Dựa trờn cỏc tiờu chớ về: Độ chớnh xỏc, tốc độ, bền vững, co dón, cú thể biểu diễn được và dễ làm.
- Trong cỏc kỹ thuật phõn lớp, cú thể huấn luyện và kiểm định lặp lại một số lần khỏc nhau. Ứơc lượng độ chớnh xỏc bằng cỏch tớnh trung bỡnh kết quả, tỷ lệ lỗi
thu được từ kết quả phõn lớp. Cỏc phương phỏp như Cross-Validation (CV), K- fold Cross-Validation…
- Trong cỏc kỹ thuật phõn cụm sử dụng cỏc chỉ số Precision, Recall, F- Measure…
CHƢƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ HỆ DSS-GIS ÁP DỤNG VÀO VIỆC DỰ BÁO LƢU LƢỢNG NƢỚC 1. Điều kiện địa lý, tự nhiờn, khớ tƣợng thuỷ văn lƣu vực sụng Đà
Sụng Đà là chi lưu lớn nhất của sụng Hồng bắt nguồn từ dóy Ngụy Sơn thuộc tỉnh Võn Nam Trung Quốc chảy vào Việt Nam theo hướng Tõy Bắc – Đụng Nam ở độ cao trờn 1500m sau đú ngoặt sang hướng Đụng ở Pa Vinh, khi tới thị xó Hũa Bỡnh thỡ sụng chảy theo hướng Bắc đụ̉ vào sụng Hồng ở Trung Hà. Sụng Đà cú diện tớch lưu vực 52.900 km2 trong đú 50.6% thuộc phần lónh thụ̉ Việt Nam, bao gồm phần trung và hạ lưu sụng và chiếm 37% diện tớch tập trung nước của sụng Hồng. Sụng Đà cú chiều dài dũng chớnh là 980km (phần thuộc lónh thụ̉ Việt Nam dài 540 km). Lưu vực sụng Đà cú dạng hỡnh thuụn dài chạy dọc theo hướng Tõy Bắc – Đụng Nam, kộo dài từ 20o40’ đến 25o00’ độ vĩ Bắc và từ 100o22’ đến 105o24’ độ kinh Đụng với chiều dài lưu vực 690km (phần thuộc lónh thụ̉ Việt Nam là 380 km) và chiều rộng bỡnh quõn lưu vực 76km (phần trong nước là 80 km). Chiều rộng lưu vực lớn nhất là 165 km thuộc tỉnh Lai Chõu cũn phần hẹp nhất 25km, thuộc tỉnh Hũa Bỡnh. Độ dốc bỡnh quõn lũng sụng trung bỡnh 0.41‰, trong đú độ dốc lũng sụng thuộc lónh thụ̉ Trung Quốc là 2,54‰.
1.1 Vị trớ địa lý
Lưu vực sụng Đà nằm giữa cỏc dóy nỳi cao và trung bỡnh chạy dài theo hướng Tõy Bắc - Đụng Nam. Đặc điểm nụ̉i bật của lưu vực sụng Đà là cỏc dạng địa hỡnh nỳi cao và cao nguyờn đều cao và bị chia cắt theo chiều thẳng đứng rất mạnh. Điều nhận thấy rừ rệt là địa hỡnh nỳi và cao nguyờn ở đõy cú sự sắp xếp song song cú ảnh hưởng lớn đến khớ hậu của vựng. Cú thể núi lưu vực sụng Đà chia làm 3 nhúm địa hỡnh: Nhúm kiểu địa hỡnh nỳi, nhúm kiểu địa hỡnh cao nguyờn, nhúm kiểu địa hỡnh thung lũng.
1.2 Địa hỡnh
Địa hỡnh lưu vực sụng Đà thuộc vựng Tõy Bắc nước ta từ biờn giới Việt - Trung, Việt - Lào tới Lai Chõu, Mường Lay chủ yếu là cỏc dóy nỳi ở độ cao trờn 1000 m. Địa hỡnh cú hỡnh dỏng đường sống nỳi hẹp, cú đỉnh cao nhất đạt tới 3076 m, chủ yếu cấu tạo bởi granit, ven rỡa xen đỏ phiến và đỏ vụi.
