Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Ứng dụng mô hình swat đánh giá chất lượng nước sông bung - đoạn chảy qua huyện nam giang, tỉnh quảng nam.
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA ĐỊA LÝ
NGÔ VŨ LINH
Đề tài:
ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWAT ĐÁNH GIÁ
CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG BUNG – ĐOẠN CHẢY QUA
HUYỆN NAM GIANG, TỈNH QUẢNG NAM
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Cử nhân Địa lý tự nhiên
Đà Nẵng, 05/2017
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA ĐỊA LÝ
NGÔ VŨ LINH
Đề tài:
ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWAT ĐÁNH GIÁ
CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG BUNG – ĐOẠN CHẢY QUA
HUYỆN NAM GIANG, TỈNH QUẢNG NAM
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Cử nhân Địa lý tự nhiên
Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thị Diệu
Đà Nẵng, 05/2017
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên con xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, cha mẹ đã sinh thành, dưỡng dục và
cho con cơ hội được trưởng thành và học hành cho đến ngày hôm nay. Cha mẹ đã chịu
bao nỗi khó khăn vất vả để tương lai các con được tươi sáng.
Sau đó em xin được cảm ơn trường Đại học Sư Phạm – Đại học Đà Nẵng, khoa Đại
Lý cùng các quý thầy cô giáo đã nhiệt tình dạy dỗ, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm
cho em trong suốt bốn năm đại học. Cho em có cơ hội được tiếp xúc với những kiến
thức mới để bước vào đời.
Em xin cảm ơn cô Nguyễn Thị Diệu, đã nhiệt tình giảng dạy, giúp đỡ em hoàn thành
Khóa Luận Tốt Nghiệp.
Cuối cùng xin cảm ơn các bạn lớp 13CDMT, những người bạn nhiệt tình, thân ái và
đoàn kết giúp đỡ lẫn nhau trong suốt bốn năm học vừa qua.
Xin chúc mọi người sức khỏe, vui vẻ và thành công trong cuộc sống.
MỤC LỤC
A. PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ................................................................. 1
2. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI................................................... 2
2.1. Mục tiêu của đề tài.................................................................................................. 2
2.2. Nhiệm vụ của đề tài ................................................................................................ 2
3. GIỚI HẠN, PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI............................................................ 2
3.1. Về không gian ......................................................................................................... 2
3.2. Về nội dung............................................................................................................. 2
4. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU .............................................................................. 3
4.1. Trên thế giới............................................................................................................ 3
4.2. Ở Việt Nam............................................................................................................. 4
5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU........................................................................... 5
6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................. 5
6.1. Phương pháp thu thập số liệu....................................................................... 5
6.2. Phương pháp tổng hợp xử lý, phân tích số liệu............................................. 5
6.3. Phương pháp bản đồ.................................................................................... 5
6.4. Phương pháp ứng dụng mô hình SWAT ................................................................ 6
7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI.............................. 6
7.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................... 6
7.2. Ý nghĩa thực tiễn..................................................................................................... 6
B. PHẦN NỘI DUNG...................................................................................................... 7
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI............................................................... 7
1.1. TỔNG QUAN VỀ NGUỒN Ô NHIỄM NƯỚC SÔNG.................................. 7
1.1.1. Nguồn gây ô nhiễm................................................................................................. 7
