Trong nghiên c u này, tham kh o báo cáo kh oăśtăđa ch tăn mă2016ăv̀ăb́oă
cáo kh oăśtăbùnăćtăđ́y,ăbùnăćtăl ăl ngăăn mă2017ăc a Vi n Khoa h c Thu l i Mi n Nam th c hi n.
e. i u ki n biên
D li u biên cho mơ hình, các d li u m căn c tri u, sóng và m tăđ tr m tích
đ c trích xu t t mơ hình m r ngăđãăđ c hi u ch nh ki măđ nh th y l c, sóng và v n chuy n bùn cát b i Vi n Khoa h c Th y l i Mi n Nam th c hi năn mă2017. K t h p d li u m căn c trích xu t tồn c u t cơng c MIKE21 toolbox.
Hình 3.21 L i tính và d li u biên mơ hình 3.2.2 Hi u ch nh vƠ ki măđnh mô h̀nh thu l c MIKE 21/3 HD
ki mătraăđ ch́nhăx́c,ăđ́ngătinăc y c a k t qu mô ph ng t MIKE 21, ta dùng h s t ngăquanăr2 và h s Nash ậ Sutcliffe.ăTrongăđóăh s t ngăquanăs đ c tính tr c ti p t mơ hình MIKE, cơng th c Nash ậSutcliffeănh ăsau:
(4)
Trongăđó,ăOi là giá tr th căđo,ă là trung bình giá tr th căđo,ăPi là giá tr đ c tính t ph n m m, n là s l ng giá tr tính tốn. Khi ch s NSE l năh nă0.5ăch ng t k t qu t ph n m măt́nhătónăcóăđ c ch p nh n v i tính tính xác cao.
B ng 3.2 Giá tr tham s s d ng cho mô h̀nh th y l c STT H s Giá tr 1 Th i gian ch y 15h 17/05/2010 - 15h 05/06/2010 2 H s nh t 0.28 3 H s nhám Manning 32 (m 1/3/s) 4 B c th i gian 30s 5 Bînăl uăl ng 15h 17/05/2010 ậ 15h 05/06/2010 6 Biên m căn c 15h 17/05/2010 ậ 15h 05/06/2010 7 Di năt́chăl i 78.000 m2
Tr m th yăv năđ hi u ch nh và ki măđnh: Trong khu v c nghiên c u có tr m th yăv năG̀nhăH̀oăquanătr c m căn c trong nhi uăn m.ăT̀iăli uăđ c thu th p t
TrungătâmăKh́ăt ng Th yăv năph́aăNam,ăt̀iăli u đ căđ́nhăgíăch tăl ng t t. V tŕ đ xu t k t qu P1 có to đ 548388.47 mE, 994567.74 mN và MC2 có to đ 545818.87 mE, 545818.87 mN (Hình 3.21) B ng 3.3 Th i gian hi u ch nh và ki măđnh Th i gian Hi u Ch nh 15h 17/05/2010 ậ 8h 01/06/2010 (V n t c dòng ch y) 12h 03/06/2010 ậ 15h 05/06/2010 (M căn c) Ki mă nh 8h 26/06/2017 ậ 6h 29/06/2017 (M căn c, V n t c dòng ch y)
Hình 3.22 So sánh v n t c dịng ch y th căđoăvƠăt́nhătoánăt i P1 (15h 17/05/2010 ậ 8h 01/06/2010)
Hình 3.23 So sánh m căn c th căđoăvƠăt́nhătốnăt iăđi m MC2 (12h 03/06/2010 ậ 15h 05/06/2010)
K t qu hi u ch nh mô h̀nh cho th y s phù h păt ngăđ i t t gi a k t qu mô ph ng và k t qu th căđoăt i c a sông Gành Hào. M căđ sai l chăc ngăđ c xem
xét,ătuyănhînăđi u này là không th tránh kh iăv̀ăc ngăđãăđ c d ki n d a trên tính bi năđ ng c a dòng ch y và s ph c t p trong th c t khiăđoăđ c. Ch s so sánh Nash = 0.729 đ tăđ c là khá t t.