1.3 Điều kiện địa chất
Về cấu trỳc địa chất, sụng Đà là vựng cú cấu trỳc địa chất phức tạp và chưa ụ̉n định. Toàn bộ lưu vực phõn bố rộng trờn nền đỏ vụi, tạo nờn cấu trỳc Karst phức tạp, cú nhiều đứt góy ngang. Ba đới đứt góy chớnh là đứt góy sụng Hồng, đứt góy Điện Biờn – Lai Chõu và đứt góy sụng Mó. Về cỏc hoạt động địa chấn, do lưu vực cú địa hỡnh nỳi chia cắt nờn cú nhiều quỏ trỡnh ngoại sinh huỷ hoại, quỏ trỡnh xúi mũn đất, kết hợp với cấu trỳc địa chất kộm ụ̉n định thường diễn ra cỏc hoạt động địa chấn như động đất.
Ngoài ra trong vựng cũn thường xuyờn cú động đất kớch thớch xảy ra như nứt, trượt, sạt lở đất đặc biệt ở cỏc vựng dốc cao, do tụ̉ng hợp của nhiều nguyờn nhõn khỏc nhau gõy ra: do tỏc động của trọng lực, do hoạt hoỏ trở lại của cỏc đứt góy kiến tạo, vv ... cỏc quỏ trỡnh địa chất này chủ yếu xảy ra trong giai đoạn đầu khi cỏc hồ chứa tớch nước. Cỏc kết quả nghiờn cứu trong nhiều năm qua cho thấy cựng với sự tớch nước của hồ chứa, cỏc hoạt động địa chất đó tăng lờn, hiện tượng động đất kớch thớch xảy ra mạnh mẽ nhất ở khu vực xung quanh đập thuộc địa phận Thành phố Hoà Bỡnh.
1.4 Điều kiện thổ nhưỡng
Tõy Bắc là vựng rừng nỳi cao, cú độ chia cắt mạnh nhất Việt Nam; riờng với lưu vực sụng Đà, thụ̉ nhưỡng cú đặc điểm chủ yếu là trờn nền đỏ vụi và đất phong hoỏ trờn nền đỏ vụi. Tuy nhiờn, do địa hỡnh chia cắt mạnh và diễn biến khỏc biệt về chế độ khớ hậu, thuỷ văn giữa cỏc tiểu vựng sinh thỏi nờn loại hỡnh phõn bố thụ̉ nhưỡng của lưu vực sụng Đà rất đa dạng và phong phỳ.
1.5 Đặc điểm khớ hậu
Cú thể núi rằng khớ hậu vựng lưu vực sụng Đà là khớ hậu nhiệt đới, giú mựa vựng nỳi với hai mựa rừ rệt. Mựa đụng lạnh, suốt mựa đụng duy trỡ một tỡnh trạng hanh khụ điển hỡnh, cú sương muối và ớt mưa (mựa khụ) trựng với mựa giú Đụng Bắc, kộo dài từ thỏng Mười Một năm trước tới thỏng Ba năm sau. Mựa hố trựng với mựa giú Tõy Nam, núng cú giú tõy khụ núng và nhiều mưa (mựa mưa), kộo dài từ thỏng Năm tới thỏng Chớn hàng năm. Giữa hai mựa (thỏng Tư, thỏng Mười) là thời kỳ chuyển tiếp, nền nhiệt ẩm và cú tớnh ụn hoà.
Về cơ bản, mựa mưa gần như trựng với mựa núng và mựa khụ trựng với mựa lạnh. Mưa đỏ cũng thường xảy ra trong thời kỳ quỏ độ từ mựa lạnh sang mựa núng.
Lượng mưa ở vựng lưu vực sụng Đà phõn bố rất khụng đều phụ thuộc vào đặc điểm của địa hỡnh, giỏ trị trung bỡnh năm biến đụ̉i khỏ mạnh mẽ từ 1300-3200mm. Vựng mưa lớn Hoàng Liờn – Sa Pa đạt tới trờn 2000mm, trong khi vựng mưa ớt Nam Sơn La chỉ đạt 1200 - 1600mm.
Tương ứng với vựng mưa lớn cũng là vựng cú lượng ẩm phong phỳ quanh năm, đồng thời vựng mưa ớt cũng là vựng thiếu ẩm, chủ yếu là trong mựa Đụng.
Lưu vực sụng Đà cú độ ẩm cao và ớt thay đổi. Độ ẩm tuyệt đối dao động trong phạm vi từ 11 - 32mb và độ ẩm tương đối khỏ cao, trung bỡnh năm trong toàn vựng lưu vực sụng Đà dao động trong khoảng từ 80 – 85% và khụng chờnh lệch nhiều giữa cỏc vựng (mựa núng độ ẩm khụng khớ trung bỡnh khoảng 84 – 87%, mựa lạnh cú khớ hậu khụ lạnh, độ ẩm khụng khớ chỉ cú 72 – 75%).
Lượng bốc hơi lớn nhất (đo bằng ống Piche) dao động trong phạm vi khỏ rộng, từ 666 đến 1052 mm/năm. Thời kỳ giữa mựa khụ đến đầu mựa mưa (II-V) cú lượng bốc hơi lớn nhất, đạt 70-150mm/thỏng. Vào thời kỳ cũn lại, lượng bốc hơi dao động trong khoảng 40-70mm/thỏng.
Toàn lưu vực sụng Đà chịu tỏc động của cơ chế giú mựa Đụng Nam Á với hai mựa giú: giú mựa đụng và giú mựa hạ. Giú mựa đụng bị chi phối bởi khụng khớ cực đới lục địa và khụng khớ nhiệt đới biển Đụng đó biến tớnh. Giú mựa hạ bị chi phối bởi ba khối khụng khớ: khụng khớ nhiệt đới biển Bắc Ấn Độ Dương (giú Tõy Nam), khụng khớ xớch đạo (giú Nam) và khụng khớ biển Thỏi Bỡnh Dương.
Cơ chế giú mựa và sự thay đụ̉i điều kiện bức xạ theo chu kỳ năm tạo nờn biến đụ̉i tuần hoàn năm của hầu hết cỏc yếu tố khớ hậu, nụ̉i bật nhất là sự hỡnh thành và diễn biến của cỏc mựa.
1.6 Đặc điểm chế độ thuỷ văn
a. Mạng lƣới sụng ngũi
Sụng ngũi trong lưu vực sụng Đà cú những đặc điểm khỏc so với những vựng Đụng Bắc. Dũng chớnh của sụng Đà cú hướng trựng kiến tạo của khu Tõy Bắc. Sụng suối trong lưu vực sụng Đà thuộc loại sụng trẻ, thung lũng sụng hẹp, nhiều đoạn cú dạng hẻm vực sõu, chứng tỏ địa hỡnh mới được nõng lờn rất mạnh. Phần lớn lũng sụng cao hơn mặt biển từ 100 - 500m. Do đú sụng đang đào lũng mạnh, trắc diện hẹp, bồi tụ ớt và lắm thỏc ghềnh.
Thượng lưu sụng Đà kể từ nguồn tới Pắc Ma, dũng sụng chảy theo hướng Tõy Bắc - Đụng Nam. Lũng sụng đoạn này hẹp, mựa cạn rộng, trung bỡnh 40 - 60m. Độ dốc lớn chỉ tớnh từ biờn giới Việt Trung tới Lai Chõu dài khoảng 125km, đạt độ dốc bỡnh quõn tới 160cm/km. Trung lưu sụng Đà từ Pắc Ma tới Suối Rỳt, sụng vẫn chảy theo hướng Tõy Bắc - Đụng Nam. Dũng sụng chảy giữa hai bờ nỳi rất cao. Độ dốc đỏy sụng giảm xuống rừ rệt, cũn khoảng 38 - 40cm/km nhưng thỏc ghềnh cũn nhiều. Về mựa cạn, lũng sụng rộng trung bỡnh 90 - 100m. Tại hạ lưu sụng Đà từ Suối Rỳt tới cửa sụng (Trung Hà), lũng sụng mở rộng rừ rệt, trung bỡnh khoảng 200m về mựa cạn. Độ dốc dũng sụng giảm khụng nhiều. Ngoài Thỏc Bờ, trờn đoạn này khụng cũn thỏc nữa, trong khi đú bói bồi lại khỏ nhiều. Từ suối Rỳt, sụng Đà chảy theo hướng Tõy Đụng
cho tới Hoà Bỡnh. Qua Hoà Bỡnh, sụng Đà chuyển theo hướng Tõy Nam - Đụng Bắc. Chớnh những khối nỳi Ba Vỡ, Viờn Nam, Đối Thụi đó buộc sụng Đà phải đụ̉i hướng như vậy. Thung lũng sụng trờn đoạn này mở rộng tới 10km, giao thụng tương đối thuận lợi.
Khụng kể những phụ lưu lớn, dũng chớnh sụng Đà cú mạng lưới thuỷ văn phõn bố khụng đồng đều. Mật độ sụng suối từ thưa đến dày. Vựng đỏ vụi mưa ớt, mật độ cú nơi xuống dưới 0,50km/km2
như ở lưu vực sụng Nậm Sập, vựng nỳi cao mưa nhiều như vựng sụng Nậm Mu, mạng lưới sụng suối rất dày, khoảng 1,67km/km2
. Cỏc vựng cũn lại cú mật độ tương đối dày từ 0,50 đến 1,50km/km2
. Tụ̉ng số sụng suối cú chiều dài từ 10 km trở lờn thuộc lưu vực dũng chớnh sụng Đà cú tới 223 sụng, trong đú cú 148 sụng cú diện tớch nhỏ hơn 100km2
, cú 67 con suối cú chiều dài từ 15 đến hơn 100 km. Riờng khu vực thuỷ điện Hoà Bỡnh (từ Tạ Bỳ đến Hoà Bỡnh) cú 34 con suối, tụ̉ng chiều dài của cỏc sụng suối của riờng lưu vực sụng Đà vào khoảng gần 4500 km làm cho mật độ lưới sụng trong lưu vực tương đối cao hơn so với cỏc vựng khỏc trong nước.
Đồng thời, mạng lưới sụng suối trờn lưu vực sụng Đà cú dạng hỡnh lụng chim và cỏc phụ lưu đụ̉ thẳng gúc vào dũng chớnh, khả năng tập trung nước trờn sụng Đà rất lớn và đõy là nguyờn nhõn gõy nờn tớnh ỏc liệt của dũng chảy lũ trờn lưu vực và cỏc hiện tượng lũ quột, lũ bựn đỏ... xảy ra mạng tớnh chất thường xuyờn trờn lưu vực. Khả năng xúi mũn xõm thực cỏt bựn trờn bề mặt đưa xuống sụng cũng rất lớn.
b. Đặc điểm chế độ thuỷ văn
1. Dũng chảy năm
Như đó giới thiệu ở phần trờn, lượng mưa trung bỡnh hàng năm của cả lưu vực sụng Đà tương đối lớn, vào khoảng 1900 mm và lượng mưa bỡnh quõn trong năm phõn bố khụng đều theo khụng gian. Do đặc điểm mưa như vậy nờn dũng chảy năm của sụng Đà rất dồi dào.
Trong mựa mưa, lượng nước tớnh ở phần thượng lưu của đập thuỷ điện Hoà Bỡnh chiếm khoảng 75% - 78% tụ̉ng lượng nước cả năm. Trong mựa khụ, lượng nước giảm mạnh, cũn trờn 23%, chỉ cú một số chi lưu chớnh như Nậm Na, Nậm Ma, Nậm Mức, Nậm Bỳ … là cũn cú lượng nước dồi dào.
Nước mặt và nước ngầm trong toàn lưu vực núi chung cú lưu lượng và chất lượng dũng chảy thay đụ̉i theo mựa. Mựa mưa, nước cỏc dũng sụng suối dõng cao, thường gõy ra lũ lớn tại cỏc địa phương trong vựng, thậm chớ cú cả lũ quột, kốm theo lở nỳi và lũ bựn với tần suất cú xu hướng gia tăng.
2. Dũng chảy lũ
Xem xột dũng chảy mựa lũ, lũ trờn lưu vực sụng Đà thường do những trận mưa rào nhiệt đới gõy nờn trờn một phạm vi rộng, cú cường độ lớn. Lượng nước mựa lũ chiếm bỡnh quõn từ 77,6% đến 78,5% lượng nước cả năm, riờng thỏng Tỏm chiếm tới 23,7% là thỏng cú lượng dũng chảy lớn nhất. Mựa cạn kộo dài trong 7 thỏng (từ thỏng Mười Một năm trước đến thỏng Năm năm sau). Nước lũ sụng Đà lớn nhất trong hệ thống sụng Hồng do cỏc trung tõm mưa lớn phõn bụ̉ ở trung lưu sụng Đà gõy ra. Đoạn từ Lý Tiờn Độ tới Tạ Bỳ, mưa lớn trờn cỏc sườn nỳi cao đún giú Tõy Nam. Sự hoạt động sớm của ỏp thấp phớa Tõy là nguyờn nhõn chủ yếu dẫn đến sự xuất hiện lưu lượng đỉnh lũ vào thỏng Bảy.
Đặc điểm về hỡnh thỏi lưu vực sụng thuận lợi cho nước lũ hỡnh thành mau chúng và ỏc liệt. Tại Lai Chõu, biờn độ mực nước lớn nhất đạt trị số kỷ lục so với cỏc sụng lớn của miền Bắc (lớn hơn 25m) và cường suất lớn nhất bỡnh quõn đạt tới 77,4cm/h. Nguyờn nhõn chớnh là do địa hỡnh dốc, mưa cú cường độ lớn trờn một vựng trơ trọi, cộng với thung lũng sụng bị thắt hẹp lại ở phớa dưới Lai Chõu gõy ra. Hệ số điều tiết hoàn toàn cũng thuộc loại lớn nhất miền Bắc đạt 0,42 tại Lai Chõu và 0,40 tại Hoà Bỡnh. Nguyờn nhõn chủ yếu là do mưa tập trung trờn địa hỡnh dốc nhiều, thung lũng sụng hẹp nờn khả năng điều tiết bị hạn chế.
Lượng lũ lớn, đỉnh lũ cao là đặc điểm nụ̉i bật nhất của dũng chảy lớn nhất sụng Đà. Theo tài liệu quan trắc, lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất hàng năm trờn lưu vực sụng Đà dao động rất lớn: ở Tạ Bỳ từ 463022.700 m3/s, ở Hoà Bỡnh từ 472021000 m3/s. Chỉ xột trong chuỗi số liệu 10 năm (1961-1970) đó cú tới 6 năm nước lũ vượt quỏ mức 22m ở
Hoà Bỡnh. Dũng chảy thỏng lớn nhất đều lớn hơn 20% lượng dũng chảy cả năm, xuất hiện vào thỏng Bảy ở thượng lưu và vào thỏng Tỏm ở trung và hạ lưu.
3. Dũng chảy kiệt
Từ thỏng Mười Một năm trước đến thỏng Năm năm sau là thời kỳ mựa cạn, lượng mưa trong thời kỳ này giảm nhiều và khụng vượt quỏ vài chục milimột trong mỗi thỏng, nước sụng chủ yếu do lượng nước ngầm cung cấp. Mực nước và lưu lượng giảm đi nhanh chúng trong thỏng Mười Một và thỏng Mười Hai, biến đụ̉i chậm từ thỏng Giờng đến thỏng Hai.
Tỡnh hỡnh dũng chảy cạn của sụng Đà cũng khỏ khắc nghiệt. Tuỳ thuộc vào tỡnh hỡnh mặt đệm và điều kiện mưa mà lượng dũng chảy nhỏ nhất trờn sụng Đà cú sự thay đụ̉i từ nơi này qua nơi khỏc. Nhỡn chung, trờn dũng chớnh và những phụ lưu chảy trờn vựng đỏ vụi, cú mưa ớt thỡ dũng chảy cạn cú trị số nhỏ nhất so với cỏc sụng suối khỏc trờn miền Bắc. Dũng chảy bỡnh quõn thỏng nhỏ nhất tại Lai Chõu là 6,421/s.km2
ứng với lưu lượng bỡnh quõn thỏng nhỏ nhất là 218m3/s và tại Hoà Bỡnh là 6,721/s.km2
ứng với lưu lượng bỡnh quõn thỏng nhỏ nhất là 346m3/s. Vựng cú ớt nước trong mựa cạn là khu vực Mộc Chõu, Sơn La - nơi mưa ớt nhất khu vực và cú nhiều đỏ vụi. Vựng cú lượng dũng chảy nhỏ nhất cũn phong phỳ (trờn 101/s.km2) phõn bố trờn cỏc lưu vực thuộc cỏc bờ trỏi là nơi mưa nhiều và lớp phủ rừng cũn giữ được. Dũng chảy thỏng nhỏ nhất bỡnh quõn xuất hiện đồng bộ vào thỏng Ba chiếm trờn dưới 2% lượng dũng chảy cả năm. Phần sụng Đà thuộc Trung Quốc cú dũng chảy nhỏ nhất cũn thấp hơn nữa.
1.7 Thống kờ dữ liệu thu thập được
Sụng Đà cú trạm quan trắc khớ tượng thủy văn (KTTV) từ năm 1902. Tuy nhiờn hầu hết cỏc trạm quan trắc khớ tượng, thủy văn trờn sụng Đà đều ngừng hoạt động trong thời kỳ chiến tranh (1945-1955). Sau hũa bỡnh lập lại, mạng lưới quan trắc khớ tượng thủy văn trờn lưu vực sụng Đà núi riờng và toàn miền Bắc núi chung đi vào hoạt động đồng bộ, quan trắc cú hệ thống. Cho đến nay, tài liệu quan trắc KTTV trờn lưu vực sụng Đà là bộ số liệu tập trung và đỏng tin cậy nhất. Sau đõy là phần tụ̉ng hợp dữ liệu mà tụi đó thu thập được:
2. Hƣớng tiếp cận mỏy học trong việc xõy dựng mụ hỡnh hệ DSS