Giáo trình Mô hình toán thủy văn

Giáo trình Mô hình toán thủy văn có cấu trúc gồm 5 chương cung cấp cho người học các kiến thức: Khái niệm mô hình toán thủy văn, mô hình mưa – dòng chảy, mô hình ngẫu nhiên, mô hình toán mạng lưới sông, mô hình chất lượng nước. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Mô hình toán thủy văn TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI BỘ MÔN TÍNH TOÁN THỦY VĂN GIÁO TRÌNHMÔ HÌNH TOÁN THỦY VĂN RAINFALL POTENTIAL EVAPORATION MODEL PARAMETERS RUNOFF COMPONENTS EVAPORATION RECHARGE Chủ biên: PGS. TS. Lê Văn Nghinh Tham gia biên soạn: PGS. TS. Bùi Công Quang ThS. Hoàng Thanh Tùng Hà nội - 2005 MỤC LỤCCHƯƠNG I: KHÁI NIỆM MÔ HÌNH TOÁN THỦY VĂN .........................................5 1.1 Kh¸i niÖm vÒ m« h×nh to¸n......................................................................... 6 1.2 Ph©n lo¹i m« h×nh to¸n .............................................................................. 7 1.2.1 M« h×nh to¸n thñy v¨n ngÉu nhiªn .......................................................... 7 1.2.2 M« h×nh to¸n thñy v¨n tÊt ®Þnh............................................................ 10 1.3 qu¸ tr×nh thùc hiÖn m« h×nh to¸n ........................................................... 14 1.3.1 Chän m« h×nh øng dông. ....................................................................... 14 1.3.2 Thu thËp vµ chØnh lý c¸c sè liÖu ®Çu vµo cña m« h×nh.......................... 15 1.3.3 HiÖu chØnh - x¸c ®Þnh th«ng sè m« h×nh. .............................................. 16 1.3.4 KiÓm ®Þnh m« h×nh. ............................................................................... 20 1.3.5 §¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c m« pháng cña m« h×nh.................................... 21 1.4 Mét sè ph−¬ng ph¸p tèi −u ho¸ th«ng sè m« h×nh ................................. 23 1.4.1 T×m gi¸ trÞ tèi −u th«ng sè theo ph−¬ng ph¸p « vu«ng .......................... 26 1.4.2 T×m gi¸ trÞ tèi −u th«ng sè theo ph−¬ng ph¸p mÆt c¾t vµng .................. 27 1.4.3 T×m gi¸ trÞ tèi −u th«ng sè theo ph−¬ng ph¸p ®é dèc ............................ 28 1.4.4 T×m gi¸ trÞ tèi −u th«ng sè theo ph−¬ng ph¸p Rosenbroc ...................... 29CHƯƠNG II: MÔ HÌNH MƯA – DÒNG CHẢY ........................................................34 2.1. Qu¸ tr×nh h×nh thµnh dßng ch¶y .............................................................. 34 2.2. C¸c lo¹i m« h×nh m−a dßng ch¶y ............................................................ 35 2.2.1. M« h×nh quan hÖ (Rational model) ....................................................... 36 2.2.2. M« h×nh c¨n nguyªn dßng ch¶y (Time/Area method) ........................... 40 2.2.3. M« h×nh sãng ®éng lùc.......................................................................... 43 2.2.4. M« h×nh lò ®¬n vÞ .................................................................................. 45 2.2.5. M« h×nh nhËn thøc ............................................................................... 56CHƯƠNG III: MÔ HÌNH NGẪU NHIÊN ...................................................................62 3.1. Các quá trình ngẫu nhiên trong thủy văn ............................................... 62 3.2. Tổng hợp và phân tích các chuỗi dữ liệu................................................ 63 3.2.1. Phân tích hồi quy nhiều biến ................................................................ 63 3.2.2. Mô h×nh tù håi quy bËc p AR(p)............................................................ 65 2 3.2.3. M« h×nh trung b×nh tr−ît bËc q MA(q) ................................................. 69 3.2.4. M« h×nh ARMA(p,q).............................................................................. 71 3.3. Mạng trí tuệ nhân tạo (ANN) .................................................................. 73 3.3.1. Giới thiệu chung.................................................................................... 73 3.3.2. So sánh mô hình ANN với ARMA ......................................................... 73 3.3.3. Cấu trúc mạng ANN.............................................................................. 74 3.3.4. Giới thiệu phần mềm WinNN32............................................................ 78 3.3.5. Hướng dẫn thực hành ........................................................................... 88CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH TOÁN MẠNG LƯỚI SÔNG...............................................90 4.1. Më ®Çu ...................................................................................................... 90 4.2. Dßng ch¶y æn ®Þnh vµ kh«ng æn ®Þnh trong s«ng. ................................. 90 4.3. HÖ ph−¬ng tr×nh saint vernant ................................................................ 92 4.3.1 HÖ ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng trong s«ng. ........................................... 92 4.3.2 ChuyÓn ph−¬ng tr×nh vi ph©n thµnh ph−¬ng tr×nh sai ph©n ................. 93 4.3.3 ChuyÓn hÖ ph−¬ng tr×nh Saint Venant thµnh hÖ ph−¬ng tr×nh ®¹i sè ... 95 4.3.4 TÝnh to¸n thñy lùc cho m¹ng l−íi s«ng theo s¬ ®å Èn.......................... 98 4.3.5 TÝnh to¸n thñy lùc cho m¹ng l−íi s«ng theo s¬ ®å hiÖn..................... 103 4.4 tæng quan vÒ c¸c ch−¬ng tr×nh tÝnh toan thñy lùc. .............................. 106CHƯƠNG 5: MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG NƯỚC .....................................................108 5.1 Më ®Çu ....................................................................................................... 108 5.2 Kh¸i qu¸t chung vÒ chÊt l−îng n−íc....................................................... 109 5.2.1 §Æc tÝnh cña thÓ n−íc .......................................................................... 109 5.3 ph−¬ng tr×nh truyÒn chÊt c¬ b¶n............................................................. ...