Bộ Giáo dục v Đ o tạo Đại học Thái Nguyên Mai văn trịnh - mai thị lan anh mô hình hoá quản lý nghiên cứu môi trờng (Dùng cho sinh viên năm thứ ba chuyên ng nh môi trờng) Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Néi M CL C Trang L i nói đ u CHƯƠNG I GI I THI U CHUNG V MƠ HÌNH HĨA 15 CHƯƠNG II NH NG KHÁI NI M CƠ B N Các khái ni m 18 2.1.1 H th ng 18 2.1.2 ð ng thái .18 2.1.3 Mơ hình 19 2.1.4 Mơ hình hóa 19 2.2 M c đích, ý nghĩa, tính ưu vi t nh ng b t c p c a mơ hình hóa 20 2.2.1 M c đích c a mơ hình hóa .20 2.2 Ý nghĩa c a nghiên c u mơ hình hóa 22 2.2.3 Tính ưu vi t c a mơ hình hóa 23 2.2.4 B t c p c a mơ hình hóa 24 CHƯƠNG III PHÂN LO I MƠ HÌNH 3.1 Phân lo i chung 26 3.1.1 Mơ hình lý thuy t (ý tư ng) 26 3.1.2 Mô hình ch ng minh tương tác .26 3.1.3 Mơ hình tốn h c th ng kê 26 3.1.4 Mơ hình minh h a tr c quan 27 3.2 Phân lo i theo c p 27 CHƯƠNG IV XÂY D NG MƠ HÌNH 29 4.1 C u trúc c a mơ hình phương ti n mơ t mơ hình 29 4.2 Xây d ng mơ hình .32 4.2.1 Mô t h th ng xác ñ nh v n ñ 33 4.2.2 Xác ñ nh ma tr n li n k 34 Thi t l p bi u ñ lý thuy t 35 4 Thi t l p công th c toán .36 Chuy n t i vào máy tính ki m tra đ xác 37 Phân tích đ nh y cho t ng mơ hình 37 Phân tích đ nh y cho mơ hình l n 38 Hi u ch nh mơ hình 39 Áp d ng mơ hình di n r ng 40 10 ðánh giá mô hình .41 11 Áp d ng mơ hình hóa tốn c th 41 CHƯƠNG V M T S MƠ HÌNH C TH 44 5.1 Mơ hình nhi m khơng khí .45 5.1.1 Các ñi u ki n nh hư ng ñ n s phát tán c a khí khí quy n 46 5.1.2 ð n ñ nh c a khí quy n s phân b hàm lư ng ch t ô nhi m 49 5.1.3 Phương trình b n mơ t s truy n t i khu ch tán ch t ô nhi m 55 5.1.4 Mơ hình Gauss tính tốn lan truy n ch t nhi m khơng khí 57 5.1.5 Mô hình Berliand tính tốn lan truy n ch t nhi m khí quy n 63 5.2 Mơ hình nhi m nư c .67 5.2.1 M t s ki n th c b n liên quan t i mơ hình hóa ch t lư ng nư c 67 5.2.2 Gi i thi u mơ hình QUAL2K: .70 5.3 M t s mơ hình khác 3.1 Mơ hình xói mịn nư c 85 5.3.2 Mơ hình ô nhi m phân tán t nông nghi p AGNPS .99 5.3.3 Mơ hình xói mịn LISEM 107 5.3.4 Mơ hình lan truy n th m sâu ch t hóa h c LEACHM 109 5.4 Mơ hình đơn gi n v lan truy n hóa ch t đ t 110 5.5 Mơ hình Nleach_2D .113 5.5.1 Gi i thi u mơ hình mơ hình 114 5.5.2 Mơ hình cân b ng đ m ru ng lúa có t ng ñ cày 117 5.5.3 Phát tri n Nleach thành mơ hình mơ ph ng khơng gian 119 5.6 Mơ hình MIKE11 .121 5.6.1 Mô t sơ lư c v MIKE 11 121 5.6.2 Thu t toán mơ hình thu l c MIKE 11 127 DANH M C B NG B ng 1: Phân lo i mơ hình (theo c p) 28 B ng 2: K t qu tính tốn cân b ng nư c ch t ô nhi m Cadmium 43 B ng 3: Công th c tính δ z(x), δ y(x) cho vùng thống m (nông thôn) 61 B ng 4: Cơng th c tính δ z(x), δ y(x) choñi u ki n thành ph .61 B ng 5: Giá tr n hình c a h s mũ phương pháp Rating curves 76 B ng 6: H s nhám Manning cho b m t kênh h (Chow et al 1988) .79 B ng 7: Các bi n tr ng thái c a mơ hình Q2K .83 B ng 8: ð g gh c a m t ñ t ñi u ki n khác 95 B ng 9: Giá tr P cho ru ng b c thang canh tác theo ñư ng ñ ng m c ñ d c 98 DANH M C HÌNH Hình 1: L ch s ti n trình phát tri n c a lo i mơ hình sinh thái mơi trư ng 16 Hình 2: Ví d v c u trúc bi u đ Forrester cho m t mơ hình h th ng nơng nghi p có nhi u bi n tr ng thái c a m t h th ng nông nghi p (Haefner, 2005) 29 Hình 3: Các thành ph n b n c a bi u đ Forrester Hình 4: Bi u đ t ng qt trình t xây d ng mơ hình theo Jøgensnen Bendoricchio (2001) 33 Hình 5: M t h sinh thái đơn gi n bi u di n chu trình bon gi a h p ph n sinh thái 34 Hình 6: Bi u đ Forrester cho mơ hình h sinh thái hươu-c (theo h th ng hình 5) Các đư ng li n bi u th ñư ng bi n ñ i C ðư ng ch m bi u th m i quan h gi a c p t c ñ ñ u vào ñ u (ý nghĩa c a t ng bi u tư ng có th xem hình 3) 36 Hình 7: Ví d v phân tích đ nh y s nh hư ng c a hàm lư ng ñ m ban ñ u ñ n s thay ñ i hàm lư ng ñ m ñ t theo th i gian .38 Hình 8: K t qu hi u ch nh c a mô hình mơ ph ng hàm lư ng đ m ñ t tr ng b p c i (k t qu tính tốn r t kh p v i hàm lư ng ñ m ño ñ t) 40 Hình 9: Bi u đ lý thuy t mô t thành ph n c a h th ng m i quan h gi a thành ph n 42 Hình 10: Sơ đ chùm phân tán ch t nhi m khơng khí đư c s d ng nhi u mơ hình phân tán khơng khí 45 Hình 11 M t s hi u ng t phát th i ngu n cao v i nh ng đám khói có hình dáng khác t i th i ñi m khác (a), s phát tán liên t c c a lu ng ch t khí khơng khí (b), s phát tán dịng ch t n ng c a khí v i m t qũy ñ o ñ c bi t c a ñám mây (c) 48 Hình 12 Khí quy n khơng n ñ nh ho c siêu ño n nhi t Trong trư ng h p chưa bão hòa (bên trái), nâng lên cao, kh i khí chưa bão hịa t i m i m c đ u nóng nhi t đ khơng khí xung quanh v y nh Trong trư ng h p kh i khí s kh i v trí ban ñ u v i gia t c c th Trong trư ng h p bão hòa (bên ph i) Khi nâng lên cao, kh i khí bão hịa t i m i m c đ u nóng nhi t đ khơng khí xung quanh Trong trư ng h p kh i khí s kh i v trí ban đ u Ngu n: Bùi Tá Long (2008) 50 Hình 13 Khí quy n n ñ nh ho c “dư i ño n nhi t” v i kh i khí chưa bão hịa (bên trái) bão hòa (bên ph i), nâng lên cao kh i khí l nh n ng khơng khí xung quanh Trong trư ng h p kh i khí có xu hư ng quay tr l i v trí ban đ u Ngu n: Bùi Tá Long (2008) .51 Hình 14: Các tr ng thái c a mơi trư ng s tác đ ng c a đ n s phân b c a d i khói khơng gian 53 Hình 15 Lu ng khói b h n ch c biên l n biên dư i “m c b y” (trapping) – ngh ch nhi t bên dư i bên ng khói 55 Hình 16 Sơ đ mơ hình khu ch tán Gauss 59 Hình 17 ð nâng c a