3.1.1.1. Khái quát chung
Sau hơn 40 năm hoạt động mặc dù đã được bổ sung và hoàn chỉnh tu bổ hàng năm nhưng hệ thống thuỷ nông còn tồn tại nhiều nhược điểm chưa đáp ứng được nhiệm phục vụ sản xuất nông nghiệp và dân sinh kinh tế trong vùng. Mặt khác tình hình khí tượng thuỷ văn có nhiều biến đổi, cơ cấu cây trồng cũng thay đổi, yêu cầu tưới, tiêu nâng cao hơn trước. Hơn nữa, từ năm 1990 hồ Hoà Bình đưa vào vận hành đã làm thay đổi đáng kể chế độ dòng chảy của toàn hệ thống sông Hồng, sông Thái Bình cả trong mùa lũ lẫn mùa kiệt. Vì vậy việc xem xét lại toàn bộ qui hoạch thuỷ lợi của huyện Thuận Thành là việc làm cần thiết và cấp bách. Qua đó tìm ra giải pháp tối ưu, đáp ứng yêu cầu phát triển dân sinh kinh tế trong vùng.
Trong quy hoạch này cần nghiên cứu xác định biện pháp giải quyết vấn đề cấp nước, tiêu úng cho huyện Thuận Thành nằm trong hệ thống Nam Đuống nói chung. Tính toán thủy lực các phương án tiêu úng khác nhau nhằm xác định mực nước và lưu lượng dọc sông trục phục vụ cho việc so chọn phương án quy hoạch cấp nước, tiêu úng thích hợp.
3.1.1.2. Lựa chọn mô hình tính toán thuỷ lực
a. Giới thiệu một số mô hình thủy lực tiêu biểu
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều mô hình thủy lực đang được ứng dụng để tính toán, phân tích dòng chảy trên sông và trên kênh hở. Một số mô hình thủy lực đã được áp dụng có hiệu quả để diễn toán dòng chảy trong hệ thống sông và vùng ngập lụt ở nước ta. Mô hình SORGEAH đã được áp dụng thành công trong khai thác tính toán dòng chảy tràn trong hệ thống kênh rạch và các ô trũng. Mô hình MASTER ứng dụng trong nghiên cứu quy hoạch cho vùng hạ lưu sông Cửu Long
vào năm 1988. Mô hình VRSAP đã được áp dụng trong tính toán dòng chảy lũ và dòng chảy mùa cạn cho vùng đồng bằng. Mô hình DMH đẫ được áp dụng thành công trong tính toán nguy cơ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Vũ Gia – Thu Bồn, và nghiên cứu thủy lực hạ lưu sông Hồng trong trường hợp giả sử vỡ đập Hòa Bình, Sơn La. Hiện nay, tai Việt Nam, 1 số mô hình đã được áp dụng như: WENDY, FWQ86M, MEKSAL, MASTER MODEL, VRSAP, KOD, HECRAS, MIKE 21…
Cùng với sự phát triên của khoa học công nghệ, viện DHI của Đan Mạch đã cho ra đời sản phẩm mô hình toán 1 chiều, đặc biệt là mô hình Mike 11.
Mục tiêu của mô hình Mike 11 là giải quyết các bài toán về chất lượng nước, vận chuyển bùn cát, đặc biệt là vấn đề dự báo lũ (đưa ra được các đường mực nước
và lưu lượng thiết kế). b. Lựa chọn mô hình
Tất cả các mô hình giới thiệu ở trên đều được xây dựng trên cơ sở phương trình liên tục và quy luật bảo toàn động lượng. Mỗi mô hình có một cách tiếp cận và đều cho phép tính toán chế độ thuỷ lực trong kênh dẫn hở để tìm ra những thông số cần thiết phục vụ việc thiết kế, quản lý các hệ thống thuỷ lợi. Trong tất cả các chương trình tính toán trên, họ chương trình MIKE đã được cải tiến nhiều lần cho phù hợp với điều kiện về tài liệu cũng như khai thác kết quả tính toán. Đây là họ chương trình tiên tiến, đã được nhiều cơ quan đầu ngành trong lĩnh vực tài nguyên nước kiểm nghiệm. Trong nghiên cứu này sử dụng mô hình MIKE 11 để xác định chế độ tiêu của vùng Nam Thái Bình.