Luận án tiến sĩ thủy văn học - Nghiên cứu tính toán mưa lũ thiết kế khu vực Nam Trung Bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ THI HAI YEN NGHIEN CUU TINH TOAN MUA, LU THIET KE CO XET DEN BIEN DOI KHÍ HẬU KHU VUC NAM TRUNG BO LUẬN ÁN TIEN SĨ KY THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO. BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT RUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LỄ THỊ HAI YEN NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN MƯA, LŨ THIẾT KE CÓ XÉT DEN BIEN DOI KHÍ HẬU KHU VUC NAM TRUNG BO Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 62-44-02-24 NGƯỜI HƯỚI 1, PGS. TS Ngô Lê Long 2. TS Trần Thanh Tùng HÀ NOI, NĂM 2018 LỜI CAM DOAN Tác giá xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giá.

Các kết quả luận trong luận án là trung thực, không sao chép từ bắt kỳ một nguồn nào và dưới bắt kỹ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn ti liệu (tế có) đã được thực hiện trich dẫn và ghi nguồn tai liệu tham khảo đúng quy định. Tác giả luận án Lê Thị Hải Yến LỜI CẢM ƠN Lôi đầu tiên tác giả xin được bày t6 lòng cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Ngô Lê Long. hanh Tùng, đã tận tỉnh hướng dẫn tác giả trong suốt thoi gian nghiên cứu và thực hiện luận án.

“ác giá xin bầy tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám Hiệu, Phòng Đảo tạo ĐH&SĐH, Tập thể các Thay cô giáo khoa Thủy văn và Tài nguyên nước, Phòng Khoa học Công nghệ, Trường Đại Học Thủy Lợi - Hà N i giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tác giả hoàn thành luận án ‘Tée giả xin chân thành cảm ơn Bộ môn Thủy Lực - Khoa Kỹ thuật Tải Nguyên nước, nơi tác giả đang công tác, đã tạo điều kiện về thời gian và công việc giúp tác giả hoàn thành luận án. “Tác giả xin bày tỏ lòng biết on đến gia định, bạn bê luôn sit cánh động viên tác giả vượt qua mọi khó Khăn để thực hiện luận án của mình. Tac giả luận án MỤC LỤC MỤC Luc iii DANH MỤC CÁC HÌNH ANH v DANH MỤC BANG BIÊI vil DANH MỤC CÁC TU VIET TAT vii MỞ DAU 1 CHƯƠNG 1. TONG QUAN NGHIÊN CUU MƯA, LŨ CÓ XÉT DEN BIEN ĐÔI.1 Tổng quan các nghiên củu v8 mưa, lũ rong nước và th giới 6 L2 Sơlược về BĐKH và các kịch bản 1.3 Tổng quan các nghiền cứu về ác động của biỄn đổi khi hậu đến mưa, lũ.1 Nghiên cứu về tác động của biển đổi khí hậu đến mưa, lũ trên thể giới.

Nghiên cửu tée động của biến đổi khí hậu đến mưa, lũ ở Việt Nam .3 - Những han ché trong nghiền cứu tính toán mưa, lũ có xé đến biến đổi khí hậu ở Việt Nam, 21 1.4 Tổng quan về khu vực nghiên cứu. 2 LAL Dặcđiểm dja lý (nhiên 2 142 Bae điểm kh tượng thủy văn m 143 Đặc điểm đồng chây lũ trên các lưu vực sông 30 144 Xuthế mga lớn cia Khu vục Nam Trung Bộ 32 1. inh hướng nghiên eu của luậnán 36 1.6 Kết luận chương 1 40 CHƯƠNG 2 : cơ SỞ KHOA HỌC TÍNH MUA, LŨ THIẾT KE CÓ XÉT DEN BIỂN ĐÔI KHÍ HẬU 4 21 Cácmôhinhkhihậu 2 2.14 Syrphitrién ea các mô hình khí hậu 4 2.2 Mô hình khi hậu toan cẩu, 43 2. Tổ hợp mô hình khí hậu của IPCC.44 Lựa chọn mô hình kh hậu sử dụng trong Luận ân 46 22.

Caso thuyếtchỉ tết hóa các kịch bản BDKH 50 2.3 Phương pháp thống kế chi tiết hóa.4 Kịch bản BĐKH và dữ liệu sử dụng trong luận án. st 2:5 _ Phương pháp tinh toán lũ thiết kế.6 - Kết luận chương 2. CHUONG 3 TÍNH TOÁN MUA, LO THIẾT KE CÓ XÉT DEN BIEN ĐÔI KHÍ HẬU KHU VỰC NGHIÊN CUU 68 3.1 Tính tán mưa một ngày lớn nhất có xét dn biển đổi khí hậu 68 3.1 Kết quả chỉ tiết hóa lượng mưa về từng trạm và hiệu chỉnh sai số.2 _ Phân ích kết quả lượng mưa một ngày lớn nhất có xét đến BDKH của một số lưu vực điễn hình trên khu vực 70 3. Xây dung bản đồ biến động lượng mưa một ngày lớn nhất khu vực Nam Trung Bộ n 3.

