TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(31).2009
1
MÔ HÌNH THUỶ VĂN DÒNG CHẢY RRMOD VÀ MỘT SỐ
KINH NGHIỆM HIỆU CHỈNH BỘ THÔNG SỐ CỦA MÔ HÌNH

THE RRMOD WATER CURRENT HYDROLOGICAL MODEL
AND SOME EXPERIENCES IN REGULATING ITS PARAMETERS

Nguyễn Đăng Thạch
Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng

TÓM TẮT
Mô hình RRMOD thường được dùng để phục hồi dòng chảy cho các sông suối không
có tài liệu đo đạc lưu lượng, bằng cách dựa vào trạm thuỷ văn trong vùng để hiệu chỉnh các bộ
thông số của mô hình đạt tiêu chuẩn tối ưu hoá. Sử dụng bộ thông số mô hình này cùng với
diện tích lưu vực, tình hình sử dụng đất trong vùng, lượng bốc hơi, lượng mưa lưu vực, dùng
mô hình RRMOD để tính toán phụ
c hồi lại dòng chảy cho các sông suối của lưu vực nghiên
cứu. Bài báo đề cập đến phương pháp xác định lượng mưa và lượng bốc hơi lưu vực, thuật
toán sử dụng và một số kinh nghiệm khi hiệu chỉnh bộ thông số của mô hình RRMOD.
ABSTRACT
The RRMOD model is usually used to track the data of water current of rivers and
streams which have not been previously recorded. The model is able to generate optimized
standard parameters basing on the data collected from local hydrological stations. By using the
parameters recorded by RRMOD and the information on basin area, local land planning and
water evaporation and rainfall, we are able to calculate parameters that help to recover the
water currents of the observed basin. This article deals with the ways to determine water
evaporation and rainfall in the basin. It is also concerned with the application of algorithm and
our experiences in dealing with the regulation of RRMOD parameters .

1. Đặt vấn đề

2. Giới thiệu các mô hình RRMOD mô phỏng dòng chảy
Mô hình RRMOD (Rainfall Runoff Model) được xây dựng vào năm 1981 do
phòng Quy hoạch và Máy tính thuộc Ban Thư ký sông Mê Kông và được sử dụng cho
nhiều loại lưu vực. Mô hình RRMOD là mô hình dùng để tính toán và nghiên cứu dòng
chảy tháng cho lưu vực sông, khôi phục và kéo dài liệt tài liệu dòng chảy ở lưu vực
không có tài liệu thực đo hoặc có nhưng thiếu tài liệu. Trong mô hình có mô tả hàm
thấm và hàm bốc hơi của lưu vực nên rất phù hợp với việc đánh giá tài nguyên nước,
ngoài ra mô hình chỉ có 25 thông số nên việc dò tìm khá thuận lợi khi sử dụng.
Hiện nay mô hình RRMOD thường được áp dụng để nghiên cứu tính toán dòng
chảy năm và dòng chảy năm thiết kế cho các nhánh sông suối không có hoặc thiếu tài
liệu thực đo, phục vụ cho việc tính toán cân bằng tài nguyên nước mặt trong dùng trong
công tác quy hoach, lập dự án đầu tư, thiết kế, khai thác quản lý các công trình lợi, thuỷ
điện, các công trình cấp nước sinh hoạt và công nghiệp.
3. Cấu trúc mô hình RRMOD
Cấu trúc của mô hình RRMOD đã được tác giả trình bày trong đề tài khoa học
và công nghệ cấp Đại học Đà Nẵng.
Tên đề tài: “Nghiên cứu xác định dòng chảy năm thiết kế bằng mô hình
RRMOD, phục vụ việc xây dựng các công trình thuỷ lợi - thuỷ điện trên lưu vực sông
Thu Bồn tỉnh Quảng Nam“. Mã số: T05-15-91 năm 2005.
Đề tài đã được nghiệm thu và cấp giấy “Xác nhận đã hoàn thành nhiệm vụ
nghiên cứu đề tài khoa học và công nghệ cấp Đại học Đà Nẵng“ ngày 20 tháng 8 năm
2007 của Đại học Đà Nẵng.
Mô hình RRMOD có các thông số và các điều kiện sau:
 25 thông số điều hành của mô hình: từ a
1
đến

a
25
.

các trạm thuỷ văn và theo các tiêu chuẩn tối ưu như đã nêu trên
4.1. Tài liệu khí tượng thuỷ văn dùng trong mô hình RRMOD
Lưu lượng thực đo bình quân tháng của trạm thuỷ văn
Lượng mưa tháng của lưu vực trạm thuỷ văn
Lượng bốc hơi tháng của lưu vực trạm thuỷ văn
4.2. Xác định bộ thông số mô hình RRMOD cho lưu vực trạm thuỷ văn
Chương trình máy tính dùng để tính toán mô phỏng dòng chảy theo mô hình
RRMOD cần có 2 file nhập liệu: BD1.d, RRMOD.run. Kết quả trong 2 file: K1,K2
a) File BD1.d:
Chứa các số liệu sau:
 Bộ thông số điều hành của mô hình gồm 25 thông số.
 Diện tích lưu vực, diện tích đất nông nghiệp, diện tích đất rừng: 3 giá trị
 Cường độ thấm: 3 thông số.
 Ẩm độ: 12 thông số.
 Hệ số hiệu chỉnh mưa cho các tháng: 12 hệ số.
 Hệ số thay đổi diện tích đất nông nghiệp: số hệ số bằng số năm nghiên cứu, giá
trị là hệ số giữa diện tích đất nông nghiệp năm đang xét với diện tích đất nông
nghiệp năm đầu tiên.
 Hệ số thay đổi diện tích đất rừng: số hệ số bằng số năm nghiên cứu, giá trị là hệ
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(31).2009
4
số giữa diện tích đất rừng năm đang xét với diện tích đất đất rừng năm đầu tiên.
b) File RRMOD.run:
Gồm số liệu khí tượng thuỷ văn File này chứa:
 Tài liệu mưa lưu vực.
 Tài liệu bốc hơi.
 Tài liệu dòng chảy thực đo.
c) File K1
Kết qủa quá trình dòng chảy của lưu vực mô phỏng từ mưa.
d) File K2:

- f
i:
Hệ số trọng số của trạm mưa thứ i ảnh hưởng đến lượng mưa của lưu vực
tính toán, tính bằng tỷ trọng khoảng cách từ trạm mưa đến trọng tâm lưu vực.
với (2)
- R
i
: Khoảng cách từ trạm đo mưa thứ i đến trọng tâm lưu vực
Phương pháp này có độ chính xác cao và khắc phục được nhược điểm của các
phương pháp tính mưa thường dùng.
Lượng bốc hơi lưu vực cũng được tính theo phương pháp bình quân gia quyền.
5.2. Kết quả phục hồi dòng chảy năm các sông, suối nhánh
Bộ thông số mô hình RRMOD của trạm thuỷ văn được dùng để phục hồi dòng
chảy cho các sông suối không có tài liệu đo đạc dòng chảy.
Kết quả dòng chảy năm của các sông, suối trong lưu vực được phục hồi dòng
chảy theo số năm của liệt tài liệu mưa và bốc hơi lưu vực của các sông suối đó.
Từ các số liệu dòng chảy năm của các sông suối trên tính chuẩn dòng chảy năm
và dòng chảy năm thiết kế theo các tần suất thiết kế của các loại công trình cần nghiên
cứu.
6. Một số kinh nghiệm hiệu chỉnh bộ thông số của mô hình RRMOD
6.1. Giá trị của các thông số mô hình RRMOD
Qua kết quả hiệu chỉnh bộ thông số mô hình RRMOD cho các trạm thuỷ văn Cổ
Bi (sông Bồ), Bình Điền (sông Hữu Trạch), Thượng Nhật (sông Tả Trạch), Thạnh Mỹ
(sông Vu Gia), Nông Sơn (sông Thu Bồn), An Chỉ (sông Trà Khúc), Sông Vệ (sông
Vệ), Cây Muồng (sông Kône), An Khê (sông Ia Ba), Ayun Hạ
(sông Ayun), Krông
Hnăng (sông Krông Hnăng), Sông Hinh (sông Hinh), Cũng Sơn (sông Ba).
Giá trị thường gặp của bộ thông số của mô hình RRMOD đối với các lưu vực
sông ở miền Trung có thể tham khảo theo bảng sau:
Bảng 1. Giá trị của cá bộ thông số mô hình RRMOD đối với các sông ở miền Trung

nghiệp
a
2
0.8-2.5
Thông số tập trung dòng chảy trên diện tích đất
NN
a
3
0.4 1.0
Thông số biểu thị ảnh hưởng của của việc thấm
nước xuống lớp dưới trên diện tích đất nông
nghiệp
a
4
0.7-1.0
Thông số của hàm thấm trên diện tích đất NN a
5
4.0-7.0
Thông số của hàm mao dẫn trên diện tích đất
NN
a
6
0.5-1.5
Thông số điều chỉnh lượng mưa theo từng vùng a
7
1.0-2.0
Thông số của hàm bốc hơi trên diện tích đất
rừng
a
8

15
0.4 1.0
Thông số biểu thị ảnh hưởng của của việc thấm
nước xuống lớp dưới trên diện tích đất trống
a
16
0.7-1.0
Thông số của hàm thấm trên diện tích đất trống a
17
4.0-9.0
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(31).2009
7
Tên thông số Ký
hiệu
Đơn
vị
Từ - đến
Thông số của hàm mao dẫn trên diện tích đất
trống
a
18
1.0-2.0
Thông số của hàm bốc hơi trên diện tích dưới
mặt
a
19
0.3-6.0
Th. số tập trung dòng chảy trên diện tích đất
trống
a


0.07-0.18
Lượng trữ nước nhỏ nhất trên diện tích đất trống SLmin

0.05-0.10
Lượng trữ nước dưới mặt nhỏ nhất SSmin

0.07-0.15
Lượng trữ nước ngầm nhỏ nhất SBmin

0.30-0.80
6.2. Hiệu chỉnh theo nhóm cho các bộ thông số mô hình RRMOD
Trong 25 thông số của bộ thông số mô hình RRMOD và 6 điều kiện ban đầu có
thể chia thành 7 nhóm như sau:
Nhóm 1: a1, a7, a13: Thông số điều chỉnh lượng mưa theo từng vùng.
Nhóm 2: a2, a8, a14, a19: Thông số của hàm bốc hơi.
Nhóm 3: a3, a9, a15, a20, a24: Thông số tập trung dòng chảy của các phần diện
tích trên măt, dưới mặt và dưới ngầm.
Nhóm 4: a4, a10, a16, a21: Thông số biểu thị ảnh hưởng của lượng trử nước lớp
trên đối với lượng nước thấm xuống lớp dưới.
Nhóm 5: a5, a11,a17, a22, a25: Thông số của hàm thấm.
Nhóm 6: a6, a12, a18, a23: Thông số của hàm mao dẫn.
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(31).2009
8
Nhóm 7: SAImin, SAmin, SFmin, SLmin, SSmin, SBmin: Thông số của điều
kiện phát sinh dòng chảy.
Khi hiệu chỉnh bắt đầu từ nhóm 1lần lượt từng thông số theo thứ tự đã nêu bằng
thuật toán dò tìm tối ưu, đầu tiên chọn giá trị của các thông số là giá trị trung bình, sau
đó cộng thêm gia số, nếu chỉ số Nash – Sutcliffe tăng lên tiếp tục cộng thêm gia số , gia
số có thể có giá trị dương hay giá trị âm. Giá trị lựa chọn cho các thông số khi hệ số

chảy cho các sông suối miền Trung rất phù hợp vì mô hình mô phỏng được nguyên
nhân phát sinh dòng chảy của vùng này.
Trạm An Chỉ có chỉ số Nash – Sutcliffe (94,216) cao nhất vì có các trạm đo
mưa, trạm khí tượng bao quanh lưu vực. Trạm Thạnh Mỹ có chỉ số Nash – Sutcliffe
(87,248) thấp nhất vì phía Tây của lưu vực sát với biên giới nước Lào nên không có
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(31).2009
9
trạm đo mưa, trạm khí tượng nào.
Khi tính toán lượng mưa và bốc hơi lưu vực nên dùng phương pháp bình quân
gia quyền vì phương pháp này cho chỉ số Nash – Sutcliffe cao hơn các phương pháp
khác và đường quá trình lưu lượng qua kết quả tính toán của mô hình RRMOD và thực
đo rất sát nhau và đồng dạng, điều này chứng tỏ phương pháp bình quân gia quyền cho
kết quả tính lượng mưa và sự phân bố mưa trong lưu vực gần với thực tế đã xẩy ra.
Nếu trong lưu vực có ít trạm đo mưa, trạm khí tượng có thể chọn các trạm lân
cận và các trạm này tốt nhất phải nằm bao quanh được lưu vực tính toán.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Đăng Thạch (2008), Đánh giá khả năng nguồn nước sông Ba tỉnh Phú Yên
khi các công trình thuỷ lợi thuỷ điện được xây dựng trên lưu vực sông trong giai
đoạn năm 2010-2020. Đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ. Mã số B2006-DN-02-14.
[2] Nguyễn Đăng Thạch (2007), Nghiên cứu xác định dòng chảy năm thiết kế bằng mô
hình RRMOD, phục vụ việc xây dựng các công trình thuỷ lợi- thuỷ điện trên lưu
vực sông Thu Bồn tỉnh Quảng Nam. Đề tài khoa học công nghệ cấp Đại học Đà
Nẵng . Mã Số: T05-15-91 năm 2005.