v t khói chi u cao hi u qu c a ng khói 62 Hình 18 S phân b c a d i khói n ng đ ch t nhi m .64 Hình 19 Bi u đ q trình lan truy n 69 Hình 20: S phân đo n c a mơ hình Q2K .72 Hình 21: Cân b ng nư c c a đo n sơng 73 Hình 22: ð p đ nh nh n 75 Hình 23: Kênh hình thang 77 Hình 24: C t nư c 79 Hình 25: Cân b ng nhi t 82 Hình 26: ð g gh v i kho ng cách ñ cao v i b m t (H i b o v ñ t nư c Hoa Kỳ, 1993) 95 Hình 27: Sơ đ xây d ng b n đ xói mịn đ t t b n ñ ñ u vào, s li u thu c tính d a mơ hình RUSLE .99 Hình 28: Mơ hình AGNPS ch y k t h p v i ph n m m GIS mô ph ng trình nư c di chuy n c a hóa ch t 106 Hình 29: Bi u đ bi u di n ch xói mịn c a LISEM (Hessel et al., 2002) 107 Hình 30: Mơ ph ng hư ng dịng ch y mơ hình xói mịn lưu v c 109 Hình 31: Các h p ph n đư ng phát tri n c a LEACHM (Hutson, 2003) 110 Hình 32: Bi u đ bi u di n s lan truy n ch t hóa h c đ t 111 Hình 33: Phân b hàm lư ng đ m ñ t theo chi u sâu lúc ban ñ u, sau 40, 80 100 ngày 112 10 • V n chuy n bùn cát có c k t (có tính dính) • V n chuy n bùn cát khơng có c k t (khơng có tính dính) Th h m i c a MIKE 11 k t h p đ c tính kinh nghi m t MIKE 11 “Classic”, giao di n ngư i s d ng d a s tính h u hi u Windows bao g m ti n ích ch nh s a sơ ñ (graphical editing facilities) tăng t c đ tính tốn b ng cách t n d ng t i đa cơng ngh 32- bit V đ u vào/ ch nh s a, đ c tính MIKE 11 bao g m: • Nh p d li u/ ch nh s a b n đ • Nhi u d ng d li u ñ u vào/ ch nh s a mang tính mơ ph ng • Ti n ích copy dán (paste) đ nh p (ho c xu t) tr c ti p, ví d t chương trình trang b ng tính (spreadsheet programs) • B ng s li u t ng h p (tabular) c a s sơ ñ (graphical windows) • Nh p d li u v m ng sông đ a hình t ASCII text files • Thi t k cho ngư i s d ng xác ñ nh cho t t c c a s sơ ñ (màu s c, cài ñ t font, ñư ng, d ng ñi m v ch d u, v.v ) V đ u ra, có tính trình bày báo cáo tiên ti n, bao g m: • Màu c a b n ñ m t ph ng ngang cho h th ng d li u k t qu • Trình bày k t qu b ng hình đ ng sơ đ m t ngang, d c chu i th i gian • Th hi n k t qu b ng hình đ ng đ ng th i • Trình bày chu i th i gian m r ng 123 • Ti n ích copy dán (paste) đ xu t b ng k t qu ho c trình bày b n ñ vào ng d ng khác (trang b ng tính, word ho c d ng khác) Khái qt v mơ hình tốn dịng ch y: Mơ hình tốn cách th c tìm đáp s c a phương trình V t lý - Tốn có th bi u ñ t ñúng ñ n quy lu t bi n ñ i c a m t hi n tư ng t nhiên Thông thư ng, b n ch t v t lý c a hi n tư ng t nhiên di n ñ u ph c t p, khó suy đốn, m t s thơng s mang tính th c nghi m, đưa s thư ng ph i đa h phương trình vi phân v d ng sai phân tìm l i gi i g n ñúng Trong k thu t khai thác tài ngun nư c, l p mơ hình tốn tìm l i gi i b ng s cho