Mô hình MIKE 11 do DHI xây dựng là phần mềm dùng để tính toán dòng chảy/ lƣu lƣợng, chất lƣợng nƣớc và vận chuyển bùn cát trong hệ thống sông, kênh tƣới và vùng cửa sông. MIKE 11 là mô hình động lực một chiều dùng mô phỏng dòng chảy cho hệ thống sông, kênh dẫn đơn giản và phức tạp.
Mô-đun thủy động lực (HD) là trọng tâm của mô hình MIKE 11 và hình thành cơ sở cho hầu hết các mô-đun bao gồm dự báo lũ, tải khuyếch tán, chất lƣợng nƣớc và các mô-đun vận chuyển bùn cát.
Các công trình đƣợc mô phỏng trong MIKE 11 bao gồm: đập (đập đỉnh rộng, đập tràn); cống (cống hình chữ nhật, hình tròn...); bơm, hồ chứa, công trình điều tiết, cầu.
Hệ phƣơng trình sử dụng trong mô hình là hệ phƣơng trình Saint Venant, viết cho bài toán một chiều và gồm hai phƣơng trình: phƣơng trình liên tục và phƣơng trình động lƣợng: Phương trình liên tục: Qx At q (2-7) Phương trình động lượng: h V V V V V 0 (2-8) x C2R x gt g
Trong đó: B=Chiều rộng mặt nƣớc ở thời đoạn tính toán (m) ; h=Cao trình mực nƣớc ở thời đoạn tính toán (m) ; t=Thời gian tính toán (giây); Q=Lƣu lƣợng dòng chảy qua mặt cắt (m3/s); V=Tốc độ nƣớc chảy qua mặt cắt ngang sông; X=Không gian (dọc theo dòng chảy) (m);=Hệ số phân bố lƣu tốc không đều trên mặt cắt; A=Diện tích mặt cắt ƣớt (m2); q=Lƣu lƣợng ra nhập dọc theo đơn vị chiều dài (m2/s); C=Hệ số Chezy, đƣợc tính theo công thức: C 1n Ry ; n=Hệ số nhám; R=Bán kính thuỷ lực (m); y=Hệ số, theo Maning y 1/6; g=Gia tốc trọng trƣờng 9,81 m/s2;=Hệ số động năng.
Hệ phƣơng trình vi phân (2-7) và (2-8) là hệ phƣơng trình vi phân phi tuyến, có hệ số biến đổi. Các nghiệm cần tìm là Q và Z là hàm số của các biến độc lập x, t. Nhƣng các hàm A và v lại là hàm phức tạp của Q và Z nên không giải đƣợc bằng phƣơng pháp giải tích, mà giải gần đúng theo phƣơng pháp sai phân.
Từ hệ phƣơng trình Saint Venant, ta có hai phƣơng trình viết theo Q và h :
Q b h q (2-9) x s t Q 1 Q2 h Q Q ( )gA g 0 t Bx x C2RA h (2-10)
Giải hệ phƣơng trình vi phân trên theo phƣơng pháp sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn (Abbott-Ionescu 6-point) sẽ xác định đƣợc giá trị lƣu lƣợng, mực nƣớc tại mọi đoạn sông, mọi mặt cắt ngang trong mạng sông và mọi thời điểm trong khoảng thời gian nghiên cứu.
Mô hình thủy lực một chiều MIKE 11 dùng để mô phỏng mạng sông thƣợng lƣu lƣu vực sông Hƣơng đƣợc giới hạn từ ba hồ Tả Trạch, Bình Điền, Cổ Bi đến vị trí các cửa sông đổ vào phá Tam Giang và đầm Cầu Hai (Hình 2-7).
Điều kiện biên của mô hình thủy lực một chiều sông Hương:
*Biên trên là đường quá trình lưu lượng tại các vị trí:
Dƣơng Hoà trên sông Tả Trạch với Flv= 717 km2 Bình Điền trên sông Hữu Trạch với Flv= 515 km2
Cổ Bi trên sông Bồ với Flv= 707 km2 *Các lưu vực khu giữa gia nhập :
Khu giữa sông Tả Trạch (Từ Dƣơng Hoà đến Tuần)
Khu giữa sông Hữu Trạch (Từ Bình Điền đến Tuần)
Khu giữa sông Hƣơng (Từ Tuần đến Nham Biều)
Lƣu vực Cống Bạc Flv= 6,9 km2, Khe Vực Flv= 14,9 km2, Phú Bài Flv= 31,2 km2, sông Nông Flv= 77,2 km2đổ vào sông Đại Giang
Lƣu vực Khe Dân Dùng Flv= 22,8 km2 đổ vào sông Bạch Yến
Lƣu vực Khe Ô Hô Flv= 99,5 km2 đổ vào sông Bồ.
Lƣu vực sông Cầu hai Flv= 39 km2 đổ vào vụng Cầu Hai. *Biên dùng nước dọc sông.
*Biên dưới là đường quá trình mực nước tại 6 cửa sông: Đại Giang, sông La, sông Hương, sông Quán Cửa, An Xuân và Cửa Hội.