Đề tài: Hướng dẫn Mike21- Hướng dẫn làm luận văn thạc sĩ bằng mô hình Mik21
Copyright by Lê Đức Dũng Mail: dung.ld.wru@gmail.com phone 0977567271 PHẦN MỀM MIKE 21 BẢN TIẾNG VIỆT (ĐẠI HỌC THỦY LỢI – KỸ THUẬT BIỂN) Người thực hiện: Lê Đức Dũng HÀ NỘI, 4 - 2011 Copyright by Lê Đức Dũng Mail: dung.ld.wru@gmail.com phone 0977567271 2 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH MIKE 21 3 1. Tính toán thủy triều .3 2. Tạo địa hình lưới ô vuông 3 3. Tính toán dòng chảy cửa sông, ven biển 4 4. Tính toán lan truyền sóng từ ngoài khời vào vùng ven bờ .5 5. Tính toán lan truyền sóng trong khu vực bể cảng 6 6. Tính toán vận chuyển bùn cát 7 7. Tính toán lan truyền chất .7 8. Tính toán tràn dầu .8 9. Tính toán nước dâng do bão 8 10. Tính toán xâm nhập mặn .8 11. Tính toán diễn biến đường bờ bằng mô hình một đường .10 12. Một số ứng dụng khác 11 CHƯƠNG II: TẠO FILE ĐỊA HÌNH LƯỚI TAM GIÁC VÀ LƯỚI Ô VUÔNG TRONG MIKE 21 .12 1. Tạo lưới tam giác 12 1.1 Tạo ta file đường bờ dạng “.xyz” .12 1.2 Tạo ra file độ sâu dạng “.xyz” 12 1.3 Nhập các file đường bờ và độ sâu vào trong MiKe để tạo ta file địa hình 14 2. Tạo lưới ô vuông .22 CHƯƠNG III: SỬ DỤNG MIKE 21 ĐỂ TÍNH TOÁN THỦY TRIỀU VÀ TẠO ĐIỀU KIỆN BIÊN MỰC NƯỚC 27 1. Giới thiêu chung .27 2. Phân tích thủy triều tại các biên bằng hằng số điều hòa toàn cầu của Mike 21 .28 3. Phân tích ra các hằng số điều hòa từ các số liệu thực đo 31 4. Phân tích mực nước từ chuỗi hằng số điều hòa có sẵn .33 Copyright by Lê Đức Dũng Mail: dung.ld.wru@gmail.com phone 0977567271 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH MIKE 21 Hiện nay Mike 21 được ứng dụng rất nhiều trong việc tính toán các yếu tố về động lực học cửa sông, ven biển và biển. Qua một thời gian chạy phần mềm này mình thấy rất nhiều người quan tâm và sử dụng nó, mình sẽ dịch sang tiếng. Dưới đây là một số module tính toán bằng Mike 21: 1. Tính toán thủy triều Khi bạn cần số liệu thủy triều tại một vị trí nào đó trên thế giới hay Việt Nam mà khu vực đó không có đó liệu đo đạc hoặc có nhưng không đáp ứng đủ nhu cầu số liệu của bạn hoặc bạn đang cần dự báo thủy triều ở vị trí đó trong tương lai. Mike 21 có một module triết xuất số liệu thủy triều tại khu vực đó theo từng giờ hoặc theo từng bước thời gian mà bạn yêu cầu trong nhiều năm với độ chính xác cao (mình đã kiểm nghiệm tại một số trạm dọc bờ biển Việt Nam). Số liệu thủy triều rất quan trọng trong việc làm biên đầu vào cho các module khác ví dụ như tính xâm nhập mặn, dòng chảy, phân tán chất…ngoài ra có thể sử dụng số liệu đó vào mục đích của bạn đặt ra. 2. Tạo địa hình lưới ô vuông Trong một số module của mike 21 đòi hỏi phải có lưới ô vuông mới tính toán được vì vậy việc tạo ra file (.dfs2) là rất quan trọng. Khi tính toán bằng lưới ô vuông xong trong mike 21 có một module mô phỏng kết quả này bằng 3D Copyright by Lê Đức Dũng Mail: dung.ld.wru@gmail.com phone 0977567271 4 3. Tính toán dòng chảy cửa sông, ven biển Để tính toán hướng và vận tốc dòng chảy khu vực ven biển đặc biệt là khu vực cửa sông ven biển nơi có chế độ dòng chảy phức tạp phục vụ cho một số mục đich quan trọng như tính xu thế bồi xói, tính dòng chảy phục vụ tàu thuyền đi lại… Copyright by Lê Đức Dũng Mail: dung.ld.wru@gmail.com phone 0977567271 5 4. Tính toán lan truyền sóng từ ngoài khời vào vùng ven bờ Việc tính toán được chiều cao sóng tại chân công trình