Đánh Giá Biến Đổi Dòng Chảy Sông Kone - Bình Định Dưới Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu

• Tác giả: Nguyên Đắc Chánh
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Huy Công
• Trường học: Đại Học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Xây Dựng Công Trình Thủy
• Đề tài: Đánh Giá Biến Đổi Dòng Chảy Sông Kone - Bình Định Dưới Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Bình Định

• LỜI CAM ĐOAN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.2. ĐIỀU KIỆN KHÍ TƯỢNG, THỦY VĂN
• 1.2.1. Tài nguyên thiên nhiên
• 1.2.2. Tình hình dân sinh kinh tế
• 1.2.3. Tình hình sản xuất nông nghiệp
• 1.2.4. Tình hình thiên tai thiệt hại khu vực nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỦY VĂN CHO LƯU VỰC SÔNG KON - HÀ THANH
• 2.1. Tổng quan về mô hình thủy văn
• 2.2. Các loại mô hình thủy văn phổ biến hiện nay
• 2.2.1. Mô hình MIKE-NAM
• 2.2.2. Mô hình HEC-HMS
• 2.2.3. Mô hình SWAT
• 2.2.4. Mô hình MIKE-SHE
• 2.3. Phân tích lựa chọn mô hình
• 2.4. Xây dựng, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
• 2.4.1. Xây dựng mô hình
• 2.4.2. Hiệu chỉnh mô hình
• 2.4.3. Kiểm định mô hình
• 3. CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN DÒNG CHẢY HỆ THỐNG SÔNG KON - HÀ THANH
• 3.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu
• 3.2. Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy hệ thống sông Kon - Hà Thanh
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

I. Tổng Quan Về Lưu Vực Sông Kone Nghiên Cứu Biến Đổi Dòng Chảy

Lưu vực sông Kone - Hà Thanh là hệ thống sông lớn nhất tỉnh Bình Định, đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh. Tương tự các sông khác trong khu vực, sông Kone bắt nguồn từ vùng núi cao của dãy Trường Sơn Đông. Đặc điểm của sông là lũ lên xuống nhanh, thời gian truyền lũ ngắn, lòng sông rộng và nông, mùa kiệt nước rất nghèo nàn. Tuy nhiên, khi lũ lớn, nước tràn ngập vùng hạ lưu gây ngập úng kéo dài do cửa sông nhỏ và công trình che chắn thoát lũ kém. Với diện tích lưu vực lên đến 3.131 km2, dòng chảy của hệ thống sông Kone - Hà Thanh có tác động không nhỏ đến sự phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Bình Định. Các trận lũ gần đây diễn biến phức tạp và gây thiệt hại ngày càng gia tăng. Việc nghiên cứu, đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy sông Kone là hết sức cấp thiết.

1.1. Vị Trí Địa Lý và Đặc Điểm Địa Hình Lưu Vực Sông Kone

Bình Định nằm ở duyên hải Nam Trung Bộ, giáp Quảng Ngãi, Phú Yên, Gia Lai và Biển Đông. Diện tích tự nhiên 6.071km2, dân số trung bình 1.524,6 nghìn người. Tọa độ địa lý được xác định rõ ràng. Tỉnh có nhiều lợi thế giao thương nhờ cảng biển Quy Nhơn, sân bay Phù Cát, Quốc lộ 1A, 1D và đường sắt Bắc Nam. Bờ biển dài 134km với nhiều bãi tắm đẹp, đầm, vịnh thuận lợi cho du lịch và nuôi trồng hải sản. Địa hình dốc và phức tạp, chủ yếu từ Tây sang Đông, chia thành các lưu vực sông riêng biệt. Từ Tây Nguyên xuống đồng bằng, địa hình thấp dần. Có thể chia thành 4 dạng địa hình: núi trung bình, đồi gò trung du, đồng bằng ven biển và cồn cát ven biển.

