Giới thiệu về mô hình SWAT

Giới thiệu về SWAT

GII THIU V SWAT Soil and Water Assessment Tool Theoretical documentation, version 2005 by S.L. Neitsch, J.G. Arnold, J.R. Kiniry, J.R. Williams. 2005 Grassland, Soil and Water Research Laboratory, Agricultural Research Service, and Blackland Research Center, Texas Aagricultural Experiment Station, Texas.U.S.A Ngi dch: Nguyn Duy Bình i hc Nông nghip Hà ni Hà ni, Tháng 8 nm 2009 MC LC 1. Quá trình phát trin ca SWAT 1 2. Gii thiu tng quan v SWAT 4 2.1 Vòng tun hoàn thy vn trên đt lin 6 2.1.1 Khí hu 7 2.1.2. Thy vn 9 2.1.3 Lp ph thc vt / Sinh trng ca cây ci 12 2.1.4 Xói mòn đt 13 2.1.5 Các cht dinh dng 13 2.1.6 Thuc tr sâu 15 2.1.7 Ch đ canh tác 16 2.2 Tính truyn dòng chy và cht trong kênh 16 2.2.1 Tính truyn dòng chy nc và cht trong kênh chính 17 2.2.2 Tính truyn dòng chy và cht trong h cha 18 3. Tài liu tham kho 20 DANH MC HÌNH 21 SWAT-Intro_vie.docx 1 GII THIU V SWAT SWAT hay là Soil and Water Assessment Tool, mô hình dùng cho din tích mt lu vc đc phát trin bi TS. Jeff Arnold theo đn đt hàng ca Trung tâm Nghiên cu Nông nghip (Agricultural Research Service, ARS, thuc B Nông nghip Hoa k). SWAT đc phát trin nhm mc đích d báo tác đng ca nhng hot đng qun lý và khai thác đt đai lên ch đ dòng chy, lên tài nguyên nc, ch đ cht l lng và d báo tàn d ca vic áp dng các cht hóa hc trong nông nghip đi vi nhng lu vc sông ln và phc tp vi đc đim th nhng, s dng và qun lý đt đai trong điu kin bin đng trong mt thi gian dài.  có th đt đc nhng yêu cu đó, mô hình SWAT phi tha mãn các điu kin sau.  Mô hình phi đc phát trin da trên c s các quá trình vt lý. Thay bng vic s dng nhng công thc tng quan din t quan h gia d liu đu vào và đu ra, SWAT cn phi có đc thông tin v khí hu, tính cht th nhng, d liu đa hình, thm thc vt, và các hình thái canh tác s dng đt đai trong lu vc cn mô phng. SWAT s dng nhng thông tin đu vào đó đ mô phng nhng quá trình vt lý liên quan đn chuyn vn ca nc, c a cht bùn cát l lng trong nc (phù sa), phát trin ca cây trng, vòng tun hoàn ca các cht dinh dng, v.v.  SWAT s dng nhng d liu đu vào đã có sn. Trong khi SWAT có th đc s dng đ nghiên cu nhng vn đ đc thù nh chuyn vn ca vi khun, thì đi vi nhng vn đ dòng chy, nó vn có th vn hành đc vi nhng d li u đã có sn trong các c quan ca chính ph.  Các phng pháp tính toán trong SWAT cn đt đc tc đ ti u. Vic mô phng nhng lu vc có din tích ln vi nhng chin lc qun lý phc tp phi thc hin đc mà không cn đu t tài chính ln và thi gian dài.  SWAT phi cho phép đánh giá tác đng lâu dài. Rt nhiu vn đ cn gii quyt hin nay bao gm quá trình tích ly chm rãi nhng cht ô nhim vi tác đng lên khi nc  dòng h lu.  có th nghiên cu nhng vn đ nh vy, ngi ta cn nhng kt qu mô phng kéo dài vài chc nm. SWAT là mt mô hình mô phng theo chui thi gian liên tc, loi mô hình cho kt qu thi gian dài. Mô hình không đc thit k mô phng cho nhng quá trình xy ra trong mt thi gian ng n nh quá trình truyn l do mt trn ma. HP: u đim ca phng pháp tip cn này là  Có th mô phng cho nhng lu vc mà  đó cha có d liu quan trc thc t.  Tác đng tng đi ca nhng b d liu đu vào khác nhau (ví d nh thay đi v phng thc qun lý tài nguyên, bin đng khí hu, thm th c vt, v.v.). 1. Quá trình phát trin ca SWAT SWAT kt hp các đc trng ca nhiu mô hình ca ARS và là kt qu tha k trc tip ca mô hình SWRRB 1 (Simulator for Water Resources in Rural Basins) (Williams et al., 1985; Arnold et al., 1990). Nhng mô hình đã có đóng góp đáng k vào s phát 1 SWRRB là mô hình đng thái đc phát trin đ mô phng tác đng ca các ngun phát tán din rng. Gii thiu v SWAT (Soil and Water Assessment Tools) trin ca SWAT bao gm: CREAMS 2 ( Chemicals, Runoff, và Erosion from Agricutural Management System) (Knisel, 1980), GLEAMS 3 (Groundwater Loading Effects on Agicultural Management Systems) ) (Leonard et al., 1987), và EPIC 4 ( Erosion – Productivity Impact Calculator) (Williams et al., 1984). Quá trình phát trin ca SWRRB bt đu vi vic sa đi mô hình thy vn v lng ma ngày ca mô hình CREAMS. Các thay đi chính so vi mô hình thu vn CREAMS bao gm: a) mô hình đã đc m rng đ cho phép đng thi tính toán trên nhiu lu vc con đ d đoán dòng chy t nc ma; b) b sung thêm mô hình v nc ngm, hay mô hình v dòng chy hi lu; c) b sung mô dun h cha nh m tính toán tác đng ca ao h nông tri và h cha nc đn ch đ dòng chy và lu lng bùn lng; d) thêm mô hình mô phng thi tit cha đng các d liu cho lng ma, bc x mt tri, và nhit đ nhm to điu kin thun li cho các mô phng lâu dài và cung cp bin đng thi tit theo thi gian và không gian; e) phng pháp d báo giá tr cc đ i ca tc đ dòng chy mt đt đã đc ci thin; f) mô hình phát trin cây trng EPIC đã đc b sung nhm mô phng tác đng ca phát trin cây trng hàng nm; g) b sung mô dun tính truyn l; h) b sung mô đun vn chuyn bùn cát nhm mô phng chuyn vn ca phù sa bùn cát qua các ao, h cha, dòng sông sui và thung lng; và i) các tính toán v tn tht truyn dn. Mô hình đc chú trng s dng trong cu i nhng nm 1980 ch yu nhm đánh giá cht lng nc và s phát trin ca SWRRB đã chng t điu này. Nhng ci tin đáng k ca mô hình SWRRB vào thi gian đó bao gm s kt hp vi: a) thành phn mô phng s phn ca thuc tr sâu trong mô hình GLEAMS; b) phng pháp SCS đ tính toán giá tr cc đi ca tc đ dòng chy mt đ t; và c) phng trình mi đuc phát trin v bi lng. Nhng sa đi, b sung này đã tng cng kh nng s dng ca mô hình trong vic gii quyt nhiu vn đ v qun lý lu vc. Vào cui nhng nm 1980, Cc các vn đ v ngi da đ (the Bureau of Indian Affairs) cn mt mô hình đ c lng tác đng vào dòng chy h lu c a công tác qun lý ngun nc trong phm vi lu vc khu đt giành cho ngi da đ  Arizona và New Mê-hi-cô. Trong khi SWRRB đã đc s dng mt cách d dàng cho các sông có din tích lên đn vài trm km vuông, Cc các vn đ v ngi da đ mun mô phng dòng chy cho lu vc rng hàng nghìn km vuông. i vi khu vc rng ln nh vy, lu vc đc nghiên cu cn thit phi b chia thành vài trm l u vc con. SWRRB ch cho phép chia lu vc thành mi lu vc con và mô hình tính truyn vn chuyn dòng nc và bùn lng ra khi lu vc con trc tip đn đim ra ca lu vc dòng sông. Nhng hn ch này đã dn đn s phát trin ca mt mô hình có tên gi là ROTO (Routing output to outlet) (Arnold et al., 1995), trong đó kt qu t nhiu ln chy mô hình SWRRB cho các 2 Tuân th lut Bo v ngun nc, vào đu nhng nm 1970 c quan ARS thành lp mt nhóm gm các nhà khoa hc lien