Khả năng ứng dụng của mô hình mưa - dòng chảy

Bài viết "Khả năng ứng dụng của mô hình mưa - dòng chảy" đưa ra một số hạn chế của mô hình nhận thức mưa dòng chảy nhằm tránh tình trạng sử dụng nó một cách thiếu cẩn trọng, dẫn đến kết quả là không đáp ứng được mục đích nghiên cứu đặt ra. Mời các bạn cùng tham khảo bài viết để nắm thêm chi tiết về nội dung.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khả năng ứng dụng của mô hình mưa - dòng chảyKHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA MÔ HÌNH MƯA - DÒNG CHẢYThS. Dương Quốc Huy, PGS.TS Nguyễn Tùng Phong, TS. Đặng Thế PhongTrung tâm Đào tạo và Hợp tác quốc tếPGS.TS. Ngô Lê LongTrường Đại học Thủy lợiTóm tắt: Số liệu về dòng chảy đóng vai trò hết sức quan trọng trong qui hoạch, thiết kếvà vận hành các công trình quản lý nước nhưng thường không được theo dõi một cáchđầy đủ về không gian cũng như thời gian. Mô hình Mưa-dòng chảy trong đó dạng môhình nhận thức là công cụ hữu ích giúp giải quyết khó khăn này. Tuy nhiên, việc sử dụngphương pháp mô hình hóa chỉ có thể mang lại hiệu quả khi người sử dụng hiểu rõ bảnchất cũng như khả năng ứng dụng của nó. Bài viết đưa ra một số hạn chế của mô hìnhnhận thức mưa-dòng chảy nhằm tránh tình trạng sử dụng nó một cách thiếu cẩn trọng,dẫn đến kết quả là không đáp ứng được mục đích nghiên cứu đặt ra.Summary: The runoff time series play an important role in such activities of watermanagement as planning, designing and operation but is not sufficiently monitored interms of observed timing length and geographical locations. The Rainfall-runoff models,of which models of conceptual types, represent effective tools for overcoming thisdifficulty. However, the efficiency of using modeling as a tool depends on whether theusers understand characteristics as well as the domain of application of models. Thispaper deals with main limitations of conceptual raifall-runoff models to avoid thesituation where they are incautiously applied and as a result, do not help to meet theresearch objectives.I. GIỚI THIỆUMô hình Mưa-dòng chảy là công cụ hữu ích, giúp ước tính dòng chảy từ mưa. Thôngthường thì số liệu về dòng chảy không đầy đủ, vì vậy, ước tính dòng chảy dựa vào lượngmưa là bài toán cần giải quyết. Việc phân loại mô hình có thể thực hiện thông qua nhiềuchỉ tiêu theo lĩnh vực mà nó đề cập tới (mô hình lý, hóa, sinh, thủy văn, thủy lực,…), sựphân bố không gian của kết quả (mô hình phân bố, tập trung), đặc tính của mô hình (môhình động, tĩnh),… Có ba loại mô hình chính [3] gồm:– Mô hình tất định (explicative, deteministic, process-based, phenomenological,...). Môhình được xây dựng dựa trên các định luật vật lý, hóa học,...mô tả quá trình cần môphỏng và các thông số cần kiểm định chính là các thông số trong các phương trình môtả các định luật này.– Mô hình nhận thức (conceptual, comportement). Toàn bộ hệ thống hoặc phần lớn cácthành phần của hệ thống được sơ đồ hóa hay được thay thế bởi một hệ thống giả địnhđơn giản nhưng thể hiện gần đúng chức năng chuyển hóa đầu vào-đầu ra của hệthống.– Mô hình ngẫu nhiên (empiric, probabilistic, stochastic,...). Với quan niệm cho rằnghiện tượng cần nghiên cứu xảy ra một cách ngẫu nhiên, mô hình thống kê chỉ đưa ra1các giá trị mang tính thống kê mô tả khả năng hiện tượng có thể xảy ra (tần suất xuấthiện) chứ không đưa ra giá trị cụ thể.Việc lựa chọn mô hình phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như mức độ phức tạp của hệthống hay số liệu sẵn có nhưng mục đích sử dụng của mô hình là yếu tố cần được quantâm hàng đầu. Trong nhiều trường hợp, việc lựa chọn mô hình đơn giản là hết sức cầnthiết nhưng điều đó không có nghĩa là sẽ đáp ứng được tất cả các yêu cầu liên quan tớiviệc tính toán dòng chảy.Bên cạnh đó, độ tin cậy của mô hình vốn phụ thuộc vào bản chất của nó, cần được tìmhiểu kỹ để có thể đưa ra những khuyến cáo chính xác cho những nhà hoạch định chínhsách. Điều này hết sức quan trọng trong bối cảnh mô hình ngày càng nhiều về thể loại, sốlượng và được áp dụng ngày càng phổ biến tại các nước có nền khoa học đang phát triểntrong đó có Việt Nam [4]. Dựa trên một số tài liệu tham khảo về bản chất của mô hìnhnhận thức cũng như việc ứng dụng của nó, bài viết đi sâu phân tích một số vấn đề tồn tạicủa loại mô hình này.II. MỘT SỐ TỒN TẠI CỦA MÔ HÌNH NHẬN THỨC2.1 Mô hình chưa phản ánh đầy đủ cơ chế hoạt động của hệ thốngMô hình nhận thức được xây dựng dựa trên việc thay thế hệ thống thực rất phức tạp bởimột hoặc một số thành phần đơn giản, với điều kiện mô hình có thể mô phỏng gần đúngmối quan hệ đầu vào-đầu ra của hệ thống. Mô hình nhận thức đơn giản nhất là mô hìnhbể tuyến tính được xây dựng dựa trên giả thiết dòng chảy và lượng nước trữ trong hệthống có quan hệ tuyến tính với nhau [2]. Một số mô hình phức tạp hơn như mô hìnhMike NAM, TOPMODEL, HEC-HMS, TANK, HBV, MODOR,… cũng chỉ thay hệthống bằng một hay một vài bể chứa tương tác với nhau thông qua bộ thông số của môhình [6]. Thông thường các mô hình bao gồm hệ thống bể chứa đại diện cho lớp thựcvật/khí quyển, lớp đất mặt, lớp đất tầng sâu và lớp tầng nước ngầm. Các thông số của môhình khi đó là sức chứa tối đa và hàm chuyển đổi đầu vào-đầu ra của các bể. Điều cần lưuý ở đây là những mô hình thay đổi vị trí theo chiều ngang và nhóm các thành phần có đặctính thủy lực tương tự nhau như khu dân cư, đất có độ thấm cao, đất ngập nước,… để tạothành một số thành phần đồng nhất ...