Khóa luận tốt nghiệp đại học: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 MÔ PHỎNG XÂM NHẬP MẶN HẠ LƯU HỆ THỐNG SÔNG LAM (Bản Word)

1
I H C QU C GIA HÀ N I ĐẠ Ọ Ố Ộ
TR NG I H C KHOA H C T NHIÊN ƯỜ ĐẠ Ọ Ọ Ự
KHOA KH T NG TH Y V N V H I D NG H CÍ ƯỢ Ủ Ă À Ả ƯƠ Ọ
Phan Thị Ghi
ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11
MÔ PHỎNG XÂM NHẬP MẶN
HẠ LƯU HỆ THỐNG SÔNG LAM
Khóa lu n t t nghi p i h c h chính quyậ ố ệ đạ ọ ệ
Ng nh Th y V n h cà ủ ă ọ
1
2
I H C QU C GIA HÀ N I ĐẠ Ọ Ố Ộ
TR NG I H C KHOA H C T NHIÊN ƯỜ ĐẠ Ọ Ọ Ự
KHOA KH T NG TH Y V N V H I D NG H CÍ ƯỢ Ủ Ă À Ả ƯƠ Ọ
Phan Thị Ghi
ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11
MÔ PHỎNG XÂM NHẬP MẶN
HẠ LƯU HỆ THỐNG SÔNG LAM
Khóa lu n t t nghi p i h c h chính quyậ ố ệ đạ ọ ệ
Ng nh Th y V n h cà ủ ă ọ
Cán b h ng d n: PGS.TS Tr n Ng c Anhộ ướ ẫ ầ ọ
2
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp, dưới sự
hướng dẫn của PGS.TS.Trần Ngọc Anh và sự nỗ lực của
bản thân, em còn nhận được sự giúp đỡ rất nhiệt tình của
các thầy, cô giáo trong bộ môn Thủy văn, các anh chị
khóa trên, đặc biệt là Th.s Đặng Đình Đức cũng như các
bạn cùng học. Em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia
đình đã luôn ủng hộ và động viên em trong suốt quá trình

thực hiên khóa luận. Do thời gian và kiến thức của em có
hạn, nên khóa luận không tránh khỏi những sai sót, hạn
chế. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo và góp ý tận tình
của các thầy cô và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn!
3
3
MỤC LỤC
4
4
DANH MỤC BẢNG
5
5
DANH MỤC HÌNH
Việt Nam nằm trong khu vực Đông Nam Á, tiếp giáp với Biển Đông. Nước ta
có đường bờ biển dài khoảng 3260km, trung bình khoảng 20km thì có một cửa sông
đổ ra biển. Tại đây có sự giao thoa giữa hai dòng nước từ sông ra và từ biển vào cộng
với ảnh hưởng của triều, sóng biển, hoàn lưu gió… nên một số thời điểm nước biển
chảy ngược hướng từ vùng cửa sông tiến sâu về vùng thượng lưu sông gây nên hiện
tượng xâm nhập mặn. Tình hình xâm nhập mặn ở các vùng cửa sông luôn biến động
tương đối phức tạp theo không gian và thời gian, ảnh hưởng lớn tới nhiều lĩnh vực
như: nông nghiệp, giao thông vận tải, nuôi trồng thủy sản, sinh hoạt… Bởi vậy, muốn
triệt để khai thác mặt lợi, hạn chế mặt hại do xâm nhập mặn gây ra cần phải đánh giá
đúng đắn quy luật diễn biến theo không gian và thời gian của nó. Chính vì vậy công
tác tìm hiểu, nghiên cứu và tính toán xâm nhập mặn các vùng cửa sông luôn có nhu
cầu cấp thiết và ý nghĩa thực tiễn cao.
Sông Lam (hay sông Cả) là một trong 2 sông lớn nhất ở Bắc Trung Bộ Việt
Nam. Với tổng diện tích lưu vực 27.200km
2
, sông bắt nguồn từ vùng Nậm Cắn (Lào).
Phần chính của dòng sông chảy qua tỉnh Nghệ An, phần cuối của sông Cả hợp lưu

với sông La từ Hà Tĩnh, tạo thành biên giới giữa Nghệ An và Hà Tĩnh đổ ra biển tại
Cửa Hội. Khu vực vùng Cửa Hội thường xuyên chịu sự tàn phá và đe dọa của các
thiên tai như lũ lụt, hạn hán, xâm nhập mặn… Khóa luận với đề tài: “Ứng dụng mô
hình Mike 11 mô phỏng xâm nhập mặn khu vực hạ lưu sông Lam” được thực hiện để
mô phỏng và đánh giá quy luật diễn biến theo không gian xâm nhập mặn hạ lưu hệ
thống sông Lam phục vụ quy hoạch và phát triển kinh tế xã hội trên khu vực .
Khóa luận được bố cục thành 3 chương (không kể mở đầu và kết luận)
Chương 1: Giới thiệu chung về khu vực nghiên cứu và tình hình xâm nhập
mặn.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết mô hình Mike 11
Chương 3: Ứng dụng mô hình vào mô phỏng xâm nhập mặn
6
6
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
VÀ TÌNH HÌNH XÂM NHẬP MĂN
1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN
1.1.1 Vị trí địa lý
Lưu vực sông Lam (sông Cả) nằm ở vị trí từ 18
0
15'05" đến 20
0
10'30" vĩ độ
Bắc và 103
0
14'10" đến 105
0
15'20" kinh độ Đông (hình 1). Phía Bắc giáp lưu vực sông
Chu, sông Bạng. Phía Tây giáp lưu vực sông Mêkông. Phía Tây Nam giáp lưu vực
sông Gianh. Phía Đông giáp lưu vực sông Bùng, sông Cấm và biển Đông. Lưu vực

