Đang tải... (xem toàn văn)
Câu 1: Định nghĩa và phân tích các yếu tố khí hậu ảnh hưởng đến nước dâng bãoNước dâng bão là hiện tượng nước biển dâng cao hơn mực nước triều bình thường do ảnh hưởng của bão.Các yếu tố khí hậu ảnh hưởng: Cường độ bão+ Ứng suất gió là nhân tố chủ đạo hình thành nước dâng và sóng lớn.+ Tỷ lệ thuận giữa tốc độ gió và chiều cao dâng nước.+ Kurian et al 2009 cho rằng ứng suất gió chiếm 8085% nước dâng do bão. Độ giảm áp suất+ Tỷ lệ ngược giữa áp suất không khí và chiều cao nước dâng.+ Nước dâng 1cm khi áp suất giảm 1milibar+ Nước dâng do giảm áp suất không khí chiếm 515% chiều cao tổng cộng. Bên cạnh gây ra nước dâng,kích thước cơn bão gây ra tình trạng ngập lụt ở ven bờ.Ví dụ: Cơn bão Ike 2008 làm 350km đường bờ của Texas và Luisiana ngập sâu trong vòng 2 m do nước dâng Tốc độ di chuyển của bão chậm gây ra nước dâng bão cao hơn khi di chuyển nhanh.Câu 2: Định nghĩa và phân tích các yếu tố địa hình ảnh hưởng đến nước dâng bão?, Liên hệ tới khu vực Cửa Hội, Nghệ An, giải thích tại sao khu vực này có nước dâng bão lớn?Nước dâng bão là hiện tượng nước biển dâng cao hơn mực nước triều bình thường do ảnh hưởng của bão.Các yếu tố địa hình ảnh hưởng: Độ dốc vùng bờ : Vùng bờ thoải làm nước dâng do bão cao hơn so với vùng bờ dốc Hình dạng và độ sâu nước vùng bờ : Độ dâng nước do bão cao nhất xảy ra khi khối nước tiến vào bờ theo phương vuông góc. Các bar cát tự nhiên hoặc nhân tạoLiên hệ : Khu vực Cửa Hội, Nghệ An có dải đất hẹp và tiếp giáp với biển về phía đông.Là khu vực biển hở,vùng bờ thoáng,địa hình đáy nông và thoải,bờ biển chủ yếu là cát và không có đê biển bao bọc nên xảy ra nước dâng bão lớn ở khu vực này.Câu 3: Giải thích tại sao nước dâng bão xảy ra cùng các thời kỳ triều cường, lũ gây nguy hiểm cho các vùng ven biển Việt Nam? Lấy ví dụ minh họa? Gió thổi mạnh trong 1 thời gian khá lâutrên mặt biển thì lôi cuốn nước đi thành những luồng nước cùng chiều.Những luồng nước này vào gần bờ thì dồn nước lên làm cho mặt nước biển cao hơn bình thường.Gặp lúc thủy triều lên thì cộng hưởng sinh ra 1 con nước lớn.Ở các nơi mà luồn nước bị chặn lại như ở các cửa biển hẹp thì lại dâng cao hơn nữa. Thêm vào đó,sóng biển do gió mạnh gây nên cũng làm tăng thêm độ cao mực nước.Nước dâng bão có sức tàn phá hết sức nguy hiểm,đặc biệt là khi kết hợp với triều cường khi bão đổ bộ. Bão càng mạnh nước dâng càng cao,nước dâng gây ngập lụt trên diện rộng.Bão lớn,gió giật mạnh tàn phá những công trình vững chắc:phá vỡ đê biển,làm sụt lở bờ biển,các đường giao thông ven biển,nhà cửa,cầu cống…Ở 1 số khu vực bị nước dâng tràn và sự xâm nhập của nước mặn gây nguy hiểm cho sức khỏe cộng đồng,phá hoại môi trường và đất canh tác.Ví dụ minh họa:1.Tại Hải Phòng,VN(1981) đã xảy ra nước dâng lớn làm mất tích hơn 3000 người.
TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ ĐỘNG LỰC Câu 1: Định nghĩa phân tích yếu tố khí hậu ảnh hưởng đến nước dâng bão Nước dâng bão tượng nước biển dâng cao mực nước triều bình thường ảnh hưởng bão Các yếu tố khí hậu ảnh hưởng: - Cường độ bão + Ứng suất gió nhân tố chủ đạo hình thành nước dâng sóng lớn + Tỷ lệ thuận tốc độ gió chiều cao dâng nước + Kurian et al 2009 cho ứng suất gió chiếm 80-85% nước dâng bão - Độ giảm áp suất + Tỷ lệ ngược áp suất không khí chiều cao nước dâng + Nước dâng 1cm áp suất giảm 1milibar + Nước dâng giảm áp suất không khí chiếm 5-15% chiều cao tổng cộng - Bên cạnh gây nước dâng,kích thước bão gây tình trạng ngập lụt ven bờ Ví dụ: Cơn bão Ike 2008 làm 350km đường bờ Texas Luisiana ngập sâu vòng m nước dâng - Tốc độ di chuyển bão chậm gây nước dâng bão cao di chuyển nhanh Câu 2: Định nghĩa phân tích yếu tố địa hình ảnh hưởng đến nước dâng bão?, Liên hệ tới khu vực Cửa Hội, Nghệ An, giải thích khu vực có nước dâng bão lớn? Nước dâng bão tượng nước biển dâng cao mực nước triều bình thường ảnh hưởng bão Các yếu tố địa hình ảnh hưởng: - Độ dốc vùng bờ : Vùng bờ thoải làm nước dâng bão cao so với vùng bờ dốc - Hình dạng độ sâu nước vùng bờ : Độ dâng nước bão cao xảy khối nước tiến vào bờ theo phương vuông góc - Các bar cát tự nhiên nhân tạo Liên hệ : Khu vực Cửa Hội, Nghệ An có dải đất hẹp tiếp giáp với biển phía đông.Là khu vực biển hở,vùng bờ thoáng,địa hình đáy nông thoải,bờ biển chủ yếu cát đê biển bao bọc nên xảy nước dâng bão lớn khu vực Câu 3: Giải thích nước dâng bão xảy thời kỳ triều cường, lũ gây nguy hiểm cho vùng ven biển Việt Nam? Lấy ví dụ minh họa? - Gió thổi mạnh thời gian lâutrên mặt biển lôi nước thành luồng nước chiều.Những luồng nước vào gần bờ dồn nước lên làm cho mặt nước biển cao bình thường Gặp lúc thủy triều lên cộng hưởng sinh nước lớn.Ở nơi mà luồn nước bị chặn lại cửa biển hẹp lại dâng cao - Thêm vào đó,sóng biển gió mạnh gây nên làm tăng thêm độ cao mực nước.Nước dâng bão có sức tàn phá nguy hiểm,đặc biệt kết hợp với triều cường bão đổ - Bão mạnh nước dâng cao,nước dâng gây ngập lụt diện rộng.Bão lớn,gió giật mạnh tàn phá công trình vững chắc:phá vỡ đê biển,làm sụt lở bờ biển,các đường giao thông ven biển,nhà cửa,cầu cống…Ở số khu vực bị nước dâng tràn xâm nhập nước mặn gây nguy hiểm cho sức khỏe cộng đồng,phá hoại môi trường đất canh tác Ví dụ minh họa: 1.Tại Hải Phòng,VN(1981) xảy nước dâng lớn làm tích 3000 người 2.Ngập lụt ĐBSCLgây hậu cho vụ hè thu Câu 4: Phân biệt nước dâng bão nước dâng bão có kể đến thủy triều? Vẽ hình minh họa? Nước dâng bão Nước dâng bão có thủy triều Là dâng mực nước biển Là dâng mực nước biển cao mực thủy triều vốn cao mực thủy triều vốn có có tác động bão tác động bão thủy Nước dâng bão có đóng triều góp yếu Nước dâng xét đến thủy tố:sóng,gió,lượng mưa,địa triềuảnh hưởng đáng kể hình bờ… thủy triều khu vực > vai trò có biên độ triều lớn cho sóng quan trọng thấy bão đổ lúc triều thấp nước dâng gây nước dâng lớn lúc NDB gây ngập lụt quan triều cao vùng ven bờ diện rộng NDB có sức tàn phá gây thiệt hại người nguy hiểm,đặc biệt kết hợp với triều cường bão đổ - Câu 5: Mực nước tổng cộng nước dâng bão gồm thành phần nào? Vẽ hình minh họa? Nước dâng tổng cộng bão (Storm Tide) tượng mực nước biển dâng cao mức bình thường (mực nước thủy triều, Astronomical Tide) tác động tổng hợp nhiều nhân tố có bão Mực nước tổng cộng nước dâng bão có đóng góp nhiều yếu tố,trong có: Sóng Địa hình bờ đáy(độ sâu hình dạng đường bờ) Gió(tốc độ gió,hướng gió…) Áp suất khí quyển,áp thấp nhiệt đới,biến đổi khí hậu… Câu 6: Viết công thức giải thích thành phần cách xác định nước dâng bão theo Syvester (PP1), Bùi Xuân Thông Nguyễn Thế Tưởng (PP2), QPTL C1-78 (PP3) Nêu ưu, nhược điểm phương pháp.? Phương pháp số trị có ưu điểm so với phương pháp tính Bùi Xuân Thông Syvester Tên Nguyễn Thế QPTL C1-78 (PP3) (PP1) Tưởng (PP2) ∆h = kw Công S^a= (1013 ∆h=0,175.W^2max (W2.X/gH).cos thức –Pc) 0.0033 =2 10^-3 (W2.X/gh).cos W:tốc độ gió(m/s) X:đà gió thổi(km) H:độ sâu vùng S^a : độ cao Giải Wmax:tốc độ gió nước(m) nước dâng thích bão trung bình(m/s) Kw=2.10^-3:hệ số hiệu bão(cm) thành ∆h:độ cao nước chỉnh P^c :khí áp phần dâng(cm) :góc hợp bở pháp tâm bão(mb) tuyến bờ hướng gió Ưu Kết đưa vào khai thác nhanh Quan trắc Nhượ vùng gần c bờkhó thực Khai thác toàn thông tin có ước lượng xác, ước lượng chệch tốt cho tập số liệu nhỏ Được áp dụng rộng rãi Mất nhiều thời gian Chỉ áp dụng tốt tính toán cho vùng xác định Phương pháp số trị có ưu điểm so với phương pháp tính trên: Là phương pháp dựa vào hệ phương trình chuyển động,mô tả trình động lực đại dương khí Giứp hiểu biết thân trình hình thành phát triển để dự báo tượng xảy Đây phương pháp dự báo ứng dụng rộng rãi hầu hết trung tâm nghiên cứu tính ưu việt nócho kết có độ xác cao Câu 7: Nêu thành phần lực gây nên tượng thủy triều, viết công thức, giải thích thành phần vẽ hình minh họa Từ phân tích ảnh hưởng vị trí mặt trăng, mặt trời trái đất đến tượng triều cường, triều Các thành phần lực gây nên tượng thủy triều: - Lực hấp dẫn Trái Đất-Mặt Trăng,TĐ-mtrời Giữa TĐ-Mtrăng : Trong đó: m1:khối lượng TĐ d: khoảng cách từ tâm mặt trăng đến tâm TĐ m2:khối lượng mặt trăng(m1=81,3m2) k:hằng số hấp dẫn - Lực li tâm : hệ Mtrăg-TĐ xung quanh tâm hệ,hệ MTrời-TĐ xug quanh tâm hệ Hệ Mtrăg-TĐ xug quanh tâm hệ: Hệ TĐ-MTrăng có trọng tâm chung A Rmt=0,71Rtđ hành tinh ảnh hưởng tới thông qua lực trọng trường lực phải cân với lực li tâm Ảnh hưởng vị trí mặt trăng, mặt trời trái đất đến tượng triều cường, triều - Triều cường:là mực nc triều dao động với biên độ lớn xảy mặt trăng,mặt trời trái đất thẳng hàng,lúc trăng ms trăng tròn(ngày 15 âm lịch) - - Triều kém: mực nc triều dao động với biên độ nhỏ nhất,xảy mặt trăng,mặt trời,trái đất vuông góc( &23 âm lịch) Câu 8: Trình bày phương pháp phân tích điều hòa theo phương pháp Darwin Giả thiết độ cao triều tổng cộng h xác định sóng thành phần có chu kì gần ,có biên độ H pha g # nhau,nghĩa là: =+=Hcos(t-)+ Hcos(t-) - Quy ước gọi khoảng thời gian 1/24 ngày sóng sóng Khi ngày sóng sóng triều toàn nhật chu kỳ chúng, sóng triều bán nhật chu kỳ nhân đôi, sóng phần tư ngày chu kỳ nhân bốn - Vì chu kỳ sóng triều khác nhau, nên sóng không giống Thí dụ, sóng triều S2 có chu kỳ 12 giờ, ngày sóng 24 giờ, sóng trung bình Sóng M2 có chu kỳ 12,42 giờ, ngày sóng 24,84 sóng 1,035 trung bình - Do chênh lệch chu kỳ dao động, hiệu pha hai sóng triều tăng dần từ ngày triều sang ngày triều khác Nếu ngày thứ hiệu pha sóng S2 M2 Sau số ngày ϕ − , ngày thứ ba -ϕ3… Sau số ngày định hiệu pha đạt 360độ , tức hai sóng lại trùng pha Sóng có tốc độ góc S2 qua tất vị trí có so với sóng có tốc độ góc M2 Khi khoảng dịch chuyển đạt 360độ, sóng có tốc độ góc S2 qua tất vị trí có so với sóng có tốc độ góc M2 Vận tốc góc sóng M2 S2 chu kì là: = = t sóng M2 từ 0-23h chúng có ẩn số hệ số xác định = phương pháp bình phương tối thiểu.Từ lí thuyết bình phương tối thiểu đổi số(ở t) lấy = hệ số dc xác định = hệ thức đơn giản =cos(t) - =sint) - Đối với hệ số A&B sóng thành phần khác xác định tương tự TH nguyên tắc trình bày thực tế người ta lập bảng tính mẫu Câu 9: Ý nghĩa việc xác định mực nước cực trị thủy triều trình bày bước xác định mực nước cực đại thủy triều theo phương pháp đường tần suất Gumbell loại I? Ý nghĩa: Mực nước cực trị thủy triều mực nước dâng cực đại thủy triều MNCTTT có ý nghĩa quan trọng công trình,kết cấu hạ tầng ven biển,xâm nhập mặn lũ… cần phải xác định nhằm kịp thời giảm thiểu tổn thất cộng đồng,cơ sở hạ tầng môi trường Các bước xác định: B1:Lập bảng phân bố tần suất thực nghiệm Thứ hạng Chuỗi số giảm Tần suất thực Giảm biến dần nghiệm Ln[-ln(1Pi=i/(N+1) P)] (1) (2) (3) (4) P1=1(N+1) Ln[-ln(1P1)] P2=2(N+2) Ln[-ln(1P2)] … … i Pi=i(N+i) Ln[-ln(1Pi)] N Pn=N(N+1) Ln[-ln(1Pn)] B2: Tính đặc trưng thống kê chuỗi số - Gía trị độ dài chuỗi N - Gía trị trung bình chuỗi số - Hệ số thiên lệch = =^2 (X)=)^3 : Mực nước xấp xỉ~ ln[-ln(1-P)] : Xác định phương pháp hồi quy =a –bln[-ln(1-P)] a=(1-2) B5: Bảng tần suất lí luận TT P(%) (1) (2) 0,1 0,3 10 … … Tnăm (3) Xp (4) Cột 1: thứ tự giá trị tính toán Cột 2: tần suất cần tính toán Cột 3: thời kì lặp lại tính toán theo năm,xác định theo công thức: T= Cột 4: giá trị tương ứng với tần suất cột theo phân bố Gumbell I (**) Câu 10:Ý nghĩa việc xác định mực nước trung bình thủy triều theo tần suất đảm bảo trình bày bước xác định mực nước trung bình thủy triều theo phương pháp đường tần suất Pearson III Ý nghĩa: có ý nghĩa thực tế phục vụ thiết thực cho hoạt động hàng hải,khai thác nguồn lợi,thiết kế xây dựng bảo vệ công trình bờ Xác định mực nước trung bình thủy triều theo phương pháp đường tần suất Pearson III Giống Gumbell câu B5: giá trị thiết kế ứng với tần suất cột dựa phân bố gammai = a + GAMMAINV(1-P;c,1/b) với C=4/