- hệ cao độ Hải đồ
R:Bỏn kớnh thuỷ lực (m) α:Hệ số phõn bố động lượng Trong chương trỡnh Mike 11 hệ phương trỡnh trờn được biến đổi thành hệ
phương trỡnh sai phõn hữu hạn õ̉n, và được giải cho cỏc lưới điểm (tại mỗi nỳt). Phương trỡnh St. Venant ở trờn được đơn giản hoỏ cho trường hợp mặt cắt ngang sụng là hỡnh chữ nhật. Mặt cắt sụng tự nhiờn thường khụng phải là hỡnh chữ nhật, vỡ vậy mụ hỡnh Mike 11 chia mặt cắt thành nhiều hỡnh chữ nhật nhỏ theo hướng ngang và giải hệ phương trỡnh trờn cho những hỡnh chữ nhật đú và sau đú tổng hợp lại (DHI 2000).
Mụ hỡnh Mike 21 HD
Mụ hỡnh cú thể mụ hỡnh húa dũng chảy tràn với nhiều điều kiện được tớnh đến, bao gồm:
- Ngập và tiờu cho nước vựng tràn - Tràn bờ
- Dũng chảy qua cụng trỡnh thủy lợi - Thủy triều
- Nước dõng do bóo
Phương trỡnh mụ tả bao gồm phương trỡnh lien tục kết hợp với phương trỡnh động lượng mụ tả sự biến đổi của mực nước và lưu lượng. Lưới tớnh toỏn sử dụng trong mụ hỡnh là lưới hỡnh vuụng.
58
Tuy nhiờn nếu Mike 21 độc lập cũng khú cú thể mụ phỏng tốt quỏ trỡnh ngập lụt tại một lưu vực sụng với cỏc điều kiện ngập thấp.
Hệ phương trỡnh cơ bản sử dụng trong mụ hỡnh Mike 21 bao gồm 1 phương trỡnh liờn tục và 2 phương trỡnh chuyển động:
- Phương trỡnh liờn tục:
- Phương trỡnh chuyển động
Mụ hỡnh Mike Flood:
Mặc dự mụ hỡnh Mike 11 và Mike 21 cú những ưu điểm vượt trội trong việc mụ phỏng dũng chảy 1 chiều trong mạng lưới sụng phức tạp và cú thể mụ phỏng bức tranh 2 chiều của dũng tràn trờn bề mặt đồng ruộng.
Tuy nhiờn nếu xét riờng rẽ chỳng vẫn cũn một số hạn chế trong mụ phỏng ngập lụt. Đối với Mike 11 sẽ rất khú khăn để mụ phỏng dũng chảy tràn nếu khụng biết trước một số khu chứa và hướng chảy, khụng mụ tả được trường vận tốc trờn mặt ruộng hoặc khu chứa, cũn trong Mike 21, nếu vừa muốn tớnh toỏn dũng tràn trờn bề mặt ruộng, vừa muốn nghiờn cứu dũng chảy chủ lưu trong cỏc kờnh dẫn thỡ cần phải thu nhỏ bước lưới đến mức cú thể thể hiện được sự thay đổi của địa hỡnh trong lũng dẫn mà hệ quả của nú là thời gian tớnh toỏn tăng lờn theo cấp số nhõn.
Để kết hợp ưu điểm của cả 2 mụ hỡnh 1 và 2 chiều đồng thời khắc phục cỏc nhược điểm của chỳng, Mike Flood cho phép kết nối 2 mụ hỡnh Mike 11 và Mike
59
21 trong quỏ trỡnh tớnh toỏn, tăng bước lưới của mụ hỡnh nhưng vấn mụ phỏng được cả dũng chảy trong lũng dẫn và trờn mặt ruộng hoặc ụ chứa.
Trong Mike Flood cú 4 loại kết nối sau đõy giữa mụ hỡnh 1 chiều và 2 chiều:
Kết nối tiờu chuẩn:
Trong kết nối này thỡ một hoặc nhiều ụ lưới của Mike 21 sẽ được liờn kết với 1 đầu của phõn đoạn sụng trong Mike 11. Loại kết nối này rất thuận tiện cho việc nối một lưới chi tiết của Mike 21 với một hệ thống mạng lưới sụng lớn hơn trong Mike 11, hoặc nối cỏc cụng trỡnh trong mụ hỡnh Mike 21. Cỏc cỏch ỏp dụng cú thể của nú được chỉ ra trong hỡnh dưới đõy.
