TRƯỜNG ĐẠI HỌC
H
TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
NG H
HÀ NỘI
KHOA KHÍ TƯỢNG
T
THUỶ VĂN

ỨNG DỤNG
NG MÔ HÌNH
HÌNH BTOPMC MÔ PH
PHỎNG
DÒNG CHẢY
CH
LƯU VỰC SÔNG BA

Hà Nội, 2016


TRƯỜNG ĐẠI HỌC
H
TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
NG H
HÀ NỘI
KHOA KHÍ T
TƯỢNG THUỶ VĂN

NGUYỄN QUỲNH NGA

ỨNG DỤNG

NG MÔ HÌNH
HÌNH BTOPMC MÔ PH
PHỎNG
DÒNG CHẢY
CH
LƯU VỰC SÔNG BA
Chuyên ngành: Quản lý tổng hợp tài nguyên nư
ước
Mã ngành: D440224

NGƯỜ
ỜI HƯỚNG DẪN: 1.TS. Hoàng Thịị Nguy
Nguyệt Minh
2.TS. Phan Thị Thanh H
Hằng

Hà Nội - 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng
dẫn khoa học của T.S Phan Thị Thanh Hằng và T.S Hoàng Thị Nguyệt Minh. Các
nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới
bất kỳ hình thức nào trước đây. Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc
phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có
ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo. Ngoài ra, trong khóa luận còn sử dụng một số
nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều
có trích dẫn và chú thích nguồn gốc. Nếu có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn
chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình.


Hà Nội, ngày 06 tháng 06 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Quỳnh Nga


LỜI CẢM ƠN
Đồ án tốt nghiệp “Ứng dụng mô hình BTOPMC mô phỏng dòng chảy lưu
vực sông Ba ” đã được thực hiện tại Viện Địa lý và trường Đại học tài nguyên và
môi trường Hà Nội dưới sự hướng dẫn trực tiếp của TS Phan Thị Thanh Hằng và
TS. Hoàng Thị Nguyệt Minh.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Phan Thị Thanh Hằng – Trưởng
phòng Địa lý Đới bờ, Viện Địa lý, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam,
người đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo em trong suốt quá trình nghiên cứu và
hoàn thành khóa luận. Em xin gửi lời cảm ơn tới TS Hoàng Thị Nguyệt Minh, người
đã quan tâm giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các cô, chú đang công tác tại phòng Địa
lý Đới bờ, các thầy giáo, cô giáo khoa khí tượng thủy văn , khoa tài nguyên nước đã
giúp đỡ em trong quá trình học tập, bổ sung kiến thức.
Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, động viên em rất
nhiều trong học tập và nghiên cứu.
Do thời gian và kinh nghiệm hạn chế nên khóa luận không tránh khỏi những
thiếu sót. Vì vậy, em mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn để đồ án
được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 06 tháng 06 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Quỳnh Nga



MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
1 . Lý do chọn đề tài ............................................................................................ 1
2. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài ...................................................................... 2
2.1. Mục tiêu ..................................................................................................... 2
2.2. Nhiệm vụ của đề tài.................................................................................... 2
3. Thời gian, đối tượng nghiên cứu ...................................................................... 2
4. Yêu cầu ........................................................................................................... 2
5. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 3
6. Bố cục của khóa luận ....................................................................................... 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU........................................ 5
1.1. Đặc điểm tự nhiên ........................................................................................ 5
1.1.1. Vị trí địa lý .............................................................................................. 5
1.1.2. Địa hình .................................................................................................. 7
1.1.3. Địa chất ................................................................................................... 8
1.1.4. Đặc điểm khí hậu .................................................................................... 9
1.1.5. Đặc điểm thủy văn ................................................................................ 13
1.2. Đặc điểm kinh tế- xã hội khu vực nghiên cứu ............................................. 26
1.2.1. Dân cư lao động .................................................................................... 26
1.2.2. Hiện trạng phát triển kinh tế .................................................................. 28
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH BTOPMC .................................... 32
2.1. Tổng quan về mô hình mưa rào - dòng chảy ............................................... 32
2.1.1. Phân loại mô hình mưa - dòng chảy ...................................................... 33



2.1.2. Một số mô hình mưa dòng chảy ............................................................ 36
2.2. Lựa chọn mô hình mô phỏng dòng chảy cho lưu vực sông Ba .................... 40
2.3. Cơ sở lý thuyết mô hình BTOPMC............................................................. 41
2.3. Số liệu đầu vào của mô hình ....................................................................... 48
CHƯƠNG 3. ÁP DỤNG MÔ HÌNH BTOPMC MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY CHO
LƯU VỰC SÔNG BA........................................................................................... 52
3.1. Các bước tiến hành và chỉ tiêu sử dụng trong đánh giá mô hình.................. 52
3.1.1. Các bước tiến hành ................................................................................ 52
3.1.2. Chỉ tiêu đánh giá ................................................................................... 52
3.2. Xây dựng mô hình BTOPMC mô phỏng dòng chảy cho lưu vực sông Ba ... 52
3.2.1. Cơ sở dữ liệu và thiết lập mô hình ......................................................... 52
3.2.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình .......................................................... 56
3.2.3. Nhận xét chung ..................................................................................... 61
3.3. Mô phỏng dòng dòng chảy cho lưu vực sông Ba theo kịch bản biến đổi khí
hậu ................................................................................................................... 62
3.3.1. Khái niệm kịch bản biến đổi khí hậu ..................................................... 62
3.3.2. Sơ lược về tình hình BĐKH hiện nay .................................................... 62
3.3.3. Xây dựng kịch bản BĐKH cho khu vực nghiên cứu .............................. 63
3.3.4. Mô phỏng dòng chảy trên lưu vực sông Ba theo kịch bản BĐKH .......... 66
3.3.5. Đề xuất biện pháp thích ứng với tác động của biến đổi khí hậu đến tài
nguyên nước đối với lưu vực sông Ba ............................................................. 72
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 76
1. Kết luận ........................................................................................................ 76
2. Kiến nghị ....................................................................................................... 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 78


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BĐKH :Biến đổi khí hậu

IPCC

: Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu.

KT-XH : Kinh tế xã hội
KTTV : Khí tượng thủy văn
TNN

: Tài nguyên nước

FAO

: Tổ chức lương thực và nông nghiệp Liên Hợp Quốc


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Đặc trưng nhiệt độ không khí lưu vực sông Ba trung bình nhiều năm ...... 9
(giai đoạn 1979– 2010) (Đơn vị: ºC) ........................................................................ 9
Bảng 1.2. Tốc độ gió trung bình và lớn nhất (m/s) ................................................. 10
Bảng 1.3. Số giờ nắng trung bình tháng và năm trên lưu vực sông Ba (giờ) ........... 10
Bảng 1.4. Lượng bốc hơi trung bình tháng của trạm khí tượng trên lưu vực sông Ba
.............................................................................................................................. 11
Bảng 1.5. Tổng hợp lượng mưa trung bình tháng, trung bình nhiều năm tại các trạm
khí tượng thủy văn trên lưu vực sông Ba (Đơn vị: mm) ......................................... 13
Bảng 1.6. Độ ẩm tương đối trung bình tháng, năm của không khí (%) ................... 13
Bảng 1.7. Đặc trưng hình thái của lưu vực sông Ba ............................................... 14
Bảng 1.8. Nguồn nước các sông trong lưu vực sông Ba ......................................... 16
Bảng 1.9. Phân phối dòng chảy bình quân tháng (m³/s) ........................................ 18
Bảng 1.10. Thời gian xuất hiện đỉnh lũ lớn tại các trạm thủy văn........................... 21
Bảng 1.11. Đỉnh lũ lớn nhất đã quan trắc tại các trạm thủy văn ............................. 22

Bảng 1.12. Dòng chảy kiệt tại các trạm thủy văn ................................................... 25
Bảng 1.13. Dòng chảy kiệt khảo sát tại một số vị trí .............................................. 25
Bảng 1.14. Dân số trung bình phân theo huyện thuộc lưu vực sông Ba giai đoạn
2010 - 2013 ........................................................................................................... 26
Bảng 1.15. Diện tích và sản lượng một số cây nông nghiệp hàng năm trên lưu vực
sông Ba giai đoạn 2010 - 2013 .............................................................................. 29
Bảng 2.1. Danh sách các trạm khí tượng và thủy văn trên lưu vực sông Ba ........... 50
Bảng 3.1. Mức thay đổi (%) lượng mưa năm so với thời kỳ 1980-1999 theo kịch
bản phát thải trung bình (B2) ................................................................................. 65
Bảng 3.2. Mức thay đổi dòng chảy trung bình theo mùa của năm 2050 và 2100 so
với thời kỳ 1980-1999 theo kịch bản B2 đối với 2 trạm An Khê và Củng Sơn ...... 70
(đơn vị m3/s) .......................................................................................................... 70


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Bản đồ hành chính lưu vực sông Ba ......................................................... 6
Hình 1.2. Biểu đồ dân số lưu vực sông Ba phân theo khu vực ............................... 27
giai đoạn 2010 - 2013 ............................................................................................ 27
Hình 1.3. Biểu đồ hiện trạng sử dụng đất trên lưu vực sông Ba.............................. 28
Hình 1.4. Diện tích nuôi trồng và sản lượng thủy sản các tỉnh thuộc lưu vực sông
Ba giai đoạn 2010 – 2013 ...................................................................................... 30
Hình 2.1. Cấu trúc chung của mô hình thủy văn [3] ............................................... 32
Hình 2.2. Sơ đồ phân loại mô hình mưa- dòng chảy [8] ......................................... 35
Hình 2.3. Cấu trúc đơn giảm của mô hình TOP ..................................................... 42
Hình 2.4. Bản đồ mô hình số độ cao toàn cầu ........................................................ 48
Hình 2.5: Bản đồ thảm phủ toàn cầu ...................................................................... 49
Hình 2. 6. Bản đồ đất toàn cầu ............................................................................... 49
Hình 2.7. Bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực sông Ba ........... 51
Hình 3.1. Bản đồ mô hình số độ cao lưu vực sông Ba ............................................ 53
Hình 3.2. Bản đồ thảm phủ thực vật ...................................................................... 54

Hình 3.3. Bản đồ đất .............................................................................................. 54
Hình 3.4. Mạng lưới lưu vực sông Ba được thiết lập từ mô hình BTOPMC ........... 55
Hình 3.5. Sơ đồ mạng lưới trạm đo lưu lượng trên lưu vực sông Ba ...................... 55
Hình 3.6. Sơ đồ phân chia tiểu lưu vực .................................................................. 56
Hình 3.7. Sơ đồ quá trình hiệu chỉnh và kiểm định mô hình................................... 57
Hình 3.8. Kết quả hiệu chỉnh mô hình BTOPMC cho lưu vực sông Ba- Trạm An
Khê........................................................................................................................ 58
Hình 3.9. Chỉ tiêu Nash sau khi hiệu chỉnh đối với trạm An Khê ........................... 59
.............................................................................................................................. 59
Hình 3.10.Kết quả hiệu chỉnh mô hình BTOPMC cho lưu vực sông Ba-Trạm Củng
Sơn ........................................................................................................................ 59
Hình 3.11. Chỉ tiêu Nash sau khi hiệu chỉnh đối với trạm Củng Sơn...................... 59


Hình 3.12. Kết quả kiểm định mô hình BTOPMC cho lưu vực sông Ba- Trạm An
Khê........................................................................................................................ 60
Hình 3.13. Chỉ tiêu Nash sau khi kiểm định đối với trạm An Khê.......................... 60
.............................................................................................................................. 61
Hình 3. 14. Kết quả kiểm định mô hình BTOPMC cho lưu vực sông Ba-Trạm Củng
Sơn ........................................................................................................................ 61
Hình 3.15. Chỉ tiêu Nash sau khi kiểm định đối với trạm Củng Sơn ...................... 61
Hình 3.16. Kết quả mô phỏng dòng chảy theo kịch bản B2 năm 2050- Trạm An Khê
.............................................................................................................................. 66
Hình 3.17. Kết quả mô phỏng dòng chảy theo kịch bản B2 năm 2050- Trạm Củng
Sơn ........................................................................................................................ 67
Hình 3.18. Kết quả mô phỏng dòng chảy theo kịch bản B2 năm 2100- Trạm An Khê
.............................................................................................................................. 68
Hình 3. 19. Kết quả mô phỏng dòng chảy theo kịch bản B2 năm 2100- Trạm Củng
Sơn ........................................................................................................................ 68
Hình 3.20. Thay đổi dòng chảy trung bình tháng của năm 2050 và 2100 so với thời

kỳ 1980-1999 theo kịch bản B2 tại trạm An Khê ................................................... 69
Hình 3.21. Thay đổi dòng chảy trung bình tháng của năm 2050 và 2100 so với thời
kỳ 1980-1999 theo kịch bản B2 tại trạm Củng Sơn ................................................ 69
Hình 3.22. Mức thay đổi dòng chảy trung bình theo mùa của năm 2050 và 2100 so
với thời kỳ 1980-1999 theo kịch bản B2 đối với trạm An Khê ............................... 71
Hình 3.23. Mức thay đổi dòng chảy trung bình theo mùa của năm 2050 và 2100 so
với thời kỳ 1980-1999 theo kịch bản B2 đối với trạm Củng Sơn............................ 71