Hiệu chỉnh, áp dụng công thức SCS vμ mô hình sóng động học phơng pháp phần tử hữu hạn mô phỏng quá trình lũ lu vực sông Vệ - trạm An Chỉ

Trong mô hình l-u vực, ph-ơng trình cơ bản của SSARR sử dụng để diễn toán dòng chảy trên l-u vực là luật liên tục trong ph-ơng pháp trữ n-ớc áp dụng cho hồ thiên nhiên trên cơ sở ph-ơng

Mục lục

Trang

Mở đầu 3

Ch-ơng 1 Tổng quan mô hình m-a - dòng chảy và ph-ơng pháp tính thấm 4

1.1 Khái niệm mô hình toán thủy văn 4

1.2 Giới thiệu một số mô hình m-a - dòng chảy 4

1.3 Tổng quan về các ph-ơng pháp tính thấm 7

1.4 Mô hình sóng động học ph-ơng pháp phần tử hữu hạn và ph-ơng pháp SCS mô phỏng dòng chảy 18

Ch-ơng 2 Điều kiện địa lý tự nhiên l-u vực sông Vệ - trạm An Chỉ 23

2.1 Vị trí địa lý 23

2.2 Địa hình 23

2.2 Địa chất, thổ nh-ỡng 23

2.4 Lớp phủ thực vật 26

2.5 Khí hậu 26

2.6 Mạng l-ới sông suối và tình hình nghiên cứu thủy văn 28

Ch-ơng 3 Sử dụng mô hình sóng động học một chiều để hiệu chỉnh công thức tính m-a hiệu quả trong SCS qua mô phỏng lũ sông Vệ – trạm An Chỉ 31

3.1 Mô tả và xử lý số liệu 31

3.2 Ch-ơng trình tính 37

3.3 Kết quả tính 39

Kết luận 48

Tài liệu tham khảo 49

Phụ lục 51

Mở đầu

Quá trình hình thành lũ trên l-u vực là một quá trình phức tạp Việc mô phỏng lũ chủ yếu là mô phỏng quá trình m-a – dòng chảy trên l-u vực và quá trình truyền lũ trong lòng sông Mô phỏng quá trình m-a dòng chảy cần làm rõ hai quá trình chính là quá trình vận chuyển n-ớc trên s-ờn dốc và quá trình tổn thất trên bề mặt l-u vực Do

sự hạn chế về nguồn số liệu, nhất là số liệu mặt đệm nên từ tr-ớc đến nay các ph-ơng pháp dự báo lũ lụt th-ờng có độ chính xác không cao do không tính đến tác động của của các quá trình diễn biến trên bề mặt l-u vực và ảnh h-ởng của việc khai thác l-u vực đến quá trình dòng chảy trên bề mặt l-u vực Mô hình phần tử hữu hạn sóng động học một chiều và ph-ơng pháp SCS đã phần nào khắc phục đ-ợc phần nào nh-ợc điểm trên do có thể cập nhật tốt hơn các thông tin về mặt đệm

Ph-ơng pháp SCS của Cục thổ nh-ỡng Hoa Kỳ, dùng để tính m-a hiệu quả đ-ợc

sử dụng rộng rãi nhiều nơi trên thế giới Trong 30 năm trở lại đây, ph-ơng pháp SCS đã

đ-ợc một số nhà nghiên cứu sử dụng bởi vì nó cho kết quả khá ổn định và đáng tin cậy trong việc đánh giá dòng chảy mặt Việc thay đổi một số chỉ số tính toán từ công thức thực nghiệm của cơ quan bảo vệ đất Hoa Kỳ cho phù hợp với thực tế các l-u vực nghiên cứu đ-ợc tiến hành ở nhiều nơi nh- ấn Độ, Niu Di Lân, úc, Ba Lan

L-u vực sông Vệ nằm trong trung tâm m-a lớn nhất của tỉnh Quảng Ngãi, diện tích l-u vực nhỏ, độ dốc lớn nên lũ diễn biến phức tạp Đối với những trận m-a lớn có thể xảy ra lũ quét ở vùng th-ợng nguồn, gây thiệt hại nghiêm trọng Đối với l-u vực sông Vệ, vấn đề đặt ra đối với công tác dự báo lũ là việc nâng cao độ chính xác và kéo dài thời gian dự kiến dự báo mực n-ớc sông Vệ để phục vụ tốt công tác phòng chống

và giảm nhẹ thiệt hại do lũ lụt

Trên cơ sở thực tiến đó, đề tài "Hiệu chỉnh, áp dụng công thức SCS và mô hình

sóng động học ph-ơng pháp phần tử hữu hạn mô phỏng quá trình lũ l-u vực sông Vệ - trạm An Chỉ" đã đ-ợc chọn

Ch-ơng 1 Tổng quan mô hình m-a - dòng chảy và ph-ơng pháp tính thấm

1.1 Khái niệm mô hình toán thủy văn

Mô hình hệ thống thủy văn có thể là mô hình vật lý hay toán học

Mô hình vật lý là mô hình biểu thị hệ thống thật d-ới dạng thu nhỏ, nh- mô hình thủy lực của đập tràn

Mô hình toán thủy văn miêu tả hệ thống thủy văn d-ới dạng toán học, là tập hợp các ph-ơng trình toán, các mệnh đề logic thể hiện các quan hệ giữa các biến và các thông số của mô hình để mô phỏng hệ thống tự nhiên, hay nói cách khác là một hệ thống biến đổi đầu vào (hình dạng, điều kiện biên, các lực .) thành đầu ra (tốc độ chảy, mực n-ớc, áp suất )

1.2 Giới thiệu một số mô hình m-a - dòng chảy

1.2.1 Mô hình của Trung tâm khí t-ợng thủy văn Liên Xô (HMC) [7, 8]

Mô hình này mô phỏng quá trình tổn thất dòng chảy của l-u vực và sau đó ứng dụng cách tiệm cận hệ thống để diễn toán dòng chảy tới mặt cắt cửa ra của nó

L-ợng m-a hiệu quả sinh dòng chảy mặt P đ-ợc tính từ ph-ơng trình:

trong đó: h: C-ờng độ m-a trong thời đoạn tính toán (6h, 24h, ); E: L-ợng bốc thoát hơi n-ớc; I: C-ờng độ thấm trung bình

Với mô hình này thì do có hạn chế sử dụng do liên quan đến l-ợng bốc hơi mà

số liệu l-ợng bốc hơi trên các l-u vực còn thiếu rất nhiều và có những l-u vực không

có điều kiện để đo đạc Ngoài ra c-ờng độ thấm trung bình thì th-ờng đ-ợc lấy trung bình cho toàn l-u vực với thời gian không xác định nên mô hình này cũng bị hạn chế