ngành đn t khp nc M, nhm phát trin mt mô hình mô phng tác đng ca các ngun phát tán din rng da trên nguyên lý phân tích tng quá trình thành phn. Kt qu là mô hình CREAMS đã đc to nên. CREAMS là mt mô hình dành cho din tích khu đng rung, đc thit k đ mô phng tác đng ca các hot đng làm đt và qun lý đt đai đn dòng nc, lng cht l lng và bùn lng, cht dinh dng và lng d tha thuc tr sâu thoát ra khi khu đng rung. Mt s nhng mô hình khác do ARS đã phát trin nh GLEAMS, EPIC, SWRRB và AGNPS đu có ngun gc t mô hình CREAMS 3 GLEAMS là mô hình mô phng tác đng ca các ngun phát tán din rng nhng chú trng tác đng ca thuc tr sâu và cht dinh dng lên ngun nc ngm. 4 EPIC vn đc phát trin đ mô phng tác đng ca xói mòn đt lên nng sut cây trng và hin nay đã phát trin thành mt mô hình toàn din v qun lý nông nghip trên din tích đng rung, mô phng tác đng ca các ngun phát tán din rng. Gii thiu v SWAT (Soil and Water Assessment Tools) lu vc con đc chuyn theo dòng chy trong các kênh và h cha. ROTO cung cp mt phng pháp tip cn tính toán theo tng đon sông và khc phc đc nhc đim ca SWRRB v gii hn s lu vc con bng cách "liên kt" nhiu ln chy mô hình SWRRB li vi nhau. Mc dù phng pháp tip cn này rt hiu qu, nhng d liu đu vào và d liu đu ra ca nhiu ln chy SWRRB tr nên cng knh và cn kh nng lu tr ln trong máy tính. Ngoài ra, tt c các ln chy mô hình SWRRB phi đc thc hin đc lp và sau đó nhp kt qu vào mô hình ROTO đ thc hin bc tính truyn theo các kênh và h cha.  khc phc đc nhng rc ri này, mô hình SWRRB và Roto đã đc kt hp thành mt mô hình duy nht, có tên g i là SWAT. Trong khi SWAT cho phép mô phng khu vc rt rng ln, nó gi li tt c các tính nng đã làm cho mô hình SWRRB có giá tr nh mt mô hình mô phng. T khi SWAT đc to ra vào đu nhng nm 1990, nó đã liên tc tri qua nhiu ln đc xem xét, đánh giá và ci tin nhm m rng kh nng mô phng. Nhng ci tin đáng k nht ca các mô hình theo các phiên bn khác nhau bao gm: SWAT94.2: B sung khái nim đn v đng nht v phn ng thu vn (HRUs). SWAT96.2: Phng án t đng bón phân và ti nc đc thêm vào nh là nhng qun lý tùy chn; tính toán lng nc do tán lá cây lu tr; thành phn mô phng CO 2 trong mô hình tng trng cây trng phc v các nghiên cu v bin đi khí hu; b sung phng trình Penman-Monteith v bc thoát nc tim nng; dòng chy theo chiu ngang trong đt da trên mô hình lu tr đng thái; b sung phng trình cht lng nc v thành phn dinh dng ca dòng chy t mô hình QUAL2E; tính truyn vn chuyn thuc tr sâu trong dòng chy sông sui. SWAT98.1: Ci tin chng trình con v mô phng l ng tuyt tan; ci thin tính toán cht lng nc trong dòng sông sui; m rng tính truyn vòng tun hoàn cht dinh dng; tác đng chn th đng c, tác đng cách thc áp dng phân bón, và thêm phng án tiêu nc s dng cày sâu nh là mt phng thc qun lý, sa đi mô hình đ có th áp dng  khu vc nam bán cu. SWAT99.2: Ci tin tính truyn vòng tun hoàn cht dinh dng, ci tin tính toán ru ng lúa/đm ly, b sung phn c tính lng tn tht cht dinh dng do quá trình bi lng trong h cha / ao / đm ly; b sung lng nc cha đc do b sông, b sung tính truyn kim loi theo th t các đon sông sui; tt c các nm tài liu tham kho trong mô hình đã thay đi biu th t 2 ch s thành 4 ch s, b sung phng trình nh hng các khu đô th lên dòng chy t mô hình SWMM theo phng trình quan h ca C quan Thm dò a cht (USGS). SWAT2000: B sung tính truyn vn chuyn vi khun trong dòng chy; b sung phng trình thm Green & Ampt, ci thin mô hình mô phng thi tit, cho phép đc vào hoc mô phng d liu bc x mt tri hàng ngày, đ m tng đi, và tc đ gió; cho phép đc vào hoc c tính các giá tr bc thoát nc tim nng ET cho l u vc; xem xét li tt c các phng pháp c tính ET tim nng; ci thin quá trình liên quan đn đ cao ca b sông; cho phép mô phng không gii hn s lng h cha; b sung phng pháp tính truyn Muskingum; sa đi tính toán mô phng trng thái ngng hot đng sng (ng đông) cho phù hp vi các khu vc nhit đi. SWAT2005: Ci thin tính truyn vn chuyn vi khun trong dòng chy; thêm kch bn d báo thi tit; b sung phn mô phng lng ma ri; thông s lu tr nc trong tính toán giá tr CN hàng ngày có th là là hàm s ca lng nc trong đt (đ m đt) hay ca lng bc thoát hi nc t cây ci. Gii thiu v SWAT (Soil and Water Assessment Tools) Ngoài nhng thay đi đã đc lit kê  trên, giao din cho các mô hình đã đc phát trin cho môi trng h điu hành Windows (Visual Basic), GRASS, và ArcView. Mô hình SWAT cng đã đc kim chng cht ch. 2. Gii thiu tng quan v SWAT SWAT cho phép mô phng mt s các quá trình vt lý khác nhau xy ra trong mt lu vc sông. Nhng quá trình này s đc xem xét và tng kt li trong phn này ca tài liu. Bn đc cn phi tham kho thêm các mc chuyên đ nu mun tìm hiu sâu hn v tng quá trình. Hình 1 Bn đ lu vc h Fork  đông bc Texas vi phân b s dng đt và mng li sông ngòi. Vi m c đích mô phng, mt lu vc có th đc chia ra thành nhiu lu vc con. Vic s dng khái nim lu vc con đc bit tin li khi mt lu vc bao gm nhiu vùng có đc tính s dng đt khác nhau hay có loi đt khác nhau tác đng đn ch đ thy vn khác nhau. Khi chia lu vc thành các lu vc con, ngi s dng có th phân bit và ch ra các vùng din tích khác nhau theo v  trí không gian. Hình 2 th hin kt qu chia nh lu vc trong Hình 1. Gii thiu v SWAT (Soil and Water Assessment Tools) Hình 2 Chia nh lu vc h Fork. D liu đu vào cho mi mt lu vc con đc phân loi hay t chc li theo nhng nhóm sau : khí hu, đn v đng nht v tác đng thy vn hay còn gi là HRU; ao h / vùng ngp nc; nc ngm; và dòng kênh chính, hoc các khúc sông, đng tiêu nc ca lu vc con; đn v đng nht v tác đng thy vn (HRU) là vùng con trong mt l u vc có cùng mt loi s dng đt, loi th nhng, và loi kt hp các bin pháp qun lý. Trong bt k ng dng mô hình nào vi SWAT thì cân bng nc là đng lc cho mi quá trình xy ra trong lu vc.  có th mô phng chính xác chuyn vn ca thuc tr sâu, bùn lng hay cht dinh dng, thì vòng tun hoàn thy vn đc mô phng phi th hin đc b n tính ca quá trình đó đang thc s xy ra trong mt lu vc trong th gii thc. Nhng mô phng ch đ thy vn trong lu vc có th đc phân thành hai loi. Vic phân chia đu tiên là phn lc đa ca vòng tun hoàn thy vn nh đc biu th trong Hình 3. Nhng quá trình thy vn trong vòng tun hoàn xy ra trên đt lin kim soát lng dòng chy, bùn lng và lng thu c tr sâu đi vào trong chuyn vn ca nc trong dòng sông chính ca mi mt lu vc con. Loi phân chia th hai là quá trình lng nc hay các cht trong nc trong vòng tun hoàn thy vn, có th đc đnh ngha nh là vn chuyn ca nc, bùn cát, v.v. theo mng li dòng sông và cui cùng đu đi ra qua đim ra ca lu vc. Gii thiu v SWAT (Soil and Water Assessment Tools) Hình 3 S đ vòng tun hoàn thy vn. 2.1 Vòng tun hoàn thy vn trên đt lin Vòng tun hoàn thy vn trong phn mm SWAT đc thành lp da trên phng trình sau: trong đó SW t là đ m đt (mm H 2 O) cui cùng, SW 0 là đ m đt  ngày đu tiên (mm H 2 O), t là ch s ngày (ngày), R day là lng ma/tuyt ri trong ngày i (mm H 2 O), Q surf là lng dòng chy tràn mt đt trong ngày i (mm H 2 O), E a là lng bc thoát nc trong ngày i (mm H 2 O), w seep là lng nc thm vào tng không bão hòa trong t tng r cây trong ngày i (mm H 2 O), and Q gw là lng dòng chy hi lu trong ngày i (mm H 2 O). Vic phân chia lu vc nghiên cu thành các lu vc con cho phép mô hình th hin đc s khác nhau v lng bc thoát nc đi vi các loi cây trng và loi đt khác nhau. Dòng chy tràn trên mt đt (runoff) đc mô phng riêng cho tng đn v đng nht thy vn (HRU) và tính truyn l đ thu đc tng dòng chy tràn mt đt cho toàn b lu vc. iu này làm tng đ chính xác ca mô hình và bi u th tt hn phng trình cân bng nc v mt vt lý. Gii thiu v SWAT (Soil and Water Assessment Tools) Hình 4 Vòng tính toán cho HRU/Lu vc con. Hình 4 Th hin trình t quá trình mà SWAT mô hình hóa vòng tun hoàn thy vn trên lc đa đt lin. Nhng d liu đu vào và các quá trình liên quan đn vòng tun hoàn này đc trình bày c th hn  phn tip sau đây. 2.1.1 Khí hu Khí hu ca mt lu vc cung cp ngun nc và nng lng cho vòng tun hoàn nc và khng ch tm quan trng tng thành phn trong vòng tun hoàn th y vn. Nhng bin s cn thit cho đu vào ca SWAT bao gm d liu hàng ngày v lng ma/tuyt, nhit đ không khí cc đi và cc tiu, bc x mt tri, tc đ gió và đ m Gii thiu v SWAT (Soil and Water Assessment Tools) tng đi ca không khí. Nhng d liu này có th là d liu thu đc t các trm khí tng hoc d liu mô phng. D liu khí tng mô phng. Phn mm mô phng giá tr trung bình ngày ca các thông s khí tng t các giá tr trung bình tháng. Sau đó mi lu vc con s đc gán mt b d liu khí tng đã đc to ra trong quá trình mô phng khí hu. Các giá tr cho các l u vc con này đc to ra mt cách đc lp và không h có quan h không gian nào gia chúng vi nhau. Mô phng d liu ma/tuyt. SWAT s dng mô hình ca Nicks (1974) đ mô phng d liu ma cho nhng lu vc con không có d liu quan trc. Mô hình ma/tuyt này cng đc s dng đ to nhng d liu còn thiu trong chui d liu quan trc. Mô hình mô phng ma s dng chui Markov bc nht đ xác đnh mt ngày s có ma hay không ma bng cách so sánh mt s đc to ra ngu nhiên (0,0-1,0) vi xác sut xy ra ma hàng tháng mà ngi s dng phi đa vào. Nu ngày đó có ma thì lng ma s đc to nên t phân b lch chun hay phân b hàm m ci tin. Bin đng cng đ trn ma trong ngày. N u cn thit phi có phân b lng ma theo gi trong ngày thì phn mm s dng mt hàm s m kép nh là hàm phân b ca cng đ ma trong mt trn ma. Khi đó cng đ ma s tng lên theo hàm s m theo thi gian đn mt giá t cc đi, hay là đnh cng đ ma. Sau đó cng đ ma s gim d n cho đn thi đim kt thúc trn ma. Mô phng d liu nhit đ không khí và bc x mt tri Nhit đ cc đi và cc tiu, cng nh bc x mt tri đc to nên t phân b xác sut chun. Phn mm s dng phng trình liên tc đ biu th cho tác đng ca thi tit ma n ng đi vi bin đng ca nhit đ và bc x mt tri. Nhit đ cc đi và bc x mt tri b gim xung khi có ma và tng lên khi tri không ma. Nhng điu chnh đó đc thc hin sao cho v lâu dài thì các giá tr trung bình tháng phi trùng hp vi giá tr ca d liu đu vào. Mô phng d liu tc đ gió. Phn mm s dng phng trình hàm m đ to ra d liu tc đ gió ngày t d liu tc đ gió trung bình tháng. Mô phng d liu đ m không khí tng đi. Mô hình đ m tng đi hàng ngày s dng phân b tam giác t giá tr trung bình tháng. Ging nh đi vi nhit đ và bc x mt tri, giá tr trung bình ngày ca đ  m tng đi cng đc điu chnh đ biu th tác đng ca ngày có ma và không có ma. Tuyt. SWAT xác đnh ma hay tuyt trên c s nhit đ không khí trung bình ngày xy ra hin tng ma/tuyt. Lp tuyt ph. Thành phn ca SWAT chuyên tính toán đ dày tuyt ri ph xung mt đt đã đc ci tin t mt mô hình đn gin mô ph ng đ dày tuyt ph đng đu thành mt mô hình phc tp hn, cho phép tính toán bin đng ca đ dày tuyt ph do bóng râm, trt tuyt, điu kin đa hình và thm thc vt gây ra. Ngi s dng phi đa d liu đ dày ln nht cho phép đi vi toàn b din tích nghiên cu mà nu tuyt ri dày hn thì mt lng tuyt s tràn ra các di n tích khác. Khi tng lng tuyt ri nh hn đ dày cho phép này thì đ dày tuyt che ph s gim theo hàm s phi tuyn trên c s đng cong gim din tích. Lng tuyt tan. Lng tuyt tan ph thuc vào nhit đ không khí, nhit đ ca khi tuyt, tc đ tuyt tan, và din tích lp tuyt che ph.  nhng din tích có tuyt ph, tuyt s tan vào nhng ngày có nhi t đ ln nht vt quá 0°C theo mt hàm s tuyn tính quan h gia nhit đ khi tuyt trung bình và nhit đ ti hn gây tuyt tan. Tuyt tan cng đc mô phng tng t nh đi vi lng mua, bao gm c dòng chy Gii thiu v SWAT (Soil and Water Assessment Tools) mt đt và lng nc thm xung đt. i vi tuyt tan, nng lng ca ht nc đc coi là bng không và phn mm cn c vào đó đ tính toán giá tr đnh ca lu lng dòng chy mt đt vi gi thuyt tuyt tan đu trong vòng 24 ting đng h. Di phân cách theo đ cao. Mô hình cho phép giá tr đ cao trong mi lu vc con có th đ c phân loi thành 10 khong đ cao.  dày tuyt ph và lng tuyt tan đc mô phng cho riêng tng di giá tr đ cao. Nh vy, mô hình có kh nng đánh giá đc s khác nhau v đ dày tuyt ph và lng tuyt tan do bin đng không gian v đa hình, lng ma tuyt và nhit đ không khí. Mô phng nhit đ đt. Nhit đ đt có tác đng lên dòng chuyn đng ca nc trong đt và tc đ phân hy ca nhng phn d tha có trong đt. Nhit đ trung bình ngày đc mô hình tính toán đi vi v trí mt đt và đim gia tâm mi tng đt. Nhit đ  b mt mt đt là hàm s ca lng tuyt ph, thm thc vt và đ dày lp ph d tha, nhit đ lp đt không có che ph , và nhit đ đt  ngày trc đó. Nhit đ ca mt lp đt là hàm s ca nhit đ mt đt, nhit đ không khí trung bình hàng nm và đ sâu mà  đó nhit đ không b nh hng bi bin đng nhit đ không khí trên mt đt.  sâu này, còn có tên gi là ‘the damping depth’, ph thuc vào trng lng riêng ca đt và đ m đt. 2.1.2. Thy v n Mt khi ri gn xung mt đt, nc ma có th b tán lá cây gi li mt phn và phn còn li s tip tc ri xung mt đt. Khi đn b mt đt, nc s thm vào trong đt hoc chy tràn trên mt đt to nên dòng chy mt. Dòng chy mt di chuyn nhanh v phía các rãnh kênh và là yu t chính to nên hiu ng dòng ch y ngn hn. Lng nc thm xung đt có th nm li trong các lp đt đ sau đó bin thành hi nc hay tip tc chuyn đng theo nhng khe dn đn h thng các tng nc ngm. Hình 5 trình bày s đ đng vn chuyn ca nc nh đc mô phng bi mô hình SWAT trong mt HRU (đn v đng nht thy vn). N c lu tr trong tán lá cây. Nc lu tr trong tán lá cây là lng nc đc gi li bi lp thm thc vt  b mt trái đt và có kh nng b bc hi sau đó. Trong phng pháp đng cong ca SCS (The US Soil Conservation Service) đ tính toán dòng chy mt, lng nc lu tr trong tán lá cây cng đc tính đn trong tính toán dòng chy tràn trên b mt đt. Tuy nhiên, nu nhng phng pháp nh ca Green và Ampt đ c s dng đ tính toán dòng thm thì lng nc lu tr trong tán lá cây phi có mô hình mô phng riêng bit. SWAT cho phép ngi dùng nhp vào d liu v lng nc ti đa có th đc tán lá cây lu tr khi ch s din tích lá đt giá tr ti đa. Giá tr này và ch s din tích lá đc s dng bi các mô hình đ tính toán lng nc lu tr ti đa  bt c  thi đim nào trong chu k tng trng ca cây trng/ lp ph thc vt. Khi tính toán lng nc bc hi, nc lu tr trong các tán lá cây là lng nc đu tiên b tác đng. Dòng thm vào đt. Dòng thm đ cp đn hin tng dòng nc chuyn đng xuyên qua b mt đt đ thm vào trong lòng đt. Khi dòng thm này xy ra liên tc, đt ngày càng tr nên m t, thì tc đ thm s gim bt theo thi gian cho đn khi đt đn mt giá tr n đnh. Tc đ thm ban đu ph thuc vào đ m ca đt khi nc bt đu thm vào đt. Tc đ thm ti hn cui cùng có giá tr tng đng vi h s dn nc thu lc ca đt bão hoà. Bi vì ph ng pháp đng cong SCS đc s dng đ tính toán dòng chy mt có bc thi gian tính toán bng mt ngày, nên nó không th trc tip tính toán mô hình thm. Lng nc thm vào trong đt đc tính toán nh là khong chênh [...]... 7 Hình 5 S ng chuy n ng c a n Hình 6 Quá trình bi n chuy n Nitrogen c c SWAT s d ng 10 c SWAT mô ph ng 14 Hình 7 Quá trình bi n chuy n Phosphorous nh Hình 8 Bi n i và chuy n c SWAT mô ph ng 15 ng c a thu c tr sâu nh c SWAT mô ph ng 16 Hình 9 Các quá trình bi n i và v n chuy n ch t trong lòng sông ngòi nh c SWAT mô ph ng 17 ... Ngoài dòng ch y kh i l ng trong kênh, SWAT còn mô ph ng bi n chuy n c a các ch t hóa h c trong dòng n c và trong l p bùn l ng áy kênh Hình 9 mô t các quá trình khác nhau x y ra trong kênh cc SWAT mô ph ng Gi i thi u v SWAT (Soil and Water Assessment Tools) Hình 9 Các quá trình bi n i và v n chuy n ch t trong lòng sông ngòi nh mô ph ng 2.2.1 Tính truy n dòng ch y n c SWAT c và ch t trong kênh chính Tính... c tính t n th t l p t trên cùng, l ng và T ,v t l l à c a N h u c trong ch cho n hia là n ng trong t g 6 Nitrogen SWAT T PH T PHO Hình P a Nh uc Gi i thi u v SWAT (Soil and Water Assessment Tools) Hình 7 Quá trình bi n chuy n Phosphorous nh c SWAT mô ph ng 2.1.6 Thu c tr sâu M c dù SWAT không mô ph ng tác ng lên sinh tr ng và phát tri n c a cây tr ng c a c d i, côn trùng h i cây, và các lo i côn... cát c tính toán cho t ng t ch y tràn và l ng thu c tr sâu th m xu ng t c c tính cho m i l p t m i khi hi n t ng th m sâu x y ra Gi i thi u v SWAT (Soil and Water Assessment Tools) Hình 8 Bi n 2.1.7 Ch i và chuy n ng c a thu c tr sâu nh c SWAT mô ph ng canh tác SWAT cho phép ng i s d ng a d li u v các ch canh tác áp d ng cho t ng HRU Ng i s d ng có th xác nh ngày b t u và k t thúc c a m i mùa v cây tr... liên ti p nhau cùng trên m t khu ru ng, th ng là theo m t chu k l p l i Khái ni m luân canh cây tr ng trong SWAT c hi u là vi c thay i ch canh tác theo th i gian n m, ví d n m này có ch canh tác khác v i n m t i Không có gi i h n v s n m mà m t ch canh tác c l p l i trong m t vòng luân canh SWAT c ng cho phép không h n ch s l ng lo i cây tr ng tr ng trong m t n m t i m t HRU Tuy v y, ch có m t lo i... l Nh ng phiên b n tr c ây c a SWAT s d ng quan ni m s c m nh dòng ch y c tính l ng l ng ng và xói l trong kênh (Arnold et al, 1995) Bagnold (1977) nh ngh a s c m nh dòng ch y nh là tích s c a m t n c, l u l ng và d c m t n c Williams (1980) s d ng nh ngh a c a Bagnold phát tri n ph ng pháp xác nh xói l nh là hàm s c a d c áy kênh và v n t c n c Trong phiên b n này c a SWAT, ph ng trình trên ã c n gi... xói mòn áy kênh L ng xói áy kênh c tính toán ch nh s a theo kh n ng b xói c a v t ch t áy sông Gi i thi u v SWAT (Soil and Water Assessment Tools) Tính truy n v n chuy n ch t dinh d ng Bi n i d ng c a các ch t dinh d ng trong dòng kênh c x lý b i module ch t l ng n c trong kênh c a mô hình SWAT s d ng c ch tính truy n ch t trong kênh t mô hình QUAL2E (Brown and Barnwell, 1987) Mô hình mô ph ng ch... U.S Gov Print Office, Washington, DC Priestley, C.H.B and R.J Taylor 1972 On the assessment of surface heat flux and evaporation using large-scale parameters Mon Weather Rev 100:81-92 SWAT- Intro_vie.docx 20 Gi i thi u v SWAT (Soil and Water Assessment Tools) Ritchie, J.T 1972 A model for predicting evaporation from a row crop with incomplete cover Water Resour Res 8:1204-1213 USDA Soil Conservation Service... cho nông nghi p và n c cung c p cho sinh ho t các i m dân c SWAT cho phép l ng n c áp d ng vào m t HRU có ngu n g c t trong lòng hay t ngoài l u v c nghiên c u N c c ng có th c v n chuy n gi a các h ch a, các khúc sông và các l u v c con hay có th c chuy n v n ra kh i l u v c nghiên c u 2.2 Tính truy n dòng ch y và ch t trong kênh M t khi SWAT xác nh c ngu n t i v n c, bùn cát, dinh d ng và thu c tr... khi nhi t không khí trung bình hàng ngày v t quá giá tr t i thi u Các mô hình sinh tr ng cây tr ng c s d ng tính toán l ng n c và các ch t dinh d ng c b r cây chuy n kh i vùng r cây ho t Gi i thi u v SWAT (Soil and Water Assessment Tools) ng, thoát i qua quá trình hô h p c a cây, và tích l y, chuy n hóa thành sinh kh i hóa thành s n l ng cây tr ng th ki m l s Ti m n ng phát tri n c a cây tr ng Kh n . chy và cht trong h cha 18 3. Tài liu tham kho 20 DANH MC HÌNH 21 SWAT- Intro_vie.docx 1 GII THIU V SWAT SWAT hay là Soil and Water Assessment Tool, mô hình dùng cho din tích mt. có tên g i là SWAT. Trong khi SWAT cho phép mô phng khu vc rt rng ln, nó gi li tt c các tính nng đã làm cho mô hình SWRRB có giá tr nh mt mô hình mô phng. T khi SWAT đc to. điu hành Windows (Visual Basic), GRASS, và ArcView. Mô hình SWAT cng đã đc kim chng cht ch. 2. Gii thiu tng quan v SWAT SWAT cho phép mô phng mt s các quá trình vt lý khác nhau