LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG TIÊU THOÁT NƯỚC CỦA SÔNG HỒNG VÀ SÔNG ĐUỐNG ĐOẠN QUA THÀNH PHỐ HÀ NỘI

37



- Sông Đà: Từ hạ lưu đập Hoà Bình đến cửa sông nhập vào sông Thao

(Trung Hà), dài 60,7 km

- Sông Lô: Từ trạm thuỷ văn Hàm Yên đến cửa sông tại Việt Trì (nhập lưu

với sông Hồng), dài 143,830 km

- Sông Chảy: Từ hạ lưu đập Thác Bà đến cửa sông (nhập lưu vào sông Lô), dài 25,1 km

- Sông Gâm: Từ Na Hang đến cửa sông (nhập lưu vào sông Lô), dài 90,7 km

- Sông Phó Đáy: Từ Liễn Sơn đến cửa sông, dài 25 km

- Toàn bộ sông Trà Lý: từ sông Hồng (tại km 139) đến cửa sông đổ ra biển, dài 64,28km

- Toàn bộ sông Đào Nam Định: từ sông Hồng (tại km 152) và nhập lưu vào

sông Đáy tại Độc Bộ (km 201 tính từ đập Đáy), dài 29,6 km,

- Toàn bộ sông Ninh Cơ: từ sông Hồng (tại km 175) đến cửa sông đổ ra biển,

dài 53,53km

- Toàn bộ sông Đáy: từ sông Hồng (tại km 30) đến cửa sông đổ ra biển, dài 231,26 km

- Sông Quần Liêu: nối từ sông Ninh Cơ sang sông Đáy dài 2,2 km.

- Sông Tích: từ Lương Phú (vị trí giáp với sông Đà) đến cửa ra nhập lưu vào

sông Đáy tại Ba Thá, dài 93,13 km, có diện tích lưu vực là 1.331km2.

- Sông Hoàng Long: từ Hưng Thi đến cửa ra nhập lưu vào sông Đáy (km

165) tại Gián Khẩu, dài 63,390 km có diện tích lưu vực là 1.549 km2.

* Hệ thống sông Thái Bình

- Sông Thương: Từ trạm TV Cầu Sơn đến cửa sông tại Phả Lại, dài

91,235km

- Sông Lục Nam: Từ trạm thuỷ văn Chũ đến cửa sông (nhập lưu vào sông

Thương), dài 53,080 km

- Sông Cầu: Từ trạm thuỷ văn Thác Bưởi đến cửa sông tại Phả Lại, dài 166,393km

- Sông Cà Lồ: Từ Mê Linh đến cửa sông tại Phúc Lộc Phương (nhập lưu vào

sông Cầu), dài 42,950 km

- Toàn bộ sông Thái Bình: Từ ngã ba Phả Lại đến cửa sông đổ ra biển, dài 95,21 km

- Toàn bộ sông Văn Úc: xuất phát từ ngã 3 sông Gùa và sông Lai Vu đến cửa

sông đổ ra biển, dài 40,3 km

Luận văn thạc sĩ



Chuyên ngành: Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước



38



- Các sông ngắn nối sông Thái Bình và Văn Úc, bao gồm:

