- Trang Chủ
- Môi trường
- Mô hình hoá mưa - dòng chảy ( Phần cơ sở - Nxb ĐH Quốc Gia Hà Nội ) - Chương 10
Xem mẫu
- Ch¬ng 10
trë l¹i vÊn ®Ò lùa chän m« h×nh
Nªn nhí r»ng m¸y tÝnh lµ mét c«ng cô cho sù m« pháng, vµ c¸i g× ®îc m« pháng
sÏ trë thµnh thùc tÕ cña ngêi dïng. Trong mét x· héi nh cña chóng ta - x· héi sau
hiÖn ®¹i - kh«ng cã 'nh÷ng lÞch sö vÜ ®¹i' ®Ó söa ch÷a mét nhËn thøc ®Æc biÖt cña thùc
tÕ gièng nh ®· cã vµo thÕ kû 19. Chóng ta nhiÒu lÇn nh×n thÊy t×nh tr¹ng nh vËy:
truyÒn th«ng dùa vµo mét sè trß ch¬i ng«n ng÷ ®îc ch¬i theo c¸c tËp hîp nhÊt ®Þnh
cña nh÷ng quy t¾c. Mçi nhãm x· héi cã thÓ 'ch¬i mét trß ch¬i', vµ nh vËy ®ã lµ hiÖu
qu¶ cña mçi trß ch¬i chøng minh nã . M«i trêng m¸y tÝnh h×nh ®îc xem xÐt nh mét
thiÕt bÞ kü thuËt cho phÐp chñ nh©n cña nã ch¬i nh÷ng trß ch¬i hiÖu qu¶ mét c¸ch ®Æc
biÖt ... Mét ch¬ng tr×nh tèt lµ mét ch¬ng tr×nh t¹o ra nh÷ng ý ®Þnh thùc tÕ bëi ®iÖn
b¸o viªn theo c¸ch hiÖu qu¶ nhÊt.
P.B. Andersen vµ L. Mathiessen. 1987
Tuy nhiªn nh÷ng cè g¾ng ®Ó t¹o ra mét lý thuyÕt nh vËy (cña thñy v¨n häc lò lôt)
lµ rÊt ®¸ng gi¸. Nã ph¸t triÓn nhËn thøc cña chóng ta vÒ c¸c hiÖn tîng thuû v¨n, c¶i
thiÖn nh÷ng quyÕt ®Þnh trong quan hÖ víi tµi nguyªn níc, vµ c¶i thiÖn vÞ trÝ cña
chóng ta víi nh÷ng nhµ ®Þa vËt lý. §Ó thùc hiÖn nã, chóng ta cÇn mét kiÕn thøc nÒn
réng vÒ b¶n th©n ®èi tîng cña chóng ta vµ vÒ nh÷ng m«n häc cã liªn quan vµ mét kh¶
n¨ng thùc tÕ ®Ó suy nghÜ s¸ng t¹o vµ lµm viÖc miÖt mµi.
Jim Dooge. 1986
10.1 lùa chän m« h×nh trong m« h×nh hãa ma-dßng ch¶y nh
kiÓm tra gi¶ thiÕt
Dï sù thËt lµ chóng ta ®· Ýt chó ý tíi toµn bé líp nh÷ng m« h×nh ma-dßng ch¶y
(c¸c m« h×nh ‘hép’ nhËn thøc hoÆc ESMA), ®iÒu næi bËt tõ nh÷ng ch¬ng tríc r»ng
mét sù biÕn ®æi rÊt réng cña nh÷ng m« h×nh lµ s½n cã cho bÊt kú ¸p dông m« h×nh ho¸
ma-dßng ch¶y nµo mµ kh«ng cã bÊt kú c¬ së râ rµng nµo ®Ó lùa chän chóng. Nh¾c l¹i
tiªu chuÈn ®· ®îc thiÕt lËp trong ch¬ng 1 cho sù lùa chän m« h×nh. Nh÷ng ®iÒu nµy
cã thÓ ®îc tæng kÕt l¹i nh sau:
Mét m« h×nh cã s½n, hoÆc nã cã thÓ ®îc lµm s½n nÕu sù ®Çu t thêi gian (vµ
tiÒn) cã thùc sù lµ ®¸ng gi¸ kh«ng?
M« h×nh cã dù b¸o nh÷ng biÕn ®îc yªu cÇu bëi nh÷ng môc tiªu cña mét dù ¸n
hay kh«ng?
Gi¶ thiÕt cña m« h×nh cã thÓ giíi h¹n vÒ nh÷ng ph¬ng diÖn mµ b¹n biÕt vÒ
306
- ph¶n øng cña lu vùc b¹n quan t©m ®Õn hay kh«ng?
TÊt c¶ c¸c ®Çu vµo cÇn thiÕt cña m« h×nh cho viÖc x¸c ®Þnh ®é lín dßng ch¶y, cho
viÖc x¸c ®Þnh nh÷ng ®iÒu kiÖn biªn vµ ®iÒu kiÖn ban ®Çu vµ cho viÖc x¸c ®Þnh gi¸ trÞ
nh÷ng th«ng sè, cã thÓ ®îc cung cÊp trong nh÷ng sù rµng buéc thêi gian vµ chi phÝ
cña mét dù ¸n hay kh«ng?
T¹i giai ®o¹n nµy hiÓn nhiªn lµ nh÷ng tiªu chuÈn nµy thùc chÊt cung cÊp c¬ së
cho viÖc lo¹i bá m« h×nh vµ, nh ®îc chØ ra tõ trong ch¬ng 1, nã thËt qu¸ dÔ dµng ®Ó
lo¹i bá toµn bé c¸c m« h×nh cã s½n v× kh«ng ®ñ c¸c gi¶ thiÕt hoÆc nh÷ng ®ßi hái kh«ng
kh¶ thi cho sè liÖu ®Çu vµo. §iÒu nµy kh«ng ph¶i lµ rÊt h÷u Ých: trong rÊt nhiÒu dù ¸n,
nhµ thñy v¨n häc vÉn ®îc yªu cÇu lµm nh÷ng dù b¸o ®Þnh lîng nh÷ng g× cã thÓ chê
®îi trong d¹ng ®Ønh lò, dßng ch¶y vµo kho níc hoÆc nh÷ng biÕn kh¸c díi nh÷ng
®iÒu kiÖn kh¸c nhau. Nh vËy mét hoÆc nhiÒu h¬n c¸c m« h×nh ph¶i ®îc gi÷ l¹i.
Tuy nhiªn, ®©y lµ n¬i mµ ý tëng cña viÖc quy ®Þnh m« h×nh trë nªn rÊt quan
träng. Cho mét sù më réng nµo ®ã, chóng ta cã thÓ vît qua mét sè h¹n chÕ cña nh÷ng
m« h×nh s½n cã b»ng c¸ch quy ®Þnh nh÷ng dù b¸o cña chóng trªn bÊt kú nh÷ng quan
tr¾c s½n cã nµo hoÆc kiÕn thøc cã tríc ®ã vÒ lu vùc quan t©m. Theo truyÒn thèng,
®iÒu nµy ®· ®îc lµm bëi sù hiÖu chØnh hoÆc tèi u hãa c¸c gi¸ trÞ th«ng sè, mÆc dï nã
®· ®îc ®Ò cËp trong ch¬ng 7 r»ng mét chiÕn lîc chung h¬n cña viÖc quy ®Þnh trong
khu«n khæ bÊt ®Þnh sÏ lµ mét c¸ch tiÕp cËn tháa m·n h¬n nhiÒu cho t¬ng lai. Trong
khu«n khæ nµy, bÊt kú m« h×nh nµo dù b¸o mét biÕn quan t©m lµ mét dù b¸o viªn h÷u
Ých tiÒm n¨ng, cho ®Õn khi cã b»ng chøng (hoÆc mét quan ®iÓm hîp lý) ®Ó lo¹i bá nã.
Gi¸ trÞ cña sù quy ®Þnh theo ph¬ng thøc nµy lµ m« h×nh hoÆc nh÷ng m« h×nh ®îc
gi÷ l¹i ph¶i phï hîp víi sè liÖu s½n cã (Ýt nhÊt cho mét møc chÊp nhËn ®îc nµo ®ã);
ngîc l¹i chóng sÏ bÞ lo¹i bá. §iÒu nµy sau ®ã sÏ ®a ra mét sè c¬ së cho ®é tin tëng
trong nh÷ng dù b¸o khi nh÷ng m« h×nh ®ã ®îc sö dông ®Ó ngo¹i suy hoÆc dù ®o¸n
nh÷ng sù ph¶n øng cho nh÷ng ®iÒu kiÖn kh¸c.
Thö vµ m« t¶ qu¸ tr×nh m« h×nh hãa nh d¹ng ¸nh x¹ cña mét lu vùc ®Æc biÖt
(duy nhÊt) hoÆc phÇn tö cña lu vùc vµo bªn trong kh«ng gian m« h×nh (H×nh 10.1;
cho mét th¶o luËn chi tiÕt h¬n, xem Beven 2000). Ch¬ng 7 ®· chØ ra lµm thÕ nµo ¸nh
x¹ nµy cã thÓ ®îc lµm khi sö dông quy ®Þnh dùa vµo nh÷ng ®é h÷u hiÖu hoÆc nh÷ng
träng sè mê. V× nhiÒu lý do, chñ yÕu liªn quan ®Õn giíi h¹n cña cÊu tróc m« h×nh vµ -
íc lîng th«ng sè m« h×nh, ¸nh x¹ sÏ lµ mét xÊp xØ cÇn thiÕt. Nh÷ng ¸nh x¹ cã thÓ
®îc lµm cho c¶ nh÷ng lu vùc ®îc ®o ®¹c vµ nh÷ng lu vùc kh«ng ®îc ®o ®¹c dùa
trªn mäi th«ng tin hoÆc nh÷ng quan tr¾c tríc cã s½n. Nhng cã vÎ sÏ chÝnh x¸c h¬n ë
n¬i mµ nh÷ng quan tr¾c cña sù ph¶n øng thuû v¨n lµ cã s½n vµ gÇn ®óng h¬n cho tr-
êng hîp lu vùc kh«ng ®o ®¹c. Tuy nhiªn, c¸c kh¶ n¨ng ®Ó tinh läc ¸nh x¹ nµy b»ng sù
thu thËp nhiÒu sè liÖu h¬n, vµ tiÕp cËn nµy cho sù ®¸nh gi¸ m« h×nh còng ®îc chÊp
nhËn cho tËp hîp sè liÖu cã thÓ ®îc sö dông nh c¬ së cho mét nghiªn cøu m« h×nh
ho¸ ma-dßng ch¶y.
Trong thùc tÕ, qu¸ tr×nh ®¸nh gi¸ m« h×nh cã thÓ ®îc thiÕt lËp díi d¹ng kiÓm
tra gi¶ thuyÕt. Cho tríc mét tËp hîp nh÷ng m« h×nh cho mét lu vùc ®· qua ®îc thñ
307
- tôc chän läc vµ ®¸nh gi¸ ban ®Çu, gi¶ thuyÕt nµo cã thÓ ®îc kiÓm tra bëi tËp hîp sè
liÖu ®Ó cho phÐp mét sè trong c¸c m« h×nh ®ã sÏ bÞ lo¹i bá? §iÒu ®ã dêng nh lµ mét
sè lo¹i sè liÖu cã thÓ cã gi¸ trÞ h¬n nh÷ng sè liÖu kh¸c trong viÖc kiÓm tra m« h×nh vµ
trong viÖc lo¹i bá m« h×nh. VÝ dô, Lamb vµ nnk (1998 b) ®· xem xÐt viÖc sö dông
th«ng tin mùc níc ngÇm trong dù b¸o ph¶n øng cña lu vùc nhá Saeternhekken ë
Norway (xem nh÷ng môc 6.5, 7.8). Nh÷ng kÕt qu¶ cña hä ®· lµm næi bËt vÊn ®Ò cña
viÖc sö dông nh÷ng quan tr¾c ph©n bè kh«ng gian trong ®¸nh gi¸ m« h×nh, trong ®ã
nh÷ng ph¶n øng mùc níc ngÇm ®Þa ph¬ng sÏ phô thuéc rÊt nhiÒu vµo nh÷ng ®Æc
trng truyÒn vµ tr÷ côc bé cña ®Êt. Nh vËy ®iÒu ®ã lµ kh«ng ch¾c ®Ó ®a ra tÝnh bÊt
®ång nhÊt cña nh÷ng ®Æc trng ®Êt ®îc tr«ng ®îi trong mét lu vùc cho dï cÊu tróc
m« h×nh lµ ®óng ®¾n, mét hÖ sè vËn chuyÓn vµ tr÷ cã hiÖu qu¶ ®îc hiÖu chØnh cho
mét lu vùc sÏ dù b¸o chÝnh x¸c nh÷ng sù biÕn ®æi côc bé trong ®é s©u mùc níc
ngÇm. §Ó lµm nh÷ng dù b¸o côc bé chÝnh x¸c sÏ cÇn nh÷ng gi¸ trÞ th«ng sè côc bé.
Thùc chÊt kÕt luËn cña hä lµ kiÕn thøc vÒ nh÷ng mùc níc ngÇm côc bé ®· c¶i thiÖn
rÊt nhiÒu viÖc dù b¸o nh÷ng mùc níc ngÇm côc bé (mÆc dï sau ®ã cã nh÷ng dÞ th-
êng côc bé ®¸ng kÓ) nhng ®· kh«ng hç trî nhiÒu trong viÖc h¹n chÕ nh÷ng bÊt ®Þnh
trong c¸c dù b¸o lu lîng nh ®îc íc lîng khi sö dông ph¬ng ph¸p luËn GLUE.
H×nh 10.1. ¸nh x¹ mét kh«ng gian lu vùc vµo trong kh«ng gian th«ng sè m« h×nh
Nh÷ng lo¹i sè liÖu kh¸c cã thÓ còng ®îc sö dông trong ®¸nh gi¸ m« h×nh nhiÒu
tiªu chuÈn, nÕu mét m« h×nh cã kh¶ n¨ng dù b¸o nh÷ng biÕn ®ßi hái. VÝ dô nh÷ng lo¹i
kh¸c nhau cña sè liÖu ®Þa ho¸ häc vµ chÊt chØ thÞ ®· ®îc sö dông trong mét sè nghiªn
cøu, gåm cã Hooper vµ nnk (1986), Kleissen vµ nnk (1990) vµ Mroczknowske vµ nnk
308
- (1997). Tuy nhiªn, cÇn chó ý r»ng trong dù b¸o nh÷ng biÕn ®Þa hãa häc còng lu«n lu«n
cÇn thiÕt ®a thªm vµo nh÷ng gi¸ trÞ th«ng sè hoÆc nh÷ng biÕn bæ sung mµ tù chóng
kh«ng ph¶i lµ cã thÓ x¸c ®Þnh dÔ dµng (nhng xem Robson vµ nnk (1992) cho mét
kiÓm tra thó vÞ cña nh÷ng dù b¸o TOPMODEL sö dông sù x¸o trén ®Þa ho¸ häc).
ë ®©y cßn l¹i mét vÊn ®Ò lµ khã kh¨n cña viÖc tiÕn hµnh nh÷ng phÐp ®o. ThËt lµ
dÔ h¬n rÊt nhiÒu (vµ rÎ h¬n rÊt nhiÒu) ®Ó lµm nh÷ng phÐp ®o t¹i, hoÆc rÊt gÇn bÒ mÆt.
Nh÷ng lo¹i phÐp ®o s½n cã cho sù kh¶o s¸t dßng ch¶y s¸t mÆt bÞ h¹n chÕ nhiÒu h¬n vµ
chóng ta vÉn kh«ng cã bÊt kú c¸ch tÝch cùc ®Çy ®ñ nµo cña viÖc ®¸nh gi¸ c¸c ®êng
dÉn dßng ch¶y u tiªn, liÖu chóng lµ do hÖ thèng b¬m tù nhiªn hay nh÷ng r¹n nøt c¬
khÝ cho ®ª diÒu trong lÜnh vùc n«ng nghiÖp. M« h×nh quan niÖm cña chóng ta cã thÓ
cho phÐp sù quan träng cã thÓ cña nh÷ng qu¸ tr×nh nh vËy, nhng nÕu nh÷ng ¶nh
hëng cña chóng ph¶i suy ra h¬n lµ ®îc ®o ®¹c th× thËt khã ®Ó x¸c ®Þnh mét sù m« t¶
m« h×nh thÝch hîp hoÆc qui ®Þnh mét m« h×nh trªn c¬ së cña mét m×nh sù nhËn thøc
®¬n ®éc.
Mét quan ®iÓm vÒ hiÖu chØnh m« h×nh nh mét qu¸ tr×nh cña kiÓm tra gi¶ thuyÕt
vµ lo¹i bá m« h×nh sÏ cã vÎ lµ mét u thÕ trong chuyÓn ®éng vÒ phÝa tríc tõ mét t×nh
tr¹ng mµ trong ®ã nh÷ng h¹n chÕ cña mét c¸ch tiÕp cËn tèi u hãa ®¬n gi¶n khi ®èi
mÆt víi nh÷ng bµi to¸n cã thÓ x¸c ®Þnh th«ng sè trë nªn ngµy cµng râ rµng. Nã ®ång
thêi còng mang tíi sù ®a d¹ng cña nh÷ng ph¬ng ph¸p m« t¶ trong ch¬ng 7 trong ®ã
nhiÒu tiªu chuÈn ®îc sö dông ®Ó ®¸nh gi¸ m« h×nh, tõ nh÷ng tËp hîp tèi u Pareto
cho tíi GLUE. Mçi c¸i cã nh÷ng c¸ch quyÕt ®Þnh cña chÝnh m×nh vÒ m« h×nh nµo sÏ
ph¶i lo¹i bá vµ nh÷ng träng sè nµo cÇn ph¶i ®îc sö dông trong viÖc lËp ®Ò ¸n dù b¸o
cña c¸c m« h×nh cßn l¹i. Trong ph¬ng ph¸p bé tèi u Pareto, tÊt c¶ c¸c m« h×nh mµ
kh«ng ph¶i lµ bé phËn cña bé bÞ lo¹i bá vµ tõng bé th«ng sè cßn l¹i ®îc g¸n cho träng
sè b»ng nhau. Trong GLUE, c¸c ph¬ng ph¸p kh¸c nhau cña viÖc kÕt hîp ®é h÷u hiÖu
cã thÓ ®îc chän vµ träng sè ®îc dùa trªn ®é h÷u hiÖu hiÖn thêi liªn quan ®Õn mçi
tËp hîp.
10.2 Gi¸ trÞ cña th«ng tin kú tríc
Tuy nhiªn lo¹i khu«n khæ quy ®Þnh nµy ®· cho phÐp sö dông th«ng tin kú tríc
trong qu¸ tr×nh quy ®Þnh. Cã nhiÒu lo¹i th«ng tin kú tríc cã thÓ ®îc sö dông, vÝ dô
nh÷ng ®é tin tëng cã tríc trong nh÷ng lo¹i cÊu tróc m« h×nh kh¸c nhau: nh÷ng íc
lîng cã tríc cña nh÷ng kho¶ng gi¸ trÞ th«ng sè cã thÓ xÊp xØ cho c¸c lo¹i thùc vËt,
®Êt hoÆc ®¸ kh¸c nhau: vµ m« h×nh gi¸c quan cña mét lu vùc ®Æc biÖt cã thÓ ph¶n
øng l¹i trËn ma nh thÕ nµo. Th«ng tin nh vËy cã thÓ h¹n chÕ ph¹m vi cña c¸c kh¶
n¨ng m« h×nh ho¸ ®Ó ®îc xem xÐt trong mét øng dông nh kÕt qu¶ thÝ nghiÖm tríc
®©y theo mét ph¬ng thøc cã thÓ nhËn biÕt ®îc.
Sö dông th«ng tin kú tríc ®ßi hái ph¶i lµm nh÷ng lùa chän, vµ lo¹i bá nh÷ng kh¶
n¨ng c¸ biÖt. Nh ®· chó ý ë trªn, cÇn lµm cÈn thËn nh÷ng lùa chän nh vËy. Cã
kh«ng thiÕu nh÷ng vÝ dô trong nh÷ng tµi liÖu vÒ sù lùa chän cã tríc cña nh÷ng m«
h×nh kh«ng thÝch hîp, ®Æc biÖt lµ sö dông nh÷ng m« h×nh dùa vµo nh÷ng kh¸i niÖm
309
- vît thÊm trong nh÷ng øng dông ë n¬i mµ ®iÒu nµy cã thÓ kh«ng lµ c¬ chÕ dßng ch¶y
chñ yÕu (xem nh÷ng th¶o luËn trong Loague vµ Freeze 1985; Beven 1989; Grayson vµ
nnk 1992b). VÉn cßn cã cã kh¶ n¨ng ®Ó hiÖu chØnh hoÆc qui ®Þnh nh÷ng th«ng sè m«
h×nh ®Ó t¸i t¹o nh÷ng lu lîng quan tr¾c nhng mét m« h×nh dùa trªn c¬ së vÒ
nh÷ng kh¸i niÖm kh«ng thÝch hîp cã ®îc sö dông trong phÐp ngo¹i suy hay kh«ng?
Thùc tÕ r»ng viÖc hiÖu chØnh cã thÓ lµm cho gÇn nh tÊt c¶ c¸c m« h×nh ma-dßng
ch¶y vµo trong giíi h¹n víi mét b¶n ghi lu lîng quan tr¾c do ®ã cã thÓ lµ mét lîi thÕ
v× trong nhiÒu trêng hîp chóng ta sÏ kh«ng biÕt liÖu cã ph¶i mét m« h×nh kh«ng
thÝch hîp ®ang ®îc sö dông hay kh«ng. Nh ®· lu ý trong ch¬ng 7, cã mét xu
híng rÊt tù nhiªn trong viÖc lùa chän tríc nh÷ng cÊu tróc m« h×nh cho mçi ngêi
ph¸t triÓn m« h×nh ®Ó ®a ra mét träng sè tríc b»ng 1 cho m« h×nh cña «ng ta vµ mét
träng sè tríc b»ng 0 cho tÊt c¶ c¸c m« h×nh kh¸c. Tuy nhiªn, ®©y kh«ng ph¶i lµ mét
sù lùa chän cÇn thiÕt: nhiÒu m« h×nh cã thÓ ®îc bao gåm, nh nh÷ng chiÒu bæ sung
cña kh«ng gian m« h×nh, trong khu«n khæ m« h×nh hãa ®îc ®Ò nghÞ ë ®©y.
Còng cã mét xu híng tù nhiªn ®Ó ®a ra mét träng sè kú tríc lín h¬n cho c¸c
m« h×nh ®îc xem nh dùa trªn c¬ së vËt lý so víi c¸c m« h×nh nhËn thøc lo¹i m« h×nh
dùa trªn sè liÖu. Theo nguyªn t¾c, nh÷ng m« h×nh cã c¬ së vÒ vËt lý ph¶n ¸nh sù hiÓu
biÕt cña chóng ta vÒ nh÷ng hÖ thèng thuû v¨n gÇn gòi h¬n vµ bëi vËy lµ m¹nh h¬n
trong phÐp ngo¹i suy cho nh÷ng ®iÒu kiÖn kh¸c. Tuy nhiªn ®iÒu nµy sÏ chØ ®óng nÕu
nh÷ng m« h×nh nh vËy ph¶n ¸nh ®óng b¶n chÊt cña nh÷ng qu¸ tr×nh lu vùc vµ
kh«ng râ rµng lµ liÖu chóng ta ®· thËt sù ®¹t ®Õn giai ®o¹n nµy, ®a ra nh÷ng h¹n
chÕ cña sù m« t¶ qu¸ tr×nh cã c¬ së vËt lý hiÖn nay trong biÓu diÔn phi tuyÕn c¸c qu¸
tr×nh thuû v¨n ë nh÷ng quy m« sên dèc vµ lu vùc, vµ nh÷ng khã kh¨n trong viÖc
íc lîng nh÷ng gi¸ trÞ hiÖu dông cña c¸c th«ng sè m« h×nh.
10.3 VÊn ®Ò lu vùc kh«ng ®îc ®o ®¹c
NÕu th«ng tin bÞ h¹n chÕ vµ kh«ng cã lu lîng quan tr¾c cho mét diÖn tÝch lu
vùc th× thÕ nµo? §©y lµ bµi to¸n lu vùc kh«ng ®îc ®o ®¹c. Nã lµ mét bµi to¸n chung,
v× nh÷ng dù b¸o thêng ®îc yªu cÇu t¹i nh÷ng vÞ trÝ kh«ng cã tr¹m ®o ®¹c nµo hoÆc
t¹i nh÷ng vÞ trÝ trong mét lu vùc lín h¬n ®îc ®o ®¹c. Bµi to¸n lu vùc kh«ng ®îc ®o
®¹c, cho ®Õn nay, cha ®îc gi¶i quyÕt ®óng møc v× thùc tÕ rÊt khã ®Ó kh¸i qu¸t hãa
b¶n chÊt c¸c ph¶n øng lu vùc trong bÊt kú ph¬ng ph¸p ®Þnh lîng nµo. Nã lµ mét
ng¹n ng÷ ®Þa lý ®Ó nãi r»ng mçi lu vùc hoÆc vÞ trÝ lµ duy nhÊt. Sù duy nhÊt nµy n»m
díi tÊt c¶ c¸c khã kh¨n cè h÷u trong lý thuyÕt vµ hiÓu biÕt thuû v¨n. Víi sù t¨ng
nhanh s½n cã cña hÖ thèng th«ng tin ®Þa lý, mét sè sù duy nhÊt cña nh÷ng lu vùc
riªng lÎ cã thÓ ®îc ph¶n ¸nh nh nh÷ng biÕn trong mét c¬ së d÷ liÖu kh«ng gian. Mét
c¸ch lý tëng, th«ng tin nµy cã thÓ sau ®ã ®îc sö dông ®Ó chän mét m« h×nh gÇn
®óng vµ x¸c ®Þnh nh÷ng th«ng sè cña m« h×nh ®ã, cã lÏ víi kh¶o s¸t bæ sung mét Ýt ®o
®¹c thªm trong thùc ®Þa. §iÒu nµy cã thÓ ®· ®îc lµm, nhng sù bÊt ®Þnh vÉn cßn cao
(xem vÝ dô nghiªn cøu cña Parkin vµ nnk (1996), th¶o luËn trong môc 5.4).
Mét c¸ch tiÕp cËn thay thÕ lµ sö dông mét m« h×nh thuÇn tóy kinh nghiÖm trong
310
- ®ã c¸c ®Æc ®iÓm ph¶n øng cña c¸c lu vùc cã ®o ®¹c liªn quan tíi chØ sè cña nh÷ng ®Æc
diÓm cña nh÷ng lu vùc ®ã. §iÒu nµy thêng ®îc sö dông trong mét khu«n khæ håi
quy víi nh÷ng m« t¶ lu vùc ®îc xö lý nh nh÷ng biÕn ®éc lËp trong nh÷ng ph¬ng
tr×nh dù b¸o. Mét vÝ dô vÒ kiÓu nghiªn cøu nµy lµ B¸o c¸o nghiªn cøu lò lôt Anh
(NERC 1975) ®îc söa l¹i gÇn ®©y nh Sæ tay íc lîng lò (IH, 1999), trong ®ã nh÷ng
ph¬ng tr×nh nh vËy ®îc cung cÊp ®Ó dù b¸o nh÷ng biÕn ph¶n øng nh thêi gian tíi
®Ønh, tû lÖ dßng ch¶y vµ lò trung b×nh hµng n¨m. Nh÷ng ph¬ng tr×nh nµy cã thÓ xem
nh nh÷ng m« h×nh ma-dßng ch¶y thùc nghiÖm, mÆc dï chóng kh«ng ë trong bÊt kú
ph¬ng ph¸p dùa trªn qu¸ tr×nh nµo.
Trong c¸ch tiÕp cËn håi quy kinh nghiÖm nµy, tÝnh chÊt c¸ biÖt cña ph¶n øng cña
c¸c lu vùc riªng lÎ, khi ®îc ®o ®¹c, thÓ hiÖn nh mét sè d tõ mét cÊu tróc m« h×nh.
TÊt nhiªn ph©n tÝch thèng kª truyÒn thèng g¸n nh÷ng sè d ®ã cho nh÷ng ¶nh hëng
ngÉu nhiªn thuÇn tóy, nhng tõ quan ®iÓm vËt lý, cã thÓ vÉn cã th«ng tin trong c¸c
phÇn d. T¹i sao mét sè lu vùc cã xu híng trung b×nh ®Ó t¹o ra nh÷ng dßng ch¶y
®Ønh cao h¬n xu thÕ chung cña vïng? T¹i sao mét sè lu vùc l¹i cã xu híng trung
b×nh ®Ó t¹o ra nh÷ng dßng ch¶y ®Ønh thÊp h¬n, thËm chÝ sau khi tÝnh nh÷ng ®Æc tr-
ng lu vùc kh¸c (cßn xa chóng cã thÓ ®îc biÓu diÔn bëi c¸c chØ sè) hoÆc nh÷ng sù biÕn
®æi qui m« líi?
Mét lý do lµ sù duy nhÊt cña nh÷ng lu vùc riªng lÎ. Cã lÏ bëi v× gi¶ thuyÕt cña
ph©n tÝch thèng kª truyÒn thèng ®· kh«ng cã ®îc nh÷ng nghiªn cøu chi tiÕt vÒ néi
dung th«ng tin cña nh÷ng phÇn d m« h×nh, nh thÕ nhng mét nghiªn cøu nh vËy
cã thÓ dÉn tíi mét sè hiÓu biÕt tiÕn bé nµo ®ã hoÆc vÒ lý thuyÕt ë qui m« lu vùc. Tuy
nhiªn, nh÷ng phÇn d ®¸ng kÓ còng bao hµm sù bÊt ®Þnh ®¸ng kÓ cã thÓ cÇn ®îc tÝnh
to¸n trong dù b¸o nh÷ng ph¶n øng cña c¸c lu vùc kh«ng ®îc ®o ®¹c. Khu«n khæ håi
quy còng cho phÐp nh÷ng íc lîng ®é bÊt ®Þnh cho nh÷ng biÕn phô thuéc ®îc lµm,
mÆc dï ®iÒu nµy thêng kh«ng ®îc lµm vµ ph¶i t×m kiÕm vÊt v¶ cho bÊt kú sù ®Ò cËp
nµo cña sai sè chuÈn íc lîng trong B¸o c¸o nh÷ng nghiªn cøu lò ban ®Çu.
10.4 thay ®æi gi¸ trÞ c¸c th«ng sè vµ ®é bÊt ®Þnh dù b¸o
VÊn ®Ò c¸c lu vùc kh«ng ®o ®¹c cã thÓ ®îc tiÕp cËn bëi viÖc dù b¸o c¸c biÕn thuû
v¨n mét c¸ch trùc tiÕp mµ kh«ng cÇn ®Õn mét m« h×nh ma-dßng ch¶y trung gian. V×
vËy, nh ®· th¶o luËn ë ch¬ng 7, nÕu khã cã thÓ x¸c ®Þnh mét bé th«ng sè m« h×nh
duy nhÊt ®Ó miªu t¶ mét lu vùc, th× sö dông mét m« h×nh trung gian cã lÏ nªn nÐ
tr¸nh (ch¼ng h¹n xem sù kÕt hîp thµnh c«ng trong c¸c nç lùc cña Post vµ Jakeman
(1996); Sefton vµ Howarth (1998) ®Ó liªn hÖ c¸c th«ng sè cña m« h×nh IHACRES víi
c¸c ®Æc ®iÓm cña lu vùc). Tuy nhiªn, viÖc sö dông mét m« h×nh sÏ khã tr¸nh h¬n
trong m« h×nh ho¸ c¸c ¶nh hëng cña sù thay ®æi .
