zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

» Môi trường

Bài giảng Chuyên đề SWAT (Soil and Water Assessment Tool): Chương 2 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

Chia sẻ: Dạ Du | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:42

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Chuyên đề SWAT (Soil and Water Assessment Tool) - Chương 2: Phân chia lưu vực trong SWAT. Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có: Mô hình độ cao số; tổ chức không gian trong SWAT; phương pháp phân chia lưu vực, tiểu lưu vực; phương pháp phân chia đơn vị thủy văn. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Chuyên đề SWAT (Soil and Water Assessment Tool): Chương 2 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN | BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN Phân chia lưu vực trong SWAT (Watershed division) Lưu vực, tiểu lưu vực, dòng chảy được tạo từ DEM Reach Basin Subbasin Đơn vị thủy văn được tạo từ sử dụng đất/lớp phủ đất, thổ nhưỡng, độ dốc Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Chuyên đề SWAT 1
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Nội dung  Mô hình độ cao số (Digital Elevation  Hiệu chỉnh DEM (Fill DEM) Model)  Xác định hướng dòng chảy (Create a  Định nghĩa (Definition) flow direction raster)  Cấu trúc dữ liệu (Data structure)  Tính toán dòng chảy tích lũy (Generate a flow accumulation raster)  Tổ chức không gian trong SWAT (Spatial level of SWAT)  Phác họa mạng lưới dòng chảy (Identify the stream network)  Lưu vực (Basin)  Phân định ranh giới lưu vực (Delineate  Tiểu lưu vực (Subbasin) the watershed boundary)  Đơn vị thủy văn (Hydrological Response  Phương pháp phân chia đơn vị thủy Unit) văn (Method of HRU division)  Phương pháp phân chia lưu vực, tiểu  Dominant HRU lưu vực (Method of watershed division)  Dominant Landuse, Soil, Slope  Xây dựng DEM (Create DEM)  Multiple HRUs 2
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Mô hình độ cao số (DEM) là gì?  Mô hình độ cao số (Digital Elevation Model- DEM):  Thể hiện dưới dạng số sự thay đổi liên tục của độ cao trong không gian. 3
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Cấu trúc dữ liệu của DEM  Mỗi nút tương ứng với một giá trị độ cao.  Độ phân giải của mạng lưới là khoảng cách giữa 2 nút lân cận. Mô hình không gian Mô hình hiển thị Mô hình tính toán Độ phân giải Mạng lưới đều Nút Pixel Điểm 4
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Cấu trúc dữ liệu của DEM  Mỗi pixel lưu trữ một giá trị độ cao trung bình của pixel đó.  Độ cao được thể hiện bằng màu sắc khi biểu diễn đồ họa. Biểu diễn đồ họa Lưu trữ số 5
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Độ phân giải của DEM  Độ phân giải = Kích thước pixel  Độ phân giải thấp (Kích thước pixel lớn): Hiển thị, xử lý nhanh hơn  Độ phân giải cao (Kích thước pixel nhỏ): Độ chính xác không gian tốt hơn  Dung lượng DEM = Dung lượng lưu trữ 1 pixel x Số lượng pixel Kích thước 1 m Kích thước 2 m Kích thước 4 m Thế giới thực 16 x 16 pixel 8 x 8 pixel 4 x 4 pixel 71 m² 73 m² 76 m² 80 m² Kích thước pixel tăng dần pixel Độ chính xác không gian giảm dần 6
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Hệ tọa độ của DEM  Vị trí của pixel được xác định dựa trên:  Hệ tọa độ ảnh Hệ tọa độ ảnh Hệ tọa độ địa lý (hàng, cột) (x, y)  Hệ tọa độ địa lý 7
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Bài tập 1 1. Cấu trúc dữ liệu của DEM tương ứng với mô hình dữ liệu nào? A. Vector B. Raster C. TIN D. Quan hệ 2. Cùng phạm vi không gian và dung lượng lưu trữ 1 pixel, DEM 10 m chiếm dung lượng lưu trữ gấp mấy lần so với DEM 100 m? A. 10 B. 100 C. 1000 D. 10000 8
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Tổ chức không gian trong SWAT  Trong SWAT, lưu vực được chia thành các tiểu lưu vực, trong mỗi tiểu lưu vực được chia thành các đơn vị thủy văn (HRUs).  Lưu vực Sử dụng đất/lớp phủ, HRUs Tiểu lưu vực Dòng chảy thổ nhưỡng,  Tiểu lưu vực độ dốc  Đơn vị thủy văn Forest Lưu vực Feralit Cửa xả 9
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Tổ chức không gian trong SWAT  Lưu vực, tiểu lưu vực, Basin dòng chảy được tạo từ Lưu vực DEM. Tiểu lưu vực Subbasin DEM Reach  Đơn vị thủy văn được tạo từ sử dụng đất/lớp phủ, Đơn vị thủy văn thổ nhưỡng, độ dốc. Thổ nhưỡng Sử dụng đất/lớp phủ HRU Độ dốc 10
Sử dụng đất/lớp phủ  Sử dụng đất (land use)  Lớp phủ (land cover)  chức năng kinh tế-xã hội  trạng thái vật lý của bề mặt đất, (mục đích sử dụng) của đất đai có thể quan sát được. giải trí, Liên kết n - n thảm thực vật, giáo dục, công trình xây dựng, bảo tồn,… mặt nước,… Rừng phòng hộ Rừng Rừng đặc dụng Rừng sản xuất Thực vật Đất trồng lúa Đất trống 11
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Độ dốc  Sự thay đổi độ cao (rise) theo khoảng cách (run).  Đơn vị tính bằng độ (0°là phẳng, 90° thẳng đứng) hoặc %. rise Độ dốc (%) = x 100 run o rise Độ dốc ( ) = arctan( ) run Độ dốc (°) Độ dốc (%) 12
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Độ dốc  Đo lường hướng dốc nhất của sự thay đổi độ cao.  Thường không song song với cột/hàng của DEM, không đi qua pixel trung tâm.  Thay đổi độ cao tương đối trong các pixel lân cận là quan trọng  Cần tính độ dốc trong vùng lân cận của pixel. Pixel Độ dốc 13
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Độ dốc  Phương pháp dựa trên DEM kết hợp sự thay đổi độ cao theo phương x và y: Độ dốc theo phương x Độ dốc theo phương y Độ dốc = 2 2 Độ dốcx + Độ dốcy dZ 2 dZ 2 Độ dốc % = + ∗ 100 dx dy dZ 2 dZ 2 Độ dốc o = arctan ( ) + ( ) dx dy 14
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Độ dốc  4 pixel lân cận (đối với pixel trung tâm) Độ dốc tại Zo: Độ dốc = arctan [(0,45)2 + (-0,15)2]0,5 = 25,3o 15
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Độ dốc  4 pixel lân cận (đối với các pixel còn lại) dZ/dx dZ/dy Z1 (Z2-Z1)/C (Z1-Z4)/C Z2 (Z3-Z1)/2C (Z2-Z0)/C Z3 (Z3-Z2)/C (Z3-Z5)/C Z4 (Z0-Z4)/C (Z1-Z6)/2C Z5 (Z5-Z0)/C (Z3-Z8)/2C Z6 (Z7-Z6)/C (Z4-Z6)/C Z7 (Z8-Z6)/2C (Z0-Z7)/C Z8 (Z8-Z7)/C (Z5-Z8)/C 16
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Bài tập 2  Cho tiểu lưu vực rộng 200 ha với sử dụng đất, thổ nhưỡng, độ dốc như sau (kích thước pixel là 100 m): đất đất đất đất đất lúa lúa lúa lúa rau
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Tổ chức không gian trong SWAT  Lưu vực, tiểu lưu vực, dòng chảy luôn được tham chiếu không gian. NHƯNG HRU không tham chiếu không gian trong mô phỏng SWAT. Tiểu lưu vực HRU Số pixel Cho output là bốc thoát hơi trên G HRU 1, 2, 3, 4 lần lượt là 10, 15, 5, I Số pixel: 20 20 mm. Kích thước pixel là 10 m. Diện tích pixel: A Tính bốc thoát hơi trên tiểu lưu S THAM CHIẾU KHÔNG GIAN vực? CƠ SỞ DỮ LIỆU SWAT Diện tích pixel (A)= 10 x 10= 100 m2 Thông số HRU Diện tích tiểu lưu vực= 20A= 2000 S m2 1 Output (tiểu 2 W Bốc thoát hơi trên tiểu lưu vực= lưu [(10 x 100 x 6) + (15 x 100 x 5) + (5 x vực) 3 20A 4 A 100 x 8) + (20 x 100 x 1)] / 2000= KHÔNG THAM CHIẾU KHÔNG GIAN 1 đơn vị diện tích (HRU) 9,75 mm T 18
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Bài tập 3  Cho lưu vực A chứa 2 tiểu lưu vực B và C với diện tích lần lượt là 10 ha, 20 ha.  Tiểu lưu vực B bao gồm 2 HRUs B1 và B2. Diện tích của HRU B1 là 3 ha.  Tiểu lưu vực C bao gồm 2 HRUs C1 và C2. Diện tích của HRU C1 là 15 ha.  HRU B1, B2, C1, C2 có dòng chảy mặt lần lượt là 10, 20, 5 và 15 mm. 1. Tính diện tích của lưu vực A? 2. Tính diện tích của HRU B2, HRU C2? 3. Tính dòng chảy mặt trên tiểu lưu vực B, C? 4. Tính dòng chảy mặt trên lưu vực A? 19
Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân chia lưu vực trong SWAT Phương pháp phân chia lưu vực, tiểu lưu vực  Bước 1: Xây dựng DEM  Bước 2: Hiệu chỉnh DEM  Bước 3: Xác định hướng dòng chảy  Bước 4: Tính toán dòng chảy tích lũy  Bước 5: Phác họa mạng lưới dòng chảy  Bước 6: Phân định ranh giới lưu vực 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.