Nghiên cứu và ứng dụng một mô hình toán số 2DV vào tính toán dòng chảy và chất lượng nước trong sông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HỮU THỊNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG MỘT MƠ HÌNH TỐN SỐ 2DV VÀO TÍNH TỐN DỊNG CHẢY VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG SÔNG Chuyên ngành: XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY Mã ngành: 60.58.40 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH 09/2007 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS HUỲNH THANH SƠN Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sỹ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 14 tháng 09 năm 2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC Tp.HCM, ngày 15 tháng 07 năm 2007 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SỸ Họ tên học viên : NGUYỄN HỮU THỊNH Ngày, tháng, năm sinh : 24/12/1980 Chun ngành : XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY Phái : Nam Nơi sinh : Đồng Nai MSHV : 02004531 I -TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG MỘT MƠ HÌNH TỐN SỐ 2DV VÀO TÍNH TỐN DỊNG CHẢY VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG SÔNG II - NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG CHƯƠNG : TỔNG QUAN CHƯƠNG : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MƠ HÌNH TỐN CE-QUAL-W2 CHƯƠNG : THỬ NGHIỆM CHƯƠNG TRÌNH TÍNH BẰNG LỜI GIẢI GIẢI TÍCH CHƯƠNG : ÁP DỤNG MƠ HÌNH CE-QUAL-W2 TÍNH TỐN DỊNG CHẢY VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC CHO SÔNG HƯƠNG CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 03/07/2006 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 15/07/2007 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS HUỲNH THANH SƠN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chuyên ngành thông qua Ngày 26 tháng 09 năm 2007 TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Thầy Huỳnh Thanh Sơn tận tình hướng dẫn em suốt thời gian thực luận văn Thầy hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi để em hồn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Triệu Đồng, hướng dẫn chuyển giao nhiều số liệu đầu vào quan trọng mã nguồn mơ hình 1D dùng tính chất lượng nước sơng Hương Em xin chân thành cảm ơn cô Lê Quỳnh Hà, bạn Nguyễn Thị Ngọc Hiếu nhóm ENVIM giúp đỡ q trình thu thập tài liệu môi trường Em xin chân thành cảm ơn Thầy, Cơ phịng đào tạo Sau Đại học Đại học Bách Khoa giảng dạy, giúp đỡ em suốt q trình học hồn thành luận văn Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp bạn thuộc Công ty Tư vấn Xây dựng điện giúp đỡ, tạo nhiều điều kiện tốt để em làm việc học tập Xin chân thành cảm ơn TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Trước tình hình nhiễm nước mặt nghiêm trọng sông lớn Việt Nam việc nghiên cứu ứng dụng mơ hình tính tốn thủy lực chất lượng nước cần thiết để dự báo diễn biến môi trường nước sông Mục tiêu đề tài nghiên cứu ứng dụng mơ hình tốn số hai chiều theo phương đứng CE-QUAL-W2 để tính tốn profile vận tốc dịng chảy khơng ổn định, từ tính tốn tiêu chất lượng nước sơng Nội dung luận văn bao gồm chương : Chương Tổng quan luận văn bao gồm tình hình nghiên cứu nước nước phạm vi nghiên cứu luận văn Chương Trình bày mơ hình tốn CE-QUAL-W2 cho dịng chảy khơng ổn định hai thứ nguyên mặt phẳng thẳng đứng với chất lượng nước sông bao gồm phần lý thuyết thuật tốn Chương Kiểm chứng mơ hình thơng qua việc so sánh kết lời giải số nhận từ mơ hình tốn số lời giải giải tích Chương Tính tốn diễn biến chất lượng nước cho Sơng Hương vào mùa kiệt, gồm tính toán thủy lực yếu tố chất lượng nước chủ yếu gồm độ mặn, nồng độ oxy hòa tan (DO),nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) hàm lượng chất rắn lơ lửng nước Chương Kết luận việc làm điều tồn luận văn Kiến nghị hướng phát triển thêm mơ hình SUMMARY Face to the seriuos pollution of water in many main rivers in Viet Nam actually, A numerical model for simulation flow and water quality is very useful to plan and manage water resources in rivers The target of this thesis is research and apply a two-dimensional, laterally averaged, hydrodynamic and water quality model named CE-QUAL-W2 to predict flow and water quality in rivers The thesis include chapters : Chap Problem position and generality on the studies in Viet Nam and abroad Chap Theory of the CE-QUAL-W2 model including hydrodynamic and water quality modules and also the numerical algorithm Chap Comparison between numerical solutions and analytical solution for some simple problems Chap Simulation and prediction of flow velocities and water quality (dissolved oxygen, Biology oxygen demand, sality and suspended solid) in Huong river in dry season Chap Concluding remaks on the numerical model and some proposition for future research MỤC LỤC Trang CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 1.1 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC .1.2 1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NƯỚC NGOÀI .1.2 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN .1.3 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH TỐN CE-QUAL-W2 2.1 MƠ HÌNH THỦY LỰC 2.1 2.1.1 Hệ phương trình chiều tổng quát 2.1 2.1.2 Thiết lập mồ hình tốn 2DV .2.5 2.1.2.1 Các phương trình chủ đạo 2.5 2.1.2.2 Đơn giản thành phần áp suất P 2.7 2.1.2.3 Phương trình mặt nước .2.9 2.1.3 Tóm tắt phương trình chủ đạo mơ hình dịng chảy 2DV .2.11 2.1.4 Ứng suất bề mặt .2.11 2.1.5 Ứng suất đáy 2.13 2.1.6 Mơ hình nhớt rối theo phương đứng 2.13 2.1.6.1 Mơ hình Parabolic (Engelund 1978) 2.13 2.1.6.2 Mơ hình W2 (Cole Buchak 1995) .2.13 2.1.6.3 Mơ hình rối W2N 2.14 2.1.6.4 Mơ hình rối RNG (Simoes 1998) 2.14 mục lục 2.1.6.5 Mơ hình rối TKE 2.15 2.1.7 Xác định hệ số nhớt rối theo phương dòng chảy 2.16 2.2 MƠ HÌNH TRUYỀN TẢI CHẤT 2.16 2.2.1 Phương trình truyền tải chất 2.16 2.2.2 Xác định số hạng SΦ 2.19 2.3 THUẬT GIẢI MƠ HÌNH TỐN 2.34 2.3.1 Áp dụng phương pháp sai phân để giải phương trình tốn 2.34 2.3.2 Rời rạc hố phương trình 2.34 2.3.2.1 Phương trình động lượng theo phương x 2.34 2.3.2.2 Phương trình động lượng theo phương z 2.36 2.3.2.3 Phương trình liên tục 2.36 2.3.2.4 Phương trình đường mặt nước 2.36 2.3.2.5 Phương trình truyền tải chất sơng 2.37 CHƯƠNG THỬ NGHIỆM CHƯƠNG TRÌNH TÍNH BẰNG LỜI GIẢI GIẢI TÍCH 3.1 THỬ NGHIỆM .3.1 3.1.1 Lời giải giải tích 3.1 3.1.2 Lời giải từ mơ hình toán .3.2 3.1.3 So sánh đánh giá kết 3.3 3.2 THỬ NGHIỆM .3.5 3.2.3 Lời giải giải tích 3.5 3.2.2 Lời giải từ mơ hình toán 3.6 3.2.3 So sánh đánh giá kết 3.6 mục lục 3.3 THỬ NGHIỆM .3.8 3.3.1 Lời giải giải tích 3.8 3.3.2 Lời giải từ mơ hình tốn 3.9 3.3.3 So sánh đánh giá kết 3.10 CHƯƠNG ÁP DỤNG MƠ HÌNH CE-QUAL-W2 TÍNH TỐN DỊNG CHẢY VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC CHO SƠNG HƯƠNG 4.1 GIỚI THIỆU CHUNG 4.1 4.1.1 Vị trí địa lý chế độ khí hậu 4.1 4.1.2 Đặc điểm chung hình thái lưu vực sơng Hương 4.2 4.1.3 Chế độ dòng chảy lưu vực sông Hương 4.3 4.1.3.1 Chế độ dòng chảy lưu vực sông Hương 4.3 4.1.3.2 Dòng chảy mùa lũ 4.3 4.1.3.3 Dòng chảy mùa kiệt .4.4 4.2 CÁC SỐ LIỆU ĐẦU VÀO 4.5 4.2.1 Số liệu địa hình 4.5 4.2.2 Điều kiện biên 4.9 4.2.2.1 Biên thượng lưu vị trí mặt cắt Ngã Ba Tuần 4.9 4.2.2.2 Biên hạ lưu cửa Thuận An 4.9 4.2.2.3 Điều kiện biên chất lượng nước 4.11 4.2.3 Lựa chọn thông số thủy lực .4.14 4.2.3.1 Lựa chọn hệ số nhám 4.14 4.2.3.2 Lựa chọn mơ hình tính tốn ứng suất nhớt rối theo phương đứng 4.19 4.2.3.3 Lựa chọn thông số tính tốn ứng suất nhớt rối theo phương ngang 4.20 mục lục 4.3 KẾT QUẢ TÍNH TỐN 4.23 4.3.1 Kết tính tốn thủy lực 4.23 4.3.2 Kết tính tốn chất lượng nước 4.31 4.3.2.1 Kết tính toán độ mặn 4.31 4.3.2.2 Kết tính tốn nồng độ chất rắn lơ lửng 4.37 4.3.2.3 Nhu cầu oxy sinh hóa BOD .4.41 4.3.2.4 Nồng độ oxy hòa tan 4.46 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN .5.1 5.2 KIẾN NGHỊ 5.2 5.2.1 Những vấn đề tồn nghiên cứu 5.2 5.2.2 Hướng phát triển nghiên cứu 5.2 TÀI LIỆU THAM KHẢO tk1 PHỤ LỤC .pl1 mục lục Chương - Áp dụng tính tốn thực tế Nhận xét Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) đoạn sông qua chợ Đông Ba lớn vị trí trước sau đoạn sơng này, dịng sơng nhận thêm lượng chất thải lớn từ thành phố Huế nhà máy lân cận Nhu cầu oxy sinh hóa tăng dần theo chiều sâu có giá trị lớn đáy đáy tập trung phần lớn chất hữu lơ lửng, bùn hữu đáy Nhu cầu oxy sinh hóa sơng Hương có giá trị tương đối thấp thỏa mãn tiêu chuẩn chất lượng nước mặt loại A (TCVN 5942-1995) Trang 4.45 Chương - Áp dụng tính tốn thực tế 4.3.2.4 Nồng độ oxy hịa tan (DO) Thời điểm t = 6h, biên hạ lưu đỉnh triều Bảng 4.39 Nồng độ oxy hòa tan phân bố theo chiều sâu, mặt cắt 35 t = 6h mặt cắt = 35 3 z (m) Q = 5m /s Q = 10m /s Q = 15m3/s Q = 20m3/s 0,5 6,571 6,582 6,479 6,417 1,25 6,57 6,58 6,478 6,412 1,75 6,544 6,541 6,449 6,405 2,25 5,593 5,688 5,899 6,116 2,75 4,644 4,723 4,976 5,356 3,25 4,288 4,365 4,58 4,906 3,75 4,061 4,09 4,237 4,409 4,25 4,023 3,972 4,023 4,07 4,75 4,01 3,93 3,935 3,936 5,25 4,001 3,911 3,894 3,885 5,75 3,993 3,897 3,871 3,859 6,25 3,984 3,883 3,853 3,84 6,75 3,965 3,863 3,826 3,811 Hình 4.42 Nồng độ oxy hịa tan phân bố theo chiều sâu, mặt cắt 35 NỒNG ĐỘ OXY HÒA TAN (DO) TẠI MC 35 Nồng độ DO (mg/l) z (m) Q=5 Q = 10 Q = 15 Q = 20 Trang 4.46 Chương - Áp dụng tính tốn thực tế Hình 4.43 Nồng độ oxy hịa tan dọc sơng, Q = 10m3/s, t = 6h Bảng 4.40 Nồng độ oxy hịa tan trung bình mặt cắt, Q = 10m3/s Mặt cắt DO(mg/l) Mặt cắt DO(mg/l) Mặt cắt DO(mg/l) Mặt cắt DO(mg/l) Mặt cắt DO(mg/l) Mặt cắt DO(mg/l) Mặt cắt DO(mg/l) 7,218 12 6,164 22 6,016 32 6,060 42 5,720 52 5,797 62 6,636 6,963 13 6,003 23 5,943 33 5,881 43 5,751 53 5,798 63 6,743 7,051 14 5,972 24 5,930 34 5,842 44 5,724 54 5,848 64 6,830 6,708 15 6,013 25 5,970 35 5,844 45 5,704 55 5,830 65 6,928 6,766 16 6,069 26 6,028 36 5,827 46 5,714 56 5,918 66 6,995 6,742 17 6,128 27 6,069 37 5,813 47 5,723 57 6,057 67 7,033 6,798 18 6,182 28 6,087 38 5,800 48 5,721 58 6,048 68 7,126 6,819 19 6,176 29 6,095 39 5,769 49 5,729 59 6,153 10 6,676 20 6,135 30 6,093 40 5,738 50 5,755 60 6,250 11 6,366 21 6,097 31 6,083 41 5,704 51 5,911 61 6,455 Trang 4.47 Chương - Áp dụng tính tốn thực tế Thời điểm t = 10h, biên hạ lưu đỉnh triều Bảng 4.41 Nồng độ oxy hòa tan phân bố theo chiều sâu, mặt cắt 35 t = 10h mặt cắt = 35 3 z (m) Q = 5m /s Q = 10m /s Q = 15m3/s Q = 20m3/s 0,4 6,389 6,461 6,465 6,59 1,05 6,386 6,455 6,446 6,59 1,55 6,355 6,408 6,403 6,582 2,05 6,072 6,136 6,225 6,514 2,55 5,14 5,314 5,716 6,305 3,05 4,347 4,473 4,81 5,514 3,55 4,016 4,057 4,255 4,509 4,05 3,962 3,899 3,969 4,05 4,55 3,959 3,891 3,857 3,849 5,05 3,956 3,865 3,812 3,8 5,55 3,94 3,842 3,793 3,789 6,05 3,922 3,831 3,783 3,781 6,55 3,917 3,798 3,741 3,743 Hình 4.44 Nồng độ oxy hòa tan phân bố theo chiều sâu, mặt cắt 35 NỒNG ĐỘ OXY HÒA TAN (DO) TẠI MC 35 Nồng độ DO (mg/l) z (m) Q=5 Q = 10 Q = 15 Q = 20 Trang 4.48 Chương - Áp dụng tính tốn thực tế Hình 4.45 Nồng độ oxy hịa tan dọc sơng, Q = 10m3/s, t = 10h Bảng 4.42 Nồng độ oxy hịa tan trung bình mặt cắt, Q = 10m3/s Mặt cắt DO(mg/l) Mặt cắt DO(mg/l) Mặt cắt DO(mg/l) Mặt cắt DO(mg/l) Mặt cắt DO(mg/l) Mặt cắt DO(mg/l) Mặt cắt DO(mg/l) 7,161 12 6,365 22 6,057 32 5,955 42 5,705 52 5,715 62 6,308 6,936 13 6,116 23 5,976 33 5,801 43 5,709 53 5,751 63 6,442 7,113 14 5,970 24 5,911 34 5,797 44 5,657 54 5,786 64 6,550 6,752 15 5,959 25 5,891 35 5,782 45 5,635 55 5,750 65 6,644 6,833 16 5,981 26 5,927 36 5,770 46 5,647 56 5,840 66 6,701 6,677 17 6,024 27 5,977 37 5,763 47 5,661 57 5,937 67 6,781 6,734 18 6,082 28 6,015 38 5,759 48 5,660 58 5,904 68 6,946 6,739 19 6,145 29 6,039 39 5,754 49 5,639 59 5,966 10 6,670 20 6,137 30 6,053 40 5,790 50 5,642 60 6,029 11 6,535 21 6,112 31 6,064 41 5,715 51 5,764 61 6,168 Hình 4.46 Nồng độ oxy hịa tan trung bình dọc sơng, Q = 10m3/s, t = 10h NỒNG ĐỘ OXY HÒA TAN DO (mg/l) 10 t=6h SL ĐO t=10h 0 10 20 30 40 50 60 70 Mặt cắt Trang 4.49 Chương - Áp dụng tính tốn thực tế Nhận xét Lượng oxy hòa tan nước chủ yếu cung cấp từ q trình trao đổi oxy với khơng khí mặt thống, phần nhỏ oxy hịa tan cung cấp từ trình quang hợp tảo, thực vật nước Theo hình 4.42, 4.44 nhận thấy hàm lượng oxy hòa tan giảm dần theo chiều sâu Khu vực tiếp nhận chất thải chợ Đông Ba hàm lượng oxy giảm rõ rệt nhu cầu oxy hóa chất hữu cao Theo kết tính tốn phần lớn lớp nước gần đáy khơng thỏa tiêu chuẩn nước mặt loại A Trang 4.50 Chương - Kết luận - Kiến nghị CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN 5.1.1 Về mô hình CE-QUAL-W2 - CE-QUAL-W2 mơ hình hai chiều theo phương đứng Về mặt thủy lực mơ hình đưa nhiều mơ hình rối theo phương đứng từ đơn giản đến phức tạp để người sử dụng lựa chọn, mặt chất lượng nước mơ hình tương đối hồn chỉnh mơ hình hóa hầu hết q trình diễn biến chất lượng nước sơng - Số liệu nhập vào mơ hình gồm nhiều file text theo format định sẵn nên gây thời gian nhầm lẫn cho người sử dụng - Việc dùng lưới sai phân để mô đường biên miền tính tốn có sai số định 5.1.2 Về việc áp dụng CE-QUAL-W2 vào sơng Hương - Vì thiếu số liệu khảo sát yếu tố môi trường khác nên luận văn kể đến yếu tố mơi trường gồm nồng độ oxy hịa tan(DO), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), độ mặn, nồng độ chất rắn lơ lửng - Diễn biến chất lượng nước sơng q trình xảy thời gian dài biến động lớn theo mùa năm Việc tính tốn với cấp lưu lượng theo mùa kiệt thời gian tháng phản ánh phần diễn biến chất lượng nước Sơng Hương vào mùa khơ - Kết tính toán xâm nhập mặn tương đối phù hợp với số liệu đo đạt tháng năm 2003 trạm Trạm Quan trắc môi trường thành phố Huế trực thuộc Trung tâm Tài nguyên, Môi trường Công nghệ Sinh học - Đại học Huế - Nhu cầu oxi sinh hóa đoạn sơng qua chợ Đơng Ba lớn vị trí trước sau đoạn sơng này, dịng sơng nhận thêm lượng chất thải lớn từ thành phố Huế Nhu cầu oxi sinh hóa tăng dần theo chiều sâu có giá trị lớn đáy đáy tập trung phần lớn chất hữu lơ lửng, bùn hữu đáy Nhìn chung tình trạng nhiễm chất hữu sông hương xảy cục số vị trí có nguồn thải nhiễm trực tiếp sông Tổng thể nồng độ BOD nước Sông Hương thỏa mãn tiêu chuẩn chất