B N CAM K T
Tên tác gi : Nguy n Th Thu Bình
H c viên cao h c: 22V21
Ng

ih

ng d n khoa h c: PGS. TS Hoàng Minh Tuy n, PGS. TS Ngô Lê Long

Tên đ tài lu n v n: “ ng d ng mô hình toán d báo dòng ch y l trên l u v c
sông Ơ”.
Tác gi xin cam đoan đ tài lu n v n đ

c làm d a trên s li u, t li u thu th p đ

c

t ngu n th c t …đ tính toán ra các k t qu , t đó mô ph ng đánh giá đ a ra nh n
xét. Tác gi không sao chép b t k m t lu n v n ho c m t đ tài nghiên c u nào tr

c

đó.
Tôi xin cam đoan, m i s giúp đ cho vi c th c hi n lu n v n này đư đ
các thông tin trích d n trong lu n v n đư đ

c ghi rõ ngu n g c.
Tác gi lu n v n

Nguy n Th Thu Bình

i

c c m n và


L IC M

N

Sau m t th i gian nghiên c u, đ n nay lu n v n th c s v i đ tài “ ng d ng mô hình
toán d báo dòng ch y l trên l u v c sông Ơ” đư đ

c hoàn thành t i Tr

h c Th y l i Hà N i v i s n l c c a b n thân và s giúp đ , ch b o, h

ng

i

ng d n

nhi t tình c a các th y giáo, cô giáo, s đ ng viên c a gia đình, b n bè và đ ng
nghi p.

hoàn thành đ

Tr nh Thu Ph

c lu n v n, tác gi chân thành c m n s giúp đ ThS.


ng công tác t i Trung tâm D báo Khí t

ng th y v n Trung

ng,

ch nhi m đ tài c p B “Nghiên c u xây d ng công ngh nh n đ nh l l n và dòng
ch y mùa c n trên l u v c sông H ng nh m nâng cao hi u qu v n hành liên h ch a“
đư h tr s li u khí t
ph

ng th y v n, s li u v n hành h , h

ng d n tìm hi u các

ng pháp trong d báo l hi n nay, thi t l p mô hình th y v n HECHMS, v n hành

h HECRESSIM và ng d ng ph

ng pháp mô hình toán trong d báo l sông à.

Tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c và trân tr ng t i 2 th y PGS. TS Hoàng Minh
Tuy n, PGS. TS Ngô Lê Long đư ch b o, h

ng d n và giúp đ tác gi r t t n tình

trong su t th i gian th c hi n và hoàn thành lu n v n.
Tác gi xin g i l i c m n đ n Phòng
Tài nguyên n


c c a tr

ng

ào t o đ i h c và sau đ i h c, Khoa Th y v n

i h c Th y l i và toàn th các th y cô đư gi ng d y,

giúp đ tác gi trong th i gian h c t p c ng nh th c hi n lu n v n.
Tác gi c ng chân thành c m n t i các b n đ ng nghi p, b n bè, đ c bi t phòng
Nghiên c u Tài nguyên n
Vi n Khoa h c Khí t

c, Trung tâm nghiên c u Th y v n và Tài nguyên n

c,

ng Th y v n và Bi n đ i khí h u n i tác gi đang công tác đư

h tr chuyên môn, thu th p tài li u liên quan đ lu n v n đ

c hoàn thành.

Do th i gian nghiên c u không dài, trình đ và kinh nghi m th c ti n ch a nhi u nên
lu n v n ch c ch n không th tránh đ

c nh ng h n ch và thi u sót. Tác gi kính

mong các th y, cô giáo, đ ng nghi p đóng góp ý ki n đ k t qu nghiên c u đ

hoàn thi n h n.
Tác gi xin chân thành c m n!
ii

c


M CL C
CH

NG 1. T NG QUAN D

BÁO DÒNG CH Y L ........................................3

1.1 T ng quan tình hình nghiên c u d báo l trên th gi i ................................. 3
1.2 T ng quan tình hình nghiên c u

Vi t Nam v d báo dòng ch y l ........... 5

1.3 Các ph

ng pháp d báo l ............................................................................... 9

1.3.1 Ph

ng pháp xu th ........................................................................................9

1.3.2 Ph

ng pháp m c n


1.3.3 Ph

ng pháp l

1.3.4 Ph

ng pháp phân tích th ng kê ..................................................................11

c, l u l

ng t

ng ng ............................................10

ng tr .................................................................................10

1.3.5 Mô hình m ng th n kinh nhân t o ................................................................ 11
1.3.6 Ph

ng pháp mô hình toán ...........................................................................12

1.4 L a ch n ph
CH

NG 2.

C

ng pháp d báo dòng ch y l trên sông Ơ .......................... 18

I M

A LÝ T

NHIểN VÀ M A L

L U V C SÔNG

À .................................................................................................................................19
2.1 i u ki n đ a lý t nhiên l u v c sông Ơ ...................................................... 19
2.1.1 V trí đ a lý....................................................................................................19
2.1.2

c đi m đ a hình và đ t đai ........................................................................20

2.1.3

c đi m khí h u ..........................................................................................21

2.2

c đi m th y v n ............................................................................................. 21

2.2.1 M ng l

i sông ngòi.....................................................................................21

2.2.2 Các đ c tr ng th y v n .................................................................................22
2.2.3


c đi m m a, l n i b t trên l u v c sông à ...........................................24

2.3 H th ng h ch a trên l u v c ......................................................................... 26
2.4 Gi i thi u mô hình nghiên c u ......................................................................... 31

iii


2.4.1 Mô hình HEC-HMS .....................................................................................32
2.4.2 Mô hình HEC_RESSIM ...............................................................................44
CH

NG 3.

NG D NG MÔ HÌNH TOÁN D

BÁO DÒNG CH Y L TRÊN

L U V C SÔNG À .................................................................................................48
3.1 Thi t l p mô hình d báo dòng ch y l trên l u v c sông Ơ ...................... 48
3.1.1 Thi t l p mô hình HEC-HMS ......................................................................48
3.1.2 Thi t l p mô hình đi u ti t h ch a HEC_RESSIM ....................................63
3.2

ng d ng mô hình d báo th nghi m n m 2015 trên l u v c sông Ơ ..... 73

3.2.1 D báo dòng ch y l trên sông à ............................................................... 73
3.2.2

ánh giá sai s c a y u t d báo (l u l


ng dòng ch y) theo th ng kê xác

su t .........................................................................................................................73
3.2.3 K t qu d báo dòng ch y th nghi m b ng mô hình HEC-HMS và HECRESSIM .................................................................................................................76
K T LU N VÀ KI N NGH .....................................................................................89
PH L C .....................................................................................................................92

iv


DANH M C B NG BI U
B ng 2-1 Phân b di n tích l u v c sông à ................................................................ 21
B ng 2-2 Các sông nhánh c p 1 chính c a c a sông à trên lưnh th Vi t Nam ........22
B ng 2-3 M t s đ c tr ng th y v n l u v c sông à .................................................23
B ng 2-4

c tr ng dòng ch y trên sông à ................................................................ 24

B ng 2-5 Thông s k thu t nhà máy th y đi n Hòa Bình ...........................................28
B ng 2-6 Thông s k thu t nhà máy th y đi n S n La ...............................................29
B ng 2-7 Thông s k thu t nhà máy th y đi n B n Chát............................................30
B ng 3-1 B ng phân chia l u v c .................................................................................48
B ng 3-2 Th ng kê tình hình tài li u thu th p ph c v nghiên c u .............................. 49
B ng 3-3 Tr ng s tr m m a s d ng trên l u v c b ph n sông à ..........................51
B ng 3-4 B thông s c a mô hình HEC-HMS cho t ng l u v c b ph n ..................52
B ng 3-5 B thông s c a mô hình Hec cho t ng đo n sông .......................................52
B ng 3-6 K t qu hi u ch nh theo ch tiêu Nash và sai s đ nh l cho các ti u l u v c
.......................................................................................................................................59
B ng 3-7 K t qu ki m đ nh n m 2014 .........................................................................63

B ng 3-8 Tiêu chu n ch t l
B ng 3-9 L u l

ng c a ph

ng án d báo (QP 94/TCN-91) ..................75

ng dòng ch y d báo đ n h Lai Châu .............................................76

B ng 3-10 Ch tiêu đánh giá k t qu d báo th nghi m tr n l n m 2015 đ n h th y
đi n Lai Châu b ng mô hình HEC-HMS ......................................................................77
B ng 3-11 L u l

ng dòng ch y d báo đ n h B n Chát ...........................................77

B ng 3-12 Ch tiêu đánh giá k t qu d báo th nghi m tr n l n m 2015 đ n h th y
đi n B n chát b ng mô hình HEC-HMS .......................................................................77
B ng 3-13 Dòng ch y d báo trên h th ng sông à gia nh p vào h S n La ............78
B ng 3-14 B ng c p nh t s li u t i th i đi m phát báo đ d báo đ n h S n La......78
v


B ng 3-15 L u l

ng dòng ch y d báo đ n h S n La ..............................................82

B ng 3-16 Ch tiêu đánh giá k t qu d báo th nghi m tr n l n m 2015 đ n h th y
đi n S n La ....................................................................................................................82
B ng 3-17 L u l


ng dòng ch y d báo đ n h Hòa Bình ..........................................83

B ng 3-18 B ng c p nh t s li u t i th i đi m phát báo đ d báo đ n h Hòa Bình ..83
B ng 3-19 L u l

ng dòng ch y d báo đ n h Hòa Bình ..........................................87

B ng 3-20 Ch tiêu đánh giá k t qu d báo th nghi m tr n l n m 2015 đ n h th y
đi n Hòa Bình b ng mô hình HEC-RESSIM ................................................................ 87

vi


DANH M C CÁC HÌNH NH
Hình 2-1 S đ l u v c sông à (đo n thu c Vi t Nam) .............................................19
Hình 2-2 S đ h th ng trên l u v c sông à ............................................................. 27
Hình 2-3 S đ nghiên c u tóm t t ...............................................................................31
Hình 2-4 Bi u đ m a ...................................................................................................35
Hình 2-5 C u trúc mô hình Hec-ressim.........................................................................44
Hình 3-1 S đ h th ng l u v c nghiên c u ............................................................... 49
Hình 3-2 K t qu hi u ch nh mô hình tr m M

ng Tè n m 2011 ................................ 53

Hình 3-3 K t qu hi u ch nh mô hình tr m M

ng Tè n m 2013 ................................ 53

Hình 3-4 K t qu hi u ch nh mô hình tr m N m Giàng n m 2011 .............................. 54
Hình 3-5 K t qu hi u ch nh mô hình tr m N m Giàng n m 2013 .............................. 54

Hình 3-6 K t qu hi u ch nh mô hình tr m M

ng Lay n m 2011 .............................. 55

Hình 3-7 K t qu hi u ch nh mô hình tr m M

ng Lay n m 2013 .............................. 55

Hình 3-8 K t qu hi u ch nh mô hình tr m Tà Gia n m 2011 ......................................56
Hình 3-9 K t qu hi u ch nh mô hình tr m Tà Gia n m 2013 ......................................56
Hình 3-10 K t qu hi u ch nh mô hình tr m N m M c n m 2011............................... 57
Hình 3-11 K t qu hi u ch nh mô hình tr m N m M c n m 2013............................... 57
Hình 3-12 K t qu hi u ch nh mô hình tr m S n La n m 2011 ...................................58
Hình 3-13 K t qu hi u ch nh mô hình tr m S n La n m 2013 ...................................58
Hình 3-14 K t qu ki m đ nh tr n l n m 2014 t i tr m M

ng Tè ............................ 60

Hình 3-15 K t qu ki m đ nh tr n l n m 2014 t i tr m N m Giàng ...........................60
Hình 3-16 K t qu ki m đ nh tr n l n m 2014 t i tr m M

ng Lay ..........................61

Hình 3-17 K t qu ki m đ nh tr n l n m 2014 t i tr m Tà Gia ..................................61
Hình 3-18 K t qu ki m đ nh tr n l n m 2014 t i tr m N m M c ............................. 62
vii


Hình 3-19 K t qu ki m đ nh tr n l n m 2014 t i tr m S n La ..................................62
Hình 3-20 S đ mô ph ng h th ng h ch a sông à ................................................69

Hình 3-21 Minh h a mô ph ng cho công trình h ch a Lai Châu ............................... 69
Hình 3-22 Minh ho thi t l p ph

ng án v n hành h ch a th y đi n Lai Châu ........70

Hình 3-23 Minh h a mô ph ng cho công trình h ch a S n La ...................................70
Hình 3-24 Minh ho thi t l p ph

ng án v n hành h ch a th y đi n S n La ...........71

Hình 3-25 Minh h a mô ph ng cho công trình h ch a B n chát ................................ 71
Hình 3-26 Minh ho thi t l p ph

ng án v n hành h ch a th y đi n B n Chát ........72

Hình 3-27 Minh h a mô ph ng cho công trình h ch a Hòa Bình ............................... 72
Hình 3-28 Dòng ch y d báo đ n h ch a S n La t i th i đi m 24h ...........................79
Hình 3-29 Dòng ch y d báo đ n h ch a S n La t i th i đi m 48h ...........................79
Hình 3-30 Dòng ch y d báo đ n h ch a S n La t i th i đi m 72h ...........................80
Hình 3-31 Dòng ch y d báo đ n h ch a S n La t i th i đi m 96h ...........................80
Hình 3-32 Dòng ch y d báo đ n h ch a S n La t i th i đi m 120h .........................81
Hình 3-33

ng quá trình gi a dòng ch y th c đo và dòng ch y d báo đ n h S n

La ...................................................................................................................................81
Hình 3-34 Dòng ch y d báo đ n h ch a Hòa Bình t i th i đi m 24h .......................84
Hình 3-35 Dòng ch y d báo đ n h ch a Hòa Bình t i th i đi m 48h .......................84
Hình 3-36 Dòng ch y d báo đ n h ch a Hòa Bình t i th i đi m 72h .......................85
Hình 3-37 Dòng ch y d báo đ n h ch a Hòa Bình t i th i đi m 96h .......................85

Hình 3-38 Dòng ch y d báo đ n h ch a Hòa Bình t i th i đi m 120h .....................86
Hình 3-39

ng quá trình quá trình gi a dòng ch y th c đo và dòng ch y d báo

đ n h Hòa Bình ............................................................................................................86

viii


M

U

1. Tính c p thi t c a đ tài
Trong b i c nh bi n đ i khí h u hi n nay, hi m h a l l t di n ra ngày càng nguy hi m
và ph c t p gây ra h u qu nghiêm tr ng cho con ng

i. Vi c nh n bi t tr

bi n l tr nên vô cùng quan tr ng trong công tác phòng ch ng thiên tai.

c di n

c bi t, đ i

v i nh ng l u v c sông có h th ng liên h ch a đa m c tiêu nh l u v c sông

à.


Nghiên c u nâng cao kh n ng d báo l có ý ngh a to l n trong vi c v n hành hi u
qu các h ch a và phòng ch ng l gi m nh thi t h i do thiên tai gây ra.
L u v c sông
h

à là ph l u l n nh t c a sông H ng, có ch đ l khá ph c t p, nh

ng l n đ n s phát tri n kinh t xã h i c a vùng đ ng b ng sông H ng. Nhi u gi i

pháp công trình và phi công trình đư đ
nh h

c ng d ng nh m gi m nh nh ng thi t h i,

ng c a l nh : xây d ng h th ng đê, h ch a, phân ch m l , quy ho ch phòng

ch ng l , h th ng d báo, c nh báo trên toàn l u v c.
Hi n nay, trên l u v c sông

à g m có các công trình h ch a th y đi n l n nh S n

La, Hòa Bình, B n Chát, Lai Châu đư và s p đi vào ho t đ ng. H th ng h ch a đa
m c tiêu này đóng góp t tr ng l n v s n l

ng đi n trong h th ng đi n Qu c gia

c ng nh đóng vai trò quan tr ng trong vi c tham gia c t l và c p n

c cho h du


sông H ng. Các h ch a khai thác đa m c tiêu có dung tích k t h p khá l n so v i
dung tích hi u d ng, do v y mâu thu n gi a nhi m v phòng l v i các nhi m v khác
luôn luôn t n t i. Trong mùa l , hi u qu v n hành công trình x l khi có l ph thu c
vào k t qu d báo ng n h n (24h, 48h). Vi c tính toán và tìm ra k t qu d báo l t t
trên l u v c sông

à là khá c n thi t, nó không ch có ý ngh a khoa h c và th c ti n

trong công tác phòng ch ng gi m nh thiên tai cho vùng sông

à mà còn đóng vai trò

quan tr ng c t gi m, ch ng l tri t đ cho h du v i sông H ng và đ ng b ng B c B .
Trong b i c nh nh v y, h c viên đư l a ch n lu n v n: “ ng d ng mô hình toán d
báo dòng ch y l trên l u v c sông

à” nh m nghiên c u m t ph

ng pháp khoa

h c v d báo l trên l u v c sông đư và đang t n t i h th ng h ch a l n nh t đ t
n

c, đóng vai trò vô cùng quan tr ng đ m b o an ninh n ng l

l ,c pn

c cho đ ng b ng sông H ng.
1


ng qu c gia, phòng


2. M c đích c a đ tài
Nghiên c u ng d ng mô hình toán v n hành đi u ti t h ch a và d báo dòng ch y l
trên l u v c sông à nh m h n ch , gi m thi u thi t h i do l gây ra.
3.

it

ng và ph m vi nghiên c u

a.

it

ng nghiên c u

H th ng các h và dòng ch y l trên l u v c sông à.
b. Ph m vi nghiên c u
Toàn b l u v c sông

à đ n đ p th y đi n Hòa Bình. Th i gian mùa l t tháng VI

đ n tháng X.
4. Cách ti p c n và ph

ng pháp nghiên c u

a. Cách ti p c n:

- Theo quan đi m h th ng.
- Theo quan đi m th c ti n và t ng h p đa m c tiêu
b. Ph
- Ph

ng pháp nghiên c u:
ng pháp th ng kê và x lý s li u: ph

lý các tài li u v đ a hình, khí t

ng pháp này đ

c s d ng trong vi c x

ng th y v n, th y l c ph c v cho tính toán và d

báo.
- Ph

ng pháp mô ph ng: Tính toán mô ph ng dòng ch y l trên l u v c sông

à

b ng mô hình HEC-HMS
- Ph

ng pháp k th a: Trong quá trình th c hi n lu n án đư s d ng các k t qu có

liên quan đư đ


c nghiên c u tr

c đây c a các tác gi , c quan và t ch c khác.

Nh ng k th a nh m m c đích k t qu tính toán phù h p v i th c ti n c a vùng
nghiên c u.

2


CH

NG 1. T NG QUAN D

BÁO DÒNG CH Y L

1.1 T ng quan tình hình nghiên c u d báo l trên th gi i
Nghiên c u d báo l trên th gi i hi n nay đư và đang nh n đ
nhi u nhà khoa h c, đ c bi t là v n đ nâng cao ch t l
ngh d báo nghi p v đư và đang đ

c s quan tâm c a r t

ng d báo, r t nhi u công

c phát tri n d a trên s k t h p các mô hình

th y v n, th y l c. Nhi u mô hình đư đ

c xây d ng và áp d ng cho d báo h ch a,


d báo l cho h th ng sông, cho công tác quy ho ch phòng l . M t s mô hình đư
đ

c ng d ng th c t trong công tác mô ph ng và d báo dòng ch y cho các l u v c

sông có th li t kê ra nh sau:
- Vi n th y l c
báo l

an M ch (Danish Hydralics Institute. DHI) xây d ng ph n m m d

bao g m: Mô hình NAM tính toán và d báo dòng ch y t m a: Mô hình Mike

11 tính toán th y l c, d báo dòng ch y trong sông và c nh báo ng p l t. Ph n m m
này đư đ

c áp d ng r t r ng rãi và r t thành công

khu v c Châu Á, mô hình đư đ
SongKla

nhi u n

c trên th gi i. Trong

c áp d ng đ d báo l l u v c sông Mun-Chi và

Thái Lan, l u v c sông


Bangladesh và Indonesia. Hi n nay công ty t

v n CTI c a Nh t B n đư mua b n quy n c a mô hình, th c hi n nh ng c i ti n đ mô
hình có th phù h p v i đi u ki n th y v n c a Nh t B n. Wallingford k t h p v i
Hacrow đư xây d ng ph n m m ISIS cho tính toán d báo l và ng p l t. Ph n m m
bao g m các mô đun: Mô hình đ

ng đ n v tính toán và d báo dòng ch y t m a;

mô hình ISIS tính toán th y l c, d báo dòng ch y trong sông và c nh báo ng p l t.
Ph n m m này đư đ

c áp d ng khá r ng rãi

d ng cho sông Mê Kông trong tr
ch trì th c hi n

nhi u n

ng trình S d ng N

Vi t Nam. Mô hình ISIS đ

c trên th gi i, đư đ

c áp

c do y h i Mê Kông Qu c t

c s d ng đ tính toán trong d án


phân l và phát tri n th y l i l u v c sông áy do Hà Lan tài tr .
- Trung tâm khu v c START ông Nam Á ( Southeast Asia START Regional Center)
đang xây d ng “ H th ng d báo l th i gian th c cho l u v c sông Mê Kông”. H
Th ng này đ

c xây d ng trên mô hình th y v n khu v c có thông s phân b tính

toàn dòng ch y t m a. H th ng d báo đ

c phân thành 3 ph n: thu nh n s li u t

3


v tinh và các tr m t đ ng d báo th y v n và d báo ng p l t. Th i gian d ki n d
báo là 1 ho c 2 ngày.
- Vi n

i n l c ( EDF) c a pháp đư xây d ng ph n m m TElEMAC tính các bài toán

th y l c 1 và 2 chi u. Mô hình này đư đ

c áp d ng tính toán r t nhi u n i

C ng

hòa pháp và trên th gi i.
- Trung tâm k thu t th y v n ( M ) đư xây d ng b mô hình HEC-1 đ tính toán th y
v n, trong đó có HEC-1F là ch

Mô hình đư đ
d ng

ng trình d báo l t m a và di n toán l trong sông.

c áp d ng r t r ng rãi trên th gi i.

Indonesia, Thái Lan và

Châu Á, mô hình đư đ

Vi t Nam. G n đây, mô hình đ

tri n thành HMS có giao di n đ h a thu n l i cho ng
- Trong m t nghiên c u v h th ng d

báo l

c áp

c c i ti n và phát

i s d ng.
cho sông Maritsa và Tundzha,

Roelevink và c ng s đư k t h p s d ng mô đun m a – dòng ch y Mike 11-NAM và
mô đun th y l c Mike 11-HD đ ti n hành d báo. Các mô hình này đư đ

c hi u


ch nh s d ng s li u các tr n l n m 2005 và 2006. K t qu t 2 mô hình này đ
k t h p s d ng v i ph n m m FloodWatch đ k t xu t ra m c n

c

c d báo và các

c nh báo t i các đi m xác đ nh. K t qu cho th y r ng s li u đ u vào quy t đ nh l n
c a th i gian d ki n. K t qu s chính xác h n n u th i gian d ki n ng n và ng
l i. Trong nghiên c u này c ng đư s d ng ch c n ng c p nh t m c n
tính toán theo m c n

c và l u l

c và l u l

ng

ng th c đo t i các v trí biên đ u vào

- M t trong s các mô hình d báo l cho m t h th ng sông-h ch a đư đ
d ng t i tr

c

ng đ i h c Texas (Hoa K ). H th ng h ch a

c xây

Highland Lakes vùng h


du l u v c sông Colorado g m 7 h ch a n i ti p. Mô hình d báo l cho vùng này
đ

c s d ng đ ra các quy t đ nh v n hành trong su t th i k l , mô hình bao g m 2

mô đun chính là mô đun qu n lý d li u và mô đun đi u khi n l s d ng mô hình
m a-dòng ch y, mô hình DWOPER và GATES.
- C c công binh Hoa K phát tri n h mô hình h HEC: mô hình th y v n HEC-RASS
tính toán d báo dòng ch y t m a, mô hình th y l c HEC-HMS di n toán dòng ch y,
HEC-RESSIM đi u ti t h ch a phân ph i dòng ch y
4


- Vi c nghiên c u môi tr

ng Stockholm (SEI)- Th y

i n đư phát tri n mô hình

WEAP tính toán cân b ng gi a các nhu c u c a các d ng s d ng n
n

c t các công trình c p n

ng m, n

c, v i ngu n n

c phân b ngu n


c cung c p bao g m n

c h ch a và các v n chuy n ngu n n

c. Mô hình đ

c m t, n

c

c ng d ng thành

công t i nhi u l u v c sông c a các qu c gia nh Trung Qu c, n

, Châu Phi…

- Nh t B n đang phát tri n và th nghi m H th ng c nh báo l toàn c u (Global
Flood Alert System, GFAS) và m ng l

i l qu c t (International Flood Network,

IFNet), s d ng s li u m a b m t cùng các s li u

cl

ng m a t v tinh đ c nh

báo kh n ng hay xác su t x y ra l trên các sông l n toàn c u (IFNet) khi l
đư r i v


t ng

ng gi i h n m a hi u qu sinh l đ

c xác đ nh tr

v c. H th ng này ch a tính t i đi u ki n m t đ m l u v c, nh h

ng m a

c cho t ng l u
ng c a đ a hình,

tình tr ng m, hi n tr ng l c a l u v c nên đ chính xác không cao, ch có tính c nh
báo xác su t có kh n ng x y ra l trên l u v c sông l n.
- Vi n Nghiên c u Công chính Nh t B n (Public Works Research Institute, PWRI)
đ

c xây d ng t n m 2007 H th ng phân tích d báo l s d ng s li u m a v tinh

(Integrated Flood Analysis System, IFAS). H th ng này có s d ng s li u

cl

ng

m a t v tinh ho c m a b m t làm đ u vào; phân tích, tính toán dòng ch y trên c
s mô hình th y v n thông s phân ph i PWRI; thi t l p mô hình tính toán m a rào
dòng ch y d a trên c s s li u GIS, vi n thám nh đ a hình, s d ng đ t, lo i đ t,

th m th c v t…; hi n th các k t qu
này đư đ

d ng đ th , b ng bi u hay b n đ . H th ng

c đào t o mi n phí cho các n

c đang phát tri n

châu Á tri n khai áp

d ng cho các l u v c sông khác nhau thông qua nhi u l p t p hu n và h i th o qu c
t .
1.2 T ng quan tình hình nghiên c u
Hi n nay
tr

Vi t Nam v d báo dòng ch y l

Vi t Nam, nhi u c quan nh : Vi n Khoa h c Khí t

ng th y v n và Môi

ng, Vi n Khoa h c Th y L i, Vi n Quy ho ch Th y L i đư và đang áp d ng các

mô hình toán đ tính toán, d báo dòng ch y và c nh báo l . M t s nghiên c u có th
k đ n:

5



- Trung tâm D

báo Khí t

ng th y v n Trung

ng đang

ng d ng mô hình

MARINE đ tính toán d báo ng n h n dòng ch y l Sông à.
- D án phân l và phát tri n th y l i l u v c sông C do Hà Lan tài tr s d ng mô
hình ISIS đ tính toán.
- Tính toán d báo và v n hành h th ng h ch a s d ng ph n m m DK11 c a GS.TS
Hà V n Kh i đ

c th c hi n b i b môn Th y v n và tài nguyên n

c tr

ng

ih c

Th y L i n m 2013.
Bên c nh đó, d báo th y v n còn đ

c th c hi n trên c s c a ph


ng pháp phân

tích th ng kê, phân tích d báo 2 thành ph n chính c a dòng ch y t o thành t l
tr n
đ

c trong sông và t l

ng m a trong th i gian d báo. Các ph

ng

ng pháp đang

c s d ng chính là:

- Ph

ng pháp phơn tích th ng kê: Xây d ng ph

ng án d báo các đ c tr ng dòng

ch y (trung bình, l n nh t và nh nh t) trong th i k 5 ngày t l
sông và l

ng m a trong th i gian d ki n d

ng tr n

i d ng bi u đ và các ph


c trong

ng trình h i

quy.
- D báo kéo dài (m r ng): S d ng k t qu c a d báo h n ng n trong 1 - 2 ngày
đ u, t ngày th 3 đ n ngày th 5 s d ng ph

ng pháp phân tích th ng kê, xây d ng

m i quan h c a các đ c tr ng dòng ch y 3 ngày cu i v i l
và l

ng tr n

c trong sông

ng m a d báo. T ng h p k t qu , ra b n tin d báo các đ c tr ng dòng ch y

trong th i k 5 ngày t i.
- S d ng mô hình TANK k t h p Muskingum xây d ng ph n m m d báo quá
trình m c n

c, l u l

ng 5 ngày (v i th i đo n tính toán 6h) cho các tr m chính trên

h th ng sông H ng và sông Thái Bình. L
Mô hình này đang đ

th y v n Trung

ng m a d báo c p nh t t mô hình HRM.

c th nghi m d báo hàng ngày t i Trung tâm d báo Khí t

ng

ng.

H n ch c a các ph

ng pháp đang s d ng hi n nay là: L

ng m a d báo đ

cl y

trung bình cho toàn l u v c l n trong th i h n 1 ngày ho c 5 ngày. Bên c nh đó, các
mô hình này ch a k t n i v i các mô hình th y l c c ng nh GIS và ch a đ
6

c nghiên


c u c th , chi ti t cho các l u v c b ph n. Ch t l

ng d báo ch a cao, m c đ m

b o d báo đ c tr ng dòng ch y đ t kho ng 70%; m c đ m b o d báo quá trình dòng

ch y đ t trung bình kho ng 65% và gi m r t nhanh khi t ng th i gian d ki n. Nhìn
chung ch a đáp ng đ
tài: “

-

c yêu c u c a công tác đi u hành h th ng h ch a hi n nay.

ng d ng m t s mô hình thích h p đ d báo l th

ng l u h th ng

sông Thái Bình” ( Nguy n Lan Châu)
Trên c s phân tích các hình th th i ti t gây m a và ch đ n
sông Thái Bình ( sông C u, sông Th
mô hình TANK, NAM và ph

cl

th

ng l u

ng, sông L c Nam) đư nghiên c u ng d ng các

ng pháp h i quy b i đ tính toán và d báo quá trình

dòng ch y l t i Thái Nguyên trên sông C u, Ph L ng Th

ng trên sông Th


ng và

L c Nam trên sông L c Nam. K t qu nghiên c u cho th y k t qu tính toán và d báo
dòng ch y l

theo 3 mô hình nêu trên đ u cho k t qu t t. Mô hình đư đ

c

TTDBKTTVTU b sung và đ a vào d báo tác nghi p th nghi m t n m 2000.
-

tài Xây d ng các ph

ng án nh n đ nh h n dƠi đ nh l n m các sông chính

Vi t Nam (TS. Nguy n Lan Châu,

tài NCKH T ng c c khí t

ng th y v n, n m

2001)
tài đư xây d ng đ

c công ngh d báo đ nh l t i 22 tr m chính trên các sông

H ng, sông Mã, C , La, Gianh, Th ch Hưn, H
R ng, Ti n, H u d a trên các ph


ng, Thu B n, Trà Khúc, Kôn,

ng pháp h i quy t ng b

c, th ng kê khách quan,

nh n d ng v i các y u t m a, nhi t đ , b c h i, ENSO, áp cao Thái Bình D
Mô hình đang đ
Khí t
-

ng…

c ng d ng t i Phòng D báo Th y v n B c B , Trung tâm D báo

ng Th y v n Trung

ng.

tài:” Nghiên c u Xây d ng ph

máy vi tính” (TS.

à

ng Ng c T nh,

ng án d báo h n ng n l mi n Trung trên
tài NCKH T ng c c khí t


ng th y v n, n m

2001).
tài là d a trên c s các ti n b k thu t tin h c (c ph n c ng và ph n m m),
chuy n hoá các k t qu nghiên c u c b n, các ph

ng án d báo thu v n truy n

th ng và hi n đ i thành các ph n m m trên máy vi tính nh m hoàn thi n và khách
7


quan hoá các ph
h

ng án d báo, gi m th i gian thao tác trong nghi p v , gi m d n nh

ng c a các y u t ch quan, nâng cao đ chính xác, đ tin c y c a các ph

d báo. Các ph

ng án đ tin h c hoá là nh ng ph

sông mi n Trung là ph

ng án d báo h n ng n l trên các

ng pháp c nh báo b ng nh n d ng t


ng t v i nh ng tr n l

trong quá kh , c nh báo đ nh l theo quan h v i các y u t khí t
n

c l theo các ph

ng trình h i quy nhi u bi n, m c n

đ nh l ho c bi n đ l v i l

ng m a, m c n

ng án

ct

ng, d báo m c

ng ng hay quan h

c chân l . Các ph

ng án này đ

c

c p nh t và b sung theo chu i s li u t 1975 đ n 1999 cho khu v c mi n Trung.
tài : “Nghiên c u nh n d ng toàn di n v l , d báo, ki m soát vƠ thoát l


-

ph c v yêu c u chung s ng v i l
Tr

ng,

đ ng b ng sông C u Long” (TS. Tô Vân

tài NCKH c p NN- KC-08-14, Phân Vi n kh o sát Quy ho ch Th y l i

Nam B , n m 2005)
M t trong nh ng k t qu thành công c a đ tài là xây d ng công ngh nh n d ng dài
h n l l n đ ng b ng sông C u Long t các hình th synop, t m a l th
th y tri u theo các ph

ng ngu n,

ng pháp phân tích th ng kê, phân tích đ nh d ng, mô hình

m ng th n kinh nhân t o ANN và phân tích không nh.
-

tài :” Nghiên c u xây d ng công ngh d báo l sông Ơ ph c v đi u ti t h

Hòa Bình trong công tác phòng ch ng l

l t” (TS. Nguy n Lan Châu,

tài


NCKHCN c p B , n m 2006)
ng d ng thành công mô hình MARINE vào d báo dòng ch y l trên l u v c sông
à đ n h Hòa Bình, mô hình Tank d báo l sông Lô, sông Thao và mô hình th y l c
IMECH-1D (do Vi n c xây d ng) d báo l h l u sông H ng. H th ng mô hình đư
đ
-

c s d ng trong nghi p v d báo.
tài: ”Xây d ng công ngh tính toán d báo l l n trên h th ng sông H ng-

Thái Bình” (TS. Tr n Th c,

tài NCKH c p B , n m 2005).

tài đư ng d ng đ u tiên b mô hình NAM_Mike 11 c a DHI trong d báo l l n
trên h th ng sông H ng tr

c 48 gi .

8


tài “Nghiên c u công ngh d báo l trung h n k t n i v i công ngh đi u

-

hành h th ng công trình phòng ch ng l cho đ ng b ng sông H ng-sông Thái
Bình” (TS. V Minh Cát,
th


đư đ

tài NCKHCN c p Nhà n

c trong khuôn kh ngh đ nh

c ký k t gi a 2 chính ph Vi t Nam và Italy v h p tác khoa h c công

ngh , n m 2009).
tài đư ng d ng b mô hình DIMOSOP s d ng d li u m a d báo s tr c a mô
hình d báo th i ti t BOLAM, d báo dòng ch y 5 ngày mùa l t i v trí h ch a (Hòa
Bình, Tuyên Quang và Thác Bà), các đi m quan tr c th y v n th
1.3 Các ph

ng l u .

ng pháp d báo l

D báo th y v n là tính tr

c m t cách khoa h c tình hình bi n đ i các đ c tr ng th y

v n trên các sông, su i, ao, h , kho n

c… đ ph c v cho vi c phòng ch ng thiên tai

và s d ng h p lý ngu n tài nguyên n

c trong các ngành kinh t qu c dân. D báo


th y v n là công vi c r t khó, nó đòi h i ng

i làm công vi c này không ch thành

th o nghi p v mà ph i có ki n th c v các ngành liên quan nh đ a lý, khí t

ng,

th y l c, toán, máy tính… và v n d ng m t cách linh ho t sáng t o trong vi c suy
đoán, l a ch n giá tr d báo.
Hi n nay, có nhi u ph
th , ph

ng pháp d báo l khác nhau, bao g m: ph

ng pháp m c n

c, l u l

pháp phân tích th ng kê, ph
1.3.1 Ph

c trong sông. Ph

ng pháp l

ng tr , ph

ng


ng pháp m ng trí tu nhân t o…

ng pháp d báo xu th là quy lu t quán tính c a chuy n đ ng

ng pháp này d a trên gi đ nh là đ i l

quy lu t gi ng nh s thay đ i tr
t c t ng và ng
u đi m c a ph

ng d báo thay đ i theo

c đó, ngh a là n u l đang lên thì giá tr d báo ti p

c l i l đang xu ng giá tr d báo ti p t c gi m.
ng pháp: Ph

quá nhi u thông tin nh các ph

ng pháp xu th có u đi m là đ n gi n, không c n
ng pháp khác. Ph

s li u t i m t tr m đo, đ d báo, đ i t
đang đ

ng ng, ph

ng pháp xu th


C s khoa h c c a ph
n

ng t

ng pháp xu

ng pháp xu th ch c n s d ng

ng d báo r t đa d ng cho nên đ n nay v n

c s d ng trong nhi u l nh v c khác nhau. Do đó ph
9

ng pháp này thích h p


v i các y u t d báo có pha thay đ i ch m, ch ng h n l t i h l u các sông l n, d
báo t t cho t ng nhánh l .
Nh

c đi m c a ph

pha n

ng pháp:

i v i nh ng vùng chuy n ti p gi a pha n

c xu ng, nh ng vùng có pha thay đ i l n, n u dùng ph


c lên và

ng pháp này s d

gây sai s l n.
1.3.2 Ph
Ph

ng pháp m c n

ng pháp l u l

đ

c

th

ng l u và m c n

và l

th

c, l u l

ng và m c n

l n, tr m d

nhi u, th

c

ng t

i ít b

nh h

h l u. M i t

ng gia nh p đáng k

ng l u.

ng pháp này ch dùng t t đ i v i đo n sông có đ d c

ng c a thu tri u hay n

ng pháp:

c v t, các tr m trên không quá
i.

i u ki n quan tr ng khi áp d ng ph

đo n sông không nhánh đư khó, xác đ nh

ng pháp l u


ng c a n
ng pháp l

ng pháp l

ng tr

Wv il ul

ng trình cân b ng n

ng trình l

ng trình l

i

c v t hay th y tri u thì ph i tìm cách gi i quy t khác.

ng tr d a trên cách gi i gi n hóa t h ph

i ta dùng ph

t c, dùng ph

đo n sông nhi u nhánh càng khó

ng h p đo n sông nhi u tr m trên, ho c nhi u tr m d


đây là m t trong hai cách gi i g n đúng cho h ph

Ph

c

ng ng là ph i tính đúng th i gian ch y truy n. Vi c xác đ nh th i gian ch y

ch u nh h

này ng

c đo

ng quan gi a m c n

ng ng v i th

ng ch m t hay hai tr m trên và m t tr m d

h n và luôn có sai s . Tr

1.3.3 Ph

ng pháp dùng m c n

ng pháp: Các thông s có th xác đ nh d dàng b ng đ th và b ng

c đi m c a ph


truy n

Ph

ng ng là ph

h l u s ph c t p n u khu gi a có l

nh ng cách gi i đ n gi n. Ph

l

ng ng

ng gia nh p đó l i không hoàn toàn t

u đi m c a ph

Nh

ct

ng l u đ d báo m c n
c

ng t

ng trình này, theo ph

đo n sông thay cho ph


c

ng tr thay cho ph

s này thì ta có th tính toán đ

ng pháp

ng trình liên

ng trình đ ng l c.

ng tr : W=f(Qd,Qtr) bi u th quan h gi a l

ng ch y vào Qtr l u l

ng trình Saint-Vernant,

ng tr c a đo n sông

ng ch y ra Qd. N u xác đ nh đ

c giá tr l u l

10

c quan h hàm

ng ch y ra t i cu i th i đo n Qd2 khi



bi t các giá tr l u l

ng ch y ra t i đ u th i đo n và l u l

ng ch y vào Qd1, Qtr1,

Qtr2.
1.3.4 Ph

ng pháp phân tích th ng kê

ây là nhóm các ph
v n đ xây d ng ph
hay đ

ng pháp th

ng s d ng các phép phân tích th ng kê trong th y

ng trình d báo, m t trong nh ng ph

c s d ng là ph

ng pháp trong nhóm này

ng pháp phân tích h i quy nhi u bi n.

u đi m c a ph


ng pháp: Ph

ng pháp này đ n gi n, d tính toán, có th đ a vào

nhi u bi n nh h

ng đ n đ i l

ng d báo đ phân tích.

Nh

c đi m c a ph

ng pháp: Không x lý đ

c nh ng tr

ng h p có nh ng giá tr

ngo i l i, s làm sai l ch k t qu d báo. Vì v y khi d báo ph i chu n b t t d li u.
1.3.5 Mô hình m ng th n kinh nhân t o
M ng trí tu nhân t o (Artificial Nerual Networks - ANN) đ
n m 1940. V i vi c ng d ng thu t toán quét ng
nhi u trong ngành tài nguyên n

c xây d ng t nh ng

c n m 1988, ANN đ


c s d ng

c, đ c bi t là d báo th y v n. M ng trí tu nhân t o

là m t mô ph ng x lý thông tin, đ

c nghiên c u ra t h th ng th n kinh c a sinh

v t, gi ng nh b nưo đ x lý thông tin. Nó bao g m s l

ng l n các m i g n k t

c p cao đ x lý các y u t làm vi c trong m i liên h gi i quy t v n đ rõ ràng. ANN
gi ng nh con ng

i, đ

c h c b i kinh nghi m, l u nh ng kinh nghi m, hi u bi t và

s d ng trong nh ng tình hu ng phù h p. Mô hình ANN cho phép thi t l p m i quan
h đa d ng và tr c ti p các bi n đ u vào và đ u ra, ph n ánh tính ch t c a c mô hình
nh n th c và mô hình h p đen.
u đi m c a ph

ng pháp: D li u đ u vào mô hình ANN không nh t thi t ph i n

đ nh và tuân theo phân b chu n nh ARIMA. Mô hình ANN là mô hình phi tuy n (t i
u s d ng trong ANN là t i u hàm phi tuy n). Mô hình ANN c ng cho k t qu t t
h n mô hình ARIMA khi d li u h n ch và trong các tr

quan h gi a các bi n trong mô hình không đ

ct

ng h p ph c t p, khi m i

ng minh. N u so sánh v i mô

hình ARIMA thì ANN là công c d báo t t h n vì nó d báo d a vào quá trình hình

11


thành m i quan h trong d li u. H n n a ANN r t phù h p v i vi c x lý các d li u
th c ch a nhi u hay b bóp méo ho c không đ y đ .
Nh

c đi m c a ph

ng pháp: R t khó tìm b thông s t i u, không ph n ánh đ

c

nh ng thay đ i l n, n u d li u s d ng đ xây d ng m ng không có nh ng tr s l n
đó.
1.3.6 Ph

ng pháp mô hình toán

1.3.6.1Mô hình m a dòng ch y

Phân tích s hình thành c a l do m a, ng

i ta dùng ph

dòng ch y trong d báo l . Quá trình m a trên l u v c th
h n dòng ch y trong sông su i, b i v y n u ta bi t đ
cho ta d báo đ
c a ph

ng pháp quan h m a-

ng đ

c quan tr c d dàng

c chính xác quá trình m a s

c dòng ch y trong sông v i th i gian d ki n dài h n. C s lý lu n

ng pháp này là ph

ng trình cân b ng n

c th i k l :

Y= X-Z-P
Trong đó:

Y-


sâu dòng ch y

X-

sâu m a

Z- T n th t do b c h i
P- T n th t do th m
Có nhi u mô hình m a - dòng ch y nh mô hình HEC-HMS, TANK (Nh t B n),
SSARR(M ), NAM( an M ch),…
Trong đó mô hình HEC-HMS là m t mô hình th y v n tham s hóa hi n đ i đ
tri n t ph n m m HEC-1 và hi n nay đ

c áp d ng r ng rãi

c phát

Vi t Nam c ng nh

trên th gi i đ di n toán dòng ch y t m a. Vi c ng d ng mô hình HEC-HMS ngoài
ng d ng ti n b khoa h c k thu t, d đ

c các đ i tác n

c ngoài ch p nh n d án

và n u di n tích l u v c l n h n v n có th chia thành các l u v c nh sau đó t p h p
l i theo c u trúc có s n cho mô hình này. Mô hình đ

c xác đ nh đ tính toán quá trình


m a dòng ch y c a h th ng các l u v c hình cây. Nó đ
12

c thi t k đ áp d ng v i


nhi u vùng đ a lý đ gi i quy t các v n đ khác nhau. Ph m vi áp d ng c a nó là tính
toán l và dòng ch y cho các l u v c t nhiên và đô th nh . K t qu tính toán t ph n
m mđ

c s d ng tr c ti p ho c k t h p v i các ph n m m khác đ nghiên c u tác

đ ng c a quá trình đô th hóa, thi t k đ

ng tràn, d báo l nh m h n ch , gi m thi t

h i do l gây ra, đi u ti t l và v n hành h th ng.
u đi m: R t thích h p cho vi c tính toán dòng ch y l t i các con sông không có
tr m đo l u l

ng ho c tr

c đây có tr m đo l u l

ng nh ng gi không còn ho t

đ ng n a.
Nh


c đi m: Vi c hi u ch nh b thông s t t cho mô hình đòi h i ph i có nhi u kinh

nghi m khi áp d ng cho nh ng l u v c có di n tích l n hay khi ta không có s li u v
tình hình đi u ki n đ a ch t, th m ph , b c h i…
1.3.6.2 Mô hình v n hành h
a. Mô hình IQQM
Mô hình IQQM (Integrated Quantity and Quality Model) do Australia xây d ng và
phát tri n. Mô hình đư đ

c ng d ng cho m t s l u v c sông t i NSW và Queenland

(Australia), và vài n m g n đây đư đ
Công.

c đ a vào ng d ng cho l u v c sông Mê

ây là mô hình mô ph ng s d ng n

c a chính sách qu n lý tài nguyên n

c l u v c nh m đánh giá các tác đ ng

c đ i v i ng

i s d ng n

c. Mô hình có th

dùng đ kh o sát, chia s và gi i quy t các v n đ n y sinh trong vi c s d ng chung
ngu n n


c gi a các qu c gia v i nhau; trao đ i l i ích s d ng ngu n n

gi a các nhóm dùng n

c c nh tranh, k c môi tr

c chung

ng.

Mô hình ho t đ ng trên c s liên t c, mô ph ng di n bi n h th ng sông ngòi, k c
di n bi n ch t l

ng n

c. Mô hình thi t k đ v n hành theo b

(m c đ nh), nh ng m t s quá trình có th đ

c mô ph ng theo b

c th i gian ngày
c th i gian gi ,

tháng, n m.
Mô hình IQQM đ

c c u trúc theo d ng k t c u g m các mô đun thành ph n liên k t


v i nhau thành m t kh i t ng h p. T Menu chính có th truy c p vào mô đun thành

13


ph n. M i môđun đ u có menu và thanh công c riêng đ d n đ n c a s h i tho i
nh p d li u và các thông s c n thi t c a mô hình.
Các mô đun thành ph n chính c a mô hình:
a. X lý s li u
b. Bi u di n đ th
c. Công c phân tích th ng kê
d. Mô hình m a rào-dòng ch y
e. Mô hình khí h u
f. Mô hình v nh hành c ng
g. Mô hình h th ng sông
Trong các mô đun trên ch s d ng ba mô đun chính đ tính toán nhu c u n
nông nghi p và tính cân b ng n

c trong

c:

Mô đun x lý s li u: mô đun này cho phép ng

i s d ng phân tích và n p s li u

vào mô hình.
Mô đun mô hình h thông sông: mô đun này là x

ng s ng c a IQQM vì nó mô


ph ng chuy n đ ng dòng ch y trong m t h th ng sông. Nh ng quá trình chính
môđun này mô ph ng là: di n toán dòng ch y trong sông và kênh t
ch a, t

i, c p n

i, v n hành h

c đô th , công nghi p...

Mô hình mô ph ng h th ng sông đ

c th hi n b ng m t lo t các nút và đ

ng n i.

Trong đó quá trình dòng ch y vào h ch a, dòng ch y ra, các quá trình dùng n
khác đ

c

c g n v i các nút, còn các quá trình di n toán dòng ch y trong sông và di n

toán ch t l

ng n

cđ


c g n v i h th ng sông thông qua các đ

Ph n di n toán dòng ch y dùng ph

ng n i (links).

ng pháp di n toán phi tuy n có xét th i gian tr

(non-linear routing with lag) và di n toán Muskingum (Muskingum routing)
Mô đun bi u di n đ th : môđun này cho phép ng
toán m t cách tr c quan d

i d ng đ th .

14

i s d ng bi u di n k t qu tính


b. Mô hình WEAP
WEAP (Water Evaluation and Planning System) là m t mô hình k t h p gi a vi c mô
ph ng h th ng và các chính sách c n áp d ng cho l u v c. WEAP d a trên nguyên
t c tính toán cân b ng gi a các nhu c u c a các d ng s d ng n
qu c a các công trình c p n
c p bao g m n

c m t, n

c và c s phân b ngu n n
c ng m, n


c, v i ngu n n

c cung

c h ch a và các v n chuy n ngu n n

WEAP còn phân tích các th nghi m v các ph
n

c, giá thành và hi u

c.

ng án phát tri n và qu n lý ngu n

c.

WEAP đư đ

c áp d ng trong nhi u d án trên th gi i trong công tác qu n lý t ng

h p tài nguyên n

c.

c. Mô hình Mike basin
Mô hình MIKE Basin do Vi n thu l c an M ch (DHI) xây d ng, nó là m t mô hình
toán h c th hi n m t l u v c sông bao g m c u hình c a các sông chính và các sông
nhánh, các y u t thu v n c a l u v c theo không gian và theo th i gian, các công

trình, h th ng s d ng n

c hi n t i và t

ng lai và các ph

khác nhau. Mô hình c ng bi u di n c tài nguyên n

ng án s d ng n

c ng m và quá trình di n bi n

n

c ng m. Mô đun MIKE Basin WQ b sung thêm ch c n ng mô ph ng ch t l

n

c.

MIKE Basin đ

c xây d ng theo ki u mô hình m ng l

h p l u chính c a nó đ

c bi u di n b ng m t m ng l

c


ng

i, trong đó sông và các nhánh
i bao g m các nhánh và các

nút. Các nhánh th hi n các đo n sông riêng bi t, còn các nút th hi n các ti u h p l u
ho c các v trí mà t i đó các ho t đ ng liên quan đ n phát tri n ngu n n
ra nh đi m c a dòng ch y h i quy t các khu t

c có th di n

i, đi m chuy n dòng ho c là đi m

h p l u gi a hai ho c nhi u sông ho c su i ho c t i các v trí quan tr ng c n có k t
qu c a mô hình.
Quan ni m toán h c trong mô hình MIKE Basin là tìm các l i gi i n đ nh cho m i
b

c th i gian.

u đi m c a MIKE Basin là t c đ tính toán c a nó cho phép v ch ra

15


nhi u k ch b n khác nhau. Sai s do nhi u gi i pháp tính t o ra không đáng k khi
b

c th i gian c a quá trình không nh h n th i gian mô ph ng.


MIKE Basin s d ng giao di n đ ho v i ng
ArcView GIS cho các phiên b n tr

i dùng nó liên k t ph n mô hình v i

c n m 2005 và ArcGis cho các phiên b n sau.

Mô hình ho t đ ng trên c s m t m ng l

i sông đ

c s hoá và các thi t l p tr c

ti p trên màn hình máy tính trong ArcView GIS. T t c các thông tin v m ng l
sông, v trí các h dùng n
quy đ u đ

c, h ch a, đi m l y n

i

c, đi m chuy n dòng, dòng h i

c xác đ nh trên màn hình.

Nh p li u ch y u c a mô hình bao g m s li u theo th i gian c a dòng ch y trên l u
v c c a t ng nhánh. Các t p s li u b tr g m các đ c tính h ch a và các quy t c
v n hành c a t ng h ch a, li t s li u khí t
ho c c p n


c nh nhu c u n

ng và s li u t

ng ng v i h th ng

c và các thông tin v dòng h i quy.

Do đó trong quá trình xây d ng mô hình, đ c bi t chú ý xác đ nh m t mô hình linh
ho t ph n ánh các đi u ki n t nhiên t ng quát và d a trên các m c tiêu c a bài toán,
kh n ng c a d ki n và ph m vi c a các xu t li u c n có.
Mô hình MIKE Basin còn r t linh ho t trong xác đ nh b

c th i gian. Ng

i s d ng

có th xác đ nh th i gian theo ngày ho c tháng. C n xem xét c n th n khi l a ch n
b

c th i gian thích h p, c n c vào d ki n hi n có và xu t li u yêu c u.

iv i

nh ng mô hình l n th i gian tính và nhu c u b nh s t ng đáng k khi gi m b

c

th i gian.
K t qu c a mô hình s cho ta thông tin v ho t đ ng c a các h ch a và các h dùng

n

c trong toàn b th i gian mô ph ng bao g m c m c đ thi u n

thi u n

c. H n n a li t dòng ch y tháng t i t t c các nút c ng đ

ta xác đ nh và đánh giá đ
t

c nh h

c và th i gian

c đ a ra cho phép

ng t ng h p c a các công trình c ng nh các khu

i đ i v i dòng ch y trong sông.

K t qu có th đ

c xem nh là chu i th i gian t i m i nút ho c ch p nhanh trong th i

gian nh t ng quan c a m t khu v c mô hình toàn b trong ArcView. Ng

16

i s d ng



có th t o m t s mô ph ng hình ho t và xem hình nh đ a lý c a k t qu đ c bi t
phát tri n nh th nào.
Nh v y mô hình MIKE Basin đư th c hi n đ
v c, nh h

ng c a các h th ng l y n

công trình c ng nh c a các khu t
đo n phát tri n thu l i trong t

c vi c đánh giá ngu n n

cc al u

c hi n tr ng và đánh giá tác đ ng c a các

i lên ngu n n

c cho các ph

ng án và các giai

ng lai.

d. Mô hình HEC-RESSIM
Mô hình Hec-ResSim (Resevoir Simulation) là mô hình tính toán mô ph ng, đi u hành
h th ng h ch a, là ph n ti p theo c a HEC 5 (mô ph ng các h th ng ng n ch n và
ki m soát l ). Ch


ng trình bao g m các công c : mô ph ng, tính toán, l u tr s li u,

qu n lý, đ ho , và báo cáo h th ng ngu n n
l u tr và ch nh s a b ng ch

c. S li u vào, ra c a mô hình đ

c

ng trình HEC - DSS (Data Storage System).

1.3.6.3 Mô hình ng u nhiên
Trong nhi u l nh v c cu c s ng nh môi tr
luôn t n t i nh ng hi n t

ng, th y v n, y t , sinh h c, kinh t …

ng có m i quan h l n nhau. Phân tích chúng b ng công c

toán h c th ng kê cho th y quan h gi a các hi n hi n t

ng r t đa d ng. Hình th c

đ c tr ng c a quan h c b n là s lien h nhân qu , quan h này là m t hi n t
bi u hi n s t n t i (xu t hi n, bi n đ i, bi n m t…) ph thu c vào hiên t
(có m a s sinh ra dòng ch y), bên c nh đó m t hi n t
đ ng đ n hi n t
m i hi n t


ng

ng khác

ng đó là nguyên nhân tác

ng khác (là h u qu , k t qu ). Nh v y trong quan h nhân qu này

ng v a là nguyên nhân đ ng th i v a là k t qu c a hi n t

ng khác.

Hi n nay có r t nhi u mô hình ng u nhiên là các mô hình t ng h p và phân tích các
chu i s li u nh các mô hình ARIMA (p,q), mô hình h i quy nhi u bi n.
1.3.6.4 Mô hình th y l c
Chuy n đ ng c a n

c trong m ng l

ph c t p và đa d ng. Hi n nay
th y l c trên các m ng l

i sông thiên nhiên là m t quá trình x y ra khá

Vi t Nam đang s d ng nhi u ph n m m tính toán

i sông khác nhau. Tr

các chuyên gia Vi t Nam vi t ra đ


c nh ng n m 1990 ch

ng trình do

c s d ng r ng rai nh t là: VRSAP (Vietnsam
17