Tính Phân Phối Dõng Chảy Năm Của Trạm Thủy Văn Thành Mỹ Khi Hồ Chứa Đắk Mi 4 Vận Hành Có Kể Đến Biến Đổi Khí Hậu.pdf

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------

HUỲNH NGỌC HỢI

.

TÍNH PHÂN PHỐI DÕNG CHẢY NĂM CỦA TRẠM THỦY
VĂN THÀNH MỸ KHI HỒ CHỨA ĐẮK MI 4 VẬN HÀNH CÓ
KỂ ĐẾN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình Thủy

Đà Nẵng - Năm 2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------

HUỲNH NGỌC HỢI
.

TÍNH PHÂN PHỐI DÕNG CHẢY NĂM CỦA TRẠM THỦY
VĂN THÀNH MỸ KHI HỒ CHỨA ĐẮK MI 4 VẬN HÀNH CÓ
KỂ ĐẾN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình Thủy
Mã số: 60.58.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TÔ THÚY NGA

Đà Nẵng - Năm 2017


i
LỜI CẢM ƠN
Luận văn này đƣợc hoàn thành tại Khoa Thủy lợi - Thủy điện, Trƣờng Đại học
Bách khoa, Đại học Đà Nẵng.
Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS. Tô Thúy Nga, ngƣời cô đã
luôn cổ vũ, động viên, tận tình hƣớng dẫn và góp ý chỉ bảo trong suốt q trình học tập
và hồn thành luận văn này.
Học viên cũng xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới các Thầy,
Cô giáo trong Khoa Thủy lợi - Thủy điện thuộc trƣờng Đại học Bách khoa Đà Nẵng,
cùng hội đồng sƣ phạm nhà trƣờng đã tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức chun
mơn và kỹ thuật trong suốt q trình học tập.
Cảm ơn gia đình, cơ quan, bạn bè và đồng nghiệp đã cổ vũ, khích lệ và tạo điều
kiện thuận lợi trong q trình học tập và hồn thành luận văn này.
Do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi những
thiếu sót, vì vậy rất mong nhận đƣợc sự góp ý của các Thầy, Cơ và các bạn để luận
văn đƣợc hồn thiện hơn.
Đà Nẵng, tháng 7 năm 2017
Tác giả

Huỳnh Ngọc Hợi

ii
LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình
nào khác.
Tác giả đề tài

Huỳnh Ngọc Hợi


iii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. i
LỜI CAM ĐOAN ..........................................................................................................ii
MỤC LỤC .................................................................................................................... iii
TÓM TẮT LUẬN VĂN ..............................................................................................vii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................... viii
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................ ix
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ-ĐỒ THỊ ..................................................................... xi
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .................................................................................................... 1
2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 2
3. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................................... 2
3.1. Cách tiếp cận ........................................................................................................... 2
3.2. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 2
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài................................................................. 3
4.1. Đối với tác giả và các cơ sở ứng dụng kết quả nghiên cứu .................................. 3
4.2. Đối với kinh tế - xã hội và môi trường ................................................................... 3
5. Nội dung luận văn bao gồm ...................................................................................... 3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ................................................ 4

1.1. Khái niệm về biến đổi khí hậu ............................................................................... 4
1.2. Tổng quan về Biến đổi khí hậu đến tài nguyên nƣớc .......................................... 4
1.2.1. Biến đổi khí hậu trên phạm vi tồn cầu .............................................................. 4
1.2.2. Tình hình Biến đổi khí hậu ở Việt Nam .............................................................. 6
1.2.2.1. Nhiệt độ ........................................................................................................ 7
1.2.2.2. Lượng mưa.................................................................................................... 8
1.2.2.3. Khơng khí lạnh ............................................................................................. 8
1.2.2.4. Bão ................................................................................................................ 9
1.2.2.5. Mưa phùn ...................................................................................................... 9
1.2.2.6. Mực nước biển .............................................................................................. 9
1.3. Tổng quan về những nghiên cứu về tác động BĐKH đối với tài nguyên nƣớc
trên thế giới và ở Việt Nam ........................................................................................... 9
1.3.1. Các kịch bản được xây dựng trên thế giới ........................................................ 10
1.3.2. Các kịch bản được xây dựng tại Việt Nam ........................................................ 10
1.3.2.1. Kịch bản biến đổi khí hậu ........................................................................... 11
1.3.2.2. Về nhiệt độ .................................................................................................. 11
1.3.3.3. Về lượng mưa ............................................................................................. 12
1.3.3.4. Về độ ẩm ..................................................................................................... 12
1.3.3.5. Kịch bản nước biển dâng............................................................................ 12
NHẬN XÉT ................................................................................................................... 13


iv
CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU ................................. 17
2.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên ...................................................................................... 17
2.1.1. Vị trí địa lý khu vực ............................................................................................ 17
2.1.2. Địa hình .............................................................................................................. 18
2.2. Đặc điểm địa chất, thổ nhƣỡng khu vực nghiên cứu........................................ 19
2.2.1. Điều kiện địa chất ............................................................................................... 19
2.2.2. Điều kiện thổ nhưỡng, thảm thực vật................................................................ 20

2.2.2.1. Thổ nhưỡng................................................................................................. 20
2.2.2.2. Thực vật ...................................................................................................... 21
2.3. Đặc điểm khí tƣợng thủy văn của lƣu vực ......................................................... 22
2.3.1. Đặc điểm khí hậu ................................................................................................ 22
2.3.1.1. Nhiệt độ khơng khí ...................................................................................... 22
2.3.1.2. Độ ẩm của khơng khí ................................................................................. 22
2.3.1.3. Bốc hơi ....................................................................................................... 22
2.3.1.4. Gió, bão ...................................................................................................... 22
2.3.1.5. Nắng............................................................................................................ 22
2.1.1.6. Lượng mưa.................................................................................................. 23
2.3.2. Đặc điểm thuỷ văn .............................................................................................. 25
2.3.2.1. Mạng lưới sơng ngịi.................................................................................. 25
2.3.2.2. Dịng chảy năm .......................................................................................... 27
2.3.2.3. Dòng chảy lũ.............................................................................................. 32
2.3.2.4. Dòng chảy kiệt ........................................................................................... 34
NHẬN XÉT ................................................................................................................... 34
CHƢƠNG 3. THIẾT LẬP MƠ HÌNH THỦY VĂN TRÊN LƢU VỰC .................. 36
THÀNH MỸ .......................................................................................................................... 36
3.1. Tổng quan về mơ hình thủy văn.......................................................................... 36
3.1.1. Giới thiệu chung ................................................................................................. 36
3.1.2. Các bước thiết lập mơ hình ................................................................................ 37
3.1.3. Phân loại mơ hình dịng chảy ............................................................................ 37
3.1.3.1. Mơ hình hộp đen ........................................................................................ 37
3.1.3.2. Mơ hình quan niệm....................................................................................38
3.1.4. Các mơ hình thủy văn tiêu biểu ......................................................................... 40
3.1.4.1. Mơ hình MARINE ....................................................................................... 40
3.1.4.2. Mơ hình TANK ............................................................................................ 41
3.1.4.3. Mơ hình SSARR (Stream flow synthesis and Reservoir Regulation) .......... 41
3.1.4.4.Mơ hình HEC-HMS (Hydrologic Engineering Center-Hydrologic Modeling
System) ........................................................................................................................... 42

