Nghiên cứu tác động của BĐKH đến cân bằng nước lưu vực sông Kôn Hà Thanh (Luận văn thạc sĩ)

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
ĐẾN CÂN BẰNG NƯỚC LƯU VỰC SÔNG KÔN – HÀ THANH

LÊ THỊ HẠNH

CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC
MÃ SỐ: 62440224
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. NGÔ LÊ AN

HÀ NỘI, NĂM 2017


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Cán bộ hướng dẫn chính: PGS.TS. Ngô Lê An

Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS. Nguyên Kiên Dũng
Cán bộ chấm phản biện 2: PGS.TS. Bùi Nam Sách
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Ngày 26 tháng 12 năm 2017


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các nội dung, số liệu, kết quả nêu trong luận văn là
trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Lê Thị Hạnh


LỜI CẢM ƠN
Sau hai năm học tập và nghiên cứu khoa học cùng các anh chị em học viên
Lớp Cao học Thủy văn CH-2AT (khóa 2016 - 2018) tại Trường Đại học Tài
nguyên và Môi trường Hà Nội, đến nay em đã hoàn thành khoá luận tốt
nghiệp. Với tấm lòng chân thành nhất, em xin gửi lời cảm ơn:
- Các thầy cô và các cán bộ làm công tác quản lý Khoa Khí tượng Thủy
văn, Phòng Đào tạo, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội và
Trường Đại học Thủy lợi đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành
chương trình Cao học và luận văn tốt nghiệp.
- Các đồng chí Lãnh đạo Trung tâm Mạng lưới khí tượng thủy văn và
môi trường, lãnh đạo Trung tâm Khí tượng Thủy văn quốc gia đã tạo điều
kiện cho tôi được tham gia khóa học này. Cảm ơn các đồng nghiệp đã tạo
điều kiện giúp đỡ tôi trong công tác để tôi có thời gian học tập và hoàn thành
luận văn tốt nghiệp tại Trường Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà
Nội.
- Các cán bộ Phòng Thông tin và dữ liệu, Phòng Quản lý Mạng lưới Đài
Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Trung Bộ, Phòng Chỉnh lý và Bảo quản tư
liệu khí tượng thủy văn Trung tâm Thông tin và Dữ liệu khí tượng thủy văn
đã giúp đỡ tôi thập dữ liệu trong quá trình thực hiện luận văn của mình.
- Các anh chị em học viên, sinh viên của Trường Đại học Thủy lợi và
anh chị em học viên Lớp Cao học Thủy văn CH-2AT Tài nguyên và Môi
trường Hà Nội đã quan tâm, động viên, giúp đỡ tôi vững tâm phấn đấu trong
suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp.

- Đặc biệt là PGS.TS Ngô Lê An Trường Đại học Thủy lợi, người thầy
đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn
thành luận văn tốt nghiệp; kết quả đạt được trong luận văn này là những kiến
thức khoa học quý báu mà thầy đã giành nhiều thời gian và tâm huyết của
mình để hướng dẫn, chỉ bảo em trong thời gian qua.
Do thời gian có hạn, số liệu thực đo cũng chưa được đầy đủ như mong
muốn và khảo năng nghiên cứu còn hạn chế nên luận văn này không thể tránh
được những thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu
của các thầy cô, đồng nghiệp và những người quan tâm.


THÔNG TIN LUẬN VĂN
Họ và tên học viên: Lê Thị Hạnh
Lớp: CH - 2AT

Khóa: II

Năm học: 2016 - 2018

Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Ngô Lê An
Tên đề tài: Nghiên cứu tác động của BĐKH đến cân bằng nước lưu vực
sông Kôn - Hà Thanh.
Luận văn được thực hiện trong 70 trang bao gồm ba chương chính:
Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu. Trong chương 1, đã đưa ra
một số nghiên cứu về tác động của BĐKH đến dòng chảy trên thế giới và Việt
Nam. Hiện trạng hệ thống công trình trên sông Kôn - Hà Thanh và nhu cầu sử
dụng nước. Phân tích lựa chọn mô hình tính toán.
Chương 2: Thiết lập mô hình toán và xây dựng cơ sở dữ liệu. Mô phỏng
dòng chảy đến các nhánh sông bằng mô hình NAM. Xác định nhu cầu sử
dụng nước mà ở đây chủ yếu là nhu cầu sử dụng nước dùng cho nông nhiệp ở

hiện trạng và nhu cầu nước với kịch bản BĐKH. Từ đó thiết lập mô hình cân
bằng nước WEAP.
Chương 3: Đánh giá biến đổi khí hậu tới cân bằng nước. Tác động của
BĐKH đến dòng chảy đến trên lưu vực theo các kịch bản tính toán khác nhau
và tác động của BĐKH đến nhu cầu sử dụng nước. Tác động của BĐKH đến
cân bằng nước kịch bản hiện trạng và theo kịch bản BĐKH trên lưu vực. Từ
đó đưa ra cái nhìn về vấn đề cân bằng nước của lưu vực đối với hiện trạng và
BĐKH.


