Nghiên cứu đánh giá tác động của hồ đập đén dòng chảy lưu vực sông Srepok bằng mô hình Hype - Bùi Du Dương

Tài liệu Nghiên cứu đánh giá tác động của hồ đập đén dòng chảy lưu vực sông Srepok bằng mô hình Hype - Bùi Du Dương: Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 23 - nm 2018 99 NGHIÊN CU ÁNH GIÁ TÁC NG CA H P N DÒNG CHY LU VC SÔNG SREPOK BNG MÔ HÌNH HYPE Bùi Du Dng1, V Th Hi Hà1, Nguyn Th Ngc2, D Lê Thùy Tiên3, Lê Mnh Hùng4, Lê Mai Vân1, Bùi Th Phng Tho4 1Trung tâm Quy hoch và iu tra tài nguyên nc Quc gia, Vit Nam 2Trng i hc Inchoen, Hàn Quc 3Trng i hc Houston, Hoa K 4Trng i hc Bc Carolina, Hoa K 5Trng i hc Thành ph Tokyo, Nht bn Tóm tt Phát trin thy in, h cha Vit Nam, c bit là lu vc sông Srepok có nh hng không nh n h sinh thái t nhiên. Trong nghiên cu này, bài báo s tìm hiu, ánh giá tác ng ca các p thy in i vi dòng chy t nhiên ti lu vc sông Srepok Tây Nguyên Vit Nam. Nghiên cu phân tích hai kch bn có và không có h cha so sánh dòng chy thc o vi dòng chy c mô phng da trên mô hình HYPE. Kt qu cho thy có s thay i áng k gia dòng c...

pdf13 trang | Chia sẻ: quangot475 | Ngày: 15/01/2021 | Lượt xem: 17 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu đánh giá tác động của hồ đập đén dòng chảy lưu vực sông Srepok bằng mô hình Hype - Bùi Du Dương, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 23 - nm 2018 99 NGHIÊN CU ÁNH GIÁ TÁC NG CA H P N DÒNG CHY LU VC SÔNG SREPOK BNG MÔ HÌNH HYPE Bùi Du Dng1, V Th Hi Hà1, Nguyn Th Ngc2, D Lê Thùy Tiên3, Lê Mnh Hùng4, Lê Mai Vân1, Bùi Th Phng Tho4 1Trung tâm Quy hoch và iu tra tài nguyên nc Quc gia, Vit Nam 2Trng i hc Inchoen, Hàn Quc 3Trng i hc Houston, Hoa K 4Trng i hc Bc Carolina, Hoa K 5Trng i hc Thành ph Tokyo, Nht bn Tóm tt Phát trin thy in, h cha Vit Nam, c bit là lu vc sông Srepok có nh hng không nh n h sinh thái t nhiên. Trong nghiên cu này, bài báo s tìm hiu, ánh giá tác ng ca các p thy in i vi dòng chy t nhiên ti lu vc sông Srepok Tây Nguyên Vit Nam. Nghiên cu phân tích hai kch bn có và không có h cha so sánh dòng chy thc o vi dòng chy c mô phng da trên mô hình HYPE. Kt qu cho thy có s thay i áng k gia dòng chy t nhiên ti các trm thng lu, ni nhiu h cha và có ít s thay i hn các trm h lu ni t l này nh hn nhiu. Các nghiên cu tip theo trong tng lai s tp trung ci thin hiu sut mô hình ti các khu vc có ít s liu quan trc bng vic s dng d liu v tinh và khám phá các kh nng khác ca mô hình, cht lng nc và mô hình ngp lt. T khóa: HYPE; Mô hình thy vn; p thy in; Dòng chy t nhiên; Dòng chy quy nh; Lu vc sông Srêpôk. Abstract Assessing impacts of the reservoirs on the water fl ow in the Srepok river basin by using HYPE model Intensive hydropower development in Vietnam, particularly in the Srepok river basin has inevitably a ected natural ecosystems. In this research, It will investigate and assess the impact of hydropower dams on natural fl ows in the Srepok River basin in the Central Highlands of Vietnam. The research analyzed two scenarios with and without the reservoir to compare the observed fl ow with the simulated fl ow based on the use of multi-basin semi-distributed Hydrological Predictions for the Environment (HYPE) model. The results showed that there are signifi cant changes in natural fl ow in upstream hydrological stations where there are many reservoirs, and less changes between them in downstream hydrological stations where this ratio is much smaller. In the future, studies are needed to focus on improving the performance model in locations with less observed data by using satellite-based data and explore other capacities of the model, such as simulating groundwater table, water quality, and fl oodplain model. Keywords: HYPE; Hydrological modelling; Hydropower dam; Natural fl ow; Regulated fl ow; Srepok river basin. 1. M u Nc là cn thit cho s phát trin bn vng ca xã hi toàn cu. Tuy nhiên, an ninh nc ang chu áp lc nng n t các can thip ca con ngi và bin i khí hu. i vi mt s ni trên th gii bao gm châu Á, tác ng trc tip ca con ngi vt quá tác ng ca bin i khí hu. Vic xây dng bt c mt công trình nào u có tác ng n thiên nhiên không nhiu thì ít. Trong trng hp h cha thy in, vic vn hành, iu tit phát in s làm thay i ch dòng Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 23 - nm 2018 100 chy t nhiên. S thay i nhiu hay ít tùy theo h cha c vn hành nh th nào. Khi dòng chy t nhiên ca mt con sông thay i thì h sinh thái và c dân a phng gn h cha, trong lu vc con sông ó cng b nh hng nh gim phong phú loài, gián on thc vt, tái nh c, nh hng n c cu vic làm cng ng, khía cnh vn hóa, quan h sc khe và gii. Vit Nam, Th tng Chính ph ã phê duyt quy hoch phát trin in lc quc gia giai on 2011 - 2020 có xét n nm 2030 vi mc tiêu cung ng nhu cu in trong nc vi cht lng ngày càng cao, giá c hp lý, m bo an ninh nng lng [5]. Quy hoch xác nh mc tiêu u tiên phát trin ngun nng lng tái to (thy in, phong nng, in mt tri, in sinh khi,...) cho sn xut in trong ó s a tng công sut các thy in t 9.200 MW hin nay lên gn gp ôi (17.400 MW) vào 2020. Tuy nhiên, t nhng s c gn ây xy ra vi hàng lot các công trình thy in hin có (sông Tranh 2 [15], krông 3 [16], k Mek 3 [17],) hay nhng bt cp trong vic quy hoch, vn hành thy in a mc tiêu trong thi gian va qua, cng ng và các nhà khoa hc ã dy lên nhiu ý kin trái chiu xung quanh vic có nên u tiên phát trin thy in trong quy hoch in lc quc gia trong khi tác ng ca nó n ngi dân và h sinh thái còn cha c nghiên cu y . Vit Nam là „mt quc gia thiu nc“, bi lng nc mt bình quân u ngi hin ti trên lãnh th là 3.480 m3/ nm - di tiêu chun quc t (4.000 m3/ nm) ca Hip hi Tài nguyên nc Quc t (IWRA). Ngoài ra, khong hai phn ba ngun nc ca Vit Nam n t nc ngoài. Trên các vùng và thi gian khác nhau trong nm, tài nguyên nc không c phân b u. Trong nm 2013, Vit Nam ã khai thác gn 70% tim nng thy in, trong khi con s này cho trung bình toàn cu là 35%. 260 nhà máy thy in ang hot ng, 211 d án ang c xây dng và vn còn 266 d án khác s c lp t trong nc [5]. T nhng nm u thp niên 1970, d báo l nghip v Thy in dùng mô hình thy vn HBV (Hydrologiska Byråns Vattenbalansavdelning; Bergström 1995). Tuy nhiên, tác nhân môi trng cha c thit lp trong mô hình này, do ó mt khái nim mô hình mi ã c phát trin gn ây, ó là Phng oán thy vn cho môi trng (HYPE) [9]. Trong khoa hc thy vn, mt trong nhng th thách ln nht là d báo các thành phn thy vn cho nhng lu vc không có s liu lu lng ca ra ca lu vc. Th thách này ã c chú trng gii quyt trong giai on 2003 - 2012 bi Hip hi Thy vn quc t [23]. Thách thc cho d báo cho lu vc không có s liu lu lng ca ra ca lu vc nm ch c tính thông s cho mô hình. S là mt khó khn không nh khi tìm s kt ni gia thông s cho mô hình và các c tính ca lu vc [1, 2] ngoi tr din tích h và din tích lu vc. Na Uy, thông s vùng c s dng cho mô hình tính toán cân bng nc s dng ô li, vi thông s liên quan n iu kin a hình [13, 22] ã ch ra rng vic hiu chnh thông s mô hình cho các lu vc c lp vi nhau có th thông qua s dng h thng phân b ca thy vn vi t. Theo các tác gi [13] cng kt ni các tính cht vt lý ca loi t và thc vt vi thông s mô hình thy vn CRASH. Thy in, nghiên cu v b cp nc di t ca [18] ch ra rng s khác nhau gia i tr nc và b cp nc ngm da trên mô hình cân bng nc cho 161 lu vc va và nh. c trng ca lu vc da trên ba loi t c xác nh. Nhng kt qu kh quan trên gi ý mt kh nng liên kt thông s mô hình thy vn vi các tính cht a vn ca lu vc gim yu t bt nh trong ng dng cho lu vc ln ca mô hình HYPE. Mc tiêu tng quan ca nghiên cu này nhm ánh giá tác ng ca h p Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 23 - nm 2018 101 n dòng chy lu vc sông Srêpok. Vi hai kch bn có và không có h cha so sánh dòng chy thc o vi dòng chy c mô phng. áng chú ý là ánh giá kt qu cho phn ln các tiu lu vc không có s liu thc o ca ra. gim bt s bt nh cho nhng lu vc trên, quy trình hiu chnh theo bc c tin hành vi gi thit các thông s ca mô hình có liên quan n các bin a vn hn là so vi v trí ca lu vc. Gi thit này cho mô hình vi quy mô ln s cung cp thông tin giá tr cho các lu vc không có d liu ca ra, bng vic s dng d liu và kim nh cho mt vài lu vc vùng khác. 2. Khu vc nghiên cu Sông Srepok là mt trong nhng nhánh chính ca sông Mekong (Hình 1). Trong phn lãnh th Vit Nam, nó c gi là sông Dak Krong. Lu vc ca sông Srepok bt ngun t tnh k Lak thuc Tây Nguyên ri chy xung hai tnh Ratanakiri và Stung Treng ca Campuchia. phn lãnh th Campuchia, sông Srepok ln lt hp lu vi sông Sesan (bt ngun t Vit Nam) và Se Kong (bt ngun t Lào) trc khi vào sông Mekong th trn Strung Treng. Sông có dài 450 km vi 169 km trên lãnh th Vit Nam. Sông Srepok có ba nhánh sông chính là sông Krong No, sông Krong Ana và sông Ea H’leo. Toàn b lu vc sông Srêpok và vùng lân cn (trong lãnh th Vit Nam) có din tích t nhiên khong 18.230 km2, tri rng trên phn ln din tích tnh k Lk, mt phn tnh k Nông, 4 huyn ca tnh Gia Lai và 2 huyn ca tnh Lâm ng. Lu vc Sre Pok có s lng công trình thy li, h cha ln c bit là h cha va và nh tng i nhiu. Tháng 7/2014 Th tng Chính ph ã ban hành quy trình vn hành liên h cha trên lu vc Sre Pok. Theo ó các h Buôn Tua Srah, Buôn Kup, Srêpôk 3, Srêpôk 4 và Srêpôk 4A phi vn hành theo nguyên nc th t u tiên c quy nh trong quy trình. Hình 1: Bn lu vc sông Srepok 3. Phng pháp và d liu s dng 3.1. Phng pháp nghiên cu tng quan và mô hình HYPE Vic ánh giá tác ng ca h p n dòng chy lu vc sông Srepok bng mô hình HYPE c xây dng thc hiên theo s nghiên cu tng quát theo Hình 2 (trang sau). Mô hình HYPE c phát trin bi Vin Khí tng thy vn Thy in (SMHI) là mt s tích hp mô hình thy vn và mô hình cht lng nc (Hình 3). Các ngun cung cp và tn tht (bao gm phép bin i và ng dòng chy) ca nc, nit và pht pho c bao gm trong mô hình. Mc tiêu chính ca s phát trin mô hình là gi phc tp nh nhau cho các quá trình khác nhau. Mã ngun (vit trong FORTRAN 95) c cu trúc có th áp dng cho min rng, d liu u vào và kt qu ca mô hình có th c chun b và phân tích da trên Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 23 - nm 2018 102 Hình 2: S nghiên cu tng quát công c thit lp u vào thy vn th gii (WHIST). Cu trúc ca mô hình có th da trên phng pháp a lu vc nhiu sông các lu vc khác nhau có th c mô phng cùng lúc. Mi mt sông c chia nh thành các tiu lu vc, mi tiu lu vc này li tip tc c chia nh thành các loi t, t s dng và ng n v phn ng thy vn (HRUs) (Fliigel 1995). Phn ln các thông s c thit lp cho lp t hoc t s dng riêng bit, mt s thông s còn li c thit lp toàn b c mô hình. n v phn ng thy vn theo chiu thng ng có ti a ba lp t, vi tùy bin sâu cho mi lp. Kh nng gi nc (tr lng nc cho thc vt, hoc tng rng) liên quan n c tính ca t. Cân bng nc tính toán m ca t cho tng lp t, khi các l rng trong mt lp t c lp y bi nc thì dòng ngm bt u xut hin lp t ó. Mc nc di t c tính da trên t l l rng c lp bi nc. i vi t nông nghip, quá trình tiêu c thc hin qua các tm thoát nc. Các quá trình thy vn khác nh dòng chy sát mt, xói và macro-pore fl ow c mô hình hóa. Dòng chy ra ca tt c các ng n v phn ng thy vn (HRUs) c din toán qua các sông, h và các h cha iu hòa, c thit lp chi tit cho tng tiu lu vc và cui cùng c din toán gia các tiu lu vc khác nhau. Thc th nc trong h thng sông có th có ng cong mc nc - lu lng riêng bit hoc chung. Mt tiu lu vc có th gm nhiu hn mt ng n v phn ng thy vn, ti a là 49. Thêm na, mi thc th nc c gán cho mt din tích hoc sâu tính thi gian lu trú ca các cht. Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 23 - nm 2018 103 Hình 3: Các quá trình din toán trong mô hình HYPE Vi mc ích có c s hiu bit v các thành phn c th và các quá trình nc ch yu. HYPE òi hi kt hp nhiu loi d liu khác nhau nh d liu v không gian và các phép o (chng hn nh c s d liu v a cht, các li khí tng, quan trc o c mu liên tc, o c thc a, nh vin thám, radar,) vi các quá trình mô hình s và vic s dng các gi nh chung mô t các h thng ln phân gii cao. Mô hình HYPE là công c mnh c ng dng rng rãi nhiu ni trên th gii trong nghiên cu d báo thy vn, hi dng hc, cht lng không khí, khí tng, d báo thi tit. Bên cnh ó, HYPE có nhiu u im, c bit, mô hình có kh nng d báo tng quan trên vùng rng ln (vùng, lu vc liên quc gia, c nc, liên lu vc) t các ngun s liu m và sau ó d báo chi tit cho tng lu vc, vùng nh hn. Quá trình din toán h cha (olake) trên mô hình HYPE c mô phng nh sau: H x nhn c c dòng chy ca a phng và chy t các khu vc thng ngun qua sông chính. Mt h nc có th nhn c dòng chy t dòng nc ngm trong khu vc. Nu mc nc (wlm) cao hn ngng (h_depth) thì dòng chy c tính theo phng trình sau: Trong ó, gratk, gratp và grata là các tham s chung áp dng cho tt c các h trong ng dng mô hình; ratcorr là tham s mô hình ph thuc vào vùng tham s iu chnh gratk cho các vùng khác nhau. Khu vc thng lu (uparea, km ^ 2) c bao gm trong phng trình nu tham s grata là> 0. Nu mc nc di ngng thì dòng chy là 0 i vi h iu tit, mt quy trình n gin có th c a ra trong LakeData. txt cho các h nc ã chn. Ngoài các Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 23 - nm 2018 104 h c quy nh, các p trong HYPE thay vào ó có th c iu chnh bi mt mc ích c th. Mt h olake có th là mt phn ca mt h ln hn. Sau ó nó c gi là lu vc h ca h ln hn. Lu vc h c x lý khác nhau nu chúng nm trong h hoc nu chúng là h cui cùng, ngha là h có dòng chy ra h. Dòng chy qua h c chia thành các lu vc h ch xy ra theo mt hng, không có s trao i hai chiu gia các lu vc h. i vi các lu vc h thng ngun chy vào mt lu vc h khác, tt c các nc trên ngng c thoát nc. Ngng ca h (ging nh lu vc h cui cùng) c s dng, không phi bt k ngng bên trong nào gia các lu vc h. Nu mc nc h (wlm) cao hn lu lng ngng (w0 hoc wmin) thu c. i vi lu vc h cui cùng c c tính bi mt ng cong ánh giá, hoc là mt phng trình c th hoc vi phng trình tng quát, hoc theo quy trình thng quy. Vì tt c các nc (trên ngng) trong h (t tt c các lu vc h) tích t trong lu vc h cui cùng, mc nc không th c s dng trc tip, nhng nó c tính toán li tính toán dòng chy t h. Mc nc lu vc h cui cùng (wlm) c quy mô bi din tích h cha (din tích) n toàn b khu vc h (lakearea). Nu mc nc h c tính toán (wlake) cao hn ngng (wthresh) thì dòng chy c c tính bng ng cong ánh giá. i vi các h có dòng chy c xác nh bi ng cong xp hng, mc nc ca h s cao hn mc ngng thoát. Mc cân bng s ph thuc vào kích thc ca dòng và các thông s ng cong xp hng dòng chy. Tùy thuc vào thi gian c trú ca nc trong h nó có th mt thi gian cho cp này c thành lp và cho n khi ó dòng chy ca h s c mô phng thp hn so vi nó phi c. Vì vy, mt thi gian spin-up là cn thit cho mt mô phng mô hình. 3.2. D liu s dng Bng 1. S liu s dng trong V-HYPE Loi s liu Mô t s liu phân gii Ngun Khí tng thy vn Ma, nhit không khí, bc hi, lu lng 4 km li ma và nhit da trên s liu thc o cho giai on 1990 - 2010 - HydroSHEDS “Lehner, B., Verdin, K., Jarvis, A. (2006): cr.usgs.gov. D liu a hình D liu s cao (DEM), Din tích tiu lu vc phân gii 90m, trung bình din tích lu vc = 218 km2, trung v din tích lu vc = 170 km2 - Hydrosheds (Lehner et al., 2008) and Hydro1K (USGS, 2018) Loi t Li da trên ly mu vi phân gii khác nhau Harmonized World Soil Database “FAO/IIASA/ISRIC/ISS-CAS/JRC, 2012. Harmonized World Soil Database (version 1.2). FAO, Rome, Italy and IIASA, Laxenburg, Austria.” t s dng 250 m ESA CCI Land Cover, version 1.41 Mng li sông ngòi Tng cng 5723 km chiu dài sông Thông tin v h sâu, ch iu tit, ng quá trình lu lng mc nc 5 h ti ca ra lu vc Tùy bin - GLOBAL LAKES AND WETLANDS DATABASE, GLWD “Lehner, B. (2004): - Ch vn hành h cha ca lu vc sông Srepok (S 1201/Q - TTg ngày 23/05/2014) Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 23 - nm 2018 105 Bng 2. Các trm chính trên lu vc sông Srepok STT Tên trm Tên sông Kinh V Din tích (km2) 1 Giang Sn Krong Ana 108.19 12.51 3180 2 Cu 14 Srepok 107.93 12.61 8610 3 Bn ôn Srepok 107.76 12.91 10700 4 c Xuyên Krong No 107.98 12.30 2960 D liu v mt t nhiên c thu thp ti lu vc sông Srepok, s dng d liu t các b d liu m sn có trong khu vc hoc toàn cu (Bng 1). Tên min c chia thành 86 tiu lu vc, dao ng t di 24 km2 n gn 500 km2, vi din tích trung bình 210 km2 da trên c s d liu HydroSheds (Lehner và cng s, 2009). D liu v che ph t và loi t t Sáng kin thay i Khí hu t ai [8] c tng hp thành 9 lp (Hình 2). Rng và t nông nghip là din tích t chính trong lu vc (chim hn 80%). Bn h cha ang hot ng t nm 2010 trong lu vc (s 1201/ Q - TTg ngày 23 tháng 5 nm 2014, Cc Qun lý tài nguyên nc) (Bng 3). Bng 3. Quy trình vn hành h cha TT Tính cht n v Buôn Tua Srah Buôn kup Srêpok 3 Srêpok 4 Srêpok 4A 1 Loi iu tit nm iu tit ngày iu tit ngày iu tit ngày iu tit ngày 2 Mc nc bình thng m 487.5 412 272 207 186.6 3 Mc nc thp nht m 465 409 268 204 185.5 4 Mc nc thit k, P = 0.1% m 489.5 414,5 275 210.5 5 Mc nc thit k, P = 0.5% m 487.8 6 Tng dung tích (W tb ) 106m3 786.9 63,24 219 25.9 3.9 7 Dung tích hu dng (W hi ) 106m3 522.6 14,7 62.8 8.4 0.8 8 Dung tích cht (Wc) 106m3 264.2 48,54 156.1 17.5 4. Hiu chnh và kim nh mô hình Hiu chnh lp ca các nhóm tham s c s dng trong nghiên cu gim bt vn bình ng trong mô hình da trên quy trình [2]. Th t hiu chnh ca các nhóm thông s là: (i) Giá tr tham s t và t ban u c ly t b tham s hiu chnh cho mô hình HYPE trên toàn th gii và sau ó c iu chnh bng cách ti u hóa các tham s cho các nhóm lu vc h không có i din (RGB) cho mi loi t và che ph t. Mt s tiêu chí thng kê ã c s dng trong ánh giá: sai s khi lng tng i (RE), tng quan thi gian x hàng nm [21], Hiu sut Nash-Sutcli e (NSE), Sai s trung bình (RMSE) và Hiu qu Kling-Gupta [24] gia lu lng thc o và mô phng [7]. Khung nghiên cu cho bài báo này c mô t trong Hình 3. Mô hình HYPE cho lu vc sông Srepok c hiu chnh trong giai on 2000 - 2005, kim nh trong giai on 2006 - 2009 (trc khi vn hành p). Phân tích kch bn có và không có s hin din ca p ã c kim tra t 2010 - 2013 ánh giá tác ng ca vic xây p i vi dòng chy t nhiên. Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 23 - nm 2018 106 Bng 4. Thông s mô hình Thông s Quá trình Mô t n v Min Max Giá tr mô phng wcfc Gi nc Phân s nc trong t có sn cho PET - 0.05 0.5 0.47 wcwp im héo % 0.05 0.5 0.1 wcep Hiu qu rng nh là phân s ca sâu t % 0.05 0.5 0.5 trrcs Suy thoái H s suy thoái cho h thng thoát nc ts-1 0.05 0.5 0.4 rrcs1 H s suy thái cho lp t trên cùng ts-1 0.05 0.5 0.075 rrcs2 H s suy thoái cho lp t di nht ts-1 0.05 0.5 0.024 macrate Dòng chy mt Phân s dòng chy v mô mm/d 0.05 0.5 0.5 mactrinf Ngng cho dòng chy v mô mm ts-1 0 100 8 mactrsm Ngng nc ngm cho dòng chy v mô và dòng chy b mt - 0 1 0.25 rivvel Song Tc l Tc l trong dòng nc m/s 0.5 1.5 1.5 damp Phân s tr trong dòng nc cng gây ra thm % 0.4 0.7 0.4 ánh giá kt qu hiu chnh, phù hp gia lu lng mô phng và quan sát c c tính da trên giá tr ca NSE, h s tng quan (CC), Sai s tng i (RE), RMSE và KGE. Trong ó: c là giá tr tính toán, r là giá tr thc o, cm là giá tr tính toán trung bình ti trm o, rm là giá tr thc o trung bình ti trm o, i là n v tính bc thi gian thc o trong chui thi gian ca mt trm. Bng di ây cho thy kt qu thc hin cui cùng cho giai on hiu chun gia nm 2000 và 2005. NSE tng th trên bn trm là 0,80 vi NSE rt cao ti các trm Giang Sn, Cu 14 và Bn ôn. Trm c Xuyên là im yu nht ca mô hình vì trm này nm v trí xa nht và min núi vi ng h o ma hn ch (ng h o ma nm cách xa ng h o dòng chy). Tuy nhiên, hiu sut tng th ca mô hình trên toàn b lu vc ã chng minh rng hiu sut mô hình ã c chp nhn. 4.1. Kt qu hiu chnh mô hình Bng di ây cho thy các iu chnh ca các thông s Vs - HYPE sau khi hiu chnh so vi các giá tr ti thiu và ti a ca các thông s. Trong quá trình này, chúng tôi ã s dng 13 trm o ma và dòng chy hiu chnh bn trm x ti Giang Sn, Cu 14, Bn ôn và c Xuyên trong giai on 2000 - 2005. Các thông s nhy cm nht liên quan n vic gi nc, suy thoái, thoát nc b mt và quá trình nh tuyn sông. Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 23 - nm 2018 107 Bng 5. ánh giá sai s hiu chnh mô hình (2000 - 2005) TT Trm NSE CC RE (%) RMSE KGE 1. Giang Sn 0.90 0.96 14.37 26.64 0.82 2. Cu 14 0.84 0.92 1.84 86.70 0.86 3. Bn ôn 0.83 0.92 8.53 94.77 0.88 4. c Xuyên 0.62 0.81 16.37 66.47 0.63 Trung bình 0.80 0.90 2.09 66.84 0.80 Hình 4: Lu lng mô phng hàng ngày và hàng tháng so vi lu lng thc o trong giai on 2000 - 2005 c xác nhn ti (a) Giang Sn, (b) Cu 14, (c) Bn ôn, và (d) c Xuyên Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 23 - nm 2018 108 Hình 4 trình bày kt qu tt gia lu lng sông mô phng hàng ngày và hàng tháng (m3 / s) vi d liu quan sát c cho các giai on 2000 - 2005 ã hiu chnh. Có s phân b theo mùa rõ rt gia mùa khô (tháng 12 n tháng 5) và mùa ma (tháng 5 n tháng 11) vi các nh vào khong tháng 10. S khác bit gia lu lng mô phng và quan sát c th hin trong hình bên trong c hai giá tr tuyt i và biu . Nói chung, hn 90% sai s (s khác bit) thp hn 100 m3 tích ly hàng ngày. Các li ln ch yu trm c Xuyên, có kh nng là do v trí không phù hp ca các trm quan trc t và dòng chy. 4.2. Kt qu kim nh mô hình Bng di ây tóm tt kt qu hiu chnh ca mô hình trên các trm trong giai on kim nh (2006 - 2009). c Xuyên li là phn yu nht ca mô hình trong khi các trm khác cho thy hiu sut tt. Có ánh giá thp v các nh l nm 2007 trên tt c các trm. Hình bên cnh cho thy s phân b li ca mô hình trên tt c các trm. Các li ti trm c Xuyên c trình bày rõ ràng. Tuy nhiên, hu ht các li u thp hn 100 m3 tích ly hàng ngày, do ó chính xác ca mô hình là chp nhn c. Bng 6. ánh giá sai s kim nh mô hình (2006 - 2009) TT Trm NSE CC RE (%) RMSE KGE 1. Giang Sn 0.73 0.86 0.96 46.33 0.78 2. Cu 14 0.83 0.91 -3.46 96.49 0.89 3. Bn ôn 0.83 0.92 7.38 107.70 0.88 4. c Xuyên 0.40 0.77 11.83 66.85 0.69 Trung bình 0.70 0.87 4.18 79.34 0.81 5. ánh giá nh hng ca h cha Hiu sut ca hai kch bn dòng mô phng có và không có h cha so vi lu lng thc o c trình bày trong bng di ây. Mô hình có h cha dng nh có kt qu mô hình tt hn so vi mô hình không h trên tt c các trm. Tuy nhiên, trm c Xuyên t yêu cu không cao. So sánh t l kh nng lu tr vi din tích thoát nc ca các h cha hin có cho thy t l din tích ca h Buôn Tua Srah ln hn din tích lu vc c Xuyên, nên có tác ng nhiu hn n dòng chy t ca x. Trong khi ó, vì không có thông tin v dòng chy ngày t các h cha, HYPE ch mô hình s hin din ca các h cha mà không có vn hành h cha. Do ó, dòng chy mô phng h cha (không có quy trình vn hành h) ti trm c Xuyên có chính xác thp hn so vi lu lng thc o (có h cha) t các trm khác. Ti trm Giang Sn, không có h cha trong khu vc thoát nc, do ó hiu sut là không i gia hai kch bn. Cu 14 và Bn ôn là các trm h lu, trong ó t l kh nng lu tr cho khu vc thoát nc ca chúng cng nh. Theo ó, s thay i gia dòng chy t nhiên mô phng (không có h cha) so vi lu lng quan sát (vi vn hành h cha) ít hn (NSE = 0,70 và 0,75 i vi Cu 14 và Bn ôn tng ng). Bng 7. ánh giá mô hình trong phân tích kch bn (2010 - 2013) TT Trm NSE CC RE (%) RMSE KGE Mô phng không h cha 1. Giang Sn 0.71 0.91 -21.46 46.33 0.78 2. Cu 14 0.70 0.88 -9.23 96.49 0.89 3. Bn ôn 0.75 0.91 -1.09 107.70 0.88 4. c Xuyên -1.13 0.59 33.18 66.85 0.69 Trung bình 0.26 0.82 0.3 72.14 0.58 Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 23 - nm 2018 109 Mô phng có h cha 1. Giang Sn 0.71 0.91 -21.64 42.28 0.58 2. Cu 14 0.80 0.90 -8.23 70.79 0.80 3. Bn ôn 0.85 0.93 -0.42 68.91 0.92 4. c Xuyên -0.27 0.52 36.73 55.56 0.39 Trung bình 0.80 0.90 2.09 68.64 0.80 Hình 5: Lu lng mô phng hàng ngày và hàng tháng so vi lu lng thc o trong giai on 2006 - 2009 c kim nh ti (a) Giang Sn, (b) Cu 14, (c) Bn ôn, và (d) c Xuyên Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 23 - nm 2018 110 Hình 6: T l kh nng lu tr h cha i vi khu vc thoát nc. So sánh gia dòng chy t nhiên mô phng (không có h cha) và dòng chy thc o (vi hot ng ca h cha) trên tt c các trm 6. Kt lun Mô hình thy vn cho lu vc sông xuyên biên gii có tác ng ca con ngi luôn là mt thách thc ln vì thông tin quan trc b hn ch. Vic thiu thông tin áng tin cy có th gây nh hng n các k hoch qun lý nc, c bit là i vi lu vc sông Srepok ni có thng ngun Campuchia. Mô hình HYPE, ã c ng dng ch yu vùng khí hu lnh phía bc, c s dng ln u tiên ti lu vc sông Srepok thuc vùng nhit i. Mc phù hp gia lu lng mô phng và thc o c trên hu ht các trm trc và sau khi xây dng p ã chng minh kh nng ng dng ca mô hình trong khu vc nghiên cu. Xem xét các tác ng ca p thy in lên ch thu vn cho thy có s thay i áng k gia dòng chy t nhiên và mô phng ti trm thng lu, ni có t l tr dung tích h cha cao cho khu vc thoát nc và ít thay i gia các trm h lu. Phát hin này rt quan trng i vi nhng ngi ra quyt nh xây dng các k hoch qun lý nc phù hp gim thiu tác ng ca con ngi i vi dòng chy t nhiên. Các nghiên cu trong tng lai là cn thit ci thin hiu sut mô hình các a im có ít thông tin quan trc vi d liu v tinh và khám phá các kh nng khác ca mô hình, chng hn nh mô phng nc ngm, cht lng nc và mô hình ngp nc. Li cm n: Nghiên cu này c trong khuôn kh tài nghiên cu khoa hc cp B Tài nguyên và Môi trng “Nghiên cu tích hp mô hình mã ngun m vi d liu ma toàn cu d báo ngun nc mt lu vc sông liên tnh, liên quc gia. Áp dng th nghim ti lu vc sông Srêpôk”. Mã s: TNMT.2016.02.01. TÀI LIU THAM KHO [1]. Andersson, E., Nilsson, C. and Johansson, M.E., (2000). E ects of river fragmentation on plant dispersal and riparian fl ora. Regulated Rivers: Research & Management: An International Journal Devoted to River Research and Management. [2]. Arheimer, B. and Lindström, G., (2013). Implementing the EU Water Framework Directive in Sweden. Run o Predictions in Ungauged Basins - Synthesis across Processes, Places and Scales. Edited by: Bloeschl, G., Sivapalan, M., Wagener, T., Viglione, A., and Savenije, H., Cambridge University Press, Cambridge, UK, 353 - 359. [3]. Babel, M.S. and Wahid, S.M., (2009). Freshwater Under Threat South East Asia: Vulnerability Assessment of Freshwater Resources to Environmental Change: Mekong River Basin. United Nations Environment Programme. [4]. Berg, P., Donnelly, C. and Gustafsson, D., (2018). Near-real-time adjusted reanalysis forcing data for hydrology. Hydrology and Earth System Sciences. [5]. DWRM (Cc Qun lý tài nguyên nc). D án: Lp quy trình vn hành liên h cha lu vc sông Srê Pk. [6]. Donnelly, C., Yang, W. and Dahné, J., (2014). River discharge to the Baltic Sea in a future climate. Climatic Change, 122(1 - 2), 157 - 170. [7]. Donnelly, C., Andersson, J.C. and Arheimer, B., (2016). Using fl ow signatures and Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 23 - nm 2018 111 catchment similarities to evaluate the E - HYPE multi-basin model across Europe. Hydrological Sciences Journal, 61(2), 255 - 273. [8]. ESA (2017). Land Cover CCI Product User Guide Version 2.0. http:// maps.elie.ucl.ac.be/CCI/viewer/download/ ESACCI-LC-Ph2-PUGv2_2.0.pdf, last access: 26 September 2018. [9]. Lindström, G., Pers, C., Rosberg, J., Strömqvist, J. and Arheimer, B., (2010). Development and testing of the HYPE (Hydrological Predictions for the Environment) water quality model for di erent spatial scales. Hydrology research, 41(3 - 4), pp.295 - 319. [10]. Müller, D., (2003). Land-use change in the Central Highlands of Vietnam. Doctoral dissertation, Niedersächsische Staats-und Universitätsbibliothek Göttingen. [11]. Nash, J.E. and Sutcli e, J.V., (1970). River fl ow forecasting through conceptual models part I - A discussion of principles. Journal of hydrology, 10(3), 282 - 290. [12]. Nguyen, L.D., Ngo, L.L., Ngo, L.A., Duong, Q.H, and Chu, B.T. (2013). Tác ng ca phát trin thy in n tài nguyên nc khu vc Tây Nguyên. Tp chí các khoa hc v Trái t, 35(2), 175 - 180. [13]. Nilsson, C., Reidy, C.A., Dynesius, M. and Revenga, C., (2005). Fragmentation and fl ow regulation of the world’s large river systems. Science, 308 (5720), 405 - 408. [14]. Trung tâm Quy hoch và iu tra tài nguyên nc Quc gia (2010). D án: Lp nhim v Quy hoch lu vc sông Srê Pk. [15]. Sivapalan, M. et al., eds., (2006). Predictions in ungauged basins: promises and progress. Wallingford, UK: IAHS Press, IAHS Publ. 303. [16]. Vin Quy hoch thy li (2014). D án: Quy hoch tng th thy li vùng Tây Nguyên. [17]. Tran, V.T., Sunada, K. and Ichikawa, Y., (2011). A spatial impact assessment of human-induced intervention on hydrological regimes: a case study in the upper Srepok River basin, Central Highlands of Vietnam. International journal of river basin management,. [18]. Tran, V.T., Rodhe, Sunada, K., Ichikawa, Y. and Oishi, S., (2012). Scenario - based impact assessment of land use/cover and climate changes on water resources and demand: a case study. [19]. VU, T.T. and Khoi, D.N., (2017). Using gridded rainfall products in simulating streamfl ow in a tropical catchment - A case study of the Srepok River Catchment, Vietnam. Journal of Hydrology and Hydromechanic [20]. SMHI (2017). Water balance. HYPE documentation version 5.0.0. [21]. Pearson, K., (1895). Contributions to the mathematical theory of evolution. II. Skew variation in homogeneous material. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 186 (Part I), 343 - 424. [22]. Reed, S., Schaake, J., & Zhang, Z. (2007). A distributed hydrologic model and threshold frequency-based method for fl ash fl ood forecasting at ungauged locations. Journal of Hydrology, 337(3 - 4), 402-420. doi: jhydrol.2007.02.015 [23]. Sivapalan, M. et al., (2003). IAHS Decade on Predictions in Ungauged Basins (PUB), 2003 - 2012: Shaping an exciting future for the hydrological sciences. Hydrological Sciences Journal, 48, 857 - 880.1. [24]. Gupta, H.V., Kling, H., Yilmaz, K.K. and Martinez, G.F., (2009). Decomposition of the mean squared error and NSE performance criteria: Implications for improving hydrological modelling. Journal of Hydrology, 377 (1 - 2), 80 - 91. BBT nhn bài: 27/11/2018; Phn bin xong: 06/12/2018

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdf41452_131034_1_pb_2444_2154237.pdf
Tài liệu liên quan