+ Toàn bộ sông Gùa xuất phát từ vị trí km 41 của sông Thái Bình, dài 3,31 km

+ Toàn bộ sông Mía xuất phát từ vị trí km 52 sông Thái Bình, dài 3,037 km

+ Toàn bộ sông Mới xuất phát từ vị trí km 60 của sông Thái Bình, dài 3,58 km

- Toàn bộ sông Lạch Tray bắt đầu từ km 3 trên sông Văn Úc đến cửa sông đổ

ra biển, dài 52 km

- Toàn bộ sông Kinh Thầy xuất phát từ sông Thái Bình đến cửa ra là ngã ba

sông Kinh Môn và sông Cấm dài 47,62 km

- Toàn bộ sông Đá Bạch xuất phát từ cuối sông Kinh Thày đến cửa sông đổ

ra biển, dài 38,5 km

- Toàn bộ sông Kinh Môn xuất phát từ cuối sông Kinh Thày đến đầu sông

Cấm dài 24,632 km

- Toàn bộ sông Cấm xuất phát từ cuối sông Kinh Môn đến cửa sông đổ ra

biển, dài 40,884 km

- Toàn bộ sông Lai Vu xuất phát từ sông Kinh Môn đến ngã ba sông Gùa và

sông Văn Úc, dài 27,619 km

- Toàn bộ sông Hạ Lý nối từ sông Lạch Tray với sông Cấm, dài 3 km

* Các sông phân lưu từ sông Hồng sang sông Thái Bình

- Toàn bộ sông Đuống: xuất phát tại km 53 tính từ Việt Trì của sông Hồng

đổ vào sông Thái Bình, dài 62 km.

- Toàn bộ sông Luộc: xuất phát tại km 126 sông Hồng đổ vào sông Thái

Bình, dài 70,683 km.

- Toàn bộ sông Hoá: xuất phát từ km 51 trên sông Luộc đổ vào sông Thái

Bình, dài 38,751km.

3.2.1.2. Các công trình trên mạng sông tính toán

a. Cầu giao thông: Công trình trên mạng sông chủ yếu là các cầu vượt sông,

toàn bộ các cầu qua sông được đưa vào mạng sông tính toán. Chỉ tiêu chủ yếu của

một số cầu chính trên sông như sau:

- Cầu Trung Hà: Bề rộng giữa 2 đê chính 995m, bề rộng phía bãi Thanh Thuỷ

Luận văn thạc sĩ



Chuyên ngành: Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước



39



193m, bề rộng phía bãi Thái Hoà 60m. Bề rộng lòng sông mùa kiệt 500m kể cả trụ cầu.

- Cầu Thăng Long: Bề rộng giữa 2 đê chính 1.600 m, bề rộng phía bãi Võng La

450 m, bề rộng phía bãi Đông Ngạc 220 m. Bề rộng lòng sông 910 m kể cả trụ cầu.

- Cầu Long Biên: Bề rộng giữa 2 đê chính 1.600 m, bề rộng phía bãi Gia

Lâm 80 m, bề rộng phía bãi Long Biên 220 m. Bề rộng bãi giữa sông 290 m, bề

rộng lạch phụ 120 - 200 m kể cả trụ cầu.

- Cầu Chương Dương: Bề rộng giữa 2 đê chính là 1.200 m, bề rộng phía bãi

Gia Lâm 50 m, bề rộng phía bãi Long Biên 200 m. Bề rộng bãi giữa sông 150 m. Bề

rộng lạch chính 500 m kể cả trụ cầu, bề rộng lạch phụ 200 m kể cả trụ cầu.

- Cầu Vĩnh Tuy: Bề rộng giữa 2 đê chính là 2.900 m, bề rộng phía bãi Lâm

Du 1700 - 1800 m, bề rộng phía bãi Bạch Đằng 140 m, bề rộng bãi cát phía tả Hồng

500 m. Bề rộng lòng sông mùa kiệt 300 m, bề rộng lòng sông mùa lũ 800 m.

- Cầu Thanh Trì: Bề rộng giữa 2 đê chính là 2.315 m, bề rộng phía bãi Thanh

Trì 780 m, bề rộng phía bãi Cự Khối 962 m. Bề rộng lòng sông mùa kiệt 526 m.

- Cầu Yên Lệnh : Bề rộng giữa 2 đê chính là 2.334 m, bề rộng phía bãi

Chuyên Ngoại 335 m, bề rộng phía bãi Lam Sơn 956 m, bề rộng bãi giữa sông 420

m. Bề rộng lòng sông mùa kiệt 472 m.

- Cầu Việt trì trên sông Lô, cầu Đuống cũ và mới trên sông Đuống, cầu Triều

Dương trên sông Luộc, cầu Phú Lương, Lai Vu trên sông Thái Bình và tất cả các cầu giao

thông trên toàn bộ các sông trong mạng tính toán đều được đưa vào trong sơ đồ tính toán.

b. Các hồ chứa nước có nhiệm vụ cắt giảm lũ cho hạ du:

* Hồ Hoà Bình: Nằm tại vị trí Hoà Bình trên sông Đà

- Cao trình mực nước dâng bình thường 117,0m.

