c y, ta ti n hành mô phỏng dòng ch y th i kỳ n n (1997-2013) và các giai đo n t ơng lai (2016-2035; 2046-2065; 2080-2099), ứng v i các k ch b n bi n đ i khí h u RCP4.5 và RCP8.5, từ đó phân tích, so sánh các k t qu mô phỏng t i những v trí đánh giá.
V k t qu mô phỏng các th i kỳ t ơng lai ứng v i các k ch b n biển đ i khí h u t i các v trí so sánhnh sau:
Hình 3.15. Các vị trí đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy sông Thạch Hãn.
3.2.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy sông Thạch Hãn
Dựa trên k t qu so sánh, d dàng nh n thấy dòng ch y trong t ơng lai l u vực sông Th ch Hưnd i tác đ ng c a bi n đ i khí h u đ u có xu h ng tăng cao c hai mùa lũ và mùa ki t. Sự thay đ i này tùy thu c vào giai đo n và tùy thu c vào k ch b n. Theo đó:
K t qu đánh giá đ c thể hi n thông qua sự thay đ i dòng ch y tháng và sự thay đ i dòng ch y lũ và dòng ch y ki t.
- K t qu mô phỏng th i kỳ n n đ c thể hi n nh sau:
Hình 3.16. Kết quả mô phỏng của MIKE SHE cho lưu lượng hồ Rào Quán thời kỳ nền.
Hình 3.17. Dòng chảy trung bình thángtại hồ Rào Quánthời kỳ nền (1997-2013).
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Đ NG QUÁ TRỊNHTẠI HỒ RÀO QUÁNK CH B N N N
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
DọNG CH Y TRUNG BỊNH THÁNG T IHỒ RÀO QUÁN (m3/s)
Hình 3.18. Tổng lượng dòng chảy trung bình tháng tại hồ Rào Quánthời kỳ nền (1997-2013).
- V k t qu mô phỏng các th i kỳ t ơng lai ứng v i các k ch b n biển đ i khí h ut i các v trí so sánhnh sau:
Sự thay đ i l u l ng trung bình tháng:
• Kịch bản RCP4.5
Hình 3.19. Dòng chảy trung bình thángtại hồ Rào Quántheo kịch bản RCP4.5với giá trị biến đổi trung bình.
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
T NG L NG DọNG CH Y TRUNG BỊNH THÁNG T I H RÀO QUÁN (tri u m3)
0 5 10 15 20 25
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1997 - 2013 2016 - 2035 2046 - 2065 2080 - 2099
DọNG CH Y TRUNG BỊNH THÁNG T I HỒ RÀO QUÁN THEO KỊCH BẢN RCP . _Mean
m3/s
Hình 3.20. Tổng lượng dòng chảy trung bình thángtại hồ Rào Quántheo kịch bản RCP4.5 với giá trị biến đổi trung bình.
Hình 3.21. Tỷ lệ phần trăm thay đổi do tác động của BĐKH so với kịch bản nền RCP 4.5 tại hồ Rào Quán
❖ Nhận xét: Theo k ch b n RCP4.5 v i giá tr bi n đ i khí h u, dòng ch y các th i kỳ t ơng lai tăng hơn so v i th i kỳ n n, tăng dần từ đầu th kỷ (tăng từ 1% đ n 21%) và tăng nhi u cu i th kỷ (từ 8% đ n 39%). L u l ng dòng ch y tăng nhi u các tháng 7 đ n tháng 11 (từ 8% đ n 39%), tăng ít hơn các tháng từ tháng 1 đ n tháng 6 và tháng 12 (từ 1% đ n 18%). Đi u này cho thấy, trong t ơng lai v i ph ơng án RCP 4.5, dòng ch y sông Th ch Hưn có xu h ng tăng lên. Xu h ng này góp phần đ m b o nhu cầu tăng cao v ngu n n c trong t ơng lai do yêu cầu s n xuất và sinh ho t c a dân c trong khu vực.
0 10 20 30 40 50 60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1997 - 2013 2016 - 2035 2046 - 2065 2080 - 2099
T NG L NG DọNG CH Y TRUNG BỊNH THÁNGTẠI HỒ RÀO QUÁNTHEO KỊCH BẢN RCP . _Mean
0.0%
5.0%
10.0%
15.0%
20.0%
25.0%
30.0%
35.0%
40.0%
45.0%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
RCP 4.5 2016 - 2035 RCP 4.5 2046 - 2065 RCP 4.5 2080 - 2099
106m3
• Kịch bản RCP8.5
Hình 3.21. Dòng chảy trung bình thángtại hồ Rào Quántheo kịch bản RCP8.5 với giá trị biến đổi trung bình.
Hình 3.22. Tổng lượng dòng chảy trung bình thángtại hồ Rào Quántheo kịch bản RCP8.5 với giá trị biến đổi trung bình.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1995 - 2014 2016 - 2035 2046 - 2065 2080 - 2099
DọNG CH Y TRUNG BỊNH THÁNG T I HỒ RÀO QUÁN THEO KỊCH BẢN RCP8. _Mean
0 10 20 30 40 50 60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1995 - 2014 2016 - 2035 2046 - 2065 2080 - 2099
T NG L NG DọNG CH Y TRUNG BỊNH THÁNG T I HỒ RÀO QUÁNTHEO KỊCH BẢN RCP8. _Mean
m3/s
106m3
Hình 3.23. Tỷ lệ phần trăm thay đổi do tác động của BĐKH so với kịch bản nền RCP 8.5 tại hồ Rào Quán
❖ Nhận xét: Theo k ch b n RCP8.5 v i giá tr bi n đ i khí h u, dòng ch y các th i kỳ t ơng lai tăng hơn so v i th i kỳ n n. Tăng nhi u từ đầu th kỷ (tăng từ 6%
đ n 53%) và tăng ít hơn cu i th kỷ (từ 10% đ n 46%); tuy nhiên từ tháng 8 đ n tháng 10 không có sự chênh l ch nhi u giữa 3 th i kỳ (đ u tăng từ 18% đ n 46% so v i th i kỳ n n). L u l ng dòng ch y tăng nhi u các tháng 7 đ n tháng 11 (từ 14%
đ n 51%), và tăng ít hơn các tháng từ tháng 1 đ n tháng 8 (từ 10% đ n 44%).So v i ph ơng án RCP 4.5 thì tỷ l % thay đ i so v i dòng ch y hi n t i ph ơng án RCP 8.5 là cao hơn nhi u. Đi u này thể hi n rằng, ph ơng án RCP 8.5 dòng ch y cực đoan s xuất hi n nhi u. Thiên tai ng p l t s vô cùng phức t p n u chúng ta không có ph ơng án ch đ ng đ i phó, cũng nh thích nghi v i Bi n đ i khí h u.
3.2.3. Dòng chảy lũ
Trên cơ s l u l ng ngày mùa lũ từ các năm 1997-2013, ch n Qmax ngày c a từng năm, sử d ng phần m m FFC 2008 để v đ ng tần suất qua đó xác đ nhđ c Q ứng v i các tần suất 0,1%; 0,5%; 1%; 5% và 10% ứng v i k ch b n n n và các giai đo n t ơng lai.
K t qu thay đ i tần suất lũ ứng v i các giai đo n t ơng lai (2016-2035, 2046- 2065 và 2080-2099) v i 02 k ch b n phát th i RCP 4.5 và RCP 8.5
0.0%
10.0%
20.0%
30.0%
40.0%
50.0%
60.0%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
RCP 8.5 2016 - 2035 RCP 8.5 2046 - 2065 RCP 8.5 2080 - 2099
Hình 3.24. Sự thay đổi dòng chảy mùa lũ so với kịch bản nền, giai đoạn 2016-2035
Hình 3.25. Sự thay đổi dòng chảy mùa lũ so với kịch bản nền, giai đoạn 2046-2065
Hình 3.26. Sự thay đổi dòng chảy mùa lũ so với kịch bản nền, giai đoạn 2080-2099 600
800 1000 1200 1400 1600
Q0,1% Q0,5% Q1% Q5% Q10%
Kị h ản nền RCP4.5 RCP8.5
600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Q0,1% Q0,5% Q1% Q5% Q10%
Kị h ản nền RCP4.5 RCP8.5
600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Q0,1% Q0,5% Q1% Q5% Q10%
Kị h ản nền RCP4.5 RCP8.5
m /s
m3/s m3/s
❖ Nhận xét: Trong t ơng lai, do tác đ ng c a Bi n đ i khí h u, dòng ch y v h th y đi n Rào Quán thay đ i. Sự thay đ i này đ c thể hi n qua sự thay đ i l u l ng ứng v i các tần suất khác nhaunh hình v . Theo đó:
- V i k ch b n RCP 4.5: đ i v i các giai đo n 2016-2035, 2046-2065, 2080- 2099 thì Q0,1%tăng lần l t là 13,2%; 21,6%; 31,8% so v i Q0,1%k ch b n n n.
- V i k ch b n RCP 8.5: đ i v i các giai đo n 2016-2035, 2046-2065, 2080- 2099 thì Q0,1%tăng lần l t là 13,8%; 19,7%; 16,7% so v i Q0,1%k ch b n n n.
3.2.4. Dòng chảy kiệt
T ơng tự, trên cơ s l u l ng ngày mùa ki t từ các năm 1997-2013, ch n Qmax ngày c a từng năm, sử d ng phần m m FFC 2008 để v đ ng tần suất qua đó xác đ nhđ c Q ứng v i các tần suất 0,1%; 0,5%; 1%; 5% và 10% ứng v i k ch b n n n và các giai đo n t ơng lai.
Tần suất ki tứng v i các giai đo n t ơng lai (2016-2035, 2046-2065 và 2080- 2099) v i 02 k ch b n phát th i RCP 4.5 và RCP 8.5
Hình 3.27. Sự thay đổi dòng chảy mùa kiệtso với kịch bản nền, giai đoạn 2016- 2035
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45
Q0,1% Q0,5% Q1% Q5% Q10%
Kị h ản nền RCP4.5 RCP8.5
m3/s
Hình 3.28. Sự thay đổi dòng chảy mùa kiệtso với kịch bản nền, giai đoạn 2046- 2065
Hình 3.29. Sự thay đổi dòng chảy mùa kiệtso với kịch bản nền, giai đoạn 2080- 2099
❖ Nhận xét: Trong t ơng lai, do tác đ ng c a Bi n đ i khí h u, dòng ch y v h th y đi n Rào Quán thay đ i. Sự thay đ i này đ c thể hi n qua sự thay đ i l u l ng ứng v i các tần suất khác nhau nh hình v . Theo đó:
- V i k ch b n RCP 4.5: đ i v i các giai đo n 2016-2035, 2046-2065, 2080- 2099 thì Q0,1%tăng lần l t là 25,0%; 21,7%; 19,3% so v i Q0,1%k ch b n n n.
- V i k ch b n RCP 8.5: đ i v i các giai đo n 2016-2035, 2046-2065, 2080- 2099 thì Q0,1%tăng lần l t là 33,2%; 35,0%; 31,9% so v i Q0,1%k ch b n n n.
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45
Q0,1% Q0,5% Q1% Q5% Q10%
Kị h ản nền RCP4.5 RCP8.5
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45
Q0,1% Q0,5% Q1% Q5% Q10%
Kị h ản nền RCP4.5 RCP8.5
m3/s m3/s
K TăLU N
Lu n văn đư thu th p các tài li u khí t ng th y văn c a các tr m đo trong l u vực sông Th ch Hưn và B n H i để ph c v cho vi c thi t l p mô hình th y văn. Do Th ch Hưnlà m t l u vực không có dữ li u thực đo để so sánh, nên h c viên đ xuất hi u ch nh và kiểm đ nh thông qua s li u thực đo t i tr m Gia Vòong trên l u vực sông B n H i, là m t l u vực lân c n sông Th ch Hưn. L u vực này có đi u ki n đ a hình, khí t ng, th y văn t ơng đ i gi ng v i l u vực nghiên cứu. Trên cơ s s li u đo m a trong các nămtừ 1997 đ n 2013 c a các tr m đo trong l u vực, s li u đo l u l ng t i tr m đo Gia Voòng trên sông B n H itừ 1997 đ n 2013, dùng mô hình th y vănMIKE SHE ti n hành tính toán hi u ch nh b thông s phù h p cho l u vực sông Th ch Hưn, v i th i gian hi u ch nh từ năm 1997-2004, và th i gian kiểm đ nh là giai đo n 2005-2013.
Dựa vào b thông s mô hình đư đ c hi u ch nh và kiểm đ nh có đ tin c y cao, v i h s NASH c a quá trình hi u ch nh là 0.729 và c a quá trình kiểm đ nh là 0.672, từ đó mô phỏng k ch b n n n cho l u vực sông Th ch Hưn. Trên cơ s k ch b n n n, ti n hành đánh giásự thay đ i dòng ch y sông Th ch Hưnvào mùa ki t, kh năng cắt lũ cho h du vào mùa lũ, dòng ch y trung bình các tháng mùa ki t h du sông Th ch Hưn.
Cũng từ k ch b n n n đư đ c mô phỏng, ti n hành mô phỏng các k ch b n bi n đ i khí h u t ơng ứng v i các giai đo n t ơng lai 2016-2035; 2046-2065; 2080-2099, v i 2 k ch b n phát th i là RCP4.5 và RCP8.5. Trên cơ s các k t qu mô phỏng,đánh giá sự thay đ i dòng ch y c a sông Th ch Hưnkhi ch u tác đ ng c a bi n đ i khí h u.
Theo các k ch b n bi n đ i khí h u do B Tài nguyên và Môi tr ng cung cấp, l ng m a vào các th i kỳ t ơng lai s tăng từ 3% đ n trên 20%, d n đ n dòng ch y trên sông Th ch Hưntăng đ n 53% tùy vào từng v trí và từng th i điểm. Đi u này dự báo, thiên tai ng p l t s di n ra khá phức t p trong t ơng lai và s gây những thi t h i nghiêm tr ng cho đ a ph ơng. Đ i v i dòng ch y mùa ki t, d dàng nh n thấy, dòng ch y các tháng mùa ki t có xu h ng chung là tăng lên, dự báo h n hán có thể di n ra trầm tr ng, gia tăng áp lực thi u n c cho vi c phát triển kinh t xã h i c a đ a ph ơng.
KI NăNGH
Trong khuôn kh lu n văn, tác gi ch m i đánh giá bi n đ i khí h u trên các k ch b n do Vi t Nam ban hành, do đó chứa đựng m t mức đ không chắc chắn nhất đ nh. Nhằm tăng mức đ tin c y cần nghiên cứu v i các k ch b n Bi n đ i khí h u từ các ngu n khác.
K t qu nghiên cứu phần nào thể hi n di n bi n dòng ch y c a h th ng sông Th ch Hưn, do đó ki n ngh xem đây là m t bên tham kh o trong các nghiên cứu ti p sau v bi n đ i khí h u cho khu vực này cũng nh quy ho ch sử d ng n c trong t ơng lai.
Di n bi n dòng ch y sông Th ch Hưn trong t ơng lai khá là phức t p, do đó cần có k ho ch thích ứng cũng nh các bi n pháp công trình phù h p nhằm gi m thiểu tác đ ng c a Bi n đ i khí h ut i khu vực.
Đ ng th i, k t qu nghiên cứu cho thấy dòng ch y đ n h chứa th y đi n Rào Quán d i tác đ ng c a Bi n đ i khí h u s tăng nhanh trong t ơng lai, do đó cần xác đ nh l i quy trình v n hành nhà máy th y đi n Rào Quán sao cho tăng cao năng suất phát đi n c a nhà máy, nâng cao hi u qu kinh t c a nhà máy.
Dòng ch y lũ v h th đi n Rào Quán s tăng cao, lên đ n 53%, làm tăng nguy cơ ng p l t h l u đ p Rào Quán. Do đó, cần có các nghiên cứu ng p l t h l u đ p Rào Quán trong b i c nh bi n đ i khí h u. Đ ng th i, cần nâng cao bi n pháp an toàn đ p, đ m b o đ p ho t đ ng an toàn trong các tình hu ng trên.
Để nâng cao mức đ tin c y c a k t qu dòng ch y trong lu n văn này, thì cần ti p t c có những nghiên cứu sâu hơn, đầy đ chi ti t hơn và đặc bi t là yêu cầu v vi c đ ng b c a dữ li u đầu vào, cũng nh xét đầy đ các y u t có nh h ng đ n chu trình th y văn (nh sự v n hành c a các h chứa, y u t chuyển n c trên các l u vực sông, sự thay đ i th ng xuyên c a th m thực v t, sử d ng đất,…).
Cần đặt thêm các tr m đo t i các v trí th ng l u và h l u để k t qu dự báo đ c chính xác hơn.
TĨIăLI UăTHAMăKH O Ti ngăVi t
[1] Đặng Văn B ng, (2005), Mô hình toán th y văn, Đ i h c Th y l i Hà N i;
[2] Nguy n C nh Cầm, (2006), Th y lực dòng h , nxb Xây dựng;
[3] Nguy n Hữu Kh i, Nguy n Thanh Sơn, (2003), Mô hình toán th y văn, nxb Đ i h c QG;
[4] Hà Văn Kh i và nnk, (2008), Giáo trình Th y văn công trình, nxb Khoa h c tự nhiên và Công ngh ;
[5] Hà Văn Kh i, Th y văn công trình nâng cao, (2002), Bài gi ng sau đ i h c, ĐHTL;
[6] Nguy n Văn Lanh, (2009), Nghiên cứu tính toán các đặc tr ng thuỷ văn thuỷ lực làm cơ s cho vi c xây dựng quy trình v n hành mùa lũ h Dầu Ti ng, Lu n văn th c sĩ kỹ thu t, Đa h c Th y l i;
[7] Quy ph m tính toán các đặc tr ng th y văn thi t k QP.TL C-6-77 (1979).
B Th y l i;
[8] Nguy n Thanh Sơn, (2003), Tính toán th y văn, nxb Đ i h c Qu c Gia; [9] Vi n Quy ho ch Th y l i,(2002), Hi u qu ch ng lũ h du công trình th y;
[10] Tô Thúy Nga, Lê Hùng,(2014), S tay thực hành mô hình th y văn - th y lực, ĐHBK Đà N ng;
[11] Ngô Đình Tuấn (2005). Th y văn nâng cao, Bài gi ng cao h c th y văn, ĐHTL;
[12] Nguy n Văn Tuần và nnk, (2001), Dự báo th y văn, nxb Đ i h c Qu c gia; [13] Vi n Quy ho ch Th y l i, (2000), Đ nh h ng quy ho ch lũ mi n Trung. Ti ngăAnh
[14] DHI, (2007), A modelling System for Rivers and Chanells, Reference Manual;
[15] DHI, (2006), MIKE Zero Step by Step, Trainning guide;
[16] DHI, (2007), Reference Manual MIKE 21.
[17] DHI. (2012e). MIKE SHE User’s Manual, Mike by DH, Ed.
[18] Journal of Hydrology (January 2018, Pages 194-210), Exploration of warm-up period in conceptual hydrological modelling by Kue Bum Kim, Hyun-Han Kwon.