2. Cơ sở lý thuyết
2.3.4 Pha nƣớc của chu trình thủy văn
Một khi SWAT xác định đƣợc nguồn tải về nƣớc; b n cát; dinh dƣỡng và thuốc trừ sâu vào trong dòng kênh chính, thì tải lƣợng những chất này đƣợc tính truyền dọc theo mạng lƣới sông ngòi của lƣu vực (Williams, J.R. and R.W. Hann. 1972). Ngoài dòng
[18]
chảy khối lƣợng trong kênh, SWAT còn mô phỏng biến chuyển của các chất hóa học trong dòng nƣớc và trong lớp bùn lắng đáy kênh.
Hình 1.6 : Các quá trình biến đổi và vận chuyển chất trong lòng sông ngòi đƣợc mô phỏng trong SWAT
Mô hình SWAT sử dụng phƣơng pháp số hiệu đƣờng cong SCS (SCS, 1972) và phƣơng trình thấm Green - Ampt (1911) để tính toán dòng chảy mặt. Phƣơng pháp đƣờng cong số chỉ cần lƣợng mƣa theo ngày, trong khi đó phƣơng pháp Green - Ampt yêu cầu lƣợng mƣa theo giờ (Rallison, R.E. and N. Miller, 1981). Do vậy, để phù hợp với khả năng dữ liệu hiện có, đề tài chỉ đề cập đến phƣơng pháp đƣờng cong số.
Phƣơng trình lƣu lƣợng SCS là phƣơng trình thực nghiệm đƣợc sử dụng phổ biến trong những năm 1950. Phƣơng pháp này đánh giá tổng lƣợng dòng chảy ứng với các kiểu sử dụng đất và tính chất đất khác nhau (S.L. Neitsch, J.G. Arnold, J.R. Kiniry, J.R. Williams, 2005). Trong phƣơng pháp đƣờng cong số SCS, giá trị chỉ số đƣờng cong biến đổi phi tuyến tính với độ ẩm đất. Giá trị trị số đƣờng cong giảm xuống khi độ ẩm đất có giá trị gần bằng độ ẩm cây héo và tăng đến gần 100 khi độ ẩm đất đạt đƣợc giá trị gần bằng độ ẩm bão hòa.
[19]
Phƣơng trình đƣờng cong số SCS có dạng nhƣ sau:
Trong đó:
Qsurf lƣợng dòng chảy mặt hay mƣa hiệu quả (mm);
Rday lƣợng mƣa ngày (mm);
Ia khả năng trữ nƣớc ban đầu (mm); S thông số lƣợng trữ (mm).
Thông số lƣợng trữ thay đổi theo tính chất đất, việc sử dụng và quản lý đất, độ dốc và thời gian, đƣợc định nghĩa nhƣ sau:
Với CN là số hiệu đƣờng cong. Với Ia thƣờng xấp xỉ bằng 0,2S, phƣơng trình đƣợc viết lại nhƣ sau: