§¹i häc quèc gia Hµ Néi
Trêng ®¹i häc khoa häc tù nhiªn
NguyÔn Thanh S¬n
Nghiªn cøu m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng ch¶y
Phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn níc vµ ®Êt
mét sè lu vùc s«ng thîng nguån miÒn trung
LuËn ¸n tiÕn sü ®Þa lý
Hµ Néi - 2008
1
§¹i häc quèc gia Hµ Néi
Trêng ®¹i häc khoa häc tù nhiªn
NguyÔn Thanh S¬n
Nghiªn cøu m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng ch¶y
Phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn níc vµ ®Êt
mét sè lu vùc s«ng thîng nguån miÒn trung
Chuyªn ngµnh: sö dông vµ bo vÖ tµi nguyªn m«i trêng
M· sè: 62.85.15.01
LuËn ¸n tiÕn sü ®Þa lý
Ngêi híng dÉn khoa häc:
1. GS. TS. Tr¬ng quang h¶i
2. TS. L¬ng tuÊn anh
Hµ Néi – 2008
2
Môc lôc
Lêi cam ®oan....................................................................................................5
Danh môc ch÷ viÕt t¾t................................................................................6
Danh môc b¶ng biÓu .....................................................................................7
Danh môc h×nh vÏ ..........................................................................................8
Më ®Çu ..............................................................................................................10
Ch¬ng 1. Tæng quan c¸c nghiªn cøu vÒ ma lò ë miÒn trung.
c¬ së lý thuyÕt m« h×nh ma – dßng ch¶y vµ ph¬ng ph¸p SCS
..............................................................................................................................15
1.1. Tæng quan c¸c nghiªn cøu vµ m« h×nh to¸n phôc vô sö dông hîp lý tµi
nguyªn ®Êt vµ níc lu vùc s«ng .......................................................................15
1.1.1. Nghiªn cøu, ¸p dông m« h×nh to¸n ®Ó tÝnh to¸n vµ dù b¸o ma lò trªn thÕ
giíi vµ ë níc ta............................................................................................15
1.1.2. Nghiªn cøu ma lò vµ tµi nguyªn níc trªn ®Þa bµn nghiªn cøu............18
1.2. C¬ së lý thuyÕt líp m« h×nh to¸n ma - dßng ch¶y......................................20
1.2.1. M« h×nh thñy ®éng lùc häc...................................................................26
1.2.2. Ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ¸p dông trong m« h×nh sãng ®éng häc
mét chiÒu. ......................................................................................................28
1.3. Ph¬ng ph¸p SCS........................................................................................39
1.3.1. Giíi thiÖu ph¬ng ph¸p SCS.................................................................39
1.3.2. Ph¸t triÓn SCS.......................................................................................41
Ch¬ng 2. ®iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn vµ kinh tÕ x· héi mét sè
lu vùc thîng nguån MiÒn Trung trong mèi liªn quan víi
qu¸ tr×nh ma – dßng ch¶y ....................................................................45
2.1. §iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn.............................................................................45
2.1.1 VÞ trÝ ®Þa lý............................................................................................45
2.1.2 §Þa h×nh ................................................................................................45
2.1.3. §Þa chÊt, thæ nhìng ............................................................................50
2.1.4. Th¶m thùc vËt ......................................................................................54
2.1.5. KhÝ hËu ................................................................................................57
2.1.6. M¹ng líi thuû v¨n c¸c lu vùc s«ng nghiªn cøu .................................58
2.2. §iÒu kiÖn kinh tÕ x· héi..............................................................................61
2.2.1. Thõa Thiªn - HuÕ .................................................................................61
2.2.2. Qu¶ng Nam..........................................................................................62
2.2.3. Qu¶ng Ng·i..........................................................................................63
2.3. §Æc ®iÓm ma, dßng ch¶y vµ c¸c biÖn ph¸p phßng lò.................................65
2.3.1. §Æc ®iÓm ma, dßng ch¶y trªn c¸c lu vùc nghiªn cøu.........................65
2.3.2 C¸c biÖn ph¸p phßng lò trªn c¸c lu vùc nghiªn cøu..............................66
3
Ch¬ng 3. X©y dùng m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng
ch¶y b»ng m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, ph¬ng ph¸p
phÇn tö h÷u h¹n vµ ph¬ng ph¸p SCS .................................................68
3.1. N©ng cao tÝnh æn ®Þnh vµ ®é chÝnh x¸c cña ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n m«
pháng kh«ng gian – thêi gian trong m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu ..............68
3.1.1. C¸c vÊn ®Ò vÒ tÝnh æn ®Þnh vµ ®é chÝnh x¸c khi gi¶i ph¬ng tr×nh sãng
®éng häc b»ng ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n.................................................68
3.1.2. C¸c s¬ ®å sè ®Ó gi¶i ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc .................................71
3.1.3. Mét sè thuËt to¸n gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh vi ph©n phi tuyÕn tÝnh trong m«
h×nh phÇn tö h÷u h¹n sãng ®éng häc mét chiÒu..............................................75
3.1.4. Thùc nghiÖm sè, ®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh, ®é chÝnh x¸c cña c¸c s¬ ®å sè vµ
thuËt to¸n ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ¸p dông cho m« h×nh sãng ®éng häc
mét chiÒu.......................................................................................................77
3.2. HiÖu chØnh ph¬ng ph¸p SCS, n©ng cao kh¶ n¨ng m« pháng lò trªn c¸c lu
vùc s«ng ngßi MiÒn Trung.................................................................................80
3.2.1. Sö dông SCS n©ng cao kh¶ n¨ng m« pháng lu vùc ..............................80
3.2.2. N©ng cao kh¶ n¨ng m« pháng cña ph¬ng ph¸p SCS............................82
3.2.3. Thùc nghiÖm sè c«ng thøc tÝnh ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu trªn mét sè lu
vùc MiÒn Trung. ............................................................................................83
3.3 X©y dùng m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng ch¶y ®èi víi mét sè lu
vùc s«ng thîng nguån MiÒn Trung...................................................................87
3.3.1. Ph©n tÝch vµ xö lý sè liÖu......................................................................87
3.3.2. X©y dùng bé th«ng sè ..........................................................................88
3.3.3. X©y dùng m« h×nh vµ ch¬ng tr×nh tÝnh to¸n........................................94
3.3.4. KÕt qu¶ m« pháng................................................................................95
3.3.5. NhËn xÐt...............................................................................................99
Ch¬ng 4. øng dông m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma – dßng
ch¶y phôc vô dù b¸o lò vµ sö dông hîp lý tµi nguyªn níc,
®Êt trªn c¸c lu vùc s«ng thîng nguån miÒn trung..........103
4.1 øng dông m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma – dßng ch¶y phôc vô dù b¸o lò
s«ng Trµ Khóc – tr¹m S¬n Giang ....................................................................103
4.1.1. Dù b¸o thö nghiÖm ma g©y lò t¹i lu vùc s«ng Trµ Khóc–S¬n Giang105
4.1.2. Dù b¸o lò ...........................................................................................107
4.2. øng dông m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma dßng ch¶y phôc vô sö dông hîp
lý tµi nguyªn ®Êt trªn lu vùc...........................................................................109
4.2.1. §¸nh gi¸ ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn sù h×nh
thµnh lò........................................................................................................110
4.2.2. §¸nh gi¸ ¶nh hëng cña líp phñ rõng ®Õn sù h×nh thµnh lò................114
4.2.3. Kh¶o s¸t ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®ång thêi
thay ®æi th¶m phñ thùc vËt trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch - tr¹m Thîng NhËt.117
4.2.4 X©y dùng bæ sung hå chøa trªn c¸c lu vùc nghiªn cøu, t¨ng cêng kh¶
n¨ng c¾t lò lµm gi¶m mùc níc h¹ du. .........................................................118
4.3. KÕt qu¶ vµ th¶o luËn..................................................................................121
4.3.1. VÒ viÖc phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn níc ................................121
4
4.3.2. VÒ viÖc phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn ®Êt...................................122
KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ..............................................................................124
Danh MôC C¸C C¤NG TR×NH C¤NG Bè LI£N QUAN TíI LUËN ¸N....127
tµi liÖu Tham kh¶o ...................................................................................129
phô lôc............................................................................................................147
Phô lôc 1. C¸c b¶n ®å sö dông trong luËn ¸n........................................................148
Phô lôc 2. C¸c trËn lò dïng ®Ó hiÖu chØnh vµ kiÓm ®Þnh m« pháng b»ng m« h×nh
KW – 1D.............................................................................................................156
Phô lôc 3. KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ c¸c kÞch b¶n sö dông ®Êt trªn c¸c lu vùc b»ng m«
h×nh KW – 1D .....................................................................................................163
Phô lôc 4. Giao diÖn vµ c¸c thùc ®¬n chÝnh cña phÇn mÒm KW-1D MODEL ..... 175