MƠ HÌNH SỐ VỀ VẬN TẢI BÙN CÁT BA CHIỀU TRONG SÔNG 3D

Trần Thị Mỹ Hồng, Lê Song Giang 46 MƠ HÌNH SỐ VỀ VẬN TẢI BÙN CÁT BA CHIỀU TRONG SÔNG 3D NUMERICAL MODELING OF SEDIMENT TRANSPORT IN RIVERS Trần Thị Mỹ Hồng, Lê Song Giang Trường Đại học Bách khoa – Đại học Quốc gia Tp.HCM; tranthimyhong@hcmut.edu.vn, lsgiang@yahoo.com Tóm tắt - Bài báo trình bày phương pháp tính tốn dịng chảy vận tải bùn cát sơng, kênh hở khơng gian ba chiều Các phương trình vi phân để tính tốn dịng chảy vận tải bùn cát viết hệ tọa độ biến đổi “sigma” Các phương trình giải theo phương pháp thể tích hữu hạn lưới phi cấu trúc với phần tử tứ giác Phương pháp tính tính tốn kiểm tra với tốn vận tải bùn cát đoạn kênh cong nghiên cứu thực nghiệm Odgaard Bergs (1988) áp dụng thử để làm mơ hình vận tải bùn cát khu vực Cù lao Phố sông Đồng Nai Các kết tính tốn cho thấy phương pháp cho kết tính xác ứng dụng cho tính tốn thực tế Abstract - The article presents a method of calculating three dimensional flow and sediment transport in rivers and open channels The governing differential equations for flow and sediment transport are written in the "sigma" coordinate system These equations are solved by the finite volume method on the unstructured grid with quadrilateral elements The method is tested with the sediment transport in curved channel studied experimentally by Odgaard and Bergs (1988) The method is also applied to modeling sediment transport at Pho islet in DongNai river Calculation results show that this method gives fairly accurate results and can be applied to practical calculations Từ khóa - mơ hình số 3D; vân tải bùn cát; lưới phi cấu trúc; sơng Đồng Nai; phương pháp thể tích hữu hạn Key words - 3D numerical model; sediment trannsport; unstructured grid; DongNai river; finite volume method Giới thiệu Tính tốn dịng chảy vận tải bùn cát toán phổ biến thủy lực Đối với trường hợp đơn giản, người ta dùng mơ hình 1D 2D Tuy nhiên tốn phức tạp, nơi dịng chảy có cấu trúc chiều với dòng thứ cấp xuất rõ rệt có mơ hình 3D đủ độ tin cậy Gần đây, số mơ hình 3D công bố Van Rijn [9] giải phương trình vận tải bùn cát lơ lửng 3D dòng chảy 3D nhận từ lời giải 2D với giả thiết phân bố theo quy luật logarithm phương thẳng đứng Lin Fanconer [4] giải phương trình Navier-Stokes trung bình hóa Reynolds phương trình vận tải bùn cát lơ lửng phương pháp sai phân hữu hạn lưới cố định theo phương thẳng đứng Wu ctg [10] xây dựng phương pháp tính dựa việc giải phương pháp thể tích hữu hạn phương trình Navier-Stokes bình hóa Reynolds phương trình vận tải bùn cát lơ lửng trung Hiện có số phần mềm để tính dịng chảy vận tải bùn cát ba chiều DELFT3D, TELEMAC 3D… nhiên thuật toán phần mềm chưa tối ưu chi phí quyền cao Trong bào báo này, phương pháp tính tốn dịng chảy vận tải bùn cát 3D khác giới thiệu Dịng chảy giải từ phương trình chiều với giả thiết thủy tĩnh Các phương trình giải theo phương pháp thể tích hữu hạn lưới phi cấu trúc trục thẳng đứng biến đổi sigma Phương pháp đảm bảo tính chất bảo tồn lưới tính tốn có khả bám sát theo địa hình, phù hợp với tốn thực tiễn Phương pháp áp dụng tính tốn thử nghiệm với toán kênh cong 180o nghiên cứu thực nghiệm Odgaard Bergs [5] toán bồi xói khu vực Cù lao Phố sơng Đồng Nai Mơ hình tốn 2.1 Phương trình Dịng chảy giải từ phương trình dịng chảy ba chiều với giả thiết thủy tĩnh Trong hệ tọa độ biến đổi “sigma”, phương trình viết : q D +  (q) +  = t  (1) A U    q +  qU − DAH  U  + q U − V = − gD  + DF   t D   (2) Còn bùn cát lơ lửng diễn biến đáy giải từ phương trình: qC   (q − ws0 )C − DV C  = +  qC − HD H  C  + D   t   (1 − P)C zb + (bcb ) + qb = (Db − Eb ) t t (3) (4) Trong đó:  – mực nước; U = u x , u y  – hai thành phần T vận tốc dòng chảy phương ngang; ω – thành phần vận tốc phương thẳng đứng “sigma”; T q = q x , q y  = DU q = D ; D – độ sâu; σ – toán tử vi phân mặt phẳng “sigma”; F – vector ngoại lực; AH AV – độ nhớt rối; C – nồng độ bùn cát lơ lửng cột nước; qC = DC ; ws0 – vận tốc lắng; zb – cao độ đáy; C – khối lượng riêng hạt bùn cát; P – hệ số rỗng; cb – nồng độ bùn cát tầng đáy; b – bề dày tầng đáy; q b = qbx , qby T – vector lưu lượng đơn vị bùn cát đáy; Db Eb – suất lắng xói bùn cát đáy (ở cách đáy khoảng b); DH DV – hệ số khuếch tán rối Độ nhớt rối ngang, AH, tính theo Smagorinsky [6]: 2   v   u v    u   AH = Cxy   +   +  +   x   y x    y    0,5 (5) Hệ số C nằm khoảng 0.01 - 0.5 Độ nhớt rối theo phương đứng, AV, tính theo mơ hình PrandtlKolmogorov (1942) [15, 16]: AV = C L k (6) Trong C' - số mơ hình, xác định q trình hiệu chỉnh mơ hình; L – chiều dài xáo trộn; k – động rối Các thông số lấy theo Davies ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 17, NO 1.1, 2019 Gerritsen [1] sau: ( ) Còn đáy (= -1): ( )   b2 s k=  u* (h) + u* (1 − h) c   L = D(1 − h ) h =0 (7) (8) Với c=0.09 – số mơ hình; =0.4 – số Karman; s * u - vận tốc ma sát mặt nước; u*b - dạng sửa chữa vận tốc ma sát đáy u *b , u *b = max (u* , u*b ) ; u * - giá trị trung bình vận tốc ma sát tính từ vận tốc mắt lưới đường thủy trực biên dạng vận tốc logarit; h = ( − z ) D - độ sâu tương đối Hệ số khuếch tán rối lấy với độ nhớt rối Đối với bùn cát rời, suất lắng xói bùn cát độ cao b, Db Eb, tính : (9) Db − Eb = ws (cb − cb ,e ) Trong cb cb,e – nồng độ bùn cát nồng độ bùn cát bão hoà mặt phân cách lớp đáy Theo Van Rijn [7 9], qb cb,e, tính 1.5 −0.3 2.1 qb = 0.053 C (s − 1)g  d 50 D* T 0.5 cb ,e = 0.015  C Với: 47 d 50 T 1.5 b D*0.3 (11) (12) T = ( b −  cr )  cr g  D* = d 50 (s − 1)     (10) (20) AV  u v , D    ( )  2 0.5 (u, v )  = CD u + v  D C   −  ws C + V  = Eb − Db D    (21) (22) Trong CD hệ số ma sát đáy tính :    CD =    ln( z )  (23) Với Δ – khoảng cách từ mắt lưới tới đáy; z0 – thông số nhám 2.3 Phương pháp giải Các phương trình (1) - (3) giải phương pháp thể tích hữu