Ứng dụng mô hình SWAT đánh giá tác động của hồ chứa hàm thuận đến lưu lượng dòng chảy tại lưu vực sông la ngà

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP
ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWAT ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA
HỒ CHỨA HÀM THUẬN ĐẾN LƢU LƢỢNG DÒNG CHẢY
TẠI LƢU VỰC SÔNG LA NGÀ

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THỊ TÚ
Ngành: HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
Niên khóa: 2013-2017

TP HCM, tháng 6/2017


ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWAT ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA HỒ CHỨA
HÀM THUẬN ĐẾN LƢU LƢỢNG DÒNG CHẢY TẠI LƢU VỰC
SÔNG LA NGÀ
Tác giả
NGUYỄN THỊ TÚ

Tiểu luận đƣợc đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kĩ sƣ ngành Hệ thống Thông tin Địa lý

Giáo viên hƣớng dẫn
ThS.Võ Ngọc Quỳnh Trâm
KS.Nguyễn Đỗ Ngọc Uyên

Tháng 6 năm 2017
i

LỜI CẢM ƠN
Trƣớc tiên, em xin chân thành cám ơn cô ThS. Võ Ngọc Quỳnh Trâm, KS.Nguyễn Đỗ
Ngọc Uyên, Bộ môn GIS & Tài Nguyên, trƣờng ĐH Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh đã
hƣớng dẫn em hoàn thành bài báo cáo tốt nghiệp. Cảm ơn cô đã tận tình chỉ bảo, hỗ trợ em
trong thời gian qua.
Em xin gửi lời cảm ơn, lời tri ân sâu sắc đến thầy PGS.TS. Nguyễn Kim Lợi, KS.
Nguyễn Duy Liêm cùng tất cả quý thầy cô, anh chị trong Bộ môn GIS & Tài Nguyên trƣờng
ĐH Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh. Cảm ơn thầy cô, anh chị về những kiến thức, kinh
nghiệm và sự giúp đỡ dành cho em trong suốt thời gian học tại trƣờng.
Tôi cảm ơn bạn bè đã cùng tôi chia sẻ, giúp đỡ tôi những lúc khó khăn trong quá trình
học tập bốn năm học vừa qua.
Cuối cùng, để có đƣợc thành quả nhƣ ngày hôm nay, con xin cảm ơn cha mẹ đã nuôi
dƣỡng, quan tâm con. Cám ơn cha mẹ luôn tin tƣởng, bên cạnh con luôn ủng hộ và tạo điều
kiện cho con đƣợc yên tâm học tập.

Nguyễn Thị Tú
Khoa Môi Trƣờng & Tài Nguyên
Trƣờng Đại học Nông Lâm Tp.Hồ Chí
Minh
Số điện thoại: 0976.416.356
Email:

ii


TÓM TẮT
Đề tài “Ứng dụng GIS và mô hình SWAT đánh giá tác động của các công trìng hồ
chứa thủy điện Hàm Thuận đến lƣu lƣợng dòng chảy tại lƣu vực sông La Ngà” đƣợc thực
hiện trong khoảng thời gian từ 2/2017 – 6/2017. Đề tài đƣợc thực hiện nhằm mục đích ứng

dụng công nghệ GIS và mô hình SWAT, mô phỏng diễn biến dòng chảy dƣới tác động của
việc xây dựng hồ chứa thủy điện Hàm Thuận đến lƣu lƣợng dòng dòng chảy lƣu vực sông
La Ngà giai đoạn 2001 đến 2010. Qua đó làm tiền đề khoa học hỗ trợ cho việc quản lý tài
nguyên nƣớc trên lƣu vực.
. Để đạt đƣợc mục tiêu đó, tiến hành thu thập, biên tập cơ sở dữ liệu bao gồm địa
hình, sử dụng đất, thổ nhƣỡng và số liệu thời tiết theo định dạng chuẩn của SWAT trên nền
phần mềm ArcGIS.
Kết quả đạt đƣợc trƣớc tiên của nghiên cứu là mô phỏng lƣu lƣợng dòng chảy lƣu vực
sông La Ngà trong giai đoạn 2001-2010 bằng mô hình SWAT theo hai kịch bản: lƣu lƣợng
dòng chảy khi có và không có hồ chứa Hàm Thuận. Sau đó đánh giá ảnh hƣởng của hồ chứa
Hàm Thuận đến dòng chảy tại cửa xả Hàm Thuận.

iii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii
TÓM TẮT ...................................................................................................................... iii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iv
DANH MỤC VIẾT TẮT............................................................................................... vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU .......................................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................................. 1
CHƢƠNG 1. MỞ ĐẦU .................................................................................................. 2
1.1. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................. 2
1.2. Mục tiêu nghiên cứu. ...................................................................................... 3
1.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .................................................................. 3
1.3.1. Đối tƣợng nghiên cứu .................................................................................... 3
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 3
CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................................ 4
2.1. Tổng quan về đối tƣợng nghiên cứu ............................................................... 4

2.1.1. Khái niệm lƣu lƣợng dòng chảy .................................................................... 4
2.1.2. Tổng quan về hồ chứa thủy điện ................................................................... 4
2.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu ...................................................................... 8
2.2.1. Vị trí địa lý và diện tích LVSLN. .................................................................. 8
2.2.2. Điều kiện tự nhiên ......................................................................................... 9
2.2.3. Đặc điểm kinh tế, xã hội .............................................................................. 13
2.2.4. Khái quát về hồ chứa Hàm Thuận ............................................................... 15
2.3. Tổng quan mô hình SWAT ........................................................................... 16
iv


2.3.1. Pha đất của chu trình thủy văn .................................................................... 18
2.3.2. Pha nƣớc của chu trình thủy văn ................................................................. 19
2.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu ................................................................... 20
2.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .............................................................. 20
2.4.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam............................................................. 21
CHƢƠNG 3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................... 22
3.1. Dữ liệu ........................................................................................................... 22
3.2. Phƣơng pháp.................................................................................................. 26
CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ, THẢO LUẬN ..................................................................... 29
4.1. Phân chia lƣu vực .......................................................................................... 29
4.2. Phân tích đơn vị thủy văn ............................................................................. 30
4.3. Ghi chép dữ liệu thời tiết .............................................................................. 32
4.4. Biên tập các thông số hồ chứa ...................................................................... 33
4.5. Chạy mô hình ................................................................................................ 35
4.6. Đánh giá tác động của HCHT ....................................................................... 35
CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ..................................................................... 38
5.1. Kết luận ......................................................................................................... 38
5.2. Kiến nghị ....................................................................................................... 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 39

v


DANH MỤC VIẾT TẮT
GIS

Geographic Information System (Hệ thống thông tin địa lý)

HCHT

Hồ chứa Hàm Thuận

HRU(s)

Hydrologic Response Units (Đơn vị thủy văn)

LLDC

Lƣu lƣợng dòng chảy

LVSLN

Lƣu vực sông La Ngà

SWAT

Soil and Water Assessment Tool (Mô hình đánh giá đất và
nƣớc)

VQHTLMN

Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam

vi


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2. 1 Những thông số đầu vào của dữ liệu hồ chứa trong SWAT ......................... 6
Bảng 2. 2. Diện tích đất tự nhiên LVSLN phân theo địa phƣơng (km2) ....................... 9
Bảng 2. 3. Lƣu lƣợng trung bình tháng thực đo tại một số vị trí (Đơn vị:m3/s) ......... 13
Bảng 2. 4. Đặc điểm dân cƣ trên LVSLN .................................................................... 14
Bảng 2. 5 Thông số chủ yếu công trình Hàm Thuận ................................................... 16
Bảng 3. 1. Giá trị thông số HCHT đầu vào của mô hình SWAT

vii

25


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2. 1 Các đặc trƣng công trình hồ chứa (Đỗ Cao Đàm và cộng sự,2008) ........ 5
Hình 2. 2. Vị trí địa lý LVSLN .................................................................................. 9
Hình 2. 3. Sơ đồ thủy văn trong pha đất (phỏng theo Susan L.N. và cộng sự, 2009)
............................................................................................................................................. 18
Hình 2. 4. Các quá trình biến đổi và vận chuyển chất trong lòng sông ngòi đƣợc
mô phỏng trong SWAT (phỏng theo Susan L.N. và cộng sự, 2009) ................................. 19
Hình 3. 1. Bản đồ DEM lƣu vực sông La Ngà ....................................................... 22
Hình 3. 2. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất LVSLN ................................................. 23
Hình 3. 3. Bản đồ thổ nhƣỡng LVSLN ................................................................... 24

Hình 3. 4 Bản đồ vị trí hồ chứa Hàm Thuận trên LVSLN ..................................... 26
Hình 3. 5. Lƣợc đồ mô phỏng lƣu lƣợng dòng chảy............................................... 27
Hình 4. 1. Bản đồ phân chia lƣu vực sông La Ngà ................................................. 29
Hình 4. 2.Bản đồ phân chia mã sử dụng đất trong SWAT ..................................... 30
Hình 4. 3. Bản đồ phân chia mã loại đất trong SWAT ........................................... 31
Hình 4. 4. Kết quả phân chia lớp độ dốc trong SWAT ........................................... 31
Hình 4. 5. Bản đồ vị trí các trạm đo thời tiết trên lƣu vực sông La Ngà ................ 32
Hình 4. 6. Tiến trình đƣa dữ liệu lƣợng mƣa vào mô hình ..................................... 33
Hình 4. 7. Tiến trình đƣa dữ liệu nhiệt độ vào mô hình ......................................... 33
Hình 4. 8. Giá trị các thông số hồ chứa Hàm Thuận .............................................. 34
Hình 4. 9. Giá trị lƣu lƣợng dòng chảy lớn thất của trung bình tháng ................... 34
Hình 4. 10. Thiết lập và chạy mô hình .................................................................... 35
Hình 4. 11. Diễn biến lƣu lƣợng dòng chảy theo 2 kịch bản có và không có HCHT
............................................................................................................................................. 36

1


CHƢƠNG 1. MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Sông La Ngà là phụ lƣu bên trái lớn nhất của sông Đồng Nai. Lƣu vực sông La
Ngà (LVSLN) đƣợc phân thành 2 vùng: thƣợng La Ngà và hạ La Ngà. LVSLN nằm trên
các trục đƣờng giao thông chính nhƣ quốc lộ 20, quốc lộ 1A. Cùng với các ƣu thế về điều
kiện đất đai, khí hậu, địa hình, dòng chảy. Lƣu vực có nhiều tiềm năng để phát triển kinh
tế toàn diện, nhất là nông lâm nghiệp và điện năng. Là vùng trọng điểm kinh tế, có nhiều
thế mạnh tiềm năng nên từ trƣớc đến nay đã có khá nhiều nghiên cứu liên quan đến quản
lý và sử dụng nguồn nƣớc trong lƣu vực đƣợc các cơ quan trong nƣớc và ngoài nƣớc thực
hiện. Quá trình phát triển kinh tế - xã hội trên phạm vi lƣu vực đã đặt ra những vấn đề
bức xúc đối với quản lý, khai thác và bảo vệ tài nguyên nƣớc. Sự biến đổi dòng chảy do
nhiều nhân tố khác nhau gây nên. Với dòng chảy chỉ chịu sự tác động của các yếu tố mặt

