Đang tải... (xem toàn văn)
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 (luận văn thạc sĩ)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 (luận văn thạc sĩ)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 (luận văn thạc sĩ)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 (luận văn thạc sĩ)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 (luận văn thạc sĩ)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 (luận văn thạc sĩ)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 (luận văn thạc sĩ)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 (luận văn thạc sĩ)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 (luận văn thạc sĩ)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 (luận văn thạc sĩ)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 (luận văn thạc sĩ)
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Minh Hải NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA TRƢỜNG GIÓ VÀ ÁP SUẤT KHƠNG KHÍ TỚI Q TRÌNH DAO ĐỘNG DÂNG, RÚT MỰC NƢỚC PHI TUẦN HOÀN TẠI KHU VỰC BỜ TÂY VỊNH BẮC BỘ Chuyên ngành: Hải dƣơng học Mã số: 60.44.97 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Trần Hồng Lam Hà Nội - 2012 MỤC LỤC MỞ ĐẦU ………………………………………………………… Chƣơng 1: TỔNG QUAN CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG DAO ĐỘNG DÂNG, RÚT MỰC NƢỚC BIỂN…………………………………………… 1.1 Khái niệm dao động dâng, rút mực nƣớc biển…………………… 1.2 Tình hình nghiên cứu mực nƣớc biển nƣớc…………… Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phƣơng pháp thống kê………………………………………………… 2.2 Phƣơng pháp mơ hình………………………………………………… 17 Chƣơng 3: KẾT QUẢ TÍNH TỐN………………………………………… 22 3.1 Tính tốn ảnh hƣởng điều kiện trƣờng gió đến chế độ dâng, rút mực nƣớc phi tuần hoàn bờ tây vịnh Bắc Bộ mơ hình Mike21 FM 22 3.2 Tính tốn ảnh hƣởng điều kiện khí tƣợng đến độ dâng, rút mực nƣớc phi điều hòa phƣơng pháp thống kê 57 3.3 Tính tốn ảnh hƣởng điều kiện trƣờng bão đến chế độ dâng rút nƣớc phi tuần hoàn bờ tây Vịnh bắc mơ hình Mike21 FM 65 KẾT LUẬN ………………………………………… 76 PHỤ LỤC ……………………………………………………………………… 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………… 82 MỞ ĐẦU Vịnh Bắc Bộ vào khoảng vĩ độ 18o20’ N - 21o40’ N, kinh độ 106o08’ E 110o00’ E vịnh lớn thứ hai biển Đơng với diện tích khoảng 150.000 km2, với chiều rộng khoảng 200 - 320 km chiều dài khoảng 600 km Độ sâu trung bình tồn vịnh khoảng 50 - 60 m, nơi sâu vùng cửa vịnh khoảng 110 m Vịnh thông với biển Đơng qua cửa vịnh phía nam với độ rộng khoảng 250 km Ngồi biển Đơng vịnh cịn thơng 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 nhƣ 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 km2 tạo thành hệ thống lạch biển chằng chịt vào cảng quan trọng vùng Hạ Long Việt Nam Ở ngồi khơi, cịn có số đảo khơng lớn riêng biêt nhƣ Hòn Mắt, Bạch Long Vỹ (cách Hải Phịng khoảng 150 km) Vịnh Bắc Bộ cịn có nhiều nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú đa dạng, có dạng tài nguyên trội nhƣ 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 nhƣ: bão, nƣớc dâng bão, sóng lớn, mực nƣớc