3.1.4.5. Mơ hình NAM (Nedbor-Afstromnings-Model hay Precipitation-RunoffModel) ............................................................................................................................ 43
3.1.5. Phân tích lựa chọn mơ hình thủy văn áp dụng mô phỏng cho lưu vực .......... 43


v
3.2. Khái qt mơ hình NAM ..................................................................................... 43
3.2.1. Các điều kiện ban đầu ........................................................................................ 44
3.2.1.1. Bể tuyết ...................................................................................................... 45
3.2.1.2. Bể chứa mặt ............................................................................................... 45
3.2.1.2. Bể sát mặt hoặc bể tầng rễ cây .................................................................. 45
3.2.1.3. Bốc thoát hơi nước .................................................................................... 45
3.2.1.3. Dòng chảy mặt ........................................................................................... 45
3.2.1.4. Dòng chảy sát mặt ..................................................................................... 46
3.2.1.5. Bổ sung dòng chảy ngầm ........................................................................... 46
3.2.1.6. Lượng ẩm của đất ...................................................................................... 46
3.2.1.7. Diễn tốn dịng chảy .................................................................................. 46
3.2.1.8. Diễn tốn dịng chảy ngầm ........................................................................ 47
3.2.2. Điều kiện ban đầu của mơ hình ......................................................................... 47
3.2.3. Các thơng số cơ bản của mơ hình ..................................................................... 47
3.3. Xây dựng mơ hình Mike Nam cho lƣu vực Thành Mỹ ..................................... 48
3.3.1. Dữ liệu đầu vào ................................................................................................... 48
3.3.2. Để đánh giá mức độ hiệu quả của mơ hình sử dụng các chỉ số sau................ 51
3.4. Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình tại trạm Thành Mỹ ........................... 51
3.4.1. Kết quả hiệu chỉnh mơ hình NAM .................................................................... 52
3.4.2. Kết quả kiểm định mơ hình NAM ...................................................................... 53
CHƢƠNG 4. MƠ PHỎNG DÕNG CHẢY ĐẾN LƢU VỰC THÀNH MỸ THEO
CÁC KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU KHI THỦY ĐIỆN ĐẮK MI 4 VẬN
HÀNH ..................................................................................................................................... 55
4.1. Áp dụng mơ hình MIKE NAM theo các kịch bản BĐKH cho lƣu vực thƣợng
lƣu Đắk Mi 4 - Thành Mỹ ........................................................................................... 55

4.1.1. Lựa chọn các kịch bản tính tốn ....................................................................... 55
4.1.1.1. Mực nước biển dâng .................................................................................... 55
4.1.1.2. Thay đổi lượng mưa .................................................................................... 55
4.1.1.3. Nhiệt độ trung bình gia tăng ....................................................................... 55
4.1.1.4. Gia tăng lũ lụt .............................................................................................. 56
4.1.1.5. Thay đổi hình thế bão .................................................................................. 56
4.1.1.6. Xâm nhập mặn và thiếu nước ngọt .............................................................. 56
4.1.2. Áp dụng mơ hình NAM mơ phỏng dòng chảy đến theo kịch bản BĐKH ....... 57
NHẬN XÉT ................................................................................................................... 60
NHẬN XÉT ................................................................................................................... 62
4.2. Thiết lập mơ hình vận hành điều tiết hồ chứa Đắk Mi 4 trên lƣu vực Thành
Mỹ bằng HEC-RESSIM.............................................................................................. 62
4.2.1. Cơ sở lý thuyết mơ hình HEC-RESSIM ............................................................ 62
4.2.1.1. Tính tốn lưu lượng xả phát điện qua các hồ chứa Đắk Mi 4 trên lưu vực
Thành Mỹ bằng mơ hình HEC-RESSIM ........................................................................ 63


vi
4.2.1.2. Môđun mạng lưới hồ (Reservoir network) ................................................. 65
4.2.1.3. Môđun mơ phỏng (Simulation) ................................................................... 66
4.2.2. Thiết lập mơ hình hệ thống hồ chứa Đắk Mi 4 bằng HEC-RESSIM.............. 66
4.3. Vai trò của hệ thống hồ chứa trong cân bằng nƣớc hệ thống và nhiệm vụ tính
tốn điều tiết hồ chứa .................................................................................................. 68
4.4. Mô phỏng vận hành hệ thống Hồ chứa Đắk Mi 4 trên lƣu vực Thành Mỹ
bằng mơ hình HEC-RESSIM ..................................................................................... 70
4.4.1. Mô phỏng hệ thống hồ chứa theo quy trình liên hồ chứa ................................ 70
4.4.2. Kịch bản mơ phỏng điều tiết có xét đến biến đổi khí hậu ................................ 71
4.4.3. Kết quả mô phỏng ............................................................................................... 71
NHẬN XÉT ................................................................................................................... 74
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................................ 75

Kết luận ........................................................................................................................ 75
Kiến nghị ...................................................................................................................... 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 76
Tiếng Việt ..................................................................................................................... 76
Tiếng Anh ..................................................................................................................... 77


vii
TÍNH PHÂN PHỐI DÕNG CHẢY NĂM CỦA TRẠM THỦY VĂN THÀNH
MỸ KHI HỒ CHỨA ĐẮK MI 4 VẬN HÀNH CÓ KỂ ĐẾN
BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Học viên: Huỳnh Ngọc Hợi
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy
Mã số:…......Khóa: 2015 – 2017 Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt - Trong thời gian qua hạ lƣu hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn luôn xảy ra
mâu thuẫn về tranh chấp nguồn nƣớc bởi lợi ích của các bên, đặc biệt là thành phố
Đà Nẵng ln nằm trong tình trạng thiếu hụt nguồn nƣớc cung cấp trong mùa khô.
Bên cạnh đó các yếu tố nhƣ biến đổi khí hậu, vận hành hệ thống các hồ chứa …,
cũng làm ảnh hƣởng rất lớn đến sự phân phối dịng chảy trên sơng gây nên sự bất lợi
trong việc sử dụng nguồn nƣớc cho thành phố Đà Nẵng. Trên lƣu vực sông Vu Gia –
Thu Bồn đã và đang xây dựng nhiều hồ chứa thủy điện khác nhau nhƣ hồ Đắk Mi 4
(vận hành năm 2011). Do đó, ngun cứu này tơi sẽ ứng dụng bộ công cụ MIKENAM và HEC-RESSIM để đánh giá chế độ dòng chảy thƣợng lƣu lƣu vực Đắk Mi
4 – Thành Mỹ trên hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn xét đến biến đổi khí hậu làm cơ
sở cho việc sử dụng nguồn nƣớc phía hạ lƣu hợp lý nâng cao lợi ích cho xã hội và
giảm thiểu những thiệt hại do sự biến đổi bất lợi gây ra.
Từ khóa - Lƣu vực Vu Gia-Thu Bồn; biến đổi khí hậu; vận hành hồ chứa; điều tiết
lũ; hệ thống hồ chứa; MIKE NAM; HEC-RESSIM.
ESTIMATING ANNUAL FLOW DISTRIBUTION OF THANH MY
HYDROLOGICAL STATION WHILE THE RESERVOIR OF DAK MI 4
HYDROPOWER PLANT OPERATING UNDER THE IMPACT OF

CLIMATE CHANGE
Abstract - In recent years, there have always been cases of water-related disputes in
the lower course of Vu Gia – Thu Bon due to benefits of related parties, especially
Da Nang City which is often in the water shortage in the dry season. In addition,
factors such as climate change, reservoir system operation, etc., also greatly affect
the distribution of river flow, causing a disadvantage to the use of water resources in
Da Nang City. On the Vu Gia – Thu Bon river basin system, numerous
hydroelectricity reservoirs have been built or in progress, namely: Dak Mi 4
reservoir (operation since 2011). In this study, MIKE NAM and HEC-RESSIM
tools are used to evaluate flows of Dak Mi 4 - Thanh My upstream of Vu Gia – Thu
Bon river system in consideration of climate change. This study also proposes
solutions in optimizing water using at downstream to increase benefits and minimize
the damage from impacts of climate change.
Key words - Vu Gia Thu Bon Basin; the climate change; reservoir operation;
flooding regulation models; reservoirs system; MIKE-NAM; HEC-RESSIM.


viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BĐKH
KT-XH
TP
TNN
VG – TB
VHHC

Biến đổi khí hậu
Kinh tế - Xã hội
Thành phố
Tài nguyên nƣớc

Vu gia-Thu Bồn
Vận hành hồ chứa


ix
DANH MỤC BẢNG
Số hiệu
bảng
1.1
1.2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
2.11
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
4.1
4.2