Trong tÊt c¶ c¸c nghiªn cøu vÒ dù b¸o ¶nh hëng cña nh÷ng thay ®æi trong sö
dông ®Êt, vÊn ®Ò chÝnh lµ lµm thÕ nµo ®Ó nghiªn cøu b¶n chÊt cña c¸c thay ®æi trong
gi¸ trÞ c¸c th«ng sè, cã thÓ x¶y ra nh kÕt qu¶ cña viÖc thay ®æi, ®Æc biÖt ®a ra sù
®¸nh gi¸ cña c¸c ®é bÊt ®Þnh liªn kÕt víi m« h×nh ho¸ c¸c lu lîng díi ®iÒu kiÖn
311
- hiÖn t¹i. Ph¬ng ph¸p truyÒn thèng cho vÊn ®Ò nµy lµ ph¬ng ph¸p c¸c kÞch b¶n: ®a
ra mét m« h×nh ®èi víi mét lu vùc díi c¸c ®iÒu kiÖn hiÖn t¹i, t¹o ra mét kÞch b¶n
®Çu vµo vµ c¸c gi¸ trÞ th«ng sè cho c¸c ®iÒu kiÖn thay ®æi vµ ph©n tÝch sù kh¸c nhau
trong c¸c ph¶n øng dù b¸o. C¸c kÕt qu¶ sau ®ã lµm ®iÒu kiÖn cho c¸c gi¶ thiÕt ®îc
thùc hiÖn trong kÞch b¶n (vµ m« h×nh) nhng ®iÒu nµy cã thÓ ®îc lÆp l¹i ®èi víi c¸c
kÞch b¶n kh¸c nhau víi gi¸ trÞ ®Çu vµo hoÆc th«ng sè kh¸c nhau ®Ó ®a ra mét sè ý
tëng vÒ ®é nh¹y cña c¸c kÕt luËn ®èi víi c¸c kh¶ n¨ng kh¸c nhau ë t¬ng lai do sù
thay ®æi cña ®iÒu kiÖn.
Ph¬ng ph¸p nµy chØ lµ mét më réng ®¬n gi¶n cña ph¬ng ph¸p m« pháng Mote-
Carlo hoµn chØnh sö dông lùa chän ngÉu nhiªn gi¸ trÞ c¸c th«ng sè trong kho¶ng kh¶
thi khi c¸c ®iÒu kiÖn thay ®æi theo c¸ch t¬ng tù nh ®· tr×nh bµy ë ch¬ng 7 ®èi víi
m« h×nh quy ®Þnh díi c¸c ®iÒu kiÖn hiÖn t¹i. NÕu mét ph¬ng ph¸p nh vËy ®îc
chÊp nhËn, th× kÕt qu¶ thu ®îc sÏ gåm hai tËp hîp dù b¸o bÊt ®Þnh, mét øng víi c¸c
®iÒu kiÖn hiÖn t¹i, mét øng víi c¸c ®iÒu kiÖn ®· bÞ thay ®æi. NÕu thay ®æi ®îc xem
nh thay ®æi cña t¬ng lai, th× dù b¸o vÒ sau nµy cã thÓ hi väng bÊt ®Þnh h¬n v× ngêi
lµm m« h×nh sÏ x¸c ®Þnh c¸c ph©n bè cña c¸c th«ng sè tríc ®èi víi c¸c ®iÒu kiÖn bÞ
thay ®æi mµ kh«ng cã sù gióp ®ì cña quy ®Þnh. C©u hái sau ®ã ®îc ®Æt ra lµ liÖu cã
thÓ ph©n biÖt c¸c dù b¸o, ®a ra ®é bÊt ®Þnh. Mét sè nghiªn cøu ®· cè g¾ng tr¶ lêi c©u
hái nµy. Trong mét sè trêng hîp c©u tr¶ lêi hÇu nh kh«ng ch¾c ch¾n (ch¼ng h¹n sù
thay ®æi c¸c ®Æc trng tÇn suÊt lò cña lu vùc s«ng River Wye ®îc ph©n tÝch bëi
Cameron 2000 ë môc 9.4). Trong c¸c trêng hîp kh¸c, ch¼ng h¹n nh nh÷ng ¶nh
hëng m¹nh cña sù ch¸y vµ t¸i sinh lªn ph¶n øng lu vùc (xem trêng hîp nghiªn
cøu ë môc 9.2) c©u tr¶ lêi cã ®îc lµ kh¸ râ rµng. Tuy nhiªn, xÐt theo mét híng nµo
®ã, ®©y kh«ng ph¶i lµ vÊn ®Ò qu¸ quan träng v× so s¸nh c¸c dù b¸o bÊt ®Þnh tríc vµ
sau khi mét thay ®æi cã thÓ vÉn ®îc xem xÐt trªn khÝa c¹nh thay ®æi sù rñi ro cña c¸c
®iÒu kiÖn ch¾c ch¾n x¶y ra, nh ®· th¶o luËn ë môc 7.10, vµ nh÷ng rñi ro nµy cã thÓ
®îc ®a vµo trong bÊt kú kÕt qu¶ ph©n tÝch quyÕt ®Þnh nµo.
Mét c¸ch kh¸c kh¾c phôc vÊn ®Ò thay ®æi ®Ó cè g¾ng h¹n chÕ møc ®é bÊt ®inh
trong dù b¸o m« h×nh ®èi víi c¶ dù b¸o h¹n dµi vµ h¹n ng¾n, ®ã lµ th«ng qua viÖc ®ång
ho¸ sè liÖu. C¸ch nµy ®îc sö dông réng r·i trong dù b¸o lò thÝch nghi, sö dông c¸c
quan tr¾c lu lîng thêi gian thùc ®Ó lµm chÝnh x¸c kÕt qu¶ dù b¸o cña m« h×nh víi
mét thêi gian dù kiÕn nµo ®ã nh ®· th¶o luËn ë ch¬ng 8. Nã còng ®îc sö dông hÑp
h¬n trong mét sè lÜnh vùc kh¸c cña m« h×nh ho¸ ma-dßng ch¶y nhng khi cã nhiÒu
h¬n c¸c quan tr¾c viÔn th¸m vµ c¸c sè liÖu ph©n bè theo kh«ng gian kh¸c cã s½n th× sÏ
cã thÓ kÕt hîp ®îc c¸c lo¹i sè liÖu nµy vµo thuËt to¸n ®ång ho¸. §©y lµ mét lÜnh vùc
nghiªn cøu thiÕt thùc cã thÓ tiÕp cËn b»ng mét sè c¸ch kh¸c nhau (ch¼ng h¹n mét vÝ
dô gÇn ®©y do Houser vµ nnk (1998) ®Ò xuÊt ®îc miªu t¶ trong nghiªn cøu ®a ra ë
môc 5.6), bao gåm cËp nhËt c¸c ®é h÷u hiÖu cña m« h×nh trong ph¬ng ph¸p GLUE
(Hép 7.2) .
C¸c thay ®æi dµi h¹n còng cã thÓ kh¾c phôc theo c¸ch t¬ng tù. ë n¬i c¸c dù b¸o
d¸ng ®iÖu t¬ng lai cña hÖ thèng thuû v¨n rÊt quan träng nhng ®é bÊt ®Þnh cao, th×
cã thÓ chÊp nhËn bæ sung mét ch¬ng tr×nh ®o ®¹c ®Ó xem xÐt c¸c t¸c ®éng cña thay
312
- ®æi (bao gåm c¶ sù thay ®æi vÒ khÝ hËu) trong khung c¶nh thay ®æi tù nhiªn cña c¸c hÖ
thèng thuû v¨n. Sù ®ång ho¸ cña c¸c sè liÖu kiÓm so¸t nh vËy cã thÓ cho phÐp dù b¸o
d¸ng ®iÖu trong t¬ng lai ®îc thùc hiÖn víi ®é ch¾c ch¾n lín h¬n theo thêi gian.
10.5. §é bÊt ®Þnh cña dù b¸o vµ KiÓm chøng m« h×nh
ViÖc chÊp nhËn mét ph¬ng ph¸p nh thÕ cho kiÓm chøng m« h×nh lµ g×? ChØ
kiÓm chøng c¸c kiÓm tra ®îc sö dông réng r·i trong m« h×nh ho¸ ma- dßng ch¶y ®ã
lµ chia chuçi gi¸ trÞ quan tr¾c thµnh c¸c mÉu kiÓm tra trong ®ã gåm mét thêi kú quan
tr¾c ®îc sö dông trong hiÖu chØnh vµ mét thêi kú kh¸c dïng ®Ó kiÓm tra c¸c dù b¸o
cña m« h×nh cã yho¶ m·n. Klemes (1986) cho r»ng viÖc chia nhá mÉu kiÓm tra thêng
®îc sö dông trong thuû v¨n lµ mét kiÓm tra tèi thiÓu ®Ó kiÓm chøng m« h×nh. ¤ng
®a ra c¸c c¸ch kiÓm tra m¹nh h¬n bao gåm kiÓm tra c¸c mÉu chia nhá kh¸c nhau;
kiÓm tra lu vùc ®¹i diÖn vµ kiÓm tra c¸c mÉu ph©n chia kh¸c nhau cña lu vùc ®¹i
diÖn. Lu vùc ®¹i diÖn lµ lu vùc ®îc xem nh kh«ng ®îc ®o ®¹c, nhng víi mét sè
quan tr¾c vÒ lu lîng, vµ c¸c biÕn kh¸c s½n cã cho ®¸nh gi¸ dù b¸o cña m« h×nh.
Trong tÊt c¶ c¸c kiÓm tra m¹nh h¬n nµy yªu cÇu mét sè íc lîng tríc cña c¸c thay
®æi trong gi¸ trÞ c¸c th«ng sè theo bíc hiÖu chØnh ®Çu tiªn ®Ó ph¶n ¸nh hoÆc lµ sù
®iÒu kiÖn thay ®æi nµo ®Êy hoÆc c¸c ®Æc ®iÓm kh¸c nhau cña lu vùc ®¹i diÖn. C¬ së
cña ph¬ng ph¸p nµy ®Ó kiÓm chøng m« h×nh ®ã lµ kh¸i niÖm tån t¹i mét diÔn t¶ m«
h×nh ®¬n ®óng .
C¸c so s¸nh m« h×nh dùa trªn c¬ së kiÓm tra c¸c mÉu chia nhá thêng biÓu thÞ
r»ng nã kh«ng cung cÊp mét kiÓm tra m¹nh gi÷a c¸c lo¹i m« h×nh kh¸c nhau vµ møc
®é phøc t¹p kh¸c nhau (ch¼ng h¹n Naef 1981; Franchini vµ Pacciani 1991; Michaud
vµ Sorooshian 1994; Refsgaard vµ Knudsen 1996). Nghiªn cøu cña Refsgaard vµ
Knudsen (1996) lµ mét trong rÊt Ýt c¸c nghiªn cøu ®· ®i s©u h¬n b»ng viÖc bæ sung c¸c
kiÓm tra kh¸c khi so s¸nh ba m« h×nh trong øng dông cho lu vùc Zimbawe: mét m«
h×nh quan niÖm tËp trung; mét m« h×nh b¸n ph©n bè dùa trªn c¸c ®¬n vÞ ph¶n øng
thuû v¨n, vµ m« h×nh ph©n bè MIKESHE. Hä kh¼ng ®Þnh kÕt luËn cña m×nh b»ng
c¸ch chØ ra r»ng chóng ph¶i lµ hÖ thèng m« h×nh, phô thuéc ®iÒu kiÖn khÝ hËu vµ lu
vùc, nhng ngo¹i trõ øng dông m« h×nh tËp trung cho lu vùc ®¹i diÖn, sÏ cã rÊt Ýt lùa
chän gi÷a c¸c kÕt qu¶ cña c¸c m« h×nh kh¸c nhau. TÊt c¶ c¸c m« h×nh (nhng ®Æc biÖt
lµ m« h×nh tËp trung) sÏ ®îc c¶i thiÖn nÕu mét thêi kú sè liÖu ng¾n cã s½n trªn lu
vùc ®¹i diÖn cho phÐp mét sè ®iÒu chØnh c¸c gi¸ trÞ th«ng sè.
Trong cuèn s¸ch nµy, trong khi thõa nhËn r»ng m« h×nh ®¬n ®óng lµ lý tëng th×
chóng ta còng ®· cho r»ng ®ã lµ lý tëng kh«ng thÓ ®¹t ®îc. Chóng ta kh«ng cã c¸c
cÊu tróc m« h×nh còng nh sè liÖu cÇn thiÕt ®Ó x¸c ®Þnh r»ng thÓ hiÖn phøc t¹p, duy
nhÊt, ®¬n nhÊt lµ cña lu vùc thùc. Thay cho c¸c th«ng tin giíi h¹n s½n cã, rÊt nhiÒu
m« h×nh sÏ lµ nh÷ng m« pháng cã thÓ chÊp nhËn ®îc hoÆc nãi theo c¸ch kh¸c kh«ng
mét m« h×nh ®¬n nµo cã thÓ ®îc kiÓm chøng lµ ®¹i diÖn tèt nhÊt cho mét lu vùc.
Tuy nhiªn, ®iÒu nµy sÏ kh«ng g©y ra qu¸ nhiÒu lo l¾ng. Sö dông c¸c ph¬ng ph¸p
®¸nh gi¸ vµ lo¹i bá m« h×nh ®· ®îc ®Ò cËp ë ®©y, c¸c m« h×nh cã thÓ ®îc ®¸nh gi¸
313
- khi mµ toµn bé mét sè líp m« h×nh cã thÓ bÞ lo¹i bá b»ng c¸c sè liÖu thu thËp thªm ®Ó
kiÓm tra gi¶ thuyÕt riªng ®îc x©y dùng ®Ó ph©n biÖt c¸c m« h×nh kh¸c nhau (ch¼ng
h¹n liÖu c¸c diÖn tÝch ®ãng gãp b·o hoµ ®· ®îc quan tr¾c trªn mét lu vùc). Nh÷ng
m« h×nh cßn l¹i cã thÓ ®îc xÕp h¹ng dùa theo møc ®é cã thÓ chÊp nhËn ®îc hiÖn thêi
cña chóng sö dông mét hay nhiÒu chØ sè ho¹t ®éng. Ph¬ng ph¸p tiÕn ho¸ nµy ®Ó m«
h×nh ho¸ cã nh÷ng yÕu tè thó vÞ cña thuyÕt t¬ng ®èi vµ sù xuyªn t¹c gi¸o héi.
Nã còng cã mét thiÕu sãt quan träng (mÆc dï còng gÆp ph¶i víi bÊt kú ph¬ng
ph¸p nµo ®Ó m« h×nh ho¸ ma-dßng ch¶y). Nh ®· nãi ë môc 7.9 cã thÓ rÊt dÔ dµng
lo¹i bá tÊt c¶ c¸c m« h×nh s½n cã v×, nãi theo c¸ch kh¸c, m« t¶ kh«ng ®óng ph¶n øng
cña lu vùc khi c¸c dù b¸o cña chóng ®îc xem xÐt mét c¸ch chi tiÕt h¬n. §©y sÏ lµ
trêng hîp nÕu chóng ta yªu cÇu r»ng c¸c dù b¸o cña m« h×nh lu«n lu«n trong giíi
h¹n íc lîng thùc tÕ cña sai sè ®o ®¹c cho tÊt c¶ c¸c quan tr¾c lµ s½n cã. Tuy nhiªn,
®iÒu nµy kh«ng cã ý c¸c dù b¸o cña m« h×nh sÏ kh«ng cã Ých. V× vËy, mét sè tho¶ hiÖp
trong viÖc lo¹i bá hay chÊp nhËn m« h×nh cã thÓ lµ cÇn thiÕt ®Ó gi÷ l¹i mét sè m« h×nh
cã kh¶ n¨ng dù b¸o. Mét lu vùc bÊt ®Þnh hoÆc mê ®Ó ¸nh x¹ kh«ng gian m« h×nh cho
phÐp diÒu nµy ®îc thùc hiÖn trong giíi h¹n cña hiÓu biÕt hiÖn t¹i tu©n theo mét qui
tr×nh khoa häc nghiªm tóc.
10.6.Nh÷ng b×nh luËn cuèi cïng: Mét t¬ng lai bÊt ®Þnh?
SÏ rÊt khã ®Ó dù ®o¸n t¬ng lai cña m« h×nh ho¸ ma-dßng ch¶y. Kh«ng cã c¸c kü
thuËt dù b¸o ®Ó ph¸t triÓn c¸c ph¬ng ph¸p. Khoa häc thuû v¨n hiÖn t¹i lµ mét thêi
kú ph¸t triÓn tõ tõ, b×nh thêng nh c¸c ngµnh khoa häc kh¸c theo quan ®iÓm cña
Thomas Kuhn. ¤ng cho r»ng khoa häc thêng tiÕn triÓn bëi “sù ®ét biÕn” n»m r¶i r¸c
ë c¸c thêi kú khoa häc b×nh thêng. C¸c bíc tiÕn vît bËc vÒ m¸y tÝnh ch¾c ch¾n ®·
lµm dÔ dµng h¬n viÖc chuÈn bÞ c¬ së d÷ liÖu ®Çu vµo GIS ph©n bè kh«ng gian ®Ó t×m
®îc c¸c ®Çu ra m« h×nh biÕn ®æi theo kh«ng gian vµ thêi gian vµ ®Ó hiÖu chØnh m«
h×nh, thùc hiÖn c¸c ph©n tÝch ®é nh¹y cña c¸c m« h×nh phøc t¹p h¬n vµ c¸c kh«ng gian
th«ng sè, nhng kh«ng cã sù ®ét biÕn vÒ ph¬ng ph¸p trõ khi chóng ta tÝnh ®Õn sù
chuyÓn ®æi tõ íc lîng hoµn toµn tÊt ®Þnh sang c¸c biÓu thøc ngÉu nhiªn (nhng cña
nhiÒu cÊu tróc m« h×nh gièng nhau).
Mét hi väng lín lµ mét tiÕn triÓn lín cã thÓ ®Õn tõ sù gia t¨ng c¸c ¶nh viÔn th¸m
s½n cã (xem Engman vµ Gurney 1991). Tuy nhiªn, ®èi víi khoa häc thuû v¨n ®©y
kh«ng ph¶i lµ trêng hîp ®Çu tiªn v× cÇn thiÕt ph¶i cã c¸c m« h×nh gi¶i thÝch bæ sung
tríc khi nh÷ng h×nh ¶nh ®ã cung cÊp c¸c th«ng tin thuû v¨n h÷u Ých. Víi viÖc c¸c
sensor c¶i tiÕn ®îc phãng lªn nh lµ mét phÇn cña ch¬ng tr×nh hÖ thèng quan tr¾c
tr¸i ®Êt sÏ cung cÊp c¸c ¶nh viÔn th¸m tèt h¬n nhng còng sÏ kh«ng dÉn ®Õn bÊt kú
sù chuyÓn ®æi triÖt ®Ó nµo trong ph¬ng ph¸p nµy. C¸c lÜnh vùc trong ®ã viÔn th¸m cã
thÓ h÷u Ých trong m« h×nh ho¸ ma-dßng ch¶y lµ trong íc lîng ®é Èm bÒ mÆt (xem
Houser vµ nnk 1998) vµ trong íc lîng tèc ®é bèc tho¸t h¬n níc thùc cña mÆt ®Êt
theo kh«ng gian (ch¼ng h¹n xem Holwill vµ Stewart 1992; Bastiaassen vµ nnk 1994).
HiÖn nay, íc lîng viÔn th¸m cho ®é bÊt ®Þnh kh¸ cao (xem Frank vµ Beven 1997)
nhng cã thÓ sÏ cã nh÷ng c¶i tiÕn lín bëi c¸c sensor míi vµ c¸c øng dông ®i kÕt hîp
314
- víi ®o ®¹c ë mùc mÆt ®Êt ch¼ng h¹n nh íc lîng ®Õm nhÊp nh¸y quy m« lín cña
dßng nhiÖt nh¹y (McAneny vµ nnk 1995; Chehbouni vµ nnk 1999). C¸c íc lîng trùc
tiÕp lîng tho¸t bèc h¬i níc thùc cã gi¸ trÞ ®Æc biÖt trong ®ã chóng cã thÓ cho phÐp
kiÓm tra c©n b»ng níc cuèi cïng cho mét khu vùc vµ cã thÓ lµ mét giíi h¹n quan
träng ®Ó thùc hiÖn c¸c m« h×nh dù b¸o.
H¹n chÕ chÝnh cña viÖc sö dông viÔn th¸m ®ã lµ nh×n chung nã chØ cã thÓ ph¸t
hiÖn c¸c thay ®æi ë trªn hoÆc bÒ mÆt ®Êt trong khi ®ã nh÷ng phÇn rÊt quan träng cña
thuû v¨n l¹i diÔn ra ë díi ®Êt. Do ®ã ®iÒu cÇn thiÕt lµ c¸ch m¹ng ho¸ c¸c ý tëng vÒ
thuû v¨n häc, ph¸t triÓn vÒ lý thuyÕt còng nh c¸c m« h×nh lµ mét kü thuËt dÔ øng
dông ®Ó tÝnh to¸n lîng tr÷ níc trªn lu vùc hoÆc m« pháng dßng ch¶y níc díi
®Êt. §· cã nh÷ng nghiªn cøu thùc nghiÖm ®ang tiÕp tôc sö dông c¸c dÊu vÕt, ra®a
th¨m dß ®Êt, ®iÖn trë s¸t mÆt, vµ chôp c¸c ®Þa chÊn, nh»m môc ®Ých c¶i thiÖn hiÓu
biÕt cña chóng ta vÒ líp s¸t mÆt, nhng sö dông to¸n tö diÔn to¸n cña bÊt kú c«ng
nghÖ nµo trong sè c«ng nghÖ trªn h×nh nh cßn ®ßi hái thêi gian kh¸ dµi. V× vËy, ®èi
víi viÖc dù b¸o trong t¬ng lai, sÏ vÉn tiÕp tôc cã mét bÊt ®Þnh ®¸ng kÓ vÒ c¸c qu¸
tr×nh dßng ch¶y s¸t mÆt mµ kh«ng cã nh÷ng bíc tiÕn vît bËc cña lý thuyÕt hiÖn t¹i.
Chñ ®Ò chÝnh cña cuèn s¸ch nµy cã sù t¬ng ®¬ng râ rµng trong khi ®a ra c¸c
cÊu tróc m« h×nh kh¸c nhau hoÆc c¸c bé th«ng sè kh¸c nhau trong mét cÊu tróc m«
h×nh: chóng ta gäi ®ã lµ t¬ng ®¬ng. T¬ng ®¬ng mang tÝnh chÊt t¬ng ®èi, mét thø
mµ kh«ng ®îc hÇu hÕt c¸c nhµ khoa häc, bao gåm c¶ nh÷ng nhµ thuû v¨n häc chÊp
nhËn. Cuèi cïng, c©u tr¶ lêi cho môc tiªu sÏ lµ mét miªu t¶ ®¬n, thÝch hîp cña hÖ
thèng lu vùc, nãi chung, cã thÓ ¸p dông vµ ®îc chÊp nhËn cho môc ®Ých dù b¸o. Cã
lÏ mét miªu t¶ nh vËy sÏ ph¸t triÓn trong t¬ng lai, nhng thËm chÝ nÕu mét m«
h×nh nh vËy cã s½n th× viÖc øng dông sÏ kh«ng cÇn thiÕt tr¸nh vÊn ®Ò t¬ng ®¬ng
trõ khi c¸c kü thuËt ®o ®¹c trùc tiÕp cña c¸c th«ng sè ¶nh hëng ®îc rót ra ë cïng
thêi ®iÓm. B¶n chÊt duy nhÊt cña mçi hÖ thèng lu vùc sÏ lu«n lu«n yªu cÇu ®o ®¹c
hoÆc íc lîng c¸c gi¸ trÞ th«ng sè ph¶n ¸nh sù duy nhÊt ®ã. Kh«ng cã c¸c ®o ®¹c trùc
tiÕp, mét sè d¹ng ®iÒu kiÖn c¸c ph¶n øng ®îc quan tr¾c sÏ ®îc yªu cÇu vµ víi nh÷ng
g× ch¾c ch¾n lµ mét m« h×nh phøc t¹p th× mét sù t¬ng ®¬ng nµo ®ã cña c¸c bé th«ng
sè kh¸c nhau ch¾c ch¾n sÏ ®¶m b¶o.
Còng sÏ rÊt khã ®Ó tëng tîng r»ng ®o ®¹c trùc tiÕp c¸c gi¸ trÞ th«ng sè cã thÓ cã
ë trong cïng giíi h¹n cho tÊt c¶ c¸c vÞ trÝ trong mét hÖ thèng lu vùc, thËm chÝ ngay
c¶ ®èi víi lu vùc nghiªn cøu nhá. §iÒu nµy chÊp nhËn r»ng ®o ®¹c trùc tiÕp chØ cã
kh¶ n¨ng ë quy m« lín h¬n. Quy m« nµo? LiÖu cã dÔ dµng h¬n, trªn mÆt ®Êt, ®Ó thiÕt
lËp mét bé lång vµo nhau c¸c vÞ trÝ ®o ®¹c lu lîng nh lµ mét c¸ch ®¸nh gi¸ c¸c
th«ng sè ¶nh hëng ®èi víi c¸c ®¬n vÞ nhá h¬n cña mét lu vùc? Nã kh«ng cho phÐp ®o
®¹c trùc tiÕp c¸c th«ng sè nh thÕ, nhng sÏ cho phÐp ®¸nh gi¸ sù biÕn thiªn cña c¸c
th«ng sè nhËn ®îc bªn trong diÖn tÝch lu vùc. Miªu t¶ ph©n bè kh«ng gian sau ®ã sÏ
bao gåm c¶ c¸c miªu t¶ c¸c lu vùc con côc bé. Tuy nhiªn, ®iÒu nµy dÔ dµng khi thùc
hiÖn víi c¸c lu vùc thîng lu kh¸c nhau h¬n lµ ®é dèc ®ãng gãp cho c¸c liªn kÕt néi
t¹i cña mét líi kªnh (xem Beven 1978) vµ nguån gèc cña c¸c th«ng sè ¶nh hëng tõ
c¸c ®o ®¹c lu lîng lu vùc con còng bao gåm mét ®é bÊt ®Þnh nµo ®ã.
315
- Tuy nhiªn, cã lÏ quy m« cã thÓ ®îc läc tinh ë møc ®é nµo ®ã. C¸c dÊu vÕt thÝ
nghiÖm cña Huff vµ nnk (1982); Genereux vµ nnk (1993) ®· chØ ra r»ng cã thÓ ®¸nh
gi¸ sù t¨ng lu lîng ®èi víi mét kªnh, Ýt nhÊt lµ xÊp xØ b»ng c¸ch pha lo·ng dÊu vÕt
cung cÊp víi tèc ®é æn ®Þnh. NÕu cã thÓ ®¸nh gi¸ sù t¨ng lªn cña lu lîng theo thêi
gian th× ®iÒu nµy sÏ cho phÐp ®¸nh gi¸ c¸c ph¶n øng kh¸c nhau liªn hÖ víi c¸c d¶i
sên dèc riªng biÖt trong mét lu vùc. Kü thuËt dÊu vÕt h×nh nh kh«ng thÓ chÊp
nhËn ®îc trong thùc tÕ vµ m«i trêng cho môc tiªu nµy, nhng nÕu ch¼ng h¹n, mét
hÖ thèng chôp siªu ©m rÎ ®èi víi viÖc ®o ®¹c vËn tèc vµ do ®ã c¶ lu lîng trong kªnh
cã h×nh d¹ng bÊt kú ®îc ph¸t triÓn, th× sù triÓn khai nhiÒu hÖ thèng theo líi kªnh
trë nªn kh¶ thi .
§iÒu nµy cho thÊy mét lo¹i m« h×nh kh¸c víi c¸c m« h×nh hiÖn t¹i cã c¬ së vËt lý
râ rµng cÇn ®îc ph¸t triÓn; m« h×nh sö dông trùc tiÕp gi¸ trÞ c¸c th«ng sè ¶nh hëng
ë quy m« sên dèc hoÆc phÇn nhá h¬n ®¬n vÞ cña lu vùc. Chóng ta ®· tiÕn tíi giai
®o¹n ë ®ã c¸c tiÕn bé cña m« h×nh ho¸ ®¹t ®îc theo sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ ®o
®¹c, vµ ®iÒu cÇn thiÕt lµ c¸c c«ng nghÖ ®o ®¹c ph¶i cho phÐp ®¸nh gi¸ ®îc sù thay ®æi
cña c¸c ph¶n øng néi t¹i trong kh«ng gian cã quy m« lín h¬n hiÖn t¹i .
Ch¾c ch¾n sÏ tiÕp tôc cÇn kÕt hîp c¸c dù b¸o m« h×nh víi ®¸nh gi¸ vÒ møc ®é bÊt
®Þnh. Xin nh¾c l¹i lêi nãi ®Çu cña cuèn s¸ch nµy, t«i ®· ®Ò nghÞ r»ng íc lîng ®é bÊt
®Þnh thêng sÏ ®îc xem xÐt nh lµ mét chñ ®Ò cña mét cuèn s¸ch n©ng cao h¬n lµ
phÇn c¬ së trong qu¸ tr×nh m« h×nh ho¸ quan hÖ ma-dßng ch¶y. Hi väng r»ng b©y giê
íc lîng ®é bÊt ®Þnh sÏ lµ mét phÇn kh«ng thÓ thiÕu trong qu¸ tr×nh m« h×nh ho¸ vµ
®îc g¾n liÒn víi mçi kÕt qu¶ dù b¸o, vµ ë ch¬ng 7 chóng ta ®· th¶o luËn vÒ mét lo¹t
c¸c kü thuËt ®Ó thùc hiÖn ®iÒu ®ã mét c¸ch ®¬n gi¶n, dÔ hiÓu. íc lîng ®é bÊt ®Þnh
cung cÊp mét sè b¶o vÖ chèng l¹i kh¶ n¨ng mµ dù b¸o tÊt ®Þnh ®¬n gi¶n cã thÓ tá ra bÞ
sai trong mét kiÓm tra sau dù b¸o (Konikow vµ Bredehoeft 1992). Cã kh¶ n¨ng sù sai
hîp lý sÏ lµ mét lý lÏ cã søc thuyÕt phôc ®èi víi c¸c ngêi lµm m« h×nh thuû v¨n thùc
hµnh th«ng thêng ®Ó íc lîng ®é bÊt ®Þnh liªn quan víi c¸c kÕt qu¶ dù b¸o cña hä .
Do ®ã t¬ng lai cña viÖc m« h×nh ho¸ ma-dßng ch¶y cã liªn quan tíi ®é bÊt ®Þnh,
nhng ®iÒu nµy bao gåm mét c©u hë tiÕp lµ lµm c¸ch nµo ®Ó giíi h¹n ®é bÊt ®Þnh ®Õn
møc thÊp nhÊt. Mét c©u tr¶ lêi râ rµng ®ã lµ b»ng ®iÒu kiÖn sè liÖu, thùc hiÖn c¸c ®o
®¹c ®Æc biÖt n¬i mµ thêi gian, tiÒn b¹c vµ sù quan träng cña ¸p dông thùc tÕ cho phÐp.
Mét tiÕp cËn hoµn toµn phï hîp lµ viÖc giíi thiÖu c¸c c«ng nghÖ m« h×nh ho¸ ma-
dßng ch¶y s½n cã sÏ kÕt thóc ë diiÓm nhÊn m¹nh nµy trªn gi¸ trÞ c¸c sè liÖu thùc ®Þa.
316
nguon tai.lieu . vn