1.1.2. Đánh giá nguồn gây ô nhiễm .................................................................................. 9
1.2. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC .................................. 9
1.2.1. Chỉ tiêu hóa lý......................................................................................................... 9
1.2.2. Chỉ tiêu vi sinh ...................................................................................................... 14
1.3. QCVN 08/2008 BTNMT VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT........................ 14
1.4. NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) .... 16
1.4.1. Định nghĩa GIS ..................................................................................................... 16
1.4.2. Các thành phần của GIS........................................................................................ 17
1.4.3. Chức năng của GIS. .............................................................................................. 18
1.5. TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH SWAT.......................................................... 18
1.5.1. Tổng quan về mô hình SWAT.............................................................................. 19
1.5.2. Nguyên lý của mô hình SWAT............................................................................. 20
1.5.3. Một số khái niệm trong mô hình SWAT .............................................................. 21
1.5.4. Ứng dụng mô hình SWAT đánh giá chất lượng nước .......................................... 23
CHƯƠNG 2. HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG BUNG-TỈNH QUẢNG
NAM................................................................................................................................... 24
2.1. NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG
BUNG .................................................................................................................. 24
2.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................................ 24
2.1.2. Điều kiện tự nhiên................................................................................................. 26
2.1.3. Điều kiện kinh tế- xã hội....................................................................................... 34
2.2. HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG BUNG ............................... 37
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWAT ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC
SÔNG BUNG TỈNH QUẢNG NAM............................................................................... 40
3.1. QUY TRÌNH ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWAT ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG
NƯỚC SÔNG BUNG CHẢY QUA HUYỆN NAM GIANG TỈNH QUẢNG NAM .. 40
3.1.1. Tiến trình thực hiện............................................................................................... 40
3.1.2. Thu thập, xử lý dữ liệu.......................................................................................... 41
3.2. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWAT ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG
BUNG ĐOẠN CHẢY QUA HUYỆN NAM GIANG, TỈNH QUẢNG NAM............ 44
3.2.1. Tổng quan về dữ liệu đầu vào trong SWAT......................................................... 44
3.2.2. Tiến trình thực hiện trên phần mềm SWAT. ........................................................ 48
3.3. ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA KẾT QUẢ CHẠY MÔ HÌNH............ 55
3.3.1. Quá trình tính toán mô phỏng. .............................................................................. 55
3.3.2. Đánh giá độ chính xác........................................................................................... 56
3.4. KẾT QUẢ CỦA MÔ HÌNH SWAT............................................................. 57
3.3.1. Đánh giá thông số DO........................................................................................... 62
3.3.2. Đánh giá thông số NO3
-
........................................................................................ 68
3.3.3. Đánh giá thông số NH4
+
........................................................................................ 74
3.3.4. Đánh giá thông số PO4
3-
....................................................................................... 80