hạn theo sơ đồ cải tiến từ sơ đồ giới thiệu tài liệu [13] Trong sơ đồ này, thành phần lưu lượng q nồng độ bùn cát lơ lửng C giải ẩn theo phương”sigma” để gia tăng tính ổn định lời giải Hình giới thiệu lưới tính mơ hình Mực nước tính nút lưới Lưu lượng q tính cạnh phần tử, lưu lượng qσ tính nút lưới khoảng lớp cịn nồng độ bùn cát lơ lửng tính nút lưới lớp 1/ (13) Trong đó: d50 – đường kính hạt 50%; s – tỷ trọng hạt; τ τcr – ứng suất tiếp đáy ứng suất tiếp đáy ngưỡng (xác định từ đồ thị Shield) Đối với bùn cát kết dính, suất xói, Eb, lắng, Db, tính theo Hayter Mehta [2] Krone [3]:   Eb =   b − 1       Db = ws 0C 1 − b  d (14)     (15) Trong đó:  - hệ số xói; b - ứng suất tiếp đáy;  - ứng suất tiếp đáy ngưỡng xói; d - ứng suất tiếp đáy ngưỡng bồi 2.2 Điều kiện biên Trên biên hở diễn biến lưu lượng mực nước áp đặt Đối với nồng độ bùn cát lơ lửng, pha chảy vào, nồng độ bùn cát áp đặt Cịn pha chảy ra, điều kiện tự sử dụng: (16) C n = Trên biên kín, điều kiện khơng thẩm thấu sử dụng Trên mặt thoáng (= 0), điều kiện biên sau sử dụng: =0 (17) ( ) AV  u v  = −  x , y  , D     D C =0 ws0C + V D  (18) a) Trên mặt b) Trên phương thẳng đứng Hình Sơ đồ lưới tính mặt (a) lớp lưới tính theo phương thẳng đứng (b) Thứ tự giải phương trình sau: • Bước 1: Giải phương trình (2) tính lưu lượng q thời điểm n+1/2 • Bước 2: Giải phương trình (1) tính mực nước η thời điểm n+1 • Bước 3: Tính lưu lượng qσ thời điểm n+1/2 • Bước 4: Giải phương trình (3) tính nồng độ bùn cát lơ lửng C thời điểm n+1 Bước 5: Giải phương trình (4) tính cao độ đáy zb thời điểm n+1 a Bước Phương trình (2) tích phân thể tích kiểm sốt cạnh ict (Hình 1a) lớp k: •   (19) q  k S t dSd +    qU − DAH  UdSd +  k S Trần Thị Mỹ Hồng, Lê Song Giang 48 c Bước AV U    q U − D   dSd =   (− gD  + DF )dSd   k S    k S   (24) Sau sai phân số hạng đạo hàm theo thời gian, (24) đưa tới phương trình: (q n +1 / k − q nk −1 / ) Vt k ( )( ) + Fluxk U n −1 / + J nk ++11 / − J nk +1 / = rkn Vk Trong Vk =  k S J k +1 (25) (26) A q  S  =  q q − V D   k +1 / D (27) U   Fluxk (U ) =  k  q n U − DAH dl n  k L  rk = D(− g   + F )k  S  k D q  qddS + ddS + ddS = t  S  S   Trong ATk +1 APk +1 xác định tùy theo sơ đồ nội suy Riêng đáy mặt thoáng, điều kiện biên sử dụng để tính J Thay (30) vào (25), ta phương trình cuối cùng: (40) Các tích phân ước tính tích phân số sau sai phân theo thời gian ta lời giải cho q σ nút C lớp thời điểm n+1/2: n +1 / q k +1 n +1 / = q k (31) Lưu ý đáy + S     Vk =  k S n +1 / nk j Lj j q =0 ( )( ) ( (43) AS k = APk (34) ) Vk n−1/ S rck = qk − Flux k U n−1/ + Vk rkn t (35) Trên thủy trực ta thiết lập hệ nz phương trình (31) chứa nz ẩn số mà sau giải ta có nz nghiệm qk (k=1,nz) cạnh ict lớp b Bước Để tính mực nước η, phương trình liên tục (1) tích phân phương  toàn chiều sâu Kết ta thu được: D +  ( k  qk ) = t k (36) (36) sau tích phân diện tích kiểm sốt nút C (Hình 1a), từ ta được: q n +1 / nk j  Lj    (44) n +1 D C   J kn++11 = S q C − V D   k +1 /  ( ) =  Fluxk C n k    q n+1 / C − HDH  C n S n  dS (37) (38) (39) (45) k (46) Số hạng Fuxk(Cn) ước tính phép tích phân số sai phân cịn số hạng Jk+1 nội suy sai phân thành: J k +1 = − ATk +1C k +1 + APk +1C k (47) Trong ATk +1 APk +1 xác định tùy theo sơ đồ nội suy Tại đáy mặt thoáng, điều kiện biên sử dụng để tính J Thay (47) vào (43), ta phương trình cuối cùng: − AS k Ckn−+11 + AP k Ckn+1 − AN k Ckn++11 = Srck Từ (37), độ sâu mực nước nút C tính: Cn +1 = zb + DCn +1 n +1 / 1 ) ( (33) DCn +1 q Vk qC nk +1 − qC nk + Fluxk C n + J kn++11 − J kn +1 = Vk D n +1 r − sCkn +1 t AT k = ATk +1 D n +1 / t = DCn + C t DCn +1 /  k − t S (42) Sau sai phân số hạng đạo hàm theo thời gian (42) đưa tới phương trình: k Trong đó: j −  k DV C   q C − D   ddS =   DS C ddS   S  k (32)  DCn +1 / = −    k S k  t k d Bước Phương trình (3) tích phân thể tích kiểm sốt nút C lớp k: q S  tC ddS + S   qC − HDH  C ddS + k k Trong đó: Vk AP k = + ( APk +1 + ATk ) t (  k (41) (28) (29) Các số hạng Fuxk(U) rk ước tính phép tích phân số sai phân Riêng số hạng Jk+1 nội suy sai phân thành: J k +1 = − ATk +1q k +1 + APk +1q k (30) − AS k q nk +−11 / + AP k q nk +1 / − AN k q nk ++11 / = Src k Để tính lưu lượng đơn vị phương , phương trình liên tục (1) tích phân thể tích kiểm sốt nút C lớp k: (48) Với   AP k =  + s Vk D n+1 + (APk +1 + ATk )  t  (49) AT k = ATk +1 (50) ) ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 17, NO 1.1, 2019 AS k = APk (51) ( )   Dn n C k + r.D n+1  − Fluxk C n Srck = Vk  t    (52) Trên thủy trực ta thiết lập hệ nz phương trình (48) chứa nz ẩn số mà sau giải ta có nz nghiệm qC (k=1,nz) nút C lớp thời điểm n+1 e Bước Để tính biến đổi đáy, phương trình (4) tích phân diện tích kiểm sốt nút C (Hình 1a): (1 − P )C  zb dS +  (bcb ) dS +  qb dS =  (Db − Eb )dS t S t S S S (53) Sau sai phân số hạng đạo hàm theo thời gian, (53) đưa tới phương trình: (1 − P ) C zbn+1 − zbn + DC + Flux (qb ) = (Db − Eb )S t Trong  S (bcb )n+1 − (bcb )n DC = t  Flux (qb ) =  qb n dl (56) Từ (54) ta có cao độ đáy nút C thời điểm n+1: t (D − E )S − DC − Flux(qb ) zbn +1 = zbn + (1 − P )C b b (57) L Tính tốn thử nghiệm 3.1 Vận tải bùn cát kênh cong 180o Odgaard Bergs [5] có nghiên cứu thực nghiệm dòng chảy vận tải bùn cát kênh Bờ trái cong Bài tốn Wu ctv [10] tính tốn mơ hình 3D Kênh gồm đoạn cong 180o, bán kính trung bình 13,11m, đoạn kênh dẫn vào thẳng, dài 20m Mặt cắt ngang kênh hình thang, đáy rộng 1.44m mặt thống rộng 2.44m (Hình 2) Đáy kênh phủ lớp cát dày 23cm với đường kính trung bình 0.3 mm Nước cát trơi theo dịng chảy bơm ngược trở lại đầu kênh hệ thống tuần hoàn khép kín với lưu lượng 0,153m3/s Sau đáy kênh biến đổi tới trạng thái ổn định, địa hình đáy kênh đo đạc Hình Lưới tính mơ hình 3D (54) (55) Bờ phải Trong nghiên cứu mô hình số 3D cho kênh Odgaard Bergs xây dựng Trên mặt bằng, đoạn cong 180o chia thành 180×16 phần tử cịn đoạn kênh dẫn vào chia thành 80×16 phần tử (Hình 2) Mơ hình có 11 lớp theo phương thẳng đứng Địa hình đáy lấy theo hình dạng kênh cứng hình thang điều kiện ban đầu kênh bị bồi 23cm tương ứng với lớp cát phủ ban đầu thí nghiệm Đầu vào kênh áp đặt điều kiện biên lưu lượng Q=0,153m3/s với nồng độ bùn cát lơ lửng tương ứng với lưu lượng bùn cát mặt cắt cuối kênh 3,7g/m/min ghi nhận thí nghiệm Odgaard Bergs Điều kiện biên mực nước cuối kênh áp đặt cho độ sâu kênh khoảng 15cm thí nghiệm trái Bờ trái Bờ phải Bờ trái Măt cắt 450 Bờ trái Bờ trái Măt cắt 900 Bờ trái Bờ phải Măt cắt 1350 Măt cắt 1350 Bờ phải Măt cắt 1800 Bờ phải Măt cắt 900 Bờ phải Bờ trái Bờ phải Măt cắt 450 Bờ phải Bờ trái Bờ phải Măt cắt 00 Măt cắt 00 Bờ trái 49 Bờ trái Bờ phải Măt cắt 1800 a) Vận tốc mặt phẳng mặt cắt b) Vận tốc vng góc với mặt cắt Hình Vận tốc mặt cắt góc cong khác Trần Thị Mỹ Hồng, Lê Song Giang 50 Mặt cắt 2o h, m 0,00 -0,10 -0,20 -0,30 -0,40 -0,50 0,50 Mặt cắt 31 0,00 x/b o 0,50 Mặt cắt 61 0,00 x/b o 0,50 Mặt cắt 84 0,00 x/b 0,50 Mặt cắt 137 0,00 x/b 0,50 Mặt cắt 178 0,00 x/b h, m 0,00 -0,10 -0,20 -0,30 -0,40 -0,50 h, m 0,00 -0,10 -0,20 -0,30 -0,40 -0,50 h, m 0,00 -0,10 -0,20 -0,30 -0,40 -0,50 h, m h, m 0,00 -0,10 -0,20 -0,30 -0,40 -0,50 -0,50 o -0,50 o -0,50 o 0,00 -0,10 -0,20 -0,30 -0,40 -0,50 0,50 -0,50 0,30 0,10 x/b -0,10 -0,50 -0,30 -0,50 Hình Địa hình đáy kênh tính tốn (sau - đường liền sau 11 - đường đứt nét) thí nghiệm (chấm trịn) Tính tốn cho thấy sau khoảng kể từ thời điểm ban đầu địa hình đáy kênh gần khơng cịn thay đổi Hình giới thiệu trường vận tốc số mặt cắt kênh vị trí khác Các hình cho thấy xoáy thứ cấp kênh tái cách rõ ràng Hình giới thiệu kết tính diễn biến đáy kênh sau ổn định Đường liền đáy kênh sau đường đứt đoạn đáy kênh sau 11 Kết tính tốn hồn tồn phù hợp với số liệu thí nghiệm Odgaard Bergs 3.2 Vận tải bùn cát khu vực Cù lao Phố sông Đồng Nai Sông Đồng Nai khu vực Cù lao Phố có dự án san lấp lấn sơng gây tranh cãi Do địa hình lịng sơng uốn lượn phức tạp, việc sử dụng mơ hình 2D để nghiên cứu diễn biến bồi xói, đặc biệt khu vực đầu Cù lao Phố [11, 15] khơng phù hợp mơ hình khơng có khả tính tốn mơ dịng thứ cấp Để đánh giá khả mơ hình 3D phát triển báo, mơ hình áp dụng tính tốn cho đoạn sơng Bờ trái Bờ phải Bờ phải Măt căt 2-2 Bờ trái Bờ trái Bờ phải Bờ phải Măt căt 2-2 Bờ phải Bờ trái Bờ phải Bờ trái Măt căt 3-3 Bờ trái Bờ trái Măt căt 1-1 Măt căt 1-1 Bờ trái Trên mặt bằng, đoạn sông chia thành 7261 phần tử tứ giác lớp theo chiều sâu Số phần tử theo chiều ngang nhánh sơng 16 cịn nhánh phụ Các phần tử có kích thước khoảng 16 – 25 m Lưới tính mịn, đủ để mô chi tiết cấu trúc dịng chảy khu vực nghiên cứu Địa hình đáy mơ hình tham khảo từ số liệu khảo sát Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, thực năm 2008 [14] Nghiên cứu [14] cho thấy vật liệu đáy sơng khu vực khơng đồng Giữa dịng cát mịn tới thô gần bờ bùn Tuy nhiên hạn chế phương pháp, mơ hình có khả tính loại vật liệu đáy Vì nghiên cứu vật liệu đáy có đường kính trung bình d50=0,35mm xem xét Để giải vấn đề điều kiện biên thủy lực mơ hình 3D, mơ hình tích hợp vào mơ hình hệ thống sơng Đồng Nai, kế thừa từ kết nghiên cứu [12] Do mơ hình 3D mơ hình hệ thống sơng Đồng Nai sau tích hợp trở thành mơ hình thống nên mực nước vận tốc biên mơ hình 3D tính mơ hình tích hợp Điều kiện biên bùn cát cho mơ hình 3D áp đặt cách độc lập mặt cắt biên Khảo sát Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam [14] cho thấy nồng độ bùn cát lơ lửng khu vực vào khoảng 30 – 40 mg/l Giá trị dùng làm điều kiện biên Để đảm bảo điều kiện ổn định bước thời gian tính lấy t = 0,6s Mặc dù bước thời gian tính nhỏ tốc độ tính tốn mơ hình tốt Trên máy PC Core i5 3,2GHz, máy tính mơ số khoảng Do mơ hình hệ thống sơng Đồng Nai hiệu chỉnh tốt [12] mơ hình 3D có quy mơ nhỏ nên quy mơ tồn mơ hình mơ hình tích hợp từ hai mơ hình không cần phải hiệu chỉnh lại Ngược lại, việc tinh chỉnh mơ hình 3D với vận tốc điểm hiệu chỉnh mơ hình bùn cát 3D cần thiết Tuy nhiên điều kiện không cho phép nên việc chưa thực Điều chấp nhận tính tốn giới hạn mục tiêu chứng minh khả áp dụng mơ hình 3D quy mơ tốn thực Bờ phải Măt căt 3-3 Măt căt 4-4 Bờ phải Măt căt 4-4 a) Thành phần vận tốc tiếp tuyến với mặt cắt b) Thành phần vận tốc vng góc với mặt cắt Hình Trường vận tốc mặt cắt ngang lúc triều xuống vào thời gian đỉnh lũ 2008 Tính tốn mơ thực thời gian từ ngày 30/8/2008-30/9/2008 Khoảng thời gian chọn thời gian có trận lũ lớn xảy Phân bố vận tốc số mặt cắt ngang lúc triều xuống ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 17, NO 1.1, 2019 vào thời gian lũ giới thiệu Hình Vị trí mặt cắt giới thiệu Hình 2 4 Hình Vị trí mặt cắt Độ bồi xói khu vực đầu Cù lao Phố giới thiệu Hình Để thấy rõ tranh bồi xói khu vực, ta xem vài lát cắt Hình giới thiệu phân bố vận tốc biến đổi cao độ đáy lát cắt 5-5 6-6 Vị trí lát cắt Hình 6 Hình Trường vận tốc độ bồi xói khu vực đầu cù lao Phố (đơn vị thang màu: mét) Thượng lưu Hạ lưu Lát cắt - Thượng lưu Hạ lưu Lát cắt - Hình Phân bố vận tốc biến đối đáy lát cắt (đường màu đen: đáy sông ban đầu; đường màu đỏ: đáy sông sau tháng) Lát cắt – cho thấy rõ mô ngầm bị dòng chảy bào mòn di chuyển dần hạ lưu Trong lát cắt - lại cho thấy cấu trúc 3D dòng chảy đầu cù lao Có xốy ngang xuất đầu cù lao xoáy mang bùn cát từ chân cù lao ngồi Xốy ngun nhân làm cho đầu cù lao bị xói mạnh Khả mơ dịng thứ cấp ưu mơ hình 3D so với mơ hình 2D Kết luận Bài báo trình bày phương pháp tính tốn dịng 51 chảy vận tải bùn cát, biến hình lịng dẫn 3D Các phương trình vi phân giải phương pháp thể tích hữu hạn lưới tính phi cấu trúc phần tử tứ giác Kết tính tốn kiểm tra với số liệu thực nghiệm cho thấy phương pháp cho lời giải hợp lý xác Bên cạnh việc tính tốn trường hợp diễn biến lòng dẫn khu vực Cù lao Phố cho thấy phương pháp cho kết phù hợp quy luật hồn tồn sử dụng nghiên cứu thực tế Lời cảm ơn Nghiên cứu tài trợ Trường Đại học Bách Khoa TpHCM đề tài ‘‘Nghiên cứu tính tốn dịng chảy chuyển tải bùn cát mơ hình 3D ứng dụng tính tốn cho khu vực cù lao Phố, sông Đồng Nai” mã số T- KTXD-2017-75 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Davies, A.M and Gerritsen H., (1994) An Intercomparison of Three-dimensional Tidal Hydrodynamic Models of the Irish Sea, Tellus, 46A, pp 200-221 [2] Hayter, E.J and Mehta, A.J., 1986 Modeling cohesive sediments transport in estuarine waters Applied Mathematical Modelling 51, pp 765-778 [3] Krone, R.B., 1962 Flume studies of the transport of sediment in estuarine shoaling processes Final report to San Fransico District U.S Army Corps of Engineers, Washington D.C [4] Lin, B.; R.A Falconer (1997) Three-dimensional layer integrated modeling of estuarine flows with flooding and drying Estuar Coast Shelf Sci., 44, 737–751 [5] Odgaard, A.J and M.A Bergs (1988) Flow Processes in a Curved Alluvial Channel, Water Resour Res., 24(1): 45-56 [6] Smagorinsky, J (1963) General Circulation Experiments with the Primitive Equations I: The Basic Experiment Monthly Weather Rev., 91, 99 - 164 [7] Van Rijn., J Hydraulic Eng., ASCE, Vol 110 (10), pp 1431-1456 (1984a) [8] Van Rijn., J Hydraulic Eng., ASCE, Vol 110 (11), pp 1613-1641 (1984b) [9] Van Rijn, L.C (1993) Principles of Sediment Transport in Rivers, Estuaries and Coastal Seas, Aqua Publications, 690p [10] Wu, W., W Rodi and T Wenka (2000) 3D Numerical modeling of Flow and Sediment Transport in Open Channel, J Hydraul Eng., 126(1): 4-15 [11] Cty cổ phần ĐT-KT-XD Toàn Thịnh Phát (2014) Báo cáo đánh giá tác động môi trường Dự án cải tạo cảnh quan phát triển đô thị ven sông Đồng Nai, quy mô 8,4ha phường Quyết Thắng, Tp Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai [12] Lê Song Giang (2017) Nghiên cứu đề xuất lựa chọn chiến lược quản lý ngập lụt thích hợp sở dự án đã, dự kiến triển khai Tp.HCM Báo cáo khoa học tổng kết đề tài [13] Trần Thị Mỹ Hồng, Lê Song Giang (2017) Một sơ đồ tính tốn dịng chảy sơng, biển chiều lưới tính phi cấu trúc Tuyển tập Cơng trình Hội nghị khoa học Cơ học Thủy khí tồn quốc lần thứ 20, trg [14] Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam (2009) Đánh giá tác động dịng chảy sơng Đồng Nai đoạn từ cầu Hóa An đến cầu Ghềnh thuộc thành phố Biên Hịa Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2009 [15] Kolmogorov, A N (1942), "Equations of Turbulent Motion of an Incompressible Fluid," Izvestia Academy of Sciences, USSR; Physics, Vol 6, Nos and 2, pp 56-58 [16] Prandtl, L (1945), "Uber ein neues Formelsystem fur die ausgebildete Turbulenz," Nacr Akad Wiss Gottingen, Math-Phys Kl 1945, pp6-19 (BBT nhận bài: 31/10/2018, hoàn tất thủ tục phản biện: 15/01/2019)