3. CễNG CỤ TÍNH
4.1. GIỚI THIỆU Mễ HèNH NAM
Mụ hỡnh NAM được xõy dựng tại Khoa Thuỷ văn Viện Kỹ thuật Thuỷ động lực và Thuỷ lực thuộc Đại học Kỹ thuật Đan Mạch năm 1982. NAM là chữ viết tắt của cụm từ tiếng Đan Mạch “Nedbứr - Afstrứmnings - Models” cú nghĩa là mụ hỡnh mưa rào dũng chảy. Mụ hỡnh NAM đó được sử dụng rộng rói ở Đan Mạch và một số nước nằm trong nhiều vựng khớ hậu khỏc nhau như Srilanca, Thỏi Lan, Ấn Độ và Việt Nam.v.v. Trong mụ hỡnh NAM, mỗi lưu vực được xem là một đơn vị xử lý, do đú cỏc thụng số và cỏc biến là đại diện cho cỏc giỏ trị được trung bỡnh húa trờn toàn lưu vực. Mụ hỡnh tớnh quỏ trỡnh mưa - dũng chảy theo cỏch tớnh liờn tục hàm lượng õ̉m trong năm bể chứa riờng biệt cú tương tỏc lẫn nhau.
Cấu trỳc mụ hỡnh NAM được xõy dựng trờn nguyờn tắc cỏc hồ chứa theo chiều thẳng đứng và cỏc hồ chứa tuyến tớnh, gồm cú 5 bể chứa theo chiều thẳng đứng như hỡnh 4.1.
Luận văn thạc sĩ 68 Chuyờn ngành Phỏt triển nguồn nước
Hỡnh 4.1: Cấu trỳc của mụ hỡnh NAM
Trong đú:
- Bể chứa tuyết tan được kiểm soỏt bằng cỏc điều kiện nhiệt độ. Đối với điều kiện khớ hậu nhiệt đới ở nước ta thỡ khụng xột đến bể chứa này.
- Bể chứa mặt: lượng nước ở bể chứa này bao gồm lượng nước mưa do lớp phủ thực vật chặn lại, lượng nước đọng lại trong cỏc chỗ trũng và lượng nước trong tầng sỏt mặt. Giới hạn trờn của bể chứa này được ký hiệu bằng Umax.
- Bể chứa tầng dưới: là vựng đất cú rễ cõy nờn cõy cối cú thể hỳt nước cho bốc, thoỏt hơi. Giới hạn trờn của lượng nước trong bể chứa này được ký hiệu là Lmax, lượng nước hiện tại được ký hiệu là L và tỷ số L/Lmax biểu thị trạng thỏi õ̉m của bể chứa.
- Bể chứa nước ngầm tầng trờn. - Bể chứa nước ngầm tầng dưới.
Luận văn thạc sĩ 69 Chuyờn ngành Phỏt triển nguồn nước
Mưa hoặc tuyết tan đều đi vào bể chứa mặt. Lượng nước (U) trong bể chứa mặt liờn tục cung cấp cho bốc hơi và thấm ngang thành dũng chảy sỏt mặt. Khi U đạt đến Umax, lượng nước thừa là dũng chảy tràn trực tiếp ra sụng và một phần cũn lại sẽ thấm xuống cỏc bể chứa tầng dưới và bể chứa ngầm.
Nước trong bể chứa tầng dưới liờn tục cung cấp cho bốc thoỏt hơi và thấm xuống bể chứa ngầm. Lượng cấp nước ngầm được phõn chia thành hai bể chứa: tầng trờn và tầng dưới, hoạt động như cỏc hồ chứa tuyến tớnh với cỏc hằng số thời gian khỏc nhau. Hai bể chứa này liờn tục chảy ra sụng tạo thành dũng chảy cơ bản.
Dũng chảy tràn và dũng chảy sỏt mặt được diễn toỏn qua một hồ chứa tuyến tớnh thứ nhất, sau đú cỏc thành phần dũng chảy được cộng lại và diễn toỏn qua hồ chứa tuyến tớnh thứ hai. Cuối cựng cũng thu được dũng chảy tổng cộng tại cửa ra.
Mụ hỡnh bao gồm cỏc thụng số cơ bản sau:
- CQOF: Hệ số dũng chảy tràn khụng cú thứ nguyờn, cú phạm vi biến đổi từ 0,0 đến 0,9. Nú phản ỏnh điều kiện thấm và cấp nước ngầm. Vỡ vậy, nú ảnh hưởng nhiều đến tổng lượng dũng chảy và đoạn cuối của đường rỳt. Thụng số này rất quan trọng vỡ nú quyết định phần nước dư thừa để tạo thành dũng chảy tràn và lượng nước thấm. Cỏc lưu vực cú địa hỡnh bằng phẳng, cấu tạo bởi cỏt thụ thỡ giỏ trị CQOF tương đối nhỏ, ở những lưu vực mà tớnh thấm nước của thổ nhưỡng kộm như sột, đỏ tảng thỡ giỏ trị của nú sẽ rất lớn.
- CKIF: Hệ số dũng chảy sỏt mặt, cú thứ nguyờn là thời gian (giờ). Nú chớnh là phần của lượng nước trong bể chứa mặt (U) chảy sinh ra dũng chảy sỏt mặt trong một đơn vị thời gian. Thụng số này ảnh hưởng khụng lớn đến tổng lượng lũ, đường rỳt nước.
- TOF, TIF, TG: tương ứng là cỏc ngưỡng dưới của cỏc bể chứa để sinh dũng chảy tràn, dũng chảy sỏt mặt và dũng chảy ngầm, cỏc thụng số này khụng cú thứ nguyờn và cú giỏ trị nhỏ hơn 1. Chỳng cú liờn quan đến độ õ̉m trong đất, khi cỏc giỏ trị của ngưỡng này nhỏ hơn L/Lmax thỡ sẽ khụng cú dũng chảy tràn, dũng chảy sỏt mặt và dũng chảy ngầm. Về ý nghĩa vật lý, cỏc thụng số này phản ỏnh mức độ biến đổi trong khụng gian của cỏc đặc trưng lưu vực sụng. Do vậy, giỏ trị cỏc ngưỡng của lưu vực nhỏ thường lớn so với lưu vực lớn.
- Umax, Lmax: Thụng số biểu diễn khả năng chứa tối đa của cỏc bể chứa tầng trờn và tầng dưới. Do vậy, Umax và Lmax chớnh là lượng tổn thất ban đầu lớn nhất, phụ thuộc và điều kiện mặt đệm của lưu vực. Một đặc điểm của mụ hỡnh là lượng chứa Umaxphải nằm trong sức chứa tối đa trước khi cú lượng mưa vượt thấm, khi đú
Luận văn thạc sĩ 70 Chuyờn ngành Phỏt triển nguồn nước
lượng nước thừa sẽ xuất hiện, tức là U< Umax. Do đú, trong thời kỳ khụ hạn, tổn thất của lượng mưa trước khi cú dũng chảy tràn xuất hiện cú thể được lấy làm Umax ban đầu.
- CK1,2, CKBF: hằng số thời gian biểu thị thời gian tập trung nước. Chỳng là cỏc thụng số rất quan trọng, ảnh hưởng đến dạng đường quỏ trỡnh và đỉnh.