ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Nguyễn Quốc Anh
KHAI THÁC SỬ DỤNG SỐ LIỆU MƯA VỆ TINH
TRONG DỰ BÁO LŨ LƯU VỰC SÔNG MÊ KÔNG
(TỪ CHIANG SAEN ĐẾN STUNG TRENG)
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Hà Nội - 2012
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Nguyễn Quốc Anh
KHAI THÁC SỬ DỤNG SỐ LIỆU MƯA VỆ TINH
TRONG DỰ BÁO LŨ LƯU VỰC SÔNG MÊ KÔNG
(TỪ CHIANG SAEN ĐẾN STUNG TRENG)
Chuyên ngành: Thủy văn học
Mã số: 604490
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN THANH SƠN
Hà Nội – 2012
i
LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sỹ khoa học “Khai thác sử dụng số liệu mưa vệ tinh trong dự
báo lũ lưu vực sông Mê Kông (từ Chiang Saen đến Stung Treng)” được hoàn thành
vào năm 2012 tại Khoa Khí tượng, Thủy văn và Hải dương học, thuộc trường Đại
học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Trong quá trình học tập, nghiên
cứu và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiều của các
thầy cô giáo và đồng nghiệp.
Trước hết, tác giả xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Nguyễn Thanh Sơn là
người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ trong quá trình hoàn thành luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn đến lãnh đạo, đồng nghiệp Trung tâm Khí
tượng Thủy văn Quốc gia, Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương, Ủy
hội sông Mê Kông Quốc tế (Mekong River Commission Secretariat - MRCS), Ủy
ban sông Mê Kông Việt Nam (Vietnam Mekong Commission - VNMC) trong việc
hoàn thành nghiên cứu này.
Đặc biệt, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Chương trình quản lý và
giảm thiểu lũ (Flood Management and Mitigation Programeme - FMMP) đã tạo
điều kiện tốt nhất trong quá trình hoàn thành luận văn.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các Thầy, Cô giáo trong Khoa Khí
tượng, Thủy văn và Hải dương học đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả
trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Cuối cùng, tác giả cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ trong suốt
quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Với kiến thức còn hạn hẹp, chắc chắn luận văn vẫn còn nhiều hạn chế và
thiếu sót. Vì vậy, tác giả mong muốn nhận được sự góp ý quý báu của độc giả và
các bạn đồng nghiệp.
Hà nội, ngày 16 tháng 10 năm 2012
Tác giả
Nguyễn Quốc Anh
ii
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LƯU VỰC SÔNG MÊ KÔNG 5
1.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN LƯU VỰC SÔNG MÊ KÔNG 5
1.1.1 Vị trí địa lý 5
1.1.2 Địa hình, địa chất, thảm phủ 6
1.1.3 Điều kiện khí tượng, khí hậu 8
1.1.4 Điều kiện thủy văn 11
1.2 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH DỰ BÁO LŨ SÔNG MÊ KÔNG 15
1.2.1 Sự ra đời của Trung tâm quản lý và giảm nhẹ lũ vùng (RFMMC) 15
1.2.2 Hệ thống dự báo cảnh báo lũ sông Mê Kông 16
1.2.3 Nhiệm vụ dự báo lũ sông Mê Kông 21
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CÔNG CỤ KHAI THÁC SỐ LIỆU MƯA VỆ TINH . 24
2.1 KHÁI QUÁT MƯA VỆ TINH PHỤC VỤ DỰ BÁO LŨ SÔNG MÊ KÔNG
24
2.1.1 Nguồn số liệu SRE (Satellite Rainfall Estimate) 24
2.1.2 Nguồn số liệu GFAS (Global Forecast Alert System) 25
2.1.3 Nguồn số liệu GSMaP (Global Satellite Mapping of Precipitation) 26
2.1.4 Nguồn số liệu TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) 27
2.2 XÂY DỰNG CÔNG CỤ KHAI THÁC DỮ LIỆU GFAS 28
2.2.1 Cấu trúc dữ liệu của GFAS 29
2.2.2 Các thành phần của công cụ khai thác 29
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN THỦY VĂN NAM DỰ BÁO
DÒNG CHẢY LƯU VỰC SÔNG MÊ KÔNG 36
3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH NAM 36
3.1.1 Cấu trúc mô hình NAM 36
3.1.2 Bộ thông số mô hình 39
3.2 PHƯƠNG PHÁP DIỄN TOÁN LŨ MUSKINGUM 41
iii
3.2.1 Cơ sở lý thuyết của phương pháp Muskingum 41
3.2.2 Các thông số và giới hạn của Muskingum 42
3.3 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH NAM SỬ DỤNG SỐ LIỆU MƯA GFAS 42
3.3.1 Xây dựng công cụ phục vụ dự báo tác nghiệp 42
3.3.2 Kết quả mô phỏng của mô hình NAM 45
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 63
PHỤ LỤC 65
iv
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1 – Bản đổ lưu vực sông Mê Kông 5
Hình 2 – Mô tả địa lý sông Mê Kông 6
Hình 3 – Lượng mưa trung bình nhiều năm một số trạm 10
Hình 4 – Bản đồ mạng lưới sông suối và trạm thủy văn lưu vực sông Mê Kông 12
Hình 5 – Sơ đồ mô tả hệ thống cảnh báo, dự báo lũ sông Mê Kông. 18
Hình 6 – Mô hình hóa trong mô hình URBS 19
Hình 7 – Giao diện mô hình URBS 19
Hình 8 – Giao diện thể hiện kết quả của mô hình dưới dạng đồ họa 20
Hình 9 – Giao diện chính của mô hình ISIS 20
Hình 10 – Bản tin dự báo và kết quả dưới dạng đồ thị 21
Hình 11 – Mô phỏng mưa vệ tinh bằng bản đồ trực quan 21
Hình 12 – Sơ đồ dự báo lũ lưu vực sông Mê Kông 23
Hình 13 – Số liệu mưa SRE được thể hiện bởi GIS – ArcGIS. 25
Hình 14 – Bản đồ lượng mưa GFAS được lấy từ trang web 26
Hình 15 – Số liệu GSMaP với độ phân giải 0.1 x 01 độ kinh/vĩ độ 26
Hình 16 – Số liệu GSMaP với độ phân giải 0.25 x 0.25 độ kinh/vĩ độ 27
Hình 17 – Sơ đồ vệ tinh TRMM đo và phân tích mưa. 27
Hình 18 – Sơ đồ khai thác và sử dụng số liệu GFAS cho mô hình NAM 28
Hình 19 – Số liệu mưa GFAS thể hiện bằng ArcGIS 29
Hình 20 – Giao diện phần mềm Filezilla tải xuống số liệu GFAS 30
Hình 21 – Số liệu GFAS ban đầu được nén bằng file zip 30
Hình 22 – Mô tả chuyển đổi tự động số liệu GFAS 31
Hình 23 – Sơ đồ thuật toán lấy số liệu GFAS theo điểm 31
Hình 24 – Bản đồ phân bố mưa theo không gian 32
Hinh 25 – Điểm đo GFAS gần 56 trạm đo thực tế trên lưu vực Mê Kông 33
Hình 26 – Tạo đầu vào cho mô hình NAM 34
Hình 27 – Số liệu GFAS được lấy theo tiểu lưu vực 34
Hình 28 – Cấu trúc mô hình NAM 37
Hình 29 – Sơ đồ mô tả làm việc của công cụ 44
v
Hình 30 – Giao diện chính của công cụ 45
Hình 31 – Giao diện một số thuộc tính của công cụ 45
Hình 32 – Mô tả diễn toán MUSKINGUM cho một đoạn sông 45
Hình 33 – Các tiểu lưu vực nghiên cứu 46
Hình 34 – Kết quả mô phỏng đỉnh lũ tại trạm LuangPraban 50
Hình 35 – Kết quả mô phỏng đỉnh lũ tại trạm Vientaine 51
Hình 36 – Kết quả mô phỏng đỉnh lũ tại Nakhonphanon 53
Hình 37 – Kết quả mô phỏng đỉnh lũ tại trạm Mudhan 54
Hình 38 – Kết quả mô phỏng đỉnh lũ tại trạm Pakse 56
Hình 39 – Kết quả mô phỏng đỉnh lũ tại trạm Strungtreng 57
Hình 40 – Quá trình thực đo và tính toán tại trạm Luangbang 58
Hình 41 – Quá trình lũ thực đo và tính toán trạm Vien Tiane 59
Hình 42 – Quá trình lũ thực đo và tính toán tại trạm Pakse 59
Hình 43 – Quá trình lũ thực đo và tính toán tại trạm Tung Streng 60
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1 – Lưu vực Mê Kông qua 04 quốc gia thuộc tiểu vùng 8
Bảng 2 – Tổng quan về các mùa của lưu vực sông Mê Kông 8
Bảng 3 – Tổng lượng mưa trung bình tháng nhiều năm của một số trạm 10
Bảng 4 – Tỷ lệ đóng góp dòng chảy của các nhánh sông bờ tả bờ hữu 13
Bảng 5 – Danh sách các trạm dự báo trên lưu vực sông Mê Kông 22
Bảng 6 – Thời gian dự kiến dự báo lũ trên lưu vực sông Mê Kông 22
Bảng 7 – Số liệu GFAS được lấy theo điểm gần điểm đo thực tế 32
Bảng 8 – Kết quả mưa bình quân tiểu lưu vực 1 từ dữ liệu GFAS. 34
Bảng 9 – Điều kiện ban đầu của mô hình NAM 47
Bảng 10 – Kết quả thông của NAM và MUSKINGUM 48
Bảng 11 – Đánh giá kết quả mô phỏng lũ tại Luang Prabang 49
Bảng 12 – Đánh giá kết quả mô phỏng lũ tại Vientaine 51
Bảng 13 – Đánh giá kết quả mô phỏng lũ tại Nakhonphanon 52
Bảng 14 – Đánh giá kết quả mô phỏng lũ tại Mudhan 53
Bảng 15 – Đánh giá kết quả mô phỏng lũ tại Pakse 55
vi
Bảng 16 – Đánh giá kết quả mô phỏng lũ tại Strungtreng 56
Bảng 17 – Kết quả đánh giá mức đảm bảo dự báo cho một số trạm 58
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
- ĐBSCL: Đồng Bằng Sông Cửu Long
- FMMP: Flood Mitigation and Managent Programme – Chương trình quản lý và
giảm nhẹ lũ
- FEWS: Flood E Warning System – Hệ thống cảnh báo lũ (công cụ của FMMP)
- GIS : Geographic Information System
- GFAS : Global Forecast Alert System – Hệ thống cảnh báo toàn cầu
- GSMaP: Global Satellite Mapping of Precipitation – Bản đồ mưa vệ tinh toàn cầu
- IDI: Infrastructure Development Institute – Viện phát triển Cơ sở hạ tầng (Nhật
bản)
- IFNet: International Flood Nework – Mạng lưới lũ Quốc tế
- JAXA: Japan Aerospace Exploration Agency – Cơ quan thám hiểm vũ trụ Nhật
bản
- JSI: Japan Science Institute – Viện khoa học Nhật bản
- MRCS: Mekong River Commission Secretariat – Ban thư ký Ủy hội sông Mê
Kông.
- NASA: National Aeronautics and Space Administration – Cơ quan Hàng không và
Vũ trụ Mỹ
- NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration – Cơ quan hải dương
và khí quyển Mỹ
- RFMMC: Regional Flood Mitigation and Management Center – Trung tâm quản
lý và giảm nhẹ lũ vùng.
- SRE: Satellite Rainfall Estimate – Mưa vệ tinh ước lượng
- SSARR: Stream Synthesis and Reservoir Regulation – Mô hình toán thủy văn của
Mỹ.
- TRMM: Tropical Rainfall Measuring Mission – Vệ tinh đo mưa khu vực nhiệt đới
1
MỞ ĐẦU
Việc cung cấp các thông tin dự báo lũ kịp thời, đủ độ chính xác và chi tiết đóng
vai trò hết sức quan trọng trong việc phòng chống và giảm nhẹ thiên tai do nó gây
ra nhằm phát triển kinh tế xã hội của một quốc gia. Các nước có khí hậu nhiệt đới
gió mùa như khu vực Đông Nam Á, sự hình thành dòng chảy lũ trong lưu vực sông
chủ yếu được hình thành từ mưa. Như vậy, trong công tác dự báo tác nghiệp thủy
văn, số liệu mưa được cho là dữ liệu đầu vào sống còn cho các mô hình toán mô
phỏng quá trình mưa – lũ. Do nhiều điều kiện kinh tế, địa hình mà khả năng xây
dựng các trạm đo mưa là không thể đối với một số khu vực. Khi đó, các số liệu có
độ tin cậy cao từ các thiết bị viễn thám như vệ tinh là hết sức quan trọng và có thể
nói rằng là giải pháp tốt nhất để khắc phục cho khả năng không thể đặt được trạm
đo mưa. Tuy nhiên, sau khi đã có được sản phẩm số liệu từ vệ tình này thì việc khai
thác nó như thế nào để phục vụ cho mục tiêu của bài toán đặt ra là vấn đề không hề
đơn giản.
Ngày nay, do sự phát triển mạnh mẽ của công cụ thông tin địa lý (GIS) và viễn
thám nên việc khai thác các số liệu từ sản phẩm vệ tinh trở nên linh hoạt và hữu
hiệu hơn. Với những kiến thức được đào tạo trong suốt quá trình học tập cao học tại
Khoa Khí tượng thủy văn và Hải dương học thuộc Đại học Khoa học Tự nhiên Hà
nội, cũng như kinh nghiệm được làm việc tại cơ quan đầu ngành về dự báo thủy văn
của Việt Nam, đặc biệt thời gian được thực tập làm việc tại Chương trình quản lý và
giảm thiểu lũ (FMMP), Ủy hội sông Mê Kông Quốc tế, học viên đã thực hiện đề tài
“Khai thác sử dụng số liệu mưa vệ tinh trong dự báo lũ lưu vực sông Mê Kông (từ
Cheang Sean đến Stung Treng)” nhằm ứng dụng kỹ thuật GIS khai thác số liệu mưa
vệ tinh làm đầu vào cho mô hình thủy văn NAM phục vụ việc mô phỏng, dự báo lũ
sông Mê Kông (đoạn từ Cheang Sean đến Stung Treng).
Mê Kông là một chủ lưu rộng lớn chạy dài từ biên giới Miến Điện (Myanmar)
đến biển, dọc theo dòng chảy không gặp một hợp lưu nào đáng kể, gây ấn tượng:
“sự hình thành dòng chảy trên sông chủ yếu do mưa, chuyển động của nước dọc
dòng chính chủ yếu do tác động của dòng chảy tuyến trên”. Là một dòng sông quốc
tế, sông Mê Kông đóng vai trò quan trọng đặc biệt trong sự phát triển kinh tế, chính
2
trị cho các Quốc gia thuộc tiểu vùng Mê Kông (Lào, Campuchia , Thái Lan và Việt
Nam). Nhằm sử dụng tài nguyên nước một cách tổng hợp và bền vững, Ủy hội sông
Mê Kông Quốc tế được thành lập sau Hiệp định “hợp tác phát triển bền vững lưu
vực sông Mê Kông – năm 1995” [12].
Thực tế, theo các báo cáo hàng năm kể từ sau khi Ủy hội được thành lập cho
đến trước khi Trung tâm quản lý và giảm thiểu lũ (RFMMC) ra đời; nằm trong
Chương trình quản lý và giảm thiểu (FMMP) của Ủy hội ; ngoài những lợi ích do lũ
đem lại thì thiệt hại do lũ đối với con người và của cải cho các quốc gia tiểu vùng
thật khôn lường. Có lẽ, những thiệt hại từ lũ đã thúc đẩy Chính phủ Việt Nam, và
được các quốc gia khác đồng ủng hộ, Chiến lược quản lý lũ của Ủy hội sông Mê
Kông Quốc tế đã được thông qua năm 2001[`12]. Tiếp theo đó, dựa trên chiến lược
thì Chương trình quản lý và giảm nhẹ lũ (FMMP – Flood Management and
Mitigation Programme) được thực hiện từ năm 2004 với mục tiêu chung là “ngăn
chặn và giảm thiểu thiệt hại về người và của do lũ gây ra, nhưng vẫn duy trì được
những lợi ích do lũ mang lại”[12]. Đến đầu năm 2005, Ủy hội sông Mê Kông Quốc
tế và được sự đồng ý của các Quốc gia thuộc tiểu vùng sông Mê Kông (Lào,
Campuchia, Thái Lan và Việt Nam) đã thành lập Trung tâm quản lý và giảm thiểu
lũ vùng (RFMMC) đặt tại Camphuchia với nhiệm vụ chính là cảnh báo và dự báo lũ
cho toàn hệ thống sông Mê Kông nhằm quản lý và giảm thiểu các thiệt hại do lũ gây
ra trong lưu vực.
Từ khi được thành lập đến nay, RFMMC đã không ngừng phát triển hệ thống
cảnh báo, dự báo lũ. Đã có nhiều nghiên cứu trong việc ứng dụng công cụ kỹ thuật
cao như GIS nhằm khai thác sản phẩm của vệ tinh như: mưa, gió, nhiệt độ phục vụ
làm đầu vào cho các mô hình thủy văn, thủy lực phục vụ bài toán dự báo lũ. Hiện
nay, Trung tâm đã và đang sử dụng một công nghệ hoàn hảo trong đó tích hợp việc
phân tích không gian, thời gian các số liệu đầu vào, vận hành hệ thống mô hình toán
thủy văn, thủy lực nhằm phục vụ dự báo tác nghiệp cho toàn bộ lưu vực sông Mê
Kông. Tuy nhiên, là tổ chức Quốc tế, công cụ của hệ thống có tính bản quyền cao
nên không được sử dụng khi chưa có sự cho phép của tác giả. Đây là một trong
những lý do chính cùng với mong muốn được học hỏi, nâng cao trình độ chuyên
3
môn và mong muốn áp dụng các kiến thức được đã được đào tạo qua khóa học thạc
sỹ. Dưới sự hướng dẫn của PGS. TS Nguyễn Thanh Sơn, tác giả đã làm việc
nghiêm túc và đã hoàn thành luận văn với những nội dung chính sau đây:
Về phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp thu thập số liệu
- Phương pháp thống kê
- Phương pháp mô hình hóa
Về phạm vi của luận văn:
- Phạm vi không gian Lưu vực sông Mê Kông (từ Cheang Sean đến Stung
Treng)
- Phạm vi chuyên môn: Khai thác số liệu mưa vệ tinh trong dự báo thủy văn
Mục tiêu của luận văn:
- Tìm hiểu về đặc điểm lưu vực sông Mê Kông, các khái niệm cơ bản về số liệu
mưa vệ tinh.
- Nghiên cứu khai thác số liệu mưa vệ tinh bằng công cụ GIS.
- Sử dụng số liệu mưa vệ tinh làm đầu vào cho mô hình thủy văn phục vụ bài
toán dự báo thủy văn.
- Ứng dụng mô phỏng, dự báo dòng chảy lưu vực sông Mê Kông từ Cheang
Sean đến Stung Streng) bằng mô hình toán thủy văn NAM.
Bố cục của luận văn:
Phần mở đầu: Nội dung chủ yếu là giới thiệu tổng quát về dự báo thủy văn nói
chung, việc sử dụng số liệu mưa vệ tinh trong dự báo thủy văn (mục đích và lợi
ích), giới thiệu sơ qua về việc thành lập Ủy hội sông Mê Kông Quốc tế, Trung tâm
quản lý và giảm thiểu lũ vùng.
Chương 1 “Tổng quan lưu vực sông Mê Kông”: có hai nội dung chính; i) trình
bày điều kiện khí tượng thủy văn, khí hậu của lưu vực sông Mê Kông. ii) giới thiệu
sự ra đời của RFMMC và hệ thống cảnh báo, dự báo lũ đang được sử dụng tại
Trung tâm.
Chương 2 “Xây dựng công cụ khai thác mưa vệ tinh” : có hai nội dung chính
trong chương này; i) Giới thiệu các nguồn dữ liệu vệ tinh đang được ứng dụng trong
4
dự báo tác nghiệp tại RFMMC. ii) trình bày chi tiết việc xây dựng công cụ khai thác
số liệu mưa vệ tinh làm đầu vào cho mô hình thủy văn NAM; được tác giả xây dựng
trên ngôn ngữ Visual Basic 6.
Chương 3 “Ứng dụng số liệu mưa vệ tinh làm đầu cho mô hình toán thủy văn
NAM trong dự báo lũ sông Mê Kông”: có bốn nội dung chính trong chương này
i) Giới thiệu lý thuyết mô hình NAM. ii) Giới thiệu lý thuyết phương pháp diễn toán
Muskingum. iii) Trình bày việc xây dựng công cụ phục vụ việc ứng dụng mô hình
toán NAM cho mô phỏng, dự báo lũ sông Mê Kông. iiii) Nhận xét kết quả mô
phỏng mưa dòng chảy lũ sông Mê Kông bằng mô hình NAM từ đầu vào là số liệu
mưa vệ tinh.
Phần kết luận và kiến nghị: Trình bày một số kết quả của luận văn đã đạt được và
kiến nghị một số vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu.
Tài liệu tham khảo: Thống kê các tài liệu đã được tác giả tham khảo trong quá
trình làm luận văn.
Phụ lục: Trình bày một số đoạn mã lập trình bằng ngôn ngữ Visual Basic được
trong quá trình làm luận văn
5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LƯU VỰC SÔNG MÊ KÔNG
1.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN LƯU VỰC SÔNG MÊ KÔNG
1.1.1 Vị trí địa lý
Sông Mê Kông là con sông
lớn nhất ở Đông Nam Châu
Á, đứng thứ 12 trên thế giới
về tổng lượng dòng chảy
năm, sông bắt nguồn từ cao
nguyên Tây Tạng Trung
Quốc chảy qua lãnh thổ của
6 nước là Trung Quốc (tỉnh
Vân Nam), Myanmar, Lào,
Thái Lan, Cămpuchia và
Việt Nam. Sông Mê Kông
có chiều dài 4.880 km, tổng
diện tích 795.000 km
2
[6] và
được chia thành 2 phần
chính: phần thượng lưu
gồm phần diện tích lưu vực
nằm trên lãnh thổ của Trung
Quốc (tỉnh Vân Nam) và
Myanma có diện tích
189.000 km
2
(chiếm 24%
diện tích toàn lưu vực).
Phần hạ lưu của lưu vực,
tính từ Tam Giác Vàng -
biên giới chung của 3 nước
Thái Lan, Lào và Myanma
ra Biển Đông nằm
Hình 1 – Bản đổ lưu vực sông Mê Kông
6
trong lãnh thổ của 4 nước Lào, Thái Lan, Campuchia và Việt Nam có tổng diện tích
là 606.000 km
2
(chiếm 76% diện tích toàn lưu vực) [6]. Phần thượng nguồn Mê
Kông chảy trong lãnh thổ Trung Quốc được gọi là sông Lang Thương (hay còn gọi
Lạng Xang, Lạng Cang tùy theo phiên âm). Dòng chính sông Mê Kông, phần hạ lưu
có một số đoạn chảy theo đường biên giới giữa Thái Lan và Lào, phần còn lại sông
chảy hoàn toàn trong lãnh thổ Lào, Campuchia và Việt Nam (hình 1). Dân số ở hạ
lưu sông Mê Kông hiện nay vào khoảng 60 triệu người, được dự kiến tăng lên 100
triệu vào năm 2025, hơn 80% dân số sống dựa vào nguồn tài nguyên nước và các
nguồn tài nguyên khác trong lưu vực. Hơn 30% số dân đang ở mức sống nghèo khổ
và từ 50-80% dân chưa tiếp cận với nguồn nước sạch[6].
1.1.2 Địa hình, địa chất, thảm phủ
Bắt nguồn từ độ cao khoảng 4500 m ở Tây Tạng qua vùng Tân Cương với
chiều dài 800 km trước khi vào Vân Nam có địa hình đồi núi cao, có nhiều thác
ghềnh là vùng thượng lưu sông Mê Kông. Hạ lưu được bắt nguồn từ vùng tam giác
vàng giữa 3 nước Lào, Thái Lan và Myanma, với cao độ khoảng 500 m, từ đây
chiều dài sông đổ ra biển khoảng hơn 2500 km.
Các lưu vực nhánh của sông
Mê Kông tại Vân Nam hẹp hơn so
với các lưu vực nhánh khác ở hạ lưu,
sông chính và các chi lưu của nó
chảy qua hẻm núi hẹp. Các sông
nhánh không lớn, chỉ có 14 lưu vực
sông nhánh có diện tích vượt quá
1.000 km
2
. Càng về hạ lưu các thung
lũng sông trở nên rộng lớn hơn, lòng
sông trở nên rộng lớn hơn, lưu tốc
chậm hơn. Là một lưu vực sông
quốc tế nên địa hình, thổ những
cũng như thảm phủ thực vật của lưu
vực sông Mê Kông biến đổi phức
Hình 2 – Mô tả địa lý sông Mê Kông
7
tạp, qua từng quốc gia mà nó chảy qua. Để tiện cho việc nghiên cứu về vấn đề này,
sau khi tham khảo một số tài liệu có thể chia lưu vực sông Mê Kông làm ba đoạn
theo độ cao giảm dần dạng bậc thang như sau:
Đoạn thượng lưu
Bắt nguồn từ Tây Tạng đến biên giới Trung Quốc, Mianmar và Lào dài trên
3.000 km, lưu vực hẹp chiếm khoảng 19% tổng diện tích lưu vực. Đoạn này sông
chảy mạnh, lòng sông hẹp và sâu, lắm ghềng thác, qua nhiều vùng núi cao.
Đoạn trung lưu
Kéo dài từ Bắc Viêntiane (Lào) đến vùng Stung Treng - Kratié (Campuchia) hơn
750 km, chiếm 57% diện tích lưu vực. Đoạn sông này chảy song song với dãy
Trường Sơn băng qua một cao nguyên sa thạch khổng lồ với các tầng địa chất nằm
ngang. Đến đây, dòng sông mở rộng và sâu hơn vì nhận nhiều nguồn nước. Ở tả
ngạn, sông nhận các phụ lưu của sông Nậm Re, Nậm U, Nậm Suông, Nậm Ngừm,
Nậm Thưng, Sê Bang Phai, Sê Bang Hiên, Sê Pôn, Phía hữu ngạn, sông nhận các
phụ lưu Nậm Mum bao trùm cao nguyên Càrạt, các phụ lưu Mênam Xongkhram,
(Thái Lan). Đoạn này có 2 thác rất lớn là thác Kemmarat có dạng một hẻm vực dài
150 km, rộng 60 m và sâu 100 m, bao gồm 9 thác lớn nhỏ, nước chảy xiết, thuyền
bè không dám vượt qua và thác Khone dài 15 km, cao 20 m rất hiểm trở. Chính thác
Khone này là trở ngại lớn nhất khiến thuyền bè từ Campuchea không thể đi ngược
lên Lào được. Sang đến Campuchia, Mekong nhận các phụ lưu sông Sêkong, Sêsan,
SêPôc từ Tây Nguyên Việt Nam đổ xuống ở tả ngạn và dòng TôngLê Sáp ở Tây
Bắc Campuchia đổ vào. Đặc biệt, TôngLê Sáp có chế độ sông hồ. Ở đây tồn tại một
hồ nước khổng lồ ở giữa dòng TôngLê Sáp có chiều dài 150 km, bề ngang nơi rộng
nhất là 32 km gọi là Biển Hồ. Diện tích mặt nước Biển Hồ mùa cạn là 3.000 m
2
, sâu
trung bình 0,8 - 2,0 m, mùa lũ lên đến 11.000 m
2
, sâu 8 - 10 m làm ngập nhiều cánh
rừng chung quanh. Biển Hồ có dung tích đến 60 tỷ m
3
nước có tác dụng lớn trong
điều tiết dòng chảy sông Cửu Long và là nguồn thủy sản to lớn của Campuchia.
Đoạn trung lưu này là nơi phát sinh chủ yếu các cơn lũ của sông Mekong.
Đoạn hạ lưu
8
Bao gồm các vùng đồng bằng từ Kratié đến Biển Đông dài trên 450 km, chiếm
khoảng 5,5 triệu ha. Đến đây dòng sông ngày càng mở rộng do địa hình bằng phẳng
dần, tốc độ dòng chảy giảm và lượng phù sa bồi lắng nhiều. Đặc biệt từ Phom Pênh,
sông Mekong chia làm 2 nhánh là sông Tiền (Trans-Bassac) và sông Hậu (Bassac)
chảy vào nước ta. Ở ĐBSCL, sông Tiền và sông Hậu lại tiếp tục mở rộng dần và
thoát ra biển Đông bằng 8 cửa: Cửa Tiểu, Cửa Đại, Cửa Ba Lai, Cửa Hàm Luông,
Cửa Cổ Chiên, Cửa Cung Hầu, Cửa Định Anh và Cửa Trần Đề. Hiện các khảo sát
liên quan đến dòng Me Kông chủ yếu tập trung từ đoạn biên giới Thái Lan -
Mianmar xuống đến biển, trong một khu vực rộng chừng 607.000 km2, chiếm 75%
tổng diện tích lưu vực, liên quan mật thiết đến 4 quốc gia dọc theo sông, như sau:
Bảng 1 – Lưu vực Mê Kông qua 04 quốc gia thuộc tiểu vùng
Quố gia Diện tích lưu vực (Km
2
) Diện tích quốc gia (Km
2
)
Lào 201.000 236.800
Thái Lan 182.000 514.820
Campuchia 156.000 181.035
Việt Nam 65.000 329.565
1.1.3 Điều kiện khí tượng, khí hậu
Gió
Sông Mê Kông chủ yếu là gió mùa Tây Nam, được phân thành 2 mùa rõ rệt với
khoảng thời gian tương đối bằng nhau, mùa mưa khoảng từ giữa tháng 5 đến cuối
tháng 9 đầu tháng 10. Cuối tháng mùa mưa, các trận bão và áp thấp nhiệt đới khác
ảnh hưởng lớn đến lưu vực làm cho tháng 8, tháng 9 thậm chí tháng 10 (vùng đồng
bằng sông Cửu Long) có tháng có lượng mưa nhiều nhất.
Bảng 2 – Tổng quan về các mùa của lưu vực sông Mê Kông
Mát
Lạnh
Nóng
Khô
Mưa
Mát
Lạnh
I II III IV V VI VII VIII
IX X XI XII
Gió mùa
đông bắc
Chuyển
mùa
Gió mùa
tây nam
Gió mùa
đông bắc
9
Gió mùa đông bắc, thường bắt đầu vào cuối tháng 10, hay mang theo không khí
lạnh kết hợp với mưa phùn từ phía bắc Việt Nam sang, vùng hạ lưu sông Mê Kông
bị giảm ảnh hưởng của gió mùa Đông bắc do bị chắn bởi dãy Trường Sơn [6].
Nhiệt độ
Biến đổi của nhiệt độ trung bình ở các vùng đồng bằng và thung lũng sông của
lưu vực tương đối nhỏ, thể hiện tính chất nhiệt đới và cận nhiệt đới của khí hậu. Tuy
nhiên, cũng có thay đổi đáng kể cả theo mùa và theo ngày ở các vùng cao trong điều
kiện khí hậu ôn đới phía bắc.
Theo số liệu nghiên cứu thống kê của Ủy hội sông Mê Kông quốc tế thì nhiệt độ
trung bình ở vùng thượng lưu sông biến đổi tương đối lớn; từ vùng có nhiệt độ
trung bình thấp đến vùng có nhiệt độ trung bình cao là 15
º
C. Sự khác biệt này cho
thấy khí hậu lưu vực từ vùng ôn đới sang nhiệt đới gió mùa và biến đổi mạnh về cao
độ từ đầu nguồn đến hạ lưu sông Mê Kông. Trong khoảng 2000 km chiều dài sông
cao độ đã giảm hơn 4000 m. Đặc trưng khác biệt của vùng này là biến thiên nhiệt
độ trong năm lớn, trung bình các tháng lạnh nhất và nóng nhất khoảng gần 20
º
C
càng về hạ lưu thì biến đổi nhiệt độ theo mùa càng giảm [6].
Mưa
Phân bố theo không gian của lượng mưa trung bình nhiều năm vùng hạ lưu sông
Mê Kông như hình biểu đồ dưới đây cho thấy, chúng biến đổi khá mạnh, các tiểu
lưu vực thuộc Thái có lượng mưa ít hơn khoảng từ 1500 mm trong khi đó lượng
mưa tăng lên gấp đôi trong các tiểu lưu vực vùng cao nguyên thuộc Lào. Biểu đồ
cho thấy phân bố mưa trung bình nhiều năm có thể chỉ rõ khu vực nào có khả năng
đóng góp dòng chảy lớn hơn, đó là vùng bờ tả của sông Mê Kông, chủ yếu nằm trên
đất bạn Lào.
10
Nguồn: MRCS
Hình 3 – Lượng mưa trung bình nhiều năm một số trạm
Hạ lưu sông Mê Kông được chia thành 6 vùng nhỏ hơn để dễ so sánh biến
động của mưa theo thời gian và không gian. Vùng đông bắc Thái lan và lưu vực
sông Mun/Chi được xác định là vùng tương đối khô cằn. Điều ngạc nhiên là vùng
ngập lũ thuộc đồng bằng sông Mê Kông tại Việt nam và Campuchia có lượng mưa
tương đối nhỏ như nhau khoảng 1300 mm (chỉ lớn hơn vùng được xác định là tương
đối khô cằn là Khorat – đông bắc Thái lan – khoảng 100mm) nhưng lại là vùng
nhận được nhiều nước nhất từ thượng lưu đổ về nên không có cảm giác khô hạn,
với lượng mưa nhỏ như này, vùng đồng bằng không thể tự cung cấp nước cho nhu
cầu của chính nó. Vùng có lượng mưa cao nhất thuộc về Tây nguyên, vùng thung
lũng sông như Pakse.
Bảng 3 – Tổng lượng mưa trung bình tháng nhiều năm của một số trạm
Đơn vị: mm
Tháng Chiang
Rai
Pakse
Khon
Kaen
Pleiku
Phnom
Penh
Chau Doc
I 13 2 5 6 8 8
II 10 7 15 6 3 3
III 20 20 35 25 15 15
IV 85 70 60 85 65 75
V 190 220 170 225 115 165
VI
210 380 180 350 125 110
11
VII 310 390 160 360 160 140
VIII 390 500 185 460 160 170
IX 280 320 260 360 265 160
X 140 100 120 220 255 250
XI 60 20 10 75 130 160
XII 20 3 3 20 20 40
Tổng 1730 2050 1210 2200 1320 1300
Nguồn: MRCS
Lượng mưa cũng phân bố rất không đều trong năm, lượng mưa vào 6 tháng
mùa mưa chiếm đến hơn 85% lượng mưa cả năm, trong đó có những tháng mùa khô
không đo đạc được chút mưa nào. Từ thượng lưu của sông xuống, thời gian mùa
khô và mùa mưa không thay đổi, nhưng có sự thay đổi về thời điểm lượng mưa
trung bình tháng lớn nhất. Vùng thượng lưu, phía bắc lưu vực tại Chiang Rai lượng
mưa trung bình tháng vào tháng 8 trong khi đó xuống tới hạ lưu, lượng mưa tháng
lớn nhất lại xảy ra vào tháng 10 tại trạm Châu Đốc, chính vì thế nên cũng có sự lệch
pha về mùa lũ phần thượng lưu và đồng bằng của lưu vực [6].
1.1.4 Điều kiện thủy văn
Mạng lưới sông suối
Theo số liệu thống kê, nguồn nước trung bình nhiều năm của sông Mê Kông vào
khoảng 367 tỷ m
3
. Là một lưu vực rộng lớn, trên bản đồ mạng lưới sông suối ta thấy
Mê Kông là một chủ lưu rộng lớn chạy dài từ biên giới và trên đường đi của nó
không gặp một hợp lưu nào đáng kể. Mật độ sông suối trên toàn lưu vực phân bố
không đều và theo số liệu thống kê của MRC, tỷ lệ đóng góp dòng chảy của các
sông nhánh bên tả có tỷ lệ cao hơn bên hữu khá nhiều. Phần đóng góp vào dòng
chính thuộc về các tiểu lưu vực của Lào. Các lưu vực này thuộc vùng núi, chưa bị
ảnh hưởng nhiều bởi các hoạt động phát triển. Tuy nhiên, vùng này cũng có tiềm
năng thủy điện lớn, dự báo sẽ có nhiều hoạt động xảy ra trong các năm tới. Từ
Vientian/Nong Khai đến Pakse có sự thay đổi về chế độ thủy văn của sông Mê
Kông, từ chỗ thành phần thượng lưu chiếm ưu thế cả mũa lũ đến mùa kiệt đến ảnh
12
hưởng lớn hơn của các nhánh sông thuộc Lào như Nậm Ngum, Nam Theun, Nam
Hinboun, Se Bang Fai, Se Bang Hieng và Se Done
Hình 4 – Bản đồ mạng lưới sông suối và trạm thủy văn lưu vực sông Mê Kông
Cũng phải kể đến sự đóng góp vào dòng chảy từ bờ hữu sông Mê Kông từ các
nhanh Chi/ Mun. Lưu vực sông Chi/Mun đã được phát triển, trong đó có một số các
hồ chứa dùng cho sản xuất nông nghiệp. Khu vực bờ trái sông Mê Kông thuộc Lào
13
đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ, có nhiều tiềm năng phát triển thủy điện.
Hiện nay đang xây dựng nhà máy thủy điện Hin-Theun Bor 2
Bảng 4 – Tỷ lệ đóng góp dòng chảy của các nhánh sông bờ tả bờ hữu
Đoạn sông Bờ tả (%) Bờ hữu(%) Tổng (%)
China 16
16
China - Chiang Saen 1 4
5
Chiang Saen - Luang Prabang 6 3
9
Luang Prabang - Chiang Khan 1 2
2
Chiang Khan – Vientiane 0 0
0
Vientiane - Nong Khai 0 1
1
Nong Khai - Nakhon Phanom 19 4
24
Nakhon Phanom - Mukdahan 3 1
4
Mukdahan – Pakse 5 6
11
Pakse – Stung Treng 23 3
26
Stung Treng – Kratie 1 0
1
Tổng 60 24 100
Nguồn: MRCS
Đến Kratie đánh dấu sự hợp lưu của 3 lưu vực sông, Sê San, Sê Kong và
Sêre Pok. Cả ba lưu vực này đóng góp khoảng 25% lưu lượng dòng chảy sông Mê
Kông. Trên lưu vực rất nhiều nhà máy thủy điện đã được phát triển, đặc biệt phần
lưu vực thuộc Việt Nam. Chính vì thế việc vận hành hồ chứa thủy điện là một trong
những vẫn đề lớn của lưu vực 3S (Sê San, Sê Kong và Sêre Pok). Về đến Kratie,
dòng chảy bắt đầu bị ảnh hưởng bởi sự điều tiết của Biển Hồ.
Hạ lưu Kratie bắt đầu là vùng chuyển từ đánh giá thủy văn sang thủy lực do
ảnh hưởng của hệ thống sông ngòi phức tạp và sự điều tiết của Biển Hồ, xuống đến
hạ lưu Phnom Pênh, khoảng hơn 93% tổng lượng dòng chảy đã nhập vào hệ thống,
chỉ còn lại phần dòng chảy sinh ra tại vùng đồng bằng châu thổ sông Mê Kông [6].
Từ Phnom Penh ra biển là vùng đồng bằng trù phú, có hệ thống kênh mương rất
phức tạp. Trước khi vào Việt Nam, có 2 trạm khống chế tại Tân Châu và Châu Đốc
[6].
14
Dòng chảy lũ
Lũ sông Mê Kông cho đến Kratie mang đặc trưng của lũ vùng núi và trung du,
không bị ảnh hưởng thủy triều. Mô đun đỉnh lũ trung bình hàng năm đạt trị số
khoảng 50 – 80 l/skm
2
và đỉnh lũ lớn đạt từ 80-120 l/skm
2
theo dọc sông. Do các
nguyên nhân gây lũ khác nhau, mô đun đỉnh lũ trung bình tháng có xu thế tăng
tương đối từ thượng về hạ lưu và đạt lớn nhất trong khoảng từ Pakse đến Kratie (60
l/skm
2
). Tuy vậy, mô đun đỉnh lũ lớn nhất hàng năm lại không hình thành xu thế rõ
rệt mà có sự thay đổi đáng kể theo dọc sông tùy thuộc độ lớn và vị trí của tâm mưa
gây lũ [6].
Tại Pakse, lưu lượng đỉnh lũ trung bình là 38,200 m
3
/s, ứng với mô đun đỉnh lũ
70 l/s.km
2
. Đỉnh lũ lớn nhất thực đo tại Pakse là 57,800 m
3
/s (1978), đạt mô đun
103 l/s.km
2
. Tại Kratie lưu lượng đỉnh lũ trung bình ngày là 52,600 m
3
/s, ứng với
mô đun 81 l/skm
2
. Đỉnh lũ lớn nhất thực đo tại Kratie là 66,700 m
3
/s (1939), đạt mô
đun 103 l/skm
2
. Lũ 1978, theo đánh giá sơ bộ, có lưu lượng khoảng 68,000-70,000
m
3
/s, đạt mô đun 108 l/skm
2
. Năm 1996, bằng việc sử dụng đường quan hệ H – Q
các năm trước đây, lưu lượng đỉnh lũ được đánh giá là 64,600 m
3
/s, đạt mô đun 100
l/skm
2
. Các trị số trên là lưu lượng trung bình ngày, lưu lượng đỉnh lũ tức thời có
thể cao hơn các trị số trên khoảng 3-5% [6].
Sau Kratie, sông Mê Kông bắt đầu chảy vào vùng có chế độ dòng chảy khá phức
tạp, ảnh hưởng bởi cơ chế điều tiết tự nhiên của Biển Hồ và tiếp giáp với vùng châu
thổ có chế độ dao động thủy triều.
Đặc điểm nổi bật nhất trong chế độ lũ đoạn sông từ Kratie đến Phnom Penh Hạ là
tác động điều tiết của Biển Hồ lên cơ chế dòng chảy trong suốt mùa lũ. Từ khoảng
tháng V – VI, khi lũ dòng chính Mê Kông bắt đầu lên và chảy truyền xuống hạ lưu
Kratie, và do Biển Hồ cạn nước sau một mùa kiệt kéo dài luôn bổ sung nước cho
ĐBSCL, nước lũ từ dòng chính về được phân hai, một phần lớn chảy thẳng xuống
đồng bằng, một phần nhỏ hơn chảy vào Biển Hồ. Tỷ lệ trung bình cho hai phần này
của từng tháng, trong đó vào Biển Hồ khoảng 10 – 20% và xuống hạ lưu từ 80-90%
[6].
15
Như vậy, dòng chảy vào ĐBSCL từ tháng X đến tháng V năm sau gồm hai thành
phần: Dòng chảy thượng lưu từ Kratie về và dòng chảy từ Biển Hồ ra. Trong tháng
X, Biển Hồ chỉ đóng góp 16% trong khi các tháng XI – I đóng góp đến 50%. Điều
này cho thấy, nếu như những tháng đầu mùa lũ, Biển Hồ có tác dụng cắt bớt lũ
xuống đồng bằng thì trong những tháng cuối mùa, chính Biển Hồ lại là nguyên nhân
chính kéo dài thời gian ngập lũ ở ĐBSCL[6,1].
Dòng chảy kiệt
Vào mùa kiệt, sông Mê Kông có lưu lượng nhỏ mực nước xuống thấp, sự phân
phối lưu lượng theo hệ thống kênh rạch đến vùng ven biển giảm nhỏ, vì vậy chế độ
dòng chảy ở vùng ven biển gần như bị chế độ thủy triều chi phối, mặn xâm nhập
sâu vào nội đồng. Trong mùa lũ, một mặt mực nước sông Mê Kông dâng cao đưa
nước về vùng ven biển, mặt khác có mưa lớn trong nội địa tạo nên lưu lượng khá
lớn từ nội đồng chảy ra phía biển. Trong mùa mưa do ảnh hưởng của lũ sông Mê
Kông và mưa nội đồng nên mực nước trên hệ thống kênh rạch vùng ven biển cửa
sông cũng dâng cao, đồng thời nhờ có lưu lượng ngọt lớn nên mặn bị đẩy lùi ra gần
sát biển.
Theo hệ thống sông ngòi kênh rạch thông ra biển mặn xâm nhập sâu vào nội địa,
trong mùa mưa nhờ có lưu lượng ngọt phong phú do mưa và do sông Mê Kông
mang lại nên ranh giới mặn bị đẩy lùi ra gần biển, nhưng mùa khô lưu lượng ngọt
giảm mặn lại bị lấn sâu vào nội đồng
1.2 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH DỰ BÁO LŨ SÔNG MÊ KÔNG
1.2.1 Sự ra đời của Trung tâm quản lý và giảm nhẹ lũ vùng (RFMMC)
Ngoài những lợi ích do lũ đem lại, trên thực tế thiệt hại do lũ đối với con
người và của cải cho các quốc gia tiểu vùng thật khôn lường, xuất phát từ sáng kiến
của chính phủ Việt Nam, và được các quốc gia khác trong Ủy hội sông Mê Kông
quốc tế (MRC) ủng hộ, Chiến lược quản lý Lũ của Ủy hội được thông qua năm
2001; sau đó Chương trình Quản lý và Giảm nhẹ lũ (FMMP) được ra đời từ năm
2004 với mục tiêu chung là “ngăn chặn và giảm thiểu thiệt hại về người và của do
lũ gây ra, nhưng vẫn duy trì được những lợi ích do lũ mang lại”. Đầu năm 2005,
MRC và được sự đồng ý của các quốc gia thuộc Tiểu vùng sông Mê Kông (Lào,
16
Campuchia, Thái Lan và Việt Nam) đã thành lập Trung tâm quản lý và giảm nhẹ lũ
vùng (RFMMC) đặt tại Camphuchia với nhiệm vụ chính là cảnh báo, dự báo lũ cho
toàn hệ thống sông Mê Kông nhằm quản lý và giảm thiểu các thiệt hại do lũ gây ra
trong lưu vực. Từ đó đến nay, Trung tâm đã không ngừng phát triển một hệ thống
cảnh báo, dự báo lũ [6]
1.2.2 Hệ thống dự báo cảnh báo lũ sông Mê Kông
Có thể thấy dòng sông quốc tế Mê Kông đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa
học, cũng như các tổ chức quốc tế và các Công ty tư vấn, vì có việc thành lập của
RFMMC nên có thể chia thành hai giai đoạn phát triển của hệ thống cảnh báo, dự
báo lũ sông Mê Kông như sau:
Giai đoạn trước khi chưa thành lập RFMMC (trước năm 2005): Thời gian này
đã có một số mô mình toán thủy văn, thủy lực đã được áp dụng trong việc nghiên
cứu tính toán, dự báo lũ trên lưu vực sông Mê Kông, cụ thể như sau [5,12]:
Mô hình SSARR (Stream Synthesis and Reservoir Regulation): mô hình do Cục
Công binh Hoa Kỳ đề xuất từ năm 1957 trong việc thử nghiệm cho lưu vực sông
Colorado (Mỹ). Mô hình được cấu tạo từ ba bộ phận:
Mô hình lưu vực: Cho phép tính toán dòng chảy từ mưa. Lưu vực hệ thống sông
trước hết phải được phân chia thành các lưu vực tương đối đồng nhất về mặt thủy
văn.
Mô hình mạng sông: cho phép tính toán chuyển động của nước trong lòng dẫn.
Mô hình điều tiết hồ chứa: cho phép đầu vào là quá trình dòng chảy đến hồ tính
toán ra quá trình xả cũng như sự thay đổi của mực nước hồ.
Về cầu trúc, SSARR thuộc lớp mô hình quan niệm (conceptual), phương trình
chủ đạo trong mô hình là phương trình cân bằng nước mô tả quá trình và chảy của
một khu vực đồng nhất dưới tác dụng của trọng lực. Với những thực hiện phức tạp,
trong đó sự hình thành nước lũ trên các phần khác nhau có mối quan hệ tương tác
mô hình không đủ sức thể hiện. Phương pháp xác định các thông số của mô hình là
thử sai, do đó đòi hỏi mức độ kinh nghiệm của người sử dụng mô hình. Tuy nhiên,
mô hình SSARR được thể hiện một phần mềm hoàn chỉnh, nên được nhiều nước
17
trên thế giới sử dụng chủ yếu trong dự báo ngắn hạn cho vùng không ảnh hưởng của
thủy triều, vùng nước vật[1].
Mô hình SOGREAH: do các chuyên gia Pháp dưới sự chỉ đạo của J.A Cunge thiết
lập. Mô hình rất độc đáo và được thiết lập chính trên những đặc điểm riêng biệt của
đồng bằng Sông Cửu Long. Về cấu trúc, đây là mô hình thủy động lực học mô tả
chuyển động nước trên mạng sông kênh ô đồng ruộng. Nền tảng của phương trình
là hệ Saint Venant được giải bằng sơ đồ sai phân ẩn [1].
Mô hình MAKSAL: đây là mô hình thủy động lực học mô tả chuyển động của
nước và xâm nhập mặn trên vùng đồng bằng Châu thổ sông Mê Kông. Đây là một
mô hình chính thống được Ủy ban hợp tác nghiên cứu điều tra và khảo sát hạ lưu
sông Mê Kông sử dụng trong công việc dự báo cũng như tính toán truyền lũ và xâm
nhập mặn trên phần lưu vực hạ lưu Mê Kông từ Kratie ra biển [1].
Mô hình MASTER: do chuyên gia thuộc viện thủy lực Delft, Hà Lan (Delft
Hydraulics) thiết kế. Đây là mô hình toán thủy lực một chiều phần Mê Kông từ
Chiang Saen ra đến biển. Mô hình được thiết lập trên cơ sở phần mền WENDY
(Water Environment Dynamic). Mô hình MASTER gồm 03 thành phần [1]
RIVER MODEL: mô tả chuyển động nước từ Chiang Saen đến Pakse.
DELTA TIDAL MODEL: tính toán dòng chảy và xâm nhập mặn từ Phnom Pênh
ra biển.
DELTA FLOOD MODEL: tính toán chuyển động của nước từ Pakse ra biển.
Mô hình HYSSR: Đây là mô hình dùng với mục địch Quy hoạch, mô hình có hạn
chế vì nó chủ yếu phục vụ mục đích tính toán cho phát điện.
Giai đoạn sau khi thành lập RFMMC (năm 2005): Ngay sau khi được thành lập,
RFMMC đã xây dựng và vận hành thử nghiệm hệ thống cảnh bảo, dự báo lũ với tên
gọi là “Hệ thống cảnh báo lũ Ủy hội sông Mê Kông” (MRC’s Flood Forecasting
System). Hệ thống này đã tích hợp liên hoàn việc khai thác số liệu (thủy văn, khí
tượng, vệ tinh), vận hành (chạy) mô hình thủy văn, thủy lực và phát bản tin dự báo.
Từ năm 2008 đến nay, hệ thống chính thức được vận hành và sử dụng trong dự báo
tác nghiệp cho toàn hệ thống sông Mê Kông. Cấu trúc của hệ thống được mô tả bởi
sơ đồ dưới đây [7]: