Tháng
Tr m I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII N m
Nam nh (61÷70) 41,4 28,6 24,0 49,0 152 850 2300 2850 1350 600 354 139 726 H ng Thi 74 ÷ 76 0,025 0,039 0,035 0,414 0,269 10,60 1,64 6,31 21,1 6,84 0,513 0,022 3,97 61 ÷ 70 0,020 0,015 0,015 0,030 0,50 0,50 0,50 29,8 31,0 2,0 0,007 0,015 5,20 1973 0,024 0,026 0,019 0,085 0,500 13,54 23,26 53,84 54,7 0,41 0,093 0,029 12,2 B ng 2.13: đ c bình quân tháng tr m H ng Thi Tháng Tr m/sông
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII c tr ng Max Min H ng Thi/Bôi 4,73 8,83 9,87 42,6 24,3 86,1 83,0 121 175 100 27,0 4,50 886 14-VI- 74 0,800 12-III- 76
2.5. Tình hình kinh t xã h i c a khu v c nghiên c u
2.5.1. Dân s
Theo s li u th ng kê n m 2000, s dân trên toàn l u v c là 8.267.233
ng i, trong đó dân s ng vùng nông thôn chi m 71,9%, t l t ng dân s t nhiên trung bình t 1,00÷1,32%. Dân c phân b không đ u, các vùng đ ng b ng khá cao song các huy n mi n núi dân c th a h n. Nhìn chung đ i s ng kinh t v n hóa gi a nông thôn và thành th còn chênh l ch nhau r t l n, v i
c ch th tr ng, không t p trung nhi u bi n pháp đ phát tri n nông thôn thì kho ng cách ngày càng r ng ra h n n a. Xu h ng dân c t p trung v thành th ngày càng cao.
B ng 2.14: T ng h p s li u dân s và ngu n l c n m 2000 l u v c sông áy
n v (t nh) Dân s trung bình (ng i) Di n tích t nhiên (km3) M t đ dân s (ng i/ km2) T l t ng DS t nhiên % T ng Thành th Nông thôn Hà Tây 2420936 192056 2228880 2191,60 1105 1,32 Hà N i 1899600 1664300 235300 257,84 7367 1,00 Hà Nam 807312 71766 735546 849,50 950 1,17 Nam nh 1914836 239148 1675688 1637,40 1169 1,10 Ninh Bình 902126 122801 779325 1382,00 653 1,04 Hoà Bình 322413 29588 292825 1631,00 198 1,32 T ng 8267223 2319659 5947564 7949,34 1040 (Ngu n: C c Th ng kê các t nh) 2.5.2. C c u kinh t
Nhìn chung các ngành kinh t trong khu v c đang trên đà phát tri n, c
c u và thành ph n kinh t đang có nh ng chuy n d ch đ phù h p v i quá
Nông – lâm – ng nghi p phát tri n n đ nh trong đó GDP nông nghi p v n chi m t tr ng cao, đóng vai trò ch đ o t o s phát tri n b n v ng cho các ngành kinh t khác.
Công nghi p - xây d ng đang đ c phát tri n nhanh chóng, v i th đô
Hà N i, Hà Tây, Hà Nam, Nam nh, Ninh Bình là khu v c đã có n n t ng công nghi p t tr c, nên t 1995 đ n 2000 công nghi p trong l u v c nh t là
vùng đ ng b ng đ c coi là t ng đ i phát tri n, ch tính t ng thu nh p thì
n m 1998 so v i 1995 đã g p 1,5 l n, s n ph m đã t ng b c chi m l nh th tr ng và xu t kh u đang t ng.
Ngành kinh t du l ch d ch v đang đ c kh i s c, v i c s h t ng và qu n th di tích, c nh quan cùng v i chi n l c đ u t phát tri n và qu n lý
khai thác đúng đ n s s m tr thành ngành thu nh p cao trong các ngành kinh t .
K t lu n ch ng 2
Vùng c a sông áy là n i ch u tác đ ng m nh m c a các y u t đ ng l c sông và bi n. Các y u t th y, h i v n bao g m: th y tri u, sóng, dòng ch y bi n đ i theo các chu k khác nhau k t h p v i đi u ki n đa hình khu v c đã t o nên ch đ đ ng l c đ c thù vùng ven bi n c a áy. Nó tác đ ng m nh m đ n v n đ b i xói vùng c a sông, nh h ng đ n giao thông v n t i th y và tiêu thoát l . Do đó vi c nghiên c u tính toán quá trình v n chuy n khu v c nghiên c u là hoàn toàn c n thi t. Ch ng 3 s ti n hành thi t l p mô hình mô ph ng quá trình b ng mô hình s tr .
CH NG 3: PHÂN TÍCH L A CH N VÀ THI T L P MÔ HÌNH TÍNH TOÁN V N CHUY N BÙN CÁTVÙNG C A SÔNG ÁY 3.1. Khái quát mô hình s tr
Mô hình s tr đ c hi u m t cách đ n gi n là vi c s d ng các ph ng
trình toán h c và đi u ch nh chúng đ mô ph ng nh ng thay đ i trong m t h th ng. V i các ph ng trình và k thu t toán h c thích h p, các nhà khoa h c có th s d ng các con s và các bi n đ t o ra m t s miêu t chính xác h n
v các quá trình trong m t h th ng. Các ph ng trình đ c gi i cho các bi n
đ c tr ng, nó có th đ c s d ng trong vi c hi n th , qua đó chúng ta có th
nhìn th y rõ s thay đ i c a h th ng theo th i gian.
M t s ph ng trình toán h c s d ng trong mô hình s tr : ph ng
trình b o toàn đ ng l ng là m t trong các ph ng trình chính đ c s d ng,
ph ng trình b o toàn kh i l ng ho c ph ng trình liên t c, và ph ng trình
cân b ng n c…Nh ng ph ng trình này r t ph c t p, k t h p ph ng trình
và gi i v i các đi u ki n có th g p r t nhi u khó kh n. Vì v y, các nhà thi t
l p mô hình ph i đ n gi n hóa các ph ng trình đó b ng cách gi đ nh m t s
đi u ki n nh t đ nh, và lo i b nh ng thành ph n không đáng k t các
ph ng trình. T t nhiên, đi u này c ng lo i b h n ch và đó là c n thi t đ
gi i quy t các ph ng trình. Vì v y, các nhà khoa h c s d ng phép tính g n
đúng cho các đi u kho n còn l i. B ng cách đ n gi n hóa các ph ng trình và
s d ng các ph ng pháp g n đúng, l p mô hình có th phát tri n m t t p h p các bi u th c đó, khi g i thông qua m t máy tính, có th mô hình mô ph ng chính xác các hi n t ng trong h th ng.
3.1.1. Các mô hình s tr s d ng trong nghiên c u, tính toán quá trình v n chuy n bùn cát vùng c a sông chuy n bùn cát vùng c a sông
Hi n nay có r t nhi u mô hình s tr đ c s d ng đ nghiên c u ch đ th y đ ng l c và v n chuy n bùn cát vùng c a sông, tiêu bi u ph i k đ n nh :
H th ng Mô hình MIKE 21
H th ng MIKE 21 là gói ph n m m đ c xây d ng và phát tri n b i Vi n Th y l c an M ch (DHI). Nó có th gi i quy t các v n đ v m c
n c và dòng ch y 2 chi u (2D), s v n chuy n và khuy ch tán c a các ch t
hòa tan và l l ng, bùn cát, s lan truy n d u, s lan truy n sóng bi n, tính toán sa b i và tác đ ng c a vi c n o vét lu ng l ch… MIKE 21 có th gi i quy t h u h t các v n đ th y l c ph c t p vùng c a sông và ven bi n. Trong h th ng mô hình MIKE 21 có nhi u mô hình thành ph n nh MIKE
21C, MIKE 21FM, MIKE 21SW, MIKE 21ST, MIKE 21/3FM, … Mô hình DELFT 3D
Mô hình DELFT 3D là mô hình t ng h p 3 chi u (3D) do Vi n Th y l c DELFT (Hà Lan) nghiên c u phát tri n g m có các module c b n nh
th y đ ng l c (DELFT 3D-FLOW), sóng (DELFT 3D-WAVE), v n chuy n bùn cát (DELFT 3D-SED), ch t l ng n c (DELFT 3D-WAQ) và sinh thái h c (DELFT 3D-ECO). Mô hình này có th mô ph ng t t đi u ki n th y đ ng l c - sóng, v n chuy n bùn cát, ch t l ng n c vùng c a sông ven b .
