CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VÀ THIẾT LẬP MÔ HÌNH MÔ HÌNH MIKE 11,
3.4. HIỆU CHỈNH VÀ KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH MIKE 11, MIKE 21FM
3.4.1.1. Hiệu chỉnh chỉnh mô hình
Sau khi đã thiết lập được mô hình, tiến hành hiệu chỉnh thông số mô hình.
Trong quá trình hiệu chỉnh cần luôn kết hợp so sánh kết quả tính mực nước với số liệu thực đo để chỉnh hệ số nhám. Khi kết quả tính toán hiệu chỉnh mực nước khá gần với số liệu thực đo tại các trạm có số liệu kiểm định, bộ thông số tìm được là đạt và có thể dùng được trong tính toán phương án tiếp theo. Kết quả hiệu chỉnh mô hình được thể hiện dưới dạng các biểu đồ so sánh kết quả tính toán và thực đo tại vị trí các trạm thủy văn kiểm tra trên mạng sông đã nói ở trên và chỉ số kiểm định NASH tương ứng tại các trạm đó. Kết quả hiệu chỉnh mô hình như sau:
Bảng 3.2: Kết quả hiệu chỉnh thông số mô hình
TT Trạm Sông Vị trí Hmax(m)
Sai số (m) Nash Thực đo Tính toán
1 Trung Hà Đà 56168 17,55 17,35 -0,20 0,916
2 Việt Trì Hồng 11514 16,85 16,85 0,00 0,878
3 Hà Nội Hồng 78736 12,43 12,42 -0,01 0,917
4 Hưng Yên Hồng 140201 7,86 7,91 0,05 0,915
5 Phủ Lý Đáy 128662 4,09 4,06 -0,03 0,836
6 Thượng Cát Đuống 3662 11,80 11,91 0,11 0,919
7 Bến Hồ Đuống 29616 9,02 8,91 -0,11 0,885
8 Triều Dương Luộc 5513 6,70 6,73 0,03 0,921
9 Chanh Chữ Luộc 49988 3,70 3,74 0,04 0,832
10 Đáp Cầu Cầu 102507 6,52 6,68 0,16 0,831
11 Phả Lại Thái Bình 3948 6,52 6,71 0,19 0,806
12 Cát Khê Thái Bình 11010 5,97 5,88 -0,09 0,835 13 Phú Lương Thái Bình 27807 4,40 4,42 0,02 0,808 14 Trực Phương Ninh Cơ 5207 3,14 3,14 0,00 0,841
15 Quyết Chiến Trà Lý 2000 5,27 5,36 0,09 0,948
16 Nam Định Đào 5133 4,81 4,69 -0,12 0,902
17 Bến Bình Kinh Thầy 9226 5,11 5,08 -0,03 0,823
18 Quảng Đạt Lai Vu 14552 3,41 3,48 0,07 0,805
19 Gián Khẩu Hoàng Long 59240 3,68 3,67 -0,01 0,896 Kết quả tính toán thử nghiệm mô hình mô phỏng cho trận lũ VIII/1996 cho thấy sai số mực nước lũ lớn nhất giữa tính toán và đo đạc là trong khoảng từ 0 đến 0,20m. Đường quá trình tính toán và thực đo là phù hợp về dạng đường, thời gian xuất hiện đỉnh trùng nhau, hệ số NASH nằm trong khoảng từ 0,8 đến 0,92. Như vậy với bộ thông số trên có thể tiếp tục dùng để tính toán kiểm định mô hình.
