Ứng Dụng Mô Hình HEC-RESSIM Trong Điều Tiết Hồ Chứa Phước Hòa

Nghiên cứu ứng dụng mô hình hecressim trong điều tiết hồ chứa Phước Hòa trên lưu vực sông Bé, tối ưu hóa quản lý nguồn nước hiệu quả.

• Tác giả: Nguyễn Thị Hồng Mai
• Người hướng dẫn: ThS. Vũ Thị Vân Anh
• Trường học: Đại học Tài nguyên và Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Thủy Văn
• Đề tài: Ứng Dụng Mô Hình HEC-RESSIM Trong Điều Tiết Hồ Chứa Phước Hòa
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI LƯU VỰC SÔNG BÉ
• 1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN
• 1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.2. Địa hình, địa mạo
• 1.1.3. Đặc điểm thảm phủ, thổ nhưỡng
• 1.1.4. Điều kiện khí hậu
• 1.2. ĐẶC ĐIỂM CHẾ ĐỘ THỦY VĂN
• 1.2.1. Chế độ dòng chảy trên lưu vực sông Bé
• 1.2.2. Mạng lưới sông suối
• 1.2.3. Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực
• 1.2.4. Đặc trưng thủy văn
• 1.3. ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI
• 1.3.1. Đặc điểm xã hội
• 1.3.2. Tình hình phát triển kinh tế
• 1.4. HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI
• 1.4.1. Đặc điểm hồ chứa trên lưu vực sông
• 1.4.2. Hồ chứa Phước Hòa
• 2. CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO CHO MÔ HÌNH HEC-RESSIM
• 2.1. GIỚI THIỆU MÔ HÌNH HEC-RESSIM
• 2.1.1. NGUYÊN LÝ, CẤU TRÚC MÔ HÌNH
• 2.1.2. CÁC BƯỚC SỬ DỤNG MÔ HÌNH
• 2.1.2.1. Mô-đuyn thiết lập lưu vực (Watershed Setup)
• 2.1.2.2. Mô-đuyn mạng lưới hồ (Reservoir Network)
• 2.1.2.3. Mô-đuyn mô phỏng (Simulation)
• 2.2. TÍNH TOÁN, XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO CHO MÔ HÌNH HEC-RESSIM
• 2.2.1. Lựa chọn mô hình
• 2.2.2. Giới thiệu mô hình HEC-HMS
• 2.2.3. Cơ sở lý thuyết của mô hình HEC-HMS
• 2.3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HEC-HMS TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY ĐẾN HỒ CHỨA PHƯỚC HÒA
• 2.3.1. Tính toán mưa thiết kế
• 2.3.2. Thu thập và chỉnh lý số liệu
• 2.3.3. Hiệu chỉnh mô hình
• 2.3.4. Kết quả xác định bộ thông số mô hình HEC-HMS
• 2.3.5. Kiểm định bộ thông số mô hình HEC-HMS
• 3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HEC-RESSIM ĐIỀU TIẾT HỒ PHƯỚC HÒA
• 3.1. SƠ LƯỢC MẠNG LƯỚI TRẠM DÙNG TRONG TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT
• 3.1.1. Điều tiết hồ chứa
• 3.1.2. Mạng lưới các trạm
• 3.2. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO
• 3.2.1. Số liệu đặc trưng hồ chứa
• 3.2.2. Tổn thất do bốc hơi và thấm
• 3.2.3. Nhu cầu nước
• 3.3. HIỆU CHỈNH MÔ HÌNH HEC-RESSIM
• 3.3.1. Mô đun thiết lập lưu vực (Watershed Setup)
• 3.3.2. Mô đun mạng lưới hồ (Reservoir Network)
• 3.3.3. Mô đun mô phỏng (Simulation)
• 3.4. ÁP DỤNG MÔ HÌNH HEC-RESSIM ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA
• KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC CHƯƠNG 2

Tóm tắt

I. Tổng Quan Ứng Dụng HEC ResSim Điều Tiết Hồ Phước Hòa

Bài viết này tập trung vào việc ứng dụng mô hình HEC-ResSim trong điều tiết hồ chứa Phước Hòa. Hồ Phước Hòa đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý tài nguyên nước và cấp nước cho hạ du. Việc mô phỏng điều tiết hồ chứa bằng HEC-ResSim giúp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên nước bền vững, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Nghiên cứu này nhằm mục đích cung cấp cái nhìn tổng quan về cách phần mềm HEC-ResSim có thể được sử dụng để cải thiện hiệu quả điều tiết và đáp ứng nhu cầu nước ngày càng tăng. Việc sử dụng mô hình toán trong bài toán điều tiết sẽ giúp đưa ra các kịch bản điều tiết tối ưu hơn.

1.1. Giới thiệu về Hồ Phước Hòa và Vai Trò Quan Trọng

Hồ Phước Hòa là một công trình thủy lợi quan trọng trên lưu vực sông Bé. Hồ đóng vai trò chính trong việc điều tiết dòng chảy, cấp nước cho sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp và công nghiệp, đồng thời góp phần giảm thiểu nguy cơ lũ lụt. Theo tài liệu, sông Bé có lưu lượng dòng chảy trung bình hàng năm là 251,4 m3/s. Sự phân bố dòng chảy không đều giữa mùa mưa và mùa khô gây ra nhiều thách thức trong việc đảm bảo nguồn nước. Do đó, việc điều tiết hồ chứa một cách hiệu quả là vô cùng cần thiết.

1.2. Tầm Quan Trọng của Mô Hình HEC ResSim Trong Quản Lý Nước

HEC-ResSim là một công cụ mô phỏng điều tiết hồ chứa mạnh mẽ, cho phép các nhà quản lý tài nguyên nước đánh giá các kịch bản điều tiết khác nhau và đưa ra quyết định dựa trên cơ sở khoa học. Mô hình này giúp dự đoán mực nước hồ, lưu lượng xả lũ và lưu lượng dòng chảy hạ du, từ đó tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên nước và giảm thiểu tác động tiêu cực của lũ lụt. Việc đánh giá hiệu quả điều tiết bằng HEC-ResSim là bước quan trọng trong việc lập kế hoạch quản lý tài nguyên nước bền vững.

II. Thách Thức Trong Điều Tiết Hồ Chứa Phước Hòa Hiện Nay

Việc điều tiết hồ chứa Phước Hòa đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm sự biến đổi khí hậu, nhu cầu nước ngày càng tăng và yêu cầu về an toàn đập. Biến đổi khí hậu gây ra sự thay đổi trong lưu lượng dòng chảy, làm cho việc dự đoán và điều tiết trở nên khó khăn hơn. Nhu cầu nước cho sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp và công nghiệp ngày càng tăng, đòi hỏi việc tối ưu hóa điều tiết để đáp ứng nhu cầu. Ngoài ra, việc đảm bảo an toàn đập trong quá trình xả lũ cũng là một thách thức lớn. Cần có các giải pháp điều tiết linh hoạt và hiệu quả để đối phó với những thách thức này.