Tên bảng
Mức tăng nhiệt độ và mức thay đổi lƣợng mƣa trong 50 năm
qua ở các vùng khí hậu của Việt Nam (Nguồn: IMHEN/2010)
[13]
Các nghiên cứu về Biến đổi khí hậu trƣớc đây tại lƣu vực Vu
Gia – Thu Bồn
Tên các nhóm đất, diện tích và phân bố [13]
Diện tích các loại đất rừng, phân theo chức năng (đơn vị: ha)
[13]
Các đặc trƣng khí hậu trung bình nhiều năm trạm Trà My [13]
Lƣợng mƣa trung bình tháng, năm ở các địa phƣơng Quảng
Nam [13]
Lƣợng mƣa một ngày lớn nhất trong các tháng [13]
Đặc trƣng hình thái sơng Vu Gia, Thu Bồn và một số sơng
nhánh chính [13]
Đặc trƣng dịng chảy trung bình nhiều năm lƣu vực Thành Mỹ
[13]
Lƣợng mƣa năm và lớp dịng chảy trung bình nhiều năm ở các
vùng trong tỉnh Quảng Nam (1980 - 2010) [13]
Thời gian và tốc độ truyền lũ trên các sông Quảng Nam (19802010) [13]
Phân phối dòng chảy các tháng trong mùa lũ (1980 - 2010) [13]
Dòng chảy các tháng mùa cạn trung bình nhiều năm và tỷ số
phân phối so với dòng chảy năm (1980 - 2010) [13]
Bảng phân chia tiểu lƣu vực Thành Mỹ
Bảng trọng số mƣa cho lƣu vực Thành Mỹ
Đánh giá mức độ mô phỏng của mô hình tƣơng ứng với chỉ số
Nash-Sutcliffe (Theo Moriasi, 2007)
Tiêu chuẩn đánh giá hệ số tƣơng quan (Theo Moriasi, 2007)
Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình NAM tại trạm Thành
Mỹ

Bộ thơng số mơ hình NAM sau khi hiệu chỉnh và kiểm định
Mức thay đổi (%) lƣợng mƣa các mùa trong năm so với thời kỳ
1980-1999 theo kịch bản phát thải trung bình (B2) khu vực tỉnh
Quảng Nam [12]
Dịng chảy trung bình các tháng tại Đắk Mi 4 theo kịch bản

Trang
8
14
21
22
23
24
24
27
31
31
33
33
34
50
50
51
51
54
54
57
59

x

4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14

BĐKH kịch bản (B2) , Q (m3/s)
Hệ số phân phối dịng chảy trung bình các tháng tại Đắk Mi 4
theo các kịch bản BĐKH, Ki (%)
Sự thay đổi dòng chảy trung bình các tháng tại Đắk Mi 4 theo
kịch bản BĐKH so với quá khứ Q (m3/s)
Tỉ lệ thay đổi dịng chảy trung bình các tháng tại Đắk Mi 4 theo
kịch bản BĐKH so với quá khứ (%)
Dòng chảy trung bình các tháng ứng với các kịch bản BĐKH
(B2) tại Thành Mỹ Q(m3/s)
Hệ số phân phối dịng chảy trung bình các tháng tại Thành Mỹ
theo các kịch bản BĐKH, Ki (%)
Sự thay đổi dịng chảy trung bình các tháng tại Thành Mỹ theo
kịch bản BĐKH so với quá khứ Q (m3/s)
Tỉ lệ thay đổi dịng chảy trung bình các tháng tại Thành Mỹ
theo kịch bản BĐKH so với quá khứ (%)

Dịng chảy trung bình các tháng ứng với các kịch bản tại Thành
Mỹ khi có BĐKH và VHHC, Q(m3/s)
Hệ số phân phối dịng chảy trung bình các tháng tại Thành Mỹ
theo các kịch bản BĐKH và VHHC, Ki (%)
Sự thay đổi dịng chảy trung bình các tháng tại Thành Mỹ theo
kịch bản BĐKH và VHHC so với quá khứ Q (m3/s)
Tỉ lệ thay đổi dịng chảy trung bình các tháng tại Thành Mỹ
theo kịch bản BĐKH so với quá khứ (%)
Lƣu lƣợng các tháng tại Thành Mỹ khi VHHC theo các kịch
bản BĐKH, Q(m3/s)

59
59
59
61
61
61
61
73
73
73
73
73


xi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ - ĐỔ THỊ
Số hiệu
Tên hình vẽ
hình vẽ

1
Sơ đồ vùng thƣợng lƣu lƣu vực Vu Gia - Thu Bồn [12]
1.1
Thay đổi nhiệt độ toàn cầu giai đoạn 1860 – 1999 [8]
Bản đồ lƣu vực Vu Gia - Thu Bồn và vị trí hồ chứa Đắk Mi 4
2.1
[9]
2.2
Bản đồ đất lƣu vực sông Vu Gia - Thu Bồn [14]
Bản đồ mạng lƣới sơng (Nguồn trung tâm khí tƣợng thủy văn
2.3
Quảng Nam) [3]
2.4
Bản đồ đẳng trị lớp dòng chảy năm Yo tỉnh Quảng Nam [3]
3.1
Nguyên lý chung của mơ hình mƣa dịng chảy [4]
3.2
Cấu trúc của mơ hình NAM [4]
Dữ liệu thực đo mƣa, lƣu lƣợng tại trạm thủy văn Thành Mỹ và
3.3
dữ liệu bốc hơi tại trạm Trà My từ năm 1980 - 2010
Dữ liệu mƣa để hiệu chỉnh tại trạm Thành Mỹ từ năm 19803.4
1995
3.5
Dữ liệu mƣa để kiểm định tại trạm Thành Mỹ từ năm 1996-2010
3.6
Kết quả hiệu chỉnh mơ hình Nam
3.7
Kết quả kiểm định mơ hình Nam
4.1

Dữ liệu mƣa, bốc hơi theo các kịch bản BĐKH
Kết quả tính tốn lƣu lƣợng trung bình đến hồ Đắk Mi 4 ứng
4.2
với các kịch bản BĐKH
Kết quả tính tốn lƣu lƣợng trung bình đến Trạm Thủy văn
4.3
Thành Mỹ ứng với các kịch bản BĐKH
4.4
Biểu đồ quá trình lũ đến và xả lũ hồ chứa [8]
4.5
Các bƣớc thiết lập mơ hình HEC-RESSIM [8]
Các chức năng khai báo lƣu vực sơng và hồ chứa trong mơ hình
4.6
HEC-RESSIM [8]
Thiết lập mơ hình mạng lƣới hồ chứa thƣợng lƣu Thành Mỹ
4.7
bằng HEC-RESSIM
Thiết lập các thông số hồ chứa Đắk Mi 4 trên lƣu vực Thành Mỹ
4.8
bằng HEC-RESSIM
4.9
Thiết lập mơ hình hệ thống hồ Đắk Mi 4 bằng HEC-RESSIM
Kết quả điều tiết tại hồ Đắk Mi 4 (Công suất, mực nƣớc hồ, lƣu
4.10
lƣợng dòng chảy đến, lƣu lƣợng xả (phát điện và xả lũ)
Kết quả tính tốn dịng chảy trung bình đến lƣu vực Thành Mỹ
4.11
khi xét đến điều tiết hệ thống hồ chứa thủy điện theo các kịch
bản BĐKH (B2)

