Đánh Giá Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Chế Độ Thủy Văn Tại Thượng Nguồn Sông Srêpôk

Khóa luận phân tích tác động của biến đổi khí hậu đến chế độ thủy văn tại thượng nguồn sông Srepok, góp phần quản lý tài nguyên hiệu quả.

• Tác giả: Phạm Chí Biết
• Người hướng dẫn: TS. Đỗ Xuân Hồng
• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm
• Chuyên ngành: Quản Lý Tài Nguyên Và Môi Trường
• Đề tài: Đánh Giá Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Chế Độ Thủy Văn Sông Srêpôk
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT ĐỀ TÀI
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.4. Đối tượng nghiên cứu
• 1.5. Phạm vi nghiên cứu
• 1.6. Ý nghĩa của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Lưu vực sông và các đặc trưng biểu thị dòng chảy của lưu vực sông
• 2.2. Hệ thống GIS
• 2.3. Mô hình SWAT
• 2.4. Tổng quan mô hình và chu trình thủy văn
• 2.5. Các nguyên nhân gây biến đổi khí hậu
• 2.6. Tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước
• 2.7. Khái niệm kịch bản biến đổi khí hậu
• 2.8. Tình hình phát triển các kịch bản biến đổi khí hậu
• 3. CHƯƠNG 3: KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội
• 3.2. Vị trí địa lý lưu vực Srêpôk
• 3.3. Đặc điểm tự nhiên lưu vực thượng nguồn sông Srêpôk
• 3.4. Hiện trạng khai thác tài nguyên nước trên lưu vực sông Srêpôk
• 3.5. Phương pháp nghiên cứu
• 3.6. Thu thập dữ liệu và xây dựng mô hình SWAT
• 3.7. Đánh giá độ chính xác của mô hình
• 3.8. Áp dụng kịch bản biến đổi khí hậu đánh giá lưu lượng dòng chảy thượng nguồn sông Srêpôk
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Diều biến lưu lượng dòng chảy
• 4.2. Sự thay đổi lưu lượng dòng chảy do tác động biến đổi khí hậu thượng nguồn sông Srêpôk
• 4.3. Đề xuất các biện pháp hỗ trợ quản lý tài nguyên nước cho thượng nguồn sông Srêpôk
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Chế Độ Thủy Văn Sông Srêpôk

Biến đổi khí hậu đang trở thành một trong những thách thức lớn nhất đối với môi trường và tài nguyên nước. Đặc biệt, lưu vực sông Srêpôk, nằm ở Tây Nguyên, Việt Nam, đang chịu ảnh hưởng nghiêm trọng từ hiện tượng này. Nghiên cứu này nhằm đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến chế độ thủy văn của sông Srêpôk, từ đó đưa ra những giải pháp quản lý tài nguyên nước hiệu quả.

1.1. Khái Niệm Về Biến Đổi Khí Hậu Và Chế Độ Thủy Văn

Biến đổi khí hậu là sự thay đổi lâu dài trong các yếu tố khí hậu, ảnh hưởng đến chế độ thủy văn của các lưu vực sông. Chế độ thủy văn bao gồm lưu lượng dòng chảy, mực nước và các yếu tố khác liên quan đến nước.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Sông Srêpôk Trong Kinh Tế Và Môi Trường

Sông Srêpôk không chỉ cung cấp nước cho sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp mà còn đóng vai trò quan trọng trong bảo vệ môi trường và hệ sinh thái khu vực. Việc hiểu rõ tác động của biến đổi khí hậu đến sông là rất cần thiết.

II. Các Vấn Đề Và Thách Thức Liên Quan Đến Biến Đổi Khí Hậu Tại Sông Srêpôk

Lưu vực sông Srêpôk đang đối mặt với nhiều thách thức do biến đổi khí hậu, bao gồm sự gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan như lũ lụt và hạn hán. Những vấn đề này không chỉ ảnh hưởng đến nguồn nước mà còn đến đời sống của người dân trong khu vực.

2.1. Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Lưu Lượng Dòng Chảy

Sự thay đổi về nhiệt độ và lượng mưa có thể dẫn đến sự biến động lớn trong lưu lượng dòng chảy của sông Srêpôk. Nghiên cứu cho thấy rằng lưu lượng dòng chảy trung bình có thể giảm trong tương lai do biến đổi khí hậu.

2.2. Tác Động Đến Hệ Sinh Thái Và Nông Nghiệp

Biến đổi khí hậu không chỉ ảnh hưởng đến nguồn nước mà còn tác động đến hệ sinh thái và sản xuất nông nghiệp. Sự thay đổi trong chế độ thủy văn có thể dẫn đến mất mát đa dạng sinh học và giảm năng suất cây trồng.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Thủy Văn Sông Srêpôk

Nghiên cứu này sử dụng mô hình Soil & Water Assessment Tool (SWAT) để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến chế độ thủy văn của sông Srêpôk. Mô hình này cho phép phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến lưu lượng dòng chảy và dự báo các kịch bản trong tương lai.

3.1. Ứng Dụng Mô Hình SWAT Trong Nghiên Cứu

Mô hình SWAT được sử dụng để mô phỏng lưu lượng dòng chảy dưới các kịch bản biến đổi khí hậu khác nhau. Mô hình này đã được hiệu chỉnh và kiểm định với dữ liệu thực tế từ trạm Giang Sơn.

3.2. Phân Tích Dữ Liệu Đầu Vào Và Đầu Ra Của Mô Hình

Dữ liệu đầu vào cho mô hình bao gồm bản đồ sử dụng đất, khí hậu và các yếu tố thủy văn. Kết quả đầu ra sẽ giúp đánh giá chính xác tác động của biến đổi khí hậu đến chế độ thủy văn.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Về Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Sông Srêpôk

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng biến đổi khí hậu đã và đang ảnh hưởng đến lưu lượng dòng chảy của sông Srêpôk. Các mô phỏng cho thấy sự giảm sút lưu lượng dòng chảy trong các kịch bản tương lai, điều này có thể dẫn đến những hệ lụy nghiêm trọng cho tài nguyên nước và sinh kế của người dân.

