CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. – NAM
Mơ hình NAM là mơ hình thuỷ văn mơ phỏng q trình mưa – dịng chảy diễn ra trên lưu vực. Là một mơ hình tốn thủy văn, mơ hình NAM bao gồm một tập hợp các biểu thức tốn học đơn giản để mơ phỏng các quá trình trong chu trình thuỷ văn. Mơ hình NAM là mơ hình nhận thức, tất định, thơng số tập trung. Đây là một modun tính mưa từ dịng chảy trong bộ phần mềm thương mại MIKE 11 do Viện Thủy lực Đan Mạch xây dựng và phát triển.
2.2.2. –GIS
MIKE 11 GIS là một cơng cụ trình diễn và phân tích khơng gian kết quả tính tốn của mơ hình thủy lực một chiều sử dụng trong công tác quản lý lũ. Hệ thống MIKE 11 GIS tích hợp các cơng nghệ mơ hình hóa hệ thống sơng của MIKE 11 với khả năng phân tích khơng gian của ArcView GIS. MIKE 11 GIS là công cụ hỗ trợ ra quyết định lý tưởng trong công tác quản lý lũ bằng cách cung cấp một cách trực quan các tác động của lũ lên cộng đồng dân cư, hệ thống cơ sở hạ tầng, nông nghiệp, thủy sản và môi trường.
MIKE 11 GIS được xây dựng dựa trên việc trao đổi dữ liệu 2 chiều giữa MIKE 11 và ArcView:
MIKE 11 GIS xác định các hệ thống sông, profile mặt cắt ngang và quan hệ diện tích – cao độ của các khu chứa từ bản đồ địa hình DEM và xuất các kết quả này làm đầu vào cho mơ hình MIKE 11.
Áp dụng mơ hình MIKE 11 GIS xây dựng bản đồ ngập lụt
Dữ liệu đầu vào của mơ hình Mike 11 GIS bao gồm:
1) Bản đồ số hóa độ cao (DEM): Được xây dựng từ bản đồ địa hình tỉ lệ 1: 50.000 được Trung tâm thông tin (nay là Cục Thông tin) Bộ Tài nguyên và Môi trường cung cấp.
Từ bản đồ trên qua phần mềm GIS mà cụ thể là phần mềm Microstation, Mapinfo, Arcview, ArcGis tiến hành gắn thuộc tính, chuẩn hóa hệ tọa độ, ghép nối lớp thơng tin và tiến hành thành lập bản đồ cao độ số (DEM).
2) Kết quả tính tốn thủy lực từ mơ hình Mike 11 cho dưới dạng file *.res11 thể hiện cao độ mực nước tại các mặt cắt theo thời gian. Kết quả này sẽ nhập tự động vào cơ sở dữ liệu trong MIKE 11GIS và thông qua một số thao tác tiến hành thành lập bản đồ ngập lụt theo thời gian hoặc lớn nhất tùy theo người sử dụng lựa chọn.
Các bước xây dựng bản đồ ngập lụt được thực hiện theo sơ đồ khối sau:
Hình 2.14. Sơ đồ các bước xây dựng bản đồ ngập lụt
T¹o mét Project míi. NhËn sè liƯu tõ MIKE 11 GIS.
Bổ sung thơng tin về các cơng trình và số liệu về dịng chảy.
Tính tốn thuỷ văn, thuỷ lực.
Ch¹y MIKE 11 Tạo file đầu vào cho mơ
hình MIKE 11 No Giảm kích th-ớc ơ l-íi Yes Yes
Khëi ®éng MIKE 11 GIS
DEM Module
NhËp d÷ liệu về địa hình. Nhập dữ liệu mặt c¾t ngang. Xác định tham số của các ơ l-íi. Tạo các lớp đ-ờng hoặc vùng để xác định các ô chứa, đê hoặc đ-ờng giao thông
iu chnh cao phự hp cho ca các líp võa t¹o.
TD Module (Mơ dun địa hình)
T¹o và xuất số liệu mặt cắt. Tạo và xuất quan hÖ diÖn tÝch - cao độ của các khu chứa.
Có đủ mặt cắt khơng ?
No
Yes
FM Module
NhËp file kÕt qu¶ cđa MIKE 11. Tạo l-ới bản đồ ngËp lơt.
Diện tích ngập lụt có đúng ko? Yes Bản đồ có chi tiết kh«ng? Bản đồ ngập lơt Có đủ mặt cắt không No No
2.2.3. BASIN
Viện Thuỷ lực Đan Mạch (DHI) xây dựng các phần mềm để đánh giá và phân tích các vấn đề về chất lượng và số lượng nước, đây là các phần mềm hữu ích trong cơng tác lập kế hoạch phát triển và quản lý nguồn nước theo quan điểm bền vững. Phần mềm MIKE BASIN với giao diện ArcView GIS là một mơ hình mơ phỏng nguồn nước lưu vực sơng.
MIKE BASIN địi hỏi với một số lượng số liệu không nhiều, với các mơ đun tính tốn đơn giản để đưa ra các kịch bản tính tốn các biến đổi của các đặc trưng dịng chảy theo khơng gian và thời gian, xác định các nhu cầu dùng nước, vận hành hồ chứa đa mục tiêu, cơng trình chuyển nước và đánh giá chất lượng nước. MIKE BASIN sử dụng giao diện GIS để tổ hợp cơ sở dữ liệu, xác định lưu vực, và trình diễn kết quả một cách thuận lợi cho người sử dụng.
Trong luận văn này, mơ hình MIKE BASIN với các tính năng vượt trội về xử lý số liệu gắn với GIS, đa dạng về số liệu đầu vào, giao diện dễ sử dụng, đã được lựa chọn làm cơng cụ để tính cân bằng nước cho lưu vực sơng Chảy.
Giới thiệu chung
Mơ hình MIKE BASIN là một cơng cụ cân bằng giữa nhu cầu về nước và nước có sẵn theo cách tối ưu nhất giúp cho công tác quy hoạch lưu vực sông tổng hợp và quản lý tài nguyên nước do Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) xây dựng, đây là một mơ hình tốn học thể hiện một lưu vực sơng bao gồm cấu hình của các sơng chính và các sơng nhánh, các yếu tố thủy văn của lưu vực theo không gian và theo thời gian, các cơng trình, hệ thống sử dụng nước hiện tại và tương lai và các phương án sử dụng nước khác nhau. Mơ hình này đang được nhiều nước trên thế giới và các tổ chức quốc tế sử dụng.
MIKE BASIN được xây dựng theo kiểu mơ hình mạng lưới, trong đó sơng và các nhánh hợp lưu chính được biểu diễn bằng một mạng lưới bao gồm các nhánh và các nút. Các nhánh được thể hiện bằng các đoạn sông riêng biệt, còn các nút thể hiện các tiểu hợp lưu hoặc các vị trí mà tại đó các hoạt động liên quan đến phát triển nguồn nước có thể diễn ra như điểm của dịng chảy hồi quy
từ các khu tưới, hoặc là điểm hợp lưu giữa hai hoặc nhiều sơng, suối hoặc tại các vị trí quan trọng cần có kết quả của mơ hình.
Quan niệm tốn học trong mơ hình MIKE BASIN là tìm các lời giải ổn định cho mỗi bước thời gian.Có thể dùng MIKE BASIN để tìm các giá trị điển hình đối với số lượng và chất lượng nước trong hệ thống biến đổi chậm. Ưu điểm của MIKE BASIN là cho phép vạch ra nhiều kịch bản khác nhau. Sai số do nhiều giải pháp tính tạo ra khơng đáng kể khi bước thời gian của quá trình khơng nhỏ hơn thời gian mô phỏng.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢI PHÁP KHUYẾN NGHỊ