41 7 Các tác động của nớc nông ven bờ W. W. Massie 7.1 Mở đầu Thông thờng sóng bị đổ khi truyền từ vùng nớc sâu vào nớc nông đi qua vùng chuyển tiếp. Hiện tợng sóng đổ sẽ đợc xét đến trong chơng này và sẽ quay lại trong chơng 8. Tuy nhiên, có lẽ nên bắt đầu từ khi sóng cha đổ và lan truyền trên miền nớc nông thoải. Để giữ cho vấn đề không trở nên quá phức tạp, chúng ta chỉ xét mỗi trờng hợp hai chiều. Theo ý nghĩa thực hành điều này có nghĩa là đờng đẳng sâu song song với đờng đỉnh sóng. Sự hạn chế này sẽ còn đợc đảm bảo cho đến chơng 9. 7.2 Biến đổi độ cao sóng Vì có rất nhiều mối tơng quan trong chơng 5 phụ thuộc vào độ cao sóng, H, vì vậy sẽ lôgic nếu nh chúng ta nghiên cứu sự biến đổi của H cả khi sóng đi vào vùng nớc nông lẫn khi quay trở lại vùng nớc sâu. Tơng quan giữa H và độ sâu h đợc rút ra theo quy luật bảo toàn năng lợng. Năng lợng lan truyền qua mặt thẳng đứng song song với đỉnh sóng chính là công suất sóng trên một đơn vị độ dài đỉnh sóng. Ngời ta có khi gọi đó là dòng năng lợng. Từ phơng trình 5.10: U = E c g =E n c (7.01) Cho rằng dòng năng lợng này không biến đổi khi sóng lan truyền trong nớc có độ sâu biến đổi, lúc đó: U 2 = U 1 (7.02) Hay E 2 n 2 c 2 = E 1 n 1 c 1 (7.03) trong đó: c là vận tốc sóng, E là năng lợng sóng trên một đơn vị diện tích bề mặt, n là tỷ số c g /c, c g vận tốc nhóm sóng, U công suất hay dòng năng lợng, và 42 1,2 là các chỉ số vị trí mà tại đó các tham số đợc đánh giá. Sử dụng phơng trình 5.09 đối với E, và chọn vị trí 2 thuộc vùng nớc sâu, để dễ dàng tính các đặc trng sóng, ta có: 00 2 011 2 1 8 1 8 1 cngHcngH (7.04) Bỏ qua một số thứ không cần thiết và đánh giá n o từ 5.07a: Trong dạng khác, ta có: 00 2 011 2 1 cnHcnH (7.05) sh K nc c H H 11 0 0 1 2 1 (7.06) trong đó K sh là hệ số nớc nông, và n kh kh c c g 2sinh 2 1 2 1 (5.07) Có thể biến đổi thêm nếu thay các giá trị c o , và tiến hành một số biến đổi, kết quả cuối cùng sẽ là: ) 2sinh 2 1(tanh 1 kh kh kh K sh (7.07) Đồng thời, vì k = 2/ , K sh là một hàm của h/ và vì vậy có thể đa vào bảng 6.2 cột cuối cùng các giá trị H 1 /H o . Để có hiểu biết đầy đủ hơn có thể đa ra một số giá trị tới hạn của K sh tại vùng nớc sâu và nớc nông. Trên vùng nớc sâu: 1 0 sh K (7.07a) Kết quả số khẳng định ý nghĩa vật lý của hiện tợng. Tại vùng nớc nông, ta có thể bắt đầu từ phơng trình 7.06. Sử dụng giá trị nớc nông c 1 và n 1 : 2 1 0 gh c K sh (7.08) Sau khi biến đổi sẽ có: 2/1 2821,0 4 1 hh K sh (7.07b) sẽ tiến đến khi h tiến đến 0. Có thể biểu thị công thức này trong dạng khác cũng đối với nớc nông: 43 4/1 0 4 0 4466,0 8 1 hh K sh (7.07b) K sh thu đợc hoàn toàn là hàm của h đối với các điều kiện sóng cho trớc. 7.3 Ví dụ Chúng ta đã có đủ các thông tin để tính tác động của biến đổi độ sâu lên sóng hai chiều trong trờng hợp sóng cha đổ. Một thí dụ về tác động nớc nông lên các