Báo cáo nghiên cứu khoa học " Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến biến đổi tài nguyên nước lưu vực sông Nhuệ - Đáy " pps

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 218-226
218
Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến biến đổi tài nguyên nước
lưu vực sông Nhuệ - Đáy
Nguyễn Thanh Sơn
1,
*, Ngô Chí Tuấn
1
, Văn Thị Hằng
2
, Nguyễn Ý Như
1

1
Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN,
334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam
2
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường, 62 Nguyễn Chí Thanh, Hà Nội, Việt Nam
Nhận ngày 29 tháng 4 năm 2011
Tóm tắt. Nghiên cứu phân tích sự biến đổi của tài nguyên nước trên lưu vực sông Nhuệ - Đáy
dưới tác động của biến đổi khí hậu. Trong đó bộ số liệu kịch bản từ nhóm nghiên cứu REMOCLIC
được hiệu chỉnh để phục vụ cho bài toán thủy văn. Số liệu sau khi hiệu chỉnh được đưa vào mô
hình NAM, được lựa chọn làm công cụ chính, và tiến hành phân tích sự biến đổi các đại lượng
thủy văn theo kịch bản cho thời kỳ tương lai 2020, 2050 so với giai đoạn nền từ 1970-1999. Kết
quả phân tích cho thấy xu hướng tăng mạnh các hiện tượng cực đoan, cụ thể dòng chảy lũ tăng
mạnh trong khi dòng chảy kiệt giảm.
Từ khóa: NAM, REMOCLIC, Nhuệ - Đáy, Biến đổi khí hậu.
1. Mở đầu
1

Lưu vực sông Nhuệ - Đáy trải dài từ

18
0
15'00'' đến 20
0
10'30'' vĩ độ Bắc; 103
0
45'20''
đến 105
0
15'20'' kinh độ Đông. Đây là là hai con
sông rất quan trọng trong việc tưới tiêu và điều
hoà nước cho một số tỉnh phía Bắc. Lưu vực
của hai con sông đi qua 5 tỉnh và thành phố:
Hoà Bình, Hà Nội, Hà Nam, Nam Định và Ninh
Bình (hình 1).
Trong những năm gần đây, tài nguyên nước
trên sông Nhuệ - Đáy thay đổi rất rõ rệt cả về
chất và lượng, điều này ảnh hưởng xấu đến tình
hình kinh tế, xã hội và môi trường sống trong
khu vực hai con sông chảy qua. Bên cạnh đó,
_______
*
Tác giả liên hệ. ĐT: 84-4-38584943.
E-mail:
chúng lại có tầm ảnh hưởng rất quan trọng đối
với các tỉnh phía Bắc nằm trong lưu vực, đặc
biệt các tỉnh ở hạ lưu. Chính vì vậy việc xem
xét tác động của biến đổi khí hậu đến tài
nguyên nước là một vấn đề cấp thiết đặt ra cho
các nhà quản lý tài nguyên nước.

Nghiên cứu này ứng dụng mô hình MIKE
NAM để khảo sát biến động tài nguyên nước
thông qua các kịch bản biến đổi khí hậu trên lưu
vực sông Nhuệ - Đáy.
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Kịch bản biến đổi khí hậu
Biến đổi khí hậu, theo cách sử dụng của
IPCC, chỉ sự biến đổi trong trạng thái khí hậu
nhận biết được thông qua những thay đổi về giá
N.T. Sơn và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 218-226
219
trị trung bình hoặc tính chất của nó diễn ra
trong một thời đoạn dài hàng thập kỷ hoặc hơn
thế. Nó chỉ ra bất cứ thay đổi nào của khí hậu
theo thời gian cho dù là do biến đổi tự nhiên
hay do tác động của con người.

Hình 1. Bản đồ hệ thống lưu vực sông Nhuệ - Đáy.
N.T. Sơn và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 218-226

220
Theo Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển
dâng cho Việt Nam [1] các kịch bản phát thải
khí nhà kính chọn để tính toán xây dựng kịch
bản cho khí hậu 7 vùng của 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
trung bình của nhóm các kịch bản phát thải cao
(kịch bản A2).

Dựa vào các điều kiện tự nhiên, tình hình
kinh tế xã hội, dân số và mức độ quan tâm đến
môi trường của khu vực. Trong nghiên cứu này
đã lựa chọn 2 kịch bản đánh giá mức độ ảnh
hưởng của biến đổi khí hậu đến tài nguyên
nước: kịch bản phát thải cao (A2) và kịch bản
phát thải trung bình (A1B).
Các kịch bản được lựa chọn để tính toán tác
động của biến đổi khí hậu tới tài nguyên nước
lưu vực sông Nhuệ - Đáy được kế thừa từ nhóm
nghiên cứu REMOCLIC của GS.TS. Phan Văn
Tân.
2.2. Mô hình NAM
NAM là mô hình mưa - dòng chảy thuộc
nhóm phần mềm của Viện Thủy lực Đan Mạch
(DHI). Nó được xem như là mô hình dòng chảy
tất định, tập trung và liên tục cho mô phỏng
mưa - dòng chảy dựa theo cấu trúc bán kinh
nghiệm [2, 4].
Để đánh giá sự thay đổi thuộc tính thủy văn
của lưu vực, nghiên cứu thực hiện chia lưu vực
thành nhiều lưu vực con khép kín. Quá trình
diễn toán thực hiện bởi mô dun diễn toán thủy
động lực trong kênh của MIKE 11 [3, 4].
Phương pháp này cho phép sử dụng các bộ
thông số khác nhau trong mô hình NAM cho
mỗi một lưu vực con, do đó nó được xem là mô
hình phân bố.
Trên cơ sở tổng quan này, với tài liệu khí
tượng thủy văn và địa hình hiện có, mô hình

NAM được lựa chọn để khảo sát sự biến động
tài nguyên nước theo các kịch bản Biến đổi khí
hậu A1B và A2 đến năm 2020 và 2050.
3. Kết quả mô phỏng ảnh hưởng của biến đổi
khí hậu tới biến động tài nguyên nước
3.1. Chuẩn bị số liệu
Đối với mô hình NAM, các số liệu yêu cầu
phục vụ cho mô hình gồm: Thông tin lưu vực:
Số liệu về diện tích lưu vực; Số liệu khí tượng:
bốc hơi tiềm năng và mưa ngày quan trắc tại
các trạm khí tượng trên lưu vực; Số liệu thủy
văn: lưu lượng trung bình ngày tại các trạm
thủy văn chính trên hệ thống.
Để xác định lại bộ thông số của lưu vực,
nghiên cứu tiến hành kiểm tra một lần nữa bằng
mô hình thủy lực, trong nghiên cứu này sử dụng
MIKE 11.
Yêu cầu số liệu đầu vào của MIKE 11 bao
gồm: Tài liệu địa hình lòng dẫn; Mạng lưới
sông và sơ đồ thủy lực; Điều kiện biên: biên
trên là quá trình lưu lượng tại các vị trí thượng
lưu, biên dưới: Quá trình mực nước tại trạm
thủy văn hạ lưu; Tài liệu khí tượng thủy văn
3.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
Sử dụng phương pháp thử sai và dùng chỉ
tiêu Nash – Sutcliffe (1970) để đánh giá khả
năng mô phỏng của mô hình:
2
,,
2

1
2
,
1
1
n
obs i sim i
i
n
obs i obs
i
QQ
R
QQ

trong đó: Qobs, i: lưu lượng thực đo tại thời
điểm thứ i; Qsim, i: lưu lượng tính toán tại thời
điểm thứ i;
obs
Q
: lưu lượng thực đo trung bình
các thời đoạn.
-->