3.3. Mụ hỡnh số dịch chuyển As trong NDĐ khu vực nghiờn cứu
3.3.1. Mụ hỡnh số dũng chảy
Mụ hỡnh dũng chảy được trớch xuất từ mụ hỡnh gốc là mụ hỡnh dũng chảy NDĐ ĐBBB và bổ xung cỏc dữ liệu mới tại khu vực nghiờn cứu với độ chi tiết cao hơn (Phụ lục 7).
3.3.1.1. Phõn lớp mụ hỡnh
Mụ hỡnh được chia thành 05 lớp, bước lưới mụ hỡnh 100ì100m (Phụ lục 7): - Lớp 1: là lớp thấm nước yếu bề mặt;
- Lớp 2: là TCN trong trầm tớch Holocen (qh);
- Lớp 3: là tầng thấm nước yếu kẹp giữa TCN qh và qp; - Lớp 4: là TCN trong trầm tớch Pleistocen (qp).
- Lớp 5: là đỏ gốc.
3.3.1.2. Dữ liệu địa hỡnh
Bề mặt địa hỡnh được xõy dựng dựa trờn thụng tin từ bản đồ địa hỡnh được số hoỏ và gỏn cỏc thụng tin trờn cơ sở nền bản đồ địa hỡnh tỉ lệ 1/25.000, đồng thời được bổ sung thờm thụng tin từ dữ liệu DEM (Phụ lục 7).
3.3.1.3. Tài liệu về ĐCTV
Ranh giới cỏc tầng trờn bỡnh đồ và trờn mặt cắt được xõy dựng từ dữ liệu cỏc lỗ khoan khảo sỏt ĐC - ĐCTV trong khu vực nghiờn cứu. Cỏc thụng số ĐCTV cần nhập cho từng lớp gồm: hệ số thấm (thẳng đứng Kz và nằm ngang Kx và Ky), hệ số nhả nước đàn hồi à* và hệ số nhả nước trọng lực à. Phõn chia tớnh thấm, hệ số nhả nước của cỏc TCN và lớp ngăn cỏch hay thấm nước yếu từ số liệu thực tế thớ nghiệm của cỏc lỗ khoan và điểm khảo sỏt. Cỏc số liệu về hệ số thấm, hệ số nhả nước của cỏc tầng chứa nước cũn được tham khảo từ cỏc nghiờn cứu giai đoạn trước và mụ hỡnh ĐBBB [10], [13], [17], [18].
Sau khi nhập cỏc thụng số ĐCTV thỡ tiến hành phõn vựng hệ số thấm, hệ số nhả nước đàn hồi à* và hệ số nhả nước trọng lực à. Phõn vựng chi tiết được đưa ra trong Phụ lục 7. Bảng 3.1. Tổng hợp cỏc thụng số ĐCTV sử dụng trong mụ hỡnh dũng chảy TT Lớp mụ phỏng Bề dày (m) Hệ số thấm (m/ngày) Hệ số nhả nước Hệ số dẫn nước (m2/ngày) Độ lỗ hổng (%) Trọng lực Đàn hồi 1 TCN qh 20 - 30 1,7 - 27,6 0,08 - 0,18 200 - 800 22 - 25 2 TCN qp 20 - 40 18 - 39,6 0,001 - 0,0022 300 - 1.200 30 - 34
3.3.1.4. Dữ liệu giỏ trị bổ cập và bốc hơi
Bản đồ và dữ liệu giỏ trị bổ cập được xỏc định trờn cơ sở tài liệu về lượng mưa của trạm khớ tượng Sơn Tõy (chuỗi số liệu từ năm 1990 - 2015), giỏ trị này được tớnh toỏn bằng 10 - 15% giỏ trị lượng mưa thực tế. Bản đồ và dữ liệu bốc hơi cũng được lấy tương tự trạm khớ tượng Sơn Tõy (chuỗi số liệu từ năm 1990 - 2015), giỏ trị lượng bốc hơi ngầm được giới hạn ở chiều sõu 5m tớnh từ bề mặt đất. Theo cỏc nghiờn cứu
thỡ độ sõu tối đa rễ cõy thụng thường là 2,5m [48], và độ sõu bốc hơi tối đa thụng thường là từ 3 - 5m. Do đú trong nghiờn cứu này tỏc giả lấy độ sõu bốc hơi là 5m.