h phương trình thu đ ng l c h c c a dịng ch y h th ng sơng, kênh vùng ng p nư c H phương trình Saint Venant vi t dư i d ng th c hành cho tốn m t chi u khơng gian, t c quy lu t di n bi n c a ñ cao m t nư c lưu lư ng dòng ch y d c theo chi u dài dòng sông kênh theo th i gian ð i v i h phương trình Saint Venant, ta ch c n xác đ nh cho m t thơng s th c nghi m bi u đ t ñúng ñ n hi n tư ng, ñáp s b ng s mơ ph ng nh ng q trình dịng ch y x y d báo di n bi n tương lai theo bi n pháp c i t o v i ñ tin c y cao, xây d ng quy ho ch khai thác tài nguyên nư c, thi t k cơng trình c i t o, d báo v n hành h th ng thu l i Còn ñ i v i thu văn, vi c khai thác phương trình khơng b ng đư ng tìm l i gi i toán h c, mà l y nh ng m i quan h t nh ng chu i s li u th c ño, xây d ng nh ng h ñáp s riêng cho t ng ño n sơng, t ng lưu v c Phương pháp tính toán d báo thu văn th c ch t nh ng cách gi i bán th c nghi m c a h phương trình thu đ ng l c h c 124 Như v y, thu l c h c thu văn h c ñã g p nhi u m t Nó xây d ng tr thành m t h th ng mô hình t ng h p v đ a lý, khí h u th i ti t dòng ch y Khái quát v h phương trình Saint - Venant: Là h phương trình thu đ ng l c h c vi t cho dòng ch y m t chi u lòng d n h , bao g m : + Phương trình liên t c: ∂Q ∂A + =q ∂x ∂t (3.108) + Phương trình đ ng lư ng: α Q|Q| ∂Q ∂  Q  ∂h + β + gA +g = (3.109)  A   ∂x ∂x  ∂x C RA  h(t+dt) th i ñi m t + dt h(t) th i ñi m t Q Q+ ∂Q ⋅ dx ∂x dx Hình 3.31: Mơ t phương trình liên t c Trong ñó: B: chi u r ng m t nư c h: cao trình m c nư c th i đo n tính tốn (m) th i đo n tính tốn (m) t: th i gian tính tốn (giây) 125 Q: lưu lư ng dòng ch y qua m t c t (m3/s) X: khơng gian (d c theo dịng ch y) (m) β: h s phân b lưu t c khơng đ u m t c t A: di n tích m t c t t (m2) q: lưu lư ng nh p d c theo ñơn v chi u dài (m2/s) C: h s Chezy, ñư c tính theo cơng th c: C= y R n Trong đó, n: H s nhám R: bán kính thu l c (m) y: h s , theo Maning y=1/6 g: gia t c tr ng trư ng = 9,81 m/s2 α: h s ñ ng h Q h Q h Q Phương trình đ ng lư ng Phương trình liên t c Hình 3.32: Mơ t phương trình đ ng lư ng 126 h 3.6.2 Thu t tốn mơ hình thu l c MIKE 11 MIKE11 chương trình tính thu l c m ng lư i sơng kênh có th áp d ng v i ch đ ng sóng đ ng l c hồn tồn c p đ cao Trong ch đ MIKE 11 có kh tính tốn v i: • Dịng nhanh • Lưu lư ng thu tri u • Hi u qu nư c ñ ng thay ñ i nhanh • Sóng lũ • Lịng d n d c - Phương pháp sai phân hố, n tính hố: T h phương trình Saint Venant, ta có hai phương trình vi t theo Q h : ∂Q ∂h + bs =q ∂x ∂t α (3.110) QQ ∂Q ∂ Q2 ∂h + (β ) + gA +g = (3.111) ∂t B ∂x h ∂x C RA Gi i h phương trình vi phân theo phương pháp sai phân h u h n ñi m n (Abbott-Ionescu 6-point) s xác ñ nh ñư c giá tr lưu lư ng, m c nư c t i m i đo n sơng, m i m t c t ngang m ng sông m i th i ñi m kho ng th i gian nghiên c u Xét m t đo n sơng dài 2*∆x th i gian ∆t Phương trình liên t c đư c sai phân hoá t i bư c th i gian n + sau: ∂Q = ∂x +1 (Q n+1 + Q n+1 ) j j − +1 Q n−1 + Q n−1 j j 2 * ∆x 127 n +1 n ∂h h j − h j = ∂t ∆t bs = A o, j + A o, j+1 2∆x Trong : Ao,j : di n tích kh ng ch b i hai ñi m lư i j-1 j Ao,j+1 : di n tích kh ng ch b i hai m lư i j j+1 2∆x : kho ng cách gi a hai ñi m j-1 j+1 Th vào phương trình (3.110) ta đư c phương trình +1 (Q n+1 + Q n+1 ) j j − + Q n−11 + Q n−1 j j 2 * ∆x + A o, j + A o, j+1 h n +1 − h n j j ∆x ∆t = qj Hay + + α jQn−11 + β jh n +1 + γ jQ n+11 = δ j j j j (3.112) Trong : α,β,γ = f (bs,δ) = f (Qn, hn, Qn+1/2) Phương trình đ ng lư ng đư c sai phân hố t i bư c th i gian n + sau : n +1 n ∂Q Q j − Q j = ∂t ∆t n+ ∂  α ∂x   128  n+  Q  Q − α α   2   A  j+1  A  j−1    Q =  A  2∆x Trong tính g n ñúng v i : Q ≈ θ Q n +1Q n − (θ − 1) Q n Q n j j j j Thay vào phương trình (3.111), ta đư c m t phương trình có d ng: + +1 α jh n−11 + β jQn +1 + γ jh n+1 = δ j j j j (3.113) Trong : αj = f(A) βj = f(Qjn, ∆t, ∆x, C, A, R ) γj = f(A) δj = f(A, θ, ∆x, ∆t, α, q, v, 1 n+ , h n ,Q n , h n ,Q Q j−1 j−1 j j+1 j+1 n+ ) Như v y, nh phương pháp sai phân hoá n tính hố, ta bi n đ i hai phương trình Saint-Venant (3.110) (3.111) thành hai phương trình ñ i s b c nh t (3.112) (3.113) ng d ng phương pháp tính tốn cho m ng lư i sơng kênh tồn b h th ng m ng lư i : MIKE 11 nhánh ma tr n giao ñi m Các ñi m tính tốn hj-4 h (m c nư c) Q (lưu lư ng x ) Qj-3 hj-2 Qj-1 hj Qj+1 hj+2 Qj+3 hj+4 Hình 3.33: Nhánh sơng v i ñi m lư i xen k 129 Trong MIKE 11, phương trình Saint Venant đư c gi i b ng cách dùng chương trình sai phân h u h n ñi m (implicit 6point finite-difference scheme) v i tên g i Abbott-Ionescu Trong chương trình này, c p ñ /m c nư c lưu lư ng x d c theo nhánh sơng đư c tính h th ng ñi m lư i xen k trình bày hình 3.33 MIKE 11 có th gi i quy t ñư c nhi u nhánh m mà t i nhánh g p t i m t ñi m ñư c hình thành m c nư c đư c tính C u hình c a m lư i xung quanh m mà t i ba nhánh g p ñư c th hi n hình 3.34: Tuy n trung tâm B sơng Hư ng dòng ch y H M c nư c t i ñi m hX,j M c nư c t i ñi m j nhánh X QX,j Lưu lư ng dòng ch y t i ñi m j nhánh X Nhánh B hB,n-2 Nhánh A hA,n-2 QB,n-1 QA,n-1 hA,n hB,n hC,1 H Nhánh C QC,2 hC,3 Hình 3.34: C u hình m lư i xung quanh m mà t i ba nhánh g p 130 ði m có m c nư c ði m lư i có m c nư c ði m lư i có lưu lư ng x Hình 3.35: C u hình ñi m lư i ñi m m t m u hồn ch nh C u hình ñi m lư i ñi m m t m u hồn ch nh đư c th hi n hình 3.35 C n lưu ý r ng t i ñi m biên, ta l p m t m, theo ta s tính đư c m c nư c Ma tr n nhánh Trong m t ñi m lư i, m i quan h gi a bi n s Zj (c m c nư c hj hay lưu lư ng x Qj) t i m t i m lân c n ñư c th hi n b ng cách dùng m t phương trình n tính sau: + +1 α jZn−11 + β jZn +1 + γ jZn+1 = δ j j j j (3.114) Ch s bên dư i phương trình (3.114) (và phương trình dư i đây) bi u th v trí d c theo nhánh, ch s bên (n u có) ch kho ng cách th i gian Các h s α, β, γ δ phương trình (3.114) t i m h đư c tính b ng sai phân hi n x p x ñ i v i phương trình liên t c (continuity equation) t i ñi m Q b ng cách dùng sai phân hi n x p x ñ i v i phương trình đ ng lư ng ho c trư ng h p có m t k t c u ñi m Q s d ng c u trúc thu t toán th c T i t t c ñi m lư i d c theo m t phương trình nhánh (3.114) đư c l p Gi s m t nhánh có m lư i n; n s l , ñi m lư i ñ u cu i m t nhánh ln ln m h 131 ði u làm cho phương trình n tính n có n s n+2 Hai n s th a phương trình đư c đ t t i ñi m ñ u ñi m cu i h., t i Zj-1 Zj+1 l n lư t bi n thành m c nư c t i m, theo ph n cu i c a nhánh ngư c nhánh xi dịng đư c n i v i Ph n dư i ñây mơ t phương trình n tính: α1Hn +1 us n α 2h1 +1 + + n β1h1 +1 β Q n +1 + + γ 1Q n+1 n +1 γ 2h = = δ1 δ2 α Q n +1 + β3hn+1 + γ Q n +1 = δ3 α 4h α 5Q + + n +1 n +1 β 4Q β5h + + n +1 n +1 γ 4h γ 3Q = = δ4 δ5 M M M M M M M n +1 n +1 n +1 n− n−3 n +1 n −1 n − n +1 n n −1 α Q α h α Q n +1 n−2 n−2 n +1 n −1 n −1 n +1 n n n +1 n − n −1 n +1 n −1 n n +1 n ds + β h + β Q + + γ Q γ h + + γH βh (3.115) = δn −2 = δ n−1 = δn Hus phương trình đ u Hds phương trình cu i l n lư t m c nư c giao ñi m ngư c dịng xi dịng Trong MIKE 11 m c nư c tương thích đư c ng d ng t i ñi m, nghĩa m c nư c t i ñi m ñ u m t nhánh b ng v i m c nư c t i m, theo ph n cu i c a dịng ngư c nhánh đư c n i v i Nói cách khác, h1=Hus ði u nghĩa α1 = -1, β1 = 1, γ1 = δ1 = Tương t , ñi m lư i cu i v i hn=Hds αn = 0, βn = 1, γn = -1 δn = Trong hình 3.35, u tương ng v i H=hA,n=hB,n=hC,1 N u ta liên h v i h th ng m t nhánh v i m t m c nư c biên t i m i ph n cu i ta s bi t đư c Hus Hds Ch cịn l i n s n phương trình n, ta có th gi i đư c chúng b ng cách dùng k thu t kh chu n (standard elimination technique) Tuy nhiên, MIKE 11 có th x lý nhi u nhánh, nên ta ph i áp d ng m t phương pháp khác ð gi i thích v n ñ này, phương trình s ñư c trình bày ma tr n hình 3.37 132 α1 β1 γ  α2 β2 γ   α β3 γ  α β4   α5          δ1 δ2 δ3 δ4 δ5         ⋅  ⋅   δ n −2  δ n −1   δn   γ4 β5 γ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ α n −2 β n −2 γ n −2 α n −1 β n −1 γ n −1 αn βn γ n Hình 3.36: Ma tr n nhánh trư c kh Dùng k thu t kh chu n ta có th chuy n ma tr n thành ma