Module th y đ ng l c (DELFT 3D-FLOW) có th tính toán k t h p
đ ng th i (online coupling) v i các module khác nh sóng (DELFT 3D- WAVE), v n chuy n tr m tích (DELFT 3D-SED).Vi c tính toán k t h p đ ng th i có th cho th y đ c s t ng tác gi a các quá trình th y đ ng l c - sóng và v n chuy n tr m tích t i m i th i đi m tính c a mô hình.
Mô hình VNU/MDEC
Mô hình th y đ ng l c ba chi u (3D) VNU/MDEC đ c phát tri n t i
Trung tâm ng l c h c Th y khí Môi tr ng - QGHN trên c s mô hình quy mô bi n ven GHER c a i h c Liege. So v i mô hình GHER, mô hình MDEC
đã đ c hoàn thi n h n cho phép mô ph ng các quá trình quy mô nh và v a.
Trong đó s đ tham s hóa h s nh t r i đ c tri n khai khác nhau theo ph ng ngang và ph ng th ng đ ng. Mô hình tính đ n tác đ ng c a sóng trên m t bi n b ng cách s d ng mô hình t ng tác sóng - gió và mô hình l p biên đáy.
Mô hình ECOMSED
Mô hình ECOMSED đ c phát tri n t nh ng n m 1980 v i tên g i là
ECOM đ i v i ph n tính toán th y l c - m t trong các mô hình th y đ ng l c áp d ng cho vùng c a sông, v ng v nh và vùng ven b . Ngày nay ECOMSED là m t mô hình th y đ ng l c và v n chuy n tr m tích 3 chi u, đ c xây d ng trên mã ngu n FORTRAN. L i tính theo ph ng ngang có th là l i ch nh t ho c l i cong. Theo ph ng th ng đ ng, mô hình s d ng l i
cong sigma. Trong đó mođun v n chuy n tr m tích đ c xây d ng d a trên các k t qu nghiên c u và th c nghi m c a Van Rijn (1984).
Mô hình EFDC
Mô hình EFDC (Environmental Fluid Dynamics Code) là m t mô hình toán có kh n ng tính toán mô ph ng và d báo các quá trình th y đ ng l c và lan truy n ch t có xét đ n các quá trình sinh - đa - hóa trong sông, h ch a, và các vùng c a sông. ây là m t mô hình s tr đa chi u (1 chi u, 2 chi u, 3 chi u) nên có kh n ng đ t đ chính xác cao trong vi c mô hình hóa các h th ng đ m l y, đ t ng p n c, ki m soát dòng ch y, dòng ch y do sóng ven b và các quá trình v n chuy n tr m tích.
Mô hình EFDC bao g m 4 mô-đun chính: th y đ ng l c, v n chuy n bùn cát, ch t l ng n c, lan truy n và phân h y đ c ch t.
C a sông đ c xem nh là m t đ i t ng đ a lý r t đ c bi t, có ch đ đ ng l c r t ph c t p; chúng xu t phát t Khí quy n, Th y quy n, Sinh
quy n, Th ch quy n và nh ng ho t đ ng c a con ng i. Các quá trình đ ng l c vùng ven bi n và c a sông là quá trình t ng tác gi a các y u t đ ng l c t hai kh i n c m n và n c ng t; gi a dòng ch y sông và bi n; gi a các y u t đ ng l c sông ngòi và y u t bi n lên trên các thành t o đ a ch t, thông qua v n chuy n bùn cát trong sông, di c b i tích ven bi n; hình thành các bãi ng m, kéo dài lòng d n và phá h y lòng d n c a sông… mô ph ng chính xác dòng ch y và di n bi n dòng ch y c ng nh quá trình v n chuy n bùn cát vùng c a sông thì c n l a ch n m t mô hình tính toán phù h p.
3.1.2. M t s v n đ chung trong vi c áp d ng các mô hình đi u ki n Vi t Nam hi n nay Nam hi n nay
Vi c ng d ng các mô hình toán s tr nghiên c u tính toán quá trình chuy n tr m tích n c ta tuy nhi u nh ng v n còn có nh ng h n ch , đ c bi t là v n đ s li u đ u vào cho mô hình. Ngu n s li u cung c p cho các mô hình n c ta th ng thi u s l ng, thi u đ ng b , h th ng và c đ chính xác. Do đó vi c x lý s li u đ u vào, hi u ch nh các tham s tính toán
đ l a ch n đ c nh ng tham s phù h p cho mô hình v n là m t v n đ t n t i c n gi i quy t.
3.2. Phân tích, l a ch n mô hình s tr s d ng trong nghiên c u
Trên th gi i hi n có nhi u mô hình toán s tr nghiên c u ch đ th y đ ng l c và quá trình v n chuy n bùn cát vùng c a sông ven bi n d ng ph n m m đ c ng d ng có hi u qu nh MIKE 21, LIPACK ( an M ch), GENESIS (M ), DELFT3D (Hà Lan), SAND94 (Ba Lan), NPM (Anh) v.v. .
Tuy nhiên đ l a ch n đ c mô hình s d ng phù h p v i mình c n ph i
3.2.1. Tiêu chí l a ch n mô hình
Vi c l a ch n mô hình c n c vào m t s tiêu chí sau:
- Ph n m m tích h p đa tính n ng (tính toán tr ng sóng, dòng ch y, v n chuy n tr m tích, di n bi n đ a hình đáy);
- C s toán h c ch t ch , ch y n đ nh, th i gian tính toán nhanh. - ã đ c ki m nghi m th c t nhi u qu c gia trên th gi i;
- Có giao di n thân thi n, d s d ng, có kh n ng tích h p v i m t s ph n m m chuyên d ng khác.
3.2.2. Phân tích, đánh giá và l a ch n mô hình mô hình theo các tiêu chí
đã đ xu t
Vùng c a sông áy là m t vùng có đ c đ m t nhiên t ng đ i đ c
b t. T i đây m c đ b i t đang di n ra r t m nh mà đ đánh giá đ c quá trình v n chuy n bùn cát n i đây thì c n ph i s d ng mô hình toán s tr đ m nh đ mô ph ng đ c ch đ th y đ ng l c và v n chuy n bùn cát.
Trên th gi i và trong n c hi n có r t nhi u mô hình th y đ ng l c đang đ c áp d ng cho nhi u m c đích khai thác khác nhau nh nghiên c u, quy ho ch và thi t k h th ng công trình,… nh đã k trên, tuy nhiên m i mô hình đ u có nh ng u nh c đi m riêng và cho đ n nay v n ch a có m t đánh giá toàn di n và chi ti t v kh n ng áp d ng áp d ng trong th c t c a các mô hình nói trên. Sau khi cân nh c, xem xét các tiêu chí đ ra và so sánh
các mô hình toán s tr có th áp d ng cho khu v c nghiên c u phù h p v i m c tiêu đã đ ra, H c viên đã l a ch n b mô hình MIKE. Các mô đun c a
MIKE cho phép mô ph ng và tái hi n b c tranh th y đ ng l c trên toàn khu
v c nghiên c u, thay vì ch t i m t vài đi m nh s li u đo đ c. Trong khuôn kh c a lu n v n, v i m c tiêu tính toán và đánh giá đ c quá trình v n
chuy n bùn cát vùng c a áy, thì b mô hình MIKE đã đ c l a ch n do đáp ng đ c nh ng tiêu chí đã đ ra.
B mô hình MIKE là m t b mô hình 1, 2 và 3 chi u tiên ti n nh t th gi i hi n nay, do Vi n th y l c DHI an M ch xây d ng và phát tri n, đ c s d ng trong h u h t các tr ng đ i h c, vi n nghiên c u và các đ n v t v n trong và ngoài n c.
Trong Lu n v n này, H c viên s d ng b mô hình MIKE v i các mô đun MIKE21 HD đ tính toán và mô ph ng th y l c, MIKE21 SW đ tính sóng, mô đun MIKE21 MT đ tính toán v n chuy n bùn, MIKE21 ST đ tính