Mô hình toán thủy văn lưu vực nhỏ - Chương 10 pptx

C
C
h
h


ơ
ơ
n
n
g
g


1
1
0
0




Một số mô hình lu vực sông điển hình

10.1 Cấu trúc mô hình 669
10.2 Các đặc điểm mô hình lu vực sông 671
10.3 Mô hình lu vực sông Stanford 674
10.4 Mô hình USDA HL-74 & Mô hình lu vực sông 680
10.4 Mô hình lu vực sông SCS TR-20 685
10.5 Mô hình SSARR 690
10.6 Sự so sánh các mô hình 696

10.7 Các mô hình tham số phân phối 697
Tài liệu tham khảo 703

665

666
Một số mô hình lu vực sông điển hình
Tác giả:
Curtis L. Larson, Giáo s nông nghiệp, Trờng Đại học
Minnesota, Paul, MN.
Charles A. Onstad, Giáo s nông nghiệp, USDA, ARS, Morris, MTV
Havey H. Richardson, Kỹ s thủy văn, Viện bảo vệ đất Glenn Dale,
MD
Kenneth N. Brooks, Trợ lý Giáo s Lâm nghiệp, Trờng Đại học
Minnesota, Paul, MN.


Chơng này giới thiệu về một số mô hình lu vực sông thờng đợc sử
dụng. Mỗi mô hình sẽ đợc miêu tả về các đặc điểm chính và các yếu tố tạo nên
mô hình, đồng thời cũng đa ra các ví dụ về ứng dụng từng mô hình. Các mô
hình khác nhau đợc phân biệt thông qua cấu trúc chung, nh phạm vi, thông
số, khả năng ứng dụng và có sự so sánh giữa các yếu tố này với nhau. Các mô
hình dành cho mục đích đặc biệt, mô hình phân bố và mô hình từng phần cũng
đợc xem xét một cách ngắn gọn trong chơng này.
Mục đích chính của chơng này là cung cấp một số kiến thức về cấu trúc
của mô hình lu vực sông một cách chung nhất và chu trình hoạt động tự
nhiên của nó và mối liên quan của những đặc điểm này tới sự ứng dụng mô
hình.
Nhiều mô hình lu vực sông đặc thù đã đợc sử dụng làm cơ sở trong
việc học tập, so sánh và tự phổ cập. Do đó, trong quá trình nghiên cứu ngời

đọc nên xem, đặt ra những câu hỏi nh: Những mô hình này khác nhau nh
thế nào? Giống nhau ở điểm nào? cũng nh các câu hỏi: Liệu các khía cạnh
chung đã đa ra những đặc điểm cần thiết cha? Sự khác nhau giữa các mô
hình có hữu ích trong việc cung cấp những nhu cầu khác nhau và sự ứng dụng

667
trong việc lựa chọn các mô hình lu vực sông không? Nếu ngời đọc đã nghiên
cứu về các quá trình thủy văn riêng rẽ ở các chơng trớc thì kiến thức ngời
đọc ở chơng này sẽ đợc nâng cao hơn.
Có ba phơng pháp có thể tiếp cận một mô hình ứng dụng đó là: Sử dụng
mô hình hiện hữu, cải tạo mô hình hiện hữu và phát triển một mô hình mới.
Nhìn chung, việc lựa chọn một trong những phơng pháp tiếp cận này là một
quyết định có ý nghĩa rất quan trọng nếu quyết định sử dụng mô hình hiện
hữu, ta phải chọn mô hình phù hợp nhất với sự ứng dụng đặc thù. Tơng tự
nh vậy, nếu một mô hình hiện hữu đợc thay đổi, cải tạo thì dĩ nhiên việc
chọn lựa một mô hình có thể đạt đợc sự thay đổi đặc thù là rất cần thiết. Việc
phát triển một mô hình mới cần đợc hiểu là một nhiệm vụ chính, có thể sẽ đòi
hỏi nhiều năm làm việc vất vả để có đợc một mô hình lu vực sông hoàn
chỉnh, ứng dụng một mô hình hiện hữu có thể bao gồm nhiều tháng nỗ lực, và
sự cải tạo một mô hình đáng kể một mô hình có thể đòi hỏi một thời gian dài
hơn.
Quyết định về việc chọn phơng pháp tiếp cận tốt nhất cho việc ứng
dụng mô hình đặc thù cần phải dựa trên cơ sở kiến thức cơ bản cả về mô hình
nguyên tắc và mô hình lu vực sông sẵn có.
Mục đích của chơng này là cố gắng liên kết 2 mặt này của việc xây
dựng một mô hình lu vực sông. Những chơng trớc đã tập trung vào việc
xây dựng khối (building block) ví dụ nh thành phần mô hình và nguyên tắc
xây dựng mô hình. Mặt khác chơng 13 chỉ đa ra (không hề thảo luận) một
bảng liệt kê về các mô hình lu vực sông.
Để hiểu một cách đầy đủ về những nguyên tắc của một mô hình lu vực

sông ta cần phải làm việc với một hoặc nhiều hơn mô hình lu vực sông đặc
thù. Nghiên cứu về các mô hình lu vực sông có thể là một công việc nhàm
chán nhng nó có giá trị nh một bớc chuẩn bị, ứng dụng một mô hình lu
vực sông là cách tốt nhất để học về khả năng và những hạn chế của nó. Bằng
việc sử dụng mô hình cho một số l
u vực sông hoặc các điều kiện của lu vực
sông, ta sẽ làm quen dần với tính chất các thông số của nó. Nếu mục đích
nghiên cứu chỉ là những ảnh hởng của các dữ liệu vào khác nhau, bạn có thể

668
áp dụng mà không cần phải hiểu một cách chi tiết về quá trình làm việc bên
trong của nó. Tuy nhiên, mặc dù không cần thiết, nhng việc hiểu rõ về mô
hình trong hầu hết các ứng dụng là rất đáng giá.
10.1 Cấu trúc mô hình
Một mô hình lu vực sông thờng bao gồm những yếu tố sau:
1. Các thông số dữ liệu vào thể hiện những đặc điểm tự nhiên liên quan
của lu vực sông
2. Dữ liệu về sự đọng lại và các dữ liệu khí tợng khác
3. Các tính toán về lu lợng nớc, cả nớc bề mặt và nớc dới mặt đất
4. Các tính toán về nguồn nớc dự trữ, cả nớc trên bề mặt và nớc dới
mặt đất.
5. Các tính toán về lợng nớc mất đi
6. Sự thất thoát lu vực sông và các số liệu khác, (nếu cần)
Các yếu tố 3, 4, 5 là yếu tố quyết định của một mô hình lu vực sông.
Tất cả các mô hình bao gồm các số liệu về lu lợng nớc, nguồn dự trữ, và sự
mất nớc, các số liệu này đợc thể hiện trên một biểu đồ mô hình. (hình 10.1,
10.3). Nhìn chung, càng nhiều số liệu về dòng chảy theo đờng mòn và nguồn
dự trữ thì mô hình có càng nhiều chi tiết.
Một mô hình lu vực sông tất định bao gồm một loạt các mô hình con,
mỗi mô hình con này là một quá trình thủy văn điển hình (sự thẩm thấu, dòng

chảy trên mặt đất v.v ) và thờng đợc cấu trúc một cách tơng ứng. Các mô
hình con cũng đòi hỏi tất cả các yếu tố trên nh một mô hình chung. Mỗi một
mô hình con thể hiện một dòng chảy cơ bản và thờng có một nguồn dự trữ. Số
lợng của mô hình con là sự chảy thoát hoặc khí quyển sự mất nớc mô hình
con khác. Sự mất nớc chủ yếu trên thực tế chính là sự chảy thoát ra khỏi hệ
thống.
Các nguồn nớc l
u trữ là phần rất cần thiết của mô hình, vì chúng
đóng vai trò nh một chiếc khóa trong việc kiểm soát dòng chảy trong lu vực
sông. Tất cả các dòng chảy trong một mô hình đều cùng nằm trong hoặc nằm

669
ngoài một nguồn dự trữ, đơng nhiên dòng chảy thờng liên quan tới số lợng
nớc trong nguồn dự trữ cũng nh các yếu tố khác.
Trong một số trờng hợp, nguồn dự trữ không đợc biểu hiện một cách
riêng rẽ trong mô hình nhng là một phần trong mối quan hệ dòng chảy, ví dụ
trong ống dẫn động lực.
Xây dựng mô hình là một quá trình chọn lựa chính xác các mô hình con
liên kết chúng với nhau để tạo nên một mô hình lu vực sông và tìm ra kết quả
làm việc của mô hình lu vực sông. Mỗi một điều đều quan trọng và đòi hỏi nỗ
lực đáng kể. Vậy những mô hình con nào là chính xác? Câu trả lời chủ yếu phụ
thuộc vào mục đích sử dụng của mô hình tổng thể. Có phải mục đích của mô
hình chỉ là để dự đoán sự thất thoát lu vực sông không hay cho cả các mục
đích khác nữa? Liệu lu lợng thấp có quan trọng hay không? Mô hình có đợc
dự định theo kiểu đặc thù của lu vực sông về kích cỡ, địa hình, đất sử dụng
v.v lu vực thành thị không? Hay nó đợc dự định theo bất cứ kiểu lu vực
sông nào? có bao nhiêu chi tiết cần sử dụng trong mỗi mô hình con? Trong việc
lựa chọn hay phát triển một mô hình con, khuynh hớng chung là chọn tất cả
những mô hình con chi tiết sẵn có hoặc bổ sung vào mô hình con hiện hữu một
vài sự cải tiến. Sau đó là nhóm những mô hình còn lại, mọi ngời sẽ thấy thu

đợc kết quả mô hình lu vực sông là quá chậm chạp và quá đắt để thực hiện.
Bớc tiếp theo là cắt giảm bớt các chi tiết không ảnh hởng tới độ chính xác
của mô hình, nếu có thể.
Để đạt đợc một mô hình có tính thực tế, ngời khai triển mô hình là
ngời đã hiểu nghiên cứu tỉ mỉ quá trình này và làm một vài kiểu tơng tự.
Nếu mô hình đợc dự định với mục đích dự đoán dòng sông, thì cấu trúc
và số lợng chi tiết có thể đợc sửa đổi để phù hợp với ứng dụng. Nếu mục đích
là để nghiên cứu về tác động thủy văn của đất có thay đổi mục đích sử dụng,
thì mô hình cần phải nhạy cảm chính xác với các yếu tố và các quá trình. Điều
này có thể sẽ đòi hỏi tầm quan trọng đặc biệt và chi tiết vào một hoặc nhiều
hơn các mô hình con. Trong khi đó, nếu mô hình đợc dự định chỉ với mục đích
này thì có thể cắt giảm bớt một số chi tiết ở một số mô hình con khác nữa.
T
ơng tự nh vậy, nếu mô hình lu vực sông đợc dùng làm cơ sở cho mô hình

670
giao thông, thì sự nhấn mạnh của nó là trực tiếp một cách phù hợp. Ví dụ, nếu
mục đích tổng thể là xây dựng mô hình về sự xói mòn đất và sự phân bố phù sa
thì cần phải nhấn mạnh vào mô hình con dòng chảy trên mặt đất.
Nh chúng ta thấy mô hình lu vực sông rất khác nhau về cấu trúc, số
lợng chi tiết và sự nhấn mạnh tầm quan trọng vào những quá trình thủy văn
riêng lẻ. Điều kiện tự nhiên cơ bản của chúng cũng rất khác nhau, nh đã chỉ
ra trong chơng 1 và sẽ nhiều hơn trong các trang tiếp theo. Rõ ràng là tiềm
năng cho sự phát tiển mô hình là không có giới hạn, và mô hình lu vực sông
mới hoặc mô hình lu vực sông đợc cải tiến không đợc tiếp tục phát triển.
10.2 Các đặc điểm mô hình lu vực sông
Qua chơng 1, ta đã biết những hạng mục mô tả nhất định thờng đợc
ứng dụng cho các mô hình thủy văn và toán học khác. Nó cũng có thể áp dụng
cho mô hình thành phần hoặc mô hình lu vực sông. ở đây một vài hạng mục
có thêm descriptive terms sẽ đợc dùng, vì chúng rất hữu ích trong việc nhận

dạng các mô hình lu vực sông. Những term nh vậy, nếu đợc chỉ rõ, cho
phép chúng ta chỉ ra bằng 1 từ hoặc một cụm từ về sự khác nhau giữa các mô
hình về phạm vi mục đích, cách thực hiện hay sự ứng dụng. Sẽ rất tiện lợi và
hữu ích khi sử dụng những giới hạn này để thảo luận các mô hình điển hình,
đợc trình bày trong chơng này.
Các mô hình lu vực sông có thể đợc phân biệt là mô hình biến cố và
mô hình liên tục. Một mô hình biến cố thể hiện một sự kiện của dòng chảy
trong một khoảng thời gian xắp xếp từ 1 giờ, nhiều hơn hoặc ít hơn, cho đến
nhiều ngày. Những điều kiện ban đầu trong lu vực sông cho mỗi sự kiện phải
đợc tính toán hoặc quyết định bằng các phơng tiện khác và đợc coi nh dữ
liệu vào. Tính chính xác về năng suất của mô hình phụ thuộc vào độ tin cậy
của những điều kiện vào này. Một mô hình lu vực liên tục là một mô hình
đợc tiến hành trong một khoảng thời gian dài, quyết định tỉ lệ dòng chảy và
những điều kiện trong suốt cả thời gian có lợng chảy vào và không có lợng
chảy vào trên bề mặt. Do mô hình luôn giữ một số lợng liên tục về điều kiện
bốc hơi nớc của l
u vực sông nên nó quyết định những khả năng điều kiện
ban đầu cho sự kiện dòng chảy. Tuy nhiên, ở giai đoạn đầu, những điều kiện

671
ban đầu phải đợc biết hoặc tính toán. Hầu hết tất cả các mô hình lu vực sông
liên tục sử dụng 3 yếu tố chảy vào: lợng chảy vào trực tiếp, dòng chảy dới
mặt đất (dòng chảy hòa lẫn) và dòng nớc dới đất, trong khi đó một mô hình
biến cố có thể bỏ một hoặc cả hai thành phần dới mặt đất và cả sự bay hơi của
nớc.
Trong mô hình hoàn chỉnh hay một mô hình lu vực sông tổng hợp, là
mô hình trong đó dữ liệu chính nhập vào là sự lắng đọng và năng suất, đầu ra
là biểu đồ dòng chảy lu vực sông. Mô hình này chỉ nhiều hơn hoặc ít hơn các
chi tiết về tất cả các quá trình thủy văn ảnh hởng đáng kể tới dòng chảy.
Một mô hình bộ phận là mô hình chỉ thể hiện một phần trong quá trình

dòng chảy tổng thể. Một mô hình sản lợng nớc cung cấp lợng nớc chảy
vào chứ không có sự chảy thoát ra.
Cũng rất hữu ích để nhận biết mô hình lu vực sông băng 2 mô hình đó
là: mô hình thông số khớp nhau và mô hình thông số chính xác. Một mô hình
thông số khớp nhau là mô hình trong đó có một hoặc nhiều hơn các tham số có
thể tính toán đợc bằng cách khớp các biểu đồ trên máy tính và biểu đồ quan
sát đợc. Các tham số khớp nhau thờng rất cần thiết trong trờng hợp mô
hình lu vực sông khái niệm, có bất cứ mô hình yếu tố nào đúng với hầu hết
các mô hình lu vực sông đang đợc sử dụng. Với một mô hình tham số khớp
nhau, việc ghi chép lại dòng chảy trong một thời gian (thờng là nhiều năm) là
cần thiết để quyết định giá trị tham số cho một lu vực sông đặc thù. Nhìn
chung mô hình tham số khớp chỉ có thể sử dụng với lu vực sông thay thế,
ngoại trừ một vài ứng dụng đặc biệt.
Mặt khác một thông số chính xác, mặt khác là một mô hình trong đó các
tham số đợc tính toán một cách hoàn chỉnh nh những đặc điểm biết đợc của
lu vực sông hoặc bằng đo đạc; ví dụ: diện tích lu vực sông và độ dài của kênh
mơng có thể tính toán từ bản đồ hiện tại. Hai ví dụ về việc tính toán trực tiếp
có thể là những trờng đo đạc mặt cắt ngang của lòng sông và những phép đo
đạc trong phòng thí nghiệm về đặc điểm của đất. Độ gồ ghề của lòng sông cũng
thờng đợc xem xét. Một mô hình tham số chính xác có thể ứng dụng đợc
một cách tổng thể cho các lu vực sông không thay thế, do đó, nó rất đợc a

672
thích. Sự phát triển mô hình nh vậy cũng sẽ đợc duy trì. Tuy nhiên, có đợc
độ chính xác có thể chấp nhận đợc và khả năng thực hiện chúng, cũng là một
việc rất khó. Trên thực tế, đây là một mục tiêu cha thể đạt tới.
Các mô hình lu vực sông cũng có thể chia thành mô hình chung và mô
hình đặc biệt (mô hình dành cho mục đích đặc biệt). Mô hình chung là một mô
hình có thể chấp nhận đợc các kiểu cỡ lu vực sông khác nhau. Mô hình này
có hoặc là thông số chính xác hoặc thông số khớp thể hiện một cách phù hợp

các ảnh hởng của những đặc điểm phong phú của lu vực sông. Thật không
may, là rất khó để làm đợc điều này mà không áp dụng tới khái niệm mô
hình con, trong đó các thông số đòi hỏi phải khớp nhau. Một mô hình đặc biệt
có khả năng áp dụng cho một kiểu lu vực sông điển hình về địa hình, địa thế
hay đất sử dụng ví dụ một mô hình lợng chảy vào đô thị. Thờng thì các mô
hình nh vậy có để ứng dụng cho các kích cỡ lu vực sông khác nhau, miễn là
đặc điểm của các lu vực sông giống nhau.
Các mô hình lu vực sông hoặc các mô hình con đôi khi cũng đợc hiểu
là các mô hình phân bố hoặc mô hình khối. Mô hình phân bố là một mô hình
trong đó phạm vi sự thay đổi trong các đặc điểm lu vực sông ví dụ: phù sa và
đất sử dụng có thể đợc dùng trực tiếp trong việc ứng dụng mô hình. Trong
một mô hình khối, không thể làm đợc điều này, và do đó các giá trị điển hình
hoặc thông thờng về độ dốc của đất, độ dài của dốc, đặc tính phù sa . . .
thờng đợc sử dụng. Dĩ nhiên các mô hình phân phối đợc a thích hơn,
nhng chúng phải trả thêm giá vì tính phức tạp của mô hình, và dữ liệu vào và
quá trình thực hiện (trên máy tính đắt). Do vậy, hầu hết các mô hình lu vực
sông hiện nay là mô hình khối.
Trên cơ sở này, chúng ta tiếp tục kiểm tra lại và so sánh các mô hình lu
vực sông thờng đợc sử dụng. Những mô hình đợc lựa chọn cho mục đích này
tất cả đều là mô hình l
u vực sông hoàn chỉnh và mô hình lu vực sông chung,
nhng khác nhau về các phơng diện khác. Ngoài ra, sự lựa chọn này cũng là
một cái gì đó rất tự nhiên. Ví dụ, có rất nhiều mô hình lu vực sông của
Australia (nh mô hình Moore và Mein, 1976), nhng không có mô hình nào
trong số chúng đợc chọn ở đây.

673
10.3 Mô hình lu vực sông Stanford
Mô hình lu vực sông Stanford đã đợc phát triển bởi Crawford và
Linsley (1966) và thờng đợc ca ngợi trong văn chơng, là một trong những

mô hình lu vực sông tổng hợp đầu tiên. Mô hình này đợc sử dụng rộng rãi
trong việc nghiên cứu nguồn nớc và đã trải qua vô số thay đổi, bổ sung và sửa
đổi. Có thể đợc sự tu sửa mô hình nổi tiếng nhất là bản dịch mô hình này của
Lentusky (Jame, 1970) các bản dịch khác cũng đợc tờng trình bởi Ligon và
cộng sự(1969), Claborn và Moore (1970), Ricca (1974) và một số tác giả khác .
Mô hình STANFORD là một mô hình lu vực sông hoàn chỉnh đợc sử
dụng với mục đích ứng dụng cho tất cả các mô hình lu vực sông ở mọi kiểu và
kích cỡ. Nó là một mô hình liên tục và thờng đợc tiến hành trong thời gian
hơn một năm. Mô hình này sử dụng một số lợng các thông số khớp nhau và do
đó, đòi hỏi ghi chép nhiều năm về dòng chảy cho hầu hết các ứng dụng.
Trong mô hình STANFORD, các quá trình thủy văn khác nhau đợc thể
hiện một cách chính xác nh các dòng chảy và các nguồn dự trữ (Hình 10.1).
Nhìn chung, mỗi dòng chảy là một lợng nớc thoát ra từ nguồn dự trữ, thờng
đợc xác định là chức năng của trữ lợng dự trữ dòng chảy và những đặc điểm
tự nhiên của hệ thống con. Do đó, mô hình tổng thể đợc đặt nền tảng một cách
tự nhiên, mặc dù rất dòng chảy và nguồn dự trữ nớc đợc thể một cách đơn
giản. Mặc dù điều này đòi hỏi phải sử dụng các thông số khớp nhau, nhng nó
có lợi thế là không phải đa ra những thừa số cơ học và các đặc điểm cơ học của
hệ thống dòng chảy. Điều này làm giảm đáng kể yêu cầu dữ liệu nhập vào và
quan trọng hơn là cho mô hình tính phổ biến.
Mô hình này sử dụng nhiều nguồn nớc dự trữ bề mặt và dới mặt đất
khác nhau, trong một số trờng hợp không đợc xác định một cách rõ ràng ví
dụ: Nguồn dự trữ ở tầng dới thể hiện nguồn dự trữ độ ẩm thổ nh
ỡng đều
không đợc xác định rõ. Thay vào đó, một thông số khớp đợc sử dụng là chỉ số
của nguồn nớc dự trữ trong vùng và nguồn dự trữ dòng chảy LZS thay đổi
một cách rộng rãi theo thời gian từ một giá trị thấp tới một số lợng lớn trên
LZSN. Tơng tự nh vậy, ở tầng trên một thông số UZSN và một LKSN ở trên
cũng đợc sử dụng. Tất cả lợng ma và tuyết tan (trừ những vùng không đợc

674
thấm nớc) đều trong giới hạn, nguồn dự trữ hạn chế trong khu vực cao bao
gồm sự ngăn cản và nguồn dự trữ trũng. Do đó, trong khu vực cao bao gồm sự
ngăn cản và nguồn dự trữ mặt đất hoặc sử thẩm thấu tới những vùng thấp
(ngoại trừ sự mất nớc nhỏ).
Một đặc điểm dễ nhận thấy của mô hình STANFORD, đó là sự thẩm
thấu, sự chảy hòa, và ET thì thay đổi vợt qua phạm vi diện tích lu vực sông
một cách tự nhiên. Khả năng thẩm thấu đợc giả thiết tuyến tính, là phân
phối khắp diện tích lu vực sông từ 0 cho tới giá trị tối đa: f
p
(Hình 10.2). Một
phần của giá trị này f
r
, đợc giữ lại trong đất, phần còn lại trở thành dòng chảy
hòa lẫn. Cả f
p
và f
r
đều là tạm thời, mỗi sự thay đổi (một cách khác nhau) với
dung lợng nớc tơng ứng của tầng dới LZS hoặc LZSN, đều theo một mối
quan hệ thực nghiệm cố định.


Ma từng giờ
Bốc thoát hơi
khả năng

Nhiệt độ
hàng ngày

Tuyết

Diện tích không thấm
Sự giữ nớc
bề mặt

Dòng chảy
tràn

Vùng chứa
phía trên

Dòng chảy vào kênh
Thấm
Sự giữ nớc
dòng chảy
n
g
ầm
Dòng chảy
ngầm

Vùng chứa
phía dới

Vận chuyển và
chuyển hoá
tron
g
kênh

Vùng chứa
nớc ngầm

Dòng chảy vào kênh
Dòng chảy ra của
nớc ngầm

Dòng chảy
tổng hợp


Hình 10.1. Dạng chung của mô hình lu vực sông STANFORD, chỉ ra nguồn dự trữ và dòng
chảy chính (biến đổi Orawford và Linsley; 1966).


675
Những mối quan hệ tơng tự đợc dùng để tính ET thực tế từ ET tiềm
ẩn, điều này phải dựa vào giá trị sự bay hơi của hồ hoặc các dữ liệu vào khác.
Mô hình này có 3 dòng chảy vào khác nhau tới một hệ thống (Hình 10.1).
Trong mỗi trờng hợp, số lợng liên quan của dòng chảy trải qua 1 thời gian
thay đổi phù hợp với một thông số kiểm soát dòng chảy vào nguồn dự trữ tơng
ứng.


Hình 10.2: Lợc đồ của sự phân bố diện tích cho mô hình còn thấm nớc và dòng chảy
hòa, Mô hình LVS STANFORD IV.
Tốc độ thấm khả
năng
Tốc độ cung cấp
ẩm

Tốc độ inch/giờ
Đến phần giữ nớc
bề mặt
Đến phần trữ dòng
chảy ngầm
Đến phần trữ vùng
dới thấp
Tỷ lệ phần trăm giữa diện tích và tốc độ

Những thông số khác kiểm soát giới hạn dòng chảy ra (kênh dẫn vào)
gồm 2 bớc. Bớc đầu tiên, một bản đồ thống kê vùng giới hạn đợc sử dụng để
chỉ ra những ảnh hởng của thời gian vận chuyển từ các phần khác nhau của
lu vực sông và các vùng liên quan. Bớc thứ hai, một nguồn nớc tự nhiên ở
lu vực của sông chỉ ra những tác động của kênh dự trữ. Trong công việc ấn
định của mô hình, các thông số khớp đợc sử dụng cho dòng chảy hòa lẫn, dòng
chảy mặt đất và hồ chứa nớc tự nhiên và chơng trình con tính tuyết tan,
đợc phát triển bởi Anderson và Crawford (1964) là một sự bổ sung chính vào
mô hình STANFORD. Nó sử dụng dữ liệu nhiệt độ hàng ngày và một số các
thông số, trong đó có thể đợc tính toán một vài thông số khác đợc khớp với
nhau, một bổ sung khác đó là đất phù sa đợc phát triển bởi Negev (1967).

676
Dữ liệu vào chủ yếu của mô hình STANFORD bao gồm sự bay hơi hàng
giờ và hàng ngày, và nhiệt độ nhỏ nhất và lớn nhất hàng ngày (chỉ cho lợng
tuyết tan). Nhiều trạm đo ma cũng có thể đợc sử dụng để tăng mức độ chính
xác, 1 (hoặc nhiều hơn) trong số chúng phải là dữ liệu hàng giờ. Sự bốc hơi tiềm
ẩn có thể đợc nhập vào một cách trực tiếp hoặc trong là sự bốc hơi của hồ trên
cơ sở hàng ngày hoặc nửa ngày. Nếu sẵn có dòng sông đợc quan sát hàng ngày
đợc nhập vào để so sánh với giá trị tính toán. Các thông số đa vào bao gồm
đất khác nhau, đặc điểm mô hình lu vực sông và giá trị thử nghiệm của các

thông số khớp. Mô hình thay đổi IV (Crawford và Linsley, 1966) có 16 loại đất
bề mặt, hệ thống kênh và các thông số nớc dới mặt đất trong đó 12 thông số
là thông số khớp nhau. Sử dụng mô hình thay đổi có họ Herrycks (1975) đã liệt
kê 9 thông số chính xác (những đặc điểm lu vực sông), 6 thông số đợc tính
toán từ ghi chép lịch sử và 8 thông số đợc tính toán bằng thử nghiệm và sai
số, cộng với 6 điều kiện bốc hơi căn bản.
Trong việc ứng dụng mô hình Stanford vào lu vực sông với một số
lợng trạm đo ma rào, lu vực sông thờng đợc chia thành hai khu vực nhỏ.
Mỗi khu vực nhỏ cần một bản ghi chép trạm đo ma. Dĩ nhiên, điều này làm
tăng độ tin cậy của chính xác của mô tả, do lu vực sông cỡ trung bình và cỡ
rộng theo Crawford và Linskey (1966). Lợi ích của một dữ liệu về sự thẩm thấu
tốt là một yếu tố chính ảnh hởng đến tính chính xác của mô phỏng. Nghiên
cứu của Herrycks (1975) chỉ ra hạn chế này của việc ứng dụng mô hình
Trong hầu hết các trờng hợp dữ liệu quan sát đợc trong 4 hoặc 5 năm
thì đầy đủ hơn cho khớp mô hình STANFORD đã phát triển một phơng pháp
thông số khả quan cho phơng án Kentruky của mô hình Stanford và phơng
pháp này đã đợc Shanhollz và Carr sử dụng (1975). Tuy nhiên, thử nghiệm
hầu hết ngời sử dụng khớp mô hình bằng cách làm một loạt thăm dò về dòng.
Điều này có thể thực hiện đợc vì những ảnh hởng của thông số khớp nhau
chính (khoảng 7) là một phạm vi rộng và riêng rẽ, ví dụ hơi nớc. Khối l
ợng
ma thay đổi đợc kiểm soát chủ yếu bởi tham số thẩm thấu và tham số dòng
chảy hòa lẫn v.v khi dung lợng chảy vào gần đúng thì tỉ lệ thông số dòng
chảy có thể sẽ khớp nhau. Tuy nhiên, nhiều thử nghiệm dòng cũng cần đến để
hoàn thành quá trình khớp trừ phi giá trị thông số căn bản đã đợc lựa chọn

677
một cách cẩn thận. Gawford và Linsley (1966) đã chỉ ra sự quan trọng của việc
các thông số chính (tham số khoá) thay đổi từ lu vực sông này sang lu vực
sông khác, và cũng đa ra hớng dẫn trong việc chọn lựa giá trị cơ bản của

chúng Shanholz và Carr (1975) sử dụng bản thay đổi mô hình của Kentuaky,
đã nghiên cứu tính ổn định của thông số, sự lựa chọn thông số tiêu chuẩn và
tính chất của mô hình cho thông số chuẩn

Bảng 10.1 Một số ứng dụng của mô hình LVS Stanford của Crawford và Linskey

Sông suối và vị trí Diện
tích xấp
xỉ
Số vùng
con
Dòng
chảy hàng
năm
Số năm mô
phỏng
Hệ số tơng
quan dòng
chảy ngày

dặm vuông

in.

Russian R. Hopland,
CA
232 3 18 8 0.971
Russian R. Healdsburg 197 3 18 8 0.978
Russian R. Guerneville 1342 4 17 8 0.981
French Broad R.

Blantrye, NC
296 3 43 6 0.963
South Yula R. Cisco,
NV
55 6 46 5 0.945
Napa, R Helena, CA 81 1 14 5 0.979
Beargrass, Cr.
Louisville, KY
18 1 14 4 0.946

Một số ứng dụng của mô hình Stanford đợc tóm tắt đợc và biểu đồ
tính toán ở bảng 10.1.
Những chi tiết khác nữa, bao gồm biểu đồ quan sát đã đợc Crawford và
Linsley chỉ ra năm 1960. Hầu hết sự so sánh các biểu đồ chỉ ra sự phù hợp
hoàn hảo, đặc biệt cho sông. Khu vực này ở miền bắc California rất phù hợp với
mô hình bão xoáy thuận, đợc nhận dạng bằng trắc địa đồ phóng to và lợng
của ma mùa dòng ra chủ yếu trong diện rộng Larson (1965) đã ứng dụng mô
hình Stanford III cho một lu vực sông 88 dặm vuông trong cùng một diện tích

678
trong thời gian kéo dài 20 năm, sử dụng 5 năm dài cho việc khớp các thông số
(bảng 10.2). Kết quả cũng khá khả quan nhng chỉ ra rằng lu vực đỉnh lũ bị
biến dạng kém chính xác hơn các tỉ lệ lu lợng khác và dung tích chảy vào.
Có thể ứng dụng mô hình lu vực sông STANFORD cho lu vực sông
thay đổi nhng trong một số trờng hợp thì không chắc chắn.
Herrick và đồng nghiệp, (1975) đã ứng dụng mô hình này cho các lu
vực sông nhỏ không thay đổi, bằng cách sử dụng các thông số đạt đợc do khớp
mô hình với lu vực sông thay đổi bên cạnh. Ross (170) và Magette và đồng
nghiệp (1976) đã có rất nhiều nỗ lực với thông số chính liên quan tới các đặc
điểm lu vực sông có thể đo đợc bằng cách thực nghiệm Kentucky bản sửa đổi

Kentucky của mô hình Stanford cũng đã đợc sử dụng trong cả 2 trờng hợp.
Mặc dù một số thông số đã đợc dự đoán một cách chính xác, vẫn cần nỗ lực
đáng kể hơn để đạt đợc mục tiêu phổ biến thông số mô hình.