có tổng diện tích tự nhiên là 27200km
2
, trong đó Việt Nam chiếm 17730 km² (65,2%
diện tích toàn bộ lưu vực), 34,8% còn lại thuộc nước CHDCND Lào. Diện tích phần
đá vôi là 273km
2
chiếm 1% diện tích toàn lưu vực, vùng núi cao chiếm 19.486km
2
chiếm 71,6% diện tích toàn lưu vực, vùng bán sơn địa đồi núi thấp và trung du chiếm
5604km
2
, vùng đồng bằng là 2110km
2
. Dòng chính sông Cả có chiều dài là 531km,
trong đó đoạn sông chảy qua lãnh thổ Lào là 170km, còn lại 361km sông chảy qua
hai tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh rồi đổ ra biển Đông tại Cửa Hội. [2]
1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo
Địa hình trên lưu vực nổi bật là địa hình núi thấp và đồi, địa hình đồng bằng
chỉ chiếm 13% diện tích toàn lưu vực. Địa hình thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông
Nam và Tây Nam lên Đông Bắc. Độ cao bình quân toàn lưu vực khoảng 294 m. Đặc
điểm địa hình như vậy đã ảnh hưởng trực tiếp tới khí hậu và hình thái sông suối toàn
lưu vực sông Cả. Khu vực thượng nguồn sông nhánh Nậm Mô và sông Hiếu có địa
hình cao trung bình 780 m còn vùng trung lưu có độ cao trung bình khoảng 300 m.
Đặc biệt, tại những đỉnh núi nằm trên đường phân lưu có đỉnh Pu – Lai - Leng
(thuộc huyện Kỳ Sơn – Nghệ An) cao khoảng 2711 m, và phía Tây Nam có dãy núi
Rào Cỏ cao khoảng 2265 m, đỉnh Pusan cao 2218 m, dãy Pou – Hoat, thuộc huyện
Quế Phong - tỉnh Nghệ An cao 2452m, về hạ lưu địa hình thấp dần.[2]
7
7
Hình 1. Bản đồ lưu vực sông Lam (sông Cả)

Lưu vực sông Cả phát triển theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, nghiêng dần ra
biển. Toàn bộ vùng thượng nguồn trên đất Lào có độ cao bình quân trên 1.000 m. Ở
địa phận Việt Nam hơn 80% diện tích là đồi núi. Diện tích đất có độ dốc thoả mãn
cho yêu cầu phát triên nông nghiệp chỉ chiếm 19% toàn vùng và 14% toàn lưu vực.
Dãy núi Pou – Hoat ở thượng nguồn sông Hiếu có đỉnh cao 2452m, thượng nguồn
sông Giăng, sông La là các dãy núi Trường Sơn có độ cao trên 2.00 m, càng gần về
phía Nam và Tây nam núi đồi thấp dần xuống độ cao 1300 - 1800m, đến vùng núi đồi
Hà Tĩnh độ cao giảm còn 400 - 600m. Dải Trường Sơn và các dãy núi cao của 6
huyện miền núi Nghệ An đã hình thành một bức trường thành ngăn gió biển thổi vào
đất Lào tạo nên sự khác biệt về chế độ khí hậu của hai nước.[2]
Ở thượng lưu, lòng sông hẹp, hai bên bờ sông núi cao và dốc, phần nhiều là
vách núi dựng đứng, có nhiều thác ghềnh. Đoạn Nậm Nơn chảy dọc theo biên giới
Việt – Lào theo hướng Tây – Đông. Đoạn từ biên giới Việt – Lào đến Cửa Rào, sông
khá thẳng, dài khoảng 102 km có hướng Tây Bắc – Đông Nam là chủ yếu, độ dốc
8
8
đáy sông khoảng 3
0
/
00
lòng sông có nhiều thác ghềnh; chỉ kể đoạn trên Cửa Rào đã
có tới 117 cái thác. Đến gần Cửa Rào, thung lũng sông mở rộng, nhiều bồn địa, đó là
khu vực Đệ Tam cũ. Từ Cửa Rào trở xuống đến Con Cuông, lòng sông Cả khá sâu,
độ dốc nhỏ, trung bình 0.4‰. Trong mùa lũ, tàu nhỏ có thể ngược sông Cả đến cửa
Rào.
Trung lưu sông Cả kể từ trên Con Cuông tới dưới Anh Sơn, thung lũng sông
mở rộng rõ rệt. Độ dốc đáy sông giảm xuống dưới 1‰ (khoảng 0.6 - 0.7‰) phía
dưới Con Cuông có sông Hiếu là phụ lưu lớn nhất bên bờ trái và đã bổ sung cho sông
Cả một lượng nước đáng kể. Trên đoạn Cửa Rào – Đô Lương có khoảng 74 cái thác.
Hạ lưu sông Cả có thể kể từ Anh Sơn hoặc cụ thể hơn là từ Đô Lương trở xuống. Tại

đây sông Cả chảy trong một vùng đồng bằng mài mòn bồi tụ xen kẽ và cuối cùng là
đồng bằng tam giác châu sông Cả. Lòng sông mở rộng và uốn khúc quanh co, hệ số
uốn khúc lớn. Đoạn từ Đô Lương đến Nam Đàn lòng sông có hiện tượng bồi xói
mãnh liệt và uốn khúc mạnh. Dòng chính sông Cả giữ được hướng Tây Bắc – Đông
Nam cho tới Chợ Tràng và Trung Lương, tại đây nhận phụ lưu lớn nhất ở bờ phải là
sông La, kể từ đoạn này gọi là sông Lam. Sau đó, sông chuyển hướng lên Đông Bắc
(do có núi Hồng Lĩnh án ngữ) và đổ ra biển ở Cửa Hội.[2]
1.1.3 Cấu tạo địa chất và thổ nhưỡng
Điều kiện địa chất, thổ nhưỡng có vai trò quan trọng trong việc hình thành
dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm của lưu vực cũng như có ảnh hưởng lớn tới sự xói
mòn bề mặt của lưu vực. Nền địa chất, thổ nhưỡng của lưu vực được cấu tạo chủ yếu
bởi đất Feralit, diệp thạch và đá vôi phát triển trên các nhóm đá Granit, Riônit, cuội
kết sét, [2]
Vùng miền núi của lưu vực sông Cả chủ yếu là loại đất tơi xốp, sa thạch kết
tinh, sa thạch bị ép và đất pha cát.
Vùng đồng bằng có 2 phức hệ trầm tích cơ bản là sạn – cát lòng sông và bột
sét bãi bồi liên quan đến dịch chuyển 2 hướng của dòng sông: dịch chuyển ngang tạo
uốn khúc, dịch chuyển thẳng đứng do sụt lún kiến tạo và đền bù trầm tích.
Phía Bắc và Đông Bắc lưu vực thấp và ít đá hơn so với phía Tây và Tây Nam.
Ngoài ra phía Bắc dãy Pou – Hoat, Bu – Khang cấu tạo bởi đá granit, riolit rải rác
trên lưu vực là các thung lũng và đồng bằng có nền đất phù sa bồi tụ.[2]
9
9
1.1.4 Lớp phủ thực vật
Trên lưu vực có thảm phủ thực vật tương đối phong phú, diện tích rừng
khoảng 8909 km
2
, chiếm 50,2% diện tích tự nhiên trên lưu vực. Có 2 kiểu rừng phổ
biến ở lưu vực sông Cả là rừng kín thường xanh (phân bố ở độ cao dưới 700 m) và
rừng kín hỗn hợp cây lá kim.

