TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨTiếng ViệtNội dung luận văn giới thiệu kết quả bước đầu của việc nghiên cứu ứng dụngmô hình toán số Telemac2D để đánh giá sự thay đổi chế độ thủy triều vùng hạ lư
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
TRINH MINH PHUNG
Chuyén nganh: Xay Dung Cong Trinh Thuy
Mã sé: 60 58 40
LUAN VAN THAC SI
TP HO CHI MINH, thang 02 nam 2014
Trang 2Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa —- ĐHQG HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn ThốngCán bộ chấm nhận xét 1: TS Châu Nguyễn Xuân QuangCán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TS Võ Khắc Trí
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, DHQG Tp.HCM ngày 15tháng 0T năm 2014
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:1 GVC.TS Lê Đình Hồng
2 TS Châu Nguyễn Xuân Quang3 PGS.TS Võ Khắc Trí
4 TS Lưu Xuân Lộc
5 PGS.TS Nguyễn ThốngXác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận Văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sữa chữa.
GVC.TS Lê Dinh Hồng GVC.TS Nguyễn Minh Tâm
Trang 3ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập — Tự do — Hạnh phúc
NHIEM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Trịnh Minh Phụng MSHV: 12200453Ngày thang năm sinh: 22/02/1989 Nơi sinh: Bạc Liêu
Chuyên ngành: Xây Dựng Công Trình Thủy Mã số: 60 58 40I TÊN DE TÀI: Ứng dụng mô hình TELEMAC2D nghiên cứu tác động dự án đê biểnVũng Tàu — Gò Công lên chế độ triều trong khu vực sông Sài Gòn — Đồng Nai
Il NHIỆM VU VÀ NOI DUNG: Vận dụng mô hình toán số Telemac2D để đánh giásự thay doi của chế độ thủy triều vùng hạ lưu của lưu vực sông Sài Gòn — Đồng Naitrước và sau khi có đê biển Vũng Tàu — Gò Công
Il NGAY GIAO NHIEM VU: 24/06/2013
IV NGAY HOAN THANH NHIEM VU: 22/11/2013V CÁN BO HUONG DAN: PGS.TS Nguyễn Thống
Tp.HCM, ngày 22 tháng 01 năm 2014CÁN BỘ HƯỚNG DÂN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
PGS.TS Nguyễn Thống PGS.TS Nguyễn Thống
TRUONG KHOA KY THUẬT XÂY DUNG
GVC.TS Nguyễn Minh Tâm
Trang 4LỜI CÁM ƠN
Trải qua hơn 20 tuần làm luận văn tốt nghiệp với sự hướng dẫn tận tình củaPGS TS Nguyễn Thống cùng với sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn Kỹ ThuậtTài Nguyên Nước trường ĐHBK Tp.Hồ Chí Minh, các anh chị học viên trong lớp caohọc Xây Dựng Công Trình Thủy 2012, em đã hoan thành luận văn tốt nghiệp đúng thờihạn và nội dung đã đề ra
Trong thời gian làm luận văn đã giúp em hệ thống lại các kiến thức đã học trongtrường, đồng thời tìm hiểu, nghiên cứu thêm được những kiến thức mới, cách vận dụngcác kiến thức đã học vào thực tiễn nghiên cứu khoa học và thực té, cũng như bước đầu
làm quen được với công tác nghiên cứu khoa học của chuyên ngành.
Luận văn tốt nghiệp là sản phẩm của quá trình nghiên cứu, tìm tòi, trao đối vàhọc hỏi Kết quả của luận văn có thể được xem là một công trình nghiên cứu khoa học
dạng sơ khai Tuy nhiên, do thời gian nghiên cứu có hạn, trình độ năng lực chuyên môn
trong công tác nghiên cứu còn bị hạn chế, do đó không thé tránh được những thiếu xótvề mặt lý luận cũng như kết quả chưa thật sự phù hợp với thực tế Em rất mong nhậnđược sự nhận xét, chỉ bảo chân thành của quý thay cô cham phản biện, quý thay côtrong hội đồng, để có thể tích lũy thêm những kinh nghiệm quý báo để phục vụ chocông tác nghiên cứu khoa học cũng như dé vận dụng vào thực tế sau này
Qua đây em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến PGS TS Nguyễn Thống làngười đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình làm luận văn Em cũng xin chânthành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước trường ĐHBKTp.Hồ Chí Minh, các anh chị học viên trong lớp cao học Xây Dựng Công Trình Thủy
2012 đã giúp đỡ em hoàn thành luận văn này.
Tp.Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 01 năm 2014
HỌC VIÊN THỰC HIỆN
Trịnh Minh Phụng
Trang 5TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨTiếng Việt
Nội dung luận văn giới thiệu kết quả bước đầu của việc nghiên cứu ứng dụngmô hình toán số Telemac2D để đánh giá sự thay đổi chế độ thủy triều vùng hạ lưu hệthống sông Sài Gòn — Đồng Nai khi có đê biển Vũng Tàu — Gò Công Dựa vào kết quanghiên cứu, bước đầu có thể đánh giá được những tác động tích cực, tiêu cực mà débiển tác động lên khu vực nghiên cứu Từ đó, có những dé xuất, góp ý dé hạn chếnhững tac động tiêu cực của đê biến lên chế độ thủy triều dùng hạ lưu sông Sài Gòn —Đồng Nai Kết quả nghiên cứu cho thấy đê biển sẽ có tác dụng rất tốt về phương diệngiảm đỉnh triều và từ đó giảm hiện tượng ngập do triều cường Tuy nhiên, kết quả cũngcho thấy khả năng thoát nước tại chỗ trong khu vực bị giảm do công trình làm tăngmực nước chân triều và giảm thời gian duy trì mực nước chân triều thấp Quá trìnhnghiên cứu cũng cho thấy được Telemac2D là một công cụ mạnh, có khả năng giảiquyết những bài toán lớn với độ chính xác cao Telemac2D không chỉ ứng dụng tronglĩnh vực thủy lực mà còn trong nhiều lĩnh vực khác như tài nguyên nước, môi trường,biến đổi khí hậu
Tiếng Anh
Thesis introduces preliminary results of the research and application Telemac2Dmodelling system in order to assess to change of the tidal in downstream Sai Gon —Dong Nai river basin when there is Vung Tau — Go Cong sea dike Based on researchresults, the first step can assess the positive impacts, negative impacts which sea dikeimpact research region Since, there are the proposed suggestions, comments to limitthe negative impact of the sea dike to the tidal in downstream Sai Gon — Dong Nairiver basin The research results showed that tidal peak will be reduced and this leadsto mitigate the inundation caused spring tide However, the results also showed that thedrainage capacity will be decreased in study region because this sea dike make neaptide period is shorter and tidal bottom is higher The research also showed thatTelemac2D is a good software, can solve large problems with high accuracy.Telemac2D can apply not only in the field of hydraulics but also in many others suchas water resources, environment and climate change.
Trang 6LOI CAM DOAN CUA TÁC GIÁHo tén: Trinh Minh Phung
MSHV: 12200453Khóa: 2012
Nganh: Xay Dung Cong Trinh ThuyHiện tôi là học viên cao học của lớp Xây Dung Công Trinh Thuy khóa 2012,
Trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Quốc Gia Tp H6 Chí Minh Tôi xin cam đoantrước nha trường kết quả luận văn cao học với dé tài “Ứng dụng mô hình Telemac2Dnghiên cứu tác động dự án đê biển Vũng Tàu — Gò Công lên chế độ triều trong lưuvực sông Sài Gòn — Đông Nai” là hoàn toàn do chính tôi nghiên cứu thực hiện với sựhướng dẫn của PGS TS Nguyễn thống Tôi không sao chép hay copy nội dung luậnvăn của bất kỳ ai trên bất kỳ phương diện cũng như kênh thông tin nảo Tôi sẽ chịu mọitrách nhiệm về sản phâm nghiên cứu của mình Nếu như có bat ky phát hiện nào liênquan đến gian lận bản quyên, sao chép thông tin từ các công trình nghiên cứu của các
tác giả khác, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước nhà trường và chịu mọi sự kỷluật theo quy định.
Tp.Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 01 năm 2014
HỌC VIÊN THỰC HIỆN
Trịnh Minh Phụng
Trang 7MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TONG QUAN - - - ss ST 1151111111111 1111111111111 1111 11x rrrrưyg |
1.1 SƠ LƯỢC LƯU VỰC SÔNG SAI GON — DONG NAI 5- 5: |
1.1.1 Đặc điểm tự nhiên ©- 5-5256 S623 3E E3 3E E2 1 1111111 re |1.1.2 Đặc điểm địa chất - - + + e2 S3 1 E11 111115111111 01 111111111 re 21.1.3 Đặc điểm thủy văn - + 2S SàSn 2E HT 1 121211111111 1111 111 re 51.2 ĐẶT VAN DE NGHIÊN CỨU - 5-52 2 SE+ESEE£ESEEEEEEEEEEEEEEEEkrkrrerkeee 7
1.3 MỘT SO NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 9
1.3.1 Nghiên cứu trong nướcC - - s11 ngu 91.3.2 Nghiên cứu ngoài "ưỚcC - - - - -G HH HH khen 111.4 MUC DICH VA PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - l6
1.4.1 Mục đích nghiên cứu - cờ 161.4.2 Phương pháp nghiền CỨU - ( - < Ă S5 S9 nen 171.5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU -¿- 2-52 SE+E+EE+E+EEEEEEEEEEEEEEEErkrkrrkrkrrkd 17
1.5.1 Nghiên cứu lý thuyết về thủy triều - + + 25252 S2 se cecscessred 171.5.2 Xây dựng mô hình Telemac2D - Ă BS ky 191.5.3 Thu thập va phân tích số liệu đo đạc -. - 5-5 55555555e: 201.5.4 Kiểm định và hiệu chỉnh mô hình: cc 2 255 +s+£z£zzszscc+2 201.5.5 Mô phỏng thủy triều khi có đê biến - 2 552555525 cececce2 20
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH VA CƠ SỞ LY THUYET MÔ HÌNH 2I
2.1 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH TELEMAC2D - 2 25+ 2+E+EcEsrrxe 21
2.2 CƠ SỞ LÝ THUYET CUA MÔ HÌNH TELEMAC2D 232.3 CÁC THUẬT TOÁN TRONG TELEMAC2D 5- 2 2555252 25CHUONG 3: KET QUÁ KIEM ĐỊNH MÔ HÌNH - ©5552 52ccs£zesre2 31
3.1 XÂY DỰNG MIEN TINH eseseeesesssesessesssstsssseetsesnsseaee 313.2 KET QUA KIEM ĐỊNH VA HIỆU CHINH MO HÌNH 32
Trang 83.3 NHẬN XÉT KET QUA CUA MÔ HÌNH TÍNH 2- +sscscxẻ 35
CHUONG 4: KET QUÁ MO PHONG KHI CÓ DE BIEN VUNG TAU - GOCONG oieececccccccccccccsscscsscscsscsssscsssscscsscsssscstsscatsecatsecsnsecsnsesassesstsssstsscstsesatsesstsnestsestseeaee 38
4.1 TONG QUAN PHƯƠNG AN DE BIEN VUNG TAU - GO CONG 38
4.2 CÁC TRUONG HỢP TÍNH TOÁN 0 cccccecscec cscs csestseseeeseseeseeees 394.3 KET QUA TINH TOAN 0 ccccccccccccccccssecscsesesesececececececececacscevavsvavavavavevseeeeees 404.3.1 Kết quả so sánh mực nước tại các trạm đo - 5-5-5: 404.3.2 Tổng hợp kết quả mực nước triều trước và sau khi có đê biến 494.3.3 So sánh mực nước tại các trạm đo với các phương án cống khác nhau
PHU 09222 G7
Trang 9Hình I.Hình 1.Hình 3.Hình 3.Hình 3.Hình 3.Hình 3.Hình 3.Hình 3.Hình 4.Hình 4.Hình 4.Hình 4.Hình 4.Hình 4.Hình 4.Hình 4.Hình 4.Hình 4.Hình 4.Hình 4.Hình 4.
DANH MỤC HÌNH ANH1: Lưu vực hệ thống sông Đông Ni - ca 22: Mạng lưới quan trắc thủy văn lưu vực sông Sài Gòn — Đồng Nai 71: Lưới miền tính gom 191193 phần tử tam giáC ccccccscceeeei 322: Kết Gua HC UGC trạm TÔNH ÂH QQQQ tttetnnnnnnneeees 333: Kế qua muc nudc tram BEN LUC cecscescscescscesescesessescssescssescssesessesessescsecscseeseens 334: Kết quả mực nước trạm Nhà Bè - + cớ 345: Kết quả mực nước trạm PHU AN cu 346: Kết quả mực nước trạm Thủ DGU MỘP - it Se St S ESESEEeEsereerersessrd 357: Kết quả mực nước tại trạm Biên FÏÒA cc c1 v 351: Phương án tuyến đê biển Vũng Tàu — Gò Công theo Bộ NN & PTNT 392: Vị trí đê biển được mô hình hóa frong miễn tính 2D cccccececsessssez 403: Kế qua so sánh mực nước trạm Biên FHÒA c QSSS v 414: Két qua so sánh mực nước trạm Nhà BÒ Q Gv 415: Két qua so sánh mực nước trạm Thu Dâu MỘP -.-Ă 2c St se +teeserseeo 426: Kết quả so sánh mực nước trạm Phú ÁN: 5-5 cccscsrsrekerererrerered 427: Kết quả so sánh mực nước trạm Bến LỨC -c- cScScSeceseseckrrkeksesree 438: Kết quả so sánh mực nước trạm TÂN AN 5-5 ccscsEsEerererrererered 439: Kết quả so sánh mực nước trạm Biên Hòa - + 5e Secscererererererered 4110: Kết quả so sánh mực nước trạm Nhà Bè -c-ccccckeeeteterererrree, 4111: Kết quả so sánh mực nước trạm Thu Dầu MMỘI -Scccccesecseserersees 4512: Kết quả so sánh mực nước trạm Phú AN -c- se kckctststsrsrererees 4513: Kết quả so sánh mực nước trạm Ben LiỨC -c-c-ccc+eetstsesrsrerereei 46
Trang 10Hình 4 14: Kết quả so sánh mực nước trạm TÂN AN -.- 5-5 + s+e+e+tsesrsrsrereei 46Hình 4 15: Kết quả so sánh mực nước trạm Biên Hòa -csc+c+escsesrsrereei 47Hình 4 16: Kết quả so sánh mực nước trạm Nhà Bè 5-5 ccckckeetetererereree, 47Hình 4 17: Kết quả so sánh mực nước trạm Thu Dâu Một -Sccc sec seesersees 48Hình 4 18: Kết quả so sánh mực nước trạm Phú AI -c-c-cccsckctstsesrsrererees 48Hình 4 19: Kết quả so sánh mực nước trạm Bến LiỨC -c-c- + c+e+t+tstsesrsrereei 49Hình 4 20: Kết quả so sánh mực nước trạm TÂN AN -5-5- c2 S++e+tsesesrsrereei 49Hình 4 21: So sánh mực nước giữa các phương án công khác nhau tại trạm Biên HòaHình 4 22: So sánh mực nước giữa các phương án công khác nhau tại trạm Nhà Bè 52Hình 4 23: So sánh mực nước giữa các phương án công khác nhau tại trạm Thủ DầuHình 4 24: So sánh mực nước giữa các phương án công khác nhau tại trạm Phú An 53Hình 4 25: So sánh mực nước giữa các phương án cong khác nhau tại trạm Bến LúcHình 4 26: So sánh mực nước giữa các phương án công khác nhau tại trạm Tân An.55Hình 4 27: Vị trí trích xuất mực nước doc theo sông Đông Nai -5c5555¿ 56Hình 4 28: So sảnh đường mực nước Max từ thượng lưu về hạ lưu trên sông Đồng Nai
UNG với các trưởng hợp khác NAU kọ 58
Hình 4 29: So sánh đường mực nước Min từ thượng lưu về hạ lưu trên sông Dong Nai
UNG với các trưởng hợp khác NAU kọ 59
Trang 11DANH MỤC BANG BIEU
Bang 3 1: So sánh kết quả mực nước giữa mô phỏng và thực do trong 10 ngày 36Bang 4 1: So sánh mực nước triều trước va sau khi có đê biển ung với Kịch Ban 1 49Bang 4 2: So sánh mực nước triều trước và sau khi có đê biển ung với Kịch Ban 2 50Bang 4 3: So sánh mực nước triều trước và sau khi có đê biển ung với Kịch Ban 3 50Bang 4 4: Tổng hợp mực nước giữa các phương án công khác nhau tại trạm Biên HoaBảng 4 5: Tổng hợp mực nước giữa các phương án công khác nhau tại trạm Nhà Bè52Bang 4 6: Tổng hợp mực nước giữa các phương án cong khác nhau tại trạm Thủ DầuBảng 4 7: Tổng hợp mực nước giữa các phương án công khác nhau tại trạm Phú An53Bang 4 8: Tổng hợp mực nước giữa các phương án cong khác nhau tại tram Bến LứcBảng 4 9: Tổng hợp mực nước giữa các phương án công khác nhau tại trạm Tân An55Bang 4 10: Các vị trí trích xuất mực nước dọc theo sông Đồng Nai 57Bang 4 11: Giá trị mực nước Max tại một số vị tri trên song Đồng Nai ứng với các
trường NOP KháC HH1 << c c0 0 ng 58
Bang 4 12: Giá trị mực nước Min tai một số vi tri trên song Pong Nai ứng với cdc
trường NOP KháC NAU << c c0 0 ng 60
Trang 12HVTH: Trịnh Minh Phụng Trang 1 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
CHUONG 1: TONG QUAN
1.1 SO LƯỢC LƯU VUC SONG SAI GON — DONG NAI
1.1.1 Đặc điểm tự nhiên
Luu vực sông Sài Gòn — Đồng Nai nằm trong khoảng vi độ 10°20’ — 12°20”Bắc, kinh độ 105°45’ — 109°15° Đông, phía Bắc giáp vùng Tây Nguyên, phía Namgiáp vùng Tây Nam Bộ phía Tây giáp Campuchia và phía Đông là biến Đông
Trong lưu vực có nhiều loại địa hình nhưng có 3 loại địa hình chính là rừng núi,đồng bang châu thổ và trung du, đồng bằng ven biến Toàn lưu vực giống như một máinhà không lỗ với một bên là đốc thăng dứng (vùng ven biến) và một bên thoải dan,
trong đó cao nguyên Lang Biang ở vùng thượng lưu được xem là đỉnh mái nhà với cao
độ 1.500 — 2.000m Vùng rừng núi năm trong địa phận Dak Nông, Lâm Đồng, BìnhPhước và một phan Ninh Thuan, Binh Thuan, Đồng Nai, Ba Rịa — Vũng Tàu Vùngđồng băng châu thổ và trung du bao gồm thành phố Hồ Chí Minh, Binh Duong, LongAn và phan lớn diện tích Đồng Nai, Tây Ninh, Bà Rịa — Vũng Tàu
Lưu vực sông Sài Gòn — Đồng Nai có hình nan quạt kéo dai từ cuối sườn Tâycủa dãy Trường Sơn thuộc Nam Trung Bộ, qua hết vùng Đông Nam Bộ đến giáp vùngĐông Tháp Mười thuộc Đông bằng sông Cửu Long Dòng chính sông Đồng Nai phânbố theo trục Đông Bac — Tây Nam và các nhánh sông lớn quan trọng cùng đồ nước vàodòng chính là sông La Nga (nam bên trái dòng chính theo hướng từ thượng nguồn racửa sông), sông Bé, sông Sài Gòn và sông Vàm Cỏ (năm bên phải) Toàn bộ hệ thốngcác sông suối trong lưu vực tập trung về các cửa chính là Gành Rái và Soài Rạp Điềukiện địa hình cũng hình thành nên các lưu vực sông ven biển khá độc lập
Hệ thong sông Đồng Nai là hệ thống sông lớn thứ hai ở phía Nam, va đứng thứ
ba toàn quốc, lưu vực rộng lớn của nó gan nhu nam tron trong dia phận nước ta, chỉ có
một bộ phận nhỏ nam ở nước ngoài (Campuchia) Sông Đồng Nai là con sông chínhcủa hệ thông sông Đồng Nai, một số phụ lưu lớn của nó như: Da Hoai, La Nga (ở tả
ngạn), song Bé, sông Sai Gon, song Vam Co (ở hữu ngạn).
