BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI Trương Tuấn Anh ỨNG DỤNG HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) XÂY DỰNG CÔNG CỤ HỖ TRỢ
QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG VU GIA – THU BỒN
Chuyên ngành: Thuỷ Văn
Mã số: 108.604490.0001
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS Nguyễn Quang Trung
2. PGS.TS Nguyễn Văn Thắng
Hà Nội – 2012
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn Thạc sĩ, tôi luôn nhận
được sự quan tâm giúp đỡ tận tình của tập thể thầy cô hướng dẫn. Tôi xin chân thành
bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới các thầy:
PGS. TS. Nguyễn Quang Trung, PGS. TS. Nguyễn Văn Thắng luôn nhiệt tình giúp
đỡ tôi trong quá trình tôi thực hiện luận văn.
Tôi xin trân thành cảm ơn sự quan tâm của Ban giám hiệu trường Đại học Thuỷ
Lợi, các thầy cô trong khoa Thuỷ Văn, khoa Sau đại học.
Luận văn thạc sĩ
2
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của riêng bản thân. Toàn bộ quá
trình nghiên cứu được tiến hành một cách khoa học, các số liệu, kết quả trình bày trong
luận văn là chính xác, trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
nào khác.
Tác giả luận văn
6T1.2.1.36T 6TNăng lượng6T 17
6T1.2.1.46T 6TThương mại và dịch vụ6T 18
6T1.2.26T 6TĐặc điểm xã hội6T 20
6T1.2.2.16T 6TDân số6T 20
6T1.2.2.26T 6TY tế6T 20
6T1.2.2.36T 6TGiáo dục6T 20
6T1.36T 6TTình hình khai thác, sử dụng tài nguyên nước trên lưu vực sông Vu Gia – Thu
Bồn
6T 21
6T1.3.16T 6TKhai thác, sử dụng nước trong nông nghiệp6T 22
6T1.3.26T 6TKhai thác, sử dụng nước trong thuỷ điện6T 22
6T1.3.36T 6TKhai thác, sử dụng nước trong sinh hoạt và công nghệp6T 22
Luận văn thạc sĩ
4
6T1.3.46T 6TKhai thác, sử dụng nước tại các khu đô thị6T 23
6T1.46T 6TTình hình quản lý tài nguyên nước trên lưu vực sông6T 23
6T1.56T 6TYêu cầu nghiên cứu để xây dựng công cụ hỗ trợ quản lý lưu vực sông6T 24
6TCHƯƠNG 2: CÁC CÔNG CỤ ỨNG DỤNG VÀ QUY TRÌNH KỸ THUẬT XÂY
DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU
6T 27
6T2.16T 6TCác công cụ ứng dụng xây dựng cơ sở dữ liệu6T 27
6T2.1.1 Microsoft Office Access 27
6T2.1.1.1 Khái niệm về cơ sở dữ liệu Microsoft Office Access 27
6T2.1.1.2 Tổng quan về tình hình sử dụng Access trên thế giới và Việt Nam 31
6T2.1.1.3 Mục đích sử dụng Microsoft Office Access 32
6T2.1.2 Geographics information system (GIS) 32
6T2.1.2.1 Các khái niệm về GIS 32
6T2.1.2.2 Quá trình hình thành và phát triển của Hệ thống thông tin địa lý 36
6T3.3.2.2. Kỹ thuật sử dụng 70
6TA/ Giải pháp an toàn và bảo mật 70
6TB/ Bắt lỗi và quản lý lỗi trong quá trình lập trình ngân hàng dữ liệu 70
6TC/ Kết nối cơ sở dữ liệu kinh tế xã hội, khí tượng thủy văn 71
6T3.4.6T 6TCác chức năng chính của ngân hàng dữ liệu6T 80
6T3.4.1. Quản trị người dung 80
6T3.4.2. Giới thiệu về ngân hàng dữ liệu 80
6T3.4.3. Dữ liệu kinh tế xã hội 81
6T3.4.4. Bản đồ lưu vực nghiên cứu 83
6T3.4.5. Số liệu các trạm khí tượng - thủy văn 84
6T3.4.6. Thư viện ảnh 85
6T3.4.7. Quản lý tài liệu, báo cáo, văn bản 86
6T3.5.6T 6TCác hỗ trợ khai thác sử dụng6T 86
6T3.5.1.6T 6THỗ trợ xây dựng các biểu đồ so sánh giữa các tỉnh, các huyện, giữa các năm
số liệu.6T 86
6T3.5.2.6T 6THỗ trợ tính toán một vài kết quả thủy văn.6T 88
6T3.5.3.6T 6TCho phép tắt mở thêm một số lớp bản đồ khác ngay trên ngân hàng dữ liệu.6T 89
6T3.5.4.6T 6TXây dựng biểu đồ số liệu khí tượng – thủy văn cho từng trạm khí tượng thủy
văn trên lưu vực.6T 91
6T3.5.5.6T 6TKết xuất số liệu khí tượng – thủy văn làm đầu vào cho một số phần mềm họ
MIKE
6T 92
6TKẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ6T 93
6TTÀI LIỆU THAM KHẢO6T 95
Luận văn thạc sĩ
6 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hinh 2-8: Thiết lập thuộc tính Lookup
38
Hình 2-9: Đưa các bảng tham gia thiết lập quan hệ Relationship
38
Hình 2-10: Thực hiện tạo kết nối giữa từng cặp bảng
39
Hình 2-11: Số liệu được nhập vào các bảng bằng tay
40
Hình 3-1: Nhập dữ liệu bảng TINH
43
Hình 3-2: Nhập dữ liệu bảng HUYEN_XA
43
Hình 3-3: Cập nhật dữ liệu danh mục dữ liệu trong bảng CATELOGY
44
Hình 3-4: Nhập dữ liệu trong bảng COMMON_TABLE (số liệu cho cấp xã)
45
Hình 3-5: Nhập dữ liệu vào bảng COMMON_TABLE_2 (số liệu cấp tỉnh
theo năm)
46
Hinh 3-6: Lớp bản đồ hành chính huyện, tỉnh lưu vực sông Vu Gia – Thu
Bồn
48
Hình 3-7: Dữ liệu lớp bản đồ ranh giới huyện
48
Hình 3-8: Lớp bản đồ thủy văn trên lưu vực song
49
Luận văn thạc sĩ
7
Hình 3-24: Bản đồ lưu vực được hiển thị trực tiếp trên ngân hàng dữ liệu
68
Hình 3-25: Số liệu khí tượng thủy văn của các trạm trên lưu vực
69
Hình 3-26: Tập album ảnh thực địa
69
Hình 3-27: Tập thông tin về tài liệu, báo cáo, văn bản
70
Hình 3-28: Biểu đồ so sánh giữa các năm
71
Hình 3-29: Biểu đồ so sánh số liệu của từng huyện
71
Hình 3-30: Các thông số được tự động tính toán
72
Hình 3-31: Một vài kết quả khác được tính toán
73
Hình 3-32: Nhóm các công cụ hỗ trợ thể hiển bản đồ lưu vực song
74
Hình 3-33: Thay đổi cách thức hiển thị bản đồ
74
Hình 3-34: Biểu đồ chuỗi số liệu của từng trạm
75
Hình 3-35: Đưa số liệu vào file dữ liệu đầu vào mô hình họ Mike
76
Luận văn thạc sĩ
8
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Ngãi.
Lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn có ranh giới với các lưu vực:
• Phía Bắc giáp lưu vực sông Cu Đê.
• Phía Nam giáp lưu vực sông SêSan, sông Trà Bồng.
• Phía Đông giáp biển Đông và lưu vực sông Tam Kỳ
• Phía Tây giáp với Lào
Lưu vực sông Thu Bồn và Vu Gia có vai trò rất quan trọng đối với sự phát triển kinh tế
của tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng. Tuy nhiên, theo báo cáo của Trung tâm Nghiên
cứu, ứng dụng và chuyển giao khoa học và công nghệ (Sở KH&CN Quảng Nam), đến nay,
toàn bộ các dữ liệu, thông tin về tài nguyên nước của hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn chưa
được quản lý khoa học, thống nhất. Đặc biệt, trong những năm gần đây các biến động về dòng
chảy như xâm thực, bồi tích, nhiễm mặn và đặc biệt là đổi dòng của hệ thống sông Vu Gia –
Thu Bồn đã có ảnh hưởng rất lớn đối với tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng.
Luận văn thạc sĩ
2
Với mục đích quản lý thống nhất tài nguyên nước lưu vực sông, đạt hiệu quả cao trong
khai thác và sử dụng, tác giả đã lựa chọn đề tài “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) xây
dựng công cụ hỗ trợ quản lý tài nguyên nước lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn” đề làm Luận
văn Thạc sĩ.
2. Mục tiêu của đề tài
- Ứng dụng công cụ tin học, nghiên cứu, xây dựng được cơ sở dữ liệu về kinh tế - xã
hội, khí tượng – thủy văn và các tập bản đồ làm công cụ hỗ trợ quản lý và khai thác tài nguyên
nước lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn có hiệu quả.
- Kết nối cở sở dữ liệu với mô hình toán để mô phỏng các bài toán chuyên môn phục
vụ công tác tính toán, dự báo thủy lực, thủy văn và môi trường.
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là khai thác số liệu , ứng dụng các phần mềm, các
tập bản đồ GIS để xây dựng ngân hàng dữ liệu lưu trữ dưới dạng bảng biểu, biểu đồ, dạng văn
P26’16” đến 108P
0
P44’04” độ kinh đông và từ 15P
0
P23’38” đến 15P
0
P38’43”
độ vĩ bắc. Phía Bắc giáp thành phố Đà Nẵng; phía Đông giáp biển Đông với trên 125
km bờ biển; phía Nam giáp tỉnh Quảng Ngãi; phía Tây giáp tỉnh Kon Tum và nước
Luận văn thạc sĩ
4
Cộng hoà dân chủ nhân dân Lào. Quảng Nam có 14 huyện và 2 thị xã, trong đó có 08
huyện miền núi là Đông Giang, Tây Giang, Nam Giang, Nam Trà My, Bắc Trà My,
Phước Sơn, Hiệp Đức và Tiên Phước. Quảng Nam ở vào vị trí trung độ của đất
nước, nằm trên trục giao thông Bắc - Nam về đường sắt, đường bộ và đường biển và
đường hàng không, có đường Hồ Chí Minh, Quốc lộ 14D, 14B, 14E nối đồng bằng ven
biển qua các huyện trung du miền núi của tỉnh đến biên giới Việt - Lào và các tỉnh Tây
Nguyên; trong tương lai gần sẽ nối với hệ thống đường xuyên Á tạo vị trí thuận lợi
cho tỉnh về giao lưu kinh tế với bên ngoài.
Thành phố Đà Nẵng trải dài từ 15°15' đến 16°40' Bắc và từ 107°17' đến 108°20'
Đông. Phía bắc giáp tỉnh Thừa Thiên-Huế, phía tây và nam giáp tỉnh Quảng Nam, phía
đông giáp biển Đông. Trung tâm thành phố cách thủ đô Hà Nội 764km về phía Bắc,
cách Thành phố Hồ Chí Minh 964km về phía Nam, cách kinh đô thời cận đại của Việt
Nam là thành phố Huế 108 km về hướng Tây Bắc. Toàn thành phố có diện tích
1.255,53 km² (trong đó phần đất liền là 950,53 km²; phần huyện đảo Hoàng Sa là 305
km²). Đà Nẵng hiện tại có tất cả là 6 quận, và 2 huyện là Hòa Vang và huyện đảo
Hoàng Sa.
Kon Tum là một tỉnh nằm ở phía bắc vùng Tây Nguyên, có tọa độ trong giới
thành phố Đà nẵng (huyện Hòa Vang, các quận Ngũ Hành Sơn và Hải Châu). Tiếp
giáp với biển là những dải cát có những cồn cát cao hơn 10 m
Bề mặt địa hình bị chia cắt bởi hệ thống sông ngòi khá phát triển gồm sông Thu
Bồn, sông Tam Kỳ và sông Trường Giang. Đó là nguyên nhân tạo khả năng tập trung
nước rất nhanh vào mùa mưa lũ trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn.
Tình trạng xói mòn bờ sông rất nghiêm trọng trong mùa lũ và khối lượng bùn
tích cũng rất nhiều. Sông Thu Bồn thường xuyên đổi dòng trong mùa lũ và thường
xuyên thay đổi vị trí cửa sông vì khối lượng bồi tích quá lớn. Nhà cửa và đất nông
nghiệp dọc theo hai bờ sông bị thiệt hại mất mát vì lý do này.
Luận văn thạc sĩ
6 Hình 1-2: Bản đồ địa hình lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn
1.1.3 Đặc điểm khí hậu lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn
1.1.3.1 Nhiệt độ
Do nằm ở phía nam dãy Bạch Mã và phía đông dãy Trường Sơn Nam, nên khí
hậu trong lưu vực hệ thống sông Thu Bồn cũng có đặc điểm chung của khí hậu vùng
Nam Trung Bộ với mùa đông không lạnh, nắng nhiều, chịu ảnh hưởng bởi gió tây khô
nóng, mùa mưa vào cuối mùa hè, đầu mùa đông.
- Số giờ nắng trung bình năm biến đổi trong phạm vi từ 1.800 giờ ở vùng núi
cao đến hơn 2.000 giờ ở vùng đồng bằng ven biển.
- Nhiệt độ không khí trung bình năm khoảng 24 - 26
P
0
PC, giảm từ đồng bằng ven
biển lên miền núi theo sự tăng cao của địa hình. Nhiệt độ tối cao tuyệt đối có thể trên
40
O
P) biến đổi trong phạm vi từ khoảng 2.000mm (vùng
đồng bằng ven biển) đến 2.200 - 2.600mm ở vùng trung lưu và đến hơn 4.000mm ở
vùng núi phía nam, đông nam huyện Bắc Bắc Trà My. Ngoài trung tâm mưa lớn ở
vùng núi phía nam và đông nam huyện Bắc Trà My, còn có trung tâm mưa lớn ở vùng
núi phía bắc, tây bắc (huyện Tây Giang, Đông Gian và Nam Giang) có X
P
O
P = 2.800 -
3.000mm.
Lượng mưa trung bình năm trung bình cho toàn lưu vực khoảng 2700 mm, trong
đó lưu vực sông Thu Bồn tính đến Giao Thủy bằng 3.590mm, lưu vực sông Vu Gia
tính đến Ái Nghĩa bằng 2.760mm. Do ảnh hưởng của gió mùa Tây Nam, từ tháng 5
Luận văn thạc sĩ
8
(riêng vùng mưa lớn Bắc Trà My từ tháng 4), lượng mưa trung bình tháng đều lớn hơn
100mm, kéo dài đến tháng 12.
TT
Tên trạm
Lượng mưa trung bình tháng (mm)
Xtb năm
(mm)
I
II
III
IV
V
92,8
143,5
282,4
672,2
467,0
199,0
2.310,7
3
Thành Mỹ
32,2
17,4
34,0
88,6
250,8
218,0
145,1
185,8
265,1
540,9
357,7
101,9
2.237,3
4
Khâm Đức
61,0
31,9
40,5
75,0
157,3
125,1
120,5
162,0
359,2
691,7
631,4
275,2
2.901,5
7
Bắc Trà My
138,4
71,5
66,7
107,3
288,9
229,0
170,5
198,8
318,0
940,5
992,7
487,4
4.072,7
8
Câu Lâu
67,7
26,8
21,3
38,3
87,6
95,4
năm, có xu thế tăng dần từ phía bắc vào nam và từ tây sang đông. Lượng mưa trung
bình tháng lớn nhất vào tháng 10 (một số nơi vào tháng 11 như Bắc Trà My, ) với
lượng mưa có thể tới ~ 1.000mm, chiếm 23 - 30% lượng mưa cả năm. Tháng 2 (hoặc
tháng 3) là tháng có lượng mưa trung bình tháng nhỏ nhất với lượng mưa khoảng 20 -
30mm (riêng ở Bắc Trà My là 66,7mm). 3 tháng có lượng mưa nhỏ nhất thường là các
tháng 1,2,3 ở phần phía tây, tây nam, tây bắc lưu vực hay các tháng 2 - 4 ở các nơi
khác.
Sự phân phối rất không đồng đều trong năm thường gây nên hạn hán và ngập
lụt. Trong mùa khô, số ngày không mưa kéo dài do đó thường xảy ra hạn hán trong vụ
Đông Xuân và Hè Thu. Trái lại, mùa mưa ở lưu vực sông Thu Bồn - Vu Gia và một số
vùng khác ở ven biển Trung Bộ thường chỉ kéo dài trong 3- 4 tháng, lượng mưa lớn
với cường độ cao, gây nên ngập lụt ở đồng bằng hạ lưu và lũ quét ở miền núi. Lũ cũng
có nguyên nhân chính gây xói lở bờ sông và thay đổi dòng chảy. Trên lưu vực sông Vu
Gia – Thu Bồn có nhiều đoạn sông bị xói lở bồi lắng đặc biệt là đoạn sông Quảng Huế
nối giữa sông Vu Gia và Thu Bồn. Xói lở bồi lắng sông Quảng Huế đã làm thay đổi
phân bố dòng chảy trên sông ảnh hưởng tới dân sinh kinh tế và phát triển trong vùng
đặc biệt vào mùa kiệt.
Luận văn thạc sĩ
10 Hình 1-4: Thiên tai lũ lụt xảy ra trên lưu vực
1.1.3.4 Độ ẩm
Độ ẩm không khí có quan hệ chặt chẽ với nhiệt độ không khí và lượng mưa.
Vào các tháng mùa mưa độ ẩm không khí vùng đồng bằng ven biển có thể đạt 85 ÷
88%, vùng núi có thể đạt 90 ÷ 95%. Các tháng mùa khô vùng đồng bằng ven biển chỉ
còn dưới mức 80%, vùng núi còn 80 ÷ 85%. Độ ẩm không khí vào những ngày thấp
nhất có thể xuống tới mức 20 ÷ 30%.
1.1.3.5 Bốc hơi
Luận văn thạc sĩ
12
1.1.4.1 Dòng chảy
Dòng chảy sông Vu Gia – Thu Bồn chảy theo hướng Nam – Bắc, về Phước Hội
sông chảy theo hướng Tây Nam – Đông Bắc khi đến Giao Thùy sông chảy theo hướng
Tây – Đông. Tổng lượng dòng chảy trung bình năm của lưu vực Thu Bồn - Vu Gia
bằng khoảng 21,3.10
P
9
P m3, trong đó sông Thu Bồn (tính đến Giao Thủy) bằng
10,3.10
P
9
Pm3, sông Vu Gia (tính đến Ái Nghĩa) bằng 11.10P
9
Pm3.
Lượng mưa trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn khá phong phú nên dòng chảy
rất dồi dào. Tuy nhiên sự phân bố dòng chảy năm trên các sông rất chênh lệch, nơi lớn
có thể gấp đôi nơi nhỏ. Thượng nguồn sông Thu Bồn tại Nông Sơn có moduyn dòng
chảy lên đến 76,7 l/s/km2. Trong khi đó trên sông Vu Gia tại Thành Mỹ có moduyn
dòng chảy 57.3 l/s/km2.
Cũng như lượng mưa, dòng chảy sông ngòi biến đổi theo mùa: mùa lũ và mùa
cạn. Mùa lũ hàng năm trên lưu vực thường chỉ kéo dài ba tháng, từ tháng 10 đến tháng
12 (nhưng cũng có năm mùa lũ bắt đầu sớm từ tháng 9 và có năm kết thúc muộn vào
tháng 1 năm sau).
TT
86,5
304,0
398,0
265,0
2
Nông Sơn
(sông Thu
Bồn)
86,83
274 231,0
137,0
93,4
73,1
109,0
104,0
73,9
77,0
158,0
+ Sông Thu Bồn: Có thượng nguồn là sông Tranh hay sông Tỉnh Gia bắt nguồn
từ sườn đông nam dãy Ngọc Lĩnh với độ cao trên 2000m. Sông chảy theo hướng Bắc
Nam đến Giao Thủy sông chảy qua vùng đồng bằng các huyện Duy Xuyên, Điện Bàn,
Hội An. Chiều dài sông chính đến Cửa Đại là 198km, diện tích lưu vực tính đến Giao
Thủy là 3825km
P
2
P.
+ Sông Vu Gia: là một trong hai sông hợp thành hệ thống sông Thu Bồn và là
sông lớn nhất của tỉnh Quảng Nam và Thành phố Đà Nẵng, đây là một con sông lớn
dài 5.500 km
P
2
P, lưu lượng bình quân 400mP
3
P/s. Lưu vực sông Vu Gia nằm bên trái sông
Thu Bồn thuộc địa phận các huyện Đông Giang, Tây Giang, Nam Giang, Đại Lộc,
Điện Bàn, Hòa Vang (thuộc Đà Nẵng) và gồm nhiều nhánh sông hợp thành như sông
Cái, sông Bung, sông Côn. Chiều dài tính từ thượng nguồn sông Cái đến cửa Đà Nẵng
là 204 km. Phần hạ lưu, khi chảy đến Ái Nghĩa có phân lưu thành 2 nhánh chính: một
là sông Quảng Huế mang nước từ sông Vu Gia đổ vào sông Thu, dòng chính trước khi
chảy qua địa phận Đà Nẵng được chia ra phân lưu chính là sông Yên và sông Chu Bái.
Chế độ thuỷ văn của các sông trong lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn được chia
thành 2 mùa:
- Mùa lũ bắt đầu từ tháng 10 đến tháng 12 chiếm khoảng 65-70% tổng lượng
dòng chảy năm. Tháng 11 là tháng có tổng lượng dòng chảy trung bình tháng lớn nhất,
chiếm khoảng 25-30% tổng lượng dòng chảy năm.
- Mùa cạn từ tháng 1 đến tháng 9. môđuyn dòng chảy trung bình biến đổi
trong phạm vi từ dưới 10 l/s.km2 đến hơn 40 l/s.km2. Trong mùa cạn thường có lũ tiểu
mãn vào tháng 5, 6.
Copyright: Tài liệu đại học ©