kysumoitruong vn quan ly luu vuc song dong nai

Trong đề tài này, từ dữ liệu SRTM DEM, tác giả sử dụng các công cụ GIS và viễn thám để xác định đặc điểm hình dạng, mạng dòng chảy và địa hình của 3 lưu vực sông chính và của các tiểu l

River basins have key role in the development and use water resource as well as other natural resources for human being The natural processes take place in the river basins impact to human life activities Therefore, the studies on river basins are necessary Especially the detailed studies in identification and classification of basins which is concerned in environment aspects to develop the resource currently are imperative research

In the research, the GIS tools were used to classify the fifth-order watersheds that consist of the basins of La Nga River, Be River, the middle and upstream areas of Dong Nai River The classification was done based on morphology and topography of the basins In addition, the risk of flood of rain (flash flood) that could be occurred in the classified watersheds was identified.

The results show that the fifth-order watersheds in the study area were arranged into seven groups Each group is described by specific characteristics

of morphology and topography Then these characteristics were applied for determination of risk of flood of rain (flash flood).



GIỚI THIỆU

Lưu vực sông Đồng Nai là một trong những lưu vực sông lớn của Việt Nam Đây là nơi tập trung dân cư đông đúc, những thành phố lớn, những khu công nghiệp trọng điểm của khu vực Đông Nam Bộ Ngày nay, do sự gia tăng dân số nhanh chóng, con người đã khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên nước tại lưu vực sông Đồng Nai một cách bừa bãi Điều đó đã làm các tai biến lũ quét

và xói mòn đất xảy ra rất thường xuyên với cường độ ngày càng mạnh hơn gây

ra những thiệt hại lớn về người và của cho cư dân sống trong khu vực này Như vậy, việc nghiên cứu một cách đầy đủ về các lưu vực sông, đặc biệt là nhận diện, phân loại đặc điểm các lưu vực có liên quan đến tai biến môi trường là vô cùng cần thiết đối với lưu vực sông Đồng Nai Chính vì lí do đó, tác giả quyết định thực hiện đề tài “Ứng dụng Hệ Thống Thông Tin Địa Lý để phân loại các tiểu lưu vực trong lưu vực sông Đồng Nai”.

Trong đề tài này, từ dữ liệu SRTM DEM, tác giả sử dụng các công cụ GIS

và viễn thám để xác định đặc điểm hình dạng, mạng dòng chảy và địa hình của 3 lưu vực sông chính và của các tiểu lưu vực cấp 5 tại khu vực nghiên cứu Dựa vào những đặc điểm lưu vực xác định được, tác giả tiến hành phân loại các tiểu lưu vực cấp 5 này thành 7 nhóm Mỗi nhóm lưu vực này mang những nét đặc trưng về địa hình khác nhau.

Đồng thời, trong đề tài, tác giả cũng tiến hành xác định nguy cơ xảy ra lũ quét tại khu vực nghiên cứu từ dữ liệu SRTM DEM Từ kết quả thu được, tác giả

sẽ đánh giá mối tương quan giữa nguy cơ xảy ra lũ quét với 7 dạng lưu vực được phân loại.



MỤC LỤC

ABSTRACT I

GIỚI THIỆU II

MỤC LỤC III

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VI

DANH MỤC BẢNG VII

DANH MỤC BIỂU ĐỒ VIII DANH MỤC HÌNH ẢNH XI

CHƯƠNG 1 13

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 13

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 13

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 14

1.3 KHU VỰC VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 14

1.4 NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐÊ TÀI 15

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 16

1.6 DỮ LIỆU SỬ DỤNG 16

1.7 PHẦN MỀM SỬ DỤNG 17

1.8 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 17

CHƯƠNG 2 18

TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU LƯU VỰC 18

2.1 GIỚI THIỆU VỀ HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU LƯU VỰC SÔNG 18

2.2 MỘT SỐ KỸ THUẬT KHÁC SỬ DỤNG TRONG KHÓA LUẬN 20

2.2.1 Nắn chỉnh hình học ảnh 20

2.2.2 Lọc ảnh bằng ma trận lẻ 21

2.2.3 Kỹ thuật tái phân loại ảnh 21

2.2.4 Kỹ thuật tính toán trên dữ liệu raster 21

2.2.5 Kỹ thuật thống kê dữ liệu raster 21

2.3 ĐỊNH HƯỚNG PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN TRONG KHÓA LUẬN 22

