Phương pháp SCS Curve Number là gì?
Phương pháp chỉ số đường cong SCS (SCS Curve Number, viết tắt CN) do Cơ quan Bảo tồn Tài nguyên Thiên nhiên Hoa Kỳ (USDA Natural Resources Conservation Service, trước đây là Soil Conservation Service) phát triển, hiện là kỹ thuật được sử dụng phổ biến nhất trong thủy văn để ước tính dòng chảy mặt trực tiếp sinh ra từ một trận mưa. Phương pháp này gói gọn ảnh hưởng tổng hợp của loại đất, mục đích sử dụng đất, lớp phủ bề mặt và độ ẩm trước trận mưa vào một con số không thứ nguyên duy nhất, dao động trong khoảng từ 30 đến 100. Lưu ý: công cụ này dùng hệ đơn vị Hoa Kỳ (inch). Đây là tiêu chuẩn của Mỹ; nếu bạn áp dụng cho công trình tại Việt Nam, hãy quy đổi đơn vị và đối chiếu với các quy chuẩn, tiêu chuẩn thủy văn trong nước.
Cách sử dụng máy tính
Nhập tổng độ sâu mưa P của trận mưa (đơn vị inch) và chỉ số đường cong CN tương ứng với lưu vực của bạn. Giá trị CN thấp (rừng, đất cát) cho dòng chảy nhỏ; giá trị CN cao (mặt đường nhựa, đất sét) cho dòng chảy lớn hơn. Công cụ sẽ trả về độ sâu dòng chảy trực tiếp Q, khả năng trữ nước tiềm năng tối đa S, lượng tổn thất ban đầu Ia, và lượng nước được giữ lại hoặc thấm xuống đất.
Giải thích công thức
Trước hết, tính khả năng trữ nước tiềm năng tối đa sau khi dòng chảy bắt đầu: \(S = \frac{1000}{\text{CN}} - 10\). Lượng tổn thất ban đầu (gồm lượng nước bị tán lá giữ lại, đọng trong các chỗ trũng và thấm xuống đất trước khi dòng chảy hình thành) được giả định là \(I_a = 0{,}2\,S\). Khi đó dòng chảy được tính bằng
$$Q = \frac{\left(\text{P} - 0{,}2\,S\right)^{2}}{\text{P} + 0{,}8\,S}$$Nếu \(\text{P} \le 0{,}2\,S\) thì không sinh dòng chảy và \(Q = 0\).
Ví dụ minh họa
Với \(\text{P} = 3\) in và \(\text{CN} = 75\): \(S = \frac{1000}{75} - 10 = 3{,}333\) in, nên \(0{,}2\,S = 0{,}667\) in. Vì \(3 > 0{,}667\), ta có
$$Q = \frac{\left(3 - 0{,}667\right)^{2}}{3 + 0{,}8 \times 3{,}333} = \frac{\left(2{,}333\right)^{2}}{5{,}667} = \frac{5{,}444}{5{,}667} \approx 0{,}961 \text{ inch dòng chảy}$$Câu hỏi thường gặp
Nếu mưa nhỏ thì sao? Khi P không vượt quá lượng tổn thất ban đầu (\(0{,}2\,S\)), mô hình dự báo dòng chảy bằng 0 vì toàn bộ lượng mưa đều bị giữ lại hoặc thấm hết xuống đất.
Công cụ dùng đơn vị nào? Phiên bản này sử dụng inch, đơn vị tiêu chuẩn của phương pháp SCS-CN tại Hoa Kỳ. Hãy nhân Q với diện tích lưu vực để có được thể tích dòng chảy.
Làm sao để chọn chỉ số đường cong? Các bảng tra CN do NRCS công bố liệt kê giá trị theo nhóm đất thủy văn và lớp phủ bề mặt ứng với điều kiện độ ẩm trung bình (AMC II).
