Ảnh hưởng của nhiệt độ tăng do biến đổi khí hậu đến các thông số thủy văn và thành phần cân bằng nước tại lưu vực Dong Ér, Hungary

ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ TĂNG DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN
CÁC THÔNG SỐ THỦY VĂN VÀ THÀNH PHẦN CÂN BẰNG NƯỚC
TẠI LƯU VỰC DONG-ÉR, HUNGARY
Trần Quang Hợp1, 2
1
Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội
2
Đại học Szeged, Hungary
Tóm tắt
Các hiện tượng thời tiết cực đoan và biến đổi khí hậu đang xảy ra thường xuyên hơn ở khu
vực Trung Âu, trong đó có Hungary. Trong tương lai gần, các hiện tượng như hạn hán, mưa lớn
sẽ gia tăng và biến đổi khó lường hơn trước, gây nên những thiệt hại nghiêm trọng đến tài nguyên
nước của địa phương. Kết quả nghiên cứu về biến đổi khí hậu cho thấy, các hiện tượng thời tiết
cực đoan sẽ khó dự báo hơn trước, đặc biệt là trong bối cảnh số liệu thực đo cịn thiếu. Để có thể
đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến mơi trường và các hoạt động kinh tế - xã hội cần phải
nghiên cứu, tìm hiểu mối quan hệ tổng hợp giữa các thơng số, như: bốc thốt hơi, dịng chảy, độ
thấm, nước mặt, nước ngầm và các quá trình thủy văn. Đây là những thơng số cơ bản hình thành
nên cân bằng nước của khu vực. Trong bài nghiên cứu này, tác giả đã thiết lập lại một số các số
liệu đầu vào và phát triển thêm mơ hình MIKE SHE do DHI Hungary thiết lập, nhằm mục đích mơ
phỏng các quá trình thủy văn và cân bằng nước tại lưu vực Dong-ér, thuộc Hungary. Quá trình
thực hiện nghiên cứu đã sử dụng phương pháp one-at-time để phân tích độ nhạy của các số liệu
đầu vào. Cụ thể là số liệu nhiệt độ đầu vào đã được gia tăng phù hợp với các kịch bản biến đổi khí
hậu và các số liệu đầu vào khác vẫn giữ ngun theo mơ hình cơ sở của năm 2018. Bài báo xem
xét ảnh hưởng của nhiệt độ tăng đến các thông số thủy văn và các thành phần cân bằng nước, dựa
trên kết quả mô phỏng của các kịch bản. Kết quả mô phỏng năm 2018 sẽ là số liệu tham khảo để
làm cơ sở so sánh độ nhạy của của việc biến đổi số liệu nhiệt độ đầu vào đến các thông số thủy
văn và thành phần cân bằng nước trong bối cảnh biến đổi khí hậu.
Từ khóa: Kênh Dong-ér; MIKE SHE; Phân tích độ nhạy; Cân bằng nước.
Abstract
Effects of temperature increase by climate change on hydrological parameters and water
balance composition in Dong-ér basin, Hungary

Extreme weather and climate changes are emerging more frequently in Central Europe,
Hungary, and in the near future the increase in prolonged droughts, high-intensity precipitation
events and the temporal variations of precipitation are expected, which may increase the magnitude
of local water damages. As a result of climate change, these extreme weather events will be more
frequent, however it is difficult to predict them, as until now insufficient number of observations
are available on smaller watercourses and on refined territorial water balances. For the future
assessment of the environmental and economic impacts of climate change, it is essential to explore
the integrated relationship of evapotranspiration, runoff, infiltration, surface and subsurface
waters, and other hydrological processes, which can fundamentally describe regionally the water
management conditions. In this research, an earlier study on the catchment area of the main
canal of the Dong-ér Brook is pursued to continue the development of the MIKE SHE model in a
more complex manner. During the research process, one-at-time method was used to analyze the
sensitivity of the input data. Specifically, the input temperature data has been increased in line with
climate change scenarios and other input data do not change according to the base simulation of
Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

533


2018. Based on simulation results of scenarios, considering the influence of temperature rise on
hydrological parameters and water balance components. Using data from 2018 as reference, the
sensitivity of the changes in daily mean temperature has been assessed to estimate the effects of the
future climate change on hydrological parameters and water balance components.
Keywords: Dong-ér Brook; MIKE SHE; Sensitivity analysis; Water balance.
1. Giới thiệu
Quản lý tài ngun nước đóng vai trị quan trọng trong việc giảm nhẹ các ảnh hưởng của biến
đổi khí hậu cực đoan. Hiện tượng khí hậu cực đoan có thể được nhận biết dưới hình thức khơ hạn
với thời gian dài hơn, với cường độ lớn hơn và với tần suất thường xuyên hơn. Theo kết quả khảo
sát của Ladányi cùng các cộng sự (2014) tại miền Nam Hungary, hiện tượng khô hạn, thiếu nước

gây thiệt hại lớn hơn so với hiện tượng ngập úng. Cụ thể là biến đổi khí hậu, đặc biệt là khơ hạn
ảnh hưởng trực tiếp đến phát triển bền vững ngành nông nghiệp, qua đó, ảnh hưởng gián tiếp đến
an ninh lương thực (Singh, 2014, Ladányi, 2010). Theo quan sát thực tế tại Hungary, cứ 10 năm lại
có 04 năm xảy ra hiện tượng khơ hạn nghiêm trọng. Như vậy, cần phải có phương pháp tiếp cận
mang tính tổng hợp để có thể đánh giá từ nhiều góc nhìn khác nhau của mối quan hệ phức tạp giữa
các quá trình thủy văn và các thành phần cân bằng nước. Để thực hiện điều này cần phải có giải
pháp là ứng dụng cơng cụ là các mơ hình tổng hợp. Nhiệm vụ này đã được ghi rõ trong Kế hoạch
Quản lý lưu vực sông Tisza được ban hành bởi Tổng cục Quản lý nước Hungary (OVF) năm 2015.
Với sự phát triển của ngành công nghệ thông tin, ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
và các mơ hình thủy văn đã tạo điều kiện cho các nhà nghiên cứu có nhiều cơng cụ để thực hiện
các mơ phỏng hơn. Trong số các mơ hình thì mơ hình MIKE SHE nổi lên như một mơ hình tổng
hợp, một cơng cụ hiệu quả trong cơng tác quản lý tổng hợp tài ngun nước. Mơ hình cho thấy tính
hiệu quả trong việc mơ phỏng mối quan hệ tương tác giữa nước mặt và nước ngầm (Graham and
Butts, 2005). Nhóm tác giả Lu và các cộng sự (2006) đã có những nhận xét tích cực liên quan đến
tính hiệu quả của mơ hình trong việc mơ phỏng dịng chảy trên tồn lưu vực.
Mơ hình MIKE SHE được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu như là xác định ảnh hưởng
của biến đổi sử dụng đất đến cân bằng nước vùng chưa bão hòa và vùng bão hòa (Asadusjjaman
and Farnaz, 2014). Một số nghiên cứu lại kết hợp giữa MIKE SHE và GIS để mơ phỏng q trình
thủy văn trên các lưu vực khác nhau (Paparrizos và Maris, 2015; Právetz và các cộng sự, 2015) và
đánh giá ảnh hưởng của biến đổi sử dụng đất và biến đổi khí hậu đến nước ngầm và hệ sinh thái
do Keilholz và các cộng sự (2015) thực hiện. Mơ hình MIKE SHE cũng được áp dụng tại Hungary
như tại lưu vực kênh Fehértó-majsa. Lưu vực này nằm cách lưu vực Dong-ér về phía Nam do
Benyhe và các cộng sự thực hiện năm 2015. Nhóm tác giả đã ứng dụng cả ba mơ hình bao gồm
BUDYKO, HEC-RAS và MIKE SHE để mơ phỏng các quá trình thủy văn và nhận định rằng, mơ
hình MIKE SHE hiệu quả hơn nhiều so với hai mơ hình kia. Nhóm tác giả Leeuwen (2016) đã
kết hợp MIKE SHE và hình ảnh viễn thám để kiểm định mơ hình và cho thấy tính hiệu quả của
mơ hình MIKE SHE trong công tác dự báo mức độ, phạm vi và thời gian diễn ra ngập úng. Nhóm
nghiên cứu Nagy và các cộng sự (2019) đã xây dựng mô hình MIKE SHE để mơ phỏng ngập úng,
lập bản đồ ngập úng cho lưu vực kênh Dong-ér. Các nghiên cứu ở trên đều cho thấy một nhược
điểm của mơ hình này là cần rất nhiều số liệu đầu vào với chất lượng tốt. Tại lưu vực kênh Dongér, các số liệu là khơng đầy đủ, khơng có số liệu mực nước và lưu lượng nước ở các con kênh và

một số các thống số khác, như: chỉ số LAI, độ sâu của rễ, chỉ số độ dẫn thủy lực không được kiểm
định. Nagy và các cộng sự (2019) đã hiệu chỉnh mơ hình dựa trên số liệu thực đo của mực nước
ngầm vào mùa xuân năm 2015 và năm 2018. Kết quả là chênh lệch giữa kết quả mô phỏng và số
534

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững


liệu thực đo là 45 cm - kết quả có thể nói là khá tốt trong bối cảnh các thơng số khơng được kiểm
định và có nhiều những rủi ro. Kết quả cho thấy, mơ hình xây dựng cho lưu vực kênh Dong-ér đã
được hiệu chỉnh một cách tương đối chính xác và có thể kế thừa để tính tốn và phân tích các khía
cạnh khác của thủy văn trong mối quan hệ giữa nước mặt và nước ngầm. Nhu cầu hiểu rõ cân bằng
nước tại lưu vực có nhiều ảnh hưởng bởi hạn hán là cần thiết và đóng vai trị quan trọng trong cơng
tác quản lý, phân bổ, sử dụng hiệu quả và bền vững tài nguyên nước (The EU Water Framework
Directive, 2004; OVF, 2009). Hai tác giả là Sipos và Právecz (2014) đã nhận định rằng, chỉ với
cơng cụ mơ hình cân bằng nước cục bộ mới có thể tính tốn và đánh giá tính hiệu quả của việc sử
dụng nước bền vững trong mùa khô và tích trữ nước trong mùa mưa.
Một trong những lợi thế của mơ hình MIKE SHE là bao gồm một cơng cụ tính tốn cân bằng
nước tổng hợp và tồn diện tại cục bộ và cho toàn lưu vực trong mọi thời điểm mô phỏng. Số liệu
đầu ra của kết quả cân bằng nước bao gồm các dòng chảy, biến đổi lượng nước lưu trữ trong hệ
thống và các biến đổi về cán cân nước (DHI, 2017). Giá trị của các thơng số này đóng vai trị quan
trọng trong việc đánh giá cân bằng nước tại lưu vực kênh Dong-ér. Có rất nhiều các yếu tố tác
động trực tiếp và gián tiếp đến cân bằng nước tại lưu vực. Đầu tiên phải kể đến đó là lượng mưa và
nhiệt độ. Đây là hai yếu tố đóng vai trị chủ lực trong việc vận hành vịng tuần hồn nước và có ảnh
hưởng lớn đến cân bằng nước lưu vực. Câu hỏi được đặt ra là, các thông số thủy văn và các thành
phần cân bằng nước sẽ thay đổi thế nào khi số liệu đầu vào bị biến đổi do ảnh hưởng của biến đổi
khí hậu? Theo các nghiên cứu của Hamby (1994) và Lenhart và các cộng sự (2002) thì biến đổi số
liệu đầu vào ảnh hưởng đến kết quả của mơ hình và phải áp dụng phương pháp phân tích độ nhạy
xem thông số thủy văn nào hay thành phần cân bằng nước nào bị ảnh hưởng nhiều nhất.

Mục tiêu của nghiên cứu này là mô phỏng các điều kiện khí hậu khác nhau và áp dụng phương
pháp phân tích độ nhạy để đánh giá ảnh hưởng của biến đổi số liệu đầu vào đến các thông số thủy
văn và thành phần cân bằng nước. Có rất nhiều các phương pháp phân tích độ nhạy, tuy nhiên, phần
lớn các phương pháp đều có những độ phức tạp khác nhau, khó áp dụng cho lưu vực kênh Dong-ér.
Tác giả đã sử dụng phương pháp đơn giản nhất đó là phương pháp one-at-a-time. Với phương pháp
này thì chỉ một thơng số biến đổi, cịn lại các thơng số khác vẫn giữ ngun. Nhược điểm của phương
pháp phân tích độ nhạy này là chỉ phân tích cục bộ tại điểm nghiên cứu và khơng thể áp dụng cho
toàn bộ lưu vực (Hamby, 1994). Tuy nhiên, với việc mô phỏng linh hoạt trong không gian và thời
gian của mơ hình MIKE SHE thì nhược điểm này có thể được khắc phục. Để có cái nhìn tổng hợp và
tồn diện hơn về các q trình thủy văn đang diễn ra tại lưu vực nghiên cứu, tác giả đã kế thừa các số
liệu của mơ hình MIKE SHE, do Nagy và cộng sự xây dựng năm 2019 cho lưu vực kênh Dong-ér.
Tuy nhiên, để áp dụng phương pháp one-at-a-time, tác giả đã điều chỉnh, thay đổi, cập nhật các thông
số mới nhất và thiết lập mô đun tính tốn cân bằng nước tại lưu vực để đánh giá tổng hợp biến đổi
nhiệt độ có ảnh hưởng thế nào đến các thông số thủy văn và thành phần cân bằng nước. Để thực hiện
điều này cần phải (1) Xem xét tính phù hợp, xác định ưu và nhược điểm của mơ hình MIKE SHE cho
lưu vực nghiên cứu; (2) Mơ phỏng các q trình thủy văn và biến đổi cân bằng nước trong bối cảnh
số liệu nhiệt độ đầu vào thay đổi; (3) Các kết quả mô phỏng được so sánh với nhau để xác định độ
nhạy của các thông số thủy văn và thành phần cân bằng nước. Như vậy, mục tiêu của nghiên cứu này
là đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, đặc biệt là nhiệt độ đến các thông số thủy văn và thành
phần cân bằng nước trong tương lai tại lưu vực Dong-ér, Hungary.
2. Vùng nghiên cứu
Lưu vực kênh Dong-ér nằm ở khu vực sườn cát, thuộc đồng bằng giữa sông Danube và sơng
Tisza, cách biên giới phía Nam của Hungary là 50 km. Lưu vực có diện tích khoảng 2127 km2.
Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

