HỆ THỐNG THÔNG TIN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU MÔ HÌNH HEC – HMS

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM VIỆN MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN ------------- oOo ------------- TIỂU LUẬN MÔN HỌC MÔ HÌNH HÓA MÔI TRƢỜNG HỆ THỐNG THÔNG TIN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU MÔ HÌNH HEC – HMS (Hydrologic Engineering Center -Hydrologic Modeling System) MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH MƢA – DÕNG CHẢY GVGD : PGS.TSKH BÙI TÁ LONG Học viên: TẠ THANH LAN MSHV: 1280100053 VÕ THANH TỊNH MSHV: 1280100080 NGUYỄN LÊ TRỊNH GIANG MSHV: 1280100036 Lớp : Quản lý Môi Trƣờng - K2012 TP. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM CỘNG HÕA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN Yêu cầu tiểu luận thể hiện đƣợc các nội dung sau: * Phần 1: Hệ thống thông tin liên quan tới BĐKH - Đối tƣợng hƣớng tới: vùng nào, nƣớc nào,… - Phƣơng pháp thu thập số liệu - Khả năng ứng dụng tại Việt Nam. [1]. United Nations Human Settlements Programme [2]. World Bank * Phần 2: Mô hình môi trƣờng đƣợc đề cập trong bài báo Mô hình HEC – HMS: mô phỏng quá trình Mƣa – dòng chảy - Làm rõ những mô hình toán đƣợc sử dụng 1. Bài báo đăng trên Journal homepage: www.elsevier.com/locate/envsoft (lĩnh “Application of the HEC-HMS model for runoff simulation in a tropical catchment” của nhóm tác giả: D. Halwatura, M.M.M. Najim (Environmental Conservation and Management Degree Programme, Department of Zoology, Faculty of Science, University of Kelaniya, Kelaniya, Sri Lanka) 2. Hydrologic Engineering Center (2000), Hydrologic Modeling System HEC- HMS Technical Reference Manual vực: Envinronmental Modelling & Software)

- oOo -

TIỂU LUẬN MÔN HỌC

MÔ HÌNH HÓA MÔI TRƯỜNG

Tên tiểu luận:

HỆ THỐNG THÔNG TIN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

MÔ HÌNH HEC – HMS

(Hydrologic Engineering Center -Hydrologic Modeling System)

MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH MƯA – DÕNG CHẢY

GVGD : PGS.TSKH BÙI TÁ LONG

VÕ THANH TỊNH MSHV: 1280100080 NGUYỄN LÊ TRỊNH GIANG MSHV: 1280100036 Lớp : Quản lý Môi Trường - K2012

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN

Yêu cầu tiểu luận thể hiện được các nội dung sau:

* Phần 1: Hệ thống thông tin liên quan tới BĐKH

- Mục tiêu của tổ chức

- Đối tượng hướng tới: vùng nào, nước nào,…

- Phương pháp thu thập số liệu

* Phần 2: Mô hình môi trường được đề cập trong bài báo

Mô hình HEC – HMS: mô phỏng quá trình Mưa – dòng chảy

“Application of the HEC-HMS model for runoff simulation in a tropical

catchment” của nhóm tác giả: D Halwatura, M.M.M Najim (Environmental

Conservation and Management Degree Programme, Department of Zoology, Faculty

of Science, University of Kelaniya, Kelaniya, Sri Lanka)

2 Hydrologic Engineering Center (2000), Hydrologic Modeling System HMS Technical Reference Manual

HEC-MỤC LỤC

PHẦN 1: 1

MỞ ĐẦU 1

I HỆ THỐNG THÔNG TIN LIÊN QUAN ĐẾN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 2

I.1 SƠ LƯỢC VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU (BĐKH) 2

I.2 SỰ THÀNH LẬP CỦA TỔ CHỨC UN-HABITAT 2

I.3 MỤC TIÊU CỦA TỔ CHỨC 4

I.4 ĐỐI TƯỢNG HƯỚNG TỚI 5

I.5 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP SỐ LIỆU 5

I.6 KẾT QUẢ HÀNG NĂM 6

I.7 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 11

I.8 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM 12

PHẦN 2: 15

MÔ HÌNH HEC – HMS (HYDROLOGIC ENGINEERING CENTER -HYDROLOGIC MODELING SYSTEM) 15

MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH MƯA – DÕNG CHẢY 15

II.1 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH HEC-HMS 15

II.1.1 GIỚI THIỆU 15

II.1.2 MÔ PHỎNG CÁC THÀNH PHẦN LƯU VỰC 16

II.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH HEC – HMS 19

II.2.1 MƯA 19

II.2.2 TỔN THẤT 20

II.2.3 CHUYỂN ĐỔI DÕNG CHẢY 25

II.2.4 DIỄN TOÁN DÕNG CHẢY 28

II.3 BÀI BÁO ỨNG DỤNG HEC-HMS MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH MƯA – DÕNG CHẢY LƯU VỰC NHIỆT ĐỚI 30

II.3.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 30

II.3.2 THU THẬP DỮ LIỆU 31

II.3.3 CHUẨN BỊ DỮ LIỆU BẢN ĐỒ 31

II.3.4 THÔNG SỐ MÔ HÌNH 32

II.3.5 HIỆU CHỈNH MÔ HÌNH 32

II.3.6 KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH 33

II.3.7 KẾT LUẬN 35

II.3.8 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 36

PHẦN 1:

HỆ THỐNG THÔNG TIN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

MỞ ĐẦU

Trong những thập kỷ tới, biến đổi khí hậu có thể làm cho hàng trăm triệu cư dân đô thị- đặc

biệt là những người nghèo và thiệt thòi nhất- càng dễ bị tổn thương do lũ lụt, lở đất, các điều

kiện thời tiết khắc nghiệt và thiên tai khác Những người dân ở khu vực thành phố cũng có thể

đối mặt với các vấn đề như: giảm lượng nước sạch sử dụng- kết quả của hạn hán, xâm nhập

mặn vào nguồn nước cung cấp cho nhu cầu tiêu dùng

Ngày 2/4/2012, Chương trình Định cư con người của Liên Hợp Quốc (UN-HABITAT) cảnh

báo biến đổi khí hậu đã thực sự đe dọa dân cư các đô thị ở châu Á Dân cư sống ở các khu vực

ven đô dễ bị tổn thương nhất do thiếu cơ sở hạ tầng hiện đại, nguồn nước, các điều kiện vệ

sinh so với khu vực nội đô

Báo cáo của Chương trình Định cư con người của Liên Hợp Quốc (UN HABITAT) về hiện

trạng các đô thị châu Á dự báo vào năm 2020, trong tổng số 4,2 tỷ dân cư đô thị toàn cầu có

2,2 tỷ người sống ở các đô thị châu Á Biến đổi khí hậu đã làm trầm trọng hơn các vấn đề đất

đai và tái định cư ở châu Á, vì vậy, các nước châu Á cần khẩn cấp thúc đẩy các chiến lược

thích nghi với tác động của của biến đổi khí hậu không chỉ ở nông thôn mà cả ở các đô thị

Các thành phố không bền vững về xã hội đồng nghĩa với không bền vững về môi trường

Nguy cơ dễ bị tổn thương đều liên quan trực tiếp đến số người nghèo ở các đô thị và mức độ

họ bị ảnh hưởng trước tác động của biến đổi khí hậu

Ngân hàng Phát triển châu Á dự báo vào năm 2050 sẽ có 1,4 tỷ người Ấn Độ sống trong các

khu vực bị tác động của biến đổi khí hậu, trong đó 820 triệu người, chiếm 48% trong tổng dân

số dự báo 1,7 tỷ dân của Ấn Độ, sẽ sống trong 6.500 khu định cư ở các đô thị dễ bị tổn thương

về khí hậu

Các chuyên gia Liên Hợp Quốc nhấn mạnh trách nhiệm đối phó với thách thức xây dựng xã

hội có khả năng ngăn ngừa, làm giảm hoặc phục hồi nhanh trước tác động của biến đổi khí

hậu không chỉ đơn thuần thuộc về các chính phủ Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng hiện

nay, các nước cần tăng cường nguồn vốn xã hội cho cuộc chiến này thông qua đào tạo nguồn

nhân lực tốt sẵn sàng đối phó hiệu quả với biến đổi khí hậu Các chiến lược ngăn ngừa và

thích nghi với biến đổi khí hậu cần phù hợp với đặc thù của mỗi địa phương và được xây

dựng dựa trên sự tham gia của các đối tác đa dạng, chia sẻ nền tảng tri thức chung về nguy cơ

biến đổi khí hậu và khả năng dễ bị tổn thương của các đô thị

Báo cáo của UN HABITAT đặc biệt nhấn mạnh nguy cơ dễ bị tổn thương và chiến lược xây

dựng năng lực phục hồi sau thảm họa biến đổi khí hậu của các thành phố ở Ấn Độ, Indonesia,

