5.1 Phân tích kết quả
5.1.2 Đánh giá khả năng mô phỏng của GR4J tại trạm Tân Mỹ ở nhiều thời đoạn khác nhau (Trường hợp 1)
5.1.2.1 Hiệu chỉnh mô hình tại trạm Tân Mỹ cho giai đoạn 2005-2008
Kết quả xây dựng các tiểu lưu vực sông CPR tại trạm Tân Mỹ được thể hiện trong Hình 5-5.
Hình 5-5. Tiểu lưu vực Tâm Mỹ trong lưu vực sông CPR trên Source Kết quả hiệu chỉnh mô hình GR4J cho thấy hệ số hiệu quả NSE cho giá trị 0.95 (Hình 5-6); hệ số Pearson r là 0.95 và tương quan R2 là 0.906. Điều này cho thấy dữ liệu dòng chảy được mô phỏng từ mô hình GR4J và dòng chảy thực đo gần như tương đương nhau (Hình 5-7).
Hình 5-6. Kết quả chạy hiệu chỉnh mô hình GR4J tại trạm Tân Mỹ trong thời đoạn 2005-2008
Hình 5-7. Kết quả mô phỏng dòng chảy tại trạm Tân Mỹ trong quá trình chạy hiệu chỉnh mô hình
Hình 5-7 cho thấy sự thay đổi của dòng chảy được mô phỏng khá trùng khớp với xu hướng thay dòng chảy thực đo trong suốt giai đoạn tính toán. Kết quả mô phỏng cũng thể hiện rằng ngoài khả năng mô phỏng tốt trong mùa kiệt mô hình GR4J cũng mô phỏng được hầu hết các đỉnh lũ trong mùa mưa, thậm chí cả đỉnh lũ lớn nhất vào cuối năm 2005. Bên cạnh đó khả năng mô phỏng của mô hình GR4J cũng được chứng minh với hệ số sai số thể tích VB giữa dòng chảy mô phỏng và thực đo rất nhỏ (1.03%). Ngoài ra, kết quả bộ 4 tham số x1; x2; x3; x4 đạt được trong quá trình hiệu chỉnh mô hình ở trường hợp này cũng nằm trong khoảng giá trị tin cậy xấp xỉ 80% (Bảng 3-4). Do vậy, bộ 4 tham số tối ưu này được sử dụng để kiểm định mô hình trong các trường hợp tiếp theo.
5.1.2.2 Kiểm định mô hình GR4J tại trạm Tân Mỹ với các thời đoạn khác nhau Mô hình GR4J được kiểm định với hai đoạn thời gian khác nhau: giai đoạn 3 năm thời tiết diễn ra bình thường 1998-2000 và 3 năm hạn hán 2001-2004 tại lưu vực sông Cái Phan Rang cùng với bộ tham số tối ưu tìm được từ quá trình hiệu chỉnh mô hình.
Kết quả kiểm định cho thấy hệ số hiệu quả NSE đều đạt giá trị tốt trong cả hai giai đoạn 1998-2000 và 2001-2004 với các giá trị lần lượt là 0.85 và 0.92 và hệ số
NSE= 0.95 VB=1.03%
y = 0.973x + 214.7 R² = 0.906
tương quan R2 lần lượt đạt được giá trị 0.84 và 0.88 (Hình 5-8). Hệ số sai số thể tích VB cũng thấp hơn 10% trong cả 2 giai đoạn. Như vậy, có thể nói rằng mô hình GR4J có khả năng mô phỏng tốt với độ tin cậy cao khi được ứng dụng mô phỏng và dự báo dòng chảy mặt cho hệ thống sông CPR. Điều này còn được thể hiện thông qua mức độ phù hợp của đường quá trình dòng chảy mô phỏng (màu đỏ) và dòng chảy thực đo (màu xanh) trên biểu đồ Hình 5-8 (Phụ lục 7).
Hình 5-8. Lưu lượng mô phỏng và thực đo tại trạm Tân Mỹ thời đoạn 1998- 2000 và 2001-2004
Tuy nhiên, xem xét cụ thể kết quả của từng giai đoạn kiểm định (Hình 5-8) thì kết quả hệ số hiệu quả NSE và mức độ trùng khớp của dòng chảy mô phỏng và thực đo trong giai đoạn mùa khô 2001-2004 tốt hơn so với gia đoạn 1998-2000. Đặc biệt hệ số sai số thể tích năm 2001-2004 đạt giá trị rất tốt, chỉ (-0.47%) so với 7.84%
trong giai đoạn 1998-2000 (Bảng 5-1). Điều này cho thấy mô hình GR4J vẫn có khả năng mô phỏng tốt dòng chảy mặt cả trong giai đoạn Ninh Thuận chịu tác động khắc nghiệt của hạn hán và thiếu nước về mùa khô như giai đoạn 2001-2004.
Ngoài ra các số liệu tổng hợp trong Bảng 5-1 cũng cho thấy mô hình GR4J còn thể hiện khả năng mô phỏng khá tốt về xu hướng dòng chảy tại khu vực nghiên cứu thông qua giá trị lưu lượng cao nhất, trung bình và thấp nhất với hệ số tương quan R2 đạt trên 0.83 (Hình 5-9).
Bảng 5-1. Kết quả kiểm định mô hình GR4J tại trạm Tân Mỹ giai đoạn năm 1998-2000 và năm 2001-2004
1998-2000 2001-2004
Hệ số đánh giá
NSE 0.85 0.92
VB 7.84% -0.47%
r 0.91 0.94
R2 0.84 0.88
Giá trị lưu lượng
(ML/ngày) Mô phỏng Thực đo Mô phỏng Thực đo Lớn nhất 84,111.76 101,950.00 114,725.82 117,937.12 Trung bình 8,108.00 8,743.38 4,287.26 4,267.24
Nhỏ nhất 158.02 70.33 367.86 362.88
Hình 5-9. Hệ số tương quan giữa lưu lượng mô phỏng và thực đo tại trạm Tân Mỹ thời đoạn 1998-2000 và 2001-2004
Như vậy, với kết quả hiệu chỉnh và điểm định mô hình tốt, có thể khẳng định rằng bộ 4 tham số x1 = 453.98, x2 = -6.16, x3 = 125.09 và x4 = 1.20 là bộ tham số
phù hợp và tốt nhất được thiết lập cho mô hình GR4J để mô phỏng dòng chảy cho lưu vực sông CPR tại các giai đoạn khác nhau.