đặc trng sóng đợc thể hiện trong bảng sau đây. Trong bảng 7.1 đa ra quá trình truyền của một loại sóng rất phổ biến ở biển Bắc từ nớc sâu vào nớc nông. Tại vùng nớc sâu, các phơng trình từ 5.01a đến 5.07a và 7.07a đã đợc sử dụng. Tại vùng nớc nông các phơng trình từ 5.01b dến 5.07b và 7.07b đợc sử dụng. Các phơng trình đầy đủ (hiện tại trong dạng bảng Wiegel (1964)) đã đợc sử dụng cho vùng nớc chuyển tiếp. Sóng của chúng ta sẽ có các đặc trng sau đây: H o = 2.0 m và T = 7.0 giây. Từ đó : c o = 10,93 m/s và o = 76,53 m. Tổng hợp các ví dụ Nhiều kết luận bổ ích có thể rút ra từ bảng 7.1. Ví dụ, do tác động của độ sâu các phơng trình sóng có thể so sánh theo các giá trị h/ o . Điều này sẽ có lợi cho việc xác định các chỉ tiêu phục vụ các phép xấp xỉ khi cần đến. Với h/ o = 0,5, biên độ của vận tốc ngang trên đáy biến đổi phụ thuộc vào hai khả năng xấp xỉ nêu trên. Điều này có thể quan trọng đối với một vấn đề song lại không quan trọng đối với một vấn đề khác của kỹ thuật bờ. Đối với các cấu trúc nổi, thì sai số tính vận tốc đáy không quan trọng lắm. Ngợc lại, để dự báo xói lở chân trụ các công trình thì sai số tính vận tốc đáy lại hết sức quan trọng. 7.4 Chỉ tiêu sóng đổ Từ phơng trình 7.07b có thể thấy rằng lý thuyết hoàn toàn không đặt ra một giới hạn về tăng độ cao sóng khi đi vào bờ. Mặt khác, chúng ta đã không quan trắc thấy một cơn sóng cao vô hạn nào ven bờ cả. Thế điều gì đã dẫn tới việc độ cao sóng bị giới hạn? Có hai nguyên nhân, đó là độ dốc (nhọn) sóng và tỷ lệ giữa độ cao sóng và độ sâu nớc. Độ dốc sóng tới hạn Sử dụng lý thuyết sóng đơn, các nhà nghiên cứu đã rút ra kết luận rằng độ dốc cực đại của sóng cha đổ là 0,142 = 1/7. Trong đó độ dốc đợc xác định nh tỷ số giữa độ cao và độ dài sóng (H/ ). Chỉ tiêu này đợc sử dụng chủ yếu cho sóng trên khu vực nớc sâu, Kinsman (1965) đã nhận xét rằng có nhiều sóng bão không bị đổ bởi vì chúng rất dài. 44 Các giá trị của độ dốc sóng đã đợc đa vào trong bảng 7.1. Chỉ tiêu này cho thấy rằng sóng có thể đổ trong khoảng độ sâu từ 0,77 đến 1,00 mét. Độ cao sóng: giới hạn độ sâu Chỉ tiêu thứ hai đối với sóng đổ đợc xác định theo tỷ số giữa độ cao sóng và độ sâu (H/h), thông thờng đợc gọi là chỉ tiêu sóng đổ. Giới hạn lý thuyết của chỉ tiêu này (cũng đối với sóng đơn) là 0,78. Chỉ tiêu tới hạn này thờng đợc ký hiệu bằng . Giá trị thực tế của vào khoảng 0,6. Thỉnh thoảng vẫn có thể quan trắc đợc sóng có tỷ lệ giữa độ cao sóng và độ sâu sóng đổ (H br /h br ) lớn hơn 1,2. Nh vậy giới hạn này cha phải là cố định. Thông thờng chỉ tiêu này phục vụ việc xác định sóng đổ vào bờ. Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu chỉ tiêu này dựa trên các tham số vật lý của bờ và của sóng. Về vấn đề này có thể tham khảo thêm các kết quả của Swart (1974). Các giá trị H/h cũng đợc đa vào trong ví dụ của chúng ta tại bảng 7.1. Theo các chỉ tiêu này thì sóng bị đổ trong khoảng độ sâu từ 2 đến 3 mét. Nhìn chung sóng bị thờng đổ do chỉ tiêu H/h hơn là do độ dốc sóng. Bây giờ sau khi đã xem xét tác động của nớc nông và sóng đổ chúng ta có thể chú ý tới câu hỏi: Độ cao của sóng xem xét trong ví dụ của chúng ta sẽ bằng bao nhiêu, sau khi đi qua vùng nớc nông có độ sâu tối thiểu là 5 m và lại tiếp tục đi vào khu vực nớc có độ sâu 100 m? Và câu trả lời sẽ nh thế nào nếu độ sâu cực tiểu sẽ là 2 m? Trong trờng hợp đầu, độ sâu 5 m cha đủ làm cho sóng bị đổ, nh vậy độ cao sóng trên miền nớc sâu lại sẽ là 2 m. Trong trờng hợp thứ hai, sóng đi qua vùng nớc nông sẽ có độ cao khoảng 0,6 x 2 = 1,2 m. Vì sóng sẽ đi vào vùng nớc sâu nên độ cao sóng sẽ giảm theo tỷ lệ 2/2,22 (xem bảng 7.1). Nh vậy kết quả cuối cùng đối với độ cao sóng trên vùng nớc sâu sẽ là 1,2 x 2/2,22 = 1,08 m. 45 Bảng 7.1. Biến đổi sóng trên vùng nớc nông Độ sâu (m) o h Lý thuyết h Độ dài (m) n c/c 0 Vận tốc pha (m/s) K SH = o H H Độ cao sóng (m) Độ dốc sóng H h H Vận tốc mặt s u (m/s) Vận tốc đáy b u (m/s) Độ sâu nớc (m) 100 75 50 38,26 28 19,13 15 10 5 3,82 3.00 2.00 1.00 0.77 1,.37 0,980 0,653 0,500 0,366 0,250 0,196 0,131 0,065 0,050 0.039 0.026 0.013 0.010 Sâu Sâu Sâu Sâu Vừa Sâu Vừa Sâu Vừa Vừa Vừa Vừa Vừa Nông Vừa Nông Vừa Nông Vừa Nông Vừa Nông 1,007 0,980 0,653 0,500 0,502 0,366 0,373 0,250 0,268 0,222 0,167 0,109 0,094 0,088 0,082 0,079 0,066 0,064 0,046 0,045 0,040 0,040 76,53 76,53 76,53 76,53 76,25 76,53 75,10 76,53 71,41 67,63 59,74 46,70 40,57 42,86 36,41 37,98 30,17 31,01 21,60 21,03 19,11 19,24 0,500 0,500 0,500 0,500 0,511 0,500 0,543 0,500 0,616 0,672 0,760 0,871 0,899 1 0,921 1 0,946 1 0,973 1 0,979 1 1 1 1 1 0,990 1 0,968 1 0,932 0,917 0,916 0,981 1,023 0,945 1,068 1,004 1,158 1,111 1,348 1,321 1,435 1,410 10,93 10,93 10,93 10,93 10,89 10,93 10,73 10,93 10,20 9,66 8,55 6,52 5,80 6,12 5,20 5,40 4,34 4,40 3,99 3,13 3,42 3,76 1 1 1 1 0,990 1 0,968 1 0,932 0,917 0,916 0,980 1,023 0,945 1,068 1,004 1,158 1,111 1,348 1,321 1,435 1,410 2,0 2,0 2,0 2,0 1,98 2,0 1,94 2,0 1,86 1,83 1,83 1,96 2,05 1,89 2,14 2,01 2,32 2,22 2,70 2,64 2,87 2,82 0,026 0,026 0,026 0,026 0,025 0,026 0,025 0,026 0,027 0,030 0,042 0,050 0,044 0,058 0,062 0,076 0,071 0,125 0,138 0,132 0,131 0,146 0,020 0,026 0,042 0,052 0,061 0,071 0,069 0,104 0,092 0,122 0,183 0,392 0,537 0,494 0,710 0,638 1,160 1,140 2,70 2,64 3,22 3,46 0,90 0,90 0,90 0,90 0,89 0,90 0,89 0,90 0,89 0,93 1,05 1,48 1,73 1,51 2,02 1,82 2,64 2,47 4,28 4,15 5,20 5,04 0,00 0,00 0,01 0,04 0,08 0,09 0,17 0,19 0,32 0,43 0,65 1,18 1,47 1,51 1.77 1,82 2,43 2,47 4,11 4,15 5,03 5,04 100 75 50 38,26 28 19,13 15 10 5 3,82 3,00 2,00 1,00 0,77 46 8 Các loại sóng đổ W.W. Massie 8.1 Mở đầu Trong chơng 7 đã đa ra chỉ tiêu sóng đổ. Bây giờ chúng ta đi sâu nghiên cứu hiện tợng sóng đổ. Thông thờng khi sóng đổ thì độ cao sóng cũng giảm và một phần năng lợng của sóng chuyển thành năng lợng rối và ma sát đáy; một phần trong đó đợc phản xạ lại về phía nớc sâu, một phần gây ra âm thanh, tạo ra các loại sóng khác và dòng chảy. Trong số đó dòng chảy xuất hiện trong đới sóng đổ đóng một vai trò hết sức quan trọng trong biến đổi địa mạo xuất hiện dọc bờ biển. Về sự xuất hiện của dòng chảy đợc tổng quan trong chơng 26 và nghiên cứu kỹ trong tập II. Patrick và Wiegel (1955) đã đa ra 3 loại sóng đổ khác nhau. Chúng sẽ đợc mô tả trong phần sau. 8.2 Các loại sóng đổ Sóng (đổ) trờn Sóng đổ trờn thờng gặp trên các vùng bờ rất thoải. Sóng bắt đầu đổ tại khoảng cách tơng đối xa bờ và càng gần bờ càng tăng cờng. Các dải bọt phát triển trên đỉnh sóng và tạo nên một lớp bọt mỏng trên một khoảng cách khá xa. Kinsman (1965) đã đa ra một bức ảnh rất ấn tợng tại trang 50 trong quyển sách của mình. Trên hình 8.1 đa ra một ví dụ về dạng sóng đổ này. Hình 8.1 Sóng (đổ) trờn trên bờ dốc thoải có thể gây nên xói lở Độ cao sóng đổ cũng giảm không đồng đều khi vào bờ. Có rất ít phản xạ động lợng từ sóng về phía biển. Sóng (đổ) lao Loại sóng đổ này thờng quan trắc thấy trên các quảng cáo du lịch về các đảo Thái Bình Dơng. Đỉnh sóng cuốn xoáy là nét đặc trng cho các loại sóng này. 47 Khi sóng đổ phần lớn năng lợng đợc tản mát thành rối; rất ít sóng phản xạ ra biển cũng nh ít có sóng mới hình thành trên vùng nớc nông. Đặc điểm cuối này là khác biệt lớn so với loại sóng trờn. Trên hình 8.2 cho ta thí dụ về loại sóng đổ này. Hình 8.2. Sóng (đổ) lao trên bờ dốc bãi Sóng (đổ) cồn Sóng cồn xuất hiện tại các vùng bờ có độ dốc lớn đợc hình thành chủ yếu từ các bờ đá. Đới sóng đổ thờng rất hẹp và phần lớn (thờng hơn 50%) năng lợng sóng đợc phản xạ ra biển. Trên hình 8.3 đa ra loại sóng đổ này. Loại sóng đổ này cũng gần giống loại sóng đổ lao, nhng sóng dồn lên bãi trớc khi đỉnh sóng cuốn lại và đổ. Hình 8.3. Sóng (đổ) cồn trên bờ dốc lớn 8.3 Các cách phân loại định lợng Battjes (1974) đã tổng quan các số liệu và các tham số liên quan tới việc phân loại sóng đổ thành 3 loại nh trên. Phần lớn các tham số bao gồm hai đặc trng sóng là độ cao, H, và độ dài, , và các đặc trng bãi nh độ dốc, m, và độ sâu tại biên đới sóng đổ, h br . Battjes kết luận rằng phần lớn các kết quả trớc đây có thể tập hợp vào một tham số chứa 3 trong 4 biến nêu trên: 48 0 0 0 H m (8.01) trong đó: H o độ cao sóng nớc sâu, m là độ dốc bãi, o là độ dài sóng nớc sâu, và o là tham số sóng đổ. Tham số nêu trên đợc xác định trên cơ sở điều kiện sóng nớc sâu và độ dốc bãi; điều này đúng với các sóng phân loại nếu nh không có điều gì lạ xẩy ra đối với sóng giữa vùng nớc sâu và ven bờ. Ví dụ, nếu sóng đổ trên các vùng nông xa bờ, thì giá trị o thu đợc theo số liệu sóng trên bãi, sau khi đi qua vùng nông ngoài khơi có