Hướng dẫn sử dụng Mike 11

Các công trình được mô phỏng trong MIKE 11 bao gồm: 1.2 Thuật toán sử dụng trong phần mềm Mike 11 1.2.1 Hệ phương trình Saint Venant Hệ phương trình sử dụng trong mô hình là hệ phương tr

1.1 Giới thiệu phần mềm Mike11 1

1.2 Thuật toán sử dụng trong phần mềm Mike 11 1

1.2.1 Hệ phương trình Saint Venant 1

1.2.2 Thuật toán trong mô hình MIKE11 2

1.2.3 Phương trình tải khuếch tán 5

1.3 Cài đặt phần mềm Mike 11 5

1.3.1 Bản quyền 5

1.3.2 Yêu cầu về cấu hình máy tính 6

1.3.3 Cài đặt phần mềm Mike 11 6

1.4 Các ứng dụng của phần mềm Mike 11 7

1.5 Mô tả cấu trúc và các module của mô hình Mike 11 8

1.6 Điều kiện ổn định của mô hình 8

1.6.1 Điều kiện ổn định trong bài toán thủy động lực học 8

1.6.2 Điều kiện ổn định trong bài toán tải khuếch tán 9

1.7 Các dạng File trong mô hình Mike 11 9

PHẦN 2 HƯỚNG DẪN LẬP MÔ HÌNH MIKE 11 11

2.1 Yêu cầu về số liệu 11

2.1.1 Tài liệu địa hình 11

2.1.2 Tài liệu thủy văn 12

2.2 Các bước thiết lập mô hình 12

2.2.2 Bước 2: Tạo Editor mô phỏng: Simulation Editor 12

2.2.3 Bước 3: Tạo River Network Editor trong Mike 11 13

2.2.4 Bước 4: Tạo Editor mặt cắt ngang sông: Cross Section Editor 15

2.2.5 Bước 5: Tạo Editor biên (Boundary Editors) 19

2.2.6 Bước 6: làm việc với Parameter File Editors 22

2.2.7 Thiết lập mô phỏng Simulation 25

2.3 Xem kết quả và phân tích kết quả tính toán 28

2.3.1 Xem kết quả tính toán mực nước tại các mặt cắt 30

2.4.2 Thiết lập mô hình 33

2.4.3 Làm việc với các Editor 39

2.4.4 Tạo file dữ liệu đầu vào 51

2.4.5 Chạy mô hình thuỷ lực 53

PHẦN 3 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

PHẦN I GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM MIKE 11 1.1 Giới thiệu phần mềm Mike11

MIKE 11 do DHI Water & Environment phát triển, là một gói phần mềm dùng để

mô phỏng dòng chảy, lưu lượng, chất lượng nước và vận chuyển bùn cát ở các cửa sông,sông, kênh tưới và các vật thể nước khác

MIKE 11 là mô hình động lực một chiều và thân thiện với người sử dụng nhằm phântích chi tiết, thiết kế, quản lý, vận hành cho sông cũng như hệ thống kênh dẫn đơn giản vàphức tạp Với môi trường đặc biệt thân thiện với người sử dụng, linh hoạt và tốc độ, MIKE

11 cung cấp một môi trường thiết kế hữu hiệu về kỹ thuật công trình, tài nguyên nước, quản

lý chất lượng nước và các ứng dụng quy hoạch

Mô-đun thủy động lực (HD) là một phần trọng tâm của mô hình MIKE 11 và hìnhthành cơ sở cho hầu hết các mô-đun bao gồm Dự báo lũ, Tải khuyếch tán, Chất lượng nước

và các mô-đun vận chuyển bùn cát không, có cố kết

Các công trình được mô phỏng trong MIKE 11 bao gồm:

1.2 Thuật toán sử dụng trong phần mềm Mike 11

1.2.1 Hệ phương trình Saint Venant

Hệ phương trình sử dụng trong mô hình là hệ phương trình Saint Venant, viết ra dướidạng thực hành cho bài toán một chiều không gian, tức quy luật diễn biến của độ cao mặtnước và lưu lượng dòng chảy dọc theo chiều dài dòng sông/kênh và theo thời gian

Hệ phương trình Saint Venant gồm hai phương trình: phương trình liên tục vàphương trình động lượng:

Phương trình liên tục:

q t

A x

Q

=

∂

∂+

∂

∂

(1)

Phương trình động lượng:

0

2 = +

∂

∂ +

∂

∂ +

∂

∂

R C

V V x

V V g t

V g x

Trong đó:

B: Chiều rộng mặt nước ở thời đoạn tính toán (m)

h: Cao trình mực nước ở thời đoạn tính toán (m)

t: Thời gian tính toán (giây)

Q: Lưu lượng dòng chảy qua mặt cắt (m3/s)

V: Tốc độ nước chảy qua mặt cắt ngang sông

X: Không gian (dọc theo dòng chảy) (m)

β: Hệ số phân bố lưu tốc không đều trên mặt cắt

A: Diện tích mặt cắt ướt (m2)

q: Lưu lượng ra nhập dọc theo đơn vị chiều dài (m2/s)

C: Hệ số Chezy, được tính theo công thức: R y

1.2.2 Thuật toán trong mô hình MIKE11

Hệ phương trình vi phân (1) và (2) là hệ phương trình vi phân phi tuyến, có hệ sốbiến đổi Các nghiệm cần tìm là Q và Z là hàm số của các biến độc lập x, t Nhưng các hàm

A và v lại là hàm phức tạp của Q và Z nên không giải được bằng phương pháp giải tích, màgiải gần đúng theo phương pháp sai phân

Từ hệ phương trình Saint Venant, ta có hai phương trình viết theo Q và h :

q t

h b x

Q

∂

∂+

∂

∂

(3)

0)

∂

∂+

∂

∂+

∂

∂

RA C

Q Q g x

h gA h

Q x B t

Giải hệ phương trình vi phân trên theo phương pháp sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn(Abbott-Ionescu 6-point) sẽ xác định được giá trị lưu lượng, mực nước tại mọi đoạn sông,mọi mặt cắt ngang trong mạng sông và mọi thời điểm trong khoảng thời gian nghiên cứu

Xét một đoạn sông dài 2∆x trong thời gian ∆t:

