Tài liệu Nghiên cứu mô phỏng quá trình mưa – dòng chảy phục vụ sử dụng hợp lý tài nguyên nước và đất một số sông ngòi miền trung

§¹i häc quèc gia Hμ Néi Tr−êng ®¹i häc khoa häc tù nhiªn Nghiªn cøu m« pháng qu¸ tr×nh m−a - dßng ch¶y trªn mét sè l−u vùc s«ng ngßi miÒn trung Phôc vô sö dông hîp lý tμi nguyªn n−íc vμ ®Êt M∙ sè: Chñ Tr× ®Ò tμi: QG - 07 -15 TS. NguyÔn Thanh S¬n Hµ Néi, th¸ng 7 - 2008 §¹i häc quèc gia Hμ Néi Tr−êng ®¹i häc khoa häc tù nhiªn Nghiªn cøu m« pháng qu¸ tr×nh m−a - dßng ch¶y trªn mét sè l−u vùc s«ng ngßi miÒn trung Phôc vô sö dông hîp lý tμi nguyªn n−íc vμ ®Êt M∙ sè: QG - 07 -15 Chñ Tr× ®Ò tμi: C¸n bé tham gia: TS. NguyÔn Thanh S¬n CN. HVCH. Ng« ChÝ TuÊn CN. HVCH. C«ng Thanh ThS. NCS. Hoμng Thanh v©n Hµ Néi - 2008 1 Môc lôc gi¶i thÝch c¸c ch÷ viÕt t¾t ..........................................................................5 Danh s¸ch nh÷ng ng−êi tham gia thùc hiÖn ®Ò tµi........................6 Danh môc c¸c b¶ng sè liÖu .........................................................................7 Danh môc c¸c h×nh...........................................................................................8 tãm t¾t c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu chÝnh cña ®Ò tµi.......................10 Më ®Çu...................................................................................................................13 Ch−¬ng 1. Tæng quan c¸c nghiªn cøu vÒ m−a lò ë miÒn trung. lý thuyÕt m« h×nh m−a – dßng ch¶y vµ ph−¬ng ph¸p SCS ........15 1.1. Tæng quan c¸c nghiªn cøu vµ m« h×nh to¸n phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn ®Êt vµ n−íc l−u vùc s«ng ..........................................................................15 1.1.1. Nghiªn cøu, ¸p dông m« h×nh to¸n ®Ó tÝnh to¸n vµ dù b¸o m−a lò trªn thÕ giíi vµ ë n−íc ta ..........................................................................................15 1.1.2. Nghiªn cøu m−a lò vµ tµi nguyªn n−íc trªn ®Þa bµn nghiªn cøu............18 1.2. c¬ së lý thuyÕt líp m« h×nh to¸n m−a - dßng ch¶y ........................................20 1.2.1. M« h×nh thñy ®éng lùc häc......................................................................26 1.2.2. Ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ¸p dông trong m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu. .................................................................................................................28 1.3. Ph−¬ng ph¸p SCS............................................................................................39 1.3.1. Giíi thiÖu ph−¬ng ph¸p SCS....................................................................39 1.3.2. Ph¸t triÓn SCS .........................................................................................41 ch−¬ng2. ®iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn vµ kinh tÕ x∙ héi mét sè l−u vùc s«ng ngßi MiÒn Trung trong mèi liªn quan víi qu¸ tr×nh m−a – dßng ch¶y.................................................................................45 2.1. §iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn ................................................................................45 2.1.1 VÞ trÝ ®Þa lý ...............................................................................................45 2.1.2 §Þa h×nh....................................................................................................45 2.1.3. §Þa chÊt, thæ nh−ìng...............................................................................50 2.1.4. Th¶m thùc vËt..........................................................................................54 2.1.5. KhÝ hËu ....................................................................................................57 2.1.6. M¹ng l−íi thuû v¨n c¸c l−u vùc s«ng nghiªn cøu ...................................58 2.2. §iÒu kiÖn kinh tÕ x· héi .................................................................................61 2.2.1. Thõa Thiªn - HuÕ ....................................................................................61 2.2.2. Qu¶ng Nam .............................................................................................62 2.2.3. Qu¶ng Ng·i .............................................................................................63 2.3. §Æc ®iÓm m−a, dßng ch¶y vµ c¸c biÖn ph¸p phßng lò ...................................65 2.3.1. §Æc ®iÓm m−a, dßng ch¶y trªn c¸c l−u vùc nghiªn cøu..........................65 2.3.2 C¸c biÖn ph¸p phßng lò trªn c¸c l−u vùc nghiªn cøu ..............................66 2 ch−¬ng3. X©y dùng m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh m−a - dßng ch¶y b»ng m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph−¬ng ph¸p SCS....................................................68 3.1. N©ng cao tÝnh æn ®Þnh vµ ®é chÝnh x¸c cña ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n m« pháng kh«ng gian – thêi gian trong m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu...............68 3.1.1. C¸c vÊn ®Ò vÒ tÝnh æn ®Þnh vµ ®é chÝnh x¸c khi gi¶i ph−¬ng tr×nh sãng ®éng häc b»ng ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ..................................................68 3.1.2. C¸c s¬ ®å sè ®Ó gi¶i ph−¬ng tr×nh sãng ®éng häc ..................................71 3.1.3. Mét sè thuËt to¸n gi¶i hÖ ph−¬ng tr×nh vi ph©n phi tuyÕn tÝnh trong m« h×nh phÇn tö h÷u h¹n sãng ®éng häc mét chiÒu................................................75 3.1.4. Thùc nghiÖm sè, ®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh, ®é chÝnh x¸c cña c¸c s¬ ®å sè vµ thuËt to¸n ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ¸p dông cho m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu ...........................................................................................................77 3.2. HiÖu chØnh ph−¬ng ph¸p SCS, n©ng cao kh¶ n¨ng m« pháng lò trªn c¸c l−u vùc s«ng ngßi miÒn trung ......................................................................................80 3.2.1. Sö dông SCS n©ng cao kh¶ n¨ng m« pháng l−u vùc................................80 3.2.2. N©ng cao kh¶ n¨ng m« pháng cña ph−¬ng ph¸p SCS.............................82 3.2.3. Thùc nghiÖm sè c«ng thøc tÝnh ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu trªn mét sè l−u vùc MiÒn Trung. ................................................................................................83 3.3 X©y dùng m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh m−a - dßng ch¶y ®èi víi mét sè l−u vùc s«ng th−îng nguån MiÒn Trung .....................................................................87 3.3.1. Ph©n tÝch vµ xö lý sè liÖu ........................................................................87 3.3.2. X©y dùng bé th«ng sè...............................................................................88 3.3.3. X©y dùng m« h×nh vµ ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n...........................................94 3.3.4. KÕt qu¶ m« pháng ...................................................................................95 3.3.5. NhËn xÐt ..................................................................................................99 ch−¬ng4. øng dông m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh m−a – dßng ch¶y trªn c¸c l−u vùc s«ng miÒn trung phôc vô dù b¸o lò vµ sö dông hîp lý tµi nguyªn n−íc vµ ®Êt ...........................................102 4.1 øng dông m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh m−a – dßng ch¶y phôc vô dù b¸o lò s«ng Trµ Khóc – tr¹m S¬n Giang ........................................................................102 4.1.1. Dù b¸o thö nghiÖm m−a lò t¹i l−u vùc s«ng Trµ Khóc – S¬n Giang.....104 4.1.2. Dù b¸o lò...............................................................................................106 4.2. øng dông m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh m−a dßng ch¶y phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn ®Êt trªn l−u vùc ..............................................................................108 4.2.1. §¸nh gi¸ ¶nh h−ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn sù h×nh thµnh lò........109 4.2.2. §¸nh gi¸ ¶nh h−ëng cña líp phñ rõng ®Õn sù h×nh thµnh lò................113 4.2.3. Kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®ång thêi thay ®æi th¶m phñ thùc vËt trªn l−u vùc s«ng T¶ Tr¹ch - tr¹m Th−îng NhËt ..............................116 4.2.4 X©y dùng bæ sung hå chøa trªn c¸c l−u vùc nghiªn cøu, t¨ng c−êng kh¶ n¨ng c¾t lò lµm gi¶m mùc n−íc h¹ du. ...........................................................117 4.3. KÕt qu¶ vµ th¶o luËn.....................................................................................120 4.3.1. VÒ viÖc phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn n−íc...................................120 3 4.3.2. VÒ viÖc phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn ®Êt .....................................121 danh môc c¸c c«ng bè liªn quan ®Õn kÕt qu¶ ®Ò tµi ..............123 C¸c bµi b¸o thùc hiÖn trong khu«n khæ cña ®Ò tµi..................124 kÕt qu¶ ®µo t¹o cña ®Ò tµi .....................................................................124 KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ .................................................................................125 tµi liÖu Tham kh¶o.......................................................................................127 Phô lôc................................................................................................................145 4 gi¶i thÝch c¸c 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 M« h×nh khÝ t−îng bÊt thuû tÜnh ch©u ¢u (ETA model) FLOAT M« h×nh lan truyÒn chÊt « nhiÔm GDP Tæng gi¸ trÞ s¶n phÈm trong n−íc 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 Trung t©m thuû v¨n X« viÕt (Hydro-Metorology Centre) HRM M« h×nh khÝ t−îng 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 n−íc (Integrated Quality and Quantity Model) ISIS M« h×nh thuû ®éng lùc häc (Interactive Spectral Interpretation System) KOD M« h×nh thuû lùc kh«ng æn ®Þnh cña NguyÔn ¢n Niªn KW-1D M« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu MIKE Bé m« h×nh thuû lùc vµ thuû v¨n l−u vùc cña ViÖn Thuû lùc §an M¹ch MM5 M« h×nh khÝ t−îng quy m« võa ( The NCAR/PSU 5th Generation Mesoscale Model) NAM M« h×nh dßng ch¶y cña §an M¹ch (Nedbør-Afrstrømnings-Model) ODE Ph−¬ng tr×nh vi ph©n th−êng QUAL2E M« h×nh chÊt l−îng n−íc (Water Quality version 2E) RAMS M« h×nh khÝ t−îng khu vùc cña Mü (Regional Atmospheric Modeling System) SCS Côc b¶o vÖ ®Êt (Soil Conservation Service) SDV 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 SWMM 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) TANK M« h×nh bÓ chøa cña NhËt B¶n USDAL M« h×nh dßng ch¶y ph©n bè Bé N«ng nghiÖp Hoa Kú Tæ chøc khÝ t−îng thÕ giíi (World Meteorological Organization) WMO X > PET, X< PET M−a v−ît thÊm vµ kh«ng v−ît thÊm 5 Danh s¸ch nh÷ng ng−êi tham gia thùc hiÖn ®Ò tμi 1. TS. NguyÔn Thanh S¬n, Tr−êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn, §¹i häc Quèc gia Hµ Néi, Chñ tr× ®Ò tµi 2. CN Ng« ChÝ TuÊn, Häc viªn cao häc, Tr−êng §H Khoa häc Tù nhiªn, §HQGHN 3. CN C«ng Thanh, Häc viªn cao häc, Tr−êng §H Khoa häc Tù nhiªn, §HQGHN 4. ThS. Hoµng Thanh V©n, NCS, Tr−êng §H Khoa häc Tù nhiªn, §HQGHN 5. CN §oµn M¹nh Hïng, ViÖn Khoa häc KhÝ t−îng Thñy v¨n vµ M«i tr−êng 6. CN Ph¹m C«ng Minh, HVCH, Tr−êng §H Khoa häc Tù nhiªn, §HQGHN 6 Danh môc c¸c b¶ng sè liÖu 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 t−îng øng dông c¸c m« h×nh thuû v¨n tÊt ®Þnh..............22 B¶ng 2.1. HiÖn tr¹ng rõng n¨m 2000 l−u vùc s«ng T¶ Tr¹ch [14]............................54 B¶ng 2.2. HiÖn tr¹ng rõng n¨m 2000 l−u vùc s«ng Thu Bån [14] ............................55 B¶ng 2.3. HiÖn tr¹ng rõng n¨m 2000 l−u vùc s«ng Trµ Khóc [14] ...........................55 B¶ng 2.4. Líp phñ thùc vËt l−u 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 ( Ia = 0, 2S) .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 tr−ng h×nh th¸i l−u vùc s«ng lùa chän ë MiÒn Trung ..................87 B¶ng 3.5. Sè liÖu khÝ t−îng thuû v¨n ®Ó m« pháng lò trªn c¸c l−u vùc nghiªn cøu .88 B¶ng 3.6. Ph©n tÝch c¸c l−u 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 l−u vùc s«ng nghiªn cøu ............99 B¶ng 4.1 KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ sai sè dù b¸o lò víi sè liÖu m−a tõ m« h×nh RAMS ....108 B¶ng 4.2. ¶nh h−ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y qua 9 trËn lò trªn s«ng T¶ Tr¹ch ..................................................................................................................110 B¶ng 4.3. ¶nh h−ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y qua 9 trËn lò trªn s«ng Thu Bån ...................................................................................................................110 B¶ng 4.4. ¶nh h−ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y qua 3 trËn lò trªn s«ng Trµ Khóc..................................................................................................................111 B¶ng 4.5 ¶nh h−ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y qua 2 trËn lò trªn s«ng VÖ ............................................................................................................................111 B¶ng 4.6. KÕt qu¶ kh¶o s¸t ®¸nh gi¸ ¶nh h−ëng cña rõng ®Õn dßng ch¶y lò trªn c¸c l−u vùc s«ng nghiªn cøu..........................................................................................115 B¶ng 4.7 ¶nh h−ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y khi t¨ng diÖn tÝch rõng qua 9 trËn lò trªn l−u vùc s«ng T¶ Tr¹ch - tr¹m Th−îng NhËt................................116 B¶ng 4.8. Mùc n−íc lò 5% trªn s«ng H−¬ng khi cã hå D−¬ng Hoµ (T¶ Tr¹ch).....117 B¶ng 4.9. C¸c hå chøa tham gia c¾t lò trªn dßng chÝnh s«ng Vu Gia – Thu Bån ...119 B¶ng 4.10. Gi¶m mùc n−íc lò trªn s«ng Trµ Khóc khi cã c¸c hå chøa c¾t lò ........119 7 Danh môc c¸c h×nh H×nh 1.1. Ph©n lo¹i c¸c m« h×nh thuû v¨n tÊt ®Þnh ...................................................21 H×nh 1.2. L−u vùc vµ l−íi 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 l−u vùc s«ng nghiªn cøu [155] ..................................................46 H×nh 2.2. §Þa h×nh l−u vùc s«ng Trµ Khóc ...............................................................48 H×nh 2.3. §é dèc l−u vùc s«ng Trµ Khóc..................................................................49 H×nh 2.4. Sö dông ®Êt l−u vùc s«ng Trµ Khóc ..........................................................53 H×nh 2.5. Rõng l−u vùc s«ng Trµ Khóc.....................................................................56 H×nh 2.6. M¹ng l−íi s«ng l−u 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. L−íi phÇn tö trªn l−u vùc s«ng T¶ Tr¹ch – tr¹m Th−îng NhËt.................90 H×nh 3.4. L−íi phÇn tö trªn l−u vùc s«ng Thu Bån – tr¹m N«ng S¬n.......................91 H×nh 3.5. L−íi phÇn tö trªn l−u vùc s«ng Trµ Khóc – tr¹m S¬n Giang.....................92 H×nh 3.6 L−íi phÇn tö trªn l−u 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 – Th−îng NhËt 95 H×nh 3.9 KÕt qu¶ m« pháng lò tõ 6h/20/X - 6h/24/X/2001 s. T¶ Tr¹ch - Th−îng NhËt ...........................................................................................................................96 H×nh 3.10. M« pháng trËn lò tõ 7h/28/X – 19h/30/X/2000 Thu Bån – N«ng S¬n....96 H×nh 3.11. M« pháng trËn lò tõ 7h/20/X – 19h/23/X/2001 Thu Bån – N«ng S¬n....97 H×nh 3.12. M« pháng trËn lò tõ 13h/20/ - 13h/24/XII/2000 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. L−îng m−a tÝch luü 72 giê dù b¸o ®−îc b»ng RAMS tõ 16 ®Õn 19/XI/2005 trªn 9 tiÓu l−u vùc thuéc s«ng Trµ Khóc - tr¹m S¬n Giang .................106 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..............................................................................................107 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..............................................................................................107 H×nh 4.4. ¶nh h−ëng 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 ........................................................................110 H×nh 4.5. ¶nh h−ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ ®Õn dßng ch¶y lò trªn s«ng Thu Bån, trËn lò tõ 19h/2 – 13h/8/X/2003 ..............................................................................111 H×nh 4. 6 ¶nh h−ëng 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 ............................................................112 H×nh 4.7: ¶nh h−ëng 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 ................................................................112 8 H×nh 4. 8. ¶nh h−ëng cña rõng ®Õn dßng ch¶y trªn s«ng T¶ Tr¹ch - Th−îng NhËt trËn lò tõ 16h/21®Õn 4h/23/X/2000 .........................................................................113 H×nh 4.9. ¶nh h−ëng cña líp phñ ®Êt ®« thÞ khi t¨ng diÖn tÝch rõng ®Õn dßng ch¶y lò trªn l−u vùc s«ng T¶ Tr¹ch - tr¹m Th−îng NhËt, trËn lò 23h/4- 10h/6/XII/1999 ...116 H×nh 4.10. VÞ trÝ hå chøa c¾t lò (dù kiÕn) trªn c¸c l−u vùc s«ng nghiªn cøu .........118 9 tãm t¾t c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu chÝnh cña ®Ò tμi a. Tªn ®Ò tµi: Nghiªn cøu m« pháng qu¸ tr×nh m−a - dßng ch¶y trªn mét sè l−u vùc s«ng ngßi MiÒn Trung phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn n−íc vµ ®Êt M· sè: QG - 07 -15 b. Chñ tr× ®Ò tµi: TS. NguyÔn Thanh S¬n, Khoa KTTV&HDH c. C¸c c¸n bé tham gia: HVCH. Ng« ChÝ TuÊn, Khoa KTTV&HDH HVCH. C«ng Thanh, Khoa KTTV&HDH ThS. NCS Hoµng Thanh V©n, Khoa KTTV&HDH CN. §oµn M¹nh Hïng, K48 CN Ph¹m C«ng Minh, K48 d. C¸c kÕt qu¶ ®¹t ®−îc: • KÕt qu¶ vÒ khoa häc 1. §· 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 (KW -1D) lµm c«ng cô chÝnh ®Ó m« pháng vµ ph¸t triÓn c«ng nghÖ dù b¸o lò còng nh− c¸c bµi to¸n quy ho¹ch sö dông hîp lý tµi nguyªn n−íc vµ ®Êt phï hîp víi ®Æc ®iÓm s«ng MiÒn Trung 2. 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, 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® · 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 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 ®Çu trong m« h×nh KW -1D, ®· tiÕn hµnh hiÖu chØnh c«ng thøc tÝnh ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu I a = 0,2S , nhËn ®−îc tõ thùc nghiÖm ë Mü, thu ®−îc kÕt qu¶ lµ I a = 0,13S ®èi víi l−u vùc s«ng VÖ, cßn c¸c l−u vùc kh¸c c«ng thøc thùc nghiÖm ë Hoa Kú vÉn gi÷ nguyªn gi¸ trÞ thùc tiÔn. 10 5. B»ng viÖc ph©n tÝch c¸c l−u 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 l−u vùc: T¶ Tr¹ch – Th−îng 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 l−u vùc trªn ®¹t tõ kh¸ ®Õn tèt ®· chøng minh ®iÒu ®ã. 6. §· c«ng bè 02 bµi b¸o trong khu«n khæ thùc hiÖn ®Ò tµi: 6.1 NguyÔn Thanh S¬n, 2008. §¸nh gi¸ ¶nh h−ëng cña rõng ®Õn sù h×nh thµnh dßng ch¶y lò trªn mét sè l−u vùc MiÒn Trung b»ng m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu, T¹p chÝ KhÝ t−îng Thñy v¨n, sè 566, th¸ng 2/2008, tr. 41-45, Hµ Néi 6.2. NguyÔn Thanh S¬n, 2008. HiÖu chØnh c«ng thøc tÝnh ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu trong ph−¬ng ph¸p SCS b»ng thùc nghiÖm sè cho l−u vùc s«ng T¶ Tr¹ch tr¹m Th−îng NhËt. T¹p chÝ C¸c khoa häc vÒ Tr¸i §Êt (Bµi göi ®¨ng 24/6/2008, ph¶n biÖn xong ngµy 13/7/2008 ®ang chuÈn bÞ in) • KÕt qu¶ phôc vô thùc tÕ 7. §· x©y dùng phÇn mÒm KW – 1D MODEL cã giao diÖn thuËn tiÖn cho ng−êi sö dông ®Ó x©y dùng c«ng nghÖ dù b¸o lò vµ kh¶o nghiÖm sè c¸c kÞch b¶n sö dông ®Êt 8. §Ó øng dông m« h×nh vµo viÖc sö dông hîp lý tµi nguyªn n−íc, kÕt hîp víi m« h×nh khÝ t−îng khu vùc RAMS, ®· tiÕn hµnh x©y dùng c«ng nghÖ 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%). 9. 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 l−u vùc cho thÊy: a) Khi tiÕn hµnh sö dông líp phñ ®Êt ®« thÞ, diÖn tÝch sö dông kh«ng nªn v−ît ng−ìng giíi h¹n - ng−ìng diÖn tÝch líp phñ ®Êt ®« thÞ g©y ®ét biÕn lò (®Ønh vµ l−îng lò t¨ng ®ét ngét. DiÖn tÝch nµy ®èi víi tõng l−u vùc lµ kh¸c nhau (11-30%). 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 h−ëng cña rõng trong vai trß ®iÒu tiÕt lò, thÊy r»ng víi ®é che phñ l−u vùc trªn 35%, 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 ng−ìng ®ã cã thÓ g©y ®ét biÕn lò. c) X©y dùng hå chøa ®Çu nguån lµ biÖn ph¸p khai th¸c tµi nguyªn n−íc hiÖu qu¶. Ngoµi vai trß tÝch tr÷ n−íc cung cÊp cho mïa c¹n, hÖ thèng c¸c hå chøa nµy cã vai trß lín trong viÖc phßng lò. Qua viÖc ph©n tÝch ®Þa h×nh c¸c l−u vùc nghiªn cøu cã thÓ x©y dùng 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 n−íc còng nh− thêi gian ngËp ë h¹ du ®èi víi lò chÝnh vô (P=10%). 11 • KÕt qu¶ dµo t¹o - Gãp phÇn hç trî viÖc thùc hiÖn LuËn ¸n TiÕn sü cña Chñ tr× ®Ò tµi, ®· b¶o vÖ cÊp Nhµ n−íc ngµy 15/3/2008 - Gãp phÇn hç trî ®µo t¹o 2 häc viªn cao häc vµ 1 nghiªn cøu sinh (®ang thùc hiÖn) - H−íng dÉn 2 sinh viªn K48 lµm Khãa luËn tèt nghiÖp, ®· b¶o vÖ th¸ng 6/2007 e. T×nh h×nh kinh phÝ cña ®Ò tµi: - Kinh phÝ ®−îc cÊp : 60 triÖu ®ång - §· ®−îc sö dông: 60 triÖu ®ång Kinh phÝ ®· ®−îc sö dông hÕt vµ quyÕt to¸n theo ®óng c¸c môc theo ®Ò c−¬ng ®· ®−îc duyÖt X¸c nhËn cña ban chñ nhiÖm khoa Chñ tr× ®Ò tμi GS.ts. trÇn t©n tiÕn TS. NguyÔn thanh s¬n X¸c nhËn cña tr−êng 12 Më ®Çu MiÒn Trung lµ n¬i høng chÞu nhiÒu thiªn tai lò lôt vµo lo¹i bËc nhÊt ë n−íc 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. H−íng 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 tr−íc ®©y nh− ph−¬ng ph¸p l−u l−îng mùc n−íc 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 l−u ë Trung t©m Dù b¸o KhÝ t−îng Thuû v¨n Trung −¬ng kh¸ chÝnh x¸c, ®¹t ®é ®¶m b¶o t−¬ng ®èi tèt. Tuy nhiªn, thùc tÕ th−êng gÆp ph¶i hai vÊn ®Ò lín lµm cho c«ng t¸c dù b¸o lò vÉn ch−a ®¸p øng ®−îc bµi to¸n thùc tiÔn. §ã lµ: (1) do c¸c s«ng ë khu vùc nµy th−êng ng¾n vµ dèc, thêi gian tËp trung n−íc nhanh nªn viÖc ph¸t c¸c b¶n tin dù b¸o dùa trªn sè liÖu quan tr¾c m−a vµ l−u l−îng tuyÕn trªn th−êng cã thêi gian dù kiÕn ng¾n, kh«ng ®ñ ®Ó triÓn khai c¸c biÖn ph¸p phßng chèng thÝch hîp vµ (2) do ch−a 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 m−a - dßng ch¶y trªn mét sè l−u vùc s«ng ngßi MiÒn Trung phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn n−íc vµ ®Êt” nh»m gãp phÇn n©ng cao chÊt l−îng c«ng t¸c c¶nh b¸o, dù b¸o dßng ch¶y lò tõ m−a, ®ång thêi phôc vô qu¶n lý tµi nguyªn n−íc vµ ®Êt theo h−íng ®iÒu tiÕt dßng ch¶y l−u 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 m−a dù b¸o tõ c¸c m« h×nh khÝ t−îng ®−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 l−u vùc. Môc tiªu cña ®Ò tµi lµ x¸c lËp c¬ së khoa häc ®Ó x©y dùng m« h×nh to¸n m« 13 pháng qu¸ tr×nh m−a – dßng ch¶y, cã kh¶ n¨ng dù b¸o lò vµ phôc vô sö dông hîp lý tµi nguyªn n−íc vµ ®Êt trªn c¸c l−uvùc s«ng ngßi MiÒn Trung. Ph¹m vi khoa häc cña ®Ò tµi lµ nghiªn cøu c¸c m« h×nh to¸n m−a – 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 m−a trong c¸c ®iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn ë MiÒn Trung. Ph¹m vi l·nh thæ lµ mét sè l−u vùc s«ng th−îng nguån: T¶ Tr¹ch ®Õn Th−îng NhËt (®¹i diÖn cho c¸c l−u 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 l−u 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. ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn cña ®Ò tµi lµ: 1) Hoµn thiÖn mét ph−¬ng ph¸p m« pháng qu¸ tr×nh m−a - dßng ch¶y trªn c¸c l−u vùc s«ng miÒn nói.; 2) KÕt qu¶ cña ®Ì tµi cã thÓ sö dông lµm c«ng cô gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò thùc tiÔn vÒ sö dông hîp lý tµi nguyªn n−íc vµ ®Êt trªn l−u vùc s«ng theo h−íng ph¸t triÓn bÒn v÷ng C¸c ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu chÝnh ®· sö dông lµ: 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 4) Ph−¬ng ph¸p hÖ thèng th«ng tin ®Þa lý (GIS). §Ò tµi ®−îc tr×nh bµy trong 4 ch−¬ng cïng víi më ®Çu, kÕt luËn, tµi liÖu tham kh¶o, phô lôc §Ò tµi ®−îc hoµn thµnh t¹i tr−êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn, §¹i häc Quãc gia Hµ Néi, t¸c gi¶ xin ch©n thµnh c¶m ¬n Phßng Khoa häc C«ng nghÖ tr−êng §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 . 14 Ch−¬ng 1 Tæng quan c¸c nghiªn cøu vÒ m−a lò ë miÒn trung. lý thuyÕt m« h×nh m−a – 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 n−íc l−u vùc s«ng 1.1.1. Nghiªn cøu, ¸p dông m« h×nh to¸n ®Ó tÝnh to¸n vµ dù b¸o m−a lò trªn thÕ giíi vµ ë n−íc ta Ngµy nay, trong tÝnh to¸n vµ dù b¸o lò, ®¸nh gi¸ ¶nh h−ëng cña viÖc sö dông, khai th¸c bÒ mÆt l−u 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 duy 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 tr−íc ®©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 n−íc ta, tõ n¨m 1980, ®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, nh−ng 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 n−íc 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 n−íc sö dông) víi c¸c m« ®un vÒ thñy lùc, ph©n t¸n chÊt l−îng n−íc, chuyÓn t¶i bïn c¸t, m« pháng m−a 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 n−íc 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 tr−íc sù khñng ho¶ng vÒ n−íc (c¶ l−îng vµ chÊt) tr−íc søc Ðp vÒ gia t¨ng d©n sè vµ c¸c ho¹t ®éng kinh tÕ, bµi to¸n quy ho¹ch tµi nguyªn n−íc ngµy cµng ®−îc ®Ò cao. C¸c m« h×nh to¸n trong lÜnh vùc qu¶n lý tµi nguyªn vµ m«i tr−êng n−íc, 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 n−íc c¶ l−îng vµ chÊt ®Ó kiÓm tra ho¹t ®éng dïng n−íc 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 l−îng n−íc. Bé m« h×nh thuéc Ch−¬ng tr×nh sö dông n−íc cña ñy héi s«ng Mª C«ng hç trî ra quyÕt ®Þnh ph©n bæ nguån n−íc theo c¸c kÞch b¶n sö dông tµi nguyªn m«i tr−êng gåm 3 m« ®un chÝnh (1) – m« h×nh SWAT ®Ó diÔn to¸n qu¸ tr×nh m−a – dßng 16 ch¶y; (2) m« h×nh IQQM dïng ®Ó m« pháng nguån n−íc vµ qu¶n lý c¸c c«ng tr×nh sö dông n−íc (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 l−u. 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 tr−êng Hoa Kú phôc vô c«ng t¸c qu¶n lý vµ ®¸nh gi¸ chÊt l−îng n−íc trªn l−u vùc. M« h×nh ®ang ®−îc øng dông réng r·i ë Mü, thuËn tiÖn rong viÖc l−u tr÷ vµ ph©n tÝch c¸c th«ng tin m«i tr−êng 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 l−u vùc. Bé m« h×nh nµy bao gåm (1) m« h×nh trong s«ng QUAL2E vÒ chÊt l−îng n−íc; (2) SWAT dïng dù do¸n ¶nh h−ëng 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 n−íc l−u 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 l−u vùc: tÝch n−íc, bèc tho¸t h¬i n−íc, dßng ch¶y trµn trªn s−ên dèc, trong lßng dÉn, chuyÓn ®éng cña n−íc 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 tr−êng ®Õn dßng ch¶y, song do møc ®é phøc t¹p cña nã nªn øng dông ch−a ®−îc réng r·i. Trong khu vùc ch©u ¸ b−íc ®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 l−u 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 t−îng Thuû 17 v¨n vµ M«i tr−êng [1, 3, 11, 16, 18, 23, 68-73, 90, 93, 94, 129 - 130], Trung t©m Dù b¸o KhÝ t−îng Thuû v¨n Trung −¬ng [12, 22, 28, 29, 37-39, 40, 67, 78], Tr−êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn, §¹i häc Quèc gia Hµ Néi vµ Tr−êng §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 n−íc trªn c¸c l−u vùc s«ng. 1.1.2. Nghiªn cøu m−a lò vµ tµi nguyªn n−íc 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, n−íc d©ng, lò lôt vµ h¹n h¸n víi tÇn suÊt vµ c−êng ®é lín nhÊt n−íc ta. Lò lôt x¶y ra do ¶nh h−ëng tæ hîp cña c¸c yÕu tè néi ngo¹i sinh cïng víi c¸c ho¹t ®éng kinh tÕ x· héi cña con ng−êi trªn bÒ mÆt l−u vùc g©y thiÖt h¹i nghiªm träng vÒ ng−êi 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 m−a 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 h−íng 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 l−u 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 b−íc ®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 tr−íc ®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 m−a 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 l−u 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 n−íc vµ ®Êt vµ c©n b»ng n−íc l−u 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 n−íc, nhu cÇu t−íi vµ c©n b»ng n−íc hÖ thèng c¸c l−u vùc ven biÓn MiÒn Trung. TrÇn Thanh Xu©n vµ céng sù ®· tiÕn hµnh tÝnh to¸n c©n b»ng n−íc cho tØnh Qu¶ng Nam. NguyÔn Thanh S¬n ®· ®Ò xuÊt c¸c gi¶i ph¸p ®Þnh h−íng sö dông n−íc l−u vùc ®Çm Trµ æ (B×nh §Þnh) [52] vµ quy ho¹ch tæng thÓ tµi nguyªn n−íc 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 h−ëng cña sù thay ®æi sö dông ®Êt ®Õn chÕ ®é dßng ch¶y l−u vùc Trµ Khóc [71]. §Ó bæ khuyÕt sè liÖu cßn thiÕu vµ th−a trªn khu vùc nghiªn cøu ®· sö dông m« h×nh NLRRM ®Ó kÐo dµi chuçi dßng ch¶y tõ tµi liÖu m−a [129]: NguyÔn ThÞ Nga, NguyÔn Thanh S¬n [41] ¸p dông ®Ó bæ khuyÕt sè liÖu dßng ch¶y cho c¸c l−u vùc s«ng tØnh Qu¶ng TrÞ, L−¬ng 19