Sơ đồ mạng kênh Than trong giao diện MIKE11

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) ứng dụng mô hình MIKE 11 mô phỏng chất lượng nước lưu vực kênh than và đề xuất xây dựng trạm thu gom, xử lý nước thải cho đô thị trung tâm vùng huyện tĩnh gia, tỉnh thanh hóa (Trang 47 - 52)

b. Số liệu mặt cắt ngang sông (Cross Section)

+ Số liệu thô: Số liệu mặt cắt ngang lưu vực kênh Than (gồm 186 mặt cắt

được trình bày dưới dạng bản vẽ autocad) được tiến hành đo đạc vào năm 2007, do UBND huyện Tĩnh Gia cung cấp. Tồn bộ cao độ và vị trí các mặt cắt được đo đạc khống chế theo hệ tọa độ chuẩn quốc gia. Nhìn chung, số liệu mặt cắt sử dụng trong mơ hình có nguồn gốc rõ ràng và có độ tin cậy cao.

+ Cách xử lý số liệu mặt cắt ngang: Mơ hình Mike 11 hiển thị một mặt cắt ngang sông thông qua bảng dữ liệu gồm 2 cột: một cột là khoảng cách cộng dồn (X)

(đơn vị là m – gốc tọa độ tính từ mép bờ bên trái); cột cịn lại là cao độ mặt đất tự nhiên (Z) (đơn vị là m). Từ số liệu mặt cắt ngang ở định dạng autocad, tác giả đã

nhập thông tin về mặt cắt ngang (gồm khoảng cách cộng dồn và cao độ tương ứng) vào bảng Excel của từng mặt cắt một.

+ Kết quả xử lý: Bảng dữ liệu về các mặt cắt ngang (gồm khoảng cách cộng dồn và cao độ tưomg ứng) có thểđược copy trực tiếp vào trong mơ hình MIKE 11

để khai báo thông tin các mặt cắt ngang.

c. Điều kiện biên (Boundary conditions) (Số liệu lưu lượng, mực nước)

Số liệu lưu lượng và mực nước thực đo được dùng để làm điều kiện biên

trên, biên dưới và hiệu chỉnh, kiểm nghiệm mơ hình thuỷ lực.

- Biên trên là quá trình lưu lượng (Q) giờ thực đo từ 13/10/1999 đến 23/10/1999 tại: Kênh tiêu Cầu Nhớt, xã Hải Nhân và Hải Hòa; Kênh tiêu Đồng Hậu, xã Anh Sơn, Hùng Sơn, Ngọc Lĩnh; Kênh tiêu Cầu Trắng, xã Hải Nhân, thị

trấn Tĩnh Gia, Nguyên Bình, Bình Minh; Kênh tiêu Cẩm Lệ, xã Hải Nhân và Ninh Hải; Kênh tiêu Đồng Chìa, xã Hải An và Triều Dương. Chi tiết số liệu được trình bày trong Phụ lục PL1.

- Biên dưới là quá trình mực nước giờ thực đo từ13/10/1999 đến 23/10/1999 tại hạlưu cống Bến Ngao và Đị Bè. Chi tiết được trình bày trong Phụ lục PL2.

Hiện nay trên hệ thống kênh Than không bố trí bất kỳ trạm đo đạc thủy văn

nào (kể cả trạm đo lưu lượng (Q) hay trạm đo mực nước (H)) nên việc hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình thủy lực kênh Than khu vực nghiên cứu là hết sức khó khăn.

Để giải quyết bài tốn đặt ra, đã kế thừa kết quả xây dựng mơ hình thủy lực MIKE 11 hệ thống kênh Than trong khuôn khổ dự án “Nâng cấp, sửa chữa, cải tạo hệ thống tiêu kênh Than huyện Tĩnh Gia tỉnh Thanh Hóa” (2010), do UBND huyện

Tĩnh Gia phối hợp cùng đơn vịTư vấn thực hiện, đểsau đó hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình thủy lực vừa xây dựng đối chiếu, so sánh kết quả với mơ hình được xây

dựng thành công trong khuôn khổ dự án (giá trị được trích ra từ trong mơ hình đã xây dựng thành công được gọi là giá trị chuẩn).

Trong phạm vi khuôn khổ nghiên cứu của đề tài, giải pháp đưa ra ở trên

được xem là có khả thi nhất; vừa phù hợp, vừa đảm bảo độ tin cậy khoa học. + Số liệu thô: Số liệu lưu lượng, mực nước theo ngày tại các vị trí nêu trên. + Cách xử lý số liệu mặt cắt ngang: Số liệu lưu lượng (Q) được trình bày

dưới dạng thuộc tính Discharge, đơn vị (m3/s) theo thời gian; mực nước (H) được trình bày dưới dạng thuộc tính Water level, đơn vị (m) theo thời gian; bước thời gian của dữ liệu biên đầu vào (time step) được đặt ở giá trị là 3 giờ một giá trị (3 hour).

+ Kết quả xử lý: Sau khi thực hiện các bước nêu trên đã thu được một bộ số

liệu điều kiện biên thủy lực gồm lưu lượng và mực nước, sẵn sàng để chạy mơ hình.

d. Thông số thủy lực (HD Parameter)

Thông số thủy lực của mơ hình MIKE 11, được thể hiện thông qua hai thông số gồm: Điều kiện ban đầu và hệ số nhám của mơ hình.

+ Số liệu thơ: Hình ảnh khảo sát thực tế hiện trạng kênh Than; ảnh chụp hiện trạng bãi, lòng dẫn kênh Than.

+ Cách xử lý số liệu: Từảnh chụp hiện trạng kênh Than và chuỗi số liệu mực

nước tại các vị trí đo đã xác định được giá trị mực nước ban đầu để gán vào mơ hình là +0,1 m. Độ nhám kênh Than được chia ra nhiều đoạn có các giá trị độ nhám

Maining (n) tương đối tương đồng với nhau dựa trên hình ảnh khảo sát thực tế. + Kết quả xử lý: Gán mực nước ban đầu bằng 0,1 m. Hệ số nhám của lịng sơng tại các vị trí (Chainge) khác nhau có n = 0,023.

Số liệu chất lượng nước a. Số liệu quan trắc nước mặt

Với hiện trạng lưu vực tuyến kênh biến động ít qua các năm, do đó số liệu quan trắc này được đánh giá là đặc trưng, gần đúng với chất lượng nước của tuyến kênh nên được dùng đểlàm điều kiện biên trên, biên dưới và hiệu chỉnh, kiểm định trong mô hình chất lượng nước. Số liệu từ kết quả “Quan trắc hiện trạng môi trường

lưu vực kênh Than” gồm 5 chỉ tiêu (DO, BOD5, Nhiệt độ, tổng Nitơ, tổng Photpho). Chi tiết số liệu được trình bày trong Phụ lục PL3.

b. Số liệu nguồn thải và nguồn gây ô nhiễm

Nguồn thải là những nguồn gây ơ nhiễm chính trên lưu vực kênh Than, được hình thành từ các hoạt động dân sinh kinh tế của con người, số liệu nguồn thải được thu thập cho hai nguồn chính: Số liệu nước thải các nhà hàng, dịch vụ, tiểu thủ công nghiệp dựa trên kết quả quan trắc môi trường và số liệu nước thải sinh hoạt ước tính dựa trên dân số và lượng nước cấp trong từng khu vực, phân bổ theo mạng lưới kênh và sơng nhánh. Ngồi ra cịn có một số các nguồn phụ khác, đã thu thập đầy

đủ nhất có thể nhưng cũng khơng hồn tồn chính xác do cơng tác quản lý các nguồn này còn nhiều hạn chế và bất cập như nước thải trực tiếp trên sông, nước thải nông nghiệp ...

+ Số liệu thô: Số liệu nồng độ các chất ô nhiễm được quan trắc, đo đạc dọc kênh Than đơn vị đo là mg/L, các giá trị đo đạc là hằng số, bao gồm có đặc tính là nguồn nước thải sinh hoạt; là nguồn nước thải dịch vụ, tiểu thủ công nghiệp và là nguồn nước thải từ sản xuất nông nghiệp.

+ Cách xử lý số liệu

- Nguồn nước thải sinh hoạt: Trên cơ sở quy hoạch cấp nước, tác giả xác

định lượng nước thải sinh hoạt bằng 80% lượng nước cấp; nồng độ các chất ô nhiễm từ nguồn nước thải lấy bằng giá trị được quan trắc, đo đạc dọc kênh Than có

đặc tính là nguồn nước thải sinh hoạt. Đơn vị nồng độ được sử dụng trong mơ hình MIKE 11 là Micro Gram/1 (µg/L).

- Nguồn nước thải dịch vụ, tiểu thủ công nghiệp: Trên cơ sở diện tích (ha) các khu tiểu thủ công nghiệp được quy hoạch, tác giảxác định lượng nước thải tiểu thủ công nghiệp bằng 0,4 m3/ngày.đêm lượng nước cấp; nồng độ các chất ô nhiễm từ nguồn nước thải lấy bằng giá trị được quan trắc, đo đạc dọc kênh Than có đặc tính là nguồn nước thải dịch vụ, tiểu thủ công nghiệp. Đơn vị nồng độđược sử dụng trong mơ hình MIKE 11 là Micro Gram/L (µg/L).

- Nguồn nước thải nơng nghiệp: Trên cơ sở diện tích đất sản xuất nơng nghiệp, tác giả xác định lượng nước thải nông nghiệp bằng cách lấy tổng lượng

nước mưa trừ đi tổng lượng nước tổn thất (do thấm, bốc hơi) sẽ ra được lượng nước thải bị rửa trôi vào sông suối trong mùa khô; nồng độ các chất ô nhiễm từ nguồn

nước thải lấy bằng giá trị được quan trắc, đo đạc dọc kênh Than có đặc tính là nguồn nước thải nơng nghiệp. Đơn vị nồng độ được sử dụng trong mơ hình MIKE 11 là Micro Gram/L (µg/L).

+ Kết quả xử lý: Nguồn nước thải sinh hoạt; dịch vụ, tiểu thủ công nghiệp và nông nghiệp tất cả bao gồm lưu lượng (m3/s), nồng độ các chất (µg/L).

c. Thông số Khuếch tán (AD)

+ Số liệu thô: Bề rộng trung bình của kênh Than; Mực nước trung bình trên kênh Than; Mức độ ngoằn ngèo của kênh Than.

+ Cách xử lý số liệu: Đối với các sơng nhỏ và nơng (điển hình như kênh Than), thì hệ số Khuếch tán được lấy phải lớn hơn so với các sông rộng và sâu. Các giá trị được lấy lớn như vậy nhằm đảm bảo phản ánh đúng q trình khuếch tán các chất ơ nhiễm diễn ra trên sông, kênh.

+ Kết quả xử lý: Giá trị chỉ hệ khuếch tán (Dispersion) được lấy có giá trị

trung bình là 25. Các hệ số khuếch tán biến thiên từ 100 đến 400, theo từng vị trí

đoạn kênh. Và các giá trịnày được gán cho từng mặt cắt một.

d. Thông số Sinh Thái (Ecolab)

+ Số liệu thô: Vị trí tọa độ của huyện Tĩnh Gia; Số giờ nắng; Lượng bức xạ

mặt trời.

+ Cách xử lý số liệu: Các số liệu về tọa độ, số giờ nắng, nhiệt độ đều được

quy đổi ra đúng đơn vị của MIKE 11 để thuận tiện cho quá trình nhập các thơng số

này vào mơ hình.

+ Kết quả xử lý: Tất cả các thông sốliên quan đều được quy đổi ra đúng đơn

e. Thiết lập các thông số trong modul tải khuếch tán (AD) và modul chất lượng nước (Ecolab)

Thông số trong modul tải khuếch tán

Modul truyền tải khuếch tán (AD) được dùng để mô phỏng vận chuyển một chiều các chất huyền phù hoặc hòa tan trong các lòng dẫn dựa trên phương trình để tích lũy với giả thiết các chất này hịa tan trộn lẫn nghĩa là không thay đổi hay biến

động trong cùng một mặt cắt và dịng chảy khơng phân tầng. AD bao gồm các thành phần mô phỏng, hệ số khuếch tán và điều kiện ban đầu của modul tải khuếch tán

được thiết lập vào trong mơ hình. Thơng số thiết lập được thể trên Hình 2.7.

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) ứng dụng mô hình MIKE 11 mô phỏng chất lượng nước lưu vực kênh than và đề xuất xây dựng trạm thu gom, xử lý nước thải cho đô thị trung tâm vùng huyện tĩnh gia, tỉnh thanh hóa (Trang 47 - 52)