Sử dụng phần mềm Mike 21 để mô phỏng ngập lụt ở thành phố Đà Nẵng

MỤC LỤC

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ CHẾ ĐỘ MƯA LŨ CỦA THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

  • ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
    • ĐẶC ĐIỂM DÂN SINH, KINH TẾ 1. Dân sinh
      • HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NƯỚC
        • PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI CỦA THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG ĐẾN NĂM 2020

          Khí hậu thành phố Đà Nẵng là khí hậu nhiệt đới gió mùa với lượng bức xạ dồi dào, nắng nhiều, nền nhiệt độ cao và lượng mưa phong phú. Sông Cầu Đỏ - Cẩm Lệ chảy qua các xã Hòa Tiến, Hòa Thọ, Hòa Châu, Hòa Xuân huyện Hòa Vang và 2 phường Khuê Trung, Hòa Cường quận Hải Châu. Sông Vĩnh Điện: Cách Giao Thủy 16 km về phía hạ lưu, sông Thu Bồn phân lưu, chia nước theo sông Câu Lâu đổ về Cửa Đại và theo sông Vĩnh Điện đổ về Cửa Hàn.

          Trên lãnh thổ thành phố, sông Vĩnh Điện chảy qua xã Hòa Phước, Hòa Xuân (Hòa Vang) và phường Hòa Quí, Bắc Mỹ An (quận Ngũ Hành Sơn). - Sông Phú Lộc: là sông nhỏ, có diện tích lưu vực 29 km2, bắt nguồn từ núi Phước Tường đổ ra vịnh Đà Nẵng tại phường Thanh Lộc Đán, quận Thanh Khê. Trong đó, đất có rừng 52,1 nghìn ha, đất chưa có rừng 13,7 nghìn ha, đất rừng tự nhiên là 37 nghìn ha tập trung chủ yếu ở phía Tây huyện Hoà Vang, một số ít ở quận Liên Chiểu và quận Sơn Trà, diện tích rừng trồng là 15 nghìn ha, có hầu hết ở các quận, huyện trong thành phố nhưng tập trung chủ yếu vẫn là huyện Hoà Vang, một ít ở quận Liên Chiểu, quận Ngũ Hành Sơn.

          Đầu tư mới và mở rộng các cơ sở sản xuất bột giặt, sản xuất xút, clorua, soda, ôxy, sản xuất sơn, vecni, chất chống thấm, sản xuất hạt nhựa và tơ sợi tổng hợp, sản xuất dược liệu, mỹ phẩm, sản xuất phân bón tổng hợp, phân vi sinh. Ngành cao su, nhựa: sẽ đầu tư nâng cấp công nghệ sản xuất xăm lốp ôtô của Công ty Cao su Đà Nẵng, xây dựng mới cơ sở sản xuất xăm lốp ôtô ở Khu công nghiệp Liên Chiểu. Đầu tư các cơ sở xay xát, chế biến thức ăn gia súc, tôm cá, xây dựng nhà máy sản xuất sữa hộp 75 triệu hộp/năm, nâng cao chất lượng các nhà máy bia, nước ngọt hiện có, mở rộng sản xuất bia Fosters.

          Các loại hình công nghiệp đầu tư: CN cơ khí lắp ráp, CN hóa chất, nhựa, CN sản xuất sản phẩm từ khoáng sản phi kim loại, CN chế biến nông hải sản, CN bao bì, giấy. Thu hút các ngành nghề: May mặc, giầy da, túi xách và các sản phẩm may da hoặc giả da (trừ thuộc da), lắp ráp thiết bị điện, điện tử, điện lạnh và điện dân dụng, Công nghiệp chế biến thực phẩm và đồ uống, bao bì, in ấn, hàng thủ công mỹ nghệ, nữ trang, đồ nhựa (trừ hạt nhựa), dịch vụ phục vụ sản xuất và hỗ trợ đầu tư. Các loại hình công nghiệp ưu tiên đầu tư: Công nghiệp điện tử, cơ khí, lắp ráp, Công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm, thuỷ sản, Công nghiệp vật liệu xây dựng, trang trí nội thất cáp cấp, Công nghiệp khác (nhựa, bao bì,.).

          + Đường sắt: tuyến đường sắt Thống Nhất đến năm 2020 vẫn giữ nguyên khổ đường 1.000 mm trục chính qua Đà Nẵng; ga Đà Nẵng được dịch chuyển ra khỏi trung tâm thành phố. + Đường bộ: đường cao tốc Đà Nẵng - Dung Quất đi sát chân núi Phước Tường, trở thành tuyến vành đai vận tải phía tây thành phố; quốc lộ 1A được nâng cấp, mở rộng trở thành đường nội thị; xây dựng đường Hồ Chí Minh giai đoạn 2 qua hầm Hải Vân, chạy phía Tây núi Phước Tường qua Tuý Loan đi Tây Nguyên. - San nền: cao độ xây dựng tối thiểu tại các khu vực ven sông, biển +2,50m; cao độ xây dựng đối với các khu vực đô thị cũ : giữ nguyên cao độ địa hình tự nhiên, từng bước nâng cao độ tới mức tối thiểu là +2,00m khi tiến hành cải tạo chỉnh trang.

          - Thoát nước mưa: các trục chính thoát nước mưa cho thành phố sẽ là sông Hàn, sông Cu Đê, sông Phú Lộc; tận dụng các đường cống cũ tại các khu vực hiện đang sử dụng cống chung cho nước mưa và nước thải; cải tạo dần từng bước để tách nước thải, nước mưa riêng. - Rác thải: Được thu gom tập trung xử lý tại bãi rác Khánh Sơn; xây dựng mới bãi rác tại Hoà Quý để phục vụ cho việc thu gom xử lý rác thải của khu vực Đông sông Hàn.

          Hình 2.1. Bản đồ hành chính thành phố Đà Nẵng
          Hình 2.1. Bản đồ hành chính thành phố Đà Nẵng

          CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÔ HÌNH MIKE

            MÔ HÌNH MIKE 21 1. Giới thiệu chung

              Stoke cho những yêu cầu giả đi ̣nh của phương trình Boussinesq về áp lực thủy tĩnh. Để giải hê ̣ phương trình cơ bản trên, người ta sử du ̣ng phương pháp ADI (Alternating Direction Implicit) để sai phân hóa theo lưới không gian- thời gian. Hê ̣ phương trình theo từng phương và ta ̣i mỗi điểm trong lưới được giải theo phương pháp Double Sweep (DS).

              Hình 3.4. Hê ̣ thống lưới phi cấu trúc trong mô hình Mike 21 FM
              Hình 3.4. Hê ̣ thống lưới phi cấu trúc trong mô hình Mike 21 FM

              THIẾT LẬP MÔ HÌNH MIKE 21

                Để xác định các thông số cho mô hình thủy lực như mặt cắt đặc trưng của đoạn sông, hệ số nhám lòng sông..cần thiết phải tiến hành hiệu chỉnh và kiểm định mô hình tính cho trận lũ trong thực tế. Trong khi đó, mô hình mô ̣t chiều chỉ thể hiê ̣n tác đô ̣ng này thông qua hệ số nhám trung bình cho cả đoạn dài nơi mà có mặt những vật cản trên đó. + Cách thứ nhất: Coi vật cản có một sức cản với dòng chảy và thể hiện nó thông qua hệ số nhám Maning.

                + Cách thứ hai: Coi vật cản như là một điểm địa hình, có nghĩa là vật cản nằm trong ô địa hình nào thì ô địa hình đó sẽ có cao độ được gắn bằng một giá trị thích hợp. Kết quả thiết lập mô hình: So sánh giữa địa hình thiết lập và địa hình bình đồ cho thấy kết quả thiết lập là đúng đắn, cho phép được sử dụng để tính toán mô phỏng. + Điều kiện ban đầu là mực nước dạng hằng số cho toàn miền tính toán hoặc phân bố theo không gian 2 chiều (*.dfsu).

                + Điều kiện ban đầu phải phù hợp với điều kiện biên tịa bước thời gian đầu tiên để đảm bảo mô hình không bị mất tính ổn định hoặc tạo “sóng giả”. Nên hạ thấp địa hình tại biên để đảm bảo mực nước thấp nhất tại biên không làm cho biên bị cạn.

                Hình 4.1. Phạm vi tính toán của mô hình (trích nguồn tài liệu [1])
                Hình 4.1. Phạm vi tính toán của mô hình (trích nguồn tài liệu [1])

                HIỆU CHỈNH VÀ KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH MIKE 21 1. Các bước cụ thể

                Cách làm này đã được chấp nhận ở nhiều nghiên cứu trong nước và trên thế giới.

                KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI ̣