GIỚI THIỆU MÔ HÌNH QUY HOẠCH VÀ
QUẢN LÝ LƯU VỰC SÔNG
MIKE BASIN
-------------

HÀ NỘI, 11-2004


MỤC LỤC
1

Giới thiệu mô hình

2

Các đặc trưng cơ bản của Mike Basin
2.1 Sơ đồ hoá
2.2 Giới thiệu về theme
2.3 Số hoá mạng lưới sông
2.4 Node trên sông
2.5 Tạo mạng sông

3

Yêu cầu về nhập lượng
3.1 Mô số dòng chảy
3.2 Nhập liệu về khu sử dụng nước cho nông nghiệp
3.3 Nhập liệu các khu sử dụng nước cho công nghiệp, thuỷ sản
3.4 Dữ liệu về hồ chứa
3.5 Nhập liệu về thuỷ điện

4

Chạy mô hình


MÔ HÌNH MIKE BASIN

MÔ HÌNH MIKE BASIN
MỘT VÀI NÉT VỀ KHÓA HỌC:
Mục đích của khoá học là cung cấp cho những học viên tham gia học một
cái nhìn tổng quan về hệ thống mô hình MIKE BASIN cho việc lập mô hình, và
quy hoạch và quản lý lưu vực sông. Tuy nhiên, điểm tập trung sẽ là cung cấp cho
người học với những kinh nghiệm chuyển giao để người học có thể giải quyết
được các vấn đề thực tế sau khoá học.
CHƯƠNG TRÌNH HỌC:
•

Giới thiệu về khái niệm chính về MIKE BASIN

Bài tập: Tạo hệ thống sông trong MIKE BASIN và xem kết quả.
•

Giới thiệu người sử dụng nước và chuyển dòng

Bài tập: hộ sử dụng nước và chuyển dòng
•

Giới thiệu hồ chứa, công trình thuỷ điện, và nước ngầm

Bài tập: Hồ chứa, công trình thuỷ điện và nước ngầm.

•

Tổng kết và đánh giá khoá học

1


MÔ HÌNH MIKE BASIN

1 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH
Mô hình Mike Basin do Viện thuỷ lực Đan Mạch (ĐHI) xây dựng, nó là một
mô hình toán học thể hiện một lưu vực sông bao gồm cấu hình của các sông chính
và các sông nhánh, các yếu tố thuỷ văn của lưu vực theo không gian và theo thời
gian, các công trình, hệ thống sử dụng nước hiện tại và tương lai và các phương
án sử dụng nước khác nhau. Mô hình cũng biểu diễn cả tài nguyên nước ngầm và
quá trình diễn biến nước ngầm. Mô đun Mike Basin WQ bổ sung thêm chức năng
mô phỏng chất lượng nước.
Mike Basin được xây dựng theo kiểu mô hình mạng lưới, trong đó sông và
các nhánh hợp lưu chính của nó được biểu diễn bằng một mạng lưới bao gồm các
nhánh và các nút. Các nhánh thể hiện các đoạn sông riêng biệt, còn các nút thể
hiện các tiểu hợp lưu hoặc các vị trí mà tại đó các hoạt động liên quan đến phát
triển nguồn nước có thể diễn ra như điểm của dòng chảy hồi quy từ các khu tưới,
hoặc là điểm hợp lưu giữa hai hoặc nhiều sông hoặc suối hoặc tại các vị trí quan
trọng cần có kết quả của mô hình.
Quan niệm toán học trong mô hình Mike Basin là tìm các lời giải ổn định
cho mỗi bước thời gian. Có thể dùng Mike Basin để tìm các giá trị điển hình đối
với số lượng và chất lượng nước trong hệ thống biến đổi chậm (ví dụ chu kỳ hàng
năm của các tháng). Ưu điểm của Mike Basin là tốc độ tính toán của nó cho phép
vạch ra nhiều kịch bản khác nhau. Sai số do nhiều giải pháp tính tạo ra không
đáng kể khi bước thời gian của quá trình không nhỏ hơn thời gian mô phỏng.

Mike Basin là một mở rộng của ArcView GIS, để các thông tin GIS có thể
bao hàm trong mô phỏng tài nguyên nước. Mạng lưới sông và các nút cũng được
soạn thảo trong ArcView.
Mô hình hoạt động trên cơ sở một mạng lưới sông được số hoá và các thiết
lập trực tiếp trên màn hình máy tính trong ArcView GIS. Tất cả các thông tin về
mạng lưới sông, vị trí các hộ dùng nước, hồ chứa, cửa lấy nước, các yêu cầu về
chuyển dòng, dòng hồi quy đều được xác định trên màn hình.
Nhập liệu chủ yếu của mô hình bao gồm số liệu theo thời gian của dòng chảy
trên lưu vực của từng nhánh. Các tệp số liệu bổ trợ gồm các đặc tính hồ chứa và
các quy tắc vận hành của từng hồ chứa, liệt số liệu khí tượng và số liệu tương ứng
với hệ thống hoặc cấp nước như nhu cầu nước và các thông tin về dòng hồi quy.
Trước khi bắt đầu xây dựng mô hình cần xác định sơ đồ lưu vực sông phù
hợp và các đặc trưng liên quan. Để đánh giá tài nguyên nước của một lưu vực
sông lớn cần phải đưa vào hàng loạt các đặc trưng và nhu cầu riêng biệt. Ví dụ
một số lớn các hộ dùng nước nhỏ thường rải rác trong một vùng. Việc đưa tất cả
các hộ này vào như các hệ thống riêng biệt thường đòi hỏi rất nhiều công sức.
2


MÔ HÌNH MIKE BASIN

Do đó trong quá trình xây dựng mô hình, đặc biệt chú ý xác định một mô
hình linh hoạt phản ánh các điều kiện tự nhiên tổng quát và dựa trên các mục tiêu
của bài toán, khả năng của dự kiện và phạm vi của các xuất liệu cần có.
Có thể đưa ra các kiểu sơ đồ sau đây:
- Kết hợp các sông nhỏ vào một nhánh duy nhất ở thượng lưu một điểm lấy
nước.
- Kết hợp các diện tích tưới nhỏ vào một hệ thống tưới duy nhất với một
điểm lấy nước.
- Kết hợp cấp nước thành phố và cấp nước công nghiệp làm một.

Việc lập sơ đồ biểu diễn các hoạt động phát triển ở các mức độ chi tiết mong
muốn, đồng thời kết hợp các nhu cầu nước giống nhau và các nguồn nước nào
không cần có sự phân biệt trong tính toán sau này. Sơ đồ lưu vực thường có dạng
như sau (Hình 3.1).

Hình 3.1: Sơ đồ lưu vực trong Mike Basin
Mô hình Mike Basin còn rất linh hoạt trong xác định bước thời gian. Người
sử dụng có thể xác định thời gian theo ngày hoặc tháng. Cần xem xét cẩn thận
khi lựa chọn bước thời gian thích hợp, căn cứ vào dữ kiện hiện có và xuất liệu
yêu cầu. Đối với những mô hình lớn thời gian tính và nhu cầu bộ nhớ sẽ tăng
đáng kể khi giảm bước thời gian.
Mike Basin sử dụng giao diện đồ hoạ với người dùng (GUI) nó liên kết phần
mô hình với ArcView GIS. Giao diện được thiết kế trong môi trường ArcView và
sử dụng các chức năng của ArcView để làm việc.
3


MÔ HÌNH MIKE BASIN

Kết quả của mô hình sẽ cho ta thông tin về hoạt động của các hồ chứa và các
hộ dùng nước trong toàn bộ thời gian mô phỏng bao gồm cả mức độ thiếu nước
và thời gian thiếu nước. Hơn nữa liệt dòng chảy tháng tại tất cả các nút cũng được
đưa ra cho phép ta xác định và đánh giá được ảnh hưởng tổng hợp của các công
trình cũng như các khu tưới đối với dòng chảy trong sông.
Kết quả có thể được xem như là chuỗi thời gian cho mỗi giao cắt hoặc chụp
nhanh trong thời gian như tổng quan của một khu vực mô hình toàn bộ trong
ArcView. Cuốn qua thời gian, người sử dụng có thể tạo một sự mô phỏng hình
hoạt và xem ảnh địa lý của kết quả đặc biệt phát triển như thế nào.
Như vậy mô hình MikeBasin đã thực hiện được việc đánh giá nguồn nước
của lưu vực, ảnh hưởng của các hệ thống lấy nước hiện trạng và đánh giá tác động