Sơ đồ sai phân ẩn 6 điểm trung tâm Phương trình liên tục được sai phân hoá tại bước thời gian n+ 12 như sau :

x

Q Q

Q Q

x Q

n j

n j

n j

n j

+ +

* 2

2 2

)

1 1

1 1

t

h h t

Trong đó : Chỉ số bên dưới trong phương trình biểu thị vị trí dọc theo nhánh, và chỉ

số bên trên chỉ khoảng thời gian

Ao,j : diện tích khống chế bởi hai điểm lưới j-1 và j

Ao,j+1 : diện tích khống chế bởi hai điểm lưới j và j+1

2∆x : Khoảng cách giữa hai điểm j-1 và j+1

Thế vào phương trình (3) ta được phương trình

x

Q Q

Q

j

n j

n j

n j

+ +

*2

22

)

1 1

1 1

n j j

n j

+ +

+

1 1

h x h

n j

n j

n j

n j

+ +

* 2

2 2

)

1 1

1 1

x A

Q A

Q

A

Q x

1

2

α

Trong đó tính gần đúng với :

( ) n

j

n j

n j

n j j

n j

+ +

+

1 1

n j

n j

n j

hệ phương trình này đều có quan hệ với các ẩn số Q, h

1.2.3 Phương trình tải khuếch tán

Phương trình tải khuếch tán: hay còn gọi là phương trình bảo toàn khối lượng chất

hòa tan một chiều có dạng như sau:

q C AKC x

C AD x x

QC t

A: Diện tích mặt cắt ngang sông

K : Hệ số phân huỷ tuyến tính

C2: Nồng độ chất hòa tan tại nguồn

chấp thuận bằng văn bản của DHI Water & Environment (DHI) Để biết thêm chi tiết, vuilòng xem ‘Thỏa thuận về bản quyền phần mềm của DHI’ ('DHI Software LicenceAgreement').

1.3.2 Yêu cầu về cấu hình máy tính

Thế hệ mới của MIKE 11 được dựa hoàn toàn trên Giao diện người dùng đồ họa củaWindows và được biên soạn như là một ứng dụng 32-bit thực sự Điều này muốn nói rằngMIKE 11 chỉ có thể thực hiện được trên Windows 95/98/2000 hoặc Windows NT

Yêu cầu phần cứng để thực hiện được MIKE 11 (hoặc phiên bản mới hơn) do đótương tự như các yêu cầu đối với việc sử dụng Windows 95/98 hoặc Windows NT Đó là:

(hoặc lớn hơn)

Bộ nhớ trên card đồ hoạ 1 Mb Ram (hoặc hơn)

Ổ CD-Rom: tốc độ 2 x tốc độ 10 x (hoặc hơn)

1.3.3 Cài đặt phần mềm Mike 11

 Để cài đặt MIKE 11, cho đĩa CD của DHI vào ổ CD-Rom trong máy tính

 Mở ổ đĩa E:/ chứa các file dữ liệu của đĩa CD Sau đó tìm file “Setup.exe” và click

đôi vào đó để chạy phần mềm

 Các bạn cứ cài đặt giống như các phần mềm khác (next…next…finish)

 Sau khi cài đặt xong, sẽ có 1 foder mới mang tên MIKE được tạo, bao gồm các biểutượng cho MIKE 11, MIKE 11 Convert, MIKE View, MIKE Print và ImageRectifier

1.4 Các ứng dụng của phần mềm Mike 11

Các ứng dụng liên quan đến mô-đun MIKE 11 HD bao gồm:

• Dự báo lũ và vận hành hồ chứa

• Mô phỏng dòng chảy trong hệ thống sông, kênh

• Vận hành hệ thống tưới và tiêu thoát nước

• Thiết kế các hệ thống kênh dẫn

• Nghiên cứu sóng triều và dâng nước do mưa ở sông và cửa sông

MIKE11 là chương trình tính thuỷ lực có thể áp dụng với chế động sóng động lựchoàn toàn ở cấp độ cao.Trong chế độ này MIKE 11 có khả năng tính toán với :

• Dòng chảy biến đổi nhanh

• Lưu lượng thuỷ triều

• Sóng lũ

• Lòng dẫn có độ dốc lớn

Các ứng dụng liên quan đến mô-đun MIKE 11 AD bao gồm:

Nghiên cứu truyền tải vật chất một chiều như quá trình xâm nhập mặn, chất lượngnước, hiện tượng phì dưỡng trong sông

1.5 Mô tả cấu trúc và các module của mô hình Mike 11

Đặc trưng cơ bản của mô hình MIKE 11 là cấu trúc mô-đun tổng hợp với nhiềuloại mô-đun được thêm vào mỗi mô phỏng các hiện tượng liên quan đến hệ thống sông Cácmodule trong bộ MIKE 11 bao gồm:

 Module HD – Thủy động lực học: là phần cốt lõi của MIKE 11, có khả năng:

 Giải bài toán thủy động lực học St Venant cho kênh hở

 Giải bài toán sóng khuyếch tán, sóng động học cho một số nhánh định trước

 Giải bài toán Muskingum cho một số nhánh định trước

 Tự động hiệu chỉnh cho điều kiện dòng chảy êm, dòng chảy xiết

 Mô phỏng hầu hết các loại công trình trên sông như cầu, cống, trạm bơm, đập

 Ngoài mô-đun HD và AD đã mô tả ở trên, MIKE bao gồm các mô-đun bổ sung vềcác vấn đề:

 Thủy văn (Mike-NAM)

 Chất lượng nước (Mike – WQ)

 Vận chuyển bùn cát có cố kết (có tính dính) (Mike -ST)

 Vận chuyển bùn cát không có cố kết (không có tính dính) (Mike -ST)

1.6 Điều kiện ổn định của mô hình

1.6.1 Điều kiện ổn định trong bài toán thủy động lực học

Không thể tùy chọn ∆t và ∆x trong tất cả các trường hợp, tiêu chuẩn đặt ra cho ∆t và

∆x là chúng phải nhỏ, sao cho có thể giải được các biến thời gian và không gian phi tuyến.Chẳng hạn, mô phỏng thủy triều cần lấy khoảng thời gian từ 10 đến 30 phút để có thể mô tảđúng toàn bộ chu trình thủy triều Tương tự, sự thay đổi mặt cắt ngang đột ngột của sôngyêu cầu phải chia nhỏ khoảng cách, sao cho có thể mô tả địa hình một cách chính xác

Để sơ đồ sai phân hữu hạn ổn định và chính xác, cần tuân thủ các điều kiện:

+ Địa hình phải đủ tốt để mực nước và lưu lượng được giải một cách thỏa đáng Giátrị tối đa cho phép đối với ∆x phải được chọn trên cơ sở này

+ Bước thời gian ∆t phải đủ nhỏ để cho ta có một thể hiện chính xác về sông Chẳnghạn bước thời gian tối đa để mô phỏng thủy triều nói chung khoảng 30 phút

+ Điều kiện hệ số Courant dưới đây có thể dùng như một hướng dẫn để chọn bướcthời gian sao cho đồng thời thỏa mãn được các điều kiện trên Điển hình, giá trị của Cr là 10đến 15, nhưng các giá trị lớn hơn (lên đến 100) đã được sử dụng:

x

gy V t

(với V là vận tốc)

Hệ số Cr thể hiện tốc độ nhiễu động sóng tại vùng nước nông (biên độ nhỏ) Hệ sốcourant biểu thị số các điểm lưới trong một bước sóng, phát sinh từ một nhiễu động nhỏ, sẽ

di chuyển trong một bước thời gian Sơ đồ sai phân hữu hạn dùng trong Mike 11, cho phép

số Courant từ 10 ÷ 20, nếu dòng chảy dưới phân giới Tính toán với số Courant bằng 250cho kết quả có sai số nhỏ hơn 2% trong một số trường hợp đặc biệt

+ Điều kiện vận tốc dưới đây đôi khi có thể tạo ra một hạn chế về bước thời gian

∆t, trong trường hợp mặt cắt ngang có biến động lớn :

Tiêu chuẩn vận chuyển đòi hỏi phải chọn ∆t và ∆x sao cho không dịch chuyển quámột điểm lưới trong mỗi bước thời gian

1.6.2 Điều kiện ổn định trong bài toán tải khuếch tán.

Sơ đồ tính toán trong mô hình tải khuếch tán bình quân lưu lượng sẽ ổng định thậmchí đối với hệ số Peclet lớn, tức là:

Trong đó : v- vận tốc, ∆x- khoảng cách giữa các điểm lưới, D- hệ số khuyết tánBước thời gian và không gian cũng chọn sao cho số Courant đối lưu nhỏ hơn 1

Thấy rằng ∆x trong mô đum AD là khoảng cách giữa các điểm nút tính toán kể cả H

và Q, tức là trong AD bằng 0.5∆x trong tính thủy lực HD Do vậy nếu bước thòi gian trong

HD bị hạn chế bởi chỉ tiêu vận tốc, cần giảm nó đi 2 lần trong tính toán AD

1.7 Các dạng File trong mô hình Mike 11

MIKE 11 bao gồm nhiều editors, mỗi editor có dạng dữ liệu khác nhau Dữ liệu từcác editor này phải được lưu trong các editor files riêng- sử dụng các đuôi file MIKE 11 nhưtrong danh mục dưới đây:

Time series files- các tập tin chuỗi thời gian *.DFS0

HD parameter file- tập tin thông số thủy lực *.HD11

AD parameter file- tập tin thông số tải khuyếch tán *.AD11

WQ parameter file- tập tin thông số chất lượng nước *.WQ11

ST parameter file- tập tin thông số vận chuyển bùn cát *.ST11

FF parameter file- tập tin thông số dự báo lũ *.FF11

RR parameter file- tập tin thông số mưa- dòng chảy mặt *.RR11

PHẦN 2 HƯỚNG DẪN LẬP MÔ HÌNH MIKE 11 2.1 Yêu cầu về số liệu

2.1.1 Tài liệu địa hình

- Bản đồ khu vực dự án dạng ảnh (*.jpeg), hoặc file shape file (*.shp)

610000 620000 630000 640000 650000 660000 670000 680000 1050000

Hình 2.1 Đưa file bản đồ nền vào Network Editor

Tài liệu địa hình mặt cắt ngang sông, vị trí mặt cắt (hoặc trắc dọc) Chuyển số liệuđịa hình từ các file Cad, hoặc các định dạng khác về Excel, lưu trữ dưới dạng

Hình 2.2 File số liệu mặt cắt ngang chuẩn bị đưa vào mô hình

2.1.2 Tài liệu thủy văn

- Tài liệu mực nước giờ, tài liệu mưa, tài liệu lưu lượng…

2.2 Các bước thiết lập mô hình

2.2.1 Bước 1: Tạo một Project mới:

Vào Start\Program\DHI Software\Mike 11 hoặc kích vào biểu tượng Mike 11 trênmàn hình Desktop

File\New\Project from Template… cửa sổ giao diện mới xuất hiện:

Tại cửa sổ: Project Type ta chọn: Coast & Estuaries và chọn Hydroynamic General(HD) bên cửa sổ Templates

Sau đó đặt tên cho Project và đường dẫn lưu trữ project trên ổ đĩa cứng máy tính

2.2.2 Bước 2: Tạo Editor mô phỏng: Simulation Editor.

Chức năng: Dùng để quản lý, liên kết các Editor khác trong Mike 11 bao gồm các

Editor River Network (mạng sông); Cross Section (mặt cắt ngang sông); Boundary (điềukiện biên); Parameters (các thông số mô hình) …, đồng thời dùng để mô phỏng quá trìnhtính toán thủy lực trong mạng sông

2.2.3 Bước 3: Tạo River Network Editor trong Mike 11

Vai trò chủ yếu của editor mạng sông là:

 Cung cấp các tính năng/ tiện ích chỉnh sửa đối với việc xác định dữ liệu của mạng sông, như:

 Số hóa các điểm và nối kết các nhánh sông

 Định nghĩa đập, cống, và các công trình thủy lực khác

 Định nghĩa lưu vực nối kết mô hình sông với mô hình dòng chảy- mưa

Cung cấp một tổng quan về tất cả các dữ liệu có trong mô phỏng mô hình sông Phầntổng quan này được cung cấp thông qua khả năng trình bày các mục chọn (items) từ cáceditor dữ liệu khác nhau trên bản vẽ mặt bằng (plan plot) và cửa sổ sơ đồ (graphical view).Các mục chọn khác có thể được trình bày bằng cách dùng các biểu tượng (symbols) và

đường (lines) với các màu sắc và kích thước khác nhau- tất cả đều được người sử dụng kiểmsoát thông qua hộp thoại ‘Settings’, ‘Network’ từ cửa sổ sơ đồ (graphical view).

Các đặc tính chủ yếu bao gồm:

 Thanh công cụ mạng để chỉnh sửa sơ đồ

Bạn có thể truy nhập vào các công cụ cần thiết để tạo hoặc chỉnh sửa mạng sông từthanh công cụ mạng (network toolbar) Nghĩa là, các công cụ này có thể được chọn để sốhóa một hoặc nhiều điểm, nối các điểm và nhánh, hợp hoặc cắt nhánh, xóa bớt điểm hoặcnhánh, v.v

 Trình đơn pop-up menu khi nhắp chuột phải

Từ cửa sổ sơ đồ, ta có thể hoạt hóa một số các tiện ích chỉnh sửa từ việc nhắp chuộtphải trong editor để xuất hiện pop-up menu

Để chỉnh sửa một đối tượng thông qua pop-up menu, đặt con trỏ vào thành phần nào

đó trong mạng sông (ví dụ: một điểm, một nhánh hay một biểu tượng) và nhắp chuột phải

để hoạt hóa menu

Chọn ‘Edit…’ để có thể chỉnh sửa bất kỳ đối tượng nào trong vùng lân cận của điểm

đã chọn Dùng ‘Insert ’ để chèn thêm một đối tượng mới vào điểm chọn trong mạng sông.Việc chọn từ một Insert trong các trình đơn phụ sẽ mở ra editor tương ứng ‘Pointproperties’ giúp có thể thay đổi tọa độ của các điểm đã chọn và chainage (nếu dạngchainage được chọn là ‘User Defined’)

 Chức năng Zoom: Các chức năng Zoom (phóng to- zoom in, thu nhỏ- zoom out và

zoom vừa thực hiện trước) có thể được hoạt hóa từ các nút lệnh zoom trên thanhcông cụ hoặc từ việc nhắp chuột phải cho xuất hiện pop-up menu Để phóng to, nhắp

và rê chuột cho đến khi phần chọn zoom bao gồm diện tích/ khu vực trong horizontalplan, phần này sẽ được làm cho to lên

 Xin lưu ý rằng hình dáng của phần khu vực được chọn phóng to là giống với hìnhdáng của cửa sổ sơ đồ (graphical view window)

 Thiết lập do người sử dụng xác định (User-defined settings) để hiển thị các thành

phần của một mạng sông Cách vẽ, kích thước và màu sắc của các điểm, nhánh vàcác thành phần khác của mạng sông có thể được kiểm soát thông qua trang

‘Graphical Settings’ trong hộp thoại Network Hộp thoại Network được hoạt hóa từSettings menu trong thanh trình đơn chính

 Hình ảnh nền: Dùng trình đơn Layers từ thanh trình đơn chính, ta có thể đưa vào

một hoặc nhiều hình ảnh để làm bản đồ nền cho mạng sông Các files hình ảnh phảiđược lưu theo format GIF- hoặc BMP.Vị trí của (các) hình ảnh trong horizontal plan

có thể được thay đổi bằng cách chọn hình ảnh (một hình vuông màu đỏ sẽ xuất hiện

viền quanh hình ảnh được chọn), hoạt hóa ‘Image Co-ordinates’ bằng cách nhắpchuột phải để xuất hiện pop-up menu để có thể thay đổi tọa độ của hình ảnh nào đó.Bằng cách này, bạn cũng có thể đưa vào nhiều hình ảnh của các vùng chọn trongcùng một tập tin mạng sông

 Các chức năng tự động: Trong trình đơn ‘Network’, dưới thanh trình đơn chính,

bạn có thể hoạt hóa các tính năng để tự động tạo các thành phần mạng sông Nghĩa là

tự động nối kết các nhánh theo các đặc điểm mô tả hợp lý do người sử dụng xác định,tạo tự động các điều kiện biên ở tất cả các nhánh mở và tự động cập nhật cácchainage cho toàn bộ mạng sông ở các điểm được bổ sung vào, di chuyển hoặc xóa

bỏ

 Hoạt hóa tính năng Longitudinal trong ‘View’ menu từ thanh trình đơn chính Đặt

con trỏ vào nhánh sông và nhắp bằng chuột trái để chọn nhánh phía trên mặt cắt (lưu

ý rằng nhánh này sẽ được tô đậm sáng màu lên và con trỏ sẽ bị thay đổi biểu tượngkhi nhánh sông được chọn) Kế tiếp, đặt con trỏ vào nhánh sông nào mà bạn muốnkết thúc nó trong mặt cắt và nhắp chuột

 MIKE 11 xem xét số lượng các mặt cắt có thể có trong một đường dẫn (path) từnhánh thứ nhất đến nhánh cuối cùng và nếu có nhiều hơn một khả năng thì một hộpchọn mặt cắt sẽ xuất hiện Chọn một mặt cắt từ hộp thoại để trình bày mặt cắt dọctrong một cửa sổ riêng

 Nếu chỉ có một đường dẫn (path) từ nhánh thứ nhất đến nhánh cuối cùng được chọn,một cửa sổ có chứa mặt cắt dọc sẽ lập tức xuất hiện

2.2.4 Bước 4: Tạo Editor mặt cắt ngang sông: Cross Section Editor.

Cửa sổ dữ liệu thô là cửa sổ mặc định khi một tập tin mặt cắt được mở hoặc tạo ra.Một ví dụ về editor dữ liệu mặt cắt được trình bày trong Hình dưới

Editor dữ liệu thô bao gồm ba “cửa sổ” khác nhau:

 Tree view: Cửa sổ trình bày dưới dạng cây (tree view) gồm một danh mục các mặt

cắt trong tập tin mặt cắt Cây này bao gồm ba cấp độ, trong đó cấp trên cùng xác địnhtên sông, cấp kế tiếp bao gồm Topo-ID(s) của một con sông nào đó và cấp cuối cùngbao gồm danh mục chainages của các mặt cắt đã xác định cho một Topo-ID thật tạimột con sông nào đó Chọn một mặt cắt từ cây bằng cách nhắp chuột trái, ngay lúc

đó các cửa sổ số liệu và cửa sổ sơ đồ sẽ được cập nhật khi cả ba cửa sổ được tổnghợp hoàn toàn để tự động trình bày dữ liệu của phần được chọn Chọn chainage củamột đoạn sông, tên sông hoặc Topo-ID của một mặt cắt bằng cách nhắp chuột phải

để mở pop-up menu, cho phép bạn thay đổi nội dung hiện hữu của tập tin mặt cắt (vídụ: chèn, xoá, copy và đặt lại tên cho các mặt cắt, các con sông, và Topo-ID củachúng)

 Cửa sổ số liệu: Cửa sổ bảng số liệu bao gồm dữ liệu thô về mặt cắt được chọn từ tree

view Bạn có thể tự chỉnh tọa độ X - và Z - và các hệ số nhám trong bảng Lực cản (lực cản tương đối) tại mỗi dòng trong cửa sổ bảng số liệu có giá trị mặcđịnh là 1, biểu thị một giá trị hằng số của độ nhám qua mặt cắt Nếu độ nhám khôngphải là hằng số trên toàn bộ mặt cắt, ví dụ tại một bãi ngập lũ hoặc tại một mặt cắtkênh dẫn phức hợp, biến thiên về độ nhám có thể được đưa vào bằng cách nhập mộtlực cản tương đối khác 1 vào phần này của đoạn sông Lực cản thường là tương đối

so với lực cản của lòng sông chính Lực cản tương đối lớn hơn 1.0 thể hiện độ nhámcao hơn và ngược lại Cột vạch dấu (marker) liệt kê vị trí của dấu 1, 2, và 3- mỗi dấunày lần lượt tượng trưng cho bờ trái, đáy, và bờ phải sông Lưu ý quan trọng là chỉ cómột phần của mặt cắt, phần nằm giữa dấu 1 và 3, được đưa vào khi tính toán dữ liệu

đã xử lý Nghĩa là, trong quá trình tính toán ta có thể loại bỏ các phần trong mặt cắtbằng cách điều chỉnh vị trí của các vạch dấu này (ví dụ, nếu một bãi ngập lũ đượcđưa vào dữ liệu mặt cắt ngang) Người sử dụng có thể điều chỉnh vị trí của các vạchdấu này

 Cửa sổ sơ đồ: Cửa sổ sơ đồ biểu diễn mặt cắt thô được chọn trong tree view

Tuỳ vào cài đặt hiện hành trong trang ‘Change Options’ (mở từ mục chọn section trong Settings menu), cửa sổ sơ đồ sẽ phủ lên các mặt cắt với các phần đãchọn trước đây hiển thị dưới dạng ‘ngấn nước’ Chọn ‘clear’ trên pop-up menu (xuấthiện khi nhắp chuột phải) để xoá phần hiển thị các sơ đồ trước Ngoài tên sông, topo-

Cross-ID và chainage, bạn phải cân nhắc xem có cần thay thế một vài biến xác định mặt cắtkhông Đó là:

 Dạng bán kính: Người sử dụng phải xác định nên dùng phương pháp nào để

tính bán kính thuỷ lực trong bảng dữ liệu đã xử lý Có ba phương pháp sau:bán kính lực cản, bán kính thuỷ lực dùng tổng diện tích dòng, và bán kínhthuỷ lực dùng diện tích dòng hữu hiệu Diện tích dòng hữu hiệu là diện tíchđược tính tại nơi mà ảnh hưởng của giá trị lực cản tương đối được đưa vào

 Dạng mặt cắt: Mặt cắt khi có thể được định nghĩa là dạng hở (mặc định), kín

bất thường, kín vòng, hoặc là một hình chữ nhật kín Trong trường hợp mộtmặt cắt kín bán kính thuỷ lực được sử dụng, người ta luôn luôn dùng tổngdiện tích, và MIKE 11 sẽ tự động đưa vào một khe Preissman khi tính bảng dữliệu đã xử lý để có thể tính toán dòng chảy có áp Mức thủy chuẩn- Datum Việc điều chỉnh mức thuỷ chuẩn sẽ được đưa vào cho tất cả các tọa độ z và tất

cả các cao trình khi tính dữ liệu đã xử lý Theo cách này, ta có thể liên kết mộtmức thuỷ chuẩn cục bộ với một mức thuỷ chuẩn toàn cục hoặc sửa lỗi về dấuchuẩn (benchmark) trong dữ liệu thô Mặt cắt phân chia Trong quá trình tínhtoán mô hình (thường là tính toán vận chuyển bùn cát biến hình lòng dẫn), mặtcắt có thể được phân chia theo chiều ngang (thường giữa cao trình nước nộiđồng và cao trình nước tràn bờ) Nếu điều này là cần thiết, tính năng về mứcphân chia phải được hoạt hoá và xác định mức độ này Có thể làm định nghĩacho các thông số trên đối với từng mặt cắt Tuy nhiên, ta cũng có thể áp dụngcài đặt cho toàn cục (đối với tất cả các mặt cắt trong tập tin mặt cắt) thông qua

‘Apply to all sections…’ trên menu ‘Settings’ trong thanh trình đơn chính

Các đặc tính khác của mặt cắt, editor dữ liệu thô bao gồm:

Thay đổi phương án chọn đối với… Mục nhập mặt cắt ‘Cross-section…’ trên menu

‘Settings’ cho phép người sử dụng điều chỉnh hình thức của cửa sổ sơ đồ, cũng như xácđịnh nhiều loại biến

Tính toán dữ liệu đã xử lý Cần phải tính toán dữ liệu đã xử lý sau khi nhập dữ liệuthô do các bản dữ liệu đã xử lý phải được sử dụng trong tính toán

Có hai phương án để tính dữ liệu đã xử lý:

Tính năng ‘Recompute all’ trong menu ‘Cross-sections’ trên thanh trình đơn chính

Tính lại dữ liệu đã xử lý cho tất cả các mặt cắt trong tập tin mặt cắt Đây là một tínhnăng rất hữu ích, ví dụ khi một lượng lớn các mặt cắt mới được đưa vào hoặc nhiều mặt cắthiện có được chỉnh sửa

Nhắp vào nút lệnh ‘View processed data…’ để tính dữ liệu đã xử lý cho mặt cắt đãchọn và tự động mở ra editor dữ liệu đã xử lý Tuy nhiên, tính năng này chỉ hoạt hoá nếuhộp chọn (check box) ‘Update processed data automatically’ (‘Tự động cập nhật dữ liệu đã

xử lý’) được kích hoạt

Cập nhật các vạch dấu: Tính năng cập nhật các vạch dấu là một tiện ích trong MIKE

11 nhằm tự động gán các vạch dấu 1, 2, và 3 trong trường hợp một mặt cắt được điều chỉnhhoặc một mặt cắt mới được đưa vào tập tin mặt cắt Các vạch dấu sẽ được tự động (theomặc định) đưa vào vị trí tọa độ x, z đầu tiên (Vạch dấu 1), tại giá trị z thấp nhất (Vạch dấu 2

ở đáy sông), và tọa độ x, z cuối cùng (Vạch dấu 3)

Từ ‘File’ menu, chọn ‘Export’ hoặc ‘Import’ để viết hoặc đọc các text-files có dữliệu mặt cắt

Cửa sổ editor dữ liệu mặt cắt đã xử lý

Cửa sổ bảng số liệu bao gồm dữ liệu đã xử lý được tính tự động từ dữ liệu thô Dữliệu đã xử lý bao gồm các giá trị tương ứng của mực nước, diện tích mặt cắt, bán kính, độrộng ô trữ và khả năng chuyển nước Diện tích ô trữ bổ sung (diện tích mặt thoáng) cũng cóthể được xác định như là một hàm mực nước

Nếu dữ liệu đã được thay đổi, thì sau này bạn cần giữ nguyên dữ liệu để có thể bảotoàn dữ liệu đã xử lý cho một số mặt cắt nào đó bằng cách hoạt hoá hộp chọn ‘Protect Data’.

2.2.5 Bước 5: Tạo Editor biên (Boundary Editors)

Các điều kiện biên trong MIKE 11 được xác định bằng cách sử dụng phối hợp dữliệu chuỗi thời gian đã làm trong editor chuỗi thời gian (Time Series editor) và mô tả tại vịtrí các điểm biên và dạng biên v.v… trong editor biên Nghĩa là, ‘boundary editors’ bao gồmeditor chuỗi thời gian và editor biên Cả hai editor này đều cần được hoạt hoá nhằm xácđịnh một điều kiện biên trong MIKE 11

 Editor chuỗi thời gian- Time series editor

Hình thức của editor chuỗi thời gian là khác nếu bạn tạo một chuỗi thời gian mới(trống) thay vì mở cái hiện có trong tập tin (dfs0) Việc tạo một chuỗi thời gian mới đòi hỏiphải có mô tả đặc tính của tập tin chuỗi thời gian, và hộp thoại File Properties lúc này sẽđược mở ra

Giao diện tạo File Time Series Editor

Editor chuỗi thời gian, hộp thoại Time File properties

Trong hộp thoại file property, bạn phải xác định thông tin về trục chuỗi thời gian

và thông tin về các mục chọn (chuỗi) phải có trong tập tin dfs0 nào đó Thông tin về trụcbao gồm:

 Dạng trục: khoảng cách đều hay không đều, trục lịch hoặc thời gian liên quan đếnthời gian bắt đầu cụ thể hoặc bản vẽ sơ đồ về dữ liệu X- Y

 Thời gian bắt đầu (quy cách ghi ngày tháng là theo chuẩn được định nghĩa trongWindows)

 Bước thời gian (theo ngày, giờ, phút, giây),

 Số bước thời gian (phải luôn lớn hơn 1!)

Người sử dụng không thể chỉnh sửa các cột ‘Min’, ‘Max’ và ‘Mean’ Giá trị trong các cột này được chèn vào tự động dựa trên dữ liệu chuỗi thời gian thực tế

dung của bảng Item information table Nghĩa là các mục chọn (items) có thể được thêm vàophía dưới cuối bảng, xóa khỏi bảng hoặc chèn vào tại một vị trí chọn nào đó bằng cách dùngcác nút lệnh này

Khi bạn đã đưa vào định nghĩa trục và thông tin về mục chọn, hãy nhắp nút lệnh

để hoạt hóa hộp thoại Time series data (dữ liệu chuỗi thời gian)

Editor chuỗi thời gian; hộp thoại Time series data

 Editor biên – Boundary editor

Giao diện tạo Boundary Editor

Giao diện biên Boundary Editor

Kết nối Boundary Editor với mạng lưới sông

Định nghĩa điều kiện biên đòi hỏi phải thực hiện các thao tác sau đây- theo thứ tự liệtkê:

1 Xác định vị trí của điểm biên và dạng biên Vị trí của điểm biên thực được xác địnhbằng một tên sông và chainage (tính bằng mét) Dạng biên (ví dụ mực nước, lưu

lượng, hàm lượng/ nồng độ, v.v ) được chọn từ hộp kết hợp ‘Boundary Type’, đượchoạt hóa bằng cách nhắp vào nút lệnh ‘Arrow-down’

2 Dùng nút lệnh để chọn một chuỗi thời gian (dfs0).Sau khi xác định vị trícủa điểm biên, bạn phải liên kết một chuỗi thời gian cần được áp dụng vào biên.Chuỗi thời gian được lưu trong các tập tin chuỗi thời gian riêng (DFS0) và bạn cầnphải browse để chọn một tập tin chuỗi thời gian cho mỗi định nghĩa biên

3 Dùng nút lệnh để hoạt hóa Time series Item selector Một tập tin chuỗi thờigian (dfs0) có thể chứa nhiều chuỗi thuộc các dạng dữ liệu khác nhau Nghĩa là,chuỗi đã đo đạc như mực nước, lưu lượng, nồng độ/ hàm lượng.v.v có thể được lưutrong một tập tin dfs0, và vì vậy sau khi đã chọn tập tin dfs0 cần phải xác định mụcchọn nào (chuỗi dữ liệu) từ tập tin dfs0 sẽ được dùng cho điều kiện biên cụ thể Phần lựa chọn này được thực hiện thông qua Item selector bằng cách nhắp chuột đôivào ‘đèn tròn màu xanh lá cây’ nằm ngay trước tên của mục chọn Lưu ý rằng ‘đèntròn màu xanh lá cây’ trong Item selector cho biết rằng mục chọn này có cùng dạng

dữ liệu như điều kiện biên mà bạn đang xác định Nghĩa là mục chọn này đã đượcchọn lựa Nếu bạn thấy ‘đèn tròn màu đỏ’ thì không thể chọn mục chọn này vì dạng

dữ liệu này khác với điều kiện biên mà bạn đang xác định

4 Nút lệnh được dùng để mở một tập tin dfs0 được chọn cho một điều kiệnbiên nào đó (tên của tập tin dfs0 được chọn được liệt kê trong trường ‘Time seriesFile’) Nghĩa là nút lệnh ‘Edit…’ là cách nhanh để mở một tập tin dfs0 trong editorchuỗi thời gian

Lưu ý rằng nếu trường ‘Time series file’ trống (không có tập tin nào được chọn),bạn sẽ không thể dùng nút lệnh ‘Edit…’ Sẽ không có gì xảy ra nếu nút lệnh này khôngđược hoạt hóa

2.2.6 Bước 6: làm việc với Parameter File Editors

Giao diện tạo File Time Series Editor

MIKE 11 parameter file editors bao gồm các editor Thủy động lực, Tải khuyếchtán, Chất lượng nước, Vận chuyển bùn cát và Mưa- Dòng chảy mặt Parameter editors có

chứa thông tin về các biến liên quan đến dạng tính toán đã chọn, ví dụ HD Parameter Editorgồm thông tin về lực cản đáy- một biến quan trọng trong tính toán thủy lực

Tất cả các parameter editors đều được thiết kế dưới dạng hộp thoại, gồm nhiều trang đặc tính (property pages) để có thể nhập dữ liệu vào Nhắp vào ‘tab’ trong hộp thoại editor để hoạt hóa một trang thuộc tính

 Editor thông số thủy động lực- HD parameter editor

Để chạy một tính toán thủy động lực, bạn cần phải tạo một tập tin thông số thủyđộng lực Editor thông số thủy động lực cho phép người sử dụng xác định các giá trị chomột số biến sử dụng trong quá trình tính toán thủy động lực Editor thông số thủy động lựcđược mô tả trong

HD Parameter Editor

Bắt đầu

Trước khi bắt đầu tính toán, người sử dụng phải chọn cách xác định các điều kiệnban đầu MIKE 11 có thể tự động tính một mặt cắt dòng đều (steady-state profile) trên sônghay mạng kênh dẫn tương thích với các điều kiện biên đã cho tại thời gian bắt đầu tính toántrong editor mô phỏng Hoặc các điều kiện ban đầu cũng có thể được lấy từ một tập tin kếtquả hiện có (còn gọi là ‘Hotstart’) hoặc từ các điều kiện ban đầu của các giá trị tương ứng

do người sử dụng tự xác định cho mực nước và lưu lượng trong toàn bộ mạng sông tại thờigian bắt đầu tính toán

Một điều kiện ban đầu toàn cục (mực nước và lưu lượng) có thể được nhập vào.Điều kiện toàn cục này được áp dụng trong suốt mô hình, trừ khi có xác định khác Bạn cóthể xác định một số các nhánh sông hoặc nhánh kênh dẫn, ‘Local values’, tại đó các giá trịban đầu của mực nước và lưu lượng khác với các giá trị toàn cục sẽ được áp dụng

Gió

Nếu người sử dụng muốn đưa ứng suất ngang của gió (Wind shear stress) vào thì mộtđiều kiện biên là biến thời gian cho trường gió phải được đưa vào mô phỏng Điều kiện biêntrường gió bao gồm các mô tả về hướng gió (về phía Bắc) và vận tốc gió

Trong trang gió (Wind page) của hộp thoại HD Parameter, người sử dụng có thể hoạthóa trường gió (Wind field) trong tính toán bằng cách hoạt hóa hộp chọn ‘Include Wind’

Điều kiện biên thời gian thay đổi xác định trường gió, nhưng các thay đổi cục bộ sẽđược xét đến Điều có thể được thực hiện bằng cách xác định một hệ số gió của địa hình(topographic wind factor = topo factor), và nếu một hệ số topo được xác định cho mộtnhánh nào đó, vận tốc gió dùng trong tính toán sẽ được áp dụng bằng vận tốc nhân với hệ sốtopo

Lực cản đáy

Hệ số lực cản phải được xác định trong trang này Hệ số lực cản có thể có một trong

ba dạng khác nhau, trong đó hệ số Manning’s M là mặc định:

Có thể xác định các giá trị toàn cầu và cục bộ của hệ số lực cản Trong bài tập thẩmđịnh (calibration), thông thường, hệ số lực cản là biến quan trọng nhất cần điều chỉnh, và vìvậy, thường thì bạn sẽ cần phải xác định một số các giá trị để tính biến đổi cục bộ về địahình, thảm phủ, v.v

Xấp xỉ sóng

Có thể xác định sóng xấp xỉ nào là nên dùng trong tính toán, động học (Kinematic),khuyếch tán (Diffusive) hay một trong hai xấp xỉ sóng động lực hoàn toàn (fully dynamicwave approximations)

Dòng giả đều- Quasi Steady

Một số thông số kiểm soát dòng giả đều (Quasi-Steady Control parameters) liên quantới tính toán dòng giả đều sẽ được nhập vào trang này Bạn có thể tìm thấy mô tả chi tiếttrong phần hệ thống hỗ trợ trực tuyến MIKE 11 của tài liệu kỹ thuật tham khảo (MIKE 11Technical Reference manual)

Bổ sung đầu ra (Output)

Có thể cho đầu ra bổ sung theo yêu cầu của người sử dụng Tính năng đặc biệt này cótrong mô hình như là một phần bổ sung vào tập tin kết quả thủy động lực Đầu ra bổ sungđược lưu trong một tập tin có tên tương tự như tên của tập tin kết quả HD result-file Điểmkhác biệt duy nhất là một chuỗi ‘HDADD’ nữa sẽ được bổ sung vào tên của tập tin kết quả

HD result-file

Lực cản bãi ngập lũ- Flood Plain Resistance

Thông thường, hệ số lực cản tại các bãi ngập được đưa vào bằng cách chỉnh các hệ sốlực cản tương đối bên trên ‘Level of Divide’ trong ditor mặt cắt, mô tả dữ liệu mặt cắt Vìthế, ta có thể giảm diện tích dòng hữu hiệu như hàm mực nước Một khả năng khác để thayđổi hệ số lực cản bãi ngập là điều chỉnh hệ số lực cản (Resistance Factor) trong dữ liệu đã

xử lý trong editor mặt cắt

Tuy nhiên, nếu việc lập mô hình không đòi hỏi một lực cản phụ thuộc mực nước tạicác bãi ngập, bạn phải xác định một lực cản trên toàn bãi ngập trong trang này

Trang ‘User Defined Markers’- vạch dấu do người sử dụng xác định

Trang User Defined Markers cho phép người sử dụng xác định các mục chọn trongkhu vực được lập mô hình mà các mục này sẽ được trình bày trên mặt cắt dọc từMIKEView, (ví dụ các trạm đo, cầu, v.v ) Các vạch dấu có thể được xác định là các điểmđơn lập tại một chainage nào đó hoặc như là một vạch dấu có độ dài giữa hai chainages tạicùng một đoạn sông thẳng

2.2.7 Thiết lập mô phỏng Simulation

Simulation Editor kết hợp tất cả các thông tin cần thiết cho MIKE 11 để thể hiện

một mô phỏng Thông tin này bao gồm dạng mô hình để chạy, tên và vị trí của các tập tin

dữ liệu đầu vào, thời đoạn mô phỏng, bước thời gian, v.v… và tên của các tập tin kết quả

Editor mô phỏng bao gồm 5 trang đặc tính (property pages) mà trong đó dữ liệu phảiđược xác định

Trang đặc tính của mô hình- Models property page

Chọn các mô hình (HD, AD, ST, WQ, v.v…) để đưa vào bằng cách hoạt hóa hộpchọn (checkbox) cho mô hình mô phỏng nào đó

Ngoài ra, bạn phải chọn kiểu mô phỏng (mô phỏng Không hay giả Unsteady hay Quasi steady) Nếu bạn làm về một mô phỏng lấn biển thì hộp chọnEncroachment phải được đánh dấu.

đều-Input propert page

Simulation Editor trong Mike 11Xác định vị trí của các tập tin đầu vào sẽ được dùng trong mô phỏng Các dạnginput files cần thiết cho mô phỏng phải được xác định bằng màu của các edit fields Nếutrường này (field) có màu trắng thì nó có thể chỉnh sửa (edit) được và bạn phải chọn một tậptin Nếu trường có màu xám (‘mờ’) thì không thể chỉnh sửa được và tập tin đầu vào đã xácđịnh là không cần thiết cho mô phỏng Tuy nhiên, có một ngoại lệ là edit field; ‘RR Results(*.RES11) chỉ được dùng để xác định một tập tin đầu vào từ mô phỏng dòng chảy- mưa(Rainfall- runoff simulation) mà thôi Nếu bạn không cần bất kỳ đầu vào là dòng chảy mặt(runoff input) từ một mô phỏng dòng chảy- mưa thì trường này phải được để trắng

Các tập tin đầu vào có thể nằm trong bất kỳ thư mục nào trong ổ đĩa Dùng nút lệnh

để browse một tập tin đầu vào đã xác định trong hộp chọn file

Nếu bạn đã xác định tên file trong trường filename, bạn có thể dùng nút lệnh

để mở file này trong editor tương ứng

Trang đặc tính mô phỏng- Simulation property page: Trong Simulation

property page, thông tin về thời đoạn mô phỏng, bước thời gian và dạng điều kiện ban đầuphải được xác định

Xác định ‘thủ công’ lần lượt thời gian bắt đầu và kết thúc mô phỏng Quy cách ghingày tháng (date- format) sử dụng cho thời gian bắt đầu và kết thúc mô phỏng phải giốngvới trong các tiện ích Windows utilities (ví dụ: năm- tháng- ngày giờ- phút- giây: yyyy-mm- dd hh- mm- ss)

Có hai cách để xác định thời đoạn mô phỏng:

Nhấp vào nút lệnh để MIKE 11 tự động xác định ngày tháng và giờ min/max mà tại đó tất cả các chuỗi thời gian (được xác định trong boundary file) có cùng cácthời đoạn Khi đó, ngày tháng và giờ của thời gian bắt đầu và kết thúc lần lượt được chèn tựđộng vào field

Nếu chuỗi thời gian xác định không có thời đoạn nào là giống nhau trong cácboundary files thì sẽ không có gì xảy ra và giá trị trong Start và End date fields (trườngNgày bắt đầu và Ngày kết thúc) chưa được chỉnh sửa

Sau khi xác định thời đoạn mô phỏng, bạn phải xác định bước thời gian mô phỏng(simulation time step) Định một giá trị cho bước thời gian và chọn đơn vị (ngày, giờ, phút,giây)

Hệ số nhân bước thời gian (Time step multiplier) đối với các môđun dòng chảy- mưa(RR) và vận tải bùn cát (ST) cũng có thể được xác định trong trường hợp các mô hình nàyđược chọn

Các hệ số nhân bước thời gian được dùng để điều chỉnh bước thời gian áp dụng chocác mô hình này Ví dụ, thường thì trong các mô phỏng ST sẽ cần chạy mô hình Thủy độnglực với bước thời gian nhỏ hơn nhiều so với bước thời gian yêu cầu trong mô hình ST Vìthế, điều này có nghĩa là bước thời gian được sử dụng trong mô hình RR và/ hoặc ST là giátrị hệ số nhân được nhân với bước thời gian mô phỏng

Cuối cùng, xác định dạng (type) của điều kiện ban đầu sẽ sử dụng (steady state,hotstart, parameter file)

Dạng điều kiện ban đầu

 Steady state:

MIKE 11 tự động tính steady state profile cho toàn bộ mô hình