§¹i häc quèc gia Hµ Néi Trêng ®¹i häc khoa häc tù nhiªn
NguyÔn Thanh S¬n Nghiªn cøu m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng ch¶y Phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn níc vµ ®Êt mét sè lu vùc s«ng thîng nguån miÒn trung
LuËn ¸n tiÕn sü ®Þa lý Hµ Néi - 2008
§¹i häc quèc gia Hµ Néi Trêng ®¹i häc khoa häc tù nhiªn NguyÔn Thanh S¬n Nghiªn cøu m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng ch¶y Phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn níc vµ ®Êt mét sè lu vùc s«ng thîng nguån miÒn trung
Chuyªn ngµnh: sö dông vµ b¶o vÖ tµi nguyªn m«i trêng M· sè:
62.85.15.01
LuËn ¸n tiÕn sü ®Þa lý
Ngêi híng dÉn khoa häc:
1. GS. TS. Tr¬ng quang h¶i 2. TS. L¬ng tuÊn anh
Hµ Néi – 2008
1
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 ma lò ë miÒn trung. c¬ së lý thuyÕt m« h×nh ma – 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 níc lu vùc s«ng ....................................................................... 15 1.1.1. Nghiªn cøu, ¸p dông m« h×nh to¸n ®Ó tÝnh to¸n vµ dù b¸o ma lò trªn thÕ giíi vµ ë níc ta............................................................................................ 15 1.1.2. Nghiªn cøu ma lò vµ tµi nguyªn níc trªn ®Þa bµn nghiªn cøu............ 18 1.2. C¬ së lý thuyÕt líp m« h×nh to¸n ma - 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 lu vùc thîng nguån MiÒn Trung trong mèi liªn quan víi qu¸ tr×nh ma – 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 nhìng ............................................................................ 50 2.1.4. Th¶m thùc vËt ...................................................................................... 54 2.1.5. KhÝ hËu ................................................................................................ 57 2.1.6. M¹ng líi thuû v¨n c¸c lu 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 ma, dßng ch¶y vµ c¸c biÖn ph¸p phßng lò................................. 65 2.3.1. §Æc ®iÓm ma, dßng ch¶y trªn c¸c lu vùc nghiªn cøu......................... 65 2.3.2 C¸c biÖn ph¸p phßng lò trªn c¸c lu vùc nghiªn cøu.............................. 66
2
Ch¬ng 3. X©y dùng m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma - 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 lu vùc s«ng ngßi MiÒn Trung ................................................................................. 80 3.2.1. Sö dông SCS n©ng cao kh¶ n¨ng m« pháng lu 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 lu vùc MiÒn Trung. ............................................................................................ 83
3.3 X©y dùng m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng ch¶y ®èi víi mét sè lu vùc s«ng thîng 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 ma – dßng ch¶y phôc vô dù b¸o lò vµ sö dông hîp lý tµi nguyªn níc, ®Êt trªn c¸c lu vùc s«ng thîng nguån miÒn trung.......... 103 4.1 øng dông m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma – 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 ma g©y lò t¹i lu vùc s«ng Trµ Khóc–S¬n Giang 105 4.1.2. Dù b¸o lò ........................................................................................... 107
4.2. øng dông m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma dßng ch¶y phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn ®Êt trªn lu vùc........................................................................... 109 4.2.1. §¸nh gi¸ ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn sù h×nh thµnh lò........................................................................................................ 110 4.2.2. §¸nh gi¸ ¶nh hëng cña líp phñ rõng ®Õn sù h×nh thµnh lò................ 114 4.2.3. Kh¶o s¸t ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®ång thêi thay ®æi th¶m phñ thùc vËt trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch - tr¹m Thîng NhËt . 117 4.2.4 X©y dùng bæ sung hå chøa trªn c¸c lu vùc nghiªn cøu, t¨ng cêng kh¶ n¨ng c¾t lò lµm gi¶m mùc níc 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 níc ................................ 121
3
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 lu 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
4
Lêi cam ®oan
T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i
C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ nªu trong luËn ¸n lµ trung thùc vµ cha tõng ®îc ai c«ng
bè trong bÊt kú c«ng tr×nh nµo kh¸c
NguyÔn Thanh S¬n
5
Danh môc ch÷ viÕt t¾t
ACM I, II, III §iÒu kiÖn Èm kh«, trung b×nh vµ ít cña ®Êt ANN
M« h×nh m¹ng thÇn kinh nh©n t¹o (Artificial Neural Network)
ETA FLOAT
M« h×nh khÝ tîng bÊt thuû tÜnh ch©u ¢u (ETA model) M« h×nh lan truyÒn chÊt « nhiÔm
Tæng gi¸ trÞ s¶n phÈm trong níc
GDP GIBSI
Bé m« h×nh tæng hîp cña Cana®a (Gestion Intégrée des Bassins versants à l'aide d'un Système Informatisé)
GIS
HÖ thèng th«ng tin ®Þa lý (Geographic Information System)
HMC HRM
Trung t©m thuû v¨n X« viÕt (Hydro-Metorology Centre) M« h×nh khÝ tîng khu vùc ph©n gi¶i cao (High Resolution Regional Model)
HYDROGIS M« h×nh thuû v¨n thuû lùc cña NguyÔn H÷u Nh©n
IQQM
M« h×nh m« pháng nguån níc (Integrated Quality and Quantity Model)
ISIS KOD
M« h×nh thuû ®éng lùc häc (Interactive Spectral Interpretation System) M« h×nh thuû lùc kh«ng æn ®Þnh cña NguyÔn ¢n Niªn
KW-1D MIKE
M« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu Bé m« h×nh thuû lùc vµ thuû v¨n lu vùc cña ViÖn Thuû lùc §an M¹ch
MM5
M« h×nh khÝ tîng quy m« võa ( The NCAR/PSU 5th Generation Mesoscale Model)
NAM ODE
M« h×nh dßng ch¶y cña §an M¹ch (Nedbør-Afrstrømnings-Model) Ph¬ng tr×nh vi ph©n thêng
QUAL2E
M« h×nh chÊt lîng níc (Water Quality version 2E)
RAMS
M« h×nh khÝ tîng khu vùc cña Mü (Regional Atmospheric Modeling System)
SCS SDV
Côc b¶o vÖ ®Êt (Soil Conservation Service) Ph©n r· ®¬n trÞ
SSARR
M« h×nh hÖ thèng diÔn to¸n dßng ch¶y cña Mü (Streamflow Synthesis and Reservoir Regulation)
SWAT
M« h×nh m« pháng dßng ch¶y mÆt qua ®é Èm ®Êt (Soil and Water Assessment Tool) M« h×nh diÔn to¸n thuû lùc (Storm Water Management Model)
SWMM
TANK USDAL
M« h×nh bÓ chøa cña NhËt B¶n M« h×nh dßng ch¶y ph©n bè Bé N«ng nghiÖp Hoa Kú Tæ chøc khÝ tîng thÕ giíi (World Meteorological Organization)
WMO
Ma vît thÊm vµ kh«ng vît thÊm
X > PET, X< PET
6
Danh môc b¶ng biÓu
B¶ng 1.1. §Æc ®iÓm cña c¸c th«ng sè trong m« h×nh thuû v¨n tÊt ®Þnh................... 21 B¶ng 1.2. Môc ®Ých vµ ®èi tîng øng dông c¸c m« h×nh thuû v¨n tÊt ®Þnh ............. 22 B¶ng 2.1. HiÖn tr¹ng rõng n¨m 2000 lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch [14]........................... 54 B¶ng 2.2. HiÖn tr¹ng rõng n¨m 2000 lu vùc s«ng Thu Bån [14] ........................... 55 B¶ng 2.3. HiÖn tr¹ng rõng n¨m 2000 lu vùc s«ng Trµ Khóc [14].......................... 55 B¶ng 2.4. Líp phñ thùc vËt lu vùc s«ng VÖ theo møc ®é che phñ [14].................. 57 B¶ng 3.1. Sè trËn lò trªn s«ng VÖ – An ChØ qua c¸c n¨m dïng ®Ó m« pháng lò..... 83 B¶ng 3. 2. KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ m« pháng lò theo m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu . 84 ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph¬ng ph¸p SCS s«ng VÖ - An ChØ [57] ............ 84 B¶ng 3.3. KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ m« pháng lò theo m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu .. 85 ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph¬ng ph¸p SCS víi Ia = 0.13S ......................... 85 B¶ng 3.4. C¸c ®Æc trng h×nh th¸i lu vùc s«ng lùa chän ë MiÒn Trung ................. 87 B¶ng 3.5. Sè liÖu khÝ tîng thuû v¨n ®Ó m« pháng lò trªn c¸c lu vùc nghiªn cøu 88 B¶ng 3.6. Ph©n tÝch c¸c lu vùc ra ®o¹n s«ng, d¶i vµ c¸c phÇn tö ........................... 89 B¶ng 3.7. §¸nh gi¸ kÕt qu¶ m« pháng lò trªn c¸c lu vùc s«ng nghiªn cøu............ 99 B¶ng 4.1 KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ sai sè dù b¸o lò víi sè liÖu ma tõ m« h×nh RAMS .... 109 B¶ng 4.2. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y qua 9 trËn lò trªn s«ng T¶ Tr¹ch .............................................................................................................. 111 B¶ng 4.3. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y qua 9 trËn lò trªn s«ng Thu Bån............................................................................................................... 111 B¶ng 4.4. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y qua 3 trËn lò trªn s«ng Trµ Khóc ............................................................................................................. 112 B¶ng 4.5 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y qua 2 trËn lò trªn s«ng VÖ ............................................................................................................................ 112 B¶ng 4.6. KÕt qu¶ kh¶o s¸t ®¸nh gi¸ ¶nh hëng cña rõng ®Õn dßng ch¶y lò trªn c¸c lu vùc s«ng nghiªn cøu ...................................................................................... 116 B¶ng 4.7 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y khi t¨ng diÖn tÝch rõng qua 9 trËn lò trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch - tr¹m Thîng NhËt .............................. 117 B¶ng 4.8. Mùc níc lò 5% trªn s«ng H¬ng khi cã hå D¬ng Hoµ (T¶ Tr¹ch) ... 118 B¶ng 4.9. C¸c hå chøa tham gia c¾t lò trªn dßng chÝnh s«ng Vu Gia – Thu Bån... 120 B¶ng 4.10. Gi¶m mùc níc lò trªn s«ng Trµ Khóc khi cã c¸c hå chøa c¾t lò....... 120
7
Danh môc h×nh vÏ
H×nh 1.1. Ph©n lo¹i c¸c m« h×nh thuû v¨n tÊt ®Þnh ................................................. 21 H×nh 1.2. Lu vùc vµ líi phÇn tö h÷u h¹n t¬ng øng. ........................................... 32 H×nh 1.3. C¸c biÕn sè cã tæn thÊt dßng ch¶y trong ph¬ng ph¸p SCS ..................... 40 H×nh 2.1. VÞ trÝ c¸c lu vùc s«ng nghiªn cøu ......................................................... 46 H×nh 2.2. §Þa h×nh lu vùc s«ng Trµ Khóc............................................................. 48 H×nh 2.3. §é dèc lu vùc s«ng Trµ Khóc ............................................................... 49 H×nh 2.4. Sö dông ®Êt lu vùc s«ng Trµ Khóc ........................................................ 53 H×nh 2.5. Rõng lu vùc s«ng Trµ Khóc.................................................................. 56 H×nh 2.6. M¹ng líi s«ng lu vùc s«ng Trµ Khóc – tr¹m S¬n Giang ...................... 60 H×nh 3.1. KÕt qu¶ m« pháng ( a) v à ®¸nh gi¸ sai sè (b) trËn lò tõ ngµy 25/11/1998 ®Õn ngµy 27/11/1998 ............................................................................................. 85 H×nh 3.2 So s¸nh hai ph¬ng ¸n (a) hiÖu chØnh SCS vµ (b) kh«ng hiÖu chØnh tõ ngµy 19/10/2001 ®Õn ngµy 20/10/2001........................................................................... 86 H×nh 3.3. Líi phÇn tö trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch – tr¹m Thîng NhËt ................ 90 H×nh 3.4. Líi phÇn tö trªn lu vùc s«ng Thu Bån – tr¹m N«ng S¬n...................... 91 H×nh 3.5. Líi phÇn tö trªn lu vùc s«ng Trµ Khóc – tr¹m S¬n Giang.................... 92 H×nh 3.6 Líi phÇn tö trªn lu vùc s«ng VÖ – tr¹m An ChØ.................................... 93 H×nh 3.7. S¬ ®å khèi cña ch¬ng tr×nh tÝnh theo m« h×nh KW-1D ......................... 94 H×nh 3.8. M« pháng trËn lò tõ 1h/18/-13h/23/XI/2002 s. T¶ Tr¹ch – Thîng NhËt 95 H×nh 3.9 KÕt qu¶ m« pháng lò tõ 6h/20/X - 6h/24/X/2001 s. T¶ Tr¹ch - Thîng NhËt ...................................................................................................................... 96 H×nh 3.10. M« pháng trËn lò tõ 7h/28/X – 19h/30/X/2000 s. Thu Bån – N«ng S¬n 96 H×nh 3.11. M« pháng trËn lò tõ 7h/20/X – 19h/23/X/2001 s. Thu Bån – N«ng S¬n 97 H×nh 3.12. M« pháng trËn lò tõ 13h/20 - 24/XII/2000 s. Trµ Khóc – S¬n Giang..... 97 H×nh 3.13. M« pháng lò tõ 1h/ 19/XI - 19h/ 25/XI/1998 s, Trµ Khóc - S¬n Giang.. 98 H×nh 3.14. M« pháng trËn lò tõ ngµy 21/XI - 24/XI/1998 s. VÖ – An ChØ .............. 98 H×nh 4.1. Lîng ma tÝch luü 72 giê dù b¸o ®îc b»ng RAMS tõ 16 ®Õn 19/XI/2005 trªn 9 tiÓu lu vùc thuéc s«ng Trµ Khóc - tr¹m S¬n Giang ................ 107 H×nh 4.2. KÕt qu¶ dù b¸o lò tõ 7 giê ngµy 10/X ®Õn 7h ngµy 13/X n¨m 2005 s«ng Trµ Khóc - S¬n Giang .......................................................................................... 108 H×nh 4.3. KÕt qu¶ dù b¸o lò tõ 7 giê ngµy 16/XI ®Õn 7h ngµy 19/XI n¨m 2005 s«ng Trµ Khóc - S¬n Giang .......................................................................................... 108 H×nh 4.4. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y lò trªn s«ng T¶ Tr¹ch trËn lò tõ 16h/21 ®Õn 7h/23/X/2001 ..................................................................... 111 H×nh 4.5. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y lò trªn s«ng Thu Bån, trËn lò tõ 19h/2 – 13h/8/X/2003........................................................................... 112 H×nh 4. 6 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Trµ Khóc, trËn lò ngµy 25 ®Õn 30/XI n¨m 1998.......................................................... 113 H×nh 4.7: ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y lò trªn s«ng VÖ, trËn lò ngµy 21 ®Õn 24/XI n¨m 1998 ............................................................. 113
8
H×nh 4. 8. ¶nh hëng cña rõng ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch - Thîng NhËt trËn lò tõ 16h/21®Õn 4h/23/X/2000 ...................................................................... 114 H×nh 4.9. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ khi t¨ng diÖn tÝch rõng ®Õn dßng ch¶y lò trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch - tr¹m Thîng NhËt, trËn lò 23h/4 ®Õn 10h/6/XII/1999 ............................................................................................................................ 117 H×nh 4.10. VÞ trÝ hå chøa c¾t lò (dù kiÕn) trªn c¸c lu vùc s«ng nghiªn cøu ......... 119
9
Më ®Çu
1. TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi nghiªn cøu
MiÒn Trung lµ n¬i høng chÞu nhiÒu thiªn tai lò lôt vµo lo¹i bËc nhÊt ë níc
ta. §· cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy nh»m gãp phÇn gi¶m
nhÑ nh÷ng hËu qu¶ do thiªn tai lò lôt g©y ra. Híng tÝch cùc nhÊt lµ n©ng cao hiÖu
qu¶ cña c«ng t¸c c¶nh b¸o vµ dù b¸o lò, tõ ®ã ®Ò ra nh÷ng biÖn ph¸p thÝch hîp ®Ó
phßng, tr¸nh, trong ®ã ®Ò cao vai trß cña c«ng t¸c quy ho¹ch sö dông ®Êt. C¸c
ph¬ng ph¸p dù b¸o truyÒn thèng tríc ®©y nh ph¬ng ph¸p lu lîng mùc níc
t¬ng øng hay sö dông c¸c m« h×nh t¬ng quan vµ m« h×nh th«ng sè tËp trung ®·
mang l¹i nh÷ng hiÖu qu¶ tÝch cùc. ViÖc diÔn to¸n dßng ch¶y tõ tr¹m thuû v¨n ®Çu
nguån vÒ h¹ lu ë Trung t©m Dù b¸o KhÝ tîng Thuû v¨n Trung ¬ng kh¸ chÝnh
x¸c, ®¹t ®é ®¶m b¶o t¬ng ®èi tèt. Tuy nhiªn, thùc tÕ thêng gÆp ph¶i hai vÊn ®Ò lín
lµm cho c«ng t¸c dù b¸o lò vÉn cha ®¸p øng ®îc bµi to¸n thùc tiÔn. §ã lµ: (1) do
c¸c s«ng ë khu vùc nµy thêng ng¾n vµ dèc, thêi gian tËp trung níc nhanh nªn viÖc
ph¸t c¸c b¶n tin dù b¸o dùa trªn sè liÖu quan tr¾c ma vµ lu lîng tuyÕn trªn
thêng cã thêi gian dù kiÕn ng¾n, kh«ng ®ñ ®Ó triÓn khai c¸c biÖn ph¸p phßng
chèng thÝch hîp vµ (2) do cha sö dông c¸c m« h×nh th«ng sè d¶i, cã kh¶ n¨ng diÔn
to¸n dßng ch¶y tèt h¬n. Nh»m gãp phÇn kh¾c phôc c¸c vÊn ®Ò nªu trªn, t¸c gi¶ thùc
hiÖn “Nghiªn cøu m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng ch¶y phôc vô sö dông hîp lý tµi
nguyªn níc vµ ®Êt mét sè lu vùc s«ng thîng nguån MiÒn Trung” nh»m gãp phÇn
n©ng cao chÊt lîng c«ng t¸c c¶nh b¸o, dù b¸o dßng ch¶y lò tõ ma, ®ång thêi phôc
vô qu¶n lý tµi nguyªn níc vµ ®Êt theo híng ®iÒu tiÕt dßng ch¶y lu vùc. M« h×nh
sãng ®éng häc mét chiÒu ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph¬ng ph¸p SCS – lµ
mét m« h×nh th«ng sè d¶i, sö dông ®Çu vµo lµ ma dù b¸o tõ c¸c m« h×nh khÝ tîng
®îc sö dông ®Ó m« pháng dßng ch¶y lò nh»m t¨ng ®é chÝnh x¸c vµ thêi gian dù
kiÕn cña c¸c dù b¸o lò t¹i c¸c tr¹m thuû v¨n ®Çu nguån, lµm c¬ së cho viÖc n©ng cao
tÝnh hiÖu qu¶ cña c«ng t¸c dù b¸o lò trªn toµn lu vùc.
10
2. Môc tiªu
Môc tiªu cña luËn ¸n lµ x¸c lËp c¬ së khoa häc ®Ó x©y dùng m« h×nh to¸n m«
pháng qu¸ tr×nh ma – dßng ch¶y, cã kh¶ n¨ng dù b¸o lò vµ phôc vô sö dông hîp lý
tµi nguyªn níc vµ ®Êt trªn c¸c luvùc s«ng thîng nguån ë MiÒn Trung.
3. Ph¹m vi nghiªn cøu
Ph¹m vi khoa häc cña luËn ¸n lµ nghiªn cøu c¸c m« h×nh to¸n ma – dßng
ch¶y nh»m lùa chän vµ x©y dùng ®îc mét m« h×nh thÝch hîp ®Ó diÔn to¸n qu¸ tr×nh
lò tõ ma trong c¸c ®iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn ë MiÒn Trung. Ph¹m vi l·nh thæ lµ mét
sè lu vùc s«ng thîng nguån: T¶ Tr¹ch ®Õn Thîng NhËt (®¹i diÖn cho c¸c lu vùc
phÝa B¾c Trung Bé), Thu Bån ®Õn N«ng S¬n, Trµ Khóc ®Õn S¬n Giang vµ VÖ ®Õn An
ChØ (®¹i diÖn cho c¸c lu vùc Nam Trung Bé) ®ñ ®iÒu kiÖn ¸p dông m« h×nh to¸n
thñy v¨n ®· lùa chän vµ còng lµ c¸c s«ng diÔn ra lò ¸c liÖt trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y.
4. Nh÷ng ®ãng gãp míi
1) Ph©n tÝch c¸c m« h×nh to¸n ma – dßng ch¶y vµ luËn gi¶i viÖc x©y dùng
mét m« h×nh to¸n trªn c¬ së m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu (KW - 1D), sö dông
ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph¬ng ph¸p SCS lµ thÝch hîp víi c¸c lu vùc s«ng
vïng thîng nguån ë MiÒn Trung.
2) N©ng cao tÝnh æn ®Þnh vµ ®é chÝnh x¸c cña m« h×nh KW - 1D qua sù
nghiªn cøu vµ lùa chän s¬ ®å tÝnh nh»m m« t¶ chÝnh x¸c kh«ng gian, thêi gian b»ng
lý luËn vµ thùc nghiÖm sè kÕt hîp vËn dông, hiÖu chØnh ph¬ng ph¸p SCS ®Ó tÝnh
thÊm, n©ng cao kh¶ n¨ng m« pháng c¸c ®iÒu kiÖn mÆt ®Öm c¸c lu vùc s«ng vïng
thîng nguån ë MiÒn Trung
3) X©y dùng ®îc mét m« h×nh to¸n ®ñ kh¶ n¨ng dù b¸o lò ®ång thêi lµ c«ng
cô t vÊn vÒ viÖc sö dông hîp lý tµi nguyªn níc vµ ®Êt trªn c¸c lu vùc s«ng MiÒn
Trung, gåm:
a) TriÓn khai thµnh c«ng líi c¸c phÇn tö cho c¸c lu vùc s«ng tù nhiªn vµ
bé th«ng sè cña m« h×nh;
b) X©y dùng ch¬ng tr×nh tÝnh vµ phÇn mÒm ®Ó dù b¸o dßng ch¶y lò tõ ma
11
còng nh phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn níc vµ ®Êt c¸c lu vùc s«ng;
c) §Þnh lîng hãa ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ vµ líp phñ rõng ®Õn sù
h×nh thµnh ®Ønh vµ tæng lîng lò qua c¸c kÞch b¶n sö dông ®Êt.
5. LuËn ®iÓm b¶o vÖ
LuËn ®iÓm 1. KÕt qu¶ m« pháng lò trªn mét sè lu vùc s«ng thîng nguån
MiÒn Trung víi ®é ®¶m b¶o ®¹t tõ kh¸ ®Õn tèt cho thÊy viÖc lùa chän vµ x©y dùng
m« h×nh to¸n trªn c¬ së m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, ph¬ng ph¸p phÇn tö
h÷u h¹n vµ ph¬ng ph¸p SCS lµ thÝch hîp ®Ó m« pháng qu¸ tr×nh ma – dßng ch¶y.
LuËn ®iÓm 2. M« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u
h¹n vµ SCS ®îc øng dông ®em l¹i hiÖu qu¶ h÷u Ých phôc vô sö dông hîp lý tµi
nguyªn níc vµ ®Êt trªn c¸c lu vùc s«ng thÓ hiÖn trªn hai khÝa c¹nh chÝnh:
(1) dù b¸o lò, ®Æc biÖt khi kÕt hîp víi m« h×nh sè dù b¸o ma cã ®é ph©n gi¶i
cao ®Ó t¨ng thêi gian dù kiÕn vµ
(2) ®¸nh gi¸ ®Þnh lîng ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ vµ líp phñ rõng ®èi
víi qu¸ tr×nh h×nh thµnh ®Ønh vµ tæng lîng lò.
6. ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn:
1) Hoµn thiÖn mét ph¬ng ph¸p m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng ch¶y trªn
c¸c lu vùc s«ng thîng nguån.
2) KÕt qu¶ cña luËn ¸n cã thÓ sö dông lµm c«ng cô gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò thùc
tiÔn vÒ sö dông hîp lý tµi nguyªn níc vµ ®Êt trªn lu vùc s«ng theo híng ph¸t
triÓn bÒn v÷ng
7. Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu:
C¸c ph¬ng ph¸p nghiªn cøu chÝnh trong luËn ¸n:
1) Ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n;
2) Ph¬ng ph¸p SCS;
3) Ph¬ng ph¸p m« h×nh to¸n thuû v¨n vµ
12
4) Ph¬ng ph¸p hÖ thèng th«ng tin ®Þa lý (GIS).
8. C¬ së tµi liÖu
8.1. Tµi liÖu tõ c¸c ®Ò tµi do t¸c gi¶ chñ tr×: 1) “ øng dông m« h×nh to¸n phôc
vô quy ho¹ch lu vùc s«ng Trµ Khóc” (QT 03–21, 2004); 2) “øng dông m« h×nh
to¸n diÔn to¸n lò lu vùc s«ng VÖ tr¹m An ChØ” (QT 04–26, 2005); 3) “Nghiªn cøu
m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng ch¶y phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn níc vµ ®Êt
trªn mét sè lu vùc s«ng ngßi MiÒn Trung” (QG 07-15, 2007); 4) “Nghiªn cøu ¸p
dông ph¬ng ph¸p SCS phôc vô c«ng t¸c phßng chèng lò vµ quy ho¹ch lu vùc s«ng
ngßi Trung Trung Bé”( CB 705606, 2006)
8.2. Tµi liÖu tõ c¸c ®Ò tµi do t¸c gi¶ lµ thµnh viªn tham gia chÝnh: 1) “ Nghiªn
cøu vËn dông m« h×nh thuû ®éng lùc, ma - dßng ch¶y phôc vô tÝnh to¸n vµ dù b¸o
dßng ch¶y lò” (ViÖn KTTV, 2004); 2) “X©y dùng c«ng nghÖ dù b¸o lò b»ng m«
h×nh sè thêi h¹n 3 ngµy cho khu vùc Trung Bé ViÖt Nam” (QGT§. 04.04, 2006).
8.3. C¸c tµi liÖu: (i) khÝ tîng thñy v¨n lµ sè liÖu trÝch lò vµ ma tõ n¨m 1998
– 2005 ®îc cung cÊp bëi Trung t©m T liÖu vµ Trung t©m Dù b¸o KhÝ tîng Thñy
v¨n Trung ¬ng; (ii) tµi liÖu mÆt ®Öm lµ c¸c b¶n ®å sè vÒ ®Þa h×nh, m¹ng líi s«ng,
®Êt, sö dông ®Êt vµ th¶m thùc vËt n¨m 1999 c¸c lu vùc s«ng lÊy tõ Atlas ViÖt Nam,
Bé Khoa häc C«ng nghÖ vµ M«i trêng [155] vµ (iii) c¸c b¸o c¸o chiÕn lîc ph¸t
triÓn kinh tÕ x· héi c¸c tØnh.
9. CÊu tróc luËn ¸n
LuËn ¸n cã 4 ch¬ng cïng víi më ®Çu, kÕt luËn, tµi liÖu tham kh¶o, phô lôc:
Ch¬ng 1: Tæng quan c¸c nghiªn cøu vÒ ma lò ë miÒn trung vµ c¬ së lý
thuyÕt m« h×nh ma – dßng ch¶y vµ ph¬ng ph¸p SCS
Ch¬ng 2: §iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn vµ kinh tÕ x· héi mét sè lu vùc thîng
nguån MiÒn Trung trong mèi liªn quan víi qu¸ tr×nh ma – dßng ch¶y.
Ch¬ng 3: X©y dùng m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma - 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.
13
Ch¬ng 4: øng dông m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma – dßng ch¶y phôc vô
dù b¸o lò vµ sö dông hîp lý tµi nguyªn níc, ®Êt trªn c¸c lu vùc s«ng thîng
nguån MiÒn Trung
LuËn ¸n ®îc hoµn thµnh t¹i trêng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn, §¹i häc
Quãc gia Hµ Néi, t¸c gi¶ xin ch©n thµnh c¶m ¬n Ban gi¸m hiÖu, Phßng §µo t¹o Sau
®¹i häc, Phßng Khoa häc C«ng nghÖ trêng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn, Ban Khoa
häc C«ng nghÖ §¹i häc Quèc gia Hµ Néi ®· t¹o ®iÒu kiÖn vÒ thêi gian, kinh phÝ hç
trî qua c¸c ®Ò tµi. Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn, t¸c gi¶ xin bµy tá lßng biÕt ¬n ®Õn c¸c
thÇy, c¸c c« trong hai khoa: khoa §Þa lý vµ khoa KhÝ tîng – Thuû v¨n & H¶i d¬ng
häc vÒ sù hç trî chuyªn m«n vµ kü thuËt. §Æc biÖt, xin bµy tá sù c¶m ¬n ch©n thµnh
nhÊt ®Õn tËp thÓ híng dÉn khoa häc: PGS. TS. Tr¬ng Quang H¶i vµ TS. L¬ng
TuÊn Anh ®· tËn t×nh chØ ®¹o vµ gãp ý ®Ó t¸c gi¶ hoµn thµnh luËn ¸n nµy.
14
Ch¬ng 1
Tæng quan c¸c nghiªn cøu vÒ ma lò ë miÒn trung. c¬ së lý
thuyÕt m« h×nh ma – dßng ch¶y vµ ph¬ng ph¸p SCS
1.1. Tæng quan c¸c nghiªn cøu vµ m« h×nh to¸n phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn ®Êt vµ níc lu vùc s«ng
1.1.1. Nghiªn cøu, ¸p dông m« h×nh to¸n ®Ó tÝnh to¸n vµ dù b¸o ma lò trªn thÕ giíi vµ ë níc ta
Ngµy nay, trong tÝnh to¸n vµ dù b¸o lò, ®¸nh gi¸ ¶nh hëng cña viÖc sö dông,
khai th¸c bÒ mÆt lu vùc, viÖc ¸p dông m« h×nh to¸n thuû v¨n ®Ó kh«i phôc vµ xö lý
sè liÖu ngµy cµng réng r·i. §Æc biÖt, ®èi víi nh÷ng vïng Ýt ®îc nghiªn cøu th× sö
dông m« h×nh to¸n cßn ®îc coi lµ c«ng cô u viÖt nhÊt. Cïng víi viÖc ph¸t triÓn kü
thuËt tÝnh to¸n kÕt hîp ¸p dông c«ng nghÖ th«ng tin, thÕ m¹nh gi¶i quyÕt b»ng c¸c
bµi to¸n sè trÞ vµ øng dông trong ho¹t ®éng t¸c nghiÖp cµng cã vÞ thÕ næi bËt.
Trong lÜnh vùc dù b¸o, ngoµi c¸c ph¬ng ph¸p truyÒn thèng tríc ®©y nh
ph¬ng ph¸p Kalinhin - Miuliacèp [31] ph¬ng ph¸p tÝnh dßng ch¶y ®o¹n s«ng cã
gia nhËp khu gi÷a [32, 48, 53], m« h×nh HMC [2, 21], ph¬ng ph¸p ®êng ®¬n vÞ,
®êng ®¼ng thêi [31, 58] cïng víi viÖc sö dông c¸c m« h×nh to¸n SSARR, TANK
[94], NAM [49, 93], ANN [30] ®îc triÓn khai nghiªn cøu vµ cã nh÷ng kÕt qu¶ tèt,
®¹t ®é chÝnh x¸c ®¸p øng cho c¸c yªu cÇu quy ho¹ch, thiÕt kÕ.
M« h×nh to¸n SSARR cña Côc C«ng binh Mü ®îc khai th¸c sö dông sím
nhÊt ë níc ta, tõ n¨m 1968, ®Çu tiªn trong lÜnh vùc thuû v¨n c«ng tr×nh vµ sau ®ã lµ
trong viÖc c¶nh b¸o, dù b¸o lò ë ®ång b»ng ch©u thæ s«ng Cöu Long [80]. M« h×nh
SSARR còng ®îc triÓn khai ¸p dông ®Ó dù b¸o lò cho hÖ thèng s«ng Hång vµ Th¸i
B×nh ë ®ång b»ng B¾c Bé cho kÕt qu¶ kh¶ quan [26, 28, 35].
15
M« h×nh TANK cã xuÊt xø tõ NhËt B¶n, ®îc sö dông vµo nh÷ng n¨m cuèi
cña thËp kû 80 thÕ kû XX ë ViÖt Nam. Sö dông m« h×nh TANK kh¸ ®a d¹ng, nhng
thµnh tùu c¬ b¶n nhÊt ®¹t ®îc trong lÜnh vùc kh«i phôc vµ bæ sung sè liÖu, lµ t×nh
tr¹ng h¹n chÕ phæ biÕn nhÊt khi nghiªn cøu thuû v¨n ë níc ta. M« h×nh ®¬n gi¶n,
cã ý nghÜa vËt lý trùc quan, thÝch hîp víi c¸c s«ng suèi võa vµ nhá [2, 93]. GÇn ®©y
m« h×nh cßn ®îc sö dông hiÖu qu¶ khi tiÕn hµnh dù b¸o h¹n võa c¸c s«ng chÝnh ë
B¾c Bé [12, 13, 36, 72].
M« h×nh MIKE 11 ra ®êi c¸ch ®©y 20 n¨m ë §an M¹ch lµ mét m« h×nh tæng
hîp th«ng dông nhÊt trªn thÕ giíi (cã h¬n 100 níc sö dông) víi c¸c m« ®un vÒ
thñy lùc, ph©n t¸n chÊt lîng níc, chuyÓn t¶i bïn c¸t, m« pháng ma dßng ch¶y
(m« h×nh NAM), m« h×nh sinh th¸i, dù b¸o lò, vì ®Ëp … ®· b¾t ®Çu ®îc nghiªn
cøu vµ triÓn khai ¸p dông. C¸c m« h×nh ph¸t triÓn ë møc ®é cao h¬n nh MIKE 21,
MIKE FLOOD ®Ó m« pháng dßng ch¶y 2 chiÒu còng ®îc nghiªn cøu, vËn dông.
C¸c m« h×nh to¸n cã xuÊt xø trong níc hiÖn nay rÊt Ýt, cã thÓ kÓ ra mét vµi
m« h×nh tiªu biÓu nh HYDROGIS cña NguyÔn H÷u Nh©n [43], KOD cña NguyÔn
¢n Niªn [46, 47] vµ VRSAP cña NguyÔn Nh Khuª.
Ngµy nay, khi thÕ giíi ®ang ®øng tríc sù khñng ho¶ng vÒ níc (c¶ lîng vµ
chÊt) tríc søc Ðp vÒ gia t¨ng d©n sè vµ c¸c ho¹t ®éng kinh tÕ, bµi to¸n quy ho¹ch tµi
nguyªn níc ngµy cµng ®îc ®Ò cao. C¸c m« h×nh to¸n trong lÜnh vùc qu¶n lý tµi
nguyªn vµ m«i trêng níc, v× thÕ, còng ®îc ph¸t triÓn. Cã thÓ ®iÓm qua mét sè m«
h×nh ®ang ®îc sö dông réng r·i trªn thÕ giíi nh sau:
HÖ thèng m« h×nh GIBSI lµ mét hÖ thèng m« h×nh tæng hîp qu¶n lý níc c¶
lîng vµ chÊt ®Ó kiÓm tra ho¹t ®éng dïng níc trong c¸c lÜnh vùc kinh tÕ nh n«ng
nghiÖp, c«ng nghiÖp. HÖ thèng nµy ®ang ®îc sö dông réng r·i ë Canada gåm c¸c
m« ®un vÒ thñy v¨n, vÒ tÝch hîp d÷ liÖu viÔn th¸m vµ GIS, vÒ lan truyÒn chÊt hãa
häc, vÒ xãi mßn ®Êt vµ vËn chuyÓn phï sa vµ chÊt lîng níc.
Bé m« h×nh thuéc Ch¬ng tr×nh sö dông níc WUP cña ñy héi s«ng Mª
C«ng hç trî ra quyÕt ®Þnh ph©n bæ nguån níc theo c¸c kÞch b¶n sö dông tµi nguyªn
m«i trêng gåm 3 m« ®un chÝnh (1) – m« h×nh SWAT ®Ó diÔn to¸n qu¸ tr×nh ma –
16
dßng ch¶y; (2) m« h×nh IQQM dïng ®Ó m« pháng nguån níc vµ qu¶n lý c¸c c«ng
tr×nh sö dông níc (thñy ®iÖn, thñy lîi) vµ (3) m« h×nh ISIS – m« pháng c¸c qu¸
tr×nh thñy ®éng lùc häc cña BiÓn Hå vµ c¸c vïng h¹ lu.
Bé m« h×nh ®¸nh gi¸ tæng hîp c¸c nguån th¶i tËp trung vµ kh«ng tËp trung
BASINS cña V¨n phßng b¶o vÖ m«i trêng Hoa Kú phôc vô c«ng t¸c qu¶n lý vµ
®¸nh gi¸ chÊt lîng níc trªn lu vùc. M« h×nh ®ang ®îc øng dông réng r·i ë Mü,
thuËn tiÖn rong viÖc lu tr÷ vµ ph©n tÝch c¸c th«ng tin m«i trêng vµ cã thÓ sö dông
nh lµ mét c«ng cô hç trî ra quyÕt ®Þnh trong c«ng t¸c quy ho¹ch vµ qu¶n lý lu
vùc. Bé m« h×nh nµy bao gåm (1) m« h×nh trong s«ng QUAL2E vÒ chÊt lîng níc;
(2) SWAT dïng dù do¸n ¶nh hëng cña sö dông ®Êt ®Õn dßng ch¶y vµ (3) PLOAT –
vÒ lan truyÒn chÊt « nhiÔm
M« h×nh MIKEBASIN vµ MIKESHE [95] cña ViÖn Thñy lùc §an M¹ch lµ
mét m« h×nh m« pháng nguån níc lu vùc s«ng. M« h×nh thuéc lo¹i th«ng sè d¶i
vµ ®îc ph¸t triÓn tõ c¸c ph¬ng tr×nh ®¹o hµm riªng m« t¶ c¸c qu¸ tr×nh vËt lý diÔn
ra trªn lu vùc: tÝch níc, bèc tho¸t h¬i níc, dßng ch¶y trµn trªn sên dèc, trong
lßng dÉn, chuyÓn ®éng cña níc trong c¸c tÇng ®Êt b·o hoµ vµ kh«ng b·o hoµ, tuyÕt
tan [105, 118, 139, 144, 116]. M« h×nh nµy cã kh¶ n¨ng ®¸nh gi¸ t¸c ®éng cña m«i
trêng ®Õn dßng ch¶y, song do møc ®é phøc t¹p cña nã nªn øng dông cha ®îc
réng r·i. Trong khu vùc ch©u ¸ bíc ®Çu ®· ®îc sö dông ë Th¸i Lan vµ In®onexia.
Cïng víi sù ph¸t triÓn cña hÖ th«ng tin ®Þa lý, c«ng nghÖ GIS ®ang dÇn chiÕm
lÜnh c¸c øng dông trong viÖc nhËn c¸c th«ng tin tõ bÒ mÆt lu vùc [1, 33, 34, 87, 88]
gãp phÇn thóc ®Èy c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu khai th¸c c¸c líp m« h×nh thuû ®éng
lùc [4, 24, 27, 44, 47, 57, 62, 65, 70]. Trong øng dông thùc tiÔn ë ViÖt Nam, nhiÒu
m« h×nh nh SMART, USDAHL, HEC – RAS, SWMM, TOPMODEL, SCS [86,
88], ®· ®îc nghiªn cøu, khai th¸c, vËn dông linh ho¹t phï hîp víi c¸c ®iÒu kiÖn vÒ
sè liÖu. ViÖc liªn kÕt, tæ hîp c¸c ph¬ng ph¸p tÝnh [6] cã kh¶ n¨ng ®em l¹i hiÖu qu¶
cao trªn c¬ së tËn dông ®îc nhiÒu nguån th«ng tin mµ kh«ng mét m« h×nh ®¬n lÎ
nµo cã thÓ kh¸i qu¸t ®îc.
C¸c c«ng bè gÇn ®©y cña c¸c t¸c gi¶ thuéc ViÖn Khoa häc KhÝ tîng Thuû
17
v¨n vµ M«i trêng [1, 3, 11, 16, 18, 23, 68-73, 90, 93, 94, 129 - 130], Trung t©m Dù
b¸o KhÝ tîng Thuû v¨n Trung ¬ng [12, 22, 28, 29, 37-39, 40, 67, 78], Trêng §¹i
häc Khoa häc Tù nhiªn, §¹i häc Quèc gia Hµ Néi vµ Trêng §¹i häc Thuû lîi [41,
50, 53, 50-65, 154] vÒ viÖc khai th¸c, øng dông c¸c m« h×nh thñy v¨n tæng hîp ngµy
cµng chøng tá sù quan t©m cña c¸c nhµ nghiªn cøu vµ c¸c dù b¸o viªn trong viÖc ¸p
dông vµ khai th¸c h÷u hiÖu c¸c m« h×nh to¸n vµo c«ng nghÖ tÝnh to¸n vµ dù b¸o lò
còng nh phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn ®Êt vµ níc trªn c¸c lu vùc s«ng.
1.1.2. Nghiªn cøu ma lò vµ tµi nguyªn níc trªn ®Þa bµn nghiªn cøu
MiÒn Trung lµ vïng cã chÕ ®é khÝ hËu kh¾c nghiÖt, lµ vïng chuyÓn tiÕp gi÷a
hai miÒn khÝ hËu B¾c - Nam [42, 79], lµ n¬i høng chÞu nhiÒu thiªn tai: b·o, ¸p thÊp
nhiÖt ®íi, níc d©ng, lò lôt vµ h¹n h¸n víi tÇn suÊt vµ cêng ®é lín nhÊt níc ta. Lò
lôt x¶y ra do ¶nh hëng tæ hîp cña c¸c yÕu tè néi ngo¹i sinh cïng víi c¸c ho¹t ®éng
kinh tÕ x· héi cña con ngêi trªn bÒ mÆt lu vùc g©y thiÖt h¹i nghiªm träng vÒ ngêi
vµ cña [15]. ChÝnh v× vËy mµ MiÒn Trung lµ ®Þa bµn ®îc ®«ng ®¶o giíi nghiªn cøu
khoa häc ®Æc biÖt quan t©m.
VÊn ®Ò nghiªn cøu chÕ ®é ma lò MiÒn Trung, t×m kiÕm gi¶i ph¸p c¶nh b¸o
dù b¸o lò lu«n lµ vÊn ®Ò thêi sù, nh»m gãp phÇn h¹n chÕ nh÷ng mÊt m¸t to lín do
thiªn tai lò lôt g©y nªn. XuÊt ph¸t tõ nh÷ng nhiÖm vô cô thÓ mµ c¸c híng nghiªn
cøu trªn ®Þa bµn rÊt ®a d¹ng vµ phong phó.
§µo §×nh B¾c, Vò V¨n Ph¸i, §Æng V¨n Bµo, NguyÔn HiÖu [7, 8, 9, 25] qua
nghiªn cøu ®Þa m¹o ®· t×m kiÕm c¸c gi¶i ph¸p phôc vô viÖc c¶nh b¸o lò lôt vµ gi¶m
thiÓu thiªn tai trªn lu vùc s«ng Thu Bån. NguyÔn Thanh S¬n, TrÇn Ngäc Anh [51,
54, 135] ®· nghiªn cøu c¸c diÔn biÕn båi xãi trªn ®o¹n s«ng H¬ng ch¶y qua thµnh
phè HuÕ. NguyÔn V¨n C [14] ®· ®¸nh gi¸ hiÖn tr¹ng vµ bíc ®Çu t×m kiÕm c¸c
nguyªn nh©n lò lôt vïng Nam Trung Bé. Cao §¨ng D ®· ®Ò xuÊt c¸c biÖn ph¸p
t¨ng thêi gian dù kiÕn dù b¸o lò trªn c¸c s«ng MiÒn Trung [16] vµ ®a c¸c ph¬ng
¸n dù b¸o, c¶nh b¸o lò trªn c¸c s«ng Trµ Khóc vµ s«ng VÖ [18, 19]. §Æng Ngäc
TÜnh [78] ®· ®Ò nghÞ ¸p dông tin häc trong dù b¸o, c¶nh b¸o lò MiÒn Trung.
§Æc biÖt vµo n¨m 1999, khi trªn toµn bé MiÒn Trung x¶y ra trËn lò lÞch sö
18
lín nhÊt tõ tríc ®Õn nay, nhiÒu nhµ nghiªn cøu ®· tæng kÕt vµ ®a ra nhËn ®Þnh vÒ
c¸c nguyªn nh©n g©y lò nh Bïi §øc Long vµ §Æng Thanh Mai [37], NguyÔn V¨n
C [15]. NguyÔn ViÕt Thi [67] ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu vµ tæng kÕt c¸c h×nh thÕ thêi
tiÕt chÝnh g©y ma lò lín trªn c¸c s«ng suèi MiÒn Trung.
ViÖc ¸p dông c¸c m« h×nh to¸n trªn ®Þa bµn nghiªn cøu, c¸c c«ng tr×nh cña
Lª Xu©n CÇu, NguyÔn V¨n Ch¬ng [11], NguyÔn H÷u Kh¶i [30], TrÇn Thôc, Lª
§×nh Thµnh, §Æng Thu HiÒn [68] ®· øng dông m« h×nh m¹ng thÇn kinh nh©n t¹o
(ANN) ®Ó tÝnh to¸n dù b¸o lò cho c¸c s«ng T¶ Tr¹ch, Trµ Khóc,VÖ vµ lò quÐt trªn
s«ng Dinh. TrÇn Thanh Xu©n, Hoµng Minh TuyÓn [94] ®· sö dông m« h×nh TANK
®Ó tÝnh to¸n lò trªn s«ng T¶ Tr¹ch. Bïi §øc Long ¸p dông m« h×nh SSARR ®Ó dù
b¸o lò trªn s«ng Trµ Khóc [38] vµ s«ng C¶ [39]. NguyÔn V¨n Lý [40] øng dông hµm
håi quy nhiÒu biÕn dù b¸o ®Ønh lò c¸c s«ng lu vùc Nam Trung Bé. NguyÔn Thanh
S¬n tiÕn hµnh nghiªn cøu ®Æc ®iÓm lò tiÓu m·n s«ng ngßi B¾c Trung Bé [50] vµ m«
h×nh ho¸ lò tiÓu m·n s«ng ngßi Nam Trung Bé [53]. TrÇn Thôc [69, 73], Ph¹m ViÖt
TiÕn [76] tiÕn hµnh dù b¸o vµ tÝnh to¸n ngËp lôt hÖ thèng s«ng Thu Bån – Vu Gia vµ
h¹ du s«ng H¬ng.
Mét nhãm c¸c t¸c gi¶ tiÕn hµnh c¸c nghiªn cøu vÒ ®¸nh gi¸ tµi nguyªn níc
vµ ®Êt vµ c©n b»ng níc lu vùc, tõ ®ã ®Ò xuÊt c¸c gi¶i ph¸p khai th¸c, sö dông mét
c¸ch cã hiÖu qu¶ nhÊt c¸c nguån tµi nguyªn nµy. Tiªu biÓu lµ c¸c c«ng tr×nh cña
Ng« §×nh TuÊn [83 - 85], ®· ®¸nh gi¸ tµi nguyªn níc, nhu cÇu tíi vµ c©n b»ng
níc hÖ thèng c¸c lu vùc ven biÓn MiÒn Trung. TrÇn Thanh Xu©n vµ céng sù ®·
tiÕn hµnh tÝnh to¸n c©n b»ng níc cho tØnh Qu¶ng Nam. NguyÔn Thanh S¬n ®· ®Ò
xuÊt c¸c gi¶i ph¸p ®Þnh híng sö dông níc lu vùc ®Çm Trµ æ (B×nh §Þnh) [52] vµ
quy ho¹ch tæng thÓ tµi nguyªn níc tØnh Qu¶ng TrÞ ®Õn n¨m 2010 [63 -64]. TrÇn
Thôc, Huúnh ThÞ Lan H¬ng ®· tiÕn hµnh c¸c tÝnh to¸n ®¸nh gi¸ ¶nh hëng cña sù
thay ®æi sö dông ®Êt ®Õn chÕ ®é dßng ch¶y lu vùc Trµ Khóc [71]. §Ó bæ khuyÕt sè
liÖu cßn thiÕu vµ tha trªn khu vùc nghiªn cøu ®· sö dông m« h×nh NLRRM ®Ó kÐo
dµi chuçi dßng ch¶y tõ tµi liÖu ma [129]: NguyÔn ThÞ Nga, NguyÔn Thanh S¬n [41]
¸p dông ®Ó bæ khuyÕt sè liÖu dßng ch¶y cho c¸c lu vùc s«ng tØnh Qu¶ng TrÞ, L¬ng
19
TuÊn Anh, Evelina Harlsson, Karolina Persson [130] dïng m« h×nh nµy ®Ó ph©n tÝch
quan hÖ ma - dßng ch¶y trªn lu vùc s«ng Tóy Loan.
Tuy ®· cã kh¸ nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu trªn ®Þa bµn MiÒn Trung, nhng
cã thÓ nhËn thÊy r»ng phÇn lín c¸c m« h×nh dù b¸o ®ang ®îc sö dông lµ c¸c m«
h×nh cã th«ng sè tËp trung, thêng chØ diÔn to¸n tèt tõ tr¹m thîng nguån vÒ h¹ lu,
kh«ng xÐt ®Õn sù biÕn ®éng theo kh«ng gian cña c¸c yÕu tè mÆt ®Öm vµ phô thuéc
vµo ®iÒu kiÖn sè liÖu quan tr¾c khÝ tîng thuû v¨n nªn cã thêi gian dù kiÕn ng¾n lµm
h¹n chÕ c«ng t¸c phßng chèng lò. MÆt kh¸c, c¸c m« h×nh ngo¹i nhËp thêng lµ c¸c
phÇn mÒm cã m· nguån ®ãng theo môc ®Ých th¬ng m¹i nªn rÊt khã cËp nhËt c¸c
®iÒu kiÖn ViÖt Nam khi qu¸ tr×nh khai th¸c mÆt ®Öm ®ang diÔn ra hÕt søc phøc t¹p
theo thêi gian vµ kh«ng gian. V× lÏ ®ã, t¸c gi¶ luËn ¸n nµy m¹nh d¹n x©y dùng mét
m« h×nh to¸n th«ng sè d¶i, gãp phÇn kh¾c phôc nh÷ng h¹n chÕ nªu trªn trong c«ng
t¸c dù b¸o lò còng nh trong viÖc khai th¸c sö dông níc vµ ®Êt trªn c¸c lu vùc
s«ng thîng nguån ë MiÒn Trung.
1.2. c¬ së lý thuyÕt líp m« h×nh to¸n ma - dßng ch¶y
ViÖc øng dông c¸c c«ng cô to¸n häc vµ logic häc ®Ó x¸c ®Þnh c¸c mèi liªn hÖ
®Þnh lîng gi÷a c¸c ®Æc trng dßng ch¶y vµ c¸c yÕu tè h×nh thµnh nã lµ qu¸ tr×nh
m« h×nh hãa c¸c hÖ thèng thñy v¨n. C¸c m« h×nh to¸n trong hÖ thèng thñy v¨n, sö
dông ®Çu vµo lµ ma, ®Çu ra lµ c¸c ®Æc trng cña dßng ch¶y ®Òu thuéc líp m« h×nh
to¸n ma – dßng ch¶y. XÐt trªn quan ®iÓm hÖ thèng, c¸c m« h×nh thuû v¨n thêng
cã c¸c thµnh phÇn chÝnh theo s¬ ®å sau: (1) §Çu vµo cña hÖ thèng; (2) HÖ thèng vµ
(3) §Çu ra cña hÖ thèng [21, 31, 168].
§Çu vµo (I) HÖ thèng (S) §Çu ra (O)
Nh vËy, m« h×nh cã thÓ lµ ngÉu nhiªn, díi d¹ng ®¬n gi¶n cã thÓ biÓu diÔn
b»ng c¸c quan hÖ thùc nghiÖm, c¸c kü thuËt hép ®en, kh«ng chó träng ®Õn cÊu tróc
bªn trong mµ chØ liªn kÕt ®Çu vµo (ma) vµ ®Çu ra (dßng ch¶y) cña hÖ thèng. MÆt
kh¸c m« h×nh cã thÓ lµ tÊt ®Þnh, m« t¶ c¸c qu¸ tr×nh thñy v¨n dùa trªn c¸c ph¬ng
tr×nh vËt lý – to¸n vµ c¸c quan niÖm logic vÒ sù h×nh thµnh dßng ch¶y tõ ma.
20
Dùa trªn cÊu tróc vËt lý, c¸c m« h×nh tÊt ®Þnh m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng
ch¶y ®îc ph©n lo¹i thµnh c¸c m« h×nh thuû ®éng lùc häc, m« h×nh nhËn thøc vµ m«
h×nh hép ®en (H×nh 1.1). Phô thuéc vµo sù xÊp xØ kh«ng gian, c¸c m« h×nh thuû v¨n
tÊt ®Þnh ®îc chia thµnh c¸c m« h×nh th«ng sè ph©n phèi d¶i vµ c¸c m« h×nh th«ng
sè tËp trung. Theo L¬ng TuÊn Anh [2], khi kh¶o s¸t c¸c m« h×nh thuû v¨n tÊt ®Þnh,
m« h×nh thuû ®éng lùc häc cã c¬ së lý thuyÕt chÆt chÏ nhÊt vµ cã kh¶ n¨ng ®¸nh gi¸
t¸c ®éng cña lu vùc quy m« nhá ®Õn dßng ch¶y. Tuy nhiªn, viÖc chia lu vùc thµnh
c¸c líi nhá h¬n hoÆc b»ng 1 km2 ®· t¹o ra cho m« h×nh rÊt nhiÒu th«ng sè (B¶ng
1.1) vµ sè liÖu ®Çu vµo chi tiÕt, rÊt khã ®¸p øng kÓ c¶ víi c¸c lu vùc thùc nghiÖm.
B¶ng 1.1. §Æc ®iÓm cña c¸c th«ng sè trong m« h×nh thuû v¨n tÊt ®Þnh
Lo¹i m« h×nh
Sè liÖu, kÕt qu¶ tÝnh vµ c¸c biÕn trung gian
§Æc ®iÓm cña c¸c th«ng sè cña m« h×nh
U(x, y, z, t)
K(x, y, z)
1. M« h×nh ph©n phèi d¶i theo c¸c ®¬n vÞ diÖn tÝch nhá
Uij(t)
Kij
2. M« h×nh ph©n phèi d¶i theo tiÓu vïng thuû v¨n
3. M« h×nh th«ng sè tËp trung
Uj (t)
Kj
i: j:
Ký hiÖu tiÓu vïng thñy v¨n Ký hiÖu c¸c tÇng (tÇng mÆt, tÇng ngÇm,...)