của các công trình cũng như của các khu tưới lên nguồn nước cho các phương án
và các giai đoạn phát triển thuỷ lợi trong tương lai.
2 CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA MIKE BASIN
2.1 Sơ đồ hoá
Trước khi lập mô hình, điều quan trọng là bạn phải xác định phù hợp mô tả
khái quát của lưu vực sông và các đặc tính kèm theo. Khi đánh giá tài nguyên
nước trên một lưu vực sông thì người ta thường xem xét nhiều nhu cầu và đặc
điểm về nước. Thường thì có nhiều người sử dụng nước cho nông nghiệp lại nằm
rải rác trong khu vực. Để kết hợp tất cả những cá thể này trong phần lớn trường
hợp cần có nhiều nguồn số liệu để chạy mô hình.
Chính vì thế tại giai đoạn xây dựng mô hình một điều quan trọng là xác định
giản đồ linh hoạt với mục đích của các nỗ lực lập mô hình và mức độ có sẵn của
thông tin. Các loại mô tả khái quát hay giản đồ đơn giản có thể bao gồm các loại
sau:
• Nhóm những nhánh sông nhỏ thành một nhánh sông riêng lẻ nằm trên
thượng lưu của điểm lấy nước;
• Nhóm khu vực tưới nhỏ vào một công trình riêng lẻ với một điểm lấy nước;
• Nhóm cấp nước đô thị và cấp nước công nghiệp vào thành một thực thể.
Một mạng sông mô hình là việc đơn giản hoá một hệ thống có tính chất vật
lý. Giản đồ mô tả mạng sông vì thế nên phản ánh được chức năng và mối quan hệ
qua lại được xác định trong hệ thống sông tự nhiên. Bố trí đó có thể không nhất
thiết phải giống như bố trí và kích thước quan sát được trên hệ thống sông tự
nhiên. Tuy nhiên, đối với mục đích trình bày trong giai đoạn sau này của một dự
án thì thông thường đó là một lợi thế tốt khi thiết kế một mạng sông để mọi người
có thể nhận thấy hệ thống sông mà mô hình trình bày một cách vật lý.
4


MÔ HÌNH MIKE BASIN


Sơ đồ hệ thống chủ yếu được xây dựng từ các nút, trong trường hợp đầy đủ
nhất, một hệ thống sẽ bao gồm các loại nút sau (Hình 3.2).

Hình 3.2: Các loại nút đặc trưng trong Mike Basin
2.2 Giới thiệu về theme
Trong ArcView GIS một View bao gồm các Themes. Trong MIKE BASIN,
một mô hình sông được xây dựng bằng cách đưa vào một số các theme đã được
xác định trước trong View. Những Theme này có thể được xem là diễn trình hoặc
hoạt động mà được xác định về mặt chức năng. Theme có thể được chia làm hai
nhóm:
1)

Theme xác định mạng sông;

2)

Theme đại diện cho hoạt động.

Themes được đưa vào một cách tự động trong View như bạn đã thực hiện.
Ngoài ra, theme có thể được sử dụng như là hình ảnh nền hoặc là các đặc tính
(Arcview shapefiles), đại diện cho những thông tin hữu ích để biểu diễn cùng với
mô hình sông cũng có thể được đưa vào. Bất kỳ một theme bổ sung nào được

5


MÔ HÌNH MIKE BASIN

chèn thêm vào trong view bằng cách sử dụng nút ‘Insert themes into the view’
trong ArcView.

Tuỳ thuộc vào tình trạng xây dựng mô hình mà có một vài theme của MIKE
BASIN có thể được chèn thêm vào trong view. Hai theme đầu dưới đây sẽ có
ngay sau khi bạn khởi động MIKE BASIN. Các theme khác sẽ xuất hiện trên
Bảng Mục lục (Table of Contents) nằm bên phía trái của màn hình sau khi mạng
đã được thiết lập, bao gồm :
- Network.shp
- Nodes.shp
- Branches.shp
- Runoff.shp
- Reservoir.shp
- Watersupply.shp
- Irrigation.shp
- Hydropower.shp
Mỗi view có một Mục lục riêng liệt kê các theme trong view. Giống như
mục lục của một cuốn sách, bạn có thể xem phần Mục lục (Table of Content) của
view để biết là trong đó có những gì. Trong ArcView bạn cũng nên sử dụng Bảng
mục lục để giám sát xem view đã được vẽ như thế nào:
Bảng mục lục trình bày:
-

Tên của từng theme trong view
Legend cho mỗi theme
Xem rằng theme đó là bật hay tắt
Thứ tự của các theme
Theme nào đang kích hoạt
Theme nào đang ở dạng chỉnh sửa
được

2.3 Số hoá mạng lưới sông
Một mạng sông để sử dụng trong mô hình MIKE BASIN có thể được tạo ra

bằng hai cách:
• Từ việc mô phỏng lưu vực (một công cụ MIKE INFO khác), sử dụng công
cụ Mô hình mặt chiếu số (DEM) và sinh ra một mạng tỷ lệ chi tiết.
6


MÔ HÌNH MIKE BASIN

• Từ việc số hoá một mạng sông, tạo ra một mạng sông đơn giản. Quy trình
này được mô tả ở đây.
Người sử dụng có thể số hoá một mạng sông bằng cách dựa vào một hình
ảnh minh hoạ hệ thống con sông tự nhiên đó hoặc là chỉ đơn giản sử dụng một
màn hình trống. Một hình ảnh nền có thể được nạp qua trình đơn ‘View’/‘Add
Theme…’ (Chọn nguồn dữ liệu hình ảnh) của ArcView. Bắt đầu bằng cách nhấp
vào ‘River button’, đấy là nút chỉnh sửa nằm bên trái:

Số hoá bằng cách nhấp chuột trái vào cuối mỗi đoạn (leg), sau đó di chuyển
con trỏ đến vị trí mới. Những phần sông riêng lẻ (một chuỗi các legs) được hoàn
thiện bằng cách kích đúp vào điểm cuối cùng. Các nhánh sông nên có điểm cuối
cùng nằm trên sông chính tại vị trí của ngã ba sông.
Quan trọng: Sông thường được số hóa theo hướng hạ lưu (tức là hướng đi
từ thượng lưu -> hạ lưu.) Nếu bạn làm nhầm thì bạn có thể sử dụng công cụ swap
direction tool.
2.4 Node trên sông
Hệ thống sông tự nhiên được biểu diễn như là cấu trúc nhánh - điểm. Dòng
chảy trên sông được tính toán tại mỗi điểm nút hay giao cắt. Dòng chảy tại một
điểm nút ở cuối hạ lưu của một nhánh cụ thể nào đó sẽ là hàm số của dòng chảy
từ điểm nút trên thượng lưu gần nhất. Đối với một vài nút mà biểu diễn đặc tính
bổ sung thì dòng chảy cũng sẽ là hàm số của:
Diễn toán lưu vực chẳng hạn như thoát nước bề mặt hoặc sự tương tác giữa

nước mặt và nước ngầm;
• Dòng chảy hồi và/hoặc dòng lấy nước
•

Nút sẽ tự động quy chiếu với các nút khác. Các điểm nút trên mạng sông có
thể có hình dạng khác nhau phụ thuộc xem đối tượng sử dụng có được đi kèm với
điểm nút đó hay không hoặc xem rằng ở đó có sự chuyển dòng hay không. Node
được thêm vào bằng cách kích vào nút tương ứng trên trình đơn trong danh sách
trình đơn và sau đó kích vào vị trí trên View tại vị trí mà nút sẽ được đặt. Chúng
có thể được đặt trên hoặc cách xa sông phụ thuộc vào từng loại node:

7


MÔ HÌNH MIKE BASIN

Nút được đặt trên mạng sông bằng cách nhấp chuột trái vào vị trí mong
muốn. Một điều quan trọng là thường phải đặt điểm nút tại:
•
•
nhau;
•
•
•

Điểm đầu thượng lưu của mọi nhánh sông;
Một ngã ba/ một điểm mà có hai nhánh sông riêng biệt được số hoá gặp
Điểm chuyển dòng / điểm mà một nhánh sông bị chia làm hai;
Điểm lấy nước trên hệ thống sông;
Vị trí của hồ chứa (được thêm vào sau).


Khi số hoá một mạng sông, có hai loại điểm nút cơ bản, được gọi là nút lưu
vực (catchment node) và điểm nút đơn giản (simple node). Điểm nút lưu vực là
các nút tại đó có đính kèm diện tích của lưu vực phụ trên thượng lưu (tức là nó đại
diện cho dòng chảy của một lưu vực). Điểm nút đơn giản (simple node) thì không
đính kèm diện tích của lưu vực phụ (xem hình vẽ). Khi chèn thêm điểm nút vào
mạng sông thì sẽ có một cửa sổ hội thoại xuất hiện để bạn xác định loại điểm nút
sẽ chèn. Lưu ý rằng, lưu vực trước tiên sẽ được vẽ sau bước tạo mạng sông
(Making the network).

Thứ tự đặt các điểm nút trên mạng sông không quan trọng. Nếu điểm nút
được đặt ngoài mạng sông đã số hoá thì các nút đó sẽ tự động di chuyển đển điểm
gần nhất sông nếu nó được công cụ “Snap tolerance” tìm thấy. Bước tiếp theo:
• Sau khi các nút được thêm/xoá trên mạng sông: tiến hành tạo mạng sông
(Make the network).
• Sau khi người sử dụng nước được thêm vào mạng sông (hoặc khi mạng
sông đã được tạo xong): xác định thuộc tính (specifying properties).