3.4.2.2 Kiểm định mô hình
Tương tự với các tiêu chuẩn đánh giá bộ thông số khi tiến hành hiệu chỉnh mô hình. Kết quả kiểm định mô hình như sau:
Bảng 3.3: Kết quả kiểm định thông số mô hình
TT Trạm Sông Vị trí Hmax(m)
Sai số (m) Nash Thực đo Tính toán
1 Trung Hà Đà 56168 17,13 17,30 0,17 0,943
2 Việt Trì Hồng 11514 16,41 16,42 0,01 0,968
3 Sơn Tây Hồng 29173 14,68 14,75 0,07 0,986
4 Hà Nội Hồng 78736 12,01 12,03 0,02 0,985
5 Hưng Yên Hồng 140201 7,66 7,76 0,10 0,982
6 Thượng Cát Đuống 3662 11,42 11,35 -0,07 0,983
7 Bến Hồ Đuống 29616 8,66 8,72 0,06 0,980
8 Triều Dương Luộc 5513 6,58 6,61 0,03 0,869
9 Chanh Chữ Luộc 49988 3,59 3,48 -0,11 0,935
10 Phả Lại Thái Bình 3948 5,72 5,73 0,01 0,911 11 Cát Khê Thái Bình 11010 5,28 5,35 0,07 0,918 12 Phú Lương Thái Bình 27807 3,93 3,95 0,02 0,930 13 Quyết Chiến Trà Lý 2000 4,96 4,94 -0,02 0,965 14 Bến Bình Kinh Thầy 9226 4,55 4,58 0,03 0,961
Nhận xét:
- Qua kết quả tính toán (các hình vẽ kiểm định mô hình trong phần phụ lục) ta thấy nhìn chung đường mực nước, lưu lượng tính toán và thực đo tương đối phù hợp về pha; về lượng sự phù hợp không cao, nhất là các trạm mực nước vùng ảnh hưởng thu triều.
- Kết quả tính toán hệ số NASH tương đối tốt, nằm trong khoảng từ 0,86 đến 0,99 cho kết quả khá tốt.
Như vậy, với kết quả kiểm định và thử nghiệm mô hình có thể dùng để tính toán mực nước và lưu lượng lũ thiết kế của hệ thống đê các sông thuộc tỉnh Hà Nam phục vụ phòng chống lũ.
3.4.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình Mike 21 3.4.2.1. Hiệu chỉnh mô hình
Kết quả tính toán chuỗi số liệu bao gồm lưu lượng và mực nước từ 9/VIII/1996 đến 28/VIII/1996 được tính toán từ mô hình một chiều MIKE11 sẽ làm cơ sở để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực hai chiều phục vụ cho tính toán xác định tuyến thoát lũ. Thông số sau khi hiệu chỉnh mô hình như bảng sau:
Bảng 1 - Bộ thông của mô hình sau khi hiệu chỉnh
Tên hệ số Đ lớn Đơn vị
Bước thời gian tính 10 s
Hệ số Manning lòng 25-32 m1/3/s
Hệ số Manning bãi 20 m1/3/s
Mực nước ban đầu sông Hồng 6.5 m
Mực nước ban đầu sông Đáy 4.1 m
Hệ số nhớt rối ngang theo CT Smagorinsky 0,28
Kết quả tính toán hiệu chỉnh mô hình để tìm ra bộ thông số thích hợp cho mô hình trên đoạn sông nghiên cứu cho hệ số NASH đạt 0,91. Như vậy có thể dùng bộ thông số để tính toán kiểm định mô hình.
3.4.2.2. Kiểm định mô hình
Số liệu đầu vào: là chuỗi số liệu biên lưu lượng từ 14/VIII/2002 đến 24/VIII/2002 được tính toán từ mô hình một chiều MIKE11. Nguyên nhân phải tính
toán từ mô hình một chiều vì tại đoạn sông nghiên cứu không có số liệu đo lưu lượng tại các biên đầu vào cho mô hình hai chiều MIKE21FM. Kết quả của mô hình một chiều đã được hiệu chỉnh với độ tin cậy cao do đó có thể lấy số liệu từ mô hình một chiều để làm biên cho mô hình hai chiều.
Kết quả tính toán kiểm định mô hình để tìm ra bộ thông số thích hợp cho mô hình trên đoạn sông nghiên cứu. Hệ số NASH đạt 0,87. Như vậy, việc thiết lập mô hình và các thông số đưa vào mô hình MIKE21FM cho việc mô phỏng thủy lực xác định hành lang thoát lũ và tính toán diễn biến lòng dẫn theo các giải pháp trên đoạn sông nghiên cứu là hợp lý.