Với tấm lòng chân thành nhất, tôi xin chân thành cảm ơn tới


ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN CHỈNH TRỊ



tải về 438.73 Kb.
trang12/12
Chuyển đổi dữ liệu18.07.2016
Kích438.73 Kb.
#1831
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12

3.4. ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN CHỈNH TRỊ

3.4.1. Các phương án chỉnh trị [4]


Để tiến hành đánh giá ảnh hưởng của các phương án chỉnh trị đến diễn biến lòng dẫn đoạn sông Hồng từ Cầu Long Biên đến Khuyến Lương ở đây sẽ tiến hành mô phỏng trường tốc độ trong các phương án khác nhau, từ đó làm cơ sở cho đánh giá ảnh hưởng của các phương án chỉnh trị đối với quá trình thoát lũ và bồi xói. Hai phương án chỉnh trị sẽ được xem xét cùng với phương án hiện trạng, cụ thể như sau:

Phương án 0 (PA0): Lòng sông (đoạn qua Hà Nội cũ) có cập nhật số liệu năm 2007, đại diện cho địa hình hiện trạng.

Phương án 1 (PA1): Lòng sông sau khi chỉnh trị có các cấp cao độ sau:

- Ở phần đáy sông, cao trình đáy nhỏ hơn hoặc bằng +0. Nếu đáy sông đoạn chỉnh trị có cao trình nhỏ hơn +0 thì giữ nguyên, các nơi cao trình lớn hơn 0 đều phải nạo vét.

- Bậc thềm sông thứ nhất có cao trình là +10 m

- Bậc thềm sông thứ hai, cao trình là + 11.5 m

- Cao trình đê trung ương có độ cao là + 15 m

Xem sơ họa mặt bằng các phương án chỉnh trị trong hình 3.31.


3.4.2. Đánh giá ảnh hưởng của phương án chỉnh trị đến trường vận tốc


Để đánh giá ảnh hưởng của phương án chỉnh trị đến trường vận tốc khu vực nghiên cứu, mô hình MIKE 11 (HD) sau khi đã hiệu chỉnh đối với các trận lũ 1996, số liệu lũ 8 năm 2000 được sử dụng cho các phương án chỉnh trị.



Hình 3.27: Mặt bằng chỉnh trị (Đáy sông: mầu xẫm, Thềm sông bậc 1: mầu nhạt, thềm sông bậc 2: mầu ghi nhạt, bao ngoài: đê trung ương) [4]

Hình 3.32 và hình 3.33 thể hiện kết quả mô phỏng trường vận tốc dòng chảy lớn nhất, kết quả mô phỏng được triết xuất với thời gian 3 giờ một lần và được thể hiện bằng video. Các hình từ 3.34 dến 3.37 thể hiện mặt cắt và lưu tốc theo phương ngang của hai phương án cũ (PA 0) và phương án mới (PA 1) với vận tốc cực đại, trước khi đỉnh lũ lên (12800 m3/s) tại 04 ví trị xói trọng điểm.

Phân tích kết quả trường vận tốc trong điều kiện địa hình hiện trạng (PA0) cho thấy: vận tốc cực đại lớn nhất đạt tới 2.0 m/s tại ví trị bờ hữu gần trạm bơm Hồng Vân. Tại ví trí này, dòng chủ lưu áp sát đê, độ sâu thực tế lớn nhất đạt tới -22.3 m. Khu vực có nguy cơ xói mạnh có phạm vi từ Km37.5 đến Km39. Tuy nhiên do đoạn này gần biên dưới của miền tính nên ở phương án hiện trạng, lưu tốc không được ổn định (hình 3.37). Đoạn xói lở trọng điểm thứ 2 có lưu tốc sát bờ lớn là đoạn ở sau đỉnh cong thuộc bờ hữu sông Hồng, gần chùa Kim Cương. Lưu tốc ở khu vực này cũng đạt tới 1.5 m/s, độ sâu cực đại gần bờ thực tế lên tới -21.7m. Đoạn có vận tốc lớn thứ ba là đoạn bờ tả gần bến Bát Tràng (mặt cắt 74). Ở đây dòng chủ lưu cũng gần bờ tả, lưu tốc tính ở phương án hiện trạng là trên 1.5 m/s. Khu vực thứ 4 là tại mặt cắt 46, gần bến Thanh Trì (Hình 3.34). Tại đây dòng chủ lưu áp sát bờ hữu, lưu tốc lên tới 2.2 m/s. Nhìn chung với kết quả mô phỏng trường vận tốc trong điều kiện hiện trạng cho thấy có sự bất lợi trong ổn định tuyến đê thuộc khu vực ngay sau đỉnh cong số 1, 2, 3 và 4 do vận tốc sát bờ lớn.

