Download luận văn thạc sĩ ngành thủy văn học với đề tài: Ứng dụng mô hình SWAT khảo sát biến đổi dòng chảy do biến đổi khí hậu và sử dụng đất cho lưu vực sông Thạch Hãn, cho các bạn tham khảo Nhận viết luận văn đại học, thạc sĩ trọn gói, chất lượng, LH ZALO=>0909232620 Tham khảo dịch vụ, bảng giá tại: https://baocaothuctap.net

1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------
NGUYỄN QUANG BẢO
ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWAT KHẢO SÁT BIẾN ĐỔI
DÒNG CHẢY DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ SỬ DỤNG ĐẤT
CHO LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – 2013

2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------
NGUYỄN QUANG BẢO
ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWAT KHẢO SÁT BIẾN ĐỔI
DÒNG CHẢY DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ SỬ DỤNG ĐẤT
CHO LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN
Chuyên ngành: Thủy văn học
Mã số: 60440224
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN THANH SƠN
Hà Nội - 2013

3. MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH......................................................................................... 1
DANH MỤC BẢNG........................................................................................ 3
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 5
CHƯƠNG 1...................................................................................................... 8
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN ....................... 8
1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN ........................................................................... 8
1.1.1. Vị trí địa lý.......................................................................................................... 8
1.1.2. Địa hình, địa mạo................................................................................................ 8
1.1.3. Địa chất, thổ nhưỡng........................................................................................... 9
1.1.4. Thảm thực vật ................................................................................................... 10
1.1.5 Khí hậu............................................................................................................... 11
1.1.6. Thủy văn ........................................................................................................... 15
1.2. HIỆN TRẠNG VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ ........................ 19
1.2.1. Hiện trạng phát triển kinh tế.............................................................................. 19
1.2.1.1. Những hạn chế trong phát triển kinh tế xã hội........................................... 19
1.2.1.2. Những thuận lợi trong phát triển kinh tế xã hội......................................... 19
1.2.2. Chiến lược phát triển kinh tế xã hội tỉnh Quảng Trị ......................................... 20
1.2.2.1. Tình hình phát triển dân số, nguồn nhân lực.............................................. 21
1.2.2.2. Xu thế phát triển kinh tế - xã hội................................................................ 21
1.2.2.3. Quy hoạch sử dụng đất và chuyển đổi cơ cấu cây trồng tới năm 2010...... 23
1.3. CÁC HIỆN TƯỢNG THỜI TIẾT CỰC ĐOAN...................................................... 24
1.3.1. Tình trạng hạn hán ............................................................................................ 24
1.3.2. Tình trạng úng lụt.............................................................................................. 25
1.3.3. Tình trạng lũ quét.............................................................................................. 25
CHƯƠNG 2.................................................................................................... 26
MÔ HÌNH SWAT ......................................................................................... 26
2.1 TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH MƯA – DÒNG CHẢY LƯU VỰC......................... 26
2.1.1 Cấu trúc của mô hình mưa - dòng chảy lưu vực ................................................ 26

4. 2.1.2. Giới thiệu một số mô hình mưa – dòng chảy lưu vực....................................... 28
2.1.2.1. MIKE – SHE.............................................................................................. 28
2.1.2.2. HEC-HMS.................................................................................................. 29
2.1.2.3. NASIM....................................................................................................... 29
2.1.2.4. SAC – SMA (Sacramento)......................................................................... 30
2.1.2.5. HBV ........................................................................................................... 31
2.1.2.6. Mô hình NAM............................................................................................ 31
2.1.2.7. Mô hình SCS.............................................................................................. 32
2.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ TỔNG QUAN MÔ HÌNH SWAT............................. 33
2.2.1 Lịch sử phát triển ............................................................................................... 33
2.2.2 Tổng quan mô hình SWAT................................................................................ 35
2.2.3. Các ứng dụng mô hình SWAT trong nước và thế giới ..................................... 36
2.2.3.1. Thế giới...................................................................................................... 36
2.2.3.2. Việt Nam.................................................................................................... 37
2.3 CẤU TRÚC MÔ HÌNH SWAT................................................................................ 37
2.3.1. Mô hình lưu vực................................................................................................ 37
2.3.2. Mô hình diễn toán ............................................................................................. 38
2.4 PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG TRONG MÔ HÌNH SWAT ...................................... 39
2.4.1. Dòng chảy mặt .................................................................................................. 39
2.4.1.1. Phương pháp chỉ số đường cong SCS........................................................ 39
2.4.1.2. Phương pháp thấm Green và Ampt............................................................ 40
2.4.1.3. Hệ số lưu lượng đỉnh lũ.............................................................................. 41
2.4.1.4. Hệ số trễ dòng chảy mặt............................................................................. 41
2.4.1.5. Tổn thất dọc đường .................................................................................... 42
2.4.2. Bốc thoát hơi..................................................................................................... 42
2.4.2.1. Vòm cây..................................................................................................... 42
2.4.2.2. Bốc thoát hơi tiềm năng ............................................................................. 43
2.4.2.3. Bốc thoát hơi thực tế .................................................................................. 43
2.4.3. Chuyển động của nước trong đất ...................................................................... 45
2.4.4. Nước ngầm........................................................................................................ 45
2.4.4.1. Tầng ngậm nước nông................................................................................ 46
2.4.4.2. Tầng ngậm nước sâu .................................................................................. 46

5. 2.4.5. Diễn toán dòng chảy trong sông........................................................................ 46
2.4.6. Diễn toán trong hồ chứa.................................................................................... 47
2.5. THÔNG SỐ MÔ HÌNH ........................................................................................... 47
2.5.1. Thông số tính toán dòng chảy trực tiếp............................................................. 47
2.5.2. Thông số tính toán lưu lượng đỉnh lũ................................................................ 48
2.5.3. Thông số tính hệ số trễ dòng chảy mặt ............................................................. 48
2.5.4. Thông số tính toán tổn thất dọc đường.............................................................. 48
2.5.5. Thông số tính toán tổn thất bốc hơi................................................................... 48
2.5.6. Thông số tính toán dòng chảy ngầm ................................................................. 48
2.5.7. Thông số diễn toán dòng chảy trong kênh chính .............................................. 48
2.6 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MÔ HÌNH .......................................................................... 48
CHƯƠNG 3.................................................................................................... 50
KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ SỬ DỤNG ĐẤT........................... 50
3.1 KHÁI NIỆM KỊCH BẢN ......................................................................................... 50
3.2 KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ........................................................................... 51
3.2.1 Sơ lược tình hình biến đổi khí hậu hiện nay ...................................................... 51
3.2.2. Dao động các đặc trưng khí hậu của Quảng Trị trong 3 thập kỷ qua................ 52
3.2.3. Các kịch bản biến đổi khí hậu........................................................................... 53
3.3 KỊCH BẢN SỬ DỤNG ĐẤT ................................................................................... 55
3.3.1. Kịch bản 1......................................................................................................... 55
3.3.2. Kịch bản 2......................................................................................................... 56
3.3.3. Kịch bản 3......................................................................................................... 56
3.4 LỰA CHỌN KỊCH BẢN PHÙ HỢP VỚI KHU VỰC NGHIÊN CỨU................... 57
3.4.1 Lựa chọn kịch bản biến đổi khí hậu................................................................... 57
3.4.2 Lựa chọn kịch bản sử dụng đất .......................................................................... 58
3.4.3. Lựa chọn kết hợp kịch bản biến đổi khí hậu và kịch bản sử dụng đất .............. 58
CHƯƠNG 4.................................................................................................... 59
ÁP DỤNG MÔ HÌNH SWAT TÍNH TOÁN ĐỐI VỚI CÁC KỊCH BẢN
ĐÃ LỰA CHỌN ............................................................................................ 59
4.1 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWAT TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY LƯU VỰC SÔNG
THẠCH HÃN .............................................................................................................................. 59

6. 4.1.1 Số liệu đầu vào................................................................................................... 59
4.1.2 Áp dụng mô hình để tính toán dòng chảy cho lưu vực sông Thạch Hãn ........... 59
4.1.3 Kết quả hiệu chỉnh bộ thông số của mô hình..................................................... 61
4.1.4 Kết quả kiểm định mô hình................................................................................ 64
4.1.5 Nhận xét chung .................................................................................................. 65
4.2 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐỐI VỚI DÒNG CHẢY ... 65
4.2.1 Kịch bản B2: ...................................................................................................... 65
4.2.2 Kịch bản A2 ....................................................................................................... 67
4.3 NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA LỚP PHỦ THỰC VẬT TỚI DÒNG CHẢY
TRÊN LƯU VỰC........................................................................................................................ 69
4.3.1 Kịch bản 1:......................................................................................................... 69
4.3.2 Kịch bản 2.......................................................................................................... 70
4.3.3 Kịch bản 3.......................................................................................................... 71
4.4. NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG TỔNG HỢP CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ LỚP
PHỦ THỰC VẬT TỚI DÒNG CHẢY........................................................................................ 72
KẾT LUẬN.................................................................................................... 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................ 78

7. 1
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Bản đồ lưu vực sông Thạch Hãn.................................................................8
Hình 1.2. Sơ đồ mạng lưới sông suối và lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực
sông Thạch Hãn.........................................................................................................15
Hình 2.1. Cấu trúc chung của mô hình thủy văn.......................................................27
Hình 2.2. Sơ đồ lịch sử phát triển của mô hình SWAT ............................................33
Hình 2.3. Sự khác nhau giữa phân phối độ ẩm theo chiều sâu mô phỏng theo
phương trình Green và Ampt và trong thực tế..........................................................40
Hình 3.1. Diễn biến chuẩn sai nhiệt độ trung bình toàn cầu (IPCC, 2007) ..............51
Hình 3.2. Diễn biến lượng mưa năm ở các vùng trên thế giới (IPCC, 2007) ...........52
Hình 3.3. Xu thế biến đổi nhiệt độ của Quảng Trị trong 3 thập kỷ qua theo số liệu
của trạm Đông Hà .....................................................................................................53
Hình 3.4. Dao động tổng lượng mưa năm theo số liệu trạm Gia Vòng trong 3 thập
niên qua .....................................................................................................................53
Hình 3.5. Thay đổi diện tích sử dụng đất của kịch bản 1 so với bản đồ năm 2000..56
Hình 4.1. Lưu vực sông Thạch Hãn được chia thành 04 lưu vực cơ sở ...................60
Hình 4.2. Tiến hành chồng ghép bản đồ sử dụng đất năm 2000 và bản đồ thảm phủ
thực vật năm 2000 của tỉnh Quảng Trị......................................................................61
Hình 4.3. Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại trạm thuỷ văn Gia
Vòng (NASH = 0,713) ..............................................................................................63
Hình 4.4. Quan hệ tương quan giữa lưu lượng tính toán và thực đo tại trạm Gia
Vòng (NASH = 0,713) ..............................................................................................63
Hình 4.5. Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại trạm thuỷ văn Gia
Vòng (NASH = 0,73) ................................................................................................64
Hình 4.5a. Quan hệ tương quan giữa lưu lượng tính toán và thực đo tại trạm Gia
Vòng (NASH = 0,73) ................................................................................................64
Hình 4.6. Thay đổi % dòng chảy tháng của thời đoạn 2020-2100 so với thời đoạn
nền 1980-1999 theo kịch bản B2 ..............................................................................66

8. 2
Hình 4.7. Thay đổi dòng chảy trung bình tháng của thời đoạn 2020-2100 so với thời
đoạn nền 1980-1999 theo kịch bản B2......................................................................66
Hình 4.8. Thay đổi dòng chảy năm của các kịch bản biến đổi khí hậu ....................67
Hình 4.9. Thay đổi % dòng chảy tháng của thời đoạn 2020-2100 so với thời đoạn
nền 1980-1999 theo kịch bản A2 ..............................................................................68
Hình 4.10. Thay đổi dòng chảy trung bình tháng của thời đoạn 2020-2100 so với
thời đoạn nền 1980-1999 theo kịch bản A2..............................................................68
Hình 4.11. Diễn biến dòng chảy tháng tương ứng với kịch bản 1............................70
Hình 4.12. Diễn biến dòng chảy tháng tương ứng với kịch bản 2............................71
Hình 4.13. Diễn biến dòng chảy tháng tương ứng với kịch bản 3............................72
Hình 4.14. Thay đổi dòng chảy năm tương ứng với kết hợp điều kiện khí hậu khác
nhau và bản đồ sử dụng đất theo kịch bản 3 .............................................................73
Hình 4.15. Thay đổi dòng chảy tháng giữa kịch bản kết hợp biến đổi khí hậu-sử
dụng đất so với kịch bản chỉ biến đổi khí hậu...........................................................74
Hình 4.16. Biến đổi % dòng chảy tháng giữa kịch bản kết hợp biến đổi khí hậu A2 –
sử dụng đất 3 so với kịch bản chỉ biến đổi khí hậu A2.............................................74

