MIKE 11 do DHI Water & Environment phát tri n, là m t gói ph n m m dùng đ mô ph ng dòng ch y l u l ng, ch t l ng n c và v n chuy n bùn cát các c a sông, sông, kênh, các công trình (đ p, c ng, b m…) và các ô ch a… ây là mô hình đ ng l c m t chi u và d dàng v i ng i s d ng nh m phân tích chi ti t, thi t k , qu n lý, v n hành cho các h th ng sông kênh v i các m c đ ph c t p khác nhau. Trong lu n v n này, mô hình MIKE 11 đ c ng d ng đ tính toán ch đ thu đ ng l c h c cho h th ng th y l i Nam Thái Bình có xét đ n đi u ki n bi n đ i khí h u và n c bi n dâng nh m nghiên c u kh n ng l y n c c a các c ng t i thu c h th ng.
3.3.2.1. S đ tính toán và s li u đ a hình
S đ th y l c h th ng th y l i Nam Thái Bình g m sông tr c chính Ki n Giang dài 53,64 km ch y d c gi a vùng nghiên c u ra đ n bi n qua c ng Lân làm nhi m v đi u ti t t i và tiêu n c cho h th ng. Dòng ch y qua c ng là m t chi u theo chi u thu n đ làm nhi m v ng n m n và ch ng l ch y ng c t bi n vào đ ng khi có bão l n. Có t t c 20 sông ngang n i đ ng liên k t v i tr c chính Ki n Giang.
Hình 3.1: S đ th y l c h th ng th y l i Nam Thái Bình
Tài li u đ a hình đ c s d ng là bình đ đ a hình toàn vùng t l 1/10.000 và tài li u m t c t sông đo n m 2004 và m t s m t c t đ c đo b sung thêm vào n m 2010. Kho ng cách đo gi a các m t c t sông dao đ ng t 500m –1.000m.
3.3.2.2. i u ki n biên
i u ki n biên t i cácđi m biên c a l y n c bao g m 2 lo i biên sau:
-Biên ngoài hay còn g i là biên h : bao g m c biên trên và biên d i. Biên trên là m c n c ngoài sông chính t i các c a l y n c. Biên d i là m c n c t i c a ra c a c ng Lân khi c ng Lân m ho c là biên đóng khi c ng Lân đóng.
- Biên trong: Biên đ i di n cho dòng ch y đ c sinh ra t các ô ru ng n m trong h th ng. Biên trong c a mô hình là l u l ng đ c tính toán t tài li u m a tính cho các ô ru ng n m bên trong vùng nghiên c u.
3.3.3. Hi u ch nh và ki m đ nh mô hình
Mô hình đ c hi u ch nh theo tài li u m c n c th c đo t i tr m Phúc Khánh t ngày 26/01 -14/02/2002 (hình3.2a) và ki m đ nh cho th i gian t 26/1/2000 đ n 14/02/2000 (hình 3.2b). K t qu hi u ch nh và ki m đ nh cho th y m c n c tính toán và th c đo khá bám sát nhau. i u này cho th y có th s d ng mô hình đ tính toán cho các ph ng án nghiên c u.
Hình 3.2: M c n c th c đo và tính toán t i c u Phúc Khánh (a) Hi u ch nh mô hình t 26/01 -14/02/2002; (b) ki m đ nh mô hình t 26/1-14/2/2000
*) Thu t toán chung đ i v i các d ng công trình: Các công trình đ a vào tính toán đ u s d ng m t đi u ki n chung bên trong làm c s tính toán:
Q = f (m c n c th ng l u và h l u c a công trình). Thay ph ng trình mômen b ng cân b ng n ng l ng c c b :
HTL - HHL = ht n th t Trong đó:
HTL: M c n c th ng l u công trình HHL: M c n c h l u công trình
Hình 3.3: Thu t toán đ i v i công trình l y n c
C th đ i v i các công l y n c: Các c ng l y n c đ c mô ph ng nh các đ p tràn đ nh r ng có đi u ki n ch y t do ho c ch y ng p, l u l ng l y vào c ng ph thu c vào m c n c ngoài sông và m c n c phía trong c ng. i v i các c ng vùng tri u ch u nh h ng c a ch đ tri u và kh ng ch m n l y vào trong đ ng thì còn đ a thêm vào ch đ v n hành t i các c ng, khi n c ngoài sông có đ m n v t m c cho phép (Scho phép = 1%0).