MỤC LỤC

MỤC LỤC ............................................................................................................. 1
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ........................................... 3
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................. 4
DANH MỤC HÌNH .............................................................................................. 6
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 8
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .............................. 11
1.1. Tổng quan các nghiên cứu về tác động của BĐKH tới tài nguyên nước..... 11
1.1.1. Các nghiên cứu về tác động của BĐKH đến dòng chảy ........................... 11
1.1.2. Các nghiên cứu về cân bằng nước và tác động của BĐKH đến cân bằng
nước lưu vực sông. .............................................................................................. 12
1.1.3. Biểu hiện của BĐKH ................................................................................ 14
1.2. Đặc điểm lưu vực nghiên cứu ...................................................................... 17
1.2.1. Khái quát chung về hệ thống lưu vực sông Kôn - Hà Thanh ................... 17
1.2.2. Đặc điểm địa hình, khí tượng, thủy văn .................................................... 19
1.2.3. Hiện trạng hệ thống công trình trên sông Kôn – Hà Thanh ...................... 27
1.3. Phân tích lựa chọn kịch bản BĐKH và dữ liệu ............................................ 28
1.4. Phân tích lựa chọn mô hình tính toán........................................................... 28
1.4.1. Mô hình NAM ........................................................................................... 29

1.4.2. Mô hình CROPWAT ................................................................................. 31
1.4.3. Mô hình WEAP ......................................................................................... 32
CHƯƠNG 2: THIẾT LẬP MÔ HÌNH TÍNH TOÁN VÀ XÂY DỰNG CƠ SỞ
DỮ LIỆU ............................................................................................................. 35
2.1. Mô phỏng dòng chảy đến các nhánh sông ................................................... 35
2.2. Xác định nhu cầu sử dụng nước ................................................................... 43
1


2.2.1. Nhu cầu nước với kịch bản hiện trạng ...................................................... 43
2.2.2. Nhu cầu nước với kịch bản biến đổi khí hậu ........................................... 52
2.3. Thiết lập mô hình cân bằng nước ................................................................ 53
2.3.1. Lập sơ đồ tính toán cân bằng nước trên sông Kôn - Hà Thanh .............. 53
2.3.2. Dữ liệu cần thiết ....................................................................................... 54
2.4. Xây dựng các kịch bản tính toán cân bằng nước ........................................ 57
CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TỚI CÂN BẰNG NƯỚC .... 58
3.1. Tác động của BĐKH đến dòng chảy đến trên lưu vực ................................ 58
3.2. Tác động của BĐKH đến nhu cầu sử dụng nước......................................... 58
3.3. Tác động của BĐKH đến cân bằng nước trên lưu vực ................................ 60
3.3.1. Cân bằng nước kịch bản hiện trạng........................................................... 60
3.3.2. Cân bằng nước theo kịch bản BĐKH....................................................... 63
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 69

2


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Giải thích

BĐKH

Biến đổi khí hậu

NBD

Nước biển dâng

RCP

Đường nồng độ khí nhà kính đại diện

KB

Kịch bản

GHG

Khí nhà kính (Green House Gas-GHG)

TCXDVN 33-2006

Nedbor – Astromning – Model: có nghĩa là mô hình
mưa - dòng chảy
Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực thế giới – FAO
sử dụng để tính toán nhu cầu nước tưới
Water Evaluation and Planning System là một mô
hình kết hợp giữa việc mô phỏng hệ thống và các
chính sách cần áp dụng cho lưu vực

Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 33-2006

TCVN 4454 -1987

Tiêu chuẩn Việt Nam 4454 - 1987

DT1 (DT2, DT3...)

Diện tích 1 (diện tích 2, diện tích 3…)

NN1 (NN2, NN3…)

Nông nghiệp 1 (nông nghiệp 2, nông nghiệp 3…)

NNTN
CN1 (CN2, CN3…)
MT1 (MT2, MT3…)

Nông nghiệp Thuận Ninh
Công nghiệp 1 (công nghiệp 2, công nghiệp 3…)
Môi trường 1 (môi trường 2, môi trường 3…)

NAM
CROWAT 8.0
WEAP

3


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Miêu tả và trích dẫn về 4 kịch bản đường nồng độ nhà kính đại diện ....... 16
Bảng 1.2: Tốc độ gió trung bình tại trạm khí tượng Quy Nhơn (m/s) ................ 21
Bảng 1.3: Nhiệt độ trung bình tại trạm khí tượng Quy Nhơn (0C) ..................... 21
Bảng 1.4: Độ ẩm trung bình tại trạm khí tượng Quy Nhơn (%) ........................ 22
Bảng 1.5: Bốc hơi trung bình tại trạm khí tượng Quy Nhơn (mm) ................... 22
Bảng 1.6: Số giờ nắng trung bình tại trạm khí tượng Quy Nhơn (giờ) .............. 23
Bảng 1.7: Lượng mưa trung bình tại trạm khí tượng Quy Nhơn (mm) .............. 24
Bảng 2.1: Bộ thông số của mô hình NAM tại Bình Tường ................................ 35
Bảng 2.2: Các vùng cấp nước ............................................................................. 37
Bảng 2.3: Diện tích các nhánh sông và khu giữa nhập lưu ................................. 39
Bảng 2.4: Dân số tại các nút nhu cầu nước sinh hoạt ......................................... 43
Bảng 2.5: Chỉ tiêu cấp nước sinh hoạt ................................................................ 44
Bảng 2.6: Diện tích trồng lúa .............................................................................. 45
Bảng 2.7: Giá trị sản xuất công nghiệp một số khu công nghiệp chính ............ 48
Bảng 2.8: Số lượng gia súc, gia cầm của các nút tính toán ................................ 49
Bảng 2.9: Chỉ tiêu cấp nước cho chăn nuôi (l/ngày - đêm) ................................ 49
Bảng 2.10: Nhu cầu nước cho vật nuôi của các nút tính toán (106 m3/năm) ...... 50
Bảng 2.11: Nhu cầu nước cho nuôi thủy sản trên các nút .................................. 50
Bảng 2.12: Kết quả tính toán nhu cầu nước sinh hoạt (106 m3) .......................... 50
Bảng 2.13: Kết quả tính toán nhu cầu nước nông nghiệp (106 m3) .................... 51
Bảng 2.14: Kết quả tính toán nhu cầu nước công nghiệp tại tiểu lưu vực (106 m3) ... 51
Bảng 2.15: Sự thay đổi nhu cầu nước tưới đối với cây trồng ngành nông nghiệp
trong điều kiện BĐKH. ....................................................................................... 52
Bảng 2.16: Biến đổi của nhiệt độ trung bình năm (oC) so với thời kỳ cơ sở ...... 54
Bảng 2.17: Biến đổi lượng mưa vào mùa xuân so với thời kỳ cơ sở.................. 55
Bảng 2.18: Biến đổi lượng mưa vào mùa đông so với thời kỳ cơ sở ................. 55
Bảng 2.19: Biến đổi lượng mưa vào mùa hạ so với thời kỳ cơ sở ...................... 55
4

Bảng 2.20: Biến đổi lượng mưa vào mùa thu so với thời kỳ cơ sở .................... 55
Bảng 2.21: Tổng hợp các kịch bản tính toán ...................................................... 57
Bảng 3.1: Nhu cầu nước nông nghiệp trung bình theo các kịch bản (106m3) ... 59
Bảng 3.2: Lượng thiếu hụt nước theo kịch bản hiện trạng khi có hồ (triệu m3) ....... 60
Bảng 3.3:Lượng nước thiếu trung bình hiện trạng khi không có hồ (triệu m3) ....... 62
Bảng 3.4: Tổng hợp lượng nước thiếu 2016 - 2035 khi có hồ (106 m3) .................. 64
Bảng 3.5: Tổng hợp lượng nước thiếu 2016 - 2035 nếu không có hồ (106 m3) ....... 65
Bảng 3.6: Tổng hợp lượng nước thiếu 2046 - 2065 khi có hồ (106 m3) .................. 66
Bảng 3.7: Tổng hợp lượng nước thiếu 2046 - 2065 khi không có hồ (106 m3) ........ 67

5


Luận văn đầy đủ ở file: Luận văn full