- Trang Chủ
- Địa Lý
- Mô hình toán thủy văn lưu vực nhỏ - Chương 12: Ứng dụng và lựa chọn các mô hình thủy văn
Xem mẫu
- Ch−¬ng 12
øng dông vµ lùa chän c¸c
M« h×nh thuû v¨n
12.1 Giíi thiÖu ..............................................................................773
12.2 C¸c øng dông cña m« h×nh ...................................................780
12.3 C¸c ph−¬ng ph¸p lùa chän m« h×nh ....................................802
Tµi liÖu tham kh¶o .......................................................................813
7 71
- 7 72
- øng dông vµ lùa chän c¸c m« h×nh thuû v¨n
T¸c gi¶:
Thomas J. Jackson, Nhµ Thñy v¨n häc, USDA, ARS, Hydrology
Laboratory, Beltsville, MD.
12.1 giíi thiÖu
Ch−¬ng nµy nh»m tæng kÕt vÒ c¸c øng dông cña c¸c m« h×nh thuû v¨n
®èi víi c¸c l−u vùc s«ng nhá. Ngoµi ra, cßn cã mét sè h−íng dÉn lùa chän mét
m« h×nh cho mét vÊn ®Ò cô thÓ. HÇu hÕt c¸c m« h×nh ®Ò cËp ®Õn sÏ ®−îc m« t¶
trong ch−¬ng 13.
TÊt c¶ c¸c øng dông cña m« h×nh cã thÓ chia lµm hai lo¹i: mét lo¹i ®Ó
®−a ra quyÕt ®Þnh thùc tiÔn vµ mét lo¹i ®Ó nghiªn cøu vµ ®µo t¹o. MÆc dï ë ®©y
chóng ta nãi chung chñ yÕu nghiªn cøu lo¹i thø hai, nh−ng chóng ta còng sÏ
nhÊn m¹nh tíi lo¹i thø nhÊt. ë c¸c phÇn sau, chóng ta sÏ cung cÊp chi tiÕt h¬n.
12.1.1 C¸c øng dông m« h×nh
øng dông thùc tiÔn:
Trong mét øng dông thùc tiÔn, c¸c nhµ ph©n tÝch sö dông c¸c th«ng tin
thñy v¨n ®Ó lùa chän mét ph−¬ng ¸n ho¹t ®éng tèi −u. Th−êng th×, trõ tr−êng
hîp ®¬n gi¶n nhÊt, c¸c nhµ ph©n tÝch sÏ liªn kÕt c¸c d÷ liÖu thuû v¨n víi c¸c
lo¹i d÷ liÖu kh¸c (vÝ dô nh−, kinh tÕ, x· héi vµ sinh vËt) b»ng viÖc sö dông mét
hµm hiÖn hoÆc mét hµm Èn cã ¶nh h−ëng tíi mçi lo¹i d÷ liÖu, t−¬ng øng víi
tÇm quan träng cña nã trong c¸c tr¹ng th¸i ®Æc thï. Trong qu¸ tr×nh nµy,
nh÷ng biÕn thuû v¨n lµ d÷ liÖu vµo cho m« h×nh øng dông cô thÓ.
C¸c øng dông cô thÓ cã thÓ ®−îc chia nhá thµnh nhiÒu c¸ch. Mét c¸ch ®ã
lµ cã thÓ dùa trªn møc ®é cña viÖc ®−a ra quyÕt ®Þnh, dù ¸n, thiÕt kÕ - quy
ho¹ch vµ qu¸ tr×nh thùc hiÖn (Mc Pherson, 1975a). C¸c nghiªn cøu vÒ quy
7 73
- ho¹ch ®−îc tËp trung vµo c¸c vÊn ®Ò quy m« lín. Trong nh÷ng nghiªn cøu nh−
vËy, sù t−¬ng t¸c cña c¸c yÕu tè c¬ b¶n kh¸c nhau trong ph¹m vi quy ho¹ch
ph¶i ®−îc xem xÐt, còng nh− c¸c sù liªn quan cña c¸c ®Þa ®iÓm riªng lÎ víi môc
tiªu tæng thÓ. ë cÊp ®é nµy cña dù ¸n, nh÷ng biÕn ®æi thuû v¨n cã thÓ ®ãng
mét vai trß t−¬ng ®èi phô trong viÖc ®−a ra quyÕt ®Þnh. Ngoµi ra, cßn cã nh÷ng
vÊn ®Ò trong sù lùa chän d÷ liÖu do quy m« réng cña nh÷ng nghiªn cøu nh−
vËy. V× hai lý do nµy ng−êi ta Ýt nhÊn m¹nh tíi sù phøc t¹p cña m« h×nh.
Trong c¸c nghiªn cøu ë cÊp ®é thiÕt kÕ, mét quyÕt ®Þnh ®−îc ®−a ra ®Ó
thùc hiÖn mét môc ®Ých nhÊt ®Þnh. Cã thÓ ®©y lµ kÕt qu¶ mét nghiªn cøu cÊp
®é quy ho¹ch hoÆc thùc hiÖn mét chÝnh s¸ch ®· cã. ë ®iÓm nµy, nhµ ph©n tÝch
th−êng quan t©m ®Õn vÊn ®Ò vÒ c¸c ¶nh h−ëng cã liªn quan ®Õn sù thay ®æi
thuû v¨n vµ lµm sao ®Ó hoµn thµnh víi chi phÝ thÊp nhÊt. C¸c th«ng tin kh¸c Ýt
®−îc nhÊn m¹nh h¬n. Mét tr¹ng th¸i ®Æc tr−ng cã thÓ lµ thiÕt kÕ cña mét cong
tr×nh chËm lò kiÓm so¸t dßng ch¶y tõ mét sù kiÖn cã x¸c suÊt x¶y ra lµ X n¨m
víi chi phÝ thÊp nhÊt. Nh÷ng thay ®æi thuû v¨n cã thÓ lµ l−u l−îng ®Ønh lò vµ
l−u l−îng dßng ch¶y kÕt hîp víi biÕn cè X n¨m. §−¬ng nhiªn c¸c m« h×nh thuû
v¨n ®−îc nhÊn m¹nh nhiÒu h¬n. RÊt nhiÒu nghiªn cøu ®· t×m tßi hoÆc gi¶i
quyÕt vÊn ®Ò nhËn d¹ng. Nh÷ng kiÓu ph©n tÝch nµy ¸p dông cho c¶ phÇn quy
ho¹ch vµ thiÕt kÕ.
CÊp ®é t¸c nghiÖp cña viÖc ®−a ra quyÕt ®Þnh liªn quan ®Õn nh÷ng vÊn
®Ò nh−: kÕ ho¹ch t−íi tiªu vµ ®iÒu tiÕt tr÷ n−íc. Hµm môc tiªu ®−îc biÕt ®Õn
mét c¸ch ®iÓn h×nh. VÊn ®Ò cña nh÷ng ng−êi ®−a ra quyÕt ®Þnh lµ ®¸nh gi¸
®iÒu kiÖn hiÖn t¹i, dù ®o¸n c¸c sù kiÖn t−¬ng lai vµ lùa chän mét ph−¬ng
h−íng ho¹t ®éng tèi −u theo mét môc tiªu. M« h×nh nµy còng lµ mét c«ng cô
cho viÖc kÕt hîp ®iÒu kiÖn hÖ thèng vµ c¸c sù kiÖn dù ®o¸n víi hµm vËn chuyÓn
thuû v¨n ®Ó dÔ dµng lËp ®−îc th«ng tin h÷u Ých cã thÓ sö dông trong viÖc ®−a
ra quyÕt ®Þnh.
ë tÊt c¶ c¸c cÊp ®é cña quyÕt ®Þnh, nhµ ph©n tÝch ®ßi hái mét dù ®o¸n
chÝnh x¸c, ph¶n øng cña hÖ thèng ®èi víi mçi d÷ liÖu vµo x¸c ®Þnh, ®èi t−îng ®Ó
®¸nh gi¸ chi phÝ. §èi víi c¸c nghiªn cøu triÓn khai, th× mét yÕu tè kh¸c lµ thêi
gian còng rÊt quan träng. Nh− ®· m« t¶ trong tµi liÖu cña Côc c«ng binh Mü
(1972), kh¶ n¨ng sö dông cña mét dù b¸o phô thuéc vµo ®é chÝnh x¸c vµ thêi
7 74
- ®o¹n cña nã. Gi¸ trÞ cña mét dù b¸o hoµn h¶o còng chØ lµ v« nghÜa nÕu thêi
gian dù b¸o tr−íc cña sù kiÖn lµ b»ng 0..
CÊp ®é t¸c nghiÖp cña m« h×nh th−êng lµ nh÷ng øng dông cô thÓ bëi v×
tÝnh kh¸c biÖt lín cña c¸c b−íc qu¶n lý thùc hµnh, c¸c vÊn ®Ò gÆp ph¶i vµ c¸c
thiÕt lËp hÖ thèng thùc tÕ. Lindahl vµ Hamriclc (1970) ®· nghiªn cøu tíi c¸c
yÕu tè bæ sung, bao gåm c¸c lo¹i kinh phÝ, c¸c yÕu tè nµy ph¶i ®−îc xem xÐt khi
sö dông c¸c m« h×nh thuû v¨n cho cÊp ®é thùc hiÖn quyÕt ®Þnh t¸c nghiÖp.
ë ch−¬ng nµy, chóng ta chia nhá c¸c øng dông m« h×nh theo tõng vÊn ®Ò
thµnh 5 lo¹i chÝnh: øng dông cho n«ng nghiÖp, øng dông cho rõng vµ ®Êt
hoang, khai th¸c trªn bÒ mÆt, c¸c c«ng tr×nh ®« thÞ vµ c«ng tr×nh nhá. C¸c øng
dông n«ng nghiÖp l¹i ®−îc chia nhá h¬n thµnh c¸c øng dông t−íi, øng dông
tiªu tho¸t n−íc vµ sö dông ®Êt.
Nh×n chung, vÉn cã mét kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ph−¬ng ph¸p ®−îc sö
dông trªn thùc tÕ ®Ó t¹o ra d÷ liÖu thuû v¨n vµ quy ho¹ch hiÖn t¹i cña m« h×nh
thuû v¨n. Cã nhiÒu yÕu tè gãp phÇn t¹o nªn kho¶ng c¸ch nµy, nh−ng yÕu tè
quan träng nhÊt liªn quan tíi tÝnh kinh tÕ cña c¸c thiÕt lËp l−u vùc s«ng nhá
vµ viÖc x©y dùng m« h×nh.
HÇu hÕt nh÷ng ng−êi lµm øng dông quyÕt ®Þnh ®Òu nhËn thÊy r»ng, mét
sè ph−¬ng ph¸p hä ®ang sö dông ®Ó t×m ra d÷ liÖu thuû v¨n th× Ýt h¬n nh÷ng
ph−¬ng ph¸p thuû v¨n tèi −u nhiÒu. Hä còng nhËn thøc ®−îc r»ng, trong mét
sè vÊn ®Ò vÒ l−u vùc s«ng, lîi nhuËn tæng céng th× t−¬ng ®èi nhá vµ nh÷ng nç
lùc ®Ó t¨ng nh÷ng kho¶n lîi nhuËn nµy b»ng c¸ch sö dông d÷ liÖu tèt h¬n
trong øng dông thiÕt lËp còng chØ lµm t¨ng thªm mét lîi nhuËn nhá. Do vËy,
th«ng th−êng sö dông c¸c m« h×nh thuû v¨n “®¾t gi¸” th× kh«ng hîp lý l¾m.
C¸c m« h×nh thuû v¨n sÏ cã nhiÒu øng dông h¬n nÕu nh÷ng ng−êi ph¸t
triÓn nã cè g¾ng tËp trung nç lùc ®Ó lµm cho chóng trë nªn dÔ dµng h¬n khi sö
dông. §iÒu nµy ®ßi hái nh÷ng s¸ng kiÕn cña ng−êi ph¸t triÓn m« h×nh. Cã mét
ph−¬ng ph¸p cã thÓ lµm ®−îc ®iÒu nµy ®ã lµ lîi dông c¸c tr¹ng th¸i c©n b»ng
kinh tÕ. §©y lµ nh÷ng tr¹ng th¸i mµ trong ®ã mét sè vÊn ®Ò tØ lÖ nhá cña cïng
mét lo¹i gÆp ph¶i nh− lµ thiÕt kÕ cèng ngÇm trong mét khu vùc qu¶n lý. Trong
mét tr−êng hîp c¬ b¶n, viÖc sö dông mét m« h×nh thuû v¨n cã thÓ kh«ng hîp
7 75
- lý. Tuy nhiªn, trong mét c¬ së ph¸t triÓn, c¸c nç lùc ®Ó ph¸t huy c¸c ph−¬ng
ph¸p tèt h¬n cã thÓ lµ hîp lý. Crawford (1973 a) ®−a ra 2 ph−¬ng ph¸p:
1. Sö dông m« h×nh ®Ó ph¸t triÓn c¸c b¶ng thiÕt kÕ hoÆc biÓu ®å
2. TÝnh to¸n tr−íc d÷ liÖu sÏ ®−îc sö dông trong tÊt c¶ c¸c vÊn ®Ò vµ sau
®ã cung cÊp mét ph−¬ng ph¸p ®¬n gi¶n cho sù c©n b»ng cña ph©n tÝch.
Nh÷ng ph−¬ng ph¸p nh− vËy chØ ra triÓn väng tèt nhÊt cho viÖc më réng
sö dông c¸c m« h×nh thuû v¨n. Mét sè øng dông sö dông ph−¬ng ph¸p nµy sÏ
®−îc nh¾c tíi sau.
øng dông cña c¸c m« h×nh còng cã thÓ t¨ng nÕu c¸c m« h×nh ®Òu qua
kiÓm tra vµ ®−îc chøng minh b»ng tµi liÖu, mét b¶n ghi chÐp hµng n¨m cÈn
thËn cña ng−êi sö dông cã s½n th× ng−êi sö dông cã thÓ nhËn ®−îc mét b¶n sao
cã thÓ sö dông ®−îc cña m« h×nh vµ viÖc ®µo t¹o lu«n s½n cã.
øng dông cho nghiªn cøu vµ ®µo t¹o
Lo¹i quan träng thø hai cña øng dông c¸c m« h×nh thuû v¨n ®ã lµ xem
m« h×nh nh− lµ mét ph−¬ng tiÖn kiÓm tra vµ ®µo t¹o víi môc ®Ých lµ ®Ó hiÓu râ
h¬n vÒ vßng tuÇn hoµn thuû v¨n. Mét sù kh¸c biÖt quan träng gi÷a lo¹i øng
dông nµy vµ lo¹i øng dông thùc tiÔn lµ nghiªn cøu vµ ®µo t¹o liªn quan ®Õn c¸c
kiÕn thøc trong khi øng dông thùc tiÔn chñ yÕu liªn quan tíi d÷ liÖu.
Nh− ®· m« t¶ bëi Diskin (1970), khi mét nhµ nghiªn cøu x©y dùng mét
m« h×nh, anh ta ph¶i x¸c ®Þnh râ kiÕn thøc cña anh ta vÒ c¸c qu¸ tr×nh tù
nhiªn x¶y ra. NÕu sau ®ã anh ta kiÓm tra m« h×nh b»ng c¸ch so s¸nh d÷ liÖu ra
cña nã víi d÷ liÖu tõ c¸c sù kiÖn quan s¸t ®−îc, anh ta cã thÓ lËp mét b¶n
t−êng tr×nh vÒ gi¸ trÞ cña m« h×nh. Sù phï hîp chøng thùc ý kiÕn cña anh ta
trong khi ®ã sù kÏm phï hîp dÉn tíi sù b¸c bá m« h×nh. Johnson (1973) ®· chØ
ra r»ng lîi Ých gi¸n tiÕp cña m« h×nh c¬ b¶n lµ tãm t¾t l¹i c¸c vÊn ®Ò, c¸c kh¸i
niÖm mµ nhµ nghiªn cøu ®· gÆp ph¶i trong khi nh÷ng ng−êi kh¸c l¹i cã thÓ
kh«ng chó ý ®Õn nã. Ngoµi ra, c¸c thiÕu hôt d÷ liÖu vµ ph¹m vi cÇn thiÕt cña
nghiªn cøu còng ®−îc x¸c ®Þnh râ. Nhµ nghiªn cøu còng cã thÓ ®¹t ®−îc nh÷ng
hiÓu biÕt quan träng tËp trung vµo c¸c thµnh phÇn cña vßng tuÇn hoµn thuû
v¨n trong nh÷ng hoµn c¶nh ®Æc thï sÏ h−íng dÉn anh ta trong viÖc x©y dùng
c¸c m« h×nh ®¬n gi¶n vµ thùc tÕ h¬n. Qu¸ tr×nh nµy cña viÖc ph©n tÝch môc
®Ých cã thÓ rÊt h÷u Ých.
7 76
- Mét øng dông quan träng cña c¸c m« h×nh thuû v¨n trong nghiªn cøu lµ
chóng cã thÓ ®¸p øng ®−îc nh− mét tiªu ®iÓm trong viÖc nghiªn cøu c¸c ®¬n vÞ
®a quy luËt, do ®ã t¹o nªn sù liªn kÕt (Engman, 1970) .
Mét vµi n¨m tr−íc ®©y, viÖc sö dông c¸c m« h×nh thuû v¨n chñ yÕu ®−îc
giíi h¹n trong ph¹m vi nghiªn cøu. Tuy nhiªn c¸c nhµ ph©n tÝch ngµy nay
mong muèn cã thÓ thùc hiÖn nh÷ng m« h×nh nµy th−êng xuyªn. Khuynh h−íng
nµy ®−îc ph¶n ¸nh trong hai tµi liÖu phæ biÕn vÒ thuû v¨n. Mét b¶n sím h¬n
cña unsley vµ céng sù (1975) vµ sau ®ã lµ cña Viessman vµ nnk. (1977) gåm
rÊt Ýt d÷ liÖu vÒ qu¸ tr×nh liªn kÕt hay c¸c kiÓu m« h×nh thuû v¨n m« pháng.
Nh÷ng tµi liÖu gÇn ®©y ®· ®−îc më réng ®Ó cã nhiÒu d÷ liÖu h¬n trong c¸c m«
h×nh nµy. Ngoµi ra, cã hai tµi liÖu kh¸c lµ cña Overton vµ Meadows (1976) vµ
Fleming (1975) chØ liªn quan ®Õn viÖc x©y dùng m« h×nh thuû v¨n còng ®·
®−îc xuÊt b¶n.
Mét sinh viªn ph¶i mÊt mét thêi gian ®¸ng kÓ ®Ó nghiªn cøu c¸c qu¸
tr×nh thuû v¨n riªng lÎ cña vßng tuÇn hoµn thuû v¨n vµ th«ng qua c¸c thÝ
nghiÖm míi ®¹t ®−îc sù ®¸nh gi¸ cña mçi mét qu¸ tr×nh. ViÖc sö dông mét m«
h×nh gióp sinh viªn kiÓm tra ®−îc sù ¶nh h−ëng lÉn nhau cña nh÷ng qu¸ tr×nh
riªng lÎ. Khi c¸c m« h×nh ®−îc thùc hiÖn trªn mét hÖ thèng m¹ng m¸y tÝnh,
mét sinh viªn cã thÓ thùc hiÖn c¸c thÝ nghiÖm rÊt nhanh chãng. Moore (1971)
còng chØ ra viÖc sö dông c¸c m« h×nh trong ®µo t¹o gióp häc sinh tÝch luü ®−îc
kinh nghiÖm vµ mét sù ®¸nh gi¸ vÒ tËp hîp c¸c vÊn ®Ò d÷ liÖu vµ xö lý.
12.1.2 Lùa chän m« h×nh
Trong qu¸ tr×nh t×m ra mét ph−¬ng h−íng ho¹t ®éng, øng dông thùc
tiÕn sö dông nhiÒu th«ng tin vÒ c¸c biÕn ®æi. Sù tèi −u cu¶ quyÕt ®Þnh dùa trªn
mét tiªu chuÈn x¸c ®Þnh ch¼ng h¹n nh− lµ tiªu chuÈn vÒ lîi nhuËn tÝnh b»ng
tiÒn.
D÷ liÖu kh«ng chÝnh x¸c cã thÓ lµm cho ng−êi quyÕt ®Þnh chän lùa
ph−¬ng h−íng ho¹t ®éng sinh ra Ýt lîi nhuËn h¬n hoÆc mÊt ®i lîi nhuËn. Ng−êi
®−a ra quyÕt ®Þnh cã thÓ tr¸nh ®−îc nh÷ng mÊt m¸t nµy khi cã d÷ liÖu chÝnh
x¸c, lÊy ®−îc tõ c¸c m« h×nh hoÆc c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c. Mçi mét ph−¬ng ph¸p
sÏ cã mét gi¸ trÞ kh¸c nhau. Ph−¬ng ph¸p tèt nhÊt lµ ph−¬ng ph¸p cung cÊp sù
7 77
- kh¸c nhau tèi ®a gi÷a gi¸ trÞ cña nã vµ chi phÝ ®Ó nhËn ®−îc th«ng tin cÇn
thiÕt.
SÏ rÊt h÷u Ých cho mét ng−êi ra quyÕt ®Þnh nÕu anh ta cã kh¶ n¨ng thùc
hiÖn nh÷ng ph©n tÝch cÇn thiÕt ®Ó quyÕt ®Þnh gi¸ trÞ vµ chi phÝ cña c¸c m« h×nh
thuû v¨n kh¸c nhau trong mçi vÊn ®Ò mµ anh ta gÆp ph¶i. Tuy nhiªn, nh÷ng
ph©n tÝch nµy th−êng ®ßi hái nhiÒu nguån lùc h¬n lµ kh¶ n¨ng anh ta cã thÓ
thùc hiÖn. KÕt qu¶ lµ ng−êi quyÕt ®Þnh sö dông nh÷ng kü thuËt gÇn ®óng vµ
hy väng chóng sÏ t¹o ra nh÷ng kÕt qu¶ gièng nhau.
RÊt nhiÒu c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c ®· ®−îc tr×nh bµy trong c¸c s¸ch
nghiªn cøu vÒ viÖc sö dông trong sù lùa chän c¸c m« h×nh vµ nh÷ng m« h×nh
nµy sÏ ®−îc m« t¶ trong mét phÇn sau. Dùa trªn c¬ së nh÷ng ph−¬ng ph¸p nµy
vµ nh÷ng nghiªn cøu phô thªm, chóng t«i ®−a ra mét khung lµm viÖc chung
cho sù lùa chän m« h×nh- mét ph©n tÝch chi tiÕt chi phÝ - lîi Ých. Ph−¬ng ph¸p
nµy bao gåm 5 b−íc sau ®©y:
1. X¸c ®Þnh râ vÊn ®Ò vµ tr×nh bµy chi tiÕt d÷ liÖu cÇn thiÕt cho viÖc ra
mét quyÕt ®Þnh
2. Ph©n biÖt c¸c m« h×nh s½n cã
3. X¸c ®Þnh tiªu chuÈn vµ giíi h¹n sÏ ®−îc sö dông vµ ®Þnh râ gi¸ trÞ cho
mçi m« h×nh s½n cã (ph©n tÝch ¶nh h−ëng)
4. TÝnh to¸n chi phÝ cho tõng phÇn trong mçi m« h×nh
5. §¸nh gi¸ xÕp lo¹i c¸c m« h×nh vµ lùa chän
§©y lµ mét hÖ thèng ®Þnh gi¸ chi tiÕt bëi v× nã gióp cho nhµ ph©n tÝch
quyÕt ®Þnh chÝnh x¸c xem anh ta cÇn ph¶i ®Æt nç lùc vµo nã bao nhiªu? PhÇn
thø nhÊt cã thÓ ®ßi hái nhiÒu nç lùc tuy nhiªn nªn coi phÇn nµy lµ b−íc ®Çu
tiªn cña b¶n ph©n tÝch cho dï ®· chän ®−îc m« h×nh.
Vµi n¨m tr−íc ®©y phÇn thø hai cÇn mét nç lùc ®¸ng kÓ. Tuy nhiªn ngµy
nay nhiÒu cuéc kh¶o s¸t, vÝ dô nh− ch−¬ng 13 cña cuèn s¸ch ®· liÖt kª c¸c m«
h×nh s½n cã vµ nh÷ng ®Æc tÝnh cña chóng.
Nh÷ng ph©n tÝch tÝnh hiÖu qu¶ liªn quan ®Õn viÖc x¸c ®Þnh râ c¸c cÊp ®é
tèi thiÓu cña sù thùc hiÖn. LiÖu m« h×nh cã cung cÊp nh÷ng d÷ liÖu cÇn thiÕt
theo kh«ng vµ thêi gian ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c hay kh«ng? B−íc nµy ®−îc
Grimsrud vµ nnk. bµn tíi (1974). Quan ®iÓm cña hä (còng lµ quan ®iÓm cña
7 78
- t«i) cho r»ng phÇn viÖc nµy kh«ng nhÊt thiÕt ®ßi hái mét nç lùc lín nÕu ®· cã
s½n c¸c d÷ liÖu th«ng tin cÇn thiÕt. Tuy nhiªn, nh÷ng lo¹i d÷ liÖu nµy l¹i
th−êng kh«ng s½n cã. McCuen vµ nnk. (1977) ®· ®iÓm l¹i rÊt nhiÒu ph−¬ng
ph¸p cho viÖc quyÕt ®Þnh tÇn suÊt lò vµ ®· t×m thÊy ®−îc r»ng nh÷ng d÷ liÖu
chÝnh x¸c th−êng kh«ng ®−îc ®−a ra hoÆc th−êng kh«ng t−¬ng xøng. Do ®ã
th−êng th× ng−êi lµm m« h×nh thùc tiÔn th−êng sö dông mét ®¸nh gi¸ kh«ng
®Çy ®ñ hoÆc tù anh ta ®iÒu hµnh viÖc thö nghiÖm kiÓm tra cña m×nh. Ph−¬ng
ph¸p nµy mÆc dï kh¸ ®−îc −a chuéng nh−ng vµ kh«ng thiÕt thùc vµ chi phÝ
cao.
TiÕp theo anh ta sÏ thùc hiÖn mét ph©n tÝch chi phÝ ®Ó so s¸nh chi phÝ
−íc tÝnh cña m« h×nh víi kh¶ n¨ng nguån vèn. Anh ta cã thÓ thùc hiÖn c¸c −íc
tÝnh nh−ng hiÖn t¹i anh ta cã rÊt Ýt d÷ liÖu s½n cã ®Ó dùa vµo ®ã ®−a ra mét
quyÕt ®Þnh.
Qua c¸c b−íc ng−êi lµm øng dông thùc tiÔn sÏ tiÕn tíi phÇn viÖc thø 5,
hÇu hÕt c¸c m« h×nh sÏ bÞ lo¹i bá. Vµ hÖ thèng ph©n lo¹i còng phøc t¹p kh«ng
kÐm. Gtimsrud etal (1976) ®· ®−a ra mét ph−¬ng ph¸p sö dông hai cÊp ®é
®¸nh gi¸ ph©n lo¹i. ë mét phÇn cuèi cña thang ph©n lo¹i, c¸c bµi to¸n tïy ý vÒ
träng l−îng cã thÓ ®−îc sö dông, trong khi ®ã ThuyÕt quyÕt ®Þnh còng ®−îc sö
dông ë phÇn kia.
Nh÷ng h−íng dÉn chung nµy vÉn ch−a x¸c ®Þnh ®−îc râ lµ chóng ta cÇn
nç lùc nh− thÕ nµo ®Ó ph©n tÝch. Møc ®é nç lùc thay ®æi tïy theo tõng vÊn ®Ò.
Trong nh÷ng tr−êng hîp cùc trÞ, mét h·ng cã thÓ lµm viÖc trong mét dù ¸n ®¬n
nhÊt mµ cã lîi nhuËn kinh tÕ t−¬ng ®èi nhá. D−íi nh÷ng ®iÒu kiÖn ®ã, mét
ph©n tÝch quan träng ®Ó ®¸nh gi¸ m« h×nh cã thÓ kh«ng cÇn thiÕt. Tuy nhiªn,
viÖc qu¶n lý mét ®−êng cao tèc cÊp bang liªn quan ®Õn viÖc cÇn ph¶i xem xÐt
cÈn thËn c¸c thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh thñy lîi hµng n¨m. Trong mét nÒn t¶ng dù
¸n th× nh÷ng ph©n tÝch nh− vËy kh«ng cÇn thiÕt nh−ng nÕu lµ tõ mét gãc ®é
t¨ng tr−ëng th× ph©n tÝch nh− vËy l¹i lµ cÇn thiÕt.
ë phÇn nµy chóng t«i ®· tr×nh bµy mét sè h−íng dÉn cho viÖc lùa chän
m« h×nh víi môc ®Ých ®Ó t¹o nªn hai ®iÓm. §Çu tiªn, gi¸ trÞ cña mét m« h×nh
®−îc lÊy tõ thùc tÕ gióp ta tr¸nh ®−îc nh÷ng quyÕt ®Þnh kh«ng ®óng lµm gi¶m
lîi nhuËn cña dù ¸n. NÕu gi¸ trÞ nµy ®−îc x¸c ®Þnh vµ gi¸ thµnh còng tÝnh
7 79
- ®−îc, th× lîi nhuËn cña mçi m« h×nh còng cã thÓ tÝnh to¸n ®−îc vµ v× thÕ cã thÓ
lùa chän ®−îc m« h×nh tèt nhÊt.
Thø hai, viÖc nghiªn cøu tØ mØ −íc l−îng m« h×nh th−êng kh«ng thÓ thùc
hiÖn hoÆc kh«ng thùc tÕ; nç lùc ®Æt vµo nh÷ng nghiªn cøu nµy ph¶i ph¶n ¸nh
kÕt qu¶ cña quyÕt ®Þnh sÏ ®−îc thùc hiÖn vµ møc ®é nh¹y c¶m cña nã ®èi víi
d÷ liÖu thuû v¨n. Mét ng−êi lµm m« h×nh thùc tiÔn nªn cã mét sè ý t−ëng vÒ
nh÷ng yÕu tè ®−îc −u tiªn h¬n. NÕu m« h×nh sÏ ®−îc sö dông nªn xem xÐt l¹i
mét lÇn n÷a. MÆc dï nhiÒu tiªu chuÈn hiÖu qu¶ vµ chi phÝ cã thÓ ®−îc x¸c ®Þnh
b»ng t−¬ng ®èi Ýt nç lùc, chØ s½n cã Ýt th«ng tin ®Ó −íc l−îng d÷ liÖu mµ kh«ng
cã kiÓm tra thö nghiÖm ®éc lËp.
12.2 C¸c øng dông cña m« h×nh
12.2.1 N«ng nghiÖp
T−íi. Quy ho¹ch, thiÕt kÕ vµ qu¸ tr×nh thùc hiÖn cña hÖ thèng t−íi phôc
vô môc ®Ých lµ thu ®−îc lîi nhuËn tèi ®a cho vô mïa. ViÖc t−íi còng cè g¾ng
lµm sao cho hiÖu qu¶ viÖc sö dông n−íc ®¹t cao nhÊt. Jensen (1972) chØ ra r»ng
hÖ thèng t−íi n−íc cã ¶nh h−ëng tíi toµn bé lîi nhuËn, vµ c¸c yÕu tè kh¸c bªn
c¹nh yÕu tè dïng n−íc còng ph¶i ®−îc xem xÐt ®Õn. ThËt may m¾n, ®óng nh−
Jensen (1972) ®· c«ng bè, môc tiªu t¹o lîi nhuËn tèi ®a th−êng thµnh c«ng víi
hiÖu qu¶ sö dông n−íc. Cho dï c©u hái ®Æt ra lµ x¸c ®Þnh yªu cÇu tæng l−îng
n−íc t−íi cho mét mïa hoÆc s¾p ®Æt ch−¬ng tr×nh cho viÖc sö dông n−íc tiÕp
theo, ng−êi lµm m« h×nh thiÕt lËp cã thÓ thu ®−îc lîi nhuËn tõ c¸c d÷ liÖu m«
t¶ n−íc trong ®Êt nh− mét hµm cña thêi gian vµ c¸c biÕn khÝ hËu. C¸c m« h×nh
thuû v¨n cã thÓ sö dông ®Ó t¹o ra d÷ liÖu nµy.
§èi víi viÖc s¾p ®Æt ch−¬ng tr×nh t−íi, vÊn ®Ò ë ®©y lµ ph¶i kiÓm so¸t
tr¹ng th¸i cña c¸c nguån n−íc dù tr÷ trong ®Êt ®Ó nã kh«ng bao giê gi¶m
xuèng ®Õn nçi lµm s¶n l−îng vô mïa (Kincaid vµ Heerman, 1974). §iÒu nµy sÏ
lµm gi¶m c«ng viÖc x¸c ®Þnh khi nµo cÇn vµ cÇn bao nhiªu l−îng n−íc bæ sung.
Ng−êi lµm m« h×nh thùc tiÔn cÇn ph¶i cã mét b¶n dù b¸o khi nµo n−íc ngÇm
dù tr÷ sÏ ®¹t tíi mét tr¹ng th¸i tíi h¹n. §Ó lµm ®−îc b¶n dù b¸o nµy, ph¶i tÝnh
®Õn c¸c yÕu tè: lo¹i mïa mµng, c¸c giai ®o¹n t¨ng tr−ëng cña c©y trång, lo¹i
®Êt vµ c¸c ®Æc tÝnh thuû lùc häc, mùc n−íc trong ®Êt, dù b¸o thêi tiÕt vµ c¸c
7 80
- biÕn vÒ khÝ hËu. Cã mét c¸ch ®Ó gi¶ quyÕt vÊn ®Ò ®ã lµ sö dông mét m« h×nh
thuû v¨n.
Mét vÝ dô cña øng dông m« h×nh thuû v¨n ®Ó s¾p ®Æt ch−¬ng tr×nh t−íi
®−îc Jensen (1972) vµ Kincaid, Heerman (1974) thùc hiÖn. Jensen (1972) ®·
ph¸t triÓn mét m« h×nh ®Ó dù ®o¸n ngµy t−íi vµ l−îng t−íi. M« h×nh cña «ng
bao gåm cã tÊt c¶ c¸c biÕn sè ®· nãi trªn. §−¬ng nhiªn m« h×nh nµy kh«ng bao
gåm tÊt c¶ c¸c qu¸ tr×nh thuû v¨n, bëi v× rÊt nhiÒu qu¸ tr×nh trong ®ã kh«ng
cÇn thiÕt cho kiÓu øng dông nµy.
Jensen (1972) ®· ph¸t hiÖn ra vµi c¸ nh©n n«ng d©n kh«ng thÝch sö
dông ph−¬ng ph¸p nµy cho n«ng tr¹i cña hä. Do ®ã, «ng ®· nhÊn m¹nh vµo viÖc
ph¸t triÓn mét ph−¬ng tiÖn ®Ó lµm cho m« h×nh cã thÓ ®−a vµo sö dông.
Ph−¬ng ph¸p cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn ®−îc cao nhÊt lµ giao phã viÖc khai triÓn
ch−¬ng tr×nh t−íi cho c¸c ®¹i diÖn trung t©m hoÆc c¸c c«ng ty cã kh¶ n¨ng duy
tr× c¸c m¸y mãc thiÕt bÞ vµ ®éi ngò nh©n viªn cÇn thiÕt. Jensen (1972) ®· th¶o
luËn ®Õn nhiÒu tr−êng hîp sö dông thµnh c«ng ph−¬ng ph¸p nµy. Dùa vµo d÷
liÖu trong b¶n b¸o c¸o cña «ng, râ rµng c¸c dÞch vô nh− vËy rÊt cã gi¸ trÞ vµ
kinh phÝ l¹i thÊp. Dù tÝnh gi¸ vµo kho¶ng tõ 4 ®Õn 10 ®«la cho 1 ha/n¨m.
Mét vÝ dô kü cµng h¬n cña øng dông mét m« h×nh thuû v¨n trong t−íi
n−íc ®−îc Carr (1973) thùc hiÖn. Trong ®iÒu tra cña «ng, «ng ®· sö dông m«
h×nh STANFORD víi 4 m« h×nh qu¶n lý ®Ó x¸c ®Þnh sù kh¸c nhau trong s¶n
l−îng vô mïa vµ n−íc sö dông gi÷a c¸c ph−¬ng ph¸p truyÒn thèng vµ c¸c
ph−¬ng ph¸p míi. KÕt qu¶ cña «ng ®−îc chØ ra r»ng nh÷ng cã thÓ ®¹t ®−îc
nh÷ng c¶i tiÕn vÒ s¶n l−îng nÕu dù ¸n ®−îc dïng vµ c¸c ph−¬ng ph¸p míi ®−îc
sö dông.
Mét nghiªn cøu kh¸c sö dông mét m« h×nh thuû v¨n còng ®· ®−îc m« t¶
bëi Dragaun vµ céng sù (1972). Trong ®iÒu tra nµy, mét khu vùc t−íi liªn quan
tíi viÖc lµm æn ®Þnh mùc n−íc ngÇm, cung cÊp n−íc ®Ó ®¹t s¶n l−îng mïa tèi
®a, lµm gi¶m vÊn ®Ò th¸o n−íc vµ duy tr× m«i tr−êng nguyªn thuû, ®· sö dông
m« h×nh nh− mét c«ng cô chÈn ®o¸n vµ dù b¸o. Hä ®· ph©n tÝch c¸c ®¬n vÞ
dïng vµ nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña sù t−íi tiªu bæ sung còng nh− vïng ®Êt
®−îc t−íi tiªu trong sù thay ®æi ®a d¹ng.
7 81
- Tiªu. Sù tiªu n−íc ®Êt n«ng nghiÖp lµ sö dông kÕt hîp cña ph−¬ng ph¸p
trªn bÒ mÆt vµ d−íi bÒ mÆt ®Êt lµm t¨ng sù tho¸ng khÝ, c¶i t¹o kh¶ n¨ng vËn
chuyÓn n−íc cña ®Êt, lµm t¨ng sù hÊp thô n−íc cña ®Êt vµ trî gióp trong viÖc
kiÓm so¸t sù tÝch tô muèi trong vïng, kÕt qu¶ lµ n«ng d©n thu ho¹ch ®−îc s¶n
l−îng cao h¬n, chÊt l−îng còng cao h¬n vµ cã kh¶ n¨ng trång nh÷ng c©y cã gi¸
trÞ h¬n.
KÕ ho¹ch tiªu n−íc ph¶i xem xÐt nhiÒu yÕu tè - c¸c yÕu tè ®é ph× nhiªu
cña ®Êt, thêi tiÕt, c¸c ph−¬ng ph¸p qu¶n lý vµ ®Æc ®iÓm tho¸t n−íc ®Òu rÊt
quan träng. C¸c ®Æc tÝnh cña c©y lµ quan träng nh− nhau: ®é s©u cña rÔ vµ kh¶
n¨ng chèng óng cña c©y.
C¸c biÖn ph¸p cho thiÕt kÕ hÖ thèng tiªu n−íc th−êng s½n cã trong nhiÒu
n¨m, tuy nhiªn nh÷ng ph−¬ng ph¸p nµy ®Òu dùa trªn c¬ së c¸c gi¶ thiÕt vµ sù
®¬n gi¶n ho¸. Ngµy nay, viÖc lËp mét thiÕt kÕ tèt h¬n b»ng c¸ch sö dông c¸c
m« h×nh thuû v¨n vµ c¸c yÕu tè liªn quan kh¸c lµ cã thÓ thùc hiÖn ®−îc.
Bhattacharya vµ nnk. (1977) ®−a ra mét vÝ dô hoµn h¶o vÒ c¸ch sö dông
mét m« h×nh thuû v¨n víi d÷ liÖu kinh tÕ ®Ó tèi −u hãa mét thiÕt kÕ ho¹ch tiªu
n−íc. M« h×nh ®−îc sö dông chia tr¾c diÖn cña ®Êt thµnh c¸c vïng ®ång nhÊt.
Sù c©n b»ng cña n−íc liªn tôc ®−îc duy tr× trong mçi vïng sö dông c¸c sè liÖu
vÒ sù l¾ng ®äng nh− lµ d÷ liÖu ®Çu vµo. C¸c qu¸ tr×nh bèc h¬i ®· ®−îc m«
pháng cho mçi vïng ®Ó x¸c ®Þnh l−îng n−íc trong ®Êt s½n cã. L−îng n−íc t¹m
thêi còng ®· ®−îc m« pháng l¹i qua c«ng thøc tÝnh mÆt n−íc ngÇm. Sù tho¸t
n−íc ®· ®−îc m« pháng cã thÓ lµm thay ®æi l−îng n−íc t¹m thêi ë møc cã thÓ
¶nh h−ëng tíi mÆt n−íc ngÇm. Kho¶ng c¸ch vµ ®é s©u kh¸c nhau cña hÖ thèng
tho¸t n−íc ®· ®−îc −íc tÝnh vµ liªn kÕt tíi hÖ sè tho¸t n−íc, dung l−îng n−íc
chuyÓn ®i tÝnh b»ng milimet mçi ngµy.
M« h×nh ®· ®−îc thùc hiÖn víi chuçi sè liÖu m−a 27 n¨m sö dông c¸c
tÝnh chÊt ®Êt x¸c ®Þnh ®Ó ph¸t triÓn mèi quan hÖ gi÷a hÖ sè tho¸t n−íc vµ sè
ngµy liªn tiÕp cña mÆt n−íc n»m trong mét kho¶ng c¸ch x¸c ®Þnh tõ bÒ mÆt.
Sau ®ã, sö dông d÷ liÖu nµy cïng víi ®é s©u vµ søc chÞu ®ùng nhÊt ®Þnh, mét
tÇn sè cña quan hÖ ngËp n−íc ®· ®−îc thiÕt lËp cho mçi møc ®é tho¸t n−íc.
H×nh 12.1 ®−a ra mét vÝ dô vÒ mét quan hÖ nh− vËy.
7 82
- Bhattacharya vµ nnk. (1977) ®· thùc hiÖn sù ph©n tÝch nµy thªm mét
b−íc n÷a. Sö dông c¸c gi¸ c¶ vô mïa dù tÝnh, tØ lÖ l·i suÊt, thêi gian hoµn vèn,
chi phÝ l¾p ®Æt hÖ thèng tho¸t n−íc, hä ®· khai triÓn mét tÇn sè quan hÖ lîi
nhuËn ®−îc chØ ra trong h×nh 12.2. Mét thiÕt kÕ tèi −u dùa trªn c¬ së lîi
nhuËn cao nhÊt kho¶ng 10%. DÜ nhiªn, nh− t¸c gi¶ ®· nh¾c tíi, c¸c ph©n tÝch
cña hä kh«ng tÝnh ®Õn tÊt c¶ c¸c yÕu tè kinh tÕ. Tuy nhiªn, c¸c kÕt qu¶ chØ ra
tiÒm n¨ng cña ph−¬ng ph¸p.
Tèc ®é tiªu tho¸t mm/ngµy
PhÇn tr¨m sè n¨m cã ®é s©u g−¬ng n−íc ngÇm ≤300mm
H×nh 12.1: Tèc ®é tho¸t n−íc vµ sù thay ®æi t−¬ng øngtheo % cña g−¬ng n−íc ngÇm tiÕn
tíi gÇn h¬n bÒ mÆt h¬n 300mm trong 2 ngµy liªn tiÕp
Mét øng dông kh¸c cña m« h×nh hãa thuû v¨n cho qu¸ tr×nh tiªu tho¸t
n−íc ®−îc thÓ hiÖn trong mét lo¹t ®iÒu tra, sö dông m« h×nh thuû v¨n cña
tr−êng §¹i häc Tæng hîp bang Iowa. Nh÷ng nghiªn cøu nµy tËp trung vµo mét
vïng cña Trung T©y Mü, ®Æc ®iÓm cña vïng nµy ®−îc nhËn d¹ng b»ng c¸c
vïng tròng nªn do ®ã hÇu hÕt c¸c vïng nµy ®Òu ®−îc rót hÕt n−íc. Trªn phÇn
h¹ l−u s«ng cña vïng nµy ®· cã mét sù tranh luËn s«i næi vÒ nh÷ng ¶nh h−ëng
cña sù tiªu tho¸t n−íc. Cã ý kiÕn cho r»ng sù l¾p ®Æt thiÕt bÞ tho¸t n−íc lµm
mÊt ®i c¸c nguån n−íc dù tr÷ tù nhiªn vµ lµm thóc sù di chuyÓn cña n−íc
trong ®Êt do ®ã lµm t¨ng c¸c ®Ønh lò. ý kiÕn kh¸c l¹i cho r»ng viÖc xo¸ bá ®i
l−îng n−íc dù tr÷ trong vïng tròng, th× c¬ héi ®Ó nã ®Çy l¹i khi cã m−a còng Ýt
7 83
- ®i. NÕu c¸c vïng tròng ®Çy n−íc th× dßng ch¶y sÏ bÞ t¨ng lªn. Tuy nhiªn nÕu
chóng ®· ®−îc tiªu tho¸t ®i th× chóng sÏ lµm ng−ng trÖ dßng ch¶y.
Lîi nhuËn rßng hµng n¨m §«la/ha
PhÇn tr¨m sè n¨m cã ®é s©u g−¬ng n−íc
ngÇm ≤400mm cho 2 ngµy liªn tiÕp
H×nh 12.2 Lîi nhuËn rßng hµng n¨m dù ®o¸n víi c¸c c¬ héi kh¸c nhau cña c¸c thiÖt h¹i mïa
mµng do kh«ng tiªu tho¸t thÝch hîp
Haan vµ Johnson (1968 a) vµ (1968 b) ®· ph©n tÝch vÊn ®Ò sö dông mét
m« h×nh thuû v¨n ®−îc thiÕt kÕ ®Æc biÖt cho vÊn ®Ò hiÖn t¹i. §èi víi m« h×nh
nµy, l−u vùc s«ng ®−îc chia thµnh c¸c vïng dÉn n−íc thµnh phÇn. Sù nhÊn
m¹nh ë mçi vïng chøa n−íc lµ m« pháng l¹i dßng ch¶y tíi vµ ch¶y qua hÖ
thèng tho¸t n−íc tíi hÖ thèng kªnh cho c¸c sù kiÖn x¸c ®Þnh. Hä ®· thùc hiÖn
c¸c thö nghiÖm ®Ó kiÓm chøng l¹i m« h×nh.
C¸c l−u vùc s«ng m« pháng ®−îc sö dông trong m« h×nh ®Ó ®¸nh gi¸
nh÷ng ¶nh h−ëng cña c¸c ®Æc ®iÓm r·nh tho¸t n−íc, hÖ sè tho¸t n−íc, t¸c dông
cña sù tho¸t n−íc ®èi víi dßng ch¶y vµ t¸c dông cña m−a nÒn. KÕt qu¶ cña hai
phÇn viÖc cuèi cña ph©n tÝch nµy lµ mèi quan t©m trªn thùc tÕ. H×nh 12.3 chØ
ra sù so s¸nh cña biÓu ®å thuû v¨n cã hÖ thèng tho¸t n−íc vµ biÓu ®å thuû v¨n
kh«ng cã hÖ thèng tho¸t n−íc cho c¸c trËn m−a kh¸c nhau. Hä ®· kÕt luËn
r»ng trong kho¶ng thêi gian dµi, m−a c−êng ®é nhá th× l−u l−îng ®Ønh tõ mét
m« h×nh sÏ t¨ng lªn cïng víi sù tho¸t n−íc. Tuy nhiªn, ®èi víi nh÷ng trËn m−a
lín sinh lò th× l−u l−îng ®Ønh thùc sù kh«ng bÞ ¶nh h−ëng bëi sù tho¸t n−íc.
7 84
- DeBoer vµ Johnson (1971) ®· më réng m« h×nh ®Ó ®−a vµo nhiÒu thµnh
phÇn thuû v¨n h¬n còng nh− c¸c ®Æc ®iÓm cña hÖ thèng tho¸t n−íc. Campbell
vµ céng sù (1974) ®· ph¸t hiÖn ra r»ng ®Ó bao hµm tÊt c¶ c¸c yÕu tè liªn quan
th× m« h×nh ph¶i lµ liªn tôc. C«ng viÖc cña hä cho kÕt qu¶ lµ mét m« h×nh trong
mïa trång trät, m« pháng dßng ch¶y, sù tiªu tho¸t n−íc, vµ tr¹ng th¸i ®é Èm
®Êt cña vïng rÔ c©y.
§−êng qu¸ tr×nh dßng ch¶y cho 3h
m−a víi c−êng ®é x¸c ®Þnh
Tiªu l−u vùc DC = 1/2 inch/ngµy
L−u vùc kh«ng cã tiªu tho¸t
12 l−u vùc phÇn tö
L−u l−îng, fit3/s
I 1/2 Inch/h
I Inch/h
I/2 Inch/h
Thêi gian, h
H×nh 12.3 So s¸nh c¸c dßng ch¶y ra do sù v−ît qu¸ biÕn ®æi l−îng m−a cã tÝnh ®Õn hay
kh«ng tÝnh ®Õn hÖ thèng tho¸t n−íc
Xö lý ®Êt vµ c¸c øng dông kh¸c Qu¶n lý ®Êt n«ng nghiÖp víi môc
®Ých c¶i tiÕn c¸c ®iÒu kiÖn bªn trong ®Ó lµm t¨ng lîi nhuËn vµ b¶o vÖ ®Êt.
Ngoµi nh÷ng t¸c dông chÝnh nµy, sù thay ®æi cña líp vá ®Êt còng cã nh÷ng t¸c
dông kh¸c. ViÖc ®¸nh gi¸ nh÷ng ph−¬ng ph¸p nµy rÊt quan träng ®Ó lùa chän
c¸c ph−¬ng ph¸p tèt h¬n, ®óng h¬n ®Ó sö dông.
Sù c¶i t¹o ®Êt bÒ mÆt ®−îc kÕt hîp víi s¶n xuÊt n«ng nghiÖp gåm viÖc
thay ®æi th¶m thùc vËt, l−u gi÷ sù bèc h¬i n−íc vµ tho¸t n−íc, viÖc thay ®æi
®iÒu kiÖn ®Êt b»ng viÖc canh t¸c vµ trång trät dÉn tíi sù thay ®æi h×nh häc bÒ
mÆt (Larson, 1973). C¸c t¸c dông thuû v¨n cña nh÷ng ho¹t ®éng nµy bao gåm
7 85
- ¶nh h−ëng lªn s¶n l−îng n−íc trong tÊt c¶ c¸c tr−êng hîp vµ trong mét sè
tr−êng hîp cã dßng ch¶y lò, dßng ch¶y kiÖt vµ chÊt l−îng n−íc.
Trong rÊt nhiÒu n¨m, c¸c nhµ nghiªn cøu ®· quan t©m tíi viÖc dù ®o¸n
t¸c dông cña viÖc xö lý ®Êt trong sù thay ®æi thuû v¨n. Cuèn Sæ tay Thñy v¨n
phôc vô b¶o tån ®Êt (1972) cã ®Ò cËp ®Õn nh÷ng ph−¬ng ph¸p ®Ó ph©n tÝch c¸c
¶nh h−ëng nµy.
Phßng thÝ nghiÖm thuû v¨n USDA-SEA ®· khai triÓn mét m« h×nh
(USDAHL) cho thuû v¨n l−u vùc. Holtan vµ Lopez (1970), Holtan vµ nnk
(1975), Langford vµ Mc Guinness (1976) còng nh− Glymph vµ c¸c céng sù
(1971) ®· chØ ra c¸ch sö dông mét m« h×nh ®Ó dù ®o¸n sù thay ®æi ®a d¹ng cña
viÖc xö lý ®Êt. Mét m« h×nh lµ tiÒm n¨ng cho c¸c øng dông kh¸c, v× nã bao gåm
c¸c thµnh phÇn vµ c¸c th«ng sè ph¶n ¸nh vô mïa, ®Êt trång, ®Êt phñ bÒ mÆt,
vµ sù qu¶n lý nªn nã cã thÓ sö dông trong nhiÒu lo¹i nghiªn cøu. M« h×nh nµy
còng ®· ®−îc sö dông trong mét m« h×nh phøc t¹p h¬n cho viÖc m« pháng c¸c
®Æc tÝnh chÊt l−îng n−íc (Frere vµ nnk. 1975).
Mét lo¹t c¸c ®iÒu tra ®· ®−îc thùc hiÖn bëi Haan (1975), Shanholtz vµ
Carr (1975), Shanholtz vµ c¸c céng sù (1972) ®Ó ®¸nh gi¸ mét sè c¸c m« h×nh
m« pháng sö dông cho l−u vùc n«ng nghiÖp ë §«ng Nam Mü.
Mét øng dông kh¸c cña sù t¨ng lîi nhuËn lµ t¸c dông cña b¶o vÖ hoÆc
canh t¸c tèi thiÓu vµ ®iÒu tiÕt ®èi víi tæng l−îng n−íc vµ dung l−îng dßng ch¶y.
Shanholtz vµ Littard (1970) ®· sö dông mét m« h×nh thuû v¨n ®Ó tiÕn hµnh
ph©n tÝch vÒ ¶nh h−ëng c©n b»ng n−íc trong ®Êt cña ®Êt kh«ng canh t¸c. M«
h×nh thuû v¨n cho phÐp ph©n tÝch tr¹ng th¸i cña n−íc trong ®Êt víi c¸c biÖn
ph¸p canh t¸c th−êng lÖ vµ kh«ng cã canh t¸c cho mçi vïng ®Êt canh t¸c.
Chóng ta cÇn nhËn thøc râ h¬n vÒ nh÷ng ®iÒu kh«ng tr¸nh khái khi
dïng thuèc trõ s©u vµ chÊt dinh d−ìng ®Æc biÖt lµ nh÷ng yÕu tè liªn quan ®Õn
hÖ thèng thuû v¨n. Donigian Crawford (1976) ®· sö dông m« h×nh thuû v¨n
HYDROCOM nh− mét thµnh phÇn ®Ó ph¸t triÓn mét m« h×nh cho viÖc m«
pháng nh÷ng ®iÒu kh«ng tr¸nh khái vÒ viÖc sö dông thuèc trõ s©u vµ ph©n ho¸
häc.
7 86
- 12.2.2 Rõng vµ vïng dù b¸o
NhËn thøc vÒ tÇm quan träng cña ®Êt hoang ë Mü ®ang ®−îc n©ng cao
®Æc biÖt lµ c¸c vÊn ®Ò liªn quan ®Õn viÖc ra nh÷ng quyÕt ®Þnh vÒ qu¶n lý c¸c
vïng ®Êt nµy. Fogel (1971) ®· liÖt kª mét sè nh÷ng vÊn ®Ò, vÝ dô nh−: sù khai
th¸c gç, thøc ¨n vµ ®ång cá cho gia sóc, khai th¸c n−íc (sè l−îng vµ chÊt
l−îng), m«i tr−êng sèng cña ®éng vËt hoang d· vµ b¶o tån. Sù qu¶n lý thÝch
hîp ®ßi hái sù thèng nhÊt cña tÊt c¶ c¸c yÕu tè trªn, ®iÒu nµy dÉn ®Õn sù biÕn
®æi thÝch nghi cña mét hÖ sinh th¸i hoÆc mét ph−¬ng ph¸p tiÕp cËn chung
(Huff, 1971; Carder, 1976).
§Ó ®¸nh gi¸ c¸c kÕ ho¹ch qu¶n lý lu©n phiªn, nhµ chøc tr¸ch cã thÓ sö
dông mét m« h×nh thuû v¨n. Sö dông m« h×nh thuû v¨n lµ mét ph−¬ng thøc
tÝch cùc ®Ó sö dông mét sè c¸c ph−¬ng ph¸p s½n cã kh¸c, vÝ dô nh− c¸c l−u vùc
kÐp.
Nh÷ng ho¹t ®éng ¶nh h−ëng tíi tæng l−îng vµ ®Æc tÝnh n−íc cña c¸c l−u
vùc ®Êt hoang ®−îc thÓ hiÖn trong b¶ng d−íi ®©y ®−îc trÝch tõ C¬ quan b¶o vÖ
rõng cña Mü (1977):
1. T¸c ®éng ®Õn hÖ thùc vËt.
2. X©y dùng ®−êng s¸ vµ giao th«ng
3. Ho¶ ho¹n.
4. Thøc ¨n cho ®éng vËt
5. Khai th¸c gç
6. Sö dông thuèc trõ s©u
7. C¸c ho¹t ®éng gi¶i trÝ
8. Trång rõng
9. X©y dùng b·i r¸c th¶i
10. Ng¨n n−íc vµ lµm lÖch h−êng dßng ch¶y.
C¸c ho¹t ®éng kh¸c còng cã thÓ ®−îc bæ sung thªm vµo danh s¸ch trªn,
vÝ dô nh− sù thay ®æi thêi tiÕt. C¸c ho¹t ®éng nµy lµ nguyªn nh©n dÉn tíi sù
thay ®æi tæng l−îng n−íc, sù xãi mßn, lò lôt vµ c¸c ®Æc tÝnh chÊt l−îng n−íc.
7 87
- §èi víi thuû v¨n rõng, hÇu hÕt c¸c nghiªn cøu ®Òu liªn quan tíi sù t¨ng
l−îng n−íc vµ sù kiÓm so¸t xãi mßn. HÇu hÕt c¸c ph−¬ng ph¸p ®−îc sö dông
cho viÖc t¨ng l−îng n−íc ®· ®−îc m« t¶ trong Dortignac (1967).
Shih vµ c¸c céng sù ®· dïng m« h×nh l−u vùc cña tr−êng §¹i häc Tæng
hîp Utah ®Ó ph©n tÝch mét l−u vùc nhá trong mét khu rõng tïng b¸ch. Hä ®·
quan s¸t thÊy c¸c kÕt qu¶ tèt trong viÖc lùa chän c¸c biÓu ®å thuû v¨n trong
suèt kho¶ng thêi gian kh«ng cã tuyÕt. NhiÒu cuéc ®iÒu tra kh¸c ®· ®−îc thùc
hiÖn sö dông m« h×nh ®iÒu chØnh trªn c¸c l−u vùc thùc nghiÖm Entiet ë
Washington (Bowles vµ nnk, 1975). Mùc ®Ých cña c¸c ®iÒu tra nµy lµ ®Ó nghiªn
cøu ¶nh h−ëng cña ch¸y rõng lªn c¸c ®Æc ®iÓm cña dßng ch¶y. Mét vô ch¸y
rõng thiªu rôi ba l−u vùc s«ng thÝ nghiÖm ®· ®−îc quan tr¾c ®o ®¹c trong
nhiÒu n¨m. L−u vùc vÉn ®−îc duy tr× sau ®¸m ch¸y. C¸c biÓu ®å thuû v¨n
tr−íc ®¸m ch¸y vµ sau ®¸m ch¸y ®· ®−îc sö dông ®Ó tham sè ho¸ m« h×nh. Sù
t¨ng l−îng n−íc tr−íc ®¸m ch¸y ®−îc chó ý vµ ®−îc cho lµ gi¶m bèc tho¸t h¬i
thùc vËt vµ thÊm. C¸c nghiªn cøu t−¬ng tù ®· ®−îc tiÕn hµnh trªn mét ph¹m
vi réng lín h¬n bëi Fleming (1971) sö dông m« h×nh HYDROCOM.
C¸c tr¹m thùc nghiÖm ®· tµi trî cho rÊt nhiÒu nghiªn cøu phèi hîp víi
nghiªn cøu cña Haver Creek ë vïng Arizona, nghiªn cøu nµy liªn quan ®Õn sù
qu¶n lý tæng hîp c¸c l−u vùc rõng (Cader,1976). C¸c m« h×nh thuû v¨n ®ãng
mét vai trß quan träng trong nh÷ng nghiªn cøu nµy. C¸c ho¹t ®éng qu¶n lý
rõng thiÕt kÕ cho sù t¨ng tæng l−îng n−íc ®ang ®−îc ®¸nh gi¸ vÒ nh÷ng t¸c
®éng cña chóng tíi sù vËn chuyÓn phï sa, dßng ch¶y lò, s¶n l−îng khai th¸c gç
vµ ®êi sèng hoang d·. C¸c kÕt qu¶ cña nh÷ng nghiªn cøu nµy ®ang ®−îc ng−êi
qu¶n lý l−u vùc sö dông.
Simon vµ céng sù (1975) ®· ph¸t triÓn mét m« h×nh ®Ó dù b¸o l−îng
n−íc vµ phï sa trªn c¬ së tõng sù kiÖn ®¬n lÎ. M« h×nh còng cã thÓ ®−îc sö
dông ®Ó m« pháng ¶nh h−ëng cña viÖc chÆt vµ ch¸y trôi rõng. Nh÷ng ho¹t
®éng ¶nh h−ëng cña thùc vËt ®−îc m« pháng b»ng viÖc thay ®æi c¸c th«ng sè
ph¶n ¸nh ®é che phñ cña t¸n c©y vµ mËt ®é che phñ mÆt ®Êt. H×nh 12.4 vµ 12.5
chØ ra nh÷ng ¶nh h−ëng cña sù thay ®æi mËt ®é t¸n c©y vµ mËt ®é che phñ mÆt
®Êt trªn biÓu ®å cho mét l−u vùc 313,6- acre. M« h×nh ®−îc hiÖu chØnh ë ®iÒu
kiÖn ®· bÞ chÆt trôi vµ sau ®ã c¸c th«ng sè ®−îc thay ®æi ®Ó ph¶n ¸nh sù t¨ng
cña ®é che phñ. Sù m« pháng nµy ®Òu ®−îc thùc hiÖn cho c¶ nh÷ng trËn m−a
7 88
- lín vµ nhá. M« h×nh nµy vµ mét m« h×nh m« pháng liªn tôc vÒ sù c©n b»ng
n−íc (Rogers, 1973) ®· ®−îc kÕt hîp l¹i ®Ó ph¸t triÓn thµnh mét m« h×nh míi
tªn lµ ECOWAT (Carder, 1976).
Tæng l−îng n−íc
M−a lín
M−a nhá
Thay ®æi ®Ønh lò %
M−a lín
M−a nhá
Thêi gian ®Ønh lò
M−a nhá
M−a lín
§é che phñ thùc vËt
H×nh 12.4 ¶nh h−ëng cña mËt ®é che phñ thùc vËt trong biÓu ®å thuû v¨n cña l−u vùc 1
Leaf vµ Brink (1972) ®· ph¸t triÓn mét m« h×nh ®Ó dù b¸o nh÷ng thay
®æi c¶ vÒ tèc ®é vµ sù ph©n bè theo mïa cña sù tan tuyÕt. M« h×nh nµy cßn
®−îc chän läc h¬n n÷a ®Ó m« pháng l¹i nh÷ng ¶nh h−ëng trong thêi gian ng¾n
cña sù chÆt ph¸ rõng tõng phÇn vµ c¸c ho¹t ®éng kh¸c t¸c ®éng lªn l−îng n−íc
vµ l−îng phï sa (Leaf vµ Brink,1973). Tõ mét m« h×nh thêi gian ng¾n ng−êi ta
®· ph¸t triÓn mét m« h×nh m« pháng thêi gian dµi ®Ó ®¸nh gi¸ ¶nh h−ëng l©u
dµi cña hÖ thèng qu¶n lý ®Êt kh¸c nhau (Leaf vµ Brink,1975).
¶nh h−ëng cña th¶m thùc vËt máng ®èi víi c©n b»ng n−íc trong vïng
tho¸t n−íc nhá ë rõng gç th«ng cøng nh− trong nghiªn cøu cña Pogerson
(1976), còng ®· sö dông mét m« h×nh thuû v¨n.
7 89
- Rikey vµ Hawkins (1976) ®· kh¶o s¸t c¸ch sö dông cña m« h×nh thuû
v¨n trªn c¸c l−u vùc ®Êt qui ho¹ch. Mét vÝ dô vÒ øng dông m« h×nh liªn quan
®Õn ¶nh h−ëng cña sù biÕn ®æi rõng thµnh ®ång cá hoÆc hçn hîp c©y bôi rËm
®èi víi tæng l−îng n−íc vµ l−u l−îng. M« h×nh thuû v¨n ®· ®−îc tham sè hãa
øng dông cho l−u vùc trång rõng nhá. Sau ®ã c¸c th«ng sè còng ®−îc ®iÒu
chØnh ®Ó ph¶n ¸nh mét sù thay ®æi ®èi víi mét ®iÒu kiÖn rangeland. Sau qu¸
tr×nh nµy, m« h×nh ®−îc tiÕn hµnh trong mét vµi trËn m−a ®Ó x¸c ®Þnh c¸c t¸c
®éng.
M−a lín
Tæng l−îng
M−a nhá
Thay ®æi ®Ønh lò %
M−a lín
M−a nhá
Thêi gian ®Ønh lò
M−a nhá
M−a lín
§é che phñ ®Êt
H×nh 12.5 ¶nh h−ëng cña mËt ®é che phñ ®Êt trong biÓu ®å thuû v¨n cña l−u vùc 1
Ardis (1973) ®· sö dông M« h×nh biÓu ®å thuû v¨n Tennessee Valley ®Ó
®¸nh gi¸ t¸c ®éng cña viÖc khai th¸c gç trªn biÓu ®å l−u l−îng cña hai l−u vùc
trång rõng nhá. H×nh 12.6 thÓ hiÖn biÓu ®å quan tr¾c vµ tÝnh to¸n cña cïng
mét trËn m−a víi ®iÒu kiÖn ®é che phñ rõng trªn l−u vùc lµ 100%. C¸c th«ng sè
cña m« h×nh ®· ®−îc thay ®æi ®Ó t¸i t¹o rõng ph¸t quang. H×nh 12.6 còng thÓ
hiÖn biÓu ®å m« h×nh cña cïng mét trËn m−a ë c¸c l−u vùc ®· ®−îc ph¸t quang
95% vµ 50%.
7 90
nguon tai.lieu . vn