Hình 2.10 Địa hình khu vực nghiờn cứu

Trong đó:

qT : Tụ̉ng lượng vọ̃n chuyờ̉n bùn cát . a: Hợ̀ sụ́

U: Lưu tụ́c dòng chảy

d: Đường kớnh hạt trung bình d50

e. Van Rijn

 Vọ̃n chuyờ̉n bựn cỏt đỏy:

Cụng thức VanRijn vọ̃n chuyờ̉n bùn cát đáy được tớnh như sau :

2.1 0.3 0 0, 053 b T d Φ = (2.19) Trong đó :

do : Đường kớnh hạt khụng thứ nguyờn T: Thụng sụ́ vọ̃n chuyờ̉n

 Vọ̃n chuyờ̉n bựn cỏt lơ lửng

Cụng thức tớnh vọ̃n chuyờ̉n bùn cát cũng tương tự như trờn với d0 và T được tớnh toán cho trường hợp bùn cát lơ lửng

2.3.2. Yờu cõ̀u số liệu của mụ hỡnh

Đờ̉ ứng dụng mụ hình ta cõ̀n có phõ̀n chạy thủy lực (MIKE11HD) sau đó tiờ́n hành chạy bùn cát bằng mụduyn ST. Yờu cõ̀u sụ́ liợ̀u cho mụ hình gụ̀m có :

+ Cỏc input cho MIKE 11HD :

- Xác định lưu vực (Catchment Delineation)

- Mạng sụng (nhánh và node), các cụng trình trờn hợ̀ thụ́ng và dữ liợ̀u địa hỡnh

- Biờn trờn là quá trình lưu lượng thực đo của các trạm (Q ~ t) - Biờn dưới là quá trình mực nước thực đo của các trạm (H ~ t)

- Biờn kiờ̉m tra là quá trình lưu lượng hoặc mực nước thực đo của các trạm dọc theo hợ̀ thụ́ng sụng.

- Quá trình sức tải cát tại vị trớ biờn trờn (ρ~t). - Thành phõ̀n kớch cỡ hạt trờn toàn mạng - Mọ̃t đụ̣ & đụ̣ rụ̃ng của bùn cát

- Đặc điờ̉m địa chṍt

- Cụng thức vọ̃n chuyờ̉n bùn cát và các hợ̀ sụ́ + Cỏc input cho MIKE 11 RR:

- Dữ liợ̀u khớ tượng thủy văn (lượng mưa, bụ́c hơi), dòng chảy đờ̉ xác định được bụ̣ thụng sụ́ của mụ hình.

- Dữ liợ̀u diợ̀n tớch lưu vực, điờ̉m điờ̉m tớnh chṍt vọ̃t lý trờn tin trờn lưu vực (tụ̉n thṍt, hợ̀ sụ́ dòng chảy..)

2.3.3. Kờ́t quả mụ hỡnh

Kờ́t quả mụ hình chớnh là các output thu được là :

 Các đường quá trình (Q~t) (H~t) (ρ~t) tại bṍt cứ vị trớ nào trờn mạng lưới sụng.

 Quỏ trỡnh diờ̃n biờ́n hình dạng lòng dõ̃n.

 Ngoài ra: mụ hình còn có thờ̉ cho ra mụ̣t sụ́ kờ́t quả khác:Lưu tụ́c dòng chảy, quan hợ̀ Q~H …..

2.4. Thiết lập mụ hỡnh nghiờn cứu diễn biến xói lở, bụ̀i lắng lũng dõ̃n sụng Đuống – Bắc Ninh

2.4.1. Phạm vi nghiờn cứu diờ̃n biờ́n lũng dẫn

Phạm vi nghiờn cứu diờ̃n biờ́n lòng dõ̃n là các khu vực trọng điờ̉m, thường xuyờn bị sạt lở trờn sụng Đuụ́ng, tọ̃p trung ở các huyợ̀n Quờ́ Võ , huyợ̀n Gia Bình , huyợ̀n Thuọ̃n Thành và Thành Phụ́ Bắc Ninh . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Hỡnh 2.9 Khu vực nghiờn cứu diễn biờ́n lòng dõ̃n