Trên những vùng núi cao lượng mưa lớn, thực vật phát triển rất mạnh. Vùng
núi phía Bắc và phía Tây của lưu vực, thảm thực vật rất phong phú và có nhiều loại
cây gỗ quý. Tổng trữ lượng gỗ còn khoảng 40 triệu m
3
cây trồng cũng như cây tự
nhiên phát triển mang lại năng suất cao. Chính nhờ các thảm thực vật phong phú và
phát triển mạnh làm giảm dòng chảy mặt, hạn chế xói mòn, làm giảm cường độ của
các dòng lũ, điều hoà dòng chảy trên lưu vực.[2]
1.1.5 Khí hậu
Khí hậu của lưu vực là khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa đông lạnh với các
loại gió mùa Đông Bắc, gió mùa Tây Nam và đặc biệt là gió Tây khô nóng. Khí hậu
nhiệt đới thể hiện ở chỗ mỗi năm có 2 lần mặt trời đi qua thiên đỉnh, cường độ bức xạ
mặt trời lớn, cán cân bức xạ dương nên dù có sự xâm nhập của không khí lạnh cực
đới trong mùa đông thì nhiệt độ bình quân năm vẫn lớn hơn 23
0
C.[2]
Khu vực Nghệ An có vĩ độ địa lý thấp so với các tỉnh phía Bắc nên có mùa
đông ngắn và có mùa hè kéo dài. Do ở vĩ độ thấp, độ cao mặt trời ở đây quanh năm
đều cao, thời gian chiếu sáng giữa các mùa trong năm chênh lệch không lớn lắm. Vì
vậy, trên lãnh thổ đều nhận được một nguồn nhiệt lượng mặt trời to lớn và khô như ở
Bắc Bộ. Điều đó, đã khiến cho khu vực này có một mùa đông ngắn hơn và ít lạnh
hơn so với các tỉnh phía Bắc, nhưng lại ẩm hơn các tỉnh phía Bắc rất nhiều.
Ảnh hưởng của vĩ độ thấp còn thể hiện ở chỗ mùa hè đến sớm hơn và kết thúc
sớm hơn các tỉnh phía Bắc. Tương tự như vậy, mùa mưa đến muộn hơn so với các
tỉnh phía Bắc. Đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa cũng có thể là đặc điểm chung của
nhiều vùng trên thế giới, nhưng cái đặc sắc của gió mùa sông Cả là việc xuất hiện
một mùa đông lạnh.
Dãy Trường Sơn án ngữ phía Tây và bờ biển phía Đông là nhân tố gây những
dị biệt về thời tiết khí hậu, vừa là nhân tố có tác dụng điều hoà khí hậu. Dãy Trường
Sơn với hướng chung là Tây Bắc – Đông Nam, đến phía Nam lại có một nhánh đâm

ngang ra biển (dãy Hoành Sơn) nên đã gây ra một số hậu quả khí hậu theo từng mùa.
[2]
10
10
Các hiện tượng bão, lụt, úng, hạn, gió Lào, giông tố, mưa đá đều xảy ra ở
Nghệ An và Hà Tĩnh. Với lãnh thổ rộng, Nghệ An có những vùng khí hậu vào loại
tiêu biểu của miền Bắc. Nếu từ Bắc vào Nam hoặc từ Tây sang Đông ta thấy trong
khi Quỳ Hợp, Quỳ Châu, Tương Dương, Quỳnh Lưu tháng VI đã bước vào thời kì
khô ráo thì ở các huyện phía Nam và Phía Đông lại có mưa rơi tầm tã. Còn trong
những tháng chính Đông, khi đồng bằng ven biển đang bị gió bấc mưa phùn thì các
huyện vùng núi và trung du thời tiết lại sáng không có mưa phùn. Lượng mưa hàng
tháng chỉ đạt 10 – 30mm, tức là chỉ bằng 1/3-1/2 vùng đồng bằng. Đặc biệt, Mường
Xén là nơi có lượng mưa nhỏ, là một trong nhưng vùng khô hạn của Việt Nam.
• Bức xạ mặt trời: Lưu vực sông Cả được coi là có tiềm năng bức xạ dồi dào, đó là
nguồn năng lượng quan trọng cung cấp cho các quá trình tự nhiên trên mặt đất. Sự
phân bố bức xạ theo mùa khá rõ rệt, từ tháng V đến tháng IX có lượng bức xạ mặt
trời trên 10 Kcal/cm
2
, thông thường tháng VII đạt trị số cao nhất: 35,1 Kcal/cm
2
. Từ
tháng I đến tháng II lượng bức xạ nhỏ hơn, tháng II trời nhiều mây, bức xạ tổng cộng
thấp nhất trong năm: 3,7 Kcal/cm
2
.
• Độ ẩm trung bình trong lưu vực sông Cả rất cao - khoảng 84 – 86%, riêng Tương
Dương là 81%. Độ ẩm không khí liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ và lượng mưa, nơi
có nhiệt độ cao thì độ ẩm thấp và nơi có nhiều mưa thì độ ẩm cao hơn. Độ ẩm thấp
nhất vào mùa gió Tây khô nóng. Tháng VII, gió Tây khô nóng hoạt động mạnh nên
độ ẩm trung bình chỉ đạt 70,5%.

• Mưa trên lưu vực sông Lam chủ yếu do bão, áp thấp nhiệt đới, không khí lạnh, dải
hội tụ nhiệt đới gây nên. Lượng mưa trên lưu vực phân bố không đồng đều theo
không gian và thời gian, lượng mưa trung bình từ 1200 – 2000 mm/năm. Trên lưu
vực trong các tháng V đến tháng VII có mưa lũ tiểu mãn do gió mùa Tây Nam. Sau
đó khu vực này lại xảy ra dạng thời tiết khô nóng do gió Tây thổi sang. Mùa mưa kéo
dài và lệch về Thu – Đông, từ tháng VIII đến tháng XI, thể hiện rõ rệt nhất ảnh
hưởng của địa hình và vị trí của lưu vực. Mùa hạ có gió Lào khô nóng, hình thành
một thời kì ít mưa vào tháng VI đến tháng VII. Cuối mùa khô, khoảng tháng V có
mưa tiểu mãn khá lớn liên quan với sự xuất hiện đường hội tụ theo kinh hướng giữa
gió Tây – Nam và Đông – Nam. Lượng mưa phân bố trong năm không đều, lượng
mưa mùa mưa chiếm khoảng 65 – 85% lượng mưa toàn năm.[2]
1.1.6 Mạng lưới sông suối lưu vực sông Lam
Sông Cả là sông lớn, bắt nguồn từ vùng núi Mường Khút, Mường Lập cao
1800 - 2000m thuộc Lào, chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam về hạ lưu. Thượng
11
11
nguồn do hai sông Nậm Nơn và Nậm Mô hợp lưu tại Cửa Rào. Khi chạy qua huyện
Con Cuông, sông Cả nhận thêm nhánh lớn là sông Hiếu từ bờ trái vào.
Trong lãnh thổ nước ta, tính đến trạm Dừa, hệ thống sông Cả có 24 nhánh cấp
I, 41 nhánh cấp II và 13 nhánh cấp III. Có một số nhánh tương đối lớn như: Nậm Mô,
Nậm Nơn, Khe Choang, sông Hiếu.
Mật độ sông suối trung bình của sông Cả từ 0.60-0.70km/km
2
thuộc cấp mật
độ sông suối tương đối dày của miền Bắc Trung Bộ. Phù hợp với phân bố mưa và địa
hình, những vùng ít mưa ở dưới thung lũng thấp, mật độ sông suối cũng thưa nhất,
chỉ khoảng 0.5km/km
2
. Ngược lại những vùng núi cao, mưa nhiều thì mật độ sông
suối phát triển dày, từ 1 – 1.26km/km

2
.
Sông Hiếu là nhánh sông lớn nhất ở bờ trái với diện tích lưu vực 5340km
2
, dài
228 km, bắt nguồn từ vùng núi Pou-Hoat ở biên giới Việt Lào, đổ vào sông Cả tại
Anh Sơn.
Sông La là nhánh lớn nhất ở phía hữu ngạn. Sông La do 2 sông Ngàn Phố và
Ngàn Sâu tạo thành; trung và thượng nguồn sông La thường được gọi là sông Ngàn
Sâu. Sông này bắt nguồn từ vùng núi Giai ở sườn phía đông dãy Trường Sơn Bắc,
chảy theo hướng Đông Nam – Tây Bắc, tiếp nhận thêm sông Ngàn Phố tại ngã ba
Linh Cảm, rồi đổ vào sông Cả tại Chợ Tràng. Sông La có diện tích lưu vực 3210km
2
.
Dòng chảy năm trên lưu vực sông Cả khá dồi dào với lượng mưa trung bình
năm toàn lưu vực là 1.800mm tổng lượng nước trung bình nhiều năm trên toàn lưu
vực là 23,5.10
9
m
3
, tương ứng với lưu lượng trung bình nhiều năm là 745m
3
/s, mô đun
dòng chảy 27,4 l/s.km
2
. Hệ số dòng chảy
α
= 0,48. Trên dòng chính sông Cả tại Yên
Thượng có Flv = 23.000km
2

, dòng chảy năm trung bình đạt 16.10
9
m
3
, Q
o
= 199m
3
/s,
M
o
= 62,1 l/s.km
2
.
Cũng như các nơi khác ở nước ta, dòng chảy sông suối trong lưu vực sông Cả
không những phân bố không đều trong khu vực mà còn phân bố rất không đều trong
năm. Hàng năm, dòng chảy sông suối biến đổi theo mùa rõ rệt: mùa lũ và mùa cạn.
Thời gian bắt đầu, kết thúc các mùa dòng chảy không cố định hàng năm mà có xê
dịch giữa các năm từ một đến vài tháng.
Thượng nguồn sông Cả thời gian mùa lũ bắt đầu từ tháng VI và kết thúc vào
tháng X, càng về hạ du thời gian mùa lũ chậm hơn bắt đầu từ tháng VII kết thúc vào
tháng XI. Vùng lưu vực sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu mùa lũ rút ngắn lại chỉ còn 3
tháng, bắt đầu từ tháng IX kết thúc vào tháng XI. Trên dòng chính sông Cả lượng
12
12
nước mùa lũ chiếm 70 – 75% lượng nước năm, mùa cạn từ 25 – 30% lượng nước
năm. Trên các sông suối vừa và nhỏ, lượng nước mùa lũ biến đổi 65 – 70% lượng
nước năm, còn lại là mùa kiệt. Hai tháng có lượng nước lớn nhất IX, X có tổng lượng
nước chiếm 40% tổng lượng nước năm. Tháng III trên dòng chính sông Cả, sông
Hiếu có lượng nước trung bình nhỏ nhất. Tháng IV trên hệ thống sông La có lượng

dòng chảy nhỏ nhất năm.[2, 4, 5]
1.1.7 Tình hình số liệu thu thập
Căn cứ vào yêu cầu số liệu của đề tài, Khóa luận đã tiến hành thu thập tài liệu
thủy văn của các trạm đại biểu trên khu vực nghiên cứu, tài liệu thu thập gồm 8 trạm,
3 trạm lưu lượng (ngày): Yên Thượng, Hòa Duyệt và Sơn Diệm; 4 trạm mực nước
(giờ) là Chợ Tràng, Linh Cảm, Bến Thủy và Cửa Hội, 1 trạm đo mặn (giờ): Bến
Thủy. Tình hình số liệu đã thu thập được thống kê trong bảng (1).
13
13
Bảng 1: Tình hình số liệu KT-TV đã thu thập trên khu vực nghiên cứu
TT Tên trạm Sông
Vị trí trạm Loại trạm Các yếu tố Tình hình tài liệu đã thu thập Ghi chú
Kinh độ Vĩ độ Loại tài liệu Thời kỳ quan trắc
Số năm
tài liệu
1
Yên
Thượng
S.Cả 105˚23’ 18˚41’ TV I Q Q
ngày
2/2-31/3/2006
1/2-31/3/2007
2 1 lần/ngày
2 Hòa Duyệt
S.Ngàn
Sâu
105˚30’ 18˚22’ TV III Q Q
ngày
2/2-31/3/2006
1/2-31/3/2007

2 1 lần/ngày
3 Sơn Diệm
S.Ngàn
Phố
105˚20’ 18˚30’ TV III Q Q
ngày
2/2-31/3/2006
1/2-31/3/2007
2 1 lần/ngày
4 Bến Thủy S.Lam 105˚41’40” 18˚38’30” H, S H
giờ
, S
giờ
2/2-31/3/2006
1/2-31/3/2007
2
Không liên
tục
5 Cửa Hội S.Lam 105˚46’18” 18˚45’46” H H
giờ
2/2-31/3/2006
1/2-31/3/2007
2 1 tiếng/lần
6 Chợ Tràng Sông Cả 105˚38’ 18˚34’ TV III H H
giờ
2/2-31/3/2006
1/2-31/3/2007
2 1 tiếng/lần
7 Linh Cảm Sông La 105˚33’ 18˚32’ TV III H H
giờ

