Đóng góp của Lưu lượng Cơ sở vào Lưu lượng Sông: Nghiên cứu về Các lưu vực Bagmati và Koshi của Nepal

KSCE Journal of Civil Engineering - Tập 22 - Trang 4710-4718 - 2018
Shiksha Bastola1, Yeonjeong Seong1, Daeeop Lee1, Ilro Youn1, Sewook Oh1, Younghun Jung1, Gyewoon Choi2, Dongwoo Jang2
1Dept. of Construction and Disaster Prevention Engineering, Kyungpook National University, Gyeongbuk, Korea
2Dept. of Civil & Environmental Engineering, Incheon National University, Incheon, Korea

Tóm tắt

Việc hiểu vai trò của lưu lượng cơ sở là rất quan trọng cho công tác quản lý sông hiệu quả. Phân tích đường thủy phân tách lưu lượng cơ sở khỏi các đường thủy lưu lượng dòng chảy thay đổi. Việc tách lưu lượng cơ sở khỏi lưu lượng dòng chảy và phân tích của nó là điều cần thiết cho việc quy định dòng chảy, chất lượng nước, và cung cấp nước, cũng như môi trường sống. Nghiên cứu này cố gắng xác định các đóng góp hàng năm và hàng tháng của lưu lượng cơ sở vào lưu lượng dòng chảy tại Nepal. Để thực hiện điều này, ba kỹ thuật WHAT, BFLOW và HYSEP đã được áp dụng để tách lưu lượng cơ sở khỏi lưu lượng dòng chảy trong hai lưu vực (hai bể). Kết quả cho thấy, đóng góp của lưu lượng cơ sở cao trong mùa hậu monsoon (tháng 10 và 11) và mùa đông (tháng 12 đến tháng 2). Chỉ số Lưu lượng Cơ sở (BFI) giảm nhẹ về giá trị trong mùa tiền monsoon (tháng 3 đến tháng 5); trong mùa monsoon (tháng 6 đến tháng 9), giá trị BFI ở mức thấp nhất. Khi đóng góp của lưu lượng cơ sở vượt quá 45% trong tất cả các mùa, việc đánh giá chính xác lưu lượng cơ sở là rất quan trọng cho việc quản lý hiệu quả sinh thái sông.

Từ khóa

#lưu lượng cơ sở #quản lý sông #phân tích đường thủy #lưu lượng dòng chảy #lưu vực

