Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết tập trung vào nhu cầu thực tế trong lĩnh vực viễn thám tính toán dòng chảy lũ về hồ chứa nói riêng, phục vụ phòng tránh và giảm nhẹ ảnh hưởng hạ du trong trường hợp sự cố nói chung. Quy trình kết hợp giữa kỹ thuật xử lý thông tin, dữ liệu viễn thám và hệ thống mô hình thủy văn SWAT để tính toán dòng chảy lũ về hồ chứa theo kịch bản biến đổi khí hậu 2016 phục vụ trực tiếp cho việc giám sát, hỗ trợ quyết định nhằm phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai.
Nghiên cứu KÉẾT HỢP CÔNG NGHỆ VIÊN THÁM VÀ MÔ HÌNH THỦY VAN SWAT TINH TOAN DONG CHAY LU VE HO CHUATHUC NGHIEM TAI LUU VUC THUY DIEN BAN CHAT Tạ Thị Van Anh’, Vũ Thị Phương Thảo? !Cục Viễn thám Quốc gia Tóm tắt ?Trường Đại học Mỏ - Địa chất Bài báo tập trung vào nhu cấu thực tế lĩnh vực viễn thám tính tốn dịng chảy lũ hơ chứa nói riêng, phục vụ phịng tránh giảm nhẹ ảnh hưởng hạ du trường hợp nói chung Quy trình kết hợp kỹ thuật xử lý thông tin, đữ liệu viên thám hệ thơng mơ hình thúy văn SWAT để tính tốn dịng chảy lũ hơ chứa theo kịch biến đổi khí hậu 2016 phục vụ trực tiếp cho việc giảm sái, hỗ trợ định nhằm phòng tránh giảm nhẹ thiên tai Hướng hứa hẹn, điều kiện cho phép, tác giả mở rộng nghiên cứu sâu tiết cho lưu vực sông lớn kết hợp với đánh giá ảnh hưởng điều kiện kinh tế - xã hội hạ lưu trường hợp đập chắn gặp cố Từ khóa: Dịng chảy lũ; Viễn thám; Mơ hình thủy văn Abstract Combination of remote sensing technology and hydrological model for estimating of flood flow to reservoir: a case study in the basin of Ban Chat hydropower The article focused on practical demand of using remote sensing to calculate flood fiow to reservoirs in order to prevent and mitigate downstream impacts in case of incidents The process is the combinination of information extracted from remote sensing data and hydrological model (SWAT) to calculate flood flow to reservoirs under climate change scenario 2016, directly serves for monitoring, making decision for disaster prevention and mitigation This approach can be applied for a large river basin in conjunction with the assessment of socio-economic impacts in case of incidents Keywords: Flood flow; Remote sensing; Hydrological model Đặt dé nhân dân phù hợp với khả Luật Tài nguyên nước [I] quy định nên kinh tê việc phòng, chống khắc phục hậu tác hại nước gây phải có Bên cạnh đó, Nghị định số 114/2018/ kế hoạch biện pháp chủ động phòng, ND-CP 04 thang 09 nam 2018 cua Chính phủ Quy định quan ly an toan tránh, giảm nhẹ, hạn chế tác hại nước đập, hồ chứa nước đập chắn an gây ra; bảo đảm kết hợp hài hòa toàn cho vùng hạ du đập “Kế hoạch hành lợi ích nước với vùng, động quốc gia nâng cao hiệu quản lý, bảo vệ, sử dụng tổng hợp tài nguyên nước giai đoạn 2014 - 2020” đề mục tiêu: ngành; khoa học, công nghệ đại với kinh nghiệm truyền thống Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 38 - năm 2021 49 Nghiên cứu Bảo đảm quản lý, khai thác sử dụng bảo vệ tài nguyên nước theo phương thức tổng hợp, toàn diện, bền vững hiệu cao nhằm bảo đảm an ninh nguồn nước quốc gia cho trước mắt lâu dài, góp phần phát triển bền vững, bảo vệ mơi trường, bảo đảm an sinh xã hội bảo đảm quốc phịng, an ninh trước diễn biến biến đổi khí hậu, nước biển dâng suy giảm nguồn nước Tính tốn, định lượng lượng nước từ thượng nguồn đồ hồ chứa đề chủ động xả lũ sớm vận hành hồ chứa phải tuân thủ quy trình phịng lũ Việc ứng dụng mơ hình giám sắt hồ chứa có tham gia liệu viễn thám giúp ích nhiều cho khả dự báo hạn chế tác động việc thay đôi dong chay thượng lưu Hơn nữa, vấn đề tính tốn, mơ dịng chảy lũ hồ chứa theo kịch biến đổi khí hậu để chủ động xả lũ hay đặc biệt cố đập chan 1a rat can thiét Phương pháp nghiên cứu Với mục tiêu phục vụ nhu cầu cấp bách giám sát tài ngun nước nói chung, dịng chảy lũ hồ chứa nói riêng phức tạp nước sơng thượng nguồn Việt Nam mà thiếu nghiên cứu làm sở cho việc lập quy trình giám sát chung cho quản lý lưu vực sông, để có thê giải đốn 56 thơng tin làm đầu vào cho mơ hình thủy văn đữ liệu viễn thám tư liệu mang tính khả dụng cao lưu vực sơng nói chung, thượng nguồn sơng nói riêng thủy lực khai thác số liệu đo đạc thủy văn khai thác phô biến năm gần Mơ hình hóa dịng chảy, ngập lũ, xâm nhập mặn xói lở bồi lắng, tốn tính tốn nghiên cứu lũ ảnh hưởng đến hỗ chứa cho thấy ứng dụng cơng nghệ viễn thám, mơ hình số độ cao (DEM) hiệu cần thiết Hiện nay, nhiều mơ hình có giao diện thân thiện có khả giải nhiều tốn dịng chảy tich hgp nhu SWAT, Mike 11, MikeFLOOD, MikeSHE, GeoSFM, Mơ hình thủy văn SWAT xây dựng mục đích dự báo ảnh hưởng thay đổi mục đích sử dụng đất đến tài nguyên nước, bồi lắng lượng hóa chất sinh từ hoạt động nông nghiệp lưu vực rộng lớn phức tạp khoảng thời gian dài Một mơđun mơ hình mơ dòng chảy từ mưa đặc trưng vật lý lưu vực SWAT cơng cụ mạnh có nhiều thông số thể cụ thê đầy đủ yếu tố thủy văn, thủy lực mô dịng chảy Đặc biệt mơ hình có giao diện GIS dé dàng tương tác với đữ liệu viễn thám Các điều kiện đầu vào thảm phủ, thổ nhưỡng, DEM, mạng lưới thủy văn, thông tin hồ đập, khai thác từ đữ liệu viễn thám giúp cho việc tính tốn mơ hình xác, khách quan, tiết kiệm chi phí Những việc mà trước phải tìm hiểu riêng lẻ, tốn nhiều thời gian chi phí 2.1 Cơ sở kết hợp cơng nghệ viễn thám mơ hình số trị tính tốn dịng chảy lũ hỗ chứa 2.2 Quy trình kết hợp cơng nghệ viễn thúm mơ hình số trị tính tốn dịng chảy lũ hỗ chứa Việc xử lý, chiết tách thông tin viễn thám làm đầu vào cho mơ hình thủy văn, Trên sở lựa chọn mơ hình tốn, 50 sơ đồ chiết tách số thơng số phục vụ Tạp chí Khoa học Tài ngun Môi trường - Số 38 - năm 2021 Nghiên cứu tối thiểu cho mơ hình số trị bao gồm: web _http://gdex.cr.usgs.gov/gdex/, độ phân giải 30 m Với độ phân giải vượt số liệu địa hình, quan hệ mực nước - diện trội độ phủ rộng, liệu ASTER đảm cho toán thuỷ văn, thuỷ lực Dữ liệu tích - đung tích đồ mạng lưới sông suối Các đữ liệu hầu hết quan bảo tính hữu dụng nguồn công nghệ GIS từ liêu DEM ảnh vệ tinh Quy trình cơng nghệ kết hợp sửa, chn hóa lỗi thiếu thông tin trắc đữ liệu thu phân tích cơng nghệ viễn thám với mơ hình SWAT để tính tốn dịng chảy lũ hồ chứa đề xuất bao gồm 02 cấu phần (cấu phần liên quan đến thông tin, liệu ảnh viễn thám (J) cấu phần liên quan thủy văn thủy lực (II, cụ thể Hình thám DEM 2.2.1 Xử thông tin, liệu anh viễn 2.2.1.1 Xử lý, chuẩn hóa đữ liệu Dữ liệu DEM ASTER [10] download miễn phí Internet từ trang liệu GIS hữu ích cho số ứng dụng cụ thể Dữ liệu thu cần chỉnh điểm khuất, lỗ hông, sản phẩm nhiều lỗi vùng có giá trị âm vùng có giá trị băng Vì trước đem vào sử dụng, cần phải chỉnh sửa tính tốn lại giá trị DEM DEM chia lại mẫu để có kích thước pixel 30 m, sau chỉnh sửa giá trị âm phần mềm ENVI tính chuyến hệ toạ độ VN2000 Sau DEM cắt theo hình dáng lưu vực làm công tác thủ công chuyển sang dạng Grid phan mém ArcMap CIEE EE EE ET DEM ASTER, DEM BDDH Ảnh viên tran C) Bản đô lớp phủ mặt đất, thông số hồ Tư liệu đữ liệu bơ trợ Tính tốn độ nhám Xu ly đữ liệu lượng mưa | y tere DEM _~ — m— — — — S— Bộ thông tin, oe m— liệu chiết tách từ ảnh viên thám m— mm m— m— mm ~— -_————m—m—m————— — —m—=—m— —.~ { Kiém dinh mơ hình Xt ly trén m6 hinh = |,_| SWAT Dịng chảy thường, dịng chay lũ, thơng sơ KTTV Ý Tính tốn, lập dịng chảy lũ hồ chứa Hình 1: Quy trình đề xuất việc kết hợp cơng nghệ viễn thám mơ hình số trị tính tốn dịng chảy lũ hỗ chứa Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 38 - năm 2021 51 Nghiên cứu Dữ liệu DEM thành lập từ lớp thơng tin đường bình độ đặc trưng địa hình sở đồ địa hình [2] Theo phương pháp đặc trưng địa điểm chi độ cao, độ cao điểm đường tụ thuỷ, đường sống địa hình, đường đứt gãy đưa vào tham gia xây dựng mơ hình số địa hình liệu đường bình độ thường khơng giúp tạo mơ hình số địa hình có chất lượng cao, trừ bố sung thêm đặc trưng địa hình đường đứt gãy chiết xuất từ ảnh viễn thám 2.2.1.2 Thành lập đồ lớp phủ mặt đất Ảnh Landsat thu từ vệ tinh sau xử lý mức 2A (đã hiệu chỉnh thông số qũy đạo vệ tinh, hiệu chỉnh độ cong Trái đất loại bỏ nhiễu) Sau cần thực cơng tác nắn ảnh, cắt ảnh, phân loại có kiểm định, điều vẽ nội nghiệp, kiểm tra điều vẽ bổ sung Các bước tính tốn GIS: - Sử dụng đồ lớp phủ thành lập; - Xây dựng đồ phân chia lưu vực; - Tra hệ số độ nhám lớp phủ; - Tính tốn GIS 2.2.1.4 Tăng dày lượng mưa từ liệu mưa quốc tế Thông tin lượng mưa gần thời gian thực [5, 6, 7, 8, 15, 16] chiết xuất từ kết hợp hai nguồn đữ liệu MTSAT TRM 2A12 dựa phương pháp kết hợp Maathuis (2006) Thực tế phương pháp ứng dụng để kết hợp đữ liệu MSG với đữ liệu TRMM 2A12 Dựa phương pháp này, nhóm tác giả thay đữ liệu MSG đữ liệu MTSAT với kênh tương ứng Việc tăng dày đồ lượng mưa phụ thuộc nhiều vào yếu tố đầu vào liệu viễn thám, ngoại nghiệp, thành lập đồ lớp phủ đồ thảm thực vật đồ độ cao, bước thực bao gồm: thực sau hồn thiện cơng tác điều vẽ, phân loại nội nghiệp Các - Nhập đữ liệu lượng mưa quốc tế cho việc tăng dày lượng mưa; ảnh thực địa chỉnh sửa, bố sung - Quyết định, lựa chon mơ hình xuất đữ liệu theo định dạng mong muốn; thực công tác điều vẽ ngoại nghiệp - Chạy mơ hình đọc kết quả; yếu tố nội dung có thay đổi trực tiếp lên bình đồ ảnh trình Tại bình đồ ảnh, dựa vào cơng cụ phần mềm, xác định độ dài rộng đập chắn cửa xả [2, 3, 4, II] 2.2.1.3 Tính tốn độ nhám địa hình Dựa tính chất độ nhám [12, 13], hai phương pháp tiếp cận lựa chọn để ước tính giá trị Manning’s n Kiểm tra trực quan phương pháp GIS/ viễn thám kết hợp với bảng tra cứu giá tri Manning’s n theo công bố McCuen [14] dé 4p dung tinh gid tri Manning’s n cho lưu vực 52 2.2.2 Xứ lý toán thủy văn thủy lực 2.2.2.1 Cấu trúc đữ liệu đầu vào SWAT [9] mơ hình tổng qt địi hỏi số lượng lớn thơng tin để chạy mơ hình Đối với nghiên cứu này, đữ liệu dau vào cho q trình tính tốn SWAT sử dụng bao gồm đữ liệu địa hình, lớp phủ bề mặt thơ nhưỡng, khí tượng thủy văn Trước chạy mơ hình, tất đữ liệu xử lý theo định dạng u cầu mơ hình SWAT Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 38 - năm 2021 Nghiên cứu 2.2.2.2 Tính tốn dịng chảy đến hồ mơ hinh SWAT Tiền trình, Hiển thi Dữ liệu đâu vào DEM š + SA > < Van? aThủy >_— = >> Phân định lưu vực “~~ as > f Dinh nghia HRUs Mô Trạm thời tiết Kiém A if dinh T hơng đâu hình SƠ Hình 2: Các bước tiễn hành mơ phóng mơ hình SWAT Sơ đồ Hình cần làm rõ, ví dụ sử dụng đất nào, thời tiết gồm số liệu cụ thể nào, trạm khí tượng thủy văn lưu vực nghiên cứu? a) Chuẩn bị đữ liệu đầu vào: (1) Dữ liệu không gian theo dinh dang (Text) m6 hinh SWAT; - Dữ liệu nhiệt độ khơng khí lớn (Tmax) va nho nhat (Tmin) ngay; - Luu luong dong chay thuc trung bình ngày trạm thủy văn Lưu lượng phục vụ cho việc hiệu chỉnh kiêm Số liệu không gian (GIS) dạng CSDL ban đồ, bao gồm: - Bán đồ lớp phủ/hiện trạng sử dụng đất đồ kịch sử dụng đất; - Bản đồ độ dốc (DEM) độ phân giản 30 m lưu vực sông Nậm đưa đữ liệu dạng cột theo ngày Mu tải từ trang web có đường dan http://gdex cr.usgs.gov/gdex/; - Ban lớp phủ/hiện trạng sử dụng đất; - Bản đồ thổ nhưỡng (2) Dữ liệu thuộc tính Số liệu thuộc tính đưới dạng Database bao gồm: - Dữ liệu mưa ngày: Từ liệu mưa dạng ma trận theo ngày tháng năm định mô hình đê tìm thơng sơ phù hợp cho khu vực nghiên cứu b) Các bước xử lý - Phân chia lưu vực - Phân tích đơn vị thủy văn - Ghi chép bảng đữ liệu đầu vào - Chạy mơ hình đọc kết Kết Q trình thực nghiệm tiến hành lưu vực hơ thủy điện Bản Chát, Lai Châu Cụ thê sau: 3.1 Khu vực nghiên cứu a) Vi tri dia ly Vùng thượng lưu hồ thủy điện Ban Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 38 - năm 2021 53 Nghiên cứu Chát thuộc địa bàn huyện Tam Đường Than Uyên tỉnh Lai Châu Cơng trình nằm sơng Nậm Mu, sơng bắt nguon từ đỉnh núi cao dãy Hoang Liên Sơn Trong hành trình chảy tỉnh, sơng Nậm Mu phần sông Đà, qua tỉnh Sơn La, dịng sơng Nậm Mu có chiều dài 180 km có diện tích lưu vực khoảng 3.433 km b) Đặc điểm địa hình Địa hình tỉnh Lai Châu nói chung vùng thượng nguồn hồ chứa Bản Chát nói riêng địa hình núi, nỗi bật dãy núi cao 1.500 m Hình 3: Minh họa địa hình lưu vực hô Bản Chát c) Đặc điểm thổ nhưỡng Về tài nguyên đất tỉnh Lai Châu chủ yếu loại đất đỏ vàng nhạt phát triển đá, cát, đá sét đá vơi, có kết cấu chặt chẽ III năm sau tháng khô, nhiệt độ khơng khí trung bình tháng dao động khoảng 17 - 21,9 °C, có tháng lạnh (< 18 °C) 1a thang I va thang XII bình khoảng 23 °C Ở tháng, từ tháng Lai Châu chịu ảnh hưởng hai loại gió chủ yếu gió mùa Đơng Bắc gió mùa Tây Nam Vân tốc gió trung bình dao động khoảng 0,5 - 1,3 m/s Tốc độ gió mạnh tir thang I dén thang III (trong bình tháng từ 25,9 - 26,6 °C, rơi chủ yếu (0,5 m/s), cdc thang lai (tháng IV đến 3) Đặc điểm hậu Nhiệt độ khơng khí trung bình năm Lai Châu tương đối mát mẻ, đạt trị số trung V đến tháng IX có nhiệt độ khơng khí trung khoảng 1,1 - 1,3 m/s), thap tháng X vào tháng có mưa; từ tháng X đến tháng tháng IX tháng XI, XI) tốc độ gió 54 Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 38 - năm 2021 Nghiên cứu ồn định dao động trong khoảng 0,7 - Sông Nậm Na bắt nguồn vùng núi cao 0,9 m/sd), chế độ mưa, độ âm 1.500 m địa phận Trung Quốc, có Lai Châu có lượng mưa trung bình năm 2.105 mm/năm chia làm mùa rõ rệt: Mùa khô tháng X đến tháng HII năm sau thường trùng với mùa gió mùa mùa đơng, lượng mưa thấp tổng điện tích lưu vực sơng 6.860 km”, chiếm 20 - 25% lượng mưa năm, chủ yếu mưa phùn, tháng có lượng mưa trung bình thấp thang XII: 25 mm/ tháng, số ngày mưa trung bình tháng II: 5,l ngày/tháng; mùa mưa từ tháng V đến tháng IX thường trùng với mùa gió mùa mùa hạ, lượng mưa tập trung chiếm 75 - 80 % lượng mưa năm Lượng mưa bình quân năm 2.100 mm cao nguyên Sìn vùng cao biên giới huyện Mường Thổ, xã gắn với dãy Hoàng từ 2.000 Hồ, xã Tè, Phong Liên Sơn Khu vực có lượng mưa thấp 1.200 mm gặp vùng thung lũng Mường So, Việt Nam 2.190 km”; lưu vực sơng Nậm Mu có tổng lượng đòng chảy năm 4,144 tỷ m?/năm, bắt nguồn từ địa phận huyện Phong Thổ từ độ cao 700 m, theo hướng Tây Bắc - Đông Nam Sông chảy dọc theo hướng Tây Bắc - Đơng Nam Lưu lượng dịng chảy trung bình 80 l/s, mơđun dịng chảy mùa lũ tần suất % đạt 12 14 1/s/km#, đó, lưu vực sơng Nậm Mu có tổng lượng dịng chảy năm 4,144 tỷ mỶ/năm Sơng Nậm Mạ chảy qua địa bàn huyện Sìn Hồ với diện tích lưu vực 930 km2, bao gồm xã vùng thấp huyện Sìn Hồ, độ dốc địng chảy nhỏ, lưu lượng dịng chảy trung bình 50 l/s Ngồi sơng lớn kể trên, địa bàn tỉnh Lai Châu cịn có nhiều sơng suỗi khác như: Nậm Cúm, Nậm Phìn Hồ, Nậm e) Đặc điểm sơng ngịi Lai Châu có hệ thống sơng chi lưu cấp sông Đà, gồm: (1) Cay, Nam So, Nam Tam, Nam Ban, Nam Cuối Các sơng suối có lưu lượng dịng chảy thấp, trung bình từ 10 - 30 1⁄s 3.2 Kết tính tốn dịng chảy lũ hỗ thủy điện Bản Chát theo kịch biến doi hau 2016 3.2.1 Mơ hình số độ cao a Hình 4: Minh họa mét phan DEM ASTER Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 38 - năm 2021 55 Nghiên cứu Xây dựng, khai thác sở đữ liệu địa hình lưu vực nghiên cứu từ mơ hình số độ phân giải cao (DEM) sau chuẩn hóa từ liệu DEM ASTER thời kỳ chưa có đập từ đồ địa hình cho thời kỳ có đập phần mém ArcGIS Co sé đữ liệu địa hình xây hệ tọa độ UTM - WGS84 3.2.2 Bản đô lớp phủ CHÚ GIẢI —— |} — Đa giới huyện Dia gidi xa F== Đường nhựa Ƒ===: Đường cắp phối Đường đắt lớn E—— —— Đường mịn Sơng, suối nét Sơng, suối có nước theo mùa $ “) 1220044 Bai cat, Trang cat ¡Z1 Cồn, bãi Hoa màu, hàng năm khác Hồ chứa nước ': Hồ,ao đầm phá Em eee) Khu chức khác Khu công nghiệp, khu kinh tế —] Khu dân cư nông thôn #i Khu khai thác mm Rừng E51 Rừng thưa cạn ~: Trảng cò, bụi Vùng trồng lâu năm TÌ Vũng trịng lúa —] Đất trỗng khác TY LE 1: 150 000 Dựa vào Hình 5: Minh họa đ lớp phú mặt đất liệu ảnh viễn thám 3.2.3 Kết tính tốn độ nhắm Landsat, sau nắn chỉnh phân loại, Gia tri d6 nham Manning’s n trung chiết xuất 02 thông số đập chắn (Độ bình 47 tiêu lưu vực lưu vực hồ thuỷ Bản Chát Bên cạnh đó, sử dụng quy trình điện Bản Chát dao động khoảng từ 0,295 đến 0,384, phố biến khoảng dài đập độ rộng đập chính) hồ thành lập đồ lớp phủ theo quy định Thông tư số 37/2011/TT-BTNMT ngày 14 tháng 10 năm 2011 Bộ Tài nguyên Môi trường quy định Định mức kinh tế - kỹ thuật thành lập đồ chuyên đề tỷ lệ 1:25.000, 1:50.000, 1:100.000, 1:250.000 tư liệu ảnh vệ tỉnh thành lập đồ lớp phủ mặt đất thời kỳ từ 0,330 đến 0,373 Các tiêu lưu vực có giá trị độ nhám cao tập trung khu vực phía Bắc, khu vực cịn nhiều rừng kín ngun sinh Kết tính tốn giá trị độ nhám lưu vực hồ thuỷ điện Bản Chát cho thấy phù hợp với tỉ lệ phân bố thảm phủ khu vực nghiên cứu lưu vực nghiền cứu 56 Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 38 - năm 2021 Nghiên cứu LV Ban Chat Manning's n [——] 0.270 - 0.330 [1 0.330 - 0.373 E1 0.3732 - 0.386 IS o3s - 0.391 HE 0.391 - 0.396 HME 0.396 - 0.400 Hình 6: Sơ đồ phân bỗ độ nhám lưu vực hơ Đăk Mi 3.2.4 Kết tính lượng mưa VN te ee ieee KHU VUC BAN CHAT Hình 7: Minh họa lượng mưa ngày 19 tháng năm 2019 khu vực Ban Chat Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 38 - năm 2021 57 Nghiên cứu 3.2.5 Kết tính tốn dịng chảy lũ vào hồ chứa Dựa biến đổi lưu lượng dịng chảy thực đo trung bình ngày trạm thủy văn Tà Gia, lượng mưa tram (Pha Đìn, Sa Pa, Tam Đường, Mù Căng Chải Than Uông) nhiệt độ trạm (Sìn Hồ, Tam Đường Than Uông) lưu vực sông Nậm Mu vùng lân cận, lượng mưa chiết xuất từ ảnh viễn thám, tiến hành mô chuỗi giai đoạn theo kịch biến đối khí hau dé so sánh biến đối lưu lượng dòng chảy lũ kịch nên từ năm 1986 - 2005 Sau hiệu chỉnh kiểm định mơ hình SWAT trạm thủy văn Tà Gia, thu thơng số mơ dịng chảy lưu vực, qua áp dụng thơng số để tiến hành mơ q trình mưa - địng chảy để đánh giá biến đơi dịng chảy lũ giai đoạn kịch nên năm 1986 - 2005 so với kịch biến đổi khí hậu Bộ Tài nguyên Môi trường ban hành năm 2016 3.2.5.1 Kiểm định mơ hình Trên sở biên tập liệu đầu vào cho mơ hình ArcSWAT, tiến hành mô lại lưu lượng nước tai tram Ta Gia sơng Nậm Mu Sau tiền hành hiệu chỉnh kiểm định lưu lượng cho trạm thủy văn Tà Gia Trong đó, số liệu lưu lượng dịng chảy số liệu quan trọng để đánh giá hiệu chỉnh mơ hình Bộ số liệu phân thành giai đoạn lưu lượng từ năm 1981 - 1984 giai đoạn hiệu chỉnh mơ hình giai đoạn 1986 - 1987 sử dụng để kiểm định mô hình Sử dụng phần mềm SWAT - CUP phân tích độ nhạy từ tìm thơng số ảnh hưởng trực tiếp tới dịng chảy, chạy mơ để hiệu chỉnh mơ hình, tìm thơng số cho lưu vực sông Nậm Mu đặc biệt đến hồ chứa Bản Chát Sau phân tích độ nhạy ta tìm thơng số ảnh hưởng đến q trình mơ lưu lượng dịng chảy là: CN2, GW DELAY, CH_N1,0V_N,ALPHA_ BF Tai day tiễn hành mô nhiều lần mơ hình SWAT - CUP cho thơng số giai đoạn 1981 - 1984 Kết cho ta thông số tối ưu thể bảng đây: Bang Kết hiệu chỉnh thống số chỉnh Thơng số Mơ tả GW_DELAY Thời gian trễ dịng chảy ngầm ALPHA BF Hệ số triết giảm dòng chảy ngầm 0.51 Hệ số nhám Mamning cho dòng chảy mặt 0.34 OVN CN2 CH_ NI Chỉ số CN ứng với điều kiện âm II Hệ số nhám khe rãnh Giá trị 30 68 0.63 Từ thơng số tìm ta tiễn hành chạy mơ hình AreSWAT cho khu vực nghiên cứu giai đoạn hiệu chỉnh Sau tiễn hành so sánh lưu lượng thực đo lưu lượng mô Sau thay thông số vào q trình mơ lưu lượng tốt số NSI tăng lên 0,818; PBIA 8,6 % hệ số tương quan R2 0,834 Từ thông số tìm giai đoạn hiệu chỉnh, tiến hành áp dụng thông số chạy cho giai đoạn 1986 - 1987 Đối với trình kiểm định số NSI 0,82, PBIAS 9,3 % hệ số tương quan 0,83 58 Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 38 - năm 2021 Nghiên cứu - Thực đo - Lính tốn Hình 8: So sánh lưu lượng thực đo mô giai đoạn kiểm định 1800 1600 Y= 0.8114x + 5.7815 Luu luong thu (m*/s) 1400 R?* = 0.8306 1200 1000 800 200 1000 1500 2500 Lưu lượng mô (mŠ/s) Hình 9: Tương quan lưu lượng thực đo mơ kiểm định Như vậy, q trình hiệu chỉnh kiểm định thông số lưu vực sông Nậm Mu khống chế trạm thủy văn Tà Gia thấy số đánh giá kết mơ hiệu chỉnh kiểm định mơ hình tốt nằm giới hạn cho phép Trên sở thông số xác định tiến hành dự báo dòng chảy lũ đến hồ chứa Bản Chát Bảng Đánh giá kết mơ dịng chảy giai đoạn hiệu chỉnh kiểm định Quá trình Thời đoạn Hiệu chỉnh Kiém dinh Giá trị R2 NSE PBIAS 1981 - 1984 0,834 0,818 8,6 1986 - 1987 0,83 0,82 9,3 Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 38 - năm 2021 59 Nghiên cứu 3.2.5.2 Tính tốn dịng chảy lũ RCP4.5 Trong đó, dịng chảy trung bình mùa lũ giai đoạn tăng 26,1 % Mùa lũ lưu vực sông Nậm Mu so với giai đoạn kịch nền, tháng thường tháng kết thúc tháng nên đề đánh giá dòng chảy lũ, tác giả tập trung đánh giá biến đổi dòng chảy tháng mùa lũ Kết đánh giá dòng chảy lũ hồ chứa Bản theo tháng có tỷ lệ dòng chảy tăng cao tương ứng với 35,7 3% 36 %, tháng có thê sau: thấy dịng chảy trung bình mùa lũ hồ giai đoạn có xu giảm kịch biến đổi khí hậu 2016 cụ a) Theo kich ban RCP 4.5 Giai đoạn 2016 - 2035: Thông kê kết mơ cho thấy dịng chảy trung bình mùa lũ hồ tăng 17,1 % so với giai đoạn kịch nên 1986 - 2005, tháng mức tăng nhỏ tháng với 18,7% b) Theo kich ban RCP8.5 Giai đoạn 2016 - 2035: Kết mô 0,5 % so kịch Mức giảm cao tháng với 2,9%, giảm thấp la thang voi 0,3 % Tuy nhién, thang có xu tăng với 2,8 % Giai đoạn 2046 - 2065: Thông kê kết tăng cao tháng với 25,1%, tháng có tỷ lệ tăng thấp so với kịch tháng voi 11,7 % mơ cho thấy dịng chảy trung bình mùa lũ hồ tăng 12,9 % so với giai Giai doan 2046 - 2065: Théng ké két tăng cao tháng với 19,6 %, tháng mô cho thấy dịng chảy trung bình mùa lũ hồ tăng 20,9 % so với giai đoạn kịch 1986 - 2005, tháng tăng cao tháng với 29,7%, tháng có tỷ lệ tăng thấp so với kịch la thang voi 14,6 % Giai đoạn 2080 - 2099: Kết mô cho thấy dòng chảy mùa lũ tăng so với g1a1 đoạn kịch đoạn kịch 1986 - 2005, tháng có tỷ lệ tăng thấp so với kịch nên tháng với 8,6 % Giai đoạn 2080 - 2099: Kết mô cho thấy dịng chảy mùa lũ có mức tăng cao với tỷ lệ tăng 45,7 % so với kịch nên Trong đó, tháng tháng có tỷ lệ dòng chảy tăng lớn 65,7%, tiếp tháng với 60,2 %, tháng có tỷ lệ tăng thấp tháng với 33,4 % Bảng Thống kê kết mơ dịng cháy kịch BĐKH DVT: l⁄s Lưu lượng trung bình tháng Kịch ` Trung |10|1H | binh Í2 | nặm RCP4.5_ 16.35 | 14.4} 9.6 | 16.8 | 50.2 | 123.2 228.9 276.1 | 233.8 | 125.8 | 65.6 | 36.8 | 19.8] 100.1 RCP4.5_ 46 65 RCP4.5_80_99 RCP4.5_ 16 35 RCP4.5 46 65 RCP4.5_ 80_99 1985-2005 10.0 | 10.5 | 7.8 | 9.1 | 12.8 | 8.0 | 235.8 245.2 197.0 221.6 279.6 197.5 103.1 107.2 86.0 96.8 122.7 87.0 60 | | | | | | 14.9) 15.6] 11.9} 13.8) 18.4 | 12.0} 17.6 | 18.7 | 13.2 | 15.9 | 23.3 | 14.1] 52.4 | 55.6 | 39.8 | 47.6 | 67.9 | 41.0] 127.7 134.0 101.2 117.9 157.9 98.5 283.4 | 293.4 | 242.4 | 268.4 | 330.0 | 245.7 | 239.9 | 248.4 | 205.7 | 227.4 | 279.1 | 209.3 | 129.2 | 133.9) 109.4 | 121.8] 152.0] 109.1 | 67.6 | 70.3 | 56.2 | 63.3 | 81.0 | 54.4 | 37.9 | 39.5 | 31.1] 35.3 | 45.8 | 31.6] Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 38 - năm 2021 20.4} 21.3 | 16.7] 19.0} 24.7 | 17.1) Nghiên cứu MRCP4.5_16_35 Iulia mRCP4.5_46_65 RCP4.5_80_99 mRCP8.5_16_35 MRCP8.5_46_65 mRCP8.5_80_99 Hình 10: Phan tram thay đối dịng chảy trung bình tháng theo kịch BĐKH so với kịch nên Kết luận kiến nghị kịch giai đoạn 1986 - 2005 Kết 4.1 Kết luận tính tốn biến đổi dòng chảy lũ hồ chứa Bản Chát cho thấy hầu hết giai Phương pháp sử dụng công nghệ viễn thám kết hợp mơ hình SWAT cho phép tính tốn dịng chảy lũ hồ chứa, đưa biện pháp sử dụng giảm thiểu thiệt hại dòng chảy lũ cực đại cách kịp thời Đã thành lập thông số đầu vào chiết tách từ liệu ảnh viễn thám, xác định thơng số mơ hình mơ dịng chảy hồ chứa Bản Chát sở đánh giá trình hiệu chỉnh kiếm định mơ hình trạm thủy văn Tà Gia thông qua số NASH, sai số tổng lượng, hệ số tương quan Các số đạt yêu câu đoạn có xu tang Giai doan 2080 - 2099 kịch RCP8.5 có dòng chảy mùa lũ tăng cao với 45,7 % so với kịch nên, tăng thấp giai đoạn 2045 - 2065 kịch RCP8.5 có tý lệ tăng thấp 12,9 % Tuy nhiên, giai đoạn 2016 - 2035 kịch RCP 8.5 có xu đòng chảy mùa lũ giảm so với kịch giảm 0,5 % Qua đó, cho thấy tác động BĐKH đến dòng chảy lũ hồ chứa Bản Chát có biến động lớn mùa lũ giai đoạn kịch BĐKH 4.2 Kiến nghị Bên cạnh đó, phân tích lựa chọn Nhìn chung, tốn tính tốn dịng chảy lũ hồ chứa, kết độ theo kịch BĐKH Bộ Tài nguyên Môi trường phát hành năm 2016 Nhóm hiệu chỉnh kiểm định mơ hình lưu tác giả lựa chọn kịch phát thải cao để dự báo xác cần tăng thêm độ đánh giá biến đổi lượng mưa, nhiệt RCP8.5 phát thải trung bình RCP 4.5 để đánh giá biến đổi dòng chảy mùa lũ (từ tháng đến tháng 9) giai đoạn 2016 2035; 2045 - 2065 2080 - 2099 so với vực thực nghiệm đạt yêu cầu, nhiên xác đữ liệu đầu vào, độ lớp phủ mặt đất, thô nhưỡng cập nhật thường xuyên thay đổi, bố sung thêm trạm quan trắc mưa, nhiệt độ Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 38 - năm 2021 61 Nghiên cứu Lời cảm ơn: Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ cung cấp tư liệu từ đề tài “Nghiên cứu kết hợp công nghệ viễn thám mơ hình số trị xây dựng kịch dịng chảy lũ hỗ chứa phục vụ phòng tránh giảm nhẹ ảnh hưởng hạ du trường hợp cố”, mã số: TNMT.2018.08.03, thuộc Chương trình đữ liệu mưa vệ tỉnh độ phân giải cao Ïưu vực sông Cả Tạp chí Khí tượng Thủy văn Số 695 Tháng I1 - 2018 [8] Bùi Chí Nam (2017) Nghiên cứu đánh giá đữ liệu mưa quan trắc vệ tỉnh từ GPM PERSIANN phục vụ cảnh bao mua thành phố Hồ Chí Minh Tạp chí Khí tượng Thủy văn Số 679 Tháng 07/2017 [9] Trung tâm Quy hoạch Điều tra khoa học công nghệ trọng điểm cấp Bộ “Nghiên cứu công nghệ viên thảm quan ly, giam sat tài ngun thiên nhiên, mơi trường, phịng chống thiên tai, ứng phó với biến đối khí hậu, quốc phịng an ninh phát triển kinh tế xã hội ”, mã số: tài nguyên nước Quốc gia Nghiên cứu số mơ hình dự báo dịng chảy Việt Nam http:// nawapi.gov.vn/index.php?option=com_co ntent&view=article&id=3489%3 Anghi en-cu-mt-s-mo-hinh-d-bao-dong-chy vitnam&catid=70%3 Anhim-v-chuyen-monang-thce-hin&Itemid=135&lang=vi TNMT.08/16-20 [10] Kéab A., (2002) Monitoring highmountaing terrain deformation from repeated air and spaceborne optical data: examples using digital aerial imagery and ASTER data, ISPRS Journal of photogrammetry & Remote Sensing, 57, pp 39 - 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Quốc hội Nước Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam (2012) Luật Tài nguyên nước năm 2012 [2] Lê Quốc Hưng nnk (2014) Nghiên cứu kết hợp công nghệ viên thám mơ hình thủy lực xây dựng kịch tài nguyên nước hô chứa trường hợp su co Bao cao Dé tai NCKH cap Bo _ [3] Nguyễn Ngọc Thạch nnk (2003) Vién thảm Hệ thông tin địa lý ứng dụng [4] Nguyễn Xuân Lâm nnk (2006) Nghiên cứu ứng dụng phương pháp viên thám hệ thông thông tin địa ly phục vụ mục đích giảm sát sơ thành phán tài ngun, mơi trường khu vực xây dựng Cơng trình thúy điện Dé tai nghiên cứu khoa học câp Bộ [5] Nguyễn Văn Tuyên (2007) Vệ tinh tượng Cáo trình [6| Hồng Minh Tốn (2009) Xáy dựng cơng thức tính lượng mưa từ số liệu radar Dopler cho khu vực Trung Trung Bộ Luận văn thạc sĩ khoa học [7] Bùi Tuấn Hải, Nguyễn Văn Tuấn [11] SPOT4 and SPOTS images (2006) [12] H.H Barnes, Jr., (1967) Roughness characteristics of natural channels U.S Geological Survey Water-Supply Paper 1849, 213 p [13] Abood, M M., B., Mohammed, T A and Ghazali, A H (2006) Manning roughness coefficient for grass-lined channel Journal of Science and Technology, 13(4), 317 - 330 [14] McCuen, R H (1998) Hydrologic analysis and design 2" Ed., Prentice-Hall, Inc., Upper Saddle River, N.J., 814 [15] Dvorak, V.F., (1984) Tropical cyclone intensity analysis using satellite data [16] Meteorological Satellite The GMS user's guide JMA, Third Center BBT nhận bài: 30/8/2021; Phản biện xong: 14/9/2021; Chấp nhận đăng: 01/12/2021 (2018) Nghiên cứu đánh giả so sánh 62 Yusuf, Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 38 - năm 2021 ... hình dự báo dịng chảy Việt Nam http:// nawapi.gov.vn/index.php?option=com_co ntent&view=article&id=3489%3 Anghi en-cu-mt-s-mo-hinh-d-bao-dong-chy vitnam&catid=70%3 Anhim-v-chuyen-monang-thce-hin&Itemid=135&lang=vi... thực nghiệm tiến hành lưu vực hô thủy điện Bản Chát, Lai Châu Cụ thê sau: 3.1 Khu vực nghiên cứu a) Vi tri dia ly Vùng thượng lưu hồ thủy điện Ban Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 38 -. .. mm m— m— mm ~— -_ ————m—m—m————— — —m—=—m— —.~ { Kiém dinh mơ hình Xt ly trén m6 hinh = |,_| SWAT Dòng chảy thường, dòng chay lũ, thơng sơ KTTV Ý Tính tốn, lập dịng chảy lũ hồ chứa Hình 1: Quy trình