Trang 13HVTH: Trịnh Minh Phụng Trang 2 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
Vùng hạ lưu sông Sài Gòn — Đồng Nai thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía Nam,là nơi tập trung dân cư đông đúc, phát triển công nghiệp cao, tốc độ đô thị hóa nhanh,hệ thống giao thông trung tâm Trong điều kiện sản xuất thủy điện thượng nguồn tăng,xả thải công nghiệp chưa được quản lý hiệu quả, các vấn đề về phòng chống thiên tai,
bảo vệ môi trường được đặt ra gay gat: Ngập lut đô thị, xâm nhập mặn, 6 nhiễm môi
trường sông, biến và không khí, mat đa dạng sinh học Vùng cửa sông Sài Gòn — ĐồngNai hiện nay và trong tương lai sẽ là môi trường hoạt động kinh tế, xã hội nhộn nhịpvới các công trình xây dựng, các nhà máy, các thành phố lớn có nhiều ảnh hưởng đến
vùng cửa sông này.
Trang 14HVTH: Trịnh Minh Phung Trang 3 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
Như vậy sông nhánh Sài Gòn và sông chính Đồng Nai nằm ở các hệ thống đứtgãy thuộc các cấp khác nhau và các hệ thống đứt gãy làm cho cau trúc của máng códạng bậc thang Hai hệ thống đứt gấy tạo nên một mạng lưới các khối âm và khốidương khác nhau Trong đó các khối mang đặc điểm dương gồm: Củ Chi, cầu Bông,Thị Nghè Các khối mang đặc điểm âm gồm: Nhà Bè, Bình Chánh, Cần Giờ
Dựa vào nguôn gôc và các đặc trưng dia chat công trình có thê tạm phân làm 3vùng:
— Vùng bồi tích thềm sông cổ.— Vung bồi tích thềm sông mới và lòng sông ở trung du.— Vùng bồi tích thềm sông mới và lòng sông ở hạ du.Riêng vùng bồi tích thêm sông mới và lòng sông ở hạ du như phan đặc điểmchung của vùng hạ du là một lòng sông mở rộng, chiều rộng của thêm sông trung bìnhtừ 5km — 7km, chiều dày của tang bôi tích thêm sông mới có khi tới 50m chia thành 2
lớp:
— Lớp trên là tầng sét bùn dày tới 20m.— Lớp dưới là sét mịn có xen thấu kính sét dẻo.Đáy sông là cát mịn kẹp các thấu kính sét bùn khá dày Đặc điểm của lớp sét
bùn là lượng ngậm nước khá cao, dung trọng khô thấp, độ rỗng cao, độ bền cau trúckém, hệ sô nén lún cao.
Lớp sét dẻo năm dưới có lượng ngậm nước thấp, dung trọng khô cao hơn, độbên cau trúc lớn hơn Tuy có đặc điểm trên nhưng lớp sét dẻo này chưa thé xếp vàotang bồi tích cô mà có nhiều kha năng thuộc các thêm cô của sông Sài Gòn
Tóm lại nhìn tổng thé: Lòng sông Sài Gòn — Đồng Nai khu vực cửa sông giápbiển hình thành trên vùng bôi tích mới với đặc điểm địa chất gdm lớp bùn sét, bùn á sétkhá dày, lớp sét cứng và lớp cát năm khá sâu
Trang 15HVTH: Trịnh Minh Phụng Trang 4 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
Ở phan trung du của sông Đồng Nai và sông Sài Gòn hiện tượng xâm thực sâuxảy ra chủ yếu Do chảy trên địa hình cao, chênh lệch nhiều so với mực thủy chuẩn, dođó dòng chảy có xu hướng cắt sâu vào bề mặt địa hình, tạo nên vách dốc trên bờ sônggây ra hiện tượng trượt lở bờ, nhất là về mùa mưa độ âm tăng lên, cường độ chịu lựccủa đất giảm, thêm vào đó là mực nước ngầm dâng cao, dòng chảy sông tạo nên áp lựcthủy động lớn, tăng lực đây trượt Vì vậy ở phan trung du của sông Đồng Nai — SàiGòn thường thấy bờ sông kém 6n định, đặc biệt những nơi có thêm tác động do nạo
xúc cát lòng sông.
Ở hạ du thì ngược lại, địa hình thấp ngang mực thủy chuẩn, do đó phổ biến hiệntượng bồi lăng làm cạn lòng sông, cản trở dòng chảy Đặc biệt ở đây hiện tượng xâm
thực ngang của lòng sông xảy ra mãnh liệt, lòng sông được mở rộng thường xuyên,
đồng thời tạo thêm nhiều dòng chảy mới để thoát nước ứ đọng, nhất là về mùa nướclớn Do đó ở hạ lưu thường thay mat dat khong ôn định, bi chia cat mãnh liệt và thường
ở khu vực Cát Tiên, Đơn Dương, Đức Trọng.
— Nhóm đất xám: Là đất Sialit Feralit phát triển trên phù sa cổ, có diện tích1.120.000ha, chiếm 26% tổng diện tích tự nhiên, được phân bố ở thềmcao các trién sông đặc biệt là Tây Ninh, Bình Phước, Bình Dương, Đồng
Nai, Ba Rịa — Vũng Tau, Binh Thuận va Ninh Thuận.
— Nhóm đất đỏ: Là loại đất Feralit phát triển trên đá Bazan, có tổng diệntích 1.329.300ha, chiếm 28% tổng diện tích tự nhiên, phân bố chủ yếu ởcác tinh Lâm Đồng, Bình Phước, Bình Dương, Đồng Nai, Bà Rịa — VũngTàu và một số ít ở hạ lưu La Nga thuộc tinh Bình Thuận
Trang 16HVTH: Trịnh Minh Phung Trang 5 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
— Nhóm đất núi sườn dốc: Là loại đất Feralit núi dốc và lẫn đá, có diện tích458.000ha, chiếm 12,3% tổng diện tích tự nhiên, tập trung chủ yếu ở cácvùng núi thuộc Lâm Đồng, Bình Phước, các dãy núi thượng nguồn cácsông ven biến
— Nhóm đất cát ven biển: Có diện tích 194.000ha chiếm 5% tổng diện tíchtự nhiên, phân bố chủ yếu ở ven biến từ Ninh Thuận đến Vũng Tàu.Điều
kiện thủy văn, bùn cát.
1.1.3 Đặc điểm thủy văn
Dong chảy mặt trên lưu vực Sài Gòn — Đồng Nai chịu sự chi phối của chế độ
mưa nên cũng biến đối rất sâu sắc theo không gian và thời gian Theo không gian, bêncạnh có những nơi lớp dòng chảy nhỏ, biến động cao, thì cũng có những nơi lớp dòngchảy dồi dào và ít biến động hơn Theo thời gian, dòng chảy được phân chia hai mùa rõ
rệt, với mùa lũ thường chậm hơn mùa mua | — 2 tháng va mùa Kiệt trùng với mùa khô.
Hàng năm, mùa lũ bắt đầu từ tháng 6 và kết thúc vào tháng 11, kéo dài 6 tháng Tuynhiên thời gian này không đều ở từng vùng Mùa kiệt thường duy trì trong khoảng từtháng 12 đến tháng 5, với tháng kiệt nhất rơi vào tháng 3 hoặc 4, thậm chí tháng 5
Những năm có mùa kiệt rơi vào tháng 5 là những năm cực hạn, như năm 1977, 1998.
