2.2.5 Phương pháp mô hình hóa
Phƣơng pháp mô hình hóa đánh giá khả năng tiếp nhận nƣớc thải của nguồn thải trên cơ sở tính toán tổng thể các quá trình diễn ra trong dòng chảy: Quá trình gia nhập dòng chảy của các chất, quá trình truyền tải chất, quá trình biến đổi chất… Đây là một bài toán phức tạp, đòi hỏi phải áp dụng các mô hình hóa chuyên dụng để đánh giá.
Hiện nay, có rất nhiều mô hình hóa về CLN đƣợc sử dụng rộng rãi trên thế giới, để đánh giá khả tiếp nhận nƣớc thải của nguồn nƣớc, đƣợc sử dụng miễn phí hoặc mang tính thƣơng mại (có bản quyền). Mỗi mô hình đều có những thế mạnh riêng, nhƣng nói chung các mô hình có bản quyền thƣờng có độ tin cậy cao và ổn định hơn so với các mô hình đƣợc sử dụng miễn phí.
Lƣu vực 1
Lƣu vực 2 Lƣu vực 3
Ƣu điểm nổi bật của phƣơng pháp mô hình hóa là cho phép đánh giá khả năng tiếp nhận đồng thời nhiều nguồn thải khác nhau trên cùng một đoạn sông. Tuy nhiên, để ứng dụng thành công phƣơng pháp này, đòi hỏi phải thu thập rất nhiều thông tin và dữ liệu về thủy văn (mặt cắt sông, địa hình đáy sông, lƣu tốc dòng chảy, mực nƣớc…) cùng các dữ liệu về các nguồn xả thải (vị trí xả thải, lƣu lƣợng xả thải, chế độ xả thải, đặc tính ô nhiễm của dòng thải…).
Lựa chọn mô hình là khâu đầu tiên rất quan trọng trong việc ứng dụng mô hình toán. Trong nghiên cứu này, bộ mô hình Mike 11 của Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) đƣợc chọn bởi nó đáp ứng các tiêu chí:
- Là bộ phần mềm tích hợp đa tính năng; - Là phần mềm đã đƣợc kiểm nghiệm thực tế; - Cho phép tính toán CLN với độ chính xác cao; - Giao diện thân thiện, dễ sử dụng.
- Có ứng dụng kỹ thuật GIS, là một kỹ thuật mới có tính hiệu quả cao.
MIKE 11 là sản phẩm chuẩn thế giới trong lĩnh vực mô hình 1 chiều cho dòng chảy và mực nƣớc, CLN, vận chuyển bùn cát trong sông, bãi sông, kênh tƣới, hồ chứa và các hệ thống nội đồng khác. Bộ mô hình không chỉ áp dụng cho các thiết kế đơn giản mà còn cho các hệ thống dự báo lớn bao gồm cả các phƣơng án điều hành phức tạp của công trình thủy công.
+ Mô hình mƣa - dòng chảy NAM
Mô hình thủy văn NAM mô phỏng quá trình lƣợng mƣa - dòng chảy mặt xảy ra trong phạm vi LVS. NAM là từ viết tắt của tiếng Đan Mạch “Nedbor- Afstromnings-Model”, có nghĩa là mô hình giáng thủy dòng chảy. Mô hình này đầu tiên do Khoa Tài nguyên nƣớc và Thủy lợi của trƣờng Đại học Đan Mạch xây dựng (Nielsen và Hansen, 1973) và tiếp tục đƣợc DHI nâng cấp và ứng dụng cho rất nhiều dự án kỹ thuật thủy văn ở nhiều vùng khí hậu khác nhau trên thế
giới. NAM hình thành nên một phần modul mƣa - dòng chảy (RR - Rainfall Runoff) của bộ mô hình MIKE 11.
Cấu trúc mô hình NAM đƣợc minh họa trong Hình 2.9. Phiên bản hiện nay của NAM có 17 tham số. Tuy nhiên, chỉ có 10 tham số thƣờng đƣợc dùng để hiệu chỉnh khi mô phỏng hoàn nguyên.