6. Bố cục của luận án
2.2.2 Phương pháp xây dựng mô hình thuỷ văn đánh giá nguồn nước
Hiện nay có rất nhiều mô hình thủy văn được phát triển và sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới, mỗi một mô hình có ưu nhược điểm riêng và có tính ứng dụng riêng cho các mục đính tính toán khác nhau. Để lựa chọn mô hình ứng dụng thực tế, tốt nhất nên chọn trong số các mô hình mà người ứng dụng đã có sự hiểu biết đầy đủ, ứng dụng thử nghiệm có kết quả và chú ý đến phạm vi ứng dụng của mô hình xem có phù hợp với bài toán và điều kiện lưu vực tính toán hay không (ví dụ như lưu vực nhỏ hay lưu vực lớn, lưu vực vùng ẩm ướt hay vùng khô hạn,..) cũng như yêu cầu tài liệu đầu vào của mô hình có khả năng đáp ứng hay không. Trên cơ sở về phạm vi không gian theo phân vùng, thời gian tính toán theo các kịch bản đã xây dựng, mô hình thuỷ văn được xây dựng để đánh giá được cụ thể và chi tiết nguồn nước trên các phân vùng, các vùng, lưu vực sông và cung cấp số liệu đầu vào cho bài toán cân bằng nước trên các lưu vực cho
Bộ mô hình MIKE 11 NAM đã được xây dựng, phát triển và ứng dụng ở nhiều dự án trên thế giới và vùng nghiên cứu nhiều năm trở lại đây [42], [55]. Trong nghiên cứu của Luận án, mô hình được kế thừa từ các đề tài dự án đã có mà nghiên cứu sinh làm chủ nhiệm trong quá trình công tác như dự án QHTL vùng Tây Nguyên [42], đề tài KC08.24/11-15 [46], đề tài KC.08.29/16-20 [45] và được thiết lập, hiệu chỉnh và kiểm định lại theo phạm vi không gian và thời gian của nghiên cứu, đồng bộ hóa và cập nhật mới đến năm 2019 với các số liệu thực đo để cho kết quả sát thực tế nhất.
Tổng cộng có 122 trạm mưa, 24 trạm khí hậu và 23 trạm thủy văn được cập nhật sử dụng trong nghiên cứu này.
Bảng 2.3 Các trạm đo đạc sử dụng xây dựng mô hình MIKE NAM cho vùng Tây Nguyên và Nam Trung Bộ
TT Trạm đo
1 Trạm mưa
2 Trạm khí hậu
3 Trạm thủy văn
Kết quả cập nhật nâng cấp mô hình đánh giá nguồn nước MIKE 11 NAM cho vùng Tây Nguyên và Nam Trung Bộ với bộ số liệu đến 2019 được thể hiện ở bảng dưới:
Bảng 2.4 Kết quả cập nhật nâng cấp mô hình thuỷ văn trên các lưu vực sông theo các phân vùng ID Lưu vực NTB1 Sông Cu Đê NTB2 Thượng Vu Gia NTB3 Thượng Thu Bồn NTB4 Hạ Vu Gia-Thu Bồn NTB5 Sông Tam Kỳ NTB6 Thượng Trà Khúc NTB7 Hạ Trà Khúc NTB8 Sông Trà Câu
NTB11 Sông Kôn – Hà Thanh NTB12 Sông Cầu-Kỳ Lộ NTB13 Thượng Đồng Cam 44 ID Lưu vực NTB14 Hạ lưu Đồng Cam NTB15 Vạn Ninh
NTB16 Sông Cái Ninh Hòa
NTB17
Sông Cái Nha Trang
NTB18
Cam Lâm, Cam Ranh
NTB19 Bắc Sông Cái
NTB20
Sông Cái Phan Rang
NTB21 Nam Ninh Thuận
NTB22 Lòng Sông NTB23 Sông Lũy NTB24 Sông Quao NTB25 Sông Phan NTB26 Sông Dinh NTB27 Sông La Ngà
TN1 Sông Pô Kô
TN2 Sông Đăk Bla
TN6 Ayun Pa TN7 Krông Pa TN8 Krông Hnăng TN9 Krông Ana TN10 Krông Knô TN11 Hạ lưu Srêpôk TN12 Sông Ea Hleo
TN13 Sông Đa Nhim
TN14 Sông Đa Dâng
TN15 Sông Đa Huoai
TN16 Sông Đồng Nai
TN17 Sông Bé
TN18 Thượng La Ngà
Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình tại các trạm đo đạc trên các sông lớn vùng Tây Nguyên và Nam Trung Bộ khá tốt, hệ số tương quan R2 giữa dòng chảy thực đo và tính toán từ 0,7÷0,9 và sai số tổng lượng trong khoảng < 10%. Các trạm thuộc các vùng
có mật độ trạm đo mưa cao hơn cho kết quả R2 tốt hơn như các vùng sông Vu Gia – Thu Bồn, Trà Bồng – Trà Khúc, sông La Ngà. Với kết quả kiểm định và hiệu chỉnh như trên, bộ mô hình hoàn toàn có thể sử dụng trong tính toán đánh giá nguồn nước ở quy mô vùng, lưu vực sông. Xem minh họa kết quả như hình đi kèm, chi tiết kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thuỷ văn trên các lưu vực sông được thể hiện như Phụ lục 2: Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thuỷ văn trên các lưu vực sông.
