Đang tải... (xem toàn văn)
Biến đổi khí hậu đang là vấn đề được quan tâm hàng đầu trên toàn cầu vì nó đe dọa trực tiếp đến môi trường sống của con người. Ngoài vệc ô nhiễm môi trường ra thì biến đỏi khí hậu còn gây những tác động tiêu cực đến quá trình thủy văn trên Trái Đất. Nó đã gây thay đổi các dòng chảy, khiến cho mưa nhiều hơn làm tăng thể tích nước ở các lưu vực sông, hồ và dẫn đến tình trạng ngập lụt. Nhận thấy được sự nguy hiểm cho Trái Đẩt nói chung và quá trình thủy văn nói riêng nên các nhà thủy văn đã nghiên cứu và phát triển ra các loại mô hình nhằm dự báo và phòng chống các mối nguy hại do biến đổi khí hậu có thể gây ra cho quá trình thủy văn trên Trái Đất. Bài báo này được lập ra nhằm nghiên cứu mô phỏng tác động và phân tích kết quả tính toán những thay thay đổi về lượng mưa do biến đổi khí hậu lên tài nguyên nước ở lưu vực sông La Ngà tại ba trạm đó là: Bảo Lộc, Tà Pao và Xuân Lộc. Mô hình này được xây dựng cho giai đoạn hiệu chỉnh từ năm 1987 – 1989 và giai đoạn kiểm định từ năm 1989 – 1991. Mô hình giúp mô phỏng tác động của việc thay đổi lượng mưa do biến đổi khí hậu lên tài nguyên nước cho lưu vực sông La Ngà tính đến trạm Phú Điền.
TÊN CHUYÊN ĐỀ: MÔ PHỎNG TÁC ĐỘNG THAY ĐỔI LƯỢNG MƯA DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LÊN TÀI NGUYÊN NƯỚC CHO LƯU VỰC SƠNG LA NGÀ (TÍNH ĐẾN TRẠM PHÚ ĐIỀN) Sinh viên thực : Lê Đoàn Hoài Bảo MSSV : 19170129 Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Thị Thụy Hằng TĨM TẮT ba trạm là: Bảo Lộc, Tà Pao Xuân Biến đổi khí hậu vấn đề Lộc Mơ hình xây dựng cho quan tâm hàng đầu tồn cầu đe giai đoạn hiệu chỉnh từ năm 1987 – 1989 dọa trực tiếp đến môi trường sống giai đoạn kiểm định từ năm 1989 – người Ngồi vệc nhiễm mơi 1991 Mơ hình giúp mơ tác động trường biến đỏi khí hậu gây việc thay đổi lượng mưa biến đổi tác động tiêu cực đến q trình khí hậu lên tài nguyên nước cho lưu vực thủy văn Trái Đất Nó gây thay sơng La Ngà tính đến trạm Phú Điền đổi dịng chảy, khiến cho mưa nhiều Từ khóa: BĐKH, mơ hình HEC – HMS làm tăng thể tích nước lưu vực model, RCP4.5, La Ngà sông, hồ dẫn đến tình trạng ngập lụt ABSTRACT Nhận thấy nguy hiểm cho Trái Đẩt nói chung q trình thủy văn nói riêng nên nhà thủy văn nghiên cứu phát triển loại mơ hình nhằm dự báo phòng chống mối nguy hại biến đổi khí hậu gây cho q trình thủy văn Trái Đất Bài báo lập nhằm nghiên cứu mô tác động phân tích kết tính tốn thay thay đổi lượng mưa biến đổi khí hậu lên tài nguyên nước lưu vực sông La Ngà Climate change is a global issue of leading concern because it directly threatens the human living environment In addition to environmental sanitation, climate change also has negative impacts on hydrological processes on Earth It has provided variable flows, causing more rain which can strengthen water in areas of rivers and lakes and lead to flooding Realizing the danger to the Earth disk hydrological in general process in and the particular, hydrologists have researched and Xuan Loc This model is built to the developed