Đánh giá biến đổi các đặc trưng thủy văn, dòng chảy thiết kế lưu vực sông Pô-Kô tỉnh Kon Tum sử dụng mô hình khí hậu AGCM3.2s

Bài báo trình bày kết quả đánh giá tác động của BĐKH đến chế độ dòng chảy, các đặc trưng thủy văn và dòng chảy thiết kế ở lưu vực sông Pô-Kô tỉnh Kon tum trong các giai đoạn trung hạn (2020-2039) và dài hạn (2080-2099) dựa trên dự tính lượng mưa bởi mô hình khí hậu có độ phân giải siêu cao AGCM3.2S. Kết quả cho thấy ở giai đoạn khí hậu trung hạn các đặc trưng thủy văn và dòng chảy năm thiết kế có xu thế giảm nhẹ; tuy nhiên, dòng chảy lũ thiết kế lại tăng khá mạnh so với giai đoạn cơ sở (1989-2008). Trong khi đó, kết quả tính toán cho giai đoạn dài hạn phản ánh mức tăng của hầu hết các đặc trưng thủy văn, đặc biệt mức tăng khá lớn đối với dòng chảy lũ thiết kế. Đây là một cơ sở quan trọng hỗ trợ công tác quy hoạch và quản lý lưu vực sông thích ứng với BĐKH.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Biến đổi khí hậu (BĐKH) được đánh giá là một trong những thách thức lớn nhất của nhân loại trong thế kỷ 21, đặc biệt trong công tác quy hoạch và quản lý các lưu vực sông trong tương lai [1]. Cho đến thời điểm hiện tại, hầu hết các dự án quy hoạch và xây dựng công trình phòng chống lũ bão, công trình phục vụ dân sinh, phát triển kinh tế được phê duyệt và xây dựng đã không (rất ít hoặc sơ bộ) tính đến ảnh hưởng của BĐKH đến quy mô công trình và hiệu quả của dự án đầu tư, v.v... Các bài toán quy hoạch, thiết kế đa số dựa trên sự biến thiên của thời tiết trong quá khứ để xác định các đặc trưng thủy văn, dòng chảy thiết kế với giả thiết điều kiện khí hậu là ổn định và hoặc nếu có dao động thì tần suất xuất hiện không đổi theo thời gian. Tuy nhiên, trong điều kiện BĐKH hiện nay, giả thiết này là không còn phù hợp nữa. Ví dụ, có những trận lũ lớn xảy ra ở diện rộng với tần suất vượt lũ lịch sử hàng thế kỷ [3]. Nhiều nghiên cứu khoa học đã chỉ ra  BĐKH đã và đang làm thay đổi đặc trưng thủy văn, dòng chảy thiết kế [3].

Do đó, đánh giá thay đổi các đặc trưng thủy văn, dòng chảy thiết kế cho các lưu vực sông là thực sự cần thiết; đây được coi là một trong những nỗ lực hỗ trợ việc lựa chọn các tiêu chí thiết kế, xây dựng công trình và quản lý lưu vực sông thích ứng với BĐKH. Bài báo này trình bày kết quả đánh giá tác động của BĐKH đến các đặc trưng thủy văn và dòng chảy thiết kế ở lưu vực sông Pô-Kô tỉnh Kon tum trong các giai đoạn trung hạn (2020-2039) và dài hạn (2080-2099) dựa trên dự tính lượng mưa bởi mô hình khí hậu có độ phân giải siêu cao AGCM3.2S được xây dựng bởi Viện Khí tượng Nhật Bản (MRI).

2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SỐ LIỆU

2.1. Tiếp cận đánh giá tác động của BĐKH

2.2. Mô hình khí hậu độ phân giải siêu cao AGCM3.2S

2.3. Mô hình thủy văn Mike-NAM

2.4. Khu vực nghiên cứu

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Mô phỏng dòng chảy cho các giai đoạn khí hậu

3.2. Xác định đặc trưng thủy văn, dòng chảy thiết kế

3.3. Đánh giá biến đổi các đặc trưng thủy văn, dòng chảy thiết trong điều kiện BĐKH

4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]      IPCC Climate Change (2007, 2013). The Physical Science Basis. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, USA

[2]      Ulbrich U., Brucher T., Fink A.H., Leckebusch G.C., Kruger A. & Pinto J.G. (2003). The central European floods of August 2002: part 1 – rainfall periods and flood development. Weather, 58, 371–377.

[3]      WTO (2009). Guidelines on analysis of extreme in a changing climate in support of informed decissions for adaptation

[4]      Kiem, A. S., Ishidaira, H., Hapuarachchi, H. P., Zhou, M. C., Hirabayashi, Y., Takeuchi, K. (2008) Future hydro-climatology of the Mekong river basin simulated using the high-resolution Japan Meteorological Agency (JMA) AGCM, Hydrological Processes, 22, 1382 - 1394.

[5]      Nam, D.H., Udo, K. & Mano, A. (2012) Climate change impacts on runoff regimes at a river basin scale in Central Vietnam. Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences 23(5), 541-551.

[6]      Chiew, F.H.S. & McMahon, T.A. (2002) Modell the impacts of climate change on Australian streamflow. Hydrol. Proces. 16, 1235-145.

[7]      Srivatsan V. Raghavan, Minh Tue Vu, Shie-Yui Liong (2012) Assessment of future stream flow over the Sesan catchment of the Lower Mekong Basin in Vietnam. Hydrological Processes, 26(24): 3661–3668

[8]      Duc Toan Duong, Yasuto Tachikawa, Michiharu Shiiba, Kazuaki Yorozu, (2013) River discharge projection in Indochina Peninsula under a changing climate using the MRI-AGCM3.2S dataset. Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering) Vol. 69 (2013) No. 4 p. I_37-I_42

[9]      Mizuta, R., Yoshimura, H., Murakami, H., Matsueda, M., Endo, H., Ose, T., Kamiguchi, K., Hosaka, M., Sugi, M., Yukimoto, S., Kusunoki, S., Kitoh, A. (2012). Climate simulations usingMRI-AGCM3.2 with 20-km grid, J. Meteorol. Soc. Japan, 90A, 213–232, doi:10.2151/jmsj.2012-A12.

[10]    Kitoh, A., Ose, T., Kurihara, K., Kusunoki, S. & Sugi, M. (2009). Projection of changes in future weather extremes using super-high-resolution global and regional atmospheric models in the KAKUSHIN Program: Results of preliminary experiments. Hydrological Research Letter 3, 49-53.

[11]    Hồ Việt Cường và nnk (2013). Báo cáo tổng hợp – Dự án Khảo sát, tính toán phổ cập bổ sung các thông số về dòng chảy các sông suối trên địa bàn tỉnh Kon Tum. Phòng Thí nghiệm Trọng điểm Quốc gia về Động lực học Sông Biển - Viện KHTL Việt Nam.

[12]    Wilby, R.L., Beven, K.J. & Reynard, N.S. (2008) Climate change and fluvial flood risk in the UK: more or the same. Hydrol. Proces. 22, 2511-2523.