Mô hình toán trong thủy văn lưu vực nhỏ: Phần 1

Mô hình toán trong thủy văn lưu vực nhỏ: Phần 1 gồm có 7 chương như sau: Chương 1 mô hình hóa thủy văn lưu vực nhỏ; chương 2 các mô hình ngẫu nhiên trong thủy văn; chương 3 giáng thủy; chương 4 quá trình thấm; chương 5 dòng chảy mặt, tích trữ và vận chuyển; chương 6 quá trình bốc thoát hơi nước; chương 7 dòng chảy sát mặt và hệ thống nước ngầm. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm nội dung chi tiết.

Đại học quốc gia hà nội C.T Haan - H P Johnson - D L Brakensiek Mô hình toán thủy văn lu vực nhỏ Ngời dịch: hiệu đính: Nguyễn Thanh Sơn Trần Ngọc Anh Hà nội 2003 Mục lục Lêi ng−êi dÞch Lêi giíi thiƯu CÊu tróc cn s¸ch 11 Lời cám ơn 13 Chơng 1: Mô hình hoá thuỷ văn l−u vùc nhá 15 1.1 Giíi thiƯu 17 1.2 Vòng tuần hoàn thủy văn thành phần 19 1.3 Phân loại mô hình 21 1.4 B¶n chÊt ngẫu nhiên trình thủy văn 29 1.5 Các mô hình thủy văn nh thành phần mô hình hệ thống tài nguyên nớc 32 1.6 C¸ch tiÕp cËn c¸c hƯ thèng 33 1.7 ThiÕt kÕ 34 1.8 Lùa chọn mô hình 35 Tài liệu tham khảo 37 Chơng 2: Các mô hình ngẫu nhiên thuỷ văn 39 2.1 Giới thiệu 41 2.2 Vai trò mô hình ngẫu nhiên mô hình hoá lu vực 43 2.3 Các đặc trng thống kê chuỗi thuỷ văn thời gian 44 2.4 Các mô hình ngẫu nhiªn 59 2.5 Các mô hình nhớ ngắn 60 2.6 Các mô hình nhớ dài 74 2.7 So s¸nh mô hình nhớ ngắn nhớ dài 82 2.8 Các trình hình thành số liệu ngày 83 2.9 Các trình phân rà 89 2.10 Các mô hình hỗn hợp 92 2.11 Những vấn đề thờng gặp với mô hình thủy văn ngẫu nhiên 97 2.12 Lựa chọn mô hình 100 2.13 Ước lợng tham số 102 2.14 Tãm t¾t 124 Tài liệu tham khảo 125 Chơng 3: Giáng thuû 135 3.1 Giíi thiƯu 137 3.2 L−ỵng m−a 138 3.3 Mô hình lợng ma 149 3.4 Lợng ma - phần mô hình thủy văn 161 3.5 Tuyết mô hình hoá lu vực nhỏ 171 3.6 Mô hình tuyết tan 176 3.7 Lợng tuyết tan mô hình thủy văn 186 Tài liệu tham kh¶o 190 Chơng 4: Quá trình thấm 205 4.1 Giíi thiƯu 207 4.2 Mô tả chung 208 4.3 Phơng trình 211 4.4 Những cách giải phơng trình Richard 216 4.5 Các nhân tố ảnh hởng tới thấm 218 4.6 Các mô hình thấm gần 234 4.7 Các phơng pháp số trị 258 4.8 Tæng kÕt 269 Tµi liƯu tham kh¶o 270 Chơng 5: Dòng chảy mặt, tích trữ vận chuyển 281 5.1 Các tiếp cận mô hình lu vực sông 284 5.2 Khái niệm hoá thành phÇn 286 5.3 Sự phát triển đờng trình nớc 292 5.4 Thuyết dòng chảy trµn 301 5.5 Dòng chảy tràn trạng thái ổn định 315 5.6 M« dòng chảy mặt với mô hình thông số tập trung 330 5.7 Các mô hình liên kÕt 349 5.8 Mô hình lu vực dòng chảy mặt thông số phân phối 357 5.9 Lựa chọn mô hình mối quan hệ thành phần 360 Tài liệu tham khảo 364 Chơng 6: Quá trình bốc thoát nớc 369 6.1 Giíi thiƯu 371 6.2 TriÓn väng 372 6.3 Nguyên lý bốc thoát 374 6.4 Các phơng pháp nghiên cứu trình bốc thoát nớc tiềm 378 6.5 Quá trình bốc thoát nớc 403 6.6 Qu¸ trình bốc nớc đất 414 6.7 Các phơng pháp bốc thoát thực tế 415 Tài liệu tham khảo 426 Chơng 7: Dòng chảy sát mặt hệ thống nớc ngầm 443 7.1 Giíi thiƯu c¸c kh¸i niƯm 445 7.2 Lý thuyÕt dòng chảy sát mặt 450 7.3 Lý thuyết dòng chảy sát mặt nỗ lực mô hình hóa lu vực 458 7.4 Xây dựng mô hình kinh nghiệm nớc sát mặt 461 7.5 Các phơng pháp tiếp cận ngẫu nhiên 463 7.6 Nớc sát mặt mô h×nh hãa l−u vùc nhá 466 Tài liệu tham khảo 468 Ch−¬ng 8: Mô hình hoá trình xói mòn 479 8.1 Giíi thiƯu vỊ hƯ thèng xãi mßn bồi lắng lu vực nhỏ 481 8.2 Mô hình hoá xói mòn vùng đất cao 493 8.3 Ước lợng xói mòn phơng trình đất thông dụng 505 8.4 Ước lợng sản lợng bùn cát với phơng trình đất biến đổi 510 8.5 Các mô hình 512 8.6 Các trình liên rÃnh 514 8.7 Các trình xói mßn r·nh 529 8.8 Các trình lòng dẫn 568 8.9 C¸c trình đập dâng 583 8.10 Tơng tác mô hình xói mòn mô hình thủy văn 587 8.11 Một số ví dụ mô hình xói mòn 594 Tµi liƯu tham kh¶o 599 C¸c ký hiƯu 610 Chơng 9: Mô hình chất lợng nớc đất n«ng nghiƯp 621 9.1 Giíi thiƯu 623 9.2 Mô hình hoá 625 9.3 C¸c qu¸ tr×nh vËn chun 633 9.4 Các thành phần hóa học 635 9.5 Các mô hình kết hợp 648 9.6 Phát triển mô h×nh 651 9.7 Tæng kÕt 652 Tµi liƯu tham kh¶o 653 Chơng 10: Một số mô hình lu vực sông điển hình 667 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 M« hình lu vực sông USDA HL-74 680 10.4 Mô hình lu vực sông SCS TR-20 685 10.5 Mô hình SSARR 690 10.6 So s¸nh mô hình 696 10.7 Các mô hình tham số ph©n phèi 697 Tài liệu tham khảo 703 Ch−¬ng 11: Lùa chọn, hiệu chỉnh kiểm chứng mô hình thuỷ văn 709 11.1 Giíi thiƯu 711 11.2 Nguyên tắc lựa chọn mô hình 712 11.3 Các bớc so sánh mô hình sè 714 11.4 Những vấn đề chiến lợc mô hình hóa 716 11.5 Các vấn đề khái quát hóa mô hình 720 11.6 Các vấn đề cấu trúc mô h×nh 724 11.7 Các vấn đề hiệu chỉnh mô hình 725 11.8 C¸c vÊn đề thử nghiệm kiểm chứng mô hình 731 11.9 Các vấn đề phát triển mô hình 733 11.10 Trình diễn kết nối kết mô h×nh 735 11.11 Tỉ chức hiệu chỉnh mô hình 736 11.12 Những hỗ trợ hiệu chỉnh đồ giải 744 11.13 Những hỗ trợ hiệu chỉnh số trị 746 11.14 C¸ch tiƯm cận hệ thống hiệu chỉnh kiểm chứng 755 11.15 Minh häa c¸c thđ tơc hiÖu chØnh 761 11.16 Tãm t¾t 766 Tài liệu tham khảo 766 Chơng 12: ứng dụng lựa chọn mô hình thuỷ văn 771 12.1 Giới thiệu 773 12.2 Các ứng dụng mô hình 780 12.3 C¸c phơng pháp lựa chọn mô hình 802 Tài liệu tham khảo 813 Chơng 13: Các mô hình có 825 Giới thiệu Năm 1974 Howard P Johnson gợi ý cần phải có sách dành cho mô hình hoá thuỷ văn thích hợp cho việc sử dụng khoá đào tạo sau đại học Những tranh luận theo ý tởng chuyên khảo theo chủ đề sau đà đợc phát triển Hội thảo thuỷ văn ASAE SW-217, trình thuỷ lực lu vực vận chuyển nét cho phát triển chuyên khảo mà đà đợc hình thành sơ năm 1975 dới lÃnh đạo Howard P Johnson Đề cơng chuyên khảo đợc ASAE chấp thuận bắt đầu phác hoạ nét chính, lựa chọn tác giả cho chơng sau hình thành nên sách Ngoài tham gia biên tập sách có Howard P Johnson Don Brakensiek Việc lựa chọn tác giả cho chơng thống chúng thực công việc đơn giản dự đoán Chúng đà may mắn tác giả chơng đợc xem nh chuyên gia cự phách mô hình hoá thuỷ văn lu vực nhỏ Mỗi chơng sách đợc soạn thảo nhà thủy văn học hàng đầu đà có nhiều năm nghiên cứu lĩnh vực mà họ biên soạn Mục đích sách tập hợp lại chuyên khảo suy nghĩ mô hình hoá khía cạnh khác chu trình thuỷ văn lu vực nhỏ Một lu vực nhỏ lu vực mà chu trình thuỷ văn diễn đất (pha đất) chiếm u so với trình xảy kênh dẫn (pha sông ngòi) Vì mô hình hoá lu vực nông nghiệp đất hoang đợc nhấn mạnh Các vấn đề đà đợc nhắc đến cách tản mạn nhiều sách, báo cáo tạp chí trớc Và ngời ta mong muốn trình bày vài mức độ phức tạp việc mô hình hoá cho thành phần chu trình thủy văn trình bày xử lý lý thuyết kèm theo số mức độ khác việc đơn giản hoá Cuốn sách xem giáo trình cho sinh viên đại học tài liệu tham khảo cho nhà nghiên cứu muốn nâng cao trình độ mô hình hoá thủy văn Nó tài liệu tham khảo giá trị sách nguồn cho nhà t vấn sử dụng mô hình thủy văn để giải vấn đề tài nguyên nớc 10 Cấu trúc sách Cuốn sách bao gồm 13 chơng, đợc bắt đầu với chơng giới thiệu luận thuyết mô hình hóa phân tích hệ thống Tiếp theo chơng mô hình ngẫu nhiên thủy văn Bảy chơng sau mô tả mô hình thành phần chu trình thủy văn lu vực nhỏ Chúng bao gồm giáng thủy; thấm ngăn giữ thực vật; dòng chảy mặt, tích trữ vận chuyển; bốc thoát hơi; dòng chảy sát mặt hệ thống nớc ngầm; xói lở; trình vận chuyển hóa học Bảy chơng trình bày mối quan hệ vật lý ảnh hởng đến dòng chảy trình tích trữ, sở bàn luận phơng pháp khác để mô hình hóa trình Những phơng pháp phơng pháp lý thuyết hoàn chỉnh phơng pháp thực nghiệm gần đơn giản Các u điểm nhợc điểm, yêu cầu số liệu đầu vào xấp xỉ phơng pháp mô hình hóa đợc thảo luận kỹ lỡng chơng Một chơng mô tả cách cấu trúc vài loại mô hình lu vực việc kết hợp yếu tố từ mô hình thành phần Các mô hình tiêu biểu đại diện cho số lớn mô hình tơng tự đợc mô tả chi tiết Một vài cấp độ mô hình hóa đợc trình bày Hai chơng đợc dành cho việc lựa chọn, hiệu chỉnh sử dụng mô hình lu vực Các cách tiếp cận để lựa chọn hiệu chỉnh mô hình đợc đa chơng Sử dụng cách tiếp cận phụ thuộc vào ứng dụng mô hình nh yêu cầu độ xác Chơng cuối liệt kê mô hình đợc sử dụng, bao gồm danh sách mô hình sẵn có, khả chúng, yêu cầu số liệu, nguồn thông tin liên quan 11 Ban đầu dự dịnh sử dụng hệ ký hiệu thống toàn sách, ban biên tập đà cố gắng đa danh sách ký hiệu chung, nhng sau đà nhanh chóng nhận điều gây thêm nhiều xáo trộn hiểu nhầm nhận đợc rõ ràng nh mong muốn Vì ý tởng ký hiệu thống đà đợc bỏ qua cho phép sử dụng ký hiệu tiêu chuẩn nhng phù hợp với chuyên đề nghiên cứu Hệ đơn vị SI đợc sử dụng 12 Lời cảm ơn Để hoàn thành sách thiết phải có nỗ lực cộng tác nhiều ngời Howard P Johnson xứng đáng với trân trọng tất cho việc xây dựng ý tởng sách, giúp đỡ để nhận đợc xác nhận ASAE, hỗ trợ việc hình thành sách đồng thời chủ biên Don Brakensiek đà cống hiến nhiều gian để phản biện chơng với vai trò nhà biên tập đồng tác giả chơng Charles Onstad Hội thảo ASAE SW-217 đóng góp cho sách Một vài chuyên đề hội thảo đợc dành cho việc cung cấp hớng dẫn khuyến khích sử dụng mô hình Hội thảo thủy văn SW-212 SW-215 đóng góp vào chuyên khảo Chúng trân trọng ghi nhận hỗ trợ hội đồng chuyên khảo ASAE James Basselman Nhiều thành viên ASAE đà tham gia vào sách nh nhà phản biện nhiều chơng Những bình luận họ đà có công lớn việc nâng cao chất lợng sách giúp loại bỏ đợc nhiều phần mà gây hiểu sai ý đồ thể Chúng trân trọng cám ơn lời bình gợi ý sau hậu trờng họ Tất nhiên, khối lợng lớn công việc có góp công sức 13 cộng tác viên chơng, 15 đồng tác giả, ngời đà dành rÊt nhiỊu thêi gian ®Ĩ cho ®êi mét cn sách có chất lợng Tôi bày tỏ hết kính trọng lời đóng góp họ Những ngời đà nhận đợc đền đáp không tính tiền cho công việc mà họ đà làm Phần thởng họ thực tế họ đà tạo nên sản phẩm có ích, đóng góp mÃi cho lĩnh vực mô hình hóa thủy văn C T Haan 13 7.5 Các phơng pháp tiếp cận ngẫu nhiên Các phơng trình [7.3], [7.5], [7.6] biểu diễn gần vật lý dạng nớc di chuyển qua vật chất xốp điều kiện biên đà cho Trong hệ thống tự nhiên, biên chuyển động thuỷ văn đợc lấy nơi mà trình thu nớc thoát nớc xuất Do nhân tố giáng thuỷ, bốc thoát thực vật, trạng thái dòng chảy định điều kiện biên hệ thống dòng chảy dới mặt đất Sự biến đổi nhân tố khí hậu dẫn đến biến đổi tơng quan theo thời gian nhân tố dòng chảy dới mặt đất nh vị trí mực nớc ngầm lu lợng dòng ngầm Nh số liệu khí hậu, số liệu dòng chảy dới mặt đất hình thành chuỗi thời gian mà đặc điểm chúng đợc mô tả chí phần định luật xác suất Dòng chảy dới mặt đất đợc phân tích xây dựng mô hình thành tập hợp trình ngẫu nhiên nh phơng pháp tham số không ngẫu nhiên vừa đợc thảo luận Yevejevich (1972) đà phân tích thống kê 70 dao động mực nớc ngầm hàng tuần nguồn nớc Czecho-Slovakia đà đa kết luận định mực nớc trung bình, độ lệch khỏi giá trị trung bình tính chu kỳ trệch cực trị Giả sử thay đổi hệ thống dòng chảy điều kiện biên (khí hậu có mặt hay mặt hoạt động ngời) phân tích đà biên độ chu kỳ dao động tơng lai Những trình tinh xảo thu đợc việc ứng dụng phơng pháp đà đợc mô tả Fiering Jackson (1971) cho số liệu Kriz Về tác giả xây dựng mô hình chuỗi thời gian đa chuỗi thời gian dự báo (đợc gọi tổng hợp) trì đặc tính thống kê chuỗi thời gian thực đợc sử dụng để xác định qui mô mô hình Chạy mô hình nhiều lần chu kỳ tơng lai xác định đa đến họ chuỗi thời gian có thể, chuỗi số chúng trì đặc tính thống kê chu kỳ xác định qui mô Họ chuỗi sau đợc phân tích vấn đề đáng quan tâm nh khả gặp giá trị cực trị vợt giá trị thí nghiệm chu kỳ có số liệu 463 Rao cộng (1975) đà phát triển mô hình tự hồi qui biến đa biến Mỗi mô hình đà biểu diễn tốt mực nớc nh hàm mực nớc từ nguồn xung quanh, trình giáng thuỷ đợc đo đạc vị trí lân cận, trạng thái sông gần Các hàm đợc tính đến để biểu diễn tính chu kỳ tính ngẫu nhiên Sử dụng cách tiếp cận này, ngời ta tìm mối quan hệ nguyên nhân kết quả, dự báo trạng thái tơng lai giá trị mực nớc Brathala cộng (1976) đà đánh giá tầng ngậm nớc địa phơng sử dụng phơng pháp giải sai phân hữu hạn phơng trình [7.4] với đầu vào ngẫu nhiên Quá trình giáng thuỷ đoạn sông đợc xác định trực tiếp từ ghi quan trắc lịch sử từ mô hình ngẫu nhiên số lợng, đợc sử dụng nh đầu vào mô hình Bảng 7.1 Những thành phần dòng chảy sát mặt đợc xem xét mô hình lu vực Mô hình Thành phần* Tham kh¶o F SW ET SSARR Rockwood, 1968 √ √ √ Stanford Crawford vµ Linsley, 1966 √ √ √ BRRL Road Research Laboratory, 1963 Dawdy-O'Donnell Dawdy vµ O’Donnell, 1965 √ √ √ Boughton Boughton, 1966 √ √ √ Huggins-Monke Huggins vµ Monke, 1968 √ √ HSP Hydrocomp, 1969 √ √ Kutchment Kutchment vµ Koren, 1968 √ √ Hyreuin Schultz, 1968 √ Lichty vµ céng sù Lichty et al., 1968 √ Kozak Kozak, 1968 √ 464 √ IF √ PERC GW BF √ √ √ √ √ √ √ √ TP khác Mao dẫn Tiêu thoát Tiêu thoát Bảng 7.1 (tiếp) Những thành phần dòng chảy sát mặt đợc xem xét mô hình lu vực Mô hình Thành phần* Tham khảo F SW ET IF PERC GW BF √ √ Mero Mero, 1969 √ √ √ √ √ USDAHL Holtan vµ Lopez, 1971 √ √ √ √ √ IH Nash vµ Sutcliffe, 1971 √ √ √ WRB-Dee Jamieson & Wilkinson, 1972 √ √ √ √ √ √ √ UBC Quick & Pipe, 1972 √ √ √ √ √ √ √ Shih vµ céng sù Shih et al.,1972 √ √ √ √ √ √ √ Leaf-Brink Leaf & Brink, 1973 √ √ ANSERS Beasley, 1977 √ K State Anderson, 1975 √ VSA Lee & Delleur, 1976 √ KINGEN 75 Rovey et al., 1977 √ Huggins vµ céng sù Huggins et al., 1975 √ Bloemen Bloemen, 1975 Monach Porter and McMahon, 1971 Hymo William & Hann, 1972 √ USUWSM Bowles & Riley, 1976 √ TR 20 Maclay, 1965 √ HEC-1 US Army Corps of Engrs., 1973 TP khác Tiêu thoát Tiêu tho¸t √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ * F – Thấm, SW Nớc đất, Et Bốc thoát hơi, IF Dòng chảy bổ sung (interflow), PERC Thấm lọc qua, GW Nớc ngầm, BF Dòng chảy 465 7.6 Nớc dới mặt đất việc xây dựng mô hình lu vực nhỏ Các mục trớc đà điểm lại cách gắn số tiếp cận việc xây dựng mô hình nớc dới đất có giá trị Một câu hỏi trực tiếp là: phơng pháp tiếp cận khác phù hợp với mô hình lu vực nhỏ điểm nào? Câu trả lời nằm việc xem xét mục đích nỗ lực xây dựng mô hình cụ thể, khía cạnh kinh tế đề án phạm vi nhân tố trừu tợng nh chất lợng môi trờng tình trạng khoẻ mạnh vật lý dạng sống khác có ngời Cách tiếp cận không ngẫu nhiên dựa sở vật lý đợc biểu diễn phơng trình Richard, Jacob Laplace cách tiếp cận tốn việc xây dựng mô hình nớc dới đất Nó đòi hỏi hiểu biết chi tiết dạng hình học hệ thống, phân bố thuộc tính thuỷ lực hệ thống, điều kiện thuỷ lực tác động mạnh biên hệ thống Thậm chí với tất đo đạc đó, mô hình đòi hỏi số xác định qui mô cho lý nh nh đập đơn giản phải đợc xác định kích cỡ để xác định hệ số đập Mặt khác khả tiếp cận dựa sở vật lý vợt xa so với khả phơng pháp khác Sử dụng cách tiếp cận này, ngời ta lấy xấp xỉ số lợng nh đờng dòng chảy, dung tích nớc, áp suất n−íc, vËn tèc cđa n−íc, thêi gian phơ thc vµo phần khác hệ thống v v Các số có ích việc trả lời nhiều câu hỏi chuyển động chất hoà tan qua khu vực thắng cảnh thay đổi hoá học tiến hành dọc theo đờng dòng Các mô hình vật lý đợc sử dụng phơng thức lặp với khảo sát tỉ mỉ thực địa để phát triển mô tả vật lý phần dới bề mặt đất lu vực Việc lấy mẫu tha thớt làm đặc trng lớp dới mặt đất đợc khoanh vùng mà đợc suy từ cố gắng sau để nối đầu mô hình với số liệu quan trắc Việc lấy mẫu thêm đợc thực sau vùng khu vực đợc ý mô hình Các biểu diễn thực nghiệm chuyển động nớc dới mặt đất nh đợc sử dụng nhiều mô hình lu vực nói chung không đắt theo 466 quan điểm tính toán Gần nh tất việc xác định qui mô đòi hỏi dựa vào số liệu lịch sử, nhng chúng yêu cầu việc lấy mẫu đo đạc vật lý thực địa Các mô hình ngẫu nhiên đối nớc dới mặt đất rẻ theo ớc tính Chúng không yêu cầu đo đạc thuộc tính thực địa, nhng chúng phụ thuộc toàn vào có mặt số liệu lịch sử Một số mô hình lu vực đợc phát triển để dự báo tác động thuỷ văn biến đổi dự tính lu vực Vì phơng pháp ngẫu nhiên phụ thuộc vào ghi số liệu lịch sử cho việc xác định qui mô, nên chúng đợc sử dụng cho mục đích nh Những mô hình thực nghiệm phụ thuộc vào ghi lịch sử mục đích nh xác định tham số giảm xuống giản đồ thuỷ văn đờng cong xả nớc kho nớc Tuy nhiên, tham số có sè ý nghÜa lý thuyÕt Th−êng cã mét c¬ së việc sử dụng đặt đánh giá việc duyệt lại chúng để phản ánh xấp xỉ kết thay đổi lu vực dựa chúng Một mô hình vật lý đợc cung cấp số liệu xác hợp lý dạng hình học biên thuộc tính thuỷ lực môi trờng nguyên tắc mang lại dự báo xác đầy đủ biến đổi lu vực đợc đề xuất, biểu diễn phụ thuộc vào điều kiện biên đặc tính môi trờng Tóm lại có ba phơng pháp tiếp cận cần thiết để xây dựng mô hình nớc dới mặt đất: phơng pháp ngẫu nhiên, thực nghiệm toán lý Trong phạm vi việc xây dựng mô hình lu vực nhỏ tổng quát, xem xét khía cạnh kinh tế xác định độ tin cậy đợc trì mô hình nớc dới mặt đất sử dụng cách tiếp cận ngẫu nhiên hay thực nghiệm cho ứng dụng Các vấn đề lu vực có độ rủi ro cao đợc xác định phơng pháp tiếp cận toán lý, đặc biệt xác định đợc nơi mà chất lợng nớc mặt bị ảnh hởng Nghiên cứu phát triển nên đợc tiếp tục với mục tiêu xây dựng mô hình vật lý khả thi liên kết mô hình dựa sở vật lý với mô hình dựa cách tiếp cận khác Smith Woolhiser (1971), 467 Freeze (1972a, 1972b), Weeks cộng (1974) Rovey với Richardson (1975) đà đa cho bắt đầu theo hớng việc sử dụng nối kết mô hình thực nghiệm mô hình vật lý Điều cách tốt để tiếp cận lu vực nhỏ nơi mà việc phân tích chi tiết số khía cạnh riêng thuỷ văn nớc dới đất cần thiết tài liệu tham khảo Arnerman, C R 1969 Finite difference solutions of unsteady, twodimensional, par- tially saturated porous media flow Unpublished Ph.D Thesis Purdue Univ., Lafayett@, IN Diss Abstr Int 30(9) 4105B-4106B Anderson, C E 1975 A water balance model for agricultural watersheds on deep loess soils Ph.D Dissertation, Kansas State Unly Appel, C A., and D Bredehoeft 1976 Status of ground-water modeling in the U.S Geological Survey USGS Circular 737 Bathala, C T., J A Spooner, and A R Rao 1976 Regional aquifer evaluation studies with stochastle inputs- Purdue Unly., Water Resources Center Tech Report 72, West Lafayette, IN Beastey, D B 1977 ANSWERS: A mathematical model for simulating the effects of land use and management on water quality Ph.D Thesis Purdue Unly., West Lafayette, IN Bibby, R., and D K Sunada 1971 Mathematical model of leaky aquifer Proc ASCE, J Irrig and Drain DIY 97(IR3):387-395 Bloemen, G W 1974 On the evaluation of parameter values in water balance models Tech Bull 92, Inst for Land and Water Management Research, Wageningen, The Netherlands Boughton, W C 1966 A mathematical model for relating runoff to rainfall with dai- ly data Trans Inst Engineers (Australia) 7:83 Bouma, J., and L W Dekker 1978 A case study on infiltration into dry clay soil Morphological observations Geoderma 20(l):27-40 468 10 Bouma, I., L W Dekker, and J H M Wosten 1978 A case study on infiltration in- to dry clay soil 11 Physical measurements Geoderma 20(l):4151 1 Bouwer, H 1962 Analyzing ground-water mounds by resistance network Proc ASCE, J Irrig and Drain DIY WIR3):15-36 12 Bouwer, H 1978 Groundwater hydrology MeGraw-Hill Book Co., New York 13 Bouwer, H., and W C Little 1959 A unifying numerical solution for two- dimensional steady flow problems in porous media with an electrical resistance network Soil Sci Soc Amer Proc 23(2).91-96 14 Bowles, D 5., and J P Riley 1976 Low flow modeling in small steep watersheds Proc ASCE, J Hydraul DIY 102(HY9):1225-1239 15 Bredehoeft, J D., and G F Pinder 1970 Digital analysis of areas flow in multi- aquifer groundwater systems: A quasi three-dimensional model Water Resour Res 6(3):883-888 16 Buckingham, E 1907 Studies on the movement of soil moisture USDA Bull 38 17 Buckman, H 0., and N C Brady 1969 The nature and properties of soils Seventh ed., MaeMillan, New York 18 Childs, E C 1969 An introduction to the physical basis of soil water phenomena John Wiley and Sons Ltd., London 19 Cooley, R L 1971 A finite difference method for unsteady flow in variably saturated porous media: Application to a single pumping well Water Resour Res 7(6):1607-1625 20 Crawford, N H., and R K Linsley 1966 Digital simulation in hydrology: Stanford watershed model IV Stanford Univ Tech Report 39 21 Dagan, G 1976 Comment on a stochastle-conceptual analysis of onedirnensional groundwater flow in nonuniforrn homogeneous media Water Resour Res 12(3):567 22 Dawdy, D R., and T O'Donnell 1965 Mathematical models of catchment behavior Proc ASCE, J Hydraul Div 91(HY4):123-137 469 23 DeWiest, R J M 1965 