BÀI THI KẾT THÚC MÔN HỌC MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG TÀI NGUYÊN NƯỚC

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÀI THI KẾT THÚC MƠN HỌC MƠ HÌNH HĨA HỆ THỐNG TÀI NGUYÊN NƯỚC Giảng viên hướng dẫn : TS Lê Hùng Học viên thực : Nguyễn Viết Quang Tuấn Khoa : Xây dựng Cơng trình thủy Lớp : K41.CTT Đà Nẵng, 2021 Câu : Khái niệm mơ hình mơ phỏng, lựa chọn mơ hình bước thiết lập mơ hình Trả lời: - Mơ hình mơ q trình xây dựng mơ hình tốn học hệ thống thực sau tiến hành tính tốn thực nghiệm mơ hình để mơ tả, giải thích vầ dự đốn hành vi hệ thống thực - Sự lựa chọn mơ hình mơ xuất phát từ yêu cầu toán cần đạt số liệu có sẵn Có điểm mà mơ hình mơ phải đạt được: Thứ phải có mơ hình tốn học tốt tức mơ hình có tính đồng cao với hệ thực đồng thời mơ hình mơ tả rõ ràng thuận tiện cho người sử dụng; Thứ hai mơ hình cần phải có khả làm thực nghiệm mơ hình thức có khả thực chương trình máy tính để xác định thơng tin hệ thực; Cuối khả dự đốn hành vi hệ thực tức mô tả phát triển hệ thực theo thời gian - Các bước thiết lập mơ hình mơ phỏng: Mục tiêu mô Thu thập liệu; Xác định MH nguyên lý Hợp thức MH nguyên lý Mơ mơ hình Chạy thử Kiểm chứng MH mô Lập kế hoạch thử nghiệm Thử nghiệm mô Xử lý kết mô 10 Sử dụng lưu trữ kết mô Khi tiến hành nghiên cứu mô thông thường phải thực qua 10 bước sau: Bước 1: Xây dựng mục tiêu mô kế hoạch nghiên cứu: Mục tiêu mô thể tiêu đánh giá, hệ thống câu hỏi cần trả lời Bước 2: Thu thập liệu xác định mơ hình ngun lý: Tùy theo mục tiêu mơ để thu thập thông tin, liệu tương ứng; sở xây dựng mơ hình ngun lý phản ánh chất hệ thống Bước 3: Hợp thức hóa mơ hình ngun lý: kiểm tra tính đắn, hợp lý mơ hình Mơ hình ngun lý phải phản ánh chất hệ thống môi trường đồng thời phải tiện dụng, khơng q phức tạp cồng kềnh Nếu mơ hình ngun lý không đạt phải thu thập thêm thông tin, liệu để tiến hành xây dựng lại mơ hình Bước 4: Xây dựng mơ hình mơ máy tính: Mơ hình mơ chương trình chạy máy tính Các chương trình viết ngôn ngữ thông dụng FORTRAN, PASCAL, C++, ngôn ngữ chuyên dụng để mô GPSS, SIMSCRIPT,… Bước 5: Chạy thử: Sau cài đặt chương trình, người ta tiến hành chạy thử xem mơ hình mơ có phản ánh đặc tính hệ thống không Ở giai đoạn tiến hành sửa chữa lỗi lập trình Bước 6: Kiểm chứng mơ hình: Sau chạy thử người ta kiểm chứng đánh giá mơ hình mơ có đạt yêu cầu hay không, quay lại từ bước Bước 7: Lập kế hoạch thử nghiệm: Ở bước phải xác định số lần thử nghiệm, thời gian mơ phận tồn mơ hình Căn vào kết mơ bước người ta tiến hành hiệu chỉnh kế hoạch thử nghiệm để đạt kết với độ xác theo u cầu Bước 8: Thử nghiệm mơ phỏng: Cho chương trình chạy thử nghiệm theo kế hoạch lập bước Đây bước thực việc mô phỏng, kết lấy từ bước Bước 9: Xử lý kết quả: Thử nghiệm mơ thường cho nhiều liệu có tính thống kê xác suất Vì vậy, để có kết cuối với độ xác theo yêu cầu, cần phải thực việc xử lý kết trung gian Bước xử lý kết đóng vai trị quan trọng q trình mơ Bước 10: Sử dụng lưu trữ kết quả: Sử dụng lưu trữ kết mơ vào mục đích định lưu giữ dạng tài liệu để sử dụng nhiều lần Câu : Để mô hệ thống sơng mơ hình MIKE 11 cần số liệu gì? Mơ hình tính tốn yếu tố gì? Dùng thơng số để hiệu chỉnh mơ hình? Quy trình mơ mơ nào? Trả lời: - Để mô hệ thống sơng mơ hình MIKE 11 cần số liệu sau: * Với mô đun thủy lực (HD) cần: + Số liệu địa hình: số liệu khảo sát địa hình mặt cắt ngang sông; số liệu mô công trình sơng (cầu, cống,…) + Số liệu thủy văn: Q trình lưu lượng (Q~t) biên mơ hình; Q trình mực nước (Z~t) biên mơ hình; Q trình nhập lưu khu (Q~t) có, thường tính từ MIKE NAM Q trình Q~t Z~t để hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình + Số liệu độ nhám sơng (nhám bãi, nhám lịng sơng) * Với mơ đun chất lượng nước (AD): ngồi số liệu nêu cần có thêm số liệu quan trắc chất lượng nước theo thời gian vị trí sơng - Mơ hình MIKE 11 sử dụng để tính tốn lưu lượng, mực nước vị trí sơng; mơ chất lượng nước vận chuyển bùn cát cửa sông, sông, hệ thống tưới, kênh dẫn hệ thống dẫn nước khác - Thông số sử dụng để hiệu chỉnh mơ hình thơng số độ nhám - Quy trình mơ mơ hình bao gồm bước sau: + Xử lý tài liệu để thiết lập mạng sơng tính tốn; + Thiết lập sơ đồ thủy lực mạng sơng; + Thiết lập tài liệu địa hình tính tốn cập nhật số liệu mặt cắt ngang; + Thiết lập điều kiện biên (phân tích lựa chọn điều kiện biên theo chuỗi thời gian); + Thiết lập điều kiện ban đầu; + Thiết lập thông số thủy lực bản; + Thiết lập mô cơng trình; + Hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình để xác định thơng số mơ hình; + Tính tốn mơ theo u cầu toán (mực nước, lưu lượng, chất lượng nước,…) Câu 3: Lựa chọn cơng trình đập dâng địa bàn cơng tác, anh/ chị phân tích rõ ưu nhược điểm việc xây dựng đập dâng, trình bày đầy đủ mặt tích cực tiêu cực cụ thể đập dâng (ví dụ Huế chọn đập Thảo Long, Đà Nẵng giả định làm đập Hịa Xn, Quảng Ngãi phân tích đập Trà Khúc, Bình Định đập dâng sơng Lại Giang) Hình Vị trí đập Thảo Long Cơng trình Thảo Long đời đáp ứng nguyện vọng nhân dân vùng, trước mùa khơ mặn xâm nhập sâu, vượt TP Huế thượng nguồn 15 km, làm cho vùng sông đồng sông Hương thiếu nước trầm trọng Vì vậy, việc ngăn mặn giữ sơng Hương khơng có ý nghĩa kinh tế - xã hội mà nét văn hóa độc đáo tỉnh Thừa Thiên - Huế Nên nhiệm vụ đập Thảo Long ngăn mặn, giữ cho nguồn nước lưu vực sông Hương vào mùa khơ, phối hợp với hồ Tả Trạch, Bình Điền Hương Điền thượng nguồn cung cấp đủ nước cho nhu cầu nông nghiệp, công nghiệp, môi trường sinh thái dân sinh + Nhược điểm: Ngoài ưu điểm bật đập Thảo Long có nhược điểm sau: Mặc dù đạt mục tiêu ngăn mặn, giữ cho sông Hương, chống lũ tiểu mãn cho vùng nông nghiệp hạ du, đập Thao Long vào mùa kiệt đóng cửa, xả hạ du lưu lượng lưu lượng tối thiểu trung bình tháng muà kiệt tức xả vùng đầm phá phía hạ du lưu lượng 31m3/s, điều làm cho thượng lưu sông Hương trở thành ao tù, làm khả tự làm Thành phố Huế có khoảng50 điểm xả nước thải trực tiếp sông mà không qua công đoạn xử lý 1000 hộ dân vạn đò lấy sông làm bải rác( tái định cư 890 hộ) Điều làm cho sông Thừa Thiên Huế nhiễm nặng Ngồi việc đập Thảo Long vào vận hành làm thay đổi hệ sinh thái sông Hương phần thượng lưu đập Thảo Long, gần 100ha diện tích ni tơm cá, cua khu vực Thuận Hòa B, xã Hương Phong, huyện Hương Trà ( vùng sau đập Thảo Long), I chết chậm phát triển tình trạng hóa vùng trước sau cơng trình đập Thảo Long Vào mùa mưa, đập Thảo Long làm giảm khả nâng thoát lũ, tang ngập lụt cho thượng lưu Làm thay đỏi chế độ dịng chảy sơng, gây ảnh hưởng đến việc bồi xói long sơng Câu 4: Lựa chọn lưu vực sơng địa bàn cơng tác có hồ chứa chịu ảnh hưởng trận lũ 2020, thu thập số liệu phân tích thêm việc điều tiết vận hành hồ chứa lưu vực (ví dụ Đà Nẵng Quảng Nam chọn lưu vực VGTB, Huế sơng Hương, Quảng Trị - Quảng Bình chọn thủy điện Quảng Trị, Quảng Ngãi Trà Khúc, Bình Định chọn sơng Kone), để vận hành chống lũ tốt cho năm sau theo anh chị cần phải làm Trả lời: Phân tích vận hành hồ thủy điện Hương Điền giai đoạn từ ngày 06/10/2020 đến 17/10/2020 Qua biểu đồ đường lưu lượng lũ đến lưu lượng xả lũ ta thấy thủy điện cắt trận lũ từ 1h ngày 7/10 đến 1h ngày 9/10 Nhưng qua trận lũ thứ từ 13h ngày 9/10 đến 19h ngày 10/10, hồ không cắt lũ, lưu lượng đến gần lưu lượng mực nước hồ gần MNDBT, làm mực nước trạm Phú Ốc lên báo động Tại trận lũ thứ từ 7h ngày 11/10 đến 7h ngày 13/10, hồ cắt đỉnh lũ mực nước trạm Phú Ốc trì báo động 3, làm cho lưu vực thoát lũ chậm, gây thiệt hại nhiều mặt Đề xuất giải pháp: +Nâng cao lực đội ngũ cán quản lý, vận hành điều tiết hồ chứa, nhằm điều tiết cắt lũ hiệu + Cơ cấu lại nhu cầu sử dụng nước cho vùng + Xây dựng nhiều phương án điều tiết ứng với mức nước hồ tương ứng, phương án điều tiết cho cắt lũ hiệu + Xây dựng đồ khoanh vùng khu vực nguy bao ứng với kịch lưu lượng xả hạ du tương ứng với tần suất, để làm sở di dời dân khu vực trũng thấp Câu 5: Phân tích ưu, nhược điểm phân bổ nguồn nước theo kịch Slide, theo anh/chị lựa chọn phương án cho nguồn nước Đà Nẵng giai đoạn tương lai Trả lời: Ưu, nhược điểm kịch phân bổ nước: * Kịch 1: Không xây dựng hồ sông Bắc, phân bổ nguồn nước theo lượng nước phân bổ lưu vực, chuyển nước từ HTTL An Trạch sang phân bổ cho lưu vực sông Vĩnh Điện bổ sung lượng nước thiếu cho lưu vực sông Cu Đê: + Ưu điểm: - Đảm bảo yêu cầu lượng nước phải phân bổ theo thực tế - Có thể khai thác nước từ nguồn nước tất lưu vực; + Nhược điểm: - Không xây dựng hồ sông Bắc: không tăng khả trữ nước để cấp nước từ nguồn nước sông Bắc Phương án phân bổ nguồn nước theo lượng nước phân bổ lưu vực: không đảm bảo khả cấp nước nhu cầu tăng cao Bên cạnh việc phân bổ nguồn nước dựa lượng nước phân bổ gây hạn chế việc đề xuất phương án tăng lượng nước khai thác lưu vực, ảnh hưởng đến việc phát triển kinh tế xã hội bị hạn chế nguồn nước có sẵn Chuyển nước từ HTTL An Trạch sang phân bổ cho lưu vực sông Vĩnh Điện bổ sung lượng nước thiếu cho lưu vực sông Cu Đê: Tăng phí phải xây dựng hệ thống đường ống, kênh dẫn,… để chuyển nước - Giảm lượng nước sử dụng cho việc đẩy mặn cho NMN Cầu Đỏ mùa kiệt * Kịch 2: Phân bổ nguồn nước theo Quy hoạch cấp nước thành phố Đà Nẵng đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 Xây dựng đập ngăn mặn Cầu Đỏ để đảm bảo nguồn nước khai thác trình nâng công suất nhà máy nước Cầu Đỏ: + Ưu điểm: Xây dựng đập ngăn mặn Cầu Đỏ: giúp hạn chế xâm nhập mặn ảnh hưởng đến việc cấp nước NMN Cầu Đỏ - Giảm chi phí xử lý nước nhiễm mặn chi phí vận hành trạm bơm phòng mặn An Trạch + Nhược điểm: Nguồn nước sông Túy Loan không đưa vào khai thác, tăng lượng nước phải khai thác từ HTTL An Trạch, gây việc thiếu hụt mực nước hệ thống thủy lợi An Trạch, ảnh hưởng đến việc vận hành trạm bơm hệ thống * Kịch 3: Xây dựng hồ Sông Bắc với quy mơ thích hợp để phát triển nguồn nước đến năm 2050 cắt giảm lũ cho hạ lưu sông Cu Đê, khai thác nguồn nước lưu vực sông nội tỉnh để giảm phụ thuộc mức nguồn nước HTTL An Trạch: + Ưu điểm: - Lượng nước có sẵn lưu vực khai thác triệt để, giảm phụ thuộc vào việc khai thác nước từ HTTL An Trạch - Làm tăng tổng lượng nước phân bổ cho nhu cầu thành phố; góp phần cắt giảm lũ, đảm bảo an tồn cho vùng hạ du sơng Cu Đê + Nhược điểm: - Tốn chi phí phải xây dựng hồ chứa sông Bắc Nếu lựa chọn phương án cấp nước cho thành phố Đà Nẵng tương lai, học viên lựa chọn phương án cấp nước theo kịch 3B: Xây dựng hồ Sông Bắc để phát triển nguồn nước đến năm 2050 cắt giảm lũ cho hạ lưu sông Cu Đê, khai thác nguồn nước lưu vực sông nội tỉnh để giảm phụ thuộc mức nguồn nước HTTL An Trạch + Phương án làm tăng mức an toàn cho HTTL An Trạch giảm lượng nước yêu cầu khai thác + Tăng trữ lượng nước có sẵn cho thành phố để đảm bảo cấp nước an toàn, chủ động tương lai + Việc xây dựng hồ chứa giúp cắt giảm lũ cho khu vực hạ du sơng Cu Đê, đảm bảo an tồn cho tính mạng tài sản người dân khu vực + So sánh quy mô hồ chứa sông Bắc đề xuất, nhận thấy: 10 Với KB3A, hồ chứa có dung tích 50 triệu m3: quy mô đầu tư nhỏ nhất, nên nước bổ sung tỷ lệ đáp ứng nước thấp (1,23 lần) Với KB3C, hồ chứa có dung tích hiệu 120 triệu m3: Lượng nước bổ sung từ hồ chứa cao hơn, tỷ lệ đáp ứng nguồn nước KB3A (1,23 lần); nhiên quy mô đầu tư lớn, u cầu tính tốn thiết kế, xây dựng cao hơn; Với KB3B, hồ chứa có dung tích hiệu 90 triệu m3: Quy mơ đâu tư trung bình; tổng lượng nước bổ sung từ hồ chứa cao so với KB3A, thấp so với KB3C tỷ lệ đáp ứng nguồn nước lại cao kịch (1,27 lần) 11 ... sau: + Xử lý tài liệu để thi? ??t lập mạng sơng tính tốn; + Thi? ??t lập sơ đồ thủy lực mạng sông; + Thi? ??t lập tài liệu địa hình tính tốn cập nhật số liệu mặt cắt ngang; + Thi? ??t lập điều kiện biên... biên (phân tích lựa chọn điều kiện biên theo chuỗi thời gian); + Thi? ??t lập điều kiện ban đầu; + Thi? ??t lập thông số thủy lực bản; + Thi? ??t lập mơ cơng trình; + Hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình để xác... cho vùng sông đồng sông Hương thi? ??u nước trầm trọng Vì vậy, việc ngăn mặn giữ sơng Hương khơng có ý nghĩa kinh tế - xã hội mà cịn nét văn hóa độc đáo tỉnh Thừa Thi? ?n - Huế Nên nhiệm vụ đập Thảo