Tùy cấp diện tích lưu vực, nhưng nhìn chung, sự chênh lệch dòng chảy lũ — kiệt rất lớn,từ 5 — 20 lần, thậm chí hơn Sự chênh lệch giữa ngày kiệt nhất và lũ cao nhất vì thếcàng lớn hơn nhiều, từ 50 — 200 lần, thậm chí 500 lần
Triều biển Đông có dạng bán nhật triều, có biên độ triều lớn (2m — 3m), trongmột ngày có hai lần triều lên và hai lần triều xuống, thời gian một ngày triều là 24h50,chênh lệch hai đỉnh triều trong ngày không đều (từ 0,2m — 0,3m), chênh lệch giữa hai
chan triêu tùy thuộc vào từng vi trí cách cửa biên.
Chê độ nước lưu vực sông Sài Gòn — Đông Nai phụ thuộc vào chê độ nước củathượng nguồn, sự truyén triêu vào sâu trong sông, mua va dòng chảy cục bộ, anhhưởng của gió chướng, nước dâng và hoạt động của con người (xây dựng câu, đập, cáccông trình chỉnh trị sông, tuyến đê, đào kênh, nạo vét sông rạch, tuyến luéng "'
Trang 17HVTH: Trịnh Minh Phung Trang 6 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
Do địa hình thấp trũng nên diễn biến của mực nước trong cả năm trên hau hếtvùng hạ du sông Đồng Nai — Sài Gòn — Vam Cỏ diễn ra theo quy luật: Trong quá trìnhtruyền triều vào trong sông, triều tiêu năng lượng dẫn do địa hình đáy sông, bờ bãi vàtác dụng của dòng chảy xuôi từ thượng nguôn, từ hạ lưu đỉnh triều thấp dan, chân triềucao dan, biên độ triều giảm dần lên phía thượng lưu Trừ đoạn Biên Hòa — Nhà Bè làđoạn mực nước đỉnh triều cao dần là do địa hình đáy sông cao dần lên phía thượng lưu,
càng vào sâu trong nội đồng đỉnh triêu và biên độ triệu giảm đi nhanh chóng.
Do hệ thống kênh rạch nội đồng chang chit, các sông chính được nối với nhaunên triều truyền vào nội đồng từ nhiều phía tạo nên sự giao hội của sóng triều, dòngtriều từ nội đồng mà hệ quả của nó là sự dềnh ứ nước Mực nước vùng giao hội cao lên,vùng nước giao hội luôn ít chuyển động hoặc có tốc độ bằng không, tạo nên bồi lắng
bùn cát ở vùng giáp nước và là nơi tích tụ ô nhiễm
Trong năm mực nước triều cao nhất xuất hiện đồng bộ vào tháng 9, 10, 11 (phíaĐông sớm hơn phía Tây) là thời kì lũ lớn đồ về đến hạ du cũng là thời kì thủy triéu caonhất trên biển Đông
Với đặc thù tự nhiên thuận lợi của ha du sông Sài Gòn — Đông Nai: Lòng dẫnsâu, độ dốc đáy sông nhỏ và biên độ triều lớn Do đó nước mặn sẽ theo dòng triều xâmnhập rất sâu lên thượng lưu, đặc biệt là vào các tháng giữa và cuối mùa khô (tháng 3 —tháng 5) Do cau trúc đặc biệt của các sông hạ du Đồng Nai — Sài Gòn, ta thay đi về cáccửa phía Đông, truyền triều càng thuận lợi (tốc độ dong triều lớn, ton thất biên độ càngít) Vì thế mặn từ vịnh Gành Rái lên phía thượng lưu sẽ truyền xa hơn lên từ phía Soài
Rạp.
Những diễn biến mặn do tác động của thủy lực:
— lrong điều kiện tự nhiên trước đây (khi chưa có Tri An, Dầu Tiếng) mặn
xâm nhập rất sâu vào nội địa.— Sau khi hồ Dau Tiếng vận hành vào năm 1985, tình hình xâm nhập mặn
chưa có ảnh hưởng gi lớn đến hạ lưu, ngoải việc giảm chút ít khả năng
Trang 18HVTH: Trịnh Minh Phụng Trang 7 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
đây mặn vào mùa lũ Tuy nhiên việc vận hành hồ chứa chưa thật hợp lý,nên lượng nước thừa còn nhiều Chính do lượng nước thừa này và lượngnước hồi quy từ hồ Dau Tiếng đến sông Vàm Cỏ thuộc tinh Tây Ninh,mà trong những năm gan đây nguồn nước sông Vàm Cỏ Đông được cải
thiện một cách ro rệt, làm giảm khả năng xâm nhập mặn vào mùa kiét.
— Tác động của hồ Trị An còn lớn hơn han, thực tế và kết quả đo đạc độmặn trong những năm gan đây cho thấy điều đó Trừ năm 1988 là nămmới bắt đầu hoạt động hồ phải tích nước từ đầu nên còn biến động, từnăm 1989 đến nay diễn biến mặn trên sông Đồng Nai có xu thé tốt hantrong mùa kiệt Tuy nhiên, do mùa lũ nước phải được tích lại trong hồ
nên ngay giữa mùa lũ, ở phân gân cửa sông, mặn xâm nhập hơn tự nhiên.
DỰ ÁN: "QUY HOẠCH TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SONG ĐỒNG NAI" ⁄BẢN ĐỒ LƯỚI TRẠM QUAN TRẮC MỰC NƯỚCĐẮC LẮC
N
CAM PU CHIA
KHÁNH HOA
ae ahs isan + a , Yay) 2 Svv
+ Tram đo mực nude
TIỀN GIANG
Hình 1 2: Mạng lưới quan trắc thủy văn lưu vực sông Sài Gòn — Đồng Nai1.2 ĐẶT VAN ĐÈ NGHIÊN CỨU
Trang 19HVTH: Trịnh Minh Phung Trang 8 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
Thuỷ triều là một hiện tượng tự nhiên, đó là hiện tượng dao động mực nướcsông biến phát sinh bởi sự biến thiên tuần hoàn theo một chu kỳ của lực hấp dẫn MặtTrăng và Mặt Trời lên mỗi vị trí trên bề mặt Trái Dat (do Trái Dat quay quanh trục củanó và tất cả chúng đều chuyển động liên tục trong vũ trụ theo các quỹ đạo khác nhau).Theo cách gọi dân gian thì hiện tượng nước lên (triều lên) và nước rút (triều xuống)
hay còn gọi là nước lớn và nước ròng.
Từ xa xưa con người sống bao đời gần sông và biến đã biết nhờ vào hiện tượngthủy triều, nên con người sống ở thời đó đã biết cách bắt hải sản, sản xuất nông nghiệp.Ngày nay, thủy triều không những mang lại những nguồn lợi to lớn cho con người màcòn đem đến những tác động xấu như gây ngập úng, xâm nhập mặn Đặt biệt là trongđiều kién biến đổi khí hậu gay gắt như hiện nay
Thủy triều có hai dạng chính là nhật triều và bán nhật triều Mỗi ngày triéu lênxuống hai lần gọi là chế độ bán nhật triều, lên xuống một lần gọi là chế độ nhật triều.Tuy nhiên, có những nơi có chế độ triều là nhật triều hay bán nhật triều nhưng cũngkhông đều
Tinh chat thủy triều tại vùng biên ven bờ và cửa sông rat phức tạp vì mực nướctriều ở đây được hình thành bởi tô hợp các sóng dài dạng sóng tiên và sóng đứng bibiên dạng mạnh do sự phản xạ, khúc xa, tác động cua lực Corriolis, lực ma sát, câu trúcđáy, đường bờ biên và sông rạch.
Lưu vực sông Sai Gòn — Đồng Nai năm trong vùng biến từ Vũng Tàu đến mũiCa Mau nên chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều không đều có biên độ triều lớn,phức tạp Thủy triều ở lưu vực này thường gây ngập cho khu vực TP Hồ Chí Minh vacác vùng lân cận Tuy nhiên, nó cũng có tác dụng rất lớn trong việc duy trì cân bằngsinh thái cho hệ thống rừng ngập mặn Can Giờ, duy trì nguồn lợi thủy sản cũng nhưtrong việc lưu thông của tàu thuyén qua lại trong khu vực
Dự án đê biến Vũng Tàu — Gò Công là một trong những phương án xem xét déchống ngập cho khu vực TP Hồ Chí Minh và một phan tỉnh Long An Việc xây dựng
Trang 20HVTH: Trịnh Minh Phung Trang 9 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thonghay không xây dựng dự án vẫn đang còn là một vẫn đề gây nhiều tranh cãi và vẫn đangđược thảo luận Tuy nhiên, ở đây ta sẽ xem xét vẫn đề dưới góc độ khoa học và chuyênmôn, tức là khi xây dựng đê biển Vũng Tàu — Gò Công thì sẽ tác động đến chế độ thủylực (cụ thé là chế độ triều) của hệ thông sông Sài Gòn — Đồng Nai như thé nào.
