- Trang Chủ
- Môi trường
- Cập nhật kịch bản biến đổi khí hậu và đánh giá nguy cơ ngập cho tỉnh Bình Định
Xem mẫu
- The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018
CẬP NHẬT KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ
NGẬP CHO TỈNH ÌNH ĐỊNH
Phùng Thị Mỹ Diễm1, Trần Thị Kim1, Đinh Ngọc Huy1, Nguyễn Kỳ Phùng2
1
Khoa Quản lý Tài nguyên Biển và Hải đảo, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường,
236B Lê Văn Sỹ, Phường 1, quận Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh
2
Sở Khoa học & Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh,
244 Điện Biên Phủ, Phường 7, Quận 3, Thành phố Hồ Chí Minh
Email: diemptm@hcmunre.edu.vn
TÓM TẮT
Biến đổi khí hậu (BĐKH) là thách thức lớn của nhân loại, biểu hiện qua sự gia tăng nhiệt độ,
biến đổi lượng mưa hay mực nước biển dâng. Bình Định có địa hình tương đối phức tạp với các
dạng địa hình như đồi, núi, cao nguyên (chiếm 70 % diện tích tự nhiên của tỉnh). Vùng đồng bằng
ven biển khoảng 1000 km2 xen lẫn với các cồn cát và đầm phá. Các cơ sở hạ tầng, điều kiện canh
tác, tập quán sinh sống,... đều có mối quan hệ mật thiết với tự nhiên, vì thế, Bình Định rất nhạy cảm
trước những tác động của BĐKH. Bài báo này tập trung nghiên cứu xây dựng các kịch bản BĐKH,
kịch bản nước biển dâng và đánh giá tác động của nó đến tình trạng ngập ở Bình Định ứng với từng
kịch bản (năm 2020, 2030 và 2050) bằng mô hình toán số (mô hình SIMCLIM và Mike 11 - GIS).
Kết quả ban đầu cho thấy vào năm 2050 khi mực nước dâng thêm 23,35 cm ứng với kịch bản RCP
8.5 thì diện tích ngập của khu vực tính toán tăng thêm 1,71 km2 so với năm 2016. Kết quả của
nghiên cứu là tiền đề phục vụ cho công tác quản lý thích ứng cũng như giảm nhẹ tác động của
BĐKH đến tỉnh Bình Định.
Từ khóa: Biến đổi khí hậu, nước biển dâng, mô hình SIMCLIM, kịch bản Biến đổi khí hậu, mô
hình MIKE 11 - GIS.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngập úng ở các khu vực ven sông do ảnh hưởng của thuỷ triều và mưa là một trong những
thiên tai nguy hiểm đối với cuộc sống con người. Nhiều nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh
giá tính dễ bị tổn thương do ngập lụt, ngập lụt đô thị [2-3] cũng như ngập trong bối cảnh biến đổi
khí hậu (BĐKH) [4-5]. Bình Định nằm ở vị trí trung tâm của Miền Trung và cả nước; phía bắc
giáp tỉnh Quảng Ngãi - nơi có khu công nghiệp Dung Quất; phía nam giáp tỉnh Phú Yên có nhiều
tiềm năng phát triển về du lịch dịch vụ; phía tây giáp Tây Nguyên- giàu tiềm năng thiên nhiên cần
được khai thác. Với vị trí địa lý đặc biệt đó nên Bình Định có một vai trò hết sức quan trọng trong
sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội của vùng kinh tế Miền Trung và Tây Nguyên (Địa chí Bình
Định, Sở Khoa học và Công nghệ Bình Định). Toàn tỉnh nằm bên sườn phía đông của dãy Trường
Sơn Nam, có địa hình dốc và phức tạp. Từ Tây Nguyên xuống đồng bằng Bình Định, địa hình hạ
thấp đáng kể. Tình trạng ngập lụt do mưa lũ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông
nghiệp tỉnh Bình Định. Vì vậy, việc xác định nguy cơ ngập ở tỉnh Bình Định dưới tác động của
biến đổi khí hậu đóng vai trò quan trọng, cung cấp cơ sở hoạch định các chính sách, chiến lược,
biện pháp thích ứng phù hợp trong từng điều kiện cụ thể, góp phần giảm thiểu rủi ro, đảm bảo
phát triển bền vững tại địa phương.
590
- Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 4 - SEMREGG 2018
2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. M h nh mƣa rào - dòng chảy (NAM)
Mô hình NAM là một mô hình mưa rào - dòng chảy nên dữ liệu đầu vào của mô hình sẽ là số
liệu mưa giờ hoặc mưa ngày thực đo của trạm khí tượng và số liệu bốc hơi trung bình cùng với diện
tích của lưu vực mà mưa rơi xuống. Kết quả của mô hình được biểu diễn qua đường quá trình lưu
lượng theo thời gian. Mô hình Mike NAM được ứng dụng phục vụ bài toán thủy lực, theo đó là mô
phỏng ngập lụt tỉnh Bình Định trong bối cảnh BĐKH.
2.2. Phƣơng pháp ây ựng kịch bản BĐKH
Phần mềm SIMCLIM được ứng dụng để xây dựng kịch bản biến đổi nhiệt độ, lượng mưa và
mực nước tại tỉnh Bình Định theo không gian và thời gian trên cơ sở số liệu KTTV tại địa phương
và các kịch bản phát thải khí nhà kính của IPCC, bao gồm kịch bản phát thải RCP 2.6, RCP 4.5,
RCP 6.0 và RCP 8.5. Sử dụng PP chi tiết hóa thống kê bằng phần mềm SIMCLIM, kết hợp với các
phần mềm Sufer, Arcgis để xây dựng bản đồ diễn biến ngập lụt do triều cường tại tỉnh Bình Định.
Tổ hợp 6 mô hình có sai số thấp nhất (BCC-CSM1-1, CMCC-CMS, GFDL-CM3, MRI-CGCM3,
NorESM1-ME, HadGEM2-CC) khi tính tương quan cao giữa số liệu thực tế và kết quả mô hình
được lựa chọn để mô phỏng kịch bản mực nước dâng.
2.3. Mô hình MIKE 11 - GIS
MIKE 11: là mô hình một chiều trên kênh hở, bãi ven sông, vùng ngập lũ, trên sông kênh có
kết hợp mô phỏng các ô ruộng mà kết quả thuỷ lực trong các ô ruộng là “giả 2 chiều”. MIKE 11 có
một số ưu điểm nổi trội so với các mô hình khác như: (i) liên kết với GIS, (ii) kết nối với các mô
hình thành phần khác của bộ MIKE ví dụ như mô hình mưa rào - dòng chảy NAM, mô hình thuỷ
động lực học 2 chiều MIKE 21, mô hình dòng chảy nước dưới đất, dòng chảy tràn bề mặt và dòng
bốc thoát hơi thảm phủ (MIKE SHE),... Về GIS, công cụ OrthoEngine của phần mềm xử lý ảnh PCI
Geomatica 10.1 được sử dụng để tạo DEM tuyệt đối từ các kênh 3N (Nadir looking) và kênh 3B
(Back looking) của ảnh ASTER trong khu vực tỉnh Bình Định. Trong phạm vi nghiên cứu, mô hình
MIKE 11 được ứng dụng để tính toán thủy lực (mực nước, lưu lượng) tại các nút sông, kênh rạch ở
và trích xuất các kết quả tại tỉnh Bình Định. Sau đó, mô hình MIKE 11 sẽ được tích hợp GIS để
xuất bản đồ nguy cơ ngập trên địa bàn tỉnh Bình Định.
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Xây dựng kịch bản Biến đổi khí hậu cho tỉnh B nh Định
Qua tính toán cho thấy nhiệt độ, lượng mưa trung bình và mực nước biển dâng của Bình Định
có xu hướng tăng qua các năm và tăng dần theo các kịch bản (Bảng 1 và 2):
Bảng 1. Mức tăng nhiệt độ (a) và lượng mưa (b) trung bình của tỉnh Bình Định so với thời kỳ nền.
Kịch bản 2020 2030 2050 Kịch bản 2020 2030 2050
RCP 2.6 0,47 0,63 0,76 RCP 2.6 3,37 4,54 5,46
RCP 4.5 0,47 0,63 0,98 RCP 4.5 3,37 4,54 7,06
RCP 6.0 0,51 0,70 1,06 RCP 6.0 3,62 5,03 7,61
RCP 8.5 0,56 0,80 1,46 RCP 8.5 4,05 5,77 10,43
(a) (b)
591
- The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018
Bảng 1 cho thấy mức tăng nhiệt độ trung bình tại Bình Định so với thời kỳ nền (1986-2005):
dao động trong khoảng từ 0,47 oC (2020) đến 1,46 oC (2050).
Bên cạnh nhiệt độ, lượng mưa trung bình năm có thể lên tới 1812 mm (năm 2050) - tăng
10,43 % so với thời kỳ nền ở kịch bản RCP 8.5.
Hình 1. Bản đồ phân bố nhiệt độ và lượng mưa trung bình năm 2050 theo kịch bản RCP 8.5.
Bảng 2. Mực nước biển dâng (cm) từ SIMCLIM.
Kịch bản 2020 2030 2050
RCP 2.6 6,44 10,18 19,11
RCP 4.5 6,52 10,54 19,27
RCP 6.0 6,58 10,75 20,29
RCP 8.5 6,86 11,11 23,35
Như trình bày tại bảng 2, mực nước biển tại khu vực ven biển Bình Định tăng dần qua các năm
cũng như các kịch bản về sự gia tăng nồng độ KNK trong khí quyển. Năm 2020, kết quả giữa các
kịch bản khá gần nhau. Càng về các giai đoạn sau, mực nước biển ở kịch bản RCP 8.5 tăng nhanh
hơn so với RCP 6.0, đến năm 2050 mực nước biển tăng 23,35 cm so với thời kỳ nền.
3.2. Nguy cơ ngập ở tỉnh B nh Định trong bối cảnh BĐKH
3.2.1. V ng tính ưới tính và bộ th ng số tính toán
a. Vùng tính và lưới tính: Vùng tính của nghiên cứu là khu vực hạ du sông Kone - Hà Thanh,
với lưới tính toán bao gồm: 12 nhánh sông lớn, 183 mặt cắt, khoảng cách (dx) lớn nhất trên các
nhánh sông dao động từ 500-1000 m.
b. Bộ thông số tính toán
(1) Điều kiện ban đầu: lấy theo mực nước tĩnh, lưu lượng Q = 0 m3/s; Bước tính: 1 phút;
(2) Dữ liệu biên: (i) Kịch bản hiện trạng: Biên thượng: Số liệu lưu lượng sông Kone, lưu lượng
sông Hà Thanh được sử dụng cho biên thượng và biên hạ nguồn gồm có biên mực nước tại cửa
sông, được tương quan với trạm Quy Nhơn theo công thức: y = 1,1289x - 0,5395. (ii) Kịch bản biến
đổi khí hậu năm 2020, 2030 và 2050 với biên thượng là từ kết quả mô hình Mike Nam, biên hạ
được tính toán lại dựa vào kịch bản nước biển dâng.
592
- Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 4 - SEMREGG 2018
3.2.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực
Quá trình thiết lập và hiệu chỉnh mô hình đưa ra bộ thông số thủy lực tối ưu như Bảng 3.
Bảng 3. Bộ thông số nhám.
Hệ số Manning Tên sông Hệ số Manning
Đầm Thị Nại 0,021 Kone 0,035
Đập Đá 0,028 Sông Chợ Dinh 0,022
Gò Bồi 0,023 Sông Mây 0,028
Gò Chàm 0,028 Sông Sậy 0,028
Hà Thanh 0,033 Sông Tân An 0,028
Hà Thanh 1 0,028 Sông Thạnh Hòa 0,025
Theo đó, số liệu tính toán mực nước có độ chính xác khá cao: NSE = 0,88, R2= 0,96 tại Diêu
Trì. Việc kiểm định thủy lực tại trạm Bình Tường cho kết quả tương đối tốt, tương ứng: R2 = 0,93,
NSE = 0,91(Hình 1).
(a) (b)
Hình 2. Lưu lượng các trạm Diêu Trì sau hiệu chỉnh (a) và lưu lượng trạm Bình Tường
sau kiểm định (b).
3.2.3. Nguy cơ ngập ụt tại tỉnh B nh Định trong bối cảnh BĐK
Nguy cơ ngập lụt ở khu vực tỉnh Bình Định được mô phỏng trên cơ sở các số liệu đầu vào của
mô hình MIKE 11 GIS. Kết quả mô phỏng là các lớp dữ liệu bản đồ ngập trong giai đoạn 01/9/2016
đến 31/12/2016 với thời gian mực nước cao nhất (kịch bản hiện trạng, 2020, 2030 và 2050). Kết quả
tính toán cho thấy các khu vực bị ngập phân bố rải rác ở các huyện ven biển, ven sông và ngập
nhiều tại Tuy Phước và Quy Nhơn.
Để đánh giá nguy cơ ngập lớn nhất đến khu vực hạ du sông Kone - Hà Thanh, nghiên cứu này
tập trung trình bày đánh giá kịch bản RCP 8.5 ứng với năm 2020, 2030 và 2050. Bài báo đánh giá
nguy cơ ngập theo kịch bản RCP8.5: Khi mực nước biển dâng 6,86cm so với giai đoạn nền (1986-
2005), tổng diện tích ngập của vùng hạ du sông Kone - Hà Thanh là 100,87 km2, tăng 0,69 km2 so với
năm hiện trạng. So với năm 2016, mức tăng đáng kể ghi nhận tại huyện Tuy Phước (tăng 0,56 km2) và
Tây Sơn (tăng 0,39 km2) vào năm 2050 (Hình 2).
593
- The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018
(a) (b)
(c) (d)
Hình 3. Nguy cơ ngập trong bối cảnh BĐKH cao nhất tại tỉnh Bình Định theo kịch bản:
(a) Hiện trạng, (b) 2020, (c) 2030, (d) 2050.
4. KẾT LUẬN
Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ, lượng mưa và mực nước biển dâng tại khu vực Bình
Định tăng dần qua các năm cũng như các kịch bản về sự gia tăng nồng độ KNK trong khí quyển.
Bài báo nhằm mục tiêu đánh giá nguy cơ ngập do triều ở vùng hạ du sông Kone - Hà Thanh,
tỉnh Bình Định trong bối cảnh BĐKH với các kịch bản hiện trạng, năm 2020, 2030 và 2050. Kết
quả tính toán cho thấy diện tích ngập ngày càng tăng và tăng theo các kịch bản, thành phố Quy
Nhơn và huyện Tuy Phước là các khu vực bị ngập nhiều nhất. Vào năm 2050, diện tích ngập tăng
0,69 km2 so với năm hiện trạng ở kịch bản RCP 8.5. Trong bối cảnh nguy cơ ngập ngày càng tăng,
những nghiên cứu chuyên sâu và toàn diện (xem xét yếu tố mưa địa phương, lũ thượng nguồn,…),
đánh giá tính dễ bị tổn thương do ngập nên tiếp tục được thực hiện, tạo cơ sở hoạch định các giải
pháp thích ứng phù hợp, đảm bảo các hoạt động sinh hoạt và sản xuất tại địa phương.
594
- Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 4 - SEMREGG 2018
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2012 - Kịch bản Biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt
Nam.
2. Barroca B., P. Bernardara, J. M. Mouchel and G. Hubert, 2006 - Indicators for identification of
urban flooding vulnerability. Natural Hazards Earth System Sciences, 6, 553-561 (2006).
3. Hajar N., Shahram Shahmohammadi-Kalalagh, 2013 - Flood vulnerability index as a
knowledge base for flood risk assessment in urban area. Journal of Novel Applied Sciences, 2,
8, 269 - 272 (2013).
4. Lê Ngọc Tuấn, Trần Xuân Hoàng, Hoàng Hưng - Mức độ phơi nhiễm với ngập lụt của lĩnh vực
nước sạch và vệ sinh môi trường huyện Cần Giờ. Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ
(2017).
5. Nguyễn Xuân Hậu, Phan Văn Tân, (2015) - Đánh giá tác động của Biến đổi khí hậu đến ngập
lụt lưu vực sông Nhật Lệ, Việt Nam. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công
nghệ, 31, 3S, 125 - 138 (2015).
6. Địa chí Bình Định - Sở Khoa học và Công nghệ Bình Định.
7. UBND tỉnh Bình Định, 2015.
RESEARCH ON UPDATING THE CLIMATE CHANGE SCENARIOS AND
IDENTIFYING THE HAZARD OF INUNDATION IN BINH DINH PROVINCE
Phung Thi My Diem1, Tran Thi Kim1, Dinh Ngoc Huy1, Nguyen Ky Phung2
1
Ho Chi Minh University of Natural Resources and Environment,
236B, Le Van Sy St., Ward 1, Tan Binh Dist., Ho Chi Minh City, Viet Nam
2
Department of Science and Technology, HCMC,
244 Dien Bien Phu Street, Ward 7, District 3, HCMC
Email: diemptm@hcmunre.edu.vn
ABSTRACT
Climate change (CC) is the key factor influencing in human being, expressed by the increase
in temperature, change in rainfall or sea level rise. Binh Dinh Province has a relatively complex
terrain with topographical forms such as hills, mountains, highlands (accounting for 70 % of the
natural area of the province). The coastal plain about 1000 km2 interspersed with sand dunes and
lagoons. The infrastructure, farming conditions, living habits,... which have a close relationship with
nature condition, since, the most striking feature is that the province is very sensitive to the impacts
of climate change. This paper focuses on forming the scenarios of climate change and sea level rise
scenarios using SIMCLIM model, hence, the inundation in Binh Dinh for each scenario (2020, 2030
and 2050) is calculated by Mike 11 - GIS model. The given results showed that when the water
level rises by 23.35 cm for the RCP 8.5 scenario in 2050, the flooded area will be increasded by
1.71 km2, compared to 2016. The results of the research are the premise for adaptive management
as well as to mitigate the impacts of climate change on Binh Dinh province.
Key word: Climate change, Sea level rise, SIMCLIM model, Climate change scenarios, Mike
11 - GIS model.
595
nguon tai.lieu . vn
