ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC

NGUYỄN XUÂN HẬU

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
ĐẾN NGẬP LỤT LƯU VỰC SÔNG NHẬT LỆ,
TỈNH QUẢNG BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Hà Nội – 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC

NGUYỄN XUÂN HẬU

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
ĐẾN NGẬP LỤT LƯU VỰC SÔNG NHẬT LỆ,
TỈNH QUẢNG BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Mã số: chương trình đào tạo thí điểm

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Phan Văn Tân

Hà Nội - 2015


Hà nội, tháng 12/2014
Nguyễn Xuân Hậu


MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................... iii
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................... vi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................. vii
MỞ ĐẦU

...................................................................................................................1

CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN ..............................................................................5

1.1.

Vấn đề đánh giá tác động của biến đổi khí hậu .........................................5

1.2.

Vấn đề đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lũ lụt .........................7

1.3.

Đánh giá tác động BĐKH đến lũ lụt ở Việt Nam ....................................13

1.4.


2.4.1. Phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt ..............................................29
2.4.2. Phương pháp hạ quy mô mô hình khí hậu ...........................................32
2.4.3. Phương pháp thống kê .........................................................................33
2.4.4. Phương pháp tính toán lượng mưa trên lưu vực ..................................36
2.4.5. Phương pháp tính toán lượng tổn thất .................................................38
2.4.6. Phương pháp tính toán dòng chảy trực tiếp .........................................41
2.4.7. Phương pháp tính toán dòng chảy cơ sở..............................................43
2.4.8. Phương pháp diễn toán lũ trong sông ..................................................46

-i-


2.4.9. Phương pháp tính toán độ cao bề mặt nước ........................................51
2.4.10. Phương pháp Viễn thám và GIS ..........................................................55
CHƯƠNG 3.
3.1.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................57

Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình ...........................................................57

3.1.1. Kết quả hiệu chỉnh ...............................................................................58
3.1.2. Kết quả kiểm định................................................................................59
3.2.

Biến đổi về lượng mưa ............................................................................62

3.3.


Biến đổi tần suất lũ lụt toàn cầu ................................................................7

Hình 1.4.

Vùng nghiên cứu lưu vực sông Nhật Lệ ..................................................14

Hình 2.1.

Mô hình độ cao địa hình lưu vực sông Nhật Lệ ......................................26

Hình 2.2.

Khung đánh giá tác động của BĐKH ......................................................28

Hình 2.3.

Phương pháp luận áp dụng cho nghiên cứu.............................................29

Hình 2.4.

Quy trình xây dựng bản đồ ngập lụt ........................................................31

Hình 2.5.

Xu thế tập trung khí nhà kính theo các kịch bản RCP.............................33

Hình 2.6.

Lưới đa giác Thiesen lưu vực Nhật Lệ ....................................................37



Hình 2.14.

Dữ liệu dòng chảy cho phân tích dòng chảy ổn định một chiều trong
HEC-RAS ................................................................................................55

Hình 3.1.

Giản đồ tụ điểm giữa Q tính toán và quan trắc trạm Kiến Giang, năm
1976 .........................................................................................................58

-iii-


Hình 3.2.

Đường quá trình lưu lượng quan trắc và tính toán tại trạm Kiến Giang,
năm 1999 (hệ số NSE đạt 0.77) ...............................................................58

Hình 3.3.

Giản đồ tụ điểm giữa Q quan trắc và tính toán tại trạm Kiến Giang, năm
1999 (hệ số tương quan R=0.92) .............................................................59

Hình 3.4.

Đường quá trình lưu lượng quan trắc và tính toán tại trạm Kiến Giang,
năm 1999 (chỉ số NSE đạt 0.83) ..............................................................59

Hình 3.5.

với thời kỳ chuẩn (tính trung bình trên mỗi giai đoạn) ...........................65

Hình 3.12.

Mức độ gia tăng theo tần suất 10%, 2% và 1%: (a) lượng mưa 3 ngày
cực đại; (b) lưu lượng dòng chảy đỉnh lũ tại cửa ra của lưu vực.............66

Hình 3.13.

Sự biến đổi (% chênh lệch) theo không gian của lưu lượng dòng chảy
đỉnh lũ tại mỗi phụ lưu với tần suất 1% so với thời kỳ chuẩn .................67

Hình 3.14.

Lưu lượng dòng chảy đỉnh lũ tại cửa ra của lưu vực theo tần suất .........68

Hình 3.15.

Sự biến đổi diện tích ngập < 5m (đồ thị phía dưới) và >6m (đồ thị phía
trên) so với thời kỳ chuẩn ........................................................................70

Hình 3.16.

Diện và độ sâu ngập lụt giữa và cuối thế kỷ 21 dưới các kịch bản RCP4.5
và RCP8.5 với tần suất 10% ....................................................................71

-iv-


Hình 3.17.


Xu thế biến đổi mực nước lớn nhất năm trạm Kiến Giang .....................86

Hình 6.

Xu thế biến đổi mực nước lớn nhất năm trạm Lệ Thủy ..........................86

Hình 7.

Xu thế biến đổi mực nước lớn nhất năm trạm Đồng Hới ........................87

Hình 8.

Lưu lượng dòng chảy tại cửa ra (cửa Nhật Lệ) ứng với các tần suất 1%,
2% và 10% của lưu vực ứng với thời kỳ chuẩn (trục x là thời gian từng
giờ trong 3 ngày xảy ra trận lũ giả định trong thời kỳ chuẩn) .................87

Hình 9.

Lưu lượng dòng chảy tại cửa Nhật Lệ ứng với các tần suất 1%, 2% và
10% của lưu vực ứng với giai đoạn giữa thế kỷ 21 (trục x là thời gian
từng giờ trong 3 ngày xảy ra trận lũ giả định trong giai đoạn giữa thế kỷ
21) ............................................................................................................88

Hình 10.

Lưu lượng dòng chảy tại cửa Nhật Lệ ứng với các tần suất 1%, 2% và
10% của lưu vực ứng với giai đoạn cuối thế kỷ 21 (trục x là thời gian
từng giờ trong 3 ngày xảy ra trận lũ giả định trong giai đoạn cuối thế kỷ
21) ............................................................................................................88


Bảng 3.2.

Thống kê độ sâu ngập tính toán và mức độ biến đổi diện ngập ..............69

Bảng 1.

Thống kê diện ngập trong trận lũ tháng 11 năm 1999 .............................83

-vi-


Đánh giá tác động của BĐKH đến ngập lụt là bài toàn phức tạp và liên
ngành. Để giải quyết hàng loạt các bài toán liên quan đỏi hỏi phải có không chỉ kiến
thức tổng hợp về địa lý mà còn phải sâu về khí hậu - thủy văn cũng như các kỹ năng
cần thiết về mô hình hóa. Thêm vào đó, đây cũng là nghiên cứu đầu tiên thực hiện
đánh giá tác động của BĐKH cho lưu vực sông Nhật Lệ. Do đó, trong luận văn sẽ
không tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế và tồn tại. Tác giả rất mong nhận được các
ý kiến đóng góp của người đọc để luận văn được hoàn thiện hơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1.
2.

3.
4.

5.


tượng Thủy văn và Môi trường.

-78-


9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.
18.

19.

20.
21.

Nguyễn Lập Dân (2007), Nghiên cứu hiện trạng, xác định nguyên nhân và đề

đến các yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan ở Việt Nam, khả năng dự báo và
giải pháp chiến lược ứng phó, Báo cáo đề tài cấp Nhà Nước, ĐH Khoa học tự
nhiên: Hà Nội.
Đỗ Hữu Thành và Đỗ Văn Toản (1988), Thủy văn ứng dụng, (Bản dịch từ
"Applied Hydrologyt " của Ven Te Chow David R. Maidment Larry W. Mays).
NXB Giáo dục
Phan Thanh Tịnh (2011), Bàn về lũ lụt Quảng Bình và các biện pháp phòng
chống, Thông tin Khoa học-Công nghệ-QB, số 5.
Viện và KTTV&MT (2011), Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và xác định
các giải pháp thích ứng, Nhà xuất bản Bản đồ.
-79-


22. Trần Thanh Xuân, Trần Thục, và Hoàng Minh Tuyển (2011), Tác động của biến
đổi khí hậu đến tài nguyên nước Việt Nam, Hà Nội, NXB KH&KT.
Tiếng Anh
23. Hans Estrup Andersen, Brian Kronvang, Søren E. Larsen, Carl Christian
Hoffmann, Torben Strange Jensen, and Erik Koch Rasmussen (2006), Climatechange impacts on hydrology and nutrients in a Danish lowland river basin,
Science of The Total Environment, No.365(1–3), pp. 223-237.
24. NigelW Arnell and SimonN Gosling (2014), The impacts of climate change on
river flood risk at the global scale, Climatic Change, pp. 1-15.
25. NigelW Arnell and Ben Lloyd-Hughes (2014), The global-scale impacts of
climate change on water resources and flooding under new climate and socioeconomic scenarios, Climatic Change, No.122(1-2), pp 127-140.
26. M. J. Booij (2005), Impact of climate change on river flooding assessed with
different spatial model resolutions, Journal of Hydrology, No.303(1–4), pp. 176198.
27. Shaochun Huang & Fred F. Hattermann & Valentina Krysanova & Axel
Bronstert (2013), Projections of climate change impacts on river flood conditions
in Germany by combining three different RCMs with a regional eco-hydrological
model, Climatic Change, No. 116, pp. 33.
28. US Army Corps of Engineers Hydrologic Engineering Center (2000), HEC-HMS

40.

41.

42.

43.

44.

45.

46.

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), Cambridge University
Press, Cambridge, UK, and New York, NY, USA, pp. 231-290.
Pin-Han Kuo Hsiao-Wen Wang, Jenq-Tzong Shiau (2013), Assessment of climate
change impacts on flooding vulnerability for lowland management in
southwestern Taiwan, Nat Hazards, No.68, pp. 19.
IPCC (1994), Technical Guidelines for Assessing Climate Change Impacts and
Adaptaions.
IPCC (2007), The Fourth Assessment Report.
IPCC (2013), The 5th Assessment Report.
IPCC (2013), Summary for Policymakers. In: Climate Change 2013: The
Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment
Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D.
Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex
and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United
Kingdom and New York, NY, USA.
S. N. Jonkman (2005), Global Perspectives on Loss of Human Life Caused by

48.
49.

50.

51.

52.

53.

54.

Risks in Europe: A Continental, Integrated Analysis, Climatic Change, No.75(3),
pp. 273-299.
Michael D. Dettinger and Henry F. Diaz (2000), Global Characteristics of
Stream Flow Seasonality and Variability, Jounal of Hydrometeology, No.1, p.
22.
NewZealand Ministry for the Environment (2010), Tools for Estimating the
Effects of Climate Change on Flow.
Nicola Ranger, Stéphane Hallegatte, Sumana Bhattacharya, Murthy Bachu, Satya
Priya, K. Dhore, Farhat Rafique, P. Mathur, Nicolas Naville, Fanny Henriet,
Celine Herweijer, Sanjib Pohit, and Jan Corfee-Morlot (2011), An assessment of
the potential impact of climate change on flood risk in Mumbai, Climatic
Change, No.104(1), pp. 139-167.
Mukta Sapkota, Toshio Hamaguchi, and Toshiharu Kojiri (2011), Effects of
Climate Change in Red River Discharges and Flooding Risk in Hanoi, Vietnam,
Proceeding of Annual Conference, No. 24, pp. 148-148.
Sangam Shrestha (2014), Assessment of Climate Change Impacts on Flood
Hazard Potential in the Yang River Basin, Thailand, in Climate Change Impacts