Chế độ triều có ảnh hưởng rất lớn đến van dé ngập của lưu vực Van dé ngập làmột van dé khá nhức nhối, gây ảnh hưởng khó khăn không nhỏ đến đời sống và sinhhoạt của người dân cũng như thiệt hại về mặt kinh tế, đặc biệt đối với TP Hồ ChíMinh Các nguyên nhân gây ngập là do triều, mưa tại chỗ, lũ về từ thượng nguồn củahệ thống sông Sài Gòn — Đồng Nai Như vậy ta sẽ nghiên cứu và đánh giá sự thay doichế độ thủy lực của lưu vực trước và sau khi có dự án để có những nhận định chính xácva dé ra những biện pháp giảm thiểu tác hại của thủy triều trong lưu vực sông Sài Gòn— Đồng Nai
Tổng hợp những vấn dé ở trên cũng chính là lý do dé em chon và nghiên cứu détài “Úng dụng mô hình Telemac2D nghiên cứu tác động dự án đê biển Vũng Tàu —Gò Công lên chế độ triéu trong lưu vực sông Sài Gòn — Dong Nai” Sử dung công cụtoán số với việc ứng dung mô hình Telemac2D với hi vọng sẽ đánh giá được khả năngcũng nhu diễn bién của chế độ triều trong lưu vực khi có du án nhằm hạn chế đến mức
tháp tác động tiêu cực cua dự án lên chê độ triéu trong lu Vực.1.3 MỘT SÓ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
1.3.1 Nghiên cứu trong nước
Việc nghiên cứu, tính toán về thủy triều là một van dé khá quan trọng dé đánhgiá mức độ ảnh hưởng của thủy triều đến đời sống và sản xuất của con người nóichung Van dé nghiên cứu về thủy triều được tiễn hành khá nhiều trong nước cũng nhưngoài nước Các công trình nghiên cứu về thủy triều được thực hiện khá nhiều tại các
viện, các trung tâm chuyên ngành nước như: Viện Khoa Học Thủy Lợi Việt Nam, Viện
Khoa Học Thủy Lợi Miễn Nam, Viện Quy Hoạch Thuy Loi Miễn Nam Tuy nhiên,mức độ nghiên cứu đánh giá chỉ chủ yếu dừng lại ở việc đánh giá sự thay đổi triều khinước biển dâng, hay nghiên cứu thủy triều để phục vụ xây dựng công trình thủy lợi chứ
Trang 21HVTH: Trịnh Minh Phung Trang 10 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
chưa đề cập nhiêu đền việc tính toán và nghiên cứu sự thay đôi của thủy triêu bởi sựtác động từ công trình được xây dựng trong vùng thủy triêu, do đó chưa có nhiêu côngtrình nghiên cứu được công bô vệ lĩnh vực này.
Đôi với lưu vực sông Sài Gòn — Đông Nai việc nghiên cứu tác động của cáccông trình xây dựng trong vùng triêu đên chê độ thủy triệu trong lưu vực cũng chưađược nghiên cứu và đánh giá một cách sâu săc.
Một sô nghiên cứu tiêu biêu trong lĩnh vực thủy triệu ở trong nước sẽ được décập bên dưới như:
[1] “Mô hình tính Thủy triều vùng ven biển, áp dụng tính năng lượng triềucho vùng biển Cân giờ” của tập thể tác giủ Nguyễn Thị Bảy, Nguyễn Anh Dũng(ĐHBK TP Hồ Chí Minh 2005)
Trong bài báo này, các tác giả đã xây dựng mô hình toán hai chiều để tính toánthủy triều cho vùng cửa sông, ven biến cụ thé áp dụng tính toán thủy triều cho vùngbiên Cần Giờ Các kết quả tinh được về đặc trưng dòng triều bao gồm (năng lượng,dòng chảy, bản đồ thủy triều, elips dòng triều) cho vùng biển Cần giờ
Quá trình nghiên cứu xây dựng mô hình tính bằng các công cụ toán học cùng
với su trợ giúp của máy tính đã hình thành được mô hình tính toán khá hoàn chỉnh,
theo kết luận của tác giả thì mô hình toán tính thủy triều không những tính áp dụng chovùng biển Cần Giờ mà có thé áp dụng tính toán thuỷ triều cho bat ky vùng biển nướcnông khác Từ kết quả nghiên cứu được về thuỷ triều, đã biết rõ hơn về vai trò củathủy triều trong vùng bién Cần Giờ
[2] “Tác động của nưóc biển dâng đến chế độ thủy triều dọc bờ biển ViệtNam” của tập thể tác giả Tran Thục, Dương Hong Sơn (Viện Khoa học Khí tượng
Thủy văn và Môi trường 2012).
Trong bài báo này tác giả sử dụng hệ thống Mô hình Hải dương học Khu vực(ROMS) để đánh giá tác động của các kịch ban nước biến dâng lên chế độ thủy triều
dọc bờ biên Việt Nam Khi nước biên dâng ma làm thay đôi độ sâu và quy m6 của biên
Trang 22HVTH: Trịnh Minh Phụng Trang 11 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thongsẽ dẫn tới thay đối các đặc trưng thủy triều Vào một thời điểm trong tương lai, dướitác động của biến đối khí hậu, mực nước trung bình toàn cầu có thé dâng lên 1.0m sovới hiện tại thì mực nước trung bình của các khu vực khác nhau trên đại dương thế gidikhông giống nhau do thay đổi của các hoàn lưu, nhiệt độ và độ muối.
Sau khi tong hop va phan tich cac số liệu về địa hình, khí tượng, thủy văn tiếnhành đưa vào mô hình để tính toán và so sánh với mực nước thực đo tại các trạm đothủy triều Kết quả tính toán về pha dao động mực nước tổng hợp khá phù hợp với sốliệu thực do, tuy nhiên về biên độ thủy triều, sai số bình phương trung bình vẫn cònkhá lớn Kết quả nghiên cứu cho thay với độ phân giải min hơn cho kết quả tốt tốt hơn
Sau khi mô phỏng và tính toán áp dụng mô hình, tác giả đã rút ra kết luận “nếuchỉ xét đến yếu tố địa hình và chế độ triều thì nước biến dâng toàn cau sẽ có ảnh hưởngkhác nhau đối với các vùng biển khác nhau của Việt Nam” Nghiên cứu này cho thấychỉ riêng thay đối độ sâu vùng thêm lục dia theo các kịch bản nước biên dâng đã có thểlàm thay đổi biên độ thủy triều doc bờ biển Việt Nam tới 20% Tác động của sự thayđối kích thước ngang vùng thêm lục địa tới chế độ thủy triều và sự dịch chuyển phân
bô các đặc trưng triêu cần được tiên hành trong các nghiên cứu tiép theo.
Qua việc tổng hợp kết quả nghiên cứu của một số công trình nghiên cứu nhưtrên chúng ta có thé thay hau hết chưa nghiên cứu và đánh giá sâu những tác động củacông trình đến chế độ triéu trong lưu vực nghiên cứu, đặc biệt là khi có đê biên Cũngchưa có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của đê biển vũng tau gò công lên chế độ thủytriểu trong lưu vực sông Sài Gòn — Đông Nai Như vậy, đòi hỏi can phải có nhữngnghiên cứu cụ thể và sâu sắc hơn về vấn đề này Do đó, việc nghiên cứu và đánh giánhững tác động cua đê biển Vũng Tàu — Gò Công lên chế độ triều trong lưu vực sôngSài Gòn — Đông Nai là can thiết
1.3.2 Nghiên cứu ngoài nước
Trên thê giới có khá nhiêu các nghiên cứu vé hiện tượng thủy triêu Tuy nhiên,
cũng như trong nước việc nghiên cứu sự thay đối của thủy triều khi chịu sự tác động từ
Trang 23HVTH: Trịnh Minh Phụng Trang 12 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
công trình xây dựng trong vùng triêu chưa được nghiên cứu nhiêu, các bài báo, báo cáovê van đê này vân chưa thật sự sâu sắc Qua việc tham khảo một sô công trình nghiêncứu của các tác giả nước ngoài về thủy triêu đã chọn lọc được một sô bài báo tiêu biêuđề giới thiệu như sau:
[1] Tidal inundation mapping under enhanced land subsidence in Semarang,Central Java Indonesia.
Tác gia:— Muh Aris Marfai (Geography Faculty, Gadjah Mada University, Yogyakarta,
55281, Indonesia).— Lorenz King (Institute of Geography, Justus-Liebig-University, 35390, Giessen,
Germany).
Bài báo này công bố nghiên cứu về “Xây dựng bản đồ ngập do thủy triều dướitác động gia tăng lún sụt” ở Semarang, Indonesia Hiện tượng ngập lụt do thủy triềudâng cao và đất bị sụt lún là một vấn đề hết sức nan giải và đe dọa lớn ở khu vực đô thịSemarang Nó tác động rất lớn đến đời sống người dân, gây tốn hại về kinh tế, nguy cơnhiễm bệnh và gây ton hại đến các dịch vụ công cộng, lam gia tăng chi phí xử lý 6
nhiễm môi trường trong nghiên cứu này các tác giả sử dụng công cụ GIS với các ảnh
chụp để xây dựng bản đồ ngập do triều dựa trên hệ thống dữ liệu các điểm lún và hiện
chỉnh mồ hình sô với cao độ thay đôi.
Sử dụng mô hình lặp đi lặp lại như một công cụ phân tích không gian đã được
áp dụng để tính toán sự xâm lấn của thủy triều trên khu vực ven biển Kết quả từ bảnđồ cho thay lũ từ thủy triều lây lan sang các vùng đồng bang và gây ra ngập lụt cácvùng định cư ven biến, cơ sở hạ tang, cũng như đất sản xuất nông nghiệp
Giám sát các khu vực dé bị tôn thương ngập do triều theo kịch bản đất lún và mở rộngđóng một vai trò quan trọng trong quan lý dài hạn vùng ven biến tại Semarang
[2] Tidal landforms, patterns of halophytic vegetation and the fate of thelagoon of Venice.