M« h×nh tÊt ®Þnh (Deterministic models)
M« h×nh thuû ®éng lùc häc (Hydro-dynamical models)
M« h×nh nhËn thøc (Conceptual models)
M« h×nh hép ®en (Black-box models)
M« h×nh th«ng sè d¶i (Distruibuted models)
M« h×nh th«ng sè tËp trung (Concentrated models)
Ph©n phèi theo ®¬n vÞ diÖn tÝch lín (tiÓu vïng thuû v¨n)
Ph©n phèi theo ®¬n vÞ diÖn tÝch nhá (líi tÝnh km2)
Nguån: L¬ng TuÊn Anh [2]
H×nh 1.1. Ph©n lo¹i c¸c m« h×nh thuû v¨n tÊt ®Þnh
21
ViÖc øng dông c¸c m« h×nh nhËn thøc th«ng sè d¶i theo tiÓu vïng thuû v¨n
sÏ gi¶m ®îc nhiÒu th«ng sè vµ cã kh¶ n¨ng ®¸nh gi¸ ®îc t¸c ®éng cña lu vùc quy
m« trung b×nh ®Õn dßng ch¶y. Tuy nhiªn, c¸c m« h×nh lo¹i nµy cßn Ýt ®îc phæ biÕn
réng r·i vµ viÖc øng dông chóng ®ßi hái sù kÕt hîp víi c¸c ph¬ng tiÖn kü thuËt vµ
c«ng nghÖ tiªn tiÕn cã c¸c chøc n¨ng xö lý b¶n ®å vµ c¸c th«ng tin viÔn th¸m [45,
108, 136, 151], nh hÖ thèng th«ng tin ®Þa lý (GIS). Trong c¸c m« h×nh tÊt ®Þnh, c¸c
m« h×nh th«ng sè tËp trung cã Ýt th«ng sè, dÔ sö dông vµ ®îc øng dông réng r·i.
C¸c m« h×nh ®¬n gi¶n nh c¸c quan hÖ thùc nghiÖm, m« h×nh ®êng ®¬n vÞ... ®· vµ
sÏ cßn chøng tá ®îc tÝnh hiÖu qu¶ trong tÝnh to¸n, dù b¸o dßng ch¶y vµ cã kh¸
nhiÒu m« h×nh thuû v¨n ®Ó lùa chän vµ ¸p dông trong thùc tÕ. Tuy nhiªn, theo A.
Becker [103], viÖc lùa chän tõng m« h×nh phô thuéc vµo môc ®Ých, ®èi tîng, t×nh
h×nh sè liÖu vµ c¸c ®iÒu kiÖn tù nhiªn cña l·nh thæ nghiªn cøu (B¶ng 1.2)
B¶ng 1.2. Môc ®Ých vµ ®èi tîng øng dông c¸c m« h×nh thuû v¨n tÊt ®Þnh
STT Môc ®Ých ®èi tîng øng dông m«
XÊp xØ kh«ng gian
h×nh (c¸c bµi to¸n thùc tiÕn)
Bíc thêi gian
1 th¸ng, 1 tuÇn
1 KÕ ho¹ch ho¸ vÒ sö dông vµ qu¶n lý nguån níc, bao gåm viÖc lËp kÕ ho¹ch, chiÕn lîc ph¸t triÓn
M« h×nh th«ng sè tËp trung hoÆc m« h×nh ph©n phèi theo tiÓu vïng thuû v¨n
M« h×nh ph©n phèi theo tiÓu vïng thuû v¨n
1 th¸ng, 1 tuÇn
2 §¸nh gi¸ t¸c ®éng sù biÕn ®æi sö dông ®Êt quy m« võa ®Õn dßng ch¶y, tµi nguyªn níc
M« h×nh ph©n phèi d¶i theo líi tÝnh (thuû ®éng lùc häc)
1 ngµy, 1-6 giê
3 §¸nh gi¸ t¸c ®éng cña sù biÕn ®æi trong sö dông ®Êt quy m« nhá ®Õn dßng ch¶y, xãi mßn lu vùc,...
4 Dù b¸o h¹n võa, nhÊt lµ thêi kú h¹n
h¸n
M« h×nh th«ng sè tËp trung hoÆc th«ng sè d¶i
1 th¸ng, 1 tuÇn
5 Ngo¹i suy chuçi dßng ch¶y
M« h×nh th«ng sè tËp trung hoÆc th«ng sè d¶i
1 ngµy 1 tuÇn
6 X©y dùng chiÕn lîc phßng lò, thiÕt
kÕ hå chøa, hÖ thèng hå chøa
M« h×nh th«ng sè d¶i theo tiÓu vïng thuû v¨n
1 ngµy, 1-6 giê
7 TÝnh to¸n dßng ch¶y lò thiÕt kÕ
M« h×nh th«ng sè tËp trung hoÆc th«ng sè d¶i
1 ngµy, 1-6 giê
8 Ph©n tÝch t¸c nghiÖp, dù b¸o ng¾n
h¹n
M« h×nh th«ng sè tËp trung hoÆc th«ng sè d¶i
1-6 giê, 1 ngµy
Nguån (A. Becker [103]
22
VÒ cÊu tróc, c¸c m« h×nh thuû v¨n tÊt ®Þnh ®¬n gi¶n hay phøc t¹p gåm c¸c
bµi to¸n thµnh phÇn sau:
- DiÔn to¸n dßng ch¶y thêng dùa trªn c¬ së hÖ ph¬ng tr×nh b¶o toµn vµ
chuyÓn ®éng cña chÊt láng [2, 31, 46, 111, 118, 164, 166 -169].
- TÝnh lîng ma sinh dßng ch¶y (hay cßn gäi lµ lîng ma hiÖu qu¶ hoÆc
dßng ch¶y trµn) cã thÓ ®îc íc tÝnh th«ng qua ph¬ng tr×nh khuyÕch t¸n Èm,
ph¬ng tr×nh Boussinerq [10, 48, 167], ph¬ng ph¸p lý luËn - thùc nghiÖm cña
Alechsseep [161], c¸c ph¬ng tr×nh thÊm cña Green-Ampt, Horton, Phillip [111],
ph¬ng ph¸p SCS [111, 107, 138, 141, 149], ph¬ng tr×nh c©n b»ng níc [81, 82]
hoÆc ph¬ng ph¸p hÖ sè dßng ch¶y [20, 58, 165].
- CÊu tróc tÇng cña m« h×nh (hay lµ c¸c bÓ tuyÕn tÝnh - ph¶n ¸nh c¬ chÕ h×nh
thµnh dßng ch¶y trªn lu vùc, dßng ch¶y mÆt, dßng ch¶y ngÇm,...) ®· ®îc tr×nh bµy
kh¸ ®Çy ®ñ trong nhiÒu c«ng tr×nh trong [31] vµ ngoµi níc, [111, 163, 169]
- X¸c ®Þnh bé th«ng sè cña m« h×nh ®îc lùa chän qua kinh nghiÖm thùc tiÔn
tõ nguån sè liÖu s½n cã hoÆc dùa trªn c¬ së c¸c ph¬ng ph¸p gi¶i c¸c bµi to¸n
ngîc, thö sai vµ tèi u ho¸ [31,118, 152, 171].
Tõ n¨m 1935, Horton [dÉn trong 111] ®· chØ ra r»ng, trong c¬ chÕ h×nh thµnh
dßng ch¶y, cêng ®é ma vît thÊm lµ ®iÒu kiÖn c¬ b¶n cña sù h×nh thµnh dßng
ch¶y mÆt. Hµm lîng níc trong tÇng ®Êt tho¸ng khÝ vît lîng níc ®ång ruéng lµ
®iÒu kiÖn ®Ó sinh dßng ch¶y ngÇm. Lý luËn vÒ sù h×nh thµnh dßng ch¶y nµy ®· nãi
râ ®iÒu kiÖn h×nh thµnh dßng ch¶y ë tÇng ®Êt tho¸ng khÝ cã cÊu t¹o ®ång nhÊt nhng
kh«ng gi¶i thÝch ®îc c¬ chÕ h×nh thµnh dßng ch¶y ë tÇng ®Êt tho¸ng khÝ kh«ng
®ång nhÊt vµ tÇng mÆt cã cêng ®é thÊm lín.
N¨m 1949, trong chuyªn kh¶o "C¬ së lý thuyÕt dßng ch¶y ma rµo" A. N.
Bephanhi [163] ®· ®a ra lý thuyÕt vÒ sù h×nh thµnh dßng ch¶y sên dèc. Trong ®ã,
dßng ch¶y sên dèc ®îc chia ra 4 d¹ng: dßng vît thÊm, víi cêng ®é ma lín h¬n
cêng ®é thÊm; dßng ch¶y b·o hoµ khi lîng ma r¬i vît qu¸ kh¶ n¨ng chøa thÊm;
trong mét sè ®iÒu kiÖn thæ nhìng vµ cÊu tróc ®Êt ®¸ nhÊt ®Þnh cßn h×nh thµnh dßng
23
ch¶y s¸t mÆt vµ ch¶y trong tÇng ®Êt ®¸, diÔn ra theo hai c¬ chÕ lµ dßng ch¶y b·o hoµ
vµ dßng ch¶y kh«ng b·o hoµ. Dßng ch¶y b·o hoµ thêng x¶y ra ë vïng ®ñ Èm
(X>PET) xuÊt hiÖn theo tÇng ®Êt nh sau:
- Dßng ch¶y mÆt xuÊt hiÖn ë tÇng mÆt cña sên dèc.
- Dßng ch¶y s¸t mÆt (xuÊt hiÖn sau dßng ch¶y mÆt vµ tríc dßng ch¶y ngÇm)
h×nh thµnh trong tÇng ®Êt tõ bÒ mÆt lu vùc ®Õn tÇng Ýt thÊm t¬ng ®èi (®Êt tÇng nµy
chñ yÕu lµ ®Êt mïn, t¬i xèp), tÇng ®Êt nµy cßn gäi lµ tÇng rÔ c©y ho¹t ®éng.
- Dßng ch¶y ngÇm h×nh thµnh tõ mÆt Ýt thÊm t¬ng ®èi ®Õn tÇng kh«ng thÊm.
Dßng ch¶y vît thÊm (dßng ch¶y kh«ng b·o hoµ) thêng xuÊt hiÖn ë vïng
thiÕu Èm hoÆc hôt Èm tõng thêi kú (X thÊm kÐm dßng ch¶y chØ cßn hai thµnh phÇn chÝnh lµ dßng ch¶y mÆt vµ dßng ch¶y ngÇm. Dßng ch¶y vît thÊm cßn xuÊt hiÖn ë c¸c n¬i ®ñ Èm, nhng cã kÕt cÊu thæ nhìng tÇng mÆt lµ tÇng Ýt thÊm t¬ng ®èi. Nh vËy, theo A. N. Bephanhi, dßng ch¶y sên dèc cã cÊu tróc ba tÇng ®èi víi c¬ chÕ b·o hoµ vµ hai tÇng ®èi víi c¬ chÕ vît thÊm. Lý thuyÕt Bephanhi kh¸ hoµn chØnh vÒ ph¬ng diÖn lý luËn. C¸c nghiªn cøu vµ thùc nghiÖm cña «ng vµ céng sù [163] trªn c¸c b·i thùc nghiÖm chuÈn ®· chøng tá ®iÒu ®ã, tuy nhiªn vµo thêi ®iÓm c«ng bè, viÖc thu thËp c¸c d÷ liÖu quan tr¾c trªn c¸c m¹ng líi khÝ tîng thñy v¨n cha thÓ ®¸p øng ®Ó triÓn khai øng dông. C¸c lý luËn hiÖn nay vÒ c¬ chÕ h×nh thµnh dßng ch¶y thêng bá qua ¶nh hëng cña ®Þa h×nh vµ kÕt cÊu ®Êt [2], vµ ®ã chÝnh lµ nhîc ®iÓm cña chóng. ViÖc øng dông c¸c lý thuyÕt vÒ c¬ chÕ h×nh thµnh dßng ch¶y ®Ó m« h×nh ho¸ c¸c qu¸ tr×nh thuû v¨n còng rÊt ®a d¹ng. NhiÒu t¸c gi¶ chØ m« pháng dßng ch¶y mÆt vµ dßng ch¶y ngÇm. Mét sè kh¸c l¹i m« pháng ®ñ c¶ dßng ch¶y mÆt, s¸t mÆt, dßng ch¶y ngÇm, dßng ch¶y tÇng s©u,... Tuy nhiªn, dï xuÊt ph¸t tõ nhiÒu môc ®Ých vµ lËp luËn kh¸c nhau ®Ó x©y dùng c¸c m« h×nh to¸n m« pháng qu¸ tr×nh ma – dßng ch¶y, nhng tÊt c¶ ®Òu thèng nhÊt ë chç lµ cÇn tËp trung m« t¶ hai qu¸ tr×nh chÝnh: qu¸ tr×nh thÊm vµ qu¸ tr×nh vËn chuyÓn níc trªn lu vùc. Tïy vµo môc ®Ých khai th¸c, sö dông mµ m« h×nh cã thÓ ph¸t triÓn hoÆc theo híng (1) nghiªn cøu chi tiÕt hãa 24 thªm c¸c qu¸ tr×nh thµnh phÇn (lµm phøc t¹p m« h×nh) hoÆc (2) kh¸i qu¸t hãa theo kh«ng gian vµ nhãm tæ hîp c¸c qu¸ tr×nh (®¬n gi¶n hãa m« h×nh). C¸c m« h×nh cã tÝnh kh¸i qu¸t hãa cao lµ c¸c m« h×nh th«ng sè tËp trung, mµ bé th«ng sè ®îc nhËn cho toµn bé lu vùc hay mét vïng l·nh thæ lín, khi ®ã mÆc nhiªn thõa nhËn tÝnh ®ång nhÊt kh«ng gian cña c¸c ®iÒu kiÖn mÆt ®Öm. C¸c m« h×nh nµy thêng ®îc sö dông ®Ó v¹ch c¸c kÕ ho¹ch chiÕn lîc khai th¸c tèi u tµi nguyªn níc, dù b¸o h¹n dµi hay khai th¸c l·nh thæ. Víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña c«ng nghÖ th«ng tin, viÖc thu thËp xö lý sè liÖu ngµy cµng trë nªn ®a d¹ng vµ chi tiÕt. Ngoµi nguån sè liÖu thu thËp trªn m¹ng líi quan tr¾c khÝ tîng thñy v¨n, c¸c sè liÖu nhËn ®îc tõ ¶nh viÔn th¸m, hµng kh«ng, c¸c b¶n ®å sè víi c¸c phÇn mÒm xö lý tiªn tiÕn cho phÐp cËp nhËt th«ng tin chi tiÕt h¬n vÒ c¸c ®iÒu kiÖn mÆt ®Öm, thuËn lîi cho viÖc triÓn khai x©y dùng vµ khai th¸c c¸c m« h×nh th«ng sè ph©n bè. C¸c m« h×nh th«ng sè ph©n bè theo d¶i hoÆc theo líi tÝnh ®îc ph¸t triÓn trªn c¬ së c¸c ph¬ng tr×nh ®¹o hµm riªng cã kh¶ n¨ng m« t¶ c¸c qu¸ tr×nh vËt lý diÔn ra trªn lu vùc: tÝch níc, bèc tho¸t h¬i níc, dßng ch¶y trµn trªn bÒ mÆt lu vùc vµ trong lßng dÉn, chuyÓn ®éng cña níc trong c¸c tÇng ®Êt b·o hßa hoÆc kh«ng b·o hßa… ¶nh hëng cña c¸c líp phñ thæ nhìng, thùc vËt vµ c¸c ho¹t ®éng nh©n sinh ®Õn qu¸ tr×nh h×nh thµnh dßng ch¶y còng ®îc xÐt ®Õn dÔ dµng. Sù tÝch lòy kiÕn thøc kh¸ phong phó vÒ c¸c qu¸ tr×nh vËt lý trong chu tr×nh thñy v¨n, sù ph¸t triÓn cao vÒ c«ng nghÖ trong viÖc thu thËp th«ng tin liªn tôc theo kh«ng gian vµ thêi gian kÕt hîp víi m¸y tÝnh hiÖn ®¹i cho kh¶ n¨ng xö lý c¸c nguån sè liÖu ®a d¹ng mét c¸ch nhanh chãng ®· më ra mét giai ®o¹n míi trong viÖc øng dông c¸c m« h×nh thñy ®éng lùc häc. §èi víi c¸c s«ng suèi võa vµ nhá ë MiÒn Trung, n»m ë vïng ®ñ Èm, do ®Þa h×nh dèc, tÇng ®Êt xèp, mïn máng, rõng bÞ suy gi¶m, khi cã ma víi cêng ®é lín, ®Êt bÞ xãi mßn nªn dßng ch¶y tËp trung nhanh chñ yÕu do t¸c dông cña träng lùc (®é dèc) nªn viÖc m« pháng dßng ch¶y mÆt b»ng c¸ch ghÐp dßng ch¶y mÆt vµ dßng ch¶y s¸t mÆt trong nhiÒu trêng hîp lµ cã thÓ chÊp nhËn. Sö dông c¸ch tiÕp cËn m« h×nh ho¸ ®Ó diÔn to¸n dßng ch¶y t¹i mÆt c¾t cöa ra 25 cña lu vùc phô thuéc vµo ®é chÝnh x¸c cña viÖc x¸c ®Þnh ma hiÖu qu¶ vµ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ®iÒu khiÓn cña hÖ thèng (lu vùc), l¹i phô thuéc rÊt nhiÒu vµo nhËn thøc vÒ c¸c ®iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn vµ c¸ch m« pháng cña ngêi sö dông m« h×nh. TiÕp cËn m« h×nh ho¸ ®èi víi c¸c bµi to¸n thuû v¨n thêng nh»m tíi hai môc ®Ých: 1. Kh¶o s¸t hiÖn tr¹ng b»ng c¸c bé sè liÖu ma, dßng ch¶y vµ mÆt ®Öm ®Ó x¸c ®Þnh bé th«ng sè tèi u, m« pháng chÝnh x¸c nhÊt qu¸ tr×nh dßng ch¶y, phôc vô c¸c tÝnh to¸n thiÕt kÕ vµ dù b¸o. 2. Trªn c¬ së m« h×nh ®îc chän, t¸c ®éng ®Õn lu vùc t¹o ra bé th«ng sè hiÖu qu¶ nhÊt cho môc ®Ých khai th¸c, sö dông hîp lý tµi nguyªn níc vµ ®Êt. Tõ c¸c ph©n tÝch trªn, lùa chän m« h×nh thñy ®éng lùc häc th«ng sè ph©n bè lµ cã tÝnh kh¶ thi ®Ó gi¶i quyÕt c¸c bµi to¸n ®· ®Æt ra trong luËn ¸n nµy. 1.2.1. M« h×nh thñy ®éng lùc häc M« h×nh thuû ®éng lùc häc dùa trªn c¬ së xÊp xØ chi tiÕt kh«ng gian vµ tÝch ph©n sè trÞ c¸c ph¬ng tr×nh ®¹o hµm riªng, m« t¶ c¸c qu¸ tr×nh vËt lý diÔn ra trªn lu vùc nh ph¬ng tr×nh b¶o toµn vµ chuyÓn ®éng cña chÊt láng. §èi víi c¸c m« h×nh thuû ®éng lùc häc, m« pháng qu¸ tr×nh h×nh thµnh dßng ch¶y s«ng ®îc chia lµm hai giai ®o¹n: ch¶y trªn sên dèc vµ trong lßng dÉn [163, 164]. Khi x©y dùng c¸c m« h×nh ®éng lùc häc hai chiÒu m« pháng dßng ch¶y sên dèc, mét gi¶ thuyÕt thêng ®îc chÊp nhËn lµ chuyÓn ®éng cña níc trªn bÒ mÆt lu vùc x¶y ra díi d¹ng líp máng liªn tôc [164, 166, 167]. C¸c kÕt qu¶ kh¶o s¸t thùc ®Þa [168] cho thÊy, dßng ch¶y mÆt liªn tôc chØ quan s¸t ®îc trong kho¶ng thêi gian ng¾n, Ýt khi bao qu¸t ®îc mét diÖn tÝch réng vµ líp níc h×nh thµnh nhanh chãng chuyÓn vµo c¸c r·nh suèi. Nh vËy, nÕu bá qua thêi gian ch¶y tËp trung ®Õn c¸c r·nh suèi, cã thÓ m« pháng dßng ch¶y cña c¸c r·nh suèi vµ líp máng trªn sên dèc víi cïng mét hÖ ph¬ng tr×nh. B¶n chÊt liªn tôc nµy cña dßng ch¶y ®· ®îc ®Ò cËp trong c«ng tr×nh cña A.N. Bephanhi vµ céng sù [163]. M« h×nh ®éng lùc häc hai chiÒu x©y dùng dùa trªn c¬ së ph¬ng tr×nh Navie - Stoc, ¸p dông cho dßng ch¶y sên dèc víi c¸c thµnh phÇn ®îc lÊy trung b×nh theo trôc th¼ng ®øng 0z [152, 169]: 26 IR
hU
,
x
hV
,
y
h
t
(1.1) - Ph¬ng tr×nh liªn tôc: U V g
IR
ox U
h
R
Λ
x
T
ox
gh
ρ U
t
U
x
U
y
h
x
Sg
U V g
IR
oy V
h V
x
V
y
h
y
T
oy
gh
ρ
R
Λ
y
V
t
(1..2)
Sg
- Ph¬ng tr×nh chuyÓn ®éng trong ®ã: U, V - vËn tèc ®îc trung b×nh ho¸ theo trôc 0z øng víi trôc 0x, 0y t¬ng øng; h - ®é s©u líp dßng ch¶y; Sox, Soy - ®é dèc sên dèc theo trôc 0x, 0y t¬ng øng; Tox, Toy – øng suÊt theo híng 0x vµ 0y; R - cêng ®é ma; I - cêng ®é thÊm; - vËn tèc h¹t ma. Theo c¸c sè liÖu ph©n tÝch vµ thùc nghiÖm [169], c¸c thµnh phÇn cña hÖ fgS V U g IR
( ) U
y
U
h U
x
h
x
U
t
R
x 10-5 10-6 10-6 10-3 10-4 10-3 10-7 ph¬ng tr×nh chuyÓn ®éng (1.2) cã trÞ sè xÊp xØ trong kho¶ng sau:
R
Λ
x
Tõ b¶ng trªn thÊy r»ng, thµnh phÇn nhá h¬n nhiÒu so víi c¸c thµnh U h V h IR
h
t
Uh
x
Vh
y
h
t
h
x
U
x
h
y
V
y (1.3 ) U V g S IR
Sg fx ox U
t
U
x
U
y
h
x
U
h (1.4 ) U V g S
IR
Sg fy oy
V
t
V
x
V
y
h
y V
h phÇn kh¸c, cã thÓ bá qua vµ ph¬ng tr×nh ®éng lùc 2 chiÒu cã d¹ng: HÖ ph¬ng tr×nh (1.3), (1.4) ®îc gi¶i b»ng c¸c ph¬ng ph¸p sè [3, 46, 48, 105]. HiÖn nay, mét trong nh÷ng ph¬ng ph¸p sè cã nhiÒu u ®iÓm ®Ó gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh thuû ®éng lùc häc ®èi víi c¸c sên dèc cã h×nh d¹ng vµ ®Þa h×nh phøc t¹p lµ ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n [5, 27, 35, 106, 153, 160, 161] 27 u ®iÓm cña m« h×nh ®éng lùc häc hai chiÒu m« pháng dßng ch¶y sên dèc lµ cã c¬ së vËt lý vµ to¸n häc chÆt chÏ. Tuy nhiªn, hiÖn nay kh¶ n¨ng ¸p dông vµo thùc tÕ cña m« h×nh nµy bÞ h¹n chÕ v× thuËt to¸n phøc t¹p còng nh khã ®¸p øng yªu cÇu th«ng tin chi tiÕt vµ ®ång bé. §· xuÊt hiÖn mét sè c«ng tr×nh ¸p dông mang tÝnh chÊt nghiªn cøu, th«ng b¸o ë trong [65, 70] vµ ngoµi níc [126, 140, 148]. Trong c¸c ph¬ng tr×nh (1.1), (1.2) nÕu bá qua c¸c thµnh phÇn qu¸n tÝnh, ®¹o hµm líp níc theo chiÒu dµi sên dèc vµ c¸c thµnh phÇn tÝnh ®Õn hiÖu øng ®éng lùc cña ma, nhËn ®îc ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc hai chiÒu [3] m« t¶ chuyÓn ®éng cña níc theo sên dèc trong ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña lùc c¶n vµ träng lùc [1, 2]. Th«ng thêng, ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc mét chiÒu ®îc øng dông ®Ó tÝnh diÔn q
Q
x
A
t ( 1.6 ) Q 2/13/2
S R A 1
n , to¸n dßng ch¶y trong lßng s«ng: Khi ®ã: Q - lu lîng dßng ch¶y sên dèc hoÆc trong s«ng; q - lîng ma sinh dßng ch¶y ®èi víi dßng ch¶y sên dèc vµ lîng nhËp lu khu gi÷a ®èi víi lßng dÉn; A - mÆt c¾t ít dßng ch¶y sên dèc hay lßng dÉn; S - ®é dèc sên dèc hoÆc lßng s«ng. Ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc (1.6) ®îc gi¶i b»ng ph¬ng ph¸p sai ph©n ®· cã thÓ ¸p dông vµo tÝnh to¸n thùc tÕ. Tuy nhiªn, thùc chÊt c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n míi chØ ë møc ®é thùc nghiÖm sè cha cã kh¶ n¨ng øng dông phæ biÕn. Tõ c¸c lËp luËn ®· nªu trªn, xÐt vÒ ph¬ng diÖn to¸n häc vµ vËt lý, cã thÓ ¸p dông m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ®Ó m« pháng qu¸ tr×nh tËp trung níc trªn sên dèc vµ trong s«ng 1.2.2. Ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ¸p dông trong m« h×nh sãng ®éng häc
mét chiÒu. Khi ph©n tÝch c¸c m« h×nh, víi c¸c ®iÒu kiÖn tù nhiªn ®îc m« pháng cã ®é dµi kh«ng t¬ng xøng th× ph¬ng ph¸p m« h×nh sè ®îc sö dông [112, 128]. C¸c ph¬ng tr×nh ®¹o hµm riªng cña c¸c m« h×nh to¸n ®îc xÊp xØ nhê sö dông ph¬ng ph¸p sai ph©n h÷u h¹n hoÆc phÇn tö h÷u h¹n. Nhê sö dông c¸c xÊp xØ nµy, c¸c biÕn 28 liªn tôc ®îc thay b»ng c¸c biÕn rêi r¹c ®îc x¸c ®Þnh t¹i c¸c ®iÓm nót. Khi ®ã ph¬ng tr×nh ®¹o hµm liªn tôc x¸c ®Þnh ¸p suÊt thñy ®éng t¹i mäi n¬i trong miÒn tÝnh to¸n ®îc thay thÕ bëi mét sè ph¬ng tr×nh ®¹i sè x¸c ®Þnh ¸p suÊt thñy tÜnh t¹i mét sè ®iÓm cô thÓ. HÖ c¸c ph¬ng tr×nh ®¹i sè nµy ®îc gi¶i b»ng ph¬ng ph¸p lÆp nhê sö dông ph¬ng ph¸p ma trËn. Cã sù kh¸c nhau quan träng gi÷a ph¬ng ph¸p sai ph©n h÷u h¹n vµ ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n lµ sù xÊp xØ ®¹o hµm kh«ng ®iÒu kiÖn vµ cã ®iÒu kiÖn. Lîi Ých lín cña ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n lµ sù linh ®éng cña nã trong qu¸ tr×nh gi¶i bµi to¸n. C¸c øng dông cña ph¬ng ph¸p nµy t¨ng lªn nhê c¸c u ®iÓm cña nã ®èi víi c¸c bµi to¸n trong m«i trêng kh«ng ®ång nhÊt hoÆc kh«ng ®¼ng híng. TÝnh u viÖt cña ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n lµ gi¶i ®îc c¸c bµi to¸n trong miÒn líi kh«ng ®Òu, thÝch hîp víi ®iÒu kiÖn cña c¸c lu vùc s«ng võa vµ nhá [140]. Trong bµi to¸n vÒ dßng ch¶y sên dèc, mét lu vùc ®îc ph©n chia thµnh c¸c phÇn tö nhá víi mçi ®Æc tÝnh vËt lý riªng, b»ng c¸ch ®ã ®èi víi mçi mét phÇn tö dßng ch¶y ®îc m« t¶ trong ®Æc tÝnh cña c¸c ®iÓm giao. Sö dông hÖ Saint - Venant vµo mçi phÇn tö víi hÖ c¸c ph¬ng tr×nh ®¹i sè nhËn ®îc tõ rµng buéc lµ dßng ch¶y ph¶i liªn tôc t¹i mçi nót. ViÖc kh¶o s¸t ph¬ng tr×nh (1.6) ®· ®îc tiÕn hµnh trong nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu [2, 12, 21, 117, 146, 163, 170] vµ rót ra kÕt luËn lµ thÝch hîp nhÊt ®èi víi dßng ch¶y sên dèc vµ lßng dÉn cã ®é dèc t¬ng ®èi lín. Mét trong nh÷ng c¸ch tiÖm cËn m« pháng dßng ch¶y sên dèc b»ng m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu cã nhiÒu triÓn väng nhÊt lµ ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n. C¸ch m« t¶ ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n, trong nhiÒu trêng hîp, dïng nh lµ mét lËp luËn mang tÝnh vËt lý. Thay v× sö dông ®èi sè to¸n häc th× sö dông hµm träng sè nµo ®ã, trong ®ã hÖ thèng c¸c ph¬ng tr×nh nhËn ®îc do yªu cÇu ph¬ng tr×nh sai ph©n tho¶ m·n "ë s¸t trung b×nh". Trong mét sè trêng hîp ®Æc biÖt, hÖ ph¬ng tr×nh nhËn ®îc trong ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n cã cÊu tróc gièng nh trong ph¬ng ph¸p sai ph©n h÷u h¹n. Tuy nhiªn, c¸ch thøc xuÊt ph¸t vµ ph¸t triÓn thêng biÓu thÞ mét sù kh¸c nhau, nh d¹ng tù nhiªn vµ ®¬n gi¶n nhÊt cña phÇn tö h÷u h¹n lµ h×nh tam gi¸c, sù miªu t¶ trêng linh ho¹t h¬n, trong khi c¸c m¾t líi 29 ®¬n gi¶n nhÊt trong ph¬ng ph¸p sai ph©n h÷u h¹n lµ m¹ng « vu«ng hoÆc h×nh ch÷ nhËt, kÐm linh ®éng h¬n. ThuËn lîi kh¸c cña ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n lµ c«ng thøc chuyÓn cña nã cã tÝnh chÊt trung gian mµ mçi mét phÇn tö cã thÓ cã c¸c gi¸ trÞ vËt lý riªng nh lµ c¸c tham sè vÒ dÉn truyÒn vµ tÝch tr÷. §Ó xÊp xØ lu vùc s«ng b»ng c¸c phÇn tö h÷u h¹n, ®o¹n s«ng ®îc chia thµnh c¸c phÇn tö lßng dÉn vµ sên dèc ®îc chia thµnh c¸c d¶i t¬ng øng víi mçi phÇn tö lßng dÉn sao cho trong mçi d¶i dßng ch¶y x¶y ra ®éc lËp víi d¶i kh¸c vµ cã híng vu«ng gãc víi dßng ch¶y trong phÇn tö lßng dÉn. Trong mçi d¶i chia thµnh c¸c phÇn tö sao cho ®é dèc sên trong mçi phÇn tö t¬ng ®èi ®ång nhÊt. ViÖc m« pháng lu vùc b»ng c¸c phÇn tö h÷u h¹n nh vËy cho phÐp chuyÓn bµi to¸n hai chiÒu (2D) thµnh bµi to¸n mét chiÒu (1D) c¶ trªn sên dèc vµ trong s«ng vµ theo Bephanhi A. N. [163] cho phÐp ¸p dông m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu cho tõng d¶i sên dèc. M« h×nh sãng ®éng häc 1 chiÒu ®îc sö dông ®Ó m« pháng vµ ®¸nh gi¸ t¸c ®éng cña viÖc sö dông ®Êt trªn lu vùc ®Õn dßng ch¶y ®îc x©y dùng dùa trªn hai ph¬ng ph¸p: ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ®Ó m« t¶ qu¸ tr×nh lan truyÒn vËt chÊt trªn sên dèc vµ trong lßng dÉn vµ ph¬ng ph¸p SCS ®Ó m« t¶ qu¸ tr×nh tæn thÊt trªn bÒ mÆt lu vùc, ®îc c«ng bè trong c¸c c«ng tr×nh trong [3 -5, 24, 47, 55-57, 59, 61- 62, 65, 70] vµ ngoµi níc [98-105, 104-112, 150]. §iÓn h×nh cña líp m« h×nh thuû ®éng lùc häc gi¶i theo ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n lµ m« h×nh cña Ross B.B vµ nnk., [140], §¹i häc Quèc gia Blacksburg, Mü, n¨m 1979. M« h×nh dïng ®Ó dù b¸o ¶nh hëng cña viÖc sö dông ®Êt ®Õn qu¸ tr×nh lò. Ma vît thÊm lµ ®Çu vµo cña m« h×nh. Ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n sè kÕt hîp víi ph¬ng ph¸p sè d cña Galerkin ®îc sö dông ®Ó gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc cña dßng ch¶y mét chiÒu. ViÖc ¸p dông lý thuyÕt phÇn tö h÷u h¹n ®Ó tÝnh to¸n dßng ch¶y ®îc Zienkiewicz [160] khëi xíng tõ n¨m 1971. T¸c gi¶ ®· sö dông ph¬ng ph¸p nµy ®Ó nghiªn cøu dßng ch¶y thÊm. NhiÒu nhµ nghiªn cøu kh¸c còng ®· ¸p dông ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ®Ó gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò kh¸c cña dßng ch¶y [97, 106, 118, 127-128, 148, 153-154, 161]. 30 Vµo n¨m 1973, Judah ®· tiÕn hµnh viÖc ph©n tÝch dßng ch¶y mÆt b»ng ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n. T¸c gi¶ sö dông ph¬ng ph¸p sè d cña Galerkin ®Ó x©y dùng m« h×nh diÔn to¸n lò vµ ®· thu ®îc kÕt qu¶ tho¶ m·n khi ¸p dông m« h×nh cho lu vùc s«ng tù nhiªn vµ cho r»ng m« h×nh phÇn tö h÷u h¹n Ýt gÆp khã kh¨n khi lu vùc cã d¹ng phøc t¹p, sö dông ®Êt ®a d¹ng vµ ph©n bè ma thay ®æi. Ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n kÕt hîp víi ph¬ng ph¸p Galerkin, vµo n¨m 1974, cßn ®îc Al-Mashidani vµ Taylor [152] ¸p dông ®Ó gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh dßng ch¶y mÆt ë d¹ng v« híng. So víi c¸c ph¬ng ph¸p sè kh¸c, ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ®îc coi lµ æn ®Þnh h¬n, héi tô nhanh h¬n vµ ®ßi hái Ýt thêi gian tÝnh h¬n. Cooley vµ Moin vµo n¨m 1976 còng ¸p dông ph¬ng ph¸p Galerkin khi gi¶i b»ng ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n cho dßng ch¶y trong kªnh hë vµ thu ®îc kÕt qu¶ tèt víi kü thuËt tæng hîp thêi gian kh¸c nhau ®îc ph©n tÝch vµ ®¸nh gi¸. ë trong níc, ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ®îc øng dông vµo viÖc ®¸nh gi¸ ¶nh hëng cña nh÷ng thay ®æi trong sö dông ®Êt ®Õn dßng ch¶y lò v× lu vùc cã thÓ ®îc chia thµnh mét sè h÷u h¹n c¸c lu vùc con hay c¸c phÇn tö [24, 55-57, 59, 65, 70]. Nh÷ng ®Æc tÝnh thuû v¨n cña mét hoÆc tÊt c¶ c¸c phÇn tö cã thÓ ®îc thay ®æi ®Ó tÝnh to¸n c¸c t¸c ®éng ®Õn ph¶n øng thñy v¨n cña toµn bé hÖ thèng lu vùc [61-62] qua c¸c kÞch b¶n sö dông ®Êt kh¸c nhau. Tõ n¨m 1972, Desai vµ Abel ®· kÓ ra nh÷ng bíc c¬ b¶n trong khi triÓn khai ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n sÏ ®îc tu©n thñ trong viÖc ph¸t triÓn m« h×nh dßng ch¶y mÆt ë sên dèc vµ trong s«ng nh sau: 1. Rêi r¹c ho¸ khèi liªn tôc: Khèi liªn tôc, tøc lµ hÖ thèng vËt lý ®ang nghiªn cøu (lu vùc), ®îc chia thµnh mét hÖ thèng t¬ng ®¬ng gåm nh÷ng phÇn tö h÷u h¹n. ViÖc rêi r¹c ho¸ lµ mét qu¸ tr×nh c©n nh¾c v× sè lîng, kÝch thíc vµ c¸ch s¾p xÕp cña c¸c phÇn tö ®Òu liªn quan ®Õn thuËt gi¶i vµ ph¬ng tiÖn kü thuËt. CÇn x¸c ®Þnh phÇn tö sao cho b¶o toµn ®îc tÝnh chÊt ®ång nhÊt thñy v¨n trong mçi phÇn tö. TÝnh chÊt ®ång nhÊt thuû lùc lµ mét môc tiªu cÇn xem xÐt tiÕp khi t¹o líi. Cã thÓ sö dông mét sè lîng lín c¸c phÇn tö vÒ lý thuyÕt, nhng thùc tÕ sè lîng c¸c phÇn tö thêng h¹n chÕ do nh÷ng ®iÒu kiÖn rµng buéc kh¸c. 31 IA1 IA2 IA3 IB1 IB1 IIA1 IC2 IID1 IIID1 IIC1 IIIA1 IIIA2 IIIA3 IIIB1 IIIC1 IIID1 (A) (B) Mét lu vùc gi¶ thiÕt ®îc sö dông ®Ó minh häa cho qu¸ tr×nh nµy (H×nh 1.2). Lu vùc bao gåm mét dßng chÝnh vµ mét nh¸nh lín. C¶ hai nh¸nh nµy ®Òu ®îc ®a vµo s¬ ®å dßng ch¶y. Ba lu vùc con hay b·i dßng ch¶y trªn mÆt vµ t¬ng øng ba kªnh cã thÓ ®îc x¸c ®Þnh. Trªn h×nh 1.2B, nh÷ng ®êng ®Ëm lµ ranh giíi gÇn ®óng cña lu vùc vµ c¸c b·i dßng ch¶y mÆt. Bíc tiÕp theo lµ x¸c ®Þnh c¸c thµnh phÇn cña kªnh. C¸ch thøc ®¬n gi¶n nhÊt lµ chia mçi mét trong 3 kªnh thµnh mét sè lîng h÷u h¹n c¸c ®o¹n s«ng thÝch hîp dùa trªn sù ®ång nhÊt t¬ng ®èi vÒ ®é dèc lßng dÉn. Tõ nh÷ng nót cña c¸c phÇn tö kªnh nµy x¸c ®Þnh c¸c ®êng ph©n ®Þnh d¶i dßng ch¶y t¬ng øng phÇn tö lßng dÉn. B¶n ®å ®Þa h×nh cña khu vùc sÏ lµ c¬ së cho viÖc v¹ch ra c¸c ranh giíi nµy. C¸c ®êng nµy x¸c ®Þnh c¸c d¶i, trong ®ã dßng ch¶y mÆt trong mçi d¶i diÔn ra mét c¸ch ®éc lËp víi c¸c d¶i kh¸c vµ theo híng vu«ng gãc víi dßng ch¶y trong c¸c phÇn tö kªnh. Kh¸i niÖm nµy lµ c¬ së cho phÐp sö dông hÖ ph¬ng tr×nh vi ph©n mét chiÒu m« pháng dßng ch¶y sên dèc. Trong mçi d¶i c¸c phÇn tö sên dèc ®îc x¸c ®Þnh sao cho trong mçi phÇn tö, ®é dèc sên dèc t¬ng ®èi ®ång nhÊt. XÐt b·i dßng ch¶y mÆt thø nhÊt, qu¸ tr×nh gi¶i lµ qu¸ tr×nh ph©n tÝch phÇn tö h÷u h¹n cho tõng d¶i víi ma vît thÊm lµ ®Çu vµo ®Ó t×m dßng ch¶y mÆt ch¶y vµo kªnh dÉn. Sau ®ã ph©n tÝch phÇn tö h÷u h¹n cho kªnh dÉn ®îc thùc hiÖn t¬ng tù 32 nh víi mét d¶i dßng ch¶y mÆt riªng lÎ ®Ó t×m ra lu lîng trong kªnh dÉn t¹i vÞ trÝ c¸c nót phÇn tö kªnh. Qu¸ tr×nh nµy ®îc lÆp l¹i cho c¸c b·i dßng ch¶y cßn l¹i ®Ó t×m ®îc qu¸ tr×nh lu lîng t¹i nót cuèi cïng ë h¹ lu cña toµn bé lu vùc. ViÖc ký hiÖu ®óng sÏ chØ ra ®îc chÝnh x¸c tõng phÇn tö, d¶i vµ b·i dßng ch¶y. Theo h×nh 1.2B, c¸c sè La M· biÓu thÞ c¸c b·i dßng ch¶y, c¸c ch÷ in hoa biÓu thÞ c¸c d¶i vµ c¸c ch÷ sè thêng biÓu thÞ c¸c phÇn tö trong d¶i. 2. Lùa chän m« h×nh biÕn sè cña trêng: bao gåm viÖc lùa chän c¸c biÕn cña trêng vµ g¸n c¸c nót cho tõng phÇn tö. C¸c hµm sè m« pháng xÊp xØ sù ph©n bè c¸c biÕn cña trêng trong tõng phÇn tö lµ c¸c ph¬ng tr×nh liªn tôc vµ ®éng lîng ®· ®îc chøng tá cã thÓ ¸p dông ®îc cho c¶ dßng ch¶y trªn mÆt vµ trong kªnh [162]: 0
q
Q
x
A
t
vµ ph¬ng tr×nh ®éng lîng: 2 S gA SgA
( ) f Q
A Q
t
x
y
x
trong ®ã: Q - lu lîng trªn b·i dßng ch¶y trªn mÆt hoÆc trong kªnh; q - dßng ch¶y Ph¬ng tr×nh liªn tôc: bæ sung ngang trªn mét ®¬n vÞ chiÒu dµi cña b·i dßng ch¶y (ma vît thÊm ®èi víi b·i dßng ch¶y trªn mÆt vµ vµ ®Çu ra cña dßng ch¶y trªn mÆt ®èi víi kªnh dÉn); A - diÖn tÝch dßng ch¶y trong b·i dßng ch¶y trªn mÆt hoÆc trong kªnh dÉn; x- kho¶ng c¸ch theo híng dßng ch¶y; t - thêi gian; g - gia tèc träng trêng; S - ®é dèc ®¸y cña b·i dßng ch¶y; Sf - ®é dèc ma s¸t; y - ®é s©u dßng ch¶y. ViÖc xÊp xØ sãng ®éng häc ®îc ¸p dông ®èi víi ph¬ng tr×nh ®éng lîng cho dßng ch¶y sên dèc lµ sù lùa chän tèt nhÊt v× c¸c ®iÒu kiÖn biªn vµ ®iÒu kiÖn ban ®Çu chØ cÇn ¸p dông ®èi víi ph¬ng tr×nh liªn tôc. TÝnh ®óng ®¾n cña qu¸ tr×nh nµy ®· ®îc nãi ®Õn trong nhiÒu tµi liÖu [2, 146, 169]. ViÖc xÊp xØ ®éng häc ®ßi hái sù c©n b»ng gi÷a c¸c lùc träng trêng vµ qu¸n tÝnh trong ph¬ng tr×nh ®éng lîng vµ dßng ch¶y lµ hµm sè chØ phô thuéc vµo ®é s©u. Do ®ã ph¬ng tr×nh ®éng lîng cã thÓ rót gän vÒ d¹ng: 33 fSS Ph¬ng tr×nh cã thÓ biÓu diÔn díi d¹ng ph¬ng tr×nh dßng ch¶y ®Òu nh (1.7) ph¬ng tr×nh Chezy – Manning ë c«ng thøc (1.6) Sau khi xÊp xØ sãng ®éng häc sÏ cßn l¹i hai biÕn cña trêng cÇn x¸c ®Þnh lµ A vµ Q. C¶ hai ®Òu lµ nh÷ng ®¹i lîng cã híng, khi ®îc biÓu diÔn d¹ng Èn t¹i c¸c n ),(
txA ),(*
txA )(
tAxN
)( AN
i i i 1
®iÓm nót, A vµ Q cã thÓ ®îc coi lµ ph©n bè trong tõng phÇn tö theo x nh sau: n ),(*
txQtxQ
),( )(
tQxN
)( (1.8) i i 1
i QN trong ®ã: Ai(t) - diÖn tÝch, lµ hµm sè chØ phô thuéc vµo thêi gian; Qi(t) - lu lîng, (1.9) hµm sè chØ phô thuéc vµo thêi gian; Ni(x) - hµm sè néi suy; n - sè lîng nót trong mét phÇn tö. txA
),(* tAxN
)(
)( N §èi víi mét phÇn tö tuyÕn tÝnh mét chiÒu, n = 2 vµ: tAx
)(
)(
1
i i
1 i i txQ
),(* tQxN
)(
)( N (1.10) tQx
)(
)(
1
i i 1 i i x x
i x N ( ) (1.11) i xx
, i 1 )(
xN
i )(1
x
i
x
x
Δ
i 1
x
i
x
Δ
i trong ®ã: vµ víi C¸c hµm néi suy thêng ®îc coi lµ c¸c hµm to¹ ®é v× chóng x¸c ®Þnh mèi quan hÖ gi÷a c¸c to¹ ®é tæng thÓ vµ ®Þa ph¬ng hay tù nhiªn. C¸c hµm néi suy ®èi víi c¸c phÇn tö tuyÕn tÝnh ®· ®îc bµn luËn t¬ng ®èi kü trong nhiÒu c«ng tr×nh vÒ ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n [106, 126, 146 -148, 152, 160, 161]. 3.T×m hÖ ph¬ng tr×nh phÇn tö h÷u h¹n: bao gåm viÖc x©y dùng hÖ ph¬ng tr×nh ®¹i sè tõ tËp hîp c¸c ph¬ng tr×nh vi ph©n c¬ b¶n. Cã bèn quy tr×nh thêng ®îc sö dông nhÊt lµ ph¬ng ph¸p trùc tiÕp, ph¬ng ph¸p c©n b»ng n¨ng lîng, ph¬ng ph¸p biÕn thiªn vµ ph¬ng ph¸p sè d cã träng sè. Ph¬ng ph¸p sè d cã träng sè cña Galerkin ®îc dïng ®Ó thiÕt lËp c¸c ph¬ng tr×nh v× nã ®· chøng tá lµ mét ph¬ng ph¸p tèt ®èi víi c¸c bµi to¸n vÒ dßng ch¶y mÆt [152]. Ph¬ng ph¸p Galerkin cho r»ng tÝch ph©n: 34 N 0 i RdD D (1.12) víi D: khèi chøa c¸c phÇn tö; R: sè d ®îc g¸n träng sè trong hµm néi suy Ni. Do ph¬ng tr×nh (1.12) ®îc viÕt cho toµn bé kh«ng gian nghiÖm nªn nã cã thÓ ®îc ¸p dông cho tõng d¶i dßng ch¶y, ë ®ã hµm thö nghiÖm sÏ ®îc thay thÕ vµo NE N
qA 0 ph¬ng tr×nh (1.12) vµ lÊy tÝch ph©n theo c¸c phÇn tö cña d¶i: i dD
e D
e Q
x
i
1 (1.13) trong ®ã: NE: sè phÇn tö trong ph¹m vi tÝnh to¸n A: ®¹o hµm theo thêi gian cña A. De: ph¹m vi cña mét phÇn tö (d¶i dßng ch¶y, ®o¹n s«ng).
N j XÐt riªng mét phÇn tö, ph¬ng tr×nh (1.13) trë thµnh: N 0 i
dDqNANNQ
e i i j eD
x
(1.14) 2
N j 0 N Vµ ph¬ng tr×nh nµy cã thÓ viÕt l¹i nh sau i j i
ANNQ
i
i
x
dxqN
x
x
1 (1.15)
N
N 2 2 N N 1 1
N j N Qdx i
x
Qdx
x
x x
x N N 1 1 2 2 2
x
N
2
x 1
x
N
1
x
x 2 2 x 2 dx dx dx N
1 2 1
2
x x
2
x
N
1
x
( x x
x
2 x
x
1 2 x
x
1
2 x
1
)
x
1 x
x
1 x
x x
x
1 x LÊy tÝch ph©n cña tõng sè h¹ng trong (1.15): x
2
N j N Q i
x QF
Qdx
x
1 1
2
1
2 1
2
1
2
Q
T¬ng tù, lÊy tÝch ph©n cña tÊt c¶ c¸c sè h¹ng kh¸c, cuèi cïng nhËn ®îc: 35 x
2 x *
A
AdxNN
j i
AF
A x
1 1
3
1
6 1
6
1
3
x
2 xq dxqN
i q
Fq x
1
1
2
1
2
* .
FqQFAF 0
Q A q KÕt hîp ba sè h¹ng cho ph¬ng tr×nh ®èi víi mét phÇn tö h÷u h¹n tuyÕn tÝnh: NÕu ®¹o hµm cña diÖn tÝch theo thêi gian ®îc lÊy xÊp xØ ë d¹ng: t )(
tA tA
( tAt
).
/)( ph¬ng tr×nh (1.16) trë thµnh: 0 t t t t
AF
A
AF
A
QF
Q
Fq
qt t t 1
t
1
t
(1.16) (1.17) HÖ ph¬ng tr×nh thiÕt lËp cho líi phÇn tö h÷u h¹n gåm n phÇn tö sao cho cã thÓ bao hµm ®îc toµn bé sè phÇn tö. ë ®©y, do c¸c d¶i ®îc diÔn to¸n mét c¸ch ®éc lËp nªn ph¬ng tr×nh tæng hîp cÇn ph¶i viÕt cho tõng d¶i vµ tõng kªnh dÉn. 4. Gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh cho vÐc t¬ c¸c biÕn cña trêng t¹i c¸c nót. HÖ ph¬ng tr×nh phÇn tö h÷u h¹n (1.17) víi c¸c Èn sè lµ c¸c biÕn t¹i c¸c nót cã thÓ ®îc gi¶i b»ng ph¬ng ph¸p khö Gauss. HÖ ph¬ng tr×nh phi tuyÕn cÇn ph¶i gi¶i th«ng qua c¸c bíc lÆp. C¸c ®iÒu kiÖn ban ®Çu lµ ®iÒu kiÖn b¾t buéc ®Ó gi¶i ph¬ng tr×nh (1.17). VÝ dô ®èi víi mét d¶i chøa n phÇn tö tuyÕn tÝnh vµ n+1 nót, trªn c¸c b·i dßng ch¶y sên dèc cña kªnh t¹i thêi ®iÓm t = 0, cã mét vµi sè h¹ng sÏ b»ng 0. t t
AF
A 1
t
q
f Ph¬ng tr×nh phÇn tö h÷u h¹n trë thµnh: (1.18)
Sau khi gi¶i ®ång thêi hÖ ph¬ng tr×nh nµy t×m c¸c Èn A , ph¬ng tr×nh Manning ®îc sö dông ®Ó t×m c¸c Èn Q . §iÒu kiÖn biªn trªn lµ cÇn thiÕt ®Ó gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc v× chØ 36 0Q cã mét sãng xu«i theo chiÒu dßng ch¶y. Trong trêng hîp biªn t¹i ranh giíi lu vùc , cßn t¹i n¬i nhËp lu cña sên dèc vµ trong vµ nguån s«ng, ®iÒu kiÖn biªn lµ , s«ng ®iÒu kiÖn biªn vµo b»ng tæng nhËp lu t¹i nót hîp lu. C¸c gi¸ trÞ t
tA
tQ {Q} t¹i mét bíc thêi gian tÝnh to¸n sÏ trë thµnh c¸c gi¸ trÞ tA vµ tQ trong
t bíc thêi gian tÝnh to¸n tiÕp theo. Qu¸ tr×nh nµy ®îc thùc hiÖn cho ®Õn khi t×m ®îc kÕt qu¶ cÇn thiÕt. 5. Tæng hîp hÖ ph¬ng tr×nh ®¹i sè cho toµn bé miÒn tÝnh to¸n gåm n phÇn tö sao cho cã thÓ bao hµm ®îc toµn bé sè phÇn tö. Qu¸ tr×nh tæng hîp hÖ ph¬ng tr×nh cho n phÇn tö tuyÕn tÝnh víi (n+1) nót ®îc thùc hiÖn nh sau: 0 ql
1 1 A
1
A A
1
A 2 2 2 l
1
t
Δ l
1
t
Δ t t t
Δ
Q
1
Q
1
3
1
6 1
6
1
3 1
3
1
6 1
6
1
3 1
2
1
2 1
2
1
2 1
2
1
2
ViÕt ph¬ng tr×nh (1.17) cho 1 phÇn tö: 0 A
1 A
2 A
1 A
2 Q
1 Q
2 1
3 1
6 1
3 1
2 ql
1
1
2 1
2 1
6 l
1
t
Δ l
1
t
Δ t t t t
Δ
0 A
1 A
2 A
1 A
2 Q
1 Q
2 1
6 1
3 1
6 1
2 ql
1
1
2 1
2 1
3 l
1
t
Δ l
1
t
Δ t t t t
Δ
2 0 A A
2 A
3 2 A
3 Q
2 Q
3 1
3 1
6 1
3 1
2 ql
2
2 1
2 1
6 l
2
t
Δ l
1
t
Δ t t t t
Δ
2 1 2 2 0 A A A A Q Q 2 3 2 3 2 3 1
6 1
3 1
6 1
2 1
2 ql
2 1
3 l
t
Δ l
t
Δ t t t t
Δ
3 0 A
3 A
4 A
3 A
4 Q
3 Q
4 1
3 1
6 1
3 1
2 ql
3
2 1
2 1
6 l
3
t
Δ l
1
t
Δ t t t t
Δ
3 0 A
3 A
4 A
3 A
4 Q
3 Q
4 1
6 1
3 1
6 1
2 ql
3
2 1
2 1
3 l
3
t
Δ l
1
t
Δ t t t t
Δ
TriÓn khai ph¬ng tr×nh cho 3 phÇn tö, 4 nót: HÖ ph¬ng tr×nh trªn ®îc viÕt díi d¹ng ma trËn nh sau: 37
F
A
F
A
F
Q 0
F
q 1
t
Δ 1
t
Δ A
1
A
2
A
3
A A
1
A
2
A
3
A
4 4 t t
Δ Q
1
Q
2
Q
3
Q
4
trong ®ã: 0 0 0 0 l
1
6 1
2 ql
1
1 ql
2
2 0 0 0 1
2 1
2
1
2 l
1
3 l
2
3 l
1
3
l
1
6
f q
QF
FA ql
2
2 ql
3
3 0 0 0 1
2 l
2
6 0 0 0 0 ql
1
1
2
2
2
ql
3
3
2
1
2 1
2
1
2
l
2
6
l
2
3
l
3
6 l
3
6
l
3
3
0
fq t t t t
AF
A
QF
Q
AF
A tq t
1
t
1
t
Tæng qu¸t cho n phÇn tö tuyÕn tÝnh ta cã ph¬ng tr×nh d¹ng: (1.19)
Mét c¸ch tiÖm cËn kh¸c ®Ó gi¶i quyÕt bµi to¸n khi sè liÖu ®Þa h×nh lßng dÉn thiÕu. Khi ®ã cÇn thiÕt tiÕn hµnh mét sè thñ thuËt ®Ó thay biÕn A b»ng Q. Tõ (1.6), 3/2 2/1 Q SA
. 2/13/5
S A 1
3/2 1
n A
P
nP ph¬ng tr×nh Manning cã thÓ viÕt l¹i lµ: 6.0 3/2 3/2 nP nP 6.0 3/5 Q Q A A 2/1 2/1 S S
(1.20) β 32
/ 3/2 nP β A ViÕt díi d¹ng tæng qu¸t Q
A Q 21
/ 2/1 nP
S S
, ®Æt 1β Trong ph¬ng tr×nh Manning = 0.6. Khi ®ã (1.6) cã thÓ viÕt l¹i lµ: αβ Q q
Q
x
Q
t (1.21) αβQ 1β §Æt , ph¬ng tr×nh (1.21) trë thµnh: 38 q
Q
x
Q
t
(1.22)
DÔ dµng nhËn thÊy, ¸p dông ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n (1.8), (1.9) vµo (1.22) nhËn ®îc: Q q
q
QF
QF
μ
f
Q
A
QF
QF
f
A Q ( ) (1.23) Q
t Δ t Q
tt 1
2 Δ t Q Δ
t Δ μ 5.0 Δ5.0 Δ
t QF
QFt
Q Δ
t 5.0 Δ5.0 t
μ
F
A tt
t
QFt
Q Δ
μ
QF
A
t
ft
tq
F
A t
Δ
ft
tq
QF
t
A
QFt
t
Q
QB
t Δ t
μ
QF
A
t
QFt
t
Q
ft
tq
QC
F
t
tq Δ
t §Æt , ph¬ng tr×nh (1.23) trë thµnh:
1 BiÓu thøc cuèi cïng sÏ lµ: F
1
B
Q
t Δ t
QC
B
t
tq Δ t (1.24) Ph¬ng tr×nh (1.24 ) cã thÓ gi¶i ®îc chØ phô thuéc vµo lu lîng. 1.3. Ph¬ng ph¸p SCS 1.3.1. Giíi thiÖu ph¬ng ph¸p SCS C¬ quan b¶o vÖ thæ nhìng Hoa Kú (1972) ®· ph¸t triÓn mét ph¬ng ph¸p ®Ó tÝnh tæn thÊt dßng ch¶y tõ ma rµo (gäi lµ ph¬ng ph¸p SCS) [111, 138]. Theo ®ã, trong mét trËn ma rµo, ®é s©u ma hiÖu dông hay ®é s©u dßng ch¶y trùc tiÕp Pe kh«ng bao giê vît qu¸ ®é s©u ma P. T¬ng tù, sau khi qu¸ tr×nh dßng ch¶y b¾t ®Çu, ®é s©u níc bÞ cÇm gi÷ cã thùc trong lu vùc, Fa bao giê còng nhá h¬n hoÆc b»ng mét ®é s©u tr÷ níc tiÒm n¨ng tèi ®a nµo ®ã S (H×nh 1.3). §ång thêi cã mét lîng Ia bÞ tæn thÊt ban ®Çu kh«ng sinh dßng ch¶y tríc thêi ®iÓm sinh níc ®äng trªn bÒ mÆt lu vùc. Do ®ã, cã lîng dßng ch¶y tiÒm n¨ng lµ P - Ia. Trong ph¬ng ph¸p SCS, gi¶ thiÕt r»ng tØ sè gi÷a hai ®¹i lîng cã thùc Pe vµ Fa b»ng víi tØ sè gi÷a hai ®¹i lîng tiÒm n¨ng P - Ia vµ S, cã nghÜa lµ: 39 F
a
S P
e
IP
a (1.25) IPP
e a F
a Tõ nguyªn lÝ liªn tôc, cã: 2 (1.26) KÕt hîp (1.25) vµ (1.26) ®Ó gi¶i Pe P
e S
IP
IP
a
a (1.27) §ã lµ ph¬ng tr×nh c¬ b¶n cña ph¬ng ph¸p SCS ®Ó tÝnh ®é s©u ma hiÖu dông hay dßng ch¶y trùc tiÕp tõ mét trËn ma rµo [111]. Qua nghiªn cøu c¸c kÕt qu¶ 2,0 S I a thùc nghiÖm trªn nhiÒu lu vùc nhá [111, 141] ®· x©y dùng ®îc quan hÖ: 2 Pe
P
P
S
2.0
S
8.0 (1.28) Trªn c¬ së nµy, ta cã: (1.29) Ia - ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu, Pe - ®é
s©u ma hiÖu dông, Fa - ®é s©u thÊm
liªn tôc, P - tæng ®é s©u ma.
Nguån: Chow V. T., [111] LËp ®å thÞ quan hÖ gi÷a P vµ Pe b»ng c¸c sè liÖu cña nhiÒu lu vùc, ®· t×m ra ®îc hä c¸c ®êng cong tiªu chuÈn ho¸, sö dông sè hiÖu CN lµm th«ng sè. §ã lµ 0 CN 100 mét sè kh«ng thø nguyªn, lÊy gi¸ trÞ trong kho¶ng . §èi víi c¸c mÆt kh«ng thÊm hoÆc mÆt níc, CN = 100 ; ®èi víi c¸c mÆt tù nhiªn, CN < 100. Sè hiÖu cña ®êng cong CN vµ S liªn hÖ víi nhau qua ph¬ng tr×nh: 40 S 10 S 4.25 10 1000
CN 1000
CN
(inch) hay (mm) (1.30) C¸c sè hiÖu cña ®êng cong CN ®· ®îc c¬ quan b¶o vÖ thæ nhìng Hoa Kú lËp thµnh b¶ng tÝnh s½n [111] dùa trªn c¸c b¶ng ph©n lo¹i ®Êt theo 4 nhãm vµ c¸c lo¹i h×nh sö dông ®Êt. Trong ph¬ng ph¸p SCS, ®é Èm cña ®Êt tríc trËn ma ®ang xÐt (gäi lµ ®é Èm k× tríc) còng ®îc tÝnh ®Õn. §é Èm nµy ®îc ph©n chia ra lµm ba nhãm: ®é Èm k× tríc trong ®iÒu kiÖn b×nh thêng (AMC II), trong ®iÒu kiÖn kh« (AMC I) vµ trong ®iÒu kiÖn Èm ít (AMC III). ViÖc ph©n lo¹i c¸c nhãm ®é Èm nµy theo c¸c chØ tiªu dùa vµo lîng ma 5 ngµy tríc ®ã [111]. C¸c sè hiÖu ®êng cong ¸p dông cho c¸c ®iÒu kiÖn AMC II, AMC I vµ AMC III cña ®é Èm k× tríc cã liªn hÖ víi nhau )(
ICN .2,4
,0 10 ( ) (
)
CN
II
0568
.
CN II qua c¸c c«ng thøc sau: ( ) CN III (1.31) CN
.13,0 )
( 10 ) (
II
CN II .23
(1.32) C«ng thøc (1.31) vµ (1.32) ®îc rót ra qua c¸c quan hÖ thùc nghiÖm trªn nhiÒu lu vùc ë Mü [111]. NÕu lu vùc ®îc t¹o thµnh bëi nhiÒu lo¹i ®Êt vµ cã nhiÒu lo¹i h×nh sö dông ®Êt kh¸c nhau, cã thÓ tÝnh mét gi¸ trÞ hçn hîp cña CN theo c«ng thøc b×nh qu©n träng sè diÖn tÝch [138]. 1.3.2. Ph¸t triÓn SCS Cho dï sù ph¸t triÓn khëi ®Çu víi ý ®Þnh chñ yÕu lµ b¶o vÖ thæ nhìng, nhng ph¬ng ph¸p SCS ®· tiÕn triÓn xa h¬n so víi môc tiªu ban ®Çu cña nã. C¬ quan b¶o vÖ thæ nhìng Hoa Kú ®· ph¸t triÓn thµnh ph¬ng ph¸p diÔn to¸n lîng dßng ch¶y tõ lîng ma trong nh÷ng trËn ma rµo. Ph¬ng ph¸p SCS ®îc sö dông réng r·i ®Ó ®¸nh gi¸ tæng lîng dßng ch¶y vµ lu lîng lín nhÊt ë nh÷ng khu vùc kh«ng ®îc ®o ®¹c nh c¸c vïng ®« thÞ hoÆc n«ng th«n n»m trªn lu vùc, vµ trë thµnh mét phÇn quan träng trong c¸c m« h×nh tæng hîp m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng ch¶y [97, 105, 112, 136, 150, 154]. MÆc dï hiÖn nay viÖc ¸p dông ph¬ng ph¸p SCS trong viÖc ®¸nh gi¸ dßng ch¶y ®· kh¸c so víi n¨m 1960, nhng tÝnh phæ 41 biÕn cña nã vÉn ®îc duy tr× qua nhiÒu n¨m bëi dÔ ¸p dông vµ còng bëi nh÷ng sè liÖu mÆt ®Öm ngµy cµng dÔ cËp nhËt ®Ó cã thÓ lùa chän gi¸ trÞ th«ng sè theo nh÷ng ®Æc trng tù nhiªn cña lu vùc. Ph¬ng ph¸p SCS ®îc sö dông réng r·i trong viÖc ®¸nh gi¸ dßng ch¶y trªn c¸c lu vùc tõ lo¹i nhá vµ võa. PhÇn lín gi¶ thiÕt tíi h¹n cña ph¬ng ph¸p SCS cho r»ng tû lÖ gi÷a lîng cÇm gi÷ thùc vµ tiÒm n¨ng b»ng tû lÖ gi÷a lîng dßng ch¶y thùc vµ tiÒm n¨ng, nhng kh«ng nãi râ lµ tõ lý luËn hay tõ kinh nghiÖm. Nh»m chøng minh vÒ mèi quan hÖ nµy Bofu Yu (1998) [107] trong nghiªn cøu cña m×nh, ®· cho r»ng tÝnh lý luËn cña ph¬ng ph¸p SCS vÒ ®¸nh gi¸ dßng ch¶y cã thÓ b¾t nguån tõ gi¶ thiÕt bëi: (1) Kh¶ n¨ng thÊm biÕn ®æi trong kh«ng gian ph©n bè theo hµm sè mò; (2) Tèc ®é ma biÕn ®æi theo thêi gian còng ph©n bè theo hµm sè mò. C¬ së lý luËn cña ph¬ng ph¸p SCS cho phÐp x¸c nhËn tÝnh hîp lý cña nã víi viÖc nghiªn cøu cêng ®é ma vµ kh¶ n¨ng thÊm thùc biÕn ®æi theo thêi gian vµ kh«ng gian mét c¸ch riªng biÖt vµ cã thÓ m« t¶ b»ng ph¬ng ph¸p gi¶i tÝch. Qua kh¶o s¸t c¸c nghiªn cøu vÒ ph¬ng ph¸p SCS, Bofu Yu còng ®¸nh gi¸ h¹n chÕ cña nã lµ phô thuéc vµo tû lÖ kh«ng gian vµ thêi gian, n¬i ph¬ng ph¸p ®îc ¸p dông, hay nãi c¸ch kh¸c sù thµnh c«ng cña ph¬ng ph¸p SCS bÞ giíi h¹n bëi cì lu vùc. Do tÝnh dÔ ¸p dông, ph¬ng ph¸p SCS tõ l©u ®· ®îc ¸p dông réng r·i ngoµi Hoa Kú vµ mang l¹i nh÷ng thµnh c«ng nhÊt ®Þnh ë Ên §é [98, 128], óc [108], Ba Lan [100], Niu Di l©n [101] v.v.. Tuy nhiªn, khi ¸p dông ph¬ng ph¸p SCS ngoµi l·nh thæ níc Mü ®ßi hái cã nh÷ng c¶i tiÕn cho phï hîp. Cã thÓ nhËn thÊy r»ng c¸c c¶i tiÕn nµy tËp trung vµo c¸c híng: (1) Xem xÐt l¹i c«ng thøc quan hÖ gi÷a lîng tæn thÊt ban ®Çu Ia vµ lîng cÇm gi÷ tiÒm n¨ng S cho phï hîp víi ®iÒu kiÖn ®Þa ph¬ng vµ kh¸i qu¸t c«ng thøc tÝnh ma hiÖu qu¶ (1.29) thµnh: 42 Pe
P 2
S
P
1(
) S (1.33) víi 0 < < 1. (2) Xem xÐt l¹i c«ng thøc liªn hÖ ®Ó tÝnh hÖ sè CN (1.31) vµ (1.32) trong c¸c trêng hîp øng víi ®é Èm kú tríc gi÷a ACM II víi ACM I vµ ACM III. (3) X©y dùng l¹i b¶ng tra cøu mèi quan hÖ gi÷a c¸c lo¹i ®Êt vµ t×nh h×nh sö dông ®Êt vµ chØ sè CN trong trêng hîp ACM II (Ia = 0.2 S) [92]. *
* * Víi môc tiªu lµ "Nghiªn cøu m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng ch¶y phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn níc vµ ®Êt mét sè lu vùc s«ng thîng nguån MiÒn Trung", t¸c gi¶ lùa chän ph¬ng ph¸p SCS vµ ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ¸p dông trong m« h×nh sãng ®éng häc 1 chiÒu ®Ó gi¶i quyÕt bµi to¸n m« pháng lò vµ ®¸nh gi¸ t¸c ®éng cña c¸c ®iÒu kiÖn sö dông ®Êt, th¶m thùc vËt trªn lu vùc ®Õn dßng ch¶y, phôc vô cho viÖc tèi u ho¸ khai th¸c sö dông níc vµ ®Êt trªn l·nh thæ. T¸c gi¶ cïng tËp thÓ híng dÉn khoa häc ®· tiÕn hµnh c¸c nghiªn cøu nh»m n©ng cao ®é æn ®Þnh cña m« h×nh sãng ®éng häc ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n [3, 5, 70]. §· sö dông m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu KW-1D m« pháng lò cho c¸c lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch ®Õn tr¹m Thîng NhËt [65] s«ng Thu Bån ®Õn tr¹m N«ng S¬n [62], s«ng Trµ Khóc ®Õn tr¹m S¬n Giang [24, 55, 56] vµ s«ng VÖ ®Õn tr¹m An ChØ [57, 59] cho kÕt qu¶ kh¶ quan. Nh»m n©ng cao hiÖu qu¶ cña ph¬ng ph¸p SCS ®· tiÕn hµnh hiÖu chØnh c¸c c«ng thøc tÝnh thÊm [61] vµ sö dông ph¬ng ph¸p n»y ®Ó ®¸nh gi¸ c¸c kÞch b¶n sö dông ®Êt trªn 4 lu vùc nãi trªn [62]. N©ng cao hiÖu qu¶ cña m« h×nh ®Ó phôc vô c«ng t¸c dù b¸o vµ c¶nh b¸o lò, tiÕn hµnh liªn kÕt sö dông ma dù b¸o tõ m« h×nh khÝ tîng RAMS ®Ó dù b¸o lò 3 ngµy trªn s«ng Trµ Khóc ®Õn tr¹m tr¹m S¬n Giang cho kÕt qu¶ ®Çy triÓn väng [77, 154]. KÕt luËn ch¬ng 1. Qua viÖc tæng quan vÒ c¸c tµi liÖu vµ ph¬ng ph¸p luËn vÒ ph¸t triÓn m« h×nh to¸n ma – dßng ch¶y trªn thÕ giíi vµ thùc tiÔn ¸p dông ë ViÖt Nam cho thÊy: 43 1. Cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ dù b¸o, c¶nh b·o lò còng nh qu¶n lý tµi nguyªn níc lu vùc s«ng trªn ®Þa bµn nghiªn cøu, nhng ®Òu dùa trªn c¸c m« h×nh cã s½n tiÕp thu tõ níc ngoµi. Cha cã mét c«ng tr×nh nµo vÒ x©y dùng m« h×nh to¸n ma – dßng ch¶y kÕt hîp c¶ hai môc ®Ých dù b¸o lò vµ sö dông hîp lý tµi nguyªn níc vµ ®Êt lu vùc s«ng ë MiÒn Trung. 2. ViÖc lùa chän m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph¬ng ph¸p SCS lµ cã c¬ së khoa häc ®Ó x©y dùng mét m« h×nh to¸n ®¸p øng môc tiªu “Nghiªn cøu m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng ch¶y phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn níc vµ ®Êt mét sè lu vùc s«ng ngßi MiÒn Trung”. §©y lµ mét híng tiÕp cËn míi. 44 Ch¬ng 2 2.1. ®iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn 2.1.1 VÞ trÝ ®Þa lý C¸c lu vùc s«ng ®îc lùa chän ®Ó nghiªn cøu lµ s«ng T¶ Tr¹ch ®Õn tr¹m Thîng NhËt, s«ng Thu Bån ®Õn tr¹m N«ng S¬n, s«ng Trµ Khóc ®Õn tr¹m S¬n Giang vµ s«ng VÖ dÕn tr¹m An ChØ n»m trªn ®Þa bµn c¸c tØnh Thõa Thiªn - HuÕ, Qu¶ng Nam vµ Qu¶ng Ng·i trong giíi h¹n 14030' - 16030' ®é vÜ B¾c vµ 107000' ®Õn 109015' ®é kinh §«ng (H×nh 2.1). Víi vÞ trÝ ®Þa lý phÝa T©y ®îc ch¾n bëi d·y Trêng S¬n, phÝa §«ng lµ miÒn chuyÓn tiÕp, ®ång b»ng gÇn biÓn§«ng cã nguån Èm lín, t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho viÖc h×nh thµnh ma lò trªn c¸c s«ng. 2.1.2 §Þa h×nh C¸c s«ng suèi trong ph¹m vi nghiªn cøu ®Òu b¾t nguån tõ d·y Trêng S¬n vµ ®æ ra BiÓn §«ng, ph©n dÞ ®Þa h×nh c¸c lu vùc s«ng cã thÓ chia ra hai miÒn. MiÒn nói, n¬i thîng lu cña c¸c con s«ng, cã ®é dèc lín, níc tËp trung nhanh, thuËn lîi cho viÖc h×nh thµnh nh÷ng trËn lò ¸c liÖt, thêi gian ch¶y truyÒn nhá. MiÒn ®ång b»ng t¬ng ®èi b»ng ph¼ng l¹i bÞ ch¾n bëi nh÷ng cån c¸t, lµm c¶n trë hµnh lang tho¸t lò, dÔ g©y ngËp lôt. Dùa trªn chØ tiªu nguån gèc ®Þa h×nh, theo [14] trong vïng nghiªn cøu thèng trÞ c¸c kiÓu ®Þa h×nh sau: - Nhãm kiÓu ®Þa h×nh nói víi c¸c ngän nói cao, ®é dèc tõ 30 -450, cÊu t¹o tõ ®¸ nguyªn khèi Ýt bÞ chia c¾t 45 - Nhãm kiÓu ®Þa h×nh thung lòng hÑp, hai sên dèc víi c¸c b·i båi hÑp lµ s¶n phÈm tÝch tô hçn hîp aluvi - proluvi. - Nhãm kiÓu ®Þa h×nh ®ång b»ng r¶i däc theo bê biÓn. §èi víi c¸c lu vùc lùa chän cã thÓ m« t¶ ®Þa h×nh nh sau: - Lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch ®Õn tr¹m Thîng NhËt cã ®Þa h×nh rÊt phøc t¹p, chñ yÕu lµ nói, mét phÇn lµ trung du vµ ®ång b»ng víi nhiÒu nh¸nh nói tõ d·y Trêng S¬n ®©m ngang ra biÓn theo híng T©y B¾c - §«ng Nam h×nh thµnh nªn c¸c 46 thung lòng. §Þa h×nh lu vùc cã ®é cao tõ 100 – 1000m. §Ønh cao nhÊt trªn 1000m thuéc d·y Trêng S¬n, ®Þa h×nh dèc, cã xu thÕ thÊp dÇn theo híng T©y Nam - §«ng B¾c vµ híng T©y- §«ng. Vïng ®åi nói cã ®é dèc tõ 150 ®Õn 300, khèng chÕ dßng ch¶y chung tõ T©y - §«ng vµ ®ãng vai trß nh bøc têng ch¾n b·o vµ ¸p thÊp nhiÖt ®íi g©y "ma ®Þa h×nh". Vïng trung du gåm nh÷ng ®åi nói thÊp, nhÊp nh«, ®é cao tõ 100 – 500m ®é dèc trung b×nh t¬ng dèi lín. Vïng ®ång b»ng ®Þa h×nh cã ®é dèc trung b×nh díi 50, ®é cao díi 100m. §Þa h×nh phøc t¹p vµ ®é dèc lín cña lu vùc, ®Æc biÖt lµ vïng nói lµm t¨ng kh¶ n¨ng tËp trung dßng ch¶y mÆt. - Lu vùc s«ng Thu Bån ®Õn tr¹m N«ng S¬n cã ®Þa h×nh lu vùc kh¸ phøc t¹p gåm c¸c kiÓu ®Þa h×nh nói, thung lòng vµ ®ång b»ng. C¸c d·y nói bãc mßn kiÕn t¹o d¹ng ®Þa lòy uèn nÕp khèi t¶ng trªn c¸c ®¸ biÕn chÊt vµ ®¸ trÇm tÝch lôc nguyªn cã ®é cao díi 700m ë h¹ lu cao dÇn ®Õn trªn 2000m ë trung t©m c¸c khèi kiÕn t¹o. §ång b»ng cao tÝch tô x©m thùc trªn thÒm s«ng biÓn cæ cao tõ 10 – 15m phÝa biÓn ®Õn 40 – 50m ë ch©n nói vµ chóng bÞ chia c¾t m¹nh bëi c¸c dßng ch¶y thêng xuyªn. §Æc ®iÓm ®Þa h×nh chung cña lu vùc: dèc, ng¾n, tËp trung níc lín, dÔ x¶y ra lò lôt. - Lu vùc s«ng Trµ Khóc ®Õn tr¹m S¬n Giang nghiªng tõ T©y, T©y Nam sang §«ng vµ §«ng B¾c, chñ yÕu lµ lo¹i ®Þa h×nh miÒn nói thuéc sên §«ng cña d·y Trêng S¬n Nam vµ mét diÖn tÝch nhá ®Þa h×nh ®ång b»ng do s«ng Trµ Khóc t¹o nªn. §Þa h×nh miÒn nói chiÕm gÇn 3/4 diÖn tÝch lu vùc nªn c¸c dßng s«ng cã ®é dèc lín víi kh¶ n¨ng chia c¾t, x©m thùc m¹nh. §êng ph©n níc cña lu vùc cã ®é cao tõ 150 m - 1760 m. Vïng chuyÓn tiÕp gi÷a miÒn nói vµ ®ång b»ng cã nhiÒu ®åi, c¸c ®Ønh nói cao 200 m - 300 m. Vïng thung lòng vµ ®ång b»ng cã ®é cao díi 10 m, c¸c cån c¸t ven biÓn cao trªn 10 m. C¸c ®Æc ®iÓm ®Þa h×nh lu vùc næi bËt lµ: s«ng dèc, cïng víi lîng ma vµ tèc ®é dßng ch¶y lín t¹o ®iÒu kiÖn h×nh thµnh nh÷ng trËn lò ¸c liÖt. - Lu vùc s«ng VÖ ®Õn tr¹m An ChØ cã ®Þa h×nh phøc t¹p, gåm miÒn nói, trung du vµ ®ång b»ng víi nhiÒu nh¸nh nói tõ d·y Trêng S¬n ch¹y ra vïng ®ång b»ng ven biÓn, t¹o nªn nh÷ng thung lòng theo híng T©y Nam - §«ng B¾c. §Þa h×nh 47 Nguån: Atlas Vietnam,1999 [155] 48 T¸c gi¶: NguyÔn Thanh S¬n, Ng« ChÝ TuÊn 49 lu vùc cã ®é cao trung b×nh biÕn ®éng tõ 100 - 1000m, ®Þa h×nh dèc, cã xu thÕ thÊp dÇn theo híng T©y Nam - §«ng B¾c vµ T©y - §«ng. Vïng trung du gåm nh÷ng ®åi nói thÊp, nhÊp nh«, ®é cao 100 - 500 m, ®é dèc ®Þa h×nh cßn t¬ng ®èi lín. Vïng ®ång b»ng n»m ë h¹ lu c¸c dßng s«ng, nh×n chung ®Þa h×nh kh«ng ®îc b»ng ph¼ng, ®é cao kho¶ng 100 m. 2.1.3. §Þa chÊt, thæ nhìng Vïng nghiªn cøu cã ®Æc ®iÓm kÐo dµi theo kinh tuyÕn nªn chÞu ¶nh hëng cña nhiÒu cÊu tróc ®Þa chÊt kh¸c nhau [14]. Dùa vµo chÕ ®é kiÕn t¹o vµ thµnh phÇn th¹ch häc, l·nh thæ nghiªn cøu chÞu ¶nh hëng cña c¸c ph©n vïng kiÕn t¹o sau: - §íi kh©u Qu¶ng Nam - §µ N½ng cã ®Æc ®iÓm lµ c¸c ho¹t ®éng macma x©m nhËp tuæi Paleogen - Mezozoi sím ph¸t triÓn m¹nh. - §íi B×nh TrÞ Thiªn cã chÕ ®é ®¹i ®éng lùc yÕu, c¸c thµnh t¹o x©m nhËp kÐm ph¸t triÓn tuæi Paleozoi sím - gi÷a. VÒ cÊu tróc ®Þa chÊt, thµnh phÇn th¹ch häc c¸c lu vùc s«ng cô thÓ nh sau: - Lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch ®Õn tr¹m Thîng NhËt. C¸c chi lu cña s«ng T¶ Tr¹ch ch¶y qua c¸c vïng ®¸ gèc kh¸c nhau. Thîng nguån s«ng T¶ Tr¹ch ch¶y qua c¸c ®¸ m¾c ma cña phøc hÖ H¶i V©n, QuÕ S¬n, H¶i Léc vµ ch¶y qua c¸c ®¸ trÇm tÝch - biÕn chÊt thuéc hÖ tÇng A V¬ng, hÖ tÇng T©n L©m. Trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch cã mãng ®¸ gèc cÊu t¹o bëi c¸c ®¸ thuéc hÖ tÇng C« Bai hÖ tÇng Long §¹i vµ hÖ tÇng T©n L©m. Khu vùc nµy cã c¸c mãng ®¸ gèc bån tròng n»m ë ®é s©u kho¶ng 50 – 70 m. BÒ mÆt mãng ®¸ gèc ë trªn lu vùc cã híng nghiªng tõ T©y sang §«ng, ®é dèc kho¶ng 50. ë lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch Mioxen cã c¸c líp c¬ b¶n sau: (1) líp cuéi, sái, lÉn Ýt t¶ng mµu vµng x¸m ®Õn mµu x¸m tr¾ng; (2) líp c¸t kÕt chøa trªn cuéi sái mµu x¸m tro, x¸m tr¾ng, cã chøa nhiÒu vËt chÊt h÷u c¬ vµ ngËm Ýt « xÝt s¾t mµu n©u vµng vµ (3) líp c¸t th¹ch anh xen kÏ nh÷ng líp sÐt chøa nhiÒu vËt chÊt h÷u c¬. H¹ - Trung Pleixtonxen trong lu vùc gåm cã c¸c líp: (1) líp cuéi - sái hçn t¹p (®¸ kho¸ng), líp c¸t mµu x¸m vµng xen lÉn c¸c líp máng hoÆc c¸c thÊu kÝnh c¸t pha. Líp nµy cã diÖn ph©n bè hÑp, Ýt phæ biÕn; (2) líp sÐt pha mµu x¸m tro, ph©n líp 50 râ rµng chiÒu dµy æn ®Þnh; (3) líp c¸t pha mµu x¸m tro lÉn kho¶ng 5% - 10% s¹n sái cã ®é mµi mßn kÐm vµ (4) líp sÐt cã chøa nhiÒu vËt chÊt h÷u c¬ tÝch tô l¹i thµnh tõng líp vµ bÞ nÐn chÆt l¹i. TÇng nµy cã nguån gèc s«ng - biÓn, ph©n bè réng r·i trong khu vùc. ChiÒu dµy cña chóng æn ®Þnh dao ®éng tõ 45 - 50 m. TrÇm tÝch Pleixtonxen thîng khu vùc s«ng T¶ Tr¹ch gÆp ë nhiÒu n¬i, võa lé ra trªn mÆt võa gÆp trong c¸c hè khoan s©u trong lu vùc, thµnh phÇn chñ yÕu gåm cã: tÇng sÐt, sÐt pha, c¸t vµ c¸t pha. PhÇn trªn cña nh÷ng líp nµy thêng bÞ laterit ho¸ nªn xuÊt hiÖn mµu loang læ. TÇng c¸t, c¸t pha mµu vµng rÊt ®Æc trng, ph©n bè thµnh tõng d¶i. Thµnh phÇn chÝnh lµ c¸t th¹ch anh h¹t mÞn ®Òu trung b×nh. C¸c thµnh phÇn trÇm tÝch trong thêi kú Holoxen lµ hÖ tÇng quan träng t¹o nªn diÖn m¹o hiÖn t¹i cña vïng ®ång b»ng khu vùc s«ng T¶ Tr¹ch cã c¸c líp: c¸t mµu x¸m vµng h¹t th« ®Õn trung b×nh; sÐt, c¸t chøa bïn h÷u c¬ mµu x¸m xanh chiÒu dµy
kho¶ng tõ 10 - 20 m. TÇng trÇm tÝch tuæi (Q2
IV) còng kh¸ phæ biÕn, thµnh phÇn
chÝnh lµ sÐt, sÐt pha, mét vµi khu vùc xuÊt hiÖn c¸c líp bïn máng. Trong tÇng nµy cã chøa nhiÒu vËt chÊt h÷u c¬ nªn cã mµu ®en rÊt ®Æc trng. C¸c lo¹i ®Êt trªn lu
vùc s«ng T¶ Tr¹ch bao gåm: ®Êt phï sa chua cã diÖn tÝch 8.17 km2 chiÕm 3.92%;
®Êt x¸m feralit cã diÖn tÝch 167.2 km2 chiÕm 80.27%; ®Êt x¸m mïn trªn nói cã diÖn
tÝch 32.91 km2 chiÕm 15.81%. S«ng T¶ Tr¹ch ch¶y qua nhiÒu vïng ®¸ gèc, ®Êt Ýt
thÊm níc víi lîng ma nhiÒu, kh¶ n¨ng sinh dßng ch¶y mÆt lín, thuËn lîi cho viÖc t¹o dßng ch¶y mÆt vµ h×nh thµnh lò trªn s«ng. - Lu vùc s«ng Thu Bån ®Õn tr¹m N«ng S¬n: Thµnh phÇn ®¸ gèc cña lu vùc kh¸ ®a d¹ng. ë phÇn ®Çu nguån lµ c¸c thµnh t¹o macma nh: granit biotit, granit haimica cïng c¸t kÕt, andezit, ®¸ phiÕn sÐt, cuéi kÕt hÖ tÇng Long §¹i vµ T©n L©m. ë phÇn phÝa Nam lu vùc lµ phylit, quazit, cuéi kÕt, ®¸ hoa, ®¸ phiÕn mica, porphyolit, ®¸ phiÕn lôc cña hÖ tÇng A V¬ng. PhÇn thÊp cña lu vùc phæ biÕn c¸c thµnh t¹o s«ng nh cuéi, sái, m¶nh vôn, c¸t, bét, sÐt. S¸t gÇn biÓn chñ yÕu lµ c¸t cã nguån gèc giã biÓn vµ thµnh t¹o cuéi c¸t, bét cã nguån gèc s«ng – biÓn. Däc theo s«ng lµ c¸c thµnh t¹o: cuéi, c¸t, bét, sÐt cã nguån gèc s«ng tuæi §Ö tø. PhÇn thîng nguån lµ ®Êt mïn vµng ®á trªn nói, däc hai bê s«ng lµ ®Êt ®á vµng trªn phiÕn sÐt vµ ®Êt sãi mßn tr¬ sái ®¸. §Êt nói dèc phÇn lín trªn 200, tÇng ®Êt máng cã nhiÒu ®¸ lé. 51 -Lu vùc s«ng Trµ Khóc ®Õn tr¹m S¬n Giang: §Æc ®iÓm th¹ch häc cña lu vùc gåm c¸c thµnh t¹o sau: HÖ tÇng s«ng Tranh: ®¸ g¬nai, ®¸ phiÕn amphibol, biolit, amphibolit, migmatit. ë khu vùc Kon Pl«ng: HÖ tÇng §¾cmia: g¬nai, ®¸ phiÕn kÕt tinh, ®¸ hoa migmatit. ë khu vùc Mang xim: HÖ tÇng A V¬ng: phylit, ®¸ phiÕn lôc, quarzit. ë khu vùc S¬n TÞnh: Phøc hÖ s«ng Re: plagiogranit, granodiorit, granitmigmatit. ë khu vùc §¸ V¸ch: Phøc hÖ Nói Chóa: granit, granodiorit, migmatit, cuéi, sái, c¸t, bét, sÐt. ë khu vùc NghÜa Hµnh, S¬n Hµ: Thµnh t¹o bazantoleit. ë khu vùc Phó Nhiªu lµ c¸c vËt liÖu cuéi, sái, c¸t, bét, sÐt cã nguån gèc s«ng, s«ng- biÓn vµ c¸t cã nguån gèc giã biÓn. ë vïng ®ång b»ng gåm c¸c lo¹i ®Êt nh: c¸t, ®Êt phï sa, ®Êt x¸m vµ ®Êt ®á vµng. §Êt x¸m vµ ®Êt x¸m b¹c mµu n»m ë vïng cao, ®Êt ®á vµng ph©n bè réng r·i ë miÒn nói, thµnh phÇn c¬ giíi nhÑ, thÝch hîp ®Ó trång c¸c lo¹i c©y c«ng nghiÖp. PhÇn trung du vµ thîng nguån chñ yÕu lµ ®Êt ®á vµng trªn ®¸ biÕn chÊt, ®¸ sÐt tÇng dµy kho¶ng 30 cm. C¸c thung lòng vµ ®ång b»ng ®îc cÊu t¹o bëi phï sa cæ, phï sa míi cßn cã lo¹i ®Êt x¸m vµ c¸c båi
tÝch cña s«ng, tÇng dµy 0,7 - 1,2 m (H×nh 2.4). C¸c lo¹i ®Êt ®¸ trªn lu vùc lµm qu¸ tr×nh thÊm trªn lu vùc kÐm, t¹o thuËn lîi cho qu¸ tr×nh lò h×nh thµnh nhanh. - Lu vùc s«ng VÖ ®Õn tr¹m An ChØ: §Þa chÊt vïng nghiªn cøu bao gåm nhiÒu cÊu tróc ®Þa chÊt víi chÕ ®é kiÕn t¹o, thµnh phÇn th¹ch häc kh¸c nhau. Nhng mét nÐt chung nhÊt lµ gradien ®Þa h×nh theo mÆt c¾t tõ lôc ®Þa ra biÓn lín, do ®ã c¸c s«ng trong vïng phÇn lín cã ®é dµi nhá vµ chñ yÕu ph¸t triÓn qu¸ tr×nh x©m thùc s©u, qu¸ tr×nh båi tô vµ x©m thùc bê chñ yÕu x¶y ra ë khu vùc ®ång b»ng ven biÓn khi mùc c¬ së x©m thùc h¹ thÊp. Thµnh phÇn ®Êt ®¸ nÒn ë ®©y bao gåm c¸c thµnh t¹o: granulit mafic, g¬nai granat, cordierit, hypersten, ®¸ g¬nai, ®¸ phiÕn amphibol, biotit, amphibotit, migmatit (phøc hÖ s«ng Tranh) ë vïng lµng TriÕt, ®¸ x©m nhËp granit, granodiorit, migmatit (phøc hÖ Chu Lai- Ba T¬) ë khu vùc nói 524, B¾c Níc Dµng vµ r¶i r¸c trªn bÒ mÆt ®ång b»ng, ®¸ng kÓ nhÊt lµ Mé §øc. Thµnh t¹o §Ö tø ë lu vùc gåm: cuéi, c¸t, bét ph©n bè däc thung lòng s«ng ë vïng Ba T¬, §«ng NghÜa Minh vµ hçn hîp cuéi, sái d¨m c¸t, bét ë T©y Nam §øc Phæ. PhÇn cßn l¹i cña lu vùc gÇn s¸t biÓn lµ c¸c thµnh t¹o c¸t, bét cã nguån gèc biÓn vµ giã biÓn. 52 Nguån: Atlas Vietnam,1999 [155] 53 §Êt trªn lu vùc rÊt ®a d¹ng, gåm 6 nhãm ®Êt. ë vïng ®åi nói cã c¸c lo¹i ®Êt nh ®Êt ®á vµng trªn ®¸ biÕn chÊt vµ ®Êt sÐt, chiÕm phÇn lín diÖn tÝch. ë vïng ®ång b»ng cã c¸c lo¹i ®Êt nh: c¸t, ®Êt phï sa, ®Êt x¸m vµ ®Êt ®á vµng. §Êt x¸m vµ ®Êt x¸m b¹c mµu n»m ë vïng cao, ®Êt ®en, ®Êt ®á vµng lµ lo¹i ®Êt ph©n bè réng r·i ë miÒn nói, thµnh phÇn c¬ giíi nhÑ. 2.1.4. Th¶m thùc vËt Khu vùc nghiªn cøu cßn cã mËt ®é che phñ kh¸ lín so víi trung b×nh c¶ níc. Tuy nhiªn do ph©n bè kh«ng ®Òu nªn møc ®é ¶nh hëng cña rõng ®èi víi tõng lu vùc cô thÓ còng rÊt kh¸c nhau. Sau ®©y lµ mét vµi sè liÖu ph¶n ¸nh t×nh t×nh th¶m thùc vËt trªn c¸c lu vùc nghiªn cøu: - Lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch ®Õn tr¹m Thîng NhËt: Líp phñ thùc vËt ®ãng vai trß quan träng ®èi víi kh¶ n¨ng h×nh thµnh lò lôt ®ã lµ kh¶ n¨ng ®iÒu tiÕt níc. Rõng tù nhiªn trªn lu vùc bÞ tµn ph¸ nghiªm träng do t×nh tr¹ng chÆt ph¸ rõng vµ tËp qu¸n sèng du canh du c ph¸ rõng lµm n¬ng rÉy dÉn ®Õn suy gi¶m diÖn tÝch rõng tù nhiªn, lµm t¨ng ®é xãi mßn ®Êt. STT Lo¹i rõng DiÖn tÝch
(%) DiÖn tÝch
(km2) 1 Rõng tù nhiªn l¸ réng thêng xanh tha 53.5 25.71 2 Rõng tù nhiªn l¸ réng thêng xanh kÝn 1.3 0.62 3 Rõng tù nhiªn l¸ réng thìng xanh trung b×nh 37.3 17.92 4 Th¶m c©y bôi tre nøa r¶i r¸c, trång cá 28.1 13.5 5 Th¶m c©y gç r¶i r¸c 70.1 33.69 6 N¬ng rÉy xen d©n c 17.8 8.55 §é che phñ cña rõng trong khu vùc tõ 44.25% ®©y lµ mét tû lÖ kh¸ lín so víi trung b×nh c¶ níc (B¶ng 2.1). Líp phñ thùc vËt trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch kh¸ phong phó, rÊt nhiÒu lo¹i c©y sinh sèng, ®Æc biÖt lµ rõng tù nhiªn cã mét diÖn tÝch
kh¸ cao. Víi tû lÖ che phñ còng kh¸ cao, rõng gãp phÇn ®¸ng kÓ cho viÖc gi÷ níc trªn lu vùc lµm gi¶m lîng dßng ch¶y mÆt. 54 - Lu vùc s«ng Thu Bån ®Õn tr¹m N«ng S¬n: Rõng tù nhiªn trªn lu vùc cßn Ýt, chñ yÕu lµ rõng trung b×nh vµ rõng nghÌo, ph©n bè ë nói cao. (B¶ng 2.2) STT Lo¹i rõng DiÖn tÝch (km2) DiÖn tÝch (%) 1 Rõng tù nhiªn nghÌo 612 19,4 2 Rõng tù nhiªn giµu vµ trung b×nh 694,5 22,11 3 Tr¶ng c©y bôi 1321 41,87 4 §Êt lóa, mµu 128,2 4,06 5 §Êt chuyªn lóa 183,9 5,83 6 C©y cá xen n¬ng rÉy 68,29 2,16 7 C©y bôi cã gç r¶i r¸c 101,6 3,22 8 §Êt chuyªn rau, mµu vµ c©y CNNN 21,55 0,68 9 §ång cá 20,98 0,66 Vïng ®åi nói cßn rÊt Ýt rõng, ®¹i bé phËn lµ ®åi nói träc vµ ®Êt trång c©y c«ng nghiÖp, c©y bôi. §é che phñ cña c¸c lo¹i rõng ®îc tr×nh bµy trong b¶ng 2.2. Trªn lu vùc s«ng Thu Bån cã rÊt nhiÒu lo¹i c©y nhng diÖn tÝch ®Êt trèng vµ c©y bôi cßn rÊt nhiÒu, chiÕm tû lÖ kh¸ lín diÖn tÝch toµn lu vùc. STT Lo¹i rõng DiÖn tÝch
(km2) PhÇn tr¨m diÖn
tÝch (%) 1 N¬ng rÉy xen d©n c 122,8 5 2 Rõng tù nhiªn dµy 10,92 0,4 3 §Êt trång cã c©y gç r¶i r¸c 252,5 10,3 4 Rõng tù nhiªn l¸ réng thêng xanh, tha 825 33,8 5 §Êt trèng cã c©y bôi tre nøa r¶i r¸c, trång cá 956 39,2 6 C©y n«ng nghiÖp ng¾n vô xen d©n c 136,5 5,6 7 Rõng tù nhiªn l¸ réng thêng xanh, trung b×nh 119,1 4,9 8 Rõng tù nhiªn l¸ réng thêng xanh, kÝn 17,25 0,7 55 Nguån: Atlas Vietnam,1999 [155] 56 - Lu vùc s«ng Trµ Khóc ®Õn tr¹m S¬n Giang: Líp phñ thùc vËt trªn lu vùc s«ng Trµ Khóc vÉn ®ãng vai trß quan träng trong ®iÒu tiÕt níc víi ®é che phñ trung b×nh cña rõng ë khu vùc nµy lµ 35,8% (B¶ng 2.3, H×nh 2.5). Cã thÓ chØ ra r»ng, thùc vËt trªn lu vùc s«ng Trµ Khóc rÊt phong phó, trong ®ã chñ yÕu lµ rõng míi ®îc trång c¸c lo¹i c©y tre nøa, c©y l¸ kim, c©y ®Æc s¶n. So víi n¨m 1993, ®Õn n¨m 2000 diÖn tÝch rõng cã t¨ng lªn. Tuy nhiªn diÖn tÝch ®Êt trèng vµ c©y bôi vÉn cßn chiÕm mét tû lÖ diÖn tÝch kh¸ lín trªn lu vùc. - Lu vùcs«ng VÖ ®Õn tr¹m An ChØ: Rõng tù nhiªn trªn lu vùc cßn Ýt, chñ yÕu lµ lo¹i rõng trung b×nh vµ rõng nghÌo, phÇn lín ph©n bè ë nói cao. Vïng nói cao cã nhiÒu l©m thæ s¶n quý. Vïng ®åi nói cßn rÊt Ýt rõng, ®¹i bé phËn lµ ®åi nói träc vµ ®Êt trång c©y c«ng nghiÖp, c©y bôi, ngoµi ra ë vïng h¹ lu cã ®Êt trång n¬ng rÉy xen d©n c. Víi ®é che phñ cña c¸c lo¹i rõng ®îc tr×nh bµy trong b¶ng 2.4. STT Lo¹i h×nh líp phñ Tû lÖ % so víi diÖn
tÝch lu vùc Møc ®é
t¸n che (%) 1 12.27 70 90 Rõng rËm thêng xanh c©y l¸ réng nhiÖt ®íi giã
mïa ®· bÞ t¸c ®éng 2 Rõng tha rông l¸ hoÆc tr¶ng c©y bôi c©y gç r¶i r¸c 50.50 30 40 3 C©y trång n«ng nghiÖp ng¾n ngµy 37.23 < 5 2.1.5. KhÝ hËu Khu vùc nghiªn cøu cã thÓ ph©n ra hai vïng khÝ hËu chÝnh, ph©n c¸ch bëi ®Ìo H¶i V©n. PhÝa B¾c ®Ìo H¶i V©n, n¬i cã lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch thuéc vïng khÝ hËu B¾c Trung Bé [42, 79] cã c¸c ®Æc trng khÝ hËu chñ yÕu nh sau: Mïa ®«ng h¬i l¹nh, nhiÖt ®é tõ 23 - 25 0C, sù ph©n ho¸ nhiÖt ®é mïa kh¸ râ rÖt, chªnh lÖch nhiÖt ®é th¸ng nãng nhÊt vµ l¹nh nhÊt lªn tíi 9-10 0C. Lîng ma n¨m lín ®¹t tíi 3500-4000 mm, hµng n¨m cã kho¶ng 140-150 ngµy ma. Mïa ma b¾t ®Çu tõ th¸ng VIII, kÕt thóc vµo th¸ng I, kÐo dµi kho¶ng 6 th¸ng. Trong thêi kú Ýt ma, cã mét cùc ®¹i phô vµo th¸ng V, sinh ra lò tiÓu m·n trªn c¸c s«ng. §é Èm thuéc lo¹i cao nhÊt toµn quèc, ®¹t 85-88%. Thêi kú kh« cã 4 th¸ng tõ th¸ng V - 57 VIII, ®é Èm kho¶ng 78-80%. Lîng m©y trung b×nh ®¹t 7-8/10. Mçi n¨m cã kho¶ng 1500 giê n¾ng. Híng giã thÞnh hµnh mïa ®«ng lµ híng T©y-B¾c, mïa h¹ lµ híng T©y-Nam, tèc ®é giã kh¸ lín, nhÊt lµ miÒn ven biÓn, cã thÓ ®¹t tíi 2-3 m/s trung b×nh n¨m ë ®Êt liÒn, 3-4 m/s ë ven biÓn. C¸c hiÖn tîng thêi tiÕt tiªu biÓu lµ: (1) Giã T©y kh« nãng (Giã Lµo) vµo c¸c th¸ng VI vµ VII, (2) B·o hay xuÊt hiÖn vµo c¸c th¸ng IX, X víi tèc ®é lín, ma ®i kÌm trong b·o nhiÒu khi ®¹t tíi 300 mm trong 24 giê vµ (3) D«ng xuÊt hiÖn trong mét n¨m kho¶ng 70 - 80 ngµy. PhÝa Nam ®Ìo H¶i V©n n¬i cã c¸c lu vùc s«ng Thu Bån, Trµ Khóc vµ VÖ thuéc vïng khÝ hËu Trung Trung Bé [42, 79]. Cã thÓ tãm lîc c¸c ®Æc ®iÓm khÝ hËu chÝnh cña vïng nµy nh sau: Mïa ®«ng kh«ng cßn l¹nh, nhiÖt ®é trung b×nh n¨m kho¶ng 26 - 26,5 0C, chªnh lÖch nhiÖt ®é trung b×nh th¸ng nãng nhÊt vµ l¹nh nhÊt chØ cßn 6-7 0C. Cã sù ph©n ho¸ khÝ hËu râ rÖt theo híng B¾c - Nam. Lîng ma kh¸ lín, ®Æc biÖt lµ trªn thîng du. MiÒn ®ång b»ng lîng ma n¨m phæ biÕn 2000-2200 mm, phÇn thîng nguån vît qu¸ 3000 mm, thËm chÝ 4000 mm ë vïng nói Qu¶ng Nam. Sè ngµy cã ma hµng n¨m kho¶ng 140 ngµy. Mïa ma b¾t ®Çu tõ th¸ng VIII, kÕt thóc vµo th¸ng I. Th¸ng V, VI còng xuÊt hiÖn ma tiÓu m·n. §é Èm cao, trung b×nh n¨m ®¹t 85%, lîng m©y 5-6/10, sè giê n¾ng 1700 giê/n¨m. Giã mïa ®«ng phæ biÕn c¸c híng T©y, T©y B¾c, §«ng B¾c, vÒ mïa h¹ thÞnh hµnh híng giã T©y vµ T©y Nam, tèc ®é 2,0 - 2,5 m/s. C¸c hiÖn tîng thêi tiÕt ®¸ng chó ý lµ d«ng, b·o vµ giã T©y kh« nãng. Nh vËy, vïng nghiªn cøu lµ ®íi khÝ hËu chuyÓn tiÕp tõ B¾c vµo Nam, cã nhiÖt ®é t¨ng dÇn, cã cïng thêi gian mïa ma, lîng ma kho¶ng 2500 mm, sè ngµy ma, ®é Èm vµ lîng m©y gi¶m, sè ngµy n¾ng t¨ng, c¸c hiÖn tîng thêi tiÕt nguy hiÓm lµ b·o, d«ng vµ giã T©y kh« nãng thÓ hiÖn ë c¸c møc ®é kh¸c nhau. 2.1.6. M¹ng líi thuû v¨n c¸c lu vùc s«ng nghiªn cøu - Lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch ®Õn tr¹m Thîng NhËt: S«ng T¶ Tr¹ch b¾t nguån tõ phÝa §«ng d·y Trêng S¬n cã ®é cao trªn 1000m tõ hai nh¸nh chÝnh, nh¸nh thø nhÊt ch¶y theo híng T©y Nam - §«ng B¾c, nh¸nh thø hai ch¶y theo híng B¾c - Nam, gÆp nhau t¹i Khª Hai NhÊt vµ ch¶y theo híng B¾c – Nam [66, 91] . Lu vùc 58 s«ng T¶ Tr¹ch - Thîng NhËt cã diÖn tÝch 208 km2 (chiÕm 7,3% lu vùc s«ng H¬ng), chiÒu dµi s«ng lµ 16.7 km, cã tíi 3/4 chiÒu dµi s«ng ch¶y qua vïng ®åi nói vµ trung du. §é cao b×nh qu©n lu vùc kho¶ng 450 m. HÖ sè uèn khóc cña dßng chÝnh lµ 1.13. PhÇn thîng lu vµ trung lu dµi kho¶ng 14,5 km, dßng ch¶y nhá hÑp vµ t¬ng ®èi khóc khuûu vµ dèc. PhÇn h¹ lu tõ Khª Hai NhÊt ®Õn tr¹m Thîng NhËt dµi kho¶ng 2.2 km lßng s«ng më réng h¬n, b»ng ph¼ng vµ t¬ng ®èi th¼ng. §é dèc b×nh qu©n lu vùc t¬ng ®èi lín vïng ®åi nói kho¶ng 80 - 300, vïng trung du trung b×nh tõ 60 - 80. Lu vùc thuéc thîng lu s«ng H¬ng, c¸c s«ng suèi thêng ng¾n vµ dèc. MËt ®é s«ng suèi kho¶ng 0.63km/km2, ph¸t triÓn m¹nh ë phÝa Nam. - Lu vùc s«ng Thu Bån ®Õn tr¹m N«ng S¬n: S«ng Thu Bån lµ mét hÖ thèng s«ng lín ë Nam Trung Bé, lu vùc s«ng n»m trong vïng sôt vâng trung sinh ®¹i. dèc theo híng T©y Nam – §«ng B¾c. §é cao b×nh qu©n lu vùc lµ 552m. MËt ®é s«ng suèi trung b×nh ®¹t 0.47km/km2, øng víi tæng chiÒu dµi toµn bé s«ng suèi lµ 4865km. Dßng chÝnh s«ng Thu Bån dµi 205km, b¾t nguån tõ ®Ønh Ngäc LÜnh ë ®é cao 1600m vµ ch¶y ra biÓn Héi An. Toµn bé hÖ thèng cã 19 phô lu cÊp I ®Õn cÊp III. §é dèc b×nh qu©n lu vùc kho¶ng 25.5%. Lu vùc s«ng cã chiÒu dµi lín gÊp hai lÇn chiÒu réng, lu vùc cã d¹ng h×nh nan qu¹t, hÖ sè uèn khóc ®¹t 1.85. PhÇn thîng lu vµ trung lu ch¶y theo híng B¾c Nam. PhÇn h¹ lu s«ng ch¶y theo híng T©y- §«ng vµ ®æ ra biÓn [89]. Lu vùc s«ng Thu Bån ®Õn tr¹m N«ng S¬n cã diÖn tÝch lµ 3610 km2, chiÕm 30,1% tæng diÖn tÝch lu vùc toµn hÖ thèng s«ng [14]. - Lu vùc s«ng Trµ Khóc ®Õn tr¹m S¬n Giang (H×nh 2.6) hÇu hÕt n»m trong ®Þa phËn tØnh Qu¶ng Ng·i víi tæng diÖn tÝch lµ 2440 km2 (tÝnh ®Õn tr¹m S¬n Giang), chiÕm 75,3% tæng diÖn tÝch toµn lu vùc. S«ng cã híng chung lµ T©y Nam - §«ng B¾c b¾t nguån tõ vïng nói phÝa §«ng cao nguyªn Kon Plong cã ®é cao 1000 m [89] vµ ®é dèc lßng s«ng ®o¹n thîng lu rÊt lín. Kho¶ng 2/3 chiÒu dµi s«ng ch¶y qua vïng nói vµ ®åi cao. §é dèc b×nh qu©n lu vùc t¬ng ®èi lín, kho¶ng 23.9%. MËt ®é líi s«ng thuéc lo¹i trung b×nh, kho¶ng 0.39 km/km2. S«ng Trµ Khóc cã 9 phô lu cÊp I, 5 phô lu cÊp II, 6 phô lu cÊp III vµ 2 phô lu cÊp IV. VÒ tæng thÓ, lu vùc s«ng Trµ Khóc cã d¹ng h×nh nan qu¹t [14, 17]. 59 Nguån: Atlas Vietnam,1999 [155] 60 - Lu vùc s«ng VÖ ®Õn tr¹m An ChØ thuéc lo¹i nhá, n»m trän trong tØnh Qu¶ng Ng·i, lu vùc cã diÖn tÝch lµ 814 km2, chiÕm 64,6% tæng diÖn tÝch lu vùc s«ng VÖ. Dßng chÝnh s«ng dµi 91 km b¾t nguån tõ Níc Vo ë ®é cao 1070m vµ ®æ ra biÓn §«ng t¹i Long Khª. MËt ®é s«ng suèi trong lu vùc kh¸ cao 0,79 km/km2 [89]. N»m trong d¶i ven biÓn, phÇn diÖn tÝch ®åi nói chiÕm diÖn tÝch rÊt nhá nªn ®é cao b×nh qu©n lu vùc chØ ®¹t 170m. §é dèc b×nh qu©n lu vùc ®¹t 19,9%. HÖ sè uèn khóc cña dßng chÝnh lµ 1,3. PhÇn thîng lu vµ trung lu dµi kho¶ng 60 km, dßng ch¶y nhá hÑp, t¬ng ®èi th¼ng, phÇn h¹ lu më réng h¬n. Cã nhiÒu ®åi nói sãt vµ d¶i cån c¸t ven biÓn nªn m¹ng líi s«ng vïng h¹ lu ph¸t triÓn ch»ng chÞt. HÖ thèng s«ng VÖ cã 5 phô lu cÊp I cã chiÒu dµi lín h¬n 10km ph¸t triÓn m¹nh vÒ bê tr¸i. DiÖn tÝch bê tr¸i lín gÊp 1,63 lÇn diÖn tÝch bê ph¶i, nhng toµn bé chiÒu dµi s«ng suèi bê tr¸i lín gÊp 3,5 lÇn bê ph¶i. HÖ sè kh«ng c©n b»ng líi s«ng lµ 3,5 trong khi hÖ sè kh«ng ®èi xøng chØ ®¹t 0,24 [17] 2.2. ®iÒu kiÖn kinh tÕ x· héi §Þa bµn nghiªn cøu thuéc c¸c tØnh Thõa Thiªn - HuÕ (Lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch ®Õn Thîng NhËt), Qu¶ng Nam (Lu vùc s«ng Thu Bån ®Õn N«ng S¬n) vµ Qu¶ng Ng·i (Lu vùc s«ng Trµ Khóc ®Õn S¬n Giang, lu vùc s«ng VÖ ®Õn An ChØ). §Ó ®¸nh gi¸ vµ ®Þnh híng sö dông hîp lý tµi nguyªn níc vµ ®Êt trªn c¸c lu vùc, cÇn ph¶i xem xÐt vÒ c¸c ho¹t ®éng nh©n sinh trªn bÒ mÆt lu vùc th«ng qua t×nh h×nh ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi cña c¸c tØnh. Díi ®©y lµ nh÷ng nÐt c¬ b¶n nhÊt vÒ ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi cña c¸c ®Þa ph¬ng trªn l·nh thæ nghiªn cøu. 2.2.1. Thõa Thiªn - HuÕ Thõa Thiªn - HuÕ lµ tØnh n»m ë cùc Nam cña vïng B¾c Trung Bé cã diÖn tÝch tù nhiªn lµ 5054 km2 víi sè d©n lµ 1045134 (1999) chiÕm kho¶ng 1,37 % d©n sè c¶ níc. Thõa Thiªn HuÕ lµ mét trong 4 tØnh n»m ë vïng kinh tÕ träng ®iÓm MiÒn Trung, cã c¶ng ThuËn An vµ Ch©n M©y, cã quèc lé 1A, ®êng s¾t Thèng NhÊt, s©n bay Phó Bµi vµ mét hÖ thèng s«ng ngßi thuËn tiÖn cho viÖc lu©n chuyÓn hµng ho¸, xóc tiÕn th¬ng m¹i. VÒ hµnh chÝnh, Thõa Thiªn HuÕ cã 1 thµnh phè (thuéc tØnh) vµ 8 huyÖn víi 61 122 x·, 20 phêng vµ 8 thÞ trÊn (thuéc huyÖn). Ngêi Kinh chiÕm 97 % trong c¬ cÊu d©n sè theo d©n téc, sè cßn l¹i gåm c¸c téc d©n ngêi Bru - V©n KiÒu, C¬ Tu, Tµ ¤i, Th¸i, Nïng, Hoa … MËt ®é d©n sè toµn tØnh lµ 14 ngêi/km2. D©n c ph©n bè kh«ng ®Òu theo l·nh thæ, cã sù t¬ng ph¶n râ rÖt gi÷a vïng d©n c tha thít ®åi nói phÝa T©y vµ d©n c ®«ng ®óc vïng ®ång b»ng duyªn h¶i phÝa §«ng. Tèc ®é t¨ng trëng kinh tÕ Thõa Thiªn - HuÕ ®¹t tõ 7,7 - 9% hµng n¨m. Cã thÓ ®iÓm qua mét vµi nÐt chÝnh vÒ sù ph¸t triÓn trong mét sè lÜnh vùc nh sau: - C«ng nghiÖp: Trong c¬ cÊu kinh kÕ cña tØnh, tû träng cña c«ng nghiÖp ngµy cµng t¨ng tõ 19,7% n¨m 1990 lªn 30,5% n¨m 1999, v¬n lªn ®øng thø hai sau khu vùc dÞch vô. Trong c¬ cÊu cña c«ng nghiÖp næi bËt lªn lµ c«ng nghiÖp chÕ biÕn (96,2%), hai ngµnh cßn l¹i chiÕm tû träng bÐ: c«ng nghiÖp khai kho¸ng chiÕm 2,5%, s¶n xuÊt ph©n phèi ®iÖn chiÕm 1,3%. - N«ng, l©m, ng, nghiÖp: N«ng nghiÖp lµ ngµnh kinh tÕ quan träng vµ cã truyÒn thèng l©u ®êi, tuy nhiªn trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y trong c¬ cÊu kinh tÕ GDP cña tØnh tû träng cña nhãm nµy liªn tôc gi¶m tõ 44,2% n¨m 1990 ®Õn 1999 chØ cßn 22,0%. C¶ tØnh hiÖn cã 214000 ha rõng. Tû träng cña ho¹t ®éng khai th¸c gç vµ l©m s¶n trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y cã xu híng gi¶m, tuy nhiªn vÉn chiÕm u thÕ. Ho¹t ®éng chÝnh trong lÜnh vùc l©m nghiÖp bao gåm: trång vµ ch¨m sãc rõng, chiÕm 17,1%; khai th¸c gç vµ l©m s¶n chiÕm 74,6% vµ c¸c ho¹t ®éng l©m nghiÖp kh¸c chiÕm 8,3%. Ng nghiÖp lµ mét trong nh÷ng thÕ m¹nh cña Thõa Thiªn HuÕ. C¬ cÊu ph¸t triÓn cña ngµnh hiÖn nay lµ theo xu thÕ gi¶m ®¸nh b¾t, t¨ng nång vµ dÞch vô. - DÞch vô: Ho¹t ®éng dÞch vô cña Thõa Thiªn HuÕ bao gåm: giao th«ng vËn t¶i, bu chÝnh viÔn th«ng, th¬ng m¹i vµ du lÞch. 2.2.2. Qu¶ng Nam Qu¶ng Nam lµ mét tØnh ven biÓn Nam Trung Bé, b¾c gi¸p thµnh phè §µ N·ng, phÝa §«ng gi¸p BiÓn §«ng víi 125 km bê biÓn, phÝa Nam gi¸p Qu¶ng Ng·i, 62 phÝa T©y gi¸p Kon Tum víi diÖn tÝch tù nhiªn lµ 10800 km2, d©n sè lµ 1402700 ngêi (1999) [75]. VÞ trÝ ®Þa lý cña Qu¶ng Nam t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho viÖc ph¸t triÓn kinh tÕ hµng ho¸ vµ dÞch vô du lÞch [75]. VÒ hµnh chÝnh, Qu¶ng Nam hiÖn nay cã hai thÞ x· (Héi An, Tam Kú) 12 huyÖn vµ 12 thÞ trÊn, 12 phêng vµ 193 x·.. MËt ®é d©n sè lµ 134,8 ngêi/km2 (2001), ph©n bè kh«ng ®Òu gi÷a c¸c huyÖn miÒn nói (15-20 ngêi/km2),vµ ®ång b»ng ven biÓn (250ngêi/km2). Qu¶ng Nam lµ mét tØnh cã nhiÒu d©n téc. C¸c d©n téc thiÓu sè chñ yÕu lµ X¬ §¨ng, C¬ Tu, sè cßn l¹i lµ ngêi Hoa, Mn«ng, Co, GiÐ Triªng, Tµy, Nïng... c tró trªn ®Þa bµn c¸c huyÖn miÒn nói phÝa T©y. KÓ tõ khi t¸i lËp ®Õn nay, nÒn kinh tÕ x· héi cña Qu¶ng Nam cã nh÷ng bíc ph¸t triÓn ®¸ng kÓ, nhÞp ®é ph¸t triÓn kinh tÕ t¨ng b×nh qu©n 7,5%. Cô thÓ lµ: - N«ng, l©m, ng nghiÖp: Ngµnh nµy chiÕm tû träng lín trong c¬ cÊu GDP cña tØnh. Trong ngµnh n«ng nghiÖp ®ang cã xu híng c¬ cÊu l¹i tû träng cña trång trät vµ ch¨n nu«i. Trång trät chiÕm 74% c¬ cÊu n«ng nghiÖp víi c¸c lo¹i c©y l¬ng thùc, c©y c«ng nghiÖp, c©y ¨n qu¶. Ch¨n nu«i chiÕm 26% ph©n bæ ®Òu c¸c lo¹i gia sóc: tr©u, bß lîn vµ gia cÇm. L©m nghiÖp lµ mét ngµnh kinh tÕ quan träng cña tØnh. S¶n xuÊt l©m nghiÖp chñ yÕu lµ trång rõng, ch¨m sãc vµ b¶o vÖ rõng. §é che phñ rõng t¨ng, ®Õn n¨m 2002 ®¹t 42%. Khai th¸c gç cã xu híng gi¶m dÇn qua hµng n¨m. Ng nghiÖp còng ph¸t triÓn m¹nh do cã ng trêng lín, nhiÒu vòng, ®Çm ph¸, ®Èy m¹nh c¸c ho¹t ®éng khai th¸c, chÕ biÕn vµ nu«i trång thuû s¶n. - C«ng nghiÖp: lµ ngµnh cã tèc ®é ph¸t triÓn lín trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, víi møc t¨ng trëng hµng n¨m kho¶ng 15,8%. Trong c¬ cÊu néi bé th× c«ng nghiÖp chÕ biÕn chiÕm tû träng lín (89%), cßn l¹i lµ c¸c ngµnh ®iÖn, ga, níc (3,6%) khai th¸c (7,4%), [75]. - DÞch vô: bao gåm giao th«ng vËn t¶i, viÔn th«ng, th¬ng m¹i vµ du lÞch. 2.2.3. Qu¶ng Ng·i Qu¶ng Ng·i lµ mét tØnh thuéc vïng duyªn h¶i Nam Trung Bé tr¶i dµi theo 63 híng B¾c - Nam kho¶ng 100 km. DiÖn tÝch tù nhiªn toµn tØnh lµ 5 131,51 km2 víi sè d©n lµ 1216592 ngêi (n¨m 2000) [75]. L·nh thæ cña tØnh n»m trong vïng kinh tÕ träng ®iÓm cña c¸c tØnh MiÒn Trung, cã khu c«ng nghiÖp Dung QuÊt, cã giao th«ng thuËn lîi nèi liÒn víi c¸c tØnh T©y Nguyªn vµ hai ®Çu ®Êt níc. VÒ hµnh chÝnh, Qu¶ng Ng·i cã 1 thÞ x· vµ 12 huyÖn, mËt ®é d©n sè toµn tØnh lµ 237 ngêi/km2 (2000) ph©n bè kh«ng ®Òu. N¬i ®«ng d©n nhÊt lµ thÞ x· víi mËt ®é trªn 3000 ngêi/km2, n¬i tha lµ c¸c huyÖn miÒn nói nh Ba T¬, S¬n T©y, Trµ Bång vµ Minh Long xÊp xØ 50 ngêi /km2. C¸c téc ngêi ë Qu¶ng Ng·i, sau ngêi Kinh lµ Hre, Co vµ X¬ §¨ng, c¸c d©n tèc kh¸c cã sè lîng kh«ng ®¸ng kÓ. Trong mêi n¨m gÇn ®©y, tèc ®é t¨ng trëng kinh tÕ cña Qu¶ng Ng·i kh¸ cao, b×nh qu©n hµng n¨m ®¹t 8,5%, qu¸ tr×nh dÞch chuyÓn c¬ cÊu kinh tÕ còng ®ang diÔn ra m¹nh mÏ. Sau ®©y lµ t×nh h×nh ph¸t triÓn kinh tÕ trªn mét sè lÜnh vùc: - N«ng, l©m, ng nghiÖp: N«ng nghiÖp lµ mét lÜnh vùc kinh tÕ quan träng cña Qu¶ng Ng·i víi trång trät n¾m vai trß chñ ®¹o víi c¸c lo¹i c©y l¬ng thùc, c©y ¨n qu¶ vµ c©y c«ng nghiÖp. Ch¨n nu«i gi÷ vÞ thÕ thø yÕu gåm tr©u, bß, lîn vµ gia cÇm, chiÕm tû träng kho¶ng 24% trong s¶n xuÊt n«ng nghiÖp. Ng nghiÖp ph¸t huy thÕ m¹nh vÒ tµi nguyªn biÓn vµ ven biÓn. Gi¸ trÞ thuû s¶n t¨ng b×nh qu©n hµng n¨m kho¶ng 12%. C¬ cÊu ngµnh thuû s¶n gåm ®¸nh b¾t (86,5%) vµ nu«i trång (13,5%), nh÷ng n¨m gÇn ®©y s¶n lîng do nu«i trång cã xu híng t¨ng nhanh. L©m nghiÖp cã vÞ trÝ kh¸ khiªm tèn. Ho¹t ®éng khai th¸c chiÕm tû träng cao trong s¶n xuÊt l©m nghiÖp, s¶n lîng gç mçi n¨m t¨ng 13%, chñ yÕu lµ b¹ch ®µn. - C«ng nghiÖp: cña tØnh Qu¶ng Ng·i hiÖn nay t¬ng ®èi nhá bÐ vÒ qui m«, chiÕm 21% tæng GDP toµn tØnh. Trong t¬ng lai, khi khu c«ng nghiÖp Dung QuÊt ®i vµo ho¹t ®éng, kh¶ n¨ng t¨ng trëng cña c«ng nghiÖp míi cã thÓ ®îc ph¸t huy.. - DÞch vô: lµ ngµnh quan träng trong ph¸t triÓn kinh tÕ, chiÕm h¬n 1/3 GDP cña tØnh víi tèc ®é t¨ng trëng kho¶ng 11% 64 2.3. §Æc ®iÓm ma, dßng ch¶y vµ c¸c biÖn ph¸p phßng lò 2.3.1. §Æc ®iÓm ma, dßng ch¶y trªn c¸c lu vùc nghiªn cøu Mïa lò trªn s«ng T¶ Tr¹ch xuÊt hiÖn tõ th¸ng X - XII chiÕm kho¶ng 66,7% tæng lîng dßng ch¶y n¨m. Th¸ng XI lµ th¸ng cã dßng ch¶y lín nhÊt. So víi trung b×nh c¶ níc th× ®©y lµ vïng cã trÞ sè dßng ch¶y lò kh¸ lín. Mïa kiÖt trong lu vùc kÐo dµi trong 9 th¸ng tõ th¸ng I ®Õn th¸ng IX, chiÕm kho¶ng 33.3% tæng lîng dßng ch¶y n¨m [14, 17] Víi vÞ trÝ ®Þa lý ®ãn giã thuËn lîi, l¹i gÇn c¸c nguån Èm nªn lîng ma hµng n¨m mang ®Õn lu vùc rÊt phong phó vµo kho¶ng 2500 -2700 mm, sè ngµy ma trong n¨m ®¹t 140 ®Õn 150 ngµy. Lîng ma cã xu thÕ t¨ng dÇn tõ §«ng sang T©y do sù biÕn ®æi t¨ng dÇn cña ®é cao ®Þa h×nh.. Lîng ma hµng n¨m lín céng víi cÊu t¹o ®Þa chÊt trong khu vùc phÇn lín lµ c¸c líp ®¸ gèc, kh¶ n¨ng thÊm níc kÐm nªn hµng n¨m lu vùc s¶n sinh ra mét lîng dßng ch¶y mÆt kh¸ lín víi m« ®un dßng
ch¶y ®¹t 76,7 l.s/km2, t¬ng øng líp dßng ch¶y 2420mm (so víi trung b×nh c¶ níc
lµ 30,9 l.s/km2, t¬ng øng víi líp dßng ch¶y lµ 974mm). Mïa lò trªn lu vùc s«ng Thu Bån kÐo dµi trong 3 th¸ng (XXII) chiÕm 6070 % lîng dßng ch¶y c¶ n¨m. M« ®un dßng ch¶y mïa lò ®¹t tíi 200l/s.km2, ®©y lµ trÞ sè m« ®un dßng ch¶y mïa lò lín nhÊt c¶ níc. Víi ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh dèc, m¹ng líi s«ng suèi ph¸t triÓn h×nh to¶ tia, møc ®é tËp trung ma lín c¶ vÒ lîng lÉn vÒ cêng ®é trªn ph¹m vi réng nªn lò trªn c¸c s«ng suèi cña lu vùc s«ng Thu Bån mang ®Ëm tÝnh chÊt lò nói víi c¸c ®Æc trng: cêng suÊt lò lín, thêi gian lò ng¾n, ®Ønh lò nhän, biªn ®é lò lín. Hµng n¨m trªn s«ng Thu Bån xuÊt hiÖn 45 trËn lò, n¨m nhiÒu nhÊt cã 78 trËn lò, lò lín nhÊt trong n¨m thêng xuÊt hiÖn trong th¸ng X vµ XI [14,17]. Mïa lò trªn s«ng Trµ Khóc xuÊt hiÖn tõ th¸ng X - XII chiÕm 66,5% lîng dßng ch¶y n¨m. Th¸ng XI lµ th¸ng cã dßng ch¶y lín nhÊt, chiÕm 27,8% lîng dßng ch¶y n¨m vµ ®©y lµ th¸ng cã tÇn suÊt xuÊt hiÖn b·o vµ ¸p thÊp nhiÖt ®íi cao nhÊt. Lò trªn lu vùc s«ng Trµ Khóc thêng rÊt ¸c liÖt, mang ®Ëm tÝnh chÊt lò ë vïng nói víi c¸c ®Æc tÝnh: cêng suÊt lò lín, ®Ønh lò cao vµ thêi gian lò ng¾n. Mùc níc trªn c¸c triÒn s«ng t¨ng nhanh trong thêi gian xuÊt hiÖn lò, cêng suÊt lò ë thîng nguån ®¹t 65 50 70 cm/h, cßn ë h¹ du ®¹t 30 cm/h, thËm chÝ cã mét sè trËn lò lín ®¹t tíi 100 cm/h. Kh¶ n¨ng ®iÒu tiÕt trªn lu vùc kh«ng lín vµ kh¶ n¨ng tho¸t níc cña h¹ du kÐm, v× vËy trªn lu vùc s«ng Trµ Khóc thêng xuÊt hiÖn lò kÐp víi nhiÒu ®Ønh. Trung b×nh trong mét n¨m trªn lu vùc thêng xuÊt hiÖn 5 7 trËn lò, tËp trung nhÊt vµo th¸ng X vµ XI [14, 17]. Mïa lò trªn lu vùc s«ng VÖ thêng kÐo dµi trong 3 th¸ng, b¾t ®Çu tõ th¸ng X ®Õn th¸ng XII nã chiÕm kho¶ng 70.6% tæng lîng dßng ch¶y n¨m. M« ®un dßng ch¶y mïa lò kho¶ng 196 l/s.km2 lµ vïng cã trÞ sè dßng ch¶y lò lín. Mïa kiÖt trªn lu vùc s«ng VÖ thêng kÐo dµi trong 9 th¸ng, b¾t ®Çu tõ th¸ng I ®Õn th¸ng IX vµ chiÕm kho¶ng 29,4% tæng lîng dßng ch¶y n¨m [14, 17]. Lu vùc s«ng VÖ víi vÞ trÝ ®Þa lý ®ãn giã thuËn lîi nªn hµng n¨m lîng ma mang ®Õn lu vùc rÊt phong phó ®¹t 2476 mm. Lîng ma cã xu thÕ t¨ng dÇn tõ §«ng sang T©y, phÇn thîng nguån vïng nói lîng ma ®¹t tíi 3000 mm cßn phÇn h¹ du vïng ®ång b»ng lîng ma còng ®¹t 2000 mm. Víi lîng ma lín nh vËy, trung b×nh n¨m trªn lu vùc s«ng VÖ xuÊt hiÖn tõ 6 ®Õn 8 trËn lò, phô thuéc vµo c¸c ®ît ma lín cña n¨m vµ c¸c trËn lò nµy thêng g¾n liÒn víi ngËp lôt c¸c vïng h¹ du do lîng ma lín trªn diÖn réng. 2.3.2 C¸c biÖn ph¸p phßng lò trªn c¸c lu vùc nghiªn cøu Trªn khu vùc MiÒn Trung, trong n¨m cã 4 d¹ng lò cÇn phßng chèng lµ: lò tiÓu m·n, lò sím, lò chÝnh vô vµ lò muén. Trong ®iÒu kiÖn kinh tÕ hiÖn nay, kh«ng cã kh¶ n¨ng chèng triÖt ®Ó lò chÝnh vô vµ chØ cã thÓ t×m ph¬ng ¸n gi¶m thiÓu thiÖt h¹i do lò g©y ra vµ phßng chèng cã møc ®é. C¸c lo¹i lò tiÓu m·n, lò sím vµ lò muén cã thÓ phßng chèng b»ng c¸c biÖn ph¸p phi c«ng tr×nh vµ c«ng tr×nh. BiÖn ph¸p phi c«ng tr×nh bao gåm: Ch¨m sãc, b¶o vÖ rõng ®Çu nguån, quy ho¹ch sö dông ®Êt hîp lý, - h¹n chÕ sù tËp trung lò vµ chèng xãi mßn - Bè trÝ thêi vô hîp lý, tr¸nh ®èi ®Çu víi lò - T¨ng cêng c«ng t¸c c¶nh b¸o, dù b¸o lò 66 Di dêi d©n ra khái khu vùc cã nguy c¬ ngËp óng vµ lò quÐt - C¸c biÖn ph¸p hç trî, cøu hé chñ ®éng cã tÝnh liªn ngµnh cao. - BiÖn ph¸p c«ng tr×nh bao gåm: X©y dùng c¸c hå chøa thîng nguån ®Ó c¾t lò, gi¶m mùc níc h¹ - du. HiÖn nay ®· cã hå D¬ng Hoµ (T¶ Tr¹ch), S«ng Bung I (Thu Bån), §¾cDrinh I (Trµ Khóc) X©y ®ª kÌ c¸c bê s«ng ®Ó chèng lò muén vµ lò tiÓu m·n - T¨ng cêng c¸c tuyÕn tho¸t lò qua c¸c cöa s«ng - Theo ViÖn Quy ho¹ch Thuû lîi, JICA vµ c¸c tæ chøc quèc tÕ kh¸c, gi¶i ph¸p tèt nhÊt lµ x©y dùng c¸c hå chøa thîng nguån ®Ó lµm gi¶m mùc níc lò h¹ du Víi ®Þa h×nh c¸c lu vùc nghiªn cøu, nhiÒu n¬I cã ®Þa h×nh thuËn lîi ®Ó x©y dùng hå chøa. Gi¶i ph¸p hå chøa kh«ng nh÷ng lµm nhiÖm vô c¾t lò mµ cßn lµ c«ng tr×nh thuû lîi cÊp níc tíi cho n«ng nghiÖp vµo mïa c¹n, lµ c«ng tr×nh thuû ®iÖn cÊp ®iÖn cho líi ®iÖn quèc gia vµ cã thÓ sö dông vµo c¸c môc tiªu kinh tÕ tæng hîp kh¸c nh cÊp níc cho c«ng nghiÖp, sinh ho¹t, dÞch vô th¬ng m¹i vµ du lÞch. KÕt luËn ch¬ng 2. Qua ph©n tÝch c¸c ®iÒu kiÖn tù nhiªn vµ kinh tÕ x· héi khu vùc nghiªn cøu thÊy r»ng: 1) MiÒn Trung lµ n¬i héi tô nhiÒu ®iÒu kiÖn thuËn lîi ®èi víi viÖc h×nh thµnh lò lôt hµng n¨m. §iÒu kiÖn mÆt ®Öm c¸c lu vùc thîng nguån ë MiÒn Trung phï hîp víi viÖc ¸p dông ph¬ng ph¸p SCS vµ KW – 1D ®Ó m« pháng qu¸ tr×nh tæn thÊt vµ vËn chuyÓn níc, tøc lµ m« pháng qu¸ tr×nh ma – dßng ch¶y. 2) §¸nh gi¸ hiÖn tr¹ng c¸c hå chøa trªn c¸c lu vùc nghiªn cøu cho thÊy kh¶ n¨ng ®iÒu tiÕt lò cña chóng vÉn cha ®¸p øng quy ho¹ch phßng lò, cÇn cã bæ sung c¸c hå chøa ®Ó c¾t lò, t¨ng cêng kh¶ n¨ng ®iÒu tiÕt lu vùc. 67 Ch¬ng 3 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 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 ViÖc gi¶i ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc ®èi víi dßng ch¶y trµn sö dông s¬ ®å phÇn tö h÷u h¹n Galerkin thêng g©y nªn nhiÔu ®éng sè do sè h¹ng bÊt ®èi xøng thø nhÊt cña ®¹o hµm theo kh«ng gian. §· cã nhiÒu nghiªn cøu gi¶i quyÕt vÊn ®Ò sãng ®éng häc sö dông ph©n tÝch phÇn tö h÷u h¹n [120,143,156]. NghiÖm sè trÞ cña nh÷ng ph¬ng tr×nh nµy sÏ vÊp ph¶i c¸c vÊn ®Ò vÒ tÝnh æn ®Þnh vµ héi tô. Christie cïng c¸c céng sù [110] cho r»ng, nªn tr¸nh sö dông xÊp xØ sai ph©n trung t©m cña ®¹o hµm bËc nhÊt v× nã lµm t¨ng dao ®éng sè víi c¸c kÝch thíc líi tÝnh trung b×nh vµ ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n Galerkin, sö dông d¹ng hµm tuyÕn tÝnh d¹ng kim tù th¸p ®èi xøng chÝnh lµ m« pháng c«ng thøc sai ph©n trung t©m ®· chøa nh÷ng dao ®éng cã s½n. Hughes [124] cho biÕt nh÷ng khã kh¨n xuÊt hiÖn khi c¸c to¸n tö chuyÓn vÞ lµ bÊt ®èi xøng vµ kÕt qu¶ g©y nªn nh÷ng dao ®éng gi¶. Theo Fiedler vµ Ramiez [113], víi chiÒu s©u dßng ch¶y nhá th× nh÷ng dao ®éng nhá sÏ ph¸ huû nghiÖm cho dßng ch¶y trµn trªn bÒ mÆt vµ viÖc h¹n chÕ dao ®éng lµ mét nhiÖm vô rÊt khã kh¨n do b¶n chÊt dao ®éng s½n cã trong c¸c ph¬ng tr×nh. Zang vµ Cundy [159] sö dông s¬ ®å sai ph©n h÷u h¹n MacCormak - lµ s¬ ®å sai ph©n hiÖn hai bíc, ®Ó gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò dßng ch¶y trµn vµ còng nhËn ®Þnh r»ng lu«n cã 68 nh÷ng dao ®éng trªn c¸c ®êng qu¸ tr×nh vµ trong mét vµi trêng hîp lµ kh«ng hîp lý buéc ph¶i dõng tÝnh to¸n. x2 Abbott vµ Basco [96] cho r»ng nh÷ng ph¬ng tr×nh níc n«ng thêng , khi sö dông s¬ nghiªng vÒ nh÷ng thµnh phÇn Fourier tÇn sè cao, c¸c dao ®éng ®å sai ph©n trung t©m bëi v× gi¸ trÞ cña ®é dèc íc lîng bëi sai ph©n lµ ®éc lËp víi biÕn phô thuéc t¹i ®iÓm gi÷a cña hai nót líi. Chan vµ Williamson [109] th× l¹i cho r»ng ph¬ng tr×nh ®¹o hµm riªng, bao gåm ®¹o hµm bËc nhÊt theo kh«ng gian, sÏ xuÊt hiÖn dao déng trong nghiÖm theo ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n Galerkin khi kÝch thíc « líi vît qu¸ gi¸ trÞ tíi h¹n dùa trªn sè Peclet nhá h¬n 2. C¸c t¸c gi¶ kh«ng bµn luËn ®Õn nh÷ng trêng hîp mµ sè Peclet lín v« cïng nh trêng hîp dßng ch¶y sên dèc. Tuy nhiªn, nh÷ng th¶o luËn vÒ thiÕt lËp mét líi phÇn tö h÷u h¹n mÞn víi bíc thêi gian nhá ®Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò th× còng kh«ng ®¸p øng ®îc vÒ hiÖu qu¶ tÝnh to¸n thùc tiÔn (do yªu cÇu kh¶ n¨ng m¸y tÝnh qu¸ cao). HÇu hÕt c¸c th¶o luËn ®Òu cïng thèng nhÊt vÒ quan ®iÓm r»ng, c¸c dao ®éng trong khi gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc lµ lu«n tån t¹i. Chan vµ Williamson [109] ®· m« t¶ s¬ ®å Upwind nh lµ sù thay thÕ s¬ ®å sai ph©n trung t©m b»ng sai ph©n lïi vµ cho r»ng ®iÒu nµy sÏ lµm gi¶m ®é chÝnh x¸c. Heinrich cïng c¸c céng sù [121] thÊy r»ng s¬ ®å phÇn tö h÷u h¹n Upwind, sö dông hµm träng sè cã d¹ng hµm bÊt ®èi xøng kh¸c víi sö dông hµm h×nh d¹ng vµ kÕt luËn r»ng sù gi¶m ®é chÝnh x¸c cña c¶ hai s¬ ®å lµ t¬ng ®¬ng. Tisdale cïng c¸c céng sù [153] ®· ph¸t triÓn s¬ ®å Upwind ®êng dßng víi bµi to¸n dßng ch¶y hai chiÒu b»ng viÖc c« lËp sè h¹ng chuyÓn vÞ trong ph¬ng tr×nh theo ®é dèc chÝnh vµ gi¶i quyÕt vÊn ®Ò b»ng kü thuËt Upwind, ®· c«ng bè r»ng, s¬ ®å gi¶i quyÕt ®îc vÊn ®Ò mµ kh«ng xuÊt hiÖn dao ®éng sè trong khi ¶nh hëng cña nã tíi ®é chÝnh x¸c lµ cã thÓ bá qua. MÆc dÇu vËy, nghiªn cøu nµy dùa trªn viÖc biÕn ®æi hÖ ph¬ng tr×nh ban ®Çu vµ chØ giíi h¹n cho nh÷ng bÒ mÆt ®¬n gi¶n, n¬i ®iÓm nót cã híng dèc xuèng cña mçi phÇn tö cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng c¸c ch¬ng tr×nh con ®· ®îc thö nghiÖm ®èi víi nh÷ng bÒ mÆt dßng ch¶y phøc t¹p. Fiedler vµ Ramirez [113] sö dông s¬ ®å sai ph©n h÷u h¹n Upwind MacCormack ®Ó tÝnh dßng ch¶y sên dèc vµ ph¸t hiÖn thªm r»ng bªn c¹nh viÖc “ngîc dßng”, hµm lµm tr¬n cã thÓ h¹n chÕ ®îc nh÷ng dao ®éng ë nh÷ng khu vùc 69 cã gradient lín nh c¸c dao ®éng tÇn sè cao vµ sö dông ®é s©u dßng ch¶y b×nh qu©n träng sè däc theo c¸c nót, ë nh÷ng khu vùc cã gradient thÊp. Anderson cïng c¸c céng sù [99] gi¶i thÝch r»ng nh÷ng dao ®éng lµ do sù lÖnh pha trong c¸c sè h¹ng thuéc chuçi sè Fourier cña nghiÖm sè trÞ vµ ®Þnh nghÜa s¬ ®å sè æn ®Þnh lµ s¬ ®å mµ nh÷ng sai sè tõ bÊt kú nguån nµo còng kh«ng ®îc phÐp gia t¨ng trong qu¸ tr×nh tÝnh tõ bíc thêi gian nµy ®Õn bíc thêi gian kh¸c. Hä ®Ò nghÞ ph©n tÝch chuçi Fourier ®Ó thµnh lËp giíi h¹n æn ®Þnh cho nh÷ng ph¬ng tr×nh ®¹o hµm riªng tuyÕn tÝnh víi kh¶ n¨ng cã thÓ më réng mét c¸ch gÇn ®óng c¸c quy t¾c nµy cho c¸c ph¬ng tr×nh phi tuyÕn. Katopodes [287] ®· dïng phÐp ph©n tÝch Fourier ®Ó nghiªn cøu tÝnh æn ®Þnh vµ dao ®éng cña ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc tuyÕn tÝnh ®èi víi dßng ch¶y kªnh cã tèc ®é di chuyÓn sãng kh«ng ®æi vµ kh«ng cã dßng ch¶y nhËp lu vµ ph¸t biÓu r»ng, do sù tån t¹i cña tÝnh kh«ng liªn tôc, hÇu hÕt c¸c ph¬ng ph¸p rêi r¹c ho¸ ®Òu lµm xuÊt hiÖn dao ®éng gi¶ t¹o sau c¸c bíc nh¶y sè, chØ cã thÓ lo¹i trõ b»ng mét sè c¸c thuËt to¸n chän lùa, ®¶m b¶o ph¶i nh¹y vµ ®Þa ph¬ng ho¸ trong nh÷ng khu vùc cã sù ph©n t¸n m¹nh cña tèc ®é sãng. Singh [146] chØ ra r»ng viÖc ph©n tÝch sù æn ®Þnh tuyÕn tÝnh cã thÓ ¸p dông cho hÖ ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc tuyÕn tÝnh ho¸ vµ cho phÐp ta nhËn biÕt râ nh÷ng s¬ ®å kh«ng phï hîp hoÆc ®é dµi bíc thêi gian thÝch hîp víi s¬ ®å æn ®Þnh cã ®iÒu kiÖn. ViÖc sö dông ma trËn “tæng céng” (lumped) ®Ó thay thÕ cho ma trËn ”chi tiÕt” (consistent) ®· gi¶m ®¸ng kÓ c¸c dao déng trong viÖc tÝnh to¸n dßng ch¶y kªnh. ViÖc lùa chän bíc nh¶y thêi gian thÝch hîp thêng phô thuéc vµo kinh nghiÖm. Bajracharya vµ Barry [102] cho r»ng viÖc gi¶m dÇn bíc thêi gian kh«ng ph¶i bao giê còng cho kÕt qu¶ chÝnh x¸c h¬n vµ coi tèi u nhÊt lµ gi¶i ph¸p ®¶m b¶o x vµ t , viÖc sö dông ®é æn ®Þnh vµ chÝnh x¸c víi thêi gian tÝnh to¸n nhá nhÊt. Hromadka vµ DeVries [123] thÊy r»ng, sau mét chuçi thö nghiÖm khi thay ®æi ph¬ng ph¸p sãng ®éng häc ®Ó diÔn to¸n trong kªnh dÉn cÇn ph¶i cã c¸c ®¸nh gi¸ trong c¸c m« h×nh thuû v¨n. H¬n n÷a, nh÷ng m« h×nh sãng ®éng häc cÇn ®îc thö t tèi u. Jaber vµ Mohtar [125] ph¸t triÓn nh÷ng ph¬ng nghiÖm ®Ó lùa chän x vµ tr×nh kinh nghiÖm cho c¸c bíc thêi gian ®éng [132-134], ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c vµ æn ®Þnh cho s¬ ®å chi tiÕt víi lêi gi¶i sãng ®éng häc. Bíc thêi gian ®éng nµy biÕn 70 ®æi theo sè c¸c phÇn tö vµ thêi gian tËp trung níc cña lu vùc. Nghiªn cøu nµy giíi h¹n cho ph¬ng ph¸p Galerkin khi sö dông s¬ ®å tæng hîp ®· chØ ra r»ng, nh÷ng dao ®éng lµ ®¸ng kÓ khi bíc thêi gian tÝnh lín h¬n bíc thêi gian ®éng giíi h¹n nhng kh«ng gîi ý c¸ch nµo ®Ó khö nh÷ng dao ®éng nµy. Khi sö dông ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc, sèc ®éng häc ph¸t sinh ë n¬i mµ nh÷ng con sãng tèc ®é cao b¾t kÞp nh÷ng con sãng tèc ®é thÊp dÉn ®Õn ph¸ huû mÆt c¾t sãng. Singh [146] sö dông ph¬ng ph¸p xÊp xØ ®Ó hiÖu chØnh va ch¹m nh»m gi¶i quyÕt vÊn ®Ò vµ nhÊn m¹nh r»ng, sö dông ph¬ng ph¸p sè thêng bá qua hiÖn tîng sèc vµ kh«ng sö dông ph¬ng ph¸p hiÖu chØnh lµ kh«ng phï hîp khi ¸p dông lý thuyÕt sãng ®éng häc. VÊn ®Ò lµ cÇn thö nghiÖm c¸c s¬ ®å kh¸c nhau, x©y dùng vµ kiÓm tra bíc thêi gian ®éng khi g©y nªn c¸c sèc sãng ®éng häc. M« h×nh sãng ®éng häc lµ c¬ së cña nhiÒu m« h×nh nghiªn cøu vµ phÇn mÒm th¬ng m¹i s½n cã trªn thÞ trêng, coi lu vùc nh mét bÒ mÆt ch¶y trµn, dïng nh÷ng ph¬ng ph¸p cã s½n ®Ó tÝnh to¸n dßng ch¶y vît giíi h¹n nh HEC-1, DHI, SWMM vµ USDA [145]. Cã mét vµi nghiªn cøu gi¶i ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc cho c¶ trêng hîp lu vùc héi tô vµ ph©n kú [147]. Trong c¶ hai trêng hîp ®Òu thªm mét sè h¹ng phô vµo ph¬ng tr×nh b¶o toµn vËt chÊt vµ biÕn ®æi nã tõ d¹ng nguyªn b¶n. C¸c kÕt qu¶ ¸p dông cho ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc nguyªn b¶n kh«ng cÇn thiÕt ph¶i ¸p dông cho ph¬ng tr×nh ®· biÕn ®æi. Tõ c¸c tæng quan trªn cho thÊy, ®Ó n©ng cao ®é æn ®Þnh vµ ®é chÝnh x¸c cña m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu b»ng ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n cÇn ph¶i tiÕn hµnh lùa chän ®îc mét s¬ ®å sè víi c¸c bíc thêi gian thÝch hîp trong viÖc m« pháng kh«ng gian vµ thêi gian ®èi víi c¸c lu vùc nghiªn cøu. §©y lµ mét vÊn ®Ò mang tÝnh lý luËn, nh ®· bµn luËn ë trªn vµ cÇn ®îc kiÓm nghiÖm b»ng thùc tiÔn. 3.1.2. C¸c s¬ ®å sè ®Ó gi¶i ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc Díi ®©y lµ m« t¶ tãm t¾t vÒ c¸c ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc ¸p dông cho dßng ch¶y trµn. Chi tiÕt vµ c¸ch biÕn ®æi c¸c ph¬ng tr×nh nµy ®îc ®a ra bëi Chow [111] vµ Henderson [122] cïng nhiÒu nhµ nghiªn cøu kh¸c. Ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc mét chiÒu bÞ chi phèi bëi ph¬ng tr×nh liªn tôc: 71 txr
),( e
h
t
q
x
(3.1) Vµ ph¬ng tr×nh b¶o toµn ®éng lîng víi gi¶ thiÕt sãng ®éng häc ®îc rót S 0 fS (3.2)
Gi¸ trÞ q (m2/s) lµ dßng ch¶y trªn 1 ®¬n vÞ chiÒu ngang vµ h (m) lµ chiÒu s©u gän thµnh: q h (3.3) ( S / n ); 5/3 dßng ch¶y trong ph¬ng tr×nh (3.1) liªn quan víi ph¬ng tr×nh n¨ng lîng sau: 2/1
0 ë ®©y, sö dông ph¬ng tr×nh Manning, , trong ®ã n (m1/3/s) lµ 0S lµ ®é dèc ®¸y ),(
txre lµ tèc ®é ma vît giíi h¹n (m/s); hÖ sè nh¸m Manning; fS lµ hÖ sè ma s¸t (m/m); vµ x(m) vµ t(s) lÇn lît lµ kho¶ng cña phÇn tö (m/m); c¸ch theo híng dßng ch¶y vµ thêi gian. Franco vµ Chaudhry [115] cho r»ng viÖc néi suy h vµ q lµ lêi gi¶i chÝnh x¸c vµ æn ®Þnh nhÊt cho bµi to¸n sãng ®éng häc. PhÇn tö h÷u h¹n Galerkin cho bµi to¸n nµy biÓu diÔn th«ng qua c¸c biÕn ®éc n )(
e )(
xN
i i i 1
(3.4) lËp nh sau: )(e t¹i mçi ®iÓm nót cña mçi phÇn tö (e), i gi¸ trÞ cña hµm liªn tôc )(xN i )(e t¹i gi¸ trÞ nót thø n [155]. ë ®©y lµ hµm h×nh d¹ng (h×nh th¸i) vµ lµ xÊp xØ hµm - S¬ ®å chi tiÕt (consistent scheme) Xx
X x
1 vµ N N j j
1 X j
X j
X X j j
1 j j
1 (3.5) Hµm h×nh d¹ng t¹i c¸c nót j-1 vµ j cña phÇn tö 1 chiÒu ®îc biÓu diÔn: /
h
t Trong s¬ ®å chi tiÕt ®îc gi¶ thiÕt biÕn ®æi tuyÕn tÝnh gi÷a c¸c nót vµ ®îc biÓu diÔn nh sau: 72 1
N
N j j 1
j
t
h
t
j (3.6)
t
TÝch ph©n sè d cña biÓu thøc phÇn tö h÷u h¹n Galerkin nh sau: jX T e
)( txr
),( 0
xN
)(
R iX h
t q
x
dx
(3.7) TÝch ph©n (3.7) vµ s¾p xÕp kÕt qu¶ cho ta hÖ cña c¸c ph¬ng tr×nh vi ph©n f
C 0
qB
h
t
(3.8) thêng (ODE) ë d¹ng sau: e
)( e
)(
C l
2 l
6 (3.9) 1 2
;
B
2 1
1 1-
2 1-
)(
f e ë ®©y [C] vµ [B] vµ {f} lµ nh÷ng ma trËn: ),(
txrl
),(
2
txr
- ë ®©y l(m) lµ chiÒu dµi cña phÇn tö vµ - S¬ ®å tæng hîp (lumped scheme) S¬ ®å tæng hîp [142] ®îc khai triÓn b»ng viÖc ®Þnh nghÜa sù biÕn ®æi ®¹o th hµm theo x lµ kh«ng ®æi gi÷a c¸c ®iÓm gi÷a cña c¸c phÇn tö kÒ nhau. S¬ ®å ) N (
sH N (
sH ) vµ 1 *
j *
j 1
1
2 1
2 (3.10) nµy lùa chän d¹ng hµm N* víi ®¹o hµm theo thêi gian nh sau: 0)(xH x nÕu 0 1)(xH nÕu x ë ®©y H(x) - hµm träng sè ®îc ®Þnh nghÜa: ,
0 s lµ kho¶ng c¸ch tõ nót j-1
C e
)( l
2 (3.11) 0 1
1 0
Ma trËn phÇn tö [C] trong s¬ ®å tæng hîp: 73 Ma trËn [B] t¬ng tù nh trong s¬ ®å chi tiÕt. - S¬ ®å phÇn tö h÷u h¹n ngîc dßng (Upwind) S¬ ®å phÇn tö h÷u h¹n “ngîc dßng” ®èi víi c¸c ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc 1 chiÒu, c¸c néi suy kh«ng gian lµ hµm sè Xj-1 vµ Xj, t¬ng øng víi täa ®é ®iÓm nót j-1 vµ j cña mçi phÇn tö, gièng nh Heirich vµ nnk [121] ®· ph¸t triÓn s¬ ®å phÇn tö h÷u h¹n ngîc dßng cho ph¬ng tr×nh vËn chuyÓn ®èi lu. Theo s¬ ®å mét chiÒu xq cña Heinrich cïng c¸c céng sù [121] th× hµm träng sè chuyÓn vÞ cña ph¬ng tr×nh ) W ,(
NyxW )(
xF 1 1 1 j j j (3.12) t¹i nót j-1 lµ: ) )(
xF ,(
NyxWW
j j j (3.13) 0 1 vµ t¹i nót j lµ: )(xF ë ®©y lµ hÖ sè ngîc dßng ( víi kh«ng ngîc dßng vµ ®èi víi ngîc dßng hoµn toµn). lµ mét lµ mét hµm d¬ng, b»ng 0 t¹i c¸c ®iÓm nót vµ ë ®©y )(
dxxF l jx
ix ( l(m) lµ chiÒu dµi cña phÇn tö. Hµm tho¶ m·n nh÷ng ®iÒu kiÖn ®ã cã d¹ng: )1 j 3 )(
xF 2 ( ) X X 1
2
)(
XxXx
j
(3.14) 1 j j xq Sè d cña thµnh phÇn chuyÓn vÞ trong ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc øng jx jx va qdx qdx R W R W j e
)(
j j e
)(
j
1
1
x jx 1 j 1
N
x
N
x (3.15) 1 víi mçi phÇn tö lµ: R ,0 R q q )(
e
1
j )(
e
j j j 1
(3.16) gi¶i tÝch ph©n nµy víi ta cã: Hay ë d¹ng ma trËn: 74 R j 1
j 1
R 0 0
1 1
j j (3.17)
q
q
10. R q j 1
j 1
R 45.0
55.0 q j j (3.18)
55.0
.550
0 Víi ta cã: Víi ma trËn rót gän thµnh ma trËn kh«ng ngîc dßng [B] trong ph¬ng tr×nh (3.9). 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 HÖ ph¬ng tr×nh vi ph©n thêng phi tuyÕn tÝnh cã thÓ ®îc gi¶i b»ng c¸c ph¬ng ph¸p kh¸c nhau nh ph¬ng ph¸p sai ph©n hiÖn theo thêi gian vµ gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh tuyÕn tÝnh b»ng ph¬ng ph¸p khö Gaus [140]. Tuy nhiªn, viÖc gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh vi ph©n thêng phi tuyÕn tÝnh b»ng c¸ch nµy thêng gÆp sù bÊt æn ®Þnh vÒ nghiÖm sè sãng ®éng häc nh ®· ®îc tr×nh bµy trong [126]. Do ®ã, mét c¸ch gi¶i hiÖu qu¶ hÖ ph¬ng tr×nh vi ph©n phi tuyÕn sÏ ®îc ®Ò cËp nghiªn cøu. )
h
F - ThuËt to¸n lÆp thêng: ThuËt to¸n lÆp thêng ®Ó gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh vi ph©n thêng [ODE] ®îc Blandford vµ Meadows ®Ò xuÊt n¨m 1990 [106]:
(
hq Q A q t
t t t (3.19) 1 i
F
h
f
Ft
hq
( t t q Q i
t t A
(3.20) ) Ph¬ng ph¸p lÆp ®îc sö dông ®Ó gi¶i (3.19) víi thuËt to¸n nh sau: : sai sè phÐp lÆp.
; 1
; t t 1
i
h
t
i
h
t
1
2 PhÐp lÆp ®îc thùc hiÖn ®Õn khi ®iÒu kiÖn héi tô ®îc b¶o ®¶m: - ThuËt to¸n nöa Èn (Enhanced Explicit) ®îc F. H. Jaber vµ R.H. Mohtar ®Ò t
hA
hP new old xuÊt n¨m 2002 [126]: q
f (3.21) 75 5.0 5.0
A trong ®ã:
F vµ
P
F
A A ;
1
1
hPA
h
new old q
At
f
ThuËt to¸n nµy ®îc xö lý gÇn gièng nh c¸ch gi¶i do NguyÔn ¢n Niªn ®Ò (3.22) xuÊt trong m« h×nh KOD [46]. - ThuËt to¸n bíc lÎ: §Ó gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh vi ph©n thêng phi tuyÕn tÝnh khi ¸p dông ph¬ng ph¸p Galerkin ®èi víi ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc mét chiÒu ®Ò nghÞ ¸p dông thuËt to¸n Runge-Kutta bËc 3 [111]: )1( { } h
)(
tf
At )1( )2( { } ) ) h (
tf )((
th
At t
3
h
3
))
((
th
)1( )2( ) ) { } h (
tf )((
th
At t
3 h
3
3 ) TÝnh c¸c gia sè cña nghiÖm: th
({ )} th
)}({ 250
{
. 750
{
. 1
)(
h
} (
h
} NghiÖm cÇn t×m cã d¹ng:
t (3.23)
Cã thÓ nhËn thÊy thuËt to¸n (3.23) kh«ng qu¸ phøc t¹p, dÔ lËp tr×nh vµ mét ch¬ng tr×nh tÝnh to¸n ®· lËp ®îc ®Ó gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc theo c¸c thuËt to¸n ®· tr×nh bµy ë trªn cho quy m« lu vùc s«ng. - Lùa chän c¸ch tÝch ph©n hÖ ph¬ng tr×nh vi ph©n thêng phi tuyÕn tÝnh: §Ó ph©n tÝch vµ ®¸nh gi¸ sai sè cña c¸c thuËt to¸n gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh vi ph©n thêng phi tuyÕn tÝnh, xÐt c«ng thøc tÝnh tÝch ph©n theo h×nh ch÷ nhËt vµ h×nh thang [131]: dxxf
)(
fI b
a (3.24) n x i i
fR fh
i
x
2 1
i
1
- C«ng thøc h×nh ch÷ nhËt: (3.25) 76 n (
xf ) (
xf ) i i 1
fT h
i
2 i 1
- C«ng thøc h×nh thang: (3.26) fI
( ) FE
... fI
( )
2 E 4 F XÐt sai sè:
fR
fT ... IV E y F y ) (,, ( ) 5
fh
i i i i n
3
fh
i
1
n
1
i
1
24 1
1920 trong ®ã: vµ (3.27)
V× c«ng thøc tÝnh theo R cã ®é chÝnh x¸c h¬n c«ng thøc tÝnh theo T nªn nÕu (
fS ) (
fR ) fT
2
3 1
3 chän tæ hîp: IV fR fT y fI
)( )( )( ( ) ...
fI
)(
fI
)(
fS i n
5
fh
i
1
i
2
3 1
3 1
2880 SÏ thu ®îc c«ng thøc tÝnh cã ®é sai sè: C«ng thøc tæ hîp trªn sö dông trong tÝch ph©n ®îc gäi lµ ph¬ng ph¸p Romberg vµ ý tëng t¬ng tù ®îc ¸p dông trong phÐp vi ph©n lµ víi c¸c c¸ch xÊp xØ gÇn ®óng cã ®é chÝnh x¸c cïng bËc nhng tæ hîp cã träng sè cña nã sÏ cho kÕt qu¶ tÝnh cã ®é chÝnh x¸c mÊy bËc cao h¬n chÝnh lµ ph¬ng ph¸p ngo¹i suy nghiÖm Richarson thÓ hiÖn ë thuËt to¸n Runge-Kutta cã hiÖu qu¶ ®èi víi c¸c ODE [5]. 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 Theo Anderson [99], s¬ ®å sè æn ®Þnh lµ s¬ ®å cã sai sè kh«ng t¨ng thªm (kh«ng ®îc khuyÕch ®¹i thªm) trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn c¸c bíc tÝnh. §iÒu ®ã nh»m ®¶m b¶o cho viÖc tÝnh to¸n ®îc héi tô vµ th«ng thêng hÖ sè Courant ®îc sö dông ®Ó giíi h¹n, ®¶m b¶o bíc tÝnh cã ý nghÜa vËt lý, kh«ng dÉn tíi ph¸ huû c¸c mÆt c¾t sãng do sù kh«ng phï hîp cña quy m« kh«ng gian – thêi gian g©y nªn. Trong [126], Jaber F. H. vµ Mohtar R. H. ®· tiÕn hµnh c¸c kh¶o s¸t ®é æn ®Þnh vµ ®é 77 chÝnh x¸c cña c¸c s¬ ®å sè khi sö dông ®Ó gi¶i bµi to¸n dßng ch¶y trµn sên dèc b»ng m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu. Quan hÖ gi÷a bíc thêi gian vµ sai sè x¸c ®Þnh tõ chuçi kÕt qu¶ sö dông c¸c bíc thêi gian kh¸c nhau. Khi gi¸ trÞ bíc thêi gian t¨ng, sai sè cã thÓ sÏ t¨ng, tõ ®ã sai sè cña viÖc rêi r¹c theo kh«ng gian lµ nhá. ë ®©y tån t¹i mét gi¸ trÞ bíc thêi gian mµ cã thÓ gi¶i quyÕt bµi to¸n víi mét sai sè nhÊt ®Þnh. ViÖc lùa chän bíc thêi gian nhá h¬n sÏ lµm kÐo dµi thêi gian tÝnh to¸n kh«ng cÇn thiÕt, trong khi ®ã víi bíc thêi gian lín h¬n cho kÕt qu¶ sai sè lín vµ dÉn ®Õn c¸c nhiÔu ®éng cã thÓ ph¸ huû lêi gi¶i ®¹t ®îc. §Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò, sö dông mét vµi cì líi kh¸c nhau t¹o mèi quan hÖ kh«ng thø nguyªn gi÷a cì líi vµ bíc thêi gian tèi u nhÊt thÓ hiÖn trong ph¬ng tr×nh håi quy. Thêi gian tËp trung níc, vèn phô thuéc vµo trËn ma, hÖ sè nh¸m vµ ®é dèc cña lu vùc trong ph¬ng tr×nh lµ c¸c th«ng sè ®Æc trng, v× thÕ tiªu chuÈn bíc thêi gian cã thÓ sö dông trong c¸c kÞch b¶n kh¸c nhau ®Ó cã thÓ b¶o ®¶m tÝnh ®óng ®¾n cña c¸c bíc thêi gian ®éng míi. Jaber F. H. vµ Mohtar R. H. [125] triÓn khai vµ thö nghiÖm c¸c ph¬ng tr×nh bíc thêi gian ®éng ®èi víi s¬ ®å phÇn tö h÷u h¹n chi tiÕt trong ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc cho dßng ch¶y trµn. ViÖc x©y dùng vµ thö nghiÖm ®îc thùc hiÖn víi sö t , víi s¬ ®å dông nhiÒu tæ hîp cña c¸c yÕu tè: ma, c¸c th«ng sè bÒ mÆt kh«ng ®æi vµ biÕn ®æi theo kh«ng gian vµ thêi gian. ViÖc íc lîng bíc thêi gian ®éng er vµ kh«ng ®æi, trêng hîp 2: er biÕn ®æi vµ thÝch hîp cho trêng hîp 1: er kh«ng ®æi vµ biÕn ®æi, vµ trêng hîp 4: er vµ ®Òu kh«ng ®æi, trêng hîp 3: biÕn ®æi vµ nhËn thÊy r»ng, bíc thêi gian ®éng t×m ®îc lµ mét tiªu chuÈn tèt ®Ó x¸c ®Þnh ph¹m vi cña bíc thêi gian ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c vµ æn ®Þnh. C¸c ph¬ng tr×nh bíc thêi gian ®éng cã thÓ ®îc tÝch hîp trong c¸c ch¬ng tr×nh m¸y tÝnh sö dông s¬ ®å tæng hîp gi¶i bµi to¸n sãng ®éng häc dßng ch¶y trµn mét chiÒu cã thÓ ®îc tÝnh to¸n tù ®éng phô thuéc vµo viÖc x¸c ®Þnh kÝch thíc líi cña ngêi sö dông. Bíc thêi gian ®éng chÝnh lµ giíi h¹n trªn cña bíc thêi gian tÝnh to¸n trong s¬ ®å phÇn tö h÷u h¹n cã bíc thêi gian biÕn ®æi cho bµi to¸n dßng ch¶y trµn. ViÖc ph©n tÝch tÝnh æn ®Þnh ®îc Jaber F. H. vµ Mohtar R. H. tiÕn hµnh thùc 78 nghiÖm sè víi c¸c s¬ ®å chi tiÕt, s¬ ®å tæng hîp vµ s¬ ®å ngîc dßng, sö dông phÐp ph©n tÝch chuçi Fourier vµ gi¸ trÞ riªng. Nã còng chÝnh lµ viÖc ph©n tÝch bíc thêi gian tiªu chuÈn cho 3 s¬ ®å. Gi¸ trÞ riªng cña ma trËn kÕt qu¶ ®îc t×m thÊy lµ lu«n d¬ng víi mäi x vµ t, ®ñ ®Ó kÕt luËn r»ng kh«ng cã nhiÔu ®éng xuÊt ph¸t tõ viÖc lÊy tÝch ph©n theo kh«ng gian cña ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc vµ cho phÐp ta tin tëng r»ng c¸c nhiÔu ®éng nµy cã thÓ xuÊt hiÖn do c¸c s¬ ®å tÝch ph©n theo thêi gian. Bíc thêi gian cã thÓ ®îc tÝnh to¸n tù ®éng phô thuéc vµo kÝch cì líi do ngêi sö dông nh ®· luËn bµn ë trªn. Qua ph©n tÝch c¸c s¬ ®å tÝnh, Jaber vµ Mohtar [126] kÕt luËn r»ng: s¬ ®å ngîc dßng kh«ng ®èi xøng ®Ó thay thÕ xö lý sai ph©n trung t©m ®èi xøng thµnh phÇn chuyÓn vÞ trong ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc kh«ng khö ®îc nh÷ng nhiÔu ®éng cña c¶ s¬ ®å tæng hîp vµ s¬ ®å chi tiÕt. ViÖc thay thÕ s¬ ®å chi tiÕt b»ng ma trËn gép còng ®· ®îc ®¸nh gi¸ lµ s¬ ®å tæng hîp c¶i thiÖn ®¸ng kÓ nghiÖm mµ kh«ng lµm gi¶m ®i ®é chÝnh x¸c cña nã. Ph©n tÝch tÝnh æn ®Þnh suy gi¶m nh÷ng nhiÔu ®éng trong dßng ch¶y trµn xuÊt ph¸t tõ sè Courant lín trong s¬ ®å ngîc dßng lµ kh«ng hiÖu qu¶. Nh÷ng c¶i thiÖn kÕt qu¶ cña s¬ ®å tæng hîp lµ tuú ý víi ma trËn ®êng chÐo tha ®· lo¹i bá c¸c nhiÔu sè tõ nh÷ng thµnh phÇn kh¸c kh«ng n»m trªn ®êng chÐo. Nghiªn cøu cña Jaber F. H. vµ Mohtar R. H. ®· ®a ra tiªu chuÈn bíc thêi gian ®éng míi cho viÖc gi¶i quyÕt vÊn ®Ò dßng ch¶y trµn mét chiÒu víi s¬ ®å tæng hîp. Bíc thêi gian ®éng t×m ®îc lµ mét tiªu chuÈn tèt ®Ó x¸c ®Þnh ph¹m vi cña bíc thêi gian ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c vµ æn ®Þnh, ph¬ng tr×nh cña nã cã thÓ ®îc tÝch hîp trong c¸c ch¬ng tr×nh m¸y tÝnh sö dông s¬ ®å tæng hîp gi¶i bµi to¸n sãng ®éng häc dßng ch¶y trµn mét chiÒu, ®îc tÝnh to¸n tù ®éng chÝnh lµ giíi h¹n trªn cña bíc thêi gian tÝnh to¸n trong s¬ ®å phÇn tö h÷u h¹n cã bíc thêi gian biÕn ®æi ®èi víi dßng ch¶y trµn. Cuèi cïng, sau khi ph©n tÝch tÝnh æn ®Þnh vµ ®é chÝnh x¸c cña c¶ 3 s¬ ®å sè Jaber F. H. vµ Mohtar R. H. kÕt luËn r»ng: s¬ ®å tæng hîp trong ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n Galerkin víi c¸c bµi to¸n chuyÓn tiÕp lµ phï hîp nhÊt ®Ó gi¶i ph¬ng tr×nh dßng ch¶y sên dèc mét chiÒu. 79 Nh»m n©ng cao tÝnh æn ®Þnh vµ ®é chÝnh x¸c trong viÖc m« pháng kh«ng gian – thêi gian ®èi víi viÖc ¸p dông m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ®Ó m« pháng dßng ch¶y lò trªn c¸c lu vùc s«ng MiÒn Trung, t¸c gi¶ vµ c¸c céng sù ®· tiÕn hµnh thùc nghiÖm sè trªn lu vùc s«ng Trµ Khóc – tr¹m S¬n Giang, kÕt qu¶ ®· ®îc c«ng bè [4, 5, 70]. C¸c ph¬ng ph¸p sau ®îc ¸p dông trong c¸c thùc nghiÖm sè: 1) ph¬ng ph¸p sai ph©n hiÖn; 2) ph¬ng ph¸p nöa Èn; 3) ph¬ng ph¸p Runge-Kutta bËc 3 sö dông ma trËn trung t©m. Lu vùc s«ng Trµ Khóc tÝnh ®Õn tr¹m S¬n Giang ®îc chia lµm 9 ®o¹n s«ng gåm 39 d¶i dßng ch¶y vµ 150 phÇn tö cã c¸c kÝch thíc kh¸c nhau ®· ®îc sö dông trong c¸c thùc nghiÖm sè. KÕt qu¶ cho thÊy ph¬ng ph¸p sai ph©n hiÖn æn ®Þnh trong kho¶ng thêi gian tÝnh 10 gi©y, ph¬ng ph¸p nöa Èn æn ®Þnh trong kho¶ng 5 phót vµ ph¬ng ph¸p Runge-Kutta æn ®Þnh trong kho¶ng 10 phót. NhËn thÊy r»ng: ®èi víi m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n, s¬ ®å cã hiÖu qu¶ vÒ tÝnh æn ®Þnh vµ ®é chÝnh x¸c ®Ó gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh vi ph©n phi tuyÕn tÝnh lµ ph¬ng ph¸p Runge-Kutta xÐt vÒ gãc ®é lý thuyÕt còng nh thùc nghiÖm sè [5], phï hîp víi c¸c nghiªn cøu cña Jaber F. H. vµ Mohtar R. H. [126]. Tõ kÕt qu¶ nghiªn cøu lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm sè nãi trªn, t¸c gi¶ ®· lùa chän s¬ ®å tæng hîp ®Ó xÊp xØ kh«ng gian vµ ph¬ng ph¸p Runge-Kutta ®Ó gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh vi ph©n theo thêi gian trong ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n. Dùa trªn nh÷ng nghiªn cøu nµy ®· tiÕn hµnh x©y dùng ch¬ng tr×nh m« pháng lò cho kÕt qu¶ kh¶ quan trªn c¸c lu vùc Trµ Khóc – S¬n Giang [24, 55], VÖ – An ChØ [57], Thu Bån – N«ng S¬n [62] vµ T¶ Tr¹ch – Thîng NhËt [65]. 3.2. HiÖu chØnh ph¬ng ph¸p SCS, n©ng cao kh¶ n¨ng m« pháng
lò trªn c¸c lu vùc s«ng ngßi miÒn trung 3.2.1. Sö dông SCS n©ng cao kh¶ n¨ng m« pháng lu vùc Mét m« h×nh to¸n m« pháng tèt qu¸ tr×nh ma rµo – dßng ch¶y nhÊt thiÕt ph¶i lùa chän ®îc ph¬ng ph¸p biÓu diÔn thÝch hîp nhÊt hai qu¸ tr×nh chÝnh: 1) qu¸ tr×nh vËn chuyÓn vµ tËp trung níc trªn lu vùc vµ trong kªnh dÉn vµ 2) qu¸ tr×nh 80 tæn thÊt (chñ yÕu lµ thÊm). Dùa vµo yªu cÇu cña bµi to¸n ®Æt ra lµ x©y dùng m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng ch¶y phï hîp víi c¸c lu vùc s«ng ngßi MiÒn Trung ViÖt Nam, phÇn trªn ®· ph©n tÝch vµ lùa chän m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n gi¶i theo s¬ ®å sè tæng hîp ®Ó biÓu diÔn qu¸ tr×nh tËp trung níc. VÒ qu¸ tr×nh tæn thÊt, bá qua thµnh phÇn bèc h¬i, níc ®äng trªn th¶m thùc vËt v× nã chiÕm tû lÖ nhá, cÇn ph¶i m« pháng tèt qu¸ tr×nh thÊm trªn lu vùc. VÒ mèi quan hÖ gi÷a lîng ma vµ thÊm lµ mèi quan hÖ cã t¬ng quan chÆt chÏ. Khi ma lín, cêng ®é ma vît cêng ®é thÊm vµ dßng ch¶y sinh ra theo c¬ chÕ vît thÊm ®îc gäi lµ dßng trªn sên dèc kiÓu Horton hoÆc lµ dßng ch¶y kh«ng b·o hoµ, theo A. N. Bephanhi [162]. Theo Chow V.T. [111] lîng ma vît thÊm lµ phÇn lîng ma gi÷ l¹i trªn mÆt ®Êt vµ còng lµ ®èi tîng chñ yÕu cña viÖc nghiªn cøu quan hÖ ma rµo – dßng ch¶y. Cã nhiÒu c¸ch ®Ó x¸c ®Þnh lîng ma hiÖu dông, hoÆc tõ ®êng qu¸ tr×nh ma víi viÖc sö dông chØ sè tæn thÊt kh«ng ®æi cho mét ®¬n vÞ thêi gian, hoÆc lµ tõ c¸c c«ng thøc kinh nghiÖm trªn c¬ së tÝnh to¸n lîng thÊm tæn thÊt. C¸c c«ng thøc kinh nghiÖm dïng ®Ó tÝnh thÊm hiÖn nay, ph¸t triÓn trªn c¬ së ®Þnh luËt thÊm Darcy, víi gi¶ thiÕt mäi tæn thÊt cña dßng ch¶y chØ do thÊm vµ x©y dùng ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh thêi gian níc ®äng vµ qu¸ tr×nh thÊm díi ®iÒu kiÖn cêng ®é ma biÕn ®æi nh ph¬ng tr×nh Green - Ampt, Horton hoÆc Phillip. TÊt nhiªn cã thÓ sö dông c¸c ph¬ng tr×nh nµy cho c¶ nh÷ng trËn ma cã cêng ®é kh«ng ®æi. Mét c¸ch tiÖm cËn kh¸c, hiÖn ®ang sö dông kh¸ phæ biÕn hiÖn nay trªn thÕ giíi lµ ph¬ng ph¸p SCS, ®Ó tÝnh tæn thÊt dßng ch¶y tõ ma rµo nh ®· ®îc tr×nh bµy ë môc 1.3 cña c«ng tr×nh nµy. §Ó sö dông ph¬ng ph¸p SCS, theo c¸c c«ng thøc tõ (1.26 – 1.32) ngêi ta chÊp nhËn gi¶ thiÕt r»ng tØ sè gi÷a hai ®¹i lîng cã thùc Pe vµ Fa th× b»ng víi tØ sè gi÷a hai ®¹i lîng tiÒm n¨ng P - Ia vµ S (H×nh 1.3). §é cÇm gi÷ tiÒm n¨ng S ®îc tÝnh qua hÖ sè CN, phô thuéc vµo nhãm ®Êt vµ t×nh h×nh sö dông ®Êt trªn lu vùc. KÓ tõ khi ra ®êi, ph¬ng ph¸p SCS nhanh chãng ®îc ¸p dông nhiÒu n¬i trªn thÕ giíi vµ thu hót nhiÒu nhµ nghiªn cøu tham gia ph¸t triÓn nã vÒ mÆt lý luËn còng nh thùc tiÔn [61,92, 98, 100, 107, 108, 136, 141, 149 – 151]. 81 3.2.2. N©ng cao kh¶ n¨ng m« pháng cña ph¬ng ph¸p SCS Gi¶ thiÕt tíi h¹n cña ph¬ng ph¸p SCS cho r»ng tû lÖ gi÷a lîng cÇm gi÷ thùc tÕ vµ lîng cÇm gi÷ tiÒm n¨ng b»ng tû lÖ gi÷a lîng dßng ch¶y thùc vµ lîng dßng ch¶y tiÒm n¨ng, nhng kh«ng nãi râ lµ tõ lý luËn hay lµ kinh nghiÖm. Trong [111], Chow V. T. nhËn xÐt r»ng ph©n bè cña tæn thÊt dßng ch¶y theo thêi gian trong ph¬ng ph¸p SCS cã d¹ng hµm sè mò nhng cho r»ng tÝnh chÊt nµy cßn thiÕu mét c¬ së vËt lý v÷ng ch¾c. Yu. B. [107] khi bµn vÒ vÊn ®Ò nµy nhËn thÊy quan hÖ ma - dßng ch¶y trong ph¬ng ph¸p SCS, thõa nhËn sù c©n b»ng gi÷a lîng cÇm gi÷ vµ dßng ch¶y, cã thÓ m« t¶ theo ph¬ng ph¸p gi¶i tÝch nÕu sù biÕn ®æi tèc ®é ma theo thêi gian vµ tèc ®é thÊm theo kh«ng gian ®îc ®Æc trng bëi ph©n bè x¸c suÊt theo hµm sè mò. Kh¶ n¨ng cÇm gi÷ tiÒm n¨ng hay t¬ng ®¬ng víi CN, cã quan hÖ víi kh¶ n¨ng thÊm trung b×nh theo kh«ng gian trªn lu vùc. Qua viÖc kh¶o s¸t c¸c c«ng thøc c¬ b¶n cña SCS cho c¸c trêng hîp cÇm gi÷ kh¸c nhau víi sù biÕn ®æi cêng ®é ma, Yu. B. chØ ra r»ng mèi quan hÖ chÆt chÏ gi÷a ma vµ dßng ch¶y trong ph¬ng ph¸p SCS cã thÓ b¾t nguån tõ viÖc lý luËn v×: (1) Kh¶ n¨ng thÊm biÕn ®æi trong kh«ng gian ph©n bè theo hµm sè mò; (2) Tèc ®é ma biÕn ®æi theo thêi gian còng ph©n bè theo hµm sè mò. C¬ së lý luËn cña ph¬ng ph¸p SCS ®· x¸c nhËn tÝnh hîp lý cña nã víi viÖc nghiªn cøu cêng ®é ma vµ kh¶ n¨ng thÊm thùc biÕn ®æi theo thêi gian vµ kh«ng gian mét c¸ch riªng biÖt. Do c«ng thøc ®Ó tÝnh ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu (1.28) trong ph¬ng ph¸p SCS ®îc rót ra tõ kinh nghiÖm thùc hµnh trªn c¸c lu vùc nhá ë Mü (Ia = 0, 2S) nªn trong thùc tiÔn øng dông c«ng thøc nµy t¹i nhiÒu n¬i kh¸c ®· cã nh÷ng c¶i tiÕn ®Ó phï hîp víi c¸c ®iÒu kiÖn h×nh thµnh dßng ch¶y ®Þa ph¬ng. Theo híng nµy lµ c¸c nghiªn cøu cña Ashish Pandey cïng céng sù [98] khi x¸c ®Þnh dßng ch¶y mÆt cho lu vùc Karso (Ên §é) víi Ia = 0, 3S cho c¸c kÕt qu¶ m« pháng phï hîp nhÊt. Mét híng nghiªn cøu kh¸c lµ xem xÐt l¹i c«ng thøc tÝnh CN trong ®iÒu kiÖn Èm trung b×nh (ACM II) víi c¸c ®iÒu kiÖn Èm kh« (ACMI) vµ ít (ACMII), thiÕt lËp l¹i c«ng thøc liªn hÖ nµy trªn c¬ së d÷ liÖu ®Þa ph¬ng [128, 150]. Ngoµi ra, cßn mét sè nghiªn cøu vÒ viÖc vËn dông ph¬ng ph¸p SCS kÕt hîp víi kü thuËt GIS sö dông t liÖu b¶n ®å sè vµ viÔn th¸m ®Ó thµnh lËp c¸c c«ng cô 82 chuyªn dông ph©n tÝch c¸c ®iÒu kiÖn mÆt phñ [151] vµ thµnh lËp l¹i b¶ng tra cøu CN theo c¸c ®iÒu kiÖn nhãm ®Êt vµ t×nh h×nh sö dông ®Êt [92, 141]. 3.2.3. Thùc nghiÖm sè c«ng thøc tÝnh ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu trªn mét sè lu
vùc MiÒn Trung. XuÊt ph¸t tõ ý tëng kiÓm tra tÝnh phï hîp cña c«ng thøc tÝnh ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu Ia = 0, 2S ®îc rót ra tõ kinh nghiÖm thùc hµnh ë Mü trong ®iÒu kiÖn h×nh thµnh dßng ch¶y ë c¸c khu vùc kh¸c, t¸c gi¶ ®· tiÕn hµnh thùc nghiÖm sè ®Ó ®¸nh gi¸ tÝnh hiÖu qu¶ cña c«ng thøc (1.28). Lu vùc s«ng VÖ – tr¹m An ChØ ®îc chän ®Ó thùc nghiÖm sè. M« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu (KW-1D) sö dông ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph¬ng ph¸p SCS víi bé th«ng sè ®· ®îc x©y dùng cho lu vùc s«ng VÖ - An ChØ [57, 59] cã kh¶ n¨ng m« pháng c¸c trËn lò x¶y ra trong kho¶ng thêi gian 1998 – 2003 ®îc chän ®Ó tiÕn hµnh thùc nghiÖm sè. KÕt qu¶ m« pháng lò ®îc sö dông ®Ó ®¸nh gi¸ viÖc hiÖu chØnh c«ng thøc tÝnh ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu trong ph¬ng ph¸p SCS. N¨m 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Sè trËn lò 4 1 2 3 2 3 M« t¶ tµi liÖu: Tµi liÖu lîng ma sö dông ®Ó tÝnh to¸n vµ hiÖu chØnh lµ lîng ma giê t¹i tr¹m Ba T¬ gåm cã 15 trËn ma g©y lò tiªu biÓu tõ n¨m 1998 ®Õn 2003 (B¶ng 3.1). Thêi gian trung b×nh cña c¸c trËn ma kho¶ng 3 ngµy, ®o t¹i tr¹m Ba T¬. Sè liÖu dßng ch¶y lµ gi¸ trÞ lu lîng theo giê t¹i tr¹m An ChØ t¬ng øng víi thêi gian tõng trËn ma. Ngoµi ra cßn cã tµi liÖu mÆt ®Öm lµ c¸c b¶n ®å sè ®Þa h×nh, ®Êt, sö dông ®Êt vµ th¶m thùc vËt cña lu vùc s«ng VÖ tû lÖ 1: 25.000. ViÖc tÝnh to¸n m« pháng lò ®· ®îc tr×nh bµy chi tiÕt trong [57, 59] §¸nh gi¸ sai sè: Theo tiªu chuÈn cña tæ chøc KhÝ tîng thÕ giíi (WMO) ®é h÷u hiÖu m« pháng cña m« h×nh ®îc ®¸nh gi¸ qua chØ tiªu R2 nh sau: 83 2 F 2 2
F
0 . %100 R
2
F
0 2 2 2 F
Q d
Q 2
F
0 id Q
id Q
it N
1
i
N
1
i
(3.28) , (3.29) víi: dQ : lu lîng thùc ®o idQ : lu lîng thùc ®o; itQ : lu lîng tÝnh to¸n; trong ®ã: trung b×nh trong thêi kú tÝnh to¸n; N: tæng sè ®iÓm quan hÖ lu lîng thùc ®o vµ d¹t
kh¸ R 2 (3.30) tèt %85 40
%65
%85%65
tÝnh to¸n. Tiªu chuÈn ®¸nh gi¸ nh sau: KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ m« pháng 15 trËn lò víi c«ng thøc tÝnh ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu Ia = 0, 2S cña Côc thæ nhìng Hoa Kú ®îc tr×nh bµy trong b¶ng 3.2. TrËn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 TB R2 89.9 97.1 80.1 72.2 54.8 97.8 95.6 63.3 65.8 66.1 83.8 72.8 68.2 85.8 41.9 75.7 SS ®Ønh 7.2 1.3 28.6 15.4 27.0 2.8 6.9 4.3 5.7 14.7 3.1 4.0 6.9 3.1 33.1 15.1 SS lîng 9.3 1.0 25.2 0.3 34.3 10.0 9.6 18.8 40.7 7.4 7.3 3.4 4.6 4.5 10.6 12.5 Tõ kÕt qu¶ ë b¶ng 3.2 cho thÊy, trung b×nh cho c¶ 15 trËn lò, ®é h÷u hiÖu R2 = 75,7 – ®¹t lo¹i kh¸, trong ®ã møc tèt cã 5 trËn – chiÕm 33%, kh¸ cã 7 trËn – chiÕm 47%, ®¹t cã 3 trËn – chiÕm 20%; sai sè ®Ønh lò m« pháng vµ thùc ®o lµ 15,1% vµ sai sè tæng lîng lò m« pháng vµ thùc ®o lµ 12,5% lµ kh¸ tèt. Bé th«ng sè lu vùc nh vËy lµ ®¸ng tin cËy, cã thÓ sö dông trong c¸c m« pháng tiÕp theo. TÊt c¶ ph¬ng ¸n m« pháng trªn ®Òu lÊy ®iÒu kiÖn ®é Èm lo¹i trung b×nh, cha ph©n tÝch vµ lùa chän nÒn Èm cho c¸c thêi gian xuÊt hiÖn kh¸c nhau vµ c«ng thøc tÝnh ma hiÖu qu¶ trong SCS lµ Ia = 0,2S víi ®iÒu kiÖn x¸c lËp t¹i Mü. §Ó thùc hiÖn viÖc thùc nghiÖm sè trong ph¬ng ph¸p SCS, víi c«ng thøc Ia = 0,2S tiÕn hµnh thÕ gi¸ trÞ 0,2 b»ng c¸c gi¸ trÞ kh¸c nh»m lùa chän hÖ sè phï hîp h¬n. Qua 15 trËn lò ®îc lùa chän t¹i tr¹m An ChØ víi c¸c ph¬ng ¸n Ia = S víi lÇn lît nhËn c¸c gi¸ trÞ 0,1 - 0,3, ®Ó x¸c ®Þnh c«ng thøc tÝnh ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu tèt nhÊt. §ã lµ c«ng thøc cho kÕt qu¶ m« 84 pháng cã sai sè vÒ ®Ønh vµ lîng lò thÊp nhÊt, ®ång thêi ®é h÷u hiÖu ®êng qu¸
tr×nh lò R2 lín nhÊt. Qua c¸c ph¬ng ¸n tÝnh cho 15 trËn lò lËp b¶ng ®¸nh gi¸ sai sè øng víi tõng ph¬ng ¸n trong mçi trËn lò, vÝ dô nh trËn lò tõ ngµy 25/11/ ®Õn ngµy 27/11/1998 trªn s«ng VÖ t¹i An ChØ (H×nh 3.1). KÕt qu¶ m« pháng cho thÊy c«ng 1800 thøc Ia = 0.13S thu ®îc kÕt qu¶ tèt nhÊt (B¶ng 3. 3) 1500 80 1200 60 900 40 ` 600 20 300 0 0 0.1 0.13 0.16 0.19 HÖ sè 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 t R^2 Dinh Tong luong Thuc do Du bao Ph¬ng ¸n Ia = 0.1S Ia = 0.13S Ia = 0.16S Ia = 0.2S ChØ tiªu(%)
R2
Sai sè ®Ønh
Sai sè tæng lîng 66.1
14.7
7.4 92.1
11.7
3.1 85.7
12.1
4.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 TB TrËn
R2 85.6 96.8 84.4 79.2 50.1 97.2 94.2 63.0 70.1 96.1 85.0 89.0 83.5 85.2 57.7 81.1 SS ®Ønh 18.5 1.4 33.2 21.2 29.9 8.9 11.8 1.7 3.6 10.6 3.3 1.6 1.7 1.5 1.1 10.0 SS lîng 12.2 2.7 19.9 6.6 35.3 11.7 6.9 15.4 26.4 0.6 4.8 1.0 10.7 5.4 15.5 11.7 KÕt qu¶ ë b¶ng 3.3 cho thÊy trung b×nh c¶ 15 trËn lò, ®é h÷u hiÖu R2 = 81.1 % – ®¹t lo¹i kh¸, trong ®ã tèt 8 trËn – chiÕm 53%, kh¸ 4 trËn – 27%, ®¹t 3 trËn – 20%; sai sè ®Ønh lò lµ 10% vµ sai sè tæng lîng lò 11,7% lµ kh¸ tèt. KÕt qu¶ nµy tèt h¬n so víi ph¬ng ¸n Ia = 0,2 S (B¶ng 3.2). So s¸nh kÕt qu¶ m« pháng lò øng víi Ia 85 = 0.2S vµ Ia = 0.13S qua trËn lò tõ 23/11/2003 ®Õn 26/11/2003 (H×nh 3.2) cho thÊy 1200 1200 c«ng thøc Ia = 0.2S cha thËt phï hîp víi ®iÒu kiÖn lu vùc s«ng VÖ – An ChØ. 1000 1000 800 800 600 600 400 400 200 200 0 0 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 t 61 t Thuc do Du bao Thuc do Du bao a.. §êng qu¸ tr×nh lò øng víi Ia = 0.13S KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho thÊy r»ng víi ph¬ng ¸n Ia = 0.13S cho ®êng qu¸ tr×nh thùc ®o vµ tÝnh to¸n phï hîp h¬n, víi ®é lÖch ®Ønh tèi ®a vµ tèi thiÓu ®îc quan s¸t t¬ng øng lµ 33.2% vµ 1.4%, sai sè tæng lîng tèi ®a vµ tèi thiÓu ®îc quan s¸t t¬ng øng lµ 35.3% vµ 0.6%. MÆt kh¸c, víi ph¬ng ¸n hiÖu chØnh, ®é h÷u hiÖu R2 còng ®¹t lo¹i kh¸ trë lªn. VËy, ph©n tÝch c¸c kÕt qu¶ m« pháng cña 15 trËn lò cho lu vùc s«ng VÖ - An ChØ thÊy r»ng, c«ng thøc tÝnh ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu phï hîp nhÊt lµ Ia = 0.13S. T¬ng tù, ®· tiÕn hµnh thÝ nghiÖm sè vÒ c«ng thøc tÝnh ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu Ia = α S cho c¸c lu vùc s«ng Trµ Khóc – S¬n Giang, Thu Bån – N«ng S¬n vµ T¶ Tr¹ch – Thîng NhËt. KÕt qu¶ thu ®îc gi¸ trÞ α dao ®éng trong kho¶ng 0,19 – 0,22, nªn ®èi víi nh÷ng lu vùc nµy chÊp nhËn c«ng thøc tÝnh ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu nguyªn thuû cña Côc B¶o vÖ ®Êt Hoa Kú lµ Ia = 0.2S. Còng ®· tiÕn hµnh nh÷ng thö nghiÖm sè ®Ó hiÖu chØnh mèi liªn hÖ gi÷a c¸c ®iÒu kiÖn Èm ACM I vµ ACM III víi ACM II theo c«ng thøc (1.32) vµ (1.33) nhng kh«ng cho kÕt qu¶ m« pháng tèt h¬n. 86 3.3 X©y dùng m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng ch¶y
®èi víi mét sè lu vùc s«ng thîng nguån MiÒn Trung 3.3.1. Ph©n tÝch vµ xö lý sè liÖu §Ó tiÕn hµnh x©y dùng m« h×nh to¸n m« pháng lò trªn c¸c lu vùc s«ng thîng nguån ë MiÒn Trung, ®· chän ra 4 lu vùc (H×nh 2.1, B¶ng 3.4) bao gåm: - Lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch ®Õn tr¹m Thîng NhËt - Lu vùc s«ng Thu Bån ®Õn tr¹m N«ng S¬n - Lu vùc s«ng Trµ Khóc ®Õn tr¹m S¬n Giang - Lu vùc s«ng VÖ ®Õn tr¹m An ChØ STT Tªn lu vùc DiÖn tÝch
(km2) §é cao
b×nh qu©n (m) §é dèc
b×nh qu©n (%0) §é
che phñ (%0) 1 T¶ Tr¹ch – Thîng NhËt 208 352 40,5 44,3 2 Thu Bån – N«ng S¬n 3160 553 24,2 14.7 3 Trµ Khóc – S¬n Giang 2440 695 22,8 35,8 4 VÖ – An ChØ 814 204 25,0 35.7 Tõ b¶ng 3.4, nhËn xÐt r»ng, c¸c lu vùc ®Òu cã, diÖn tÝch mang tÝnh ®¹i biÓu, thuéc lo¹i t¬ng ®èi lín (Thu Bån – N«ng S¬n); nhá (T¶ Tr¹ch – Thîng NhËt) vµ trung b×nh (Trµ Khóc – S¬n Giang vµ VÖ – An ChØ), ®é dèc kh¸ lín phï hîp víi viÖc øng dông m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu. C¬ së ph¬ng ph¸p ®Ó x©y dùng m« h×nh gåm ph¬ng ph¸p SCS ®Ó m« pháng ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu (hay lîng ma hiÖu qu¶) vµ ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ¸p dông trong m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu theo s¬ ®å Runge – Kuntta bËc 3 ®Ó gi¶i ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, diÔn to¸n dßng ch¶y sên dèc trªn lu vùc vµ trong s«ng. Tµi liÖu khÝ tîng thuû v¨n dïng trong m« h×nh gåm ma giê t¹i c¸c tr¹m ®o ma trªn c¸c lu vùc, tµi liÖu trÝch lò t¹i c¸c mÆt c¾t khèng chÕ cho 4 lu vùc tõ 1998 ®Õn 2004. T×nh h×nh sè liÖu ®îc thÓ hiÖn trªn b¶ng 3.5. Tµi liÖu mÆt ®Öm lµ c¸c b¶n ®å sè tû lÖ 1: 25 000 vÒ ®Þa h×nh, ®é dèc, m¹ng 87 líi thuû v¨n vµ b¶n ®å sè tû lÖ 1: 100 000 vÒ rõng vµ sö dông ®Êt ®Õn n¨m 1999. YÕu tè quan tr¾c Sè trËn lò lùa chän STT Tªn tr¹m Lu vùc s«ng Lu Lîng (1998-2004) lîng ma 1 T¶ Tr¹ch - Thîng NhËt X X 9 2 Thu Bån - N«ng S¬n X X 8 3 Giao Thuû Thu Bån - N«ng S¬n X 4 HiÖp §øc Thu Bån - N«ng S¬n X 5 Trµ Khóc - S¬n Giang X X 21 6 S¬n Hµ Trµ Khóc - S¬n Giang X 7 Gi¸ Vùc Trµ Khóc - S¬n Giang X 8 VÖ - An ChØ X X 15 9 Ba T¬ VÖ - An ChØ X C¸c tµi liÖu trªn ®Òu ®îc cung cÊp bëi Trung t©m KhÝ tîng Thuû v¨n Quèc gia vµ Tæng côc §Þa chÝnh, Bé Tµi nguyªn vµ M«i trêng. 3.3.2. X©y dùng bé th«ng sè Bé th«ng sè ®îc x©y dùng dùa trªn viÖc ph©n tÝch vµ xö lý c¸c sè liÖu khÝ tîng thuû v¨n vµ sè liÖu mÆt ®Öm. Tµi liÖu ma giê ®îc xö lý theo yªu cÇu cña m« h×nh lµ ma tÝch luü theo thêi ®o¹n 3 hoÆc 6 giê cho tõng trËn lò t¬ng øng, sö dông lµm ®Çu vµo cña m« h×nh. Tµi liÖu thu thËp tõ c¸c tr¹m ®o ma ®îc lÊy trung b×nh cã träng sè vµ ¸p dông cho tÊt c¶ c¸c phÇn tö trªn toµn bé lu vùc nghiªn cøu. Do lu vùc ®îc chän cã quy m« võa vµ nhá nªn ®iÒu nµy cã thÓ chÊp nhËn ®îc. Tµi liÖu dßng ch¶y øng víi tõng trËn lò ®îc dïng ®Ó so s¸nh víi gi¸ trÞ dßng ch¶y m« pháng nh»m kiÓm tra vµ ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ m« h×nh vµ bé th«ng sè ®îc chän. B¶n ®å ®Þa h×nh, b¶n ®å ®é dèc vµ b¶n ®å m¹ng líi s«ng ®îc sö dông ®Ó x©y dùng b¶n ®å líi phÇn tö (H×nh 3.3 -3.6), thùc chÊt lµ mét líi tÝnh gåm c¸c ®o¹n s«ng, d¶i lu vùc vµ c¸c phÇn tö trªn nguyªn t¾c ph©n tÝch tÝnh ®ång nhÊt vÒ ®é dèc sên vµ híng dßng ch¶y. Cô thÓ lµ: 88 Ph©n ®o¹n s«ng: Tõ b¶n ®å m¹ng líi s«ng ®· ph©n chia c¸c lu vùc s«ng thµnh c¸c ®¬n vÞ thuû v¨n (lu vùc nhá) t¬ng øng víi c¸c ®o¹n s«ng, thÓ hiÖn ®îc sù ®ång nhÊt vÒ ®é dèc lßng dÉn vµ kh¶ n¨ng tËp trung níc ®éc lËp. Ph©n d¶i dßng ch¶y: Sau khi ®· ph©n chia c¸c lu vùc thµnh c¸c ®o¹n s«ng, tiÕn hµnh chia ®o¹n s«ng thµnh c¸c d¶i, sao cho trong mçi d¶i dßng ch¶y x¶y ra ®éc lËp víi d¶i kh¸c vµ cã híng vu«ng gãc víi híng dßng ch¶y trong phÇn tö lßng dÉn. STT Tªn lu vùc DiÖn tÝch (km2) Sè ®o¹n s«ng Sè d¶i Sè phÇn tö 1 T¶ Tr¹ch – Thîng NhËt 208 10 30 66 2 Thu Bån – N«ng S¬n 3160 22 55 187 3 Trµ Khóc – S¬n Giang 2440 9 39 150 4 VÖ – An ChØ 814 7 25 83 Ph©n chia c¸c phÇn tö: Tõ c¸c d¶i tiÕp tôc chia ra thµnh c¸c phÇn tö sên sao cho ®é dèc sên trong mçi phÇn tö t¬ng ®èi ®ång nhÊt. C¸c phÇn tö ®îc m· ho¸ b»ng ký hiÖu theo quy luËt nh ®· tr×nh bµy trong ch¬ng 1. Sau khi thiÕt lËp ®îc b¶n ®å líi c¸c phÇn tö (H×nh 3.3 - 3.6), sö dông c¸c c«ng cô GIS, tiÕn hµnh t¸ch c¸c phÇn tö (rêi r¹c ho¸ trêng ban ®Çu) vµ c¾t c¸c b¶n ®å ®é dèc, b¶n ®å rõng, b¶n ®å sö dông ®Êt theo tõng phÇn tö ®Ó x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè. Bé th«ng sè cña m« h×nh chia ra hai nhãm: 1) nhãm th«ng sè mÆt ®Öm vµ 2) nhãm th«ng sè thuû lùc bÒ mÆt sên vµ kªnh dÉn. X¸c ®Þnh chóng nh sau: §é dèc trung b×nh cña tõng phÇn tö ®îc tÝnh theo ph¬ng ph¸p trung b×nh träng sè, b»ng c¸ch ®o diÖn tÝch cña tõng lo¹i ®é dèc cã trong phÇn tö råi dïng c«ng thøc trung b×nh träng sè diÖn tÝch ®Ó tÝnh. DiÖn tÝch tõng lo¹i ®é dèc vµ phÇn tö ®îc lÊy trùc tiÕp trªn b¶n ®å sè nhê c¸c c«ng cô GIS. 89 ChiÒu dµi, chiÒu réng trung b×nh cña phÇn tö ®îc x¸c ®Þnh trùc tiÕp tõ b¶n ®å sè. ChiÒu dµi cña tõng phÇn tö lÊy theo híng dßng ch¶y vµ chiÒu réng trung b×nh lµ tû sè gi÷a diÖn tÝch vµ chiÒu dµi cña phÇn tö. HÖ sè CN cña tõng phÇn tö: Tõ b¶n ®å sö dông ®Êt ®o diÖn tÝch cña tõng lo¹i sö dông ®Êt trong phÇn tö, tra b¶ng x¸c ®Þnh sè CN [111] cho tõng lo¹i sö dông ®Êt vµ tÝnh CN trung b×nh theo träng sè diÖn tÝch. HÖ sè nh¸m Manning n cña tõng phÇn tö ®îc x¸c ®Þnh dùa trªn b¶n ®å rõng, tiÕn hµnh x¸c ®Þnh diÖn tÝch cña tõng lo¹i líp phñ trong phÇn tö råi tra gi¸ trÞ n [111] vµ tÝnh n trung b×nh tõng phÇn tö theo träng sè diÖn tich. 90 ChiÒu dµi lßng dÉn, ®é dèc lßng dÉn cña d¶i ®îc x¸c ®Þnh dùa trªn b¶n ®å m¹ng líi s«ng suèi vµ b¶n ®å ®Þa h×nh. §é réng lßng dÉn, ®é dèc m¸i kªnh vµ hÖ sè nh¸m lßng dÉn cña d¶i lµ nh÷ng th«ng ®îc tèi u trong qu¸ tr×nh m« pháng. Bé th«ng sè x¸c ®Þnh ®îc ghi l¹i trong mét file sè liÖu lµm ®Çu vµo cho m« h×nh tÝnh lò KW-1D. 91 92 B»ng viÖc m« pháng c¸c trËn lò tõ 1998-2004 trªn c¸c lu vùc s«ng lùa chän ®· æn ®Þnh ®îc c¸c bé th«ng sè cho m« h×nh KW-1D. KÕt qu¶ m« pháng lò ®· ®îc c«ng bè trong c¸c c«ng tr×nh ®èi víi c¸c lu vùc s«ng Trµ Khóc - tr¹m S¬n Giang [24, 56], VÖ - tr¹m An ChØ [57, 59], Thu Bån - tr¹m N«ng S¬n [62] vµ T¶ Tr¹ch - tr¹m Thîng NhËt [65]. KÕt qu¶ cho thÊy cã thÓ sö dông m« h×nh KW-1D 93 ®Ó tiÕn hµnh c¸c kh¶o s¸t sè vÒ ®iÒu kiÖn sö dông ®Êt qua c¸c kÞch b¶n còng nh phôc vô c«ng t¸c c¶nh b¸o vµ dù b¸o lò trªn c¸c s«ng. 3.3.3. X©y dùng m« h×nh vµ ch¬ng tr×nh tÝnh to¸n M« h×nh m« pháng ma – dßng ch¶y trªn c¸c lu vùc s«ng ngßi MiÒn Trung ®îc x©y dùng trªn c¬ së ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, ph¬ng ph¸p phÇn NhËp sè liÖu ma, sè lîng s«ng, c¸c th«ng sè ®iÒu khiÓn
ch¬ng tr×nh (, t...)
NhËp sè liÖu c¸c phÇn tö s«ng
NhËp sè liÖu phÇn tö lu vùc c¸c d¶i tr¸i vµ ph¶i t¬ng øng
phÇn tö s«ng (Gäi file DATA. txt vµ RAIN. txt) t = t0 TÝnh lîng ma hiÖu qu¶ cña c¸c phÇn tö sên dèc
theo ph¬ng ph¸p SCS DiÔn to¸n dßng ch¶y sên dèc theo sãng ®éng häc,
ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n DiÔn to¸n dßng ch¶y trong s«ng theo sãng ®éng häc,
cã dßng ch¶y khu gi÷a tõ dßng ch¶y sên dèc Liªn kÕt c¸c s«ng Dßng ch¶y ®Çu ra §óng t t = t
+t Sai tö h÷u h¹n theo s¬ ®å sè tæng hîp vµ ph¬ng ph¸p SCS. 94 ThuyÕt minh ch¬ng tr×nh: §Çu vµo cña m« h×nh bao gåm c¸c file DATA.txt 12 h vµ RAIN.txt. RAIN.txt ghi c¸c sè liÖu ma tÝch luü theo thêi ®o¹n t
63
hh
,
, ,..., cho ®Õn hÕt trËn ma. DATA.txt lµ file chøa bé th«ng sè lu vùc bao gåm: sè lîng c¸c ®o¹n s«ng, th«ng sè cña c¸c phÇn tö s«ng (chiÒu dµi, chiÒu réng, ®é dèc lßng dÉn, hÖ sè dèc m¸i kªnh, ®é nh¸m lßng s«ng), c¸c th«ng sè phÇn tö lu vùc (d¶i tr¸i, d¶i ph¶i, sè phÇn tö c¸c d¶i, ®é dèc phÇn tö, chiÒu dµi vµ chiÒu réng phÇn tö, hÖ sè nh¸m, hÖ sè Manning phÇn tö, hÖ sè CN tõng phÇn tö), c¸c th«ng sè ®iÒu khiÓn (thêi gian lÆp, ®iÒu kiÖn héi tô, thêi gian tÝnh to¸n...). §¸nh gi¸ kÕt qu¶ m« pháng qua sai sè ®Ønh, tæng lîng vµ ®êng qu¸ tr×nh lò theo tiªu chuÈn (3.30) so víi c¸c gi¸ trÞ thùc ®o, vµ nÕu ®¶m b¶o sai sè cho phÐp, tiÕp tôc tÝnh cho c¸c bíc thêi gian kÕ tiÕp. Ngîc l¹i, dõng viÖc tÝnh to¸n vµ ®iÒu chØnh l¹i c¸c th«ng sè tèi u ho¸ trong bé th«ng sè cña file DATA.txt. Ch¬ng tr×nh tÝnh to¸n nµy ®îc biÓu diÔn qua s¬ ®å khèi (H×nh 3.7). 3.3.4. KÕt qu¶ m« pháng M« pháng víi c¸c chuçi phô thuéc vµ ®éc lËp qua 53 trËn lò tõ 1998 – 2005 Thêi gian (h) Q(m3/s) Qtd Qtt Tgian(h) 450
400
350
300
250
200
150
100
50
0 Qtd
(m3/s)
18.7
29.6
398
116
78.4
65
55.8
47.6
43.1
39.6
37.1
33.7
963 Qtt
(m3/s)
18.7
18.7
409
220
36
27.7
25.7
20.9
20.2
19.2
19
18.9
855 0 50 100 150 11.10%
2.80%
85.10% 0
12
24
36
48
60
72
84
96
108
120
132
Tæng
Sai sè tæng lîng
Sai sè ®Ønh
§é h÷u hiÖu R2 trªn 4 s«ng (T¶ Tr¹ch: 9; Thu Bån: 8; Trµ Khóc: 21; VÖ: 15) (B¶ng 3.5). KÕt qu¶ m« pháng mét sè trËn lò ®îc minh ho¹ trªn c¸c h×nh 3.8 - 3.14, cho 95 thÊy møc ®é phï hîp cña ®êng qu¸ tr×nh lò tÝnh to¸n vµ thùc ®o ®¹t yªu cÇu. Thêi gian xuÊt hiÖn ®Ønh kh¸ phï hîp gi÷a m« pháng vµ thùc ®o, chøng tá m« h×nh ®· lùa Q(m3/s) Qtd Qtt Tgian
(h)
0
12
24
36
48
60
72
84
96 Qtd
(m3/s)
41.1
564
73.2
488
221
117
82.9
68.4
57.1 Qtt
(m3/s)
41.1
671.1
140.1
467.2
507.8
104.8
56.1
52.5
49.7 Tgian(h) 800
700
600
500
400
300
200
100
0 0 20 40 60 80 100 120 Sai sè ®Ønh 1
Sai sè ®Ønh 2
Sai sè tæng
§é h÷u hiÖu R2 17%
4.24%
22.00%
68.30% chän quy m« kh«ng – thêi gian kh¸ phï hîp. Trong sè 53 trËn lò lùa chän, 19 trËn dïng ®Ó kiÓm tra ®é tin cËy, 34 trËn kh¸c dïng ®Ó hiÖu chØnh bé th«ng sè. Riªng trªn lu vùc s«ng Trµ Khóc – S¬n Giang, víi 12 trËn lò kiÓm tra víi môc ®Ých chøng minh viÖc sö dông b¶n ®å c¸c mÆt ®Öm n¨m 1999 ®Ó x©y dùng bé th«ng sè, sau 5 n¨m vÉn cßn gi¸ trÞ thùc tiÔn. Qtd
Qtt 6000 5000 4000 3000 2000 1000 Qtd
(m3/s)
858
1200
2490
5310
3390
2000
1470
1250
1150
934
840 Qtt
(m3/s)
858
866
2088
5168
2787
1786
1372
1178
1075
1017
980 0 0 20 40 60 80 Thêi gian
(h)
6
12
18
24
30
36
42
48
54
60
66
Sai sè tæng lîng
Sai sè ®Ønh
§é h÷u hiÖu R2 2.7%
8.2%
98.7% 96 Tg (h) Qtt
Qtd 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 Qtd
(m3/s)
1250
3000
5800
6130
3600
2790
4990
8600
6180
4800
3320
2130
1490
1120
937 Qtt
(m3/s)
1250.12
1921.09
5881.23
6269.28
4510.54
3474.74
3394.47
5783.93
9210.79
7384.63
5003.26
3431.03
2557.92
2080.58
1906.61 0 0 24 48 72 96 6
12
18
24
30
36
42
48
54
60
66
72
78
84
90
Sai sè ®Ønh1
Sai sè ®Ønh 2
Sai sè lîng
§é h÷u hiÖu R2 2.3 %
7.1 %
14.1 %
98.8 % Qtd Qdb Q (m^3/s) 2500 2000 1500 1000 500 t (h) Qtd
(m3/s)
488
492
800
1300
2330
1620
1140
926
786
700
623
565
550
542
527
506
492 Qtt
(m3/s)
488
488
488
788
2188
1441
1009
738
658
637
619
586
560
542
529
519
517 0 20 40 60 80 100 120 0 Thêi gian
(h)
1
7
13
19
25
31
37
43
49
55
61
67
73
79
85
91
97
Sai sè tæng lîng
Sai sè ®Ønh
§é h÷u hiÖu R2 13.46%
6.5%
87.07% 97 Kdh1825-98 Qdb
Qtd Q (m^3/s) 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 Gio 2000 Thêi gian
(h)
1
7
13
19
25
31
37
43
49
55
61
67
73 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Qdb
(m3/s)
569
569
569.01
1471.78
5118.29
6186.69
8449.09
7921.83
5792.2
3445.75
2358
1545.86
1477.09
69%
11,4% Qtd
(m3/s)
569
984
2890
4600
4800
7270
7490
4820
4540
3500
2670
2110
2670 §é h÷u hiÖu R2
Sai sè ®Ønh 1
Sai sè ®Ønh 2 40,6% Sai sè tæng lîng 6,8% Q(m^3/s) 3500 Q(td) 3000 Q(db) 2500 2000 1500 Qtd
(m3/s)
609
953
2170
2850
2150
1410
982
740
622
542
491 Qtt
(m3/s)
609
609
2226
2977
1959
1292
949
795
716
676
654 1000 500 Thêi gian
(h)
1
7
13
19
25
31
37
43
49
55
61
Sai sè tæng lîng
Sai sè ®Ønh
§é h÷u hiÖu R2 0.37%
4.46%
96.2% t(h) 0 0 10 20 30 40 50 60 70 KÕt qu¶ m« pháng c¸c trËn lò (B¶ng 3.7) cho thÊy kÓ c¶ chuçi phô thuéc vµ chuçi ®éc lËp ®Òu cho ®é æn ®Þnh cao. Sai sè ®Ønh lò tÝnh to¸n vµ thùc ®o dao ®éng trong kho¶ng 2.1 – 11.7%; sai sè tæng lîng biÕn ®æi trong kho¶ng 10.2 – 16.8%, ®é h÷u hiÖu trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch – Thîng NhËt ®¹t lo¹i kh¸, ë ba lu vùc cßn l¹i ®Òu cã ®é h÷u hiÖu ®¹t lo¹i tèt, ®Æc biÖt trªn s«ng Trµ Khóc, víi sè trËn lò 98 ®îc kiÓm tra ®éc lËp lµ kh¸ lín chøng tá bé th«ng sè x©y dùng ®îc lµ æn ®Þnh. Nh×n chung c¸c bé th«ng sè ®îc x©y dùng cã thÓ sö dông ®Ó tÝnh to¸n, dù b¸o vµ sö dông vµo c¸c môc ®Ých thùc nghiÖm sè ®Ó kh¶o s¸t c¸c qu¸ tr×nh kh¸c th«ng qua viÖc m« pháng lò trªn c¸c lu vùc lùa chän. Chuçi phô thuéc Chuçi ®éc lËp Sè trËn Sai sè Sai sè §é h÷u Sè trËn Sai sè Sai sè §é h÷u lò (n) ®Ønh% tæng% hiÖu% lò (n) ®Ønh% tæng,% hiÖu,% S. T¶ Tr¹ch–Thîng NhËt 9.0 11.5 84 11.7 10.2 84.7 2 7 S. Thu Bån – N«ng S¬n 2.2 10.6 89.4 2.1 16.5 91.1 2 6 S. Trµ Khóc – S¬n Giang 7.8 12.3 86.7 12 10.2 10.9 85.1 9 S. VÖ – An ChØ 12 4.5 16.8 94.5 3 1.17 11.8 80.7 Tªn lu vùc 3.3.5. NhËn xÐt ViÖc triÓn khai ¸p dông m« h×nh KW – 1D ®èi víi c¸c lu vùc s«ng MiÒn Trung lµ kh¸ thuËn lîi víi bé sè liÖu ma ®Çu vµo tõ c¸c tr¹m quan tr¾c vµ c¸c sè liÖu mÆt ®Öm (®é dèc, sö dông ®Êt, rõng vµ m¹ng líi thuû v¨n) qua c¸c b¶n ®å sè vµ ®îc xö lý dÔ dµng bëi c¸c phÇn mÒm GIS th«ng dông. Bé th«ng sè x©y dùng ®îc cho 4 lu vùc s«ng nghiªn cøu lµ ®¸ng tin cËy. HÇu hÕt c¸c th«ng sè d¶i, phÇn tö vµ lßng dÉn ®Òu ®îc ®o ®¹c trùc tiÕp nªn cã thÓ sö dông trong trêng hîp c¸c ®iÒu kiÖn mÆt ®Öm kh«ng cã sù thay ®æi ®ét ngét víi quy m« lín. Minh chøng cho ®iÒu nµy lµ hÇu hÕt c¸c th«ng sè nhãm nµy nhËn ®îc tõ b¶n ®å sè x©y dùng tõ n¨m 2000, song khi sö dông ®Ó m« pháng c¸c trËn lò c¸c n¨m 2004, 2005 vÉn cho kÕt qu¶ tèt. Tríc ®©y, do khã kh¨n khi cËp nhËt c¸c th«ng tin, viÖc t¹o bé th«ng sè mÆt ®Öm gÆp nhiÒu trë ng¹i do c¸c phÐp ®o ®Ó thu nhËn chóng b»ng ph¬ng ph¸p thñ c«ng truyÒn thèng sÏ dÉn ®Õn nhiÒu sai sè. Ngµy nay nhê c«ng nghÖ th«ng tin ph¸t triÓn viÖc cËp nhËt c¸c sè liÖu nµy trë nªn dÔ dµng vµ thuËn tiÖn nhê c«ng nghÖ GIS. ViÖc rêi r¹c ho¸ lu vùc thµnh c¸c phÇn tö dùa trªn 99 viÖc ph©n tÝch b¶n ®å ®é dèc vµ m¹ng líi s«ng theo mét nguyªn t¾c râ rµng nh ®· tr×nh bµy ë môc 3.3.2 ®ßi hái sù ph©n tÝch m¹ng líi thuû v¨n mét c¸ch chi tiÕt víi c¸c b¶n ®å sè tû lÖ 1: 25.000. ThiÕt lËp líi phÇn tö cµng s¸t víi ®iÒu kiÖn vËn chuyÓn níc trªn bÒ mÆt lu vùc cµng cho kÕt qu¶ chÝnh x¸c. Mäi thñ tôc tÝnh to¸n tiÕn hµnh vÒ sau ®Òu phô thuéc vµo c«ng ®o¹n nµy. §©y lµ mét ®iÒu cÇn lu ý khi cã ý tëng triÓn khai thuËt to¸n phÇn tö h÷u h¹n trªn c¸c lu vùc. C¸c th«ng sè cßn l¹i gåm ®é réng vµ ®é nh¸m lßng dÉn dÔ dµng nhËn ®îc b»ng ph¬ng ph¸p thö sai vµ tèi u ho¸ víi hµm môc tiªu ®îc chän lµ gi¸ trÞ sai sè cña qu¸ tr×nh lò thùc ®o vµ tÝnh to¸n. Ngoµi c¸c chØ tiªu ®Þnh lîng vÒ sai sè ®Ønh lò, sai sè tæng lîng lò, ®é h÷u hiÖu cña ®êng qu¸ tr×nh cÇn chó ý thªm mét c¸ch ®Þnh tÝnh vÒ sù trïng hîp cña thêi gian xuÊt hiÖn ®Ønh lò quan tr¾c vµ m« pháng. M« h×nh m« pháng lò trªn c¸c lu vùc s«ng ngßi MiÒn Trung ®îc x©y dùng trªn c¬ së ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n theo s¬ ®å sè tæng hîp vµ ph¬ng ph¸p SCS. Khi x©y dùng m« h×nh KW – 1D ®· sö dông thuËt gi¶i b»ng ph¬ng ph¸p Runge-Kutta bËc 3 víi ma trËn trung t©m (s¬ ®å tæng hîp – lumped scheme) lµ s¬ ®å cã tÝnh æn ®Þnh cao nhÊt. KÕt qu¶ m« pháng vµ kiÓm nghiÖm qua 53 trËn lò tõ 1998 – 2005 trªn 4 lu vùc ®¹t tõ kh¸ ®Õn tèt ®· minh chøng ®iÒu ®ã. Tõ kÕt qu¶ nµy cã thÓ vËn dông ®Ó ®a ra mét sè øng dông sau: 1) Do m« h×nh sö dông ph¬ng ph¸p SCS ®Ó m« pháng qu¸ tr×nh tæn thÊt trªn bÒ mÆt lu vùc th«ng qua c¸c hÖ sè CN vµ n nªn khi thay ®æi ®iÒu kiÖn mÆt ®Öm, c¸c hÖ sè nµy trªn c¸c phÇn tö sÏ thay ®æi, kÐo theo sù thay ®æi vÒ qu¸ tr×nh lò. TÝnh chÊt nµy ®îc sö dông ®Ó x©y dùng c¸c kÞch b¶n sö dông ®Êt, ®¶m b¶o sù ph¸t triÓn bÒn v÷ng, t vÊn cho c¸c nhµ quy ho¹ch vÒ viÖc khai th¸c sö dông hîp lý tµi nguyªn ®Êt trªn lu vùc, phôc vô c«ng t¸c quy ho¹ch l·nh thæ. 2) M« h×nh sö dông ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n, vÒ thùc chÊt lµ gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc mét chiÒu cho tõng phÇn tö, tõng d¶i, tõng ®o¹n s«ng råi liªn kÕt l¹i. Do ®iÒu kiÖn sè liÖu quan tr¾c ma thùc tÕ kh«ng ®¸p øng ®îc nªn trong c¸c bµi to¸n m« pháng ph¶i sö dông ma b×nh qu©n lu vùc tõ c¸c tµi liÖu quan tr¾c, chÊp nhËn gi¶ thiÕt ma ®Òu trªn toµn bé lu vùc. Trong c¸c bµi to¸n dù 100 b¸o, nÕu sö dông c¸c kÕt qu¶ cña m« h×nh khÝ tîng, cho phÐp cËp nhËt ma cho tõng phÇn tö sÏ më réng kh¶ n¨ng cña m« h×nh trong c«ng t¸c c¶nh b¸o vµ dù b¸o lò, phôc vô c«ng t¸c phßng chèng thiªn tai lò lôt, kh«ng nh÷ng lµm t¨ng ®é chÝnh x¸c cña dù b¸o mµ cßn t¨ng ®îc c¶ thêi gian dù kiÕn. 3) Còng tõ tÝnh chÊt trªn cña m« h×nh, do cã thÓ diÔn to¸n dßng ch¶y theo tõng phÇn tö, tõng d¶i vµ tõng ®o¹n s«ng nªn më ra kh¶ n¨ng øng dông kh¸c cña m« h×nh trong viÖc tÝnh to¸n dßng ch¶y tõ ma cho c¸c vïng kh«ng cã tµi liÖu quan tr¾c lu lîng, phôc vô cho bµi to¸n tÝnh to¸n tµi nguyªn níc phôc vô viÖc c©n b»ng níc l·nh thæ hay nãi c¸ch kh¸c lµ phôc vô cho c«ng t¸c quy ho¹ch, qu¶n lý vµ b¶o vÖ tµi nguyªn níc. Do tÝnh cËp nhËt sè liÖu kh«ng ®Ô dµng vµ sù h¹n chÕ vÒ tèc ®é tÝnh to¸n cña m¸y tÝnh nªn tríc ®©y thêng chó träng khai th¸c c¸c m« h×nh th«ng sè tËp trung. GÇn ®©y víi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ th«ng tin vµ n©ng cÊp nhanh chãng c¸c thÕ hÖ m¸y tÝnh nªn viÖc khai th¸c c¸c m« h×nh th«ng sè ph©n bè ngµy cµng ®îc chó träng. Trªn thÕ giíi, còng nh trong níc mét sè phÇn mÒm th¬ng m¹i vÒ lo¹i m« h×nh nµy nh MIKE BASIN, SWMM … ®ang ®îc khai th¸c, sö dông. Tuy nhiªn, h¹n chÕ khi sö dông c¸c phÇn mÒm th¬ng m¹i s½n cã nµy thêng bÞ rµng buéc bëi c¸c ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh do nhµ s¶n xuÊt ®a ra, kh«ng can thiÖp ®îc s©u vµo ch¬ng tr×nh nguån ®Ó phôc vô c¸c ý tëng, kÞch b¶n cña thùc tiÔn yªu cÇu. Nh»m kh¾c phôc h¹n chÕ nµy, trong luËn ¸n nµy ®· m¹nh d¹n x©y dùng phÇn mÒm KW-1D MODEL, mét m« h×nh th«ng sè d¶i ®Ó phôc vô c¸c môc tiªu ®Æt ra. Tuy nhiªn m« h×nh nµy ®îc x©y dùng trªn c¬ së tÝnh to¸n chØ sè CN theo c«ng thøc øng víi ®é Èm trung b×nh (ACMII) nªn kh¸ chÝnh x¸c khi m« pháng c¸c trËn lò ®¬n. Cßn víi c¸c trËn lò kÐp th× vÊn ®Ò cËp nhËt ®iÒu kiÖn biÕn ®æi Èm trong tõng trËn ma mét c¸ch tù ®éng vÉn cha ®îc gi¶i quyÕt nªn ®é chÝnh x¸c cña m« pháng cßn h¹n chÕ. M« h×nh KW-1D ®îc sö dông ®Ó nghiªn cøu trªn 4 lu vùc thîng nguån ë MiÒn Trung, víi ®Æc ®iÓm c¸c s«ng ng¾n vµ dèc, phï hîp víi bµi to¸n sãng ®éng häc nªn khi më réng kh¶ n¨ng triÓn khai m« h×nh trªn c¸c ph¹m vi l·nh thæ kh¸c cÇn chó ý ®Õn ®Æc ®iÓm nµy. 101 KÕt luËn ch¬ng 3. M« h×nh m« pháng ma – dßng ch¶y trªn c¸c lu vùc s«ng ngßi MiÒn Trung ®îc x©y dùng trªn c¬ së ph¬ng ph¸p SCS vµ ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n, sö dông thuËt to¸n Runge- Kutta bËc 3 víi s¬ ®å tæng hîp lµ s¬ ®å cã tÝnh æn ®Þnh cao nhÊt 102 Ch¬ng 4 4.1 øng dông m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma – dßng ch¶y
phôc vô dù b¸o lò s«ng Trµ khóc – tr¹m S¬n giang MiÒn Trung lµ n¬i høng chÞu nhiÒu thiªn tai lò lôt nhÊt ë níc ta. §· cã rÊt nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu [7, 8, 14, 17, 18] tËp trung vµo viÖc gi¶i quyÕt bµi to¸n nµy nh»m gãp phÇn gi¶m nhÑ nh÷ng hËu qu¶ do lò lôt g©y ra. Mét trong nh÷ng híng tÝch cùc nhÊt lµ n©ng cao hiÖu qu¶ cña c«ng t¸c c¶nh b¸o vµ dù b¸o lò, tõ ®ã ®Ò ra nh÷ng biÖn ph¸p thÝch hîp ®Ó phßng, tr¸nh. C¸c ph¬ng ph¸p dù b¸o truyÒn thèng nh ph¬ng ph¸p lu lîng mùc níc t¬ng øng hay sö dông c¸c m« h×nh t¬ng quan vµ c¸c m« h×nh th«ng sè tËp trung ë Trung t©m Dù b¸o KhÝ tîng Thuû v¨n Trung ¬ng [ 38, 39, 94] ®· mang l¹i nh÷ng hiÖu qu¶ nhÊt ®Þnh. ViÖc diÔn to¸n dßng ch¶y tõ tr¹m thuû v¨n ®Çu nguån vÒ h¹ lu kh¸ chÝnh x¸c, ®¹t ®é ®¶m b¶o t¬ng ®èi tèt. Tuy nhiªn, thùc tÕ thêng gÆp ph¶i hai vÊn ®Ò lín lµm cho c«ng t¸c dù b¸o lò vÉn cha ®¸p øng ®îc bµi to¸n thùc tiÔn. §ã lµ: 1) Do c¸c s«ng ë khu vùc nµy thêng ng¾n vµ dèc, thêi gian tËp trung níc nhanh nªn viÖc ph¸t c¸c b¶n tin dù b¸o dùa trªn sè liÖu quan tr¾c ma vµ lu lîng tuyÕn trªn thêng cã thêi gian dù kiÕn ng¾n, kh«ng ®ñ ®Ó triÓn khai c¸c biÖn ph¸p phßng chèng thÝch hîp 2) M¹ng líi quan tr¾c khÝ tîng, thuû v¨n tha thít vµ cha sö dông c¸c m« h×nh th«ng sè d¶i, cã kh¶ n¨ng diÔn to¸n dßng ch¶y tèt h¬n. Nh»m gãp phÇn kh¾c phôc c¸c vÊn ®Ò nªu trªn, t¸c gi¶ ®Ò xuÊt sö dông m« 103 h×nh th«ng sè d¶i dùa trªn ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph¬ng ph¸p SCS, sö dông ®Çu vµo lµ ma dù b¸o tõ c¸c m« h×nh khÝ tîng (cô thÓ trong luËn ¸n nµy lµ ma dù b¸o thêi h¹n 3 ngµy tõ m« h×nh RAMS) ®Ó t¨ng thêi gian dù kiÕn cña c¸c dù b¸o lò trªn lu vùc vµ sö dông sè liÖu ma dù b¸o víi mËt ®é dµy h¬n. HiÖn nay t¹i ViÖt Nam ®· vµ ®ang øng dông nhiÒu m« h×nh khÝ tîng ®Ó dù b¸o ma nh HRM, MM5, RAMS vµ ETA...C«ng tr×nh nµy kh«ng ®i s©u nghiªn cøu, t×m hiÓu vÒ c¸c m« h×nh dù b¸o ma, díi ®©y lµ ®«i nÐt vÒ nh÷ng ®Æc trng kü thuËt vµ u ®iÓm cña m« h×nh RAMS øng dông trong dù b¸o ma ®îc sö dông trong c«ng tr×nh nµy. M« h×nh RAMS (The Regional Atmospheric Modeling System) ®îc §¹i häc tæng hîp Colorado kÕt hîp víi ph©n viÖn ASTER - thuéc Mission Research Corporation ph¸t triÓn gåm 3 khèi chÝnh: khèi m« h×nh khÝ quyÓn m« pháng c¸c bµi to¸n khÝ tîng cô thÓ, khèi xö lý c¸c qu¸ tr×nh ban ®Çu sö dông c¸c trêng ph©n tÝch vµ sè liÖu quan tr¾c vµ mét khèi xö lý c¸c kÕt qu¶ m« pháng vµ hiÓn thÞ ®å ho¹ kÕt qu¶ cña m« h×nh. Mét sè u ®iÓm vµ ®Æc trng kü thuËt chÝnh cña RAMS cã thÓ tãm t¾t nh sau: - M« h×nh cã thÓ ch¹y trªn c¸c hÖ thèng kh¸c nhau nh UNIX, LINUX, Windows NT víi m· nguån ®îc viÕt chñ yÕu b»ng ng«n ng÷ Fortran 90 sö dông tÝnh n¨ng cÊp ph¸t bé nhí ®éng. Mét sè thao t¸c vµo, ra ®îc viÕt b»ng ng«n ng÷ C. - Kh¶ n¨ng ¸p dông cña m« h×nh rÊt réng, tõ c¸c m« pháng trong c¸c buång khÝ ®éng lùc ®Õn bµi to¸n khÝ tîng vïng h¹n chÕ nh c¸c vïng hå, khu du lÞch thËm chÝ ®Õn qui m« toµn cÇu, phô thuéc môc ®Ých cña ngêi sö dông vµ m¸y tÝnh. - Cho phÐp sö dông líi lång, do ®ã m« t¶ ®îc ¶nh hëng cña c¸c qu¸ tr×nh qui m« nhá. Tuy nhiªn cµng sö dông nhiÒu líi lång th× cÇn m¸y tÝnh cµng m¹nh, víi c¸c níc ph¸t triÓn thêng sö dông siªu m¸y tÝnh. - §iÒu kiÖn biªn cña m« h×nh ®îc cËp nhËt theo thêi gian víi bíc thêi gian tuú ý, lÊy tõ kÕt qu¶ ph©n tÝch toµn cÇu cho phÐp m« t¶ ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh quy m« lín ®Õn miÒn dù b¸o cô thÓ. Bíc tÝch ph©n cã nhiÒu ph¬ng ¸n lùa chän kh¸c 104 nhau do vËy cã thÓ chän ®îc mét bíc thêi gian ®¸p øng yªu cÇu vÒ ®é æn ®Þnh tÝnh to¸n cña m« h×nh vµ yªu cÇu thêi gian tÝch ph©n cña bµi to¸n. - Sè liÖu cña c¸c tr¹m cao kh«ng còng nh c¸c tr¹m thêi tiÕt mÆt ®Êt trong miÒn tÝch ph©n cã thÓ ®îc sö dông trong qu¸ tr×nh ban ®Çu ho¸. §©y lµ mét ®Æc ®iÓm rÊt u viÖt cña m« h×nh nh»m n©ng cao ®é chÝnh x¸c cña kÕt qu¶ dù b¸o, ®Æc biÖt lµ khi miÒn tÝnh cã mÆt ®Öm phøc t¹p, ®é cao ®Þa h×nh thay ®æi nhanh vµ t¹i thêi ®iÓm ban ®Çu khÝ quyÓn tån t¹i c¸c nhiÔu ®éng m¹nh... HÖ ph¬ng tr×nh cña m« h×nh RAMS bao gåm: Ph¬ng tr×nh chuyÓn ®éng; Ph¬ng tr×nh nhiÖt ®éng lùc; Ph¬ng tr×nh b¶o toµn c¸c tr¹ng th¸i pha cña níc; Ph¬ng tr×nh b¶o toµn khèi lîng; Ph¬ng tr×nh thuû tÜnh;Ph¬ng tr×nh kh«ng thuû tÜnh. RAMS cã kh¶ n¨ng dù b¸o víi ®é chÝnh x¸c rÊt høa hÑn ®ång thêi vÉn ®¶m b¶o kh¶ n¨ng øng dông rÊt mÒm dÎo cña m« h×nh. ë ViÖt Nam, m« h×nh RAMS ®· ®îc TrÇn T©n TiÕn vµ c¸c céng sù nghiªn cøu [ 77, 154 ], ph¸t triÓn ¸p dông ®Ó dù b¸o c¸c trêng khÝ tîng trªn BiÓn §«ng vµ c¸c vïng phô cËn. ViÖc dù b¸o ma ®iÓm bíc ®Çu ®· cã mét sè kÕt qu¶ tÝch cùc víi thêi h¹n dù b¸o 3 ngµy. Lîi thÕ cña viÖc sö dông ma dù b¸o b»ng m« h×nh RAMS kh«ng chØ ë viÖc t¨ng thêi h¹n dù b¸o mµ cßn t¹o ra trêng ph©n bè ma dµy ®Æc tuú ý rÊt thÝch hîp víi viÖc sö dông ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n mµ ma thùc tÕ t¹i c¸c ®µi tr¹m kh«ng thÓ ®¸p øng ®îc. Víi nh÷ng lîi thÕ trªn, trong c«ng tr×nh nµy, lùa chän ma dù b¸o tõ m« h×nh RAMS víi thêi h¹n 3 ngµy lµm ®Çu vµo cho m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ SCS ®Ó x©y dùng ph¬ng ¸n dù b¸o lò trªn lu vùc s«ng Trµ Khóc - S¬n Giang. 4.1.1. Dù b¸o thö nghiÖm ma g©y lò t¹i lu vùc s«ng Trµ Khóc – S¬n Giang Do sè liÖu ma tÝch luü 3 ngµy tõ m« h×nh RAMS cã thÓ truy xuÊt tuú ý vÒ thêi gian còng nh kh«ng gian nªn rÊt tiÖn lîi cho viÖc ¸p dông vµo m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ SCS. §Ó cung cÊp sè liÖu ma dù b¸o ®· tiÕn hµnh thö nghiÖm dù b¸o ma cho khu vùc s«ng Trµ Khóc b»ng m« h×nh RAMS víi 3 líi lång. Do RAMS sö dông phÐp chiÕu cùc, nªn trong ®iÒu kiÖn ViÖt Nam chän t©m chiÕu t¹i 150N vµ 1090E. 105 - Líi 1: §é ph©n gi¶i ngang cã kÝch thíc bíc líi 36 km cho miÒn dù b¸o gåm 92 x 92 ®iÓm líi theo ph¬ng ngang, t¹o ra miÒn tÝnh cã kÝch thíc 3267 x 3267 km2. MiÒn tÝnh nµy bao phñ toµn bé l·nh thæ ViÖt Nam vµ mét phÇn lôc ®Þa Trung Quèc, võa ®¶m b¶o h¹n chÕ sai sè khuÕch t¸n vµo t©m miÒn tÝnh, võa tÝnh ®Õn ¶nh hëng cña hoµn lu giã mïa ®«ng b¾c, xuÊt ph¸t tõ cao ¸p Xibªri vµ c¸c trung t©m cùc ®íi kh¸c. Biªn phÝa nam cña miÒn tÝnh ë vµo kho¶ng 50 S, víi môc tiªu m« t¶ tèt h¬n hoµn lu giã mïa t©y nam vµo mïa hÌ, thæi tõ nam b¸n cÇu vît qua xÝch ®¹o vµo khu vùc §«ng Nam ¸. - Líi 2: §é ph©n gi¶i ngang cã kÝch thíc bíc líi lµ 6 km cho miÒn dù b¸o gåm 92 x 92 ®iÓm líi theo ph¬ng ngang, t¹o ra miÒn tÝnh cã kÝch thíc 546 x 546 km2. T©m miÒn tÝnh ®îc ®Æt t¹i 150 vÜ B¾c, 1080 kinh §«ng, môc ®Ých che phñ toµn bé khu vùc Trung Trung Bé ViÖt Nam. - Líi 3: §é ph©n gi¶i ngang cã kÝch thíc bíc líi 3 km cho miÒn dù b¸o gåm 92 x 92 ®iÓm líi theo ph¬ng ngang, t¹o ra miÒn tÝnh cã kÝch thíc 273 x 273 km2. T©m miÒn tÝnh ®îc ®Æt ë 150 vÜ B¾c, 108,20 kinh §«ng, môc ®Ých ®Ó bao phñ toµn bé lu vùc s«ng Trµ Khóc thuéc tØnh Qu¶ng Ng·i vµ c¸c tØnh l©n cËn. §Ó ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ ma dù b¸o ®· tiÕn hµnh thö nghiÖm dù b¸o ma 3 ngµy vµo hai ®ît ma lín th¸ng X vµ th¸ng XI n¨m 2005 t¹i 9 tr¹m synèp n»m trªn khu vùc Trung Trung Bé m« t¶ lîng ma th¸m s¸t vµ ma m« h×nh tÝch lòy trong 72 giê. KÕt qu¶ thö nghiÖm cho thÊy m« h×nh ®· m« pháng kh¸ tèt diÔn thÕ ma t¹i hÇu hÕt c¸c ®iÓm tr¹m. §Ó phôc vô cho c«ng t¸c dù b¸o lò trªn s«ng Trµ Khóc cÇn cã sè liÖu ma hoµn chØnh, chi tiÕt cho c¸c ®iÓm tr¹m n»m trong lu vùc s«ng. Do vËy ®· tiÕn hµnh thö nghiÖm nµy dù b¸o vµ ph©n tÝch ma t¹i c¸c ®iÓm tr¹m n»m trong lu vùc lµ: Gi¸ Vùc, S¬n Hµ, Trµ Khóc vµ S¬n Giang. C¸c tr¹m nµy hÇu hÕt n»m ë khu vùc cã ®é cao ®Þa h×nh lín, tuy nhiªn kÕt qu¶ thö nghiÖm cho thÊy m« h×nh ®· dù b¸o kh¸ tèt c¶ xu híng ma vµ lîng ma t¹i hÇu hÕt c¸c ®iÓm tr¹m [77]. Nh vËy trong c¸c ®ît dù b¸o [154] cho c¸c tr¹m trªn lu vùc s«ng Trµ Khóc, m« h×nh ®· dù b¸o chÝnh x¸c kho¶ng 83.3% víi lîng 106 ma 3 ngµy nhá h¬n 200 mm. Víi nh÷ng tr¹m cã lîng ma thùc tÕ 3 ngµy nhá h¬n 300 mm th× m« h×nh ®· dù b¸o ®óng lµ 77%. §èi víi nh÷ng tr¹m cã lîng ma vît ngìng 300 mm th× m« h×nh chØ dù b¸o ®óng lµ 50%. C¸c thö nghiÖm ®· chøng tá kh¶ n¨ng dù b¸o ®óng cña m« h×nh RAMS phô thuéc vµo ngìng ma, cêng ®é ma vµ ®Þa h×nh c¸c tr¹m. Sau khi ph©n tÝch tõng ®ît ma dù b¸o cho c¶ c¸c tr¹m syn«p vµ c¸c tr¹m n»m trªn lu vùc s«ngTrµ Khóc thÊy r»ng, ®èi víi 9 tr¹m syn«p trªn mét miÒn réng, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tr¹m lín, m« h×nh dù b¸o ®óng ®îc 70,4%. KÕt qu¶ ph©n tÝch cho thÊy m« h×nh dù b¸o kh¸ tèt c¶ qu¸ tr×nh vµ lîng ma t¹i nh÷ng ®iÓm tr¹m cã ma tÝch lòy nhá h¬n 200 mm. T¹i c¸c tr¹m trong lu vùc s«ng Trµ Khóc, víi mËt ®é c¸c tr¹m dµy vµ tÝnh ®Õn hiÖu øng hoµn lu líi thø 3, m« h×nh ®· dù b¸o ®óng 83,3%. §iÒu nµy cho thÊy 400 Basin1 350 Basin2 300 Basin3 250 Basin4 200 Basin5 Basin6 150 Basin7 100 Basin8 50 Basin9 0 0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 vai trß lín cña líi lång 3 trong dù b¸o ma t¹i c¸c ®iÓm (H×nh 4.1). 4.1.2. Dù b¸o lò §Ó cËp nhËt sè liÖu ma dù b¸o tõ m« h×nh RAMS, ®· tiÕn hµnh lÊy sè liÖu theo 3 ph¬ng ¸n: 1) cËp nhËt sè liÖu ma tõng phÇn tö cho c¶ 150 phÇn tö; 2) sè liÖu ma lÊy trung b×nh cho 9 ®o¹n s«ng vµ 3) sè liÖu ma lÊy trung b×nh cho toµn bé lu vùc. Qua viÖc tÝnh to¸n thö nghiÖm cho thÊy ph¬ng ¸n 2 lµ ph¬ng ¸n cho kÕt qu¶ dù b¸o tèt nhÊt [ 77, 154 ]. Nh×n vµo kÕt qu¶ dù b¸o ë b¶ng 4.1, h×nh 4.2 vµ 4.3 cho thÊy sai sè trung b×nh cho 2 trËn lò dù b¸o ®Òu thuéc lo¹i kh¸. §êng qu¸ 107 tr×nh m« pháng vµ dù b¸o lµ t¬ng ®èi phï hîp, thêi gian xuÊt hiÖn ®Ønh lò gi÷a thùc ®o vµ dù b¸o lµ t¬ng ®èi tèt, thêi gian dù kiÕn ®¹t kho¶ng = 72h Giê Q(i)
m3/s) Qdb
(m3/s) 6000 5000 4000 td max 3000 2000 1000 0 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 610
781
2320
4940
2630
1610
1020
801
678
540
503
500
451 610
610
1086.3
3846.8
3340.2
2136.8
1632.2
1486.0
1468.3
1779.8
1783.5
1492.9
1155.2 52.5%
22.1% 7
13
19
25
31
37
43
49
55
61
67
73
79
R2
Sai sè ®Ønh
SS tæng
lîng
S/ 29.0%
0.66 7000 6000 5000 td 4000 max 3000 2000 1000 0 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 Q(i)
(m3/s)
221
228
239
281
2110
2030
5320
3050
1850
1630
1980
1710
1220 Qdb
(m3/s)
221
221
221
442
1606
3233
5748
2867
1570
1233
1700
1321
819 Giê
7
13
19
25
31
37
43
49
55
61
67
73
79
R2
Sai sè ®Ønh
SS tæng lîng 90.2%
8.1%
3.0% S/ 0.31 108 ChØ tiªu TT TrËn lò Sai sè
®Ønh Sai sè
tæng lîng S/ 1
2 Tõ 7h 10/X ®Õn 7h 13/X 2005
Tõ 7h 16/XI ®Õn 7h 19/XI 2005 Trung b×nh
§¸nh gi¸ 22.1%
8.1%
15.1%
Kh¸ 29.0%
3.0%
16.0%
Kh¸ §é h÷u
hiÖu
R2
52.5%
90.2%
71.4%
Kh¸ 0.66
0.31
0.49
Tèt Nh vËy, kÕt qu¶ dù b¸o 2 trËn lò n¨m 2005 t¬ng ®èi tèt, bíc ®Çu cã thÓ kh¼ng ®Þnh bé th«ng sè lu vùc cña m« h×nh lµ æn ®Þnh, cã thÓ dïng ®Ó x©y dùng và ph¸t triÓn c«ng nghÖ dù b¸o lò trªn lu vùc s«ng Trµ Khóc ®Õn tr¹m S¬n Giang 4.2. øng dông m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma dßng ch¶y
phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn ®Êt trªn lu vùc M« h×nh KW -1D ®îc ¸p dông ®Ó tiÕn hµnh m« pháng lò [24, 57, 65] trªn c¸c s«ng nghiªn cøu ®¹t 84,6 - 97%, thuéc lo¹i kh¸ vµ tèt, chøng tá c¸c bé th«ng sè x©y dùng ®îc cã ®é æn ®Þnh cao. Ngµy nay, khi c«ng cuéc hiÖn ®¹i hãa vµ c«ng nghiÖp hãa ®Êt níc ®ang ph¸t triÓn, hµng lo¹t c¸c khu c«ng nghiÖp c¸c thÞ trÊn vµ ®« thÞ míi xuÊt hiÖn. Khu vùc MiÒn Trung, n¬i cã ®êng Hå ChÝ Minh ®i qua cïng víi chÝnh s¸ch më cöa thu hót vèn ®Çu t trong vµ ngoµi níc, c«ng cuéc ®« thÞ hãa ngµy cµng ®îc ®Èy m¹nh. §iÒu nµy dÉn ®Õn sù thay ®æi ®¸ng kÓ trong t¬ng lai c¸c ®iÒu kiÖn mÆt ®Öm trªn c¸c lu vùc, t¨ng ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho viÖc h×nh thµnh dßng ch¶y mÆt, nãi chung vµ h×nh thµnh lò, nãi riªng. Víi viÖc thay ®æi ®iÒu kiÖn sö dông ®Êt trªn lu vùc kÐo theo sù thay ®æi hÖ sè CN vµ tÝnh chÊt lò. B»ng m« h×nh KW -1D cã thÓ kh¶o s¸t ®îc møc ®é ¶nh hëng cña c«ng cuéc ®« thÞ hãa, khai th¸c rõng ®Õn sù h×nh thµnh lò, tõ ®ã cã thÓ t vÊn cho c¸c nhµ quy ho¹ch vÒ giíi h¹n nguy hiÓm cña møc ®é sö dông ®Êt ®èi víi sù ph¸t triÓn bÒn v÷ng tµi nguyªn ®Êt vµ níc. Qua kh¶o s¸t 4 lu vùc nghiªn cøu, ph©n tÝch c¸c ®iÒu kiÖn thuËn lîi vÒ ®Þa h×nh, giao th«ng vµ c¸c ®iÒu kiÖn d©n c, t¸c gi¶ ®· x©y dùng c¸c kÞch b¶n sö dông ®Êt ®« thÞ vµ ®Êt rõng, rót ra nh÷ng kÕt luËn vÒ møc ®é giíi h¹n sö dông ®Êt t¸c ®éng ®Õn sù h×nh thµnh lò ®Ó c¸c nhµ quy ho¹ch cã ®Þnh híng ®óng, tr¸nh g©y c¸c hiÓm 109 häa vÒ thiªn tai lò lôt do sù qu¸ t¶i khi khai th¸c lu vùc. Hai yÕu tè sö dông ®Êt chÝnh ®îc xÐt ®Õn lµ qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ vµ qu¸ tr×nh khai th¸c rõng. Chu tr×nh tÝnh to¸n ®îc tiÕn hµnh theo c¸c kÞch b¶n nh sau: - Ph©n tÝch c¸c ®iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn vµ kinh tÕ x· héi trªn c¸c lu vùc s«ng nghiªn cøu ®Ó x©y dùng kÞch b¶n sö dông ®Êt - Thay ®æi dÇn diÖn tÝch sö dông ®Êt trªn c¸c phÇn tö, lùa chän l¹i hÖ sè CN vµ tÝnh to¸n l¹i qu¸ tr×nh lò b»ng m« h×nh KW-1D - X©y dùng quan hÖ gi÷a diÖn tÝch sö dông ®Êt (%) theo c¸c kÞch b¶n víi ®Ønh vµ tæng lîng lò - §a ra kÕt luËn vÒ ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông ®Êt ®Õn sù h×nh thµnh dßng ch¶y lò trªn lu vùc. 4.2.1. §¸nh gi¸ ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn sù
h×nh thµnh lò Theo Chow V. T. vµ céng sù [111], sù thay ®æi chÕ ®é dßng ch¶y trong nh÷ng khu vùc sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ chñ yÕu do nh÷ng nguyªn nh©n sau g©y ra 1) thÓ tÝch níc ma t¨ng do sù gia t¨ng cña c¸c mÆt kh«ng thÊm xuÊt hiÖn víi sù cã mÆt cña c¸c c«ng tr×nh ®« thÞ vµ 2) sù thay ®æi cã hiÖu qu¶ vÒ mÆt thuû lùc cña c¸c c«ng tr×nh dÉn níc nh cèng r·nh lµm t¨ng vËn tèc dßng ch¶y vµ kÐo theo nã lµ lu lîng ®Ønh lò. VÊn ®Ò ®Æt ra ë MiÒn Trung lµ khi tiÕn hµnh c«ng cuéc hiÖn ®¹i ho¸ ®Êt níc, nh»m rót ng¾n kho¶ng c¸ch gi÷a n«ng th«n vµ thµnh thÞ, ch¾c ch¾n viÖc ®Èy m¹nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®îc ®Æt ra. Tuy nhiªn møc ®é sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ trªn lu vùc nªn dõng l¹i ë møc ®é nµo ®Ó ®¶m b¶o sù ph¸t triÓn bÒn v÷ng tµi nguyªn níc, kh«ng g©y nguy h¹i cho sù ph¸t triÓn d©n sinh kinh tÕ do sù t¨ng cêng vÒ møc ®é vµ thÓ tÝch níc lò lµ mét vÊn ®Ò cÇn ®îc xem xÐt. VËn dông ph¬ng ph¸p SCS ®Ó ®¸nh gi¸ ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn ®Ønh vµ tæng lîng lò nhê m« h×nh KW – 1D trªn c¸c lu vùc s«ng nghiªn cøu [62] sÏ gãp phÇn t vÊn cho c¸c nhµ quy ho¹ch sö dông níc vµ ®Êt nh÷ng c¶nh b¸o ®Ó tr¸nh nh÷ng thiÖt h¹i vÒ sau. §· tiÕn hµnh kh¶o s¸t sè trªn c¶ 4 lu vùc s«ng víi c¸c kÞch b¶n sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ. Cô thÓ lµ: 110 Trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch: §· tiÕn hµnh kh¶o s¸t 9 trËn lò tõ n¨m 1999 ®Õn 2004 cho kÕt qu¶ ë b¶ng 4.2. 1
11.5 2
11.5 3
12 4
12 6
11.5 7
9.5 8
10 9
11.5 TrËn lò
Ngìng (%)
Ngìng TB(%) 5
12
11.3 H×nh 4.4, biÓu diÔn quan hÖ cña diÖn tÝch líp phñ ®Êt ®« thÞ víi ®Ønh vµ tæng lîng lò, cho thÊy khi diÖn tÝch líp phñ ®Êt ®« thÞ ®¹t 11,3% diÖn tÝch lu vùc th× % Qmax Qmax(m3/s)
513.8 3.7 515.1 10.5 519.4 14.3 % DiÖn tÝch 524.3 18.0 540
535
530
525
520
515
510 528.3 20.6 0 5 10 15 20 25 30 530 22.7 28.2 % 536.9
W(m3) W 21579.6 3.7 21634.2 10.5 21814.8 14.3 22020.6 18.0 22188.6 20.6 % DiÖn tÝch 22600
22400
22200
22000
21800
21600
21400 22260 22.7 0 5 10 15 20 25 30 22549.8 28.2 ®Ønh vµ tæng lîng lò t¨ng nhanh, chøng tá sù qu¸ t¶i cña lu vùc víi qu¸ tr×nh nµy. Trªn lu vùc s«ng Thu Bån: §· tiÕn hµnh kh¶o s¸t 9 trËn lò tõ n¨m 1998 ®Õn 2003. KÕt qu¶ ë b¶ng 4.3 vµ h×nh 4.5 cho thÊy khi diÖn tÝch líp phñ ®Êt ®« thÞ t¨ng ®Õn 14.8% diÖn tÝch lu vùc th× ®Ønh vµ tæng lîng lò t¨ng ®ét ngét 1
14.3 2
15 3
15 4
13 5
12.5 6
14.5 7
15.5 8
17.5 9
16 TrËn lò
Ngìng (%)
Ngìng TB(%) 14.8 111 Trªn lu vùc s«ng Trµ Khóc: §· tiÕn hµnh kh¶o s¸t 3 trËn lò tõ n¨m 1998 ®Õn 2000. KÕt qu¶ ë b¶ng 4.4 vµ h×nh 4.6 cho thÊy khi diÖn tÝch líp phñ ®Êt ®« thÞ t¨ng ®Õn 29% diÖn tÝch lu vùc th× ®Ønh vµ tæng lîng lò t¨ng ®ét ngét 1
29 3
30 TrËn lò
Ngìng (%)
Ngìng TB(%) 2
30
29.6 Trªn lu vùc s«ng VÖ: §· tiÕn hµnh kh¶o s¸t 2 trËn lò tõ n¨m 1999 ®Õn 2000. KÕt qu¶ ë b¶ng 4.5, h×nh 4.7 cho thÊy khi diÖn tÝch líp phñ ®Êt ®« thÞ t¨ng ®Õn 20% diÖn tÝch lu vùc th× ®Ønh vµ tæng lîng lò t¨ng nhanh. 1
20 2
20 TrËn lò
Ngìng (%)
Ngìng TB(%) 20 Q max (m3/s) 2700 2500 2300 2100 HiÖn tr¹ng 1900 50 0 10 20 30 40 2037.83
2048.00
2057.00
2185.94
2310.80
2478.29
2543.38 % ®Æc
trng
5.53
10.14
15.26
27.45
35.38
39.46
41.13 W (m3) 12000 8914.34 % ®Æc
trng
5.53 11000 8980.00
9090.00 10.14
15.26 10000 10351.50 27.45 9000 HiÖn tr¹ng 10860.00 35.38 8000 11079.69 39.46 50 0 10 20 30 40 11193.09 41.13 112 Qmax 4500 4000 3500 3000 HiÖn tr¹ng 2500 % diÖn tÝch 2000 0 10 20 30 40 50 Qmax
2848.2
2924.9
2924.9
2943
2957.2
3169.6
3780.1
4090.7
4166.7 DiÖn tÜch %
10.6
12.8
16.3
18.1
23.3
29.8
35.3
39.7
40.0 W 96000 86000 76000 66000 56000 46000 HiÖn tr¹ng % diÖn tÝch 36000 0 10 20 30 40 50 W
50605
52181.1
52375.1
53123.5
54213.4
59889
73002.6
81725.2
84837.9 %
10.6
12.8
16.3
18.1
23.3
29.8
35.3
39.7
40.0 Qmax 3600 3200 2800 HiÖn tr¹ng 2400 Qmax
2297.9
2451
2655
2712.8
2992.1 Dt %
8.80
19.4
21.1
22.7
26.4 % diÖn tÝch 2000 0 10 20 30 40 3088.5
3509.8 30.6
36.1 60000 W 55000 50000 45000 40000 HiÖn tr¹ng 35000 % diÖn tÝch 30000 W
33518.7
40159.5
43729.8
44942.1
48763.6
50801.8
56514.6 %
8.80
19.4
21.1
22.7
26.4
30.6
36.1 0 10 20 30 40 113 Tõ c¸c kh¶o s¸t qua c¸c kÞch b¶n sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ trªn 4 lu vùc cho thÊy khi t¨ng diÖn tÝch líp phñ ®Êt ®« thÞ trªn lu vùc tæng lîng lò vµ lu lîng ®Ønh lò t¨ng nhanh. Khi diÖn tÝch t¨ng ®Õn mét giíi h¹n nµo ®ã th× xuÊt hiÖn sù t¨ng ®ét ngét c¶ hai ®¹i lîng trªn, t¹m gäi lµ ngìng h¹n chÕ sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ. KÕt qu¶ kh¶o s¸t c¸c kÞch b¶n ®« thÞ hãa cho thÊy mçi lu vùc víi c¸c ®Æc ®iÓm ®Þa lý tù nhiªn riªng biÖt cho nh÷ng ngìng h¹n chÕ sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ kh¸c nhau (T¶ Tr¹ch: 11.3%, Thu Bån: 14.8%, VÖ: 20% vµ Trµ Khóc: 30%). 4.2.2. §¸nh gi¸ ¶nh hëng cña líp phñ rõng ®Õn sù h×nh thµnh lò §Ó kh¶o s¸t ¶nh hëng cña rõng, xÐt hai qu¸ tr×nh: khai th¸c rõng vµ t¨ng diÖn tÝch rõng. Khai th¸c rõng ®ang lµ mét vÊn ®Ò x· héi cÇn quan t©m khi mµ vai Qmax 580 % % Qtrång
(m3/s)
477 44.25 Qkhaithac
(m3/s)
547 21.6 530 474.4 47.9 544.9 25.3 480 472.5 50.6 521 31.5 442.7 54.7 493.8 35.8 430 434.6 58.6 482.7 38.5 % DiÖn tÝch rõng 380 422.8 62.3 477.9 41.8 HiÖn tr¹ng 20 30 40 50 60 70 410.5 64.9 % % W Wkhaithac
(m3)
21333 21.6 Wtr«ng
(m3)
18603 44.25 21251.1 25.3 18501.6 47.9 20319 31.5 18427.5 50.6 19258.2 35.8 17265.3 54.7 18825.3 38.5 16949.4 58.6 % DiÖn tÝch rõng 18638.1 41.8 16489.2 62.3 22000
21000
20000
19000
18000
17000
16000
15000 20 30 HiÖn tr¹ng
40
50 60 70 16009.5 64.9 trß cña rõng ngµy cµng ®îc kh¼ng ®Þnh. HiÖn nay vÒ lý thuyÕt cã thÓ h¹n chÕ nh÷ng nhu cÇu vÒ l©m s¶n b»ng viÖc thay thÕ nh÷ng vËt liÖu míi, nhng thùc tÕ kh«ng triÖt tiªu ®îc nhu cÇu ®ã. H¬n n÷a chÝnh nh÷ng nhu cÇu Êy cßn ®em l¹i kh«ng Ýt viÖc lµm cho ngêi d©n vµ v× vai trß cña rõng rÊt quan träng trong nÒn kinh tÕ quèc d©n nªn cÇn x¸c ®Þnh møc ®é 114 khai th¸c rõng ®¶m b¶o kh«ng vît qu¸ møc giíi h¹n, kh«ng lµm t¨ng ®ét ngét qu¸ tr×nh lò, g©y ra nh÷ng hËu qu¶ nghiªm träng ®ång thêi l¹i tËn dông ®îc nh÷ng tiÒm n¨ng kinh tÕ cña rõng. Thùc hiÖn viÖc kh¶o s¸t ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh khai th¸c rõng trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch - tr¹m Thîng NhËt nh»m x¸c ®Þnh ngìng khai th¸c rõng mµ kh«ng g©y ®ét biÕn ®èi víi qu¸ tr×nh lò. TiÕn hµnh t¨ng diÖn tÝch khai th¸c rõng trªn lu vùc dÉn tíi viÖc x¸c lËp l¹i bé th«ng sè, cô thÓ lµ chØ sè CN vµ n cho c¸c phÇn tö khi cã sù thay ®æi sö dông ®Êt (víi CN = 79, n = 0.3)[2, 18]. Sau ®ã tiÕn hµnh thay ®æi c¸c th«ng sè CN vµ n trong c¸c file sè liÖu cña m« h×nh KW – 1D ®Ó tiÕn hµnh thùc nghiÖm sè víi c¸c trËn lò ®· lùa chän trªn s«ng T¶ Tr¹ch. S¬ ®å thay ®æi diÖn tÝch rõng trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch víi kÞch b¶n tõ hiÖn tr¹ng diÖn tÝch rõng chiÕm 44.3% diÖn tÝch lu vùc, gi¶m tuÇn tù lµ 41.8% 38.5% 35.8% 25.3% 21.6% diÖn tÝch lu vùc. Víi kÞch b¶n trång rõng, tõ hiÖn tr¹ng rõng ban ®Çu trªn lu vùc (44.3% diÖn tÝch lu vùc) tiÕn hµnh t¨ng dÇn diÖn tÝch rõng tù nhiªn trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch. Thay ®æi nh vËy dÉn tíi c¸c hÖ sè CN vµ hÖ sè nh¸m trung b×nh cña tõng phÇn tö thay ®æi (CN = 46, n = 0.4) [111]. TiÕn hµnh thay c¸c hÖ sè CN vµ n vµo c¸c file sè liÖu vµ kiÓm nghiÖm cho c¸c trËn lò ®· chän trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch. KÞch b¶n t¨ng diÖn tÝch rõng tõ hiÖn tr¹ng diÖn tÝch rõng ban ®Çu chiÕm 44.25% diÖn tÝch lu vùc, t¨ng lÇn lît lµ 47.9% 50.6% 54.7% 58.6% 62.3% 64.9%. Sau khi thay ®æi CN vµ hÖ sè nh¸m trung b×nh phÇn tö trong c¸c file sè liÖu tiÕn hµnh tÝnh to¸n l¹i cho 9 trËn lò ®· chän trªn s«ng T¶ Tr¹ch. ThÓ hiÖn kÕt qu¶ cña c¸c kÞch b¶n khai th¸c víi trång rõng trªn cïng mét ®å thÞ (H×nh 4.8). ¶nh hëng cña viÖc khai th¸c vµ trång rõng trªn lu vùc s«ng T¶
Tr¹ch ®Õn dßng ch¶y lò ®îc kh¶o s¸t b»ng c¸c quan hÖ Qmax~F, W~F. Tæng kÕt ¶nh hëng cña viÖc khai th¸c rõng ®Õn dßng ch¶y qua 9 trËn lò trªn s«ng T¶ Tr¹ch - tr¹m Thîng NhËt, thÊy r»ng: khi diÖn tÝch rõng khai th¸c t¨ng th× ®Ønh vµ lîng lò t¨ng lªn do sù gi¶m ®é nh¸m vµ kh¶ n¨ng thÊm níc cña lu vùc dÉn tíi sù t¨ng dßng ch¶y mÆt vµ ®Ønh lò. ViÖc gi¶m diÖn tÝch rõng ®îc thÓ hiÖn 115 trong h×nh 4.8 cho thÊy r»ng cã thÓ khai th¸c rõng nhng vÉn ph¶i gi÷ diÖn tÝch rõng trªn lu vùc víi ®é che phñ kho¶ng 35% diÖn tÝch lu vùc th× kh«ng g©y ®ét biÕn vÒ lò. ViÖc khai th¸c rõng trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch lµm cho ®é che phñ n»m thÊp h¬n giíi h¹n 35 % sÏ cã hiÖu øng t¬ng tù nh t¨ng diÖn tÝch líp phñ ®Êt ®« thÞ, cã nghÜa lµ lµm cho tæng lîng vµ ®Ønh lò t¨ng ®ét ngét, g©y nguy hiÓm cho sù ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi trªn lu vùc. §èi víi t¨ng diÖn tÝch rõng th× ngîc l¹i, khi t¨ng diÖn tÝch rõng trªn lu vùc dÉn ®Õn gi¶m ®Ønh vµ tæng lîng lò. Bëi v× khi diÖn tÝch rõng trªn lu vùc t¨ng lªn th× hÖ sè nh¸m trªn bÒ mÆt lu vùc t¨ng, hÖ sè CN gi¶m. Do ®ã, lîng tæn thÊt dßng ch¶y t¨ng lªn, lîng ma sinh dßng ch¶y mÆt gi¶m xuèng, thêi gian xuÊt hiÖn ®Ønh chËm h¬n, ®Ønh lò trë lªn bÑt h¬n. §iÒu nµy hoµn toµn phï hîp víi lý luËn vÒ vai trß ®iÒu tiÕt cña rõng ®èi víi dßng ch¶y. V× vËy, kiÕn nghÞ víi c¸c nhµ quy ho¹ch sö dông ®Êt r»ng, khai th¸c rõng hiÖu qu¶ ph¶i kÕt hîp víi viÖc t¸i sinh rõng ®Ó ®¶m b¶o hiÖn tr¹ng rõng ë khu vùc æn ®Þnh ®Ó kh«ng cã hiÖn tîng lò t¨ng ®ét biÕn g©y nguy hiÓm. ViÖc t¨ng diÖn tÝch rõng ®ãng vai trß hÕt søc quan träng trong qu¸ tr×nh h×nh thµnh vµ ®iÒu tiÕt dßng ch¶y nhÊt lµ ®èi víi c¸c khu rõng ®Çu nguån vµ rõng phßng hé. ViÖc t¨ng diÖn tÝch rõng sÏ gãp phÇn ®iÒu hßa dßng ch¶y trong n¨m, lµm gi¶m dßng ch¶y mÆt vµ t¨ng dßng ch¶y ngÇm, tõ ®ã dÉn ®Õn lµm gi¶m tæng lîng, ®Ønh vµ thêi gian xuÊt hiÖn lò. Ngoµi ra rõng cßn gãp phÇn vµo viÖc chèng xãi mßn vµ röa tr«i trªn bÒ mÆt lu vùc, lµm t¨ng ®é ph× nhiªu cña ®Êt vµ lµm c©n b»ng hÖ sinh th¸i trªn lu vùc. Ngoµi lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch – tr¹m Thîng NhËt, còng ®· tiÕn hµnh c¸c kh¶o s¸t t¬ng tù ®èi víi c¸c lu vùc s«ng Thu Bån – tr¹m N«ng S¬n, s«ng Trµ Khóc – tr¹m S¬n Giang, s«ng VÖ – tr¹m An ChØ. KÕt qu¶ tæng hîp ®¸nh gi¸ ¶nh hëng cña rõng ®Õn dßng ch¶y lò ®îc tr×nh bµy ë b¶ng 4.6. Lu vùc Sè trËn lò TT Ngìng ®é che phñ rõng giíi h¹n (% diÖn
tÝch lu vùc) T¶ Tr¹ch – Thîng NhËt 1 9 35 Thu Bån – N«ng S¬n 2 8 20 Trµ Khóc – S¬n Giang 3 3 30 VÖ – An ChØ 4 2 40 116 4.2.3. Kh¶o s¸t ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®ång thêi
thay ®æi th¶m phñ thùc vËt trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch - tr¹m Thîng NhËt Trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch, khi thay ®æi th¶m phñ thùc vËt, cô thÓ lµ t¨ng diÖn tÝch rõng thªm 12.6% diÖn tÝch lu vùc (víi hiÖn tr¹ng rõng lµ 44.25% so víi diÖn tÝch lu vùc), tøc lµ thay CN = 46 vµ n = 0.4[111] vµo file DATA.txt. TiÕp tôc sö dông m« h×nh KW – 1D kh¶o s¸t l¹i kÞch b¶n sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ cho lu vùc víi 9 chÝn trËn lò ®· chän thu ®îc kÕt qu¶ nh vÝ dô trong h×nh 4.9. 1 2 3 4 6 7 8 9 TrËn lò 5 Ngìng diÖn tÝch g©y lò ®ét biÕn(%) 17 24 22.5 16 16 14.5 16.5 14.5 18.5 17.7 TB (%) % 150 Qmax Qmaxht
(m3/s)
122.9 Qmaxtr
(m3/s)
109.4 3.7 140 124.4 110.9 10.5 130 130.8 119.1 14.3 hiÖn tr¹ng 120 136 125 18.0 t¨ng rõng 110 140.8 130.3 20.6 % DiÖn tÝch 141.4 130.7 22.7 100 147.2 138.1 28.2 0 5 10 15 20 25 30 % 5500 W Wmaxht
(m3)
4424.4 Wmaxht
(m3)
3938.4 3.7 5000 4478.4 3992.4 10.5 4500 4708.8 4287.6 14.3 hiÖn tr¹ng 4896 4500 18.0 t¨ng rõng 4000 5068.8 4690.8 20.6 % DiÖn tÝch 3500 5090.4 4705.2 22.7 0 5 10 15 20 25 30 5299.2 4971.6 28.2 Nh vËy thÊy r»ng, khi diÖn tÝch rõng t¨ng th× ®é nh¸m t¨ng, hÖ sè CN gi¶m, dÉn tíi gi¶m dßng ch¶y mÆt. §iÒu ®ã phï hîp víi lý thuyÕt vÒ sù h×nh thµnh dßng ch¶y, ë ®©y tuy ngìng h¹n chÕ líp phñ ®Êt ®« thÞ kh«ng thay ®æi nhng t¹i ngìng gi¸ trÞ tæng lîng vµ ®Ønh lò gi¶m. Do ®ã khi tiÕn hµnh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ th× 117 cÇn ®Èy m¹nh viÖc trång rõng ®Ó lµm gi¶m sù ®ét biÕn cña lò g©y nªn bëi qu¸ tr×nh nµy. §iÒu nµy gîi ý mét gi¶i ph¸p tÝch cùc trong viÖc ph¸t triÓn ®« thÞ theo híng ph¸t triÓn bÒn v÷ng. MÆt kh¸c, nÕu gi÷ nguyªn gi¸ trÞ ®Ønh lò ë ngìng ®ét biÕn khi cha t¨ng diÖn tÝch rõng lµm c¬ së phßng chèng lò th× khi t¨ng thªm diÖn tÝch rõng cho phÐp ngìng h¹n chÕ líp phñ ®Êt ®« thÞ t¨ng tõ 11.3% lªn ®Õn 17.7% diÖn tÝch lu vùc. KÕt luËn nµy rÊt quan träng ®èi víi c«ng t¸c quy ho¹ch ph¸t triÓn ®« thÞ. 4.2.4 X©y dùng bæ sung hå chøa trªn c¸c lu vùc nghiªn cøu, t¨ng cêng kh¶
n¨ng c¾t lò lµm gi¶m mùc níc h¹ du. Hå chøa nh©n t¹o lµ gi¶i ph¸p c«ng tr×nh tæng hîp ®îc coi lµ mét nh©n tè tÝch cùc nhÊt trong viÖc phßng chèng lò trùc tiÕp, l¹i cã thÓ lîi dông ®Ó tÝch tr÷ níc cung cÊp cho mïa c¹n, khai th¸c ®iÖn n¨ng, t¹o c¶nh quan du lÞch vµ c¶i t¹o khÝ hËu. Tõ viÖc ph©n tÝch c¸c ®iÒu kiÖn mÆt ®Öm (®Þa h×nh vµ ®Þa chÊt) trªn c¸c lu vùc s«ng cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc c¸c ®iÓm cã thÓ x©y dùng bæ sung c¸c hå chøa cã kh¶ n¨ng c¾t lò, lµm gi¶m mùc níc h¹ du (H×nh 4.10). Lu vùc s«ng H¬ng cã kh¶ n¨ng x©y dùng c¸c hå chøa ®Ó lîi dông tæng hîp, trong ®ã cã kh¶ n¨ng c¾t lò lµ c¸c hå D¬ng Hoµ (T¶ Tr¹ch), B×nh §iÒn (H÷u Tr¹ch), Cæ Bi vµ Bª Lu«ng (Bå). Hå D¬ng Hoµ n»m trªn dßng chÝnh cña s«ng T¶
Tr¹ch víi dung tÝch phßng lò lµ 392.106 m3, qua tÝnh to¸n thuû lùc lò h¹ du víi lò
5% cã kh¶ n¨ng gi¶m mùc níc h¹ du thÓ hiÖn trªn b¶ng 4.8. Mùc níc lò 5% (m) VÞ trÝ Kh«ng cã hå cã hå T¶ Tr¹ch Cã hå T¶ Tr¹ch + B×nh §iÒn Ng· Ba TuÇn 10,41 8,91 8,06 Nham BiÒu 6,55 5,66 4,74 §Ëp §¸ 4,74 4,18 3,57 Nguån: ViÖn Quy ho¹ch thuû lîi Cã thÓ nhËn thÊy r»ng, khi hå chøa D¬ng Hoµ ®i vµo vËn hµnh sÏ ®ãng gãp ®¸ng kÓ vµo viÖc c¾t lò, gi¶m mùc níc lò 5% t¹i Ng· Ba TuÇn (n¬i hîp lu cña T¶ Tr¹ch vµ H÷u Tr¹ch) 1,5 m, cßn t¹i HuÕ (§Ëp §¸) lµ 0,56 m 118 Trªn lu vùc s«ng Thu Bån cã nhiÒu vÞ trÝ ®Ó x©y dùng hå chøa lín ®Ó lîi dông tæng hîp ®a môc tiªu trong ®ã cã nhiÖm vô phßng lò. Theo ViÖn Quy ho¹ch Thuû lîi (2006), c¸c hå chøa trªn dßng chÝnh cña hÖ thèng Vu Gia – Thu Bån cã thÓ
bæ sung ®Ó tham gia c¾t lò víi tæng dung tÝch phßng lò ®¹t tíi 970.106 m3, thÓ hiÖn
trªn b¶ng 4.9. Theo diÔn to¸n thñy lùc víi lò tÇn suÊt 10%, mùc níc ngËp t¹i c¸c vïng ®ång b»ng h¹ lu gi¶m ®îc kho¶ng 0,7 - 1,0 m khi cã sù tham gia c¾t lò cña c¶ 7 119 c«ng tr×nh trªn. Trªn lu vùc s«ng Thu Bån - N«ng S¬n, víi c«ng tr×nh S«ng Tranh 2 chØ cã kh¶ n¨ng gi¶m mùc níc h¹ lu kho¶ng 0,2 - 0,3m. Nh vËy c¸c c«ng tr×nh phßng lò ë thîng nguån còng chØ cã t¸c dông phßng lò tiÓu m·n vµ lò muén, kh«ng cã kh¶ n¨ng chèng lò chÝnh vô. 1 S«ng Bung 2 337 83 2 S«ng Bung 4 1457 188 3 A V¬ng 1 682 110 4 S«ng Con 2 248 203 5 §¾c Mi 1 403 104 6 §¾c Mi 4 1130 49 7 S«ng Tranh 2 1100 233 Tæng céng 970 Nguån: ViÖn Quy ho¹ch thuû lîi Lò trªn s«ng Trµ Khóc lªn nhanh vµ xuèng nhanh, thêi gian ngËp lôt kho¶ng 3 - 5 ngµy. Trªn lu vùc cã thÓ bæ sung 3 hå chøa lín ë thîng nguån ®Ó c¾t lò lµ Níc Trong, §¨k §rinh 1 vµ S¬n Hµ. C¸c hå chøa thîng nguån sö dông ®Ó c¾t gi¶m dßng ch¶y lò vÒ h¹ du víi lò chÝnh vô P= 10% vµ lò sím P=5% (B¶ng 4.10). Gi¸ trÞ gi¶m mùc níc lò 5% (m) Cã hå Níc Trong + §¨k §rinh 1 Cã hå Níc Trong VÞ trÝ (FPL = 164 + 113 = 277triÖu m3) (FPL = 164 triÖu m3) 10% 5% 10% 5% Th¹ch Nham 1,03 1,06 1,94 2,24 CÇu Trêng Xu©n 0,31 0,57 0,60 1,28 CÇu Trµ Khóc 0,23 0,5 0,45 1,12 Nguån: ViÖn Quy ho¹ch thuû lîi 120 Trªn lu vùc s«ng VÖ kh«ng cã ®Þa h×nh thuËn lîi ®Ô x©y dùng bæ sung hå chøa c¾t lò. Nh×n chung, t¹i chÝnh c¸c lu vùc nghiªn cøu lµ c¸c s«ng thîng nguån miÒn nói, cã ®é dèc lín, lò lªn vµ xuèng rÊt nhanh, kh«ng g©y ngËp óng lín trªn ®Þa bµn. Tuy nhiªn vïng h¹ du cña c¸c con s«ng nghiªn cøu lµ c¸c trung t©m kinh tÕ v¨n hãa lín cña vïng, thuéc miÒn ®ång b»ng, cã ®é dèc tho¶i nªn diÖn ngËp óng rÊt lín. X©y dùng hå chøa c¾t lò ë thîng nguån chØ lµ mét trong c¸c gi¶i ph¸p lµm gi¶m thiÓu møc ®é ngËp óng. Tæng dung tÝch phßng lò b»ng c¸c hå chøa trªn c¸c lu vùc nghiªn cøu xÊp xØ 1600 triÖu m3. Tuy nhiªn, gi¶i ph¸p nµy kh«ng thÓ chèng lò triÖt ®Ó, mµ chØ cã thÓ lµm gi¶m mùc níc h¹ du vµ diÖn ngËp óng ®èi víi lò chÝnh vô, cßn ®èi víi lò tiÓu m·n, lò sím vµ lò muén th× hiÖu qu¶ phßng chèng lò kh¸ tèt. Ngoµi viÖc sö dông hå chøa ®Ó c¾t lò, cÇn kÕt hîp mét s« biÖn ph¸p c«ng tr×nh kh¸c nh x©y dùng c¸c tuyÕn ®ª bao, më réng c¸c khÈu ®é cÇu cèng vµ n¹o vÐt, më réng c¸c cöa t¹o thuËn lîi cho hµnh lang tho¸t lò. 4.3. KÕt qu¶ vµ th¶o luËn 4.3.1. VÒ viÖc phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn níc Víi viÖc xÊp xØ chi tiÕt kh«ng gian vµ tÝch ph©n c¸c ph¬ng tr×nh ®¹o hµm riªng m« t¶ c¸c qu¸ tr×nh vËt lý diÔn ra trªn lu vùc, m« h×nh KW -1D cã kh¶ n¨ng ®¸nh gi¸ ®îc nh÷ng thay ®æi trong ph¹m vi nh÷ng kh«ng gian nhá ®Õn qu¸ tr×nh h×nh thµnh dßng ch¶y. ViÖc gi¶i ph¬ng tr×nh sãng ®éng häc mét chiÒu tõ quy m« phÇn tö d¶i thuû v¨n kªnh dÉn ®o¹n s«ng lu vùc, tÝnh biÕn ®éng theo kh«ng gian cña h×nh d¹ng lu vùc vµ c¸c ®iÒu kiÖn mÆt ®Öm còng nh c¸c ®Æc tÝnh thuû v¨n vµ ma cã thÓ xÐt ®Õn dÔ dµng. Trªn lu vùc MiÒn Trung, do s«ng ng¾n, ®é dèc lín kÐo theo thêi gian ch¶y truyÒn nhá nªn sö dông c¸c m« h×nh ma – dßng ch¶y víi ®Çu vµo lµ ma quan tr¾c ë c¸c tr¹m, dù b¸o lò chØ cã thÓ ®¹t 12 h, riªng tíi c¸c tr¹m ®Çu nguån kho¶ng 6 h, nªn rÊt h¹n chÕ trong viÖc c¶nh b¸o lò phôc trªn lu vùc. Tuy m« h×nh KW -1D, qua c¸c kÕt qu¶ m« pháng, ®· chøng tá ®îc kh¶ n¨ng h÷u hiÖu cña nã, nhng ®Ó gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò thùc tiÔn ®ßi hái viÖc kÕt hîp víi c¸c m« h×nh khÝ tîng ®Ó t¨ng 121 thêi gian dù kiÕn vµ lµm dµy sè liÖu ma lµ biÖn ph¸p cã tÝnh kh¶ thi nhÊt. M« h×nh sè trÞ bÊt thuû tÜnh RAMS, víi u ®iÓm lµ cËp nhËt sè liÖu toµn cÇu, gi¶i c¸c bµi to¸n qua nhiÒu møc líi víi ®é ph©n gi¶i cao, bíc ®Çu cã thÓ ®¸p øng ®îc yªu cÇu ®Æt ra. M« h×nh cã thÓ cho lîng ma dù b¸o tríc 3 ngµy víi ®é chÝnh x¸c kh¸ cao vÒ c¶ lîng lÉn ®êng qu¸ tr×nh l¹i cã thÓ truy xuÊt sè liÖu ma t¹i bÊt kú ®iÓm nµo mµ dù b¸o viªn yªu cÇu, rÊt thuËn lîi cho viÖc më réng quy m« ¸p dông m« h×nh KW -1D (nÕu dïng ma quan tr¾c th× cËp nhËt ma phÇn tö lµ ma b×nh qu©n lu vùc, kh«ng ph¶n ¸nh ®óng thùc tÕ qui m« ma trong kh«ng gian). Trong [77], c«ng nghÖ dù b¸o lò thêi h¹n tríc 3 ngµy trªn lu vùc s«ng Trµ Khóc ®· ®îc khëi dùng, kÕt hîp m« h×nh khÝ tîng RAMS vµ m« h×nh thuû v¨n KW – 1D víi qui tr×nh cËp nhËt sè liÖu vµ truy xuÊt kÕt qu¶ tù ®éng. Thêi gian truy cËp sè liÖu toµn cÇu qua m¹ng kho¶ng 1,5 h, thêi gian tÝnh to¸n kho¶ng 1h cho c¶ hai m« h×nh. Céng thêi gian dù kiÕn cña m« h×nh khÝ tîng vµ m« h×nh thuû v¨n trõ ®i thêi gian t¸c nghiÖp trªn m¸y cã thÓ ®a ra thêi gian dù kiÕn kho¶ng 72 h cho c«ng nghÖ dù b¸o nµy. §©y lµ mét bíc ®ét ph¸ trong lÜnh vùc dù b¸o ë níc ta, gãp phÇn ®a c«ng t¸c dù b¸o vµ c¶nh b¸o lò lôt ë s«ng Trµ Khóc nãi riªng vµ tiÕn tíi c¶ MiÒn Trung tiÕn thªm mét bíc míi, h¹n chÕ h÷u hiÖu nh÷ng hËu qu¶ cña thiªn tai lò lôt g©y ra. BiÖn ph¸p c«ng tr×nh h÷u hiÖu nhÊt phôc vô sö dông tµi nguyªn níc lµ x©y dùng c¸c hå chøa c¾t lò ®Çu nguån. Trªn c¸c lu vùc nghiªn cøu cã kh¶ n¨ng x©y dùng mét sè hå chøa víi tæng dung tÝch phßng lò kho¶ng 1600 triÖu m2, ®ñ kh¶ n¨ng ®Ó gi¶m mùc níc vµ thêi gian ngËp h¹ du h¹ du c¸c s«ng ë lò chÝnh vô tÇn suÊt 10% kho¶ng 1,5 – 0,3 m, cã thÓ khèng chÕ ®îc lò tiÓu m·n vµ lò sím, tÇn suÊt 5%. 4.3.2. VÒ viÖc phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn ®Êt Quy ho¹ch l·nh thæ lµ mét bµi to¸n quan träng liªn quan ®Õn viÖc sö dông
quü ®Êt trªn lu vùc. Theo quan ®iÓm ph¸t triÓn bÒn v÷ng, “mäi ho¹t ®éng cña thÕ hÖ ngµy nay vÒ viÖc khai th¸c sö dông tµi nguyªn thiªn nhiªn kh«ng ®îc lµm tæn h¹i ®Õn thÕ hÖ mai sau”. Do kÐm nhËn thøc hiÓu biÕt vÒ thiªn nhiªn mµ nhiÒu khi, 122 kh«ng cè ý, con ngêi l¹i lµ t¸c nh©n g©y ra nh÷ng hËu qu¶ nghiªm träng vÒ thiªn tai nãi chung vµ lò lôt nãi riªng. Cã nhiÒu t¸c nh©n g©y ¶nh hëng ®Õn sù b¶o tån vµ ph¸t triÓn bÒn v÷ng tµi nguyªn vµ m«i trêng níc. Trong khu«n khæ luËn ¸n nµy, chØ bµn luËn ®Õn mét sè kÞch b¶n sö dông ®Êt chÝnh cã ¶nh hëng s©u s¾c ®Õn sù thµnh t¹o lò trªn lu vùc nh»m ®a ra mét sè c¶nh b¸o cho c¸c nhµ quy ho¹ch khi tiÕn hµnh sö dông ®Êt cho môc ®Ých ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi nh»m tr¸nh c¸c hiÓm häa vÒ sau. §· tiÕn hµnh kh¶o s¸t hai kÞch b¶n sö dông ®Êt chÝnh lµ sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ vµ khai th¸c l©m nghiÖp trªn c¸c lu vùc – nh÷ng vÊn ®Ò lu«n ®îc ®Ò cËp
®Õn trong ChiÕn lîc ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi cña c¸c tØnh MiÒn Trung. Khi tiÕn hµnh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ, lµm t¨ng phÇn diÖn tÝch thÊm níc kÐm hoÆc kh«ng thÊm, dÉn tíi t¨ng dßng ch¶y mÆt vµ kÐo theo lµ ®Ønh vµ tæng lîng lò. Tuy nhiªn vÊn ®Ò ®Æt ra trong c«ng tr×nh nµy lµ diÖn tÝch sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ bao nhiªu lµ giíi h¹n ®Ó kh«ng lµm ph¸ vì quy luËt tù nhiªn, hay nãi c¸ch kh¸c lµ kh«ng g©y ®ét biÕn vÒ lò trªn lu vùc. Th«ng qua m« h×nh KW – 1D, tiÕn hµnh kh¶o s¸t sè trªn c¸c lu vùc s«ng lùa chän ®· bíc ®Çu ®a ra chØ tiªu ®Þnh lîng vÒ ngìng diÖn tÝch líp phñ ®Êt ®« thÞ giíi h¹n. Tuy nhiªn kÞch b¶n ®îc x©y dùng míi chØ bµn ®Õn diÖn tÝch líp phñ ®Êt ®« thÞ, nh÷ng vÊn ®Ò kh¸c nh quy m«, cÊp bËc vµ lo¹i h×nh ®« thÞ kh«ng thÓ bµn ®Õn chi tiÕt ®îc vµ m« h×nh còng cha cã kh¶ n¨ng ®¸p øng. T¬ng tù, viÖc khai th¸c vµ t¨ng diÖn tÝch rõng còng ®îc kh¶o s¸t vµ cho kÕt qu¶ ngîc l¹i, mét lÇn n÷a minh chøng vai trß ®iÒu tiÕt dßng ch¶y cña rõng. KÕt qu¶ cho thÊy khi ®é che phñ rõng n»m díi 35% lµ cã thÓ g©y ®ét biÕn lò. KÕt luËn nµy còng chØ cã ý nghÜa tham kh¶o. C«ng tr×nh còng kh«ng bµn chi tiÕt ®Õn chñng lo¹i rõng, còng nh quy m« kh«ng gian cña rõng trªn lu vùc, chØ giíi h¹n ë ®é che phñ trong ®iÒu kiÖn chÊt lîng rõng nh hiÖn nay. §· tiÕn hµnh phèi hîp c¶ hai kÞch b¶n, tõ ®ã rót ra kÕt luËn r»ng, ®Ó ®Èy m¹nh c«ng cuéc thµnh thÞ ho¸ n«ng th«n mét biÖn ph¸p h÷u hiÖu ®i kÌm lµ t¨ng ®é che phñ lu vùc b»ng c¸ch ®Èy m¹nh viÖc trång rõng. 123 Trªn c¬ së c¸c tiªu chÝ mµ luËn ¸n ®· ®Æt ra, dùa vµo nh÷ng kÕt qu¶ nhËn ®îc trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn, cã thÓ rót ra mét sè kÕt luËn nh sau: 1. Trªn c¬ së tæng quan c¸c m« h×nh ma – dßng ch¶y ®ang ®îc ¸p dông trªn thÕ giíi vµ ë ViÖt Nam, víi ph¹m vi nghiªn cøu giíi h¹n trong l·nh thæ MiÒn Trung víi ®Æc ®iÓm c¸c s«ng ng¾n vµ dèc, lùa chän m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu (KW -1D), ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph¬ng ph¸p SCS lµm c«ng cô chÝnh ®Ó m« pháng vµ dù b¸o lò còng nh c¸c bµi to¸n quy ho¹ch sö dông hîp lý tµi nguyªn níc vµ ®Êt. 2. §· tæng quan c¸c ®iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn, ®iÒu kiÖn kinh tÕ x· héi trªn khu vùc nghiªn cøu nh»m ph©n tÝch râ c¸c ®iÒu kiÖn khÝ hËu vµ mÆt ®Öm trong qu¸ tr×nh h×nh thµnh lò ®Ó vËn dông vµo m« h×nh KW -1D vµ x©y dùng ph¬ng ¸n dù b¸o lò còng nh c¸c kÞch b¶n sö dông ®Êt trªn l·nh thæ nghiªn cøu 3. §Ó n©ng cao ®é chÝnh x¸c vµ ®é æn ®Þnh cña m« h×nh KW -1D trong viÖc gi¶i bµi to¸n vÒ quy m« kh«ng gian vµ thêi gian, ®· tham kh¶o vÒ lý luËn qua c¸c tµi liÖu trªn thÕ giíi vµ tiÕn hµnh c¸c kh¶o nghiÖm sè c¸c s¬ ®å gi¶i b»ng ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n. KÕt qu¶ chøng minh r»ng trong c¸c s¬ ®å ®îc kh¶o nghiÖm sè: 1) ph¬ng ph¸p sai ph©n hiÖn; 2) ph¬ng ph¸p nöa Èn; 3) ph¬ng ph¸p Runge-Kutta bËc 3 sö dông ma trËn trung t©m (s¬ ®å tæng hîp) cho thÊy ph¬ng ph¸p Runge-Kutta bËc 3 sö dông ma trËn trung t©m cho ®é æn ®Þnh tèt nhÊt. 4. VËn dông ph¬ng ph¸p SCS trong ®iÒu kiÖn ViÖt Nam ®Ó tÝnh tæn thÊt ban 124 2,0 S ®Çu trong m« h×nh KW -1D, ®· tiÕn hµnh hiÖu chØnh c«ng thøc tÝnh ®é s©u Ia 13,0
S tæn thÊt ban ®Çu , nhËn ®îc tõ thùc nghiÖm ë Mü, thu ®îc kÕt qu¶ Ia ®èi víi lu vùc s«ng VÖ, cßn c¸c lu vùc kh¸c c«ng thøc thùc lµ nghiÖm ë Hoa Kú vÉn gi÷ nguyªn gi¸ trÞ thùc tiÔn. 5. B»ng viÖc ph©n tÝch c¸c lu vùc thµnh c¸c ®o¹n s«ng, d¶i vµ phÇn tö ®· x©y dùng ®îc bé th«ng sè cña m« h×nh KW -1D cho 4 lu vùc: T¶ Tr¹ch – Thîng NhËt, Thu Bån – N«ng S¬n, Trµ Khóc – S¬n Giang vµ VÖ -An ChØ cã ®é æn ®Þnh cao. KÕt qu¶ m« pháng 53 trËn lò trªn c¸c lu vùc trªn ®¹t tõ kh¸ ®Õn tèt ®· chøng minh ®iÒu ®ã. §· x©y dùng phÇn mÒm KW – 1D MODEL cã giao diÖn thuËn tiÖn cho ngêi sö dông ®Ó x©y dùng ph¬ng ¸n dù b¸o lò vµ kh¶o nghiÖm sè c¸c kÞch b¶n sö dông ®Êt 6. §Ó øng dông m« h×nh vµo viÖc sö dông hîp lý tµi nguyªn níc, kÕt hîp víi m« h×nh khÝ tîng khu vùc RAMS, ®· tiÕn hµnh x©y dùng ph¬ng ¸n dù b¸o lò thêi h¹n 72h trªn s«ng Trµ Khóc cho kÕt qu¶ kh¶ quan (®é ®¶m b¶o dù b¸o kho¶ng 53-90%). 7. VËn dông ph¬ng ph¸p SCS, ®· tiÕn hµnh mét sè kh¶o nghiÖm vÒ mèi quan hÖ gi÷a sö dông ®Êt vµ sù h×nh thµnh lò trªn lu vùc cho thÊy: a) Khi tiÕn hµnh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ, diÖn tÝch sö dông kh«ng nªn vît ngìng giíi h¹n - ngìng diÖn tÝch líp phñ ®Êt ®« thÞ g©y ®ét biÕn lò (®Ønh vµ lîng lò t¨ng ®ét ngét). DiÖn tÝch nµy ®èi víi tõng lu vùc lµ kh¸c nhau. Mét trong nh÷ng biÖn ph¸p t¨ng diÖn tÝch sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ lµ ph¶i tÝch cùc më réng diÖn tÝch rõng ®Çu nguån b) §¸nh gi¸ ¶nh hëng cña rõng trong vai trß ®iÒu tiÕt lò, thÊy r»ng víi ®é che phñ lu vùc trªn ngìng ®ét biÕn (b¶ng 4.6) diÔn biÕn qu¸ tr×nh lò trong tr¹ng th¸i tù nhiªn, t¨ng diÖn tÝch rõng sÏ t¨ng vai trß ®iÒu tiÕt, nÕu kh«ng duy tr× ®îc diÖn tÝch rõng ë ngìng ®ã cã thÓ g©y ®ét biÕn lò. 8. X©y dùng bæ sung hå chøa ®Çu nguån lµ biÖn ph¸p khai th¸c tµi nguyªn níc hiÖu qu¶. Ngoµi vai trß tÝch tr÷ níc cung cÊp cho mïa c¹n, hÖ thèng c¸c hå 125 chøa nµy cã vai trß lín trong viÖc phßng lò. Qua viÖc ph©n tÝch ®Þa h×nh c¸c lu vùc nghiªn cøu cã thÓ x©y dùng bæ sung mét sè hå chøa víi tæng dung tÝch kho¶ng 1600 triÖu m3, ®ñ ®Ó phßng lò tiÓu m·n vµ lò sím (P = 5%) ®ång thêi lµm gi¶m mùc níc ë h¹ du tõ 0,3 – 1,5 m còng nh thêi gian ngËp ®èi víi lò chÝnh vô (P = 10%). 126 1. NguyÔn Thanh S¬n, L¬ng TuÊn Anh (2003), "¸p dông m« h×nh thuû ®éng häc c¸c phÇn tö h÷u h¹n m« t¶ qu¸ tr×nh dßng ch¶y lu vùc", T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ, T.XIX, No1-2003, tr 2. TrÇn Thôc, L¬ng TuÊn Anh, NguyÔn Thanh S¬n (2003), "Nghiªn cøu m« h×nh 90-99 thuû ®éng lùc ma - dßng ch¶y trong tÝnh to¸n vµ dù b¸o dßng ch¶y lò", TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 8, T.II, Thuû v¨n - M«i trêng, ViÖn KhÝ 3. NguyÔn Thanh S¬n, Ng« ChÝ TuÊn (2004) "KÕt qu¶ m« pháng lò b»ng m« h×nh tîng Thuû v¨n, Th¸ng 12-2003, tr 222-227 sãng ®éng häc mét chiÒu lu vùc s«ng VÖ", T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia 4. NguyÔn Thanh S¬n (2006), "Thùc nghiÖm sè c«ng thøc tÝnh thÊm trong Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ,T.XX, No3 PT-2004 tr. 44-50. ph¬ng ph¸p SCS cho lu vùc s«ng VÖ tr¹m An ChØ" T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ, T. XXII. No1PT-2006 tr. 5. NguyÔn Thanh S¬n (2006), "¸p dông m« h×nh 1DKWM – FEM & SCS ®¸nh 20-26. gi¸ t¸c ®éng cña qu¸ tr×nh ®« thÞ hãa ®Õn dßng ch¶y lò trªn mét sè s«ng ngßi MiÒn Trung" T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn vµ 6. NguyÔn Thanh S¬n (2006), "KÕt qu¶ m« pháng lò b»ng m« h×nh 1DKWM – C«ng nghÖ, T.XXII, sè 2B PT – 2006, tr. 149-157, Hµ Néi FEM & SCS lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch tr¹m Thîng NhËt" T¹p chÝ khoa häc §¹i 7. L¬ng TuÊn Anh, NguyÔn Thanh S¬n (2006), “Mét c¸ch gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh häc Quèc gia Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ, T.XXII, No 3- 2006 vi ph©n thêng phi tuyÕn tÝnh trong m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n” T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. Khoa häc 127 8. Tr¬ng Quang H¶i, NguyÔn Thanh S¬n (2006), “KÕt qu¶ m« pháng lò b»ng m« Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ, T.XXII, No4-2006 tr 27 - 33, h×nh 1DKWM –FEM&SCS lu vùc s«ng Trµ Khóc – tr¹m S¬n Giang”. T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ, T.XXII, 9. Tran Tan Tien, Nguyen Thanh Son, Nguyen Minh Truong, Ngo Chi Tuan and sè 4PT – 2006, Hµ Néi. tr 59-68 Cong Thanh (2006), "An Integrated System to Forecast Flood in Tra Khuc River Basin for 3-day Term". Vietnam – Japan joint workshop on Asian monsoon, 173-182. Ha Long 128 1. L¬ng TuÊn Anh (1995), C«ng nghÖ íc tÝnh sè liÖu dßng ch¶y lò tõ ma. §Ò môc thuéc ®Ò tµi triÓn khai øng dông cÊp Tæng côc "LËp b¶n ®å ngËp lôt", Hµ 2. L¬ng TuÊn Anh (1996), Mét m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma - dßng ch¶y trªn Néi c¸c lu vùc võa vµ nhá ë MiÒn B¾c ViÖt Nam. LuËn ¸n PTS §Þa lý - §Þa chÊt, 3. L¬ng TuÊn Anh, TrÇn Thôc (2003), "Mét ph¬ng ¸n n©ng cao ®é æn ®Þnh cña Chuyªn ngµnh Thuû v¨n lôc ®Þa vµ nguån níc, Hµ Néi, 123 tr. s¬ ®å phÇn tö h÷u h¹n sãng ®éng lùc hai chiÒu ngang". TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 8, T. II, Thuû v¨n - M«i trêng, ViÖn KhÝ tîng Thuû 4. L¬ng TuÊn Anh, NguyÔn Thanh S¬n, §Æng Thu HiÒn (2004), Nghiªn cøu vËn v¨n, Th¸ng 12-2003, tr 1-5. dông m« h×nh thuû ®éng lùc, ma - dßng ch¶y phôc vô tÝnh to¸n vµ dù b¸o dßng 5. L¬ng TuÊn Anh, NguyÔn Thanh S¬n (2006), “Mét c¸ch gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh vi ch¶y lò. §Ò tµi NCKH cÊp Bé, ViÖn KTTV, Hµ Néi. ph©n thêng phi tuyÕn tÝnh trong m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n” T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. Khoa häc 6. L¬ng TuÊn Anh, TrÇn Thôc (2007), "ThuËt to¸n thÓ tÝch h÷u h¹n gi¶i hÖ Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ, T.XXII, No4-2006 tr 27 - 33, ph¬ng tr×nh sãng ®éng lùc hai chiÒu ngang". TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 10,, Thuû v¨n tµi nguyªn níc vµ M«i trêng, ViÖn Khoa häc KhÝ 7. §µo §×nh B¾c, §Æng V¨n Bµo, Vò V¨n Ph¸i, NguyÔn HiÖu (2001), "Nghiªn cøu tîng Thuû v¨n, vµ M«i trêng Th¸ng 3-2007, tr 3- 8. c¸c dÊu vÕt cña lò lôt trong ®Þa h×nh phôc vô c¶nh b¸o tai biÕn vïng h¹ lu s«ng 129 8. §Æng V¨n Bµo, NguyÔn HiÖu (2005), “Nghiªn cøu ®Þa m¹o cho viÖc gi¶m thiÓu Thu Bån" T¹p chÝ C¸c khoa häc vÒ Tr¸i §Êt. T.23, No1, tr 76-81. tai biÕn xãi lë – båi tô vïng h¹ lu s«ng Thu Bån”. T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ, T.XXI, No5 PT-2005, tr. 9. §Æng V¨n Bµo, NguyÔn HiÖu (2006), “Mét sè d¹ng tai biÕn thiªn nhiªn ë ViÖt 1-10. Nam vµ c¶nh b¸o chóng trªn c¬ së ®Þa m¹o”. T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ, T.XXII, No 4 PT-2006, tr. 12- 10. NguyÔn C¶nh CÇm, §ç Cao §µm, Ng« §×nh TuÊn, Ph¹m Hïng (2005), Sæ tay ký 23. thuËt thñy lîi. PhÇn 1: C¬ së kü thuËt thñy lîi. T.4. Nhµ xuÊt b¶n N«ng nghiÖp, 11. Lª Xu©n CÇu, NguyÔn V¨n Ch¬ng (2000), "Dù b¸o lò s«ng CÇu, Trµ Khóc vµ Hµ Néi, 590 tr. s«ng VÖ b»ng m¹ng thÇn kinh nh©n t¹o (ANN)". TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o t¹i héi nghÞ “Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o vµ phôc vô dù b¸o khÝ tîng thñy v¨n". T2. 12. NguyÔn Lan Ch©u (2000), "Kh¶ n¨ng øng dông m« h×nh ma rµo dßng ch¶y Dù b¸o thñy v¨n, Hµ Néi, tr. 202-210. trong dù b¸o h¹n võa qu¸ tr×nh lò c¸c s«ng chÝnh ë B¾c Bé". TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o t¹i héi nghÞ “Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o vµ phôc vô dù b¸o khÝ tîng thñy 13. NguyÔn Lan Ch©u, TrÇn BÝch Liªn, Ph¹m Trêng Giang (2000), "C«ng nghÖ dù v¨n". T.2. Dù b¸o thñy v¨n, Hµ Néi, tr. 36-43 b¸o lò thîng lu hÖ thèng s«ng Th¸i B×nh". TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o t¹i héi nghÞ“Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o vµ phôc vô dù b¸o khÝ tîng thñy v¨n". T2. 14. NguyÔn V¨n C vµ nnk... (1999), Nghiªn cøu hiÖn tr¹ng, bíc ®Çu x¸c ®Þnh Dù b¸o thñy v¨n, Hµ Néi, tr. 56-63. nguyªn nh©n lò lôt c¸c tØnh vïng Nam Trung Bé (tõ §µ N½ng ®Õn B×nh ThuËn) vµ ®Ò xuÊt c¬ së khoa häc cho c¸c gi¶i ph¸p kh¾c phôc. B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi KHCN cÊp Trung t©m KHTN&CNQG, Hµ Néi. 130 15. NguyÔn V¨n C (2000), "Mét sè nhËn ®Þnh vÒ trËn lò lôt tõ ngµy 1-6/11/1999 vïng Trung Bé vµ kiÕn nghÞ mét sè biÖn ph¸p cÊp b¸ch kh¾c phôc sau lò lôt" TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o t¹i héi nghÞ “Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o vµ phôc vô dù 16. Cao §¨ng D (2000), "Thêi gian dù kiÕn khi c¶nh b¸o, dù b¸o lò lôt c¸c s«ng b¸o khÝ tîng thñy v¨n". T.2. Dù b¸o thñy v¨n, Hµ Néi, tr. 163-167. MiÒn Trung". TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o t¹i héi nghÞ “Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o vµ phôc vô dù b¸o khÝ tîng thñy v¨n". T.2. Dù b¸o thñy v¨n, Hµ Néi, tr. 168- 17. Cao §¨ng D (2002), §iÒu tra, nghiªn cøu vµ c¶nh b¸o lò lôt phôc vô phßng 171. tr¸nh thiªn tai ë c¸c lu vùc s«ng MiÒn Trung. §Ò tµi ®éc lËp cÊp Nhµ níc. 18. Cao §¨ng D (2003), "Dù b¸o lò, c¶nh b¸o ngËp lôt s«ng Trµ Khóc vµ s«ng ViÖn KTTV, Hµ Néi. VÖ". TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 8, T. II, Thuû v¨n - M«i 19. Cao §¨ng D (2005), X©y dùng c«ng nghÖ dù b¸o lò lín vµ c¶nh b¸o ngËp lôt hÖ trêng, ViÖn KhÝ tîng Thuû v¨n, Th¸ng 12-2003, tr 38-42. thèng s«ng VÖ - Trµ Khóc, thö nghiÖm vµ chuyÓn giao c«ng nghÖ. §Ò tµi ViÖn 20. §ç Cao §µm vµ nnk (1993), Thuû v¨n c«ng tr×nh. NXB N«ng nghiÖp. 21. Bïi V¨n §øc, Vò V¨n TuÊn, L¬ng TuÊn Anh (2000), C¸c m« h×nh to¸n vÒ ma KTTV, Hµ Néi 22. Bïi V¨n §øc, NguyÔn Lan Ch©u, §Æng Thanh Mai (2000), "Nghiªn cøu x©y - dßng ch¶y. Gi¸o tr×nh chuyªn ®Ò bËc tiÕn sÜ. ViÖn KhÝ tîng thuû v¨n, Hµ Néi. dùng c«ng nghÖ dù b¸o mùc níc lò s«ng Cöu Long (t¹i T©n Ch©u vµ Ch©u §èc)". TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o t¹i héi nghÞ “Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o vµ 23. L· Thanh Hµ (1992), "X¸c ®Þnh lîng ma sinh dßng ch¶y trªn c¬ së m« h×nh phôc vô dù b¸o khÝ tîng thñy v¨n". T.2. Dù b¸o thñy v¨n, Hµ Néi, tr. 131-137. 24. Tr¬ng Quang H¶i, NguyÔn Thanh S¬n (2006), “KÕt qu¶ m« pháng lò b»ng m« thÊm thùc nghiÖm". TËp san KhÝ tîng Thuû v¨n. Sè 4(376), 131 h×nh 1DKWM –FEM&SCS lu vùc s«ng Trµ Khóc – tr¹m S¬n Giang”. T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ, T.XXII, 25. NguyÔn HiÖu, §Æng V¨n Bµo (2006), “C¶nh b¸o tai biÕn lò lôt trªn lu vùc s«ng sè 4PT – 2006, Hµ Néi. tr 59-68 Ngän Thu Bån trªn c¬ së øng dông GIS vµ nghiªn cøu ®Þa m¹o”. T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ, T.XXII, sè 26. TrÞnh Quang Hoµ (1991), ChiÕn lîc ®iÒu khiÓn hÖ thèng c«ng tr×nh phßng lò. 4PT – 2006, Hµ Néi. tr 77-86 27. NguyÔn ThÕ Hïng (1991), "øng dông ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ®Ó gi¶i mét TËp bµi gi¶ng chuyªn ®Ò sau ®¹i häc, Trêng §¹i häc Thuû lîi, Hµ Néi. sè m« h×nh thuû ®éng lùc häc sè trÞ". TuyÓn tËp c«ng tr×nh Héi nghÞ C¬ häc 28. Lª B¾c Huúnh (2000), "M« h×nh tÝnh to¸n vµ dù b¸o lò hÖ thèng s«ng Hång" Thuû khÝ Toµn quèc lÇn thø III, Hµ Néi, TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o t¹i héi nghÞ “Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o vµ phôc vô dù 29. Lª B¾c Huúnh, Cao §¨ng D (2000), "C¸c biÖn ph¸p phßng chèng lò quÐt ë ViÖt b¸o khÝ tîng thñy v¨n". T.2. Dù b¸o thñy v¨n, Hµ néi, tr. 11-18. Nam". TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o t¹i héi nghÞ“Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o vµ phôc 30. NguyÔn H÷u Kh¶i, Lª Xu©n CÇu (2000),"øng dông m« h×nh m¹ng thÇn kinh vô dù b¸o khÝ tîng thñy v¨n". T2. Dù b¸o thñy v¨n, Hµ Néi, tr. 188 - 195. nh©n t¹o (ANN) trong m« pháng vµ dù b¸o lò quÐt". TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o t¹i héi nghÞ“Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o vµ phôc vô dù b¸o khÝ tîng thñy v¨n". 31. NguyÔn H÷u Kh¶i, NguyÔn Thanh S¬n (2003), M« h×nh to¸n thuû v¨n, Nhµ xuÊt T2. Dù b¸o thñy v¨n, Hµ Néi, tr. 222-229. 32. §ç §×nh Kh«i, Hoµng Niªm. (1991), Dßng ch¶y lò s«ng ngßi ViÖt Nam. ViÖn b¶n §HQGHN, Hµ Néi, 235 tr. 33. Ph¹m Ngäc Khuª (1995), "Sù suy gi¶m cña rõng vµ ¶nh hëng cña nã ®Õn dßng KhÝ tîng Thuû v¨n Hµ Néi. 132 34. Ph¹m ThÞ H¬ng Lan (2003), "§¸nh gi¸ ¶nh hëng cña rõng ®Õn dßng ch¶y dùa ch¶y lò trªn nh÷ng lu vùc võa vµ nhá". TËp san KhÝ tîng Thuû v¨n, sè 11(419) vµo chuçi sè liÖu nhiÒu n¨m". TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 8, 35. §µo V¨n LÔ (1988), "¸p dông m« h×nh SSARR ®Ó dù b¸o lò cho hÖ thèng s«ng T. II, Thuû v¨n - M«i trêng, ViÖn KhÝ tîng Thuû v¨n, Th¸ng 12, tr 121-128 Hång". Héi th¶o quèc gia vÒ m« h×nh to¸n thuû v¨n thuû lùc trong ph¸t triÓn vµ 36. TrÇn BÝch Liªn (2000), "øng dông m« h×nh to¸n trong dù b¸o lò s«ng CÇu". qu¶n lý tµi nguyªn níc, Hµ Néi, TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o t¹i héi nghÞ“Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o vµ phôc vô dù 37. Bïi §øc Long, §Æng Thanh Mai (2000), "§Æc ®iÓm ma lò lÞch sö ®Çu th¸ng 11 b¸o khÝ tîng thñy v¨n". T2. Dù b¸o thñy v¨n, Hµ Néi, tr. 64-70. vµ ®Çu th¸ng 12 n¨m 1999 ë MiÒn Trung". TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o t¹i héi nghÞ “Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o vµ phôc vô dù b¸o khÝ tîng thñy v¨n". T.2. Dù 38. Bïi §øc Long (2001), "M« h×nh tÝnh to¸n vµ dù b¸o dßng ch¶y lò c¸c s«ng chÝnh b¸o thñy v¨n, Hµ Néi, tr. 152-161. 39. Bïi §øc Long (2003), "M« h×nh tÝnh to¸n vµ dù b¸o dßng ch¶y lò s«ng C¶ - Nam ë Qu¶ng Ng·i". T¹p chÝ KTTV, th¸ng 11 - 2001, Hµ Néi §µn". TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 8, T. II, Thuû v¨n - M«i 40. NguyÔn V¨n Lý (2003), "øng dông ph¬ng tr×nh håi quy nhiÒu biÕn dù b¸o ®Ønh trêng, ViÖn KhÝ tîng Thuû v¨n, Th¸ng 12-2003, tr 142-150 lò c¸c s«ng khu vùc Nam Trung Bé". TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 8, T.II, Thuû v¨n - M«i trêng, ViÖn KhÝ tîng Thuû v¨n, Th¸ng 12-2003, tr 41. NguyÔn ThÞ Nga, NguyÔn Thanh S¬n (2006),"KÕt qu¶ øng dông m« h×nh 151-155. NLRRM kh«i phôc sè liÖu qu¸ tr×nh dßng ch¶y c¸c lu vùc s«ng tØnh Qu¶ng TrÞ". T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ, T.XXII, sè 2B PT – 2006, Hµ Néi. tr 80-90 133 42. NguyÔn §øc Ng÷, NguyÔn Träng HiÖu (2004), KhÝ hËu vµ tµi nguyªn khÝ hËu 43. NguyÔn H÷u Nh©n, TrÇn Thµnh C«ng, Hå Ngäc §iÖp (2000), "PhÇn mÒm trî ViÖt Nam ViÖn KTTV, NXB N«ng nghiÖp, 295 tr. gióp HYDROGIS ®Ó m« pháng lò lôt vµ truyÒn t¶i ph¸t t¸n vËt chÊt vïng h¹ du hÖ thèng s«ng". TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o t¹i héi nghÞ“Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o vµ phôc vô dù b¸o khÝ tîng thñy v¨n". T2. Dù b¸o thñy v¨n, Hµ Néi, tr. 96- 44. NguyÔn H÷u Nh©n, L¬ng TuÊn Anh (2003), "M« h×nh HYDROGIS vµ kh¶ 119. n¨ng øng dông trong tÝnh to¸n dù b¸o lò lôt hÖ thèng s«ng Hång - Th¸i B×nh". TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 8, T. II, Thuû v¨n - M«i trêng, 45. Hoµng Niªm, L¬ng TuÊn Anh (1992), "øng dông th«ng tin viÔn th¸m trong ViÖn KhÝ tîng Thuû v¨n, Th¸ng 12-2003, tr 156-160. nghiªn cøu ®¸nh gi¸ tµi nguyªn níc mÆt". TËp san KhÝ tîng Thuû v¨n, sè 5 46. NguyÔn ¢n Niªn (1991), Ph¬ng ph¸p thñy lùc gi¶i c¸c bµi to¸n lò trªn s«ng. (337), 47. NguyÔn ¢n Niªn (2000), "Mét sè khÝa c¹nh cña m« h×nh to¸n thñy lùc vµ Trêng §¹i häc Thuû lîi, Bé Thñy lîi, Hµ Néi truyÒn chÊt". TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o t¹i héi nghÞ “Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o 48. NguyÔn ViÕt Phæ (1988),"VÒ øng dông m« h×nh to¸n thuû v¨n - thuû lùc ë ViÖt vµ phôc vô dù b¸o khÝ tîng thñy v¨n". T.2, Dù b¸o thñy v¨n, Hµ Néi tr. 1-10. Nam". Héi th¶o quèc gia vÒ m« h×nh to¸n thuû v¨n thuû lùc trong ph¸t triÓn vµ 49. TrÇn V¨n Phóc (1988), "øng dông m« h×nh NAM tÝnh qu¸ tr×nh dßng ch¶y lu qu¶n lý tµi nguyªn níc, Hµ Néi, vùc". Héi th¶o quèc gia vÒ m« h×nh to¸n thuû v¨n thuû lùc trong ph¸t triÓn vµ 50. NguyÔn Thanh S¬n (1993), §Æc ®iÓm lò tiÓu m·n s«ng ngßi B¾c Trung Bé vµ qu¶n lý tµi nguyªn níc, Hµ Néi, c¸c biÖn ph¸p phßng chèng, §Ò tµi cÊp Bé, MS: B92–05–56. Hµ Néi. 68 tr. 134 51. NguyÔn Thanh S¬n (1998), "Thùc tr¹ng båi xãi qua kÕt qu¶ kh¶o s¸t ®o¹n s«ng H¬ng tõ V¹n Niªn ®Õn Bao Vinh". TËp san KhÝ tîng Thuû v¨n sè th¸ng 52. NguyÔn Thanh S¬n (1998), "§Þnh híng quy ho¹ch sö dông níc lu vùc ®Çm 3/1998 tr. 38-42, Hµ Néi Trµ æ, tØnh B×nh §Þnh" T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. TuyÓn tËp c¸c c«ng tr×nh khoa häc, Héi nghÞ Khoa häc trêng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn, 53. NguyÔn Thanh S¬n (2001), M« h×nh ho¸ to¸n häc lò tiÓu m·n s«ng ngßi Nam Th¸ng 4-1998, tr 29-35 54. NguyÔn Thanh S¬n (2002), Thùc tr¹ng båi xãi ®o¹n s«ng H¬ng ch¶y qua thµnh Trung Bé. §Ò tµi cÊp §HKHTN, MS: TN 99–24, Hµ Néi, 34 tr., 55. NguyÔn Thanh S¬n, L¬ng TuÊn Anh (2003), "¸p dông m« h×nh thuû ®éng häc phè HuÕ., §Ò tµi cÊp §HQG Hµ Néi. M· sè: QT 01–21. Hµ Néi. 98 tr. c¸c phÇn tö h÷u h¹n m« t¶ qu¸ tr×nh dßng ch¶y lu vùc", T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ, T.XIX, No1-2003, tr 56. NguyÔn Thanh S¬n (2004), øng dông m« h×nh to¸n phôc vô quy ho¹ch lu vùc 90-99 57. NguyÔn Thanh S¬n, Ng« ChÝ TuÊn (2004) "KÕt qu¶ m« pháng lò b»ng m« h×nh s«ng Trµ Khóc. §Ò tµi cÊp §HQGHN, MS: QT 03–21, Hµ Néi, 78 tr. sãng ®éng häc mét chiÒu lu vùc s«ng VÖ", T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia 58. NguyÔn Thanh S¬n (2004), TÝnh to¸n thuû v¨n, NXB §¹i häc Quèc gia Hµ Néi, Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ,T.XX, No3 PT-2004 tr. 44-50. 59. NguyÔn Thanh S¬n (2005), øng dông m« h×nh to¸n diÔn to¸n lò lu vùc s«ng VÖ 203 tr. 60. NguyÔn Thanh S¬n (2005), §¸nh gi¸ tµi nguyªn níc ViÖt Nam. NXB Gi¸o dôc, tr¹m An ChØ, §Ò tµi cÊp §HQGHN, MS: QT 04–26, Hµ Néi, 72tr. Hµ Néi, 188 tr. 135 61. NguyÔn Thanh S¬n (2006), "Thùc nghiÖm sè c«ng thøc tÝnh thÊm trong ph¬ng ph¸p SCS cho lu vùc s«ng VÖ tr¹m An ChØ" T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc 62. NguyÔn Thanh S¬n (2006), "¸p dông m« h×nh 1DKWM – FEM & SCS ®¸nh gi¸ gia Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ, T. XXII. No1PT-2006 tr. 20-26. t¸c ®éng cña qu¸ tr×nh ®« thÞ hãa ®Õn dßng ch¶y lò trªn mét sè s«ng ngßi MiÒn Trung" T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn vµ 63. NguyÔn Thanh S¬n (2006), "Quy ho¹ch tæng hîp tµi nguyªn níc tØnh Qu¶ng C«ng nghÖ, T.XXII, sè 2B PT – 2006, tr. 149-157, Hµ Néi TrÞ ®Õn 2010" T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn 64. NguyÔn Thanh S¬n (2006), B¸o c¸o Quy ho¹ch tæng thÓ tµi nguyªn níc tØnh vµ C«ng nghÖ, T.XXII, sè 2B PT – 2006 tr. 139-148, Hµ Néi. Qu¶ng TrÞ ®Õn n¨m 2010, cã ®Þnh híng n¨m 2020, §Ò tµi cÊp tØnh. Hîp ®ång 65. NguyÔn Thanh S¬n (2006), "KÕt qu¶ m« pháng lò b»ng m« h×nh 1DKWM – khoa häc kü thuËt víi Së TN&MT tØnh Qu¶ng TrÞ. Hµ Néi, 180 tr FEM & SCS lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch tr¹m Thîng NhËt" T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ, T.XXII, No 3- 2006, 66. Së Khoa häc vµ C«ng nghÖ Thõa Thiªn – HuÕ (2004), §Æc ®iÓm khÝ hËu thñy Hµ Néi. 67. NguyÔn ViÕt Thi (2003), "C¸c h×nh thÕ thêi tiÕt chÝnh g©y ma sinh lò lín trªn v¨n tØnh Thõa Thiªn HuÕ. Nhµ xuÊt b¶n ThuËn Hãa, HuÕ, 156 tr. c¸c s«ng MiÒn Trung". TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 8, T. II, 68. TrÇn Thôc, Lª §×nh Thµnh, §Æng Thu HiÒn (2000), "øng dông m« h×nh m¹ng Thuû v¨n - M«i trêng, ViÖn KhÝ tîng Thuû v¨n, Th¸ng 12-2003, tr 194-201. thÇn kinh nh©n t¹o ®Ó tÝnh to¸n vµ dù b¸o dßng ch¶y cho mét sè lu vùc ®iÓn h×nh ë ViÖt Nam". TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o t¹i héi nghÞ “Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o vµ phôc vô dù b¸o khÝ tîng thñy v¨n". T.2. Dù b¸o thñy v¨n, Hµ Néi, tr. 196-201. 136 69. TrÇn Thôc (2001), Dù b¸o lò vµ tÝnh to¸n ngËp lôt hÖ thèng s«ng Thu Bån - Vu 70. TrÇn Thôc, L¬ng TuÊn Anh, NguyÔn Thanh S¬n (2003), "Nghiªn cøu m« h×nh Gia. Së KHCN tØnh Qu¶ng Nam, ViÖn KTTV, Hµ Néi, thuû ®éng lùc ma - dßng ch¶y trong tÝnh to¸n vµ dù b¸o dßng ch¶y lò", TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 8, T.II, Thuû v¨n - M«i trêng, ViÖn KhÝ 71. TrÇn Thôc, Huúnh ThÞ Lan H¬ng (2003), "TÝnh to¸n ®¸nh gi¸ ¶nh hëng cña tîng Thuû v¨n, Th¸ng 12-2003, tr 222-227 sù thay ®æi sö dông ®Êt ®Õn chÕ ®é dßng ch¶y lu vùc s«ng Trµ Khóc". TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 8, T.II, Thuû v¨n - M«i trêng, ViÖn KhÝ 72. TrÇn Thôc, NguyÔn Xu©n HiÓn, §Æng Quang ThÞnh (2003), "TÝnh to¸n dù b¸o lò tîng Thuû v¨n, Th¸ng 12-2003, tr 238-244. hÖ thèng s«ng Hång - Th¸i B×nh". TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 8, T. II, Thuû v¨n - M«i trêng, ViÖn KhÝ tîng Thuû v¨n, Th¸ng 12-2003, tr 73. TrÇn Thôc, Hoµng Minh TuyÓn, Huúnh ThÞ Lan H¬ng, §Æng Quang ThÞnh vµ 228- 237. TrÇn Anh Ph¬ng (2007), "øng dông m« h×nh MIKE 11 GIS tÝnh to¸n c¶nh b¸o ngËp lôt h¹ du s«ng H¬ng". TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 10,, Thuû v¨n tµi nguyªn níc vµ M«i trêng, ViÖn Khoa häc KhÝ tîng Thuû v¨n, 74. Lª Th«ng (2005), §Þa lý c¸c tØnh vµ thµnh phè ViÖt Nam. TËp 3. "C¸c tØnh vïng vµ M«i trêng Th¸ng 3-2007, tr 385- 396. 75. Lª Th«ng (2005), §Þa lý c¸c tØnh vµ thµnh phè ViÖt Nam. TËp 4. "C¸c tØnh vµ T©y B¾c vµ vïng B¾c Trung Bé". NXB Gi¸o dôc, 400 tr. 76. Ph¹m ViÖt TiÕn (2007), "§Æc ®iÓm ma lò khu vùc s«ng H¬ng vµ tÝnh to¸n thµnh phè duyªn h¶i Nam Trung Bé vµ T©y Nguyªn". NXB Gi¸o dôc, 467 tr. thiÕt kÕ lò PFM c«ng tr×nh hå chøa T¶ Tr¹ch, Thõa Thiªn HuÕ."TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 10,, Thuû v¨n tµi nguyªn níc vµ M«i trêng, ViÖn Khoa häc KhÝ tîng Thuû v¨n, vµ M«i trêng Th¸ng 3-2007, tr 419 - 428. 137 77. TrÇn T©n TiÕn, NguyÔn Thanh S¬n, NguyÔn Minh Trêng vµ nnk (2006), X©y dùng c«ng nghÖ dù b¸o lò b»ng m« h×nh sè thêi h¹n 3 ngµy cho khu vùc Trung 78. §Æng Ngäc TÜnh (2002), "Nghiªn cøu øng dông tin häc trong c¶nh b¸o, dù b¸o Bé ViÖt Nam. B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi §HQGHN, MS: QGT§ 04.04 Hµ Néi lò c¸c s«ng chÝnh MiÒn Trung". TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o t¹i héi nghÞ “Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o vµ phôc vô dù b¸o khÝ tîng thñy v¨n". T.2. Dù b¸o thñy v¨n, 79. Ph¹m Ngäc Toµn, Phan TÊt §¾c (1993), KhÝ hËu ViÖt Nam, NXB KH&KT, Hµ Hµ Néi, tr. 177-181. 80. Bïi §¹t Tr©m (2000), "VÊn ®Ò phßng chèng lò s«ng Cöu Long". TuyÓn tËp c¸c Néi. 321 tr. b¸o c¸o t¹i héi nghÞ“Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o vµ phôc vô dù b¸o khÝ tîng 81. NguyÔn V¨n TuÇn, NguyÔn ThÞ Ph¬ng Loan, NguyÔn ThÞ Nga vµ NguyÔn thñy v¨n". T2. Dù b¸o thñy v¨n, Hµ Néi, tr. 79-95. 82. NguyÔn V¨n TuÇn, NguyÔn ThÞ Ph¬ng Loan, NguyÔn ThÞ Nga vµ NguyÔn Thanh S¬n (1991), Thuû v¨n ®¹i c¬ng, T.1, NXB KH & KT, Hµ Néi, 148 tr. 83. Ng« §×nh TuÊn (1993), §¸nh gi¸ tµi nguyªn níc vïng ven biÓn MiÒn Trung (tõ Thanh S¬n (1991), Thuû v¨n ®¹i c¬ng, T.2, NXB KH & KT, Hµ Néi. 200 tr. 84. Ng« §×nh TuÊn (1994), Nhu cÇu níc tíi vïng ven biÓn MiÒn Trung. B¸o c¸o Qu¶ng B×nh ®Õn B×nh ThuËn). B¸o c¸o ®Ò tµi KC.12. 03. Hµ Néi 85. Ng« §×nh TuÊn (1994), C©n b»ng níc hÖ thèng c¸c lu vùc s«ng vïng ven biÓn ®Ò tµi KC.12.03. Hµ Néi 86. Vò V¨n TuÊn (1992), "M« h×nh ho¸ dßng ch¶y trong nh÷ng lu vùc cã ho¹t MiÒn Trung. B¸o c¸o ®Ò tµi KC - 12 – 03, Hµ Néi 87. Vò V¨n TuÊn (2003), "Sö dông ph¬ng ph¸p thùc nghiÖm ®Ó ®¸nh gi¸ ¶nh ®éng n«ng - l©m nghiÖp". TËp san KhÝ tîng Thuû v¨n sè 12 (384), hëng cña rõng tíi mét sè ®Æc trng thñy v¨n". TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 8, T. II, Thuû v¨n - M«i trêng, ViÖn KhÝ tîng Thuû v¨n, 138 88. Vò V¨n TuÊn, Ph¹m ThÞ H¬ng Lan (2003), "øng dông m« h×nh to¸n ®Ó ®¸nh Th¸ng 12-2003, tr 245-252. gi¸ ¶nh hëng cña rõng tíi mét sè ®Æc trng thñy v¨n trong lu vùc nhá" TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 8, T. II, Thuû v¨n - M«i trêng, ViÖn 89. TrÇn TuÊt, NguyÔn §øc NhËt (1980), Kh¸i qu¸t ®Þa lý thuû v¨n s«ng ngßi ViÖt KhÝ tîng Thuû v¨n, Th¸ng 12-2003, tr 253-258. 90. Hoµng Minh TuyÓn vµ céng sù (2007), "Mét sè øng dông cña m« h×nh thuû lùc Nam. Tæng côc KTTV, Hµ Néi. iSIS trong c«ng t¸c quy ho¹ch qu¶n lý tµi nguyªn níc vµ phßng chèng lò lôt". TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi th¶o Khoa häc lÇn thø 10 - Thuû v¨n tµi nguyªn níc vµ M«i trêng, ViÖn Khoa häc KhÝ tîng Thuû v¨n vµ M«i trêng Th¸ng 3-2007, 91. ñy ban nh©n d©n tØnh Thõa Thiªn – HuÕ (2005), §Þa chÝ Thõa Thiªn HuÕ. PhÇn tr 464- 476. 92. Lª V¨n ¦íc (2001), Nghiªn cøu øng dông m« h×nh tÝnh lò thiÕt kÕ tõ tµi liÖu Tù nhiªn. Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ X· héi, Hµ Néi. 307 tr. ma cho mét sè lu vùc nhá phÝa B¾c ViÖt Nam. LuËn ¸n tiÕn sü khoa häc §Þa 93. TrÇn Thanh Xu©n, Hoµng Minh TuyÓn, §Æng Lan H¬ng (1994), "VÒ kh¶ n¨ng lý, Hµ Néi. øng dông c¸c m« h×nh SSARR, NAM vµ TANK ®Ó kÐo dµi chuçi dßng ch¶y cña 94. TrÇn Thanh Xu©n, Hoµng Minh TuyÓn (2000), "TÝnh to¸n lò s«ng T¶ Tr¹ch tõ s«ng suèi nhá". TËp san KhÝ tîng Thuû v¨n. Sè 8 (404), ma theo m« h×nh TANK". TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o t¹i héi nghÞ“Khoa häc, c«ng nghÖ dù b¸o vµ phôc vô dù b¸o khÝ tîng thñy v¨n". T2. Dù b¸o thñy v¨n, Hµ Néi, tr. 172-176. 95. Abbott M.B., Bathurst J.C., Cunge J.A., O’Connell P.E. and Rasmussen J.(1986), “An introduction to the European hydrological system-syteme 139 hydrologique Europeen, “SHE”, structure of a physically - based, distributed 96. Abbott M.B, Basco DR. (1989), Computational fluid dynamics: an introduction modelling system”. Elsevier science publishers B.V, Netherlands 97. Aitken. A. P. (1973), “Assessing systematic errors in rainffall – runoff models” for engineers. Essex, UK: Longman Scientific and Technical; 98. Alish Pandey, V.M. Chowdary, B.C. Mal and P.P. Dabral (2003), "Estimation of Journal of Hydrology (20), 121-136. runoff agrialtural watershed using SCS Curve Number and Geographic Information System". Map India 2003, Agriculture @ GISdeverlopment.net, All 99. Anderson DA, Tannenhill JC, Pletcher RH. (1984), Computational fluid rights resevved 100. Andrzej Ciepielowski, Jãzef Wãjcik, Kazimierz Banasik. (2004), Adatation mechanics and heat transfer. New York: McGraw-Hili; 101. Avissar R., (1998), "Which type of soil-vegetation-atmosphere transfer of the SCS unit hydrograph method to the conditions in Polish forests. 102. Bajracharya K, Barry DA. (1997), “Accuracy criteria for linearized diffusion scheme is neede for general circulation models". Journal of Hydrology, 212.
136-154. 103. Becker A. (1993), Deterministic modelling in Hydrology. Lecture for Post - wave routing”. J Hydrol.197:217. 104. Beven K. J. (2001), Rainfall-Runoff Modelling. The Prime. John Wiley & Graduate Training Course on Hydrology. Budapest 105. Blandford G. E. and Meadows M. E. (1990), “Finite Element Simulation of Son, LTD. 106. Berod D. D., V. P. Singh, and A. Musy (1999),"A geomorphologic kinematic Nonlinear Kinematic Surface Runoff”. Journal of Hydrology, 119, pp. 335-356. wave (GKW) model for estimation of flood from small alpine watersheds" 140 107. Bofu Yu (1998) "Theoretial justification of SCS method for runoff Hydro. Processes, 13, 1391-1416. Estimation". Journal of Irrigation and drainage engineering/ November/ 108. Chandana Gangodagame (2001) "Hydrological modeling using remote December pp. 306-310. sensing and GIS". 22nd Asian Conference on Remote Sensing, 5 - 9 November 109. Chan EKC, Williamson S. (1992), “Factors influencing the need for 2001, Singapore. 110. Christie I, Griffiths DF, Mitchell AR, Zienkiewicz OC (1976), “Finite upwinding in two-dimensional field calculation”. IEEE Trans Magn;28:1611-4. element methods for second order differential equations with significant first 111. Chow YT, Maidment DR, Mays LW. (1988), Applied hydrology. NewYork: derivatives”. Int J Numer Meth Engrg;10: 1389-96. 112. Ewen, J., and G. Parkin, (1996), "Validation of catchment models for McGraw-Hill; predicting land-use and climate change impacts". Journal of Hydrology, 162, 113. Fiedler FR, Ramirez JA. (2000), “A numerical method for simulating 583-594. discontinuous shallow flow over an infiltrating surface”. Int JNumer Meth 114. Fluids; 32:219-40. Franca AS, Haghighi K. (1994), “Adaptive finite element analysis of 115. transient thermal problems”. Numer Heat Transfer, Part B;26:27 Franco JL, Chaudhry FH. (1998), A comparison of various finite element procedures for watershed routing. In: Computational methods in water resources XII. Southampton, UK, Boston, USA: Computational Mechanics Publications;. 116. Grayson R. B., Moore I. D., Mcmahon T. A.(1992), “Physically based p. 537-44. 141 117. Guide to Hydrological Practices (1994),WMO - No.168.. 118. Haan C.T.; Johnson H.P; Brakensiek D. L (1982), Hydrologic modeling of hydrologic modeling”. Water Resources Research. Vol 26, No 10. 119. smal watwrsheds, ASAE Techniccal Editor: James A. Basselman, 120. Heatwole CD, Shanholtz VO, Ross BB. (1982), “Finite element model to Handbook of Hydrology. (1992), Mc. Graw. Hill, 121. Heinrich JC, Huyakom PS, Zienkiewicz OC, Mitchell AR. (1977), “An describe overland flow on an infiltrating watershed”. Trans ASAE ;24(I) 630-7. upwind finite element cheme for two-dimensional convective transport 122. Henderson FM. (1966), Open-channel flow. New York: Macmillan. 123. Hromadka TV, DeVries JJ. (1988) “Kinematic wave routing and compu- equation”. Int J Numer Meth Eng;11:131-43. 124. Hughes TJR. (1978) A simple scheme for developing upwind finite elements. tational error”. J Hydraul Eng, ASCE;114(2):207-17. 125. Int J Numer Meth Eng;13:1359-65. Jaber F. H, Mohtar R. H. (2002),“Dynamic time step for the one-dimensional 126. overland flow kinematic wave solution”. J Hydrol Eng,ASCE; 7(1):3-11. Jaber, F. H., and R. H. Mohtar, (2002), "Stability and accuracy of finite element scheme for one-dimensional kinematic wave solution" Advances in 127. Johnson R.R. (1998), "An investigation of curve number applicability to Water Resources, 25, 427-438. watersheds in excess of 25000 hectares (250 km2)". Journal of Environmental 128. Lashman Nandagiri (2004), "Callibrating Hydrological Models in unggaged Hydrology, 1-10 Basins- Possible use of Areal Evapotran Siration Instead of Stream Flows". Depastment of Applied Mechanics & Hydraulics National Institue of 142 129. Luong Tuan Anh (2004), "A Non-Linear Rainfall-Runoff Model". Journal of Techlonogy Karataka, Surathkal Srinivasnaga P.O, Karnataka, India 575025. 130. L¬ng Tuan Anh, Evelina Harlsson, Korolina Persson (2005), "Rainfall- Science VNU. Natural sciences and technology, T.XX, No3AP-2004, Hanoi Runoff Analysis for Tuy Loan River Basin". Journal of Science VNU. Natural 131. sciences and technology, T.XX, No2AP-2005, Hanoi Malcolm M.A., Moler C. B. (1977), Computer Method for Mathematical 132. Mohtar R. H., Segerlind L. J. (1998), “Dynamic time step estimates for two Computations. Prentice-Hall (Russian translation from English, 1980). dimensional transient field problems using square elements”. J. Numer Meth 133. Mohtar R. H., Segerlind L. J. (1999), “Dynamic time step estimates for one- Eng; 40:1-14. 134. Mohtar R. H., Segerlind L. J. (1999), “Dynamic time step and stability dimensional linear transient field problems”. Trans ASAE; 42(5):1477-84. 135. Nguyen Thanh Son, Tran Ngoc Anh (2003), "On the sedimentation and criteria comparison”. Int J Thermal Sci;38:475-80. erosion Huong river segment crossing over Hue city" Journal of Science VNU. 136. Olivera, F., and D. Maidment, (1999), "Geographical information system IS)- Natural sciences and technology, T.XIX, No1-2003, p. 82-89, Hanoi 137. Parlange JY, Rose CW, Sander G. (1981), “Kinematic flow approximation of based spatially distributed model for runoff routing" Water Res. Research. 35 138. Philip B. Bedient. Wayne C. Huber (1992), Hydrology and Floodplain runoff on plane an exact analytical solution”. J Hydrol ;52:171-6. 139. Remson, I., Hornberger, G.M., and Molz F. I., (1971), Numerical methods in Analysis. Addison-Wesley Publishing Company, sub-suface hydrology. Wiley-Interscience, NewYork, 389pp. 143 140. Ross B. B, Contractor D.N and Shanholtz V. O., (1979), "Finite element model of overland and channel flow for assessing the hydrologic impact of land 141. - use change". Journal of Hydrology, (41), p.11-30. "SCS Hydorlogic Method" (2004), Review DRAFT. ISWM Design Manual 142. Segerlind L. J. (1984), Applied finite element analysis. 2nd ed. New for Development/ Redevelopment, p. (14-26) 143. Sharda V.N., Singh S.R. (1994), “A finite element model for simulaling York:Wiley. runoff and soil erosion from mechanically treated agricultural lands”. I. 144. Sherif M. M., Singh, V. P., and Amer, A. M. (1988), “A two dimensional Governing equations and solutions. Water Resour Res;30(7):2287-98. finite element model for dispresion (2D-FED) in coastal aquifer”. Journal of 145. Singh VP, editor (1995), Computer models in watershed hydrology. Hydrology, (103), p.11-36. 146. Singh, V. P., (1996), Kinematic wave modelling in water resources:surface- Colorado: Water Resources Publications. 147. Singh V. P, Agiralioglu N. (1981) Diverging overland flow. Adv Water; water hydrology. New York. Wiley & Sons. 148. Smith I. M., Farraday R. V., and O’Conner B. A., (1973), “Rayleygh – Ritz Resou. 4(3): 117-24. and Galerkin finite elements for diffusion convection problems”. Water 149. Steve W. Lyon, M. Todd W., Pierre G. Pierre M. and Steenhuis T.S. (2004), Resources Research. (9), 593-606 "Using a topographic index to distribute variable source area runoff predicted 150. Steenhuis, T. S., M. Winchell, J. Rossing, J. A. Zollweg, and M. F. Walter, with the SCS curve - number equation". Hydrological Processes, 2757-2771 (1995), "SCS runoff equation revisited for variable source runoff area". J. Irrig. 144 151. Symeonakis E., Koukoulas S., Calvo - Cases A., Arnau - Rosalen E. and and Drain. Engineering. 121, 234-238. Markis I. (2004) "A landuse change and land degradation study in Spain and 152. Taylor C, (1974), "A finite element approach to watershed runoff" Journal Greece using remote sensing and GIS". Commisson VII, WG VII/4. 153. Tisdale, T. S., P. D. Scarlatos, and J. M. Harick, (1998), "Sreamline upwind of Hydrology, 21(3). 154. Tran Tan Tien, Nguyen Thanh Son, Nguyen Minh Truong, Ngo Chi Tuan finite element method for overland flow". Journal. Hydraulic Eng., 350-357. and Cong Thanh (2006), "An Integraed System to Forecast Flood in Tra Khuc River Basin for 3-day Term". Vietnam - Japan joint workshop on Asian 155. Vietnam Atlas (1999) Natural Resources and Environment Status, CD - monsoon, 173-182. Ha Long 156. ROM Product. Ministry of Science, Technology and Environment. Vieux B. E., Segerlind L. J., Mohtar R. H., (1990), “Surfacc/subsurfacc flow equations interactions: identifying sources of groundwater contamination”. Report no. 89-01569-02, Institute of Water Research, Michigan State University, 157. Vue J. (1989), “Selective lumping effects on depth-integrated finite element East Lansing, MI;.45 p. 158. Wang, H. F., and Anderson M. P., (1982). Introduction to Groundwater model of channel flow”. Adv Water Resour;12(2): 74-8. 159. Zhang W, Cundy TW. (1989), “Modeling of two-dimensional overland Modelling. Freeman and Co., San Francisco, 237 p 160. Zienkiewicz, O. C., (1971), The finite element method in Engineering flow”. Water Resour Res; 25(9):2019-35. 161. Zijl, W. (1984), “Finite element methods based on a transport velocity Science. McGraw Hill, NewYork 145 representation for groundwater motion”. Water Resources Research. ), 137-145 162. Алексеев Г.А. (1989), "Возможность и путь совершенния вычисли- тельных методов гидрологического расчета и прогноза для производства и
проектирования".Научный сборник 5-огоГидрологического Всесоюзного 163. Бефани А. Н. (1949), "Основы теории ливнего стока". Научный сборник съезда. Т.6 164. Великанов. М. А. (1958), Динамика русловых потоков. Гидрометеоиздат Гидрометеорологического института (Юбилейный) Одесса c. 39-162 165. Горошков Г. А (1976), Гидрологические расчеты. Гидрометеоиздат, Ленинград 166. Демидов В. Н. Милюкова И. П. Смахчин В.Ю (1989), "Физико-мате-
матический модел формирования речного стока". Научный сборник 5-го Ленинград 167. Кучмен Л. С. Корен В. И. (1969), Математическое моделирование фор- Гидрологического Всесоюзного съезда. Т.6 168. Кучмен Л. С. (1972), Математическое моделирование формирования мирования дождевых поводков. Обшиник 169. Кучмен Л. С. (1980), Математическое моделирование формирования речного стока. Гидрометеоиздат Ленинград 170. Кучмен Л. С. (1989), "Физико-математический модел гидрологических. речных процессов. Гидрометеоиздат Ленинград 171. Сванидзе Г. Г. (1977), Математическое моделирование гидрологиче- материковых циклонов и возможность его применений в гидрорасчете".
Научный сборник 5-ого Гидрологического Всесоюзного съезда. Т.6 ских рядов. Гидрометеоиздат Ленинград 146 147 Nguån: Atlas Vietnam,1999 [155] 148 Nguån: Atlas Vietnam,1999 [155] 149 Nguån: Atlas Vietnam,1999 [155] 150 Nguån: Atlas Vietnam,1999 [155] 151 Nguån: Atlas Vietnam,1999 [155] 152 Nguån: Atlas Vietnam,1999 [155] 153 T¸c gi¶: NguyÔn Thanh S¬n, NguyÔn HiÖu 154 Nguån: Atlas Vietnam,1999 [155] 155 Nguån: Atlas Vietnam,1999 [155] 156 Q(m3/s) 150 100 TD
TT TD
TT TD
TT 50 0 0 50 100 150 200 0 50 100 150 200 Tgian(h) 800
700
600
500
400
300
200
100
0 0 100 150 50
6h/20/IX-6h/24/IX/2001 100 13h/1/12-13h/7/12/1999 600 90 500 500 80 400 400 70 td
tt 60 300 300 TD
TT TD
TT 50 200 200 40 100 100 T gian(h) 30 Tgian(h) 0 0 T gian(h) 20 0 20 40 60 80 0 20 40 60 0 20 40 60 80 01h/10/11 – -01h/14/11/2001 01h/03/11 – 19h/05/11/2002 01h/21/10-19h/23/10/2001 450 140 180 400 120 160 350 140 100 300 Q(td) Q(td) 120 TD
TT 80 Q(tt) 250 Q(tt) 100 60 80 200 60 40 150 40 20 100 20 50 0 0 0 10 20 30 40 0 0 10 20 30 40 50 60 0 20 40 60 80 100 120 01h/18/11 – 13h/23/11/2002 19h/02/10 – 07h/04/10/2003 13h/05/10– 16h/07/10/2003 157 Q(db) Qtt
Qtd Qtd
Qtt Q(td) 6000 16000 14000 5000 2000 12000 4000 1500 10000 3000 8000 1000 2000 6000 1000 500 4000 0 2000 0 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 17/10 – 19/10/1999 3/12I – 7//12I/1999 28/10 – 30/10/2000 Qtd
Qtt Qtt
Qtd Qtd
Qtt 10000 2100 7000 9000 1900 6000 8000 1700 7000 5000 1500 6000 4000 5000 1300 3000 4000 1100 3000 2000 900 2000 1000 700 1000 0 0 500 0 24 48 72 96 24 48 72 0 48 24 72 96 0
7/11 – 10/11/2002 20/10 – 23/10/2001 25/10 - 27/10/2002 Qtd
Qtt Qtd
Qtt 2500 4500 4000 2000 3500 3000 1500 2500 2000 1000 1500 1000 500 500 0 0 0 50 100 150 200 20 60 80 0 40
2/10 – 8/10/2003 10/11 – 18/11/2003 158 Q td Q
(m ^3/s ) 1600 Q (m ^ 3 /s) Q d b Q td Q d b Q td Q
(m ^3 /s ) 45 0 0 1400 1 2 0 0 0 40 0 0 1200 1 0 0 0 0 35 0 0 1000 30 0 0 8 0 0 0 25 0 0 800 20 0 0 6 0 0 0 600 15 0 0 4 0 0 0 10 0 0 400 5 0 0 200 2 0 0 0 0 24 2 6 2 8 30 3 2 0 0 1 5 1 7 1 9 2 1 2 3 2 5 0 5 1 0 15 4/11 ®Õn 12/11/1998 17/11 ®Õn 25/11/1998 25/11 ®Õn 30/11/1998 Q (m^3/s) Qdb Qtd Q ( m ^3 /s ) Q d b Q td Q
(m ^3 /s ) Q d b Q td 3 0 0 0 4 5 0 0 4 0 0 0 2 5 0 0 3 5 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 2 5 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 1 0 0 0 5 0 0 5 0 0 9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0 0 0 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 0 2 4 6 8 10 1 5 7 9 1 1 1 3 9/12 ®Õn 3/12/1998 1/11 ®Õn 8/11/1999 12/X11 ®Õn 18/11/1999 Qtd Qdb Q (m^3/s) Q(m3/s)
3500 Qtd Qdb Q (m^3/s) 3000 1800 3000 1600 2500 2500 1400 2000 1200 2000 1000 1500 1500 800 600 1000 1000 400 500 500 200 t (h) t(giê) 0 t (h) 0 0 0 10 20 30 40 50 60 0 100 150 200 0 10 20 30 40 50 60 70 80 50
pa1 pa2 td 22/27-10-1999 7h/9/10/®Õn 3h/12/10/2000 7h/17/10/®Õn 13h/19/10/2000 159 Q (m^3/s) Qtd Qdb Qtd Qdb Q (m^3/s) Q (m^3/s) Qtd Qdb 3500 2500 7000 3000 6000 2000 2500 5000 1500 2000 4000 v 3000 1500 1000 2000 1000 500 1000 500 t (h) 0 t (h) t (h) 0 0 0 20 40 60 80 0 20 80 100 40 60 20 100 120 40 60 80 0 19h/20/10/ ®Õn 13h/23/10/2001
Qdb Qtd Q (m^3/s) Qtd Qdb Q (m^3/s) Q (m^3/s) Qtd Qdb 3500 1600 1600 1400 3000 1400 1200 1200 2500 1000 1000 2000 800 800 1500 600 600 400 400 1000 200 200 500 t (h) t (h) 0 0 t (h) 20 40 60 80 100 120 0 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 0 13h/11/11/®Õn 1h/16/11/2001 Q (m^3/s) 7h/25/10/ ®Õn 13h/28/10/2002
Qdb (Xdb)
Qtd Q (m^3/s) Qdb (Xtd) 1h/14/12/ ®Õn 1h/18/12/2001
Qdb Qtd 1800 1600 Qtd Qdb Q (m^3/s) 2000 1600 1400 1800 1400 1600 1200 1200 1400 1000 1000 1200 800 1000 800 600 800 600 400 600 400 200 400 t (h) 200 0 t (h) 0 200 0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 t (h) 0 0 20 40 60 80 19h/6/11/ ®Õn 19h/9/11/2002 1h/10/11/ ®Õn 19h/12/11/2002 1h/2/10/ ®Õn 19h/5/10/2003 7h/27/10/ ®Õn 1h/31/10/2000 13h/20/12/ ®Õn 13h/24/12/2000 160 Qtd Qdb (Xtd) Qdb (Xdb) Qtd Qdb (Xtd) Qdb (Xdb) Q (m^3/s) Q (m3/s) Q (m^3/s) 10000 3500 6000 9000 3000 8000 5000 2500 7000 4000 6000 2000 5000 3000 1500 4000 3000 2000 1000 2000 500 1000 t (h) 1000 t (h) 0 0 0 10 20 30 40 50 60 70 0 20 40 60 80 100 0 50 100 150 0 PA3 Td 1h/14/11/®Õn 19h/16/11/2003 1h/2/11/®Õn 19h/5/11/2004 PA2
25 ®Õn 28-11-2003 1800 2400 3000 2000 1500 2500 1600 1200 2000 1200 900 Thuc do
Du bao 1500 ` 800 600 1000 400 300 500 0 0 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 t 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 t 0 Thuc do Du bao Thuc do Du bao 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 25/11/®Õn27/11/1998 19/11/®Õn 21/11/1998 21/11/®Õn 24/11/1998 1000 4000 1200 3500 800 3000 900 2500 600 Thuc do Thuc do 600 Du bao Du bao 2000 400 1500 300 1000 0 200 500 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 t 0 Thuc do Du bao 0 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 13/12/ ®Õn 16/12/1998 5/11/ ®Õn 7/11/1999 9/10/ ®Õn 12/10/2000 161 1000 1200 2100 1800 1000 800 1500 800 600 Thuc do 1200 600 Du bao 900 400 400 600 300 200 200 0 0 7 13 19 25 31 37 43 49 55 1 61 t 7 13 19 25 31 37 43 49 55 1 61 t 0 Thuc do Du bao 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 Thuc do Du bao 27/12/®Õn 29/12/2000 19/10/ ®Õn 20/10/2001 21/10/®Õn 24/10/2001 1000 1500 2100.0 1800.0 800 1200 1500.0 Thuc do 900 600 Thuc do Du bao 1200.0 Du bao 600 400 900.0 600.0 300 200 300.0 0 0 0.0 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 t 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 Thuc do Du bao 11/11/ ®Õn 13/11/2001 25/10/ ®Õn 27/10/2002 9/11/ ®Õn 12/11/2002 2100 3000 3500 2700 1800 3000 2400 1500 2500 2100 Thuc do 1800 Thuc do 1200 2000 Du bao Du bao 1500 900 1500 1200 900 600 1000 600 300 500 300 0 0 0 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 Thuc do Du bao 14/10/ ®Õn 16/10/2003 16/10/ ®Õn 18/10/2003 23/11/ ®Õn 26/11/2003 162 W Qmax %DiÖn tÝch % DiÖn tÝch 150
145
140
135
130
125
120 5400
5200
5000
4800
4600
4400
4200 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 PL3.1. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh lò lu vùc s«ng T¶
Tr¹ch – Thîng NhËt W 540 Qmax 520 500 480 % DiÖn tÝch % DiÖn tÝch 21500
21000
20500
20000
19500
19000
18500 460 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 W Qmax % DiÖn tÝch % DiÖn tÝch 22600
22400
22200
22000
21800
21600
21400 540
535
530
525
520
515
510 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 H. P3.2. ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ
16h/21/10/2000 ®Õn 4h/23/10/2000 W Qmax 26000 25000 24000 23000 22000 % DiÖn tÝch % DiÖn tÝch 21000 540
520
500
480
460
440 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 H.P3.4. ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò
1h/12/11/2001 ®Õn 1h/14/11/2001 163 W Qmax 62000 60000 58000 56000 54000 % DiÖn tÝch % DiÖn tÝch 52000 270
250
230
210
190
170
150 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 300 W Qmax 10000 280 9000 260 8000 240 7000 220 % DiÖn tÝch % DiÖn tÝch 6000 200 0 5 10 15 20 25 30 5 0 10 15 20 25 30 H.P3.5.¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ
19h/18/11/2002 ®Õn 1h/22/11/2002 300 W Qmax 16000 280 15000 260 14000 240 13000 220 % DiÖn tÝch % DiÖn tÝch 12000 200 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 H.P3.6. ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ
19h/2/10/2003 ®Õn 7h/4/10/2003 17000 170 W Qmax 16000 160 15000 150 14000 140 13000 % DiÖn tÝch % DiÖn tÝch 130 12000 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 HP3.7. ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ
13h/5/10/2003 ®Õn 16h/7/10/2003 HP3.8 ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®©t ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ
7h/13/11/2003 ®Õn 1h/17/11/2003 164 8000 W 140 Qmax 7000 120 6000 100 80 5000 % DiÖn tÝch % DiÖn tÝch 60 4000 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 HP3.9. ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ
1h/3/11/2002 – 19h/5/11/2002 Qmax W % DiÖn tÝch rõng % DiÖn tÝch rõng 5500
5000
4500
4000
3500
3000 150
140
130
120
110
100
90 hiÖn tr¹ng 20 30 hiÖn tr¹ng
40 50 60 70 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 HP. 3.10 ¶nh hëng cña viÖc trång vµ khai th¸c rõng ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò
23h/4/12/1999 ®Õn 10h/6/12/1999 23000 Qmax W 550 22000 530 21000 510 490 20000 470 19000 % DiÖn tÝch rõng % DiÖn tÝch rõng 450 18000 HiÖn tr¹ng 20 30 HiÖn tr¹ng
40 50 60 70 20 30 40 50 60 70 PL3.2. ¶nh hëng cña líp phñ rõng ®Õn qu¸ tr×nh lò trªn lu vùc s«ng T¶
Tr¹ch – Thîng NhËt W Qmax 550 500
450 400
350 % DiÖn tÝch rõng % DiÖn tÝch rõng 300 27500
25500
23500
21500
19500
17500
15500 HiÖn tr¹ng
50 40 60 70 20 30 HiÖn tr¹ng
50 40 20 30 60 70 HP. 3.11 ¶nh hëng cña viÖc trång vµ khai th¸c rõng ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ
16h/21/10/2001 ®Õn 7h/23/10/2001 HP. 3.12 ¶nh hëng cña viÖc trång vµ khai th¸c rõng ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ
1h/12/11/2001 ®Õn 1h/14/11/2001 165 58000 W Qmax 600 55000 550 52000 500 49000 450 46000 % DiÖn tÝch rõng % DiÖn tÝch rõng 400 43000 20 30 HiÖn tr¹ng
40 50 60 70 20 30 HiÖn tr¹ng
50 40 60 70 HP. 3.13 ¶nh hëng cña viÖc trång vµ khai th¸c rõng ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ
19h/18/11/2002 ®Õn 1h/22/11/2002 8500 W Qmax 7500 6500 5500 % DiÖn tÝch rõng % DiÖn tÝch rõng 250
230
210
190
170
150
130 4500 20 30 HiÖn tr¹ng
50 40 60 70 20 30 HiÖn tr¹ng
40 50 60 70 HP. 3.14 ¶nh hëng cña viÖc trång vµ khai th¸c rõng ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ
19h/2/10/2003 ®Õn 7h/4/10/2003 16000 W Qmax 275 14500 13000 11500 250
225
200
175 10000 % DiÖn tÝch rõng % DiÖn tÝch rõng 150 HiÖn tr¹ng 8500 20 30 40 50 60 70 20 30 HiÖn tr¹ng
50 40 60 70 HP. 3.15 ¶nh hëng cña viÖc trång vµ khai th¸c rõng ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ
13h/5/10/2003 ®Õn 16h/7/10/2003 15000 W Qm ax 160 14000 145 13000 130 12000 115 11000 % DiÖn tÝch rõng % DiÖn tÝch rõng 100 HiÖn tr¹ng 10000 20 30 40 50 60 70 20 30 HiÖn tr¹ng
50 40 60 70 HP. 3.16 ¶nh hëng cña viÖc trång vµ khai th¸c rõng ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ
7h/13/11/2003 ®Õn 1h/17/11/2003 W Qmax % DiÖn tÝch rõng 110
100
90
80
70
60
50 % DiÖn tÝch rõng HiÖn tr¹ng 7000
6500
6000
5500
5000
4500
4000
3500 20 30 40 50 60 70 20 30 HiÖn tr¹ng
50 40 60 70 HP. 3.17 ¶nh hëng cña viÖc trång vµ khai th¸c rõng ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ
1h/3/11 - 19h/5/11/2002 166 550 Qmax 520 490 460 hiÖn tr¹ng thùc tr¹ng 430 t¨ng rõng
% DiÖn tÝch t¨ng rõng
% DiÖn tÝch 22000
21000
20000
19000
18000
17000
16000
15000 400 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 HP. 3.18 ¶nh hëng cña sù kÕt hîp sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ víi t¨ng diÖn tÝch rõng ®Õn dßng
ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ 16h/21/10/2000 ®Õn 4h/23/10/2000 W Qm ax 550 530 510 hiÖn tr¹ng 490 thùc tr¹ng t¨ng rõng 470 % DiÖn tÝch t¨ng rõng
% DiÖn tÝch 450 23000
22500
22000
21500
21000
20500
20000 0 5 10 15 20 25 30 10 15 20 25 30 5 0 PL3.3. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ khi t¨ng líp phñ rõng trªn lu vùc
s«ng T¶ Tr¹ch – Thîng NhËt ®Õn qu¸ tr×nh lò
W W 27000 Q max 550 25000 500 23000 450 hiÖn tr¹ng 21000 thùc tr¹ng 400 t¨ng rõng 19000 350 % DiÖn tÝch t¨ng rõng
% DiÖn tÝch 17000 300 0 5 10 15 20 25 30 30 25 20 10 15 0 5 650 9500 Qmax W
W 600 8000 550 hiÖn tr¹ng 500 6500 thùc tr¹ng
t¨ng rõng t¨ng rõng 450 % DiÖn tÝch % DiÖn tÝch 5000 400 15 20 25 30 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 167 W 270 Qmax 10000 250 9000 230 8000 thùc tr¹ng 210 7000 t¨ng rõng 190 6000 hiÖn tr¹ng
t¨ng rõng % DiÖn tÝch 170 5000 % DiÖn tÝch 150 0 10 20 30 0 5 10 15 20 25 30 HP. 3.22 ¶nh hëng cña sù kÕt hîp sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ víi t¨ng diÖn tÝch rõng ®Õn dßng
ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ 19h/2/10/2003 ®Õn 7h/4/10/2003
300 Q max W 16000 280 14500 260 thùc tr¹ng 13000 240 t¨ng rõng hiÖn tr¹ng
t¨ng rõng 11500 220 % DiÖn tÝch % DiÖn tÝch 10000 200 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 HP. 3.23 ¶nh hëng cña sù kÕt hîp sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ víi t¨ng diÖn tÝch rõng ®Õn dßng
ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ 13h/5/10/2003 ®Õn 16h/7/10/2003 W 17500 Qmax 180 16000 160 14500 140 13000 hiÖn tr¹ng thùc tr¹ng
t¨ng rõng 11500 t¨ng rõng 120 % DiÖn tÝch 10000 % DiÖn tÝch 100 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 HP. 3.24 ¶nh hëng cña sù kÕt hîp sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ víi t¨ng diÖn tÝch rõng ®Õn dßng
ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn tõ 7h/13/11/2003 ®Õn 1h/17/11/2003 W 130 Qmax 8000 110 6500 thùc tr¹ng 90 hiÖn tr¹ng 5000 t¨ng rõng 70 % DiÖn tÝch t¨ng rõng
% DiÖn tÝch 3500 50 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 HP. 3.25 ¶nh hëng cña sù kÕt hîp sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ víi t¨ng diÖn tÝch rõng ®Õn dßng
ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ 1h/3/11 - 19h/5/11/2002 168 PL3.4. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y lò trªn lu vùc s«ng
Thu Bån – N«ng S¬n 2800 2600 2400 2200 HiÖn tr¹ng Hiªn tr¹ng 2000 9500
9000
8500
8000 0 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 0 22500 5500 21500 5400 20500 5300 19500 5200 HiÖn tr¹ng HiÖn tr¹ng 5100 18500 0 10 20 30 40 50 50 0 10 20 30 40 HP. 3.27 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Thu Bån,
7h/28/10 – 19h/30/10-2000 16100 118000 15600 116000 15100 114000 14600 112000 HIÖn tr¹ng HIÖn tr¹ng 14100 110000 0 10 20 30 40 50 50 0 10 20 30 40 HP. 3.28 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Thu Bån,
7h/3/12 – 13h/7/12-1999 76000 9500 74000 9000 72000 8500 70000 8000 7500 68000 7000 66000 6500 64000 6000 HiÖn tr¹ng % Dt HiÖn tr¹ng 62000 5500 0 20 10 30 40 50 10 20 50 40 30 0 HP. 3.29 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Thu Bån,
7h/28/10 – 7h/20/10 – 19h/23/10-2001 8500 23000 22000 8000
7500 21000 7000
6500 20000 HiÖn tr¹ng 19000 6000
5500 HiÖn tr¹ng 18000 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 HP. 3.30 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Thu Bån,
1h/25/10 – 19h/27/10-2002 169 2400 2200 2000 HiÖn tr¹ng HiÖn tr¹ng 1800 16500
16000
15500
15000
14500
14000
13500 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 HP. 3.31 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Thu Bån,
1h/7/11 – 1h/10/11-2002 2700 12000 2500 11000 10000 2300 2100 9000 HiÖn tr¹ng HiÖn tr¹ng 8000 1900 50 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 HP. 3.32 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Thu Bån,
19h/2/10 – 13h/8/10-2003 5200 4800 4400 HiÖn tr¹ng HiÖn tr¹ng 4000 15500
15000
14500
14000
13500
13000 50 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 W (m^3) HiÖn tr¹ng 8600 HiÖn tr¹ng 8400 8200 8000 7800 7600 2200
2100
2000
1900
1800
1700
1600 % dt % dt 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 HP. 3.34 ¶nh hëng cña rõng ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Thu Bån, 1h/17/10 –
7h/19/10-1999 Qmax(m^3/s) W(m^3) HiÖn tr¹ng HiÖn tr¹ng 2000
1950 % dt 1900
1850
1800 14100
14000
13900
13800
13700
13600 % dt 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 HP. 3.35 ¶nh hëng cña líp phñ rõng ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Thu Bån, 7h/28/10 –
19h/30/10-2000 170 W(m^3) Qmax1(m^3/s) 22200 HIÖn tr¹ng 14400 HIÖn tr¹ng 22000 14200 21800 21600 14000 21400 13800 21200 13600 21000 % dt % dt 13400 20800 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 HP. 3.36 ¶nh hëng cña líp phñ rõng ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Thu Bån, 7h/3/12 –
13h/7/12-1999 W(m^3) Qmax1(m^3/s) 66000 HiÖn tr¹ng HiÖn tr¹ng 64000 62000 60000 58000 56000 % dt % dt 6300
6250
6200
6150
6100
6050
6000
5950 54000 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 HP. 3.37 ¶nh hëng cña líp phñ rõng ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Thu Bån, 7h/28/10
– 7h/20/10 – 19h/23/10-2001 Qmax(m^3/s) W(m^3) HiÖn tr¹ng 6350 HiÖn tr¹ng 6300 6250 6200 6150 20000
18000
16000
14000
12000
10000
8000 % dt % dt 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 HP. 3.38 ¶nh hëng cña líp phñ rõng ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Thu Bån, 1h/25/10
– 19h/27/10-2002 Qmax(m^3/s) W(m^3) HiÖn tr¹ng HiÖn tr¹ng 2000
1950 % dt 1900
1850
1800 14100
14000
13900
13800
13700
13600 % dt 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 HP. 3.39 ¶nh hëng cña líp phñ rõng ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Thu Bån, 1h/7/11 –
1h/10/11-2002 Qmax(m^3/s) HiÖn tr¹ng 2100 HiÖn tr¹ng 2000
1900 1800
1700 % dt W(m^3)
9000
8800
8600
8400
8200
8000 % dt 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 HP. 3.40 ¶nh hëng cña líp phñ rõng ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Thu Bån, 19h/2/10
– 13h/8/10-2003 W(m^3) HiÖn tr¹ng 13800 Qmax(m^3/s)
HiÖn
tr¹ng 13600
13400 4500
4400
4300
4200
4100
4000
3900 13200
13000 % dt % dt 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 HP. 3.41. ¶nh hëng cña líp phñ rõng ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Thu Bån, 7h/10/11
– 7h/18/11-2003 171 1400 Qmax 47000 W HiÖn tr¹ng HiÖn tr¹ng 42000 1200 37000 1000 32000 % DiÖn tÝch % DiÖn tÝch 800 27000 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 HP. 3.42 ¶nh hëng cña rõng ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Trµ Khóc,
4/11 ®Õn 12/11n¨m 1998 55000 W 3100 Qmax HiÖn tr¹ng 50000 2800 HiÖn tr¹ng 45000 2500 40000 2200 35000 % DiÖn tÝch % DiÖn tÝch 30000 1900 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 HP. 3.43 ¶nh hëng cña rõng ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Trµ Khóc,
25 ®Õn 30/11 n¨m 1998 110000 2600 W Qmax 105000 2500 HiÖn tr¹ng HiÖn tr¹ng 100000 2400 95000 2300 90000 2200 85000 % DiÖn tÝch % DiÖn tÝch 2100 80000 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 HP. 3.44 ¶nh hëng cña rõng ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Trµ Khóc,
22 ®Õn 27/10 n¨m 1999 PL3.6. ¶nh hëng cña líp phñ rõng ®Õn dßng ch¶y lò trªn lu vùc s«ng Trµ
Khóc - S¬n Giang 172 Qmax 2200 86000 W 2000 76000 1800 66000 1600 56000 HiÖn tr¹ng HiÖn tr¹ng 1400 46000 % diÖn tÝch % diÖn tÝch 1200 36000 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 HP. 3.45 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn
s«ng Trµ Khóc, 4 ®Õn 12/11 n¨m 1998 W Qmax 4500 96000 86000 4000 76000 3500 66000 3000 56000 HiÖn tr¹ng 2500 46000 HiÖn tr¹ng % diÖn tÝch % diÖn tÝch 2000 36000 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 HP. 3.46 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn
s«ng Trµ Khóc, 25 ®Õn 30/11 n¨m 1998 3600 W 176000 Qmax 156000 3200 136000 2800 116000 2400 HiÖn tr¹ng HiÖn tr¹ng 96000 % diÖn tÝch % diÖn tÝch 2000 76000 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 HP. 3.47 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn
s«ng Trµ Khóc, 22 ®Õn 27/10 n¨m 1999 PL3.7. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y lò trªn lu vùc s«ng
Trµ Khóc - S¬n Giang 173 60000 Qmax W 3600 55000 3200 50000 45000 2800 40000 HiÖn tr¹ng HiÖn tr¹ng 2400 35000 % diÖn tÝch % diÖn tÝch 30000 2000 0 10 20 30 40 0 10 20 30 40 HP. 3.48. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn
s«ng VÖ , 21 ®Õn 24/11n¨m 1998 Qmax 30000 2600 W 25000 2200 20000 1800 HiÖn tr¹ng 1400 15000 HiÖn tr¹ng % diÖn tÝch % diÖn tÝch 1000 10000 0 10 20 30 40 0 10 20 30 40 HP. 3.49. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn
s«ng VÖ , 25 ®Õn 27/11 n¨m 1998 PL3.8. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y lò trªn lu vùc s«ng
VÖ – An ChØ 36000 W 2500 Qmax HiÖn tr¹n g HiÖn tr¹ng 2300 32000 2100 28000 1900 24000 1700 % DiÖn tÝch % DiÖn tÝch 20000 1500 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 PL3.9. ¶nh hëng cña líp phñ rõng ®Õn dßng ch¶y lò trªn lu vùc s«ng VÖ –
An ChØ 1500 Qmax HiÖn tr¹ng 13000 W HiÖn tr¹ng 1300 11000 1100 9000 900 700 7000 % DiÖn tÝch % DiÖn tÝch 500 5000 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 HP. 3.50. ¶nh hëng cña líp phñ rõng ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn
lu vùc s«ng VÖ , 21 ®Õn 24/11 n¨m 1998 HP. 3.51. ¶nh hëng cña líp phñ rõng ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn
lu vùc s«ng VÖ , 25 ®Õn 27/10¨m 1998 174 175 176 177H×nh 1.2. Lu vùc vµ líi phÇn tö h÷u h¹n t¬ng øng.
H×nh 1.3. C¸c biÕn sè cã tæn thÊt
dßng ch¶y trong ph¬ng ph¸p SCS
®iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn vµ kinh tÕ x· héi mét sè lu vùc
thîng nguån MiÒn Trung trong mèi liªn quan víi qu¸
tr×nh ma – dßng ch¶y
H×nh 2.1. VÞ trÝ c¸c lu vùc s«ng nghiªn cøu [155]
H×nh 2.2. §Þa h×nh lu vùc s«ng Trµ Khóc
H×nh 2.3. §é dèc lu vùc s«ng Trµ Khóc
H×nh 2.4. Sö dông ®Êt lu vùc s«ng Trµ Khóc
B¶ng 2.1. HiÖn tr¹ng rõng n¨m 2000 lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch [14]
B¶ng 2.2. HiÖn tr¹ng rõng n¨m 2000 lu vùc s«ng Thu Bån [14]
B¶ng 2.3. HiÖn tr¹ng rõng n¨m 2000 lu vùc s«ng Trµ Khóc [14]
H×nh 2.5. Rõng lu vùc s«ng Trµ Khóc
B¶ng 2.4. Líp phñ thùc vËt lu vùc s«ng VÖ theo møc ®é che phñ [14]
H×nh 2.6. M¹ng líi s«ng lu vùc s«ng Trµ Khóc – tr¹m S¬n Giang
X©y dùng m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma - 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
f
Ft
Ft
Q
Q
Ft
Khi ®ã thuËt to¸n nµy cã d¹ng:
B¶ng 3.1. Sè trËn lò trªn s«ng VÖ – An ChØ qua c¸c n¨m dïng ®Ó m« pháng lò
B¶ng 3. 2. KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ m« pháng lò theo m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu
ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph¬ng ph¸p SCS s«ng VÖ - An ChØ [57]( Ia = 0, 2S)
Q
%
100
a. §êng qu¸ tr×nh lò øng víi Ia = 0.13S
b. BiÓu ®å chØ tiªu R2, sai sè ®Ønh vµ tæng lîng
96.1
10.6
0.6
H×nh 3.1. KÕt qu¶ m« pháng ( a) v à ®¸nh gi¸ sai sè (b) trËn lò tõ ngµy 25/11/1998
®Õn ngµy 27/11/1998
B¶ng 3.3. KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ m« pháng lò theo m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu
ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph¬ng ph¸p SCS víi Ia = 0.13S
Q
Q
b. §êng qu¸ tr×nh lò øng víi Ia = 0.2S
H×nh 3.2 So s¸nh hai ph¬ng ¸n (a) hiÖu chØnh SCS vµ (b) kh«ng hiÖu chØnh tõ ngµy
19/10/2001 ®Õn ngµy 20/10/2001
B¶ng 3.4. C¸c ®Æc trng h×nh th¸i lu vùc s«ng lùa chän ë MiÒn Trung
B¶ng 3.5. Sè liÖu khÝ tîng thuû v¨n ®Ó m« pháng lò trªn c¸c lu vùc nghiªn cøu
Thîng NhËt
N«ng S¬n
S¬n Giang
An ChØ
B¶ng 3.6. Ph©n tÝch c¸c lu vùc ra ®o¹n s«ng, d¶i vµ c¸c phÇn tö
H×nh 3.3. Líi phÇn tö trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch – tr¹m Thîng NhËt
H×nh 3.4. Líi phÇn tö trªn lu vùc s«ng Thu Bån – tr¹m N«ng S¬n
H×nh 3.5. Líi phÇn tö trªn lu vùc s«ng Trµ Khóc – tr¹m S¬n Giang
H×nh 3.6 Líi phÇn tö trªn lu vùc s«ng VÖ – tr¹m An ChØ
KÕt thóc
H×nh 3.7. S¬ ®å khèi cña ch¬ng tr×nh tÝnh theo m« h×nh KW-1D
H×nh 3.8. M« pháng trËn lò tõ 1h/18/-13h/23/XI/2002 s. T¶ Tr¹ch – Thîng NhËt
H×nh 3.9 KÕt qu¶ m« pháng lò tõ 6h/20/X - 6h/24/X/2001 s. T¶ Tr¹ch - Thîng NhËt
Q(m^3/s)
Tg (h)
H×nh 3.10. M« pháng trËn lò tõ 7h/28/X – 19h/30/X/2000 s. Thu Bån – N«ng S¬n
Q (m^3/s)
Tg (h)
H×nh 3.11. M« pháng trËn lò tõ 7h/20/X – 19h/23/X/2001 s. Thu Bån – N«ng S¬n
H×nh 3.12. M« pháng trËn lò tõ 13h/20/ - 13h/24/XII/2000 s. Trµ Khóc – S¬n Giang
H×nh 3.13. M« pháng lò tõ 1h/ 19/XI ®Õn 19h/
25/XI/1998 s, Trµ Khóc - S¬n Giang
H×nh 3.14. M« pháng trËn lò tõ ngµy 21/XI - 24/XI/1998 s. VÖ – An ChØ
B¶ng 3.7. §¸nh gi¸ kÕt qu¶ m« pháng lò trªn c¸c lu vùc s«ng nghiªn cøu
øng dông m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh ma – dßng ch¶y
phôc vô dù b¸o lò vµ sö dông hîp lý tµi nguyªn níc, ®Êt
trªn c¸c lu vùc s«ng thîng nguån miÒn trung
H×nh 4.1. Lîng ma tÝch luü 72 giê dù b¸o ®îc b»ng RAMS tõ 16 ®Õn 19/XI/2005
trªn 9 tiÓu lu vùc thuéc s«ng Trµ Khóc - tr¹m S¬n Giang
Kết quả diễn toán lũ lúc 7h ngày 10/10/2005
Q (m3/s)
giờ
H×nh 4.2. KÕt qu¶ dù b¸o lò tõ 7 giê ngµy 10/X ®Õn
7h ngµy 13/X n¨m 2005 s«ng Trµ Khóc - S¬n Giang
Kết quả diễn toán lũ lúc 7h ngày 16/11/2005
Q (m3/s)
giờ
H×nh 4.3. KÕt qu¶ dù b¸o lò tõ 7 giê ngµy 16/XI ®Õn
7h ngµy 19/XI n¨m 2005 s«ng Trµ Khóc - S¬n Giang
B¶ng 4.1 KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ sai sè dù b¸o lò víi sè liÖu ma tõ m« h×nh RAMS
B¶ng 4.2. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y qua 9 trËn lò trªn s«ng T¶
Tr¹ch
H×nh 4.4. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y lò trªn s«ng T¶ Tr¹ch
trËn lò tõ 16h/21 ®Õn 7h/23/X/2001
B¶ng 4.3. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y qua 9 trËn lò trªn s«ng
Thu Bån
B¶ng 4.4. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y qua 3 trËn lò trªn s«ng
Trµ Khóc
B¶ng 4.5 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y qua 2 trËn lò trªn s«ng VÖ
Q max (m^3/s)
% Dt
W (m^3)
% Dt
H×nh 4.5. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y lò trªn s«ng Thu Bån, trËn
lò tõ 19h/2 – 13h/8/X/2003
H×nh 4. 6 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Trµ
Khóc, trËn lò ngµy 25 ®Õn 30/XI n¨m 1998
H×nh 4.7: ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y lò trªn s«ng
VÖ, trËn lò ngµy 21 ®Õn 24/XI n¨m 1998
H×nh 4. 8. ¶nh hëng cña rõng ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch - Thîng NhËt
trËn lò tõ 16h/21®Õn 4h/23/X/2000
B¶ng 4.6. KÕt qu¶ kh¶o s¸t ®¸nh gi¸ ¶nh hëng cña rõng ®Õn dßng ch¶y lò trªn c¸c
lu vùc s«ng nghiªn cøu
B¶ng 4.7 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y khi t¨ng diÖn tÝch rõng
qua 9 trËn lò trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch - tr¹m Thîng NhËt
H×nh 4.9. ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ khi t¨ng diÖn tÝch rõng ®Õn dßng ch¶y lò
trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch - tr¹m Thîng NhËt, trËn lò 23h/4 ®Õn 10h/6/XII/1999
B¶ng 4.8. Mùc níc lò 5% trªn s«ng H¬ng khi cã hå D¬ng Hoµ (T¶ Tr¹ch)
H×nh 4.10. VÞ trÝ hå chøa c¾t lò (dù kiÕn) trªn c¸c lu vùc s«ng nghiªn cøu [155]
B¶ng 4.9. C¸c hå chøa tham gia c¾t lò trªn dßng chÝnh s«ng Vu Gia – Thu Bån
Dung tÝch phßng lò (triÖu m3)
TT
Tªn hå
FLV (km2)
B¶ng 4.10. Gi¶m mùc níc lò trªn s«ng Trµ Khóc khi cã c¸c hå chøa c¾t lò
KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ
Danh MôC C¸C C¤NG TR×NH C¤NG Bè LI£N QUAN TíI LUËN ¸N
tµi liÖu Tham kh¶o
TiÕng ViÖt
TiÕng Anh
TiÕng Nga
phô lôc
Phô lôc 1. C¸c b¶n ®å sö dông trong luËn ¸n
H×nh P 2.1. §Þa h×nh lu vùc s«ng
H×nh P 2. 2. §é dèc lu vùc s«ng
T¶ Tr¹ch – Thîng NhËt
T¶ Tr¹ch – Thîng NhËt
H×nh P 2.3. Th¶m thùc vËt lu vùc s«ng
H×nh P 2.4. Sö dông ®Êt lu vùc s«ng
T¶ Tr¹ch – Thîng NhËt
T¶ Tr¹ch – Thîng NhËt
H×nh P 2.5. §Þa h×nh lu vùc s«ng Thu Bån – N«ng S¬n
H×nh P 2.6. §é dèc lu vùc s«ng Thu Bån – N«ng S¬n
H×nh P 2.7. Th¶m thùc vËt lu vùc s«ng Thu Bån – N«ng S¬n
H×nh P 2.8. Sö dông ®Êt lu vùc s«ng Thu Bån – N«ng S¬n
H×nh P 2.9. §Þa h×nh lu vùc s«ng VÖ – An ChØ
H×nh P 2.10. §é dèc lu vùc s«ng VÖ – An ChØ
H×nh P 2.11. Th¶m thùc vËt lu vùc s«ng VÖ – An ChØ
H×nh P 2.12. Sö dông ®Êt lu vùc s«ng VÖ – An ChØ
Phô lôc 2. c¸c trËn lò dïng ®Ó hiÖu chØnh vµ kiÓm ®Þnh m«
pháng b»ng m« h×nh kw – 1d
PL2.1. KÕt qu¶ m« pháng lò trªn lu vùc s«ng T¶ Tr¹ch – Thîng NhËt
Q(m3/s)
200
Tgian(h)
Q(m3/s)
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Tgian(h)
7h/7/11-19h/13/11/2000
Q(m3/s)
600
Q (m 3/s)
Q (m3/s)
t (h)
t (h)
PL2.2. KÕt qu¶ m« pháng lò trªn lu vùc s«ng Thu Bån – N«ng S¬n
Q(m^3/s)
Q
Q
2500
Tg (h)
Tg (h)
Tg(h)
Q (m^3/s)
Q(m^3/s
Q (m^3/s)
Tg(h)
Tg (h)
Tg(h)
Q(m^3/s)
Q(m^3/s)
5000
Tg (h)
Tg(h)
PL2.3. KÕt qu¶ m« pháng lò trªn lu vùc s«ng Trµ Khóc – S¬n Giang
t (giê)
PL2.4. KÕt qu¶ m« pháng lò trªn lu vùc s«ng VÖ – An ChØ
Q
Q
Q
t
Q
1500
Q
Q
t
t
Q
Q
Q
t
Q
Q
Q
t
t
Q
Q
Q
t
t
t
Phô lôc 3. KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ c¸c kÞch b¶n sö dông ®Êt trªn
c¸c lu vùc b»ng m« h×nh kw – 1d
HP3.1. ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®©t ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò
23h/4/12/1999 ®Õn 10h/6/12/1999
H.P3.3¶nh hëng cña qu¸ tr×nh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ
16h/21/10/2001 ®Õn 7h/23/10/2001
Hp. 3.19 ¶nh hëng cña sù kÕt hîp sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ víi t¨ng diÖn tÝch rõng ®Õn dßng
ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ 16h/21/10/2001 ®Õn 7h/23/10/2001
HP. 3.20 ¶nh hëng cña sù kÕt hîp sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ víi t¨ng diÖn tÝch rõng ®Õn dßng
ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ 1h/12/11/2001 ®Õn 1h/14/11/2001
HP. 3.21 ¶nh hëng cña sù kÕt hîp sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ víi t¨ng diÖn tÝch rõng ®Õn dßng
ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch, trËn lò tõ 19h/18/11/2002 ®Õn 1h/22/11/2002
Q m ax (m^3/s)
W (m^3)
11000
10500
10000
% Dt
%dt
W (m^3)
HP. 3.26 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Thu Bån,
1h/17/10 – 7h/19/10-1999
Q max (m^3/s)
5600
% Dt
% Dt
Q max1 (m^3/s)
W (m^3)
% Dt
% Dt
W (m^3)
Q ma x1 (m^3/s)
10000
% Dt
Q max (m^3/s)
W (m^3)
% Dt
% Dt
Q max (m^3/s)
W (m^3)
% Dt
% Dt
W (m^3)
Q max (m^3/s)
% Dt
% Dt
Q max (m^3/s)
W (m^3)
% Dt
% Dt
HP. 3.33 ¶nh hëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng Thu Bån,
7h/10/11 – 7h/18/11-2003
PL3.5. ¶nh hëng cña líp phñ rõng ®Õn dßng ch¶y lò trªn lu vùc s«ng Thu
Bån – N«ng S¬n
Qmax (m^3/s)
Phô lôc 4. Giao diÖn vµ c¸c thùc d¬n chÝnh cña phÇn mÒm
KW-1D MoDEL
H×nh P 4.1. . Giao diÖn chÝnh cña phÇn mÒm KW-1D MODEL FE & SCS
H×nh P4.2 . Menu File
H×nh P4.3. Menu HiÖu chØnh
H×nh P 4.4.. VÜ dô Flie DATA.txt
H×nh P4.5. Menu Ch¹y ch¬ng tr×nh
H×nhP4.6. Menu HiÓn thÞ
H×nh P4.7 . Menu §¸nh gi¸
H×nh P4.8 §¸nh gi¸ kÕt qu¶ m« pháng
H×nh P4.9 §¸nh gi¸ kÕt qu¶ dù b¸o
H×nh P4.10. Menu Trî gióp