đệm nhƣ lớp phủ thực vật, địa hình lòng sông, các hố trữ nƣớc nhƣ ao hồ đầm lầy thì
đƣợc coi là dòng chảy tự nhiên. Tuy nhiên bản chất dòng chảy tự nhiên không còn khi
chịu các tác động của con ngƣời lên dòng chảy của con sông nhƣ xây dựng các công trình
hồ chứa, đập dâng, thủy điện. Quá trình điều tiết dòng chảy tùy theo quy mô hồ chứa có
thể gây ra hiện tƣợng phân phối lại dòng chảy trong cả năm hoặc nhiều năm. Việc đánh
giá ảnh hƣởng của các công trình khai thác nguồn nƣớc đến dòng chảy có vai trò quan
trọng trong nhiều lĩnh vực đời sống, kinh tế xã hội vùng hạ lƣu sông La Ngà.
Có hai phƣơng pháp đánh giá lƣu lƣợng dòng chảy là phƣơng pháp khảo sát thực
địa và sử dụng mô hình mô phỏng. Trong đó, phƣơng pháp khảo sát thực địa rất tốn kém
về mặt công sức và thời gian. Việc sử dụng mô hình có thể khắc phục đƣợc các hạn chế
của phƣơng pháp truyền thống, không những cho phép mô phỏng dòng chảy, đánh giá
lƣu lƣợng dòng chảy trên toàn bộ lƣu vực một cách liên tục theo không gian và thời gian
mà còn tiết kiệm thời gian và công sức. Mô hình đánh giá đất và nƣớc SWAT là mô hình

2


mô phỏng tài nguyên nƣớc lƣu vực sông. Kết quả mô phỏng này có thể trợ giúp trong
đánh giá lƣu lƣợng dòng chảy lƣu vực sông La Ngà.
Hồ chứa Hàm Thuận (HCHT) thuộc LVSLN nằm trên 2 tỉnh Lâm Đồng và Bình
Thuận với diện tích mặt thoáng ở mực nƣớc dâng bình thƣờng khoảng 25,2 km2. Công
trình HCHT hoàn thành vào năm 2001. Hồ chứa thủy điện này có thể tác động đến dòng
chảy trong lƣu vực sau khi đi vào hoạt động.
Để thấy rõ hơn ảnh hƣởng của công trình này đến dòng nƣớc, nghiên cứu “Ứng
dụng mô hình SWAT đánh giá tác động của hồ chứa Hàm Thuận lên lƣu lƣợng dòng
chảy lƣu vực sông La Ngà” đƣợc thực hiện.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu.
Mục tiêu chung của nghiên cứu là ứng dụng công nghệ GIS và mô hình SWAT
mô phỏng, đánh giá lƣu lƣợng dòng chảy sông La Ngà qua 2 kịch bản có và không tác

động của hồ chứa Hàm Thuận. Qua đó hỗ trợ cho các nhà quản lý, quy hoạch sử dụng
bền vững tài nguyên nƣớc trên LVSLN.
Các mục tiêu cụ thể:
o Mô phỏng lƣu lƣợng dòng chảy trên lƣu vực sông La Ngà từ 2001-2010
theo 2 kịch bản: có và không có sự hoạt động của hồ chứa Hàm Thuận.
o Đánh giá tác động của hồ chứa thủy điện Hàm Thuận đến lƣu lƣợng dòng
chảy lƣu vực sông La Ngà.

1.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
1.3.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là các thông số HCHT và lƣu lƣợng dòng chảy
(LLDC) trong LVSLN.
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu
LVSLN gồm phần lớn diện tích huyện Bảo Lộc (Lâm Đồng), Tánh Linh (Bình
Thuận) và Tân Phú, Định Quán (Đồng Nai).

3


CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về đối tƣợng nghiên cứu
2.1.1. Khái niệm lƣu lƣợng dòng chảy
Lƣu lƣợng là thể tích nƣớc đi qua mặt cắt công trình trong một thời gian lũ (Bộ
Khoa học và Công nghệ, 2013). Lƣu lƣợng nƣớc Q (water discharge) là lƣợng nƣớc chảy
qua mặt cắt cửa ra trong một đơn vị thời gian là 1 giây (m3/s). Lƣu lƣợng trên sông thay
đổi theo thời gian.
2.1.2. Tổng quan về hồ chứa thủy điện
a. Đặc trƣng hồ chứa
Theo Đỗ Cao Đàm và cộng sự (2008) đặc trƣng hồ chứa tại Việt Nam đƣợc thể
hiện nhƣ Hình 2. 1. Các loại mực nƣớc của hồ chứa gồm:


Mực nƣớc khống chế trƣớc lũ (MNTL) là mực nƣớc giới hạn cho phép
tích nƣớc trƣớc lũ.

Mực nƣớc phòng lũ hạ du (MNPL) là mực nƣớc cao nhất trƣớc đập khi
lũ đến là lũ thiết kế phòng lũ hạ du, hồ chứa xả lũ theo lƣu lƣợng đảm bảo an
toàn cho hạ du.

Mực nƣớc chống lũ thiết kế (MNLTK) là mực nƣớc cao nhất trƣớc đập
khi lũ đến là lũ thiết kế đập và các công trình xả lũ mở hết cỡ.

Mực nƣớc lũ kiểm tra (MNLKT) là mực nƣớc cao nhất trong hồ chứa khi
lũ đến bằng lũ ứng với tần suất lũ kiểm tra.

Mực nƣớc dâng bình thƣờng (MNDBT) là mực nƣớc thiết kế cao nhất ở
thƣợng lƣu hồ chứa, mực nƣớc cần phải trữ nƣớc ở đầu thời kỳ cấp nƣớc nhằm
thỏa mãn yêu cầu dùng nƣớc khi hồ chứa vận hành bình thƣờng.

Mực nƣớc chết (MNC) là mực nƣớc thấp nhất ở hồ chứa khi hồ chứa vận
hành bình thƣờng.
Ứng với các loại mực nƣớc trên, có các loại dung tích của hồ chứa bao gồm:

Dung tích toàn bộ của hồ chứa là dung tích tính từ đáy hồ đến mực nƣớc
dâng bình thƣờng.

4



Dung tích chết là dung tích từ đáy hồ đến mặt thoáng ứng với mực nƣớc

chết.

Dung tích hữu ích là dung tích bao gồm giữa mặt thoáng ứng với mực
nƣớc dâng bình thƣờng và mực nƣớc chết. Dung tích hữu ích đƣợc sử dụng
cho mục đích điều chỉnh dòng chảy bằng cách làm đầy và xả kiệt hồ chứa theo
chu kỳ điều chỉnh.

Dung tích gia cƣờng (hay dung tích chống lũ) là dung tích nằm giữa mặt
thoáng ứng với mực nƣớc lũ thiết kế và mực nƣớc dâng bình thƣờng, dùng để
cắt lƣu lƣợng lũ lớn nhất ứng với tần suất tính toán của công trình.

Dung tích phòng lũ là dung tích dành riêng để cắt lũ phục vụ cho chống
lũ ở hạ du công trình. Dung tích phòng lũ có thể trùng hoàn toàn hay một phần
dung tích hữu ích của hồ chứa và cũng có thể trùng một phần với dung tích
chống lũ.

Hình 2. 1 Các đặc trƣng công trình hồ chứa (Đỗ Cao Đàm và cộng sự,2008)
b. Thông số và định dạng đầu vào của hồ chứa trong SWAT
Hồ chứa là thƣờng nằm trên nhánh sông chính của lƣu vực. Hồ chứa nhận tải trọng
từ các tiểu lƣu vực trên thƣợng nguồn chảy xuống. Các tập tin đầu vào hồ chứa (.res) thể
hiện ở Hình 2. 1 chứa dữ liệu đầu vào để mô phỏng các quá trình nƣớc và trầm tích.

5


Bảng 2. 1 Những thông số đầu vào của dữ liệu hồ chứa trong SWAT
Tên trƣờng

Đơn vị

Định dạng

MORES

na

FLOAT

Tháng bắt đầu vận hành hồ chứa

IYRES

na

FLOAT

Năm bắt đầu vận hành hồ chứa

RES_ESA

[ha]

FLOAT

Diện tích bề mặt hồ khi ở mức báo động
chống lũ

RES_EVOL

[104 m3]

FLOAT

Dung tích nƣớc ở mức báo động chống lũ.

RES_PSA

[ha]

FLOAT

Diện tích bề mặt hồ khi ở mức báo động
phòng lũ

RES_PVOL

[104 m3]

FLOAT

Dung tích nƣớc ở mức báo động phòng lũ

RES_VOL

[104 m3]

FLOAT

Dung tích nƣớc ban đầu của hồ chứa

RES_K

[mm/hr]

FLOAT

Hệ số dẫn thủy lực của đáy hồ chứa.

IRESCO

na

FLOAT

Tùy chọn mô phỏng lƣu lƣợng xả

OFLOWMX

[m3/s]

FLOAT

Lƣu lƣợng xả ngày cao nhất trong tháng.

OFLOWMN

[m3/s]

FLOAT

Lƣu lƣợng xả ngày thấp nhất trong tháng

RES_RR

[m3/s]

FLOAT

Tỷ lệ xả nƣớc trung bình hàng ngày ở mức

Mô tả

báo động phòng lũ.
Cần thiết nếu “Tùy chọn mô phỏng lƣu
lƣợng xả
(Outflow simulation option) = Tỷ lệ xả
nƣớc trung bình hàng năm (Average annual
release rate)”.
RESMONO

na

TEXT(250)

Nếu IRESCO là “Lƣu lƣợng xả thực đo
hàng tháng” (Measured monthly outflow),
tên của tập tin lƣu lƣợng xả của hồ chứa
6

theo tháng.
IFLOOD1R

[mon]

FLOAT

Tháng bắt đầu mùa kiệt.
Cần thiết nếu “Tùy chọn mô phỏng lƣu
lƣợng xả (Outflow simulation option) =
Hiệu lƣu lƣợng mô phỏng trừ cho lƣợng
cần lƣu trữ (Simulated - Target release)”.

IFLOOD2R

[mon]

FLOAT

Tháng kết thúc mùa kiệt.
Cần thiết nếu “Tùy chọn mô phỏng lƣu
lƣợng xả (Outflow simulation option) =
Hiệu lƣu lƣợng mô phỏng trừ cho lƣợng
cần lƣu trữ (Simulated - Target release)”.

NDTARGR

[days]

FLOAT

Số ngày cần để đạt tới lƣợng tích nƣớc mục
tiêu tính từ lƣợng tích nƣớc hiện tại.
Cần thiết nếu “Tùy chọn mô phỏng lƣu
lƣợng xả (Outflow simulation option) =
Hiệu lƣu lƣợng mô phỏng trừ cho lƣợng
cần lƣu trữ (Simulated - Target release)”.

STARG

[104 m3]

FLOAT

Lƣợng tích nƣớc mục tiêu hàng tháng.
Cần thiết nếu “Tùy chọn mô phỏng lƣu
lƣợng xả (Outflow simulation option) =
Hiệu lƣu lƣợng mô phỏng trừ cho lƣợng
cần lƣu trữ (Simulated - Target release)”.

RESDAYO

na

TEXT(250)

Nếu IRESCO là “Lƣu lƣợng xả thực đo
hàng ngày” (Measured daily outflow), tên
của tập tin lƣu lƣợng xả của hồ chứa theo
ngày.

OFLOWMN_FPS

[fraction]

FLOAT

Lƣu lƣợng xả nhỏ nhất của hồ chứa theo tỷ
lệ phần trăm của dung tích ở mức báo động
phòng lũ.
7


RES_SUB

na

FLOAT

Mã số tiểu lƣu vực chứa hồ chứa.
(Arnold và cộng sự. 2012)

 Định dạng đầu vào dữ liệu hồ chứa trong SWAT
Về mặt không gian, nhằm có cái nhìn trực quan về vị trí các hồ chứa và để thuận
tiện khai báo các vị trí này cho mô hình, cần đƣa về dạng shapefile thể hiện trên bản đồ
(*.mxd). Về mặt thuộc tính, cần lƣu trữ ở dạng bảng dBase (*.dbf), thể hiền đầy đủ các
thông tin cần thiết liên quan đến nội dung cần khai báo cho mô hình SWAT.

2.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu
2.2.1. Vị trí địa lý và diện tích LVSLN.

Sông La Ngà là một phụ lƣu quan trọng của sông Đồng Nai, nó là con sông nhánh
có một phần lƣu vực nằm trên đất Đồng Nai đổ vào sông chính ở xã Phú Ngọc, huyện
Định Quán, cách cầu La Ngà 5 km về phía thƣợng lƣu.
Sông La Ngà bắt nguồn từ cao nguyên Di Linh, Bảo Lộc, nơi hợp lƣu của ba con
suối nhỏ có tên là: RơNha, ĐacToren và ĐacNo ở độ cao trung bình hơn 1.000 m, nơi
cao nhất tới 1.460 m. Lƣu vực của sông gồm phần lớn diện tích huyện Bảo Lộc (Lâm
Đồng), Tánh Linh (Bình Thuận), Tân Phú, Định Quán (Đồng Nai) thể hiện nhƣ Hình 2.
2. Phần diện tích đất tự nhiên trên LVSLN phân theo địa phƣơng đƣợc thể hiện ở Bảng 2.
2.

8


Hình 2. 2. Vị trí địa lý LVSLN
Bảng 2. 2. Diện tích đất tự nhiên LVSLN phân theo địa phƣơng (km2)
Tỉnh Lâm Đồng
Tỉnh Bình Thuận
Tỉnh Đồng Nai
Toàn
Huyện
Huyện
Huyện
lƣu
Tổng Bảo
Tổng Đức Tánh Tổng Tân Định Xuân Long Thống
Bảo
Di
vực
Lộc
Lâm Linh

Linh Linh
Phú Quán Lộc
Khánh Nhất
4100 1310 188,5 471,5
650 1489 535 954 1301 179
398
273
138
313
(VQHTLMN, 2006)

2.2.2. Điều kiện tự nhiên
a. Địa hình
Do địa hình chi phối mãnh liệt, hƣớng chảy của sông La Ngà rất phức tạp, khoảng
100 km kể từ nguồn, lƣu vực có dạng lá cây, dòng chính chảy theo hƣớng gần nhƣ từ Bắc
9


xuống Nam đoạn kế tới Tà Pao dài 30 km chảy theo hƣớng Tây Nam, 25 km tiếp chảy
theo hƣớng Tây Bắc, đoạn từ ranh giới giữa Đồng Nai và Bình Thuận về tới suối Gia
Huynh dài khoảng 30 km sông lại chảy theo hƣớng từ Bắc xuống Nam, từ đây về tới chỗ
nhập lƣu với sông Đồng Nai còn khoảng 20 km hƣớng chảy là Tây - Tây Bắc có đoạn
gần nhƣ từ Nam đến Bắc, đặc biệt đoạn từ ranh giới giữa hai tỉnh Đồng Nai và Bình
Thuận về tới Đồng Hiệp, sông chảy uốn khúc quanh co.
Từ nguồn về tới Tà Pao, sông chảy trong lũng sông hẹp, hai bờ dốc cao, có rừng
rậm; từ Tà Pao về tới Đồng Hiệp,lũng sông mở rộng thành đồng ruộng phì nhiêu rộng
chừng 100.000 ha, đây là vựa lúa lớn của huyện Tánh Linh (Bình Thuận), trên địa phận
tỉnh Đồng Nai có khoảng 4.000 ha, kéo dài từ Thọ Lâm (Tân Phú) về Đồng Hiệp (Định
Quán). Nhìn chung khu vực này chƣa đƣợc khai thác triệt để, do chƣa có các công trình
ngăn lũ, thƣờng bị ngập lụt trong mùa mƣa, phần lớn diện tích quanh năm ngập nƣớc, trở

thành đầm lầy v.v...
Từ Phú Hiệp về hạ lƣu dòng sông bị chặn lại bởi các dãy đá ngầm, các thác nƣớc
tự nhiên nhƣ thác Trời cao 5 m, gây cản trở rất nhiều cho việc thoát lũ xuống hạ lƣu, đi
lại khó khăn, đồng thời làm tăng nguy cơ ngập úng cho khu vực đồng ruộng phía Bắc
Thọ Lâm, Đồng Hiệp.
b. Khí hậu
Lƣu vực sông La Ngà nằm trong vùng chuyển tiếp giữa khí hậu Tây Nguyên và
Nam Bộ, đồng thời chịu ảnh hƣởng khí hậu vùng ven biển nên chế độ khí hậu trong lƣu
vực rất phức tạp. Toàn lƣu vực đƣợc phân thành hai vùng khí hậu tƣơng đối khác nhau
bao gồm vùng thƣợng lƣu có khí hậu mang sắc thái vùng Nam Tây Nguyên, vùng hạ lƣu
có khí hậu nhiều nét giống vùng Nam Bộ
c. Lƣợng mƣa
Hai loại hình gió mùa gây mƣa chính trên lƣu vực là gió mùa Tây Nam và Đông
Bắc. Hằng năm dƣới tác động của quy luật chế độ gió mùa cộng với các sự thay đổi địa
hình làm cho chế độ mƣa có sự biến thiên theo không gian, thời gian dẫn đến hình thành
các khu vực có mƣa khác nhau trên lƣu vực. Lƣợng mƣa bình quân nhiều năm trên toàn
lƣu vực trung bình 2.250 mm/năm, trong đó nhánh Đariam khoảng 2.100 mm/năm và ở
10


hạ lƣu khoảng 2.200 mm/năm. Theo số liệu quan trắc, khu vực mƣa lớn nhất trong lƣu
vực chủ yếu nằm trên nhánh Đargna và Đại Bình với lƣợng mƣa bình quân nhiều năm có
thể đạt từ 2.600 – 3.000 mm/năm.
-

Mùa mƣa trong lƣu vực bắt đầu từ tháng V đến tháng XI với tổng lƣợng mƣa
chiếm trên 90% tổng lƣợng mƣa cả năm. Tháng có lƣợng mƣa cao nhất thƣờng
rơi vào các tháng VII và IX, đạt từ 270 – 500 mm/tháng và là tháng có số ngày
mƣa lớn nhất trong năm từ 22 – 25 ngày/tháng. Số ngày mƣa trong mùa mƣa
đạt trung bình từ 165 ngày/năm ở thƣợng lƣu và 140 ngày/năm ở hạ lƣu.

-

Mùa khô trong lƣu vực từ tháng XII đến tháng IV năm sau. Trong các tháng
này lƣợng mƣa dao động trong khoảng 10 – 100 mm, với tổng lƣợng mƣa rất
nhỏ dƣới 10% tổng lƣợng mƣa cả năm và số ngày mƣa chỉ từ 2 – 5
ngày/tháng.Thủy văn

d. Đặc điểm sông ngòi
Sông La Ngà có nhiều chi lƣu, mật độ sông suối khá dày đặc, ƣớc tính cứ 1 km2 có
từ 0,4 – 0,5 km sông suối. Do chịu sự ảnh hƣởng từ biến động kiến tạo địa chất trong khu
vực nên mạng lƣới sông ngòi trong lƣu vực chịu ảnh hƣởng mạng mẽ bởi địa hình và
đƣợc phân thành ba đoạn chảy trên ba vùng địa hình tƣơng ứng (VQHTLMN, 2006).
-

Đoạn thƣợng lƣu: Sông đƣợc hình thành từ hai nhánh chính Đargna và Đariam
bắt nguồn từ vùng núi cao Bảo Lộc và Di Linh có độ cao từ 1.300 – 1.600m.
Hai nhánh này gặp nhau trên suối Đa Binh khoảng 4km về thƣợng lƣu, sau đó
sông chảy qua vùng đồi bát úp theo hƣớng Tây Bắc – Đông Nam. Do địa hình
bị phân cắt sâu nên hệ thống sông, suối nhỏ đoạn sông này phát triển khá dày
đặc.

-

Đoạn trung lƣu: Sông chuyển hƣớng từ Tây Bắc – Đông Nam sang Đông Bắc –
Tây Nam và chảy qua vùng núi dốc hiểm trở. Điểm nổi bật trên đoạn sông này
là lòng sông dốc và gồ ghề có nhiều thác ghềnh, nƣớc chảy xiết và thời gian
tập trung nƣớc nhanh.

-

Đoạn hạ lƣu: Sông chảy uốn khúc hình chữ S với trục chính theo hƣớng Đông
Tây. Đoạn này sông chia thành hai phần là phần hạ lƣu từ Tà Pao đến thác Võ
11


Đắt, sông chảy qua vùng đồng bằng trũng dạng lòng chảo nên làm cho sông có
hình dạng ngoằn ngoèo, hai bên bờ sông có nhiều khu trũng thấp và đầm lầy
làm cho vào mùa lũ thƣờng bị ngập úng. Và phần cuối hạ lƣu từ thác Võ Đắt
đến hợp lƣu dòng chính sông Đồng Nai, sông chảy qua vùng đồi lƣợn sóng,
sông suối nhỏ phát triển mạnh.



Chế độ dòng chảy
Theo VQHTLMN (2006), lƣu vực sông La Ngà hằng năm có lƣợng mƣa bình

quân khoảng 2.250 mm, lƣu lƣợng dòng chảy hằng năm là 152,4 m3/s với tổng lƣợng
khoảng 4,8 tỷ m3 nƣớc. Chế độ dòng chảy trên lƣu vực và sự phân bố dòng chảy trong
năm chịu ảnh hƣởng bởi chế độ mƣa nên hình thành hai mùa khá rõ nét.
-

Mùa lũ: thƣờng đến chậm hơn 1 đến 2 tháng so với mùa mƣa, cho nên mùa lũ
trong lƣu vực bắt đầu từ tháng VI đến tháng XI ở thƣợng lƣu, ở hạ lƣu bắt đầu
từ tháng VII. Trong mùa lũ lƣu lƣợng dòng chảy rất lớn chiếm 80% tổng lƣợng
dòng chảy cả năm.Theo số liệu quan sát, đỉnh lũ thƣờng rơi vào các tháng XII,
IX, X và đây cũng là các tháng có lƣợng mƣa bình quân lớn nhất trong năm.
Nguyên nhân gây lũ chủ yếu trên lƣu vực là do gió mùa Tây Nam.

-

Mùa khô: từ tháng XII đến tháng IV năm sau, chiếm 10% tổng lƣợng dòng
chảy năm. Tháng có lƣu lƣợng nhỏ nhất trong năm là các tháng II, III ở thƣợng
lƣu và vào tháng III, IV ở hạ lƣu.

12


Tháng

Đại Nga

Phú Điền

Tà Pao

I

3,89

36,02

24,81

II

2,51

22,14

15,14

III

2,41

19,11

12,56

IV

3,86

26,51

18,11

V

7,80

47,22

30,77

VI

19,28

117,25

64,93

VII

27,51

214,48

112,62

VIII

42,09

328,08

182,96

IX

40,22

358,86

181,47

X

35,69

292,53

165,38

XI

17,43

159,92

95,01

XII

7,89

72,97

46,21

Trung bình

17,55

141,26

79,16

Bảng 2. 3. Lƣu lƣợng trung bình tháng thực đo tại một số vị trí (Đơn vị:m3/s)
(VQHTLMN, 2006)

2.2.3. Đặc điểm kinh tế, xã hội
a. Dân cƣ, xã hội
Lƣu vực sông La Ngà bao gồm 10 huyện và thị xã của 3 tỉnh: Lâm Đồng, Đồng
Nai và Bình Thuận với 96 xã, phƣờng và thị trấn. Dân cƣ chủ yếu phân bố ở thƣợng lƣu
và hạ lƣu, tập trung đông ở các thị trấn. Trong thành phần dân cƣ ngƣời Kinh chiếm đa
số, dân tộc ít ngƣời chỉ chiếm 15% (VQHTLMN, 2006). Dân cƣ trong lƣu vực chủ yếu
canh tác nông nghiệp nhƣng điều kiện canh tác khó khăn, phần lớn diện tích gieo trồng
dựa

vào

điều

kiện

tự

nhiên

nên
13

năng

suất

không

cao.


Bảng 2. 4. Đặc điểm dân cƣ trên LVSLN
Đặc điểm

Số hộ

Dân số

Mật độ

Lao động

1/Thƣợng lƣu

72.512

332.283

208

157.366

Bảo Lộc

27.832

125.803

667

72.365

Di Linh

16.480

77.943

120

44.030

Bảo Lâm

15.045

69.235

147

40.971

2/ Hạ lƣu

154.434

707.686

224

335.154

Tân Phú

26.510

124.908

698

65.056

Định Quán

31.271

129.825

326

66.520

Xuân Lộc

14.182

67.779

248

33.952

Long Khánh

21.272

100.883

731

51.760

Tánh Linh

22.383

104.629

110

43.398

Đức Linh

29.910

137.934

258

57.886

Thống Nhất

8.906

41.727

133

16.582

Tổng cộng

226.946

1.039.969

4316

492.520

(VQHTLMN, 2006)

b. Tình hình phát triển kinh tế



Nông nghiệp
Trồng trọt là ngành kinh tế chính trong lƣu vực. Dựa trên ƣu thế và các đặc
thù riêng về điều kiện tự nhiên, khí hậu, có thể chia lƣu vực sông La Ngà thành hai
vùng chuyên canh cây công nghiệp chính là thƣợng lƣu và hạ lƣu (VQHTLMN,
2006).
-

Vùng thƣợng lƣu: Diện tích đất nông nghiệp hiện tại là 50.25 ha, là vùng trọng
điểm chuyên canh cây công nghiệp dài ngày, chiếm 86,5% diện tích đất nông
nghiệp với các loại cây trồng chính là cà phê, trà và dâu. Diện tích còn lại
chiếm 14% là rau màu, cây lƣơng thực và cây ăn quả.

14


-

Vùng hạ lƣu: Diện tích đất nông nghiệp hiện tại 116,94 ha, là vùng trọng điểm
cây lƣơng thực và cây công nghiệp ngắn ngày với các loại cây trồng chính là
lúa, bắp, đậu nành, mía…



Công nghiệp
Trong lƣu vực ngành công nghiệp chủ yếu là công nghiệp chế biến nông – lâm

sản, khai khoáng, sản xuất vật liệu xây dựng và hàng tiêu dùng. Công nghiệp chế biến là
ngành công nghiệp quan trọng nhằm đẩy mạnh sản xuất, chế biến tại chỗ, tạo việc làm
cho ngƣời dân địa phƣơng.



Lâm nghiệp
Diện tích đất lâm nghiệp khoảng 172,61 ha chiếm khoảng 42% tổng diện tích toàn

lƣu vực. Đất lâm nghiệp chủ yếu tập trung ở đầu nguồn sông La Ngà và trung lƣu sông
(VQHTLMN, 2006).
2.2.4. Khái quát về hồ chứa Hàm Thuận
Hồ chứa thủy điện Hàm Thuận nằm trên 2 tỉnh Lâm Đồng và Bình Thuận với diện
tích mặt thoáng ở mực nƣớc dâng bình thƣờng khoảng 25,2 km2. Các thông số chủ yếu
của

công

trình

Hàm

Thuận

đƣợc

15

thể

hiện

ở

Bảng

2.

5.


Bảng 2. 5 Thông số chủ yếu công trình Hàm Thuận
Đơn vị

Hạng mục

Hàm Thuận
7/2001

Ngày khánh thành
Diện tích lƣu vực đến tuyến

Km2

1280

MNDBT

m

605

Mực nƣớc lũ kiểm tra

m

607.5

Mực nƣớc chết

m

575

Mực nƣớc lũ thiết kế

m

606.7

Diện tích mực nƣớc kiểm tra

Km2

27.7

Dung tích mực nƣớc kiểm tra

103m3

940

MNHL nhà máy thủy điện

M

325

Dung tích toàn bộ

106m3

695

Dung tích hữu ích

106m3

523

Lƣu lƣợng qua nhà máy max

m3/s

136

Lƣu lƣợng bình quân khô về hạ

m3/s

32.5

Cột nƣớc tính toán

M

250

Công suất lắp máy

Mw

300

Điện lƣợng bình quân nhiều năm

106kWh

1010

lƣu

(VQHTLMN, 2000)

2.3. Tổng quan mô hình SWAT
Mô hình SWAT có thể mô phỏng một số quá trình vật lý khác nhau trên lƣu vực
sông. Một lƣu vực có thể đƣợc phân chia thành nhiều lƣu vực con. Việc phân chia này
đặc biệt có lợi khi những vùng khác nhau của lƣu vực có những thuộc tính khác nhau về
đất, thảm phủ,…. Thông tin đầu vào cho mỗi lƣu vực con đƣợc tổ chức thành các yếu tố
khí hậu, thông số của các đơn vị thuỷ văn (HRUs), hồ hay các vùng chứa nƣớc, nƣớc
ngầm, kênh chính hoặc sông nhánh, hệ thống tiêu nƣớc. Những đơn vị thuỷ văn sẽ đƣợc
tổng hợp thành các lƣu vực con, các lƣu vực con này đƣợc xem là đồng nhất về thảm
16

phủ, thổ nhƣỡng và chế độ sử dụng đất (Rallison, R.E. và N. cuCác số liệu đầu vào của
mô hình:
Số liệu không gian dƣới dạng bản đồ bao gồm: bản đồ độ cao số DEM, bản đồ
thảm phủ, bản đồ loại đất, bản đồ mạng lƣới sông; suối; hồ chứa trên lƣu vực. - Số liệu
thuộc tính bao gồm: số liệu về khí tƣợng (nhiệt độ không khí, bức xạ, tốc độ gió, mƣa),
số liệu về thuỷ văn (dòng chảy, bùn cát, hồ chứa,... ), số liệu về đất (loại đất, đặc tính loại
đất theo lớp của các phẫu diện đất,... ), số liệu về loại cây trồng trên lƣu vực, độ tang
trƣởng của cây trồng, số liệu về loại phân bón trên lƣu vực canh tác...
Các kết quả đầu ra của mô hình: đánh giá cả về lƣợng và chất của nguồn nƣớc,
lƣợng bùn cát vận chuyển trên lƣu vực, quá trình canh tác đất thông qua module chu trình
chất dinh dƣỡng, công tác quản lý lƣu vực.
-

Pha thứ nhất: đƣợc gọi là pha đất của chu trình thuỷ văn hay còn gọi là mô hình

thuỷ văn. Pha đất sẽ tính toán tổng lƣợng nƣớc, bùn cát, chất dinh dƣỡng và hoá chất tới
kênh chính của từng lƣu vực.
-

Pha thứ hai: đƣợc gọi là pha nƣớc hay pha diễn toán của chu trình thuỷ văn hay

còn gọi là mô hình diễn toán. Pha nƣớc sẽ tính toán các thành phần qua hệ thống mạng
lƣới sông suối tới mặt cắt cửa ra.

17