Trong điều kiện chỉnh trị (PA1), kết quả mô phỏng trường vận tốc cho thấy lưu tốc cực đại đã giảm, nhưng không đồng đều. Giảm nhiều nhất tại mặt cắt 46 với độ giảm là 0,7 m/s. Trên các Hình 3.34 đến Hình 3.37 cho thấy đồ phân bố lưu tốc tương đối đối xứng với vận tốc lớn nhất thường nằm ở giữa lòng chính ở hầu hết tất cả các mặt cắt (xem thêm Hình 3.38). Trường dòng chảy trong phương án này chủ yếu tập trung vào khu vực chủ lưu, hướng tốc độ dòng chảy tại các khu vực đỉnh cong được hướng ra khu vực giữa lòng do vậy sẽ hạn chế nguy cơ xói bờ. Qua phân tích cho thấy phương án chỉnh trị đã làm cho trục động lực đi theo đường cong thuận, giảm vận tốc tối đa gần bờ.



Lưu ý là cao độ thể hiện trên các mặt cắt ngang đã được trung bình hóa bởi mô hình tuân theo phương pháp thể tích hữu hạn. Lưu tốc thể hiện trên các hình vẽ là lưu tốc tổng cộng (căn bậc hai của bình phương vận tốc theo hai hướng). Mặt cắt được đánh số từ 1 đến 161 từ thượng về hạ lưu tương ứng với 161 x 41 nút của lưới tính toán 2 chiều.





Hình 3.28: Kết quả tính toán trường vận tốc lớn nhất trận lũ tháng 8/2000 – PA0





Hình 3.29: Kết quả tính toán trường vận tốc lớn nhất trận lũ tháng 8/2000 – PA1



Hình 3.30. Đáy sông và phân bố vận tốc theo phương ngang tại mặt cắt 46



Hình 3.31. Đáy sông và phân bố vận tốc theo phương ngang tại mặt cắt 74



Hình 3.32. Đáy sông và phân bố vận tốc theo phương ngang tại mặt cắt 111



Hình 3.33. Đáy sông và phân bố vận tốc theo phương ngang tại mặt cắt 146



Hình 3.34. Kết quả lưu tốc ở Phương án 1 ở mép nước bờ tả, hữu và giữa dòng

3.4.3. Đánh giá ảnh hưởng các phương án chỉnh trị đến khả năng bồi xói


Để tiến hành đánh giá ảnh hưởng của các phương án chỉnh trị đến khả năng bồi xói cần có lưu lượng bùn cát tại biên thượng lưu. Trong luận văn này trình bày kết quả mô phỏng mạng sông Hồng từ Hoà Bình, Yên Bái, Vụ Quang về đến Hưng Yên bằng mô hình MIKE 11 (mô đun AD và NCST). Kết quả cho quan hệ giữa lưu lượng bùn cát và lưu lượng nước tại câu Long Biên như trên hình 3.39.



Hình 3.35.Quan hệ Qs~Q năm 2000 và 2001 từ kết quả mô phỏng bằng MIKE 11 [5]

Chú ý khi thiết lập quan hệ tương quan giữa lưu lượng nước và lưu lượng bùn cát cần tiến hành chuyển đổi đơn vị như sau:

Qs=bQa

Trong đó: Qs là lưu lượng bùn cát tổng cộng (tấn/ngày);

Q là lưu lượng nước (m3/s);

a,b là hệ số tương quan.

Đối với trận lũ năm 2000, sau quá trình tính toán xác định được hệ số a được lấy bằng 2,7 và b được lấy bằng 0,00002 (sau khi đã trừ đi 33% bùn cát đáy). Trong điều kiện sử dụng lưu lượng tạo lòng để mô phỏng thì lưu lượng bùn cát được lấy theo lưu lượng bùn cát mô phỏng theo quan hệ của hình 3.39. Đường kính hạt được lấy bằng D50=0,1mm, và D90=0.2mm.

Với điều kiện sử dụng lưu lượng thực đo năm 2000 ( PA 0) và lưu lượng tạo lòng để mô phỏng là 7650m3/s [4] (đối với PA 1). Mô hình đã chạy ổn định với bước thời gian mô phỏng bùn cát là 0.5 giây. Kết quả sau 126 giờ mô phỏng (trong đó có 6 h đầu chỉ tính thủy lực để mô hình ổn định) cho một số nhận xét sau:



Phương án hiện trạng (PA0):

Trong điều kiện hiện trạng, thì hiện tượng xói xuất hiện chủ yếu và chiều sâu xói lớn nhất sau 120 giờ mô phỏng đạt 1.0m. Tại khu vực có dòng chủ lưu áp sát bờ thì hiện tượng xói xuất hiện với độ sâu xói lớn nhất đạt 0.2m đến 0.4m/ngày. Đồng thời, trong điều kiện hiện trạng, hiện tượng xói tại các khu vực bãi cũng xảy ra, tuy nhiên mức độ lớn nhất chỉ là 0.01m sau 120 giờ mô phỏng.

Hiện tượng bồi xảy ra tại một số vị trí thuộc dòng chủ lưu tuy nhiên mức độ không lớn và chỉ mang tính chất cục bộ.

Như vậy qua mô phỏng thủy động lực có thể thấy mô hình đã mô phỏng đúng quy luật và cho thấy bức tranh tổng thể về quá trình bồi/xói trong điều kiện hiện trạng.



Phương án chỉnh trị (PA1):

Các điều kiện về thủy lực và bùn cát hiện trạng được sử dụng trong phương án này trừ địa hình đáy sông được cập nhật. Để kết quả diễn biến lòng sông mới được mô phỏng một cách chính xác hơn, với điều kiện địa hình đáy đã thay đổi theo phương án chỉnh trị cho phép thu hẹp được miền tính theo phương ngang nhằm giảm nhỏ kích thước ô lưới theo phương này. Lưới mới được thể hiện trong hình 3.40. Kết quả của mô phỏng cho thấy phạm vi và mức độ bồi/xói trong khu vực nghiên cứu. Từ kết quả phân tích trên các hình 3.42 đến 3.47 cho thấy:

Hiện tượng bồi xói xuất hiện xen kẽ với tốc độ bòi xói nhỏ. Nếu bỏ đi 10 mặt cắt đầu tiên của miền tính để loại ảnh hưởng của điều kiện biên thì tốc độ bồi lớn nhất là khoảng 0.1 m/ngày, tốc độ xói lớn nhất 0.05m/ngày từ mặt cắt 100 đến 110.

Do có sự thay đổi dòng chủ lưu, địa hình nên khu vực bị bồi/xói đã thay đổi rõ rệt. Nếu trong điều kiện hiện trang có thể thấy hầu hết các khu vực đều xuất hiện tình trạng xói thì trong điều kiện chỉnh trị hiện tượng xói chỉ xuất hiện tại một số vị trí và ở mức độ không lớn.

Đồng thời các khu vực xói không áp sát bờ, điều này khẳng định phương án chỉnh trị đã phát huy hiệu quả trong việc giảm thiểu nguy cơ xói tại các đỉnh cong.



Hình 3.36. Lưới tính toán diễn biến lòng dẫn mới cho PA 1



Hình 3.37. Bồi xói sau 120 giờ mô phỏng (lưu lượng thực đo) - PA0



Hình 3.38. Bồi xói 120 giờ mô phỏng, phương án 1 (lưu lượng tạo lòng). Viền ngoài là biên miền tính cũ, gần trùng với bờ đê TW hiện trạng.



Hình 3.39. Bồi xói 120 giờ mô phỏng, phương án 1 (Q tạo lòng) – mc 46



Hình 3.40. Bồi xói 120 giờ mô phỏng, phương án 1 (Q tạo lòng) – mc 74



Hình 3.41. Bồi xói 120 giờ mô phỏng, phương án 1 (Q tạo lòng) – mc 111



Hình 3.42. Bồi xói 126 giờ mô phỏng, phương án 1 (Q tạo lòng) – mc 146



Hình 3.43. Thay đổi đường lạch sâu dọc đoạn sông nghiên cứu (Zsau –Z trước) sau 120 giờ mô phỏng với lưu lượng tạo lòng, phương án 1


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ


Kết luận

Đã có nhiều nghiên cứu về bồi/xói sông Hồng đặc biệt trong thời gian gần đây chủ đề thành phố hai bên bờ sông Hông nên việc sử dụng các phương pháp khác nhau để đánh giá bồi/xói là cơ sở khoa học quan trọng để đưa ra các giải pháp ổn định lòng dẫn, phát triển kinh tế - xã hội. Đồng thời bằng việc sử dụng mô hình toán mô phỏng diễn biến lòng dẫn hai chiều trong luận văn này đã sơ bộ đánh giá định lượng hiệu quả của phương án chỉnh trị đoạn sông nghiên cứu.



Luận văn đã trình bày tóm tắt những kết quả ứng dụng mô hình TREM để mô phỏng trường tốc độ, bồi/xói cho khu vực nghiên cứu. Qua đó rút ra một số kết luận sau:

  1. Mô hình MIKE 11 đã mô phỏng tốt quá trình mực nước, lưu lượng cho toàn bộ mạng sông nghiên cứu được thể hiện qua kết quả tính toán mực nước, lưu lượng. Đồng thời đã kế thừa kết quả nghiên cứu bùn cát của mô hình 1 chiều. Đây là cơ sở rất quan trọng để khôi phục các biên cho mô hình TREM khi không có số liệu thực đo.

  2. Bằng việc chia lưới tính hợp lý cùng với quá trình hiệu chỉnh thông số mô hình rất kỳ công và tốn nhiều thời gian thì hiện tại kết quả tính toán cho thấy mô hình TREM có khả năng mô phỏng khá tốt trường tốc độ và phân bố tốc độ theo phương ngang, và được thể hiện qua kết quả tính toán và thực đo tốc độ theo thủy trực tại trạm thủy văn Hà Nội.

  3. Đối với trường tốc độ toàn bộ miền tính, hình dạng đoạn sông nghiên cứu có tác động mấu chốt đến phân bố trường tốc độ và mô hình đã mô phỏng khá tốt cho cả trục động lực và khu vực bãi bồi và các doi cát.

  4. Qua mô phỏng diễn biến lòng dẫn của phương án địa hình hiện trạng cho thấy kết quả mô phỏng đã phản ánh được quy luật bồi/xói trong khu vực nghiên cứu.

  5. Kết quả mô phỏng phương án chỉnh trị cho thấy chế độ động lực dòng chảy, diễn biến bồi xói là ổn định, có lợi về mặt ổn định lòng sông lâu dài. Với phương án này thì có thể dành được nhiều quỹ đất cho phát triển kinh tế xã hội cho hai bên bờ sông.

  6. Với ý nghĩa đặc biệt của đoạn sông, là nơi có hàng loạt các công trình như kè, mỏ hàn, cảng, phà, và cũng là nơi có vị trí quan trọng trong phát triển kinh tế, đô thị, do vậy kết quả nghiên cứu góp phần từng bước đánh giá định lượng chế độ thủy động lực cũng như khả năng ứng dụng mô hình toán trong nghiên cứu.

Kiến nghị

  1. Luận văn đã tổng hợp, thu thập và chỉnh lý hệ thống hóa một khối lượng lớn số liệu, tài liệu… làm cơ sở tính toán các đặc trưng thủy động lực do vậy có thể là tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu khác.

  2. Kết quả nghiên cứu thể hiện trong luận văn dựa trên mô hình toán để định lượng quá trình thủy động lực trong các điều kiện khác nhau do vậy có thể sử dụng được kết quả này cho công tác chỉnh trị cũng như các nghiên cứu khác liên quan.

  3. Với kết quả của luận văn cũng như các nghiên cứu trước đây về mô hình TREM cho thấy mô hình có khả năng mô phỏng tốt quá trình thủy động lực bùn cát, đặc biệt cho các đoạn sông cong do vậy theo tác giả có thể sử dụng mô hình cho các sông khác ở Việt Nam.

  4. Là một mô hình mã nguồn mở do vậy cần tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện mô hình hơn nữa đáp ứng được các yêu cầu thực tế về độ chính xác, thời gian mô phỏng và tính thân thiện với người sử dụng.

  5. Với thời gian có hạn cùng với bước đầu nghiên cứu mô hình mã nguồn mở, nghiên cứu bùn cát nên bản thân học viên thấy cần phải đầu tư nhiều hơn nữa về thời gian và công sức để có được kết quả tốt hơn trong thời gian tới và đây cũng là hạn chế của luận văn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng việt

  1. Vũ Thanh Ca, Nguyễn Quốc Trinh, 2008. Nghiên cứu nguyên nhân xói lở bờ biển Nam Định.

  2. Nguyễn Kiên Dũng, 2001, Nghiên cứu xây dựng cơ sở khoa học tính toán bồi lắng cát bùn hồ chứa Hòa Bình, Sơn La. Luận án Tiến sĩ Địa lý.

  3. Nguyễn Tiền Giang và Ngô Thanh Nga (2010). Đánh giá ảnh hưởng của các phương án chỉnh trị đến khả năng thoát lũ của đoạn sông Hồng chảy qua Hà Nội cũ bằng mô hình mô phỏng. Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 26, Số 3S, 322-332.

