Original Title: A Review on Theoretical Consideration and Types of Models in Hydrology
Source: doi.org/10.3923/jest.2012.249.261
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការពិនិត្យឡើងវិញលើការពិចារណាទ្រឹស្តី និងប្រភេទនៃម៉ូដែលក្នុងជលសាស្រ្ត

ចំណងជើងដើម៖ A Review on Theoretical Consideration and Types of Models in Hydrology

អ្នកនិពន្ធ៖ Milad Jajarmizadeh (Universiti Teknologi Malaysia), Sobri Harun (Universiti Teknologi Malaysia), Mohsen Salarpour (Universiti Teknologi Malaysia)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2012, Journal of Environmental Science and Technology

វិស័យសិក្សា៖ Hydrology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ឯកសារនេះដោះស្រាយបញ្ហានៃការយល់ច្រឡំ និងកង្វះការយល់ដឹងច្បាស់លាស់អំពីការចាត់ថ្នាក់នៃម៉ូដែលជលសាស្ត្រ ដែលធ្វើឱ្យអ្នកស្រាវជ្រាវ និងវិស្វករជួបការលំបាកក្នុងការជ្រើសរើសម៉ូដែលដែលសមស្របសម្រាប់ប្រើយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្ររំលឹកឡើងវិញនូវអក្សរសិល្ប៍ (Literature Review) ដោយប្រមូលផ្តុំ និងវិភាគការចាត់ថ្នាក់ម៉ូដែលជលសាស្ត្រពីអ្នកស្រាវជ្រាវផ្សេងៗគ្នាក្នុងរយៈពេលបួនទសវត្សរ៍កន្លងមក។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Black-box / Empirical Models
ម៉ូដែលប្រអប់ខ្មៅ / ម៉ូដែលផ្អែកលើបទពិសោធន៍
មានភាពងាយស្រួលយល់និងដំណើរការ ដោយមិនទាមទារទិន្នន័យរូបវន្តច្រើន។ ល្អសម្រាប់ការទស្សន៍ទាយនៅពេលដែលមានទិន្នន័យរង្វាស់រឹងមាំ និងមានភាពរហ័សក្នុងការគណនា។ មិនអាចពន្យល់ពីច្បាប់រូបវន្តទូទៅនៃប្រព័ន្ធជលសាស្ត្របានទេ។ ពិបាកប្រើប្រាស់នៅពេលមានការផ្លាស់ប្តូរអាកាសធាតុ ឬការផ្លាស់ប្តូរការប្រើប្រាស់ដីនៅក្នុងតំបន់។ ស័ក្តិសមសម្រាប់ការទស្សន៍ទាយទឹកជំនន់ដោយប្រើទិន្នន័យស្ថិតិ និងការវិភាគតំរែតំរង់ (e.g., Unit Hydrograph)។
Conceptual / Parametric Models
ម៉ូដែលគំនិត / ម៉ូដែលប៉ារ៉ាម៉ែត្រ
ងាយស្រួលបង្កើតជាងម៉ូដែលផ្អែកលើរូបវន្តសុទ្ធសាធ និងត្រូវការសមត្ថភាពកុំព្យូទ័រតិចតួច។ មានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់សម្រាប់ការសិក្សារយៈពេលវែង និងនៅតំបន់ដែលខ្វះទិន្នន័យ (un-gauged catchments)។ ទាមទារការកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ (Calibration) យ៉ាងត្រឹមត្រូវដោយផ្អែកលើទិន្នន័យប្រវត្តិសាស្ត្រ។ មិនតំណាងឱ្យដំណើរការរូបវន្តពិតប្រាកដទាំងស្រុងនោះទេ គឺគ្រាន់តែជាការធ្វើឱ្យសាមញ្ញនៃប្រព័ន្ធប៉ុណ្ណោះ។ ផ្តល់អត្ថប្រយោជន៍ខ្ពស់សម្រាប់ការក្លែងធ្វើប្រព័ន្ធផ្គត់ផ្គង់ទឹកដូចជាអាងស្តុកទឹក (Reservoir systems)។
Physically-based / Fully-distributed Models
ម៉ូដែលផ្អែកលើរូបវន្ត / ម៉ូដែលបែងចែកពេញលេញ
អាចផ្តល់នូវការទស្សន៍ទាយប្រកបដោយភាពសុក្រឹតខ្ពស់ក្រោមលក្ខខណ្ឌណាមួយ ដោយសារវាផ្អែកលើច្បាប់រូបវន្ត។ អាចបង្ហាញពីការបែងចែកលំហ (Spatial distribution) នៃអថេរផ្សេងៗបានយ៉ាងល្អិតល្អន់។ ទាមទារទិន្នន័យច្រើនសន្ធឹកសន្ធាប់ និងចំណាយពេលយូរក្នុងការរៀបចំដំណើរការ។ តម្រូវឱ្យមានធនធានកុំព្យូទ័រធំដើម្បីដោះស្រាយសមីការគណិតវិទ្យាដ៏ស្មុគស្មាញ។ មានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងការវាយតម្លៃធនធានទឹកក្រោមដី និងផលប៉ះពាល់នៃការផ្លាស់ប្តូរការប្រើប្រាស់ដី (e.g., MIKE SHE)។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ឯកសារនេះបានបញ្ជាក់យ៉ាងច្បាស់ថា ការចំណាយធនធានគឺអាស្រ័យទៅលើប្រភេទនៃម៉ូដែល ដោយម៉ូដែលរូបវន្តនិងបែងចែក (Distributed and Physically-based models) ទាមទារធនធានកុំព្យូទ័រនិងទិន្នន័យខ្ពស់បំផុត។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ឯកសារនេះគឺជាការពិនិត្យឡើងវិញនូវអក្សរសិល្ប៍ (Literature Review) ទូទៅ ដោយប្រមូលផ្តុំទ្រឹស្តីពីអ្នកស្រាវជ្រាវជុំវិញពិភពលោកតាំងពីទសវត្សរ៍ ១៩៦០ មក។ វាមិនមានការលំអៀងទៅលើតំបន់ភូមិសាស្ត្រជាក់លាក់ណាមួយឡើយ ប៉ុន្តែវាផ្តោតសំខាន់លើបរិបទដែលសម្បូរទិន្នន័យសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍម៉ូដែល។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជាដែលជាប្រទេសកំពុងអភិវឌ្ឍ ការខ្វះខាតទិន្នន័យរង្វាស់ (Ungauged catchments) គឺជាបញ្ហាប្រឈមធំ ដូច្នេះការជ្រើសរើសម៉ូដែលត្រូវធ្វើឡើងដោយប្រុងប្រយ័ត្ន។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

ទ្រឹស្តីនិងការចាត់ថ្នាក់ម៉ូដែលនៅក្នុងឯកសារនេះ មានសារៈសំខាន់និងអាចអនុវត្តបានយ៉ាងល្អសម្រាប់ការជ្រើសរើសឧបករណ៍គ្រប់គ្រងធនធានទឹកនៅកម្ពុជា។

ការយល់ដឹងពីចំណុចខ្លាំងនិងខ្សោយនៃម៉ូដែលនីមួយៗ ជួយឱ្យអ្នកស្រាវជ្រាវ និងវិស្វករកម្ពុជាអាចជ្រើសរើសឧបករណ៍បានត្រឹមត្រូវ ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាធនធានទឹកក្នុងបរិបទដែលទិន្នន័យនៅមានកម្រិតនៅឡើយ។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះជលសាស្ត្រនិងប្រព័ន្ធព័ត៌មានភូមិសាស្ត្រ (GIS): យល់ដឹងពីដំណើរការនៃវដ្តទឹក (Hydrological cycle) និងរៀនប្រើប្រាស់កម្មវិធី QGIS ឬ ArcGIS ដើម្បីទាញយក និងរៀបចំទិន្នន័យលំហ (Spatial data) ដូចជាទិន្នន័យកម្ពស់ដី (DEM) និងផែនទីប្រើប្រាស់ដី។
  2. ប្រមូលនិងរៀបចំទិន្នន័យ (Data Preparation): ស្វែងរកនិងប្រមូលទិន្នន័យទឹកភ្លៀង សីតុណ្ហភាព និងលំហូរទឹកប្រវត្តិសាស្ត្រពីក្រសួងធនធានទឹក និងឧតុនិយម (MOWRAM) ឬគណៈកម្មការទន្លេមេគង្គ (MRC) រួចសម្អាតទិន្នន័យទាំងនោះសម្រាប់ការវិភាគ។
  3. ជ្រើសរើសនិងរៀនប្រើប្រាស់ម៉ូដែល (Model Selection & Training): ចាប់ផ្តើមជាមួយម៉ូដែល Semi-distributed Conceptual ដែលមានការពេញនិយមនិងស័ក្តិសមសម្រាប់កម្ពុជា។ ឧទាហរណ៍៖ រៀនប្រើ HEC-HMS សម្រាប់ការសិក្សាទឹកជំនន់ ឬ SWAT សម្រាប់ការគ្រប់គ្រងអាងរងទឹកភ្លៀង និងគុណភាពទឹក។
  4. ធ្វើក្រិតខ្នាតនិងផ្ទៀងផ្ទាត់ម៉ូដែល (Calibration and Validation): ប្រើប្រាស់ទិន្នន័យលំហូរទឹកប្រវត្តិសាស្ត្រដើម្បីកែសម្រួលប៉ារ៉ាម៉ែត្រម៉ូដែល (Calibration) ឱ្យស៊ីគ្នានឹងស្ថានភាពជាក់ស្តែង និងធ្វើការផ្ទៀងផ្ទាត់ (Validation) ជាមួយនឹងសំណុំទិន្នន័យផ្សេងទៀត ដើម្បីធានាបាននូវភាពជឿជាក់នៃម៉ូដែល។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Deterministic models ជាប្រភេទម៉ូដែលដែលប្រើប្រាស់សមីការគណិតវិទ្យាច្បាស់លាស់ ដោយគ្មានការប្រែប្រួលដោយចៃដន្យនោះទេ។ រាល់ពេលដែលអ្នកបញ្ចូលទិន្នន័យដូចគ្នា វាហ្នឹងផ្តល់លទ្ធផលដូចគ្នារហូត ព្រោះវាគណនាផ្អែកលើច្បាប់រូបវន្តនិងហេតុផលជាក់លាក់។ ដូចជាម៉ាស៊ីនគិតលេខ ដែលនៅពេលអ្នកចុច ១+១ វានឹងចេញលទ្ធផល ២ ជានិច្ច គ្មានថ្ងៃប្រែប្រួលឡើយ។
Stochastic models ជាម៉ូដែលដែលគិតបញ្ចូលនូវភាពមិនច្បាស់លាស់ ឬកត្តាចៃដន្យ (Randomness/Probability) នៅក្នុងការគណនា។ លទ្ធផលរបស់វាផ្តល់ជាប្រូបាប៊ីលីតេនៃការកើតឡើងនូវព្រឹត្តិការណ៍ណាមួយ (ឧទាហរណ៍ ឱកាសកើតមានទឹកជំនន់) ជាជាងផ្តល់ចម្លើយតែមួយគត់។ ដូចជាការទស្សន៍ទាយអាកាសធាតុ ដែលគេប្រាប់ថាថ្ងៃនេះមានឱកាសភ្លៀង ៧០% ដោយមិនអាចអះអាងច្បាស់ ១០០% នោះទេ។
Lumped models ជាម៉ូដែលដែលចាត់ទុកផ្ទៃរងទឹកភ្លៀង (Catchment) ទាំងមូលជាតំបន់តែមួយដែលមានលក្ខណៈដូចគ្នា ដោយមិនខ្វល់ពីការប្រែប្រួលលក្ខណៈដី ឬព្រៃឈើនៅតាមទីតាំងផ្សេងៗគ្នាក្នុងតំបន់នោះទេ។ វាគណនាការឆ្លើយតបនៃលំហូរទឹកសរុបតែម្តងនៅចុងប្រព័ន្ធ។ ដូចជាការវាយតម្លៃរសជាតិសម្លមួយឆ្នាំងដោយភ្លក់តែមួយស្លាបព្រា ដោយសន្មតថាគ្រឿងផ្សំបានរលាយចូលគ្នាស្មើល្អនៅគ្រប់កន្លែងទាំងអស់។
Distributed models ជាម៉ូដែលដែលបែងចែកផ្ទៃរងទឹកភ្លៀងជាក្រឡាចត្រង្គ (Grids) តូចៗ ហើយធ្វើការគណនាលំហូរទឹកនៅតាមក្រឡានីមួយៗដោយផ្អែកលើលក្ខណៈដី ជម្រាល និងអាកាសធាតុជាក់ស្តែងនៃទីតាំងនោះ។ វាមានភាពសុក្រឹតខ្ពស់តែក៏ត្រូវការទិន្នន័យច្រើនសន្ធឹកសន្ធាប់ផងដែរ។ ដូចជាការគូរគំនូរដោយប្រើភីកសែល (Pixels) តូចៗរាប់លាន ដែលចំណុចនីមួយៗមានពណ៌ផ្សេងគ្នា ដើម្បីបង្កើតជារូបភាពដ៏លម្អិតមួយ។
Conceptual models ជាម៉ូដែលដែលធ្វើឱ្យដំណើរការស្មុគស្មាញនៃធម្មជាតិក្លាយជាសាមញ្ញ ដោយតំណាងឱ្យចលនាទឹកជាស៊េរីនៃធុងស្តុកទឹក (Reservoirs) ដែលតភ្ជាប់គ្នា។ វាប្រើប្រាស់រូបមន្តគណិតវិទ្យាដើម្បីពណ៌នាពីអាកប្បកិរិយារបស់ទឹក ជាជាងការផ្អែកលើច្បាប់រូបវន្តសុទ្ធសាធគ្រប់ជ្រុងជ្រោយ។ ដូចជាការគូរផែនទីត្រួសៗដោយដៃ ដើម្បីប្រាប់ផ្លូវមិត្តភក្តិឱ្យងាយយល់ ដោយមិនចាំបាច់គូរគ្រប់ដើមឈើ ឬអគារទាំងអស់នៅតាមដងផ្លូវនោះទេ។
Black-box models ជាម៉ូដែលដែលពឹងផ្អែកទាំងស្រុងលើទិន្នន័យស្ថិតិ ដើម្បីស្វែងរកទំនាក់ទំនងរវាងអ្វីដែលបញ្ចូល (Input, ឧ. ទឹកភ្លៀង) និងអ្វីដែលចេញមកវិញ (Output, ឧ. លំហូរទឹក) ដោយមិនខ្វល់ថាតើមានដំណើរការរូបវន្តឬយន្តការធម្មជាតិអ្វីខ្លះកើតឡើងនៅខាងក្នុងប្រព័ន្ធនោះទេ។ ដូចជាអ្នកដែលចេះបើកបរឡានយ៉ាងស្ទាត់ជំនាញ ដោយដឹងថាជាន់ហ្គែរឡាននឹងលឿន ប៉ុន្តែមិនដឹងសោះថាម៉ាស៊ីនខាងក្នុងដំណើរការយ៉ាងដូចម្តេចដើម្បីធ្វើឱ្យឡានរត់។
Physically-based models ជាម៉ូដែលដែលបង្កើតឡើងដោយផ្អែកលើច្បាប់រូបវន្តធម្មជាតិពិតៗ (ដូចជាច្បាប់អភិរក្សម៉ាស និងថាមពល) ដើម្បីពន្យល់ពីចលនាទឹកគ្រប់ដំណាក់កាល។ ដោយសារវាផ្អែកលើលក្ខណៈរូបវន្ត វាអាចធ្វើការទស្សន៍ទាយបានច្បាស់លាស់សូម្បីតែក្នុងលក្ខខណ្ឌអាកាសធាតុដែលមិនធ្លាប់កើតមានពីមុន។ ដូចជាការសាងសង់ផ្ទះគំរូតូចមួយ (Scale model) ដែលប្រើប្រាស់ក្បួនវិស្វកម្មនិងសម្ភារៈពិតប្រាកដ ដើម្បីធ្វើតេស្តភាពរឹងមាំមុននឹងចាប់ផ្តើមសង់ផ្ទះធំ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