Kết hợp dữ liệu vệ tinh trọng lực và thủy văn bề mặt để theo dõi diễn biến trữ lượng nước ngầm tại khu vực Bắc Trung Bộ

Bài viết Kết hợp dữ liệu vệ tinh trọng lực và thủy văn bề mặt để theo dõi diễn biến trữ lượng nước ngầm tại khu vực Bắc Trung Bộ phân tích số liệu cho thấy giải pháp thu được thông qua việc loại bỏ độ ẩm đất (SM) trong mô hình GLDAS là có đủ cơ sở.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kết hợp dữ liệu vệ tinh trọng lực và thủy văn bề mặt để theo dõi diễn biến trữ lượng nước ngầm tại khu vực Bắc Trung Bộ KẾT HỢP DỮ LIỆU VỆ TINH TRỌNG LỰC VÀ THỦY VĂN BỀ MẶTĐỂ THEO DÕI DIỄN BIẾN TRỮ LƯỢNG NƯỚC NGẦM TẠI KHU VỰC BẮC TRUNG BỘ Lê Tiến Duy, Trần Thành Lê, Hoàng Văn Tuấn, Lê Thị Liên, Lê Thị Hoa Huệ Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội Tóm tắt Nhiệm vụ vệ tinh Phục hồi trọng lực và thí nghiệm khí hậu (GRACE) được áp dụng để xácđịnh biến động trữ lượng nước (Terrestrial Water Storage - TWS), chủ yếu bao gồm nước ngầm(Ground Water - GW), nước mặt (Surface Water - SW), tức là độ ẩm của đất (Soil Moisture - SM)và nước tuyết tương đương (Snow Water Equivalent - SWE). Để theo dõi biến động trữ lượng nướcngầm, nhóm tác giả xác định biến động trữ lượng nước (TWS) dựa vào dữ liệu vệ tinh trọng lựcGRACE. Sau đó, tiến hành loại bỏ yếu tố nước mặt được mô phỏng theo mô hình bề mặt đất của Hệthống đồng hóa dữ liệu đất toàn cầu GLDAS (Global Land Data Assimilation System). Biến độngtrữ lượng nước (TWS) được xác định từ các sản phẩm của GRACE (CSR, GFZ và JPL) và mô hìnhGLDAS. Phân tích số liệu cho thấy giải pháp thu được thông qua việc loại bỏ độ ẩm đất (SM) trongmô hình GLDAS là có đủ cơ sở. Dựa trên quy trình xử lí dữ liệu vệ tinh GRACE của WeiFeng, sauđó, loại bỏ biến động dữ liệu nước mặt từ NAOH trong mô hình GLDAS, chúng tôi tiến hành ướctính sự biến động nước ngầm tại khu vực nghiên cứu, đồng thời, thu thập số liệu nước ngầm quantrắc tại chỗ ở tầng chứa nước không áp tại 03 tỉnh: Thanh Hóa, Nghệ An và Hà Tĩnh, đại diệncho khu vực nghiên cứu để theo dõi xu hướng tăng giảm mực nước ngầm, nhằm đưa ra kết luậndự báo cho toàn vùng. Dựa trên xu hướng biến động trữ lượng nước hàng năm của nước mặt vàCSR - Nước mặt, GFZ - Nước mặt, JPL - Nước mặt cho thấy, mô hình CSR -Nước mặt là phù hợpnhất tại khu vực nghiên cứu. Trên cơ sở đó, có thể kết luận biến động trữ lượng nước ngầm tại khuvực Bắc Trung Bộ có xu hướng giảm nhẹ: - 0,09 ± 0,25 cm, trong giai đoạn từ năm 2011 - 2017. Từ khóa: Vệ tinh Phục hồi trọng lực và Thí nghiệm khí hậu; Hệ thống đồng hóa dữ liệu đấttoàn cầu; Tổng trữ lượng nước; Nước ngầm; Nước mặt; Độ ẩm đất. Abstract Combining gravity satellite data and surface hydrology to monitor changes in groundwater reserves in the North central region The Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) satellite mission is applied todetermine the variation of water storage (TWS), mainly consisting of groundwater (GW), surfacewater (SW), ie soil moisture (SM) and snow water equivalent (SWE). To monitor groundwaterreserve fluctuations, we determine changes in terrestrial water storage (TWS) based on GRACEgravity satellite data, then proceed to remove surface water simulated by the Global Land DataAssimilation System model (GLDAS). Changes in terrestrial water storage were determined fromGRACE products (CSR, GFZ, JPL) and GLDAS model, data analysis showed that the solutionwas obtained through soil moisture removal (SM) in the GLDAS model is enough basis. Based onWeiFeng’s GRACE satellite data processing process, then removing surface water data fluctuationsfrom NAOH in the GLDAS model, we estimate groundwater fluctuations in the study area, and atthe same time collect Collecting groundwater data for in situ monitoring in the unconfined aquiferin 3 provinces of Thanh Hoa, Nghe An, Ha Tinh representing the study area to monitor the trendof increasing and decreasing groundwater level, for the purpose of providing forecast conclusionsfor the whole region. Based on the annual trend of water reserve variation of Surface Water and Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên, 461 bảo vệ môi trường và phát triển bền vữngCSR - Surface Water, GFZ - Surface Water, JPL - Surface Water, the CSR - Surface Water modelis the most suitable in the study area. On that basis, it can be concluded that the fluctuation ofgroundwater reserves in the North Central region trends to decrease slightly: - 0.09 ± 0.25cm inthe period from 2011 to 2017. Keywords: Gravity Recovery Satellite and Climate Experiment; Global Land DataAssimilation System; Total water reserves; Groundwater; Surface water; Soil moisture. 1. Đặt vấn đề Biến đổi khí hậu là nguyên nhân chính khiến cho mối quan hệ giữa các yếu tố mất đi sự cânbằng vốn có. Điều này chính là một mối đe dọa đối với an ninh lương thực, chất lượng nguồn nướcvà nguồn năng lượng. Biến đổi khí hậu là một hiện tượng mà con người không thể phủ nhận đượcnhững tác động hiển nhiên của nó [1]. Tài nguyên nước (TNN)là các nguồnnướcmà con người sử dụng hoặc có thể sử dụng vàonhững mục đích khác nhau, nước được dùng trong các hoạt độngnông nghiệp,công nghiệp,dândụng,giải trívàmôi trường, hầu hết các hoạt động trên đều cầnnước ngọt. Vấn đề lớn nhất vớiviệc quản lý tài nguyên nước là theo dõi, kiểm soát nguồn nước định kì. Sự sụt giảm của nguồnnước ngầm hầu như là vô hình và hậu quả của nó sẽ chỉ thường thể hiện vào nhiều năm sau đó. Dễthấy rằng, mô hình hạn hán đang gắn chặt với sự cạn kiện nước ngầm. Nước bề mặt có thể phụchồi sau khi có nhiều cơn mưa lớn nhưng mất nhiều hơn thế để phục hồi lượng nước bị hút ra khỏitầng ngậm nước. Sự suy giảm tài nguyên nước dưới đất tại khu vực Bắc Trung Bộ luôn là vấn đề được các banngành quan tâm, khu vực này có hai tầng chứa nước chính đang được khai thác sử dụng, đó là cáctầng chứa nước Holocen (qh) và Pleistocen (qp). Xuất phát từ tầm quan trọng trong việc dự báo TNN, chúng tôi đã lựa chọn phương pháp sửdụng dữ liệu vệ tinh Phục hồi trọng lực và Thí nghiệm khí hậu (GRACE) và Hệ thống đồng hóa dữliệu đất toàn cầu GLDAS để theo dõi biến động trữ lượng nước ngầm tại khu vực Bắc T ...