Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 Xây dựng hàm vận hành thời gian thực cho hệ thống 9 xã kênh Lê Xuân Đào để trữ nước cho vùng nghiên cứu

2 Xây dựng hàm vận hành thời gian thực cho hệ thống 9 xã kênh Lê Xuân Đào để trữ nước cho vùng nghiên cứu

Tải bản đầy đủ - 0trang

111



3.2.1 Mơ hình tiêu

Mơ hình tiêu được viết trong chương trình Matlab đã giới thiệu trong chương II.

Các số liệu được tính tốn trong mơ hình bao gồm: số liệu mưa trong 50 năm (1960

– 2010) của trạm Vinh; mặt cắt các kênh theo các kích thước được đề xuất mở rộng

(bảng 3.14); mực nước ban đầu của hệ thống.

Để xây dựng mơ hình tiêu cho hệ thống, nếu sử dụng Mike 11 trực tiếp thì q trình

tính tốn sẽ mất rất nhiều thời gian. Vì thế, tác giả đề suất giải pháp xây dựng ma

trận bảng tra là kết quả được tính độc lập từ Mike 11. Cụ thể việc xây dựng bảng tra

thông qua 2 bước:

Bước 1: Thiết lập mơ hình tiêu Mike 11 cho hệ thống:

Tác giả đã xây dựng hệ thống mạng sơng, số hóa 5 kênh chính của hệ thống với

tổng chiều dài là 21,5 km, với 114 mặt cắt kênh và thiết lập các biên tính tốn. Tài

liệu khí tượng được lấy theo ngày và được thu thập tại trạm Vinh. Tác giả cũng đã

thiết lập Trạm bơm 12/9 và Hưng Châu trong mô hình tính tốn.

 Sơ đồ mạng:

Khu vực nghiên cứu là một khu vực là một hệ thống hồn chỉnh. Vì vậy, khi

tính tốn thủy lực cho khu vực cần phải xem xét tồn bộ các kênh chính

trong khu vực. hệ thống các kênh chính bao gồm 5 kênh với tổng chiều dài là

21,5 km. Gồm các kênh: Kênh 12/9; Kênh Tiến Thắng; Kênh Hạnh Phúc;

Kênh Hưng Nghĩa; Kênh Lê Xuân Đào.

Cụ thể sơ đồ mạng hệ thống như hình 3.4



112



Trạm

bơm

12/9



Kênh Tiến Thắng



Kênh

12/9

Kênh Hạnh Phúc

Kênh Hưng Tiến



Kênh Lê Xuân Đào

Kênh

12/9

Trạm

bơm

Hưng

Châu



Hình 3.4. Sơ đồ mạng lưới hệ thống kênh chính

 Nhiệm vụ tính tốn:



113



Tính tốn thuỷ lực để mơ tả chế độ thuỷ lực trong mạng vùng 9 xã với trường hợp

hiện trạng, tương lai với các tần suất thiết kế 85%. Từ đó xác định được mực nước

và lưu lượng cho từng đoạn kênh để phục vụ cho nghiên cứu tác động của dòng

chảy kiệt đến khu vực nghiên cứu.

 Các biên tính tốn

-



Biên trên của mơ hình:Với sơ đồ mạng tính tốn đã được xác định ở trên,

biên trên của mơ hình thuỷ lực là biên lưu lượng tại trạm bơm 12/9.



-



Biên dưới của mơ hình:Biên dưới của mơ hình thuỷ lực là quá trình mực

nước theo thời gian tạitrạm bơm Hưng Châu.



 Tính tốn kiểm định mơ hình:

Để kiểm định mơ hình thủy lực với bộ thơng số đã có sau khi tính tốn mơ phỏng

trong mùa kiệt cho khu vực nghiên cứu, thời kỳ kiệt có số liệu thực đo từ 2530/07/2011 đã được chọn để tính tốn kiểm định.

Kết quả mô phỏng kiệt từ7-20/04/1989 và kiểm định từ 25-30/07/2011 cho thấy:

- Kết quả tính tốn mơ phỏng chế độ thuỷ lực kiệt và kiểm định tại tất cả các

nút kiểm tra có số liệu quan trắc ở các vị trí cho kết quả mực nước và giá trị thực đo

chênh nhau khơng đáng kể; Đường q trình diễn biến mực nước trong thời kỳ kiệt

năm 1989 và kiểm định 2011 giữa q trình tính tốn và q trình thực đo tương đối

sát nhau.

- Kết quả tính tốn mô phỏng và kiểm định khá phù hợp với thực tế khảo sát,

như vậy bộ thông số sử dụng trong mơ hình thuỷ lực đã phản ánh khá chính xác chế

độ thủy lực trong mùa kiệt của khu vực nghiên cứu, đủ độ tin cậy để tiến hành các

tính tốn thuỷ lực kiệt cho các trường hợp nghiên cứu trên hệ thống.

