Đang tải... (xem toàn văn)
Xuất phát từ yêu cầu thực tế là phải tính toán đến sự ảnh hưởng của sóng vào khu vực dự án, với các trường hợi bất lợi nhất như khi có bão, gió mùa ..... Nên trường sóng trong khu vực nghiên cứu cần phải tính đến trường sóng được truyền từ ngoài khơi, trường sóng do gió tại địa phương sinh ra. Để tính toán được sự ảnh hưởng của trường sóng truyền từ ngoài khơi thì miền tính phải dủ lớn và rộng ra phía ngoài khơi để có thể coi sóng ngoài khơi là sóng nước sâu. Mặt khác biên hai bên về phía khu vực có công trình phải càng xa công trình càng tốt để tránh những sai số ảnh hưởng. Hơn nữa hiện nay có nhiều phương pháp để tính toán ảnh hưởng của công trình cũng như sự tác động của sóng lên công trình bằng phương pháp hiện đại. Voí điều kiện hạn chế về tốc độ máy tính hiện nay cũng như về khả năng đáp ứng số liệu đầu vào. Nên chúng tôi lựa chọn miềm tính với kích thước 91 km X 63,1km với bước lưới 100 m như trình bày trên Hình 2.1.1 để tính toán cho trường sóng lớn khúc xạ bằng phần mềm MIKE 21 NSW và miền tính nhỏ hơn với bước lưới 5 km khu vực bố trí công trình bằng phần mềm MIKE 21 EMS. Cơ sở về lý thuyết của các phần mềm này độc giả có thể tham khảo trong các tài liệu 1, 2. Các phần mềm này trước khi được đưa vào áp dụng sẽ được kiểm định trong điều kiện thực tế cho phép và sẽ được trình bày trong các mục sau. Các phần mềm này đề là những phần mềm tiên tiến và hiện đại do DHI (Dan Mạch) sản suất và đâ được áp dụng rộng rãi ở trong và nhiều nước trên thế giới.
phụ Lục III Mô hình toán mô trờng độ cao sóng dòng chảy sóng vùng biển Thuận An - Hòa Duân tỉnh Thừa Thiên Huế II Phơng pháp tính toán 2.1 Cơ sở lý thuyết giới thiệu phần mềm tính toán MIKE 21 NSW MIKE 21 EMS Xuất phát từ yêu cầu thực tế phải tính toán đến ảnh hởng sóng vào khu vực dự án, với trờng hợi bất lợi nh có bão, gió mùa Nên trờng sóng khu vực nghiên cứu cần phải tính đến trờng sóng đợc truyền từ khơi, trờng sóng gió địa phơng sinh Để tính toán đợc ảnh hởng trờng sóng truyền từ khơi miền tính phải dủ lớn rộng phía khơi để coi sóng khơi sóng nớc sâu Mặt khác biên hai bên phía khu vực có công trình phải xa công trình tốt để tránh sai số ảnh hởng Hơn có nhiều phơng pháp để tính toán ảnh hởng công trình nh tác động sóng lên công trình phơng pháp đại Voí điều kiện hạn chế tốc độ máy tính nh khả đáp ứng số liệu đầu vào Nên lựa chọn miềm tÝnh víi kÝch thíc 91 km X 63,1km víi bíc lới 100 m nh trình bày Hình 2.1.1 để tính toán cho trờng sóng lớn khúc xạ phần mềm MIKE 21 NSW miền tính nhỏ với bớc lới km khu vực bố trí công trình phần mềm MIKE 21 EMS Cơ sở lý thuyết phần mềm độc giả tham khảo tài liệu [1, 2] Các phần mềm trớc đợc đa vào áp dụng đợc kiểm định điều kiện thực tế cho phép đợc trình bày mục sau Các phần mềm đề phần mềm tiên tiến đại DHI (Dan Mạch) sản suất đâ đợc áp dụng rộng rãi nhiều nớc giới 2.2 Kiểm định mô hình MIKE 21 NSW Việc thẩm định mô hình tính toán trờng sóng khúc xạ nhiễu xạ hạn chế lý thực tế nh: Phải có 2-3 trạm đo sóng tự ghi liên tục trhời gian 1-2 ngày đồng thời phải có trạm đo sóng vùng nớc sâu vùng nớc nông Trong thời gian đo sóng để kiểm định, thời tiết phải tơng đối ổn định nghĩa trờng gió phải đồng để tránh nhiễu động sóng hình thành địa phơng Trong hoàn cảnh thực cha có đợc chuỗi số liệu có đủ yêu cầu nêu Tuy nhiện Trung tâm ĐLCSVB&HĐ, Viện KHTL đẫ tiến hành quan trắc sóng ven bờ biển Thuận An-Hoà Duân từ ngày 16 tháng