CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWAT ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN DÒNG CHẢY LŨ TRẠM ĐỒNG TRĂNG, SÔNG CÁI NHA TRANG, TỈNH KHÁNH HÒA
3.3. Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình
3.3.4. Kiểm định mô hình
Giữ nguyên bộ thông số, tiến hành kiểm định mô hình với số liệu giai đoạn từ ngày 1/IX đến 31/XII/2009. Kết quả Hình 3.8 cho thấy kết quả mô phỏng cơ bản đã phù hợp với thực đo, chỉ tiêu Nash đạt 73%, sai số về tổng lượng khoảng 4.0%.
thuộc loại khá.
Hình 3.8.Dòng chảy bình quân ngày tính toán và thực đo trạm Đồng Trăngtừ ngày 1/IX đến 31/XII năm 2009
Nhận xét
Khi tăng giá trị của thông số chỉ số CN ứng với điều kiện ẩm II (CN2) lên thì đỉnh lũ tăng, quá trình lũ lên không tăng, trong khi đó quá trình lũ xuống giảm. Điều đó chứng tỏ lớp dòng chảy mặt phụ thuộc vào điều kiện thảm phủ và sử dụng đất cũng như độ ẩm của đất trên lưu vực. Nếu tăng hệ số dẫn thuỷ lực của kênh dẫn (CH_K(1)) thì đỉnh lũ giảm, trong khi đó quá trình lũ lên và lũ xuống không đổi.
Nếu tăng hoặc giảm giá trị của thông số khả năng trữ nước của đất (SOL_AWC) cũng như giá trị của thông số độ dẫn thuỷ lực ở trường hợp bão hoà (SOL_K) thì lưu lượng đỉnh lũ cũng thay đổi. Qua đó thấy rằng, lưu lượng đỉnh lũ trên lưu vực phụ thuộc rõ rệt vào lớp phủ rừng và điều kiện ẩm của đất.
Cụ thể bộ thông số thu được sau quá trình hiệu chỉnh kiểm định như trong Bảng 3.6
72
Bảng 3.6. Kết quả bộ thông số khi hiệu chỉnh mô hình SWAT với thời đoạn tính toán là ngày
Thông số I. Các thông số tính quá trình hình thành dòng chảy mặt
1 CN2
2 OV_N
3 SOL_K
4 SOL_BD
5 CH_K(1)
6 CH_N(1)
7 SURLAG
8 HRU_SLP
II. Các thông số diễn toán dòng chảy trong sông
8 CH_N(2)
9 CH_K(2)
73
III. Các thông số tính toán dòng chảy ngầm
10 GWQMIN
11 ALPHA_B F
3.4. Ứng dụng mô hình SWAT đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy mùa lũ trạm Đồng Trăng sông Cái Nha Trang
Trong nghiên cứu này, kết quả được sử dụng làm đầu vào kịch bản biến đổi cho khu vực sông Cái Nha Trang chiết xuất từ Báo cáo “Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam” của Bộ Tài nguyên và Môi trường (2016)[2]
(Bảng 3.7)
Bảng 3.7. % Thay đổi lƣợng mƣa theo mùa theo các kịch bản so với giai đoạn nền (1986-2005)
Thời đoạn
Giữa thế kỷ Cuối thế kỷ
Giữa thế kỷ Cuối thế kỷ
74
% Thay đổi lƣợng mƣa 40 35 30
25 21.1%
20
15 10 5 0 -5
Mùa Đông
-10
Hình 3.9. % Thay đổi lƣợng mƣa theo mùa theo kịch bản RCP 4.5 so với giai đoạn nền (1986-2005)
% Thay đổi lƣợng mƣa 70
50
30
10
-10
-30
-50
Hình 3.10. % Thay đổi lƣợng mƣa theo mùa theo kịch bản RCP 8.5 so với giai đoạn nền (1986-2005)
S ự tha y đổi nà y đư ợc dù ng để xâ y dự ng kịc h bả n mư a ng ày đầ u và o ch o thờ i kỳ giữ
a thế kỷ và cuối thế kỷ cho khu vực nghiên cứu dựa trên cơ sở lượng mưa ngày trung bình cho giai đoạn nền thời kỳ 1986 – 2005 được xác định dựa trên công thức sau:
75
̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅
̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅
trong đó: ∆Rtương lai = Thay đổi của lượng mưa trong tương lai so với thời kỳ cơ sở (%), R*tương lai = Lượng mưa trong tương lai (mm), ̅̅̅̅̅
̅̅̅̅̅̅̅̅
= Lượng mưa trung bình của thời kỳ cơ sở (1986-2005) (mm).
Công thức này được thừa hưởng từ đơn vị tham gia xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng năm 2016 – Viện Khoa học Khí tượng Thuỷ văn và Biến đổi Khí hậu.
Từ lượng mưa trung bình ngày của mùa lũ (từ ngày 1/IX đến 31/XII) cho giai đoạn nền thời kỳ 1986 – 2005 được dùng để mô phỏng dòng chảy mùa lũ cho giai đoạn nền đó. Kết quả này dùng làm cơ sở để so sánh sự biến đổi của dòng chảy mùa lũ trong tương lai dưới tác động của biến đổi khí hậu theo kịch bản RCP 4.5 và RCP 8.5 như đã chọn.
Các kết quả mô phỏng theo các kịch bản so sánh với hiện trạng dòng chảy lũ trong thời kỳ nền (Hình 3.11, Hình 3.12) cho thấy: dòng chảy mùa lũ trạm Đồng Trăng trong tương lai đều có xu hướng tăng ở cả hai kịch bản RCP 4.5 và RCP 8.5 trong suốt thế kỷ XXI.
Cụ thể, theo kịch bản RCP 4.5, mùa lũ bắt đầu từ tháng IX và kết thúc tháng XII không thay đổi so với giai đoạn nền. Vào giữa thế kỷ, tổng lượng dòng chảy mùa lũ tăng khoảng 15.3% và tăng khoảng 14.8% ở cuối thế kỷ. Thời gian xuất hiện tháng lũ lớn nhất không thay đổi so với giai đoạn nền (vào tháng XII).
76
Lưu lượng ( m3/s)
120,000
100,000
80,000
60,000
40,000
20,000
,000
Tháng
Hình 3.11. Thay đổi dòng chảy trung bình các tháng mùa lũ vào giữa thế kỷ, cuối thế kỷ so với
giai đoạn nền theo kịch bản RCP 4.5
Theo kịch bản RCP 8.5, dòng chảy mùa lũ có xu hướng đều tăng, tổng lượng lũ tăng khoảng 19.6% vào giữa thế kỷ và đến khoảng 27.2% vào cuối thế kỷ. Mùa lũ cũng bắt đầu từ tháng IX và kết thúc tháng XII không thay đổi so với giai đoạn nền. Thời gian tháng lũ lớn nhất xuất hiện trùng giai đoạn nền (vào tháng XII).
77
/s)3( mlượngLưu
9 10 11 12
Tháng
Nền Giữa thế kỷ Cuối thế kỷ
Hình 3.12.
Thay đổi dòng chảy
trung bình các
tháng mùa lũ vào giữa