Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8

NGHIÊN CỨU HIỆU CHỈNH THƠNG SỐ MƠ HÌNH
MƯA - DỊNG CHẢY CHO CÁC LƯU VỰC KHƠNG CĨ TÀI LIỆU
Nguyễn Thị Thu Nga
Trường Đại học Thủy lợi, email:

GIỚI THIỆU CHUNG

Việc xác định quan hệ giữa lượng mưa và
dòng chảy sinh ra trên một lưu vực là bài
toán rất cơ bản trong thủy văn. Nhiều loại mơ
hình mưa dịng chảy khác nhau được ứng
dụng để tính tốn q trình lưu lượng liên tục
phục vụ nhiều mục đích khác nhau. Trong
đó, các mơ hình khái niệm được biết đến
nhiều do u cầu dữ liệu đầu vào vừa phải.
Chúng biểu thị các q trình thủy văn một
cách giản hóa sử dụng hệ thống nhận thức
[1]. Các thơng số của mơ hình là các giá trị
chỉ có hiệu quả trên phạm vi lưu vực và
khơng thể đo đạc ngồi thực địa. Vì thế, các
thơng số của mơ hình cần được hiệu chỉnh
dựa vào số liệu thực đo nếu có [2]. Với các
lưu vực khơng có trạm thủy văn thì các thơng
số của mơ hình cần phải được xác định từ
nguồn thơng tin khác, ví dụ như từ các lưu
vực lân cận, từ giá trị bảng tra trong các
nghiên cứu trước đó, hoặc từ kinh nghiệm
của chuyên gia. Vì thiếu hiệu chỉnh nên hiệu
quả của mơ hình thường kém hơn so với các

lưu vực có tài liệu thực đo [3]. Cách lựa chọn
lưu vực tương tự thường gặp nhất là dựa vào
khoảng cách gần nhất theo khơng gian, như
thế thì chế độ dịng chảy cũng như điều kiện
khí hậu và lưu vực ít thay đổi [4]. Cách nữa
là sử dụng các thuộc tính của lưu vực như
hiện trạng sử dụng đất, loại đất, các đặc trưng
hình thái [5].
Ở Việt Nam, để lựa chọn lưu vực tương tự
theo vị trí gần nhất thường gặp khó khăn do
các trạm thủy văn thường đặt ở dịng chính,
có diện tích lưu vực rất lớn so với lưu vực
cần tính. Vì thế, nghiên cứu này phân tích

ảnh hưởng của một số thuộc tính lưu vực đến
các thơng số mơ hình NAM. Từ đó, kết hợp
với việc sử dụng các lưu vực tương tự trong
cùng phạm vi phân vùng thủy văn, đề xuất ra
bộ thơng số mơ hình thích hợp để tính tốn
chuỗi dịng chảy liên tục (thời đoạn ngày)
cho các lưu vực khơng có tài liệu thực đo.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu sử dụng phương pháp mơ hình
mưa dịng chảy (mơ hình NAM) và phương
pháp phân tích hồi quy. Trong đó, mơ hình
NAM được ứng dụng để mơ phỏng q trình
mưa dịng chảy tại một số lưu vực có nhiều
tài liệu đo đạc dịng chảy. Sau đó, phương
pháp phân tích hồi quy được áp dụng để xác

định ảnh hưởng của một số đặc trưng hình
thái lưu vực đến thơng số mơ hình. Các đặc
trưng hình thái lưu vực được xác định bằng
cơng cụ phân tích khơng gian trong Arcgis.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1. Giới thiệu về khu vực nghiên cứu
Nghiên cứu này tập trung vào các tỉnh
trung và nam Tây Nguyên là Đắk Lắk, Đắk
Nông và Lâm Đồng. Khu vực nghiên cứu
gồm phần lớn diện tích lưu vực Srêpok thuộc
lãnh thổ Việt Nam và một phần của lưu vực
sông Đồng Nai. Theo [6] đây là Vùng thủy
văn C-II-1 thuộc Khu thủy văn Nam Tây
Nguyên - Đông Nam Bộ, thuộc Miền thủy
văn Tây Nguyên - Nam Bộ. Ranh giới khu
vực nghiên cứu, hệ thống sơng ngịi và mạng
lưới các trạm khí tượng thủy văn được trình
bày trong hình 1.

555


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8

thống sông Đồng Nai) là trạm thủy văn cấp I,
các yếu tố quan trắc khá đầy đủ từ năm 1980
đến nay.
Ranh giới lưu vực và một số đặc trưng
hình thái của bốn lưu vực đã chọn được trình

bày trong hình 1 và bảng 1.
Bảng 1. Các đặc trưng hình thái
lưu vực sơng
TT

Trạm

F
km

1

Hình 1. Bản đồ khu vực nghiên cứu
Vì mơ hình NAM là mơ hình thơng số tập
trung, phù hợp tốt với các lưu vực nhỏ và
vừa. Trong số các trạm thủy văn thuộc khu
vực nghiên cứu, lựa chọn một số trạm để tiến
hành mơ phỏng q trình mưa - dịng chảy
như sau:
a. Lưu vực trạm Krơng Buk
Trạm Krơng Buk nằm trên sông Krông Buk,
bắt nguồn từ những dãy núi cao 800 - 1.000m.
Khoảng 70km đoạn sông thượng nguồn chảy
theo hướng bắc - nam, sau đó đổ vào sơng
Krơng Ana (nhánh cấp 1 của sông Srêpôk).
b. Lưu vực trạm Đăk Nông
Trạm thủy văn Đăk Nông trên sông Đăk
Nông (sông nhánh cấp 2 của sông Đồng Nai),
quan trắc mực nước từ năm 1979 và đo lưu
lượng từ năm 1981 đến nay với khoảng 40 50 lần đo lưu lượng trong một năm.


Hmax Hmin
2

m

m

Đại Nga 361 1452 756

Ls
km

Js
(%)

Li

D

Htb

Jd

m

(%)

km


km

/km2

42.6 1.63 324.5

0.90 879.5

9.9

2

Thanh
Bình

286 1734 838

52.7 1.70 254.5

0.70

1212

15

3

Đak
Nông


292 1499 592

37.8 2.40 230.0

0.64

799

14.1

4

Krông
Buk

478

65.7 0.67 367.5

1.02 659.5

896

454

5.8

Trong đó: F - diện tích lưu vực; Hmax - cao
độ nguồn; Hmin - cao độ cửa ra; Ls - chiều dài
sơng chính; Js - độ dốc lịng sơng; Li - tổng

chiều dài sông nhánh; D - mật độ lưới sơng;
Htb - độ cao trung bình; Jd - độ dốc sườn dốc.
2. Hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình NAM
Lựa chọn số liệu mưa, bốc hơi của một số
trạm đại biểu cho các lưu vực kể trên để làm
dữ liệu đầu vào cho mơ hình NAM. Chỉ tiêu
NASH giai đoạn hiệu chỉnh và kiểm định mơ
hình như trình bày trong bảng 2 cho thấy kết
quả mô phỏng là khá tốt, các bộ thơng số mơ
hình tìm được hồn tồn phù hợp khi mơ
phỏng dịng chảy từ mưa.
Bảng 2. Chỉ tiêu NASH

c. Lưu vực trạm Đại Nga
Trạm Đại Nga trên sông Đại Nga là sông
nhánh cấp I của sông La Ngà, là một trong số
các sơng chính của hệ thống sơng Đồng Nai.
Sông bắt nguồn từ các đỉnh núi cao từ 1136
đến 1353 mét. Phần thượng lưu chảy theo
hướng Tây bắc-Đông nam, phần còn lại chảy
theo hướng Bắc-Nam trước khi đổ vào sơng
La Ngà.
d. Lưu vực Thanh Bình
Trạm thủy văn Thanh Bình trên sông Cam
Ly (nhánh cấp I sông Đa Dâng, thuộc hệ
556

NASH

Lưu

lượng

Mưa

Bốc hơi

Hiệu
chỉnh

Kiểm
định

Đại
Nga

Đại
Nga

Bảo Lộc

0,82

0,75

Đà Lạt

0,71

0,71


Thanh
Đà Lạt
Bình
Đak
Nơng

Đăk
Nơng

Đăk Nơng

0,77

0,71

Krơng
Buk

Krơng
Buk

Bn Ma
Thuột

0,72

0,70


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8


3. Phân tích hồi quy
Bước tiếp theo của nghiên cứu là ứng dụng
phương pháp phân tích hồi quy xác định ảnh
hưởng của các đặc trưng hình thái lưu vực tới
các thơng số của mơ hình NAM. Nhận thấy,
trong số các đặc trưng hình thái thì Ls là có
tác động tới nhiều thơng số mơ hình NAM
nhất. Hệ số tương quan R giữa Ls với CKIF,
CK1,2, TOF, TIF và TG đều trên 0,8. Ở
chiều ngược lại, các thông số TIF và TG có
mối quan hệ chặt chẽ với nhiều đặc trưng
hình thái lưu vực nhất, bao gồm F, Hmax, Ls,
Js, Li và Jd (bảng 4). Một số phương trình
hồi quy được xác định cho khu vực như sau:
Umax = 0.0605(Li) + 33.283
CKIF = 23.614*Ls  570.68
CK1,2 = 1.6755*Ls + 114.59
CQOF = 1.3256*D  0.7608
Bảng 4. Hệ số R2 từng cặp
F

Hmax Hmin

Ls

Js

Li


D

Htb

Jd

Umax

0.42 0.22 0.00 0.06 0.36 0.71 0.07 0.12 0.56

Lmax

0.03 0.00 0.16 0.03 0.03 0.21 0.44 0.00 0.09

CQOF 0.01 0.07 0.28 0.20 0.02 0.04 0.54 0.02 0.00
CKIF 0.27 0.31 0.29 0.77 0.42 0.11 0.36 0.03 0.14
CK1,2 0.54 0.48 0.28 0.97 0.75 0.37 0.24 0.07 0.37
TOF

0.08 0.03 0.00 0.71 0.38 0.06 0.00 0.12 0.02

TIF

0.96 0.87 0.49 0.75 0.89 0.81 0.27 0.38 0.87

TG

0.72 0.45 0.08 0.77 0.97 0.83 0.00 0.05 0.66

CKBF 0.17 0.37 0.62 0.03 0.00 0.06 0.50 0.87 0.22


4. Ứng dụng tính tốn cho lưu vực
khơng có tài liệu
Hồ chứa Đạ Tẻh, tỉnh Lâm Đồng, có diện
tích lưu vực 198km2, là lưu vực khơng có tài
liệu đo đạc thủy văn. Để mơ phỏng chuỗi
dòng chảy ngày đến hồ sử dụng tài liệu mưa
ngày trạm Đại Nga, bốc hơi ngày trạm Bảo
Lộc. Các thơng số mơ hình NAM bao gồm
Umax, CQOF, CKIF, CK1,2, TOF, TIF, TG,
CKBF được xác định lại dựa theo các

phương trình hồi quy đã tìm được ở trên. Các
thơng số còn lại được giữ nguyên giống như
lưu vực trạm Đại Nga là lưu vực có vị trí gần
nhất. Từ chuỗi dịng chảy mơ phỏng được,
xác định được một số đặc trưng dòng chảy
của lưu vực Đạ Tẻh như sau: Qo = 10,17 m3/s;
Mo = 51,36m3/s.
KẾT LUẬN

Kết quả ban đầu cho thấy các thơng số mơ
hình NAM có mối quan hệ tương đối chặt
chẽ với các đặc trưng hình thái lưu vực. Kết
hợp yếu tố phân vùng thủy văn và mối quan
hệ với các đặc trưng hình thái lưu vực có thể
tìm được bộ thơng số mơ hình phù hợp cho
lưu vực khơng có tài liệu. Tuy nhiên, do
mạng lưới trạm đo trong khu vực nghiên cứu
cịn thưa nên chưa có khả năng kiểm định các

phương trình hồi quy. Hướng nghiên cứu tiếp
theo có thể mở rộng vùng nghiên cứu, bổ
sung trạm đo và các đặc trưng mô tả lưu vực,
đồng thời sử dụng phân tích hồi quy đa biến
thay vì đơn biến.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Dawson and Wilby (2001). Hydrological
modeling using artificial neural networks,
Prog.Phys.Geogr.,25,80-108.
[2] Klemes V. (1986), Operational testing of
hydrological
simulation
models.
Hydrological Sciences Journal, 31:1, 13-24.
[3] Merz, R. and Blöschl, G. (2004),
Regionalisation of catchment model
parameters, J. Hydrol., 287, 95-123.
[4] Vandewiele, G.L. and Elias, A (1995):
Monthly water balance of ungauged
catchments obtained by geographical
regionalization, J. Hydrol, 170, 277-291.
[5] Seibert, J. (1999). Regionalization of
parameters for a conceptual rainfall-runoff
model, Agr. Forest Meteorol., 98, 279-293.
[6] Trần Thanh Xuân (2007). Đặc điểm thủy
văn và nguồn nước sông Việt Nam. NXB
Nông nghiệp.

557