Mạng thủy lực lưu vực sông trà bồng tra khuc
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (903.5 KB, 16 trang )
I.1. Tính toán thủy lực hệ thống sông
I.1.1. Phương pháp tính toán
Hiện nay hệ thống trạm đo thủy văn, chất lượng nước trên các sông rất hạn
chế, do đó để có được các giá trị này tại các vị trí quan tâm mà không nằm tại các
trạm đo thì cần phải nội suy giá trị tại các vị trí này. Một trong những phương
pháp hiện nay đang được sử dụng rộng rãi là phương pháp mô hình toán, trong đó
có mô hình toán thủy lực. Phương pháp này cho phép tính toán các yếu tố quan
trắc hoặc dự báo tại tất cả các vị trí được số hóa trong sơ đồ dựa trên việc kiểm
định giá trị tại các vị trí có quan trắc. Với các đặc điểm của vùng nghiên cứu,
chúng tôi sử dụng mô hình thủy lực Mike 11 để tính toán.
I.1.2. Mô hình thủy lực 1 chiều Mike 11
I.1.2.1. Mô đun thủy lực HD
Mô-đun mô hình thủy động lực (HD) là một phần trọng tâm của hệ thống
lập mô hình MIKE 11 và hình thành cơ sở cho hầu hết các mô-đun bao gồm Dự
báo lũ, Tải khuyếch tán, Chất lượng nước và các mô-đun vận chuyển bùn lắng
không có cố kết. Mô-đun MIKE 11 HD giải các phương trình tổng hợp theo
phương đứng để đảm bảo tính liên tục và động lượng (momentum), nghĩa là
phương trình Saint Venant
Khi đượcáp dụng với trường hợp xem xét tất cả các thành phần trong
phương trình sóng động lực, Mike 11 giải hệ phương trình bảo toàn khối lượng và
động lượng (Phương trình Saint Venant). Phương trình Saint Venant được thiết lập
từ dạng phương trình chuẩn đối với việc bảo toàn khối lượng và động lượng dựa
trên bốn giả thiết sau:
- Nước là chất đồng nhất, không nénđược, có thể bỏ qua thay đổi về khối
lượng riêng.
- Độ dốc của sông nhỏ, nên giá trị Cosine của góc độ dốc có thể coi bằng
1.
- Bước sóng của mặt nước phải lớn hơn độ sâu của sông, điều đóđểđảm
bảo rằng dòng chảy tại mọi nơi có thể coi là song song vớiđườngđáy
sông.
- Trạng thái dòng chảy là dưới tới hạn. Trạng thái dòng chảy tới hạn thì
phương trình moment được giải với trường hợp tối giản, trong đó bỏ qua
các thành phần không tuyến tính.
Với những giả thiết nêu trên, hệ phương trình chuẩn về bảo toàn khối
lượng vàđộng lượng có thể chuyển đổi thành phương trình 1 và 2 dưới đây, trong
đó có xétđến dòng chảy nhập lưu bên trong phương trình liên tục.
Phương trình liên tục
∂Q ∂A
+
=q
∂x ∂t
Phương trình động lượng
Q2
∂ α
A
∂Q
∂h
+
+ gA + g 2
=0
∂t
∂x
∂x
C AR
Trong đó:
Q: lưu lượng (m3/s).
x: chiều dài dọc theo dòng chảy (m).
g: gia tốc trọng trường (m3/s)
q: lưu lượng gia nhập bên đơn vị (m2/s)
R: bán kính thuỷ lực (m)
A: diện tích mặt cắtướt (m2)
t: thời gian (s)
h: cao trình mặt nước (m)
C: hệ số Chezy.
α : Hệ số phân bốđộng lượng.
Trong chương trình Mike 11 hệ phương trình trên được biếnđổi thành hệ
phương trình sai phân hữu hạnẩn vàđược giải cho các lướiđiểm (tại mỗi nút).
Phương trình Saint Venant ở trên đượcđơn giản hoá cho trường hợp mặt cắt ngang
sông là hình chữ nhật. Mặt cắt sông tự nhiên thường không phải là hình chữ nhật,
vì vậy mô hình Mike 11 chia mặt cắt thành nhiều hình chữ nhật nhỏ theo hướng
ngang và giải hệ phương trình trên cho những hình chữ nhậtđó và sau đó tổng hợp
lại (DHI 2000).
Các ứng dụng liên quan đến mô-đun MIKE 11 HD bao gồm:
•
Dự báo lũ và vận hành hồ chứa;
•
Các phương pháp mô phỏng kiểm soát lũ;
•
Vận hành hệ thống tưới và tiêu thoát bề mặt;
•
Thiết kế các hệ thống kênh dẫn;
•
Nghiên cứu sóng triều và dâng nước do mưa ở sông và cửa
sông.
I.1.2.2. Mô đun tải khuếch tán AD (Avection Dispersion)
Module tải-khuếch tán được dùng để mo phỏng sự vận chuyển 1 chiều của
chất huyền phù hoặc hòa tan (phân hủy) trong các lòng dẫn hở với giả thiết các
chất này hòa tan trộn lẫn. Quá trình này được biểu diễn qua phương trình sau:
Trong đó : A: diện tích mặt cắt (m2);
C: nồng độ (kg/m3);
D:hệ số khuếch tán (m2/s);
q: lưu lượng nhập lưu trên 1 đơn vị chiều dài dọc sông(m 2/s);
K: hệ số phân hủy sinh học (ngày-1).
Phương trình này được giải bằng phương pháp số với sơ đồ sai phân ẩn
trung tâm.
Phương trình tải khuyếch tán phản ánh hai cơ chế vận chuyển:
1. Quá trình vận chuyển chất do dòng chảy (advection);
2. Quá trình khuếch tán các chất do dòng chảy rối (turbulent diffusion).
I.1.3. Mạng thủy lực lưu vực sông Trà Bồng
Sông Trà Bồng gồm một sông chính là sông sông Trà Bồng nằm có chế độ
thủy văn, thủy lực độc lập với hệ thống sông Trà Khúc-Vệ thuộc tỉnh Quảng Ngãi.
Trên sông Trà Bồng không có trạm đo lưu lượng, chỉ có trạm Châu Ổ đo
mực nước. Do đó trong tính toán biên trên và các phần gia nhập khu giữa các
nhánh sông được tính từ mô hình thủy văn, lấy trạm Châu Ổ làm trạm kiểm định
thông số.
Sơ đồ tính toán thủy lực được số hóa sông chính Trà Bồng bắt đầu từ vị trí
có mặt cắt đo đạc là sau ngã 3 nhập lưu sông Sâu vào sông Trà Bồng đến cửa Sa
Cần. Biên trên và nhập lưu khu giữa là quá trình lưu lượng được tính toán từ mô
hình thủy văn như thống kê trong Error: Reference source not found. Biên dưới là
quá trình triều tại Cửa Sa Cần.
Hình 1.1:
Số hóa sơ đồ mạng thủy lực sông Trà Bồng
Do hiện nay trạm thủy văn Châu Ổ không đo mực nước trong mùa kiệt nên
để phù hợp với địa hình hiện tại mô hình được hiệu chỉnh với mùa lũ năm 2003 và
kiểm định với mùa lũ năm 2005 để xác định bộ thông số thủy lực làm cơ sở mô
phỏng.
Đối với mô đun truyền mặn, do trên sông Trà Bồng không có trạm đo mặn
nên các thông số mặn được mượn từ lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn, trên cơ sở đó
hiệu chỉnh cho phù hợp với đặc trưng xâm nhập mặn trong các sông của tỉnh
Quảng Ngãi.
Hình 1.2:
So sánh đường quá trình mực nước tính
toán và thực đo tại trạm Châu Ổ năm 2003
Hình 1.3:
So sánh đường quá trình mực nước
tính toán và thực đo tại trạm Châu Ổ năm 2005
Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mực nước tại trạm Châu Ổ khá phù hợp về
thời gian xuất hiện đỉnh lũ và đường quá trình mực nước. Tại các thời điểm mực
nước thấp có thể thấy mực nước tại Châu Ổ bị ảnh hưởng bởi thủy triều và có dao
động khá phù hợp với mực nước thực đo. Như vậy, có thể sử dụng bộ thông số mô
hình của sông Trà Bồng để mô phỏng các kịch bản nghiên cứu.
I.1.4. Mạng thủy lực lưu vực sông Trà Khúc-Vệ
Hệ thống sông Trà Khúc-Vệ gồm hai con sông chính là sông Trà Khúc có
chiều dài 135km và Sông Vệ có chiều dài 90km.
Trong hệ thống sông Trà Khúc-Vệchỉ có hai trạm thủy văn cấp I là trạm
Sơn Giang nằm trên sông Trà Khúc, diện tích khống chế là 2.706 km 2 và trạm An
Chỉ nằm trên sông Vệ, diện tích khống chế là 854 km 2. Hai trạm thủy văn cấp I
này mới chỉ khống chế được 76% diện tích toàn bộ lưu vực. Do đó trong tính toán
các phần gia nhập khu giữa các nhánh sông được tính từ mô hình thủy văn.
Sơ đồ tính toán thủy lực bắt đầu từ tuyến sông Trà Khúc với biên trên cùng
là quá trình lưu lượng thực đo tại trạm Sơn Giang, tuyến sông Vệ với biên trên là
trạm An Chỉ. Ngoài các sông chính trong sơ đồ còn có nhiều nhánh sông khác
được cho ở dạng biên nhập lưu như thống kê trong Error: Reference source not
found. Biên dưới là quá trình triều tại Cửa Cổ Lũy, Cửa Lở.
Hình 1.1:
Sơ đồ thủy lực hệ thống sông Trà Khúc-Vệ
Bộ thông số thủy lực cho các nhánh sông được hiệu chỉnh và kiểm định mô
hình căn cứ vào so sánh kết quá mực nước tại các trạm kiểm tra. Trên nhánh Trà
Khúc có trạm Trà Khúc, trên nhánh Vệ có trạm Sông Vệ.
Hình 1.2:
So sánh đường quá trình mực nước tính
toán và thực đo tại trạm Trà Khúc năm 2003
Hình 1.4:
So sánh đường quá trình mực nước tính
toán và thực đo tại trạm Trà Khúc năm 2005
Bảng 1.2:
Hình 1.3:
So sánh đường quá trình mực nước
tính toán và thực đo tại trạm Sông Vệ năm 2003
Hình 1.5:
So sánh đường quá trình mực nước
tính toán và thực đo tại trạm Sông Vệ năm 2005
Kết quả đánh giá sai số chỉ tiêu NASH hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
Hiệu chỉnh
Vị trí
Kiểm định
H min
(Thực đo)
H min
(Tính toán)
NASH
H min
(Thực đo)
H min
(Tính toán)
NASH
Châu Ổ
+0,74
+0,68
0,90
0,65
+0,57
0,85
Trà Khúc
+1,21
+1,38
0,89
+1,04
+1,05
0,85
Sông Vệ
+0,88
+0,93
0,92
+0,96
+0,95
0,93
Nhận xét:
Kết quả mô phỏng mực nước tính toán và thực đo tại các trạm cho kết quả
phù hợp, đường quá trình mực nước tính toán và thực đo bám sát nhau, sai số
đường quá trình bước hiệu chỉnh NASH> 0,89, bước kiểm định NASH>0,85.
Đường quá trình mực nước trong mùa lũ cũng cho kết quả phù hợp. Như vậy, bộ
thông số của mô hình cho các nhánh sông lưu vực sông Trà Khúc-sông Vệ là phù
hợp và có thế sử dụng để mô phỏng các kịch bản nghiên cứu.
I.1.4.2. Lưu vực sông Trà Bồng, Trà khúc-Vệ
Lượng mưa trung bình năm có xu thế tăng trong cả thế kỷ 21 trên khu vực
tỉnh Quảng Ngãi theo kịch bản A2. Trong đó, lượng mưa mùa khô có xu thế giảm,
lượng mưa mùa mưa có xu thế tăng mạnh. Đến giữa thế kỷ, lượng mưa trung bình
năm tăng vào khoảng 5,77%. Đến cuối thế kỷ 21, mức tăng lượng mưa vào
khoảng 12,87%.
Thời kỳ 2020, phân bố theo không gian của mức độ thay đổi lượng mưa
trung bình năm các khu vực thuộc tỉnh Quảng Ngãi vào khoảng từ 0 đến 4%, trong
đó phổ biến là tăng từ 1,26 đến 2,17%. Khu vực có mức tăng lượng mưa năm lớn
nhất là khu vực ven biển. Vào tháng I, lượng mưa giảm phổ biến từ 0 đến 0,36% ở
các vùng ven biển phía Bắc. Trong khi đó, khu vực phía Tây và Nam có mức độ
giảm đáng kể nhất đến 3,16%. Đối với tháng VII, lượng mưa có xu thế tăng trên
toàn bộ diện tích tỉnh Quảng Ngãi với mức tăng phổ biến từ 0,3 đến 0,78%.
Trong thời kỳ 2030, lượng mưa trung bình năm tăng khoảng 1,8 đến 3,2%.
Trong đó, các khu vực ven biển có mức tăng nhanh hơn và các khu vực xa biển có
mức tăng thấp hơn. Lượng mưa trung bình tháng I có xu thế giảm đáng kể trên
toàn bộ diện tích tỉnh Quảng Ngãi, với mức độ giảm từ 0,5 đến 4,6%. Trong đó,
các khu vực phía Nam có mức giảm đáng kể nhất. Lượng mưa trung bình tháng
VII có mức tăng vào khoảng 0 đến 2% trên hầu hết diện tích tỉnh Quảng Ngãi.
Trong thời kỳ 2050, lượng mưa trung bình năm tăng phổ biến từ 3 đến 7%
trên hầu hết diện tích tỉnh Quảng Ngãi. Trong đó, các khu vực phía Đông tỉnh (ven
biển) có mức tăng cao nhất. Trong tháng I, lượng mưa có xu thế giảm trên toàn bộ
diện tích tỉnh Quảng Ngãi, với mức độ giảm phổ biến từ 1 đến 9%, khu vực phía
Nam có mức độ giảm nhiều nhất. Trong tháng VII, lượng mưa có xu thế tăng từ 0
đến 2,5%, trong đó tăng nhanh hơn ở phía Đông và thấp hơn ở phía Tây.
Đến cuối thế kỷ 21, mức độ biến đổi lượng mưa trên khu vực tỉnh Quảng
Ngãi là lớn hơn cả so với các thời kỳ trước đó. Trong đó, tăng đáng kể vào các
tháng mùa mưa và giảm nhiều vào các tháng mùa khô. Lượng mưa trung bình năm
tăng khoảng từ 5 đến 11%, tăng nhanh hơn ở phía Đông và thấp hơn ở phía Tây
tỉnh Quảng Ngãi. Lượng mưa tháng VII tăng phổ biến từ 1 đến trên 4%, tăng
nhanh ở phía Đông và thấp hơn ở phía Tây tỉnh. Ngược lại, lượng mưa có xu thế
giảm trên toàn bộ diện tích tỉnh vào tháng I, với mức độ giảm phổ biến từ 2 đến
khoảng 14%, giảm mạnh hơn ở phía Nam và giảm ít hơn ở phía Đông Bắc tỉnh
Quảng Ngãi.
Bảng 2.1:
Trạm
Quảng
Ngãi
Ba Tơ
Trà Bồng
Sơn Giang
Sơn Hà
Tỷ lệ % thay đổi về lượng mưa so với thời kỳ nền 2000-2009
Tháng
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Trung
bình
Mùa
mưa
Mùa
khô
-0,05
1,03
-1,25
-1,62
0,94
0,78
0,90
1,26
5,41
3,21
-1,36
2,17
2,76
-0,24
-0,54
-0,07
1,57
-1,84
-2,35
1,40
1,16
1,34
1,88
7,94
4,66
-1,94
3,19
4,05
-0,34
2040-2049
-0,77
-0,10
2,17
-2,60
-3,31
2,01
1,65
1,84
2,58
11,12
6,53
-2,71
4,46
5,66
-0,47
2050-2059
-0,98
-0,13
2,81
-3,37
-4,26
2,55
2,12
2,40
3,41
14,37
8,39
-3,48
5,77
7,32
-0,61
2060-2069
-1,20
-0,16
3,45
-4,09
-5,22
3,10
2,58
2,90
4,17
17,49
10,17
-4,26
7,01
8,89
-0,75
2070-2079
-1,41
-0,19
4,05
-4,76
-6,06
3,61
3,00
3,39
4,86
20,35
11,87
-4,96
8,16
10,36
-0,87
2080-2089
-1,59
-0,21
4,55
-5,37
-6,79
4,10
3,38
3,82
5,42
23,00
13,41
-5,61
9,22
11,69
-0,97
2090-2100
-1,74
-0,24
4,99
-5,94
-7,58
4,49
3,74
4,22
6,04
25,33
14,71
-6,19
10,14
12,87
-1,09
2020-2029
-3,16
-1,79
-4,00
-3,44
-0,79
0,11
0,32
2,17
0,68
6,73
1,46
-3,14
1,26
2,11
-0,77
2030-2039
-4,60
-2,64
-5,82
-5,11
-1,16
0,15
0,46
3,19
1,05
9,78
2,13
-4,59
1,83
3,08
-1,12
2040-2049
-6,48
-3,73
-8,22
-7,15
-1,63
0,19
0,65
4,43
1,46
13,90
3,00
-6,41
2,61
4,38
-1,59
2050-2059
-8,42
-4,81
-10,61
-9,19
-2,12
0,26
0,83
5,79
1,83
17,87
3,87
-8,35
3,34
5,60
-2,05
2060-2069
-10,22
-5,85
-12,91
-11,24
-2,58
0,29
1,01
7,03
2,24
21,68
4,74
-10,16
4,05
6,81
-2,50
2070-2079
-11,88
-6,84
-15,12
-13,09
-3,00
0,37
1,18
8,16
2,61
25,34
5,52
-11,86
4,73
7,95
-2,91
2080-2089
-13,47
-7,73
-17,03
-14,76
-3,38
0,40
1,33
9,18
2,97
28,55
6,29
-13,31
5,35
9,00
-3,30
2090-2100
-14,83
-8,49
-18,76
-16,25
-3,73
0,44
1,46
10,08
3,28
31,44
6,87
-14,77
5,87
9,87
-3,64
2020-2029
-1,11
-0,05
-0,07
-1,77
-1,15
0,44
0,98
0,59
6,91
2,71
2,31
-0,91
1,78
2,51
-0,28
2030-2039
-1,67
-0,06
-0,09
-2,61
-1,68
0,62
1,44
0,86
10,33
3,98
3,36
-1,30
2,62
3,72
-0,42
2040-2049
-2,35
-0,05
-0,13
-3,69
-2,35
0,89
2,05
1,20
14,28
5,58
4,72
-1,82
3,66
5,18
-0,58
2050-2059
-2,97
-0,09
-0,18
-4,75
-3,06
1,14
2,58
1,55
18,77
7,21
6,10
-2,34
4,76
6,74
-0,76
2060-2069
-3,65
-0,13
-0,21
-5,78
-3,72
1,37
3,13
1,89
22,88
8,78
7,40
-2,86
5,79
8,20
-0,94
2070-2079
-4,27
-0,12
-0,24
-6,73
-4,31
1,60
3,66
2,19
26,68
10,22
8,64
-3,34
6,75
9,56
-1,08
2080-2089
-4,83
-0,13
-0,28
-7,58
-4,85
1,82
4,11
2,48
29,86
11,54
9,76
-3,77
7,60
10,76
-1,22
2090-2100
-5,26
-0,16
-0,31
-8,38
-5,38
1,99
4,56
2,73
33,14
12,71
10,71
-4,16
8,38
11,88
-1,35
2020-2029
-1,60
-0,75
-0,79
-2,45
-1,05
0,38
0,85
1,10
2,43
5,70
2,76
-1,96
1,94
2,94
-0,16
2030-2039
-2,34
-1,11
-1,13
-3,63
-1,54
0,55
1,24
1,62
3,67
8,32
4,02
-2,84
2,84
4,31
-0,24
2040-2049
-3,29
-1,57
-1,61
-5,10
-2,16
0,78
1,75
2,25
5,05
11,74
5,64
-3,97
3,99
6,06
-0,34
2050-2059
-4,26
-2,02
-2,07
-6,58
-2,79
1,00
2,26
2,93
6,55
15,13
7,26
-5,14
5,15
7,80
-0,43
2060-2069
-5,18
-2,46
-2,51
-8,02
-3,41
1,21
2,75
3,56
8,02
18,38
8,83
-6,27
6,26
9,49
-0,54
2070-2079
-6,03
-2,88
-2,94
-9,34
-3,96
1,42
3,20
4,14
9,34
21,43
10,29
-7,31
7,29
11,07
-0,62
2080-2089
-6,83
-3,26
-3,31
-10,53
-4,44
1,60
3,60
4,66
10,49
24,19
11,66
-8,23
8,24
12,50
-0,70
2090-2100
-7,52
-3,57
-3,65
-11,61
-4,94
1,76
3,98
5,13
11,66
26,63
12,77
-9,11
9,06
13,75
-0,78
2020-2029
-1,65
-0,97
-1,20
-1,98
-1,23
0,59
0,80
1,22
1,01
6,64
2,51
-1,83
1,89
3,01
-0,27
2030-2039
-2,41
-1,43
-1,72
-2,93
-1,80
0,86
1,17
1,81
1,53
9,68
3,66
-2,66
2,76
4,41
-0,39
2040-2049
-3,39
-2,02
-2,45
-4,12
-2,53
1,21
1,66
2,50
2,11
13,67
5,13
-3,71
3,88
6,21
-0,56
2050-2059
-4,40
-2,61
-3,15
-5,32
-3,26
1,56
2,13
3,27
2,73
17,61
6,60
-4,81
5,00
7,99
-0,72
2060-2069
-5,35
-3,18
-3,82
-6,48
-3,99
1,87
2,59
3,97
3,34
21,40
8,02
-5,87
6,07
9,72
-0,89
Thời kỳ
I
II
2020-2029
-0,36
2030-2039
Trạm
Mộ Đức
Minh Long
Giá Vực
An Chỉ
Tháng
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Trung
bình
Mùa
mưa
Mùa
khô
2070-2079
-6,22
-3,71
-4,48
-7,55
-4,64
2,20
3,02
4,61
3,89
24,96
9,35
-6,85
7,08
11,33
-1,03
2080-2089
-7,05
-4,20
-5,05
-8,51
-5,20
2,49
3,40
5,20
4,37
28,16
10,60
-7,71
8,00
12,80
-1,16
2090-2100
-7,76
-4,61
-5,56
-9,39
-5,78
2,72
3,75
5,72
4,86
31,01
11,61
-8,53
8,79
14,08
-1,30
2020-2029
-2,10
-1,84
-4,55
-3,28
-0,48
0,19
1,44
0,68
1,50
5,47
1,72
-2,47
1,66
2,44
-0,93
2030-2039
-3,05
-2,70
-6,62
-4,88
-0,71
0,26
2,08
0,99
2,30
7,95
2,53
-3,62
2,42
3,57
-1,37
2040-2049
-4,30
-3,81
-9,34
-6,83
-0,99
0,32
2,93
1,38
3,21
11,30
3,55
-5,05
3,44
5,06
-1,93
2050-2059
-5,59
-4,92
-12,07
-8,79
-1,29
0,44
3,78
1,80
4,01
14,52
4,58
-6,57
4,40
6,47
-2,49
2060-2069
