PHẦN MỞ ĐẦU
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trong những năm gần đây, Việt Nam đã nỗ lực xây dựng thành một nước công nghiệp vào năm 2020, tuy nhiên, phát triển kinh tế cần gắn liền với bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và môi trường Bảo vệ môi trường, đặc biệt là tài nguyên nước, đang trở thành một vấn đề cấp bách toàn cầu Nguồn nước từ sông, kênh rạch và hồ chứa ở Việt Nam đang chịu tác động nghiêm trọng từ ô nhiễm do đô thị hóa, khu công nghiệp, nông nghiệp và các hoạt động cộng đồng Do đó, phòng chống ô nhiễm nước là nhiệm vụ cần thiết Để đánh giá chất lượng nước và mức độ ô nhiễm, cần dựa vào các chỉ tiêu cơ bản và quy định giới hạn theo Luật Bảo vệ môi trường hoặc tiêu chuẩn quốc tế cho từng loại nước sử dụng.
Lưu vực Sông Bung, một trong những lưu vực chính của hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn, bắt nguồn từ vùng núi cao phía Tây Bắc tỉnh Quảng Nam và chảy theo hướng Tây sang Đông Nằm trên dãy Trường Sơn hùng vĩ với địa hình phức tạp, 90% diện tích lưu vực là núi đồi Tuy nhiên, gần đây, lưu vực sông Bung đang phải đối mặt với nhiều vấn đề nghiêm trọng như lũ lụt thường xuyên, chất lượng nước suy giảm, và hiện tượng xói mòn, sạt lở bờ sông Những diễn biến bất lợi này đã ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển kinh tế, gây thiệt hại về người, tài sản và các công trình kinh tế - kỹ thuật không chỉ trong lưu vực mà còn lan rộng đến các huyện đồng bằng tỉnh Quảng Nam.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là công nghệ mới xuất hiện tại Việt Nam từ những năm 90 của thế kỷ XX và đang ngày càng phát triển Việc ứng dụng GIS trong quy hoạch, quản lý và giám sát tài nguyên môi trường là rất quan trọng Một trong những công cụ hữu ích trong hệ thống GIS là mô hình đánh giá chất lượng đất và nước SWAT (Soil and Water Assessment Tool).
Mô hình SWAT được phát triển để đánh giá và dự báo tác động của quản lý đất đến thành phần nước, địa chất và sản lượng nông nghiệp trong các lưu vực lớn theo thời gian dài.
Có hai phương pháp đánh giá chất lượng nước (CLN): lấy mẫu trực tiếp và sử dụng mô hình Phương pháp lấy mẫu trực tiếp, mặc dù truyền thống và giúp xác định các thông số vật lý, nồng độ hóa chất, sinh học và phóng xạ tại một vị trí cụ thể, nhưng lại tốn kém về thời gian và công sức, đồng thời phạm vi lấy mẫu bị hạn chế Ngược lại, việc sử dụng mô hình khắc phục những hạn chế này, cho phép mô phỏng dòng chảy và đánh giá CLN liên tục trong không gian và thời gian, tiết kiệm thời gian và công sức Mô hình SWAT (Soil and Water Assessment Tool) là công cụ mô phỏng tài nguyên nước lưu vực sông, với hai modul chính là mô phỏng dòng chảy từ mưa và đánh giá CLN Kết quả từ mô hình này hỗ trợ hiệu quả trong việc đánh giá CLN của lưu vực sông Vì vậy, đề tài “Ứng dụng mô hình SWAT đánh giá chất lượng nước sông Bung - đoạn chảy qua huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam” đã được thực hiện.
MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
2.1 Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu chính của đề tài là ứng dụng mô hình SWAT để mô phỏng và đánh giá chất lượng nước, cung cấp thông tin hỗ trợ quản lý bền vững tài nguyên nước mặt, phục vụ cho sự phát triển kinh tế - xã hội tại lưu vực sông Bung.
2.2 Nhiệm vụ của đề tài Để thực hiện các mục tiêu trên, đề tài phải thực hiện các nhiệm vụ sau đây:
- Khái quát cơ sở lý luận và thực tiễn có liên quan của đề tài
- Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Bung
- Hiện trạng chất lượng nước sông Bung, đoạn chảy qua huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam
- Ứng dụng mô hình SWAT đánh giá chất lượng nước sông Bung, đoạn chảy qua huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam
- Đánh giá độ chính xác của kết quả chạy mô hình.
GIỚI HẠN, PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI
Không gian nghiên cứu là lưu vực sông Bung chảy qua địa phận huyện Nam Giang tỉnh Quảng Nam
Do hạn chế về thời gian và nguồn lực, nghiên cứu này chỉ áp dụng công nghệ GIS và mô hình SWAT để đánh giá chất lượng nước theo các chỉ tiêu của QCVN 08:2008/BTNMT tại lưu vực sông Bung, đặc biệt là đoạn chảy qua huyện Nam.
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU
The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) is a comprehensive model developed by Dr Jeff Arnold at the Agricultural Research Service (ARS) of the United States Department of Agriculture (USDA) SWAT is designed to predict the impacts of land management on water quality, sedimentation, and agricultural chemical runoff in large, complex watersheds over time It is based on earlier models, including the Simulator for Water Resources in Rural Basins (SWRRB) and Routing Outputs to Outlet (ROTO).
Mô hình SWAT đã được cải tiến và mở rộng kể từ khi ra mắt vào đầu thập niên 90, với nhiều nâng cấp quan trọng từ các phiên bản trước như SWAT94.2, 96.2, 98.1, 99.2 và 2000 Một trong những cải tiến nổi bật là sự tích hợp diễn toán động học trong sông từ mô hình QUAL2E, giúp nâng cao khả năng phân tích và dự đoán của mô hình.
Mô hình SWAT, được phát triển bởi Arnold và cộng sự vào năm 2002, là một công cụ hiệu quả trong việc đánh giá tài nguyên nước và ô nhiễm trên quy mô toàn cầu Tại Mỹ, mô hình này ngày càng được áp dụng rộng rãi để phân tích tổng lượng tải lớn nhất trong ngày (Borah et al., 2006) và nghiên cứu hiệu quả của các hoạt động bảo tồn thiên nhiên trong chương trình đánh giá hiệu quả bảo tồn của USDA (CEAP).
SWAT đã được áp dụng rộng rãi để đánh giá các khu vực lớn như lưu vực thượng nguồn sông Mississippi và toàn bộ nước Mỹ, với nhiều nghiên cứu tiêu biểu như của Arnold và cộng sự (1999) và Jha et al (2006) Ứng dụng này chủ yếu tập trung vào chất lượng nước và sử dụng nước, và xu hướng sử dụng SWAT cũng đang gia tăng ở Châu Âu và các khu vực khác.
Van Liew và Garbrecht (2003) đã đánh giá khả năng dự đoán dòng chảy dưới các điều kiện khí hậu khác nhau cho ba lưu vực cơ sở trong LVS Washita, có diện tích 610 km² tại Đông Nam Oklahoma, và phát hiện rằng SWAT có khả năng tính toán dòng chảy cho các điều kiện khí hậu ẩm, khô và trung bình Nghiên cứu của Govender và Everson (2005) cho thấy SWAT cũng có khả năng tính toán dòng chảy tương đối mạnh cho một lưu vực nhỏ ở Bắc Phi, đặc biệt là trong điều kiện khí hậu khô.
SWAT được sử dụng để nghiên cứu hiệu quả hoạt động bảo tồn thiên nhiên trong chương trình đánh giá hiệu quả bảo tồn thiên nhiên USDA (CEAP, 2007), với các đánh giá thực hiện cho các khu vực lớn như lưu vực thượng nguồn sông Mississippi Nghiên cứu cũng được hỗ trợ bởi các tác giả như Arnold và cộng sự (1999) cũng như Jha và cộng sự (2006) Xu hướng áp dụng SWAT trong nghiên cứu bảo tồn thiên nhiên cũng đang gia tăng tại Châu Âu.
4 và các khu vực khác
Mô hình SWAT đã được du nhập vào Việt Nam từ năm 1998 và hiện nay đã được ứng dụng rộng rãi trong quản lý lưu vực sông (LVS) trên cả ba miền Bắc, Trung, Nam với nhiều quy mô khác nhau Tính đến tháng 11/2012, có khoảng 34 đề tài nghiên cứu ứng dụng mô hình SWAT đã được công bố trên các tạp chí, kỷ yếu hội nghị, cũng như trong các luận văn đại học, cao học và tiến sĩ.
Tiêu biểu là những tác giả:
Nguyễn Kiên Dũng từ Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi Trường đã áp dụng mô hình SWAT để nghiên cứu quy luật xói mòn đất và bùn cát tại lưu vực sông Sê San Mô hình toán này giúp phân tích và dự đoán các yếu tố ảnh hưởng đến tình trạng xói mòn, từ đó cung cấp thông tin quan trọng cho công tác quản lý và bảo vệ môi trường.
- Lê Bảo Trung (Trường Đại học Khoa học Thủy lợi) đã ứng dụng mô hình SWAT đánh giá chất lượng nước sông Công
Huỳnh Thị Lan Hương từ Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường đã áp dụng mô hình SWAT để quản lý tổng hợp tài nguyên nước của lưu vực sông Chảy.
Phạm Văn Tỉnh từ Trường Đại học Lâm nghiệp Hà Nội đã tiến hành nghiên cứu ứng dụng mô hình SWAT nhằm quản lý hiệu quả tài nguyên đất và nước trên lưu vực sông Lô – Gâm Nghiên cứu này góp phần quan trọng vào việc bảo vệ và phát triển bền vững tài nguyên thiên nhiên trong khu vực.
Tại LVS Vu Gia, tỉnh Quảng Nam đã có các nghiên cứu liên quan về ứng dụng mô hình SWAT gồm:
Nguyễn Kim Lợi và Trương Phước Minh đã áp dụng mô hình SWAT và phương pháp tiếp cận dựa vào cộng đồng để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu cũng như khả năng thích ứng tại miền Trung Việt Nam, cụ thể là lưu vực Vu Gia, tỉnh Quảng Nam Kết quả mô hình SWAT cho thấy xu hướng xói mòn và bồi lắng của lưu vực trong khoảng thời gian hàng ngày và hàng tháng, đồng thời chỉ ra rằng biến đổi khí hậu đã ảnh hưởng đáng kể đến xói mòn bề mặt và bồi lắng trong khu vực này.
Đào Văn Khương và Nguyễn Mạnh Linh đã nghiên cứu khả năng ứng dụng mô hình SWAT để đánh giá vai trò của rừng đối với lũ lụt trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn Kết quả cho thấy sự thay đổi của rừng có ảnh hưởng lớn đến dòng chảy tại khu vực này, và sự suy giảm chất lượng rừng là một trong những nguyên nhân chính gây ra lũ lụt Mô hình SWAT được xác nhận là công cụ đánh giá định lượng hiệu quả về tác động của rừng đến chế độ dòng chảy, tuy nhiên, do dữ liệu đầu vào chưa đầy đủ, các kết quả nghiên cứu hiện tại chỉ mang tính thử nghiệm.
- Nguyễn Thị Hồng, Nguyễn Duy Liêm, Nguyễn Thị Bích, Lê Duy Bảo Hiếu, Lê Hoàng
Tú, Nguyễn Kim Lợi “Ứng dụng GIS và mô hình SWAT đánh giá ảnh hưởng thay đổi SDĐ đến lưu lượng dòng chảy LVS Vu Gia”
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Để thực hiện đánh giá chất lượng nước sông Bung bằng mô hình SWAT, đè tài thực hiện các nội dung sau:
- Khái quát cơ sở lý luận và thực tiễn có liên quan đến đề tài
- Khái quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế- xã hội và hiện trạng sử dụng đất lưu vực sông Bung
- Lý thuyết về mô hình SWAT
- Ứng dụng mô hình SWAT đánh giá chất lượng nước sông Bung, đoạn chảy qua huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam
- Đề xuất các biện pháp quản lý, bảo vệ nguồn nước sông Bung, đảm bảo cuộc sống cho người dân.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
6.1 Phương pháp thu thập số liệu
Phương pháp nghiên cứu được áp dụng là thu thập toàn bộ số liệu và thông tin liên quan đến đề tài, sau đó tiến hành xử lý và đánh giá tài liệu Chúng tôi đã thu thập dữ liệu từ các cơ quan như Trung tâm khí tượng thủy văn Trung Trung Bộ và Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam Mục đích của việc này là giảm bớt thời gian và công sức, đồng thời tăng tính logic cho đề tài nghiên cứu Trong quá trình thực hiện, chúng tôi đã thu thập một số tài liệu liên quan đến đề tài.
Ngoài các số liệu thu thập ở các cơ quan, chúng tôi còn khai khác những thông tin qua các kênh thông tin, đặc biệt là internet, sách báo
6.2 Phương pháp tổng hợp xử lý, phân tích số liệu
Để nghiên cứu đề tài, việc tổng hợp, xử lý và phân tích số liệu thu thập được là rất cần thiết Xử lý và phân tích dữ liệu là bước cơ bản trong mọi nghiên cứu, giúp biến các số liệu thô thành thông tin có giá trị Quá trình này không chỉ tạo ra thông tin mà còn chuyển hóa nó thành tri thức, điều mà mọi nghiên cứu đều hướng tới.
6.3 Phương pháp bản đồ Đây là phương pháp quan trọng và không thể thiếu của công tác nghiên cứu địa lý Bản đồ sẽ được sử dụng trong suốt quá trình thực hiện đề tài Bản đồ không chỉ có tác dụng cụ thể hóa các vấn đề nghiên cứu mà còn có tác dụng thúc đẩy cho công tác nghiên cứu địa lý tiến triển tốt hơn
Dựa trên số liệu và bản đồ thu thập trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã sử dụng mô hình SWAT cùng với phần mềm GIS (ArcGIS) để xử lý và tạo ra các bản đồ thành phần Kết quả là, chúng tôi đã xây dựng bản đồ thể hiện tác động của biến động sử dụng đất đối với xói mòn đất trong lưu vực.
Đề tài nghiên cứu tập trung vào 6 vực sông Bung, sử dụng các công cụ phân tích và thống kê thông qua mô hình SWAT và phần mềm GIS để đánh giá tác động của các yếu tố môi trường Phương pháp này là chủ đạo trong quá trình thực hiện nghiên cứu, nhằm cung cấp cái nhìn sâu sắc về tình hình sông Bung.
6.4 Phương pháp ứng dụng mô hình SWAT
Bài nghiên cứu sử dụng mô hình SWAT và phần mềm GIS (ArcGIS) để xử lý dữ liệu và thiết lập bản đồ thành phần, nhằm phân tích tác động của biến động sử dụng đất đến xói mòn đất tại lưu vực sông Thu Bồn Các công cụ phân tích và thống kê trên mô hình SWAT cùng với phần mềm GIS được áp dụng để đánh giá ảnh hưởng này, tạo thành phương pháp chủ đạo trong quá trình nghiên cứu.
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
7.1 Ý nghĩa khoa học Đề tài đã tạo cơ sở khoa học về việc ứng dụng mô hình SWAT trong việc đánh giá chất lượng nước sông Bung, là phương pháp nghiên cứu mới lạ, có độ chính xác khá cao
Việc đánh giá chất lượng nước sông Bung bằng mô hình SWAT giúp các nhà quản lý, chính quyền và người dân hiểu rõ hơn về nguồn nước mà họ sử dụng Từ đó, họ có thể đưa ra các giải pháp quản lý và bảo vệ nguồn nước hiệu quả và an toàn, góp phần phát triển kinh tế địa phương.
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI
TỔNG QUAN VỀ NGUỒN Ô NHIỄM NƯỚC SÔNG
1.1.1.1 Ô nhiễm tự nhiên Ô nhiễm tự nhiên là do mưa, tuyết tan, lũ lụt, gió bão… hoặc do các sản phẩm hoạt động sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng
Cây cối và sinh vật chết sẽ được vi sinh vật phân hủy thành chất hữu cơ Một phần chất hữu cơ này sẽ ngấm vào lòng đất, có thể gây ô nhiễm nước ngầm hoặc theo dòng nước ngầm hòa vào các dòng nước lớn.
Lụt lội có thể làm ô nhiễm nguồn nước, khuấy động chất bẩn trong hệ thống cống rãnh, mang theo chất thải độc hại từ bãi rác và cuốn theo các hóa chất đã được lưu trữ trước đó.
Nước lụt có thể bị ô nhiễm do hóa chất từ nông nghiệp, công nghiệp hoặc từ các tác nhân độc hại tại các khu phế thải Mặc dù ô nhiễm nước do các yếu tố tự nhiên như núi lửa, xói mòn, bão và lũ lụt có thể nghiêm trọng, nhưng chúng không xảy ra thường xuyên và không phải là nguyên nhân chính gây suy thoái chất lượng nước toàn cầu.
Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn và trường học, chứa các chất thải từ hoạt động sinh hoạt và vệ sinh Thành phần chính của nước thải sinh hoạt bao gồm các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học như cacbonhydrat, protein, dầu mỡ, cùng với chất dinh dưỡng như phốt pho và nitơ, chất rắn và vi khuẩn Lượng nước thải và tải lượng chất thải của mỗi người phụ thuộc vào mức sống và lối sống, với mức sống cao hơn thường dẫn đến lượng nước thải lớn hơn Ở nhiều khu vực, nước thải và phân người không được xử lý, quay trở lại vòng tuần hoàn của nước, tạo điều kiện cho bệnh tật lây lan và ô nhiễm môi trường Nước thải không được xử lý chảy vào sông, rạch và ao hồ, gây thiếu hụt oxy và đe dọa sự sống của nhiều loài động vật và thực vật.
Từ các hoạt động công nghiệp
Nước thải công nghiệp phát sinh từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và giao thông vận tải, có sự khác biệt rõ rệt so với nước thải sinh hoạt và nước thải đô thị.
Các ngành công nghiệp có thành phần nước thải khác nhau, phụ thuộc vào loại hình sản xuất cụ thể Chẳng hạn, nước thải từ các xí nghiệp chế biến thực phẩm thường chứa nhiều chất hữu cơ, trong khi nước thải từ các xí nghiệp thuộc da không chỉ có chất hữu cơ mà còn chứa kim loại nặng và sulfua Đặc biệt, nhiều khu chế xuất hiện nay chưa có hệ thống xử lý nước thải và khí thải, cũng như cơ sở hạ tầng cần thiết để bảo vệ môi trường.
Nước thải bệnh viện bao gồm nước thải từ các phòng phẫu thuật, phòng xét nghiệm, nhà vệ sinh, khu giặt là và các hoạt động sinh hoạt của bệnh nhân, người nuôi bệnh và nhân viên Nước thải y tế có khả năng lan truyền vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt từ các khoa truyền nhiễm Ngoài các yếu tố ô nhiễm thông thường như chất hữu cơ và vi khuẩn, nước thải bệnh viện còn chứa phế phẩm thuốc, chất khử trùng, dung môi hóa học, dư lượng kháng sinh và đồng vị phóng xạ Việc sử dụng chất tẩy rửa trong khu giặt của bệnh viện cũng có thể làm giảm hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải.
Sau khi hòa vào hệ thống nước thải sinh hoạt, mầm bệnh có thể lan rộng, xâm nhập vào thủy sản, vật nuôi và cây trồng, đặc biệt là rau thủy canh, từ đó quay trở lại ảnh hưởng đến con người Sự tiếp xúc gần với nguồn ô nhiễm này làm gia tăng nguy cơ mắc các bệnh hiểm nghèo, bao gồm cả ung thư, đối với cộng đồng.
Từ hoạt động sản xuất nông nghiệp
Chất thải từ chăn nuôi gia súc như phân, nước tiểu và thức ăn thừa, cùng với việc sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón trong nông nghiệp, có thể gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước ngầm và nước mặt Các hóa chất độc hại từ ruộng lúa, vườn cây và rau màu không qua xử lý sẽ xâm nhập vào môi trường, ảnh hưởng đến chất lượng nước và sức khỏe cộng đồng.
Từ hoạt động sản xuất thủy hải sản
Nguyên nhân ô nhiễm nguồn nước trong các hồ, ao nuôi thủy sản là do thức ăn và nước bị phân hủy không được xử lý tốt, dẫn đến việc xả ra sông suối và biển Chất thải từ nuôi trồng thủy sản, bao gồm thức ăn dư thừa và hóa chất như thuốc kháng sinh, vôi và khoáng chất, cũng góp phần vào tình trạng này Hơn nữa, các xưởng chế biến thủy hải sản hàng ngày thải ra một lượng lớn nước thải, làm trầm trọng thêm ô nhiễm môi trường.
9 cả hóa chất, chất bảo quản
Hoạt động khai thác cát
Hoạt động khai thác cát lậu diễn ra thường xuyên ở khu vực sông do lưu lượng và độ dốc lớn, gây ra tình trạng ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng Việc hút cát và xả bùn, bợn cùng dầu nhớt động cơ thải xuống lòng sông không chỉ làm tăng khả năng khuếch tán chất dinh dưỡng trong trầm tích vào nguồn nước mà còn làm dậy phèn trên sông, dẫn đến tình trạng chua nguồn nước và gây nguy hiểm cho sinh vật thủy sinh sống trên sông.
1.1.2 Đánh giá nguồn gây ô nhiễm
Nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước thải từ nuôi trồng và sản xuất thủy hải sản, nước thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp, và nước thải y tế đều là các loại nước thải quan trọng cần được quản lý Mỗi loại nước thải có nguồn gốc và đặc điểm riêng, nhưng đều ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người nếu không được xử lý đúng cách Việc hiểu rõ các loại nước thải này giúp nâng cao nhận thức về ô nhiễm và thúc đẩy các biện pháp bảo vệ môi trường hiệu quả hơn.
Nước thải công nghiệp có mức độ ô nhiễm cao nhất, tiếp theo là nước thải từ nuôi trồng và sản xuất thủy hải sản, sau đó là nước thải y tế Nước thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp cũng góp phần vào ô nhiễm, trong khi nước thải sinh hoạt là loại nước thải có mức độ ô nhiễm thấp nhất.
Trong tổng quan, nguồn nước thải từ sản xuất công nghiệp và nuôi trồng thủy hải sản là hai loại quan trọng nhất về cả tải lượng và nồng độ ô nhiễm Tiếp theo là nước thải từ sản xuất nông nghiệp và nước thải y tế Tuy nhiên, tại khu vực Nam Giang, việc nuôi trồng và sản xuất thủy hải sản không thực hiện được, dẫn đến việc không có nguồn nước thải này tại đây.
CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC
Nhiệt độ nước có thể được đo trực tiếp tại nguồn bằng cách sử dụng nhiệt kế Để đảm bảo độ chính xác, cần tránh ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào nhiệt kế hoặc bình chứa mẫu nước.
Độ đục của nước được xác định bởi sự hiện diện của các chất huyền trọc như đất sét, bùn, và các chất hữu cơ nhỏ cùng với nhiều loại vi sinh vật Nước có độ đục cao cho thấy sự hiện diện của nhiều tạp chất, làm giảm khả năng truyền ánh sáng qua nước.
pH đóng vai trò quan trọng trong môi trường, ảnh hưởng đến hoạt động sinh học trong nước và các đặc tính như tính ăn mòn và hòa tan Nó chi phối các quá trình xử lý nước như kết bông, làm mềm và khử sắt, diệt khuẩn Do đó, việc xét nghiệm pH là cần thiết để đảm bảo chất lượng nước và đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trong lĩnh vực kỹ thuật môi trường.
Màu sắc của nước được hình thành từ nhiều yếu tố, bao gồm lá cây, gỗ và thực vật sống hoặc đã phân hủy dưới nước Ngoài ra, các chất bào mòn từ đất đá, nước thải sinh hoạt và công nghiệp cũng góp phần tạo nên màu sắc này Sự hiện diện của các ion kim loại như sắt và mangan trong nước cũng là nguyên nhân chính gây ra sự biến đổi màu sắc.
Nước có mùi khó chịu thường xuất phát từ sự hiện diện của các chất hữu cơ, bao gồm chất thải từ cống rãnh, nhà máy chế biến thực phẩm, và nước thải từ các khu công nghiệp hóa chất Ngoài ra, mùi hôi còn do quá trình phân hủy của cây cỏ, rong tảo, cũng như động thực vật trong môi trường nước.
Mùi của nước phụ thuộc vào nhiệt độ của mẫu cần xác định, người ta thường xác định mùi của nước ở tại nhiệt độ 20 o C và 60 o C
Mùi của nước ở khoảng 20-60 o C được đánh giá theo thang điểm 5:
Bảng 1.1: Mùi của nước ở khoảng 20-60 o C được đánh giá theo thang điểm 5
Cường độ mùi Đặc trưng Mô tả bằng lời
0 Không mùi Bằng cảm giác không nhận thấy mùi
1 Mùi rất nhẹ Người có chuyên môn nhận được khi ngửi
2 Mùi nhẹ Người thường nếu ngửi kỹ có thể nhận ra
3 Có mùi Dễ nhận ra, gây khó chịu
4 Có mùi rõ Mùi tác động ngay vào khứu giác, khó chịu khi nếm
5 Mùi mạnh Mùi mạnh, không thể nếm được
Vị của nước cũng đánh giá theo thang điểm 5:
Bảng 1.2: Vị của nước ở khoảng 20-60 o C được đánh giá theo thang điểm 5
Cường độ mùi Đặc trưng Mô tả bằng lời
0 Không mùi Không nhận thấy bằng lưỡi
1 Vị rất nhẹ Người có chuyên môn nhận biết được
2 Vị nhẹ Người thường nếu thử kỹ có thể nhận ra
3 Có vị Dễ nhận ra, gây khó chịu
4 Có vị rõ Khó chịu khi nếm
5 Vị mạnh Không thể nếm được
Chất rắn lơ lửng (SS)
Chất rắn lơ lửng trong nước thải bao gồm các hạt nhỏ hữu cơ và vô cơ có thể lọc được Khi dòng chảy giảm tốc độ, phần lớn chất rắn lơ lửng sẽ lắng xuống đáy hồ, trong khi những hạt không lắng sẽ làm tăng độ đục của nước Các chất rắn lơ lửng hữu cơ tiêu thụ oxy trong quá trình phân hủy, dẫn đến giảm nồng độ oxy hòa tan (DO) trong nguồn nước Việc loại bỏ chất rắn lơ lửng có thể thực hiện thông qua các phương pháp keo tụ tạo bông và lọc.
Chất rắn hòa tan (DS)
Chất rắn hòa tan (DS) là các muối như carbonat, bicarbonat, clorua, sunfat, phosphat và nitrat không thể lọc được Để loại bỏ DS, các phương pháp như trao đổi ion, kết tủa và lọc ngược có thể được áp dụng Con người có khả năng thích nghi với môi trường đến một mức độ nhất định; tuy nhiên, khi di chuyển đến nơi có nước chứa hàm lượng chất rắn hòa tan cao, nhiều người có thể gặp phải chứng nhuận tràn cấp tính, trong khi cư dân địa phương thường không bị ảnh hưởng Ngành cấp nước khuyến cáo rằng hàm lượng chất rắn hòa tan nên duy trì dưới 500 mg/l, với giới hạn tối đa chấp nhận là 1.000 mg/l.
Tổng các chất rắn trong nước thải là phần còn lại sau khi nước thải được bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ từ 103-105 độ C, và được biểu thị bằng đơn vị mg/L.
Độ cứng Độ cứng của nước biểu thị hàm lượng muối canxi và magie trong nước
Độ cứng tạm thời, hay còn gọi là độ cứng cacbonat, là mức độ cứng của nước do sự hiện diện của các muối CO3 2- hoặc HCO3 - từ canxi và magie Loại độ cứng này có thể dễ dàng được xử lý bằng cách đun sôi nước.
Độ cứng vĩnh cửu là độ cứng của nước do sự hiện diện của các muối SO4 2-, Cl- và có thể cả NO3- của canxi và magie Loại độ cứng này vẫn tồn tại sau khi nước được đun sôi và thường được gọi là độ cứng phi cacbonat.
- Độ cứng toàn phần: tổng của 2 loại độ cứng trên Đơn vị: mg CaCO3/ 1 lít nước Để xác định độ cứng của nước có thể dùng phương pháp complexon
Hàm lượng oxy hòa tan (DO)
Oxy là yếu tố thiết yếu cho tất cả các dạng sống dưới nước, với hàm lượng oxy hòa tan trong nước tự nhiên và nước thải bị ảnh hưởng bởi các điều kiện hóa lý và hoạt động sinh học của vi sinh vật Việc xác định hàm lượng oxy hòa tan không chỉ giúp kiểm soát ô nhiễm từ các hoạt động của con người mà còn đánh giá hiệu quả của quá trình xử lý nước thải Ngoài ra, hàm lượng oxy hòa tan trong nước tự nhiên còn thay đổi theo thời gian, phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ không khí, độ mặn, các hoạt động sinh học như quang hợp và hô hấp, cũng như áp suất khí quyển.
Xác định nồng độ oxy hòa tan (DO) là yếu tố quan trọng trong đánh giá chất lượng nước, vì oxy ảnh hưởng đến hầu hết các quá trình sinh học và hóa học trong môi trường nước Nồng độ DO thấp cho thấy sự hiện diện của nhiều chất hữu cơ, dẫn đến giảm lượng oxy và tăng nhu cầu oxy Khi nồng độ oxy hòa tan dưới 5 mg/l, điều này có thể gây tác động tiêu cực đến chức năng sống và sự tồn tại của các quần thể sinh vật.
2 mg/l có thể dẫn đến cái chết của nhiều loài cá
Nhu cầu oxy hóa học (COD)
Nhu cầu oxy hóa học (COD) là lượng oxy tương đương của các cấu trúc hữu cơ trong mẫu nước bị oxy hóa bởi tác nhân hóa học mạnh Phương pháp này nhanh chóng và quan trọng trong việc khảo sát thông số của dòng nước và nước thải công nghiệp, đặc biệt trong xử lý nước thải Mặc dù không cần chất xúc tác, phương pháp này không bao quát hết các hợp chất hữu cơ có lợi cho vi sinh vật, như axit axetic, nhưng lại có khả năng oxy hóa một số chất hữu cơ khác như xellulozo, những chất không ảnh hưởng đến lượng oxy trong dòng nước hiện tại.
Nhu cầu oxy sinh học (BOD)
BOD (Nhu cầu oxy sinh hóa) là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong điều kiện hiếu khí Được xác định qua các phân tích tại nhiều phòng thí nghiệm, BOD giúp tìm hiểu mối liên hệ giữa nhu cầu oxy và hoạt động sinh học hiếu khí trong nước thải hoặc dòng chảy ô nhiễm Dữ liệu BOD được ứng dụng để đánh giá tính chất của nước thải sinh hoạt và công nghiệp, đồng thời là chỉ tiêu duy nhất xác định lượng chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học, đánh giá khả năng tự làm sạch của nguồn nước.
Nitrit đóng vai trò quan trọng trong chu trình đạm hóa, là sản phẩm trung gian từ sự phân hủy các chất đạm hữu cơ Nồng độ nitrit trong nước thường được sử dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm hữu cơ Bên cạnh đó, nitrit còn được ứng dụng trong ngành cấp nước với chức năng chống ăn mòn Tuy nhiên, nồng độ nitrit trong nước uống không được phép vượt quá 0,1 mg/l để đảm bảo an toàn cho sức khỏe.
QCVN 08/2008 BTNMT VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT
Giá trị giới hạn của các thông số chất lượng nước mặt được quy định ở bảng 1.3
Bảng 1.3: Các thông số và giá trị giới hạn theo QCVN 08:2008/BTNMT
TT Thông số Đơn vị
Giá trị giới hạn Loại A Loại B A1 A2 B1 B2
2 Ôxy hòa tan (DO) mg/l ≥ 6 ≥ 5 ≥ 4 ≥ 2
3 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 20 30 50 100
6 Amoni (NH + 4) (tính theo N) mg/l 0,1 0,2 0,5 1
9 Nitrit (NO - 2) (tính theo N) mg/l 0,01 0,02 0,04 0,05
10 Nitrat (NO - 3) (tính theo N) mg/l 2 5 10 15
11 Phosphat (PO4 3-) (tính theo P) mg/l 0,1 0,2 0,3 0,5
23 Chất hoạt động bề mặt mg/l 0,1 0,2 0,4 0,5
24 Tổng dầu, mỡ (oils & grease) mg/l 0,01 0,02 0,1 0,3
Ghi chú: Việc phân hạng nguồn nước mặt nhằm đánh giá và kiểm soát chất lượng nước, phục vụ cho các mục đích sử dụng nước khác nhau:
A1 - Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích khác như loại A2, B1 và B2
A2 - Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử lý phù
16 hợp; bảo tồn động thực vật thủy sinh, hoặc các mục đích như loại B1 và B2
B1 được sử dụng cho tưới tiêu thủy lợi và các mục đích khác yêu cầu chất lượng nước tương tự, hoặc cho những mục đích sử dụng tương tự như loại B2.
B2 - Giao thông thuỷ và các mục đích khác với yêu cầu nước chất lượng thấp
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS)
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là công cụ quan trọng để quản lý và phân tích dữ liệu thuộc tính và không gian của các đối tượng GIS được cấu trúc từ các mô đun, giúp tối ưu hóa việc quản lý và tích hợp thông tin Kể từ năm 1980, nhiều định nghĩa về GIS đã được đưa ra, nhưng chưa có định nghĩa nào hoàn toàn bao quát, vì chúng thường dựa trên các ứng dụng cụ thể trong từng lĩnh vực Ba định nghĩa phổ biến nhất về GIS đã được công nhận rộng rãi trong cộng đồng.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là công cụ chuyên dụng để quản lý và phân tích dữ liệu trong các hệ tọa độ quy chiếu GIS bao gồm cơ sở dữ liệu cùng với các phương pháp để thao tác và xử lý thông tin một cách hiệu quả.
Hệ thống GIS là công cụ quan trọng để thu thập, lưu trữ và phân tích dữ liệu địa lý Nó cho phép kiểm tra, tích hợp và thao tác dữ liệu được quy chiếu cụ thể vào trái đất, giúp hiển thị thông tin một cách trực quan và hiệu quả.
GIS là một chương trình máy tính hỗ trợ việc thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu bản đồ
Theo Ducker (1979), GIS được định nghĩa là một loại hệ thống thông tin đặc biệt, trong đó cơ sở dữ liệu chứa các quan sát về đặc trưng phân bố không gian Nó cho phép xác định các hoạt động và sự kiện trong không gian thông qua các yếu tố như điểm, đường và vùng.
Theo Broughs (1986) định nghĩa rằng GIS là một công cụ mạnh mẽ dùng để lưu trữ, truy vấn, biến đổi và hiển thị dữ liệu không gian từ thế giới thực, phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau.
Cũng có thể hiểu, GIS là một chuỗi của các quá trình:
Dữ liệu vào bao gồm thông tin được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau, chẳng hạn như chuyển đổi giữa các cách biểu diễn dữ liệu, máy quét, hình ảnh từ vệ tinh và ảnh chụp.
Quản lý dữ liệu trong GIS là quá trình thu thập và tổng hợp thông tin, yêu cầu các thiết bị lưu trữ và bảo trì dữ liệu để đảm bảo bảo mật, tích hợp, lọc và đánh giá số liệu GIS tổ chức thông tin thế giới thực thành các tầng dữ liệu riêng biệt, được đặt trong cùng một hệ trục tọa độ, cho phép chúng liên kết và tương tác với nhau một cách hiệu quả.
Xử lý dữ liệu là quá trình thực hiện các thao tác nhằm tạo ra thông tin hữu ích, giúp người sử dụng đưa ra quyết định cho các công việc tiếp theo Kết quả của quá trình này bao gồm các hình ảnh, báo cáo và bản đồ.
Phân tích và mô hình: số liệu tổng hợp và chuyển đổi chỉ là một phần của GIS
Những yêu cầu tiếp theo là khả năng giải mã và phân tích về mặt định tính và định lượng thông tin đã thu thập
Dữ liệu ra trong công nghệ GIS thể hiện sự thay đổi của các phương pháp hiển thị thông tin sau khi được xử lý Các phương pháp truyền thống như bảng và đồ thị có thể được bổ sung bằng các bản đồ và hình ảnh 3 chiều, mang lại cái nhìn trực quan và sâu sắc hơn về dữ liệu.
1.4.2 Các thành phần của GIS
Theo Shahab Fazal (2008), GIS có 6 thành phần cơ bản
Phần cứng trong hệ thống GIS bao gồm máy tính cá nhân hoặc siêu máy tính, cần có bộ vi xử lý mạnh mẽ và dung lượng bộ nhớ đủ lớn để chạy phần mềm và lưu trữ dữ liệu Việc lựa chọn hệ thống máy tính phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất tối ưu cho các ứng dụng GIS.
Phần mềm GIS cung cấp các công cụ cần thiết để lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian Mặc dù tất cả phần mềm GIS đều đáp ứng các yêu cầu cơ bản này, nhưng giao diện người dùng của chúng có thể khác nhau.
Dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính là nền tảng thiết yếu của hệ thống thông tin địa lý (GIS) Những dữ liệu này có thể được thu thập từ nội bộ hoặc mua từ các nhà cung cấp thương mại Bản đồ số đóng vai trò là dạng dữ liệu đầu vào cơ bản cho GIS, trong khi dữ liệu thuộc tính có thể được liên kết với các đối tượng bản đồ Hệ thống GIS tích hợp dữ liệu không gian và các loại dữ liệu khác thông qua hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
Phương pháp GIS là một hệ thống hoạt động theo kế hoạch, bao gồm các mô hình và cách thức thực hiện cho từng nhiệm vụ cụ thể Nó chủ yếu tập trung vào các phương pháp phân tích không gian cho các ứng dụng khác nhau Chẳng hạn, trong quá trình tạo lập bản đồ, có nhiều kỹ thuật khác nhau được áp dụng, như tự động chuyển đổi từ raster sang vector hoặc thực hiện vector hóa thủ công trên nền ảnh quét.
Người sử dụng GIS bao gồm các chuyên gia kỹ thuật thiết kế và triển khai hệ thống, cũng như những người sử dụng GIS trong công việc hàng ngày Hệ thống GIS giúp giải quyết các vấn đề không gian theo thời gian thực, cho phép con người lập kế hoạch, thực hiện và vận hành các giải pháp để đưa ra những kết luận hỗ trợ cho quá trình ra quyết định.
Mạng lưới đóng vai trò quan trọng trong hệ thống thông tin địa lý (GIS) nhờ sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin Thiếu mạng lưới, việc giao tiếp và chia sẻ thông tin số sẽ không thể thực hiện Hiện nay, GIS phụ thuộc vào internet để thu thập và chia sẻ một lượng lớn dữ liệu địa lý.
Hình 1.1: Các thành phần cơ bản của GIS
GIS có 4 chức năng cơ bản (Basanta Shrestha et al., 2001), đó là:
TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH SWAT
1.5.1 Tổng quan về mô hình SWAT
Mô hình SWAT (Soil and Water Assessment Tool) được thiết kế để mô phỏng tác động của quản lý sử dụng đất đối với nguồn nước, bùn cát và hàm lượng chất hữu cơ trong hệ thống lưu vực sông Mô hình này xem xét các loại đất, điều kiện sử dụng đất khác nhau và phương pháp quản lý trong một khoảng thời gian dài.
Mô hình SWAT được xây dựng dựa trên các quan hệ vật lý của hiện tượng tự nhiên, sử dụng các phương trình tương quan để mô tả mối quan hệ giữa các biến vào và ra Mô hình này yêu cầu dữ liệu về thời tiết, sử dụng đất, địa hình, thực vật và quản lý tài nguyên đất trong lưu vực Các quá trình tự nhiên như chuyển động nước, lắng đọng bùn cát, tăng trưởng mùa màng và chu trình chất dinh dưỡng được tính toán từ các thông số đầu vào Việc mô phỏng lưu vực theo các chiến lược quản lý khác nhau diễn ra đơn giản, với mô hình dựa trên bản đồ số về địa hình (DEM), sông ngòi và đường bao lưu vực để chia lưu vực thành các vùng nhỏ (sub-basin) tương ứng với các nhánh sông chính trong khu vực nghiên cứu.
Mô hình đồng thời cho phép người dùng thêm các nút bổ sung nước (inlet) và điểm đo nước (outlet) để cải thiện việc cung cấp nước và phân tích các lưu vực con Việc sử dụng các lưu vực nhỏ trong mô hình giúp mô phỏng dòng chảy hiệu quả, nhất là khi có đủ dữ liệu về sử dụng đất và đặc tính đất Mô hình cũng hỗ trợ mô phỏng hoạt động của hồ chứa với các thông số như dung tích và diện tích mặt nước Ảnh hưởng của đất và việc sử dụng đất được thể hiện qua việc nhập và xử lý bản đồ GIS, với khả năng cập nhật thông tin về sử dụng đất và phân loại theo tên cùng phần trăm diện tích tương ứng Tương tự, bản đồ đất cũng được cập nhật với tên và phần trăm diện tích đất.
Các trạm KTTV được cập nhật theo kinh vĩ độ, cung cấp chuỗi số liệu theo thời gian Mô hình tính toán mưa sử dụng phương pháp đa giác Theissen Trong quá trình tính toán dòng chảy, mô hình áp dụng phương pháp bốc hơi như Penman-Monteith, Priestley-Taylor, hoặc từ file Diễn toán dòng chảy được thực hiện theo phương pháp Muskingum và các phương pháp diễn toán chất lượng nước Toàn bộ lưu vực được mô hình hóa bằng mô hình SWAT, phân chia dòng chảy thành ba pha: pha mặt đất, pha dưới mặt đất và pha trong sông Quá trình thuỷ văn được mô tả qua hai phần chính, trong đó pha lưu vực kiểm soát khối lượng nước, bùn cát và chất hữu cơ.
Phần thứ hai của bài viết tập trung vào việc diễn toán dòng chảy, bùn cát và hàm lượng các chất hữu cơ trong hệ thống lòng dẫn Điều này rất quan trọng để hiểu rõ hơn về các lòng dẫn chính của mỗi lưu vực và ảnh hưởng của chúng đến mặt cắt cửa ra của lưu vực.
1.5.2 Nguyên lý của mô hình SWAT
Mô hình thủy học trong lưu vực được phân chia thành hai nhóm chính (Susan L.N etal, 2009 )
Pha đất trong chu trình thủy văn đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát lượng nước, phù sa, dinh dưỡng và thuốc trừ sâu từ các tiểu lưu vực chảy ra sông chính.
Hình 1.2: Sơ đồ chu trình thủy văn trong pha đất (phỏng theo Susan L.N et al., 2009)
Chu trình thuỷ văn được mô tả trong mô hình SWAT dựa trên phương trình cân bằng nước tổng quát như sau:
SWt: Tổng lượng nước tại cuối thời đoạn tính toán (mm)
SWo: Tổng lượng nước ban đầu tại ngày thứ i (mm) t: Thời gian (ngày)
Rday: Tổng lượng mưa tại ngày thứ i (mm)
Qsurf: Tổng lượng nước mặt của ngày thứ i (mm)
Ea: Lượng bốc thoát hơi tại ngày thứ i (mm)
Wseep: Lượng nước đi vào tầng ngầm tại ngày thứ i (mm)
Qgw: Lượng nước hồi quy tại ngày thứ i (mm)
Quá trình chia nhỏ lưu vực thành các tiểu lưu vực và HRUs làm cho việc mô tả cân bằng nước thêm độ chính xác và tốt hơn
Các yếu tố đầu vào và quy trình trong pha đất của chu trình thủy văn bao gồm khí hậu, thủy văn, thực phủ và sự phát triển cây trồng, xói mòn, chất dinh dưỡng, thuốc trừ sâu và quản lý.
Pha nước trong chu trình thủy văn đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát sự di chuyển của dòng nước và quá trình bồi lắng Các quá trình này diễn ra thông qua hệ thống sông ngòi của lưu vực cho đến khi nước chảy ra cửa sông.
Hình 1.3: Sơ đồ các quá trình diễn ra trong dòng chảy ( phỏng theo Susan L.N et al., 2009)
SWAT xác định cách thức nước, phù sa, dưỡng chất và thuốc trừ sâu di chuyển vào hệ thống sông ngòi của lưu vực thông qua cấu trúc lệnh (Williams và Hann).
SWAT mô phỏng sự biến đổi của hóa chất trong các kênh, rạch và sông chính, nhằm thể hiện dòng di chuyển của chúng (Susan L.N et al., 2009, p.20).
1.5.3 Một số khái niệm trong mô hình SWAT
Brooks et al (1992) đã mô tả lưu vực là một khu vực đất được phân chia dựa vào địa
Hệ thống lưu vực nước mưa được xác định bởi 22 hình dạng dựa trên đường phân thủy, cho phép lượng mưa chảy qua các con sông và dẫn đến điểm cuối của lưu vực gọi là outlet Tại đây, có thể xây dựng đập để phục vụ tưới tiêu, thủy lợi trong nông nghiệp, cung cấp nước sinh hoạt hoặc sản xuất thủy điện Điểm cuối của lưu vực này có thể kết nối với lưu vực khác, đổ ra hồ lớn hơn hoặc thẳng ra biển Lưu vực là một hệ thống rộng lớn trên bề mặt đất, được phân chia bởi các đường phân thủy giữa các khu vực gần nhau.
Hình 1.4: Khái quát lưu vực
Lưu vực là một hệ thống phức tạp bao gồm các thành phần hữu sinh và vô sinh, thường liên kết với nhiều hệ sinh thái khác nhau Nó không chỉ giới hạn ở vùng cao hay địa hình núi, mà còn có thể xuất hiện ở các vùng đồng bằng Trong lưu vực, có thể phát triển các hoạt động dân cư, thương mại, công nghiệp, nông nghiệp và giáo dục.
Để thiết lập lưu vực nghiên cứu, bước đầu tiên là chia nhỏ lưu vực thành các tiểu lưu vực Phần mềm SWAT hỗ trợ trong việc xác định các tiểu lưu vực nằm trong giới hạn của lưu vực nghiên cứu.
Một lưu vực lớn được chia thành nhiều tiểu lưu vực, mỗi tiểu lưu vực có vị trí địa lý và mối quan hệ không gian với các tiểu lưu vực khác Tiểu lưu vực được xác định dựa trên đường phân thủy và phụ thuộc vào địa hình bề mặt, kéo dài từ các dòng chảy đến điểm ra của tiểu lưu vực Mỗi tiểu lưu vực chứa ít nhất một đơn vị quản lý nguồn nước (HRU), một sông nhánh và một sông chính.
Khi dữ liệu không gian đầu vào ở dạng raster như DEM, NEXRAD và LULC, tiểu lưu vực được xác định dựa trên biên giới của các ô lưới Tuy nhiên, phương pháp này không thể hiện chính xác dòng chảy, kênh hoặc sông trong khu vực nghiên cứu.