Tính toán đình lũ thiết kế khu vực Nam Trung Bộ có xét đến biển đỏi khí hậu 88 32.1 Tính toán It thiết kế cho khu vục vừa và nhỏ 88 3. Tinh toán lũ thiết kế cho lưu vực cỏ di tch lớn “ 3. Đánh giá sự biến động Quu, i06 3. Ứng dung bản đồ phân vùng biến động dòng chảy lũ vào tính toán dòng chảy.

Kết luận chương 3 nh KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ Hà DANH MỤC CÁC BÀI BẢO ĐÃ CONG BO 116 TAILIEU THAM KHAO u7 PHY LỤC 124 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hai cách tiếp cận trong xây dựng kịch bản biển đổi khí hậu của IPCC (2010) (Moss và nnk, 2010 [21)) " Hình 1.2 Bản đổ vị địa lý khu vực nghiên cứu 2 lình 1.3 Bản đồ mạng lưới sông suối 26 Hình 14 Xu thé lượng mưa I ngày in nhất 36 Hình 1.5 Sơ đồ tiếp cận nghiên cứu 39 Hình 2.1 Cấu trúc lưới.2 Ô lưới mô hình AccessI-3, CanESM2, CMCC-CMS, CNRM-CMS.3 Phân bồ th siất mưa thực đo và hiệu chỉnh (heo Gudimundsson và nk [83]) 56 inh 2.4 Bản đồ vị tí 93 tram khí trợng sr dụng trong luận án 58 2.5 Cấu trúc mô hình NAM (theo Nielsen và Hansen, 1973) [87] 64 Hình 26 Cin bằng lượng trữ đoạ sông 6 3.1 Trung bình (a) và độ lệch chuẩn (b) sai số giữa lượng mưa tính toán 1 ngày. lớn nhất của 11 mô hình GCM với số liệu thục do ở 93 trạm mưa trong khu vực nghiên cửu “9 Hình 32 Kết qua sự biển động lượng mưa một ngày lồn nhất lưu vue Nông Sơn kịch bản RCP4.5 giả đoạn 2040-2069 n Hình 3.3 Kết qua sy biến động lượng mưa một ngày lớn nhất lưu vực Nông Sơn kịch. Mì Hình 34 Ki động lượng mưa một ngày lớn nhất lưu vực Nông Sơn kịch bản RCPS.5 giải đoạn 2040-2069 7 Hình 3.5 Kết quả sự biến động lượng mưa một ngày lớn nhất lưu vực Nông Sơn kịch bản RCP§.6 Kết quả sự biển động lượng mưa một ngày lớn nhất lưu vực Thành Mỹ kịch. bản RCP4,5 giải đoạn 2010:2069 73 Hình 37 Kết quả sự biển động lượng mưa một ngày lớn nht lưu vực Thành Mỹ kịch bản RCP4.5 giải đoạn 3070:2099 7 Hình 3.8 Kết qua sự biển động lượng mưa một ngày lớn nhất lưu vực Thành Mỹ kịch bản RCPR.9 Kết quả sự biển động lượng mưa một ngày lớn nhất lưu vue Thành Mỹ kịch bản RCPS 5 giải đoạn 20702099 74 Hình 3.10 Kết quả sự biến động lượng mưa một ngày lớn nhất lưu vực Vu Gia - Thu Bồn kịch bản RCP4 9 gai đoạn 2040-2069 25 3.11 Kết quả sự biến động lượng mưa một ngày lớn nhất lưu vực Vu Gia- Thu.

Bên kịch bản RCP4.5 giai đoạn 2070-2099 T5 Hình 3.12 Kết quả sự biến động lượng mưa một ngày lớn nhất lưu vực sông Ba kịch bản RCPS.13 Kết quả sự biển động lượng mưa một ngày lớn nhất lưu vực sông Ba kịch bản RCPS.5 giải đoạn 2070-2099 n Hình 3.14 Sự biến động (f2) của lượng mưa Ingày lớn nhất so với thời kỳ nén kịch bản RCP4,5 giải đoạn 120402069) 80 Hình 3.15 Sự biến động (2) của lượng mưa Ingày lớn nhất so với thời kỳ nn kịch bản RCP4.5 giải đoạn 2070-2099) 82 Hình 3.16 Sự biến động (%) của lượng mưa Ingày lớn nhất so với thời kỳ nền kịch bản RCPS.5 giải đoạn 120402069) M Hình 3.17 Sự biến động (%) của lượng mưa Ingiy lớn nhất so với thời ky nn kịch bản RCPS.5 giải đoạn 2(2070-2099) 86 Hình 3.18 Biển động trung bình lượng mưa 1 ngày lớn nhất trên một số lưu vực chính. so với thời kỳ nền 87 Hinh 3.19 Ban đồ phân vùng biến động dòng chảy lũ thiết kế giai đoạn 2040-2069 .20 Bản đỗ phân vùng biến động đồng chay lũ thiết kế giai đoạn 2070 - 2099.21 Quan hệ giữa Qmax và Qngày max tại Nông Sơn (1977-2010) 95 Hình 3.22 Quan hệ giữa Qmax va Qngày max tại Thành My (1977-2010) 9% 3.23 Quan hệ giữa Qmax và Qngày max tại Củng Sơn (1977-1997) 9 Hình 3.24 Quan hệ giữa Qmax và Q ngày max tại trạm An Khê 9 Hình 3.25 Quan hệ giữa Qua và Qua, max tại trăm Bình Tường 98 3.26 Sơ đồ mô phỏng lưu vực Nông Sơn 99 Hình 3.27 Sơ đồ mô phỏng lưu vực Thành Mỹ.28 Sơ đồ mô phỏng lưu vực Củng Sơn 101 Hình 3.29 Sơ đồ mô phỏng lưu vực sông Kôn tại Bình Tưởng 102 3.30 Dòng chảy thực do và mô phòng (trung bình tháng) tại Nông Som (a), Thanh Mỹ (b), Bình Tường (c) và Củng Sơn (4) giai đoạn hiệu chỉnh 103 Hinh 3.31 Dòng chảy thực đo và mô phòng (rung bình tháng) tại Nông Sơn (a), Thanh Mỹ (b), Bình Tường (c) và Củng Sơn (4) giai đoạn kiểm định 105 Hình 3.32 Lưu lượng đính lũ Qmax - trạm Thành Mỹ kịch bản RCP4.33 Lưu lượng đỉnh tii Qmax - tram Thành Mỹ kịch bản RCP4.5 giai đoạn 2070-2099 107 Hình 3.34 Lưu lượng đinh lũ Qmax - trạm Thành Mỹ kịch bin RCP8.S giai đoạn 2040- 2069 107 Hình 3.35 Lưu lượng đỉnh lũ Qmax - tram Thành Mỹ kịch bản RCP8.5 giai đoạn 2070-2099 108 DANH MỤC BANG BIEU Bang 1.1 Các kịch bản Biển đổi khí hậu la Bang 1.2 Lượng bắc hơi bình quản thing trang bình nhiều năm Bom výzm.3 Tan suất xuất hiện lũ lớn nhất năm vào các thing trong năm.4 Số cơn bão và tn suit xuất hiện bão khu vực nghiên cứu 3 Bảng 1.5 Xu thé biển đổi lượng mưa một ngày lớn nhất theo chuỗi năm quan c.1 Các mô bình khí hậu được lựa chọn 48 Bang 2.2 Thống kê số tram mưa và số năm quan trắc sử dung trong tinh toán 58 Bang 2.3 Tiêu chuan thiết kế lũ của Hoa Kỳ ot Bang 3.1 Tiêu chí phân loại vùng nguy cơ biển động đồng chảy lũ 9ĩ Bang 3.2 Thông số mô hình các lưu vực con và các đoạn sông lưu vực Nông Sơn ~ ‘Thanh MỊ 103 Bang 3.3 Bảng thông số mô hình 104 Bang 3.4 Thông số mô hình các lưu vực con và các doan sông cho lưu vực Củng Sơn 104 Bang 3.5 Dánh giá khả năng gia tăng dòng chảy lũ thiết kế một số lưu vực giai đoạn 2040-2069.6 Bang đánh giá kha năng gia tăng dong chảy lũ thiết kế một số lưu vực giai đoạn 2070-2099 H0 MỤC CÁC TU VIET TAT BĐKH Biến đổi khí hậu IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change (Ủy ban Liên chính phủ về Biển đội Khí hận) IDE Tntensity-Duration-Frequency ( Cường độ mưa — Thời gian — Tan suất) GCM Global Climate Model hoặc General Circulation Model (Mô hình khí hậu toan cầu) GDP.