(Luận Văn Thạc Sĩ) Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Không Gian Xây Dựng Chỉ Số Hạn Hán Trong Đánh Giá Và Giám Sát Tình Trạng Hạn Hán, Thiếu Nước Lưu Vực Sông Cả.pdf

LỜI CAM ĐOAN Học viên xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức chưa công bố cơng trình khác Việc tham khảo, trích dẫn nguồn tài liệu ghi rõ nguồn tài liệu tham khảo quy định Hà Nội, ngày tháng .năm 2019 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Lệ Quyên i LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn TS Nguyễn Lương Bằng PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn, người tận tình bảo hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Thủy lợi, Phòng Đào tạo Đại học Sau Đại học, Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, Bộ môn Kỹ thuật tài nguyên nước tạo điều kiện thuận lợi, nhiệt tình giúp đỡ động viên tơi q trình học tập thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, gia đình hỗ trợ, động viên, chia sẻ khó khăn suốt thời gian học tập thực luận văn Hà Nội, ngày tháng .năm 2019 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Lệ Quyên iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu 4.1 Cách tiếp cận 4.2 Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KHÔNG GIAN TRONG NGHIÊN CỨU HẠN HÁN VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan ứng dụng công nghệ không gian nghiên cứu hạn hán 1.1.1 Tổng quan giới 1.1.2 Tổng quan nước 12 1.2 Tổng quan vùng nghiên cứu 14 1.2.1 Đặc điểm địa hình vùng nghiên cứu 14 1.2.2 Đặc điểm thổ nhưỡng, địa chất 16 1.2.3 Đặc điểm địa chất 17 1.2.4 Đặc điểm sơng ngịi 18 1.2.5 Đặc điểm khí tượng 21 1.2.6 Đặc điểm mưa 33 v 1.2.7 Tình hình hạn hán khí tượng 37 CHƯƠNG 2: CÔNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (Cần viết chi tiết hơn) 41 2.1 Cách tiếp cận nghiên cứu 41 2.2 Thu thập, phân tích số liệu mưa thực đo 43 2.2.1 Xác định mạng lưới trạm 43 2.2.2 Xác định chuỗi số liệu mưa thực đo 45 2.3 Lựa chọn, thu thập xử lý mưa vệ tinh 46 2.4 Xây dựng công thức tính tốn số SPI 52 2.5 Ứng dụng công cụ GIS để lập đồ thiếu hụt nguồn nước 59 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 62 3.1 Diễn biến lượng mưa 62 3.2 Phân tích tình trạng thiếu hụt nguồn nước dựa số SPI 65 3.3 Xây dựng đồ thiếu hụt nguồn nước theo năm 68 3.4 Phân tích diện tích hạn hán địa phương 69 3.5 Đề xuất giải pháp ứng phó, khắc phục thiếu hụt nguồn nước lưu vực sơng Cả 72 3.5.1 Một số giải pháp cơng trình 72 3.5.2 Một số giải pháp phi cơng trình 73 3.5.3 Một số giải pháp khoa học công nghệ 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 Kết luận 75 Kiến nghị 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 158 vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1 Một số nguồn mưa vệ tinh toàn cầu 11 Bảng Phân loại đất đai lưu vực sông Cả 17 Bảng Đặc trưng hình thái số lưu vực sơng 21 Bảng Lưới trạm khí tượng đo mưa lân cận lưu vực sông Cả 22 Bảng Nhiệt độ trung bình tháng, năm vùng nghiên cứu (Đơn vị:ºC) 28 Bảng Độ ẩm tương đối trung bình tháng, năm vùng nghiên cứu (Đơn vị: %) 29 Bảng Tổng lượng bốc Piche trung bình tháng, năm vùng nghiên cứu (Đơn vị: mm) 30 Bảng Số nắng trung bình tháng, năm vùng nghiên cứu (Đơn vị:giờ) 30 Bảng Tốc độ gió trung bình tháng, năm vùng nghiên cứu (Đơn vị: m/s) 32 Bảng 10 Lượng mưa tháng năm trung bình nhiều năm (Đơn vị: mm) 36 Bảng Khoảng trống số liệu mưa trạm lưu vực sông Cả 44 Bảng 2 Tiêu chí đánh giá số NSE 51 Bảng Kết hợp mưa thực đo mưa CHIRPS trạm lưu vực sông Cả 51 Bảng Bảng tổng hợp tiêu hạn 54 Bảng Phân cấp hạn hán theo số SPI [29] 58 Bảng Tỷ lệ mưa năm phân theo mùa trung bình nhiều năm 65 Bảng Phân cấp hạn theo diện tích huyện LVS Cả năm 2015 70 Bảng 3 Diện tích bị hạn theo số SPI6 năm 2005 71 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1 Dữ liệu mưa CHIRPS cho châu Phi ngày 04-04-2017 Hình Dữ liệu mưa TRMM từ năm 2000-2008 Nepal 10 Hình Dữ liệu mưa CMORPH ngày 08-11-2015 Autralia 11 Hình Bản đồ hành lưu vực sơng Cả 15 Hình Bản đồ mạng lưới khí tượng đo mưa lưu vực sơng Cả 25 Hình Các trạm mưa lựa chọn 45 Hình 2 Số liệu mưa thực đo (trạm Quỳ Hợp) 45 Hình Số liệu mưa thực đo (Trạm Quỳnh Lưu) 64 Hình Số liệu mư thực đo (Trạm Kim Cương) 64 Hình 3 Số liệu mưa thực đo (Trạm Quỳ Hợp) 64 Hình Chỉ số SPI 1, trạm Quỳ Hợp 66 Hình Xu diễn biến hạn hán vùng LVS Cả dựa vào số SPI 67 Hình 3.9 Bản đồ phân bố hạn khí tượng theo số SPI6 LVS Cả Error! Bookmark not defined viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT PTNT Phát triển nông thôn HTTL Hệ thống thủy lợi QHTL Quy hoạch Thủy Lợi LVS Lưu vực sông KH&CNVN Khoa học công nghệ Việt Nam KT - XH Kinh tế - Xã hội KTTV Khí tượng thủy văn LVS Lưu vực sơng ix MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hạn hán phần tự nhiên khí hậu, hạn hán hình thành nhiều nguyên nhân khác nhau, bao gồm thiếu hụt lượng mưa, lượng bốc lớn việc khai thác mức nguồn tài nguyên nước Hạn hán xuất khắp giới xảy tất vùng khí hậu, với đặc tính hạn biến đổi đáng kể từ vùng sang vùng khác Hạn hán sai khác theo thời gian, khác với khô hạn, khơ hạn bị giới hạn vùng có lượng mưa thấp, nhiệt độ cao đặc trưng lâu dài khí hậu Vì vậy, tượng hạn hán xảy năm với đặc tính thời tiết tác động không giống Những năm gần với phát triển đất nước, kinh tế thuộc tỉnh lưu vực sơng Cả có thay đổi tích cực, cấu kinh tế chuyển dịch dần theo hướng công nghiệp - dịch vụ - nông nghiệp Hàng loạt khu công nghiệp, khu kinh tế, khu đô thị đời, nhu cầu nước cho ngành tăng lên đáng kể Trong đó, quy luật diễn biến thời tiết khí hậu ngày phức tạp thời gian xuất lũ hạn như: Về lũ, diễn biến mực nước sơng ngày có tổ hợp bất lợi cho cơng tác phịng lũ Ví dụ trận lũ xảy vào năm 1978, 1988, 2002, 2007 trận lũ sảy vào năm 2010 gây tổn thất nặng nề cho kinh tế, xã hội lưu vực; Về hạn, mức độ hạn ngày gia tăng ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất điển năm 2005, 2007 đặc biệt năm 2010 Theo thống kê chưa đầy đủ Tỉnh Nghệ An - Hà Tĩnh thuộc lưu vực sông Cả hạn hán xảy diện rộng, Năm 2010 Nghệ An diện tích hạn khoảng 17.000-20.000ha, Hà Tĩnh có khoảng 12.000ha bị hạn hạn nặng chiếm tới 30% diện tích hạn hàng trăm hệ thống hồ xuống gần mực nước chết Một số nơi mực nước xuống mức thấp