ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN …………………… Nguyễn Minh Hải NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TRƯỜNG GIÓ VÀ ÁP SUẤT KHÔNG KHÍ TỚI QUÁ TRÌNH DAO ĐỘNG DÂNG, RÚT MỰC NƯỚC PHI TUẦN HOÀN TẠI KHU VỰC BỜ TÂY VỊNH BẮC BỘ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Minh Hải NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TRƯỜNG GIÓ VÀ ÁP SUẤT KHÔNG KHÍ TỚI QUÁ TRÌNH DAO ĐỘNG DÂNG, RÚT MỰC NƯỚC PHI TUẦN HOÀN TẠI KHU VỰC BỜ TÂY VỊNH BẮC BỘ Chuyên ngành: Hải dương học Mã số: 60.44.97 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Hồng Lam Hà Nội - 2012 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới TS Trần Hồng Lam, Trung tâm Hải văn, Tổng cục Biển Hải đảo Việt Nam định hướng giúp đỡ em tận tình nhiều mặt Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô môn Hải dương học khoa Khí tượng - Thủy văn Hải dương học; bạn học viên lớp; dẫn đóng góp lời quý báu, tạo điều kiện thuận lợi mặt để em hoàn thành khóa học luận văn Trong trình học tập thực luận văn, không tránh khỏi thiếu sót, mong ý kiến đóng góp thầy đồng nghiệp để em hoàn thiện luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2012 HỌC VIÊN Nguyễn Minh Hải MỤC LỤC MỞ ĐẦU ………………………………………………………… Chương 1: TỔNG QUAN CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG DAO ĐỘNG DÂNG, RÚT MỰC NƯỚC BIỂN…………………………………………… 1.1 Khái niệm dao động dâng, rút mực nước biển…………………… 1.2 Tình hình nghiên cứu mực nước biển nước…………… Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phương pháp thống kê………………………………………………… 2.2 Phương pháp mô hình………………………………………………… 17 Chương 3: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN………………………………………… 22 3.1 Tính toán ảnh hưởng điều kiện trường gió đến chế độ dâng, rút mực nước phi tuần hoàn bờ tây vịnh Bắc Bộ mô hình Mike21 FM 22 3.2 Tính toán ảnh hưởng điều kiện khí tượng đến độ dâng, rút mực nước phi điều hòa phương pháp thống kê 57 3.3 Tính toán ảnh hưởng điều kiện trường bão đến chế độ dâng rút nước phi tuần hoàn bờ tây Vịnh bắc mô hình Mike21 FM 65 KẾT LUẬN ………………………………………… 76 PHỤ LỤC ……………………………………………………………………… 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………… 82 DANH MỤC CÁC BẢNG STT Nội dung Trang Bảng 2.1 Mực nước phi tuần hoàn Hòn Dáu 11 Bảng 2.2 Biểu tính tương quan hai biến 15 Bảng 3.1 Tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn số điểm chiết xuất từ mô hình theo hướng Đông 24 Bảng 3.2 Tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn số điểm chiết xuất từ mô hình theo hướng Đông Bắc 32 Bảng 3.3 Tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn số điểm chiết xuất từ mô hình theo hướng Đông Nam 35 Bảng 3.4 Tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn số điểm chiết xuất từ mô hình theo hướng Tây 41 Bảng 3.5 Tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn số điểm chiết xuất từ mô hình theo hướng Tây Bắc 47 Bảng 3.6 Tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn số điểm chiết xuất từ mô hình theo hướng Tây Nam 52 Bảng 3.7 Tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn Hòn Dáu 57 Bảng 3.8 Tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn Hòn Ngư 61 Bảng 3.9 Các bão đổ vào khu vực từ Quảng Ninh đến Thanh Hóa 65 Phụ lục Các phương trình hệ số tương quan 71 DANH MỤC CÁC HÌNH STT Nội dung Trang Hình 2.1 Lưới tính mô hình MIKE 21 FM 20 Hình 3.1 So sánh mực nước thực đo tính toán trạm Hòn Dáu (từ ngày 05 tháng năm 2005 đến ngày 29 tháng năm 2005) So sánh mực nước thực đo tính toán trạm Hòn Ngư (từ ngày 05 tháng năm 2005 đến ngày 29 tháng năm 2005) Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông trạm Mũi Ngọc Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông trạm Cửa Ông Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông trạm Hòn Dáu Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông trạm Ba Lạt Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông trạm Lạch Trường Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông trạm Diễn Châu Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông trạm Vũng Áng Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông trạm Cửa Tùng Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông Bắc trạm Cửa Ông Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông Bắc trạm Ba Lạt Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông Bắc trạm Lạch Trường Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông Bắc trạm Diễn Châu Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông Bắc trạm Vũng Áng Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông Bắc trạm Cửa Tùng Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông Nam trạm Mũi Ngọc Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông Nam trạm Cửa Ông Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi 22 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Hình 3.15 Hình 3.16 Hình 3.17 Hình 3.18 Hình 3.19 22 25 25 26 27 27 28 28 29 31 31 32 32 33 33 36 36 37 Hình 3.20 Hình 3.21 Hình 3.22 Hình 3.23 Hình 3.24 Hình 3.25 Hình 3.26 Hình 3.27 Hình 3.28 Hình 3.29 Hình 3.30 Hình 3.31 Hình 3.32 Hình 3.33 Hình 3.34 Hình 3.35 Hình 3.36 Hình 3.37 Hình 3.38 Hình 3.39 Hình 3.40 tuần hoàn theo hướng Đông Nam trạm Hòn Dáu Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông Nam trạm Ba Lạt Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông Nam trạm Lạch Trường Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông Nam trạm Diễn Châu Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông Nam trạm Vũng Áng Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông Nam trạm Cửa Tùng Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây trạm Mũi Ngọc Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây trạm Cửa Ông Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây trạm Hòn Dáu Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây trạm Ba Lạt Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây trạm Lạch Trường Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây trạm Diễn Châu Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây trạm Vũng Áng Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây trạm Cửa Tùng Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây Bắc trạm Mũi Ngọc Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây Bắc trạm Cửa Ông Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây Bắc trạm Hòn Dáu Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây Bắc trạm Ba Lạt Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây Bắc trạm Lạch Trường Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây Bắc trạm Diễn Châu Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây Bắc trạm Vũng Áng Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây Bắc trạm Cửa Tùng 37 38 38 39 39 42 42 43 43 44 44 45 45 48 48 49 49 50 50 51 51 Hình 3.41 53 Hình 3.61 Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây Nam trạm Cửa Ông Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây Nam trạm Hòn Dáu Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây Nam trạm Ba Lạt Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây Nam trạm Lạch Trường Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây Nam trạm Diễn Châu Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây Nam trạm Vũng Áng Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió mực nước phi tuần hoàn theo hướng Tây Nam trạm Cửa Tùng Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió theo hướng Đông độ dâng, rút mực nước phi tuần hoàn Hòn Dáu Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió theo hướng Đông Bắc độ dâng Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió theo hướng Đông Nam độ dâng Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió theo hướng Tây Bắc độ dâng Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió theo hướng Tây Nam độ dâng Đồ thị biểu diễn mối tương quan áp suất không khí độ dâng, rút mực nước phi tuần hoàn Hòn Dáu Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió theo hướng Đông độ dâng, rút mực nước phi tuần hoàn Hòn Ngư Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió theo hướng Đông Bắc độ dâng, rút mực nước phi tuần hoàn Hòn Ngư Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió theo hướng Đông Nam độ dâng, rút mực nước phi tuần hoàn Hòn Ngư Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió theo hướng Tây độ dâng, rút mực nước phi tuần hoàn Hòn Ngư Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió theo hướng Tây Bắc độ dâng, rút mực nước phi tuần hoàn Hòn Ngư Đồ thị biểu diễn mối tương quan tốc độ gió theo hướng Tây Nam độ dâng, rút mực nước phi tuần hoàn Hòn Ngư Đồ thị biểu diễn mối tương quan áp suất không khí độ dâng, rút mực nước phi tuần hoàn Hòn Ngư Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Rose đổ Hình 3.62 Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Ruth đổ 67 Hình 3.42 Hình 3.43 Hình 3.44 Hình 3.45 Hình 3.46 Hình 3.47 Hình 3.48 Hình 3.49 Hình 3.50 Hình 3.51 Hình 3.52 Hình 3.53 Hình 3.54 Hình 3.55 Hình 3.56 Hình 3.57 Hình 3.58 Hình 3.59 Hình 3.60 53 54 54 55 55 56 58 58 58 59 59 60 61 61 62 62 62 63 64 66 Hình 3.63 Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Pat đổ 68 Hình 3.64 Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Eli đổ 69 Hình 3.65 Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Frankie đổ 70 Hình 3.66 Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Koni đổ 71 Hình 3.67 Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Damrey đổ 72 Hình 3.68 Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Washi đổ 73 Hình 3.69 Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Francisco đổ 74 Hình 3.70 Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Mujgae đổ 75 MỞ ĐẦU Vịnh Bắc Bộ vào khoảng vĩ độ 18o20’ N - 21o40’ N, kinh độ 106o08’ E 110o00’ E vịnh lớn thứ hai biển Đông với diện tích khoảng 150.000 km 2, với chiều rộng khoảng 200 - 320 km chiều dài khoảng 600 km Độ sâu trung bình toàn vịnh khoảng 50 - 60 m, nơi sâu vùng cửa vịnh khoảng 110 m Vịnh thông với biển Đông qua cửa vịnh phía nam với độ rộng khoảng 250 km Ngoài biển Đông vịnh thông qua eo Hải Nam vùng đông bắc vịnh với độ rộng khoảng 30 km (“Hải dương học biển Đông” – GS TS Lê Đức Tố) Trong vịnh có nhiều đảo, có đảo lớn khu vực tỉnh Quảng Ninh Cái Bầu, Kế Bào, Cô Tô… khu vực quần đảo Bái Tử Long Hạ Long với khoảng 3000 đảo lớn nhỏ, chiếm diện tích gần 3000 km tạo thành hệ thống lạch biển chằng chịt vào cảng quan trọng vùng Hạ Long Việt Nam Ở khơi, có số đảo không lớn riêng biêt Hòn Mắt, Bạch Long Vỹ (cách Hải Phòng khoảng 150 km) Vịnh Bắc Bộ có nhiều nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú đa dạng, có dạng tài nguyên trội hải sản, du lịch biển, giao thông vận tải biển cho phép khai thác để phát triển kinh tế Song song với lợi nêu trên, vùng biển vịnh tiềm ẩn nguy gây nên thảm họa thiên tai nguy hiểm như: bão, nước dâng bão, sóng lớn, mực nước biển dâng dị thường Vì vậy, cần thiết phải đẩy mạnh công tác nghiên cứu khoa học nhằm mục đích nắm bắt quy luật tự nhiên, dự báo, cảnh báo tượng thời tiết nguy hiểm bắt nguồn từ biển Do đó, việc nghiên cứu đặc điểm biến thiên mực nước biển ven bờ Việt Nam nói chung việc nghiên cứu dao động dâng, rút mực nước gió khí áp nói riêng là một những nhiệm vụ cấp thiết cần phải được triển khai nghiên cứu phục vụ cho công tác quy hoạch, quản lý và phát triển kinh tế biển, đảm bảo an ninh quốc phòng góc với đường bờ biển Việt Nam Hình 3.50 thể xu dâng lên mực nước bão Ruth đổ bộ, lớn khoảng 0,5 m vùng bão đổ Hải Phòng Khu vực bên trái hướng bão cho thấy độ dâng đáng kể vào khoảng 0,3 – 0,5 m Khu vực ven bờ hướng đông bắc dâng không đáng kể, chí có nơi xảy tượng rút nước, nước bị dồn xuống phía Tây Nam bão đổ Trong suốt thời gian bão Ruth hoạt động, số liệu mực nước Hòn Dáu quan trắc cho thấy rõ đợt nước dâng từ 0.07 – 0.33 m Phù hợp với kết tính toán mô hình * Pat (2h, 23/10/1988); Cấp 07 (50 - 61 km/h) Hình 3.63: Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Pat đổ 68 Bão đổ vào khu vực thuộc Hải Phòng, gây nước dâng lớn khu vực thuộc tỉnh Quảng Ninh (trên 0,72 m) Nước dâng khu vực lân cận bão đổ không cao (từ – 0,12 m) Do cường độ yếu so với bão nghiên cứu phần trên, độ dâng mực nước bão đổ không cao, chí khu vực bên trái hướng bão xảy tượng rút từ 0,06 đến 0,12 m nước diện rộng Số liệu thực đo Hòn Dáu cho thấy vào thời điểm 4h 22/10 đến 15 h 22/10/1988 có đợt nước dâng từ 0,07 – 0,25 m, thời điểm bão đổ xuất đợt nước rút từ 0,02 – 0,55 m Tiếp đợt nước dâng cao từ 0,02 – 0,77 m * Eli (12h, 13/7/1992); Cấp 09 (75 - 88 km/h) Hình 3.64: Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Eli đổ 69 Bão Eli có cường độ mạnh bão Pat (cấp 9; tốc độ gió từ 75 – 88 km/h), bão đổ vào khu vực Hải Phòng, Thái Bình Bão gây nước dâng toàn bờ Tây vịnh Bắc Bộ Nơi dâng cao khu vực ven bờ tỉnh Quảng Ninh với độ cao lớn 0,4 m, nước dâng phổ biến từ 0,24 - 0,32 m Khu vực bên trái hướng bão quan sát thấy độ cao nước dâng từ 0,08 – 0,16 m * Frankie (18h, 23/7/1996); Cấp 11 (103 - 117 km/h) Hình 3.65: Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Frankie đổ 70 Bão Frankie đổ vào khu vực thuộc tỉnh Thái Bình, có cường độ cấp 11, tốc độ gió từ 103 – 117 m/s Bão gây nước dâng rõ rệt khu vực lân cận điểm đổ bộ, có nơi nước dâng tới 0,4 m, chủ yếu nước dâng từ 0,24 – 0,32 m Khu vực tỉnh phía Đông Bắc, nước dâng không đáng kể, có nơi xảy tượng rút đến 0,48 m nước Khu vực ven biển Thanh Hóa nước dâng khoảng 0,08 m, khu vực ven biển Nghệ An có tượng nước rút không đáng kể Tại thời điểm bão đổ bộ, quan trắc Hòn Dáu cho thấy đợt nước dâng kéo dài ngày, có thời điểm lên đến m, cho thấy ảnh hưởng bão sau đổ lớn * Koni (21/7/2003): Hình 3.66: Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Koni đổ 71 Bão Koni cấp 09 (75 - 88 km/h) đổ vào khu vực thuộc tỉnh Nam Định, bão gây nước dâng đáng kể khu vực bên phải theo hướng bão, độ cao nước dâng phổ biến từ 0,15 – 0,20 m có nơi dâng đến 0,25 m Khu vực bên trái theo hướng bão quan sát nước dâng từ 0,15 – 0,20 m Độ cao nước dâng giảm từ bắc xuống nam, khu vực ven biển Thanh Hóa nước dâng từ 0,10 – 0,15 m; khu vực ven biển Nghệ An nước dâng khoảng 0,05 m * Damrey (2h, 26/9/2005); Cấp 12 (118-133 km/h) 72 Hình 3.67: Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Damrey đổ Bão Damrey bão mạnh (cấp 12, tốc độ gió:118-133 km/h) đổ vào khu vực tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An gây nước dâng mạnh Quan sát thấy nước dâng hầu hết khu vực bờ tây vịnh Bắc phổ biến từ 0,64 – 0,70 m Khu vực ven biển tỉnh Hải Phòng Quảng Ninh có độ cao nước dâng nhỏ 0,24 – 0,56 m Khu vực lân cận bão đổ nước dâng lớn nhất, tới 0, 72 m Số liệu thực đo Hòn Dáu cho thấy, vào thời gian bão hoạt động, xuất đợt nước dâng kéo dài từ 0h 25/9 đến 8h 26/9/2005 với độ dâng mực nước phi tuần hoàn từ 0,02 đến 0,36 m * Washi (13h, 30/7/2005); Cấp 10 (89 - 102 km/h) Hình 3.68: Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Washi đổ 73 Xảy năm với bão Damrey, có cường độ thấp (cấp 10, tốc độ gió từ 89 – 102 km/h), bão đổ vào khu vực thuộc Hải Phòng Bão gây nước dâng cho khu vực ven biển Thanh Hóa đến Quảng Ninh Nơi quan sát thấy độ cao nước dâng lớn khu vực ven biển Quảng Ninh lên tới 0,36 m Khu vực từ Thanh Hóa tới điểm đổ nước dâng khoảng 0,18 – 0,24 m Khu vực ven biển thuộc tỉnh Nghệ An độ cao nước dâng không đáng kể * Francisco (18h, 25/9/2007); Cấp 09 (75 - 88 km/h) 74 Hình 3.69: Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Francisco đổ Bão Francisco xảy năm 2007, có cường độ cấp (tốc độ gió từ 75 – 88 m/s) đổ vào khu vực Hải Phòng - Quảng Ninh Khu vực bên phải hướng bão quan sát tượng nước dâng từ 0,35 – 0,60 m Một số khu vực thuộc Hải Phòng, Quảng Ninh có nước dâng cao lên tới 0,65 m Khu vực từ Hải Phòng tới Nam Định độ cao nước dâng giảm dần từ 0,35 m xuống 0,15 m Khu vực Thanh Hóa đến Nghệ An có nước dâng độ cao không đáng kể * Mujgae (6h, 12/9/2009); Cấp 08 (62 - 74 km/h) 75 Hình 3.70: Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Mujgae đổ Bão Mujgae đổ vào ku vực thuộc tỉnh Nam Định, bão mạnh cấp 8, tốc độ gió từ 62 – 74 km/h Bão gây nước dâng toàn bờ tây vịnh Bắc bộ, khu vực ven biển Quảng Ninh nước dâng lớn vùng khác phổ biến từ 0,32 – 0,40 m Khu vực từ Hải Phòng đến Nam Định nước dâng vào khoảng 0,16 – 0,24 m Khu vực từ Nam Định đến Thanh Hóa độ cao nước dâng từ 0,12 – 0,20m KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu, tính toán học viên hoàn thành số nhiệm vụ rút số kết luận sau: Số liệu thực đo - Đã thu thập chỉnh lý số liệu mực nước thực đo Hòn Dáu Hòn Ngư từ năm 1960 đến năm 2008 - Đã thu thập chỉnh lý số liệu thực đo trường gió (hướng, tốc độ) Hòn Dáu Hòn Ngư từ năm 1960 đến năm 2008 - Đã thu thập chỉnh lý số liệu thực đo bão đổ vào bờ Tây vịnh Bắc Bộ - Đã tách dao động phi tuần hoàn Hòn Dáu Hòn Ngư Tính toán ảnh hưởng điều kiện trường gió áp suất không khí đến dao động dâng rút mực nước phi tuần hoàn bờ tây vịnh Bắc Bộ phương pháp thống kê số liệu thực đo Hòn Dáu Hòn Ngư - Đã xác định tương quan hướng gió tốc độ gió với dao động dâng rút mực nước khu vực nghiên cứu 76 - Đã xét đến tương quan áp suất không khí dao động dâng rút mực nước, kết cho thấy ảnh hưởng không đáng kể trường khí áp lên độ dâng, rút mực nước phi điều hòa Tính toán ảnh hưởng điều kiện trường gió đến dao động dâng rút mực nước phi tuần hoàn bờ tây vịnh Bắc Bộ mô hình Mike21 FM - Đã xác định tương quan hướng gió tốc độ gió với dao động dâng rút mực nước khu vực nghiên cứu (xem phụ lục) - Theo bảng từ 3.1 đến 3.6 rút số kết luận trạm sau: + Mũi Ngọc: Các hướng E, SE, quan sát thấy tượng nước dâng rõ; mốc tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s phản ánh tượng Đối với hướng W, NW, SW xu rút mực nước phi tuần hoàn chiếm ưu thế, mốc tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s phản ánh xu + Trạm Cửa Ông trạm thể rõ dao động dâng, rút mực nước phi tuần hoàn Độ dâng, rút trạm lớn: hướng Đông với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nước dâng tương ứng 0,04 m; 0,26 m; 0,48 m; 0,75 m, 1,04 m Hướng Tây với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nước rút tương ứng 0,09 m; 0,41m; 0,58 m; 0,81 m; 1,21 m … + Tương quan trường gió mực nước phi tuần hoàn trạm Hòn Dáu thể tốt hướng E, SE, W, NW Hướng Đông với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nước dâng tương ứng 0,03 m; 0,22 m; 0,41 m; 0,63 m, 0,89 m Hướng Tây với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nước rút tương ứng 0,11 m; 0,27m; 0,42 m; 0,61 m; 0,84 m… Độ lớn nước dâng, rút cao 77 + Trạm Ba Lạt tương quan tốt với tất hướng gió, với hệ số tương quan cao (R2tb= 0,97) Hướng Đông với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nước dâng tương ứng 0,02 m; 0,19 m; 0,36 m; 0,57 m, 0,80 m Hướng Tây với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nước rút tương ứng 0,11 m; 0,22m; 0,35 m; 0,55 m; 0,84 m Độ lớn dâng, rút cao thấp Cửa Ông Hòn Dáu + Tương tự Ba Lạt, Lạch Trường quan sát dao động dâng, rút mực nước phi tuần hoàn cách rõ rệt theo hướng gió nghiên cứu với độ lớn cao Hướng Đông với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nước dâng tương ứng 0,03 m; 0,22 m; 0,42 m; 0,66 m; 0,94 m Hướng Tây với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nước rút tương ứng 0,13 m; 0,27m; 0,39 m; 0,56 m; 0,96 m + Các trạm Diễn Châu, Vũng Áng, Cửa Tùng thể ảnh hưởng trường gió lên dao động dâng, rút phi tuần hoàn mực nước Căn vào phần phụ lục, thấy hầu hết trạm có hệ số tương quan tốt, thể rõ xu dâng, rút mực nước ảnh hưởng trường gió Các hướng E, NE, SE thường gây dâng điểm nghiên cứu; hướng W, NW, SW thường gây rút Những trạm có tương quan tốt Cửa Tùng, Vũng Áng, Diễn Châu… chứng tỏ phía nam vịnh Bắc Bộ mực nước phi tuần hoàn phụ thuộc nhiều vào trường gió Học viên xác định mối tương quan trường gió đến dao động dâng rút nước bờ tây vịnh Bắc Bộ, số liệu thực đo trường gió thường lưu trữ theo hướng tốc độ gió nên việc phân chia hướng gió để xác định mối tương quan hoàn toàn thích hợp Tính toán ảnh hưởng điều kiện trường bão đến dao động dâng, rút mực nước phi tuần hoàn bờ tây vịnh Bắc Bộ mô hình Mike21 FM 78 Đã hoàn thành việc tính toán mực nước phi tuần hoàn điều kiện có bão lớn Với bão lớn Rose (cấp 13), Damrey (cấp 12), Frankie (cấp 11) gây nước dâng lớn khu vực nghiên cứu Khi bão Rose đổ bộ, khu vực lân cận Hòn Dáu có dâng mực nước rõ rệt (trên 100 cm) Bão Frankie gây dâng mực nước lên đến 40 cm khu vực Nam Định, Ninh Bình Bão Damrey gây nước dâng rõ rệt toàn bờ Tây vịnh (có nơi lên đến 72 cm) Ngược lại, với bão cấp yếu Pat gây dâng diện tích nhỏ phía Tây bắc vịnh, dâng 18 – 24 cm, có nơi gây nước rút Mujgae gây nước dâng vào khoảng đến 28 cm… Koni gây nước dâng cao 25 cm Khu vực bên phải theo hướng bão thường có độ cao nước dâng lớn so với khu vực bên trái Điều rút quan sát tất bão có cường độ không mạnh tính toán Luận văn, rõ ràng bão Rose, Pat, Eli… Đối với bão mạnh Rose (cấp 13), Frankie (cấp 12) không tuân theo quy luật trên, cường độ mạnh bão gây nước dâng lớn toàn vùng nghiên cứu, khiến cho việc quan sát quy luật trở nên khó khăn Học viên lấy số liệu quan trắc mực nước thực đo trạm Hòn Dáu để so sánh với kết tính mô hình Nhìn chung, có bão hoạt động, xuất đợt nước dâng rõ rệt, kéo dài vài ngày Có số bão chủ yếu gây nước dâng vào khoảng thời gian sau đổ (cơn bão Pat) 79 PHỤ LỤC Các phương trình hệ số tương quan Stt Trạm Mũi Ngọc Cửa Ông Hòn Dáu Ba Lạt Phương trình tương quan Hệ số tương quan Hướng h = 0.029v – 0.0874 0.99 E h = 0.0508v - 0.2044 0.97 SE h = -0.0302v + 0.0394 0.97 W h = -0.0594v + 0.1828 0.98 NW h = 0.0056v - 0.0442 0.79 SW h = 0.0449v - 0.1531 0.98 E h = 0.0105v + 0.0017 0.94 NE h = 0.0558v - 0.2283 0.97 SE h = -0.0502v + 0.1291 0.99 W h = -0.0674v + 0.2245 0.97 NW h = -0.0112v - 0.0484 0.85 SW h = 0.0383v - 0.1334 0.98 E h = 0.0508v - 0.2098 0.96 SE h = -0.0347v + 0.0744 0.99 W h = -0.053v + 0.182 0.97 NW h = 0.0341v - 0.1172 h = 0.0121v - 0.0171 0.98 0.99 E NE 80 Lạch Trường Diễn Châu Vũng Áng Cửa Tùng h = 0.0381v - 0.1559 0.96 SE h = -0.0312v + 0.0684 0.98 W h = -0.0371v + 0.1091 0.95 NW h = -0.0104v - 0.0265 0.96 SW h = 0.0407v - 0.1489 0.97 E h = 0.0114v - 0.0152 0.97 NE h = 0.0469v - 0.1969 0.96 SE h = -0.0328v + 0.0541 0.97 W h = -0.0486v + 0.1522 0.95 NW h = -0.0046v - 0.0646 h = 0.0467v - 0.1793 0.72 0.97 SW E h = 0.0326v - 0.1096 0.98 NE h = 0.0354v - 0.1532 0.96 SE h = -0.0385v + 0.1 0.95 W h = -0.0301v + 0.0487 0.96 NW h = -0.0235v + 0.0312 0.96 SW h = 0.0332v - 0.123 0.98 E h = 0.0282v - 0.0944 0.99 NE h = 0.0196v - 0.0838 0.97 SE h = -0.0258v + 0.0677 0.92 W h = -0.0156v + 0.0073 0.96 NW h = -0.0219v + 0.0467 0.94 SW h = 0.0202v - 0.0719 0.98 E h = 0.0214v - 0.0728 0.99 NE h = 0.0086v - 0.0357 0.98 SE h = -0.0137v + 0.0135 0.98 W h = -0.0075v - 0.0136 0.97 NW h = -0.0153v + 0.0234 0.98 SW 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Văn Huấn (năm 1991), “Lý thuyết thủy triều”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Phạm Văn Huấn (2003), “Tính toán Hải dương học”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Phạm Văn Huấn (1993), “Dao động tự và dao động mùa của mực nước Biển Đông” Luận án PTS, Hà Nội Phạm Văn Huấn (2002), “Dự báo thủy văn biển”, Nhà NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Hoàng Trung Thành (2011), “Nghiên cứu đặc điểm biến thiên mực nước biển ven bờ Việt Nam”, luận án tiến sỹ, Hà Nội Lê Đức Tố (1999), “Hải dương học Biển Đông”, Giáo trình giảng dạy khoa Khí tượng - Thủy văn Hải dương học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội 82 [...]... Nghiên cứu ảnh hưởng của trường gió và áp suât không khí tới quá trình dao động dâng, rút mực nước phi tuần hoàn tại khu vực bờ Tây vịnh Bắc Bộ tập trung xác định ảnh hưởng của các yếu tố gió, khí áp lên dao động của mực nước phi tuần hoàn tại bờ Tây vịnh Bắc Bộ Các kết quả của Luận văn có thể phục vụ cho việc kiểm tra các kết quả dự báo về trường gió và trường khí áp so với sự dâng rút của mực nước. .. TỐ ẢNH HƯỞNG DAO ĐỘNG DÂNG, RÚT MỰC NƯỚC BIỂN 1.1 Khái niệm dao động dâng, rút của mực nước biển Dao động dâng rút của mực nước biển là các dao động dâng, rút mực nước dưới tác động của trường gió ổn định và biến động của gió và áp suất khí quyển trong bão, dòng nước sông dao động mực nước biển là tổ hợp dao động của thủy triều và các dao động dâng, rút mực nước do các nhiễu động khí quyển và. .. 3.1.2 Áp dụng tính toán Các kịch bản tính toán Để phân tích, đánh giá ảnh hưởng của điều kiện của trường gió đến chế độ dao động mực nước phi tuần hoàn tại bờ tây Vịnh Bắc bộ, đã tiến hành tính toán theo các kịch bản sau: Tính toán mực nước triều tại khu vực nghiên cứu bằng mô hình Mike 21FM (trường hợp 1) Tính toán mực nước tổng cộng (mực nước triều và nước dâng rút do điều kiện khí tượng) khu vực nghiên. .. toán ảnh hưởng của điều kiện của trường gió đến chế độ dâng, rút mực nước phi tuần hoàn tại bờ tây vịnh Bắc Bộ bằng mô hình Mike21 FM 3.1.1 Hiệu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình Học viên đã tiến hành tính toán và so sánh biến trình của mực nước thực đo tại trạm Hòn Dáu và biến trình mực nước tính toán bằng mô hình MIKE 21 cùng thời điểm Kết quả như sau: Hình 3.1: So sánh mực nước thực đo và tính toán tại. .. mực nước phi tuần hoàn, xây dựng các công trình ven biển như cầu cảng, đê… qua việc xác định được sự dâng rút mực nước phi tuần hoàn tại khu vực xây dựng Nội dung luận văn bao gổm 03 chương, phần kết luận và phần các bảng phụ lục: - Chương 1: Tổng quan về các yếu tố ảnh hưởng tới dao động dâng, rút mực nước biển và tình hình nghiên cứu - Chương 2: Cơ sở lý thuyết và các phương pháp nghiên cứu - Chương... phương trình tương quan là: h = 0.029v – 0.0874; hệ số tương quan R2 = 0.99; trong đó h là mực nước phi tuần hoàn (m), v là tốc độ gió (m/s) Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa tốc độ gió theo hướng Đông và mực nước phi tuần hoàn tại trạm Mũi Ngọc Trạm Mũi Ngọc thể hiện rõ sự tăng mực nước phi tuần hoàn dưới ảnh hưởng của gió hướng Đông Với tốc độ gió từ 0-5m/s, quá trình tăng mực nước diễn... toàn bộ dải ven biển đảm bảo độ chính xác rất cao phục vụ cho các ngành kinh tế quốc dân Các mô hình tính toán hải dương được biết đến như Delf3D, Mike21… cũng đều có những mô - đun tính toán liên quan đến dao động mực nước Trong Luận văn này, học viên sử dụng mô hình Mike21 để tính toán sự ảnh hưởng của gió và bão tới quá trình dao động dâng, rút của mực nước phi tuần hoàn Tình hình nghiên cứu mực nước. .. tương quan giữa tốc độ gió và mực nước phi tuần hoàn theo hướng Đông tại trạm Ba Lạt 26 - Lạch Trường: phương trình tương quan là h = 0.0407v - 0.1489; hệ số tương quan R2 = 0.97; trong đó h – mực nước phi tuần hoàn, v – tốc độ gió hướng Đông Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa tốc độ gió theo hướng Đôngvà mực nước phi tuần hoàn tại trạm Lạch Trường Tại trạm Lạch Trường, độ dâng trung bình... thiên mực nước biển ven bờ Việt Nam” – TS Hoàng Trung Thành) 1.2 Tình hình nghiên cứu mực nước biển trong và ngoài nước Tình hình nghiên cứu mực nước biển ở nước ngoài Các phương pháp phân tích thống kê nghiên cứu mực nước biển thông qua các công trình tổng quan của các tác giả người Nga tiêu biểu như Mariutin, Peresipkin, Levikov, German v.v Một số công trình đi sâu nghiên cứu xác định các cực trị mực. .. vực nghiên cứu bằng mô hình Mike 21FM (trường hợp 2) Tính toán mực dâng rút do điều kiện khí tượng bằng hiệu của mực nước (trường hợp 2) – mực nước (trường hợp 1) Điều kiện khí tượng dược tính theo 6 hướng chính gây ra mực nước dâng – rút Các hướng có thể gây ra mực nước dâng: E, NE, SE cho các tốc độ gió khác nhau từ 5-25 mét Các hướng có thể gây ra mực nước rút: SW,W, NW cho các tốc độ gió khác nhau