Tính phân phối dòng chảy năm của trạm thủy văn sơn giang khi có biến đổi khí hậu (tt)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------------------------ĐỒN ĐỨC LỘC

TÍNH PHÂN PHỐI DÒNG CHẢY NĂM CỦA TRẠM
THỦY VĂN SƠN GIANG KHI CĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Chun ngành :

Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy

Mã số

8580202

:

TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY

Đà Nẵng – Năm 2020


Cơng trình được hồn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. Tô Thúy Nga

Phản biện 1: GS.TS Nguyễn Thế Hùng
Phản biện 2: TS. Kiều Xuân Tuyển

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ (Xây dựng cơng trình thủy) họp tại Trường Đại học
Bách khoa vào ngày 20 tháng 12 năm 2020

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu và Truyền thông, Trường ĐHBK - Đại học
Đà Nẵng
- Thư viện Khoa Xây dựng Cơng trình thủy, Trường Đại học Bách
khoa – Đại học Đà Nẵng


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Sơng Trà Khúc là con sông lớn nhất của tỉnh Quảng Ngãi. Lưu
vực sông Trà Khúc hầu hết nằm trong địa phận tỉnh Quảng Ngãi,
khoảng vị trí: 108º08’45” đến 108º39’07” kinh độ Đơng và 14º33’00”
đến 15º17’34” vĩ độ Bắc. Phía Bắc lưu vực sông Trà Khúc là lưu vực
sông Trà Bông thuộc địa phận tỉnh Quảng Ngãi, phía Tây giáp địa
phận tỉnh Kon Tum có dãy núi Ngọc Cơ Rinh cao 2050m, phía Nam
giáp lưu vực sơng Cơn thuộc địa phận tỉnh Bình Định,và phía Đơng
giáp Biển. Sơng Trà Khúc bắt nguồn từ vùng núi cao sông chảy theo
hướng Tây Nam – Đông Bắc, đến Tịnh Giang thì chuyển hướng Tây
Bắc - Đơng Nam, chảy qua thị xã Quảng Ngãi rồi đổ ra biển tại Cửa
Đại. Lũ trên lưu vực sông Trà Khúc thường rất ác liệt, mang đậm tính
chất lũ núi với các đặc tính: cường suất lũ lớn, đỉnh lũ cao và thời gian
lũ (cả lũ lên và lũ xuống) ngắn.Trong bối cảnh Biến đổi khí hậu làm
cho lượng mưa mùa lũ có xu hướng tăng dẫn đến sự gia tăng dòng
chảy mùa lũ và và lượng mưa mùa kiệt giảm làm giảm dịng chảy về
mùa kiệt. Do đó việc nghiên cứu đánh giá tính phân phối của dịng

chảy của trạm thủy văn Sơn Giang trong tương lai do biến đổi khí hậu
trên lưu vực là rất cấp thiết nhằm sớm các giải pháp ứng phó và sử
dụng nguồn nước hiệu quả.
Dòng chảy của trạm thủy văn Sơn Giang nằm trong lưu vực
sông Trà Khúc, thường xuyên chịu nhiều tác động của các hiện tượng
liên quan đến biến đổi khí hậu như lũ lụt, bão và áp thấp nhiệt đới.
Biến đổi khí hậu sẽ làm thay đổi chế độ dịng chảy trong sông, tăng
nguy cơ ngập lụt, hạn hán, xâm nhập mặn và nhiều ảnh hưởng tiêu cực
khác, tác động xấu đến phát triển kinh tế- xã hội và môi trường của


2
tỉnh Quảng Ngãi.
Với đặc điểm riêng biệt và tầm quan trọng của lưu vực sơng
Trà Khúc nói riêng và tỉnh Quảng Ngãi nói chung, đề tài này nghiên
cứu đánh giá tác động của BĐKH tới đánh giá tính phân phối của dòng
chảy của trạm thủy văn Sơn Giang sử dụng các mơ hình tốn thuỷ văn
là cần thiết và cấp bách.
Xuất phát từ lý do trên tôi đề xuất đề tài luận văn là “Tính
phân phối dịng chảy năm của trạm Thủy văn Sơn Giang khi có
biến đổi khí hậu”.
2. Đối tượng , mục đích và phạm vi nghiên cứu
-

Nghiên cứu tính tốn phân phối dịng chảy năm của trạm thủy

văn Sơn Giang khi có tác động của biến đổi khí hậu đến năm 2050.
-

Đối tượng nghiên cứu là Mơ phỏng, Nghiên cứu đánh giá sự

thay đổi chế độ dòng chảy tại trạm thủy văn Sơn Giang thuộc lưu vực
sông Trà Khúc.
-