Trang
2
4
17
20
25
32
39
44
49
49
50
52
53
58
58
60
63
64
65
66
67
67
71
72


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài

Hệ thống sông Vu Gia-Thu Bồn là hệ thống sông lớn nhất của tỉnh Quảng Nam
và cùng là một trong những con sông lớn nhất của các tỉnh vùng Duyên hải Trung Bộ.
Lƣu vực nằm ở sƣờn Đơng của dãy Trƣờng Sơn có diện tích lƣu vực: 10.350 km2,
phía Bắc giáp lƣu vực sơng Cự Đê, phía Nam giáp lƣu vực sơng Trà Bồng và Sê San,
phía Tây giáp Lào, phía Đơng giáp biển Đông là lƣu vực sông Tam Kỳ.
Trong khoảng 10 năm trở lại đây lƣu vực Vu Gia Thu Bồn là một trong những
lƣu vực chịu ảnh hƣởng nặng nề bởi lũ lụt và hạn hán, lũ lụt thì tần suất xảy ra nhiều
hơn nhƣ các trận lũ trên sông Vu Gia tại Ái Nghĩa và Cẩm Lệ luôn nằm trên báo động
3 (các năm 2007, 2009, 2011, 2013), trong khi hạn hán xâm nhập mặn đe dọa hằng
năm đến cấp nƣớc sinh hoạt cho thành phố luôn là vấn đề nóng bỏng tranh chấp giữa
Đà Nẵng, Quảng Nam và các nhà máy trên hệ thống điện.
Trong bối cảnh BĐKH làm cho lƣợng mƣa mùa lũ có xu hƣớng tăng dẫn đến sự
gia tăng dòng chảy mùa lũ và và lƣu lƣợng giảm mùa kiệt làm giảm dòng chảy về mùa
cạn. Theo kịch bản BĐKH của Bộ tài Nguyên môi trƣờng năm 2012, thì lƣợng mƣa từ
tháng 3 đến tháng 5 giảm đến 8,3% tại Quảng Nam và 9,9% tại Đà Nẵng đối ứng với
năm 2100, trong khi đó mùa lũ thì lƣợng mƣa gia tăng 12,5% tại Quảng Nam và 9,3%
tại Đà Nẵng vào mùa lũ.
Do đó việc nghiên cứu mơ phỏng dịng chảy trung bình năm tại trạm thủy văn
Thành Mỹ trong tƣơng lai theo các kịch bản BĐKH trên lƣu vực là rất cấp thiết nhằm
sớm các giải pháp ứng phó với mùa lũ và sử dụng nguồn nƣớc hợp lý hơn về mùa kiệt.
Biến đổi khí hậu đã và đang diễn ra trên phạm vi toàn cầu, bao gồm cả các thay
đổi trong thành phần hoá học của khí quyển, biến đổi nhiệt độ bề mặt, nƣớc biển dâng,
các hiện tƣợng khí hậu cực đoan và thiên tai tăng lên đáng kể về số lƣợng và cƣờng
độ.
Những thay đổi này dẫn đến những thay đổi trong các hệ thống vật lý, hệ sinh
học và hệ thống kinh tế - xã hội trên toàn hành tinh và đe doạ sự phát triển, đe doạ
cuộc sống của tất cả các loài, các hệ sinh thái.
Nghiên cứu về biến đổi khí hậu, đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và đề
xuất các giải pháp thích nghi là sự đóng góp đáng kể để bảo vệ cuộc sống, phục vụ
phát triển bền vững.

Dòng chảy của trạm thủy văn Thành Mỹ nằm trong lƣu vực Vu Gia-Thu Bồn,
thƣờng xuyên chịu nhiều tác động của các hiện tƣợng liên quan đến BĐKH nhƣ: lũ lụt,
bão, áp thấp nhiệt đới. BĐKH sẽ làm thay đổi chế độ dịng chảy trong sơng, tăng nguy
cơ ngập lụt, hạn hán, xâm nhập mặn và nhiều ảnh hƣởng tiêu cực khác, tác động xấu
đến phát triển KT - XH và môi trƣờng của tỉnh Quảng Nam và Đà Nẵng.


2
Xuất phát từ các lý do trên, tác giả đề xuất đề tài luận văn là: “Tính phân phối
dịng chảy năm của trạm Thủy văn Thành Mỹ khi hồ chứa Đắk Mi 4 vận hành có
kể đến biến đổi khí hậu”
2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng nghiên cứu: Sự biến đổi dòng chảy vùng thƣợng lƣu Vu Gia Thu
Bồn khi xét đến Biến đổi khí hậu và hồ chứa thủy điện Đắk Mi 4 đi vào vận hành.
- Phạm vi nghiên cứu: Thƣợng lƣu lƣu vực Vu Gia Thu Bồn

Hình 1. Sơ đồ vùng thượng lưu lưu vực Vu Gia - Thu Bồn [12]
3. Phƣơng pháp nghiên cứu
3.1. Cách tiếp cận
Từ các số liệu thực tế và kịch bản biến đổi khí hậu đã đƣợc Bộ Tài nguyên và
Môi trƣờng năm 2012, công bố cho từng vùng, áp dụng mơ hình tốn thủy văn tính
tốn dịng chảy trên các tiểu lƣu vực, tìm trị số mƣa, tính truyền lũ. Sau đó, áp dụng
mơ hình điều tiết dịng chảy tính tốn vận hành hồ chứa thủy điện Đắk Mi 4 trên lƣu
vực Thành Mỹ.
3.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp kế thừa nghiên cứu: kế thừa một số các tài liệu, cơ sở dữ liệu và
kết quả nghiên cứu các đề tài nghiên cứu đi trƣớc về biến đổi khí hậu trên lƣu vực Vu
Gia-Thu Bồn;
Phương pháp phân tích, thống kê: phân tích xử lý số liệu;
Phương pháp ứng dụng mơ hình tốn: Dựa trên khả năng ứng dụng và sự phổ

cập của các mơ hình, trong nghiên cứu này tác giả đề xuất sử dụng mơ hình MIKE


3
NAM, HEC-RESSIM, để mơ phỏng biến đổi dịng chảy và thiết lập mơ hình vận hành
hồ chứa trên lƣu vực Thành Mỹ.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
4.1. Đối với tác giả và các cơ sở ứng dụng kết quả nghiên cứu
- Nâng cao trình độ chuyên môn cho bản thân kỹ sƣ tham gia thực hiện. Xây
dựng bộ thơng số mơ hình phù hợp với chế độ dịng chảy ứng với kịch bản BĐKH
- Mơ phỏng phân phối dòng chảy trên lƣu vực Thành Mỹ khi thủy điện Đắk Mi
4 đi vào vận hành.
- Dƣới sự điều tiết dịng chảy của các hồ chứa thì dòng chảy sẽ đƣợc phân phối
lại phù hợp với nhu cầu sử dụng.
- Dòng chảy dƣới tác động của BĐKH trở nên thay đổi không ngừng, phân bố
không đều theo không gian và thời gian.
4.2. Đối với kinh tế - xã hội và môi trường
- Số liệu dự báo sẽ giúp cho đơn vị có liên quan có cái nhìn tổng thể về chế độ
dòng chảy trong kịch bản BĐKH trong tƣơng lai, từ đó đề xuất các phƣơng án quản lý,
vận hành, thiết kế, thi cơng phù hợp góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh
cho doanh nghiệp và đảm bảo an sinh xã hội khu vực dự án.
- Có thêm những nghiên cứu mới để đánh giá lƣợng dòng chảy về hạ lƣu, cần
đề cập đầy đủ và chính xác hơn về các điểm lấy nƣớc và đánh giá chất lƣợng nguồn
nƣớc trên toàn lƣu vực Vu Gia-Thu Bồn.
5. Nội dung luận văn bao gồm
Dự kiến bố cục và nội dung của luận văn gồm:
PHẦN MỞ ĐẦU
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
CHƢƠNG 3. THIẾT LẬP MƠ HÌNH THỦY VĂN TRÊN LƢU VỰC THÀNH

MỸ
CHƢƠNG 4. MƠ PHỎNG DÒNG CHẢY ĐẾN LƢU VỰC THÀNH MỸ
THEO CÁC KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU KHI THỦY ĐIỆN ĐẮK MI 4
VẬN HÀNH


4
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
1.1. Khái niệm về biến đổi khí hậu
Biến đổi khí hậu là sự biến đổi trạng thái của khí hậu so với trung bình trong
một khoảng thời gian dài.
Biến đổi khí hậu có thể là do các q trình tự nhiên bên trong hoặc các tác động
bên ngoài, hoặc do hoạt động của con ngƣời làm thay đổi thành phần của khí quyển
hay trong khai thác sử dụng đất.
1.2. Tổng quan về Biến đổi khí hậu đến tài nguyên nƣớc
1.2.1. Biến đổi khí hậu trên phạm vi tồn cầu
Theo đánh giá lần thứ 4 của Ban liên Chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC,
2007) đã nhận định rằng sự nóng lên của hệ thống khí hậu trái đất hiện nay là chƣa
từng có, điều đó đã đƣợc minh chứng từ những quan trắc về sự tăng lên của nhiệt độ
khơng khí và đại dƣơng trung bình tồn cầu, sự tan chảy băng và tuyết trên phạm vi
rộng lớn, sự dâng lên của mực nƣớc biển trung bình tồn cầu.
- Nhiệt độ trung bình tồn cầu tăng khoảng 0,74oC trong thời kỳ 1906 - 2005,
tốc độ tăng của nhiệt độ trong 50 năm gần đây gần gấp đôi so với 50 năm trƣớc đây.
Hai năm đƣợc cơng nhận có nhiệt độ trung bình tồn cầu cao nhất từ trƣớc đến nay là
1998, 2005; 11/12 năm gần đây (1995 - 2006) nằm trong số 12 năm nóng nhất trong
chuỗi số liệu quan trắc. Nhiệt độ trên lục địa tăng rõ rệt và nhanh hơn hẳn so với nhiệt
độ trên đại dƣơng với thời kỳ tăng nhanh nhất là mùa đông (tháng XII, I, II) và mùa
xuân (tháng III, IV, V). Nhiệt độ cực trị cũng có chiều hƣớng biến đổi tƣơng tự nhƣ
nhiệt độ trung bình;

Hình 1.1. Thay đổi nhiệt độ tồn cầu giai đoạn 1860 – 1999 [8]
- Lƣợng mƣa có chiều hƣớng tăng lên trong thời kỳ 1900 - 2005 ở phía Bắc vĩ
độ 300N, tuy nhiên lại có xu hƣớng giảm đáng kể từ năm 1970 ở vùng nhiệt đới.
Lƣợng mƣa ở khu vực từ 10oN đến 30oN tăng lên từ năm 1900 đến 1950 ở vùng nhiệt


5
đới và giảm trong thời kỳ sau đó. Nhìn chung, lƣợng mƣa có xu hƣớng biến đổi theo
mùa và theo không gian rõ rệt hơn hẳn so với nhiệt độ. Hiện tƣợng mƣa lớn có dấu
hiệu tăng lên trong thời gian gần đây;
- Mực nƣớc biển trung bình tồn cầu đã tăng với tỷ lệ trung bình 1,8mm/năm
trong thời kỳ 1961 - 2003 và với tỷ lệ 3,1mm/năm trong thời kỳ từ năm 1993 - 2003.
Trong những năm gần đây, tổng cộng mực nƣớc biển đã dâng 0,31m (± 0,07m).
- Diện tích băng biển trung bình năm ở Bắc cực đã thu hẹp với tỷ lệ 2,7%/1 thập
kỷ. Diện tích cực đại của lớp phủ băng theo mùa ở bán cầu Bắc đã giảm 7% kể từ
1990, riêng trong mùa xuân giảm tới 15%.
Các báo cáo tại Hội nghị Quốc tế về BĐKH tại Brucxen (Bỉ) cho biết trung
bình mỗi năm, các núi băng trên cao nguyên Thanh Hải (Trung Quốc) bị giảm 7%
khối lƣợng và 50 - 60 m độ cao. Trong 30 năm qua, trung bình mỗi năm cao nguyên
Tây Tạng bị tan chảy khoảng 131km2 , chu vi vùng băng tuyết bên sƣờn cao nguyên
mỗi năm giảm 100 - 150m có nơi tới 350m;
- Hạn hán xuất hiện thƣờng xuyên hơn ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới từ
năm 1970. Nguyên nhân chính của sự gia tăng này là lƣợng mƣa giảm và nhiệt độ tăng
dẫn đến bốc hơi tăng. Khu vực thƣờng xuyên xảy ra hạn hán là phía Tây Hoa Kỳ, Úc,
Châu Âu;
- Hoạt động của xoáy thuận nhiệt đới, đặc biệt là các cơn bão mạnh gia tăng từ
những năm 1970 và ngày càng có xu hƣớng xuất hiện nhiều hơn các cơn bão có quỹ
đạo bất thƣờng. Điều này có thể thấy trên cả Ấn Độ Dƣơng, Bắc và Tây Bắc Thái Bình
Dƣơng, số cơn bão ở Đại Tây Dƣơng ở mức trung bình trong khoảng 10 năm gần đây;
- Có sự biến đổi trong chế độ hồn lƣu quy mơ lớn trên cả lục địa và đại

dƣơng, biểu hiện rõ rệt nhất là sự gia tăng về số lƣợng và cƣờng độ của hiện tƣợng ElNino và biến động mạnh mẽ của hệ thống gió mùa.
Nhƣ vậy BĐKH đã và đang diễn ra trên quy mơ tồn cầu, biểu hiện của chúng
có thể khác nhau giữa các khu vực nhƣng có thể kết luận một số đặc điểm chung là
nhiệt độ tăng lên, lƣợng mƣa biến động mạnh mẽ và có dấu hiệu tăng lên vào mùa
mƣa, giảm vào mùa ít mƣa, hiện tƣợng mƣa lớn gia tăng, hạn hán xuất hiện thƣờng
xuyên hơn, hoạt động của bão và áp thấp nhiệt đới phức tạp hơn, hiện tƣợng El-Nino
xuất hiện thƣờng xun hơn và có biến động mạnh.
Biến đổi khí hậu có thể do 2 ngun nhân: do những q trình tự nhiên và do
ảnh hƣởng của con ngƣời.
Phần lớn các nhà khoa học đều khẳng định rằng hoạt động của con ngƣời đã và
đang làm BĐKH toàn cầu. Nguyên nhân chủ yếu của sự biến đổi đó là sự tăng nồng độ
khí nhà kính trong khí quyển dẫn đến tăng hiệu ứng nhà kính. Đặc biệt quan trọng là
khí CO2 đƣợc tạo thành do sử dụng năng lƣợng từ nhiên liệu hóa thạch (nhƣ dầu mỏ,
than đá, khí tự nhiên…), phá rừng và chuyển đổi sử dụng đất.


6
Để đánh giá vai trị của khí nhà kính đến BĐKH cần xét 4 đặc trưng sau:
- Thay đổi nồng độ khí nhà kính;
- Đặc tính hấp thụ bức xạ của khí nhà kính;
- Thời gian tồn tại (tuổi thọ) của khí nhà kính;
- Tác động qua lại giữa các khí nhà kính.
Sự thay đổi của khí hậu trong tương lai
Các nghiên cứu và tính tốn mới nhất của IPCC về biến đổi khí hậu trong tƣơng
lai cho thấy, đến năm 2100 nhiệt độ bề mặt trái đất có thể tăng từ 1,5 đến 4,5oC. Nhiệt
độ mặt đất tăng nhanh hơn mặt biển. Nhiệt độ Bắc bán cầu tăng nhiều hơn Nam bán
cầu. Lƣợng mƣa tăng không đều, mƣa nhiều hơn ở các vùng cực. Mực nƣớc biển có
thể dâng lên từ 30 đến 90 cm. Hiện tƣợng El-Nino hoạt động mạnh lên cả về cƣờng độ
và tần suất.
1.2.2. Tình hình Biến đổi khí hậu ở Việt Nam

