Nghiên cứu mô phỏng dòng chảy lũ và đánh giá ảnh hưởng của dòng chảy lũ đến xói trụ mố cầu bến thủy nghệ an

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI - LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY LŨ VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA DỊNG CHẢY LŨ ĐẾN XĨI TRỤ MỐ CẦU BẾN THỦY, NGHỆ AN Học viên cao học: Trần Anh Tuấn Chuyên ngành: Thủy văn học - Mã số: 8440224 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Hữu Duy PGS TS Phạm Văn Chiến Hà Nội, tháng 5/2022 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan công trình nghiên cứu thân tác giả Đề tài nghiên cứu không trùng lặp với đề tài luận văn trước Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo theo quy định Tác giả luận văn Trần Anh Tuấn i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, Em xin trân trọng cảm ơn PGS TS Phạm Văn Chiến - Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, Trường Đại học Thuỷ lợi TS Nguyễn Hữu Duy - Khoa Địa Lý, Trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội tận tình hướng dẫn, định hướng tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, phòng Đào tạo Đại học Sau đại học, Trường Đại học Thuỷ lợi động viên, khích lệ đóng góp ý kiến q báu cho em việc soạn thảo, hướng dẫn thủ tục để em hoàn thành luận văn thuận lợi Trong q trình thực hồn thành luận văn, thời gian kiến thức còn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp ý kiến, bảo tận tình q thầy, bạn để luận văn hoàn thiện Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ người thân gia đình tạo điều kiện thuận lợi, động viên khích lệ em suốt q trình nghiên cứu hồn thiện luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2022 Học viên Trần Anh Tuấn ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II MỞ ĐẦU 1 Sự cần thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nghiên cứu giới 1.2 Tổng quan nghiên cứu nước 1.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu 10 1.3.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 10 1.3.2 Đặc điểm khí hậu, khí tượng thủy văn 16 1.3.3 Đặc điểm thủy - hải văn .18 1.4 Hiện trạng dịng chảy lũ tình hình xói lở khu vực cầu Bến Thủy 20 1.4.1 Hiện trạng dòng chảy lũ 20 1.4.2 Tình hình xói lở khu vực cầu Bến Thủy 21 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Phân tích lựa chọn mơ hình sơ đồ q trình tính tốn 22 2.2 Giới thiệu mơ hình thủy lực MIKE 11 25 2.2.1 Phương trình đặc trưng 25 2.2.2 Phương pháp giải phương trình đặc trưng 25 2.3 Giới thiệu mơ hình thủy lực MIKE 21 26 2.3.1 Phương trình đặc trưng 26 2.3.2 Thông số mơ hình 28 2.3.3 Phương pháp giải hệ phương trình đặc trưng 29 2.3.4 Xử lý diện tích khơ/ướt vùng tính tốn 32 2.4 Tính tốn xói trụ mố cầu thay đổi hình thái lịng sơng 33 2.4.1 Tính tốn xói trụ mố cầu 33 2.4.2 Tính tốn thay đổi hình thái lịng sơng 36 iii 2.5 Các tiêu đánh giá sai số 37 2.6 Thiết lập mơ hình cho vùng nghiên cứu 39 2.6.1 Thiết lập mơ hình thủy lực MIKE 11 39 2.6.2 Thiết lập mơ hình thủy lực MIKE 21 45 2.6.3 Thiết lập tính tốn xói trụ mố cầu 50 2.6.4 Thiết lập mơ thay đổi hình thái lịng sơng 53 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 55 3.1 Kết mơ thủy lực từ mơ hình MIKE 11 55 3.1.1 Phân tích độ nhạy hiệu chỉnh thơng số mơ hình 55 3.1.2 Kết kiểm định 66 3.2 Kết mô thuỷ lực từ mơ hình MIKE 21 71 3.2.1 Xác định thơng số mơ hình 71 3.2.2 Kết mô trận lũ thiết kế P=1% 72 3.3 Kết tính tốn xói trụ mố cầu Bến Thủy 76 3.3.1 Kết tính tốn xói chung 76 3.3.2 Kết tính tốn xói cục 77 3.3.3 Kết tính tốn xói tổng cộng 80 3.4 Kết tính tốn xói trụ mố cầu Bến Thủy 82 3.4.1 Kết tính tốn xói chung 82 3.4.2 Kết tính tốn xói cục 83 3.4.3 Kết tính tốn xói tổng cộng 89 3.5 Kết mơ thay đổi hình thái lịng sơng 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95 Kết luận 95 Kiến nghị 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 PHỤ LỤC I KẾT QUẢ MÔ PHỎNG MỘT SỐ TRẬN LŨ LỚN 101 Kết mô trận lũ lớn năm 1978 101 Kết mô trận lũ thiết kế P = 1% 107 iv DANH MỤC HÌNH Hình 0.1 Sơ hoạ vị trí cơng trình kè khu vực cầu Bến Thủy cầu Bến Thủy Hình 0.2 Sơ hoạ địa hình khu vực nghiên cứu Hình 1.1 Mạng lưới sơng ngịi trạm thuỷ văn thuộc lưu vực sơng Cả .14 Hình 2.1 Sơ đồ q trình tính tốn thực luận văn 24 Hình 2.2 Sơ họa lưới tam giác khơ/ướt miền tính tốn mơ hình [27] 32 Hình 2.3 Sơ đồ mạng lưới sơng dùng tính tốn mơ 39 Hình 2.4 Sơ đồ vị trí mặt cắt mơ hình MIKE 11 40 Hình 2.5 Ví dụ số mặt cắt đoạn sơng (xem thêm Hình 2.4) .41 Hình 2.6 Đường trình mực nước lưu lượng biên năm 2005 42 Hình 2.7 Đường trình mực nước lưu lượng biên năm 2011 43 Hình 2.8 Đường trình mực nước lưu lượng biên năm 1978 44 Hình 2.9 Thiết lập lưới tam giác dùng tính tốn .45 Hình 2.10 Sơ họa cơng trình khu vực nghiên cứu mơ hình MIKE 21 46 Hình 2.11 Địa hình vùng tính tốn mơ hình thủy lực hai chiều MIKE 21 .47 Hình 2.12 Vị trí biên thượng lưu biên hạ lưu mơ hình MIKE 21 49 Hình 2.13 Đường q trình lũ năm 1978 vị trí biên thượng lưu 49 Hình 2.14 Đường q trình mực nước vị trí biên hạ lưu cho trận lũ năm 1978 .50 Hình 2.15 Sơ họa cầu Bến Thủy cầu Bến Thủy 50 Hình 2.16 Sơ họa thiết lập tính tốn bùn cát mơ hình MIKE 21 54 Hình 3.1 Quan hệ giá trị tiêu sai số hệ số nhám trạm Nam Đàn, Chợ Tràng Bến Thuỷ .56 Hình 3.2 Tương quan mực nước thực đo tính tốn ứng với hệ số nhám khác trạm Nam Đàn 58 Hình 3.3 Tương quan mực nước thực đo tính tốn ứng với hệ số nhám khác trạm Chợ Tràng 58 Hình 3.4 Tương quan mực nước thực đo tính tốn ứng với hệ số nhám khác trạm Bến Thuỷ 59 Hình 3.5 Đường trình mực nước thực đo tính tốn ứng với hệ số nhám số trạm Nam Đàn 59 v Hình 3.6 Đường trình mực nước thực đo tính tốn ứng với hệ số nhám số trạm Chợ Tràng 60 Hình 3.7 Đường q trình mực nước thực đo tính tốn ứng với hệ số nhám số trạm Bến Thủy 60 Hình 3.8 Đường trình mực nước thực đo tính tốn trạm kiểm tra sử dụng giá trị nhám thích hợp 61 Hình 3.9 Tương quan mực nước thực đo tính tốn trạm sử dụng hệ số nhám thích hợp 62 Hình 3.10 Đường q trình mực nước dọc sơng Cả thời điểm khác cho bước hiệu chỉnh thông số mơ hình 63 Hình 3.11 Đường trình mực nước dọc sông Ngàn Sâu thời điểm khác cho bước hiệu chỉnh thơng số mơ hình 64 Hình 3.12 Đường q trình mực nước dọc sơng Ngàn Phố thời điểm khác cho bước hiệu chỉnh thơng số mơ hình 65 Hình 3.13 Đường trình mực nước thực đo tính tốn trạm kiểm tra cho kiểm định mơ hình 66 Hình 3.14 Tương quan mực nước thực đo tính tốn trạm Nam Đàn, Chợ Tràng Bến Thuỷ cho kiểm định mơ hình 66 Hình 3.15 Đường q trình mực nước dọc sơng Cả thời điểm khác cho bước kiểm định mơ hình 68 Hình 3.16 Đường trình mực nước dọc sông Ngàn Sâu thời điểm khác cho bước kiểm định mơ hình 69 Hình 3.17 Đường q trình mực nước dọc sơng Ngàn Phố thời điểm khác cho bước kiểm định mơ hình 70 Hình 3.18 Sơ họa hệ số nhám sử dụng cho bãi lịng sơng mơ hình MIKE 21 71 Hình 3.19 Kết kiểm định mơ hình MIKE 21 [28] 72 Hình 3.20 Kết mơ thành phần vận tốc U thời điểm khác cho trận lũ thiết kế P=1% (theo mơ hình lũ điển hình năm 1978) 73 Hình 3.21 Kết mơ thành phần vận tốc V thời điểm khác cho trận lũ thiết kế P=1% (theo mơ hình lũ điển hình năm 1978) 74 vi Hình 3.22 Kết mô vận tốc tổng cộng thời điểm khác cho trận lũ thiết kế P=1% (theo mơ hình lũ điển hình năm 1978) 75 Hình 3.23 Kết tính tốn xói cục cầu Bến Thủy cho trận lũ năm 1978 77 Hình 3.24 Kết tính tốn xói cục cầu Bến Thủy cho trận lũ thiết kế P =1% 77 Hình 3.25 Kết tính tốn xói tổng cộng cầu Bến Thủy cho trận lũ năm 1978 81 Hình 3.26 Kết tính tốn xói tổng cộng cầu Bến Thủy cho trận lũ thiết kế P =1% .81 Hình 3.27 Sơ họa xói tổng cộng trụ cầu Bến Thủy cho trận lũ 82 Hình 3.28 Kết tính tốn xói cục cầu Bến Thủy cho trận lũ năm 1978 84 Hình 3.29 Kết tính tốn xói cục cầu Bến Thủy cho trận lũ thiết kế P =1% 84 Hình 3.30 Kết tính tốn xói tổng cộng cầu Bến Thủy cho trận lũ năm 1978 90 Hình 3.31 Kết tính tốn xói tổng cộng cầu Bến Thủy cho trận lũ thiết kế P =1% .90 Hình 3.32 Sơ họa xói tổng cộng trụ cầu Bến Thủy cho trận lũ 91 Hình 3.33 Kết mơ tỷ lệ thay đổi địa hình đáy lòng sơng thời điểm khác trận lũ ứng với tần suất thiết kế P = 1% 92 Hình 3.34 Kết mơ hình thái long sơng tích lũy thời điểm khác trận lũ ứng với tần suất thiết kế P = 1% 93 Hình I.1 Đường q trình mực nước dọc sơng Cả thời điểm ngày 28-09-1978 102 Hình I.2 Đường q trình mực nước dọc sơng Ngàn Sâu Ngàn Phố thời điểm 03 ngày 28-09-1978 102 Hình I.3 Phân bố mực nước sơng cho trận lũ lớn điển hình năm 1978 103 Hình I.4 Phân bố vận tốc dịng chảy sơng cho trận lũ lớn điển hình 1978 105 Hình I.5 Đường q trình mực nước dọc sơng Cả (tại thời điểm 01:00:00 ngày 29-091978) trận lũ thiết kế P = 1% 107 Hình I.6 Đường trình mực nước dọc sông Ngàn Sâu Ngàn Phố (tại thời điểm ngày 28-09-1978) trận lũ thiết kế P = 1% 107 Hình I.7 Phân bố mực nước sơng cho trận lũ thiết kế P = 1% (thu phóng theo mơ hình lũ điển hình năm 1978) 108 Hình I.8 Phân bố vận tốc dịng chảy sơng cho trận lũ lớn điển hình 1978 109 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Bảng thống kê đặc trưng