Bảng 10.2. Kết quả mô hình Stanford III VS. Observed values for Dry CR. Near Cloverdale
*
,
CA, 1944-1963 (Larson, 1965)
Số của trờng hợp Độ lệch trung bình Tỷ số trung bình:
mô hình/quan trắc
Phần trăm
Dòng chảy năm 20 10.0 0.99
thể tích dòng chảy
của ma
39 13.8 1.04
Dòng chảy tối đa 39 19.6 0.96

Có thể hầu hết các ứng dụng chung của mô hình lu vực sông Stanford
đã đạt đợc biểu đồ thủy văn cho những sự kiện ma bất thờng để mở rộng
ghi chép dòng chảy một cách đầy đủ cho các phân tích thủy văn. Mặc dù các
thông số khớp nhau là đáng tin cậy, trong những trờng hợp nhất định mô
hình có thể sử dụng trong việc nghiên cứu các tác động của biến lu vực sông
đã đợc biến đổi, ví dụ nh các mô hình của Jame (1965) Fleming (1971) Heru
và cộng sự (1975). Tuy nhiên nhìn chung về các mô hình thông số chính xác,

679
nếu sẵn có, thì sẽ phù hợp hơn cho việc nghiên cứu những tác động đó (Larson,
1973).
10.4 Mô hình Usda hl-74 & Mô hình lu vực sông
Mô hình USDA HL và mô hình lu vực (Holtan và cộng sự , 1977) có

mục đích đặc biệt cho các lu vực sông và lu vực nông nghiệp nhỏ, nhng
cũng đợc sử dụng cho các kiểu lu vực sông khác nhau. Sự phát triển mô hình
đợc bắt đầu từ đầu những năm 1960, với sự giới thiệu của chức năng thẩm
thấu của Holtan (Holtan, 1961 - 1965). Mô hình thay đổi đầu tiên là USDA
HL-70 đã đợc các tờng trình bởi Holtan và Lope năm 1971. Mô hình này
đợc bỏ qua sự tinh lọc, bao gồm một loạt sự thể hiện thực nghiệm hoặc lựa
chọn mô hình con để cung cấp một bảng phân loại biến thiên thủy văn từ đầu
lu vực sông đến cửa sông.
Mô hình USDA HL-74 có thể xếp phân loại là mô hình hoàn chỉnh vì nó
xem xét toàn bộ vòng tuần hoàn thủy văn của một lu vực sông. Cũng có thể
phân loại cho mô hình là một mô hình liên tục vì trong mô hình này tái tạo các
quá trình thủy văn xảy ra giữa những trận ma. Nó cũng là một mô hình
chung thiết kế để tái tạo những tác động của thủy văn nào vào nông nghiệp.
Điều này đòi hỏi những ghi chép dòng chảy hiện hữu cho sự tính toán là hệ
tính đo lờng trong điều kiện lý tởng của dòng kênh và các chế độ dòng chảy
dới mặt đất.
Trong việc ứng dụng mô hình USADHL-74, đất của lu vực sông đợc
phân loại bằng độ dài các lớp đất để tạo nên những vùng thủy văn tơng ứng,
đợc coi là những đơn vị cơ bản của mọi sự tính toán, 3 vùng thể hiện độ cao tự
nhiên liên tiếp đó là đất vùng cao, sờn đồi và đáy thung lũng cũng đợc sử
dụng sự nối tiếp này hớng tới việc liên kết các vùng của các đặc điểm của đất
phù sa và đất sử dụng.
Cấu trúc chung của mô hình dòng chảy đợc thể hiện ở hình 10.3. Sự
thẩm thấu vào cho toàn bộ lu vực sông bao gồm một sự ghi chép liên tục của
lợng ma và tuyết rơi. Giá trị trọng lợng sẽ đợc sử dụng nếu có những hơn
một trạm khí tợng. L
ợng ma rơi có thể đợc kiểm soát trong các khoảng

680
thời gian đều đặn hoặc bằng bảng liệt kê điểm gẫy. Bất cứ sự tích tụ đất bị

phân tán (nh lợng tuyết chảy hàng ngày) trong một vùng nh sau:

MELT = c(T - THAW)(1-0,5 VEG) + 2P . . . (10.1)

trong đó:
MELT = lợng tuyết tan điểm ẩn hàng ngày trong vùng
T = nhiệt độ không khí trung bình hàng tuần
THAW = nhiệt độ tuyết bắt đầu chảy
VEG = mật độ cây
C = 1 hệ số (0,15 đối với bề dày tính theo inch và nhiệt độ khác)
C = 1 hệ số (0,15 đối với bề dày tính theo inch)
Khả năng thẩm thấu trong mô hình đợc tính trong phơng trình sau (Holtan,
1961)

c
4.1
a
fGIaSf +=
(10.2)
trong đó:
f: khả năng thẩm thấu (bề dày/thời gian)
GI: chỉ số tăng trởng của cây cối
a: chỉ số của bề mặt liên kết với khe hở
S
a
: nguồn dự trữ sẵn có (tự nhiên) lớp bề mặt
f
c
: Tốc độ thấm không đổi sau thời kì ẩm ớt kéo dài (độ dày/thòi gian).
a là một thông số thực vật và GI đợc sử dụng là một từ bổ nghĩa theo mùa của

a. Lúc đầu S
a
đợc lấy từ các điều kiện ẩm ớt ban đầu và tổng số đất xốp.
Giá trị f
c
có thể đợc là giá trị tính toán hoặc giá trị phổ biến của Musgrave
(1955). Trong phơng trình [10.2], khả năng thẩm thấu phụ thuộc vào các
khoảng trống trong đất, những khoảng trống này đợc giảm bớt khi sự thẩm
thấu xảy ra và đợc bởi sự bốc hơi và tới tiêu nớc. Nguồn dự trữ trũng cũng
có thể đợc xem xét trong phơng pháp này. Sự lắng đọng hay sự tan của tuyết

681
vợt quá khả năng thẩm thấu là không thể tránh khỏi khi có chuyển dịch từ
khu vực này tới khu vực khác trong lu vực sông.


