M Ở ĐẦ U
2.3.2. Giới thiệu về MIKE BASIN
MIKE BASIN là
i gian. Về kỹ thuật, nó là mô hình mạng lưới mà các sông và các nhánh chính được đặc trưng bởi mạng lưới của các nhánh và các nút. Các nhánh đặc trưng
n dòng chảy riêng trong khi các nút thể hiện chỗ hợp dòng, tách dòng, hoặc những nơi mà mô hình cần yêu cầu tính toán. Việc tính toán của Mike Basin được đưa vào chươ
Mô hình MIKE BASIN thực hiện các thao tác cơ bản trên mạng lưới sông số hoá được tạo ra trực tiếp trên máy tính c
MIKE BASIN sử dụng giao diện đồ hoạ (GUI), liên kết kỹ thuật tính toán của MIKE BASIN với ArcView-GIS. Giao diện được phát triển trong môi trường ArcVie
MIKE BASIN làm việc trong môi trường ArcView-GIS và dựa vào phân tí
của nguồn nước trên lưu vực và lập ra kế hoạch quản a người dùng cả về chất lượng và số lượng.
- Đánh giá tác động của nguồn nước tới nhu cầu dùng nước trong hiện tại và tương lai c
uyên nước trong việc xác định vị trí để xây dựng những kho chứa nước và các kênh dẫn nước.
• Phương tr
w-GIS và làm việc sử dụng các hàm ArcView-GIS, tạo sự thuận lợi và thân thiện với người sử dụng.
Mô hình
ch và cân bằng nước trên lưu vực đã giải quyết được những vấn đề sau: - Đánh giá tiềm năng
lý nguồn nước nhằm đáp ứng nhu cầu dùng nước củ
ũng như dự báo việc sử dụng nước trên lưu vực có ảnh hưởng như thế nào đến chếđộ thủy văn trên lưu vực.
- Đưa ra những chương trình quản lí đầu tư nguồn tài ng
- Phát triển những chương trình đầu tư cho việc bảo vệ chất lượng nước thông qua việc xây dựng các khu xử lý nước thải cho những nguồn điểm ô nhiễm sao cho hợp lý.
- Đánh giá tác động của sự phát triển, thay đổi đang diễn ra trên lưu vực tới cấu trúc của tầng nước mặt.
2.3.3 Cơ sở lý thuyết của mô hình MIKE BASIN
ình cân bằng nước
Cân bằng nước là nguyên lý chủ yếu được sử dụng cho tính toán, quy hoạch và quả uan hệ giữa lượng nước đến, lượng
nước đ ột hệ thống
trong đ ười.
n lý tài nguyên nước. Nó biểu thị mối q
i và lượng nước trữ lại ở một khu vực, một lưu vực hoặc của m iều kiện tự nhiên hay có việc can thiệp của con ng
Nguyên lý cân bằng nước xuất phát từ định luật bảo toàn vật chất, đối với
một lư ượng nước đến và ra khỏi lưu vực
bằng s một thời đoạn tính toán bất kỳ”.
Phương trình cân bằng nước là sự diễn toán nguyên lý này.
u vực;
Z : lượng nước bốc hơi từ lưu vực;
Y2: lượng dòng chảy mặt ra khỏi lưu vực; 2
i việc sử dụng phương trình cân bằng nước trên lưu vực mô hình đã cho ta một cái nhìn tổng quát về tài nguyên nước của lưu vực. Từđó hỗ trợ đưa ra các phương pháp quản lý nguồn tài nguyên nước một cách hợp lý và tối ưu nhất.
• Các môđun trong MIKE BASIN
u vực có thể phát biểu như sau: “ Hiệu số l ự thay đổi lượng nước trên lưu vực đó trong
Xét một lưu vực có phía trên giới hạn bởi mặt đất của lưu vực, phía dưới giới hạn bởi lớp đất không thấm nước ngăn cách mọi trao đổi của nước trong lưu vực với các tầng phía dưới. Khi đó, phương trình cân bằng nước tổng quát là:
(X+ Z1 + Y1 + W1) - (Z2 + Y2 + W2) = U2 – U1 (2.1) trong đó:
X: lượng nước mưa rơi xuống lư
Z1: lượng nước ngưng tụ từ khí quyển và đọng lại trên lưu vực; Y1: lượng dòng chảy mặt đi vào lưu vực;
W1: lượng dòng chảy ngầm đi vào lưu vực; 2
W : lượng dòng chảy ngầm ra khỏi lưu vực.
Mô hình MIKE BASIN làm việc trong môi trường ArcView. Do đó, nó được tích hợp những tính năng và sử dụng các hàm trong ArcView trong việc phân tích và số hóa các dữ liệu đầu vào. Cùng vớ
MIKE BASIN có nhiều môđun có khả năng và nhiệm vụ khác nhau như: - Môđun tính toán cân bằng nước lưu vực
- Môđun nước ngầm.
- Môđun chất lượng nước và một số môđun khác.
Trong đó, môđun cân bằng nước lưu vực là môđun trung tâm của mô hình MIKE BASIN . Tuy nhiên, tuỳ theo mục đích sử dụng mà ta có thể kết hợp các môđun đó với nhau một cách hợp lý và khoa học.
Hình 3. Sơđồ minh hoạ cấu trúc mô hình MIKE BASIN
• Môđun tính toán cân bằng nước lưu vực
Mô hình MIKE BASIN là một mô hình phân tích hệ thống bao gồm 7 loại nút cân
nút được xác định ở cuối của lưu vực; t từ đó nước được lấy ra để cung c
rigation): là những nơi sử dụng nước cho nông nghiệp bằng nước:
+ Nút đơn (simple node): là nút khởi đầu của hệ thống (biên trên); + Nút hứng nước (catchment node): là
+ Nút chuyển nước (offtake node) là những nú ấp cho các nhu cầu tưới hoặc sử dụng nước;
+ Nút cung cấp nước (water supply): là những nơi sử dụng nước dùng cho sinh hoạt, công nghiệp và các nhu cầu khác;
ác hồ chứa; đặt các nhà máy thủy điện. a) Dữ ồm có : itmap (*.bmp) ưng cho từng nút
thông lượng được hiểu là những giá trị trung bình trong một khoảng t
liệu. Ví dụ: lưu lượng;
KE BASIN được cho dưới dạng dfs0- file. Các dfs0-file được ấn định một cách tựđộng trong phần TSEdit. Dữ liệu đưa vào TSEdit có thể
- Kết quảđầu ra của mô hình được biểu diễn dưới nhiều dạng khác nhau như video *
+ Nút hồ chứa (reservoir): là vị trí c + Nút thủy điện (hydropower): là nơi
liệu đầu vào
* Dữ liệu vào của mô hình g
+ Bản đồ lưu vực số hóa theo độ cao (DEM) hoặc bản đồ lưu vực file ảnh dưới dạng b
+ Các chuỗi dữ liệu theo thời gian + Các giá trịđặc tr
Chuỗi dữ liệu thời gian đưa vào mô hình gồm 2 loại dữ liệu cơ bản: dữ liệu trạng thái và dữ liệu thông lượng.
+ Dữ liệu trạng thái được hiểu là giá trị chính xác ở mốc thời gian. Ví dụ: mực nước;
+ Dữ liệu
hời gian bắt đầu ở mốc thời gian trên đến mốc thời gian ở hàng sau của dữ
Các chuỗi thời gian trong MI
thành cột từ file ASCII hoặc từ Excel. Sơ đồ minh họa cấu trúc của mô hình MIKE BASIN được thể hiện trong hình 3.
b) Dữ liệu đầu ra
- Kết quảđầu ra là lượng nước đến và lượng nước thiếu tại các nút cân bằng.
- Các số liệu đầu ra được biểu diễn dưới dạng các chuỗi số liệu theo thời gian tại các nút, khu tưới, khu sử dụng nước. Cụ thể cho từng nút như sau: