TRƯỜNG ĐH KHTN – ĐH QGHN
KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ HẢI DƯƠNG HỌC
Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS Trần Ngọc Anh
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Ghi
Báo cáo khóa luận
ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11
MÔ PHỎNG XÂM NHẬP MẶN
HẠ LƯU HỆ THỐNG SÔNG LAM
ĐẶT VẤN ĐỀ
Xâm
nhập
mặn biến
động
phức tạp
theo
không
gian và
thời gian
Công trình
giao thông thủy
Cung cấp nước
cho nông nghiệp
và sinh hoạt
Nuôi trồng thủy sản
…
Để khai thác mặt lợi, hạn chế mặt hại do xâm nhập mặn gây ra trước hết cần
phải đánh giá đúng đắn quy luật diễn biến theo không gian và thời gian của nó.
Sông Lam là lưu vực lớn thứ 2 ở vùng Bắc Trung Bộ, việc cung cấp nguồn nước
cho dân cư trong khu vực hạ lưu đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh
tế.
 Mô phỏng xâm nhập mặn vùng hạ lưu sông Lam là đề tài có nhu cầu cấp

Mêkông
•
Phía Tây Nam giáp với lưu vực
sông Gianh
•
Phía Đông giáp với biển Đông
1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Khu vực nghiên cứu (hạ lưu hệ
thống sông Lam):

Nghệ An: huyện Nam Đàn (23
xã), huyện Hưng Nguyên (23
xã), huyện Nghi Lộc (32 xã),
thành phố Vinh (16 xã), thị xã
Cửa Lò (7 xã)

Hà Tĩnh: huyện Đức Thọ (35
xã), huyện Nghi Xuân (19 xã),
thị xã Hồng Lĩnh (6 xã), Huyện
Hương Sơn (31 xã)
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH MIKE 11
1. Mô đun thủy động lực - HD
Hệ phương
trình
Saint-
Venant
Trong đó:
A - diện tích mặt cắt ngang (m2)
t - thời gian (s)
Q - lưu lượng nước (m3/s)

thành sông La tại trạm Linh Cảm.
-)
Tổng số mặt cắt là 106, trung bình 1.3km/1
mặt cắt.
3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 VÀO TÍNH TOÁN
XÂM NHẬP MẶN
1. Xây dựng mô hình:
c) Điều kiện biên:
- Biên thủy lực:

Biên trên: Lưu lượng thực đo tại các trạm Yên Thượng, Hòa Duyệt và Sơn Diệm

Biên dưới: Mực nước thực đo tại Cửa Hội
3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 VÀO TÍNH TOÁN
XÂM NHẬP MẶN
1. Xây dựng mô hình:
- Biên mặn:

Độ mặn tại các biên trên : giả thiết bằng 0

Độ mặn tại biên dưới – Cửa Hội (giả thiết bằng hằng số: 32‰)
3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 VÀO TÍNH TOÁN
XÂM NHẬP MẶN
Hiệu chỉnh từ 1h00 ngày 2/2/2006 - 1h00 ngày 31/3/2006
Kiểm định từ 1h00 ngày 2/2/2007 - 1h00 ngày 31/3/2007
Tại các trạm Linh Cảm, Chợ Tràng và Bến Thủy.
Sai số thu được từ mô hình tính theo chỉ tiêu Nash:




)(
1
Nash > 0.4 phương án dự báo đạt
Pi: giá trị dự báo
Oi: giá trị thực đo
: trung bình thực đo
n: số giá trị trong lần dự báo
O
a) Hiệu chỉnh và kiểm định mô đun HD:
2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình:
Nash (%) Đánh giá chất lượng dự báo
< 40 Kém
40 – 70 Trung bình
70 – 85 Khá
85 – 100 Tốt
3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 VÀO TÍNH TOÁN
XÂM NHẬP MẶN
2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình:

Hiệu chỉnh
mô đun HD:
- Kết quả so sánh H mô phỏng và thực đo tại Chợ Tràng thời
đoạn 1h00 ngày 2/2/2006 - 1h00 ngày 31/3/2006: Nash = 42%
2-2-2006 7-2-2006 12-2-2006 17-2-2006 22-2-2006 27-2-2006 4-3-2006 9-3-2006 14-3-2006 19-3-2006 24-3-2006 29-3-2006
-1.2
-1.1
-1.0
-0.9
-0.8
-0.7

-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
[meter]
Time Series Water Level
Trạm Linh Cảm: Nash = 68%
7-2-2006 12-2-2006 17-2-2006 22-2-2006 27-2-2006 4-3-2006 9-3-2006 14-3-2006 19-3-2006 24-3-2006 29-3-2006
-0.8
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1

