Nghiên cứu mô hình dự báo dòng chảy lũ trên lưu vực sông Hương

LỜI CẢM ƠN

MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH TOÁN TRONG DỰ BÁO DÒNG CHẢY LŨ

1.1. Tổng quan các nghiên cứu mô hình toán thuỷ văn trong dự báo dòng chảy lũ trên thế giới

1.2. Tổng quan các nghiên cứu mô hình toán thuỷ văn trong dự báo dòng chảy lũ ở Việt Nam

2. CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, QUY LUẬT HÌNH THÀNH LŨ SÔNG HƯƠNG

2.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên và quy luật hình thành lũ sông Hương

2.1.1. Khái quát đặc điểm địa lý tự nhiên lưu vực sông Hương

2.1.2. Đặc điểm mưa và nhân tố hình thành lũ

2.1.3. Đặc điểm dòng chảy lũ sông Hương

2.2. Các thông tin về mạng lưới trạm điện báo mưa, mực nước và tình hình hồ chứa trên lưu vực sông Hương

2.2.1. Tình hình quan trắc hiện tượng thủy văn trên lưu vực

2.2.2. Các công trình xây dựng trên sông Hương từ trước đến nay

3. CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH GBHM VÀ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG

3.1. Cơ sở lý luận của mô hình

3.1.1. Cấu trúc mô hình GBHM

3.1.2. Phương pháp mô phỏng lưu vực trong mô hình

3.1.3. Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng các lớp bản đồ phục vụ đầu vào cho mô hình GBHM

3.1.3.1. Xác định outlet và tạo Watershed từ DEM

3.1.3.2. Sử dụng phương pháp Pfafstetter Basin Numbering System tạo các subbasins

3.1.3.3. Tạo bản đồ slope, bedslope và xác định Geo-morphology cho các subbasins

3.1.3.4. Xây dựng bản đồ phân vùng ảnh hưởng các trạm mưa, soil, land use cho lưu vực sông Hương

3.2. Xây dựng mới các phần mềm bổ trợ đầu vào mô hình

3.2.1. Phần mềm tự động truy vấn dữ liệu mưa, mực nước thực đo từ SDL

3.2.2. Phần mềm đọc và chuyển đổi dữ liệu mưa sang dạng grid để mô hình dự báo HRM, ETA với mô hình GBHM

4. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH GBHM LẬP PHƯƠNG ÁN DỰ BÁO LŨ CHO LƯU VỰC SÔNG HƯƠNG

4.1. Cấu trúc dữ liệu và vận hành mô hình GBHM

4.1.1. Cấu trúc dữ liệu mô hình GBHM

4.1.2. Vận hành mô hình GBHM

4.1.3. Vấn đề hồ chứa trong mô hình và phương pháp khắc phục

4.1.4. Giải pháp khắc phục vấn đề hồ chứa trong mô hình GBHM

4.2. Hiệu chỉnh bộ thông số của mô hình

4.2.1. Thông số trong mô hình GBHM và phương pháp hiệu chỉnh thông số

4.2.2. Hiệu chỉnh thông số mô hình

4.3. Kiểm định và đánh giá khả năng ứng dụng của mô hình GBHM

4.3.1. Tài liệu khí tượng, thủy văn phục vụ kiểm định, đánh giá mô hình

4.3.2. Chỉ tiêu kiểm định mô hình

4.3.3. Kết quả kiểm định và đánh giá khả năng ứng dụng của mô hình

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1. Các kết quả luận văn đã đạt được

5.2. Những đóng góp mới của luận văn

5.3. Những tồn tại và kiến nghị

5.4. Hướng mở rộng của luận văn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về mô hình dự báo dòng chảy lũ

Nghiên cứu mô hình dự báo dòng chảy lũ trên lưu vực sông Hương tập trung vào việc ứng dụng các công nghệ hiện đại trong lĩnh vực thủy văn. Mô hình dòng chảy lũ được xem như một công cụ quan trọng trong việc quản lý và phòng ngừa lũ lụt, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Mô hình dự báo được xây dựng dựa trên các dữ liệu lịch sử và các yếu tố khí tượng, thủy văn ảnh hưởng đến dòng chảy. Các nghiên cứu trước đây cho thấy rằng việc sử dụng mô hình toán học trong dự báo dòng chảy lũ có thể cải thiện độ chính xác của dự báo, giúp giảm thiểu thiệt hại do thiên tai. Theo đó, việc lựa chọn mô hình phù hợp cho lưu vực sông Hương là cực kỳ cần thiết để đảm bảo hiệu quả trong công tác quản lý lũ.

1.1. Tính cần thiết của mô hình dự báo

Việc áp dụng mô hình dự báo thời tiết trong lĩnh vực thủy văn đã trở thành một xu hướng quan trọng. Mô hình GBHM (Geomorphology-Based Hydrological Model) được lựa chọn vì khả năng tính toán chính xác và khả năng xử lý dữ liệu lớn. Thực tế cho thấy, các mô hình thủy văn truyền thống thường gặp khó khăn trong việc dự báo chính xác dòng chảy lũ do sự phức tạp của địa hình và các yếu tố tự nhiên khác. Chính vì vậy, việc phát triển và ứng dụng mô hình GBHM sẽ giúp nâng cao khả năng dự báo, từ đó giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt gây ra.

II. Đặc điểm tự nhiên và quy luật hình thành lũ sông Hương

Lưu vực sông Hương có đặc điểm địa lý tự nhiên đa dạng, ảnh hưởng lớn đến quá trình hình thành lũ. Các yếu tố như lượng mưa, địa hình và thảm phủ thực vật đều có tác động trực tiếp đến dòng chảy lũ. Đặc biệt, lưu vực sông Hương thường xuyên chịu ảnh hưởng của các đợt mưa lớn, dẫn đến tình trạng ngập úng nghiêm trọng. Việc phân tích các yếu tố này là rất quan trọng trong việc xây dựng mô hình dự báo. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, sự biến đổi khí hậu cùng với việc khai thác tài nguyên nước không hợp lý đã làm gia tăng nguy cơ lũ lụt tại khu vực này. Do đó, việc áp dụng mô hình dự báo cần phải tính đến những thay đổi này để có thể đưa ra các giải pháp kịp thời.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến dòng chảy lũ

Các yếu tố tự nhiên như lượng mưa, độ dốc địa hình và loại đất đều đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành lũ. Đặc biệt, lượng mưa trong mùa mưa lớn có thể gia tăng đáng kể dòng chảy lũ. Theo số liệu thống kê, các trận lũ lớn thường xảy ra sau những đợt mưa kéo dài, với cường độ mưa lớn. Việc nắm bắt được quy luật hình thành lũ sẽ giúp cải thiện độ chính xác của mô hình dự báo. Bên cạnh đó, các yếu tố nhân tạo như xây dựng công trình thủy lợi cũng có thể tác động đến dòng chảy, cần được xem xét trong quá trình nghiên cứu.

III. Ứng dụng mô hình GBHM trong dự báo lũ

Mô hình GBHM đã được áp dụng để dự báo dòng chảy lũ trên lưu vực sông Hương. Mô hình này cho phép phân tích các yếu tố địa hình, thảm phủ và các yếu tố khí tượng một cách hiệu quả. Việc sử dụng công nghệ GIS trong mô hình giúp nâng cao độ chính xác của dự báo. Thực tế cho thấy, mô hình GBHM có khả năng xử lý dữ liệu lớn và đưa ra các kết quả dự báo nhanh chóng. Kết quả từ mô hình này cho thấy sự phù hợp với thực tế, từ đó cung cấp thông tin hữu ích cho công tác quản lý lũ và phòng chống thiên tai.

3.1. Quy trình ứng dụng mô hình

Quy trình ứng dụng mô hình GBHM bao gồm các bước thu thập dữ liệu, phân tích và mô phỏng. Đầu tiên, các dữ liệu về lượng mưa, mực nước và các yếu tố khác được thu thập từ các trạm quan trắc. Sau đó, dữ liệu này sẽ được đưa vào mô hình để thực hiện mô phỏng. Cuối cùng, kết quả từ mô hình sẽ được phân tích và so sánh với dữ liệu thực tế để đánh giá độ chính xác của dự báo. Việc thực hiện quy trình này một cách bài bản sẽ giúp nâng cao hiệu quả của mô hình trong công tác dự báo lũ.

IV. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng mô hình GBHM có tiềm năng lớn trong việc dự báo dòng chảy lũ trên lưu vực sông Hương. Tuy nhiên, để nâng cao hiệu quả của mô hình, cần tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện các thuật toán, cũng như cải thiện chất lượng dữ liệu đầu vào. Bên cạnh đó, việc kết hợp mô hình này với các phương pháp dự báo khác sẽ giúp tăng cường độ chính xác và khả năng ứng dụng trong thực tế. Các cơ quan chức năng cần xem xét việc áp dụng mô hình này trong công tác quản lý lũ và phòng ngừa thiên tai, nhằm bảo vệ an toàn cho người dân và tài sản.

4.1. Đề xuất cải tiến mô hình

Để nâng cao độ chính xác của mô hình GBHM, cần có các nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến dòng chảy lũ. Việc cải tiến thuật toán và cập nhật dữ liệu thường xuyên sẽ giúp mô hình hoạt động hiệu quả hơn. Ngoài ra, việc đào tạo nguồn nhân lực có chuyên môn trong lĩnh vực này cũng là một yếu tố quan trọng để đảm bảo mô hình được áp dụng một cách hiệu quả.

Luận văn thạc sĩ về mô hình dự báo dòng chảy lũ trên lưu vực sông Hương