‘

Ngành Thủy văn học

Hà Nội - 2013
MÔ PHỎNG LŨ BẰNG MÔ HÌNH
SÓNG ĐỘNG HỌC (KW1D) TRÊN LƯU VỰC
SÔNG BẾN HẢI – TRẠM GIA VÒNG
Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy chất lượng cao
Ngành Thủy văn học

Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thanh Sơn
ThS. Ngô Chí Tuấn Hà Nội - 2013

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1
Chương 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN LƯU VỰC SÔNG BẾN HẢI –
TRẠM GIA VÒNG 2
1.1.VỊ TRÍ ĐỊA LÝ 2
1.2.ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO 2
1.3.ĐỊA CHẤT, THỔ NHƯỠNG 4
1.4.THẢM THỰC VẬT 4
1.5.KHÍ HẬU 5
1.6.MẠNG LƯỚI THỦY VĂN VÀ TÌNH HÌNH LŨ LỤT 7
Chương 2. TỔNG QUAN CÁC MÔ HÌNH MƯA - DÒNG CHẢY 10
2.1. CÁC MÔ HÌNH MƯA - DÒNG CHẢY 10
2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH THẤM 15
2.3.MÔ HÌNH SÓNG ĐỘNG HỌC MỘT CHIỀU - PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ
HỮU HẠN 18
2.4. PHƯƠNG PHÁP SCS VÀ PHÁT TRIỂN 22
Chương 3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SÓNG ĐỘNG HỌC MỘT CHIỀU
(KW1D) MÔ PHỎNG LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG BẾN HẢI – TRẠM GIA
VÒNG 25
3.1.TÌNH HÌNH SỐ LIỆU 25
3.2. XÂY DỰNG BỘ THÔNG SỐ MÔ HÌNH SÓNG ĐỘNG HỌC MỘT CHIỀU
TRÊN LƯU VỰC SÔNG BẾN HẢI – TRẠM GIA VÒNG 26
3.3 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SÓNG ĐỘNG HỌC MỘT CHIỀU - PHƯƠNG
PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN MÔ PHỎNG LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG BẾN
HẢI – TRẠM GIA VÒNG 36

Hình 10. Kết quả đường quá trình mô phỏng lũ từ 19h/17/IX – 19h/19/IX/2005 trên
lưu vực sông Bến Hải – trạm Gia Vòng 38
Hình 11. Kết quả đường quá trình mô phỏng lũ từ 13h/07/X/2005 - 07h/X/10/2005
trên lưu vực sông Bến Hải – trạm Gia Vòng 38
Hình 12. Đường quá trình mô phỏng lũ từ 07h/10/X/2007 - 13h/12/X/2007 trên lưu
vực sông Bến Hải– trạm Gia Vòng 39
Hình 13.Kết quả đường quá trình mô phỏng lũ từ 13h/02/X/2010 - 01h/05/X/2010
trên lưu vực sông Bến Hải – trạm Gia Vòng 39
Hình 14. Kết quả đường quá trình mô phỏng lũ từ 01h/11/XI - 01h/14/XI năm 2007
trên lưu vực sông 42
Hình 15. Kết quả đường quá trình mô phỏng lũ từ 01h/29/IX - 19h/01/X năm 2009
trên lưu vực sông Bến Hải – trạm Gia Vòng 42
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.Lớp phủ thực vật theo mức độ che tán và tỷ lệ % so với lưu vực 5
Bảng 2. Hiện trạng rừng lưu vực sông Bến Hải 5
Bảng 3.Một số đặc trưng dòng chảy năm các lưu vực sông thuộc tỉnh Quảng Trị 8
Bảng 4. Phân phối dòng chảy theo các tháng trong năm (mm) của trạm Gia Vòng 8
Bảng 5. Thời gian của các trận mưa gây lũ 25

Chương 2 : Tổng quan về các mô hình mô phỏng mưa dòng chảy
Chương 3: Ứng dụng mô hình sóng động học một chiều (KW1D) mô phỏng
lũ trên lưu vực sông Bến Hải – trạm Gia Vòng.
Do kiến thức có hạn và thời gian nghiên cứu còn hạn chế nên khóa luận
không thể tránh được nhiều thiếu sót em mong nhận được sự góp ý của các thầy cô
để khóa luận được hoàn thiện hơn.
2

Chương 1
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN
LƯU VỰC SÔNG BẾN HẢI – TRẠM GIA VÒNG

1.1.VỊ TRÍ ĐỊA LÝ
Lưu vực sông Bến Hải nằm trong giới hạn từ 106
0

cát hình thành trên các cấu trúc uốn nếp của dãy Trường Sơn, có nguồn gốc mài
mòn và bồi tụ. Đồng bằng hạ du sông Bến Hải, cao độ biến đổi từ +1 ÷ 2,5 m, địa
hình bằng phẳng, đã được khai thác từ lâu đời để sản xuất lúa nước. Địa hình vùng
đồi ở đây có dạng đồi bát úp liên tục, có những khu nhỏ dạng bình nguyên. Độ dốc
vùng núi bình quân từ 15 ÷ 180 m. Địa hình này rất thuận lợi cho việc phát triển cây
trồng cạn, cây công nghiệp, cây ăn quả, cao độ của dạng địa hình này là 200-
1000m, có nhiều thung lũng lớn. Đây là dạng địa hình có thế mạnh của tỉnh Quảng
Trị nói chung và lưu vực sông Bến Hải nói riêng, dạng địa hình này chiếm tới 50%
diện tích tự nhiên của các lưu vực sông, thuận lợi cho việc xây dựng hồ chứa phục
vụ sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản.

Hình 2. Bản đồ địa hình lưu vực sông Bến Hải – trạm Gia Vòng
Dãy Trường Sơn chắn gió,hứng ẩm tạo mưa sinh ra dòng chảy tốt, nhưng
nếu làm mưa tăng thì địa hình ở đồng bằng thoát lũ chậm dễ gây ngập lụt. Như vậy,
địa hình vùng nghiên cứu rất phức tạp, gây khó khăn cho công tác thủy lợi và cũng
có rất nhiều tiềm năng để phát triển một nền kinh tế nông nghiệp đa dạng và một
nền kinh tế hàng hóa giá trị cao [14].
4

1.3.ĐỊA CHẤT, THỔ NHƯỠNG
Địa tầng phát triển không liên tục, các trầm tích từ Paleozoi hạ tới Kainozoi
trong đó trầm tích Paleozoi chiếm chủ yếu, gồm 9 phân vị địa tầng, còn lại 6 phân
vị thuộc Meozoi và Kainozoi. Địa chất trong vùng có những đứt gãy chạy theo
hướng từ đỉnh Trường Sơn ra biển tạo thành các rạch sông chính cắt theo phương
Tây Đông. Tầng đá gốc ở đây nằm sâu,tầng phủ dày. Phần thềm lục địa được tạo
thành từ trầm tích sông biển và sự di đẩy của dòng biển tạo thành. Lưu vực sông
Bến Hải gần như toàn bộ diện tích là đất feralit, ở phía hạ lưu sông có đất xói mòn
trơ sỏi đá và đất nâu đỏ nhưng chiếm diện tích rất ít [14]

Hình 3. Bản đồ sử dụng đất trên lưu vực sông Bến Hải – trạm Gia Vòng

Rừng tự nhiên rộng thường xanh kín
1,82
˃ 90
4
Nương rẫy xen dân cư
3,65
5 ÷ 10
5
Cây nông nghiệp ngắn vụ xen dân cư
0.74
< 5
Bảng 2. Hiện trạng rừng lưu vực sông Bến Hải
STT
Loại
Diện tích (km
2
)
Diện tích (%)
1
Rừng tự nhiên nghèo
68,31
24,08
2
Rừng tự nhiên giàu và trung bình
7,802
2,75
3
Trảng cây bụi
194
68,38

độ bình quân nhiều năm vào khoảng 24,3
0
C. Chênh lệch nhiệt độ trong ngày từ 7
đến 10
0
C.
- Độ ẩm tương đối : Độ ẩm tương đối bình quân nhiều năm nằm trong
khoảng 85 tới 89%.
- Bốc hơi : Bốc hơi bình quân nhiều năm nằm trong khoảng 1200 ÷ 1300
mm. Ở vùng đồng bằng bốc hơi bình quân nhiều năm cao hơn vùng núi. Lượng bốc
hơi bình quân tháng lớn nhất tại Đông Hà là 219 mm/tháng (xem bảng 4). Lượng
bốc hơi ngày lớn nhất vào tháng VII, bình quân 1 ngày bốc hơi tới 7 mm.
- Số giờ nắng : Bình quân nhiều năm số giờ nắng khoảng 1840 giờ
- Gió và bão : Các lưu vực sông Bến Hải thuộc Quảng Trị chịu chế độ khí
hậu nhiệt đới gió mùa. Một năm có 2 chế độ gió mùa chính:
+ Gió mùa Tây Nam hoạt động mạnh vào mùa hè từ tháng IV đến tháng XI,
tốc độ gió bình quân đạt 2 ÷ 2,2 m/s, mang độ ẩm và gây mưa cho vùng.
+ Gió mùa Tây Bắc hoạt động mạnh từ tháng XII đến tháng III năm sau, tốc
độ gió bình quân đạt 1,7 ÷ 1,9 m/s. Thời gian chuyển tiếp các hướng gió Tây Nam
và Tây Bắc là thời gian giao thời. Gió Tây khô nóng hoạt động vào tháng IV,tháng
V (nhân dân địa phương gọi là gió Lào). Thời kì có gió Lào là thời kì nóng nhất.
7

Bão và xoáy thuận nhiệt đới là những biến động thời tiết trong mùa hạ, hoạt
động rất mạnh mẽ và thất thường. Từ tháng V đến tháng VIII vùng ven Thái Bình
Dương không khí bị nung nóng bốc lên cao tạo thành những vùng xoáy rộng hàng
trăm km
2
, tích lũy dần và di chuyển theo hướng Tây Nam đổ bộ vào đảo Hải Nam
Trung Quốc. Đến cuối mùa, từ tháng IX đến tháng XI, gió Tây Nam suy yếu,

nước, phần lớn nước tập trung vào mùa lũ.Do sự phân bố nước không đều trong
8

năm nên lũ ở đây rất khắc nghiệt và hạn hán cũng rất điển hình. Do độ dốc lớn nên
lũ thường xảy ra nhanh và ác liệt gây ra nguy hiểm cho các hoạt động kinh tế xã
hội. Thông thường mùa lũ thường xuất hiện chậm hơn mùa mưa khoảng 1 tháng.
Mưa là nguyên nhân gây lũ chủ yếu ở 2 tỉnh này. Lũ lớn nhất thường xuất hiện
trong các tháng IX,X chiếm từ 25- 31 % tổng lượng nước năm. [14]

Hình 5. Bản đồ mạng lưới thủy văn lưu vực sông Bến Hải – trạm Gia Vòng
Bảng 3.Một số đặc trưng dòng chảy năm các lưu vực sông thuộc tỉnh Quảng Trị
Tên sông
Tên trạm
Các đặc trưng dòng chảy lưu vực
Q
0
(m
3
/s)
M
0
(l/s.km
2
)
Y
0
(mm)

Bến Hải
Gia Vòng

10.0
Mùa kiệt trong vùng thường chậm hơn so với các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ.
Lượng nước mùa kiệt chỉ chiếm khoảng gần 30% tổng lượng dòng chảy trong năm.
Sự phân phối không đều đã gây ảnh hưởng lớn cho sinh hoạt và sản xuất. Tình trạng
đó càng trở nên khốc liệt vào các năm và các tháng có gió Tây Nam (gió Lào) hoạt
9

động mạnh. Tuy nhiên vào khoảng tháng V-VI trong vùng thường có mưa tiểu mãn
bổ sung lượng nước cho mùa kiệt.
Tháng IV và tháng VII là những tháng kiệt, lưu lượng trên sông nhỏ. Mô đun
bình quân dòng chảy tháng vào các tháng kiệt chỉ khoảng 10- 15 l/s/km
2
. Do đặc
điểm vùng nghiên cứu có địa hình tạo thành các dải từ biển vào sâu trong lục địa:
dải cát ven biển, đồng bằng ven biển, gò đồi, núi nên tính chất dòng chảy cũng có
sự phân hóa theo không gian rõ rệt. Một số đặc trưng dòng chảy năm của lưu vực
sông Bến Hải được thể hiện ở bảng 3.
Qua bảng 3 ta thấy mô đun dòng chảy và chuẩn dòng chảy năm của hệ thông
sông Bến Hải thuộc loại cao của cả nước. Hệ số dòng chảy lớn hơn 0,6 đã chứng tỏ
được khả năng sinh dòng chảy và điều kiện lớp phủ thực vật trên lưu vực là tốt. Các
tháng nhiều nước rơi vào tháng IX,X,XI,XII, tháng ít nước rơi vào các tháng còn
lại. Các tháng nhiều nước chiếm khoảng 70- 75 % tổng lượng nước cả năm, còn các
tháng ít nước là 25- 30%.
Mực nước lũ hè thu trên các triền sông chỉ dao động từ 1,5-1,7 m, ít khi mực
nước lũ hè thu trên các triền sông lên cao trên 1,7 m. Hướng chuyển của lũ trong
vùng hạ du cũng rất phức tạp.
Nguồn nước ngầm ở lưu vực thể hiện ở nước khe nứt, nước lỗ hổng và nước
cồn cát. Nguồn nước này tương đối dồi dào và chất lượng tốt có thể đáp ứng cho
nhu cầu sinh hoạt của dân cư và bổ sung nước tưới cho các loại hình kinh tế xã hội.
Tuy nhiên, vùng ven biển nhiều nơi nước ngầm bị nhiễm mặn,ở vùng đồi núi nước

