Tác giả

Trần Anh Đức 1 , Phùng Tiến Dũng 1 , Đặng Đình Quân 1 , Hoàng Gia Nam 1 , Nguyễn Thị Như Quỳnh 1 , Phạm Trường Giang 1 , Phạm Mỹ Linh 1 , Mai Khánh Hưng 1 , Dư Đức Tiến 1*

Đơn vị công tác

1 Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia, Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn; ducbarca88@gmail.com; ptdung77@gmail.com; quandangdinh.92@gmail.com; namhoangkt95@gmail.com; quynh.ntn.1984@gmail.com; phtrgiang@gmail.com; linhpm250595@gmail.com; maikhanhhung18988@gmail.com; duductien@gmail.com

*Tác giả liên hệ: ducbarca88@gmail.com; Tel.: +84–916106558

Tóm tắt

Nghiên cứu áp dụng hệ thống đồng hóa tổ hợp dựa trên bộ lọc chuyển dạng địa phương Kalman (LETKF - Local Ensemble Transformation Kalman Filter) phát triển cho mô hình khu vực WRF-ARW và kết hợp với dự báo phân giải cao (1km × 1km, kí hiệu LETKF_WRF-1km) để tăng cường chất lượng dự báo mưa cho các lưu vực trên lãnh thổ Việt Nam. Nghiên cứu trình bày các kết quả dự báo dòng chảy bằng mô hình thủy văn cho lưu vực sông Thao với đầu vào từ số liệu dự báo của mô hình toàn cầu của Châu Âu (IFS), Mỹ (GFS), Nhật Bản (GSM) và phân giải cao (LETKF_WRF-1km) cho các đợt lũ điển hình trong năm 2022 và 2023.

Từ khóa

Dự báo dòng chảy; Lưu vực sông thao; Dự báo mưa mô hình số trị.

Trích dẫn bài báo

Đức, T.A.; Dũng, P.T.; Quân, Đ.Đ.; Nam, H.G.; Quỳnh, N.T.N.; Giang, P.G.; Linh, P.M.; Hưng, M.K.; Tiến, D.Đ. Dự báo dòng chảy dựa vào mô hình toàn cầu và khu vực tổ hợp phân giải cao dự báo lũ trên lưu vực sông Thao giai đoạn 2022-2023. Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn 2025, 773, 75-87.

Tài liệu tham khảo

1. Nga, N.T.; Thanh, C.; Hưng, M.K.; Tiến, D.D. Đánh giá kĩ năng dự báo mưa định lượng từ mô hình quy mô toàn cầu và khu vực phân giải cao cho khu vực Bắc Bộ. Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn 2021, 730, 79–92.

2. Tăng, B.M. Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo mưa lớn thời hạn 2-3 ngày phục vụ công tác cảnh báo sớm lũ lụt khu vực miền Trung Việt Nam”, 2014.

3. Tiến, T.T.; Mai, H.T.; Thanh, C. Ứng dụng phương pháp lọc Kalman tổ hợp vào dự báo cường độ bão 5 ngày”, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội. Tạp chí Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 2013, 29(2S), 201–206.

4. Chánh, K.Q. Ước lượng sai số mô hình trong bộ lọc Kalman bằng phương pháp lực nhiễu động. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 2010, 26(3S), 310–316.

5. Chánh, K.Q. Xây dựng hệ thống đồng hóa lọc Kalman tổ hợp địa phương cho mô hình dự báo thời tiết WRF. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 2011, 27(1S), 17–28.

6. Tiến, D.Đ.; Thành, N.Đ.; Chánh, K.Q. Sử dụng đồng thời quan trắc quy mô lớn và quy mô bão trong việc tăng cường thông tin ban đầu cho bài toán dự báo xoáy thuận nhiệt đới bằng mô hình số trị. VNU J. Sci. Earth Environ. Sci. 2016, S.l(32), n. 3S.

