TT Trạm Sai số đỉnh (%) Chỉ số NASH
Trạm đo lưu lượng
1 Sơn Tây 11,25 0,937 2 Hà Nội 11,15 0,954 Trạm đo mực nước 1 Sơn Tây 6,52 0,945 2 Hà Nội 5,21 0,950 3 Thượng Cát 6,30 0,935 4 Triều Dương 9,74 0,975 5 Ba Lạt 11,30 0,974 6 Đông Quý 11,35 0,975 Nhận xét:
Kết quả tính tốn cho thấy đường q trình mực nước, lưu lượng tính tốn và thực đo tại một số trạm kiểm tra khá phù hợp. Đường quá trình mực nước lưu lượng tính tốn tại các trạm phía trên (Hà Nội, Thượng Cát) bám sát đường quá trình thực đo với chỉ số NASH khoảng 0,95, sai số lệch đỉnh của các trạm này cũng đảm bảo tiêu chuẩn cho phép (khoảng 10% đối với lưu lượng lớn nhất, với mực nước lớn nhất). Tại các trạm bên dưới dùng để so sánh quá trình mực nước (Triều Dương và Đông Quý) do ảnh hưởng của triều nên đường q trình mực nước có dạng sóng triều và kết quả tính tốn cũng sai số khá lớn so với thực đo. Chỉ số NASH tại những trạm này vào khoảng 0,7 – 0,8, sai số đỉnh khoảng 11%. Như vậy quá trình hiệu chỉnh mơ hình cho mơ đun thủy lực đưa ra kết quả các chỉ tiêu đánh giá
(NASH, sai số lệch đỉnh) nằm trong giới hạn cho phép. Vậy, bộ thông số của mô đun được chấp nhận và sử dụng để kiểm định cho mùa cạn năm 2015.
Hiệu chỉnh thông số cho mô đun khuếch tán – lan truyền mặn
Từ các thông số cho mơ đun thủy lực, tiến hành tích hợp mơ đun khuếch tán và hiệu chỉnh mơ đun này cho số liệu đầu vào có thời gian tương ứng với tính tốn thủy lực. Với nguồn số liệu thực đo độ mặn tại các cửa sông việc hiệu chỉnh mơ hình dựa trên việc thay đổi hệ số triết giảm cho từng đoạn sông ứng với mỗi cửa sơng tương ứng.
Q trình hiệu chỉnh thơng số mơ hình dựa trên sự phù hợp giữa tính tốn và thực đo tại các trạm kiểm tra, cụ thể là sự phù hợp về giá trị đỉnh mặn. Chỉ tiêu đánh giá về đỉnh dựa trên sai số tương đối, tuyệt đối và thời gian xuất hiện đỉnh mặn. Do chuỗi số liệu nhiều nên kết quả tính tốn trong bảng dưới đây tổng hợp so sánh sai số đỉnh tính tốn và thực đo trên hệ thống sơng Hồng - Đáy.
Bảng 8. Kết quả đánh giá sai số độ mặn tính tốn và thực đo tại các vị trí kiểm tra trên hệ thống sơng Hồng - Đáy cho tháng 1 năm 2015
TT Trạm Sơng Smax thực đo(%o) Smax tính tốn Sai số lệch Chênh lệch tgian xhiện đỉnh (giờ) 1 Ba Lạt Hồng 20,9 19,0 1,9 3 2 Phú Lễ Ninh Cơ 24,6 15,7 8,9 1 3 Đông Quý Trà Lý 16,7 12,1 4,6 2
4 Như Tân Đáy 16,9 13,5 3,4 3
Nhận xét:
chênh lệnh ít với thời gian xuất hiện đỉnh mặn thực đo. Q trình độ mặn tính tốn và thực đo tại hầu hết các vị trí nhìn chung có tương quan tốt, cụ thể đối với từng sông như sau:
Kết luận hiệu chỉnh thơng số mơ hình:
Bộ thơng số của mơ hình cho hai mơ đun thủy lực và khuếch tán đã được xác định bằng việc so sánh kết quả tính tốn và thực đo tại các vị trí kiểm tra. Các thông số cho mô đun thủy lực và khuếch tán đều nằm trong phạm vi cho phép của mơ hình và có tính chất đặc trưng cho từng đoạn sơng, từng cửa sông. Đây là bộ thông số sẽ được sử dụng cho kiểm nghiệm mơ hình cho mùa kiệt tiếp theo.
3.3.5 Kiểm nghiệm bộ thơng số cho mơ hình
Với sơ đồ tính tốn, bộ thơng số đã được xác định trong phần trên, tiến hành kiểm nghiệm bộ thông số này bằng cách thay đổi các biên trên, dưới, điều kiện ban đầu ứng với thời gian tháng 1 năm 2015. Dưới đây là bảng kết quả đánh giá sai số.
Bảng 9. Kết quả đánh giá sai số tính tốn và thực đo tại một số trạm kiểm tra trên hệ thống sông Hồng - Đáy tháng 1 năm 2015
TT Trạm Sai số đỉnh (%) Chỉ số NASH
Trạm đo lưu lượng
1 Sơn Tây 11,2 0,95 2 Hà Nội 11,15 0,94 Trạm đo mực nước 1 Sơn Tây 6,52 0,95 2 Hà Nội 5,21 0,95 3 Thượng Cát 3,9 0,94 4 Triều Dương 5,0 0,85 5 Ba Lạt 14,3 0,85 6 Đông Quý 6,9 0,85
Bảng 10. Kết quả đánh giá sai số độ mặn tính tốn và thực đo tại các vị trí kiểm tra trên hệ thống sông Hồng - Đáy cho tháng 1 năm 2016
TT Trạm Sông Smax thực đo(%) Smax tính tốn Sai số lệch Chênh lệch tgxh đỉnh (giờ) 1 Ba Lạt Hồng 26,3 20,1 6,2 1 2 Phú Lễ Ninh Cơ 23,5 24,4 0,9 1 3 Đông Quý Trà Lý 15,2 9,0 6,2 4
4 Như Tân Đáy 16,9 12,3 4,6 1
Nhận xét:
Kết quả kiểm nghiệm bộ thơng số của mơ hình cho một số nhận xét sau: Đối với mô đun thủy lực kết quả kiểm định mơ hình khá tốt với chỉ số Nash vào khoảng 0,8 - 0,9, sai số lệch đỉnh của quá trình lưu lượng khoảng 10 % nằm trong giới hạn cho phép. Tại những trạm thủy văn bên dưới dùng để so sánh mực nước, chỉ số Nash của đường quá trình lưu lượng khoảng 0,7 – 0,8 dạng đường giữa tính tốn và thực đo khá phù hợp. Sai số lệch đỉnh của các quá trình mực nước tại những trạm thủy văn bên dưới khoảng 10% hồn tồn có thể chấp nhận được.
Việc kiểm định mô đun khuếch tán cho kết quả sai số độ mặn lớn nhất tại một số trạm cửa sông nằm trong giới hạn cho phép.
Như vậy có thể thấy việc kiểm định mô hình tính tốn truyền mặn nhìn chung đã đạt kết quả khá tốt trên hầu hết các con sơng. Bộ thơng số của mơ hình có thể được sử dụng để tính tốn dự báo mặn kiểm tra cho năm 2015 - 2016.
Kết luận chung:
Bộ thơng số của mơ hình cho hệ thống sơng Hồng – Đáy đã được hiệu chỉnh và kiểm nghiệm bằng số liệu thực đo của hai thời kỳ là tháng 1/2015 và tháng 1/2016. Qua đó cho một số kết luận như sau:
- Mơ hình đã mơ phỏng tương đối tốt cho mùa kiệt của hệ thống sông Hồng - Đáy thơng qua kết quả đánh giá sai số nhìn chung đạt kết quả tốt.
- Quá trình triều và mặn xảy ra đồng pha, đỉnh mặn xuất hiện trùng với đỉnh triều, thời gian xuất hiện đỉnh mặn giữa tỉnh tốn và thực đo lệch 1-2 giờ.
Sai số tính tốn và thực đo khơng tốt cho một số điểm dự báo trên các sơng khác có thể do một số ngun nhân chính sau:
- Sai số do bản thân mỗi mơ hình trong thuật tốn giải hệ phương trình vi phân để mơ phỏng số một hiện tượng vật lý có diễn biến phức tạp.
- Sai số khi thực hiện các phép trung bình hố trong mơ phỏng đoạn sơng và mặt cắt tự nhiên.
- Sai số do tính khơng đồng bộ về thời gian về số liệu điạ hình.
- Tác động của độ mặn khi xâm nhập sâu sẽ bị nhiều tác động chi phối bổ sung trên đường đi như tác động lấy nước và xả nước, tác động giao thông thuỷ và diễn biến của địa hình mặt cắt sơng. Tác động ngày càng tăng cường của chế độ dòng chảy từ thượng lưu về tạo ra chế độ trộn lẫn phức tạp giữa nước sông và nước biến do thuỷ triều đưa vào.
- Độ mặn tính tốn theo mơ hình là độ mặn trung bình trên tồn mặt cắt trong khi độ mặn thực đo chỉ tại một vị trí (gần giữa sơng) tính theo trung bình trên một thuỷ trực. Như vậy sẽ dẫn đến sai số khách quan xuất hiện ngay cả khi kết quả tính tốn có mức tin cậy cao. Sai số này càng lớn khi mức độ xâm nhập triều yếu tạo ra dạng đường bao hình nêm vào cửa sơng.
Về nguyên tắc, chọn vị trí càng nhiều càng có điều kiện kiểm tra mức độ phù hợp của mơ hình. Tuy nhiên do thời gian thực hiện chỉ trong thời gian ngắn, đồng thời số liệu thu thập để kiểm định và thẩm tra rất lớn nên chỉ chọn các vị trí điển hình cho các sơng và tại các vị trí có u cầu dự báo. Kết quả tính tốn kiểm tra cho thấy, mặc dù mức độ phù hợp cho từng vị trí có khác nhau nhưng mức độ phù hợp ở tất cả các vị trí được chọn đều ở giới hạn cho phép.
cách tương đối giữa đường quá trình mực nước, lưu lượng, độ mặn tính tốn và thực đo cho các mùa kiệt năm 2015 và 2016. Với kết quả mô phỏng đạt mức tin cậy trong bài toán thuỷ lực, xâm nhập mặn, với bộ thông số được đánh giá tốt cho hầu hết các sơng thì mơ hình MIKE 11 được tiếp tục áp dụng cho bài tốn tính tốn xâm nhập mặn cho các kịch bản khác nhau cũng như là cơng cụ để phục vụ bài tốn dự báo xâm nhập mặn tại các khu vực khác nhau cho hệ thống sông Hồng - Đáy.
3.4 Lập phương án dự báo xâm nhập mặn cho sông Hồng - Đáy
Như vậy trong q trình phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xâm nhập mặn tại các cửa sông trong khu vực đồng bằng Bắc bộ, lượng nước ngọt từ trên tuyến trên xuống và thủy triều từ cửa biển vào là nguyên nhân chính khiến cho độ mặn tăng cao và đi sâu vào các nhánh sông.
Phân tích mực nước, lưu lượng nhỏ nhất năm từ 1956 đến 2019, ta thấy: - Mực nước nhỏ nhất năm sẽ cho lưu lượng nhỏ nhất năm.
- Mực nước thấp dần và thấp nhất rơi vào thời kỳ gần đây.
Hình 9. Đường quá trình mực nước, lưu lượng nhỏ nhất năm trạm Sơn Tây năm 1956-2019 năm 1956-2019