Số người đang truy cập

Hiện tại có 725 người đang truy cập, trong đó có 0 thành viên.
Tổng số truy cập 2032442

Chuyên mục: » Báo cáo tổng kết dự án » Chương 4

CHƯƠNG 4. THUỶ TAI Ở VÙNG DỰ ÁN TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Vùng nghiên cứu thí điểm của dự án là ba xã Hưng Nhân (huyện Hưng Nguyên, Nghệ An), Yên Hồ (huyện Đức Thọ, Hà Tĩnh) và Võ Ninh (huyện Quảng Ninh, Quảng Bình). Về chế độ thuỷ văn cũng như các hiện tượng thuỷ tai liên quan, các vùng này chịu sự chi phối của hai hệ thống sông chính là sông Lam và sông Nhật Lệ. Hai hiện tượng thuỷ tai điển hình thường xảy ra trên các hệ thống sông này là lũ lụt và xâm nhập mặn. Ngoài lũ tiểu mãn thường xảy ra vào tháng 5, tháng 6, đa số các sự kiện lũ lớn thường rơi vào mùa mưa bão. Mưa lớn gây lũ lụt ở NHQ chủ yếu do hoạt động của bão, áp thấp nhiệt đới, dải hội tụ nhiệt đới hoặc sự tương tác giữa chúng với hoạt động của không khí lạnh kết hợp với hiệu ứng địa hình trong khu vực. Xâm nhập mặn thường xảy ra vào mùa kiệt và hạn hán, khi mà mực nước sông thấp kết hợp với thuỷ triều, nhất là thời kỳ triều cường. Trong chương này sẽ trình bày ảnh hưởng của một số hiện tượng thuỷ tai trong quá khứ và dự tính ảnh hưởng tiềm tàng trong tương lai đến các vùng dự án

4.1. Các hiện tượng thuỷ tai ở NHQ và sự biến đổi của chúng trong những thập kỷ gần đây

4.1.1. Các hiện tượng thủy tai trên lưu vực sông Lam

Lưu vực sông Lam là nơi thường xuyên chịu ảnh hưởng của nhiều loại hình thiên tai đặc trưng cho khu vục duyên hải miền Trung như bão, áp thấp nhiệt đới (ATNĐ), lũ lụt, hạn hán, sạt lở đất, xói lở bờ sông và bờ biển, xâm nhập mặn,…, trong đó các hiện tượng thủy tai có ảnh hưởng và gây thiệt hại nhiều nhất là lũ lụt và xâm nhập mặn.

· Lũ lụt

Trên lưu vực sông Lam lũ lụt thường xảy ra cả ở các huyện đồng bằng trung du và khu vực miền núi. Một trong những nguyên nhân gây nên lũ lụt là mưa lớn do bão và áp thấp nhiệt đới. Theo số liệu thống kê, từ năm 1990 đến năm 2013 lưu vực sông Lam đã hứng chịu 35 trận bão đổ bộ trực tiếp, trung bình mỗi năm từ 1,0 - 1,5 cơn bão. Bão thường đổ bộ vào lưu vực sông Lam vào khoảng các tháng 9, 10 và đầu tháng 11 (Báo cáo Đánh giá môi trường - Dự án Quản lý thiên tai Việt Nam WB5, 2012).

Trong 24 năm qua (1989 - 2013) đã có 30 đợt lũ lớn trên lưu vực sông này, gây thiệt hại nhiều về người và tài sản. Số liệu quan trắc mực nước lũ trong những thập kỷ gần đây cho thấy, trên dòng chính sông Lam đã xảy ra các trận lũ lớn vào các năm 1954, 1963, 1973, 1978, 1988, 2007, 2010. Trung bình cứ 9 - 10 năm lại xuất hiện một trận lũ lớn. Nhiều năm lũ đã gây vỡ đê như các trận lũ năm 1954, 1978, 1988 và 1996. Đặc biệt trận lũ năm 1954, rất nhiều đoạn đê từ Nam Đàn ra đến biển bị vỡ, nước lũ từ sông chảy vào vùng nội đồng kéo dài 16 ngày liền. Tổng thiệt hại do bão lũ trong 21 năm (1990 - 2010) khoảng hơn 3.300 tỷ đồng (Báo cáo Đánh giá môi trường - Dự án Quản lý thiên tai Việt Nam WB5, 2012). Sau đây mô tả đặc điểm một số trận lũ điển hình.

Trận lũ lớn tháng 9 năm 1978: Lũ lớn tháng 9/1978 là trận lũ kép gây nên do hai đợt mưa lớn. Tổng lượng mưa lớn nhất trong 9 ngày (14 - 23/9) tại Môn Sơn (lưu vực sông Giăng) là 727,5 mm, Khai Sơn 701,7mm, Đô Lương 691,3 mm. Hậu quả là lũ dâng cao gây ra 125 chỗ vỡ đê dọc sông Lam(đê tả 39 chỗ, đê hữu 86 chỗ). Các chỗ vỡ và tràn bên bờ hữu sông Lamđều là đê địa phương, chỉ giữ được ở mức báo động 2 trở xuống. Lượng nước tràn vào đồng được giữ lại tạm thời, sau đó lại chảy ra sông. Bên tả ngạn, gần huyện lỵ Thanh Chương (đê Đồng Văn, Cốm Thái) có 25 chỗ vỡ, dài tới 730m, sâu 2 - 3,5m (ngày 27/9) làm ngập các vùng trũng.

Trận lũ lớn tháng 10/1988: Đỉnh lũ tại Nam Đàn là 9,41m, thấp hơn đỉnh lũ thực đo năm 1978 là 23cm. Trên sông chính xảy ra lũ đơn, lũ trên báo động 3 tại Nam Đàn kéo dài 8 ngày (từ 19h/14 đến 22h/22); khi gần đỉnh (17 - 20/10), thủy triều ở Cửa Hội đang trong chu kỳ nước cao, biên độ đạt 2,40m (trung bình tháng 10 là 2,23m) nên thoát lũ rất khó khăn.

Trận lũ 9/1996: Do ảnh hưởng của cơn bão số 6 (tên quốc tế là Willie, 17-23/9/1996) đổ bộ vào Nghệ An ngày 22/9 với sức gió cấp 9, gây mưa lớn diện rộng với lượng mưa từ 100 - 250mm, mực nước lũ ở Nam Đàn đạt cao nhất 8,3m.

Trận lũ 10/2010: Trận lũ này là hệ quả mưa lớn do hoạt động của dải hội tụ nhiệt đới kết hợp với không khí lạnh. Lượng mưa phổ biến trên địa bàn tỉnh Nghệ An từ 100 đến 300mm, một số nơi mưa trên 300mm như ở Vinh (406mm), cửa Hội (357mm), Đô Lương (302mm), Nam Đàn (355 mm). Ngoài ra, trong năm 2010 cũng xảy ra nhiều đợt lũ lớn trên các sông khác, gây nhiều thiệt hại. Theo thống kê, tổng số thiệt hại trong năm 2010 do bão, lũ gây ra ước tính hơn 2.700 tỷ đồng. Theo “Báo cáo Đánh giá môi trường - Dự án Quản lý thiên tai Việt Nam WB5” (2012), trận lũ từ 15/10 đến 18/10/2010 là một đợt lũ lớn tại các tỉnh Bắc Trung bộ. Lũ lụt đã làm 32 người chết và mất tích, hàng chục nghìn ngôi nhà bị ngập trong nước lũ, giao thông đường bộ và đường sắt tê liệt. Lũ lớn còn đe dọa sự an toàn của các đập thủy điện, làm hàng chục nghìn người phải sơ tán.

Thống kê về thiệt hại do bão, lũ gây ra trên lưu vực sông Lam được thể hiện trên hình 4.1 và hình 4.2 (Sở KHCN tỉnh Quảng Bình, 2013), trong đó năm 2010 được coi là năm thiệt hại lớn nhất cả về tài sản và người do lũ lụt gây ra.

Hình 4.1: Số người chết và bị thương trên lưu vực sông Lam từ năm 1990 đến năm 2010 (Sở KHCN tỉnh Quảng Bình, 2013)

Hình 4.2: Thiệt hại kinh tế từ năm 1990 đến 2010 (Sở KHCN tỉnh Quảng Bình, 2013)

· Hạn hán và xâm nhập mặn

Ngược lại với lũ lụt thì hiện tượng hạn hán, xâm nhập mặn trên lưu vực sông Lam cũng gây ra những tác động bất lợi.

Vào mùa khô, nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực gia tăng trong khi nguồn nước mưa và nước dự trữ trong ao hồ lại khan hiếm, khiến tình trạng thiếu nước càng trở lên trầm trọng. Sự khan hiếm nước vào mùa khô làm cho mực nước sông xuống thấp, tạo điều kiện thuận lợi cho nước biển lấn sâu vào nội đồng, gây nên nhiễm mặn vùng hạ lưu. Vào mùa kiệt, vùng thượng lưu và trung lưu các con sông thường bị thiếu nước phục vụ sản xuất và sinh hoạt, trong khi đó tại hạ lưu, nơi tập trung dân cư đông đúc, thì nguồn nước lại bị nhiễm mặn, gây khó khăn rất lớn về nhu cầu nước.

Độ mặn của nước sông không chỉ biến đổi theo không gian, mà còn biến đổi theo thời gian và khác biệt với độ mặn nước biển. Độ mặn nước sông biến đổi theo mùa dòng chảy, theo các kỳ mặn của nước biển trong từng chu kỳ triều và ngay trong từng ngày. Khi triều lên độ mặn lớn hơn khi triều xuống. Trong mùa lũ, nước từ thượng nguồn về lớn, ranh giới độ mặn bị đẩy lùi ra phía biển, độ mặn quan trắc được tại các trạm rất nhỏ. Vào mùa kiệt, nước mặn lấn sâu vào phía trong sông và biến đổi theo chế độ triều. Trong thời gian này, nước mặn ảnh hưởng tới Chợ Tràng, cách cửa sông 32km, với độ mặn trung bình mặt cắt từ 1,0 - 1,5‰. Những tháng có nguồn nước ngọt từ thượng lưu về rất nhỏ thì nước nhiễm mặn có thể xâm nhập sâu hơn quá Chợ Tràng trên dòng chính sông Lam, có thể vượt qua Trung Lương tới Đức Xá trên nhánh sông La bên hữu ngạn sông Lam.

Trên dòng chính sông Lam, kiệt tháng thường xảy ra vào tháng 3 hoặc tháng 4, nhưng trên sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu thuộc hệ thống sông La, lưu lượng kiệt tháng thường xuất hiện không đồng bộ với dòng chính sông Lam.

Quy luật thủy triều dẫn đến hiện tượng nước biển xâm nhập qua các cửa sông, tiến sâu vào trong đất liền kèm theo độ mặn nước sông cao, gây khó khăn cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp. Ngoài ra độ mặn còn ảnh hưởng đến tính chất lý hoá của nước như trọng lượng riêng, độ dẫn điện, độ truyền âm, độ hoà tan các chất khí và nguy cơ tồn vong của hệ sinh thái nước ngọt. Do đó, việc đánh giá xâm nhập mặn là hết sức quan trọng, liên quan mật thiết đến điều kiện phát triển kinh tế - xã hội và sinh hoạt (Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2006).

Từ năm 2000, phong trào nuôi tôm sú nước lợ bắt đầu phát triển nhanh và mạnh (tốc độ tăng diện tích trung bình 25%/năm giai đoạn 2000 - 2007) tại địa bàn các tỉnh NHQ. Lợi nhuận thu được từ nuôi tôm nước mặn, nước lợ lớn hơn nhiều so với sản xuất nông nghiệp nên đến nay diện tích dành cho nuôi tôm mặn lợ đã hơn 800ha. Thu nhập từ nuôi tôm có thể lên đến 100 triệu/ha nếu tôm không bị nhiễm bệnh và phát triển tốt. Tuy nhiên độ mặn thích hợp nhất cho tôm sú phát triển khoảng 15 – 25‰ nên việc xác định thời điểm lấy nước và thay nước cho ao nuôi khi nước sông có độ mặn phù hợp cũng là một yêu cầu cần thiết, đặc biệt là khi các vùng nuôi vẫn lấy nước trực tiếp từ sông, không qua bể trữ (Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2006).

Trong những năm gần đây, do biến đổi khí hậu và chịu sự ảnh hưởng của các công trình thủy điện xây dựng phía thượng nguồn, như thủy điện Bản Vẽ, Khe Bố, nên mực nước sông Lam vào mùa khô thường xuống rất thấp. Hiện tượng xâm nhập mặn trên lưu vực sông Lam có xu hướng tăng trong những năm qua (hình 4.3). Đặc biệt là các năm 2010 và 2005, độ mặn tại cống Trung Lương tăng đột biến, lên đến 7 -8^o/_oo, mực nước đo tại cống Nam Đàn tháng 4/2010 là 0,18 m (thiết kế là 1,15 m); Bara Đô Lương đo tháng 3/2010 là 9,72 m (thiết kế 9,95 m), có lúc nhiều trạm bơm phải dừng hoạt động do thiếu nước.

Hình 4.3: Độ mặn quan trắc được tại Cống Trung Lương qua 22 năm (1992 – 2013)

Hiện tượng khô hạn và xâm nhập mặn đã làm cho các vùng Nam Đàn, Nghi Lộc, Hưng Nguyên, TP Vinh bị ảnh hưởng rất nặng nề: 23.000 ha lúa hè thu bị hạn nặng, 6.000 ha diện tích thiếu nước để gieo cấy, 8.000 ha ngô bị chết, vụ mùa bị đẩy lùi khiến năng suất giảm và có nguy cơ gặp lũ (hình 4.4). Tại huyện Nghi Xuân (Hà Tĩnh) tình hình còn tồi tệ hơn. Hầu hết các xã có diện tích đất nông nghiệp (Xuân Đan, Xuân Trường, Xuân Hội, Xuân An, Xuân Lam, Xuân Hồng) đều bám dọc bờ sông Lam. Nước sông bị nhiễm mặn, không thể sử dụng cho đồng ruộng, bà con nông dân đành bất lực đứng nhìn lúa chết rũ trên đồng.

Năm 2015 tình hình hạn hán và xâm nhập mặn vẫn diễn biến phức tạp, gây thiệt hại nặng cho người dân sinh sống trên lưu vực sông Lam (khoảng 4.500ha lúa hè thu bị mất trắng). Ủy ban Nhân dân tỉnh Nghệ An lần đầu tiên đã công bố loại hình thiên tai do hạn hán để để trình Thủ tướng Chính phủ hỗ trợ từ ngân sách trung ương.

Hình 4.4: Hạn hán trên lưu vực sông Lam (nguồn: http://songlamonline.vn/)

Rõ ràng, tình hình thiệt hại do thuỷ tai gây ra đang có xu hướng ngày càng tăng trong những năm gần đây. Thiệt hại nặng nề nhất vào năm 2010 (khoảng 2.920 tỷ đồng). Điều kiện thời tiết, khí hậu có nhiều diễn biến phức tạp, khó lường; hệ thống cơ sở hạ tầng, trang thiết bị cảnh báo dự báo chưa đáp ứng được yêu cầu là những nguyên nhân làm gia tăng mức độ thiệt hại do thiên tai gây nên.

4.1.2. Các hiện tượng thủy tai trên lưu vực sông Nhật Lệ

Từ năm 1989 đến nay Quảng Bình phải gánh chịu nhiều thiệt hại về người và tài sản do bão, áp thấp nhiệt đớivà lũ lụt gây ra, ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển kinh tế - xã hội và ổn định cuộc sống dân cư trên địa bàn toàn tỉnh. Thống kê trên toàn tỉnh, mức độ thiệt hại lớn nhất do bão, lũ tại các huyện được xếp theo thứ tự như sau: Lệ thủy, Quảng Ninh, Quảng Trạch, Bố Trạch, Tuyên Hóa, Minh Hóa, TP Đồng Hới. Tuy nhiên trong vòng hai năm gần đây thì huyện chịu nhiều thiệt hại nhất là các huyện Tuyên Hóa, Minh Hóa do bị lũ quét, xói lở bờ sông (Sở KHCN tỉnh Quảng Bình, 2013).Bên cạnh đó ngập lụt, hạn hán và xâm nhập mặn cũng là những loại hình thiên tai đang có xu thế gia tăng về cường độ và gây nhiều thiệt hại cho các cộng đồng dân cư ở khu vực hạ lưu.

· Lũ lụt

Qua điều tra, khảo sát hộ gia đình, hạn hán, xâm nhập mặn, bão, áp thấp nhiệt đới, mưa lớn, lũ lụt được người dân Quảng Bình xem là những loại hình thiên tai có tác động xấu nhất đến đời sống, sinh kế và các hoạt động kinh tế - xã hội. Mùa bão ở Quảng Bình thường từ tháng 7 đến tháng 11, trong đó nhiều nhất là các tháng 9 - 10. Theo số liệu thống kê, từ 1989 đến năm 2008 có 13 cơn bão đổ bộ và gây ảnh hưởng trực tiếp đến Quảng Bình, bình quân 0,7 cơn bão/năm. Có những năm Quảng Bình phải hứng chịu tác động liên tiếp của 2 - 3 cơn bão đổ bộ trực tiếp. Bão gây gió mạnh, gió giật kèm theo mưa lớn dài ngày (2 - 5 ngày) dẫn đến lũ lụt nghiêm trọng. Lượng mưa do bão và áp thấp nhiệt đới chiếm tới 40 - 50% tổng lượng mưa trong các tháng 9 - 11. Lượng mưa do một cơn bão gây ra khoảng 300 - 600 mm. Riêng giai đoạn 1999 - 2008, Quảng Bình chịu ảnh hưởng trực tiếp của 8 cơn bão và 36 đợt áp thấp nhiệt đới (trung bình 04 cơn/1 năm), gây mưa lớn, lũ lụt làm thiệt hại lớn về con người và tài sản.

Trong 10 năm qua (2001 - 2010), Quảng Bình đã có 36 đợt lũ, làm ảnh hưởng đến 1.737.000 lượt người, tổng giá trị thiệt hại về kinh tế là 4.800 tỷ đồng (Phan Thanh Tịnh, 2011). Đặt biệt các năm 2007 và 2010 đã có 3 đợt lũ rất lớn, được coi là lũ lịch sử, lũ chồng lên lũ. Đợt lũ lớn tháng 8/2007 trên lưu vực sông Gianh, mực nước cao hơn cơn lũ lịch sử 1993 là 0,44m. Đợt lũ cuối tháng 9/2010 đã gây ngập lụt trên diện rộng, đặc biệt là 2 huyện Quảng Ninh và Lệ Thủy. Trận lũ này đã gây thiệt hai 2.700 tỷ đồng (gấp 2 lần thu ngân sách của tỉnh năm 2010). Sau đây là một số trận lũ điển hình trên lưu vực sông Nhật Lệ.

Trận lũ từ 20 - 23/9/1979:Xảy ra trên sông Kiến Giang tại Lệ Thuỷ. Do ảnh hưởng trực tiếp của bão số 10 kết hợp với không khí lạnh nên đã xảy ra một đợt mưa lớn dài ngày, gây ra trận lũ lớn nhất trong 45 năm qua tại Lệ Thuỷ, làm ngập lụt nghiêm trọng, gây ách tắc giao thông trong nội tỉnh và trên Quốc lộ 1A nhiều ngày liền.

Trận lũ lớn tháng 10 năm 1992:Xảy ra trên sông Kiến Giang tại Kiến Giang. Trận lũ này xảy ra khi mực nước trên sông Kiến Giang đang duy trì ở mức cao, tại Kiến Giang chân lũ trên báo động 1. Tại Lệ Thuỷ chân lũ đang trên báo động 3, do đó tính chất lũ vô cùng ác liệt, thời gian duy trì lũ trên mức báo động 3 tại Lệ Thuỷ khá dài, làm tắc nghẽn giao thông nhiều ngày trong huyện và trong tỉnh cũng như trên Quốc lộ 1A. Tuy vậy, tại Lệ Thuỷ chưa phải là đỉnh lũ lớn nhất trong chuỗi số liệu (sau năm 1979).

· Hạn hán và xâm nhập mặn

Mùa kiệt trên hệ thống sông Nhật Lệ bắt đầu từ tháng 1 và kết thúc vào tháng 8. Ba tháng kiệt nhất là tháng là 6, 7, 8 và tháng kiệt nhất là tháng 7 ở cả hai trạm Kiến Giang và Tám Lu.

Tháng 5, 6 hàng năm có năm xuất hiện mưa, lũ tiểu mãn nên lượng dòng chảy trong hai tháng này khá phong phú. Tuy nhiên, vẫn có năm trong tháng 6 nhiều nơi ở Quảng Bình không có mưa, gây hạn hán nặng, như các năm 1977, 1993, 1998. Trên sông Kiến Giang do xây dựng đập ngăn mặn An Lạc để lấy nước tưới và sinh hoạt nên mùa kiệt những năm nói trên không được tiếp nước do thuỷ triều mang vào, vì vậy đã có những năm khô cạn dẫn đến đứt dòng. Đặc biệt, trong các tháng 7, 8 của năm 1977, 1993, 1998, đoạn sông từ xã Liên Thuỷ xuống tận thôn An Xá, xã Lộc Thuỷ bị khô cạn gây khó khăn cho cuộc sống sinh hoạt của nhân dân hai bên bờ sông trong thời gian gần một tháng mùa hè (hình 4.5). Chế độ triều tại vùng này là bán nhật triều không đều (biên độ triều cường là 0,6-1,1m) nên phần hạ lưu sông Nhật Lệ bị ảnh hưởng khá mạnh. Độ mặn lớn nhất quan trắc được tại sông Nhật Lệ (31/08/1997) cách cửa sông khoảng 8 - 9 km là 16,5‰. Nhìn chung, sông suối tại khu vực cửa sông bị nhiễm mặn khá mạnh với độ mặn dao động từ 1 - 32‰ (Sở KHCN tỉnh Quảng Bình, 2013).

Hình 4.5: Sông Kiến Giang tại trạm Lệ Thủy tháng 8 năm 1998 (Sở KHCN tỉnh Quảng Bình, 2013)

4.2. Đánh giá tác động của BĐKH đến các hiện tượng thuỷ tai ở NHQ

4.2.1. Cách tiếp cận và phương pháp sử dụng

Đánh giá tác động của BĐKH đến các hiện tượng thuỷ tai được đề cập đến trong chương này thực chất là đưa ra bức tranh dự tính các hiện tượng ngập lụt và xâm nhập mặn dựa trên kết quả dự tính khí hậu tương lai theo các kịch bản phát thải khí nhà kính. Hiện nay có nhiều cách tiếp cận đánh giá tác động của biến đổi khí hậu. Theo Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) thì có 3 cách tiếp cận là tiếp cận tác động (impact approach), tiếp cận tương tác (interaction approach) và tiếp cận tổng hợp (integrated approach). Trong nghiên cứu này chỉ sử dụng phương pháp tiếp cận tổng hợp theo tài liệu hướng dẫn của Viện Khí tượng Thủy văn và Môi trường (2011), bao gồm 5 bước chính sau đây.

Bước 1. Xác định các kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng

Kịch bản BĐKH được sử dụng trong chương này bao gồm:

1) Sản phẩm hạ qui mô (bằng mô hình khí hậu khu vực RegCM) kết quả dự tính BĐKH của mô hình khí quyển toàn cầu CCAM khi sử dụng nhiệt độ mặt nước biển (SST) dự tính của các mô hình Access và NorESM cho kịch bản phát thải cao (RCP8.5) và kịch bản phát thải trung bình thấp (RCP4.5) (xem chương 3). Như vậy, sẽ có hai phương án dự tính (RCM_CCAM_Acc và RCM_CCAM_Nor) cho mỗi kịch bản và cho mỗi giai đoạn trong tương lai.

2) Kịch bản nước biển dâng của Bộ tài nguyên và Môi trường (2012).

Bước 2: Xác định các kịch bản phát triển kinh tế - xã hội

Các kịch bản phát triển kinh tế xã hội của các tỉnh trên lưu vực được xây dựng cho các thời điểm năm 2050 và 2100 từ các nguồn thông tin:

· Xu thế phát triển trong quá khứ;

· Các định hướng, quy hoạch, kế hoạch phát triển của địa phương trong tương lai;

· Xu hướng phát triển các ngành nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản tại NHQ.

Bước 3: Xác định các ngành, đối tượng ưu tiên và phạm vi đánh giá

· Các ngành, đối tượng được lựa chọn là nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản.

· Phạm vi không gian bao gồm 3 tỉnh NHQ trong đó chú trọng vào các xã được chọn thí điểm là Hưng Nhân (Nghệ An), Yên Hồ (Hà Tĩnh), Võ Ninh (Quảng Bình).

· Phạm vi thời gian đánh giá là khoảng giữa (2045 - 2065) và cuối thế kỷ 21 (2080 - 2099).

Bước 4: Lựa chọn và phân tích các công cụ đánh giá

Các công cụ được lựa chọn để đánh giá cần thỏa mãn các yêu cầu sau:

· Đáp ứng được yêu cầu đánh giá tác động của BĐKH đã đề ra;

· Cho kết quả với độ chính xác cần thiết;

· Phù hợp với năng lực và thời gian cho phép của nghiên cứu;

· Dựa trên nguồn số liệu thu thập được trong thời gian thực hiện nghiên cứu.

Bảng 4.1 trình bày các khía cạnh tác động và công cụ để đánh giá là các mô hình thuỷ văn, thuỷ lực và mô hình lan truyền chất ô nhiễm. Nhóm mô hình được lựa chọn ở đây là bộ mô hình MIKE của Viện thủy lực Đan Mạch (DHI) (Denmark Hydraulic Institute (DHI), 2007a,b).

Bảng 4.1: Đối tượng bị tác động của BĐKH và phương pháp đánh giá

Các yếu tố khí hậu

Đối tượng bị tác động

Tác động, rủi ro

Phương pháp, công cụ đánh giá

Lượng mưa

Nguồn nước

Nguy cơ ngập lụt

Mô hình thủy văn

Mô hình thủy lực

Mực nước biển

Nguồn nước

Nguy cơ ngập lụt

Mức độ xâm nhập mặn trên các sông

Mô hình thủy lực

Mô hình lan truyền chất ô nhiễm

Bước 5: Đánh giá tác động của BĐKH, nước biển dâng theo các kịch bản

Nội dung này bao gồm đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến ngập lụt và xâm nhập mặn. Đây là hai hiện tượng thuỷ tai có ảnh hưởng lớn các ngành sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản.

4.2.2. Đánh giá tác động của BĐKH đến sự biến đổi của ngập lụt

Hiện tượng ngập lụt trên các lưu vực sông Lam và sông Nhật Lệ theo các kịch bản BĐKH đã được đánh giá khi sử dụng các mô hình toán được đề cập trên đây. Ảnh hưởng của BĐKH đến sự biến đổi của ngập lụt được đánh giá dựa trên các bản đồ ngập lụt theo các kịch bản.

Các phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt được sử dụng phổ biến hiện nay là:

1) Dựa vào điều tra các trận lũ lớn thực tế đã xảy ra và thể hiện các ranh giới ngập lụt trên bản đồ.

2) Kết hợp các phương pháp điều tra truyền thống như đo đạc vết lũ với các phương pháp GIS, mô hình số độ cao (DEM) nhằm tăng cường tối đa các thông tin liên quan đến ngập lụt trên khu vực nghiên cứu (Trần Ngọc Anh và CS, 2012a,b).

3) Xây dựng bản đồ ngập lụt bằng các mô hình thủy văn, thủy lực (Hoàng Thái Bình và CS, 2010a,b) theo các kịch bản (các trận lũ lịch sử, mưa lũ thiết kế,…)

Mỗi phương pháp đều có các ưu nhược điểm riêng. Bản đồ ngập lụt xây dựng theo phương pháp điều tra các trận lũ lớn đã xảy ra chỉ tái hiện lại hiện trạng ngập lụt (Hoàng Thái Bình và CS, 2010b), mặc dù không hàm chứa thông tin về tương lai nhưng vẫn có ý nghĩa trong công tác chỉ huy phòng chống lũ lụt cũng như làm cơ sở để đánh giá, so sánh các nghiên cứu tiếp theo. Tuy vậy, phương pháp này tốn công, mất nhiều thời gian, không đáp ứng nhu cầu thực tế và có những nơi không thể đo đạc được, hoặc không thu thập được số liệu.

Phương pháp mô phỏng, mô hình hóa bằng các mô hình thủy văn, thủy lực có hiệu quả hơn nhiều và cũng là cách tiếp cận hiện đại, được sử dụng rộng rãi trong thời gian gần đây trên cả thế giới và ở Việt Nam (Hoàng Thái Bình và CS, 2010a,b).

Việc kết hợp cả hai phương pháp để thực hiện mô phỏng và xây dựng bản đồ ngập lụt được coi là phương pháp tối ưu hơn. Số liệu thu được từ phương pháp điều tra khảo sát các trận lũ thực tế sẽ là căn cứ để hiệu chỉnh và kiểm định mức độ tin cậy của mô hình toán. Phương pháp mô hình toán được sử dụng để mô phỏng toàn cảnh bức tranh ngập lụt theo thời gian của trận lũ cũng như đưa ra các kịch bản cực đoan chưa từng xảy ra trong quá khứ. Kết quả đầu ra của mô hình toán sẽ được tích hợp với cơ sở dữ liệu thông tin địa lý khu vực nghiên cứu để xây dựng nên các bản đồ ngập lụt.

· Quy trình đánh giá sự biến đổi của ngập lụt

Khung nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt được thể hiện trong hình 4.6. Theo đó các bước chính thực hiện như sau:

· Xây dựng mô hình thủy văn tính toán lưu lượng dòng chảy từ mưa trên lưu vực theo các kịch bản BĐKH;

· Xây dựng mô hình thủy động lực 1-2 chiều mô phỏng lại quá trình thủy động lực trong sông và trên lưu vực;

· Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình xác định bộ thông số tối ưu mô phỏng ngập lụt (hoặc xâm nhập mặn) theo các kịch bản trong tương lai;

· Xây dựng bản đồ ngập lụt dựa trên kết quả dự tính BĐKH theo các kịch bản;

· Đánh giá tác động của BĐKH đến sự biến đổi ngập lụt dựa trên các bản đồ ngập lụt đã xây dựng cho lưu vực.

Hình 4.6: Sơ đồ khối tiếp cận bài toán đánh giá sự biến đổi của ngập lụt
trong bối cảnh BĐKH

4.2.3. Mô hình mô phỏng và dự tính sự biến đổi của ngập lụt

· Lưu vực sông Lam

Xây dựng mô hình thủy lực 1 – 2 chiều

Mô tả mạng thủy lực 1D (MIKE 11)

Mạng sông để tính toán thuỷ lực cho lưu vực sông Lam bao gồm toàn bộ dòng chính và các phụ lưu chính của vùng trung, hạ du trong lưu vực sông Lam (Hình 4.7):

· Dòng chính sông Lam: Từ ngã ba Cửa Rào đến Ngã Ba Chợ Tràng dài 225 km với 164 mặt cắt.

· Sông Hiếu (sông Con): Từ trạm thuỷ văn Tân Kỳ đến nhập lưu vào sông Lam (ngã ba Cây Chanh), dài 105km với 48 mặt cắt.

· Sông Giăng: Từ tuyến Thác Muối đến nhập lưu vào sông Lam với chiều dài 22km với 11 mặt cắt.

· Sông Ngàn Phố: Từ trạm thuỷ văn Sơn Diệm đến ngã ba Linh Cảm với chiều dài là 30km và 16 mặt cắt.

· Sông Ngàn Sâu: Từ trạm thuỷ văn Hoà Duyệt đến ngã ba Linh Cảm với chiều dài 25km và 14 mặt cắt.

· Sông La: Từ Linh Cảm đến nhập lưu vào sông Lam (ngã ba Chợ Tràng) với chiều dài là 13km và 12 mặt cắt.

· Sông Hào: Từ sông La đến nhập lưu sông Lam với chiều dài là 6km và 4 mặt cắt.

· Sông Lam: Từ Ngã Ba Chợ Tràng ra đến Cửa Hội với chiều dài tính toán là 35km, 23 mặt cắt.

· Sông Nghèn: Từ xã Trung Lương chảy qua Hà Tĩnh theo hướng Đông Bắc đổ ra biển tại cửa Sót với chiều dài là 70km, 5 mắt cắt.

Toàn bộ địa hình lòng dẫn sông đều theo hệ cao độ Quốc gia, được Trung tâm công nghệ tài nguyên - môi trường nước thực hiện tháng 10-11/2001, được cập nhật, bổ sung bởi Liên đoàn khảo sát khí tượng thủy văn năm 2008. Mạng lưới tính gồm 8 sông chính trên lưu vực với tổng chiều dài 461km, bao gồm 297 mặt cắt (bảng 4.2).

Hình 4.7: Mạng thủy lực 1D lưu vực sông Lam

Bảng 4.2:Thông tin đặc trưng mạng thủy lực 1D

TT	Tên sông	Chiều dài (km)	Số mặt cắt	Điểm đầu	Điểm cuối
1	Sông Cả	225	164	Cửa Rào	Nhập lưu vào sông Lam
2	Sông Giăng	22	11	Thác Muối	Nhập lưu vào sông Lam
3	Sông Hiếu	105	48	Tân Kỳ	Nhập lưu vào sông Lam
4	Sông La	13	12	Linh Cảm	Ngã ba Chợ Tràng
5	Sông Lam	35	23	Ngã ba Chợ Tràng	Cửa Hội
6	Sông Ngàn Phố	30	16	Sơn Diệm	Linh Cảm
7	Sông Ngàn Sâu	25	14	Hòa Duyệt	Linh Cảm
8	Sông Hào	6.25	4	Sông La	Sông Lam
9	Sông Nghèn	70km	5	Sông Lam	Cửa Sót

Mô tả mạng thủy lực 2D (MIKE 21)

Mô hình MIKE 21 được sử dụng để tính toán dòng chảy trên bãi ngập lũ, vùng tính toán 2D được xác định trên cơ sở bản đồ địa hình kết hợp số liệu điều tra khảo sát các trận lũ lịch sử nhằm đảm bảo bao trùm được vùng ngập trên lưu vực.

Từ bản đồ địa hình 1:10.000 (do Bộ Tài nguyên và Môi trường cấp), lưới tính cho miền tính 2D đã được xây dựng, bao gồm các bãi chứa lũ dọc theo các sông từ biên trên của mô hình thủy lực 1D ra đến cửa biển. Miền tính toán 2D có diện tích là 2.800 km² đối với lưu vực sông Lam, và 333km² đối với lưu vực sông Nhật Lệ, được rời rạc hóa thành 52.569 phần tử hữu hạn (FEM) với kích thước mỗi cạnh ô lưới từ 100 – 200m cho khu vực có địa hình tương đối bằng phẳng, và thay đổi dần từ 30 – 100m cho những nơi có địa hình phức tạp hơn như hệ thống giao thông, đê kè, hay các khu dân cư (hình 4.8).

Hình 4.8: Miền tính 2 chiều trong vùng nghiên cứu cho lưu vực sông Lam

Sau khi xây dựng mạng lưới thủy lực cho Mike 11 và Mike 21 đã tiến hành kết hợp (Coupling) cả hai mạng lưới thủy lực 1D và 2D khi sử dụng các liên kết biên trên. Các biên trên và gia nhập khu giữa được tính toán bằng mô hình mưa - dòng chảy NAM, được tích hợp trong bộ mô hình Mike. Điều kiện biên dưới được lựa chọn là mực nước thủy triều tại trạm Cửa Hội và Cửa Sót đối với lưu vực sông Lam, tại trạm Đồng Hới đối với lưu vực sông Nhật Lệ.

Trên cơ sở đó, việc tính toán ngập lụt trên lưu vực sẽ được tiến hành thông qua mô hình Mike Flood. Mạng lưới thủy lực 1D-2D sau đó được chạy thử để kiểm tra mức độ tin cậy và tìm bộ thông số thủy lực phù hợp cho hệ thống sông.

Xây dựng mô hình thủy văn

Lưu lượng dòng chảy sinh ra trên lưu vực gia nhập vào hệ thống sông Lam được tính toán khi sử dụng mô hình NAM cho 24 tiểu lưu vực nhỏ (hình 4.9 và bảng 4.3). Số liệu mưa tại 15 trạm (bảng 4.4) trên lưu vực được sử dụng làm dữ liệu đầu vào cho mô hình NAM (Phan Thanh Tịnh, 2011; Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường, 2011).

Số liệu quan trắc thực tại trạm Nghĩa Khánh (SC 2) và Sơn Diệm (SC 11) được sử dụng để kiểm định và hiệu chỉnh mô hình tính toán lưu lượng dòng sinh ra của các tiểu lưu vực. Bộ thông số sau khi đã hiệu chỉnh và kiểm định sẽ được sử dụng cho các tiểu lưu vực lân cận khi tính toán dòng chảy. Trong các tiểu lưu vực đó, có tiểu lưu vực SC 15 bao gồm cả phần diện tích bên Lào mà số liệu khí tượng không thu thập được, nên phải sử dụng số liệu mưa tại trạm Cửa Rào để thay thế.

Bảng 4.3: Các tiểu lưu vực thuộc lưu vực sông Lam

Tiểu LV	Diện tích (km²)	Gia nhập khu giữa trên sông	Từ (km)	Đến (km)
SC 1	1721.3	Biên trên sông Cả
SC 2	3427.6	Biên trên (trạm Nghĩa Khánh)	Hiệu chỉnh và kiểm định
SC 3	405.8	Sông Hiếu	19300.1	27970.6
SC 4	212.4	Sông Hiếu	19300.1	27970.6
SC 5	736.5	Sông Hiếu	22230.5	84350.9
SC 6	583.1	Sông Cả	130458.5	195763
SC 7	197.9	Sông Lam	15907.4	31751.1
SC 8	152.7	Sông Lam	23513	31751
SC 9	753.8	Sông Nghèn	13564	54422.8
SC10	1735.5	Biên trên sông Ngàn Sâu tại Hòa Duyệt
SC11	784.5	Biên trên sông Ngàn Phố tại Sơn Diệm
SC12	600.7	Sông Cả	160747.1	210571
SC13	1047.9
SC14	1382.91	Sông Cả	13080.18	73350.8
SC 15	11014.2	Biên trên sông Cả (bao gồm phần lưu vực trên địa phận Lào)
SC16	827.8	Sông Hiếu	19300.14	27970.6
SC17	433.3	Sông Cả	73350.81	86837
SC18	507.7	Sông Cả	73350.81	154763
SC19	1283.0	Sông Cả	13080.18	73350.8
SC20	149.9	Sông Lam	425.78	15423.3
SC22	194.3	Ngàn Sâu	500	27203.9
SC23	283.0	Ngàn Phố	1000	29397.1
SC24	419.5	Sông Lam	23513	31751

Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình

Do biên đầu vào của mô hình Mike Flood được tính gián tiếp từ mưa nên, để tính toán quá trình mưa - dòng chảy cho các tiểu vùng trên các lưu vực sông, ở đây đã lựa chọn mô hình NAM được tích hợp trong mô hình Mike 11. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình mưa - dòng chảy NAM cho 2 trận lũ 10/2010 và 10/2013 tại trạm Nghĩa Khánh và Sơn Diệm trên sông Hiếu và sông Ngàn Phố cho kết quả khá tốt, đánh giá theo chỉ tiêu Nash đạt 70% (hình 4.10 và hình 4.11). Như vậy bộ thông số của mô hình thủy văn cho hai lưu vực sông Lam có đủ độ tin cậy làm đầu vào cho mô hình thủy lực.

Hình 4.9: Sơ đồ tiểu lưu vực thuộc lưu vực sông Lam

Bảng 4.4: Các trạm mưa sử dụng để tính toán dòng chảy trên lưu vực sông Lam

STT	Tên Trạm	STT	Tên Trạm
1	Con Cuông	9	Nghĩa Khánh
2	Đô Lương	10	Hòa Duyệt
3	Nam Đàn	11	Dừa
4	Cửa Hội	12	Mường Xén
5	Linh Cảm	13	Vinh
6	Chu Lễ	14	Hà Tĩnh
7	Sơn Diệm	15	Cửa Rào
8	Quỳ Châu

Hình 4.10: So sánh lưu lượng tính toán và thực đo tại trạm Nghĩa Khánh (trận lũ 10/2010)

Hình 4.11: So sánh lưu lượng tính toán và thực đo tại trạm Sơn Diệm (trận lũ 10/2013)

Mô hình thủy lực áp dụng cho lưu vực sông Lam cũng đã được tiến hành hiệu chỉnh và kiểm định cho 2 trận lũ 10/2010 và 10/2013. Số liệu dùng để hiệu chỉnh và kiểm định là mực nước thực đo trên các hệ thống sông và số liệu diện ngập được chụp từ vệ tinh ngày 20/10/2010 do UNOSAT công bố.

Hình 4.12: So sánh đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Dừa (trận lũ 10/2010)

Hình 4.13: So sánh đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Yên Thượng (trận lũ 10/2010)

Hình 4.14: So sánh đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Linh Cảm (trận lũ 10/2010)

Hình 4.15: So sánh đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Nam Đàn (trận lũ 10/2010)

Trận lũ từ 14/10/2010 đến ngày 25/10/2010 được sử dụng để hiệu chỉnh bộ thông số của mô hình. So sánh mực nước tính toán và thực đo tại trạm Linh Cảm trên sông La và Trạm Yên Thượng, Nam Đàn trên sông Cả cho thấy chỉ tiêu Nash đạt trên 75%, thuộc loại tốt (hình 4.13 – 4.15). Bên cạnh việc hiệu chỉnh các thông số thủy lực trong sông cho mô hình 1D, các thông số thủy lực trên các bãi ngập lũ cũng được hiệu chỉnh thông qua việc so sánh diện ngập theo mô hình và diện ngập thu được từ vệ tinh vào ngày 20/10/2010. Kết quả nhận được cũng cho thấy sự phù hợp tốt giữa diện ngập, độ sâu ngập lụt và vết lũ tính theo mô hình và theo quan trắc (hình 4.16 – 4.17).

Hình 4.16: So sánh vết lũ thực đo và tính toán trên lưu vực sông Lam trận lũ 10/2010

Hình 4.17: So sánh đường diện ngập tính toán và ảnh vệ tinh ngày 20/10/2010

Để khẳng định sơ đồ thủy lực và bộ thông số đã chọn là đúng đắn, đã tiến hành kiểm định lại các thông số thủy lực của mô hình với trận lũ từ ngày 13/10/2013 đến ngày 25/10/2013. Kết quả kiểm định tại các trạm quan trắc đánh giá theo chỉ tiêu Nash đều trên 70%, thuộc loại khá và tốt (hình 4.18 - 4.21).

Kết quả mô phỏng ngập lụt cho trận lũ tháng 10/2010 trên lưu vực sông Lam bằng sơ đồ mạng lưới thủy lực đã xây dựng và bộ thông số đã hiệu chỉnh và kiểm địnhđược dẫn ra trên các hình 4.22-4.25. Có thể nhận thấy, vùng ngập lụt chủ yếu nằm ở hạ lưu của lưu vực (hình 4.22, 4.23), trên địa bàn các huyện Thanh Chương, Nam Đàn, Hưng Nguyên, Nghi Lộc và thành phố Vinh của tỉnh Nghệ An. Tại Hà Tĩnh các vùng ngập lụt chủ yếu ở các huyện Hương Sơn, Đức Thọ, Can Lộc, Nghi Xuân và Thị Xã Hồng Lĩnh. Trong đó khu vực Chợ Tràng (nơi hợp nguồn của sông La và sông Lam) là nơi ngập sâu nhất với độ ngập sâu từ 4 – 5m tại xã Đức Châu, huyện Đức Thọ.

Tại huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An, mức độ ngập lụt khoảng 1 – 3m. Các xã nằm trong đê chủ yếu bị ngập úng do nước mưa. Xã Hưng Nhân nằm phía ngoài đê chịu ảnh hưởng trực tiếp của lũ sông Lam nên mức độ ngập lụt ở đây là lớn nhất, có nơi ngập tới từ 3 – 4m như ở khu vực đồng ruộng trồng lúa. Khu dân cư độ ngập sâu khoảng 0,5 - 2m. Khu vực ngập sâu nhất trong xã là xóm 1, xóm 2, xóm 3 với độ ngập sâu từ 1,5 - 1,8m. Các nơi có địa hình cao hơn như xóm 4, 5, 6, 7, 8 thì mức độ ngập sâu chỉ khoảng 0,5 - 1,0m (hình 4.24).

Hình 4.18: So sánh đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Dừa (trận lũ 10/2013)

Hình 4.19: So sánh đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Yên Thượng (trận lũ 10/2013)

Hình 4.20: So sánh đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Linh Cảm (trận lũ 10/2013)

Hình 4.21: So sánh đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Nam Đàn (trận lũ 10/2013)

Hình 4.22: Bản độ ngập lụt lưu vực sông Lam trong trận lũ tháng 10/2010

Hình 4.23: Bản đồ ngập sâu khu vực xã Hưng Nhân và Yên Hồ trên lưu vực sông Lam trong trận lũ tháng 10/2010

Hình 4.24: Bản đồ ngập sâu khu vực xã Hưng Nhân trong trận lũ tháng 10/2010

Tại huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh, vùng ngập lụt chủ yếu tập trung vào các xã nằm ngoài đê như Đức Châu, Đức Tùng, Liên Minh, Đức La, Đức Quang, Đức Vĩnh và Yên Hồ. Trong đó xã Yên Hồ nằm phía trong đê nhưng do có địa hình thấp nên trở thành vùng ngập úng sâu với độ ngập lên đến 1 – 2m. Khu vực ngập sâu nhất trong xã Yên Hồ là xóm 6, xóm 8, xóm 9 với độ ngập sâu từ 1,2 - 1,5 m. Các xóm 1, 3, 4, 7, 5 có địa hình cao hơn nên mức độ ngập sâu chỉ khoảng 0,5 - 1,0m (hình 4.25).

Hình 4.25: Bản đồ ngập sâu khu vực xã Yên Hồ trong trận lũ tháng 10/2010

· Lưu vực sông Nhật Lệ

Xây dựng mô hình thủy lực 1 – 2 chiều

Mạng sông đưa vào tính toán thuỷ lực bao gồm toàn bộ dòng chính và các phụ lưu chính của vùng trung, hạ du trong lưu vực sông Nhật Lệ (hình 4.26), cụ thể:

· Dòng chính sông Nhật Lệ: từ đoạn hợp lưu của sông Long Đại với sông Kiến Giang đến cửa sông (Cửa Nhật Lệ);

· Sông Long Đại: từ trạm thuỷ văn Tám Lu đến nhập lưu vào sông Nhật Lệ.

· Sông Kiến Giang: từ trạm thuỷ văn Kiến Giang đến nhập lưu vào sông Nhật Lệ.

· Các nhánh kênh Hói Dài, Sao Vàng và các kênh nội đồng khác.

Tổng chiều dài mạng thủy lực lưu vực sông Nhật Lệ là 189km với 54 mặt cắt.

Hình 4.26: Mạng thủy lực 1D lưu vực sông Nhật Lệ

Xây dựng mô hình thủy văn

Lưu vực sông Nhật Lệ có diện tích 2647 km²được phân chia thành 21 tiểu lưu vực (bảng 4.5 và hình 4.27).

Bảng 4.5: Các tiểu lưu vực sông Nhật Lệ

TT	Tên lưu vực	Diện tích (Km²)	Ghi chú
1	LD1-TAMLU	1092.5	Thượng nguồn sông Long Đại
2	LD2-1D	127.5	Nhập lưu khu giữa sông Long Đại (vào mô hình 1D)
3	LD3-1D	175.3	Nhập lưu khu giữa sông Long Đại (vào mô hình 1D)
4	KG1-KIENGIANG	297.9	Thượng nguồn sông Kiến Giang
5	KG2-1D	93.1	Nhập lưu khu giữa sông Kiến Giang (vào mô hình 1D)
6	KG3-1D	51.2	Nhập lưu khu giữa sông Kiến Giang (vào mô hình 1D)
7	KG4-2D	73.5	Nhập lưu khu giữa khu vực sông Kiến Giang (vào mô hình 2D)
8	KG5-2D	38.6
9	KG6-2D	43.3
10	KG7-2D	74.6
11	KG8-2D	10.7
12	KG9-2D	8.1
13	KG10-2D	18.2
15	NL2-2D	17.3
16	NL3-2D	23.8
17	NL4-2D	15.7
18	NL6-2D	33.3
19	NL5-2D	9.4
20	NL7-2D	28.3
21	NL8-2D	31.7

Hình 4.27: Sơ đồ các tiểu lưu vực sông Nhật Lệ

Các kết quả tính toán lưu lượng dòng chảy trên các tiểu lưu vực sẽ được sử dụng làm biên đầu vào cho các mô hình thủy lực 1-2 chiều trên lưu vực.

Mô tả mạng thủy lực 2D (MIKE 21)

Mô hình Mike 21 cũng được sử dụng để tính toán dòng chảy trên bãi ngập lũ cho lưu vực sông Nhật Lệ. Miền tính toán 2D được xác định trên cơ sở bản đồ địa hình kết hợp số liệu điều tra khảo sát các trận lũ lịch sử nhằm đảm bảo bao trùm được vùng ngập trên lưu vực.

Từ bản đồ địa hình 1:10.000 (do Bộ Tài nguyên và Môi trường cấp), đã tiến hành xây dựng lưới tính cho miền tính 2D bao gồm các bãi chứa lũ dọc theo các sông từ biên trên của mô hình thủy lực 1D ra đến cửa biển. Khu vực tính toán 2D có diện tích là 333km² được rời rạc hóa thành 52.569 phần tử hữu hạn (FEM) với kích thước mỗi cạnh ô lưới từ 100 – 200m cho khu vực có địa hình tương đối bằng phẳng, và thay đổi dần từ 30 – 100m cho những nơi có địa hình phức tạp hơn như hệ thống giao thông, đê kè, hay các khu dân cư (hình 4.28).

Hình 4.28: Lưới tính 2D lưu vực sông Nhật Lệ

Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình

Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy văn cho lưu vực sôngNhật Lệ tại trạm Kiến Giang cho 2 trận lũ tháng 11/2010 và 11/2012 cho chỉtiêu Nash đạt 75,2% và 72,3%, thuộc loại khá (hình 4.29-4.30), và có thể xem là có đủ độ tin cậy cho biên đầu vào cho mô hình thủy lực.

Bộ mô hình thủy lực trên lưu vực sông Nhật Lệ cũng được tiến hành hiệu chỉnh và kiểm định với trận lũ từ 1/11 đến 11/11/1999 và trận lũ từ 1/10 đến 25/10/2010. Kết quả tính toán được so sánh với giá trị thực đo tại trạm Lệ Thủy và trạm Đồng Hới. Đánh giá sai số theo chỉ tiêu Nash thuộc loại tốt (R> 80%) (Hình 4.31-4.34).

Kết quả mô phỏng trận ngập tháng 11/1999 và 10/2010 bằng mô hình được thể hiện trong các hình 4.35-4.36. Có thể thấy, trên lưu vực sông Nhật Lệ vùng ngập chủ yếu ở các huyện Lệ Thủy và Quảng Ninh là những nơi có địa hình trũng được bao bọc bởi núi và cồn cát ven biển. Mức độ ngập sâu lên đến 4 – 5m (tại xã Lộc Thủy) trong trận lũ 10/2010. Mức độ ngập tại xã Võ Ninh, huyện Quảng Ninh chỉ khoảng 0,5 – 1,4 m, trong đó thôn Trúc Ly có độ ngập sâu lớn hơn khoảng 0,5 m so với thôn Hà Thiệp (hình 4.37).

Hình 4.29: So sánh lưu lượng tính toán và thực đo tại trạm Kiến Giang (trận lũ 11/2010).

Hình 4.30: So sánh lưu lượng tính toán và thực đo tại trạm Kiến Giang (trận lũ 11/2012).

Hình 4.31: So sánh đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Lệ Thủy(trận lũ 11/1999)

Hình 4.32: So sánh đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Đồng Hới (trận lũ 11/1999)

Hình 4.33: So sánh đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Lệ Thủy (trận lũ 10/2010)

Hình 4.34: So sánh đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Đồng Hới (trận lũ 10/2010)

Hình 4.35: Bản độ ngập lụt lưu vực sông Nhật Lệ trong trận lũ tháng 11/1999

Hình 4.36: Bản độ ngập lụt lưu vực sông Nhật Lệ trong trận lũ tháng 10/2010

Hình 4.37: Bản đồ ngập sâu khu vực xã Võ Ninh trong trận lũ tháng 10/2010

4.2.4. Dự tính ngập lụt trên lưu vực sông Lam và sông Nhật Lệ theo các kịch bản

Việc dự tính ngập lụt trên lưu vực sông Lam và sông Nhật Lệ cho tương lai được thực hiện bằng bộ mô hình thuỷ văn - thuỷ lực đã được kiểm nghiệm và hiệu chỉnh trên đây khi sử dụng lượng mưa từ sản phẩm hạ qui mô bằng mô hình khí hậu khu vực RegCM các kết quả dự tính khí hậu của mô hình CCAM chạy với SST nhận được từ hai mô hình toàn cầu Access (RCM_CCAM_Acc) và NorESM (RCM_CCAM_Nor). Hai kịch bản phát thải khí nhà kính RCP4.5 và RCP8.5 được sử dụng để dự tính cho hai giai đoạn trong tương lai là giữa thế kỷ 21 (2045-2065) và cuối thế kỷ 21 (2080-2099). Như vậy có tất cả 8 kịch bản BĐKH được sử dụng ứng với hai mô hình, hai kịch bản phát thải và hai giai đoạn tương lai. Biến đổi của lượng mưa dự tính cho các giai đoạn tương lai được tính theo % so với thời kỳ chuẩn 1980-1999 (bảng 4.7).

Biên dưới của mô hình thủy lực tại Cửa Hội, Cửa Sót của lưu vực sông Lam và cửa Nhật Lệ của hệ thống sông Nhật Lệ là mực nước dao động thủy triều cộng thêm sự gia tăng của mực nước biển dâng dự tính cho các thời kỳ tương ứng của Bộ Tài nguyên môi trường năm 2012 (bảng 4.6).

Kết quả tính toán nhận được từ mô hình thủy lực 2D sẽ được sử dụng để thành lập các bản đồ ngập lụt trên 2 lưu vực sông, được thể hiện trong các hình 4.38-4.53.

· Tác động của BĐKH đến ngập lụt lưu vực sông Lam

Từ bảng 4.7 nhận thấy, so với thời kỳ chuẩn (1980-1999) lượng mưa trên cả ba tỉnh NHQ trong tương lai đều tăng lên với giá trị trung bình khoảng 6% (Quảng Bình) đến 7% (Nghệ An, Hà Tĩnh). Mức tăng lượng mưa cuối thế kỷ cao hơn giữa thế kỷ và kịch bản RCP8.5 cao hơn kịch bản RCP4.5. Mưa dự tính theo RCM_CCAM_Acc tăng cao hơn so với RCM_CCAM_Nor. Việc so sánh kết quả dự tính sự biến đổi của lượng mưa theo hai kịch bản phát thải cho thấy kịch bản phát thải cao (RCP8.5) về cơ bản đã bao phủ được cả kịch bản thấp (RCP4.5) theo nghĩa quản lý rủi ro ngập lụt. Do đó, dự án sẽ chỉ tập trung phân tích đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đối với lũ lụt trên hai lưu vực sông Lam và sông Nhật Lệ căn cứ vào kết quả dự tính lượng mưa của kịch bản phát thải cao.

Rõ ràng, cùng với sự gia tăng lượng mưa dự tính theo các kịch bản BĐKH cộng thêm ảnh hưởng của nước biển dâng thì mức độ ngập lụt càng trở lên trầm trọng hơn. Có thể thấy ở vùng nghiên cứu thí điểm của dự án (ba xã Hưng Nhân, Nghệ An; Yên Hồ, Hà Tĩnh; và Võ Ninh, Quảng Bình), mức độ ngập lụt sẽ gia tăng đáng kể (Bảng 4.8).

Ở xã Hưng Nhân, theo kịch bản phát thải cao của mô hình RCM_CCAM_Acc, với lượng mưa tăng thêm khoảng 11% thì mức độ ngập sâu sẽ tăng khoảng 19% vào khoảng giữa thế kỷ (1,27m so với 1,07m trong trận ngập lụt tháng 10/2010), và tăng 9,3% vào cuối thế kỷ. Nếu theo kết quả của mô hình RCM_CCAM_Nor thì mức độ ngập sâu tại đây chỉ tăng 2,8% và 4,6% tương ứng vào giữa và cuối thế kỷ.

Ở xã Yên Hồ, theo kịch bản phát thải cao của mô hình RCM_CCAM_Acc, nếu lượng mưa tăng khoảng 11% và 9,5% thì độ ngập sâu tại đây tăng thêm 45% vào giữa thế kỷ và 35% vào cuối thế kỷ (1,06m và 0,9m so với mức ngập sâu 0,74m trong trận lũ 10/2010). Mức độ ngập sâu chỉ tăng 21% và 28,3% vào giai đoạn giữa thế kỷ và cuối thế kỷ nếu theo kết quả dự tính của mô hình RCM_CCAM_Nor.

Bảng 4.6: Mực nước biển dâng dự tính tại khu vực dự án

Biên dưới	Lưu vực sông	Nước biển dâng (cm)
Biên dưới	Lưu vực sông	2045 - 2065	2080 - 2099
Cửa Hội	Sông Lam	22	50
Cửa Sót	Sông Lam	22	50
Nhật Lệ	Nhật Lệ	40	80

Bảng 4.7: Dự tính thay đổi lượng mưa tháng (%) lớn nhất tại NHQ

Kịch bản	RCP4.5				RCP8.5
*Mô hình*	*RCM_CCAM_Acc*		*RCM_CCAM_Nor*		*RCM_CCAM_Acc*		*RCM_CCAM_Nor*
Giai đoạn Trạm	2045-2065	2080-2099	2045-2065	2080-2099	2045-2065	2080-2099	2045-2065	2080-2099
Con Cuông	5.011	7.846	4.337	4.024	6.911	12.253	3.355	4.702
Đô Lương	7.115	8.826	4.665	5.626	13.789	12.323	3.948	3.38
Quỳ Châu	8.39	9.291	6.531	4.14	5.719	8.624	3.569	5.18
Quỳ Hợp	8.666	11.467	6.982	3.598	7.861	9.698	2.815	4.625
Quỳnh Lưu	4.309	13.955	7.288	14.022	12.68	8.084	5.612	4.978
Tây Hiếu	4.979	18.293	7.113	6.671	10.585	9.767	3.151	5.518
Tương Dương	4.099	5.655	4.143	2.623	5.382	9.279	3.193	3.856
Vinh	6.113	6.413	6.478	6.35	15.273	11.261	5.749	5.011
Hòn Ngư	7.148	6.494	5.698	7.191	21.328	12.807	4.969	7.143
Hà Tĩnh	4.326	8.225	7.335	4.949	17.26	12.562	4.443	6.661
Hương Khê	5.048	5.513	4.351	4.085	9.898	4.895	3.109	6.308
Hương Sơn	4.258	6.602	6.433	3.672	9.216	6.28	3.207	4.694
Kỳ Anh	7.481	10.403	5.632	5.073	14.217	12.942	9.068	6.781
Ba Đồn	11.907	8.631	4.861	3.196	10.538	8.064	4.983	4.343
Đồng Hới	5.136	5.836	3.715	4.005	7.773	7.122	6.676	6.413
Tuyên Hoá	6.615	4.988	3.863	3.56	8.854	5.577	3.587	4.866
Trung Bình	6.28	8.65	5.58	5.174	11.08	9.47	4.46	5.27

Bảng 4.8: Tác động của BĐKH đến ngập lụt tại 3 xã Hưng Nhân, Yên Hồ, Võ Ninh

	Mức ngập sâu năm 2010 (m)	RCM_CCAM _Acc,RCP85, 2045-2065	RCM_CCAM _Acc,RCP85, 2080-2099	RCM_CCAM _Nor,RCP85, 2045-2065	RCM_CCAM _Nor,RCP85, 2080-2099
Hưng Nhân	1.07	1.27 (+ 19%)	1.168 (+ 9.3%)	1.1 (+2.8%)	1.12 (+ 4.6%)
Yên Hồ	0.74	1.06 (+ 45%)	1.0 ( + 35%)	0.9 (+21%)	0.95(+28.3%)
Võ Ninh	0.82	1.35 (+ 64%)	1.83 (+ 123%)	1.1 (+34%)	1.5 (+82%)

Hình 4.38: Bản đồ ngập sâu lưu vực sông Lam theo lượng mưa dự tính của RCM_CCAM_Acc cho kịch bản RCP4.5 giai đoạn 2045 – 2065

Hình 4.39: Bản đồ ngập sâu lưu vực sông Lam theo lượng mưa dự tính của RCM_CCAM_Acc cho kịch bản RCP4.5 giai đoạn 2080 – 2099

Hình 4.40: Bản đồ ngập sâu lưu vực sông Lam theo lượng mưa dự tính của RCM_CCAM_Acc cho kịch bản RCP8.5 giai đoạn 2045 – 2065

Hình 4.41: Bản đồ ngập sâu lưu vực sông Lam theo lượng mưa dự tính của RCM_CCAM_Acc cho kịch bản RCP8.5 giai đoạn 2080 – 2099

Hình 4.42: Bản đồ ngập sâu lưu vực sông Lam theo lượng mưa dự tính của RCM_CCAM_Nor cho kịch bản RCP4.5 giai đoạn 2045 – 2065

Hình 4.43: Bản đồ ngập sâu lưu vực sông Lam theo lượng mưa dự tính của RCM_CCAM_Nor cho kịch bản RCP4.5 giai đoạn 2080 – 2099

Hình 4.44: Bản đồ ngập sâu lưu vực sông Lam theo lượng mưa dự tính của RCM_CCAM_Nor cho kịch bản RCP8.5 giai đoạn 2045 – 2065

Hình 4.45: Bản đồ ngập sâu lưu vực sông Lam theo lượng mưa dự tính của RCM_CCAM_Nor cho kịch bản RCP8.5 giai đoạn 2080 – 2099

Hình 4.46: Bản đồ ngập sâu lưu vực sông Nhật Lệ theo lượng mưa dự tính của RCM_CCAM_Acc cho kịch bản RCP4.5 giai đoạn 2045 -2065

Hình 4.47: Bản đồ ngập sâu lưu vực sông Nhật Lệ theo lượng mưa dự tính của RCM_CCAM_Acc cho kịch bản RCP4.5 giai đoạn 2080 - 2099

Hình 4.48: Bản đồ ngập sâu lưu vực sông Nhật Lệ theo lượng mưa dự tính của RCM_CCAM_Acc cho kịch bản RCP8.5 giai đoạn 2045 - 2065

Hình 4.49: Bản đồ ngập sâu lưu vực sông Nhật Lệ theo lượng mưa dự tính của RCM_CCAM_Acc cho kịch bản RCP8.5 giai đoạn 2080 -2099

Hình 4.50: Bản đồ ngập sâu lưu vực sông Nhật Lệ theo lượng mưa dự tính của RCM_CCAM_Nor cho kịch bản RCP8.5 giai đoạn 2045 -2065

Hình 4.51: Bản đồ ngập sâu lưu vực sông Nhật Lệ theo lượng mưa dự tính của RCM_CCAM_Nor cho kịch bản RCP8.5 giai đoạn 2080 -2099

Hình 4.52: Bản đồ ngập sâu lưu vực sông Nhật Lệ theo lượng mưa dự tính của RCM_CCAM_Nor cho kịch bản RCP4.5 giai đoạn 2045 -2065

Hình 4.53: Bản đồ ngập sâu lưu vực sông Nhật Lệ theo lượng mưa dự tính của RCM_CCAM_Nor cho kịch bản RCP4.5 giai đoạn 2080 -2099

Ở xã Võ Ninh, theo kịch bản phát thải cao của mô hình RCM_CCAM_Acc, với lượng mưa tăng thêm khoảng 7,7% và 7,1% tương ứng vào giữa và cuối thế kỷ cộng với nước biển dâng 40 cm - 80 cm thì mức độ ngập lụt tăng thêm khoảng 64% và 123%, rất nghiêm trọng. Nếu theo kết quả dự tính mưa của mô hình RCM_CCAM_Nor, lượng mưa sẽ tăng 6,6% và 6,4%, tương ứng mức độ ngập lụt sẽ tăng thêm 34% và 82% cho các giai đoạn giữa thế kỷ và cuối thế kỷ 21.

4.2.5. Tác động của nước biểndâng đến xâm nhập mặn tại vùng dự án

Việc đánh giá tác động của nước biển dâng đến xâm nhập mặn khu vực dự án được thực hiện trên cơ sở kết quả tính toán khi sử dụng bộ mô hình thủy lực 1 chiều đã xây dựng ở trên. Mô đun thủy lực (HD) và lan truyền chất ô nhiễm (AD) được lựa chọn để tính toán xâm nhập mặn trên 2 lưu vực sông Lam và sông Nhật Lệ.