1.2. Đặc Điểm Địa Chất Khu Vực Nghiên Cứu Sông Kone

Theo nghiên cứu địa chất, Bình Định nằm trên đới cấu tạo KonTum. Nguồn gốc đá mẹ gồm 2 loại chính: Khối Macmacid (điển hình là đá Granite, thành phần chủ yếu là Thạch anh, Mica) và đá trầm tích (sa thạch,...). Đất hình thành trên đá Granite thường có thành phần cơ giới nhẹ. Các loại đất chính bao gồm đất cát ven biển, đất phù sa, đất xám bạc màu, đất đỏ vàng trên đá granite, đất thung lũng dốc tụ và đất feralit biến đổi do trồng lúa nước. Mỗi loại đất có đặc điểm và phân bố riêng, ảnh hưởng đến khả năng sử dụng đất và phát triển nông nghiệp. Việc hiểu rõ đặc điểm địa chất và loại đất là quan trọng để quản lý tài nguyên đất hiệu quả.

II. Thách Thức Từ Biến Đổi Khí Hậu Tác Động Đến Sông Kone

Những năm gần đây, các trận lũ trên địa bàn tỉnh Bình Định, đặc biệt trên lưu vực sông Kone - Hà Thanh, diễn biến phức tạp và gây thiệt hại ngày càng lớn. Các trận lũ lịch sử như năm 1987, 1999, 2003, 2005 và đặc biệt là đợt mưa lũ năm 2013 đã gây ra những thiệt hại nặng nề về người và tài sản. Xu hướng thiên tai ngày càng tăng và diễn biến phức tạp hơn. Theo kịch bản biến đổi khí hậu của Bộ Tài nguyên và Môi trường năm 2016, nhiệt độ tại Bình Định có thể tăng từ 0,9 đến 2,0oC và lượng mưa tăng từ 10,9 đến 30,8% vào giai đoạn 2046-2065. Việt Nam được coi là một trong những quốc gia dễ bị tổn thương nhất bởi biến đổi khí hậu.

2.1. Tình Hình Thiên Tai và Thiệt Hại Tại Lưu Vực Sông Kone

Các trận lũ lịch sử trên lưu vực sông Kone đã gây ra những thiệt hại nặng nề. Ví dụ, trận lũ năm 1987 gây thiệt hại lớn về nhà cửa, trường học và nông nghiệp. Trận lũ năm 1999 làm nhiều người chết và thiệt hại lớn về tài sản. Các năm 2003 và 2005 cũng chứng kiến những thiệt hại tương tự. Đợt mưa lũ lịch sử năm 2013 gây thiệt hại nghiêm trọng về người, nhà cửa, cơ sở hạ tầng giao thông, thủy lợi và các công trình kinh tế - xã hội. Gần đây nhất, các đợt lũ năm 2016 và 2017 tiếp tục gây nhiều thiệt hại. Xu hướng này được dự báo sẽ tăng nhanh trong thời gian tới.

2.2. Kịch Bản Biến Đổi Khí Hậu và Tác Động Tiềm Tàng

Theo kịch bản biến đổi khí hậu, nhiệt độ tại Bình Định có thể tăng đáng kể và lượng mưa cũng tăng. Điều này có thể dẫn đến những tác động tiêu cực như tăng nguy cơ lũ lụt, sạt lở đất, hạn hán và xâm nhập mặn. Các ngành kinh tế như nông nghiệp, thủy sản, du lịch và cơ sở hạ tầng có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Việc thích ứng với biến đổi khí hậu là vô cùng quan trọng để giảm thiểu những tác động tiêu cực này. Các giải pháp cần tập trung vào việc nâng cao khả năng chống chịu của cộng đồng, cải thiện hệ thống cảnh báo sớm và quản lý tài nguyên nước hiệu quả.

III. Xây Dựng Mô Hình Thủy Văn Đánh Giá Dòng Chảy Sông Kone

Để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy sông Kone, việc xây dựng mô hình thủy văn là cần thiết. Mô hình thủy văn giúp mô phỏng quá trình thủy văn của lưu vực sông, từ đó dự đoán được sự thay đổi của dòng chảy dưới tác động của các yếu tố khác nhau. Có nhiều loại mô hình thủy văn khác nhau, mỗi loại có ưu và nhược điểm riêng. Việc lựa chọn mô hình phù hợp phụ thuộc vào đặc điểm của lưu vực sông và mục tiêu nghiên cứu. Sau khi lựa chọn mô hình, cần tiến hành xây dựng, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình để đảm bảo độ tin cậy của kết quả.

3.1. Tổng Quan Về Các Mô Hình Thủy Văn Phổ Biến Hiện Nay

Có nhiều loại mô hình thủy văn phổ biến hiện nay, bao gồm MIKE-NAM, HEC-HMS, SWAT và MIKE-SHE. MIKE-NAM là mô hình khái niệm, phù hợp với các lưu vực sông có dữ liệu hạn chế. HEC-HMS là mô hình bán phân bố, được sử dụng rộng rãi để mô phỏng lũ lụt. SWAT là mô hình phân bố, thích hợp với các lưu vực sông có hoạt động nông nghiệp. MIKE-SHE là mô hình vật lý, mô phỏng chi tiết các quá trình thủy văn. Việc lựa chọn mô hình phù hợp phụ thuộc vào đặc điểm của lưu vực sông, dữ liệu sẵn có và mục tiêu nghiên cứu.

3.2. Lựa Chọn và Xây Dựng Mô Hình Thủy Văn Phù Hợp Cho Sông Kone

Việc lựa chọn mô hình thủy văn phù hợp cho sông Kone cần dựa trên các yếu tố như đặc điểm địa hình, khí hậu, thủy văn và dữ liệu sẵn có. Sau khi lựa chọn mô hình, cần tiến hành xây dựng mô hình bằng cách thu thập và xử lý dữ liệu đầu vào. Dữ liệu đầu vào bao gồm dữ liệu địa hình, khí tượng, thủy văn, sử dụng đất và các thông số khác. Sau khi xây dựng mô hình, cần tiến hành hiệu chỉnh và kiểm định mô hình bằng cách so sánh kết quả mô phỏng với dữ liệu thực tế. Quá trình này giúp đảm bảo độ tin cậy của mô hình.

IV. Ứng Dụng Kịch Bản Biến Đổi Khí Hậu Mô Phỏng Dòng Chảy Sông

Sau khi xây dựng và kiểm định mô hình thủy văn, có thể sử dụng mô hình để mô phỏng dòng chảy sông Kone dưới tác động của các kịch bản biến đổi khí hậu khác nhau. Các kịch bản biến đổi khí hậu cung cấp thông tin về sự thay đổi của nhiệt độ, lượng mưa và các yếu tố khí hậu khác trong tương lai. Bằng cách đưa các kịch bản này vào mô hình thủy văn, có thể dự đoán được sự thay đổi của dòng chảy sông Kone trong tương lai. Kết quả mô phỏng giúp đánh giá mức độ tác động của biến đổi khí hậu đến nguồn nước và đưa ra các giải pháp ứng phó phù hợp.

4.1. Xây Dựng Các Kịch Bản Biến Đổi Khí Hậu Cho Khu Vực Nghiên Cứu

Việc xây dựng các kịch bản biến đổi khí hậu cho khu vực nghiên cứu cần dựa trên các nguồn thông tin tin cậy như báo cáo của IPCC và các nghiên cứu khoa học khác. Các kịch bản cần bao gồm thông tin về sự thay đổi của nhiệt độ, lượng mưa, mực nước biển và các yếu tố khí hậu khác. Các kịch bản cần được xây dựng cho các giai đoạn thời gian khác nhau trong tương lai, ví dụ như giai đoạn 2030-2050 và giai đoạn 2080-2100. Các kịch bản cần được xây dựng cho các mức độ phát thải khí nhà kính khác nhau, ví dụ như kịch bản phát thải thấp, trung bình và cao.

4.2. Đánh Giá Sự Thay Đổi Dòng Chảy Dưới Tác Động Của BĐKH

Sau khi có các kịch bản biến đổi khí hậu, có thể sử dụng mô hình thủy văn để mô phỏng dòng chảy sông Kone dưới tác động của các kịch bản này. Kết quả mô phỏng sẽ cho thấy sự thay đổi của dòng chảy về lượng, thời gian và phân bố. Ví dụ, có thể dự đoán được sự thay đổi của lưu lượng dòng chảy trung bình năm, lưu lượng dòng chảy cực đại và cực tiểu, thời gian xuất hiện lũ và hạn hán. Kết quả này giúp đánh giá mức độ tác động của biến đổi khí hậu đến nguồn nước và đưa ra các giải pháp ứng phó phù hợp.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Thay Đổi Tần Suất Lũ và Dòng Chảy Kiệt

Nghiên cứu về biến đổi dòng chảy sông Kone dưới tác động của biến đổi khí hậu cho thấy sự thay đổi đáng kể về tần suất lũ và dòng chảy kiệt. Các kịch bản biến đổi khí hậu khác nhau dẫn đến những thay đổi khác nhau về tần suất và cường độ của các hiện tượng này. Việc hiểu rõ những thay đổi này là rất quan trọng để đưa ra các biện pháp quản lý và thích ứng phù hợp, đảm bảo an ninh nguồn nước và giảm thiểu rủi ro thiên tai cho khu vực.

5.1. Phân Tích Chi Tiết Về Thay Đổi Tần Suất Lũ Dưới Tác Động BĐKH

Kết quả nghiên cứu cho thấy biến đổi khí hậu có thể làm tăng hoặc giảm tần suất lũ tùy thuộc vào kịch bản và khu vực cụ thể. Ở một số khu vực, tần suất lũ có thể tăng lên do lượng mưa lớn hơn và thời gian mưa kéo dài hơn. Ở những khu vực khác, tần suất lũ có thể giảm xuống do sự thay đổi về phân bố mưa và sự gia tăng của các hiện tượng thời tiết cực đoan. Việc phân tích chi tiết về thay đổi tần suất lũ giúp xác định các khu vực dễ bị tổn thương và đưa ra các biện pháp phòng chống lũ lụt hiệu quả.

5.2. Đánh Giá Ảnh Hưởng Của BĐKH Đến Dòng Chảy Kiệt Sông Kone

Nghiên cứu cũng cho thấy biến đổi khí hậu có thể làm giảm dòng chảy kiệt của sông Kone, đặc biệt trong mùa khô. Sự gia tăng nhiệt độ và sự thay đổi về phân bố mưa có thể làm giảm lượng nước chảy vào sông và tăng lượng nước bốc hơi. Điều này có thể dẫn đến tình trạng thiếu nước cho sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp và các hoạt động kinh tế khác. Việc đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến dòng chảy kiệt giúp đưa ra các biện pháp quản lý và sử dụng nước hiệu quả, đảm bảo an ninh nguồn nước cho khu vực.

VI. Giải Pháp Thích Ứng Quản Lý Tài Nguyên Nước Bền Vững

Để ứng phó với những tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy sông Kone, cần có các giải pháp quản lý tài nguyên nước bền vững. Các giải pháp này cần tập trung vào việc nâng cao hiệu quả sử dụng nước, bảo vệ nguồn nước, giảm thiểu rủi ro thiên tai và tăng cường khả năng thích ứng của cộng đồng. Việc thực hiện các giải pháp này đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các cấp chính quyền, các ngành liên quan và cộng đồng địa phương.

6.1. Các Biện Pháp Quản Lý Nguồn Nước Hiệu Quả Cho Sông Kone

Các biện pháp quản lý nguồn nước hiệu quả cho sông Kone bao gồm: (1) Nâng cao hiệu quả sử dụng nước trong nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt; (2) Bảo vệ rừng đầu nguồn và các khu vực đất ngập nước; (3) Xây dựng và vận hành các công trình trữ nước; (4) Kiểm soát ô nhiễm nguồn nước; (5) Tăng cường giám sát và dự báo tình hình nguồn nước. Việc thực hiện đồng bộ các biện pháp này giúp đảm bảo nguồn nước cho các hoạt động kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường.

6.2. Tăng Cường Khả Năng Thích Ứng Với Biến Đổi Khí Hậu Cho Cộng Đồng

Để tăng cường khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu cho cộng đồng, cần thực hiện các biện pháp sau: (1) Nâng cao nhận thức về biến đổi khí hậu và các tác động của nó; (2) Xây dựng các hệ thống cảnh báo sớm thiên tai; (3) Hỗ trợ cộng đồng xây dựng nhà ở và cơ sở hạ tầng chống chịu thiên tai; (4) Phát triển các mô hình sinh kế thích ứng với biến đổi khí hậu; (5) Tăng cường sự tham gia của cộng đồng vào quá trình quản lý tài nguyên nước. Việc thực hiện các biện pháp này giúp cộng đồng giảm thiểu rủi ro và thích ứng tốt hơn với những thay đổi của khí hậu.