7. Cường, H.Đ. Nghiên cứu ứng dụng mô hình WRF phục vụ dự báo thời tiết và bão ở Việt Nam. Báo cáo tổng kết đề tài NCKH cấp Bộ, 2011.

8. Tiến, T.T.; Thanh, C.; Phượng, N.T. Dự báo cường độ bão bằng mô hình WRF hạn 5 ngày trên khu vực biển Đông. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN 2012, T28(3S), 155–160.

9. Tiến, T.T.; Thanh, N.T. Đồng hóa dữ liệu vệ tinh MODIS trong mô hình WRF để dự báo mưa lớn ở khu vực Trung Bộ. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 2011, 27, 90–95.

10. Tien, D.D.; Cuong, H.D.; Hole, L.R.; Lam, H.P.; Huyen, L.T.T.; Hung, M.K. Impacts of different physical parameterization configurations on widespread heavy rain forecast over the northern area of Vietnam in WRF-ARW Model. Adv. Meteorol. 2019, 1010858, 1–24. https://doi.org/10.1155/2019/1010858.

11. Saito, K.; Hung, M.K.; Hung, N.V.; Vinh, N.Q.; Tien, D.D. Heavy rainfall in central Viet Nam in December 2018 and modification of precipitation analysis at VNMHA. VN. J. Hydro-Meteorol. 2020, 5, 65–79.

12. Danish Hydraulic Institute (DHI). MIKE SHE User Manual, Volume 1: User Guide, 2014a, pp. 370.

13. Danish Hydraulic Institute (DHI). MIKE SHE User Manual, Volume 2: Reference Guide, 2014b, pp. 444.

14. Abbott, M.B.; Bathurst, J.C.; Cunge, J.A.; O’Connell, P.E.; Rasmussen, J. An introduction to the European hydrological system-systeme hydrologique Europeen, “SHE”, 1: history and philosophy of a physically-based, distributed modelling system. J. Hydrol. 1986a, 87, 45–59.

15. Abbott, M.B.; Bathurst, J.C.; Cunge, J.A.; O’connell, P.E.; Rasmussen, J. An introduction to the European hydrological system systeme hydrologique Europeen, “SHE”, 2: Structure of a physically-based, distributed modelling system. J. Hydrol. 1986b, 87, 61–77.

16. DHI. MIKE 11, A modelling system for rivers and channel, user guide. 2017. http://manuals.mikepoweredbydhi.help/2017/Water_Resources/MIKE11_UserManual.pdf .

17. Tĩnh, Đ.N. Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu ứng dụng số liệu vệ tinh, mưa dự báo số trị kết hợp số liệu bề mặt trong dự báo lũ hệ thống sông Hồng- Thái Bình”, 2012.

18. Lập, B.Đ. Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu xây dựng công nghệdự báo dòng chảy lũ đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Hồng”, 2017.

19. Thái, T.H.; Trí, Đ.Q.; Hoàng, Đ.V. Nghiên cứu mô phỏng tác động của sóng và nước dâng bão khu vực ven biển miền Trung. Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2018, 687, 1–14.

20. Dat, T.T.; Truong, D.D.; Tri, D.Q.; Tien, T.Q. Applications of numerical modelling for the study on storm surge in typhoon Xangsane in the central coast of Vietnam. Tropical Cyclone Res. Rev. 2018, 7(3), 179–192.

21. Dat, T.T.; Tri, D.Q.; Truong, D.D.; Hoa, N.N. Application of Mike Flood Model in Inundation Simulation with the Dam-break Scenarios: a Case Study of DakDrinh Reservoir in Vietnam. Int. J. Earth Sci. Eng. 2019, 12(01), 60–70.

22. Dự án nhiệm vụ chuyên môn (2013-2015). Xây dựng công nghệ dự báo lũ hạn ngắn phục vụ điều tiết hồ chứa cho lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn và lưu vực sông Ba.

23. Long, V.Đ. Nghiên cứu xây dựng công nghệ cảnh báo, dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt cho các sông chính ở Quảng Bình, Quảng Trị, 2014.

24. Long, V.Đ. Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu ứng dụng thử nghiệm mô hình TELEMAC 2D tính toán lũ và cảnh báo ngập lụt cho vùng hạ lưu sông Trà Khúc - Sông Vệ”, 2015.

25. Linh, N.T.M.; Tri, D.Q.; Thai, T.H.; Don, N.C. Application of a two-dimensional model for flooding and floodplain simulation: Case study in Tra KhucSong Ve river in Viet Nam. Lowland Technol. Int. 2018, 20(3), 367–378.

26. Huy, H.A. Nghiên cứu khả năng ứng dụng mô hình MIKE-SHE để mô phỏng độ ẩm trong đất, áp dụng thí điểm cho dòng chính khu vực sông La, 2016.

27. Thái, T.H.; Trí, Đ.Q.; Tuyên, T.Đ.T.; Tâm, N.T.; Dịu, B.T. Áp dụng mô hình MIKE SHE kết hợp sử dụng sản phẩm mưa dự báo IFS dự báo lưu lượng đến hồ lưu vực sông Trà Khúc-Sông Vệ. Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2019, 697, 1–12.

28. Anh, N.K.N.; Anh, T.N.; Tài, N.Q.; Nhật, L.M. Ứng dụng mô hình MIKE 11 tính toán dòng chảy mặt phục vụ công tác cấp phép khai thác tài nguyên nước lưu vực sông Cả. Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn 2022, 740(1), 50–61​.

29. Thục, T. Xây dựng công nghệ tính toán dự báo lũ lớn hệ thống sông Hồng – Thái Bình. Đề tài cấp Bộ, 2011.

30. Hải, Đ.V.; Vân, Đ.T.; Trí, Đ.Q. Nghiên cứu xây dựng công cụ dự báo lưu lượng nước đến hồ sông hinh phục vụ dự báo lũ hạ lưu sông Ba. Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2020, 710, 70–77.

31. Moriasi, D.N.; Arnold, J.G.; Liew, M.W. et al. Model evaluation guidelines for systematic quantifcation of accuracy in watershed simulations. Trans. ASABE 2007, 50, 885–900.

32. Moriasi, D.; Wilson, B. Hydrologic and water quality models: use, calibration, and validation. Trans. ASABE 2012, 55, 1241–1247.

33. Mustafa, Y.M.; Amin, M.S.M.; Lee, T.S.; Shariff, A.R.M. Evaluation of land development impact on a tropical watershed hydrology using remote sensing and GIS. J. Spat. Hydrol. 2012, 5, 16–30.

34. Bathurst, J.C.; Ewen, J.; Parkin, G.; O’Connell, P.E.; Cooper, J.D. Validation of catchment models for predicting land-use and climate change impacts. 3. Blind validation for internal and outlet responses. J. Hydrol. 2004, 287, 74–94.

35. Engel, B.A.; Flanagan, D.C. Modeling and risk analysis of nonpoint-source pollution caused by atrazine using SWAT. Trans. ASABE 2006, 49, 667–678.

36. McCuen, R.H.; Knight, Z.; Cutter, A.G. Evaluation of the Nash-Sutcliffe efciency Index. J. Hydrol. Eng. 2006, 11, 597–602.

37. Nash, J.E.; Sutcliffe, J.V. River flow forecasting through conceptual models part I-a discussion of principles. J. Hydrol. 1970, 10, 282–290.

38. Andersen, J.; Refsgaard, J.C.; Jensen, K.H. Distributed hydrological modelling of the Senegal River basin Model construction and validation. J. Hydrol. 2001, 247, 200–214.

39. Gupta, H.V.; Sorooshian, S.; Yapo, P.O. Status of automatic calibration for hydrologic models: comparison with multilevel expert calibration. J. Hydrol. Eng. 1999, 4, 135–143.