ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Trần Văn Mỹ NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CỦA SÓNG SAU ĐỚI SÓNG ĐỔ TẠI BÃI BIỂN NHA TRANG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Trần Văn Mỹ NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CỦA SÓNG SAU ĐỚI SÓNG ĐỔ TẠI BÃI BIỂN NHA TRANG Chuyên ngành: Hải dương học Mã số: 60440228 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Kim Cương Hà Nội - 2015 TS Jean-Pierre Lefebvre LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Nguyễn Kim Cương TS Jean-Pierre Lefebvre tận tình hướng dẫn em suốt thời gian em thực luận văn Các thầy dạy cho em kiến thức quý báu giúp đỡ em số liệu công cụ tính toán Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến GS TS Đinh Văn Ưu PGS TS Nguyễn Trung Việt chủ nhiệm đề tài: “Nghiên cứu chế độ thủy động lực học vận chuyển bùn cát vùng cửa sông bờ biển Vịnh Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa” – Chương trình KH&CN nghị định thư cấp Nhà nước cung cấp cho em số liệu kiến thức bổ ích Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo môn Khoa học công nghệ biển nói riêng khoa Khí tượng Thủy văn Hải dương học nói chung, ban giám đốc cán Trung tâm Động lực học Thủy khí Môi trường tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn Trong trình thực luận văn, không tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô để em bổ sung hoàn thiện cho nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn! i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ v MỞ ĐẦU .1 Chương - TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VÙNG SÓNG VỠ VÀ SÓNG TRÀN 1.1 Giới thiệu vùng sóng tràn (swash zone) 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Các khu vực gần bờ .4 1.1.3 Sóng sóng gây sóng tràn 1.1.4 Chu kỳ sóng tràn 1.1.5 Hình thái bãi biển chuyển động sóng tràn 10 1.2 Tình hình nghiên cứu .11 1.3 Mục tiêu luận văn .13 Chương – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÙNG SÓNG VỠ VÀ SÓNG TRÀN 14 2.1 Phương pháp xử lý phân tích số liệu khảo sát .14 2.1.1 Khảo sát thực địa .14 2.1.2 Phương pháp xử lý số liệu Vectrino 15 2.1.3 Phương pháp đồng số liệu Vectrino số liệu Video 18 2.2 Mô hình Dam-Break 22 2.2.1 Lý chọn mô hình Dam-break 22 2.2.2 Giới thiệu mô hình Dam-break 22 2.2.3 Mô hình dòng chảy nước nông 24 2.3 Tổng quan khu vực vịnh Nha Trang 29 ii 2.3.1 Vị trí địa lí 29 2.3.2 Đặc điểm gió .29 2.3.3 Đặc điểm dòng chảy 30 2.3.4 Đặc điểm thủy triều dao động mực nước .31 2.3.5 Đặc điểm chế độ sóng .31 Chương – KẾT QUẢ TÍNH TOÁN TẠI BÃI BIỂN NHA TRANG 34 3.1 Kết phân tích trường dòng chảy vùng sóng vỡ sóng tràn 34 3.2 Phân bố lượng rối vùng sóng vỡ sóng tràn .39 3.3 Mối quan hệ độ cao sóng khơi chiều cao bore sóng tràn 49 3.4 Mô vận tốc bore nước mô hình số Dam-break .50 KẾT LUẬN .56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1 Khoảng tần số vùng sóng tràn [Short, 1999] Bảng Bảng tần suất hướng sóng khu vực nghiên cứu 32 Bảng 2 Bảng tần suất độ cao sóng khu vực nghiên cứu .33 Bảng Các trường hợp mô bore nước mô hình Dam-break………51 iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1 Quá trình lan truyền sóng từ khơi vào bờ Hình Đặc điểm bãi biển (bên trái) phần đất bồi biển (bên phải) (Masselink & Hughes 2003) Hình Phân loại khu vực sóng gần bờ Hình Đại diện dao động sóng tần số cao Hình Đại diện sóng dài cưỡng hai thành phần sóng nhóm sóng ngắn Hình Sơ đồ mô chu kỳ sóng tràn bãi biển mô hình Xbeach Hình Đo đạc thực địa vận tốc dòng chảy ngang bờ (đường nét liền) độ sâu nước (đường nét đứt) cho chu kỳ sóng tràn, đo vị trí nửa giới hạn lên xuống nước [Hughes cộng sự, 1997] Hình Hình thái bãi biển 11 Hình Triển khai đo Vectrino II (Nortek) vùng sóng vỡ sóng tràn sơ đồ nguyên tắc đo…………………………………………………………… 14 Hình 2 Biểu đồ tín hiệu/tỷ lệ nhiễu SNR Beam cao thấp trình đo .16 Hình Lựa chọn đoạn liệu (đoạn màu đỏ) chuỗi liệu 16 Hình Độ lớn vận tốc (màu xanh dương) hướng (màu xanh cây) trung bình micro-profile (đồ thị cùng), biểu diễn dao động vận tốc (đồ thị giữa), khoảng cách sensor – đáy (đồ thị phía dưới) .17 Hình Năng lượng rối TKE ước tính micro-profile .18 Hình Đo đồng máy Vectrino máy quay Video 19 Hình SNR (màu đen), liệu lựa chọn trước (màu xanh) cực tiểu SNR (màu đỏ) 19 Hình Lựa chọn đoạn liệu tốt (màu đỏ) chuỗi liệu 20 Hình Đồ thị 1: Vận tốc (màu xanh dương) hướng (màu xanh cây) dòng chảy; đồ thị 2: Thành phần ngang dòng chảy (hướng lên bờ); đồ thị 3: độ sâu v đo từ cảm biến (đường màu đỏ tương ứng với vị trí cell đo được); đồ thị 4: Năng lượng rối trung bình cell đo 21 Hình 10 Năng lượng rối (TKE) 3,5cm micro-profile 22 Hình 11 Sơ đồ vecto thông lượng qua bề mặt 25 Hình 12 Ngoại suy tuyến tính bên trái bên phải 27 Hình 13 Lưới Cartesian 28 Hình 14 Lưới Non-Cartesian 29 Hình 15 Hoa gió trạm quan trắc khí tượng Nha Trang 30 Hình 16 Hoa sóng khu vực khơi vùng biển Khánh Hòa .32 Hình Hình ảnh trường dòng chảy vùng sóng tràn lúc 08h48 ngày 29/5/2013………………………………………………………………………… 34 Hình Biến thiên dòng chảy vùng sóng tràn lúc 08h49 ngày 29/5/2013 35 Hình 3 Biến thiên dòng chảy vùng sóng tràn lúc 16h35 ngày 29/5/2013 36 Hình Biến thiên dòng chảy vùng sóng tràn lúc 16h54 ngày 29/5/2013 36 Hình Biến thiên dòng chảy vùng sóng tràn lúc 08h54 ngày 30/5/2013 37 Hình Biến thiên dòng chảy vùng sóng tràn lúc 09h04 ngày 30/5/2013 38 Hình Biến thiên dòng chảy vùng sóng tràn lúc 09h40 ngày 30/5/2013 38 Hình Hai dòng chảy với vận tốc trung bình theo thời gian khác ( u i ) có thành phần rối tương đương (ui') 40 Hình Phổ lượng rối Kolmogorov-Obukhov .40 Hình 10 Biến thiên dòng chảy lượng rối trung bình vùng sóng tràn lúc 08h48 ngày 29/5/2013 41 Hình 11 Cấu trúc phân tầng lượng rối vùng sóng tràn lúc 08h48 ngày 29/5/2013 42 Hình 12 Biến thiên dòng chảy lượng rối trung bình vùng sóng tràn lúc 08h49 ngày 29/5/2013 42 Hình 13 Cấu trúc phân tầng lượng rối vùng sóng tràn lúc 08h49 ngày 29/5/2013 43 vi Hình 14 Biến thiên dòng chảy lượng rối trung bình vùng sóng tràn lúc 16h35 ngày 29/5/2013 43 Hình 15 Cấu trúc phân tầng lượng rối vùng sóng tràn lúc 16h35 ngày 29/5/2013 44 Hình 16 Biến thiên dòng chảy lượng rối trung bình vùng sóng tràn lúc 16h54 ngày 29/5/2013 45 Hình 17 Cấu trúc phân tầng lượng rối vùng sóng tràn lúc 16h54 ngày 29/5/2013 45 Hình 18 Biến thiên dòng chảy lượng rối trung bình vùng sóng tràn lúc 08h54 ngày 30/5/2013 46 Hình 19 Cấu trúc phân tầng lượng rối vùng