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.