Tóm tắt luận án Tiến sĩ Thủy văn học: Nghiên cứu cải tiến mô hình MARINE để mô phỏng và dự báo dòng chảy cho lưu vực sông thiếu số liệu - Áp dụng cho khu vực Nam Trung Bộ

Đề tài "Nghiên cứu cải tiến mô hình MARINE để mô phỏng và dự báo dòng chảy cho lưu vực sông thiếu số liệu - Áp dụng cho khu vực Nam Trung Bộ" có cấu trúc gồm 3 chương trình bày tổng quan mô phỏng và dự báo trên lưu vực thiếu số liệu; nghiên cứu cải tiến mô hình MARINE; ứng dụng mô hình MARINE cải tiến để mô phỏng và dự báo dòng chảy trên một số lưu vực sông ở khu vực Nam Trung Bộ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt luận án Tiến sĩ Thủy văn học: Nghiên cứu cải tiến mô hình MARINE để mô phỏng và dự báo dòng chảy cho lưu vực sông thiếu số liệu - Áp dụng cho khu vực Nam Trung Bộ BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BÙI VĂN CHANH NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MÔ HÌNH MARINE ĐỂ MÔ PHỎNG VÀ DỰ BÁO DÒNG CHẢY CHO LƯU VỰC SÔNG THIẾU SỐ LIỆU - ÁP DỤNG CHO KHU VỰC NAM TRUNG BỘ Ngành: Thủy văn học Mã số: 9440224 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ THỦY VĂN HỌC Hà Nội, 2022 Công trình hoàn thành tại: Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS Trần Ngọc Anh 2. PGS.TS Lương Tuấn Anh Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Tiền Giang Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Thanh Hùng Phản biện 3: PGS.TS. Ngô Lê An Luận án sẽ được bảo vệ cấp Viện: tại Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi Khí hậu Vào hồi , ngày tháng năm 2022 Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi Khí hậu 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của Luận án Sự hạn chế trong mô phỏng của mô hình thủy văn thông số tập trung và sự phát triển của máy tính dẫn đến xu hướng sử dụng mô hình thủy văn thông số phân bố. Tuy nhiên, với yêu cầu về số lượng lớn và chi tiết theo không gian số liệu đầu vào làm tăng khả năng thiếu số liệu và gây khó khăn trong ứng dụng mô hình thủy văn thông số phân bố. Mặc dù có khó khăn trên, nhưng mô hình thủy văn thông số phân bố vẫn cần được áp dụng để đáp ứng yêu cầu về nâng cao chất lượng và chi tiết theo không gian trong mô phỏng, dự báo. Mô hình MARINE là sự lựa chọn phù hợp vì đã được ứng dụng ở nhiều nơi trên Thế giới cũng như ở Việt Nam, có mã nguồn mở nên thuận tiện cho việc can thiệp, cải tiến mô hình, mô phỏng tường minh bản chất vật lý của quá trình dòng chảy sườn dốc. Tuy nhiên, mô hình còn một số nhược điểm như chưa có công cụ tính toán mưa phân bố, chưa hoàn thiện mô phỏng dòng chảy trong sông và chưa xét đến các tác động của các công trình hồ chứa, đập dâng …. Số liệu mưa và mặt cắt ngang có vai trò quan trọng trong mô hình thủy văn thông số phân bố, trong đó có mô hình MARINE; tuy nhiên, thiếu những số liệu này khó khắc phục nhất và khá phổ biến ở nước ta, trong đó có khu vực Nam Trung Bộ. Do đó, cải tiến mô hình MARINE để khắc phục các nhược điểm trên và tăng khả năng ứng dụng trên lưu vực thiếu số liệu mưa, mặt cắt ngang là rất cần thiết. Ngoài ra, trên lưu vực sông Cái Nha Trang, Dinh Ninh Hòa, Cái Phan Rang chịu sự tác động của chiều công trình hồ chứa, vùng hạ lưu là trung tâm kinh tế xã hội của tỉnh Khánh Hòa và Ninh Thuận; do đó, ứng dụng MARINE cải tiến trên các lưu vực sông này không chỉ minh chứng được hiệu quả của mô hình mà còn đáp ứng yêu cầu mô phỏng, dự báo chi tiết phục vụ phòng chống thiên tai, phát triển kinh tế xã hội. 2 2. Mục tiêu của Luận án - Cải tiến mô hình MARINE để mô phỏng và dự báo dòng chảy chính xác hơn trên các lưu vực sông không ảnh hưởng của thủy triều, thiếu số liệu mưa phân bố theo không gian và mặt cắt lòng dẫn. - Ứng dụng được mô hình MARINE cải tiến để mô phỏng và dự báo dòng chảy cho một số lưu vực sông thiếu số liệu ở khu vực Nam Trung Bộ. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1. Đối tượng nghiên cứu: - Dòng chảy trên sườn dốc và trong sông. - Cơ sở lý thuyết, thuật toán, quá trình tính toán và mô phỏng của mô hình thủy văn thông số phân bố MARINE. - Cơ sở lý thuyết, sơ đồ giải mô hình sóng động học một chiều, diễn toán dòng chảy qua hồ và nội suy mưa không gian. 2. Phạm vi nghiên cứu : - Dòng chảy trên sườn dốc và dòng chảy trong sông không ảnh hưởng triều. - Mô hình thủy văn thông số phân bố, mô hình sóng động học và diễn toán dòng chảy qua hồ. - Lưu vực sông thiếu số liệu ở khu vực Nam Trung Bộ bao gồm: Cái Nha Trang, Cái Phan Rang và Dinh Ninh Hòa. 4. Luận điểm bảo vệ của Luận án Luận điểm 1: Việc tích hợp mô hình sóng động học, mô đun diễn toán hồ chứa và công cụ nội suy mưa góp phần cải tiến mô hình MARINE để tăng cường khả năng mô phỏng, dự báo trên các lưu vực sông không ảnh hưởng triều. Luận điểm 2: Các công cụ, mô hình đã xây dựng và tích hợp trong mô hình MARINE cải tiến đáp ứng yêu cầu và phù hợp để mô phỏng, dự báo lũ cho một số lưu vực thiếu số liệu ở khu vực Nam Trung Bộ. 3 5. Đóng góp mới của Luận án - Đã cải tiến mô hình MARINE bằng việc tích hợp mô hình sóng động học cho mạng lưới sông phức tạp; tích hợp công cụ nội suy mưa nghịch đảo khoảng cách kết hợp phân bố mưa theo độ cao; và tích hợp mô đun diễn toán dòng chảy qua hồ để tăng cường chất lượng mô phỏng, dự báo cho các lưu vực sông thiếu số liệu. - Đã ứng dụng thành công mô hình MARINE cải tiến để mô phỏng, dự báo dòng chảy lũ tại một số lưu vực sông ở khu vực Nam Trung Bộ và chứng minh được hiệu quả, khả năng áp dụng cho các lưu vực sông nhỏ không ảnh hưởng triều, thiếu số liệu. 6. Cấu trúc của Luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, nội dung của Luận án gồm ba chương: Chương 1: Tổng quan mô phỏng và dự báo trên lưu vực thiếu số liệu. Chương 2: Nghiên cứu cải tiến mô hình MARINE. Chương 3: Ứng dụng mô hình MARINE cải tiến để mô phỏng và dự báo dòng chảy trên một số lưu vực sông ở khu vực Nam Trung Bộ. 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MÔ PHỎNG VÀ DỰ BÁO TRÊN LƯU VỰC THIẾU SỐ LIỆU 1.1. Tổng quan ứng dụng mô hình toán thủy văn Sự hạn chế trước đây về tính toán của công nghệ thông tin và thiếu dữ liệu dẫn đến đơn giản hóa trong mô phỏng của mô hình thủy văn thông số tập trung; với yêu cầu sử dụng ít dữ liệu, mô hình đã sớm được phát triển để phục vụ các công tác dự báo thủy văn, tính toán trong lĩnh vực tài nguyên nước. Tuy mô hình tính toán nha ...