- β: Hệ số hiệu chỉnh độ sõu lớp nước cần tiờu trờn ruộng, được xỏc định
5)Mụ hỡnh MIKE 21, MIKE 21C, MIKE FLOOD và MIKE 21FM:
a) Mụ hỡnh MIKE 21: Phần mềm ứng dụng MIKE 21 được phỏt triển bởi
Viện thủy lực Đan Mạch (Denmark Hydraulic Institute), là mụ hỡnh 2 chiều lưới thẳng gồm cỏc modun thủy lực, thủy văn, chất lượng nước, vận chuyển bựn cỏt, vỡ đập v.v.... Hiện nay mụ hỡnh đó được chuyển giao, đào tạo và ứng dụng cú hiệu quả tại một số cơ quan trong Bộ Nụng nghiệp và PTNT. Mụ hỡnh cũng được ứng dụng rộng rói trong cỏc nghiờn cứu về Hệ thống mụ hỡnh dự bỏo dũng chảy tại cỏc nước trờn thế giới như Anh, Ba Lan, Đức, Ấn Độ, Bangladest, Trung Phi, Thỏi Lan, Trung Quốc, Indonesia... Mụ hỡnh MIKE 21-HD là mụđun thủy động lực dựng để mụ hỡnh
húa dũng chảy tràn, được dựng để mụ phỏng sự biến động mực nước, lưu lượng ứng với cỏc thay đổi về chế độ thủy lực trong sụng, hồ và cỏc vựng chảy tràn. Mực nước, lưu lượng được tớnh trong lưới hỡnh chữ nhật chứa khu vực nghiờn cứu khi cú dữ liệu địa hỡnh, độ nhỏm đỏy, điều kiện biờn, trường giú...
b) Mụ hỡnh MIKE 21C: “C” được viết tắt của từ tiếng Anh Curvilinear (nghĩa
là đường cong) cho thấy ngay điểm nổi bật và khỏc biệt của Mike 21C với những mụ hỡnh hai chiều khỏc về việc tạo lưới cong tớnh toỏn. Mụ hỡnh được xõy dựng dựa trờn cơ sở giải hệ phương trỡnh Saint Vernant cho dũng chảy 2 chiều (hướng dọc sụng và hướng ngang), theo chiều sõu dũng chảy cỏc yếu tố thuỷ lực và bựn cỏt được lấy trung bỡnh. Mụ hỡnh Mike 21C được cấu trỳc bởi 2 mụđun chớnh:
- Mụ đun thuỷ động lực HD trong đú cú xột tới tỏc động của dũng chảy vũng. - Module tớnh toỏn hỡnh thỏi M gồm dũng chảy vũng; vận chuyển bựn cỏt; sự thay đổi độ cao đỏy của lũng sụng; diễn biến xúi lở đường bờ sụng.
MIKE 21C gồm đầy đủ cỏc phản hồi về sự thay đổi cao trỡnh đỏy sụng và sự vận động của đường bờ trong tớnh toỏn dũng chảy. Nú thực sự là một mụ hỡnh động học về hỡnh thỏi sụng. Đối với mụ phỏng thời đoạn dài, những giả thiết về dũng đều được chấp nhận, được ứng dụng để nghiờn cứu sự thay đổi hỡnh thỏi sụng, bao gồm những tỏc động của cỏc cụng trỡnh trờn sụng như kố, đập mỏ hàn, đập dõng, mố trụ cầu và việc nạo vột lũng sụng. Những nghiờn cứu điển hỡnh bao trựm khảo sỏt hỡnh thỏi sụng ngắn hạn, trung hạn, dài hạn, từ hàng tuần đến hàng năm trờn toàn bộ cỏc nhỏnh sụng dài từ 5 km đến 100 km. Mụ hỡnh gồm 3 mụ đun chớnh: Mụ đun tớnh thủy lực, tớnh bựn cỏt và mụ đun tớnh hỡnh thỏi. Ngoài ra cũn nhiều mụ đun nhỏ mụ phỏng cỏc cụng trỡnh sụng, bói giữa...
c) Mụ hỡnh MIKE FLOOD: Chỉ là kết nối giữa mụ hỡnh 1 chiều MIKE11 và
mụ hỡnh 2 chiều MIKE21. Thụng thường khi nghiờn cứu một lưu vực sụng lớn do điều kiện số liệu địa hỡnh hạn chế khi ỏp dụng mụ hỡnh 2 chiều, hoặc với một vựng tớnh toỏn quỏ lớn vượt quỏ khả năng bộ nhớ và tốc độ của mỏy tớnh PC. Sử dụng mụ hỡnh MIKE FLOOD, khi cần cú thể mụ tả bài toỏn 1 chiều cho một hệ thống sụng, tại những nơi cần thiết thỡ kết hợp với mụ hỡnh 2 chiều.
