Nghiên cứu khai thác dữ liệu mưa vệ tinh nâng cao chất lượng mô phỏng dòng chảy lũ khu vực thiếu số liệu trên lưu vực sông mã

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN TIẾN KIÊN NGHIÊN CỨU KHAI THÁC DỮ LIỆU MƯA VỆ TINH NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY LŨ KHU VỰC THIẾU SỐ LIỆU TRÊN LƯU VỰC SÔNG MÃ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN TIẾN KIÊN NGHIÊN CỨU KHAI THÁC DỮ LIỆU MƯA VỆ TINH NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY LŨ KHU VỰC THIẾU SỐ LIỆU TRÊN LƯU VỰC SÔNG MÃ Ngành: Thủy văn học Mã số: 9440224 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS LÊ ĐÌNH THÀNH PGS TS NGÔ LÊ AN HÀ NỘI, NĂM 2023 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận án trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận án Nguyễn Tiến Kiên i LỜI CÁM ƠN Đầu tiên, tác giả xin gửi lời cám ơn tới Trường Đại học Thủy lợi tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả thời gian nghiên cứu hoàn thành luận án tiến sĩ Tác giả xin trân trọng cám ơn người thầy hướng dẫn nghiên cứu khoa học GS.TS Lê Đình Thành PGS.TS Ngơ Lê An ln tận tình hướng dẫn, đưa định hướng đắn động viên thời điểm khó khăn Tác giả vô biết ơn thầy cô giáo, nhà khoa học Trường Đại học Thủy lợi có đóng góp quý báu giúp tác giả hoàn thiện luận án Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến lãnh đạo đồng nghiệp Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia ln hỗ trợ, tạo điều kiện thời gian để tác giả hoàn thành luận án Đặc biệt chân thành cám ơn đồng nghiệp Phòng Dự báo thủy văn Bắc Bộ, Phòng Dự báo thủy văn Trung Bộ, Tây Nguyên Nam Bộ có giúp đỡ tận tình tác giả suốt trình nghiên cứu Cuối cùng, tác giả xin gửi tới người thân gia đình lời biết ơn sâu sắc yêu thương ủng hộ, dành thời gian điều kiện tốt để giúp tác giả hoàn thành nghiên cứu ii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIỂU viii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết luận án Mục tiêu nghiên cứu 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Hướng tiếp cận phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn nghiên cứu Bố cục luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƯA VỆ TINH………… 1.1 Tổng quan mưa vệ tinh 1.1.1 Tổng quan sản phẩm mưa vệ tinh 1.1.2 Các nghiên cứu đánh giá chất lượng mưa vệ tinh .13 1.2 Tổng quan nghiên cứu khai thác sản phẩm mưa vệ tinh giới .17 1.2.1 Các nghiên cứu phương pháp điển hình .17 1.2.2 Nghiên cứu ứng dụng mưa vệ tinh lĩnh vực thủy văn .21 1.2.3 Nhận xét nghiên cứu giới .27 1.3 Tổng quan nghiên cứu liên quan đến khai thác mưa vệ tinh Việt Nam 28 1.4 Lưu vực sông Mã đặc điểm liên quan đến đề tài luận án 30 1.4.1 Lưu vực sơng Mã, địa hình sông suối 30 1.4.2 Đặc điểm mưa lưu vực sông Mã 32 1.4.3 Đặc điểm dịng chảy lưu vực sơng Mã 34 1.4.4 Các hình thời tiết gây mưa - lũ lớn lưu vực .36 1.4.5 Hiện trạng mạng lưới trạm đo mưa khó khăn tính tốn dịng chảy lũ lưu vực sông Mã 37 1.5 Định hướng nghiên cứu đề tài luận án 40 1.5.1 Những hạn chế, tồn nghiên cứu ứng dụng mưa vệ tinh cho lĩnh vực thủy văn khó khăn tính tốn lũ lưu vực sông Mã 40 1.5.2 1.6 Định hướng nghiên cứu đề tài luận án 41 Kết luận chương 43 iii CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHỈNH MƯA VỆ TINH VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG LŨ SƠNG MÃ 45 2.1 Phân tích, lựa chọn mưa vệ tinh sử dụng nghiên cứu 45 2.1.1 Đánh giá chất lượng sản phẩm mưa vệ tinh GSMaP 49 2.1.2 Lựa chọn sản phẩm mưa GSMaP 60 2.2 Phương pháp hiệu chỉnh mưa vệ tinh 61 2.2.1 Phương pháp kết hợp, lân cận gần hiệu chỉnh theo vị trí trạm .61 2.2.2 Lựa chọn phương án hiệu chỉnh 65 2.2.3 Kết liệu mưa lưới kết hợp mưa vệ tinh thực đo .66 2.3 Đánh giá liệu mưa mơ dịng chảy lũ 78 2.3.1 Các mơ hình thủy văn thường ứng dụng tính tốn lũ 79 2.3.2 Lựa chọn mơ hình thủy văn cho nghiên cứu .83 2.3.3 Một số đặc điểm mơ hình NAM .86 2.3.4 Phương pháp Muskingum 90 2.3.5 Thiết lập mơ hình NAM cho lưu vực sông Mã 91 2.4 Lựa chọn thời gian xuất mưa – lũ lưu vực sông Mã 93 2.5 Số liệu sử dụng nghiên cứu 95 2.5.1 Số liệu mưa thực đo từ trạm bề mặt 95 2.5.2 Số liệu thủy văn 97 2.6 Kết luận chương 99 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƯA VỆ TINH NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY LŨ SƠNG MÃ 100 3.1 Đánh giá chất lượng liệu mưa khơng gian mơ dịng chảy lũ sông Mã… 100 3.1.1 Tính tốn mơ dịng chảy lũ sơng Mã 100 3.1.2 Chỉ tiêu đánh giá .101 3.1.3 Cách đánh giá chất lượng liệu mưa mơ hình thuỷ văn 102 3.2 Phân tích kết mơ dịng chảy lũ lưu vực sơng Mã 102 3.2.1 Mơ dịng chảy lũ sử dụng mưa thực đo 102 3.2.2 Mơ dịng chảy lũ sử dụng mưa GSMaP_NRT .104 3.2.3 Mơ dịng chảy lũ sử dụng mưa kết hợp 105 3.2.4 Mơ dịng chảy lũ sử dụng mưa lân cận gần 107 iv 3.2.5 Mơ dịng chảy lũ sử dụng mưa hiệu chỉnh theo vị trí trạm 108 3.2.6 Đánh giá khả nâng cao chất lượng mô lũ 109 3.3 Kết luận chương 123 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .124 Kết luận 124 Những đóng góp luận án 125 Kiến nghị định hướng nghiên cứu 125 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO 128 PHỤ LỤC 135 v DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Bản đồ lưu vực sơng Mã: địa hình mạng lưới trạm đo khí tượng thủy văn lưu vực 31 Hình 1.2 Bản đồ đẳng trị mưa năm lưu vực sông Mã lãnh thổ Việt Nam .33 Hình 1.3 Phân bố tổng lượng mưa tháng trung bình nhiều năm khu vực thượng lưu đến hạ lưu sông Mã (%) .34 Hình 1.4 Sơ đồ bước thực nghiên cứu luận án 43 Hình 2.1 Vị trí trạm lưu vực sơng Mã lân cận 52 Hình 2.2 Sơ đồ nội dung đánh giá chất lượng mưa vệ tinhh GSMaP 53 Hình 2.3 Lượng mưa GSMaP thực đo (mm) số trận mưa năm 2017/2018 lưu vực sông Mã 55 Hình 2.4 Chênh lệch lượng mưa GSMaP thực đo (mm) số trận mưa năm 2017/2018 lưu vực sông Mã 57 Hình 2.5 Đường trình mưa thời đoạn trung bình lưu vực theo thực đo sản phẩm GSMaP 59 Hình 2.6 Quan hệ lượng mưa mơ theo sản phẩm GSMaP với lượng mưa thực tế ước tính từ trạm đo thời đoạn 59 Hình 2.7 Các bước hiệu chỉnh mưa vệ tinh GSMaP .64 Hình 