Trang 24HVTH: Trịnh Minh Phung Trang 13 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
Tác gia:— Marco Marani, Stefano Lanzoni, Andrea Rinaldo (Centro Internazionale di
Idrologia 'D Tonini', Universita di Padova, Padua, Italy).— Sonia Silvestri (Servizio Informativo del Magistrato alle Acque di Venezia,
Venice, Italy).
Bai bao công bồ nghiên cứu về “Địa mạo thủy triều, mô hình của thảm thực vậtvùng ngập mặn và diễn biến của đầm phá ở Venice” Trong nghiên cứu các tác giả xemxét tiến bộ gần đây trong việc nghiên cứu địa mạo thủy triều và các loại thực vật trongđầm phá của Venice, mục tiêu nghiên cứu các tính năng hình thái học và sinh thái củachúng Quan sát và phân tích mạng lưới thảm thực vật trong một môi trường thủy triéu,từ các khảo sát địa hình chính xác và cảm biến từ xa, cung cấp cái nhìn sâu sắc có ýnghĩa về chế độ thủy động lực học và sự tương tác của địa hình, địa mạo và các quá
Quá trình liên kết giữa các loại thực vật và các tính năng địa hình cho thay valtrò quan trọng của thực vật trong các động thái của thủy triều trong các vùng dam lây.Các tác giả cho răng sự đa dạng được trưng bày bởi địa hình thủy triều trong vùng đầmphá Venice bắt nguồn từ độ dốc không gian của cảnh quan hình thành thủy động lựchọc và từ sự hòa hợp của nhiều mối liên kết liên quan đến quá trình cạnh tranh địa mạocác vùng sinh thái Các tác giả cũng hợp lý hóa sự thay đôi quan sát, đặc biệt là của cácloại thực vật ở đầm lầy, và chỉ ra mỗi liên hệ với quá trình tương tác địa mạo và do đócó thé kết luận và cung cấpcác yếu tố dé dự báo về số phận hình thái của đầm phá ở
Venice.
Trang 25HVTH: Trịnh Minh Phụng Trang 14 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
[3] Modelling long-term tidal marsh growth under changing tidal conditionsand suspended sediment concentrations, Scheldt estuary, Belgium.
Tác gia:— § Temmerman, G Govers (Laboratory for Experimental Geomorphology,
Katholieke Universiteit Leuven, Redingenstraat 16, 3000 Leuven, Belgium).— P Meire (Ecosystem Management research group, University of Antwerp,
Universiteitsplein I-c, 2610 Antwerp, Belgium).— S Wartel (Sedimentology Department, Royal Belgian Institute of Natural
Sciences, Vautierstraat 29, 1000 Brussels, Belgium).
Bài báo công bố nghiên cứu về “Mô hình phát triển dài han của thủy triều trongvùng đầm lay dưới điều kiện là sự thay đối thủy triều và nồng độ phù sa lơ lửng vùng
cửa sông Scheldt, Bi’.
Theo tác giả thì hiện nay việc sử dụng các mô hình số dé mô phỏng quá trìnhthủy triều theo chiêu dọc trong các vùng dam lay là rất hạn chế, chủ yếu chỉ băng cácdữ liệu qua quá trình quan sát, thu thập Trong nghiên cứu này, tác giả mô phỏng bằngmô hình không thứ nguyên với bước thời gian cụ thể dựa trên phương pháp tiếp cậncân bằng khối lượng của các tác giả khác là Krone và French Mô hình này được ápdụng và đánh giá, sử dụng dữ liệu thực địa trên phù sa lơ lửng và chế độ thủy triều đâylà các yếu tố đầu vào cùng với dữ kiện là quá trình phát triển của thủy triều ở cửa sông
Scheldt (Bi) như là dữ liệu độc lập cho mô hình thử nghiệm.
Theo nghiên cứu, đầu tiên sự gia tăng của bề mặt đầm lầy trong 55 năm quađược xây dựng lại dựa trên việc sử dụng đất và sự thay đối của thảm thực vật ở lớpphủ, bang cách sử dung các hình ảnh được chụp từ trên không Sau khi hình thành đầmlầy, bề mặt đầm lầy tiễn triển lên rất nhanh và tiệm cận đến một mức cân băng SO VỚImức thủy triều Thứ hai là sự thay đổi thời gian tập trung phù sa lơ lửng được đo trênbẻ mặt đầm lây thực tế trong khoảng thời gian 1 năm Các phép đo cho thấy được thời
Trang 26HVTH: Trịnh Minh Phung Trang 15 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thonggian tập trung phù sa lửng ở trong nước mà lũ ở bề mặt đầm lầy đang bắt đầu cho tìnhtrạng ngập úng thì tăng tuyến tính với chiều cao tối đa ngập úng.
Việc áp dụng các mô hình hiện có, mà giả định thời gian tập trung phù sa lửng
là không đổi, dẫn đến một đánh giá thấp sự phát triển lich sử quan sát và dự đoán dựatheo các kịch bản tương lai của nước biển dâng Tuy nhiên, sau khi kết hợp các mốiquan hệ giữa thời gian tập trung phù sa lửng và ngập lụt, mô phỏng là thành công Điềunày dẫn đến kết luận răng không chỉ là giảm tình trạng ngập úng thủy triều, mà còngiảm thời gian tập trung phù sa lửng với giảm chiều cao ngập nước đầm lay nhữngđiền này là quan trọng trong việc giải thích sự phát triển dài hạn của thủy triều trongvùng dam lây dưới sự thay đổi thủy triều và nông độ phù sa lơ lửng vùng cửa sông
[4] Tidal marsh sedimentation and resilience to environmental change:Exploratory modelling of tidal, sea-level and sediment supply forcing inpredominantly allochthonous systems.
Tác gia:— Jon French (Coastal & Estuarine Research Unit, Department of Geography,
University College London, Pearson Building, Gower Street, London WCIE6BT, UK).
Bài báo công bô nghiên cứu vê “Bun cat ở dam lây trong vùng triệu và kha nangphục hôi đê thay đôi môi trường, mô hình thăm dò thủy triêu, mực nước biên và cung
cấp bùn cát trong hệ thống mà chúng được tìm thấy”
Sự tôn tại và hoạt động của thủy triều chiếm ưu thé và chủ yếu là trong các cùngđầm lầy, chúng phụ thuộc vào các hoạt động của các quá trình thủy động lực học vàbùn cát bên trong, bị ràng buộc bởi các không gian nơi chúng tôn tại và việc cung cấpphù sa Trong nghiên cứu này tác giả diễn giải dữ liệu được công bồ liên quan đến sựphát triển đầm lay theo chiêu dọc và trong bối cảnh mực nước biển dâng của các môhình khái niệm liên quan đến bồi lắng, mực nước biển dâng, cung cấp bùn cát và thủy
triều Phân tích này được hồ trợ bởi mô hình sô cân băng khôi lượng của các tham sô
Trang 27HVTH: Trịnh Minh Phung Trang l6 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thongtương đương va tính nhạy cảm của dam lây và bồi lắng, cung cấp bùn cá Ảnh hưởng
trên sự di chuyên của bùn cát vào sự thay đôi độ cao cũng được xem Xét.
Các tham số không gian của mô hình cung cấp một khuôn khổ cho việc giải
thích của số liệu thực địa và những hiểu biết về khả năng tự phục hỏi, thay đổi của đầm
lầy Có ý kiến cho rằng việc đánh giá các đầm lầy phản ứng với môi trường bên ngoàibuộc phải dựa trên ước tính việc cung cấp phù sa, và hiệu quả mà điều này là cạn kiệtdo lang đọng, cũng như số liệu của khả năng phục hồi của đầm lay Điều nay có nghĩamột sự thay đôi theo hướng nghiên cứu quá trình một cách chuyên sâu hơn nhăm làmsáng tỏ day đủ hơn các môi liên kết giữa thủy triều vùng đầm lay và cửa sông lân cận,
các hệ thông ven biên.
Kết quả của mô hình cũng cho thấy sự biến đổi đáng ké bùn cát trong đầm layliên quan đến mô hình thủy triều và các quá trình khí tượng ở quy mô ngắn hạn Cácbiến như vậy làm phức tạp thêm việc giải thích bồi lắng hoặc dữ liệu độ cao thay đổithu được từ các chương trình giám sát ngắn hạn Giám sát dài hạn có giá tri, tuy nhiên,như một phương tiện để xác định các cơ chế quan trọng của khí hậu và cung cấp bùncát mà có thể góp phân vào việc hình thành và duy trì chuỗi bùn cát ở cá vùng đầm
`A
lay.
Tổng hop một số nghiên cứu trên thé giới cho ta thay hiện tượng thủy triéu đãđược nghiên cứu khá nhiễu và tương đối rộng, các nghiên cứu được áp dụng trongnhiều lĩnh vực Qua đó, có thé làm tài liệu tham khảo cho nghiên cứu thủy triều tronghưu vực sông Sài Gòn — Dong Nai
1.4 MUC DICH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CUU
Trang 28HVTH: Trịnh Minh Phụng Trang 17 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
Đánh giá sự thay đối của các kết quả tính được về đặc trưng dòng triều baogôm: Năng lượng dòng triều, dòng chảy thủy triều, bản đồ thủy triểu, elips dòngtriều
1.4.2 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thông kê: Nhăm thu thập và xử lý số liệu khí tượng thủy văn, số
liệu địa hình, mạng lưới sông suôi, các sô liệu vê triều
Phương pháp kế thừa: Phương này được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu, xemxét, đánh giá và tận dụng các kết quả nghiên cứu đã có trước đây kế cả trong nước và
ngoài nước.