Hình 10.3. Cấu trúc tổng quát của mô hình lu vực sông USDA HL - 74
(biến đổi từ Holtan và nnk., 1975)
Giáng thuỷ
Ma Tuyết
Tuyết tan
Tích luỹ
tại chỗ lõm

Dòng chảy sát mặt
Thấm
Lớp
đất
1
Bốc thoát hơi Sự thoát nớc

Lớp
đất
2
Dòng chảy sát
dới mặt

Sự thoát nớc
Lớp
đất
3
Nạp lại nớc ngầm
Tích luỹ
nớc
ngầm
Dòng chảy cơ bản
Lới sông
Tích trữ ở tầng sâu
Dòng chảy

Trên đờng chảy tới kênh, phần lắng đọng thừa sẽ chảy xuống dốc của
mỗi khu vực đất.
P
e
- Q
o
= D (10.3)

682

Và

q
o
= (ova) D
1,67
(10.4)

trong đó:
P
e
= lợng thẩm thấu vợt giới hạn (bề dày/thời gian)
Q
o
= lợng nớc chảy thoát (bề dày/thời gian)
D = sự gia tăng của độ sâu dòng chảy
q
o
= tốc độ chuyển động của dòng chảy trên bề mặt (độ sâu/thời gian)
ova = hệ số gồ gề
Hệ số gồ ghề có thể đợc tính từ mật độ thực vật, độ dốc và chiều dài
dòng chảy nh đã chỉ ra bởi Holtan và cộng sự (1975).
Các kênh dẫn nớc và dòng chảy tỷ lệ quay lại dới mặt đất đợc sử
dụng một chức năng dòng chảy thoát sự mất đi

qt = q
0
e
-tm
(10.5)

trong đó
q
o
= dòng chảy vào lúc bắt đầu thời gian gia tăng (độ sâu/thời gian tốc độ
chuyển động)
q
t
= tốc độ chuyển động dòng chảy sau thời gian gia tăng
t = thời gian gia tăng (thời gian)
m = hệ số dịch chuyển (thời gian)
Các hệ số dự trữ cho mỗi chế độ dòng chảy lấy đợc từ việc sử dụng một
phơng pháp trong đó các chế độ dòng chảy liên tiếp đợc thể hiện bằng các
đoạn tuyến tính của một họa đồ của biểu đồ nớc rút (Onstad và Jamienson,
1968). Các bớc thời gian cho phép kéo lên của các bản đồ thủy văn đợc xác
định bằng sự phân bố lắng đọng

683
Các chế độ dòng chảy dới mặt đất đợc xem xét để điều chỉnh, sự rò rỉ
(do thấm qua) từ một chế độ đợc đa ra là dòng chảy vào tới chế độ tiếp theo
và cứ nh vậy (Hình 10.3) Sự rò rỉ đợc đánh giá là một chức năng của lợng
nớc trọng lực hiện tại tại mỗi thời gian gia tăng và phải đợc thay đổi phù hợp
để cung cấp tốc độ dòng chảy tối đa đã trải qua trong chế độ tiếp theo.
Đối với cây cối ở giai đoạn tăng trởng trên, sự bốc hơi tiềm ẩn (PET)
đợc tính từ tất cả sự bay hơi sử dụng một hệ số và một chỉ số tăng trởng của
cây cối (GI). Phần sau phụ thuộc vào nhiệt độ chủ yếu của tăng trởng cây cối
và phản ảnh số lợng lá cây hoặc giai đoạn tăng trởng vì nó liên quan tới sự
hô hấp. Do đó:

PET = GIkE
p

. (10.6)

trong đó:
PET: sự bốc hơi tiềm ẩn (độ sâu/ngày)
GI: chỉ số tăng trởng
k: liên hệ số
E
p
: tổng sự bốc hơi
Hệ số k thay đổi từ 1,0 đến 2,0 tùy thuộc vào loại thực vật (Holtan và các
cộng sự. 1975). Sự bốc hơi nớc tiếp tục giảm tới điểm welting của đất và đợc
biểu diễn là sự bốc hơi tiềm năng thay đổi do điều kiện hơi ẩm của đất hiện
hữu khi các điều kiện nhiệt độ chính đợc tính nh sau

ET = PET [(S-SA)/AWC]
AWC/G
(10.7)

trong đó:
ET: sự bốc hơi nớc dự đoán (độ sâu/ngày)
S: Độ rỗng đất tổng cộng (độ sâu)
SA: Độ rỗng đất sẵn có (độ sâu)
AWC: thể tích có thể di chuyển do ET

684
G: nớc trọng lực
Sản lợng của mô hình có thể xắp xếp từ các giá trị hàng tháng tới biểu
đồ dòng chảy trên mặt đất cho một trận ma. Gần đây, đầu ra về thời gian
đợc thêm vào để chỉ trạng thái hàng ngày của độ ẩm đất và trị giá tăng của sự
chuyển động nớc trong mỗi tầng của mỗi vùng lu vực sông

Các kết quả giá trị dòng chảy thoát hàng tháng đợc thể hiện ở bảng
10.3 cho 4 lu vực sông ở các vùng địa lý khác nhau. Những kết quả giới hạn
này dờng nh chỉ ra rằng sản lợng nớc hàng tháng đợc dự đoán chính xác
hơn là trong khí hậu ẩm
10.4 Mô hình lu vực sông SCS TR-20
Mô hình lu vực sông TR-20 đợc phát triển năm 1964 và đợc Trung
tâm bảo vệ đất trồng đề xuất trong việc thiết kế và xây dựng dự án, dịch vụ
bảo vệ đất trồng, (1965). Đối với những trận bão riêng rẽ, mô hình quyết định
lu lợng đỉnh thời gian xảy ra và mực nớc chảy trên bề mặt. Nó cũng cung
cấp những bản đồ hoàn chỉnh khi cần thiết. Lu vực nớc tại các địa điểm lựa
chọn có thể đợc tính với sự liên kết các nguồn nớc tự nhiên và sự thay đổi các
kênh hoặc không.

Bảng 10.3. Tóm tắt kết quả một vài ứng dụng của mô hình lu vực sông USDA HL - 74,
1956 - 1964 (Holtan và cộng sự, 1975)

Số
tháng
Dòng chảy
t.bình tháng
Sai số tiêu
chuẩn
Lu vực
sông
Địa điểm Kích
thớc
ha
mo mm mm %
W-97
W-11

W-3
W-G
Coshation, OH
Hasting, NE
F.t. Lauderdate, FL
Riesel, TX
1854
1413
4069
1773
96
96
60
90
24,4
6,9
34,8
8,6
14,5
5,3
14,5
6,6
59
78
42
76


685
Mô hình này đợc sử dụng rộng rãi bởi SCS và các dịch vụ khác trong

việc lập kế hoạch và thiết kế các dự án lu vực sông nhỏ, và trong việc nghiên
cứu đồng bằng bãi bồi.
TR - 20 có thể đợc phân loại thành một mô hình hoàn chỉnh kiểu biến
cố. Nó là một mô hình chung, thông số chính xác, đợc áp dụng một cách dễ
dàng cho hầu hết các lu vực sông thành thị và nông nghiệp, bao gồm lu vực
sông không thay thế, chỉ sử dụng các thông số chính xác có thể đo đợc hoặc
các thông số dữ liệu vào ớc lợng. Mô hình này sẵn có ở Sở giao dịch và thông
tin kỹ thuật quốc gia.
Cấu trúc chung hay sự sắp xếp của mô hình TR - 20 đợc thể hiện ở hình
10.4. Mô hình gồm 2 kiểu vận hành (thêm vào đầu vào và đầu ra).
a. Các tính toán biểu đồ thủy văn
b. điều khiển vận hành
Kiểu sau có thể đạt đợc, (đối với một lần tính máy) sản lợng cho sự
liên kết các điều kiện ma, bão và điều kiện lu vực sông, bao gồm sự thay đổi
trong số lợng hồ chứa nớc tự nhiên, kích cỡ và địa điểm, trong đặc điểm kênh
và trong tập quán sử dụng đất. Quy chế kiểm soát cho một trận bão đặc biệt
riêng biệt có thể áp dụng cho một vùng nhỏ, một nhóm các vùng nhỏ kế tiếp
hoặc toàn bộ lu vực sông.
Các tính toán bản đồ thủy văn bao gồm nhiều bớc và nhiều thao tác
nhỏ sẽ đợc tóm tắt. Bớc đầu tiên là tính toán biểu đồ lũ lụt (RUNOFF) của
vùng phụ nhỏ từ dữ liệu lợng ma. Mô hình dòng chảy thoát SCS nổi tiếng có
sử dụng một số phơng pháp để tính toán lợng ma quá mức có tính chất
thực nghiệm cho biểu đồ thủy văn đơn vị vô định đạt đợc biểu đồ thủy văn của
các vùng nhỏ. Số gộp (CN) của mỗi vùng nhỏ cha đa vào đất sử dụng, sự liên
kết xếp đặt và điều kiện thủy văn, và nhóm đất trồng thủy văn, đợc đa vào
mô hình.
Thao tác khác, RESVOR, định ra một biểu độ lũ qua một hồ chứa nớc
tự nhiên hoặc kiểu vùng dự trữ nớc khác bằng phơng pháp nguồn dự trữ chờ
dẫn (trung tâm bảo vệ đất trồng, 1972). Các hồ chứa có thể đặt nằm trên đập
chính hoặc trên bất cứ nhánh nào ở bất cứ tổ hợp nào.

686



Hình 10.4. Cấu trúc chung của mô hình lu vực sông SCR TR - 20
Đa vào đặc
điểm lu vực
Đa vào
các bớc tính
Đa vào
lợng ma bão
Thay đổi điều
kiện lu vực-đất
sử dụng, hồ
chứa,kênh rạch
Tính toán thuỷ văn,
liên kết
Thay đổi
lợng ma
bão
In kết quả
(1 hiện tợng)
In bảng tổng hợp
Kết thúc

Một thao tác REACH định ra một biểu đồ lũ qua các dòng sông kế cận
bằng phơng pháp bồi (Trung tâm bảo vệ đất trồng Mỹ, 1972):

O

2
= (1 -C) O
1
+CI
1
(10.8)

7.1V
V
C
+
=
(10.9)

trong đó:
O
1
, O
2
= sự chảy thoát lúc bắt đầu và kết thúc trong một khoảng thời
gian
I
1
= dung lợng chảy vào lúc bắt đầu một khoảng thời gian
C = hệ số vận chuyển (đờng dẫn)

687
V = vận tốc chung bình của nhánh
Biểu đồ thủy văn của các vùng con đợc liên kết bởi các đờng dẫn phụ
cho phép sự khác nhau trong giới hạn. Mô hình này cũng cung cấp các hớng

khác nhau của dòng chảy.


Hình 10.5. Biểu đồ một lu vực sông điển hình sử dụng với mô hình SCS TR - 20

Một lợc đồ tơng tự nh thế ở hình 10.5 rất có ích trong việc chuẩn bị
các bớc thực hiện liên tiếp nhau và lu vực sông và trong việc điều hành sự
khai triển dữ liệu vào của lu vực sông con. Các thông số đầu vào đòi hỏi đó là
các diện tích tiêu thoát nớc của lu vực sông con, thời gian tập trung hệ số
dòng chảy quanh co, độ dài dòng chảy, hệ số dẫn, dòng chảy cơ bản hoặc dữ liệu
biểu đồ tam giác dòng chảy hòa lẫn và mực nớc ban đầu của hồ chứa nớc tự
nhiên. Lại đòi hỏi đầu vào cho quy chế kiểm soát là thời gian gia tăng chính
(t); độ sâu ma bão thời gian, thời gian khởi điểm, và điều kiện độ ẩm trớc
tiền sinh (AMC). Dữ liệu đầu vào đợc sắp xếp cho chơng trình nh sau:

688
1. Sự phân bố lợng ma thực tế hoặc tổng hợp
2. Các mặt cắt ngang của kênh và thung lũng (chỗ trũng)
3. Các đặc điểm của hồ chứa nớc tự nhiên, bao gồm các đập tràn
4. Biểu đồ thủy văn vô định (nếu hơn tiêu chuẩn SCS)
5. Biểu đồ lũ quan sát đợc (nếu đợc phối hợp với biểu đồ tính toán
đợc)
Mô hình còn cung cấp một số lựa chọn kiểu ra, bao gồm bảng tóm tắt cho
sự so sánh của thiết kế xen kẽ và kiểu vào.
Nên phân mô hình lu vực sông sử dụng mực nớc cao (HWMs) hoặc
lu lợng đỉnh lũ quan sát trong lu vực sông hoặc miền hạ lu. Ta có thể so
sánh giữa:
(a) độ sâu của một trận ma và một trận ma lịch sử HWM.
(b) mô hình biểu đồ mô hình lu vực sông quan sát đợc và
(c) lộ trình đờng cong trình diễn.

Các thông số chính xác và dự đoán có nghi ngờ cần đợc đánh giá lại,
sửa đổi, và dữ liệu vào đợc xem xét lại cho đến khi các kết quả đợc xác thực.
Mô hình TR-20 đợc cấu trúc để có thể thích nghi với nhiều hồ chứa
nớc tự nhiên và các kênh kế cận. Nó có thể xử lý nhiều sự phân bố lợng ma
(9) và một số lợng không hạn chế các trận ma. Có vài hạn chế ở dữ liệu đầu
vào và ở bảng khống chế. Để có đợc kết quả hài lòng, sự gia tăng lợng ma
phải đủ nhỏ để mô tả bản đồ thủy văn trong lu vực con nhỏ nhất. Cũng nh
vậy hệ số dòng chảy phải liên quan một cách chính xác đến thời gian gia tăng
chính và độ dài khúc sông để đạt đợc số lợng phân phối chính xác và thời
gian của biểu đồ.
Mô hình chơng trình TR-20 đợc thiết kế chủ yếu cho các lu vực sông
nhỏ, nơi m
a giông hoặc các trận ma to khác trong một khoảng thời gian
ngắn tạo nên lu lợng đỉnh lũ. Dòng tuyết tan luôn đợc coi là dòng chảy cơ
bản hay dòng chảy hòa lẫn. Các giả thiết độ sâu và sự phân phối ma đồng đều
ở một vùng cơ chế đợc sử dụng đối với các lu vực sông rộng, nếu khác nhau
do các lu vực sông con. Tuy nhiên, tần suất phân phối ma thực tế đợc đa

689