2/2-31/3/2006
1/2-31/3/2007
2 1 tiếng/lần
14
14
1.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI
1.2.1 Dân cư
Lưu vực sông Cả có diện tích tự nhiên 27.200km², trong đó Việt Nam chiếm
17.730km² (16.487 km² tỉnh Nghệ An, 1.243km² tỉnh Hà Tĩnh) diện tích toàn bộ lưu
vực, chiếm khoảng 5,4% diện tích tự nhiên của cả nước.[7]
Khu vực nghiên cứu (hạ lưu sông Lam) gồm: Nghệ An (Huyện Nam Đàn,
Huyện Hưng Nguyên, Huyện Nghi Lộc, TP.Vinh, Tx.Cửa Lò), và Hà Tĩnh (Huyện
Hương Sơn, Huyện Đức Thọ, Huyện Nghi Xuân, Tx.Hồng Lĩnh)
Bảng 2: Diện tích, dân số trung bình, mật độ dân số năm 2008 khu vực nghiên
cứu
TT Tên
Diện
tích
(Km
2
)
Dân số trung bình (Người)
Mật độ
dân số
(Ng/km
2
)
năm 2008
Nghệ An 2004 2005 2006 2007 2008 902
1 Tp.Vinh 104,9 235 602 239 108 242 666 247 074 290 710 2841

2
H.Nghi
Lộc
347,8 216 881 219 715 223 104 226 238 197 575 570
3
H.Hưng
Nguyên
159,1 121 577 121 957 122 798 123 768 114 836 728
4
H.Nam
Đàn
294 158 872 158 498 159 012 160 483 161 396 549
5
Tx.Cửa
Lò
27,8 48 945 49 463 50 395 51 439 51 889
Hà Tĩnh
6
Tx.Hồng
Lĩnh
59 21 240 20 159 20 958 20 100 17 710 601
7
H.Đức
Thọ
202 110 032 109 869 108 917 105 301 107 082 593
8 H.Nghi 220 88 293 88 185 88 181 86 889 82 907 431
15
15
Xuân
9

H.Hương
Sơn
Tổng 1 414,6 1001442 1006954 1016031 1021292 1024105
Tổng lưu
vực
3222735 3249161 3282327 3313529 3330783
% 31,07 30,99 30,95 30,82 30,75
Theo Niên giám thống kê năm 2008 của cục thống kế Nghệ An, Hà Tĩnh, dân
số khu vực hạ lưu sông Lam là 972.216 người, số dân sống ở thành thị là 269.023
người, chiếm 27,67% còn lại hầu hết dân số sống ở nông thôn và miền núi (chiếm
72,33%). Cơ cấu dân số như sau:
Nam: 493.191 người; Nữ: 479.025 người
Dân số phân bố không đều đặc biệt có sự phân biệt lớn giữa đồng bằng và
miền núi. Mật độ dân số trung bình khu vực nghiên cứu là 902 người/km
2
trong đó
Tp.Vinh có mật độ lớn nhất: 2.841 (người/km
2
), huyện miền núi Nghi Xuân có mật
độ nhỏ nhất: 431 người/km
2
. Tốc độ tăng dân số trong vùng còn cao. Theo thống kê
năm 2008 tốc độ tăng tự nhiên của tỉnh Nghệ An là 11,52‰, Hà Tĩnh 6,71‰. [6]
1.2.2. Cơ cấu kinh tế
Cơ cấu kinh tế của tỉnh Nghệ An như sau: nông, lâm nghiệp và thủy sản
chiếm 30,77%, dịch vụ 37,16%, công nghiệp và xây dựng 32,07% tổng sản lượng của
toàn tỉnh, biểu diễn trên hình 2 (thống kê năm 2008). Trong cơ cấu nông nghiệp các
ngành phân bố như sau: dịch vụ 2,88%, chăn nuôi 36,69%, trồng trọt 60,43%, biểu
diễn trên hình 3. [6]
16

16
Hình 2. Biểu đồ cơ cấu kinh tế tỉnh Nghệ
An
Hình 3. Biểu đồ cơ cấu nông nghiệp
tỉnh Nghệ An
1.2.3. Nông - Lâm - Ngư nghiệp
a. Trồng trọt
Theo Niên giám thống kê năm 2008 của tỉnh Nghệ An, Hà Tĩnh, khu vực hạ
lưu sông Lam có 12.380 ha cây công nghiệp hàng năm, 1.397 ha cây công nghiệp lâu
năm. Có nhận xét sơ bộ như sau:
Nông nghiệp ở khu vực nghiên cứu chưa thể trở thành nền nông nghiệp hiện
đại và sản xuất hàng hoá được. Về cơ cấu vẫn mang nặng tính chất tự cung tự cấp.
Diện tích canh tác lúa chủ yếu tập trung ở vùng đồng bằng nơi có điều kiện đất đai,
nguồn nước và nhân lực phong phú. Theo thống kê, các loại cây ăn quả chủ yếu được
thống kê theo các hộ gia đình, sản xuất mang tính tự cung tự cấp.[7]
b. Chăn nuôi
Chăn nuôi trong vùng chưa phát triển, chủ yếu còn ở mức độ chăn nuôi tự
phát ở mức độ hộ gia đình. Chưa có nông trường chăn nuôi theo quy mô công nghiệp.
Do điều kiện thiếu lương thực, chăn nuôi trong vùng chưa phát triển thành quy mô
chăn nuôi trang trại được. Cơ cấu vật nuôi trong gia đình là trâu, bò, lợn, gà. Ngành
chăn nuôi mới chiếm tỷ trọng 15-18% thu nhập cho các hộ nông dân. Đàn gia súc
tăng qua các năm ở mức độ chậm. [7]
c. Lâm nghiệp
Diện tích che phủ của thảm rừng tự nhiên hiện nay chỉ còn khoảng 30%. Ở các
vùng đồi núi đất ven các khe suối, rừng nguyên thuỷ bị huỷ diệt do các lý do chủ yếu
17
17
là: 1) Tập quán canh tác du canh du cư của đồng bào dân tộc miền núi; 2) Chất độc
làm trụi lá trong chiến tranh huỷ diệt; 3) Nạn khai thác gỗ bừa bãi.
d. Thủy sản

Khu vực nghiên cứu có bờ biển dài 63,96 km và vùng biển có đặc tính chung
của khu hệ ven biển Miền Trung với thành phần loài khá phong phú. Tổng trữ lượng
thủy sản nuôi trồng vùng biển khu vực nghiên cứu khoảng 12524 tấn (năm 2008),
tổng trữ lượng thủy sản (gồm nuôi trồng và khai thác) khoảng 23554 tấn (năm 2008).
Có thể nhận thấy tiềm năng phát triển thuỷ sản của khu vực nói chung còn rất
lớn, song mức độ khai thác còn hạn chế. Để phát huy tiềm năng cần đầu tư thích đáng
về cơ chế, chính sách khuyến ngư cũng như vấn đề cấp nước phục vụ cho nuôi trồng
thuỷ sản ven bờ.
Diện tích nuôi trồng thủy sản (nước mặn, lợ, ngọt) của 2 tỉnh Nghệ An, Hà
Tĩnh cũng như khu vực nghiên cứu có xu hướng tăng trong những năm gần đây. Đặc
biệt là nuôi Tôm nước lợ. Theo thống kê bảng 8 cho biết sản lượng thủy sản nuôi
trồng (khu vực nghiên cứu) tăng từ 7021 (tấn) năm 2004 lên đến 12524 (tấn), năm
2008, theo thống kê bảng 9 cho biết sản lượng Tôm nuôi (khu vực nghiên cứu) tăng
từ 218 (tấn) năm 2004 lên đến 492 (tấn) năm 2008, theo thống kê bảng 10 cho biết
sản lượng Cá nuôi (khu vực nghiên cứu) tăng từ 6533 (tấn) năm 2004 lên đến 11047
(tấn) năm 2008. Sau 4 năm diện tích nuôi trồng cũng như sản lượng thủy sản nuôi
trồng tăng khoảng 50%.[7]
1.3 TÌNH HÌNH XÂM NHẬP MẶN
1.3.1 Thủy triều
a) Đặc điểm chung
Nếu ở Bắc Bộ thuỷ triều mang đặc điểm của chế độ nhật triều thuần nhất hầu
hết trong các tháng mỗi ngày chỉ có 1 lần nước lớn và một lần nước ròng, thời kỳ
triều cường xảy ra 2 - 3 ngày sau ngày mặt trăng có độ xích vĩ lớn nhất, thời kỳ triều
kém xảy ra trong 2 - 3 ngày sau ngày mặt trăng qua mặt phẳng xích đạo, thì ở vùng
Nghệ An chủ yếu là chế độ nhật triều không đều.
18
18
Hàng tháng có non nửa số ngày có hai lần nước lớn và hai lần nước ròng. Thời
kỳ triều cường và thời kỳ triều kém xảy ra gần cùng một thời gian với thuỷ triều ở
Hòn Dấu.[2]

Các ngày có hai lần nước lớn và hai lần nước ròng thường xảy ra vào thời kỳ
triều kém. Thời gian triều dâng thường chỉ dưới 10 giờ, còn thời gian triều rút kéo dài
tới 15, 16 giờ. Khi xét thuỷ triều ở vùng cửa sông Lam và vùng ảnh hưởng triều, số
liệu thực đo mực nước tại các trạm Chợ Tràng, Linh Cảm và Bến Thuỷ được dùng để
phân tích trong khóa luận này.
b) Diễn biến mực nước trong năm
Trong năm ở những trạm vùng cửa sông như Bến Thủy, Cửa Hội mực nước
triều lớn nhất trung bình hàng năm đạt trị số cao nhất vào tháng X và thấp nhất vào
tháng III.
Tháng XI có mực nước cao nhất trung bình nhiều năm cao hơn mực nước cao
nhất trung bình của tháng IX do ảnh hưởng của thuỷ triều chiếm ưu thế hơn ảnh
hưởng của lũ.
Càng đi sâu vào đất liền do bị ảnh hưởng mạnh của lũ nên mực nước triều lớn
nhất trung bình của tháng IX có xu hướng cao hơn mực nước triều trung bình lớn
nhất của tháng XI.
Đặc trưng mực nước triều trung bình của các tháng tại Bến Thủy và Cửa Hội
cho thấy mực nước triều trung bình tháng từ tháng 1 tới tháng VIII đều thấp hơn mực
nước triều bình quân năm.
Mực nước triều trung bình của tháng VII đạt trị số thấp nhất. Càng đi sâu vào
nội địa, ảnh hưởng của nguồn nước mùa cạn càng thể hiện rõ rệt nên mực nước triều
trung bình tháng nhỏ nhất thường xuất hiện vào tháng IV.
Mực nước nhỏ nhất trung bình hàng năm thường xảy ra vào tháng VII ở các
trạm Cửa Hội và Bến Thuỷ.
Về mùa kiệt, mực nước thuỷ triều tại Cửa Hội quan trắc được với Hmax =
2,39m ngày 22/XII/1968 với biên độ triều cao nhất đạt 3,27m. Càng vào sâu trong nội
địa biên độ triều càng giảm. Tại Linh Cảm cách Cửa Hội 48km biên độ triều về mùa
cạn dao động 1 – 1,2m, tại Nam Đàn cách Cửa Hội 58km, biên độ triều về mùa cạn
dao động 0,2 – 0,25m. Diễn biến triều dọc sông xem bảng 6 về khả năng xuất hiện
mực nước thấp nhất năm.[2]
19

19
Lưu lượng nước ngọt ở thượng nguồn về có ảnh hưởng đáng kể tới sự xâm
nhập của thuỷ triều và mặn. Trên sông La tại Linh Cảm về mùa kiệt ảnh hưởng thuỷ
triều có mạnh hơn vì nguồn nước ngọt về trong các tháng mùa cạn nhỏ hơn sông Cả
tại Nam Đàn.[2]
Bảng 3. Mực nước triều lớn nhất trung bình tháng
Đơn vị: cm
Trạm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm
Cửa Hội 130 112 104 114 123 121 122 130 145 161 153 150 177
Bến Thủy 137 125 115 122 133 135 139 152 223 248 171 157 290
Bảng 4. Mực nước triều trung bình tháng
Đơn vị: cm
Trạm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm
Cửa Hội 9,9 6,1 3,6 1,7 1,4 1,6 0,9 8,6 29,4 40,0 31,6 18,0 13,0
Bến Thuỷ 19,2 14,8 13,7 11,1 13,1 17,0 21,3 35,0 81,5 95,8 52,5 30,1 33,0
Bảng 5. Mực nước triều nhỏ nhất trung bình tháng
Đơn vị: cm
Trạm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm
Cửa Hội -129 -123 -114 -128 -130 -136 -135 -124 -103 -93 -104 -122 -145
Bến Thuỷ -110 -107 -104 -111 -112 -113 -115 -102 -64 -54 -78 -103 -127
Bảng 6. Khả năng xuất hiện Hmin vào các tháng
Đơn vị: %
Trạm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Cửa Hội 22,1 4,3 4,3 13,0 17,0 35,0 4,3
Bến Thuỷ 3,8 7,4 7,4 18,5 29,6 25,9 7,4
20
20
c) Diễn biến mực nước triều trong năm
Mực nước lớn nhất:
Tại Cửa Hội mực nước triều lớn nhất đạt trị số cao nhất cao hơn mực nước

triều lớn nhất đạt trị số nhỏ nhất là 0,83m. Chênh lệch trị số mực nước triều nhỏ nhất
đạt trị số cao nhất so với mực nước triều nhỏ nhất đạt thấp nhất trong nhiều năm tại
Cửa Hội là 0,59m. Nhưng xét chênh lệch mực nước này ở các tháng trong năm thì có
sự khác nhau với đặc trưng mực nước triều lớn nhất thì biên độ dao động tối đa là
0,83m. Với đặc trưng triều trung bình thì biên độ biến đổi hàng năm vào các tháng tối
đa là 0,32m. Với đặc trưng triều nhỏ nhất thì biên độ biến đổi tối đa là 0,65m.[2]
Bảng 7. Chênh lệch mực nước lớn nhất của các đặc trưng mực nước triều trong
nhiều năm tại Cửa Hội
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Max 21 22 13 31 43 33 79 51 50 83 22 69
Trung bình 15 19 21 15 28 16 20 15 20 21 26 32
Min 62 58 42 40 65 60 47 46 44 30 45 58
1.3.2 Xâm nhập mặn
Ở vùng hạ du sông Cả nhất là vùng cửa sông do ảnh hưởng của thuỷ triều mặn
đã xâm nhập khá sâu vào vùng nội địa. Những tháng về mùa khô khi mà nguồn nước
ngọt rất nhỏ, nước mặn ảnh hưởng tới Chợ Tràng cách cửa biển là 32km với độ mặn
trung bình mặt cắt từ 1 – 1,5‰.
Những tháng có nguồn nước mặn rất nhỏ mặn có thể xâm nhập sâu hơn quá
Chợ Tràng trên dòng chính sông Cả và qua Trung Lương tới Đức Xá trên một phần
nhánh của sông La chảy vào sông Lam.
Diễn biến xâm nhập mặn ở vùng hạ du phụ thuộc vào thuỷ triều và lưu lượng
ở thượng nguồn chảy về: Trên sông Cả tại dòng chính, kiệt tháng thường xảy ra vào
tháng III hoặc tháng IV nhưng trên sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu thuộc hệ thống sông
La. Lưu lượng kiệt tháng thường xuất hiện không đồng bộ với dòng chính sông Cả.
21
21
Quy luật thủy triều dẫn đến hiện tượng nước biển xâm nhập qua các cửa sông,
tiến sâu vào trong đất liền và kèm theo đó là nước có độ mặn cao gây khó khăn cho
sản xuất nông nghiệp, công nghiệp. Các thống kê trước đây (theo Nguyễn Văn Cung
và cộng sự, 1981) đã chỉ ra rằng năng suất lúa sẽ giảm khi độ mặn nước tưới nội

đồng tăng. Ví dụ khi độ mặn là 0,5‰ thì năng suất lúa sẽ chỉ còn 94%, khi độ mặn là
1,0‰, 2,0‰ và 5,0‰ thì năng suất lúa chỉ đạt tương ứng là 88%, 60,1% và 50%.
Đặc biệt khi độ mặn tăng đến 15‰ thì cả lúa và mạ đều chết. Ngoài ra độ mặn còn
ảnh hưởng đến tính chất lý hoá của nước như trọng lượng riêng, độ dẫn điện, độ
truyền âm, độ hoà tan các chất khí và nguy cơ tồn vong của hệ sinh thái nước ngọt.
Do đó, việc đánh giá xâm nhập mặn là hết sức quan trọng, liên quan mật thiết đến
điều kiện phát triển kinh tế xã hội và sinh hoạt. [7]
Vào năm 2000, phong trào nuôi tôm sú nước lợ bắt đầu phát triển nhanh và
mạnh (tốc độ tăng diện tích trung bình 25% năm giai đoạn 2000-2007) tại địa bàn
tỉnh Quảng Trị, và lan nhanh ra các tỉnh lân cận trong đó có vùng Cửa Hội (Nghệ An
– Hà Tĩnh). Lợi nhuận thu được từ nuôi tôm nước mặn, lợ lớn hơn nhiều so với sản
xuất cây nông nghiệp nên đến nay diện tích dành cho nuôi tôm mặn lợ đã phát triển
hơn 800 ha. Thu nhập từ nuôi tôm có thể lên đến 100 triệu/ha nếu tôm không bị
nhiễm bệnh và phát triển tốt. Tuy nhiên độ mặn thích hợp nhất cho tôm sú phát triển
từ 15 – 25‰ nên việc xác định thời điểm lấy nước và thay nước cho ao nuôi khi nước
sông có độ mặn phù hợp cũng là một yêu cầu cần thiết, đặc biệt là khi các vùng nuôi
vẫn lấy nước trực tiếp từ sông, không qua bể trữ. [7]
22
22
Chương 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH MIKE 11
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Mô hình toán là tập hợp các biểu thức toán học phức tạp mô tả các quy luật
vật lý trong những điều kiện nhất định. Tính toán thuỷ lực mạng lưới sông không thể
thiếu mô hình toán. Với bài toán thuỷ lực thường áp dụng mô hình 1 chiều giải hệ
phương trình Saint – Venant gồm phương trình liên tục và chuyển động, nghiệm là
mực nước và lưu lượng/vận tốc. Khi có số liệu địa hình của mạng lưới sông nghiên
cứu và số liệu thuỷ văn: mực nước, lưu lượng, mô hình cho phép tính toán mô phỏng
quá trình thuỷ động lực trong toàn bộ mạng lưới sông. Một khi các kết quả tính toán
của mô hình đã được hiệu chỉnh và kiểm chứng so với số liệu quan trắc trong thực tế,

thường là tại các trạm thuỷ văn, mô hình cho phép dự báo theo các kịch bản khác
nhau. Kịch bản là những tình huống có thể xảy ra trong những điều kiện nhất định,
giúp cho các nhà quản lý và nhà hoạch định chính sách tiếp cận vấn đề một cách khoa
học.
Bởi tầm quan trọng và ý nghĩa của việc giải bài toán thủy lực nên trên thế giới
có rất nhiều mô hình đáp ứng mục đích này. Tiêu biểu cho các mô hình loại này là
SOGREAH/TELEMAC của Pháp; DELF/WENDY/SOBEK của Hà Lan; ISIS của
Anh; SMS/HEC-RAS của Mỹ (Mô hình HEC-HMS: là mô hình mưa dòng chảy của
Trung tâm Thủy văn kỹ thuật quân đội Hoa Kỳ được phát triển từ mô hình HEC-1,
mô hình có những cải tiến đáng kể cả về kỹ thuật tính toán và khoa học thủy văn
thích hợp với các lưu vực sông vừa và nhỏ. Là dạng mô hình tính toán thủy văn được
dùng để tính dòng chảy từ số liệu đo mưa trên lưu vực. Trong đó các thành phần mô
tả lưu vực sông gồm các công trình thủy lợi, các nhánh sông. Kết quả của Hec-HMS
được biểu diễn dưới dạng sơ đò, bảng biểu tường minh rất thuận tiện cho người sử
dụng. Ngoài ra, chương trình có thể liên kết với cơ sở dữ liệu dạng DSS của mô hình
thủy lực Hec-RAS); MIKE của Đan Mạch, ở Việt Nam có KAL 1D, VRSAP của Gs.
Nguyễn Như Khuê Các mô hình này thường tích hợp nhiều mô đun, mỗi mô đun có
thể giải quyết những vấn đề cụ thể: mưa-dòng chảy, truyền lũ. Các mô hình này
thường có dạng cấu trúc dữ liệu truy nhập hoặc truy xuất phù hợp với một số phần
mềm thông dụng như AutoCAD, ArcView, DEM
Bộ mô hình thuỷ động lực và vận chuyển bùn cát sử dụng trong nghiên cứu
này có tên gọi MIKE của Viện Thuỷ lực DHI, Đan Mạch. Đây là một trong các mô
23
23
hình 1 và 2 chiều tiên tiến nhất thế giới hiện nay, được sử dụng trong hầu hết các
trường đại học, viện nghiên cứu và các đơn vị tư vấn ở trong và ngoài nước với các
lợi thế:
− Cơ sở toán học chặt chẽ, chạy ổn định, thời gian tính toán nhanh.
− Có giao diện thân thiện, dễ sử dụng, có khả năng tích hợp với một số phần
mềm chuyên dụng khác.

Bộ mô hình MIKE 11 là mô hình tính toán thủy lực mạng sông 1 chiều với các
tiểu mô đun về tính thủy lực, tiểu mô đun tính dòng chảy từ mưa, tiểu mô đun cho
tính lan truyền chất và vận chuyển bùn cát.
Mô hình MIKE 11 bao gồm những mô đun cơ bản sau:
− Mô đun HD (Hydrodynamic): mô đun thủy động lực
− Mô đun AD/CST (Advection-dispersion/Cohesive Sediment Transpot): mô
đun khuyếch tán/ vận chuyển trầm tích kết dính
− Mô đun NST (Non-cohesive Sediment Transpot): vận chuyển bùn cát
không kết dính
− Mô đun RR (Rainfall-Runoff): mô đun mưa dòng chảy
− Mô đun FF (Flood Forecasting): mô đun dự báo ngập lũ
− Mô đun Data assimilation: mô đun phân tích dữ liệu
Một trong những tính năng nổi bật và cơ bản của MIKE 11 là cấu trúc phân
chia theo mô đun tổng hợp và thống nhất cho phép lựa chọn và tính toán nhiều hiện
tượng khác nhau liên quan đến hệ thống sông ngòi thông qua việc đưa vào thêm các
mô đun có sẵn trong bộ mô hình.
Với mục đích tính toán và dự báo xâm nhập mặn trên hệ thống sông Lam tỉnh
Nghệ An – Hà Tĩnh, với các ưu việt của bộ mô hình MIKE, nghiên cứu này sử dụng
mô hình MIKE 11 với các mô đun thủy động lực và mô đun lan truyền chất.
2.2 MÔ ĐUN HD
Mô hình MIKE 11 bao gồm nhiều mô đun, trong đó hạt nhân quan trọng nhất
là mô đun thủy – động – lực (HD module). Chính mô đun HD là cơ sở để xây dựng
rất nhiều các mô đun khác bao gồm cả dự báo lũ, mô đun lan truyền chất (AD), mô
đun chất lượng nước và mô đun vận chuyển bùn cát. Mô đun HD trong MIKE giải hệ
24
24
phương trình cơ bản là hệ phương trình tích phân theo chiều thẳng đứng cho sự bảo
toàn vật chất và động lượng, tức là hệ phương trình Saint-Venant.
Các ứng dụng của mô đun HD trong MIKE 11 bao gồm:
− Dự báo lũ và vận hành hồ chứa

− Mô phỏng các công trình và biện pháp phòng và chống lũ
− Vận hành hệ thống tưới và tiêu bề mặt
− Thiết kế hệ thống kênh mương tưới và tiêu
− Nghiên cứu hiện tượng nước dâng do bão và sự truyền triều trong sông và các
vùng cửa sông
2.2.1 Hệ phương trình
Phương trình cơ bản của mô hình MIKE 11 để tính toán trong mạng sông cho
trường hợp dòng không ổn định là hệ phương trình bao gồm phương trình liên tục và
phương trình động lượng (hệ phương trình Saint Venant) với các giả thiết:
 Dòng chảy là dòng một chiều, độ sâu và vận tốc chỉ thay đổi theo chiều dọc của lòng
dẫn.
 Dòng chảy thay đổi từ từ dọc theo lòng dẫn để áp suất thủy tĩnh chiếm ưu thế, gia tốc
theo chiều thẳng đứng được bỏ qua.
 Trục của lòng dẫn được coi như một đường thẳng
 Độ dốc đáy lòng dẫn nhỏ và đáy cố định, bỏ qua hiện tượng xói và bồi
 Có thể áp dụng hệ số sức cản của dòng chảy rối đều, ổn định cho dòng không ổn định
để mô tả các tác động của lực cản
 Chất lỏng không nén được và có khối lượng không đổi trong toàn dòng chảy.
Hệ phương trình:
Phương trình liên tục:
(2.1)
25
t
A
x
Q
∂
∂
=
∂

∂
25