có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong việc thiết kế và lựa chọn kết cấu cũng như cao trình của công trình. Sau khi chạy kết quả tính sóng ta có thể xuất kết quả sóng tại một vị trí bất kì mà ta muốn (hình dưới) hoặc ta có thể xuất kết quả sóng dọc theo một đường đồng mức nào đó để lựa chọn ra được chiều cao sóng lớn nhất phục vụ cho việc thiết kế. Copyright by Lê Đức Dũng Mail: dung.ld.wru@gmail.com phone 0977567271 6 5. Tính toán lan truyền sóng trong khu vực bể cảng Hiện nay việc tính toán sóng trong bể cảng thường khó khăn vì phải tính đến các hiện tượng nhiễu xạ và phản xạ do các mỏ hàn gây ra. Trong Mike 21 có module để tính toán lan truyền sóng tính tới cả các hiện tượng nhiễu xạ và phản xạ. Copyright by Lê Đức Dũng Mail: dung.ld.wru@gmail.com phone 0977567271 7 6. Tính toán vận chuyển bùn cát Việc tính toán vận chuyển bùn cát có hai loại chính là vận chuyển bùn cát do bão và vận chuyển bùn cát theo mùa. Trong Mike 21 có thể tính toán được cả hai trường hợp này và đầu vào sử dụng số liệu sóng, gió, đặc điểm bùn cát của khu vực. 7. Tính toán lan truyền chất Lan truyền bùn cát lơ lửng tại một điểm khai thác cát Copyright by Lê Đức Dũng Mail: dung.ld.wru@gmail.com phone 0977567271 8 8. Tính toán tràn dầu Khi xảy ra sự cố tràn dầu tại một khu vực nào đó để biết xu thế lan truyền dầu trong các thời điểm tiếp theo giúp các nhà quản lý có phương án sử lý tốt nhất. Mike 21 có module tính toán lan truyền dầu dựa trên hướng của dòng chảy. 9. Tính toán nước dâng do bão Nước dâng do bão là yếu tố rất quan trọng trong việc tính toán thiết kế các công trình ven biển, nó quyết định đến chiều cao của công trình dẫn đến quyết định giá thành cũng như tính kinh tế của công trình. Để biết được chiều cao nước dâng cũng như diễn biến của nước dâng kết hợp với thủy triều khi đổ bộ vào bờ biển diễn biến ra sao tại các khu vực ven bờ Mike 21 có Module giúp tính toán chiều cao nước dâng do bão gây ra. Số liệu đầu vào cần thời gian của bão, đường đi của bão, vận tốc lớn nhất tâm bão, áp suất tâm bão, bán kinh bão nhờ các yếu tố này Mike 21 sẽ tính toán khôi phục lại trường gió trong bão phục vụ tính toán nước dâng. 10. Tính toán xâm nhập mặn Hiện nay xâm nhập mặn đang là yếu tố quan trọng trong bối cảnh nước biển dâng do biến đổi khí hậu, khu vực cửa sông ven biển là nơi diễn ra tương tác giữa biển và đất liền, nơi này các yếu tố động lực biến đổi rất phức tạp làm cho quá trình xâm nhập mặn phụ thuộc lớn vào chế độ chiều lên và xuống của khu vực, chế độ dòng chảy từ sông ra. Mike 21 sẽ giúp ta tính toán quá trình diễn biến độ mặn ở khu vực cửa sông theo thời gian phụ thuộc kết hợp giữa cả hai yếu tố dòng chảy từ sông ra và thủy triều từ biển vào. Copyright by Lê Đức Dũng Mail: dung.ld.wru@gmail.com phone 0977567271 9 Kỳ triều lên Kỳ triều xuống Copyright by Lê Đức Dũng Mail: dung.ld.wru@gmail.com phone 0977567271 10 11. Tính toán diễn biến đường bờ bằng mô hình một đường - Tính toán diễn biến ngang bờ bằng LITPROF Ta có thể tính toán khi không có công trình hoặc khi có công trình - Tính toán diễn biến dọc bờ bằng LITLINE Để tính toán xu thế thay đổi đường bờ trong tương lai khi xây dựng một số công trình ven biển ta có thể sử dụng mô hình một đường litline trong Mike 21 để tính toán từ đó biết được hiệu quả của công trình khi xây dựng. Các công trình ở đây có thể là hệ thống đập mỏ hàn, hệ thống đê phá sóng…