ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TELEMAC-2D ĐÁNH GIÁ ẢNH
HƢỞNG CỦA HIỆN TƢỢNG VỠ ĐẬP DẦU TIẾNG LÊN
VÙNG HẠ LƢU SÔNG SÀI GÒN PGS.TS. NGUYỄN THỐNG
TS. LƢU XUÂN LỘC
Khoa Xây dựng, Trường Đại học Bách khoa Tp. Hồ Chí MinhTÓM TẮT
Hồ chứa nước Dầu Tiếng được xây dựng trên thượng lưu sông Sài Gòn, thuộc địa
phận tỉnh Tây Ninh và được đưa vào khai thác từ năm 1985. Hồ có tổng dung tích 1,58 tỷ m
3

nước với cao trình mực nước dâng gia cường là 25,1m. Hồ chứa nước Dầu Tiếng có nhiệm vụ
chính là phục vụ nông nghiệp cho các tỉnh Tây Ninh, một phần thành phố Hồ Chí Minh và
tỉnh Long An. Nội dung bài báo giới thiệu một số kết quả bước đầu nhằm đánh giá khả năng
gây ra ngập vùng hạ lưu trong trường hợp có sự cố vỡ đập, trong đó chủ yếu xem xét vùng
ngập dọc sông Sài Gòn. Nghiên cứu cũng xem xét khả năng giảm ngập khi sự cố xảy ra với
việc phân lũ tại vị trí sông Rạch Tra và sông Sài Gòn. Mô hình Telemac2D được lựa chọn sử
dụng trong nghiên cứu dựa vào sự sử dụng rộng rãi của nó trong lĩnh vực nghiên cứu và khả
năng xử lý bài toán với tốc độ nhanh nhờ vào thuật toán song song được sử dụng trong mô
hình.

Từ khóa: Telemac-2D, Vỡđập Dầu Tiếng, Hạ lưu sông Sài Gòn, Lưu vực sông Đồng Nai –
Sài Gòn.

I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Theo quy định của cơ quan chức năng, việc đánh giá tác động của hiện tượng vỡ đập lên
vùng hạ lưu đối với các đập quy mô vừa và lớn là một nội dung bắt buộc. Hồ chứa nước Dầu

- Phương trình động lượng theo phương x:
 
)2()u(gradhdiv
h
1
F
x
Z
g
y
u
v
x
u
u
t
u
ex
s















Trong đó: h(m) – chiều sâu, u & v(m/s) – hai thành phần vận tốc theo phương nằm ngang x & y của
vận tốc
U

, q(m/s) – lưu lượng đơn vị của nguồn, Z
s
(m) – cao độ mặt thoáng, F
x,y
(m/s
2
) – các ngoại
lực (không kể trọng lực, ví dụ lực Coriolis, Gió ) tác dụng trên một đơn vị khối lượng chiếu theo
phương ngang x & y,
e

(m
2
/s) hệ số khuếch tán vận tốc.

III. ỨNG DỤNG TELEMAC-2D MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY 2D LƢU VỰC ĐỒNG NAI –
SÀI GÒN

III.1 Miền tính
Miền nghiên cứu được giới hạn từ Hồ Trị An (sông Đồng Nai), Phước Hòa (sông Bé), Dầu Tiếng
(sông Sài Gòn), Gò Dầu Hạ (Vàm Cỏ Đông), Mộc Hóa (Vàm Cỏ Tây); phía hạ lưu được lấy cách
xa cửa Soài Rạp 40-50 km. Miền tính được rời rạc hóa thành 269100 phần tử tam giác và 139240
nút, diện tích toàn bộ miền tính là 4992 km


Hình 2: Mực nƣớc tại trạm Biên Hòa


T (h)
Hình 3: Mực nƣớc tại trạm Nhà Bè

Hình 4: Mực nƣớc tại trạm Thủ Dầu Một
Biênđộ
(m)
Pha
(rad)
Biênđộ
(m)
Pha
(rad)
NhàBè
0.534
0.466
1.202
4.205
0.106
4.464
0.073
5.109
Phú An
0.478
0.263
1.115
3.893
0.131
3.821
0.086
4.103
ThủDầuMộ
t
0.296
5.806

0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
0 12 24 36 48 60 72
Quan trắc
Mô hình
Z (m)
T (h)
Bảng 1: Kết quả phân tích điều hòa từ kết quả mô hình M1

M2

M4

M6

Trạm
Biênđộ
(m)
Pha
(rad)
Biênđộ
(m)
Pha
(rad)

0.712
3.106
0.104
2.257
0.073
1.800

Bảng 2: Kết quả phân tích điều hòa từ số liệu quan trắc

Sai số giữa kết quả mô hình
cal
Q
và quan trắc
obs
Q
còn được đánh giá bởi chỉ số Nash-Sutcliffe R
2
:
 
