1. Trang Chủ
  2. Địa Lý
  3. Mô hình hoá mưa - dòng chảy ( Phần cơ sở - Nxb ĐH Quốc Gia Hà Nội ) - Chương 8

Mô hình hoá mưa - dòng chảy ( Phần cơ sở - Nxb ĐH Quốc Gia Hà Nội ) - Chương 8

Dự Báo Lũ Lụt Hiện nay thủy văn học lũ lụt hấp dẫn cả về cách tiếp cận vi mô dựa vào những cơ chế liên tục lẫn cách tiếp cận vĩ mô dựa vào nghiên cứu thống kê của những tổng thể lớn. Không một cách tiếp cận nào hoàn toàn thích hợp với thủy văn học lưu vực, mà nó đòi hỏi những chuyển tiếp về quy mô giữa quy mô địa phương của vật lý thủy văn và quy mô toàn cầu của một khu vực địa lý chính. Jim Dooge, 1986 Có hai loại dự... Ch­¬ng 8 Dù B¸o Lò Lôt HiÖn nay thñy v¨n häc lò lôt hÊp dÉn c¶ vÒ c¸ch tiÕp

Thể loại Tài liệu miễn phí Địa Lý

Số trang 23

Ngày tạo 8/29/2018 11:44:02 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 1.00 M

Tên tệp

Tải Mô hình hoá mưa - dòng chảy ( Phần cơ sở - Nxb ĐH ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Ch­¬ng 8 Dù B¸o Lò Lôt HiÖn nay thñy v¨n häc lò lôt hÊp dÉn c¶ vÒ c¸ch tiÕp cËn vi m« dùa vµo nh÷ng c¬ chÕ liªn tôc lÉn c¸ch tiÕp cËn vÜ m« dùa vµo nghiªn cøu thèng kª cña nh÷ng tæng thÓ lín. Kh«ng mét c¸ch tiÕp cËn nµo hoµn toµn thÝch hîp víi thñy v¨n häc l­u vùc, mµ nã ®ßi hái nh÷ng chuyÓn tiÕp vÒ quy m« gi÷a quy m« ®Þa ph­¬ng cña vËt lý thñy v¨n vµ quy m« toµn cÇu cña mét khu vùc ®Þa lý chÝnh. Jim Dooge, 1986 Cã hai lo¹i dù b¸o lò ®­îc ®ßi hái trong thñy v¨n häc. Mét lµ dù b¸o l­u l­îng lò vµ ph¹m vi ngËp lôt trong thêi gian lò, ®Æc biÖt lµ ®Ó quyÕt ®Þnh xem liÖu nh÷ng c¶nh b¸o lò lôt cã cÇn ph¶i ®­îc ph¸t b¸o hay kh«ng. Lo¹i dù b¸o 'thêi gian thùc’ nµy th­êng ®­îc gäi lµ dù b¸o lò. Trong nh÷ng l­u vùc nhá dù b¸o lò tr­íc hÕt lµ bµi to¸n m« h×nh m­a-dßng ch¶y, liªn quan ®Õn m­a ra®a hoÆc nh÷ng tr¹m ®o m­a tõ xa göi sè liÖu trë l¹i cho mét c¬ quan ph©n tÝch lò lôt trong thêi gian thùc ®Ó sö dông víi mét m« h×nh dù b¸o. Trong nh÷ng l­u vùc lín cã thÓ liªn quan tíi c¶ m« h×nh m­a-dßng ch¶y lÉn m« h×nh thñy lùc cña c¸c lßng dÉn: d¹ng ®Ó x¸c ®Þnh bao nhiªu n­íc sÏ ®ãng gãp cho sãng lò; sau ®ã cho phÐp dù ®o¸n møc ®é lôt léi cña vïng ngËp lôt vµ ®Æc tÝnh lò trong suèt thêi gian lò. Nh÷ng ph­¬ng ph¸p dù b¸o thêi gian thùc cña l­u l­îng lò vµ møc ®é ngËp lôt ®­îc chia ra trong n¨m môc ®Çu tiªn cña ch­¬ng nµy. Lo¹i dù b¸o thø hai ®­îc ®Ò cËp ®Õn lµ tÇn suÊt cña biÕn cè trËn lò víi nh÷ng ®é lín kh¸c nhau. Lò lín h¬n th× x¸c suÊt v­ît nhá h¬n- trËn lò cã ®é lín nh­ thÕ hoÆc lín h¬n sÏ xÈy ra trong mét n¨m bÊt kú. TÇn suÊt thÊp h¬n cña biÕn cè cã thÓ ®­îc biÓu diÔn nh­ mét 'thêi kú lÆp l¹i' hay 'kho¶ng t¸i diÔn' dµi h¬n, nh­ vËy chóng ta hy väng trËn lò trung b×nh 100 n¨m xuÊt hiÖn mét lÇn lín h¬n trËn lò víi thêi kú lÆp l¹i 50 n¨m. Nh÷ng thêi kú lÆp l¹i nµy liªn quan tíi nghÞch ®¶o cña x¸c suÊt v­ît. VÝ dô, mét sù kiÖn 100 n¨m cã x¸c suÊt v­ît b»ng 0.01 trong bÊt kú n¨m ®¬n nµo; sù kiÖn 50 n¨m cã x¸c suÊt v­ît b»ng 0.02. X¸c ®Þnh mét sù kiÖn cùc h¹n bëi thêi kú lÆp l¹i cña nã lµ mét c¸ch biÓu thÞ x¸c suÊt v­ît kh¸ tù nhiªn nh­ng hiÓu ®óng møc ý nghÜa cña thêi kú lÆp l¹i lµ ®iÒu rÊt quan träng. Nã lµ kú väng ®é dµi trung b×nh thêi gian gi÷a nh÷ng biÕn cè mét sù kiÖn cã ®é lín ®· cho. Do ®ã ­íc l­îng cña thêi kú lÆp l¹i lµ rÊt khã kiÓm tra víi nh÷ng ®é dµi cña nh÷ng ghi chÐp th«ng th­êng cã s½n ë nh÷ng vÞ trÝ ®· ®o ®¹c. ThËm chÝ mét sù kiÖn thêi kú lÆp l¹i 10 n¨m lý t­ëng ®ßi hái sè liÖu lò mét thÕ kû hoÆc nhiÒu h¬n ®Ó thu ®­îc ®¸nh gi¸ chÝnh x¸c ®é lín ®Ønh lò, trong thêi gian mµ nh÷ng ®Æc tr­ng cña hÇu hÕt c¸c l­u vùc cã xu h­íng thay ®æi theo c¸ch cã thÓ cã mét ¶nh h­ëng ®Õn ph©n bè tÇn suÊt lò. C¸c ®Æc tr­ng tÇn suÊt cña nh÷ng trËn m­a ,cùc h¹n còng ®­îc biÕt ®· thay ®æi trong 100 n¨m tr­íc hoÆc h¬n n÷a, v× nh÷ng dao 264
  2. ®éng khÝ hËu vµ cã lÏ còng c¶ thay ®æi khÝ hËu. §­a ra tiÒm n¨ng nh­ vËy cho sù thay ®æi quan träng, c¸i thËt sù ®­îc yªu cÇu lµ mét ­íc l­îng x¸c suÊt cña mét con lò víi ®é lín cho tr­íc d­íi c¸c ®iÒu kiÖn hiÖn thêi (hoÆc t­¬ng lai thay ®æi), vµ biÓu thøc cña x¸c suÊt nµy d­íi d¹ng mét thêi kú lÆp l¹i th× cã phÇn l¹c ®­êng. Nh­ vËy, ­íc l­îng tÇn suÊt lò lµ mét vÊn ®Ò rÊt khã kh¨n. Cã mét sù thay ®æi cña nh÷ng ph­¬ng ph¸p s½n cã ®Ó kh¾c phôc nh÷ng vÊn ®Ò, kÓ c¶ ­íc l­îng thèng kª dùa vµo mÉu ®o ®¹c lò t¹i mét vÞ trÝ, nh÷ng ph­¬ng ph¸p ®Þa ph­¬ng ho¸ cho nh÷ng l­u vùc kh«ng cã sè liÖu vµ nh÷ng ph­¬ng ph¸p dùa vµo m« h×nh m­a -dßng ch¶y. Mét nghiªn cøu ®Çy ®ñ vÒ chñ ®Ò thó vÞ nµy n»m ngoµi ph¹m vi cña quyÓn s¸ch nµy; ë ®©y chóng ta sÏ chØ xem xÐt c¸ch tiÕp cËn m« h×nh hãa m­a -dßng ch¶y, mét c¸ch tiÕp cËn mµ hiÖn thêi ®ang thu hót mét sè quan t©m. Cã sù suy ®o¸n r»ng ë nhiÒu vïng cña thÕ giíi, nh÷ng sù kiÖn cùc h¹n sÏ trë thµnh cùc h¹n h¬n nh­ mét kÕt qu¶ cña c¶ c¸c thay ®æi khÝ hËu lÉn thay ®æi sö dông ®Êt. Lý do ®i theo h­íng c¶nh b¸o cña khÝ quyÓn sÏ g©y ra vßng tuÇn hoµn tÝch cùc h¬n, dÉn tíi nh÷ng trËn m­a cùc h¹n h¬n, trong khi sù ph¸ rõng vµ ®« thÞ hãa vµ nh÷ng thay ®æi sö dông ®Êt kh¸c sÏ cã xu h­íng lµm t¨ng c¸c hÖ sè dßng ch¶y. §ång thêi, sù t¨ng mùc n­íc biÓn liªn quan ®Õn sù tan cña nh÷ng khèi b¨ng ë cùc vµ nhiÖt ®é biÓn t¨ng cã thÓ lµm cho nh÷ng vïng cöa s«ng vµ ven biÓn dÔ bÞ ngËp lôt h¬n. NÕu ®iÒu nµy chøng tá lµ xÈy ra th× qu¸ tr×nh cña c¶nh b¸o lò sÏ cµng ngµy cµng trë nªn quan träng h¬n. Theo lÞch sö, con ng­êi ®· cã xu h­íng th­êng xuyªn tr¸nh nh÷ng ®ång b»ng ngËp lôt th­êng xuyªn ®Ó sinh sèng. Tuy nhiªn, víi d©n sè ngµy cµng t¨ng vµ sù ®« thÞ hãa ngµy cµng t¨ng, cµng ngµy cµng cã thªm nhµ ë vµ nh÷ng tßa nhµ th­¬ng m¹i ë nh÷ng vïng lµ bé phËn cña ®ång b»ng ngËp lôt tù nhiªn. Víi t×nh huèng nµo ®ã, nh÷ng c«ng tr×nh phßng chèng ngËp lôt nh­ ®Ëp ch¾n vµ ®ª ®iÒu hoÆc c¸c kÌ cã thÓ sö dông ®Ó gi¶m bít kh¶ n¨ng ngËp lôt vµ nguy hiÓm, vµ th­êng cã ¶nh h­ëng ®Õn sù ph¸t triÓn miÒn ®ång b»ng ngËp lôt ®¸ng khÝch lÖ, nh­ng nh÷ng c«ng viÖc nh­ vËy th­êng sÏ kh«ng b¶o vÖ chóng chèng l¹i nh÷ng trËn lò cùc h¹n nhÊt. Ch¾c ch¾n lµ sè nh÷ng trËn lò ghi nhËn ®­îc víi thiÖt h¹i nghiªm träng vµ ®¸nh gi¸ tæn thÊt thiÖt h¹i hµng n¨m do lò lôt tiÕp tôc t¨ng lªn, lµm cho lò lôt lµ mét trong sè nh÷ng mèi nguy hiÓm tù nhiªn tèn kÐm nhÊt d­íi d¹ng thiÖt h¹i vµ mÊt m¸t tµi s¶n cña cuéc sèng (xem Smith vµ Ward 1998). Ng­êi d©n vµ nh÷ng doanh nghiÖp nãi chung th­êng chÞu ®ùng hoÆc kh«ng cã kh¶ n¨ng v× nh÷ng lý do tµi chÝnh ®Ó di chuyÓn khái nh÷ng vïng ®ång b»ng ngËp lôt (mÆc dï cã nh÷ng vÝ dô vÒ nh÷ng céng ®ång bu«n b¸n t¸i ®Þnh c­ vµ c­ tró tõ nh÷ng vïng ®ång b»ng ngËp lôt víi sù gióp ®ì tµi chÝnh Liªn bang sau trËn lôt Mississippi n¨m 1993), nh÷ng ®¸nh gi¸ ®óng lóc vµ chÝnh x¸c nh­ vËy cña viÖc ngËp lôt sÏ lµ mét øng dông rÊt thùc tÕ cña m« h×nh m­a-dßng ch¶y trong t­¬ng lai. 8.1 yªu cÇu sè liÖu cho dù b¸o thêi gian thùc Mét trong nh÷ng c¸ch gi¶m nhÑ tæn thÊt cña thiÖt h¹i lò lôt quan träng nhÊt lµ sù chuÈn bÞ cña nh÷ng c¶nh b¸o thÝch hîp, cho phÐp ng­êi d©n hµnh ®éng b¶o vÖ tµi s¶n cña hä vµ b¶n th©n. Tr¸ch nhiÖm cho c¶nh b¸o lò cña nh÷ng n­íc kh¸c nhau còng 265