Hình 3.24 So sánh giá tr v n t c dòng ch y gi a k t qu th căđoăvƠăt́nhătốnă
Hình 3.25 So sánh gi a k t qu m căn c th căđoăvƠăt́nhătoánăt i MC2 (8h 26/06/2017 ậ 6h 29/06/2017)
D li uădùngăđ hi u ch nh và ki măđnh mơ hình là d li uăd i d ng chu i th iăgian.ăSauăkhiăđ́nhăgí,ătaăth y h s t ngăquanăv̀ăh s Nash trong c hai quá trình hi u ch nh, ki măđ nhăđi uăđ t m căđ́ngătinăc y. Tuy nhiên, m t s th i
đi m có s chênh l ch m căn c th c t caoăh năm căn cămơăh̀nh,ănh ng nhìn chung ch s t ngăquanăcóăgíătr t ngăđ iăcaoălnăcaoăh nă0,7ăv̀ăh s Nash trên 0,7 có k t qu hi u ch nh và ki măđ nhăđ c th hi n trong B ng 3.4.
B ng 3.4 K t qu hi u ch nh và ki măđ nh mơ hình thu l c
R2 NSE V n t c dòng ch y M căn c V n t c dòng ch y M căn c Hi u ch nh 0,73 0.98 0,71 0.96 Ki măđnh 0,73 0.88 0.71 084
T k t qu so sánh trình bày trong các hình v ,ăt ngăt nh ăk t qu mô ph ng trong tháng 06/2010 và tháng 06/2017, cho th y s phù h p gi a k t qu mô ph ng và k t qu th căđo.ă i u này cho th yămôăh̀nhăMikeă21ăHDăđ c thi t l păđ tin c y
đ s d ng mơ ph ngătr ngăl uăt c trung bình th y tr c khu v c nghiên c u và s d ng k t qu cho mơ hình mơ ph ng sóng và v n chuy n bùn cát.
3.2.3 Hi u ch nh và ki măđnh module mơ ph ng sóng MIKE 21 SW
Thi t l p module sóng MIKE 21 SW v c ăb nămôăh̀nhăđ c thi t l p d a trên mơ hình th yăđ ng l c MIKE 21 HD, bao g m toàn b khu v c nghiên c u và k t qu các h s t mơ hình th yăđ ng l c. S li uăbînăsóngăđ c cung c p b i Vi n khoa h c th y l i mi năNamăd i d ng chu i s li u theo th iăgianăđ c trích xu t t mơ hình m r ng cho khu v c bi n đơng.ăBînăsóngăchoăl i tính bao g m các d li u: chi uăcaoăsóngăỦăngh aăHs,ăchuăk sóng,ăh ngăsóng,ăđ l ch chu n.
Nh ăđã tr̀nh b̀y ph n mô ph ng d li uăđ u v̀o, b s li uăđ c s d ngăđ
ch y mơ h̀nh sóng g m nh ng thơng s sau:
B ng 3.5 Giá tr tham s s d ng cho module MIKE 21 SW
STT H s Giá tr
1 H s phá sóng (Wave breaking) 0,8 2 H s Nikuradse roughness, kn 0,01 (m) 3 D li u gió trích xu t t k t qu
ch y mơ hình WRF 2009 - 2010 T căđ và h ng gió 4
Biên sóng (Significant wave height, Peak Wave Period, Peak Wave Direction, Directional Standard
Deviation)
15h 17/05/2010 ậ 8h 01/06/2010 12h 03/06/2010 ậ 15h 05/06/2010 5 K t qu t mơ hình thu l c 15h 17/05/2010 ậ 8h 01/06/2010
12h 03/06/2010 ậ 15h 05/06/2010 Tr m th yăv năđ hi u ch nh và ki măđnh: Trong khu v c nghiên c u có tr m th yăv năG̀nhăH̀oăquanătr c m căn c trong nhi uăn m.ăT̀iăli uăđ c thu th p t
TrungătâmăKh́ăt ng Th yăv năph́aăNam,ăt̀iăli uăđ căđ́nhăgíăch t l ng t t. V tŕđ xu t k t qu hi u ch nh v̀ ki măđnh mô h̀nh là đi m P1 có t aăđ 548388.47 m E, 994567.74 m N hình Hình 3.21
Th i gian
Hi u Ch nh 15h 17/05/2010 ậ 8h 01/06/2010 Ki mă nh 12h 03/06/2010 ậ 15h 05/06/2010
D li uăđ hi u ch nh mơ hình thu l c là chu i s li u v n t c dòng ch y t i
đi m hi u ch nh theo th i gian t 15h ngày 15h 17/05/2010 ậ 8h 01/06/20103, các
b c cách nhau 15 phút. S li u th căđoăl̀ăk t qu đi u tra kh o sát dịng ch y và sóng c a Vi n khoa h c thu l i mi n Nam.
Hình 3.26 So sánh giá tr chi u cao sóng gi a k t qu tính tốn và th căđoă(15h 17/05/2010 ậ 8h 01/06/2010)
Hình 3.27 So sánh giá tr chi u cao sóng gi a k t qu tính tốn và th căđoă(12h 03/06/2010 ậ 15h 05/06/2010) B ng 3.7 K t qu hi u ch nh và ki măđnh mơ hình sóng H s t ngăquan H s Nash Hi u Ch nh 0,74 0,71 Ki mă nh 0,93 0,84
3.2.4 Hi u ch nh và ki m đ nh module mô ph ng v n chuy n tr m tích MIKE21 MT
S li u tr măt́chăđ c cung c p b i Vi n khoa h c th y l i mi năNamăd i d ng báo cáo kh oăśtăđ a ch t, báo cáo kh o sát thu v năbùnăćt.ăMơăh̀nhămơăph ng v n chuy n tr m tích s d ng k t qu mơ hình ch y thu l căv̀ăsóngăđãăđ c hi u ch nh ki măđnh. D li u biên v n ng đ tr m tích l l ng (Suspended sediment
concentration)ăđ c cung c p b i Vi n khoa h c th y l i mi năNamăd i d ng chu i s li u theo th iăgianăđ c trích xu t t mơ hình m r ng cho khu v c bi nă ơng, n ng đ tr m tích n n c a khu v c nghiên c u kho ng 15g/l ậ 20g/l v i đ ng kính
h t cát đáy là 0,017mm. Tác gi thi t l p tiêp module MT v i b s li u đã hi u ch nh ki m đnh nh sau:
B ng 3.8 Giá tr tham s s d ng cho module MT
STT H s Giá tr
1 B c th i gian 30s
2 M t đ tr m tích (Suspended sediment
concentration) 2650 kg/m
3
3 ng su t c t l ng đ ng (The critical shear
stresses - Deposition) 0,07N/m
2
4 Tham s l p đ t (Bed parameters)
Layer 1: H s xói mịn (Erosion coefficient) 5×10-6 kg/m2/s Layer 1: ng su t c t (The critical shear
stresses) 0,25N/m
2
Layer 2: H s xói mịn (Erosion coefficient) 5×10-5 kg/m2/s Layer 2: ng su t c t (The critical shear
stresses) 0,25N/m
2
5
M t đ c a l p đ t (Density of bed layers) Layer 1:
Layer 2:
300 kg/m3 400 kg/m3 6 nhám c a l p đ t (Bed roughness) 0,001 m
STT H s Giá tr
7 Chuy năđ i gi a các l p đ t (Transition
between layers) 0,001kg/m
2/s
K t qu mô ph ng v n chuy n tr m tích đ c so sánh v i k t qu quan tr c bùn cát l l ng c a tr m Gành Hào vào tháng 6 n m2017ăđ c cung c p b i Vi n khoa h c th y l i mi n Nam. V trí trích xu t k t qu mô ph ngăđ so sánh v i k t qu quan tr c P2 (thu c t nh B c Liêu) có to đ 547736,00 mE, 998589,00 mN dùng
đ hi u ch nh mơ hình P3 (thu c t nh Cà Mau) có to đ 544970,00mE, 996272,00 mN dùng k ki m đnh mơ hình (Hình 3.21).
Hình 3.28 So sánh k t qu mô ph ng và k t qu quan tr c tr măt́chăl ăl ng t i P2
Hình 3.29 So sánh k t qu mô ph ng và k t qu quan tr c tr măt́chăl ăl ng t i P3
So sánh tr măt́chăl ăl ng t k t qu mô ph ng và k t qu quan tr c có nh ng sai l ch tuy nhiênăđ chính xác m c đ ch p nh n đ c dao đ ng trong kho ng 0,67 -0,99. K t qu hi u ch nh ki m đnhăđ c trình bày nh sau:
B ng 3.9 K t qu hi u ch nh và ki măđ nh mơ hình v n chuy n tr m tích
Th iăgian K t qu quan tr c (mg/l) K t qu mô ph ng (mg/l) ăch́nhăxác
P2 06/26/17 13:00 0,06 0,08 0,77 06/26/17 15:00 0,19 0,14 0,73 06/26/17 17:00 0,13 0,11 0,84 06/26/17 19:00 0,06 0,06 0,95 06/27/17 09:00 0,07 0,06 0,89 06/27/17 15:00 0,13 0,15 0,83 06/27/17 17:00 0,09 0,13 0,68 06/27/17 19:00 0,07 0,07 0,99 06/28/17 09:00 0,08 0,07 0,90 06/28/17 17:00 0,15 0,14 0,93 P3 06/26/17 09:00 0,44 0,54 0,83 06/26/17 11:00 0,40 0,54 0,75 06/26/17 21:00 0,40 0,42 0,95 06/26/17 23:00 0,56 0,49 0,87 06/27/17 01:00 0,36 0,54 0,67 06/27/17 03:00 0,54 0,54 0,99
06/27/17 23:00 0,45 0,41 0,91 06/28/17 01:00 0,51 0,54 0,95 06/28/17 05:00 0,44 0,54 0,82 06/28/17 23:00 0,31 0,25 0,82 06/28/17 01:00 0,40 0,54 0,75 3.3 Xây d ng k ch b n mô ph ng
phân t́ch v̀đ́nh gí m căđ nhăh ng c a dịng ch y v̀ sóngăđ năđ ng b v̀ t́c d ng c a ćc công tr̀nh ch nh tr sông. Nghiên c u ng d ng MIKE 21/3
đ xây d ng v̀ mơ h̀nh hóa s t l v i k ch b n c th nh ăsau:
K ch b n 1: Mô ph ng hi n tr ng b i xói c a khu v c nghiên c u.
K ch b n 2: Mơ ph ng q trình b iăxóiăd iăt́căđ ng c a bi năđ i khí h u và s suy gi măl ng phù sa
K ch b n 3: Mơ ph ng q trình b i xói v iătr ng h p tác đ ng do bão khu v c ven bi n.
3.3.1 K ch b n 1: Mô ph ng hi n tr ng
Mô ph ng hi n tr ng b i xói c a khu v c nghiên c u. Trong k ch b n này tác gi thi t l p mơ hình d a theo s li u hi n tr ng t ng h păđ căn mă2017ăv i các h s đãăđ c hi u ch nh và ki măđnh các module mô ph ngănh ătr̂n,ănh măđ́nhăgiá q trình b i xói khu v c nghiên c uăd iăt́căđ ng c a ch đ thu l c, sóng và
Hình 3.31 H ng sóng và chi uăcaoăsóngăđ n b bi n
Hình 3.33 Trung bình n ngăđ tr m tích l ăl ng khu v c kh o sát (kg/m3) k ch b n 1
Nh n xét:
đ́nhăgíăv năđ b i xói khu v c nghiên c u, tác gi d a vào giá tr Total
bedăthicknessăchangeă(m).ă ́nhăgíă các khu v c ven b , giá tr Total bed thickness change càng âm thì nh ngăđi măđóăcóănguyăc ăs t l càng cao.
K t qu k ch b n hi n tr ng cho th y, d a theo ch đ dòng ch y khi tri u lên và xu ngăthayăđ i theo mùa, d năđ n v n t c dòng ch yăt́căđ ng m nh m t s v trí g n khu v c c a sông. Khi tri u rút m nh,ăđo n sông chuăt́căđ ng m nh c a v n t c dòng ch y khá l n t 3 ÷ 3,5 m/s (Hình 3.30). K t qu mơ ph ng v s thayăđ i l păđ́yă(Totalăbedăthicknessăchangeă(m)) cho th yăxuăh ng xói l chi mă uăth nh ă
khu v c 1, 2 và 3. Khi so sánh k t qu mơ ph ng v n t c dịng ch y và k t qu mô ph ng b i xói c a khu v c cho th y nh ngăđi m chuăt́căđ ng m nh c a dịng ch y
th̀ăcóănguyăc ăb xói l (Hình 3.32).
K t qu mơ ph ng cho th y khiăđ n g n c aăsôngăG̀nhăH̀o,ăh ng sóng b nh
h ng b i hình thái c aăsơngăv̀ăćcăđo n khúc x doăđa hình nơng d năn̂năh ng sóng có s chuy năh ngăsangăh ngăNamăv̀ă ơngăNam.ăN ngăl ng sóng có s bi năđ i khá ph c t p t i khu v c c a sơng, khu v c c aăsơngăcóăđa hình khá nơng v i nhi u bãi b iăv̀ăđ dóc nh , vì v y sóng b tîuăt́năn ngăl ng do s nông d n c aăđ a hình. Trong th i k t th́ngă6ăđ n gi a tháng 10, gió có h ngă ông,ă ôngă
Nam nhăh ngăđ năh ng sóng và chi u cao sóng khi t́căđ ng vào b kho ng 0,5
ậ 0,8 m góp ph năt́căđ ng đ n xu h ng v n chuy n bùn cát khu v c ven b (Hình 3.31).
3.3.2 K ch b n 2: K ch b n bi n đ i khí h u (KB B KH)
Mơ ph ng q trình b iăxóiăd iăt́căđ ng c a bi năđ i khí h u và s suy gi m
l ng phù sa. Mơ ph ng q trình b iăxóiăd iăt́căđ ng c a bi năđ i khí h u và s suy gi m l ng phù sa mô ph ngăchoăn mă2030.ăTrongăk ch b n này v i gi đnh
h̀măl ng phù sa gi m 30% so v i k ch b n hi n tr ng. D a theo k ch b n bi năđ i khí h uăv̀ăn c bi n dâng cho Vi t Nam, k ch b n CRP 4.5 m c th iăgianăn mă
2030 khu v c t M iăK̂ăG̀ăđ n M iăC̀ăMauă(B T̀iănguŷnăv̀ăMôiătr ng, 2016) m căn c bi năt ngă3.61ă%ăsoăv i s li uăn mă2017. Mơ hình thi t l p ch y t ngày
Hình 3.34 V n t c dịng ch y lúc tri u rút k ch b năB KH
Hình 3.36 B i l ng và xói l mơ ph ng k ch b năB KH
Hình 3.37 Trung bình n ngăđ tr m tích l ăl ng (kg/m3) k ch b n 2
Nh n xét:
D iăt́căđ ng c a bi năđ i khí h u và s suy gi măl ng phù sa. Trong k ch b n 2 nh ng v trí b t́căđ ng b i v n t c dòng ch y g n gi ngănh ăkch b n hi n
tr ng. Tuy nhiên, v n t c dòng ch y t i nh ngăđi m nh y c m nh ăkhuăv c 1, 2 và 3 l năh năkho ng 15% so v i k ch b n 1 (Hình 3.34). Khiăl ng phù sa th ng ngu n gi m 30% so v i k ch b n hi n tr ng, thì m tăđ bùn cát ven b c ngăgi m, s thay
đ i l păđ́yă(Totalăbedăthicknessăchangeă(m)) bi năđ ng nhi uăh năsoăv i k ch b n