Nguyên lý thủy văn Chương 9 Lưu vực thu nước và thủy văn toàn cầu

305 Chương 9 Lưu vực thu nước và thủy văn toàn cầu 9.1. Giới thiệu chung Sự đồng nhất của chu kỳ thuỷ văn đã giới thiệu trọng chương 1 và được nhấn mạnh thường xuyên trong các phân tích diễn tả các quá trình riêng rẽ và trong chương chất lượng nước. Tuy nhiên từ chương 2 đến chương 8 theo đuổi một cách tiếp tục các chủ đề bản chất nhất, tập trung chủ yếu vào các thành phần tiêu biểu của chu trình thủy văn là sự giáng thuỷ, sự cầm giữ, sự bốc hơi, nước ngầm, nước trong đất và chất lượng nước. Trong chương này đề cập đến các vấn đề có tính chất tiếp cận đến sự tổng hợp 8 chương trên và cố gắng chứng minh các phản ứng bên trong các quá trình thuỷ văn đi liền với các khung không gian diễn ra chu trình thủy văn. Trong quá khứ, lưu vực thu nước thường được lựa chọn như một đơn vị không gian rõ ràng và tiện lợi cho các nghiêc cứu hợp nhất và tổng thể. Như đã lưu ý trong chương 1, mỗi một bồn thu nước hoạt dộng như một hệ thống thuỷ văn riêng lẻ nhận đầu vào là số lượng giáng thuỷ cơ bản, lượng giáng thuỷ đó chuyển vào lưu vực và trở thành dòng chảy, lượng trữ và đầu ra là bốc hơi và dòng chảy. Như vậy, bồn thu nước là đơn vi được sử dụng thường xuyên nhất trong mô hình hoá các quá trình thuỷ văn, trong nghiên cứu cân bằng nước, tổng lượng hoá học và trong kiểm tra các tác động của con người lên hệ thống thuỷ văn. Tiêu biểu, bồn thu nước thí ngiệm nhỏ có đóng góp quan trọng tới thuỷ văn trong hơn 100 năm qua. Các ví dụ có ý nghĩa bao gồm các lưu vực thí nghiệm tại Emtal, Switzerland (thành lập trong những năm 1890), Wagon Wheel Crap, USA (1990), Coweeta, USA (1930), Cathedral Peak, RSSA (1940) và Plymlimon, UK (1960). Bồn thu nước cũng là một đơn vị địa mạo tự nhiên cho sự hoạt động của các quá trình sông có dòng chảy lỏng và cả sông băng, bởi vì sự kiên khép kín giữa sự phát triển của địa mạo động lực và thuỷ văn, điều này sẽ mở rộng hơn vai trò của tiếp cận lưu vực trong thuỷ văn. Cả hai bồn thu nước thuỷ văn và địa mạo đều là các thực thể cụ thể của động lực hơn là các thực thể tĩnh học. Các quá trình của địa mạo liên quan đến hình dạng mặt đất và qua đó nước do chuyển trong quá trình đó ảnh hưởng lớn tới các đặc trưng thuỷ văn như mạng lưới sông, trắc diện đất, độ sâu mặt tầng nước ngấm. Theo khái niệm này độ nhạy cảm được chỉ ra trong hình 9.1, hoạt động địa mạo tác dụng phản hồi lên thuỷ văn mà hình thành nó (NRC, 1991). Cộng nhận tự nhiên động lực của sông và các phản hồi giữa các hệ thống bồn thu nước được phần thực về bản chất động lực của hệ thống lưu vực và tương tác giữa chúng được thực hiện sau đó trong sự tiếp cận hệ thống thủy văn sông ngòi (Amoros và Petts, 1993, Petts và Amoros, 1996) để cố gắng hợp nhất thuỷ văn học, địa mạo học, và sinh thái học bằng cách xem xét hệ thống sông như sự kết hợp phụ thuộc bên trong của cảnh quan dưới nước và mặt đất (Petts cà Bradley, 1997). Một trong các khái niệm chìa koá của tiếp cận hệ thống thuỷ văn sông đó là kích cỡ và bản chất 306 của các thay đổi bồn thu nước liên tục từ đầu nguồn nước tới cửa ra và nghiên cứu chế độ dòng chảy, trầm tích trôi nổi, và nhiệt độ nước bị ảnh hưởng bởi sự tăng diện tích lưu vực, sự giảm gradient độ cao. Tương tự, môi trường sống vật lý (PHABSIM) (Bovee, 1982) tuân theo phương pháp sinh thái học biểu diễn sự liên quan giữa các điều kiện vật lý thay đổi này với sự thích hợp hơn về môi trường sống của các loài riêng lẻ. Hình 9.1. Phản hồi trong quan hệ giữc các quá trình thuỷ văn và địa mạo sộng từ một sơ đồ ban đầu của NRC, 1991 Tuy nhiên, nhận thấy rằng, bồn thu nước không rộng lớn thì quy mô của nó có thể quá nhỏ cho nghiên cứu ảnh hưởng của nhiều quá trình môi trường. Ví dụ, thừa nhận tác động phạm vi toàn cầu của các biến khí hậu như sự tăng lên của các thông số khí hậu như nhiệt độ bề mặt biển (SST) kết hợp với sự dao động ở trong lòng biển và đại dương như hiện tượng El nino (ENSO), những sự kiện này được xem như hiện tượng mang tính chất vùng hoặc địa phương, chúng được chú ý trong phân tích tính chất toàn cầu của chu kỳ thuỷ văn (xem phần 2.5.3). Rất nhiều công việc vẫn cần được thực hiện để làm rõ lý do các thay đổi nhiệt độ như vậy và mối quan hệ giữa ENSO và các sự kiện khác. Các biến thông số dài hơn của SST lấy từ sự thay đổi hoàn lưu đại dương và quá trình xáo trộn thẳng đứng trên quy mô thời gian 10 năm hoặc lâu hơn. Ví dụ, dị thường SST có thể gây ra cả lũ lụt và mưa ở vùng Sahel, Tây ấn và hoạt động lốc tố ở phía Đông USA, cho phép dự báo dài hơn những sự thay đổi hàng năm của giáng thuỷ và lưu lượng sông ở Florida, USA (Sun và Furbish, 1997). Tương tự như vậy, nguồn ô nhiễm có thể có các tác động liên tục và trải rộng ra khí quyển toàn cầu. Và những tiếng sấm mùa hè trên những đồng bằng lớn của Mỹ 307 cũng đóng góp vào sự chuyển đổi hầu như là rất hiếm và là kết quả từ sự phát triển kinh tế của con người. Hoàn lưu bị xáo trộn lớn, rất phức tạp tạo nên sự chuyển đổi với quy mô trung gian (MCCS). Sự phức tạp này có thể bao phủ phần diện tích trên 50000 km2 (xem ví dụ Maddox, 1983). Nhiều vấn đề còn lại trước vô số các hiệu ứng thuỷ văn đầy đủ của MCCS là rõ ràng. Cuối cùng, các cánh rừng mở rộng trên lưu vực Amazon chiếm khoảng 50% rừng thưa nhiệt đới của thể giới, đó là do sự đảo lộn của mưa và hàng nghìn kilomét dòng sông mất đi (Michell và nnk, 1990). Quan tâm tới sự hoạt động quy mô toàn cầu của các quá trình thuỷ văn từ việc tăng sự thay đổi khí hậu toàn cầu, đặc biệt có liên quan tới khả năng nóng lên toàn cầu, nhưng cũng phần nào là do khả năng có sẵn, thông qua số liệu vệ tinh hoặc viễn thám, các thông tin thuỷ văn là chìa khoá để nghiên cứu trên quy mô toàn cầu hoặc quy mô vùng rộng lớn (ví dụ Engman và Gurney, 1991). Các số liệu như vậy là rất tốt và phù hợp với sự hợp nhất không gian quy mô hệ thống vùng, lục địa và thậm chí dùng trong hệ GIS toàn cầu và là số liệu cơ bản rất tốt (ví dụ Kovar và Nachtnebel, 1996). Tiếp tục quan tâm tới sự hoạt động của các quá trình thuỷ văn trên quy mô toàn cầu hoặc quy mô vùng nhằm nhấn mạnh tới sự khác thường trên quy mô không gian mà thuỷ văn bao hàm (xem bảng 9.1) Bảng 9.1. Quy mô không gian trong thuỷ văn (trích từ một bảng trong Dooge, 1988) Loại Hệ thống Chiều dài điển hình Hành tinh 10.000.000 Lục địa 1.000.000 Lớn Macro Lưu vực lớn 1.000.000 Lưu vực nhỏ 10.000 Phụ lưu vực 1.000 Loại vừa Meso Lưu vực thành phần 100 Cột yếu tố 01 Điểm lục địa 0,00001 Loại nhỏ Micro Phân tử 0,0000001 Liên kết Hydro theo quy mô phân tử là nguyên tắc cơ bản và làm cho nước dễ dàng tồn tại ở 3 trạng thái. Nhiều lý thuyết phân loại thuỷ văn (ví dụ có dòng chảy tự do của nước mặt và dòng chảy sát mặt bão hoà, chưa bão hoà) được phát triển tới mức cao nhất của quy mô nhỏ, chỉ ra trong bảng 9.1 (Dooge, 1998). Phần lớn các nghiên cứu thuỷ văn đều mang quy mô lưu vực hoặc cận lưu vực (Baird, 1997) và do đó rơi vào quy mô trung bình và quy mô thấp nhất của quy mô lớn. Thuỷ văn toàn cầu tập trung vào quy mô lớn nhất. Nó cúng sẽ làm tăng các vấn đề về quy mô trong chuyển đổi lý thuyết và số liệu từ một quy mô đặc trưng này sang quy mô đo đặc trưng khác. Nó cũng chứng minh sự khó khăn trong việc áp dụng các mối quan hệ được phát triển tạo quy mô phòng thí nghiệm sang lưu vực mặc dù đó là quy mô nhỏ. Một tiếp cận thay đổi là phê chuẩn quy luật điều khiển sự phản ứng lại của lưu vực trên quy mô lớn và sau đó cố gắng không làm tăng kết quả để có thể áp dụng cho quy mô trung 308 bình (Dooge, 1988). Tại mức đơn giản nhất thậm chí với số liệu cơ bản cũng khó trong phép ngoại suy từ quy mô này sang quy mô khác. Điều này được chứng minh rất rõ ràng bằng các đo đạc hệ số dẫn thuỷ lực. Hình 9.2 chỉ ra các giá trị về đá Carbonat tại trung tâm Châu Âu, với các chu kỳ mở có nghĩa là khả năng thấm trung bình. Các giá trị tăng theo quy mô đo đạc bởi vì sự hợp nhất trong thể tích khe nứt tăng khá lớn và thậm chí hệ thống đứt gãy mở rộng hơn. Việc ban hành quy mô được xem như một trong các vấn đề chính chưa được giải quyết trong thuỷ văn nước ngầm (NRC, 1991; Sivapalan và Kalma, 1995). Các bình luận giới thiệu này đã nhắc tới và các vần đề về mỗi bình luận này được viết trong toàn bộ quyển sách. Do đó, sự thảo luận về các vấn đề còn lại trong chương này cần thiết được lựa chọn và tập trung tóm tắt các mô hình hoá thuỷ văn trên quy mô bồn thu nước, nghiên cứu cân bằng nước cho lưu vực được lựa chọn các vấn đề có tính khẩn cấp cho sự phát triển tương lai của thuỷ văn toàn cầu. Theo cách này chúng ta hi vọng củng cố được cách nhìn nhận của chúng ta, thông qua nguồn gốc thuỷ văn có thể dạy và nghiên cứu tiện lợi theo một chủ đề, một cách phân tích, áp dụng chúng vào việc giải quyết các vấn đề nước cơ bản đạt được thông qua các nghiên cứu hợp nhất, tổng hợp trên phạm vi quy mô lớn. Hình 9.2. ảnh hưởng của thang đo hệ số dẫn thuỷ lực đo đạc của đá Carbonat ở trung tâm Châu âu (từ sơ đồ ban đầu trong Garven, 1985) 9.2. Mô hình bồn thu nước Các nhà thuỷ văn lưu tâm tới sự phát triển các mô hình mà có diễn tả chính xác thuỷ văn bồn thu nước như là sự kiểm tra quan trọng sự hiểu biết của họ về các quá trình thuỷ văn. Toàn bộ các mô hình như vậy thành công trong việc mô tả hơn là trong dự báo. Các mô hình này áp dụng cho một lưu vực khác cũng thành công như áp dung cho các lưu vực thực nghiệm. Và từ đó chúng ta có các mô hình số trị. Một vài trong số chúng có kết quả hạn chế và có mục đích riêng nhưng quan tâm ít tới thuỷ văn chung. Một vài mô hình là các mô hình hộp đen đơn giản nhưng có kết quả chính xác cho một biến thuỷ văn được lựa chọn, ví dụ biến dòng chảy xảy ra trong khoảng thời gian tiêu biểu nhưng có thể đưa ra dự báo không chính xác cho các biến 309 khác. Các biến mô hình khác tinh vi hơn và cố gắng giảm độ phức tạp, chỉ ra các biến không gian dự báo và đặc trưng lưu vực. Tuy nhiên, chất lượng của số liệu sử dụng và cất trúc mô hình là thành phần thành công quan trọng hơn so với độ phức tạp của mô hình (ví dụ Gan và nnk, 1997). Toàn bộ những cố gắng để đưa ra mô hình cuối cùng là một điều bí ẩn của chính lưu vực (Beven, 1987). Trong một hoàn cảnh nào đó, mô hình lưu vực sẽ thực hiện thành công theo thời gian thực, và thực tế, rất nhiều mô hình như vậy đã được phát triển cho mục đích dự báo lũ. Một số mô hình loại đó đã được Smith và Ward (1998) giới thiệu. Tuy nhiên trong trường hợp các mô hình được xây dựng cho mục đích đặc biệt khác thì hoạt động của mô hình theo thời gian thực có thể chứa các yếu tố ít quan trọng hơn so với các nhân tố thích hợp khác. Thực vậy, một trong các lý do cho sự thay đổi lớn của mô hình lưu vực đó là hầu hết đều được phát triển cho mục đích dự báo hơn là cho các mục đích khảo sát khoa học các quá trình thuỷ văn. Một lý do khác là phát triển các mô hình để điều tiết trên một phạm vi rộng mà các số liệu thuỷ văn sẵn có hoặc từ các trạm đo lớn của lưu vực mà không có số liệu giáng thuỷ từ tài liệu cực trị, đến sự điều hành liên tục các biến thuỷ văn trong một phạm vi nhỏ nhưng có cường độ dòng chảy mạnh đó là lưu vực thí nghiệm. 9.2.1. Các loại mô hình lưu vực Có thể phân loại các mô hình theo một số cách. Ví dụ, các mô hình xác định mô phỏng các quá trình vật lý xảy ra trong lưu vực từ sự chuyển đổi giáng thuỷ thành sự bốc hơi và dòng chảy hoặc như là các mô hình xác suất chú ý đến cơ hội sảy ra hoặc phân bố xác suất của các biến thuỷ văn. Các mô hình quan niệm dựa trên sự diễn tả giới hạn các quá trình vật lý hoạt động để đưa ta đầu ra thuỷ văn, ví dụ, diễn tả lưu vực bởi sự lưu trữ dưới dạng thác (hình 9.3), trong khi đó các mô hình vật lý cơ bản dựa trên sự hiểu biết hơn về các quá trình vật lý thích hợp. Nhiều mô hình cũng có thể là tuyến tính hoặc phi tuyến của một trong hai lý thuyết hệ thống, hoặc là hồi quy thống kê. Có lẽ sự khác biệt quan trọng nhất đó là giữa mô hình thông số tập trung và mô hình phân bố. Điều này phụ thuộc vào sự mở rộng theo phân bố không gian của các biến thuỷ văn trong lưu vực được quan tâm hoặc theo hướng xác suất hoặc theo hướng địa hình. 310 Hình 9.3. Cấu trúc của HYROM (mô hình thuỷ văn mưa-dòng chảy) thiết kế để chạy trong máy tính cá nhân IBM và IBM-compatible (từ một sơ đồ gốc bởi Viện Thuỷ văn Willingforrd, Oxon, OX 108 BB, UK) Trong những năm gần đây, mọi người nhấn mạnh đến sự phát triển các mô hình phân bố không gian của các biến thuỷ văn cơ bản. Lý do cơ bản đằng sau sự phát triển đó là một mô hình diễn tả lưu vực như một hệ thống vật lý các biến không gian mang bản chất thực tế hơn có khả năng phát triển lý thuyết làm cho nó có ích hơn, phạm vi áp dụng rộng rãi hơn các loại mô hình khác. Tuy nhiên, biến không gian trong các mô hình loại này diễn tả đơn giản hơn sự bất đồng nhất của lưu vực thực tế và thường đạt được bằng việc áp dụng các phương trình toán học của các quá trình thuỷ văn tại từng chỗ giao nhau của mạng lưới trên lưu vực. Giả thiết rằng các thông số của các quá trình này thay đổi tốt nhất giữa các điểm giao nhau và tồi nhất khi áp dụng tại biên diện tích và do đó không có sự tiếp tục tại các mặt lưới biên. Cũng có vấn đề về quy mô vật lý (ví dụ, Sivapalan và Kalma, 1995) và cỡ lưới. Điều này thay đổi của ô lưới bề mặt làm tổng cộng của các giá trị ô thêm vào xuất hiện, nhưng khi giải chúng chỉ liên quan tới các điểm chung của mỗi bề mặt (Eeles và nnk, 1990). Trong một vài lưu ý cơ chế phân bố có nghĩa là mô hình phân bố là một mô hình mang bản chất tập trung tại lưới đo. ý nghĩa lớn hơn có lẽ là liên quan tới các phương trình, trong nhiều mô hình phân bố được sử dụng để diễn tả thực tế thuỷ văn tại điểm đo yếu tố lưới là không chính xác, ví dụ việc áp dụng định luật Darcy không ảnh hưởng tới mô hình phân bố thậm chí cả những mô hình thành công như SHE và IHDM thông qua sự dự báo các biến trạng thái thuỷ văn bên trong. Beven (1996) đã diễn tả công trình Jensen cà nnk (1993), trong MIKE-SHE ước lượng hệ số dẫn thuỷ lực như là một trong các nghiên cứu đã công bố ‘... trong đó các dự báo mô hình được so sánh với các số liệu đo đạc trạng thái bên trong trong vòng phạm vi dòng chảy’ của lưu vực. Mô hình phân bố vật lý cơ bản gồm cả sự phức tạp và các yêu cầu biến cố của số liệu đầu vào và khả năng tính toán của các mô hình tập trung đơn giản hơn, lấy giá trị trung bình và tổng hợp cho toàn bộ lưu vực, có thể được diễn tả. Một tiếp cận thay đổi phức tạp ngay lập tức, là cơ sở của mô hình xác suất – phân bố. Thay về xét đến 311 các con số không gian thực sự của các biến thuỷ văn trên lưu vực, các mô hình dựa trên nguồn gốc phân bố xác suất quan tâm tới tần suất xẩy ra của các biến thuỷ văn có ý nghĩa trên lưu vực mà không có sự xem xét vị trí địa lý của một sự kiện tiêu biểu. Moore (1985) diễn tả mô hình phân bố xác suất dựa trên tổng lượng thấm và dung tích khu trữ. Các mô hình đơn giản hơn (ví dụ, mô hình tập trung, quan niệm, phân bố không gian ...) được chỉ ra với sự thích hợp kinh nghiệm đầy đủ tới cách quan trắc lưu vực tiêu biểu (cf. Robinson và Sivapalan, 1995) và do đó được sử dụng rộng rãi trong khảo sát thuỷ văn. Các mô hình như vậy trội hơn hẳn các mô hình toán PC – based, desk – top. Tính phổ biến của nó khá lớn và thực tế phù hợp với thói quen hoạt động và đầu ra là các đêmô bằng đồ thị dễ sử dụng. Tuy nhiên, đặc điểm các mô hình này là các thông số của chúng phải được xác định cỡ từ các số liệu lưu lượng và hầu hết các trường hợp đều bị giới hạn khả năng áp dụng và khả năng chuyển đổi chung (Becker và Pfuezner, 1990). HYROM đã đưa ra một ví dụ đáng quan tâm và nổi tiếng (mô hình thuỷ văn Mưa-dòng chảy) (Blackie và Eeles, 1985). Đây là một mô hình quan niệm Mưa-dòng chảy, do viện thuỷ văn Anh phát triển và có khả năng áp dụng rộng rãi. Chương trình này dễ sử dụng và yêu cầu sự hiểu biết nhỏ về hệ thống hoạt động máy tính hoặc cầu trúc file số liệu. Đầu ra dưới dạng các đồ thị màn hình màu có thể sao chép hoặc in các đồ thị này nếu có yêu cầu. Trong HYROM, dự báo dòng chảy sử dụng diễn tả đơn giản các quá trình vật lý điều khiển sự chuyển động của nước trong lưu vực (hình 9.4). Mô hình kết hợp sự cầm giữ, nước trong đất, nước ngầm và lượng trữ dòng chảy, và bao gồm một diễn tả nào đó về tổn thất do bốc hơn. Có thể định vỡ bởi người sử dụng hoặc tự động. Có thể chỉnh lý 9 thông số mô hình (xem bảng 9.2), phần còn lạu thì được đặt lại, Bảng 9.2. Các thông số có thể chỉnh lý trong HYROM và phạm vi cho phép Ký hiệu Các thông số giữ nước Phạm vi cho phép SM Thông số giữ nước do thực vật 0 < x < 5 RC Hệ số dòng chảy mặt 0 < x < 1 RDEL Hệ số trễ theo ngày của dòng chảy (ngày) x > 0 RK Yếu tố dự trữ tính toán x > 1 PE Yếu tố bốc hơi Penman hở 0,3 < x < 1 Hệ số trễ theo ngày của dòng chảy ngầm x > 0 GS Chỉ số dự trữ dòng chảy ngầm x > 1 Yếu tố dự trữ dòng chảy ngầm x > 30 312 Hình 9.4. Cấu trúc mô hình lưu vực Stanford IV (láy từ sơ đồ ban đầu của Flẹming, 1975). 9.2.2. Mô hình lưu vực Stanford (SWM 4) Một trong số những hiểu biết sâu sắc nhất về mô hình lưu vực quan niệm là mô hình Stanford (SWM) là phiên bản đầu tiên của mô hình SWM 1, công bố băn 1960 như một mô hình mưa-dòng chảy. Điều này được phát triển nhanh chóng chứng tỏ mô hình hoá tổng lượng phản hồi lại lưu vực, thích hợp hơn với dòng chảy từ mưa, và nổi bật là mô hình SWm 4 năm 1966. Mô hình được Crowford và Linsley (1966) mô tả chi 313 tiết và Viessman và Levis (1966) chỉ dẫn chi tiết hơn để sử dụng tính toán độ ẩm đất và diễn tả các quá trình thuỷ văn trong lưu vực thông qua hàm lượng trữ và diễn toán (hình 9.5). Một hệ thống các phương trình vật lý được sử dụng để tính toán dòng chảy của toàn bộ lượng nước đi vào lưu vực như giáng thuỷ, lượng trữ trong hệ thống lưu vực thuỷ văn, và lượng nước ra khỏi như dòng chảy hoặc là bốc hơi. Mỗi một lượng nước đầu được tích cho tới khi nó bốc hơi, thấm thành nước ngầm tới một vị trí hạ lưu đặc biệt. Fleming (1975) là một người khởi xướng mô hình SWM4, đưa ra danh sách số liệu cần thiết cho mô hình hoá dòng chảy ngày cùng với 34 thông số diễn tả các đặc trưng vật lý của lưu vực (nếu không có tuyết tan thì là 25 thông số). Các thông số này có thể thay đổi bằng một sự hiệu chỉnh nhỏ số liệu đầu vào để nghiên cứu ảnh hưởng của các đặc trưng lưu vực khác nhau trên phương diện dòng chảy và các khía cạnh đặc biệt khác của thuỷ văn lưu vực. Hình 9.5. Cấu trúc của hệ thống Châu âu (SHE) ( từ biểu đồ gốc trong Abbott, 1986) Mặc dù dạng đầu tiên của nó, SWM4 là một mô hình quan niệm nguỵ biện trong đó các quá trình thuỷ văn giữ lại một quan hệ chính xác với từng yếu tố khác và trong đó mặc dù vai trò của hàm kinh nghiệm phi tuyển đơn giản là quan trọng và nó cũng cho phép người làm mô hình diễn tả sự bốc hơi và sự tập trung dòng chảy nhanh trong sự biến đổi theo không gian. Không ngạc nhiên, mô hình được sử dụng rộng rãi hiện nay. 9.2.3. Mô hình hệ thống Châu âu SHE (Système Hydrologique Européen) Một ví dụ quan trọng về một mô hình phân bố vật lý cơ bản là Hệ thống thuỷ văn Châu Âu (SHE). Đây thật sự là một khung mô hình hơn là một mô hình, kiến trúc hệ thống mềm dẻo của nó được thiết kế cho phép hợp nhất các phiên bản mới của các mô hình thành phần và cung cấp các tiềm năng cho việc tiếp tục phát triển thành 314 phần cho hệ thống (Ơ connell, 1991), SHE được phát triển với sự cộng tác của Viện Thuỷ văn Anh (IH), Viện Thuỷ văn Đan Mạch (DHI) và Société Grenoblois d’ Etude et d’ Apllicatión Hydrauliques (SOGRPAH). IH đã xây dựng các thành phần cầm giữ bốc hơi và tuyết tan, DHI đã xây dựng các thành phần dòng chảy bão hoà và chưa bão hoà và SOGREAH phát triển dòng chảy trên mặt đất và dòng chảy trong kênh. Sự thúc đẩy phát triển SHE từ sự lĩnh hội các thất bại của các mô hình đã tồn tại tới sự diễn tả các tác động của hoạt động con người