  3. kh¸c nhau. Trong ®a sè c¸c tr­êng hîp hÖ thèng nµy ®­îc dùa vµo nh÷ng c¬ quan c¶nh b¸o lò lôt ®Þa ph­¬ng, ho¹t ®éng ngay khi mét trËn m­a h×nh thµnh lò lôt tiÒm tµng ®­îc dù b¸o. Nh÷ng c¬ quan nµy sau ®ã sÏ sö dông m« h×nh m­a-dßng ch¶y trong thêi gian thùc ®Ó dù b¸o l­u l­îng vµ mùc n­íc lò trong nh÷ng vïng kh¸c nhau nh­ mét c¬ së cho nh÷ng quyÕt ®Þnh xem liÖu cã ph¸t ®i nh÷ng c¶nh b¸o lò lôt hay kh«ng. Qu¸ tr×nh nµy dÔ h¬n rÊt nhiÒu ë nh÷ng l­u vùc lín n¬i mµ sù h×nh thµnh cña mét trËn lò, vµ sù truyÒn sãng lò xuèng h¹ l­u, cã thÓ mÊt vµi ngµy hoÆc thËm chÝ hµng tuÇn. Nh÷ng vÝ dô gÇn ®©y lµ trËn lò lôt ë Mississippi n¨m 1993 (Chagnon 1996); lò lôt Meuse vµ Rhine n¨m 1995 (Koopmanss vµ nnk 1995); lò lôt ë b¾c California n¨m 1997; lò lôt ë Oder n­íc céng hßa SÐc, Balan vµ §øc vµo n¨m 1997 (Kundzewicz vµ nnk 1999); lò s«ng Red n¨m 1997 ë b¾c Hoa kú vµ Canada; c¸c trËn lò ë Chang Chiang (Yangtse) Trung Quèc vµo n¨m 1998 vµ 1999; vµ nh÷ng trËn lò lôt tµn ph¸ ë Limpopo vµ c¸c s«ng Save ë Mozambique n¨m 2000. Trong nh÷ng l­u vùc nhá, víi thêi gian ®Õn ®Ønh ng¾n, dù b¸o thêi gian thùc cã nhiÒu khã kh¨n h¬n. Nh÷ng l­u l­îng cùc h¹n nhÊt ë nh÷ng l­u vùc nh­ vËy cã xu h­íng xuÊt hiÖn nh­ mét kÕt qu¶ cña nh÷ng trËn m­a ®èi l­u ®Þa ph­¬ng hoÆc nh÷ng « l­íi c­êng ®é cao bªn trong nh÷ng hÖ thèng thêi tiÕt synop lín h¬n. ThËm chÝ nh÷ng dông cô ®o tõ xa hoÆc mét ra®a ®o m­a theo dâi vïng ®ã, thêi gian ®¸p øng cã thÓ lµ qu¸ ng¾n ®Ó ph¸t ra c¶nh b¸o trong thêi gian thùc. Tïy chän duy nhÊt lµ sau ®ã ph¸t ra nh÷ng c¶nh b¸o trªn c¬ së cña dù b¸o nh÷ng trËn m­a, nh­ng nh÷ng c¶nh b¸o nh­ vËy cã xu h­íng lµ rÊt chung chung. Cã thÓ nhËn biÕt tiÒm n¨ng cho mét trËn m­a sinh lò nh­ng rÊt khã cã thÓ chØ râ chÝnh x¸c ë ®©u. Mét vÝ dô ®iÓn h×nh cña ®iÒu nµy x¶y ra t¹i miÒn nam n­íc Ph¸p vµ b¾c Italy, n¬i mµ ®Æc biÖt trong th¸ng chÝn, nh÷ng hÖ thèng thêi tiÕt di chuyÓn trong ®Êt liÒn tõ §Þa Trung H¶i vµo vµ tïy thuéc vµo sù t¨ng ®Þa h×nh nói cã thÓ ®­a ®Õn lµm t¨ng nh÷ng trËn m­a vµ lò lôt rÊt m·nh liÖt. Thùc tÕ hµng n¨m cã Ýt nhÊt mét trËn lò phô ë ®©u ®ã trong vïng réng lín nµy. Nh÷ng vÝ dô næi tiÕng lµ lò n¨m 1988 ë Nice vµ lò n¨m 1992 trªn 560 km2 Ouveze t¹i Vaison-la-Romaine ë Ph¸p. Trong tr­êng hîp cña Vaison-la-Romaine, c¬ quan khÝ t­îng Ph¸p ®· ph¸t b¸o mét c¶nh b¸o kh¶ n¨ng cã lò quÐt cho khu vùc. ThËt khã trong mét tr­êng hîp nh­ vËy cho nh÷ng céng ®ång riªng lÎ ®Ó ph¶n øng l¹i, v× m­a cã thÓ kh«ng r¬i trªn l­u vùc sÏ ¶nh h­ëng ®Õn hä. ë Vaison, 179 mm ®­îc ghi trong 24 giê, víi l­îng cao h¬n bÊt kú ®©u trªn l­u vùc vµ c­êng ®é trªn 200 mm trong suèt thêi gian 6 phót. Thêi gian gi÷a lóc b¾t ®Çu trËn m­a vµ lóc ®Ønh lò chØ lµ 3.5 giê. L­u l­îng ®Ønh lò ­íc l­îng lµ 600-1100 m3/s, víi mùc n­íc ®Ønh trong thÞ trÊn Vaison lµ 21 m. CÇu La m· cæ trong trung t©m cña Vaison ®· bÞ v­ît ®Ønh nh­ng trËn lò vÉn tån t¹i l©u, mÆc dÇu cã ®o¹n b¨ng vi®ª« ®Çy Ên t­îng vÒ viÖc tr«i næi nh÷ng ®oµn l÷ hµnh chen chóc ë d­íi nã. PhÇn lín nh÷ng n¹n nh©n trong sù kiÖn nµy lµ nh÷ng kh¸ch du lÞch ë mét ®iÓm c¾m tr¹i ë ®¸y thung lòng th­îng l­u Vaison. Cã nhiÒu th¶o luËn sau sù kiÖn nµy vÒ viÖc liÖu cã ph¶i sù ph¸t triÓn cña thÞ trÊn trªn th­îng l­u ®ång b»ng ngËp lôt ®· lµm ®é s©u cña lò vµ t¸c ®éng cña lò lôt xÊu h¬n nhiÒu (Arnaud-Fassetta vµ nnk 1993). Râ 266
  4. rµng lµ nhiÒu cuéc sèng cã thÓ ®· ®­îc b¶o vÖ nÕu cã thÓ mét c¶nh b¸o lò chÝnh x¸c. §Ó lµm nh÷ng c¶nh b¸o ®óng ®¾n ®ßi hái kiÕn thøc vÒ nh÷ng trËn m­a khi chóng xÈy ra, hoÆc, thËm chÝ tèt h¬n, c¸c dù b¸o chÝnh x¸c nh÷ng c­êng ®é m­a tiÒm tµng ®i tr­íc thêi gian. §iÒu nµy cho phÐp t¨ng thêi gian dù kiÕn cña dù b¸o, cã thÓ lµ quan träng cho nh÷ng trËn lò quÐt vµ c¸c l­u vùc nhá, nh­ Vaison-la-Romaine. Mét sè ph­¬ng ph¸p hiÖn thêi ph¸t triÓn ®Ó lËp dù ¸n mét chuçi tr¹m ®o m­a hoÆc sè liÖu m­a ra®a trong t­¬ng lai (vÝ dô Krajewski vµ Ph¸p 1994; Andrieu vµ nnk 1996; Dolcine vµ nnk 1998) nh­ng bÊt cø ph­¬ng ph¸p ®· sö dông nµo, nh÷ng dù b¸o cã xu h­íng gi¶m gi¸ trÞ rÊt nhanh chãng. Trong t­¬ng lai, cã nh÷ng kh¶ n¨ng kü thuËt sö dông mét m« h×nh dù b¸o thêi tiÕt sè trÞ quy m« nhá, lång trong c¸c l­íi cña mét m« h×nh tuÇn hoµn lín h¬n, nh­ng nh÷ng dù b¸o chÝnh x¸c còng sÏ ®ßi hái nh÷ng sù c¶i tiÕn nh÷ng quan niÖm h×nh thµnh m­a sö dông trong ph¸t sinh hiÖn thêi cña m« h×nh. Cho ®Õn nay, c¸c dù b¸o m­a do nh÷ng m« h×nh qui m« trung b×nh cung cÊp kh«ng ®ñ chÝnh x¸c. T¹i thêi gian hiÖn nay hÇu hÕt c¸c hÖ thèng c¶nh b¸o lò lôt bÞ phô thuéc vµo sè liÖu tõ c¸c tr¹m ®o tõ xa hoÆc m­a ra®a, ®­îc truyÒn trë l¹i trung t©m dù b¸o trong thêi gian thùc. Lîi thÕ cña ra®a thêi tiÕt trong nh÷ng t×nh huèng nµy lµ ra®a sÏ th­êng nhÆt ra nh÷ng « m·nh liÖt nhÊt cña trËn m­a trong hÖ thèng thêi tiÕt (vÝ dô Smith vµ nnk 1996; xem phÇn 3.1). Nh÷ng « nh­ vËy cã thÓ nhá h¬n kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tr¹m ®o tõ xa, vµ bëi vËy cã thÓ bÞ mÊt bëi nh÷ng hÖ thèng trªn mÆt ®Êt. VÊn ®Ò víi ra®a, nh­ mét ®Çu vµo ®Ó dù b¸o kÕt qu¶ l­u l­îng lò, lµ mèi quan hÖ gi÷a tÝn hiÖu ra®a vµ c­êng ®é trËn m­a cã thÓ kh«ng th­êng xuyªn ®­a ra mét ­íc l­îng chÝnh x¸c c­êng ®é tuyÖt ®èi (xem môc 3.1), ®Æc biÖt khi cã nh÷ng hiÖu øng suy gi¶m v× trËn m­a lín gÇn ra®a che lÊp tÝn hiÖu tõ xa h¬n. Nh­ vËy, cho c¶ ra®a lÉn nh÷ng hÖ thèng tr¹m ®o, nã cã thÓ lµ cã kh¶ n¨ng ®Ó ®o¸n nhËn r»ng trËn m­a m·nh liÖt ®ang xuÊt hiÖn trªn mét diÖn tÝch l­u vùc nh­ng kh«ng chÝnh x¸c lµ m¹nh nh­ thÕ nµo. §iÒu nµy trë nªn quan träng mµ bÊt kú m« h×nh m­a-dßng ch¶y nµo sö dông còng cã kh¶ n¨ng thÝch nghi thêi gian thùc ®Ó tÝnh to¸n bÊt kú sai sè nµo trong nh÷ng kÕt qu¶ dù b¸o tõ nh÷ng sai sè ®Çu vµo, dï tõ ra®a hay trËn m­a, hoÆc tõ sai sè trong cÊu tróc m« h×nh. Tuy nhiªn, ®iÒu nµy ®ßi hái r»ng trung t©m c¶nh b¸o lò lôt còng nhËn nh÷ng th«ng tin vÒ mùc n­íc s«ng trong thêi gian thùc, t¹i mét hoÆc nhiÒu h¬n nh÷ng tr¹m ®o trong mét l­u vùc, ®Ó dù b¸o m« h×nh cã thÓ ®­îc so s¸nh víi nh÷ng mùc n­íc hoÆc l­u l­îng quan tr¾c trong thêi gian thùc vµ m« h×nh thÝch nghi ®Ó t¹o ra nh÷ng dù b¸o chÝnh x¸c h¬n (Ýt nhÊt cho ®Õn khi tr¹m ®o bÞ h­ háng hoÆc hÖ thèng ®o tõ xa sai lÖch). Mét sè c¸ch lµm nµy ®­îc bµn luËn ®Õn trong môc tiÕp theo. Còng cã lý do kh¸c t¹i sao th«ng tin l­u l­îng cã thÓ h÷u Ých trong c¶nh b¸o lò lôt, ®Æc biÖt trong nh÷ng l­u vùc lín h¬n. ë ®©u c¸c thêi gian trÔ trong hÖ thèng lßng dÉn lµ ®ñ dµi so víi thêi gian dù kiÕn yªu cÇu cho mét dù b¸o (nãi chung trong 3-6 tiÕng lµ thêi gian dù kiÕn kh¶ thi tèi thiÓu ®Ó cho phÐp mét c¶nh b¸o sÏ ®­îc truyÒn ®Õn d©n chóng), th× ®o ®¹c l­u l­îng hay mùc n­íc lò ë th­îng l­u cã thÓ ®­îc sö dông nh­ mét bé phËn cña hÖ thèng ®Ó dù b¸o mùc n­íc vµ l­u l­îng lò vµ theo thêi gian cña ®Ønh lò xa h¬n vÒ phÝa d­íi h¹ l­u. 267
  5. Nãi chung, nh÷ng c¶nh b¸o lò lôt ®­îc ph¸t ®i trong quan hÖ víi mùc n­íc dù b¸o cña s«ng ë mét ®iÓm ®o ®¹c nguy cÊp mµ kh«ng m« h×nh hãa biÓu ®å chi tiÕt cña sù lôt léi phÝa th­îng l­u cña ®iÓm ®ã. Trong nhiÒu t×nh huèng ®iÒu nµy cã thÓ lµ thÝch hîp, v× nÕu lò lôt ®­îc dù b¸o xuÊt hiÖn ë ®©u ®ã trong ®ång b»ng ngËp lôt, th× mét c¶nh b¸o chung cã thÓ ®­îc ph¸t ra. Tuy nhiªn, trong nh÷ng dßng s«ng lín, nh­ Mississippi, sù ph¸t triÓn cña sãng lò xu«i dßng cã thÓ ®­îc kiÓm so¸t rÊt chÆt chÏ b»ng b¶n ®å lôt léi trong suèt trËn lò, bao gåm nh÷ng ¶nh h­ëng cña nh÷ng sù háng hãc ®ª mµ vèn ®· khã ®Ó dù b¸o tr­íc thêi gian. Nh­ vËy cã thÓ cÇn thiÕt sö dông mét m« h×nh diÔn to¸n thñy lùc trong dù b¸o nh÷ng ®é s©u chê ®îi ë phÝa h¹ l­u, liªn tôc xem l¹i c¸c tÝnh to¸n khi nh÷ng ®iÒu kiÖn thay ®æi. §iÒu nµy yªu cÇu bæ sung thªm vÒ nh÷ng hiÓu biÕt ®Þa h×nh lßng dÉn vµ ®ång b»ng ngËp lôt ®Ó sö dông trong m« h×nh thñy lùc, cïng víi nh÷ng th«ng sè nh­ nh÷ng hÖ sè søc c¶n hiÖu qu¶. Tµi liÖu ®Þa h×nh th­êng ®­îc cung cÊp nh­ mét chuçi c¸c mÆt c¾t ngang ®­îc kh¶o s¸t trªn ®ång b»ng ngËp lôt vµ lßng dÉn t¹i nh÷ng vÞ trÝ kh¸c nhau, nh­ng viÖc t¨ng sö dông cña nh÷ng m« h×nh tÝch hîp ®é s©u hai chiÒu sÏ dÉn tíi sö dông sè liÖu ®o vÏ ®Þa h×nh ë d¹ng nh÷ng b¶n ®å cao tr×nh sè ho¸ chi tiÕt cña ®ång b»ng ngËp lôt. TÊt nhiªn, d¹ng lßng dÉn cã thÓ thay ®æi trong thêi gian mét trËn lò v× sù xãi mßn vµ båi l¾ng. Nh÷ng m« h×nh vËn chuyÓn trÇm tÝch trong c¸c s«ng ch­a ph¸t triÓn ®Õn giai ®oËn mµ chóng cã thÓ ®­îc sö dông mét c¸ch cã hiÖu lùc vµ ®a sè c¸c m« h×nh diÔn to¸n thñy lùc hiÖn thêi sö dông gi¶ thiÕt '®¸y cè ®Þnh’. 8.2 M« h×nh m­a-dßng ch¶y cho dù b¸o lò BÊt kú m« h×nh m­a-dßng ch¶y nµo ®· ®­îc hiÖu chØnh cho mét l­u vùc riªng biÖt cã thÓ ®­îc sö dông trong dù b¸o l­u l­îng lò. VÝ dô, hÖ thèng dù b¸o s«ng cña Côc thêi tiÕt quèc gia Hoa Kú (Burnash 1995), lµ sù ph¸t triÓn cña m« h×nh Sacramento, mét d¹ng m« h×nh tÝnh to¸n ®é Èm ®Êt hiÖn tËp trung víi nhiÒu th«ng sè ®­îc hiÖu chØnh (vÝ dô Sorooshian vµ nnk 1992; Gupta vµ nnk 1999). Sö dông nh÷ng ph­¬ng ph¸p nh­ ®­îc bµn luËn trong Ch­¬ng 7, dù b¸o cã thÓ còng cã liªn hÖ víi mét ­íc l­îng bÊt ®Þnh trong dù b¸o. Cho lµ c¸c ­íc l­îng theo c¸ch nµy cã thÓ lµ quan träng. Kinh nghiÖm cho thÊy r»ng tÝnh bÊt ®Þnh trong c¶ nh÷ng phÐp ®o lÉn nh÷ng dù b¸o ®Ønh lò t¨ng theo ®é lín ®Ønh lò. Ngoµi ra, dï mét m« h×nh ®· ®­îc hiÖu chØnh cho mét ph¹m vi nhÊt ®Þnh cña l­u l­îng, tÝnh bÊt ®Þnh ch¾c sÏ ph¶i t¨ng thªm trong khi nh÷ng dù b¸o ®­îc lµm bªn ngoµi ph¹m vi hiÖu chØnh nµy cho nh÷ng sù kiÖn cùc trÞ. Nh­ vËy, cã thÓ kh«ng cã kh¶ n¨ng ®Ó dù ®o¸n cuèi cïng liÖu mùc n­íc sÏ bÞ v­ît qu¸ trong mét trËn lò trong t­¬ng lai hay kh«ng; tuy nhiªn, cã thÓ cã kh¶ n¨ng ®¸nh gi¸ møc rñi ro mµ mùc n­íc sÏ bÞ v­ît b»ng sù xem xÐt ph©n bè cña nh÷ng dù b¸o (bÊt ®Þnh). Nh­ ®· chó ý tr­íc ®©y, xu thÕ sai sè trong dù b¸o suèt thêi gian nh÷ng sù kiÖn cùc h¹n cho thÊy r»ng lµ thuËn lîi khi sö dông mét chiÕn l­îc m« h×nh hãa thÝch hîp, sao cho nÕu mét sù so s¸nh cña l­u l­îng quan tr¾c vµ dù b¸o béc lé r»ng c¸c dù b¸o m« h×nh cã sai sè, th× mét chiÕn l­îc ®Ó ®iÒu chØnh c¸c dù b¸o m« h×nh cã thÓ ®­îc tiÕn hµnh. §iÒu nµy râ rµng chØ cã thÓ ë n¬i mµ c¸c ®o ®¹c mùc n­íc s«ng hoÆc l­u l­îng cã 268
  6. thÓ ®­îc cã s½n trong thêi gian thùc. Sù thÝch nghi còng ®­îc thùc hiÖn dÔ dµng h¬n cho nh÷ng m« h×nh ®¬n gi¶n h¬n. Trong nh÷ng m« h×nh phøc t¹p, víi nhiÒu biÕn kh¸c nhau hoÆc nh÷ng thµnh phÇn cã thÓ ®­îc ®iÒu chØnh, khã cã thÓ quyÕt ®Þnh ph¶i ®iÒu chØnh c¸i g×. Mét sù so s¸nh c¸c ph­¬ng ph¸p dù b¸o thêi gian thùc, bao gåm c¸c s¬ ®å thÝch øng, ®­îc thùc hiÖn bëi Tæ chøc khÝ t­îng thÕ giíi (WMO 1975) vµ gÇn ®©y Moore ®· ®­a ra mét tæng quan cña nh÷ng c¸ch tiÕp cËn (1999). §iÒu kh«ng râ rµng tõ WMO nghiªn cøu lµ liÖu sö dông nh÷ng m« h×nh phøc t¹p h¬n sÏ cã lîi thÕ h¬n sö dông mét tiÕp cËn rÊt ®¬n gi¶n ®Ó m« h×nh hãa thêi gian thùc, v× sù thÝch nghi thêi gian thùc cã thÓ gi¶i thÝch cho nhiÒu sai sè tiÒm tµng trong viÖc sö dông mét cÊu tróc m« h×nh hãa ®¬n gi¶n. Trong t×nh h×nh dù b¸o thêi gian thùc, nhµ thñy v¨n häc kh«ng quan t©m tíi viÖc ®­a ra dù b¸o ®óng cña qu¸ tr×nh dßng ch¶y th­îng l­u cña mét vïng lò cã d¹ng tho¶i, nh­ng rÊt quan t©m ®Õn viÖc ®­a ra mét dù b¸o tèt cña mùc n­íc ®Ønh lò trong vïng ®ã, cã thÓ tr­íc nhiÒu giê. Còng cã thÓ cã tiÕp cËn mµ kh«ng cÇn m« h×nh ho¸ sù sinh dßng ch¶y trong thêi gian dù b¸o lò. Nh­ ®· chó ý trong môc 4.9, c¸c m« h×nh m¹ng thÇn kinh míi ®©y ®· trë thµnh phæ biÕn nh­ mét ph­¬ng tiÖn cña viÖc ­íc l­îng N b­íc vÒ phÝa tr­íc cña l­u l­îng lò, sö dông ®Çu vµo bao gåm m­a vµ nh÷ng gi¸ trÞ tr­íc ®ã cña l­u l­îng hoÆc mùc n­íc vµ mét tËp hîp luyÖn c¸c sù kiÖn lÞch sö (xem H×nh 4.9). Tuy nhiªn, trong viÖc bµn luËn vÒ nh÷ng c¸ch tiÕp cËn m¹ng thÇn kinh, cÇn ghi nhí r»ng nh÷ng dù b¸o ®­îc lµm cho nh÷ng sù kiÖn cùc trÞ h¬n nh÷ng sù kiÖn bao gåm trong tËp hîp luyÖn cã thÓ kh«ng ®­îc ­íc l­îng mét c¸ch chÝnh x¸c. ë ®©y chóng ta sÏ xem xÐt hai chiÕn l­îc m« h×nh hãa ®¬n gi¶n cho dù b¸o thêi gian thùc. Tr­íc hÕt lµ mét ph­¬ng ph¸p tÊt ®Þnh thÝch nghi cña Lambert (1972) rÊt khã víi c¸c dao ®éng nhá cña c¸c l­u vùc trung b×nh. M« h×nh ®Çu vµo -l­îng tr÷ - ®Çu ra (ISO) nµy ®· ®­îc sö dông trong mét sè s¬ ®å dù b¸o lò cña Anh, ®Æc biÖt lµ ë l­u vùc s«ng Dee phÝa b¾c xø Wales. Thø hai lµ mét d¹ng thÝch nghi cña c¸c m« h×nh hµm chuyÓn ®æi ®­îc xem xÐt trong môc 4.3. Nh÷ng hµm chuyÓn ®æi thÝch nghi cã thÓ sö dông cho c¶ m­a-dßng ch¶y vµ l­u l­îng (hoÆc mùc n­íc) th­îng l­u tíi l­u l­îng (hoÆc mùc n­íc) h¹ l­u, phô thuéc vµo sè liÖu s½n cã. VÝ dô øng dông giíi thiÖu trong tr­êng hîp nghiªn cøu cña phÇn 8.5 cho mét m« h×nh dù b¸o ho¹t ®éng cho thÞ trÊn Dumfries ë Scotland, sö dông c¶ m­a-dßng ch¶y vµ c¸c hµm chuyÓn ®æi l­u l­îng - l­u l­îng. Sù thÝch nghi cña nh÷ng m« h×nh nh­ vËy cã thÓ thùc hiÖn trong mét sè c¸ch kh¸c nhau. Trong m« h×nh Dumfries, mét th«ng sè lîi Ých thÝch nghi ®¬n gi¶n ®­- îc sö dông, nghÜa lµ hµm chuyÓn ®æi ®­îc thu nhá hoÆc phãng to trong thêi gian thùc mµ kh«ng thay ®æi d¹ng cña nã. C¸ch tiÕp cËn ®¬n gi¶n nµy ®· tá ra lµ rÊt cã hiÖu qu¶ ë ®©y vµ nh÷ng øng dông kh¸c. Nh÷ng lo¹i m« h×nh nµy cã thÓ t¹o ra bé phËn cña mét hÖ thèng dù b¸o lò lín h¬n bao gåm nh÷ng thµnh phÇn diÔn to¸n lò. VÝ dô víi l­u vùc s«ng Dee, nh÷ng m« h×nh ISO ®· ®­îc ph¸t triÓn cho tÊt c¶ c¸c l­u vùc con cã ®o ®¹c vµ liªn kÕt víi nh÷ng mét m« h×nh diÔn to¸n lò. Mét gãi chung kÕt hîp chÆt chÏ víi nhiÒu m« h×nh diÔn to¸n lò vµ m« h×nh m­a-dßng ch¶y ®· ®­îc thùc hiÖn cho toµn bé vïng Yorkshire cña c¬ quan 269
  7. m«i tr­êng Anh (xem Moore vµ nnk 1994). 8.3 M« h×nh ISO Lambert ý t­ëng ®»ng sau m« h×nh ISO cña Alan Lambert ®¬n gi¶n mét c¸ch ®¸ng ng¹c nhiªn. Nã dùa vµo sù ph¸t triÓn cña mét ®­êng cong rót n­íc tæng thÓ cho mét l­u vùc hoÆc l­u vùc con n¬i mµ mét thêi kú ®o ®¹c l­u l­îng lµ s½n cã, b»ng viÖc nèi l¹i víi nhau c¸c ®­êng cong rót n­íc bé phËn tõ nh÷ng trËn lò riªng lÎ. Nh×n chung, d¹ng cña mét ®­êng cong rót n­íc nh­ vËy cã thÓ kh«ng dÔ dµng ®­îc biÓu diÔn bëi mét hµm to¸n häc ®¬n gi¶n nh­ng Lambert gîi ý sö dông nh÷ng hµm l«ga vµ tuyÕn tÝnh ®¬n gi¶n ®Ó biÓu diÔn cho nh÷ng phÇn kh¸c nhau cña ph¹m vi l­u l­îng (Lambert 1969, 1972). Sau ®ã, t¹i mçi b­íc thêi gian trong thêi gian mét trËn lò, m­a trung b×nh (nhá h¬n mét ­íc l­îng cña bèc h¬i nÕu cÇn thiÕt) ®­îc thªm cho l­îng tr÷ l­u vùc t­¬ng ®èi (l­îng tr÷ tuyÖt ®èi kh«ng cÇn ph¶i ­íc l­îng), vµ sö dông biÓu diÔn cña hµm l­u l­îng - l­îng tr÷ mét thay ®æi gia t¨ng l­u l­îng dÔ dµng ®­îc dù b¸o. L­u l­îng ®­îc trõ tõ l­îng tr÷, vµ m« h×nh s»n sµng cho b­íc thêi gian tiÕp theo. §iÒu nµy cã thÓ lµ sù ®¬n gi¶n mét m« h×nh m­a-dßng ch¶y. Sù hiÖu chØnh m« h×nh chØ ®¬n gi¶n lµ mét vÊn ®Ò cña viÖc dÉn xuÊt ra ®­êng cong l­îng tr÷ - l­u l­îng cho mét ph¹m vi réng cã thÓ cã cña l­u l­îng. Kh«ng mét th«ng sè nµo kh¸c cã ¶nh h­ëng. Trong sù m« pháng liªn tôc, mét m« h×nh nh­ vËy sÏ kh«ng thËt chÝnh x¸c v× chóng ta biÕt r»ng mèi quan hÖ gi÷a l­îng tr÷ vµ l­u l­îng lµ kh«ng ®¬n gi¶n. §©y lµ lý do t¹i sao chóng ta sö dông c¸c m« h×nh phøc t¹p h¬n ®Ó cè g¾ng ph¶n ¸nh sù phøc t¹p cña nh÷ng qu¸ tr×nh m­a-dßng ch¶y hiÖn thùc h¬n. Tuy nhiªn, trong dù b¸o thêi gian thùc, m« h×nh ISO cã thÓ ®­îc sö dông theo mét c¸ch lµm gi¶m t¸c ®éng cña nh÷ng sai sè cè h÷u trong sö dông mét m« h×nh ®¬n gi¶n nh­ vËy. Lîi thÕ ®Çu tiªn cña nã lµ trong viÖc t¹o ban ®Çu m« h×nh lóc b¾t ®Çu mét trËn lò. Nh×n chung, chØ sè tèt nhÊt cña l­îng tr÷ Èm kú tr­íc cña mét diÖn tÝch l­u vùc lµ l­u l­îng lóc b¾t ®Çu mét trËn lò. M« h×nh ISO dÔ dµng ®­îc t¹o ban ®Çu nÕu l­u l­îng ®­îc biÕt vµo b­íc thêi gian ®Çu, v× ®iÒu nµy cã thÓ ®­îc sö dông ®Ó suy ra l­îng tr÷ t­¬ng ®èi ban ®Çu. Lîi thÕ thø hai lµ ngay khi nh÷ng sai sè ®­îc t×m ra gi÷a l­u l­îng quan tr¾c vµ dù b¸o, m« h×nh cã thÓ ®­îc cho l¹i gi¸ trÞ ban ®Çu b»ng c¸h sö dông l­u l­îng ®o ®¹c hiÖn thêi. Thñ tôc nµy cã thÓ ®­îc thùc hiÖn t¹i mçi b­íc thêi gian ngay khi nhËn ®­îc nh÷ng l­u l­îng ®o ®¹c, vµ ®­îc sö dông ®Ó cËp nhËt nh÷ng dù b¸o vµo trong t­¬ng lai. Nh­ vËy ®©y còng lµ s¬ ®å m« h×nh hãa thÝch nghi hîp lý rÊt ®¬n gi¶n. Kh«ng ®ßi hái cã c¬ së to¸n häc phøc t¹p nµo cho sù thÝch nghi, vµ nã rÊt dÔ hiÓu, dÔ hiÖu chØnh vµ dÔ dµng thùc hiÖn. §ã cã thÓ lµ mét s¬ ®å dù b¸o thêi gian thùc rÊt hiÖu qu¶ nh­ng râ rµng cã mét sè h¹n chÕ. §Æc biÖt, phÐp ngo¹i suy bªn ngoµi ph¹m vi cña nh÷ng ®­êng cong rót n­íc ®· ®o ®¹c lµ kh«ng ch¾c ch¾n. Trong m« h×nh, nh÷ng mèi quan hÖ sö dông cho nh÷ng khu vùc thÊp h¬n vµ cao h¬n cña nh÷ng ®­êng cong rót n­íc chÝnh lµ gi¶ thiÕt ®¬n gi¶n ®Ó tiÕp tôc cho c¸c ®iÒu kiÖn cùc h¹n h¬n. Ngoµi ra, tÝnh thÝch nghi cña m« h×nh ®Ó thay ®æi l­îng tr÷ t­¬ng ®èi hiÖn thêi ph¸ bá toµn bé sù c©n b»ng n­íc cho m« h×nh, nh­ng ®iÒu nµy sÏ kh«ng quan träng trong dù b¸o thêi gian 270
  8. thùc nÕu nã dÉn tíi c¶i thiÖn nh÷ng dù b¸o. Trong nh÷ng l­u vùc nhá ®iÒu nµy cã hiÖu qu¶ ®Ó m« h×nh ho¸ dao ®éng dù b¸o thêi gian thùc. Nh÷ng m« h×nh phøc t¹p h¬n mµ kÐm dÔ dµng ®Ó thÝch nghi tÊt yÕu cã thÓ kh«ng t¹o ra nh÷ng dù b¸o lò lôt thêi gian thùc tèt h¬n. 8.4 C¸c m« h×nh hµm chuyÓn ®æi thÝch nghi cho dù b¸o thêi gian thùc §¸ng chó ý r»ng phÇn tö m« h×nh ISO tuyÕn tÝnh ®¬n gi¶n nhÊt cã hiÖu qu¶ lµ m« h×nh hµm chuyÓn ®æi bËc mét, t­¬ng ®­¬ng víi ph­¬ng tr×nh (4.9). Sù kh¸c biÖt lµ nh÷ng ®Çu vµo sö dông víi m« h×nh ISO lµ m­a, trong khi c¸c m« h×nh hµm chuyÓn ®æi trong môc 4.3 sö dông nh÷ng trËn m­a ®· läc theo c¸ch nµo ®ã ®Ó t¹o ra mét l­îng m­a cã hiÖu qu¶. Víi mét phÐp läc lµ trùc tiÕp vµ chØ phô thuéc vµo l­u l­îng hiÖn thêi, nh­ Beven vµ Young ®· sö dông (1994), viÖc cËp nhËt lo¹i m« h×nh ISO ®¬n gi¶n cã thÓ vÉn cßn ®­îc sö dông mét c¸ch trùc tiÕp, nh­ng ®iÒu nµy sÏ kh«ng thÓ ë n¬i mµ nh÷ng thµnh phÇn m­a hiÖu qu¶ ®­a vµo thªm c¸c phÇn tö l­îng tr÷. Tuy nhiªn, cã mét c¸ch ®¬n gi¶n ®Ó lµm nh÷ng m« h×nh nh­ vËy thÝch nghi, nh­ ®· chó ý ë trªn, b»ng c¸ch sö dông mét th«ng sè lîi Ých hoÆc sè nh©n thÝch nghi. ­íc l­îng ban ®Çu tèt nhÊt cña th«ng sè lîi Ých th­êng lµ 1.0 nh­ng sau ®ã nã ®­îc phÐp thay ®æi theo c¸c tiÕn triÓn sù kiÖn ®Ó hiÖu chØnh cho nh÷ng sù chªnh lÖch ph¸t hiÖn ra gi÷a nh÷ng gi¸ trÞ dù b¸o vµ nh÷ng gi¸ trÞ quan tr¾c cung cÊp cho hÖ thèng c¶nh b¸o lò lôt. NÕu mét dù b¸o thÊp h¬n ®­îc ph¸t hiÖn ra, th× th«ng sè lîi Ých cã thÓ lµ ®­îc t¨ng cho b­íc thêi gian tiÕp theo; nÕu mét dù b¸o cao h¬n ®­îc ph¸t hiÖn ra, th× th«ng sè lîi Ých cã thÓ ®­îc gi¶m bít. Nh÷ng sù thay ®æi trong th«ng sè lîi Ých ®­îc läc ®Ó nh÷ng sù thay ®æi qua c¸c b­íc thêi gian gi÷ t­¬ng ®èi tr¬n. TiÕp cËn th«ng sè lîi Ých thÝch nghi lµ mét c¸ch ®¬n gi¶n ®Òn bï cho bÊt kú nh÷ng sai sè nµo trong sè liÖu hoÆc cÊu tróc m« h×nh hµm chuyÓn ®æi cã thÓ ¶nh h­ëng ®Õn sù chÝnh x¸c cña nh÷ng dù b¸o. Nãi chung nã sÏ dÉn tíi nh÷ng dù b¸o ®­îc c¶i thiÖn thùc sù. Mét vÝ dô cña mét gi¶i thuËt thÝch øng thµnh c«ng ®· cho trong hép 8.1. Cã mét giíi h¹n quan träng cña c¸c m« h×nh hµm chuyÓn ®æi trong øng dông dù b¸o lò. Hµm chuyÓn ®æi ®­îc thiÕt kÕ ®Ó dù b¸o nh÷ng biÕn ®Çu ra mµ sè liÖu lÞch sö cã s½n cho viÖc hiÖu chØnh. Theo nghÜa nµy, chóng lµ mét chiÕn l­îc m« h×nh hãa thùc nghiÖm. Nh­ vËy, mÆc dÇu chóng cã thÓ cung cÊp nh÷ng dù b¸o, dÔ dµng cËp nhËt trong thêi gian thùc, mùc n­íc s«ng t¹i nh÷ng vÞ trÝ x¸c ®Þnh trong l­u vùc, chóng kh«ng thÓ dù b¸o sù më réng cña lò lôt trong l­u vùc, trõ khi cho ®Õn lóc diÒu nµy cã kh¶ n¨ng tõ hiÓu biÕt vÒ mùc n­íc lò ë nh÷ng vÞ trÝ ®o ®¹c. Dù b¸o ®Þnh l­îng cña sùu më réng lò sÏ yªu cÇu mét m« h×nh ngËp lò cung cÊp nh÷ng dù b¸o ph©n bè, nh­ng nh÷ng m« h×nh nh­ vËy cã mét sè l­îng lín c¸c biÕn vµ nh÷ng th«ng sè kh«ng dÔ dµng ®­îc cËp nhËt trong thêi gian thùc. Mét chiÕn l­îc cho viÖc kÕt hîp nh÷ng m« h×nh hµm chuyÓn ®æi víi m« h×nh ngËp lôt ph©n bè ®­îc xem xÐt trong môc 8.6. 8.5 Tr­êng hîp nghiªn cøu: HÖ thèng dù b¸o thêi gian thùc cho thÞ trÊn Dumfries 271
  9. ThuËt to¸n thÝch nghi ph¸c th¶o trong hép 8.1 sÏ ®­îc tr×nh diÔn b»ng hÖ thèng dù b¸o lò cho l­u vùc s«ng Nith (750 km2) th­îng l­u thÞ trÊn Dumfries ë Scotland, ®­îc b¸o c¸o bëi Lees vµ nnk (1994) (H×nh 8.1). øng dông nµy bao gåm viÖc cung cÊp c¶ nh÷ng m« h×nh m­a-dßng ch¶y lÉn nh÷ng m« h×nh diÔn to¸n dßng ch¶y cho lßng dÉn chÝnh, víi sè liÖu cung cÊp trong thêi gian thùc tõ mét sè c¸c vÞ trÝ ®o ®¹c mùc n­íc s«ng vµ m­a. PhÇn thÊp h¬n cña lßng dÉn chÝnh còng yªu cÇu r»ng mùc n­íc triÒu ®­îc sö dông trong thñ tôc dù b¸o lò. ThËm chÝ cho r»ng ®©y lµ mét l­u vùc ph¶n øng nhanh, Ýt nhÊt thêi gian dù kiÕn 5 giê cho dù b¸o ë Dumfries ®­îc yªu cÇu cho phÐp nh÷ng c¶nh b¸o sÏ ®­îc ph¸t ®i ®óng lóc ®Ó d©n chóng ®èi phã. Vµo thêi gian thi hµnh n¨m 1991, mét trong nh÷ng yªu cÇu cña hÖ thèng lµ nÕu mét mùc n­íc lò ®­îc dù b¸o, th× phÇn mÒm cÇn tù ®éng gäi ®iÖn tíi tr¹m c¶nh s¸t ®Þa ph­¬ng víi mét th«ng b¸o t¹o bëi m¸y tÝnh thÝch hîp. C¶nh s¸t cã tr¸ch nhiÖm cho ph©n phèi nh÷ng c¶nh b¸o lò tíi d©n chóng. Bëi vËy, hÖ thèng cÇn ph¶i dù b¸o chÝnh x¸c lµ mét ®iÒu rÊt quan träng. H×nh 8.1. L­u vùc cña s«ng Nith trªn thÞ trÊn Dumfries, Scotland (Lees vµ nnk 1994). T¸i t¹o víi sù cho phÐp cña John Wiley vµ Sons Limited Nh÷ng m« h×nh sö dông trong hÖ thèng Dumfries t­¬ng tù nh­ lo¹i m« h×nh hµm chuyÓn ®æi c¬ häc dùa trªn sè liÖu ®· ®­îc m« t¶ trong Ch­¬ng 4, nh­ng víi mét sè ®Æc tÝnh bæ sung x¸c ®Þnh cho tr­êng hîp dù b¸o lò lôt. Nh÷ng hµm chuyÓn ®æi ®­îc lµm phï hîp c¶ cho m« h×nh hãa m­a-dßng ch¶y s«ng ngßi, c¶ cho diÔn to¸n dßng ch¶y trong lßng dÉn chÝnh. M« h×nh m­a-dßng ch¶y ®ßi hái mét sù läc m­a sö dông phÐp läc song tuyÕn tÝnh m« t¶ trong môc 4.3.2, ®Ó m­a hiÖu qu¶ ë thêi ®iÓm t lµ tû lÖ víi Qtn Rt trong ®ã Qt lµ l­u l­îng hiÖn thêi, Rt lµ l­îng m­a hiÖn thêi vµ n lµ mét th«ng sè. DiÔn to¸n dßng ch¶y sö dông c¸c hµm chuyÓn ®æi tõ mùc n­íc nµy tíi mùc n­íc kh¸c cho phÇn th­îng l­u, trung l­u, vµ h¹ l­u cña lßng dÉn chÝnh, v× mùc n­íc 272
