1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

NGHIÊN cứu ỨNG DỤNG mô HÌNH mưa DÒNG CHẢY HBV TRONG mô PHỎNG DÒNG CHẢY lưu vực SÔNG THU bồn TÍNH đến TRẠM THỦY văn NÔNG sơn

56 74 1

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

  • MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của đề tài

  • 2. Mục tiêu của đề tài

  • 3. Phạm vi nghiên cứu

  • 4. Nội dung nghiên cứu

  • 5. Phương pháp nghiên cứu

  • CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ – XÃ HỘI LƯU VỰC SÔNG THU BỒN

    • 1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN

      • 1.1.1 Vị trí địa lý

      • 1.1.2 Đặc điểm địa hình

      • 1.1.3 Đặc điểm địa chất

      • 1.1.4 Đặc điểm thổ nhưỡng

  • Bảng 1.1: Hiện trạng sử dụng đất năm 2000 lưu vực sông Thu Bồn

    • 1.1.5 Thảm thực vật

    • 1.2 ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG - THỦY VĂN

      • 1.2.1 Mạng lưới trạm KTTV trên lưu vực

  • Hình 1.3: Sơ đồ mạng lưới sông, trạm khí tượng thủy văn lưu vực Vu Gia -Thu Bồn

  • Bảng 1.3: Danh sách trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực Thu Bồn.

    • 1.2.2 Mạng lưới sông ngòi

    • 1.2.3 Hệ thống sông ngòi trong khu vực

    • 1.2.4 Đặc điểm khí hậu

    • Số giờ nắng

  • Bảng 1.4: Số giờ nắng trung bình các tháng đo tại trạm Trà My

    • Nhiệt độ không khí

  • Bảng 1.5: Nhiệt độ không khí trung bình các tháng đo tại trạm Trà My

    • Độ ẩm không khí

  • Bảng 1.6: Độ ẩm không khí trung bình các tháng đo tại trạm Trà My.

    • Tốc độ gió

    • Bốc hơi

  • Bảng 1.7: Lượng bốc hơi trung bình các tháng đo tại trạm Trà My

    • Chế độ mưa

  • Hình 1.4: Lượng mưa mùa cạn, mùa lũ và mưa năm của các trạm trên lưu vực sông Thu Bồn-Vu Gia[5]

    • 1.3 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI

      • 1.3.1 Cơ cấu dân số và đặc điểm

      • Lưu vực sông Thu Bồn gồm phần lớn diện tích đất đai của tỉnh Quảng Nam. Do vậy ta chủ yếu xét đến đặc điểm kinh tế – xã hội tỉnh Quảng Nam.

      • Tính đến hết năm 2010, dân số Quảng Nam là 1.435.629 người, với mật độ dân số trung bình là 139 người/km2, có 4 tộc người tiểu số cư trú lâu đời là người Cơ Tu, người Co, người Gié Triêng, người Xê Đăng và một số tộc người thiểu số mới di cư đến với tổng số dân trên 10 vạn người, chiếm 7,2% dân số toàn tỉnh. Với 81,4% dân số sinh sông ở nông thôn, Quảng Nam có tỷ lệ dân số sinh sống ở nông thôn cao hơn tỷ lệ trung bình cả nước.

      • Bảng 1.8: Dân cư trên một số vị trí lưu vực sông Thu Bồn (nghìn người)

      • Huyện, thành phố

      • Diện tích (km2)

      • Dân số (nghìn người)

      • Mật độ (người/km2)

      • Tp Tam Kỳ

      • 92.02

      • 103.730

      • 1.127

      • Tp Hội An

      • 60.68

      • 90.543

      • 1.492

      • Huyện Điện Bàn

      • 214.28

      • 195.048

      • 910

      • Huyện Thăng Bình

      • 384.75

      • 186.964

      • 486

      • Huyện Bắc Trà My

      • 823.05

      • 36.650

      • 45

      • Huyện Nam Trà My

      • 822.53

      • 21.139

      • 26

      • Huyện Núi Thành

      • 53.03

      • 142.020

      • 266

      • Huyện Phước Sơn

      • 1.142,27

      • 20.114

      • 18

      • Huyện Tiên Phước

      • 453.22

      • 73.717

      • 163

      • Huyện Hiệp Đức

      • 491.77

      • 39.696

      • 81

      • Huyện Nông Sơn

      • 455.92

      • 34.524

      • 78

      • Huyện Đông Giang

      • 811.29

      • 21.192

      • 26

      • Huyện Nam Giang

      • 1,836.50

      • 20.111

      • 11

      • Huyện Đại Lộc

      • 585.55

      • 158.237

      • 270

      • Huyện Phú Ninh

      • 251.47

      • 84.477

      • 336

      • Huyện Tây Giang

      • 910.2

      • 13.992

      • 15

      • Huyện Duy Xuyên

      • 297.85

      • 131.242

      • 441

      • Huyện Quế Sơn

      • 250.75

      • 97.537

      • 289

      • Nguồn:[2]

      • Quảng Nam có lực lượng lao động dồi dào, với trên 887.000 người (chiếm 62% dân số toàn tỉnh), trong đó lao động ngành nông nghiệp chiếm 61,57%, ngành công nghiệp và xây dựng là 16,48% và ngành dịch vụ là 21,95%.

      • Chất lượng nguồn lao động đang được cải thiện đáng kể. Tỷ lệ lao động được đào tạo nghề chiếm 30% tổng số lao động, trong đó nguồn nhân lực chất lượng cao là gần 18.000 người.

      • Là một tỉnh với quy mô dân số trung bình, nhưng cơ cấu dân số trẻ và đa phần trong độ tuổi lao động sẽ đặt ra nhu cầu lớn về tiêu dùng và hưởng thụ văn hóa, nhất là các hoạt động văn hóa công cộng, các loại hình văn hóa nghệ thuật mới, các hoạt động thể thao.

      • Giai đoạn 2000-2010, dân số đô thị của tỉnh tăng chậm, từ 207.000 người (2000) lên hơn 260.000 người (2010). Việc hình thành các khu,cụm công nghiệp, khu kinh tế mở Chu Lai cùng với quá trình phát triển kinh tế nhằm đưa tỉnh trở thành tỉnh công nghiệp trước năm 2020 sẽ đẩy nhanh quá trình đô thị hóa. Quá trình công nghiệp hóa, đô thị hóa cùng với lực lượng lao động dồi dào sẽ làm tăng mức độ di dộng dân số trong nội tỉnh cũng như ngoại tỉnh. Quá trình di động dân số (nội tỉnh và ngoại tỉnh ) sẽ làm tăng mức độ giao thoa văn hóa.

      • Quá trình đô thị hóa và di động dân số trong những năm tới đặt ra những vấn đề cho phát triển sự nghiệp văn hóa của tỉnh, như: xây dựng môi trường văn hóa ở các khu công nghiệp, khu dân cư; nhu cầu văn hóa ở các khu đô thị, cụm dân cư (các sản phẩm văn hóa, dịch vụ văn hóa,…).

      • 1.3.2 Cơ cấu kinh tế xã hội

  • CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • Để hoàn thiện đồ án tốt nghiệp, tác giả đã tìm hiểu và nghiên cứu ứng dụng mô hình thủy văn HBV để mô phỏng dòng chảy từ mưa. Đầu vào mô hình này yêu cầu số liệu bốc hơi tiềm năng do đó tác giả cũng tìm hiểu và ứng dụng công cụ ETo-calcultor để tính toán lượng bốc hơi tiềm năng từ các đặc trưng khí hậu. Bên cạnh đó, để xác định lượng mưa của kịch bản BĐKH, phương pháp chi tiết hóa thống kê phân vị cũng được tìm hiểu và áp dụng. Chương này sẽ trình bày lý thuyết của các phương pháp chính kể trên được sử dụng trong phạm vi đồ án này.

    • 2.1 Mô hình thủy văn HBV [7]

      • 2.1.1 Cơ sở lý thuyết mô hình HBV

      • 2.1.2 Cấu trúc mô hình HBV

      • Mô hình diễn toán

      • Do phạm vi nghiên cứu của đề tài là lưu vực sông Thu Bồn tính đến trạm thủy văn Nông Sơn, khu vực không có tuyết nên khi chạy mô hình được bỏ qua bước diễn toán tuyết và diễn toán sông băng.

      • Thông số mô hình

      • Hiệu chỉnh thông số

    • 2.2 Công cụ ETo-Calculator

    • Dữ liệu đầu vào của mô hình HBV cần dữ liệu bốc hơi tiềm năng. Do vậy, nghiên cứu cần thu thập các số liệu về nhiệt độ trung bình ngày, độ ẩm tương đối, số giờ nắng và tốc độ gió để làm đầu vào cho công cụ ETo-Calculator cho ra số liệu bốc hơi tiềm năng.

    • Hình 2.6 Giao diện làm việc chính của ETo-Calculation

    • Dữ liệu khí hậu được đưa vào công cụ ETo-Calculation bằng một trong các loại file có đuôi CXT, DAT và PEN. Nhập thông tin ở các mục như trạm khí hậu, dữ liệu khí tượng, các thông số khí hậu và báo cáo trạng thái tuỳ theo dữ liệu thu thập được một cách đầy đủ và chính xác, công cụ sẽ tự động tính ra dữ liệu bốc hơi tiềm năng. Các dữ liệu đầu vào và kết quả tính toán được xuất ra để sử dụng cho bài toán.

    • Hình 2.7 Mục thông tin của dữ liệu khí hậu

    • Hình 2.8 Biểu đồ kết quả dữ liệu bốc hơi tiềm năng

    • Hình 2.9 Xuất kết quả dữ liệu bốc hơi tiềm năng

    • 2.3 Phương pháp chi tiết hoá thống kê phân vị

    • Chi tiết hoá thống kê liên quan đến việc thiết lập mối quan hệ thực nghiệm giữa các đặc điểm khí hậu trong không khí và khí quyển ở quy mô lớn hơn trong quá khứ. Một khi quan hệ đã được xác định, các điều kiện khí quyển ở trong tương lai có quy mô lớn dự kiến bởi GCMs được sử dụng để dự đoán các đặc tính khí hậu trong tương lai của địa phương. Các phương pháp chi tiết hoá thống kê cho phép rút ngắn về mặt tính toán so với các RCM đòi hỏi mô hình hoá phức tạp các quá trình vật lý. Do đó, chúng là sự lựa chọn hợp lý, khả thi và đôi khi mang lại lợi ích cho các tổ chức không có khả năng tính toán.

    • Đề tài này lấy đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp chi tiết hoá thống kê phân vị xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu về đến trạm khí tượng Hoà Bình” làm tiền đề để mô phỏng dòng chảy lưu vực sông Thu Bồn tính đến trạm thuỷ văn Nông Sơn theo kịch bản BĐKH.

  • CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HBV MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY LƯU VỰC SÔNG THU BỒN TÍNH ĐẾN TRẠM THUỶ VĂN NÔNG SƠN

    • 3.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu

    • 3.2 Xác định mạng lưới sông và lưu vực bộ phận tính đến trạm thủy văn Nông Sơn

    • 3.3 Xác định trọng số của các trạm mưa ứng với từng lưu vực bộ phận

    • 3.4 Chuẩn bị số liệu cho mô hình

    • 3.5 Hiệu chỉnh và kiểm định xác định bộ thông số phù hợp

    • 3.6 Thiết lập mô hình

    • 3.7 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định

    • 3.8 Mô phỏng thử nghiệm dòng chảy đến trạm Nông Sơn

      • 3.8.1 Kết quả cho kịch bản

      • 3.8.2 Nhận xét

  • KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nội dung

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN NGUYỄN THỊ MAI ANH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MƯA DÒNG CHẢY HBV TRONG MƠ PHỎNG DÒNG CHẢY LƯU VỰC SƠNG THU BỜN TÍNH ĐẾN TRẠM THỦY VĂN NÔNG SƠN HÀ NỘI – 6/2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN NGUYỄN THỊ MAI ANH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MƯA DÒNG CHẢY HBV TRONG MƠ PHỎNG DÒNG CHẢY LƯU VỰC SƠNG THU BỜN TÍNH ĐẾN TRẠM THỦY VĂN NÔNG SƠN Chuyên ngành : Thủy văn Mã ngành : D440224 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS TRƯƠNG VÂN ANH HÀ NỘI – 6/2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan là công trình nghiên cứu của riêng và được sư hướng dẫn khoa học của T.S Trương Vân Anh Các nội dung nghiên cứu, kết qua đề tài này là trung thưc và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước Những số liệu các bang biểu phục vụ cho công việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác gia thu thập từ các nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khao Ngoài ra, đồ án còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng số liệu của các tác gia khác , quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chu thích nguồn gốc Nếu có bất kỳ sư gian lận nào xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình Hà nội, ngày 25 tháng 05 năm 2018 Sinh viên thưc hiện Nguyễn Thị Mai Anh LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cam ơn các thầy, cô giáo Khoa Khí tượng Thủy văn – Trường Đại học Tài Nguyên và Môi trường Hà Nội truyền thụ kiến thức cho em suốt quá trình học tập vừa qua, đặc biệt là cô TS Trương Vân Anh là người hướng dẫn và dạy rất tận tình cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Tác gia cũng xin gửi lời cam ơn tới những người thân toàn thể các bạn lớp chia sẻ, giup đỡ, động viên và tạo điều kiện để hoàn thành nhiệm vụ học tập và đồ án Do hạn chế về thời gian cũng kha của ban thân, có nhiều cố gắng đồ án không tránh khỏi còn những hạn chế và thiếu sót Vì vậy, em rất mong nhận được sư góp ý, bao quý báu của thầy cô và các bạn để đồ án này được hoàn thiện Em xin chân thành cam ơn! Ha nôi, 25 thang 05 năm 2018 Sinh viên thực Nguyễn Thị Mai Anh DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt BĐKH DEM GCM GDP GIS RCM RCP RCP4.5 RCP8.5 TNMT Nguyên nghĩa Biến đổi khí hậu Mơ hình số độ cao (Digital Elevation Model) Mơ hình khí hậu toan cầu (Global Climate Model) Tổng sản phẩm quốc nội (Gross Domestic Product) Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System) Mơ hình khí hậu khu vực (Regional Climate Model) Kịch nồng độ khí nha kính đặc trưng (Representative Concentration Pathways) Kịch nồng độ khí nha kính thấp Kịch nồng độ khí nha kính cao Tai ngun v a Mơi trường MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Lưu vưc sông Thu Bồn thuộc địa phận tỉnh Quang Nam là một hệ thống sông lớn vùng Trung Trung Bộ Lưu vưc sông nằm khu vưc đầu mối giao thông quan trọng của vùng, có mạng lưới giao thông hàng không, đường sắt Bắc – Nam, lên vùng Tây Nguyên hay sang Lào; ngoài còn có các cửa biển lớn, thuận lợi cho việc giao thương Quốc tế qua đường thủy Lưu vưc chịu anh hưởng khí hậu nhiệt đới chia thành mùa là mùa khô và mùa mưa Hơn nữa, địa hình lưu vưc hẹp và dốc lại nằm tâm mưa lớn nhất của Việt Nam nên mưa lớn, lũ sông thường lên rất nhanh thời gian ngắn Trước những diễn biến khó lường của hệ thống dòng chay với việc công nghệ thông tin phát triển việc sử dụng mô hình để mô được dòng chay cũng đánh giá được tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chay là vô quan trọng Nhiều mô hình toán học được đời giup cho việc nghiên cứu, tìm hiểu về các lưu vưc sông nói chung được thuận lợi và dễ dàng Một số mô hình diễn toán mưa – dòng chay được ứng dụng nhiều như: HEC – HMS, MIKE, SWAT… Trong đó, mô hình HBV-light chứng minh là một công cụ hiệu qua sử dụng các yếu tố về khí hậu – đặc biệt là lượng mưa, nhiệt độ, bốc tiềm để mô dòng chay lưu vưc sông Dưa vào ưu điểm đó, đề tài này lưa chọn sử dụng mô hình HBV-light để thưc hiện đề tài Do vậy, “Nghiên cứu ứng dụng mơ hình HBV mô phỏng dòng chảy cho lưu vực sông Thu Bồn tính đến trạm thủy văn Nông Sơn” là một đề tài có tính khoa học và thưc tiễn, cần thiết để phục vụ công tác quy hoạch, quan lý không những đối với lượng dòng chay mà còn đối với chất lượng nước của lưu vưc nhằm bao đam phát triển bền vững lưu vưc sông Mục tiêu của đề tài - Tìm hiểu và nghiên cứu ứng dụng mô hình HBV mô dòng chay cho lưu vưc sông Thu Bồn tính đến trạm thủy văn Nông Sơn - Đánh giá sư biến động của dòng chay sông Thu bồn tính đến trạm thủy văn Nông Sơn theo kịch ban BĐKH RCP 4.5 (2016-2035) Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu: sông Thu Bồn tính đến trạm thủy văn Nông Sơn Nội dung nghiên cứu Mở đầu Chương I: Đặc điểm địa lý tư nhiên, kinh tế – xã hội lưu vưc sông Thu Bồn Chương II: Phương pháp nghiên cứu Chương III: Ứng dụng mô hình HBV mô dòng chay lưu vưc sông Thu Bồn tính đến trạm thuỷ văn Nông Sơn Kết luận và Kiến nghị Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập, xử lý và đánh giá số liệu: thu thập và xử lý số liệu, các tài liệu liên quan cần thiết đến lĩnh vưc nghiên cứu cũng các nội dung tính toán báo cáo - Phương pháp mô hình toán: ứng dụng mô hình HBV để mô dòng chay lưu vưc sông Thu Bồn tính đến trạm thủy văn Nông Sơn - Phương pháp chi tiết hoá thống kê CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ – XÃ HỘI LƯU VỰC SÔNG THU BỒN 1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN 1.1.1 Vị trí địa lý Sông Thu Bồn với diện tích lưu vưc 5.170km2, là một hai nhánh sông chính hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn (hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn là một hệ thống sông lớn nước ta và là hệ thống sông lớn nhất khu vưc Trung Trung Bộ) (hình 1.1) Lưu vưc có tọa độ: 14o54’31” - 15o45’11” vĩ độ Bắc 107o50’10” - 108o28’29” kinh độ Đông Hình 1.1: Ban đồ lưu vưc hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn Lưu vưc sông Thu Bồn có ranh giới các lưu vưc sau: - Phía Bắc, Tây Bắc giáp lưu vưc sông Vu Gia; - Phía Tây giáp lưu vưc sông Sê San; - Phía Nam giáp với lưu vưc sông Trà Bồng; - Phía Đông giáp Biển Đông và lưu vưc sông Tam Kỳ Thượng lưu sông Thu Bồn được gọi là sông Tranh hay sông Tĩnh Gia, bắt nguồn từ vùng nui cao 2.000m sườn Đông Nam dãy Ngọc Linh chay theo hướng Bắc nam qua huyện Trà My, Tiên Phước, Hiệp Đức và Quế Sơn, rồi chay qua Giao Thủy vào vùng đồng qua các huyện Duyên Xuyên, Đại Lộc, Điện Bàn, Quế Sơn đổ biển cửa Đại Ở trung thượng lưu sông Thu Bồn có một số sông nhánh tương đối lớn như: sông Ghềnh, sông Ngọn Thu Bồn, sông Vang, sông Chang (sông Khang), sông Lâu(sông Trầu), sông Diên, Khe Le, Khe Cơng 1.1.2 Đặc điểm địa hình Địa hình lưu vưc khá phức tạp, bị chia cắt mạnh, có xu hướng nghiêng dần từ Tây sang Đông gồm các kiểu địa hình: địa hình vùng nui, địa hình vùng gò đồi, địa hình vùng đồng bằng, địa hình ven biển - Địa hình vùng nui: Vùng này chiếm phần lớn diện tích lưu vưc, thượng nguồn các sông nằm phía Đông của dãy Trường Sơn Nam Địa hình không cao mà còn dốc và bị chia cắt mạnh Độ cao địa hình từ 1000m trở lên với những đỉnh nui Ngọc Linh (2589 m), Hòn Ba (1358 m),… Các dãy nui tạo thành hình cánh cung thuận lợi cho việc đón gió mùa Đông Bắc hay các hình thế thời tiết từ biển vào vô hình tạo nên các vùng mưa lớn gây lũ quét cho miền nui và ngập lụt hạ du - Địa hình gò đồi: Tiếp theo vùng nui về phía Đông và trung lưu có địa hình gò đồi với đỉnh đồi tròn, nhiều nơi khá phẳng, sườn đồi thường có độ dốc từ 20 – 30o, lượn sóng, độ cao thấp dần từ Tây sang Đông [4] - Địa hình vùng đồng bằng: Địa hình đồng có độ cao thấp 30m, tương đối phẳng, ít biến đổi và nằm chủ yếu phía Đông lưu vưc được hình thành từ san phẩm tích tụ của phù sa cổ, trầm tích và phu sa bồi đắp của biển, sông, suối… gồm địa phận của các huyện như: Đại Lộc, Duy Xuyên, Điện Ban, Thăng Bình, thành phố Hội An,… Do đặc điểm đồi nui ăn sát biển nên phần đồng có diện tích nhỏ hẹp chạy dọc theo hướng Bắc Nam.[4] - Địa hình ven biển: Vùng ven biển là các cồn cát có nguồn gốc từ biển cát được sóng gió đưa lên bờ và dưới tác dụng của gió, cát được đưa về phía Tây tạo nên những đồi cát có dạng lượn sóng dài hàng trăm km dọc bờ biển [4] 1.1.3 Đặc điểm địa chất Trong lưu vưc có các loại đá sau [4]: - Đá kết tinh Gơ – nai, amphibonit, đá phiến thạch anh với các thành phần tạo macma gây xâm nhập grano – dioxitgnai của vùng rìa địa khối Kon Tum Các loại đất này phân bố chủ yếu các huyện Trà My, Tiên Phước, phía nam huyện Hiệp Đức - Đá gốc trầm tích cát bột kết đá macma xâm nhập thuộc phức hệ Quế Sơn, phân bố rộng rãi vùng Bắc Quang Nam thuộc hầu hết các huyện Hiên, Giàng, Quế Sơn, Hiệp Đức - Trầm tích đệ tứ gồm các thành tạo aluvi cổ và trẻ nằm rai rác một số vùng đồi nui và đồng ven biển, phân bố chủ yếu huyện Điện Bàn - Hình dáng vòm – khối đá tang khá rõ và có cấu tạo chủ yếu từ nham biển và macma granit xâm nhập Độ chia cắt sâu có thể đạt 1.000 – 1.500m, thung lũng hẹp sườn dốc 25 – 300, đó các quá trình đất lở, trượt nhiều nguy hiểm Các khe rãnh phát triển khiến hình dáng sườn rất phức tạp - Được hình thành nền cổ Cambri và khối khô Kom Tum là khiên lộ đất biến chất Thái cổ và Nguyên sinh với xâm nhập granit và khiên phủ phía Bắc, phía Nam bị hut mà có trầm tích biển cạn và trầm tích phun trào 1.1.4 Đặc điểm thổ nhưỡng Trong lưu vưc hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia có các nhóm đất dưới [4]: - Nhóm đất cồn cát và đất cát biển: Nhóm đất này có diện tích khoang 9.779ha được hình thành ven biển của sông Thu Bồn từ Đà Nẵng đến Duy Nghĩa với những dai cát rộng hẹp khác tuỳ theo tương tác giữa sông biển và dòng chay sông - Nhóm đất mặn: Diện tích khoang 3.058 ha, phân bố vùng phía đông huyện Duy Xuyên, Hội An - Nhóm đất phèn: Phân bố vùng đông huyện Điện Bàn, chiếm diện tích khoang 629 ha; 10  Đường quá trình dòng chay được hiệu chỉnh cho sát nhất với quá trình thưc đo, hình dáng hai đường quá trình mô và thưc đo tiến đến gần Hình 3.5 Sơ đồ quá trình hiệu chỉnh và kiểm định mô hình - Các tiêu chí đánh giá kết qua hiệu chỉnh và kiểm định: Để có thể đánh giá kết qua mô trước hết phai dưa vào sư phù hợp của đường quá trình dòng chay thưc đo với đường quá trình dòng chay tính toán, sư phù hợp này thể hiện hệ số R eff Hệ số Reff càng tiến đến thì mô càng chính xác Thông thường hệ số Reff đạt từ 0.8 mô đạt kết qua tốt - Hệ số Reff được sử dụng để đánh giá mô Reff = 1Trong đó: (3.1) : giá trị tính toán thời điểm t : Giá trị thưc đo thời điểm t Giá trị trung bình thưc đo - Hệ số xác định R2 càng tiến đến thì mô đạt kết qua càng tốt (3.2) 42 Quá trình tính toán được dừng lại kết qua tính toán phù hợp với quá trình thưc đo, đó nhận được bộ thông số phù hợp nhất cần tìm 3.6 Thiết lập mô hình - Bước 1: Tạo file dữ liệu đầu vào PTQ.txt và EVAP.txt được đặt file Data - Bước 2: Khởi động phần mềm HBV và mở lưu vưc nghiên cứu Hình 3.6 Giao diện mô hình HBV - Bước 3: Tùy chọn các cài đặt phù hợp đối bài toán 43 Hình 3.7 Cài đặt mô hình phù hợp với bài toán Hình 3.8 Điều chỉnh các tiêu chí phù hợp với lưu vực nghiên cứu 3.7 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm đinh Hiệu chỉnh: 44 Hình 3.9 Biểu đờ kết quả tính toán và thực đo dòng chảy tại trạm Nông Sơn (từ năm 1986-2003) 45 Kiểm định: Hình 3.10 Biểu đờ kết quả tính toán và thực đo dòng chảy tại trạm Nông Sơn (từ năm 2004-2008) Bộ thông số hiệu chỉnh, kiểm định tính đến trạm thủy văn Nông Sơn và tiêu đánh giá được thể hiện bang 3.4, 3.5 Bảng 3.4 Bộ thông số mô hình HBV hiệu chỉnh và kiểm định tính đến trạm thủy văn Nơng Sơn Tên Bộ thơng số Hàm phản hời Diễn tốn độ ẩm Trạm FC của đất LP BETA PERC UZ Ko K1 K2 dòng chảy MAXBAS (1/ngày (1/ngày (1/ngày ngày ) 0.4 ) 0.2 ) 0.03 1.5 Nơng Sơn Diễn tốn (mm (-) (-) (mm/ngày L mm ) 250 0.3 ) 70 46 Bảng 3.5 Các chỉ tiêu đánh giá kết quả hiệu chỉnh và kiểm định tại trạm Nông Sơn Chỉ tiêu Tổng lưu lượng (mm/năm) Chênh lệch (mm/năm) Tỷ lệ (%) Reff R2 Nhận xét: Hiệu chỉnh Thưc đo Tính toán 3002 3101 Kiểm định Thưc đo Tính toán 3583 3403 99 180 3.2 0.86 0.86 5.0 0.85 0.86 Sau nhiều lần hiệu chỉnh và kiểm định với các bộ thông số khác nhau, nhận thấy bộ thông số mô là cho kết qua phù hợp nhất Bộ thông số mô dòng chay đến trạm Nông Sơn cho kết qua tương đối tốt với các tiêu sử dụng để đánh giá kết qua Quá trình dòng chay dùng để hiệu chỉnh và kiểm định đều đạt kết qua hệ số Reff 0.85 thuộc loại kết qua tốt cho thấy mô hình HBV là mô hình đáng tin cậy để đánh giá mô dòng chay Sai số tổng lưu lượng trung bình năm nằm giới hạn sai lệch khoang 5% Điển hình là dòng chay tính toán của năm hiệu chỉnh ứng với bộ thông số tìm được gần sát hoàn toàn so với đo đạc thưc tế sai lệch 3.2% 3.8 Mô thử nghiệm dòng chảy đến trạm Nông Sơn Căn cứ vào kết qua mô dòng chay đến trạm thuỷ văn Nông Sơn năm 1986-2003 mô hình HBV, ta tiến hành mô dòng chay lưu vưc sông Thu Bồn tính đến trạm thuỷ văn Nông Sơn theo kịch ban hiện trạng thời kỳ sở 1986-2005 và kịch ban Biến đổi khí hậu (BĐKH) trung bình RCP 4.5 thời kỳ 20162035 Ta sử dụng các công cụ Cygwin, Arcgis, Matlab để hỗ trợ cho việc chiết xuất số liệu từ dữ liệu toàn cầu với phương pháp chi tiết hoá thống kê phân vị đối với yếu tố khí tượng là mưa đối với trạm thuỷ văn Nông Sơn, trạm thuỷ văn Hiệp Đức, trạm thuỷ văn Tiên Phước, trạm thuỷ văn Trà My và nhiệt độ đối với trạm thuỷ văn Trà My Tiến hành theo các bước sau: Tai dữ liệu mưa và nhiệt độ từ dữ liệu toàn cầu từ địa chỉ: 47 http://cordex-ea.climate.go.kr/cordex/download.do Hình 3.11 Tai dữ liệu mưa toàn cầu giai đoạn 1986-2005 Sử dụng Cygwin hiển thị và chiết xuất dữ liệu biến khí tượng toàn cầu theo mục đích của người dùng, nghiên cứu này là số liệu mưa và nhiệt độ cho các trạm nghiên cứu Hình 3.12 Cửa sổ làm việc Cygwin Sử dụng Arcgis để đọc và truy xuất số liệu mưa và nhiệt độ P tkcs, PBĐKH và Ttkcs, TBĐKH file excel 48 Hình 3.13 Cửa sổ làm việc Table View Arcgis Matlab được sử dụng để xử lý số liệu và thiết lập hàm QMAPP Chuỗi số liệu mưa/nhiệt độ nhiều năm được chia thành 12 chuỗi tương ứng với 12 tháng năm Xây dưng đường phân phối lũy tích của các chuỗi số liệu mưa tháng: Fs(Pstkcs ) và Fo(Potkcs ) Bộ thông số của mô hình tương quan được cho là hàm đa thức bậc PXo = F-10(FS( PXs) ) Làm tương tư đối với yếu tố nhiệt độ Dưa vào bộ thông số này tiến hành dư báo mưa và nhiệt độ cho các trạm nghiên cứu điều kiện BĐKH 3.8.1 Kết quả cho kịch bản 49 Hình 3.14 Biểu đồ so sánh giữa dữ liệu mưa thưc đo (màu xanh) và dữ liệu mưa chưa hiệu chỉnh (màu đỏ) trạm Nông Sơn của giai đoạn 1986-2005 Hình 3.14 cho thấy kết qua của dữ liệu mưa chưa hiệu chỉnh trạm Nông Sơn có sư sai khác rõ rệt so với dữ liệu mưa thưc đo Do vậy, tác gia sử dụng phương pháp chi tiết hoá thống kê phân vị nhằm chi tiết hoá dữ liệu mưa và nhiệt độ về trạm đo để loại bỏ các sai khác Ta có kết qua hình 3.15 Đối với phân vị của chuỗi kết qua từ mô hình, một hàm chuyển riêng biệt (hàm mũ bậc 5) với hệ số COEFF_ok được xây dưng để loại bỏ sai số từ mô hình cho lượng mưa hay nhiệt độ tính toán từ mô hình phù hợp với số liệu quan trắc phân vị này 50 Hình 3.15 Biểu đồ so sánh giữa dữ liệu mưa thưc đo (màu xanh) và dữ liệu mưa hiệu chỉnh (màu đỏ) trạm Nông Sơn của giai đoạn 1986-2005 Thời kỳ sở: (1986-2005) Hình 3.16 Biếu đồ kết qua tính toán dòng chay trạm Nông Sơn cho thời kỳ sở 51 Kịch ban BĐKH RCP4.5 thời kỳ 2016-2035 Hình 3.17 Biếu đồ kết qua tính toán dòng chay trạm Nông Sơn cho kịch ban BĐKH RCP4.5 3.8.2 Nhận xét Hình 3.18 Đường cong luỹ tích lưu lượng của thời kỳ sở (màu xanh) và kịch ban BĐKH RCP 4.5 (màu đỏ) trạm Nông Sơn 52 Hình 3.19 Đường cong luỹ tích lưu lượng của thời kỳ sở (màu xanh) và kịch ban BĐKH RCP 4.5 (màu đỏ) trạm Nông ứng với P < 35% Hình 3.20 Đường cong luỹ tích lưu lượng của thời kỳ sở (màu xanh) và kịch ban BĐKH RCP 4.5 (màu đỏ) trạm