PHÖÔNG PHAÙP XAÙC ÑÒNH RANH GIÔÙI LÖU VÖÏC SOÂNG · Script trong Arcview GIS 3.2; AV-ThreshR (1999-2000) (NWS-HRL); HEC-GeoHMS (ESRI, HEC) keát hôïp HECPrepro (Univ

PHÖÔNG PHAÙP XAÙC ÑÒNH RANH GIÔÙI LÖU VÖÏC SOÂNG

Haø Noäi, 24-11 - 2009

Ngöôøi trình baøy: Ñoã Ñöùc DuõngVieän Quy hoaïch Thuûy lôïi mieàn Nam

1. Toång quan

2. Phöông phaùp xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc soâng

3. Caùc öùng duïng lieân quan ñeán keát quaû xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc soâng

4. Moät soá yù kieán lieân quan ñeán vaán ñeà baûo veä röøng vaø nguoàn nöôùc

Noäi dung trình baøy

Toång quan

Trong baát kyø nghieân cöùu naøo lieân quan ñeán taøi nguyeân nöôùc, ñeàu caàn phaûi xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc.

Caâu hoûi ñaët ra laø: • Baèng caùch naøo coù theå xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc

soâng? • Vieäc xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc soâng coù yù nghóa

nhö theá naøo ñoái vôùi nghieân cöùu löu vöïc soâng?

Ñaây laø nhöõng noäi dung ñöôïc ñaët ra trong nghieân cöùu xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc soâng…

Phöông phaùp xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc soâng

Moät soá khaùi nieäm lieân quan ñeán löu vöïc soâng:

• LVS laø vuøng ñòa lyù ñöôïc giôùi haïn bôûi ñöôøng chia nöôùc treân maët vaø döôùi ñaát.

• Ñöôøng chia nöôùc treân maët laø ñöôøng noái caùc ñænh cao cuûa ñòa hình.

• Ñöôøng chia nöôùc döôùi ñaát laø ñöôøng giôùi haïn trong loøng ñaát maø theo ñoù nöôùc ngaàm chaûy veà hai phía ñoái laäp nhau.

• Löu vöïc soâng ñöôïc goïi laø löu vöïc kín khi coù ñöôøng chia nöôùc maët vaø ñöôøng chia nöôùc ngaàm truøng nhau; neáu khoâng truøng nhau thì goïi laø löu vöïc hôû.

• Trong thöïc teá thöôøng xem LVS laø löu vöïc kín


� Phöông phaùp coå ñieån

Coù 2 phöông phaùp xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc soâng:

• Söû duïng caùc coâng cuï cuûa GIS

• Baûn ñoà kyõ thuaät soá

� Phöông phaùp kyõ thuaät soá

• Söû duïng baûn ñoà giaáy ñòa hình

• Maùy ño dieän tích, ñeám oâ,...


Ñöôøng ranh giôùi löu vöïc xaùc ñònh treân baûn ñoà

VÒ TRÍ TUYEÁN COÂNG TRÌNH

1. Xaùc ñònh tuyeán

2. Xaùc ñònh ñöôøng chia nöôùc: baèng caùch noái caùc ñænh cao

3. Xaùc ñònh caùc ñaëc tröng löu vöïc (F, ñoä doác, B,... (Baèng caùch ñeám oâ, maùy ño,...)

Xaùc ñònh ranh giôùi LVS baèng phöông phaùp coå ñieån:


Xaùc ñònh ranh giôùi LVS baèng phöông phaùp coå ñieån:

� Öu ñieåm: o Deã söû duïng o Khoâng caàn ñeán thieát bò

maùy tính

� Nhöôïc ñieåm: o Toán nhieàu thôøi gian ñeå

xaùc ñònh ranh giôùi, ño dieän tích, tính toaùn caùc ñaëc tröng

o Phuï thuoäc vaøo kinh nghieäm vaø tính chuû quan ngöôøi söû duïng

o Thöôøng coù sai soá lôùno Thieáu linh ñoäng


� Trình töï thöïc hieän töông töï phöông phaùp coå ñieån: Xaùc ñònh tuyeán; xaùc ñònh ñöôøng chia nöôùc; xaùc ñònh caùc ñaëc tröng löu vöïc. Tuy nhieân caùch thöùc thöïc hieän khaùc nhau:

Xaùc ñònh ranh giôùi LVS baèng phöông phaùp kyõ thuaät soá:

� Böôùc 1: Chuaån bò soá lieäu cao ñoä soá DEM� Böôùc 2: Xöû lyù soá lieäu cao ñoä soá (Fill DEM)� Böôùc 3: Tính toaùn xaùc ñònh höôùng doøng chaûy

(Flow Direction) taïi caùc oâ löôùi� Böôùc 4: Xaùc ñònh lieân keát höôùng doøng chaûy

giöõa caùc oâ löôùi (Flow Accumulation)� Böôùc 5: Xaùc ñònh löu vöïc soâng vaø tính toaùn

caùc ñaëc tröng cuûa noù.


Böôùc 1: Chuaån bò soá lieäu cao ñoä soá:

� Soá hoùa töø baûn ñoà giaáy

� Soá lieäu ño ñaïc (phaïm vi nhoû)

� Soá lieäu töø caùc nguoàn khaùc (internet)

Caùch thöùc xaây döïng soá lieäu cao ñoä soá



Ví duï veà caùch thöùc theå hieän soá lieäu cao ñoä ñòa hình



778 765 750 740 747 759 765 766 769 776 786 795770 758 745 737 741 751 753 761 777 789 802 814777 763 747 736 735 743 750 767 787 806 820 832786 767 750 737 733 739 752 769 785 797 808 822791 773 756 741 733 733 744 759 772 779 789 806799 782 763 750 737 733 733 745 757 767 782 801802 788 771 761 751 736 733 738 751 764 779 798799 790 780 772 762 746 733 737 754 770 784 794811 799 787 771 757 741 728 730 745 765 779 783823 807 790 774 762 748 733 725 733 750 764 763830 814 801 787 776 761 743 728 725 737 748 751822 818 811 801 791 776 757 739 726 725 735 751

Ví duï veà caùch thöùc theå hieän soá lieäu cao ñoä ñòa hình


Böôùc 1: Chuaån bò soá lieäu cao ñoä soá:Ví duï veà caùch thöùc theå hieän soá lieäu cao ñoä ñòa hình

Ñoä phaân giaûi thaáp Ñoä phaân giaûi cao



Soá lieäu cao ñoä soá LVS Ñoàng Nai

Nguoàn: Cuïc Quaûn trò Haøng khoâng vaø Khoâng gian Quoác gia Myõ (NASA) thöïc hieän naêm 2000Ñoä phaân giaûi 90x90m


Böôùc 2: Xöû lyù soá lieäu cao ñoä soá (Filling the DEM)

� Soá lieäu caàn xöû lyù laø oâ soá lieäu maø taïi ñoù cao ñoä caùc oâ xung quanh cao hôn noù. Töùc laø nhöõng oâ soá lieäu khoâng xaùc ñònh ñöôïc höôùng doøng chaûy

� Caùch thöùc xöû lyù laø noäi suy töø caùc oâ soá lieäu xung quanh


Böôùc 3: Tính toaùn xaùc ñònh höôùng doøng chaûy

1 = East – Hướng Đông2 = Southeast – Hướng Đông-Nam 4 = South- Hướng Nam 8 = Southwest- Hướng Đông-Tây 16 = West- Hướng Tây 32 = Northwest- Hướng Tây-Bắc 64 = North – Hướng Bắc 128 = Northeast – Hướng Đông-Bắc.

1248

1632 64 128 750 737 746

761 751 736772 762 733

Doøng chaûy taïi moät ñieåm (oâ löôùi) baát kyø chæ chaûy ñeán 1 trong 8 oâ löôùi xung quanh noù.


Böôùc 3: Tính toaùn xaùc ñònh höôùng doøng chaûy


Böôùc 4: Xaùc ñònh lieân keát höôùng doøng chaûy giöõa caùc oâ löôùi (Flow Accumulation)

• Xaùc ñònh soá oâ löôùi coù doøng chaûy chaûy vaøo oâ ñang tính toaùn. Ñöôïc xem laø xaùc ñònh höôùng lieân keát doøng chaûy giöõa caùc oâ löôùi.

• OÂ löôùi coù trò soáá oâ löôùi chaûy ñeán caøng nhieàu ñöôïc xem nhö vuøng taäp trung doøng chaûy vaø ñöôïc xaùc ñònh nhö nhaùnh soâng.

• OÂ löôùi coù trò soá oâ löôùi chaûy ñeán baèng khoâng laø vuøng cao hoaëc laø naèm treân ñöôøng chia nöôùc

OÂ löôùi coù trò soá lieân keát doøng chaûy 15.

Böôùc 5: Xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc soâng vaø caùc ñaëc tröng cuûa noù


Moät soá khaùi nieäm

Coâng cuï xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc soâng

Hieän nay, coù nhieàu phaàn meàm GIS nhö MapInfo, Arcview GIS, ArcGIS, Map Windows,... Nhieàu coâng cuï ñöôïc xaây döïng vaø nhuùng keát vaøo caùc phaàn meàm naøy. Hydrologic Modeling (v. 1.1), AVSWAT (ArcView SWAT) ñöôïc vieát baèng ngoân ngöõ Avenue Script trong Arcview GIS 3.2; AV-ThreshR (1999-2000) (NWS-HRL); HEC-GeoHMS (ESRI, HEC) keát hôïp HECPrepro (Univ. of Texas at Austin) vaø Watershed Delineator (ESRI, TNRCC),... Ngoaøi ra, coù khaù nhieàu caùc coâng cuï, ñoaïn chöông trình ñöôïc chia seû mieãn phí treân maïng internet coù theå söû duïng cho vieäc xaùc ñònh löu vöïc soâng.

Caùc coâng cuï xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc soâng ñeàu ñöôïc xaây döïng döïa treân lyù thuyeát "moâ hình doøng chaûy 8 höôùng" (D8 flow direction model) chuùng chæ khaùc nhau veà möùc ñoä theå hieän nhö: (1) tính linh ñoäng trong xaùc ñònh löu vöïc, (2) toác ñoä tính toaùn nhanh chaäm, (3) vieäc tính toaùn caùc ñaëc tröng löu vöïc, (4) caùch thöùc löu giöõ, lieân keát thoâng tin, vaø (5) caùch thöùc söû duïng vaø keát noái caùc ñaëc tröng cuûa löu vöïc soâng vôùi caùc coâng cuï khaùc beân ngoaøi.

ÖÙng duïng xaùc ñònh ranh giôùi LVS

Vò trí löu vöïc soâng Ñoàng Nai

Vò trí LVSÑN&PC LV soâng Ñoàng Nai vaø phuï caän ven bieån

Vò trí


Vò trí löu vöïc soâng Ñoàng Nai

� Thöôøng xaûy ra luõ queùt.� Phuø hôïp cho xaây döïng

caùc hoà chöùa vaø coâng trình thuûy ñieän.

� Haï löu aûnh trieàu vaø xaâm nhaäp maën.

Heä thoáng soâng ngoøi


Baûn ñoà lôùp phuû


� 21 vuøng baûo toàn� 5859 km2 khoaûng

12% DT vuøngBaûn ñoà vuøng baûo toàn


Trò AnTrò An

Daàu Daàu TieángTieáng

Thaùc MôThaùc MôÑaÑaNhimNhim

ÑaïiÑaïiNinhNinh

ÑN3ÑN3

ÑN4ÑN4

Caàn ÑônCaàn Ñôn

SRFu SRFu MieângMieâng

PhöôùcPhöôùcHoaøHoaø

Haøm Haøm ThuaänThuaän

ÑaÑaMiMi

Taø Taø PaoPao

Voõ ÑaêtVoõ Ñaêt

ÑN5ÑN5

ÑN6ÑN6

ÑN8ÑN8

ÑN2ÑN2

Caùc hoà chöùa lôùn treân caùc doøng chínhCaùc hoà chöùa lôùn treân caùc doøng chính

SRFu SRFu MieângMieâng

ÑN3ÑN3

ÑN8ÑN8

Ñaõ coù

Ñang xaây döïng

Döï kieán

Soâng Caùi Phan Rang

Soâng Luõy Bình Thuaän


� Doøng chaûy trung bình naêm: 1.110 m3/s� Toång löôïng TB naêm: 35 tyû m3

� Coù 2 muøa:Muøa luõ: 28 tyû m3 [80%] Muøa kieät: 7 tyû m3 [20%]

� Doøng chaûy maët:


Vai troø cuûa LVSÑNVai troø cuûa LVSÑN" Doøng chaûy maët khoaûng 35 tyû m3

Trung bình treân ñôn vò dieän tích: 8.000m3/haTrung bình treân ñaàu ngöôøi: 2.400 m3/ngöôøi/naêm

" Cung caáp nöôùc cho daân sinh, coâng nghieäp khoaûng 2 trieäu m3/ngaøy

" Cung caáp nöôùc töôùi cho khoaûng 1.85 trieäu ha, vôùi toång löôïng nöôùc khoaûng 2,8 tyû m3

" Saûn xuaát khoaûng treân 5.000 GWh (chæ tính rieâng 5 traïm thuûy ñieän chính coù toång coâng suaát 1.185 MW)

" Vuøng haï löu laø vuøng phaùt trieån giao thoâng thuûy maïnh vaø laø vuøng phaùt trieån thuûy saûn


Caùc vò trí döï kieán xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc


Keát quaû xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc


TT Tuyeán F (km2) ñöôïc ghi trong caùc

baùo caùo

F (km2) (töø coâng cuï GIS)

Chu vi (km)

Ñoä doác TB (ñoä)

Chieàu daøi (m)

1 Ña Nhim 775 728,45 151,07 9,20 61.331

2 Trò An 14.800 14.597,37 891,70 9,01 428.762

3 Haøm Thuaän 1.280 1.288,43 245,53 9,71 85.342

4 Thaùc Mô 2.200 2.175,93 260,30 8,19 103.289

5 Phöôùc Hoøa 5.193 5.211,06 443,27 8,63 239.388

6 Daàu Tieáng 2.700 2.498,58* 491,57 7,80 64.228

7 Hoùa An 22.425** 22.900,57 1041,88 8,95 477.097

Keát quaû xaùc ñònh dieän tích löu vöïc soâng


Một soá ñaùnh giaù veà keát quaû thöïc hieän� ÖÙng duïng coâng cuï GIS coù khaéc phuïc ñöôïc caùc nhöôïc

ñieåm cuûa xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc baèng phöông phaùp coå ñieån-thuû coâng.

� Töø keát quaû cho thaáy soá lieäu dieän tích löu vöïc giöõa xaùc ñònh baèng coâng cuï GIS vôùi soá lieäu coâng boá chæ cheânh nhau 2-5%.

� Vieäc xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc soâng chæ ra ñöôïc phaïm vi aûnh höôûng cuûa nguoàn nöôùc treân löu vöïc. Ví duï ñoái vôùi nguoàn nöôùc Hoùa An phaïm vi aûnh höôûng khoâng chæ doøng chaûy ôû khu vöïc laân caän maø caû löu vöïc soâng Ñoàng Nai, soâng La Ngaø, soâng Beù.

� Neáu chæ döøng laïi ôû khía caïnh xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc soâng thì öùng duïng coâng cuï GIS raát haïn heïp. Treân thöïc teá vieäc xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc soâng chæ laø moät phaàn raát nhoû cuûa öùng duïng coâng cuï GIS

Ví duï öùng duïng xaùc ñònh dieän tích söû duïng ñaát

(1) Ví duï xaùc ñònh dieän tích röøng trong ranh giôùi LVS

Löu vöïc Ña Nhim bao boïc bôûi 3 vuøng röøng

Söû duïng coâng cuï GIS caét phaàn DT thuoäc ranh giôùi löu vöïc soâng

Dieän tích röøng->


Khu baûo toànToång dieän

tích (*) (ha)

Dieän tích thuoäc löu vöïc Ña Nhim (ha)

Tyû leä (%) Ñòa phaän

Bi Ñuùp-Nuùi Baø 70.263,86 21.904,46 31,17% Laâm Ñoàng

Röøng Thoâng Ñaø Laït 49.917,80 14.399,92 28,85% Laâm Ñoàng

Phöôùc Bình 17.630,31 - - Ninh Thuaän

Keát quaû dieän tích röøng thuoäc ranh giôùi löu vöïc Ña Nhim

Ví duï öùng duïng xaùc ñònh dieän tích söû duïng ñaát(2) Keát quaû söû duïng ranh giôùi caùc tieåu löu vöïc xaùc ñònh dieän tích söû duïng ñaát öùng vôùi caùc tieåu löu vöïc/taïi caùc tuyeán hoà chöùa thuûy ñieän


Keát quaû söû duïng ranh giôùi caùc tieåu löu vöïc xaùc ñònh dieän tích söû duïng ñaát öùng vôùi caùc tieåu löu vöïc/taïi caùc tuyeán hoà chöùa thuûy ñieän

(3) Ví duï söû duïng moâ hình SWAT taïi TAØ LAØIGiao dieän SWAT

Döõ lieäu caàn thieát:- Döõ lieäu veà ñaát ñai- Döõ lieäu veà söû duïng ñaát - Döõ lieäu veà khí töôïng thuûy vaên (X, T, E, H, W, S)- Döõ lieäu GIS

Ví duï öùng duïng moâ hình SWAT

Ví duï söû duïng moâ hình SWAT taïi TAØ LAØI

Baûn ñoà ñaát löu vöïc Taø Laøi (3) Ví duï söû duïng moâ hình SWAT taïi TAØ LAØI


Baûn ñoà söû duïng ñaát löu vöïc Taø Laøi

(3) Ví duï söû duïng moâ hình SWAT taïi TAØ LAØI


Keát quaû xaây döïng moâ hình SWAT löu vöïc Taø Laøi

Keát quaû hieäu chænh moâ hình (1993)

Keát quaû thaåm ñònh moâ hình (2002)


Keát quaû ban ñaàu moâ phoûng SWAT taïi löu vöïc Taø Laøi

Keát quaû ban ñaàu cho thaáy khi röøng ñöôïc duy trì thì doøng chaûy kieät taêng, luõ giaûm ñuùng nhö döï kieán cuûa nhieàu nghieân cöùu tröôùc ñaây.

Ñaây cuõng chính laø cô sôû ñeå ñònh löôïng phaàn gia taêng khi coù ñaàu tö vaøo baûo veä röøng -> laø cô sôû ñeå ñònh phí chia seû trong baûo veä röøng

Moät soá yù kieán

Moät soá yù kieán veà moái lieân heä giöõa baûo veä röøng vaø nguoàn nöôùc treân löu vöïc soâng

� Röøng, söû duïng ñaát-> aûnh höôûng ñeán doøng chaûy: � Röøng nhieàu->Qluõ nhoû; Qkieät taêng.

� Röøng vaø nguoàn nöôùc: Ñònh löôïng moái lieân heä nhö theá naøo? Söû duïng moâ hình toaùn (AVSWAT, ExClaim).

� Giöõ röøng-> Ngöôøi söû duïng nöôùc ñöôïc lôïi chia seû nhö theá naøo?


Moät soá yù kieán veà moái lieân heä giöõa baûo veä röøng vaø nguoàn nöôùc treân löu vöïc soâng � Ña Nhim-> Phaùt ñieän

� 2 khu röøng chieám dieän tích 363,03km2/775km2=46,8%

� Neáu khoâng giöõ röøng-> Q nhö theá naøo?� Neáu giöõ ruøng ->Q nhö theá naøo?� Phaàn doøng chaûy taêng theâm -> NMTÑ

chia seû cho coâng taùc baûo veä röøng bao nhieàu%?

� NMN Hoùa An� Vuøng aûnh höôûng Ñoàng Nai, soâng Beù, La

Ngaø� Ña Nhim, Ñaïi Ninh, soâng Beù chuyeån

nöôùc� Lieân quan tröïc tieáp ñeán Trò An� Trò An ñöôïc höôûng lôïi tröïc tieáp töø vieäc

giöõ ruøng sau Ñaïi Ninh. Hoùa An höôûng lôïi töø Trò An-> Chia seû nhö theá naøo?


Moät soá kieán nghò veà moái lieân heä giöõa baûo veä röøng vaø nguoàn nöôùc treân löu vöïc soâng:

- Ñeå ñònh giaù giaù trò dòch vuï cuûa röøng caàn taäp trung vaøo vieäc ñònh giaù giaù trò ñieàu tieát cuûa röøng. Thoâng qua vieäc laøm gia taêng/hoaëc giaûm ñi veà doøng chaûy veà muøa khoâ cuõng nhö muøa möa

- Phöông phaùp/coâng cuï coù theå trôï giuùp vieäc ñònh giaù naøy laø caùc moâ hình toaùn (SWAT, EXCLAIM,...)

- Ñeå naâng cao ñoä tin caäy keát quaû cuûa moâ hình, thì vieäc ñaàu tö ño ñaïc caùc soá lieäu veà doøng chaûy, ñaëc bieät ñoái vôùi caùc löu vöïc nhoû

- Xaây döïng boä cô sôû döõ lieäu töông öùng vôùi moâ hình xaây döïng nhö SWAT

Documents

PHÖÔNG PHAÙP XAÙC ÑÒNH RANH GIÔÙI LÖU VÖÏC SOÂNG · Script trong Arcview GIS 3.2; AV-ThreshR (1999-2000) (NWS-HRL); HEC-GeoHMS (ESRI, HEC) keát hôïp HECPrepro (Univ