  4. Lương Phương Hậu, 2010. Giải pháp Khoa học và Công nghệ chỉnh trị đoạn sông Hồng qua Hà Nội. Báo cáo tổng kết đề tài cấp Nhà nước. Chương trình KC.08.14/06-10.

  5. Lương Văn Thanh và cs., 2004. Đánh giá ảnh hưởng hiện nay của chất độc hoá học đối với môi trường hồ Trị An - Đề xuất các giải pháp khắc phục. Báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp Nhà nước. Chương trình 33.

  6. Trần Đức Thịnh (2009), Khai thác mô đun vận chuyển bùn cát trong bộ mô hình MIKE 11 và chạy thử nghiệm cho hệ thống sông Hồng (đến trạm hà Nội). Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Khoa học. Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội.

  7. Trần Anh Tú & NNK, 2009. Một số kết quả nghiên cứu xói lở, bồi tụ vùng ven bờ khu vực Hải Phòng.

Tài liệu tiếng Anh

  1. Cheng, N.S., 1997, Simplified settling velocity formula for sediment particle. J. Hydr. Engrg.,ASCE, 123(2):149-152.

  2. DHI MIKE, 2007, MIKE 21 & MIKE 3 Flow model FM - Hydrodynamic and Transport Module Scientific Documentation.

  3. DHI MIKE, 2007, MIKE 11 - Hydrodynamic and Transport Module Scientific Documentation.

  4. Nguyen Tien Giang, 2001, Two-dimentional Riverbed Evelution Model (TREM) constructed in the non-orthogonal curvilinear coordinate system. Project Report. Pp52, Japanese Government Project on Regional Education and Development Project. AIT, Thailand.

  5. N.T. Giang and N. Izumi (2001). Application of an Integrated Morphological Model to Red River Network and Son Tay Curved Bend, Vietnam, (Ed. S. Ikeda),  pp. 295-304, 2001.The proceedings of International congress on River and Coastal Morphology (RCEM), September 2001. Hokaido, Japan.

  6. Nguyen Duy Khang, 2001. Two-Dimensional free-surface flow model based on boundary-fitted coordinate system. Thesis of Master.AIT, Thailand.

  7. Gessler, J., 1967. The beginning of bedload movement of mixtures investigated as natural armoring in channels. W.M. Keck Laboratory of Hydraulics and Water Resources, California Institute of Technology, Translation T-5.

  8. Krone, R. B., 1962. Flume studies of the transport of sediment in estuarial shoaling processes. Final Report to San Francisco District, U.S. Army Corps of Engineers, Washington, D.C.

  9. John M. Hamrick, 1996. User's manual for the environmental fluid dynamics computer code. Updated & Revised by Paul M. Craig-Dynamic Solutions, LLC. Web page: www.ds-intl.biz

  10. Van Niekerk, A., Vogel, K., and Slingerland, R. and Bridge, J., 1992. Routing of heterogeneous sediments over movable bed: model development. J. Hydr. Engr., 118(2): 246-263.

  11. Van Rijn, L.C., 1984a. Sediment transport, Part I: Bed load transport. J. Hydr. Engr., 110(10): 1431-1456.

  12. Van Rijn, L.C., 1984b. Sediment transport, Part II: Suspended load transport. J. Hydr. Engrg., ll6(ll): 1612-1638.



Каталог: files -> ChuaChuyenDoi
ChuaChuyenDoi -> ĐẠi học quốc gia hà NỘi trưỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Thị Hương XÂy dựng quy trình quản lý CÁc công trìNH
ChuaChuyenDoi -> TS. NguyÔn Lai Thµnh
ChuaChuyenDoi -> Luận văn Cao học Người hướng dẫn: ts. Nguyễn Thị Hồng Vân
ChuaChuyenDoi -> 1 Một số vấn đề cơ bản về đất đai và sử dụng đất 05 1 Đất đai 05
ChuaChuyenDoi -> Lê Thị Phương XÂy dựng cơ SỞ DỮ liệu sinh học phân tử trong nhận dạng các loàI ĐỘng vật hoang dã phục vụ thực thi pháp luật và nghiên cứU
ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Hà Linh
ChuaChuyenDoi -> ĐÁnh giá Đa dạng di truyền một số MẪu giống lúa thu thập tại làO
ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiêN
ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Văn Cường

tải về 438.73 Kb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12



Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý
    Quê hương
BÁO CÁO
Tài liệu