tr n hình 3.37  a1  a   a3   a4  a5   ⋅  ⋅   a n −2 a  n −1  an  b1 b2 b3 b4 b5 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ b n −2 1 b n −1 bn hình 3.36 c1  c2   c3   c4  c5   ⋅  ⋅   cn −2  cn −1   cn   Hình 3.37: Ma tr n nhánh sau ñã kh T ma tr n hình 3.37, ta có th th y t i b t kỳ ñi m lư i nào, bi n s Z (m c nư c ho c lưu lư ng dịng ch y) đư c th hi n dư i d ng hàm s m c nư c t i ñi m thư ng lưu h lưu: n+ Zn +1 = c j − a jH n +1 − b jH ds j us (3.116) 133 Tuy nhiên, MIKE 11 ho t ñ ng v i nhánh ñư c phân chia b i nh ng ñi m t i ñi m biên bên t i nhánh n i bên Ta c n ph i bi t m c nư c t i t t c nh ng ñi m n i trư c gi i ñư c ma tr n hình 3.37 theo phương trình (3.110) Ma tr n giao m Trong giao m, m t phương trình liên t c bao g m ñi m xung quanh h Q đư c t o l p: B sơng ðư ng n trung tâm Gi i h n c a phương trình liên t c Hư ng dịng ch y Nhánh B hB,n-2 Nhánh A hA,n-2 QB,n-1 QA,n-1 hA,n hB,n hC,1 H Nhánh C hC,3 QC,2 Hình 3.38: ði m ba nhánh v i gi i h n c a phương trình liên t c Hình 3.38 cho ta c n c nh ñi m lư i xung quanh m t m Phương trình liên t c xung quanh ñi m là: 1 n+ n+ H n +1 − H n A Fl = Q I − QO ∆t ⇓ (3.117) H n +1 − H n n n n +1 n +1 n +1 A Fl = 0,5 ⋅ Q n −1 + Q B,n −1 − QC,2 + 0,5 ⋅ Q A,n −1 + Q B,n −1 − QC,2 A,n ∆t ( ) ( ) (3.118) V i: AFl : khu v c lũ l t gi i h n c a phương trình liên t c QI : t ng dòng vào 134 QO : t ng dòng ∆t : bi n th i gian Trong phương trình (3.118), QA,n-1, QB,n-1 QC,2 vào lúc m c th i gian n+1 có th thay th theo phương trình (3.116), ta có đư c phương trình sau ñây: H n +1 − H n n n A Fl = 0,5 ⋅ Q n + Q B − QC + A ∆t ( ) n +1 0,5 ⋅ (c A,n −1 − a A,n −1H A,us − b A,n −1H n +1 + cB,n −1 − a B,n −1H n +1 B,us − b B,n −1H (3.119) n +1 n +1 + cC,2 − a C,2 H n +1 − b C,2 H C,ds ) V i: H : m c nư c t i giao ñi m th c t HA,us : m c nư c t i ñi m cu i thư ng lưu c a nhánh A HB,us : m c nư c t i ñi m cu i thư ng lưu c a nhánh C HC,ds : m c nư c t i ñi m cu i h lưu c a nhánh C M t phương trình tương t v i phương trình (3.119) ñư c ñ t t i m i ñi m, làm phương trình N có n s N (N s lư ng giao ñi m) Trong phương trình này, m c nư c t i m i ñi m tr thành m t hàm s n m c nư c t i ñi m mà t i m đư c n i v i m t cách tr c ti p 135 TÀI LI U THAM KH O Addiscott, T.M., 1990 Measurement of nitrate leaching: A review of methods In: Calviet R (Ed.), Nitrates-AgricultureEau INRA (Institut National de Recherches Agronomique), Paris-Grignon, France, pp 157-168 Allen, R G., Pereira, L S., Raes, D and Smith, M., 1998 Crop Evapotranspiration: Guidelines for Computing Crop Water Requirements FAO Irrigation and Drainage Papers No 56 Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy Chowdary, V M., Rao, N H and Sarma, P B S., 2004 A coupled soil water and nitrogen balance model for flooded rice fields in India Agriculture, Ecosystems & Environment 103, 425-441 El-Sadek, A., Feyen, J., Radwan, M and El Quosy, D., 2003 Modeling water discharge and nitrate leaching using DRAINMOD-GIS technology at small catchment scale Irrigation and Drainage 52, 363-381 Ersahin, S and Rustu Karaman, M., 2001 Estimating potential nitrate leaching in nitrogen fertilized and irrigated tomato using the computer model NLEAP Agricultural Water Management 51, 1-12 Granlund, K., Rekolainen, S., Gronroos, J., Nikander, A and Laine, Y., 2000 Estimation of the impact of fertilisztion rate on nitrate leaching in Finland using a mathematical simulation model Agriculture, Ecosystems & Environment 80, 1-13 136 Izadi, B., Ashraf, M S., Studer, D., McCann, I and King, B., 1996 A simple model for the prediction of nitrate concentration in the potato root zone Agricultural Water Management 30, 4156 Mai Văn Tr nh Herman Van Keulen, 2009, Mơ hình NLEACH2D đ tính tốn r a trơi đ m vùng nơng nghi p thâm canh, T p chí Nơng nghi p Phát tri n nông thôn tháng 12 năm 2009, trang 3-8 Molz, F J and Remson, I., 1970 Extraction term models of soil moisture use by transpiring 10 Molz, F J., 1981 Simulation of plant-water uptake In: Iskandar, I K (Ed.), Modeling Wastewater Renovation by Land Application Wiley, New York, 69-91 11 Plants Water Resources Research 6, 1346-1356 12 Radcliffe, D E., Gupte, S M and Box, J E., 1998 Solute transport at the pedon and polypedon scales Nutrient Cycling in Agroecosystems 50, 77-84 13 Van Keulen, H and Seligman, N G., 1987 Simulation of water use, nitrogen nutrition and growth of a spring wheat crop Simulation Monographs, Pudoc, Wageningen, the Netherlands 14 Yang, H S., 1996 Modelling organic matter mineralization and exploring options for organic matter management in arable farming in northern China PhD thesis Wageningen Agricultural University, Wageningen, the Netherlands 159 pp 137 ... đ t làm ch đư c q trình đ nh lư ng m i u ki n môi trư ng lĩnh v c khác Cu n giáo trình Mơ hình hóa qu n lý nghiên c u môi trư ng bao g m chương: Chương gi i thi u chung v mơ hình hố bao g m nh... c a mơ hình hóa 20 2.2.1 M c đích c a mơ hình hóa .20 2.2 Ý nghĩa c a nghiên c u mơ hình hóa 22 2.2.3 Tính ưu vi t c a mơ hình hóa 23 2.2.4 B t c p c a mơ hình hóa ... mơ hình xói mịn đ t, mơ hình phát tri n tr ng, mơ hình nhi m…) 1.3.2 Ý nghĩa c a nghiên c u mơ hình hóa Nghiên c u mơ hình hóa v i m c đích nh ng khái ni m h th ng th c, h th ng, mơ hình mơ hình