Nông ứng với P > 65% - Ta nhận thấy: lưu lượng mô của kịch ban BĐKH RCP4.5 (không vượt 53 quá 35% thời gian) không có sư khác biệt nhiều so với lưu lượng thời kỳ sở - Lưu lượng mô của kịch ban BĐKH RCP4.5 (vượt quá 65% thời gian) có sư tăng đáng kể so với lưu lượng thời kỳ sở - Như vậy, kết qua của mô khá sát so với kết qua kịch ban BĐKH của Bộ TNMT năm 2016: vào mùa lũ lượng mưa có xu thế tăng, và mùa kiệt lượng mưa có xu thế giam 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau thời gian nghiên cứu ứng dụng mô hình HBV và mô dòng chay cho lưu vưc sông Thu Bồn tính đến trạm thuỷ văn Nông Sơn, đồ án hoàn thành với các kết qua sau: - Đã tìm hiểu và nghiên cứu tổng quan dữ liệu về điều kiện tư nhiên, đặc điểm mạng lưới sông ngòi, đặc điểm khí hậu, dân sinh kinh tế, chế độ nhiệt, mưa, gió,…và chế độ dòng chay của lưu vưc sông Thu Bồn - Nghiên cứu được công cụ GIS để phân chia lưu vưc nghiên cứu, tạo hệ thống mạng lưới sông - Tìm hiểu về sở lý thuyết mô hình HBV, thiết lập mô hình HBV mô dòng chay cho lưu vưc sông Thu Bồn tính đến trạm thuỷ văn Nông Sơn đạt kết qua tương đối tốt - Dùng đề tài nghiên c ứu khoa học “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp chi tiết hóa thống kê phân vị phục vụ chi tiết hóa kịch ban BĐKH về đến trạm quan trắc khí tượng Hoà Bình” của chính tác gia làm tiền đề chi tiết hoá dữ liệu mưa và nhiệt độ về các trạm nghiên cứu - Ứng dụng dư báo dòng chay cho sông Thu Bồn tính đến trạm thuỷ văn Nồng Sơn sử dụng kịch ban biến đổi khí hậu RCP4.5 Kiến nghi Nghiên cứu đạt được kết qua khá tốt, nhiên, đề tài cũng đề xuất một số nghiên cứu sâu nhằm đạt được các mục tiêu vận hành, quan lý nguồn nước và môi trường lưu vưc sông - Nghiên cứu sâu về mô hình, hiệu chỉnh, kiểm định, đồng thời chạy hoàn chỉnh mô hình với các thông số đầu vào để đưa kết qua cụ thể Vì vậy, cần thu thập và xử lý số liệu tốt để đạt độ chính xác cao - Mô được cho các giai đoạn tiếp theo của kịch ban BĐKH RCP 4.5, và RCP 8.5 để phục vụ công tác quan lý nguồn nước 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bộ Tài Nguyên và Môi trường (2016), Kịch ban biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam [2] Đinh Phùng Bao (2011), Đặc điểm khí hậu, thuỷ văn tỉnh Quang Nam, Trung tâm Dư báo Khí tượng Thuỷ văn tỉnh Quang Nam Báo cáo tình hình kinh tế xã hội tỉnh Quang Nam, Đà Nẵng [3] Đinh Thị Hương Thơm (2013), Mô lũ mô hình sóng động học (KW1D) lưu vưc song Thu Bồn - trạm Nông Sơn, Khoá luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy chất lượng cáo ngành Thuỷ văn học, Trường đại học Khoa học Tư nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội [4] Hoàng Ngọc Quang (2013), Nghiên cứu đánh giá thiên tai lũ lụt, hạn hán thiếu nước và đề xuất các giai pháp tăng cường quan lý, phòng tránh giam nhẹ thiệt hại hệ thống Vu Gia – Thu Bồn, Trường đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội [5] Nguyễn Thị Kim Nga (2013), Ứng dụng GIS và mô hình SWAT đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến lưu lượng dòng chay và phục vụ quan lý hợp lý lưu vưc sông Bé, Khoá luận tốt nghiệp, Trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh Tiếng Anh [6] Bergstrom, S., 1992, The HBV model – its structure and applications SMHI RH No Norrkoping 32 pp [7] Jan Seibert (2005), HBV light User’s Manual, Stockholm Univerity Department of Physical Geography and Quantermary Geology 56 ... chọn sử dụng mô hình HBV- light để thưc hiện đề tài Do vậy, ? ?Nghiên cứu ứng dụng mơ hình HBV mô phỏng dòng chảy cho lưu vực sông Thu Bồn tính đến trạm thu? ?y văn Nông Sơn? ?? là mô? ?t... của dòng chay sông Thu bồn tính đến trạm thu? ?y văn Nông Sơn theo kịch ban BĐKH RCP 4.5 (2016-2035) Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu: sông Thu Bồn tính đến trạm thu? ?y văn Nông Sơn. .. VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN NGUYỄN THỊ MAI ANH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MƯA DÒNG CHẢY HBV TRONG MƠ PHỎNG DÒNG CHẢY LƯU VỰC SƠNG THU BỜN TÍNH ĐẾN TRẠM THỦY VĂN NÔNG

Ngày đăng: 28/10/2020, 08:33

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w