d) Mụ hình MIKE 21FM: Là mụ hình hai chiờ̀u được xõy dựng và phát triờ̉n
bởi Viợ̀n Thuỷ lực Đan Mạch (DHI) từ cuối những năm 90. Mụ hỡnh Mike 21FM đó có mặt tại Viợ̀t Nam vào tháng 11 năm 2005 qua con đường chuyờ̉n giao khoa học cụng nghợ̀ giữa DHI và Viợ̀n Quy hoạch Thuỷ lợi. Mike 21 flow model FM, "FM"
được viờ́t tắt của từ tiờ́ng Anh flexible mesh (nghĩa là lưới linh hoạt), cho thṍy điờ̉m nụ̉i bọ̃t và khác biợ̀t với những mụ hình hai chiờ̀u khác vờ̀ viợ̀c tạo lưới tính toán mà thường là lưới chữ nhọ̃t hoặc lưới cong. Đụ́i với những mụ hình dựa trờn lưới tính toán hình chữ nhọ̃t cho lời giải có đụ̣ chính xác vừa đủ trong viợ̀c mụ phỏng vùng bói sụng. Đụ́i với những đoạn sụng cú địa hỡnh phức tạp, đặc biợ̀t là ở những đoạn sụng cong và cỏc đoạn sụng tụ̀n tại bãi bụ̀i dũng chảy mở rộng và co hẹp đột ngột, yờu cõ̀u phải có sự mụ phỏng chính xác đường biờn và điờ̀u đó đỏi hỏi viợ̀c sử dụng lưới linh hoạt. Và đõy chính là điờ̉m mạnh của Mike 21FM khi nghiờn cứu chờ́ đụ̣ thuỷ đụ̣ng lực sụng.
Mike 21FM tạo lưới linh hoạt trong các mụ phỏng vùng tính toán. Viợ̀c sử dụng lưới linh hoạt so với viợ̀c sử dụng lưới chữ nhọ̃t là sụ́ điờ̉m lưới ít hơn vỡ cú thể thay đổi kớch thước ụ lưới theo địa hỡnh vựng tớnh toỏn, mụ phỏng đường bao tụ́t hơn và do đó kờ́t quả tính toán có đụ̣ chính xác cao hơn. Trong mụ hình lưới linh hoạt, bước thời gian dài hơn có thờ̉ được sử dụng và đụ̣ phõn giải của đường dòng chảy được cải thiợ̀n nhiờ̀u hơn bởi vì đường lưới luụn bám sát theo đường dòng chảy. Khi chạy mụ hình lưới linh hoạt, do sụ́ điờ̉m được định nghĩa và lưu trữ ít hơn nờn hạn chờ́ được dung lượng trữ.
Module thủy động lực học là module tớnh toỏn cơ bản của toàn bộ mụ hỡnh Mike 21 FM, đưa ra cơ sở thủy động lực học cho cỏc module cũn lại, dựa trờn cơ sở số húa cỏc phương trỡnh nước nụng hai chiều – Cỏc phương trỡnh Navier-Stokes trung bỡnh với hệ số Reynolds khụng nộn kết hợp độ sõu. Như vậy mụ hỡnh bao gồm cỏc phương trỡnh: liờn tục, động lượng, nhiệt độ, độ mặn và mật độ. Trong vựng làm việc thỡ cả hai tọa độ đề cỏc và tọa độ cầu đều được sử dụng. Tớnh rời rạc theo khụng gian của cỏc phương trỡnh được thể hiện bằng cỏch sử dụng phương phỏp lưu lượng giới hạn tập trung theo ụ. Vựng làm việc được phõn chia thành nhiều vựng nhỏ là cỏc ụ liờn tục mà khụng chồng chộo lờn nhau. Sử dụng lưới phi cấu trỳc trờn vựng làm việc theo chiều ngang tạo thành cỏc hỡnh tam giỏc hoặc tứ giỏc. Mụ hỡnh sử dụng hệ số xấp xỉ Riemann để tớnh toỏn cỏc dũng đối lưu, từ đú cú thể kiểm soỏt cỏc trạng thỏi khụng liờn tục.
Với những ưu điờ̉m vờ̀ viợ̀c tạo lưới linh hoạt và những cơ sở khoa học của Mike 21FM đã trình bày ở trờn cho thṍy mụ hình có khả năng ứng dụng đụ́i với các bài toán nghiờn cứu sau:
- Nghiờn cứu chờ́ đụ̣ thuỷ lực tụ̉ng thờ̉ trờn toàn đoạn sụng và chi tiờ́t tại từng vị trí. Bao gụ̀m những đặc trưng vờ̀ mực nước, lưu lượng, vọ̃n tụ́c dòng chảy và phõn
bụ́ của chúng theo phương ngang. Đặc biợ̀t là khả năng tính toán dòng chảy ở những đoạn sụng đổi hướng lớn, thành phõ̀n quan trọng trong nghiờn cứu xói lở và bồi đắp bờ sụng;
- Tính toán biờ́n hình lòng dõ̃n (xói, bụ̀i lòng sụng) và xói lở bờ sụng trong trạng thái tự nhiờn cũng như các phương ỏn khai thác đoạn sụng trong tương lai.