Đánh giá hiệu quả sử dụng dữ liệu khí tượng toàn cầu CFSR mô phỏng dòng chảy lưu vực sông Đồng Nai bằng mô hình SWAT

Trong nghiên cứu này, hai bộ dữ liệu Khí tượng gồm dữ liệu Khí tượng toàn cầu CFSR và dữ liệu Khí tượng thực đo được sử dụng cho mô hình SWAT tại lưu vực sông Đồng Nai, sau đó kết quả được so sánh với giá trị lưu lượng thực đo để đánh giá hiệu quả của dữ liệu CFSR.

Nghiên cứu ĐÁ NH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG DỮ LIỆU KHÍ TƯỢNG TỒ N CẦU CFSR MƠ PHỎNG DỊ NG CHẢY LƯU VỰC SƠNG ĐỒNG NAI BẰNG MƠ HÌ NH SWAT Thi Văn Lê Khoa1, Đỗ Xuân Khánh2 Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Trường Đại học Thủy Lợi Tóm tắt Dữ liệu ln đóng vai trị quan trọng mơ hình thủy văn mơ hệ thống tài ngun nước Tuy nhiên, khan liệu vấn đề mà người sử dụng mơ hình gặp phải Trong nghiên cứu này, hai liệu Khí tượng gồm liệu Khí tượng tồn cầu CFSR liệu Khí tượng thực đo sử dụng cho mơ hình SWAT lưu vực sơng Đồng Nai, sau kết so sánh với giá trị lưu lượng thực đo để đánh giá hiệu liệu CFSR Kết cho thấy hiệu tốt sử dụng liệu CFSR cho lưu vực sông Đồng Nai với R2 = 0,77 Nash = 0,88 Kết nghiên cứu tiềm sử dụng liệu Khí tượng tồn cầu miễn phí CFSR để thay cho liệu Khí tượng thực đo trường hợp nghiên cứu khu vực thiếu khơng có liệu Từ khóa: Mơ hình SWAT; CFSR; Đồng Nai; Mưa-dịng chảy; Dữ liệu Abstract Assessing climate forecast system reanalysis (CFSR) for flow simulation in Dong Nai river basin by SWAT model Data plays an important role in hydrological models for simulating water resources system However, data scarcity is an inadequately common issue for any user In this study, two data sets, comprising CFSR and conventional gauges were applied for the Soil and Water Assessment Tool model in the Dong Nai River basin; results, subsequently were compared to the observed discharge to assess the efficiency of the CFRS in the simulation The comparison showed good results with R2 = 0.77 and Nash-Sutcliffe coefficient = 0.88 This output verified high potential of free-of-charge CFSR to replace conventional data in the case studies which data is insufficient or devoid Keywords: SWAT model; CFSR; Dong Nai; Rain-flow; Data GIỚI THIỆU Ngày có nhiều mơ hình thủy văn đời hỗ trợ cho việc quản lý lưu vực dễ dàng hiệu Có thể kể đến mơ hình sau: Hydrological Simulation Program - Fortran (HSFP) Cục khảo sát địa chất Hoa Kỳ (USGS) [11], Agriculture Non - Point Source (AGNPS) Bộ nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) [12], Soil Water Assessment Tool (SWAT) USDA Trung tâm AgriLife Research thuộc Đại học Texas A&M, Hoa Kỳ [13] Các mô hình áp dụng để giải rộng rãi tốn quản lý nước bao gồm xói mịn lưu vực, biến đổi khí hậụ, ảnh hưởng trình sử dụng đất, hay cân nước Khó khăn phổ biến mơ hình thủy văn độ Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 18 - năm 2017 39 Nghiên cứu xác đại lượng khí tượng đầu vào Các đại lượng đồng thời yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến kết mô Một nguyên nhân ảnh hưởng đến số liệu đầu vào trạm quan trắc khí tượng thường đặt vị trí xa lưu vực nghiên cứu, khơng phản ánh tính chất lưu vực Các trạm đo mưa thực chất điểm đo đại diện cho xu hướng mưa toàn lưu vực Bên cạnh liệu mưa lại thường đầy đủ nguyên nhân hỏng hóc bảo trì thiết bị đo Để giải quết vấn đề trên, nhà khoa học hướng đến phương pháp ước lượng mưa thông qua liệu radar Tuy nhiên cách tiếp cận vấp phải không khó khăn bao gồm việc phân biệt dạng mưa (mưa, mưa tuyết, mưa đá) hay tìm mối quan hệ cường độ phản xạ rada cường độ mưa Chính việc tìm phương pháp khả thi để có liệu khí tượng có độ xác cao làm thơng số đầu vào cho mơ hình thủy văn ln tốn khó thách thức nhà nghiên cứu Một hướng giải vấn đề nêu sử dụng nguồn liệu khí tượng toàn cầu nhiều năm (multiyear global gridded representations of weather), cịn gọi nguồn liệu tái phân tích (reanalysis datasets) Có thể kể đến nguồn liệu dự báo khí hậu (CFSR) trung tâm dự báo mơi trường quốc gia Hoa Kỳ (NCEP), trung tâm nghiên cứu khí quốc gia (NCAR) Hoa kỳ, nguồn liệu trung tâm dự báo khí tượng thủy văn Châu âu (ECMWF) nhiều nguồn liệu khác Tuy nhiên theo đánh giá [10] CFSR ECMWF phù hợp cho lưu vực vừa 40 nhỏ Để mô cho lưu vực cần phải thỏa mãn tiêu chí sau: (1) Một hệ thống liệu mở tồn cầu dễ dàng truy cập (bao gồm số liệu mưa số liệu khí tượng khác nhiệt độ, độ ẩm, gió ánh sáng); (2) Độ phân giải khơng gian 30 km; (3) Dãy số liệu đủ dài để hiệu chỉnh kiểm định mơ hình Với tiêu chí trên, hệ thống liệu CFSR phù hợp lựa chọn làm số liệu đầu vào cho khu vực nghiên cứu Dữ liệu CFSR liệu dự báo theo Mơ hình dự báo phân tích lại tiếng (bắt đầu từ 00h00, 06h00, 12h00 đến 18h00) việc sử dụng thơng tin từ hệ thống trạm đo khí tượng tồn cầu phân tích ảnh vệ tinh Với phân tích, SFSR bao gồm liệu dự đốn (dự đốn từ phân tích trước) liệu từ phân tích sử dụng để khởi động lại mơ hình dự đốn Dữ liệu CFSR bao gồm liệu lịch sử mưa nhiệt độ theo cho tất vùng giới Trong số mơ hình tốn thủy văn, mơ hình bán phân bố Soil and Water Assessment Tool (SWAT) ngày sử dụng phổ biến với khả khai thác liệu vệ tinh, mô lưu vực theo bước thời gian ngày dự đoán ảnh hưởng phương thức quản lý tài nguyên nước, tài nguyên đất khu vực khơng có liệu quan trắc thực đo [13] Mơ hình SWAT dựa sở tính tốn cân vật lý, có khả mô liên tục thời gian dài SWAT làm việc cách chia lưu vực thành nhiều tiểu lưu vực, sau chia thành Đơn vị Phản ứng Thủy văn (Hydrologic Response Units, HRUs) thể tính đồng phương thức Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 18 - năm 2017 Nghiên cứu sử dụng đất, đặc tính đất cách thức quản lý lưu vực Ngoài ra, lưu vực sơng chia thành tiểu lưu vực đặc trưng ưu phương thức sử dụng đất, loại đất cách quản lý [7] Bên cạnh liệu địa hình, phương