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

Biến đổi khí hậu gây ra sự thay đổi đáng kể trong lưu lượng dòng chảy đến hồ chứa Phước Hòa. Các nghiên cứu chỉ ra rằng lượng mưa có xu hướng trở nên thất thường hơn, với các đợt hạn hán kéo dài và các đợt mưa lớn bất thường. Điều này gây khó khăn cho việc dự đoán lưu lượng dòng chảy và lập kế hoạch điều tiết hiệu quả. Việc phân tích rủi ro liên quan đến biến đổi khí hậu là rất quan trọng để đưa ra các giải pháp điều tiết thích ứng.

2.2. Sự Gia Tăng Nhu Cầu Nước và Yêu Cầu Về Cấp Nước

Nhu cầu nước cho sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp và công nghiệp trong khu vực hạ du hồ Phước Hòa ngày càng tăng. Việc đáp ứng nhu cầu này đòi hỏi việc tối ưu hóa điều tiết để đảm bảo cấp nước đầy đủ và liên tục. Cần có các giải pháp điều tiết linh hoạt để đáp ứng các nhu cầu khác nhau trong các thời kỳ khác nhau. Theo tài liệu, việc cấp nước cho dân sinh là một trong những mục tiêu quan trọng của việc điều tiết hồ chứa.

III. Phương Pháp Ứng Dụng HEC ResSim Điều Tiết Hồ Phước Hòa

Việc ứng dụng HEC-ResSim để điều tiết hồ Phước Hòa bao gồm các bước: thu thập và xử lý số liệu đầu vào, xây dựng mô hình mạng lưới hồ chứa, hiệu chỉnh thông số hồ chứa và mô phỏng các kịch bản điều tiết. Số liệu đầu vào bao gồm lưu lượng dòng chảy, mực nước hồ, thông số hồ chứa và nhu cầu nước. Mô hình mạng lưới hồ chứa thể hiện mối quan hệ giữa các thông số hồ chứa. Quá trình hiệu chỉnh giúp đảm bảo độ chính xác của mô hình. Mô phỏng các kịch bản điều tiết giúp đánh giá tác động của các quyết định điều tiết khác nhau.

3.1. Thu Thập và Xử Lý Số Liệu Đầu Vào Cho Mô Hình

Để ứng dụng HEC-ResSim, cần thu thập và xử lý một lượng lớn số liệu đầu vào. Các số liệu này bao gồm: lưu lượng dòng chảy đến hồ (có thể được tính toán bằng HEC-HMS), mực nước hồ, thông số hồ chứa (quan hệ Z~F~V), nhu cầu nước cho các mục đích khác nhau (sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp), và thông số về bốc hơi và thấm. Các số liệu này cần được kiểm tra và xử lý cẩn thận để đảm bảo tính chính xác và phù hợp với mô hình.

3.2. Xây Dựng Mô Hình Mạng Lưới Hồ Chứa Bằng HEC ResSim

Xây dựng mô hình mạng lưới hồ chứa trong HEC-ResSim là bước quan trọng để mô tả hệ thống hồ chứa và các mối quan hệ giữa chúng. Mô hình này bao gồm các thành phần chính như: hồ chứa, các tuyến sông, các công trình điều tiết và các điểm lấy nước. Cần xác định rõ vị trí, kích thước và các thông số kỹ thuật của từng thành phần. Theo tài liệu, cần tạo network liên kết với hồ chứa để đưa các thông số vào. Mô hình này sẽ giúp mô phỏng quá trình điều tiết một cách chính xác.

IV. Kết Quả Ứng Dụng HEC ResSim Trong Điều Tiết Phước Hòa

Việc ứng dụng HEC-ResSim trong điều tiết hồ Phước Hòa mang lại nhiều kết quả tích cực. Mô hình giúp dự đoán chính xác mực nước hồ, lưu lượng xả lũ và lưu lượng dòng chảy hạ du. Từ đó, các nhà quản lý có thể đưa ra quyết định điều tiết tối ưu, đảm bảo cấp nước đầy đủ và giảm thiểu tác động tiêu cực của lũ lụt. Đánh giá hiệu quả của các kịch bản điều tiết khác nhau giúp cải thiện quy trình vận hành và sử dụng tài nguyên nước một cách bền vững.

4.1. Đánh Giá Hiệu Quả Điều Tiết Nước Cho Dân Sinh

Sử dụng HEC-ResSim cho phép đánh giá hiệu quả điều tiết nước cho dân sinh. Điều này bao gồm việc so sánh lưu lượng dòng chảy thực tế với nhu cầu nước, xác định các thời điểm thiếu nước và đánh giá tác động của các kịch bản điều tiết khác nhau. Kết quả này giúp các nhà quản lý đưa ra các quyết định điều tiết phù hợp để đảm bảo cấp nước đầy đủ và liên tục cho người dân.

4.2. Mô Phỏng Các Kịch Bản Xả Lũ An Toàn

HEC-ResSim cho phép mô phỏng các kịch bản xả lũ khác nhau và đánh giá tác động của chúng đến hạ du. Điều này giúp các nhà quản lý lựa chọn kịch bản xả lũ an toàn nhất, giảm thiểu rủi ro ngập lụt và bảo vệ tính mạng và tài sản của người dân. Phân tích rủi ro là một phần quan trọng trong quá trình này.

V. Kết Luận và Hướng Phát Triển Ứng Dụng HEC ResSim

Việc ứng dụng HEC-ResSim trong điều tiết hồ chứa Phước Hòa là một giải pháp hiệu quả để quản lý tài nguyên nước một cách bền vững. Mô hình giúp tối ưu hóa việc sử dụng nước, giảm thiểu tác động tiêu cực của lũ lụt và đảm bảo an toàn đập. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển mô hình HEC-ResSim để đối phó với những thách thức mới, như biến đổi khí hậu và sự gia tăng nhu cầu nước. Việc tích hợp mô hình với các hệ thống thông tin địa lý (GIS) và hệ thống cảnh báo sớm cũng là một hướng phát triển tiềm năng.

5.1. Tích Hợp HEC ResSim Với Các Hệ Thống Cảnh Báo Sớm

Việc tích hợp HEC-ResSim với các hệ thống cảnh báo sớm về lũ lụt có thể giúp cải thiện khả năng dự báo và ứng phó với các tình huống khẩn cấp. Hệ thống cảnh báo sớm có thể cung cấp thông tin về lượng mưa, mực nước sông và mực nước hồ, cho phép các nhà quản lý đưa ra quyết định điều tiết kịp thời để giảm thiểu tác động của lũ lụt.

5.2. Nâng Cấp Mô Hình Với Dữ Liệu Biến Đổi Khí Hậu

Để đối phó với tác động của biến đổi khí hậu, cần nâng cấp mô hình HEC-ResSim với dữ liệu về biến đổi khí hậu, chẳng hạn như các kịch bản về lượng mưa và nhiệt độ trong tương lai. Điều này sẽ giúp mô hình dự đoán chính xác hơn lưu lượng dòng chảy và cho phép các nhà quản lý đưa ra các giải pháp điều tiết thích ứng với biến đổi khí hậu.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Tài nguyên nước giữ vai trò thiết yếu đối với đời sống dân sinh và sự phát triển kinh tế - xã hội. Tuy nhiên, tại Việt Nam nói chung và khu vực Đông Nam Bộ nói riêng, nguồn nước mặt chịu sự phân bố không đồng đều theo không gian và thời gian. Mùa khô kéo dài từ 6 đến 7 tháng kết hợp với tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu đã gây ra tình trạng hạn hán cục bộ, thiếu nước nghiêm trọng tại nhiều vùng hạ du. Ngược lại, vào mùa mưa, lượng dòng chảy tập trung lớn dễ dẫn đến ngập lụt, gây thiệt hại cho sản xuất nông nghiệp và cơ sở hạ tầng.

Lưu vực sông Bé là phụ lưu lớn nhất bên bờ phải của hệ thống sông Đồng Nai với diện tích tự nhiên 7.650 $\text{km}^2$, sở hữu lượng mưa hàng năm thuộc loại cao nhất trong lưu vực sông Đồng Nai (có nơi đạt trên 2.600 mm). Tuy nhiên, lượng mưa phân bố tập trung chủ yếu vào mùa mưa (chiếm từ 85% đến 90% tổng lượng mưa năm), trong khi mùa khô chỉ chiếm từ 10% đến 15%. Lưu lượng dòng chảy trung bình năm của sông Bé đạt 225 – 251,4 $\text{m}^3\text{/s}$ (tương đương tổng lượng dòng chảy mặt khoảng 7,0 đến 8,53 tỷ $\text{m}^3$), song sự biến động tự nhiên của dòng chảy lại lệch pha hoàn toàn với nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng của con người.

Hồ chứa Phước Hòa được xây dựng trên dòng chính sông Bé là công trình đầu mối chuyển nước liên lưu vực có tầm quan trọng đặc biệt, nhằm điều hòa nguồn nước, chuyển nước sang lưu vực sông Sài Gòn và sông Vàm Cỏ Đông để cải thiện chất lượng nước, đẩy mặn và cấp nước cho các đô thị, khu công nghiệp và vùng nông nghiệp trọng điểm. Việc tính toán điều tiết hồ chứa Phước Hòa nhằm xác định các kịch bản phân bổ nguồn nước và đánh giá khả năng đáp ứng nhu cầu dùng nước là vấn đề cấp thiết.

Đồ án tốt nghiệp xác định các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể:

• Mục đích nghiên cứu: Tính toán điều tiết hồ chứa Phước Hòa trên lưu vực sông Bé, trong đó phạm vi trọng tâm xét đến bài toán điều tiết cấp nước phục vụ dân sinh và các ngành kinh tế liên quan.
• Nhiệm vụ nghiên cứu (gồm 5 nhiệm vụ):
  1. Tìm hiểu tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu trên lưu vực sông Bé.
  2. Thu thập, chỉnh lý và biên tập chuỗi tài liệu khí tượng thủy văn (mưa, bốc hơi, nhiệt độ, lưu lượng).
  3. Tính toán mô phỏng dòng chảy đến hồ chứa Phước Hòa bằng mô hình thủy văn HEC-HMS.
  4. Ứng dụng mô hình HEC-RESSIM tính toán điều tiết hồ chứa Phước Hòa nhằm đáp ứng các biểu đồ nhu cầu dùng nước.
  5. Tổng hợp, đánh giá kết quả tính toán và lập báo cáo đồ án tốt nghiệp.
• Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
  • Đối tượng nghiên cứu: Chế độ dòng chảy tự nhiên lưu vực sông Bé và quy trình điều tiết hồ chứa nước Phước Hòa.
  • Phạm vi không gian: Lưu vực sông Bé tính đến tuyến công trình đầu mối hồ chứa Phước Hòa với diện tích lưu vực khống chế là 5.193 $\text{km}^2$ (trên tổng diện tích lưu vực 7.650 $\text{km}^2$).
  • Phạm vi thời gian: Đồ án thực hiện trong 17 tuần (hoàn thành tháng 11/2017), sử dụng chuỗi số liệu quan trắc khí tượng thủy văn nhiều năm và các tài liệu quy hoạch, thiết kế kỹ thuật của dự án thủy lợi Phước Hòa.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình tính toán

Nghiên cứu sử dụng kết hợp hai công cụ mô hình toán tiêu chuẩn do Trung tâm Thủy văn Công trình Hoa Kỳ (US Army Corps of Engineers - Hydrologic Engineering Center) phát triển:

• Mô hình HEC-HMS (Hydrologic Modeling System): Mô phỏng quá trình chuyển đổi mưa – dòng chảy trên lưu vực sông.
  • Tính tổn thất thấm và điền trũng: Ứng dụng phương pháp số hiệu đường cong dòng chảy SCS Curve Number (phụ thuộc vào loại đất, lớp phủ thực vật và độ ẩm ban đầu) với công thức tính lớp dòng chảy trực tiếp $P_e = \frac{(P - I_a)^2}{(P - I_a) + S}$, trong đó $I_a = 0,2S$ và $S = \frac{25400}{CN} - 254$.
  • Chuyển đổi dòng chảy mặt: Dựa trên lý thuyết đường quá trình đơn vị tổng hợp (Snyder Unit Hydrograph, Clark Unit Hydrograph, SCS Dimensionless Unit Hydrograph) hoặc phương pháp sóng động học (Kinematic Wave).
  • Diễn toán dòng chảy lòng dẫn và sông suối: Ứng dụng các phương pháp diễn toán lũ gồm Muskingum, Muskingum-Cunge, Modified Puls, sóng động học và phương pháp Lag (thời gian trễ).
  • Diễn toán hồ chứa: Dựa trên phương trình cân bằng lượng trữ $\frac{\Delta S}{\Delta t} = \bar{I} - \bar{Q}$.
• Mô hình HEC-RESSIM (Reservoir System Simulation): Mô phỏng điều tiết và vận hành hệ thống hồ chứa phục vụ cấp nước, kiểm soát lũ và phát điện.
  • Cấu trúc mô hình gồm 3 mô-đun: Mô-đun thiết lập lưu vực (Watershed Setup), Mô-đun mạng lưới hồ chứa (Reservoir Network) và Mô-đun mô phỏng (Simulation).
  • Nguyên lý điều phối: Sử dụng đường điều phối mực nước mục tiêu (Guide Curve) để phân chia dung tích hồ thành các vùng (dung tích chết, dung tích hữu ích, dung tích phòng lũ) và thiết lập các tập hợp quy tắc xả ưu tiên theo thời gian, theo lưu lượng hoặc theo nhu cầu dùng nước tại các điểm kiểm soát hạ du.
  • Quản lý dữ liệu: Tích hợp cơ sở dữ liệu HEC-DSS để xuất nhập dữ liệu thủy văn đồng bộ.
• Văn bản và quy chuẩn kỹ thuật áp dụng: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về Công trình thủy lợi – Các quy định chủ yếu về thiết kế QCVN 04-05:2012 (phân cấp công trình hồ chứa Phước Hòa thuộc Cấp I).

Phương pháp nghiên cứu thực tế

• Phương pháp thu thập, phân tích và xử lý số liệu: Thu thập tài liệu khí tượng (nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm, bốc hơi), tài liệu thủy văn (lưu lượng dòng chảy) và số liệu địa hình, thông số hình học công trình hồ chứa.
• Phương pháp thống kê thủy văn: Tính toán lượng mưa thiết kế ứng với tần suất $P = 85%$ bằng đường phân phối tần suất kinh nghiệm và phân tích giải tích (Pearson loại III); tính mưa bình quân lưu vực bằng phương pháp đa giác Thiessen và phương pháp đường đẳng trị mưa.
• Phương pháp mô hình toán: Ứng dụng HEC-HMS để mô phỏng dòng chảy đến và HEC-RESSIM để mô phỏng điều tiết hệ thống hồ.
• Phương pháp kế thừa và tổng hợp: Kế thừa các tài liệu thiết kế kỹ thuật, báo cáo kinh tế - xã hội của các tỉnh Bình Phước, Bình Dương, Tây Ninh và các quy hoạch lưu vực sông Đồng Nai.

Nguồn dữ liệu sử dụng

• Dữ liệu khí tượng: Chuỗi số liệu lượng mưa, bốc hơi, nhiệt độ từ mạng lưới trạm quan trắc trên lưu vực sông Bé gồm Bù Nho, Bù Đăng, Bù Đốp, Phước Long, Đồng Phú, Chơn Thành, Lộc Ninh và Phước Hòa.
• Dữ liệu thủy văn: Số liệu lưu lượng dòng chảy quan trắc tại các trạm thủy văn Phước Long và Phước Hòa.
• Dữ liệu đặc tính công trình: Bảng quan hệ mực nước – diện tích – dung tích ($Z \sim F \sim V$), cao trình các ngưỡng xả, đường tràn và thông số kỹ thuật đập đầu mối Phước Hòa.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Đặc điểm địa lý tự nhiên và kinh tế - xã hội lưu vực sông Bé

Chương này trình bày tổng quan điều kiện địa lý tự nhiên, chế độ khí hậu, thủy văn, tình hình phát triển kinh tế - xã hội và hiện trạng các công trình thủy lợi trên toàn lưu vực sông Bé.

                  LƯU VỰC SÔNG BÉ VÀ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI
                     (Diện tích toàn lưu vực: 7.650 km²)
Thượng lưu (Cao nguyên Xnaro)                              Trung & Hạ lưu
Độ cao: 600 - 900 m                                  Độ cao: 40 - 200 m
Nhánh: Đak R'lap, Đak Glun, Đak Huyot                Đất: Nâu đỏ bazan (54,2%), Xám feralit (18,4%)
Rừng đầu nguồn & Thủy điện Thác Mơ                   Khu CN, cây CN & Hồ chuyển nước Phước Hòa
                   TUYẾN ĐẦU MỐI HỒ PHƯỚC HÒA (F = 5.193 km²)
Mực nước thiết kế:              Dung tích:                      Hệ thống chuyển & Cấp nước:
- MNDBT: 42,9 m                 - Toàn bộ: 21,00 tr m³          - Kênh Phước Hòa - Dầu Tiếng
- MNC: 42,5 m                   - Chết: 18,50 tr m³             - Cấp nước thô: 38,0 m³/s
- MNGC: 46,23 m (P=0,5%)        - Hữu ích: 2,50 tr m³           - Xả môi trường: 14,0 m³/s

• Đặc điểm địa lý và địa hình: Sông Bé bắt nguồn từ vùng núi phía Tây Nam Tây Nguyên (cao nguyên Xnaro, độ cao 600–800 m) với chiều dài dòng chính 350 km, hợp lưu từ các nhánh chính Đak R'lap, Đak Glun và Đak Huyot, sau đó đổ vào dòng chính sông Đồng Nai tại vị trí hạ lưu đập Trị An khoảng 6 km. Địa hình dốc từ Đông Bắc xuống Tây Nam (cao độ 750–1.000 m ở thượng lưu xuống 80–100 m ở hạ lưu).
• Đặc điểm thảm phủ và thổ nhưỡng: Diện tích đất lâm nghiệp đạt 383.875 ha (chiếm 50,2% diện tích lưu vực). Đất đai gồm ba nhóm chính: đất nâu đỏ chiếm 54,21% (394.885,38 ha), đất xám feralit chiếm 18,4% (261.478,41 ha) và đất nâu vàng chiếm 8,30% (60.478,27 ha), thuận lợi cho cây công nghiệp dài ngày (cao su, điều, cà phê, tiêu).
• Điều kiện khí hậu và chế độ thủy văn: Khí hậu nhiệt đới gió mùa. Nhiệt độ trung bình năm dao động từ 25,5 đến 26,7°C; nhiệt độ cao nhất tuyệt đối đạt 38,5–40,6°C. Lượng mưa trung bình năm đạt từ 2.200 mm đến trên 2.600 mm, tập trung vào các tháng mùa mưa (tháng V–X). Mùa lũ kéo dài từ tháng VI đến tháng XI, mùa kiệt kéo dài từ tháng XII đến tháng V năm sau. Chênh lệch lưu lượng giữa mùa lũ và mùa kiệt dao động từ 5 đến 20 lần.

Thông số hành chính / Địa bàn	Dân số (Người)	Đặc điểm kinh tế - sử dụng nước
Huyện Tuy Đức (Đắk Nông)	38.087	Thượng nguồn, đồi núi cao, nông lâm nghiệp
Tỉnh Bình Phước	873.598	Trồng cây công nghiệp, công nghiệp chế biến, thủy điện
Huyện Tân Uyên (Bình Dương)	204.555	Khu công nghiệp tập trung, đô thị hóa nhanh
Huyện Vĩnh Cửu (Đồng Nai)	124.717	Vùng hạ lưu giáp sông Đồng Nai

• Hiện trạng công trình thủy lợi và hồ Phước Hòa: Trên lưu vực có các công trình thủy điện bậc thang gồm Thác Mơ, Cần Đơn, Srock Phu Miêng. Dự án thủy lợi Phước Hòa (hoàn thành ngày 10/12/2011) là công trình đầu mối chuyển nước liên lưu vực, cấp nước cho vùng hạ lưu sông Sài Gòn và Vàm Cỏ Đông.