-6,78
-5,98
-14,68
-10,74
-1,57
0,50
4,60
2,19
4,93
17,62
5,61
-8,01
5,35
7,87
-3,04
2070-2079
-7,88
-7,00
-17,19
-12,51
-1,83
0,63
5,35
2,54
5,72
20,60
6,53
-9,34
6,24
9,19
-3,54
2080-2089
-8,93
-7,91
-19,37
-14,11
-2,06
0,69
6,03
2,86
6,52
23,20
7,44
-10,49
7,06
10,40
-4,01
2090-2100
-9,84
-8,68
-21,33
-15,53
-2,27
0,75
6,64
3,14
7,21
25,56
8,13
-11,63
7,76
11,42
-4,42
2020-2029
-1,28
-0,90
-0,67
-4,35
-0,98
0,31
0,80
1,30
2,26
6,78
2,91
-2,14
1,96
3,02
-0,40
2030-2039
-1,87
-1,33
-0,95
-6,44
-1,42
0,45
1,17
1,92
3,41
9,90
4,25
-3,11
2,87
4,43
-0,59
2040-2049
-2,63
-1,87
-1,36
-9,05
-2,00
0,63
1,65
2,66
4,71
13,97
5,96
-4,35
4,03
6,24
-0,84
2050-2059
-3,40
-2,42
-1,75
-11,66
-2,58
0,81
2,12
3,47
6,10
18,00
7,67
-5,64
5,19
8,03
-1,08
2060-2069
-4,14
-2,94
-2,12
-14,23
-3,16
0,97
2,59
4,21
7,47
21,88
9,33
-6,87
6,31
9,77
-1,32
2070-2079
-4,82
-3,44
-2,48
-16,57
-3,67
1,15
3,01
4,89
8,70
25,51
10,87
-8,02
7,36
11,39
-1,54
2080-2089
-5,46
-3,89
-2,80
-18,68
-4,12
1,29
3,39
5,51
9,77
28,78
12,32
-9,02
8,32
12,86
-1,73
2090-2100
-6,00
-4,27
-3,09
-20,60
-4,58
1,42
3,74
6,07
10,86
31,70
13,49
-9,99
9,14
14,15
-1,92
2020-2029
-1,71
-0,47
-3,64
-3,88
-0,93
0,13
1,05
1,00
2,01
9,05
1,72
-2,20
2,34
3,52
-0,70
2030-2039
-2,48
-0,70
-5,29
-5,77
-1,37
0,17
1,52
1,46
3,08
13,15
2,52
-3,23
3,41
5,15
-1,03
2040-2049
-3,49
-0,98
-7,47
-8,08
-1,92
0,21
2,14
2,03
4,30
18,68
3,55
-4,50
4,84
7,30
-1,46
2050-2059
-4,54
-1,27
-9,65
-10,38
-2,50
0,30
2,76
2,66
5,36
24,01
4,58
-5,86
6,19
9,35
-1,87
2060-2069
-5,51
-1,54
-11,74
-12,69
-3,04
0,34
3,35
3,23
6,58
29,13
5,61
-7,14
7,53
11,38
-2,29
2070-2079
-6,41
-1,81
-13,74
-14,79
-3,54
0,42
3,89
3,75
7,65
34,05
6,53
-8,33
8,79
13,28
-2,67
2080-2089
-7,26
-2,04
-15,48
-16,67
-3,98
0,46
4,39
4,21
8,72
38,35
7,44
-9,35
9,93
15,01
-3,01
2090-2100
-8,00
-2,24
-17,05
-18,35
-4,40
0,50
4,84
4,63
9,63
42,24
8,13
-10,38
10,92
16,51
-3,32
2020-2029
-2,68
-2,10
-3,40
-3,41
-0,56
0,18
0,97
0,96
2,68
5,29
1,83
-2,61
1,57
2,41
-0,80
2030-2039
-3,90
-3,09
-4,94
-5,07
-0,82
0,24
1,40
1,41
4,10
7,69
2,68
-3,81
2,30
3,54
-1,18
2040-2049
-5,48
-4,36
-6,97
-7,09
-1,15
0,29
1,97
1,96
5,72
10,93
3,77
-5,32
3,27
5,02
-1,66
2050-2059
-7,13
-5,62
-9,00
-9,12
-1,50
0,41
2,54
2,56
7,14
14,05
4,86
-6,94
4,16
6,40
-2,15
2060-2069
-8,65
-6,83
-10,95
-11,14
-1,82
0,46
3,09
3,11
8,76
17,04
5,96
-8,45
5,07
7,80
-2,62
2070-2079
-10,05
-7,99
-12,82
-12,99
-2,12
0,58
3,60
3,61
10,18
19,92
6,93
-9,86
5,91
9,10
-3,05
2080-2089
-11,39
-9,04
-14,45
-14,64
-2,39
0,63
4,05
4,06
11,60
22,44
7,90
-11,06
6,70
10,31
-3,45
2090-2100
-12,55
-9,92
-15,91
-16,12
-2,64
0,69
4,47
4,46
12,82
24,72
8,63
-12,27
7,35
11,32
-3,81
Thời kỳ
I.1.5. Thay đổi bốc hơi tiềm năng
Sự thay đổi của nhiệt độ là nguyên nhân chính gây ra sự thay đổi đối
với lượng bốc hơi, kết quả của sự thay đổi này dẫn đến những biến đổi về
dòng chảy trong chu trình thủy văn.
Lượng bốc hơi tiềm năng trung bình năm trên các lưu vực sông Vu
Gia-Thu Bồng, Trà Bồng, Trà Khúc đề có xu thế tăng theo thời gian. Cũng
tương tự như sự biến đổi nhiệt độ và lượng mưa, thời kỳ trước năm 2060,
lượng bốc hơi tiềm năng trung bình năm tăng khá đều so với kịch bản nền.
Các trạm vùng ven biển có mức độ tăng thấp hơn các trạm nằm sâu đất liền,
mức độ tăng giảm dần từ Bắc xuống Nam.
Bảng 1.1:
Lượng bốc hơi tiềm năng tại một số trạm khí tượng
Lượng bốc hơi năm (mm)
Kịch bản
Thời kỳ
Trà
My
Đà
Nẵng
Tam
Kỳ
Quảng
Ngãi
Ba
Tơ
Cơ sở
2000-2009
1492
1643
1332
1565
1876
2020-2039
1621
1748
1440
1642
2029
8.6
6.3
8.2
4.9
8.1
2040-2059
1732
1824
1520
1698
2161
16.1
11,0
14.1
8.5
15.2
2060-2079
1838
1911
1611
1762
2287
23.2
16.3
20.9
12.6
21.9
2080-2099
1912
1968
1670
1804
2374
28.1
19.8
25.4
15.3
26.5
A2
Trà
My
Tỷ lệ thay đổi (%)
Ta
Đà
Quảng
m
Nẵng
Ngãi
Kỳ
Ba
Tơ
I.1.6. Nước biển dâng
Theo kết quả công bố của Bộ Tài nguyên và Môi trường năm 2012, khu
vực tỉnh Quảng Nam, TP.Đà Nẵng, Quảng Ngãithuộc vùng biển từ Đèo Hải Vân mũi Đại Lãnh. Kết quả xây dựng kịch bản nước biển dâng khu vực này được xây
dựng dựa trên cơ sở của phương pháp downscaling thống kê, tính toán quan hệ
giữa kịch bản toàn cầu với số liệu quan trắc hải văn thực tế tại trạm.Mực nước
biển dâng tương đối cho khu vực được xây dựng theo mực nước dâng trung bình
toàn cầu trong tương lai và mực nước dâng trong quá khứ bao gồm cả số liệu quan
trắc từ trạm hải văn và từ vệ tinh theo phương trình tuyến tính. Các đánh giá cho
thấy hệ số tương quan giữa mực nước biển dâng trung bình toàn cầu với mực nước
biển dâng trong quá khứ phân tích từ số liệu vệ tinh và số liệu thực đo tương ứng
là 0,65 và 0,5.
Kết quả xây dựng kịch bản nước biển dâng cho tỉnh Quảng Nam và TP.Đà
Nẵng, tỉnh Quảng Ngãi cho thế kỷ 21 như sau:
Theo kịch bản phát thải thấp: vào năm 2020 mực nước biển dâng lên
khoảng 8cm, năm 2030 là 13cm, năm 2050 là 25cm và đến năm 2090 là 57cm,
đến 2100 là 65cm.
Theo kịch bản phát thải trung bình: vào năm 2020 mực nước biển dâng lên
khoảng 9 cm, năm 2030 là 13cm, năm 2050 là 26 cm và đến năm 2090 là 63cm,
đến 2100 là 74cm.
Theo kịch bản phát thải cao: vào năm 2020 mực nước biển dâng lên khoảng
9 cm, năm 2030 là 14 cm, năm 2050 là 29cm và đến năm 2090 là 82cm, đến 2100
là 97cm.
Trên cơ sở đó, kịch bản mực nước biển dâng tương đối cho khu vực tỉnh
Quảng Nam, TP.Đà Nẵng và tỉnh Quảng Ngãi với kịch bảnphát thải cao A2với
mức dâng lớn nhất 97cm ở cuối thế kỷ được trình bày tương ứng trong Bảng 1.1:
Bảng 1.1:
Kịch bản nước biển dâng do biến đổi khí hậu cho khu vực ven biển tỉnh
Quảng Nam, TP.Đà nẵng, Quảng Ngãi
Kịch bản
Các mốc thời gian của thế kỷ 21
2020
2030
2050
2090
2100
Kịch bản thấp A1
8
13
25
57
65
Kịch bản trung bình B2
9
9
13
14
26
29
63
82
74
97
Kịch bản cao A2
I.1.7. Tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy và xâm nhập mặn hệ
thống sông
I.1.7.1. Tác động đến dòng chảy
Theo kịch bản phát thải A2 lượng mưa trong mùa mưa tăng trong khi đó
lượng mưa mùa khô giảm mạnh, lượng mưa mùa mưa tăng mạnh nhất vào tháng X
, lượng mưa mùa khô giảm mạnh nhất giữa mùa khô tức tháng V, VI. Do sự thay
đổi về lượng mưa dẫn đến sự thay đổi mạnh mẽ về dòng chảy trên các hệ thống
sông.
Trên lưu vực sông Trà Khúc-Vệ lưu lượng dòng chảy năm và dòng chảy
mùa lũ có xu hướng gia tăng nhanh hơn, dòng chảy mùa cạn có xu hướng giảm so
với thời kỳ nền trong kịch bản này.
a) Dòng chảy năm
Trên lưu vực sông Trà Khúc-Vệ dòng chảy năm có xu hướng tăng đều
trong toàn thời kỳ, thời kỳ sau lớn hơn thời kỳ trước. So với thời kỳ nền 20002009 thì dòng chảy năm thời kỳ tương lai từ 2020-2099 tăng từ 1,34% -5,1%. Tại
trạm Sơn Giang trên sông Trà Khúc lưu lượng dòng chảy bình quân năm tăng
đều,đến năm2020 tăng từ 1,2%, đến năm 2030 phổ biến ở mức 1,4%, năm 2050
tăng là 3,3% và lớn nhất 6,2% vào cuối thế kỷ. Tại trạm An Chỉ trên sông Vệ tỷ lệ
tăng tuy cùng xu hướng với lưu vực sông Trà Khúc nhưng ở mức độ nhỏ hơn, đến
thời kỳ 2090-2099 thỉ tỷ lệ tăng dòng chảy năm so với thời kỳ nền 2000-2009 là
4,8%.
Trên lưu vực sông Trà Khúc-Vệ lượng mưa trung bình mùa khô ở vùng
thượng nguồn giảm nhỏ hơn so với các vùng ven biển. Các tháng ở giữa mùa khô
có lượng mưa giảm mạnh nhất. Dòng chảy mùa cạn tại các trạm giảm đều từ đầu
thế kỷ đến cuối thế kỷ. Thời kỳ 2000-2009 lưu lượng bình quân mùa cạn tại trạm
Sơn Giang trên sông Trà Khúc là 109,5 m3/s, tại trạm An Chỉ trên sông Vệ là 27,5
m3/s. Tại trạm Sơn Giang lưu lượng dòng chảy mùa cạn ở đầu thế kỷ giảm 2,1%,
đến giữa thế kỷ là 6,1%, đến cuối thế kỷ là 9,3%. Tại trạm An Chỉ dòng chảy mùa
cạn giảm 1,9% ở đầu thế kỷ, đến giữa thế kỷ là 6,3% và đến cuối thế kỷ là 11%.
Bảng 1.2:
Trạm
Sơn
Giang
An
Chỉ
Thời
đoạn
Lưu lượng dòng chảy bình quân năm, tháng, mùa thời kỳ tương lai tại các
trạm thủy văn so với thời kỳ nền 2000-2009
Lưu lượng dòng chảy bình quân (%)
TB
Mùa
cạn
Mùa
lũ
428,9
225,1
109,5
572,1
780,9
426,4
227,8
107,6
588,4
575,5
790,7
425,8
228,2
105,2
597,3
199,9
593,3
801,4
424,7
229,3
103,6
606,5
84,5
202,0
616,1
814,7
424,1
232,5
103,9
618,3
52,7
82,3
199,9
633,1
824,8
422,1
233,3
102,1
626,7
69,1
52,8
83,1
201,9
654,2
836,7
421,7
236,2
102,4
637,5
64,6
66,7
51,7
81,6
201,1
669,5
846,5
419,2
237,0
101,0
645,1
47,7
63,9
66,2
51,6
82,0
202,7
686,2
855,6
418,6
239,1
100,9
653,5
19,5
15,7
19,3
17,0
12,4
19,1
43,4
148,9
234,5
134,2
63,8
27,5
172,5
29,5
19,2
15,3
17,5
15,3
11,0
19,2
44,9
158,5
232,7
137,9
64,3
27,0
176,3
69,2
27,1
18,6
14,3
16,9
15,2
11,0
20,0
45,9
165,0
235,3
137,3
64,7
26,5
179,2
68,4
26,9
18,1
13,9
15,9
14,4
10,5
19,2
45,3
170,5
238,1
136,3
64,8
25,8
181,6
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Nền
225,7
114,3
74,2
59,3
85,1
80,0
57,4
87,1
202,0
525,6
761,8
2020-2029
225,4
114,8
73,3
56,9
79,7
76,9
55,6
85,0
200,3
557,9
2030-2039
216,9
109,5
70,9
53,7
76,8
75,4
55,4
85,7
202,2
2040-2049
217,2
110,5
70,2
52,0
72,9
72,8
53,9
83,5
2050-2059
217,1
110,9
70,6
51,6
71,9
72,4
54,2
2060-2069
216,5
110,9
69,6
49,7
68,2
69,5
2070-2079
216,4
111,1
70,0
49,4
67,4
2080-2089
215,3
110,8
69,0
48,0
2090-2099
214,7
110,7
69,1
Nền
71,3
29,8
2020-2029
71,1
2030-2039
2040-2049
Trạm
Lưu lượng dòng chảy bình quân (%)
Thời
đoạn
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
2050-2059
67,9
26,8
18,0
13,7
15,7
14,2
10,4
19,4
45,8
176,9
241,5
2060-2069
67,0
26,5
17,5
13,2
14,8
13,3
9,7
18,6
45,3
182,0
2070-2079
66,6
26,4
17,4
13,0
14,6
13,2
9,7
18,8
45,7
2080-2089
65,9
26,1
17,0
12,7
14,0
12,6
9,2
18,2
2090-2099
65,5
26,1
17,0
12,5
13,8
12,4
9,1
18,3
Bảng 1.3:
Trạm
Sơn
Giang
An
Chỉ
TB
Mùa
cạn
Mùa
lũ
135,5
65,5
25,8
184,6
244,2
134,3
65,5
25,1
186,8
187,9
247,3
133,7
66,2
25,1
189,6
45,4
192,3
249,9
132,8
66,3
24,6
191,7
45,8
196,9
252,3
132,2
66,8
24,5
193,8
Tỷ lệ thay đổi lưu lượng dòng chảy bình quân năm, tháng, mùa thời kỳ
tương lai tại các trạm thủy văn so với thời kỳ nền 2000-2009
Tỷ Lệ (%)
Thời
đoạn
I
2020-2029
II
III
IV
V
VI
VII
-0,1
0,4
-1,1
-3,9
-6,3
-3,9
-3,0
2030-2039
-3,9
-4,2
-4,4
-9,4
-9,8
-5,8
2040-2049
-3,8
-3,3
-5,4
-12,2
-14,3
2050-2059
-3,8
-3,0
-4,8
-12,9
2060-2069
-4,1
-3,0
-6,1
2070-2079
-4,1
-2,8
2080-2089
-4,6
2090-2099
VIII
XI
XII
TB
Mùa
cạn
Mùa
lũ
IX
X
-2,5
-0,9
6,1
2,5
-0,6
1,2
-1,7
2,8
-3,5
-1,6
0,1
9,5
3,8
-0,7
1,4
-3,9
4,4
-9,1
-6,0
-4,2
-1,0
12,9
5,2
-1,0
1,9
-5,3
6,0
-15,4
-9,6
-5,6
-3,1
0,0
17,2
6,9
-1,1
3,3
-5,1
8,1
-16,1
-19,9
-13,2
-8,1
-5,6
-1,1
20,4
8,3
-1,6
3,6
-6,7
9,5
-5,6
-16,6
-20,8
-13,7
-8,0
-4,7
-0,1
24,5
9,8
-1,7
4,9
-6,5
11,4
-3,1
-6,9
-19,1
-24,1
-16,7
-9,9
-6,4
-0,5
27,4
11,1
-2,3
5,3
-7,8
12,7
-4,9
-3,2
-6,9
-19,6
-24,9
-17,2
-10,1
-5,9
0,3
30,5
12,3
-2,4
6,2
-7,8
14,2
2020-2029
-0,3
-1,1
-1,6
-2,9
-9,6
-10,1
-11,4
0,3
3,6
6,4
-0,8
2,8
0,9
-1,9
2,2
2030-2039
-2,9
-9,2
-4,5
-8,9
-12,7
-10,5
-11,3
4,5
5,8
10,8
0,3
2,3
1,4
-3,8
3,9
2040-2049
-4,1
-9,9
-7,1
-11,8
-17,8
-15,7
-16,0
0,4
4,6
14,5
1,5
1,6
1,6
-6,1
5,3
2050-2059
-4,8
-10,1
-7,5
-13,0
-18,8
-16,5
-16,5
1,5
5,6
18,8
3,0
1,0
2,7
-6,3
7,0
2060-2069
-6,0
-11,2
-10,0
-16,1
-23,4
-21,7
-21,9
-2,5
4,5
22,2
4,1
0,1
2,8
-8,7
8,3
2070-2079
-6,6
-11,5
-10,5
-17,2
-24,4
-22,4
-22,3
-1,8
5,5
26,2
5,5
-0,3
3,8
-8,9
9,9
2080-2089
-7,7
-12,3
-12,4
-19,5
-27,6
-26,2
-26,4
-4,5
4,7
29,2
6,6
-1,0
4,0
-10,7
11,1
2090-2099
-8,2
-12,6
-12,8
-20,3
-28,4
-27,0
-26,9
-4,4
5,5
32,3
7,6
-1,5
4,8
-11,0
12,3
Hình 3.1:
Hình 3.2:
Diễn biến dòng chảy bình quân tháng tại các trạm thủy văn thời kỳ từ
2020-2099
Mức độ tăng giảm của dòng chảy tại các trạm thủy văn thời kỳ tương lai
so với thời kỳ nền
I.1.7.2. Tác động đến xâm nhập mặn
Trên sông Trà Bồng, do đặc trưng địa hình nên mặn chỉ có thể đẩy sâu vào
trong sông trên dưới 10km. Chiều dài xâm nhập mặn tính từ cửa Sa Cần tăng dần
đến giữa thế kỷ và tăng mạnh vào cuối thế kỷ. Ranh giới mặn 1% dịch chuyển từ
vị trí 10,4km thời kỳ 2000-2009 đến vị trí 11,7km vào cuối năm 2059 và 15,2km ở
cuối thế kỷ. Ranh giới mặn 4% cũng dịch chuyển khá mạnh về thượng nguồn từ
8,7km thời kỷ 2000-2009 đến 12,4km năm 2099.
Trên sông Trà Khúc do địa hình khá dốc ở vùng hạ lưu và đều ở phần trung
lưu nên vào đầu thế kỷ ranh giới mặn dịch chuyển rất chậm về thượng lưu, tuy
nhiên từ nửa sau thế kỷ ranh giới mặn 1%o và 4%o dịch chuyển khá nhanh.Đặc
trưng ranh giới mặn 1%o thời kỳ 2000-2009 tại vị trí cách cửa Cổ Lũy 7,5km, đến
năm 2059 vị trí này là 8,6km, đến năm 2099 vị trí này đã lên đến 14,6km.
Trên sông Vệ có thể thấy đặc trưng mặn từ cửa Đức Lợi đến cửa Cổ Lũy
không thay đổi nhiều ở từng thời kỳ do đều được nối với biển. Càng về thượng lưu
sông Vệ địa hình càng dốc do đó mặn cũng khó xâm nhập sâu vào trong sông so
với thời kỳ 2000-2009, do đó rang giới mặn 1%o và 4% dịch chuyển rất chậm về
phía thượng nguồn. So với thời kỳ 2000-2009 chiều dài xâm nhập mặn 1%o chỉ
tăng từ 4-5km, ranh mặn 4% tăng từ 2-4km.
Đ ẶC TRƯNG MỨC ĐỘ XÂM NHẬP MẶN LỚN NHẤT BÌNH QUÂN
Hình 1.1:
TRONG SÔNG
Bảng 2.2:
R ANH GIỚI XÂM NHẬP MẶN 1% O TRÊN CÁC SÔNG CHÍNH
Khoảng cách từ cửa sông (Km)
Kịch Bản A2
tăng 14cm
tăng 21cm
tăng 29cm
tăng 40cm
tăng 53cm
tăng 67cm
tăng 82cm
tăng 97cm
Nền
2020-2029
2030-2039
2040-2049
2050-2059
2060-2069
2070-2079
2080-2089
2090-2099
Trà Bồng
Trà Khúc
10,4
10,5
11,2
11,6
11,7
12,7
13,5
14,4
15,2
7,5
7,8
8,0
8,1
8,6
11,1
11,2
14,2
14,6
Sông
Vệ
13,9
15,3
15,9
16,4
17,0
17,6
17,9
18,7
19,1
Ghi chú: 0 thể hiện ranh giới mặn bằng 0 có nghĩa trên sông các vị trí đều có giá trị độ
mặn lớn hơn 1%o
Bảng 2.3:
R ANH GIỚI XÂM NHẬP MẶN 4% O TRÊN CÁC SÔNG CHÍNH
Khoảng cách từ cửa sông (Km)
Kịch Bản A2
Trà Bồng
Trà Khúc
Sông
Vệ
tăng 14cm
tăng 21cm
tăng 29cm
tăng 40cm
tăng 53cm
tăng 67cm
tăng 82cm
tăng 97cm
Nền
2020-2029
2030-2039
2040-2049
2050-2059
2060-2069
2070-2079
2080-2089
2090-2099
8,7
8,8
9,2
9,4
9,5
10,1
10,8
11,5
12,4
4,7
5,2
5,4
5,6
5,9
7,8
8,0
10,5
11,0
Ghi chú: 0 thể hiện ranh giới mặn bằng 0 có nghĩa trên sông các vị trí đều có giá trị độ
mặn lớn hơn 4%o
12,3
13,4
13,6
13,8
14,1
14,7
15,0
15,7
16,2
