Xây dựng mô hình số mô phỏng biến đổi hình thái sông có địa hình đáy dốc

Chỉ số đề mục

Lĩnh vực nghiên cứu

Kỹ thuật môi trường và địa chất, địa kỹ thuật

Dạng tài liệu

Tác giả

Đặng Trường An⁽¹⁾

Nhan đề

Xây dựng mô hình số mô phỏng biến đổi hình thái sông có địa hình đáy dốc

Nhan đề tiếng anh

Development of 2D numerical model to simulate bed level variation in the steep slope channels

Nguồn trích

Khí tượng thủy văn

Năm xuất bản

2021

Số

727

Trang

82-95

ISSN

2525-2208

Từ khóa

Xây dựng, Mô hình số, Mô phỏng, Biến đổi, Hình thái sông, Địa hình đáy dốc

Từ khóa tiếng anh

Morphology, Steep channel, Numerical model, FDM, Bedload sediment

Tóm tắt

Các nghiên cứu về chuyển vận bùn cát trong sông có độ dốc đáy lớn gặp rất nhiều trở ngại so với sông vùng đồng bằng do địa hình đáy sông thay đổi đột ngột và chế độ dòng chảy thay đổi rất nhanh,... Vận chuyển bùn cát ở các sông có độ dốc đáy lớn là một vấn đề phức tạp vì vật liệu đáy sông thường không đồng nhất và chứa nhiều loại hạt có kích thước khác nhau như đất, sỏi, cuội và đá tảng,... Nghiên cứu này bước đầu phát triển một chương trình mô phỏng quá trình bồi xói địa hình đáy của các con kênh dốc dựa trên tiếp cận cấp phối thành phần hạt và xem xét chuyển động của hạt bùn cát theo phương ngang đến quá trình duy trì sự ổn định đáy kênh. Các phương trình thủy động lực hai chiều (2D) và vận chuyển bùn cát đáy được rời rạc bởi phương pháp sai phân hữu hạn (FDM) và viết trên nền tảng ngôn ngữ phần mềm Fortran 90. Chương trình phát triển được áp dụng mô phỏng diễn biến bồi xói đáy của một đoạn sông Teabeak, Hàn Quốc. Khả năng thực hiện của mô hình được đánh giá thông qua các chỉ số thống kê NASH và RMSE. Kết các quả với NASH = 0,79–0,83 và RMSE = 13%–19% thể hiện sự phù hợp của mô hình đã áp dụng, qua đó cho thấy triển vọng triển khai mô hình cho các nghiên cứu thực tế trong tương lai.

Tóm tắt tiếng anh

Studies on sediment transport in rivers with steep bed slopes are facing several obstacles compared to delta rivers due to sudden changes in riverbed topography and rapidly changing flow regimes, etc. Sediment transport in rivers with steep bed slope is a complicated problem because the riverbed material is often heterogeneous and contains a variety of particles of different sizes such as soil, gravel, pebbles and boulders, etc. This study, therefore, initially develops a computer program to simulate the bed level variation processes in the steep channels based on the grain size fraction approach together with considering the horizontal movement of sediment particles to the bed channel maintenance process. The two–dimensional (2D) hydrodynamic equations and bed load sediment transport are solved by finite difference method (FDM) and written on the software language Fortran 90. The developed program is, then, applied to simulate the bed level variation in the Teabeak River section, South Korea after a severe flood event. The performance of the developed model is evaluated through the NASH and RMSE statistical indexes. The results carried out with NASH = 0.79–0.83 and RMSE = 13%–19% confirmed the appropriateness of the developed model, thereby results indicating the prospect of the model deployment in the future

Kí hiệu kho

TTKHCNQG, CVtv 39

File toàn văn

Xem toàn văn