9. 3
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Diễn biến tài nguyên rừng ở Quảng Trị và hiệu quả ................................11
Bảng 1.2. Chuẩn mưa năm và sai số quân phương tương đối tính chuẩn mưa năm
của các trạm trên lưu vực sông Thạch Hãn...............................................................11
Bảng 1.3. Các cực trị của lượng mưa năm trong thời kỳ quan trắc (1977 – 2004) ..12
Bảng 1.4. Kết quả phân mùa mưa - khô trong tỉnh Quảng Trị .................................12
Bảng 1.5. Phân phối mưa năm theo tháng tại các trạm đo mưa trên lưu vực sông
Thạch Hãn .................................................................................................................13
Bảng 1.6. Nhiệt độ bình quân tháng tại trạm ĐôngHà..............................................13
Bảng 1.7. Độ ẩm tương đối trạm Đông Hà (%)........................................................13
Bảng 1.8. Bốc hơi bình quân tháng trạm Đông Hà...................................................14
Bảng 1.9. Số giờ nắng trạm Đông Hà .......................................................................14
Bảng 1.10. Đặc trưng hình thái sông trong vùng nghiên cứu ...................................16
Bảng 1.11. Kết quả phân mùa dòng chảy lưu vực sông Thạch Hãn.........................16
Bảng 1.12. Phân phối dòng chảy năm theo tháng lưu vực sông Thạch Hãn ............17
Bảng 1.13. Trữ lượng nước hồ, đập trên lưu vực sông Thạch Hãn ..........................17
Bảng 1.14. Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực sông Thạch Hãn........18
Bảng 1.15. Dân số trung bình phân theo giới tính và phân theo khu vực.................21
Bảng 1.16. Tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân qua các thời kỳ (%)....................22
Bảng 1.17. Cơ cấu quỹ đất đến 2010 tỉnh Quảng Trị ...............................................23
Bảng 1.18. Quy hoạch sử dụng đất đến 2010 của tỉnh Quảng Trị............................23
Bảng 2.1. Bảng kết quả đánh giá Mô hình bằng chỉ tiêu Nash.................................49
Bảng 3.1. Các kịch bản sử dụng đất..........................................................................56
Bảng 3.2. Gia tăng nhiệt độ theo mùa tại Bắc Trung Bộ thời đoạn 2020-2100 so với
thời đoạn 1980-1999 tương ứng với các kịch bản phát thải (A2 và B2) ..................57
Bảng 3.3. Biến đổi % lượng mưa theo mùa tại Bắc Trung Bộ thời đoạn 2020-2100
so với thời đoạn 1980-1999 tương ứng với các kịch bản phát thải (A2 và B2)........58

10. 4
Bảng 4.1. Kết quả hiệu chỉnh bộ thông số cho lưu vực sông Thạch Hãn.................62
Bảng 4.1a. Số liệu thực đo dòng chảy trung bình tháng của trạm Gia Vòng giai đoạn
nền 1980 - 1999.........................................................................................................65
Bảng 4.2. Thay đổi dòng chảy năm theo các kịch bản biến đổi khí hậu...................67
Bảng 4.3. Biến đổi dòng chảy tháng so với số liệu thực đo trong thời đoạn nền .....67
Bảng 4.4. Thay đổi dòng chảy mùa theo kịch bản 1.................................................69
Bảng 4.5. Khoảng dao động của biến đổi dòng chảy mùa của kịch bản 1 ...............70
Bảng 4.6. Thay đổi lưu lượng theo mùa ứng với sử dụng đất theo kịch bản 2.........70
Bảng 4.7. Thay đổi lưu lượng theo mùa ứng với sử dụng đất theo kịch bản 3.........71
Bảng 4.8. Tỉ lệ giảm dòng chảy trong tháng mùa lũ (%)..........................................71
Bảng 4.9. Thay đổi dòng chảy năm giữa kịch bản kết hợp biến đổi khí hậu -sử dụng
đất so với kịch bản chỉ biến đổi khí hậu....................................................................73

11. 5
MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Sông Thạch Hãn là con sông lớn nhất của tỉnh Quảng Trị, diện tích lưu vực
sông Thạch Hãn là 2660 km2, chiếm tới 56% diện tích tỉnh Quảng Trị.
Nhìn chung, dòng chảy trên lưu vực sông Thạch Hãn chia thành 2 mùa rõ rệt:
- Mùa lũ mặc dù chỉ kéo dài 4 tháng (từ tháng VIII đến tháng XI hoặc từ
tháng IX đến tháng XII) nhưng mức độ tập trung dòng chảy trong mùa lũ khá lớn,
chiếm tới 62,5 - 80% tổng lượng dòng chảy cả năm. Đây là thời kỳ mưa lớn trong
năm và thời kỳ này có thể xảy ra lũ quét sườn dốc gây đất đá lở hay lũ ngập tràn ở
hạ du. Lũ này thường đi liền với bão gây thiệt hại lớn cho kinh tế xã hội, gây chết
người và hư hỏng các công trình, cơ sở hạ tầng. Tính chất lũ kéo dài từ 5 - 7 ngày,
đỉnh lũ cao, tổng lượng lớn. Với tình hình phát triển kinh tế hiện tại lũ này chỉ có
thể tránh và chủ động làm giảm mức thiệt hại do lũ gây ra.
- Mùa kiệt bắt đầu từ tháng XII hoặc tháng I, kết thúc vào tháng VII hoặc
VIII, kéo dài tới 8 tháng nhưng tổng lượng dòng chảy mùa kiệt chỉ chiếm khoảng
20 - 37,5% tổng lượng dòng chảy cả năm. Sự phân phối không đều đã gây ảnh
hưởng lớn cho sinh hoạt và sản xuất. Tình trạng đó càng trở nên khốc liệt vào các
năm và các tháng có gió Tây Nam (gió Lào) hoạt động mạnh.
Tuy nhiên, hiện nay, việc sử dụng tài nguyên nước trên lưu vực sông Thạch
Hãn còn tồn tại một số vấn đề sau:
- Nguồn nước đang được khai thác và sử dụng cho những mục đích riêng rẽ,
gây lãng phí và kém hiệu quả. Việc phân bổ nguồn nước cũng chưa hợp lý, chưa
đáp ứng mục tiêu cho các hộ dùng nước.
- Dấu hiệu khan hiếm nước ngày càng cao (lượng nước suy giảm về mùa
kiệt, mặn xâm nhập sâu vào nội đồng, ô nhiễm nước thải và chất thải tăng .v.v…).
- Tài nguyên đất đang được khai thác và sử dụng cho nhiều mục đích khác
nhau như phát triển công nghiệp, dịch vụ, thủy sản, chuyển đổi giống cây trồng và
vật nuôi .v.v… cũng gây tác động rất lớn đến nguồn nước.
Sự lặp lại của các sự kiện cực đoan ở ở tỉnh Quảng Trị nói chung và lưu vực
sông Thạch Hãn nói riêng trong thời gian gần đây đã khiến mọi người quan tâm đến
tác động của biến đổi khí hậu khu vực, sử dụng đất và những thay đổi cảnh quan do
con người gây ra đối với các hiện tượng cực đoan đó. Để chỉ ra được sự tác động đó
như thế nào thì cần phải hiểu được sự biến đổi khí hậu, sử dụng đất và thảm phủ tác
động đến dòng chảy và các hiện tượng thủy văn theo năm và mùa như thế nào. Kiến
thức này là cần thiết cho việc quy hoạch sử dụng đất để bảo vệ nguồn nước và quản

12. 6
lý hiệu quả lưu vực. Nó cũng rất quan trọng đối với môi trường sinh thái và hoạt
động kinh tế xã hội của lưu vực.
Ngoài ra, hiện nay, trên lưu vực sông Thạch Hãn không có trạm quan trắc
lưu lượng thường xuyên, duy nhất chỉ có trạm Rào Quán đo đạc từ năm 1983 -
1985, nhằm mục đích phục vụ việc thiết kế và thi công công trình thủy điện Rào
Quán, vì vậy đã gây nhiều khó khăn cho công tác tính toán lượng nước đến trên lưu
vực cũng như dự báo lũ, kiệt; không có khả năng khái quát được số liệu dòng chảy
theo không gian và thời gian, phục vụ các mục đích nghiên cứu cũng như quy hoạch
sử dụng nước của lưu vực. Trong khi đó, các trạm đo mưa trong phạm vi tỉnh
Quảng Trị lại tương đối nhiều và tiến hành đo tương đối đồng bộ và liên tục từ năm
1977 đến nay. Hầu hết các tính toán và đánh giá tài nguyên nước trên lưu vực đều
phải sử dụng các biện pháp khôi phục số liệu dòng chảy từ mưa.
Để khảo sát bài toán biến đổi dòng chảy ở lưu vực sông Thạch Hãn trong
điều kiện số liệu dòng chảy không đầy đủ, việc sử dụng các mô hình diễn toán mưa
– dòng chảy là cần thiết. Một số mô hình mưa - dòng chảy được ứng dụng nhiều
như: SWAT, HEC-HMS, MIKE-SHE, SAC-SMA, NASIM, HBV v.v… Trong đó,
Mô hình SWAT (Arnold và cộng sự, 2002) đã được chứng minh là một công cụ
hiệu quả để đánh giá tài nguyên nước và ô nhiễm với phạm vi lớn và các điều kiện
môi trường trên toàn cầu. Đồng thời, mô hình SWAT còn được xây dựng để đánh
giá tác động của việc sử dụng đất, của xói mòn và việc sử dụng hoá chất trong nông
nghiệp trên một hệ thống lưu vực sông. Từ những ưu điểm đó, sau khi cân nhắc
nghiên cứu, luận văn đã lựa chọn sử dụng mô hình SWAT để thực hiện mục tiêu
của đề tài.
Do vậy, “Ứng dụng mô hình SWAT khảo sát biến đổi dòng chảy do biến
đổi khí hậu và sử dụng đất cho lưu vực sông Thạch Hãn” là một đề tài có tính
khoa học và thực tiễn, góp phần giải quyết những khó khăn trên và giúp cho các
nhà quản có thể quản lý tài nguyên nước và đưa ra được những quyết định chiến
lược phát triển kinh tế xã hội có hiệu quả hơn.
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
 Nghiên cứu đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế - xã hội của tỉnh Quảng Trị nói
chung và của lưu vực sông Thạch Hãn nói riêng để phục vụ cho bài toán
quản lý tài nguyên nước hiệu quả hơn.
 Chứng minh mức độ phù hợp của việc ứng dụng mô hình SWAT cho lưu
vực sông Thạch Hãn trong tính toán dòng chảy.
 Khảo sát tác động của sử dụng đất và biến đổi khí hậu đối với dòng chảy của
lưu vực sông Thạch Hãn.

13. 7
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
 Đối tượng: Dòng chảy của sông Thạch Hãn dưới tác động của biến đổi khí
hậu và sử dụng đất.
 Phạm vi nghiên cứu: Lưu vực sông Thạch Hãn.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Ứng dụng mô hình SWAT
5. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN
Luận văn gồm 4 chương chính cùng phần mở đầu, kết luận, phụ lục, tài liệu
tham khảo:
 Chương 1: Đặc điểm tự nhiên lưu vực sông Thạch Hãn
 Chương 2: Mô hình SWAT
 Chương 3: Kịch bản biến đổi khí hậu và sử dụng đất
 Chương 4: Ứng dụng mô hình SWAT tính toán cho các kịch bản lựa chọn
Luận văn được hoàn thành tại Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học,
trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội. Trong quá trình thực
hiện, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy, các cô trong khoa Khí tượng –
Thuỷ văn & Hải dương học về sự hỗ trợ chuyên môn và kỹ thuật. Đặc biệt, xin bày
tỏ sự cảm ơn chân thành nhất đến hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Thanh
Sơn đã tận tình chỉ đạo và góp ý để tác giả hoàn thành luận văn này.

14. 8
CHƯƠNG 1
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN
1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN
1.1.1. Vị trí địa lý
Lưu vực Sông Thạch Hãn nằm trong phạm vi từ 16 0
18 đến 160
54’ vĩ độ Bắc
và từ 1060
36’ đến 1070
18’ kinh độ Đông. Phía đông giáp Biển Đông, phía tây giáp
lưu vực sông Sê Pôn phía nam giáp lưu vực sông Ô Lâu và tỉnh Thừa Thiên Huế,
phía bắc giáp lưu vực sông Bến Hải.
Hình 1.1. Bản đồ lưu vực sông Thạch Hãn
Sông Thạch Hãn bắt nguồn từ dãy Trường Sơn, có chiều dài 150 km. Dòng
chính Thạch Hãn, đoạn thượng nguồn (sông Đakrông) chảy quanh dãy núi Da Ban,
khi về tới Ba Lòng, sông chuyển hướng Đông Bắc và đổ ra biển tại cửa Việt với
diện tích lưu vực 2660 km2
(hình 1.1). Đặc điểm các sông của tỉnh Quảng Trị nói
chung và sông Thạch Hãn nói riêng là: lòng sông dốc, chiều rộng sông hẹp, đáy
sông cắt sâu vào địa hình, phần đồng bằng hạ du lòng sông mở rộng, có chịu ảnh
hưởng của thuỷ triều. [10, 13, 18]
1.1.2. Địa hình, địa mạo
Lưu vực sông Thạch Hãn có thể phân chia thành các vùng địa hình như sau:
vùng cát ven biển, vùng đồng bằng, vùng núi thấp và đồi, vùng núi cao. [11, 12]

15. 9
- Vùng cát ven biển chạy dọc từ cửa Tùng đến bãi biển Mỹ Thuỷ theo dạng
cồn cát. Chiều rộng cồn cát nơi rộng nhất tới 3 - 4 km, dài đến 35 km. Dốc về 2
phía: đồng bằng và biển, cao độ bình quân của các cồn cát từ 4 đến 6m. Vùng cát có
lớp phủ thực vật nghèo nàn. Cát ở đây di chuyển theo các dạng cát chảy theo dòng
nước mưa, cát bay theo gió lốc, cát di chuyển theo dạng nhảy do mưa đào bới và gió
chuyển đi; dạng cồn cát này có nguy cơ di chuyển chiếm chỗ của đồng bằng.
- Vùng đồng bằng ở đây là các thung lũng sâu kẹp giữa các dải đồi thấp và
cồn cát hình thành trên các cấu trúc uốn nếp của dãy Trường Sơn, có nguồn gốc mài
mòn và bồi tụ. Ở đây có các vùng đồng bằng rộng lớn như:
+ Đồng bằng dọc sông Cánh Hòm: là dải đồng bằng hẹp chạy từ phía Nam
cầu Hiền Lương tới bờ Bắc sông Thạch Hãn, thế dốc của dải đồng bằng này là từ 2
phía Tây và Đông dồn vào sông Cánh Hòm. Cao độ bình quân dạng địa hình này từ
+0,5  1,5m. Dạng địa hình này cũng đã được cải tạo để gieo trồng lúa nước.
+ Đồng bằng hạ du sông Vĩnh Phước và đồng bằng Cam Lộ: dạng địa hình
bằng phẳng, tập trung ở Triệu Ái, Triệu Thượng (Vĩnh Phước). Cao độ bình quân
dạng địa hình này từ 1,0  3,0m. Đây là cánh đồng rộng lớn của Triệu Phong và thị
xã Đông Hà. Địa hình đồng bằng có cao độ bình quân từ 2,0  4,0m, dải đồng bằng
này hẹp chạy theo hướng Tây - Đông, kẹp 2 bên là các dãy đồi thấp.
+ Ngoài ra, còn một số các thung lũng hẹp cũng đã được khai thác để trồng
lúa nước.
- Vùng núi thấp và đồi có dạng đồi bát úp liên tục. Độ dốc vùng núi bình
quân từ 15  180
. Địa hình này rất thuận lợi cho việc phát triển cây trồng cạn, cây
công nghiệp và cây ăn quả; cao độ của dạng địa hình này là 200 – 1000 m, có nhiều
thung lũng lớn.
- Vùng núi cao xen kẽ các cụm đá vôi được hình thành do quá trình tạo sơn
xảy ra vào đầu đại mêzôzôi tạo nên dãy Trường Sơn. Dạng này phân bố phía Tây,
giáp theo biên giới Việt - Lào theo hướng Tây Bắc – Đông Nam với bậc địa hình từ
1000 - 1700 m với bề mặt bị xâm thực và chia cắt mạnh. Địa hình này thích hợp cho
cây lâm nghiệp và rừng phòng hộ đầu nguồn.
1.1.3. Địa chất, thổ nhưỡng
a. Địa chất
Trên lưu vực sông Thạch Hãn, nhìn chung địa tầng phát triển không liên tục,
các trầm tích từ Paleozoi hạ tới Kainozoi trong đó trầm tích Paleozoi chiếm chủ
yếu, gồm 9 phân vị địa tầng, còn lại 6 phân vị thuộc Meôzoi và Kainozoi. Các thành
tạo xâm nhập phân bố rải rác, song chủ yếu ở phần Tây Nam với diện tích gần 400
km2
, thuộc các hệ Trà Bồng, Bến Giàng - Quế Sơn và các đá mạch không phân chia.
Phức hệ Trà Bồng nằm trên vùng Làng Xoa (Hướng Hoá) với lộ diện 120 km2
, khối
có dạng kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam nằm dọc đứt gẫy Đakrông - A
Lưới. Phức hệ Bến Giàng - Quế Sơn nằm dọc theo dải núi và vùng Vít Thu Lu gồm
các khối Tam Kỳ, Ta Băm và động Voi Mẹp. Địa chất trong vùng có những đứt gãy
chạy theo hướng từ đỉnh Trường Sơn ra biển tạo thành các rạch sông chính cắt theo

16. 10
phương Tây - Đông. Tầng đá gốc ở đây nằm sâu, tầng phủ dày. Phần thềm lục địa
được thành tạo từ trầm tích sông biển và sự di đẩy của dòng biển tạo thành. [11, 12]
b. Thổ nhưỡng
Lưu vực sông Thạch Hãn có thể được phân chia thành các vùng thổ nhưỡng:
vùng đồng bằng ven biển, vùng gò đồi, vùng đồi núi dãy Trường Sơn. [11, 12]
- Vùng đồng bằng ven biển phân bố dọc bờ biển, địa hình đụn cát có dạng
lượn sóng, độ dốc nghiêng ra biển. Dạng trầm tích biển được hình thành từ kỷ Q.IV.
Cát trắng chiếm ưu thế, tầng dưới cùng bước đầu có tích tụ sắt, chuyển sang màu
nâu hơi đỏ. Lớp vỏ phong hoá khá dày, thành phần cơ giới trên 97% là cát.
- Vùng gò đồi: hầu hết có dạng địa hình đồi thấp, một số dạng thung lũng
sông thuộc địa phận huyện Gio Linh, Cam Lộ trên vỏ phong hoá Mazma. Nhiều nơi
hình thành đất trống, đồi trọc. Thực vật chủ yếu là cây dạng lùm bụi, cây có gai. Đất
đai ở những nơi không có cây bị rửa trôi khá mạnh. Đá xuất lộ lên bề mặt tạo nên
dòng chảy mạnh gây ra xói lở.
- Vùng đồi, núi dãy Trường Sơn bị chia cắt mạnh, thực vật nghèo.
+ Tiểu vùng đất bazan Khe Sanh, Hướng Phùng thuộc các xã Tân Hợp, Tân
Độ, Tân Liên, nông trường Khe Sanh, Hướng Phùng có dạng địa hình lượn sóng,
chia cắt yếu, đất đai phù hợp cho phát triển trồng cây công nghiệp dài ngày.
+ Tiểu vùng đất sa phiến thạch thuộc địa phận Lao Bảo, Lìa: nằm trong
vùng đứt gãy dọc đường 9, giáp khu vực Lao Bảo.
1.1.4. Thảm thực vật
Trong thời gian chiến tranh, tỉnh Quảng Trị nằm trong vùng chiến tranh, huỷ
diệt khốc liệt, lớp phủ thực vật thuộc loại bị tàn phá. Ngay khi đất nước thống nhất,
kế hoạch khôi phục lớp phủ thực vật với ý nghĩa phục hồi các hệ sinh thái tối ưu, trở
thành kế hoạch hành động cụ thể và tích cực. Đến 1990, nhiều diện tích rừng trồng
và rừng tự nhiên tái sinh do khoanh nuôi bảo vệ đã xuất hiện. Rừng trồng theo
chương trình hỗ trợ của PAM (Chương trình An toàn lương thực Thế giới) dọc các
quốc lộ hoặc tỉnh lộ phát triển nhanh. Từ các Chương trình Quốc gia 327, 264 và kế
hoạch trồng rừng, trồng cây nhân dân của cấp tỉnh, phát động và đầu tư, đã nâng cao
tỷ lệ che phủ rừng khá nhanh.
Đồng thời với các kế hoạch trồng rừng, trong giai đoạn từ 1995 đến 2000,
thực hiện hạn chế khai thác rừng tự nhiên, tăng cường khoanh nuôi phục hồi rừng tự
nhiên, độ che phủ rừng đã tăng bình quân 1%/năm (bảng 1.1). Đến năm 2005 độ
che phủ của rừng đạt 43,2%. Tỉnh Quảng Trị gần như vùng đất vành đai trắng trong
thời gian chiến tranh, chỉ hơn 25 sau chiến tranh, rừng che phủ đất đai tự nhiên đã
tăng từ 7,4% lên hơn 40%, và đó là một thành quả sinh thái quan trọng. [17]

17. 11
Bảng 1.1. Diễn biến tài nguyên rừng ở Quảng Trị và hiệu quả
Năm Diễn biến rừng và hiệu quả Địa bàn tỉnh Quảng Trị
1990
Độ che phủ rừng (%)
Rừng trồng (ha)
Hiệu quả
23,2 %
11.250 ha
Phục hồi hệ sinh thái
1995
Độ che phủ rừng (%)
Rừng trồng (ha)
Hiệu quả
26,4 %
29.300 ha
Chống cát di động. Phục hoá đất trồng chuyển canh tác
nông nghiệp
2000
Độ che phủ rừng (%)
Rừng trồng (ha)
Hiệu quả
29,7 %
35.064 ha
Phòng hộ ven biển, đầu nguồn
2005
Độ che phủ rừng (%)
Rừng sản xuất (ha)
Rừng phòng hộ (ha)
Rừng đặc dụng (ha)
Hiệu quả
43,2 %
65.947 ha
108.974 ha
33.593 ha
Phòng hộ ven biển, đầu nguồn
1.1.5 Khí hậu
a. Mưa
Quảng Trị nói chung và lưu vực sông Thạch Hãn nói riêng nằm trong vùng
mưa tương đối lớn của nước ta. Lượng mưa hàng năm tính trung bình trên phạm vi
toàn lưu vực đạt trên 2400 mm, lượng mưa năm phân bố không đều theo không
gian, phụ thuộc vào hướng sườn dốc và phù hợp với xu thế tăng dần của mưa theo
độ cao địa hình. Do địa hình có xu thế tăng dần từ đông sang tây và từ bắc xuống
nam nên lượng mưa năm cũng có xu thế tăng dần từ đông sang tây và từ bắc xuống
nam. Nơi mưa ít nhất là những thung lũng khuất gió như Khe Sanh chuẩn mưa năm
2070,3 mm, Tà Rụt chuẩn mưa năm là 1936,7 mm. Nơi mưa nhiều là khu vực núi
cao thượng nguồn các sông Rào Quán, Cam Lộ. Kết quả tính toán chuẩn mưa năm
của một số trạm trên lưu vực được thể hiện trong bảng 1.2. [8, 11]
Bảng 1.2. Chuẩn mưa năm và sai số quân phương tương đối tính
chuẩn mưa năm của các trạm trên lưu vực sông Thạch Hãn
TT Tên trạm
Thời kỳ tính
toán đại biểu
Độ dài
TKTTĐB
(năm)
Ktb
Hệ số biến
đổi mưa năm
Cvx
Chuẩn
mưa năm
Xo (mm)
Sai số quân
phương tương
đối (%)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
1 Đông Hà 78-98 21 1,00 0,21 2271,5 4,58

18. 12
2 Khe Sanh 78-04 27 0,99 0,23 2070,3 4,43
3 Thạch Hãn 78-04 27 0,99 0,24 2559,8 4,62
4 Cửa Việt 79-04 26 0,99 0,22 2237,1 4,26
Xét trên toàn chuỗi quan trắc (1977-2004), lượng mưa năm cực đại tại tất cả
các trạm rất lớn, đều đạt trên 3200 mm (nhỏ nhất tại Cửa Việt: 3372.4 mm và lớn
nhất tại Thạch Hãn: 4030,3 mm). Lượng mưa năm cực tiểu tại tất cả các trạm rất
nhỏ, dao động trong khoảng từ 1153,5 mm, tại Khe Sanh đến 1719,9 mm, tại Thạch
Hãn và xuất hiện không đồng thời tại các trạm. Cực trị của lượng mưa năm được
thống kê trong bảng 1.3.
Bảng 1.3. Các cực trị của lượng mưa năm trong thời kỳ quan trắc
(1977 – 2004)
Trạm Đông Hà Khe Sanh Cửa Việt Thạch Hãn
Xmax
Lượng (mm) 3458,2 3424,8 3372,4 4030,3
Năm xuất hiện 1980 1990 1999 1999
Xmin
Lượng (mm) 1424,5 1153,5 1305,5 1719,9
Năm xuất hiện 1988 1993 1988 1994
Xmax/Xmin 2,4 3,0 2,6 2,3
Cũng như các nơi khác ở nước ta, lượng mưa ở tỉnh Quảng Trị nói chung và
lưu vực sông Thạch Hãn nói riêng cũng phân phối không đều trong năm. Một năm
hình thành hai mùa là mùa mưa và mùa khô. Tổng lượng mưa của 3 đến 4 tháng
mùa mưa chiếm tới 68  70% lượng mưa năm. Tổng lượng mưa của 8 - 9 tháng
mùa khô chỉ chiếm khoảng 30% tổng lượng mưa năm. Kết quả phân mùa mưa -
mùa khô của một số trạm trên lưu vực được thể hiện trong bảng 1.4.
Bảng 1.4. Kết quả phân mùa mưa - khô trong tỉnh Quảng Trị
TT Trạm
Mùa mưa Mùa khô
Thời gian  so với Xnăm Thời gian  so với Xnăm
1 Đông Hà IX  XI 63,97 XII  X 36,03
2 Thạch Hãn IX  XII 72,70 XII  X 27,30
3 Cửa Việt IX  XII 72,83 XII  X 27,17
4 Tà Rụt IX  XI 59,24 XII  X 40,76
5 Khe Sanh VI  XI 81,15 XI  V 18,85
Sự phân hoá mưa năm theo tháng cũng khá sâu sắc. Lượng mưa của tháng
mưa nhiều nhất (tháng X) chiếm từ 20 đến 29 tổng lượng mưa năm. Lượng mưa
của tháng ít mưa nhất (I, II, III hoặc IV) rất không đáng kể, chỉ chiếm từ 0,5 đến
2,1 tổng lượng mưa năm. Ba tháng mưa nhiều nhất là các tháng IX, X, XI. Ba

19. 13
tháng mưa ít nhất là các tháng I, II, III hoặc II, III, IV (bảng 1.5).
Bảng 1.5. Phân phối mưa năm theo tháng tại các trạm đo mưa
trên lưu vực sông Thạch Hãn
TT Trạm
Đặc
trưng
Tháng
Năm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
1
Đông
Hà
Xth
(mm)
46,1 36,8 35,0 60,5 128,5 87,4 67,2 167,3 394,3 609,7 438,4 183,4 2254,7
% 2,05 1,63 1,55 2,68 5,70 3,88 2,98 7,42 17,49 27,04 19,44 8,14 100
2
Thạch
Hãn
Xth
(mm)
78,0 55,7 52,5 63,9 152,3 84,4 62,9 141,5 400,7 694,7 490,8 253,8 2531,1
 % 3,08 2,20 2,07 2,52 6,02 3,34 2,48 5,59 15,83 27,45 19,39 10,03 100
3
Cửa
Việt
Xth
(mm)
64,8 49,0 37,4 59,7 118,7 64,6 59,2 158,1 374,3 575,9 454,9 234,5 2251,1
 % 2,88 2,18 1,66 2,65 5,27 2,87 2,63 7,02 16,63 25,58 20,21 10,42 100
4
Tà
Rụt
Xth
(mm)
28,0 11,6 31,6 94,7 168,9 193,6 113,4 164,9 353,6 626,1 294,0 92,8 2149,9
 % 1,30 0,54 1,47 4,41 7,85 9,01 5,27 7,67 16,45 29,12 13,67 4,32 100
5 Khe
Sanh
Xth
(mm)
15,7 20,4 31,3 87,4 172,2 199,4 196,4 297,6 371,7 416,1 184,9 60,0 2053,1
Mặt khác lượng nước chênh lệch giữa hai mùa là quá lớn, do đó cần phải tính
toán điều tiết để sử dụng nguồn nước một cách hợp lý tạo ra hiệu quả cao cho sản
xuất, chăn nuôi cũng như là dùng cho sinh hoạt.
b. Nhiệt độ không khí
Nhiệt độ không khí trong vùng thấp nhất vào mùa Đông (tháng 11 tới tháng
3). Cao nhất vào mùa Hè (tháng 5 tới tháng 8). Nhiệt độ bình quân nhiều năm vào
khoảng 24,30
C. Chênh lệch nhiệt độ trong ngày từ 7 tới 100
C. Nhiệt độ bình quân
tháng tại trạm các trạm trong vùng nghiên cứu được thể hiện ở bảng 1.6. [7, 8]
Bảng 1.6. Nhiệt độ bình quân tháng tại trạm ĐôngHà
Đơn vị: 0
C
Trạm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Đông Hà 19.2 19.3 22.5 25.6 28.2 29.3 29.6 28.8 27.1 25.1 22.5 19.9
Quảng Trị 19.4 20.4 22.6 25.6 28.1 29.4 29.5 29.0 27.1 25.1 23.2 20.8
Khe Sanh 17.6 18.4 21.8 24.4 25.6 25.6 25.3 24.6 24.0 22.8 20.4 18.2
c. Độ ẩm tương đối
Độ ẩm tương đối bình quân nhiều năm nằm trong khoảng 85 tới 89%. Bảng
1.7 trích dẫn độ ẩm tương đối tại trạm Đông Hà.
Bảng 1.7. Độ ẩm tương đối trạm Đông Hà (%)
Trạm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB

20. 14
Đông Hà 92 91 91 93 91 79 81 79 84 85 88 89 86,9
d. Bốc hơi
Bốc hơi bình quân nhiều năm nằm trong khoảng 1200 - 1300 mm. Ở vùng
đồng bằng bốc hơi bình quân nhiều năm cao hơn vùng núi. Lượng bốc hơi bình
quân tháng lớn nhất tại Đông Hà là 219 mm/tháng (bảng 1.8). Lượng bốc hơi ngày
lớn nhất vào tháng 7, bình quân 1 ngày bốc hơi tới 7 mm.
Bảng 1.8. Bốc hơi bình quân tháng trạm Đông Hà
Đơn vị: mm
Trạm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm
Đông Hà 53.5 49 54 71.5 126 195 219 189 100 90 71 61 1279
e. Số giờ nắng
Bình quân số giờ nắng trong năm khoảng 1840 giờ. Tại Đông Hà số giờ nắng
trong tháng biến đổi từ 92 giờ vào tháng 2 tới 242 giờ vào tháng 7 (bảng 1.9).
Bảng 1.9. Số giờ nắng trạm Đông Hà
Đơn vị: giờ
Trạm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm
Đông Hà 95 92 106 169 223 235 242 192 151 145 84 106 1840
f. Gió và bão
Các lưu vực sông thuộc Quảng Trị nói chung và sông Thạch Hãn nói riêng
chịu chế độ khí hậu nhiệt đới, gió mùa. Một năm có 2 chế độ gió mùa chính:
Gió mùa Tây Nam hoạt động mạnh vào mùa hè từ tháng 4 đến tháng 11, tốc
độ gió bình quân 2,0  2,2m/s. Gió mùa này mang độ ẩm và gây mưa cho vùng.
Gió mùa Tây Bắc hoạt động mạnh từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau, tốc độ
gió bình quân từ 1,7  1,9m/s. Thời gian chuyển tiếp các hướng gió Tây Nam và
Tây Bắc là thời gian giao thời và gió Tây khô nóng hoạt động vào tháng 4, tháng 5
(nhân dân địa phương gọi là gió Lào). Thời kỳ có gió Lào là thời kỳ nóng nhất trong
tỉnh Quảng Trị. Bão và xoáy thuận nhiệt đới là những biến động thời tiết trong mùa
hạ, hoạt động rất mạnh mẽ và thất thường. Từ tháng 5 đến tháng 8 vùng ven Thái
Bình Dương không khí bị nung nóng bốc lên cao tạo thành những vùng xoáy rộng

21. 15
hàng trăm km2
, tích luỹ dần và di chuyển theo hướng Tây Nam đổ bộ vào đảo Hải
Nam Trung Quốc. Tính chất của bão và áp thấp nhiệt đới ở vùng Quảng Trị cũng
rất khác nhau theo từng cơn bão và từng thời kỳ có bão. Có năm không có bão và áp
thấp nhiệt đới như năm 1963, 1965, 1969, 1986, 1991, 1994. Cũng có năm liên tiếp
3 cơn bão như năm 1964, 1996 hoặc 1 năm có 2 cơn bão như năm 1999. Bình quân
1 năm có 1,2  1,3 cơn bão đổ bộ vào Quảng Trị. Vùng ven biển Quảng Trị bão và
áp thấp nhiệt đới thường gặp nhau tới 78%, do vậy khi có bão thường gặp mưa lớn
sinh lũ trên các triền sông. Bão đổ bộ vào đất liền với tốc độ gió cấp 10 đến cấp 12,
khi gió giật trên cấp 12. Thời gian bão duy trì từ 8  10 giờ nhưng mưa theo bão
thường xảy ra 3 ngày liên tục. Thiệt hại về người và tài sản do bão gây ra thường rất
lớn. Đây cũng là 1 yếu tố cản trở tới tiến trình phát triển kinh tế xã hội của tỉnh
Quảng Trị nói chung và lưu vực sông Thạch Hãn nói riêng.
1.1.6. Thủy văn
a. Mạng lưới thủy văn
Hệ thống sông Thạch Hãn (còn gọi là sông Quảng Trị) có 37 con sông gồm
17 sông nhánh cấp I với 3 nhánh tiêu biểu là Vĩnh Phước, Rào Quán và Cam Lộ, 13
sông nhánh cấp II, 6 sông nhánh cấp III. Diện tích toàn lưu vực là 2660 km2
, độ dài
sông chính là 150 km, độ cao bình quân lưu vực 301 m, độ dốc bình quân lưu vực là
20,1%, độ rộng trung bình lưu vực là 36,8 km, mật độ lưới sông là 0,92 (hình 1.2 và
bảng 1.10). [18, 19]
Hình 1.2. Sơ đồ mạng lưới sông suối và lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực
sông Thạch Hãn

22. 16
Bảng 1.10. Đặc trưng hình thái sông trong vùng nghiên cứu
Tên sông Thạch Hãn
Diện tích lưu vực (km2
) 2660
Cửa sông Việt
Chiều dài dòng chính (km) 150
Cao độ bình quân lưu vực (m) 301
Độ rộng bình quân lưu vực (m) 38.6
Độ dốc bình quân lưu vực (‰) 20.1
Mật độ lưới sông (km/km2
) 0.92
Tỷ lệ diện tích đồng bằng 17.3
b. Đặc điểm thủy văn
Nằm trong vùng mưa tương đối lớn của nước ta nên dòng chảy năm của các
sông suối trong lưu vực sông Thạch Hãn cũng khá dồi dào. Môđun dòng chảy năm
bình quân đạt 44,8 l/skm2
, ứng với lớp dòng chảy hàng năm khoảng 1442,8 mm.
Trong phạm vi lưu vực sông Thạch Hãn, chuẩn dòng chảy năm phân phối
không đều theo không gian, biến đổi phù hợp với sự biến đổi của lượng mưa năm,
nghĩa là cũng theo xu thế tăng dần theo độ cao địa hình với phạm vi biến đổi từ 30
l/skm2
đến 60 l/skm2
. Hàng năm, trên toàn bộ sông suối trên lưu vực sông Thạch
Hãn có tổng lượng dòng chảy trên lưu vực khoảng 3,92 km3
.
Nhìn chung, trên dòng chảy trên lưu vực sông Thạch Hãn chia thành 2 mùa
rõ rệt (bảng 1.11 và bảng 1.12). Mùa lũ mặc dù chỉ kéo dài 4 tháng (từ tháng VIII
đến tháng XI hoặc từ tháng IX đến tháng XII) nhưng mức độ tập trung dòng chảy
trong mùa lũ khá lớn, chiếm tới 62,5 - 80% tổng lượng dòng chảy cả năm. Mùa kiệt
bắt đầu từ tháng XII hoặc tháng I, kết thúc vào tháng VII hoặc VIII, kéo dài tới 8
tháng nhưng tổng lượng dòng chảy mùa kiệt chỉ chiếm khoảng 20 - 37,5% tổng
lượng dòng chảy cả năm.
Mùa kiệt trong vùng thường chậm hơn so với các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ.
Lượng nước mùa kiệt chỉ chiếm khoảng gần 30% tổng lượng dòng chảy trong năm.
Sự phân phối không đều đã gây ảnh hưởng lớn cho sinh hoạt và sản xuất. Tình trạng
đó càng trở nên khốc liệt vào các năm và các tháng có gió Tây Nam (gió Lào) hoạt
động mạnh. Tuy nhiên vào khoảng tháng 5 - 6 trong vùng thường có mưa tiểu mãn
bổ sung lượng nước cho mùa kiệt. [11, 18, 19]
Bảng 1.11. Kết quả phân mùa dòng chảy lưu vực sông Thạch Hãn

