Ứng dụng mô hình SWAT đánh giá chất lượng nước mặt lưu vực sông La Ngà

Tác giả: Nguyễn Đỗ Ngọc Uyên – Nguồn: Nguyễn Đỗ Ngọc Uyên – Bộ môn Tài nguyên và GIS – Khoa Môi trường và Tài nguyên – Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt:

Sông La Ngà là một phụ lưu của lƣu vực sông Đồng Nai, bắt nguồn từ cao nguyên Di Linh, Lâm Đồng với diện tích 4.010 km2 chảy qua địa bàn các huyện Bảo Lộc (Lâm Đồng), Tánh Linh (Bình Thuận), Tân Phú, Định Quán (Đồng Nai). Quá trình phát triển kinh tế – xã hội trên lưu vực đã và đang đặt ra những vấn đề bức xúc đối với công tác quản lý, khai thác và bảo vệ tài nguyên nƣớc. Do vậy, việc đánh giá chất lƣợng nƣớc trên lƣu vực là rất cần thiết. Mục tiêu của đề tài là ứng dụng mô hình SWAT mô phỏng, đánh giá lƣu lƣợng dòng chảy và chất lƣợng nƣớc trên lƣu vực sông La Ngà giai đoạn 1997 – 2010. Dữ liệu cần thiết cho nghiên cứu đƣợc thu thập từ nhiều nguồn khác nhau. Dữ liệu DEM đƣợc lấy từ dữ liệu ASTER GDEM của METI/NASA, với độ phân giải không gian 30 m, sử dụng để phân chia lƣu vực. Bản đồ sử dụng đất năm 2000 và bản đồ thổ nhƣỡng đƣợc cung cấp bởi Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam (VQHTLMN) sau khi biên tập đƣợc sử dụng để phân tích đơn vị thủy văn. Dữ liệu thời tiết (1997 – 2010) tại 3 trạm (Bảo Lộc, Tà Pao và Xuân Lộc) bao gồm dữ liệu lượng mưa, nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí, tốc độ gió, bức xạ Mặt Trời được cung cấp bởi VQHTLMN và Dự án Quan trắc Lƣợng mƣa Toàn cầu thuộc Chương trình Nghiên cứu Khí hậu Toàn cầu. Dữ liệu quan trắc lƣu lƣợng dòng chảy và chất lượng nƣớc do VQHTLMN, Phòng Quan trắc Môi trƣờng – Sở Tài nguyên và Môi trường Đồng Nai cung cấp đƣợc sử dụng để kiểm tra độ chính xác kết quả mô phỏng theo hai thời kỳ 1997 – 2001 (trƣớc khi có công trình thủy điện Hàm Thuận – Đa Mi) và thời kỳ 2002 – 2003. Kết quả cho thấy, vào mùa khô, giá trị lƣu lƣợng dòng chảy mô phỏng tƣơng đối tƣơng đồng với giá trị lƣu lƣợng dòng chảy thực đo; vào mùa mưa, giá trị lƣu lƣợng dòng chảy mô phỏng cao hơn giá trị lƣu lƣợng dòng chảy mô phỏng. Giá trị lƣu lƣợng dòng chảy theo tháng được mô phỏng dựa trên giá trị tính toán lượng mƣa trung bình tháng. Vì vậy, kết quả mô phỏng lưu lượng dòng chảy theo tháng nhìn chung tốt hơn kết quả mô phỏng lƣu lƣợng dòng chảy theo ngày. Chỉ số R2 nằm trong khoảng chấp nhận đƣợc (0,331 – 0,944), thể hiện tƣơng quan giữa giá trị lưu lượng dòng chảy thực đo và mô phỏng tại Tà Pao và Phú Điền. Chỉ số NSI khá tốt trong hai năm 1997 và 1998, dao dộng từ 0,004 đến 0,724; tuy nhiên, chỉ số NSI lại không đƣợc tốt từ khi công trình thủy lợi Hàm Thuận – Đa Mi đi vào hoạt động năm 2001, chỉ số NSI đột ngột xuống thấp vào năm 2002, 2003. Từ đó cho thấy giá trị lưu lượng dòng chảy thực đo và mô phỏng chênh lệch khá cao trong hai năm này. Điều này chứng tỏ lƣu lƣợng dòng chảy chịu tác động bởi công trình thủy điện. Đánh giá độ chính xác kết quả mô phỏng chất lƣợng nƣớc qua sáu thông số bao gồm oxi hòa tan (DO), ammonia (NH4 +), nitrit (NO2-,)nitrat (NO3), phosphat (PO43-), tổng chất rắn lơ lửng (TSS) cho thấy R2 dao động sấp xỉ từ 0 đến 0,4; NSI dao động sấp xỉ từ -188 đến -2; các giá trị mô phỏng đều thấp hơn giá trị thực đo và độ tin cậy của mô hình không cao. Nguyên nhân do thiếu dữ liệu đầu vào về nguồn gây ô nhiễm dạng điểm và dạng phân tán nên độ chính xác của mô hình mô phỏng chất lƣợng nƣớc chƣa đạt độ chính xác theo yêu cầu đặt ra. Bên cạnh đó, khảo sát đƣợc mối quan hệ giữa lƣu lƣợng dòng chảy với các thông số chất lƣợng nƣớc cho thấy hầu hết các thông số chất lƣợng nước đều có mối tƣơng quan thuận với lƣu lƣợng dòng chảy. Cuối cùng, tiến hành so sánh giá trị chất lƣợng nƣớc thực đo năm 2010 với Quy chuẩn Kĩ thuật Quốc gia về Chất lượng nƣớc mặt (QCVN 08:2008/BTNMT) cho thấy các thông số chất lượng nước hầu như đều phù hợp với các mục đích sử dụng khác nhau trên lưu vực sông La Ngà; ngoại trừ hàm lượng chất rắn lơ lửng vượt quy chuẩn vào tháng X. Kết quả của nghiên cứu cung cấp thông tin hữu ích hỗ trợ công tác giám sát, quản lý nguồn nước hiệu quả.

Nội dung:

  1. MỞ ĐẦU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.3.1. Đối tượng nghiên cứu

1.3.2. Phạm vi nghiên cứu

  1. TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Giới thiệu về chất lượng nước

2.1.1. Các khái niệm

2.1.2. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nƣớc

2.1.3. Nguồn gây ô nhiễm nước

2.1.4. Hiện tượng lan truyền chất trong môi trƣờng nƣớc

2.2. Phương pháp mô phỏng, đánh giá chất lượng nước

2.2.1. Lấy mẫu trực tiếp

2.2.2. Mô hình toán

2.3. Hệ thống thống tin địa lý (GIS)

2.3.1. Định nghĩa GIS

2.3.2. Thành phần của GIS

2.3.3. Chức năng của GIS

2.4. Mô hình SWAT

2.4.1. Tổng quan về mô hình SWAT

2.4.2. Nguyên lý mô hình SWAT

2.5. Tổng quan tình hình nghiên cứu

2.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới

2.5.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam

  1. ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU

3.1. Vị trí địa lý

3.2. Điều kiện tự nhiên

3.2.1. Địa hình

3.2.2. Sông ngòi

3.2.3. Khí hậu

3.2.4. Thủy văn

3.3. Hiện trạng phát triển kinh tế – xã hội

3.3.1. Tình hình phát triển dân cư

3.3.2. Tình hình phát triển các ngành kinh tế

  1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

4.1. Tiến trình thực hiện

4.2. Thu thập, xử lý dữ liệu

4.2.1. Cấu trúc tổng quát của tập tin dữ liệu đầu vào và đầu ra của SWAT

4.2.2. Cấu trúc dữ liệu đầu vào

4.2.3. Thu thập dữ liệu lưu lượng dòng chảy và chất lượng nước thực đo

4.2.4. Xử lý dữ liệu đầu vào theo định dạng yêu cầu của SWAT

4.3. Tiến trình chạy mô hình SWAT

4.3.1. Phân chia lƣu vực

4.3.2. Phân tích đơn vị thủy văn

4.3.3. Nhập dữ liệu thời tiết

4.3.4. Chạy mô hình

4.3.5. Đánh giá mô hình

  1. KẾT QUẢ, THẢO LUẬN

5.1. Đánh giá độ chính xác của kết quả mô phỏng LLDC (1997 – 2003)

5.2. Đánh giá độ chính xác của kết quả mô phỏng CLN (2010)

5.3. Mối quan hệ giữa LLDC và các thông số CLN

5.4. So sánh giá trị CLN với Quy chuẩn

  1. KẾT LUẬN, ĐỀ XUẤT

    Xem thêm tại:

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here