Dự báo lũ lụt

264 Ch­¬ng 8 Dù B¸o Lò Lôt HiÖn nay thñy v¨n häc lò lôt hÊp dÉn c¶ vÒ c¸ch tiÕp cËn vi m« dùa vµo nh÷ng c¬ chÕ liªn tôc lÉn c¸ch tiÕp cËn vÜ m« dùa vµo nghiªn cøu thèng kª cña nh÷ng tæng thÓ lín. Kh«ng mét c¸ch tiÕp cËn nµo hoµn toµn thÝch hîp víi thñy v¨n häc l­u vùc, mµ nã ®ßi hái nh÷ng chuyÓn tiÕp vÒ quy m« gi÷a quy m« ®Þa ph­¬ng cña vËt lý thñy v¨n vµ quy m« toµn cÇu cña mét khu vùc ®Þa lý chÝnh. Jim Dooge, 1986 Cã hai lo¹i dù b¸o lò ®­îc ®ßi hái trong thñy v¨n häc. Mét lµ dù b¸o l­u l­îng lò vµ ph¹m vi ngËp lôt trong thêi gian lò, ®Æc biÖt lµ ®Ó quyÕt ®Þnh xem liÖu nh÷ng c¶nh b¸o lò lôt cã cÇn ph¶i ®­îc ph¸t b¸o hay kh«ng. Lo¹i dù b¸o 'thêi gian thùc’ nµy th­êng ®­îc gäi lµ dù b¸o lò. Trong nh÷ng l­u vùc nhá dù b¸o lò tr­íc hÕt lµ bµi to¸n m« h×nh m­a-dßng ch¶y, liªn quan ®Õn m­a ra®a hoÆc nh÷ng tr¹m ®o m­a tõ xa göi sè liÖu trë l¹i cho mét c¬ quan ph©n tÝch lò lôt trong thêi gian thùc ®Ó sö dông víi mét m« h×nh dù b¸o. Trong nh÷ng l­u vùc lín cã thÓ liªn quan tíi c¶ m« h×nh m­a-dßng ch¶y lÉn m« h×nh thñy lùc cña c¸c lßng dÉn: d¹ng ®Ó x¸c ®Þnh bao nhiªu n­íc sÏ ®ãng gãp cho sãng lò; sau ®ã cho phÐp dù ®o¸n møc ®é lôt léi cña vïng ngËp lôt vµ ®Æc tÝnh lò trong suèt thêi gian lò. Nh÷ng ph­¬ng ph¸p dù b¸o thêi gian thùc cña l­u l­îng lò vµ møc ®é ngËp lôt ®­îc chia ra trong n¨m môc ®Çu tiªn cña ch­¬ng nµy. Lo¹i dù b¸o thø hai ®­îc ®Ò cËp ®Õn lµ tÇn suÊt cña biÕn cè trËn lò víi nh÷ng ®é lín kh¸c nhau. Lò lín h¬n th× x¸c suÊt v­ît nhá h¬n- trËn lò cã ®é lín nh­ thÕ hoÆc lín h¬n sÏ xÈy ra trong mét n¨m bÊt kú. TÇn suÊt thÊp h¬n cña biÕn cè cã thÓ ®­îc biÓu diÔn nh­ mét 'thêi kú lÆp l¹i' hay 'kho¶ng t¸i diÔn' dµi h¬n, nh­ vËy chóng ta hy väng trËn lò trung b×nh 100 n¨m xuÊt hiÖn mét lÇn lín h¬n trËn lò víi thêi kú lÆp l¹i 50 n¨m. Nh÷ng thêi kú lÆp l¹i nµy liªn quan tíi nghÞch ®¶o cña x¸c suÊt v­ît. VÝ dô, mét sù kiÖn 100 n¨m cã x¸c suÊt v­ît b»ng 0.01 trong bÊt kú n¨m ®¬n nµo; sù kiÖn 50 n¨m cã x¸c suÊt v­ît b»ng 0.02. X¸c ®Þnh mét sù kiÖn cùc h¹n bëi thêi kú lÆp l¹i cña nã lµ mét c¸ch biÓu thÞ x¸c suÊt v­ît kh¸ tù nhiªn nh­ng hiÓu ®óng møc ý nghÜa cña thêi kú lÆp l¹i lµ ®iÒu rÊt quan träng. Nã lµ kú väng ®é dµi trung b×nh thêi gian gi÷a nh÷ng biÕn cè mét sù kiÖn cã ®é lín ®· cho. Do ®ã ­íc l­îng cña thêi kú lÆp l¹i lµ rÊt khã kiÓm tra víi nh÷ng ®é dµi cña nh÷ng ghi chÐp th«ng th­êng cã s½n ë nh÷ng vÞ trÝ ®· ®o ®¹c. ThËm chÝ mét sù kiÖn thêi kú lÆp l¹i 10 n¨m lý t­ëng ®ßi hái sè liÖu lò mét thÕ kû hoÆc nhiÒu h¬n ®Ó thu ®­îc ®¸nh gi¸ chÝnh x¸c ®é lín ®Ønh lò, trong thêi gian mµ nh÷ng ®Æc tr­ng cña hÇu hÕt c¸c l­u vùc cã xu h­íng thay ®æi theo c¸ch cã thÓ cã mét ¶nh h­ëng ®Õn ph©n bè tÇn suÊt lò. C¸c ®Æc tr­ng tÇn suÊt cña nh÷ng trËn m­a ,cùc h¹n còng ®­îc biÕt ®· thay ®æi trong 100 n¨m tr­íc hoÆc h¬n n÷a, v× nh÷ng dao 265 ®éng khÝ hËu vµ cã lÏ còng c¶ thay ®æi khÝ hËu. §­a ra tiÒm n¨ng nh­ vËy cho sù thay ®æi quan träng, c¸i thËt sù ®­îc yªu cÇu lµ mét ­íc l­îng x¸c suÊt cña mét con lò víi ®é lín cho tr­íc d­íi c¸c ®iÒu kiÖn hiÖn thêi (hoÆc t­¬ng lai thay ®æi), vµ biÓu thøc cña x¸c suÊt nµy d­íi d¹ng mét thêi kú lÆp l¹i th× cã phÇn l¹c ®­êng. Nh­ vËy, ­íc l­îng tÇn suÊt lò lµ mét vÊn ®Ò rÊt khã kh¨n. Cã mét sù thay ®æi cña nh÷ng ph­¬ng ph¸p s½n cã ®Ó kh¾c phôc nh÷ng vÊn ®Ò, kÓ c¶ ­íc l­îng thèng kª dùa vµo mÉu ®o ®¹c lò t¹i mét vÞ trÝ, nh÷ng ph­¬ng ph¸p ®Þa ph­¬ng ho¸ cho nh÷ng l­u vùc kh«ng cã sè liÖu vµ nh÷ng ph­¬ng ph¸p dùa vµo m« h×nh m­a -dßng ch¶y. Mét nghiªn cøu ®Çy ®ñ vÒ chñ ®Ò thó vÞ nµy n»m ngoµi ph¹m vi cña quyÓn s¸ch nµy; ë ®©y chóng ta sÏ chØ xem xÐt c¸ch tiÕp cËn m« h×nh hãa m­a -dßng ch¶y, mét c¸ch tiÕp cËn mµ hiÖn thêi ®ang thu hót mét sè quan t©m. Cã sù suy ®o¸n r»ng ë nhiÒu vïng cña thÕ giíi, nh÷ng sù kiÖn cùc h¹n sÏ trë thµnh cùc h¹n h¬n nh­ mét kÕt qu¶ cña c¶ c¸c thay ®æi khÝ hËu lÉn thay ®æi sö dông ®Êt. Lý do ®i theo h­íng c¶nh b¸o cña khÝ quyÓn sÏ g©y ra vßng tuÇn hoµn tÝch cùc h¬n, dÉn tíi nh÷ng trËn m­a cùc h¹n h¬n, trong khi sù ph¸ rõng vµ ®« thÞ hãa vµ nh÷ng thay ®æi sö dông ®Êt kh¸c sÏ cã xu h­íng lµm t¨ng c¸c hÖ sè dßng ch¶y. §ång thêi, sù t¨ng mùc n­íc biÓn liªn quan ®Õn sù tan cña nh÷ng khèi b¨ng ë cùc vµ nhiÖt ®é biÓn t¨ng cã thÓ lµm cho nh÷ng vïng cöa s«ng vµ ven biÓn dÔ bÞ ngËp lôt h¬n. NÕu ®iÒu nµy chøng tá lµ xÈy ra th× qu¸ tr×nh cña c¶nh b¸o lò sÏ cµng ngµy cµng trë nªn quan träng h¬n. Theo lÞch sö, con ng­êi ®· cã xu h­íng th­êng xuyªn tr¸nh nh÷ng ®ång b»ng ngËp lôt th­êng xuyªn ®Ó sinh sèng. Tuy nhiªn, víi d©n sè ngµy cµng t¨ng vµ sù ®« thÞ hãa ngµy cµng t¨ng, cµng ngµy cµng cã thªm nhµ ë vµ nh÷ng tßa nhµ th­¬ng m¹i ë nh÷ng vïng lµ bé phËn cña ®ång b»ng ngËp lôt tù nhiªn. Víi t×nh huèng nµo ®ã, nh÷ng c«ng tr×nh phßng chèng ngËp lôt nh­ ®Ëp ch¾n vµ ®ª ®iÒu hoÆc c¸c kÌ cã thÓ sö dông ®Ó gi¶m bít kh¶ n¨ng ngËp lôt vµ nguy hiÓm, vµ th­êng cã ¶nh h­ëng ®Õn sù ph¸t triÓn miÒn ®ång b»ng ngËp lôt ®¸ng khÝch lÖ, nh­ng nh÷ng c«ng viÖc nh­ vËy th­êng sÏ kh«ng b¶o vÖ chóng chèng l¹i nh÷ng trËn lò cùc h¹n nhÊt. Ch¾c ch¾n lµ sè nh÷ng trËn lò ghi nhËn ®­îc víi thiÖt h¹i nghiªm träng vµ ®¸nh gi¸ tæn thÊt thiÖt h¹i hµng n¨m do lò lôt tiÕp tôc t¨ng lªn, lµm cho lò lôt lµ mét trong sè nh÷ng mèi nguy hiÓm tù nhiªn tèn kÐm nhÊt d­íi d¹ng thiÖt h¹i vµ mÊt m¸t tµi s¶n cña cuéc sèng (xem Smith vµ Ward 1998). Ng­êi d©n vµ nh÷ng doanh nghiÖp nãi chung th­êng chÞu ®ùng hoÆc kh«ng cã kh¶ n¨ng v× nh÷ng lý do tµi chÝnh ®Ó di chuyÓn khái nh÷ng vïng ®ång b»ng ngËp lôt (mÆc dï cã nh÷ng vÝ dô vÒ nh÷ng céng ®ång bu«n b¸n t¸i ®Þnh c­ vµ c­ tró tõ nh÷ng vïng ®ång b»ng ngËp lôt víi sù gióp ®ì tµi chÝnh Liªn bang sau trËn lôt Mississippi n¨m 1993), nh÷ng ®¸nh gi¸ ®óng lóc vµ chÝnh x¸c nh­ vËy cña viÖc ngËp lôt sÏ lµ mét øng dông rÊt thùc tÕ cña m« h×nh m­a-dßng ch¶y trong t­¬ng lai. 8.1 yªu cÇu sè liÖu cho dù b¸o thêi gian thùc Mét trong nh÷ng c¸ch gi¶m nhÑ tæn thÊt cña thiÖt h¹i lò lôt quan träng nhÊt lµ sù chuÈn bÞ cña nh÷ng c¶nh b¸o thÝch hîp, cho phÐp ng­êi d©n hµnh ®éng b¶o vÖ tµi s¶n cña hä vµ b¶n th©n. Tr¸ch nhiÖm cho c¶nh b¸o lò cña nh÷ng n­íc kh¸c nhau còng 266 kh¸c nhau. Trong ®a sè c¸c tr­êng hîp hÖ thèng nµy ®­îc dùa vµo nh÷ng c¬ quan c¶nh b¸o lò lôt ®Þa ph­¬ng, ho¹t ®éng ngay khi mét trËn m­a h×nh thµnh lò lôt tiÒm tµng ®­îc dù b¸o. Nh÷ng c¬ quan nµy sau ®ã sÏ sö dông m« h×nh m­a-dßng ch¶y trong thêi gian thùc ®Ó dù b¸o l­u l­îng vµ mùc n­íc lò trong nh÷ng vïng kh¸c nhau nh­ mét c¬ së cho nh÷ng quyÕt ®Þnh xem liÖu cã ph¸t ®i nh÷ng c¶nh b¸o lò lôt hay kh«ng. Qu¸ tr×nh nµy dÔ h¬n rÊt nhiÒu ë nh÷ng l­u vùc lín n¬i mµ sù h×nh thµnh cña mét trËn lò, vµ sù truyÒn sãng lò xuèng h¹ l­u, cã thÓ mÊt vµi ngµy hoÆc thËm chÝ hµng tuÇn. Nh÷ng vÝ dô gÇn ®©y lµ trËn lò lôt ë Mississippi n¨m 1993 (Chagnon 1996); lò lôt Meuse vµ Rhine n¨m 1995 (Koopmanss vµ nnk 1995); lò lôt ë b¾c California n¨m 1997; lò lôt ë Oder n­íc céng hßa SÐc, Balan vµ §øc vµo n¨m 1997 (Kundzewicz vµ nnk 1999); lò s«ng Red n¨m 1997 ë b¾c Hoa kú vµ Canada; c¸c trËn lò ë Chang Chiang (Yangtse) Trung Quèc vµo n¨m 1998 vµ 1999; vµ nh÷ng trËn lò lôt tµn ph¸ ë Limpopo vµ c¸c s«ng Save ë Mozambique n¨m 2000. Trong nh÷ng l­u vùc nhá, víi thêi gian ®Õn ®Ønh ng¾n, dù b¸o thêi gian thùc cã nhiÒu khã kh¨n h¬n. Nh÷ng l­u l­îng cùc h¹n nhÊt ë nh÷ng l­u vùc nh­ vËy cã xu h­íng xuÊt hiÖn nh­ mét kÕt qu¶ cña nh÷ng trËn m­a ®èi l­u ®Þa ph­¬ng hoÆc nh÷ng « l­íi c­êng ®é cao bªn trong nh÷ng hÖ thèng thêi tiÕt synop lín h¬n. ThËm chÝ nh÷ng dông cô ®o tõ xa hoÆc mét ra®a ®o m­a theo dâi vïng ®ã, thêi gian ®¸p øng cã thÓ lµ qu¸ ng¾n ®Ó ph¸t ra c¶nh b¸o trong thêi gian thùc. Tïy chän duy nhÊt lµ sau ®ã ph¸t ra nh÷ng c¶nh b¸o trªn c¬ së cña dù b¸o nh÷ng trËn m­a, nh­ng nh÷ng c¶nh b¸o nh­ vËy cã xu h­íng lµ rÊt chung chung. Cã thÓ nhËn biÕt tiÒm n¨ng cho mét trËn m­a sinh lò nh­ng rÊt khã cã thÓ chØ râ chÝnh x¸c ë ®©u. Mét vÝ dô ®iÓn h×nh cña ®iÒu nµy x¶y ra t¹i miÒn nam n­íc Ph¸p vµ b¾c Italy, n¬i mµ ®Æc biÖt trong th¸ng chÝn, nh÷ng hÖ thèng thêi tiÕt di chuyÓn trong ®Êt liÒn tõ §Þa Trung H¶i vµo vµ tïy thuéc vµo sù t¨ng ®Þa h×nh nói cã thÓ ®­a ®Õn lµm t¨ng nh÷ng trËn m­a vµ lò lôt rÊt m·nh liÖt. Thùc tÕ hµng n¨m cã Ýt nhÊt mét trËn lò phô ë ®©u ®ã trong vïng réng lín nµy. Nh÷ng vÝ dô næi tiÕng lµ lò n¨m 1988 ë Nice vµ lò n¨m 1992 trªn 560 km2 Ouveze t¹i Vaison-la-Romaine ë Ph¸p. Trong tr­êng hîp cña Vaison-la-Romaine, c¬ quan khÝ t­îng Ph¸p ®· ph¸t b¸o mét c¶nh b¸o kh¶ n¨ng cã lò quÐt cho khu vùc. ThËt khã trong mét tr­êng hîp nh­ vËy cho nh÷ng céng ®ång riªng lÎ ®Ó ph¶n øng l¹i, v× m­a cã thÓ kh«ng r¬i trªn l­u vùc sÏ ¶nh h­ëng ®Õn hä. ë Vaison, 179 mm ®­îc ghi trong 24 giê, víi l­îng cao h¬n bÊt kú ®©u trªn l­u vùc vµ c­êng ®é trªn 200 mm trong suèt thêi gian 6 phót. Thêi gian gi÷a lóc b¾t ®Çu trËn m­a vµ lóc ®Ønh lò chØ lµ 3.5 giê. L­u l­îng ®Ønh lò ­íc l­îng lµ 600-1100 m3/s, víi mùc n­íc ®Ønh trong thÞ trÊn Vaison lµ 21 m. CÇu La m· cæ trong trung t©m cña Vaison ®· bÞ v­ît ®Ønh nh­ng trËn lò vÉn tån t¹i l©u, mÆc dÇu cã ®o¹n b¨ng vi®ª« ®Çy Ên t­îng vÒ viÖc tr«i næi nh÷ng ®oµn l÷ hµnh chen chóc ë d­íi nã. PhÇn lín nh÷ng n¹n nh©n trong sù kiÖn nµy lµ nh÷ng kh¸ch du lÞch ë mét ®iÓm c¾m tr¹i ë ®¸y thung lòng th­îng l­u Vaison. Cã nhiÒu th¶o luËn sau sù kiÖn nµy vÒ viÖc liÖu cã ph¶i sù ph¸t triÓn cña thÞ trÊn trªn th­îng l­u ®ång b»ng ngËp lôt ®· lµm ®é s©u cña lò vµ t¸c ®éng cña lò lôt xÊu h¬n nhiÒu (Arnaud-Fassetta vµ nnk 1993). Râ 267 rµng lµ nhiÒu cuéc sèng cã thÓ ®· ®­îc b¶o vÖ nÕu cã thÓ mét c¶nh b¸o lò chÝnh x¸c. §Ó lµm nh÷ng c¶nh b¸o ®óng ®¾n ®ßi hái kiÕn thøc vÒ nh÷ng trËn m­a khi chóng xÈy ra, hoÆc, thËm chÝ tèt h¬n, c¸c dù b¸o chÝnh x¸c nh÷ng c­êng ®é m­a tiÒm tµng ®i tr­íc thêi gian. §iÒu nµy cho phÐp t¨ng thêi gian dù kiÕn cña dù b¸o, cã thÓ lµ quan träng cho nh÷ng trËn lò quÐt vµ c¸c l­u vùc nhá, nh­ Vaison-la-Romaine. Mét sè ph­¬ng ph¸p hiÖn thêi ph¸t triÓn ®Ó lËp dù ¸n mét chuçi tr¹m ®o m­a hoÆc sè liÖu m­a ra®a trong t­¬ng lai (vÝ dô Krajewski vµ Ph¸p 1994; Andrieu vµ nnk 1996; Dolcine vµ nnk 1998) nh­ng bÊt cø ph­¬ng ph¸p ®· sö dông nµo, nh÷ng dù b¸o cã xu h­íng gi¶m gi¸ trÞ rÊt nhanh chãng. Trong t­¬ng lai, cã nh÷ng kh¶ n¨ng kü thuËt sö dông mét m« h×nh dù b¸o thêi tiÕt sè trÞ quy m« nhá, lång trong c¸c l­íi cña mét m« h×nh tuÇn hoµn lín h¬n, nh­ng nh÷ng dù b¸o chÝnh x¸c còng sÏ ®ßi hái nh÷ng sù c¶i tiÕn nh÷ng quan niÖm h×nh thµnh m­a sö dông trong ph¸t sinh hiÖn thêi cña m« h×nh. Cho ®Õn nay, c¸c dù b¸o m­a do nh÷ng m« h×nh qui m« trung b×nh cung cÊp kh«ng ®ñ chÝnh x¸c. T¹i thêi gian hiÖn nay hÇu hÕt c¸c hÖ thèng c¶nh b¸o lò lôt bÞ phô thuéc vµo sè liÖu tõ c¸c tr¹m ®o tõ xa hoÆc m­a ra®a, ®­îc truyÒn trë l¹i trung t©m dù b¸o trong thêi gian thùc. Lîi thÕ cña ra®a thêi tiÕt trong nh÷ng t×nh huèng nµy lµ ra®a sÏ th­êng nhÆt ra nh÷ng « m·nh liÖt nhÊt cña trËn m­a trong hÖ thèng thêi tiÕt (vÝ dô Smith vµ nnk 1996; xem phÇn 3.1). Nh÷ng « nh­ vËy cã thÓ nhá h¬n kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tr¹m ®o tõ xa, vµ bëi vËy cã thÓ bÞ mÊt bëi nh÷ng hÖ thèng trªn mÆt ®Êt. VÊn ®Ò víi ra®a, nh­ mét ®Çu vµo ®Ó dù b¸o kÕt qu¶ l­u l­îng lò, lµ mèi quan hÖ gi÷a tÝn hiÖu ra®a vµ c­êng ®é trËn m­a cã thÓ kh«ng th­êng xuyªn ®­a ra mét ­íc l­îng chÝnh x¸c c­êng ®é tuyÖt ®èi (xem môc 3.1), ®Æc biÖt khi cã nh÷ng hiÖu øng suy gi¶m v× trËn m­a lín gÇn ra®a che lÊp tÝn hiÖu tõ xa h¬n. Nh­ vËy, cho c¶ ra®a lÉn nh÷ng hÖ thèng tr¹m ®o, nã cã thÓ lµ cã kh¶ n¨ng ®Ó ®o¸n nhËn r»ng trËn m­a m·nh liÖt ®ang xuÊt hiÖn trªn mét diÖn tÝch l­u vùc nh­ng kh«ng chÝnh x¸c lµ m¹nh nh­ thÕ nµo. §iÒu nµy trë nªn quan träng mµ bÊt kú m« h×nh m­a-dßng ch¶y nµo sö dông còng cã kh¶ n¨ng thÝch nghi thêi gian thùc ®Ó tÝnh to¸n bÊt kú sai sè nµo trong nh÷ng kÕt qu¶ dù b¸o tõ nh÷ng sai sè ®Çu vµo, dï tõ ra®a hay trËn m­a, hoÆc tõ sai sè trong cÊu tróc m« h×nh. Tuy nhiªn, ®iÒu nµy ®ßi hái r»ng trung t©m c¶nh b¸o lò lôt còng nhËn nh÷ng th«ng tin vÒ mùc n­íc s«ng trong thêi gian thùc, t¹i mét hoÆc nhiÒu h¬n nh÷ng tr¹m ®o trong mét l­u vùc, ®Ó dù b¸o m« h×nh cã thÓ ®­îc so s¸nh víi nh÷ng mùc n­íc hoÆc l­u l­îng quan tr¾c trong thêi gian thùc vµ m« h×nh thÝch nghi ®Ó t¹o ra nh÷ng dù b¸o chÝnh x¸c h¬n (Ýt nhÊt cho ®Õn khi tr¹m ®o bÞ h­ háng hoÆc hÖ thèng ®o tõ xa sai lÖch). Mét sè c¸ch lµm nµy ®­îc bµn luËn ®Õn trong môc tiÕp theo. Còng cã lý do kh¸c t¹i sao th«ng tin l­u l­îng cã thÓ h÷u Ých trong c¶nh b¸o lò lôt, ®Æc biÖt trong nh÷ng l­u vùc lín h¬n. ë ®©u c¸c thêi gian trÔ trong hÖ thèng lßng dÉn lµ ®ñ dµi so víi thêi gian dù kiÕn yªu cÇu cho mét dù b¸o (nãi chung trong 3-6 tiÕng lµ thêi gian dù kiÕn kh¶ thi tèi thiÓu ®Ó cho phÐp mét c¶nh b¸o sÏ ®­îc truyÒn ®Õn d©n chóng), th× ®o ®¹c l­u l­îng hay mùc n­íc lò ë th­îng l­u cã thÓ ®­îc sö dông nh­ mét bé phËn cña hÖ thèng ®Ó dù b¸o mùc n­íc vµ l­u l­îng lò vµ theo thêi gian cña ®Ønh lò xa h¬n vÒ phÝa d­íi h¹ l­u. 268 Nãi chung, nh÷ng c¶nh b¸o lò lôt ®­îc ph¸t ®i trong quan hÖ víi mùc n­íc dù b¸o cña s«ng ë mét ®iÓm ®o ®¹c nguy cÊp mµ kh«ng m« h×nh hãa biÓu ®å chi tiÕt cña sù lôt léi phÝa th­îng l­u cña ®iÓm ®ã. Trong nhiÒu t×nh huèng ®iÒu nµy cã thÓ lµ thÝch hîp, v× nÕu lò lôt ®­îc dù b¸o xuÊt hiÖn ë ®©u ®ã trong ®ång b»ng ngËp lôt, th× mét c¶nh b¸o chung cã thÓ ®­îc ph¸t ra. Tuy nhiªn, trong nh÷ng dßng s«ng lín, nh­ Mississippi, sù ph¸t triÓn cña sãng lò xu«i dßng cã thÓ ®­îc kiÓm so¸t rÊt chÆt chÏ b»ng b¶n ®å lôt léi trong suèt trËn lò, bao gåm nh÷ng ¶nh h­ëng cña nh÷ng sù háng hãc ®ª mµ vèn ®· khã ®Ó dù b¸o tr­íc thêi gian. Nh­ vËy cã thÓ cÇn thiÕt sö dông mét m« h×nh diÔn to¸n thñy lùc trong dù b¸o nh÷ng ®é s©u chê ®îi ë phÝa h¹ l­u, liªn tôc xem l¹i c¸c tÝnh to¸n khi nh÷ng ®iÒu kiÖn thay ®æi. §iÒu nµy yªu cÇu bæ sung thªm vÒ nh÷ng hiÓu biÕt ®Þa h×nh lßng dÉn vµ ®ång b»ng ngËp lôt ®Ó sö dông trong m« h×nh thñy lùc, cïng víi nh÷ng th«ng sè nh­ nh÷ng hÖ sè søc c¶n hiÖu qu¶. Tµi liÖu ®Þa h×nh th­êng ®­îc cung cÊp nh­ mét chuçi c¸c mÆt c¾t ngang ®­îc kh¶o s¸t trªn ®ång b»ng ngËp lôt vµ lßng dÉn t¹i nh÷ng vÞ trÝ kh¸c nhau, nh­ng viÖc t¨ng sö dông cña nh÷ng m« h×nh tÝch hîp ®é s©u hai chiÒu sÏ dÉn tíi sö dông sè liÖu ®o vÏ ®Þa h×nh ë d¹ng nh÷ng b¶n ®å cao tr×nh sè ho¸ chi tiÕt cña ®ång b»ng ngËp lôt. TÊt nhiªn, d¹ng lßng dÉn cã thÓ thay ®æi trong thêi gian mét trËn lò v× sù xãi mßn vµ båi l¾ng. Nh÷ng m« h×nh vËn chuyÓn trÇm tÝch trong c¸c s«ng ch­a ph¸t triÓn ®Õn giai ®oËn mµ chóng cã thÓ ®­îc sö dông mét c¸ch cã hiÖu lùc vµ ®a sè c¸c m« h×nh diÔn to¸n thñy lùc hiÖn thêi sö dông gi¶ thiÕt '®¸y cè ®Þnh’. 8.2 M« h×nh m­a-dßng ch¶y cho dù b¸o lò BÊt kú m« h×nh m­a-dßng ch¶y nµo ®· ®­îc hiÖu chØnh cho mét l­u vùc riªng biÖt cã thÓ ®­îc sö dông trong dù b¸o l­u l­îng lò. VÝ dô, hÖ thèng dù b¸o s«ng cña Côc thêi tiÕt quèc gia Hoa Kú (Burnash 1995), lµ sù ph¸t triÓn cña m« h×nh Sacramento, mét d¹ng m« h×nh tÝnh to¸n ®é Èm ®Êt hiÖn tËp trung víi nhiÒu th«ng sè ®­îc hiÖu chØnh (vÝ dô Sorooshian vµ nnk 1992; Gupta vµ nnk 1999). Sö dông nh÷ng ph­¬ng ph¸p nh­ ®­îc bµn luËn trong Ch­¬ng 7, dù b¸o cã thÓ còng cã liªn hÖ víi mét ­íc l­îng bÊt ®Þnh trong dù b¸o. Cho lµ c¸c ­íc l­îng theo c¸ch nµy cã thÓ lµ quan träng. Kinh nghiÖm cho thÊy r»ng tÝnh bÊt ®Þnh trong c¶ nh÷ng phÐp ®o lÉn nh÷ng dù b¸o ®Ønh lò t¨ng theo ®é lín ®Ønh lò. Ngoµi ra, dï mét m« h×nh ®· ®­îc hiÖu chØnh cho mét ph¹m vi nhÊt ®Þnh cña l­u l­îng, tÝnh bÊt ®Þnh ch¾c sÏ ph¶i t¨ng thªm trong khi nh÷ng dù b¸o ®­îc lµm bªn ngoµi ph¹m vi hiÖu chØnh nµy cho nh÷ng sù kiÖn cùc trÞ. Nh­ vËy, cã thÓ kh«ng cã kh¶ n¨ng ®Ó dù ®o¸n cuèi cïng liÖu mùc n­íc sÏ bÞ v­ît qu¸ trong mét trËn lò trong t­¬ng lai hay kh«ng; tuy nhiªn, cã thÓ cã kh¶ n¨ng ®¸nh gi¸ møc rñi ro mµ mùc n­íc sÏ bÞ v­ît b»ng sù xem xÐt ph©n bè cña nh÷ng dù b¸o (bÊt ®Þnh). Nh­ ®· chó ý tr­íc ®©y, xu thÕ sai sè trong dù b¸o suèt thêi gian nh÷ng sù kiÖn cùc h¹n cho thÊy r»ng lµ thuËn lîi khi sö dông mét chiÕn l­îc m« h×nh hãa thÝch hîp, sao cho nÕu mét sù so s¸nh cña l­u l­îng quan tr¾c vµ dù b¸o béc lé r»ng c¸c dù b¸o m« h×nh cã sai sè, th× mét chiÕn l­îc ®Ó ®iÒu chØnh c¸c dù b¸o m« h×nh cã thÓ ®­îc tiÕn hµnh. §iÒu nµy râ rµng chØ cã thÓ ë n¬i mµ c¸c ®o ®¹c mùc n­íc s«ng hoÆc l­u l­îng cã 269 thÓ ®­îc cã s½n trong thêi gian thùc. Sù thÝch nghi còng ®­îc thùc hiÖn dÔ dµng h¬n cho nh÷ng m« h×nh ®¬n gi¶n h¬n. Trong nh÷ng m« h×nh phøc t¹p, víi nhiÒu biÕn kh¸c nhau hoÆc nh÷ng thµnh phÇn cã thÓ ®­îc ®iÒu chØnh, khã cã thÓ quyÕt ®Þnh ph¶i ®iÒu chØnh c¸i g×. Mét sù so s¸nh c¸c ph­¬ng ph¸p dù b¸o thêi gian thùc, bao gåm c¸c s¬ ®å thÝch øng, ®­îc thùc hiÖn bëi Tæ chøc khÝ t­îng thÕ giíi (WMO 1975) vµ gÇn ®©y Moore ®· ®­a ra mét tæng quan cña nh÷ng c¸ch tiÕp cËn (1999). §iÒu kh«ng râ rµng tõ WMO nghiªn cøu lµ liÖu sö dông nh÷ng m« h×nh phøc t¹p h¬n sÏ cã lîi thÕ h¬n sö dông mét tiÕp cËn rÊt ®¬n gi¶n ®Ó m« h×nh hãa thêi gian thùc, v× sù thÝch nghi thêi gian thùc cã thÓ gi¶i thÝch cho nhiÒu sai sè tiÒm tµng trong viÖc sö dông mét cÊu tróc m« h×nh hãa ®¬n gi¶n. Trong t×nh h×nh dù b¸o thêi gian thùc, nhµ thñy v¨n häc kh«ng quan t©m tíi viÖc ®­a ra dù b¸o ®óng cña qu¸ tr×nh dßng ch¶y th­îng l­u cña mét vïng lò cã d¹ng tho¶i, nh­ng rÊt quan t©m ®Õn viÖc ®­a ra mét dù b¸o tèt cña mùc n­íc ®Ønh lò trong vïng ®ã, cã thÓ tr­íc nhiÒu giê. Còng cã thÓ cã tiÕp cËn mµ kh«ng cÇn m« h×nh ho¸ sù sinh dßng ch¶y trong thêi gian dù b¸o lò. Nh­ ®· chó ý trong môc 4.9, c¸c m« h×nh m¹ng thÇn kinh míi ®©y ®· trë thµnh phæ biÕn nh­ mét ph­¬ng tiÖn cña viÖc ­íc l­îng N b­íc vÒ phÝa tr­íc cña l­u l­îng lò, sö dông ®Çu vµo bao gåm m­a vµ nh÷ng gi¸ trÞ tr­íc ®ã cña l­u l­îng hoÆc mùc n­íc vµ mét tËp hîp luyÖn c¸c sù kiÖn lÞch sö (xem H×nh 4.9). Tuy nhiªn, trong viÖc bµn luËn vÒ nh÷ng c¸ch tiÕp cËn m¹ng thÇn kinh, cÇn ghi nhí r»ng nh÷ng dù b¸o ®­îc lµm cho nh÷ng sù kiÖn cùc trÞ h¬n nh÷ng sù kiÖn bao gåm trong tËp hîp luyÖn cã thÓ kh«ng ®­îc ­íc l­îng mét c¸ch chÝnh x¸c. ë ®©y chóng ta sÏ xem xÐt hai chiÕn l­îc m« h×nh hãa ®¬n gi¶n cho dù b¸o thêi gian thùc. Tr­íc hÕt lµ mét ph­¬ng ph¸p tÊt ®Þnh thÝch nghi cña Lambert (1972) rÊt khã víi c¸c dao ®éng nhá cña c¸c l­u vùc trung b×nh. M« h×nh ®Çu vµo -l­îng tr÷ - ®Çu ra (ISO) nµy ®· ®­îc sö dông trong mét sè s¬ ®å dù b¸o lò cña Anh, ®Æc biÖt lµ ë l­u vùc s«ng Dee phÝa b¾c xø Wales. Thø hai lµ mét d¹ng thÝch nghi cña c¸c m« h×nh hµm chuyÓn ®æi ®­îc xem xÐt trong môc 4.3. Nh÷ng hµm chuyÓn ®æi thÝch nghi cã thÓ sö dông cho c¶ m­a-dßng ch¶y vµ l­u l­îng (hoÆc mùc n­íc) th­îng l­u tíi l­u l­îng (hoÆc mùc n­íc) h¹ l­u, phô thuéc vµo sè liÖu s½n cã. VÝ dô øng dông giíi thiÖu trong tr­êng hîp nghiªn cøu cña phÇn 8.5 cho mét m« h×nh dù b¸o ho¹t ®éng cho thÞ trÊn Dumfries ë Scotland, sö dông c¶ m­a-dßng ch¶y vµ c¸c hµm chuyÓn ®æi l­u l­îng - l­u l­îng. Sù thÝch nghi cña nh÷ng m« h×nh nh­ vËy cã thÓ thùc hiÖn trong mét sè c¸ch kh¸c nhau. Trong m« h×nh Dumfries, mét th«ng sè lîi Ých thÝch nghi ®¬n gi¶n ®­- îc sö dông, nghÜa lµ hµm chuyÓn ®æi ®­îc thu nhá hoÆc phãng to trong thêi gian thùc mµ kh«ng thay ®æi d¹ng cña nã. C¸ch tiÕp cËn ®¬n gi¶n nµy ®· tá ra lµ rÊt cã hiÖu qu¶ ë ®©y vµ nh÷ng øng dông kh¸c. Nh÷ng lo¹i m« h×nh nµy cã thÓ t¹o ra bé phËn cña mét hÖ thèng dù b¸o lò lín h¬n bao gåm nh÷ng thµnh phÇn diÔn to¸n lò. VÝ dô víi l­u vùc s«ng Dee, nh÷ng m« h×nh ISO ®· ®­îc ph¸t triÓn cho tÊt c¶ c¸c l­u vùc con cã ®o ®¹c vµ liªn kÕt víi nh÷ng mét m« h×nh diÔn to¸n lò. Mét gãi chung kÕt hîp chÆt chÏ víi nhiÒu m« h×nh diÔn to¸n lò vµ m« h×nh m­a-dßng ch¶y ®· ®­îc thùc hiÖn cho toµn bé vïng Yorkshire cña c¬ quan 270 m«i tr­êng Anh (xem Moore vµ nnk 1994). 8.3 M« h×nh ISO Lambert ý t­ëng ®»ng sau m« h×nh ISO cña Alan Lambert ®¬n gi¶n mét c¸ch ®¸ng ng¹c nhiªn. Nã dùa vµo sù ph¸t triÓn cña mét ®­êng cong rót n­íc tæng thÓ cho mét l­u vùc hoÆc l­u vùc con n¬i mµ mét thêi kú ®o ®¹c l­u l­îng lµ s½n cã, b»ng viÖc nèi l¹i víi nhau c¸c ®­êng cong rót n­íc bé phËn tõ nh÷ng trËn lò riªng lÎ. Nh×n chung, d¹ng cña mét ®­êng cong rót n­íc nh­ vËy cã thÓ kh«ng dÔ dµng ®­îc biÓu diÔn bëi mét hµm to¸n häc ®¬n gi¶n nh­ng Lambert gîi ý sö dông nh÷ng hµm l«ga vµ tuyÕn tÝnh ®¬n gi¶n ®Ó biÓu diÔn cho nh÷ng phÇn kh¸c nhau cña ph¹m vi l­u l­îng (Lambert 1969, 1972). Sau ®ã, t¹i mçi b­íc thêi gian trong thêi gian mét trËn lò, m­a trung b×nh (nhá h¬n mét ­íc l­îng cña bèc h¬i nÕu cÇn thiÕt) ®­îc thªm cho l­îng tr÷ l­u vùc t­¬ng ®èi (l­îng tr÷ tuyÖt ®èi kh«ng cÇn ph¶i ­íc l­îng), vµ sö dông biÓu diÔn cña hµm l­u l­îng - l­îng tr÷ mét thay ®æi gia t¨ng l­u l­îng dÔ dµng ®­îc dù b¸o. L­u l­îng ®­îc trõ tõ l­îng tr÷, vµ m« h×nh s»n sµng cho b­íc thêi gian tiÕp theo. §iÒu nµy cã thÓ lµ sù ®¬n gi¶n mét m« h×nh m­a-dßng ch¶y. Sù hiÖu chØnh m« h×nh chØ ®¬n gi¶n lµ mét vÊn ®Ò cña viÖc dÉn xuÊt ra ®­êng cong l­îng tr÷ - l­u l­îng cho mét ph¹m vi réng cã thÓ cã cña l­u l­îng. Kh«ng mét th«ng sè nµo kh¸c cã ¶nh h­ëng. Trong sù m« pháng liªn tôc, mét m« h×nh nh­ vËy sÏ kh«ng thËt chÝnh x¸c v× chóng ta biÕt r»ng mèi quan hÖ gi÷a l­îng tr÷ vµ l­u l­îng lµ kh«ng ®¬n gi¶n. §©y lµ lý do t¹i sao chóng ta sö dông c¸c m« h×nh phøc t¹p h¬n ®Ó cè g¾ng ph¶n ¸nh sù phøc t¹p cña nh÷ng qu¸ tr×nh m­a-dßng ch¶y hiÖn thùc h¬n. Tuy nhiªn, trong dù b¸o thêi gian thùc, m« h×nh ISO cã thÓ ®­îc sö dông theo mét c¸ch lµm gi¶m t¸c ®éng cña nh÷ng sai sè cè h÷u trong sö dông mét m« h×nh ®¬n gi¶n nh­ vËy. Lîi thÕ ®Çu tiªn cña nã lµ trong viÖc t¹o ban ®Çu m« h×nh lóc b¾t ®Çu mét trËn lò. Nh×n chung, chØ sè tèt nhÊt cña l­îng tr÷ Èm kú tr­íc cña mét diÖn tÝch l­u vùc lµ l­u l­îng lóc b¾t ®Çu mét trËn lò. M« h×nh ISO dÔ dµng ®­îc t¹o ban ®Çu nÕu l­u l­îng ®­îc biÕt vµo b­íc thêi gian ®Çu, v× ®iÒu nµy cã thÓ ®­îc sö dông ®Ó suy ra l­îng tr÷ t­¬ng ®èi ban ®Çu. Lîi thÕ thø hai lµ ngay khi nh÷ng sai sè ®­îc t×m ra gi÷a l­u l­îng quan tr¾c vµ dù b¸o, m« h×nh cã thÓ ®­îc cho l¹i gi¸ trÞ ban ®Çu b»ng c¸h sö dông l­u l­îng ®o ®¹c hiÖn thêi. Thñ tôc nµy cã thÓ ®­îc thùc hiÖn t¹i mçi b­íc thêi gian ngay khi nhËn ®­îc nh÷ng l­u l­îng ®o ®¹c, vµ ®­îc sö dông ®Ó cËp nhËt nh÷ng dù b¸o vµo trong t­¬ng lai. Nh­ vËy ®©y còng lµ s¬ ®å m« h×nh hãa thÝch nghi hîp lý rÊt ®¬n gi¶n. Kh«ng ®ßi hái cã c¬ së to¸n häc phøc t¹p nµo cho sù thÝch nghi, vµ nã rÊt dÔ hiÓu, dÔ hiÖu chØnh vµ dÔ dµng thùc hiÖn. §ã cã thÓ lµ mét s¬ ®å dù b¸o thêi gian thùc rÊt hiÖu qu¶ nh­ng râ rµng cã mét sè h¹n chÕ. §Æc biÖt, phÐp ngo¹i suy bªn ngoµi ph¹m vi cña nh÷ng ®­êng cong rót n­íc ®· ®o ®¹c lµ kh«ng ch¾c ch¾n. Trong m« h×nh, nh÷ng mèi quan hÖ sö dông cho nh÷ng khu vùc thÊp h¬n vµ cao h¬n cña nh÷ng ®­êng cong rót n­íc chÝnh lµ gi¶ thiÕt ®¬n gi¶n ®Ó tiÕp tôc cho c¸c ®iÒu kiÖn cùc h¹n h¬n. Ngoµi ra, tÝnh thÝch nghi cña m« h×nh ®Ó thay ®æi l­îng tr÷ t­¬ng ®èi hiÖn thêi ph¸ bá toµn bé sù c©n b»ng n­íc cho m« h×nh, nh­ng ®iÒu nµy sÏ kh«ng quan träng trong dù b¸o thêi gian 271 thùc nÕu nã dÉn tíi c¶i thiÖn nh÷ng dù b¸o. Trong nh÷ng l­u vùc nhá ®iÒu nµy cã hiÖu qu¶ ®Ó m« h×nh ho¸ dao ®éng dù b¸o thêi gian thùc. Nh÷ng m« h×nh phøc t¹p h¬n mµ kÐm dÔ dµng ®Ó thÝch nghi tÊt yÕu cã thÓ kh«ng t¹o ra nh÷ng dù b¸o lò lôt thêi gian thùc tèt h¬n. 8.4 C¸c m« h×nh hµm chuyÓn ®æi thÝch nghi cho dù b¸o thêi gian thùc §¸ng chó ý r»ng phÇn tö m« h×nh ISO tuyÕn tÝnh ®¬n gi¶n nhÊt cã hiÖu qu¶ lµ m« h×nh hµm chuyÓn ®æi bËc mét, t­¬ng ®­¬ng víi ph­¬ng tr×nh (4.9). Sù kh¸c biÖt lµ nh÷ng ®Çu vµo sö dông víi m« h×nh ISO lµ m­a, trong khi c¸c m« h×nh hµm chuyÓn ®æi trong môc 4.3 sö dông nh÷ng trËn m­a ®· läc theo c¸ch nµo ®ã ®Ó t¹o ra mét l­îng m­a cã hiÖu qu¶. Víi mét phÐp läc lµ trùc tiÕp vµ chØ phô thuéc vµo l­u l­îng hiÖn thêi, nh­ Beven vµ Young ®· sö dông (1994), viÖc cËp nhËt lo¹i m« h×nh ISO ®¬n gi¶n cã thÓ vÉn cßn ®­îc sö dông mét c¸ch trùc tiÕp, nh­ng ®iÒu nµy sÏ kh«ng thÓ ë n¬i mµ nh÷ng thµnh phÇn m­a hiÖu qu¶ ®­a vµo thªm c¸c phÇn tö l­îng tr÷. Tuy nhiªn, cã mét c¸ch ®¬n gi¶n ®Ó lµm nh÷ng m« h×nh nh­ vËy thÝch nghi, nh­ ®· chó ý ë trªn, b»ng c¸ch sö dông mét th«ng sè lîi Ých hoÆc sè nh©n thÝch nghi. ­íc l­îng ban ®Çu tèt nhÊt cña th«ng sè lîi Ých th­êng lµ 1.0 nh­ng sau ®ã nã ®­îc phÐp thay ®æi theo c¸c tiÕn triÓn sù kiÖn ®Ó hiÖu chØnh cho nh÷ng sù chªnh lÖch ph¸t hiÖn ra gi÷a nh÷ng gi¸ trÞ dù b¸o vµ nh÷ng gi¸ trÞ quan tr¾c cung cÊp cho hÖ thèng c¶nh b¸o lò lôt. NÕu mét dù b¸o thÊp h¬n ®­îc ph¸t hiÖn ra, th× th«ng sè lîi Ých cã thÓ lµ ®­îc t¨ng cho b­íc thêi gian tiÕp theo; nÕu mét dù b¸o cao h¬n ®­îc ph¸t hiÖn ra, th× th«ng sè lîi Ých cã thÓ ®­îc gi¶m bít. Nh÷ng sù thay ®æi trong th«ng sè lîi Ých ®­îc läc ®Ó nh÷ng sù thay ®æi qua c¸c b­íc thêi gian gi÷ t­¬ng ®èi tr¬n. TiÕp cËn th«ng sè lîi Ých thÝch nghi lµ mét c¸ch ®¬n gi¶n ®Òn bï cho bÊt kú nh÷ng sai sè nµo trong sè liÖu hoÆc cÊu tróc m« h×nh hµm chuyÓn ®æi cã thÓ ¶nh h­ëng ®Õn sù chÝnh x¸c cña nh÷ng dù b¸o. Nãi chung nã sÏ dÉn tíi nh÷ng dù b¸o ®­îc c¶i thiÖn thùc sù. Mét vÝ dô cña mét gi¶i thuËt thÝch øng thµnh c«ng ®· cho trong hép 8.1. Cã