Bài giảng thực hành Quản lý lưu vực: Bài 4 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

Chia sẻ: Bình An | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:29

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng thực hành Quản lý lưu vực - Bài 4: Mô phỏng dòng chảy trên lưu vực. Những nội dung chính được nhắc đến trong chương này gồm có: Dòng chảy bề mặt, đỉnh dòng chảy, lưu lượng nước, tổng lượng dòng chảy, môđun dòng chảy, lớp dòng chảy. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng thực hành Quản lý lưu vực: Bài 4 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN | BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN Mô phỏng dòng chảy trên lưu vực Quản lý lưu vực 1
Nội dung  Dòng chảy bề mặt  Tính đỉnh dòng chảy của lưu vực  Thêm sử dụng đất, thổ nhưỡng vào QGIS  Thống kê đỉnh dòng chảy của lưu vực Desktop  Lưu lượng nước  Gán số hiệu đường cong theo sử dụng đất và thổ nhưỡng  Tính lưu lượng nước trung bình năm  Chuyển số hiệu đường cong sang raster  Tính lưu lượng nước trung bình mùa lũ, mùa kiệt  Tính tham số lưu giữ trong ngày từ CN  Tổng lượng dòng chảy  Thêm lượng mưa ngày vào QGIS Desktop  Tính tổng lượng dòng chảy năm  Tính dòng chảy bề mặt của lưu vực  Phân cấp mức độ khan hiếm nguồn nước  Thống kê dòng chảy bề mặt của lưu vực  Môđun dòng chảy  Đỉnh dòng chảy  Tính môđun dòng chảy năm  Gán hệ số dòng chảy theo sử dụng đất, thổ nhưỡng và độ dốc  Lớp dòng chảy  Chuyển hệ số dòng chảy sang raster  Tính lớp dòng chảy năm  Thêm cường độ mưa vào QGIS Desktop Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 2
Thêm sử dụng đất, thổ nhưỡng vào QGIS Desktop 1. Khởi động QGIS Desktop with GRASS. 2. Thêm SuDungDat_ThoNhuong.shp vào khung Layers. 2 1 SuDungDat: tên lớp phủ BPCanhTac: biện pháp canh tác DKThuyVan: điều kiện thủy văn DoDoc: độ dốc (%) LoaiDat: loại đất theo thành phần cơ giới NhomTV: nhóm đất thủy văn Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 3
Phương pháp ước tính dòng chảy bề mặt của lưu vực  Phương pháp số hiệu đường cong (Curve Number) được sử dụng để tính toán dòng chảy bề mặt theo số liệu lượng mưa ngày: (𝐑 − 𝟎, 𝟐𝐒) 𝟐 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝐐 𝐬𝐮𝐫𝐟 = 𝐒 = 𝟐𝟓, 𝟒 − 𝟏𝟎 𝐑 + 𝟎, 𝟖𝐒 𝐂𝐍  Qsurf là dòng chảy bề mặt trong ngày (mm), R là lượng mưa trong ngày (mm), Dòng S là tham số lưu giữ trong ngày (mm), chảy bề  CN là số hiệu đường cong (từ 0 đến 100). mặt (mm)  Mặt nước có CN = 100 (toàn bộ lượng mưa trở thành dòng chảy mặt). Lượng mưa (mm) Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 4
Số hiệu đường cong  Thay đổi theo sử dụng đất và thổ nhưỡng (tính thấm, nước trong đất). Sử dụng đất CN cho nhóm đất thủy văn Loại cây trồng Biện pháp canh tác Điều kiện thủy văn* A: Tốc độ thấm cao B: Tốc độ thấm trung bình C: Tốc độ thấm thấp Bỏ hoang Đất trống - 77 86 91 Cây trồng theo hàng (rau màu Thẳng hàng (SR) Tốt 67 78 85 như khoai tây, đậu, ngô,…) Lúa SR Kém 65 76 84 Sử dụng đất CN cho nhóm đất thủy văn Loại cây trồng Điều kiện thủy văn* A: Tốc độ thấm cao B: Tốc độ thấm trung bình C: Tốc độ thấm thấp Đồng cỏ Trung bình (che phủ 50 - 75%) 35 56 70 Rừng Tốt (mật độ dày) 30 55 70 *Điều kiện thủy văn: Kém  thấm nhiều làm giảm dòng chảy bề mặt, Trung bình  thấm vừa, Tốt  thấm ít làm tăng dòng chảy bề mặt. Sử dụng đất CN cho nhóm đất thủy văn Đất đô thị B: Tốc độ thấm trung bình C: Tốc độ thấm thấp Khu dân cư 85 90 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 5
Gán số hiệu đường cong theo sử dụng đất và thổ nhưỡng 1. Mở bảng thuộc tính của SuDungDat_ThoNhuong. 2. Bật chế độ biên tập. 3-4. Tạo trường thuộc tính CN (số nguyên, độ rộng 3). 1 5. Nhập giá trị CN cho từng tổ hợp sử dụng đất, thổ nhưỡng. 6-7. Tắt chế độ biên tập, lưu kết quả. 5 2 6 4 3 7 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 6