Bước 2: Ứng dụng mơ hình Mike 11 xây dựng ma trận tiêu cho hệ thống

Để đơn giản tính toán, một đoạn Script được viết để tự động thiết lập ma trận đầu

vào, kết hợp với mơ hình Mike 11 đã thiết lập ở trên. Đồng thời tính tốn đồng bộ

cho ma trận đầu vào có dải mưa từ 0 đến 350 mm với bước tính tốn là 10 mm và



114



mực nước ban đầu hệ thống dao động từ 0 đến 5m với bước tính tốn là 10 cm. Cụ

thể như sau:

clear all;

% /muc nuoc kenh

tmpdir = 'D:\WORK\RESEARCH\ProposalForDocTor\Tool\MIKE_MrAn';

i = 1 ;

for inWL = 0 : 0.1: 5

j = 1;

for Mua = 650:-10:0

%1 dua mo hinh mua ngay

dayRainTemp =

[3.5;3.5;7;7;10.5;10.5;10.5;14;17.5;21;21;24.5;35;28;24.5;24.5;17.5;17.5;

14;10.5;10.5;7;7;3.5];

dayRain = dayRainTemp*(Mua)/350;

v = taoDFS0(dayRain,tmpdir);

%2 dua muc nuoc ban dau

fid = fopen('HD_Temp.hd11','rt') ;

X = fread(fid) ;

fclose(fid) ;

X = char(X.') ;

S1 = 'G_waterlevel = 3.5';

S2 = strcat('G_waterlevel = ',num2str(inWL));

% replace string S1 with string S2

Y = strrep(X, S1, S2) ;

fid2 = fopen('HD.hd11','wt') ;

fwrite(fid2,Y) ;

fclose (fid2) ;

%3 chay Mike

p = strcat('"C:\Program Files

(X86)\DHI\2012\bin\x64\Mike11.exe" -s "',tmpdir,'\Sim.sim11"');

status = system(p,'-echo');

%Tao dfs0

% cau truc duong dan thuc hien lenh : Chuong trinh '"program"'+ duong dan

file 'path\file'...

q = ['"C:\Program Files

(X86)\DHI\2012\bin\x64\res11read.exe"',...

' -someres',tmpdir,'\someresFILE.txt',...

' -MakeDfs0 ',tmpdir,'\Result\HD_2016.res11 ',tmpdir,'\kq'];

status = system(q,'-echo');

%4 doc ket qua

[WBom(i,j) WLendLXD(i,j)] = docDFS0(tmpdir);

j = j + 1

end

i = i+1

end



Tổng cộng đã có 1.836 kịch bản, ra được 2 kết quả về (i) quan hệ tổng lượng tiêu

ngày theo lượng mưa ngày và mực nước trong kênh đầu ngày; (ii) quan hệ mực



115



nước cuối ngày trên kênh, lượng mưa ngày và mực nước trong kênh đầu ngày, như

hình 3.5:



Lượng mưa (mm)



5



x 10

0

12



50



10



100



150



8



200



6



250



4



300



2



350

0



1



2



3



4



5



Lượng

nước

cần tiêu

(m3)



0



Mực nước trong kênh (m)



Hình 3.5. Ma trận quan hệ mưa, mực nước trên kênh và lượng nước cần tiêu

Ma trận tiêu này là một bảng tra ứng với từng trận mưa và mực nước đầu ngày trên

kênh sẽ cho ta 1 kết quả về lượng nước cần tiêu.Ma trận tiêu thay thế sẽ đảm bảo

yêu cầu về mặt khối lượng và giảm rất nhiều thời gian tính tốn.



116



Bảng 3.15.Kết quả tính tốn quan hệ mưa, mực nước trên kênh và lượng

nước cần tiêutrên kênh Lê Xuân Đào

Lượng mưa



Mực nước

trong kênh



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300



350

-342650

-346210

-354220

-359560

-366680

-374690

-383590

-388930

-400500

-412960

-418300

-426310

-438770

-447670

-458350

-470810

-482380

-492170

-507300

-517980

-534000

-543790

-566930

-582060

-599860

-628340

-651480

-685300

-702210

-732470

-768960



300

-178890

-192240

-194020

-207370

-212710

-221610

-240300

-255430

-265220

-278570

-290140

-308830

-322180

-336420

-341760

-360450

-374690

-392490

-409400

-425420

-439660

-455680

-477930

-497510

-520650

-546460

-570490

-594520

-629230

-647030

-671950



250

-12460

-17800

-28480

-36490

-41830

-51620

-58740

-70310

-82770

-93450

-101460

-120150

-129940

-145960

-158420

-172660

-194020

-209150

-227840

-252760

-267000

-289250

-306160

-335530

-358670

-378250

-401390

-430760

-453900

-489500

-516200



200

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

-890

-8900

-19580

-32930

-44500

-66750

-82770

-102350

-120150

-139730

-164650

-186900

-210040

-241190

-263440

-288360

-314170

-345320



150

100

50

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

-1780

0

0

0

-10680

0

0

0

-40050

0

0

0

-70310

-890

0

0

-87220

-25810

-6230

0

-116590

-54290 -32040

-35600

-137950

-80990 -56960

-58740

-177110 -106800

-84550

-87220

-203810 -129940 -108580 -109470

-222500 -162870 -136170 -135280



117



Bảng 3.15 biểu thị một số kết quả điển hình của bảng tra quan hệ mưa, mực nước

trên kênh Lê Xuân Đào và lượng nước cần tiêu. Với mực nước trữ lại trên kênh

dưới 1,2 m thì khi lượng mưa dưới 250 mm thì khơng phải bơm tiêu. Trường hợp

gặp cơn mưa cực đoan lên đến 350 mm/ngày thì ngay cả khi khơng trữ nước trong

hệ thống kênh, tồn hệ thống vẫn phải tiêu 342650 m3. Tổng cộng có 1.836 kịch bản

(xem chi tiết tại phụ lục 9)



Lượng mưa (mm)

0



4.5 Mực nước

4



50



cuối ngày

trên kênh

(m)



3.5

100

3

150

2.5

200



2

1.5



250



1

300

0.5

350

0



1



2



3



4



5



0



Mực nước trong kênh (m)



Hình 3.6. Ma trận quan hệ mưa, mực nước trên kênh và mực nước cuối ngày

trên kênh

Hình 3.6 là ma trận quan hệ mưa, mực nước trên kênh và mực nước cuối ngày trên

kênh là một bảng tra ứng với từng trận mưa và mực nước đầu ngày trên kênh sẽ cho

ta 1 kết quả là mực nước cuối ngày trên kênh.Kết quả này sẽ là số liệu đầu vào cho

việc tính tốn lưu lượng tiêu ngày hơm sau.



118



Bảng 3.16. Kết quả tính tốn quan hệ mưa, mực nước trên kênh và mực

nước cuối ngày trên kênh Lê Xuân Đào

Lượng mưa

Mực nước

trong kênh

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300



350

3.92

3.94

3.96

3.98

4.00

4.03

4.05

4.08

4.11

4.13

4.16

4.19

4.22

4.25

4.28

4.32

4.34

4.38

4.40

4.44

4.46

4.49

4.51

4.53

4.54

4.54

4.54

4.54

4.55

4.54

4.54



300

3.30

3.32

3.33

3.35

3.36

3.38

3.40

3.41

3.43

3.45

3.46

3.48

3.50

3.52

3.54

3.56

3.58

3.59

3.61

3.63

3.65

3.67

3.69

3.70

3.71

3.71

3.71

3.71

3.71

3.71

3.71



250

2.69

2.72

2.75

2.78

2.81

2.84

2.87

2.89

2.92

2.95

2.97

3.00

3.02

3.04

3.06

3.08

3.10

3.12

3.13

3.15

3.17

3.18

3.19

3.19

3.20

3.20

3.20

3.20

3.20

3.19

3.20



200

1.61

1.67

1.74

1.80

1.87

1.94

2.01

2.08

2.16

2.23

2.31

2.39

2.47

2.54

2.60

2.64

2.68

2.70

2.72

2.74

2.76

2.78

2.80

2.81

2.81

2.81

2.81

2.81

2.81

2.81

2.81



150

0.68

0.73

0.81

0.89

0.97

1.06

1.15

1.23

1.32

1.41

1.50

1.59

1.68

1.77

1.86

1.96

2.05

2.14

2.23

2.33

2.42

2.51

2.57

2.55

2.54

2.54

2.54

2.54

2.54

2.55

2.55



100

0.18

0.27

0.36

0.45

0.55

0.64

0.74

0.84

0.93

1.03

1.13

1.22

1.32

1.42

1.52

1.62

1.71

1.81

1.91

2.01

2.11

2.21

2.30

2.40

2.50

2.48

2.48

2.49

2.49

2.48

2.48



50

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

1.10

1.20

1.30

1.40

1.50

1.60

1.70

1.80

1.90

2.00

2.10

2.20

2.30

2.40

2.47

2.48

2.48

2.48

2.48

2.48



0

0.00

0.08

0.17

0.27

0.37

0.47

0.57

0.67

0.77

0.87

0.97

1.07

1.17

1.27

1.37

1.47

1.58

1.68

1.78

1.88

1.98

2.08

2.18

2.28

2.38

2.48

2.45

2.46

2.46

2.46

2.46



119



Bảng 3.16 biểu thị một số kết quả điển hình của bảng tra quan hệ mưa, mực nước

trên kênh và mực nước cuối ngày trên kênh Lê Xuân Đào.Với từng trường hợp ứng

với lượng mưa, mực nước trên kênh sẽ cho ra mực nước cuối ngày trên kênh Lê

Xuân Đào. Tổng cộng có 1.836 kịch bản (xem chi tiết tại phụ lục 10)

Như vậy, tác giả đã thiết lập được một hệ thống mơ hình tưới, tiêu, cân bằng nước

trong đó đã ứng dụng mơ hình Mike 11 cho hệ thống 9 xã Kênh Lê Xuân Đào trong

việc xây dựng một ma trận tiêu thay thế để đảm bảo yêu cầu về mặt khối lượng và

thời gian tính tốn vốn là điểm cản trở chínhtrong các bài tốn tối ưu.

3.2.2 Tính tốn các số liệu đầu vào mơ hình

Sau khi áp dụng các công thức, sử dụng Matlab để xây dựng mô hình, với chuỗi

thời gian 50 năm (18.250 ngày), có các kết quả về tổng lượng xả, dung tích thật của

hệ thống, dòng chảy đến, dòng chảy vào do mưa và tổng lượng bốc hơi mặt thoáng

trên kênh. Các kết quả như sau:

-



Tổng lượng xả: Kết quả tính tốn tổng lượng xả theo phụ lục 11 và được

biểu thị dưới dạng đồ thị hình 3.7.



1.60E+01

1.40E+01



1.20E+01

1.00E+01

8.00E+00

6.00E+00

4.00E+00

2.00E+00



1

572

1143

1714

2285

2856

3427

3998

4569

5140

5711

6282

6853

7424

7995

8566

9137

9708

10279

10850

11421

11992

12563

13134

13705

14276

14847

15418

15989

16560

17131

17702



0.00E+00



Hình 3.7. Biểu đồ tổng lượng xả (m3/s)



120



Như vây, với chuỗi thời gian 50 năm, có ngày lượng nước xả lên tới hơn 14 m3/s,

trung bình ngày xả khoảng 2 m3/s.

-



Dung tích chứa trong hệ thống: Kết quả tính tốn theo phụ lục 11 và được

biểu thị dưới dạng đồ thị hình 3.8.



4.50E-01

4.00E-01



3.50E-01

3.00E-01

2.50E-01

2.00E-01

1.50E-01



1.00E-01

5.00E-02



-5.00E-02



1

572

1143

1714

2285

2856

3427

3998

4569

5140

5711

6282

6853

7424

7995

8566

9137

9708

10279

10850

11421

11992

12563

13134

13705

14276

14847

15418

15989

16560

17131

17702



0.00E+00



Hình 3.8. Biểu đồ dung tích của hệ thống (106m3)

Dung tích trung bình trên hệ thống khoảng 0,27 triệu m3.

-



Lượng bốc hơi mặt thoáng: Kết quả tính tốn lượng bốc hơi mặt

thốngtheo phụ lục 11 và được biểu thị dưới dạng đồ thị hình 3.9.



121



1.40E-03

1.20E-03

1.00E-03

8.00E-04

6.00E-04

4.00E-04

2.00E-04



1

572

1143

1714

2285

2856

3427

3998

4569

5140

5711

6282

6853

7424

7995

8566

9137

9708

10279

10850

11421

11992

12563

13134

13705

14276

14847

15418

15989

16560

17131

17702



0.00E+00



Hình 3.9. Biểu đồ lượng bốc hơi mặt thoáng trên kênh (106m3/ngày)

Lượng bốc hơi mặt thống trung bình 2x10-4 triệu m3 ngày.

-



Dòng chảy vào do mưa: Kết quả tính tốn lượng dòng chảy vào do mưa

theo phụ lục 11 và được biểu thị dưới dạng đồ thị hình 3.10.



1.40E+02



1.20E+02

1.00E+02

8.00E+01

6.00E+01

4.00E+01



2.00E+01

1

572

1143

1714

2285

2856

3427

3998

4569

5140

5711

6282

6853

7424

7995

8566

9137

9708

10279

10850

11421

11992

12563

13134

13705

14276

14847

15418

15989

16560

17131

17702



0.00E+00



Hình 3.10. Biểu đồ dòng chảy vào do mưa (m3/s)



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 Xây dựng hàm vận hành thời gian thực cho hệ thống 9 xã kênh Lê Xuân Đào để trữ nước cho vùng nghiên cứu

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×