- Mực nước dâng gia cường 122,0m.

- Mực nước trước lũ thấp nhất 88,0m.

- Dung tích cắt, giảm lũ cho hạ du 4,9 tỷ m3.

- Xả đáy: 12 cửa, b x h = 10 x 6m; cao trình ngưỡng 56m

- Xả mặt: 6 cửa, b x h = 10 x 15m; cao trình ngưỡng 102m.

* Hồ Thác Bà: Tại vị trí Thác Bà trên sông Chảy

Luận văn thạc sĩ



Chuyên ngành: Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước



40



- Cao trình mực nước dâng bình thường 58,0 m.

- Mực nước dâng gia cường 61,0 m.

- Mực nước trước lũ thấp nhất 56,0 m.

- Dung tích cắt, giảm lũ cho hạ du 0,45 tỷ m3.

- Xả mặt: 3 cửa, b x h = 10 x 10 m. Cao trình ngưỡng 46 m.

* Hồ Tuyên Quang: Tại tuyến Na Hang trên sông Gâm

- Cao trình mực nước dâng bình thường 120,0 m.

- Mực nước dâng gia cường 122,55 m.

- Mực nước trước lũ thấp nhất 90,0 m.

- Dung tích cắt, giảm lũ cho hạ du 1,0 tỷ m3.

- Xả đáy: 8 cửa, b x h = 4,5 x 6m. Cao trình ngưỡng 79m

- Xả mặt: 4 cửa, b x h = 15 x 15,87 m. Cao trình ngưỡng 104,45 m.

* Hồ Sơn La: Trên sông Đà, thượng du của hồ Hoà Bình, đang được xây dựng

- Cao trình mực nước dâng bình thường 215,0 m.

- Mực nước dâng gia cường 217,83 m.

- Dung tích cắt, giảm lũ cho hạ du (kết hợp với hồ Hoà Bình) 4,0 tỷ m3.

- Xả đáy: 8 cửa, b x h = 4,5 x 8m; cao trình ngưỡng 240 m

- Xả mặt: 4 cửa, b x h = 15 x 13m; cao trình ngưỡng 282 m.

* Hồ Nậm Nhùn: Dự kiến xây dựng tại Lai Châu (thượng nguồn của công

trình Sơn La) trên sông Đà

- Dung tích chống lũ cho hạ du:



0,3 tỷ m3



- Xả đáy: 12 cửa, b x h = 4,5 x 10m; cao trình ngưỡng 145m

- Xả mặt: 8 cửa, b x h = 18 x 13m; cao trình ngưỡng 202m.

* Hồ Bảo Lạc: Dự kiến xây dựng ở sông Gâm (thượng nguồn hồ Tuyên Quang)

- Dung tích chống lũ cho hạ du:



0,5 tỷ m3



- Xả đáy: 8 cửa, b x h = 4,5 x 4,5m; cao trình ngưỡng 195 m

- Xả mặt: 4 cửa, b x h = 13 x 10,5m; cao trình ngưỡng 219,35 m.

Từ sau năm 2010 tất cả các hồ chứa trên sẽ vận hành cắt giảm lũ cho hạ du,

khi đó các hồ chứa trên bậc thang sông Đà sẽ có tổng dung tích 7,0 tỷ m3 và hệ

Luận văn thạc sĩ



Chuyên ngành: Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước



41



thống sông Lô, Gâm là 1,5 tỷ m3 cắt lũ cho hạ du.

Trong tính toán thuỷ lực với trận lũ tần suất P= 0,4% (chu kỳ 250 năm) cho

giai đoạn từ nay đến năm 2010 đã đưa hệ thống 3 hồ chứa (Hoà Bình, Thác Bà và

Tuyên Quang) cắt lũ theo quy trình vận hành trong mùa lũ đã được phê duyệt. Với

trận lũ tần suất P= 0,2% (chu kỳ 500 năm) đưa hệ thống 6 hồ chứa (Hoà Bình, Sơn

La, Nậm Nhùn, Thác Bà, Bảo Lạc và Tuyên Quang) với tổng dung tích phòng lũ

trên sông Đà là 7,0 tỷ m3 và trên sông Lô là 1,5 tỷ m3 với vận hành mùa lũ dự kiến

dựa theo quy trình hiện nay để đảm bảo yêu cầu chống lũ ở hạ du (mực nước lũ lớn

nhất tại trạm thuỷ văn Hà Nội không vượt quá 13,4 m).

c. Cụm công trình phân lũ sông Đáy:

* Tràn và cống Vân Cốc

- Cống Vân Cốc nằm trên tuyến đê hữu của sông Hồng tại vị trí ngã ba của

sông Hồng và sông Đáy trước đây, các chỉ tiêu của cống như sau:

- Cao trình đáy cống : +12 m,



- Cao trình đáy tường ngực : +14,4 m



- Số cửa cống



- Chiều rộng một cửa



: 26 cửa,



: 7 m.



Trước đây chỉ có cống Vân Cốc là công trình duy nhất xả nước từ sông Hồng

vào lưu vực sông Đáy, qua thực tế vận hành và tính toán với kích thước quy mô như

vậy thì lưu lượng nước qua cống lớn nhất khoảng 2000 m3/s, lưu lượng này không

đáp ứng được nhiệm vụ làm giảm mức độ nguy hiểm cho hạ du khi cần phân lũ, mặt

khác khi phân lũ bản thân công trình không đảm bảo về mặt kết cấu gây rung, ồn và

nguy hiểm.

Do vậy sau trận lũ 1971 trong luận chứng toàn bộ cho công trình phân lũ đã

sử dụng biện pháp hạ thấp đoạn đê ở khu vực này để khi mực nước sông Hồng lớn

sẽ tự tràn qua đê vào trong khu chứa Vân Cốc. Đoạn đê hữu sông Hồng được bạt

thấp nằm trong khu vực Hát Môn, theo thiết kế được chia làm 2 đoạn, đoạn 1 dài

1620 m ở phía đê thượng lư cống Vân Cốc với đỉnh đê từ 15,2 m ở đầu đoạn đến

15,08 m ở giáp cống, đoạn 2 dài 6.200 m ở phía đê hạ lưu cống Vân Cốc cao trình

đỉnh từ 15,03 m hạ xuống 14,63 m ở cuối đoạn.

Như vậy, việc xả nước lũ từ sông Hồng vào sông Đáy chủ yếu là tràn qua

Luận văn thạc sĩ



Chuyên ngành: Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước



42



quãng đê được bạt thấp này. Cống Vân Cốc có nhiệm vụ chủ yếu là làm tạo một

một lớp nước đệm giảm sự phá hoại của đoạn đê tràn và tháo nưóc còn chứa trong

khu Vân Cốc trở lại sông Hồng khi mực nước ngoài sông Hồng đã xuống thấp.

* Khu chứa Vân Cốc: Khu chứa Vân Cốc nằm giữa hạ lưu hệ thống cống, đê

tràn Vân Cốc và thượng lưu đập Đáy. Khu chứa có nhiệm vụ làm khu nước đệm

điều tiết để đảm bảo cho đập Đáy làm việc khi có phân lũ.

* Đập Đáy: Trong hệ thống công trình phân lũ thì đập Đáy được coi là công

trình quan trọng nhất vì khi đập Đáy được mở mới thực sự là có phân lũ từ sông

Hồng vào sông Đáy và khả năng chuyển nước qua đập Đáy là lượng nước được

phân lũ. Mực nước trong lưu vực sông Đáy trong trường hợp phân lũ ảnh hưởng do

lưu lượng và tổng lượng qua đập Đáy quyết định.

Đập Đáy gồm 6 cửa, chiều rộng mỗi cửa là 33,75 m. Cao trình đáy tường

ngực là 13,9 m, cao trình ngưỡng tràn là 9 m. Cửa van đập Đáy là cửa van hình

cung mở từ trên xuống dưới, cơ cấu đóng mở bằng điện, từ đóng hoàn toàn đến mở

hoàn toàn (hoặc ngược lại) mất 10,5 giờ. Theo quy trình vận hành của công trình thì

toàn bộ các cửa được mở hoặc đóng đồng thời.

3.2.1.3. Biên trên của mô hình:

Với mạng sông tính toán đã được xác định ở trên, biên trên của mô hình thuỷ

lực là quá trình lưu lượng theo thời gian Q= f(t) tại các vị trí như sau:

+ Tại Yên bái trên sông Thao (Flv= 48.000 km2)

+ Tại hạ lưu công trình hồ chứa Hoà Bình trên sông Đà (Flv= 51.800 km2).

+ Tại Na Hang trên sông Gâm (Flv= 12.690 km2)

+ Tại hạ lưu công trình hồ chứa Thác Bà trên sông Chảy (Flv= 6.170 km2)

+ Tại trạm thuỷ văn Hàm Yên trên sông Lô (Flv= 11.900 km2)

+ Tại hạ lưu đập Liễn Sơn trên sông Phó Đáy (Flv= 1.223 km2)

+ Tại Bến Mắm trên sông Tích (Flv= 0 km2)

+ Tại Hưng Thi trên sông Hoàng Long (Flv= 664 km2)

+ Tại trạm thuỷ văn Cầu Sơn trên sông Thương (Flv= 2.330 km2)

+ Tại trạm thuỷ văn Chũ trên sông Lục Nam (Flv= 980 km2)

Luận văn thạc sĩ



Chuyên ngành: Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước



43



+ Tại trạm thuỷ văn Thác Bưởi trên sông Cầu (Flv= 2.220 km2)

+ Tại Mê Linh (ranh giới Hà Nội - Vĩnh Phúc) trên sông Cà Lồ (Flv= 625 km2)

3.2.1.4. Biên dọc sông của mô hình:

Biên dọc mô hình là các đường quá trình lưu lượng Q = f(t) gia nhập khu

giữa được tính toán bằng mô hình thuỷ văn (mô hình NAM):

Bảng 3.1: Chỉ tiêu cơ bản của các lưu vực gia nhập khu giữa

Nhập vào



Tên lưu vực



TT



Vị trí gia Diện tích



sông



nhập (m)



(km2)



1



Khu giữa từ Hoà Bình đến Trung Hà



Đà



32.749



1.100



2



Khu giữa 1 từ Yên bái đến Phú Thọ



Thao



30.000



472



3



Khu giữa 2 từ Yên bái đến Phú Thọ



Thao



59.200



1.190



4



Khu giữa từ Hàm Yên đến ngã ba Lô - Gâm



Lô



15.000



500



5



Khu giữa 1 từ Na Hang đến Chiêm Hoá



Gâm



17.000



800



6



Khu giữa 2 từ Na Hang đến Chiêm Hoá



Gâm



30.000



728



7



Khu giữa từ Chiêm Hoá đến cửa sông



Gâm



65.000



700



8



Khu giữa từ Gềnh Gà đến Đoan Hùng



Lô



50.900



900



9



Khu giữa từ Đoan Hùng đến cửa sông



Lô



85.000



2.040



10 Khu giữa từ Chũ đến Lục Nam



Lục Nam



20.000



630



11 Khu giữa từ Lục Nam đến cửa sông



Lục Nam



45.000



310



12 Khu giữa từ Thác Bưởi đến Phả Lại



Cầu



50.600



2.100



Thương



36.118



800



Đáy



126.302



271



Hoàng Long



47.400



301,3



Tích



69.000



163



13 Khu giữa từ Cầu Sơn đến Phả Lại

14 Sông Thanh Hà

15 Sông Lãng, sông Đập

16 Khu giữa từ Bến Mắm đến Ba Thá

3.2.1.5. Biên dưới của mô hình:



Biên dưới của mô hình thuỷ lực là quá trình mực nước theo thời gian Z=f(t)

tại 9 cửa sông đổ ra biển của lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình:

+ Cửa sông Đá Bạch.

Luận văn thạc sĩ



+ Cửa sông Cấm.

Chuyên ngành: Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước



44



+ Cửa sông Lạch Tray.



+ Cửa sông Văn Úc.



+ Cửa sông Thái Bình.



+ Cửa sông Trà Lý.



+ Cửa sông Hồng.



+ Cửa sông Ninh Cơ.



+ Cửa sông Đáy.

3.2.2. Phương pháp và sơ đồ tính

3.2.2.1. Dòng chảy một chiều trong sông

Dòng chảy lũ trong toàn bộ mạng sông tính toán phụ thuộc vào lũ từ thượng

lưu đổ về và mực nước thuỷ triều ngoài biển, quá trình lưu lượng lũ đến ở biên trên

và các lưu vực gia nhập khu giữa cũng như mực nước biển đều biến đổi chậm theo

thời gian, thuộc loại sóng dài, đồng thời trong quá trình chảy trong mạng sông dòng

chảy lũ cũng nhận được thêm các nhập lưu và phân lưu nên chúng biến đổi theo dọc

các tuyến sông. Do vậy dòng chảy trong mạng sông là dòng chảy không ổn định

biến đổi chậm theo cả không gian lẫn thời gian và chủ yếu chảy theo hướng dọc

sông. Chế độ thuỷ lực của dòng chảy lũ trong mạng sông tính toán được mô tả bằng

hệ hai phương trình vi phân đạo hàm riêng Saint-Venant:

Phương trình liên tục:



Phương trình động lượng:



∂Q ∂A

+ =q

∂x ∂t



∂Q

+

∂t









∂ α



Q2

A



∂x



(1)







 + gA ∂h + g

∂x



QQ

=0

C 2 AR



(2)



Trong đó

Q: Lưu lượng (m3/s)



A: Diện tích mặt cắt ướt (m2)



x: Chiều dài dọc theo dòng chảy (m)



t: Thời gian (s)



g: Gia tốc trọng trường (m/s2)



h: Cao trình mặt nước (m)



q: Lưu lượng gia nhập bên đơn vị (m2/s) R: Bán kính thuỷ lực (m)

C: Hệ số Chezy C = 1/n . Ry



α: Hệ số phân bố động lượng



n: Hệ số nhám lòng dẫn



Y: Hệ số Maning



Giải hệ phương trình vi phân trên không thể tính bằng phương pháp tích phân

trực tiếp mà phải dùng phương pháp số gần đúng. Tác giả sử dụng phương pháp sai

Luận văn thạc sĩ



Chuyên ngành: Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước



45



phân hữu hạn theo sơ đồ ẩn và áp dụng mô hình thuỷ lực một chiều MIKE 11 phiên

bản năm 2007 do Viện Thuỷ lực Đan Mạch xây dựng (đây là mô hình tiên tiến được

xây dựng hoàn chỉnh từ năm 1987, hàng năm đều được các tác giả nâng cấp bổ sung ra

phiên bản mới, mô hình này được đánh giá là công cụ hữu hiệu trong các nghiên cứu

liên quan đến tài nguyên nước và được nhiều nước trên thế giới sử dụng) để giải bài

toán thuỷ lực cho dự án này. Kết quả thu được sẽ là quá trình mực nước tại các mặt cắt

và quá trình lưu lượng theo thời gian tại các đoạn sông trong suốt thời đoạn được đưa

vào tính toán.

Nước lũ trong toàn bộ các sông trong mạng tính toán thuỷ lực đều nằm trong

lòng dẫn được giới hạn bởi các tuyến đê ở hai bên bờ sông, dòng chảy chủ yếu theo

một chiều dọc sông, được giải bằng mô hình MIKE 11.

Sơ đồ tính thuỷ lực cho toàn mạng sông bằng mô hình MIKE 11 như sau:



Hình 3-1: Sơ đồ mạng sông tính toán theo mô hình MIKE 11

3.2.2.2. Dòng chảy qua các công trình thuỷ lợi:

Dòng chảy qua công trình trên sông được tính toán theo các công thức mô tả

chế độ thuỷ lực phù hợp với trạng thái chảy tại thời điểm tính toán. Trong chương

Luận văn thạc sĩ



Chuyên ngành: Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước



46



trình coi đây là những đoạn sông đặc biệt, được biến đổi phù hợp với dạng chung

của hệ phương trình sai phân trong toàn mạng sông.

3.2.2.3. Dòng chảy hai chiều trong sông

Như đã trình bày ở phần trên, lòng dẫn sông Hồng từ Trung Hà đến cửa sông

đổ ra biển có rất nhiều bãi tràn, khi lưu lượng nhỏ thì dòng chảy chỉ bó gọn trong

phần lòng còn khi lũ lên dòng chảy tràn bờ vào phần bãi, chiều rộng phần bãi

thường gấp nhiều lần phần lòng, lại có những bãi được xây dựng đê bối. Như vậy

dòng chảy khi lũ lớn ngoài hướng chảy dọc theo chiều dài sông còn có hướng chảy

ngang, thành phần này khá lớn tác động mạnh đến khả năng thoát lũ của sông và

phải được giải bằng mô hình hai chiều mới đảm bảo mô tả chuẩn xác được chế độ

thuỷ lực trong mùa lũ của sông Hồng. Chế độ thuỷ lực của dòng chảy hai chiều

được mô tả bằng hệ ba phường trình vi phân đạo hàm riêng Saint - Venant như sau:

Phương trình liên tục:



∂ζ ∂p ∂q ∂d

+

+

=

∂t ∂x ∂y ∂t



Phương trình động lượng:



∂ζ gp p 2 + q 2

∂

1 ∂

∂p ∂  p 2  ∂  pq 

+

−

+  + 

 + gh

 ∂x (hτ xx ) + ∂y (hτ xy ) − Ω q −

2 2

 h  ∂y h

∂x

C .h

ρw 

∂t ∂x  







h∂

( pa ) = 0

− fVVx +

ρ w∂x



Trong đó:

h(x,y,t)



Độ sâu mực nước (=ζ -d, m)



d(x,y,t)



Độ sâu mực nước thay đổi theo thời gian (m)



ζ(x,y,t)



Cao độ mặt nước (m)



p, q(x,y,t)



Mô số lưu lượng theo phương x và y (m3/s/m)



C(x,y)



Hệ số Chezy (m1/2/s)



g



Gia tốc trọng trường (m/s2)



f(V)



Hệ số sức cản của gió



V, Vx, Vy(x,y,t)



Tốc độ gió (m/s)



Ω(x,y)



Hệ số Coriolis (s-1)



Pa(x,y,t)



Áp suất khí quyển (kg/m/s2)



Luận văn thạc sĩ



Chuyên ngành: Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước



47



ρw



Trọng lượng riêng của nước (kg/m3)



x, y



Toạ độ địa lý (m)



t



Thời gian (s)



τxx, τxy, τyy



Ma sát bên



Để giải hệ phương trình vi phân đạo hàm riêng Saint-Venart này cũng phải

sử dụng phương pháp sai phân hữu hạn sơ đồ ẩn được giải theo phương pháp

Double Sweep (DS) theo từng phương và tại mỗi điểm trong lưới. Để giải hệ

phương trình Saint - Venant theo phương pháp trên thì toàn bộ vùng sông Hồng

phải được chia thành các ô lưới hình vuông kích thước 50 x 50m, được xây dựng từ

bình đồ địa hình tỷ lệ 1/5.000 do Đoàn Khảo sát Thuỷ văn đồng bằng sông Hồng đo

năm 2000, cao độ được lấy theo hệ cao độ Quốc gia. Trong dự án này tác giả sử

dụng mô hình MIKE 21 HD cũng do Viện Thuỷ lực Đan Mạch xây dựng.



Hình 3-2: Sơ đồ sông Hồng tính toán theo mô hình MIKE 21

3.2.2.4. Sơ đồ tính cho toàn mạng sông

Như trên đã trình bày, mô hình thuỷ lực toàn mạng sông Hồng – sông Thái

Bình được tính toán một phần bằng mô hình một chiều MIKE 11 và một phần bằng



Luận văn thạc sĩ



Chuyên ngành: Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước