a) Thiết lập miền tính hai chiều (2D) trong MIKE 21
Để đảm bảo được thời gian tính toán cho mô hình và miền tính toán 2 chiều có thể bao quát được các trận lũ có tần suất lớn, đã tiến hành xác định miền tính toán 2D dựa trên việc mở rộng vùng ngập lụt trên cơ sở bản đồ ngập lụt năm 1999 do UNDP xây dựng vào năm 2004 (hình 9).
30
Từ bản đồ số hóa tỷ lệ 1/10.000 đã trích xuất các điểm cao độ được nhập trực tiếp vào mô hình MIKE 21. Lưới phần tử hữu hạn được sử dụng để rời rạc hóa khu vực nghiên cứu. Trên khu vực bằng phẳng là đồng ruộng thì kích thước các ô lưới được chọn với các cạnh tam giác có chiều dài khoảng 150 ~ 200m. Nhằm thể hiện được ảnh hưởng của các đối tượng là hệ thống đường giao thông, kênh tưới nổi, đê bối... các ô lưới lân cận, các đối tượng này được chia nhỏ hơn (khoảng 30 ~ 40m) như minh họa trên hình 10. Tóm lại, toàn bộ vùng nghiên cứu hai chiều được rời rạc hóa thành 78234 ô lưới với 39772 nút.
Hình 10. Chia lưới tại khu vực nghiên cứu
b) Các biên của miền tính hai chiều
Nguyên nhân ngập lụt vùng ngập lũ là do lượng nước từ thượng nguồn dồn về trên hệ thống các sông chính (được mô phỏng trong mô hình 1 chiều), do mưa nội đồng trên bề mặt miền tính 2 chiều (được tính trực tiếp thông qua đưa mưa vào trong mô hình 2 chiều), ngoài ra lượng nước trên các sông nhánh chảy vào vùng ngập lũ cũng góp phần đáng kể. Các lượng nước trên các sông nhánh gia nhập vào vùng ngập lũ được đưa vào trong mô hình tính toán dưới dạng biên lưu lượng của mô hình 2 chiều, vị trí các biên này được thể hiện trên hình 11.
31
c) Kết nối 1-2 chiều
Việc kết nối giữa mô hình 1 – 2 chiều trong mô hình MIKE FLOOD nhằm tạo ra sự trao đổi nước trong sông và trên bãi ngập lũ thông qua các liên kết giữa mô hình MIKE 11 và mô hình MIKE 21. Khi mực nước trong sông lên cao vượt quá cao trình bờ sông thì dòng chảy tính toán từ mô hình MIKE 11 đóng vai trò là nguồn cung cấp nước cho mô hình MIKE 21 tại ô lưới liên kết với mô hình 1 chiều trên sông. Ngược lại, khi mực nước trong sông thấp hơn mực nước trên bãi ngập lũ thì dòng chảy tính toán từ mô hình MIKE 21 trở thành nguồn cấp nước cho mô hình MIKE 11.
Hình 11. Vị trí tương đối các biên trong mô hình 2 chiều
Cụ thể, trong mạng thủy lực 1D đã xây dựng ở trên thì việc kết nối với mô hình MIKE 21 chủ yếu là kết nối bên. Ngoài ra còn có kết nối của các cống, bản ngầm qua các đường giao thông và đường sắt, các cống này có ảnh hưởng tới việc thoát lũ trên lưu vực. Các kết nối này được thể hiện trên hình 12 và bảng 1.
32
Bảng 1. Lựa chọn kết nối trong mô hình MIKE FLOOD
Loại kết nối
Mô đun
kết nối Tên sông
Bờ sông kết nối
Số ô lƣới Mike 21 kết nối trong MikeFlood
Lateral HD only Sa Lung trái 56 Lateral HD only Sa Lung phải 53 Lateral HD only Bến Hải trái 221 Lateral HD only Bến Hải phải 226 Lateral HD only Cánh Hòm trái 150 Lateral HD only Cánh Hòm phải 150 Lateral HD only Cam Lộ trái 134 Lateral HD only Cam Lộ phải 134 Lateral HD only Thạch Hãn trái 303 Lateral HD only Thạch Hãn phải 290 Lateral HD only Vĩnh Định trái 179 Lateral HD only Vĩnh Định phải 179 Lateral HD only Ô Giang trái 58 Lateral HD only Ô Giang phải 58 Lateral HD only Ô Lâu trái 153 Lateral HD only Ô Lâu phải 153 Lateral HD only Thác Ma trái 23 Lateral HD only Thác Ma phải 23
33
12. -