Trong mô hình l-u vực, ph-ơng trình cơ bản của SSARR sử dụng để diễn toán dòng chảy trên l-u vực là luật liên tục trong ph-ơng pháp trữ n-ớc áp dụng cho hồ thiên nhiên trên cơ sở ph-ơng trình cân bằng n-ớc:

1 2 2

1 2

1

SSt2

OOt2

II

dS s



(1.3) Mô hình SARR cho phép diễn toán trên toàn bộ l-u vực nh-ng bên cạnh đó mô hình SSARR còn hạn chế là chỉ áp dụng đ-ợc với những l-u vực không lớn, và với những l-u vực có điều kiện ẩm không đồng nhất thì khi tính toán sẽ cho kết quả mô phỏng không chính xác Mô hình này không thể sử dụng một cách trực tiếp để điều tra (kiểm tra những tác động thủy văn của việc thay đổi đặc điểm l-u vực sông ví dụ nh- các kiểu thảm thực vật, việc bảo vệ đất và các hoạt động quản lý đất t-ơng tự khác)

1.2.3 Mô hình TANK [7, 10]

Mô hình TANK đ-ợc phát triển tại Trung tâm Nghiên cứu Quốc gia về phòng chống thiên tai tại Tokyo, Nhật Bản Theo mô hình này, l-u vực đ-ợc mô phỏng bằng chuỗi các bể chứa (TANK) theo tầng cái này trên cái kia phù hợp với phẫu diện đất

i

W P

1 1

1 /

(1.4) trong đó: n: số điểm đo m-a; Xi: l-ợng m-a tại điểm thứ i; Wi: trọng số của điểm m-a thứ i Theo M.Sugawara Wi sẽ đ-ợc trọn là một trong bốn số sau: 0,25; 0,5; 0,75; 1,0

Bốc hơi l-u vực (E)

TCo, TC: các thông số truyền ẩm, theo M Sugawar chúng nhận những giá trị:

TB = TB0 = 3 mm/ngày đêm;TC = 1mm/ngày đêm; TC0 = 0,5mm/ngày đêm

Dòng chảy từ bể A L-ợng n-ớc đi vào bể A là m-a (P) Dòng chảy qua các cửa bên (YA1, YA2) và của đáy (YA0) đ-ợc xác định theo các công thức sau:

Mô hình TANK t-ơng đối đơn giản, có ý nghĩa vật lý trực quan, thích hợp với các lưu vực vừa và nhỏ nhưng khó thể hiện sự “trễ” của dòng chảy so với mưa Do mô hình đ-ợc cấu tạo từ các bể tuyến tính, các thông số cửa ra trong một số tr-ờng hợp tỏ

A x

Việc khảo sát ph-ơng trình (1.11) và (1.12) đã đ-ợc tiến hành trong nhiều công trình nghiên cứu và rút ra kết luận là thích hợp nhất đối với dòng chảy s-ờn dốc và thích hợp với lòng dẫn có độ dốc t-ơng đối lớn Một trong các cách tiệm cận mô phỏng dòng chảy s-ờn dốc bằng mô hình sóng động học một chiều có nhiều triển vọng nhất

là mô hình phần tử hữu hạn

1.3 Tổng quan về các ph-ơng pháp tính Thấm

1.3.1 Quá trình thấm [14]

Thấm là quá trình n-ớc từ mặt đất thâm nhập vào trong đất Có nhiều nhân tố

ảnh h-ởng đến tốc độ thấm bao gồm điều kiện trên mặt đất và lớp thảm phủ thực vật,

có tính chất của đất nh-: độ rỗng, độ dẫn thủy lực và hàm l-ợng ẩm hiện có trong đất

Do sự biến đổi mạnh mẽ các tính chất của đất trong không gian và thời gian mỗi khi có

sự thay đổi về l-ợng ẩm làm cho quá trình thấm trở nên rất phức tạp đến mức chỉ có thể mô tả nó một cách gần đúng bằng các ph-ơng trình toán học

Đặc tr-ng cho quá trình thấm là tốc độ thấm f (cm/giờ), là tốc độ theo đó n-ớc

từ mặt đất đi vào trong đất Nếu trên mặt đất có lớp n-ớc đọng thì n-ớc sẽ thấm xuống

đất theo độ dốc thấm tiềm năng Nếu tốc độ cấp n-ớc trên mặt đất, chẳng hạn cấp n-ớc bởi m-a, lại nhỏ hơn tốc độ thấm tiềm năng, thì tốc độ thấm thực tế sẽ nhỏ hơn tốc độ thấm tiềm năng Phần lớn các ph-ơng trình về thấm mô tả tốc độ thấm tiềm năng L-ợng thấm luỹ tích F là độ sâu cộng dồn của n-ớc thấm trong một thời kỳ đã cho và bằng tích phân của tốc độ thấm trên thời kỳ đó:





1 0

)()(t f  d

Ph-ơng trình Horton

Ph-ơng trình thấm do Horton thiết lập năm 1933 và ứng dụng năm 1939 Horton nhận xét rằng quá trình thấm bắt đầu từ một tốc độ thấm f0 nào đó, sau đó giảm dần theo quy luật hàm số mũ cho đến khi đạt tới một giá trị không đổi fc:

kt

f f f t

t

2

1)

Ph-ơng trình Green-Ampt

Ph-ơng pháp của Green-Ampt xây dựng trên cơ sở lí thuyết vật lí ít chặt chẽ hơn

so với Horton và Phillip nh-ng cho nghiệm giải tích chính xác hơn Năm 1911 Green

và Ampt đã đề nghị bức tranh giản hoá về thấm nh- minh hoạ trong Cơ sở ph-ơng pháp là dựa vào ph-ơng trình liên tục và ph-ơng trình động l-ợng

F(t) L(i) L với  =  - i (1.19) trong đó: L: độ sâu; i: hàm l-ợng ẩm ban đầu; F: độ sâu luỹ tích của n-ớc thấm vào trong đất; L( - i): diện tích mặt cắt ngang

Từ đó rút ra ph-ơng trình Green-Ampt đối với độ sâu thấm tích lũy:

))(1ln(

)(

I K

trong đó: v: vận tốc thấm (m/s); Q: l-u l-ợng thấm (m3/s); : diện tích toàn phần mặt cắt ngang của dòng n-ớc ngầm, kể cả diện tích mà những hạt đất chiếm chỗ; I: độ dốc thủy lực bằng H/L (H: tổn thất cột n-ớc trên đoạn đ-ờng thấm L); K: hệ số thấm (m/s)

Dòng thấm trong định luật Darcy là dòng đều, ổn định ở trạng thái chảy tầng Nh- vậy, nếu chuyển động của dòng thấm là chảy rối thì nó sẽ không tuân theo định luật này nữa

Ph-ơng pháp SCS [14]

Cơ quan bảo vệ thổ nh-ỡng Hoa Kỳ (1972) đã phát triển một ph-ơng pháp để tính tổn thất dòng chảy từ m-a rào (gọi là ph-ơng pháp SCS) Ta đã thấy, trong một trận m-a rào, độ sâu m-a hiệu dụng hay độ sâu dòng chảy trực tiếp Pe không bao giờ v-ợt quá độ sâu m-a P T-ơng tự nh- vậy, sau khi quá trình dòng chảy bắt đầu, độ sâu n-ớc bị cầm giữ tiềm năng tối đa nào đó, S (hình 1.1) Ta còn có một l-ợng m-a Ia bị tổn thất nên không sinh dòng chảy, đó là l-ợng tổn thất ban đầu tr-ớc thời điểm sinh n-ớc đòn trên bề mặt l-u vực Do đó, ta có l-ợng dòng chảy tiềm năng là P-Ia Trong

đó ph-ơng pháp SCS, ng-ời ta giả thiết rằng tỉ số giữa hai đại l-ợng có thực Pe và Fa thì bằng với tỉ số giữa hai đại l-ợng tiềm năng P-Ia và S Vậy ta có:

a

e a

I P

P S

I P P

Qua nghiên cứu các kết quả thực nghiệm trên nhiều l-u vực nhỏ, ng-ời ta đã xây dựng đ-ợc quan hệ kinh nghiệm:

S

Hình 1.1 Các biến số của tổn thất dòng chảy trong ph-ơng pháp SCS [14]

1.3.3 Phát triển ph-ơng pháp SCS

Trên những cơ sở lý thuyết của VenteChow [14] thấy rằng:

S P

S P

P e

8 , 0

) 2 , 0

Số hiệu của đ-ờng cong và S liên hệ với nhau qua ph-ơng trình:

10 1000





CN

trong đó S đ-ợc đo bằng inche

Độ ẩm của đất tr-ớc trận m-a đang xét đ-ợc gọi là độ ẩm thời kì tr-ớc Độ ẩm này đ-ợc phân chia thành ba nhóm: độ ẩm thời kì tr-ớc trong điều kiện bình th-ờng (kí hiệu là AMC II), trong điều kiện khô (AMC I) và trong điều kiện -ớt (AMC III) Tiêu chuẩn để phân loại các điều kiện này đ-ợc giới thiệu trong bảng 1.1

Đối với điều kiện khô (AMC I) hoặc điều kiện -ớt (AMC III), các số liệu đ-ờng cong t-ơng đ-ơng có thể đ-ợc suy ra nh- sau:

)(0568,010

)(2,4)

(

II CN

II CN I

)(23)

(

II CN

II CN III

đ-ợc phân bố theo thời gian của tổn thất dòng chảy Giải các ph-ơng trình (1.23) và (1.24) cho Fa, ta có:

S I P

I P S F

a

a a

Nhóm AMC Tổng l-ợng m-a 5 ngày tr-ớc (in)

Mùa không hoạt động Mùa sinh tr-ởng

)(

/

S I P

dt dP S dt

Khi P→∞, (dFa/dt) →0 nh- yêu cầu, nh-ng sự có mặt của dP/dt (c-ờng độ m-a)

ở tử số vể phải có nghĩa là khi c-ờng độ m-a tăng thì tốc độ cầm giữ n-ớc bên trong l-u vực cũng có xu h-ớng tăng Tính chất này của ph-ơng pháp SCS có lẽ còn thiếu một cơ sở vật lý vững chắc (Morel – Seytoux và Verdin, 1981)

Trong tính toán áp dụng, l-ợng tổn thất lũy tích và m-a hiệu dụng có thể đ-ợc xác định hoặc từ ph-ơng trình (1.31) hoặc từ (1.32)

Ph-ơng pháp SCS [23] yêu cầu số liệu t-ơng tự trong ph-ơng pháp Rational: diện tích thoát n-ớc, yếu tố dòng n-ớc, thời gian tập trung và l-ợng m-a Tuy nhiên ph-ơng pháp SCS phức tạp hơn ở chỗ nó còn xét đến sự phân bố l-ợng m-a về mặt thời gian, l-ợng m-a bị chặn lại trong những hố n-ớc, và tỷ lệ thấm giảm đi trong suốt một trận bão

Một ứng dụng đặc tr-ng của ph-ơng pháp SCS gồm những b-ớc cơ bản sau:

1 Xác định số CN thể hiện việc sử dụng đất khác nhau trong vùng thoát n-ớc

2 Tính thời gian từ khi n-ớc tập trung tới thời điểm nghiên cứu

3 Sử dụng cách phân bố l-ợng n-ớc m-a loại II, xác định đ-ợc l-ợng m-a tổng

và l-ợng m-a thực

4 Sử dụng ph-ơng pháp đồ thị thủy văn, có thể vẽ đ-ợc đồ thị của dòng chảy mặt trực tiếp từ l-u vực

Ph-ơng pháp SCS có thể đ-ợc sử dụng để vừa -ớc l-ợng đ-ợc đỉnh lũ vừa để tạo

ra những đồ thị vẽ lại quá trình lũ Ph-ơng pháp chia l-ới phần tử giản l-ợc có thể đ-ợc

áp dụng cho những khu vực thoát n-ớc có diện tích tới 2000 mẫu Vì vậy, ph-ơng pháp SCS có thể áp dụng đ-ợc cho hầu hết các kiểu ứng dụng, bao gồm những công trình giữ n-ớc và thoát n-ớc, những hệ thống thoát lũ, những cống ngầm, những rãnh thoát n-ớc nhỏ, những dòng kênh

Việc tính toán l-ợng dòng chảy mặt và đỉnh tỉ lệ chảy ra với những l-u vực thoát n-ớc nhỏ (loại nhỏ hơn 200 mẫu) đất sử dụng đồng nhất, có thể mô tả bởi một giá trị CN đơn lẻ Công thức đỉnh thoát n-ớc:

p u

p q AQF

trong đó: Qp: đỉnh thoát n-ớc (cfs); qu: đơn vị đỉnh thoát n-ớc (cfs/mi2/in); A: diện tích thoát n-ớc (mi2); Q: dòng chảy mặt; Fq: hệ số điều chỉnh của ao và đầm

Những đặc điểm tự nhiên chính của l-u vực làm thay đổi mối quan hệ giữa m-a

và dòng chảy mặt đó là việc sử dụng đất, loại đất, độ dốc Ph-ơng pháp SCS sử dụng sự kết hợp giữa điều kiện đất và đất sử dụng để chia hệ số dòng chảy mặt thành các vùng

Hệ số dòng chảy mặt đ-ợc gọi là số CN, nó cho biết tiềm năng một vùng đất Số CN càng cao thì tiềm năng càng cao Đặc điểm của đất ảnh h-ởng mối liên quan giữa m-a

và dòng chảy mặt từ lúc có tỉ lệ thấm khác nhau Dựa trên cơ sở của tỉ lệ thấm, SCS chia đất thành 4 nhóm đất thủy văn

Nhóm A: đất có l-ợng dòng chảy mặt tiềm năng thấp với tốc độ thấm cao Loại

đất này gồm đất tầng sâu, cát thoát n-ớc tốt và sỏi

Nhóm B: đất có l-ợng dòng chảy mặt tiềm năng trung bình thấp với tốc độ thấm trung bình Loại đất này gồm đất tầng trung bình sâu đến tầng sâu, đất thoát n-ớc khá

đến thoát n-ớc tốt từ đất t-ơng đối mịn đến đất t-ơng đối thô

Nhóm C: đất có l-ợng dòng chảy mặt tiềm năng khá cao với tốc độ thấm chậm Loại đất này là đất t-ơng đối mịn đến mịn hoặc lớp đất tồn tại gần bề mặt ngăn cản n-ớc thấm xuống

Nhóm D: đất có l-ợng dòng chảy mặt tiềm năng cao với tốc độ thấm rất chậm Loại đất này gồm đất mùn pha sét, đất sét gần bề mặt và đất ở vùng cạn không thấm có nguồn gốc hữu cơ

Ta có thể tính đ-ợc số CN nếu biết l-ợng m-a và l-ợng dòng chảy mặt:

2 / 1 2

) 25 1 ( 10 10 5 10

1000

QP Q

Q P

Trong 30 năm trở lại đây, ph-ơng pháp SCS đã đ-ợc một số nhà nghiên cứu sử dụng bởi vì nó cho kết quả khá ổn định và đáng tin cậy trong việc đánh giá dòng chảy mặt

Bofu Yu [17] cho rằng, khả năng thấm biến đổi trong không gian phân bố theo hàm số mũ, tốc độ m-a biến đổi theo thời gian cũng phân bố theo hàm số mũ Cơ sở lý luận của ph-ơng pháp SCS cho phép xác nhận tính hợp lý của nó với việc nghiên cứu c-ờng độ m-a và khả năng thấm thực tế biến đổi theo thời gian và không gian nh- thế nào một cách riêng biệt Tính đ-ợc tổng l-ợng m-a v-ợt quá giới hạn trong mỗi trận m-a rào:

T I T p

T p T R

S, hay t-ơng đ-ơng với CN, bởi vì I T là l-ợng thấm tối đa có thể tìm thấy trong khoảng thời gian dòng chảy

Từ đó có thể mở rộng cho cả c-ờng độ m-a trung bình và khả năng thấm:

I p

p S

F P

Q

Đối với l-u vực không thấm với khả năng thấm là bằng không, dòng chảy m-a rào cân bằng với l-ợng m-a hiệu quả Khi c-ờng độ m-a tăng dần, dòng chảy m-a rào cũng tăng với khả năng thấm bình quân nhất định

Việc sử dụng phổ biến và có hiệu quả của ph-ơng pháp SCS trên nhiều l-u vực nhỏ ở vùng nông thôn và thành phố làm nảy sinh để xuất rằng sự biến đổi của tốc độ m-a theo thời gian và của tốc độ thấm theo không gian là quan trọng nhất đối với những l-u vực nhỏ và những dòng chảy riêng lẻ

Tammo [26] cho rằng, m-a rơi trên đất ch-a bão hoà thấm vào và làm tăng thể tích ẩm -ớt tới tận khi mặt cắt trở nên bão hoà, sau đó m-a tiếp tục thêm vào tạo thành dòng chảy bề mặt Từ đó một khu vực khác đóng góp hoặc không d-ới giả thiết này, trong suốt chu kỳ thời gian ngắn phần diện tích thêm vào của l-u vực đóng góp cho dòng chảy có thể đ-ợc biểu diễn d-ới dạng toán học nh- sau:

S P

P Q

Từ đó ta có thể tính đ-ợc phần tổn thất từ l-u vực:

S P

S S P Q

e e

Sẽ không thể sử dụng đ-ợc ph-ơng pháp SCS trên một qui mô rọng lớn ở các khu rừng

Ba Lan nếu không mở rộng phạm vi tham số CN hoặc không thiết kế đ-ợc những bản

đồ rừng mô tả khả năng thấm của bốn nhóm đất A, B, C, D trong ph-ơng pháp này Do

đó Viện nghiên cứu rừng Vac-sa-va [15] đã nghiên cứu và tìm ra những giá trị CN mới phù hợp với điều kiện rừng Ba Lan, cụ thể là rừng Kozienice Những số liệu giám sát rừng đ-ợc sử dụng để vẽ các bản đồ dành cho những khu rừng và những bản đồ đất từ những kế hoạch quản lý đất

Đơn vị thủy văn SCS bao gồm việc xác định l-ợng n-ớc từ những trận bão, dựa trên thời gian tập trung và dòng chảy mặt Dùng các tọa độ thủy đồ trong một mô hình không kích th-ớc ta có thể xác định đ-ợc một biểu đồ lũ Khái niệm SCS đ-ợc đ-a ra trong mô hình SEGMO ở đây với việc l-ợng n-ớc thực chuyển thàn dòng chảy mặt những mô hình khái niệm của Nash và Wackerman đã đ-ợc sử dụng Xác định thời gian tập trung không gây khó khăn gì bởi vì có rất nhiều công thức có thể sử dụng đ-ợc

dễ dàng Tuy nhiên, việc tính toán dòng chảy mặt lại là một vấn đề khó khăn hơn nhiều, đặc biệt là trên những diện tích rừng nơi cần phả co những giá trị CN t-ơng ứng Theo ph-ơng pháp cơ bản dòng chảy mặt đ-ợc xác định bằng l-ợng m-a thực tế song trong mô hình SEGMO l-ợng m-a thực tế lại đ-ợc chuyển thành dòng chảy trên nền tảng của những mô hình khái niệm L-ợng m-a thức tế (dòng chảy mặt) đ-ợc thể hiện trong công thức sau:

S P

H

j

j j

8.0

2.0

(1.40)

với S là khả năng giữ n-ớc tối đa đ-ợc xác định nhờ số CN tính theo công thức:

4.2510

trong đó: Pj: tổng l-ợng m-a; Số CN thể hiện khả năng thấm phụ thuộc và bề mặt

địa hình và loại đất A, B, C, D Số l-ợng các nhóm đất ở một số bang Mỹ (nh- bang Indiana) đ-ợc mở rộng (A-1, A-2, B-1, B-2, B-3, C-1, C-2, C-3, D-1 và D-2)

Mặc dù đ-ợc sử dụng rộng rãi, nh-ng ph-ơng trình SCS bị làm giảm giá trị đi rất nhiều bởi nhiều nhà thủy văn học vì sự nhận thức lí thuyết thiếu chính xác của nó