 
)4(
QQ
QQ
1R
i
2
obs
i
obs
i

(m)
RMSE
(m)
 (quan trắc)
(m)
 (mô hinh)
(m)
R
2

NhàBè
0.028
0.065
0.132
0.947
0.961
0.980
Phú An
0.081
0.298
0.189
0.853
0.889
0.951
ThủDầuMột
0.075
0.210
0.249
0.574
0.518

0.5
1.0
1.5
2.0
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72
Mô hình
Quan trắc
Z (m)
T (h)
Hình 6: Trạm Biên Hòa
Hình 7: Trạm Nhà Bè

-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72
Mô hình
Quan trắc

-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72
Mô hình
Quan trắc
Z (m)
T (h)

-2.0
-1.5

= 2800 m
3
/s. Bài toán vỡ đập sẽ mô phỏng cho trường hợp nguy hiểm nhất ứng
với trường hợp mực nước trong hồ trước khi vỡ đập ở MNGC. Mô phỏng bài toán xem xét cho 3
trường hợp có chiều rộng vỡ đập khác nhau (B=1200m, 750m và 500m). Thời gian vỡ đập xem xét
cho 3 trường hợp T
vỡ đập
=1200s, 600s và giả thiết đập vỡ tức thì T
vỡ đập
=0s.

Hình 11: Lƣu lƣợng qua mặt cắt 1-1

Khi vỡ đập, mực nước trong đoạn sông ngay sau đập sẽ tăng lên nhanh chóng hình thành một “sóng
lũ” di chuyển nhanh về hạ lưu. Hình 6: Giao động mực nước hồ khi vỡ đập


30000
35000
40000
45000
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
Q (m
3
/s)
T (h)
Hình14: Mực nƣớc theo thời gian tại Rạch Trakhi vỡ đập

0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
Rạch Tra (B=500m) Rạch Tra (B=250m)
Rạch Tra (B=150m) Rạch Tra (B=750m)
Z (m)
T (h)

3. Quá trình truyền lũ trên sông
Hình 16: Ảnh hƣởng của phân lũ tại Rạch Tra lên mực nƣớc tại Thanh Đa và Phú An -2.5
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
X1 X2
X3 Rạch Tra

Kết quả tính toán cũng cho một số nhận định sau:
- Từ đập Dầu Tiếng về đến ngã ba kênh Rạch Tra và sông Sài Gòn là đoạn chịu ảnh hưởng trực tiếp
của sóng lũ và biên độ sóng giảm dần khi càng xa đập. Ở vị trí gần đập mực nước có thể đạt đến
cao trình +21.8m và ở vị trí đầu kênh Rạch Tra thì mực nước chỉ dâng đến cao trình +4.2m. Vận
tốc dòng chảy trong đoạn này rất lớn và vận tốc lớn nhất có thể đạt đến 11m/s (hình 13).
- Từ vị trí Rạch Tra đến Phú An có thể gọi là vùng chuyển tiếp từ ảnh hưởng của sóng lũ sang ảnh
hưởng của triều. Đường mực nước có độ dốc giảm đi đáng kể và thoải dần, mực nước có xu
hướng giảm dần từ cao trình +4.2m xuống còn +1,8m.
- Từ Phú An ra đến ngã ba Đèn đỏvàvề phía hạ lưu là vùng chịu ảnh hưởng phần lớn của triều, sóng
lũ hầu như không còn tác động đến khu vực này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Jean Michel HERVOUET (2007). Hydrodynamics of Free Surface Flows modelling with the
finite element method. WILEY.
[2]. Pierre LANG et al. (2010).Telemac2d_manuel_utilisateur_v6p2. EDF
[3].NGUYỄN Thống(2008). Bài giảng Phương pháp số ứng dụng. Trường Đại Học Bách Khoa
Thành phố Hồ Chí Minh.
[4]. Loren P. MEISSNER (1995). Fortran 90. PWS Publishing Company
[5]. Canadian Hydraulics Centre, National Research Council.Blue Kenue Reference Manual 2010.

Lờicámơn:
- NghiêncứunàyđượcthựchiệntrongkhuônkhổTrungtâm CARE, TrườngĐạihọcBáchKhoa Tp.
HồChí Minh.
- CácmôphỏngnàyđãđượcthựchiệntạiTrungtâmtínhtoánhiệunăngcao (HPCC)
TrườngĐạihọcBáchKhoa Tp. HồChí Minh.
Địa chỉ liên hệ:

PGS. TS. NguyễnThống
ĐạihọcBáchKhoa
Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
Tel. 098 99 66 719
Email :[email protected]