3.3. Dự báo ảnh hưởng của nước biển dâng đến tài nguyên nước dưới đất đồng
3.3.2. Mơ hình dự báo xâm nhập mặn tầng chứa nước khu vực nghiên cứu
3.3.2.1. Xây dựng các tham số mơ hình ban đầu
Miền tính và lưới tính: Bề mặt lớp đầu tiên của mơ hình dựa trên bản đồ địa hình khu vực nghiên cứu. Bước lưới sai phân được xác lập để tính tốn trên mơ hình số gồm 372 hàng và 480 cột, được phân chia đều với kích thước bước lưới là ∆x = ∆y =250m, các ơ lưới nằm ngồi biên mơ hình được gán khơng hoạt động (Inactive) và sẽ khơng tham gia vào các tính tốn của mơ hình.
Hình 3.8: Miền tính và lưới tính khu vực nghiên cứu
Biên và điều kiện biên: Trong mơ hình tính tốn và dự báo XNM nước dưới đất
vùng đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh gồm có 3 loại điều kiện biên chính như sau: 1. Điều kiện biên biên áp lực và nồng độ không đổi (loại I) được thiết lập đối với đường bờ biển với H = 0m và C0 = 29.000mg/l.
2. Điều kiện biên lưu lượng được xác định trước, trường hợp khơng có dịng chảy thì lưu lượng được xác định bằng 0 (loại II) xác lập cho vùng biên nằm ngoài vùng nghiên cứu.
58
3. Điều kiện biên lưu lượng trên biên phụ thuộc vào sự thay đổi của áp lực (loại III) xác lập đối với hệ thống sơng chính trong khu vực, gồm sơng La, sơng Đị Điệm, sông Quyền và sơng Rác.
Trên bình diện, ranh giới với biển và các sơng trong khu vực có quan hệ thuỷ lực với tầng chứa nước Holocen trên, được đặt điều kiện biên loại III. Do phạm vi nghiên cứu là một bộ phận của các tầng chứa nước trong lưu vực sơng do đó miền thấm của mơ hình có cung cấp thấm bởi dịng ngầm từ bên ngồi vào.
Dữ liệu các yếu tố về địa hình: Bản đồ địa hình được số hóa thành dạng điểm x,
y, z trên cơ sở bản đồ địa hình vùng ven biển Hà Tĩnh tỷ lệ 1:50.000, tọa độ điểm được xác định theo hệ tọa độ VN2000. Bản đồ này được sử dụng để thiết kế mơ hình, làm căn cứ để xác định hệ thống các điều kiện biên trên bình diện cũng như các yếu tố khác có liên quan.
Dữ liệu về các yếu tố ĐC – ĐCTV: Các thông tin về yếu tố ĐC – ĐCTV gồm
đặc điểm thạch học, các thông số tầng chứa nước, đặc điểm ĐC – ĐCTV các tầng và các phức hệ chứa nước, các mặt cắt ĐCTV (các lỗ khoan).
Sơ đồ hóa các tầng chứa nước khu vực nghiên cứu: Dữ liệu từ các mặt cắt ĐCTV
(các lỗ khoan) được sử dụng để thành lập nên bề mặt đáy các lớp. Xuất phát từ mơ hình khái niệm, chúng tơi xác lập mơ hình mơ phỏng 2 chiều miền thấm trong môi trường gồm 3 lớp trong môi trường lỗ hổng và 01 lớp gồm các đất đá khe nứt - karst như sau:
Lớp 1: tầng chứa nước trong trầm tích Holocen thượng (qh2). Lớp 2: tầng chứa nước trong trầm tích Holocen hạ (qh1). Lớp 3: tầng chứa nước trong trầm tích Pleistocen (qp).
Lớp 4: tầng chứa nước trong đất đá nứt nẻ, karst (trước Đệ Tứ).
Giá trị bổ cập và bốc hơi: Giá trị bổ cập được xác định trên cơ sở tài liệu về lượng mưa và bốc hơi, lượng bổ cập lấy bằng hiệu giữa lượng mưa và lượng bốc hơi. Với các nghiên cứu khác nhau ở những khu vực tương tự cho thấy giá trị này chiếm từ 15 - 20% lượng mưa. Lượng mưa, bốc hơi được lấy theo tài liệu quan trắc tại 03 trạm trong khu vực là trạm Hương Sơn, Kỳ Anh và Hà Tĩnh.
Điều kiện về mực nước ban đầu và mực nước quan trắc để chỉnh lý mơ hình:
Để việc giải các bài tốn chỉnh lý trên mơ hình được chính xác cần thiết phải xác định điều kiện mực nước ban đầu và mực nước tại các điểm quan trắc để so sánh và chỉnh lý mơ hình. Điều kiện mực nước ban đầu và độ mặn ban đầu được sử dụng tài liệu quan trắc tại các cơng trình thăm dị điều tra trài nguyên nước trong giai đoạn từ năm 1988 đến năm 2005 và kết hợp kết quả khảo sát đợt tháng 6/2013 đến tháng 3/2015 với khoảng 400 điểm/đợt. Dữ liệu dùng để hiệu chỉnh mơ hình có sử dụng kết quả quan
59
trắc động thái NDĐ tại 03 lỗ khoan quan trắc Quốc gia là QT2a – HT (tầng qp), QT3 và QT5 (tầng qh) trong thời gian từ tháng 10/2013 đến tháng 3/2015. Bước thời gian để tính tốn và chỉnh lý trên mơ hình được chia đến tháng. Thời gian chỉnh lý được bắt đầu từ tháng 01/1988 đến tháng 3/2015.
Bảng 3.6: Vị trí một số lỗ khoan quan trắc tại khu vực nghiên cứu
STT Tên giếng X X
1 QT3 581821.44 2032431.83
2 QT5 600699.70 2020075.30
3 QT2a – HT 586120.48 2036670.30
Hình 3.9: Mực nước ban đầu tính tốn trên mơ hình
Điều kiện biên nồng độ chất tan: Xác định toàn bộ ranh giới tiếp xúc tiếp xúc
với biển dài 137km là biên nồng độ chất tan với giá trị trung bình hàm lượng muối của nước biển là 29g/l.
3.3.2.2. Kết quả chỉnh lý mơ hình
Nội dung của bài tốn chỉnh lý khơng ổn định là xác định điều kiện biên và hệ số nhả nước theo các bước thời gian khác nhau. Điều kiện cần là phải có số liệu về sự thay đổi điều kiện cung cấp và thoát cũng như sự thay đổi NDĐ trong vùng nghiên cứu theo thời gian. Bài toán chỉnh lý này được thực hiện theo phương pháp lặp.
Điều kiện biên và các thông số ĐCTV được chỉnh qua từng bước. Độ tin cậy của mơ hình phản ánh qua sai số giữa cốt cao mực nước thực tế và trên mơ hình tại 3 điểm kiểm tra. Kết quả kiểm tra: Sai số trung bình ME = 0,345m; Sai số tuyệt đối trung bình MAE =0,165m; Sai số trung bình quân phương RMS = 0,172m; Sai số quân phương tiêu chuẩn bằng 5% (Hình 3.9, 3.10). Xác lập được bản đồ cốt cao mực nước cho các tầng chứa nước từ kết quả quan trắc thực tế.
60
Hình 3.10: Mối tương quan mực nước tính tốn và thực tế tầng chứa nước qh
Hình 3.11: Mối tương quan mực nước tính tốn và quan trắc tầng chứa nước qp