  10. lµ biÕn s¬ cÊp quan t©m trong tr­êng hîp dù b¸o lò. TÊt c¶ c¸c m« h×nh hµm chuyÓn ®æi ®­îc thùc hiÖn theo mét c¸ch mµ nÕu cã s½n sè liÖu ®o ®¹c tõ xa trùc tuyÕn cho bÊt kú vÞ trÝ dù b¸o nµo, th× sè liÖu nµy cã thÓ ®­îc sö dông ®Ó cËp nhËt m« h×nh dù b¸o trong thêi gian thùc. §iÒu nµy ®¹t ®­îc b»ng viÖc cung cÊp mét th«ng sè lîi Ých biÕn thêi gian vµo trong hµm chuyÓn ®æi. Hµm chuyÓn ®æi ®­îc hiÖu chØnh cho sè liÖu lÞch sö lµ m« h×nh bËc 1 tiªu biÓu, víi mét hoÆc hai th«ng sè b (xem hép 4.1), cã d¹ng : b0  b1 z 1 ˆ (8.1) u t  yt  1  a1 z 1 ˆ trong ®ã: yt lµ biÕn ®Çu ra ®· dù b¸o (ë ®©y lµ mùc n­íc) t¹i thêi ®iÓm t, u t  lµ biÕn ®Çu vµo (mùc n­íc th­îng l­u hoÆc m­a hiÖu qu¶) bÞ trÔ bëi mét thêi gian trÔ  , z lµ to¸n tö sai ph©n lïi (xem hép 4.1), vµ b0 , b1 vµ a1 lµ c¸c th«ng sè ®· hiÖu chØnh cña hµm chuyÓn ®æi. Lîi Ých biÕn - thêi gian ®­îc cho d­íi d¹ng: b0  b1 z 1 ˆ (8.2) u t  y t  Gt 1  a1 z 1 trong ®ã: Gt lµ th«ng sè lîi Ých t¹i thêi ®iÓm t. Nh­ vËy ®¸nh gi¸ tèt nhÊt cña th«ng sè lîi Ých sÏ lµ gi¸ trÞ b»ng 1.0 nh­ng cho phÐp nã thµnh biÕn thêi gian lµ mét c¸ch ®Òn bï cho bÊt kú nh÷ng sai sè nµo trong m« h×nh ®­îc hiÖu chØnh nguyªn b¶n trong thêi gian lò. BiÕn thêi gian ®­îc ­íc l­îng trong thêi gian thùc sö dông thuËt to¸n b×nh ph­¬ng tèi thiÓu ®Ö quy víi sù biÕn ®æi th«ng sè ®­îc m« h×nh hãa nh­ mét qu¸ tr×nh ®i bé ngÉu nhiªn víi bé nhí ­íc l­îng ®ñ dµi (xem hép 8.1). Sù Èm ­ít lµm gi¶m sù thay ®æi trong th«ng sè lîi Ých qua tõng b­íc thêi gian nh­ng cho phÐp m« h×nh thÝch nghi dÇn dÇn cho bÊt kú sù lÖch nµo cña nh÷ng quan tr¾c ra xa khái nh÷ng dù ®o¸n cña hµm chuyÓn ®æi gèc. ThuËt to¸n ®Ö quy còng cho phÐp biÕn ®æi cña nh÷ng dù b¸o ®­îc ­íc l­îng theo thêi gian, ®Ó nÕu ph¸t hiÖn ra nh÷ng sai sè lín h¬n, th× ®iÒu nµy cã thÓ ®­îc ph¶n ¸nh trong nh÷ng ­íc l­îng cña ®é bÊt ®Þnh trong c¸c dù b¸o. KÕt qu¶ m« h×nh, víi sù thÝch nghi thêi gian thùc cña nã, ®· tá ra lµ rÊt thµnh c«ng trong viÖc dù b¸o mùc n­íc ®Ønh lò. Mét sè vÝ dô dù ®o¸n cho hai trËn lò lín cì 450 m3/s, c¶ hai ®Òu g©y ra n¹n lôt ë trung t©m cña Dumfries, ®­îc tr×nh bµy trong h×nh 8.2, thÓ hiÖn c¶ dù b¸o hµm chuyÓn ®æi ®¬n gi¶n vµ dù b¸o thÝch nghi. Trong c¶ hai tr­êng hîp dù b¸o thÝch nghi mùc n­íc ®Ønh chØ lÖch 5 cm, víi chØ sai sè nhá vÒ thêi gian. H¹ l­u cña vÞ trÝ Greensamds s«ng Nith trë thµnh vïng ¶nh h­ëng thñy triÒu. KÕt hîp víi l­u l­îng s«ng cao vµ mùc n­íc thñy triÒu cao cã thÓ t¨ng c­êng ®¸ng kÓ x¸c suÊt vµ t¸c ®éng cña lò lôt trong thÞ trÊn. Nh­ vËy mét thµnh phÇn bæ sung ®­îc thªm cho m« h×nh ®Ó dù ®o¸n nh÷ng hiÖu øng cña thñy triÒu trªn nh÷ng mùc n­íc ë s«ng Nith, còng sö dông mét c¸ch tiÕp cËn hµm chuyÓn ®æi. Cã thÓ xem chi tiÕt h¬n trong bµi b¸o cña Lees vµ nnk (1994). 273
  11. H×nh 8.2. So s¸nh dù b¸o lò thÝch nghi vµ kh«ng thÝch nghi tr­íc 5 h trªn s«ng Nith (Lees vµ nnk 1994). T¸i t¹o víi sù cho phÐp cña John Wiley vµ Sons Limited. Sù trÔ tù nhiªn trong hÖ thèng s«ng Nith lµ nhá h¬n so víi thêi gian dù kiÕn 5 giê yªu cÇu. NhËn thÊy r»ng thêi gian dù kiÕn cña nh÷ng dù b¸o cã thÓ ®­îc t¨ng thªm b»ng c¸ch sö dông sù trÔ nh©n t¹o trong hµm chuyÓn ®æi. Nh­ vËy, hµm chuyÓn ®æi b¾t nguån tõ sè liÖu lÞch sö ®­îc hiÖu chØnh víi mét sù trÔ dµi h¬n thêi gian trÔ tù nhiªn trong l­u vùc. NhËn thÊy r»ng ®iÒu nµy cho c¸c phï hîp kÐm h¬n trong viÖc hiÖu chØnh, nh­ng tèt h¬n trong dù b¸o vÒ phÝa tr­íc, víi thêi gian dù kiÕn cïng bËc nh­ thêi gian trÔ nh©n t¹o. Sù c¶i tiÕn ®­îc cñng cè bëi sù thÝch nghi thêi gian thùc cña th«ng sè lîi Ých ®· m« t¶ ë trªn. §©y lµ mét ph­¬ng ph¸p rÊt ®¬n gi¶n cña viÖc t¨ng thªm thêi gian dù kiÕn hiÖu qu¶ cña nh÷ng dù b¸o nh­ng cã thÓ kh«ng h÷u Ých ë mäi n¬i (®Æc biÖt lµ ë nh÷ng n¬i mµ nh¸nh lªn cña thñy ®å lµ dèc) nh­ng gi¸ trÞ cña mét c¸ch tiÕp cËn nh­ vËy, cã liªn quan víi viÖc cè g¾ng dù b¸o nh÷ng trËn m­a vÒ phÝa tr­íc theo thêi gian, cã thÓ ®­îc kiÓm tra cho nh÷ng tËp hîp sè liÖu lÞch sö. 8.6 C¸c ph­¬ng ph¸p cho ngËp lôt trong thêi gian thùc Trong nh÷ng dßng s«ng víi nh÷ng ®ång b»ng ngËp lôt réng lín (nãi chung lµ nh÷ng l­u vùc diÖn tÝch lín h¬n hoÆc b»ng 250 km2) thêi gian vµ ®é lín cña ®Ønh lò sÏ bÞ ¶nh h­ëng lín bëi l­îng tr÷ trµn bê trªn ®ång b»ng ngËp lôt. Dù b¸o lò thµnh c«ng sÏ phô thuéc vµo diÔn to¸n lò tËp trung (sö dông hµm chuyÓn ®æi) hay lò ph©n bè (sö dông m« h×nh thñy lùc) vµ dù b¸o ngËp lôt (thÝ dô Bradley vµ nnk 1995). Nã ®· ®­îc chØ ra trªn c¸ch tiÕp cËn hµm chuyÓn ®æi cã thÓ dÔ dµng ®­îc lµm thÝch nghi ®Ó c¶i thiÖn nh÷ng dù b¸o thêi gian thùc nh­ thÕ nµo. Tuy nhiªn, c¸ch tiÕp cËn nµy kh«ng cho bÊt kú biÓu thÞ trùc tiÕp nµo cña vïng thùc tÕ mµ ë ®ã kú väng sÏ bÞ lò lôt trong thêi gian mét trËn lò riªng biÖt. C¸ch tiÕp cËn diÔn to¸n thñy lùc, ®­îc thùc hiÖn trong hoÆc mét chiÒu (xu«i dßng) hoÆc hai chiÒu (xu«i dßng vµ ngang) cã thÓ ®­a ra nh÷ng xÊp xØ Ýt nhÊt dù b¸o ph©n bè cña ®é s©u vµ diÖn tÝch ngËp lôt v× sù thay ®æi ®éng lùc trong suèt thêi gian lò lôt. C¶ c¸ch tiÕp cËn mét chiÒu lÉn hai chiÒu ®Òu sö dông nh÷ng d¹ng ®Çy ®ñ hay nh÷ng d¹ng ®· ®¬n gi¶n hãa cña hÖ ph­¬ng tr×nh St Venant (xem hép 5.5). Nh­ nh÷ng m« h×nh ph©n bè, víi nh÷ng sè l­îng lín c¸c th«ng sè (chñ yÕu lµ c¸c hÖ sè nh¸m cho nh÷ng phÇn tö kh¸c nhau ®¹i diÖn cho lßng dÉn chÝnh vµ vïng ngËp lôt), nh÷ng m« h×nh thñy lùc nµy cã thÓ khã hiÖu chØnh vµ thùc hiÖn trong khu«n khæ cËp nhËt thÝch nghi. §iÒu nµy sÏ ®Æc biÖt khã kh¨n ë nh÷ng n¬i 274
  12. mµ nh÷ng hÖ sè nh¸m cã ¶nh h­ëng cho dßng ch¶y trµn bê thay ®æi theo mùc n­íc (xem Knight vµ nnk 1994), vµ n¬i chØ cã th«ng tin gÇn ®óng trªn ®Þa h×nh cña hÖ thèng miÒn ®ång b»ng ngËp lôt vµ lßng dÉn lµ s½n cã. Tuy nhiªn hiÖu chØnh m« t¶ thñy lùc hîp nhÊt vµo trong m« h×nh diÔn to¸n lò, ®é chÝnh x¸c vÉn cßn tiÕp tôc phô thuéc rÊt nhiÒu vµo m« t¶ ®Þa h×nh vµ nh÷ng gi¸ trÞ th«ng sè ®­îc sö dông, dÉn tíi sù bÊt ®Þnh trong nh÷ng dù b¸o l­îng tr÷ vµ diÖn tÝch ngËp lôt. Mét bµi b¸o gÇn ®©y cña Romanowicz vµ Beven (1998) ®· chØ ra lµm thÕ nµo mét m« h×nh thñy lùc hai chiÒu ®· ®­îc ®¬n gi¶n hãa cã thÓ ®­îc sö dông trong khu«n khæ GLUE cña ch­¬ng 7 ®Ó gi¶i thÝch ®é bÊt ®Þnh nh­ vËy trong d¹ng quy ®Þnh cña ph­¬ng ph¸p ®­îc v¹ch ra trong ch­¬ng cuèi cïng. Bé th«ng sè m« h×nh cã liªn hÖ víi mét ®é h÷u hiÖu ®­îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së nh÷ng dù b¸o l­u l­îng h¹ l­u vµ ph¹m vi diÖn tÝch ngËp lôt ®· ®o ®¹c trong nh÷ng sù kiÖn lÞch sö. §iÒu nµy ®­a ®Õn ®é h÷u hiÖu kú tr­íc liªn quan ®Õn tõng bé th«ng sè cã thÓ sö dông ®Ó lµm träng sè nh÷ng dù b¸o cña c¸c m« h×nh. Ngoµi ra, tuy nhiªn, mét b­íc thÝch nghi kh¸ ®¬n gi¶n cã thÓ ®­îc thªm bëi mét thêi gian thùc tiÐp theo quy ®Þnh trªn ®é h÷u hiÖu tuú theo sù m« pháng ®Æc biÖt ®ang t¸i t¹o nh÷ng phÐp ®o hoÆc dù b¸o N-b­íc vÒ phÝa tr­íc cña l­u l­îng phÝa h¹ l­u tèt nh­ thÕ nµo. Thñ tôc rót ra th× ®¬n gi¶n v× nã kh«ng ®ßi hái m« h×nh ph¶i ch¹y l¹i (trõ khi nh÷ng ®Çu vµo phÝa th­îng l­u bÞ thay ®æi); ®ã chØ lµ ®é h÷u hiÖu liªn quan ®Õn mçi m« h×nh ®­îc tÝnh l¹i. Mét sè kÕt qu¶ cña mét c¸ch tiÕp cËn nh­ vËy, cho dù b¸o ngËp lôt tr­íc 3 giê trong mét øng dông cho ®o¹n s«ng 12 km cña s«ng Culm ë Devon, N­íc Anh, ®­îc chØ ra trong h×nh 8.3. Nghiªn cøu hiÖn thêi ®ang xem xÐt kh¶ n¨ng sö dông ngËp lôt viÔn th¸m trong viÖc hiÖu chØnh hoÆc h¹n chÕ nh÷ng dù ®o¸n cña c¸c m« h×nh nh­ vËy (vÝ dô Bates vµ nnk 1997). 