tóm tắt Ứng dụng mô hình SWAT và hệ thống thông tin địa lý (GIS) để đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi sử dụng đất đến lưu lượng dòng chảy tại lưu vực sông Cầu

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - NGUYỄN NAM TRUNG ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWAT VÀ HỆ THỐNG THƠNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) ĐỂ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA SỰ THAY ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN LƢU LƢỢNG DÒNG CHẢY TẠI LƢU VỰC SÔNG CẦU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Thái Nguyên - 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - NGUYỄN NAM TRUNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SWAT VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) ĐỂ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA SỰ THAY ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN LƢU LƢỢNG DỊNG CHẢY TẠI LƢU VỰC SƠNG CẦU Ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số ngành : 60 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS PHAN ĐÌNH BINH Thái Nguyên - 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu … … năm 2014 Học Viên Nguyễn Nam Trung Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CẢM ƠN Trước tiên, xin gửi lời cảm ơn đến tất quý thầy cô giảng dạy chương trình Cao học Mơi Trường K20 – Khoa sau Đại học trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, người truyền đạt cho kiến thức hữu ích chun ngành Mơi Trường để làm sở cho thực tốt luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn TS Phan Đình Binh tận tình hướng dẫn cho tơi thời gian thực luận văn Mặc dù trình thực luận văn có giai đoạn khơng thuận lợi Thầy hướng dẫn, bảo cho nhiều kinh nghiệm thời gian thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất Thầy, Cô giảng dạy khoa Sau Đại học trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên Anh Chị lớp KHMT-K20 giúp đỡ tơi q trình học tập Sau tơi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình tạo điều kiện tốt cho suốt trình học thực luận văn Do thời gian có hạn kinh nghiệm nghiên cứu khoa học chưa nhiều nên luận văn nhiều thiếu, mong nhận ý kiến góp ý Thầy/Cơ anh chị học viên Thái Nguyên, ngày…….tháng năm 2014 Học viên Nguyễn Nam Trung Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ARS : Agricultural Reaseach Service: trung tâm phục vụ nghiên cứu nông nghiệp CSDL : Cơ sở liệu GIS : Geographical Information System: Hệ thống thông tin địa lý NXB : Nhà xuất SCS : Soil Convervation Sytem: phương pháp số đường cong SWAT : Soil and Water Assement Tools: Công cụ đánh giá chất lượng đất nước USDA : United States Department of Agriculture: nơng nghiệp Hoa Kỳ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv MỤC LỤC Trang Trang bìa phụ Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Danh mục chữ viết tắt iii Mục lục iv Danh mục bảng biểu v Danh mục biểu đồ vi MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiền đề tài CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở khoa học đề tài 1.1.1 Một số khái niện 1.1.2 Cơ sở lý thuyết mơ hình SWAT 1.2 Các ứng dụng mơ hình SWAT nước giới 1.2.1 Thế giới 1.2.2 Việt Nam 1.3 1.3.1 Giới thiệu mơ hình SWAT 1.5 Phương pháp sử dụng mơ hình SWAT 1.5.1 Dòng chảy mặt 1.5.2 Bốc thoát 17 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 1.5.3 Chuyển động nước đất 22 1.5.4 Nước ngầm 22 1.5.5 Diễn toán dịng chảy sơng 25 1.5.6 Diễn toán hồ chứa 25 26 1.6.1 Bộ liệu đầu vào (input) cho mơ hình SWAT 26 26 26 nh tốn dịng chảy trực tiếp 26 1.7.2 27 1.7.3 T 27 1.7.4 27 1.7.5 27 27 1.7.7 T kênh 27 28 CHƢƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 30 30 30 2.1.3 Nội dung nghiên cứu 30 31 31 2.2.2 Phương pháp kế thừa, chọn lọc tư liệu sẵn có 31 ông gian 31 32 2.2.5 Phương pháp xây dựng kịch sử dụng đất 32 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ CHƢƠNG 3: DỰ KIẾN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 33 3.1 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội lưu vực Sông Cầu 33 3.1.1 Vị trí địa lý 33 3.1.2 Đặc điểm địa hình 33 3.1.3 Đặc điểm khí hậu, khí tượng thủy văn 34 3.1.4 Kinh tế - xã hội 36 3.1.5 Đa dạng sinh học 37 3.1.6 Tài nguyên nước 37 3.1.7 Tầm quan trọng lưu vực sông 37 38 38 44 3.2.3 Kết xây dựng kịch sử dụng đất 45 vực Sông Cầu 49 1999 – 2013 49 3.3.2 Kết mơ tính tốn lưu lượng dịng chảy kịch mơ hình SWAT 51 3.3.3 Đánh giá mơ hình SWAT số NSE PBIAS 54 3.3.4 Ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến lưu lượng dòng chảy lưu vực Sông Cầu 55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 Kết Luận 60 Kiến nghị 61 62 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1: Bảng đánh giá Mơ hình tiêu Nash 28 38 2013 41 1999 – 2013 43 Bảng 3.4: Bảng trạng sử dụng đất lưu vực Sông Cầu 2013 45 Bảng 3.5: Các kịch sử dụng đất lưu vực Sông Cầu 46 3.6: Đặc điểm lưu vực Sông Cầu 50 Bảng 3.7: Các thông số nhạy liên quan đến lưu lượng dịng chảy kết hiệu chỉnh cho mơ hình SWAT 51 Bảng 3.8: Lưu lượng dịng chảy thực đo tính tốn cho giai đoạn lưu vực Sông Cầu 52 Bảng 3.9: Kết đánh giá mơ hình số NSE PBIAS 54 Bảng 3.10: Lưu lượng dòng chảy theo mùa kịch 1, so sánh với kịch (KB) (m3/s) 56 Bảng 3.11: Lưu lượng dòng chảy theo mùa kịch 3, so sánh với kịch (KB) (m3/s) 57 Bảng 3.12: Tỷ lệ phần trăm (%) dòng chảy thay đổi từ Kịch tới kịch 58 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1: Sự khác phân phối độ ẩm theo chiều sâu mô theo phương trình Green Ampt thực tế 11 Hình 3.1: Vị trí lưu vực Sông Cầu 33 Hình 3.2: Nhiệt độ cao nhất, nhiệt độ thấp nhiệt độ trung bình theo tháng lưu vực Sông Cầu giai đoạn 1999 – 2013 39 Hình 3.3: Nhiệt độ cao nhất, nhiệt độ thấp nhiệt độ trung bình theo tháng lưu vực Sông Cầu giai đoạn 1999 - 2013 39 1999 – 2013 40 1999 – 2013 42 45 2013 45 Hình 3.8: Bản đồ trạng ( Bản đồ ) 47 Hình 3.9: Các kịch sử dụng đất lưu vực Sông Cầu 48 49 Hình 3.11: Lượng mưa trung bình theo tháng lưu vực Sơng Cầu giai đoạn chạy thử 52 Hình 3.12: Lượng mưa trung bình theo tháng lưu vực Sông Cầu giai đoạn kiểm định 53 Hình 3.13: Tỉ lệ phần trăm biến đổi dòng chảy kịch so với kịch 56 Hình 3.14: Tỉ lệ phần trăm biến đổi dòng chảy kịch so với kịch 57 Hình 3.15: Tỷ lệ Thay đổi trung bình hàng năm, mùa mưa mùa khô so với kịch đầu 58 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read  ... NGUYỄN NAM TRUNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SWAT VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) ĐỂ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA SỰ THAY ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN LƢU LƢỢNG DỊNG CHẢY TẠI LƢU VỰC SƠNG CẦU Ngành: Khoa học môi trƣờng Mã... chảy kịch mơ hình SWAT 51 3.3.3 Đánh giá mơ hình SWAT số NSE PBIAS 54 3.3.4 Ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến lưu lượng dòng chảy lưu vực Sông Cầu 55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ... Bảng đánh giá Mơ hình tiêu Nash 28 38 2013 41 1999 – 2013 43 Bảng 3.4: Bảng trạng sử dụng đất lưu vực Sông Cầu 2013 45 Bảng 3.5: Các kịch sử dụng đất lưu vực Sông Cầu