Nhận xét:
- Kết quả so sánh giá trị thực đo và tính toán tại Chợ Tràng, Linh Cảm và Bến
Thủy cho thấy giá trị tính toán từ mô hình tương đối phù hợp với giá trị thực đo,
nhất là về pha dao động. Tùy triều cường hay triều kém mà một ngày có 1 (2) lần
mực nước cực đại và 1 (2) lần mực nước cực tiểu.
3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 VÀO TÍNH TOÁN
XÂM NHẬP MẶN
2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình:
Bộ thông số HD
River Name Chainage Resistance
SONG CA 55200 0.045
SONG CA 38523 0.045
SONG CA 73327 0.045
NGAN SAU 33130 0.030
NGAN SAU 59530 0.030
NGAN SAU 72800 0.030
NGAN PHO 10025 0.040
NGAN PHO 27470 0.040
3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 VÀO TÍNH TOÁN
XÂM NHẬP MẶN
2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình:

Kiểm định
mô đun HD:
1-2-2007 6-2-2007 11-2-2007 16-2-2007 21-2-2007 26-2-2007 3-3-2007 8-3-2007 13-3-2007 18-3-2007 23-3-2007 28-3-2007
-0.9
-0.8
-0.7
-0.6
-0.5

-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
[meter]
Time Series Water Level
Trạm Chợ Tràng: Nash = 56%
6-2-2007 11-2-2007 16-2-2007 21-2-2007 26-2-2007 3-3-2007 8-3-2007 13-3-2007 18-3-2007 23-3-2007 28-3-2007
-0.9
-0.8
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1

2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình:

Kiểm định
mô đun HD:
3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 VÀO TÍNH TOÁN
XÂM NHẬP MẶN
2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình:

Hiệu chỉnh mô đun AD:
Sai số thu được từ mô hình tính theo chỉ tiêu IOA (theo WMO) cho mô đun
xâm nhập măn:
IOA > 0.5 phương án dự báo đạt
Pi: giá trị dự báo
Oi: giá trị thực đo
: trung bình thực đo
n: số giá trị trong lần dự báo
O












−+−

0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
4.0
4.2
[PSU]
Time Series Salinity
3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 VÀO TÍNH TOÁN
XÂM NHẬP MẶN
2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình:

Hiệu chỉnh mô đun AD:
Trạm Bến Thủy: IOA = 51%
Bộ thông số AD
River Name Chainage
Dispersion
factor

1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
4.0
4.2
[PSU]
Time Series Salinity
Nhận xét:
- Với số liệu độ mặn thực đo và tính toán tại Bến Thủy, giá trị trung bình giữa
tính toán và thực đo tương đối phù hợp:
+ Hiệu chỉnh: Stbtt = 1.26; Stbtđ = 0.73; ΔStb= 0.53
+ Kiểm định: Stbtt = 1.14; Stbtđ = 0.74; ΔStb = 0.4
- Sự phù hợp giữa số liệu tính toán và thực đo đã khẳng định bộ thông số hệ số
khuyếch tán tìm được đủ khả năng thể hiện được các tính chất và đặc trưng của
các quá trình lan truyền chất nói chung và mặn nói riêng.
Kết luận:
Bộ thông số thủy lực (HD), khuyếch tán (AD) tìm được đủ đảm bảo độ tin cậy
để có thể áp dụng mô hình cho các phương án tính toán tiếp theo.
3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 VÀO TÍNH TOÁN
XÂM NHẬP MẶN
2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình:

XÂM NHẬP MẶN
3. Ứng dụng mô hình vào tính toán xâm nhập mặn theo các kịch bản:
3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 VÀO TÍNH TOÁN
XÂM NHẬP MẶN
Đường quá trình độ mặn lớn nhất dọc sông Cả kịch bản 1
3. Ứng dụng mô hình vào tính toán xâm nhập mặn theo các kịch bản:
Đường quá trình độ mặn lớn nhất dọc sông Cả kịch bản 2Đường quá trình độ mặn lớn nhất dọc sông Cả kịch bản 3
Sơ đồ ranh giới mặn theo kịch bản 1
3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 VÀO TÍNH TOÁN
XÂM NHẬP MẶN
3. Ứng dụng mô hình vào tính toán xâm nhập mặn theo các kịch bản:
Độ mặn
dọc sông
Cả
Khoảng cách tính từ cửa biển
Kịch bản 1 Kịch bản 2
Kịch bản
3
Rg1‰
23.5 28.5 37.5
Rg 4‰
17 18.5 19.5
Rg 10‰
15 16 16.5
Sơ đồ ranh giới mặn theo kịch bản 2Sơ đồ ranh giới mặn theo kịch bản 3
3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 VÀO TÍNH TOÁN
XÂM NHẬP MẶN
3. Ứng dụng mô hình vào tính toán xâm nhập mặn theo các kịch bản:
•
Kịch bản 3 là kịch bản bất lợi nhất, mặn xâm nhập sâu nhất vào trong đất liền (giới hạn