8


MÔ HÌNH MIKE BASIN

2.5

Tạo mạng sông

Trong bước này, MIKE BASIN sẽ thiết lập hình một mạng sông. Ngoài ra
diện tích lưu vực trên phía hạ lưu của điểm nút lưu vực được thiết lập và hiển thị
trên View. Yêu cầu là phải tạo lại mạng sông mỗi khi thêm hay xoá đi điểm nút

trên sông.
Để tạo một mạng sông, nhấp vào nút Make trên trình đơn:
. Bước đầu
tiên ‘Make’ được thực hiện, hai themes mới sẽ được tạo ra, hai theme đó được gọi
là Runoff.shp và Branches.shp sẽ xuất hiện trong Table of Content (Mục lục)
cùng với các theme khác. Đối với mạng sông dưới dạng giản đồ (schematic
networks), vật thể hiện tên file Runoff.shp có màu xanh bóng. Chúng được vẽ trên
từng nhánh sông biểu diễn cho một khu lưu vực phụ (đó là đoạn giữa hai node lưu
vực hoặc đoạn giữa nút hạ lưu cuối và nút lưu vực). Bước tiếp theo sau khi tạo
mạng sông, có thể thêm vào phần phân loại của các loại nút (add the other
categories of nodes) như hồ chứa, điểm cấp nước cho nông nghiệp, công nghiệp,
sinh hoạt và thuỷ văn cho mô hình.
3 YÊU CẦU Về NHẬP LƯỢNG
3.1 Mô số dòng chảy
Lưu lượng dòng chảy bề mặt ở lưu vực sông tạo ra dòng chảy trên sông.
Dòng chảy trên bề mặt ở lưu vực sông phải được nhập theo chuỗi thời gian của
mỗi nút. Khi mạng lưới được thiết lập, chuột sẽ chuyển thành một tia sét nhỏ
(lightning), nhấn vào một lưu vực bất kỳ trong mạng lưới sông, một hộp hội thoại
“specific runoff” cho một điểm nút lưu vực sẽ xuất hiện yêu cầu các nhập liệu như
hình 3.3.

9


MÔ HÌNH MIKE BASIN

3.2 Nhập liệu về khu sử dụng nước cho nông nghiệp
Lấy nước từ sông có thể để sử dụng cho vài mục đích. Hoạt động được xem
là hoạt động tưới có nghĩa là có một mối quan hệ giản đơn giữa biến số thời gian
trong việc lấy nước (từ sông và từ nước ngầm) và lưu lượng hồi, dựa vào bước

thời gian đến và đi của nút sông.
Nếu một công trình nào đó dùng để lấy nước được ấn định cho một nút, mô
phỏng mô hình sẽ cho phép lấy nước khi mức nước tại nút đó còn và chính vì thế
sẽ hồi quy số nước còn lại về sông tại điểm nút mà người sử dụng xác định. Trong
thời gian thiếu nước thì tất cả số nước có ở đó đều được khai thác, không có nước
chảy xuống phía dưới hạ lưu.
Nếu có một vài điểm được ấn định cho một công trình thuỷ lợi cụ thể, nước
sẽ được lấy theo thứ tự ưu tiên (Priority) từ các điểm nút riêng lẻ khi có nước.
Thứ tự ưu tiên được đưa ra khi xác định kết nối trên màn hình. Khi có một vài
người được kết nối đến cùng một nút sông, kết nối ưu tiên giữa những người sử
dụng cũng cần được xác định. Điểm nước vào có thể từ hồ chứa.

10


MÔ HÌNH MIKE BASIN

Tên lưu vực
ID lưu vực
Diện tích lưu vực (Máy tính ra)
Diện tích lưu vực (Người sử dụng đưa vào)