models for the purpose of stage to edit from the year 1987 - 1989 forecasting and combating the danger of and the stage of testing from year 1989 - climate change up the too the hydrology 1991 In addition, it also simulates on Earth This post is set up to the scope changes in precipitation due to climate of the module and parsing the results of change on water resources for river basin the changes to the climate change on storage La Nga to Phu Dien water resources in the La Nga river basin Keyword: BÐKH, HEC model - HMS, at three points: Bao Loc, Ta Pao and RCP4.5, La Ngà MỞ ĐẦU sống qua Nhận thấy vấn đề Sông La Ngà phụ lưu nghiêm trọng đó, nhà thủy văn quan trọng khu vực sông Đồng Nai nghiên cứu phát triển loại mô Tại có nguồn nước dồi dào, cảnh hình mơ vấn đề liên quan đến quan phong phú nguồn nước lượng mưa dòng chảy để phục vụ cho cịn đóng góp nhiều lợi ích cho việc quản lý tài nguyên nước ứng phó kinh tế khu vực Tuy nhiên, vấn đề biến đổi khí hậu Các mơ hình biến đổi khí hậu làm ảnh hưởng kể đến như: mơ hình SWAT dùng nhiều đến chất lượng nước khu vực từ để đánh giá lưu lượng dịng chảy lưu ảnh hưởng đến sức khỏe vực sơng, mơ hình LST dùng để mơ người kinh tế Vì vậy, biến thay đổi dịng chảy, mơ đổi khí hậu vấn đề nhận hình FLWAV, MIKE 11, HEC – RAS quan tâm đặc biệt tồn cầu ứng dụng cho mơ hình thủy động lực BĐKH làm tăng lượng mưa khu học Trong chun đề mơ hình vực từ làm tăng thể tích sơng gây sử dụng để mơ q trình ngập lụt khu vực có dịng chảy mưa dịng chảy mơ hình HEC – HMS [1] DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Khu vực nghiên cứu bắt nguồn từ cao nguyên Di Linh (Bảo Sông La Ngà, phụ lưu lớn bên Lộc – Lâm Đồng), nơi hợp lưu ba phía tả ngạn sơng Đồng Nai Được suối nhỏ có tên Rơ Nha, Đac Toren Đac No với độ cao trung bình Ba trạm đo mưa đặt khu vực 1000m Lưu vực nghiên cứu sông La khác nhằm đảm bảo tính khách Ngà gồm phần lớn diện tích huyện Bảo quan việc thu thập liệu lượng Lộc thuộc tỉnh Lâm Đồng, huyện Tánh mưa khu vực sông La Ngà Ba khu Linh thuộc tỉnh Bình Thuận, huyện Tân vực Phú Định Quán thuộc tỉnh Đồng Nai 107°48'59.98"E - Vĩ độ: 11°31'59.99"N), [2] Diện tích lưu vực sơng La Ngà Tà Pao (Kinh độ: 107°42'58.23"E – Vĩ nghiên cứu rộng khoảng 3757 km2 độ: 11° 7'37.89"N), Xuân Lộc (Kinh độ: tính tốn tự động cơng cụ “Calculate 107°26'22.65"E Geometry” phần mềm ArcGis 10.3 10°54'43.93"N) là: Bảo Lộc – (Kinh Vĩ độ: độ: Hình 1: Bản đồ lưu vực La Ngà (tính đến trạm Phú Điền) Phương pháp nghiên cứu Phương pháp đa giác Thiessen Mơ hình áp dụng phương pháp Thiessen áp dụng ArcGis 10.3 để chia khu vực tính lượng mưa trung bình ảnh hưởng diện cho trạm đo mưa cho thấy lên khu vực nghiên cứu, kết sau khu vực nghiên cứu chia làm hai khu vực đại diện khu vực đại diện vực nghiên cứu Cơng thức tính tốn cho trạm Bảo Lộc trạm Tà Pao Điều lượng mưa bình quân diện tích theo chứng tỏ khu vực nghiên cứu chịu phương pháp “Đa giác Thiessen”: ảnh hưởng mưa chủ yếu hai nêu lượng mưa trạm Xuân Lộc đo N P= ∑ A i Bi A i=1 không ảnh hưởng đáng kể đến khu Hình 2: Bản đồ lưu vực La Ngà sau chia theo phương pháp đa giác Thiessen Mơ hình HEC – HMS Trong nghiên cứu này, sử dụng phương Mơ hình HEC – HMS mơ q pháp đường cong số học “SCS Cruve trình dịng chảy mưa lưu vực Number” – SCS CN sử dụng rộng có đầu đơn Mơ hình mơ rãi hiệu để xác định lượng dòng thơng lượng riêng lẻ chu trình chảy xấp xỉ từ lượng mưa thủy văn, chẳng hạn tuyết tan, xâm khu vực cụ thể Mặc dù phương nhập, nước, dịng chảy sở pháp thiết kế cho kiện định tuyến kênh HEC – HMS áp bão nhất, thu dụng cho số phân tích chẳng hạn nhỏ để tìm giá trị dòng chảy trung như: nghiên cứu lũ, thiết kế đập tràn hồ bình hàng năm Các yêu cầu số cho chứa, dự báo dịng chảy, nước đô phương pháp thấp, lượng mưa thị, tác động thị hóa tương lai, số đường cong Số đường cong dựa chất lượng nước, xói mịn vận chuyển nhóm đất thủy văn khu vực, sử trầm tích Để thiết lập mơ hình HEC – dụng đất, xử lý điều kiện thủy văn HMS cần có bốn thành phần mơ hình chính, là: mơ hình lưu vực, mơ hình khí tượng, thơng số kỹ thuật để điều khiển cần có chuỗi đầu vào (chuỗi thời gian, liệu ghép nối liệu dạng lưới) [3] Cơ sở lý thuyết mơ hình Loss Method – SCS Cruve Number Q= (P−I a )2 ( P−I a ) + S Với Ia = 0.2S, suy ra: (P−I a )2 Q= ( P−I a ) + S S= 1000 −10 CN Giải thích: Q giá trị dịng chảy (mm); P lượng mưa (mm); Ia trừu tượng ban đầu (mm); S = khả trì tối “Constant đa sau dịng chảy bắt đầu chạy mơ “Penamn Monteith” để tính tốn lượng hình [4] bốc hơi, Baseflow Method – Constant Monthly Đánh giá hiệu mơ hình Dịng sở nghiên cứu sử dụng Hiệu mơ mơ hình phương pháp “Constant Monthly” để đánh giá mức độ phù hợp số chạy mơ hình, số theo tháng liệu quan trắc số liệu mô Thiết lập mơ hình nghiên cứu mơ hình thơng qua số Bài nghiên cứu sử dụng liệu thủy văn khí tượng Tiến sĩ Nguyễn Thị Monthly”; Phương “Nash – Sutcliffe” số phần trăm “PBIAS” hệ số tương quan R2 Thụy Hằng cung cấp, liệu có Cơng thức hệ số: thông số sau: lượng mưa, Hệ số Nash – Sutcliffe (NSE) nhiệt độ, gió, độ ẩm, số nắng, lưu lượng ba trạm đo mưa Bảo n ¿1 n NSE=1− ¿1 Phần trăm sai số (PBIAS) n Khu vực thực nghiên cứu lưu vực ∑ ( Qobs −Q¿ ) PBIAS= ¿1 nghiên cứu sử dụng phương pháp sau Để mô n x 100 % ∑ Qobs nhiều phương pháp để mơ q trình dịng chảy thủy văn, ∑ (Qobs−Q´ obs) 1991 lượng mưa biến đổi khí hậu sơng La Ngà tính đến trạm Phú Điền Có ∑ (Q obs−Q¿ ) Lộc, Tà Pao, Xuân Lộc từ năm 1987 đến từ năm 2046 đến 2050 pháp ¿1 Hệ số xác định R2 R2=¿¿ lượng nước tổn thât xâm nhập Giải thích: Q giá trị thực đo (m 3/s), ta sử dụng phương pháp đường cong số Qsim giá trị mô (m3/s); 𝑄̅ 𝑜bs học “SCS Curve Number”, để mơ giá trị trung bình thực (m3 /s); 𝑄̅ dịng chảy bề mặt sinh biến lượng 𝑠im giá trị trung bình mô mưa dư thừa ta sử dụng phương pháp (m3/s) [5] “Snyder Unit Hydrograph”, để mô Chỉ tiêu đánh giá mơ hình dịng chảy sở ta sử dụng phương pháp Bảng 1: Bảng tiêu đánh giá mơ hình [5] Xếp hạng hiệu suất Rất tốt Tốt Đạt yêu cầu Không đạt yêu cầu NSE PBIAS R2 0.75< NSE ≤1.00 0.65< NSE ≤0.75 0.40< NSE ≤0.65 NSE ≤0.40 PBIAS