مدل های هیدرولوژیکی به عنوان یک ابزار شبیه ساز در رشته آب شناخته می شوند. مدل سازی واقعی هیدرولوژیکی عملا غیر ممکن هستند. مدل های هیدرولوژیکی بایستی بتوانند به طور جامع حوضه آبریز در مقیاس بزرگ تا حرکت آب در مقطعی از یک لوله را شبیه سازی کنند. در این مطلب توضیحات کامل و جامعی برای مدل های هیدرولوژیکی به شما ارائه شده است. این توضیحات در خصوص نوع ساختار، خاصیت احتمالاتی یا قطعی و یا توزیعی بودن یا یکپارچه بودن مدل های هیدرولوژیکی است.
مدل‌های فيزيكي
اين مدل‌ها شامل دو گروه عمده مي‌باشند.
1) مدل‌هاي مقياسي كه سيستم واقعي را با يك مقياس كوچكتري ارائه مي‌دهند (نظير مدل هيدروليكي سرريز يك سد).
2) مدل‌هاي آنالوگ كه اين مدل‌ها سيستم فيزيكي ديگري را كه مشخصاتي مشابه پروتيپ دارد، بكار مي‌گيرند. براي مثال مدل هل- شاو يك مدل آنالوگ است، كه با بكارگيري حركت يك سيال لزج بين دو صفحه موازي نزديك به هم، تراوش جريان به داخل سفره آب زيرزميني را مدل مي‌نمايد.
مدل‌هاي انتزاعي (رياضي)
اين مدل‌ها سيستم را در يك فرم رياضي ارائه مي‌دهند. به طوري كه در اين مدل‌ها عملكرد سيستم، براساس يک‌سري معادلات رياضي، ارتباطي بين متغيرهاي ورودي و خروجي برقرار مي‌كند. اين متغيرها ممكن است تابعي از زمان و مكان باشند و يا اين كه ممكن است مقدار ثابتي در زمان و مكان باشند و يا اين كه ممكن است مقدار ثابتي در زمان و مكان نداشته باشند و از نوع تصادفي باشند. به عنوان مثال مقدار بارشي كه در يك مكان خاص در آينده اتفاق خواهد افتاد به طور قطع قابل پيش‌بيني نيست وليكن احتمال رخداد آن قابل تخمين است. استفاده از متغيرهاي تصادفي در مدل های هیدرولوژیکی ، مستلزم بكارگيري آنها در بعد زمان فضاي چهار بعدي مي‌باشد كه اين امر منجر به پيچيده شدن آن سيستم مي‌شود. بر اين اساس مدل‌هاي انتزاعي به دو گروه عمده مدل‌هاي قطعي و مدل‌هاي احتمالي طبقه‌بندي مي‌شوند.
مدل‌هاي قطعي و احتمالاتي
در اين مدل‌ها به ازاي هر ورودي و براي شرايط اوليه امروزي مشخص، فقط يك خروجي منحصر به فرد وجود دارد. اين در حالي است كه در نقطه مقابل آن يعني مدل‌هاي احتمالاتي خروجي‌ها به صورت تصادفي هستند. به طور كلي مي‌توان گفت كه اگر احتمال تأثير متغيرها در وقوع يك فرآيند انكار شود و مدل از قوانين احتمالات پيروي نكند، آن‌گاه آن مدل قطعي است. در غير اين صورت اگر احتمال وقوع متغيرهاي مورد نظر و مفاهيم احتمال در ساخت مدل دخالت داده شود، آن مدل احتمالاتي است. مدل‌هاي قطعي و احتمالاتي از نظر تغييرپذيري مكاني و زماني طبقه بندي مي‌شوند كه در ادامه به تشريح آنها پرداخته شده است.
مدل‌هاي قطعي يكپارچه و توزيعي
در مدل‌هاي قطعي يكپارچه تغييرات مكاني وجود ندارد. اين دسته از مدل‌ها اغلب مثل يك جعبه سياه رفتار مي‌كنند. تابع سيستم با استفاده از داده‌هاي ورودي- خروجي محاسبه مي‌گردد و توجهي به ساختمان داخلي سيستم نمي‌شود. اين در حالي است كه در مدل‌هاي توزيعي در يك يا بيشتر از يك بعد تغييرات مكاني وجود دارد. در بسياري از مدل‌هاي بارش رواناب، ورودي بارش به سيستم در كل سطح حوضه يكنواخت فرض مي‌شود و از تغييرات مكاني بارش صرف نظر مي‌شود. در حالي كه در مدل‌هاي توزيعي تغييرات در بعد مكان در نظر گرفته مي‌شود و متغيرها تابعي از مكان هستند.
مدل‌هاي قطعي دائم و غيردائم
در مدل های هیدرولوژیکی قطعي دائم، نرخ جريان نسبت به زمان تغيير نمي‌كند. اين در حالي است كه در مدل های هیدرولوژیکی غيردائم نرخ جريان نسبت به زمان متغير است.
مدل‌هاي احتمالاتي مستقل از مكان و وابسته به مكان
در مدل‌هاي مستقل از مكان، متغيرهاي تصادفي در نقاط مختلف در يك ميدان تصادفي از يكديگر تأثيري نمي‌پذيرند. اين در حالي است كه در نوع وابسته به مكان اين متغيرها بر روي يكديگر تأثير مي‌گذارند.
مدل‌هاي احتمالاتي مستقل از زمان و وابسته به زمان
در مدل های هیدرولوژیکی احتمالاتي مستقل از زمان يك توالي زماني از رويداد هاي هيدرولوژي كه هيچ تأثيري بر يكديگر ندارند، وجود دارد. در حالي كه در نوع وابسته به زمان، توالي زماني از يك رخداد آتي از رخدادهاي جاري و يا رخدادهاي به وقوع پيوسته در زمان قبل، اثر مي‌پذيرد.