thể trở nên bất bình thờng. Biến thứ t trong quá trình sóng đổ là độ sâu trên biên đới sóng đổ có thể thấy trong chỉ số sóng đổ: br br h H (8.02) trong đó : H br là độ cao sóng tại vị trí bắt đầu sóng đổ, và h br là độ sâu nớc tại vị trí đó. Battjes tìm thấy khả năng tơng quan yếu giữa log( ) và log( o ). Bằng việc phân tích số liệu có thể thu đợc phơng trình sau: 08,0~ 17,0 0 (8.03) với giới hạn số liệu thử ngiệm trong khoảng: < 0 < 2 Mặt khác, có sự phân tán lớn của giá trị đối với mọi giá trị o ; sự phân tán khoảng 0,1 đối với cha cho phép bao quát hết các điểm số liệu. Điều này có thể giải thích bởi khó khăn thực sự trong việc xác định thông qua thí nghiệm. Một cách tiếp cận khác đã đợc Swart (1974) đề xuất. Ông xác định tham số p vào khoảng 0.0 đối với sóng trờn và 1,0 đối với sóng lao. (Điều kiện này cũng chỉ đúng đối với hai loại sóng đổ nêu trên. Ông ta cho rằng p có thể đợc xác định với độ chính xác cao, nhng không đa ra phơng pháp xác định ngoại trừ quan trắc bằng mắt. Swart cũng đã thiết lập tơng quan giữa chỉ số sóng đổ và tham số p: 46,033,0 p (8.04) Battjes (1974) đã liên kết các đặc trng bổ sung của đới sóng đổ với tham số, o , tất cả các mối liên hệ đợc trình bày trong bảng 8.1. Liên quan tới giá trị đã nêu trên, các giá trị đa ra trong bảng 8.1 có ý nghĩa định hớng hơn là giá trị tuyệt đối của nó. Hệ số phản xạ đa ra trong bảng đợc xác định nh tỷ lệ giữa độ cao sóng phản xạ và độ cao sóng tới. Số lợng các sóng đổ là số các sóng có khả năng tìm đợc trong đới sóng đổ vào bất cứ thời gian nào. 49 Bảng 8.1. Các tính chất của đới sóng đổ Đặc trng Các giá trị và ghi chú o loại sóng đổ p số lợng sóng đổ hệ số phản xạ 0,1 trờn 0,0 0,5-0,8 6 - 7 10-3 0,5 0,7-1 2 -3 0,01 1,0 lao 1,0 0,8 - 1,1 1 - 2, 0 - 1 0,1 2,0 3,0 cồn (không xác định) 1,2 0-1 0,4 0,8 4,0 không 5,0 đổ hấp (sóng thụ tiến) phản (sóng xạ đứng) 50 9 Phản xạ và khúc xạ sóng L.E. van Loo 9.1 Mở đầu Cho đến bây giờ, các bàn luận về sóng chủ yếu tập trung trong khuôn khổ hai chiều, chỉ có chuyển động trên mặt phẳng thẳng đững x-z là đợc chú ý tới. Khi sóng đi vào vùng biển nông hơn chúng có xu thế tạo nên các đờng đỉnh sóng song song với các đờng đẳng sâu. Mặt khác vẫn còn cha tính đến một trở ngại nào có khả năng ngắt đờng truyền sóng. Điều này bắt đầu từ đây trở đi sẽ bị loại bỏ. Hãy xem xét điều gì xẩy ra khi sóng đi vào nớc nông dới một góc đối với đờng đẳng sâu. 9.2 Khúc xạ sóng Khi sóng đi vào vùng nớc nông dới một góc đối với đờng đẳng sâu, đờng đỉnh sóng bị uốn cong theo xu thế giảm góc đến của sóng. Điều này rút ra từ việc vận tốc sóng bị giảm khi độ sâu giảm - xem các phơng trình 5.05 và 5.05b. Trên vùng nớc sâu không có hiện tợng khúc xạ sóng, bởi vì vận tốc sóng không phụ thuộc vào độ sâu. Hiện tợng này tơng tự trong quang hình, khi định luật Snell mô tả sự lan truyền tia ánh sáng từ một môi trờng này sang một môi trờng khác với vận tốc lan truyền khác nhau. Trong trờng hợp này, vận tốc sóng biến đổi dần dần thay cho biến đổi đột ngột trong quang hình. Sự biến đổi từ từ này dẫn tới hình thành đờng cong đỉnh sóng đợc dẫn ra trên hình 9.1. Trên hình 9.1 chúng ta có các đờng vuông góc đỉnh sóng, những đờng này còn đợc gọi các các tia sóng. Theo hình học thì khoảng cách giữa các tia sẽ tăng lên khi nớc trở nên nông hơn. Hiệu ứng của khúc xạ sóng lên biến đổi độ cao có thể tính bằng cách cho rằng công suất lan truyền giữa hai tia sóng đợc bảo toàn. Bằng phơng trình, ta có: U 1 b 1 =U 2 b 2 (9.01) trong đó U là công suất trên một đơn vị độ dài đỉnh sóng và b là khoảng cách giữa các tia sóng taị các điểm 1 và 2 tơng ứng. [...]... = b0 b1 51 Bảng 9 .1 Tính toán khúc xạ T=7,0 s; H0 = 2,0 m; tương ứng c0 = 10 , 93 m/s; 0 =76, 53 m (1 ): lấy trực tiếp từ bảng 7 .1; (2 ): có hiệu ứng nước nông và phản xạ nhưng chưa đổ; (3 ): chỉ có hiệu ứng nước nông %o Ksh Độ Bước sâu h m m (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 10 0 76, 53 1 1 19 , 13 76, 53 1, 0000 15 67, 53 10 n Kr H/H0 H H m B1/b0 m sóng độ (1 ) (1 ) (2 ) (2 ) (1 ) (3 ) 60,00 0,500 1, 0000 1, 0000 2,00 2,00 1, 00 1, 0000... 0,500 1, 0000 1, 0000 2,00 2,00 1, 00 0,8 839 0, 917 2 49,9 0,6724 0,8 815 0,8085 1, 62 1, 83 1, 29 59,74 0,7824 0, 916 6 42,7 0,7606 0,8245 0,7558 1, 51 1, 83 1, 47 5 45,70 0,5965 0,9808 31 , 1 0,8 7 13 0,7642 0,7495 1, 50 1, 96 1, 71 3, 82 42,86 0,5599 0,9450 29,0 1, 000 0,75 61 0, 714 5 1, 43 1, 89 1, 75 3, 0 37 ,98 0,4968 1, 004 25,5 1, 000 0,7442 0,7472 1, 49 2, 01 1, 81 2,0 31 , 01 0,40 53 1, 111 20,5 1, 000 0, 730 7 0, 811 8 1, 62 2,22 1, 87 1, 0... trắc sóng của chúng ta Bảng 10 .1 Các giá trị của H H sig đối với các giá trị khác nhau của P(H) Xác suất vượt quá P(H) H H sig 1 0-5 2,40 2 .1 0-5 2 ,33 5 .1 0-5 2,22 1 0-4 2 ,15 2 .1 0-4 2,06 5 .1 0-4 1, .95 1 0 -3 1, 86 2 .1 0 -3 1, 77 5 .1 0 -3 1, 63 0, 01 1, 51 0,02 1, 40 0,05 1, 22 0 ,10 1, 07 0 ,12 5 1, 02 0 , 13 5 1, 00 0,20 0,898 0,50 0,587 1, 00 0,00 59 P(H) (% ) H/H50 Hình 10 .2 Phân bố Rayleigh 10 .3 Xác định tần suất xuất hiện... 1, 111 20,5 1, 000 0, 730 7 0, 811 8 1, 62 2,22 1, 87 1, 0 21, 93 0,2864 1, 3 21 14,4 1, 000 0, 718 4 0,9490 1, 90 2,64 1, 94 0,77 19 ,24 0,2 516 1, 410 12 ,6 1, 000 0,7258 1, 009 2,02 2,82 1, 95 Điều này dẫn tới việc xác định tỷ số b0/b1 Ta có thể sử dụng kiến thức hình học định luật Snell Trong dạng phương trình ta có: sin 0 c0 (9 .0 4) sin c hay sin c sin 0 c0 (9 .0 5) trong đó là góc giữa đường đỉnh sóng và đường đẳng... hoặc tia sóng đường bờ Hình 9 .1 Sơ đồ khúc xạ ( ường đẳng sâu song song đường b ) Có thể so sánh với phương trình 5 .10 và từ đó ta có: E1n1c1b1 = E2n2c2b2 (9 .0 2) trong đó: E là năng lượng sóng, n tỷ số giữa vận tốc nhóm và vận tốc sóng, và c là vận tốc sóng Thay E bằng công thức 5.09 và chọn một trong hai điểm nằm trên vùng nước sâu, ta có: H1 H2 1 c0 b0 K sh K r 2n1 c1 b1 (9 .0 3) trong đó: H là độ... T = 2,5 H (1 0 .1 2) Đối với Địa trung hải: T = 4 + 2H0,7 (1 0 .1 3) Đối với biển Bắc: T 3, 94 H sig 0 ,37 6 (1 0 .1 4) trong đó T là chu kỳ trung bình của tất cả các sóng Các mối tương quan trên đây không ở trong dạng phi thứ nguyên: các hệ số đúng với chu kỳ sóng, T, bằng giây và độ cao sóng, h, bằng mét Weigel (1 96 4), bằng một cách khác, đã đưa ra mối tương quan lý thuyết: Te 1, 23T (1 0 .1 5) trong đó Te là... sóng, c được cho bằng 0 Với c = 0, (1 0.0 7) có thể biến đổi thành đường thẳng và sử dụng để xác định các hằng số a và b Điều này đòi hỏi khá nhiều công sức, và thường cho b cũng như a gần bằng 1. 0 Điều này sẽ làm đơn giản công việc tìm kiếm trong tương lai, vì (1 0.0 7) bây giờ sẽ có dạng đơn giản: 1 ln( P ( H s )) H s a (1 0.0 8) là một đường thẳng nếu như log(P(H )) được biểu diễn theo H Việc lựa chọn... hiện bằng số cơn bão trong năm: f = M P(H) (1 0.0 9) với: M =36 5 x 24/ (thời gian bão kéo dài: gi ) (1 0 .1 0) 61 M là số khoảng bão trong một năm Giá trị f có thể lớn hơn 1, chúng không được các nhà nghiên cứu thống kê chấp thuận Có thể tiến thêm một bước nữa có thể gây nên nhiều nhầm lẫn hơn khi nói đến khoảng xuất hiện, R, thỉnh thoảng vẫn được tính: 1 R (1 0 .1 1) f R thường có thứ nguyên là năm và một... 1, 414 H rms (1 0.0 3) H 0,886H rms (1 0.0 4) trong đó H là giá trị trung bình của tất cả các sóng, và H là chuẩn sai của độ cao sóng H 0,463H rms (1 0.0 5) 58 H sig 1, 596 H (1 0.0 6) Bây giờ chúng ta đã có thể trả lời một số câu hỏi đặt ra trong phần đầu của mục này, trong đó chúng ta đã có các tham số thống kê cần thiết cho việc mô tả một khoảng trong toàn bộ chuỗi quan trắc sóng của chúng ta Bảng 10 .1. .. tài liệu tham khảo về chuyên mục này đã được Kinsman (1 96 4) và Neuman và Pierson (1 96 6) giới thiệu kỹ Chương này chủ yếu dựa vào tổng quan của Allersma và Massie (1 97 3) , trong đó có thể tìm thấy các tài liệu tham khảo liên quan 55 Hình 10 .1 Sơ đồ profil sóng với các đường hình sin bao gồm 3 sóng có bước sóng tương ứng 280, 16 0 và 57 mét tạo nên sóng có độ cao bất thường 23 mét 56 10 .2 Hiện tượng và . 1 1 1 1 0,990 1 0,968 1 0, 932 0, 917 0, 916 0,9 81 1, 0 23 0,945 1, 068 1, 004 1, 158 1, 111 1, 34 8 1, 3 21 1, 435 1, 410 10 , 93 10 , 93 10 , 93 10 , 93 10 ,89 10 , 93 10 , 73 10 , 93 10 ,20. 5,80 6 ,12 5,20 5,40 4 ,34 4,40 3, 99 3 , 13 3, 42 3, 76 1 1 1 1 0,990 1 0,968 1 0, 932 0, 917 0, 916 0,980 1, 0 23 0,945 1, 068 1, 004 1, 158 1, 111 1, 34 8 1, 3 21 1, 435 1, 410 2,0. của P(H) Xác suất vợt quá P(H) sig H H 10 -5 2 .10 -5 5 .10 -5 10 -4 2 .10 -4 5 .10 -4 10 -3 2 .10 -3 5 .10 -3 0, 01 0,02 0,05 0 ,10 0 ,12 5 0 , 13 5 0,20 0,50 1, 00 2,40 2 ,33