4.1. Phân Tích Kết Quả Mô Phỏng Lưu Lượng Dòng Chảy

Kết quả mô phỏng cho thấy lưu lượng dòng chảy trung bình có xu hướng giảm trong các giai đoạn tương lai. Điều này có thể gây ra tình trạng thiếu nước nghiêm trọng trong mùa khô.

4.2. Tác Động Đến Quản Lý Tài Nguyên Nước

Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin quan trọng cho các nhà quản lý trong việc xây dựng các kế hoạch quản lý tài nguyên nước hiệu quả hơn, nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu.

V. Kết Luận Và Đề Xuất Giải Pháp Quản Lý Tài Nguyên Nước

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng biến đổi khí hậu có tác động lớn đến chế độ thủy văn của sông Srêpôk. Để ứng phó với những thách thức này, cần có các giải pháp quản lý tài nguyên nước hiệu quả, bao gồm việc cải thiện hệ thống tưới tiêu và bảo vệ nguồn nước.

5.1. Đề Xuất Các Giải Pháp Quản Lý Tài Nguyên Nước

Các giải pháp quản lý tài nguyên nước cần được xây dựng dựa trên các kết quả nghiên cứu, nhằm đảm bảo nguồn nước cho sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

5.2. Tương Lai Của Nghiên Cứu Về Biến Đổi Khí Hậu Tại Sông Srêpôk

Nghiên cứu trong tương lai cần tiếp tục theo dõi và đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến chế độ thủy văn, từ đó đưa ra các biện pháp thích ứng kịp thời.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Lưu vực sông Srêpôk thuộc vùng Tây Nguyên là địa bàn có vị trí chiến lược về kinh tế - xã hội, quốc phòng - an ninh, đồng thời có thế mạnh phát triển nông nghiệp, lâm nghiệp, công nghiệp chế biến, năng lượng và khoáng sản. Nguồn nước mặt từ hệ thống sông Srêpôk đóng vai trò quyết định đối với sinh hoạt và sản xuất trong vùng, trong đó 95% lượng nước tưới tiêu nông nghiệp được cung cấp trực tiếp từ dòng chảy của sông. Tuy nhiên, lưu vực đang đối mặt với nhiều áp lực môi trường như suy giảm diện tích rừng, lũ lụt, bồi lắng lòng dẫn, thay đổi mục đích sử dụng đất và suy thoái tài nguyên đất - nước. Tình trạng thiếu nước cục bộ vào mùa khô diễn ra nghiêm trọng, có những khu vực lượng nước thực tế chưa đáp ứng được 10% nhu cầu sử dụng.

Bối cảnh ấm lên toàn cầu và biến đổi khí hậu (BĐKH) làm gia tăng tần suất, cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán, biến động lượng mưa và bốc thoát hơi nước. Để loại bỏ các yếu tố can thiệp nhân tạo phức tạp (như chuyển đổi thảm phủ quy mô lớn hay vận hành liên hồ chứa), nghiên cứu lựa chọn khu vực thượng nguồn sông Srêpôk tính đến trạm thủy văn Giang Sơn – nơi các đặc tính tự nhiên tương đối đồng nhất và ít chịu tác động bởi hoạt động công trình trong hai thập kỷ gần đây – nhằm lượng hóa chính xác ảnh hưởng thuần túy của BĐKH đến dòng chảy.

Mục tiêu tổng quát của khóa luận là đánh giá tác động của BĐKH đến lưu lượng dòng chảy (LLDC) từ thượng nguồn sông Srêpôk đến trạm thủy văn Giang Sơn thông qua việc kết hợp hệ thống thông tin địa lý (GIS) và mô hình thủy văn Soil and Water Assessment Tool (SWAT), từ đó đề xuất định hướng quản lý và khai thác tài nguyên nước phù hợp.

Nhiệm vụ nghiên cứu được văn bản xác định gồm 6 nội dung:

1. Kiểm tra và xử lý nguồn dữ liệu đầu vào theo yêu cầu kỹ thuật của mô hình SWAT.
2. Thiết lập mô hình SWAT và đánh giá độ chính xác mô phỏng dòng chảy qua các chỉ số thống kê.
3. Xác định kịch bản BĐKH và xử lý chuỗi số liệu khí hậu tương lai cho khu vực nghiên cứu.
4. Mô phỏng biến động LLDC năm của lưu vực dưới tác động của các kịch bản BĐKH.
5. Đánh giá, so sánh sự thay đổi của LLDC giữa giai đoạn tương lai và giai đoạn cơ sở.
6. Đề xuất các khuyến nghị, giải pháp hỗ trợ khai thác và sử dụng bền vững nguồn nước tại địa phương.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Chế độ thủy văn và lưu lượng dòng chảy lưu vực thượng nguồn sông Srêpôk đến trạm thủy văn Giang Sơn.
• Phạm vi không gian: Khu vực thượng nguồn sông Srêpôk giới hạn đến trạm thủy văn Giang Sơn, có diện tích lưu vực 3.053 km² (thuộc lưu vực sông Srêpôk phần lãnh thổ Việt Nam rộng 18.264 km² nằm trên địa bàn 4 tỉnh Đắk Lắk, Đắk Nông, Gia Lai, Lâm Đồng).
• Phạm vi thời gian: Chuỗi số liệu hiệu chỉnh mô hình (1982 – 2001), chuỗi số liệu kiểm định mô hình (2002 – 2019), giai đoạn cơ sở đối chứng khí hậu (1985 – 2014) và các giai đoạn dự phóng khí hậu tương lai (2036 – 2065, 2070 – 2099).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Nghiên cứu vận dụng hệ thống lý thuyết thủy văn lưu vực, công nghệ không gian và mô hình hóa toán học môi trường:

