Đánh Giá Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Ngập Lụt Lưu Vực Sông Nhật Lệ Tỉnh Quảng Bình

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến ngập lụt lưu vực sông nhật lệ tỉnh quảng bình, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất giải

• Tác giả: Nguyễn Xuân Hậu
• Người hướng dẫn: GS. Phan Văn Tân
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Biến Đổi Khí Hậu
• Đề tài: Đánh Giá Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Ngập Lụt Lưu Vực Sông Nhật Lệ, Tỉnh Quảng Bình
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Vấn đề đánh giá tác động của biến đổi khí hậu
• 0.2. Vấn đề đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lũ lụt
• 0.3. Đánh giá tác động BĐKH đến lũ lụt ở Việt Nam
• 0.4. Giới thiệu vùng nghiên cứu
• 0.5. Tình hình lũ lụt trên hệ thống sông Nhật Lệ
• 0.6. PHƯƠNG PHÁP VÀ NGUỒN SỐ LIỆU
• 0.6.1. Đặt bài toán
• 0.6.2. Nguồn số liệu
• 0.6.3. Số liệu khí tượng thủy văn. Cơ sở dữ liệu GIS
• 0.6.4. Cách tiếp cận và phương pháp luận
• 0.6.4.1. Cách tiếp cận trong đánh giá tác động của BĐKH
• 0.6.4.2. Phương pháp luận
• 0.6.5. Phương pháp nghiên cứu
• 0.6.6. Phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt
• 0.6.7. Phương pháp hạ quy mô mô hình khí hậu
• 0.6.8. Phương pháp thống kê
• 0.6.9. Phương pháp tính toán lượng mưa trên lưu vực
• 0.6.10. Phương pháp tính toán lượng tổn thất
• 0.6.11. Phương pháp tính toán dòng chảy trực tiếp
• 0.6.12. Phương pháp tính toán dòng chảy cơ sở
• 0.6.13. Phương pháp diễn toán lũ trong sông
• 0.6.14. Phương pháp tính toán độ cao bề mặt nước
• 0.6.15. Phương pháp Viễn thám và GIS
• 0.7. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 0.7.1. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
• 0.7.2. Kết quả hiệu chỉnh
• 0.7.3. Kết quả kiểm định
• 0.7.4. Biến đổi về lượng mưa
• 0.7.5. Biến đổi về dòng chảy lũ
• 0.7.6. Biến đổi về diện tích và độ sâu ngập lụt
• 0.8. TÀI LIỆU THAM KHẢO
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Vấn đề đánh giá tác động của biến đổi khí hậu

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Tác Động Biến Đổi Khí Hậu Đến Ngập Lụt Lưu Vực Sông Nhật Lệ

Biến đổi khí hậu đang trở thành một trong những thách thức lớn nhất đối với môi trường và xã hội. Tại Việt Nam, đặc biệt là lưu vực sông Nhật Lệ, tác động của biến đổi khí hậu đến ngập lụt ngày càng rõ rệt. Nghiên cứu này nhằm đánh giá những tác động này, từ đó đưa ra các giải pháp ứng phó hiệu quả.

1.1. Đánh Giá Tình Hình Biến Đổi Khí Hậu Tại Việt Nam

Việt Nam là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề nhất từ biến đổi khí hậu. Nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng lên, dẫn đến sự gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan như lũ lụt.

1.2. Tình Hình Ngập Lụt Tại Lưu Vực Sông Nhật Lệ

Lưu vực sông Nhật Lệ thường xuyên phải đối mặt với tình trạng ngập lụt do mưa lớn và nước biển dâng. Các số liệu thống kê cho thấy thiệt hại do ngập lụt tại khu vực này ngày càng gia tăng, ảnh hưởng đến đời sống và kinh tế của người dân.

II. Vấn Đề Ngập Lụt Do Biến Đổi Khí Hậu Tại Lưu Vực Sông Nhật Lệ

Ngập lụt là một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất mà lưu vực sông Nhật Lệ phải đối mặt. Sự gia tăng lượng mưa và nước biển dâng đã làm tăng tần suất và cường độ của các trận lũ lụt, gây ra thiệt hại lớn về người và tài sản.

2.1. Nguyên Nhân Gây Ngập Lụt Tại Lưu Vực Sông Nhật Lệ

Các nguyên nhân chính gây ngập lụt bao gồm sự gia tăng lượng mưa, nước biển dâng và sự phát triển đô thị không bền vững. Những yếu tố này kết hợp lại tạo ra áp lực lớn lên hệ thống thoát nước của khu vực.

2.2. Tác Động Kinh Tế Xã Hội Của Ngập Lụt

Ngập lụt không chỉ gây thiệt hại về tài sản mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng, sản xuất nông nghiệp và các hoạt động kinh tế khác. Điều này tạo ra gánh nặng lớn cho chính quyền và người dân trong việc khắc phục hậu quả.

III. Phương Pháp Đánh Giá Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Ngập Lụt

Để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến ngập lụt, cần áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại. Việc sử dụng mô hình hóa khí hậu và thủy văn là rất cần thiết để dự đoán các kịch bản tương lai.

3.1. Mô Hình Hóa Khí Hậu Và Thủy Văn

Mô hình hóa khí hậu giúp dự đoán các biến đổi trong tương lai, trong khi mô hình thủy văn cho phép tính toán lưu lượng dòng chảy và mức độ ngập lụt. Sự kết hợp giữa hai mô hình này sẽ cung cấp cái nhìn tổng thể về tác động của biến đổi khí hậu.

3.2. Phân Tích Dữ Liệu Khí Tượng Thủy Văn

Phân tích dữ liệu khí tượng thủy văn là bước quan trọng trong việc đánh giá tác động của biến đổi khí hậu. Các số liệu về lượng mưa, nhiệt độ và dòng chảy sẽ được sử dụng để xây dựng các kịch bản ngập lụt trong tương lai.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Về Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Ngập Lụt

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng biến đổi khí hậu đã làm gia tăng tần suất và cường độ ngập lụt tại lưu vực sông Nhật Lệ. Các mô hình dự đoán cho thấy tình hình sẽ trở nên nghiêm trọng hơn trong tương lai nếu không có biện pháp ứng phó kịp thời.

4.1. Biến Đổi Lượng Mưa Và Dòng Chảy

Nghiên cứu chỉ ra rằng lượng mưa sẽ gia tăng trong các giai đoạn tới, dẫn đến sự gia tăng dòng chảy lũ. Điều này sẽ làm tăng nguy cơ ngập lụt tại các khu vực ven sông.

4.2. Diện Tích Và Độ Sâu Ngập Lụt

Kết quả mô phỏng cho thấy diện tích và độ sâu ngập lụt sẽ tăng lên đáng kể trong các kịch bản tương lai. Điều này đòi hỏi các biện pháp phòng ngừa và ứng phó hiệu quả hơn từ chính quyền và cộng đồng.

V. Giải Pháp Ứng Phó Với Ngập Lụt Do Biến Đổi Khí Hậu

Để giảm thiểu tác động của ngập lụt, cần có các giải pháp ứng phó hiệu quả. Các biện pháp này bao gồm cải thiện hệ thống thoát nước, xây dựng các công trình phòng chống lũ và nâng cao nhận thức cộng đồng.

5.1. Cải Thiện Hệ Thống Thoát Nước

Cải thiện hệ thống thoát nước là một trong những giải pháp quan trọng để giảm thiểu ngập lụt. Việc nâng cấp và mở rộng hệ thống thoát nước sẽ giúp giảm áp lực trong các trận mưa lớn.

5.2. Xây Dựng Công Trình Phòng Chống Lũ

Xây dựng các công trình phòng chống lũ như đê, kè và hồ chứa nước sẽ giúp kiểm soát dòng chảy và giảm thiểu thiệt hại do ngập lụt. Các công trình này cần được thiết kế phù hợp với điều kiện địa phương.

VI. Kết Luận Và Hướng Đi Tương Lai Trong Nghiên Cứu

Kết luận từ nghiên cứu cho thấy rằng biến đổi khí hậu có tác động lớn đến ngập lụt tại lưu vực sông Nhật Lệ. Cần có các nghiên cứu tiếp theo để theo dõi và đánh giá tình hình, từ đó đưa ra các chính sách phù hợp.

6.1. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Liên Tục

Nghiên cứu liên tục về tác động của biến đổi khí hậu là rất cần thiết để cập nhật thông tin và đưa ra các biện pháp ứng phó kịp thời. Điều này sẽ giúp giảm thiểu thiệt hại do ngập lụt trong tương lai.

6.2. Đề Xuất Chính Sách Ứng Phó

Đề xuất các chính sách ứng phó với biến đổi khí hậu và ngập lụt cần được xây dựng dựa trên các kết quả nghiên cứu. Các chính sách này nên bao gồm các biện pháp phòng ngừa, ứng phó và khắc phục hậu quả.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lũ lụt là loại hình thiên tai gây thiệt hại nghiêm trọng hàng đầu trên thế giới. Trong những thập niên cuối thế kỷ 20, lũ lụt đã cướp đi sinh mạng của khoảng 100.000 người và ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của hơn 1,4 tỷ người trên phạm vi toàn cầu. Tại Việt Nam, dải đất miền Trung là khu vực chịu tổn thất nặng nề nhất do sự kết hợp của địa hình dốc và các hình thái thời tiết cực đoan. Thống kê giai đoạn gần đây cho thấy, chỉ trong vòng 10 năm, tỉnh Quảng Bình đã hứng chịu 36 đợt lũ lớn nhỏ, gây tổn thất kinh tế ước tính hơn 4.000 tỷ đồng.

Lưu vực sông Nhật Lệ có tổng diện tích tự nhiên khoảng 2.647 km2, bao gồm hai nhánh chính là sông Kiến Giang và sông Long Đại. Vùng hạ lưu sông có đặc thù địa hình lòng chảo trũng thấp với cao trình chỉ từ 0,8m đến 1,0m so với mực nước biển, đồng thời bị ngăn cách với biển bởi dải cồn cát cao từ 30m đến 40m. Khi mưa lớn tập trung kết hợp triều cường, toàn bộ lưu vực chỉ có một cửa thoát duy nhất tại cửa Nhật Lệ, khiến tình trạng ngập úng kéo dài trên diện rộng.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là đánh giá định lượng tác động của biến đổi khí hậu đến các đặc trưng ngập lụt, bao gồm lượng mưa cực đoan, lưu lượng đỉnh lũ, độ sâu và diện tích ngập trên toàn lưu vực sông Nhật Lệ. Nghiên cứu thực hiện phân tích chuỗi số liệu quan trắc lịch sử giai đoạn 1961-2012, đối chiếu giai đoạn chuẩn 1980-1999 với hai giai đoạn tương lai là giữa thế kỷ 21 (2046-2065) và cuối thế kỷ 21 (2080-2099) theo các kịch bản phát thải RCP4.5 và RCP8.5. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc cung cấp cơ sở khoa học để bảo vệ hơn 85% dân số toàn tỉnh đang sinh sống tập trung tại dải đồng bằng ven sông và giảm thiểu rủi ro ngập úng cho hơn 26.490 ha đất sản xuất nông nghiệp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng khung đánh giá tác động của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC) thông qua chuỗi liên kết mô hình khí hậu, thủy văn và thủy lực. Cơ sở lý thuyết thủy lực dựa trên hệ phương trình vi phân Saint-Venant một chiều và phương trình bảo toàn năng lượng dòng hở nhằm mô tả chính xác quá trình lan truyền sóng lũ trong hệ thống sông ngòi.

Khung mô hình tích hợp bao gồm: mô hình khí hậu khu vực RegCM4.2 phục vụ hạ quy mô động lực; mô hình thủy văn HEC-HMS mô phỏng dòng chảy mặt; mô hình thủy lực HEC-RAS tính toán mực nước ngập; và hệ thống thông tin địa lý ArcGIS kết hợp tiện ích mở rộng HEC-GeoRAS để lập bản đồ ngập lụt. Các khái niệm học thuật then chốt được vận dụng gồm: Kịch bản đường phân chia nồng độ phát thải đại diện (RCP), Chỉ số đường cong dòng chảy (Curve Number - CN) của cơ quan bảo vệ thổ nhưỡng Hoa Kỳ, Phân bố xác suất cực trị loại I (Gumbel), và Chỉ số hiệu quả mô hình Nash-Sutcliffe (NSE).

Phương pháp nghiên cứu

Bộ dữ liệu nghiên cứu bao gồm chuỗi số liệu quan trắc khí tượng 52 năm (1961-2012) tại trạm Đồng Hới và chuỗi mực nước thủy văn 45 năm (1968-2012) tại 3 trạm Đồng Hới, Kiến Giang, Lệ Thủy. Địa hình lưu vực được số hóa từ 28 mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25.000 cho vùng thượng lưu và 15 mảnh tỷ lệ 1/10.000 cho vùng đồng bằng hạ lưu, tạo lập mô hình số độ cao (DEM) và lưới tam giác bất quy tắc (TIN) độ phân giải 30m.

Phương pháp chọn mẫu sử dụng kỹ thuật lấy mẫu cực trị khối hàng năm để trích xuất chuỗi lượng mưa 3 ngày lớn nhất (Rx3day) tương ứng các tần suất thiết kế 1%, 2% và 10%. Trọng số không gian của 5 trạm đo mưa được xác lập qua phương pháp đa giác Thiessen.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích:

• Mô hình RegCM4.2 với độ phân giải 20km giúp giải quyết bài toán hạ quy mô động lực, phản ánh rõ nét đặc trưng hoàn lưu gió mùa và địa hình hẹp ngang dưới 45km của dải đất miền Trung.
• HEC-HMS được chọn nhờ khả năng mô phỏng linh hoạt quá trình tổn thất thấm và dòng chảy tràn trên 24 tiểu lưu vực thông qua phương pháp SCS Unit Hydrograph kết hợp diễn toán lũ Muskingum-Cunge.
• HEC-RAS 1D kết hợp không gian GIS cho phép tính toán chính xác biến động mực nước dọc theo 96 km chiều dài sông chính, bảo đảm hiệu quả mô phỏng cao trong điều kiện thiếu mạng lưới mặt cắt đo đạc dày đặc.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình mô phỏng và phân tích dữ liệu đã ghi nhận các phát hiện khoa học quan trọng:

• Thứ nhất, lượng mưa cực đoan 3 ngày (Rx3day) gia tăng mạnh mẽ ở cả hai giai đoạn tương lai. So với thời kỳ chuẩn 1980-1999, Rx3day tần suất 1% theo kịch bản RCP8.5 tăng từ 12,5% vào giữa thế kỷ 21 lên mức 28,4% vào cuối thế kỷ 21.
• Thứ hai, lưu lượng dòng chảy đỉnh lũ tại cửa ra Nhật Lệ có xu thế gia tăng vượt bậc. Ứng với tần suất lũ 1%, đỉnh lũ tăng 18,3% trong giai đoạn 2046-2065 và tăng tới 34,7% trong giai đoạn 2080-2099, vượt ngưỡng lưu lượng xả cực đại 6.200 m3/s.
• Thứ ba, diện tích và độ sâu ngập lụt mở rộng đáng báo động. Diện tích ngập sâu trên 2m tăng thêm khoảng 22,6%, trong khi các khu vực ngập đặc biệt nguy hiểm với độ sâu trên 5m và trên 6m tại huyện Lệ Thủy và huyện Quảng Ninh có mức tăng diện tích lên tới 41,5% dưới kịch bản phát thải cao.
• Thứ tư, chuỗi mô hình HEC-HMS và HEC-RAS đạt độ tin cậy xuất sắc khi hiệu chỉnh năm 1976 và kiểm định với trận lũ lịch sử tháng 11 năm 1999, thể hiện qua chỉ số hiệu quả Nash-Sutcliffe (NSE) đạt 0,89 và hệ số tương quan R đạt 0,94 tại trạm thủy văn Kiến Giang.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến sự gia tăng đột biến của mức độ ngập lụt là sự kết hợp giữa lượng mưa cực đoan gia tăng cục bộ và mực nước biển dâng từ 0,26m đến 0,63m ở vùng ven bờ theo dự báo của IPCC. Mực nước biển dâng làm giảm độ dốc thủy lực tại hạ lưu, cản trở nghiêm trọng khả năng tiêu thoát nước qua cửa Nhật Lệ duy nhất. Bên cạnh đó, dải cồn cát tự nhiên cao 30m đến 40m chạy dọc bờ biển cùng các công trình hạ tầng nhân tạo như Quốc lộ 1A và đường sắt Bắc - Nam hoạt động như những con đê chắn sóng lũ vô hình, khiến nước lũ dồn ứ tại các vùng trũng Lệ Thủy và Quảng Ninh trong nhiều ngày liên tiếp.

So sánh với các nghiên cứu thủy văn tại lưu vực sông Mã hay sông Hồng, lưu vực sông Nhật Lệ có độ nhạy cảm dòng chảy trước lượng mưa cực đoan cao hơn khoảng 1,5 lần do độ dốc sườn núi lớn và thời gian tập trung dòng chảy ngắn dưới 24 giờ.

Dữ liệu mô phỏng được thể hiện trực quan qua các bảng thống kê phân cấp độ sâu ngập (dưới 1m, 1m đến 3m, 3m đến 5m, và trên 6m) cùng hệ thống bản đồ ngập lụt GIS độ phân giải 30m. Bản đồ phân vùng ngập thể hiện rõ ranh giới ngập úng mở rộng theo từng mốc tần suất 10%, 2% và 1%, cung cấp cái nhìn chi tiết về các điểm nghẽn thoát lũ trọng yếu trên toàn tuyến sông.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả mô phỏng ngập lụt theo các kịch bản biến đổi khí hậu, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược:

• Nạo vét và mở rộng khẩu độ thoát lũ cửa sông: Tiến hành nạo vét luồng lạch định kỳ tại cửa Nhật Lệ và đoạn hợp lưu sông Kiến Giang - Long Đại nhằm nâng cao khả năng tiêu thoát lũ thêm tối thiểu 20%, triển khai trong giai đoạn 2026-2030 dưới sự chủ trì của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Quảng Bình.
• Điều chỉnh quy chuẩn cao trình xây dựng dân dụng và công nghiệp: Ban hành quy định nâng cao trình nền tối thiểu cho các công trình công cộng, bệnh viện, trường học và khu dân cư nông thôn vượt mức ngập đỉnh lũ tần suất 1% cộng thêm biên độ an toàn nước biển dâng 0,5m, hoàn thành phê duyệt trước năm 2028 do Sở Xây dựng phối hợp với Ủy ban nhân dân các huyện Lệ Thủy và Quảng Ninh thực hiện.
• Cải tạo hạ tầng giao thông thành hệ thống cầu cạn thoát lũ: Bổ sung các cống hộp khẩu độ lớn và nâng cấp các đoạn đường tràn trên tuyến Quốc lộ 1A và các trục lộ liên xã cắt ngang dòng lũ, hướng tới mục tiêu rút ngắn thời gian ngập úng vùng hạ lưu từ 5-7 ngày xuống dưới 48 giờ, thực hiện giai đoạn 2026-2035 do ngành Giao thông Vận tải đảm trách.
• Thiết lập hệ thống giám sát và cảnh báo sớm ngập lụt thông minh: Lắp đặt mạng lưới đo mưa tự động mật độ cao kết hợp mô hình dự báo ngập lụt thời gian thực dựa trên nền tảng WebGIS, bảo đảm thời gian phát bản tin cảnh báo trước ngập lũ từ 12 đến 24 giờ cho cộng đồng, triển khai trong giai đoạn 2026-2028 do Sở Tài nguyên và Môi trường chủ trì.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách: Lãnh đạo Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Bình, Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn có thể trực tiếp ứng dụng kết quả bản đồ ngập lụt để tích hợp vào Quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội tỉnh tầm nhìn 2050.
• Kỹ sư thiết kế và chuyên gia quy hoạch hạ tầng: Đội ngũ kỹ sư xây dựng, giao thông, thủy lợi sử dụng thông số lưu lượng đỉnh lũ thiết kế trên 6.200 m3/s và cao trình mực nước ngập tương ứng tần suất 1% để tính toán khẩu độ thoát nước cho các dự án cầu đường và đê kè ven sông.
• Giảng viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh: Các nhà nghiên cứu thuộc khối ngành Biến đổi khí hậu, Thủy văn, Môi trường và Địa lý học có thể kế thừa quy trình tích hợp mô hình RegCM4.2 - HEC-HMS - HEC-RAS - GIS để mở rộng áp dụng cho hơn 10 lưu vực sông vừa và nhỏ khác tại dải đất miền Trung.
• Các tổ chức phi chính phủ và cứu trợ thảm họa: Các tổ chức phát triển cộng đồng sử dụng dữ liệu không gian phân vùng ngập sâu trên 3m để lập kế hoạch di dời khẩn cấp và tài trợ xây dựng nhà phao, nhà tránh lũ an toàn cho hơn 50.000 hộ dân vùng trũng thấp.

Câu hỏi thường gặp

Luận văn sử dụng tổ hợp mô hình nào để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến ngập lụt? Nghiên cứu ứng dụng chuỗi mô hình tích hợp đồng bộ bao gồm mô hình khí hậu khu vực RegCM4.2 để hạ quy mô lượng mưa về độ phân giải 20km, mô hình thủy văn HEC-HMS để chuyển hóa mưa thành dòng chảy lũ trên 24 phụ lưu, và mô hình thủy lực HEC-RAS kết hợp HEC-GeoRAS trên nền GIS nhằm mô phỏng cao trình mực nước và xuất bản đồ ngập lụt chi tiết 30m.

Độ tin cậy của chuỗi mô hình thủy văn - thủy lực được chứng minh như thế nào? Mô hình được hiệu chỉnh với trận lũ năm 1976 và kiểm định độc lập với trận lũ lịch sử tháng 11 năm 1999 tại trạm thủy văn Kiến Giang. Kết quả kiểm định đạt chỉ số hiệu quả Nash-Sutcliffe (NSE) là 0,89 và hệ số tương quan R đạt 0,94, chứng minh mức độ tương thích vượt trội giữa lưu lượng thực đo và lưu lượng tính toán với sai số đỉnh lũ dưới 8%.

Dưới kịch bản biến đổi khí hậu RCP8.5, diện tích ngập lụt sông Nhật Lệ thay đổi ra sao? Vào giai đoạn cuối thế kỷ 21 (2080-2099), kịch bản phát thải cao RCP8.5 khiến lượng mưa 3 ngày cực đại tăng 28,4%, kéo theo lưu lượng đỉnh lũ tăng 34,7%. Hệ quả là diện tích ngập sâu trên 2m tăng 22,6%, trong khi các khu vực ngập đặc biệt hiểm trở trên 5m và 6m tại vùng đồng bằng Lệ Thủy - Quảng Ninh tăng hơn 41,5% so với thời kỳ chuẩn.

Tại sao hạ lưu sông Nhật Lệ thường xuyên chịu cảnh ngập úng kéo dài nhiều ngày? Nguyên nhân do địa hình vùng hạ lưu mang dạng lòng chảo trũng thấp từ 0,8m đến 1,0m, tiếp nhận nước từ toàn bộ lưu vực rộng 2.647 km2 nhưng chỉ có một cửa thoát duy nhất ra biển. Khi lũ thượng nguồn đổ về gặp triều cường và bị dải cồn cát cao 30m đến 40m chắn ngang, dòng nước bị ứ nghẽn và tiêu thoát rất chậm.

Quy trình nghiên cứu trong luận văn có thể chuyển giao cho các địa phương khác không? Quy trình mô phỏng hoàn toàn có thể chuyển giao và áp dụng rộng rãi. Phương pháp tích hợp số liệu khí hậu hạ quy mô với mô hình HEC và GIS được thiết kế theo tiêu chuẩn mở, rất phù hợp với điều kiện khí tượng thủy văn của các lưu vực sông nhỏ và vừa có địa hình hẹp dốc tương tự tại miền Trung Việt Nam.

Kết luận

• Thiết lập thành công chuỗi phương pháp tích hợp mô hình khí hậu RegCM4.2, mô hình thủy văn HEC-HMS, mô hình thủy lực HEC-RAS và công nghệ GIS trong phân tích ngập lụt cho lưu vực sông Nhật Lệ 2.647 km2.
• Lượng hóa chính xác mức độ gia tăng của lượng mưa cực đoan 3 ngày từ 12,5% đến 28,4% và lưu lượng đỉnh lũ tăng tới 34,7% theo kịch bản RCP8.5 vào cuối thế kỷ 21.
• Xây dựng hoàn chỉnh bộ bản đồ số phân vùng diện tích và độ sâu ngập lụt độ phân giải 30m tương ứng với các tần suất lũ thiết kế 1%, 2% và 10%.
• Nhận diện các nguyên nhân và điểm nghẽn thoát lũ thủy lực nghiêm trọng tại vùng trũng Lệ Thủy - Quảng Ninh do ảnh hưởng cộng hưởng của địa hình, cồn cát và hạ tầng giao thông.
• Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp công trình và phi công trình với lộ trình thực thi rõ ràng từ năm 2026 đến năm 2035.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học định lượng đầu tiên về tác động đa tầng của biến đổi khí hậu đến ngập lụt lưu vực sông Nhật Lệ. Trong giai đoạn 2026-2027, nghiên cứu đề xuất mở rộng ứng dụng mô hình thủy lực hai chiều (2D) kết hợp dữ liệu ảnh viễn thám radar để tối ưu hóa độ chính xác mô phỏng dòng tràn. Các cơ quan quản lý và chính quyền địa phương tỉnh Quảng Bình cần khẩn trương khai thác bộ bản đồ ngập lụt này nhằm chủ động nâng cao năng lực ứng phó thiên tai và bảo vệ an toàn sinh kế bền vững cho nhân dân.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Trong chương này sẽ trình bày khái quát một số vấn đề liên quan đến bài toán đánh giá tác động của BĐKH, các cách tiếp cận trong đánh giá tác động của BĐKH. Và đặc biệt, tập trung cho bài toán đánh giá tác động đến ngập lụt các lưu vực sông. Tiếp theo, các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước đã thực hiện dựa trên cách tiếp cận thống kê và mô hình hóa sẽ được tổng quan.

Vấn đề đánh giá tác động của biến đổi khí hậu Theo IPCC (2013) [38] nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng lên 0.06] oC trong giai đoạn (1880 – 2012). Tốc độ gia tăng mực nước biển từ giữa thế kỷ 19 đã lớn hơn tốc độ gia tăng trung bình trong suốt hai thiên niên kỷ trước. Tính trong giai đoạn (1901- 2010), mực nước biển trung bình toàn cầu đã dâng lên 0. Sự ấm lên toàn cầu đã gây nên những thay đổi nhiều hơn trong hệ thống khí hậu, biểu hiện rõ nhất qua sự gia tăng nhiệt độ, biến động lượng mưa và nước biển dâng.

BĐKH cũng được cho là nguyên nhân gây nên sự gia tăng của tần suất, cường độ, tính biến động và tính cực đoan của các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như bão, lốc, lũ lụt, hạn hán…Theo thống kê từ năm 1980 đến 2010 cho thấy rằng các thảm họa liên quan đến khí tượng thủy văn đang có xu thế tăng lên rõ rệt (Hình 1. Số lượng Sự kiện Sự kiện Sự kiện Sự kiện địa chất khí tượng thủy văn khí hậu Hình 1. Các thảm họa tự nhiên trên thế giới, 1980-2010 (Nguồn: www.com) BĐKH đang có những tác động mạnh mẽ đến hệ thống tự nhiên, kinh tế - xã hội và môi trường nhiều vùng trên Trái đất. Thế giới đang phải đối mặt với nhiều hơn -5- LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] thiên tai do BĐKH gây ra như: sự xuất hiện càng nhiều của các trận xoáy lốc nhiệt đới tại vùng Tây Thái Bình Dương; sự gia tăng của tần suất lũ lụt, hạn hán; dịch bệnh bùng phát nhiều nơi trên thế giới; tính đa dạng sinh học bị suy giảm; an ninh lương thực và an ninh nguồn nước bị đe dọa.

Khu vực Đông Nam Á, đặc biệt là Việt Nam, sẽ là khu vực có nguy cơ chịu tác động nhiều nhất từ BĐKH [37]. Do đó, không lấy gì làm lạ khi Việt Nam luôn được xếp là nước phải hứng chịu thiên tai vào loại nhiều nhất thế giới. Do vị trí địa lý và đặc trưng địa hình mà các dạng thiên tai gần như có ở khắp Việt Nam (Hình 1.2), thêm vào đó đây cũng là nơi có khả năng thích ứng thấp dẫn đến tăng tính dễ bị tổn thương trước BĐKH. Do đó, cần thiết phải thực hiện đánh giá tác động của BĐKH khí hậu đến hệ thống tự nhiên, kinh tế - xã hội cho các đối tượng, lĩnh vực và vùng miền khác nhau.

Theo IPCC (1994) [35], các lý do khác nhau cần phải thực hiện đánh giá tác động của BĐKH gồm: Thứ nhất, cần phải ước lượng (evaluate) được khí hậu ảnh hưởng thế nào đến hoạt động của con người và hệ thống tự nhiên tính đến tính không chắc chắn xung quanh các ảnh hưởng đó. Các ảnh hưởng có thể là về mặt vật lý, sinh học, kinh tế, xã hội hay kết hợp giữa các mặt đó. Phân bố các dạng thiên tai chính ở Việt hai, nó hỗ trợ cho việc đánh giá tính Nam (nguồn: Natural Disaster Mitigation Partnership) nhạy cảm, tính tổn thương…Thứ ba, nó có thể xác định hay ước lượng những phương án lựa chọn cho thích ứng với các ảnh hưởng của BĐKH. Thứ tư, nó có thể giúp lượng giá những tác động và giải pháp thích ứng giảm nhẹ.