II. Ở Việt nam
2.2.2. Xỏc lập phương trỡnh hồi quy biểu thị mối liờn hệ giữa cỏc biến
biến độc lập và biến phụ thuộc.
Trờn cơ sở kết quả tớnh tỷ tương quan giữa cỏc đại lượng tại bảng 2.8, tiến hành xỏc lập phương trỡnh hồi quy biểu thị mối liờn hệ giữa cỏc biến độc lập và biến phụ thuộc theo phương phỏp được trỡnh bày ở điểm b, tiểu mục 1.2.3.5, chương 1. Để thuận tiện cho việc theo dừi, trong nội dung này chỉ trỡnh bày kết quả xõy dựng cỏc phương trỡnh hồi quy phự hợp đỏp ứng mục tiờu nghiờn cứu của đề tài. Một số nội dung cú liờn quan khỏc như : Kết quả xỏc định mức độ phụ thuộc của từng đại lượng đặc trưng biểu thị dũng chảy vào độ che phủ rừng, tỷ lệ rừng giàu và trung bỡnh, lượng mưa bỡnh quõn năm, độ dốc, chỉ số hỡnh dạng lưu vực ở 8 dạng phương trỡnh liờn hệ khỏc nhau được trỡnh bày ở cỏc bảng tớnh của phụ lục 2 ; Cỏc phương trỡnh hồi quy đơn biến biểu thị mối liờn hệ giữa cỏc yếu tố lập địa với từng đại lượng dũng chảy được trỡnh bày ở phụ lục 3 của luận ỏn.
2.2.2.1. Xỏc lập phương trỡnh hồi quy biểu thị mối liờn hệ giữa độ che
phủ rừng và cỏc yếu tố lập địa với cỏc đại lượng dũng chảy.
a. Phương trỡnh hồi quy biểu thị mối liờn hệ giữa độ che phủ rừng với lưu lượng bỡnh quõn năm (CP - Qnăm).
- Kết quả tớnh toỏn hệ số xỏc định tại bảng 2.5, phụ lục 2 cho thấy : mối liờn hệ giữa độ che phủ rừng với lưu lượng bỡnh quõn năm cú thể biểu thị ở 3 dạng phương trỡnh hồi quy là hàm compound, power và chữ S. Bằng cỏch thăm dũ cỏc tham số phương trỡnh, biểu đồ đường cong và phõn bố đỏm mõy điểm cỏc trị số quan sỏt cỏc dạng phương trỡnh này ở hỡnh 2.5, dạng phương trỡnh chữ S được lựa chọn để biểu thị mối liờn hệ giữa độ che phủ rừng với lưu lượng bỡnh quõn năm.
- Hệ số xỏc định biểu thị mức độ phụ thuộc của lưu lượng bỡnh quõn năm vào độ che phủ rừng ở dạng phương trỡnh chữ S tớnh được là R2= 0,323, điều đú cú nghĩa là 32,3% biến động của lưu lượng bỡnh quõn năm của dũng chảy được giải thớch là do biến động độ che phủ rừng trờn lưu vực.
Hỡnh 2.5.Biểu đồ thăm dũ cỏc dạng liờn hệ giữa CP-Qnăm.
- Kết quả phõn tớch phương sai và xỏc định cỏc tham số của phương trỡnh hồi quy thể hiện tại bảng 2.9 và 2.10.
Bảng 2.9. Bảng phõn tớch phương sai (CP - Qnăm).
Tổng bỡnh phương Bậc tự do Phương sai F Mức ý nghĩa
Hồi quy 46,372 1 46,372 21,979 0,000
Sai số dư 97,053 46 2,110
Tổng 143,425 47
Bảng 2.9. kiểm tra sự tồn tại của hệ số xỏc định R2 theo tiờu chuẩn F. với bậc tự do k1=1 và k2=46, cho thấy R2 tồn tại trong tổng thể, cú hệ số trong phương trỡnh hồi quy khỏc 0.
Bảng 2.10. Bảng cỏc hệ số của phương trỡnh hồi quy (CP - Qnăm).
Cỏc hệ số chưa chuẩn húa
Cỏc hệ số đó chuẩn húa Tiờu chuẩn kiểm tra t Mức ý nghĩa
B Sai tiờu chuẩn Beta
1/CP -14,287 3,047 -0,569 -4,688 0,000
Hằng số 1,887 0,236 8,005 0,000
Bảng 2.10. tớnh toỏn cỏc hệ số hồi quy chưa chuẩn húa là B1= 1,887 và B2 = -14,287, đều tồn tại trong tổng thể.
Phương trỡnh hồi quy ước lượng mối liờn hệ giữa độ che phủ rừng và lưu lượng bỡnh quõn năm được viết như sau :
lnQnăm = 1,89 – 14,29/ CP (m3/s) (2-1) Phương trỡnh (2-1) cho thấy độ che phủ rừng cú quan hệ đồng biến đối với lưu lượng bỡnh quõn năm, tức là khi độ che phủ rừng tăng sẽ làm cho lượng nước đi qua mặt cắt tại đầu ra của lưu vực trong một đơn vị thời gian tăng lờn và ngược lại. Điều này chứng tỏ vai trũ điều tiết nước trong dũng chảy của rừng, sự thay đổi độ che phủ rừng trờn bề mặt lưu vực ảnh hưởng rừ rệt đến lưu lượng bỡnh quõn năm trong dũng chảy sụng Đăkbla.
b. Phương trỡnh hồi quy biểu thị mối liờn hệ giữa tổng lượng nước mưa năm, độ che phủ rừng, độ dốc và chỉ số hỡnh dạng lưu vực với lưu lượng bỡnh quõn năm (Tnăm,CP,Sbq, Kd)- Qnăm.
- Kết quả tớnh toỏn hệ số xỏc định tại bảng 2.5, phụ lục 2 cho thấy: lưu lượng bỡnh quõn năm phụ thuộc chủ yếu vào tổng lượng mưa bỡnh quõn năm. Để đỏnh giỏ ảnh hưởng đồng thời của cỏc nhõn tố đối với lưu lượng bỡnh quõn năm, nhiều phương trỡnh hồi quy tuyến tớnh đa biến đó được thăm dũ. Cỏc biến độc lập gồm tổng lượng nước mưa năm (lnTnăm), độ che phủ rừng (1/CP), chỉ số hỡnh dạng lưu vực ( lnKd), độ dốc bỡnh quõn (1/Sbq) và biến phụ thuộc là lưu lượng bỡnh quõn năm (lnQnăm). Hệ số xỏc định biểu thị mức độ phụ thuộc của lưu lượng bỡnh quõn năm vào tổng lượng nước mưa năm, độ che phủ rừng, độ dốc và chỉ số hỡnh dạng lưu vực tớnh được là R2= 0,993, điều đú cú nghĩa là 99,3% biến động của lưu lượng bỡnh quõn năm của dũng chảy được giải thớch là do biến động của tổng lượng nước mưa năm, độ che phủ rừng, độ dốc và chỉ số hỡnh dạng lưu vực. Kết quả phõn tớch phương sai và xỏc định cỏc tham số của phương trỡnh hồi quy tại bảng 2.11 và 2.12.
Bảng 2.11. Bảng phõn tớch phương sai (Tnăm,CP,Sbq,Kd)- Qnăm.
Mụ hỡnh Tổng bỡnh phương Bậc tự do Phương sai F
Mức ý nghĩa 1 Hồi quy 142,263 4 35,566 1572 0,000 Sai số dư 0,973 43 0,023 Tổng 143,236 47
Bảng 2.11 kiểm tra sự tồn tại của hệ số xỏc định R2 theo tiờu chuẩn F với bậc tự do k1=4 và k2=43 cho thấy R2 tồn tại trong tổng thể, cú hệ số trong phương trỡnh hồi quy khỏc 0.
Bảng 2.12. tớnh toỏn cỏc hệ số hồi quy chưa chuẩn húa là B1= -17,036, B2=0,963, B3= -0,027, B4=0,778 và B5 = -2,226, trong đú cỏc hệ số B1,B2 và B5 tồn tại trong tổng thể. Cỏc hệ số của cỏc biến B3 (chỉ số hỡnh dạng lưu vực) và B4 (độ dốc bỡnh quõn) khụng tồn tại, vỡ vậy phải loại ra khỏi phương trỡnh.
Bảng 2.12. Bảng cỏc hệ số của phương trỡnh hồi quy (Tnăm,CP,Sbq,Kd)- Qnăm.
Mụ hỡnh
Cỏc hệ số chưa chuẩn húa
Cỏc hệ số đó chuẩn húa Tiờu chuẩn kiểm tra t Mức ý nghĩa 95% Khoảng tin cậy cho hệ số B B Sai tiờu chuẩn Beta Cận dưới Cận trờn 1 Hằng số -17,036 0,358 -47,625 0,000 -17,758 -16,315 lnT 0,963 0,018 0,945 53,517 0,000 0,927 0,999 lnKd -0,027 0,043 -0,010 -0,620 0,539 -0,114 0,060 1/S 0,778 2,608 0,004 0,298 0,767 -4,481 6,038 1/CP -2,226 0,396 -0,089 -5,614 0,000 -3,025 -1,426
Do phải loại hai biến độ dốc bỡnh quõn và chỉ số hỡnh dạng lưu vực ra khỏi phương trỡnh, cho nờn chỉ tiếp tục phõn tớch mối liờn hệ giữa tổng lượng nước mưa năm, độ che phủ rừng với lưu lượng bỡnh quõn năm. Kết quả tớnh toỏn tại bảng 2.13, 2.14 và 2.15.
Bảng 2.13. Túm tắt mụ hỡnh liờn hệ (Tnăm,CP) - Qnăm .
Mụ hỡnh Hệ số tương quan Hệ số xỏc định R2 Hệ số xỏc định đó điều chỉnh Sai tiờu chuẩn tớnh toỏn Cỏc chỉ tiờu thống kờ R2 F Bậc tự do 1 Bậc tự do 2 Mức ý nghĩa của hệ số F 2 0,997 0,993 0,993 0,147 0,993 3252.736 2 45 0,000
Bảng 2.14. Bảng phõn tớch phương sai (Tnăm,CP) - Qnăm .
Mụ hỡnh Tổng bỡnh phương Bậc tự do Phương sai F
Mức ý nghĩa 2 Hồi quy 142,252 2 71,126 3253 0,000a Sai số dư 0,984 45 0,022 Tổng 143,236 47
Bảng 2.14 kiểm tra sự tồn tại của hệ số xỏc định R2 theo tiờu chuẩn F với bậc tự do k1=2 và k2=45, cho thấy R2 tồn tại trong tổng thể, cú hệ số trong phương trỡnh hồi quy khỏc 0.
Bảng 2.15. Bảng cỏc hệ số của phương trỡnh hồi quy (Tnăm,CP,) - Qnăm .
Mụ hỡnh
Cỏc hệ số chưa chuẩn húa
Cỏc hệ số đó chuẩn húa Tiờu chuẩn kiểm tra t Mức ý nghĩa 95% Khoảng tin cậy cho hệ số B B Sai tiờu chuẩn Beta Cận dưới Cận trờn 2 Hằng số -17,087 0,287 -59,515 0,000 -17,666 -16,509 lnT 0,968 0,015 0,950 66,320 0,000 0,939 0,998 1/CP -2,179 0,360 -0,087 -6,053 0,000 -2,904 -1,454
Bảng 2.15. tớnh toỏn cỏc hệ số hồi quy chưa chuẩn húa là B1= -17,087 ; B2 = 0,968 và B3= - 2,179, đều tồn tại trong tổng thể.
Phương trỡnh hồi quy ước lượng mối liờn hệ giữa tổng lượng nước mưa năm, độ che phủ rừng với lưu lượng bỡnh quõn năm được viết như sau :
lnQnăm = -17,087 + 0,968 lnTnăm- 2,179/CP (m3/s) (2-2) Do tổng lượng nước mưa năm được tớnh từ lượng mưa bỡnh quõn năm và diện tớch của lưu vực theo cụng thức (1-2) tại tiểu mục 1.2.3.1. chương 1, cho nờn phương trỡnh (2-2) cú thể viết lại như sau :
lnQnăm = -17,087 + 0,968 ln(Xnăm .Flv)- 2,179/CP (m3/s) (2-3) Phương trỡnh (2-3) cho thấy lưu lượng bỡnh quõn năm trong lưu vực sụng Đăkbla cú quan hệ đồng biến đối với lượng mưa bỡnh quõn năm, diện tớch lưu vực và độ che phủ rừng. Trong điều kiện lượng mưa bỡnh quõn năm trờn lưu vực sụng ớt biến động, cỏc yếu tố độ dốc, diện tớch lưu vực khụng thay đổi, khi độ che phủ rừng tăng sẽ gúp phần làm cho lượng nước đi qua mặt cắt tại đầu ra của lưu vực trong một đơn vị thời gian tăng lờn và ngược lại. Phương trỡnh (2-3) cú ý nghĩa thực tiễn trong việc dự bỏo lưu lượng nước trong dũng chảy.
c. Phương trỡnh hồi quy biểu thị mối liờn hệ giữa độ che phủ rừng với mụ đuyn dũng chảy năm (CP- Mnăm).
- Kết quả tớnh toỏn hệ số xỏc định tại bảng 2.6, phụ lục 2, cho thấy : mối liờn hệ giữa độ che phủ rừng với mụ đuyn dũng chảy năm cú thể biểu thị ở 8 dạng phương trỡnh hồi quy thăm dũ. Bằng cỏch thăm dũ cỏc tham số phương trỡnh, biểu đồ đường cong và phõn bố đỏm mõy điểm cỏc trị số quan sỏt của 8 dạng phương trỡnh hồi quy này ở hỡnh 2.6, dạng phương trỡnh chữ S được lựa chọn để biểu thị mối liờn hệ giữa độ che phủ rừng với mụ đuyn dũng chảy năm.
- Hệ số xỏc định biểu thị mức độ phụ thuộc của mụ đuyn dũng chảy năm vào độ che phủ rừng ở dạng phương trỡnh chữ S tớnh được là R2= 0,308, điều đú cú nghĩa là 30,8 % biến động của mụ đuyn dũng chảy năm được giải thớch là do biến động của độ che phủ rừng trờn lưu vực.
- Kết quả phõn tớch phương sai và xỏc định cỏc tham số của phương trỡnh hồi quy thể hiện tại bảng 2.16 và 2.17.
Bảng 2.16. Bảng phõn tớch phương sai (CP- Mnăm).
Tổng bỡnh phương Bậc tự do Phương sai F Mức ý nghĩa
Hồi quy 0,988 1 0,988 20,443 0,000
Sai số dư 2,223 46 0,048
Tổng 3,210 47
Bảng 2.16. kiểm tra sự tồn tại của hệ số xỏc định R2 theo tiờu chuẩn F với bậc tự do k1=1 và k2=46, cho thấy R2 tồn tại trong tổng thể, cú hệ số trong phương trỡnh hồi quy khỏc 0.
Bảng 2.17. Bảng cỏc hệ số của phương trỡnh hồi quy (CP- Mnăm).
Cỏc hệ số chưa chuẩn húa
Cỏc hệ số đó chuẩn húa Tiờu chuẩn kiểm tra t Mức ý nghĩa
B Sai tiờu chuẩn Beta
1/CP -2,085 0,461 -0,555 -4,521 0,000
Hằng số 3,873 0,036 108,555 0,000
Bảng 2.17. tớnh toỏn cỏc hệ số hồi quy chưa chuẩn húa là B1= 3,873 và B2 = -2,085, đều tồn tại trong tổng thể.
Phương trỡnh hồi quy ước lượng mối liờn hệ giữa độ che phủ rừng và mụ đuyn dũng chảy năm được viết như sau :
lnMnăm = 3,87 – 2,08 / CP (lớt/s.km2 ) (2-4) Phương trỡnh (2-4) cho thấy mụ đuyn dũng chảy năm cú quan hệ đồng biến với độ che phủ rừng. Khi độ che phủ rừng tăng thỡ lượng nước sản sinh trờn một đơn vị diện tớch lưu vực trong một đơn vị thời gian sẽ tăng và ngược lại. Núi cỏch khỏc, khả năng sinh thủy trờn bề mặt lưu vực để cung cấp cho dũng chảy sụng suối trong năm cú sự chi phối của độ che phủ rừng.
d. Phương trỡnh hồi quy biểu thị mối liờn hệ giữa lượng mưa bỡnh quõn
năm, độ che phủ rừng với mụ đuyn dũng chảy năm (Xnăm,CP)- Mnăm.
- Qua tớnh toỏn, thăm dũ nhận thấy nhúm yếu tố lượng mưa bỡnh quõn năm, độ che phủ rừng, chỉ số hỡnh dạng lưu vực đều cựng ảnh hưởng đến mụ đuyn dũng chảy năm ở những mức độ khỏc nhau. Tuy nhiờn, trong phương trỡnh hồi quy, cỏc hệ số của nhõn tố chỉ số hỡnh dạng lưu vực khụng tồn tại, nờn phải loại ra khỏi phương trỡnh. Do vậy, chỉ xỏc lập phương trỡnh hồi quy biểu thị mối liờn hệ giữa lượng mưa bỡnh quõn năm, độ che phủ rừng với mụ đuyn dũng chảy năm.
- Kết quả tớnh toỏn hệ số xỏc định biểu thị mức độ phụ thuộc của mụ đuyn dũng chảy năm vào lượng mưa bỡnh quõn năm và độ che phủ rừng tớnh được là R2= 0,576, điều đú cú nghĩa là 57,6 % biến động của mụ đuyn dũng chảy năm được giải thớch là do biến động của lượng mưa bỡnh quõn năm và độ che phủ của rừng trờn lưu vực. Kết quả phõn tớch phương sai và xỏc định cỏc tham số của phương trỡnh hồi quy thể hiện tại bảng 2.18 và 2.19.
Bảng 2.18. Bảng phõn tớch phương sai (Xnăm,CP,) - Mnăm .
Mụ hỡnh Tổng bỡnh phương Bậc tự do Phương sai F
Mức ý nghĩa 4 Hồi quy 3394,644 2 1697,322 30,585 0,000 Sai số dư 2497,301 45 55,496 Tổng 5891,945 47
Bảng 2.18 kiểm tra sự tồn tại của hệ số xỏc định R2 theo tiờu chuẩn F với bậc tự do k1=2 và k2=45, cho thấy R2 tồn tại trong tổng thể, cú hệ số trong phương trỡnh hồi quy khỏc 0.
Bảng 2.19. tớnh toỏn cỏc hệ số hồi quy chưa chuẩn húa là B1= 2,694 ; B2 = 0,014 và B3= 0,165, trong đú cỏc hệ số B2 và B3 tồn tại, hằng số B1
Bảng 2.19. Bảng cỏc hệ số của phương trỡnh hồi quy (Xnăm,CP,) - Mnăm.
Mụ hỡnh
Cỏc hệ số
chưa chuẩn húa
Cỏc hệ số đó chuẩn húa Tiờu chuẩn kiểm tra t Mức ý nghĩa 95% Khoảng tin cậy cho hệ số B B Sai tiờu chuẩn Beta Cận dưới Cận trờn 4 Hằng số 2,694 5,733 0,470 0,641 -8,854 14,241 Xnăm 0,014 0,002 0,598 5,884 0,000 0,009 0,019 CP 0,165 0,052 0,322 3,162 0,003 0,060 0,269
Phương trỡnh hồi quy ước lượng mối liờn hệ giữa lượng mưa bỡnh quõn năm, độ che phủ rừng với mụ đuyn dũng chảy năm được viết như sau :
Mnăm = 0,014 Xnăm+ 0,165.CP (2-5) Phương trỡnh (2-5) cho thấy mụ đuyn dũng chảy năm phụ thuộc vào tổ hợp hai yếu tố độ che phủ rừng và lượng mưa bỡnh quõn năm. Khi lượng mưa và độ che phủ rừng tăng lờn, khả năng sinh thủy trờn một đơn vị diện tớch lưu vực cũng tăng đỏng kể. Trong điều kiện xem cỏc yếu tố lập địa khỏc khụng đổi, từ phương trỡnh (2-5) cú thể tớnh toỏn cỏc giỏ trị mụ đuyn dũng chảy năm tương ứng cỏc giỏ trị biến thiờn của lượng mưa bỡnh quõn và độ che phủ rừng để xỏc định cỏc ngưỡng chế độ dũng chảy cạn kiệt, trung bỡnh hay lũ. Điều này cú ý nghĩa thực tiễn trong quản lý tài nguyờn rừng và nước của lưu vực.
e. Phương trỡnh hồi quy biểu thị mối liờn hệ giữa độ che phủ rừng và
mụ đuyn dũng chảy lũ (CP-Mlũ).
- Kết quả tớnh toỏn hệ số xỏc định tại bảng bảng 2.7. phụ lục 2 cho thấy, mối liờn hệ giữa độ che phủ rừng với mụ đuyn dũng chảy lũ cú thể biểu thị ở 6 dạng phương trỡnh thăm dũ là phương trỡnh logarit, power, compound, tuyến tớnh, nghịch đảo và chữ S. Bằng cỏch thăm dũ cỏc tham số phương trỡnh, biểu đồ đường cong và phõn bố đỏm mõy điểm cỏc trị số quan sỏt của 3 dạng phương trỡnh hồi quy này ở hỡnh 2.7, dạng phương trỡnh chữ S được lựa chọn để biểu thị mối liờn hệ giữa độ che phủ rừng với mụ đuyn dũng chảy lũ.
Hỡnh 2.7.Biểu đồthăm dũ cỏc dạng liờn hệ giữa CP-Mlu
- Hệ số xỏc định biểu thị mức độ phụ thuộc của mụ đuyn dũng chảy lũ