Đang tải... (xem toàn văn)
Mô phỏng sự thay đổi đặc trưng dòng chảy khi phát triển bãi ven sông thành khu đô thị: Áp dụng cho khu bãi ven sông Cả, đoạn qua thành phố Vinh - Nghệ An trình bày việc tính toán định lượng sự thay đổi các đặc trưng dòng chảy (cụ thể là mực nước) do việc phát triển bãi ven sông thành khu đô thị bằng cách sử dụng mô hình toán thuỷ lực. Nghiên cứu áp dụng cho khu vực bãi nằm bên bờ tả của sông Cả, trong phạm vi giới hạn 2 cầu Bến Thủy 1 và 2, thành phố Vinh - Nghệ An.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 MƠ PHỎNG SỰ THAY ĐỔI ĐẶC TRƯNG DỊNG CHẢY KHI PHÁT TRIỂN BÃI VEN SÔNG THÀNH KHU ĐÔ THỊ: ÁP DỤNG CHO KHU BÃI VEN SÔNG CẢ, ĐOẠN QUA THÀNH PHỐ VINH - NGHỆ AN Phạm Văn Chiến Khoa Thuỷ văn Tài nguyên nước - Trường Đại học Thuỷ lợi Email: Pchientvct_tv@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG sử dụng để xác định Trong năm gần đây, nhiều khu vực đặc trưng thuỷ động lực dịng chảy có bãi ven sơng khai thác phát triển khơng có khu đô thị bãi ven thành khu đô thị Khu bãi ven sông nằm sông Phương pháp đo đạc trường thường tốn thời gian, bên bờ tả sơng Cả, phạm vi giới hạn từ cầu Bến Thủy đến cầu Bến Thủy khó thực thời gian dài, mô hình tốn lại cho phép (Hình 1), thành phố Vinh - Nghệ An đổi liên quan dễ dàng linh hoạt ngoại lệ Việc xây dựng thay Mục tiêu nghiên cứu tính khu thị bãi ven sơng làm cho toán định lượng thay đổi đặc trưng phần diện tích lịng sơng bị dòng chảy (cụ thể mực nước) việc phát dẫn đến thay đổi đặc triển bãi ven sông thành khu thị cách trưng thuỷ động lực dịng chảy việc sử dụng mơ hình tốn thuỷ lực Nghiên cứu thu hẹp mặt cắt Do đó, đánh giá ảnh hưởng áp dụng cho khu vực bãi nằm bên bờ tả của việc xây dựng khu đô thị bãi ven sông sông Cả, phạm vi giới hạn cầu Bến đến đặc trưng thuỷ động lực dòng Thủy 2, thành phố Vinh - Nghệ An chảy việc làm cần thiết, không PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU giúp cho việc xác định biện pháp cơng trình hợp lý nhằm bảo vệ khu thị ven Mơ hình MIKE 11 sơng mà cịn đảm bảo an tồn tiêu lũ Module thuỷ lực mơ hình MIKE 11 theo quy định [1] sử dụng để tính toán thuỷ động lực xác định gia tăng mực nước đoạn Khu vực bãi sông nghiên cứu Điều có nghĩa ngập quan đặc trưng trung bình mặt cắt dịng chảy tâm lịng sông xác định cách giải hệ phương Saint-Venant sử dụng lược đồ sai phân hữu hạn điểm ẩn [2] Thơng số mơ hình hệ số nhám lòng dẫn (n) hiệu chỉnh cẩn thận dựa vào so sánh Hình Sơ đồ đoạn sơng vùng quan tâm kết tính tốn thực đo mực nước trạm kiểm tra nghiên cứu Thiết lập mơ hình cho vùng nghiên cứu Ngồi phương pháp đo đạc dịng chảy Hình thể sơ đồ mạng lưới sơng trường phương pháp mơ hình tốn dùng tính tốn sử dụng mơ hình 348 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 MIKE 11, bao gồm ba nhánh sơng chính: (i) hạ lưu sông Cả (từ trạm thuỷ văn Yên Thượng), (ii) hạ lưu sông Ngàn Phố (từ trạm thuỷ văn Sơn Diệm) (iii) hạ lưu sông Ngàn Sâu (từ trạm thuỷ văn Hoà Duyệt) với tổng số 78 mặt cắt (trong sơng Cả có 46 mặt cắt, sơng Ngàn Phố có 11 mặt cắt sơng Ngàn Sâu có 21 mặt cắt) Chuỗi số liệu lưu lượng ngày thực đo trạm thuỷ văn Yên Thượng, Sơn Diệm Hoà Duyệt sử dụng biên thượng lưu, chuỗi số liệu mực nước thực đo trạm Cửa Hội sử dụng biên hạ lưu Số liệu dòng chảy năm 2011 sử dụng để hiệu chỉnh thơng số mơ hình chuỗi số liệu năm 2005 sử dụng để kiểm định mơ hình Để đảm bảo tính ổn định mơ hình, bước thời gian ∆t=1s lựa chọn cho tất tính tốn Hệ số nhám sông xác định dựa phương pháp thử sai Sự phù hợp kết tính tốn từ mơ hình giá trị thực đo đánh giá dựa tiêu: sai số quân phương (RMSE), sai số tuyệt đối trung bình (MAE), hệ số tương quan (r) hệ số Nash-Sufficient Effficient (NSE) Hình thể giá trị tiêu sai số khác trạm Nam Đàn, Chợ Tràng Bến Thuỷ (Hình 2) sử dụng hệ số nhám số sông Dễ dàng nhận thấy RMSE MAE trạm kiểm tra thay đổi lớn hệ số nhám thay đổi khoảng từ 0,025 đến 0,04, hệ số r thay đổi không nhiều sử dụng hệ số nhám khác ngược lại hế số NSE thay đổi lớn hệ số nhám thay đổi Hình Sơ đồ mạng lưới sơng dùng tính tốn mơ cho vùng nghiên cứu KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Phân tích độ nhạy hiệu chỉnh thơng số Hình Mực nước thực đo tính tốn trạm kiểm tra cho hiệu chỉnh thơng số Hình Quan hệ tiêu sai số hệ số nhám trạm kiểm tra Hình thể kết so sánh mực nước thực đo tính toán ứng với hệ số nhám phù hợp (n = 0,037 cho sông Ngàn Sâu Ngàn Phố; n = 0,036 cho đoạn sơng Cả tính từ biên thượng lưu đến ngã ba nhập lưu với sông Ngàn Sâu n = 0,03 cho đoạn sơng Cả tính từ ngã ba nhập lưu sông Ngàn Sâu đến biên hạ lưu đến) trạm kiểm tra Kết tính tốn thể hầu hết vị trí kiểm tra mực nước tính tốn tương đối 349 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 phù hợp với mực nước thực đo Hơn nữa, giá trị mực nước lớn trạm khác khơng nhiều tính tốn thực đo RMSE MAE mực nước trạm kiểm tra thay đổi khoảng từ 0,11 m đến 0,33 m ( 0,91 NSE > 0,80, giá trị RMSE MAE tương đối nhỏ (thay đổi từ 0,10 m đến 0,28 m 3% đến 13% biên độ dao động mực nước thực đo trạm) Các kết khảng định hệ số nhám sử dụng chấp nhận Do giá trị hệ số nhám sử dụng để xác định mực nước dâng thêm phát triển khu vực bãi ngập nằm bên bờ tả sông Cả (trong phạm vi giới hạn cầu Bến Thủy 2) thành khu đô thị ven sơng Mơ mực nước dâng thêm Hình Hình thể kết mơ mực nước dâng thêm dọc sông (đoạn sông từ Cầu Bến Thuỷ 2) ứng với trận lũ Hình Mực nước trung bình ngày lớn dọc sơng ứng với lũ thiết kế 1% KẾT LUẬN Mơ hình tái tốt trình thay đổi mực nước thực đo trạm kiểm tra cho hiệu chỉnh thơng số kiểm định mơ hình (sử dụng số liệu năm 2011 2005) Kết tính tốn mơ mực nước dâng thêm trận lũ lịch sử năm 1978 lũ thiết kế ứng với tần suất 1% thể mực nước khu vực nghiên cứu tăng thêm đáng kể từ 0,08 đến 0,31 m TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Báo cáo “Quy hoạch phịng chống lũ đê lưu vực sơng Cả địa bàn tỉnh Nghệ An”, Viện Quy hoạch Thủy lợi (2008) [2] User Guides MIKE by DHI 2014 350 ... phát triển khu vực bãi ngập nằm bên bờ tả sông Cả (trong phạm vi giới hạn cầu Bến Thủy 2) thành khu đô thị ven sông Mô mực nước dâng thêm Hình Hình thể kết mô mực nước dâng thêm dọc sông (đoạn sông. .. MAE trạm kiểm tra thay đổi lớn hệ số nhám thay đổi khoảng từ 0,025 đến 0,04, hệ số r thay đổi không nhiều sử dụng hệ số nhám khác ngược lại hế số NSE thay đổi lớn hệ số nhám thay đổi Hình Sơ đồ... hệ số nhám phù hợp (n = 0,037 cho sông Ngàn Sâu Ngàn Phố; n = 0,036 cho đoạn sơng Cả tính từ biên thượng lưu đến ngã ba nhập lưu với sông Ngàn Sâu n = 0,03 cho đoạn sông Cả tính từ ngã ba nhập