biển dâng dị thƣờng Vì vậy, cần thiết phải đẩy mạnh cơng tác nghiên cứu khoa học nhằm mục đích nắm bắt đƣợc quy luật tự nhiên, dự báo, cảnh báo đƣợc tƣợng thời tiết nguy hiểm bắt nguồn từ biển Do đó, việc nghiên cứu đ c điểm biến thiên mực nƣớc biển ven bờ Việt Nam nói chung việc nghiên cứu dao động dâng, rút mực nƣớc gió khí áp nói riêng nhiệm vụ cấp thiết cần phải đƣợc triển khai nghiên cứu phục vụ cho công tác quy hoạch, quản l phát triển kinh tế biển, đảm bảo an ninh quốc phòng Luận văn “Nghiên cứu ảnh hưởng trường gió áp st khơng khí tới trình dao động dâng, rút mực nước phi tuần hoàn khu vực bờ Tây vịnh Bắc Bộ” tập trung xác định ảnh hƣởng yếu tố gió, khí áp lên dao động mực nƣớc phi tuần hoàn bờ Tây vịnh Bắc Bộ Các kết Luận văn phục vụ cho việc kiểm tra kết dự báo trƣờng gió trƣờng khí áp so với dâng rút mực nƣớc phi tuần hồn, xây dựng cơng trình ven biển nhƣ cầu cảng, đê… qua việc xác định đƣợc dâng rút mực nƣớc phi tuần hoàn khu vực xây dựng Nội dung luận văn bao gổm 03 chƣơng, phần kết luận phần bảng phụ lục: - Chƣơng 1: Tổng quan yếu tố ảnh hƣởng tới dao động dâng, rút mực nƣớc biển tình hình nghiên cứu - Chƣơng 2: Cơ sở l thuyết phƣơng pháp nghiên cứu - Chƣơng 3: Các kết tính tốn - Kết luận - Phụ lục Chƣơng TỔNG QUAN CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG DAO ĐỘNG DÂNG, RÚT MỰC NƢỚC BIỂN 1.1 Khái niệm dao động dâng, rút mực nƣớc biển Dao động dâng rút mực nƣớc biển dao động dâng, rút mực nƣớc dƣới tác động trƣờng gió ổn định biến động gió áp suất khí bão, dịng nƣớc sơng dao động mực nƣớc biển tổ hợp dao động thủy triều dao động dâng, rút mực nƣớc nhiễu động khí trình khác Vì vậy, để có đƣợc tranh tổng thể, chi tiết dao động mực nƣớc biển phục vụ cho nhu cầu kinh tế, kỹ thuật khác cịn cần phải tìm hiểu, nghiên cứu kỹ lƣ ng thành phần dao động phi tuần hoàn - nƣớc dâng, nƣớc rút Dao động dâng rút mực nƣớc biển hoạt động khí xạ m t trời có tính chất khơng tuần hồn gây nên Các hoạt động đa dạng, mn hình mn v khí dẫn đến đa dạng mực nƣớc biển Tuy nhiên, kể nguyên nhân sau gây nên dao động dâng rút mực nƣớc biển: - Dao động dâng rút xuất dƣới tác dụng ma sát tiếp tuyến gió m t nƣớc giới hạn bờ biển Sự giảm áp suất khí lục địa tăng áp suất m t biển kết hợp với gió gây nƣớc dâng vùng ven bờ ngƣợc lại tăng áp suất khí lục địa giảm áp suất m t biển kết hợp với gió gây nƣớc rút; - Dao động dâng rút biến đổi áp suất khí gây nên Áp suất khí tăng lên mbar mực nƣớc biển giảm xuống 10 mm ngƣợc lại áp suất khí giảm xuống mbar mực nƣớc biển tăng lên 10 mm Tuy nhiên, biến đổi tĩnh học chúng thƣờng nhỏ nhiều so với biến đổi động lực học gió dịng chảy bờ; - Dao động dâng rút bất đồng chu trình tuần hồn nƣớc (sự bốc hơi, giáng thủy, dòng chảy) liên quan đến biến đổi lƣợng nƣớc khu vực khác biển Những dao động đáng kể ví dụ nhƣ có trận mƣa lớn lên tới hàng trăm mm ngày làm tăng mực nƣớc đột ngột khoảng thời gian ngắn; - Dao động dâng rút biến đổi mật độ nƣớc gây Nhƣ biết mật độ nƣớc biển phụ thuộc vào nhiệt độ độ muối mà khu vực ven bờ nhiệt độ độ muối nƣớc biển thƣờng xuyên thay đổi ảnh hƣởng nƣớc lục địa tƣơng tác với địa Sự dịch chuyển lƣợng nƣớc m t nh vào vùng ven bờ s làm cho mực nƣớc biển dâng lên Ngƣợc lại có gió dạt nƣớc nh bị mang khơi, nƣớc n ng dƣới sâu dọc sƣờn lục địa dâng lên thay mực nƣớc biển s hạ thấp vùng ven bờ bị nƣớc nƣớc m t nh đƣợc thay nƣớc sâu n ng đây; - Dao động dâng rút hiệu ứng bơm Ekman Sự hội tụ khối nƣớc lớp Ekman gió địa phƣơng đồng thời với chìm xuống khối nƣớc từ dòng địa chuyển tải vào đẩy lớp nƣớc ấm lên cao dồn vào bờ bề m t biển vùng gần bờ bị dâng cao; - Dao động dâng rút mực nƣớc biển ảnh hƣởng bão áp thấp nhiệt đới (“Nghiên cứu đặc điểm biến thiên mực nước biển ven bờ Việt Nam” – TS Hoàng Trung Thành) 1.2 Tình hình nghiên cứu mực nƣớc biển ngồi nƣớc Tình hình nghiên cứu mực nước biển nước ngồi Các phƣơng pháp phân tích thống kê nghiên cứu mực nƣớc biển thông qua công trình tổng quan tác giả ngƣời Nga tiêu biểu nhƣ Mariutin, Peresipkin, Levikov, German v.v Một số cơng trình sâu nghiên cứu xác định cực trị mực nƣớc với tần suất tổ hợp dao động mực nƣớc với điều kiện sóng phát sinh nhiễu động dị thƣờng khí Trong số tác giả phải kể đến Kite, Lopatoukin, Boukhanovsky Tại nƣớc phát triển nhƣ Nhật, Mỹ, Anh có hệ thống trạm mực nƣớc ven bờ biển đại, đo đạc nhiều năm mật độ trạm đủ dày để tính tốn đ c trƣng mực nƣớc phƣơng pháp thống kê cho toàn dải ven biển đảm bảo độ xác cao phục vụ cho ngành kinh tế quốc dân Các mơ hình tính toán hải dƣơng đƣợc biết đến nhƣ Delf3D, Mike21… có mơ - đun tính tốn liên quan đến dao động mực nƣớc Trong Luận văn này, học viên sử dụng mơ hình Mike21 để tính tốn ảnh hƣởng gió bão tới q trình dao động dâng, rút mực nƣớc phi tuần hồn Tình hình nghiên cứu mực nước biển nước Việt Nam quốc gia biển, từ thành lập nhà lãnh đạo đất nƣớc có ý thức xây dựng đội ngũ nhà khoa học có tâm có tài để phát triển đất nƣớc mà hƣớng nghiên cứu biển giữ vai trò quan trọng Trong nghiên cứu mực nƣớc biển, nhà khoa học nƣớc theo phƣơng pháp tính tốn thống kê mơ hình Trong đề tài cấp nhà nƣớc “Xác định số "0" độ sâu cho vùng lãnh hải Việt Nam” mã số KHCN-06.06 Cục đồ Bộ Tổng tham mƣu chủ trì, tác giả Bùi Xuân Thông, Nguyễn Thế Tƣởng sử dụng phƣơng pháp Vladimirsky để xác định mực nƣớc triều thấp trạm có số đo mực nƣớc đo dẫn cao độ mốc trạm Hịn Dấu để từ kiến nghị vị trí xác định số "0" hải đồ dự kiến áp dụng cho toàn lãnh hải Việt Nam Thực nhiệm vụ xác định ngấn triều thấp phục vụ công tác đo v đồ biển, tác giả Bùi Đình Khƣớc, Trần Quang Tiến thực tính tốn theo phƣơng pháp Vladimirsky cho 16 trạm có số đo mực nƣớc biển dọc bờ hải đảo Việt Nam Sử dụng phƣơng pháp Vladimisky Peresipkin, Phạm Văn Huấn, Nguyễn Tài Hợi tính đƣợc mực thủy triều cực trị (thấp cao nhất) cho 18 trạm mực nƣớc sử dụng số liệu mực nƣớc trung bình năm trƣớc năm 1994 ƣớc lƣợng tốc độ tăng lên mực nƣớc biển cho năm trạm mực nƣớc dọc bờ Việt Nam Tác giả Đỗ Ngọc Quỳnh mở rộng tính tốn cho vùng biển xa bờ xác định đƣợc số điều hồ thủy triều Kết chi tiết tham khảo Đ c biệt 10 năm gần đây, hệ thống trạm đo mực nƣớc ven