sóng tràn lúc 08h54 ngày 30/5/2013 46 Hình 20 Biến thiên dòng chảy lượng rối trung bình vùng sóng tràn lúc 09h04 ngày 30/5/2013 47 Hình 21 Cấu trúc phân tầng lượng rối vùng sóng tràn lúc 09h04 ngày 30/5/2013 47 Hình 22 Biến thiên dòng chảy lượng rối trung bình vùng sóng tràn lúc 09h40 ngày 30/5/2013 48 Hình 23 Cấu trúc phân tầng lượng rối vùng sóng tràn lúc 09h40 ngày 30/5/2013 49 Hình 24 Đường quan hệ độ cao sóng khơi với chiều cao bore sóng tràn 50 Hình 25 So sánh vận tốc dòng chảy đo đạc (chấm tròn) với vận tốc dòng chảy xuất từ mô hình (đường nét liền) vùng sóng vỡ sóng tràn trường hợp 52 Hình 26 So sánh lượng rối trung bình tke đo đạc (đường nét đứt) với vận tốc dòng chảy từ mô hình (đường nét liền) vùng sóng vỡ sóng tràn trường hợp .53 Hình 27 So sánh vận tốc dòng chảy đo đạc (chấm tròn) với vận tốc dòng chảy mô hình xuất (đường nét liền) vùng sóng vỡ sóng tràn trường hợp 53 vii Hình 28 So sánh lượng rối trung bình tke đo đạc (đường nét đứt) với vận tốc dòng chảy từ mô hình (đường nét liền) vùng sóng vỡ sóng tràn trường hợp .54 Hình 29 So sánh vận tốc dòng chảy đo đạc (chấm tròn) với vận tốc dòng chảy mô hình xuất (đường nét liền) vùng sóng vỡ sóng tràn trường hợp 55 Hình 30 So sánh lượng rối trung bình tke đo đạc (đường nét đứt) với vận tốc dòng chảy từ mô hình (đường nét liền) vùng sóng vỡ sóng tràn trường hợp .55 viii Hình 18 Biến thiên dòng chảy lượng rối trung bình vùng sóng tràn lúc 08h54 ngày 30/5/2013 Năng lượng rối vùng sóng vỡ sóng tràn lớn 0,129 m2/s2 lượng rối nhỏ 0,000424 m2/s2 (hình 18) Năng lượng rối trung bình lớn pha nước lên tăng cường thêm từ pha nước Hình 19 Cấu trúc phân tầng lượng rối vùng sóng tràn lúc 08h54 ngày 30/5/2013 46 Trong khoảng 35 mm (từ tầng 40÷75 mm) khoảng 8,5 s lượng rối có thay đổi theo độ sâu theo thời gian, lượng rối diễn mạnh tầng cell bên pha nước xuống gặp pha nước lên pha nước lên tăng cường thêm từ pha nước (hình 19) Hình 20 Biến thiên dòng chảy lượng rối trung bình vùng sóng tràn lúc 09h04 ngày 30/5/2013 Hình 21 Cấu trúc phân tầng lượng rối vùng sóng tràn lúc 09h04 ngày 30/5/2013 47 Năng lượng rối vùng sóng vỡ sóng tràn lớn 0,133 m2/s2 lượng rối nhỏ 0,000907 m2/s2 (hình 20) Năng lượng rối trung bình lớn pha nước xuống gặp pha nước lên Còn trình pha nước lên xuống lượng rối nhỏ không thay đổi nhiều Trong khoảng 35 mm (từ tầng 40÷75 mm) khoảng 11 s lượng rối có thay đổi theo thời gian, lượng rối diễn mạnh tầng cell bên pha nước xuống gặp pha nước lên (hình 21) Hình 22 Biến thiên dòng chảy lượng rối trung bình vùng sóng tràn lúc 09h40 ngày 30/5/2013 Năng lượng rối vùng sóng vỡ sóng tràn lớn 0,0318 m2/s2 lượng rối nhỏ 0,0075 m2/s2 (hình 22) Năng lượng rối trung bình lớn pha nước xuống gặp pha nước lên Trong khoảng 35 mm (từ tầng 40÷75 mm) khoảng 21,44 s lượng rối có thay đổi theo độ sâu thời gian, lượng rối diễn mạnh cell bên pha nước xuống gặp pha nước lên (hình 23) 48 Hình 23 Cấu trúc phân tầng lượng rối vùng sóng tràn lúc 09h40 ngày 30/5/2013 Như lượng rối TKE lớn pha nước xuống gặp pha nước lên pha nước lên tăng cường thêm pha nước lên Trong khoảng thời gian ngắn vài giây lượng rối TKE thay đổi theo độ sâu thời gian Năng lượng rối TKE gây trình vận chuyển trầm tích từ đáy di chuyển dọc bãi hạt cát Vì lượng rối mạnh trình vận chuyển trầm tích mạnh gây xói mòn bờ biển làm biến đổi đường bờ 3.3 Mối quan hệ độ cao sóng khơi chiều cao bore sóng tràn Như mô tả hình 2.6, độ cao bore nước thu thông qua xử lý ảnh Camera đặt bãi biển thu Hình 3.24 thể mối quan hệ độ cao bore nước độ cao sóng khơi đo đạc máy AWAC Về bản, sóng khơi lan truyền vào bờ ảnh hưởng địa hình bãi biển nông nên biến dạng đổ tạo nên bore nước lan truyền lên bãi biển Mặc dù trình tương đối phức tạp bị ảnh hưởng nhiều yếu tố: hướng sóng, hướng 49 gió, địa hình… dường chúng có mối quan hệ tương đối khăng khít (hình 3.24) Có thể xem chúng xấp xỉ tuyến tính với (hình 24) Hình 24 Đường quan hệ độ cao sóng khơi với chiều cao bore sóng tràn 3.4 Mô vận tốc bore nước mô hình số Dam-break Mô hình giải với phương pháp thể tích hữu hạn với ngôn ngữ lập trình Matlab Để giải mô hình số này, điều kiện ban đầu cần cung cấp: Độ cao cột nước (bore) sau sóng đổ, kích thước hạt độ dốc đáy Độ dốc đáy xác định việc đo đạc cao độ hệ thống 21 cọc (hình 2.6) Thông qua hình ảnh thu từ camera đặt ngang bãi (hình 2.6), độ cao bore nước xác định làm điều kiện ban đầu cho mô hình số Với việc sử dụng camera độ phân giải cao hoàn toàn xác định khoảng cách từ bore nước tới máy Vectrino để phục vụ đo đạc kiểm chứng kết mô hình Một tham số khác vận tốc ban đầu bore nước xác định công thức: u0  gHb (Hughes Baldock, 2014); g gia tốc trọng trường; Hb độ cao cột nước ban đầu Tác giả tiến hành mô lan truyền bore nước vùng sóng vỡ sóng tràn mô hình số Dam-break với 21 trường hợp thể bảng 50 Bảng Các trường hợp mô bore nước mô hình Dam-break TT Ngày Giờ H_sóng khơi (m) h0_bore (m) xi (m) 29/5/2013 8:36:56 0,12 0,14 0,727 1,172 29/5/2013 15:46:21 0,52 0,509 1,65 2,235 6/12/2013 8:40:10 1,076 0,909 2,27 2,986 30/5/2013 9:26:34 0,124 0,17 0,87 1,291 30/5/2013 9:30:32 0,125 0,344 0,88 1,837 30/5/2013 9:31:46 0,125 0,264 0,86 1,609 4/12/2013 12:50:16 0,905 0,753 3,04 2,718 4/12/2013 13:00:05 0,91 0,553 0,847 2,329 5/12/2013 16:26:42 1,106 0,623 2,196 2,472 10 5/12/2013 16:38:07 1,091 0,621 0,741 2,468 11 5/12/2013 13:28:47 1,144 0,686 6,251 2,594 12 6/12/2013 13:05:40 1,209 0,6 1,181 2,426 13 8/12/2013 15:20:20 0,753 0,496 2,5 2,206 14 8/12/2013 15:29:08 0,759 0,393 4,905 1,963 15 8/12/2013 17:26:17 0,729 0,4 8,83 1,981 16 8/12/2013 17:37:21 0,72 0,883 10,581 2,943 17 8/12/2013 17:37:30 0,72 0,837 9,005 2,865 18 9/12/2013 11:06:34 0,542 0,438 7,593 2,073 19 9/12/2013 11:17:26 0,545 0,736 7,314 2,687 20 29/5/2013 14:53:29 0,38 0,358 5,259 1,874 21 26/5/2013 16:01:46 0,2 0,288 2,127 1,681 51 u0 = gh0 (m/s) Một số kết mô bore nước vùng sóng vỡ sóng tràn Hình 25 So sánh vận tốc dòng chảy đo đạc (chấm tròn) với vận tốc dòng chảy xuất từ mô hình (đường nét liền) vùng sóng vỡ sóng tràn trường hợp Từ hình 3.25 cho thấy so sánh vận tốc dòng chảy từ mô hình mô lan truyển bore nước vùng sóng tràn với vận tốc dòng chảy đo đạc gần trùng khít với So sánh lượng rối trung bình đo đạc với vận tốc dòng chảy từ mô hình cho thấy pha nước lên lượng rối trung bình lớn giảm dần pha nước xuống (hình 3.26) 52 Hình 26 So sánh lượng rối trung bình tke đo đạc (đường nét đứt) với vận tốc dòng chảy từ mô hình (đường nét liền) vùng sóng vỡ sóng tràn trường hợp Hình 27 So sánh vận tốc dòng chảy đo đạc (chấm tròn) với vận tốc dòng chảy mô hình xuất (đường nét liền) vùng sóng vỡ sóng tràn trường hợp 53 Hình 28 So sánh lượng rối trung bình tke đo đạc (đường nét đứt) với vận tốc dòng chảy từ mô hình (đường nét liền) vùng sóng vỡ sóng tràn trường hợp Từ hình 3.27 cho thấy so sánh vận tốc dòng chảy từ mô hình với vận tốc dòng chảy đo đạc gần trùng khít với Trong khoảng thời gian cuối vận tốc dòng chảy đo đạc không trùng khít với vận tốc từ mô hình thực tế pha nước xuống lại gặp pha nước lên nên khoảng thời gian cuối độ lớn vận tốc dòng chảy pha nước xuống không giảm, mô hình mô lần pha nước lên xuống So sánh lượng rối trung bình đo đạc với vận tốc dòng chảy từ mô hình cho thấy pha nước lên lượng rối trung bình lớn giảm dần pha nước xuống (hình 3.28) 54 Hình 29 So sánh vận tốc dòng chảy đo đạc (chấm tròn) với vận tốc dòng chảy mô hình xuất (đường nét liền) vùng sóng vỡ sóng tràn trường hợp Hình 30 So sánh lượng rối trung bình tke đo đạc (đường nét đứt) với vận tốc dòng chảy từ mô hình (đường nét liền) vùng sóng vỡ sóng tràn trường hợp Từ hình 3.29 cho thấy so sánh vận tốc dòng chảy từ mô hình với vận tốc dòng chảy đo đạc gần trùng khít với So sánh lượng rối trung bình đo đạc với vận tốc dòng chảy từ mô hình cho thấy pha nước lên lượng rối trung bình lớn giảm dần pha nước xuống (hình 3.30) Trong thời gian cuối lượng rối trung bình tăng pha nước xuống gặp pha nước lên 55 KẾT LUẬN Luận văn trình bày xử lý, phân tích số liệu khảo sát mô trường dòng chảy đới sóng tràn bãi biển Nha Trang Các hệ thống đo đạc dòng chảy với độ phân giải tần số cao triển khai cho kết đáng ý: - Trong chu kỳ sóng tràn thời gian pha nước lên dài thời gian pha nước xuống - Năng lượng rối tăng pha nước lên giảm pha nước xuống - Khi sóng lan truyền từ khơi vào bờ bị tiêu tán lượng qua trình sóng đổ, độ cao bore nước tạo thành sau sóng đổ tỉ lệ thuận với độ cao sóng khơi Trên bãi biển thực tế, kiện lên xuống bore nước đan xen bất đối xứng với Khi có giao lưu pha nước lên xuống, lượng rối thường đạt cực đại Đây nguyên nhân ảnh hưởng đến trình bứt lên khỏi đáy cát biển làm thay đổi địa mạo bãi biển - Mô hình toán ứng dụng để mô trình lan truyền bore nước bãi biển Nha Trang Kết mô dòng chảy mô hình số so sánh với kết đo đạc khẳng định mô hình dam-break mô cho dòng chảy đới sóng tràn bãi biển thực tương đối đồng Định hướng nghiên cứu tính chênh lệch lượng rối pha nước lên pha nước xuống từ tính toán lượng vận chuyển trầm tích vùng sóng tràn, hình thành profile bãi biển.Và phát triển mô hình Dam-break mô nhiều bore nước liên tiếp trình vận chuyển trầm tích dấn đến biến đổi đường bờ vùng sóng tràn 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Thế Duy (2002), “Một mô hình số cho vùng sóng vỡ gió bao gồm lớp biên đáy vùng sóng tràn” http://khanhhoa.gov.vn Tiếng Anh Bakhtyar, R., Barry, D A., Li, L., Jeng, D S., & Yeganeh-Bakhtiary, A (2009) “Modeling sediment transport in the swash zone: A review” Ocean Engineering, 36(9-10), 767-783 Baldock, T E (2004) Dynamics of a transient wave group breaking on a beach Proc 15th Aust Fluid Mech Conf., University of Sydney, CD-ROM Barnes, M P., T O’Donaghue, J M Alsina and T E Baldock, (2009) Direct bed shear stress measurements in bore-driven swash Coastal Engineering 56(8): 853-867 Battjes, J A (1974) “Computation of set-up, longshore currents, run-up and overtopping due to wind-generated waves”, Phd thesis, TU Delft, Delft University of Technology, Delft Brocchini, M and Baldock, T E (2008) Recent advances in modeling swash zone dynamics: Influence of surf-swash interaction on nearshore hydrodynamics and morphodynamics Reviews of Geophysics, 46 3: 1-21 doi:10.1029/2006RG000215 Butt, T., & Russell, P (1999) “Suspended sediment transport mechanisms in high-energy swash”.Marine Geology, 161(2-4), 361-375 Dean, R G (1973) “Heuristic model of sand transport in the surf zone” Paper presented at the Conference on Engineering Dynamics in the surf zone, Sydney, Australia 57 10 Erikson, L., Larson, M., & Hanson, H (2005) Prediction of swash motion and run-up including the effects of swash interaction Coastal Engineering, 52(3), 285-302 11 Gourlay, M R (1968) Beach and Dune Erosion Tests Delft: Delft Hydraulics Laboratory 12 Guza, R T., & Inman, D L (1975) Edge waves and beach cusps Journal of Geophysical Research, 80(21), 2997-3012 13 Holland and Puleo (2001) Estimating swash zone friction coefficients on a sandy beach Coastal Engineering, 43:25-40 14 Holthuijsen, L H (2007) Waves in Oceanic and Coastal Waters: Cambridge University Press 15 Horn, D P., & Mason, T (1994) Swash zone sediment transport modes Marine Geology, 120, 309-325 16 Hughes, M G., Masselink, G., & Brander, R W (1997) Flow velocity and sediment transport in the swash zone of a steep beach Marine Geology, 138(12), 91-103 17 Hughes, M.G., Turner, I., (1999) The beach face In: Short, A.D (Ed.), Handbook of Beach and Shoreface Morphodynamics Wiley, Chichester, pp 119–144 18 Hughes, M.G., Baldock, T.E., 2004 Eulerian flow velocities in the swash zone: field data and model predictions Journal of Geophysical Research 109, C08009 19 Hung-Chu Hsu et al (2014), “On dam-break wave propagation and its implication to sediment erosion”, Journal of Hydraulic Research 20 Kikkert G.A., Pokrajac D., O'Donoghue T., Steenhauer K., (2013) Experimental study of bore-driven swash hydrodynamics on permeable rough slopes Coastal Engineering 79: 42–56 21 Lefebvre J-P, Almar, Viet NT, Uu DV, Thuan DH, Binh LT, Ibaceta R, Duc NV (2014) Contribution of swash processes generated by low energy wind 58 waves in the recovery of a beach impacted by extreme events: Nha Trang, Vietnam Journal of Coastal Research, SI 70:663-668 22 Liang,Q (2002), “Lecture notes on computational hydraulics: Finite volume method”, Newcastle University 23 Liu H (2013) A simple empirical model for Shields parameter estimation in the swash zone Proc Of the 7th International conf on Coastal Dynamics 2013, Arcachon, France, 1105-1114 24 Lobovsky L., Botia-Vera E., Castellana F., Mas-Soler J., and Souto-Iglesias A., "Experimental investigation of dynamic pressure loads during dam break," Journal of Fluids and Structures, 2013 25 Mase, H (1995) Frequency downshift of swash oscillations compared to incident waves Journal of Hydraulic Research, 33, 397-411 26 Masselink, G., and Hughes, M.G., (2003) An Introduction to Coastal Processes and Geomorphology Edward Arnold publishers, 354 pp 27 Masselink, G., Russell, P., 2005 Field measurements of flow velocities on a dissipative and reflective beach — implications for swash sediment transport Proceedings Coastal Dynamics, 2005, ASCE, paper on CD–ROM 28 Masselink, G., & Puleo, J A (2006) Swash-zone morphodynamics Continental Shelf Research,26(5), 661-680 29 Maurel, F (2000), “Dam break wave on wet bed”, (EDH-LNH) 30 Miles, J., Butt, T., & Russell, P (2006) Swash zone sediment dynamics: A comparison of a dissipative and an intermediate beach Marine Geology, 231(1-4), 181-200 31 Pritchard, D and Hogg, A J (2005) On the transport of suspended sediment by a swash event on a plane beach Coastal Engineering 52: 1–23 32 Puleo J.A., Beach R.A., Holman R.A., Allen J.S (2000) Swash zone sediment suspension and transport and the importance of bore-generated turbulence, JGR,105(C7):17021-17044 59 33 Puleo, J.A., Slinn, D.N., Holland, K.T., Smith, E and Webb, B.M., (2002) Numerical modelling of swash zone hydrodynamics Proceedings 28th International Conference on Coastal Engineering, ASCE, pp 968–979 34 Shanehsazzadeh A., Holmes P., (2013) Coarse sediment particle motion under highly asymmetrical waves with implications for swash zone sediment transport Coastal Engineering 71: 60–67 35 Short, A D (1999) Handbook of beach and shoreface morphodynamics / edited by Andrew D.Short New York: John Wiley 36 Steenhauer, K., Pokrajac, D & O'Donoghue, T (2012) 'Numerical model of swash motion and air entrapment within coarse-grained beaches' Coastal Engineering, vol 64, pp 113-126 37 Toro, E (2009), “Riemann solvers and numerical methods for fluid dynamics.: A practical introduction”, Springer 3rd edition 38 Vousdoukas M.I, T Kirupakaramoorthy , H Oumeraci , M de la Torre , F.Wübbold, B.Wagner , S Schimmels, (2014) The role of combined laser scanning and video techniques in monitoring wave-by-wave swash zone processes Coastal Engineering 83, 150-165 39 Wright, L D., & Short, A D (1984) Morphodynamic variability of surf zones and beaches: A synthesis Marine Geology, 56(1-4), 93-118 60 [...]... - Bãi biển phản xạ: Đó là những bãi biển khá dốc mà có vùng sóng vỡ và sóng tràn hẹp Chuyển động của sóng trên bãi biển phản xạ là hiện tượng lao lên đến sụp đổ của các sóng vỡ hoặc sóng không vỡ và sau đó được phản xạ Các loại trầm tích tại các bãi biển này là tương đối thô và không có bar chắn sóng vỡ [Short, 1999] Do sự phân tán năng lượng sóng thấp, các bãi biển phản xạ thường được gọi là bãi biển. .. trình lan truyền sóng sau khi sóng đổ Các kết quả mô phỏng của mô hình đã được so sánh với kết quả đo đạc tại bãi biển Nha Trang và đã chỉ ra khả năng ứng dụng của mô hình vỡ đập (dambreak model) cho nghiên cứu hiện tượng lan truyền sóng sau đới sóng đổ 1 Chương 1 - TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VÙNG SÓNG VỠ VÀ SÓNG TRÀN 1.1 Giới thiệu về vùng sóng tràn (swash zone) 1.1.1 Giới thiệu chung Vùng sóng tràn (swash... thủy động lực học Tuy nhiên, sự thay đổi đường bờ, bãi biển chính là kết quả của các quá trình rối, quá trình vận chuyển trầm tích cũng như các tác động trực tiếp của sóng Chính sự thay đổi này định hình nên địa mạo của các bãi biển Do gia tăng sự tương tác giữa chuyển động của các hạt nước và đáy đã tạo ra sự thay đổi đặc điểm của sóng trong quá trình truyền sóng về phía bờ biển Vùng sóng vỡ và sóng. .. thấp - Bãi biển khuếch tán: Đó là những bãi biển tương đối bằng phẳng với một vùng sóng vỡ và sóng tràn rộng và có nhiều bar chắn sóng vỡ hiện diện trong profile ngang bờ [Short, 1999] Chuyển động của sóng trên bãi biển khuếch tán là hiện tượng sóng vỡ sau đó tràn lên bãi biển và các trầm tích trên bãi biển là tương đối mịn [Short, 1999] Các chuyển động sóng tràn chính bao gồm bore nước sụp đổ đi lên... biển (thay đổi theo mực nước thủy triều) với vùng sóng tràn và sóng rút Hình 1 2 Đặc điểm chính của một bãi biển (bên trái) và của phần đất bồi ở biển (bên phải) (Masselink & Hughes 2003) Vùng sóng tràn là một phần đặc biệt của bãi biển mà liên tục khô và ướt do hiện tượng dao động mực nước của biển Theo Short (1999) định nghĩa vùng sóng tràn là một phần của bãi biển nằm giữa giới hạn thấp của pha nước... trời, Mặt trăng và Trái đất (sóng triều), chấn động biển (sóng thần) hoặc có thể được gây ra bởi sóng khác (sóng tần số thấp) Các chu kỳ sóng có thể khác nhau từ nhỏ hơn 0.1 s của sóng mao dẫn đến hơn 24 giờ của sóng triều Ba loại sóng đặc biệt quan trọng đối với vùng sóng tràn: sóng triều, sóng tần số cao (sóng ngắn) và sóng tần số thấp (sóng dài) Quy mô thời gian và không gian của thủy triều là lớn hơn... đổ đi lên và đi xuống bãi biển Do tiêu tán một phần lớn năng lượng sóng nên các bãi biển khuếch tán thường được gọi là bãi biển có năng lượng cao - Bãi biển trung gian: Những bãi biển có sự kết hợp các đặc điểm của hai hình thái bãi biển phản xạ và khuếch tán, có thể được xem như là bãi biển bán khuếch tán (hoặc bán phản xạ) 10 Hình 1 8 Hình thái bãi biển b, Sự thống trị của sóng tần số cao và thấp... triển sóng tần số thấp hơn Do hiện tượng tiêu tán của sóng tần số thấp và sóng tần số cao, nên bãi biển khuếch tán chi phối đến chuyển động của sóng tần số thấp [Wright & Short, 1984; Short, 1999] 1.2 Tình hình nghiên cứu a, Trên thế giới + Sự hiểu biết về hoạt động sóng tràn Cơ chế sóng tràn chịu ảnh hưởng bởi các đặc điểm của khu vực nghiên cứu (độ dốc bãi biển, phân bố kích thước hạt, chế độ sóng) ... sóng vỡ Dưới ảnh hưởng của chuyển động rối do sóng vỡ tạo nên, chuyển động của chất lỏng trong vùng sóng vỡ và sóng tràn vô cùng phức tạp Việc nghiên cứu và mô phỏng sóng vỡ và sóng tràn trong vùng nước nông là vấn đề cần phải nghiên cứu hiện nay của lĩnh vực nghiên cứu biển nhưng do quy mô diễn ra nhỏ và bao gồm nhiều quá trình tương tác phức tạp nên vẫn chưa được tập trung nghiên cứu Luận văn này trình... bờ biển dài khoảng 3260 km và nằm ở phía tây biển Đông nên chịu ảnh hưởng trực tiếp của các điều kiện khí tượng thủy văn biển Đông Trường sóng trên biển Đông là một trong các yếu tố động lực biển quan trọng tác động lên tàu thuyền, các công trình và mọi hoạt động trên biển Khi sóng lan truyền vào vùng ven bờ thì trường sóng vùng ven bờ cũng là nguyên nhân chính gây xói lở bờ biển, biến đổi đáy biển