2.8 Phân bố tổng lượng mưa từ 01/VIII – 31/X/2000 67 Hình 2.9 Phân bố tổng lượng mưa từ 15/VI – 15/IX/2002 67 Hình 2.10 Phân bố tổng lượng mưa từ 01/VII – 30/IX/2003 .68 Hình 2.11 Phân bố tổng lượng mưa từ 01/VII – 15/X/2005 69 Hình 2.12 Phân bố tổng lượng mưa từ 01/VII – 30/IX/2006 .70 Hình 2.13 Phân bố tổng lượng mưa từ 01/VIII – 31/X/2007 .71 Hình 2.14 Phân bố tổng lượng mưa từ 01/VIII – 15/XI/2008 72 Hình 2.15 Phân bố tổng lượng mưa từ 15/VI – 15/X/2012 73 Hình 2.16 Phân bố chênh lệch tổng lượng mưa GSMaP_NRT (Raw), mưa kết hợp (Bias), mưa lân cận gần (NR), mưa hiệu chỉnh theo vị trí trạm (MLR) với mưa thực đo 78 Hình 2.17 Cấu trúc mơ hình NAM 87 Hình 2.18 Các tiểu lưu vực phân chia cho lưu vực sông Mã .92 Hình 2.19 Bản đồ phân bố tổng lượng mưa từ ngày – 5/X/2007 (a) [78] từ 19h/03 – 19h/08/IX/2012 (b) [80] .95 Hình 3.1 Sơ đồ thực tính tốn lũ cho lưu vực sông Mã .100 vi Hình 3.2 Kết mơ lũ năm 2000 Cẩm Thủy, Xã Là, Cửa Đạt trước sau hiệu chỉnh mưa vệ tinh 114 Hình 3.3 Kết mô lũ năm 2002 Cẩm Thủy, Xã Là, Cửa Đạt trước sau hiệu chỉnh mưa vệ tinh 115 Hình 3.4 Kết mơ lũ năm 2003 Cẩm Thủy, Xã Là, Cửa Đạt trước sau hiệu chỉnh mưa vệ tinh 116 Hình 3.5 Kết mơ lũ năm 2005 Cẩm Thủy, Xã Là, Cửa Đạt trước sau hiệu chỉnh mưa vệ tinh 117 Hình 3.6 Kết mô lũ năm 2006 Cẩm Thủy, Xã Là, Cửa Đạt trước sau hiệu chỉnh mưa vệ tinh 118 Hình 3.7 Kết mơ lũ năm 2007 Cẩm Thủy, Xã Là, Cửa Đạt trước sau hiệu chỉnh mưa vệ tinh 119 Hình 3.8 Kết mơ lũ năm 2008 Cẩm Thủy, Xã Là, Cửa Đạt trước sau hiệu chỉnh mưa vệ tinh 120 Hình 3.9 Kết mô lũ năm 2012 Cẩm Thủy, Xã Là trước sau hiệu chỉnh mưa vệ tinh 121 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tổng hợp số liệu mưa vệ tinh [14] Bảng 1.2 Tổng hợp số nghiên cứu đánh giá hiệu ứng dụng liệu mưa vệ tinh mơ hình thủy văn 22 Bảng 1.3 Danh sách trạm mưa lưu vực sông Mã .37 Bảng 2.1 Các sản phẩm liệu mưa vệ tinh GSMaP, phân loại thời gian 45 Bảng 2.2 Các sản phẩm GSMaP nghiên cứu .50 Bảng 2.3 Các trận lũ năm 2017 2018 sử dụng để đánh giá nguồn mưa .52 Bảng 2.4 Sai số trung bình mưa thực đo mơ hiệu chỉnh (mm) .65 Bảng 2.5 Phân tích ưu nhược điểm mơ hình tốn thủy văn .84 Bảng 2.6 Các thơng số mơ hình NAM 89 Bảng 2.7 Thời gian xuất mưa - lũ lớn lựa chọn nghiên cứu .94 Bảng 2.8 Các trạm mưa lưu vực sông Mã khu vực lân cận sử dụng nghiên cứu .96 Bảng 2.9 Các trận lũ lựa chọn để tính tốn mơ hình NAM 98 Bảng 3.1 Đánh giá mức độ xác kết mơ hình theo số NSE PBIAS [83] .102 Bảng 3.2 Kết đánh giá chất lượng tính tốn dịng chảy lũ Cẩm Thủy, Xã Là Cửa Đạt với số liệu đầu vào mưa thực đo .103 Bảng 3.3 Kết đánh giá chất lượng tính tốn dịng chảy lũ Cẩm Thủy, Xã Là Cửa Đạt với số liệu đầu vào mưa GSMaP_NRT .104 Bảng 3.4 Kết đánh giá chất lượng tính tốn dịng chảy lũ Cẩm Thủy, Xã Là Cửa Đạt với số liệu đầu vào mưa kết hơp .106 Bảng 3.5 Kết đánh giá chất lượng tính tốn dòng chảy lũ Cẩm Thủy, Xã Là Cửa Đạt với số liệu đầu vào mưa NR 107 Bảng 3.6 Kết đánh giá chất lượng tính tốn dịng chảy lũ Cẩm Thủy, Xã Là Cửa Đạt với số liệu đầu vào mưa MLR 109 Bảng 3.7 Tổng hợp kết đánh giá chất lượng dòng chảy lũ theo tiêu NSE Cẩm Thủy, Bái Thượng, Xã Là với loại mưa đầu vào mơ hình NAM 112 Bảng 3.8 Tổng hợp kết đánh giá chất lượng dòng chảy lũ theo số PBIAS Cẩm Thủy, Bái Thượng, Xã Là với loại mưa đầu vào mơ hình NAM 113 viii Bảng PL Lượng phân bổ mưa tháng trung bình nhiều năm số vị trí hệ thống sông Mã TT Trạm Tuần Giáo Thời gian Tính 1961-2018 Sơng Mã 1962-2018 Mường Lát 1961-2017 Hồi Xuân 1960-2018 Bất Mọt 1961-2017 Bái Thượng 1960-2018 Lang Chánh 1960-2018 Ngọc Lạc 1960-2011 Như Xuân 1960-2018 10 Thanh Hoá 1956-2018 11 Yên Định 1962-2017 12 Cẩm Thuỷ 1960-2018 Đơn vị X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) Năm Tháng 36.15 1.96 32.8 2.71 16.2 1.50 31.2 1.67 10.4 0.57 45.5 2.44 10.15 0.61 21.5 1.30 27.8 1.62 45.4 2.42 39.2 2.22 48.8 2.80 24 1.30 10.65 0.88 0.55 14.6 0.78 9.25 0.51 25.3 1.35 11.75 0.71 20.9 1.26 20.8 1.21 15.8 0.84 15.5 0.88 21.9 1.26 52.85 2.86 30.75 2.54 25.5 2.35 33.7 1.80 16.75 0.92 48.0 2.57 21.65 1.30 39.7 2.40 39.1 2.28 51.6 2.76 39.1 2.21 41.4 2.38 148.85 8.07 86.75 7.17 59.25 5.47 108.2 5.78 39.95 2.19 75.2 4.02 40.45 2.43 67.7 4.10 60.8 3.55 58.5 3.13 66.9 3.78 78.6 4.51 248 13.44 147.2 12.16 88.1 8.13 242.4 12.95 121 6.62 238.5 12.77 120.7 7.26 194.8 11.79 144.7 8.45 148.2 7.91 166.6 9.42 203.7 11.69 137 271.15 415.85 14.70 22.54 201 247.9 16.61 20.49 175.5 210.6 16.20 19.45 261.5 360.2 13.97 19.24 199 385.9 10.92 21.18 204.0 295.4 10.92 15.81 211.4 337.3 12.72 20.29 210.7 236.3 12.75 14.30 174.6 182.3 10.19 10.64 169.7 284.5 9.07 15.20 156.9 331.4 8.87 18.74 197.6 317.2 11.34 18.21 300.9 16.31 246 20.33 243 22.43 324.8 17.35 377.2 20.70 292.6 15.66 336.7 20.25 310.4 18.78 284.5 16.61 296.4 15.83 297.7 16.84 293.3 16.83 143.75 7.79 110.8 9.16 151.4 13.98 300.2 16.04 345.4 18.96 308.4 16.50 333.4 20.05 303.2 18.35 387.6 22.62 430.2 22.97 372.8 21.08 317.5 18.22 10 79.65 4.32 41.4 3.42 68.85 6.36 134.3 7.18 249 13.65 218.6 11.70 166.5 10.01 166.8 10.09 274.7 16.03 229.3 12.24 186.4 10.54 153.3 8.80 11 56.8 3.08 29.1 2.41 27.2 2.51 42.2 2.25 62.05 3.41 85.5 4.57 59.25 3.56 61.3 3.71 89.8 5.24 102.2 5.46 58.3 3.30 50.3 2.88 12 67.2 3.64 25.45 2.10 11.45 1.06 18.7 1.00 6.95 0.38 31.6 1.69 13.25 0.80 19.4 1.17 26.5 1.55 40.6 2.17 37.3 2.11 18.7 1.07 1845.15 100.00 1210 100.00 1083 100.00 1871.7 100.00 1822.0 100.00 1868.4 100.00 1662.3 100.00 1652.6 100.01 1713.2 100.00 1872.4 100.00 1768.2 100.00 1742.2 100.00 TT Trạm Thời gian Tính Đơn vị X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) X(mm) (%) 17.1 1.10 30 1.76 25 1.36 22.4 1.38 27.4 1.76 29.6 1.80 14.8 1.10 51.15 2.39 54.2 2.57 19.3 1.24 27.4 1.61 31.6 1.72 21.6 1.33 15.5 0.99 13.8 0.84 16.6 1.23 24.5 1.14 4.3 0.20 34.1 2.19 41.4 2.43 48.4 2.63 42.5 2.61 37.6 2.42 43.4 2.64 30.7 2.28 45.65 2.13 37.3 1.77 52.3 3.35 63.4 3.72 81.2 4.42 55.3 3.40 62.9 4.05 61.45 3.74 50.4 3.74 95.2 4.44 115.1 5.45 13 Cự Thôn 1961-2001 14 Ngọc Trà 1963-2017 15 Sao Vàng 1960-2001 16 Nông Cống 1960-2001 17 Lý Nhân 1961-2018 18 Giàng 1961-2018 19 Thống Nhất 1961-2011 20 Lạc Sơn 1959-2018 21 Mai Châu 1961-2017 Năm Tháng 132.5 172.6 196 8.49 11.07 12.57 134.8 147.2 169.7 7.90 8.63 9.95 232.7 226.9 210.1 12.66 12.35 11.43 130.1 171.8 174.9 7.99 10.55 10.74 164.9 174.6 235.6 10.61 11.24 15.16 135.65 154.25 229.35 8.25 9.38 13.94 154.2 171.4 180.5 11.43 12.71 13.38 259.2 265.1 350.9 12.09 12.37 16.37 207.4 141.3 366.2 9.82 6.69 17.34 138 309.5 19.84 272.3 15.97 316.1 17.20 257.8 15.83 276.4 17.78 280.7 17.06 251.4 18.64 382.8 17.86 390.8 18.51 10 333.8 229.5 21.40 14.71 395.5 321.5 23.19 18.85 348.9 219.1 18.99 11.92 387.6 257.4 23.80 15.81 297.8 184.2 19.16 11.85 385.15 237.2 23.41 14.42 259.2 157.3 19.21 11.66 365.2 197.03 17.04 9.19 312.1 201.8 14.78 9.56 11 12 46.7 2.99 73.6 4.32 75.9 4.13 80.1 4.92 55.6 3.57 53.7 3.26 48.2 3.57 74.4 3.47 257.9 12.21 16.4 1.05 28.8 1.69 21.7 1.18 27 1.66 21.8 1.40 20.7 1.26 14.3 1.06 32.41 1.51 23.2 1.10 1559.8 100.00 1705.6 100.00 1837.6 100.00 1628.5 100.00 1554.0 100.00 1644.9 100.00 1349.0 100.00 2143.4 100.00 2111.6 100.00 Hình PL Bản đồ phân bố mưa năm lưu vực sông Mã 139 Bảng PL Thống kê trận lũ lớn hình gây mưa – lũ lưu vực sông Mã từ 2000 - 2018 STT Từ Đến ngày/tháng ngày/tháng 21/07 24/07 28/08 02/09 10/09 12/09 05/07 05/07 10/08 18/08 2000 2000 2000 2001 2002 Đỉnh lũ (cm) 1528 1492 1788 1599 1609 Chân lũ (cm) 1318 1273 1337 1338 1363 Biên độ (cm) 210 219 451 261 246 Năm 10/08 18/08 2002 1609 1363 246 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 22/07 08/09 21/07 28/08 31/07 11/08 13/09 18/09 27/09 29/07 15/08 02/10 24/09 29/10 30/06 11/09 23/07 10/09 23/07 31/08 01/08 13/08 15/09 19/09 28/09 31/07 20/08 05/10 27/09 31/10 07/07 13/09 2003 2003 2004 2004 2005 2005 2005 2005 2005 2006 2006 2007 2008 2008 2009 2009 1742 1567 1508 1668 1626 1700 1731 1848 1834 1521 1684 2187 1791 1739 1535 1436 1187 1312 1269 1275 1219 1432 1271 1369 1310 1212 1333 1257 1249 1282 1193 1223 555 255 239 393 407 268 460 479 524 309 351 930 542 457 342 213 140 Hình thời tiết gây mưa cho trận lũ rãnh thấp qua BB kết hợp với hoạt động gió Đơng Nam Bão số đổ vào Đà Nẵng ngày 22/8 Bão số từ 2-4/7 rãnh thấp bị nén+ rìa ITCZ nối với vùng ATNĐ biển Đơng Rãnh áp thấp bị nén với vùng thấp có tâm Bắc phát triển đến 5000m, sau chịu ảnh hưởng rìa ITCZ có trục dọc theo vĩ tuyến 14-150N nối với vùng ATNĐ Biển Đông (9-13/8) Bão số Dải HTNĐ với ATNĐ kết hợp tác động KKL Dải HTNĐ + Hội tụ gió cao (19-24/7) ATNĐ dải HTNĐ Bão số kết hợp với gió Đơng Nam mạnh 12-13/8: Bão số Dải HTNĐ với hoạt động gió Đơng Nam mạnh Bão số kêt shợp dải HTNĐ Bão số Vùng thấp Bắc Bộ phát triênr tới 5000m+ gió Đơng Nam mạnh Dải thấp với xoáy thấp Bắc Bão số + Hội tụ gió Tây Nam Bão số Bão số 1-7/7: Rãnh AT qua Bắc Bộ +xoáy thấp nhiều tầng Hoàn lưu bão số STT 23 24 25 26 27 28 Từ Đến ngày/tháng ngày/tháng 24/08 29/08 12/09 15/09 23/06 25/06 20/07 24/07 06/09 21/09 14/06 16/06 2010 2010 2011 2011 2011 2012 Đỉnh lũ (cm) 1627 1556 1600 1522 1581 1432 Chân lũ (cm) 1272 1244 1231 1279 1269 1215 Biên độ (cm) 355 312 369 243 312 217 Năm Hình thời tiết gây mưa cho trận lũ 21-25/8: ITCZ + hoàn lưu bão số Áp cao CNĐ + xoáy thấp Bắc bão số -19-21/9: KKL + gió Đông Nam tầng thấp Rãnh áp thấp bị nén qua BB 29 29/07 31/07 2012 1545 1321 224 28-30/7: Rãnh AT qua BB với xoáy thấp tồn đến 5000m 30 07/08 09/08 2012 1699 1335 364 6-10/8: Rãnh áp thấp qua BB với xoáy thấp tồn đến 5000m 31 17/08 19/08 2012 1730 1391 339 Ảnh hưởng trực tiếp bão số 32 06/09 07/09 2012 1904 1339 565 ITCZ qua Trung Trung Bộ + KKL yếu + nhiễu động gió Đơng cao 33 28/07 29/07 2013 1594 1310 284 Xoáy thấp phát triển đến 5000m di chuyển từ khu Đơng Bắc sang phía Tây 34 35 36 37 38 07/08 10/06 22/06 21/07 13/08 09/08 11/06 25/06 22/07 15/08 2013 2014 2014 2014 2014 1643 1443 1447 1529 1505 1410 1185 1183 1321 1271 233 258 264 208 234 Ảnh hưởng trực tiếp bão số 10-14/6: Rãnh thấp bị nén qua BB BTB nối với bão số rãnh áp thấp bị nén qua BB 19-22/7: Bão số Rãnh AT bị nén có trục qua BB 39 28/08 29/08 2014 1569 1329 240 Vùng AT (suy yếu từ ATNĐ) di chuyển từ Đông sang Tây qua BB 40 41 42 02/08 17/09 09/10 03/08 18/09 11/10 2015 2015 2015 1857 1919 1515 1326 1251 1248 531 668 267 43 28/08 31/08 2018 2220 629 28/08 1-4/8: Xoáy thấp BB + gió ĐN yếu Hội tụ gió ĐB tầng thấp + nhiễu động đới gió Đơng Rãnh thấp bị nén + KKL Rãnh áp thấp có trục qua Bắc Bộ nối với vùng thấp đến độ cao 5000m di chuyển từ Đông sang Tây vào tỉnh đồng Bắc Bộ Thanh Hóa + lưỡi cao cận nhiệt đới lấn phía Tây (28 - 30/8) 141 II Phụ lục Chương 2.1 Chương trình chuyển đổi định dạng số liệu mưa vệ tinh GSMaP thô sang định dạng file csv, hỗ trợ trình đánh giá chất lượng mưa Sub DocMua() Dim intFileNum%, bytTemp As Single, intCellRow% Dim tx, ty, x, y, th(12), xx, ii, j, i, k, l, m, n, lii, xi, xj Dim minX, minY, maxX, maxY, tenFile, PathFile, tFile Dim NamBd, NamKt, ThangBd, ThangKt, NgayBd, NgayKt tx = ty = 60 intFileNum = FreeFile 'minX = 89.9 'maxX = 155.1 maxY = Worksheets("TT").Cells(4, 2).Value minY = Worksheets("TT").Cells(3, 2).Value maxX = Worksheets("TT").Cells(2, 2).Value minX = Worksheets("TT").Cells(1, 2).Value PathFile = Worksheets("TT").Cells(5, 2).Value NamBd = Worksheets("TT").Cells(6, 2).Value NamKt = Worksheets("TT").Cells(7, 2).Value ThangBd = Worksheets("TT").Cells(8, 2).Value ThangKt = Worksheets("TT").Cells(9, 2).Value NgayBd = Worksheets("TT").Cells(10, 2).Value NgayKt = Worksheets("TT").Cells(11, 2).Value tFile = Worksheets("TT").Cells(12, 2).Value th(1) = 31 th(2) = 28 th(3) = 31 th(4) = 30 th(5) = 31 th(6) = 30 th(7) = 31 th(8) = 31 th(9) = 30 th(10) = 31 th(11) = 30 th(12) = 31 ' minX = 101.5 142 ' ' ' maxX = 107 minY = 19 maxY = 22 m=3 For i = NamBd To NamKt If i Mod = Then th(2) = 29 Else th(2) = 28 End If For j = ThangBd To ThangKt 'Thang For k = NgayBd To NgayKt 'th(j) 'Ngay For l = To 23 'Gio m = m + 'gsmap_mvk.20170914.0000.v7.0001.0.dat 20180827.0200.dat tenFile = PathFile + tFile + Format(Str(i), "####") + Format(j, "0#") + Format(k, "0#") + "." + Format(l, "0#") + "00.dat" Worksheets("kq").Cells(m, 1).Value = Format(Str(i), "####") + Format(j, "0#") + Format(k, "0#") Worksheets("kq").Cells(m, 2).Value = Format(l, "0#") Open tenFile For Binary Access Read As intFileNum Do While Not EOF(intFileNum) For xi = To 1199 y = ty - xi * 0.1 - 0.05 For xj = To 3599 x = tx + xj * 0.1 + 0.05 Get intFileNum, , bytTemp If (x >= minX) And (x = minY) And (y Then 146 tong(Worksheets(shkq(ii)).Cells(j + 1, 2).Value) = tong(Worksheets(shkq(ii)).Cells(j + 1, 2).Value) + Worksheets(Sh(ii)).Cells(i, j + 1).Value End If Next For j = To 26 If Worksheets(shkq(ii)).Cells(2, j + 2).Value > Then Worksheets(shkq(ii)).Cells(i, j + 2).Value = tong(j) / Worksheets(shkq(ii)).Cells(2, j + 2).Value End If Next Next Next End Sub 2.6 Bảng kết phân tích sản phẩm mưa GSMaP mưa thực đo số trận mưa năm 2017/2018 lưu vực sông Mã Bảng PL Tổng lượng mưa trung bình lưu vực số trận mưa năm 2017/2018 lưu vực sông Mã STT Trận mưa-lũ Thực đo 6-7/VI 16-18/VIII 23-27/VIII 14-16/IX 25-27/IX 9-11/X 95,6 201,8 67,5 142,3 172,9 203,1 10 11 13-17/VII 18-22/VII 31/VII-6/VIII 15-18/VIII 28-31/VIII 39,7 93,0 74,1 87,5 52,1 Tổng lượng mưa (mm) MVK NRT Năm 2017 81,3 96,5 122,8 134,4 155,6 173,4 147,9 138,5 178,5 222,7 273,0 232,3 Năm 2018 55,5 59,4 70,7 143,5 100,7 87,2 53,1 77,0 33,6 31,2 147 NOW 190,1 224,1 189,9 179,0 286,3 357,7 97,2 111,4 120,1 97,7 50,2 Bảng PL Mức độ sai lệch mưa GSMaP mưa thực đo số trận mưa năm 2017/2018 lưu vực sông Mã STT Trận mưa-lũ 6-7/VI 16-18/VIII 23-27/VIII 14-16/IX 25-27/IX 9-11/X STT 10 11 Trận mưa-lũ 13-17/VII 18-22/VII 31/VII-6/VIII 15-18/VIII 28-31/VIII MAE BIAS (%) Sai lệch mưa Sai lệch tương đối GSMaP – thực đo mưa GSMaP – thực đo (mm) Bias (%) MVK NRT NOW MVK NRT NOW Năm 2017 14,3 0,9 94,5 15,0 0,9 98,9 79,0 67,4 22,2 39,2 33,4 11,0 88,1 105,9 122,4 130,6 157,0 181,5 5,6 3,8 36,8 4,0 2,7 25,8 5,7 49,8 113,4 3,3 28,8 65,6 69,9 29,3 154,7 34,4 14,4 76,2 Sai lệch mưa Sai lệch tương đối GSMaP – thực đo mưa GSMaP – thực đo MAE (mm) Bias (%) MVK NRT NOW MVK NRT NOW Năm 2018 15,8 19,7 57,5 39,8 49,6 144,9 22,3 50,6 18,4 23,9 54,4 19,8 26,6 13,1 46,0 35,9 17,7 62,2 34,4 10,5 10,2 39,3 12,0 11,6 18,6 21,0 2,0 35,6 40,2 3,8 34,6 33,8 61,6 36,5 37 63,8 148 III Phụ lục Chương Kết tính tốn tổng lượng lũ cho trận lũ từ năm 2000 đến 2012 Bảng PL Tổng lượng lũ tính tốn với nguồn số liệu: mưa thực đo, mưa kết hợp GSMaP_NRT so với tổng lượng lũ thực đo Năm Cẩm Thủy 2000 2002 2003 2005 2006 2007 2008 2012 Obs Raw Bias MLR NR 2043 3032 2819 6318 3451 2650 5134 5069 1142 3281 2937 6325 3346 2949 3428 4948 2270 3392 3134 7257 3648 2935 4950 5076 2778 4325 6684 8296 4915 5490 7675 5172 2373 3180 3502 7530 3574 3121 4392 4971 Tổng lượng lũ tính tốn so với thực đo (triệu m3) Cửa Đạt Thực Thực Obs Raw Bias MLR NR Obs đo đo 2605 1294 935 1388 1515 1340 1375 276 3157 876 868 920 1300 902 872 1042 3162 1443 1371 1407 2639 1718 1408 471 6591 2551 1645 2499 2174 2382 1825 712 3699 839 836 843 1439 832 846 1106 3446 2234 1710 2088 2940 3523 2010 192 4825 1981 1424 2028 2155 2065 2088 2362 5329 1645 Xã Là Raw Bias MLR NR 131 1146 486 692 1002 301 1590 1524 294 1204 474 724 1040 255 2131 1631 343 1382 1057 1217 1717 998 3637 1627 275 1167 470 943 1697 89 1784 1562 Thực đo 293 1168 467 708 1025 314 1862 1625 Chú thích: Obs: mưa thực đo MLR: mưa hiệu chỉnh theo hổi quy tuyến tính cao độ trạm đo Raw: mưa GSMaP_NRT thô NR: mưa hiệu chỉnh theo phương pháp lân cận gần Bias: mưa kết hợp sau hiệu chỉnh 149 Bảng PL Tỷ lệ % tổng lượng lũ mô với nguồn số liệu: mưa thực đo, GSMaP_NRT, mưa kết hợp, mưa NR mưa MLR so với tổng lượng lũ thực đo Năm 2000 2002 2003 2005 2006 2007 2008 2012 TB Cẩm Thủy Obs Raw Bias MLR 78% 44% 87% 107% 96% 104% 107% 137% 89% 93% 99% 211% 96% 96% 110% 126% 93% 90% 99% 133% 77% 86% 85% 159% 106% 71% 103% 159% 95% 93% 95% 97% 91% 85% 98% 141% Tỷ lệ % tổng lượng lũ tính tốn so với thực đo Cửa Đạt Xã Là NR Obs Raw Bias MLR NR Obs Raw Bias MLR NR 91% 94% 68% 101% 110% 97% 94% 45% 100% 110% 97% 101% 100% 100% 105% 149% 103% 89% 98% 103% 149% 103% 111% 102% 97% 100% 187% 122% 101% 104% 101% 187% 122% 114% 140% 90% 137% 119% 130% 101% 98% 102% 119% 130% 97% 99% 99% 100% 170% 98% 108% 98% 101% 170% 98% 91% 111% 85% 104% 146% 175% 61% 96% 81% 146% 175% 91% 95% 68% 97% 103% 99% 127% 85% 114% 103% 99% 93% 101% 94% 100% 99% 106% 87% 106% 141% 118% 98% 90% 101% 141% 118% 150 Bảng PL % chênh lệch tổng lượng lũ tính tốn với nguồn số liệu: mưa thực đo, GSMaP_NRT, mưa kết hợp, mưa NR mưa MLR so với tổng lượng lũ thực đo Năm 2000 2002 2003 2005 2006 2007 2008 2012 TB Tỷ lệ % tổng lượng lũ tính tốn so với thực đo Cẩm Thủy Cửa Đạt Xã Là Obs Raw Bias MLR NR Obs Raw Bias MLR NR Obs Raw Bias -22% -56% -13% 7% -9% -6% -32% 1% 10% -3% -6% -55% 0% -4% 4% 7% 37% 1% 0% 0% 5% 49% 3% -11% -2% 3% -11% -7% -1% 111% 11% 2% -3% 0% 87% 22% 1% 4% 1% -4% -4% 10% 26% 14% 40% -10% 37% 19% 30% 1% -2% 2% -7% -10% -1% 33% -3% -1% -1% 0% 70% -2% 8% -2% 1% -23% -14% -15% 59% -9% 11% -15% 4% 46% 75% -39% -4% -19% 6% -29% 3% 59% -9% -5% -32% -3% 3% -1% 27% -15% 14% -5% -7% -5% -3% -7% 1% -6% 0% -9% -15% -2% 41% -1% 6% -13% 6% 41% 18% -2% -10% 1% 151 MLR NR 17% -6% 18% 0% 126% 1% 72% 33% 68% 66% 218% -72% 95% -4% 0% -4% 77% 2% ... LỢI NGUYỄN TIẾN KIÊN NGHIÊN CỨU KHAI THÁC DỮ LIỆU MƯA VỆ TINH NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY LŨ KHU VỰC THIẾU SỐ LIỆU TRÊN LƯU VỰC SÔNG MÃ Ngành: Thủy văn học Mã số: 9440224 NGƯỜI HƯỚNG... lựa chọn số nguồn số liệu mưa vệ tinh nghiên cứu phù hợp với số liệu mưa thực tế lưu vực sông; 2) sử dụng nguồn số liệu mưa vệ tinh có, nghiên cứu phương án hiệu chỉnh, nâng cao chất lượng trước... 99 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƯA VỆ TINH NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY LŨ SÔNG MÃ 100 3.1 Đánh giá chất lượng liệu mưa không gian mô dịng chảy lũ sơng Mã? ??