535


Hình 1: Khu vực nghiên cứu

Lưu vực kênh Dong-ér bao gồm nhiều kênh nhỏ khác nhau và được xây dựng nhằm mục
đích thu gom nước chảy tràn rồi đổ vào dịng kênh chính là kênh Dong-ér. Kênh Dong-ér bắt nguồn
từ thị trấn Kiskunhalas và đổ vào sông Tisza tại khu vực thị trấn Baks (Hình 1). Quá trình khảo sát
thực địa cho thấy, đoạn đầu của dịng kênh có lưu lượng nước mặt rất thấp, thậm chí chỉ là lịng
kênh khô với nhiều loại thực vật khác nhau. Như vậy, nguồn nước mặt ở khu vực này không đủ
số lượng, vì vậy, lượng nước ngầm đã được sử dụng (Kozák, 2020). Ở những đoạn gần thị trấn
Kiskunhalas đã bắt đầu thấy có nhiều nước ở trong kênh. Lưu lượng nước của kênh Dong-ér vào
khoảng 2 - 3 m3/s, trong giai đoạn khơng có mưa. Trong khi đó, vào thời điểm mùa xn thì lưu
lượng nước trong kênh có thể đạt tới 20 - 30 m3/s. Tuy nhiên, vào những tháng mùa hè thì các kênh
tại lưu vực khơ hồn tồn (K&K Mérnưki Iroda Kft, 2013). Hướng gió chủ đạo ở lưu vực có hướng
Tây Bắc, với tốc độ gió trung bình vào khoảng 2 - 3 m/s. Ở lưu vực có đặc điểm là những đụn cát
thì gió có ảnh hưởng đến quá trình kiến tạo địa hình. Trong khi đó, địa hình lại tạo nên các hệ thống
dịng chảy mặt. Dịng kênh Dong-ér có hướng chảy từ phía Tây Nam về phía Đơng Bắc, trong khi
đó, các kênh phụ có hướng chảy từ phía Tây Bắc đổ vào kênh Dong-ér ở Đơng Nam. Trong mùa
mưa, nước ngầm có thể xuất hiện tại những vùng đất trũng và tạo nên hiện tượng ngập úng cục bộ
(Sipos và Právecz, 2014).
Theo nghiên cứu của Trung tâm Khí tượng Hungary (2018), dựa trên hai mơ hình khí hậu
khu vực và hai kịch bản biến đổi khí hậu thì nhiệt độ trung bình tại Hungary sẽ tăng từ 3 - 4 0C ở
cuối thế kỷ này và có thể chạm đến mức tăng lên 2 0C sớm hơn dự kiến. Lưu vực kênh Dong-ér là
một trong những khu vực chịu ảnh hưởng mạnh mẽ bởi hiện tượng khô hạn (Sipos and Právecz,
2014). Cũng theo số liệu của Trung tâm Khí tượng Hungary (OMSZ) và số liệu từ 25 trạm quan
trắc khí tượng trong giai đoạn từ năm 2010 đến năm 2018, lượng mưa trung bình năm tại khu vực
nghiên cứu vào khoảng 611 mm, nhưng vào những thời điểm cực đoan có thể chạm tới lương mưa
là 842 mm (trong năm 2014) hoặc rất thấp vào khoảng 203 mm (trong năm 2000). Trong giai đoạn
từ 2000 cho đến 2018, nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất là - 5,2 0C, đo được vào tháng 02 năm
536

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

2012 và tháng 01 năm 2017, nhiệt độ cao nhất là + 24,5 0C, đo được trong tháng 08 năm 2018. Độ
dày trung bình của tuyết trong các tháng mùa Đơng vào khoảng 18 - 22 cm. Theo tính tốn của Ủy
ban liên Chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC), thì nhiệt độ trung bình của Trái đất sẽ tăng 1.5 0C,
trong giai đoạn từ 2030 - 2052 (IPCC, 2018).
Tại lưu vực nghiên cứu, diện tích đất trồng trọt chiếm đến ~41 %, sau đó là diện tích đồng
cỏ, chiếm ~13 %, rừng lá rộng chiếm ~10 % trên tổng diện tích lưu vực, cịn lại những mục đích sử
dụng đất khác, như các mơ hình canh tác khác nhau, khu dân cư. Dựa trên bản đồ đất nông nghiệp,
các loại đất ở lưu vực rất đa dạng. Loại đất đặc trưng nhất là loại đất cát, Chernozem và đất nhiễm
mặn. Đây là những loại đất có độ thấm cao. Từ những năm 1970 đã có xu hướng suy giảm lượng
mưa ở khu vực. Điều này dẫn đến việc giảm mực nước ngầm ở khu vực đồng bằng giữa hai sông
Danube và Tisza (Fehér, 2019). Sau những năm mưa nhiều, tình trạng thiếu ngầm ở lưu vực đã
được khơi phục. Trên thực tế, đôi khi mực nước ngầm đã tăng đến mức có hại, gây ra hiện tượng
ngập úng cục bộ (Szatmári and van Leeuwen, 2013).
3. Số liệu và phương pháp nghiên cứu
3.1. Các số liệu sử dụng trong mơ hình
3.1.1. Số liệu khí tượng
Dữ liệu khí tượng quan trọng nhất trong một chu kỳ thủy văn là lượng mưa, nhiệt độ và sự
thoát hơi nước. Tại khu vực nghiên cứu, số liệu mưa quan trắc được bởi 25 trạm khí tượng trong
giai đoạn 2010 - 2018 đã được Cục Quản lý nước vùng hạ lưu sông Tisza (ATIVIZIG) cung cấp.
Theo đó, lượng mưa trung bình tháng của khu vực nghiên cứu dao động trong khoảng 46 mm.
Vào năm khơ hạn 2000, có thể đo được khoảng 29 mm ở Szeged (OMSZ, 2018a), nhưng một số
năm mưa nhiều như năm mưa 2014 với lượng mưa là 89 mm. Lưu trữ tuyết là một trong những
trạng thái vật lý của lượng mưa và chỉ khác ở thời gian chảy tràn và tham gia vào chu trình nước
chậm hơn. Nhiệt độ là một yếu tố có thể đẩy nhanh q trình chảy tràn hoặc hội tụ nước thơng
qua q trình tan chảy. Nhiệt độ cũng ảnh hưởng trực tiếp (bốc hơi nước trong ao, bốc hơi đất)
và gián tiếp (thoát hơi nước bởi thảm thực vật) đến bốc thoát hơi nước. Nhiệt độ biến đổi khiến
một số yếu tố khí hậu quan trọng cũng thay đổi theo, những yếu tố này ảnh hưởng lớn đến sự
cân bằng nước của khu vực. Dữ liệu nhiệt độ cho giai đoạn từ năm 2014 đến năm 2018 được
lấy từ cơ sở dữ liệu Đánh giá và Dữ liệu Khí hậu châu Âu (European Climate Assessment and

Dataset, ECAD). Dữ liệu nhiệt độ trung bình hàng ngày của năm 2000 được lấy từ cơ sở dữ liệu
OMSZ (2018a).
Bốc thốt hơi nước là thơng số khó xác định nhất. Khơng có số liệu thực đo và số liệu tính
tốn trong khu vực nghiên cứu. Để tính lượng bốc thốt hơi nước, Tổ chức Lương thực và Nơng
nghiệp của Liên Hợp Quốc (FAO) khuyến nghị kết hợp các phương trình FAO - 56 PenmanMonteith (Allen et al., 1998). Do thiếu dữ liệu đầu vào, việc sử dụng phương trình FAO - 56
Penman-Monteith bị hạn chế. Giá trị bốc thoát hơi nước tiềm năng (ETP) vẫn có thể được ước tính
dễ dàng và đơn giản hóa bằng hàm lũy thừa sau đây (Fiala và cộng sự, 2018):

=
ETP ET
=
e0.07T
ref
Trong đó:
ETref là giá trị bốc thoát hơi tham chiếu;
T là nhiệt độ Celsius.
Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

537


3.1.2. Số liệu thảm phủ thực vật
Trong mơ hình hiện tại đã xác định được 23 loại hình sử dụng đất khác nhau. Mỗi loại hình
thảm phủ thực vật có những đặc điểm khác nhau về khả năng tán ngăn nước, bốc hơi nước, thốt
hơi nước, hình thành dịng chảy và khả năng giữ nước của rễ. Mơ hình sử dụng Corine Land Cover
(EEA, 2018) làm tiêu chuẩn thực tế về sử dụng đất và quan trắc thảm phủ thực vật ở cấp độ châu Âu
(Feranec, 2016; Aune - Lundberg và Geir-Harald, 2020). Chỉ số diện tích Lá (LAI) được xác định
bằng sự kết hợp của hình ảnh MODIS (Myneni và cộng sự, 2015) và giá trị độ sâu của rễ được tham
chiếu từ kết quả của các nghiên cứu cho từng loại thảm phủ khác nhau (Nagy và cộng sự, 2019).

3.1.3. Số liệu đất
Việc xác định chính xác các đặc trưng của đất (hàm lượng nước của đất không bão hòa và
bão hòa) là rất quan trọng trong việc xây dựng mơ hình, vì cả Rakonczai và cộng sự (2011) và
Farsang (2014) đều chỉ ra mối quan hệ tương tác giữa đất và cân bằng nước. Các thông số của đất
trong mơ hình hiện tại được xây dựng dựa trên Cơ sở dữ liệu thủy lực đất 3D, với độ phân giải
250 m của châu Âu (Tosth và cộng sự, 2017). Nghiên cứu hiện tại được thiết lập dựa trên lớp đất
sâu 2 m của cơ sở dữ liệu này, đây là số liệu đáng tin cậy và tốt nhất hiện nay. Tác giả đã cập nhật
các thông số này vào mơ hình: hàm lượng nước bão hịa, độ dẫn thủy lực bão hòa và đường cong
giữ ẩm. Các thông số của các lớp địa chất sâu hơn được ước tính dựa trên 13 hồ sơ lỗ khoan, do
ATIVIZIG cung cấp.
3.1.4. Số liệu địa hình
Các điều kiện địa hình ảnh hưởng đáng kể đến các dòng chảy trên mặt đất và dịng chảy
ngầm, cho nên một mơ hình số độ cao (DEM) chính xác là rất quan trọng cho một mơ hình tối ưu.
Nghiên cứu hiện tại dựa trên DEM, có độ phân giải 10 × 10 m. Để chạy mơ hình MIKE SHE, cần
phải chuyển đổi dữ liệu DEM thành tệp điểm lưới không gian (.dfs2). Tệp điểm được tạo bằng
ArcGIS và có thể được chuyển đổi thành tệp .dfs2 bằng hộp công cụ MIKE Zero (DHI, 2017). Số
liệu lưới khơng gian có thể được sử dụng làm dữ liệu đầu vào.
3.1.5. Số liệu hệ thống kênh
Trong mô hình này mạng lưới nước do ATIVIZIG cung cấp và nó có thể được phân thành hai
nhóm chính. Nhóm đầu tiên bao gồm các mạng lưới nước từ thời kỳ trước, cung cấp các dữ liệu về
bình đồ, dữ liệu mặt cắt và dữ liệu được thiết lập dưới dạng các điểm GIS 3D. Còn lại là các loại
kênh khác do ATIVIZIG quản lý. Trong trường hợp này, các số liệu bình đồ được cung cấp dưới
dạng Polyline shapefile, dữ liệu mặt cắt ngang được xác định theo trắc dọc. Những dữ liệu này
được thiết lập trong mô đun thủy lực chuyên dụng là MIKE Hydro. Mô đun cho phép lập mơ hình
hóa mạng lưới sơng và có thể được liên kết với mơ hình MIKE SHE để mơ phỏng tồn diện mơ
hình thủy văn của lưu vực nghiên cứu.
3.1.6. Dữ liệu nước ngầm
Nước ngầm có mực nước ổn định hơn và ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngồi hơn so
với vùng khơng bão hịa hoặc ở các kênh. Số liệu nước ngầm do ATIVIZIG cung cấp từ 33 trạm đo
nước ngầm, với tọa độ cụ thể từ năm 2010 đến năm 2018. Mực nước ngầm thay đổi theo địa hình

và đều đổ vào sơng Tisza. Theo số liệu quan trắc trong giai đoạn 2010 - 2018, mực nước ngầm cao
nhất thường xuất hiện vào tháng 04 - 05, thấp nhất vào tháng 10 - 12.
3.1.7. Các lớp tính tốn
Để mơ phỏng các q trình dịng chảy xảy ra trong vùng bão hòa, cần phải xác định các lớp
tính tốn. Sự phân bố khơng gian của của tầng chứa nước thấp nhất có độ sâu là - 75 m. Độ dày lớp
538

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững


tối thiểu được áp dụng với giá trị là 2 m, nhằm ngăn chặn các lớp có độ dày bằng 0 hoặc rất mỏng.
Để xác định các điều kiện biên ngồi, mơ hình này áp dụng Fixed head type, dựa trên tệp .dfs2,
phân bố theo không gian và thay đổi theo thời gian, được trích xuất từ mực nước ngầm. Mực nước
ngầm được thiết lập dựa trên dữ liệu cao độ nước ngầm hàng ngày, từ năm 2010 đến năm 2018.
Mực nước ngầm được chia thành các ô lưới với độ phân giải 200 m × 200 m. Sau đó, mơ hình nội
suy từ tệp.dfs2 theo thời gian và khơng gian đến biên đầu tại mỗi bước thời gian (DHI, 2017a).
3.1.8. Dữ liệu hiệu chỉnh
Mơ hình MIKE SHE được xây dựng cho lưu vực Dong-ér thiếu nhiều dữ liệu, như mực nước
trong kênh và lưu lượng để được hiệu chỉnh và kiểm định đầy đủ. Mơ hình hiện tại chỉ tập trung
hiệu chỉnh dựa trên dữ liệu nước ngầm cho mùa xuân năm 2018, bởi Nagy et al. (2019). So sánh
kết quả mô phỏng và dữ liệu đo được, phương sai khoảng 45 cm là đạt yêu cầu trong bối cảnh thiếu
các số liệu hiệu chỉnh và các yếu tố khơng chắc chắn (như bản đồ địa hình, đặc điểm thảm thực
vật và đặc điểm đất). Có nhiều thơng số cần hiệu chỉnh để mơ hình hồn thiện hơn, ví dụ, độ dẫn
thủy lực bão hòa để hiệu chuẩn dòng chảy khơng bão hịa và độ dẫn thủy lực, năng suất riêng, lưu
trữ cụ thể để hiệu chuẩn dòng nước ngầm. Tuy nhiên, do thiếu dữ liệu và không phải mục tiêu của
nghiên cứu cho nên đã không được đề cập đến.
3.2. Các số liệu đầu ra của mơ hình
Kết quả đầu ra của mơ hình MIKE SHE phụ thuộc vào q trình mơ phỏng đã chọn. Theo
Hướng dẫn sử dụng MIKE SHE (2017), mơ hình lưu kết quả trong 03 nhóm tệp như sau: (1) Tệp

ASCII, là danh mục tất cả các tệp đầu ra (.sheres) của mô phỏng; (2) Tệp đầu ra nhị phân chứa tất
cả thông tin tĩnh của mô phỏng (.frf); (3) Các tệp được tạo theo chuỗi thời gian, đơn giản hơn là
.dfs0, được xác định theo 02 chiều .dfs2 và theo 3 chiều .dfs3.
Trong nghiên cứu này, các kết quả ở định dạng .sheres và kết quả chuỗi thời gian (dfs0, dfs2
và dfs3) cho cân bằng nước được kiểm tra ở Bảng 2. Mô phỏng cân bằng nước có thể được thực
hiện với một mơ đun riêng biệt bằng cách tính tốn dữ liệu được lưu trữ trong tệp .sheres.
Cách hiểu thông thường cho rằng, tất cả nước chảy vào hệ thống là dương (+) và tất cả các
dòng chảy ra hoặc mất nước là âm (-). Dự trữ của hệ thống nước là dương (+), trong trường hợp
gia tăng lưu trữ. Thay đổi cân bằng nước cho kết quả là dương (+), nghĩa là, sự thay đổi trong lưu
trữ cộng với tổng dòng chảy ra nhỏ hơn tổng dòng chảy vào (∆Lưu trữ + Dịng chảy ra < Dịng
chảy vào).
Các thơng số thủy văn và các thành phần cân bằng nước được xem xét trong Bảng 1 và Bảng 2.
Bảng 1. Các thông số thủy văn đầu ra được sử dụng cho nghiên cứu
Các thơng số

Đơn vị

Bốc hơi nước thực thế

mm/ngày

Thốt hơi nước thực tế

mm/ngày

Bốc hơi đất thực tế

mm/ngày

Độ sâu của nước bề mặt

Dòng chảy mặt theo hướng x
và y
Dòng thấm vào vùng chưa bão
hịa

m
m3/s
mm/ngày

Ghi chú
Sự thốt hơi nước thực tế phụ thuộc vào lượng nước
sẵn có ở độ sâu của rễ và chỉ số diện tích lá (LAI)
Sự thốt hơi nước phần lớn qua các lỗ khí của lá.
Sự bốc hơi thực tế của đất phụ thuộc vào các yếu tố như
đặc điểm của đất, sử dụng đất, thảm thực vật.
Nó là lượng nước ở bề mặt.
Dòng chảy trên trục ngang và trục dọc
Dịng chảy thẳng đứng xuống sẽ có giá trị dương.

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

539


Các thơng số

Đơn vị

Sự thiếu hụt ở vùng chưa bão

hịa

mm

Lượng nước trung bình ở vùng
rễ
Lượng nước trung bình ở vùng
chưa bão hòa
Dòng chảy ngầm theo hướng
x và y

m3/s

Ghi chú
Sự thiếu ở vùng chưa bão hịa là lượng khơng khí có
trong vùng chưa bão hịa. Do đó, sự thiếu hụt giảm dần
có nghĩa là khơng khí bị nước đẩy ra ngồi nhiều hơn,
đất dần trở nên ẩm ướt hơn.
Nó phụ thuộc vào lượng mưa, đặc điểm của đất, dòng
nước ngầm và các đặc điểm của thảm thực vật.
Ngược lại với sự thiếu hụt ở vùng khơng bão hịa
Dịng nước ngầm chảy theo trục ngang và trục dọc.
Nguồn: DHI, 2017

Bảng 2. Các thành phần cân bằng nước đầu ra được sử dụng cho nghiên cứu
Tên các thành phần
Lượng mưa
Bốc thoát hơi nước
Các dòng chảy

Dòng chảy mặt biên vào
Dòng chảy mặt biên ra
Dòng chảy mặt vào sơng
Dịng chảy dưới đất biên vào
Dịng chảy dưới đất biên ra
Dịng chảy cơ sở vào sơng
Dịng chảy cơ sở từ sông
Các kho lưu trữ nước Lượng lưu trữ trên tán cây
Lượng lưu trữ tuyết
Lượng lưu trữ dưới đất bao gồm cả lưu trữ vùng chưa bão
hòa và lưu trữ vùng bão hòa
Biến đổi cân bằng nước

Đơn vị
mm
mm

mm

mm
mm
Nguồn: DHI, 2017

3.3. Q trình mơ phỏng
Trong giai đoạn đầu tiên của phân tích độ nhạy, dữ liệu đầu vào được chia thành hai nhóm,
phụ thuộc vào sự thay đổi theo thời gian của chúng. Nhóm đầu tiên là khơng thay đổi trong khoảng
thời gian dài, bao gồm: địa hình, mạng lưới nước (sơng và hồ), tính chất đất, đặc điểm địa chất.
Nhóm này có những thay đổi khơng đáng kể hoặc khơng thay đổi trong thời gian dài nếu khơng
có các tác động của con người. Nhóm cịn lại bao gồm các số liệu thay đổi nhanh chóng, có thể là
thay đổi trong từng phút, từng giờ, từng ngày hay theo mùa. Đó là lượng mưa ngày, nhiệt độ trung

bình ngày, lượng thoát hơi nước tham chiếu và lớp phủ đất (bao gồm cả thảm thực vật).
Sau đó, ba kịch bản mô phỏng MIKE SHE được xây dựng, bao gồm mơ phỏng cơ sở (BS),
mơ phỏng SIM1, SIM2 (Hình 2). Mô phỏng cơ sở (BS) được sử dụng để mô phỏng các quá trình
thủy văn tổng hợp và cân bằng nước ở lưu vực Dong-ér vào năm 2018. Lý do năm 2018 được chọn
để chạy mơ hình cơ sở là: (1) Mơ hình đã được hiệu chỉnh bởi Nagy và cộng sự (2019) theo mực
nước ngầm đo được vào năm 2018; (2) Dữ liệu về lớp phủ thực vật được lấy từ Corine Land Cover
năm 2018; (3) Các thông số van Genuchten về khả năng giữ ẩm và độ dẫn thủy lực được tác giả
540

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững


cập nhật từ Cơ sở dữ liệu thủy lực đất 3D trong năm 2017 (số liệu mới nhất); (4) Lượng mưa đo
được trong năm 2018 gần với mức trung bình nhiều năm. Kết quả mô phỏng cơ sở được sử dụng
làm giá trị tham chiếu để so sánh với các kịch bản mơ phỏng khác.
Phân tích độ nhạy của nhiệt độ là xác định ảnh hưởng của sự gia tăng nhiệt độ đến sự thay
đổi kết quả của các thông số thủy văn và các thành phần cân bằng nước. Dựa trên kết quả của IPCC
(2018) cho thấy, đến năm 2100, nhiệt độ trung bình tồn cầu sẽ tăng lên + 1,5 0C so với giai đoạn
1986 - 2005 theo kịch bản RCP 2.6 và theo các nghiên cứu về mơ hình khí hậu của OMSZ (2018b),
đến năm 2060, nhiệt độ sẽ tăng lên + 2 0C theo kịch bản cực đoan nhất là RCP 8.5. Trên cơ sở này,
số liệu nhiệt độ của mơ hình tham chiếu 2018 (BS) đã được tăng lên + 1,5 0C (SIM1) và + 2,2 0C
(SIM2). Trong khi, các thông số khác như là số liệu mưa, thảm phủ thực vật không thay đổi. Các
thơng số có mối quan hệ trực tiếp với nhiệt độ đều gia tăng với các mức độ khác nhau như thơng
số bốc thốt hơi (bốc hơi nước mặt, bốc hơi đất, bốc hơi lưu trữ trên cây, bốc hơi tuyết, thốt hơi
nước thực vật). Sau đó, kết quả mơ phỏng của ba mơ hình sẽ được phân tích và đánh giá.

Hình 2: Sơ đồ nghiên cứu
4. Kết quả
Do hạn chế về thời gian và khả năng lưu trữ cho nên các kết quả thủy văn chỉ được trích xuất

từ các ô lưới gần khu vực thị trấn Tiszaalpár, chứ khơng được trích xuất từ tồn bộ lưu vực.
Kết quả phân tích độ nhạy của các thơng số thủy văn dưới tác động của nhiệt độ tăng + 1,5
C và + 2,2 0C được thể hiện trong Hình 3. Sự thoát hơi nước thực tế tăng 41 %, dưới ảnh hưởng
của + 1,5 0C và tăng 67 % khi nhiệt độ hàng ngày tăng + 2,2 0C. Giá trị thiếu hụt vùng khơng bão
hịa cũng cho thấy độ nhạy cao, cụ thể, mức tăng lần lượt là 37 % và 57 %. Nhiệt độ tăng thêm
+ 1,5 0C làm cho sự thoát hơi nước thực tế tăng 6 % so với sự bốc hơi của đất. Sự thay đổi tỷ lệ
nghịch lớn nhất là dòng chảy trên đất liền theo hướng x, giảm 21 % đối với + 1,5 0C và giảm 28
% khi nhiệt độ tăng + 2,2 0C (Hình 3). Vì vậy, các thơng số thủy văn này nhạy cảm nhất đối với sự
gia tăng nhiệt độ.
0

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

541


Hình 3: Các thơng số thủy văn biến đổi do nhiệt độ tăng lên + 1,5 0C và + 2,2 0C, so với giá trị
tham chiếu vào ngày 10 tháng 8 năm 2018 (trục Y = 0)
Trong số các thông số thủy văn trong Hình 3, thâm hụt vùng khơng bão hịa, thốt hơi nước
thực tế và thẩm thấu vào vùng khơng bão hịa nổi lên là các yếu tố chính, có ảnh hưởng lớn đến
vịng tuần hồn thủy văn ở khu vực. Nhiệt độ tăng có ảnh hưởng lớn nhất đến giá trị của thâm hụt
khơng bão hịa. Ngồi ra, nhiệt độ tăng cũng làm tăng sự thoát hơi nước thực tế và làm giảm sự
thẩm thấu một cách tự nhiên. Các thơng số cịn lại có giá trị trong ngày nhỏ hơn 1,0 mm. Trong khi
đó, lượng mưa vào ngày 10 tháng 8 năm 2018 là bằng không. Điều này cho thấy, lượng nước được
mô phỏng trong ngày này có nguồn gốc từ nguồn nước đã được tích trữ ở lớp trên cùng của đất từ
giai đoạn trước. Lượng mưa chạm đến bề mặt đất, phần lớn thấm vào đất với tốc độ chậm và phần
còn lại sẽ chảy trên bề mặt theo hướng x (theo hướng dốc).

Hình 4: Cao độ địa hình và cao độ nước ngầm

Cuộc khảo sát thực địa vào tháng 7 năm 2020 cho thấy, nước bắt đầu có trong kênh Dongér, tại khu vực bên trong của thị trấn Kiskunhalas và lượng nước trong kênh tăng dần về phía sơng
542

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững


Tisza. Dựa trên những kết quả này, nhận định trên được khẳng định rằng nguồn gốc của dòng chảy
trong lưu vực Dong-ér khơng phải do lượng mưa hoặc dịng chảy từ bên ngoài vào. Câu hỏi đặt
ra là các kênh trong phạm vi nghiên cứu lấy nước từ đâu? Từ thị trấn Kiskunhalas trở xuôi xuống,
nguồn cung cấp nước của các kênh được xác định từ ba nguồn. Đầu tiên là nguồn nước ngầm từ
các khu vực có độ cao hơn chảy xuống khu vực thấp dưới tác động của trọng lực (Hình 4).
Dựa trên Hình 4 và theo nguyên tắc bình thơng nhau, nước ngầm sẽ liên tục cung cấp cho
vùng nước mặt từ các hướng Tây Bắc, Tây Nam và phía Tây. Ở những khu vực có độ chênh lệch,
giữa mực nước ngầm và cao độ địa hình khơng lớn, thậm chí mực nước ngầm cao hơn cao độ đáy
kênh như ở các khu vực gần các thị trấn Bugc, Tisszaalpár và Baks thì nước ngầm liên tục bổ sung
nước cho kênh và gây nên ngập úng tại các vùng đất trũng, như tại các thị trấn ven sơng Tisza. Như
vậy, có thể khẳng định, nước ngầm là nguồn cung cấp nước chính cho các con kênh tại lưu vực
nghiên cứu. Ngồi nguồn nước ngầm ra thì cịn hai nguồn nước, đó là lượng nước mưa trực tiếp bổ
sung cho các con kênh và nguồn nước thải từ các khu dân cư, tuy nhiên, theo quan sát thực tế thì
cả hai lượng nước này đều khơng đáng kể.
Để xem xét mối quan hệ và mối tương quan giữa các thành phần cân bằng nước cho toàn bộ
lưu vực, tác giả đã sử dụng mơ-đun tính tốn cân bằng nước của mơ hình MIKE (Hình 5 và Bảng 3).

Hình 5: Các thành phần cân bằng nước biến đổi do nhiệt độ tăng lên + 1,5 0C và + 2,2 0C so
với giá trị tham chiếu trong cả năm 2018 (trục Y = 0)
Bảng 3. Các thành phần cân bằng nước biến đổi do nhiệt độ tăng lên + 1,5 0C và + 2,2 0C so
với giá trị tham chiếu trong cả năm 2018
Các thơng số

Lượng mưa
Bốc thốt hơi nước
Dịng chảy mặt từ bên ngồi chảy vào
Dịng chảy mặt chảy ra bên ngồi
Lưu trữ bởi tán cây
Lưu trữ tuyết
Dịng chảy mặt bổ sung cho kênh
Lưu trữ nước mặt
Lưu trữ tại vùng khơng bão hịa
Lưu trữ tại vùng bão hịa

Giá trị tham
chiếu năm 2018
(+) 589
(-) 795
0
(-) 1042
0
0
(-) 9
14
- 98
- 39

+ 1,5 0C + 2,2 0C
(+) 589 (+) 589
(-) 889 (-) 924
0
0
(-) 1036 (-) 1032

0
0
0
0
(-) 7
(-) 6
12
11
- 153
- 168
- 55
- 63

Biến đổi
(%)
0
12
0
-1
0
0
- 22
- 14
- 56
- 41

Biến đổi
(%)
0
16

0
-1
0
0
- 33
- 21
- 71
- 62

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

543


Dòng chảy cơ bản vào các kênh
Dòng chảy cơ bản từ các kênh
Dịng chảy ngầm từ bên ngồi vào
Dịng chảy ngầm chảy ra bên ngồi
Dịng thấm đã bao gồm bốc thoát hơi
Thoát nước đã bao gồm bốc thoát hơi
Biến đổi cân bằng nước

(-) 12
(+) 4
(+) 1132
(-) 101
(+) 109
(-) 1170
(-) 357

(-) 11
(-) 10
(+) 4
(+) 4
(+) 1137 (+) 1140
(-) 97
(-) 95
(+) 64
(+) 43
(-) 1154 (-) 1147
(-) 506 (-) 554

-8
0
0
-4
- 41
-1
42

- 17
0
1
-6
- 61
-2
55

Lưu ý: Ký hiệu trong ngoặc chỉ hướng của dịng nước.

Khơng nằm trong ngoặc thể hiện giá trị của thông số

Dựa trên kết quả trong Bảng 3, các thành phần dòng chảy ngầm từ bên ngồi chảy vào, dịng
chảy mặt chảy ra bên ngồi và bốc thốt hơi nước có ảnh hưởng lớn đến cân bằng nước tại khu vực
nghiên cứu. Cân bằng nước của lưu vực Dong-ér phụ thuộc nhiều vào ảnh hưởng của dịng chảy
ngầm từ bên ngồi vào. Sự thoát hơi nước tăng khi nhiệt độ tăng, làm giảm đáng kể lượng lưu trữ
dưới đất (bao gồm lưu trữ tại vùng khơng bão hịa và vùng khơng bão hòa, từ -48,5 % đến - 66,5
%). Lưu trữ nước trên mặt đất giảm từ - 14 % xuống - 21 %, do đó, dịng chảy cơ bản vào các kênh
và các nguồn nước bổ sung cho kênh cũng giảm theo. Nhiệt độ tăng khơng làm thay đổi dịng chảy
cơ bản từ các con kênh, vì vậy, giá trị khơng thay đổi so với năm 2018 (tất cả đều bằng 4 mm). Kết
luận, nhiệt độ tăng làm giảm khả năng giữ nước của các con kênh, đặc biệt là ở những nơi có địa
hình cao hơn mực nước ngầm.
Trong cả ba điều kiện nhiệt độ, giá trị của dòng chảy mặt từ bên ngồi chảy vào đều bằng
khơng, do đó ranh giới lưu vực bề mặt đã được xác định chính xác. Sự thay đổi của lưu trữ tán cây
và lưu trữ tuyết trong cả ba điều kiện nhiệt độ đều bằng không, điều này là do các giá trị đều rất
nhỏ, nhỏ hơn 0,03 mm, nên khi làm tròn số bằng khơng.
Dịng chảy ngầm từ bên ngồi chảy vào rất ổn định và đóng một vai trị quan trọng trong việc
cân bằng nước của lưu vực Dong-ér. Dòng chảy ngầm chảy ra bên ngồi có xu hướng giảm từ - 4
% xuống - 6 % Một phần do quá trình di chuyển đã thấm xuống, bổ sung cho nước ngầm và phần
cịn lại do bốc thốt hơi bởi thực vật. Khi xem xét các giá trị của hai thông số thấm và thốt đã bao
gồm bốc thốt hơi, có thể kết luận rằng, trong khi nhiệt độ tăng thì độ thấm giảm mạnh hơn (- 41
% và - 61 %), cịn độ thốt giảm ít hơn.
Sự thay đổi cân bằng nước của năm 2018 vào khoảng -3 57 mm, cụ thể là 758 triệu m3 nước
đã thoát ra khỏi hệ thống. Sự gia tăng nhiệt độ + 1,5 0C và + 2,2 0C làm giảm cân bằng nước của
lưu vực Dong-ér, lần lượt là 42 % và 55 %, tức là, giảm hơn 316 triệu m3 và 418 triệu m3 nước so
với năm 2018. Nhiệt độ tăng có tác động trực tiếp và gián tiếp làm tăng lượng nước thất thốt do
bốc thốt hơi nước và do đó, cân bằng nước của lưu vực bị giảm đáng kể. Dựa trên những kết quả
này, có thể kết luận rằng, các thành phần, như sự lưu trữ dưới đất, dòng thấm đã bao gồm bốc thoát
hơi, thay đổi cân bằng nước, dòng chảy mặt bổ sung cho kênh, lưu trữ nước mặt thay đổi ở mức độ
lớn hơn so với lượng bốc thoát hơi nước, tức là lớn hơn 12 % và 16 %. Vì vậy, các thơng số này

rất nhạy cảm với biểu hiện nhiệt độ ngày càng tăng của biến đổi khí hậu.
5. Kết luận
Các thơng số, như: sự thâm hụt vùng chưa bão hòa, dòng thấm vào vùng khơng bão hịa, bốc
thốt hơi nước và dịng chảy mặt,... có ảnh hưởng lớn trong tuần hồn thủy văn và có độ nhạy cao
với các điều kiện biến đổi khí hậu. Lượng mưa nhanh chóng thấm đất và lưu trữ tạm thời ở lớp đất
phía trên và thấm vào các lớp sâu hơn của đất với thời gian chậm trễ và phần còn lại sẽ chảy trên bề
544

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững


mặt theo hướng x (theo hướng dốc). Trong thời gian này, một lượng lớn nước sẽ rời khỏi hệ thống
thông qua q trình thốt hơi nước.
Dựa trên mối quan hệ giữa các biểu hiện của biến đổi khí hậu và các thành phần cân bằng
nước có thể kết luận, dịng chảy ngầm từ bên ngồi vào và bốc thốt hơi nước là hai động lực chính
hình thành và điều hịa cân bằng nước của lưu vực Dong-ér. Theo kết quả mô phỏng cho thấy, cân
bằng nước trong lưu vực Dong-ér được xác định đáng kể bởi dòng chảy ngầm từ bên ngồi vào vì
cung cấp liên tục khoảng ~ 90 % lượng nước bề mặt. Dòng chảy ngầm từ bên ngồi vào khơng cho
thấy mối quan hệ tương tác với sự thay đổi nhiệt độ. Trong khi đó, sự bốc thoát hơi nước phụ thuộc
rất nhiều vào nhiệt độ. Do xu hướng khí hậu nóng lên, khả năng giữ nước của các kênh trong lưu
vực Dong-ér có xu hướng giảm dần. Đặc biệt là ở những khu vực có mực nước ngầm sâu hơn lịng
kênh. Các thành phần đóng vai trò quan trọng trong cân bằng nước của lưu vực Dong-ér theo thứ
tự giảm dần như sau: Dòng chảy ngầm từ bên ngồi vào; Dịng chảy mặt chảy ra bên ngồi; Bốc
thốt hơi nước và lượng mưa. Tuy nhiên, trong số các thành phần, lưu trữ nước dưới đất (bao gồm
lưu trữ tại vùng bão hịa và khơng bão hịa), dịng thấm đã bao gồm bốc thốt hơi, dịng chảy mặt
bổ sung cho kênh, lưu trữ nước mặt và bốc thoát hơi nước là nhạy cảm nhất với biến đổi khí hậu.
Dựa trên sự thay đổi cân bằng nước của mơ hình, nhiệt độ tăng + 1,5 0C và + 2,2 0C làm mất
nhiều nước hơn so với năm 2018. Điều này làm cho cân bằng nước của lưu vực Dong-ér ở trong
tình trạng thiếu nước ngày càng trầm trọng hơn.

Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, mơ hình MIKE SHE và mơ đun tính tốn cân bằng nước
là những cơng cụ hữu ích để phân tích và đánh giá ảnh hưởng của biến đổi điều kiện khí hậu đến
các vịng tuần hồn thủy văn. Tuy nhiên, mơ hình MIKE SHE cũng có những nhược điểm, như: chỉ
tính được độ thấm theo phương thẳng đứng, điều này dẫn đến kết quả tính tốn khơng hồn tồn
đúng tại những khu vực có độ dốc lớn. Bên cạnh đó, việc cần nhiều dữ liệu đầu vào với chất lượng
tốt và sự thay đổi điều kiện môi trường trong tương lai là những vấn đề cần được cải thiện nên giá
trị tính tốn của các thơng số khơng thể chính xác tuyệt đối nhưng cung cấp giá trị gần đúng và xu
hướng biến đổi.
Kết quả của nghiên cứu này có thể là tài liệu tham khảo cho các nhà quản lý và các bên liên
quan khác trong việc quy hoạch, quản lý và sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên nước đang trong
tình trạng suy giảm về số lượng trong bối cảnh biến đổi khí hậu đang diễn ra ngày càng phức tạp.
Lời cảm ơn: Tác giả xin được cảm ơn Công ty DHI Hungary đã cấp phép sử dụng mơ hình
MIKE SHE. Xin cảm ơn Cục trưởng Cục Quản lý nước vùng hạ lưu sông Tisza (ATIVIZIG) Dr.
Kozák Péter và các đồng nghiệp vì những lời khun và hỗ trợ chun mơn. Tôi biết ơn Prof. Dr.
Rakonczai János đã hỗ trợ và động viên cho việc viết bài báo này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration - guidelines for
computing crop water requirements. FAO Irrigation and drainage paper 56. Food and Agriculture
Organization, Rome. />[2]. Asadusjjaman, S., Farnaz, A. (2014). Investigation of Water Balance at Catchment Scale
using MIKE-SHE. International Journal of Engineering and Computer Science 3, 8882 - 8887.
[3]. ATIVIZIG (2016). River Basin Management Plan 2 - 20 Lower Tisza right
bank planning subunit (in Hungarian). Online available at />C8F99A5D-2864-455E-85D6-7FB53AF0D179/VGT2__2_20_Also_Tisza_jobb_part_vegleges.pdf.
[4]. Aune-Lundberg, L., Geir-Harald, S. (2020). The content and accuracy of the CORINE Land Cover

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

545

dataset for Norway. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. 96 (102266),
1-10. DOI: 10.1016/j.jag.2020.102266.
[5]. Benyhe, B., Právecz, T., Sipos, Gy. (2015). Assessment of different hydrological modelling software on
a lowland minor catchment. In: Blanka, V., Ladányi, Zs. (Ed.) Drought and Water Management in South
Hungary and Vojvodina. University of Szeged. 279 - 289.
[6]. DHI (2017a). MIKE SHE Volume 1: User guide.
[7]. p/2017/Water_Resources/MIKE_SHE_Printed_V1.pdf
[8]. EEA (2018). Corine Land Cover 2018. European Environmental Agency. />data-and-maps/data/external/corine-land-cover-2018.
[9]. Farsang, A. (2014). The potential pedological effects of aridification due to climate change. In: Blanka,
V., Ladányi, Zs. (Ed.) Drought and Water Management in South Hungary and Vojvodina. University of
Szeged. 117 - 126.
[10]. Fehér, Z. Zs. (2019). Large scale geostatistical modelling of the shallow groundwater time series
on the Southern Great Hungarian Plain. Two approaches for spatiotemporal stochastic simulation of a
non-complete monitoring dataset. PhD dissertation. University of Szeged. DOI: />phd.10122.
[11]. Feranec, J., Soukup, T., Hazeu, G., Jaffrain, G. (2016). (Ed.). European landscape dynamics. Corine
land cover data. CRC-Press, Boca Raton. 9 - 14. DOI: />[12]. Fiala, K., Barta, K., Benyhe, B., Fehérváry, I., Lábdy, J., Sipos, Gy., Győrffy L. (2018). Operational
drought and water scarcity monitoring system (In Hungarian). Hungarian Journal of Hydrology. http://
publicatio.bibl.u-szeged.hu/17598/1/Fiala_et_al2018HidrologiaiKozlony.pdf.
[13]. Graham, D. N., Butts, M. (2005). Flexible, integrated watershed modelling with MIKE SHE. In:
Singh, V.P., Frevert, D.K. (Ed). In Watershed Models. CRC Press. 245-272. DOI: 10.1201/9781420037432.
ch10.
[14]. Hamby, D. M. (1994). A review of techniques for parameter sensitivity analysis of environmental models.
Environmental Monitoring and Assessment 32. 135 - 154. DOI: />[15]. IPCC (2018). Global Warming of 1.5 0C. Thematic Reports. />[16]. K&K Mérnöki Iroda Kft (2013). Harmonized activities related to extreme water management events
- especially flood, inland inundation and drought (in Hungarian). HUSRB/1203/121/145/01, Ref. No.:
T-51/2013.
[17]. Keilholz, P., Disse, M., Halik Ü. (2015). Effects of Land Use and Climate Change on Groundwater
and Ecosystems at the Middle Reaches of the Tarim River Using the MIKE SHE Integrated Hydrological
Model. MDPI, Water 7. 3040-3056. DOI: 10.3390/w7063040.
[18]. Kozák, P. (2020). Changes in surface runoff on the south-eastern slope of the Danube-Tisza Interfluve
Sand Ridge in the context of climate change. In: Farsang, A., Ladányi, Zs., Mucsi, L. (Ed.) Climate change

challenges - From global to local. (in Hungarian). GeoLitera, 109 - 115.
[19]. Ladányi, Zs. (2010). Climate change impact in a sample area of Danube-Tisza Interfluve. In: Kiss, T.
(Ed.): Natural geographical processes and forms. Natural Geography Studies of the 9th National Conference
of Geographical Doctoral Students, 93 - 98. (in Hungarian). />termeszetfoldrajzi_folyamatok_es_formak.pdf.
[20]. Ladányi, Zs., Blanka, V., Armenski, T., Stankov, U., Sipos, Gy. (2014). Interviewing agricultural
stakeholders and landowners. In: Blanka, V., Ladányi, Zs. (Ed.) Drought and Water Management in South
Hungary and Vojvodina. University of Szeged. 339 - 359.

546

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững


[21]. Lu, J., Sun, G., McNulty, G. S., Comerford, B. N. (2006). Evaluation and application of the MIKE
SHE model for a cypress­pine flatwoods watershed in North Central Florida. Interagency Conference on
Research in the Watersheds 2, 63 - 74.
[22]. Myneni, R., Knyazikhin, Y., Park, T. (2015). MCD15A2H MODIS/Terra+Aqua Leaf Area Index/
FPAR 8-day L4 Global 500m SIN Grid V006. NASA EOSDIS Land Processes DAAC. DOI: https://doi.
org/10.5067/MODIS/MCD15A2H.006.
[23]. Nagy, Zs.,  Pálfi, G., Priváczkiné Hajdú, Zs., Benyhe, B. (2019). Operation of canal systems and
multi-purpose water management - Dong-ér catchment (in Hungarian) In: Ladányi, Zs., Blanka, V. (Ed.)
Monitoring, risks and management of drought and inland excess water in South Hungary and Vojvodina.
University of Szeged. 83 - 96.
[24]. OMSZ (2018a). Observed changes in Hungary. (in Hungarian). />eghajlatvaltozas/megfigyelt_valtozasok/Magyarorszag/.
[25]. OMSZ (2018b). To the margin of the IPCC Thematic Report assessing a 1.5 degree global
temperature rise. (in Hungarian). />php?id=2334&hir=Az_IPCC_1,5_fokos_globalis_homerseklet-emelkedest_ertekelo_Tematikus_
Jelentesenek_margojara.
[26]. OVF (2015). Tisza River Basin Management Plan by General Directorate of Water Management. (in
Hungarian).

[27]. OVF (2016). Effects of climate change, hydrometeorological extremes (in Hungarian) .
hu/hu/korabbi-hirek-2/a-klimavaltozas-hatasai-hidrometeorologiai-szelsosegek.
[28]. Paparrizos, S., Maris, F. (2015). Hydrological simulation of Sperchios River basin in Central Greece
using the MIKE SHE model and geographic information systems. Applied Water Science 7, 591 - 599. DOI
10.1007/s13201-015-0271-5.
[29]. Právetz, T., Sipos, G., Benyhe, B., Blanka, V. (2015). Modelling runoff on a small lowland
catchment, Hungarian Great Plains. Journal of Environmental Geography 8 (1 - 2), 49 - 58. DOI: 10.1515/
jengeo-2015-0006.
[30]. Rakonczai, J., Farsang, A., Mezősi, G., Gál, N. (2011). Theoretical background of inland excess water
formation (in Hungarian). Hungarian Geographical Review 135 (4), 339 - 350. />[31]. Singh, A. (2014). Conjunctive use of water resources for sustainable irrigated agriculture. Journal of
Hydrology. 519, 1688 - 1697. />[32]. Sipos, Gy., Právecz T. (2014). Identification of water retention areas on the Dong-ér catchment using
GIS. In: Blanka, V., Ladányi, Zs. (Ed.) Drought and Water Management in South Hungary and Vojvodina.
University of Szeged. 157 - 167.
[33]. Szatmári, J., van Leeuwen, B. (2013) (Ed.). Inland Excess Water - Belvíz - Suvišne Unutrašnje Vode,
Szeged. University of Szeged. Novi Sad, University of Novi Sad. DOI: 10.13140/2.1.5143.3920.
[34]. The EU Water Framework Directive (2004). 1 - 4. DOI:10.2779/50903.
[35]. Tóth, B., Weynants, M., Pásztor, L., Hengl, T. (2017). 3D Soil Hydraulic Database of Europe at 250
m resolution. Hydrological Processes. DOI: 10.1002/hyp.11203. />[36]. Van Leeuwen, B., Právetz, T., Liptay Z. Á., Tobak, Z. (2016). Physically based hydrological modelling
of inland excess water. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences 11 (2), 497 - 510. http://
publicatio.bibl.u-szeged.hu/17155/.

Ngày chấp nhận đăng: 10/11/2021. Người phản biện: PGS.TS. Phạm Quý Nhân
Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

547