- Sự nóng lên của toàn cầu tƣơng quan với sự biến đổi chu trình thuỷ văn, bao
gồm sự gia tăng lƣợng bốc hơi, làm thay đổi lƣợng và tần suất mƣa.
- Giữa thế kỷ 21 sự đóng góp của lƣợng nƣớc trên tồn cầu có thể bị thay đổi.
Những vùng khơ cằn, nửa khô cằn, và nhiệt đới sẽ ngày càng khô hạn, trong khi dòng
chảy lại gia tăng ở những vùng nhiệt đới ẩm ƣớt.
- Hạn hán lũ lụt sẽ xuất hiện nhiều hơn với sự gia tăng tần số của những trận
mƣa và thay đổi khí hậu cực đoan (bão lớn).
- Nhiệt độ nƣớc gia tăng và sự thay đổi tới lũ lụt/hạn hán sẽ ảnh hƣởng đến chất
lƣợng nƣớc, làm tăng những hiệu ứng từ sự ô nhiễm của: bùn cát, chất dinh dƣỡng,
nguồn/mầm bệnh, hóa chất diệt cơn trùng (thuốc sát trùng), sự hoà tan cacbon hữu cơ,
và muối. Sẽ ảnh hƣởng đến sức khỏe và kinh tế, môi trƣờng, quan trọng hơn là liên
quan đến các hoạt động con ngƣời.
- Biến đổi khí hậu tồn cầu sẽ tác động xấu đến nguồn nƣớc sạch hiện nay.
- Sự thay đổi của chu trình thuỷ văn làm gia tăng mức độ nguy hiểm về lũ lụt,
ảnh hƣởng nghiêm trọng đến ngƣời dân, nhất là những vùng lụt lội ở Châu Á.
- Những vùng trũng ở Châu Á đƣợc xác định là những vùng có thể bị tổn
thƣơng cao, và bị ảnh hƣởng rất mạnh bởi những chế độ thuỷ văn thay đổi.
Những nhân tố có thể gây ra sự lụt lội ở những dải đất ven biển và những hòn
đảo, xâm thực bờ biển, phá hủy hệ sinh thái ở những vùng đầm lầy và cây đƣớc. Nhiệt
độ tăng thêm, mức biển dâng đó là điều đã xảy ra thông qua sự ấm lên của nƣớc biển
và sự tan chảy của những sơng băng.
Biến đổi khí hậu với các biểu hiện chính là sự nóng lên tồn cầu và mực nƣớc
biển dâng chủ yếu là do các hoạt động KT-XH của con ngƣời gây phát thải quá mức
vào khí quyển các khí gây hiệu ứng nhà kính.
Theo báo cáo đánh giá lần thứ tƣ của Tổ chức Liên Chính phủ về Biến đổi khí


7
hậu (IPCC) tháng 2 năm 2007, nhiệt độ toàn cầu đã tăng khoảng 0,74oC trong thời kỳ
1906-2005 và tốc độ tăng của nhiệt độ trong 50 năm gần đây gần gấp đơi so với 50

năm trƣớc đó. Nhiệt độ trên lục địa tăng nhanh hơn so với trên đại dƣơng.
Trong 100 năm qua, lƣợng mƣa có xu hƣớng tăng lên, hiện tƣợng mƣa lớn xuất
hiện ở nhiều nơi trên thế giới.
Mực nƣớc biển toàn cầu đã tăng trong thế kỷ 20 với tốc độ ngày càng cao. Hai
nguyên nhân chính làm tăng mực nƣớc biển là sự giãn nở nhiệt của đại dƣơng và sự
tan băng.
Số liệu quan trắc mực nƣớc quan trắc trong thời kỳ 1961-2003 cho thấy
mức độ tăng của mực nƣớc biển trung bình tồn cầu khoảng 1,8 mm/năm, trong đó do
giãn nở nhiệt là 0,42 mm/năm và tan băng là 0,7 mm/năm.
Số liệu đo đạc từ vệ tinh TOPEX/POSEIDON trong giai đoạn 1993-2003 cho
thấy tốc độ tăng của mực nƣớc biển trung bình tồn cầu là 3,1 mm/năm, nhanh hơn
đáng kể so với thời kỳ 1961-2003.
Ở Việt Nam, kết quả phân tích các số liệu khí hậu cho thấy biến đổi của các yếu
tố khí hậu và mực nƣớc biển có những điểm đáng chú ý sau:
1.2.2.1. Nhiệt độ
Trong 50 năm qua (1958-2007), nhiệt độ trung bình năm ở Việt Nam tăng lên
khoảng từ 0,5-0,7oC. Nhiệt độ mùa đông tăng nhanh hơn nhiệt độ mùa hè và nhiệt độ ở
các vùng khí hậu phía Bắc tăng nhanh hơn ở các vùng khí hậu phía Nam.
Nhiệt độ tháng I (tháng đặc trƣng cho mùa đông), nhiệt độ tháng VII (tháng đặc
trƣng cho mùa hè) và nhiệt độ trung bình năm tăng trên phạm vi cả nƣớc. Nhiệt độ
mùa đông tăng nhanh hơn so với mùa hè và nhiệt độ vùng sâu trong đất liền tăng
nhanh hơn so với nhiệt độ vùng ven biển và hải đảo.
Vào mùa đông, nhiệt độ tăng nhanh hơn cả là ở Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ,
Đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ (khoảng 1,3-1,5oC/50 năm). Nam Trung Bộ, Tây
Nguyên và Nam Bộ có nhiệt độ tháng I tăng chậm hơn so với các vùng khí hậu phía
Bắc (khoảng 0,6-0,9oC/50 năm). Tính trung bình cho cả nƣớc, nhiệt độ mùa đơng ở
nƣớc ta đã tăng lên 1,2oC/50 năm. Nhiệt độ tháng VII tăng khoảng 0,3-0,5oC/50 năm
trên tất cả các vùng khí hậu của nƣớc ta. Nhiệt độ trung bình năm tăng 0,5-0,6oC/50
năm ở Tây Bắc, Đông Bắc Bộ, Đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ,Tây Nguyên và
Nam Bộ còn mức tăng nhiệt độ trung bình năm ở Nam Trung Bộ thấp hơn, chỉ vào

khoảng 0,3oC/50 năm (Bảng 1.1).
Xu thế chung của nhiệt độ là tăng trên hầu hết các khu vực, tuy nhiên, có những
khu vực nhỏ thuộc vùng ven biển Trung Bộ và Nam Bộ nhƣ Thừa Thiên – Huế, Quảng
Ngãi, Tiền Giang có xu hƣớng giảm của nhiệt độ. Đáng lƣu ý là ở những nơi này,
lƣợng mƣa tăng trong cả hai mùa: mùa khô và mùa mƣa.
Mức thay đổi nhiệt độ cực đại trên tồn Việt Nam nhìn chung dao động trong


8
khoảng từ -3oC đến 3oC. Mức thay đổi nhiệt độ cực tiểu chủ yếu dao động trong
khoảng -5oC đến 5oC. Xu thế chung của nhiệt độ cực đại và cực tiểu là tăng, tốc độ
tăng của nhiệt độ cực tiểu nhanh hơn so với nhiệt độ cực đại, phù hợp với xu thế chung
của BĐKH toàn cầu.
1.2.2.2. Lượng mưa
Lƣợng mƣa mùa khơ (tháng XI-IV) tăng lên chút ít hoặc thay đổi khơng đáng
kể ở các vùng khí hậu phía Bắc và tăng mạnh mẽ ở các vùng khí hậu phía Nam. Lƣợng
mƣa mùa mƣa (tháng V-X) giảm từ 5 đến hơn 10% trên đa phần diện tích phía Bắc
nƣớc ta và tăng khoảng 5 đến 20% ở các vùng khí hậu phía Nam. Xu thế diễn biến của
lƣợng mƣa năm tƣơng tự nhƣ lƣợng mƣa mùa mƣa, tăng ở các vùng khí hậu phía Nam
và giảm ở các vùng khí hậu phía Bắc. Khu vực Nam Trung Bộ có lƣợng mƣa mùa khô,
mùa mƣa và lƣợng mƣa năm tăng mạnh nhất so với các vùng khác ở nƣớc ta, nhiều nơi
đến 20% trong 50 năm qua (Bảng 1.1).
Lƣợng mƣa ngày cực đại tăng lên ở hầu hết các vùng khí hậu, nhất là trong
những năm gần đây. Số ngày mƣa lớn cũng có xu thế tăng lên tƣơng ứng, nhiều biến
động mạnh xảy ra ở khu vực miền Trung. Tồn tại mối tƣơng quan khá rõ giữa sự nóng
lên tồn cầu và nhiệt độ bề mặt biển khu vực Đông xích đạo Thái Bình Dƣơng với xu
thế biến đổi của số ngày mƣa lớn trên các vùng khí hậu phía Nam.
Bảng 1.1. Mức tăng nhiệt độ và mức thay đổi lượng mưa trong 50 năm qua ở các vùng
khí hậu của Việt Nam (Nguồn: IMHEN/2010) [13]
Nhiệt độ

