6. CẤU TRÚC BÁO CÁO
2.1.1. Trên Thế giới
Sự nghiên cứu thủy văn đô thị đã phát triển từ đầu thế kỷ 20, nhất là giai đoạn thập niên 70, do tác động của sự phát triển đô thị và công nghệ thông tin đã hỗ trợ tìm kiếm lời giải cho những bài toán thủy văn chứa nhiều thành phần rất phức tạp. Đặc biệt trong những năm đầu thế kỷ 21, với sự trợ giúp của công nghệ GIS, các phần mềm tính toán thủy văn cũng được bổ sung, nâng cấp mạnh mẽ và mang tính tổng hợp. Trong đó những phần mềm có sự bổ sung, nâng cấp như: EPA – SWMM, HEC, MIKE… phục vụ tính toán thủy văn đô thị cho các vùng có điều kiện biên đặc thù khác nhau (bao gồm các yếu tố tác động chủ đạo đến dòng chảy đô thị như: sự biến đổi về mặt đệm do quá trình đô thị hóa, đặc điểm mưa, lũ, triều).
Sự bổ sung vào các phần mềm thủy văn, thủy lực trên kênh hở và sông, rạch cũng như thủy lực công trình nhằm giải quyết các vấn đề phức tạp của dòng chảy đô thị với các điều kiện biên phức tạp hơn do quá trình đô thị hóa và sự biến đổi khí hậu toàn cầu. Sự bổ sung vào phần mềm nhằm nâng cao độ chính xác trong mô phỏng ở 3 trạng thái chảy chủ đạo trong chu trình nước bao gồm:
Tính toán lượng mưa hiệu quả (tổn thất do thấm của đất thổ nhưỡng và mặt đệm)
Dòng chảy trên mặt đệm, sườn dốc (mối quan hệ mưa – dòng chảy)
Chảy trong hệ dẫn nước: bao gồm trong hệ cống thoát nước đô thị (bao gồm nhiều loại hình công trình thoát nước đô thị như: đường cống ngầm, hồ điều tiết, trạm bơm, kênh mương) và trong sông, rạch tự nhiên.
Qua các giai đoạn mô phỏng dòng chảy, sự phát triển của bộ môn thủy văn đô thị còn được sựu hỗ trợ của các ngành khoa học khác, nhất là công nghệ thông tin như:
- Áp dụng được mức độ phức tạp của nhiều thành phần tham gia trong tính toán.
- Áp dụng tiến bộ về công nghệ GIS: không những phục vụ cho tính toán (xác định các đặc trưng lưu vực, tính chất mặt đệm, phân bố các đặc trưng các yếu tố tác động liên quan), tìm lời giải bằng phương pháp chồng lắp bản đồ mà còn thể hiện các kết quả tính toán trên không gian 2 hay 3 chiều rất trực quan và sinh động.
- Các mô hình hướng đến sự khắc phục các hiện tượng phức tạp trong các quá trình mô phỏng như: Phương pháp SCS (trong giai đoạn mô phỏng lượng mưa hiệu quả theo thực nghiệm), hiện tượng quá tải (phun trào qua hố ga) hay chảy ngập trong hệ thống đường cống thoát đô thị (SWMM), phương trình ô trũng ngập nước trong mô phỏng sông rạch thiên nhiên hay khái niệm về kênh và đường ống tương đương cho độ tổn thất tức thời hay kênh có đặc trưng phức tạp (SWMM, HEC).
- Sự phát triển về cách giải hệ phương trình Sainte Venant bằng các phương pháp sai phân ẩn hay hiện, phần tử hữu hạn, phương pháp Euller v.v… làm cho việc áp dụng các mô hình thủy văn vào điều kiện cụ thể trở nên phổ biến.