23. 17
TT Tên trạm Mùa lũ Mùa kiệt
Thời gian  Qnăm Thời gian  Qnăm
1 Đông Hà IXXII 76,9 IVIII 23,1
2 Thạch Hãn VIIIXI 65,1 XIIVII 34,9
Bảng 1.12. Phân phối dòng chảy năm theo tháng lưu vực sông
Thạch Hãn
TT Sông - Trạm
Đặc
trưng
Tháng
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
1 Thạch Hãn -
Đông Hà
Qbq m3
/s
m3/s
15,2 8,20 4,94 4,06 7,56 7,00 5,68 11,8 39,0 74,8 65,8 35,2
% 5,45 2,94 1,77 1,45 2,71 2,51 2,03 4,21 14.0 26,80 23,6 12,6
2 Thạch Hãn -
Thạch Hãn
Qbq m3
/s 34,7 18,1 10,9 9,6 23,7 35,1 33,8 53,8 103 144 103 50,5
 % 5,59 2,92 1,75 1,55 3,81 5,66 5,45 8,67 16,7 23,14 16,67 8,13
Lũ trên lưu vực sông Thạch Hãn có thể xảy ra trong 3 thời kỳ trong năm:
- Lũ tiểu mãn thường xảy ra vào tháng 5, 6 và năm nào cũng xảy ra lũ tiểu
mãn. Tính chất lũ này nhỏ, tập trung nhanh, xảy ra trong thời gian ngắn, lũ đỉnh
nhọn, lên và xuống nhanh, thường xảy ra trong 2 ngày nên ít ảnh hưởng đến đời
sống dân cư, chủ yếu ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thuỷ sản.
- Lũ sớm xảy ra vào tháng 6 đến đầu tháng 9 hàng năm. Lũ này không có
tính chất thường xuyên nhưng lũ có tổng lượng lớn hơn lũ tiểu mãn, tập trung lũ
nhanh. Thời kỳ xảy ra lũ sớm thường vào thời kỳ triều bắt đầu cao. Do vậy mực
nước lũ cao hơn lũ tiểu mãn. Lũ này ít ảnh hưởng tới dân sinh mà chủ yếu là ảnh
hưởng tới sản xuất nông nghiệp và thuỷ sản.
- Lũ chính vụ xảy ra từ trung tuần tháng 9 đến cuối tháng 11 đầu tháng 12
hàng năm. Đây là thời kỳ mưa lớn trong năm và lũ thời kỳ này có thể xảy ra lũ quét
sườn dốc gây đất đá lở hay lũ ngập tràn ở hạ du. Lũ này thường đi liền với bão gây
thiệt hại lớn cho kinh tế xã hội, gây chết người và hư hỏng các công trình, cơ sở hạ
tầng. Tính chất lũ kéo dài từ 5 - 7 ngày, đỉnh lũ cao, tổng lượng lớn. Với tình hình
phát triển kinh tế hiện tại lũ này chỉ có thể tránh và chủ động làm giảm mức thiệt
hại do lũ gây ra.
c. Các công trình thủy lợi trên lưu vực
Nhằm mục đích điều tiết nước phục vụ canh tác nông nghiệp cũng như các
hoạt động dân sinh kinh tế khác, trên lưu vực sông Thạch Hãn đã được xây dựng
một số các công trình thủy lợi, chủ yếu là các hồ chứa nước tiêu biểu liệt kê trong
bảng 1.13. [12]
Bảng 1.13. Trữ lượng nước hồ, đập trên lưu vực sông Thạch Hãn

24. 18
TT Tên hồ chứa Địa điểm Đơn vị quản lý
Dung tích (triệu m3
)
Chứa Hữu ích
1 Kinh Môn Gio Linh XNKTN Gio Linh 18,2 15,9
2 Ái Tử Triệu Phong - 15,5 15,3
3 Nghĩa Hy Cam Lộ XNKTN Đông Hà 3,27 3,24
4 Khe Mây Đông Hà XNKTN Đông Hà 1,2 0,8
5 Nam Thạch Hãn Hải Lăng XNKTN Nam Thạch Hãn 9,3
d. Tình hình tài liệu khí tượng - thủy văn
Trong lưu vực nghiên cứu có 7 trạm khí tượng và thủy văn. Trong đó có một
trạm khí tượng cấp 1 là trạm Đông Hà, 1 trạm khí tượng cấp 2 là trạm Khe Sanh,
hai trạm khí tượng cấp 4 là trạm Ba Lòng, Tà Rụt và một trạm khí tượng cao không
là trạm Thạch Hãn. Trạm Đông Hà và Cửa Việt đây là hai trạm thủy văn cấp 3.
Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn được thể hiện trong hình 1.2 và bảng 1.14. [19]
Bảng 1.14. Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực sông
Thạch Hãn
TT Tên trạm Vĩ độ Kinh độ Loại trạm Yếu tố đo đạc Thời gian
quan trắc
Ghi chú
1 Đông Hà 160
51’ 1070
05’ Khí tượng X, t, bốc hơi.. 1974 - nay
2 Khe Sanh 160
38’ 1060
44’ Khí tượng X, t, bốc hơi.. 1977 - nay
3 Ba Lòng 160
39' 1070
01' Khí tượng X 1979 - 1990
4
Tà Rụt 160
25' 1070
00' Khí tượng X
1983 - 1986
1988 - 1990
5 Đông Hà 16o
50' 107o
06' Thủy văn X, H 1974 - nay
6 Cửa Việt 16o
53' 107o
10' Thủy văn X, H 1989 - nay
7 Thạch Hãn 16o
45' 107o
14' Khí tượng X 1978 - nay
Hiện trên lưu vực sông Thạch Hãn không có trạm quan trắc lưu lượng
thường xuyên, duy nhất chỉ có trạm Rào Quán đo đạc từ năm 1983 - 1985, nhằm
mục đích phục vụ việc thiết kế và thi công công trình thủy điện Rào Quán, vì vậy đã
gây nhiều khó khăn cho công tác tính toán lượng nước đến trên lưu vực cũng như
dự báo lũ, kiệt. Hầu hết các tính toán và đánh giá tài nguyên nước trên lưu vực đều
phải sử dụng các biện pháp khôi phục số liệu dòng chảy từ mưa.

25. 19
1.2. HIỆN TRẠNG VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ
Trong cơ cấu kinh tế của tỉnh hiện nay ngành nông, lâm nghiệp, thủy sản vẫn
chiếm tỷ trọng lớn; trong đó giá trị sản xuất trồng trọt chiếm tỷ trọng cao, ngành
chăn nuôi chưa phát triển tương xứng với tiềm năng. Quá trình chuyển dịch cơ cấu
kinh tế diễn ra chậm, giá trị sản phẩm trên 1 ha canh tác còn thấp, lao động nông
thôn còn dư thừa nhiều, thu nhập thấp, đời sống nhân dân còn nhiều khó khăn. [9]
1.2.1. Hiện trạng phát triển kinh tế
1.2.1.1. Những hạn chế trong phát triển kinh tế xã hội
Do địa bàn tỉnh Quảng Trị nằm xa các trung tâm kinh tế lớn như Hà nội,
thành phố Hồ Chí Minh cũng như các thành phố lớn khác...nên hạn chế trong giao
lưu kinh tế. [14]
Diện tích đất canh tác ít, diện tích đất cát nhiều. Trong tỉnh Quảng Trị diện
tích đất cát khoảng 30.000 ha, lớn hơn so với diện tích đất trồng lúa màu.
Quảng Trị nằm trong vùng thiên tai khắc nghiệt nhất so với các tỉnh khác
trong cả nước. Lũ lụt, hạn hán, bão cát, cát lấp đồng ruộng xảy ra thường xuyên.
Lực lượng lao động còn thiếu và yếu do chưa có chiến lược đầu tư dài hạn.
Trong khi đó lực lượng chưa đến tuổi lao động hoặc quá tuổi lao động nhiều.. Lực
lượng hưởng chế độ chính sách hàng năm do hậu quả của chiến tranh lớn.
Thị trường tiêu thụ sản phẩm còn nhiều khó khăn, sản phẩm hàng hoá chưa
nhiều, tỷ trọng hàng hoá xuất khẩu còn thấp.
Hệ thống cơ sở hạ tầng phục vụ sản xuất chưa đồng bộ, còn thiếu và lạc hậu,
chưa theo kịp với tiến trình phát triển.
1.2.1.2. Những thuận lợi trong phát triển kinh tế xã hội
Lợi thế về đất đai khí hậu, nguồn nước: Tỉnh Quảng Trị có điều kiện tự nhiên
về địa hình, khí hậu, đất đai phong phú. Ở đây có cả vùng núi, trung du, đồng bằng
và ven biển; có tiềm năng để phát triển một nền nông nghiệp, lâm nghiệp, thuỷ sản
đa dạng có hiệu quả cao. [14]
Tiểu vùng núi: miền núi Quảng Trị có diện tích 298.173 ha trải trên diện tích
của 43 xã, thị trấn miền núi, chiếm 65% tổng diện tích tự nhiên của tỉnh. Ðây là
vùng có tiềm năng phát triển cây công nghiệp, cây ăn quả, lâm nghiệp và chăn nuôi
đại gia súc.

26. 20
Tiểu vùng đồng bằng: thế mạnh trong sản xuất nông nghiệp là trồng lúa và
các cây màu lương thực, cây công nghiệp ngắn ngày gắn với chăn nuôi lợn.
Tiểu vùng ven biển: bao gồm nhiều bãi cát và cồn cát lớn ven biển. Ðây là
nơi có tiềm năng lớn để phát triển nuôi trồng thuỷ sản. Hệ thống sông ngòi trong
tỉnh tương đối dày với nguồn nước khá phong phú. Lượng dòng chảy trong năm
khoảng 5 tỷ m3
, góp một phần quan trọng trong sinh hoạt và phát triển kinh tế.
Lợi thế về cơ sở hạ tầng: Hệ thống đường quốc lộ và tỉnh lộ tạo nên mạng
lưới giao thông thuận lợi. Các đường liên huyện, liên xã đã và đang tiếp tục được
nâng cấp và mở rộng. Trong vùng có cửa khẩu quốc tế Lao Bảo thông thương buôn
bán và giao lưu kinh tế với nước bạn Lào, Thái Lan. Cửa khẩu này càng trở nên
quan trọng khi tuyến đường xuyên Á nối liền Cảng cửa Việt với Lào và vùng Ðông
Bắc Thái Lan được hình thành. Tất cả các huyện, thị xã của tỉnh đều có điện lưới
quốc gia, trên 10 vạn hộ đã được cấp điện lưới quốc gia, đạt tỷ lệ hộ được dùng điện
lên đến 85%.
Lợi thế về lao động, khoa học kỹ thuật: Dân số toàn tỉnh năm 2011 là
604.671 người, trong đó số người trong độ tuổi lao động là 329.943 người. Ðây là
nguồn lao động dồi dào phục vụ phát triển kinh tế. Tỷ lệ lao động được đào tạo
nghề tuy chưa cao nhưng người dân trong tỉnh khá năng động, chịu khó làm việc và
học hỏi nhằm áp dụng những tiến bộ khoa học vào cuộc sống.
1.2.2. Chiến lược phát triển kinh tế xã hội tỉnh Quảng Trị
Định hướng cơ bản đối với vùng núi là chuyển nền kinh tế tự cung tự cấp
sang nền kinh tế sản xuất hàng hoá trên cơ sở nông lâm kết hợp, xã hội hoá nghề
rừng, cây công nghiệp ngắn ngày và dài ngày, cây dược liệu, cây đặc sản, cây ăn
quả và chăn nuôi đại gia súc, gắn liền với công nghệ chế biến khai khoáng và dịch
vụ du lịch nhằm ổn định và nâng cao đời sống dân cư miền núi. [14]
Bảo vệ và tái tạo tài nguyên rừng, khôi phục môi trường sinh thái, chống xói
mòn đất. Phát triển đồng bộ cơ sở hạ tầng, đồng thời mở rộng mạng lưới giao lưu
trao đổi hàng hoá, văn hoá xã hội với các huyện trong tỉnh, với các tỉnh của nước
bạn Lào, Thái Lan. Xây dựng các cụm điểm kinh tế - văn hoá - xã hội cho vùng cao,
vùng sâu, vùng đồng bào dân tộc ít người.
Chú trọng đào tạo cán bộ người dân tộc thiểu số, từng bước nâng cao mặt
bằng dân trí, cải thiện đời sống tinh thần cho đồng bào dân tộc miền núi.