Mục đích nghiên cứu: Phân tích, đánh giá tác động của BĐKH

đến dòng chảy năm tại trạm thủy văn Sơn Giang thuộc lưu vực sơng
Trà Khúc. Từ đó là cơ sở cho các nghiên cứu ứng dụng khai thác nguồn
nước phía hạ lưu sơng Trà Khúc.
-

Phạm vị nghiên cứu: Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của biến

đổi khí hậu đến dòng chảy tại trạm thủy văn Sơn Giang. Kịch bản biến
đổi khí hậụ sử dụng trong nghiên cứu là theo kịch bản Biến đổi khí
hậu của Bộ tài nguyên môi trường 2016.


3

Hình 1.1: Lưu vực sơng Trà Khúc
3. Phạm vi nghiên cứu

3.1. Cách tiếp cận
Xây dựng mơ hình thủy văn từ các số liệu thực tế của dòng
chảy trạm Sơn Giang (trước khi các hồ chứa vận hành) để xác định bộ
thơng số của mơ hình. Sử dụng các kịch bản biến đổi khí hậu đã được
Bộ Tài ngun và Mơi trường công bố năm 2016 áp dụng cho khu vực
để đưa ra lượng mưa BĐKH, rồi áp dụng mơ hình tốn thủy văn trên

mơ phỏng dịng chảy tại trạm Sơn Giang và tính ra các thơng số dịng
chảy năm.

3.2. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp nghiên cứu chính được sử dụng trong
nghiên cứu là :
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 trước về lưu vực sông
Trà Khúc;


4
Phương pháp thống kê và xử lý số liệu dùng trong việc phân
tích và xử lý số liệu đầu vào và kết quả đầu ra của của bài toán.
Phương pháp mơ hình tốn dùng các mơ hình tốn thủy văn
để mơ phỏng đánh giá sự biến đổi dịng chảy tại trạm thủy văn Sơn
Giang.
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 chun mơn cho bản thân kỹ sư tham gia
thực hiện. Xây dựng bộ thơng số mơ hình phù hợp với chế độ dòng
chảy ứng với kịch bản biến đổi khí hậu của Bộ TNMT cơng bố năm
2016 tìm ra được phân phối dòng chảy tại trạm Thủy văn Sơn Giang.
- Thấy được dòng chảy dưới tác động của biến đổi khí hậu trở
nên thay đổi như thế nào theo quy luật.
4.2. Đối với kinh tế - xã hội và môi trường:
- Số liệu dự báo sẽ giúp cho đơn vị quản lý và khai thác nguồn
nước trên sông Trà Khúc có cái nhìn tổng thể về chế độ dịng chảy
trong kịch bản biến đổi khí hậu trong tương lai, từ đó đề xuất các
phương 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.
5. Nội dung luận văn bao gồm
Cấu trúc luận văn bao gồm: Lời cảm ơn; Lời cam đoan; Mục
lục; Tóm tắt; Danh mục chữ viết tắt; Danh mục bảng biểu; Danh mục
hình; Mở đầu; Chương 1; Chương 2; Chương 3; Kết luận và kiến nghị;
Tài liệu tham khảo.


5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu
Biến đổi khí hậu Trái Đất là sự thay đổi hệ thống khí hậu gồm
khí quyển, thủy quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và tương lai
bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo trong một giai đoạn nhất
định tính bằng thập kỷ hay hàng triệu năm. Sự biến đổi có thể là thay
đổi thời tiết bình qn hay thay đổi sự phân bố các sự kiện thời tiết
quanh một mức trung bình.

1.1.1. Ngun nhân của biến đổi khí hậu
1.1.1.1. Biến đổi khí hậu do yếu tố tự nhiên
Những nguyên nhân tự nhiên gây nên sự thay đổi của khí hậu
trái đất có thể là từ bên ngồi hoặc do sự thay đổi bên trong và tương
tác giữa các thành phần của hệ thống khí hậu trái đất, bao gồm:
-

Thay đổi của các tham số quĩ đạo trái đất

-

Biến đổi trong phân bố lục địa – biển của bề mặt trái đất

-

Hoạt động của núi lửa

1.1.1.2. Biến đổi khí hậu do tác động của con người
-

Hiệu ứng nhà kính

-

Hoạt động của con người và sự nóng lên tồn cầu

1.1.2. Xu thế biến đổi khí hậu
1.1.2.1. Xu thế biến đổi khí hậu quy mơ tồn cầu
Theo kết quả dự tính BĐKH toàn cầu trong thế kỷ 21 (IPCC, 2013):


6

- Nhiệt độ trung bình tồn cầu vào cuối thế kỷ 21 tăng 1,1÷2,6°C
(RCP4.5) và 2.6÷4,8°C (RCP8.5) so với trung bình thời kỳ 19862005.

- Lượng mưa tăng ở vùng vĩ độ cao và trung bình, giảm ở vùng
nhiệt đới và cận nhiệt đới.

- Cực đoan nhiệt độ có xu thế tăng, theo kịch bản RCP8.5, đến
cuối thế kỷ 21 nhiệt độ ngày lạnh nhất tăng 5÷10°C; nhiệt độ ngày
nóng nhất tăng 5÷7°C; số ngày sương giá giảm; số đêm nóng tăng
mạnh.

- Mưa cực trị có xu thế tăng. Dự tính lượng mưa 1 ngày lớn nhất
trong năm (tính trung bình 20 năm) tăng 5,3% ứng với mức tăng 1°C
của nhiệt độ trung bình.

- Theo kịch bản RCP8.5, đến năm 2100 có thể khơng cịn băng
ở Bắc cực.

- Khu vực chịu ảnh hưởng của các hệ thống gió mùa tăng lên
trong thế kỷ 21. Thời điểm bắt đầu của gió mùa hè Châu Á xảy ra sớm
hơn và kết thúc muộn hơn, kết quả là thời kỳ gió mùa sẽ kéo dài hơn.
Mưa trong thời kỳ hoạt động của gió mùa có xu hướng tăng do hàm
lượng ẩm trong khí quyển tăng.

- Bão mạnh có chiều hướng gia tăng, mưa lớn do bão gia tăng.
1.1.2.2. Xu thế biển đổi khí hậu Việt Nam
- Nhiệt độ có xu thế tăng ở hầu hết các trạm quan trắc, tăng nhanh
trong thập kỷ gần đây. Trung bình cả nước, nhiệt độ trung bình năm
thời kỳ 1958-2004 tăng khoảng 0,62°C, riêng giai đoạn (1985-2014)
nhiệt độ tăng khoảng 0,42°C.


7

- Lượng mưa trung bình năm có xu thế giảm ở hầu hết các trạm
phía Bắc, tăng ở hầu hết các trạm phía Nam.

- Cực trị nhiệt độ tăng ở hầu hết các vùng, ngoại trừ nhiệt độ tối
cao có xu thế giảm ở một số trạm phía Nam.

- Hạn hán xuất hiện thường xuyên hơn trong mùa khô.
- Mưa cực đoan giảm đáng kể ở vùng đồng bằng Bắc Bộ, tăng
mạnh ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên.

- Số lượng bão mạnh có xu hướng tăng.
- Số ngày rét đậm, rét hại có xu thế giảm nhưng xuất hiện những
đợt rét dị thường.

- Ảnh hưởng của El Nino và La Nina có xu thế tăng.
1.1.3. Tình hình biến đổi khí hậu ở Việt Nam ( xem chi tiết
trong cuốn toàn văn trang 16)

1.1.3.1. Nhiệt độ
1.1.3.2. Lượng mưa
1.1.3.3. Các hiện tượng cực đoan liên quan đến nhiệt độ
1.1.3.4. Các hiện tượng cực đoan liên quan đến mưa
1.1.3.5. Bão và áp thấp nhiệt đới
1.1.4. Các kịch bản biến đổi khí hậu cho Việt Nam
Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam
cung cấp những thông tin cập nhật nhất về đánh giá những biểu hiện,
xu thế biến đổi trong quá khứ, kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển
dâng trong thế kỷ 21 ở Việt Nam.


8
Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng được xây dựng

trên cơ sở Báo cáo đánh giá lần thứ 5 (AR5) của Ban liên chính phủ
về biến đổi khí hậu (IPCC); số liệu quan trắc khí tượng thủy văn và
mực nước biển cập nhật đến năm 2014, bản đồ số địa hình quốc gia
cập nhật đến năm 2016; xu thế biến đổi gần đây của khí hậu và nước
biển dâng ở Việt Nam; các mơ hình khí hậu tồn cầu và mơ hình khí
hậu khu vực độ phân giải cao cho khu vực Việt Nam, các mơ hình khí
quyển - đại dương; các nghiên cứu của Viện Khoa học Khí tượng Thủy
văn và Biến đổi khí hậu, Hội đồng tư vấn của Ủy ban Quốc gia về Biến
đổi khí hậu và các cơ quan nghiên cứu của Việt Nam; các kết quả
nghiên cứu trong khuôn khổ hợp tác giữa Viện Khoa học Khí tượng
Thủy văn và Biến đổi khí hậu với Cơ quan Phát triển Liên Hợp Quốc
thơng qua các dự án CBCC, CBICS; Cơ quan Nghiên cứu Khoa học
và Công nghiệp Liên bang Úc; Trung tâm Nghiên cứu Khí hậu
Bjerknes của Na Uy; Cơ quan Khí tượng Vương quốc Anh; Viện
Nghiên cứu Khí tượng Nhật Bản,...

1.2. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
1.2.1. Vị trí địa lý khu vực
Sông Trà Khúc là con sông lớn nhất của tỉnh Quảng Ngãi. Lưu
vực sông Trà Khúc hầu hết nằm trong địa phận tỉnh Quảng Ngãi. Sông
Trà Khúc bắt nguồn từ vùng núi cao sông chảy theo hướng Tây Nam
– Đơng Bắc, đến Tịnh Giang thì chuyển hướng Tây Bắc - Đông Nam,
chảy qua thị xã Quảng Ngãi rồi đổ ra biển tại Cửa Đại. Sơng dài
135km, diện tích lưu vực 3240 km2, trong đó 40km chảy qua vùng
đồng bằng thấp ven biển, nằm trong vị trí:
107°15’ - 108°20’ kinh độ Đông


9
14°55’ - 16°04’ vĩ độ Bắc

•

Phía Bắc giáp lưu vực sơng Trà Bơng thuộc địa phận
tỉnh Quảng Nam.

•

Phía Nam giáp lưu vực sơng Cơn thuộc địa phận
tỉnh Bình Định.

•

Phía Đơng giáp biển Đơng.

•

Phía Tây giáp giáp địa phận tỉnh Kon Tum có dãy
núi Ngọc Cơ Rinh cao 2050m.

Hình 1.3: Bản đồ hành chính lưu vực hệ thống sơng Trà Khúc

1.2.2. Địa hình (xem chi tiết trong cuốn tồn văn trang 24)
1.2.3. Địa chất, thổ nhưỡng (xem trong cuốn toàn văn trang 25)
1.2.4. Thực vật ( xem chi tiết trong cuốn toàn văn trang 26)


10

1.2.5. Mạng lưới sơng ngịi
Sơng Trà Khúc có diện tích lưu vực là 3240 km2, chiều dài

sông 135km, khoảng 2/3 chiều dài sông chảy qua vùng núi, và đồi cao.
Lưới trạm khí tượng: Hiện nay trên lưu vực sơng có một trạm
khí tượng cơ bản là trạm khí tượng Quảng Ngãi.
Lưới trạm thuỷ văn: Trên lưu vực đã có 1 trạm thuỷ văn cơ
bản đo lưu lượng nước là Sơn Giang, và 2 trạm thuỷ văn đo mực nước
là Sơn Giang và Trà Khúc.

Hình 1.6. Bản đồ mạng lưới sơng và trạm KTTV lưu vực sông Trà Khúc [5]

1.2.6. Đặc điểm khí hậu thủy văn
Mùa mưa trên lưu vực sơng Trà Khúc bắt đầu từ tháng IX kéo dài
đến tháng XII, mùa khô từ tháng I đến tháng VIII hàng năm. Lượng
mưa năm tập trung chủ yếu vào mùa mưa chính (IX-XII). Từ tháng IX
đến tháng XII, lượng mưa ở vùng núi chiếm 65-70% tổng lượng mưa
năm, vùng đồng bằng ven biển chiếm 75-80% lượng mưa năm.


11
CHƯƠNG 2: THIẾT LẬP MƠ HÌNH THỦY VĂN CHO
LƯU VỰC TRẠM THỦY VĂN SƠN GIANG

2.1. Các đại lượng biểu thị dịng chảy sơng ngịi
2.2. Các mơ hình thủy văn tiêu biểu
Hiện nay, trên thế giới việc nghiên cứu áp dụng các mơ hình
tốn thủy văn, thủy lực để mơ phỏng và giải các bài toán thủy động
lực nhằm phục vụ cho công tác dự báo lũ là rất phổ biến và ngày càng
đạt đến trình độ cao, cụ thể như số liệu đầu vào được đo đạc liên tục,
truyền đi, cập nhật vào mơ hình dự báo hồn tồn bằng tự động hóa
đạt độ chính xác cao, nhanh chóng, kịp thời. Tiêu biểu đó là: TANK,
LTANK, HEC-HMS, MARINE, SSARR, NAM,…