kích thước Cầu Bến Thủy 51 Bảng 2.2 Bảng thống kê đặc trưng kích thước Cầu Bến Thủy 52 Bảng 3.1 Bảng thống kê giá trị tiêu sai số trạm kiểm tra sử dụng hệ số nhám số 57 Bảng 3.2 Bảng hệ số nhám sử dụng cho đoạn sông 62 Bảng 3.3 Bảng thống kê giá trị tiêu sai số trạm kiểm tra ứng với giá trị phù hợp 62 Bảng 3.4 Bảng thống kê tiêu đánh giá sai số cho kiểm định mơ hình 67 Bảng 3.5 Kết kiểm định mực nước Cầu Bến Thuỷ sử dụng mơ hình hai chiều MIKE 21 [28] 71 Bảng 3.6 Kết tính tốn chung cầu Bến Thủy 76 Bảng 3.7 Kết tính tốn xói cục cầu Bến Thủy cho trận lũ thiết kế P=1% 78 Bảng 3.8 Kết tính tốn chung cầu Bến Thủy 83 Bảng 3.9 Kết tính tốn xói cục cầu Bến Thủy cho trận lũ năm 1978 85 Bảng 3.10 Kết tính tốn xói cục cầu Bến Thủy cho trận lũ thiết kế P=1% 87 viii giá trị xói cục dao động từ 0,86 đến 8,0 m cho trận lũ ứng với tần suất thiết kế P =1% Chiều sâu xói cục lớn vị trị có tốc độ dịng chảy lớn hay vị trí chủ lưu (khu vực trụ cầu số 5, 6, 8), giá trị chiều sâu hố xói cục nhỏ trụ hai bên bãi tràn - Tương tự, kết tính tốn xói cục trụ cầu Bến Thủy cho hai trận lũ xem xét thể chiều sâu xói cục lớn vị trị có tốc độ dịng chảy lớn hay vị trí chủ lưu (khu vực trụ cầu số 16 17), giá trị chiều sâu hố xói cục nhỏ trụ hai bên bãi tràn Kết tính xói cục trụ cầu cho trận lũ lớn điển hình năm 1978 thay đổi từ 0,58 đến 12,36 m, giá trị xói cục dao động từ 0,59 đến 12,46 cho trận lũ ứng với tần suất thiết kế P =1% - Chiều sâu xói tổng cộng trụ cầu Bến Thủy lớn 7,94, 7,08, 6,90 8,82 m sử dụng cơng thức tính xói đề xuất Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, công thức tính xói M.M Zuravlev, cơng thức tính xói I.A Laratslasev cơng thức tính xói Richardson cho trận lũ điển hình năm 1978 Ứng với trận lũ thiết kế P = 1%, giá trị xói tổng cộng lớn trụ cầu 8,35, 7,51, 7,43 9,10 m sử dụng cơng thức - Chiều sâu xói tổng cộng trụ cầu Bến Thủy lớn 13,58, 11,56, 8,14 13,77 m sử dụng cơng thức tính xói đề xuất Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, cơng thức tính xói M.M Zuravlev, cơng thức tính xói I.A Laratslasev cơng thức tính xói Richardson cho trận lũ điển hình năm 1978 Giá trị xói tổng cộng lớn trụ cầu 13,75, 12,01, 8,30 14,09 m sử dụng công thức tính xói cho trận lũ thiết kế P = 1% 1.4 Mơ thay đổi hình thái lịng sơng - Kết mô tỷ lệ thay đổi địa hình đáy lòng sơng thời điểm khác cho trận lũ ứng với tần suất thiết kế P =1% thể (i) đáy lòng sông khu vực hai cầu Bến Thủy thay đổi mạnh mẽ, với giá trị lên đến 0,30 m/ngày (ii) lịng sơng khu vực hai cầu biến đổi mạnh mẽ, với giá trị thay đổi từ 0,28 đến 1,75 m cho trận lũ thiết kế 96 Kiến nghị Luận văn thực nghiêm túc theo nội dung đề cương nghiên cứu phê duyệt, đảm bảo đầy đủ số lượng, khối lượng nội dung Các kết mơ tính tốn thay đổi hình thái lịng sơng khu vực cầu Bến Thủy Bến Thủy thực với số giả thiết trình bày Chương Ngồi ra, khu vực tính tốn khơng có số liệu đo đạc thay đổi hình thái lịng sơng, số liệu thay đổi địa hình lịng dẫn trước, sau trận lũ lớn Do đó, kết mơ thay đổi hình thái lịng sơng tiếp tục nghiên cứu tương lai liệu đo đạc thay đổi lòng dẫn khu vực nghiên cứu thực thông qua việc sử dụng thiết bị dụng cụ đo đạc địa hình đại, máy đo sâu hồi âm ADCP ADP 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Đình Nghiên (2003) Thiết kế thuỷ lực cho nghiên cứu cầu đường, NXB Giao thông Vận tải, Hà Nội [2] Nguyễn Xuân Trục (2000) Tính tốn thuỷ văn cơng trình vượt sơng, NXB Xây dựng, Hà Nội [3] Nguyễn Xuân Trục (2000) Thiết kế đường ô tô: công trình vượt sông NXB Giáo dục, 308 trang [4] DHI (2007), MIKE 11, A modelling system for rivers and channels, Reference Manual, 516p [5] User Guides MIKE by DHI 2014 [6] Báo cáo tóm tắt Nghiên cứu Quy hoạch phịng chống lũ đê lưu vực sơng Cả địa bàn tỉnh Nghệ An (Quyết định số 34/TB-UBND-NN) Viện Quy hoạch Thủy lợi – Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn lập tháng 6/2008 [7] Bộ Giao thơng Vận tải “Sổ tay tính tốn Thủy văn, Thủy lực Cầu đường” NXB Giao thông Vận tải – 2006 [8] Subhasish Dey (2014) Fluivial hydrodynamics: Hydrodynamic and sediment transport phenomena Springer Heidelberg New York Dordrecht London, 706 pages [9] Melville BW (1997) Pier and abutment scour: integrated approach J Hydraul Eng 123(2):125–136 [10] Melville BW, Coleman SE (2000) Bridge scour Water Resources Publications, LLC, USA [11] Choi Sung-Uk, Byungwoong Choi and Seomin Lee (2017) Prediction of local scour around bridge piers using the ANFIS method Neural Computing and Applications, 28(2), 335-344 [12] Ettema R, Melville BW, Barkdoll B (1998) Scale effect in pierscour experiments J Hydraul Eng 124(6), 639–642 98 [13] Ge L, Sotiropoulos F (2005) 3D unsteady RANS modeling of complex hydraulic engineering flows I: numerical model J Hydraul Eng 131(9):800–808 [14] Ge L, Lee SO, Sturm T (2005) 3D unsteady RANS modeling of complex hydraulic engineering flows I: model validation and flow physics J Hydraul Eng 131(9):809–820 [15] Kirkil G, Constantinescu G, Ettema R (2009) Detached eddy simulation investigation of turbulence at a circular pier with scour hole J Hydraul Eng 135(11):888–901 [16] Baranya S, Olsen NRB, Stoesser T, Sturm T (2012) Three-dimensional RANS modeling of flow around circular piers using nested grids Eng Appl Comput Fluid Mech 6(4):648–662 [17] Jia Y, Altinakar M, Guney MS, Aksoy AO, Bombar G (2013) 3D numerical simulations of local scouring around bridge piers under non-uniform sediment conditions Proceedings of 2013 IAHR world congress, IAHR, Chengdu, China, pp 1–12 [18] Nguyễn Thanh Nga, Nguyễn Đãng Phóng Đặng Thu Thuỷ (2010) Đánh giá số cơng thức xói cục trụ cầu qua sông Hồng Báo cáo khoa học hội nghị KHCN lần thứ 18 Trường Đại học giao thông vận tải, Trang 1-5 [19] Phạm Văn Chiến (2017) A hydrodynamic/sediment model for simulating bedload sediment in the river Tạp Chí Khoa học kỹ thuật Thuỷ lợi & Mơi trường, 56, 128-135 [20] Trần Đình Nghiên, Thiết kế thuỷ lực cho luận văn cầu đường, NXB Giao thông Vận tải, Hà Nội 2003 [21] Nguyễn Xuân Trục, Tính tốn thuỷ văn cơng trình vượt sơng, NXB Xây dựng, Hà Nội 2000 [22] Phạm Văn Chiến (2016) A two-dimensional quasi model for simulating flow in open-channels Tạp Chí Khoa học kỹ thuật Thuỷ lợi & Mơi trường, 54, 3-10 [23] DHI (2007), MIKE 11, A modelling system for rivers and channels, Reference Manual, 516p 99 [24] Leclerc M, Bellemare JF, Dumas G, Dhatt G (1990) A finite element model of estuarian and river flows with moving boundaries Advances in Water Resources, 4, 158–168 [25] Báo cáo tóm tắt Quy hoạch phòng chống lũ đê lưu vực sông Cả địa bàn tỉnh Nghệ An (Quyết định số 34/TB-UBND-NN) Viện Quy hoạch Thủy lợi – Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn lập tháng 6/2008 [26] Phạm Văn Chiến (2018) Báo cáo tổng hợp đề tài “Nghiên cứu mơ hình tốn trung bình độ sâu mơ xói cục mố trụ cầu Bến Thủy, Nghệ An”, Trường Đại học Thủy lợi, 85 trang [27] Richardson, E.V., D.B Simons and P Julien (1990) Highways in the River Environment, FHWA-HI-90-016, Federal Highway Administration, U.S Department of Transportation, Washington, D.C [28] Hydraulic Engineering Circular No.18 - HEC-18 (2012) Evaluating scour at bridges U.S Department of Transportation, 340 trang 100 PHỤ LỤC I KẾT QUẢ MÔ PHỎNG MỘT SỐ TRẬN LŨ LỚN Kết mô trận lũ lớn năm 1978 Mơ hình thủy lực MIKE 11, sau hiệu chỉnh kiểm định, áp dụng để tính tốn mơ số trận lũ lớn điển hình xảy lưu vực sông Cả sông Ngàn Sâu Ngàn Phố Cụ thể, luận văn, trận lũ lớn xuất từ ngày 16/9/1978 đến ngày 9/10/1978 trận lũ thiết kế ứng với tần suất P = 1% xem xét mô Trận lũ thiết kế ứng với tần suất P = 1% thu phóng từ trận lũ điển hình từ ngày 16/9/1978 đến ngày 9/10/1978 nêu Đồng thời, tần suất P = 1% lựa chọn tần suất thiết kế cầu Bến Thủy cầu Bến Thủy Hình I.1 ví dụ sơ họa đường q trình mực nước dọc theo sông Cả thời điểm 03:00:00 ngày 28-09-1978, Hình I.2 ví dụ sơ họa kết mô đường mực nước dọc theo sông Ngàn Sâu Ngàn Phố thời điểm nêu Kết mô thể mực nước tính tốn từ mơ hình có xu hướng giảm dần từ thượng lưu hạ du, với biên độ mực nước lũ thay đổi từ 4,0 đến 11,50 m sông Cả Trên sông Ngàn Sâu sông Ngàn Phố, mực nước dao động khoảng lớn từ 5,0 đến 16,0 m, tùy vị trí cụ thể sông xem xét Kết mô phân bố theo không gian đặc trưng mực nước nhỏ nhất, mực nước trung bình trận lũ, mực nước lớn mực nước thời điểm tức thời thể Hình I.3 Hình I.4 ví dụ thể phân bố theo khơng gian tồn miền tính tốn vận tốc dòng chảy nhỏ nhất, trung bình, tức thời thời điểm định, lớn cho trận lũ điển hình xem xét Kết mơ từ mơ hình thủy lực chiều MIKE 11 thể vận tốc dòng chảy thay đổi phụ thuộc vào vị trí cụ thể (hoặc mặt cắt cụ thể) sông Vận tốc dòng chảy lũ thay đổi từ -1,0 đến 2,0 m/s Vận tốc dòng chảy dương theo hướng từ thượng lưu hạ lưu, vận tốc dòng chảy mang giá trị âm có hướng ngược lại Kết mơ đăc trưng dòng chảy lũ (mực nước, vận tốc dòng chảy) từ mơ hình thủy lực chiều MIKE 11 thể rõ ảnh hưởng cầu Bến Thủy cầu Bến Thủy đến khả tiêu thoát lũ thay đổi đặc trưng thủy động lực dòng chảy Do thu hẹp mặt cắt sơng mà ngun nhân diện 101 tích chiếm chỗ trụ cầu, mà vận tốc dòng chảy khu vực lòng sông hai cầu Bến Thủy cầu Bến Thủy có thay đổi dao động mạnh mẽ, tạo khác biệt rõ rệt so với đặc trưng thủy động lực dòng chảy lũ vùng thượng hạ lưu khu vực cầu (Hình I.3) Hình I.1 Đường q trình mực nước dọc sơng Cả thời điểm ngày 28-09-1978 Hình I.2 Đường trình mực nước dọc sông Ngàn Sâu Ngàn Phố thời điểm 03 ngày 28-09-1978 102 a) Mực nước nhỏ thời gian mô b) Mực nước trung bình thời gian mơ Hình I.3 Phân bố mực nước sông cho trận lũ lớn điển hình năm 1978 103 c) Mực nước thời điểm 11 ngày 23-09-1978 d) Mực nước lớn thời gian mơ Hình I.3 Phân bố mực nước sơng cho trận lũ lớn điển hình năm 1978 (tiếp) 104 a) Vận tốc dòng chảy nhỏ thời gian mơ b) Vận tốc dịng chảy trung bình thời gian mơ Hình I.4 Phân bố vận tốc dịng chảy sơng cho trận lũ lớn điển hình 1978 105 c) Vận tốc dòng chảy thời điểm ngày 21-09-1978 d) Vận tốc dịng chảy lớn thời gian mơ Hình I.4 Phân bố vận tốc dịng chảy sơng cho trận lũ lớn điển hình năm 1978 (tiếp) 106 Kết mô trận lũ thiết kế P = 1% Hình I.5 Đường trình mực nước dọc sông Cả (tại thời điểm 01:00:00 ngày 29-091978) trận lũ thiết kế P = 1% Hình I.6 Đường q trình mực nước dọc sơng Ngàn Sâu Ngàn Phố (tại thời điểm ngày 28-09-1978) trận lũ thiết kế P = 1% 107 a) Mực nước trung bình thời gian mơ b) Mực nước thời điểm 13 ngày 27-09-1978 Hình I.7 Phân bố mực nước sông cho trận lũ thiết kế P = 1% (thu phóng theo mơ hình lũ điển hình năm 1978) 108 a) Vận tốc dịng chảy trung bình thời gian mơ b) Vận tốc dòng chảy thời điểm 14 ngày 30-09/1978 Hình I.8 Phân bố vận tốc dịng chảy sơng cho trận lũ lớn điển hình 1978 109 Tương tự trận lũ lớn điển hình năm 1978, kết mô đặc trưng thủy động lực dòng chảy (mực nước, vận tốc dòng chảy) trận lũ thiết kế ứng với tần suất P = 1% (thu phóng theo mơ hình lũ điển hình năm 1978) thể hình từ Hình I.6 đến Hình I.8 Các đặc trưng thủy động lực trận lũ thiết kế P =1% tương tự trận lũ lớn điển hình năm 1978 Tuy nhiên, biên độ vận tốc, mực nước ứng với dòng chảy lũ thiết kế P = 1% có giá trị lớn so với trận lũ lớn điển hình năm 1978 Nguyên nhân dẫn đến tượng dịng chảy lũ ứng với tần suất thiết kế P =1% có lưu lượng đỉnh lũ lớn (16,500 m3/s) so với lưu lượng đỉnh lũ trận lũ điển hình năm 1978 (13,640 m3/s) Mặt khác kết mô từ mơ hình thủy lực chiều MIKE 11 thể mơ hình dường khơng ổn định khu vực giới hạn hai cầu Bến Thủy Kết mô đặc trưng thủy động lực dòng chảy lũ ứng với trận lũ điển hình năm 1978 trận lũ thiết kế sử dụng làm liệu đầu vào cho mô mơ hình thủy động lực MIKE 21 Cụ thể, kết mô đặc trưng dòng chảy lũ trận lũ lớn điển hình năm 1978 sử dụng vừa làm liệu đầu vào (tại vị trí biên thượng lưu vị trí biên hạ lưu) vừa liệu để so sánh với kết mơ từ mơ hình MIKE 21 cho bước hiệu chỉnh mơ hình Tương tự, để kiểm định mơ hình thủy động lực hai chiều MIKE 21, kết mô dòng chảy lũ ứng với tần suất thiết kế P = 1% áp dụng 110