Chương 2 THIẾT LẬP MƠ HÌNH CHO KHU VỰC NGHIÊN CỨU
2.3. XÂY DỰNG SƠ ĐỒ TÍNH
2.3.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình
Các yêu cầu kỹ thuật khi chọn các thời đoạn để hiệu chỉnh mơ hình:
(1) Các tài liệu địa hình, thủy văn phải mang tính đồng bộ, cập nhật đến thời điểm hiện tại;
(2) Năm được chọn phải có đầy đủ số liệu thực đo để hiệu chỉnh mơ hình; (3) Điều kiện dịng chảy trong thời gian được chọn phải đủ dài để có thể đại diện cho các hình thái dịng chảy trong hệ thống, do đó bộ thơng số đã hiệu chỉnh có thể áp dụng tính tốn cho các thời đoạn có trạng thái dòng chảy tương tự.
Năm được chọn để hiệu chỉnh mơ hình là năm có đủ số liệu thực đo trên hệ thống sơng đang xét. Điều đó sẽ đảm bảo tính đặc trưng cho hệ thống và đảm bảo độ chính xác cho mơ hình khi áp dụng cho các năm khác có ít số liệu hơn. Sau khi hiệu chỉnh mơ hình, tiến hành dùng chuỗi quan trắc độc lập với chuỗi đã dùng trong hiệu chỉnh để kiểm định mơ hình. Trong giai đoạn kiểm định không thay đổi các tham số thuỷ lực đã chọn trong giai đoạn hiệu chỉnh. Nếu kết quả kiểm định cho thấy sai số nằm trong phạm vi chấp nhận được, mơ hình đáp ứng được nhu cầu cho dự báo. Căn cứ vào tiêu chí lựa chọn và số liệu hiện có thì năm 2005 được chọn để hiệu chỉnh và năm 2016 được chọn để kiểm định cho mơ hình.
- Xác định các số liệu biên và số liệu tại các trạm hiệu chỉnh bên trong hệ thống.
- Tiến hành mơ phỏng mơ hình theo các số liệu biên đã có.
- Thay đổi độ nhám để tìm ra bộ thơng số nhám hợp lý cho hệ thống sơng sao cho kết quả tính tốn mơ phỏng từ mơ hình gần nhất với số liệu thực đo tại các trạm đo.
- Đánh giá sự khác nhau giữa giá trị thực đo và tính tốn tại các vị trí hiệu chỉnh.
- Nếu sự chênh lệch lớn hơn độ chính xác cho phép thì hiệu chỉnh số liệu nhám và quay lại bước chạy mơ hình cho đến khi đạt kết quả mong muốn.
* Nguyên tắc kiểm định mơ hình
- Kiểm tra lại sự phù hợp của bộ thông số đã được xác định trong q trình tính tốn hiệu chỉnh mơ hình. Sử dụng bộ thơng số đó để tính tốn với một kịch bản khác để đánh giá mức độ phù hợp giữa kết quả tính tốn và thực đo.
- Nếu kết quả tính tốn và thực đo đảm bảo sai số cho phép thì bộ thơng số được chấp nhận và có thể sử dụng để tính tốn các phương án.
- Nếu kết quả tính tốn và thực đo không nằm trong phạm vi sai số cho phép thì phải quay lại bước hiệu chỉnh để hiệu chỉnh lại bộ thơng số.
Hiện tại có hai hướng tiếp cận chính trong kỹ thuật hiệu chỉnh mơ hình tốn: hiệu chỉnh theo kinh nghiệm và hiệu chỉnh tự động. Phương pháp hiệu chỉnh kinh nghiệm chỉ có thể áp dụng cho hệ thống đơn giản và ít tham số, thời gian chạy mơ hình ngắn. Phương pháp hiệu chỉnh tự động có thể áp dụng cho tất cả các trường hợp, đặc biệt là các hệ thống mà phương pháp hiệu chỉnh kinh nghiệm không thể làm được.
Ngoài ra, module HD hoạt động độc lập với module AD trong khi module AD lại phụ thuộc vào kết quả của module HD và trong khuôn khổ luận văn đã áp dụng hiệu chỉnh 2 bước cho mơ hình bao gồm:
Bước 1: Hiệu chỉnh mơ hình thủy lực và chọn ra bộ thơng số tốt nhất về mặt
thủy động lực học (hệ số nhám n).
Bước 2: Sử dụng bộ thông số (hệ số nhám n) đã được chọn ở bước 1 trong
Dựa trên các tài liệu thu thập được, luận văn đã sử dụng kết quả thực đo năm 2005 cho việc hiệu chỉnh và số liệu năm 2016 cho kiểm định mơ hình. Cụ thể, các thời đoạn hiệu chỉnh và kiểm định như sau:
Hiệu chỉnh mơ hình thủy lực: từ 1/1 đến 31/5/2005 Kiểm định mơ hình thủy lực: từ 1/1 đến 31/5/2016 Hiệu chỉnh mơ hình XNM: từ 1/1 đến 31/5/2005 Kiểm định mơ hình XNM: từ 1/1 đến 31/5/2016
2.3.3.1. Hiệu chỉnh, kiểm định mô đun Mike 11 AD a) Hiệu chỉnh
Kết quả hiệu chỉnh mơ hình với chuỗi số liệu thực đo năm 2005 được trình bày như bảng 2.3 và hình 2.12 đến hình 2.15.
Bảng 2. 3. Kết quả hiệu chỉnh mơ hình
STT Tên trạm Tên sơng Yếu tố Chỉ số NASH
1 Bến Lức Vàm Cỏ Đông H 0.85
2 Tân An Vàm Cỏ Tây H 0.82
3 Mỹ Tho Tiền H 0.87
4 Mỹ Thuận Tiền H 0.81
Hình 2. 13. Mực nước tính tốn và thực đo năm 2005 tại trạm Tân An
Hình 2. 15. Mực nước tính tốn và thực đo năm 2005 tại trạm Mỹ Thuận
b) Kiểm định
Dùng chuỗi số liệu thực đo năm 2016 để kiểm định và kết quả kiểm định mơ hình được trình bày như bảng 2.4 và như hình 2.16 đến hình 2.18.
Bảng 2. 4. Kết quả kiểm định mơ hình
STT Tên trạm Tên sông Yếu tố Chỉ số NASH
1 Bến Lức Vàm Cỏ Đông H 0.85
2 Tân An Vàm Cỏ Tây H 0.80
Hình 2. 16. Mực nước tính tốn và thực đo năm 2016 tại trạm Bến Lức
Hình 2. 18. Mực nước tính tốn và thực đo năm 2016 tại trạm Mỹ Thuận
2.3.3.2 Hiệu chỉnh, kiểm định mô đun Mike 11 AD
a) Hiệu chỉnh.
Mơ hình xâm nhập mặn sẽ được hiệu chỉnh tại các vị trí có quan trắc độ mặn trong mùa khô năm 2005. Số liệu quan trắc này được thực hiện bởi Đài Khí tượng Thủy văn tỉnh Long An và Đài Khí tượng Thủy văn tỉnh Tiền Giang.
Bảng 2. 5. Kết quả hiệu chỉnh mơ hình xâm nhập mặn
STT Tên trạm Tên sông Sai số tuyệt đối trung bình
(‰)
1 Tân An Vàm Cỏ Tây 4.4
Hình 2. 19. Độ mặn tính tốn và thực đo năm 2005 tại trạm Tân An
a) Kiểm định
Mơ hình xâm nhập mặn được kiểm định tại các vị trí có quan trắc độ mặn đầy đủ trong mùa khô năm 2016 và kết quả kiểm định mơ hình được trình bày như bảng 2.6 và như hình 2.21 đến hình 2.24.
Bảng 2. 6. Kết quả kiểm định mơ hình xâm nhập mặn
STT Tên trạm Tên sông Sai số tuyệt đối trung bình
(‰)
1 Bến Lức Vàm Cỏ Đông 4.5
2 Tân An Vàm Cỏ Tây 4.1
3 Mỹ Tho Tiền 5.2
4 Hịa Bình Tiền 6.7
Hình 2. 22. Độ mặn tính tốn và thực đo năm 2016 tại trạm Tân An
Hình 2. 24. Độ mặn tính tốn và thực đo năm 2016 tại trạm Hịa Bình
Nhận xét:
Mơ hình xâm nhập mặn đã mơ phỏng tương đối tốt q trình xâm nhập mặn vào các nhánh sơng chính trong giai đoạn nhu cầu sử dụng nước thấp. Trong giai đoạn có tiềm năng sử dụng nước lớn, mơ hình chưa thể mô phỏng tốt. Điều này được lý giải do thiếu các thông tin về tình hình khai thác nước mặt từ hệ thống kênh mương.
Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình cho thấy: Mơ hình mơ phỏng tốt cho diễn biến thủy lực. Chính vì vậy, mơ hình có đủ độ tin cậy để áp dụng cho việc thiết lập mơ phỏng các phương án vận hành cơng trình trên hệ thống.
Đối với độ mặn: Giữa tính tốn và thực đo vẫn còn sự chênh lệch, kết quả mặn chưa được tốt là có thể do nguyên nhân như là giá trị mặn thực đo là không liên tục, vị trí mặn thường được đo tại một điểm và trong thực tế mặn thường tồn tại ở nhiều trạng thái khác nhau (phân tầng, xáo trộn từng phần và xáo trộn hồn tồn). Vì vậy, xét về xu thế thì cho thấy kết quả mơ phỏng mặn như trên là chấp nhận được.
Chương 3
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG XÂM NHẬP MẶN
VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU, THÍCH ỨNG