2.2.1. Mơ hình TANK (xem trong cuốn tồn văn trang 36)
2.2.2. Mơ hình HEC-HMS (xem trong cuốn tồn văn trang 36)
2.2.3. Mơ hình MARINE (xem trong cuốn tồn văn trang 37)
2.2.4. Mơ hình SSARR (xem trong cuốn tồn văn trang 37)
2.2.5. Mơ hình NAM
* Phân tích lựa chọn mơ hình thủy văn áp dụng mô phỏng cho
lưu vực nghiên cứu:
Lưu vực sông Trà Khúc là một trong những lưu vực lớn nhất
ở nước ta. Trong đó, lưu vực Sơn Giang có các tài liệu khí tượng thủy
văn để phục vụ cho tính tốn. Tuy nhiên, tài liệu thu thập được đến
nay để phục vụ tính tốn thì chưa đủ dài, một số tài liệu cịn bị gián
đoạn, nên việc chọn mơ hình NAM để tính tốn dịng chảy đến sẽ
thuận lợi hơn so với các mơ hình khác vì:


12

-

Là mơ hình với thơng số tập trung nên khơng yêu cầu nhiều

và chi tiết về số liệu đầu vào.

-

Mô hình sử dụng các hệ thức tốn học đơn giản để chuyển đổi

mưa thành dịng chảy, ít thơng số và dễ sử dụng.

-

Đã được áp dụng để tính tốn dịng chảy đến cho nhiều lưu

vực sông ở Miền Trung và Tây Nguyên và cho kết quả với độ tin cậy
khá cao.

-

Các mơ hình mưa – dịng chảy từ trước đến nay hầu hết là mơ

hình thương mại nên khó kết hợp chúng thành một mơ hình tổng thể,
khả năng đánh giá độ nhạy của mơ hình và phân tích bất định của tham
số trong mơ hình đó là chưa được chú trọng và khơng thực hiện được
nếu khơng có sửa đổi phù hợp mã nguồn.

-

Một số mơ hình thơng dụng hiện nay chỉ phù hợp với lưu vực

vừa và nhỏ. Vì vậy, với một lưu lực lớn như Trà Khúc thì khơng phù
hợp.
Chính vì những lý do nêu trên nên tác giả lựa chọn mơ hình
NAM để sử dụng tính tốn, mơ phỏng dịng chảy đến trạm thủy văn
Sơn Giang.

2.3. Cơ sở lý thuyết của mơ hình NAM
Cơ sở đánh gia độ tin cậy
Các tham số trong mơ hình sẽ được xác định bằng cách tính
tốn và thử sai. Hiệu chỉnh các thơng số của mơ hình đối với khu vực

sao cho kết quả tính tốn phù hợp với số liệu thực đo. Phương pháp
biểu đồ, đồ thị và phương pháp số được sử dụng trong quá trình hiệu
chỉnh và kiểm định. Dùng biểu đồ, đồ thị để so sánh các đường quá


13
trình, số liệu quan trắc và mơ phỏng. Sử dụng hệ số Nash-Sutcliffe để
đánh giá sai số giữa số liệu mô phỏng và thực đo. Trong nghiên cứu
này sử dụng hệ số Nash - Sutcliffe và hệ số tương quan R2 để đánh
giá kết quả độ tin cậy của mô hình tính tốn.
Hệ số Nash – Sutcliffe (NSE):
Bảng 2.1: Tiêu chuẩn đánh giá hệ số NSE
NSE

0,40 – 0,65

0,65 – 0,85

>0,85

Đánh Giá

Đạt

Khá

Tốt

Hệ số tương quan R2
Bảng 2.2: Tiêu chuẩn đánh giá hệ số tương quan (Theo Moriasi,

2007)
R2

R2< 0,4

0,4 < R2<

Đánh Giá Khơng đạt

0,8
Đạt

0,8
R2> 0,85

Khá

Tốt

2.4. Thiết lập mơ hình NAM cho lưu vực nghiên cứu
2.4.1. Dữ liệu đầu vào

- Dòng chảy thực đo của trạm thủy văn Sơn Giang từ năm
1980 đến năm 2010;

- Số liệu mưa thực đo của 5 trạm: Quảng Ngãi, Trà Khúc,
Sơn Hà, Sơn Giang, Giá Vực từ năm 1980 đến năm 2010;

- Số liệu bốc hơi thực đo của trạm Sơn Giang từ năm 1979

đến năm 2010;


14

2.4.2. Tạo lưu vực sông
Từ bản đồ DEM lưu vực sông Trà Khúc và mạng lưới sông
suối, số liệu đo đạc ứng dụng phần mềm ArcGIS phân chia lưu vực
thành 3 tiểu lưu vực thượng lưu của trạm thủy văn Son Giang:

Hình 2.4: Bản đồ các tiểu lưu vực thượng lưu trạm thủy văn Sơn Giang
Bảng 2.3: Các tiểu lưu vực trên thượng lưu trạm thủy văn Sơn Giang
TT

Lưu vực sơng

1
2
3

Trà khúc

Tên Lưu vực

Diện tích lưu
vực (km2)

Ghi chú

LV1(Đăk Đring)

457

Lưu vực hồ chứa

LV2 (Nước Trong)

418

Lưu vực hồ chứa

Lưu vực 3

1764


15
Bảng 2.4: Trọng số mưa của các trạm mưa cho các tiểu lưu vực
Lưu vực

Quảng
Ngãi

Trà Khúc Sơn Hà

Sơn

Giá Vực

Giang

LV1(Đăk Đring)

0

0

1

0

0

LV2(Nước Trong)

0

0

0.991

0

0.08

Lưu vực 3

0

0

0.352

0.105

0.543

2.4.3. Thiết lập mơ hình NAM cho lưu vực nghiên cứu
Từ các số liệu đầu vào, tiến hành tạo các tập tin chuỗi thời gian
Time series files (*.DFS0)

2.4.4. Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình MIKE – NAM
Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình là một trong những bước
đầu tiên và quan trọng nhằm xác định được bộ thơng số của lưu vực
nghiên cứu.
Chuỗi dữ liệu khí tượng thủy văn được chia thành hai chuỗi:
Chuỗi dữ liệu từ năm 1980-1995 lấy làm thời đoạn hiệu chỉnh thông
số của mơ hình, từ năm 1996-2010 làm số liệu kiểm định mơ hình.
Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định:
Bảng 2.5: Chỉ số đánh giá độ tin cậy của mơ hình NAM cho dịng
chảy năm trên lưu vực sơng Trà Khúc tại trạm Sơn Giang
Trạm
Sơn Giang

Hiệu chỉnh

Kiểm định
2

NASH

R

NASH

R2

0.856

0.926

0.871

0.938


16
Nhận xét:
Qua kết quả kiểm định bộ thông số cho lưu vực trạm Sơn Giang
ta rút ra nhận xét sau:
- Q trình lưu lượng thực đo và mơ phỏng khá đồng dạng
- Hệ số NASH tốt đều trên 0.8
- Pha dao động giữa đường thực đo và mô phỏng khá bám sát

nhau
- Kết quả kiểm định cho kết quả tốt, cho nên bộ thơng số có thể

hồn tồn sử dụng để mơ phỏng dịng chảy từ mưa theo các
kịch bản biến đổi khí hậu.
Bảng 2.6: Bộ thơng số tối ưu cho từng tiểu lưu vực

Name
LV1(Đăk
Đring)
LV2(Nước
Trong)
Lưu vực 3

Umax Lmax CQOF CKIF CK1,2 TOF

TIF

20

280

0.58

520

22

0.79

0.228

20

285

0.56

510

21

0.78

0.228

19

290

0.55

510

21

0.77

0.228


17
CHƯƠNG 3: MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY TRẠM
THỦY VĂN SƠN GIANG KHI XÉT ĐẾN BIẾN ĐỔI
KHÍ HẬU
Sau khi đã hiệu chỉnh và kiểm định, ta có được bộ thơng số
tối ưu cho từng tiểu lưu vực. Với bộ thông số này ta tiến hành mơ

phỏng dịng chảy đến trạm thủy văn Sơn Giang khi xét đến BĐKH.
Theo khuyến nghị của Bộ tài nguyên và môi trường, tác giả sử dụng 2
kịch bản BĐKH đó là:
- RCP4.5: Kịch bản nồng độ khí nhà kính trung bình thấp
- RCP8.5: Kịch bản nồng độ khí nhà kính cao

Kịch bản BĐKH xét đến sự biến đổi trong thế kỷ 21 của yếu
tố khí hậu như nhiệt độ (nhiệt độ trung bình năm, mùa và nhiệt độ cực
trị), lượng mưa (mưa năm, mưa trong mùa, mưa cực trị) và một số
hiện tượng khí hậu cực đoan (bão, áp thấp nhiệt đới, số ngày rét đậm,
rét hại, số ngày nắng nóng và hạn hán). Sự biến đổi của các yếu tố khí
hậu đều được xét trên thời kỳ cơ sở (1986-2005). Mỗi kịch bản đều
xét cho 3 giai đoạn trong thế kỷ 21 đó là: Đầu thế kỷ (2016-2035),
giữa thế kỷ (2046-2065) và cuối thế kỷ (2080- 2099).
3.1. Sự thay đổi lượng mưa theo các kịch bản BĐKH
Theo “Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt
nam” được Bộ tài nguyên và môi trường công bố vào năm 2016 , ứng
với kịch bản RCP4.5, lượng mưa năm tăng phổ biến từ 5÷15%. Theo
kịch bản RCP8.5, mức tăng nhiều nhất có thể trên 20% ở hầu hết Bắc
Bộ, Trung Trung Bộ, một phần Nam Bộ và Tây Nguyên.


18
Bảng 3.1: Sự thay đổi lượng mưa trung bình tháng theo kịch bản
RCP 4.5
Giai đoạn
Đầu thế kỷ
(2016-2035)
Giữa thế kỷ
(2046-2065)

Mùa xuân

Mùa hè

Mùa thu

Mùa đông

(tháng 3-5) (tháng 6-8) (tháng 9-11) (tháng 12-2)
0,2%

-1,9%

28,9%

5,9%

-1,9%

0,2%

37,4%

14,4%

Bảng 3.2: Sự thay đổi lượng mưa trung bình tháng theo kịch bản
RCP 8.5
Giai đoạn

Mùa xuân

Mùa hè

Mùa thu

Mùa đông

(tháng 3-5) (tháng 6-8) (tháng 9-11) (tháng 12-2)

Đầu thế kỷ
(2016-

-7,6%

24,4%

22,7%

6,1%

-6,0%

15,2%

23,0%

15,7%

2035)

Giữa thế kỷ
(2046-2065)

3.2.Mô phỏng dòng chảy trạm thủy văn Sơn Giang khi xét đến
BĐKH
Với dữ liệu đầu vào là lượng mưa đã tính tốn lại theo các
kịch bản đã chọn và bốc hơi của trạm Sơn Giang, sử dụng bộ thông số
đã hiệu chỉnh và kiểm định của lưu vực nghiên cứu, tiến hành mơ
phỏng dịng chảy đến của lưu vực theo các kịch bản BĐKH.
3.2.1. Kịch bản nền (xem chi tiết trong cuốn toàn văn trang 36)
3.2.2. Kịch bản BĐKH RCP 4.5


19
Bảng 3.3: Lưu lượng trung bình tháng tại trạm thủy văn Sơn Giang
khi xét đến BĐKH theo kịch bản RCP 4.5 Q(m3/s)
Giai đoạn

1

2

3

4

5

6

1986-2005

189.18

125.65

92.18

70.10

74.78

81.60

2016-2035

221.53

147.91

107.26

80.47

81.73

85.90

2046-2065

236.65

158.13

113.64

84.80

83.87

87.66

Giai đoạn

7

8

9

10

11

12

1986-2005

79.27

85.75

170.27

503.02

627.01

468.12

2016-2035

81.71

86.67

228.90

725.60

920.45

553.41

2046-2065

83.448

88.636

258.61

848.97

1061.5

610.03

LƯU LƯỢNG TRẠM THỦY VĂN SƠN
GIANG KHI XÉT ĐẾN BĐKH THEO KB
RCP4.5
Lưu lượng Q(mᶟ/s)

1200.0
1000.0

Giai đoạn

800.0

1986-2005

600.0
2016-2035

400.0

2046-2065

200.0

0.0
1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12

Tháng

Hình 3.8: Lưu lượng trung bình tháng trạm thủy văn Sơn Giang theo
kịch bản RCP 4.5 của từng giai đoạn


20
3.2.3. Kịch bản BĐKH RCP 8.5
Bảng 3.4: Lưu lượng trung bình tháng tại trạm thủy văn Sơn Giang
khi xét đến BĐKH theo kịch bản RCP 8.5Q(m3/s)
Giai đoạn

1

2

3

4

5

6

1986-2005

189.18 125.65

92.18

70.10

74.78

81.60

2016-2035

216.67 144.54

104.29

78.04

78.35

92.28

2046-2065

222.55 148.35

106.45

79.68

79.40

88.87

Giai đoạn

7

8

9

10

11

12

1986-2005

79.27

85.75

170.27

503.02

627.01

468.12

2016-2035

95.37

108.64

226.86

669.71

844.71

541.75

2046-2065

89.07

99.20

221.19

668.00

845.21

577.02

LƯU LƯỢNG TRẠM THỦY VĂN SƠN GIANG KHI
XÉT ĐẾN BĐKH THEO KB RCP8.5

Lưu lượng Q(mᶟ/s)

1000.0

Giai đoạn

800.0

1986-2005

600.0

2016-2035
400.0

2046-2065
200.0
0.0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Tháng

Hình 3.14: Lưu lượng trung bình tháng trạm thủy văn Sơn Giang
theo kịch bản RCP 8.5 của từng giai đoạn


21
Nhận xét:
- Nhìn vào bảng 3.3 và hình 3.8, ta có thể thấy, lưu lượng trung bình

tháng tại trạm thủy văn Sơn Giang khi xét đến BĐKH theo kịch bản
RCP 4.5 có xu hướng tăng trung bình 35.92% (giai đoạn 20162035),55.06% (giai đoạn 2046-2065) vào các tháng mùa lũ; tăng
trung bình 10.58% (giai đoạn 2016-2035),15.43% (giai đoạn
2046-2065) vào các tháng mùa kiệt.
- Nhìn vào bảng 3.4 và hình 3.14, ta có thể thấy, lưu lượng trung bình

tháng tại trạm thủy văn Sơn Giang khi xét đến BĐKH theo kịch bản
RCP 8.5 có xu hướng tăng trung bình 29.20% (giai đoạn 20162035),30.19% (giai đoạn 2046-2065) vào các tháng mùa lũ; tăng
trung bình 14.56% (giai đoạn 2016-2035),13.50% (giai đoạn
2046-2065) vào các tháng tháng mùa kiệt.
- Với cả 2 kịch bản BĐKH thì lưu lượng trung bình năm của các giai

đoạn đều tăng. Cụ thể như sau: Kịch bản RCP 4.5 tăng 29.4% (giai
đoạn 2016-2035), tăng 44.76% (giai đoạn 2046-2065); Kịch
bản RCP 8.5 tăng 24.71% (giai đoạn 2016-2035), tăng 25.63%
(giai đoạn 2046-2065).
- Với kịch bản BĐKH RCP 8.5 thì lưu lượng trung bình năm của giai

đoạn giữa thế kỉ tăng nhẹ (cụ thể là 0.93%) so với giai đoạn đầu thế

kỉ.


22
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận

1. Kết quả nghiên cứu đã áp dụng mơ hình MIKE NAM kết hợp với
kịch bản BĐKH và nước biển dâng cho Việt Nam của Bộ Tài nguyên
và Môi trường năm 2016 đã đánh giá được xu hướng thay đổi của
dòng chảy năm đến lưu vực thượng lưu trạm thủy văn Sơn Giang ứng
với các kịch bản BĐKH đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường khuyến
nghị.

2. Dòng chảy đến Trạm thủy văn Sơn Giang có xu hướng tăng. Tăng
nhẹ vào mùa kiệt (cụ thể là khoảng 12.72% giai đoạn 2016-2035,
khoảng 14.46% giai đoạn 2046-2065) và tăng mạnh vào mùa lũ (cụ
thể là khoảng 32.56% giai đoạn 2016-2035, khoảng 42.63% giai đoạn
2046-2065).
Kiến nghị

1. Cần xem xét lại công tác quy hoạch trên lưu vực sông Trà Khúc,
lồng ghép các vấn đề thích ứng BĐKH để giảm thiểu tác động của
BĐKH đến tài nguyên nước trên lưu vực sông Trà Khúc.

2. Cần xây dựng một quy trình vận hành liên hồ mới thích ứng với
các kịch bản BĐKH nhằm đảm bảo cũng cấp nước vào mùa kiệt và
phịng lũ vào mùa lũ.

3. BĐKH có thể làm gia tăng các hiện tượng khí hậu cực đoan. Vì

vậy, cần phải có sự quan tâm đặc biệt để thích ứng với BĐKH, xây
dựng các đề án nhằm đối phó với BĐKH, đảm bảo cung cấp nước
cũng như phòng lũ trong tương lai.


23

4. Nghiên cứu chỉ mới đánh giá được chế độ dịng chảy năm vùng
phía thượng lưu trạm thủy văn Sơn Giang theo kịch bản BĐKH. Do
thời gian không cho phép và khối lượng nghiên cứu khá lớn nên tác
giả chưa đánh giá được chất lượng nước và phân tích chuyên sâu các
tiểu lưu vực cũng như vùng phía hạ lưu trạm thủy văn Sơn Giang.