CHƯƠNG 3 23

KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH ĐẶC ĐIỂM CÁC LƯU VỰC 23

TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 23

3.1 THỐNG KÊ ĐẶC ĐIỂM 3 LƯU VỰC SÔNG CHÍNH 23

3.1.1 Đặc điểm về hình thái của 3 lưu vực sông chính 23

3.1.2 Đặc điểm mạng dòng chảy của 3 lưu vực sông chính 23

3.1.3 Đặc điểm địa hình của 3 lưu vực sông chính 24

3.2 THỐNG KÊ ĐẶC ĐIỂM TIỂU LƯU VỰC CẤP 5 TRONG KVNC 33

3.2.1 Đặc điểm hình thái của các tiểu lưu vực cấp 5 33

3.2.2 Đặc điểm mạng dòng chảy của các tiểu lưu vực cấp 5 35

3.2.3 Đặc điểm địa hình của các tiểu lưu vực cấp 5 36

CHƯƠNG 4 38

PHÂN LOẠI CÁC TIỂU LƯU VỰC CẤP 5 38

TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 38

4.1 PHÂN LOẠI CÁC LƯU VỰC CẤP 5 TRÊN KVNC 38

4.1.1 Nguyên tắc chọn đối tượng lưu vực cần phân loại 38

4.1.2 Nguyên tắc xác định đặc điểm phân loại 39

4.1.3 Kết quả phân loại các tiểu lưu vực cấp 5 41

4.2 XÁC ĐỊNH MỐI LIÊN QUAN GIỮA DẠNG LƯU VỰC VỚI TAI BIẾN LŨ

QUÉT 47

4.2.1 Xây dựng bản đồ nguy cơ xảy ra lũ quét tại khu vực nghiên cứu 47

4.2.2 Xác định mối liên hệ giữa các nhóm lưu vực với nguy cơ xảy ra lũ quét 52

CHƯƠNG 5 53

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1: BẢN ĐỒ THỂ HIỆN VỊ TRÍ CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU.

PHỤ LỤC 2: BẢN ĐỒ THỂ HIỆN ĐỘ CAO ĐỊA HÌNH CỦA KHU VỰC NGHIÊN

CỨU

PHỤ LỤC 3: BẢN ĐỒ THỂ HIỆN MẠNG LƯỚI DÒNG CHẢY CỦA KHU VỰC

NGHIÊN CỨU

PHỤ LỤC 4: BẢN ĐỒ THỂ HIỆN ĐỘ DỐC ĐỊA HÌNH CỦA KHU VỰC NGHIÊN

CỨU

PHỤ LỤC 5: BẢN ĐỒ THỂ HIỆN HƯỚNG SƯỜN CỦA KHU VỰC NGHIÊN

CỨU

PHỤ LỤC 6: BẢN ĐỒ THỂ HIỆN PHÂN CẮT SÂU ĐỊA HÌNH CỦA KHU VỰC

NGHIÊN CỨU

PHỤ LỤC 7: BẢN ĐỒ THỂ HIỆN CÁC TIỂU LƯU VỰC CẤP 5 TRONG KVNC PHỤ LỤC 8: BẢN ĐỒ MẠNG DÒNG CHẢY CÁC TIỂU LƯU VỰC CẤP 5

PHỤ LỤC 10: BẢN ĐỒ THỂ HIỆN NGUY CƠ LŨ QUÉT XÉT TRÊN YẾU TỐ

TIỂU LƯU VỰC CẤP 5 TRONG KVNC.

PHỤ LỤC 15: HÌNH ẢNH TẠI MỘT SỐ VỊ TRÍ KHẢO SÁT THỰC ĐỊA.



DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

KVNC : Khu vực nghiên cứu.

NASA : U.S National Aeronautics and Space Administration - Cơ quan Hàng

Không Vũ Trụ Mỹ

Địa Không Gian Mỹ

SRTM : Shuttle Radar Topography Mission – Dự án xây dựng mô hình độ cao

số cho Trái Đất bằng hệ thống radar đặt trên tàu con thoi



DANH MỤC BẢNG

ABSTRACT I

GIỚI THIỆU II

MỤC LỤC III

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VI

DANH MỤC BẢNG VII

DANH MỤC BIỂU ĐỒ VIII DANH MỤC HÌNH ẢNH XI

CHƯƠNG 1 13

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 13

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 13

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 14

1.3 KHU VỰC VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 14

1.4 NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐÊ TÀI 15

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 16

1.6 DỮ LIỆU SỬ DỤNG 16

1.7 PHẦN MỀM SỬ DỤNG 17

1.8 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 17

CHƯƠNG 2 18

TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU LƯU VỰC 18

2.1 GIỚI THIỆU VỀ HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU LƯU VỰC SÔNG 18

2.2 MỘT SỐ KỸ THUẬT KHÁC SỬ DỤNG TRONG KHÓA LUẬN 20

2.2.1 Nắn chỉnh hình học ảnh 20

2.2.2 Lọc ảnh bằng ma trận lẻ 21

2.2.3 Kỹ thuật tái phân loại ảnh 21

2.2.4 Kỹ thuật tính toán trên dữ liệu raster 21

2.2.5 Kỹ thuật thống kê dữ liệu raster 21

2.3 ĐỊNH HƯỚNG PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN TRONG KHÓA LUẬN 22

CHƯƠNG 3 23

KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH ĐẶC ĐIỂM CÁC LƯU VỰC 23

TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 23

3.1 THỐNG KÊ ĐẶC ĐIỂM 3 LƯU VỰC SÔNG CHÍNH 23

3.1.1 Đặc điểm về hình thái của 3 lưu vực sông chính 23

3.1.2 Đặc điểm mạng dòng chảy của 3 lưu vực sông chính 23

3.1.3 Đặc điểm địa hình của 3 lưu vực sông chính 24

3.2 THỐNG KÊ ĐẶC ĐIỂM TIỂU LƯU VỰC CẤP 5 TRONG KVNC 33

3.2.1 Đặc điểm hình thái của các tiểu lưu vực cấp 5 33

3.2.2 Đặc điểm mạng dòng chảy của các tiểu lưu vực cấp 5 35

3.2.3 Đặc điểm địa hình của các tiểu lưu vực cấp 5 36

CHƯƠNG 4 38

PHÂN LOẠI CÁC TIỂU LƯU VỰC CẤP 5 38

TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 38

4.1 PHÂN LOẠI CÁC LƯU VỰC CẤP 5 TRÊN KVNC 38

4.1.1 Nguyên tắc chọn đối tượng lưu vực cần phân loại 38

4.1.2 Nguyên tắc xác định đặc điểm phân loại 39

4.1.3 Kết quả phân loại các tiểu lưu vực cấp 5 41

4.2 XÁC ĐỊNH MỐI LIÊN QUAN GIỮA DẠNG LƯU VỰC VỚI TAI BIẾN LŨ

QUÉT 47

4.2.1 Xây dựng bản đồ nguy cơ xảy ra lũ quét tại khu vực nghiên cứu 47

4.2.2 Xác định mối liên hệ giữa các nhóm lưu vực với nguy cơ xảy ra lũ quét 52

CHƯƠNG 5 53

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

 DANH MỤC BIỂU ĐỒ ABSTRACT I GIỚI THIỆU II

MỤC LỤC III

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VI

DANH MỤC BẢNG VII

DANH MỤC BIỂU ĐỒ VIII DANH MỤC HÌNH ẢNH XI

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 13

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 14

1.3 KHU VỰC VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 14

1.4 NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐÊ TÀI 15

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 16

1.6 DỮ LIỆU SỬ DỤNG 16

1.7 PHẦN MỀM SỬ DỤNG 17

1.8 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 17

CHƯƠNG 2 18

TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU LƯU VỰC 18

2.1 GIỚI THIỆU VỀ HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU LƯU VỰC SÔNG 18

2.2 MỘT SỐ KỸ THUẬT KHÁC SỬ DỤNG TRONG KHÓA LUẬN 20

2.2.1 Nắn chỉnh hình học ảnh 20

2.2.2 Lọc ảnh bằng ma trận lẻ 21

2.2.3 Kỹ thuật tái phân loại ảnh 21

2.2.4 Kỹ thuật tính toán trên dữ liệu raster 21

2.2.5 Kỹ thuật thống kê dữ liệu raster 21

2.3 ĐỊNH HƯỚNG PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN TRONG KHÓA LUẬN 22

CHƯƠNG 3 23

KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH ĐẶC ĐIỂM CÁC LƯU VỰC 23

TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 23

3.1 THỐNG KÊ ĐẶC ĐIỂM 3 LƯU VỰC SÔNG CHÍNH 23

3.1.1 Đặc điểm về hình thái của 3 lưu vực sông chính 23

3.1.2 Đặc điểm mạng dòng chảy của 3 lưu vực sông chính 23

3.1.3 Đặc điểm địa hình của 3 lưu vực sông chính 24

Biểu đồ 3.1 Đồ thị tần suất độ cao địa hình lưu vực sông La Ngà 26

Biểu đồ 3.2 Đồ thị tần suất độ cao địa hình lưu vực sông Đồng Nai 27

Biểu đồ 3.3 Đồ thị tần suất độ cao địa hình lưu vực sông Bé 27

Biểu đồ 3.4 Biểu đồ tròn thể hiện cơ cấu độ dốc địa hình lưu vực sông La Ngà 29

Biểu đồ 3.5 Biểu đồ tròn thể hiện cơ cấu độ dốc địa hình lưu vực sông Đồng Nai 29

Biểu đồ 3.6 Biểu đồ tròn thể hiện cơ cấu độ dốc địa hình lưu vực sông Bé 30

Biểu đồ 3.7 Biểu đồ radar thể hiện hướng sườn của lưu vực sông La Ngà 31

Biểu đồ 3.8 Biểu đồ radar thể hiện hướng sườn của lưu vực sông Đồng Nai 31

Biểu đồ 3.9 Biểu đồ radar thể hiện hướng sườn của lưu vực sông Bé 32

3.2 THỐNG KÊ ĐẶC ĐIỂM TIỂU LƯU VỰC CẤP 5 TRONG KVNC 33

3.2.1 Đặc điểm hình thái của các tiểu lưu vực cấp 5 33

3.2.2 Đặc điểm mạng dòng chảy của các tiểu lưu vực cấp 5 35

3.2.3 Đặc điểm địa hình của các tiểu lưu vực cấp 5 36

CHƯƠNG 4 38

PHÂN LOẠI CÁC TIỂU LƯU VỰC CẤP 5 38

TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 38

4.1 PHÂN LOẠI CÁC LƯU VỰC CẤP 5 TRÊN KVNC 38

4.1.1 Nguyên tắc chọn đối tượng lưu vực cần phân loại 38

4.1.2 Nguyên tắc xác định đặc điểm phân loại 39

4.1.3 Kết quả phân loại các tiểu lưu vực cấp 5 41

4.2 XÁC ĐỊNH MỐI LIÊN QUAN GIỮA DẠNG LƯU VỰC VỚI TAI BIẾN LŨ

QUÉT 47

4.2.1 Xây dựng bản đồ nguy cơ xảy ra lũ quét tại khu vực nghiên cứu 47

4.2.2 Xác định mối liên hệ giữa các nhóm lưu vực với nguy cơ xảy ra lũ quét 52

CHƯƠNG 5 53

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55



DANH MỤC HÌNH ẢNH

ABSTRACT I

GIỚI THIỆU II

MỤC LỤC III

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VI

DANH MỤC BẢNG VII

DANH MỤC BIỂU ĐỒ VIII DANH MỤC HÌNH ẢNH XI

CHƯƠNG 1 13

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 13

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 13

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 14

1.3 KHU VỰC VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 14

1.4 NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐÊ TÀI 15

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 16

1.6 DỮ LIỆU SỬ DỤNG 16

1.7 PHẦN MỀM SỬ DỤNG 17

1.8 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 17

CHƯƠNG 2 18

TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU LƯU VỰC 18

2.1 GIỚI THIỆU VỀ HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU LƯU VỰC SÔNG 18

2.2 MỘT SỐ KỸ THUẬT KHÁC SỬ DỤNG TRONG KHÓA LUẬN 20

2.2.1 Nắn chỉnh hình học ảnh 20

2.2.2 Lọc ảnh bằng ma trận lẻ 21

2.2.3 Kỹ thuật tái phân loại ảnh 21

2.2.4 Kỹ thuật tính toán trên dữ liệu raster 21

2.2.5 Kỹ thuật thống kê dữ liệu raster 21

2.3 ĐỊNH HƯỚNG PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN TRONG KHÓA LUẬN 22

CHƯƠNG 3 23

KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH ĐẶC ĐIỂM CÁC LƯU VỰC 23

TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 23

3.1 THỐNG KÊ ĐẶC ĐIỂM 3 LƯU VỰC SÔNG CHÍNH 23

3.1.1 Đặc điểm về hình thái của 3 lưu vực sông chính 23

3.1.2 Đặc điểm mạng dòng chảy của 3 lưu vực sông chính 23

3.1.3 Đặc điểm địa hình của 3 lưu vực sông chính 24

3.2 THỐNG KÊ ĐẶC ĐIỂM TIỂU LƯU VỰC CẤP 5 TRONG KVNC 33

3.2.1 Đặc điểm hình thái của các tiểu lưu vực cấp 5 33

3.2.2 Đặc điểm mạng dòng chảy của các tiểu lưu vực cấp 5 35

3.2.3 Đặc điểm địa hình của các tiểu lưu vực cấp 5 36

CHƯƠNG 4 38

PHÂN LOẠI CÁC TIỂU LƯU VỰC CẤP 5 38

TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 38

4.1 PHÂN LOẠI CÁC LƯU VỰC CẤP 5 TRÊN KVNC 38

4.1.1 Nguyên tắc chọn đối tượng lưu vực cần phân loại 38

4.1.2 Nguyên tắc xác định đặc điểm phân loại 39

4.1.3 Kết quả phân loại các tiểu lưu vực cấp 5 41

4.2 XÁC ĐỊNH MỐI LIÊN QUAN GIỮA DẠNG LƯU VỰC VỚI TAI BIẾN LŨ

QUÉT 47

4.2.1 Xây dựng bản đồ nguy cơ xảy ra lũ quét tại khu vực nghiên cứu 47

4.2.2 Xác định mối liên hệ giữa các nhóm lưu vực với nguy cơ xảy ra lũ quét 52

CHƯƠNG 5 53

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

Do sự gia tăng dân số nhanh chóng, con người đã khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên từ các lưu vực một cách bừa bãi Những hoạt động khai thác không hợp lý đã tác động trực tiếp đến các lưu vực, làm thay đổi các quá trình tự nhiên diễn ra bên trong mỗi lưu vực Kết quả tất yếu của việc này chính là các tai biến tự nhiên (lũ quét, ngập lụt, xói mòn đất…) diễn ra ngày một nhiều hơn, mạnh hơn, gây nên những thiệt hại vô cùng to lớn cho con người

Lưu vực sông Đồng Nai là một trong những lưu vực sông lớn của Việt Nam Đây là nơi tập trung dân cư đông đúc, những thành phố lớn, những khu công nghiệp trọng điểm của khu vực Đông Nam Bộ Ngày nay, việc khai thác lưu vực không hợp lý đã làm các tai biến lũ quét và xói mòn đất xảy ra rất thường xuyên và với cường độ ngày càng mạnh hơn gây ra những thiệt hại lớn về người

và của cho cư dân sống trong khu vực này

Như vậy, việc nghiên cứu một cách đầy đủ về các lưu vực sông, đặc biệt

là nhận diện, phân loại đặc điểm các lưu vực có liên quan đến tai biến môi trường

là vô cùng cần thiết đối với lưu vực sông Đồng Nai Chính vì lí do đó, sinh viên quyết định thực hiện đề tài “Ứng dụng Hệ Thống Thông Tin Địa Lý để phân loại các tiểu lưu vực trong lưu vực sông Đồng Nai”

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Nghiên cứu tính toán các đặc điểm hình thái và địa hình của các tiểu lưu vực trong lưu vực sông Đồng Nai và phân loại các tiểu lưu vực cấp 5 tại khu vực này.

1.3 KHU VỰC VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

của hệ thống lưu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai, vị trí địa lý của khu vực vào khoảng từ 106034’24’’ đến 108043’41’’ kinh độ Đông và từ

10050’14’’ đến 12022’03’’ vĩ độ Bắc Khu vực này thuộc địa giới hành chính của 6 tỉnh: Bình Dương, Bình Phước, Bình Thuận, Đồng Nai, Lâm Đồng và Đắk Nông

Toàn bộ khu vực nghiên cứu bao gồm 3 lưu vực sông chính sau:

• Lưu vực sông La Ngà: có vị trí địa lý từ 107009’50’’ đến 108009’21’’ kinh độ Đông và từ 10050’14’’ đến 11046’57’’ vĩ độ Bắc, thuộc địa giới hành chính 3 tỉnh Đồng Nai, Bình Thuận, Lâm Đồng

• Phần thượng lưu và trung lưu sông Đồng Nai: có vị trí địa lý từ

106057’51’’ đến 108043’41’’ kinh độ Đông và từ 10057’48’’ đến

12020’14’’ vĩ độ Bắc, thuộc địa giới hành chính 5 tỉnh Bình Phước, Lâm Đồng, Đồng Nai, Đắk Nông, Bình Thuận

• Lưu vực sông Bé: có vị trí địa lý từ 106034’24’’ đến 107030’33’’ kinh

độ Đông và từ 1106’30’’ đến 12022’03’’ vĩ độ Bắc, thuộc địa giới hành chính 4 tỉnh Bình Phước, Bình Dương, Đồng Nai, Đắk Nông

Hình 1.1 Ranh giới và vị trí khu vực nghiên cứu

của các tiểu lưu vực cấp 5, từ đó tiến hành phân loại dạng lưu vực của các tiểu lưu vực sông cấp 5 trên khu vực nghiên cứu

1.4 NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐÊ TÀI

- Nghiên cứu về đặc điểm các lưu vực sông và lý thuyết về phân loại mạng dòng chảy:

• Tìm hiểu về các phương pháp phân tích mạng dòng chảy và lưu vực sông được sử dụng trong nghiên cứu lưu vực

• Tìm hiểu về thuật toán D8 (thuật toán phân loại lưu vực chính sử dụng trong phần mềm RiverTools 2.4) được phát triển bởi O’Callaghan và Mark (1984)

- Xử lý dữ liệu viễn thám SRTM DEM để lập bản đồ mạng dòng chảy và cấp lưu vực của khu vực nghiên cứu, xác định các đặc điểm lưu vực, xây dựng bộ dữ liệu khái quát về hệ thống các lưu vực tại khu vực nghiên cứu

- Xây dựng quy trình phân loại dạng lưu vực: nghiên cứu các đặc điểm của

hệ thống mạng dòng chảy của khu vực nghiên cứu, từ đó tiến hành phân loại các dạng lưu vực của khu vực này

- Nghiên cứu xác định mối tương quan giữa các dạng lưu vực đã phân loại với hiện tượng lũ quét diễn ra tại khu vực nghiên cứu.

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI

- Phương pháp tổng hợp tài liệu:

• Thu thập, tổng hợp, chọn lọc các thông tin về khu vực nghiên cứu từ nhiều nguồn khác nhau: từ các website chuyên ngành, các công trình nghiên cứu

đã thực hiện, các tài liệu khác có liên quan đến đề tài

• Thu thập dữ liệu viễn thám và các bản đồ tư liệu đã được xây dựng bởi các cơ quan, ban ngành có liên quan

- Sử dụng các công cụ GIS để thực hiện nội dung nghiên cứu:

• Sử dụng các công cụ phân tích không gian (spatial analysis) của GIS: để phân tích mạng dòng chảy và dạng lưu vực của khu vực nghiên cứu, tính toán các đặc điểm địa hình, hình thể của các lưu vực

• Thành lập các bản đồ có liên quan Hệ thống bản đồ sẽ được chuẩn hóa về

hệ quy chiếu VN2000

- Phương pháp khảo sát thực địa:

• Khảo sát thực địa để chụp ảnh so sánh và kiểm chứng độ phù hợp của kết quả đã thực hiện

Ngoài ra, trong quá trình thực hiện khóa luận, tác giả còn sử dụng một số công cụ xử lý số liệu của Excel để tiến hành phân tích, thống kê, xử lý số liệu có liên quan phục vụ cho việc nghiên cứu

1.7 PHẦN MỀM SỬ DỤNG

định ranh giới các lưu vực, xác định bán kính, chu vi, diện tích lưu vực

SRTM DEM và tính toán các đặc điểm của vùng

từ định dạng GeoTIFF sang định dạng DEM

- Phần mềm Microsoft Excel: sử dụng để thống kê các chỉ số hình thái lưu

vực, các chỉ số địa hình lưu vực

vực

- Phần mềm MapINFO 9.0: biên tập và trình bày các bản đồ kết quả.

1.8 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

- Thống kê, đánh giá được những nét đặc trưng về hình thái và địa hình của

hệ thống mạng dòng chảy và các lưu vực trong khu vực nghiên cứu

- Thành lập được một bộ dữ liệu khái quát về các lưu vực tại khu vực nghiên cứu

- Bước đầu thành lập các tiêu chí phân loại dạng lưu vực

- Xác định mối tương quan giữa kết quả phân loại lưu vực với việc diễn ra tai biến lũ quét tại khu vực nghiên cứu

- Tạo cơ sở cho việc đề xuất mục đích sử dụng hợp lý cho từng dạng lưu vực tại KVNC

Chương 2

TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU LƯU VỰC

2.1 GIỚI THIỆU VỀ HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU LƯU VỰC SÔNG

Các lưu vực sông có liên quan vô cùng mật thiết đến đời sống của con người Chính vì thế, hoạt động nghiên cứu các lưu vực sông đã được con người thực hiện từ rất lâu đời và bằng nhiều hướng tiếp cận khác nhau

Trước đây, các nhà khoa học thực hiện nghiên cứu lưu vực chủ yếu bằng phương pháp điều tra thực tế Phương pháp này có ưu điểm là kết quả nghiên cứu

có độ chính xác cao, tuy nhiên phương pháp này hạn chế ở chỗ cần nhiều thời gian để thực hiện Ngoài ra, phương pháp này chỉ phù hợp khi thực hiện trong một khu vực nghiên cứu nhỏ nhất định, không thể áp dụng để nghiên cứu trên một khu vực rộng lớn

Ngày nay, sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghệ thông tin đã

mở ra một hướng đi hoàn toàn mới trong nghiên cứu lưu vực: nghiên cứu lưu vực sông với sự hỗ trợ của Hệ Thống Thông Tin Địa Lý (GIS)

Năm 1957, sự ra đời của khái niệm cấp Strahler và định luật Strahler đã tạo cơ sở cho việc hình thành thuật toán xác định mạng dòng chảy và phân chia ranh giới lưu vực sông [6] Cấp Strahler (Strahler order) là một thuộc tính được gán cho mọi đoạn sông trong một mạng lưới dòng chảy Một chuỗi các đoạn sông có cùng cấp Strahler tạo thành một dòng Strahler (Strahler stream) Cấp của dòng Strahler được xem như một thước đo để đánh giá kích cỡ và sự phức tạp về cấu trúc của một mạng dòng chảy [9] Theo định luật Horton-Strahler, giá trị cơ sở của cấp Strahler là cấp 1, khi 2 dòng Strahler cùng cấp gặp nhau sẽ tạo ra một dòng Strahler lớn hơn 1 cấp (xem hình 2.1) [6]

Horton-Hình 2.1 Phương pháp xác định bậc Strahler

Từ những khái niệm cơ sở ban đầu, các tác giả đã phát triển thành nhiều thuật toán xác định mạng lưới dòng chảy khác nhau, trong số đó có 2 thuật toán tiêu biểu sau:

- O’Callaghan và Mark (1984) đã xây dựng mô hình mạng dòng chảy D8 (hình 2.2) Trong mô hình này, các dòng chảy sẽ có 8 hướng chính, đó là các hướng: Bắc, Đông Bắc, Đông, Đông Nam, Nam, Tây Nam, Tây, Tây Bắc [9]

- David Tarboton (2000) đã xây dựng mô hình mạng dòng chảy D-Infinity Khác với mô hình D8, mô hình D-Infinity quy định số hướng dòng chảy là

vô hạn [7]

Hình 2.2 Mô hình D8 – mô hình mạng dòng chảy sử dụng trong đề tài

Trên thế giới, hoạt động nghiên cứu lưu vực đã được thực hiện rộng rãi, phục vụ cho nhiều mục đích khoa học khác nhau Tiêu biểu có thể kể đến một số nghiên cứu sau:

- Các tác giả Zhou Lin và Takashi Oguchi (Đại học Tokyo, Nhật) sử dụng 2 tiêu chí là mật độ dòng chảy và góc dốc địa hình để xác định các dạng tiểu lưu vực đặc trưng của 3 vùng có cấu trúc địa chất khác nhau: vùng Kusatsu-Shirane, vùng Aka-Kuzure và vùng Usu.

- Các tác giả Thomas Kohler và Thomas Breu đã lập một hệ thống tiêu chuẩn để phân loại các lưu vực ở hạ nguồn sông Mekong

- Tác giả Andreas Heinimann (Đại học Berne, Thụy Sĩ) thực hiện phân loại lưu vực tại nước Lào và đề xuất các biện pháp sử dụng hợp lý lưu vực.Tại Việt Nam, hoạt động nghiên cứu lưu vực sông cũng rất được chú trọng, đã có nhiều đề tài nghiên cứu lưu vực sông có giá trị được thực hiện, tiêu biểu có thể kể đến:

- Đề tài “Nghiên cứu xây dựng cơ sở khoa học phục vụ quản lý thống nhất

và tổng hợp nguồn nước lưu vực sông Đồng Nai” của Viện Môi Trường

Và Tài Nguyên – Đại Học Quốc Gia Tp.HCM

- Đề tài “Phân tích diễn biến chế độ dòng chảy ở hạ lưu sông Bé sau khi có công trình thủy điện Thác Mơ” của Phân viện khí tượng thủy văn và môi trường khu vực phía Nam

- Đề tài “Viễn Thám và GIS: khả năng ứng dụng thành lập bản đồ nguy cơ tai biến trên lưu vực sông Bé” của tác giả Trần Tuấn Tú – Khoa Môi Trường, trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Tp.HCM

2.2 MỘT SỐ KỸ THUẬT KHÁC SỬ DỤNG TRONG KHÓA LUẬN 2.2.1 Nắn chỉnh hình học ảnh

Nắn chỉnh hình học là kỹ thuật được thực hiện để loại bỏ những biến dạng hình học trên ảnh bằng cách thiết lập mối quan hệ giữa hệ tọa độ ảnh và hệ tọa độ địa lý của các điểm khống chế [4]

Trong khóa luận, kỹ thuật nắn chỉnh hình học sẽ được thực hiện để chuyển

dữ liệu SRTM DEM từ hệ quy chiếu Latitude/Longitude sang hệ quy chiếu VN2000

2.2.2 Lọc ảnh bằng ma trận lẻ

Quá trình lọc ảnh sẽ được thực hiện bởi một cửa sổ trượt, với ma trận toán

tử (n×n) là một số lẻ (3×3); (5×5) hay (9×9) Để tiến hành phép lọc, giá trị của pixel trung tâm của cửa sổ trượt sẽ được tính từ giá trị của các pixel xung quanh

ở vị trí tương ứng với ảnh gốc

Kỹ thuật lọc ảnh sẽ được dùng để tính giá trị phân cắt sâu của khu vực nghiên cứu

2.2.3 Kỹ thuật tái phân loại ảnh

Kỹ thuật tái phân loại ảnh được thực hiện bằng các gán giá trị mới cho các khoảng cấp độ xám nhất định, thuộc một nhóm đối tượng nào đó có các tính chất tương đối đồng nhất nhằm phân biệt các nhóm đó với nhau trong khuôn khổ của

dữ liệu ảnh [4]

Trong phạm vi khóa luận, kỹ thuật tái phân loại sẽ được sử dụng để:

 Xác định hướng sườn của khu vực nghiên cứu

 Phân loại độ cao, độ dốc, phân cắt sâu để tạo bản đồ nguy cơ tai biến lũ quét

2.2.4 Kỹ thuật tính toán trên dữ liệu raster

Kỹ thuật này bao gồm các phép tính thông thường như cộng, trừ, nhân, chia, các phép tính lũy thừa, logarite… thực hiện trên dữ liệu dạng raster

Kỹ thuật tính toán trên raster sẽ được sử dụng để cắt ảnh và tạo bản đồ nguy cơ tai biến lũ quét

2.2.5 Kỹ thuật thống kê dữ liệu raster

Trong khóa luận, kỹ thuật thống kê thông tin từ dữ liệu raster sẽ được sử dụng để thống kê các đặc điểm địa hình từ mô hình DEM của khu vực nghiên cứu (độ cao, độ dốc, hướng sườn, phân cắt sâu)

2.3 ĐỊNH HƯỚNG PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN TRONG KHÓA LUẬN

Trong phạm vi khóa luận, tác giả sẽ sử dụng công cụ GIS để phân chia ranh giới lưu vực, xác định mạng dòng chảy, các yếu tố hình thái và địa hình của các tiểu lưu vực nằm trong khu vực nghiên cứu, mà cụ thể là các tiểu lưu vực cấp

5 trong lưu vực sông La Ngà, lưu vực sông Bé, vùng thượng lưu và trung lưu sông Đồng Nai

Từ kết quả phân tích lưu vực đã thực hiện, tác giả sẽ tiến hành phân loại các dạng tiểu lưu vực trong vùng dựa trên các đặc điểm đặc trưng của chúng (xem hình 2.3)

Hình 2.3 Khái quát các bước thực hiện phân loại dạng lưu vực (watershed classification)

Chương 3

KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH ĐẶC ĐIỂM CÁC LƯU VỰC

TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Trong chương này, tác giả sẽ trình bày 2 nội dung chính:

- Kết quả phân tích các đặc điểm hình thái, mạng dòng chảy và địa hình của

3 lưu vực sông chính: lưu vực sông La Ngà, phần thượng lưu và trung lưu sông Đồng Nai và lưu vực sông Bé

- Kết quả tính toán thực hiện trên các tiểu lưu vực cấp 5 thuộc KVNC

3.1 THỐNG KÊ ĐẶC ĐIỂM 3 LƯU VỰC SÔNG CHÍNH

3.1.1 Đặc điểm về hình thái của 3 lưu vực sông chính

Thực hiện tính toán diện tích, đường kính, chu vi và chỉ số hình dạng lưu vực từ lớp dữ liệu lưu vực vừa tạo thành, ta có kết quả như bảng 3.1 sau đây:

Bảng 3.1: Đặc điểm hình thái các lưu vực chính

LƯU VỰC DIỆN TÍCH LƯU VỰC

(km 2 )

ĐƯỜNG KÍNH LƯU VỰC (km)

CHU VI LƯU VỰC (km)

CHỈ SỐ HÌNH DẠNG LƯU VỰC

Bé lại có xu hướng trải dài theo hướng Bắc – Nam

3.1.2 Đặc điểm mạng dòng chảy của 3 lưu vực sông chính

Sau khi sử dụng mô hình D8 để xác định mạng dòng chảy từ dữ liệu SRTM DEM, ta có kết quả như trong hình 3.1

Hình 3.1 Hệ thống mạng dòng chảy của các lưu vực chính

Thực hiện tính toán tổng chiều dài dòng chảy, mật độ dòng chảy và thống

kê các đặc điểm hướng dòng chảy, dạng mạng dòng chảy, ta có kết quả như bảng 3.2 sau đây

Bảng 3.2: Đặc điểm mạng dòng chảy trong các lưu vực chính

LƯU VỰC

TỔNG CHIỀU DÀI DÒNG CHẢY TRONG LƯU VỰC (km)

HƯỚNG DÒNG CHẢY

CHÍNH

DẠNG MẠNG LƯỚI DÒNG CHẢY

MẬT ĐỘ DÒNG CHẢY

TB (km/km 2 )

Sông La Ngà 2.019,8 Đông Bắc - Tây Nam

Dạng nhánh

Sông Đồng Nai 5.164,17 Đông Bắc - Tây Nam Dạng nhánh cây 0,4872

Sông Bé 3.916,276 Đông Bắc - Tây Nam Dạng nhánh cây 0,504

Dựa vào kết quả thống kê, ta thấy cả 3 lưu vực đều có dạng mạng lưới dòng chảy dạng nhánh cây và đều có hướng dòng chảy chính là hướng Đông Bắc – Tây Nam Trong 3 lưu vực, lưu vực sông Bé là lưu vực có mật độ dòng chảy lớn nhất (0,504 km/km2)

Biểu diễn dữ liệu SRTM DEM của khu vực nghiên cứu bằng phần mềm MapINFO, ta được kết quả như hình 3.2 sau đây:

Hình 3.2 Bản đồ độ cao địa hình của khu vực nghiên cứu

Thực hiện kỹ thuật thống kê raster trên lớp dữ liệu độ cao địa hình của khu vực, ta có kết quả như trong bảng 3.3

Bảng 3.3: Đặc điểm độ cao địa hình của các lưu vực chính

LƯU VỰC

Giá trị độ cao nhỏ nhất (m)

Giá trị độ cao lớn nhất (m)

Giá trị độ cao trung bình (m)

Độ lệch chuẩn

Dựa vào bản đồ thể hiện độ cao (hình 3.2) và đồ thị tần suất (biểu đồ 3.1),

ta thấy độ cao địa hình của lưu vực sông La Ngà tập trung chủ yếu trong 2 khoảng: một khoảng từ 53 – 200 m, một khoảng từ 200 m đến trên 2000 m

Khu vực có độ cao địa hình thấp (53 – 200 m) tập trung chủ yếu ở phần trung tâm và phần phía Tây Nam của lưu vực, ứng với vùng đồng bằng Còn khu vực có độ cao địa hình lớn (200 m đến trên 2000 m) thì lại tập trung ở phần Đông Bắc của lưu vực Giữa 2 khu vực này có sự chênh lệch về độ cao khá lớn

Xét trên tổng thể toàn lưu vực, ta thấy độ cao địa hình của lưu vực sông

La Ngà có xu hướng cao ở Đông Bắc, và giảm dần theo hướng từ Đông Bắc đến Tây Nam

Biểu đồ 3.1 Đồ thị tần suất độ cao địa hình lưu vực sông La Ngà

 Lưu vực sông Đồng Nai:

Dựa vào bản đồ thể hiện độ cao (hình 3.2) và đồ thị kết quả (biểu đồ 3.2),

ta thấy độ cao địa hình của vùng thượng lưu và trung lưu sông Đồng Nai chia thành 3 khoảng độ cao rõ rệt: từ 50 – 250 m, từ 250 – 800 m, từ 800 m đến trên

2000 m

3 khoảng độ cao trên ứng với 3 bộ phận địa hình đặc trưng của vùng:

- Vùng có độ cao địa hình thấp (50 – 250 m): tập trung tại phía Tây Nam của khu vực, đặc trưng cho địa hình vùng đồng bằng

- Vùng có độ cao địa hình trung bình (250 – 800 m): tập trung tại vùng trung tâm của khu vực, đặc trưng cho địa hình vùng cao nguyên và chuyển tiếp đồng bằng – cao nguyên

- Vùng có độ cao trung bình lớn (800 m đến trên 2000 m): tập trung tại phía Đông Bắc của khu vực, đặc trưng cho địa hình vùng đồi núi cao.Cũng như lưu vực sông La Ngà, ta thấy độ cao địa hình của vùng thượng lưu và trung lưu sông Đồng Nai có xu hướng cao ở Đông Bắc, và giảm dần theo hướng từ Đông Bắc đến Tây Nam

Biểu đồ 3.2 Đồ thị tần suất độ cao địa hình lưu vực sông Đồng Nai

 Lưu vực sông Bé:

Qua đồ thị tần suất (biểu đồ 3.3), ta thấy độ cao địa hình của lưu vực sông

Bé cũng chia thành 3 khoảng rõ rệt: từ 10 – 200 m, từ 200 – 500 m, từ 500 m đến trên 900 m Trong đó, khoảng độ cao từ 10 – 200 m chiếm phần lớn diện tích vùng (phía Nam), tiếp đến là khoảng độ cao từ 200-500 m (khu vực trung tâm lưu vực), còn khoảng độ cao từ 500 – 900 m chiếm diện tích khá nhỏ (phía Bắc

và Đông Bắc)

Cũng như 2 lưu vực La Ngà và Đồng Nai, độ cao lưu vực sông Bé cũng có

xu hướng giảm dần từ Đông Bắc xuống Tây Nam

Biểu đồ 3.3 Đồ thị tần suất độ cao địa hình lưu vực sông Bé

3.1.3.2 Đặc điểm độ dốc địa hình

Tiến hành tính toán và thống kê độ dốc địa hình dựa vào dữ liệu SRTM DEM của khu vực nghiên cứu, ta có kết quả như trong hình 3.3 và bảng 3.4 sau đây:

Bảng 3.4: Đặc điểm độ dốc địa hình của các lưu vực chính

LƯU VỰC Giá trị độ dốc nhỏ

nhất (deg)

Giá trị độ dốc lớn nhất (deg)

Giá trị độ dốc trung bình (deg)

Độ lệch chuẩn