Cùng v i vi c ti p c n và áp d ng các công ngh tiên ti n trong n c c ng nh n c ngoài, n m 2002 v i s h p tác c a chính ph 2 n c (Vi t Nam- an M ch), b mô hình h MIKE đ c gi i thi u, gi ng d y và áp d ng cho m t s l u v c c a Vi t Nam. B mô hình MIKE là m t ph m m m tiên ti n đã đ c áp d ng, qu ng bá t i nhi u n c trên th gi i. B mô hình bao g m các mô hình v i các ch c n ng tinh toán khác nhau nh mô hình NAM, MIKE BASIN, MIKE 11, MIKE FLOOD, MIKE 21C, MIKE MOUSE, MIKE URBAN…
MOUSE trong MIKE URBAN - Mô hình tính toán th y l c bao g m tính toán dòng ch y do m a, trên kênh d n và trong đ ng ng dùng đ tính toán tiêu n c đô th. Trong mô hình c ng bao g m các module khác đ tính toán ch t l ng n c, v n chuy n phù sa. Ngoài MOUSE, trong MIKE URBAN còn 2 mô hình t ng t nh MOUSE là SWMM và ASSET và các mô hình tính toán này có th chuy n hóa l n nhau d dàng. Trong d án này s d ng s d ng ph n m m MIKE 11 đ mô ph ng m ng l i th y l c TP. C n Th .
MIKE 11 - Mô hình thu đ ng l c h c ch t l ng n c, là ph n m m k thu t chuyên d ng c a DHI (Vi n Th y l c an M ch) đ mô ph ng dòng ch y, ch t l ng n c và v n chuy n bùn cát c a sông, trong sông su i, h th ng t i, kênh d n và ao h . MIKE 11 là mô hình m t chi u thu đ ng h c và g n g i v i ng i s d ng cho
vi c phân tích, thi t k , qu n lý và v n hành chi ti t h th ng sông kênh đ n gi n c ng nh ph c t p. V i môi tr ng g n g i v i ng i s d ng, t c đ và tính kh thi c a nó, MIKE 11 cung c p cho vi c tính toán hi u qu và toàn di n, áp d ng cho quy ho ch và qu n lý ch t l ng, ngu n n c, và các công trình th y l i. Modul th y đ ng l c h c (HD), trên n n t ng gi i h ph ng trình Saint Venant “ph ng trình trình liên t c (b o toàn kh i l ng) và ph ng trình đ ng l ng (b o toàn đ ng l ng)” là nòng c t c a h mô hình MIKE 11 và thi t l p n n t ng cho các modul khác bao g m:
- Tính toán m a rào dòng ch y
-Tính toán th y l c
-Tính toán ch t l ng n c
- D báo l (FF) và v n hành h ch a.
- Mô ph ng quá trình truy nt i bùn cát không c k t v.v…
V i b mô hình MIKE t ng đ i toàn di n, tính n ng, hi u qu truy c p thông tin và giao di n đ ho sinh đ ng c a công ngh GIS, có th là s k t h p hoàn h o trong v n đ thi t k , quy ho ch và qu n lý t ng h p ngu n n c.
Hình 2-4. C u trúc mô hình th y l c C s khoa h c
∗ Ph ng trình mô t dòng ch y trong kênh sông
H ph ng trình Saint-Venant m t chi u mô t dòng ch y trong kênh:
Ph ng trình liên t c:
x q Q t
A =
∂ +∂
∂
∂
Ph ng trình đ ng l ng:
2 0
2
=
∂ + + ∂
∂
∂
∂ +
∂
ARC Q Q g x gA Z x
A Q t
Q α
Trong đó:
Q: L u l ng qua m t c t ngang.
A: Di n tích dòng ch y.
Z: M c n c so v i cao đ chu n.
q: L u l ng gia nh p.
C: H s Chezy.
R: Bán kính thu l c.
: H s phân b đ ng l ng.
x: To đ d c sông.
t: th i gian.
∗ Ph ng trình mô t dòng ch y qua công trình
Trong mô hình MIKE 11 đã mô t m t lo t các công trình có tác d ng nh các đi m đi u khi n trong h th ng. Vi c v n hành các công trình đ c tính toán trong ch ng trình theo các đi u ki n dòng ch y khác nhau b ng các công th c quan h Q~h. Các công trình đi u khi n này khác v i các công trình khác 2 khía c nh quan tr ng:
Công trình có th đ c mô t ho c nh công trình ch y ng m, công trình ch y m t hay công trình có c a h ng tâm. Nh v y công trình có th đ c mô t nh là m t ng ng di đ ng hay d ng nâng h cánh c a c ng.
i v i công trình v đ p thì nó không th xác đ nh tr c quan h đ c tr ng dòng ch y t i h n Q~h c a công trình.
Trong mô hình đ i v i các công trình c a h ng tâm đ c t đ ng chia thành ph n ch y phía trên và ph n ch y bên d i. Cao đ c a đ i v i ph n dòng ch y trên đ c tính toán d a vào d ng hình h c. Dòng ch y qua ph n bên d i đ c tính toán ph thu c vào ch đ dòng ch y.
D i đi u ki n ch y t do l u l ng đ c tính toán nh sau:
1
1
, 2
1
gy a y
w Qfreeunderflow
δ τ δ
+
=
Trong đó:
: H s hi u ch nh l u l ng, g: Gia t c tr ng tr ng, y1: M c n c th ng l u, w: m c a c ng,
a: Di n tích dòng ch y qua c a (đ m x b r ng c a) : H s co h p đ c tính nh sau:
= 1 – 0,75( /90o) + 0,36( /90o)2 v i là góc nghiêng c a c a so v i đáy kênh
D i đi u ki n ch y ng p l u l ng đ c tính toán nh sau:
) (
2 1
2 2 1
1
, a g y y
y w
Qsubmergeunderflow −
−
=
δ τ δ
y2: m c n c phía h l u
Dòng ch y t do khi y2 < ylimit + yTran,Bottom và ch y ng p khi y2>ylimit + yTran,Depth, trong đó yTran,Bottom và yTran,Depth là các giá tr xác đnh t ng i dùng.
ylimit đ c tính nh sau:
−
−
+
= 1 16 1 1
lim 2
w H y it w
δ δ
Trong đó H: c t th n ng th ng l u.
Dòng ch y trên c a khi m c n c h l u là du i đ nh c a c a h ng tâm:
αy1β
b Qoverflow =
Trong đó:
B: đ r ng c a, và : h s .
Khi m c n c h l u là trên đnh c a c a thì công th c tính l u l ng là:
−
=
−0.385
1 2
1 1
β
α β
y y y
b Qoverflow
∗ Ph ng trình t i khu ch tán
Ph ng trình 1chi u, b o t n kh i l ng c a m t ch t trong dung d ch đó là ph ng trình t i khu ch tán nh sau:
q C x AKC
AD C x x QC t
AC
+ 2
−
=
∂
∂
∂
− ∂
∂ +∂
∂
∂
Trong đó:
C: N ng đ C2: N ng đ ngu n c p/thu D: H s khu ch tán q: L u l ng gia nh p A: Di n tích m t c t ngang x: To đ không gian K: H s phân rã tuy n tính t: Th i gian