thức sử dụng đất thổ nhưỡng, liệu khí tượng đầu vào SWAT bao gồm lượng mưa ngày, nhiệt độ lớn nhỏ nhất, xạ mặt trời, độ ẩm tương đối, tốc độ gió Độ ẩm tương đối yêu cầu phương pháp Penman-Monteith [5] phương pháp Priestly Taylor [8] sử dụng; tốc độ gió cần thiết phương pháp Penman-Monteith sử dụng Nhiệt độ khơng khí trung bình sử dụng để xác định giáng thủy mưa tuyết, đầu vào nhiệt độ tối đa tối thiểu sử dụng để tính nhiệt độ đất nước theo ngày Như vậy, SWAT thực mơ hình có chất lượng việc quản lý tổng hợp tài nguyên nước Tuy nhiên người sử dụng SWAT khơng phải khơng có khó khăn q trình sử dụng với tốn khu vực nghiên cứu cụ thể Hình 1: Tổng quan thành phần tự nhiên mô mơ hình SWAT Qua phân tích trên, mục tiêu nghiên cứu đánh giá tính hiệu việc sử dụng liệu khí tượng tồn cầu CFSR việc mơ dịng chảy lưu vực sơng Đồng Nai mơ hình SWAT Phương pháp đánh giá sử dụng sử dụng mô hình SWAT để mơ với chuỗi số liệu, liệu thực đo trạm khí tượng thủy văn, hai liệu CFSR Mơ hình mô hệ thống với số liệu thực đo trước, bao gồm trình hiệu chỉnh, kiểm định sử dụng thông số lần mô cho lần mô thứ hai với liệu CFSR để đảm bảo tính đồng bộ, khách quan Việc so sánh kết cho ta thấy chất lượng liệu CFSR khả sử dụng CFSR địa phương xa xôi, khan liệu quan trắc KHU VỰC NGHIÊN CỨU Lưu vực sông Đồng Nai lưu vực lớn Tây Nguyên, nơi thường xuyên xảy đợt hạn hán gay gắt tượng cân Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 18 - năm 2017 41 Nghiên cứu nước nghiêm trọng Do việc quản lý hiệu nguồn nước trở thành nhiệm vụ quan trọng Sông Đồng Nai hệ thống sông lớn thứ nước, sau sông Mê Công sông Hồng Hệ thống sơng Đồng Nai bao gồm dịng sơng Đồng Nai phụ lưu lớn là: sông La Ngà, sơng Bé, sơng Sài Gịn, sơng Vàm Cỏ Tồn lưu vực nằm diện tích tỉnh Lâm Đồng, Đắk Nơng, Bình Phước, Bình Dương, Bình Thuận, Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu, Tây Ninh, Thành phố Hồ Chí Minh, Ninh Thuận phần tỉnh Đắk Nơng Long An Tổng diện tích lưu vực sơng Đồng Nai khoảng 44.100 km2, phần diện tích nằm lãnh thổ Việt Nam 37400 km2, phần diện tích ngồi nước 6.700 km2 Tổng lượng nước mặt hàng năm khoảng 37.4 tỷ m3 Theo thời gian, hầu hết lưu vực sông Đồng Nai (LVSĐN) vùng phụ cận, mùa mưa mùa khơ trùng hợp với mùa gió mùa Thơng thường, mùa mưa tháng V, gió mùa Hạ bắt đầu thiết lập ổn định khu vực Đông Nam kết thúc vào tháng X, XI, chớm sang đầu gió mùa mùa Đơng, thời gian có nhiều áp thấp hoạt động vĩ độ thấp biển Đông Như vậy, mùa mưa kéo dài chừng 6-7 tháng Theo không gian, mưa LVĐN có khác biệt đáng kể, tâm mưa lớn tập trung vùng trung tâm lưu vực Sự khác biệt lượng mưa khu vực vùng lớn, lượng mưa năm trung bình tồn lưu vực xấp xỉ 1950 mm, có nơi 1000 mm có nơi lại 2500 mm Chênh lệch nơi mưa nhiều nơi mưa lên tới lần (Phan Rang: 715 mm, Bảo Lộc: 2801 mm) Dải đồng ven biển, lưu vực sông Vàm Cỏ Đông, hạ lưu Đa Nhim nơi cho mưa nhỏ, từ 700 - 1700 mm Trung lưu sông Đồng Nai, thượng lưu sông Bé, thượng - trung lưu La Ngà nơi 42 cho mưa lớn, từ 2400 - 2800 mm, nơi khác cho mưa trung bình từ 18002200 mm Sự phân hóa mưa theo khơng gian gắn chặt với chi phối yếu tố địa hình [2] Theo không gian, chế độ mưa, chế độ dịng chảy lưu vực có phân hóa sâu sắc Module dịng chảy trung bình tồn lưu vực khoảng 25 l/s.km2, tương đương lớp dòng chảy 805 mm, tổng lớp nước mưa trung bình 1950 mm Lưu vực Vàm Cỏ Đông, hạ Đồng Nai - Sài Gòn nơi cho module dòng chảy nhỏ lưu vực, khoảng 15 - 20 l/s.km2 Khu vực hạ Đa Nhim có module từ 20 - 22 l/s.km2 Đây vùng cho hiệu suất dòng chảy nhất, từ 30 - 35% lượng mưa Trung lưu sông Đồng Nai, thượng lưu sông La Ngà thượng lưu sơng Bé khu vực cho module dịng chảy cao, từ 38 - 43 l/s km2 Ở vùng hẹp hơn, module đạt đến 45 l/s.km2 Đây vùng cho hiệu suất dòng chảy cao nhất, từ 45 - 50% lượng mưa năm Hạ lưu vực La Ngà, thượng Đa NhimĐa Dung có module dịng chảy 28 - 35 l/s.km2 Hạ lưu sơng Bé, sơng suối nhỏ ven hạ lưu dịng Đồng Nai, thượng lưu sơng Sài Gịn, có module dịng chảy thuộc loại trung bình, từ 22 - 28 l/s.km2 Theo thời gian, ngồi phân hóa mạnh mẽ theo khơng gian, chế độ dịng chảy có phân hóa sâu sắc theo thời gian hình thành nên hai mùa lũ - kiệt đối lập Theo tiêu chuẩn phân mùa thông dụng, mùa lũ đại phận lưu vực bắt đầu vào khoảng VI - VII, nghĩa xuất sau mùa mưa từ - tháng, tổn thất sau mùa khô khắc nghiệt kéo dài Đồng thời với kết thúc mưa, sông suối miền chấm dứt mùa lũ vào khoảng tháng XI Như vậy, mùa lũ trì - tháng Tuy vậy, tùy vùng, thời gian mùa lũ dài ngắn khác [2] Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 18 - năm 2017 Nghiên cứu Hình 2: Sơ đồ mơ tả vị trí lưu vực, vị trí trạm đo mưa mạng sơng lưu vực sơng Đồng Nai Hình 3: Bản đồ đẳng lượng mưa trung bình nhiều năm quan trắc qua trạm đo mưa khu vực nghiên cứu Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 18 - năm 2017 43 Nghiên cứu MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY BẰNG MƠ HÌNH SWAT hợp phát triển tải theo địa https://gdex.cr.usgs.gov/gdex/ DEM sử dụng để phân chia lưu vực xác định hướng dịng chảy thơng qua độ dốc bề mặt lưu vực Bản đồ sử dụng đất yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến dòng chảy mặt bốc lưu vực Dữ liệu GlobeLand30 khai thác miễn phí địa website http://www globallandcover.com GlobeLand30 có độ phân giải 30m, sản phẩm kết phân tích 20,000 ảnh vệ tinh Landsat HJ-1 GlobeLand30 phù hợp để sử dụng cho mơ hình SWAT với độ phân giải cao cách phân chia lớp sử dụng đất khơng q chi tiết, phức tạp Có thể thấy lưu vực Đồng Nai, Tây Nguyên, đất rừng với (56,5%) chiếm diện tích chủ yếu, sau đất sử dụng cho nơng nghiệp (36,2%) cịn lại đồi núi (4,9%), wetland (0,16%), diện tích chứa nước (0,68%) đô thị (1,39%) 3.1 Dữ liệu đầu vào Nghiên cứu sử dụng loại liệu khí tượng thủy văn: (1) Dữ liệu đo truyền thống: Các số liệu khí tượng theo thu thập trạm Đak Nông, Đức Xuyên, Bảo Lộc, Đà Lạt, Liên Khương, Đại Nga, Đại Ninh bố trí hình Lưu lượng dịng chảy đo trạm Đak Nông từ năm 1986 - 1997 sử dụng để so sánh với lưu lượng mô phỏng; (2) Dữ liệu Khí tượng tồn cầu CFSR: liệu phổ biến theo đường link sau: https://globalweather.tamu.edu/ Địa hình khu vực nghiên cứu mô Mô hình số độ cao (DEM) DEM ASTER có độ phân giải 30m Bộ Kinh tế, Thương mại Công nghiệp (METI) Nhật Bản Cơ quan Hàng không Không gian Quốc gia Hoa Kỳ (NASA) phối a b c Hình 4: Dữ liệu đầu vào: a địa hình, b sử dụng đất c thổ nhưỡng mơ hình SWAT Mơ hình SWAT u cầu liệu kết cấu loại đất tính chất lý hóa chúng bao gồm khả trữ nước, độ dẫn thủy lực, mật độ đất Nghiên cứu sử dụng liệu Harmonized World Soil Database (HWSD) Cơ sở liệu HWSD theo định dạng raster, độ phân giải 30 arcsecond tập hợp 16,000 đơn vị đất khác Sản phẩm kết 44 trình hợp tác nhiều tổ chức khác toàn giới, kết hợp vởi đồ đất Tổ chức Nông lương Thế giới FAO - UNESCO (FAO, 1971 - 1981) Qua phân tích liệu đồ cho thấy đất khu vực Đồng nai chủ yếu loại Fluvisols, Acrisols Ferralsols Thống kê loại đất tính chất chúng tóm tắt Bảng Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 18 - năm 2017 Nghiên cứu Hình 5: Bản đồ đẳng lượng mưa trung bình nhiều năm quan trắc vệ tinh CFSR Bảng Tóm tắt liệu đầu vào sử dụng cho mơ hình SWAT Loại liệu Tên/Địa cung cấp Độ phân giải/Thời gian đo Mơ hình số độ cao (DEM) ASTER/METI NASA 30 m Phân loại sử dụng đất GlobeLand30/China 30 m Thổ nhưỡng HWSD/FAO 30 arc-second Dữ liệu khí tượng tồn cầu CFSR CFSR/NCEP 30 km Dữ liệu khí tượng quan trắc Bộ Tài nguyên Môi trường Nhiều trạm Lưu lượng Bộ Tài nguyên Môi trường Đak Nông/1986 - 1997 Hiệu chỉnh mô hình Hiệu chỉnh mơ hình nhằm xác định giá trị tối ưu cho thơng số mơ hình Q trình thực phương pháp thủ công hoăc tự động thông qua phần mềm SWAT - CUP Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm khác Đối với phương pháp tự động hóa, thơng sơ tìm khoảng thích hợp dựa thuật tốn tối ưu hóa Phương pháp địi hỏi thời gian tính tốn tương đối lớn phụ thuộc vào số lượng tham số cần tối ưu hóa, số lần mơ số lần tính lặp Đối với phương pháp thủ công, thực chất phương pháp thử dần, đòi hỏi thời gian đặc biệt lớn với người mơ chưa có kinh nghiệm chưa quen với vùng nghiên cứu Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 18 - năm 2017 45 Nghiên cứu Bảng Tên thông số loại đất lưu vực Đồng Nai Saturated Hydraulic Conductivity Ks (cm/sec) 2.11E-04 3.68E-04 2.11E-04 3.04E-04 2.70E-04 3.91E-04 2.88E-04 1.71E-04 1.94E-04 2.11E-04 3.68E-04 1.91E-04 4.14E-04 4.57E-04 3.12E-04 Loại đất Alisols Cambic Fluvisols Carisols Chromic Luvisols Dystric Fluvisols Dystric Gleysols Ferrlic Acrisols Haplic Acrisols Haplic Andosols Humic Acrisols Humic Ferralsols Leptosols Rhodic Ferralsols Umbric Gleysols Xanthic Ferralsols Quá trình hiệu chỉnh mơ hình thực cách sử dụng hệ số xác định R2, số hiệu Nash (NSI) sai số phần trăm (PBIAS) Công thức tính tốn hệ số thể qua công thức sau:  NSI=1 n i 1 n ( Pi  Oi )2 ( Oi  Otb )2 i 1  R2=      n i 1   n   i1( Pi  Ptb )  ( Oi  Otb )( Pi  Ptb ) n ( Oi  Otb )2 i 1 100 *  i 1 ( Oi  Pi ) (1) (2) n PBIAS=  n i 1 ( Oi  Otb )2 (3) Trong đó: Oi giá trị thực đo thời điểm i, Otb giá trị thực đo trung bình, Pi giá trị mô thời điểm i, Ptb giá trị mơ trung bình Available Soil Water Capacity r (mm/mm) 0.065 0.160 0.065 0.131 0.161 0.158 0.113 0.161 0.107 0.065 0.160 0.113 0.155 0.160 0.110 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Bảng tổng kết tham số lưu vực sau hiệu chỉnh mơ hình Với hiểu biết mơ hình mưa dịng chảy khu vực Tây Ngun, nhóm tác giả cho thơng số liên quan đến nước đất ALPHA_ BF, GW_DELAY QWQMIN tham số có độ nhạy cao ảnh hưởng mạnh đến dòng chảy khu vực Điều hoàn toàn phù hợp với báo cáo tài nguyên nước vùng Tây Nguyên Theo [6] nghiên cứu lượng nước mặt bổ cập chủ yếu nước ngầm Bên cạnh ln có “lệch pha” nước ngầm mưa nằm khoảng từ đến tháng, ảnh hưởng lớn đến thời gian bổ sung trữ lượng nước mặt Bảng Các thông số dùng hiệu chỉnh mơ hình SWAT Tham số ALPHA_BF GW_DELAY CN2 ESCO 46 Định nghĩa Hệ số triết giảm dòng chảy ngầm Thời gian trễ dòng chảy ngầm Hệ số sử dụng đất cho vùng khí hậu Hệ số bốc Giới hạn 0.01-0.2 31-51 50-60 0.1-0.9 Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 18 - năm 2017 Nghiên cứu REVAPMIN GW_REVAP QWQMIN SOL_AWC R_RCHRG SOL_K Giới hạn bốc thực vật Hệ số bốc thực vật Giới hạn có dịng chảy bổ cập Khả chứa nước đất Hệ số bổ cập nước ngầm tầng sâu Độ dẫn thủy lực đất bão hòa 300-500 0.02-0.2 500-800 0.1-0.4 0.05-0.4 15-50 a b c d Hình 4: So sánh kết lưu lượng mơ thực đo hai q trình hiệu chỉnh kiểm định trạm thủy văn Đak Nông: a kết hiệu chỉnh liệu CFSR; b kết kiểm định liệu CFSR; c kết hiệu chỉnh liệu khí tượng đo đạc; d kết kiểm định liệu khí tượng đo đạc a b Hình 5: Biểu đồ so sánh tính tương quan dải liệu giá trị mô thực đo của: a liệu khí tượng CFSR b liệu khí tượng thực đo Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 18 - năm 2017 47 Nghiên cứu Nhóm nghiên cứu thực mô 11 năm từ năm 1986 đến 1997, chia thành hai giai đoạn gồm hiệu chỉnh từ 1986 đến 1991 kiểm định từ 1992 đến 1997 Kết lưu lượng mơ hình so sánh với liệu thực đo trạm Đak Nông sau: Biểu đồ cho thấy tính tương quan tốt giá trị lưu lượng nhỏ mùa khô, giảm xác dần giá trị lưu lượng lớn hơn, đặc biệt mơ hình sử dụng liệu khí tượng thực đo Kết tính tốn hệ số xác định R , số hiệu Nash (NSI) sai số phần trăm (PBIAS) sử dụng phương trình (1), (2) (3) sau: Bảng Kết R2, NSI PBIAS cho hai loại liệu CFSR khí tượng đo đạc R2 Hiệu chỉnh 1986 - 1991 Kiểm định 1992 - 1997 Dữ liệu khí tượng CFSR NSI PBIAS 0.60 0.82 0.77 0.88 0.84 0.82 0.74 0.87 3.2% Kết so sánh giá trị mơ liệu khí tượng CFSR với dịng chảy thực đo trạm Đắc Nơng từ năm 1986 đến năm 1997 cho thấy tính hiểu dư liệu CFSR sử dụng cho mơ hình SWAT, thể qua hai tiêu R2 Nash Có số điểm bật liệu CFSR cần phải nhắc đến sau: Thứ nhất, liệu CFSR mô tốt giai đoạn mùa khơ, hình hình tính tương quan cao so với liệu thực đo giai đoạn Đây đặc điểm vô quan trọng việc giải toán cân nước khô hạn vùng Tây Nguyên; Thứ hai, nhóm tác giả xét đến phần trăm sai số tổng lượng thể PBIAS, kết lưu lượng mơ với liệu khí tượng CFSR đầu vào cho thấy sai số thấp nhiều so với liệu thực đo Điều cho thấy tiềm sử dụng CFSR tốn tính cân nước, phân bổ tài nguyên nước lưu vực; Thứ ba, nhiên, liệu CFSR tỏ hạn chế nhóm tác giả tiến hành mơ thời đoạn ngắn bước thời gian chi tiết Điều có nghĩa độ phân giải khơng gian liệu chưa cao 48 Dữ liệu khí tượng đo đạc R2 NSI PBIAS 13% Qua phân tích trên, thấy liệu CFSR đặc biệt hữu hiệu cho lưu vực xa xôi, thiếu phương tiện quan trắc Với hộ trợ liệu khí tượng này, dịng chảy mơ có kết tốt khơng thua so với liệu trạm đo truyền thống bố trí sát với lưu vực Tuy nhiên lưu vực có trạm đo đại, phân bổ với với mật độ hợp lý, liệu CFSR đóng vai trị quan trọng đáng kể Nguồn liệu có tác dụng thước đo, đánh dấu mức độ đáp ứng tối thiểu mô hình so với nguồn liệu trạm khí tượng truyền thống KẾT LUẬN Trong nhiều vấn đề liên quan đến sử dụng mơ hình mơ hệ thống tài nguyên nước, thiếu khan liệu thử thách lớn nhà nghiên cứu kỹ sư Bên cạnh nguồn liệu truyền thống đến từ trạm quan trắc, nguồn liệu đại cung cấp vệ tinh trở nên phổ biến với người sử dụng Nghiên cứu sử dụng hai liệu gồm liệu vệ tinh liệu truyền Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 18 - năm 2017 Nghiên cứu thống trạm quan trắc lưu vực Các liệu sử dụng cho mơ hình mưa - dịng chảy để mơ dịng chảy lưu vực phía Nam Việt Nam so sánh kết với giá trị lưu lượng thực đo trạm lưu vực Để đánh giá tính tin cậy kết mô từ hai liệu, nghiên cứu sử dụng hệ số xác định R2, số hiệu Nash sai số phần trăm (PBIAS) Kết liệu vệ tinh miễn phí mơ tốt giai đoạn mùa khơ, tính tương quan dịng chảy tính tốn mơ hình với liệu thực đo giai đoạn cao, đồng thời sai số thấp nhiều so với liệu khí tượng đo trạm Tuy nhiên, liệu vệ tinh miễn phí tỏ hạn chế nhóm tác giả tiến hành mơ thời đoạn ngắn bước thời gian chi tiết Như vậy, qua nghiên cứu thấy tiềm sử dụng liệu vệ tinh miễn phí để thay cho liệu thực đo truyền thống làm đầu vào cho mơ hình khu vực thiếu khan liệu Khí tượng cao Và việc đầu tư, nghiên cứu để ứng dụng công nghệ viễn thám, xây dựng liệu từ ảnh vệ tinh cần thiết TÀ I LIỆU THAM KHẢO [1] Dee, D.P et al., (2011) The ERAInterim reanalysis: Configuration and performance of the data assimilation system Q J R Meteorol Soc, 137, 553–597; [2] Đỗ Đức Dũng et al., (2014) Đánh giá biến động Tài nguyên nước Lưu vực sông Đồng Nai vùng phụ cận Khoa học Kỹ thuật Thủy lợi Môi trường - Số 47 19-26; [3] Kouwen N, Danard et al., (2005) Case study: watershed modeling with distributed weather model data Journal of Hydrologic Engineering 10(1): 23-38; [4] Mehta VK et al., (2004) Evaluation and application of SMR for watershed modeling in the Catskill Mountains of New York State Environmental Modeling and Assessment 9(2): 77-89; [5] Monteith, J.L (1965) Evaporation and the environment In The State and Movement of Water in Living Organisms, XIXth symposium Swansea, UK: Society of Experimental Biology, Cambridge University Press; [6] Ngô Tuấn Tú, Võ Công Nghiệp, Quách Văn Đơn, Đặng Hữu Ơn (1999) Nước đất khu vực Tây Nguyên; [7] Philip W Gassman et al., (2007) The Soil and Water Assessment Tool: Historical Development, Applications, and Future Research Directions Working Paper 07-WP 443 Center for Agricultural and Rural Development; [8] Priestly, C.H.B., and R.J Taylor (1972) On the assessment of surface heat flux and evaporation using large-scale parameters Monthly Weather Rev 100: 81-92; [9] Saha, S.; Moorthi et al., (2014) The NCEP climate forecast system version J Clim., 27, 2185–2208; [10] Ward E, Buytaert W, Peaver L, Wheater H (2011) Evaluation of precipitation products over complex mountainous terrain: a water resources perspective Advances in water resources 34(10): 1222-1231 [11] Johanson, R., J Imhoff, J Kittle, Jr., A Donigian, AND Jr (2002) Hydrological Simulation Program-Fortran (HSPF): Users Manual For Release 8.0 U.S Environmental Protection Agency, Washington, D.C., EPA/600/3-84/066 [12] Ronald L Bingner, Fred D Theurer, Yongping Yuan (2015) AnnAGNPS Technical Processes Documentation Version 5.4; [13] S.L Neitsch, J.G Arnold, J.R Kiniry, J.R Williams (2011) Soil and Water Assessment Tool Theoretical Documentation Version 2009 Grassland, Soil and Water Research Laboratory Agricultural Research Service Blackland Research Center-Texas AgriLife Research; [14] Ward E, Buytaert W, Peaver L, Wheater H (2011) Evaluation of precipitation products over complex mountainous terrain: a water resources perspective Advances in water resources 34(10): 1222-1231 BBT nhận bài: Ngày 03/11/2017; Phản biện xong: Ngày 06/12/2017 Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 18 - năm 2017 49 ... mô mô hình SWAT Qua phân tích trên, mục tiêu nghiên cứu đánh giá tính hiệu việc sử dụng liệu khí tượng tồn cầu CFSR việc mơ dịng chảy lưu vực sơng Đồng Nai mơ hình SWAT Phương pháp đánh giá sử. .. sử dụng sử dụng mơ hình SWAT để mô với chuỗi số liệu, liệu thực đo trạm khí tượng thủy văn, hai liệu CFSR Mơ hình mơ hệ thống với số liệu thực đo trước, bao gồm trình hiệu chỉnh, kiểm định sử dụng. .. trắc lưu vực Các liệu sử dụng cho mơ hình mưa - dịng chảy để mơ dịng chảy lưu vực phía Nam Việt Nam so sánh kết với giá trị lưu lượng thực đo trạm lưu vực Để đánh giá tính tin cậy kết mơ từ hai liệu,