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

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

Có một vấn đề cơ bản trong nghiên cứu hệ thống thủy văn lμ hầu hết các hoạt động diễn ra dới đất. Mặc dù tất cả các tiến bộ kỹ thuật đã đợc ứng dụng nhviễn thám, rađa vμ các kỹ thuật khác vμo việc thăm dò bề mặt, các kiến thức của chúng ta về cái gì đang diễn ra trong lòng đất vẫn còn rất hạn chế. Những gì chúng ta biết từ các nghiên cứu chuyển động nớc trong đất vμ đá trong phòng thí nghiệm vμ cả bãi thực nghiệm nhỏ chỉ nói lên rằng các dạng chuyển động của nớc lμ rất phức... Keith j. beven M«

Thể loại Tài liệu miễn phí Địa Lý

Số trang 12

Ngày tạo 8/29/2018 11:44:01 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.22 M

Tên tệp

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

Xem mẫu

  1. Keith j. beven M« h×nh ho¸ m­a-dßng ch¶y PhÇn c¬ së Biªn dÞch: NguyÔn H÷u Kh¶i Nhµ xuÊt b¶n ®¹i häc quèc gia hµ néi 1
  2. Rainfall-Runoff Modelling The Prime Keith J. Beven Professor of hydrology and Fluid Dynamics Lancaster University, UE John Wiley & Son, LTD Chichester  New York  Weinheim  Bisbane  Singapore  Toronto 2
  3. Copyright  2001 by John Wiley & Sons Ltd, Baffias Laae, Chichester, West Sassex PO19 IUD, England National 01234 779777 e-mail (for orders and Customer service enquiries): cs-book@wiley.co.uk Visit our Home Pace on http://www.wiley.co.uk Or http://www.wiley.com K. J beven has asserted his right under the Copyright, Designs and Patents Act. 1988, tobe identified as author of this work. All Rights Reserved. No part of this pablication may be reproduced. Stored in a retrieval system, or transmitted, in any form of by any means, electronic, mechanical photocopying, recording, scanning ot otherwise, exept under the terms of the Copyright. Designs and Patents Act 1988 or under the terms of a lycence issued by the Copyright Licesing Agency. 90. Tottenham Court Road, London, WIPSHE, UK, without the permission in writing of the Publisher and the copyright holder. Other Wiley Editorial Offices John Wiley & Son, lnc 605 Third Avenue, New York, NY 10158-0012. USA WILEY-VCH Verlag GmbH. Pappelallee 3, D-69469 Weinh, Germany John Wiley & Sons Australia, Ltd, 33 Park Road. Milton, Qeensland 4064, Australia John Wiley & Sons (Asia) Pte Ltd, Clementi Loop #02-01. Jin Xing Distripark, Singapore 129809 John Wiley & Sons (Canada) Ltd, 22 Worcester Road, Rexdale, Ontario M9W 1L1, Canada Library of congress cataloguing-in-publication Data Beven. K. J Rainfall-Runoff modelling: the primer/Keith J. beven. p.cm Includes bibliographical referances (p, ) ISBN 0-471-98553-8 (alk, paper) 1. Runoff-Mathematical modals. 2. Rain and rainfall-Mathematical models. 1. Tilele. GB980. B48 2000 551,48’8-dc21 004143340 Bristish Library Cataloguing in Publication Data A catalogue record for this book is available from the British Library ISBN 0-471-98553-8 Typeset in 10/12pt Times from the author’s dishs by Laser Works Madras. India Printed and bound in Great Britain by Bookcraft (bath) Ltd. Midsomer Norton This book is printed on aicd-free paper responsibly manufacture from sustainable forestry in which at least two trees are planted for each one used for paper production 3