8.7 Dù b¸o tÇn suÊt lò sö dông m« h×nh m­a-dßng ch¶y N¨m 1972, mét bµi b¸o t¹o nÒn t¶ng vÒ '§éng lùc häc cña tÇn suÊt lò' xuÊt hiÖn trong “Nghiªn cøu tµi nguyªn n­íc", ®­îc viÕt bëi Peter Eagleson. Trong bµi b¸o ®ã, Eagleson ®· ph¸c th¶o mét ph­¬ng ph¸p ' ph©n bè dÉn xuÊt’ cho tÝnh to¸n tÇn suÊt lò. Cho ®Õn thêi gian Êy, ph­¬ng ph¸p luËn c¬ së ®Ó ®¸nh gi¸ tÇn suÊt lò ®· (vµ cßn) b»ng c¸ch phï hîp víi mét ph©n phèi thèng kª lý thuyÕt cho nh÷ng ®o ®¹c s½n cã cña l­u l­îng ®Ønh lò, vµ sö dông ph©n bè ®ã ®Ó ­íc l­îng c¸c tÇn suÊt cña nh÷ng ®é lín kh¸c nhau cña lò. C¸ch tiÕp cËn thèng kª nµy cã mét sè h¹n chÕ. Mét lµ chóng ta kh«ng biÕt r»ng ph©n phèi chÝnh x¸c lµ g×. Log chuÈn, Wakeby, gi¸ trÞ cùc h¹n kh¸i qu¸t hãa, logistic kh¸i qu¸t hãa, Log Pearson III, vµ mét sè ph©n phèi kh¸c ®· ®­îc sö dông tr­íc ®©y (víi nh÷ng th¶o luËn gÇn ®©y, xem Vogel vµ nnk 1993; IH 1999). Mét sè ph©n phèi kh¸c nhau cã thÓ cho nh÷ng sù thÝch hîp chÊp nhËn ®­îc víi sè liÖu s½n cã, tÊt c¶ t¹o ra nh÷ng ­íc l­îng tÇn suÊt kh¸c nhau trong phÐp ngo¹i suy. Ngoµi ra, sù hiÖu chØnh cã thÓ kh«ng thËt m¹nh. §a sè c¸c vÞ trÝ ®o l­u l­îng kh«ng cã nh÷ng ghi chÐp sè liÖu dµi (rÊt Ýt khi dµi h¬n 50 n¨m). Bëi vËy chóng chØ ®¹i diÖn mét mÉu nhá cho ph©n phèi cã thÓ cña nh÷ng trËn lò t¹i vÞ trÝ ®ã, v× vËy ph©n phèi phï hîp cã thÓ bÞ thiªn lÖch vµ kÕt qu¶ ­íc l­îng tÇn suÊt kh«ng ch¾c ch¾n, ®Æc biÖt trong ngo¹i suy cho nh÷ng thêi kú lËp l¹i dµi (nh÷ng x¸c suÊt v­ît nhá h¬n). 275
  13. Còng biÕt r»ng c¶ tÇn suÊt cña nh÷ng trËn m­a sinh lò, vµ nh÷ng ®Æc tr­ng ®Êt sö dông, trong mét sè tr­êng hîp, cã thay ®æi ®¸ng kÓ trong suèt thêi kú ®o ®¹c lÞch sö (vÝ dô Walsh vµ nnk 1952; Arnell 1989). Cuèi cïng, ph©n bè thèng kª sÏ kh«ng gi¶i thÝch râ rµng bÊt kú nh÷ng sù thay ®æi nµo trong thiªn nhiªn cña c¸c qu¸ tr×nh s¶n sinh dßng ch¶y cho nh÷ng trËn lò ®é lín cao h¬n (vÝ dô Wood vµ nnk 1990). CÊu tróc vµ ­íc l­îng th«ng sè m« h×nh còng lµ nh÷ng vÊn ®Ò trong viÖc cè g¾ng ­íc l­îng tÇn suÊt lò b»ng m« h×nh hãa m­a-dßng ch¶y. MÆc dÇu tiÒm n¨ng mét m« h×nh cã thÓ biÓu diÔn bÊt kú nh÷ng sù thay ®æi nµo trong ph¶n øng thñy v¨n cña mét l­u vùc d­íi nh÷ng ®iÒu kiÖn cùc h¹n h¬n, kh«ng b¶o ®¶m r»ng mét m« h×nh ®· hiÖu chØnh bëi mét ­íc l­îng th«ng sè kú tr­íc hoÆc bëi sù hiÖu chØnh t­¬ng ph¶n víi mét thêi kú cña c¸c l­u l­îng quan tr¾c, thËt ra, sÏ t¹o ra nh÷ng m« pháng chÝnh x¸c cho nh÷ng ®Ønh lò cùc h¹n (vÝ dô Fontaine 1995). Lamb (1999), chØ ra lµm thÕ nµo ®Ó m« h×nh PDM, ®­îc hiÖu chØnh trong mét thêi kú m« pháng liªn tôc 2 n¨m, cã thÓ t¸i s¶n sinh nh÷ng ®é lín cña c¸c ®Ønh lò ®· quan tr¾c lín nhÊt khi ®­îc ®iÒu khiÓn bëi mét thêi kú dµi h¬n cña sè liÖu m­a ®· quan tr¾c, nh­ng kh«ng cÇn tõ cïng nh÷ng trËn lò t¹o ra nh÷ng ®Ønh lò ®· ghi chÐp. ý t­ëng cña Peter Eagleson lµ xem vÊn ®Ò tÇn suÊt lò nh­ mét sù biÕn ®æi cña ph©n bè x¸c suÊt cña c¸c trËn m­a lín vµo trong mét ph©n bè x¸c suÊt c¸c ®Ønh lò sö dông mét m« h×nh m­a-dßng ch¶y. Lîi thÕ cña ®iÒu nµy lµ sè liÖu trËn m­a s½n cã cho nhiÒu vÞ trÝ h¬n vµ nãi chung cã nhiÒu nh÷ng thêi kú dµi h¬n sè liÖu l­u l­îng dßng ch¶y. Sù bÊt lîi lµ nh÷ng trËn m­a lín ®ã thay ®æi c­êng ®é, kho¶ng thêi gian vµ profile m­a, nh­ vËy nÕu thËt cÇn thiÕt cho m« h×nh mét chuçi liªn tiÕp c¸c trËn m­a lín, mét m« h×nh ngÉu nhiªn phøc t¹p h¬n ®­îc yªu cÇu, trong khi nh÷ng kÕt qu¶ sÏ rÊt phô thuéc vµo d¹ng m« h×nh m­a-dßng ch¶y vµ tËp hîp c¸c gi¸ trÞ th«ng sè sö dông. Nh­ chóng ta ®· thÊy, ®iÒu nµy sÏ lµ mét nguån quan träng cña sù bÊt ®Þnh trong nh÷ng dù b¸o m« h×nh. Nh÷ng trËn m­a quan tr¾c ®· ®­îc sö dông tr­íc ®ã víi c¸c m« h×nh quan niÖm m­a-dßng ch¶y ®Ó m« pháng nh÷ng chuçi nh÷ng ®Ønh lò (vÝ dô Fleming vµ Franz 1971) vµ ®­îc chØ ra ®Ó c¹nh tranh víi nh÷ng ph­¬ng ph¸p thèng kª. Tuy nhiªn, ®Ò nghÞ ban ®Çu cña Eagleson kh«ng ®­îc chó ý nhiÒu víi thùc hµnh dù b¸o cho nh÷ng vÞ trÝ riªng biÖt nh­ viÖc cung cÊp mét cÊu tróc cho suy nghÜ vÒ vÊn ®Ò ®ã. 76 86 276
  14. H×nh 8.3. C¸c x¸c suÊt cña ngËp lôt trªn s«ng Culm, Devon cho 3 b­íc thê× gian suèt tËn lò th¸ng 1/1984 (Romanowicz vµ Beven 1998). §­êng chÊm chÊm chØ ra ®­êng ®ång møc, vïng tèi h¬n chØ ra x¸c suÊt t¨ng cña ngËp lôt Trong ph­¬ng ph¸p cña c¸c ph©n phèi ®­îc dÉn ra, hµm mËt ®é x¸c suÊt cña c­êng ®é lò ®­îc dÉn xuÊt tõ nh÷ng hµm mËt ®é cho nh÷ng biÕn khÝ hËu vµ l­u vùc th«ng qua mét m« h×nh l­u vùc ph¶n øng l¹i mét trËn m­a lín. Eagleson xoay xë ®Ó tiÕp cËn víi mét tËp hîp cña c¸c gi¶ thiÕt ®¬n gi¶n hãa cho phÐp (trong mét bµi b¸o cò chØ 137 ph­¬ng tr×nh) tæng hîp ph©n tÝch cña nh÷ng sù ph¶n øng trªn tÊt c¶ c¸c trËn m­a cã thÓ ®Ó dÉn ra ph©n bè cña c­êng ®é ®Ønh lò. Ph­¬ng ph¸p nµy ®· ®­îc më réng bëi nh÷ng ng­êi thùc hiÖn sau ®ã ®Ó bao gåm nh÷ng ®Æc tr­ng ngÉu nhiªn kh¸c nhau cña c¸c trËn m­a vµ nh÷ng c¬ chÕ sinh dßng ch¶y kh¸c nhau ë viÖc lµm mÊt ®i tÝnh dÔ xö lý to¸n häc cho phÐp cã nh÷ng lêi gi¶i gi¶i tÝch. §©y cã thÓ kh«ng ph¶i lµ qu¸ quan träng trong tµi nguyªn m¸y tÝnh hiÖn thêi khi mét m« h×nh m­a-dßng ch¶y ®¬n gi¶n cã thÓ dÔ dµng ®­îc ®iÒu khiÓn b»ng c¸c ®Çu vµo ngÉu nhiªn cho nh÷ng thêi kú hµng tr¨m hoÆc hµng ngh×n n¨m ®Ó dÉn ra mét ph©n bè dù b¸o c­êng ®é lò b»ng sè. Tuy nhiªn, cè g¾ng cña Eagleson (1972) lµ ®¸ng quan t©m trong ®ã nã cung cÊp mét khu«n khæ mµ nh÷ng m« h×nh kh¸c vÒ sau ®i theo, nghÜa lµ ®iÒu ®ã b¾t ®Çu víi mét m« h×nh m­a ngÉu nhiªn ®­îc sö dông ®Ó ®iÒu khiÓn, hoÆc theo lý thuyÕt x¸c suÊt hoÆc theo lý thuyÕt sè. Mét m« h×nh s¶n sinh dßng ch¶y, cã thÓ sau ®ã ®­îc liªn kÕt víi mét m« h×nh diÔn to¸n ®Ó dù b¸o ®Ønh lò t¹i mét vÞ trÝ mong muèn. NhiÒu sù 277