Phương pháp dòng chảy mặt
Dữ liệu mô số dòng chảy mặt

Dữ liệu ngấm nước ngầm

Sao chép thuộc tính đến lưu vực được chọn

Chấp nhận


Từ chối

Hình 3.3: Hộp thoại Specific Runoff của Mike Basin
Trong nhiều tình huống nhiều người sử dụng có thể lấy nước từ cùng một
phần sông. Trong trường hợp như vậy người sử dụng có thể được gộp lại.
Nhu cầu nước có thể được tính toán bằng một trong hai cách: tính toán trực
tiếp từ chuỗi thời gian đầu vào (nút ‘General’, ‘Time series data’), hoặc gián tiếp
từ thông tin sử dụng nông nghiệp (nút ‘Agriculture’) (Hình 3.4).
Loại công trình (Hình 3.5): Loại công trình thuỷ lợi có thể là điểm lấy
nước, nguồn (thải nước) hoặc là sự kết hợp của cả hai loại (lấy nước và một dòng
hồi nước từ lượng nước thoát ra).
Chuỗi thời gian đầu vào có chứa các thông tin về sử dụng nước cho tưới và
trong nông nghiệp nói chung, như trên đã trình bày có hai loại xác định nhu cầu
về nước:
(1) Trực tiếp (người dùng cung cấp thông tin về dung tích nước thực tế được
lấy từ sông)
(2) Gián tiếp (người dùng cung cấp thông tin về sử dụng đất và nhu cầu nông

nghiệp cho từng loại đất sử dụng và bản thân MIKE BASIN tính toán
nhu cầu nước phù hợp) qua nút agricultural
11


MÔ HÌNH MIKE BASIN

Loại công trình (Scheme type)
Tên công trình (Scheme name)
ID công trình (Scheme ID)


Ưu tiên kết nối dòng vào (Priority of inflow
connections)
Ưu tiên kết nối dòng vào nước (Priority of inflow
connections)
Kết nối dòng chảy hồi (Return flow connection)
File chuỗi thời gian (Time series file)
(Xem file chuỗi thời gian đầu vào)

Cancel Ok Apply

Hình 3.4: Hộp thoại nút "Agriculture"
Loại công trình được trình bày
bằng các biểu tượng riêng biệt:

Loại công trình thuỷ lợi được lựa chọn trong
một trình đơn trên hộp hội thoại tưới
(irrigation dialog):

Hình 3.4: Mô tả loại công trình của Mike Basin
Chuỗi thời gian đầu vào có chứa các yếu tố sau (cột)
12


MÔ HÌNH MIKE BASIN

1) Nhu cầu chuyển dòng;
2) Phần nhu cầu mà được nước ngầm đáp ứng;
3) Phần chảy hồi, và
4) Thời gian trễ (Time lag) (thời gian giữa khi lấy nước và dòng nước hồi
quy).

Cách thứ hai được đưa vào thông qua hộp hội thoại sau đây :

Đầu vào nông nghiệp (Agricultural input)
Số liệu mưa (Precipitation)

Đường nhu cầu nước mùa vụ (Crop demand curve)

Hệ số cố định/hệ số dịch chuyển (Fixed/moveable
coefficient

Diện tích vụ mùa (Crop Areas)

Tiêu chuẩn nước cho chăn nuôi (Livestock demand)

Số động vật nuôi (Number of Livestock)

Cancel Ok Apply

3.3 Nhập liệu các khu sử dụng nước cho công nghiệp, thuỷ sản
Cũng tương tự như yêu cầu dữ liệu cho các khu sử dụng nước cho nông
nghiệp, hộp hội thoại mô tả đặc điểm cấp nước và kết nối thượng lưu – hạ lưu của
13


MÔ HÌNH MIKE BASIN

sông, những thuộc tính này được nêu rõ trong cửa sổ hội thoại cấp nước (water
supply dialog box).
Nhu cầu về nước có thể được tính toán bằng một trong hai cách: có thể tính
trực tiếp từ chuỗi thời gian đầu vào hoặc tính gián tiếp từ thông tin sử dụng của

ngành (sector use information)

Loại công trình (Scheme type)
Tên công trình (Scheme name)
ID công trình (Scheme ID)
kết nối dòng chảy vào

Ưu tiên kết nối dòng chảy nước ngầm (Priority of
groundwater inflow connections)
Kết nối dòng chảy hồi quy (Return flow connection)
File chuỗi thời gian cấp nước (Time series file)
(Xem File chuổi thời gian cấp nước)
Đa nhu cầu (Demand multiplier)
Dữ liệu ngành (tuỳ chọn) (Sector data (optional)

Cancel Ok Apply

File chuỗi thời gian có chứa thông tin về (cột):
1. Nhu cầu cấp nước theo chuỗi thời gian;
2. Tỷ suất nhu cầu về nước ngầm (0.0-1.0); và
3. Tỷ suất dòng chảy hồi quy (0.0-1.0)
Lưu ý: Đối với loại lấy nước không hồi quy (Withdrawals) 2 và 3 chỉ nên
chứa các giá trị 0 (zero). Đối nguồn (Discharge) cột 2 và 3 chỉ nên chứa các giá trị
14


MÔ HÌNH MIKE BASIN

1 (one). Đối với các công trình kết hợp (combined) thì bất kỳ giá trị nào nằm giữa
0 và 1 đều có thể được xác định và nêu trong cột 2 và 3.

3.4 Dữ liệu về hồ chứa
Trong hộp hội thoại hồ chứa (reservoir dialog box) mô tả đặc tính của hồ
chứa, quy tắc vận hành, kết nối hạ lưu và thượng lưu với người sử dụng nước và
điểm nút giám sát phải được nêu rõ. Hộp hội thoại được chia làm hai phần, phần
General để đưa các thông tin về loại hồ chứa, và loại kết nối cơ bản với các điểm
nút, và phần Files/WQ để đưa các thông tin về chuỗi thời gian, quy tắc vận hành,
và chất lượng nước.

Loại hồ chứa
Tên hồ chứa
ID hồ chứa
Mức nước ban đầu
Ưu tiên kết nối dòng vào
Ưu tiên người sử dụng nước hạ lưu
Hệ số giảm điểm nút hạ lưu
Hệ số giảm người dùng hạ lưu

Hệ số thất thoát dùng hạ lưu
Nút giám sát hạ lưu

15


MÔ HÌNH MIKE BASIN

Có hai loại hồ chứa có thể được lập
mô hình trong MIKE BASIN, đó là:

• Hồ chứa chuẩn: Là loại hồ chứa một ô trữ và tất cả người sử dụng lấy
nước từ cùng một ô trữ. Quy tắc vận hành cho từng người sử dụng được áp

dụng cho cùng một ô trữ.
• Hồ chứa phân bổ: Cũng là hồ chứa một ô trữ về mặt vật lý nhưng mỗi
người sử dụng được phân bổ một số quyền nhất định. Quy trình tính toán sẽ
theo dõi lượng nước thực tế có trong hồ cho dòng chảy tối thiếu dưới hạ lưu
(hồ chất lượng nước) và từng hồ riêng lẻ phân bổ cho người sử dụng cấp
nước khác nhau.
Trong phạm vi đồ án này các hồ chứa được tính toán theo hồ chứa chuẩn với
các yêu cầu dữ liệu đầu vào được đưa ra trong bảng hội thoại sau:

16


MÔ HÌNH MIKE BASIN

Đường quy tắc vận hành hồ

Bảng phân bổ

Đường đặc tính độ cao, dung tích, diện tích

File giáng thuỷ

File bốc hơi

Chất lượng nước trong hồ chứa được mô tả ở đây.
Điều kiện ban đầu
Hệ số Vollenweider

Cancel Ok Apply


3.5 Nhập liệu về thuỷ điện
MIKE BASIN có thể mô phỏng việc xây dựng nhà máy thuỷ điện trong mối
quan hệ với vận hành hồ chứa. Một đối tượng thuỷ điện bắt buộc phải được kết
nối tới hồ chứa. Đặc tính của nhà máy được mô tả trong trình đơn hydropower
attributes
Thuộc tính (attributes) mô tả đặc điểm thuỷ điện, và kết nối thượng lưu – hạ
lưu được xác định trong cửa sổ hội thoại thuỷ điện (Hình 3.5).
File chuỗi thời gian có chứa các thông tin về:
- Nhu cầu điện mục tiêu;
- Độ cao của nước hạ lưu đập (sẽ bị ghi đè khi bảng mức nước hạ lưu
(tailwater level) đập được xác định).
- Công suất của máy (bị ghi đè khi power efficiency table được xác định),

17


MÔ HÌNH MIKE BASIN

- Công suất lắp đặt (chỉ có hiệu quả khi ‘use surplus capacity’ được chọn

trong hộp hội thoại hydropower)

Tên công trình (Scheme name)
ID công trình (Scheme ID)
Ưu tiên kết nối dòng vào (Priority of inflow connections)

Kết nối dòng hồi (Return flow connection)
File chuỗi thời gian (Time series file)
(xem phần file chuỗi thời gian)


Bảng mức nước hạ lưu đập (tuỳ chọn)

Bảng công suất điện (tuỳ chọn)

Cancel Ok Apply

Hình 3.5: Cửa sổ hội thoại Thủy điện
4 CHẠY MÔ HÌNH
Công tác tạo lập mô hình được hoàn thành sau khi "Tạo mạng sông” và xác
định tất cả đầu vào trong hộp hội thoại tương ứng. Sau đó có thể bắt đầu chạy mô
phỏng dòng nước (và mô phỏng chất lượng nước nếu mô đun WQ được cài đặt)
bằng cách kích vào nút “running man". Hộp hội thoại thực hiện sẽ hiện ra (Hình
3.6).
Bước tiếp theo: Trình bày kết quả.
Giả sử xác định được sự sử dụng tổng hợp nước, chuyển nước ở tiểu lưu vực
hay hồ chứa thì mô hình sẽ mô phỏng hoạt động của toàn bộ hệ thống bằng cách
ứng dụng phương pháp cân bằng khối lượng nước ở từng nhánh sông và từng nút.
Việc mô phỏng sẽ xem xét các ưu tiên đã được người sử dụng xác định, những ưu
tiên về sử dụng và khai thác nước từ nhiều hệ thống hồ chứa cũng như những ưu
tiên về phân bố nước cho các mục đích sử dụng khác nhau từ những điểm lấy
18


MÔ HÌNH MIKE BASIN

nước riêng lẻ. Kết quả của mô hình bao gồm thông tin về hoạt động của từng hồ
chứa và tại các nút.
Kết quả mô phỏng có thể được xem sau khi chạy thành công MIKE BASIN.
Có ba loại kết quả trình bày cơ bản:
1) Chuỗi thời gian tại từng nút (cũng ở dạng tóm tắt như bảng HTML

tháng)
2) Một "bản đồ" về nhóm kết quả có thể nhìn thấy được cho toàn bộ quá
trình xây dựng mô hình trong View (có thể qua từng bước thời gian).
3) Truy vấn cơ sở dữ liệu (sử dụng Microsoft Access).
Có thể xem các kết quả liên quan đến nút - Node-related results sau khi chạy
mô phỏng, có hai dạng kết quả:
1) Time series – Chuỗi thời gian
2) Monthly summary tables – Bảng tóm tắt tháng
Để xem một trong hai loại kết quả trên của một điểm nút, nhắp phải vào nút
(giữ chuột phải), sau đó chọn ‘Time series results…’ hoặc chọn riêng ‘Monthly
results…’ trong menu.

19


MÔ HÌNH MIKE BASIN

ID mô phỏng
Sử dụng tham số từ mô phỏng trước

- Thời gian bắt đầu mô phỏng
- Thời gian kết thúc mô phỏng

- Bước thời gian trong quá trình mô phỏng

- ID mô phỏng

Các lựa chọn mô phỏng
- Lập lại từng năm cho hồ chứa
- Suy đoán lượng chảy từ lưu lượng quan sát

- Chỉ tạo ra kết quả tại các nút được chọn
- Tự động nạp kết quả mô phỏng
- Tạo ra bảng kết quả dạng html
- Tạo dữ liệu cho việc trình bày kết quả

Hình 3.5: Cửa sổ hội thoại Thực hiện
Time series chứa tất cả kết quả ở một điểm nút, gồm những những kết quả có
thể chọn được trong nhóm kết quả - result group presentation. Tuy vậy, ngoài ra,
chuỗi thời gian kết quả bao gồm tất dòng chảy vào các điểm nút kết nối với nút
được quan tâm. Chuỗi thời gian được hiển thị trong TSEdit.
Monthly summary tables tóm tắt tất cả các thông tin trong những chuỗi thời
gian trên đây sẽ được tạo ra nếu lựa chọn tương ứng sẽ được đánh dấu trong
Simulation dialog. Những bảng này có dạng format html và có thể xem bằng bất
kỳ web browser nào (MIKE BASIN có một browser đơn giản đi kèm). Bảng của
mỗi điểm nút có một siêu liên kết với các bảng của các nút được liên kết khác. Do
vậy, ta có thể dễ dàng đi dọc theo một con sông hoặc các kết nối với/từ các đối
tượng sử dụng nước. Bảng tóm tắt tháng cũng có thể được tính toán khi chạy một

20


MÔ HÌNH MIKE BASIN

mô phỏng với bước thời gian ngày. Trong trường hợp này, các giá trị tháng là
trung bình của các giá trị ngày.

21


MÔ HÌNH MIKE BASIN


Tài liệu tham khảo:
1. Mike Basin - Short Introduction and Tutorial. DHI Water & Environment,
2003.
2. Tài liệu giảng dạy và các bài tập của dự án Tăng cường năng lực các Viện
ngành nước, 2002.
3. Trợ giúp trực tuyến (online help) của phần mềm Mike Basin.

22