TRƯỜNG ĐẠI HKHOA KHÍ T ỨNG DỤNG MÔ H DÒNG CH ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG H KHOA KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN NG MÔ HÌNH BTOPMC MÔ PH DÒNG CHẢY LƯU VỰC SÔNG BA Hà Nội, 2016 NG HÀ NỘI ÌNH BT
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI H
KHOA KHÍ T
ỨNG DỤNG MÔ H
DÒNG CH
ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG H
KHOA KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN
NG MÔ HÌNH BTOPMC MÔ PH DÒNG CHẢY LƯU VỰC SÔNG BA
Hà Nội, 2016
NG HÀ NỘI
ÌNH BTOPMC MÔ PHỎNG
BA
Trang 2ỨNG DỤNG MÔ H
DÒNG CH
Chuyên ngành:
Mã ngành: D440224
NGƯỜ
NGUYỄN QUỲNH NGA
NG MÔ HÌNH BTOPMC MÔ PH DÒNG CHẢY LƯU VỰC SÔNG BA
Chuyên ngành: Quản lý tổng hợp tài nguyên nư
Mã ngành: D440224
ỜI HƯỚNG DẪN: 1.TS Hoàng Thị Nguy
2.TS Phan Thị Thanh H
Hà Nội - 2016
ÌNH BTOPMC MÔ PHỎNG
BA
ước
ị Nguyệt Minh
Thanh Hằng
Trang 3LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng dẫn khoa học của T.S Phan Thị Thanh Hằng và T.S Hoàng Thị Nguyệt Minh Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo Ngoài ra, trong khóa luận còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều
có trích dẫn và chú thích nguồn gốc Nếu có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Quỳnh Nga
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Đồ án tốt nghiệp “Ứng dụng mô hình BTOPMC mô phỏng dòng chảy lưu
vực sông Ba ” đã được thực hiện tại Viện Địa lý và trường Đại học tài nguyên và
môi trường Hà Nội dưới sự hướng dẫn trực tiếp của TS Phan Thị Thanh Hằng và
TS Hoàng Thị Nguyệt Minh
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Phan Thị Thanh Hằng – Trưởng phòng Địa lý Đới bờ, Viện Địa lý, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, người đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn tới TS Hoàng Thị Nguyệt Minh, người
đã quan tâm giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các cô, chú đang công tác tại phòng Địa
lý Đới bờ, các thầy giáo, cô giáo khoa khí tượng thủy văn , khoa tài nguyên nước đã giúp đỡ em trong quá trình học tập, bổ sung kiến thức
Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, động viên em rất nhiều trong học tập và nghiên cứu
Do thời gian và kinh nghiệm hạn chế nên khóa luận không tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy, em mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Quỳnh Nga
Trang 5MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU 1
1 Lý do chọn đề tài 1
2 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài 2
2.1 Mục tiêu 2
2.2 Nhiệm vụ của đề tài 2
3 Thời gian, đối tượng nghiên cứu 2
4 Yêu cầu 2
5 Phương pháp nghiên cứu 3
6 Bố cục của khóa luận 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 5
1.1 Đặc điểm tự nhiên 5
1.1.1 Vị trí địa lý 5
1.1.2 Địa hình 7
1.1.3 Địa chất 8
1.1.4 Đặc điểm khí hậu 9
1.1.5 Đặc điểm thủy văn 13
1.2 Đặc điểm kinh tế- xã hội khu vực nghiên cứu 26
1.2.1 Dân cư lao động 26
1.2.2 Hiện trạng phát triển kinh tế 28
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH BTOPMC 32
2.1 Tổng quan về mô hình mưa rào - dòng chảy 32
2.1.1 Phân loại mô hình mưa - dòng chảy 33
Trang 62.1.2 Một số mô hình mưa dòng chảy 36
2.2 Lựa chọn mô hình mô phỏng dòng chảy cho lưu vực sông Ba 40
2.3 Cơ sở lý thuyết mô hình BTOPMC 41
2.3 Số liệu đầu vào của mô hình 48
CHƯƠNG 3 ÁP DỤNG MÔ HÌNH BTOPMC MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY CHO LƯU VỰC SÔNG BA 52
3.1 Các bước tiến hành và chỉ tiêu sử dụng trong đánh giá mô hình 52
3.1.1 Các bước tiến hành 52
3.1.2 Chỉ tiêu đánh giá 52
3.2 Xây dựng mô hình BTOPMC mô phỏng dòng chảy cho lưu vực sông Ba 52
3.2.1 Cơ sở dữ liệu và thiết lập mô hình 52
3.2.2 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 56
3.2.3 Nhận xét chung 61
3.3 Mô phỏng dòng dòng chảy cho lưu vực sông Ba theo kịch bản biến đổi khí hậu 62
3.3.1 Khái niệm kịch bản biến đổi khí hậu 62
3.3.2 Sơ lược về tình hình BĐKH hiện nay 62
3.3.3 Xây dựng kịch bản BĐKH cho khu vực nghiên cứu 63
3.3.4 Mô phỏng dòng chảy trên lưu vực sông Ba theo kịch bản BĐKH 66
3.3.5 Đề xuất biện pháp thích ứng với tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước đối với lưu vực sông Ba 72
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76
1 Kết luận 76
2 Kiến nghị 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 78
Trang 7DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BĐKH :Biến đổi khí hậu
IPCC : Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu
KT-XH : Kinh tế xã hội
KTTV : Khí tượng thủy văn
TNN : Tài nguyên nước
FAO : Tổ chức lương thực và nông nghiệp Liên Hợp Quốc
Trang 8DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Đặc trưng nhiệt độ không khí lưu vực sông Ba trung bình nhiều năm 9
(giai đoạn 1979– 2010) (Đơn vị: ºC) 9
Bảng 1.2 Tốc độ gió trung bình và lớn nhất (m/s) 10
Bảng 1.3 Số giờ nắng trung bình tháng và năm trên lưu vực sông Ba (giờ) 10
Bảng 1.4 Lượng bốc hơi trung bình tháng của trạm khí tượng trên lưu vực sông Ba 11
Bảng 1.5 Tổng hợp lượng mưa trung bình tháng, trung bình nhiều năm tại các trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực sông Ba (Đơn vị: mm) 13
Bảng 1.6 Độ ẩm tương đối trung bình tháng, năm của không khí (%) 13
Bảng 1.7 Đặc trưng hình thái của lưu vực sông Ba 14
Bảng 1.8 Nguồn nước các sông trong lưu vực sông Ba 16
Bảng 1.9 Phân phối dòng chảy bình quân tháng (m³/s) 18
Bảng 1.10 Thời gian xuất hiện đỉnh lũ lớn tại các trạm thủy văn 21
Bảng 1.11 Đỉnh lũ lớn nhất đã quan trắc tại các trạm thủy văn 22
Bảng 1.12 Dòng chảy kiệt tại các trạm thủy văn 25
Bảng 1.13 Dòng chảy kiệt khảo sát tại một số vị trí 25
Bảng 1.14 Dân số trung bình phân theo huyện thuộc lưu vực sông Ba giai đoạn 2010 - 2013 26
Bảng 1.15 Diện tích và sản lượng một số cây nông nghiệp hàng năm trên lưu vực sông Ba giai đoạn 2010 - 2013 29
Bảng 2.1 Danh sách các trạm khí tượng và thủy văn trên lưu vực sông Ba 50
Bảng 3.1 Mức thay đổi (%) lượng mưa năm so với thời kỳ 1980-1999 theo kịch bản phát thải trung bình (B2) 65
Bảng 3.2 Mức thay đổi dòng chảy trung bình theo mùa của năm 2050 và 2100 so với thời kỳ 1980-1999 theo kịch bản B2 đối với 2 trạm An Khê và Củng Sơn 70
(đơn vị m3/s) 70
Trang 9DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Bản đồ hành chính lưu vực sông Ba 6
Hình 1.2 Biểu đồ dân số lưu vực sông Ba phân theo khu vực 27
giai đoạn 2010 - 2013 27
Hình 1.3 Biểu đồ hiện trạng sử dụng đất trên lưu vực sông Ba 28
Hình 1.4 Diện tích nuôi trồng và sản lượng thủy sản các tỉnh thuộc lưu vực sông Ba giai đoạn 2010 – 2013 30
Hình 2.1 Cấu trúc chung của mô hình thủy văn [3] 32
Hình 2.2 Sơ đồ phân loại mô hình mưa- dòng chảy [8] 35
Hình 2.3 Cấu trúc đơn giảm của mô hình TOP 42
Hình 2.4 Bản đồ mô hình số độ cao toàn cầu 48
Hình 2.5: Bản đồ thảm phủ toàn cầu 49
Hình 2 6 Bản đồ đất toàn cầu 49
Hình 2.7 Bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực sông Ba 51
Hình 3.1 Bản đồ mô hình số độ cao lưu vực sông Ba 53
Hình 3.2 Bản đồ thảm phủ thực vật 54
Hình 3.3 Bản đồ đất 54
Hình 3.4 Mạng lưới lưu vực sông Ba được thiết lập từ mô hình BTOPMC 55
Hình 3.5 Sơ đồ mạng lưới trạm đo lưu lượng trên lưu vực sông Ba 55
Hình 3.6 Sơ đồ phân chia tiểu lưu vực 56
Hình 3.7 Sơ đồ quá trình hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 57
Hình 3.8 Kết quả hiệu chỉnh mô hình BTOPMC cho lưu vực sông Ba- Trạm An Khê 58
Hình 3.9 Chỉ tiêu Nash sau khi hiệu chỉnh đối với trạm An Khê 59
59
Hình 3.10.Kết quả hiệu chỉnh mô hình BTOPMC cho lưu vực sông Ba-Trạm Củng Sơn 59
Hình 3.11 Chỉ tiêu Nash sau khi hiệu chỉnh đối với trạm Củng Sơn 59
Trang 10Hình 3.12 Kết quả kiểm định mô hình BTOPMC cho lưu vực sông Ba- Trạm An Khê 60 Hình 3.13 Chỉ tiêu Nash sau khi kiểm định đối với trạm An Khê 60 61 Hình 3 14 Kết quả kiểm định mô hình BTOPMC cho lưu vực sông Ba-Trạm Củng Sơn 61 Hình 3.15 Chỉ tiêu Nash sau khi kiểm định đối với trạm Củng Sơn 61 Hình 3.16 Kết quả mô phỏng dòng chảy theo kịch bản B2 năm 2050- Trạm An Khê 66 Hình 3.17 Kết quả mô phỏng dòng chảy theo kịch bản B2 năm 2050- Trạm Củng Sơn 67 Hình 3.18 Kết quả mô phỏng dòng chảy theo kịch bản B2 năm 2100- Trạm An Khê 68 Hình 3 19 Kết quả mô phỏng dòng chảy theo kịch bản B2 năm 2100- Trạm Củng Sơn 68 Hình 3.20 Thay đổi dòng chảy trung bình tháng của năm 2050 và 2100 so với thời
kỳ 1980-1999 theo kịch bản B2 tại trạm An Khê 69 Hình 3.21 Thay đổi dòng chảy trung bình tháng của năm 2050 và 2100 so với thời
kỳ 1980-1999 theo kịch bản B2 tại trạm Củng Sơn 69 Hình 3.22 Mức thay đổi dòng chảy trung bình theo mùa của năm 2050 và 2100 so với thời kỳ 1980-1999 theo kịch bản B2 đối với trạm An Khê 71 Hình 3.23 Mức thay đổi dòng chảy trung bình theo mùa của năm 2050 và 2100 so với thời kỳ 1980-1999 theo kịch bản B2 đối với trạm Củng Sơn 71