Mô hình thông số tập trung là mô hình mà các thông số được trung bình hoá
trong không gian. Vì thế mô hình loại này tương đối đơn giản, có ý nghĩa vật lý trực
quan thích hợp với lưu vực vừa và nhỏ. Tuy nhiên chưa đưa được những thay đổi
theo không gian của những yếu tố cảnh quan vào trong mô hình.
1. Mô hình của trung tâm khí tượng thuỷ văn Liên Xô (HMC)
Lượng mưa hiệu quả sinh dòng chảy mặt P được tính từ phương trình:
P = h - E - I (1)
Trong đó: h là cường độ mưa trong thời đoạn tính toán (6h, 24h, ); E là
lượng bốc hơi nước; I là cường độ thấm trung bình.
Hạn chế: Số liệu về lượng bốc hơi trên các lưu vực còn thiếu rất nhiều, chủ
yếu được tính từ các phương trình xác định trực tiếp. Còn cường độ thấm trung bình
thường được lấy trung bình cho toàn lưu vực với thời gian không xác định.
11

Mô hình HMC đã được áp dụng ở một số lưu vực miền núi Tây Bắc và Đông
Bắc của nước ta 11,15.
2. Mô hình SSARR
Mô hình SSARR do Rockwood D. xây dựng từ năm 1957 dựa trên cơ sở
phương trình cân bằng nước:

12
2121
22
SSt
OO
t
II




hợp với diện tích đất 8. Hệ thức cơ bản của mô hình gồm:
Mưa bình quân lưu vực (P)




n
i
i
n
i
i
WxWP
11
1
/.
(4)
Trong đó: n là số điểm đo mưa; X
i
và W
i
là lượng mưa và trọng số của điểm
mưa thứ i. Theo M.Sugawara W
i
là một trong bốn số sau: 0.25; 0.5; 0.75; 1.0.
Bốc hơi lưu vực (E)
PSXA
HPSXAva
EPSXAKhi
EPSXAKhi

2
, ta có:
TB
PS
XA
TBT )1(
01

(6)
TC
SS
XS
TCT )1(
02

(7)
Mô hình TANK tương đối đơn giản, có ý nghĩa vật lý trực quan, thích hợp
với các lưu vực vừa và nhỏ nhưng khó thể hiện sự “trễ” của dòng chảy so với mưa,
12

do mô hình được cấu tạo từ các bể chứa tuyến tính, các thông số ở cửa ra ở một số
trường hợp kém nhạy11,15.
Mô hình TANK đã áp dụng hiệu quả cho khu vực miền Trung 12.
4. Mô hình NAM
Mô hình NAM 11,15 được xây dựng tại khoa Thuỷ văn - Viện kỹ thuật
thuỷ động lực và thuỷ lực thuộc Đại học kỹ thuật Đan Mạch năm 1982. Mô hình
tính quá trình mưa - dòng chảy theo cách tính liên tục hàm lượng ẩm trong năm bể
chứa riêng biệt có tương tác lẫn nhau.
Dòng chảy sát mặt QIF:


0
1
(8)
Trong đó: CQIF là hệ số dòng chảy sát mặt; CLIF là ngưỡng dòng chảy; U,
L
max
là thông số khả năng chứa.
Dòng chảy tràn QOF:














CLOF
L
L
Khi
CLOF
L
L
VíiP

khả năng cung cấp thông tin của chúng tại những điểm trên lưu vực và sử dụng
chúng cho một hướng nghiên cứu mới là đánh giá tài nguyên nước và chất lượng
nước. Nhưng khi sử dụng cocần phải thay đổi về các phương pháp xác định thông
số cũng như các phương pháp đo đạc các đặc trưng của mô hình.
Sự cần thiết của hệ thống mô hình mưa - dòng chảy thông số phân phối đã
được nhận ra từ giữa những năm 1970 và ngày nay chúng đang được sử dụng rất
phổ biến.
1. Mô hình USDAHL Mô hình này được công bố vào năm 1970, USDAHL
là mô hình thông số dải theo các tiểu vùng thuỷ văn. Dòng chảy mặt bao gồm quá
trình thấm, quá trình trữ và chảy tràn. Quá trình thấm được mô phỏng bằng phương
trình Holtan:
c
1.4
at
f S . GI .  Af
t
(10)
Trong đó: f
t
là cường độ thấm; A là hệ số phụ thuộc vào độ rỗng của đất, mật
độ rễ cây; GI là chỉ số phát triển thực vật, phụ thuộc vào nhiệt độ không khí và loại
cây; f
c
là cường độ thấm ổn định; S
at
là độ thiếu hụt ẩm của đất là hàm số theo thời
gian:
c1-t1-at
f f - S 
at

thuỷ lực Đan Mạch, viện thuỷ văn Anh và viện SOGREAH Pháp với sự hỗ trợ tài
chính của cộng đồng Châu Âu. SHE ra đời phục vụ cho việc đánh giá hoạt động sử
dụng đất và đánh giá chất lượng nước 13.
Mô hình SHE không đòi hỏi nhiều số liệu nhưng yêu cầu lượng thông số lớn,
bản chất giá trị thông số không cần xác định vì chúng dựa vào phép đo vật lý. SHE
là mô hình triển vọng, đảm nhiệm việc phát triển hệ thống mô hình phân phối sử
dụng cho mục đích thương mại. Tuy nhiên, sử dụng SHE phải chú ý đến kết quả
của việc xây dựng modula trong hệ thống.
Phương trình cơ bản dùng trong SHE:
Chảy tràn: Sử dụng phương trình lan truyền sóng xấp xỉ của St.Vernant:
q
y
vh
x
uh
t
h








 )()(
(12)
Với:
fxx
SS

q
x
Au
t
A





 )(
(15)
fxx
SS
x
h



0
(16)
Trong đó: A(x) là diện tích mặt cắt; S
0x
là độ dốc đáy kênh; q
L
(x) là quan hệ
nguồn với dòng chảy ảnh hưởng bởi lượng bốc hơi, mưa rơi, cuối cùng sự trao đổi
giữa lượng nước đến và lượng nước đi của dòng chảy mặt với nước ngầm.
5. Mô hình MDOR
Năm 1977 ở INRSEAU, mô hình MDOR 6, 12 đã được khởi động. Năm

a,b,c
là giá trị của thành c trong lưu vực b và chịu
ảnh hưởng của vị trí a.
Ngoài bốn mô hình mưa - dòng chảy thông số phân phối trên thì mô hình
sóng động học một chiều nếu giải bằng phương pháp phần tử hữu hạn cũng là một
mô hình mưa - dòng chảy thông số phân phối. Tuy nhiên, mô hình sóng động học sẽ
được trình bày chi tiết ở phần sau.
2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH THẤM
1. Tổng quan về quá trình thấm
Thấm là quá trình nước từ bề mặt thâm nhập vào trong đất. Có rất nhiều nhân
tố ảnh hưởng đến quá trình thấm như điều kiện bề mặt đất, lớp phủ thực vật, tính
chất của đất như độ rỗng, độ dẫn thuỷ lực và hàm lượng ẩm có trong đất, loại đất.
16

Do sự biến đổi rất lớn trong không gian và thời gian của mỗi loại đất, nên khi
có sự thay đổi về lượng ẩm đã làm cho quá trình thấm trở thành phức tạp. Vì thế chỉ
có thể mô tả nó một cách gần đúng bằng các phương trình toán học.
Đặc trưng cho quá trình thấm là tốc độ thấm f (cm/giờ) - là tốc độ theo đó
nước từ mặt đất đi vào trong đất. Nếu trên mặt đất có lớp nước đọng thì nước sẽ
thấm xuống đất theo độ thấm tiềm năng. Nếu tốc độ cấp nước trên mặt đất lại nhỏ
hơn tốc độ thấm tiềm năng, thì tốc độ thấm thực tế sẽ nhỏ hơn tốc độ thấm tiềm
năng. Phần lớn các phương trình về thấm mô tả tốc độ thấm tiềm năng. Lượng thấm
tích luỹ F là độ sâu cộng dồn của nước thấm trong một thời kỳ đã cho và bằng tích
phân của tốc độ thấm trên thời kỳ đó:


1
0
)()(


là độ khuếch tán nước trong
đất;

là biến đổi cột nước mao dẫn;

là hàm lượng ẩm.
2.1 Định luật Darcy
Nội dung của định luật Darcy 15: Lưu tốc thấm tỷ lệ bậc nhất với gradient
thuỷ lực (hay gradient cột nước):
l
H
KKIv



(21)
hay
IKQ


(22)
Trong đó: v là lưu tốc thấm (m/s), K là hệ số thấm (m/s), I là độ dốc thuỷ lực,
l
H


là gradient cột nước, Q là lưu lượng thấm (m
3
/s);












K
z
D
zt

(24)
Bằng cách chấp nhận K và D là các hằng số độc lập với hàm lượng ẩm của
đất. Với điêu kiện đó, phương trình (24) thu gọn thành:
2
2
z
D
t






(25)

1/2
.
2.4.Phương pháp Green - Ampt
Dựa vào phương trình liên tục và phương trình động lượng.
Phương trình liên tục
18

   

 LLtF
i
(28)
Với
i


.
Trong đó: L là độ sâu;
i

là hàm lượng ẩm; L(

-
i

) là diện tích mặt cắt
ngang; F là độ sâu luỹ tích của nước thấm vào trong đất.
Phương trình động lượng
SCS - phương pháp tính thấm từ mưa rào là phù hợp, đảm bảo yêu cầu thực tế,
thuận lợi áp dụng cho lưu vực sông Thu Bồn. Phương pháp này sẽ được trình bày
chi tiết ở phần sau.
2.3. MÔ HÌNH SÓNG ĐỘNG HỌC MỘT CHIỀU - PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ
HỮU HẠN
Hiện nay khoa học về thuỷ văn đã được sử dụng rất nhiều kỹ thuật và công
nghệ cao để thu thập số liệu một cách liên tục theo không gian và thời gian, kết hợp
với các máy tính hiện đại đã cho phép sử lý tất cả các dạng số liệu khí tượng thuỷ
văn một cách nhanh chóng. Tất cả các vấn đề này đã mở ra một giai đoạn mới trong
việc mô hình hóa các quá trình dòng chảy bằng các mô hình thủy động lực học.
Mô hình thuỷ động lực học dựa trên cơ sở xấp xỉ không gian lưu vực và tích
phân số trị các phương trình đạo hàm riêng mô tả các quá trình vật lý diễn ra trên
lưu vực như phương trình bảo toàn và phương trình chuyển động của chất lỏng.
Đối với mô hình thuỷ động lực học, quá trình hình thành dòng chảy sông
được chia làm hai giai đoạn: chảy trên sườn dốc và trong lòng dẫn 9].
Người ta đã xây dựng được mô hình sóng động lực học hai chiều, một chiều
và mô hình sóng động học hai chiều, một chiều với nhiều phương pháp giải, nhưng
phương pháp giải mang lại kết quả cao là phương pháp phần tử hữu hạn.
19

Mô hình sóng động học hai chiều mô phỏng dòng chảy sườn dốc có ưu điểm
là có cơ sở vật lý và toán học chặt chẽ. Tuy nhiên, hiện nay mô hình này mới chỉ có
ý nghĩa về mặt lý thuyết và chỉ dừng lại ở khảo sát toán học và thực nghiệm số trị.
Mô hình này chưa có khả năng áp dụng vào thực tế vì thuật toán phức tạp cũng như
khả năng đáp ứng yêu cầu thông tin vào một cách chi tiết và đồng bộ rất hạn chế.
Mô hình sóng động học áp dụng cho dòng chảy sườn dốc và lòng dẫn có
dạng như sau:
0 q
t
A

tử lòng dẫn sao cho: trong mỗi dải dòng chảy xảy ra độc lập với dải khác và có
hướng vuông góc với hướng dòng chảy lòng dẫn trong phần tử lòng dẫn. Việc chia
dải cho phép áp dụng mô hình dòng chảy một chiều cho từng dải sườn dốc. Trong
mỗi dải lại chia ra thành các phần tử sườn dốc sao cho độ dốc sườn dốc trong mỗi
phần tử tương đối đồng nhất.
Mô hình sóng động học và phương pháp phần tử hữu hạn đánh giá tác động
của việc sử dụng đất trên lưu vực đến dòng chảy và được xây dựng dựa trên hai
phương pháp: phương pháp phần tử hữu hạn và phương pháp SCS.[10]