Nghiên Cứu Sử Dụng Dữ Liệu Viễn Thám Trong Mô Phỏng Dòng Chảy Mặt Phục Vụ Quy Hoạch Thủy Lợi

• Tác giả: Bùi Tuấn Hải
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Quang Vinh
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
• Đề tài: Nghiên Cứu Sử Dụng Dữ Liệu Viễn Thám Trong Mô Phỏng Dòng Chảy Mặt Tại Lưu Vực Sông Cả
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG DỮ LIỆU VIỄN THÁM TRONG QUY HOẠCH THỦY LỢI VÀ PHÒNG CHỐNG THIÊN TAI
• 1.1. Tổng quan về công nghệ viễn thám
• 1.2. Tổng quan các công trình khoa học trên thế giới đã nghiên cứu về những vấn đề có liên quan đến đề tài luận án
• 1.2.1. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám trong quy hoạch thủy lợi, quản lý tài nguyên nước và phòng chống thiên tai trên thế giới
• 1.2.2. Nghiên cứu sử dụng dữ liệu viễn thám và mô hình toán trong mô phỏng dòng chảy
• 1.2.3. Đánh giá chung về các kết quả nghiên cứu trên thế giới
• 1.3. Tổng quan các công trình khoa học ở trong nước đã nghiên cứu về những vấn đề có liên quan đến đề tài luận án
• 1.3.1. Khái quát chung
• 1.3.2. Nghiên cứu về quản lý tài nguyên nước, quy hoạch thủy lợi và phòng chống thiên tai
• 1.3.3. Nghiên cứu sử dụng dữ liệu viễn thám và mô hình toán trong mô phỏng dòng chảy
• 1.3.4. Đánh giá chung về các nghiên cứu ở trong nước
• 1.4. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU
• 2.1. Luận giải các phương pháp và công cụ nghiên cứu
• 2.1.1. Cách tiếp cận khoa học
• 2.1.2. Phương pháp nghiên cứu khoa học
• 2.1.3. Công cụ nghiên cứu
• 2.2. Địa điểm nghiên cứu
• 2.3. Quy trình nghiên cứu
• 2.4. Nghiên cứu lựa chọn mô hình toán mô phỏng dòng chảy lưu vực sông Cả
• 2.4.1. Các mô hình toán đang được áp dụng trong tính toán thủy văn, thủy lực
• 2.4.2. Phân tích, lựa chọn bộ mô hình toán áp dụng cho tính toán mưa, bốc hơi và diễn toán chế độ dòng chảy trên lưu vực
• 2.5. Nghiên cứu công cụ phân tích, xử lý dữ liệu viễn thám
• 2.5.1. Kết hợp giữa viễn thám và GIS
• 2.5.2. Đánh giá các phần mềm mã nguồn mở GIS trong việc phân tích, xử lý dữ liệu viễn thám
• 2.5.3. Phân tích và lựa chọn phần mềm phục vụ công tác xây dựng và quản lý dữ liệu
• 2.6. Nghiên cứu lựa chọn dữ liệu viễn thám
• 2.6.1. Nghiên cứu lựa chọn dữ liệu mưa vệ tính độ phân giải cao
• 2.6.2. Nghiên cứu phân tích, lựa chọn dữ liệu địa hình từ nguồn dữ liệu mô hình số hóa độ cao (DEM)
• 2.6.3. Kết luận về phân tích, lựa chọn dữ liệu viễn thám cho lưu vực sông Cả
• 2.7. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG DỮ LIỆU VIỄN THÁM TRONG TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY LƯU VỰC SÔNG CẢ
• 3.1. Nghiên cứu kết hợp mưa vệ tinh và mưa thực đo trong tính toán mưa – dòng chảy từ mô hình NAM
• 3.1.1. Sự cần thiết phải kết hợp mưa vệ tinh với mưa thực đo
• 3.1.2. Thiết lập mô hình NAM với trạm mưa thực đo hiện có
• 3.1.3. Bố trí các trạm mưa giả định
• 3.1.4. Kết quả nghiên cứu mô hình NAM
• 3.1.5. Nhận xét chung về kết quả nghiên cứu mục 3.2
• 3.2. Nghiên cứu kết hợp dữ liệu viễn thám và mô hình toán IFAS trong mô phỏng dòng chảy lũ lưu vực sông Cả
• 3.2.1. Phạm vi nghiên cứu
• 3.2.2. Thiết lập mô hình IFAS
• 3.2.3. Mô phỏng, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình IFAS
• 3.2.4. Kết luận về kết quả nghiên cứu mô hình IFAS
• 3.3. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu sử dụng dữ liệu viễn thám trong mô phỏng dòng chảy

Nghiên cứu sử dụng dữ liệu viễn thám trong mô phỏng dòng chảy mặt tại lưu vực sông Cả là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực quản lý tài nguyên nước. Lưu vực sông Cả, với diện tích 27.200 km², trải dài qua Việt Nam và Lào, đóng vai trò thiết yếu trong phát triển kinh tế và phòng chống thiên tai. Việc áp dụng công nghệ viễn thám giúp cung cấp thông tin chính xác về lượng mưa và các yếu tố tự nhiên khác, từ đó hỗ trợ quy hoạch thủy lợi hiệu quả hơn.

1.1. Tầm quan trọng của dữ liệu viễn thám trong nghiên cứu

Dữ liệu viễn thám cung cấp thông tin không gian và thời gian về các yếu tố tự nhiên, giúp cải thiện độ chính xác trong mô phỏng dòng chảy. Công nghệ này cho phép theo dõi biến động của môi trường và hỗ trợ trong việc quản lý tài nguyên nước.

1.2. Các ứng dụng của dữ liệu viễn thám trong quy hoạch thủy lợi

Việc sử dụng dữ liệu viễn thám trong quy hoạch thủy lợi giúp xác định các khu vực dễ bị tổn thương do thiên tai, từ đó đưa ra các biện pháp phòng ngừa hiệu quả. Các ứng dụng này bao gồm phân tích lượng mưa, đánh giá tình trạng dòng chảy và quản lý tài nguyên nước.

II. Vấn đề và thách thức trong mô phỏng dòng chảy tại lưu vực sông Cả

Mô phỏng dòng chảy tại lưu vực sông Cả gặp nhiều thách thức do thiếu dữ liệu thực đo, đặc biệt là ở các khu vực thượng nguồn. Việc thiếu hụt thông tin về lượng mưa và các yếu tố khác làm cho việc dự đoán dòng chảy trở nên khó khăn. Hơn nữa, tác động của biến đổi khí hậu cũng làm gia tăng tính không chắc chắn trong các mô hình dự báo.

2.1. Thiếu hụt dữ liệu thực đo và ảnh hưởng đến mô phỏng

Nhiều khu vực trong lưu vực sông Cả không có trạm đo mưa, dẫn đến việc thiếu dữ liệu quan trọng cho mô phỏng dòng chảy. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của các mô hình thủy văn.

2.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy

Biến đổi khí hậu gây ra những thay đổi lớn trong lượng mưa và dòng chảy, làm cho các mô hình truyền thống trở nên không còn phù hợp. Cần có các phương pháp mới để dự đoán chính xác hơn.

III. Phương pháp nghiên cứu sử dụng dữ liệu viễn thám trong mô phỏng dòng chảy

Phương pháp nghiên cứu sử dụng dữ liệu viễn thám kết hợp với các mô hình toán học hiện đại là một giải pháp hiệu quả cho việc mô phỏng dòng chảy. Các mô hình như NAM và IFAS được áp dụng để tính toán dòng chảy dựa trên dữ liệu mưa vệ tinh và mô hình số độ cao.

3.1. Mô hình NAM trong tính toán dòng chảy

Mô hình NAM được sử dụng để kết hợp dữ liệu mưa thực đo và mưa vệ tinh, giúp cải thiện độ chính xác trong tính toán dòng chảy. Việc thiết lập mô hình này cho phép đánh giá chính xác hơn về lượng nước chảy qua các khu vực.

3.2. Mô hình IFAS trong mô phỏng lũ

Mô hình IFAS được áp dụng để mô phỏng dòng chảy lũ tại lưu vực sông Cả. Mô hình này cho phép hiệu chỉnh và kiểm định kết quả mô phỏng, từ đó đưa ra các dự báo chính xác hơn về tình hình lũ lụt.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng dữ liệu viễn thám đã cải thiện đáng kể độ chính xác trong mô phỏng dòng chảy tại lưu vực sông Cả. Các mô hình đã được hiệu chỉnh và kiểm định cho thấy khả năng dự đoán tốt hơn về tình hình dòng chảy và lũ lụt, từ đó hỗ trợ cho công tác quy hoạch thủy lợi và phòng chống thiên tai.

4.1. Đánh giá kết quả mô phỏng dòng chảy

Kết quả mô phỏng cho thấy sự phù hợp giữa dữ liệu thực đo và dữ liệu mô phỏng, cho thấy tính khả thi của việc áp dụng công nghệ viễn thám trong nghiên cứu dòng chảy.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu trong quản lý tài nguyên nước

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong việc quản lý tài nguyên nước, giúp các cơ quan chức năng đưa ra các quyết định chính xác hơn trong quy hoạch và phòng chống thiên tai.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng dữ liệu viễn thám trong mô phỏng dòng chảy mặt tại lưu vực sông Cả đã mở ra nhiều triển vọng mới cho công tác quản lý tài nguyên nước. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp cải thiện độ chính xác trong dự báo mà còn hỗ trợ cho các hoạt động quy hoạch và phòng chống thiên tai hiệu quả hơn.

5.1. Tương lai của nghiên cứu dữ liệu viễn thám

Công nghệ viễn thám sẽ tiếp tục phát triển và đóng vai trò quan trọng trong việc theo dõi và quản lý tài nguyên nước, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng gia tăng.

5.2. Khuyến nghị cho các nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các mô hình mới, kết hợp với dữ liệu viễn thám để nâng cao độ chính xác trong mô phỏng dòng chảy và quản lý tài nguyên nước.