Geohydrology John Wiley and Sons, New York 24 Dupult, J 1863 Etude theoriques et pratiques sur le mouvement des caux Second ed., Dunod, Paris 25 Fiering, M B., and B B lackson 1971 Synthetic streamflows Water Resources Monograph 1, pp 1-98, American Geophysical Union 26 Fleming, G 1975 Computer simulation techniques in hydrology Eisevier Publishing Co., New York 27 Freeze, R A 1971a Three-dimensional, transient, saturatedunsaturated flow in a groundwater basin Water Resour Res 7(2):347-366 28 Freeze, R A 1971b Influence of the unsaturated flow domain on seepage through earth dams Water Resour Res 7(4):929-941 29 Freeze, R A 1972a Role of subsurface flow in generating surface runoff Base flow contributions to channel flow Water Resour Res 8(3):609623 30 Freeze, R A 1972b Role of subsurface flow in generating surface runoff Upstream source areas Water Resour Res 8(5):1272-1283 31 Freeze, R A 1975 A stochastic-conceptual analysis of onedirnensional groundwater flow in nonuniform homogeneous media Water Resour Res 11(5):725-741 32 Freeze, R A 1978 Mathematical models of hilislope hydrology, Chapt in Kirkby, M J (Ed.), Hillslope Hydrology John Wiley and Sons, New York, pp 177-225 33 Freeze, R A., and P A Witherspoon 1966 Theoretical analysis of regional ground- water flow: Analytical and numerical solutions to the mathematical model Water Resour Res 2(4):641-656 34 Getzen, R T 1977 Analog-model analysis of regional threedimensional flow in the ground-water reservoir of Long Island, New York USGS Prof Paper 982 470 35 Gupta, K., K K Tanji, and J N Luthin 1975 A threedimensional finite ele- ment ground water model Unly of Califomia-Davis, California Water Resources Center Con- tribution 152 36 Harnon, W R 1961 Estimating potential evapotranspiration Proc ASCE, J Hydraul Div 87(HY3):107-120 37 Harr, M E 1962 Ground water and seepage MeGraw-Hill Book Co., New York 38 Hewlett, J D 1961 Soil moisture as a source of base fi(xw from steep mountain watersheds Southeastern Forest Experiment Station Paper 132 39 Holtan, H N., and N C Lopez 1971 USDAHL-70 model of watershed hydrology USDA Tech Bull 1435 40 Hornberger, G M., Remson, and A A Fungaroli 1969 Numeric studies of a composite soil moisture ground-water system Water Resour Res 5(4):797-802 41 Hornberger, G M., J Ebert, and Remson 1970 Numerical solution of the Boussinesq equation for aquifer-stream interaction Water Resour Res 6(2):601-608 42 Huggins, L F., and E J Monke 1968 A mathematical model for simulating the hydrologic response of a watershed Water Resour Res 4(3):529539 43 Huggins, L F., T H Podmore, and C F Hood 1975 Hydrologic simulation using distributed parameters Purdue Univ., Water Resources Center Tech Report 82 44 Hydrocomp, Inc 1969 Operations manual Second ed., Hydrocornp, Palo Alto, CA 45 Jacob, C E 1950 Chapter V Flow of ground water, pp 321386 In: Rouse, Hunter (ed.), Engineering hydraulics, John Wiley and Sons, New York 46 Jamicson, D G., and C R Amerman 1969 Quick-return subsurface flow J Hydrol 8:122-136 471 47 Jamicson, D G., and J C Wilkinson 1972 River Dee research program A short- term control strategy for multi-purpose reservoir systems Water Rescur Res 8(4):911 48 Jorgensen, D G 1975 Analog-model studies of ground-water hydrology in the Houston district, Texas Texas Water Development Board Report 190 49 Kazmann, R G 1972 Modern Hydrology Second ed., Harper and Row, New York 50 Kirkby, M (Ed.) 1978 Hilislope hydrology John Wiley and Sons, New York 51 Klute,A.,E.J.Scott,andF.D.Whisler.1965.Steadystatewaterflowinasaturated inclined soil slab Water Resour Res 1(2):287-294 52 Kozak, M 1968 Determination of the runoff hydrograph on a deterministic basis us- ing a digital computer Proc Symp on the Use of Analogue and Digital Computers in Hydrology, Tucson, IASH/UNESCO, 1:138-151 53 Kriz, H 1972 Statistical processing of long-term observations of groundwaters J Hydrol 16(l):17-37 54 Kutchment, L S., and V Koren 1968 Modelling of hydrologic processes with the aid of electronic computers Proc Symp on the Use of Analogue and Digital Computers in Hydrology, Tucson, IASH/UNESCO, 2:616-624 55 Law, 1944 A statistical approach to the interstitial heterogeneity of sand reser- voirs Trans AIME ISS:202-222 56 Leaf, C F., and G E Brink 1973 Hydrologic simulation model of Colorado sub- alpine forest USDA Forest Service Res Paper RM-107 57 Leake, S A 1977 Simulation of flow from an aquifer to a partially penetrating trench J of Res., USGS 5:535-540 58 Leavesley, G H 1973 A mountain watershed simulation model Ph.D Dissertation Colorado State Univ., Fort Collins, CO 472 59 Lee, M T., and J W Delleur 1976 A variable source area model of the rainfall- runoff process based on the watershed stream network Water Resour Res 12(5):1029-1036 60 Lichty, R W., D R Dawdy, and J M Bergynann 1968 Rainfall runoff model for small basin flood hydrograph simulation Proc Syrnp on the Use of Analogue and Digital Com- puters in Hydrology, Tucson, IASH/UNESC-0, 2:356-367 61 Linsley, R K., Jr., M A Kohler, and J L H Paulhus 1949 Applied hydrology MeGraw-Hill Book Co., New York 62 Maclay, R E 1965 Project formulation-hydrology, computer program user's manual USDA-SCS, Washington, DC 63 Marino, M A 1975 Digital simulation model of aquifer response to stream stage fluctuation Hydrol 25(l/2) 51-58 64 McGuinness, L., L L Harrold, and C R Amerman 1961 Hydrogeologic nature of streamflow on small watersheds Proc ASCE, J Hydraul DIY 87(HYI):1-13 65 McM!Ilan, W D 1966 Theoretical analysis of groundwater basin operations University of California-Berkeley, Water Resources Center Contribution 114 66 Mero, F 1969 An approach to daily hydrometeorological water balance computa- tions for surface and groundwater basins Seminar on Integrated Surveys for River Basin Development, Delft 67 Moore, R E 1939 Water conduction from shallow water tables Hilgardia 12(6):383-426 68 Narasimhan, T N., and P A Witherspoon 1977 Numerical model for saturated- unsaturated flow in deforrnable porous media Theory Water Resour Res 13(3):6,57-664 69 Narasimhan, T N., P A Witherspoon, and A L Edwards 1978 Numerical model for saturated-unsaturated flow in deformable porous media The algorithm Water Resour Res 14(2):255-261 473 70 Nash, J E., and V Suteliffe 1971 River flow forecasting through conceptual models, Part 1-A discussion of principles J Hydrol 1((3):282-290 71 Nelson, R W 1962 Steady Darcian transport of fluids in heterogeneous partially saturated porous media, Part 1, Mathematical and numerical formulation AEC Research and Development Report HW-72335 PT 72 Neuman, S P 1973 Saturated-unsaturated seepage by finite elements Proc ASCE, J Hydraul Div 99(HY12):2233-2250 73 Polubarinova-Koehina, P Y 1962 Theory of ground water movement Prinecton Unly Press, Prinecton, NI (translated by M R DeWlest) 74 Porter, J W., and T A MeMahon 1971 A model for the simulation of streamflow data from climatic records J Hydrol 13(4):297-324 75 Prickett, T A., and C G Lonnquist 1971 Selected digital computer techniques for groundwater resource evaluation Illinois State Water Survey Bull 55 76 Quick, M C., and A Pipes 1972 Daily and seasonal runoff forecasting, with a water budget model Interntl Symposia on the Role of Snow and Ice in Hydrology, Measure- ment and Forecasting, Banff, Alberta, UNESCO/WMO 77 Rao, A R., R G Rao, and R L Kashyap 1975 Stochastle models for ground water levels Purdue Unly., Water Resources Research Center Tech Report 67 78 Rernson, I., G M Hornberger, and F Molz 1971 Numerical methods in subsur- face hydrology Wiley-Interselence, New York 79 Richards, L A 1931 Capillary conduction of liquids through porous mediums Physics 1:318-333 80 Road Research Laboratory 1963 A guide for engineers to the design of storm sewer systems Road Note 35, London, Her Majesty's Stationary Office 474 81 Rockwood, D M 1968 Application of streamflow synthesis and reservoir regula- tion-SSARR-Program to lower Mckong River Publ No 80, FASIT Symp., Tueson, AZ 82 Rovey, C E K 1975 Numerical model of flow in a stream-aquifer system Hydrology Paper 74, Colorado State Unly., Fort Collins 83 Rovey, C E K., and E V Richardson 1975 Mathematical model of flow in a stream-aquifer system Proc 2nd Annual Syrnp on Model Technology, San Francisco, CA (published by ASCE, New York), pp 439-457 84 Rovey, E W., D A Woolhiser, and R E Smith 1977 A distributed kinematic model of upland watersheds Hydrology Paper 93, Colorado State Unly., Fort Collins 85 Rubin, 1968 Theoretical analysis of two-dimensional, transient flow of water in unsaturated and partly unsaturated soils Soil Sci Soc Amer ]Proc 32:607-615 86 Schultz, G A 1968 Digital computer solutions for flood hydrograph predictions from rainfall data Proc Symp on the Use of Analogue and Digital Computers in Hydrology, Tueson, IASH/UNESCO, 1:125-137 87 Shih, G 13., R H Hawkins, and M D Chambers 1972 Computer modelling of a coniferous forest watershed In: Age of Changing Priorities for Land Water, ASCE, New York 88 Smith, R E., and D A Woolhiser 1971 Mathematical simulation of infiltrating watersheds Hydrology Paper 47, Colorado State Univ., Fort Collins 89 Southwell, R F 1946 Relaxation methods in theoretical physics Oxford Univ Press 90 Stephenson, G R., and R A Freeze 1974 Mathematical simulation of subsurface flow contributions to snowmelt runoff, Reynolds Creek Watershed, ID Water Resour Res 10(2):284-294 91 Taylor, D W 1948 Fundamentals of soil mechanics John Wiley and Sons, New York 475 92 Taylor, G S., and J N Luthin 1963 The use of electronic computers to solve sub- surface drainage problems J Agric Res 34(12) 93 Taylor, G S., and J N Luthin 1969 Computer methods for transient analysis of water-table aquifers Water Resour Res 5(l):144-152 94 Thiel, T I., and J Bornstein 1965 Tile drainage of a sloping fragipan soil TRANS- ACTIONS of the ASAE 8(4):555-557 95 Thiel, T J., B Vimoke, and G S Taylor 1962 Instrumentation and fabrication of an electrical resistance network for studying moisture flow problems J Agric Eng Res 7(4):323-327 96 Todd, D K 1970 The water encyclopedia Water Information Center, Port Washington, NY 97 Trescott, P C., G F Pinder, and S P Larson 1976 Chapter Cl Finite difference model for aquifer simulation in two dimensions with results of numerical experiments, pp 2-33 In: Techniques of Water Resources Investigations of the U.S Geological Survey, Box 7, Automated Data Processing and Computations, USGS 98 U.S Army Corps of Engineers 1973 HEC-1, flood hydrograph package, user's manual for computer program 723-X6-L2010 U.S Army Corps of Engineers, Hydrologic Engineering Center 99 Verma, R D., and W Brutsaert 1970 Unconfined aquifer seepage by capillary flow theory Proc ASCE, J Hydraul Div 96(HY6):1331-1344 100 Warren, J E., and H S Price 1961 Flow in heterogeneous porous media Soc Petrol Eng J 1:153-169 101 Weeks, J B., G H Leavesicy, F A Welder, and G J Saulnier, Jr 1974 Simulated effects of oil-shale development on the hydrology of Piecance Basin, CO USGS Prof Paper 908 102 Williams, J R., and R W Hann 1972 Hymo, a problem-oriented computer language for building hydrologic models Water Resour Res 8(1):79-86 476 103 Winter, T C 1976 Numerical simulation analysis of the interaction of lakes and ground water USGS Prof Paper 1001 104 Winter, T C 1978 Numerical simulation of steady state threedimensional ground- water flow near lakes Water Resour Res 14(2):245-254 105 Yevjevich, V 1972 Stochastic processes in hydrology Water Resources Publications, Fort Collins, CO 477 ... 11 Lêi c¸m ¬n 13 Chơng 1: Mô hình hoá thuỷ văn lu vực nhỏ 15 1. 1 Giíi thiƯu 17 1. 2 Vòng tuần hoàn thủy văn thành phần 19 1. 3 Phân loại mô hình 21 1.4... 711 11 .2 Nguyên tắc lựa chọn mô hình 712 11 .3 C¸c b−íc so s¸nh c¸c mô hình số 714 11 .4 Những vấn đề chiến lợc mô hình hãa 716 11 .5 C¸c vấn đề khái quát hóa mô hình ... Chơng Mô hình hoá thuỷ văn lu vực nhỏ 1. 1 Giới thiệu 17 1. 2 Vòng tuần hoàn thủy văn thành phần 19 1. 3 Phân loại mô hình 21 1.4 Bản chất ngẫu nhiên trình thủy văn 29 1. 5