Hạng mục công trình hồ Phước Hòa	Giá trị / Quy mô thiết kế
Cấp công trình	Cấp I (theo QCVN 04-05:2012)
Diện tích lưu vực khống chế	5.193 $\text{km}^2$
Mực nước dâng bình thường (MNDBT)	42,9 m
Mực nước chết (MNC)	42,5 m
Mực nước lớn nhất thiết kế ($P = 0,5%$)	46,23 m
Mực nước lớn nhất kiểm tra ($P = 0,1%$)	48,25 m
Mực nước lớn nhất kiểm tra ($P = 0,01%$)	50,87 m
Dung tích toàn bộ hồ chứa	$21,00 \times 10^6 \text{ m}^3$
Dung tích chết	$18,50 \times 10^6 \text{ m}^3$
Dung tích hữu ích	$2,50 \times 10^6 \text{ m}^3$
Diện tích mặt thoáng tại MNDBT	1.377 ha (tại MNL 5%: 1.850 ha; MNL 2%: 2.067 ha)
Đập chính	Đập đất nhiều khối: dài 546 m, cao 28,5 m, đỉnh cao trình +51,1 m
Đập tràn chính	Kết cấu BTCT; gồm 4 cửa van cung ($4 \times 10\text{ m}$, ngưỡng +32,5 m) và tràn Labyrinth dài 190 m (ngưỡng +42,9 m)
Đập phụ	Tràn tự do ngưỡng thực dụng: dài 400 m, cao độ ngưỡng +46,3 m
Cống xả cát & Cống môi trường	Xả cát: 2 cửa ($5\text{ m} \times 3,5\text{ m}$, ngưỡng +23,0 m); Cống môi trường: kích thước 1,2 m (ngưỡng +34,0 m)
Cống lấy nước đầu kênh chuyển	Cống hộp ngầm BTCT, 3 cửa ($4\text{ m} \times 4\text{ m}$, ngưỡng +38,0 m), $Q_{\text{tk}} = 75 \text{ m}^3\text{/s}$
Đường cá đi & Thủy điện	Đường cá đi ngưỡng vào +41,37 m; Nhà máy thủy điện Phước Hòa công suất 12,5 MW

---

Chương 2: Tính toán xử lý số liệu đầu vào cho mô hình HEC-RESSIM

Chương 2 tập trung giới thiệu cơ sở toán học của các mô hình HEC-HMS và HEC-RESSIM, đồng thời thực hiện tính toán mưa thiết kế và mô phỏng dòng chảy đến hồ Phước Hòa.

• Cơ sở lý thuyết mô hình HEC-HMS: Trình bày chi tiết các thuật toán xác định mưa bình quân lưu vực (bình quân số học, đa giác Thiessen, đường đẳng trị), thuật toán tính tổn thất dòng chảy SCS-CN, các phương pháp chuyển đổi dòng chảy trực tiếp (Clark, Snyder, SCS Dimensionless UH, sóng động học Kinematic Wave) và các phương pháp diễn toán dòng chảy trong sông suối (Muskingum, Muskingum-Cunge, Modified Puls, Lag).
• Tính toán mưa thiết kế: Phân tích chuỗi số liệu lượng mưa tại 4 trạm khí tượng đại diện (Bù Nho, Đồng Phú, Phước Hòa, Phước Long) để xác định lượng mưa thiết kế với tần suất thiết kế nông nghiệp $P = 85%$.
  • Tại trạm Bù Nho, phân tích đường tần suất kinh nghiệm trên giấy tần suất chọn 3 điểm đặc trưng ($X_{5%} = 275\text{ mm}$, $X_{50%} = 165\text{ mm}$, $X_{95%} = 100\text{ mm}$), xác định hệ số biến sai $C_v$ và hệ số thiên lệch $C_s$, từ đó tính toán được lượng mưa thiết kế năm ứng với $P = 85%$ là $X_{P85%} = 120,4\text{ mm}$.
  • Phân chia mùa mưa và mùa khô: Tính toán lượng mưa mùa khô thiết kế ứng với $P = 85%$ tại trạm Bù Nho đạt $X_{P85%} = 20,6\text{ mm}$ (với các điểm chọn $X_{5%} = 120\text{ mm}$, $X_{50%} = 43\text{ mm}$, $X_{95%} = 13\text{ mm}$).
• Mô phỏng dòng chảy đến bằng HEC-HMS: Thiết lập sơ đồ liên kết các tiểu lưu vực, hiệu chỉnh và kiểm định bộ thông số mô hình (chỉ số $CN$, thời gian trễ $t_p$, hệ số trữ $K, X$) dựa trên số liệu dòng chảy thực đo tại trạm Phước Long và Phước Hòa để tạo chuỗi dòng chảy đến hồ phục vụ đầu vào cho HEC-RESSIM.

---

Chương 3: Ứng dụng mô hình HEC-RESSIM điều tiết hồ Phước Hòa

Chương 3 trình bày các bước thiết lập, hiệu chỉnh mô hình HEC-RESSIM và mô phỏng quá trình điều tiết hồ chứa Phước Hòa theo các biểu đồ nhu cầu nước.

• Phân tích số liệu đầu vào:
  • Xác lập quan hệ hình học hồ chứa qua đường cong dung tích và diện tích mặt nước theo mực nước ($Z \sim F \sim V$).
  • Xác định các tổn thất do bốc hơi mặt nước và tổn thất thấm qua nền, thân đập.
  • Tổng hợp nhu cầu sử dụng nước đa mục tiêu:
    • Cấp nước thô công nghiệp và dân sinh với tổng lưu lượng $Q = 38,0\text{ m}^3\text{/s}$ (trong đó phân bổ: TP. Hồ Chí Minh $10,0\text{ m}^3\text{/s}$, Bình Phước $5,0\text{ m}^3\text{/s}$, Tây Ninh $3,0\text{ m}^3\text{/s}$, cùng các khu vực khác).
    • Cấp nước tưới cho nông nghiệp: Tiếp nước cho 21.000 ha khu tưới Dầu Tiếng cũ trong các năm hạn; cấp nước tưới trực tiếp và tạo nguồn cho 42.567 ha đất nông nghiệp (bao gồm tưới mới 17.749 ha tại Tân Biên, Đức Hòa, Củ Chi và tạo nguồn 24.818 ha cho khu tưới bơm Lộc Giang A - Long An).
    • Xả dòng chảy tối thiểu bảo vệ môi trường hạ du sông Bé: $Q_{\text{mt}} = 14,0\text{ m}^3\text{/s}$, kết hợp đẩy mặn cho hạ lưu sông Sài Gòn và Vàm Cỏ Đông.
• Thiết lập và vận hành mô hình HEC-RESSIM:
  • Mô-đun Watershed Setup: Định vị tọa độ lòng dẫn sông Bé, tuyến đập Phước Hòa, hệ thống kênh chuyển Phước Hòa - Dầu Tiếng, kênh Tân Biên và các trạm thủy văn biên.
  • Mô-đun Reservoir Network: Khai báo đường đặc tính vật lý của hồ chứa, ngưỡng tràn chính Labyrinth, cửa van cung, cống xả sâu, cống lấy nước và thiết lập các quy tắc vận hành theo đường điều phối (Guide Curve).
  • Mô-đun Simulation: Chạy mô phỏng quá trình điều tiết hồ chứa với các bước thời gian tính toán, phân tích khả năng tích - xả của hồ nhằm so sánh lưu lượng xả ra và lưu lượng chuyển nước so với nhu cầu thực tế của các đối tượng dùng nước.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

• Xác định đặc trưng thủy văn và mưa thiết kế: Đã xử lý chuỗi số liệu khí tượng thủy văn nhiều năm trên lưu vực sông Bé, tính toán lượng mưa thiết kế tần suất $P = 85%$ cho 4 trạm khí tượng đại diện, phản ánh sự biến động sâu sắc của dòng chảy mùa mưa và mùa khô.
• Xây dựng chuỗi dòng chảy đến hồ bằng HEC-HMS: Thiết lập và kiểm định thành công mô hình mưa – dòng chảy HEC-HMS trên lưu vực sông Bé, mô phỏng chính xác quá trình hình thành dòng chảy đến tuyến đập Phước Hòa làm cơ sở dữ liệu đầu vào cho bài toán điều tiết.
• Mô phỏng điều tiết hồ chứa bằng HEC-RESSIM:
  • Thiết lập mạng lưới tính toán điều tiết hồ Phước Hòa với các ràng buộc thủy lực và quy tắc vận hành nghiêm ngặt ứng với dung tích hữu ích nhỏ ($V_{\text{hi}} = 2,50 \times 10^6\text{ m}^3$) so với dung tích chết ($18,50 \times 10^6\text{ m}^3$).
  • Kiểm chứng khả năng vận hành chuyển nước của hồ qua kênh dẫn Phước Hòa – Dầu Tiếng ($Q_{\text{tk}} = 75\text{ m}^3\text{/s}$) nhằm đáp ứng lưu lượng cấp nước sinh hoạt, công nghiệp $38,0\text{ m}^3\text{/s}$ và duy trì xả môi trường hạ du $14,0\text{ m}^3\text{/s}$.
  • Cung cấp biểu đồ so sánh dòng chảy ra và nhu cầu nước trong các tháng mùa khô, chứng minh hiệu quả điều tiết liên lưu vực của công trình.

Đóng góp của đề tài

• Hệ thống hóa toàn diện các điều kiện địa lý tự nhiên, thổ nhưỡng, khí hậu và hiện trạng công trình thủy lợi lưu vực sông Bé.
• Đề xuất quy trình ứng dụng kết hợp giữa mô hình thủy văn HEC-HMS (tính dòng chảy đến) và mô hình điều tiết HEC-RESSIM (vận hành hồ chứa) cho công trình thủy lợi Phước Hòa.
• Cung cấp luận cứ khoa học định lượng hỗ trợ các đơn vị quản lý, khai thác công trình thủy lợi trong việc lập kế hoạch phân phối và điều phối nguồn nước mùa kiệt.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế:
  • Phạm vi đồ án tập trung chủ yếu vào bài toán điều tiết cấp nước dân sinh và nông nghiệp trong điều kiện tính toán thiết kế đơn hồ (hồ Phước Hòa), chưa đi sâu phân tích bài toán vận hành liên hồ chứa phức hợp trên toàn bậc thang sông Bé (Thác Mơ – Cần Đơn – Srock Phu Miêng – Phước Hòa).
  • Chuỗi số liệu thủy văn và các thông số cây trồng phụ thuộc vào tài liệu thống kê, quan trắc sẵn có đến thời điểm thực hiện nghiên cứu.
• Hướng phát triển:
  • Mở rộng mô hình HEC-RESSIM để mô phỏng bài toán vận hành tối ưu hóa hệ thống liên hồ chứa trên lưu vực sông Bé và liên lưu vực sông Bé – sông Sài Gòn (hồ Dầu Tiếng) – sông Vàm Cỏ Đông.
  • Cập nhật chuỗi số liệu khí tượng thủy văn mới nhất và tích hợp các kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cực đoan vào bài toán điều phối tài nguyên nước thời gian thực.

---

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên môn hữu ích cho:

• Sinh viên và học viên cao học: Chuyên ngành Thủy văn học, Kỹ thuật Tài nguyên nước, Kỹ thuật Công trình Thủy lợi và Quản lý Môi trường cần tài liệu mẫu về quy trình tính toán thủy văn lưu vực và mô hình hóa hệ thống hồ chứa.
• Kỹ sư và cán bộ quản lý tài nguyên nước: Tham khảo cấu trúc thiết lập, khai báo thông số công trình đầu mối và phương pháp ứng dụng phần mềm HEC-HMS kết hợp HEC-RESSIM trong tính toán điều tiết hồ chứa thực tế.
• Các nội dung đáng chú ý để trích dẫn: Phương pháp phân tích mưa thiết kế $P = 85%$ bằng phân phối Pearson III, các bảng thông số hình học đập đầu mối hồ Phước Hòa và quy trình thiết lập 3 mô-đun trong phần mềm HEC-RESSIM.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Dung tích toàn bộ và dung tích hữu ích của hồ chứa Phước Hòa là bao nhiêu?

Theo tài liệu thiết kế kỹ thuật nêu trong đồ án, hồ chứa Phước Hòa có dung tích toàn bộ là $21,00 \times 10^6\text{ m}^3$, dung tích chết là $18,50 \times 10^6\text{ m}^3$ và dung tích hữu ích là $2,50 \times 10^6\text{ m}^3$ (ứng với mực nước dâng bình thường 42,9 m và mực nước chết 42,5 m).

2. Nhiệm vụ cấp nước thô và xả dòng chảy môi trường của hồ Phước Hòa được quy định như thế nào?

Công trình có nhiệm vụ cấp nước thô cho công nghiệp và dân sinh với lưu lượng $Q = 38,0\text{ m}^3\text{/s}$ (phân bổ cho TP. Hồ Chí Minh $10,0\text{ m}^3\text{/s}$, Bình Phước $5,0\text{ m}^3\text{/s}$, Tây Ninh $3,0\text{ m}^3\text{/s}$...), cấp nước tưới và tạo nguồn cho 42.567 ha đất nông nghiệp, tiếp nước cho 21.000 ha khu tưới Dầu Tiếng cũ trong năm hạn, đồng thời duy trì xả dòng chảy bảo vệ môi trường hạ du sông Bé tối thiểu là $14,0\text{ m}^3\text{/s}$.

3. Đồ án sử dụng mô hình nào để tính toán dòng chảy đến hồ chứa Phước Hòa trước khi đưa vào mô hình điều tiết?

Đồ án sử dụng mô hình thủy văn HEC-HMS (phiên bản chạy trên nền tảng Windows) kết hợp phương pháp tổn thất SCS Curve Number, các phương pháp đường quá trình đơn vị (Clark, Snyder, SCS) và các thuật toán diễn toán lũ (Muskingum, Muskingum-Cunge, Modified Puls) để mô phỏng mưa – dòng chảy trên lưu vực sông Bé, tạo chuỗi lưu lượng dòng chảy đến tuyến hồ.

4. Cấu trúc mô hình HEC-RESSIM được triển khai qua những mô-đun nào trong nghiên cứu này?

Mô hình HEC-RESSIM được triển khai tuần tự qua 3 mô-đun chính:

1. Mô-đun thiết lập lưu vực (Watershed Setup): Thiết lập hệ thống sông suối, định dạng bản đồ lưu vực và các điểm nút công trình.
2. Mô-đun mạng lưới hồ (Reservoir Network): Khai báo thông số vật lý của hồ chứa, đập tràn, cống xả, kênh dẫn và thiết lập các kịch bản, quy tắc vận hành hồ (Guide Curve).
3. Mô-đun mô phỏng (Simulation): Xác định thời đoạn tính toán, chạy mô phỏng thủy lực và xuất kết quả điều tiết dưới dạng bảng và biểu đồ qua cơ sở dữ liệu HEC-DSS.

5. Cụm công trình đầu mối hồ chứa Phước Hòa gồm những hạng mục chính nào?

Cụm đầu mối bao gồm: Đập chính bằng đất nhiều khối (dài 546 m, cao lớn nhất 28,5 m, đỉnh cao trình +51,1 m); Đập tràn chính kết hợp tràn có cửa van cung ($4 \times 10\text{ m}$, ngưỡng +32,5 m) và tràn Labyrinth tự do (dài 190 m, ngưỡng +42,9 m); Đập phụ tràn tự do (dài 400 m, ngưỡng +46,3 m); Cống xả cát (2 cửa $5\text{ m} \times 3,5\text{ m}$, ngưỡng +23,0 m); Cống xả môi trường (1,2 m, ngưỡng +34,0 m); Cống lấy nước kênh chính ($3 \times 4\text{ m} \times 4\text{ m}$, ngưỡng +38,0 m, lưu lượng thiết kế $75\text{ m}^3\text{/s}$); Đường cá đi (ngưỡng +41,37 m) và Nhà máy thủy điện Phước Hòa (công suất 12,5 MW).

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Thị Hồng Mai đã giải quyết bài toán tính toán điều tiết hồ chứa Phước Hòa trên lưu vực sông Bé thông qua việc ứng dụng kết hợp hai mô hình chuyên ngành HEC-HMS và HEC-RESSIM. Kết quả nghiên cứu đã làm rõ đặc điểm khí tượng thủy văn, xác định mưa thiết kế và mô phỏng chính xác chuỗi dòng chảy đến hồ, làm tiền đề cho việc đánh giá khả năng cấp nước đa mục tiêu của công trình. Đồ án cung cấp tài liệu tham khảo khoa học có giá trị thực tiễn cho công tác quản lý, khai thác tài nguyên nước và vận hành hệ thống công trình thủy lợi liên lưu vực sông Bé – sông Đồng Nai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI LƯU VỰC SÔNG BÉ. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN. Vị trí địa lý. Sông Bé là một con sông chảy qua các tỉnh Bình Phước, Bình Dương và Đồng Nai sông được bắt nguồn từ hồ Thác Mơ 11°51′40″B 107°0′46″Đ, huyện Phước Long, Bình Phước.

Từ đây sông chảy theo hướng tây bắc đến xã Hưng Phước, huyện Bù Đốp đổi theo hướng tây nam, chảy đến địa phận xã Bình Thắng, Phước Long sông đổi theo hướng nam. Sông tiếp tục chảy đến huyện Phú Giáo, Bình Dương thì đổi sang hướng đông nam và đổ vào sông Đồng Nai tại nhà máy thủy điện Trị An cách hồ Trị An khoảng 2 km về hướng tây Sông có chiều dài khoảng 350 km, chảy qua và làm ranh giới tự nhiên giữa các huyện Phước Long và Bù Đốp, Phước Long và Lộc Ninh, Phước Long và Bình Long, Bình Long và thị xã Đồng Xoài, Bình Long và Phú Giáo, Bình Dương, giữa huyện Tân Uyên, Bình Dương và Vĩnh Cửu, Đồng Nai. Sông Bé là chi lưu lớn nhất nằm bên bờ phải dòng chính sông Đồng Nai. Hình thành từ vùng núi phía Tây của vùng Nam Tây Nguyên (cao nguyên Xnaro) ở độ cao 600-800 m với 3 nhánh lớn là Đak R'lap, Đak Glun và Đak Huyot, sông Bé chảy ra dòng chính Đồng Nai tại vị trí hạ lưu thác Trị An (tuyến đập Trị An) 6 km.

Với chiều dài 350 km và diện tích lưu vực 7.650 km2, độ uốn khúc 1.4, độ dốc lòng sông 0.0032, sông Bé có lưu vực hầu như nằm trọn trong ranh giới hành chính của 2 tỉnh Bình Phước và Bình Dương Thượng nguồn sông Bé có địa hình thượng lưu bị chia cắt, lòng sông dốc (độ dốc 0.072), sông suối chảy trong những khe núi nhỏ hẹp. Từ sau Thác Mơ đến suối Nước Trong là trung lưu sông, với hướng chảy chủ yếu là Bắc-Nam, cao độ lưu vực biến đổi từ 50-120 m, độ dốc lòng sông 0. Từ sau suối Nước Trong sông đổi hướng Tây Bắc-Đông Nam và đổ vào sông Đồng Nai tại vị trí sau thác Trị An khoảng 6 km. 5 Sông Bé là một trong 4 phụ lưu lớn của hệ thống sông Đồng Nai, với diện tích là 7.

Phạm vi lưu vực trải dài trong khoảng tọa độ 116’ – 12 22’ độ vĩ Bắc và 106 35’ – 107 31’ độ kinh Đông, thuộc địa phận các tỉnh Bình Phước, Bình Dương, Đồng Nai, Đắc Nông và một phần nhỏ trên đất Campuchia. Về ranh giới, phía Bắc giáp với các sông nhánh của lưu vực sông Mêkông thuộc Campuchia, phía Đông và Nam giáp lưu vực sông Đồng Nai, phía Tây giáp lưu vực sông Sài Gòn. Sơ đồ vị trí lưu vực sông Bé được thể hiện ở hình dưới Hình 1. 1: Vị trí địa lý lưu vực sông Bé.

Địa hình, địa mạo. Lưu vực sông Bé nằm trên vùng chuyển tiếp từ địa hình núi cao, cao nguyên của phần cuối phía Nam dãy Trường Sơn xuống đồng bằng Nam Bộ nên địa hình biến đổi rất đa dạng và phức tạp. Trên lưu vực vừa có địa hình đồi núi lại vừa có địa hình trung du dạng gò đồi úp bát và lượn sóng xen lẫn một ít đồng bằng nhỏ, hẹp và một số dạng lòng chảo (bàu trũng). 6 Địa hình dạng đồi núi chiếm phần lớn diện tích lưu vực, tập trung chủ yếu ở trung lưu (đoạn Bình Long - Đồng Phú) lên thượng nguồn sông.

Từ Phước Long trở lên, cao độ biến đổi từ 200 - 900 m. Đây là vùng có nhiều núi cao, với các đỉnh Bu Dak Lung 982 m, Don Linh 960 m, Yok R’tou 857 m, Bu Plang 849 m… đều thuộc huyện Đắk R’lấp, tỉnh Đắc Nông và kết thúc vùng này là núi Bà Rá thuộc huyện Phước Long, tỉnh Bình Phước, cao độ 726 m. Địa hình trung du dạng đồi bát úp và lượn sóng phân bố ở vùng trung lưu và phía Đông của hạ lưu vực sông. Cao độ phổ biến ở đây từ 100 - 200 m.

Đất đai vùng này hầu hết là đất đỏ bazan, tơi xốp và phì nhiêu, đã được khai thác phần lớn để trồng cây công nghiệp có giá trị kinh tế cao như cao su, điều, cà phê và hồ tiêu… Địa hình vùng đồng bằng trung du ở hạ lưu ít chia cắt hơn, nhưng không có các cánh đồng lớn tập trung mà chủ yếu là dạng gò xoải và lượn sóng ven theo triền đồi của các suối Nước Trong, suối Giai phía bờ trái, vùng Tân Lập, Minh Hương, Tân Quan và Chơn Thành phía bờ phải. Cao độ vùng này phổ biến từ 50 - 100 m. Địa hình đồng bằng trũng cục bộ nằm rải rác dọc theo các sông suối trên lưu vực. Những đồng bằng dạng này thường nhỏ hẹp, chủ yếu dùng để trồng lúa nước, một số nơi chưa được cải tạo nên vẫn là đồng lầy hoang hóa.

Hướng nghiêng của địa hình cũng là hướng dốc của lưu vực, với độ cao giảm dần theo hướng Đông Bắc - Tây Nam, từ 750 - 1.000 m ở vùng thượng, trung lưu xuống vùng hạ lưu chỉ còn 80 - 100 m và tăng dần từ phía Tây lưu vực với 80 - 150 m sang phía Đông lưu vực với 250 - 700 m. 2: Bản đồ địa hình lưu vực sông Bé. Đặc điểm thảm phủ, thổ nhưỡng. Diện tích đất lâm nghiệp hiện nay trên lưu vực vào khoảng 383.875 ha, chiếm 50,2 % diện tích lưu vực, tập trung chủ yếu ở đầu nguồn và phía đông lưu vực.

Cách đây 30 năm, đất đai trên lưu vực chỉ mới được khai thác một phần nên hầu hết còn là rừng tự nhiên. Diện tích rừng trước 1975 trên 60 %. Đến 1983, diện tích rừng chỉ còn khoảng 45 % và hiện nay chỉ xấp xỉ 35 %. Trong 20 năm gần đây, đặc biệt trong khoảng thời gian từ 1980 - 1990, do có nguồn đất đai rộng lớn và thuận lợi nên cư dân ở nhiều vùng đất nước chuyển về đây khai hoang lập nghiệp theo nhiều hình thức khác nhau, trong đó di dân tự do chiếm tỷ lệ không nhỏ.

Bên cạnh đó, nhiều nông trường (mà chủ yếu là nông trường cao su) được thành lập, nên đất đai được khai phá để phát triển sản xuất ngày càng nhiều. Những vùng gò đồi trước đây là rừng tự nhiên, nay đã được khai hoang và thay thế vào đó là vùng cây công nghiệp lâu năm như cao su, cà phê, điều, hồ tiêu. và các loại cây ăn quả khác. 8 Chính điều này đã làm cho diện tích rừng tự nhiên ngày càng bị thu hẹp dần, tỷ lệ và chất lượng lớp phủ bề mặt lưu vực giảm đi đáng kể.

Những thay đổi trên là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng lũ lụt ngày càng trở nên nghiêm trọng trên lưu vực, khả năng điều hòa nước mặt trên lưu vực giảm đi đáng kể, gây cạn kiệt dòng chảy vào mùa khô. Qua khảo sát điều tra thực địa cho thấy nhiều khe suối trước đây có nước trong các tháng mùa khô, thì đến nay đã bị khô cạn. Lưu vực sông Bé tuy không lớn nhưng có nhiều loại đất khá phong phú, thích hợp với nhiều loại cây trồng, đặc biệt là các loại cây công nghiệp dài ngày. Các loại đất chính trên lưu vực sông Bé bao gồm: + Đất nâu đỏ có diện tích 394.885,38 ha, chiếm 54,21 % diện tích lưu vực, phân bố chủ yếu ở vùng thượng, trung lưu thuộc các huyện Phước Long, Bù Đăng, Tuy Đức và Đồng Phú.

Loại đất này có tầng canh tác khá dày, thích hợp để phát triển nhiều cây lâu năm có giá trị như cà phê, cao su, ca cao… + Đất xám feralit có diện tích 261.478,41 ha, chiếm 18,4 % diện tích lưu vực, phân bố dọc theo dòng chính sông Bé ở vùng trung, hạ lưu thuộc các huyện Phú Giáo, Vĩnh Cửu, Chơn Thành, Đồng Phú. Đây là loại đất tốt ở trung du miền núi, thích hợp cho việc sử dụng đa dạng vào mục đích nông lâm nghiệp và bảo vệ môi trường sinh thái. + Đất nâu vàng có diện tích 60.478,27 ha, chiếm 8,30 % diện tích lưu vực, phân bố tập trung ở thượng nguồn hồ Thác Mơ, thuộc huyện Bù Đăng và rải rác ở huyện Phước Long. Các loại đất còn lại bao gồm đất phù sa chua, đất nâu thẳm trên bazan, đất glây chua, đất đá bọt điển hình, đất lầy thụt và đất thuộc ao hồ, sông suối chiếm diện tích 11.

Phần lớn đất trên lưu vực có chất lượng tốt và dày, tạo điều kiện thuận lợi để phát triển các loại cây trồng, đặc biệt là các loại cây công nghiệp như cao su, điều, cà phê, hồ tiêu và cây ăn quả khác. Đất có độ dày lớn còn là điều kiện tốt để nâng cao khả năng trữ nước. Điều kiện khí hậu. Lưu vực sông Bé nằm trong vùng chịu ảnh hưởng của chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa với hai mùa gió đông và hè.

Mùa đông, lưu vực chịu ảnh hưởng chủ yếu của 9 gió mùa Đông Bắc ứng với khối không khí đã trở thành nhiệt đới hóa tương đối ổn định, tạo nên một mùa đông ấm áp và khô hạn. Mùa hè, khu vực lại chịu ảnh hưởng trực tiếp của hai luồng gió mùa Tây Nam, từ vịnh Bengal vào đầu mùa và từ nam Thái Bình Dương vào giữa và cuối mùa. Đặc trưng nổi bật nhất của chế độ khí hậu trên lưu vực là sự phân hóa thành hai mùa mưa - khô tương phản nhau sâu sắc. Mùa mưa tương đối thuận lợi cho sản xuất, ngược lại mùa khô gặp không ít khó khăn do lượng mưa ít, thời tiết nắng nóng kéo dài.

Lưu vực sông Bé có nền nhiệt độ cao với nhiệt độ trung bình năm ở các nơi dao động trong khoảng 25,5 – 26,7 C và biến động nhiệt độ trung bình tháng lớn nhất và nhỏ nhất trong năm từ 20 – 40 C. Thời gian nóng nhất trong năm thường vào những tháng cuối mùa khô và đầu mùa mưa, từ tháng III - V, với khoảng 27 – 28 C, trong đó cao nhất là tháng IV. Thời gian lạnh nhất trong năm vào khoảng từ tháng XII - I, với 23 -25 C. Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối có thể lên đến 38,5 - 40,6 C nhưng nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối chỉ ở mức từ 13,7 - 14,3 C.

Dao động nhiệt độ ngày đêm khá lớn, từ 9 -11 C. Như vậy, nhìn chung lưu vực sông Bé là một vùng có nền nhiệt độ cao, ít chênh lệch theo không gian (giữa các nơi) và theo thời gian (trong năm). 3: Bản đồ nhiệt độ trung bình năm lưu vực sông Bé. Lượng mưa hàng năm trên lưu vực sông Bé vào loại lớn nhất trên toàn lưu vực hệ thống sông Đồng Nai, từ 2.