lượng nước mặt loại A (TCVN 5942-1995) Trang 5.1 Chương - Kết luận - Kiến nghị - Giá trị DO phụ thuộc vào nhiều yếu tố tự nhiên áp suất khí quyển, nhiệt độ nước, nồng độ muối hoà tan nước, Khi nhiệt độ nước cao đồng thời nồng độ muối hoà tan nước lớn làm giảm lượng oxi hoà tan nước, giảm giá trị DO Theo kết tính tốn giá trị DO thay đổi lớn theo chiều sâu Lớp nước mặt thỏa tiêu chuẩn chất lượng nước mặt loại A (TCVN 5942-1995), ngược lại lớp nước phía không thỏa 5.1.3 Khả áp dụng mô hình vào sơng khác Mơ hình cho phép tính toán với nhiều điều kiện biên khác như, biên mực nước, lưu lượng…cho phép tính tốn dịng chảy sơng hồ, dịng chảy ảnh hưởng triều Mơ hình cho phép tính tốn với nhiều nhánh sơng liên kết với nút giúp mô hệ thống sơng, ngồi chương trình cịn cho phép khai báo làm việc cơng trình thủy lợi sơng đập tràn, cống, trạm bơm… Vì mơ hình CE-QUAL-W2 ứng dụng rộng rãi cho sơng ngịi, cơng trình hồ chứa… Trang 5.2 Chương - Kết luận - Kiến nghị 5.2 KIẾN NGHỊ 5.2.1 Hướng phát triển bổ sung mơ hình - Xây dựng chương trình máy tính kết nối trực tiếp từ đồ số địa hình sơng sang mơ hình tốn Việc rút ngắn nhiều thời gian nhập liệu cho mơ hình - Tự động hóa việc xuất kết tính tốn giao diện đồ họa hồn chỉnh - Tính tốn mơ hình so sánh kết đạt với số liệu đo thực tế để đánh giá xác khả tính tốn mơ hình 5.2.2 Những vấn đề tồn nghiên cứu - Lịng Sơng Hương có địa hình phức tạp có nhiều cồn cần tăng cường số lượng mặt cắt ngang sông để mơ hình phản ánh tốt chế độ thủy lực sơng - Tính tốn mơ hình thực 30 ngày mô vào mùa kiệt lưu lượng tính tốn theo cấp lưu lượng không đổi theo thời gian Việc dẫn đến việc đưa điều kiện ban đầu vào toán mang tính chủ quan Để việc tính tốn mang ý nghĩa ta phải thu thập tính tốn dịng chảy năm trung bình, số liệu đo đạt chi tiết để hiệu chỉnh mơ hình gần so với thực tế - Để việc tính tốn mang ý nghĩa ta phải thu thập chuỗi liệu dài có dịng chảy năm trung bình để tính tốn cho năm, đặc biệt cần số liệu đo đạt chi tiết phân bố chất theo chiều sâu để từ có sở để hiệu chỉnh mơ hình gần so với thực tế - Quá trình nhập liệu đầu vào chương trình máy tính cịn dạng file text Vì cần phải có chương trình xử lý số liệu đầu vào trực quan dễ thực Trang 5.3 chương Tổng quan PHỤ LỤC PL1 : Chương trình fortran hỗ trợ việc nhập liệu đầu vào a Chương trình tạo file bth.npt mơ hình tốn từ toạ mặt cắt ngang program taoluoi implicit none real seg,elv,angle,fric,dz,EB,lob,rob,dl,dc,dr,x2,x1 real,dimension (150)::segm,elva,ang,fri,deltaz,A,B,C,D,E,h,deltax,y,x real,dimension (150,150)::solieu integer i,j,N,m,smc,np,t,nl,k,s !nhap so lieu dau vao print*,'nhap so segment N(smc)' read*,N print*,'nhap chieu dai segment' read*,seg print*,'nhap so elevation' read*,elv print*,'nhap so angle' read*,angle print*,'nhap so friction' read*,fric print*,'nhap khoang dz' read*,dz print*,'nhap cao day EB' read*,eb print*,'nhap so layer' read*,nl !ghi file data seg,elv,angle,fric,dz open(10,file='data.txt') write(10,*)'Bathymetry file for waterbody 1' write(10,*)'DLX' i=1,N segm(i)=SEG elva(i)=elv ang(i)=angle fri(i)=fric deltaz(i)=dz end write(10,20),(A(i),i=1,N) write(10,*)'ELWS' pl1 chương Tổng quan write(10,20),(B(i),i=1,N) write(10,*)'Angle' write(10,20),(C(i),i=1,N) write(10,*)'Friction' write(10,20),(D(i),i=1,N) write(10,*)'Dz' write(10,20),(E(i),i=1,N) 20 FORMAT (10(1x,f8.3)) !bat dau tinh toan va sap xep toa mat cat open(60,file='td.txt') 100 read(60,*)smc,np,lob,rob,dl,dc,dr,((solieu(s,j),j=1,2),s=1,np) s=1,np x(s)=solieu(s,1) y(s)=solieu(s,2) enddo !tinh cao cac layer if (smc.lt.n) then 300 j=1,nl h(j)=eb+(j-1)*dz i=1,np-1 if (h(j).ge.y(i+1).and.h(j).lt.y(i)) then x1=x(i+1)-(x(i+1)-x(i))*(h(j)-y(i+1))/(y(i)-y(i+1)) endif enddo i=1,np-1 if (h(j).ge.y(i).and h(j).lt.y(i+1)) then x2=x(i)+(x(i+1)-x(i))*(h(j)-y(i))/(y(i+1)-y(i)) end if end deltax(j) = x2-x1 end write(10,*)'Width of Segment #',smc write(10,20),(deltax(j),j=1,nl-1) goto 100 endif stop END pl2 chương Tổng quan b Chương trình tạo file biên mực nước hạ lưu edh.npt mơ hình tốn program euh real x,y,z real,dimension (500,500)::a,b,c,dat integer i,j,N,m,nc,nr open(2,file='euh.npt') open(1,file='20ngay_euh.txt') write(2,*)'SONG HUONG DOWNSTREAM BOUNDARY CONDITION' write(2,*) write(2,*)' JDAY EUH' 10 format (f8.3,f8.3) read(1,*) nc,nr,((dat(i,j),j=1,nc),i=1,nr) print*,nc,nr i=1,nr write(2,10)dat(i,1),dat(i,2) enddo end program pl3 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Usseglio – Poleta and Hamm L (1989) Numerical modelling of submersible dikes in tidal flows Int Conf on Hydraulic and Environmental Modelling of Coastal, Esturine and River Waters, Bradford – UK [2] Kirkgoz, M.S.(1989) Turbulent Velocity Profile for Smooth and Rough Open Channel Flow Journal of Hydraulic Engineering, ASCE [3] Eliason, D and Bourgeois (1997) Validation of Numerical Shallow Water Models for Stratified Seiches International Journal for Numerical Method in Fluid [4] Tổng Cục Khí Tượng Thủy Văn (2000) Bảng Thủy Triều Tập Nhà xuất thống kê Hà Nội [5] Tổng Cục Khí Tượng Thủy Văn (2000) Bản đồ thủy văn biển Nhà xuất thống kê Hà Nội [6] Li and O Connor (2000) Effective roughness of bedforms Proceedings of the International Conference on HYDROSOFT 2000, Lisbon, Portugal [7] Bui Ta Long (2002) Study, Build and Complete a Water Quality Model for Simulation and Forecast of Pollutant Spread and Dispersion in the Lower Saigon- Dong Nai River Basin, Branch Report of Environmental Project for Saigon-Dong Nai River Basin by Institute of Environment and Resources – National University of HoChiMinh City [8] Scott A Wells (2002) Basic for the CE-QUAL-W2 version river basin hydrodynamic and water quality model Civil and Engineering, Portland State University tk1 Tài liệu tham khảo [9] Huỳnh Thanh Sơn (2003) Bài giảng Thủy lực sơng ngịi Đại học Bách Khoa TP.HCM [10] Thomas M.Cole & Scott A Wells (2003) CE-QUAL-W2 : A TwoDimensional, Laterally Averaged, Hydrodynamic and Water Quality Model USA Engineering and Research Development Center [11] Cục Bảo vệ Môi Trường - Bộ Tài Nguyên Môi Trường(2003) Báo cáo kết khảo sát chất lượng nước Sông Hương 2003 Hà Nội [12] Bộ Tài Nguyên Môi Trường(2003) Tiêu chuẩn nước mặt Việt Nam, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật [13] Lê Trình & Lê Quốc Hùng (2004) Môi trường lưu vực sông Đồng Nai – Sài Gòn, NXB Khoa Học Kỹ Thuật [14] Lưu Lan Hương, Hồ Minh Hiệp (2005) Bước đầu đánh giá mô chất lượng nước Sông Cầu Tạp chí khoa học số , Đại học Khoa Học Tự Nhiên, ĐHQG Hà Nội [15] Trần Hữu Tuyên (2005) Mơ hình hóa chất lượng nước Đầm phá Tam Giang Cầu Hai Tạp chí khoa học số 27, Đại học Khoa Học Huế [16] Nick Martin Demsay(2005) Thames Tideway Project – Integrated Wastewater and Estuary modelling for Water Quality Compliance Asessment Depantment of WRc and Water Utilities [17] Nguyễn Triệu Đồng (2005) Mơ hình tính chất lượng nước Sông Hương Bài giảng mùa hè Đại Học Bách Khoa TP.HCM [18] Nguyễn Đức Lượng, Nguyễn Thị Thùy Dương (2003) Công nghệ xử lý nước thải NXB Đại học Quốc Gia TP.HCM tk2 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên : NGUYỄN HỮU THỊNH Ngày, tháng, năm sinh : 24/12/1980 Địa liên lạc Nơi sinh: Đồng Nai : 49 Đông Hưng Thuận, Phường Tân Hưng Thuận, Quận 12, TP Hồ Chí Minh Điện thoại : 0903123311 Địa email : thinhcve@yahoo.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Từ năm 1998 – 2003 : Học Đại học Bách Khoa TP.HCM Từ năm 2004 – 2007 : Học Cao học khóa 15 chun ngành Xây dựng Cơng trình thủy trường Đại học Bách Khoa TP.HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC: Từ 2003 – 2004 : Công ty Cổ phần Phát triển khu cơng nghiệp Sóng Thần Từ 2004 – : Công ty Tư vấn Xây dựng Điện ... ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG MỘT MƠ HÌNH TỐN SỐ 2DV VÀO TÍNH TỐN DỊNG CHẢY VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG SÔNG II - NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG CHƯƠNG : TỔNG QUAN CHƯƠNG : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MƠ HÌNH TỐN... tình hình nhiễm nước mặt nghiêm trọng sông lớn Việt Nam việc nghiên cứu ứng dụng mơ hình tính toán thủy lực chất lượng nước cần thiết để dự báo diễn biến môi trường nước sông Mục tiêu đề tài nghiên. .. đích tính toán thủy lực, đánh giá trạng dự báo diễn biến chất lượng nước, đề tài nghiên cứu mơ hình tốn số 2DV để giải tốn dòng chảy hai thứ nguyên mặt phẳng thẳng ? ?ứng với chất lượng nước sông