Ứng dụng mô hình swat đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lưu vựv sông đăkbla, tỉnh kon tum

TR

I H C QU C GIA TP. HCM
NG
I H C BÁCH KHOA

XN H NG

NG D NG MƠ HÌNH SWAT ÁNH GIÁ
TÁC
NG C A BI N
I KHÍ H U
N L U V C SÔNG
K B’LA, T NH KON TUM

Chuyên ngành: Qu n lý môi tr
Mã s : 60 85 10

ng

LU N V N TH C S

TP. H CHÍ MINH, tháng 7 n m 2013


Cơng trình
Cán b h

c hồn thành t i: Tr

ng

i h c Bách Khoa – HQG – HCM

ng d n khoa h c: PGS. TS. NGUY N KIM L I

Cán b ch m nh n xét 1: PGS. TSKH. Bùi Tá Long

Cán b ch m nh n xét 2: TS. Nguy n H ng Quân

Lu n v n th c s
c th c hi n t i Tr
ngày 27 tháng 8 n m 2013
Thành ph n H i

ng

i h c Bách Khoa,

HQG Tp. HCM

ng ánh giá khóa lu n th c s g m:

(Ghi rõ h , tên, h c hàm, h c v c!a H i

ng ch m khóa lu n th c s )

1. PGS. TS. Ph m H ng Nh t
4. PGS. TS. Nguy n Kim L i
2. PGS. TSKH. Bùi Tá Long
3. TS. Nguy n H ng Quân

5. TS. Nguy n Th Ng c Qu"nh
Xác nh n c!a Ch! t ch H i ng ánh giá khóa lu n và Tr #ng khoa qu n lý
chuyên ngành sau khi khóa lu n ã
c s$a ch%a (n&u có).
CH T CH H I

NG

TR

NG KHOA MÔI TR

NG


I H C QU C GIA TP.HCM
NG
I H C BÁCH KHOA

TR

C NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM
c l p - T do - H nh phúc

NHI M V LU N V N TH C S
H tên h c viên:

XUÂN H NG

MSHV: 11260547

Ngày, tháng, n m sinh: 31/7/1987

N i sinh: Bình D

Chuyên ngành: Qu n lý môi tr

Mã s : 60 85 10

I. TÊN
v c sông

ng

TÀI: ng d ng mơ hình SWAT ánh giá tác
k B'LA t nh Kon Tum.

ng c a bi n

i khí h u

ng

n lưu

II. NHI M V VÀ N I DUNG:
-

Tìm hi u c s lý thuy t v bi n i khí h u, tác ng c a bi n i khí h u;
Tìm hi u c s lý thuy t v cách th c mơ ph ng chu trình thu v n c a mơ hình

SWAT;
Xác nh các k ch b n khí h u t i khu v c nghiên c u;
ng d ng mơ hình SWAT mơ ph ng l u l ng dòng ch y t i l u v c;
ánh giá tác ng c a bi n i khí h u n l ng b i l ng t i i m u ra c a l u
v c sông k B’la;
xu!t m t s gi i pháp nh"m thích ng và gi m nh# các tác ng ã
c xác
nh.

III. NGÀY GIAO NHI M V : 20/08/2012
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V : 27/08/2013
V. CÁN B

H

NG D N : PGS. TS. NGUY$N KIM L%I

Tp. HCM, ngày . . . . tháng .. . . n m . . . . . .
CÁN B H
NG D N
(H tên và ch& ký)

TR

CH NHI M B MÔN ÀO T O
(H tên và ch& ký)

NG KHOA….………
(H tên và ch& ký)

L I C M ƠN

u tiên, tôi xin g i l i tri ân sâu s c

n th y PGS. TS. Nguy n Kim L i, ngư i ã

k p th i ưa ra nh ng ch d n và liên t c t o i u ki n, nh c nh ,
l c h t s c mình

ng viên tơi n

hồn thành nhi m v nghiên c u này.

Tơi c ng xin g i l i tri ân

n th y TS. Võ Lê Phú, ngư i ã truy n c m h ng cho

tôi thông qua nh ng bài gi ng h p d n cùng ngu n tài li u b ích v l nh v c bi n
i khí h u, giúp tơi xác

nh hư ng nghiên c u cho

tài.

Tôi xin c m ơn KS. Nguy n Duy Liêm, KS. Lê Hoàng Tú, ThS. Nguy n Th T nh
"u, ThS. Nguy n Th Huy n, KS. Tr n Th Th o Trang, nh ng thành viên thu c
nhóm nghiên c u t i Trung tâm Nghiên c u Bi n

i khí h u, trư ng

Lâm Tp. HCM ã h tr tôi v chuyên môn trong su#t th i gian th c hi n
Tôi xin g i l i c m ơn chân thành

H Nông
tài.

n quý th y cô khoa Môi trư ng trư ng

H

Bách Khoa Tp. HCM vì s t n tâm trong vi c truy n th kh#i lư ng ki n th c a
l nh v c mà tôi ã ư c l nh h i trong th i gian theo h$c t i trư ng.
Tôi c ng xin bày t% l i c m ơn
Tài nguyên, trư ng

n quý th y cô,

ng nghi p t i khoa Môi trư ng &

H Nông Lâm Tp. HCM và Ban giám hi u nhà trư ng vì ã h

tr , t o i u ki n thu n l i cho tơi hồn thành chương trình h$c t p và th c hi n
lu n v&n t i trư ng H Bách Khoa Tp. HCM.
Thưa cha m', con xin cám ơn cha m' vì ã ln nh c nh con ph i n l c ương
u, kh c ph c m$i khó kh&n
Xin g i t(ng nghiên c u này cho

t ư c m c tiêu trong h$c t p và công vi c.
(ng Th Chúc, ngư i v thân yêu ã luôn

hành cùng tôi trên con ư ng nghiên c u khoa h$c và

ng

(ng H ng Minh, con gái

c)a chúng tơi.
Tp. H Chí Minh, ngày 30 tháng 7 n&m 2013
Xuân H ng


TĨM T T LU N V N TH C S

Tóm t t
Trong nh ng n m g n ây, hi u bi t c a con ngư i v bi n
l n nh ng tác

ng hi n t i và tương lai mà bi n

i khí h u c trong nguyên nhân

i khí h u s

em l i cho gi i t nhiên và

con ngư i ã ư c nâng lên rõ r t. V i nh n th c hi n t i c a nhân lo i, vi c tìm ki m nh ng
gi i pháp nh m thích ng v i bi n

i khí h u ã tr thành m t nhi m v mà các nhà ho ch

nh chính sách ph i th c hi n trong m i l nh v c c a
B’la, t!nh Kon Tum, nơi có m t

i s ng xã h i. T i lưu v c sơng

k

sơng ngịi dày "c thì thu# i n ã chi m m t v trí quan

tr ng trong n n kinh t - xã h i trong nhi u n m qua và tình hình b$i l ng lịng các h$ ch a
ln là m t v%n
bi n

c n quan tâm

i khí h u s khi n cho v%n

i v i công tác qu n lý tài nguyên nư c. V i nh n
này càng tr nên nghiêm tr ng hơn, tác gi

c u vi c ng d ng mơ hình SWAT trong tính toán nh ng thay
t i lưu v c dư i tác

nh

ã nghiên

i c a lư ng b$i l ng di&n ra

ng c a hai k ch b n khí h u B2 và A2 do B Tài nguyên và Môi trư ng

phát hành n m 2012 nh m

nh lư ng tác

ng c a bi n

i khí h u

n lưu v c sông

k

B’la.
K t qu hi u ch!nh và ki m

nh mơ hình v lưu lư ng dịng ch y cho k t qu r%t t t khi ch!

2

s tương quan (R ) và ch! s so sánh Nash – Sutcliffe (ENS)

u trên 0,7 v i d li u

i ch ng

là lưu lư ng dòng ch y th c o t i tr m thu# v n Kon Tum, mơ hình SWAT ư c ánh giá là
có kh n ng mơ ph'ng t t các quá trình thu# v n t i lưu v c và do ó ư c áp d ng
toán s thay

i trong lư ng b$i l ng t i lưu v c sơng

tính

k B’la dư i nh ng k ch b n khí h u

khác nhau. K t qu c a quá trình so sánh cho th%y, t i c hai k ch b n B2 và A2, lư ng b$i
l ng trung bình n m
b n B2 và 15,36%
t( tháng 7

u có xu hư ng t ng v i các t! l t ng l n lư t là 14,73%

i v i k ch

i v i k ch b n A2, trong ó s gia t ng lư ng b$i l ng di&n ra cao nh%t

n tháng 9 và ã ch ng t' bi n

i khí h u s d n

n nh ng tác

ng rõ r t t i

lưu v c. D a trên k t qu nghiên c u, vi c tr$ng r(ng và nghiên c u các lo i hình cây tr$ng
phù h p trong tương lai s là các y u t quan tr ng trong gi m thi u tác
h u

i khí

n lư ng b$i l ng t i lưu v c.

Keywords: bi n
ng

ng c a bi n

i khí h u, lưu v c sông

k B’la, lư ng b$i l ng, mô hình SWAT, tác


Abstract
In recent years, the knowledge of mankind about the causes and the impacts of climate change
have significantly increased. Through these knowledge, the establishing of corresponded
adaptation become a concerned issue for every policy – maker. Dak Bla river basin with high
density in the hydrological system is the location that hydropower have a important position
in the social – economic and therefore, the sedimentation of reservoir is an important issue
that policy – maker must consider. With the statement that climate change will make the
sedimentation become worst than ever, SWAT model was used to calculate the change in
sediment yield of the river basin under two scenarios B2 and A2, which established by
MONRE (2012) to quantify the impact of climate change to sediment yield.
The calibration and validation results for the stream flow are both very good with the
correlation efficience (R2) and the Nash – Sutcliffe efficiency (ENS) higher than 0,7 in
compare with the observed data at Kon Tum gauge station. The simulation of SWAT model
in hydrological process is considered high performance and therefore, was used to assess the
impact of climate change on sediment yield. The results of SWAT model’s calculation
showed that the sediment yield increase 14,73% and 15,36% in B2 and A2 scenarios,

respectively, with the peak at the months from July to September. The scenarios results
revealed that climate change will significantly impact the basin and the afforestation and
searching for suitable crops in the future will be importants factor to reduce the impact of
climate change of the sediment yield of Dak Bla river basin.

Keywords: climate change, Dak Bla river basin, sediment yield, SWAT model, impact


LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ
Tôi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả
trình bày trong khóa luận là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
công trình luận văn nào trước đây.


i

M CL C
M C L C...............................................................................................................i
DANH M C B NG ............................................................................................. iv
DANH M C HÌNH ............................................................................................... v
DANH M C CÁC T
M

VI T T T .....................................................................vii

U ................................................................................................................ 1

1. Tính c p thi t c a

tài ................................................................................. 1

2. M c tiêu và n i dung nghiên c u .................................................................. 3
3.

i tư ng và ph m vi nghiên c u .................................................................. 3
3.1.

it

ng nghiên c u................................................................................. 3

3.2. Ph m vi nghiên c u .................................................................................... 3
4. Ý ngh a khoa h c và th c ti n c a

tài....................................................... 4

4.1. Ý ngh a khoa h c ....................................................................................... 4
4.2. Ý ngh a th c ti n ........................................................................................ 4
CHƯƠNG I. T NG QUAN TÀI LI U NGHIÊN C U...................................... 5
1.1. BI N
1.1.1.

I KHÍ H U .................................................................................. 5
nh ngh a bi n

i khí h u .................................................................... 6

1.1.2. K ch b n phát th i khí nhà kính c a IPCC ............................................... 7
1.1.3. Các tác
1.2. TÁC

ng c a bi n

i khí h u trên quy mơ tồn c u.......................... 9

NG C A BI N

I KHÍ H U

N VI T NAM ................... 12

1.3. XĨI MỊN !T VÀ V!N " B#I L NG H# CH A ........................... 16
1.3.1. M t s khái ni m cơ b n ....................................................................... 16
1.3.2. M i quan h gi a xói mịn

t và s b i l ng các h ch a ..................... 18

1.4. $C I%M C A KHU V&C NGHIÊN C U ......................................... 20
1.4.1. i u ki n t nhiên ................................................................................. 22
1.4.1.1. V trí

a lý và

c i mv

a hình: ............................................... 22

1.4.1.2.

c i m khí h u l u v c: .............................................................. 22

1.4.1.3.

c i m thu v n c a l u v c ....................................................... 24

1.4.1.4.

c i m

1.4.1.5.

c i m th m th c v t .................................................................. 28

a ch t c a l u v c ........................................................ 27


ii

1.4.2. i u ki n kinh t - xã h i ....................................................................... 29
1.5. MƠ HÌNH SWAT VÀ NG D NG C A SWAT TRONG ÁNH GIÁ
TÁC
NG C A BI N
I KHÍ H U ........................................................ 30
1.5.1 M t s khái ni m trong mơ hình SWAT ................................................. 31
1.5.1.1. L u V c (Watershed, River basin, Catchment) .............................. 31
1.5.1.2. Ti u L u V c (Subbasin) ............................................................... 32
1.5.1.3.

ơn V Th y V n (Hydrologic Response Unit - HRU) .................. 32

1.5.2 Cơ s lý thuy t c a mơ hình SWAT ....................................................... 33
1.5.3. ng d!ng SWAT trong ánh giá t và n "c d "i tác ng c a Bi n i
khí h u ............................................................................................................ 37
CHƯƠNG II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U ............................................... 41
2.1. L&A CH'N K(CH B N BI N
2.1.1. Các k ch b n bi n

I KHÍ H U ...................................... 42

i khí h u t i Vi t Nam ........................................... 42

2.1.1.1. Ph ơng pháp xây d ng k ch b n B KH t i Vi t Nam .................... 42
2.1.1.2. M t s nét chính v k ch b n bi n
2.1.2. L a ch n k ch b n bi n

i khí h u t i Vi t Nam ............ 44

i khí h u cho khu v c nghiên c u ................. 47

2.2. PHƯƠNG PHÁP MƠ HÌNH SWAT ........................................................ 48
2.2.1. Yêu c u v c u trúc file d li u

u vào và

u ra c a SWAT ............... 48

2.2.1.1 S li u

u vào c a SWAT ............................................................. 49

2.2.1.2 S li u

u ra .................................................................................. 51

2.2.1.3. B thơng s chính c a mơ hình ....................................................... 51
2.2.1.4. ánh giá mơ hình ............................................................................ 52
2.2.2.Ph ơng pháp xây d ng cơ s d li u cho mơ hình SWAT ..................... 54
2.2.2.1 D li u v

a hình ........................................................................... 54

2.2.2.2.D li u v lo i

t ............................................................................ 54

2.2.2.3 Các thông s v s# d!ng

t trong SWAT ........................................ 57

2.2.2.4. D li u th$i ti t vùng nghiên c u .................................................... 58
CHƯƠNG III. K T QU VÀ TH O LU N .................................................... 60
3.1. B

CƠ S

D) LI U

U VÀO CHO NGHIÊN C U ......................... 60

3.1.1.

a hình l u v c nghiên c u ................................................................. 60

3.1.2.

c i m s# d!ng

t t i l u v c nghiên c u ........................................ 60


iii

3.1.3. Th nh %ng l u v c nghiên c u ............................................................ 61
3.1.4. D li u th$i ti t – thu v n .................................................................... 63
3.2. NG D NG MƠ HÌNH SWAT TÍNH TỐN DỊNG CH Y LƯU V&C
SƠNG
K B’LA ............................................................................................ 65
3.2.1. K t qu hi u ch&nh mơ hình ................................................................... 66
3.2.2. K t qu ki m

nh mơ hình ................................................................... 68

3.3. ÁNH GIÁ TÁC
NG C A BI N
I KHÍ H U
N LƯ*NG B#I
L NG................................................................................................................ 69
3.3.1. Giá tr mô ph'ng l

ng b i l ng giai o n n n (2000 – 2009) ............... 69

3.3.2. Bi n

ng v l

ng b i l ng theo k ch b n B2 ...................................... 71

3.3.3. Bi n

ng v l

ng b i l ng d "i tác

ng c a k ch b n A2 ................. 74

3.4. (NH HƯ+NG M T S, GI I PHÁP NG PHÓ TÁC
NG C A
BI N
I KHÍ H U T-I LƯU V&C SƠNG
K B’LA ............................ 76
3.4.1.

nh h "ng cho vi c gia t ng l"p ph th c v t...................................... 77

3.4.2.

nh h "ng cho bi n pháp qu n lý các quá trình v n hành .................... 78

K T LU N VÀ KI N NGH( ............................................................................. 79
1. K T LU N ................................................................................................... 79

2. KI N NGH( .................................................................................................. 80
TÀI LI U THAM KH O ................................................................................... 81


iv

DANH M C B NG
B ng 1.1. Các nhóm tác

ng hi n t i và d báo trong t ơng lai c a B KH ......... 10

B ng 2.1. Gia t ng nhi t

theo mùa t i Kon Tum giai o n 2020-2100 so v"i giai

o n 1980-1999 t ơng ng v"i các k ch b n phát th i (A2 và B2) ......................... 47
B ng 2.2. Bi n

i%l

ng m a theo mùa t i Kon Tum giai o n 2020-2100 so v"i

giai o n 1980-1999 t ơng ng v"i các k ch b n phát th i (A2 và B2) .................. 48
B ng 2.3. Các l ai d li u thu th p cho nghiên c u ............................................... 50
B ng 2.4. B thơng s chính c a mơ hình SWAT trong nghiên c u ...................... 52
B ng 2.5. Thông s

u vào c a

t trong mơ hình SWAT.................................... 55

B ng 3.1. T& l các lo i hình s# d!ng

t n m 2010 t i l u v c sông

k B’la ...... 61

B ng 3.2. T& l các lo i

t trong l u v c sông

k B’la ....................................... 63

B ng 3.3. D li u khí t

ng thu v n thu th p t i l u v c ..................................... 63

B ng 3.4. K t qu hi u ch&nh b thông s c a mơ hình SWAT .............................. 66
B ng 3.5. Bi n

il

ng b i l ng trung bình tháng so v"i k ch b n n n................ 71

B ng 3.6. Thay

il

ng b i l ng n m theo các k ch b n bi n

i khí h u ........... 74


v

DANH M C HÌNH
Hình 1.1: Bi u hi n c a bi n

i khí h u t i Vi t Nam giai o n 1961 – 2010....... 14

Hình 1.2. Bi u hi n v m c n "c bi n c a bi n
Hình 1.3. V trí

a lý l u v c sơng

Hình 1.4. H th ng thu
Hình 1.5. Sơ

i khí h u t i Vi t Nam ............. 15

k B’la ........................................................ 21

i n b c thang trên sông Sê San ...................................... 26

chu trình th y v n trong pha

t ................................................... 34

Hình 1.6. Vịng l p HRU/ti u l u v c ................................................................... 35
Hình 1.7. Các q trình trong dịng ch y

Hình 2.1. Sơ

c mơ ph'ng b i SWAT .................... 37

ph ơng pháp lu n c a

Hình 2.2. D báo m c t ng nhi t
Hình 2.3. D báo m c thay

il

tài ......................................................... 41

trung bình n m (0C) vào cu i th k 21......... 45
ng m a n m (%) vào cu i th k 21 ................ 46

Hình 2.4. Sơ

mơ t ti n trình th c hi n

Hình 2.5. Sơ

quy trình xây d ng b n

Hình 2.6. Sơ

quy trình x# lý d li u

Hình 2.7. Sơ

c u trúc file d li u th$i ti t l u v c nghiên c u .......................... 58

Hình 3.1. Các b n

chuyên

tài .................................................... 49
DEM .................................................. 54
t ............................................................ 56

l u v c sơng

Hình 3.2. V trí các tr m o khí t

k B’la ........................................ 62

ng, thu v n t i l u v c sông

k B’la ........... 64

Hình 3.3. T ơng quan gi a giá tr mô ph'ng và th c o t i các tr m thu v n Kon
Tum trong giai o n hi u ch&nh mơ hình. .............................................................. 67
Hình 3.4.

th so sánh l u l

ng mô ph'ng và th c o t i tr m thu v n Kon

Tum trong giai o n hi u ch&nh mơ hình. .............................................................. 67
Hình 3.5. T ơng quan gi a giá tr mô ph'ng và th c o t i tr m thu v n Kon Tum

trong giai o n ki m
Hình 3.6.

nh mơ hình: ....................................................................... 68

th so sánh l u l

Tum trong giai o n ki m

ng mô ph'ng và th c o t i tr m thu v n Kon

nh mơ hình ................................................................ 68

Hình 3.7. Giá tr trung bình tháng c a l
Hình 3.8. So sánh l

ng b i l ng giai o n 2000 – 2009 ........ 70

ng b i l ng trung bình tháng gi a giai o n 2020 – 2100 và

giai o n n n (2000 – 2009) theo k ch b n B2 ....................................................... 72


vi

Hình 3.9. M c thay

i (%) l

ng b i l ng trung bình tháng giai o n 2020 – 2100

so v"i giai o n n n theo k ch b n B2 ................................................................... 73
Hình 3.10. M c thay

i (%) l

ng b i l ng trung bình tháng giai o n 2020 –

2100 so v"i giai o n n n theo k ch b n A2 .......................................................... 75
Hình 3.11. So sánh l

ng b i l ng trung bình tháng gi a giai o n 2020 – 2100 và

giai o n n n (2000 – 2009) theo k ch b n A2 ....................................................... 75


vii

DANH M C CÁC T

VI T T T

AR4

IPCC Fourth Assessment Report

B KH

Bi n

DEM

Digital elevation model

HRU

Hydrologic Response Unit

HUMUS

Hydrologic Unit Model for the United States

IPCC

Intergovernmental Panel on Climate Change

ICOLD

International Commission on Large Dams

SRES

Special Report on Emissions Scenarios

SWAT

Soil and Water Assessment Tool

UNEP

United Nations Environment Programme

UNFCCC

United Nations Framework Convention on Climate Change

UN

United Nations

WG

Work Group

WMO

World Meteorological Organization

i Khí H u


1

M
1. Tính c p thi t c a

U

tài

Trong kho ng 4 th p k g n ây, bi n
thu t ng quen thu c

i khí h u (B KH) ã d n tr thành m t

i v"i nhân lo i cùng v"i nh ng hi u bi t ngày càng

nâng cao c a con ng $i v nguyên nhân c(ng nh tác

ng c a nó. K t qu c a

nhi u nghiên c u ã ch ng minh B KH ã, ang và s) gây ra tác
lên c gi"i t nhiên l*n xã h i loài ng $i, t o ra s bi n
ph n vô sinh và h u sinh trên Trái

t, n "c bao ph ¾ di n tích b m t nh ng l

d ng b ng và n "c ng m nên ch& có m t l
giá tr

ng lên t t c các thành

i v"i con ng $i.

chi m t& l không l"n (kho ng 2,5%), và ph n l"n l
khai thác

ng toàn di n

t (IPCC, 2007) trong ó có tài nguyên n "c,

m t ngu n tài nguyên vô cùng quan tr ng
M c dù trên Trái

c

ng n "c s ch

ng n "c này l i t n t i d "i

ng nh' mà con ng $i có th d dàng

ph!c v! cho nhu c u c a mình (Taikan Oki, 2006). N "c khơng ch& có
ng sinh ho t c a con ng $i mà còn c c k+ quan tr ng trong

i v"i ho t

ho t

ng s n xu t, c trong nông nghi p, công nghi p l*n d ch v!. Tuy nhiên, s

bi n

ng t nhiên c a tài nguyên n "c là r t ph c t p và khó có th

áp ng

c

nhu c u s# d!ng n "c c a con ng $i nên con ng $i ã nghiên c u nhi u bi n pháp

nh,m i u hoà ngu n tài nguyên n "c m t

ph!c v! t t nh t cho các m!c ích s#

d!ng khác nhau c a con ng $i. Trong s nh ng bi n pháp trên, các h ch a n "c
t i các cơng trình th y i n gi v trí khá quan tr ng b i chúng không ch& tham gia
vào vi c i u ti t tài nguyên n "c m t mà cịn óng vai trị quan tr ng trong vi c
s n xu t n ng l

ng thu

i n ph!c v! cho $i s ng xã h i. Trong quá trình v n

hành c a các h ch a, m t v n

luôn t n t i, gây nh h

nh tu i th c a các công trình này là hi n t
q trình xói mịn

n hi u n ng c(ng

ng b i l ng lòng h do h qu c a

t; và theo nhi u k t qu nghiên c u thì hi n t

h "ng s) gây ra nh h
L u v c sông

ng

ng n ng n hơn d "i tác

ng này có xu

ng c a B KH.

k B’la dài 144 km, b t ngu n t- dãy núi Ng c Krinh nơi có

t- 1700 – 1850 mét thu c ph n phía

ơng B c t&nh Kon Tum. L u v c sơng

cao
k

B’la có . /01 23/21 /4/1 56 71 /,81 79:/1 41 ;2 /1 7&/21 <=/1 >681 ?@1 7&/21 AB41 C4BD1 EF1


2

n v trí nh p l u v"i sơng Pơ Kơ là 3507 km2.

di n tích tính

o n th

ng ngu n

sông ch y trên vùng núi cao theo h "ng B c - Nam, có chi u dài 74 km,

d c

trung bình 1,7 ‰, lịng sơng hGp, kho ng 10 - 15 m vào mùa khô, 50 - 70 m vào
l "i sông

mùa m a. L u v c này có h th ng sơng su i khá phát tri n v"i m t

trung bình t- 0,48 – 0,50 km/km2 (S Tài nguyên và Môi tr $ng t&nh Kon Tum,
2011). S k t h p gi a các y u t
l

ng m a t ơng

a lý t nhiên,

i l"n ã t o cho l u v c sơng DakB’la có m t m ng l "i th y

l "i sông, su i khá dày, ngu n tài nguyên n "c phong phú và do ó

v n v"i m t

trong khu v c ã có khá nhi u cơng trình thu
v-a cung c p n ng l
nhiên, v"i

a hình b phân c t m nh và

ng v-a i u hoà ch

c i m khí h u,

a hình

i n

c xây d ng v"i m!c ích

thu v n thơng qua các h ch a. Tuy

a m o c a l u v c, s b i l ng t i các h

ch a là m t q trình khơng th tránh kh'i và có tác

ng khá l"n

tu i th c a các cơng trình này. Và v"i nh ng thay

i c a khí h u khu v c trong

nh ng th p niên t"i, nh h
cơng trình thu
k

ng c a s b i l ng

ng áng

a ph ơng.

Chính t- th c t trên, vi c áp d!ng nh ng công c! hi u qu
i khí h u

ng và

n hi u n ng v n hành c a các

i n này có kh n ng s) gia t ng và do ó, s) em l i tác

n tình hình kinh t xã h i t i

c a bi n

n ch t l

n l u v c sông

ánh giá nh h

k B’la mà c! th là nh h

b i l ng trong l u v c là c n thi t nh,m góp ph n

ng

nl

ng
ng

a ra nh ng bi n pháp gi m

nhG, thích ng phù h p. T i Vi t Nam, trong th$i gian qua c(ng ã có m t s
nghiên c u ánh giá tác
hình
t

ánh giá

ng c a bi n

i khí h u

n l u v c sông thông qua mô

t và n "c – Soil and Water Assessment Tool (SWAT) v"i các

t và n "c t i các l u v c sơng. Ngồi ra,

ng nghiên c u chính là tài ngun

mơ hình SWAT c(ng

c nhi u tác gi khác ng d!ng trong vi c ánh giá tác

ng c a các y u t khí t

ng, th y v n

n các l u v c sông và ã ch ng t'

kh n ng ng d!ng hi u qu c a mình. Nh ng nh n

nh trên chính là cơ s

gi l a ch n mơ hình SWAT làm cơng c! chính

ánh giá tác

nl

ng b i l ng t i l u v c sông

SWAT ánh giá tác
Tum”.

i

ng c a bi n

k B’la thơng qua
i khí h u

c
tác

ng c a B KH

tài “ ng d!ng mơ hình

n l u v c sơng

k B’la, t&nh Kon


3

2. M c tiêu và n i dung nghiên c u
M!c tiêu chính c a

tài là ng d!ng mơ hình SWAT ánh giá nh h

i khí h u lên l u v c sông
l

ng c a bi n

k B’la, t&nh Kon Tum mà c! th là các thay

iv

ng b i l ng trong l u v c.
th c hi n

c m!c tiêu trên, các m!c tiêu c! th c a

tài

c xác

nh nh

sau:
-

Xác

nh các k ch b n khí h u t i khu v c nghiên c u;

-

ng d!ng mô hình SWAT

mơ ph'ng l u l

ng dịng ch y t i l u v c;

-

ánh giá tác

i khí h u

ng b i l ng trên l u v c sông

ng c a bi n

nl

k B’la;

-

xu t m t s gi i pháp nh,m thích ng và gi m nhG các tác
xác

3.

ng ã

c

nh.

i tư ng và ph m vi nghiên c u

3.1.

it

ng nghiên c u

i u ki n t nhiên, kinh t xã h i, h sinh thái l u v c sông
c i m
sông

a ch t – th y v n và các

k B’la.

c tính v t lý, hóa h c c a

t trong l u v c

k B’la.

Các k ch b n bi n

i khí h u áp d!ng trong khu v c nghiên c u.

3.2. Ph m vi nghiên c u
tài áp d!ng công c! SWAT t i l u v c sông

k B’la nên ph m vi nghiên c u

t p trung vào:
-

Mô ph'ng l u l

-

Mô ph'ng xu h "ng thay
nh ng thay

ng dòng ch y trên l u v c sông
il

k B’la.

ng b i l ng trong l u v c d "i tác

i v khí h u theo các k ch b n B KH.

ng c a


4

4. Ý ngh a khoa h c và th c ti n c a

tài

4.1. Ý ngh a khoa h c
K t qu d ki n c a

tài là s# d!ng cơng c! mơ hình (SWAT)

l$i cho hai câu h'i (1) li u bi n

i khí h u có gây ra nh ng tác

a ra câu tr
ng tiêu c c

n

khu v c nghiên c u hay không và (2) nên xây d ng nh ng bi n pháp thích ng nào
a ph ơng

t i

ng phó v"i nh ng tác

qu d ki n nh trên,

ng mà bi n

i khí h u em l i. V"i k t

tài s) góp ph n xây d ng cơ s lý lu n và lu n ch ng th c

t cho các nghiên c u ánh giá tác

ng c a bi n

i khí h u

n các l u v c sông

t i Vi t Nam.
4.2. Ý ngh a th c ti n
K t qu nghiên c u c a

tài s) cung c p cho chính quy n

a ra nh ng gi i pháp ng phó v"i bi n
tác

ng c a B KH

n hi n t

i khí h u

a ph ơng cơ s

c bi t là trong vi c gi m nhG

ng b i l ng lòng h t i l u v c sông

k B’la.


5

CHƯƠNG I. T NG QUAN TÀI LI U NGHIÊN C U
Trong n#a th k qua, v"i di n bi n ngày càng ph c t p và ti m Hn nhi u r i ro c a
khí h u tồn c u mà tác nhân gây ra bao g m c các y u t t nhiên l*n ho t
c a con ng $i, khoa h c v bi n
v chi u sâu

cung c p nh ng hi u bi t chính xác hơn v v n

c u này. Ch ơng này s) l n l
quan m t thi t

Tính

n

tb c

mang tính tồn

t trình bày các ki n th c t ng h p t- các báo cáo k t

qu c a nh ng nghiên c u ã

1.1. BI N

i khí h u c(ng ã có nh ng b "c ti n v

ng

c tri n khai trên th gi"i và t i Vi t Nam có liên

tài.

I KHÍ H U

n th$i i m hi n t i, hi u bi t c a nhân lo i v B KH ã v

n m 1972, th$i i m di n ra h i ngh

u tiên v B KH t i Stockholm, c v

nguyên nhân gây ra B KH l*n nh ng tác
hi u bi t này có

t xa so v"i

ng khơng th ch i cãi c a nó. Nh ng

c là d a vào nh ng k t qu nghiên c u c a các nhà khoa h c

trên toàn th gi"i và ây c(ng là m t i u ki n thu n l i cho vi c ti p t!c tri n khai
các nghiên c u trên l nh v c này.
M t i m

c tr ng trong h th ng nh ng nghiên c u v B KH c a nhân lo i là s

tham gia mang tính i u ph i c a m t t ch c do Ch ơng trình Mơi tr $ng Liên
Hi p Qu c (UNEP) và T ch c Khí t
T

ng Th gi"i (WMO) thành l p n m 1988.

ch c này có tên g i là Ban Liên Chính ph

v

bi n

i khí h u –

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), nơi t p h p hàng ngàn nhà
khoa h c trên kh p th gi"i

óng góp cơng s c chung vào các ho t

ng c a

IPCC trên cơ s t nguy n. IPCC không th c hi n các nghiên c u mà ch& t ng
quan, ánh giá các thông tin khoa h c, kI thu t, kinh t , xã h i
th gi"i liên quan

c công b trên

n B KH nh,m t v n cho H i ngh các Bên tham gia Công

"c khung c a Liên Hi p Qu c v B KH (Nguy n V n Th ng, 2010). Nhi m v!
trên

c IPCC th c hi n v"i s ho t

ng c a 3 nhóm cơng tác (Work Group –

WG) v"i nhi u óng góp tích c c trong vi c thay

i nh n th c c a nhân lo i v

B KH thông qua các n phHm do IPCC phát hành. Trong các n phHm ó, tài li u


6

quan tr ng nh t là các Báo cáo ánh giá (Assesment Report) và tính

n n m 2013,

IPCC ã phát hành 4 báo cáo ánh giá bao g m:
- Báo cáo l n th nh t (First Assesment Report – FAR) phát hành n m 1990;
- Báo cáo l n th hai (Second Assesment Report – SAR) phát hành n m 1995;
- Báo cáo l n th ba (Third Assesment Report – TAR) phát hành n m 2001;
- Báo cáo l n th t (Fourth Assesment Report – AR4) phát hành n m 2007.
Nh ng Báo cáo

ánh giá c a IPCC ln óng vai trị kim ch& nam cho các nghiên

c u trên l nh v c B KH, và

tài này c(ng không ph i là ngo i l . Trên cơ s t ng

thu t nh ng thông tin chính trong các n phHm do IPCC phát hành, n i dung c a
ph n này s) cung c p cái nhìn khái quát v B KH và các k ch b n phát th i khí nhà
kính, nh ng cơ s quan tr ng
1.1.1.

nh ngh a bi n

th c hi n

tài này.

i khí h u

N u hi u theo ngh a “B KH là s thay

i t- tr ng thái khí h u t- nh ng th$i k+

b ng hà rét l nh và nh ng th$i k+ m lên hay cịn g i là th$i k+ khơng b ng hà”, thì
q trình này mang tính quy lu t và trong kho ng 1 tri u n m tr l i ây quá trình
này ã di n ra nhi u l n theo chu k+ kho ng 100.000 n m m t l n (Nguy n V n
Th ng, 2010). Tuy nhiên, s thay
bi u hi n v

i quá nhanh c a khí h u hi n nay v"i nh ng

t ra ngoài quy lu t t nhiên nh “ch& trong 100 n m (1906 – 2005),

khí h u toàn c u ã gia t ng 0,76oC” (IPCC, 2007) thì
. C(ng chính vì lí do ó, ã có nhi u
ni m B KH và hai

nh ngh a

nh ngh a trên v*n ch a
c

y

a ra nh,m làm rõ khái

nh ngh a phù h p v"i h "ng ti p c n trong các nghiên c u

hi n nay nh t là:
(1) Theo Công "c khung c a Liên hi p qu c v Bi n
thì “Bi n

i khí h u là s thay

ti p là do ho t

i c a khí h u

ng c a con ng $i làm thay

tồn c u và óng góp thêm vào s bi n
kho ng th$i gian có th so sánh

i khí h u (UNFCCC)
c quy tr c ti p hay gián

i thành ph n c a khí quy n

ng khí h u t nhiên trong các

c” (UN, 1992).


7

(2) Theo IPCC thì “Bi n
nh

i khí h u là nh ng thay

c b,ng nh ng thay

i c a khí h u có th xác

i v giá tr trung bình ho c giá tr c a m t

tham s khí h u. Trong ó, giá tr trung bình

c th c hi n trong m t

kho ng th$i gian dài, th $ng là vài th p k ho c dài hơn” (IPCC, 2007).
nh ngh a th hai c a IPCC mang tính bao quát hơn và

c s# d!ng ph bi n

trong các nghiên c u v B KH trong th$i gian qua vì nó bao hàm nh ng thay

i

c a khí h u do c t nhiên và con ng $i gây ra.
Nguyên nhân chính c a B KH k t- n m 1850

n nay là s gia t ng n ng

các

khí nhà kính trong b u khí quy n. Các lo i khí nhà kính này ã t n t i sJn trong b u
khí quy n và v"i kh n ng gi l i nhi t c a mình, chúng óng vai trị quan tr ng
trong vi c gi

m cho b m t c a Trái

t, khi n s s ng có th phát tri n và sinh

sơi n y n . Tuy nhiên, trong hơn 150 n m tr l i ây v"i kh i i m là cu c cách
m ng công nghi p vào th k th XIX, nhân lo i ã tìm ra nhi u phát minh v
b c v khoa h c công ngh ,

c bi t là trong các l nh v c khai khống, nơng

nghi p, giao thơng v n t i v"i h qu là nhiên li u hoá th ch
hơn, hi n t

ng phá r-ng

chuy n m!c ích s# d!ng

hi u ng nhà kính v

c s# d!ng nhi u

t c(ng gia t ng v"i t c

chóng m t do s gia t ng c v dân s c(ng nh các ho t
con ng $i. K t qu là n ng

t

ng s n xu t khác c a

các khí nhà kính có s gia t ng v

t b c, làm cho

t qua ng %ng bình th $ng vào kéo theo nh ng di n bi n

ph c t p c a khí h u tồn c u hay cịn g i là B KH. Chính vì s gia t ng khí nhà
kính là ngun nhân tr c ti p d*n
khơng th tách r$i v"i vi c d

n B KH nên quá trình nghiên c u v B KH

ốn v tình hình phát th i khí nhà kính t- các ho t

ng c a con ng $i trong t ơng lai, và ó c(ng là nguyên nhân hình thành nên các
k ch b n phát th i khí nhà kính mà IPCC ã công b l n

u vào n m 1990 và b

sung ch&nh s#a vào n m 2000.
1.1.2. K ch b n phát th i khí nhà kính c a IPCC
Nh

ã trình bày trong ph n 1.1.1, s phát th i khí nhà kính do các ho t

ho t, s n xu t c a con ng $i ã
chính d*n

c các nhà khoa h c khKng

ng sinh

nh là nguyên nhân

n B KH trong hơn 150 n m g n ây. K t lu n này c(ng d*n

nm t


8

yêu c u c p bách là ph i xây d ng
cơ s d báo v

c vi n c nh v phát th i khí nhà kính,

i u ki n khí h u trong t ơng lai c(ng nh

làm

a ra nh ng i u ch&nh

phù h p trong phát tri n kinh t - xã h i thích h p ngay t i th$i i m hi n t i.
T- yêu c u trên, các “K ch b n Phát th i” (Emissions Scenarios) ã
d ng l n

u tiên vào n m 1990 nh,m

c IPCC xây

a ra nh ng hình nh khác nhau v hi n

tr ng phát th i khí nhà kính trong t ơng lai trên c n c phân tích m i t ơng tác gi a

nh ng xu h "ng phát tri n v kinh t , xã h i và công ngh c a nhân lo i. Khi b t
u

c xây d ng vào n m 1989, các k ch b n phát th i

c WG III k+ v ng s)

c s# d!ng nh là tài li u mang tính n n t ng cho ho t

ng c a WG I và WG II

(Tirpak và Vellinga, 1990) v"i s l

ng k ch b n

c xây d ng ban

u là 3 (vào

n m 1989) và khi ban hành (n m 1990) là 5. Vi c xây d ng các k ch b n này ch
y u d a trên s mơ ph'ng t- mơ hình Atmospheric Stabilization Framework (ASF)
c phát tri n b i Cơ quan B o v Môi tr $ng c a MI (U.S. EPA), và mơ hình
Integrated Model for the Assessment of the Greenhouse Effect (IMAGE) phát tri n
b i Vi n Y t C ng

ng và Môi tr $ng Qu c gia (RIVM) c a Hà Lan.

n n m 1995, v"i s thay

i c a các y u t quy t

nh s phát th i khí nhà kính

và nh ng ti n b v ph ơng pháp lu n trong l nh v c B KH, các k ch b n này ã
c IPCC ánh giá l i và

n n m 1996, IPCC quy t

nh c n ph i xây d ng

nh ng k ch b n m"i, thay th cho nh ng k ch b n vào n m 1990 ã khơng cịn phù
h p. N m 2000, IPCC phát hành “Báo cáo

c bi t v Các k ch b n Phát th i” (vi t

t t là SRES) v"i 4 k ch b n g c:
-

K ch b n g c A1: Kinh t th gi"i phát tri n nhanh; dân s th gi"i t ng
&nh vào n m 2050 và sau ó gi m d n; cơng ngh m"i
nhanh chóng và hi u qu ; th gi"i có s t ơng
s ng, có s t ơng

t

c truy n bá

ng v thu nh p và cách

ng gi a các khu v c, giao l u m nh m) v v n hóa và

xã h i tồn c u. H k ch b n A1

c chia thành 3 nhóm d a vào theo m c

phát tri n c a công ngh :
o A1FI: Ti p t!c s# d!ng thái quá các nhiên li u hóa th ch (k ch b n
phát th i cao);


9

o A1B: Có s cân b,ng gi a các ngu n n ng l

ng (k ch b n phát th i

trung bình);
o A1T: Chú tr ng

n vi c s# d!ng các ngu n n ng l

ng phi hóa th ch

(k ch b n phát th i th p).
-

K ch b n g c A2: Th gi"i

ng nh t, các qu c gia ho t

ng

c l p, t

cung t c p; dân s ti p t!c t ng trong th k 21; kinh t phát tri n theo
h "ng khu v c; thay

i v công ngh và t c

t ng tr

ng kinh t theo

nh
u

ng $i ch m (k ch b n phát th i cao, t ơng ng v"i A1FI).
-

K ch b n g c B1: Kinh t th gi"i phát tri n nhanh gi ng nh A1 nh ng có
i nhanh chóng theo h "ng kinh t d ch v! và thông tin; dân s t ng

s thay

t &nh vào n m 2050 và sau ó gi m d n; gi m c $ng

tiêu hao nguyên

v t li u, các công ngh s ch và s# d!ng hi u qu tài nguyên
chú tr ng

n các gi i pháp toàn c u v

n

c phát tri n;

nh kinh t , xã h i và môi tr $ng

(k ch b n phát th i th p t ơng t A1T).
-

K ch b n g c B2: Dân s t ng liên t!c nh ng v"i t c
tr ng

n các gi i pháp

h i, mơi tr $ng; m c

a ph ơng thay vì tồn c u v

th p hơn A2; chú
n

nh v kinh t , xã

phát tri n kinh t trung bình; thay

i cơng ngh

ch m hơn và manh mún hơn so v"i B1 và A1 (k ch b n phát th i trung bình,
c x p cùng nhóm v"i A1B).
Cho

n nay, các k ch b n phát th i do IPCC công b trong SRES v*n

c xem là

cơ s quan tr ng cho vi c xây d ng nh ng k ch b n B KH trên quy mơ tồn c u
c(ng nh cho t-ng qu c gia. Tuy nhiên, vi c xác

nh chính xác k ch b n nào s)

di n ra trong t ơng lai v*n còn là m t i u không ch c ch n và IPCC (2000) c(ng
khuy n cáo vi c l a ch n các k ch b n phát th i ph i phù h p v"i
t-ng khu v c, qu c gia c(ng nh
1.1.3. Các tác

ng c a bi n

c i mc a

a ph ơng.
i khí h u trên quy mơ tồn c u

Song song v"i vi c Hy m nh các nghiên c u trên l nh v c khoa h c v B KH, k t
qu nghiên c u trên toàn th gi"i v các tác

ng c a B KH c(ng liên t!c

c


10

IPCC t ng h p nh,m
ng mà bi n

a ra m t b c tranh t ng th v nh ng m i nguy, nh ng tác

i khí h u ã, ang và s) gây ra. Vi c xác

này c(ng óng vai trò quy t

nh

c nh ng tác

nh trong vi c thuy t ph!c nhân lo i cùng tham gia

vào cu c chi n ch ng l i B KH. Trong AR4, IPCC (2007) ã
ng c a B KH
ngu n d li u

nhau). B ng 1.1

a ra nhi u tác

c ghi nh n kh p nơi trên th gi"i (trên cơ s phân tích các
c quan tr c trong kho ng th$i gian t- n m 1975

phát hành báo cáo) và c nh ng d báo v tác
tính tốn nh h

ng

ng t- s thay

n th$i i m

ng t ơng lai c a B KH (trên cơ s

i c a khí h u theo nh ng k ch b n phát th i khác

a ra m t cái nhìn khái quát v các nhóm tác

ng mà B KH ã,

ang và s) mang l i cho c gi"i t nhiên l*n xã h i lồi ng $i (các tác

ng chính

c t ng h p trong ph! l!c 1 và 2).
ng hi n t i và d báo trong t ơng lai c a B KH

B ng 1.1. Các nhóm tác
STT
A. Tác

TÁC

ng ã

NG

TIN C Y (*)

c ghi nh n

1

B KH gây ra tác

2

B KH gây ra các tác

3

B KH tác
c n

4

Xu h "ng “l!c hóa” s"m hơn vào mùa xuân c a các
th m th c v t

HC

5

S thay i c a các h sinh v t d "i n "c do bi n
ng v nhi t , l"p b ng bao ph ,
m n, chu
trình n "c

HC

6

S m lên c a Trái t d "i tác ng c a con ng $i
ã nh h ng áng k
n nhi u h v t lý và sinh v t
trên Trái t

HC

B. Tác
1

ng

n các h th ng t nhiên
ng

ng m nh m)

n h th ng th y v n
n các h sinh v t trên

HC

HC
VHC

ng d báo trong t ơng lai
B KH s) gây nh ng nh h ng n ngu n n "c
s ch và công tác qu n lý n "c s ch liên quan n s

HC


11

bi n

ng c a l( l!t, h n hán, b ng tan…

2

B KH s) nh h ng toàn di n
thái t n t i trên Trái t

3

B KH s) nh h ng n n ng su t c a các l nh v c
tr ng tr t, thu s n và lâm s n. Ph n l"n các tác
ng này là tiêu c c (gi m s n l ng)

MC

4

B KH s) gây ra nh ng nh h ng nghiêm tr ng n
h th ng vùng ven b$ và các vùng t th p: m t cân
b,ng sinh thái, l!t do n "c bi n dâng, xói mịn b$
bi n …

VHC

5

B KH s) gây ra thi t h i n s phát tri n công
nghi p, v n nhà và gia t ng chi phí xã h i, trong
ó ng $i nghèo là i t ng d b t n th ơng nh t

HC

6

B KH s) gây ra nhi u nh h ng tiêu c c n s c
kh'e c ng
ng, thay
i vector lan truy n b nh
c(ng nh s phát tri n quá m c c a nhi u loài sinh
v t gây h i cho con ng $i

HC

(*):

n t t c các h sinh

HC

tin c y theo IPCC bao g m các b c

VHC (Very High Confidence): Kh n ng chính xác t i thi u 90%;
HC (High Confidence): Kh n ng chính xác kho ng 80%;
MC (Medium Confidence): Kh n ng chính xác kho ng 50%;
LC (Low Confidence): Kh n ng chính xác kho ng 20%;
C(ng c n l u ý r,ng, ch t l

ng d li u ph!c v! cho khâu ánh giá t i m t s nơi

(nh t i các n "c ang phát tri n) v*n còn h n ch và c(ng nh h
n k t qu chung c a báo cáo. Tuy nhiên, nh ng d báo mà AR4

ng nh t

a ra ã khKng

nh B KH th c s là m t thách th c mà chúng ta ph i tìm gi i pháp
vì nh ng tác

v

t qua

ng c a B KH trong t ơng lai r t ph c t p, và ch y u là các tác

ng mang tính tiêu c c c

i v"i gi"i t nhiên l*n xã h i lồi ng $i v"i quy mơ

tồn c u. T- th c t trên, s chuHn b
ng c a B KH ang
l c

nh

nhân lo i có

kh n ng v

t qua các tác

c tri n khai theo hai h "ng ti p c n chính: (1) nh ng nL

tìm bi n pháp c t gi m phát th i khí nhà kính, qua ó làm gi m t c

bi n