  15. ph¸t triÓn gÇn ®©y h¬n trong viÖc m« h×nh hãa tÇn suÊt lò b»ng sù m« pháng liªn tôc ®­îc tæng kÕt trong b¶ng 8.1. 8.7.1 T¹o c¸c trËn m­a ngÉu nhiªn M« h×nh m­a cña Eagleson ®­îc dùa vµo nh÷ng ph©n bè ®éc lËp cho kho¶ng thêi gian trËn m­a, vµ c­êng ®é m­a trung b×nh t¹i mét ®iÓm. C¶ hai ph©n bè x¸c suÊt ®­îc gi¶ thiÕt cã d¹ng hµm sè mò. Trong nghiªn cøu cña «ng, Eagleson gi¶ thiÕt r»ng nh÷ng trËn m­a lµ ®éc lËp ®Ó trong viÖc tÝnh to¸n c¸c tÇn suÊt lò «ng chØ cÇn biÕt sè trung b×nh cña nh÷ng trËn m­a trong n¨m. Nh÷ng nghiªn cøu kh¸c vÒ sau ®· tÝnh to¸n sù biÕn ®æi trong nh÷ng ®iÒu kiÖn vÒ tr­íc cho nh÷ng sù kiÖn kh¸c nhau vµ ®iÒu nµy ®ßi hái cung cÊp thªm mét ph©n bè thø ba cña nh÷ng thêi gian xuÊt hiÖn bªn trong gi÷a nh÷ng c¬n m­a. §Ó cho phÐp nh÷ng tÝnh to¸n gi¶i tÝch, nh÷ng trËn m­a ngÉu nhiªn cña Eagleson cã c­êng ®é kh«ng ®æi qua mét kho¶ng thêi gian x¸c ®Þnh, nh­ng trong viÖc sö dông nh÷ng trËn m­a thèng kª tõ nh÷ng tr¹m riªng lÎ, «ng xÐt sù kh¸c nhau gi÷a nh÷ng ­íc l­îng m­a ®iÓm vµ sù gi¶m c­êng ®é trung b×nh dù kiÕn khi diÖn tÝch l­u vùc t¨ng thªm, sö dông mét hµm thùc nghiÖm dÉn ra bëi Côc Thêi tiÕt Hoa kú. Nh÷ng nghiªn cøu vÒ sau ®· sö dông m« pháng sè trùc tiÕp, hoÆc trªn c¬ së c¸c c¬n m­a kÕ tiÕp nhau hoÆc bëi sù m« pháng liªn tôc, kh«ng bÞ gß Ðp nh­ vËy trong thµnh phÇn m« h×nh m­a cña hä. Mét sè ®· sö dông nh÷ng thêi kú dµi cña c¸c trËn m­a quan tr¾c ®· hiÖu chØnh mét m« h×nh t­¬ng ph¶n víi mét chuçi thêi gian cña nh÷ng l­u l­îng quan tr¾c. Beven (1987b) thªm mét thµnh phÇn profile trËn m­a vµo m« h×nh Eagleson dùa vµo nh÷ng thèng kª cña nh÷ng profile m­a tÝch lòy quan tr¾c ®· chuÈn ho¸ cho mét ®¬n vÞ thêi gian vµ ®¬n vÞ thÓ tÝch m­a. §iÒu nµy vÒ sau ®­îc lµm thÝch nghi bëi Cameroon vµ nnk (1999) ®Ó sö dông c¬ së d÷ liÖu cña nh÷ng nh÷ng profile quan tr¾c chuÈn ho¸ tõ 10000 trËn m­a thùc tÕ, ®­îc ph©n lo¹i bëi nh÷ng líp thêi kho¶ng kh¸c nhau. Khi mét profile míi ®­îc yªu cÇu, mét profile chuÈn ho¸ ®­îc chän ngÉu nhiªn tõ c¬ së d÷ liÖu. Mét sù biÕn ®æi thó vÞ vÒ kü thuËt cña viÖc sö dông profile chuÈn ho¸, s¶n sinh nh÷ng c­êng ®é m­a víi nh÷ng ®Æc tr­ng ph©n nhá, ®· ®­îc gîi ý bëi Puente (1997). 278
  16. B¶ng 8.1. Nghiªn cøu lùa chän cña ­íc l­îng tÇn suÊt lò b»ng m« h×nh m­a – dßng ch¶y Nghiªn cøu L­u vùc M« h×nh m­a S¶n sinh dßng ch¶y DiÔn to¸n Eagleson (1972) 44 l­u vùc cña Mü Hµm mò Eagleson I,D BiÕn diÖn tÝch ®ãng gãp Gi¶i tÝch KW Cordva vµ Rodriguez – Queterual, Venezuela Quan tr¾c V­ît thÊm Horton GUH Iturbe (1988) Diaz Granados vµ nnk Santa Pauda Creek vµ M­a quan tr¾c V­ît thÊm Horton GUH (1984) Naada, Mü Hebson vµ Wood (1982) Band Eagle Creek, s«ng Hµm mò Eaglean I,D V­ît thÊm Horton GUH Davidson, Mü Beven (1987) Wye, xø Wales Hµm mò Eagleson I,D,A TOPMODEL TuyÕn tÝnh NWF Calder (1993) Tallwyth, xø Wales; Quan tr¾c IHDM IHDM KW Larochette, Luxembourg Troch vµ nnk (1994) Mahatango Creek, Mü Quan tr¾c TOPMODEL TuyÕn tÝnh NWF Calder vµ Lamb (1996) 10 l­u vùc cña Mü Quan tr¾c M« h×nh PDM vµ TATE NWF vµ TF song song Franchini (1996) C¸c l­u vùc gi÷a miÒn ChuyÓn ®æi m­a ngÉu ARNO ARNO parabolic T©y n­íc Mü nhiªn Onof vµ nnk (1996) Thames, Anh Bartlett Lewis V­ît thÊm Horton Hå chøa tuyÕn tÝnh Blazcova vµ Beven (1997) 3 l­u vùc, CH SÐc M« h×nh Eagleson c¶i tiÕn TOPMODEL TuyÕn tÝnh NWF Korothe vµ nnk (1997) S«ng Davidson, Mü M« h×nh Gumbel V­ît thÊm Horton GUH Robinson vµ Sivapalan Salmon Creek, óc LuËt luü thõa/hµm mò V­ît b·o hoµ/s¸t mÆt TuyÕn tÝnh TF (1997) mïa Kilshy vµ nnk (1998) Tyne, Anh; Cobres, Bå Scott-Neyman tæng qu¸t M« h×nh SHETRAN vµ Sãng khuÕch t¸n vµ §µo Nha; Broyce, Thuþ ARNO parabolic Sü Hashemi vµ nnk (1998) Brue, Anh Scott-Neyman tæng qu¸t ARNO Parabolic Lamb (1998) 40 l­u vùc, Anh Quan tr¾c (giê) PDM TuyÕn tÝnh TF Cameroon vµ nnk (1999) Wye, Anh GPD më réng cho quan TOPMODEL TuyÕn tÝnh NWF tr¾c Steel vµ nnk (1999) 11 l­u vùc ë Scotland Quan tr¾c (ngµy) IHACRES TuyÕn tÝnh TF Ghi chó: I: C­êng ®é m­a trung b×nh; D: Thêi gian m­a; A: Thêi gian ®Õn gi÷a c¸c trËn m­a; GPD: Ph©n bè Pareto tæng qu¸t; IHACRES: X¸c ®Þnh ®­êng ®¬n vÞ vµ thµnh phÇn dßng ch¶y tõ m­a, bèc h¬i vµ sè liÖu dßng ch¶y s«ng; IHDM: ViÖn Thuû v¨n m« h×nh ph©n bè; KW: Sãng ®éng häc; GUH: Thuû ®å ®¬n vÞ ®Þa m¹o; NWF: Hµm ®é réng m¹ng; TF: Hµm chuyÓn ®æi. 279
  17. C¸ch sö dông d÷ liÖu c¬n m­a thùc tÕ kh¸c trong ph©n tÝch tÇn suÊt lò lµ sö dông chuyÓn ®æi ngÉu nhiªn nh÷ng c¬n m­a thùc tÕ ghi nhËn ®­îc sang mét l­u vùc quan t©m (Franchini vµ nnk 1996a). Cuèi cïng, mét sè nh÷ng m« h×nh m­a ®· ®­îc ®Ò x­íng dùa vµo nh÷ng m« h×nh xung hoÆc «, trong ®ã c¸c chuçi thêi gian cña nh÷ng trËn m­a ®· t¹o ra ®­îc dùa vµo sù xÕp chång lªn nhau cña nh÷ng xung c­êng ®é ®- ­îc chän ngÉu nhiªn vµ kho¶ng thêi gian bëi tÝnh t­¬ng tù vÒ sù ph¸t triÓn vµ t¾t dÇn cña nh÷ng « trong nh÷ng hÖ thèng m­a thùc tÕ. Nh­ vËy c¸c trËn m­a kh«ng ®­îc t¹o ra trùc tiÕp nh­ng xuÊt hiÖn nh­ nh÷ng thêi kú cña nh÷ng « xÕp chång bÞ ph©n ra bëi nh÷ng thêi kú kh« h¹n. C¸c m« h×nh Bartlett-Lewis (Onof vµ nnk 1996) vµ Neyman- Scott (Cowpertwait vµ nnk 1996) lµ thuéc lo¹i nµy (xem b¶ng 8.1). Nh÷ng m« h×nh nh- ­ vËy yªu cÇu mét sè nh÷ng th«ng sè quan träng, ®Æc biÖt khi m« h×nh phï hîp víi nh÷ng th¸ng riªng lÎ cña n¨m. 8.7.2 Thµnh phÇn m« h×nh s¶n sinh dßng ch¶y Mét chuçi c¸c trËn m­a ®· ®­îc t¹o ra, giai ®o¹n tiÕp theo lµ m« h×nh hãa bao nhiªu trËn m­a ®ã trë thµnh dßng ch¶y s«ng ngßi. Eagleson ®· lµm ®iÒu nµy b»ng c¸ch ®¸nh gi¸ nh÷ng trËn m­a hiÖu qu¶ sö dông mét m« h×nh chØ sè  ®¬n gi¶n (xem môc 2.2), víi mét gi¸ trÞ  kh«ng ®æi, ®Ó lÇn n÷a cho phÐp mét lêi gi¶i gi¶i tÝch cho ph©n bè dÉn xuÊt cña ®Ønh lò. M« h×nh cña «ng còng ®o¸n nhËn r»ng dßng ch¶y cã thÓ s¶n sinh chØ trªn mét phÇn cña l­u vùc, trªn mét diÖn tÝch ®ãng gãp kh¸c nhau gi÷a c¸c l­u vùc v× nh÷ng ®Æc tr­ng ®Êt, c©y cá vµ ®Þa h×nh c¸c l­u vùc kh¸c nhau, vµ bªn trong mét l­u vùc v× sù biÕn ®æi trong nh÷ng ®iÒu kiÖn kú tr­íc. «ng ®· m« h×nh hãa nh÷ng sù biÕn ®æi nµy b»ng c¸ch gi¶ thiÕt mét hµm mËt ®é x¸c suÊt cho diÖn tÝch ®ãng gãp d¹ng tam gi¸c, ‘cung cÊp sù thiªn lÖch vÒ phÝa nh÷ng thµnh phÇn nhá cña diÖn tÝch l­u vùc '®· quan s¸t bëi Betson (1964) (Eagleson 1972, p. 885). Sù chän läc ngÉu nhiªn cña diÖn tÝch ®ãng gãp cho mét c¬n m­a lµ mét c¸ch cung cÊp cã hiÖu qu¶ ®iÒu kiÖn kú tr­íc ®iÒu khiÓn sù s¶n sinh dßng ch¶y trong dù b¸o. Eagleson sau ®ã diÔn to¸n trËn m­a hiÖu qu¶ ®­îc t¹o ra theo c¸ch nµy b»ng diÔn to¸n sãng ®éng häc cho c¶ nh÷ng dßng ch¶y trµn lÉn trong lßng dÉn (xem môc 5.5). Thµnh phÇn s¶n sinh dßng ch¶y t¹o ra, cho mçi trËn m­a víi i0   , mét kho¶ng thêi gian m­a hiÖu qu¶ kh«ng ®æi t r cho trËn m­a ®ã. Ph©n phèi thêi gian rÊt ®¬n gi¶n nµy sÏ cho phÐp thùc hiÖn nh÷ng lêi gi¶i gi¶i tÝch cña ph­¬ng tr×nh sãng ®éng häc. LÇn n÷a, nh÷ng nghiªn cøu gÇn ®©y h¬n sö dông sù m« pháng sè trùc tiÕp kh«ng bÞ gß Ðp nh­ vËy vµ mét sù ®a d¹ng cña m« h×nh s¶n sinh dßng ch¶y vµ nh÷ng ph­¬ng ph¸p diÔn to¸n ®· ®­îc sö dông (xem b¶ng 8.1). §iÒu ®ã dùa vµo sù m« pháng tõng sù kiÖn, nh­ trong nghiªn cøu Eagleson, sÏ yªu cÇu mét sè c¸ch ph¶n ¸nh hiÖu øng cña viÖc thay ®æi nh÷ng ®iÒu kiÖn kú tr­íc ®Õn sù s¶n sinh dßng ch¶y. ViÖc ®ã sö dông sù m« pháng liªn tôc trªn nh÷ng thêi kú dµi, kÓ c¶ thêi kú kh« cña l­u vùc trong thêi gian gi÷a c¸c c¬n m­a, sÏ tÝnh to¸n cho nh÷ng ®iÒu kiÖn vÒ tr­íc mét c¸ch trùc tiÕp. 8.8 Tr­êng hîp nghiªn cøu: M« h×nh hãa ®Æc tr­ng tÇn suÊt lò cña l­u vùc Wye, Wales Mét sè nghiªn cøu trong b¶ng 8.1 ®· so s¸nh nh÷ng dù b¸o cña m« h×nh víi thñy 280
  18. ®å dù b¸o vµ nh÷ng ®Æc tr­ng tÇn suÊt lò t¹i mét vÞ trÝ. Mét nghiªn cøu ®· lµm ®iÒu nµy lµ nghiªn cøu cña Beven (1987b) trong mét øng dông cho l­u vùc Wye 10 km2 ë Plynlimon gi÷a xø Wales. «ng sö dông mét m« h×nh m­a lò rÊt gièng m« h×nh cña Eagleson nh­ng lµ mét phiªn b¶n cña TOPMODEL nh­ m« h×nh m­a-dßng ch¶y. Phiªn b¶n nµy cho phÐp s¶n sinh dßng ch¶y bëi ba c¬ chÕ kh¸c nhau; v­ît b·o hßa sö dông lý thuyÕt chØ sè ®Þa h×nh ph¸t triÓn trong hép 6.2; v­ît thÊm trªn mét líp thæ nh­ìng biÕn ®æi theo kh«ng gian; vµ s¶n sinh dßng ch¶y s¸t mÆt thuÇn tóy. Nh÷ng kÕt qu¶ cña nghiªn cøu nµy lµ thó vÞ trong mét sè c¸ch. ChØ 14 n¨m quan tr¾c lµ cã thÓ phï hîp víi nh÷ng ph©n bè thèng kª cho m« h×nh m­a vµ uíc l­îng tÇn suÊt lò quan tr¾c. M« h×nh ®­îc ch¹y víi b­íc thêi gian mét giê, vµ sù ph©n tÝch cña nh÷ng quan tr¾c cho thÊy d¹ng cña ph©n phèi tÇn suÊt lò biÓu kiÕn, trong l­u vùc nhá nµy, kh¸c nhau nh­ thÕ nµo gi÷a nh÷ng l­u l­îng trung b×nh giê vµ l­u l­îng ®Ønh lò tøc thêi. C¸c m« h×nh sö dông b­íc thêi gian giê kh«ng ®­îc so s¸nh víi nh÷ng quan tr¾c l­u l­îng ®Ønh lò tøc thêi, Ýt nhÊt trong nh÷ng l­u vùc nhá. Nghiªn cøu chØ ra r»ng, víi nh÷ng th«ng sè ®· sö dông, thËm chÝ trong l­u vùc t­¬ng ®èi Èm nµy víi nh÷ng trËn m­a th­êng xuyªn, nh÷ng diÖn tÝch ®ãng gãp ®· m« pháng cho s¶n sinh dßng ch¶y mÆt rÊt hiÕm khi ®¹t ®Õn 100 phÇn tr¨m. TÝnh biÕn thiªn trong nh÷ng ®Æc tr­ng tÇn suÊt lò biÓu kiÕn ®­îc ph¸t sinh bëi m« h×nh cho nh÷ng sù thÓ hiÖn kh¸c nhau (nh÷ng sù m« pháng) cña 14 n¨m còng ®­îc chøng minh. Tuy nhiªn, ph¹m vi cña nh÷ng dù ®o¸n m« h×nh ®· lµ ®iÓm ngoÆt ®­êng cong tÇn suÊt lò quan tr¾c b¾t nguån tõ ghi chÐp 14 n¨m thùc tÕ. §©y lµ mét cè g¾ng sím ®Ó tÝnh to¸n ¶nh h­ëng cña c¸c thÓ hiÖn cña kü thuËt m« pháng Monte-Carlo. ¶nh h­ëng cña c¸c thÓ hiÖn cã mét ý nghÜa ®Æc biÖt trong nghiªn cøu tÇn suÊt lò, nhÊt lµ trong so s¸nh kÕt qu¶ m« h×nh víi ­íc l­îng tÇn suÊt ®· quan tr¾c, v× b¶n th©n nh÷ng quan tr¾c chØ ®¹i biÓu mét thÓ hiÖn ®¬n lÎ cña chuçi cã thÓ cña nh÷ng trËn lò cã thÓ ®· xuÊt hiÖn qua thêi kú cña ghi chÐp. §iÒu nµy cã thÓ lµ quan träng trong viÖc ®¸nh gi¸ nh÷ng bé th«ng sè kh¸c nhau trong mét m« h×nh, v× nã lµ sù kÕt hîp cña nh÷ng gi¸ trÞ th«ng sè vµ mét thÓ hiÖn ngÉu nhiªn ®Æc biÖt sÏ ®­a ®Õn mét sù thÝch hîp tèt (hay kh«ng) cho nh÷ng ®é lín ®Ønh lò ®· quan tr¾c. §iÒu nµy ®· ®­îc kh¶o s¸t trong mét nghiªn cøu gÇn ®©y h¬n tõ sè liÖu lò Wye bëi Cameron vµ nnk (1999). LÇn n÷a, TOPMODEL sö dông nh­ m« h×nh m­a-dßng ch¶y nh­ng mét m¸y t¹o m­a lò ®­îc ph¸t triÓn b»ng sö dông nh÷ng ph©n phèi Pareto më réng ®Ó kÐo dµi phÇn ®u«i trªn cña ph©n bè c­êng ®é m­a trung b×nh quan tr¾c trong nh÷ng líp kho¶ng thêi gian kh¸c nhau cña c¬n m­a. Nh÷ng profile m­a ®­îc chän ngÉu nhiªn tõ nh÷ng mÉu lín cña nh÷ng profile c­êng ®é quan tr¾c ®· ®­îc chuÈn ho¸ trong mçi líp kho¶ng thêi gian. M« h×nh m­a nµy ®­îc chØ ra ®Ó ®­a ra sù t¸i t¹o nh÷ng thèng kª m­a cùc h¹n tèt h¬n m« h×nh ph©n bè hµm mò Eagleson ®¬n gi¶n ph¸c th¶o ë trªn, ë viÖc ®­a thªm vµo nh÷ng th«ng sè bæ sung. Trong nghiªn cøu míi nµy, nh÷ng dù b¸o b»ng m« h×nh ®­îc so s¸nh víi 21 n¨m cña quan tr¾c l­u l­îng hµng giê còng nh­ chuçi lò cùc ®¹i hµng n¨m. Nh÷ng dù b¸o l­u l­îng liªn tôc ®­îc lµm víi TOPMODEL sö dông nh÷ng trËn m­a trung b×nh l­u vùc ®· qsuan tr¾c. Nh÷ng dù b¸o tÇn suÊt ®­îc lµm sö dông thÓ hiÖn 21 n¨m cña m« h×nh m­a lò. Nh÷ng tËp hîp th«ng sè m« h×nh ®­îc t¹o ra ngÉu nhiªn vµ nh÷ng sù 281
  19. m« pháng kÕt qu¶ ®­îc ­íc l­îng theo khu«n khæ GLUE cña Ch­¬ng 7. Trong c¸ch nµy, hiÖu øng thÓ hiÖn kÕt hîp trong viÖc dù ®o¸n ®­êng cong tÇn suÊt lò ®­îc tÝnh ®Õn. Nã chØ ra r»ng bé th«ng sè cã thÓ ®­îc t×m thÊy ®Ó t¸i t¹o c¶ sè liÖu thñy ®å vµ ®­êng cong tÇn suÊt lò (H×nh 8.4). Tuy nhiªn, nÕu c¸c trËn lò cùc ®¹i hµng n¨m cña m« pháng 21 n¨m ®­îc so s¸nh víi quan tr¾c, th× lò hµng n¨m kh«ng ph¶i th­êng xuyªn ®­îc s¶n sinh bëi cïng trËn m­a lò ®ã trong kho¶ng cña nh÷ng ®Ønh lò th× th­êng kh«ng phï hîp víi kho¶ng quan tr¾c (nh­ trong nghiªn cøu Lamb (1999)). §iÒu nµy ph¶n ¸nh nh÷ng h¹n chÕ cña viÖc m« h×nh hãa m­a-dßng ch¶y hiÖn thêi. Tuy nhiªn, nã kh«ng ®¸ng ng¹c nhiªn v×, thËm chÝ trªn mét l­u vùc thÝ nghiÖm nhá nh­ Wye, nh÷ng sù kiÖn m­a s¶n sinh lò cã thÓ tïy thuéc vµo sai sè quan träng trong ®o ®¹c m­a vµ l­u l­îng (xem nghiªn cøu c¸c trËn lò n¨m 1973 vµ 1977 trong l­u vùc nµy cña Newson 1980). §iÒu ch­a ®­îc biÕt lµ liÖu nguån sai sè nµy cã quan träng h¬n nh÷ng sai sè cÊu tróc m« h×nh hay kh«ng. H×nh 8.4. Nh÷ng dù b¸o cña (a) BiÓu ®å lò vµ (b) Nh÷ng ®­êng cong tÇn suÊt lò cho l­u vùc s«ng Wye (10.6 km2) ë Plynlimon, xø Wales (sau Cameron vµ nnk 1999). T¸i t¹o tõ T¹p chÝ thuû v¨n 219:169- 187, xuÊt b¶n (1999) víi sù cho phÐp tõ Elsevier Science 8.9 ¦íc l­îng tÇn suÊt lò bao gåm c¶ sù kiÖn tuyÕt tan Nh÷ng dù ®o¸n tÇn suÊt lò cho Wye ®· bá qua bÊt kú t¸c ®éng nµo cña tuyÕt tan sinh lò nh­ng trong nhiÒu m«i tr­êng ®©y lµ nguyªn nh©n tréi cña lò cùc ®¹i hµng 282
  20. n¨m, Ýt nhÊt cho nh÷ng l­u vùc lín h¬n. C«ng viÖc cña Cameron vµ nnk ®· ®­îc më réng ®Ó bao gåm mét m« h×nh nhiÖt ®é ngÉu nhiªn cã thÓ ®­îc sö dông víi m« h×nh m­a lò ®Ó dù b¸o sù h×nh thµnh vµ tan ra cña khèi tuyÕt mïa ®«ng. TuyÕt tan ®­îc dù ®o¸n sö dông mét d¹ng cña ph­¬ng ph¸p ®é-ngµy (Hép 3.4), vµ s¶n sinh dßng ch¶y sö dông TOPMODEL. Trong mét øng dông cho mét l­u vùc nhá ë n­íc céng hßa SÐc, nh÷ng dù ®o¸n tõ nh÷ng bé th«ng sè ®­îc chän ngÉu nhiªn vµ nh÷ng thÓ hiÖn lÇn n÷a ®­îc ®¸nh gi¸ trong khu«n khæ GLUE, bao gåm mét sù ®¸nh gi¸ cña ph©n bè tÇn suÊt cña nh÷ng ®­¬ng l­îng n­íc khèi tuyÕt cùc ®¹i (xem H×nh 8.5). Trong tr­êng hîp nµy, sè liÖu cã s½n cho sù ®¸nh gi¸ m« h×nh kh¸ bÞ h¹n chÕ do ®ã ®é ®o mê ®­îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n nh÷ng träng sè liªn quan ®Õn mçi thÓ hiÖn m« h×nh. Steel vµ nnk (1999) còng ®· ­íc l­îng tÇn suÊt lò cho mét sè l­u vùc Xcètlen víi nh÷ng thµnh phÇn l­u l­îng tuyÕt tan tõng mïa quan träng sö dông ph­¬ng ph¸p ®é - ngµy cña Schreider vµ nnk (1997) cho sù gia t¨ng mét chuçi m­a quan tr¾c hµng ngµy trong ®iÒu khiÓn m« h×nh m­a-dßng ch¶y IHACRES. 8.10 T­¬ng tù thñy v¨n vµ ­íc l­îng tÇn suÊt lò H×nh 8.5. Nh÷ng dù b¸o dùa vµo 20 m« pháng cña kho¶ng thêi gian 100 n¨m cña (a) TÇn suÊt tÝch lòy cña l­u l­îng, (b) Nh÷ng ®Ønh lò, vµ (c) TÇn suÊt tÝch lòy cña ®­¬ng l­îng n­íc tuyÕt cùc ®¹i cho l­u vùc Ryzmburk kh«ng ®o ®¹c (3.3 km2), céng hßa SÐc. Nh÷ng ®­êng víi nh÷ng ng«i sao lµ nh÷ng ­íc l­îng khu vùc, ngo¹i trõ sè liÖu ®­¬ng l­îng n­íc tuyÕt ®­îc quan tr¾c t¹i hai vÞ trÝ trong khu vùc. Nh÷ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n bëi Sarka Blazkova Sivapalan vµ nnk (1990) t¹o ra mét m« h×nh tÇn suÊt lò thu phãng dùa vµo nh÷ng kh¸i niÖm TOPMODEL vµ cho thÊy r»ng sù s¶n sinh dßng ch¶y l­u vùc cã thÓ ®­îc so s¸nh trªn c¬ së cña t¸m biÕn gièng nhau. Nh÷ng ®­êng cong tÇn suÊt lò cña hä ®­îc dÉn xuÊt ra tõ c¸c m« pháng tõng trËn m­a vµ cho thÊy mét sù chuyÓn tiÕp gi÷a nh÷ng ®Ønh lò dßng ch¶y trµn v­ît b·o hßa chiÕm ­u thÕ tíi nh÷ng ®Ønh lò dßng ch¶y trµn v­ît thÊm chiÕm ­u thÕ cho nh÷ng sù kiÖn cùc h¹n h¬n. Tuy nhiªn, hä chØ giíi thiÖu mét sù ph©n tÝch ®é nh¹y vµ lý thuyÕt t­¬ng tù nµy vÉn cßn bÞ kiÓm tra ph¶n chiÕu tõ nh÷ng tËp hîp sè liÖu thùc, mÆc dï mét phiªn b¶n ®· ®¬n gi¶n hãa ®­îc chØ ra cã gi¸ trÞ kh¸c biÖt vÒ thñy v¨n cña b¶y l­u vùc nhá cña Australia bëi Robinson vµ Sivapalan (1995). 283
nguon tai.lieu . vn
Toán học Môi trường Vật lý Sinh học Địa Lý Hoá học Nông - Lâm - Ngư Cơ khí - Chế tạo máy Tiếng Anh phổ thông Khoa học ứng dụng Nông - Lâm Kiến thức tổng hợp Giáo dục học Xã hội học