Quá trình nghiên cứu mô phỏng quá trình xâm
nhập mặn dưới tác động của biến đổi khí hậu và nước
biển dâng trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn qua
các giai đoạn từ 2016 -2099 so với kịch bản nền
1986-2005 cho thấy sự ảnh hưởng đáng kể. Tỷ lệ
giảm bình quân dòng chảy tại trạm Nông Sơn đầu thế
kỷ 21 là 2,0%, đến giữa thế kỷ là 2,4%, và đến cuối
thế kỷ là 8,3%, tại trạm Thành Mỹ đầu thế kỷ 21 là
2,1%, đến giữa thế kỷ là 6,0% và đến cuối thế kỷ là
8,9%. Đến cuối thế kỷ 21 độ sâu xâm nhập mặn 1‰
và 4‰ lần lượt tăng 5,0km và 2,6km trên sông Vu
Gia và khoảng 7,6km và 4,2km trên sông Thu Bồn.
Các kết quả tính toán mô phỏng này có thể được sử
dụng trong định hướng quy hoạch và phát triển kinh
tế trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn.
Lời cảm ơn: Công trình được thực hiện dưới sự
hỗ trợ kinh phí của Trường Đại Học Bách Khoa Hà
Nội (T2016-PC-167)
8 trang |
Chia sẻ: honghp95 | Lượt xem: 570 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE để đánh giá ảnh hưởng của sự biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến quá trình xâm nhập mặn ở các cửa sông lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn, Việt nam, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 124 (2018) 106-113
106
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE để đánh giá ảnh hưởng của sự biến
đổi khí hậu và nước biển dâng đến quá trình xâm nhập mặn ở các cửa sông
lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn, Việt nam
Study on the Application of MIKE Model to Assess the Effect of Climate Changes-Sea Level Rise on
the Salinity Intrusion in the Estuaries in Vu Gia-Thu Bon River Basin, Vietnam
Nguyễn Ngọc Tuệ1*, Nguyễn Thu Hà1, Nghiêm Thị Thương1, Phạm Văn Tiến1,
Hồ Hữu Lộc2, Hoàng Văn Đại3
(1) Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
(2) Đại học Kyoto - Nhật Bản
(3) Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu (IMHEN)
Đến Tòa soạn: 28-6-2017; chấp nhận đăng: 25-01-2018
Tóm tắt
Trong những năm trở lại đây, xâm nhập mặn là một trong những thách thức lớn cho các tỉnh miền Trung
Việt Nam nói chung và với lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn nói riêng dưới tác động của biến đổi khí hậu và
nước biển dâng. Trong bài báo này, mô hình MIKE NAM và MIKE 11 đã được sử dụng để đánh giá quá trình
xâm nhập mặn trong mùa cạn theo kịch bản RCP4.5 của Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam năm 2016
theo các thời kỳ 2016-2035, 2046-2065 và 2080-2099. Trong thời kì nền (1986-2005), các kết quả cho thấy
khoảng cách xâm nhập mặn trên sông Vu Gia ứng với độ mặn 1‰ là 16,2km và 12,5km cho độ mặn
4‰.Trên sông Thu Bồn, độ mặn 1‰ cách cửa sông 20,9km và 17,4km cho độ mặn 4‰. Theo kịch bản
RCP4.5, đến cuối thế kỷ 21 nêm mặn đi sâu hơn vào trong đất liền khoảng 4,2 - 5,0km so với kịch bản nền.
Từ khóa: xâm nhập mặn, MIKE11, MIKE NAM, biến đổi khí hậu, lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn...
Abstract
In recent years, salinity intrusion is a major challenge for provinces in the central of Vietnam in general and
Vu Gia - Thu Bon river basin in particular under climate change - sea level rise scenarios. In this paper,
MIKE-NAM and MIKE 11 are used to simulate the salinity intrusion process during dry season by using
RCP4.5 scenarios for Vietnam introduced by the Ministry of Natural Resources and Environment of Vietnam
(2016) for 3 periods of 2016-2035, 2046-2065 and 2080-2099. In the base period 1986-2005, the results
show that the distance of 1‰ and 4‰ salinity intrusion is reported at Vu Gia Rivers of 16.2km and 12.5km,
20.9km and 17.4km at Thu Bon River, respectively. According to the scenario RCP4.5, the distance of
salinity intrusion extends into the inland about 4,2-5km compared to the base scenario by the end of the 21st
century.
Keywords: salinity intrusion, MIKE11, MIKE NAM, climate changes, VuGia -ThuBon river basin...
1. Đặt vấn đề
Trong*những năm trở lại đây, những ảnh hưởng
của biến đổi khí hậu (BĐKH) ngày càng rõ rệt đến
đời sống, sự phát triển kinh tế và là thách thức không
nhỏ với các nhà khoa học và quản lý trên thế giới nói
chung và Việt Nam nói riêng trong vấn đề thích ứng.
Ở Việt Nam, những diễn biến khó lường về sự
thay đổi độ mặn của nước các vùng cửa sông do sự
thay đổi bất thường của khí hậu đã và đang gây ảnh
hưởng nghiêm trọng đến ngành sản xuất nông ngư
nghiệp như nhu cầu nước tưới tiêu, nước sinh
hoạt,[1,2,5]. Trong một năm, độ mặn thay đổi theo
mùa lũ và mùa cạn rõ rệt. Mùa lũ khi lượng nước
* Địa chỉ liên hệ: Tel: 0976545519
Email: tue.nguyenngoc@hust.edu.vn
sông lớn, có tác dụng đẩy nước mặn ra xa bờ nên độ
mặn ở vùng cửa sông thường nhỏ. Về mùa cạn, lưu
lượng nước sông từ thượng lưu về nhỏ, nên nước biển
tiến sâu vào nội địa làm cho độ mặn tăng lên.
Hình 1. Lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 124 (2018) 106-113
107
Ở đồng bằng Bắc Bộ, độ mặn lớn nhất thường
xuất hiện vào tháng 1 đến tháng 3, còn nhỏ nhất
thường vào tháng vào 8 hoặc tháng 9. Hệ thống sông
Vu Gia - Thu Bồn, có diện tích lưu vực khoảng
10350 km2, nằm ở phần phía Bắc của vùng Trung
Trung Bộ và có tọa độ địa lý: (107o13'-108o34') kinh
độ đông, (14o58'-160o4') vĩ độ bắc (Hình 1); hợp
thành bởi dòng chính sông Thu Bồn và các sông
nhánh Vu Gia, Ly Ly, Túy Loan....Lưu vực này nằm
ở phía đông dãy Trường Sơn Nam, phía Bắc giáp lưu
vực sông Hương, phía Tây giáp sông Xê Công - là
một nhánh của sông Mê Kông - ở lãnh thổ Lào, phía
Nam giáp các lưu vực sông: Tam Kỳ, Sê San, Ba, Trà
Bồng, Trà Khúc, phía đông giáp biển (IMHEN- Viện
Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu).
Dòng chảy năm trên lưu vực Vu Gia -Thu Bồn có chế
độ phân bố không đều, từ dưới 30 l.s-1.km2 ở vùng
đồng bằng ven biển đến trên 100 l.s-1.km2 ở thượng
nguồn sông Thu Bồn. Trên lưu vực sông có 2 trạm
khí tượng: Đà Nẵng và Trà My; 15 trạm đo mưa, 8
trạm thuỷ văn, trong đó 2 trạm đo lưu lượng và 6
trạm đo mực nước. Trong 6 trạm đo mực nước có 4
trạm nằm trong vùng ảnh hưởng triều. Tại vùng cửa
sông, chế độ thủy triều là bán nhật triều chiếm ưu thế
và xảy ra trong tất cả các ngày của tháng với biên độ
thủy triều trung bình đạt từ 0,8-1,2m, biên độ cực đại
trên 1,5m. Thời điểm thủy triều có biên độ cao đã kéo
theo tình trạng xâm nhập mặn qua các cửa sông gây
ảnh hưởng đến tính chất vật lý, hoá học và sinh vật
của nước như trọng lượng riêng, độ dẫn điện, độ
truyền ẩm, áp suất thẩm thấu, độ hoà tan các chất khí,
điều kiện tồn tại các sinh vật ở trong nước. Độ mặn
còn ảnh hưởng đến nước ngầm ven biển và độ chua
của đất. Sự thay đổi này là quá trình tự nhiên nên nếu
hiểu và nắm rõ được quy luật trên có thể dự báo quá
trình này phục vụ cho việc lấy nước tưới theo mùa vụ
cây trồng và trong thời đoạn dài có thể bố trí thời vụ
gieo trồng hợp lý, chọn điều kiện thuận lợi cho các
khu nuôi trồng thuỷ sản, hệ sinh thái ngập nước ven
sông để hạn chế tối đa tác động của xâm nhập mặn
(IMHEN). Đây cũng là mục tiêu chính của bài báo
này.
Hình 2. Mô hình mô phỏng xâm nhập mặn
2. Phương pháp nghiên cứu
1 và sơ Mô hình mưa - dòng chảy MIKE-NAM
và mô hình thủy lực MIKE 11, là mô hình do Viện
Thủy lực Đan Mạch (DHI) xây dựng và phát triển,
mô tả chi tiết trong [2,6,7,8] và hệ thống thông tin địa
lý (GIS) được áp dụng để nghiên cứu quá trình xâm
nhập mặn dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu trên
lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn.
Các tham số mô hình trong quá trình hiệu chỉnh
và kiểm định được đánh giá bằng hệ số Nash-
Sutcliffe (theo Moriasi và cộng sự (2007)) (Bảng 2).
Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng RCP4.5
cho lưu vực sông Vu Gia -Thu Bồn ( khu vực từ Mũi
Đại Lãnh đến Mũi Kê Gà) do Bộ Tài nguyên và Môi
trường công bố năm 2016 [4] được sử dụng trong quá
trình tính toán. Theo đó, đến năm 2030 tại khu vực
nghiên cứu mực nước biển dâng trung bình 12cm,
đến giữa thế kỷ là 23cm và cuối thế kỷ là 54cm so với
thời kỳ cơ sở. Các đặc trưng về nhiệt độ, lượng mưa,
nước biển dâng so với thời kỳ cơ sở được trình bày
chi tiết trong Bảng đồ kết nối các mô hình nhằm mô
phỏng tác động của BĐKH đến xâm nhập mặn được
trình bày trong Hình 2.
Bảng 1. Nhiệt độ(oC), lượng mưa (%) và nước biển dâng
(cm) theo kịch bản RCP4.5 so với kịch bản nền [4]
Bảng 2. Bảng đánh giá mối quan hệ giữa số liệu mô phỏng
và thực đo [5]
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình dòng chảy
MIKE-NAM
Số liệu lưu lượng thực đo tại hai trạm Nông Sơn
và Thành Mỹ (Trung tâm Thông tin và Dữ liệu Khí
tượng Thuỷ văn) được sử dụng để hiệu chỉnh và kiểm
định tham số mô hình mưa – dòng chảy. Trong đó,
chuỗi số liệu từ 1999-2004 để hiệu chỉnh thông số mô
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 124 (2018) 106-113
108
hình và từ 2005-2010 để kiểm định mô hình. Với mục
đích tính toán các biên dòng chảy tự nhiên phục vụ
việc nghiên cứu cạn kiệt trên hệ thống và làm số liệu
đầu vào cho bài toán đánh giá xâm nhập mặn, thời
đoạn mô phỏng mô hình các thời kỳ kiệt nước nhất
bao gồm những năm 2002, 2003, 2005, 2010 được
chọn để xác định bộ thông số mô hình. Các năm này
là thời kỳ có lưu lượng trung bình mùa cạn rất thấp và
cũng là thời gian có đầy đủ số liệu của tất cả các trạm
mưa cũng như các trạm thủy văn để mô phỏng và
kiểm định bộ thông số. Sau đó dùng bộ thông số đã
được mô phỏng và kiểm định để tính toán bài toán
đánh giá xâm nhập mặn. Lượng mưa bình quân cho
các lưu vực bộ phận được xác định theo phương pháp
đa giác Theissen, được tích hợp sẵn trong mô hình
MIKE - NAM đảm bảo tính toán đến ảnh hưởng của
các trạm mưa trong và lân cận của lưu vực nghiên
cứu. Trọng số các trạm mưa trên lưu vực được thể
hiện trong Bảng 3.
Bảng 3. Trọng số các trạm mưa lưu vực bộ phận theo
phương pháp đa giác Theissen
Bảng 4. Kết quả kiểm định và hiệu chỉnh mô hình tại trạm
Nông Sơn và Thành Mỹ
Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy văn tại trạm
Nông Sơn và Thành Mỹ được mô tả trên Hình 3 và 4
cho thấy kết quả mô phỏng khá tốt, chỉ số Nash-
Sutcliffe >75%, sai số tổng lượng WBL<10%, như
vậy bộ thông số đảm bảo mức độ tin cậy mô phỏng.
Với kết quả hiệu chỉnh bộ thông số mô hình khá
tốt ở trên, mô hình tiếp tục được kiểm định với số liệu
dòng chảy từ 2005-2010. Kết quả kiểm định tại trạm
Nông Sơn và Thành Mỹ được thể hiện trên hình 5 và
6 với chỉ số Nash-Sutcliffe đạt giá trị tại các trạm
Nông Sơn (0.86) và Thành Mỹ(0.72) và Bảng 4. Theo
Moriasi và cộng sự (2007), kết quả tại hai trạm trên
cho thấy bộ thông số mô hình là phù hợp và có thể sử
dụng để tính toán sự ảnh hưởng của biến đổi khí hậu
đến khả năng xâm nhập mặn tại các cửa sông.
Hình 3. Đường quá trình dòng chảy tính toán và thực đo tại
trạm Nông Sơn (hiệu chỉnh)
Hình 4. Đường quá trình dòng chảy tính toán và thực đo tại
trạm Thành Mỹ (hiệu chỉnh)
Hình 5. Đường quá trình dòng chảy tính toán và thực đo tại
trạm Nông Sơn (kiểm định)
Hình 6. Đường quá trình dòng chảy tính toán và thực đo tại
trạm Thành Mỹ (kiểm định)
3.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực
MIKE11
3.2.1 Mạng lưới sông Vu Gia - Thu Bồn
Trong hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn có hai
trạm thủy văn là trạm Nông Sơn nằm trên sông Thu
Bồn, với diện tích là 3150 km2 và trạm Thành Mỹ
nằm trên sông Vu Gia, với diện tích là 1850 km2.
Theo IMHEN, hai trạm thủy văn Nông Sơn và Thành
Mỹ chỉ khống chế được 48% diện tích toàn bộ lưu
vực. Vì vậy, phần tính toán các phần gia nhập khu
giữa các nhánh sông được xác định từ mô hình thủy
văn.
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 124 (2018) 106-113
109
Bảng 5. Bảng đánh giá quá trình hiệu chỉnh và kiểm định
mô hình thủy lực (Nash-Sutcliffe)
Hình 7. Mạng lưới hệ thống sông và trạm kiểm tra Vu Gia-
Thu Bồn
Mạng lưới sông bao gồm các sông Vu Gia, sông
Thu Bồn, sông Quảng Huế, sông Bàu Câu, sông La
Thọ, sông Thanh Quýt, sông Cô Cả, sông Bà Rén,
sông Hội An (đây là phân lưu từ sông Thu Bồn sau
đó lại nhập trở lại phía hạ lưu), sông Vĩnh Điện và
Trường Giang. Điều kiện biên được sử dụng trong
tính toán thủy lực:
+ Sông Vu Gia: biên trên cùng là lưu lượng
thực đo tại trạm Thành Mỹ. Sông Thu Bồn: biên trên
là lưu lượng tại trạm Nông Sơn.
+ Biên dưới: quá trình triều tại Cửa Hàn, Cửa
Đại và Cửa Tam Kỳ (Hình 7).
3.2.2 Hiệu chỉnh và kiểm định tham số mô hình thủy
lực
Trong quá trình hiệu chỉnh mô hình, bộ thông số
thủy lực tính toán cho các nhánh sông được xác định
trong mùa kiệt 2003, sau đó được kiểm nghiệm lại tại
các trạm kiểm tra trên Hình 7 năm 2005 (nhánh Vu
Gia: trạm Ái Nghĩa và Cẩm Lệ; nhánh Thu Bồn: trạm
Giao Thủy và Câu Lâu; nhánh Tam Kỳ: trạm Tam
Kỳ). Đây là hai năm kiệt điển hình với thời kỳ mùa
kiệt kéo dài từ tháng 12 năm trước đến tháng 8 năm
sau. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình được
trình bày từ Hình 8 đến 9.
Kết quả đánh giá sai số (Bảng 5) đường quá
trình mực nước tính toán và thực đo trong mùa kiệt
2003 cho thấy quá trình hiệu chỉnh đã mô phỏng tốt
dòng chảy mùa kiệt trên hệ thống, đường quá trình
mực nước tính toán và thực đo khá sát nhau. Kết quả
tốt nhất đạt được ở các trạm nằm gần trạm đo lưu
lượng như Ái Nghĩa, Giao Thủy và các trạm vùng
triều như Cẩm Lệ, Câu Lâu, Tam Kỳ với chỉ số
Nash-Sutcliffe >0,83. Kết quả kiểm định lại bộ thông
số mô hình với năm kiệt 2005 cũng cho kết quả tốt,
chỉ số Nash-Sutcliffe >0,81. Như vậy bộ thông số xác
định cho các nhánh sông là phù hợp để sử dụng mô
phỏng cho các kịch bản nghiên cứu.
Trạm Ái Nghĩa
Trạm Giao Thủy
Trạm Cẩm Lệ
Trạm Câu Lâu
Trạm Tam Kỳ
Hình 8. Mực nước tính toán và thực đo tại các trạm năm
2003 (hiệu chỉnh)
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 124 (2018) 106-113
110
Trạm Ái Nghĩa
Trạm Giao Thủy
Trạm Cẩm Lệ
Trạm Câu Lâu
Trạm Tam Kỳ
Hình 9. Mực nước tính toán và thực đo tại các trạm năm
2005 (kiểm định)
3.3. Hiệu chỉnh và kiểm định tham số mô hình lan
truyền mặn
Để mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn tại các
cửa sông miền Trung, nghiên cứu tập trung vào mô
phỏng lan truyền mặn trong thời kỳ mùa kiệt. Đây là
thời kỳ có lưu lượng dòng chảy từ thượng nguồn rất
nhỏ, mặn đẩy sâu vào trong sông nhất là thời gian đầu
và cuối mùa cạn từ tháng 4 đến tháng 7.
Kết quả mô phỏng được kiểm định tại các trạm
cơ bản trên các nhánh sông: tại Cẩm Lệ trên sông Vu
Gia, Cổ Mẫn trên sông Vĩnh Điện, Câu Lâu và Cẩm
Nam trên sông Thu Bồn. Kết quả so sánh mặn tại các
vị trí như bảng 6 và hình 10, 11 dưới đây.
Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô đun truyền
mặn cho thấy hệ số khuếch tán đối với phần hạ lưu
các sông thuộc hệ thống sông Vu Gia- Thu Bồn dao
động từ 400-600 m2/s. Dao động mặn khá phù hợp về
pha, chênh lệch đỉnh mặn tại các thời điểm không lớn
(<3‰), do đó có thể sử dụng các thông số khuếch tán
này để mô phỏng cho các kịch bản nghiên cứu.
Trạm Hội An
Trạm Cổ Mẫn
Trạm Câu Lâu
Trạm Tam Kỳ
Hình 10. Kết quả hiệu chỉnh độ mặn tính toán và thực đo
tại các trạm năm 2003
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 124 (2018) 106-113
111
Trạm Hội An
Trạm Cổ Mẫn
Trạm Câu Lâu
Trạm Tam Kỳ
Hình 11. Kết quả kiểm định độ mặn tính toán và thực đo tại
các trạm năm 2005
Bảng 6. So sánh độ mặn lớn nhất (‰) tại các vị trí trên
sông Vu Gia – Thu Bồn
3.4. Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu (kịch
bản RCP4.5) đến chế độ dòng chảy
Trong mùa khô, chế độ dòng chảy từ thượng lưu
lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn về phía hạ lưu hạn
chế là nguyên nhân gây ra hiện tượng xâm nhập mặn
trên các nhánh sông. Do đặc điểm của chế độ thủy lực
mạng sông nên quá trình xâm nhập mặn trên hệ thống
sông Vu Gia – Thu Bồn khá phức tạp.
Lượng dòng chảy mùa cạn trong năm chiếm từ
20-25% tổng lượng dòng chảy cả năm. Do sự suy
giảm mạnh về lượng mưa, đặc biệt là đầu mùa khô
nên dòng chảy mùa cạn ở các thời đoạn sau có xu
hướng giảm càng nhanh, riêng tại trạm Thành Mỹ đầu
thời kỳ dòng chảy mùa cạn có xu hướng suy giảm
nhanh hơn.Thời kỳ giữa mùa cạn có mức độ giảm lớn
nhất.
Hình 12. Lưu lượng trung bình tháng trong các thời kỳ tại
trạm thủy văn (m3/s)
Hình 13. Tỷ lệ thay đổi lưu lượng trung bình tháng trong
các thời kỳ tại trạm thủy văn
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 124 (2018) 106-113
112
Trong thời kỳ 1986-2005 lưu lượng dòng chảy
mùa cạn tại trạm Nông Sơn là 145,9m3/s, tại trạm
Thành Mỹ là 84,0m3/s. Tỷ lệ giảm bình quân dòng
chảy tại trạm Nông Sơn đầu thế kỷ 21 là 2,0%, đến
giữa thế kỷ là 2,4%, và đến cuối thế kỷ là 8,3%, tại
trạm Thành Mỹ đầu thế kỷ là 2,1%, đến giữa thế kỷ là
6,0% và đến cuối thế kỷ là 8,9%. Lưu lượng trung
bình tháng và tỷ lệ thay đổi trong các thời kỳ tại các
trạm thủy văn Nông Sơn và Thành Mỹ được thể hiện
trên Hình 12 và 13.
3.5. Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu (kịch
bản RCP4.5) đến xâm nhập mặn.
Kịch bản RCP4.5 được sử dụng để tính toán
diễn biến quá trình xâm nhập mặn trên lưu vực sông
Vu Gia – Thu Bồn do sự ảnh hưởng của biến đổi khí
hậu theo các kịch bản thời kỳ tương lai 2016-2035,
2046-2065, 2080-2099. Độ mặn lớn nhất trong sông
thường xảy ra vào mùa kiệt. Độ mặn nước sông phụ
thuộc lớn vào lưu lượng từ thượng nguồn và tính chất
của thủy triều biển Đông. Kết quả tính toán cho thấy
trong thời kỳ tương lai lưu lượng mùa kiệt suy giảm
mạnh cộng với mực nước biển gia tăng gây nguy cơ
gia tăng chiều dài xâm nhập mặn vào các sông.
Trên sông Vu Gia độ mặn có xu hướng tăng đều
ở các thời kỳ, chiều dài xâm nhập mặn tăng đều đến
giữa thế kỷ và tăng nhanh hơn ở cuối thế kỷ 21. Ranh
giới mặn 1‰ thời kỳ nền cách cửa sông khoảng
16,2km, đến năm 2035 là 16,8km, đến 2065 là
17,9km và đến năm 2099 là 21,2km. Như vậy, ranh
giới mặn này dịch chuyển về phía thượng nguồn thêm
từ 2-5km. Trong khi đó, đặc trưng ranh giới mặn 4‰
có xu thế dịch chuyển dần về thượng nguồn nhưng
khá chậm.
Hình 14. Ranh giới xâm nhập mặn 1‰ và 4‰ trên các
sông chính
Trên sông Thu Bồn, tác động suy giảm của dòng
chảy thượng nguồn và mực nước biển dâng cao ảnh
hưởng mạnh đến xâm nhập mặn trong sông.Thêm vào
đó tác động dâng cao của nước biển cho phép ảnh
hưởng của thủy triều vào sâu trong sông từ 40-45km
làm mặn được đẩy sâu hơn, chiều dài xâm nhập mặn
vào trong sông tăng mạnh vào giữa thế kỷ. Trong thời
kỳ 1986-2005 đặc trưng ranh giới mặn 1‰ cách cửa
Đại khoảng 20,9km, đến năm 2035 là 22km, 2069 là
23,9km và năm 2099 là 28,5km. Đặc trưng ranh giới
mặn 4‰ tăng chậm. Do trên sông Thu Bồn không có
công trình ngăn mặn nên mặn còn có thể xâm nhập
lớn nhất vào sâu trong sông trên 30km. Ranh giới
xâm nhập mặn 1‰ và 4‰ trên các sông chính Vu
Gia và Thu Bồn được thể hiện trên hình 14.
4. Kết luận
Quá trình nghiên cứu mô phỏng quá trình xâm
nhập mặn dưới tác động của biến đổi khí hậu và nước
biển dâng trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn qua
các giai đoạn từ 2016 -2099 so với kịch bản nền
1986-2005 cho thấy sự ảnh hưởng đáng kể. Tỷ lệ
giảm bình quân dòng chảy tại trạm Nông Sơn đầu thế
kỷ 21 là 2,0%, đến giữa thế kỷ là 2,4%, và đến cuối
thế kỷ là 8,3%, tại trạm Thành Mỹ đầu thế kỷ 21 là
2,1%, đến giữa thế kỷ là 6,0% và đến cuối thế kỷ là
8,9%. Đến cuối thế kỷ 21 độ sâu xâm nhập mặn 1‰
và 4‰ lần lượt tăng 5,0km và 2,6km trên sông Vu
Gia và khoảng 7,6km và 4,2km trên sông Thu Bồn.
Các kết quả tính toán mô phỏng này có thể được sử
dụng trong định hướng quy hoạch và phát triển kinh
tế trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn.
Lời cảm ơn: Công trình được thực hiện dưới sự
hỗ trợ kinh phí của Trường Đại Học Bách Khoa Hà
Nội (T2016-PC-167)
Tài liệu tham khảo
[1]. Châu Trần Vĩnh, Ngô Mạnh Hà. Thay đổi của xâm
nhập mặn do biến đổi khí hậu ở Ðồng bằng sông Cửu
Long , Tạp chí Môi trường, số 12(2013).
[2]. Danish Hydraulic Institute, 2004. A modelling system
for Rivers and Channels—MIKE11 Reference and
UserManual.
Reference-Manual.
[3]. Dasgupta, S. and Meisner, C., Climate change and
sealevel rise: A review of the scientific evidence.
Environment Department, World Bank, Washington,
DC. 118 (2009), p.229-247.
[4]. Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt
Nam năm 2016.
[5]. Moriasi, D.N, J. G. Arnold, M. W. Van Liew, R. L.
Bingner, R. D. Harem,T. L.Veith:Model evaluation
guidelines for systematic quantification of accuracy in
Watershed simulations. Vol. 50(3), (2007), p850-
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 124 (2018) 106-113
113
900pp. American society of Agricultural and
Biological Engineers ISSN 0001-235.
[6]. Nguyễn Tuấn Anh, Phạm Tất Thắng.Ảnh hưởng của
nước biển dâng đến xâm nhập mặn vao hệ thống thủy
lợi nội đồng Nam Thái Bình, số 40 (2013), t34-40,
[7]. Nguyễn Hữu Khải, Bùi Văn Chiến. Ứng dụng mô hình
MIKE-NAM diễn toán quá trình lũ đến các hồ chứa
sông Ba Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự
nhiên và Công nghệ 26, Số 3S (2010) 384-389.
[8]. Richard A. Nunes-Vaz. The salinity response of an
inverse estuary to climate change & desalination.
Estuarine, Coastal and Shelf Science. Vol 98, 2012,
p.49-59,
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 019_17_092_ol_6866_2095471.pdf