  4. Lêi dÉn Keith J. Beven lµ Gi¸o s­ cña Tr­êng ®¹i häc Tæng hîp Lancaster V­¬ng quèc Anh. ¤ng lµ mét chuyªn gia rÊt cã uy tÝn vµ cã rÊt nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu trong lÜnh vùc thuû v¨n vµ ®éng lùc häc chÊt láng. NhiÒu t¸c phÈm cña «ng ®­îc ®ãn ®äc vµ dÞch ra ë nhiÒu n­íc trªn thÕ giíi. Chuyªn kh¶o “M« h×nh ho¸ m­a-dßng ch¶y” phÇn c¬ së (Rainfall-Runoff Modelling-The primer)” cña «ng ®­îc John Wiley & Sons xuÊt b¶n n¨m 2001 ®· tæng hîp c¸c kh¸i niÖm, c¸c quan ®iÓm nÒn t¶ng vÒ m« h×nh ho¸ m­a-dßng ch¶y hiÖn nay vµ trong c¶ t­¬ng lai. Trong cuèn s¸ch gi¸o s­ ®· tr×nh bµy mét c¸ch hÖ thèng c¸c d¹ng m« h×nh m­a-dßng ch¶y tõ c¸c quan hÖ kinh nghiÖm dùa trªn sè liÖu ®Õn hÖ thèng c¸c ph­¬ng tr×nh vËt lý m« pháng qu¸ tr×nh h×nh thµnh vµ diÔn to¸n dßng ch¶y tõ m­a trªn toµn l­u vùc trong m« h×nh tËp trung còng nh­ trªn tõng phÇn tö l­u vùc trong m« h×nh ph©n bè. Cuèn s¸ch còng ®­a ra c¸c quan ®iÓm vµ ph­¬ng ph¸p ­íc l­îng th«ng sè m« h×nh dùa trªn kh¸i niÖm t­¬ng ®­¬ng vµ ®¸nh gi¸ ®é bÊt ®Þnh, ®é nh¹y còng nh­ rñi ro trong dù b¸o thuû v¨n, mét vÊn ®Ò mµ ë ViÖt Nam hiÖn nay ch­a ®­îc quan t©m ®Çy ®ñ. Cuèn s¸ch ®Ò cËp ®Õn vÊn ®Ò m« h×nh ho¸ d­íi t¸c ®éng cña biÕn ®æi khÝ hËu, khai th¸c sö dông l­u vùc còng nh­ ph©n tÝch c¸c quan ®iÓm lùa chän m« h×nh cho c¸c ®iÒu kiÖn l­u vùc cô thÓ. KÌm theo lµ mét giíi thiÖu vÒ mét sè phÇn mÒm rÊt cã gi¸ trÞ nh­ m« h×nh ph©n bè TOPMODEL, ph©n tÝch b¶n ®å ®Þa h×nh sè DTM-ANALYSIS vµ ®¸nh gi¸ ­íc l­îng vµ ®é nh¹y th«ng sè GLUE. Cuèn s¸ch rÊt h÷u Ých cho c¸c nhµ khoa häc trong lÜnh vùc thuû v¨n vµ ®éng lùc häc chÊt láng, ®Æc biÖt cho nh÷ng chuyªn gia vÒ m« h×nh ho¸ thuû v¨n. Cuèn s¸ch còng rÊt cÇn thiÕt cho c¸c gi¸o viªn, nghiªn cøu sinh, häc viªn cao häc vµ sinh viªn ®ang häc tËp trong ngµnh thuû v¨n vµ c¸c ngµnh kh¸c cã liªn quan. Ng­êi biªn dÞch 4
  5. Môc lôc Lêi dÉn .....................................................................................................................3 môc lôc ...................................................................................................................4 Lêi nãi ®Çu..............................................................................................................9 Ch­¬ng 1. Trë vÒ c¬ b¶n: Qu¸ tr×nh dßng ch¶y vµ m« h×nh ho¸ qu¸ tr×nh..........................................................................................................................12 1.1. T¹i sao l¹i m« h×nh ho¸? .......................................................................................12 1.2. Sö dông quyÓn s¸ch nµy nh­ thÕ nµo?.................................................................13 1.3. Qu¸ tr×nh m« h×nh ho¸ .........................................................................................14 1.4. C¸c m« h×nh quan niÖm cña thuû v¨n l­u vùc.....................................................17 1.5. Qu¸ tr×nh dßng ch¶y vµ c¸c ®Æc tÝnh ®Þa ho¸ häc ................................................25 1.6. Sinh dßng ch¶y vµ diÔn to¸n dßng ch¶y ...............................................................27 1.7. VÊn ®Ò chän mét m« h×nh quan niÖm...................................................................27 1.8. VÊn ®Ò hiÖu chØnh vµ kiÓm ®Þnh m« h×nh ............................................................29 1.9. C¸c ®iÓm kho¸ tõ ch­¬ng 1...................................................................................33 Ch­¬ng 2. Sù ph¸t triÓn cña m« h×nh m­a-dßng ch¶y: Qu¸ tr×nh chän läc tù nhiªn ..............................................................................................34 2.1. §iÓm khëi ®Çu: Ph­¬ng ph¸p tû sè.......................................................................34 2.2. Dù b¸o thùc hµnh: C¸c hÖ sè dßng ch¶y vµ chuyÓn ®æi thêi gian ........................35 2.3. Sù biÕn ®æi cña ®­êng ®¬n vÞ ................................................................................41 2.4. C¸c m« h×nh m¸y tÝnh sè ®Çu tiªn: M« h×nh l­u vùc Stanford vµ c¸c phiªn b¶n cña nã..................................................................................................................................45 2.5. C¸c m« h×nh dùa trªn diÔn t¶ qu¸ tr×nh ph©n bè.................................................49 2.6. C¸c m« h×nh ph©n bè ®¬n gi¶n dùa trªn c¸c hµm ph©n bè ..................................52 2.7. Sù ph¸t triÓn gÇn ®©y: Tr¹ng th¸i hiÖn thêi cña kü thuËt lµ g×?.........................53 2.8. C¸c ®iÓm kho¸ tõ ch­¬ng 2...................................................................................53 Hép 2.1. TuyÕn tÝnh, phi tuyÕn vµ dõng .....................................................................54 Hép 2.2. M« h×nh Xinajiang/ Armo/ VIC .....................................................................56 5
  6. Hép 2.3. Dung tÝch kiÓm tra vµ c¸c ph­¬ng tr×nh vi ph©n .........................................60 Ch­¬ng 3. Sè liÖu cho m« h×nh ho¸ m­a-dßng ch¶y...........................62 3.1. Sè liÖu m­a............................................................................................................62 3.2. Sè liÖu l­u l­îng ...................................................................................................66 3.3. Sè liÖu khÝ t­îng vµ ­íc l­îng sù gi÷ l¹i vµ bèc tho¸t h¬i...................................67 3.4. Sè liÖu khÝ t­îng vµ ­íc l­îng tuyÕn tan .............................................................72 3.5. Sè liÖu khÝ t­îng ph©n bè trong l­u vùc ..............................................................73 3.6. C¸c biÕn thuû v¨n kh¸c.........................................................................................73 3.7. Sè liÖu sè ho¸ ®é cao .............................................................................................74 3.8. HÖ thèng th«ng tin ®Þa lý vµ qu¶n lý sè liÖu ........................................................77 3.9. Sè liÖu viÔn th¸m ..................................................................................................79 3.10. C¸c ®iÓm kho¸ tõ ch­¬ng 3.................................................................................80 Hép 3.1. Ph­¬ng tr×nh liªn kÕt Penman-Monteith vµ ­íc l­îng c­êng ®é bèc tho¸t h¬i ......................................................................................................................................81 Hép 3.2. ¦íc l­îng tæn thÊt gi÷ l¹i .............................................................................85 Hép 3.3. ¦íc l­îng tuyÕt tan b»ng ph­¬ng ph¸p ®é - ngµy........................................88 Ch­¬ng 4. Dù b¸o thuû ®å sö dông c¸c m« h×nh dùa trªn sè liÖu ......................................................................................................................................93 4.1. Sè liÖu s½n cã vµ m« h×nh kinh nghiÖm................................................................93 4.2. Ph­¬ng ph¸p håi quy kinh nghiÖm.......................................................................94 4.3. C¸c m« h×nh hµm chuyÓn ®æi................................................................................96 4.4. Tr­êng hîp nghiªn cøu: M« h×nh DBM cña l­u vùc C16 ë Llym Briane, Wales.101 4.5. PhÇn mÒn TFM .....................................................................................................104 4.6. C¸c hµm phi tuyÕn vµ chuyÓn ®æi nhiÒu ®Çu vµo.................................................104 4.7. Suy diÔn vËt lý cña hµm chuyÓn ®æi.....................................................................105 4.8. Sö dông m« h×nh hµm chuyÓn ®æi trong dù b¸o lò ..............................................109 4.9. M« h×nh m­a-dßng ch¶y kinh nghiÖm dùa trªn kh¸i niÖm m¹ng thÇn kinh ......109 4.10. C¸c ®iÓm kho¸ tõ ch­¬ng 4.................................................................................111 Hép 4.1. M« h×nh hµm chuyÓn ®æi tuyÕn tÝnh.............................................................112 Hép 4.2. Sö dông hµm chuyÓn ®æi cho l­îng m­a hiÖu qu¶ suy diÔn .......................117 Hép 4.3. ¦íc l­îng biÕn thêi gian cña th«ng sè hµm chuyÓn ®æi ...............................119 Ch­¬ng 5: dù b¸o thuû ®å sö dông m« h×nh ph©n bè dùa trªn sù diÔn t¶ c¸c qu¸ tr×nh .......................................................................................123 6
  7. 5.1. C¬ së vËt lý cña c¸c m« h×nh ph©n bè...................................................................123 5.2. M« h×nh m­a-dßng ch¶y dùa trªn vËt lý quy m« l­u vùc ....................................132 5.3. Tr­êng hîp nghiªn cøu: M« h×nh ho¸ c¸c qu¸ tr×nh dßng ch¶y t¹i Reynolds Creek, vµ Idaho........................................................................................................................138 5.4. Tr­êng hîp nghiªn cøu: KiÓm tra chøng mï cña m« h×nh SHE trªn l­u vùc Rimbaud, Ph¸p ............................................................................................................141 5.5. C¸c m« h×nh ph©n bè ®¬n gi¶n ho¸ ......................................................................143 5.6. Tr­êng hîp nghiªn cøu: M« h×nh ho¸ sù ph¸t sinh dßng ch¶y t¹i Walnut Gulch, Arizona ......................................................................................................................................152 5.7. Tr­êng hîp nghiªn cøu: M« h×nh ho¸ l­u vùc R5 ë Chichasha, Oklahoma ........155 5.8. KiÓm chøng hoÆc ®¸nh gi¸ c¸c m« h×nh ph©n bè .................................................158 5.9. Th¶o luËn vÒ c¸c m« h×nh ph©n bè dùa trªn c¸c diÔn t¶ qu¸ tr×nh .....................159 5.10. C¸c ®iÓm kho¸ tõ ch­¬ng 5.................................................................................160 Hép 5.1. C¸c ph­¬ng tr×nh diÔn t¶ cho dßng ch¶y s¸t mÆt .........................................161 Hép 5.2. ¦íc l­îng c­êng ®é thÊm ë bÒ mÆt ®Êt.........................................................163 Hép 5.3. Gi¶i ph­¬ng tr×nh vi ph©n ®¹o hµm riªng: Mét sè kh¸i niÖm c¬ b¶n...........169 Hép 5.4. C¸c hµm ®Æc tr­ng ®é Èm ®Êt sö dông trong ph­¬ng tr×nh Richard ...........174 Hép 5.5. C¸c hµm chuyÓn ®æi thæ nh­ìng...................................................................179 Hép 5.6. C¸c ph­¬ng tr×nh diÔn t¶ dßng ch¶y mÆt .....................................................181 Hép 5.7. §¹o hµm ph­¬ng tr×nh sãng ®éng häc ..........................................................185 Ch­¬ng 6. T­¬ng tù thuû v¨n vµ c¸c m« h×nh M­a-dßng ch¶y hµm ph©n bè.....................................................................................................................188 6.1. T­¬ng tù thuû v¨n vµ c¸c ®¬n vÞ ph¶n øng thuû v¨n...........................................188 6.2. M« h×nh ph©n bè x¸c suÊt ®é Èm .........................................................................189 6.3. C¸c m« h×nh ®¬n vÞ ph¶n øng thuû v¨n ..............................................................191 6.4. TOPMODEL..........................................................................................................196 6.5. Tr­êng hîp nghiªn cøu: ¸p dông TOPMODEL cho l­u vùc Stacterbekker, Na Uy ......................................................................................................................................205 6.6. TOPKAPI ..............................................................................................................209 6.7. C¸c ®iÓm kho¸ tõ ch­¬ng 6...................................................................................210 Hép 6.1. Xem xÐt m« h×nh ®­êng cong sè SCS............................................................211 Hép 6.2. Lý thuyÕt nÒn t¶ng TOPMODEL..................................................................217 Ch­¬ng 7. ¦íc l­îng th«ng sè vµ ®é bÊt ®Þnh dù b¸o.....................227 7.1. ¦íc l­îng th«ng sè vµ ®é bÊt ®Þnh dù b¸o............................................................227 7
  8. 7.2. Ph©n tÝch ®é nh¹y vµ bÒ mÆt ph¶n øng th«ng sè .................................................229 7.3. §é ®o ho¹t ®éng vµ ®é ®o h÷u hiÖu.......................................................................234 7.4. Kü thuËt tèi ­u ho¸ tù ®éng..................................................................................237 7.5. Thõa nhËn ®é bÊt ®Þnh trong c¸c m« h×nh vµ sè liÖu: Ph©n tÝch ®é tin cËy .......239 7.6. HiÖu chØnh m« h×nh sö dông ph­¬ng ph¸p lý thuyÕt tËp hîp .............................241 7.7. Thõa nhËn sù t­¬ng ®­¬ng: Ph­¬ng ph¸p GLUE................................................244 7.8. Tr­êng hîp nghiªn cøu: mét øng dông cña ph­¬ng ph¸p GLUE trong m« h×nh ho¸ l­u vùc Saeternlekken MINIPELT, Na Uy..........................................................250 7.9. §èi sö víi sù t­¬ng ®­¬ng trong m« h×nh m­a-dßng ch¶y...................................255 7.10 §é bÊt ®Þnh vµ ®é rñi ro dù b¸o ...........................................................................257 7.11. C¸c ®iÓm kho¸ tõ ch­¬ng 7 ................................................................................258 Hép 7.1. §é h÷u hiÖu cho viÖc sö dông trong ®¸nh gi¸ m« h×nh................................259 Hép 7.2. §é h÷u hiÖu kÕt hîp......................................................................................264 Ch­¬ng 8. Dù b¸o lò lôt...................................................................................267 8.1. Yªu cÇu sè liÖu cho dù b¸o thêi gian thùc ............................................................268 8.2. M« h×nh m­a-dßng ch¶y cho dù b¸o lò.................................................................271 8.3. M« h×nh ISO Lambert...........................................................................................273 8.4. C¸c m« h×nh hµm chuyÓn ®æi thÝch nghi cho dù b¸o thêi gian thùc....................274 8.5. Tr­êng hîp nghiªn cøu: HÖ thèng dù b¸o thêi gian thùc cho thÞ trÊn Dumfries 274 8.6. Ph­¬ng ph¸p cho ngËp lôt trong thêi gian thùc...................................................277 8.7. Dù b¸o tÇn suÊt lò sö dông m« h×nh m­a-dßng ch¶y .........................................278 8.8. Tr­êng hîp nghiªn cøu: M« h×nh ho¸ ®Æc tr­ng tÇn suÊt lò cña l­u vùc Wye, Wales............................................................................................................................283 8.9. ¦íc l­îng tÇn suÊt lò bao gåm c¶ sù kiÖn tuyÕt tan ............................................285 8.10. T­¬ng tù thuû v¨n vµ ­íc l­îng tÇn suÊt lò ......................................................286 8.11. C¸c ®iÓm kho¸ tõ ch­¬ng 8.................................................................................287 Hép 8.1. ¦íc l­îng c¸c th«ng sè lîi Ých thÝch nghi cho dù b¸o thêi gian thùc............287 Ch­¬ng 9. Dù b¸o ¶nh h­ëng cña nh÷ng biÕn ®æi...............................290 9.1. Dù b¸o t¸c ®éng cña thay ®æi sö dông ®Êt ...........................................................292 9.2. Tr­êng hîp nghiªn cøu: Dù b¸o t¸c ®éng cña ho¶ ho¹n vµ khai th¸c rõng trong l­u vùc cÊp n­íc ë Melbourne .....................................................................................297 9.3. Dù b¸o t¸c ®éng cña biÕn ®æi khÝ hËu ..................................................................299 9.4. Tr­êng hîp nghiªn cøu: M« h×nh ho¸ t¸c ®éng cña biÕn ®æi khÝ hËu ®Õn tÇn suÊt lò ë l­u vùc Wye...........................................................................................................306 8
  9. 9.5. C¸c ®iÓn kho¸ tõ ch­¬ng 9....................................................................................307 Ch­¬ng 10. Trë l¹i vÊn ®Ò lùa chän m« h×nh .........................................309 10.1. Lùa chän m« h×nh trong m« h×nh hãa m­a-dßng ch¶y nh­ kiÓm tra gi¶ thiÕt..309 10.2. Gi¸ trÞ cña th«ng tin kú tr­íc .............................................................................312 10.3. VÊn ®Ò l­u vùc kh«ng ®­îc ®o ®¹c......................................................................314 10.4. Thay ®æi gi¸ trÞ th«ng sè vµ ®é bÊt ®Þnh dù b¸o.................................................313 10.5. §é bÊt ®Þnh dù b¸o vµ kiÓm chøng m« h×nh.......................................................316 10.6. Nh÷ng b×nh luËn cuèi cïng: Mét t­¬ng lai bÊt ®Þnh? ........................................317 Phô lôc A. biÓu diÔn phÇn mÒm .....................................................................320 A.1. Tfm ......................................................................................................................320 A.2. topmodel .........................................................................................................322 A.3. Ph©n tÝch dtm .....................................................................................................324 A.4. glue ....................................................................................................................325 Phô lôc B. Gi¶i thÝch thuËt ng÷ ..................................................................328 Tµi liÖu tham kh¶o .............................................................................................337 9
  10. Lêi nãi ®Çu Nh÷ng ng­êi mÉu ®­¬ng nhiªn lµ rÊt ®Ñp, vµ mét ng­êi ®µn «ng sÏ thùc sù h·nh diÖn khi ®­îc nh©n ra trong nhãm cña m×nh. Nh­ng b¶n th©n hä còng tiÒm Èn nhiÒu khiÕm khuyÕt. Quan träng lµ hä ®Ñp kh«ng chØ ®Ó ng¾m mµ chóng ta cã thÓ sèng h¹nh phóc víi hä kh«ng. Kaplan, 1964 Ng­êi ta quan niÖm r»ng thùc tr¹ng cña m« h×nh nguån n­íc còng nh­ mét nÒn kinh tÕ ®ang tr¶i qua n¹n l¹m ph¸t -nghÜa lµ cã qu¸ nhiÒu m« h×nh ®­îc theo ®uæi nh­ng l¹i cã qu¸ Ýt ®­îc ¸p dông, hay lµ cã qu¸ nhiÒu nhµ m« h×nh theo ®uæi qu¸ Ýt ý t­ëng. §iÒu nµy còng gièng nh­ in ra mét l­îng tiÒn qu¸ lín sÏ lµm gi¶m gi¸ trÞ cña ®ång tiÒn. Bëi vËy ph¶i cã mét l­îng tiÒn lín ®­îc ®Çu t­ bëi c¸c nhµ m« h×nh ®Ó b¶o ®¶m cho nh÷ng b­íc tiÕp theo trong c«ng viÖc cña hä. Robin Clark, 1974 Cã mét vÊn ®Ò c¬ b¶n trong nghiªn cøu hÖ thèng thñy v¨n lµ hÇu hÕt c¸c ho¹t ®éng diÔn ra d­íi ®Êt. MÆc dï tÊt c¶ c¸c tiÕn bé kü thuËt ®· ®­îc øng dông nh­ viÔn th¸m, ra®a vµ c¸c kü thuËt kh¸c vµo viÖc th¨m dß bÒ mÆt, c¸c kiÕn thøc cña chóng ta vÒ c¸i g× ®ang diÔn ra trong lßng ®Êt vÉn cßn rÊt h¹n chÕ. Nh÷ng g× chóng ta biÕt tõ c¸c nghiªn cøu chuyÓn ®éng n­íc trong ®Êt vµ ®¸ trong phßng thÝ nghiÖm vµ c¶ b·i thùc nghiÖm nhá chØ nãi lªn r»ng c¸c d¹ng chuyÓn ®éng cña n­íc lµ rÊt phøc t¹p vµ biÕn ®æi theo quy luËt phi tuyÕn víi tû lÖ tïy ý dßng ch¶y vµ ®é Èm ­ít. Tõ quan ®iÓm m« h×nh hãa m­a-dßng ch¶y ë ph¹m vi thùc tÕ (c¸c l­u vùc võa ®Õn lín), v× sù phøc t¹p nµy mµ chóng ta kh«ng hy väng cã thÓ t¸i t¹o l¹i toµn bé chi tiÕt qu¸ tr×nh dßng ch¶y, t¹o ra thñy ®å dßng ch¶y: qu¸ nhiÒu phøc t¹p vµ kh«ng thÓ hiÓu biÕt víi kü thuËt ®o ®¹c hiÖn nay. ë møc ®é ®ã kh«ng cã kh¶ n¨ng m« h×nh ho¸ m­a-dßng ch¶y. §iÒu nµy kh«ng ng¨n c¶n nhiÒu nhµ thñy v¨n häc kh¸c, nhãm c¸c nhµ thñy v¨n vµ c¸c viÖn thùc nghiÖm thñy v¨n ph¸t triÓn m« h×nh m­a-dßng ch¶y. Côm tõ “d­ thõa” xuÊt hiÖn, mÆc dï nhiÒu lÇn trong c«ng viÖc cña m×nh, b¶n th©n ®· gÆp r¾c rèi trong viÖc ph¸t triÓn vµ kiÓm tra, thö nghiÖm nhiÒu m« h×nh kh¸c nhau b»ng nhiÒu c¸ch kh¸c nhau, nh­ng vÉn lµm viÖc hÕt søc m×nh. Cuèn s¸ch nµy kh«ng hy väng liÖt kª tÊt c¶ c¸c m« h×nh m­a-dßng ch¶y cho ®Õn nay vµ xin lçi tÊt c¶ c¸c nhµ m« h×nh v× m« h×nh cña hä chØ ®­îc tr×nh bµy v¾n t¾t hoÆc kh«ng ®Çy ®ñ. B©y giê hÇu nh­ kh«ng cã kh¶ n¨ng cho bÊt kú c¸ nh©n nµo nhËn biÕt tÊt c¶ c¸c m« h×nh ®­îc ®¨ng t¶i trong c¸c s¸ch b¸o, chØ thuÇn tuý biÕt mét sè trong khu«n khæ lÞch sö cña c¸c khëi ®Çu kh¸c 10
  11. nhau. §· tiÕn hµnh thèng kª mét danh s¸ch c¸c m« h×nh s½n cã ®· s­u tÇm trong vßng h¬n 20 n¨m tr­íc ®©y (®· thèng kª trong luËn ¸n TiÕn sÜ). Do ®ã, thay cho viÖc ph¸c th¶o hÇu hÕt c¸c ®Ò tµi ®¸ng quan t©m ®ang ®­îc kh¶o s¸t hiÖn nay, cè g¾ng c¶i tiÕn kh¶ n¨ng dù b¸o thñy v¨n khi ph¶n ¸nh hoµn c¶nh lÞch sö cña ®èi t­îng. §iÒu ®ã cã nghÜa lµ ng­êi ®äc sÏ t×m thÊy rÊt Ýt d¹ng m« h×nh l­îng tr÷ nhËn thøc ®­îc b¾t ®Çu trong suèt nh÷ng n¨m 1960 vµ vÉn dïng réng r·i hiÖn nay, còng sÏ kh«ng t×m thÊy nhiÒu m« h×nh c©n b»ng n­íc theo th¸ng. Hy väng ng­êi ®äc sÏ nhËn thÊy r»ng ®©y lµ mét cuèn s¸ch h­íng tíi t­¬ng lai. Dï vËy cuèn s¸ch cã thÓ chØ m« t¶ mét c¸ch l­ít nhanh qu¸ tr×nh ®· lµm, thËm chÝ chØ lµ mét vµi ®iÓm nhÊn ®©u ®ã. Ho¹t ®éng m« h×nh ho¸ m­a-dßng ch¶y ®· trë thµnh mét ho¹t ®éng chÝnh cña c¸c nhµ thñy v¨n trªn thÕ giíi gièng nh­ Robin Clarke ®· lµm ®iÒu t­¬ng tù víi ®èi t­îng kinh tÕ trong kú l¹m ph¸t 25 n¨m tr­íc ®©y. Ngµy nay sè th­ môc ®Ó b¸o c¸o tiÕn bé trong lÜnh vùc nµy lµ rÊt lín. §Ó cung cÊp mét c¸i nh×n tæng quan cña c¸c tµi liÖu ë møc hoµn h¶o lµ kh«ng cã kh¶ n¨ng, nh­ng t«i hy väng cè g¾ng cung cÊp c¸c tµi liÖu tham kh¶o trong c¸c t¹p chÝ gÇn ®©y vµ tr­íc ®©y ®Ó ng­êi ®äc nghiªn cøu nhiÒu h¬n c¸c tµi liÖu cÇn thiÕt. VÉn cÇn sù tiÕp tôc vµ tÇm quan träng cña viÖc m« h×nh ho¸ m­a-dßng ch¶y cho nh÷ng vÊn ®Ò thùc tÕ cña qu¶n lý tµi nguyªn n­íc, dù b¸o lò, thiÕt kÕ kªnh, qu¶n lý ¶nh h­ëng cña c¸c chi l­u trong chÊt l­îng n­íc, dù b¸o tai n¹n nhiÔm bÈn vµ nhiÒu môc ®Ých kh¸c. May thay t×nh h×nh thiÕu kh¶ n¨ng dù b¸o chi tiÕt cña ®­êng ®i dßng ch¶y kh«ng hoµn toµn ®¸ng sî nh­ ®· nªu. Víi nhiÒu môc ®Ých thùc tÕ chóng ta kh«ng cÇn chi tiÕt qu¸ trong sù ph¸t triÓn mét m« h×nh dù b¸o. H¬n n÷a nhiÒu m« h×nh m­a- dßng ch¶y thµnh c«ng l¹i t­¬ng ®èi ®¬n gi¶n. Cuèn s¸ch nµy dù ®Þnh nh­ mét lêi giíi thiÖu c¸c m« h×nh m­a-dßng ch¶y gÇn ®©y dïng ®Ó tiÕn hµnh dù b¸o. §iÒu nµy sÏ ®­îc thùc hiÖn, tuy nhiªn, trong khung c¶nh lµ viÖc kh«ng cã kh¶ n¨ng dù b¸o chi tiÕt qu¸ tr×nh dßng ch¶y, ph¶i nhÊt thiÕt cã nghÜa lµ tÊt c¶ c¸c m« h×nh m­a-dßng ch¶y chØ cã thÓ m« t¶ rÊt gÇn ®óng qu¸ tr×nh m­a-dßng ch¶y vµ nh­ vËy ph¶i ®­îc coi lµ dù b¸o kh«ng ch¾c ch¾n. Nh­ vËy toµn bé c¸c phÇn cña cuèn s¸ch nµy dµnh cho sù ph©n tÝch tÝnh bÊt ®Þnh cña dù b¸o. §iÒu nµy cã thÓ ®­îc coi lµ mét chñ ®Ò ­u tiªn. Quan ®iÓm chÝnh lµ cÇn hiÓu sù bÊt ®Þnh trong m«i tr­êng thùc hiÖn m« h×nh ho¸, vµ do ®ã b»ng c¸ch sö dông m« h×nh Monte-Carlo hiÖn ®¹i, ­íc l­îng ®é bÊt ®Þnh cã thÓ ®­îc giíi thiÖu trong d¹ng rÊt ®¬n gi¶n. Nh­ vËy, ®¸nh gi¸ bÊt ®Þnh h­íng trùc tiÕp tíi viÖc ®¸nh gi¸ rñi ro trong viÖc ra quyÕt ®Þnh vµ trong hÇu hÕt c¸c tr­êng hîp thùc tÕ, m« h×nh m­a-dßng ch¶y chÝnh x¸c ®Ó ®­a ra quyÕt ®Þnh. Cã ph¶i dù b¸o lò ®­îc kh¼ng ®Þnh lµ dù b¸o mùc n­íc 6h sau? L­îng tr÷ kªnh v­ît trµn hå chøa ®Ó ®èi phã víi lò x¶y ra 50 n¨m mét lÇn lµ g×? Giíi h¹n vÒ kiÕn thøc thñy v¨n cña chóng ta dÉn tíi quyÕt ®Þnh ph¶i n»m trong khu«n khæ ®¸nh gi¸ rñi ro, c«ng nhËn sù bÊt ®Þnh trong dù b¸o cña chóng ta. Hy väng r»ng sù hiÓu biÕt t­ liÖu ë quyÓn s¸ch nµy kÓ c¶ phÇn vÒ ®¸nh gi¸ bÊt 11
  12. ®Þnh sÏ ®­îc t¨ng c­êng b»ng nh÷ng phÇn mÒm. PhÇn mÒm ®­îc x©y dùng trªn c¬ së c¸c ph­¬ng ph¸p ®· ®­îc ph¸t triÓn ë §¹i häc Tæng hîp Lancatster trong chôc n¨m gÇn ®©y, nhiÒu nhµ nghiªn cøu vµ c¸c sinh viªn ®· m« pháng ý t­ëng hoÆc ®ãng gãp trùc tiÕp ®Ó ph¸t triÓn. T«i muèn nãi vÒ Peter Young, ý t­ëng cña «ng lµ sè liÖu (h¬n lµ lý thuyÕt ®¬n ®éc) cã thÓ gîi ý mét cÊu tróc m« h×nh thÝch hîp cã t¸c dông quan träng. Andrew Binley, Kathy Bashford, David Cameron, James Fisher, Stewart Franks, Jim Freer, Rob Lamb, Mathew Lees, Paul Qinn, Renata Romanowicz, Karsten Schulz, vµ Jonathon Tawn, tÊt c¶, hoÆc tr­íc ®©y ë Lancaster ®· cã ®ãng gãp quan träng ®Õn c¸c dù ¸n m« h×nh ho¸. Sù céng t¸c víi c¸c nhãm kh¸c còng rÊt quan träng, ®Æc biÖt víi George Hornberger (Charlottesville), Bruno Ambroise (Strasbourg), Chales Obled vµ Georges-Marie Saulnier (Grenoble), Eric Wood (Princeton), Peter Germann (Bern), Sarka Blazkova (Prague) vµ Philippe Merot (Rennes), C¸c phÇn ë cuèn s¸ch nµy ®­îc viÕt trong ®ît du kh¶o ë Santa Barbara víi sù ñng hé cña Tom Dunne vµ Jeff Dozier, ë Lausanne víi sù ñng hé cña Andre Masy vµ ë Leuven víi sù gióp ®ì cña Jan Feyen vµ Tæ chøc Francqui. Xin bµy tá lßng biÕt ¬n ®Õn Mike Kirkby. Mét thêi gian dµi tr­íc ®©y, c¸c bµi gi¶ng cña «ng khi cßn häc ë §HTH Bristol ®· lµm t«i hiÓu r»ng cã kh¶ n¨ng ®Ó m« h×nh ho¸ c¸c hÖ thèng thñy v¨n vµ h×nh th¸i b»ng nhËn thøc ®¬n gi¶n vµ phøc t¹p, vµ khëi nguån cña TOPMODEL n»m trong t­ t­ëng phong phó cña «ng trong thêi gian t«i lµm nghiªn cøu sinh ë Leed. Tµi n¨ng cña «ng trong viÖc thÓ hiÖn b¶n chÊt cña vÊn ®Ò, b»ng mét tËp hîp gi¶ thiÕt tr­íc ®ã ®¬n gi¶n, lµ c¶m høng cã thùc, ngay c¶ khi t«i cè g¾ng ®Ó hiÓu c¸i g× «ng ®· nãi tíi. T«i hy väng «ng sÏ chÊp nhËn mét sè néi dung bæ xung tiÕp sau ®©y. Cuèi cïng, cuèn s¸ch nµy dù ®Þnh giíi thiÖu c¸c quan ®iÓm m« h×nh ho¸ thñy v¨n cho thÕ hÖ sinh viªn míi vµ nã ®­îc dµnh cho mét ®ît ®µo t¹o thùc hµnh chuyªn biÖt gÇn ®©y. NÕu b»ng mét c¬ héi nµo ®ã cña sè mÖnh Anna cã thÓ ®äc vµ cè g¾ng hiÓu nã. T«i hy väng c« sÏ t×m thÊy nã trong mét chØ dÉn râ rµng vµ cã Ých cho c¸c sö dông c¶ hiÖn t¹i vµ t­¬ng lai cña m« h×nh m­a-dßng ch¶y. Nã ®· ®­îc viÕt tr­íc hÕt cho thÕ hÖ cña c«. 12
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