Hình 2.2 Minh họa về kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình MIKE NAM tại trạm Củng Sơn trên sông Ba
* Phương pháp lưu vực tương tự cho các lưu vực thiếu dữ liệu đo đạc:
- Áp dụng phương pháp lưu vực tương tự đối với các nhóm lưu vực liền kề, có mức độ tương quan cao về điều kiện khí hậu thổ nhưỡng và thảm phủ, cụ thể như sau: Lưu vực sông Tam Kỳ sử dụng bộ tham số của lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn; Lưu vực sông Trà Câu sử dụng bộ tham số của lưu vực sông Trà Khúc; Lưu vực đầm Trà Ổ sử dụng bộ tham số lưu vực sông Lại Giang; Lưu vực sông Cầu – Kỳ lộ sử dụng bộ tham số của lưu vực sông Ba; Lưu vực sông vùng Vạn Ninh sử dụng bộ tham số lưu vực sông Cái
Ninh Hòa; Lưu vực sông vùng Cam Lâm – Cam Ranh, Bắc sông Cái, Nam Ninh Thuận sử dụng bộ tham số LV sông Cái Phan Rang; Lưu vực sông vùng Lòng Sông, sông Quao, sông Phan, sông Dinh sử dụng bộ tham số của lưu vực sông Lũy; Lưu vực sông Ea Hleo sử dụng bộ tham số sông Krông Ana; Lưu vực sông Đa Nhim sử dụng bộ tham
số lưu vực sông Đa Dâng; Lưu vực sông Đa Huoai sử dụng bộ tham số lưu vực sông La Ngà; Lưu vực sông Bé sử dụng bộ tham số lưu vực sông Đồng Nai.
Phương pháp tính toán đánh giá nguồn nước
Trên cơ sở mô hình được xây dựng, dữ liệu mưa được thu thập từ năm 1980 ÷ 2018, dòng chảy năm giai đoạn hiện trạng được tính toán để xác định các giá trị lưu lượng, tổng lượng dòng chảy theo từng phân vùng và được phân tích tính toán theo tần suất mức đảm bảo, cụ thể gồm các tham số sau:
- Wo: Tổng lượng dòng chảy trung bình nhiều năm; - Mo: Mô đun dòng chảy trung bình nhiều năm;
- W85%: Tổng lượng dòng chảy với mức đảm bảo 85% dựa trên liệt dòng chảy nhiều năm tính toán.
- Wo_mc: Tổng lượng dòng chảy trung bình nhiều năm trong mùa cạn - Wo_ml: Tổng lượng dòng chảy trung bình nhiều năm trong mùa lũ.
Đánh giá nguồn nước trong tương lai dựa trên số liệu biến đổi mưa và nhiệt độ theo kịch bản BĐKH cho Việt Nam của Bộ TN&MT [56], các dữ liệu về khí tượng khác theo chương trình CMIP5 của IPCC. Hai kịch bản được lựa chọn để tính toán là kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 cho giai đoạn 2050 (2046÷2065) là hai kịch bản được khuyến cáo sử dụng trong các dự án quy hoạch dài hạn [57].