Lƣợng Mƣa (%)
Vùng
Tháng Tháng
Thời kỳ
Thời kỳ
I
IIV
Năm
XI-IV
V-X
Năm
Tây Bắc Bộ
1,4
0,5
0,5
6
-6
-2
Đông Bắc Bộ

1,5

0,3

0,6

0

-9

-7

Đồng bằng Bắc Bộ

1,4

0,5

0,6

0

-13

-11

Bắc Trung Bộ

1,3

0,5

0,5

4

-5

-3

Nam Trung Bộ
Tây Ngun

0,6
0,9

0,5
0,4

0,3
0,6

20
19

20
9

20
11

Nam Bộ

0,8

0,4

0,6

27

6

9

1.2.2.3. Khơng khí lạnh
Số đợt khơng khí lạnh ảnh hƣởng tới Việt Nam giảm đi rõ rệt trong 2 thập kỷ
qua. Tuy nhiên, các biểu hiện dị thƣờng lại xuất hiện mà gần đây nhất là đợt khơng khí
lạnh gây rét đậm, rét hại kéo dài 38 ngày trong tháng 1 và tháng 2 năm 2008 ở Bắc Bộ.


9
1.2.2.4. Bão
Về xốy thuận nhiệt đới, trung bình hàng năm có khoảng 12 cơn bão và áp thấp
nhiệt đới hoạt động trên Biển Đơng, trong đó khoảng 45% số cơn bão nảy sinh ngay
trên Biển Đông và 55% số cơn bão từ Thái Bình Dƣơng di chuyển vào đất liền. Số cơn
bão và áp thấp nhiệt đới ảnh hƣởng đến Việt Nam vào khoảng 7 cơn mỗi năm và trong
đó có 5 cơn đổ bộ hoặc ảnh hƣởng trực tiếp đến đất liền nƣớc ta. Nơi có tần suất hoạt
động của bão, áp thấp nhiệt đới lớn nhất nằm ở phần giữa của khu vực Bắc Biển Đơng,
trung bình mỗi năm có khoảng 3 cơn bão đi qua ơ lƣới 2,5 x 2,5 độ kinh vĩ. Khu vực
bờ biển miền Trung từ 1618oN đến 18oN và khu vực bờ biển Bắc Bộ từ 20oN trở lên có
tần suất hoạt động của bão, áp thấp nhiệt đới cao nhất trong cả dải ven biển nƣớc ta, cứ
khoảng 2 năm lại có 1 cơn bão, áp thấp nhiệt đới đi vào khu vực 1 vĩ độ bờ biển.
Khu vực đổ bộ của các cơn bão và áp thấp nhiệt đới vào Việt Nam có xu hƣớng
lùi dần về phía Nam lãnh thổ nƣớc ta; số lƣợng các cơn bão rất mạnh có xu hƣớng gia
tăng; mùa bão có dấu hiệu kết thúc muộn hơn trong thời gian gần đây. Mức độ ảnh
hƣởng của bão đến nƣớc ta có xu hƣớng mạnh lên.
1.2.2.5. Mưa phùn
Số ngày mƣa phùn trung bình năm ở Hà Nội giảm dần từ thập kỷ 1981-1990 và
chỉ còn gần một nửa 15 ngày/năm trong 10 năm gần đây.

1.2.2.6. Mực nước biển
Số liệu quan trắc dọc các trạm hải văn dọc ven biển Việt Nam cho thấy tốc độ
dâng lên của mực nƣớc biển trung bình ở Việt Nam hiện nay khoảng 3
mm/năm (giai đoạn 1993-2008), tƣơng đƣơng với tốc độ tăng trung bình trên thế giới.
Trong khoảng 50 năm qua, mực nƣớc biển tại trạm thuỷ văn Hòn Dấu dâng lên khoảng
20 cm.
1.3. Tổng quan về những nghiên cứu về tác động BĐKH đối với tài nguyên nƣớc
trên thế giới và ở Việt Nam
Biến đổi khí hậu hiện nay cũng nhƣ trong thế kỷ 21 phụ thuộc chủ yếu vào mức
độ phát thải khí nhà kính, tức là phụ thuộc vào sự phát triển KT-XH. Vì vậy, các kịch
bản biến đổi khí hậu đƣợc xây dựng dựa trên các kịch bản phát triển KT-XH toàn cầu.
Con ngƣời đã phát thải quá mức khí nhà kính vào khí quyển từ các hoạt động khác
nhau nhƣ công nghiệp, nông nghiệp, giao thơng vận tải, phá rừng… Do đó cơ sở để
xác định các kịch bản phát thải khí nhà kính là:
- Sự phát triển kinh tế ở quy mơ tồn cầu;
- Dân số thế giới và mức độ tiêu dùng;
- Chuẩn mực cuộc sống và lối sống;
- Tiêu thụ năng lƣợng và tài nguyên năng lƣợng;
- Chuyển giao công nghệ;
- Thay đổi sử dụng đất.


10
1.3.1. Các kịch bản được xây dựng trên thế giới
Trong Báo cáo đặc biệt về các kịch bản phát thải khí nhà kính năm 2000, IPCC
đã đƣa ra 40 kịch bản, phản ánh khá đa dạng khả năng phát thải khí nhà kính trong thế
kỷ 21. Các kịch bản phát thải này đƣợc tổ hợp thành 4 kịch bản gốc là A1, A2, B1 và
B2 với các đặc điểm chính sau:
- Kịch bản gốc A1: Kinh tế thế giới phát triển nhanh; dân số thế giới tăng đạt
đỉnh vào năm 2050 và sau đó giảm dần; truyền bá nhanh chóng và hiệu quả các cơng

nghệ mới; thế giới có sự tƣơng đồng về thu nhập và cách sống, có sự tƣơng đồng giữa
các khu vực, giao lƣu mạnh mẽ về văn hố và xã hội tồn cầu. Kịch bản A1 đƣợc chia
thành các nhóm dựa theo mức độ phát triển công nghệ, nhƣ:
+ A1FI: Tiếp tục sử dụng thái quá nhiên liệu hóa thạch (kịch bản phát thải cao);
+ A1B: Có sự cân bằng giữa các nguồn năng lƣợng (kịch bản phát thải trung
bình);
+ A1T: Chú trọng đến việc sử dụng các nguồn năng lƣợng phi hoá thạch (kịch
bản phát thải thấp).
- Kịch bản gốc A2: Thế giới không đồng nhất, các quốc gia hoạt động độc lập,
tự cung tự cấp; dân số tiếp tục tăng trong thế kỷ 21; kinh tế phát triển theo định hƣớng
khu vực; thay đổi về công nghệ và tốc độ tăng trƣởng kinh tế tính theo đầu ngƣời
chậm (kịch bản phát thải cao, tƣơng tự nhƣ A1FI).
- Kịch bản gốc B1: Kinh tế phát triển nhanh giống nhƣ A1 nhƣng có sự thay đổi
nhanh chóng theo hƣớng kinh tế dịch vụ và thơng tin; dân số tăng đạt đỉnh vào năm
2050 và sau đó giảm dần; giảm cƣờng độ tiêu hao nguyên vật liệu, các công nghệ sạch
và sử dụng hiệu quả tài nguyên đƣợc phát triển; chú trọng đến các giải pháp toàn cầu
về ổn định kinh tế, xã hội và môi trƣờng (kịch bản phát thải thấp, tƣơng tự nhƣ A1T).
- Kịch bản gốc B2: Dân số tăng liên tục nhƣng với tốc độ thấp hơn A2; chú
trọng đến các giải pháp địa phƣơng thay vì tồn cầu về ổn định KT-XH và mơi trƣờng;
mức độ phát triển kinh tế trung bình; thay đổi công nghệ chậm hơn và mạnh mẽ hơn so
với B1 và A1 (kịch bản phát thải trung bình, đƣợc xếp cùng nhóm với A1B).
Nhƣ vậy, IPCC khuyến cáo sử dụng các kịch bản phát thải đƣợc sắp xếp từ thấp
đến cao là B1, A1T (kịch bản thấp); B2, A1B (kịch bản trung bình); A2, A1FI (kịch
bản cao) với các mức phát thải khí nhà kính trong thế kỷ 21 và dự tính mức tăng nhiệt
độ trung bình tồn cầu. Tuy nhiên, tùy thuộc vào nhu cầu thực tiễn và khả năng tính
tốn của từng nƣớc, IPCC cũng khuyến cáo lựa chọn các kịch bản phát thải phù hợp để
xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu.
1.3.2. Các kịch bản được xây dựng tại Việt Nam
Các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về kịch bản BĐKH, nƣớc biển dâng đã
đƣợc phân tích và tham khảo để xây dựng kịch bản BĐKH cho Việt Nam, cụ thể nhƣ

sau:


11
Kịch bản BĐKH đƣợc xây dựng năm 1994 trong báo cáo về BĐKH ở Châu Á
do Ngân hàng phát triển Châu Á tài trợ.
Kịch bản BĐKH trong thông báo đầu tiên của Việt Nam cho Công ƣớc khung
của Liên hiệp quốc về BĐKH (Viện Khoa học Khí tƣợng, Thủy văn & Môi trƣờng
năm 2003).
Kịch bản BĐKH đƣợc xây dựng bằng phƣơng pháp tổ hợp (phần mềm
MAGICC/SCENGEN) và phƣơng pháp chi tiết hoá (Downscaling) thống kê cho Việt
Nam và các vùng nhỏ hơn (Viện Khoa học Khí tƣợng, Thủy văn & Mơi trƣờng năm
2006).
Các tiêu chí để lựa chọn phƣơng pháp tính tốn xây dựng kịch bản BĐKH,
nƣớc biển dâng cho Việt Nam bao gồm:
- Mức độ tin cậy của kịch bản biến đổi khí hậu tồn cầu;
- Độ chi tiết của kịch bản biến đổi khí hậu;
- Kinh tế thừa;
- Tính thời sự của kịch bản;
- Tính phù hợp địa phƣơng;
- Tính đầy đủ của các kịch bản;
- Khả năng chủ động cập nhật.
Trên cơ sở phân tích các tiêu chí nêu trên, kết quả tính tốn bằng phƣơng pháp
tổ hợp (MAGICC/SCENGEN) và phƣơng pháp chi tiết hoá thống kê (Downscaling) đã
đƣợc lựa chọn để xây dựng kịch bản BĐKH, nƣớc biển dâng trong thế kỷ 21 cho Việt
Nam.
1.3.2.1. Kịch bản biến đổi khí hậu
Các kịch bản biến đổi khí hậu đối với nhiệt độ và lƣợng mƣa đƣợc xây
dựng cho 7 vùng khí hậu của Việt Nam: Tây Bắc, Đông Bắc, đồng bằng Bắc Bộ, Bắc
Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ. Thời kỳ dùng làm cơ sở để so

sánh 1980-1999.
1.3.2.2. Về nhiệt độ
Nhiệt độ mùa đơng có thể tăng nhanh hơn so với nhiệt độ mùa hè ở tất cả các
vùng khí hậu ở nƣớc ta. Nhiệt độ khí hậu ở các vùng khí hậu phía Bắc có thể tăng
nhanh hơn so với các vùng khí hậu ở phía Nam.
- Theo kịch bản phát thải thấp (B1): Vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình
năm ở các vùng khí hậu phía Bắc có thể tăng so với trung bình thời kỳ 1980-1999
khoảng từ 1,6 đến 1,9oCvà ở các vùng khí hậu phía Nam tăng ít hơn khoảng từ 1,1 đến
1,4oC.
- Theo kịch bản phát thải trung bình (B2): Vào cuối thế kỷ 21 nhiệt độ trung
bình năm có thể tăng lên 2,6oC ở Tây Bắc; 2,5oC ở Đông Bắc; 2,4oC ở đồng bằng Bắc
Bộ; 2,8oC ở Bắc Trung bộ; 1,9oC ở Nam Trung bộ; 1,6oC ở Tây Nguyên và 2,0oC ở


12
Nam Bộ so với trung bình thời kỳ 1980-1999.
- Theo kịch bản phát thải cao (A2): Vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm
ở các vùng khí hậu phía Bắc có thể tăng so với trung bình thời kỳ 1980-1999 khoảng
tăng lên 3,3oC ở Tây Bắc; 3,2oC ở Đông Bắc; 3,1oC ở đồng bằng Bắc Bộ; 3,6oC ở Bắc
Trung Bộ; 2,4oC ở Nam Trung Bộ; 2,1oC ở Tây Nguyên và 2,6oC ở Nam Bộ.
1.3.3.3. Về lượng mưa
Lƣợng mƣa mùa khơ có thể giảm ở hầu hết các vùng khí hậu của nƣớc ta, đặc
biệt là các vùng khí hậu phía Nam. Lƣợng mƣa mùa mƣa và tổng lƣợng mƣa năm có
thể tăng ở tất cả các vùng khí hậu.
- Theo kịch bản phát thải thấp (B1): Vào cuối thế kỷ 21, lƣợng mƣa năm có thể
tăng khoảng 5% ở Tây Bắc, Đông Bắc, đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và từ 1-2%
ở Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ so với trung bình thời kỳ 1980-1999.
Lƣợng mƣa các tháng cao điểm của mùa mƣa sẽ tăng từ 6 đến 10% ở các vùng khí hậu
Bắc và Nam Trung Bộ còn ở Nam Trung Bộ chỉ tăng khoảng 1% so với thời kỳ 19801999.
- Theo kịch bản phát thải trung bình (B2): Vào cuối thế kỷ 21, lƣợng mƣa năm

có thể tăng từ 7-8% ở Tây Bắc, Đông Bắc, đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và từ 23% ở Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ so với trung bình thời kỳ 1980-1999.
- Theo kịch bản phát thải cao (A2): Vào cuối thế kỷ 21, lƣợng mƣa năm có thể
tăng so với trung bình thời kỳ 1980-1999 khoảng từ 9-10% ở Tây Bắc, Đông Bắc,
đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, 4-5% ở Nam Trung Bộ và khoảng 2% Tây Nguyên
và Nam Bộ.
1.3.3.4. Về độ ẩm
Độ ẩm tƣơng đối trung bình năm có khả năng giảm trên phạm vi cả nƣớc trong
các thời kỳ khác nhau của thế kỷ 21 với mức giảm phổ biến từ 3 đến 7%. Khu vực
Đông Bắc Bộ, Đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ là những nơi có độ ẩm tƣơng đối trung
bình năm giảm nhiều nhất.
1.3.3.5. Kịch bản nước biển dâng
Các kịch bản phát thải khí nhà kính đƣợc lựa chọn để xây dựng kịch bản nƣớc
biển dâng cho Việt Nam là kịch bản phát thải thấp (kịch bản B1), kịch bản phát thải
trung bình của nhóm các kịch bản phát thải trung bình (kịch bản B2) và kịch bản phát
thải cao nhất của nhóm các kịch bản phát thải cao (kịch bản A1FI). Các kịch bản nƣớc
biển dâng đƣợc xây dựng cho bảy khu vực bờ biển của Việt Nam, bao gồm: (1) Khu
vực bờ biển từ Móng Cái đến Hịn Dấu; (2) Khu vực bờ biển từ Hòn Dấu đến Đèo
Ngang; (3) Khu vực bờ biển từ Đèo Ngang đến đèo Hải Vân; (4) Khu vực bờ biển từ
Đèo Hải Vân đến Mũi Đại Lãnh; (5) Khu vực bờ biển từ Mũi Đại Lãnh đến Mũi Kê
Gà; (6) Khu vực bờ biển từ Mũi Kê Gà đến Mũi Cà Mau; và (7) Khu vực bờ biển từ
Mũi Cà Mau đến Hà Tiên.