Kết nối bờn:
Kết nối bờn cho phép một chuỗi cỏc ụ lưới trong Mike 21 cú thể liờn kết vào 2 bờn của một đoạn sụng, một mặt cắt trong đoạn sụng hoặc toàn bộ một nhỏnh sụng trong Mike 11. Dũng chảy khi chảy qua kết nối bờn được tớnh toỏn bằng cỏch sử dụng cỏc phương trỡnh của cỏc cụng trỡnh hoặc cỏc bảng quan hệ Q – H. Loại kết nối này đặc biệt hữu ớch trong việc tớnh toỏn dũng chảy tràn từ trong kờnh dẫn ra khu ruộng hoặc bói, nơi mà dũng chảy tràn qua bờ đờ bối sẽ được tớnh bằng cụng thức đập tràn đỉnh rộng. Một vớ dụ của loại kết nối này được minh họa trong hỡnh sau:
60
Kết nối cụng trỡnh:
Kết nối cụng trỡnh là nét mới đầu tiờn trong một loạt cỏc cải tiến trong Mike Flood. Kết nối cụng trỡnh lấy thành phần dũng chảy từ một cụng trỡnh trong Mike 11 và đưa chỳng trực tiếp vào trong phương trỡnh động lượng của Mike 21. Quỏ trỡnh này là õ̉n hoàn toàn và vỡ thế khụng ảnh hưởng đến cỏc bước thời gian trong Mike21.
Kết nối khụ:
Một ụ lưới Mike 21 được gỏn là kết nối khụ theo chiều x sẽ khụng cú dũng chảy chảy qua phớa bờn phải của ụ lưới đú. Tương tự, một kết nối khụ theo chiều y sẽ khụng cú dũng chảy chảy qua phớa trờn nú. Cỏc kết nối khụ này được phỏt triển để bổ sung cho cỏc kết nối bờn. Để chắc chắn rằng dũng chảy tràn trong Mike 21 khụng cắt ngang từ bờ này sang bờ bờn kia của sụng mà khụng liờn kết với Mike 11, cỏc kết nối khụ là gỏn cho cỏc ụ lưới là đất cao, mà tựy thuộc vào độ phõn giải của lưới tớnh cú thể chưa được mụ tả. Kết nối khụ cũng được sử dụng để mụ tả cỏc dải phõn cỏch hẹp trong đồng ruộng vớ dụ như đờ bối, đường… và khi đú thay vỡ sử dụng một chuỗi cỏc ụ lưới được định nghĩa là đất cao thỡ nờn sử dụng chuỗi cỏc kết nối khụ.
61
Sử dụng cỏc kết nối trờn đõy ta cú thể dễ dàng liờn kết hai mạng lưới tớnh trong mụ hỡnh 1 chiều và 2 chiều với nhau. Khi chạy mụ hỡnh, để coupling chỳng, Mike Flood cung cấp 3 kiểu Coupling sau đõy tựy thuộc vào mục đớch sử dụng mụ hỡnh:
- Coupling động lực: cỏc kết nối sẽ chỉ chuyển cỏc thụng tin và thủy động lực (cần thiết cho cỏc tớnh toỏn trong Mike 11 và Mike 21) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Coupling truyền tải chất: cỏc kết nối chỉ truyền cỏc thụng tin liờn quan đến cỏc quỏ trỡnh vận tải và khuếch tỏn (cần thiết cho cỏc tớnh toỏn trong Mike 11 và Mike 21).
- Coupling cả động lực và truyền tải chất.
Sơ đồ tớnh thủy lực
62
Hỡnh 3.4. Sơ đồ tớnh thủy lực sụng Kone - Hà Thanh (Mike-21fm)
Hỡnh 3.5. Sơ đồ kết nối Mike 11 và Mike-21fm
Theo sơ đồ trờn vựng bói hạ du sụng Kone - sụng Hà Thanh được xõy dựng trờn lưới tam giỏc cú kớch thước thay đổi phụ thuộc vào địa hỡnh, bỡnh quõn
63
100x100m. Trong quy hoạch việc chia ụ như trờn là hợp lý và phự hợp với giai đoạn.
Chọn biờn cho sơ đồ thủy lực
a. Biờn trờn
- Trờn sụng Kone biờn trờn là đường quỏ trỡnh lưu lượng lũ (Q~t) tại trạm thủy văn Bỡnh Tường.
- Trờn sụng Hà Thanh là đường quỏ trỡnh lưu lượng lũ (Q~t) của sụng Hà Thanh tại Nỳi Thơm cỏch cầu Diờu Trỡ 3,5 km về thượng lưu.
b. Biờn dưới
- Biờn dưới của bài toỏn thủy lực lũ là đường quỏ trỡnh mực nước (Z~t) tại trạm triều Quy Nhơn.