bờ, cửa sông, hải đảo đƣợc tập hợp đánh giá kỹ từ trạm hải văn thuỷ văn cửa sông gần biển Trong đề tài khoa học cấp nhà nƣớc “Cơ sở khoa học đặc trưng kỹ thuật đới bờ phục vụ yêu cầu xây dựng cơng trình biển ven bờ” mã số KHCN-06.10 Viện Cơ học chủ trì Để đánh giá đƣợc nguy ngập lụt mực nƣớc biển dâng biến đổi khí hậu Việt Nam, dự án phủ Hà Lan tài trợ, Nguyễn Tài Hợi, tổng hợp khối lƣợng lớn số liệu từ 32 trạm đo mực nƣớc hai hệ thống trạm hải văn thuỷ văn dọc ven bờ, hải đảo Việt Nam Phần lớn đ c trƣng thống kê mực nƣớc trạm đƣợc mô tả với hệ thông đƣờng cong phân bố với suất bảo đảm xác định Từ năm 1983, khn khổ đề tài nghiên cứu Tổng cục Khí tƣợng Thuỷ văn, tác giả Nguyễn Thuyết, Nguyễn Ngọc Thụy áp dụng phƣơng pháp phổ để phân tích dao động mực nƣớc Kết phân tích phổ mực nƣớc cho thấy ngồi dao động có chu kỳ rõ tƣơng ứng với thành phần triều, chứa nhiều sóng khác tiềm ẩn với chu kỳ dài Trong quy mô biển Đông, tác giả Phạm Văn Huấn có kết luận trƣờng dao động riêng quan hệ tổ hợp thủy triều mực nƣớc biển nói chung đánh giá dao động dâng rút mực nƣớc biển Đông hai trƣờng gió mùa vào khoảng vài chục cm Năm 2009, tác giả Đinh Văn Ƣu Nguyễn Nguyệt Minh tiến hành phân tích thống kê mực nƣớc nhiều năm áp dụng kỹ thuật wavelet bƣớc đầu xác định đƣợc vai trò dao động chu kỳ năm, từ đến 7-8 năm Trong biên độ dao động năm đáng kể chiếm tới 20-30 độ lớn thủy triều Những kết phân tích cho thấy xu biến đổi mực nƣớc tác động biến đổi khí hậu nguyên nhân khác không giống vùng biển Đã thiết lập hệ thống trạm quan trắc mực nƣớc nhằm đo đạc liên tục dao động mực nƣớc biển theo khoảng thời gian kéo dài khác từ hàng tháng đến hàng năm chí nhiều năm dọc theo ven bờ biển Việt Nam Trên sở chuỗi số liệu tiến hành phân tích tính tốn tham số đ c trƣng cho chế độ thủy triều nhƣ mực nƣớc trung bình, mực nƣớc cực trị, thời gian triều dâng, thời gian triều rút, số tuần hoàn thủy triều, cho trạm Kết việc lập bảng thủy triều hàng năm cho cảng dọc ven bờ Bảng mơ tả mực nƣớc dự tính cảng số giá trị nội suy cho điểm phụ ven biển ho c vùng hạ lƣu sông Bảng thủy triều đƣợc Trung tâm Hải văn (trƣớc Trung tâm Khí tƣợng Thủy văn Biển) xuất hàng năm phục vụ tốt cho chƣơng trình nghiên cứu khoa học nhƣ yêu cầu thực tiễn ngành kinh tế, an ninh quốc phịng biển Nhiều cơng trình nhiều tác giả khác tập trung theo phƣơng pháp số trị để nghiên cứu thủy triều Biển Đơng nhƣ Vịnh Bắc Bộ Có thể kể tên hàng loạt cơng trình tác giả nhƣ: nhóm mơ hình triều thuộc đề tài nhà nƣớc KT.03.03 (1991 - 1995) “Thủy triều Biển Đông dâng mực nƣớc biển ven bờ Việt Nam” (gồm Đỗ Ngọc Quỳnh, Nguyễn Thị Việt Liên, Đ ng Công Minh, Nguyễn Hữu Nhân, Bùi Hồng Long, Lê Trọng Đào, Nguyễn Thọ Sáo); cơng trình đƣợc thực khn khổ luận án phó tiến sỹ ngồi nƣớc nhƣ Bùi Hồng Long (1986), Nguyễn Thọ Sáo (1988), Nguyễn Thị Việt Liên (1997), Đinh Văn Mạnh (2000) Trong luận án Đinh Văn Mạnh bƣớc đầu xây dựng mơ hình chiều cho chuyển động thủy triều Vịnh Bắc Bộ Cần lƣu giải số trị theo phƣơng hƣớng số tác giả bắt đầu nghiên cứu tìm hiểu sâu chế hình thành biến đổi tranh dao động thủy triều Biển Đông Các tác giả nghiên cứu tốn truyền sóng tự do, truyền sóng dao động có chu kỳ triều qua biên lỏng, chu kỳ dao động riêng toàn biển, đánh giá tác động trực tiếp lực gây triều phạm vi biển Ngồi kể tên số tác giả nghiên cứu Đỗ Ngọc Quỳnh (1983, 1991), Phạm Văn Huấn (1987), Phạm Văn Ninh Trần Thị Ngọc Duyệt (1997), Đỗ Ngọc Quỳnh, Phạm Văn Ninh, Nguyễn Thị Việt Liên Trần Thị Ngọc Duyệt (1998) Trong đề tài “Nghiên cứu đề cập, chi tiết toàn số liệu triều, nước dâng dọc bờ biển từ Quảng Ninh đến Quảng Nam phục vụ tính tốn thiết kế, củng cố nâng cấp đê biển” năm 2007 Viên Cơ học chủ trì, TS Đinh Văn Mạnh thiết lập mơ hình số trị tính tốn thủy triều nƣớc dâng bão cho vùng ven bờ, xây dựng thông số mực nƣớc tổng hợp (nƣớc dâng bão thủy triều) khu vực ven bờ xây dựng đƣợc sở liệu thủy triều, nƣớc dâng, mực nƣớc tổng hợp dọc bờ 10 3.3.2 Các kết tính tốn * Rose (23h ngày 12/8/1968); Cấp 13 ( > 133 km/h) Hình 3.61: Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Rose đổ Rose bão lớn, cấp 13, đổ vào địa phận tỉnh Thái Bình vào ngày 12/8/1968 gây thiệt hại n ng ngƣời vật chất Học viên chọn Rose để tính tốn bão mạnh, có hƣớng gần nhƣ vng góc với bờ tây vịnh Bắc Bộ Tại thời điểm bão đổ quan sát thấy tƣợng dâng lớn khu vực lân cận, vùng ven biển Hải Phịng, Quảng Ninh có nơi dâng đến 1m, vùng ven biển Thanh Hóa độ dâng nhỏ nhƣng đạt 0,4 – 0,6 m Phần lớn bờ Tây vịnh Bắc nƣớc dâng lên 0,6 – 0,8m Trong suốt thời gian bão Rose hoạt động từ 14 h 12/8 đến 23 h 12/8/1968, số liệu mực nƣớc Hòn Dáu quan trắc cho thấy rõ đợt nƣớc dâng từ – 18 cm 68 * Ruth (16h, 15/9/1980); Cấp 10 (89 - 102 km/h) Hình 3.62: Dao động mực nước phi tuần hồn thời điểm bão Ruth đổ Năm 1980, Hải Phòng nơi đổ bão Ruth mạnh cấp 10, với tốc độ gió lớn lên tới 28 m/s Cơn bão có đƣờng ổn định có hƣớng thẳng góc với đƣờng bờ biển Việt Nam Hình 3.50 thể xu dâng lên mực nƣớc bão Ruth đổ bộ, lớn khoảng 0,5 m vùng bão đổ Hải Phòng Khu vực bên trái hƣớng bão cho thấy độ dâng đáng kể vào khoảng 0,3 – 0,5 m Khu vực ven bờ hƣớng đông bắc dâng không đáng kể, chí có nơi cịn xảy tƣợng rút nƣớc, nƣớc bị dồn xuống phía Tây Nam bão đổ Trong suốt thời gian bão Ruth hoạt động, số liệu mực nƣớc Hòn Dáu quan trắc cho thấy rõ đợt nƣớc dâng từ 0.07 – 0.33 m Phù hợp với kết tính tốn mơ hình 69 * 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 Bão đổ vào khu vực thuộc Hải Phòng, gây nƣớc dâng lớn khu vực thuộc tỉnh Quảng Ninh (trên 0,72 m) Nƣớc dâng khu vực lân cận bão đổ không cao (từ – 0,12 m) Do cƣờng độ yếu so với bão nghiên cứu phần trên, độ dâng mực nƣớc bão đổ khơng cao, chí khu vực bên trái hƣớng bão xảy tƣợng rút từ 0,06 đến 0,12 m nƣớc diện rộng Số liệu thực đo Hòn Dáu cho thấy vào thời điểm 4h 22/10 đến 15 h 22/10/1988 có đợt nƣớc dâng từ 0,07 – 0,25 m, thời điểm bão đổ xuất đợt nƣớc rút từ 0,02 – 0,55 m Tiếp đợt nƣớc dâng cao từ 0,02 – 0,77 m 70 * 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 Bão Eli có cƣờng 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 nƣớc dâng tồn bờ Tây vịnh Bắc Bộ Nơi dâng cao khu vực ven bờ tỉnh Quảng Ninh với độ cao lớn 0,4 m, nƣớc dâng phổ biến từ 0,24 - 0,32 m Khu vực bên trái hƣớng bão quan sát thấy độ cao nƣớc dâng từ 0,08 – 0,16 m 71 * 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 Bão Frankie đổ vào khu vực thuộc tỉnh Thái Bình, có cƣờng độ cấp 11, tốc độ gió từ 103 – 117 m/s Bão gây nƣớc dâng rõ rệt khu vực lân cận điểm đổ bộ, có nơi nƣớc dâng tới 0,4 m, chủ yếu nƣớc dâng từ 0,24 – 0,32 m Khu vực tỉnh phía Đơng Bắc, nƣớc dâng khơng đáng kể, có nơi cịn xảy tƣợng rút đến 0,48 m nƣớc Khu vực ven biển Thanh Hóa nƣớc dâng khoảng 0,08 m, khu vực ven biển Nghệ An có tƣợng nƣớc rút không đáng kể Tại thời điểm bão đổ bộ, quan trắc Hòn Dáu cho thấy đợt nƣớc dâng kéo dài ngày, có thời điểm lên đến m, cho thấy ảnh hƣởng bão sau đổ lớn 72 * Koni (21/7/2003): Hình 3.66: Dao động mực nước phi tuần hồn thời điểm bão Koni đổ Bão Koni cấp 09 (75 - 88 km/h) đổ vào khu vực thuộc tỉnh Nam Định, bão gây nƣớc dâng đáng kể khu vực bên phải theo hƣớng bão, độ cao nƣớc dâng phổ biến từ 0,15 – 0,20 m có nơi dâng đến 0,25 m Khu vực bên trái theo hƣớng bão quan sát đƣợc nƣớc dâng từ 0,15 – 0,20 m Độ cao nƣớc dâng giảm từ bắc xuống nam, khu vực ven biển Thanh Hóa nƣớc dâng từ 0,10 – 0,15 m; khu vực ven biển Nghệ An nƣớc dâng khoảng 0,05 m 73 * Damrey (2h, 26/9/2005); Cấp 12 (118-133 km/h) 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 nƣớc dâng mạnh Quan sát thấy nƣớc dâng hầu hết khu vực bờ tây vịnh Bắc phổ biến từ 0,64 – 0,70 m Khu vực ven biển tỉnh Hải Phịng Quảng Ninh có độ cao nƣớc dâng nhỏ 0,24 – 0,56 m Khu vực lân cận bão đổ nƣớc dâng lớn nhất, tới 0, 72 m Số liệu thực đo Hòn Dáu cho thấy, vào thời gian bão hoạt động, xuất đợt nƣớc dâng kéo dài từ 0h 25/9 đến 8h 26/9/2005 với độ dâng mực nƣớc phi tuần hoàn từ 0,02 đến 0,36 m 74 * 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 Xảy năm với bão Damrey, nhƣng có cƣờng độ thấp (cấp 10, tốc độ gió từ 89 – 102 km/h), bão đổ vào khu vực thuộc Hải Phòng Bão gây nƣớc dâng cho khu vực ven biển Thanh Hóa đến Quảng Ninh Nơi quan sát thấy độ cao nƣớc dâng lớn khu vực ven biển Quảng Ninh lên tới 0,36 m Khu vực từ Thanh Hóa tới điểm đổ nƣớc dâng khoảng 0,18 – 0,24 m Khu vực ven biển thuộc tỉnh Nghệ An độ cao nƣớc dâng không đáng kể 75 * Francisco (18h, 25/9/2007); Cấp 09 (75 - 88 km/h) Hình 3.69: Dao động mực nước phi tuần hoàn thời điểm bão Francisco đổ Bão Francisco xảy năm 2007, có cƣờng độ cấp (tốc độ gió từ 75 – 88 m/s) đổ vào khu vực Hải Phòng - Quảng Ninh Khu vực bên phải hƣớng bão quan sát tƣợng nƣớc dâng từ 0,35 – 0,60 m Một số khu vực thuộc Hải Phịng, Quảng Ninh có nƣớc dâng cao lên tới 0,65 m Khu vực từ Hải Phòng tới Nam Định độ cao nƣớc dâng giảm dần từ 0,35 m xuống 0,15 m Khu vực Thanh Hóa đến Nghệ An có nƣớc dâng nhƣng độ cao khơng đáng kể 76 * Mujgae (6h, 12/9/2009); Cấp 08 (62 - 74 km/h) 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 nƣớc dâng hầu nhƣ toàn bờ tây vịnh Bắc bộ, khu vực ven biển Quảng Ninh nƣớc dâng lớn vùng khác phổ biến từ 0,32 – 0,40 m Khu vực từ Hải Phòng đến Nam Định nƣớc dâng vào khoảng 0,16 – 0,24 m Khu vực từ Nam Định đến Thanh Hóa độ cao nƣớc dâng từ 0,12 – 0,20m 77 KẾT LUẬN Qua q trình nghiên cứu, tính tốn học viên hoàn thành số nhiệm vụ rút số kết luận sau: Số liệu thực đo - Đã thu thập chỉnh l số liệu mực nƣớc thực đo Hòn Dáu Hòn Ngƣ từ năm 1960 đến năm 2008 - Đã thu thập chỉnh l số liệu thực đo trƣờng gió (hƣớng, tốc độ) Hòn Dáu Hòn Ngƣ từ năm 1960 đến năm 2008 - Đã thu thập chỉnh l số liệu thực đo bão đổ vào bờ Tây vịnh Bắc Bộ - Đã tách đƣợc dao động phi tuần hồn Hịn Dáu Hịn Ngƣ Tính tốn ảnh hƣởng điều kiện trƣờng gió áp suất khơng khí đến dao động dâng rút mực nƣớc phi tuần hoàn bờ tây vịnh Bắc Bộ phƣơng pháp thống kê số liệu thực đo Hòn Dáu Hòn Ngƣ - Đã xác định đƣợc tƣơng quan hƣớng gió tốc độ gió với dao động dâng rút mực nƣớc khu vực nghiên cứu - Đã xét đến tƣơng quan áp suất khơng khí dao động dâng rút mực nƣớc, kết cho thấy ảnh hƣởng không đáng kể trƣờng khí áp lên độ dâng, rút mực nƣớc phi điều hịa Tính tốn ảnh hƣởng điều kiện trƣờng gió đến dao động dâng rút mực nƣớc phi tuần hoàn bờ tây vịnh Bắc Bộ mơ hình Mike21 FM - Đã xác định đƣợc tƣơng quan hƣớng gió tốc độ gió với dao động dâng rút mực nƣớc khu vực nghiên cứu (xem phụ lục) - Theo bảng từ 3.1 đến 3.6 rút số kết luận trạm nhƣ sau: 78 + Mũi Ngọc: Các hƣớng E, SE, quan sát thấy tƣợng nƣớc dâng rõ; mốc tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s phản ánh đƣợc tƣợng Đối với hƣớng W, NW, SW xu rút mực nƣớc phi tuần hồn chiếm ƣu thế, mốc tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s phản ánh đƣợc xu + Trạm Cửa Ông trạm thể rõ dao động dâng, rút mực nƣớc phi tuần hoàn Độ dâng, rút trạm lớn: hƣớng Đông với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nƣớc dâng tƣơng ứng 0,04 m; 0,26 m; 0,48 m; 0,75 m, 1,04 m Hƣớng Tây với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nƣớc rút tƣơng ứng 0,09 m; 0,41m; 0,58 m; 0,81 m; 1,21 m … + Tƣơng quan trƣờng gió mực nƣớc phi tuần hồn trạm Hịn Dáu thể tốt hƣớng E, SE, W, NW Hƣớng Đông với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nƣớc dâng tƣơng ứng 0,03 m; 0,22 m; 0,41 m; 0,63 m, 0,89 m Hƣớng Tây với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nƣớc rút tƣơng ứng 0,11 m; 0,27m; 0,42 m; 0,61 m; 0,84 m… Độ lớn nƣớc dâng, rút cao + Trạm Ba Lạt tƣơng quan tốt với tất hƣớng gió, với hệ số tƣơng quan cao (R2tb= 0,97) Hƣớng Đơng với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nƣớc dâng tƣơng ứng 0,02 m; 0,19 m; 0,36 m; 0,57 m, 0,80 m Hƣớng Tây với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nƣớc rút tƣơng ứng 0,11 m; 0,22m; 0,35 m; 0,55 m; 0,84 m Độ lớn dâng, rút cao nhƣng thấp Cửa Ơng Hịn Dáu + Tƣơng tự Ba Lạt, Lạch Trƣờng quan sát đƣợc dao động dâng, rút mực nƣớc phi tuần hồn cách rõ rệt theo hƣớng gió nghiên cứu với độ lớn cao Hƣớng Đông với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nƣớc dâng tƣơng ứng 0,03 m; 0,22 m; 0,42 m; 0,66 m; 0,94 m Hƣớng 79 Tây với tốc độ gió m/s; 10 m/s; 15 m/s; 20 m/s; 25 m/s, mực nƣớc rút tƣơng ứng 0,13 m; 0,27m; 0,39 m; 0,56 m; 0,96 m + Các trạm Diễn Châu, Vũng Áng, Cửa Tùng thể đƣợc ảnh hƣởng trƣờng gió lên dao động dâng, rút phi tuần hoàn mực nƣớc Căn vào phần phụ lục, thấy hầu hết trạm có hệ số tƣơng quan tốt, thể rõ xu dâng, rút mực nƣớc dƣới ảnh hƣởng trƣờng gió Các hƣớng E, NE, SE thƣờng gây dâng điểm nghiên cứu; hƣớng W, NW, SW thƣờng gây rút Những trạm có tƣơng quan tốt Cửa Tùng, Vũng Áng, Diễn Châu… chứng tỏ phía nam vịnh Bắc Bộ mực nƣớc phi tuần hoàn phụ thuộc nhiều vào trƣờng gió Học viên xác định đƣợc mối tƣơng quan trƣờng gió đến dao động dâng rút nƣớc bờ tây vịnh Bắc Bộ, số liệu thực đo trƣờng gió thƣờng lƣu trữ theo hƣớng tốc độ gió nên việc phân chia hƣớng gió để xác định mối tƣơng quan hồn tồn thích hợp Tính tốn ảnh hƣởng điều kiện trƣờng bão đến dao động dâng, rút mực nƣớc phi tuần hoàn bờ tây vịnh Bắc Bộ mơ hình Mike21 FM Đã hồn thành việc tính tốn mực nƣớc phi tuần hồn điều kiện có bão lớn Với bão lớn nhƣ Rose (cấp 13), Damrey (cấp 12), Frankie (cấp 11) gây nƣớc dâng lớn khu vực nghiên cứu Khi bão Rose đổ bộ, khu vực lân cận Hịn Dáu có dâng mực nƣớc rõ rệt (trên 100 cm) Bão Frankie gây dâng mực nƣớc lên đến 40 cm khu vực Nam Định, Ninh Bình Bão Damrey gây nƣớc dâng rõ rệt hầu nhƣ tồn bờ Tây vịnh (có nơi lên đến 72 cm) Ngƣợc lại, với bão cấp yếu nhƣ Pat gây dâng diện tích nhỏ phía Tây bắc vịnh, hầu nhƣ dâng 18 – 24 cm, có nơi cịn gây nƣớc rút Mujgae gây nƣớc dâng vào khoảng đến 28 cm… Koni gây nƣớc dâng cao 25 cm 80 Khu vực bên phải theo hƣớng bão thƣờng có độ cao nƣớc dâng lớn so với khu vực bên trái Điều đƣợc rút quan sát hầu nhƣ tất bão có cƣờng độ khơng q mạnh đƣợc tính tốn Luận văn, rõ ràng bão Rose, Pat, Eli… Đối với bão mạnh nhƣ Rose (cấp 13), Frankie (cấp 12) không tuân theo quy luật trên, cƣờng độ mạnh bão gây nƣớc 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 nƣớc thực đo trạm Hòn Dáu để so sánh với kết tính mơ hình Nhìn chung, có bão hoạt động, xuất đợt nƣớc dâng rõ rệt, kéo dài vài ngày Có số bão chủ yếu gây nƣớc dâng vào khoảng thời gian sau đổ (cơn bão Pat) 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 tốn Hải dương học”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Phạm Văn Huấn (1993), “Dao động tự dao động mùa 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 Đơng”, Giáo trình giảng dạy khoa Khí tƣợng - Thủy văn Hải dƣơng học, trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội 82 ... trường gió áp st khơng khí tới trình dao động dâng, rút mực nước phi tuần hoàn khu vực bờ Tây vịnh Bắc Bộ? ?? tập trung xác định ảnh hƣởng yếu tố gió, khí áp lên dao động mực nƣớc phi tuần hoàn bờ Tây. .. niệm dao động dâng, rút mực nƣớc biển Dao động dâng rút mực nƣớc biển dao động dâng, rút mực nƣớc dƣới tác động trƣờng gió ổn định biến động gió áp suất khí bão, dịng nƣớc sơng dao động mực nƣớc... đến dao động mực nƣớc Trong Luận văn này, học viên sử dụng mơ hình Mike21 để tính tốn ảnh hƣởng gió bão tới q trình dao động dâng, rút mực nƣớc phi tuần hồn Tình hình nghiên cứu mực nước biển nước