7. 8.2 Phương pháp xác định quá trình lũ
10.4.1. Xây dựng cấu trúc mô hình
Đây là khâu xác định những quan hệ toán học mô tả diễn biến hiện tượng.
Trong công việc này, nhà mô hình phải rất am hiểu hiện tượng, hiểu rõ những tác động chính đến diễn biến hiện tượng và có trí tưởng tượng phong phú để khái quát hoá hiện tượng. Khi thiết lập cấu trúc mô hình hình thành dòng chảy, cần phác thảo sơđồ khối về từng quá trình thành phần cùng sự tác động tương hỗ giữa chúng.
Trong mô hình Stanford-4, nước có thểđược trao đổi theo hai chiều: đi xuống và đi lên. Với một số
mô hình khác, nước chỉ có một chiều đi xuống (mô hình SSARR). Nét chung của các mô hình quan niệm là
đều sử dụng các bể chứa để mô tả các dạng tổn thất và điều tiết khác nhau, do vậy, phương trình tính toán chủđạo trong mô hình là phương trình cân bằng nước. Việc đưa ra bể chứa ngầm vào mô hình cho phép mô hình mô tảđược cả phần dòng chảy mùa kiệt.
148
Nói chung, sự hình thành dòng chảy trên các lưu vực cụ thể rất khác nhau, do vậy không có một mô hình vạn năng nào dùng cho tất cả mọi trường hợp. Nhà thiết kế mô hình phải nắm vững hiện tượng cụ thể để có sự cải biến cần thiết.
Nói chung, khi thiết lập mô hình hình thành dòng chảy cần đề cập và giải quyết những vấn đề sau: 1. Vấn đề mưa trên lưu vực (hàm vào): có cần hiệu chỉnh số liệu mưa tại các điểm đó (bằng thùng hoặc máy tự ghi)? Nếu cần, cách hiệu chỉnh. Có cần hiệu chỉnh sự phân phối không đều của mưa theo không gian? Nếu cần, cách hiệu chỉnh?
2. Vấn đề tổn thất do thảm thực vật, do tích đọng trên mặt lưu vực, do thấm, cách xét tác động của độ ẩm ban đầu. Những giả thiết nào về diễn biến quá trình thấm, có xét đến đặc tính của tầng thổ nhưỡng? Nếu có, như thế nào?
3. Có xét đến tổn thất do bốc hơi? Nếu có, cách xét (với độ chi tiết nào xét đến các yếu tố khí tượng: tốc độ gió, nhiệt độ không khí, độ thiếu hụt bão hòa v.v...).
4. Cách tách quá trình dòng chảy ngầm ra khỏi dòng chảy tổng cộng tại mặt cắt cửa ra lưu vực? 5. Có xét dòng chảy sát mặt (nếu có, cách xét)? Có xét lượng nước hồi quy từ tầng thổ nhưỡng vào sông?
6. Có xét tình huống dòng chảy không phải được hình thành lên toàn bộ diện tích lưu vực (có những chỗ trũng khép kín) nếu có, bằng cách tính diện tích hiệu quả?
7. Cách xét chuyển động sóng lũ trong mạng sông-sự giao thoa của sóng lũ trên dòng chính với các sông nhánh, sự bẹt sóng lũ v.v...
8. Bằng cách nào xét được một bộ phận trên đường quá trình lưu lượng được gây ra bởi lượng nước tồn lại của trận lũ trước v.v...
Giải quyết những vấn đề nêu trên, thiết lập những công thức mô tả quá trình, đồng thời luôn luôn phải suy xét: Những đại lượng nào trong các công thức cho dưới dạng những giá trị số xác định, những đại lượng nào có thểđược tính theo những công thức vật lý và những đại lượng nào đóng vai trò thông số cần phải xác định nhờ những tài liệu quan trắc vào - ra. Chỉ sau khi giải quyết những vấn đề nêu trên mới có thể
thiết lập một cấu trúc của mô hình. Cần chú ý rằng mô hình toán dòng chảy là một chỉnh thể thống nhất, các quá trình thành phần liên quan với nhau một cách mật thiết và hữu cơ, do vậy xét ảnh hưởng của một quá trình nào đó đến dòng chảy chỉ có thể làm được sau khi đã xây dựng trọn vẹn mô hình. Ngoài ra các nhân tố hình thành dòng chảy rất biến động theo không gian. Nếu có cơ chế hoạt động và số liệu quan trắc của một quá trình nào đó tại một điểm, thì không thể chuyển rập khuôn cho toàn khu vực (Vai trò của từng quá trình thành phần biến đổi từđiểm này sang điểm khác, từ lưu vực này sang lưu vực khác). Điều này dẫn đến việc lựa chọn cấu trúc mô hình quan niệm mang tính mò mẫm, cảm nhận. Điều này cũng cắt nghĩa vì sao việc lắp ghép những kết quả nghiên cứu hiện đại về từng quá trình thành phần (mưa, thấm, bốc hơi,
điểm trũng, dòng mặt, sát mặt, ngầm v.v...) của nhiều tác giả khác nhau để mong có được một mô hình tốt
đã thất bại. Điều này cũng cho thấy vì sao các mô hình quan niệm khác xa nhau cả về cấu trúc lẫn số liệu ban đầu sử dụng.
Do vậy việc xây dựng mô hình mang đầy tính sáng tạo cùng với việc am hiểu tường tận hiện tượng trên từng lưu vực cụ thể.