zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Báo cáo khoa học

BÁO CÁO " ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE ĐỂ TÍNH TOÁN NGẬP LỤT HẠ LƯU LƯU VỰC SÔNG CU ĐÊ, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG "

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Báo xấu

103
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hạ lưu sông Cu Đê, thuộc thành phố Đà Nẵng, hiện nay đang được đô thị hóa; cơ sở hạ tầng đang được xây dựng mạnh mẽ. Lũ lụt hàng năm đã gây nên ách tắc giao thông, thiệt hại về người và tài sản của cư dân trong vùng. Hạ lưu sông Cu Đê, thuộc thành phố Đà Nẵng, hiện nay đang được đô thị hóa; cơ sở hạ tầng đang được xây dựng mạnh mẽ. Lũ lụt hàng năm đã gây nên ách tắc giao thông, thiệt hại về người và tài sản của cư...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: BÁO CÁO " ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE ĐỂ TÍNH TOÁN NGẬP LỤT HẠ LƯU LƯU VỰC SÔNG CU ĐÊ, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG "

Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE ĐỂ TÍNH TOÁN NGẬP LỤT HẠ LƯU LƯU VỰC SÔNG CU ĐÊ, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG APPLY MIKE MODEL IN FLOODING CALCULATION OF DOWN-STREAM OF THE CUDE RIVER BASIN, DANANG CITY SVTH: Bùi Duy Tân1 , Phạm Văn Lạc2 Lớp 07X2B, 2Lớp 07X2A Khoa Xây dựng Thủy lợi – Thủy điện, 1 Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng GVHD: GS.TS Nguyễn Thế Hùng Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT Hạ lưu sông Cu Đê, thuộc thành phố Đà Nẵng, hiện nay đang được đô thị hóa; cơ sở hạ tầng đang được xây dựng mạnh mẽ. Lũ lụt hàng năm đã gây nên ách tắc giao thông, thiệt hại về người và tài sản của cư dân trong vùng. Do đó việc tính toán dự báo lũ lụt là vấn đề hết sức cần thiết và cấp bách; kết quả mô phỏng ngập lũ và thời gian lũ bằng mô hình toán sẽ là cơ sở q uan trọng trong việc xác định cao độ san nền, kích thước, độ cao các công trình cầu, đường, cống, kênh thoát lũ. Trong bài nghiên cứu này, các tác giả áp dụng MIKE FLOOD, một modun kết nối MIKE11 và MIKE21 thuộc bộ phần mềm MIKE của Viện khoa thủy lực Đan Mạch, để tính toán. Tác giả đã dựa vào các trận lũ năm 2008 và năm 2009 để hiệu chỉnh và kiểm tra mô hình; đã tìm được bộ tham số mô hình nhằm làm cơ sở cho tính toán dự báo cho các kịch bản phát triển độ thị hạ lưu sông Cu Đê. ABSTRACT At the downstream of Cude River of Danang city, urbanization process is happening; infrastructure is investing strongly. Floods every year leaded to traffic -jams, losses of human and properties. Hence, calculating and forecasting of floods is the extremely necessary and important problem; the results of flood modeling and floods timeline by the computational models will be the important basic to define the elevation of foundations, size and elevation which constructions (bridge, street, culvert, drainage canal) taken place. In this research report, authors applied module MIKE FLOOD which used to couple two modules MIKE11 and MIKE21 included by MIKE software packa ge of Danish Hydraulic Institute to calculate floods. Authors calibrated and verified model based on floods 2008 and 2009 and find out the parameters of the model which is based on for calculating and forecasting flooded scenarios of urban development at the downstream of Cude River. Đặt vấn đề 1. Với vị trí là một thành phố đầu tàu của khu vực miền Trung – Tây Nguyên, Đà Nẵng đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Tuy nhiên do đặc điểm địa hình, khí hậu và thủy văn, nên Đà Nẵng đã phải gánh chịu những thiên tai nặng nề. Trong quá khứ đã xảy ra những trận lũ lụt rất lớn. Do vậy để phát triển bền vững thì việc dự báo định lượng được mức độ ngập lũ lụt 1
Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 do việc xây dựng cơ sở hạ tầng là vô cùng cần thiết và cấp bách cho thành phố Đà Nẵng. Khu vực hạ lưu sông Cu Đê, thuộc phía Bắc của thành phố, nơi có những dự án khu dân cư mới như: Hòa Hiệp Bắc, Thủy Tú, Golden Hills... Để đảm bảo cho sự phát triển bền vững của khu vực, xác định độ cao ngập lũ, thời gian lũ, nhóm nghiên cứu đã ứng dụng phần mềm MIKE của Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) vào tính toán ngập lụt ở hạ lưu lưu vực sông Cu Đê nhằm xác định những vị trí và độ sâu ngập lụt, thời gian ngập lụt; từ đó đề ra những biện pháp phòng tránh giảm nhẹ thiên tai cho khu vực. Phương pháp nghiên cứu 2. Trong đề tài nghiên cứu nầy, nhóm nghiên cứu chọn các module MIKE11, MIKE21FM, MIKE FLOOD thuộc bộ phần mềm MIKE (DHI) để tính toán. Nhóm tác giả đã dựa trên các bộ số liệu bao gồm: mực nước triều Z(t) thực đo của các năm 2008, 2009 tại hạ lưu sông Cu Đê; lưu lượng dòng chảy đến Q(t) từ thượng nguồn và bản đồ cao độ số dưới dạng tọa độ (x,y,z) để tính toán mô phỏng lại các trận lũ này, nhằm xác định bộ thông số mô hình, làm cơ sở để mô phỏng cho các kịch bản lũ trong tương lai. 3. Nội dung tính toán Cơ sở tính toán 3.1. 3.1.1. Mô phỏng dòng chảy một chiều MIKE11 Dòng chảy một chiều trong lòng dẫn (sông) được mô tả bằng hệ phương trình vi phân, gồm 2 phương trình sau: Phương trình liên tục: (1) Phương trình động lượng (Saint Venant): (2) Trong đó: Q: lưu lượng dòng chảy qua diện tích mặt cắt ướt A(m3/s) x: biến không gian (dọc theo dòng chảy) (m) t: biến thời gian tính toán (giây) q: lưu lượng bổ sung dọc tuyến (vuông góc với trục sông) (m2/s) A: diện tích mặt cắt ướt (m2) h: mực nước trên mặt chuẩn (m) C: hệ số Chezy R: bán kính thu lực (m) : Hệ số phân phối mô men động lượng 3.1.2. Mô phỏng dòng chảy tràn 2 chiều ngang MIKE21FM Dòng chảy tràn bãi trong mô hình thủy lực 2 chiều ngang được mô tả bằng hệ phương trình gồm 1 phương trình liên tục và 2 phương trình động lượng: h hu hv    hS t x2 y
Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 (3)  gh 2   sx  bx  hu hu 2 huv   hTxx   hTxy   hu s S (4)    fv h  gh    x 2  0 x  0  0 x t x y y  gh 2   sy  by  hv huv hv 2   hTxy   hTyy   hvs S    fu h  gh    (5) y 2 0 y 0 0 x t x y y Trong đó: : độ sâu dòng chảy và vận tốc trung bình theo phương x, y tương ứng; h=η+d η : sự thay đổi cao độ mặt nước, d: khoảng cách từ mặt chuẩn đến đáy lòng dẫn; S : độ lớn của lưu lượng ở điểm nguồn; us , vs : độ lớn của vận tốc tại điểm nguồn theo phương x, y; f : lực coriolis ; Tij : ứng suất bên; ρo : mật độ nước; : ứng suất đáy theo hướng x, y; : lực ma sát do gió trên mặt thoáng theo hướng x, y; Sơ đồ tính toán 3.2. Aerial Photo MIKE 11 DEM MIKE FLOOD FLOODING MAP MIKE 21 ĐK biên Hình 1: Sơ đồ các bước tính một bài toán lũ Dữ liệu đầu vào 3.3. 3.3.1. Không ảnh (Aerial photo) Được dùng để xác định vệt sông mà tại đó ta mô hình các trận lũ. Nó có thể được chụp bằng nhiều cách: máy bay, vệ tinh,…ở đây nhóm tác giả sử dụng công cụ Google Earth của hãng Google để chụp lại bức không ảnh này. 3.3.2. Điều kiện biên Bao gồm các biên lưu lượng vào (Q~t) tại ngã ba Cu Đê – Suối Cậy, thượng lưu đoạn sông tính toán và biên triều (Z~t) tại cửa sông Cu Đê. Ở đây nhóm tác giả mô hình tính toán lũ với biên đầu vào là biên lưu lượng và mực nước triều tại cửa sông của hai trận lũ điển hình năm 2008 và 2009. 3
Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 Hình 3. Quá trình lũ đến Cu Đê 2009 Hình 2. Quá trình lũ đến Cu Đê 2008 Hình 4. Mực nước triều thực đo trận Hình 5. Mực nước triều thực đo trận lũ (23-30/11-2008) lũ (28-30/9-2009) Dữ liệu cao độ địa hình số (DEM) 3.3.3. Lưu vực sông Cu Đê có địa hình được mô phỏng bằng mô hình cao độ số, thông qua phần mềm GIS (Global Information System) xuất ra dạng file dữ liệu tọa độ (X,Y,Z) dùng được cho mô hình MIKE (DHI). Hình 6. Địa hình tính toán lũ trên sông Cu Đê Mô hình lũ 3.4. Mô hình lũ bao gồm: Mô hình 1 chiều trong sông MIKE 11 và mô hình lũ tràn bãi hai chiều trên MIKE 21FM. 3.4.1. Mạng lưới sông 1D (Q~t) (Z~t) (Z~t) (Q~t) Hình 8. Địa hình tính toán MIKE 21FM Hình 7. Mạng lưới sông trong MIKE 11 3.4.2. Địa hình tính toán MIKE 21FM Mô hình lũ hai chiều trên toàn lưu vực có khả năng chịu ảnh hưởng của lũ (hình 8). 4
Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 4. Kết quả tính toán Mô hình một chiều 4.1. Hình 9. Mực nước lũ 2008 tại cầu Thượng Hình10. Mực nước lũ 2009 tại các cầu Nam Ô trên sông Cu Đê + Hiệu chỉnh mô hình: Trận lũ 2008 được dùng để hiệu chỉnh mô hình. Đường màu xanh là mực nước tính toán, đường màu đỏ là mực nước thực đo. Khi hiệu chỉnh mô hình, nhận được hệ số tương quan (correlation cofficent) giữa mực nước thực đo và tính toán là 0,983. Điều này cho thấy kết quả hiệu chỉnh là chấp nhận được. + Trận lũ năm 2009 được dùng để kiểm tra mô hình (do hai trận lũ 2008 và 2009 có độ lớn rất khác nhau, nên việc kiểm tra ở đây chưa thích hợp lắm); và trong đề tài này nhóm nghiên cứu cũng chỉ kiểm tra được tại một số điểm ngập lũ tràn bờ, được tính toán bằng cách kết nối với bài toán hai chiều MIKE21. Mô hình hai chiều 4.2. Bảng so sánh mực nước tính toán và mực nước thực đo tại mốc báo lũ Thủy Tú của trận lũ 2009. Mực nước Mực nước Sai lệch Trận lũ thực đo (m) (m) tính toán (m) 2009 3,09 3,5 0,41 Thủy Tú Hình 12. Vùng ngập lụt max lũ 2009 Hình11. Vùng ngập lụt max lũ 2008 Nhận xét: Ta nhận thấy lũ 2008 có thời gian xảy ra đến lúc kết thúc là tương đối lớn (23- 5
Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 30/11/2008) tức là 7 ngày. Nhưng vì cường độ lũ thấp nên vùng chịu ảnh hưởng ngập lụt cũng không cao và độ sâu ngập lụt lớn nhất tại khu vực Thủy Tú vào khoảng 1,55m. Tuy nhiên khác hẳn với lũ 2008 là lũ 2009 tuy thời gian xảy ra ngắn chỉ vào khoảng 3 ngày nhưng do cường độ lũ lớn nên vùng bị ảnh hưởng ngập lụt rất lớn và tại thời điểm nguy hiểm nhất độ sâu ngập lụt tại khu vực Thủy Tú là khoảng 3,5m cao hơn mực nước mốc báo lũ 0,41m. 5. Kết luận Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đã áp dụng MIKE Flood để tính tràn lũ hạ du sông Cu Đê. Sau khi hiệu chỉnh và kiểm tra mô hình theo hai trận lũ thực tế đã xảy ra năm 2008, 2009 nhóm tác giả đã nhận được bộ tham số mô hình; từ đó có thể sử dụng chúng để mô phỏng cho sự ngập lụt và thời gian ngập ở bất kì vị trí nào thuộc hạ lưu lưu vực sông Cu Đê theo hiện trạng cũng như cho các kịch bản phát triển đô thị. Bộ thông số mô hình tìm được ở đây cần phải được hiệu chỉnh khi có được tài liệu địa hình đầy đủ, các biên thượng lưu và hạ lưu đo đạc chính xác và có nhiều vị trí đo đạc được độ ngập sâu do lũ lụt, tại các vị trí quan trọng của hạ lưu sông Cu Đê. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Cảnh Cầm, Thủy lực dòng chảy hở, NXB Xây dựng, Hà Nội 2006. [2] Nguyễn Thị Nga, Trần Thục, Động lực học dòng sông, NXB ĐH Quốc gia Hà Nội, 2001. [3] Hà Văn Khối, Nguyễn Văn Tường, Dương Văn Tiến, Thủy văn công trình, NXB Khoa học tự nhiên và công nghệ, Hà Nội 2008. [4] ASCE Manuals and Reports on Engineering practice No.97, Hydraulic Modeling concepts and practice, USA 2000. [5] Danish Hydraulic Institude, User Manual Mike 11, Denmark 2007. [6] Danish Hydraulic Institude, Introduction and Tutorial Mike 11, Denmark 2007. [7] Danish Hydraulic Institude, Introduction and Tutorial Mike 21FM, Denmark 2007. [8] Danish Hydraulic Institude, Introduction and Tutorial Mike Flood, Denmark 2007. 6

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.09: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Quản Trị Kinh Doanh

81 tài liệu

1641 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.