năm 1999 đến 23 tháng năm 1999 trạm V4 (Hình 2.2.1) Để lựa chọn gió làm tham số tính toán sóng cho vùng biển sâu, lựa chọn đợc ngày có hớng gió vận tốc gió tơng đối ổn định: 14, 15, 16, 17 19 tháng năm 1999 trạm KTTV Cồn cỏ Vì trạm Cồn Cỏ đợc nghiên cứu tính toán phụ lục I nên sử dụng số liệu gió Cồn Cỏ đại diện cho gió vùng nớc để tính toán cho sóng khơi Số liệu quan trắc gió obs trạm Cồn Cỏ đợc trình bày Bảng 2.2.1 Bảng 2.2.1 Số liệu quan trắc gió trạm cồn cỏ 10 mét mặt biển Ngày/G iß 14 15 16 17 18 19 20 ESE SE SSE SW SE 4 W ESE SSW SSW SSW SE 13 4 ENE E E E E ESE 19 4 SE SE SE SW ESE Vtb 5 3.5 1.5 3.25 4.5 1.75 0.75 4.0 Để tính toán tham số sóng đầu vào sử dụng phần mềm ACESS mỹ Gió lấy giá trị trung bình obs quan trắc Bảng 2.2.1 nh trình bày Bảng 2.2.1 Đây phần mềm đợc hiệu chỉnh, kiểm chứng nhiều đồng thời đợc sử dụng rộng rãi nớc ta vả giới để tính toán dự báo sóng vùng biển Kết tính toán sóng vùng nớc sâu cho ngày đợc thể Bảng 2.2.2 Bảng 2.2.2: Sóng nớc sâu khu vực Thuận An-Hoà Duân Ngày 14/4/1999 _ WIND ADJUSTMENT and WAVE GROWTH Elevation of Observed Wind Observation Type Observed Wind Speed Air-Sea Temp Difference (ship) Duration of Observed Wind Duration of Final Wind Latitude of Observation Length of Wind Fetch Equations Equiv Neutral Wind Speed Adjusted Wind Speed Fetch Wave Height Wave Period Developed Zobs: 10.00 meters Wind Uobs: delT: 3.50 25.00 mps deg C Overwater DurO: DurF: LAT: F: 24.00 24.00 17.00 20.00 hr hr deg mi Wave Growth Ue: Ua: 2.39 2.28 mps mps Open Water Hm0: Tp: 0.14 1.98 m sec Deep-water Fully- Ngµy 15/4/1999 _ WIND ADJUSTMENT and WAVE GROWTH Elevation of Observed Wind Observation Type Observed Wind Speed Air-Sea Temp Difference (ship) Duration of Observed Wind Duration of Final Wind Latitude of Observation Length of Wind Fetch Equations Equiv Neutral Wind Speed Adjusted Wind Speed Fetch Wave Height Wave Period Developed Zobs: 10.00 meters Wind Uobs: delT: 1.50 25.00 mps deg C Overwater DurO: DurF: LAT: F: 24.00 24.00 17.00 20.00 hr hr deg mi Wave Growth Ue: Ua: 0.07 0.06 mps mps Open Water Hm0: Tp: 0.00 0.06 m sec Deep-water Fully- Ngµy 16/4/1999 _ WIND ADJUSTMENT and WAVE GROWTH Elevation of Observed Wind Observation Type Observed Wind Speed Air-Sea Temp Difference (ship) Duration of Observed Wind Duration of Final Wind Latitude of Observation Length of Wind Fetch Equations Equiv Neutral Wind Speed Adjusted Wind Speed Fetch Wave Height Wave Period Developed Zobs: 10.00 meters Wind Uobs: delT: 3.25 25.00 mps deg C Overwater DurO: DurF: LAT: F: 24.00 24.00 17.00 20.00 hr hr deg mi Wave Growth Ue: Ua: Hm0: Tp: 1.96 mps 1.85 mps 0.10 1.63 m sec Open Water Deep-water Fully- Ngµy 17/4/1999 _ WIND ADJUSTMENT and WAVE GROWTH Elevation of Observed Wind Observation Type Observed Wind Speed Air-Sea Temp Difference (ship) Duration of Observed Wind Duration of Final Wind Latitude of Observation Length of Wind Fetch Equations Equiv Neutral Wind Speed Adjusted Wind Speed Fetch Zobs: 10.00 meters Wind Uobs: delT: 4.50 25.00 mps deg C Overwater DurO: DurF: LAT: F: 24.00 24.00 17.00 20.00 hr hr deg mi Wave Growth Ue: Ua: 3.87 mps 3.89 mps Open Water Wave Height Wave Period Hm0: Tp: 0.36 3.12 m sec Deep-water Fetch-limited Ngµy 18/4/1999 WIND ADJUSTMENT and WAVE GROWTH Elevation of Observed Wind Observation Type Observed Wind Speed Air-Sea Temp Difference (ship) Duration of Observed Wind Duration of Final Wind Latitude of Observation Length of Wind Fetch Equations Equiv Neutral Wind Speed Adjusted Wind Speed Fetch Wave Height Wave Period Developed Zobs: 10.00 meters Wind Uobs: delT: 1.75 25.00 mps deg C Overwater DurO: DurF: LAT: F: 24.00 24.00 17.00 20.00 hr hr deg mi Wave Growth Ue: Ua: 0.13 0.11 mps mps Open Water Hm0: Tp: 0.00 0.11 m sec Deep-water Fully- Ngµy 19/4/1999 _ WIND ADJUSTMENT and WAVE GROWTH Elevation of Observed Wind Observation Type Observed Wind Speed Air-Sea Temp Difference (ship) Duration of Observed Wind Duration of Final Wind Latitude of Observation Length of Wind Fetch Equations Equiv Neutral Wind Speed Adjusted Wind Speed Fetch Wave Height Wave Period Developed Zobs: 10.00 meters Wind Uobs: delT: 0.75 25.00 mps deg C Overwater DurO: DurF: LAT: F: 86400.00 86400.00 17.00 32186.88 hr hr deg mi Wave Growth Ue: Ua: 0.00 0.00 mps mps Open Water Hm0: Tp: 0.00 0.00 m sec Deep-water Fully- UNABLE TO CONVERGE ON MONIN-OBUKHOV LENGTH (L) Ngµy 20/4/1999 _ WIND ADJUSTMENT and WAVE GROWTH Elevation of Observed Wind Observation Type Observed Wind Speed Zobs: 10.00 Uobs: 4.00 meters Wind mps - Air-Sea Temp Difference (ship) Duration of Observed Wind Duration of Final Wind Latitude of Observation Length of Wind Fetch Equations Equiv Neutral Wind Speed Adjusted Wind Speed Fetch Wave Height Wave Period Developed delT: 25.00 DurO: DurF: LAT: F: 24.00 24.00 17.00 32186.88 Ue: Ua: Hm0: Tp: deg C Overwater hr hr deg mi Wave Growth 3.16 mps 3.10 mps 0.25 2.62 m sec Open Water Deep-water Fully- Hiệu chỉnh mô hình MIKE 21 NSW vùng ven biển Thuận An-Hoà Duân Để hiệu chỉnh mô hình MIKE 21 NSW tiến hành tính toán trờng sóng khúc xạ vùng biển Thuận An - Hoà Duân số liệu sóng đầu vào trình bày Bảng 2.2.1 Đối với phần mềm MIKE21 NSW miền tính toán phải đợc xoay bố trí nh Hình 2.2.1 Cần phải nhận thấy sai số ®é cao còng nh chu kú sãng hiƯn đa vào làm đầu vào tính toán khắc phục đợc với lợng số liệu ngắn trờng sóng gió mà thực tế quan trắc biến đổi độ cao, chu kỳ tốc ®é theo tõng giê ®ång thêi lÊy sè liÖu để tính toán sóng khơi phải lấy sóng với độ cao định chu kỳ định Hình 2.2.3 thể so sánh độ cao sóng quan trắc tính toán trạm V4 Với kết thu đợc khẳng định mô hình tính toán lan truyền sóng khu vực tơng đối đảm bảo độ xác Vì số liệu trạm quan trắc sóng tơng đối nhỏ không quan trắc hớng nên cha có điều kiện để đánh giá so sánh hớng sóng N Hình 2.1.1 Bản đồ độ sâu miỊn tÝnh trêng sãng lín khu vùc Thn An- Hoµ Duân Đầm Cầu N Trạm V4 N Phá Tam Hình 2.2.1: Vị tri quan trắc sóng, gió V4 khu vực Thuận An-Hoà Duân (tọa độ i=483, j=323) Hình 2.2.2 So sánh độ cao sóng quan trắc tính toán mô hình MIKE 21 NSW Hình 3.2.2.13: Trờng độ cao sóng phớng PA7-HI-NE Hình 3.2.2.14: Trờng dòng chảy sóng phơng án PA7-HI-NE Hình 3.2.2.15: Trờng độ cao sóng phơng án PA8-HII-N Hình 3.2.2.16: Trờng dòng chảy sóng phơng án PA8-HII-N Hình 3.2.2.17: Trờng độ cao sóng phơng án PA9-HII-NE Hình 3.2.2.18: Trờng dòng chảy sóng phơng án PA9-HII-NE Hình 3.2.2.19: Trờng độ cao sóng phơng án PA10-AIII-NE Hình 3.2.2.20: Trờng dòng chảy sóng phơng án PA10-AIII-NE Hình 3.2.2.21: Trờng độ cao sóng phơng án PA11-AIII-E Hình 3.2.2.22: Trờng dòng chảy sóng phơng án PA11-AIII-E Hình 3.2.2.23: Trờng độ cao sóng phơng án PA12-HI-N Hình 3.2.2.24: Trờng dòng chảy sóng phơng án PA12-HI-N Hình 3.2.2.25: Trờng độ cao sóng phơng án PA13-HI-NE Hình 3.2.2.26: Trờng dòng chảy sóng phơng án PA13-HI-NE