Hỡnh 2.10 Địa hình khu vực nghiờn cứu

2.4.2. Sơ đồ tính toán thuỷ lực

Viợ̀c nghiờn cứu tớnh toán thuỷ lực, diờ̃n biờ́n lòng dõ̃n các khu vực trọng điờ̉m trờn sụng Đuụ́ng có liờn quan chặt chẽ đờ́n chờ́ đụ̣ thuỷ lực của mạng sụng Hụ̀ng và

sụng Thỏi Bỡnh. Do đó khi tớnh toán sụng Đuụ́ng sẽ được kờ́t nụ́i với sụng Hụ̀ng tạo thành mụ̣t mạng lưới tớnh toán thuỷ lực với các biờn khụ́ng chờ́ ở phớa thượng lưu và hạ lưu, gụ̀m các trạm thuỷ văn có đo lưu lượng, bùn cát, mực nước như Trạm Sơn Tõy, Hà Nụ̣i, Thượng Cát, Bờ́n Hụ̀.

Hỡnh 2.11 Sơ đụ̀ tính toỏn thuỷ lực

2.4.3. Các tài liệu cơ bản dùng trong tính toán thuỷ lực và diờ̃n biờ́n lũng dẫn sụng Đuống – Bắc Ninh

2.4.3.1.Tài liệu địa hỡnh

Tài liợ̀u địa hình được sử dụng trong tớnh toán là tài liợ̀u thực đo mặt cắt ngang được đo đạc vào các năm 2006 và 2009. Bụ̣ tài liợ̀u địa hình này gụ̀m 75 mặt cắt của hai con sụng chớnh là sụng Hụ̀ng và sụng Đuụ́ng. Trong đó, sụng Hụ̀ng được giới hạn từ trạm thuỷ văn Sơn Tõy đờ́n trạm thuỷ văn Hà Nụ̣i với tụ̉ng chiờ̀u dài khoảng 46 km với mọ̃t đụ̣ khoảng 0.9 km/mc và con sụng Đuụ́ng có tụ̉ng chiờ̀u dài hơn 60 km với mọ̃t đụ̣ 0.5 km/mc.

Hỡnh 2.12 Sơ đụ̀ phõn bụ́ mặt cắt trong mạng thuỷ lực sụng Đuụ́ng

2.4.3.2. Tài liệu thuỷ văn và bùn cát.

Đờ̉ phục vụ cho mụ phỏng thủy lực và vọ̃n chuyờ̉n bùn cát cho hợ̀ thụ́ng sụng trong khu vực nghiờn cứu thì tài liợ̀u thủy văn đã được thu thọ̃p và phõn tớch bao gụ̀m: Tài liợ̀u vờ̀ mực nước, lưu lượng và tài liợ̀u bùn cát. Tài liợ̀u lưu lượng và tài liợ̀u mực nước được dùng làm biờn trờn và biờn dưới của mụ hình. Mực nước và dòng chảy tại cỏc trạm kiờ̉m tra trờn sơ đụ̀ thủy lực dùng đờ̉ hiợ̀u chỉnh và kiờ̉m định mụ hình.

Trong đó, trạm thuỷ văn Sơn Tõy trờn sụng Hụ̀ng có sụ́ liợ̀u đo đạc quá trình lưu lượng lũ sẽ được dùng làm biờn trờn cho mụ hình. Biờn dưới là quá trình mực nước lũ tại trạm thuỷ văn Hà Nụ̣i trờn sụng Hụ̀ng và trạm Bờ́n Hụ̀ trờn sụng Đuụ́ng. Trạm Thượng Cát được dùng làm biờn kiờ̉m tra của mụ hình.

Bảng 2.3 : Thụ́ng kờ cỏc tài liệu thu thọ̃p tại cỏc trạm

STT Tờn trạm Sụng Loại sụ́ liợ̀u Năm

1 Sơn Tõy Hụ̀ng Q,H,ρ 1996-2003

2 Hà Nụ̣i Hụ̀ng Q,H, ρ 1996-2003

3 Thượng Cát Đuụ́ng Q,H, ρ 1996-2003

2.4.3.3. Thụng số mụ hỡnh.

+ Thụng sụ́ thuỷ lực.

Điờ̀u kiợ̀n ban đõ̀u: Giá trị lưu lượng và mực nước tại thời đoạn đõ̀u tại các vị trớ trờn mạng sụng.

Hợ̀ sụ́ nhám (n hoặc M) đõy là thụng sụ́ rṍt quan trọng và nú ảnh hưởng rṍt lớn đờ́n kờ́t quả nghiờn cứu. Các giá trị sử dụng trong mụ hình được rút ra từ các thớ nghiợ̀m mụ hình vọ̃t lý và kinh nghiợ̀m thực tờ́ bao gụ̀m giá trị chung (Global value) cho cả mạng sụng là n = 0.032 và các giá trị giả định khác nhau hợp lý cho từng đoạn sụng.

Ngoài ra còn có các thụng sụ́ khác liờn quan đờ́n gió, cụ̀n cát, bãi giữa…

+Thụng sụ́ bùn cát.

- Đường kính hạt d 50

Dữ liợ̀u đường kớnh hạt trung bình sẽ được lṍy theo Bảng đặc tớnh bùn cát tại vị trớ trạm nờu trờn. Tại Sơn Tõy đường kớnh hạt trung bình vào khoảng 0.029 mm và tại trạm thuỷ văn Hà Nụ̣i là 0.022 mm. Luọ̃n văn sử dụng cách tớnh toán tụ̉ng lượng vọ̃n chuyờ̉n bùn cát theo phương pháp Engelund – Hansen.

2.5. Hiệu chỉnh và kiờ̉m định mụ hỡnh

2.5.1. Hiệu chỉnh và kiờ̉m định thuỷ lực 2.5.1.1.Hiệu chỉnh mụ hỡnh

Trong phõ̀n này sẽ tiờ́n hành hiợ̀u chỉnh mụ hình thuỷ lực, thời gian hiợ̀u chỉnh từ ngày 1/6/1996 đờ́n ngày 15/10/1996. Viợ̀c hiợ̀u chỉnh thụng sụ́ mụ hình chủ yờ́u được tiờ́n hành bằng cách thay đụ̉i đụ̣ nhám. Kiờ̉m tra tớnh hợp lý tại các điờ̀u kiợ̀n biờn. Trong trường hợp dòng chảy lũ có hiợ̀n tượng tràn bãi thì trờn mụ̃i mặt cắt còn chia ra nhám lòng dõ̃n và nhám bãi. Với dòng chảy kiợ̀t dòng chảy chủ yờ́u trong lòng sụng, nờn viợ̀c hiợ̀u chỉnh bụ̣ thụng sụ́ chủ yờ́u là thay đụ̉i đụ̣ nhám của lòng dõ̃n. Phương pháp hiợ̀u chỉnh thụng sụ́ ở đõy dùng phương pháp thử dõ̀n như sau:

Giả thiờ́t bụ̣ thụng sụ́ Chạy mụ hỡnh So sỏnh thực đo và (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

tớnh toỏn Đạt Dừng Khụng đ ạ t Thay đụ̉i bụ̣ thụng sụ́

Hỡnh 2.13 : Sơ đụ̀ quỏ trình hiệu chỉnh mụ hình

Viợ̀c so sánh này có thờ̉ tiờ́n hành bằng trực quan (so sánh hai đường quá trình tớnh toán và thực đo trờn biờ̉u đụ̀), đụ̀ng thời kờ́t hợp đánh giá các chỉ tiờu Nash, sai sụ́ tụ̉ng lượng và sai sụ́ thời gian xuṍt hiợ̀n đỉnh đờ̉ kiờ̉m tra.

Ta có cụng thức tớnh toán chỉ tiờu Nash, như sau:

( ) ( ) ∑ ∑ − − − = 2 2 , , , 1