4. Cỏch tiếp cận và phương phỏp nghiờn cứu
3.3.1.Một số mụ hỡnh nghiờn cứu lan truyền chất lỏng chảy ngầm
a) Mụ hỡnh MT3D
MT3D là một mụ hỡnh số ba chiều toàn diện để mụ phỏng quỏ trỡnh lan truyền chất hũa tan trong thiết lập phức tạp địa chất thủy văn. MT3D cú một thiết kế kiểu mụ-đun cho phộp mụ phỏng cỏc quỏ trỡnh vận chuyển độc lập hoặc phối hợp. MT3D là khả năng mụ hỡnh húa chuyển động ngang trong cỏc trường dũng chảy phức tạp trạng thỏi ổn định và tạm thời, phõn tỏn khụng đẳng hướng, đầu tiờn để phõn hủy và tạo ra cỏc phản ứng, và sự hấp thụ tuyến tớnh và phi tuyến. Nú cũng cú thể xử lý loại phản ứng phõn hủy vi sinh, phản ứng đơn nguyờn, và cỏc sản phẩm con. Điều này cho phộp MT3D làm nhiều loại phản ứng và mụ phỏng hoặc đỏnh giỏ sự suy giảm tự nhiờn trong một chựm chất gõy ụ nhiễm. MT3D được liờn kết với cỏc mụ phỏng dũng chảy ngầm USGS, MODFLOW, và được thiết kế đặc biệt để xử lý cỏc vấn đề lan truyền chất ngang chi phối mà khụng cần để xõy dựng cỏc mụ hỡnh dành riờng đặc biệt cho vận chuyển chất tan.
MT3D được phỏt triển đầu tiờn bởi Chunmiao Zheng vào năm 1990 tại hiệp hội S.S. Papadopulos với một phần hỗ trợ từ cơ quan bảo vệ mụi trường Mỹ (USEPA)
b) Mụ hỡnh MT3DMS
Đõy là mụ hỡnh ba chiều được phỏt triển từ mụ hỡnh MT3D được Zheng (1990) xõy dựng với hiệp hội S.S. Papadopulos được S. Robert Kerr, phũng thớ nghiệm nghiờn cứu mụi trường của cơ quan bảo vệ mụi trường Hoa Kỳ tiếp tục phỏt triển. Trong nhiều năm qua cỏc phiờn bản khỏc nhau của MT3D đó được thường xuyờn sử dụng trong mụ hỡnh vận chuyển chất gõy ụ nhiễm và nghiờn cứu, đỏnh giỏ, khắc phục hậu quả. Mụ hỡnh này phỏt triển MT3D với khảnăng mở rộng đỏng kể, bao gồm việc bổ sung:
1.Giảm bớt số biến bậc ba, sơ đồ tớnh toỏn dũng chảy ngang đú là bảo toàn chất nhưng khụng đưa ra quỏ nhiều độ phõn tỏn số và dao động nhõn tạo.
2. Giải quyết cú hiệu quả dựa trờn phương phỏp Gradient liờn hợp tổng quỏt để loại bỏ sự hạn chế ổn định trong khoảng thời gian vận chuyển.
3. Lựa chọn cho sự phự hợp hấp thụ khụng cõn bằng đụi vựng khuếch tỏn ngang vận chuyển chất.
4. Cấu trỳc của chương trỡnh gồm nhiều thành phần cú thể phự hợp với phản ứng tớch hợp tiện ớch của bộ chương trỡnh cho mụ hỡnh húa cỏc phản ứng sinh học, húa học.
MT3DMS là một mụ hỡnh vận chuyển ba chiều đa dạng cho mụ phỏng dũng chảy ngang, phõn tỏn và phản ứng húa học của chất gõy ụ nhiễm trong hệ thống nước ngầm.
MT3DMS được phỏt triển với sự hỗ trợ từ quõn đội Mỹ, Quõn đoàn kỹ sư Trạm thớ nghiệm Đường thủy theo Chương trỡnh Phỏt triển và nghiờn cứu mụi trường chiến lược (SERDP).
Với sự nghiờn cứu và phỏt triển của Chunmiao Zheng, bộ mụn khoa học địa chất và P.Patrick Wang, Bộ mụn toỏn, Đại học Alabama, Tuscaloosa, Alabama, USA.
c) Mụ Hỡnh Visual Modflow
Phần mềm Visual Modflow của Cụng ty Waterloo Hydrogeologic Inc. Canada xõy dựng và phỏt triển. Đõy là phần mềm rất dễ sử dụng, tớnh linh động cao vỡ cú thể giao tiếp được với nhiều phần mềm chuyờn dụng khỏc như Mapinfow, ArcGIS, Sufer, Excel, MicroStation... Việc nhập và hiệu chỉnh số liệu đầu vào cho mụ hỡnh bằng phần mềm này được tiến hành một cỏch dễ dàng, tốc độ tớnh toỏn khỏ nhanh. Đồng thời giỏ thương mại của phần mềm vừa phải nờn được sử dụng khỏ rộng rói. Ở Việt Nam, từ những năm 80 phần mềm này đó được du nhập và sử dụng rất rộng rói.
d) Mụ hỡnh GMS (Groundwatre Model Sytem)
Phần mềm GMS của Trường đại học Bigham Young University kết hợp với cụng ty U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station sản xuất
và phỏt triển. Điểm mạnh của phần mềm này là được tớch hợp cỏc mụ dul GIS để phục vụ cụng tỏc nhập số liệu tuy nhiờn khụng được thiết kế theo hướng mở để cú thể giao tiếp số liệu thuận lợi với cỏc phần mềm khỏc. GMS cũng được thiết kế trờn nền tảng MODFLOW-96 và MODFLOW – 2000 nhưng việc nhập số liệu vào mụ hỡnh bằng GMS thường khỏ phức tạp và khú chỉnh sửa. Ở Việt Nam, GMS được một số Cơ quan trong miền Nam sử dụng.
Lựa chọn mụ hỡnh
Qua việc phõn tớch ưu điểm và nhược điểm của cỏc mụ hỡnh, tỏc giả nhận thấy là mụ hỡnh Visual Modflows là phự hợp. Trong luận văn này tỏc giả sử dụng bộ phần mềm Visual Modflows trong đú cú mụ-đun MODFLOW tớch hợp với mụ đun MT3D kể trờn để mụ phỏng động lực học dũng chảy ngầm và lan truyền chất cho khu vực nghiờn cứu Tỏc giả lựa chọn mụ hỡnh này bởi phần mềm này cú nhiều ưu điểm vượt trội hơn cả về giao diện đồ họa cũng như nhập-xuất dữ liệu và dữ liệu đầu vào phự hợp với điều kiện số liệu ở nước ta.