• Khung lý thuyết dòng chảy và lưu vực: Sử dụng các đại lượng hình thái học lưu vực gồm diện tích ($F$), chiều dài ($L$), chiều rộng trung bình ($B = F/L$), độ cao bình quân ($H_{bq}$), độ dốc trung bình ($J_{tb}$), mật độ lưới sông ($D$) và các thông số dòng chảy gồm lưu lượng tức thời và lưu lượng bình quân ($Q$), tổng lượng dòng chảy ($W$), lớp dòng chảy ($Y$), mô đun dòng chảy ($M$) và hệ số dòng chảy ($\alpha = Y/X$).
• Cơ sở mô hình hóa thủy văn bằng SWAT: Mô hình SWAT (phiên bản SWAT 2012 tích hợp ArcSWAT) hoạt động dựa trên phương trình cân bằng nước đất:

$$SW_t = SW_0 + \sum_{i=1}^{t} (R_{day} - Q_{surf} - E_a - w_{seep} - Q_{gw})$$

Chu trình thủy văn trong SWAT được phân tách thành 2 pha: pha đất (mô phỏng quá trình hình thành dòng chảy tràn, thấm, bốc thoát hơi nước, dòng ngầm tại từng đơn vị phản ứng thủy văn HRU) và pha nước (diễn toán dòng chảy, bùn cát và các chất qua mạng lưới kênh suối chính ra cửa thoát lưu vực). Dòng chảy mặt được tính toán theo phương pháp số hiệu đường cong SCS (SCS Curve Number) thực nghiệm dựa trên độ ẩm đất và lượng mưa ngày.

• Cơ sở kịch bản BĐKH: Dựa trên các báo cáo đánh giá của Ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC), kịch bản BĐKH và nước biển dâng cho Việt Nam do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành, cùng khung kịch bản phát thải tích hợp CMIP6 (Shared Socioeconomic Pathways - SSP), trọng tâm là kịch bản phát thải trung bình SSP2-4.5.

Phương pháp nghiên cứu cụ thể:

• Phương pháp xử lý dữ liệu không gian và thuộc tính bằng công nghệ GIS: Phân tích mô hình số độ cao DEM, giải đoán ranh giới lưu vực, mạng lưới sông ngòi, chồng lớp bản đồ thổ nhưỡng và sử dụng đất để phân chia lưu vực thành các tiểu lưu vực và các đơn vị HRU đồng nhất.
• Phương pháp mô hình hóa toán học: Thiết lập thông số và vận hành mô hình SWAT 2012 mô phỏng dòng chảy theo bước thời gian ngày và tháng.
• Phương pháp phân tích độ nhạy, hiệu chỉnh và kiểm định tự động: Sử dụng công cụ SWAT-CUP với thuật toán SUFI-2 (Sequential Uncertainty Fitting ver. 2) để tối ưu hóa bộ 19 thông số thủy văn.
• Phương pháp đánh giá sai số thống kê: Sử dụng 3 chỉ số tiêu chuẩn gồm hệ số xác định ($R^2$), hệ số hiệu quả mô hình Nash-Sutcliffe ($NSE$) và phần trăm độ lệch sai số tổng lượng ($PBIAS$).

Nguồn dữ liệu sử dụng trong nghiên cứu:

Loại dữ liệu	Định dạng kỹ thuật	Nguồn cung cấp	Mục đích sử dụng
Bản đồ độ cao số (DEM)	Raster (*.tif), độ phân giải 30m	Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS)	Xác định ranh giới lưu vực, hướng dòng chảy, mạng lưới sông và độ dốc
Bản đồ sử dụng đất / Thảm phủ	Raster (*.GRID), độ phân giải 30m	Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA)	Phân loại các kiểu thảm phủ thực vật và lập bản đồ HRU
Bản đồ thổ nhưỡng	Raster (*.GRID), độ phân giải 30m	Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO - HWSD v1.2)	Cung cấp đặc tính phẫu diện đất, cấp hạt, độ dẫn thủy lực
Dữ liệu khí tượng hàng ngày	Chuỗi số liệu dạng text (mưa, nhiệt độ tối cao, nhiệt độ tối thấp)	Các trạm khí tượng: Buôn Hồ, Eamat, M'drắk	Đầu vào khí hậu vận hành mô hình SWAT giai đoạn lịch sử
Dữ liệu thủy văn	Dữ liệu lưu lượng dòng chảy quan trắc ($m^3/s$)	Trạm thủy văn Giang Sơn	Hiệu chỉnh (1982 – 2001) và kiểm định (2002 – 2019) mô hình
Dữ liệu kịch bản BĐKH	Chuỗi dự phóng nhiệt độ, lượng mưa theo CMIP6 (SSP2-4.5)	Mô hình khí hậu toàn cầu theo kịch bản Bộ TN&MT / IPCC	Dự báo dòng chảy các giai đoạn 2036 – 2065 và 2070 – 2099

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương 1 làm rõ tính cấp thiết của nghiên cứu xuất phát từ thực trạng khai thác tài nguyên nước tại lưu vực sông Srêpôk – vùng sản xuất nông nghiệp trọng điểm Tây Nguyên đang chịu tác động kép từ suy thoái môi trường và biến đổi khí hậu. Tác giả xác định rõ mục tiêu nghiên cứu là ứng dụng mô hình SWAT kết hợp GIS để lượng hóa ảnh hưởng của BĐKH đến dòng chảy thượng nguồn sông Srêpôk (đoạn đến trạm Giang Sơn). Chương này cũng phân định cụ thể đối tượng nghiên cứu, phạm vi không gian (3.053 km² thượng nguồn), phạm vi thời gian (giai đoạn quá khứ 1982 – 2019 và tương lai đến năm 2099), cùng ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài trong công tác hỗ trợ quy hoạch, quản lý tài nguyên nước.

Chương 2: Các cơ sở lý thuyết

Chương 2 trình bày tổng quan hệ thống cơ sở khoa học và tổng kết tình hình nghiên cứu liên quan, bao gồm:

• Cơ sở thủy văn học lưu vực: Định nghĩa lưu vực sông, các thông số hình thái (diện tích, chiều dài, chiều rộng, độ dốc, độ cao, mật độ lưới sông) và các đại lượng đặc trưng dòng chảy ($Q$, $W$, $Y$, $M$, $\alpha$).
• Khái quát về hệ thống thông tin địa lý (GIS): Lịch sử phát triển từ hệ thống CGIS tại Canada (thập niên 1960), cấu trúc 4 thành phần (phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con người - phương pháp) và 4 chức năng cốt lõi (thu thập - lưu trữ, quản lý, phân tích không gian, hiển thị kết quả).
• Cấu trúc và nguyên lý mô hình SWAT: Lịch sử phát triển của SWAT từ các mô hình CREAMS, GLEAMS, EPIC của USDA-ARS; chi tiết về pha đất (cân bằng nước, dòng chảy mặt theo SCS-CN, bốc thoát hơi, bổ cập nước ngầm) và pha nước (vận chuyển dòng chảy, bùn cát, chất dinh dưỡng dọc mạng lưới kênh dẫn).
• Tổng quan về biến đổi khí hậu và kịch bản phát thải: Khái niệm khí hậu, nguyên nhân gây BĐKH do phát thải khí nhà kính ($CO_2$, $CH_4$); thực trạng diễn biến nhiệt độ, lượng mưa cực đoan tại Việt Nam; các kịch bản đường phát triển kinh tế - xã hội tích hợp CMIP6 (từ SSP1 phát triển bền vững đến SSP5 phụ thuộc nhiên liệu hóa thạch, trong đó nhấn mạnh kịch bản SSP2 - con đường trung gian).
• Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước: Điểm luận các công trình ứng dụng mô hình SWAT quốc tế (Narsimlu và ctv tại sông Sind - Ấn Độ; Song và Zhang tại sông Bắc Giang - Trung Quốc; Bhatta và ctv tại sông Tamor - Nepal) và trong nước (Nguyễn Thị Tịnh Ấu tại sông Đắk Bla; Nguyễn Kỳ Phùng tại sông Đồng Nai; Nguyễn Thị Thu Huyền tại sông Nhật Lệ).

Chương 3: Khu vực nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu

Chương 3 tập trung mô tả chi tiết điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội vùng nghiên cứu và thiết lập quy trình mô hình hóa:

• Đặc điểm tự nhiên lưu vực: Tổng diện tích toàn lưu vực Srêpôk là 30.900 km² (phần thuộc Việt Nam là 18.264 km² gồm hai nhánh chính Krông Knô rộng 4.620 km² và Krông Ana rộng 3.200 km²). Thượng nguồn sông Srêpôk đến trạm Giang Sơn có diện tích 3.053 km², khí hậu phân hóa 2 mùa rõ rệt (mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm xấp xỉ 85% lượng mưa năm, lượng mưa bình quân lưu vực dao động từ 1.400 đến 2.400 mm/năm).
• Cơ cấu thổ nhưỡng và sử dụng đất khu vực thượng nguồn:

Nhóm đất chính	Diện tích (ha)	Tỷ lệ (%)	Loại hình sử dụng đất	Diện tích (ha)	Tỷ lệ (%)
Đất nâu đỏ	110.277	36,12	Cây nông nghiệp	173.556	56,88
Đất xám trên phù sa cổ	101.320	33,19	Đất rừng	128.562	42,11
Đất xám feralit	93.690	30,69	Đất mặt nước	2.320	0,76
Tổng cộng	305.287	100,0	Đất dân cư	767	0,25

• Hiện trạng khai thác nước: Trên lưu vực có 7 nhà máy thủy điện lớn (Buôn Tushra, Buôn Kuốp, Hòa Phú, Dray Hlinh, Srêpôk 3, Srêpôk 4, Srêpôk 4A). Nhu cầu nước tưới nông nghiệp chiếm tới 95% tổng nhu cầu dùng nước toàn vùng.
• Quy trình thiết lập mô hình SWAT qua 9 bước: Từ xác định ranh giới lưu vực, nhập DEM, lớp phủ, thổ nhưỡng, phân cấp độ dốc, tạo HRU, nạp chuỗi số liệu khí tượng (trạm Buôn Hồ, Eamat, M'drắk), chạy mô hình đến hiệu chỉnh và kiểm định.
• Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình qua SWAT-CUP: Tiến hành với 19 thông số thủy văn nhạy cảm (CN2, ALPHA_BF, GW_DELAY, GWQMN, RCHRG_DP, GW_REVAP, SURLAG, LAT_TIME, OV_N, ESCO, EPCO, SLSUBBSN, HRU_SLP, CH_N2, CH_K2, ALPHA_BNK, SOL_AWC, SOL_K, SOL_BD). Đánh giá định lượng thông qua khung tiêu chuẩn $R^2$, $NSE$ và $PBIAS$.

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương 4 phân tích các kết quả mô phỏng thủy văn và dự phóng biến động dòng chảy:

• Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình SWAT: Đánh giá mối tương quan giữa dòng chảy thực đo và mô phỏng tại trạm thủy văn Giang Sơn trong hai giai đoạn độc lập 1982 – 2001 và 2002 – 2019 cho thấy các hệ số thống kê ($R^2$, $NSE$, $PBIAS$) đều đạt mức tốt và khá theo tiêu chuẩn phân loại.
• Phân tích xu thế nhiệt độ, lượng mưa tương lai: Xu thế nhiệt độ tối cao và tối thấp trung bình năm tại khu vực nghiên cứu có chiều hướng gia tăng liên tục từ giai đoạn lịch sử (1985 – 2014) đến cuối thế kỷ 21 (2070 – 2099). Lượng mưa năm và cường độ các đợt mưa cực đoan có sự biến động không đều theo kịch bản SSP2-4.5.
• Biến động lưu lượng dòng chảy dưới tác động của BĐKH: Phân tích lưu lượng dòng chảy trung bình năm và dòng chảy phân phối theo tháng trong các giai đoạn 30 năm (cơ sở 1985 – 2014 so với các thời kỳ tương lai 2036 – 2065 và 2070 – 2099). Kết quả chỉ ra sự phân hóa sâu sắc chế độ dòng chảy giữa hai mùa: dòng chảy mùa mưa có xu hướng gia tăng gây nguy cơ lũ lụt, trong khi dòng chảy mùa kiệt có xu hướng suy giảm làm trầm trọng thêm tình trạng khan hiếm nước cục bộ.
• Đề xuất giải pháp quản lý: Kiến nghị các biện pháp công trình và phi công trình nhằm điều tiết nguồn nước, chuyển đổi cơ cấu cây trồng thích ứng với biến đổi dòng chảy.

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương 5 tổng kết lại năng lực mô phỏng của bộ công cụ GIS - SWAT đối với lưu vực thượng nguồn sông Srêpôk, khẳng định các phát hiện chính về mức độ biến động dòng chảy dưới kịch bản BĐKH và đưa ra các kiến nghị cụ thể về việc duy trì, mở rộng mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn phục vụ công tác quy hoạch tài nguyên nước lưu vực.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đạt được các kết quả định lượng cụ thể:

1. Đã xây dựng thành công cơ sở dữ liệu số hóa hoàn chỉnh cho lưu vực thượng nguồn sông Srêpôk (diện tích 3.053 km²) phục vụ mô hình hóa thủy văn, bao gồm DEM độ phân giải 30m, 3 nhóm đất chính (đất nâu đỏ 36,12%, đất xám phù sa cổ 33,19%, đất xám feralit 30,69%), 4 loại hình sử dụng đất chính (cây nông nghiệp 56,88%, đất rừng 42,11%, mặt nước 0,76%, dân cư 0,25%) cùng chuỗi số liệu khí hậu 3 trạm (Buôn Hồ, Eamat, M'drắk).
2. Đã hiệu chỉnh (chuỗi 1982 – 2001) và kiểm định (chuỗi 2002 – 2019) thành công mô hình SWAT tại trạm thủy văn Giang Sơn bằng phần mềm SWAT-CUP (thuật toán SUFI-2) dựa trên 19 thông số thủy văn. Các chỉ số thống kê phản ánh mức độ phù hợp cao theo tiêu chuẩn đánh giá thủy văn:

Tiêu chí phân loại	Hệ số $R^2$	Chỉ số $NSE$	Hệ số $|PBIAS|$ (%)	Đánh giá độ tin cậy mô hình
Rất tốt / Tốt	$0,90 < R^2 \le 1,00$	$0,75 < NSE \le 1,00$	$< 10%$	Đạt tiêu chuẩn mô phỏng cao
Khá	$0,70 < R^2 \le 0,90$	$0,65 < NSE \le 0,75$	$10% \le |PBIAS| < 15%$	Đạt tiêu chuẩn chấp nhận
Trung bình	$0,50 < R^2 \le 0,70$	$0,50 \le NSE \le 0,65$	$15% \le |PBIAS| < 25%$	Mức tối thiểu chấp nhận được
Kém	$0,30 < R^2 \le 0,50$	$NSE < 0,50$	$\ge 25%$	Không chấp nhận

3. Đã lượng hóa được xu thế biến đổi khí hậu và chế độ dòng chảy tại trạm Giang Sơn: mô phỏng chuỗi thủy văn dài hạn từ quá khứ (1985 – 2014) đến tương lai (2036 – 2065 và 2070 – 2099) theo kịch bản SSP2-4.5. Kết quả cho thấy xu thế gia tăng nền nhiệt độ trung bình năm đi kèm sự gia tăng dòng chảy đỉnh mùa lũ và sự suy giảm dòng chảy kiệt trong mùa khô.
4. Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý thực tiễn:
   • Tối ưu hóa quy trình điều tiết nước tại các hồ chứa thủy lợi và 7 nhà máy thủy điện lớn trên lưu vực.
   • Ứng dụng các kỹ thuật tưới tiết kiệm nước cho vùng chuyên canh cây công nghiệp (cà phê, tiêu, cao su) vốn chiếm 95% tổng nhu cầu dùng nước.
   • Tăng cường bảo vệ và phục hồi thảm phủ rừng đầu nguồn nhằm duy trì khả năng điều tiết dòng chảy tự nhiên.

Đóng góp khoa học của đề tài: Khóa luận đã chứng minh tính khả thi, độ tin cậy và độ chính xác của phương pháp tích hợp công nghệ GIS và mô hình SWAT 2012 trong việc mô phỏng quá trình thủy văn trên lưu vực đồi núi Tây Nguyên ít bị tác động nhân tạo. Nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu số và bộ thông số thủy văn tối ưu đã được kiểm định cho trạm Giang Sơn, tạo tiền đề khoa học phục vụ công tác quy hoạch tài nguyên nước và xây dựng kế hoạch thích ứng với BĐKH tại tỉnh Đắk Lắk và lưu vực sông Srêpôk.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài:

• Phạm vi nghiên cứu mới chỉ tập trung vào khu vực thượng nguồn đến trạm thủy văn Giang Sơn (3.053 km²), chưa mở rộng mô phỏng cho toàn bộ diện tích lưu vực sông Srêpôk thuộc lãnh thổ Việt Nam (18.264 km²).
• Nghiên cứu tập trung đánh giá tác động đơn lẻ của biến đổi khí hậu (kịch bản khí tượng) với giả định thảm phủ sử dụng đất không thay đổi trong tương lai, chưa tích hợp đồng thời kịch bản chuyển đổi mục đích sử dụng đất và tác động vận hành phức tạp của chuỗi các hồ chứa thủy điện lớn ở hạ lưu.
• Số lượng trạm quan trắc khí tượng phục vụ đầu vào mô hình còn hạn chế (dựa vào 3 trạm Buôn Hồ, Eamat, M'drắk), chưa phản ánh hết mức độ biến động mưa cục bộ tại các tiểu vùng địa hình chia cắt phức tạp.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

• Mở rộng mô hình SWAT cho toàn bộ lưu vực sông Srêpôk bao gồm cả nhánh Krông Knô và phần hạ lưu biên giới.
• Kết hợp mô phỏng đồng thời kịch bản BĐKH (nhiều kịch bản phát thải như SSP1-2.6, SSP5-8.5) với kịch bản thay đổi lớp phủ đất động lực và tích hợp mô-đun điều tiết hồ chứa.
• Tích hợp thêm các dữ liệu quan trắc mưa vệ tinh có hiệu chỉnh để nâng cao độ phân giải không gian của dữ liệu khí tượng đầu vào.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận mang lại giá trị tham khảo chuyên môn đối với:

• Sinh viên, học viên cao học các ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường, Kỹ thuật tài nguyên nước, Thủy văn học, Biến đổi khí hậu và phát triển bền vững, Công nghệ GIS và Viễn thám.
• Cán bộ kỹ thuật và nhà quản lý tại các cơ quan quản lý lưu vực sông, Chi cục Thủy lợi, Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh Tây Nguyên (Đắk Lắk, Đắk Nông, Gia Lai, Lâm Đồng).
• Các nội dung có giá trị tham khảo trực tiếp gồm:
  • Quy trình 9 bước chuẩn hóa số liệu không gian (DEM, Soil, Landuse) và dữ liệu thuộc tính phục vụ thiết lập mô hình SWAT 2012.
  • Phương pháp phân tích độ nhạy và bộ 19 thông số thủy văn được hiệu chỉnh tối ưu bằng SWAT-CUP (thuật toán SUFI-2) tại trạm thủy văn Giang Sơn.
  • Phương pháp xử lý và áp dụng chuỗi kịch bản biến đổi khí hậu CMIP6 (SSP2-4.5) vào mô hình thủy văn lưu vực sông.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nghiên cứu lại chọn phạm vi giới hạn từ thượng nguồn sông Srêpôk đến trạm thủy văn Giang Sơn mà không thực hiện trên toàn bộ lưu vực?
Nghiên cứu tập trung vào thượng nguồn đến trạm Giang Sơn (diện tích 3.053 km²) nhằm mục đích lượng hóa thuần túy tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy tự nhiên. Theo các nghiên cứu trước (Do và ctv, 2022), khu vực thượng lưu này ít chịu ảnh hưởng bởi biến động sử dụng đất nhân tạo và hoạt động vận hành của các công trình hồ chứa thủy điện lớn trong hai thập kỷ gần đây, đảm bảo tính đồng nhất tự nhiên cho quá trình mô phỏng.

2. Mô hình SWAT đã sử dụng phương pháp nào để tính toán lượng dòng chảy mặt tràn trên lưu vực?
Mô hình SWAT hỗ trợ hai phương pháp tính dòng chảy mặt là phương pháp đường cong số SCS (SCS Curve Number) và phương pháp thấm Green – Ampt. Nghiên cứu đã lựa chọn phương pháp đường cong số SCS vì phương pháp này sử dụng chuỗi dữ liệu mưa đo theo ngày (phù hợp với khả năng thu thập dữ liệu hiện có tại các trạm quan trắc), trong khi Green – Ampt đòi hỏi dữ liệu mưa đo chi tiết theo giờ.

3. Khóa luận sử dụng các nguồn dữ liệu không gian nào và từ các cơ quan nào để xây dựng mô hình SWAT?
Dữ liệu không gian raster 30m gồm có: Mô hình độ cao số (DEM) thu thập từ Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS); Bản đồ lớp phủ/sử dụng đất thu thập từ Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA); Bản đồ thổ nhưỡng thu thập từ Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO - cơ sở dữ liệu Harmonized World Soil Database v1.2).

4. Quá trình hiệu chỉnh và kiểm định mô hình SWAT được thực hiện trong những khoảng thời gian nào và dùng công cụ gì?
Quá trình hiệu chỉnh và kiểm định được thực hiện tự động bằng phần mềm SWAT-CUP thông qua thuật toán SUFI-2 với bộ 19 thông số thủy văn. Chuỗi số liệu quan trắc tại trạm thủy văn Giang Sơn được phân chia thành: giai đoạn hiệu chỉnh từ năm 1982 đến năm 2001 (20 năm) và giai đoạn kiểm định độc lập từ năm 2002 đến năm 2019 (18 năm).

5. Cơ cấu sử dụng đất và nhu cầu dùng nước tại lưu vực thượng nguồn sông Srêpôk có đặc điểm gì nổi bật?
Tại khu vực thượng nguồn, đất trồng cây nông nghiệp chiếm tỷ lệ lớn nhất với 56,88% diện tích (173.556 ha), đất rừng chiếm 42,11% (128.562 ha), đất mặt nước chiếm 0,76% và đất dân cư chiếm 0,25%. Về nhu cầu dùng nước toàn vùng, ngành nông nghiệp tiêu thụ tới 95% tổng lượng nước khai thác từ dòng chảy sông Srêpôk để phục vụ tưới tiêu cho các loại cây công nghiệp dài ngày.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Phạm Chí Biết đã xây dựng thành công quy trình ứng dụng công nghệ GIS kết hợp mô hình thủy văn SWAT 2012 để mô phỏng và đánh giá chế độ dòng chảy tại lưu vực thượng nguồn sông Srêpôk đến trạm thủy văn Giang Sơn. Bộ thông số mô hình gồm 19 biến số thủy văn đã được hiệu chỉnh và kiểm định tin cậy qua phần mềm SWAT-CUP trên chuỗi số liệu thực đo dài hạn từ năm 1982 đến năm 2019. Kết quả dự phóng theo kịch bản biến đổi khí hậu SSP2-4.5 đã lượng hóa rõ nét xu thế thay đổi phân phối dòng chảy theo mùa, cung cấp luận cứ khoa học quan trọng cho việc hoạch định chiến lược khai thác bền vững tài nguyên nước và thích ứng với biến đổi khí hậu tại khu vực Tây Nguyên.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Khi kinh tế ngày càng phát triển, nhu cầu cuộc sống của con người ngảy càng được nâng cao dẫn đến sự hình thành và phát triển các ngành công nghiệp, các ngành sản xuất và dich vụ mới dé phục vụ cho nhu cầu của con người. Sự phát triển kinh tế này cũng dẫn đến việc phát thải khí nhà kính ngày càng gia tăng, dẫn đến các tác động đến hệ thống khí hậu của Trái đất. Biến đối khí hậu (BĐKH) được nhận định sẽ mang lại ảnh hưởng đến cả thế giới tự nhiên lẫn nhiều mặt trong cuộc sống của con người.

Đối với tài nguyên nước (TNN), BDKH có thé mang đến nhiều ảnh hưởng cho lưu lượng dòng chảy của các hệ thống lưu vực sông, cụ thé là qua sự gia tăng về cường độ và tần suất xuất hiện các hiện tượng: han hán, xói mòn, xâm ngập mặn. Sự thay đổi của các yếu tô này đều có khả năng anh hưởng to lớn đối với nền kinh tế và chât lượng cuộc sông của con người. Lưu vực sông Srêpôk là một lưu vực sông lớn của nước ta nằm trai dai trên 4 tỉnh Gia Lai, Đăk lăk, Đăk Nông và Lâm Đồng. Lưu vực này đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước cho sinh hoạt và sản xuất của khu vực.

Đặc biệt, có đến 95% lượng nước phục vụ cho tưới tiêu nông nghiệp được cung cấp bởi dòng chảy của sông Srêpôk. Ngoài ra, trong khu vực vẫn còn những vùng bị thiếu nước nghiêm trọng vào mùa khô, lượng nước chưa đáp ứng đủ 10% nhu cau sử dụng. Các van dé về tài nguyên nước hiện hữu được cho rằng sẽ trở nên phức tạp hơn trong bối cảnh ấm lên của Trái đất. Vì nguồn tài nguyên nước của lưu vực bị chi phối chính bởi các biến động của tổng lượng mưa cũng như bốc thoát hơi nước là 2 yếu tố có khả năng sẽ biến động khi nhiệt độ gia tăng.

Từ tình hình trên, nghiên cứu này được triển khai nhằm khảo sát sự thay đổi của tài nguyên nước trong lưu vực sông Srêpôk. Đê loại bỏ sự ảnh hưởng của các yếu tô nhân tạo (hoạt động thay đổi thảm phủ, cải tao dong sông.) đến kết quả phân tích, khóa luận tập trung vào khu vực thượng nguồn của sông Srêpôk (đến trạm Giang Sơn). Khu vực này có các đặc điểm địa hình và tự nhiên tương đối tương đồng với tổng thể của lưu vực, và ít chịu ảnh hưởng bởi biến động sử dụng đất hay hoạt động của hồ chứa trong hai thập kỷ gần đây. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến lưu lượng dòng chảy (LLDC) từ thượng nguồn sông Srêpôk đến trạm thủy văn Giang Sơn thông qua ứng dụng công nghệ GIS va mô hình SWAT.

Từ đó đưa ra những gợi suy cho việc khai thác và quản lý tài nguyên nước trên lưu vực sông Srêpôk trong bối cảnh ấm lên của Trái đất. Nội dung nghiên cứu - Kiểm tra nguồn dữ liệu va xử lý dữ liệu đầu vào theo yêu cầu của mô hình SWAT; - Xây dung mô hình SWAT và đánh giá khả năng mô phỏng của mô hình; - Xác định kịch bản BĐKH và xử lý dữ liệu của kịch bản BĐKH cho khu vực nghiên cứu; - Mô phỏng LLDC năm tại lưu vực dưới các kịch bản BDKH khác nhau; - Đánh giá kết quả của BĐKH đối với LLDC khu vực nghiên cứu; - Đưa ra các khuyến nghị và giải pháp cho địa phương trong việc khai thác và sử dụng nguồn nước. Đối tượng nghiên cứu - Thượng nguồn sông Srêpôk đến trạm thủy văn Giang Sơn. - Lưu lượng đòng chảy thượng sông Srêpôk nguồn đến trạm thủy văn Giang Sơn.

Phạm vi nghiên cứu Lưu vực sông Srêpôk có điện tích lưu vực nằm trải dài trên 4 tỉnh Đăk Lăk, Đăk Nông, Gia Lai và Lâm Đồng. Nhằm tập trung đánh giá sự thay đổi của LLDC đề tài chọn phạm vi nghiên cứu từ: Thượng nguồn sông Srêpôk đến trạm thủy văn Giang Sơn. Đã có nghiên cứu cho thấy, khu vực này là khu vực được xem là ít bi tác động của các yếu tô bên ngoài, chính vì vậy sự thay đôi của LLDC chủ yếu thay đổi do các yếu tố tự nhiên (Do và ctv, 2022). Ý nghĩa của đề tài Ý nghĩa khoa học: khóa luận đã ứng dụng kết hợp mô hình SWAT với công nghệ GIS trong đánh giá LLDC và đánh giá tác động của BĐKH đến LLDC lưu vực sông Srêpôk.

Cung cấp thông tin cho nhà quản lý, nhà quy hoạch và đề xuất những biện pháp, kế hoạch nhằm quản lý, sử dụng TNN hiệu quả, hợp lý. Chứng minh cách tiếp cận kết hợp công nghệ GIS với mô hình SWAT trong tính toán, đánh giá TNN lưu vực sông Srêpôk là phương pháp có độ tin cậy cao, phản ánh chính xác và nhanh chóng của LLDC. Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của luận văn có thé xem xét và áp dụng đối với việc quản lý và khai thác TNN của lưu vực sông. Đồng thời, cung cấp thông tin cho các co quản quản lý lưu vực sông Srêpôk dé có những biện pháp thích ứng kiệp thời của BĐKH ảnh hưởng đến LLDC của lưu vực.

CHƯƠNG 2: CÁC CƠ SỞ LÝ THUYÉT 2. Lưu vực sông và các đặc trong biểu thị dòng chảy của lưu vực sông 2111 Lưu vực sông Lưu vực là toàn bộ phần diện tích bề mặt của các vùng như: sông, vịnh hay một số các vùng khác. Đặc biệt, phần lưu vực này thường chứa một lượng nước lớn tập trung và chỉ có 1 lối thoát duy nhất, chảy từ trên cao xuống thấp. Bên cạnh đó, các lưu vực thoát nước có thé được ké đến như: dòng mưa chảy, tuyết hay các dòng suối đồ theo dốc chạy về hướng thoát chung.

Đối với những địa hình cao, đốc các lưu vực thường sẽ giao và kết nối với nhau và đồ vào các khe hay các bề chứa thấp hơn. Watershed dư Headwaters Outlet \ a. Diện tích lưu vực (km2): là điện tích hứng nước mưa tính đến một vi trí nào đó của sông. Diện tích lưu vực được giới hạn bởi đường phân nước cảng lớn thì nguồn cung cấp nước cho sông cảng lớn.

Chiều dài lưu vực (km): là khoảng cách theo đường gấp khúc qua các điểm giữa của đoạn thang cắt ngang qua lưu vực và vuông góc với hướng dòng chảy đi từ nguồn nước. Trong thực tế lay chiều dai sông chính là chiều dài lưu vực. Chiều rộng lưu vực B (km): được xác định theo công thức: B =F/L. Chiều rộng lưu vực sông không có định mà thay đổi theo chiều dài sông.

Sự thay đổi của nó ảnh hưởng đến sự tập trung nước trong sông. Độ cao bình quân lưu vực Hbq (m): ảnh hưởng đến điều kiện thủy văn khí hậu. Độ cao bình quân của lưu vực có ảnh hưởng rat lớn tới các nhân tố khí hậu, đặc biệt là đối với các lưu vực rộng lớn. ¡=1 thi cự =F) (m) Hóa = GP Trong do: +h: độ cao trình bình quân giữa hai đường đồng mức (m); + f,: diện tích giữa hai đường đồng mức (m?); n số mảnh diện tích.

Độ dắc trung bình lưu vực (Jtb): ảnh hưởng rat quan trọng tới quá trình tập trung dòng chảy, sự tạo thành lũ và tính chat lũ trong lưu vực. Lưu vực càng dốc thì dòng chảy tập trung càng nhanh và lũ lên càng nhanh. f Mật độ lưới sông D (km/km?): mật độ lưới sông bằng tông chiều dài của tất cả các sông suối trên lưu vực chia cho điện tích của nó. D F Sông suối càng dày mật độ lưới sông càng lớn.

Những vùng có nguồn nước phong phú thì D thường có giá trị lớn. Một số phân cấp mật độ lưới sông: - Cap 1: D = 1,5 —2,0: Mật độ sông, suối rất day; - Cap 2: D = 1,0 — 1,5: Mật độ sông, suối day; - Cấp 3: D = 0,5 — 1,0: Mật độ sông, suối tương đối dày; - Cấp 4: D < 0,5: Mật độ sông, suối thưa. Đặc trưng dòng chảy a. Luu lượng nước Lưu lượng nước Q (water discharge): là lượng nước chảy qua mặt cắt cửa ra trong một đơn vị thời gian là 1 giây (m/s).

Lưu lượng là tích số của vận tốc trung bình đòng chảy nhân cho điện tích mặt cắt ướt của dòng chảy. Lưu lượng nước tại một thời điểm bất kỳ gọi là lưu lượng tức thời. Quá trình thay đổi của lưu lượng nước theo thời gian tại tuyến cửa ra gọi là quá trình lưu lượng, ký hiệu là Q(t) hoặc Q ~ t. Đồ thị của sự thay đổi giữa lưu lượng nước và thời gian là đường quá trình lưu lượng nước.

Lưu lượng bình quân trong một khoảng thời gian T bat kỳ là giá trị trung bình của lưu lượng nước trong khoảng thời gian đó. Lưu lượng bình quân được tính theo công thức tích phân hoặc biểu: T n ; O=7-[ awa hoac Q = me n Trong do: Q: giá trị bình quan của lưu lượng (m*/s); n: số thời gian tính toán (s); Q;: lưu lượng bình quân tại mỗi thời đoạn thứ I bất kỳ (m5). Tổng lượng dòng cháy Tổng lượng dong chảy W (m? hay km’) là lượng nước chảy qua mặt cắt cửa ra trong một khoảng thời gian T nào đó từ thời điểm ti đến ta, T= t - tị. W = Ie Q(t)dt hoặc W = Q(t) — tị) Trong đó: Q là lưu lượng bình quân trong khoảng thời gian T.

Độ sâu dòng chảy Giả sử đem tổng lượng nước chảy qua mặt cắt cửa ra trong một khoảng thời gian nào đó trải đều trên toàn diện tích lưu vực, ta được một lớp nước có chiều dày là Y: gọi là độ sâu dòng chảy. y 101W _ W ~ 106 103,ƑF Trong đó: + W tổng lượng nước (m)); + F diện tích lưu vực (km?); + T khoảng thời gian tính toán (s); + Y lớp dòng chảy (mm). Module dòng cháy Module dòng chảy là trị lưu lượng trên 1 đơn vị điện tích lưu vực là 1 km”.km?) Từ các công thức trên, ta có dang các biến đổi sau: W=Y. Hệ số dòng chảy Hệ số dòng chảy ơ là tỷ số giữa độ sâu dòng chảy Y (mm) (hay còn gọi là lớp dòng chảy) và lượng mưa tương ứng X (mm) sinh ra trong thời gian T.

on ky Trong đó: a là hệ số không thứ nguyên, vi0 < Y < X nên 0< ø< 1. Hệ số a càng lớn, ton thất dòng chảy càng nhỏ và ngược lại. Bởi vay, a phan ánh tình hình sản sinh dòng chảy trên lưu vực. Module dòng chảy M phản ánh khả năng phong phú của nguồn nước trong một lưu vực.

Tương tự, độ sâu dòng chảy Y càng lớn thì lượng nước càng nhiều.