b. Phương ỏn 2: (Phương ỏn dẫn thẳng).
3.4 Tớnh toỏn thủy lực dũng chảy kiệt và xõm nhập mặn tại hạ du sụng Gianh
Để xỏc định bộ thụng số cho mụ hỡnh thuỷ lực – xõm nhập mặn mựa kiệt cho hệ thống sụng như: (Mặt cắt đặc trưng từng đoạn sụng, hệ số nhỏm lũng và bói sụng, hệ số khuếch tỏn lan truyền độ mặn, cỏc thụng số của cụng trỡnh thuỷ lợi), chỳng tụi đó tiến hành tớnh toỏn mụ phỏng diễn biến của chế độ thủy lực và xõm nhập mặn trong hệ thống sụng thụng qua số liệu thực đo của cỏc trạm quan trắc trong một chu kỳ triều 15 ngày từ 15 – 29/7/2000.
Tớnh toỏn mụ phỏng mụ hỡnh thủy lực – xõm nhập mặn sẽ phải thực hiện qua 2 giai đoạn: Trước hết phải mụ phỏng được diễn biến chế độ thủy lực trong mạng sụng sau đú mới chuyển sang mụ phỏng cho khuếch tỏn – lan truyền mặn.
3.4.1 Tớnh toỏn mụ phỏng mựa kiệt
Sau một quỏ trỡnh tớnh toỏn hiệu chỉnh cỏc thụng số thu được kết quả tớnh toỏn tương đối phự hợp với thực đo.
Để đỏnh giỏ mực độ chớnh xỏc của quỏ trỡnh mụ phỏng – hiệu chỉnh thụng số của mụ hỡnh thủy lực dựa vào chỉ số Nash-Sutcliffe. Chỉ số Nash-Sutcliffe phản ỏnh mức độ sai số giữa quỏ trỡnh mực nước thu được trong tớnh toỏn với giỏ trị thực đo trong cả thời đoạn tớnh tớnh toỏn và được tớnh theo cụng thức sau:
Trong đú: HRobs, iR: mực nước thực đo tại thời điểm thứ i
HRsim, iR: mực nước tớnh toỏn tại thời điểm thứ i
obs
H : mực nước thực đo trung bỡnh cỏc thời đoạn
Kết quả hiệu chỉnh mụ hỡnh tại cỏc trạm thủy văn cơ bản được thể hiện trong bảng sau:
Bảng III.3. Kết quả đỏnh giỏ sai số giữa mụ phỏng - thực đo
TT Trạm Zmax (m) Chờnh lệch đỉnh (m) Chỉ số NASH Thực đo Tớnh toỏn 1 Tõn Mỹ 0,48 0,418 0,062 0,921 2 Phỳ Trịch 0,46 0,443 0,017 0,876 3 Mai Húa 0,54 0,505 0,035 0,920
Quỏ trỡnh mực nước, lưu lượng tớnh toỏn và thực đo tại một cỏc trạm quan trắc như sau:
Hỡnh III.4: Quỏ trỡnh Z~t tớnh toỏn mụ phỏng và thực đo tại Mai Húa Hỡnh III.5: Quỏ trỡnh Z~t tớnh toỏn mụ phỏng và thực đo tại Phỳ Trịch
Hỡnh III.6: Quỏ trỡnh Z~t tớnh toỏn mụ phỏng và thực đo tại Tõn Mỹ
3.4.2. Mụ phỏng khuếch tỏn – lan truyền mặn
Từ bộ thụng số của mụ đun thủy lực, tiến hành tớch hợp mụ đun khuếch tỏn – lan truyền mặn và hiệu chỉnh mụ đun này cho số liệu đầu vào cú thời gian tương ứng với tớnh toỏn thủy lực. Quỏ trỡnh hiệu chỉnh thụng số mụ hỡnh dựa trờn sự phự hợp giữa kết quả tớnh toỏn và thực đo tại cỏc trạm kiểm tra, cụ thể là sự phự hợp về giỏ trị đỉnh mặn. Chỉ tiờu đỏnh giỏ về đỉnh dựa trờn sai số tương đối, tuyệt đối và thời gian xuất hiện đỉnh mặn. Dưới đõy là bảng kết quả đỏnh giỏ sai số và thời gian xuất hiện đỉnh cho cỏc vị trớ kiểm tra.
Đường quỏ trỡnh nồng độ mặn tớnh toỏn và thực đo tại cỏc số trạm quan trắc như sau:
Hỡnh III.7: Quỏ trỡnh S~t tớnh toỏn mụ phỏng và thực đo tại Phỳ Trịch
U
Nhận xột:U Kết quả của quỏ trỡnh mụ phỏng thủy lực đó cho đường quỏ trỡnh mực nước, lưu lượng tớnh toỏn và thực đo tại một số trạm kiểm tra khỏ phự hợp. Đường quỏ trỡnh mực nước tớnh toỏn tại cỏc vị trớ kiểm tra bỏm sỏt đường quỏ trỡnh thực đo với chỉ số Nash-Sutcliffe tại 3 vị trớ kiểm tra đều lớn hơn 0,87, giỏ trị chờnh lệch đỉnh của cỏc trạm này cũng nhỏ đảm bảo tiờu chuẩn cho phộp.
Kết quả tớnh toỏn mụ phỏng về độ mặn khỏ đồng pha với thực đo, nhưng về giỏ trị chưa thật sỏt nhau bởi phương trỡnh mụ tả qỳa trỡnh tải – khuếch tỏn chất hũa tan trong nước chỉ thật chớnh xỏc trong điều kiện chất hũa tan được pha trộn tốt trong nước nghĩa là nồng độ muối như nhau ở mọi điểm trờn cựng mặt cắt (kết quả cho nồng độ muối bỡnh quõn mặt cắt) nhưng đối với cỏc vựng cửa sụng (đặc biệt là cỏc sụng Miền Trung) thỡ nồng độ muối bị phõn tầng, độ mặn trờn cựng một mặt cắt khỏc nhau thường tăng dần từ trờn mặt xuống đỏy sụng, đồng thời độ chớnh xỏc của kết quả đo đạc cũng phụ thục rất nhiều yếu tố cả về chủ quan lẫn khỏch quan (về thời tiết, thời điểm, tần số, số thủy trực, điểm lấy mẫu nước ở từng mặt cắt và thiết bị phõn tớch mẫu), cũng như kinh nghiệm của bản thõn những người trực tiếp tớnh toỏn cũn hạn chế đõy cũng là khú khăn thường mắc phải của cỏc nghiờn cứu, tớnh toỏn về xõm nhập mặn.
Tuy nhiờn mức độ sai số vẫn nằm trong phạm vi chấp nhận được. Kết quả tớnh toỏn sẽ cho thấy được bức tranh về sự thay đổi mức độ xõm nhập mặn trờn mạng sụng khi cú sự tỏc động của con người đến trạng thỏi tự nhiờn của hệ thống sụng.
Bộ thụng số của mụ hỡnh cho hai mụ đun thủy lực và khuếch tỏn đó được xỏc định thụng qua quỏ trỡnh tớnh toỏn mụ phỏng đều nằm trong phạm vi cho phộp. Đõy là bộ thụng số sẽ được sử dụng cho giai đoạn kiểm nghiệm mụ hỡnh.
3.4.3 Tớnh toỏn kiểm định mụ hỡnh
Với sơ đồ tớnh toỏn, bộ thụng số đó được xỏc định trong phần trờn, tiến hành tớnh toỏn thủy lực – xõm nhập mặn cho 7 ngày từ 23 – 30/3/2011, tuy cú nhược điểm là chưa đủ thời gian một con triều hoàn chỉnh chọn nhưng số liệu đo đạc mới, đồng bộ nờn vẫn được chọn để kiểm định mức độ đỳng đắn của mụ hỡnh được lập ra với thực tế đo đạc. Dưới đõy là bảng, hỡnh vẽ kết quả tớnh toỏn kiểm định bộ thụng số cho mụ hỡnh.
Bảng III.4: Kết quả đỏnh giỏ sai số tớnh toỏn kiểm định và thực đo
TT Trạm Zmax (m) Chờnh lệch đỉnh (m) Chỉ số NASH Thực đo Tớnh toỏn 1 Tõn Mỹ 0,540 0,540 0 0,990 2 Phỳ Trịch 0,493 0,543 -0,050 0,909 3 Mai Húa 0,505 0,552 -0,047 0,893
Quỏ trỡnh mực nước, lưu lượng, độ mặn tớnh toỏn kiểm định mụ hỡnh thủy lực và thực đo thỏng 1/2007 tại một số trạm quan trắc như sau:
Hỡnh III.10: Quỏ trỡnh Z~t tớnh toỏn kiểm định và thực đo tại Phỳ Trịch
Hỡnh III.12: Quỏ trỡnh S~t tớnh toỏn kiểm định và thực đo tại Phỳ Trịch
Kết quả kiểm định bộ thụng số của mụ hỡnh cho một số kết luận sau:
Đối với mụ đun thủy lực kết quả kiểm định mụ hỡnh khỏ tốt với chỉ số Nash- Sutcliffe vào khoảng 0,8 9- 0,99, sai số chờnh lệch đỉnh mực nước nằm trong giới hạn cho phộp.
Việc kiểm định mụ đun khuếch tỏn cho kết quả sai số độ mặn lớn nhất tại một số trạm đo cũng nằm trong giới hạn cho phộp.
Kết luận chung về mụ hỡnh thủy lực mựa kiệt:
Qua kết quả tớnh toỏn mụ phỏng và kiểm định mụ hỡnh cho thấy bộ thụng số của mụ hỡnh đó xỏc định được mụ tả tốt cho mựa kiệt của hệ thống sụng cả về thủy lực lẫn khuếch tỏn – lan truyền mặn. Như vậy mụ hỡnh MIKE 11 thiết lập cho mạng sụng hạ du lưu vực sụng Gianh cú đủ điều kiện để tiếp tục ỏp dụng cho cỏc nghiờn cứu tiếp theo.
3.4.4 . Nội dung cỏc trường hợp tớnh toỏn
Cỏc trường hợp tớnh toỏn thủy lực mựa kiệt cũng được tiến hành trong điều kiện về kinh tế xó hội, khớ tượng thủy văn ở hiện tại (năm 2010) và tương lai đến năm 2020 tương ứng với mốc thời gian của quy hoạch phỏt triển và sử dụng nguồn nước lưu vực đó được cấp cú thẩm quyờn phờ duyệt cũng như kế phự hợp với kế hoạch phỏt triển kinh tế - xó hội đến năm 2020 của vựng nghiờn cứu trong trường hợp cụng trỡnh chuyển nước từ lưu vực sụng Rào Trổ sang lưu vực sụng Trớ để tạo nguồn cấp nước cho khu kinh tế Vũng Áng chưa cú và sau khi được xõy dựng đi vào vận hành. Cỏc trường hợp tớnh toỏn nhằm đỏnh giỏ tỏc động của việc chuyển nước ra khỏi lưu vực đến khả năng cấp nước trong mựa kiệt cho vựng hạ du lưu vực sụng Gianh nờn phải được tớnh với tần suất nước đến P= 75% (theo quy phạm cấp nước tưới cho nụng nghiệp) và P= 90% (theo quy phạm cấp nước tưới cho nụng nghiệp).