4. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu:
2.2.Nghiên cứu sự biến đổi của các yếu tố khí tượng
2.2.1.Nghiên cứu xác định lượng mưa tưới và các yếu tố ảnh hưởng của Biến đổi
khí hậu.
1.Tính toán xác định lượng mưa tưới thiết kế.
a) Tính toán mưa tưới thiết kế cho thời kì hiện tại.
Căn cứ vào đặc điểm khí hậu, kế hoạch canh tác của vùng thì tính toán tưới cho cây lúa tính theo cơ cấu 2 vụ lúa (CX và M) như sau:
Vụ Chiêm Xuân: từ tháng I đến tháng V Vụ Mùa : từ tháng VI đến tháng IX
Việc tính toán mưa tưới thiết kế bao gồm: Xác định lượng mưa tưới thiết kế và mô hình mưa thiết kế. Căn cứ vào các quy phạm, quy trình và mức độ quan trọng của vùng chọn tần suất tưới bằng tần suất mưa P = 85%. Từ đó xác định mô hình mưa vụ thiết kếtheo mô hình mưa vụđiển hình. Các bước thực hiện như sau:
- Tính lượng mưa từng thời vụ cho lúa ứng với tần suất P = 85%
- Chọn mô hình mưa vụ điển hình: mô hình mưa vụ điển hình được chọn dựa trên 3 yêu cầu:
+ Có lượng mưa vụđiển hình xấp xỉlượng mưa vụ thiết kế + Có sự phân phối bất lợi
+ Có tính thường xuyên xuất hiện (sốđông) - Xác định hệ số thu phóng:
inh Muavudienh ke Muavuthiet X X K dh vp v = =
- Thu phóng mô hình mưa điển hình thành mô hình mưa vụ thiết kế
Tính toán mưa tưới thiết kế với liệt số liệu dài 43 năm từ năm 1970 đến năm 2012. Trạm được chọn để tính toán là trạm Bái Thượng(Vị trí: 105o23’ Kinh độ Đông, 19o54’ vĩ độ Bắc, nằm trên địa bàn huyện Thọ Xuân- tỉnh Thanh Hóa)
Ứng dụng phần mềm tính toán thủy văn “TSTV-2002” của tác giả Đặng Duy Hiển – Cục quản lý tài nguyên nước và công trình Thủy lợi để tính toán.
Kết quả tính toán
Từ liệt tài liệu mưa năm của trạm Bái Thượng, tiến hành tính toán vẽ đường tần suất theo phương pháp đường thích hợp được kết quảnhư sau:
Bảng 2- 1: Kết quả tính toán các thông số thống kê X, Cv,Cs
Thời vụ X Cv Cs
Lúa Chiêm 455,9 0,3 0,36
Lúa Mùa 1155,3 0,31 1,05
Bảng 2- 2: Bảng thống kê chọn mô hình mưa đại diện ứng với từng thời vụ
Thời vụ Xp=85% Năm ứng với Xđh Xđh
Lúa Chiêm 301,5 2007 324,1
Lúa Mùa 806,11 2010 772,1
Dựa vào số liệu và công thức đã cho ở trên ta có kết quả tính toán hệ số thu phóng như sau: Lúa Chiêm: 0,93 1 , 324 5 , 301 % 85 1 = = = = dh P X X k Lúa vụ Mùa: 1,044 1 , 772 11 , 806 % 85 1 = = = = dh P X X k
b) Tính toán mưa tưới thiết kế cho thời kì nền
Trong vấn đề này, thời kỳ nền đã được xác định theo tài liệu “kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam năm 2012” và tài liệu hướng dẫn “đánh giá tác động của BĐKH và xác định các giải pháp thích ứng” của Viện Khoa học khí tượng thủy văn và môi trường ra năm 2011 thì thời kì nền là từ 1980-1999.
Kết quả tính toán
Từ liệt tài liệu mưa năm ở thời kì nền của trạm Bái Thượng, tiến hành tính toán vẽ đường tần suất theo phương pháp đường thích hợp được kết quảnhư sau:
Bảng 2- 3: Kết quả tính toán các thông số thống kê X, Cv,Cs (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thời vụ X Cv Cs
Lúa Chiêm 500,8 0,31 0,2
Lúa Mùa 1146,9 0,29 1,04
Bảng 2- 4: Bảng thống kê chọn mô hình mưa đại diện ứng với từng thời vụ
Thời vụ Xp=85% Năm ứng với Xđh Xđh
Lúa Chiêm 340,89 1980 336,2
Lúa Mùa 822,28 1999 831,3
Dựa vào số liệu và công thức đã cho ở trên ta có kết quả tính toán hệ số thu phóng như sau: Lúa Chiêm: 1,014 3 , 336 89 , 340 % 85 1 = = = = dh P X X k Lúa vụ Mùa: 0,99 3 , 831 28 , 822 % 85 1 = = = = dh P X X k
2.Tính toán một vài đặc trưng khí tượng khác
Ngoài mưa, các đặc trưng khí tượng khác cũng có tác động đến sự hình thành dòng chảy trên lưu vực và ảnh hưởng tới công trình và yêu cầu nước của cây trồng đó là: nhiệt độ, độ ẩm, số giờ nắng, tốc độ gió. Ta chọn trạm Bái Thượng để tính toán các đặc trưng khí tượng.
Bảng 2- 5: Nhiệt độ bình quân tháng trạm Bái Thượng
Đơn vị :oC
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Trung bình 16,5 17,5 20,1 23,9 27,0 28,2 28,4 27,6 26,6 24,3 21,2 18,0
Bảng 2- 6: Độ ẩm không khí trung bình tháng trạm Bái Thượng
Đơn vị : %
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Trung bình 86,0 87,0 88,0 88,0 84,0 84,0 83,0 86,0 86,0 84,0 83,0 83,0
Bảng 2- 7: Tốc độ gió trung bình tháng tại trạm Bái Thượng
Đơn vị: m/s
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Trung bình 1,3 1,5 1,3 1,4 1,3 1,2 1,3 1,2 1,3 1,3 1,3 1,2
Bảng 2- 8: Lượng bốc hơi trung bình tháng trạm Bái Thượng
Đơn vị (mm)
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Trung bình 47,7 42,7 44,8 56,6 82,4 79,5 85,8 67,4 66,3 72,3 70,5 67,1
Bảng 2- 9: Số giờ nắng trung bình tháng trạm Bái Thượng
Đơn vị : Giờ
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Trung bình 2,7 1,8 1,8 3,6 6,5 6,3 6,8 5,6 5,6 5,5 4,3 4,2
2.2.2. Nghiên cứu xác định lượng mưa tưới dưới ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu
theo kịch bản Biến đổi khí hậu phục vụ cho việc xác định mức tưới của các vụ
Đối với huyện Thọ Xuân nói riêng và tỉnh Thanh Hóa nói chung, mức thay đổi lượng mưa năm (%) so với thời kỳ 1980-1999 theo kịch bản phát thải trung bình B2 như sau:
Bảng 2- 10: Mức thay đổi kịch bản về lượng mưa theo kịch bản B2
Tỉnh, Thành Phố (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các mốc thời gian của thế kỷ 21
2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100
Thanh Hóa 1,1 1,7 2,3 3,0 (2,0 - 4,0) 3,7 4,3 4,8 5,3 5,8 (4,0 - 8,0)
(Nguồn: Kịch bản BĐKH & NBD,2012- Bộ TN&MT)
Theo kịch bản phát thải trung bình và cụ thể đối với khu vực huyện Thọ Xuân- tỉnh Thanh Hóa, ta có bảng kết quả tổng hợp về sự thay đổi về lượng mưa theo từng tháng trong tương lai như sau (tính cho giai đoạn năm 2030, 2050):
Bảng 2- 11: Mức thay đổi lượng mưa năm (%) ứng với năm 2030
(Từ T3 đến T5 lượng mưa giảm, các tháng còn lại lượng mưa tăng)
Tỉnh, Thành Phố T12-T2 T3-T5 T6-T8 T9-T11
Thanh Hóa 1,0 -1,4 3,4 1,3
(Nguồn: Kịch bản BĐKH & NBD,2012- Bộ TN& MT) Bảng 2- 12: Mức thay đổi lượng mưa năm (%)ứng với năm 2050
(Từ T3 đến T5 lượng mưa giảm, các tháng còn lại lượng mưa tăng)
Tỉnh, Thành Phố T12-T2 T3-T5 T6-T8 T9-T11
Thanh Hóa 1,8 -2,6 6,2 2,4
(Nguồn: Kịch bản BĐKH & NBD 2012- Bộ TN& MT)
Cách xác định mô hình mưa tưới thiết kế theo kịch bản biến đổi khí hậu: Theo thủy văn : Xp = Kp.X
Mà Xtl = Xnền + ΔX
Trong đó: ΔX = (% lượng mưa tăng trong tương lai ). Xnền
→ Lượng mưa trung bình trong tương lai: Xtl(P=75%) = Kp. (X + ΔX)
Nhận xét:
Theo kịch bản phát thải trung bình B2, trong các năm tương lai 2030 và 2050 thì lượng mưa giảm từ tháng 3- tháng 5, các tháng còn lại lượng mưa đều tăng. Sự thay đổi lượng mưa giữa các tháng trong một vùng cũng tương đối khác nhau, có tháng nhiều có tháng ít. Đối với lượng mưa tăng, tháng tăng ít nhất khoảng 1,0%; có tháng tăng nhiều nhất khoảng 6,2%. Đối với lượng mưa giảm thì sự chênh lệch là không lớn trong khoảng 1,4%- 2,6%. Chính vì sự thay đổi lượng mưa trong tương lai đó nên nhu cầu nước cho lúa của từng vùng trong từng tháng là khác nhau.
Vào năm 2030, theo kịch bản phát thải trung bình B2, sự giảm lượng mưa vào mùa xuân (T3-T5) là 1,4%, các tháng còn lại lượng mưa tăng là 1,0- 3,4% so với thời kỳ nền. Tình trạng thiếu nguồn nước đến, dòng chảy phân phối không đều theo không gian và thời gian ảnh hưởng đến nhu cầu nước cho lúa.
Đến năm 2050, cũng theo kịch bản phát thải trung bình B2, sự giảm lượng mưa vào mùa xuân lớn hơn là 2,6%, các tháng còn lại lượng mưa tăng tương ứng là 1,8% - 6,2% so với thời kỳ nền. Tình trạng thiếu nước vẫn tập trung vào mùa kiệt từ tháng 12 đến tháng
5) Nghiên cứu xác định sự thay đổi nhiệt độ dưới ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu theo kịch bản Biến đổi khí hậu phục vụ cho việc xác định mức tưới các vụ
Đối với huyện Thọ Xuân nói riêng và tỉnh Thanh Hóa nói chung, mức tăng nhiệt độ (0C) trung bình năm so với thời kỳ 1980-1999 theo kịch bản phát thải trung bình B2 như sau:
Bảng 2- 13: Mức thay đổi kịch bản về nhiệt độ theo kịch bản B2
Tỉnh, Thành Phố
Các mốc thời gian của thế kỷ 21
2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100
Thanh Hóa 0,5 0,7 1,0 1,2 (1,0 - 1,4) 1,5 1,7 2,0 2,2 2,4 (2,2 - 2,8)
(Nguồn: Kịch bản BĐKH & NBD,2012- Bộ TN&MT) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Theo kịch bản phát thải trung bình và cụ thể đối với với khu vực huyện Thọ Xuân- tỉnh Thanh Hóa, ta có bảng kết quả tổng hợp về mức thay đổi về nhiệt độ theo từng tháng trong tương lai như sau (tính cho giai đoạn năm 2030, 2050):
Bảng 2- 14: Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (0C) ứng với năm 2030
Tỉnh, Thành
Phố T12-T2 T3-T5 T6-T8 T9-T11
Thanh Hóa 0,7 0,7 0,6 0,7
Bảng 2- 15: Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (0C) ứng với năm 2050
Tỉnh, Thành
Phố T12-T2 T3-T5 T6-T8 T9-T11
Thanh Hóa 1,3 1,4 1,1 1,2
Tính toán nhiệt độ các mốc thời gian trong tương lai: Áp dụng công thức tính trung bình:
Nhiệt độ trung bình các tháng năm 2030 : t2030 = ttb+ Δt2030
Nhiệt độ trung bình các tháng năm 2050 : t2050= ttb+ Δt2050
Nhận xét:
Theo theo kịch bản phát thải trung bình (B2), nhiệt độ (0C) trung bình năm của từng thập kỷ của thế kỷ 21 so với thời kỳ1980-1999 cho tỉnh Thanh Hóa ngày càng tăng cao. Đối với từng thập kỉ thì mức tăng nhiệt độ chêch lệch nhiều. Riêng đối với năm 2030 và năm 2050 là năm được chọn để nghiên cứu thì mức tăng nhiệt độ giữa các tháng không giống nhau, có tháng tăng nhiều, có tháng tăng ít. Chính vì vậy nhu cầu nước cho lúa đối với từng tháng là khác nhau.
Vào năm 2030, theo kịch bản phát thải trung bình B2, sự gia tăng nhiệt độ trung bình hàng năm là 0,60
C - 0,70C và đến năm 2050 sự gia tăng nhiệt độ trung bình hàng năm là 1,10
C - 1,40C so với thời kỳ nền. Sự gia tăng nhiệt độ trung bình hàng năm kết hợp với sự thay đổi lượng mưa giữa các tháng dẫn đến sự thay đổi nhu cầu nước cho lúa và qua quá trình tính toán chi tiết mới có thể xác định nhu cầu nướctăng hay giảm.