Phương pháp ứng dụng mô hình toán: Phương pháp này được thực hiện trên cơ
sở tận dụng tối đa sự phát triển của tin học trong lĩnh vực nghiên cứu phát triển tàinguyên nước trong nước và trên thế giới, cụ thể là các mô hình toán mô phỏng Trongluận văn sẽ ứng dụng mô hình toán số Telemac2D để mô phỏng công trình tác độngđến thủy triều Telemac2D được phát triển bởi Phòng Thí Nghiệm Thủy Lực và MôiTrường Quốc Gia thuộc trung tâm quốc gia nghiên cứu Thủy lực của Điện Lực Pháp.Hệ thống nay trước đây khi sử dụng phải trả tiền như các mô hình thương mại khácnhưng gan đây đã trở thành nguồn mở và hoàn toàn miễn phí, là một công cụ rất mạnhđược ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực liên quan đến tài nguyên nước, môi trường,biến đổi khí hậu
1.5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1.5.1 Nghiên cứu lý thuyết về thủy triều
Cơ sở của việc hình thành thủy triều là do lực hấp dẫn giữa Mặt Trời, Mặt Trăngvà Trái Dat, ngoài ra còn có lực trọng trường, lực ly tâm của Trái Dat
Trong tính toán để phân biệt các loại thủy triều người ta thường căn cứ vào giá
trị của chỉ sô:
Trang 29HVTH: Trịnh Minh Phung Trang 18 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
Dựa vào tỷ số trên ta có thé phân loại thành 4 loại thủy triều cơ bản trên đại
dương như sau:
— Bán nhật triều đều: 0— 0.5— Bán nhật triều không đều: 0.5 — 2— Nhật triều không đều: 2-4— Nhật triều đều: > 4
Khi nghiên cứu thủy triều cần phải quan tâm đến thuyết tĩnh học thủy triều, đâylà thuyết do Newton dé xướng (hay còn gọi là thuyết thủy triều cân bằng) Thuyết tĩnhhọc thủy triều giả thiết răng “đại dương bao phủ khắp trái đất băng một lớp dày đều vàtrong từng thời điểm lực trọng trường Trái Dat tác dụng lên phần tử nước luôn cânbăng với lực tạo triều tác dụng lên nó” Ở đây ta sử dụng thuyết tĩnh học thủy triều sẽgiải thích được khá nhiêu hiện tượng thủy triều, đặc biệt là hiện tượng “triều sai”
Các phương trình chuyên động của thủy triều:
Trang 30HVTH: Trịnh Minh Phung Trang 19 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
— : Độ dâng mực nước triều so với mực nước trung bình
— é: Độ dâng mực nước thực so với mực nước trung bình.
Bước sóng và năng lượng thủy triều:
1.5.2 Xây dựng mô hình Telemac2D
Trang 31HVTH: Trịnh Minh Phung Trang 20 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
Nội dung này sẽ tập trung nghiên cứu về cơ sở lý thuyết của mô hình
Telemac2D, khả năng và điêu kiện áp dụng cua mồ hình.
Nghiên cứu cách vận hành m6 hình Telemac2D, các yêu câu sô liệu đầu vào chomô hình như sô liệu biên, sô liệu địa hình, sô liệu về lưới, điêu kiện ban dau
Mô hình hóa miên tính toán.
1.5.3 Thu thập va phân tích so liệu đo đạc
Thu thập và phân tích các sô liệu của lưu vực sông Sai Gòn — Đông Nai dé ápdụng vào mồ hình tính toán.
Các số liệu cần thu thập và phân tích bao gồm: Địa hình, thủy văn (mực nướctriều, lưu lượng dòng chảy), lũ, khí tượng (lượng mưa, hướng gió, vận tốc gid) và cácsố liệu cần thiết khác phục vụ cho quá trình tính toán
1.5.4 Kiểm định và hiệu chỉnh mô hình
Để tăng độ tin cậy mô hình cần phải hiệu chỉnh các thông số đầu vào của môhình để kết quả về mặt thủy lực gần đúng với so với thực đo Đây là bước đầu của quátrình mô phỏng, các thông số sau khi hiệu chỉnh sẽ được sử dụng để mô phỏng các kịchbản về thủy triều
1.5.5 Mô phỏng thủy triều khi có đê biến
Trong nội dung này sẽ tiễn hành mô phỏng bài toán thủy triều khi có đê biển
Vũng Tàu — Go Công.
Khai thác, tổng hợp kết quả tính toán ứng với các trường hop
Trang 32HVTH: Trịnh Minh Phụng Trang 21 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH VÀ CƠ SỞ LÝ THUYÉT MÔ HÌNH2.1 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH TELEMAC2D
Telemac2D là một trong những Module năm trong hệ thống Telemac được chủtrì và phát triển chính bởi Phòng Thí Nghiệm Thủy Lực và Môi Trường Quốc Giathuộc trung tâm quốc gia nghiên cứu Thủy lực của Điện Lực Pháp Ngoài ra, còn có sự
tham gia phát triên của nhiều tô chức nghiên cứu trên thê giới.
Một số Modules thông dụng của hệ thống Telemac:
Telemac2D: Mô hình tính dòng chảy 2 chiều, giải hệ phương trình Venant (bao gồm mô phỏng hiện tượng truyền các chất hòa tan ).Telemac2D có hai phiên ban khi dùng hai phương pháp tính khác biệt là
Saint-phân tử hữu hạn và thê tích hữu hạn
Telemac3D: Mô hình tinh dòng chảy 3 chiều, giải hệ phương trìnhNavier-Stokes (bao gồm mô phỏng hiện tượng truyền các chất hòa tan cóhoặc không tham gia phan ứng hóa học).
Artemis: Tinh sóng biển có xét đến các hiện tượng vật lý như phan xa ss,nhiễu xạ , khuyếch tán của sóng biển khi truyền vào vùng nước nông
trước và trong cảng biến
Tomawac: Tính truyền sóng trong vùng ven bờ.Sisyphe: Giải bài toán tải bùn cát và biến hình lòng dẫn 2 chiều Mô hìnhnày phân miễn tính toán thành hai phần “phần dòng chảy phía trên đáytính tải bùn cát lơ lửng (suspended) hay sát day (bed load), dính và khôngdính, với nhiều cấp hạt khác nhau” và “phân dưới đáy giả định giải bài
toán nén sụt (sedimentation) và cứng hóa (consolidation) cua bùn cátdưới day Hai phan sẽ trao đôi bùn cat tương tác nhau”
Sedi3D: Giải bài toán tải bùn cát 2 chiều
Một sô ưu điêm của hệ thông Telemac:
Telemac bao gồm nhiều Modules được xây dựng dựa trên các thuật toánmạnh khi dùng phương pháp phan tử hữu hạn _ Miễn tính toán được rời
Trang 33HVTH: Trịnh Minh Phụng Trang 22 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
rac hóa bang lưới các phant tr tam giác không có cau trúc Nhờ vậy,Telemac có thé chỉ tiết hóa mi én tính toán, đặc biệt tại vị trí có địa hìnhhay địa mạo phức tạp.
— Telemac có công cụ chuẩn bị và xử lý số liệu trước và sau khi tính toán
đặc biệt hiệu quả , tạo giao diện thuận tiện và dễ dàng cho người dùngLưới tính toán có thể đễ dàng được tạo nên khi dùng một bộ chương trìnhtạo lưới được gắn s n trong hệ thống Telemac _, hoặc ta cũng có thé sửdụng một phan mềm khác hỗ trợ tạo lưới độc lập cho Telemac (cụ thể làphầm mém BlueKenue)
— Hệ thống Telemac có thé chạy trên nhi éu hệ thống máy tính khác nhau
như: Windows (NT, XP, Vista, 7), Linux (Debian), Unix, các siêu may
tinh (Cray, Fujitsu, IBM, ).
— Ngoài ra, Telemac còn có ưu điểm vượt trội là tat ca các mô hình thànhphan đều được song hành hóa việc tính toán (parallelisation) Khi chạyTelemac trên các hệ thông máy có nhiều processors , Telemac cho thời
gian tính nhanh.
— Hệ thống này trước đây khi sử dụng phải trả tiền như các mô hình thươngmại khác nhưng gan đây đã trở thành hệ thống với mã nguồn mở và hoàntoàn miễn phí cho người sử dụng Ngoài ra, người sử dụng có thé canthiệp trực tiếp vào mã nguồn của chương trình dé thay đối chương trình
cho phù hợp với yêu câu bài toán đặt ra.Một sô nhược diém của Telemac:
— Bản thân mô hình Telemac cũng giống như nhiều mô hình khác là chưaxác định được độ tin cậy của bài toán Thông thường các số liệu đầu vàovà điêu kiện biên sai ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả tính toán.Giải pháp khắc phục cần nghiên cứu có thể giả định độ tin cậy theo phần
tram rôi tính chuyền vào trong miền tính toán.