Hình 3.4: Mô ph ng c ng l y n c trên sông trong mô hình MIKE 11
đánh giá kh n ng l y n c c a các c ng t i trong h th ng, các k ch b n tính toán đ c đ a ra nh sau:
- KB1: K ch b n 1- n m n c trung bình trong h th ng v i đi u ki n khí h u hi n tr ng - KB2: K ch b n 2 - n m ki t n c t i vùng nghiên c u ng v i t n su t 85% theo đi u ki n khí h u hi n tr ng. - KB3: K ch b n 3 – N m n c trung bình t i vùng nghiên c u xét đ n nh h ng c a bi n đ i khí h u cho m c k ch b n n m 2030. - KB4: K ch b n 4 – N m ít n c t i vùng nghiên c u xét đ n nh h ng c a bi n đ i khí h u cho m c k ch b n n m 2030. - KB5: K ch b n 5 – N m n c trung bình t i vùng nghiên c u xét đ n nh h ng c a bi n đ i khí h u cho m c k ch b n n m 2050. - KB6: K ch b n 6 – N m ít n c t i vùng nghiên c u xét đ n nh h ng c a bi n đ i khí h u cho m c k ch b n n m 2050.
Trong tính toán cân b ng n c, tùy theo v trí các c ng l y n c đ u m i, ch n th i gian l y n c trong ngày t 4-7h đ tính toán là thiên v an toàn nh ng l i h p lý đ i v i vùng nh h ng tri u m nh và vi c tính toán nh ng nh h ng c a
m n đ i v i ngu n n c t i trong tính toán th y v n, th y l c c a c h th ng là phù h p.
Hi n nay, h th ng th y l i Nam Thái Bình có 14 c ng l y n c chính ven sông (b t sông H ng và b h u sông Trà Lý) có th l y n c t i đ c. Tuy nhiên, theo k ch b n B KH và NBD (xét đ n 2050) k t qu tính toán th y l c toàn h th ng sông H ng -Thái Bình cho th y đ m n s l n sâu thêm vào kho ng 3 km trên sông H ng và kho ng 4 km trên sông Trà Lý (Hình 3.5). Vì v y, v i k ch b n B KH và NBD s có thêm 2 c ng không l y đ c n c ph c v t i là c ng Nguy t Lâm và c ng D c D ng do m n v t quá gi i h n cho phép.
Hình 3.5: m n trung bình m t c t tính toán trên sông H ng(a) và sông Trà Lý(b)
3.3.4. K t qu tính toán
T các k t qu tính toán l u l ng l y vào qua các c ng đ u m i trên các sông tr c trong toàn v ông Xuân, ta có th tính đ c t ng l ng n c t i l y qua các c ng đó v i các k ch b n hi n tr ng (KB1 và KB2) và các k ch b n t ng
ng có xét đ n B KH (KB3 và KB4 v i n m 2030; KB5 và KB6 v i n m 2050). K t qu tính toán t ng l ng n c qua các c ng trong h th ng th y l i Nam Thái Bình d i nh h ng c a B KH &NBDcho các vùng c p n c nh sau:
B ng 3.2: Tính toán n ng l c c p n c c a h th ng công trình theo vùng c p n c n v : 103 m3 STT Vùng t i C ng đ u m i l y n c T ng l ng l y qua c ng n m hi n tr ng T ng l ng l y qua c ng B KH n m 2030 T ng l ng l y qua c ng B KH n m 2050 KB1 KB2 KB3 KB4 KB5 KB6 1 Nguyên Tân 23042,2 23638,1 25934,4 25503,4 30893,8 28701,7
STT Vùng t i C ng đ u m i l y n c T ng l ng l y qua c ng n m hi n tr ng T ng l ng l y qua c ng B KH n m 2030 T ng l ng l y qua c ng B KH n m 2050 KB1 KB2 KB3 KB4 KB5 KB6 2 Xá Ngô Xá 13838,1 14524,6 16001 16249,9 19709,4 19207,9 3 C Lâm C Lâm 11602,7 11859,8 13286,2 13390,6 16173,4 16016,7 4 Nang Nang 7267,5 7148,1 8228,41 8334,4 9876,1 10368,1 5 Ô M 4225,3 4155,9 4783,88 4844,9 5742,0 6028,02 6 NhânThanh 3380,3 3324,7 3827,16 3875,9 4593,7 4821,96 7 V ông V ông 845,1 831,2 956,72 969,0 1148,5 1204,92 8 Ng 8790,7 7899,3 9723,52 88878,0 11324,4 10583,3 9 Tam L c Tam L c 14569,8 11840,8 16060 13674,1 18616,6 18390,5
10 V n Lang Nam Long 9094,7 9343,8 10487,8 10708,4 12877,8 13048,8 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
11 L ch Bài M o 2795,6 2934,3 3232,08 3282,7 3981,6 3880,2
12 Thái H c Thái H c 9784,5 10269,9 11313,4 11489,5 13935,8 13581,1
13 Nguy tLâm Nguy tLâm 27593,6 27158,9 17427,2 17153 - -
14 D cD ng D cD ng 22759,5 19640,1 14374,1 12404,3 - - T ng l ng n c l y vào HT 159.589 154.570 155.636 150.77 148.873 145.833 T ng nhu c u n c h th ng 147.903 147.903 164.257 164.257 185.807 185.807 T ng l ng yêu c u r a m n 13.751 13.751 13.751 13.751 13.751 13.751 L ng n c còn thi u -2.065 -7.085 -22.372 -27.240 -50.715 -53.755 áp ng yêu c u (%) 98,7 95,6 87,4 84,7 74,5 73,1
T k t qu tính toán th y r ng đ đ m b o l ng n c t i cho v ông Xuân trong h th ng hi n nay và trong t ng lai v i n m trung bình n c thì toàn h th ng th y l i Nam Thái Bình c n thêm trong th i gian v ông xuân là 7.085 tri u m3 n m hi n t i và 27.240 tri u m3 đ n n m 2030, và 53.755 tri u m3 đ n n m 2050 . Tình tr ng thi u n c này là do h s t i hi n nay đ c nâng lên và h th ng công trình đã có th i gian s d ng quá lâu nên tình tr ng xu ng c p nhi u không đ m b o yêu c u thi t k .
i v i khu t i phía B c h th ng: G m các l u v c t i C Lâm,Nang, V n Lang, Thái H c, Nguyên Xá, L ch Bài, V ông, Tam L c. K t qu tính toán th y l c cân b ng t i cho khu v c phía B c h th ngtrong th i gian v ông xuân nh sau:
- T ng l ng nhu c u n c c n cho mùa ki t là: Wc n = 87,08 tri u m3
- T ng l ng n c l y đ c qua các công trình đ u m i trong mùa ki t c a h th ng là: W c ng = 109,237 tri u m3
- T ng l ng n c th a trong th i gian mùa ki t: Wth a = 22,157 tri u (th a 21%), l ng n c này đ c chuy n xu ng các khu t i phía Nam qua h th ng sông tr c trong khu v c.
i v i khu t i phía Nam h th ng : Di n tích t i phía Nam c a h th ng là 15.517 ha g m 2 l u v c t i D c D ng và l u v c Nguy t Lâm, đây là khu v c n m giáp bi n và c a sông nên di n tích đ t nông nghi p không tránh kh i b nhi m m n, do đó ngoài l ng n c t i cho cây tr ng còn c n m t l ng l n n c cho r a m n (hàng n m di n tích đ t nông nghi p đ u ph i ti n hành r a m n t 2 đ n 3 l n m i có th canh tác). Khu v c này đa ph n thu c huy n Ti n H i ngu n n c t i m t ph n l y t các c ng Nguy t Lâm ,D c D ng và m t ph n t phía B c h th ng chuy n xu ng qua sông Ki n Giang c p n c cho vùng nên trong mùa ki t r t khó kh n v n c.
K t qu tính toán th y l c cân b ng t i cho khu v c phía Nam h th ng nh sau: - T ng l ng nhu c u n c c n cho mùa ki tvà r a m n: Wc n = 74,401 tri u m3 - T ng l ng n c có th l y qua c ng: Wc ng = 50,353 tri u m3
- T ng l ng n c thi u W thi u = 24,048 m3
Công trình đ u m i trên khu v c này là 02 c ng D c D ng và Nguy t Lâm đ u v n hành theo tri u và đ m n c a dòng ch y trong sông, trong nh ng n m g n đây do l ng n c ngu n v ít l i nh ch u nh h ng c a bi n đ i khí h u và n c bi n dâng làmth y tri u dâng cao nên đ m n trong sông t ng cao, s gi m c a l y n c c a các c ng ít đi vì v y kh u đ các c ng không đ m b o l ngn c l y vào theo thi t k m i.
*) ánh giá n ng l c h th ng kênh m ng và công trình n i đ ng:
Các kênh n i đ ng nhìn chung m t c t, nhi u đo n b thu h p, đáy kênh b b i l ng c n ph i đ c n o vét th ng xuyên đ n m t c t thi t k . H th ng sông, kênh c p 1 nh : Ki n Giang, C lâm, D c D ng, Nguy t Lâm, Tam L c, Hoàng Giang, B ch, C R ng, Long H u, B n H n, …. nhi u đo n b b i l ng không đ m b o n ng l cd n n c.
i v i các công trình n i đ ng hi n nay tình tr ng xu ng c p nhi u, c n đ c nâng c p, c i t o đ c bi t là các c ng đ p đi u ti t và các tr m b m n i đ ng nh tr m b m: ông Tây S n, Di m D ng, An Qu c, L ch Bài,…
3.4. L a ch n gi i pháp c p n c.
3.4.1. i v i các gi i pháp phi công trình
Th c hi n đ ng th i các gi i pháp đ c đ a ra trong t ng n mvì đây ch là nh ng gi i pháp gián ti p góp ph n làm gi m kh n ng c ng th ng n c trong h th ng không tr c ti p liên quan t i c p n c c a h th ng.
3.4.2. i v i các gi i pháp công trình khác
Nên th c hi n đ ng th i trong t ng n m và tùy thu c vào đ cđi m t nhiên, đi u ki n dân sinh, kinh t , quy ho ch phát tri n kinh t xã h i trong t ng lai c a t ng khu v c c th . Các gi i pháp này v a là gián ti p v a tr c ti p nh h ng đ n vi c c p n c trong h th ng. Vi c th c hi n đ ng th i t ng b c các gi i pháp này theo th i gian s góp ph n đi u ti t ngu n n c c p ph c v đa m c tiêu c các ngành kinh t trong h th ng d i nh ng nh h ng c a bi n đ i khí h u và n c bi n dâng c ng nh đ nh h ng phát tri n kinh t , xã h i trong t ng lai c a h th ng.
3.4.3. Gi i pháp trên tr c chính sông H ng và sông Trà Lý
ây là gi i pháp quan trong quy t đ nh đ n vi c c p n c, tiêu n c c a h th ng th y l i Nam Thái Bình. N c l y vào h th ng là t các c ng d i đê sông H ng và sông Trà Lý. D i nh h ng c a bi n đ i khí h u và n c bi n dâng làm cho m c n c trên 02 sông chính thay đ i ph c t p, xâm nh p m n l n sâu gây khó kh n cho công tác l y n c cho h th ng. V i 02 gi i pháp đ c đ su t m c
3 trong m a 3.2.2 cho tr c chính sông H ng và sông Trà Lý lu n v n s phân tích nh ng u đi m, nh c đi m, nh ng đi m tích c c và h n ch c a các gi i pháp trên đ t đó l a ch n đ c gi i pháp c p n c t i u cho h th ng.
1) i v i gi i pháp 1:
i v i di n bi n xâm nh p m n trên các sông ngày càng ph c t p thì vi c