ở Utah, ng-ời đã liên kết số đ-ờng cong SCS với diện tích bão hoà cục bộ; đã tìm thấy rằng việc sử dụng Ia = 0.2S cho tổn thất ban đầu không tạo ra kết quả tốt trong việc dự báo dòng mặt trừ khi S phụ thuộc vào tổng l-ợng m-a

Ashish Pandey cùng các cộng sự [16] xác định dòng chảy mặt cho l-u vực Karso sử dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và mô hình SCS

)3.0

S P

S P Q

CN này từ công thức:

A

xA CN

với: A là tổng diện tích l-u vực

Độ lệch tối đa và tối thiểu đ-ợc quan sát t-ơng ứng là 28.33% và 3.27%, nằm trong giới hạn cho phép Ph-ơng pháp này có thể đ-ợc áp dụng cho các l-u vực khác ở

Ph-ơng pháp SCS đ-ợc sử dụng để hiệu chỉnh các thông số và tính toán số liệu

đầu vào cho các mô hình thủy văn Lashman Nandagiri [22] triển khai và áp dụng ph-ơng pháp SCS vào mô hình KREC tại l-u vực sông Gurpurg – huyện Dakshina Kannada – bang Karnataka – ấn độ Mô hình này lấy số liệu đầu vào là m-a và l-ợng bốc hơi trực tiếp từ bề mặt l-u vực để dự báo dòng chảy bề mặt Kết quả tốt và cho độ chính xác cao

Trong thực tế, để thuận tiện cho việc tính toán dòng chảy, ng-ời ta th-ờng sử dụng ph-ơng trình dòng chảy:

S

F P

Q e

 hay

S P

P Q

bổ sung cho số liệu ở quy mô không gian và thời gian t-ơng ứng để ứng dụng vào các mô hình thủy văn cho hợp lí Trong nhiều tr-ờng hợp áp dụng cho l-u vực này thì đúng nh-ng cho l-u vực khác thì lại sai, do vậy cần phải tạo ra ph-ơng pháp mới để có thể ngoại suy từ những số liệu sẵn có theo cả không gian và thời gian Do vậy vấn đề dự báo dòng chảy cho những l-u vực hở là mục đích của Lashman Nandagiri [22] Trong

đó đề cập tới việc sử dụng mô hình thủy văn đánh giá dòng chảy đã đ-a vào mô hình:

+ Thông số tối -u hoá mô hình cân bằng n-ớc trên phạm vi l-u vực

+ Việc thực hiện và kiểm tra mô hình vật lí về cân bằng n-ớc

+ Việc thử nghiệm các cách khác nhau để ghi lại diễn biến dòng chảy rồi hiệu chỉnh những mô hình thủy văn

Một mô hình hoàn chỉnh yêu cầu cần đánh giá sự phân bố theo không gian và thời gian của tất cả các thông số nguồn n-ớc Trong suốt vài thập kỉ lại đây, những kĩ s- và các nhà nghiên cứu đã thể hiện sự tập trung vào vấn đề áp dụng các công nghệ thông tin địa lí GIS và vệ tinh cảm quang từ xa để trích ra những thông số bề mặt đất, nơi mà tồn tại nh- là b-ớc đầu tiếp cận hợp lí mới đây trong các mô hình thủy văn Với những tiến bộ kĩ thuật công nghệ máy tính: GIS và RS trở thành công cụ hữu hiệu để tổ hợp không gian và phi không gian làm cơ sở dữ liệu cho mô hình thủy văn Chandana Gangodagamage [18] phát triển ph-ơng pháp đ-ờng thủy văn Mikingum cho l-u vực sông Bata là phụ l-u của l-u vực sông Yamuta của ấn độ Bản đồ thủy văn đơn vị,

đ-ờng dòng là cơ sở tạo thành mô hình chính thống ILWIS, ERDAS, và bản đồ AutoCad đã đ-ợc sử dụng Sử dụng vệ tinh RS và GIS đánh giá sự biến đổi về mặt không gian các yếu tố thủy lực, sử dụng làm đầu vào của mô hình Bản đồ của ấn độ (IOI) các bản đồ phân tích, tr-ờng số liệu , IRS LISS, số liệu nhanh nhạy của vệ tinh mùa khô và mùa m-a và dữ liệu IRS đã đ-ợc sử dụng, số CN và ph-ơng pháp bản đồ

đơn vị đã đ-ợc sử dụng để đ-a vào và sự tổng hợp của các quan hệ bản đồ đơn vị, l-u vực hợp thành điều kiện chia làm 10 khu vực, nơi mà bản đồ thủy văn đ-ợc tổng hợp bởi đ-ờng đ-ờng phân chia bản đồ thủy văn dọc theo chiều dài của sông

Dự báo đầu ra đã đ-ợc thực hiện thành công đ-ờng phân giới tốt nh- là diện tích ngàm Dự báo đầu ra và mô phỏng việc sử dụng số cong SCS Ph-ơng pháp SCS bao gồm sự mô tả quan hệ đất bao phủ (kiểu bao phủ, đất dùng và điều kiện thủy lực) nhóm

đất thủy lực và số CN Số CN đại diện cho tiềm năng dòng mặt của đất thủy lực bao phủ phức hợp

Bảng 1.2 Sự biến đổi tổn thất ban đầu và l-ợng cầm giữ tiềm năng lớn nhất

trong đất và điều kiện che phủ

Đất và điều kiện che phủ Quan hệ với S Khu vực đất đen điều kiện AMC2 và AMC3 Ia = 0.1S

Khu vực đất đen điều kiện AMC1 Ia = 0.2S

Tất cả các khu vực khác Ia = 0.3S

Các điều kiện ẩm kỳ tr-ớc (AMC) - AMC là bảng phụ lục mà tr-ờng điều kiện dòng mặt khác nhau nếu điều kiện m-a t-ơng tự Quan sát 5 ngày trong điều kiện m-a sớm tùy theo mức độ sắp xếp theo tiêu chuẩn

Bảng 1.3 Điều kiện AMC

Lớp AMC AMC (mm) Điều kiện

AMC I <35 Đất khô nh-ng có điểm s-ơng

AMC II 35  52.5 Điều kiện trung bình

AMC III >52.5 Đất bão hoà, m-a nặng hạt của trận m-a nhỏ

Tình hình số liệu của P và Q đối với nhiều đ-ờng phân giới đã thể hiện mối quan hệ, đó là số cong dòng mặt (CN) CN biến đổi từ 0 đến 100, vùng có bề mặt không thấm thì CN có giá trị là 100 Nhân tố chính quyết định CN là nhóm đất thủy lực (HSG) kiểu loại che phủ sử dụng đất, điều kiện thủy lực và điều kiện ẩm ban đầu

Sự tích trữ tiềm năng lớn nhất liên quan đến đất và điều kiện phân giới che phủ thể hiện theo CN nh- ph-ơng trình (1.42):

254 254000

đo đạc và trong mô hình Cách tiếp cận ph-ơng pháp phân loại CN – VSA là một con đ-ờng có

ý nghĩa cho việc áp dụng thực nghiệm ph-ơng pháp SCS – CN truyền thống cho những khu vực nơi mà sự v-ợt bão hòa là một quá trình dòng chảy quan trọng và nh- vậy tính tin cậy đ-ợc cải thiện ở những vị trí th-a th-ớt của các mô hình chất l-ợng n-ớc trên nền tảng ph-ơng pháp SCS–CN truyền thống Ph-ơng pháp phân loại CN – VSA mới không làm mất cấu trúc l-u vực của ph-ơng pháp SCS – CN truyền thống nh-ng không lập thành bảng các loại đất sử dụng và cách tiếp cận các lớp đất để xác định S Chỉ thêm dữ liệu cần thiết là địa hình và có thể là các thông tin về đất, có giá trị ở khắp những vùng xa xôi của USA và yếu tố cần thiết trong các mô hình thủy văn Ph-ơng pháp phân loại CN – VSA tạo ra một công cụ đủ đơn giản để thực hiện

đầy đủ trong quản lý l-u vực và hầu hết các mô hình dòng ô nhiễm không điểm nguồn hoặc các mô hình chất l-ợng n-ớc

1.4 Mô hình sóng động học ph-ơng pháp phần tử hữu hạn mô phỏng dòng chảy

Hiện nay khoa học về thủy văn đã tích luỹ đ-ợc những kiến thức phong phú về các quá trình vật lý hình thành chu trình thủy văn Mặt khác, các kỹ thuật và công nghệ cao đã bắt đầu đ-ợc sử dụng để thu thập số liệu một cách liên tục theo không gian và thời gian, kết hợp với các máy tính hiện đại đã cho phép khả năng sử lý tất cả các dạng

số liệu khí t-ợng thủy văn một cách nhanh chóng Tất cả các vấn đề này đã mở ra một giai đoạn mới trong việc mô hình hóa các quá trình dòng chảy bằng các mô hình thủy

động lực học

Mô hình thủy động lực học dựa trên cơ sở xấp xỉ không gian l-u vực và tích phân số trị các ph-ơng trình đạo hàm riêng mô tả các quá trình vật lý diễn ra trên l-u vực nh- ph-ơng trình bảo toàn và ph-ơng trình chuyển động của chất lỏng Đối với mô hình thủy động lực học, quá trình hình thành dòng chảy sông đ-ợc chia làm hai giai

đoạn: Chảy trên s-ờn dốc và trong lòng dẫn

Ng-ời ta đã xây dựng đ-ợc mô hình sóng động lực học hai chiều, một chiều và mô hình sóng động học hai chiều và sóng động học một chiều với nhiều ph-ơng pháp giải, nh-ng ph-ơng pháp giải mang lại kết quả cao là ph-ơng pháp phần tử hữu hạn

Mô hình sóng động học hai chiều mô phỏng dòng chảy s-ờn dốc có -u điểm là

có cơ sở vật lý và toán học chặt chẽ Tuy nhiên, hiện nay mô hình này mới chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết và chỉ dừng lại ở khảo sát toán học và thực nghiệm số trị Mô hình này ch-a có khả năng áp dụng vào thực tế vì thuật toán phức tạp cũng nh- khả năng đáp ứng yêu cầu thông tin vào một cách chi tiết và đồng bộ rất hạn chế Mô hình sóng động học hai chiều đã có thể áp dụng vào tính toán thực tế Tuy nhiên, thực chất các kết quả tính toán mới chỉ ở mức độ thực nghiệm số trị ch-a có khả năng ứng dụng phổ biến

Mô hình sóng động học áp dụng cho dòng chảy s-ờn dốc và lòng dẫn có dạng nh- sau:

0 q t

A x

Q 1 2 / 3 1 / 2



trong đó: Q: L-u l-ợng trên bãi dòng chảy trên mặt hoặc trong kênh; q- Dòng chảy

bổ sung ngang trên một đơn vị chiều dài của bãi dòng chảy (m-a v-ợt thấm đối với bãi

dòng chảy trên mặt và và đầu ra của dòng chảy trên mặt đối với kênh dẫn); A: Diện tích dòng chảy trong bãi dòng chảy trên mặt hoặc trong kênh dẫn; S: Độ dốc đáy của bãi dòng chảy; R: Bán kính thủy lực; : Hệ số nhám Manning

Việc khảo sát ph-ơng trình (1.12) đã đ-ợc tiến hành trong nhiều công trình nghiên cứu và rút ra kết luận là thích hợp nhất đối với dòng chảy s-ờn dốc và thích hợp nhất đối với lòng dẫn có độ dốc t-ơng đối lớn Một trong các cách tiếp cận mô phỏng

dòng chảy s-ờn dốc bằng mô hình sóng động học một chiều có nhiều triển vọng nhất

là mô hình phần từ hữu hạn

1.4.1 Giả thiết

Để xấp xỉ l-u vực sông bằng các phần tử hữu hạn, lòng dẫn đ-ợc chia thành các phần tử lòng dẫn và s-ờn dốc đ-ợc chia thành các dải t-ơng ứng với mỗi phần tử lòng dẫn sao cho; trong mỗi dải dòng chảy xảy ra độc lập với dải khác và có h-ớng vuông góc với h-ớng dòng chảy lòng dẫn trong phần tử lòng dẫn Việc chia dải cho phép áp dụng mô hình dòng chảy một chiều cho từng dải s-ờn dốc Trong mỗi dải lại chia ra thành các phần tử s-ờn dốc sao cho độ dốc s-ờn dốc trong mỗi phần tử t-ơng đối đồng nhất

Mô hình phần tử hữu hạn sóng động học đánh giá tác động của việc sử dụng đất trên l-u vực đến dòng chảy đ-ợc xây dựng dựa trên hai ph-ơng pháp: ph-ơng pháp phần tử hữu hạn và ph-ơng pháp SCS

1.4.2 Ph-ơng pháp phần tử hữu hạn [7, 8, 11, 20, 21]

Việc áp dụng lý thuyết phần tử hữu hạn để tính toán dòng chảy đ-ợc Zienkiewicz và Cheung (1965) khởi x-ớng Các tác giả này đã sử dụng ph-ơng pháp này để phân tích vấn đề dòng chảy thấm Nhiều nhà nghiên cứu khác cũng đã áp dụng

áp dụng ph-ơng pháp phần tử hữu hạn để giải quyết các vấn đề của dòng chảy Oden

và Somogyi (1969), Tong (1971)

Judah (1973) đã tiến hành việc phân tích dòng chảy mặt bằng ph-ơng pháp phần

tử hữu hạn Tác giả đã sử dụng ph-ơng pháp số d- của Galerkin trong việc xây dựng mô hình diễn toán lũ và đã thu đ-ợc kết quả thoả mãn khi mô hình đ-ợc áp dụng cho l-u vực sông tự nhiên Tác giả cho rằng mô hình phần tử hữu hạn dạng này gặp ít khó khăn khi l-u vực có hình học phức tạp, sử dụng đất đa dạng và phân bố m-a thay đổi

Ph-ơng pháp phần tử hữu hạn kết hợp với ph-ơng pháp Galerkin còn đ-ợc Mashidani và Taylor (1974) áp dụng để giải hệ ph-ơng trình dòng chảy mặt ở dạng vô h-ớng So với các ph-ơng pháp số khác, ph-ơng pháp phần tử hữu hạn đ-ợc coi là ổn

Al-định hơn, hội tụ nhanh hơn và đòi hỏi ít thời gian chạy hơn

Cooley và Moin (1976) cũng áp dụng ph-ơng pháp Galerkin khi giải bằng ph-ơng pháp phần tử hữu hạn cho dòng chảy trong kênh hở và thu đ-ợc kết quả tốt

ảnh h-ởng của các kỹ thuật tổng hợp thời gian khác nhau cũng đ-ợc đánh giá

Ph-ơng pháp phần tử hữu hạn đặc biệt đ-ợc ứng dụng vào việc đánh giá ảnh h-ởng của những thay đổi trong sử dụng đất đến dòng chảy lũ vì l-u vực có thể đ-ợc chia thành một số hữu hạn các l-u vực con hay các phần tử Những đặc tính thủy văn của một hoặc tất cả các phần tử có thể đ-ợc thay đổi để tính toán các tác động đến phản ứng thủy văn của toàn bộ hệ thống l-u vực

1.4.3 Xây dựng mô hình [7, 11]

Desai và Abel (1972) đã kể ra những b-ớc cơ bản trong ph-ơng pháp phần tử hữu hạn nh- sau:

1 Rời rạc hoá khối liên tục

2 Lựa chọn các mô hình biến số của tr-ờng

3 Tìm các ph-ơng trình phần tử hữu hạn

4 Tập hợp các ph-ơng trình đại số cho toàn bộ khối liên tục đã đ-ợc rời rạc hoá

5 Giải cho vector của các biến của tr-ờng tại nút

6 Tính toán các kết quả của từng phần tử từ biên độ của các biến của tr-ờng tại nút

địa hình của khu vực Độ dốc của các lòng dẫn có thể tìm đ-ợc theo cách t-ơng tự

1.4.5 Kiểm tra mô hình [7, 11]

Số liệu đo đạc dòng chảy từ các bãi dòng chảy s-ờn dốc của Crawford và Linsley (1966), đã đ-ợc sử dụng để kiểm tra tính đúng đắn của ch-ơng trình diễn toán

lũ đối với dòng chảy s-ờn dốc Ph-ơng pháp xấp xỉ bằng phần tử hữu hạn cho kết quả

có thể thoả mãn mặc dù việc lấy hệ số Manning biến đổi theo độ sâu có thể còn cho kết quả tốt hơn nữa Mô hình này còn có thể áp dụng cho cả l-u vực lớn trong tự nhiên (Ross, 1975) Các phép kiểm tra sự hội tụ, tính ổn định và ảnh h-ởng của của việc phân

bố các l-ới ô khác nhau đến dòng chảy lũ cũng đ-ợc xét đến (Ross, 1975)

Nhận xét và lựa chọn mô hình toán: Với -u điểm của mô hình phần tử hữu hạn

sóng động học là việc xấp xỉ s-ờn dốc và lòng dẫn bằng các phần tử hữu hạn một chiều cho phép mô phỏng địa hịnh, thổ nh-ỡng và sử dụng đất một cách khá chi tiết, thuật

toán lại đơn giản dễ thực hiện trên máy tính và cho phép đánh giá tác động của môi tr-ờng đến dòng chảy Và có thể chia l-u vực ra thành các phần tử rất chi tiết khi đó có thể tính toán mô phỏng dòng chảy sinh ra từ m-a ứng với từng phần tử của l-u vực Và m-a trên l-u vực lại đ-ợc tính thông qua ph-ơng pháp SCS về tổn thất dòng chảy, ph-ơng pháp này có tính đến cả tổn thất ban đầu c-ờng độ thấm liên tục nên việc tính m-a hiệu quả theo ph-ơng pháp này là t-ơng đối chính xác Việc kết hợp mô hình phần tử hữu hạn sóng động học với ph-ơng pháp tính tổn thất do thấm SCS sẽ cho kết quả mô phỏng chính xác nhất Với -u điểm trên nên trong khoá luận này em ứng dụng hai ph-ơng pháp trên để mô phỏng dòng chảy cho l-u vực sông Vệ, với điều kiện hiện nay với công nghệ GIS chỉ có thể chia l-u vực ra thành một số hữu hạn các phần tử, có thể trong t-ơng lai khi công nghệ về GIS phát triển hơn nữa thì có thể phân chia l-u vực ra thành các phần tử chi tiết hơn và khi đó sẽ cho kết quả mô phỏng chính xác hơn

2.2 Địa hình [2, 7]

Nằm ở s-ờn phía đông dãy Tr-ờng Sơn, tỉnh Quảng Ngãi có địa hình khá phức tạp, gồm miền núi, trung du và đồng bằng với nhiều nhánh núi từ dãy Tr-ờng Sơn chạy

ra tận vùng đồng bằng ven biển, tạo nên những thung lũng chạy theo h-ớng tây nam -

đông bắc Địa hình nói chung trên l-u vực có độ cao trung bình biến động từ 100 - 1000m, có những đỉnh núi cao trên 1000 m; địa hình dốc, có xu thế thấp dần theo h-ớng tây nam - đông bắc và tây - đông

Vùng trung du gồm những đồi núi thấp, nhấp nhô, độ cao 100 - 500 m, độ dốc

địa hình còn t-ơng đối lớn Vùng đồng bằng nằm ở hạ l-u các dòng sông, nhìn chung

địa hình không đ-ợc bằng phẳng, độ cao khoảng 100 m (Hình 2.1)

2.3 Địa chất, thổ nh-ỡng [3, 6, 7]

Địa chất vùng nghiên cứu kéo dài thành một dải từ Đà Nẵng đến Bình Thuận Trên chiều dài lớn đó bao gồm nhiều cấu tróc địa chất với chế độ kiến tạo, thành phần thạch học khác nhau Đặc điểm sông ngòi, chế độ thủy văn và đặc biệt là lũ lụt của vùng nghiên cứu phụ thuộc một phần quan trọng vào đặc điểm địa chất, do đó việc nghiên cứu đặc điểm kiến tạo thành phần thạch học trên các l-u vực sông sẽ góp phần tích cực trong biệc xác định nguyên nhân lũ lụt vùng Nam Trung bộ Sau đây là một số

đặc điểm chính về địa chất của l-u vực sông Vệ - trạm An Chỉ

Thành phần đất đá nền ở đây bao gồm các thành tạo: granulit mafic, gơnai granat, cordierit, hypersten, đá gơnai, đá phiến amphibol, biotit, amphibotit, migmatit,

đá xâm nhập granit, granodiorit, migmatit (phức hệ Chu Lai- Ba Tơ 2cb) Thành tạo

Đệ tứ ở l-u vực gồm: Đệ tứ không phân chia (aQ): cuội, cát, bột phân bố dọc thung lũng sông và hỗn hợp cuội, sỏi dăm cát, bột (adpQ) ở Tây Nam Đức Phổ Phần còn lại của l-u vực là các thành tạo cát, bột có nguồn gốc biển (mQm, vmQm2-3, mvQIV1-2)

Hình 2.1 Bản đồ địa hình l-u vực sông Vệ - trạm An Chỉ [2, 7 ]

Hình 2.2 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất l-u vực sông Vệ - trạm An Chỉ [3, 7]

Tình hình thổ nh-ỡng: Đất trên l-u vực rất đa dạng, gồm 6 nhóm đất ở vùng đồi

núi có các loại đất nh- đất đỏ vàng trên đá biến chất và đất sét, chiếm phần lớn diện tích ở vùng đồng bằng có các loại đất nh-: cát, đất phù sa, đất xám và đất đỏ vàng Đất xám và đất xám bạc màu nằm ở vùng cao, đất đen, đất đỏ vàng là loại đất phân bố rộng rãi ở miền núi, thành phần cơ giới nhẹ, thích hợp để trồng các loại cây công nghiệp (Hình 2.2) [3, 6, 7]

2.4 Lớp phủ thực vật [5, 6, 7]

Rừng tự nhiên trên l-u vực còn ít, chủ yếu là loại rừng trung bình và rừng nghèo, phần lớn phân bố ở núi cao Vùng núi cao có nhiều lâm thổ sản quý Vùng đồi núi còn rất ít rừng, đại bộ phận là đồi núi trọc và đất trồng cây công nghiệp, cây bụi, ngoài ra ở vùng hạ l-u có đất trồng n-ơng rẫy xen dân c- Với độ che phủ của các loại rừng đ-ợc trình bày trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Lớp phủ thực vật theo mức độ che tán và tỷ lệ % so với l-u vực [6, 7]

STT Loại hình lớp phủ Tỷ lệ % so với diện

tích l-u vực

Mức độ tán che (%)

1 Rừng rậm th-ờng xanh cây lá rộng nhiệt đới

độ D-ơng thổi tới n-ớc ta vào đầu mùa hè, có đặc tính nóng và ẩm, gây ra m-a vào

đầu mùa hè - m-a tiểu mãn Đặc biệt khi luồng không khí này v-ợt qua dãy Tr-ờng Sơn, do hiệu ứng “phơn” trở nên nóng và khô - gió mùa Tây Nam Song, bản thân các luồng không khí trên chỉ có thể gây ra m-a khi có những nhiễu động thời tiết nh- bão,

áp thấp nhiệt đới, dải hội tụ nhiệt đới và frôn lạnh

Hình 2.3 Bản đồ rừng l-u vực sông Vệ - trạm An Chỉ [5, 7]

Gió: Hàng năm có hai mùa gió chính: gió mùa đông bắc và gió mùa tây nam

Tuỳ theo điều kiện địa hình mà gió thịnh hành trong các mùa có sự khác nhau giữa các nơi Tuy vậy trong mùa đông, h-ớng gió chính là h-ớng bắc, tây bắc và đông bắc; còn trong mùa hạ, chủ yếu là gió tây nam và đông nam

Nhiệt độ không khí: Nhiệt độ không khí trung bình năm biến đổi trong phạm vi

từ 200C - 220 C ở vùng núi cao (> 500 m) đến 250C - 26 0C ở vùng đồng bằng ven biển

Độ ẩm không khí: Độ ẩm không khí tuyệt đối trung bình năm từ 23,6 mb, trong

mùa hạ, độ ẩm tuyệt đối trung bình tháng từ 28 - 31 mb tại các thung lũng và đồng bằng, trong mùa đông, độ ẩm tuyệt đối trung bình tháng bằng khoảng 21 - 28 mb, thấp nhất vào tháng I đạt khoảng 19 - 22,5 mb

Bốc hơi: L-ợng bốc hơi trung bình năm (đo bằng ống Piche) biến đổi trong

phạm vi từ 640 mm đến 900 mm

M-a: L-ợng m-a trung bình hàng năm của trên l-u vực biến động mạnh theo

không gian, nơi m-a nhiều nhất có thể đạt tới trên 3600 mm còn nơi m-a ít nhất chỉ khoảng 1600 mm Chế độ m-a trong năm hình thành hai mùa rõ rệt: mùa m-a và mùa khô Mùa m-a bắt đầu muộn, th-ờng từ tháng IX và chỉ kéo dài đến tháng XII L-ợng m-a của 4 tháng mùa m-a chiếm khoảng 65 - 85 tổng l-ợng m-a năm Mùa khô kéo dài tới 8 tháng nh-ng có tổng l-ợng m-a chỉ chiếm 15 - 35 tổng l-ợng m-a năm

2.6 Mạng l-ới sông suối và tình hình nghiên cứu thủy văn

So với các hệ thống sông khác trên dải duyên hải Nam trung bộ thì sông Vệ thuộc loại nhỏ, nằm trọn trong tỉnh Quảng Ngãi l-u vực có tổng diện tích là 1260km2 Dòng chính sông dài 91 km bắt nguồn từ N-ớc Vo ở độ cao 1070m và đổ ra biển Đông tại Long Khê Mật độ sông suối trong l-u vực đạt khá cao 0,79km/km2 t-ơng ứng với tổng chiều dài toàn bộ sông suối là 995km Nằm trong dải ven biển, phần diện tích đồi núi chiếm diện tích rất nhỏ nên độ cao bình quân l-u vực chỉ đạt 170m Độ dốc bình quân l-u vực đạt 19,9% Hệ số uốn khúc của dòng chính là không cao 1,3 Phần th-ợng l-u và trung l-u dài khoảng 60 km, dòng chảy nhỏ hẹp, t-ơng đối thẳng Phần hạ l-u từ Nghĩa Hành đến cửa sông Lòng Sông mở rộng hơn Có nhiều đồi núi sót và những dải cồn cát ven biển nên mạng l-ới sông vùng hạ l-u phát triển chằng chịt [4, 7]