Chuyển số hiệu đường cong sang raster 1. Mở công cụ Rasterize. 2-5. Khai báo lớp đầu vào, trường thuộc tính, đơn vị kích thước pixel, kích thước pixel (X, Y), phạm vi, lớp đầu ra. 1 6. Click Run. 2 3 4 5 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn 6 Quản lý lưu vực 7
Tính tham số lưu giữ trong ngày từ CN 1 1. Mở công cụ Raster Calculator. 2. Khai báo lớp đầu ra. 2 3. Nhập công thức tính S: 25.4 * (1000 / "CN@1" - 10) 4. Click OK. 3 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn 4 Quản lý lưu vực 8
Thêm lượng mưa ngày vào QGIS Desktop  Thêm LuongMuaNgay.tif vào khung Layers. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 9
Tính dòng chảy bề mặt của lưu vực 1 1. Mở công cụ Raster Calculator. 2. Khai báo lớp đầu ra. 3. Nhập công thức tính dòng chảy bề mặt: 2 ("LuongMuaNgay@1" - 0.2 * "S@1")^2 / ("LuongMuaNgay@1" + 0.8 * "S@1") 4. Click OK. 3 4 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 10
Thống kê dòng chảy bề mặt của lưu vực 1. Mở Layer Properties của DongChayBeMat. 2. Chọn mục Information. 3. Xem mục Band 1:  Maximum: giá trị lớn nhất  Mean: giá trị trung bình 1  Minimum: giá trị nhỏ nhất  STDDev: độ lệch chuẩn 2 3 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 11
Phương pháp ước tính đỉnh dòng chảy của lưu vực  Phương pháp hợp lý (Rational method) được sử dụng rộng rãi trong tính toán đỉnh dòng chảy (lưu lượng dòng chảy lớn nhất) ở các lưu vực sông nhỏ. 𝐂𝐈𝐀 𝐐= 𝟑𝟔𝟎 Q là đỉnh dòng chảy (m³/s); C là hệ số dòng chảy của lưu vực (từ 0 đến 1);  Mặt nước có C = 1 (toàn bộ lượng mưa trở thành dòng chảy mặt). I là cường độ mưa trên lưu vực (mm/h) trong thời gian tập trung nước; A là diện tích lưu vực (ha). Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 12
Hệ số dòng chảy  Thay đổi theo sử dụng đất, loại đất, và độ dốc. Độ dốc Sử dụng đất Loại đất 10% Khu dân cư 0,50 0,55 0,60 Đất sét, đất thịt 0,50 0,55 0,60 Đất canh tác Đất cát, đất sỏi 0,25 0,30 0,35 Đồng cỏ 0,25 0,30 0,35 Rừng 0,10 0,15 0,20 Đất trống 0,10 0,15 0,20 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 13
Gán hệ số dòng chảy theo sử dụng đất, thổ nhưỡng và độ dốc 1. Mở bảng thuộc tính của SuDungDat_ThoNhuong. 2. Bật chế độ biên tập. 3-4. Tạo trường thuộc tính C (số thập phân, độ rộng 3, độ chính xác 2). 5. Nhập giá trị C cho từng tổ hợp sử dụng đất, thổ nhưỡng và độ dốc. 6-7. Tắt chế độ biên tập, lưu kết quả. 1 5 2 6 4 3 7 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 14
Chuyển hệ số dòng chảy sang raster 1. Mở công cụ Rasterize. 2-5. Khai báo lớp đầu vào, trường thuộc tính, đơn vị kích thước pixel, kích thước pixel (X, Y), phạm vi, lớp đầu ra. 1 6. Click Run. 2 3 5 4 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn 6 Quản lý lưu vực 15
Thêm cường độ mưa vào QGIS Desktop  Thêm CuongDoMua.tif vào khung Layers. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 16
Tính đỉnh dòng chảy của lưu vực 1 1. Mở công cụ Raster Calculator. 2. Khai báo lớp đầu ra. 3. Nhập công thức tính dòng chảy bề mặt: 2 "C@1" * "CuongDoMua@1" * (1000 * 1000 / 10000) / 360. Click OK. 3 4 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 17
Thống kê đỉnh dòng chảy của lưu vực 1. Mở Layer Properties của DinhDongChay. 2. Chọn mục Information. 3. Xem mục Band 1:  Maximum: giá trị lớn nhất  Mean: giá trị trung bình 1  Minimum: giá trị nhỏ nhất  STDDev: độ lệch chuẩn 2 3 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 18
Lưu lượng nước  Lưu lượng nước  Lượng nước chảy qua một mặt cắt của một con sông nào đó trong đơn vị thời gian là 1 giây.  Ký hiệu là Q, đơn vị là m³/s.  Lưu lượng nước trung bình năm  Giá trị trung bình của lưu lượng nước theo ngày trong năm. 𝐧 σ 𝐢=𝟏 𝐐 𝐢 𝐐𝐲 = 𝐧 Qy là lưu lượng nước trung bình năm, Qi là lưu lượng nước trong ngày i,  n là tổng số ngày trong năm (365 nếu năm thường, 366 nếu năm nhuận). Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 19
Tính lưu lượng nước trung bình năm  Mở LuuLuongNuoc.xlsx trong Excel.  Sử dụng hàm =AVERAGE(B2:B366) Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 20