ỨNG DỤNG GIS và mô HÌNH SWAT ĐÁNH GIÁ tác ĐỘNG BIẾN đổi KHÍ hậu đến lưu LƯỢNG DÒNG CHẢY và PHỤC vụ QUẢN lý hợp lý lưu vực SÔNG bé

[i] “ỨNG DỤNG GIS VÀ MÔ HÌNH SWAT ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN LƢU LƢỢNG DÒNG CHẢY VÀ PHỤC VỤ QUẢN LÝ HỢP LÝ LƢU VỰC SÔNG BÉ” Sinh viên NGUYN TH KIM NGA Khóa lu  ng yêu cu cp bng K  H tha lý ng dn Th.S Bùi Chí Nam TP. H  [ii] LỜI CẢM ƠN  c thành qu u tiên em xin chân thành c M và nhng và tu kin cho em hc tp.   tài này và có kin thi li c n Ban Giám Hiu cùng toàn th Thng i hc Nông Lâm TP. H n tình ging dy, truyt kin th ghim quý báu cho chúng em trong sut quá trình hc tp và nghiên cu ti ng. Em xin chân thành cy Th.S Bùi Chí Nam, Cán b công tác ti Phân vin ng Thng dn em hoàn thành báo cáo này. C tn tình ch bo, h tr ng viên em trong sut thi gian thc tp. ng co Phân viu ki c thc tp tc bit, em xin gi li cn các Cán b công tác ti Phòng Nghiên cu ng - Khí hu và ph ci kin thc, kinh nghi tài liu, d liu. Vi tt c lòng chân thành em xin gi li ci tri ân sâu sc nhn Thy PGS.TS Nguyn Kim Li cùng tt c quý Thy Cô trong B môn H Thng Thông a Lý     tránh khi nhng sai sót nht nh trong quá trình nghiên cu, rc s thông cm và chia s quý báu ca quý Thy Cô và Bn bè. Em xin gi ln tt c Thi hc Nông Lâm và các Cán b công tác ti Phân ving Thng phía Nam cùng các Bn luôn di dào sc khe và thành công. Xin chân thành c Sinh viên thc hin Nguyn Th Kim Nga [iii] TÓM TẮT Sinh viên thc hin Nguyn Th Kim Nga, Ngành H Th a Lý, Khoa ng và i Hc Nông Lâm TP. H Chí Minh.  tài “Ứng dụng GIS và mô hình SWAT đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến lƣu lƣợng dòng chảy và phục vụ quản lý hợp lý lƣu vực sông Bé ”  - 01/06/2013. ng dn Thy Th.S Bùi Chí Nam, Phòng Nghiên cng - Khí hu, Phân ving Thng phía Nam. c sông Bé là mt ph n nht trong bn ph n  hu ngn sông ng Nai, do hai nhánh sông Dak Lap và Dak Glun hp thành. Tng dic là 7.650 km 2  c bt ngun t vùng núi thuc cao nguyên Xnaro, pha dc các T c Nông, ng Nai và mt phn thuc Campuchia. Phc tri dài trong khong t t 11 o - 12 o  c và 106 o - 107 o  c ng dòng chy sông Bé phù ha hình t n thng Bc - Nam. Các sông nhánh g- Bc và Tây - Nam. T n ca sông, sông chng chính Tây Bc -   c thc hin nhm mng dng công ngh GIS và mô hình SWAT ng dòng chc sông Bé, d báo din bin dòng chi tác ng ca bii khí h xu khoa hc h tr cho vic qun lý hiu qu c.  tài s dng kê (thu thp, tng hp, hi cu và phân tích các kt qu c có liên  p b, tích hp d liu không gian, d liu thuc tính và cung cp d liu vào cho mô hình SWAT, hin th kt qu chy mô hình và kt qu nghiên cu) và p (thit lp mô hình, ng dòng chy, kinh và t qu mô hình). Nhng ni dung chính c tài bao gm tìm hiu lý thuyt v dòng ch vc sông, tìm hiu mô hình GIS và mô hình SWAT, bn cht bii khí hu và các [iv] yu t ng ca bii khí hu n c nói chung,  ng bii khí hu n ng dòng chy c sông Bé nói riêng và các bin pháp h tr khai thác; s dng; qun lý và bo v c. Kt qu c tiên ca nghiên cu là mô phng ng dòng chy  vn 1979 - 2007 bng mô hình SWAT và kinh mô hình vi s liu thi hai trc Hòa, kt qu tt (giá tr R 2 và t trên 0,7). Kt qu nghiên cu cho thy bii khí hu ng rõ rt n dòng chy c và s i ch  dòng chc sông Bé phn ánh xu th chung ca bii khí h nêu ra mt s bin pháp thích ng vng ca bii khí hu n c c c sông Bé. Da vào kt qu  c rút ra mt s kin ngh n nghiên c v mô hình, hiu chnh mô hình và các thông s u vào nhm ci thin kt qu, thu thp và chun b d liu vào tht t kt qu mô phng c ng cn LLDC và chng c sông Bé ti các mc thi gian tip theo ca các kch bn bii khí hu khác nhau. [v] MỤC LỤC  i  ii  iii  v  ix  x DANH MC HÌNH NH xii  1 t v 1 Mc tiêu nghiên cu 2 Ni dung nghiên cu 2 ng 3  3 Cu trúc lu 4  1.  5 1. Tng quan tình hình nghiên cu 5 1.1 Tình hình nghiên cu trên th gii 5 1.2 Tình hình nghiên cu ti Vit Nam 5 2.  lý thuyt 6 2.1 u th dòng chc sông 6 2.1.1 y 6 2.1.2 c sông 9 2.2 H tha lý (GIS) 10 2.2.1  10 2.2.2 Lch s phát trin 11 2.2.3 Các thành phn ca GIS 11 2.2.4 Mô hình d liu 12 2.2.5 Các cha GIS 13 [vi] 2.3 Mô hình SWAT 14 2.3.1 Lch s phát trin 14 2.3.2 Tng quan mô hình 15 2.3.3 t ca chu trình th 16 2.3.4 c ca chu trình th 17 3 Tng quan v  19 3.1   19 3.2 Các nguyên nhân  20 3.3  Vit Nam 20 3.4 n các yu t 21 3.4.1 n nông - lâm - p 21 3.4.2 n công nghip 22 n du lch và dch v 22 3.4.4 c khe cng 22 n nguc 23 3.5 Kch b 27 3.5.1 Khái nim kch b 27 3.5.2 Phân loi kch bt Nam 27 .      DÒNG  30 1. u kin t nhiên 30 1.1 V a lý 30 1.2 a hình 32 1.3 Yu t ng - th 32 1.3.1 Khí hu 32 1.3.2 Nhi 33 1.3.3 ng m 34 1.3.4  m 35 1.3.5 B 35 1.3.6 S gi nng 36 [vii] 1.3.7 Gió 36 1.3.8 Th ng 37 1.3.9 Thm thc vt 37 1.3.10 Th 38 1.4 Kinh t - xã hi 39 1.4.1 i 39 1.4.2 Hin trng phát trin kinh t 40 1.5 Hin trc sông Bé 40 1.5.1 Tin: 40 1.5.2 Tii tiêu và sinh hot 41 1.5.3 Tihu cu s dc sông Bé 42 2. u 42 2.1 n - u 42 2.1.1 n nghiên cu 42 2.1.2 u 42 2.2 Mô phng LLDC trong SWAT t - 2007 43 2.2.1 Thu thp d liu 43 2.2.2 Tin trình thc hin mô hình SWAT 49 2.3 Áp dng kch b c sông Bé 54 .  55 1. Kt qu c mô phng LLDC t 1979 - 2007 55 1.1  55 1.2 Din bin LLDC 60 2.  65 3.  xut các bin pháp h tr quy hoch thích ng v 71 3.1 Các bin pháp chung 71 3.2 Bin pháp thích ng vc TNN  Vit Nam 72 3.3 Bin pháp thích ng vng cc sông Bé 73  76  76 [viii]  78  79 [ix] DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT   TNN Tài  LLDC ng dòng chy SWAT Soil and Water Assessment Tool GIS Geographic Information System VQHTLMN  DEM  KNK Khí nhà kính   IPPC Inte  TNMT  PVKHKTTVMT SIHYMETE (Phân Vin Khoa hng Th ng) HRU Hydrologic Response Unit [x] DANH MỤC BẢNG BIỂU B a B TNMT 24 B a B TNMT 25 B                 a B TNMT 25 Bc sông Bé 31 B    m trung bình tháng ti mt s tr    c sông Bé  %) 35 Bng bi mt s trc sông Bé  mm) 36 Bng 2.4: S gi nng trung bình tháng ti mt s tr    c sông Bé  mm) 36 Bng 2.5: T  gió trung bình tháng ti mt s tr    c sông Bé  m/s) 37 Bng 2.6: Mt s y chính  c sông Bé 39 Bng 2.7: Tic ca các h trên sông Bé 41 Bng 2.8: Các lot trc sông Bé 46 Bng 2.9: Các loi hình s dc sông Bé 47 Ba lý ca các trm quan trc 48 Bng 2.11: Trm quan trc thc sông Bé 49 Bng 2.12: M mô phng cng ch s Nash 53 Bng 3.1: Thng kê so sánh LLDC mô phng và thc Hòa n 1979 - 1994 60 Bng 3.2: Thng kê so sánh LLDC mô phng và thc Long (1995 -1997) c Hòa (1995 - 2000) 60 Bng 3.3: Thng kê LLDC (m 3 /s) mô phn 1979 - 1994 tc Hòa 63 [...]... Việc tính toán tác động của BĐKH đến TNN mà đặc biệt là LLDC, là một vấn đề cấp thiết đặt ra cho các nhà quản lý TNN Do vậy, đề tài Ứng dụng GIS và mô hình SWAT đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến lƣu lƣợng dòng chảy và phục vụ quản lý hợp lý lƣu vực sông Bé ” là một đề tài có tính khoa học và thực tiễn, nhằm góp phần giải quyết bài toán trên đối với các nhà quản lý TNN, hỗ trợ đƣa ra những quyết... Nai và một phần thuộc Campuchia  Ý nghĩa  Khoa học: luận văn đã ứng dụng kết hợp mô hình SWAT với công nghệ GIS trong đánh giá LLDC và đánh giá tác động của BĐKH đến LLDC lƣu vực sông Bé Cung cấp thông tin cho nhà quản lý, nhà quy hoạch và đề xuất những biện pháp, kế hoạch nhằm quản lý, sử dụng TNN hiệu quả, hợp lý Chứng minh cách tiếp cận kết hợp công nghệ GIS với mô hình SWAT trong tính toán, đánh. .. cứu là ứng dụng công nghệ GIS và mô hình SWAT tính toán LLDC lƣu vực sông Bé, dự báo diễn biến dòng chảy dƣới tác động của BĐKH Qua đó đề xuất cơ sở khoa học hỗ trợ cho việc quản lý hiệu quả TNN trên lƣu vực Các mục tiêu cụ thể nhƣ sau:  Mô phỏng LLDC trên lƣu vực sông Bé từ năm 1979 - 2007 dựa vào nguồn dữ liệu Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam  Đánh giá tác động BĐKH đến LLDC lƣu vực sông Bé đến năm... sông Bé .46 Hình 2.10: Bản đồ phân bố trạm khí tƣợng thủy văn lƣu vực sông Bé 48 Hình 2.11: Quy trình ứng dụng mô hình SWAT trong mô phỏng LLDC lƣu vực sông Bé 49 Hình 2.12: Bản đồ phân định lƣu vực sông Bé 50 Hình 2.13: Bản đồ đơn vị thủy văn lƣu vực sông Bé 52 Hình 3.1: Tƣơng quan LLDC thực đo và mô phỏng tại Phƣớc Long giai đoạn 1979 1994 56 Hình. .. vực sông Bé 33 Hình 2.3: Bản đồ lƣợng mƣa trung bình năm lƣu vực sông Bé 34 Hình 2.4: Bản đồ thủy văn lƣu vực sông Bé 38 Hình 2.5: Sơ đồ bậc thang thủy điện trên sông Bé 40 Hình 2.6: Quá trình mô phỏng LLDC 43 Hình 2.7: Bản đồ địa hình lƣu vực sông Bé (độ cao) 44 Hình 2.8: Bản đồ loại đất lƣu vực sông Bé 45 Hình 2.9: Bản đồ loại hình sử dụng đất lƣu vực. .. là mô hình SWAT, đây là mô hình ở cấp độ lƣu vực sông có khả năng tích hợp với GIS, nhờ đó nâng cao độ chính xác của kết quả mô phỏng dòng chảy từ mƣa và các [1] đặc trƣng vật lý trên lƣu vực Trong mối liên kết này, GIS cung cấp dữ liệu đầu vào; giao diện tƣơng tác ngƣời dùng cho SWAT, trong khi SWAT sử dụng dữ liệu từ GIS để mô phỏng các quá trình vật lý diễn ra trên lƣu vực Việc tính toán tác động. .. USDA - ARS, bao gồm mô hình Hệ thống Quản lý Nông nghiệp về hóa chất - dòng chảy và xói mòn (CREAMS), mô hình Hệ thống Quản lý Nông nghiệp về ảnh hƣởng của sự tích trữ nƣớc ngầm (GLEAMS) và mô hình Chính sách Khí hậu về tác động Môi trƣờng (EPIC) Từ khi SWAT ra đời vào đầu những năm 1990, nó đã liên tục trải qua nhiều lần đƣợc xem xét, đánh giá và cải tiến nhằm mở rộng khả năng mô phỏng (Rallison,... TNN, Viện KH KTTV&MT Đánh giá tác động của BĐKH lên TNN và các biện pháp thích ứng - Lƣu vực sông Cả 2010 5 Trung tâm Nghiên cứu Thủy văn & TNN, Viện KH KTTV&MT Đánh giá tác động của BĐKH lên TNN và các biện pháp thích ứng - Lƣu vực sông Thu Bồn 2010 6 Trung tâm Nghiên cứu Thủy văn & TNN, Viện KH KTTV&MT Đánh giá tác động của BĐKH lên TNN và các biện pháp thích ứng - Đồng bằng sông Cửu Long 2010 7... sông Hƣơng và chính sách thích nghi ở Huyện Phú Vang, Tỉnh Thừa Thiên Huế (2005 - 2008) 2 Trung tâm Tƣ vấn Khí tƣợng Thủy văn và Môi trƣờng, Viện KH KTTV&MT Đánh giá tác động của BĐKH lên TNN và các biện pháp thích ứng - Lƣu vực sông Hồng - Thái Bình 2010 3 Trung tâm Tƣ vấn Khí tƣợng Thủy văn và Môi trƣờng, Viện KH KTTV&MT Đánh giá tác động của BĐKH lên TNN và các biện pháp thích ứng - Lƣu vực sông Đồng... đến năm 2030 dựa vào nguồn dữ liệu đƣợc CGIAR mô phỏng theo kịch bản A1B của IPCC  Đề xuất giải pháp hỗ trợ khắc phục tình trạng thiếu hụt nƣớc và bảo vệ TNN trên lƣu vực sông Bé  Nội dung nghiên cứu  Tìm hiểu lý thuyết về dòng chảy và lƣu vực sông  Tìm hiểu lý thuyết về GIS  Tìm hiểu lý thuyết về mô hình SWAT  Tìm hiểu bản chất BĐKH và các yếu tố liên quan  Tính toán LLDC sông Bé ở giai đoạn . qun lý TNN. Do vy,  tài Ứng dụng GIS và mô hình SWAT đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến lƣu lƣợng dòng chảy và phục vụ quản lý hợp lý lƣu vực sông Bé ” là mt  tài có tính khoa hc và. ng và i Hc Nông Lâm TP. H Chí Minh.  tài Ứng dụng GIS và mô hình SWAT đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến lƣu lƣợng dòng chảy và phục vụ quản lý hợp lý lƣu vực sông. [i] ỨNG DỤNG GIS VÀ MÔ HÌNH SWAT ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN LƢU LƢỢNG DÒNG CHẢY VÀ PHỤC VỤ QUẢN LÝ HỢP LÝ LƢU VỰC SÔNG BÉ” Sinh viên NGUYN TH