3.5. SO SÁNH BIẾN ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC CỦA 2 KỊCH BẢN. ...... 85
3.5.1. Kịch bản thứ nhất dựa vào bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2000. ................. 85
3.5.2. Kịch bản thứ hai dựa vào bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2015 .................... 86
C. PHẦN KẾT LUẬN.................................................................................................. 88
1. KẾT LUẬN.................................................................................................. 88
2. KIẾN NGHỊ................................................................................................. 88
D. TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 90
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Mùi của nước ở khoảng 20-60oC được đánh giá theo thang điểm 5 ...........10
Bảng 1.2: Vị của nước ở khoảng 20-60oC được đánh giá theo thang điểm 5 ..............10
Bảng 1.3: Các thông số và giá trị giới hạn theo QCVN 08:2008/BTNMT...................14
Bảng 2.1: Lượng mưa trung bình tháng, năm (mm).....................................................28
Bảng 2.2: Lượng bốc hơi trung bình tháng của các trạm (mm)...................................28
Bảng 2.3: Tổng hợp taxon khu hệ động vật vùng nghiên cứu ......................................33
Bảng 2.4: Phân chia dân số theo dân tộc và giới tính của huyện Nam Giang.............34
Bảng 2.5: Bảng tổng hợp kết quả phân tích chất lượng nước mặt...............................38
Bảng 3.1: Các thông số đầu vào của dữ liệu thời tiết tổng quát ..................................43
Bảng 3.2: Thông số dữ liệu đất trong mô hình SWAT .............................................46
Bảng 3.3: Thông tin về các tập tin dữ liệu thời tiết ......................................................47
Bảng 3.4: Phân cấp chất lượng nước theo QCVN 08:2008/BTNMT......................56
Bảng 3.5: Hàm lượng DO hoà tan trung bình tháng tại đầu ra lưu vực giai đoạn
2000-2015 theo kịch bản 1............................................................................................63
Bảng 3.6: Phân cấp lượng DO trong nước của 2 tiểu lưu vực theo
QCVN08:2008/BTNMT theo kịch bản 1.......................................................................63
Bảng 3.7: Hàm lượng DO hoà tan trung bình tháng tại đầu ra lưu vực giai đoạn
2000-2015 theo kịch bản 2............................................................................................64
Bảng 3.8: Phân cấp lượng DO trong nước của 2 tiểu lưu vực theo
QCVN08:2008/BTNMT theo kịch bản 2.......................................................................65
Bảng 3.9: Hàm lượng NO3
- hòa tan trung bình tháng tại đầu ra lưu vực giai đoạn
2000- 2015 theo kịch bản 1. ..........................................................................................68
Bảng 3.10: Phân cấp lượng NO3
-
trong nước của 2 tiểu lưu vực theo
QCVN08:2008/BTNMT theo kịch bản 1.......................................................................69
Bảng 3.11: Hàm lượng NO3
- hòa tan trung bình tháng tại đầu ra lưu vực giai đoạn
2000- 2015 theo kịch bản 2. ..........................................................................................70
Bảng 3.12: Phân cấp lượng NO3
-
trong nước của 2 tiểu lưu vực theo
QCVN08:2008/BTNMT theo kịch bản 2.......................................................................71
Bảng 3.13: Hàm lượng NH4
+ hoà tan trung bình tháng tại đầu ra lưu vực giai đoạn
2000- 2015 theo kịch bản 1...........................................................................................74
Bảng 3.14: Phân cấp lượng NH4
+
trong nước của 2 tiểu lưu vực theo
QCVN08:2008/BTNMT theo kịch bản 1.......................................................................75
Bảng 3.15: Hàm lượng NH4
+ hoà tan trung bình tháng tại đầu ra lưu vực giai đoạn
2000- 2015 theo kịch bản 2...........................................................................................76
Bảng 3.16: Phân cấp lượng NH4
+
trong nước của 2 tiểu lưu vực theo
QCVN08:2008/BTNMT theo kịch bản 2.......................................................................77
Bảng 3.17: Hàm lượng PO4
3- hoà tan trung bình tháng tại đầu ra lưu vực giai đoạn
2000- 2015 theo kịch bản 1...........................................................................................80
Bảng 3.18: Phân cấp lượng PO4
3-
trong nước của 2 tiểu lưu vực theo
QCVN08:2008/BTNMT theo kịch bản 1.......................................................................81
Bảng 3.19: Hàm lượng PO4
3- hoà tan trung bình tháng tại đầu ra lưu vực giai đoạn
2000- 2015 theo kịch bản 2...........................................................................................82
Bảng 3.20: Phân cấp lượng PO4
3-
trong nước của 2 tiểu lưu vực theo
QCVN08:2008/BTNMT theo kịch bản 2.......................................................................83
Bảng 3.21: Biến động chất lượng nước lưu vực sông Bung theo kịch bản sử dụng đất
năm 2000 .......................................................................................................................85
Bảng 3.22: Biến động chất lượng nước lưu vực sông Bung theo kịch bản sử dụng đất
năm 2015 .......................................................................................................................86
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Các thành phần cơ bản của GIS...................................................................18
Hình 1.2: Sơ đồ chu trình thủy văn trong pha đất........................................................20
Hình 1.3: Sơ đồ các quá trình diễn ra trong dòng chảy...............................................21
Hình 1.4: Khái quát lưu vực .........................................................................................22
Hình 2.1: Sơ đồ thỗ nhưỡng lưu vực sông Bung ..........................................................31
Hình 2.2: Bản đồ quy hoạch sử dụng đất huyện Nam Giang. ......................................35
Hình 3.1: Sơ đồ tiến trình thực hiện .............................................................................40
Hình 3.2: Xử lý các thông số thời tiết trên excel ..........................................................47
Hình 3.3: Dữ liệu lưu lượng dòng chảy trạm Thành Mỹ..............................................48
Hình 3.4: Hộp thoại Watershed Delineation................................................................49
Hình 3.5: Bản đồ ranh giới, tiểu lưu vực, lưu vực sông Bung......................................49
Hình 3.6: Cửa xả của lưu vực sông Bung.....................................................................50
Hình 3.7: Tính toán tiểu lưu vực sông Bung ở huyện Nam Giang ...............................50
Hình 3.8: Kết quả dữ liệu Land Use Data trên ArcSWAT............................................51
Hình 3.9: Kết quả dữ liệu Soil Data trên ArcSWAT.....................................................52
Hình 3.10: Bản đồ kết quả dữ liệu Slope......................................................................53
Hình 3.11: Định nghĩa HRU.........................................................................................54
Hình 3.12: Nhập các thông số thời tiết để tiến hành chạy mô hình SWAT. .................54
Hình 3.13: Chạy SWAT.................................................................................................55
Hình 3.14: Quá trình chạy SWAT.................................................................................55
Hình 3.15: Hộp thoại mô phỏng những kết quả của mô hình SWAT ...........................58
Hình 3.16: Hộp thoại mô phỏng giá trị thủy văn trên lưu vực .....................................58
Hình 3.17: Mô phỏng giá trị trầm tích trên lưu vực sông ............................................59
Hình 3.18: Tương quan xói mòn đất trên lưu vực sông................................................59
Hình 3.19: Mô phỏng cảnh quan hao hụt dưỡng chất..................................................60
Hình 3.20: Biểu đồ lượng DO hoà tan trung bình tháng tại đầu ra lưu vực giai đoạn
2000-2015 theo kịch bản 1............................................................................................63
Hình 3.21: Biểu đồ lượng DO hoà tan trung bình tháng tại tiểu lưu vực 2 và tiểu lưu
vực 3 giai đoạn 2000- 2015 theo kịch bản 1 ................................................................64
Hình 3.22: Biểu đồ lượng DO hoà tan trung bình tháng tại đầu ra lưu vực giai đoạn
2000-2015 theo kịch bản 2............................................................................................65
Hình 3.23: Biểu đồ lượng DO hoà tan trung bình tháng tại tiểu lưu vực 2 và tiểu lưu
vực 3 giai đoạn 2000- 2015 theo kịch bản 2 ................................................................66
Hình 3.24: Biểu đồ hàm lượng NO3
- hòa tan trung bình tháng tại đầu ra lưu vực giai
đoạn 2000- 2015 theo kịch bản 1. .................................................................................69
Hình 3.25: Biểu đồ hàm lượng NO3
-
trung bình tháng tại tiểu lưu vực 2 và tiểu lưu
vực 3 giai đoạn 2000- 2015 theo kịch bản 1 ................................................................70
Hình 3.26: Biểu đồ hàm lượng NO3
- hòa tan trung bình tháng tại đầu ra lưu vực giai
đoạn 2000- 2015 theo kịch bản 2. .................................................................................71
Hình 3.27: Biểu đồ hàm lượng NO3
-
trung bình tháng tại tiểu lưu vực 2 và tiểu lưu
vực 3 giai đoạn 2000- 2015 theo kịch bản 2 ................................................................72
Hình 3.28: Biểu đồ hàm lượng NH4
+ hòa tan trung bình tháng tại đầu ra lưu vực giai
đoạn 2000- 2015 theo kịch bản 1. .................................................................................75
Hình 3.29: Biểu đồ hàm lượng NH4
+
trung bình tháng tại tiểu lưu vực 2 và tiểu lưu
vực 3 giai đoạn 2000- 2015 theo kịch bản 1 ................................................................76
Hình 3.30: Biểu đồ hàm lượng NH4
+ hoà tan trung bình tháng tại đầu ra lưu vực giai
đoạn 2000- 2015 theo kịch bản 2..................................................................................77
Hình 3.31: Biểu đồ hàm lượng NH4
+
trung bình tháng tại tiểu lưu vực 2 và tiểu lưu
vực 3 giai đoạn 2000- 2015 theo kịch bản 2 ................................................................78
Hình 3.32: Biểu đồ hàm lượng PO4
3- hoà tan trung bình tháng tại đầu ra lưu vực giai
đoạn 2000- 2015 theo kịch bản 1..................................................................................81
Hình 3.33: Biểu đồ hàm lượng PO4
3-
trung bình tháng tại tiểu lưu vực 2 và tiểu lưu
vực 3 giai đoạn 2000- 2015 theo kịch bản 1 ................................................................82
Hình 3.34: Biểu đồ hàm lượng PO4
3- hoà tan trung bình tháng tại đầu ra lưu vực giai
đoạn 2000- 2015 theo kịch bản 2..................................................................................82
Hình 3.35: Biểu đồ hàm lượng PO4
3-
trung bình tháng tại tiểu lưu vực 2 và tiểu lưu
vực 3 giai đoạn 2000- 2015 theo kịch bản 2 ................................................................83
Hình 3.36: Biểu đồ biến động chất lượng nước sông Bung giai đoạn 2000-2015 theo
kịch bản HTSDĐ năm 2000...........................................................................................85
Hình 3.37: Biểu đồ biến động chất lượng nước sông Bung giai đoạn 2000-2015 theo
kịch bản HTSDĐ năm 2015...........................................................................................86
DANH MỤC BẢN ĐỒ
Bản đồ 1: BẢN ĐỒ HÀNH CHÍNH HUYỆN NAM GIANG .........................................25
Bản đồ 2: BẢN ĐỒ LƯU VỰC SÔNG BUNG VÀ CÁC TIỂU LƯU VỰC...................61
Bản đồ 3: BẢN ĐỒ GIÁ TRỊ DO TẠI LƯU VỰC SÔNG BUNG ĐOẠN CHẢY QUA
HUYỆN NAM GIANG ...................................................................................................67
Bản đồ 4: BẢN ĐỒ GIÁ TRỊ NO3
- TẠI LƯU VỰC SÔNG BUNG ĐOẠN CHẢY QUA
HUYỆN NAM GIANG ...................................................................................................73
Bản đồ 5: BẢN ĐỒ GIÁ TRỊ NH4
+ TẠI LƯU VỰC SÔNG BUNG ĐOẠN CHẢY QUA
HUYỆN NAM GIANG ...................................................................................................79
Bản đồ 6: BẢN ĐỒ GIÁ TRỊ PO4
3- TẠI LƯU VỰC SÔNG BUNG ĐOẠN CHẢY QUA
HUYỆN NAM GIANG ...................................................................................................84
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
CLN chất lượng nước
SWAT : Soil and Water Assessment
Tool
mô hình thủy văn
GIS :Geographic information System hệ thống thông tin địa lý
LLDC lưu lượng dòng chảy
QCVN 08: 2008/BTNMT quy chuẩn Việt Nam 08/20008 Bộ Tài
Nguyên Môi Trường
MUSLE : Modified Universal Soil
Loss Equation
phương trình mất đất
DO : Dissolved Oxygen Hàm lượng oxy hòa tan
E.Coli : Escherichia coli vi khuẩn đại tràng
TCVN tiêu chuẩn Việt Nam
WQI : Water Quality Index chỉ số chất lượng nước
DEM : Digital Elevation Model bản đồ số về địa hình
KTTV khí tượng thủy văn
LVSB lưu vực sông Bung
UTM : The Universal Transverse
Mercator
phép chiếu hình trụ ngang đồng góc
FLOW_OUT lưu lượng dòng chảy