Phương pháp nghiên cứu

5. Nội dung nghiên cứu

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. P n p p c n c số n

V ị ạ ằ ỉ ạ ƣợ , ạ ủ ạ ắ :

- Kế ừ ế ả ứ ƣ ;

- K ả ứ ầ ể ụ ụ ỉ ạ ế ộ ụ;

- K ả ể ề ạ ở ;

- T ổ ế ƣợ ừ ậ ụ ộ ở ề ƣ ế ế ộ ụ;

- C ỉ ƣợ ế ụ ở WMO Cụ ể ế ừ ạ ạ ẽ ƣợ ƣ : 2.2.1.1. P n p p c nh h n k í t ợng

C ứ ả ấ ủ ạ ƣợ , ề ƣơ ị ạ ƣợ ề ấ ụ ả T , ỗ ƣơ ề ộ ƣ , ƣợ ể ấ ị ị ụ ợ C ƣơ , ể :

- Xác định hạn theo lượng mưa

D a theo tiêu chí lƣợng mƣa, nhiều tác giả ã xây d ng phân cấp ngƣỡng xả ra hạ th c nghi m cho các khu v c khác nhau.

Ở Vi Nam, tuần hạn xả ra khi tổng lƣợng mƣa tuầ thấp hơ 5mm;

hạ tháng xả ra khi tổ g ƣợng mƣa tháng không quá 10mm; và hạn mùa xả ra khi tổ g ƣợng mƣa mùa thấp hơn 30mm [20].

- Xác định hạn theo tần suất hạn [20]

Tầ ấ ạ , Pt(H), ỷ M ả H N ắ ả ờ ( ầ , , ):

t t

t N H

H H M

P ( )

) ) (

( 

- S H ả Rt  Y T Rt ƣợ ƣ - Y ƣợ ị theo 1 trong 2 cách ƣ :

KS R

Y  

R: ƣợ ƣ ề S: ộ ẩ ủ ỗ Rt :



 

 n

t

t R

n R S

1

)2

1 ( 1

K: (1,2,3,…)

Y = C

C ộ ĩ , ù ợ ả ụ C ẳ ạ , ở V K ƣợ T ỷ Y ƣợ ị ạ ạ ƣ sau:

Hạ ầ : Y = 5

Hạ : Y = 10 ( ù ƣ )

- Xác định hạn theo chỉ số (hoặc hệ số) hạn (hoặc ẩm) [20]

C ỉ ạ , u là Ht, ộ ị ặ ộ ả ƣơ sánh ầ ủ ế (Ct) ầ ủ ế (Tt) ủ ƣ ờ (05 , 10 , , ù , ụ, m,...).

t t

t T

H  C

(1) Ct: P ầ ủ ế ủ ƣ ờ

Tt: P ầ ủ ế ủ ƣ ờ

Đ ị ỉ ạ ỉ ẩ At ƣợ ị ƣ :

t t

t C

A  T

(2)

C ỉ ạ ỉ ẩ ỉ ụ ắ ƣợ ứ ộ ạ C ạ ạ ụ ộ ứ ị ả ị ƣơ ứ ấ ạ

T ƣờ ầ Tt ƣợ ƣ ; Ct ủ ộ , ề ế ƣợ S ộ ủ ộ ả:

- Công thức tính các chỉ số của một số tác giả [20]

1. Chỉ số ẩm theo Lang (1915):

t t

t T

A  R

(3) 2. Chỉ số ẩm theo De Martonne (1926):

10



t t

t T

A R

(5) 3. Chỉ số ẩm theo Reidel (1928)

 

10



t t

t T

R A N

(6) 4. Chỉ số ẩm theo Angstrurm (1936)

 t Tt

t

A R

07 .

 1

(7) 5. Chỉ số ẩm theo Selianinob (1948)

t t

t T

A R 1 ,

 0

(8) 6. Chỉ số ẩm theo Thornthwaite (1948)

100 1 x E

A R

P

t 

 



 



(9) 7. Chỉ số ẩm theo Ivanov (1948)

) 100 ( ) 25 ( 0018 .

0 t 2 t

t

t T r

A R



 

(10) 8. Chỉ số khô theo Budyko (1950)

t

t LR

H  P

(11) 9. Chỉ số khô Penman

t

t R

H  PET

(12) Trong đó: Rt ƣợ ƣ , Tt ộ 0C

Nt(R): ƣ , EP ƣợ ơ ả ( ) L: T ề ơ , P: C ứ ạ, rt ộ ẩ (%), PET là ơ ề ƣơ pháp Penman (mm)

10. Chỉ số khô hạn

D ỷ ầ ( ƣợ ƣ ) ầ ( ơ ) ủ ƣ , ỉ ạ Ki ƣ :

i i

i R

K  E

(13) T Ei ƣợ ơ ề , Ri ƣợ ƣ ù ờ ỳ C ỉ ụ ể ủ Ki ể ứ ộ ạ ụ ộ ừ ơ , ừ ờ ỳ:

Khi Ki ³ 1, ờ ỳ ƣợ ọ ờ ạ ; Ki < 1, ờ ỳ ƣợ ọ ờ ạ ƣ

C ỉ ạ ỹ Kn ƣợ ƣ :

 









 1

1

1

n

i i n

n K k

K

(14)

C ỉ ạ ỹ (ứ ờ ạ ) ổ ủ ỉ ạ ờ ạ ầ ƣợ ộ ủ - 1 ờ ạ ƣ T ỉ K , ả ờ ạ é ạ ạ ờ ạ ạ ắ ấ K ả ƣ ủ ờ ạ ộ ả ƣở ủ -1 ờ ạ ƣ T ờ ạ ở ể , ầ

11. Chỉ số hạn theo Palmer (PDSI)

C ỉ P ƣợ ộ ậ ị ộ ẩ ấ ù ƣơ ấ ƣợ ơ ủ ủ Mỹ B ề ậ ụ ỉ P ể ị ắ ầ ạ ừ ƣ ƣơ ợ C ỉ ƣ ể : ƣợ ể ạ L Mỹ N ƣ ƣợ ể : C ỉ P ể ả ạ ậ ơ é ơ ù ặ ù ấ ƣờ ậ ( ứ ạ , ) ụ ộ ờ ể ẫ ế N ƣờ ề ấ ỉ W C P 1965 N ƣợ ụ ể ả ầ

)]

( [ )

(P p K P PE PR PRO PL

K d K

Z  j  j   j  j j j j (15)

T :

Z: C ỉ ị ƣờ ủ ộ ẩ ; : Lƣợ ƣ ế ụ ;

P: Lƣợ ƣ ế; : Lƣợ ƣ ầ ƣợ ấ ủ ề ƣơ ậ , Kj: H ủ ờ ạ ứ j;

PE, PR, PRO, PL: ƣơ ứ ƣợ ơ , ƣợ ƣ ƣợ ừ ấ , ƣợ ò ả ƣợ ổ ấ ;

: , , ,  

 ƣơ ứ ủ ầ Cấ ạ ƣợ ị

Mức hạn Chỉ số hạn

B ƣờ 0,49 ế (- 0,49) Bắ ầ ạ (- 0,5) ế (- 0,99)

Hạ ẹ (- 1,0) ế (- 1,99) Hạ ừ (- 2,0) ế (- 2,99) Hạ ặ (- 3,0) ế (- 3,99)

Thiên tai < - 4,0

12. Chỉ số chuẩn hoá giáng thuỷ

C ỉ ẩ ỷ (SPI) ộ ỉ ƣơ ơ ở ấ ƣợ ủ ộ ờ M T B , D N J K J , Đạ ọ Tổ ợ B C ề ấ 1993 N ƣợ ơ ả ằ ủ ƣợ ủ ế R ( ổ ƣợ ƣ ầ , , ù , ụ ế) ề ộ ẩ  :

 R SPI  R

(16) C ỉ SPI ộ ỉ ứ : ị ủ SPI ấ ỉ ạ , ò ị ƣơ ứ ỉ ạ ừ ẩ

Để ứ ộ ạ ả ị ủ SPI ƣỡ ủ ả ạ ạ ƣ :

Các giá trị của SPI Phân loại

≥2 C ỳ ẩ ƣ

1,5 to 1,99 Rấ ẩ ƣ

1,0 to 1,49 Tươ ẩ ư

0,99 to -0,99 Gầ ẩ

-1,0 to -1,49 Tươ

-1,5 to -1,99 K ặ

≥ -2 C ỳ

2.2.1.2. P n p p c nh h n nông nghiệp

Hạ ƣợ ặ ƣ ở ƣợ ƣ ấ ạ ƣở ủ N ƣợ ƣ , ộ ộ ẩ , ƣợ ƣ

ấ ộ ỉ ủ ế ề ạ ƣợ C ỉ ạ ƣợ ể ỉ :

Bảng 2.3 : Một số chỉ số ẩm và các ngƣỡng giá trị dùng để xác định hạn nông nghiệp ở các nước trên thế giới

1

) C ỉ K (1971): K = R/(E-e); R - Tổ ƣợ ƣ ờ ỳ ; (E-e) - Tổ ƣợ ộ ụ ờ ỳ

T ờ ạ : T ầ , , ụ

N ƣỡ ị ủ ỉ : K ≤ 1,5; Bắ ầ ạ

) C ỉ K (1925): K = R/t/100; R - Tổ ƣợ ƣ ờ ỳ ; t - Tổ ộ ờ ỳ

T ờ ạ : T ầ , , ụ ù N ƣỡ ị ủ ỉ : K ≤ 1,5; Bắ ầ ạ

2

C ỉ P : K = 0,38 P/E0.7; P- Lƣợ ƣ ( ) ặ ƣợ ƣ ƣ ờ ạ tính; E - Lƣợ ơ ờ ạ

T ờ ạ : T ầ , , ụ

N ƣỡ ị ủ ỉ : K< 0,5: Bắ ầ ạ ; K ≥ 0,54: ủ ẩ ể ắ ầ ƣở ủ ; K ≤ 0,74: K ầ ƣ ;

3

C ỉ ạ G F: F =  (2T – X) X < 2T T ờ ạ : T ầ , , ụ

N ƣỡ ị ủ ỉ : F = 100 – 150 khô trung bình, F = 150 – 200 khô ạ , F > 200 ạ ặ

3

H ỷ S nop (HTC):  R/0,1 t > 10:

 R - Tổ ƣợ ƣ ờ ỳ ;  X - Tổ ộ > 100C ờ ỳ T ờ ạ : T ầ , , ụ

N ƣỡ ị ủ ỉ : K < 0,4: Hạ ấ ặ ; 0,4 < K < 0,5: Hạ ặ ; 0,5 < K

< 0,6: Hạ ừ ; 0,6 < K < 0,8: Hạ ẹ; 0,8 < K < 1,0: ắ ầ

4

C ỉ S z (SAI): SAIi = (Ti/i) - (Ri/Ri); T: C ẩ ộ ờ ỳ ;

T: Độ ẩ ộ ờ ỳ ; R: C ẩ ƣợ ƣ ờ ỳ ; R: Độ ẩ ƣợ ƣ ờ ỳ

T ờ ạ : T ầ , , ụ

N ƣỡ ị ủ ỉ : < 1,0: K ạ ; > 1,0: K ạ ; > 2,0: Hạ ặ 5 C ỉ ẵ ẩ (MAI): R75% /PET

T ờ ạ : T ầ , , ụ

N ƣỡ ị ủ ỉ : <0,33: Rấ ế ẩ ; 0,33 - 0,67: T ế ừ ả ; 0,68 - 1,00: Hơ ế ẩ ; 1,01 - 1,33: K ẩ ; > 1,33: Q ẩ

6

C ỉ ẩ (C F , 1967): R/PET; R- Lƣợ ƣ ờ ỳ ( );

PET- B ơ ề T ờ ạ : T ầ , , ụ

N ƣỡ ị ủ ỉ : R>PET- T ờ ỳ ẩ ƣ ; PET > R > PET/2 - T ờ ỳ ẩ ; PET/2 > R > PET/4 - T ờ ỳ ừ ả ; PET/4 > R > PET/10 - T ờ ỳ ; R <

PET/10 - T ờ ỳ ấ

7

C ỉ B (1941): K = 10(H+Q)/t; H - Độ ẩ ( ) ộ 0-100cm (0- 30 mm); Q - Lƣợ ƣ ; - N ộ

T ờ ạ : T ầ , , ụ

N ƣỡ ị ủ ỉ : K ≤ 0,8 : Hạ ắ ; 0,8 ≤ K ≤ 1,5: Hạ ;1,5 ≤ K ≤ 2,0: Hạ ừ ả ; 2,0 ≤ K ≤ 3,0: Đ ề ẩ ƣ ; K > 3,0: Q ẩ

8

C ỉ ạ ấ (S ): Sd=0,1 (W - Wh)*K*H; Sd - Độ ẩ ủ ầ ấ (mm,%); W- Độ ẩ ấ (%); W - Độ ẩ é (%); K - D ủ ấ (g/cm3); H- Độ ầ ấ ( )

T ờ ạ : T ầ , , ụ

N ƣỡ ị ủ ỉ : < 50%: Bắ ầ ạ ; < 40%: Hạ ẹ; <30%: Hạ ừ ả ; <20%: Hạ ặ ; < 10%: Hạ ấ ặ

9

C ỉ ẩ (CMI): CMI = (ETa - PET); ET : B ơ ế ộ, ƣ ầ ộ ẩ ấ ở ấ ề ặ ƣ ; PET-B ơ ề

T ờ ạ : T ầ , , ụ

Ngƣỡ ị ủ ỉ : > 3,5: Q ẩ ; 2,5-3,49: ẩ ọ ; 1,0-2,49: ẩ ẹ ế ừ ; -1,240,99: Gầ ƣ ƣờ ; -1,99-1,25: Hạ ẹ ế ừ ; - 2,74-2,0: Hạ ắ ; ≤-2 75: Hạ ấ ắ

10

C ỉ ƣ (WSI): WSI=100(1-│D│/WR; WSI - C ỉ ƣ (%); D- Độ ế ụ ƣ ấ , / ầ , ;WR- N ầ ƣ ầ ( )

T ờ ạ : T ầ , , ụ

N ƣỡ ị ủ ỉ : WSI = 100 - N ấ ; WSI = 50 - N ấ é ặ ấ ù

Lựa c ọn c số n c n n k í t ợn v n nôn n ệp c o t n N n u n:

Từ các chỉ tiêu hạn hán sử dụng trong xác định hạn khí tượng và hạn nông nghiệp đã được trình bày ở trên có thể nh n thấy chúng mang những ý nghĩa khác

nhau. Trong quá trình đánh giá hạn hán, đặc biệt chú trọng các chỉ số hạn và cấp độ hạn. Hiện nay, rất nhiều chỉ số hạn đã được phát triển và ứng dụng ở các nước trên thế giới. Kinh nghiệm trên thế giới cho thấy hầu như không có một chỉ số hạn nào có ưu điểm vượt trội so với các chỉ số khác trong mọi điều kiện. Theo truyền thống, chỉ số hạn hán được tính toán dựa trên số liệu đo mưa bề mặt và bốc hơi thực tế đo bằng ống Piche.

Mặt khác, do có nhiều cách hiểu khác nhau về hạn hán nên tuỳ thuộc vào cách đặt vấn đề mà có các chỉ tiêu hạn khác nhau. Chỉ tiêu đơn giản chỉ có thể dùng để miêu tả điều kiện khí h u. Muốn nghiên cứu, đánh giá khả năng đáp ứng nguồn nước đối với các loại cây trồng thì phải dùng loại chỉ tiêu phức tạp hơn. Do đó, việc áp dụng các chỉ số hạn phụ thuộc vào điều kiện từng vùng, hệ thống cơ sở dữ liệu quan trắc sẵn có trong vùng đó và mục tiêu đánh giá loại hạn hán (hạn khí tượng, hạn thủy văn, hạn nông nghiệp) cụ thể của từng bài toán.

Qua phân tích, tính toán các tài liệu quan trắc KTTV, đối với khu vực tỉnh Ninh Thu n thường xuyên xảy ra các loại hạn khí tượng, hạn nông nghiệp và hạn thủy văn. Chỉ số hạn phục vụ tính toán, đánh giá được lựa chọn dựa vào một số tiêu chí như sau:

- Thể hiện được tính khắc nghiệt của hạn hán, đặc biệt là sự gia tăng cường độ hạn hán khi thời gian thiếu hụt mưa dài;

- Có mối quan hệ đáng tin c y với các đặc trưng yếu tố khí h u trong kịch bản BĐKH;

- Có thể tính toán được trong hoàn cảnh số liệu ít, không có nhiều trạm đo KTTV đáp ứng đo đầy đủ các yếu tố phục vụ tính toán;

- Kết quả thống kê hạn theo chỉ số được chọn phù hợp với các năm hạn nặng nhất và năm hạn nhẹ nhất.

Với các tiêu chí nêu trên, đề tài đã chọn một số chỉ số hạn khí tượng và hạn nông nghiệp để tính toán đánh giá mức độ biến đổi hạn hán ở vùng Ninh Thu n, bao gồm:

- Hạn khí tượng: Chỉ tiêu lượng mưa năm trung bình nhiều năm X, Chỉ số khô hạn Ki, Chỉ số khô hạn tích lũy Kn, Chỉ số lượng mưa ăng R20.

- Hạn nông nghiệp: Chỉ số hạn nông nghiệp Prescott K, Chỉ số khô hạn Gaussen F, hệ số thủy nhiệt Xelianhicop K.

2.2.1.3. P n p p c nh h n thủy văn

Hạ ỷ ƣợ ặ ƣ ằ ả ò ả ế ụ ƣ ặ ƣ ầ

C ỉ ỷ ể : 1. Hệ số khô

) 1

( E

Kkh   R

(17) T : Kkh: ; R: ƣợ ƣ ; E: ƣợ ơ ề ủ ƣơ ứ .

Các ngƣỡ ạ : K > 0.8 : Tươ ứ ù ạ K > 0.6 : Hạ ấ ặ

K = 0.5 – 0.6 : Hạ ặ K = 0.4 – 0.5 : Hạ ừ K = 0.4 – 0.2 : Hạ ẹ 2. Hệ số cạn nước sông

o j j i

c Q

Q Q K (1 Q )

(18) T : Kc: ạ ; Qi: ƣ ƣợ ờ ạ ủ j; Qj: ƣ ƣợ j; Qo: ƣ ƣợ ề

3. Hệ số hạn

Nhƣ ở ầ , ƣờ ợ ờ ừ , ừ ạ ả ạ Đ ạ ủ ằ Khạn nhƣ sau:

c kh

h K K

K  .

(19) T : Kkhô ƣợ ị ằ ứ (17) và Kcạn theo (18).

Kh: ạ .

H Khạn ể ị ứ ộ ạ ờ ể ấ ơ ạ ụ ể H ạ ƣợ ừ ạ ậ ằ ƣ ặ ậ ư Khạn ượ ị ờ Kkhô và Kcạn là dươ P ấ ứ ộ ạ : ỉ ấ ứ ộ ạ ế ế C ể ấ ị :

K ạ = 0.5 : Dấ ạ 0.5 < K ạ ≤ 0 6 : Hạ ẹ 0.6 < K ạ ≤ 0 8 : Hạ ừ 0.8 < K ạ ≤ 0 95 : Hạ ặ

0.95 < K ạ ≤ 1 : Hạ ặ

Lựa c ọn c số n c n n t ủy văn c o t n N n u n: Hệ số hạn thủy văn tính theo công thức (19) có ưu điểm là: (1) biểu thị đầy đủ mối tương tác giữa các yếu tố chính chi phối hạn như mưa, bốc thoát hơi nước tiềm năng, lưu lượng năm và lưu lượng trung bình nhiều năm, do đó tránh được sai số (nếu chỉ dùng lượng mưa hoặc mức độ cạn nước trong sông thì độ chính xác thấp); (2) thể hiện rõ mức độ hạn của từng thời đoạn hạn nhất trong những thời khoảng khác nhau trong năm; (3) có thể dùng để xây dựng bản đồ phân vùng hạn. Ngược lại, nhược điểm của nó là nếu áp dụng công thức tính hệ số khô và dòng chảy cạn cho những vùng chưa có số liệu thì độ chính xác chưa cao.

Qua các phân tích các ưu nhược điểm và nh n xét trên, dựa vào tài liệu c p nh t được trong nghiên cứu này, hệ số hạn thủy văn (Khạn) được sử dụng để đánh giá hạn thủy văn của vùng Ninh Thu n.

2.2.2. P n p p mô ìn

T L ậ , ọ ụ MIKE ( MIKE NAM và MIKE BASIN) ằ TNN cho LVS Cái Phan Rang và các sông Cụ ể:

- M MIKE NAM ƣợ ụ ể ò ả ƣ ộ ậ C ầ ơ ả ủ : ƣợ ( ƣ , ơ ) ù ò ả ể ỉ ể

- M MIKE BASIN ụ ò ả ầ ể ằ ƣ ị ả ể KT - XH é ế BĐKH Đ V T ủ Đ Mạ (DHI) ƣợ ợ ề A GIS ộ ụ ằ ầ ề ƣ ƣ ẵ ƣ ấ

Để TNN ủ ộ ƣ , ầ ị ơ ù ợ ặ ƣ ầ C ể ụ ể ơ :

- Kế ợ ộ ấ ở ƣợ ƣ ộ ể ấ ƣ

- Kế ợ ƣ ộ ƣ ấ ộ ể ấ ƣ

- Kế ợ ấ ƣ ấ ƣ ộ

Kế ả ủ ẽ ề ạ ộ ủ ứ ộ ù ƣ ộ ờ ả ứ ộ ế ƣ ờ ế ƣ Hơ ò ả ạ ấ ả ƣợ ƣ é ị ƣợ ả ƣở ổ ợ ủ ƣ ƣ ò ả

N ƣ ậ MIKE BASIN ƣợ ụ ậ ẽ ƣ ủ ƣ , ả ƣở ủ ấ ƣ ạ , ừ ƣ ƣơ ụ ƣ ợ ƣ

Phân vùng tính cân bằn n ớc v s ồ hóa hệ thống

N ụ ủ ù ằ ƣ ứ ậ ị ị ủ ƣ , ƣơ ƣơ ủ ặ ƣ ủ , ộ ậ ề ƣ Mỗ ƣ , ế ộ ò ả , ề ị ƣơ ấ V ậ , ủ ù ằ ƣ ( ) ƣờ ủ ( ị ặ ụ ƣờ ả ƣờ ộ ẫ ƣờ ắ ù ằ , ả ) ( ) ế ƣợ ấ ƣ

Từ ắ ể ỉ N T ậ 9 ể ƣ ộ ậ ( 2.2).

P ầ ấ ƣ ƣợ é ế ấ ƣợ ủ ƣ ặ C 5, 7, 8, 9 ẽ ƣợ ụ ƣ ừ ƣợ ừ ủ ợ ƣ ạ ỗ ở ỉ ứ ầ ƣ ụ ụ

Mỗ ƣờ ù ƣ ạ ộ ù ƣ ơ ả ƣ ộ ậ và 7 ộ ù ƣ ơ ả ầ ƣ , , ủ , ạ , ị , ủ ả , ƣờ .

S ế ậ MIKE NAM 9 ể ƣ ể , ế ỉ MIKE BASIN ạ T Mỹ Kế ả ằ ƣ ỉ N T ậ ẽ ƣợ ụ ể ƣơ IV

Hình 2.2: S ồ p ân c a t u l u vực mô ìn MIKE Bas n Sơ ƣợ ở 2 10 ề ạ

Hình 2.3: S ồ cân bằn n ớc t eo p n n ện tr n

CHƯƠNG 3