Luận văn Nghiên cứu mô phỏng quá trình mưa - dòng chảy phục vụ sử dụng hợp lý tài nguyên nước và đất một số lưu vực sông thượng nguồn miền Trung
§¹i häc quèc gia Hµ Néi
Tr-êng ®¹i häc khoa häc tù nhiªn
NguyÔn Thanh S¬n
Nghiªn cøu m« pháng qu¸ tr×nh m-a - dßng ch¶y
Phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn n-íc vµ ®Êt
mét sè l-u vùc s«ng th-îng nguån miÒn trung
LuËn ¸n tiÕn sü ®Þa lý
Hµ Néi - 2008
§¹i häc quèc gia Hµ Néi
Tr-êng ®¹i häc khoa häc tù nhiªn
NguyÔn Thanh S¬n
Nghiªn cøu m« pháng qu¸ tr×nh m-a - dßng ch¶y
Phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn n-íc vµ ®Êt
mét sè l-u vùc s«ng th-îng nguån miÒn trung
Chuyªn ngµnh: sö dông vµ b¶o vÖ tµi nguyªn m«i tr-êng
M· sè:
62.85.15.01
LuËn ¸n tiÕn sü ®Þa lý
Ng-êi h-íng dÉn khoa häc:
1. GS. TS. Tr-¬ng quang h¶i
2. TS. L-¬ng tuÊn anh
Hµ Néi – 2008
1
Môc lôc
Lêi cam ®oan....................................................................................................5
Danh môc ch÷ viÕt t¾t................................................................................6
Danh môc b¶ng biÓu.....................................................................................7
Danh môc h×nh vÏ ..........................................................................................8
Më ®Çu ..............................................................................................................10
Ch-¬ng 1. Tæng quan c¸c nghiªn cøu vÒ m-a lò ë miÒn trung.
c¬ së lý thuyÕt m« h×nh m-a – dßng ch¶y vµ ph-¬ng ph¸p SCS
..............................................................................................................................15
1.1. Tæng quan c¸c nghiªn cøu vµ m« h×nh to¸n phôc vô sö dông hîp lý tµi
nguyªn ®Êt vµ n-íc l-u vùc s«ng .......................................................................15
1.1.1. Nghiªn cøu, ¸p dông m« h×nh to¸n ®Ó tÝnh to¸n vµ dù b¸o m-a lò trªn thÕ
giíi vµ ë n-íc ta............................................................................................15
1.1.2. Nghiªn cøu m-a lò vµ tµi nguyªn n-íc trªn ®Þa bµn nghiªn cøu............18
1.2. C¬ së lý thuyÕt líp m« h×nh to¸n m-a - dßng ch¶y......................................20
1.2.1. M« h×nh thñy ®éng lùc häc...................................................................26
1.2.2. Ph-¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ¸p dông trong m« h×nh sãng ®éng häc
mét chiÒu.......................................................................................................28
1.3. Ph-¬ng ph¸p SCS........................................................................................39
1.3.1. Giíi thiÖu ph-¬ng ph¸p SCS.................................................................39
1.3.2. Ph¸t triÓn SCS.......................................................................................41
Ch-¬ng 2. ®iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn vµ kinh tÕ x· héi mét sè
l-u vùc th-îng nguån MiÒn Trung trong mèi liªn quan víi
qu¸ tr×nh m-a – dßng ch¶y ....................................................................45
2.1. §iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn.............................................................................45
2.1.1 VÞ trÝ ®Þa lý............................................................................................45
2.1.2 §Þa h×nh................................................................................................45
2.1.3. §Þa chÊt, thæ nh-ìng ............................................................................50
2.1.4. Th¶m thùc vËt ......................................................................................54
2.1.5. KhÝ hËu ................................................................................................57
2.1.6. M¹ng l-íi thuû v¨n c¸c l-u vùc s«ng nghiªn cøu .................................58
2.2. §iÒu kiÖn kinh tÕ x· héi..............................................................................61
2.2.1. Thõa Thiªn - HuÕ.................................................................................61
2.2.2. Qu¶ng Nam..........................................................................................62
2.2.3. Qu¶ng Ng·i..........................................................................................63
2.3. §Æc ®iÓm m-a, dßng ch¶y vµ c¸c biÖn ph¸p phßng lò.................................65
2.3.1. §Æc ®iÓm m-a, dßng ch¶y trªn c¸c l-u vùc nghiªn cøu.........................65
2.3.2 C¸c biÖn ph¸p phßng lò trªn c¸c l-u vùc nghiªn cøu..............................66
2
Ch-¬ng 3. X©y dùng m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh m-a - dßng
ch¶y b»ng m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, ph-¬ng ph¸p
phÇn tö h÷u h¹n vµ ph-¬ng ph¸p SCS .................................................68
3.1. N©ng cao tÝnh æn ®Þnh vµ ®é chÝnh x¸c cña ph-¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n m«
pháng kh«ng gian – thêi gian trong m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu..............68
3.1.1. C¸c vÊn ®Ò vÒ tÝnh æn ®Þnh vµ ®é chÝnh x¸c khi gi¶i ph-¬ng tr×nh sãng
®éng häc b»ng ph-¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n.................................................68
3.1.2. C¸c s¬ ®å sè ®Ó gi¶i ph-¬ng tr×nh sãng ®éng häc .................................71
3.1.3. Mét sè thuËt to¸n gi¶i hÖ ph-¬ng tr×nh vi ph©n phi tuyÕn tÝnh trong m«
h×nh phÇn tö h÷u h¹n sãng ®éng häc mét chiÒu..............................................75
3.1.4. Thùc nghiÖm sè, ®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh, ®é chÝnh x¸c cña c¸c s¬ ®å sè vµ
thuËt to¸n ph-¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ¸p dông cho m« h×nh sãng ®éng häc
mét chiÒu.......................................................................................................77
3.2. HiÖu chØnh ph-¬ng ph¸p SCS, n©ng cao kh¶ n¨ng m« pháng lò trªn c¸c l-u
vùc s«ng ngßi MiÒn Trung.................................................................................80
3.2.1. Sö dông SCS n©ng cao kh¶ n¨ng m« pháng l-u vùc..............................80
3.2.2. N©ng cao kh¶ n¨ng m« pháng cña ph-¬ng ph¸p SCS............................82
3.2.3. Thùc nghiÖm sè c«ng thøc tÝnh ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu trªn mét sè l-u
vùc MiÒn Trung. ............................................................................................83
3.3 X©y dùng m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh m-a - dßng ch¶y ®èi víi mét sè l-u
vùc s«ng th-îng nguån MiÒn Trung...................................................................87
3.3.1. Ph©n tÝch vµ xö lý sè liÖu......................................................................87
3.3.2. X©y dùng bé th«ng sè ..........................................................................88
3.3.3. X©y dùng m« h×nh vµ ch-¬ng tr×nh tÝnh to¸n........................................94
3.3.4. KÕt qu¶ m« pháng................................................................................95
3.3.5. NhËn xÐt...............................................................................................99
Ch-¬ng 4. øng dông m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh m-a – dßng
ch¶y phôc vô dù b¸o lò vµ sö dông hîp lý tµi nguyªn n-íc,
®Êt trªn c¸c l-u vùc s«ng th-îng nguån miÒn trung..........103
4.1 øng dông m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh m-a – dßng ch¶y phôc vô dù b¸o lò
s«ng Trµ Khóc – tr¹m S¬n Giang ....................................................................103
4.1.1. Dù b¸o thö nghiÖm m-a g©y lò t¹i l-u vùc s«ng Trµ Khóc–S¬n Giang105
4.1.2. Dù b¸o lò ...........................................................................................107
4.2. øng dông m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh m-a dßng ch¶y phôc vô sö dông hîp
lý tµi nguyªn ®Êt trªn l-u vùc...........................................................................109
4.2.1. §¸nh gi¸ ¶nh h-ëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn sù h×nh
thµnh lò........................................................................................................110
4.2.2. §¸nh gi¸ ¶nh h-ëng cña líp phñ rõng ®Õn sù h×nh thµnh lò................114
4.2.3. Kh¶o s¸t ¶nh h-ëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®ång thêi
thay ®æi th¶m phñ thùc vËt trªn l-u vùc s«ng T¶ Tr¹ch - tr¹m Th-îng NhËt.117
4.2.4 X©y dùng bæ sung hå chøa trªn c¸c l-u vùc nghiªn cøu, t¨ng c-êng kh¶
n¨ng c¾t lò lµm gi¶m mùc n-íc h¹ du. .........................................................118
4.3. KÕt qu¶ vµ th¶o luËn..................................................................................121
4.3.1. VÒ viÖc phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn n-íc ................................121
3
4.3.2. VÒ viÖc phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn ®Êt...................................122
KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ..............................................................................124
Danh MôC C¸C C¤NG TR×NH C¤NG Bè LI£N QUAN TíI LUËN ¸N....127
tµi liÖu Tham kh¶o ...................................................................................129
phô lôc............................................................................................................147
Phô lôc 1. C¸c b¶n ®å sö dông trong luËn ¸n........................................................148
Phô lôc 2. C¸c trËn lò dïng ®Ó hiÖu chØnh vµ kiÓm ®Þnh m« pháng b»ng m« h×nh
KW – 1D.............................................................................................................156
Phô lôc 3. KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ c¸c kÞch b¶n sö dông ®Êt trªn c¸c l-u vùc b»ng m«
h×nh KW – 1D .....................................................................................................163
Phô lôc 4. Giao diÖn vµ c¸c thùc ®¬n chÝnh cña phÇn mÒm KW-1D MODEL .....175
4
Lêi cam ®oan
T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i
C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ nªu trong luËn ¸n lµ trung thùc vµ ch-a tõng ®-îc ai c«ng
bè trong bÊt kú c«ng tr×nh nµo kh¸c
NguyÔn Thanh S¬n
5
Danh môc ch÷ viÕt t¾t
ACM I, II, III §iÒu kiÖn Èm kh«, trung b×nh vµ -ít cña ®Êt
ANN
ETA
M« h×nh m¹ng thÇn kinh nh©n t¹o (Artificial Neural Network)
M« h×nh khÝ t-îng bÊt thuû tÜnh ch©u ¢u (ETA model)
M« h×nh lan truyÒn chÊt « nhiÔm
FLOAT
GDP
Tæng gi¸ trÞ s¶n phÈm trong n-íc
GIBSI
Bé m« h×nh tæng hîp cña Cana®a (Gestion Intégrée des Bassins versants à
l'aide d'un Système Informatisé)
GIS
HÖ thèng th«ng tin ®Þa lý (Geographic Information System)
Trung t©m thuû v¨n X« viÕt (Hydro-Metorology Centre)
M« h×nh khÝ t-îng khu vùc ph©n gi¶i cao (High Resolution Regional Model)
M« h×nh thuû v¨n thuû lùc cña NguyÔn H÷u Nh©n
HMC
HRM
HYDROGIS
IQQM
ISIS
M« h×nh m« pháng nguån n-íc (Integrated Quality and Quantity Model)
M« h×nh thuû ®éng lùc häc (Interactive Spectral Interpretation System)
M« h×nh thuû lùc kh«ng æn ®Þnh cña NguyÔn ¢n Niªn
KOD
KW-1D
MIKE
MM5
M« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu
Bé m« h×nh thuû lùc vµ thuû v¨n l-u vùc cña ViÖn Thuû lùc §an M¹ch
M« h×nh khÝ t-îng quy m« võa ( The NCAR/PSU 5th Generation Mesoscale
Model)
NAM
ODE
M« h×nh dßng ch¶y cña §an M¹ch (Nedbør-Afrstrømnings-Model)
Ph-¬ng tr×nh vi ph©n th-êng
QUAL2E
RAMS
SCS
M« h×nh chÊt l-îng n-íc (Water Quality version 2E)
M« h×nh khÝ t-îng khu vùc cña Mü (Regional Atmospheric Modeling System)
Côc b¶o vÖ ®Êt (Soil Conservation Service)
SDV
Ph©n r· ®¬n trÞ
SSARR
M« h×nh hÖ thèng diÔn to¸n dßng ch¶y cña Mü (Streamflow Synthesis and
Reservoir Regulation)
SWAT
M« h×nh m« pháng dßng ch¶y mÆt qua ®é Èm ®Êt (Soil and Water Assessment
Tool)
M« h×nh diÔn to¸n thuû lùc (Storm Water Management Model)
M« h×nh bÓ chøa cña NhËt B¶n
SWMM
TANK
USDAL
WMO
M« h×nh dßng ch¶y ph©n bè Bé N«ng nghiÖp Hoa Kú
Tæ chøc khÝ t-îng thÕ giíi (World Meteorological Organization)
X > PET, X< M-a v-ît thÊm vµ kh«ng v-ît thÊm
PET
6
Danh môc b¶ng biÓu
B¶ng 1.1. §Æc ®iÓm cña c¸c th«ng sè trong m« h×nh thuû v¨n tÊt ®Þnh...................21
B¶ng 1.2. Môc ®Ých vµ ®èi t-îng øng dông c¸c m« h×nh thuû v¨n tÊt ®Þnh.............22
B¶ng 2.1. HiÖn tr¹ng rõng n¨m 2000 l-u vùc s«ng T¶ Tr¹ch [14]...........................54
B¶ng 2.2. HiÖn tr¹ng rõng n¨m 2000 l-u vùc s«ng Thu Bån [14] ...........................55
B¶ng 2.3. HiÖn tr¹ng rõng n¨m 2000 l-u vùc s«ng Trµ Khóc [14]..........................55
B¶ng 2.4. Líp phñ thùc vËt l-u vùc s«ng VÖ theo møc ®é che phñ [14]..................57
B¶ng 3.1. Sè trËn lò trªn s«ng VÖ – An ChØ qua c¸c n¨m dïng ®Ó m« pháng lò.....83
B¶ng 3. 2. KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ m« pháng lò theo m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu .84
ph-¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph-¬ng ph¸p SCS s«ng VÖ - An ChØ [57]............84
B¶ng 3.3. KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ m« pháng lò theo m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu ..85
ph-¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph-¬ng ph¸p SCS víi Ia = 0.13S .........................85
B¶ng 3.4. C¸c ®Æc tr-ng h×nh th¸i l-u vùc s«ng lùa chän ë MiÒn Trung .................87
B¶ng 3.5. Sè liÖu khÝ t-îng thuû v¨n ®Ó m« pháng lò trªn c¸c l-u vùc nghiªn cøu 88
B¶ng 3.6. Ph©n tÝch c¸c l-u vùc ra ®o¹n s«ng, d¶i vµ c¸c phÇn tö...........................89
B¶ng 3.7. §¸nh gi¸ kÕt qu¶ m« pháng lò trªn c¸c l-u vùc s«ng nghiªn cøu............99
B¶ng 4.1 KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ sai sè dù b¸o lò víi sè liÖu m-a tõ m« h×nh RAMS....109
B¶ng 4.2. ¶nh h-ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y qua 9 trËn lò trªn s«ng
T¶ Tr¹ch..............................................................................................................111
B¶ng 4.3. ¶nh h-ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y qua 9 trËn lò trªn s«ng
Thu Bån...............................................................................................................111
B¶ng 4.4. ¶nh h-ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y qua 3 trËn lò trªn s«ng
Trµ Khóc .............................................................................................................112
B¶ng 4.5 ¶nh h-ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y qua 2 trËn lò trªn s«ng VÖ
............................................................................................................................112
B¶ng 4.6. KÕt qu¶ kh¶o s¸t ®¸nh gi¸ ¶nh h-ëng cña rõng ®Õn dßng ch¶y lò trªn c¸c
l-u vùc s«ng nghiªn cøu ......................................................................................116
B¶ng 4.7 ¶nh h-ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y khi t¨ng diÖn tÝch rõng
qua 9 trËn lò trªn l-u vùc s«ng T¶ Tr¹ch - tr¹m Th-îng NhËt ..............................117
B¶ng 4.8. Mùc n-íc lò 5% trªn s«ng H-¬ng khi cã hå D-¬ng Hoµ (T¶ Tr¹ch) ...118
B¶ng 4.9. C¸c hå chøa tham gia c¾t lò trªn dßng chÝnh s«ng Vu Gia – Thu Bån...120
B¶ng 4.10. Gi¶m mùc n-íc lò trªn s«ng Trµ Khóc khi cã c¸c hå chøa c¾t lò.......120
7
Danh môc h×nh vÏ
H×nh 1.1. Ph©n lo¹i c¸c m« h×nh thuû v¨n tÊt ®Þnh .................................................21
H×nh 1.2. L-u vùc vµ l-íi phÇn tö h÷u h¹n t-¬ng øng. ...........................................32
H×nh 1.3. C¸c biÕn sè cã tæn thÊt dßng ch¶y trong ph-¬ng ph¸p SCS.....................40
H×nh 2.1. VÞ trÝ c¸c l-u vùc s«ng nghiªn cøu .........................................................46
H×nh 2.2. §Þa h×nh l-u vùc s«ng Trµ Khóc.............................................................48
H×nh 2.3. §é dèc l-u vùc s«ng Trµ Khóc...............................................................49
H×nh 2.4. Sö dông ®Êt l-u vùc s«ng Trµ Khóc........................................................53
H×nh 2.5. Rõng l-u vùc s«ng Trµ Khóc..................................................................56
H×nh 2.6. M¹ng l-íi s«ng l-u vùc s«ng Trµ Khóc – tr¹m S¬n Giang......................60
H×nh 3.1. KÕt qu¶ m« pháng ( a) v à ®¸nh gi¸ sai sè (b) trËn lò tõ ngµy 25/11/1998
®Õn ngµy 27/11/1998 .............................................................................................85
H×nh 3.2 So s¸nh hai ph-¬ng ¸n (a) hiÖu chØnh SCS vµ (b) kh«ng hiÖu chØnh tõ ngµy
19/10/2001 ®Õn ngµy 20/10/2001...........................................................................86
H×nh 3.3. L-íi phÇn tö trªn l-u vùc s«ng T¶ Tr¹ch – tr¹m Th-îng NhËt................90
H×nh 3.4. L-íi phÇn tö trªn l-u vùc s«ng Thu Bån – tr¹m N«ng S¬n......................91
H×nh 3.5. L-íi phÇn tö trªn l-u vùc s«ng Trµ Khóc – tr¹m S¬n Giang....................92
H×nh 3.6 L-íi phÇn tö trªn l-u vùc s«ng VÖ – tr¹m An ChØ....................................93
H×nh 3.7. S¬ ®å khèi cña ch-¬ng tr×nh tÝnh theo m« h×nh KW-1D .........................94
H×nh 3.8. M« pháng trËn lò tõ 1h/18/-13h/23/XI/2002 s. T¶ Tr¹ch – Th-îng NhËt 95
H×nh 3.9 KÕt qu¶ m« pháng lò tõ 6h/20/X - 6h/24/X/2001 s. T¶ Tr¹ch - Th-îng
NhËt ......................................................................................................................96
H×nh 3.10. M« pháng trËn lò tõ 7h/28/X – 19h/30/X/2000 s. Thu Bån – N«ng S¬n 96
H×nh 3.11. M« pháng trËn lò tõ 7h/20/X – 19h/23/X/2001 s. Thu Bån – N«ng S¬n 97
H×nh 3.12. M« pháng trËn lò tõ 13h/20 - 24/XII/2000 s. Trµ Khóc – S¬n Giang.....97
H×nh 3.13. M« pháng lò tõ 1h/ 19/XI - 19h/ 25/XI/1998 s, Trµ Khóc - S¬n Giang..98
H×nh 3.14. M« pháng trËn lò tõ ngµy 21/XI - 24/XI/1998 s. VÖ – An ChØ ..............98
H×nh 4.1. L-îng m-a tÝch luü 72 giê dù b¸o ®-îc b»ng RAMS tõ 16 ®Õn
19/XI/2005 trªn 9 tiÓu l-u vùc thuéc s«ng Trµ Khóc - tr¹m S¬n Giang ................107
H×nh 4.2. KÕt qu¶ dù b¸o lò tõ 7 giê ngµy 10/X ®Õn 7h ngµy 13/X n¨m 2005 s«ng
Trµ Khóc - S¬n Giang..........................................................................................108
H×nh 4.3. KÕt qu¶ dù b¸o lò tõ 7 giê ngµy 16/XI ®Õn 7h ngµy 19/XI n¨m 2005 s«ng
Trµ Khóc - S¬n Giang..........................................................................................108
H×nh 4.4. ¶nh h-ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y lò trªn s«ng T¶ Tr¹ch
trËn lò tõ 16h/21 ®Õn 7h/23/X/2001 .....................................................................111
H×nh 4.5. ¶nh h-ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y lò trªn s«ng Thu Bån,
trËn lò tõ 19h/2 – 13h/8/X/2003...........................................................................112
H×nh 4. 6 ¶nh h-ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Trµ
Khóc, trËn lò ngµy 25 ®Õn 30/XI n¨m 1998..........................................................113
H×nh 4.7: ¶nh h-ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y lò trªn s«ng
VÖ, trËn lò ngµy 21 ®Õn 24/XI n¨m 1998 .............................................................113
8
H×nh 4. 8. ¶nh h-ëng cña rõng ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch - Th-îng NhËt
trËn lò tõ 16h/21®Õn 4h/23/X/2000 ......................................................................114
H×nh 4.9. ¶nh h-ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ khi t¨ng diÖn tÝch rõng ®Õn dßng ch¶y lò
trªn l-u vùc s«ng T¶ Tr¹ch - tr¹m Th-îng NhËt, trËn lò 23h/4 ®Õn 10h/6/XII/1999
............................................................................................................................117
H×nh 4.10. VÞ trÝ hå chøa c¾t lò (dù kiÕn) trªn c¸c l-u vùc s«ng nghiªn cøu .........119
9
Më ®Çu
1. TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi nghiªn cøu
MiÒn Trung lµ n¬i høng chÞu nhiÒu thiªn tai lò lôt vµo lo¹i bËc nhÊt ë n-íc
ta. §· cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy nh»m gãp phÇn gi¶m
nhÑ nh÷ng hËu qu¶ do thiªn tai lò lôt g©y ra. H-íng tÝch cùc nhÊt lµ n©ng cao hiÖu
qu¶ cña c«ng t¸c c¶nh b¸o vµ dù b¸o lò, tõ ®ã ®Ò ra nh÷ng biÖn ph¸p thÝch hîp ®Ó
phßng, tr¸nh, trong ®ã ®Ò cao vai trß cña c«ng t¸c quy ho¹ch sö dông ®Êt. C¸c
ph-¬ng ph¸p dù b¸o truyÒn thèng tr-íc ®©y nh- ph-¬ng ph¸p l-u l-îng mùc n-íc
t-¬ng øng hay sö dông c¸c m« h×nh t-¬ng quan vµ m« h×nh th«ng sè tËp trung ®·
mang l¹i nh÷ng hiÖu qu¶ tÝch cùc. ViÖc diÔn to¸n dßng ch¶y tõ tr¹m thuû v¨n ®Çu
nguån vÒ h¹ l-u ë Trung t©m Dù b¸o KhÝ t-îng Thuû v¨n Trung -¬ng kh¸ chÝnh
x¸c, ®¹t ®é ®¶m b¶o t-¬ng ®èi tèt. Tuy nhiªn, thùc tÕ th-êng gÆp ph¶i hai vÊn ®Ò lín
lµm cho c«ng t¸c dù b¸o lò vÉn ch-a ®¸p øng ®-îc bµi to¸n thùc tiÔn. §ã lµ: (1) do
c¸c s«ng ë khu vùc nµy th-êng ng¾n vµ dèc, thêi gian tËp trung n-íc nhanh nªn viÖc
ph¸t c¸c b¶n tin dù b¸o dùa trªn sè liÖu quan tr¾c m-a vµ l-u l-îng tuyÕn trªn
th-êng cã thêi gian dù kiÕn ng¾n, kh«ng ®ñ ®Ó triÓn khai c¸c biÖn ph¸p phßng
chèng thÝch hîp vµ (2) do ch-a sö dông c¸c m« h×nh th«ng sè d¶i, cã kh¶ n¨ng diÔn
to¸n dßng ch¶y tèt h¬n. Nh»m gãp phÇn kh¾c phôc c¸c vÊn ®Ò nªu trªn, t¸c gi¶ thùc
hiÖn “Nghiªn cøu m« pháng qu¸ tr×nh m-a - dßng ch¶y phôc vô sö dông hîp lý tµi
nguyªn n-íc vµ ®Êt mét sè l-u vùc s«ng th-îng nguån MiÒn Trung” nh»m gãp phÇn
n©ng cao chÊt l-îng c«ng t¸c c¶nh b¸o, dù b¸o dßng ch¶y lò tõ m-a, ®ång thêi phôc
vô qu¶n lý tµi nguyªn n-íc vµ ®Êt theo h-íng ®iÒu tiÕt dßng ch¶y l-u vùc. M« h×nh
sãng ®éng häc mét chiÒu ph-¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph-¬ng ph¸p SCS – lµ
mét m« h×nh th«ng sè d¶i, sö dông ®Çu vµo lµ m-a dù b¸o tõ c¸c m« h×nh khÝ t-îng
®-îc sö dông ®Ó m« pháng dßng ch¶y lò nh»m t¨ng ®é chÝnh x¸c vµ thêi gian dù
kiÕn cña c¸c dù b¸o lò t¹i c¸c tr¹m thuû v¨n ®Çu nguån, lµm c¬ së cho viÖc n©ng cao
tÝnh hiÖu qu¶ cña c«ng t¸c dù b¸o lò trªn toµn l-u vùc.
10
2. Môc tiªu
Môc tiªu cña luËn ¸n lµ x¸c lËp c¬ së khoa häc ®Ó x©y dùng m« h×nh to¸n m«
pháng qu¸ tr×nh m-a – dßng ch¶y, cã kh¶ n¨ng dù b¸o lò vµ phôc vô sö dông hîp lý
tµi nguyªn n-íc vµ ®Êt trªn c¸c l-uvùc s«ng th-îng nguån ë MiÒn Trung.
3. Ph¹m vi nghiªn cøu
Ph¹m vi khoa häc cña luËn ¸n lµ nghiªn cøu c¸c m« h×nh to¸n m-a – dßng
ch¶y nh»m lùa chän vµ x©y dùng ®-îc mét m« h×nh thÝch hîp ®Ó diÔn to¸n qu¸ tr×nh
lò tõ m-a trong c¸c ®iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn ë MiÒn Trung. Ph¹m vi l·nh thæ lµ mét
sè l-u vùc s«ng th-îng nguån: T¶ Tr¹ch ®Õn Th-îng NhËt (®¹i diÖn cho c¸c l-u vùc
phÝa B¾c Trung Bé), Thu Bån ®Õn N«ng S¬n, Trµ Khóc ®Õn S¬n Giang vµ VÖ ®Õn An
ChØ (®¹i diÖn cho c¸c l-u vùc Nam Trung Bé) ®ñ ®iÒu kiÖn ¸p dông m« h×nh to¸n
thñy v¨n ®· lùa chän vµ còng lµ c¸c s«ng diÔn ra lò ¸c liÖt trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y.
4. Nh÷ng ®ãng gãp míi
1) Ph©n tÝch c¸c m« h×nh to¸n m-a – dßng ch¶y vµ luËn gi¶i viÖc x©y dùng
mét m« h×nh to¸n trªn c¬ së m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu (KW - 1D), sö dông
ph-¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph-¬ng ph¸p SCS lµ thÝch hîp víi c¸c l-u vùc s«ng
vïng th-îng nguån ë MiÒn Trung.
2) N©ng cao tÝnh æn ®Þnh vµ ®é chÝnh x¸c cña m« h×nh KW - 1D qua sù
nghiªn cøu vµ lùa chän s¬ ®å tÝnh nh»m m« t¶ chÝnh x¸c kh«ng gian, thêi gian b»ng
lý luËn vµ thùc nghiÖm sè kÕt hîp vËn dông, hiÖu chØnh ph-¬ng ph¸p SCS ®Ó tÝnh
thÊm, n©ng cao kh¶ n¨ng m« pháng c¸c ®iÒu kiÖn mÆt ®Öm c¸c l-u vùc s«ng vïng
th-îng nguån ë MiÒn Trung
3) X©y dùng ®-îc mét m« h×nh to¸n ®ñ kh¶ n¨ng dù b¸o lò ®ång thêi lµ c«ng
cô t- vÊn vÒ viÖc sö dông hîp lý tµi nguyªn n-íc vµ ®Êt trªn c¸c l-u vùc s«ng MiÒn
Trung, gåm:
a) TriÓn khai thµnh c«ng l-íi c¸c phÇn tö cho c¸c l-u vùc s«ng tù nhiªn vµ
bé th«ng sè cña m« h×nh;
b) X©y dùng ch-¬ng tr×nh tÝnh vµ phÇn mÒm ®Ó dù b¸o dßng ch¶y lò tõ m-a
11
còng nh- phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn n-íc vµ ®Êt c¸c l-u vùc s«ng;
c) §Þnh l-îng hãa ¶nh h-ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ vµ líp phñ rõng ®Õn sù
h×nh thµnh ®Ønh vµ tæng l-îng lò qua c¸c kÞch b¶n sö dông ®Êt.
5. LuËn ®iÓm b¶o vÖ
LuËn ®iÓm 1. KÕt qu¶ m« pháng lò trªn mét sè l-u vùc s«ng th-îng nguån
MiÒn Trung víi ®é ®¶m b¶o ®¹t tõ kh¸ ®Õn tèt cho thÊy viÖc lùa chän vµ x©y dùng
m« h×nh to¸n trªn c¬ së m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, ph-¬ng ph¸p phÇn tö
h÷u h¹n vµ ph-¬ng ph¸p SCS lµ thÝch hîp ®Ó m« pháng qu¸ tr×nh m-a – dßng ch¶y.
LuËn ®iÓm 2. M« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, ph-¬ng ph¸p phÇn tö h÷u
h¹n vµ SCS ®-îc øng dông ®em l¹i hiÖu qu¶ h÷u Ých phôc vô sö dông hîp lý tµi
nguyªn n-íc vµ ®Êt trªn c¸c l-u vùc s«ng thÓ hiÖn trªn hai khÝa c¹nh chÝnh:
(1) dù b¸o lò, ®Æc biÖt khi kÕt hîp víi m« h×nh sè dù b¸o m-a cã ®é ph©n gi¶i
cao ®Ó t¨ng thêi gian dù kiÕn vµ
(2) ®¸nh gi¸ ®Þnh l-îng ¶nh h-ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ vµ líp phñ rõng ®èi
víi qu¸ tr×nh h×nh thµnh ®Ønh vµ tæng l-îng lò.
6. ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn:
1) Hoµn thiÖn mét ph-¬ng ph¸p m« pháng qu¸ tr×nh m-a - dßng ch¶y trªn
c¸c l-u vùc s«ng th-îng nguån.
2) KÕt qu¶ cña luËn ¸n cã thÓ sö dông lµm c«ng cô gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò thùc
tiÔn vÒ sö dông hîp lý tµi nguyªn n-íc vµ ®Êt trªn l-u vùc s«ng theo h-íng ph¸t
triÓn bÒn v÷ng
7. Ph-¬ng ph¸p nghiªn cøu:
C¸c ph-¬ng ph¸p nghiªn cøu chÝnh trong luËn ¸n:
1) Ph-¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n;
2) Ph-¬ng ph¸p SCS;
3) Ph-¬ng ph¸p m« h×nh to¸n thuû v¨n vµ
12
4) Ph-¬ng ph¸p hÖ thèng th«ng tin ®Þa lý (GIS).
8. C¬ së tµi liÖu
8.1. Tµi liÖu tõ c¸c ®Ò tµi do t¸c gi¶ chñ tr×: 1) “ øng dông m« h×nh to¸n phôc
vô quy ho¹ch l-u vùc s«ng Trµ Khóc” (QT 03–21, 2004); 2) “øng dông m« h×nh
to¸n diÔn to¸n lò l-u vùc s«ng VÖ tr¹m An ChØ” (QT 04–26, 2005); 3) “Nghiªn cøu
m« pháng qu¸ tr×nh m-a - dßng ch¶y phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn n-íc vµ ®Êt
trªn mét sè l-u vùc s«ng ngßi MiÒn Trung” (QG 07-15, 2007); 4) “Nghiªn cøu ¸p
dông ph-¬ng ph¸p SCS phôc vô c«ng t¸c phßng chèng lò vµ quy ho¹ch l-u vùc s«ng
ngßi Trung Trung Bé”( CB 705606, 2006)
8.2. Tµi liÖu tõ c¸c ®Ò tµi do t¸c gi¶ lµ thµnh viªn tham gia chÝnh: 1) “ Nghiªn
cøu vËn dông m« h×nh thuû ®éng lùc, m-a - dßng ch¶y phôc vô tÝnh to¸n vµ dù b¸o
dßng ch¶y lò” (ViÖn KTTV, 2004); 2) “X©y dùng c«ng nghÖ dù b¸o lò b»ng m«
h×nh sè thêi h¹n 3 ngµy cho khu vùc Trung Bé ViÖt Nam” (QGT§. 04.04, 2006).
8.3. C¸c tµi liÖu: (i) khÝ t-îng thñy v¨n lµ sè liÖu trÝch lò vµ m-a tõ n¨m 1998
– 2005 ®-îc cung cÊp bëi Trung t©m T- liÖu vµ Trung t©m Dù b¸o KhÝ t-îng Thñy
v¨n Trung -¬ng; (ii) tµi liÖu mÆt ®Öm lµ c¸c b¶n ®å sè vÒ ®Þa h×nh, m¹ng l-íi s«ng,
®Êt, sö dông ®Êt vµ th¶m thùc vËt n¨m 1999 c¸c l-u vùc s«ng lÊy tõ Atlas ViÖt Nam,
Bé Khoa häc C«ng nghÖ vµ M«i tr-êng [155] vµ (iii) c¸c b¸o c¸o chiÕn l-îc ph¸t
triÓn kinh tÕ x· héi c¸c tØnh.
9. CÊu tróc luËn ¸n
LuËn ¸n cã 4 ch-¬ng cïng víi më ®Çu, kÕt luËn, tµi liÖu tham kh¶o, phô lôc:
Ch-¬ng 1: Tæng quan c¸c nghiªn cøu vÒ m-a lò ë miÒn trung vµ c¬ së lý
thuyÕt m« h×nh m-a – dßng ch¶y vµ ph-¬ng ph¸p SCS
Ch-¬ng 2: §iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn vµ kinh tÕ x· héi mét sè l-u vùc th-îng
nguån MiÒn Trung trong mèi liªn quan víi qu¸ tr×nh m-a – dßng ch¶y.
Ch-¬ng 3: X©y dùng m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh m-a - dßng ch¶y b»ng m«
h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, ph-¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph-¬ng ph¸p SCS.
13
Ch-¬ng 4: øng dông m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh m-a – dßng ch¶y phôc vô
dù b¸o lò vµ sö dông hîp lý tµi nguyªn n-íc, ®Êt trªn c¸c l-u vùc s«ng th-îng
nguån MiÒn Trung
LuËn ¸n ®-îc hoµn thµnh t¹i tr-êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn, §¹i häc
Quãc gia Hµ Néi, t¸c gi¶ xin ch©n thµnh c¶m ¬n Ban gi¸m hiÖu, Phßng §µo t¹o Sau
®¹i häc, Phßng Khoa häc C«ng nghÖ tr-êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn, Ban Khoa
häc C«ng nghÖ §¹i häc Quèc gia Hµ Néi ®· t¹o ®iÒu kiÖn vÒ thêi gian, kinh phÝ hç
trî qua c¸c ®Ò tµi. Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn, t¸c gi¶ xin bµy tá lßng biÕt ¬n ®Õn c¸c
thÇy, c¸c c« trong hai khoa: khoa §Þa lý vµ khoa KhÝ t-îng – Thuû v¨n & H¶i d-¬ng
häc vÒ sù hç trî chuyªn m«n vµ kü thuËt. §Æc biÖt, xin bµy tá sù c¶m ¬n ch©n thµnh
nhÊt ®Õn tËp thÓ h-íng dÉn khoa häc: PGS. TS. Tr-¬ng Quang H¶i vµ TS. L-¬ng
TuÊn Anh ®· tËn t×nh chØ ®¹o vµ gãp ý ®Ó t¸c gi¶ hoµn thµnh luËn ¸n nµy.
14
Ch-¬ng 1
Tæng quan c¸c nghiªn cøu vÒ m-a lò ë miÒn trung. c¬ së lý
thuyÕt m« h×nh m-a – dßng ch¶y vµ ph-¬ng ph¸p SCS
1.1. Tæng quan c¸c nghiªn cøu vµ m« h×nh to¸n phôc vô sö
dông hîp lý tµi nguyªn ®Êt vµ n-íc l-u vùc s«ng
1.1.1. Nghiªn cøu, ¸p dông m« h×nh to¸n ®Ó tÝnh to¸n vµ dù b¸o m-a lò trªn
thÕ giíi vµ ë n-íc ta
Ngµy nay, trong tÝnh to¸n vµ dù b¸o lò, ®¸nh gi¸ ¶nh h-ëng cña viÖc sö dông,
khai th¸c bÒ mÆt l-u vùc, viÖc ¸p dông m« h×nh to¸n thuû v¨n ®Ó kh«i phôc vµ xö lý
sè liÖu ngµy cµng réng r·i. §Æc biÖt, ®èi víi nh÷ng vïng Ýt ®-îc nghiªn cøu th× sö
dông m« h×nh to¸n cßn ®-îc coi lµ c«ng cô -u viÖt nhÊt. Cïng víi viÖc ph¸t triÓn kü
thuËt tÝnh to¸n kÕt hîp ¸p dông c«ng nghÖ th«ng tin, thÕ m¹nh gi¶i quyÕt b»ng c¸c
bµi to¸n sè trÞ vµ øng dông trong ho¹t ®éng t¸c nghiÖp cµng cã vÞ thÕ næi bËt.
Trong lÜnh vùc dù b¸o, ngoµi c¸c ph-¬ng ph¸p truyÒn thèng tr-íc ®©y nh-
ph-¬ng ph¸p Kalinhin - Miuliacèp [31] ph-¬ng ph¸p tÝnh dßng ch¶y ®o¹n s«ng cã
gia nhËp khu gi÷a [32, 48, 53], m« h×nh HMC [2, 21], ph-¬ng ph¸p ®-êng ®¬n vÞ,
®-êng ®¼ng thêi [31, 58] cïng víi viÖc sö dông c¸c m« h×nh to¸n SSARR, TANK
[94], NAM [49, 93], ANN [30] ®-îc triÓn khai nghiªn cøu vµ cã nh÷ng kÕt qu¶ tèt,
®¹t ®é chÝnh x¸c ®¸p øng cho c¸c yªu cÇu quy ho¹ch, thiÕt kÕ.
M« h×nh to¸n SSARR cña Côc C«ng binh Mü ®-îc khai th¸c sö dông sím
nhÊt ë n-íc ta, tõ n¨m 1968, ®Çu tiªn trong lÜnh vùc thuû v¨n c«ng tr×nh vµ sau ®ã lµ
trong viÖc c¶nh b¸o, dù b¸o lò ë ®ång b»ng ch©u thæ s«ng Cöu Long [80]. M« h×nh
SSARR còng ®-îc triÓn khai ¸p dông ®Ó dù b¸o lò cho hÖ thèng s«ng Hång vµ Th¸i
B×nh ë ®ång b»ng B¾c Bé cho kÕt qu¶ kh¶ quan [26, 28, 35].
15
M« h×nh TANK cã xuÊt xø tõ NhËt B¶n, ®-îc sö dông vµo nh÷ng n¨m cuèi
cña thËp kû 80 thÕ kû XX ë ViÖt Nam. Sö dông m« h×nh TANK kh¸ ®a d¹ng, nh-ng
thµnh tùu c¬ b¶n nhÊt ®¹t ®-îc trong lÜnh vùc kh«i phôc vµ bæ sung sè liÖu, lµ t×nh
tr¹ng h¹n chÕ phæ biÕn nhÊt khi nghiªn cøu thuû v¨n ë n-íc ta. M« h×nh ®¬n gi¶n,
cã ý nghÜa vËt lý trùc quan, thÝch hîp víi c¸c s«ng suèi võa vµ nhá [2, 93]. GÇn ®©y
m« h×nh cßn ®-îc sö dông hiÖu qu¶ khi tiÕn hµnh dù b¸o h¹n võa c¸c s«ng chÝnh ë
B¾c Bé [12, 13, 36, 72].
M« h×nh MIKE 11 ra ®êi c¸ch ®©y 20 n¨m ë §an M¹ch lµ mét m« h×nh tæng
hîp th«ng dông nhÊt trªn thÕ giíi (cã h¬n 100 n-íc sö dông) víi c¸c m« ®un vÒ
thñy lùc, ph©n t¸n chÊt l-îng n-íc, chuyÓn t¶i bïn c¸t, m« pháng m-a dßng ch¶y
(m« h×nh NAM), m« h×nh sinh th¸i, dù b¸o lò, vì ®Ëp … ®· b¾t ®Çu ®-îc nghiªn
cøu vµ triÓn khai ¸p dông. C¸c m« h×nh ph¸t triÓn ë møc ®é cao h¬n nh- MIKE 21,
MIKE FLOOD ®Ó m« pháng dßng ch¶y 2 chiÒu còng ®-îc nghiªn cøu, vËn dông.
C¸c m« h×nh to¸n cã xuÊt xø trong n-íc hiÖn nay rÊt Ýt, cã thÓ kÓ ra mét vµi
m« h×nh tiªu biÓu nh- HYDROGIS cña NguyÔn H÷u Nh©n [43], KOD cña NguyÔn
¢n Niªn [46, 47] vµ VRSAP cña NguyÔn Nh- Khuª.
Ngµy nay, khi thÕ giíi ®ang ®øng tr-íc sù khñng ho¶ng vÒ n-íc (c¶ l-îng vµ
chÊt) tr-íc søc Ðp vÒ gia t¨ng d©n sè vµ c¸c ho¹t ®éng kinh tÕ, bµi to¸n quy ho¹ch tµi
nguyªn n-íc ngµy cµng ®-îc ®Ò cao. C¸c m« h×nh to¸n trong lÜnh vùc qu¶n lý tµi
nguyªn vµ m«i tr-êng n-íc, v× thÕ, còng ®-îc ph¸t triÓn. Cã thÓ ®iÓm qua mét sè m«
h×nh ®ang ®-îc sö dông réng r·i trªn thÕ giíi nh- sau:
HÖ thèng m« h×nh GIBSI lµ mét hÖ thèng m« h×nh tæng hîp qu¶n lý n-íc c¶
l-îng vµ chÊt ®Ó kiÓm tra ho¹t ®éng dïng n-íc trong c¸c lÜnh vùc kinh tÕ nh- n«ng
nghiÖp, c«ng nghiÖp. HÖ thèng nµy ®ang ®-îc sö dông réng r·i ë Canada gåm c¸c
m« ®un vÒ thñy v¨n, vÒ tÝch hîp d÷ liÖu viÔn th¸m vµ GIS, vÒ lan truyÒn chÊt hãa
häc, vÒ xãi mßn ®Êt vµ vËn chuyÓn phï sa vµ chÊt l-îng n-íc.
Bé m« h×nh thuéc Ch-¬ng tr×nh sö dông n-íc WUP cña ñy héi s«ng Mª
C«ng hç trî ra quyÕt ®Þnh ph©n bæ nguån n-íc theo c¸c kÞch b¶n sö dông tµi nguyªn
m«i tr-êng gåm 3 m« ®un chÝnh (1) – m« h×nh SWAT ®Ó diÔn to¸n qu¸ tr×nh m-a –
16
dßng ch¶y; (2) m« h×nh IQQM dïng ®Ó m« pháng nguån n-íc vµ qu¶n lý c¸c c«ng
tr×nh sö dông n-íc (thñy ®iÖn, thñy lîi) vµ (3) m« h×nh ISIS – m« pháng c¸c qu¸
tr×nh thñy ®éng lùc häc cña BiÓn Hå vµ c¸c vïng h¹ l-u.
Bé m« h×nh ®¸nh gi¸ tæng hîp c¸c nguån th¶i tËp trung vµ kh«ng tËp trung
BASINS cña V¨n phßng b¶o vÖ m«i tr-êng Hoa Kú phôc vô c«ng t¸c qu¶n lý vµ
®¸nh gi¸ chÊt l-îng n-íc trªn l-u vùc. M« h×nh ®ang ®-îc øng dông réng r·i ë Mü,
thuËn tiÖn rong viÖc l-u tr÷ vµ ph©n tÝch c¸c th«ng tin m«i tr-êng vµ cã thÓ sö dông
nh- lµ mét c«ng cô hç trî ra quyÕt ®Þnh trong c«ng t¸c quy ho¹ch vµ qu¶n lý l-u
vùc. Bé m« h×nh nµy bao gåm (1) m« h×nh trong s«ng QUAL2E vÒ chÊt l-îng n-íc;
(2) SWAT dïng dù do¸n ¶nh h-ëng cña sö dông ®Êt ®Õn dßng ch¶y vµ (3) PLOAT –
vÒ lan truyÒn chÊt « nhiÔm
M« h×nh MIKEBASIN vµ MIKESHE [95] cña ViÖn Thñy lùc §an M¹ch lµ
mét m« h×nh m« pháng nguån n-íc l-u vùc s«ng. M« h×nh thuéc lo¹i th«ng sè d¶i
vµ ®-îc ph¸t triÓn tõ c¸c ph-¬ng tr×nh ®¹o hµm riªng m« t¶ c¸c qu¸ tr×nh vËt lý diÔn
ra trªn l-u vùc: tÝch n-íc, bèc tho¸t h¬i n-íc, dßng ch¶y trµn trªn s-ên dèc, trong
lßng dÉn, chuyÓn ®éng cña n-íc trong c¸c tÇng ®Êt b·o hoµ vµ kh«ng b·o hoµ, tuyÕt
tan [105, 118, 139, 144, 116]. M« h×nh nµy cã kh¶ n¨ng ®¸nh gi¸ t¸c ®éng cña m«i
tr-êng ®Õn dßng ch¶y, song do møc ®é phøc t¹p cña nã nªn øng dông ch-a ®-îc
réng r·i. Trong khu vùc ch©u ¸ b-íc ®Çu ®· ®-îc sö dông ë Th¸i Lan vµ In®onexia.
Cïng víi sù ph¸t triÓn cña hÖ th«ng tin ®Þa lý, c«ng nghÖ GIS ®ang dÇn chiÕm
lÜnh c¸c øng dông trong viÖc nhËn c¸c th«ng tin tõ bÒ mÆt l-u vùc [1, 33, 34, 87, 88]
gãp phÇn thóc ®Èy c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu khai th¸c c¸c líp m« h×nh thuû ®éng
lùc [4, 24, 27, 44, 47, 57, 62, 65, 70]. Trong øng dông thùc tiÔn ë ViÖt Nam, nhiÒu
m« h×nh nh- SMART, USDAHL, HEC – RAS, SWMM, TOPMODEL, SCS [86,
88], ®· ®-îc nghiªn cøu, khai th¸c, vËn dông linh ho¹t phï hîp víi c¸c ®iÒu kiÖn vÒ
sè liÖu. ViÖc liªn kÕt, tæ hîp c¸c ph-¬ng ph¸p tÝnh [6] cã kh¶ n¨ng ®em l¹i hiÖu qu¶
cao trªn c¬ së tËn dông ®-îc nhiÒu nguån th«ng tin mµ kh«ng mét m« h×nh ®¬n lÎ
nµo cã thÓ kh¸i qu¸t ®-îc.
C¸c c«ng bè gÇn ®©y cña c¸c t¸c gi¶ thuéc ViÖn Khoa häc KhÝ t-îng Thuû
17
v¨n vµ M«i tr-êng [1, 3, 11, 16, 18, 23, 68-73, 90, 93, 94, 129 - 130], Trung t©m Dù
b¸o KhÝ t-îng Thuû v¨n Trung -¬ng [12, 22, 28, 29, 37-39, 40, 67, 78], Tr-êng §¹i
häc Khoa häc Tù nhiªn, §¹i häc Quèc gia Hµ Néi vµ Tr-êng §¹i häc Thuû lîi [41,
50, 53, 50-65, 154] vÒ viÖc khai th¸c, øng dông c¸c m« h×nh thñy v¨n tæng hîp ngµy
cµng chøng tá sù quan t©m cña c¸c nhµ nghiªn cøu vµ c¸c dù b¸o viªn trong viÖc ¸p
dông vµ khai th¸c h÷u hiÖu c¸c m« h×nh to¸n vµo c«ng nghÖ tÝnh to¸n vµ dù b¸o lò
còng nh- phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn ®Êt vµ n-íc trªn c¸c l-u vùc s«ng.
1.1.2. Nghiªn cøu m-a lò vµ tµi nguyªn n-íc trªn ®Þa bµn nghiªn cøu
MiÒn Trung lµ vïng cã chÕ ®é khÝ hËu kh¾c nghiÖt, lµ vïng chuyÓn tiÕp gi÷a
hai miÒn khÝ hËu B¾c - Nam [42, 79], lµ n¬i høng chÞu nhiÒu thiªn tai: b·o, ¸p thÊp
nhiÖt ®íi, n-íc d©ng, lò lôt vµ h¹n h¸n víi tÇn suÊt vµ c-êng ®é lín nhÊt n-íc ta. Lò
lôt x¶y ra do ¶nh h-ëng tæ hîp cña c¸c yÕu tè néi ngo¹i sinh cïng víi c¸c ho¹t ®éng
kinh tÕ x· héi cña con ng-êi trªn bÒ mÆt l-u vùc g©y thiÖt h¹i nghiªm träng vÒ ng-êi
vµ cña [15]. ChÝnh v× vËy mµ MiÒn Trung lµ ®Þa bµn ®-îc ®«ng ®¶o giíi nghiªn cøu
khoa häc ®Æc biÖt quan t©m.
VÊn ®Ò nghiªn cøu chÕ ®é m-a lò MiÒn Trung, t×m kiÕm gi¶i ph¸p c¶nh b¸o
dù b¸o lò lu«n lµ vÊn ®Ò thêi sù, nh»m gãp phÇn h¹n chÕ nh÷ng mÊt m¸t to lín do
thiªn tai lò lôt g©y nªn. XuÊt ph¸t tõ nh÷ng nhiÖm vô cô thÓ mµ c¸c h-íng nghiªn
cøu trªn ®Þa bµn rÊt ®a d¹ng vµ phong phó.
§µo §×nh B¾c, Vò V¨n Ph¸i, §Æng V¨n Bµo, NguyÔn HiÖu [7, 8, 9, 25] qua
nghiªn cøu ®Þa m¹o ®· t×m kiÕm c¸c gi¶i ph¸p phôc vô viÖc c¶nh b¸o lò lôt vµ gi¶m
thiÓu thiªn tai trªn l-u vùc s«ng Thu Bån. NguyÔn Thanh S¬n, TrÇn Ngäc Anh [51,
54, 135] ®· nghiªn cøu c¸c diÔn biÕn båi xãi trªn ®o¹n s«ng H-¬ng ch¶y qua thµnh
phè HuÕ. NguyÔn V¨n C- [14] ®· ®¸nh gi¸ hiÖn tr¹ng vµ b-íc ®Çu t×m kiÕm c¸c
nguyªn nh©n lò lôt vïng Nam Trung Bé. Cao §¨ng D- ®· ®Ò xuÊt c¸c biÖn ph¸p
t¨ng thêi gian dù kiÕn dù b¸o lò trªn c¸c s«ng MiÒn Trung [16] vµ ®-a c¸c ph-¬ng
¸n dù b¸o, c¶nh b¸o lò trªn c¸c s«ng Trµ Khóc vµ s«ng VÖ [18, 19]. §Æng Ngäc
TÜnh [78] ®· ®Ò nghÞ ¸p dông tin häc trong dù b¸o, c¶nh b¸o lò MiÒn Trung.
§Æc biÖt vµo n¨m 1999, khi trªn toµn bé MiÒn Trung x¶y ra trËn lò lÞch sö
18
lín nhÊt tõ tr-íc ®Õn nay, nhiÒu nhµ nghiªn cøu ®· tæng kÕt vµ ®-a ra nhËn ®Þnh vÒ
c¸c nguyªn nh©n g©y lò nh- Bïi §øc Long vµ §Æng Thanh Mai [37], NguyÔn V¨n
C- [15]. NguyÔn ViÕt Thi [67] ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu vµ tæng kÕt c¸c h×nh thÕ thêi
tiÕt chÝnh g©y m-a lò lín trªn c¸c s«ng suèi MiÒn Trung.
ViÖc ¸p dông c¸c m« h×nh to¸n trªn ®Þa bµn nghiªn cøu, c¸c c«ng tr×nh cña
Lª Xu©n CÇu, NguyÔn V¨n Ch-¬ng [11], NguyÔn H÷u Kh¶i [30], TrÇn Thôc, Lª
§×nh Thµnh, §Æng Thu HiÒn [68] ®· øng dông m« h×nh m¹ng thÇn kinh nh©n t¹o
(ANN) ®Ó tÝnh to¸n dù b¸o lò cho c¸c s«ng T¶ Tr¹ch, Trµ Khóc,VÖ vµ lò quÐt trªn
s«ng Dinh. TrÇn Thanh Xu©n, Hoµng Minh TuyÓn [94] ®· sö dông m« h×nh TANK
®Ó tÝnh to¸n lò trªn s«ng T¶ Tr¹ch. Bïi §øc Long ¸p dông m« h×nh SSARR ®Ó dù
b¸o lò trªn s«ng Trµ Khóc [38] vµ s«ng C¶ [39]. NguyÔn V¨n Lý [40] øng dông hµm
håi quy nhiÒu biÕn dù b¸o ®Ønh lò c¸c s«ng l-u vùc Nam Trung Bé. NguyÔn Thanh
S¬n tiÕn hµnh nghiªn cøu ®Æc ®iÓm lò tiÓu m·n s«ng ngßi B¾c Trung Bé [50] vµ m«
h×nh ho¸ lò tiÓu m·n s«ng ngßi Nam Trung Bé [53]. TrÇn Thôc [69, 73], Ph¹m ViÖt
TiÕn [76] tiÕn hµnh dù b¸o vµ tÝnh to¸n ngËp lôt hÖ thèng s«ng Thu Bån – Vu Gia vµ
h¹ du s«ng H-¬ng.
Mét nhãm c¸c t¸c gi¶ tiÕn hµnh c¸c nghiªn cøu vÒ ®¸nh gi¸ tµi nguyªn n-íc
vµ ®Êt vµ c©n b»ng n-íc l-u vùc, tõ ®ã ®Ò xuÊt c¸c gi¶i ph¸p khai th¸c, sö dông mét
c¸ch cã hiÖu qu¶ nhÊt c¸c nguån tµi nguyªn nµy. Tiªu biÓu lµ c¸c c«ng tr×nh cña
Ng« §×nh TuÊn [83 - 85], ®· ®¸nh gi¸ tµi nguyªn n-íc, nhu cÇu t-íi vµ c©n b»ng
n-íc hÖ thèng c¸c l-u vùc ven biÓn MiÒn Trung. TrÇn Thanh Xu©n vµ céng sù ®·
tiÕn hµnh tÝnh to¸n c©n b»ng n-íc cho tØnh Qu¶ng Nam. NguyÔn Thanh S¬n ®· ®Ò
xuÊt c¸c gi¶i ph¸p ®Þnh h-íng sö dông n-íc l-u vùc ®Çm Trµ æ (B×nh §Þnh) [52] vµ
quy ho¹ch tæng thÓ tµi nguyªn n-íc tØnh Qu¶ng TrÞ ®Õn n¨m 2010 [63 -64]. TrÇn
Thôc, Huúnh ThÞ Lan H-¬ng ®· tiÕn hµnh c¸c tÝnh to¸n ®¸nh gi¸ ¶nh h-ëng cña sù
thay ®æi sö dông ®Êt ®Õn chÕ ®é dßng ch¶y l-u vùc Trµ Khóc [71]. §Ó bæ khuyÕt sè
liÖu cßn thiÕu vµ th-a trªn khu vùc nghiªn cøu ®· sö dông m« h×nh NLRRM ®Ó kÐo
dµi chuçi dßng ch¶y tõ tµi liÖu m-a [129]: NguyÔn ThÞ Nga, NguyÔn Thanh S¬n [41]
¸p dông ®Ó bæ khuyÕt sè liÖu dßng ch¶y cho c¸c l-u vùc s«ng tØnh Qu¶ng TrÞ, L-¬ng
19
Tải về để xem bản đầy đủ
178 trang
11900
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Nghiên cứu mô phỏng quá trình mưa - dòng chảy phục vụ sử dụng hợp lý tài nguyên nước và đất một số lưu vực sông thượng nguồn miền Trung", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- luan_van_nghien_cuu_mo_phong_qua_trinh_mua_dong_chay_phuc_vu.pdf