Trang 34HVTH: Trịnh Minh Phung Trang 23 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
— Để có thé sử dụng và vận hành Telemac, người sử dụng phải có kiến thứctong hợp về nhiều lĩnh vực liên quan, phải am hiểu về lập trình với ngôn
ngữ Fortran và phải có kinh nghiệm trong việc sử dụng mô hình.
Nhìn chung, Telemac2D nói riêng và hệ thống Telemac nói chung được các nhàkhoa học chuyên môn đánh giá là một công cụ mạnh, mang tính khoa học cao, có tiềmnăng phát triển rất lớn, được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực liên quan đến tàinguyên nước, môi trường, biến đối khí hậu
2.2 CƠ SỞ LÝ THUYET CUA MÔ HÌNH TELEMAC2D
Hệ phương trình cơ bản nhất của cơ học chất lỏng (bao gồm tất cả các dòngchảy có mặt thoáng trong tự nhiên) là hệ phương trình Navier — Stokes Đề đơn giảnhóa hệ phương trình Navier — Stokes trung bình trên toàn bộ chiều sâu nước, Barré de
Saint — Venant (1871) đã thành lập hệ phương trình Saint — Venant dựa trên hệ phươngtrình Navier — Stokes Hệ phương trình Saint — Venant đóng vai trò quan trọng trong
thủy động lực sông, biển và dòng chảy nước nông trong kênh hở Hệ phương trìnhSaint — Venant được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực môi trường, tính toán triều, tácđộng và tính ốn định của công trình, vận chuyền bùn cát và nghiên cứu lũ
Một trong những giả thiết giới hạn của hệ phương trình Saint — Venant đó làchiều dài sóng lớn hơn so với chiều sâu nước
Hệ phương trình Saint — Venant có thé được viết dưới nhiều dạng, bảo toàn
hoặc không bảo toàn.
Như vậy, Telemac2D dùng để mô phỏng dòng chảy 2 chiều theo phương nằmngang (trung bình theo phương thăng đứng) được mô tả bởi hệ phương trình Saint —
Venant như sau:
Phương trình liên tục:
Oh ae 5 >
=+1VÚ)+ haiv()= S,, (2.1)
Phương trình động lượng:
Trang 35AVTH: Trịnh Minh Phụng Trang 24 GVHD: PGS.TS Nguyên Thống
—— +Ÿ)^ _ +=-div(tv, Vu) (2.2)
<4 i¥(v)= “848, +=-div(hv, Vy) (2.3)
Phương trình khuếch tán lan truyền chất:
Vis Vr (m5) : Hệ sé động lượng và hệ số khuếch tán.Z (m) : Cao độ mặt thoáng.
t (s) : Thời gian.Xx, Y (m) : Toa độ không gian theo phương ngang.S, (m/S) : Lưu lượng đơn vi của nguồn
Sx; Sy (m/s^) : Các thành phân động lượng do gid, luc Coriolis, ma sát
đáy lòng dẫn gây ra
Sr (g/I/s) Nong d6 chat lan truyén theo thoi gian
Hệ sô nhớt roi có thê được cho trước hoặc được quyêt định bởi mô hình mô
phỏng sự chuyến tải của đại lượng rối k (động năng rỗi) va Epsilon (tiêu tán roi), tương
ứng với hệ phương trình sau:
Of LL /yÿŒ)=-Ldi(hŸĐŠk)+P—e+P, (2.5)Ot h O,
O€ _= ll Ye 8—+„V(£)=—div(h——Ve)+—(c,P-—c,£e)+P, (2.6)
Ot h Ø ké
Trang 36HVTH: Trịnh Minh Phung Trang 25 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
Các thành phần bên về phải của hệ phương trình này đại diện cho sự sản sinh và
tiêu tán của đại lượng rôi (năng lượng và tiêu tán).2.3 CÁC THUẬT TOÁN TRONG TELEMAC2D
Hai phương pháp tính trong Telemac2D:
— Phiên bản dùng Phan tử hữu hạn : Trong phiên bản nảy , hệ phương trìnhSaint — Venant viết dưới dạng không bảo toàn sẽ được giải bằng phươngpháp chiếu (Projection Method) khi dùng so dé ân Phương pháp này cótính 6n định cao với tốc độ tính rất nhanh
— Phiên ban dùng thé tích khối hữu han không có cấu tric: Trong phiên bannày, hệ phương trình Saint — Venant viết dưới dạng bảo toàn sẽ được giảibằng phương pháp Godunov (xấp xi bất biến Riemann ) khi dùng sơ đồhiện Phương pháp này cho phép tính sóng gián đoạn ngay ca khi địahình phức tạp (bài toán vỡ đập) với tốc độ tính rất nhanh
Trong quá trình tính toán, Telemac2D giải các bước riêng biệt, sử dụng phương
pháp sai phân nếu can thiết (phương trình đối lưu và phương trình hình thành — lantruyền có thé được giải với 2 giai đoạn sử dụng các kịch bản số khác nhau) Hệ phươngtrình Saint— Venant từ (2.1) — (2.4) được viết dưới dạng không bảo toàn với dạng quanhệ chiều sâu nước — vận tốc Nếu sử dụng phương pháp đường đặc trưng, hệ phương
trình này được giải làm hai giai đoạn với phương pháp sai phân:
— Giai đoạn 1: Điều kiện đối lưu tương ứng với sự thay đối của các đạilượng vật lý u, v có thé là h, k, và 7 được xem xét Dạng đường cong
hyperbol của phương trình hiệu chỉnh phương pháp đường đặc trưngtương ứng với phương trình.
— Giai đoạn 2: Các điều kiện còn lại được xem xét: sự hình thành, lantruyền và điều kiện nguồn, cộng với điều kiện đối lưu khi phương phápđường đặc trưng không được sử dụng Giai đoạn này được quyết định bởiphương pháp phần tử hữu hạn Bước sai phân thời gian cho phép loại trừđiều kiện phi tuyến từ phương trình Các bước sai phân và dạng sai phân
Trang 37HVTH: Trịnh Minh Phung Trang 26 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
khác nhau của thời gian và không gian chuyển đổi phương trình liên tụcthành hệ thống tuyến tính rời rạc, trong đó ân số là các đại lượng vật lý ñ,u, v tại các nút của lưới Hệ thông này được giải bằng phương pháp lặpcủa dạng độ dốc liên hợp
*Phương pháp sai phan:
Trong miễn tính toán, thời gian được sai phân hóa va các an số j, , v Đượcgiải tại các thời điểm tức thời +AT, +2AT, ?+3AT Nếu ký hiệu =f+nAT, dao
hàm theo thời gian của hàm ƒ được sai phân hóa:
of ff" —f"Ot At
Trong đó: ƒ”*? là hàm f tai thời điểm #*” (thời điểm mới) và f” là ham ƒ tại thờiđiểm 7” (thời điểm cũ)
Cách giải tông quát như sau:Từ lời giải ban đầu / tại thời điểm 7’, lời giải ƒcó được từ các bước lặp (bướcthời gian), tương tự tìm được lời giải f’,
Trong mỗi bước thời gian, phương pháp sai phân bao gồm việc tìm f" *! bắt đầutừ f” và trải qua các bước trung gian chi xem xét một số điều kiện của phương trình.Trong trường hợp này, để chính xác, ta cần giải các phương trình:
fof"n + các điều kiện đôi lưu = 0
Trang 38AVTH: Trịnh Minh Phung Trang 27 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thông
Tat cả hoặc một vài phương trình có thé được giải, giữa bước thời gian ? và /*':
Sự hình thành, sự lan truyền, điều kiện nguôn: Khi phương pháp đường đặc
trưng không được sử dung, giai đoạn này giải toàn bộ hệ phương trình.
*Sat phan hóa thời gian:
Như đã dé cập trong phương pháp sai phân, dao hàm theo thời gian của hàm số f
có dạng:
Of _ fr —f'
Ot AtLoi giai phai duoc tim trong cac truong hop:Truong hop đã trung bình hóa:
Trang 39AVTH: Trịnh Minh Phụng Trang 26 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thông
y TY "5.1 +—div(hv,Vv)At dy Ah
6699
Thuc chat, diéu kién bén phai dau của hệ phương trình có được bang cách
tích phan dọc theo đường cong đặc trưng.
Trường hợp chưa trung bình hóa:
vượt trỘi.
Thêm vào đó, các kỹ thuật giải lặp được sử dung dé giải hệ tuyến tính xuất pháttừ phương pháp phân tử hữu hạn và bước thời gian tôi ưu cho trường hợp mô phỏngcho trước (liên quan đến thời gian tính toán) không cân thiết phải lớn nhất
Trang 40HVTH: Trịnh Minh Phung Trang 29 GVHD: PGS.TS Nguyễn Thong
*Sai phan hóa không gian:Các hàm sô được đánh giá tại các điêm rời rac hóa bang cách phân tích thànhcác hàm cơ bản:
Trong đó: n là số điểm rời rac hóa, ƒ là giá trị của hàm số ƒ tại điểm i và ự làhàm số kết hợp với điểm đó
Mỗi hàm cơ bản được kết hợp với số bậc tự do Giá trị hàm số bằng 1 tại điểmđang xét và bằng 0 tại các điểm khác
Trong cùng một phan tử, giá tri của ham được nội suy từ giá tri tại điểm nút sai
Ham co ban trong phan tir nay 1a: