Mô hình NAM là một hệ thống các diễn đạt bằng công thức toán học dưới dạng định lượng đơn giản thể hiện trạng thái của đất trong chu kỳ thủy văn. Mô hình NAM còn được gọi là mô hình mang tính xác định, tính khái niệm và khái quát với yêu cầu dữ liệu đầu vào trung bình. Mô hình NAM đã được sử dụng tốt ở nhiều nơi trên thế giới với các chế độ thủy văn và khí hậu khác nhau như Mantania, Srilanca, Thái Lan, Ấn Độ… Ở Việt Nam, mô hình này đã đuợc nghiên cứu sử dụng trong tính toán dự báo l trên nhiều hệ thống sông. Hiện nay trong mô hình thủy động lực MIKE 11 (do Viện Thủy Lực Đan Mạch – DHI xây dựng , mô hình NAM đã được tích hợp như một môđun tính quá trình dòng chảy từ mưa. Mô hình NAM được xây dựng trên nguyên tắc xếp 5 bể chứa theo chiều thẳng đứng và 2 bể chứa tuyến tính nằm ngang:
– Bể chứa tuyết tan Bể chứa tuyết tan được kiểm soát bằng các điều kiện nhiệt độ. Đối với điều kiện khí hậu nhiệt đới ở Việt Nam, không xét đến bể chứa này.
– Bể chứa mặt lượng ẩm trữ trên bề mặt của thực vật, lượng nước điền trũng trên bề mặt lưu vực và lượng nước trong tầng sát mặt được đặc trưng bởi lượng trữ ẩm bề mặt. Giới hạn trữ nước tối đa trong bể chứa này được ký hiệu bằng Umax. Lượng nước U trong bể chứa mặt sẽ giảm dần do bốc hơi, do thất thoát theo phương nằm ngang (dòng chảy sát mặt . Khi lượng nước này vượt quá ngưỡng Umax thì một phần của lượng nước vượt ngưỡng Pn này sẽ chảy vào suối dưới dạng chảy tràn trên bề mặt, phần còn lại sẽ thấm xuống bể ngầm. Lượng nước ở bể chứa mặt bao gồm lượng nước mưa do lớp phủ thực vật chặn lại, lượng nước đọng lại trong các chỗ trống và lượng nước trong tầng sát mặt.
Cấu trúc mô hình NAM
– Bể chứa tầng dưới (bể tầng rễ cây) Bể này thuộc tầng rễ cây, là lớp đất mà thực vật có thể hút ẩm để thoát ẩm. Giới hạn trên của lượng ẩm tối đa trong bể chứa này được kí hiệu là Lmax. Lượng ẩm của bể chứa sát mặt được đặc trưng bằng đại lượng L, phụ thuộc vào lượng tổn thất thoát hơi của thực vật. Lượng ẩm này cũng ảnh hưởng đến lượng nước sẽ đi xuống bể chứa ngầm để bổ sung nƣớc ngầm. T số L/Lmax biểu thị trạng thái ẩm của bể chứa. Bốc thoát hơi nước của thực vật được ký hiệu là Ea, tỷ lệ với lượng bốc thoát hơi bể chứa mặt (Ep). Bốc thoát hơi nƣớc thực vật là để thỏa mãn nhu cầu bốc hơi của bể chứa mặt. Nếu lượng ẩm U trong bể chứa mặt nhỏ hơn bốc thoát hơi thực đo thì bể chứa mặt bị bốc hơi hết. Lƣợng bốc hơi còn thiếu s đƣợc bổ sung t tầng dưới Ea . Ban đầu nó sẽ bốc hơi lượng ẩm trong đất ở tầng dưới còn thừa ở các giai đoạn trước nếu thiếu nó tiếp tục bốc hơi lượng nước chứa trong đất ở tầng dưới. Do đó lượng bốc thoát hơi Ea phụ thuộc vào lượng trữ ẩm có trong đất. – Bể chứa ngầm Lượng nước bổ sung cho dòng chảy ngầm phụ thuộc vào độ ẩm của đất trong tầng rễ cây. Mưa hoặc tuyết tan trước tiên đi vào bể chứa mặt. Lượng nước U trong bể chứa mặt liên tục tiêu hao do bốc thoát hơi và thấm ngang để tạo thành dòng chảy sát mặt .Khi lượng nước U vượt quá giới hạn Umax, phần lượng nước thừa sẽ tạo thành dòng chảy tràn để tiếp tục chảy ra sông, phần còn lại sẽ thấm xuống các bể chứa tầng dưới và bể chứa tầng ngầm. Lượng cấp nước ngầm được chia ra thành 2 bể chứa: bể chứa nước ngầm tầng trên và bể chứa nước ngầm tầng dưới. Hoạt động của hai bể chứa này như các h chứa tuyến tính với các hưởng số thời gian khác nhau. Nước trong hai bể chứa này sẽ tạo thành dòng chảy ngầm. Dòng chảy tràn và dòng chảy sát mặt được diễn toán qua một hồ chứa tuyến tính thứ nhất. Sau đó, tất cả các thành phần dòng chảy được cộng lại và diễn toán qua một hồ chứa tuyến tình thứ hai. Cuối cùng sẽ được dòng chảy tổng cộng tại cửa ra.
