intTypePromotion=1
ADSENSE

Ứng dụng công nghệ GIS thành lập bản đồ phân chia lưu vực sông phục vụ cảnh báo nguy cơ lũ quét cho huyện Thuận Châu tỉnh Sơn La

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

16
lượt xem
1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong nghiên cứu này, phương pháp sử dụng DEM kết hợp với dữ liệu thủy văn sử dụng thuật toán Burn In trong ArcSWAT được áp dụng và thử nghiệm cho huyện Thuận Châu tỉnh Sơn La nhằm tính toán các thông số về lưu vực, độ dốc, độ cao, diện tích của các tiểu lưu vực do khu vực này thường xuyên xảy ra tai biến lũ quét trong những năm gần đây và chưa có một nghiên cứu cụ thể nào.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Ứng dụng công nghệ GIS thành lập bản đồ phân chia lưu vực sông phục vụ cảnh báo nguy cơ lũ quét cho huyện Thuận Châu tỉnh Sơn La

  1. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ PHÂN CHIA LƯU VỰC SÔNG PHỤC VỤ CẢNH BÁO NGUY CƠ LŨ QUÉT CHO HUYỆN THUẬN CHÂU TỈNH SƠN LA Lại Tuấn Anh Trường Đại học Thủy lợi, email: laituananh@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG này dựa trên lí thuyết là dòng chảy tại một ô lưới (grid) sẽ chảy đến 1 trong 8 hướng xung Phân chia lưu vực là bước cơ bản và tiên quanh ô lưới đó (hình 1). quyết để phục vụ cho các mô hình phân bố thủy văn từ đó đưa ra các giải pháp trong việc đánh giá nguồn nước trong lưu vực, cung cấp thông tin hữu ích cho việc lập kế hoạch tài nguyên nước, nghiên cứu lũ… Có hai phương pháp được sử dụng để phân chia lưu vực đó là (1) tự động dựa vào mô hình số độ cao DEM Hình 1. Hướng dòng chảy trong mô hình D8 kết hợp với GIS và (2) phương pháp thủ công Dữ liệu được sử dụng trong nghiên cứu này trên nền bản đồ địa hình. Phần lớn các nghiên là dữ liệu sông ngòi được trích xuất từ bản đồ cứu hiện nay đều sử dụng phương pháp thứ địa hình 1:50.000 và DEM (Digital Elevation nhất (Nguyễn Duy Liêm và cộng sự, 2010; Model) có độ phân giải 12.5m được tải miễn Yunxiang Luo và cộng sự, 2011; Scott Haag phí trên website https://search.asf.alaska.edu/#/ và cộng sự, 2019) do phương pháp này có độ làm dữ liệu đầu vào để phân chia lưu vực, tính chính xác cao, phát huy được các chức năng toán các thông số thủy văn và đối sánh kết của công cụ máy tính như liên kết, tự động quả. Tiến trình phân chia lưu vực sử dụng hóa, ứng dụng mở rộng trong các tính toán xử công cụ ArcSWAT tích hợp trên GIS được lý phía sau đó và phù hợp với những khu vực thực hiện theo sơ đồ sau: có địa hình phức tạp, độ dốc lớn. Trong nghiên cứu này, phương pháp sử dụng DEM kết hợp với dữ liệu thủy văn sử dụng thuật toán Burn In trong ArcSWAT được áp dụng và thử nghiệm cho huyện Thuận Châu tỉnh Sơn La nhằm tính toán các thông số về lưu vực, độ dốc, độ cao, diện tích của các tiểu lưu vực (Winchell, M và cộng sự, 2013) do khu vực này thường xuyên xảy ra tai biến lũ quét trong những năm gần đây và chưa có một Hình 2. Sơ đồ phương pháp nghiên cứu nghiên cứu cụ thể nào. 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Phân chia lưu vực Để xác định lưu vực sông một cách tự động, hầu hết các công cụ được xây dựng Hướng dòng chảy: từ mô hình số độ cao dựa trên lý thuyết "mô hình dòng chảy 8 DEM dạng raster với độ phân giải 12,5m, sử hướng" (D8 flow direction Model). Mô hình dụng mô hình SWAT để xác định lưu vực 463
  2. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8 dựa trên mức độ tích lũy dòng chảy theo mô 3.2. Tính toán các thông số liên quan hình tám hướng (D8). Mô hình mạng lưới đến lưu vực dòng chảy D8 thích hợp để tính toán dòng Do trong huyện Thuận Châu có suối Muội chảy hội tụ cho các ứng dụng mô hình thủy chảy qua và đây là con suối điển hình có lưu văn khác nhau kết hợp với dữ liệu sông ngòi vực lớn nhất và lũ quét thường xảy ra trên (Winchell, M và cộng sự, 2013). Kết quả khi lưu vực này trong quá khứ nên trong nghiên sử dụng thuật toán D8 mô phỏng dòng chảy cứu này tác giả lựa chọn lưu vực Suối muội được thể hiện ở hình 3 và phân chia các tiểu để tính toán. lưu vực cho cả huyện Thuận Châu (hình 4). Sau khi phân chia lưu vực, ứng với mạng lưới dòng chảy lưu vực suối Muội có 54 tiểu lưu vực (hình 5). Hình 5. Bản đồ mạng lưới dòng chảy Hình 3. Bản đồ hướng dòng chảy Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng Ứng với giá trị thể hiện màu trên các ô chức năng Zonal Statistical được tích hợp pixel trong bản đồ có thể nhận thấy được xu trên modul ArcToolbox để liên kết giữa các hướng dòng chảy trên lưu vực tập trung ở tiểu lưu vực với lớp độ cao, độ dốc để tính hướng Đông Bắc (97.135 pixel). toán ra độ cao và độ dốc trung bình trên từng lưu vực. Độ cao lưu vực với vị trí thấp nhất là 175m và cao nhất là 1783m. Độ cao trung bình 978,5m. Các lưu vực nằm ở độ cao tương đối lớn và đây chính là điều kiện thuận lợi để lũ quét xảy ra (hình 6). Hình 4. Bản đồ phân chia Hình 6. Bản đồ độ cao trung bình lưu vực huyện Thuận Châu các tiểu lưu vực 464
  3. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8 Độ dốc trung bình trên các tiểu lưu vực từ dòng chảy, độ cao và độ dốc tương đối phù 10.9 độ đến 28.7 độ. Qua đồ thị biểu thị độ hợp với thực tế và có thể được sử dụng làm dốc trung bình trên 54 tiểu lưu vực cho thấy dữ liệu đầu vào cho các mô hình nghiên cứu độ dốc trên lưu vực là tương đối lớn và nó làm lũ quét, trượt lở đất… gia tăng khả năng sinh lũ quét khi có mưa ở cường độ lớn trong một thời gian ngắn. Hình 8. Mạng lưới dòng chảy trên mô hình 3D 4. KẾT LUẬN Thuận Châu là một huyện miền núi phía Hình 6. Bản đồ độ dốc trung bình Tây Bắc của tỉnh Sơn La có nhiều sông suối các tiểu lưu vực nhưng đa số là sông suối nhỏ, ngắn và dốc, Nhìn vào biểu đồ diện tích (hình 7) các Sự khác biệt về địa hình, thổ nhưỡng và sự tiểu lưu vực ta thấy diện tích các tiểu lưu vực biến đổi khí hậu toàn cầu trong những năm có diện tích nhỏ nhất là 3.18 ha và lớn nhất là gần đây làm cho lũ lụt xảy ra ngày càng phức 2750 ha. Các lưu vực tập trung chủ yếu ở tạp. Lũ quét phụ thuộc rất lớn vào đặc trưng ngưỡng dưới 1000 ha. của lưu vực như độ cao, độ dốc trung bình các tiểu lưu vực, chiều dài mạng lưới sông…, vì vậy việc ứng dụng công nghệ GIS để thành lập bản đồ phân chia lưu vực và chiết tách các thông số địa hình, thủy văn có ý nghĩa khoa học và thực tiễn trong cảnh báo nguy cơ và giảm thiểu thiệt hại do lũ quét gây ra. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Scott Haag, et al., (2019). Development of a data model to facilitate rapid Watershed Delineation. Environmental Modelling & Software, 122, 1039-1061. [2] Winchell, M.,(2013). ArcSWAT Interface Hình 7. Bản đồ diện tích các tiểu lưu vực for SWAT2012 (User’s Guide). Các kết quả sau đó được so sánh với dữ https://search.asf.alaska.edu/#/ liệu được trích xuất từ bản đồ địa hình tỷ lệ [3] Yunxiang Luo và cộng sự (2011). GIS Techniques for Watershed Delineation of 1:50000 và chồng xếp lên mô hình 3D để SWAT Model in Plain Polders, 2050-2057. kiểm chứng kết quả (hình 8). Kết quả cho thấy các thông số về thủy văn như mạng lưới 465
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2