Vựng bổ cập và bốc hơi trong mụ hỡnh được chia dựa vào tỡnh trạng sử dụng đất trờn ảnh vệ tinh. Cỏc khu vực đất dõn cư được khoanh vựng và được điều chỉnh lượng bổ cập - bốc hơi khoảng 8 - 12% lượng mưa và bốc hơi quan trắc được. Cỏc khu vực đất sử dụng cho mục đớch canh tỏc được điều chỉnh lượng bổ cập - bốc hơi khoảng 15 - 28% lượng mưa và bốc hơi quan trắc được. Lượng bổ cập chớnh xỏc sẽ được điều chỉnh thụng qua quỏ trỡnh chỉnh lý mụ hỡnh (Phụ lục 7).
3.3.1.5. Cỏc điều kiện biờn sử dụng trong mụ hỡnh dũng chảy
Dựa vào điều kiện thực tế của vựng Thạch Thất - Đan Phượng và từ mụ hỡnh số NDĐ ĐBBB, cỏc loại biờn trong mụ hỡnh dũng chảy được sử dụng bao gồm: Biờn sụng (River), biờn mực nước khụng đổi, biờn khụng dũng chảy (Q = 0), mưa và bốc hơi. Trị số mực nước trờn biờn sụng được xỏc định theo tài liệu quan trắc của trạm quan trắc mực nước sụng Hồng tại Sơn Tõy (Phụ lục 7):
Hỡnh 3.4. Mụ hỡnh khỏi niệm cho mụ hỡnh dũng chảy trong khu vực nghiờn cỳu
- Đối với lớp 1: Biờn loại 1 mụ phỏng việc trao đổi nước với vựng ngoài mụ hỡnh, mực nước trờn biờn được nội suy từ mực nước tớnh toỏn của mụ hỡnh ĐBBB. Biờn loại 1 gỏn cho sụng Hồng mụ phỏng việc tiếp xỳc trực tiếp với sụng. Trờn bề
Sụng Hồng Miền mụ hỡnh Mi ền ngoài m ụ hỡ nh Miền ngoài mụ hỡnh Mi ền ngoài m ụ hỡ nh
mặt được gỏn biờn bổ cập và bốc hơi, giỏ trị gỏn dựa theo tài liệu quan trắc khớ tượng của Trạm khớ tượng Sơn Tõy. Biờn khụng dũng chảy gỏn ở nơi tiếp xỳc với đỏ gốc.
- Đối với lớp 2: Biờn loại 1 mụ phỏng việc trao đổi nước với vựng ngoài mụ hỡnh, mực nước trờn biờn được nội suy từ mực nước tớnh toỏn của mụ hỡnh ĐBBB. Biờn loại 3 (GHB) mụ phỏng việc tiếp xỳc khụng trực tiếp với sụng thụng qua lớp bựn đỏy sụng. Biờn loại 2 (cỏc giếng khai thỏc) được gỏn dựa trờn tài liệu thống kờ khai thỏc nụng thụn trong khu vực. Biờn khụng dũng chảy được gỏn ở nơi tiếp xỳc với đỏ gốc.
- Đối với lớp 3: Biờn loại 1 mụ phỏng việc trao đổi nước với vựng ngoài mụ hỡnh, mực nước trờn biờn được nội suy từ mực nước tớnh toỏn của mụ hỡnh ĐBBB. Biờn khụng dũng chảy được gỏn ở nơi tiếp xỳc với đỏ gốc.
- Đối với lớp 4: Biờn loại 1 mụ phỏng việc trao đổi nước với vựng ngoài mụ hỡnh, mực nước trờn biờn được nội suy từ mực nước tớnh toỏn của mụ hỡnh ĐBBB. Biờn khụng dũng chảy được gỏn ở nơi tiếp xỳc với đỏ gốc. Biờn loại 2 (cỏc giếng khai thỏc) được gỏn dựa trờn tài liệu thống kờ khai thỏc trong khu vực.
- Đối với lớp 5: Biờn loại 1 mụ phỏng việc trao đổi nước với vựng ngoài mụ hỡnh, mực nước trờn biờn được nội suy từ mực nước tớnh toỏn của mụ hỡnh ĐBBB. Biờn khụng dũng chảy được gỏn ở nơi tiếp xỳc với đỏ gốc.
3.3.1.6. Hệ thống khai thỏc NDĐ
Hệ thống khai thỏc được đưa vào mụ hỡnh dựa theo tài liệu thống kờ khai thỏc NDĐ trong thời gian từ năm 1994 - 2015 cho khu vực nghiờn cứu.
Khu vực nghiờn cứu Thạch Thất - Đan Phượng cũn tồn tại tương đối phổ biến hỡnh thức khai thỏc nước bằng cỏc giếng khoan kiểu UNICEF, tuy nhiờn chủ yếu là cỏc giếng khoan nhỏ lẻ được khai thỏc trong cỏc hộ gia đỡnh phục vụ cho cỏc mục đớch cơ bản thường ngày. Theo số liệu thống kờ của UNICEF hầu hết cỏc giếng khoan đều khai thỏc nước trong cỏc trầm tớch Đệ Tứ với chiều sõu thay đổi từ 25 đến 40m, hiếm khi sõu hơn. Chiều sõu khai thỏc trung bỡnh tại Đan Phượng là 31,6m; Phỳc Thọ
là 28,7m; Thạch Thất là 27,2m và tập trung trong TCN qh.
Đối với khai thỏc tập trung quy mụ cụng nghiệp trong khu vực nghiờn cứu Thạch Thất - Đan Phượng hầu như khụng cú. Chỉ tồn tại một vài trạm cấp nước tập trung nụng thụn như tại Tam Hiệp, thị trấn Phỳc Thọ, với cụng suất thấp <1.000m3/ngày. Và xa hơn là tới TX Sơn Tõy mới cú nhà mỏy nước nhưng chủ yếu khai thỏc trong TCN qp.
Như vậy cú thể thấy hệ thống khai thỏc NDĐ trong khu vực nghiờn cứu khụng lớn và khụng tập trung; đồng thời cỏc số liệu quan trắc NDĐ tại cỏc điểm nghiờn cứu cũng chỉ ra động thỏi NDĐ của khu vực nghiờn cứu là động thỏi tự nhiờn do đú cú thể coi hệ thống khai thỏc NDĐ khụng cú ảnh hưởng đến hệ thống thủy động lực tại đõy.
3.3.1.7. Lưới sai phõn và bước thời gian chỉnh lý
Mụ hỡnh dũng chảy được xõy dựng với lưới sai phõn hữu hạn kớch thước bước 100ì100m với 145 hàng với 120 cột.
Bước chỉnh lý khụng ổn định nhằm kiểm chứng cỏc điều kiện biờn và đặc biệt là cỏc tài liệu khai thỏc được đưa vào theo cỏc bước phự hợp. Điều kiện cần để thiết lập và giải bài toỏn ngược là phải cú số liệu về sự thay đổi điều kiện cung cấp và thoỏt cũng như sự thay đổi NDĐ trong khu vực nghiờn cứu theo thời gian. Chớnh vỡ vậy, khi giải bài toỏn ngược khụng ổn định tỏc giả đó chia khoảng thời gian từ 31/12/1994 đến 31/12/2015 ra với 252 thời đoạn và chia thành 252 bước thời gian tớnh toỏn. Mỗi bước thời gian tớnh toỏn tương ứng với 01 thỏng trong năm.
3.3.1.8. Hiệu chỉnh mụ hỡnh
Mụ hỡnh dũng chảy khu vực nghiờn cứu Thạch Thất - Đan Phượng là một phần của mụ hỡnh NDĐ ĐBBB đó được chỉnh lý chi tiết và tin cậy. Do đú, ở đõy tỏc giả khụng tiến hành chỉnh lý ổn định lại cho mụ hỡnh NDĐ Thạch Thất - Đan Phượng.
Tuy nhiờn mụ hỡnh NDĐ Thạch Thất - Đan Phượng vẫn được chạy khụng ổn định trong khoảng thời gian từ 31/12/1994 đến 31/12/2015 với 252 thời đoạn và chia
thành 252 bước thời gian tớnh toỏn. Mỗi bước thời gian tớnh toỏn tương ứng với 01 thỏng trong năm.
Hỡnh 3.5. Tương quan mực nước quan trắc và
mực nước trờn mụ hỡnh tại lỗ khoan quan trắc Q.56
Hỡnh 3.6. Tương quan mực nước quan trắc và
mực nước trờn mụ hỡnh tại lỗ khoan quan trắc VC_qp
Điều kiện biờn và cỏc thụng số ĐCTV đú được chỉnh qua từng bước. Độ tin cậy của mụ hỡnh phản ỏnh qua sai số giữa cốt cao mực nước thực tế và trờn mụ hỡnh tại 3 điểm kiểm tra. Kết quả kiểm tra: Sai số trung bỡnh ME = 0,22m; Sai số tuyệt đối trung bỡnh MAE = 0,73m; Sai số trung bỡnh quõn phương RMS = 0,89m; Dựa trờn tài liệu tham khảo [87], [88] thỡ giỏ trị sai số tớnh toỏn toàn mụ hỡnh là 1,21m. Do đú kết quả chỉnh lý khụng ổn định là đạt yờu cầu. Giỏ trị này cú thể đạt thấp hơn nhưng sẽ tiờu tốn quỏ nhiều thời gian cho quỏ trỡnh chỉnh lý. Do vậy đề tài lấy kết quả này để thực hiện cỏc bước dự bỏo tiếp theo.