Việt Nam và Thái Lan

I HỆ THỐNG THÔNG TIN LIÊN QUAN ĐẾN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

I.1 Sơ lược về Biến đổi khí hậu (BĐKH)

BĐKH là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thủy quyển, sinh quyển, thạch

quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo trong một giai

đoạn nhất định tính bằng thập kỷ hay hàng trăm triệu năm Sự biến đổi có thể là thay đổi thời

tiết bình quân hay thay đổi sự phân bố các sự kiện thời tiết quanh một mức trung bình Sự

biến đổi khí hậu có thể giới hạn trong một vùng nhất định hay các thể xuất hiện trên toàn địa

cầu

Trong những năm gần đây, đặc biệt trong ngữ cảnh chính sách môi trường, BĐKH đề cập tới

sự thay đổi khí hậu hiện nay, được gọi chung bằng hiện tượng nóng lên toàn cầu Nguyên

nhân chính làm BĐKH trái đất là do sự gia tăng các hoạt động tạo ra khí thải nhà kính, các

hoạt động khai thác quá mức các bể hấp thụ và bể chứa khí nhà kính như: sinh khối, rừng, các

hệ sinh thái biển, ven bờ và đất liền khác

I.2 Sự thành lập của tổ chức UN-HABITAT

Hình- Giao diện website của tổ chức Un-habitat

Hình- Giao diện website của tổ chức Un-Habitat ở lĩnh vực BĐKH

- Năm 1976: tại Vancouver, Canada, Đại hội đồng Liên Hiệp Quốc triệu tập Hội nghị Habitat

I khi chính phủ bắt đầu nhận ra sự cần thiết của các khu định cư con người bền vững trước tốc

độ đô thị hóa quá nhanh, đặc biệt là ở các nước đang phát triển Lúc bấy giờ 2/3 dân số nhân

loại vẫn là dân nông thôn Vấn đề đô thị hóa và tác động của nó vẫn chưa là vấn đề đáng quan

tâm bởi cộng đồng quốc tế, nhưng thế giới đã bắt đầu chứng kiến sự di cư lớn nhất và nhanh

nhất của người dân vào các thành phố và thị trấn trong lịch sử, cũng như việc tăng dân số đô

thị thông qua tăng trưởng tự nhiên do những tiến bộ trong y học

- Năm1996: Hội nghị LHQ lần thứ hai về định cư con người- Habitat II, đã tổ chức tại

Istanbul- Thổ Nhĩ Kỳ Hội nghị tập trung vào vấn đề phát triển bền vững thành phố và đáp

ứng đủ chỗ ở cho tất cả thông qua sự ảnh hưởng của Chương trình Môi trường sống Thông

qua bởi 171 quốc gia, chương trình mang tính chính trị cao với hơn 100 cam kết và 600 kiến

nghị

- Năm 2002: Hội nghị Thượng đỉnh Thế giới về Phát triển bền vững (Rio +10) đánh giá sự

tiến bộ trong chương trình đặt ra tại Hội nghị Thượng đỉnh Trái đất và ngay lập tức, tiếp theo

là Đại hội đồng lần thứ 56 (GA), trong đó nâng cấp Un-Habitat từ một trung tâm cho một

chương trình, trở thành một công ty con của GA và có Hội đồng quản trị của riêng mình

Dưới sự công nhận chính thức về hiệu quả hoạt động cũng như đủ các cơ sở, Un-habitat chính

thức thành lập và lấy tên chính thức, đã đề ra mục tiêu góp phần vào công tác xóa đói giảm

nghèo của chương trình LHQ, thúc đẩy phát triển bền vững Các đối tác tham gia gồm có các

tổ chức chính phủ, phi chính phủ, các chính quyền địa phương, các nhóm cộng đồng xã hội

- Năm 2012: Hai mươi năm sau “Hội nghị Thượng đỉnh Trái đất”, Hội nghị LHQ về phát triển

bền vững (UNCSD) một lần nữa diễn ra tại Rio de Janeiro để đánh giá tiến độ và cam kết đổi

mới theo hướng phát triển bền vững Kết quả của Hội nghị trong đó có chương trình tăng

cường động lực cho các đô thị, kêu gọi tài trợ và giao nhiệm vụ lãnh đạo của hệ thống LHQ

trong việc theo đuổi chương trình nghị sự này cho tổ chức Un-Habitat Thông qua các Mục

tiêu phát triển bền vững (SDGs), Chương trình khung 10 năm về tiêu thụ và sản xuất bền

vững (10YFP) và một diễn đàn cấp cao để thay thế cho Ủy ban về phát triển bền vững

Thách thức đặt ra cho tổ chức:

Tuyên bố Thiên niên kỷ của LHQ công nhận hoàn cảnh của người nghèo đô thị trên thế giới

là rất bi đát và khó khăn Vấn đề làm thế nào để có thể đảm bảo cải thiện được cuộc sống của

ít nhất 100 triệu người sống ở các khu ổ chuột vào năm 2020 là một nhiệm vụ vô cùng khó

khăn đối với hoạt động của tổ chức Và thực tế, nếu không kiểm soát, con số này có thể còn

nhân lên gấp 3 lần vào năm 2050, vì thực tế theo nghiên cứu của Un-habitat, dân số ở các khu

ổ chuột trên thế giới đã tăng trưởng 75 triệu chỉ trong 3 năm kể từ khi có Tuyên bố Thiên niên

kỷ Trong thế kỷ 21, xu hướng chính trị, văn hóa, môi trường xã bội, đô thị hóa cũng là một

trong những thách thức cấp bách nhất đối với cộng đồng quốc tế Ở nhiều nơi, đặc biệt là các

nước đang phát triển, hơn 50% dân số có hoặc không có nơi ở đảm bảo, nguồn nước và vệ

sinh môi trường không được đầy đủ Và những quốc gia này cũng chính là đối tượng mà tổ

chức cần quan tâm đặc biệt nhiều đến trong hoạt động của mình

I.3 Mục tiêu của tổ chức

UN-HABITAT là cơ quan của Liên Hợp Quốc dẫn đầu chịu trách nhiệm cho việc thúc đẩy

phát triển đô thị bền vững Vào thời điểm khi thế giới ngày càng nhận thức được thách thức

này, UN-HABITAT phải đóng một vai trò lãnh đạo và xúc tác

Vấn đề đô thị hóa đang phát triển nhanh chóng Đô thị hóa tạo ra tăng trưởng kinh tế và tiến

bộ xã hội và chính trị, cũng như tiến bộ khoa học và kỹ thuật Tuy nhiên nếu quản lý kém, nó

có thể tạo ra nghèo đói, suy thoái môi trường và xã hội

Để giải quyết những thách thức này, 2005, Hội đồng quản trị Un-habitat yêu cầu lập ra một

chiến lược trung hạn và tổ chức kế hoạch thực hiện Vào tháng Tư năm 2007, trung hạn và kế

hoạch chiến lược về thể chế của cơ quan đã được phê duyệt và công việc bắt đầu ngay lập tức

để chuẩn bị cho việc thực hiện

Mục tiêu chiến lược tổng thể của kế hoạch là: hỗ trợ chính phủ và các đối tác phát triển của họ

để đạt được đô thị hóa bền vững hơn Nhằm mục đích thúc đẩy chính sách và cải cách thể chế

để có tác động ở quy mô thích hợp

Mục tiêu cụ thể tập trung vào những lĩnh vực trọng tâm:

- Tăng cường các quy phạm và hoạt động chính: thúc đẩy đô thị hóa bền vững ở cấp

quốc gia

- Vận động tuyên truyền hiệu quả, thực hiện giám sát và tăng cường các quan hệ với đối

tác

- Lập kế hoạch có sự tham gia, quản lý và quản trị

- Tiếp cận vào tất cả các vùng đất và nhà ở

- Cơ sở hạ tầng đô thị cơ bản thân thiên môi trường

- Tăng cường tài trợ cho hệ thống về khu định cư của con người

Thông qua kế hoạch trung hạn này, Un-habitat muốn nhìn thấy đô thị hóa bền vững tại các

thành phố và khu vực; cung cấp tất cả các chỗ ở phù hợp, dịch vụ cơ bản, tình hình an ninh,

việc làm cho các công dân, bất kể tuổi tác, giới tính và tầng lớp xã hội

I.4 Đối tượng hướng tới

Tổ chức hướng đến tất cả các đối tượng là tất cả những người vô gia cư trên toàn thế giới, từ

các nước phát triển đến các nước đang phát triển Hiện tại, việc xác định và tính toán số người

vô gia cư là rất khó bởi các thói quen trong cuộc sống của họ Nhiều quốc gia, nhà nước và

các thành phố đã tiếp cận những cách thức và kỹ thuật khác nhau nhằm tính toán một số

lượng gần đúng Ví dụ, một cuộc "điều tra người vô gia cư" một đêm, thường được tổ chức

vào đầu mùa đông, là một kỹ thuật được một số thành phố Mỹ sử dụng, đặc biệt là Boston,

Massachusett, Los Angeles, California sử dụng một bộ kỹ thuật tổng hợp để tính toán, gồm cả

kỹ thuật tính ngay thời điểm lúc khảo sát trên đường phố

219 quốc gia và 6 khu vực: Châu Phi và các nước Ả Rập, Châu Á và Thái Bình Dương, Châu

Mỹ La Tinh và vùng Caribe, Bắc Mỹ, Châu Âu và Liên Xô cũ, Liên Minh Châu Âu

Hiện nay, tổ chức có các văn phòng khu vực của mình tại nhiều nơi trên thế giới, như:

 Văn phòng khu vực châu Phi và các nước Ả rập (Nairobi, Kenya) – trụ sở chính

 Văn phòng Khu vực Châu Á và Thái Bình Dương (Fukuoka, Nhật Bản)

 Văn phòng khu vực châu Mỹ Latinh và vùng Caribê (Rio de Janeiro, Brazil)

 Văn phòng cho các nước Trung ương châu Âu (Warsaw, Ba Lan)

Gần đây, một văn phòng ở Cairo cho các quốc gia Ả Rập đã được mở ra với sự hỗ trợ tài

chính từ Chính phủ Ai Cập

I.5 Phương pháp thu thập số liệu

- Dựa trên nền số liệu hiện có của tất cả các đối tượng có liên quan (khu vực, quốc gia, địa

phương, ngành) về điều kiện tự nhiên, kinh tế- xã hội.(qua các báo cáo, tài liệu ấn phẩm,

mạng internet, hội nghị, hội thảo, )

- Kế thừa các chiến lược, mục tiêu quốc gia về phát triển kinh tế- xã hội và các chiến lược

phát triển của các ngành, địa phương

- Quá trình điều tra, thực hiện các dự án, chương trình, nghiên cứu tại các khu vực hướng đến

- Thu thập số liệu từ việc tham vấn cộng đồng, phản hồi hai chiều, trong đó chú trọng đến

cộng đồng địa phương, sự tổn thương và các nhu cầu cấp bách của địa phương về vấn đề liên

quan

I.6 Kết quả hàng năm

Hình- Cấu trúc của các thông tin trực tuyến của tổ chức cần cho người truy cập

Hàng năm có nhiều dự án, chương trình được thực hiện bởi tổ chức Un-habitat ở nhiều lĩnh

vực khác nhau Chẳng hạn: phát triển và quản lý đô thị, đất và nhà ở, môi trường và biến đổi

khí hậu, vệ sinh môi trường nước và cơ sở hạ tầng, kinh tế đô thị và tài chính, giảm rủi ro và

phục hồi chức năng,

Bên cạnh đó là các cuộc họp, cuộc hội thảo thường niên được tổ chức theo định kỳ 2 năm/lần,

theo chủ đề, gồm 58 quốc gia thành viên, đại diện cho các khu vực

Một số kết quả cụ thể như:

- Báo cáo định kỳ “Những sáng kiến thay đổi thành phố và Bản tin khí hậu” được xuất

bản định kỳ hàng quý (3 tháng/kỳ) Trong báo cáo này sẽ giới thiệu những sáng kiến

hay về những công nghệ mới, giải pháp mới cho việc thay đổi diện mạo của thành

phố, đô thị, ứng dụng, sáng tạo những công nghệ thân thiện với môi trường của những

người tham gia vào blog của tổ chức Họ cũng sẽ được tham gia miễn phí vào những

buổi hội thảo được tổ chức sắp xếp

- “Bản tin môi trường đô thị” được xuất bản định kỳ 6 tháng/lần Cung cấp những thông

tin diễn biến về tình hình môi trường trên nhiều nơi trên thế giới Thông qua bản tin,

người đọc sẽ cập nhật được kiến thức môi trường liên quan bổ ích

- Các trang ấn phẩm quảng cáo, brochure liên quan đến môi trường được xuất bản nhiều

lần trong năm, nhằm phổ biến và tuyên truyền cho cộng đồng dân cư trên khắp nơi

- Xuất bản nhiều sách với các nội dung liên quan đến vấn đề môi trường, BĐKH,

- Ra mắt các video giới thiệu về chủ đề được đề cập

- Trang thông tin, tài liệu trực tuyến, điện tử bổ ích: E-Resources, E-Library, E-

Learning

- Hàng loạt các báo cáo kết quả về những dự án đã, đang và sắp được thực hiện để hỗ

trợ cho nhiều nơi trên thế giới Chẳng hạn:

+ Báo cáo về Đánh giá tính dễ bị tổn thương BĐKH tại Negombo- Srilanka, Sihanoukville

(Campuchia), Kelurahan Pabean Pekalongan (Trung Java),…

+ Chiến lược ứng phó với BĐKH của Chính Phủ nước Cộng hòa Nam Phi

+ Báo cáo Chiến lược Châu Á- Thái Bình Dương

+ Đô thị hóa bền vững ở Châu Á

+ Hướng dẫn về thực hiện thị trường Carbon cho các thành phố ở các nước đang phát

triển

+ Vai trò của lãnh đạo địa phương trong hành động BĐKH

+ Lập kế hoạch cho BĐKH

+ Xây dựng kế hoạch BĐKH địa phương

+ Chính sách giải quyết các vấn đề về đô thị tại các quốc gia BĐKH

- + Tối ưu hóa cơ sở hạ tầng: Mô hình đô thị cho một nền kinh tế xanh

Hình- Giao diện website thể hiện sự hợp tác đa phương giữa tổ chức Un- Habitat

với các tổ chức quốc tế khác

Các tổ chức khác cùng hợp tác:

+ UNEP (United Nation Environment Programme): Chương trình môi trường Liên

Hiệp Quốc- là một thể chế quốc tế (một chương trình, một cơ quan của LHQ) điều phối

các hoạt động môi trường của LHQ, hỗ trợ các nước đang phát triển trong việc thực hiện

các chính sách môi trường Được thành lập vào năm 1972, có trụ sở tại Kenya Hoạt động

của nó bao gồm: một loạt các vấn đề liên quan đến khí quyển, hệ sinh thái biển và trên

mặt đất, quản lý môi trường và nền kinh tế xanh Đóng vai trò quan trọng trong việc phát

triển các công ước môi trường quốc tế, thúc đẩy các thông tin khoa học môi trường, liên

hệ với các chính sách, các tổ chức phi chính phủ bảo vệ môi trường UNEP cũng tích cực

tài trợ và thực hiện các dự án phát triển liên quan đến môi trường Là một trong những cơ

quan thực thi cho Quỹ Môi trường toàn cầu (GEF) và Quỹ đa phương cho việc thực hiện

Nghị định thư Montreal, là thành viên của Nhóm Phát triển LHQ

+ CA (Cities Alliance)- Liên minh các Thành phố- là một tổ chức được thành lập để hỗ

trợ toàn cầu cho công tác giảm nghèo đô thị và phát huy vai trò của các thành phố phát

triển bền vững Hoạt động thông qua 4 lĩnh vực: Quỹ xúc tác, Thông tin liên lạc và

chương trình vận động, Các chương trình quốc gia, Học tập và chương trình hỗ trợ kiến

thức

+ ICLEI Climate Programme- Là hiệp hội hàng đầu thế giới của các thành phố và chính

quyền địa phương dành riêng cho phát triển bền vững, với 12 thành phố lớn, 100 siêu

thành phố và các khu vực đô thị, 450 thành phố lớn cũng như 450 thành phố cỡ trung bình

và thị trấn tại 86 quốc gia Thúc đẩy các chương trình phát triển bền vững toàn cầu, hỗ trợ

các thành phố trở nên bền vững, kiên cường, sử dụng hiệu quả tài nguyên môi trường, sự

đa dạng sinh học, xây dựng cơ sở hạ tầng thông minh, hạn chế lượng các bon phát thải

+ GCCA (Global Gender and Climate Alliance)- Mạng lưới toàn cầu và Liên minh khí

hậu- là một mạng lưới độc đáo của các tổ chức và cơ quan LHQ phu chính phủ và liên

chính phủ, mục tiêu là đảm bảo rằng tất cả các quyết định, chính sách, sáng kiến các cấp,

các giới chức nhằm đáp ứng được BĐKH

+ WBG (World Bank Group)- Nhóm ngân hàng thế giới- là một tổ chức tài chính đa

phương (1994, có trụ sở tại Washington DC) có mục đích trọng tâm là thúc đẩy phát triển

kinh tế và xã hội ở các nước đang phát triển bằng cách nâng cao năng suất lao động ở các

nước này

Hình- Giao diện website của tổ chức WB

Bao gồm 5 tổ chức tài chính thành viên:

1 Ngân hàng quốc tế tài thiết và phát triển (IBRD)- cấp tài chính cho các nước đang phát

triển không nghèo (188 nước)

2 Hiệp hội phát triển quốc tế (IDA): chuyên cấp tài chính cho các nước nghèo (172

nước)

3 Tổng công ty tài chính quốc tế (IFC): chuyên thúc đẩy đầu tư tư nhân ở các nước

nghèo (184 nước)

4 Trung tâm quốc tế giải quyết mâu thuẫn đầu tư (ICSID): diễn đàn phân xử hoặc trung

gian hòa giải các mâu thuẫn giữa nhà đầu tư nước ngoài với nước nhận đầu tư (150

nước)

5 Cơ quan bảo lãnh đầu tư đa phương (MIGA): thúc đẩy FDI vào các nước đang phát

triển (180 nước)

Thuật ngữ “Ngân hàng thế giới” thường đề cập đến IBRD và IDA

Chức năng của tổ chức WB: được phân công cho các tổ chức thành viên thực hiện:

IBRD và IDA đi vay (phát hành trái phiếu) và cho các nước thành viên vay lại Không

phải các nước thành viên nài cũng được vay WB Cá nhân và công ty không được WB cho

vay Mức lãi suất sẽ thay đổi có ít hoặc không lãi suất đối với tình hình kinh tế (thu nhập

bình quân) của nước được cho vay đó

Các hoạt động được hỗ trợ từ IBRD và IDA rất đa dạng: y tế, giáo dục, dinh dưỡng, kế

hoạch hóa gia đình, phát triển nông thôn, hỗ trợ doanh nghiệp nhỏ, dự án phát triển năng

lượng, giao thông vận tải, và có các các vấn đề về môi trường, biến đổi khí hậu

Đối với hành động đối phó với BĐKH: Nhóm WB có động lực mạnh mẽ từ các quốc gia

để nỗ lực hỗ trợ cho việc giải quyết các thách thức do BĐKH gây ra Hiện nay, 130 quốc

gia trên toàn thế giới đã được WB giúp ứng phó với BĐKH

Ngân hàng riêng của Khung Chiến lược Phát triển và Biến đổi khí hậu trong năm

2008 và Báo cáo Phát triển Thế giới về biến đổi khí hậu trong năm 2010, Ngân hàng Thế

giới đang phát triển một kế hoạch hành động khí hậu mới sẽ tăng cường khả năng phục

hồi của các quốc gia, hỗ trợ tăng trưởng xanh toàn diện và tích hợp đánh giá rủi ro khí hậu

trong quyết định đầu tư trên danh mục đầu tư của tổ chức

UNEP, Un-Habitat, WB thông quan Chương trình làm việc chung của Liên minh các

thành phố (CA) để thực hiện các dự án, chương trình nhằm khuyến khích các đối tác,

khách hàng để hiểu rõ hơn và so sánh khí thải nhà kính từ các thành phố trên thế giới

Hình- Tổ chức WB trong các dự án hỗ trợ ứng phó BĐKH

I.7 Kết luận, kiến nghị Kết luận

Hệ thống thông tin về BĐKH hiện nay là vô cùng phong phú và đa dạng Đối với tổ chức

Un-Habitat, nguồn thông tin về BĐKH mang lại cũng góp phần rất nhiều cho các chương

trình quản lý môi trường có liên quan đến BĐKH của nhiều nước

Thông qua hoạt động của Tổ chức, vấn đề giúp người dân thích nghi và giảm thiểu đến

mức thấp nhất do ảnh hưởng của BĐKH mang lại cũng được đề cập, đó là các chương

trình hỗ trợ về giải quyết nhà ở, đất đai, vệ sinh nước sạch và môi trường, BĐKH, tài

chính, rủi ro, Đây thực sự là một tổ chức nhân văn và hỗ trợ rất nhiều cho các đối tượng

nghèo ở khắp nơi trên thế giới

Ngoài ra, sự hợp tác với nhiều tổ chức khác trên toàn thế giới, trong đó có Tổ chức Ngân

hàng thế giới là một điều kiện thuận lợi để hỗ trợ tích cực cho các quốc gia chịu sự ảnh

hưởng nặng nề của BĐKH, trong đó có Việt Nam

Kiến nghị

Thông qua hệ thống thông tin của tổ chức Un-habitat, đặc biệt là vấn đề BĐKH, các nhà

quản lý ở các quốc gia cần phải xác định rõ ràng và cụ thể hơn những vấn đề trọng tâm mà

quốc gia mình, địa phương mình sẽ phải đối mặt trong tương lai, khi mà diễn biến chất

lượng môi trường ngày càng xấu đi Soạn thảo kế hoạch hành động ứng phó với BĐKH

chi tiết cho từng vùng, từng địa phương ở các mốc thời gian khác nhau

Đồng thời kêu gọi hỗ trợ về vốn đầu tư từ nhiều nguồn: Chính phủ và phi chính phủ để

thực hiện tốt nhất trong việc giải quyết các vấn đề nóng của toàn cầu

I.8 Khả năng ứng dụng tại Việt Nam

Để hỗ trợ chính phủ Việt Nam giải quyết các thách thức về đô thị và nhà ở, các chương trình

và dự án của UN-HABITAT Việt Nam tập trung vào những yếu tố quyết định trong đô thị hóa

bền vững và phát triển đô thị cho tất cả mọi người Đó là:

(1) Đất đai và nhà ở cho tất cả mọi người

Nhà ở không chỉ là nơi cư trú Các chính sách và kế hoạch phát triển quốc gia cần nhìn nhận

khu vực nhà ở và đất đai trong đóng góp của khu vực này với tăng trưởng kinh tế nói chung,

chứ không chỉ theo quan điểm nhu cầu xã hội truyền thống UN-HABITAT thúc đẩy cách tiếp

cận nhà ở và đất đai theo quyền con người và khuyến khích đưa quan điểm này vào các chính

sách và chiến lược nhà ở và đất đai vì lợi ích người dân

Ở Việt Nam, UN-HABITAT hỗ trợ quy hoạch sử dụng đất có điều tiết trong bối cảnh đô thị

hóa cao, triển khai các dự án thí điểm nhằm tư vấn chính sách nhà ở cho người nghèo và nhà

ở có khả năng chống chịu biến đổi khí hậu, và trong nỗ lực thực hiện chỉ tiêu 11 Mục tiêu

phát triển thiên niên kỷ 7 về giảm số người sống trong các khu ổ chuột

(2) Quy hoạch và có sự tham gia quản trị đô thị

Quá trình đô thị hóa được điều tiết tốt, góp phần tăng trưởng kinh tế, ổn đinh xã hội, chính trị

và đem lại những tiến bộ khoa học Mặt khác, quá trình đô thị hóa thiếu quản lý sẽ tạo ra

những nhóm dân cư ngoài lề, nghèo đói, ô nhiễm và tình trạng sử dụng thiếu bền vững nguồn

lực đất, nước và các nguồn tài nguyên khác

UN-HABITAT hỗ trợ chính phủ Việt Nam trong nỗ lực đô thị hóa bền vững, chú trọng phát

triển địa phương và quy hoạch đô thị có sự tham gia và cho tất cả mọi người, kết hợp các khía

cạnh lập chính sách và xây dựng chiến lược, xem xét đến các yếu tố văn hóa địa phương,

nhạy cảm giới và thay đổi dân số

(3) Cơ sở và dịch vụ hạ tầng hướng tới đảm bảo môi trường

Cơ sở hạ tầng chúng ta thiết kế và xây dựng hôm nay sẽ khóa chặt các thành phố và khu đô

thị vào những mô hình sản xuất và tiêu thụ trong hàng thập kỷ tới Thiếu sự quan tâm đến các

khía cạnh xã hội và môi trường trong phát triển đô thị sẽ làm giảm hiệu quả đầu tư và giảm lợi

thế cạnh tranh của đô thị đó Là một trong năm nước chịu ảnh hưởng mạnh nhất của biến đổi

khí hậu, các vấn đề môi trường và thiên tai đang tăng thêm gánh nặng cho hệ thống đô thị ở

Việt Nam UN-HABITAT hỗ trợ các thành phố và các chính quyền địa phương trong cả nỗ

lực thích ứng lẫn giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu

Bên cạnh đó, UN-HABITAT cũng thúc đẩy tiếp cận công bằng cho các dịch vụ cơ bản, bao

gồm nước sạch và vệ sinh và cách tiếp cận phối hợp cho hệ thống hạ tầng thân thiện với môi

trường, có khả năng xử lý và tái chế nước thải và chất thải rắn, giảm thiểu carbon thông qua

hệ thống giao thông đô thị hiệu quả Trong lĩnh vực này, UN-HABITAT hỗ trợ Việt Nam

thực hiện chỉ tiêu 10 Mục tiêu PTTNK số 7, giảm một nửa số người không được tiếp cận bền

vững đến nước sạch vào năm 2015

(4) Đổi mới Tài chính đô thị và nhà ở

UN-HABITAT hỗ trợ Việt Nam cải thiện cơ hội tiếp cận tài chính nhà ở và hạ tầng, đặc biệt

với người nghèo, thông qua các cơ chế tài chính đổi mới và năng lực thể chế được tăng

cường, nhằm tận dụng các nguồn lực từ cộng đồng, chính quyền địa phương, khu vực tư nhân,

chính phủ và các thể chế tài chính quốc tế UN-HABITAT ủng hộ chuyển đổi trọng tâm nhà ở

từ cung sang cầu, nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng của người dân và chú trọng đến hoạt động

của nền kinh tế đô thị Tài chính nhà ở cần được chú trọng để hỗ trợ đời sống đô thị và gia

tăng tài sản hơn là đem đến món nợ cho người dân và khiến họ trở nên dễ bị tổn thương

Trong hỗ trợ thể chế, UN-HABITAT tập trung vào hiệu quả quản lý, thông qua tăng cường

trách nhiệm, tính minh bạch, năng lực báo cáo và giám sát dựa trên kết quả, tuyên truyền,

quan hệ đối tác và nỗ lực cải cách của Liên Hợp Quốc

Đối tác vì sự phát triển đô thị bền vững

Là một cơ quan LHQ mới tại Việt Nam, một trong những nhiệm vụ chính của UN-HABITAT

là phát triển các mối quan hệ hợp tác và đối tác Ở Việt Nam, đối tác chính của

UN-HABITAT là Bộ Xây dựng, Bộ Kế hoạch và đầu tư, Ủy ban nhân dân các tỉnh thành dự án,

Hiệp hội các đô thị VN, các cơ quan LHQ, nhà tài trợ và các tổ chức hỗ trợ và hoạt động

trong lĩnh vực đô thị Trong nỗ lực cải thiện nơi cư trú, giảm bớt đói nghèo ở thành phố và thị

trấn và thúc đẩy phát triển đô thị bền vững, an toàn hơn và thân thiện với môi trường hơn,

UN-HABITAT nhận thấy cần phối hợp chặt chẽ hơn nữa giữa các bên liên quan, đặc biệt là

sự tham gia của chính quyền địa phương và các thành phố, các tổ chức xã hội dân sự và nghề

nghiệp, khu vực công - tư, các trường đại học và nhà nghiên cứu, cộng đồng và người dân

Thống nhất hành động

Kể từ năm 2007 khi chính thức hoạt động tại Việt Nam, UN-HABITAT luôn tham gia tích

cực vào Sáng kiến Liên Hợp Quốc, sáng kiến tìm kiếm sự liên kết và phối hợp hành động Để

LHQ có thể hoạt động hiệu quả tối đa tại Việt Nam, LHQ cần cải cách, hướng tới sự thống

nhất trong mục tiêu và quản lý cũng như hiệu quả và hiệu suất trong hoạt động Trong bối

cảnh mới này, khi các tổ chức và chương trình sẽ làm việc trong cùng một trụ sở, với một

lãnh đạo và ngân sách chung, thực hiện một kế hoạch chung với cơ chế quản lý chung,

UN-HABITAT sẽ tiếp tục giải quyết các thách thức đô thị hóa với hướng tiếp cận dựa trên quyền

con người, tôn trọng văn hóa bản địa, vấn đề nhạy cảm về giới tính và chú trọng tới nhóm cư

dân nghèo

Tại Việt Nam, các dự án được tổ chức Un-Habitat hỗ trợ:

- Ở Quảng trị: 2008, tổ chức chọn tỉnh Quảng Trị thực hiện dự án thí điểm Cung cấp các dịch

vụ cấp nước và vệ sinh cộng đồng cho dân nghèo đô thị tại thị trấn Lao Bảo và thị xã Đông

Hà, sau đó tiếp tục thực hiện, mở rộng dự án và ký kết 4 thỏa thuận hợp tác tại 4 đô thị: Đông

Hà, Lao Bảo, Cửa Việt, thị xã Quảng Trị và 26 xã, thị trấn vùng ven vào năm 2009

- Ở Tp Cam Ranh (Khánh Hòa): “Dự án Cấp Nước và Vệ sinh môi trường cho dân nghèo đô

thị” được Công ty Cổ phần Đô thị Cam Ranh phối hợp với tổ chức UN-HABITAT (tổ chức

Định cư Liên hiệp quốc) thực hiện từ năm 2007 - 2009 Sau khi hoàn thành dự án, hơn 1.850

hộ dân được sử dụng nguồn nước sạch, 651 hộ có nhà vệ sinh mới, 293 hộ được cung cấp và

lắp đặt dụng cụ trữ nước Đến nay, các công trình nước sạch, nhà vệ sinh, bể trữ nước vẫn

được người dân sử dụng hiệu quả Thành công của dự án đã mang lại lợi ích về mặt kinh tế -

xã hội cho dân nghèo, giúp họ tiếp cận được nguồn nước sạch và công trình vệ sinh

- Tại Hà Nội: 12/2013, Cục Phát triển đô thị (Bộ Xây dựng) phối hợp với Chương trình định

cư con người Liên hợp quốc - UNHABITAT tổ chức hội thảo “Xây dựng hệ thống chỉ số

đánh giá đô thị và lộ trình triển khai dự án NM8P01 - hợp phần Bộ Xây dựng”

…

PHẦN 2:

MÔ HÌNH HEC – HMS (Hydrologic Engineering Center -Hydrologic Modeling System)

MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH MƯA – DÕNG CHẢY

1 Bài báo đăng trên Journal homepage: www.elsevier.com/locate/envsoft (lĩnh vực:

Envinronmental Modelling & Software)

“Application of the HEC-HMS model for runoff simulation in a tropical catchment” của

nhóm tác giả: D Halwatura, M.M.M Najim (Environmental Conservation and Management

Degree Programme, Department of Zoology, Faculty of Science, University of Kelaniya,

Kelaniya, Sri Lanka) – Tài liệu Thầy cung cấp

2 Hydrologic Engineering Center (2000), Hydrologic Modeling System HEC-HMS

Technical Reference Manual – Tài liệu nhóm tìm hiểu them

II.1 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH HEC-HMS

II.1.1 Giới thiệu

Mô hình HEC-HMS (Hydrologic Engineering Center -Hydrologic Modeling System)

được phát triển từ mô hình HEC-1, do tập thể các kỹ sư thuỷ văn thuộc quân đội Hoa Kỳ

nghiên cứu (US Army Corps of Engineers)

Về lý thuyết, mô hình HEC- HMS cũng dựa trên cơ sở lý luận của mô hình HEC-1:

nhằm mô phỏng quá trình mưa- dòng chảy Mô hình bao gồm hầu hết các phương pháp tính

dòng chảy lưu vực và diễn toán, phân tích đường tần suất lưu lượng, công trình xả của hồ

chứa và vỡ đập của mô hình HEC-1

Những phương pháp tính toán mới được đề cập trong mô hình HEC-HMS: tính toán

đường quá trình liên tục trong thời đoạn dài và tính toán dòng chảy phân bố trên cơ sở các ô

lưới của lưu vực Việc tính toán liên tục có thể dùng một bể chứa đơn giản biểu thị độ ẩm của

đất

HEC-1 đă góp phần quan trọng trong việc tính toán dòng chảy lũ tại những con sông

nhỏ không có trạm đo lưu lượng Tuy nhiên, HEC-1 được viết từ những năm 1968, chạy trong

môi trường DOS, số liệu nhập không thuận tiện, kết quả in ra khó theo dõi Do vậy,

HEC-HMS là một giải pháp, nó được viết để “chạy” trong môi trường Windows, hệ điều hành rất

quen thuộc với mọi người

Phiên bản đầu tiên của HEC- HMS là version 2.0, hiện nay phiên bản mới nhất của

HEC- HMS là version 3.4

II.1.2 Mô phỏng các thành phần lưu vực

Các đặc trưng vật lý của khu vực và của sông được miêu tả trong mô hình lưu vực Các

yếu tố thủy văn như: lưu vực bộ phận, đoạn sông, hợp lưu, phân lưu, hồ chứa, nguồn, hồ, đầm

được gắn kết trong một hệ thống mạng lưới để tính toán quá trình dòng chảy Các quá trình

tính toán được bắt đầu từ thượng lưu đến hạ lưu

Bốc hơi

Thoát hơi

Dòng chảy qua

Dòng chảy kênh

Dòng chảy tràn

thấm qua mặt đất

Mặt đất

Tầng nước ngầm

thấm

Bổ sung

Dòng chảy ngầm

Cửa xả lưu vực

Đất

Tầng nước ngầm

Mưa là yếu tố đầu vào của quá trình mưa - dòng chảy Số liệu mưa để đưa vào mô hình có thể

được lấy từ các trạm đo mưa trên lưu vực, từ số liệu rađa hoặc được tính toán theo các trận

mưa trong quá khứ

Mô hình HEC-HMS tính mưa trung bình lưu vực theo 3 cách:

 Phương pháp trung bình số học

 Phương pháp đa giác Thiessen

 Phương pháp đường đẳng trị

 Tổn thất

Tập hợp các phương pháp khác nhau có sẵn trong mô hình để tính toán tổn thất Có thể lựa

chọn một phương pháp tính toán tổn thất trong số các phương pháp:

 Phương pháp tính thấm theo hai giai đoạn - thấm ban đầu và thấm ổn định (Initialand

Constant)

 Thấm theo số đường cong thấm của cơ quan bảo vệ đất Hoa Kỳ (SCS Curve Number)

 Thấm theo hàm Green and Ampt

 Phương pháp tính độ ẩm đất bao gồm 5 lớp được áp dụng cho các mô hình mô phỏng

quá trình thấm phức tạp và bao gồm cả bốc hơi

 Chuyển đổi dòng chảy

Có nhiều phương pháp để chuyển lượng mưa hiệu quả thành dòng chảy trên bề mặt của lưu

vực Các phương pháp đường đơn vị bao gồm:

 PP đường quá trình đơn vị tổng hợp Clark

 PP đường quá trình đơn vị tổng hợp Snyder

 PP đường quá trình đơn vị không thứ nguyên SCS

 PP đường quá trình đơn vị xác định bởi người sử dụng

 PP Sóng động học

 PP Mod Clark

Phương pháp Clark sửa đổi (Mod Clark) là một phương pháp đường đơn vị không phân bố

tuyến tính được dùng với lưới mưa, mô hình còn bao gồm cả phương pháp sóng động học

 Diễn toán kênh hở

Một số phương pháp diễn toán thủy văn được bao gồm để tính toán dòng chảy trong các kênh

hở Diễn toán mà không tính đến sự suy giảm có thể được mô phỏng trong phương pháp trễ

Mô hình bao gồm cả phương pháp diễn toán truyền thống Muskingum Phương pháp Puls sửa

đổi cũng có thể được dùng để mô phỏng một đoạn sông như là một chuỗi các thác nước, các

bể chứa với quan hệ lượng trữ -dòng chảy ra được xác định bởi người sử dụng Các kênh có

mặt cắt ngang hình thang, hình chữ nhật, hình tam giác hay hình cong có thể được mô phỏng

với phương pháp sóng động học hay Muskingum- Cunge Các kênh có diện tích băi được mô

phỏng với phương pháp Muskingum- Cunge và phương pháp mặt cắt ngang 8 điểm

Các phương pháp Diễn toán dòng chảy:

PP Muskingum

PP Muskingum - Cunge

PP puls cải tiến

PP Sóng động học Lag

Hình: Mô hình toán trong Mô hình HEC - HMS

PP quá trình đơn

vị tổng hợp Snyder

Mô hình HEC- HMS

dòng chảy dòng chảy Diễn toán

Tính thấm Green

và Ampt

Độ ẩm đất (SMA)

PP quá trình đơn

vị tổng hợp Clark

PP quá trình đơn

vị không thứ nguyên SCS

PP quá trình đơn

vị xác định bởi người sử dụng

PP sóng động học

PP Mod Clark

PP Muskingum

PP Muskingum- Cunge

PP puls cải tiến

PP sóng động học

PP diễn toán Lag

Phương pháp

đề cập trong Bài báo

Ghi chú:

II.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH HEC – HMS

Mô hình HEC-HMS được sử dụng để mô phỏng quá trình mưa- dòng chảy khi nó

xảy ra trên một lưu vực cụ thể Ta có thể biểu thị mô hình bằng sơ đồ sau:

Tổn thất (P) Đường lũ đơn vị

Mưa (X) Dòng chảy (Y) Đường quá trình lũ (Q-t)

Y = X – P Lưu lượng đỉnh trên đơn vị diện tích lưu vực (m 3

/s.km2)

Sự hình thành dòng chảy của một trận lũ như sau: Khi mưa bắt đầu rơi cho đến một

thời điểm ti nào đó, dòng chảy mặt chưa được hình thành, lượng mưa ban đầu đó tập trung

cho việc làm ướt bề mặt và thấm Khi cường độ mưa vượt quá cường độ thấm (mưa hiệu quả)

thì trên bề mặt bắt đầu hình thành dòng chảy, chảy tràn trên bề mặt lưu vực, sau đó tập trung

vào mạng lưới sông suối Sau khi đổ vào sông, dòng chảy chuyển động về hạ lưu, trong quá

trình chuyển động này dòng chảy bị biến dạng do ảnh hưởng của đặc điểm hình thái và độ

nhám lòng sông

II.2.1 Mưa

Mưa được sử dụng là đầu vào cho quá t nh tính toán dòng chảy ra của lưu vực Mô

hình HEC- HMS là mô hình thông số tập trung, mỗi lưu vực con có một trạm đo mưa đại

diện Lượng mưa ở đây được xem là mưa bình quân lưu vực (phân bố đồng đều trên toàn lưu

vực) Dù mưa được tính theo cách nào đều tạo nên một biểu đồ mưa như hình Biểu đồ mưa

bên dưới Biểu đồ mưa biểu thị chiều sâu lớp nước trung bình trong một thời đoạn tính toán

Phương pháp tính lượng mưa trung bình trên diện tích tính toán gồm có: phương pháp

trung bình số học và phương pháp trung bình có trọng số; phương pháp sau còn có thể chia ra:

phương pháp đa giác Thiessen, phương pháp đường đẳng trị mưa

Hình: Biểu đồ mưa

* Mưa tính theo phương pháp trung bình số học:

Lớp nước mưa trung bình trên lưu vực là giá trị trung bình số học của lượng mưa tại các trạm

đo mưa nằm trên lưu vực

n : số trạm đo mưa trên lưu vực

* Mưa tính theo phương pháp trung bình có trọng số:

+ Phương pháp đa giác Thiessen: Trọng số là hệ số tỷ lệ giữa phần diện tích của lưu vực do

một trạm mưa nằm trong lưu vực hoặc bên cạnh lưu vực đại biểu với toàn bộ diện tích lưu

n : số trạm đo mưa (cũng là số diện tích lưu vực bộ phận)

+ Phương pháp đường đẳng trị mưa: Trọng số là diện tích kẹp giữa hai đường đẳng trị mưa và

tính lượng mưa trung b nh theo công thức trên Trong đó:

Xi là lượng mưa trung bình của hai đường đẳng trị mưa kề nhau

fi là diện tích bộ phận nằm giữa hai đường ấy

II.2.2 Tổn thất

Nước mưa điền trũng và thấm được gọi là lượng tổn thất trong mô hình HEC- HMS Lượng

điền trũng và thấm được biểu thị bằng lượng trữ trên bề mặt lá, cây hay cỏ,…

Mô hình HEC-HMS có 4 phương pháp được dùng để tính toán tổn thất Dùng bất kỳ



=



n

phương pháp nào ta đều tính được lượng tổn thất trung bình trong một thời đoạn tính toán

Một hệ số không thấm tính theo phần trăm được sử dụng với các phương pháp để bảo đảm tại

phần diện tích không thấm đó 100% mưa sẽ sinh dòng chảy

II.2.2.1.Phương pháp Tốc độ thấm ban đầu và thấm ổn định (Intial and Constant Rate)

Khái niệm cơ bản của phương pháp này là: Tỷ lệ tiềm năng lớn nhất của tổn thất mưa

fc, nó không đổi trong suốt cả trận mưa Do vậy, nếu pt là lượng mưa trong khoảng thời gian

từ t đến t + ∆t, lượng mưa hiệu quả pet trong thời đoạn đó được cho bởi:

pet = pt – fc nếu pt fc

pet = 0 nếu pt fc

Quá trình thấm bắt đầu từ một cường độ thấm Ia nào đó, sau đó giảm dần cho đến khi đạt tới

một giá trị không đổi fc Tổn thất ban đầu được thêm vào mô hình để biểu thị hệ số trữ nước

của lưu vực Hệ số trữ là kết quả của sự giữ nước của thảm phủ thực vật trên lưu vực, nước

được trữ trong những chỗ lõm bị thấm hay bốc hơi gọi là tổn thất điền trũng Tổn thất này xảy

ra trước khi hình thành dòng chảy trên lưu vực Khi lượng mưa rơi trên lưu vực chưa vượt quá

lượng tổn thất ban đầu thì chưa sinh dòng chảy

Lượng mưa hiệu quả được tính theo công thức:

Nếu lưu vực ở điều kiện bão hòa ẩm, tổn thất ban đầu sẽ tiến dần tới 0 Nếu lưu vực

khô hạn, tổn thất ban đầu sẽ lớn biểu thị lớp nước mưa lớn nhất rơi trên lưu vực nhưng không

sinh dòng chảy, điều này sẽ phụ thuộc vào địa hình lưu vực, việc sử dụng đất, loại đất và việc

xử lý đất

II.2.2.2.Phương pháp SCS Curve Number ( Chỉ số CN)

Cơ quan bảo vệ thổ nhưỡng Hoa Kỳ (1972) đă phát triển một phương pháp để tính tổn thất

ng chảy từ mưa gọi là phương pháp SCS Phương pháp này phụ thuộc vào lượng mưa tích

lũy, độ che phủ đất, sử dụng đất và độ ẩm kỳ trước, được sử dụng theo công thức

Trong đó:

Pe: lượng mưa tích lũy hiệu quả

P: lớp nước mưa

Ia: Lượng tổn thất ban đầu

S: khả năng giữa nước lớn nhất của lưu vực

Đó là phương trình cơ bản của phương pháp SCS để tính độ sâu mưa hiệu dụng hay dòng

chảy trực tiếp từ một trận mưa

Qua nghiên cứu các kết quả thực nghiệm trên nhiều lưu vực nhỏ, Cơ quan bảo vệ thổ nhưỡng

Hoa Kỳ đă xây dựng được quan hệ kinh nghiệm:

Ia = 0,2*S

Lập đồ thị quan hệ giữa P và Pe bằng các số liệu của nhiều lưu vực, người ta đă tìm ra được

họ các đường cong Để tiêu chuẩn hoá các đường cong này, người ta sử dụng số liệu của

đường cong CN làm thông số Đó là một số không thứ nguyên, lấy giá trị trong khoảng (0 -

100) Đối với bề mặt không thấm nước hoặc mặt nước, CN = 100; đối với bề mặt tự nhiên,

CN < 100

Khả năng giữ nước lớn nhất của lưu vực (S) và đặc tính của lưu vực có quan hệ với nhau

thông qua tham số là số hiệu đường cong CN:

Các số hiệu của đường cong CN đă được cơ quan bảo vệ thổ nhưỡng Hoa Kỳ lập thành bảng

tính sẵn dựa trên phân loại đất và tình hình sử dụng đất Đất được phân thành 4 nhóm theo

định nghĩa sẵn như sau:

Nhóm A: cát tầng sâu, hoàng thổ sâu và phù sa kết tập

Nhóm B: hoàng thổ nông, đất mùn pha cát

Nhóm C: mùn pha sét, mùn pha cát tầng nông, đất có hàm lượng chất hữu cơ thấp và đất pha

sét cao

Nhóm D: đất nở ra rõ rệt khi ướt, đất sét dẻo nặng và đất nhiễm mặn

Nếu lưu vực tạo thành bởi nhiều loại đất và có nhiều tình sử dụng đất khác nhau, ta có thể tính

một giá trị hỗn hợp của CN

II.2.2.3 Phương pháp tính thấm Green and Ampt

Xét một cột đất thẳng đứng có diện tích mặt cắt ngang bằng đơn vị và xác định thể tích

kiểm tra là thể tích bao quanh đất ướt giữa mặt đất và độ sâu L Nếu lúc đầu, đất có hàm

lượng ẩm i trên toàn bộ chiều sâu thì hàm lượng ẩm của đất sẽ tăng lên từ i tới ϕ(độ

rỗng) khi front ướt đi qua Hàm lượng ẩm i là tỷ số của thể tích nước trong đất so với tổng

thể tích bên trong thể tích kiểm tra, do đó lượng gia tăng của nước trữ bên trong thể tích

kiểm tra do thấm sẽ là L (ϕ - i ) đối với một đơn vị diện tích mặt cắt ngang Độ sâu luỹ

tích của nước mưa thấm vào trong đất được tính:

F là độ sâu luỹ tích của nước thấm vào đất

II.2.2.4 Phương pháp tính toán độ ẩm đất (Soil Moisture Accounting)

Phương pháp tính toán độ ẩm đất (SMA) dùng hệ thống bể chứa 5 lớp bao gồm sự trữ

nước tầng trên cùng, sự trữ nước trên bề mặt, tầng sát mặt đất và trong hai tầng ngầm với bốc

hơi để mô phỏng thấm Dung tích trữ và tỉ lệ thấm lớn nhất được xác định riêng biệt từ các

lưu vực con trong các đơn vị SMA, nhiều lưu vực con có thể dùng cùng một đơn vị SMA

Sơ đồ biểu diễn tổn thất trong tính toán mưa – dòng chảy:

Hình: Sơ đồ tính thấm theo độ ẩm của đất

Hình: Sơ đồ mô tả chu trình thủy văn của đất

II.2.3 Chuyển đổi dòng chảy

II.2.3.1 Phương pháp đường quá trình đơn vị tổng hợp Clark

Nước được trữ một thời đoạn ngắn trong khu vực: trong đất, trên bề mặt và trong kênh đóng

vai trò quan trọng trong việc chuyển lượng mưa hiệu quả thành dòng chảy Mô hình bể chứa

tuyến tính là sự biểu thị chung của các tác động tới sự trữ Mô hình bắt đầu với phương trình

liên tục:

dS/dt: là lượng trữ nước trong hệ thống trong thời gian t

I (t) là lưu lượng chảy vào hồ chứa tại thời điểm t

Q (t) là lưu lượng chảy ra khỏi hồ chứa tại thời điểm t

Với mô hình bể chứa tuyến tính lượng trữ tại thời điểm t có quan hệ với dòng chảy ra như sau

S t = R * Q

t

R hệ số trữ của bể chứa tuyến tính (là hằng số) Kết hợp giải hai phương trình dùng lược đồ

sai phân đơn giản:

Công thức trên là dòng chảy ra tại một vi phân diện tích, giả sử rằng lưu lượng này truyền đến

tuyến cửa ra không bị biến dạng Vấn đề còn lại là thời gian đi từ vi phân diện tích tới tuyến

cửa ra lưu vực Dòng chảy cửa ra là tập hợp của các lưu lượng đến cùng một lúc, do đó mỗi

lưu vực cần xác định đường cong phân bố diện tích- thời gian chảy truyền để tính ra lưu

lượng cửa ra

Trường hợp không có số liệu dùng đường cong kinh nghiệm sau

A là tổng diện tích của lưu vực

At là luỹ tích diện tích thành phần lưu vực trong thời gian t

tc là thời gian tập trung nước của lưu vực

(Thời gian tập trung nước là tổng thời gian từ khi bắt đầu mưa cho đến khi toàn bộ lưu vực

đóng góp hết cho dòng chảy tại mặt cắt cửa ra Nói cách khác, thời gian tập trung nước là thời

gian để một giọt nước chảy từ điểm xa nhất trong lưu vực về đến mặt cắt cửa ra

Thời gian tập trung nước được xem là tổng thời gian chảy truyền (thời gian để dòng chảy từ

điểm xa nhất trong lưu vực về đến kênh chính) và thời gian chảy trong kênh (thời gian để

dòng chảy từ kênh thượng lưu về đến mặt cắt cửa ra)

Ứng dụng phương pháp Clark yêu cầu:

 Đường cong phân bố diện tích thời gian

 Hệ số trữ của bể tuyến tính

II.2.3.2 Phương pháp đường quá trình đơn vị tổng hợp Snyder

Snyder (1938) đã tìm ra các quan hệ tổng hợp về một số đặc trưng của một đường quá trình

đơn vị chuẩn Từ các quan hệ đó ta, có thể xác định được 5 đặc trưng cần thiết của một

đường quá trình đơn vị đối với một thời gian mưa hiệu dụng cho trước: lưu lượng đỉnh trên

một đơn vị diện tích qpR, thời gian trễ của lưu vựctpR, thời gian đáy tb và các chiều rộng

W (theo đơn vị thời gian) của đường quá trình đơn vị tại các tung độ bằng 50% và 75% của

lưu lượng đỉnh Sử dụng các đặc trưng này, ta có thể vẽ ra được đường quá trình đơn vị yêu

cầu

Snyder đã đưa ra định nghĩa về đường quá trình đơn vị chuẩn Đó là một đường đơn vị có

thời gian mưa tr liên hệ với thời gian trễ của lưu vực qua phương trình:

Trong đó:tp được tính bằng giờ, L là chiều dài của dòng chính (tính bằng km) từ của ra đến

đường phân nước,Lc là khoảng cách (tính bằng km) từ cửa ra đến một điểm trên dòng sông

gần nhất với tâm của diện tích lưu vực, Ct  0.75 và Ct là một hệ số được suy ra từ

những lưu vực có số liệu đo đạc trong cùng vùng nghiên cứu

Lưu lượng đỉnh trên đơn vị diện tích lưu vực tính theo m3 / s km2 của đường quá trình đơn

Mối liên hệ giữa lưu lượng đỉnh trên đơn vị diện tích lưu vực của đường quá trình đơn vị

chuẩn qpvà đường quá trình đơn vị tính toán qpR được biểu thị qua phương trình:

R

R

p p p

p

q t q

t

Thời gian đáy tb(tính bằng giờ) của đường quá trình đơn vị có thể được xác định dựa theo

điều kiện: diện tích nằm bên dưới đường quá trình đơn vị phải tương đương với độ sâu 1cm

của lượng dòng chảy trực tiếp Giả thiết, biểu đồ đường quá trình đơn vị có dạng hình tam

giác, ta ước tính được thời gian đáy:

3 R

b p

C t

q



Với: C3 = 5.56

Chiều rộng (tính bằng giờ) của biểu đồ đường quá trình đơn vị tại một lưu lượng

bằng một tỷ số phần trăm nào đó của lưu lượng đỉnh được tính theo hệ thức:

1.08

W  C q p

Với: CW= 1.22 đối với chiều rộng 75%

CW= 2.14 đối với chiều rộng 50%

II.2.3.3 Phương pháp sóng động học (Kinematic Wave)

Phương pháp sóng động học dùng phương trình liên tục và phương trình động lượng để

chuyển lượng mưa hiệu quả thành dòng chảy

II.2.3.4 Phương pháp Mod Clack

Phương pháp Mod Clack là phương pháp chuyển đổi tuyến tính áp dụng trên lưu vực

có dạng ô lưới Lượng mưa vượt thấm cho mỗi ô sẽ có một thời gian trễ và được diễn toán

như một hồ chứa tuyến tính Mỗi ô chứa các thông tin về tọa độ, diện tích và chỉ số thời gian

chảy truyền trong lưu vực Thời gian trễ cho mỗi ô theo chỉ số thời gian tập trung nước, các ô

trong lưu vực có cùng hệ số trữ Các thông số yêu cầu là thời gian tập trung nước của toàn bộ

lưu vực, thời gian chảy truyền và hệ số trữ của mỗi ô lưới

II.2.4 Diễn toán dòng chảy

Diễn toán lũ được dùng để tính toán sự di chuyển sóng lũ qua đoạn sông và hồ chứa Hầu hết

các phương pháp diễn toán lũ có trong HEC-HMS dựa trên phương trình liên tục và các quan

hệ giữa lưu lượng và lượng trữ Những phương pháp này là Muskingum, Muskingum- Cunge,

Puls cải tiến (Modified Puls), song động học (Kinematic Wave) và Lag

Trong tất cả những phương pháp này quá t nh diễn toán được tiến hành trên một nhánh sông

độc lập từ thượng lưu xuống hạ lưu, các ảnh hưởng của nước vật trên đường mặt nước như

nước nhảy hay sóng đều không được xem xét

Phương pháp diễn toán Lag

Đây là phương pháp diễn toán lũ đơn giản nhất trong mô hình HEC- HMS Phương

pháp này quan niệm rằng: lũ ở thượng lưu sẽ truyền nguyên vẹn về hạ lưu sau một khoảng

thời gian trễ nào đó Dòng chảy không bị suy yếu và hình dạng của nó cũng không bị thay đổi

trong quá trình chảy truyền

Đường quá trình lũ ở trạm dưới được tính theo biểu thức sau:

z

t t

I là tung độ đường quá trình dòng chảy ở trạm trên trong thời gian t

Lag là thời gian trễ

II.3 BÀI BÁO ỨNG DỤNG HEC-HMS MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH

MƯA – DÕNG CHẢY LƯU VỰC NHIỆT ĐỚI

II.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Lưu vực Attanagalu Oya – thành phố Attanagalu Oya – tỉnh miền Tây nước Srilanka nằm

trong phạm vi tọa độ địa lý: 706,60’-70

7,880 vĩ độ Bắc và 8007,02’-8005,22’ kinh độ Đông

Các sông và các nhánh của nó được thể hiện trong hình bên dưới Diện tích lưu vực nghiên

cứu bao gồm các Attanagalu Oya và Dee Eli Oya và nó bao gồm khoảng 337,06 km2

Xem xét địa hình của lưu vực,được chia thành ba khu vực, đồi (200 m-400 m), vùng đồng bằng (20

- 40 m) và ở giữa những ngọn đồi và đồng bằng có diện tích cao trung gian (40m-200m)

Trong các loại sử dụng đất của toàn bộ lưu vực, có thể nói chúng được chia vào khu vực nông

nghiệp, khu vực đô thị hoá, rừng tự nhiên và cây bụi Lưu vực nằm gần như hoàn toàn trong

vùng Đất ngập nước, vùng sinh thái nông nghiệp; lượng mưa 75% của lượng mưa hàng năm

1700 mm-3200 mm của vùng

II.3.2 Thu thập dữ liệu

 Dữ liệu lượng mưa hàng ngày trong 20 năm (1991 – 2010)

 Dữ liệu bốc hơi hàng tháng - các năm tương ứng

 Dữ liệu về đặc trưng dòng chảy ngày trong 6 năm (2005 – 2010)

II.3.3 Chuẩn bị dữ liệu bản đồ

Dữ liệu không gian được chuẩn theo định dạng ArcGIS 9.2, mô phỏng dòng chảy Với dữ liệu

cần:

 Tính chất lớp đất

 Diện tích lưu vực

 Chiều dài dòng chảy

 Các dữ liệu xác định hướng dòng chảy, đường tụ thủy, tập trung nước vào chỗ trũng,

II.3.4 Thông số mô hình

 Dữ liệu lượng mưa hàng ngày trong 20 năm (1991 – 2010)

 Dữ liệu bốc hơi hàng tháng - các năm tương ứng

 Dữ liệu về đặc trưng dòng chảy ngày trong 6 năm (2005 – 2010)

 Hiện trạng sử dụng đất

 Diện tích lưu vực và tiểu lưu vực

 Chiều dài dòng chảy

II.3.5 Hiệu chỉnh mô hình

Các phương pháp nêu lên trong bài báo:

 Phương pháp đường cong thấm của cơ quan bảo vệ đất Hoa Kỳ (SCS Curve Number)

 Phương pháp đường quá trình đơn vị tổng hợp Clark

 Phương pháp đường quá trình đơn vị tổng hợp Snyder

Phương pháp ứng dụng cho Lưu vực Attanagalu Oya:

 PP đường quá trình đơn vị tổng hợp Snyder

Sai số tương đối

Kết quả trong bài báo