Nghiên cứu diễn biến hạn hán trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình bằng bộ dữ liệu khí tượng, thủy văn khôi phục từ mô hình kết hợp Wehy-Wrf

Hạn hán là loại hình thiên tai có điểm đặc trưng

là tác động của nó thường tích lũy trong một

khoảng thời gian dài và có thể kéo dài trong

nhiều năm sau khi đợt hạn kết thúc, bởi vậy việc

xác định thời gian bắt đầu và kết thúc đợt hạn

rất khó khăn. Cũng do sự diễn biến tích lũy

chậm nên tác động của hạn hán thường khó

nhận biết hơn và khi nhận biết được thì sự thiệt

hại đã xảy ra đáng kể. Hạn hán thường xảy ra

trên một phạm vi rộng và ít khi là nguyên nhân

trực tiếp gây tổn thất về nhân mạng nhưng lại

có những tác động rất lớn, gây ra nhiều thiệt hại

và ảnh hưởng đến đời sống dân sinh, kinh tế xã

hội và hủy hoại môi trường. Trong các nghiên

cứu về hạn, thường sử dụng các công thức kinh

nghiệm để tính toán các chỉ số hạn tương ứng,

từ đó phân cấp mức độ hạn theo giá trị của các

chỉ số tính toán. Các chỉ số hạn được tính dựa

trên các thông số về điều kiện khí hậu, khí

tượng, thủy văn, nguồn nước trong khu vực.

Trong đó phổ biến nhất là sử dụng các số liệu

về mưa và dòng chảy, do đó các dữ liệu này

luôn có vai trò rất quan trọng trong các nghiên

cứu đánh giá về hạn hán.

Nghiên cứu diễn biến hạn hán trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình bằng bộ dữ liệu khí tượng, thủy văn khôi phục từ mô hình kết hợp Wehy-Wrf trang 1

Trang 1

Nghiên cứu diễn biến hạn hán trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình bằng bộ dữ liệu khí tượng, thủy văn khôi phục từ mô hình kết hợp Wehy-Wrf trang 2

Trang 2

Nghiên cứu diễn biến hạn hán trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình bằng bộ dữ liệu khí tượng, thủy văn khôi phục từ mô hình kết hợp Wehy-Wrf trang 3

Trang 3

Nghiên cứu diễn biến hạn hán trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình bằng bộ dữ liệu khí tượng, thủy văn khôi phục từ mô hình kết hợp Wehy-Wrf trang 4

Trang 4

Nghiên cứu diễn biến hạn hán trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình bằng bộ dữ liệu khí tượng, thủy văn khôi phục từ mô hình kết hợp Wehy-Wrf trang 5

Trang 5

Nghiên cứu diễn biến hạn hán trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình bằng bộ dữ liệu khí tượng, thủy văn khôi phục từ mô hình kết hợp Wehy-Wrf trang 6

Trang 6

Nghiên cứu diễn biến hạn hán trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình bằng bộ dữ liệu khí tượng, thủy văn khôi phục từ mô hình kết hợp Wehy-Wrf trang 7

Trang 7

Nghiên cứu diễn biến hạn hán trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình bằng bộ dữ liệu khí tượng, thủy văn khôi phục từ mô hình kết hợp Wehy-Wrf trang 8

Trang 8

Nghiên cứu diễn biến hạn hán trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình bằng bộ dữ liệu khí tượng, thủy văn khôi phục từ mô hình kết hợp Wehy-Wrf trang 9

Trang 9

Nghiên cứu diễn biến hạn hán trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình bằng bộ dữ liệu khí tượng, thủy văn khôi phục từ mô hình kết hợp Wehy-Wrf trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 17 trang baonam 22580
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Nghiên cứu diễn biến hạn hán trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình bằng bộ dữ liệu khí tượng, thủy văn khôi phục từ mô hình kết hợp Wehy-Wrf", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu diễn biến hạn hán trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình bằng bộ dữ liệu khí tượng, thủy văn khôi phục từ mô hình kết hợp Wehy-Wrf

Nghiên cứu diễn biến hạn hán trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình bằng bộ dữ liệu khí tượng, thủy văn khôi phục từ mô hình kết hợp Wehy-Wrf
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 52 - 2019 1
NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN HẠN HÁN TRÊN LƯU VỰC SÔNG HỒNG - 
THÁI BÌNH BẰNG BỘ DỮ LIỆU KHÍ TƯỢNG, THỦY VĂN KHÔI PHỤC 
TỪ MÔ HÌNH KẾT HỢP WEHY-WRF 
Hồ Việt Cường, Nguyễn Thị Ngọc Nhẫn, Trần Văn Bách 
Phòng Thí nghiệm trọng điểm quốc gia về Động lực học sông biển 
Trịnh Quang Toàn 
Đại học tổng hợp California, Davis - Hoa Kỳ 
Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu ứng dụng bộ mô hình khí tượng thủy văn kết hợp 
WEHY-WRF (Watershed Environmental Hydrology - Weather Research and Forecasting) để tính 
toán khôi phục các quá trình mưa và dòng chảy trên toàn bộ lưu vực sông Hồng - Thái Bình bao 
gồm cả phần lưu vực thuộc lãnh thổ Trung Quốc và Lào. Từ bộ dữ liệu khôi phục, tiến hành các 
nghiên cứu đánh giá về diễn biến hạn hán trên lưu vực thông qua việc tính toán, phân tích diễn 
biến của các chỉ số về hạn khí tượng (SPI) và hạn thủy văn (SDI) theo không gian và thời gian, từ 
năm 1960-2015. 
Từ khóa: mô hình WEHY-WRF, khôi phục dữ liệu, dữ liệu toàn cầu, chỉ số SPI, SDI, lưu vực sông 
Hồng - Thái Bình. 
Summary: This article presents the results of applied research of the Hydrological - 
meteorological combined model named WEHY-WRF to calculate recovery processes precipitation 
and flow across the Hong - Thaibinh River Basin, including part in territory of China and Laos. 
From the recovered data, conduct evaluation studies on the drought development across the 
basin through the calculations, analyses the evolution of the indicators of Standardized 
Precipitation Index (SPI) and Streamflow Drought Index (SDI ) over space and time, from 1960 
to 2015. 
Key words: WEHY-WRF model, restore data, global data, indices SPI, SDI, Hong - Thaibinh 
River Basin. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ* 
Hạn hán là loại hình thiên tai có điểm đặc trưng 
là tác động của nó thường tích lũy trong một 
khoảng thời gian dài và có thể kéo dài trong 
nhiều năm sau khi đợt hạn kết thúc, bởi vậy việc 
xác định thời gian bắt đầu và kết thúc đợt hạn 
rất khó khăn. Cũng do sự diễn biến tích lũy 
chậm nên tác động của hạn hán thường khó 
nhận biết hơn và khi nhận biết được thì sự thiệt 
hại đã xảy ra đáng kể. Hạn hán thường xảy ra 
trên một phạm vi rộng và ít khi là nguyên nhân 
trực tiếp gây tổn thất về nhân mạng nhưng lại 
Ngày nhận bài: 19/9/2018 
Ngày thông qua phản biện: 26/10/2018 
có những tác động rất lớn, gây ra nhiều thiệt hại 
và ảnh hưởng đến đời sống dân sinh, kinh tế xã 
hội và hủy hoại môi trường. Trong các nghiên 
cứu về hạn, thường sử dụng các công thức kinh 
nghiệm để tính toán các chỉ số hạn tương ứng, 
từ đó phân cấp mức độ hạn theo giá trị của các 
chỉ số tính toán. Các chỉ số hạn được tính dựa 
trên các thông số về điều kiện khí hậu, khí 
tượng, thủy văn, nguồn nước trong khu vực. 
Trong đó phổ biến nhất là sử dụng các số liệu 
về mưa và dòng chảy, do đó các dữ liệu này 
luôn có vai trò rất quan trọng trong các nghiên 
Ngày duyệt đăng: 28/11/2018 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 52 - 2019 2
cứu đánh giá về hạn hán. 
Lưu vực sông Hồng - Thái Bình là một lưu vực 
sông lớn liên quốc gia, chảy qua ba nước Trung 
Quốc, Lào và Việt Nam với tổng diện tích tự 
nhiên vào khoảng 169.000 km2, trong đó phần 
lưu vực phía thượng nguồn thuộc lãnh thổ 
Trung Quốc là 81.200 km2 chiếm 48%, diện 
tích lưu vực trên lãnh thổ Lào là 1.100 km2 
chiếm 0,7% diện tích của toàn lưu vực. Phần hạ 
du lưu vực nằm trong lãnh thổ Việt Nam là 
87.840 km2, bao gồm địa giới hành chính của 
26 tỉnh/ thành phố thuộc vùng Bắc Bộ và cũng 
là khu vực trọng điểm về chính trị, văn hóa, 
kinh tế của nước ta, trong đó có Thủ đô Hà Nội. 
Trên lưu vực, hệ thống các trạm quan trắc khí 
tượng, thủy văn đã được xây dựng và thiết lập 
cả ở phần lưu vực thuộc lãnh thổ Việt Nam và 
Trung Quốc. Ở Việt Nam, việc đo đạc số liệu 
được bắt đầu rất sớm, từ năm 1890 tại trạm Hà 
Nội và thành lập Nha khí tượng vào năm 1902. 
Tuy nhiên theo thời gian, dưới tác động của 
nhiều yếu tố, mạng lưới các trạm quan trắc khí 
tượng, thủy văn trên lưu vực đến nay vẫn còn 
thưa thớt, chưa đầy đủ, việc quan trắc số liệu 
không được liên tục, có thời gian ngắt quãng, 
thậm chí một số trạm đã dừng đo. Ngoài ra các 
số liệu đo đạc khí tượng, thủy văn ở phần 
thượng nguồn lưu vực thuộc lãnh thổ Trung 
Quốc và Lào hiện nay vẫn rất ít được chia sẻ và 
gần như không có thông tin, tài liệu ở các khu 
vực này. Do sự không đồng bộ và đầy đủ của 
các dữ liệu thực đo, dẫn đến rất nhiều khó khăn 
trong tính toán, phân tích về các đặc trưng khí 
tượng thủy văn nói chung và chỉ số hạn hán nói 
riêng, nhất là các nghiên cứu trong thời kỳ dài. 
Vì vậy để khắc phục vấn đề thiếu số liệu thực 
đo và số liệu không đồng bộ, đề tài nghiên cứu 
cấp Quốc gia KC.08.05/16-20 đã ứng dụng và 
thiết lập bộ mô hình toán khí tượng thủy văn kết 
hợp WEHY-WRF để tính toán mô phỏng và 
khôi phục lại các dữ liệu mưa và dòng chảy từ 
1960-2015 c ... 
VII 1 6 5 6 3 7 5 28 
VIII 7 8 4 4 3 9 7 5 
IX 25 12 20 13 31 18 17 13 
X 49 27 40 30 40 30 34 25 
XI 52 52 50 52 52 51 49 47 
XII 55 55 54 55 55 55 55 55 
I 55 55 55 55 55 55 55 55 
II 54 55 54 55 54 55 55 55 
III 53 54 49 54 51 54 54 55 
IV 32 46 34 44 37 42 49 51 
V 9 7 14 16 7 12 17 34 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 52 - 2019 12
Hình 17. Tần suất lặp lại đợt hạn trên lưu vực 
từ năm 1960-2015. 
Hình 18. Tần suất trung bình xảy ra các 
cấp hạn trên lưu vực. 
* Thời gian hạn và mùa hạn: 
Số tháng hạn trung bình trong một mùa hạn trên 
toàn lưu vực dao động trong khoảng từ 4-5 
tháng, có năm hạn dài lên tới 8-9 tháng như mùa 
hạn 1968-1969, 1978-1980, 1998-1999, 2004-
2005, 2010-2011,... Kết quả tính toán này cũng 
phù hợp với tình trạng hạn hán thực tế đã xảy ra 
trên lưu vực. 
Mùa khô hạn trên lưu vực có thời gian bắt đầu 
đồng nhất trên toàn lưu vực và thường bắt đầu 
từ tháng X, cao điểm tháng XII đến tháng II và 
kết thúc vào tháng IV. Tuy nhiên cao điểm bắt 
đầu và kết thúc là khác nhau, càng ra ngoài biển 
thì thời gian kết thúc hạn muộn hơn so với vùng 
thượng lưu. 
* Xây dựng bản đồ phân vùng hạn khí tượng: 
Từ các số liệu tính toán các chỉ số hạn SPI giai 
đoạn từ năm 1960-2015, tiến hành xây dựng 
bản đồ phân vùng hạn cho toàn lưu vực dựa trên 
các chỉ số hạn SPI trung bình mùa khô nhiều 
năm theo từng tháng và theo từng khu vực. 
Dưới đây là kết quả xây dựng bản đồ diễn biến 
hạn khí tượng cho toàn bộ lưu vực sông Hồng - 
Thái Bình (Hình 19). 
Hình 19. Bản đồ phân vùng hạn khí tượng 
theo chỉ số SPI trung bình mùa khô nhiều năm 
giai đoạn từ 1960-2015 
b) Diễn biến hạn thủy văn: 
Sử dụng bộ dữ liệu lưu lượng dòng chảy được 
khôi phục từ 1960-2015, tiến hành tính toán 
các chỉ số hạn SDI trong mùa kiệt (theo năm 
thủy văn) tại các trạm đại diện cho các tuyến 
sông suối trên lưu vực gồm: Tạ Bú, Hòa Bình 
trên sông Đà; Yên Bái, Lào Cai trên sông 
Thao; Hàm Yên, Chiêm Hóa, Vụ Quang trên 
sông Lô - Gâm; Sơn Tây, Hà Nội trên sông 
Hồng; Thượng Cát trên sông Đuống; Gia Bảy, 
Chũ trên hệ thống sông Thái Bình,... Từ đó 
phân tích, đánh giá diễn biến hạn hán xảy ra 
trên toàn lưu vực sông. Kết quả tính toán cho 
thấy: 
Trên sông Đà: Tại trạm Hòa Bình hạn trầm 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 52 - 2019 13
trọng xảy ra vào các năm 1992-1993 và 2010-
2011, cực hạn xảy ra năm 2011-2012. Tại 
trạm Tạ Bú có 3 năm xảy ra hạn trầm trọng 
xảy ra vào năm 1980-1981, 1989-1990 và 
1992-1993. Nửa đầu thời đoạn từ năm 1961-
1995 hạn xảy ra thường xuyên và nghiêm 
trọng hơn so với thời kì từ năm 1996-2015. 
Các đợt hạn kéo dài từ năm 1977-1982; 1986-
1992 và 2009-2013. Tại trạm Hòa Bình có 24 
năm không hạn (chiếm 44,4%), 21 năm hạn 
nhẹ (chiếm 38,9%), có 6 năm hạn vừa (chiếm 
11,1%), 2 năm hạn trầm trọng (chiếm 3,7%) 
và 1 năm cực hạn chiếm 1,9%. Tại trạm Tạ Bú 
trong 54 năm tính toán (1961-2015) thì có 26 
năm không hạn (chiếm 48,1%), 18 năm hạn 
nhẹ (chiếm 33,3%), 7 năm hạn vừa (chiếm 
13%) và 3 năm xảy ra hạn trầm trọng (chiếm 
5,6%), dòng chảy tại khu vực này không có 
năm nào cực hạn. 
Trên sông Thao: Năm xảy ra hạn trầm trọng 
là năm 2009-2010 và 2011-2012. Tại trạm 
Lào Cai có 23 năm không hạn (chiếm 42,6%), 
24 năm hạn nhẹ (chiếm 44,4%), 6 năm hạn 
vừa (chiếm 11,1%) và 1 năm hạn trầm trọng 
chiếm 1,9%. Tại trạm Yên Bái có 24 năm 
không hạn (chiếm 44,4%), 21 năm hạn nhẹ 
(chiếm 38,9%), 7 năm hạn vừa (chiếm 13%) 
và 2 năm hạn trầm trọng năm 2009-2010, 
2011-2012 (chiếm 3,7%), không có năm nào 
xảy ra cực hạn. Trên cả 2 trạm Yên Bái và Lào 
Cai các đợt hạn kéo dài nhất là từ năm 1979-
1990 và 2009-2015. Như vậy cấp độ hạn thủy 
văn tại từng trạm có sự khác nhau, trong đó 
trạm Yên Bái xảy ra tình trạng hạn nặng hơn 
so với trạm Lào Cai. 
Trên sông Lô-Gâm: Số năm xảy ra hạn trên 
sông Lô-Gâm ít hơn so với sông Đà và sông 
Thao nhưng mức độ hạn lại lớn hơn. Trong 
khi ở sông Đà và sông Thao chỉ có 1-2 năm 
xảy ra hạn trầm trọng thì trên sông Lô-Gâm 
xảy ra 2-6 năm, tình trạng hạn nghiêm trọng 
nhất xảy ra trên sông Lô tại Vụ Quang với 6 
đợt xảy ra hạn trầm trọng là các năm 2004-
2007 và 2009-2012. Các thời kỳ xảy ra hạn 
liên tục trên lưu vực sông như từ năm 1975-
1979, từ 2003-2008 và từ 2009-2012. Tại 
trạm Hàm Yên, trong 54 năm tính toán có 26 
năm không hạn (chiếm 48,1%), 21 năm hạn 
nhẹ (chiếm 38,9%), 5 năm hạn vừa (chiếm 
9,3%) và 2 năm nào hạn trầm trọng (chiếm 
3,7%); Tại trạm Chiêm Hóa có 32 năm không 
hạn (chiếm 59,3%), 12 năm hạn nhẹ (chiếm 
22,2%), có 7 năm hạn vừa (chiếm 13%), 3 
năm hạn trầm trọng (chiếm 5,6%) và không 
có năm nào cực hạn. Tại trạm Vụ Quang có 
30 năm không hạn (chiếm 55,6%), 15 năm 
hạn nhẹ (chiếm 27,8%), 3 năm hạn vừa 
(chiếm 5,6%), 6 năm hạn trầm trọng (chiếm 
11,1%) và không có năm nào cực hạn. Qua đó 
cho thấy, diễn biến hạn hán trên sông Lô-Gâm 
cũng có sự biến động theo không gian, ở khu 
vực hạ du sông Lô-Gâm tại trạm Vụ Quang 
hạn hán xảy ra thường xuyên hơn so với trạm 
Chiêm Hóa, Hàm Yên ở vùng thượng nguồn. 
Hạ du sông Hồng: Ở vùng hạ du, hạn thủy văn 
diễn ra thường xuyên và mức độ lớn hơn so 
với các khu vực thượng nguồn. Từ năm 1960-
2015 đã có những năm xảy ra cực hạn trên 
sông hồng như năm 2011-2012 và hạn trầm 
trọng là các năm 2006-2007, năm 2009-2010, 
năm 2010-2011, năm 2014-2015. Hạn trên 
sông Hồng chia làm 2 thời kì: thời kì thứ nhất 
từ năm 1961-1986 chỉ số SDI lớn, hạn không 
xảy ra thường xuyên, không xuất hiện tình 
trạng hạn trầm trọng đến cực hạn, chỉ xảy ra 
một thời kỳ hạn kéo dài từ 1976-1979; thời kì 
thứ hai từ năm 1987-2015 chỉ số SDI giảm, 
xuất hiện các thời kỳ xảy ra hạn liên tục như 
thời kỳ từ 1991-1995, 2002-2008, 2009-2015. 
Diễn biến hạn tại từng trạm: Tại trạm Sơn Tây 
có 24 năm không hạn (chiếm 44,4%), 19 năm 
hạn nhẹ (chiếm 44,4%), 10 năm hạn vừa 
(chiếm 18,5%), 1 năm cực hạn là năm 2011-
2012 (chiếm 1,9%). Tại trạm Hà Nội, có 29 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 52 - 2019 14
năm không hạn (chiếm 53,7%), 14 năm hạn 
nhẹ (chiếm 25,9%), có 6 năm hạn vừa (chiếm 
11,1%), 4 năm hạn vừa (chiếm 7,4%) và 1 
năm cực hạn (chiếm 1,9%). Như vậy theo 
không gian dọc theo sông Hồng, càng về hạ 
du mức độ hạn do thiếu hụt nước tăng hơn so 
với vùng thượng lưu, sang sông Đuống thì 
mức độ hạn hán giảm, hạn xảy ra ít hơn so với 
sông Hồng. 
Trên sông Thái Bình: mức độ xảy ra hạn trên 
vùng thượng nguồn sông Thái Bình thấp hơn 
so với trên sông Hồng. Đánh giá chỉ số SDI 
tại các trạm trong khu vực cho thấy từ năm 
1960-2015 không có năm nào xảy ra cực hạn 
và chỉ có 2 năm xảy ra hạn trầm trọng. Tình 
trạng hạn xảy ra cũng biến động theo không 
gian, càng gần xuống dưới hạ du tần suất hạn 
tăng lên nhưng mức độ hạn giảm so với 
thượng nguồn. Phía thượng nguồn sông Thái 
Bình, trên sông Thương có 30 năm xảy ra hạn 
nhẹ và 2 năm xảy ra hạn vừa nhưng tạ trạm 
Gia Bảy có 10 năm hạn nhẹ, 14 năm xảy ra 
hạn vừa. Đặc biệt trên sông Đuống từ năm 
1999 trở lại đây không xảy ra hạn thủy văn, 
điều này cũng phù hợp với thực tế do tỷ lệ 
phân lưu dòng chảy từ sông Hồng chuyển 
sang sông Đuống có xu thế tăng lên do ảnh 
hưởng của việc mở rộng cửa vào và hạ thấp 
lòng dẫn sông Đuống. 
Hình 20. Biểu đồ diễn biến chỉ số hạn SDI 
trên sông Đà, thời kỳ từ 1960-2015. 
Hình 21. Biểu đồ diễn biến chỉ số hạn SDI 
trên sông Thao, thời kỳ từ 1960-2015. 
Hình 22. Biểu đồ diễn biến chỉ số hạn SDI 
trên sông Lô-Gâm, thời kỳ từ 1960-2015. 
Hình 23. Biểu đồ diễn biến chỉ số hạn SDI 
trên sông Hồng, thời kỳ từ 1960-2015. 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 52 - 2019 15
Hình 24. Biểu đồ diễn biến chỉ số hạn SDI trên sông Thái Bình, 
thời kỳ từ 1960-2015. 
Như vậy có thể thấy, kết quả phân tích chỉ số 
hạn SDI đã phản ánh sát với thực trạng hạn thủy 
văn xảy ra trên các sông thuộc lưu vực sông 
Hồng - Thái Bình trong giai đoạn từ năm 1960-
2015. Đối với những năm tình trạng hạn hán 
xảy ra nghiêm trọng trên lưu vực như mùa khô 
năm 1962-1963, 1963-1964, 1997-1998, 1998-
1999, 2009-2010 các kết quả tính toán chỉ số 
SDI từ bộ dữ liệu khôi phục đã phản ánh được 
đúng thực trạng hạn. 
c) Phân tích mối liên hệ giữa phân phối lượng 
mưa với diễn biến hạn khí tượng và hạn thủy 
văn trên lưu vực: 
Chồng chập diễn biến về lượng mưa và phân 
phối mưa với các chỉ số tính toán hạn khí tượng 
SPI và hạn thủy văn SDI tại một số vị trí trạm 
đại diện trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình cho 
thấy: Với hạn khí tượng chỉ số SPI phù hợp với 
diễn biến mưa trên lưu vực, nhưng chỉ số hạn 
thủy văn SDI không hoàn toàn phù hợp với diễn 
biến mưa và tình hình hạn khí tượng. Sự khác 
nhau này có thể được giải thích là do dòng chảy 
trên các sông được hình thành không chỉ phụ 
thuộc vào lượng mưa trên lưu vực mà còn phụ 
thuộc vào cả lượng dòng chảy đến từ bên ngoài 
lưu vực. Đặc biệt là nếu trên lưu vực có các 
công trình hồ chứa lớn điều tiết dòng chảy như 
lưu vực sông Hồng - Thái Bình thì các hoạt 
động tích nước và xả nước sẽ làm thay đổi cơ 
bản chế độ thủy văn dòng chảy ở vùng hạ du 
các hồ chứa, do đó chỉ số đánh giá hạn thủy văn 
sẽ không phản ánh đúng thực tế diễn biến của 
các điều kiện khí tượng, khí hậu trên lưu vực. 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 52 - 2019 16
Hình 25. Quan hệ giữa lượng mưa năm với diễn biến về chỉ số hạn khí tượng SPI 
và hạn thủy văn SDI tại một số trạm trên lưu vực 
4. KẾT LUẬN 
Nghiên cứu này đã ứng dụng bộ mô hình khí 
tượng thủy văn kết hợp WEHY-WRF với độ 
phân giải ô lưới 9km để tính toán mô phỏng các 
điều kiện khí tượng và thủy văn trên toàn lưu 
vực sông Hồng - Thái Bình. Mô hình đã được 
hiệu chỉnh và kiểm định với các số liệu thực đo 
tại nhiều vị trí trong khu vực, bao gồm cả phần 
lưu vực lãnh thổ Trung Quốc, Lào và Việt Nam 
với các chỉ tiêu thống kê đánh giá độ tin cậy từ 
0,8 trở lên. Mô hình sau khi kiểm định, đã được 
áp dụng để tính toán mô phỏng và khôi phục lại 
các chuỗi số liệu mưa và dòng chảy trên toàn 
lưu vực cho giai đoạn từ năm 1960 đến 2015. 
 Từ bộ dữ liệu khôi phục, tiến hành các nghiên 
cứu đánh giá về diễn biến hạn hán trên toàn lưu 
vực sông Hồng - Thái Bình thông qua việc tính 
toán, phân tích diễn biến của các chỉ số về hạn 
khí tượng (SPI) và hạn thủy văn (SDI) theo 
không gian và thời gian. Kết quả nghiên cứu 
cho thấy tình hình diễn biến hạn trên lưu vực có 
sự khác nhau về thời gian và thời kỳ xảy ra hạn 
hán, kể cả đối với hạn khí tượng cũng như hạn 
thủy văn. Tình trạng và mức độ hạn diễn biến 
không đồng nhất giữa vùng thượng nguồn và 
vùng hạ du, và giữa các tiểu lưu vực trong vùng. 
Trên lưu vực, thời kỳ xảy ra hạn khí tượng trùng 
với thời kỳ mùa khô từ tháng XI đến tháng IV, 
ở khu vực thượng lưu hạn xuất hiện sớm hơn, 
thường bắt đầu từ tháng X đến tháng IV. Các 
tháng cao điểm hạn xảy ra trong thời gian tháng 
XII đến tháng II năm sau. Dựa trên kết quả tính 
toán các chỉ số chuẩn hóa giáng thủy SPI, 
nghiên cứu cũng đã xây dựng bản đồ phân vùng 
hạn khí tượng cho toàn bộ lưu vực sông Hồng - 
Thái Bình. 
Kết quả nghiên cứu mối liên hệ giữa lượng mưa 
với các chỉ số hạn khí tượng SPI và hạn thủy 
văn SDI cho thấy, chỉ số SPI có sự đồng nhất và 
phản ánh đúng diễn biến về lượng mưa và phân 
bố mưa trên lưu vực. Đối với chỉ số SDI thì diễn 
biến hạn thủy văn trên lưu vực không hoàn toàn 
phụ thuộc vào lượng mưa, mà còn phụ thuộc 
vào đặc điểm, quá trình hình thành dòng chảy 
trên các sông, suối và lượng dòng chảy đến từ 
bên ngoài lưu vực, đặc biệt là sự ảnh hưởng của 
các công trình điều tiết trên dòng chính trong 
các thời đoạn tích nước, xả nước. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Amin, M. Z. M., et al “Future climate change impact assessment of watershed scale 
hydrologic processes in Peninsular Malaysia by a regional climate model coupled with a 
physically-based hydrology modelo”. Science of The Total Environment 575 (2017): 12-
22. 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 52 - 2019 17
[2] Chen, Z. Q., et al. “Geomorphologic and soil hydraulic parameters for Watershed 
Environmental Hydrology (WEHY) model”. Journal of Hydrologic Engineering 9.6 (2004): 
465-479. 
[3] Chen, Z. R., Kavvas, M., Ohara, N., Anderson, M., and Yoon, J. (2011) “Coupled regional 
hydroclimate model and its application to the Tigris-Euphrates basin”. J.Hydrol. Eng., 
10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000207, 1059–1070. 
[4] Hồ Việt Cường và Nnk, đề tài cấp Quốc gia KC.08.05/16-20 “Nghiên cứu đánh giá xu thế 
diễn biến, tác động của hạn hán, xâm nhập mặn đối với phát triển kinh tế - xã hội vùng đồng 
bằng sông Hồng - Thái Bình và đề xuất các giải pháp ứng phó”. Phòng TNTĐ Quốc gia về 
ĐLH Sông biển, Năm 2016-2019. 
[5] Hồ Việt Cường, Trịnh Quang Toàn và Nnk “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp tính toán 
khôi phục chuỗi số liệu dòng chảy cho lưu vực sông”. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ 
Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Năm 2017. 
[6] Kavvas, M., Kure, S., Chen, Z., Ohara, N., and Jang, S. (2013). “WEHY-HCM for modeling 
interactive atmospheric-hydrologic processes atwatershed scale. I: Model description”. J. 
Hydrol. Eng.,10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000724, 1262-1271 
[7] Kavvas, M. L., et al. “Watershed environmental hydrology (WEHY) model based on 
upscaled conservation equations: hydrologic module”. Journal of Hydrologic Engineering 
9.6 (2004): 450-464. 
[8] Lo, Jeff Chun‐Fung, Zong‐Liang Yang, and Roger A. Pielke. “Assessment of three 
dynamical climate downscaling methods using the Weather Research and Forecasting 
(WRF) model”. Journal of Geophysical Research: Atmospheres 113.D9 (2008). 
[9] LI Yungang, *HE Daming, YE Changqing: “Spatial and temporal variation of runoff of Red 
River Basin in Yunnan". Asian International Rivers Center, Yunnan University, Kunming 
650091, China. 
[10] Trinh, T., et al. (2016). “New methodology to develop future flood fre-quency under 
changing climate by means of physically based numericalatmospheric-hydrologic 
modeling”. J. Hydrol. Eng.,10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0001331, 04016001. 
[11] T. Trinh, et al.Reconstruction of historical inflows into and water supply from Shasta Dam 
by coupling physically based hydroclimate model with reservoir operation modelJ. Hydrol. 
Eng. (2016), p. 04016029 
[12] Yatagai, Akiyo, et al. “APHRODITE: Constructing a long-term daily gridded precipitation 
dataset for Asia based on a dense network of rain gauges”. Bulletin of the American 
Meteorological Society 93.9 (2012): 1401-1415. 
Ghi chú: Nội dung bài báo là kết quả nghiên cứu của đề tài cấp Quốc gia KC.08.05/16-20: 
“Nghiên cứu đánh giá xu thế diễn biến, tác động của hạn hán, xâm nhập mặn đối với phát triển 
kinh tế - xã hội vùng đồng bằng sông Hồng - Thái Bình và đề xuất các giải pháp ứng phó” do 
Phòng TNTĐ Quốc gia về ĐLH Sông biển thực hiện năm 2016-2019. 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_dien_bien_han_han_tren_luu_vuc_song_hong_thai_bin.pdf