Nghiên cứu phương pháp hiệu chỉnh hệ số tổn thất ban đầu và xây dựng đường quá trình lũ đơn vị trong tính toán thủy văn cho lưu vực Suối Bắc Cuông, tỉnh Lào Cai

Bài báo này trình bày nghiên cứu về phương pháp hiệu chỉnh hệ số tổn thất ban đầu (λ) trong phương pháp SCS-CN và xây dựng đường quá trình lũ đơn vị cho lưu vực suối Bắc Cuông, tỉnh Lào Cai. Mục tiêu là nâng cao độ tin cậy của mô hình dòng chảy lũ bằng cách điều chỉnh các chỉ số SCS-CN dựa trên dữ liệu thực đo tại lưu vực.

Nghiên cứu này hướng đến việc nâng cao độ tin cậy của mô hình dòng chảy lũ cho lưu vực suối Bắc Cuông thông qua việc hiệu chỉnh hệ số tổn thất ban đầu trong phương pháp SCS-CN, từ đó cung cấp cơ sở khoa học cho các ứng dụng tính toán thủy văn và quản lý tài nguyên nước.

Nghiên cứu này tập trung vào việc điều chỉnh hệ số tổn thất ban đầu (λ) trong phương pháp SCS-CN để tính toán thủy văn cho lưu vực suối Bắc Cuông, huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai. Phương pháp SCS-CN, một công cụ phổ biến để ước tính dòng chảy từ mưa, sử dụng chỉ số đường cong dòng chảy (CN) và hệ số tổn thất ban đầu (λ) làm các tham số quan trọng. Tuy nhiên, bảng tra CN hiện tại được xây dựng bởi NRCS dựa trên λ = 0.2 và dữ liệu thực nghiệm từ các lưu vực đầu nguồn ở Hoa Kỳ, dẫn đến sự không phù hợp khi áp dụng tại Việt Nam.

Nghiên cứu đề xuất một phương pháp chung để điều chỉnh λ dựa trên dữ liệu khí tượng thủy văn của lưu vực. Quy trình bao gồm việc xác định CN và S (lượng giữ nước tiềm năng tối đa) từ dữ liệu nhóm đất thủy văn và sử dụng đất, sau đó tính toán λ cho từng trận mưa bằng cách so sánh lượng mưa tích lũy đến thời điểm xuất hiện dòng chảy lũ với S. Giá trị λ trung bình được sử dụng làm hệ số tổn thất ban đầu hiệu chỉnh cho lưu vực.

Để xây dựng đường quá trình lũ đơn vị, nghiên cứu sử dụng nguyên tắc xếp chồng và phương pháp ma trận để khôi phục dòng chảy trực tiếp và lượng mưa vượt ngưỡng từ một trận lũ đã biết. Đường quá trình lũ đơn vị này thể hiện phản ứng của lưu vực đối với 1mm mưa hiệu quả.

Kết quả cho thấy hệ số λ của lưu vực suối Bắc Cuông dao động từ 0.014 đến 0.317, với giá trị trung bình là 0.1, thấp hơn so với giá trị 0.2 do NRCS khuyến nghị. Việc sử dụng λ hiệu chỉnh giúp cải thiện độ chính xác của mô hình dòng chảy lũ, với hệ số NASH đạt 0.95 cho trận lũ được sử dụng để xây dựng đường quá trình đơn vị và 0.76 cho một trận lũ kiểm định.

Nghiên cứu kết luận rằng việc điều chỉnh hệ số tổn thất ban đầu là cần thiết để áp dụng phương pháp SCS-CN một cách hiệu quả cho các lưu vực cụ thể, và phương pháp được đề xuất có thể hữu ích cho các nghiên cứu tính toán mưa-dòng chảy trong khu vực.