27. 21
Phát triển công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp ở các trung tâm, mở rộng mạng
lưới thương mại, dịch vụ du lịch, đẩy mạnh sản xuất các mặt hàng xuất khẩu.
1.2.2.1. Tình hình phát triển dân số, nguồn nhân lực
Theo Niên giám thống kê năm 2011 dân số toàn tỉnh là 604.671 người (trong đ
n gi i c 305.549 người và nam gi i c 299.122 người), dân số thành thị 174.179,
dân số nông thôn 430.492 nhân khẩu (Bảng 1.15). Toàn tỉnh có 154.278 hộ, bình
quân 3,92 người/hộ. Đồng bào dân tộc thiểu số phân bố tập trung chủ yếu ở hai
huyện ĐaKrông, Hướng Hoá, ngoài ra còn phân bố ở 1 số xã thuộc các huyện Gio
Linh, huyện Vinh Linh và Cam Lộ. [4]
Bảng 1.15. Dân số trung bình phân theo giới tính và phân theo
khu vực
Đơn vị tính: người
Năm Tổng số
Phân theo giới tính Phân theo khu vực
Nam Nữ Thành thị Nông thôn
2006 591.869 292.619 299.250 155.454 436.415
2007 594.101 293.722 300.379 158.651 435.450
2008 596.712 295.969 300.743 162.014 434.698
2009 598.568 295.412 303.156 167.599 430.969
2010 601.665 297.287 304.378 170.873 430.792
2011 604.671 299.122 305.549 174.179 430.492
Năm 2011, Quảng Trị có 329.943 người trong độ tuổi lao động (chiếm 55,5%
dân số), trong đó số người trong độ tuổi đang làm việc trong các ngành kinh tế quốc
dân là 318.477 người, chiếm 52,67% dân số. Tổng số lao động, phân bố trong các
ngành: nông, lâm nghiệp chiếm 52,06%; thủy sản 3,94%; công nghiệp xây dựng
chiếm 14,93%.
1.2.2.2. Xu thế phát triển kinh tế - xã hội
Trong thập niên qua tình hình phát triển kinh tế xã hội của tỉnh đạt mức khá cao,
tuy nhiên có xu hướng giảm trong những năm gần đây. Tốc độ tăng trưởng kinh tế
GDP của một số ngành và lĩnh vực kinh tế - xã hội đang tiếp tục được cải thiện đặc
biệt ngành dịch vụ, tuy nhiên kinh tế nông nghiệp có xu hướng giảm tương đối lớn
từ 4.9% năm 2005 xuống 2.9% năm 2011 (bảng 1.16). [3]
Giai đoạn 2001- 2005. Tăng trưởng kinh tế đạt bình quân 8.7%/năm, trong đó
công nghiệp - xây dựng tăng 21.7%/năm, nông nghiệp tăng 4.7%/năm, dịch vụ tăng
6.7%/năm. Năm 2005, tổng GDP (giá HH) đạt 3.407 tỉ đồng, bình quân đầu người

28. 22
đạt 5.165 triệu đồng, tăng hơn 1.8 lần so với năm 2000
Giai đoạn 2006-2010. Kinh tế Quảng Trị có mức tăng trưởng khá, bình quân
giai đoạn 2006-2010 đạt 10.6%/năm, tương đương chỉ tiêu Nghị quyết Đại hội
Đảng bộ tỉnh lần thứ XIV đã đề ra là 11%/năm và cao hơn so với giai đoạn 2001-
2005 đã đạt là 8.68%/năm. Đánh giá về tốc độ tăng trưởng bình quân VA (GDP)
giai đoạn 05 năm 2006-2010 của các ngành kinh tế cho thấy, tốc độ tăng trưởng
ngành Xây dựng và ngành Công nghiệp có tốc độ cao trong cả giai đoạn 10 năm
2001-2010 với tốc độ 23.3%/năm và 19.3%/năm; Tiếp theo là ngành Thương mại-
Dịch vụ đạt tốc độ 7.6%/năm và ngành Nông nghiệp là 4.1%/năm. Năm 2010, tổng
VA (theo giá cố định 1994) của tỉnh đạt khoảng 3.008 tỷ đồng gấp hơn 1.6 lần so
với năm 2005 và đạt mức tăng trưởng 10.6%/năm trong giai đoạn 2006-2010
Giai đoạn 2009-2011. Kinh tế tỉnh đạt tốc độ tăng trưởng 10.15%/năm (năm
2009 tăng 9.4%, năm 2010 tăng 10.8%, năm 2011 tăng 9.6%). Trong đó công
nghiệp - xây dựng tăng 16.76%, nông - lâm - ngư nghiệp tăng 2.76%, dịch vụ tăng
8.57%. Tổng thu ngân sách trên địa bàn bình quân tăng 26.05%/năm, tốc độ tăng
thu nội địa bình quân là 21.9%/năm.
Giai đoạn 2011 Quảng Trị đạt được một số kết quả như sau:
Tốc độ tăng trưởng ngành nông - lâm - ngư nghiệp tăng 2.9%; Công nghiệp -
xây dựng tăng 14.6%; Dịch vụ tăng 9.1%. Tổng vốn đầu tư phát triển toàn xã hội
ước đạt: 6.451 tỷ đồng.
Tổng thu ngân sách trên địa bàn ước đạt: 1466 tỷ đồng; trong đó thu nội địa: 903
tỷ đồng; thu từ hoạt động xuất nhập khẩu: 563 tỷ đồng. GDP bình quân đầu người
đạt 21.496 triệu đồng.
Bảng 1.16. Tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân qua các thời kỳ
(%)
Chỉ tiêu 2008 2009 2010 Sơ bộ 2011
- Tăng trưởng GDP bq/năm 10.4 9.4 10.8 9.6
- Công nghiệp - xây dựng 22.1 17.7 18 14.6
- Nông, lâm, ngư nghiệp 2.5 2.0 3.4 2.9
- Dịch vụ 7.4 7.6 9.0 9.1

29. 23
1.2.2.3. Quy hoạch sử dụng đất và chuyển đổi cơ cấu cây trồng tới năm 2010
Đất nông nghiệp đến 2010 tăng chủ yếu do khai thác quỹ đất chưa sử dụng
đưa vào sản xuất cây hàng năm và cây lâu năm, trồng và khoanh nuôi phục hồi
rừng, nuôi trồng thủy sản. [15, 16, 17]
Bảng 1.17. Cơ cấu quỹ đất đến 2010 tỉnh Quảng Trị
Loại đất Hiện trạng sử dụng năm 2002 Quy hoạch sử dụng đến 2010
Diện tích (ha) Cơ cấu (%) Diện tích (ha) Cơ cấu (%)
Tổng diện tích 474.573,6 100 474574 100
1. Đất nông nghiệp 70766.7 14.91 92539 19.5
2. Đất lâm nghiệp 157206.75 33.13 311030 65.54
3. Đất chuyên dùng 18908.02 3.98 20202 4.26
4. Đất ở 3486.2 0.73 4156 0.87
5. Đất chưa sử dụng 224205.91 47.24 46664 9.83
Bảng 1.18. Quy hoạch sử dụng đất đến 2010 của tỉnh Quảng Trị
Loại đất Năm 2002 Năm 2010
Diện tích
(ha)
Cơ cấu
(%)
Diện tích
(ha)
Cơ cấu
(%)
Tổng diện tích 474573.57 100 474573 100
I- Ðất nông nghiệp 70766.69 14.91 92539 19.5
1- Ðất trồng cây hàng năm 41051 58.01 51512 54.12
a/ Ðất ruộng lúa, lúa màu 25796.06 25379
b/Ðất nương rẫy 5401.28 936
c/ Ðất trồng cây hàng năm khác 9853.66 23763
2- Ðất vườn tạp 9770.48 13.81 10846 11.72
3- Ðất trồng cây lâu năm 18814.05 26.59 23864 25.79
4- Ðất cỏ dùng vào chăn nuôi 101 0.14 4651 5.03
5- Ðất có mặt nước nuôi trồng TS 1030.16 1.46 3100 3.35
II – Ðất lâm nghiệp có rừng 157206.75 33.13 311030 65.54
1/- Rừng tự nhiên 101352.75 64.47 153435 49.33
a/. Ðất có rừng sản xuất 40094.66 85977
b/. Ðất có rừng phòng hộ 61164.65 67365
c/. Ðất có rừng đặc dụng 93.44 93
2/- Rừng trồng 55819.34 35.51 157150 50.53
a/. Ðất có rừng sản xuất 40006.31 139567
b/. Ðất có rừng phòng hộ 15813.03 17583
c/. Ðất có rừng đặc dụng 0
3/- Ðất ươm cây giống 34.66 0.02 445 0.14
III- Ðất chuyên dùng 18908.02 3.98 20202 4.26
Trong đó: Ðất làm muối 12 0.06 15 0.07
IV- Ðất ở 3486.2 0.73 4156 0.87

30. 24
1- Ðất ở đô thị 1254.34 35.98 1425 34.44
2- Ðất ở nông thôn 2231.86 64.02 2713 65.56
V- Ðất chưa sử dụng,sông suối, NĐ 224205.91 47.24 46664 9.83
1/ Ðất bằng chưa sử dụng 19319.2 8.62 4500 9.64
2/ Ðất đồi núi chưa sử dụng 186833.34 83.33 27226 58.34
3/ Ðất có mặt nước chưa sử dụng 3234.84 1.44 366 0.78
4/ Sông suối 11646.93 5.19 11247 24.1
5/ Núi đá không có rừng cây 1858.9 0.83 992 2.13
6/ Ðất chưa sử dụng khác 1312.7 0.59 2333 5
(Nguồn: Viện Quy hoạch & Thiết kế Nông nghiệp)
1.3. CÁC HIỆN TƯỢNG THỜI TIẾT CỰC ĐOAN
1.3.1. Tình trạng hạn hán
Năm 1998 là năm hạn lịch sử trong vùng, theo thống kê tình trạng hạn trong
vụ Hè Thu ở tỉnh Quảng Trị. Kết quả sản xuất và thiệt hại do hạn hán vụ Hè Thu
năm 1998: [1, 2]
 Lúa Hè Thu gieo cấy: 16.011 ha, bị hạn: 11.831 ha, mất trắng: 9.200 ha
 Lúa vụ 10 gieo cấy 4.898 ha, ngô 506 ha, khoai lang 770 ha, sắn 3.715,5 ha,
màu khác 299 ha, rau các loại 300 ha đều bị hạn nặng và mất trắng.
 Ðậu xanh gieo trồng 1435 ha, bị hạn 1.435 ha
 Lạc gieo trồng 466 ha, bị hạn 466 ha
Cây công nghiệp dài ngày trồng mới năm 1997 hạn gần 4.000 ha:
 Cao su: 1.117 ha, chết trên 50%, bị giảm năng suất cạo mủ do hạn là 2.400
ha
 Cà phê: 149 ha chết ; 648 ha bị hạn giảm năng suất 50%.
 Hồ tiêu có hiện tượng mềm thân 479 ha/800 ha.
Do không đủ nguồn nước nên hàng năm phần diện tích các đuôi kênh N1,
N4, N6, N2a và đuôi các kênh thuộc hệ thống Hà Thượng, Trúc Kinh, Kinh Môn
(huyện Gio Ling, Quảng Trị) thường bị hạn, nhất là trong vụ hè thu. Tình trạng
thiếu nước dẫn đến giảm diện tích và năng suất trong vụ hè thu. Diện tích lúa vụ hè
thu năm cao nhất chỉ bằng 82% diện tích lúa đông xuân và năng suất chỉ bằng 87%
năng suất lúa đông xuân. Ðó là chưa kể đến ảnh hưởng của hạn đến con người, gia
súc và các loại cây trồng khác.

31. 25
1.3.2. Tình trạng úng lụt
Trong vụ đông xuân, diện tích bị úng là do ruộng đất thấp, trũng, thuỷ triều
cao không tiêu tự chảy được mà trạm bơm tiêu còn thiếu hoặc chưa bơm đủ được.
Phần nhiều phải nhờ thuỷ triều hạ mới tiêu tự chảy nên thời vụ chậm, ảnh hưởng tới
năng suất cây trồng. Bình quân trong 10 năm qua, thiệt hại do úng gây ra làm giảm
sản từ (10 - 20)% năng suất cây trồng.
Ðối với vụ hè thu, úng chủ yếu ở những vùng trũng ven sông do lũ tiểu mãn
tràn qua đê vào ruộng cộng với mưa to gây úng cục bộ. Hàng năm trong vùng ngập
úng khoảng 7000 ha, nằm chủ yếu ở vùng Sa Lung (1000 ha), ven sông Cánh Hòm
(1500 ha), ven sông Hiếu (500 ha), vùng Hải Lăng úng từ (4000 - 4500 ha).
1.3.3. Tình trạng lũ quét
Do địa hình phân bố như đã nói ở trên nên về mùa lũ lưu lượng tập trung trên
các sông suối dồn về đồng bằng rất nhanh. Mặt khác do sự chắn ngang của các dải
cát ven biển nên nước lũ chỉ thoát hạn chế qua 2 cửa sông chính là Cửa Tùng và
Cửa Việt, khi gặp triều cường khả năng thoát bị hạn chế rất nhiều gây ra lũ lụt cho
vùng đồng bằng. Lũ sông lớn cộng với bão, triều cường làm ách tắc dòng chảy tràn
vào đồng ruộng, nhà cửa, làm thiệt hại lớn đến tài sản của nhân dân. Hàng năm cứ
đến mùa lũ, bão hầu như không có năm nào không thiệt hại.
Trận lũ lịch sử từ đầu tháng 11 năm 1999 với lượng mưa tính tới 7 giờ ngày
7-11-1999 đạt 1517mm tại Mỹ Chánh, 1368mm tại Thạch Hãn và 857mm tại
Ðakrông gây lũ lớn với mực nước 7,29m tại Thạch Hãn (cao hơn báo động 3 là
1,79m) và 32.72m tại Ðakrông (cao hơn báo động 3 là 1,72m) làm chết và mất tích
56 người. Thiệt hại trên toàn tỉnh ước tính trên 300 tỷ đồng Lụt thường xuyên xảy
ra hàng năm gây tổn thất lớn tới người và của cho nhân dân. Theo thống kê 10 năm
gần đây, thiệt hại do lũ trên lưu vực Thạch Hãn như sau:
Thiệt hại về lũ gây ra ngày càng nặng nề đối với người và tiền của của nhân
dân và gây mất ổn định xã hội.
Tình trạng lũ quét đã xảy ra trong vùng, nhất là các năm gần đây với nguyên
nhân chính là:
 Lượng mưa có cường độ lớn, thời gian tập trung dòng chảy nhanh. Tại
Quảng Trị lượng mưa đạt 100 mm/h, 162 mm/2h.
 Lớp phủ thực vật bị tàn phá, độ che phủ tuy có tăng lên nhưng vẫn còn kém.
Những trận lũ quét đã xảy ra ở thượng nguồn sông Thạch Hãn trên đoạn

32. 26
sông Đakrông như trận lũ X/1983, X/1985. Nhất là trận lũ quét X/1995 có
cường độ mưa đạt 200 mm/h ở thượng nguồn sông Đakrông làm chết 10
người, phá huỷ cầu Đakrông, sạt lở đường 14.
CHƯƠNG 2
MÔ HÌNH SWAT
2.1 TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH MƯA – DÒNG CHẢY LƯU VỰC
Mô hình mưa – dòng chảy hiện nay là một công cụ phát triển của quản lý
thủy văn tài nguyên nước. Sự phát triển này là do quá trình phát triển nhanh chóng
của máy tính và công nghệ thông tin, cung cấp cho loài người một khả năng mới
trong sử dụng nước một cách hợp lý và đưa ra những biện pháp bảo vệ hiệu quả.
Các mô hình mưa – dòng chảy có nhiều ứng dụng khác nhau, ví dụ ứng dụng
trong thủy văn vận hành, quản lý tài nguyên nước hoặc trong nghiên cứu. Cấu trúc
đặc trưng chung của các mô hình mưa – dòng chảy đều là dạng cấu trúc lưu vực đơn
giản như hệ thống bể chứa thẳng đứng – hình thành mô hình tầng tuyến tính. Các bể
chứa chính gồm mưa, bốc thoát hơi (bao gồm cả phần bị giữ lại bởi thảm phủ),
dòng chảy trực tiếp, dòng chảy trong đới bão hòa (dòng nước hợp lưu), dòng chảy
cơ sở và dòng chảy trong lòng dẫn. Để tính toán các quá trình diễn ra trong mỗi bể
chứa, nhiều phương trình được ứng dụng. Cấu trúc và các phương trình này được sử
dụng trong phần lớn các mô hình như HEC-HMS, MIKE-SHE, SAC-SMA,
NASIM, HBV và nhiều mô hình khác. [9, 22]
2.1.1 Cấu trúc của mô hình mưa - dòng chảy lưu vực
Đặc điểm chung nhất của mô hình là phân chia lưu vực thành các đới theo
trật tự thằng đứng. Các đới này được tính với sự hỗ trợ của mô hình tầng tuyến tính.

33. 27
Hình 2.1. Cấu trúc chung của mô hình thủy văn
Nhiều phương trình được sử dụng để tính toán các quá trình thủy văn trong
mỗi bể chứa.
Giáng thủy (bao gồm cả mưa và tuyết): chúng được đưa vào mô hình dưới
dạng số liệu theo chuỗi thời gian lấy từ các trạm đo khí tượng hoặc radar khí tượng.
Để tính toán ảnh hưởng của tuyết các phương pháp chỉ số nhiệt độ, hoặc cân bằng
năng lượng được sử dụng.
Bốc thoát hơi (bao gồm cả phần bị giữ lại): lượng bốc thoát hơi và lượng bị
giữ lại thực tế được tính từ chuỗi số liệu từ các trạm đo khí tượng nếu có. Nó cũng
có thể lấy từ lượng bốc thoát hơi thực tế từ bốc thoát hơi tiềm năng (có nhiều
phương trình dựa vào số liệu khí tượng).
Dòng chảy mặt từ các lưu vực: phương pháp được sử dụng phổ biến nhất là
thủy văn đơn vị UH và các biến đổi khác (Clark’s, Snyder’s, SCS). Người sử dụng
cũng có thể sử dụng các phương pháp khác dựa vào mô hình sóng động học hoặc
phương pháp sai phân hữu hạn.
Dòng chảy sát mặt trong đới không bão hòa: có vài phương pháp được sử
dụng, như phương pháp CN SCS, mà được sử dụng để tính toán lưu lượng dòng
chảy phụ thuộc vào các thông số thủy văn của thổ nhưỡng, điều kiện ban đầu (bão
hòa) hoặc sử dụng đất. Một vài phương pháp khác là phương pháp Green-Ampt
hoặc SMA (tính toán độ ẩm đất). Các phương pháp khác dựa vào các cách tiếp cận
phức tạp hoặc đơn giản từ mô hình 2 lớp đơn, mô hình trọng lực đến mô hình dựa
vào lời giải của phương trình Richard.

34. 28
Dòng chảy cơ sở: phụ thuộc vào mô hình cụ thể, phần lớn sử dụng phương
pháp dựa vào mô hình tầng tuyến tính, giảm theo hàm mũ hoặc dòng chảy cố định.
Mô hình dòng chảy cơ sở 2 chiều, 3 chiều dựa vào phương pháp sai phân hữu hạn
cũng được sử dụng phổ biến.
Dòng chảy trong lòng dẫn hở: mô hình mưa – dòng chảy áp dụng các
phương pháp được gọi là diễn toán thủy văn như phương pháp Muskingum –
Cunge, mô hình Lag, mô hình sóng động học hoặc phương trình khuếch tán. Các
phương pháp này dựa vào giải phương trình cơ bản của lòng dẫn hở là hệ phương
trình động lượng và phương trình liên tục - như hệ phương trình St.Venant.
Trong mô hình mưa – dòng chảy một vài công trình được mô hình hóa như
bể chứa, đầm lầy có đê chắn thủy triều hoặc công trình phân nước. [9, 22]
2.1.2. Giới thiệu một số mô hình mưa – dòng chảy lưu vực
2.1.2.1. MIKE – SHE
Mô hình mưa – dòng chảy MIKE – SHE của Viện Thủy lực Đan Mạch thuộc
nhóm mô hình bán phân bố hoặc phân bố. Nó bao gồm vài thành phần tính lưu
lượng và phân phối nước theo các pha riêng của quá trình dòng chảy:
 Mưa – số liệu đầu vào. Cả dạng lỏng và rắn
 Bốc thoát hơi, bao gồm cả phần bị giữ lại bởi thực vật– số liệu đầu vào
 Dòng chảy mặt - dựa vào phương pháp sai phân hữu hạn 2 chiều
 Dòng chảy trong lòng dẫn – diễn toán 1 chiều của Mike 11 được sử dụng.
Mô hình này cung cấp vài phương pháp như Muskingum, phương trình
khuếch tán hoặc phương pháp dựa vào giải phương trình St.Venant.
 Dòng chảy sát mặt trong đới không bão hòa – mô hình 2 lớp đơn, mô hình
dòng chảy trọng lực hoặc mô hình giải phương trình Richard.
 Dòng chảy cơ sở - MIKE SHE bao gồm mô hình dòng chảy cơ sở 2 chiều và
3 chiều dựa vào phương pháp sai phân hữu hạn.
Đối với modun thổ nhưỡng, bộ dữ liệu bao gồm đặc tính thủy văn của đất
(độ lỗ hổng, độ dẫn thấm thủy lực...) được tạo ra. Cũng kết hợp với 2 phần mềm
ESRI Arcview 3.x hoặc ArcGIS 9.1. Phần kết hợp này làm việc với số liệu đầu vào:
đầu tiên, Geomodel phiên dịch các đặc điểm địa lý; thứ 2, DaisyGIS mô tả tất cả các
quá trình quan trọng gắn với hệ sinh thái nông nghiệp.

35. 29
Mô hình có thể hiệu chỉnh tự động hoặc theo thông thường. Đối với hiệu
chỉnh tự động công cụ AUTOCAL được phát triển. Công cụ này đưa ra phương án
tốt nhất theo các điều kiện biên và ban đầu. [9, 22]
2.1.2.2. HEC-HMS
Mô hình HEC-HMS là phiên bản tiếp của HEC-1, phát triển từ thập kỷ 60
của quân đội Mỹ. Thuận lợi lớn của nó là nó là mô hình miễn phí, thành phần cơ
bản của mô hình bao gồm:
 Mô đun lưu lượng dòng chảy – bao gồm các phương pháp như SCS CN,
Green-Ampt hoặc SMA
 Mô đun dòng chảy trực tiếp – đối với tính toán dòng chảy trực tiếp phương
pháp đơn vị thủy văn hoặc các dạng biến đổi khác được sử dụng (Clark’s,
Snyder’s, SCS). Cũng có thể sử dụng phương pháp sóng động học.
 Mô đun dòng chảy cơ sở - người sử dụng có thể lựa chọn, ví dụ mô hình bể
chứa tuyến tính, giảm theo hàm mũ, hoặc mô đun dòng chảy cố định.
 Mô đun diễn toán – phương pháp Muskingum, mô hình Lag, mô hình sóng
động học hoặc các biến đổi của chúng.
 Các mô hình khác – trong trường hợp đặc biệt cũng có thể tính bể chứa, đập.
Đối với mô hình HEC-HMS mở rộng giao diện Arcview gọi là HEC-
GeoHMS cũng được tạo ra. Mở rộng này có thể lấy từ một vài đặc tính thủy văn cơ
bản của lưu vực cơ sở, hướng dòng chảy, dòng chảy tích lũy, độ dốc...
Mô hình có thể hiệu chỉnh thông thường hoặc tự động. Với loại mô hình này
(hợp với lưu vực trên 500 km2
) hiệu chỉnh thực hiện với các trận lũ ngắn. [28]
2.1.2.3. NASIM
Mô hình mưa – dòng chảy NASIM (Niederschlag – Abfluss Simulation
Model ) của viện thủy văn Đức, phát triển kể từ thập niên 80 và thuộc nhóm mô
hình bán phân bố, tất định, nhận thức. Các thành phần cơ bản sau:
 Trạm mưa – để phân biệt mưa dạng lỏng hay rắn, mô hình sử dụng phương
pháp kết hợp “chỉ số nhiệt độ/Snow compaction”.
 Phân phối mưa theo không gian – chuyển đổi giá trị điểm sang mưa khu vực.
 Phân chia thành phần dòng chảy – dòng chảy trong đới chưa bão hòa (dòng
hợp lưu) và đới bão hòa (dòng chảy cơ sở) của khu vực bằng mô hình tầng

36. 30
tuyến tính và phi tuyến. Đối với dòng chảy mặt, phương pháp dựa vào thủy
văn đơn vị được sử dụng.
 Dòng chảy trong lòng dẫn – bằng cách mô tả lòng dẫn, sử dụng phương pháp
Kalinin – Miljukov.
Một vài Extension cho Arcview 3.x được tạo ra để phân tích dữ liệu. Các
Extension quan trọng nhất là “Zfl” và “Verchneidung”. Cái đầu tiên tạo ra hàm thời
gian - diện tích của lưu vực. Thứ 2 xây dựng các đặc tính cơ bản của lưu vực. Các
Extension khác được sử dụng để thể hiện kết quả. Cùng với mô hình, phần mềm
Time – View cho chuỗi thời gian được tạo ra.
Hiệu chỉnh mô hình, chỉ có hiệu chỉnh thông thường được phát triển. Mô
hình nhạy với các thông số thể hiện đặc tính của đất – độ dẫn thấm thủy lực theo
phương ngang và phương thẳng đứng, độ lỗ hổng, tốc độ thấm... Trong tương lai,
hiệu chỉnh tự động sẽ được kết hợp vào mô hình. [9, 22]
2.1.2.4. SAC – SMA (Sacramento)
Mô hình tính toán độ ẩm đất – Sacramento, là một phần của thư viện công
nghệ mô hình của hệ thống NWSRFS, phát triển từ thập kỷ 70 bởi viện khí hậu
quốc gia Mỹ. Mỗi lưu vực được phân chia thành các đới, được gắn vào hệ thống bể
chứa. Cơ bản gồm có đới cao hơn và thấp hơn. Đới cao hơn gồm nước chịu ứng
suất căng và nước tự do, đới thấp hơn gồm dòng chảy cơ sở và nước ứng suất
(tension water ) và nước tự do bổ sung. Dòng chảy vượt quá hình thành một vài
dạng dòng chảy: [9, 22]
 Dòng chảy trực tiếp
 Dòng chảy mặt
 Dòng chảy sát mặt (dòng chảy nhập lưu)
 Dòng chảy cơ sở ban đầu
 Dòng chảy cơ sở bổ sung
Trong khi Sacramento là mô hình độ ẩm đất, dữ liệu quan trọng nhất là dữ
liệu thổ nhưỡng – độ dẫn thấm thủy lực, độ lỗ hổng...
Sacramento hỗ trợ cả hiệu chỉnh tự động và hiệu chỉnh thông thường. Cùng
với 24 thông số có thể được hiệu chỉnh, mà có thể được phân loại theo đới riêng.

37. 31
2.1.2.5. HBV
Mô hình thủy văn HBV, phát triển từ thập niên 70 ở viện khí tượng và thủy
văn Thụy điển. Nó là một phần của hệ thống mô hình IHMS (hệ thống mô hình thủy
văn kết hợp). Các thành phần đặc trưng là: [9]
 Modun tuyết – tính toán dựa và phương pháp độ - ngày đơn giản.
 Modun độ ẩm đất – thành phần tính toán chính của tập trung dòng chảy mặt
 Modun ban đầu dòng chảy – dựa vào phương pháp đơn vị thủy văn
 Modun bể chứa
2.1.2.6. Mô hình NAM
Mô hình NAM là mô hình mưa - dòng chảy thuộc nhóm phần mềm của Viện
Thủy lực Đan Mạch (DHI), là một phần của mô hình MIKE 11. Nó được xem như
là mô hình dòng chảy tất định, tập trung và liên tục cho ước lượng mưa - dòng chảy
dựa theo cấu trúc bán kinh nghiệm. [9, 20]
MIKE NAM là mô hình liên tục và do đó có thể mô phỏng mưa trong nhiều
năm, tuy nhiên bước thời gian cũng có thể được hiệu chỉnh để nó có thể mô phỏng
trận mưa và các cơn bão nhất định. NAM là mô hình bán kinh nghiệm có nghĩa là
nó mô tả đơn giản hóa dạng định lượng, các biến đổi của đất trong chu kỳ thủy văn
và sẽ được giải thích nhiều hơn.
Chương trình MIKE 11-RR là mô đun thêm vào bộ MIKE 11, nó không chỉ
gồm NAM mà còn có mô hình đường đơn vị UHM, mô hình tính độ ẩm tháng
SMAP, và URBAN.
Nó là mô hình tất định do đó dường như lưu vực trở thành một đơn vị đồng
nhất. Để đánh giá sự thay đổi của các thuộc tính thủy văn của lưu vực, lưu vực chia
ra thành nhiều lưu vực con khép kín. Quá trình diễn toán thực hiện bởi mô dun diễn
toán thủy động lực trong kênh của MIKE 11. Phương pháp này cho phép các tham
số khác nhau của NAM ứng dụng trong mỗi một lưu vực con, do đó nó được xem là
mô hình phân bố.
Mô hình có nhiều đặc trưng mở rộng nên việc phân loại mô hình này khó.
Mô hình có khuynh hướng mở rộng nhiều mặt để mô phỏng lũ, điều này làm mô
hình có tính cạnh tranh với các mô hình khác. Do đó chỉ có một đặc trưng mở rộng
trong mô hình có thể ứng dụng khác với diễn toán mưa rào-dòng chảy cơ bản là sự
tích hợp ở mức độ cao với mô hình thủy lực MIKE 11.

38. 32
2.1.2.7. Mô hình SCS
Cơ quan bảo vệ thổ nhưỡng Hoa Kỳ (1972) đã phát triển một phương pháp
để tính tổn thất dòng chảy từ mưa rào (gọi là phương pháp SCS). Theo đó, trong
một trận mưa rào, độ sâu mưa hiệu dụng hay độ sâu dòng chảy trực tiếp Pe không
bao giờ vượt quá độ sâu mưa P. Tương tự, sau khi quá trình dòng chảy bắt đầu, độ
sâu nước bị cầm giữ có thực trong lưu vực, Fa bao giờ cũng nhỏ hơn hoặc bằng một
độ sâu trữ nước tiềm năng tối đa nào đó S. Đồng thời có một lượng Ia bị tổn thất
ban đầu không sinh dòng chảy trước thời điểm sinh nước đọng trên bề mặt lưu vực.
Do đó, có lượng dòng chảy tiềm năng là P - Ia. Trong phương pháp SCS, giả thiết
rằng tỉ số giữa hai đại lượng có thực Pe và Fa bằng với tỉ số giữa hai đại lượng tiềm
năng P - Ia và S, có nghĩa là:
a
ea
IP
P
S
F


(2.1)
Từ nguyên lí liên tục, có:
aae FIPP  (2.2)
Kết hợp hai phương trình trên để giải Pe
 
SIP
IP
P
a
a
e



2
(2.3)
Đó là phương trình cơ bản của phương pháp SCS để tính độ sâu mưa hiệu
dụng hay dòng chảy trực tiếp từ một trận mưa rào. Qua nghiên cứu các kết quả thực
nghiệm trên nhiều lưu vực nhỏ đã xây dựng được quan hệ:
SIa 2,0 (2.4)
Trên cơ sở này, ta có:
 
SP
SP
Pe
8.0
2.0
2



(2.5)
Lập đồ thị quan hệ giữa P và Pe bằng các số liệu của nhiều lưu vực, đã tìm ra
được họ các đường cong tiêu chuẩn hoá, sử dụng số hiệu CN làm thông số. Đó là
một số không thứ nguyên, lấy giá trị trong khoảng 1000  CN . Đối với các mặt
không thấm hoặc mặt nước, CN = 100 ; đối với các mặt tự nhiên, CN < 100. Số
hiệu của đường cong CN và S liên hệ với nhau qua phương trình:

39. 33
10
1000

CN
S
(inch) hay






 10
1000
4.25
CN
S
(mm) (2.6)
Các số hiệu của đường cong CN đã được cơ quan bảo vệ thổ nhưỡng Hoa Kỳ
lập thành bảng tính sẵn dựa trên các bảng phân loại đất theo 4 nhóm và các loại
hình sử dụng đất.
2.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ TỔNG QUAN MÔ HÌNH SWAT
2.2.1 Lịch sử phát triển
Mô hình SWAT được phát triển liên tục trong gần 30 năm qua bởi viện
nghiên cứu nông nghiệp USDA. Phiên bản đầu tiên của SWAT là mô hình USDA-
ARS (Hình 1) bao gồm chất hóa học, dòng chảy và xói mòn từ mô hình hệ thống
quản lý nông nghiệp (CREAMS), tác động lượng nước ngầm trong mô hình hệ
thống quả lý nông nghiệp (GLEAMS), và mô hình khí hậu chính sách tác động môi
trường (EPIC) - tính toán tác động hiệu suất xói mòn. Mô hình SWAT hiện tại là
phiên bản tiếp theo của tính toán tài nguyên nước trong mô hình lưu vực SWRRB -
tính toán tác động của quản lý lưu vực đối với chuyển động của nước, bùn cát.
Hình 2.2. Sơ đồ lịch sử phát triển của mô hình SWAT
Sự phát triển của SWRRB bắt đầu những năm đầu thập niên 80, biến đổi của
mô hình thủy văn mưa ngày CREAMS. Trải qua quá trình nâng cấp mô hình tăng
diện tích tính toán, cải thiện các phương pháp tính tốc độ dòng chảy lũ, tổn thất
truyền, thêm vào một vài thành phần mới như dòng chảy nhập lưu, bể chứa, mô đun
phát triển vụ mùa EPIC, tính các thông số khí hậu, và vận chuyển bùn cát, kết hợp
thành phần thuốc trừ sâu, phương pháp USDA – SCS để ước tính tốc độ dòng chảy

40. 34
lũ, các phương trình bùn cát được phát triển thêm. Các biến đổi này mở rộng khả
năng của mô hình giải quyết các vấn đề quản lý chất lượng nước lưu vực.
Arnold và cộng sự (1995b) đã phát triển thêm mô đun diễn toán ROTO đầu
thập niên 90 để hỗ trợ đánh giá tác động của quản lý tài nguyên nước, bằng liên kết
kết quả đầu ra của SWRRB, diễn toán dòng chảy qua lòng dẫn và bể chứa trong
ROTO thông qua phương pháp diễn toán theo đoạn sông. Hệ phương pháp này đã
khắc phục được giới hạn của SWRRB. Sau đó SWRRB và ROTO được kết hợp
thành một mô hình SWAT để hạn chế nhược điểm cồng kềnh của nó (hình 1).
SWAT giữ lại tất cả các đặc trưng mà tạo ra trong SWRRB và cho phép tính toán
với khu vực rất lớn.
SWAT đã trải qua quá trình đánh giá, mở rộng khả năng kể từ khi nó được
tạo ra vào đầu thập niên 90. Những nâng cấp quan trọng cho các phiên bản trước
của mô hình (SWAT94.2, 96.2, 98.1, 99.2, and 2000) bao gồm sự kết hợp diễn toán
động học trong sông từ mô hình QUAL2E.
 SWAT94.2: mô phỏng đường lưu lượng đơn vị
 SWAT96.2 Phiên bản này cập nhật thêm phần quản lý về hàm lượng chất
hữu cơ trong đất, trong đó nghiên cứu ảnh hưởng của sự thay đổi khí hậu tới
sự phát triển của cây trồng. Phương trình chất lượng nước từ mô hình
QUAL2E được sử dụng đến.
 SWAT98.1: Phiên bản này thêm phần diễn toán dòng chảy do tuyết tan, chất
lượng nước trong sông
 SWAT99.2: Phiên bản này cập nhật thêm diễn toán chất lượng nước cho hồ
chứa, phần thuỷ văn đô thị được cập nhật từ mô hình SWMM.
 SWAT2000. Cập nhật thêm phương trình thấm của Green & Ampt, cập nhật
thêm các yếu tố khí tượng thời tiết như bức xạ mặt trời, tố độ gió..., cho phép
giá trị bốc thoát hơi tiềm năng của lưu vực có thể được đưa vào như là số
liệu đầu hoặc được tính toán theo phương trình ... Đặc biệt trong phiên bản
này có sử dụng môi trường ARCVIEW là môi trường giao diện. Trong báo
cáo sẽ giới thiệu phiên bản mới này.
Để mô hình hóa các quá trình mưa – dòng chảy, có thể sử dụng nhiều
phương pháp. Các phương pháp này có thể sử dụng để giải đáp các mục tiêu thủy
văn khác nhau, như thủy văn vận hành, lũ lụt, hạn hán hoặc mô hình hóa truyền ô
nhiễm. Một trong những bước đầu tiền để giải quyết vấn đề là lựa chọn mô hình
phù hợp với mục tiêu thủy văn cụ thể. Lựa chọn mô hình theo dữ liệu mà mô hình

41. 35
cần, mục tiêu (ví dụ như yêu cầu dự báo hoặc mô hình hóa các kịch bản thảm họa),
kích thước lưu vực, kết hợp với GIS hoặc các phần mềm khác để tập hợp, phân tích
hoặc biểu diễn dữ liệu và kết quả, cũng như tham khảo, hỗ trợ và giá cả. Với nhiều
lưu vực lớn (trên 100 km2
) có thể được kết hợp hiệu quả với mô đun diễn toán để
tính toán quá trình sóng lũ. Sau khi cân nhắc nghiên cứu đã lựa chọn mô hình
SWAT để thực hiện mục tiêu của đề tài. [23, 24]
2.2.2 Tổng quan mô hình SWAT
Mô hình SWAT (Arnold và cộng sự, 2002) đã được chứng minh là một công
cụ hiệu quả để đánh giá tài nguyên nước và ô nhiễm với phạm vi lớn và các điều
kiện môi trường trên toàn cầu. Ở Mỹ, SWAT đang được sử dụng nhiều hơn để hỗ
trợ phân tích tổng lượng tải lớn nhất ngày (Bo‐rah et al., 2006), nghiên cứu hiệu quả
của hoạt động bảo tồn thiên nhiên trong chương trình đánh giá hiệu quả bảo tồn
thiên nhiên USDA (CEAP, 2007), thực hiện đánh giá cho các khu vực lớn như lưu
vực thượng nguồn sông Mississippi và toàn bộ Mỹ (ví dụ Arnold và cộng sự,
1999a; Jha et al., 2006), và nhiều ứng dụng trong chất lượng nước, sử dụng nước.
Xu hướng ứng dụng SWAT cũng tương tự ở Châu Âu và các khu vực khác, được
chỉ ra ở số nghiên cứu đa dạng được đưa ra ở 4 hội nghị SWAT quốc tế trước.
Mô hình SWAT được xây dựng để đánh giá tác động của việc sử dụng đất,
của xói mòn và việc sử dụng hoá chất trong nông nghiệp trên một hệ thống lưu vực
sông. Mô hình được xây dựng dựa trên cơ sở về mặt vật lý, bên cạnh đó kết hợp các
phương trình hồi quy mô tả mối quan hệ giữa những biến đầu vào và đầu ra, mô
hình yêu cầu thông tin về thời tiết, thuộc tính của đất, tài liệu địa hình, thảm phủ, và
việc sử dụng đất trên lưu vực. Những quá trình vật lý liên quan đến sự chuyển động
nước, sự chuyển động bùn cát, quá trình canh tác, chu trình chất dinh dưỡng, … đều
được mô tả trực tiếp trong mô hình SWAT qua việc sử dụng dữ liệu đầu vào này.
Mô hình chia lưu vực ra làm các vùng hay các lưu vực nhỏ. Phương pháp sử dụng
các lưu vực nhỏ trong mô hình khi mô phỏng dòng chảy là rất tiện lợi khi mà các
lưu vực này có đủ số liệu về sử dụng đất cũng như đặc tính của đất...
Xét về toàn lưu vực thì mô hình SWAT là một mô hình phân bố. Mô hình
này chia dòng chảy thành 3 pha: pha mặt đất, pha dưới mặt đất (sát mặt, ngầm) và
pha trong sông. Việc mô tả các quá trình thuỷ văn được chia làm hai phần chính:
phần thứ nhất là pha lưu vực với chu trình thuỷ văn kiểm soát khối lượng nước, bùn
cát, chất hữu cơ và được chuyển tải tới các kênh chính của mỗi lưu vực. Phần thứ