Tài liệu tham khảo

Arnold, J. G. Allen, P. M. (1999). “Automated methods for estimating baseflow and groundwater recharge from stream flow records.” Journal of American Water Resources Association, Vol 2, No. 2, pp. 411–424, DOI: 10.1111/j.1752-1688.1999.tb03599.x. Arnold, J. G., Allen, P. M., Muttiah, R., and Bernhardt, G. (1995). “Automated base flow separation and recession analysis techniques.” Ground Water, Vol. 33, No. 6, pp. 1010–1018, DOI: 10.1111/j.1745-6584.1995.tb00046.x. Beguería, S., López-Moreno, J. I., Lorente, A., Seeger, M., and García-Ruiz, J. M. (2003). “Assessing the effect of climate oscillations and land-use changes on streamflow in the central Spanish Pyrenees.” AMBIO: A journal of the Human Environment, Vol. 32, No. 4, pp. 283–286, DOI: 10.1579/0044-7447-32.4.283. Bricker, S. H., Yadav, S. K., MacDonald, A. M., Satyal, Y., Dixit, A., and Bell, R. (2014). “Groundwater resilience Nepal: Preliminary findings from a case study in the Middle Hills.” Nottingham, UK, British Geological Survey (OR/14/069). (Unpublished) Chalise, S. R., Kansakar, S. R., Rees, G., Croker, K., Zaidman, M. (2003). “Management of water resources and low flow estimation for the Himalayan basins of Nepal.” Journal of Hydrology, Elvesier, Vol. 282, Nos. 1–4, pp. 25–35, DOI: 10.1016/S0022-1694(03)00250-6. Chaulagain, N. P. (2003). Impacts of Climate Changes on Water Resources of Nepal. A case study of Tsho Rolpa glacial lake, M.Sc Thesis, Tribhuwan University, Kathmandu, Nepal. Chaulagain, N. P. (2009). “Climate change impacts on water resources of Nepal with reference to the glaciers in the Langtang Himalayas.” Journal of Hydrology and Meteorology, Vol. 6, No. 1, pp. 58–65, DOI: 10.3126/jhm.v6i1.5489. Eckhardt, K. (2005). “How to Construct recursive digital filters for baseflow separation.” Hydrological Processes, Vol. 19, No. 2, pp. 507–515, DOI: 10.1002/hyp.5675. Eckhardt, K. (2008). “A comparison of baseflow indices, which were calculated with seven different baseflow separation methods.” Journal of Hydrology, Elsevier, Vol. 352, Nos. 1–2, pp. 168–173, DOI: 10.1016/j.jhydrol.2008.01.005. FAO (2011). The state of the World’s Land and Water Resources for Food and Agriculture: (SOLAW)-Managing Systems at Risk, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome and Earthscan London. Gleeson, T., Wada, Y., Bierkens, M. F. P., and Van Beek, L. P. H. (2012). “Water balance of global aquifers revealed by groundwater footprint.” Nature, Vol. 488, pp. 197–200, DOI: 10.1038/nature11295. Gosain, A. K., Shrestha, A. B., and Rao, S. (2010). Modelling Climate Change Impact on the Hydrology of the Eastern Himalayas, Technical Report-4, International Center for Integrated Mountain Development, Lalitpur, Nepal. Guo, J., Li, H. Y., Leung, L. R., Guo, S., Liu, P., and Sivapalan, M. (2014). “Links between flood frequency and annual water balance behaviors: A basis for similarity and regionalization.” Water Resources Research, Vol. 50, No. 2, pp. 937–953, DOI: 10.1002/2013WR014374. Lee, G., Shin, Y., and Jung, Y. (2014). “Development of web-based RECESS model for estimating baseflow using SWAT.” Sustainability, Vol. 6, pp. 2357–2378, DOI: 10.3390/su6042357. Lim, K. J., Engel, B.A., Tang, Z., Choi, J., Kim, K. S., Muthukrishnan, S., and Tripathy, D. (2005). “Automated web GIS based hydrograph analysis tool, WHAT.” Journal of the American Water Resources Association, Vol. 41, No. 6, pp. 1407–1416, DOI: 10.1111/j.1752-1688.2005.tb03808.x. Lyne, V. D. and Hollick, M. (1979). “Stochastic Time-variable rainfall runoff modeling.” Hydro and water resources symposium, Institution of Engineers Australia, Perth, Australia, pp. 89–92. Merz, J., Nakarmi, G., and Weingartner, R. (2003). “Potential solutions to water scarcity in the rural watersheds of Nepal’s middle mountains.” Mountain Research and Development, International Mountain Society, Vol. 23, No. 1, pp. 14–18, DOI: 10.1659/0276-4741(2003)023 [0014:PSTWSI]2.0.CO;2. Mwakalila, S., Feyen, J., and Wyseurew, G. (2002). “The influence of physical catchment properties on baseflow in semi-arid environments.” Journal of Arid Environments, Elsevier, Vol. 52, No. 2, pp. 245–258, DOI: 10.1006/jare.2001.0947. Neupane, N., Murthy, M. S. R., Rasul, G., Wahid, S., Shrestha, A. B., and Uddin, K. (2015). “Integrated biophysical and socioeconomic model for adaptation to climate change for agriculture and water in the Koshi basin.” Handbook of Climate Change Adaptation, Springer, Berlin, Heidelberg, pp. 1835–1859, DOI: 10.1007/978-3-642-38670-1_77. Parry, M. L., Canziani, O. F., Palutikof, J. P., Linden, P. J. v. d., and Hanson, C. E. (2007). Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, UK. Piao, S., Friedlingstein, P., Ciais, P., de Noblet-Ducoudré, N., Labat, D., and Zaehle, S. (2007). “Changes in climate and land use have a larger direct impact than rising CO2 on global river runoff trends.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of the America, Vol. 104, No. 39, pp. 15242–15247, DOI: 10.1073/pnas.0707213104. Price, K. (2011). “Effects of watershed topography, soils, land use, and climate on baseflow hydrology in humid regions: A review.” Progress in Physical Geography, Vol 35, No. 4, pp. 465–492, DOI: 10.1177/0309133311402714. Rasul, G. (2012). Contribution of Himalayan ecosystems to water, energy, and food security in south Asia: A nexus approach, International Center for Integrated Mountain Development, Kathmandu, Nepal. Rasul, G. (2014). “Food, water, and energy security in South Asia: A nexus perspective from the Hindu Kush Himalayan region.” Environment Science and Policy, Elsevier, Vol. 39, pp. 35–48, DOI: 10.1016/j.envsci.2014.01.010. Sloto, R. A. and Crouse, M. Y. (1996). Hysep: A computer program for streamflow hydrograph separation and analysis, Water-Resources Investigations Report, U.S. Geological Survey, Lemoyne, Pennsylvania. Suhardiman, D., Clement, F., and Bharati, L. (2015). “Integrated water resources management in Nepal: key stakeholders’ perceptions and lessons learned.” International Journal of Water Resources Development Vol. 31, No. 2, pp. 284–300, DOI: 10.1080/07900627.2015.1020999. Water Energy Partnership in Asia (WEPA). “State of water environmental issues.” https://doi.org/www.wepa-db.net/policies/state/nepal/state.htm Accessed on 2017-11-29. WECS (2011). Water Resources of Nepal in the Context of Climate Change, Government of Nepal, Water and Energy Commission Secretariat, Kathmandu, Nepal. WWAP (United Nations World Water Assessment Programme) (2015). The United Nations World Water Development Report 2015: Water for a Sustainable World, United Nations Education and Scientific and Cultural Organization (UNESCO), Paris, France. WWAP (United Nations World Water Assessment Programme) (2012). Managing water under uncertainty and risk, The United Nations World Water Development Report 4, United Nations Education and Scientific and Cultural Organization (UNESCO), Paris, France. Zhang, Y., Ahiablame, L., Engel, B., and Liu, J. (2013). “Regression modeling of baseflow and baseflow index for michigan USA.” Water, Vol. 5, pp. 1797–1815, DOI: 10.3390/w5041797.