Mực nước và dòng chảy bài giảng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Dự án nâng cao lực đào tạo Ngành Kỹ thuật bờ biển Biên soạn : PGS TS Nguyễn Văn Lai ThS Nguyễn Thị Phương Thảo Hà Nội, 2006 MỤC LỤC Chương Mở đầu Giới thiệu chung Các định nghĩa khái niệm Phạm vi Môn học: Chương Sóng dài – Các phương trình 11 2.1 Định nghĩa sóng dài 11 2.2 Phân loại sóng dài 11 2.3 Phương trình sóng dài 13 2.3.1 Phương trình sóng dài chiều 13 2.3.2 Hệ phương trình sóng dài hai chiều: 22 2.4 Sóng điều hồ (Harmonic waves) 27 2.4.1 Sóng đơn điều hoà tịnh tiến 30 2.4.2 Sóng đứng 32 Câu hỏi ôn tập 38 Chương Thuỷ triều dòng triều 39 3.1 Nguồn gốc phát sinh thuỷ triều 39 3.1.1 Lực hấp dẫn 39 3.1.2 Lực tạo triều 41 3.1.3 Thuyết tĩnh học (The equilibrium theory) 45 3.1.4 Phân tích thiên văn lực tạo triều 49 3.1.5 Thành phần sóng triều 55 3.2 Phân tích dự tính thuỷ triều 59 3.2.1 Giới thiệu 59 3.2.2 Phân tích điều hồ thuỷ triều (Harmonic analysis of the tide) 59 3.2.3 Dự tính thuỷ triều (Tidal prediction) 65 3.2.4 Phân loại thuỷ triều 66 3.3 Chế độ thuỷ triều Biển Đông ven biển Việt Nam 67 3.3.1 Chế độ thủy triều Biển Đông 67 3.3.2 Chế độ thuỷ triều dọc ven bờ biển Việt Nam biến động phức tạp tính chất độ lớn 71 3.3.3 Dòng triều dọc ven biển Việt Nam 77 Câu hỏi ôn tập: 77 Chương Sóng dài – trường hợp cực trị 78 4.1 Sóng thần - Tsunami 78 4.1.1 Định nghĩa khái niệm sóng thần 78 4.1.2 Phân loại Tsunamis 79 4.1.3 Đặc trưng sóng thần 80 4.1.4 Các quy tắc an tồn với sóng thần 81 4.2 Nước dâng bão (Storm Surge) 83 4.2.1 Giới thiệu chung nước dâng bão 83 4.2.2 Phân loại nước dâng bão 85 4.2.3 Ảnh hưởng nước dâng bão tới vùng ven bờ 86 4.2.4 Tính tốn dự báo nước dâng bão 87 4.2.5 Sự phân bố nước dâng bão dọc bờ biển Việt Nam 91 Chương Động lực học cửa sông 98 5.1 Giới thiệu chung 98 5.2 Định nghĩa cửa sông 99 5.3 Phân loại cửa sông 100 a Phân loại cửa sông theo thuỷ triều 100 b Phân loại theo hình thái học 101 c Phân loại cửa sông theo quan hệ yếu tố dịng chảy sơng, sóng triều: 101 d Phân loại theo hình dạng lịng sơng (trên mặt chiếu bằng): 101 e Phân loại theo cấu trúc độ mặn 102 5.4 Các cửa sông Việt Nam 103 Các cửa sông estuary 103 Các cửa sông vùng châu thổ (delta) 105 Các cửa sông phẳng miền Trung 108 5.5 Dòng chảy cửa sông ảnh hưởng thuỷ triều 109 5.5.1 Sóng triều sông 109 5.5.2 Thủy triều bore (Mặt sóng gián đoạn - tidal bores) 116 5.6 Dòng mật độ xâm nhập mặn 118 5.6.1 Giới thiệu chung 118 5.6.2 Mật độ tạo dịng trao đổi vùng cửa sơng (Density induced exchange flow) 119 5.6.3 Phân loại dòng mật độ 121 5.6.4 Xâm nhập mặn xáo trộn nước cửa sông 121 Chương Dòng chảy biển 136 6.1 Khái niệm dòng chảy biển 136 6.2 Các lực sinh dòng chảy biển 136 6.3 Phân loại dòng chảy 137 6.4 Dòng chảy đại dương 139 6.4.1 Lý thuyết Ekman 139 6.4.2 Cơ chế hình thành dịng chảy gió 145 6.4.3 Hệ thống dòng chảy biển đại dương 147 6.4.4 Chuyển động thẳng đứng biển - Hiện tượng nước trồi (Upwelling) 152 6.4.5 Dòng mật độ 153 6.5 Dòng chảy vùng ven bờ 154 6.5.1 Dòng dọc bờ 157 6.5.2 Dòng ngang bờ (dòng tiêu hay dòng tách bờ) 159 6.6 Hoàn lưu biển Đông 162 Tài liệu tham khảo 166 PHỤ LỤC 167 Chương Mở đầu Giới thiệu chung Việt nam nằm bán đảo Đông Dương thuộc Đơng-Nam Châu Á có diện tích đất liền 332 nghìn km2 với lãnh hải khoảng triệu km2 thuộc Biển Đơng (3.447.000km2) đầy nắng gió tài ngun phía tây Thái Bình Dương Tồn đường bờ biển trải dài 3260km uốn theo hình chữ S Biển Đông biển ấm nằm trọn vùng nhiệt đới tương đối kín có hàng ngàn đảo quần đảo che chắn (hình 1.1) Nơi có chế độ thuỷ triều đặc sắc: hội đủ kiểu triều từ nhật triều tiếng giới Hòn Dáu-Hải Phòng với độ lớn lên tới 4m đến chế độ bán nhật triều Hình 1.1 Bản đồ Biển Đơng có độ lớn khoảng 0,5m cửa Thuận An – Huế Độ lớn thuỷ triều trung bình cho tồn khu vực 1,5m (xem hình 1.2) Do bờ biển Việt Nam trải dài từ vĩ độ 80N đến 220N từ kinh độ 1050E tới 1080E, nên vùng thường xuyên chịu ảnh hưởng trực tiếp bão từ trung tâm bão phía tây Thái Bình Dương Theo thống kê gần cho thấy năm trung bình có khoảng 30 bão xảy Biển Đơng, có 4-6 bão đổ vào bờ biển Việt Nam Đặc biệt kỷ lục cao có năm 12 với cường độ gió phạm vi từ cấp đến cấp 10 Ngồi ra, gió mùa nguyên nhân sóng với nhiều kích thước khác quanh năm vỗ vào bờ tạo nên đường bờ mn hình vạn trạng với cảnh đẹp thiên nhiên kỳ thú cho phát triển du lịch Hệ mối quan hệ tương tác biển-khí vùng gió mùa tạo nên Biển Đơng có hai dịng chảy dọc ven biển Việt Nam: vịnh Bắc Bộ vịnh Thái Lan Cả hai dòng chảy theo chiều ngược chiều kim đồng hồ có ảnh hưởng đáng kể tới q trình ven bờ khí hậu vùng Dọc bờ biển Việt Nam, trung bình khoảng 20km lại có cửa sông Hầu hết sông bắt nguồn từ vùng núi cao phía tây tây bắc Các cửa sơng có mở rộng đường bờ vùng ln có tranh chấp yếu tố biển với đất liền Các cửa sông phân bố dường có đối xứng tự nhiên Bắc Nam Ở phía bắc, có cửa sơng đổ nước vịnh Hạ Long, phía nam có dịng sơng chảy vào vịnh Rạch Giá Cả hai vùng có phong cảnh đẹp, vận tải thuỷ công nghiệp phát triển Những cửa sông vùng châu thổ phải kể đến cửa Ba Lạt, Trà Lý sơng Hồng phía Bắc sơng Tiền, sơng Hậu thuộc sơng Mêkơng phía nam Cả hai vùng vựa lúa lớn Việt Nam Đối với bờ biển duyên hải miền Trung, hầu hết cửa sơng phẳng có bãi cát nằm dọc theo hướng bắc nam mà có thay đổi theo chế độ gió mùa hàng năm Tất cửa sông miền Trung Việt Nam trung tâm đánh bắt cá quan trọng Nước vùng cửa sông ven biển không lặng mà ln ln có vận động Chuyển động tranh chấp lực phía lục địa phía ngồi biển: dịng chảy từ sơng nước nguồn đổ về, dịng triều ngồi biển, dịng chảy sóng (do sóng gió), dịng mật độ chênh lệch mật độ nước sông nước biển Khi dịng chảy hình thành lại chịu tác động lực địa lý (lực coriolis) làm cho dòng chảy biến đổi phức tạp Để nghiên cứu vùng cửa sông ven biển đòi hỏi người kỹ sư kỹ thuật bờ biển phải có hiểu biết thuỷ văn, Hình 1.2 Chế độ thuỷ triều Biển Đông thuỷ lực, hải dương học tốn học để nhận biết nguồn gốc trình cắt nghĩa chế tượng trình xảy Vùng cửa sông ven biển nơi tập trung dân cư đông đúc hoạt động kinh tế xã hội phát triển nhanh, đặc biệt có nhiều thành phố lớn, cảng biển, trung tâm văn hố thương mại như: Hải Phịng, Đà Nẵng (Việt Nam), New York (Mỹ), Amsterdam (Hà Lan), Singapore…Với sách mở cửa Chính phủ Việt nam, việc nghiên cứu giảm thiểu thiên tai khai thác tiềm kinh tế biển có điều kiện để trao đổi kinh nghiệm với nước khác giới tổ chức quốc tế quan tâm giúp đỡ Giáo trình hoàn thành với giúp đỡ giáo sư chuyên gia từ Trường Đại học kỹ thuật Delft, Viện nghiên cứu thuỷ lực Delft Viện UNESCO IHE – Hà Lan Các định nghĩa khái niệm Vùng bờ (Coastal zone) Vùng bờ hiểu vùng chuyển tiếp mà đất liền gặp biển, nơi chịu ảnh hưởng trực tiếp trình thuỷ động lực học biển sông Ranh giới vùng bờ mở rộng Hình 1.3 Sơ hoạ cửa sơng điển hình ngồi khơi tới bờ thềm lục địa nơi khơng cịn tác động dịng chảy lũ lịch sử phía đất liền tới điểm tác động biển không vượt qua nơi mà dao động thuỷ triều triệt tiêu mùa cạn Vùng bờ vùng có hệ sinh thái tự nhiên đa dạng, có suất sinh học cao, kết hợp với lâm nghiệp hội canh tác nông nghiệp vùng đất ven bờ màu mỡ, với đủ loại đánh bắt nuôi trồng thủy sản vùng nước ven bờ giàu có Hơn nữa, vùng có nhiều yêu cầu cho phát triển kinh tế công nghiệp Vùng bờ trung tâm hoạt động thương mại, vùng du lịch hấp dẫn Cửa sông – (Estuary) Cửa sông hiểu đơn giản nơi sông gặp biển Hầu hết cửa sơng có đặc tính lưu vực sơng, thường có hướng uốn khúc có nhiều nhánh Giới hạn cửa sông thường xem điểm xa nơi khơng cịn nhận thấy lên xuống thuỷ triều Cửa sông thường chia thành ba phần: phần (phần biển) cửa sông, nơi biển tiếp giáp với sông; phần giữa, hầu hết trình xáo trộn nước biển nước sông; phần (phần sông) cửa sông, chủ yếu bị ảnh hưởng nước nguồn từ lưu vực đổ chịu ảnh hưởng thuỷ triều lên xuống hàng ngày, đoạn cuối cửa sơng (hình 1.3) Thuỷ triều – (Tide) Thuỷ triều lên xuống nước biển theo chu kỳ sức hấp dẫn vũ trụ Mặt Trăng, Mặt Trời với Trái Đất Chuyển động thuỷ triều chuyển động có chu kỳ dài: ngày, nửa ngày Trong chu kỳ dao động, mực nước cao gọi đỉnh triều/nước lớn (HW), mực nước thấp Hình1.4 Ví dụ thuỷ triều thiên văn gọi chân triều/nước ròng (LW) Chênh lệch đỉnh triều chân triều gọi độ lớn thuỷ triều Khoảng thời gian hai lần nước lớn hai lần nước ròng xuất liên tiếp gọi chu kỳ triều T (hình 1.4) Khi quan trắc thuỷ triều vùng bán nhật triều vịng ngày (khoảng 24 50 phút) thấy đỉnh triều chân triều thứ khác với đỉnh triều chân triều thứ hai Sự khác gọi chênh lệch triều ngày Khi quan trắc thuỷ triều thời gian dài thấy có thời Hình 1.5 Q trình mực nước triều kỳ có độ lớn triều tương đối lớn tháng có thời kỳ độ lớn triều tương đối nhỏ Khoảng thời gian mực nước triều lên cao xuống thấp gọi kỳ triều cường (spring tide), ngày mực nước triều biến đổi nhỏ gọi kỳ nước kém/kỳ nước sinh (neap tide) Thời gian hai lần triều cường triều liên tiếp khoảng 15 ngày (nửa tháng) (hình 1.5) Nước dâng bão – (Storm surge) Nước dâng bão tượng mực nước biển dâng nhanh mức bình thường vùng ven biển tác động gió bão hay áp thấp di chuyển biển đại dương Ngoài ra, bão gió mạnh cịn tạo tạo sóng lớn Nước dâng bão sóng làm tăng đáng kể mực nước ven bờ Nếu bão lớn xảy vào lúc triều cường mực nước tăng lên cao sóng lớn tạo lên điều kiện bất lợi cơng trình hoạt động kinh tế biển vùng ven bờ Sau trận bão sau mùa mưa bão cơng trình bảo vệ bờ bị biến dạng đáng kể tác động sóng Chiều cao nước dâng bão tuỳ thuộc vào vận tốc, hướng đà gió, thời gian trì bão độ sâu nước độ dốc vùng gần bờ Trong bão lớn, nước dâng bão làm cho mực nước biển tăng lên 6m Nước dâng bão tăng cường ảnh hưởng dạng phễu cửa sơng Dịng chảy biển - hải lưu (Currents) Dịng chảy hình thành biển đại dương Một số nguyên nhân gây chênh lệch độ cao mặt nước thuỷ triều, gió, sóng Sự thay đổi nhiệt độ, độ mặn nước dẫn đến thay đổi mật độ nước gây dòng chảy Dịng trơi gió – (Wind currents) Khi gió thổi bề mặt nước tạo ứng suất tiếp làm cho phần tử nước bề mặt chuyển động theo hướng gió thổi Như dòng chảy mặt nước tạo Dòng chảy sóng – (Wave currents) Khi sóng tiến vào bờ tạo dịng chảy vùng nước nơng song song với đường bờ, gọi dòng ven bờ Dòng chảy này, điều kiện định, quay trở lại biển gọi dịng tiêu (hay dòng chảy ngang bờ) (rip current) Các loại dòng chảy khác – (Exceptional currents) Nếu mực nước lên xuống vùng nước chảy hay chảy vào vùng Các loại dịng chảy tạo thuỷ triều xảy cửa đầm phá, vịnh hay cửa vào cảng Ở nơi bị thu hẹp, dòng triều thường chảy vào thuỷ triều dâng cao (triều lên hay triều dâng) chảy thuỷ triều hạ thấp (triều xuống hay triều rút) Ngoại lệ xảy thời điểm lưu lượng sơng cao, gió mạnh dịng mật độ đóng vai trị quan trọng hệ thống dòng chảy Dòng mật độ - (Density currents): Chất lỏng chuyển động trường hấp dẫn tạo biến đổi mật độ chất lỏng hay khác mật độ chất lỏng phức tạp tạo dịng mật độ Dịng mật độ định nghĩa “dịng chất lỏng chuyển động từ nơi có mật độ cao đến nơi có mật độ thấp” Dòng chảy trao đổi – (Exchange flows) Dòng trao đổi xảy mà bỏ vật chắn thẳng đứng ngăn cách hai thể nước có mật độ khác Sau chất lỏng nặng chìm xuống đáy xâm nhập vào chất lỏng nhẹ hơn, đẩy chất lỏng nhẹ lên Mặt khác chất lỏng nhẹ xâm nhập dọc bề mặt vào thể nặng Cơ chế thường xảy âu thơng thuyền, có cửa ngăn nước (ví dụ kênh) với nước biển Trong trường hợp tượng trao đổi dòng chảy gây nước mặn xâm nhập vào nước Sóng thần – (Tsunami) Trong tiếng Nhật, từ sóng lớn cảng Các sóng thường tạo động đất, sạt lở ngầm đại dương hoạt động núi lửa nước Chiều dài sóng thần lên tới hàng trăm km, chí đại dương tỷ lệ chiều dài sóng độ sâu ln mức sóng truyền vào vùng nước nơng Vận tốc sóng Hình 1.6 Sóng thần 26/12/2004 thần bị chi phối độ sâu vùng nước mà sóng qua Mặc dù sóng thần truyền với Inđônêxia vận tốc lớn, đại dương chiều cao sóng nhỏ, khơng q 1m khó nhận sóng Tuy nhiên vùng nước nông ven bờ, tốc độ truyền sóng giảm chiều dài sóng giảm Do lượng sóng trì nên chiều cao sóng tăng lên đáng kể Seiches: Những dao động mực nước hồ nghiên cứu Hồ Geneva – Thụy Sỹ, người ta gọi dao động seiches Seiches loại sóng đứng chuyển động lên xuống lặp lặp lại từ đầu đến đầu hồ sâu Sự thay đổi áp suất khơng khí hay nhiễu động khác sinh sóng đứng Tốc độ chiều dài sóng phụ thuộc vào độ sâu thủy vực khoảng cách bờ Ngồi sóng seiches xảy vịnh, cửa sơng hay cảng mà có thơng biển Độ muối/Độ mặn (Salinity) Độ muối/độ mặn định nghĩa tổng lượng chất rắn hoà tan biểu thị gam kg nước biển sau chưng khô nhiệt độ 480oC, điều kiện tất muối carbonat bị ơxy hố, ion Brôm ion I-ốt thay đương lượng ion Clo toàn chất hữu bị ơxy hố đốt cháy hồn tồn Theo định nghĩa thấy độ mặn đặc tính phức tạp nước biển khó đo đạc Tuy nhiên, đại dương chất xáo trộn hồn tồn có nhiều thành phần gần số, điều làm cho đo đạc độ mặn trở nên đơn giản: Chỉ cần đo nồng độ thành phần để xác định độ mặn mẫu nước cho Thành phần xuất nhiều dễ đo đạc xác ion clo, Cl- Phần trọng lượng mẫu nước cho kết trực tiếp cho diện ion gọi độ clo thường biểu thị g/kg nước biển phần nghìn (‰) Trong mẫu nước đại dương ion clo chiếm 55% lượng chất rắn hoà tan, cách đo đạc nồng độ ion xác định tổng độ mặn theo phần nghìn quan hệ sau: S(‰) = 1,80655 x Cl (‰) Mơ hình tốn (Mathematical Model) Các biểu thức tốn học mơ tả q trình vật lý diễn nước Mơ hình tốn giải theo phương pháp giải tích số trường hợp đơn giản, chế độ dòng chảy phức tạp giải phương pháp số Các phương trình tốn học mơ q trình vật lý giải cách rời rạc hố theo khơng gian thời gian, với trợ giúp máy tính điện tử giải phương trình nhanh nhiều Phạm vi Môn học: Kiến thức đầy đủ sóng ngắn cung cấp mơn học Sóng gió Mơn học “Mực nước dịng chảy” cung cấp kiến thức sóng dài thuỷ triều, sóng thần nước dâng bão xoáy thuận nhiệt đới Đồng thời giới thiệu đặc trưng thuỷ động lực học vùng cửa sông ven biển Đặc biệt môn học cung cấp kiến thức dòng chảy đại dương vùng ven biển Nội dung môn học “Mực nước dòng chảy” chia thành phần sau: - Chương 1.Phần mở đầu: Giới thiệu mục đích nội dung u cầu mơn học mối liên hệ với mơn học khác - Chương 2: Sóng dài phương trình tính tốn sóng dài - Chương 3: Thuỷ triều - nguồn gốc lý thuyết thuỷ triều, dự tính triều đặc điểm thuỷ triều dọc ven biển Việt nam - Chương 4: Hiện tượng đặc biệt sóng dài sóng thần, nước dâng, kết hợp tượng vùng nước nông - Chương 5: Động lực cửa sông - ảnh hưởng mật độ tới chế độ thuỷ động lực học, dạng đặc biệt sóng dài thuỷ triều gây cửa sơng - Chương 6: Dịng chảy biển – kiến thức dòng chảy đại dương ven bờ Sau học xong môn học sinh viên phải nắm chất tượng dao động mực nước dòng chảy biển vùng cửa sông ven biển, đồng thời tính tốn đặc trưng phục vụ cho cơng tác quy hoạch, thiết kế cơng trình, quản lý khai thác tổng hợp bảo vệ môi trường vùng cửa sơng ven biển Bài giảng làm tài liệu tham khảo cho nghiên cứu sinh kỹ sư làm công tác thuỷ lợi quản lý khai thác tài nguyên vùng cửa sông ven biển Bài giảng xuất lần đầu, tác giả trân trọng góp ý nội dung hình thức người đọc đồng nghiệp Mọi góp ý xin gửi Khoa Kỹ thuật bờ biển, Trường Đại học Thuỷ lợi, 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội 10 sóng vỡ khoảng thời gian dài chuyển tải nhiều nước vào phía bờ Độ thoải bãi thường phổ biến khoảng 1/40 hay 0,025 Trong trường hợp bãi dốc dịng ngang bờ yếu sóng vỡ gần bờ vùng sóng vỡ hẹp (xem hình 6.7) Hình 6.7 Dịng ngang bờ bãi thoải dốc Khoảng cách dòng tiêu Một dòng ngang bờ xảy đơn lẻ gần cơng trình nhân tạo hay cầu tàu, đê chắn sóng trình bày phần sau Nhưng xảy nhiều dịng tiêu điều kiện khác đoạn đường bờ Chẳng hạn dòng ngang bờ xảy khi: - Một dòng tạo dòng khác bị tiêu tan gần vị trí - Có nhiều khoảng trống gần bãi cát khu vực - Góc sóng tới gần với pháp tuyến bãi có mũi nhọn Do chất tự nhiên, khoảng cách dòng tiêu thường quan trắc thấy nhỏ 500m biến đổi tùy thuộc vào độ dốc bãi, hướng đường bờ, chiều cao sóng chu kỳ sóng (hình 6.8) 160 Hình 6.8 Khoảng cách dịng ngang bờ Thời gian trì dịng ngang bờ: Dòng ngang bờ tồn tạm thời, dòng tiêu đơn thường khoảng 10 đến 20 phút Rất nhìn thấy dịng ngang bờ trì đến Điều khơng có nghĩa vùng bãi biển không bị ảnh hưởng hàng loạt dịng ngang bờ có thời gian trì lớn 10 đến 20 phút mà xuất nhiều dòng thời gian dài dọc theo bãi biển thẳng Vận tốc dòng ngang bờ: Vận tốc dịng ngang bờ thường gián đoạn tăng nhanh phút chốc nhóm sóng tới lớn khơng ổn định hồn lưu gần bờ Điều quan trọng cần biết thay đổi vận tốc dòng ngang bờ xảy tương ứng với thay đổi chiều cao sóng, chu kỳ sóng tới thay đổi mực nước Vận tốc dịng ngang bờ trung bình 1-2ft/s (0,3-0,61m/s), dịng mạnh lên tới 8ft/s (2,44m/s) Nếu khơng cần dụng cụ đo đạc ước đốn độ lớn dịng ngang bờ dựa khoảng cách chúng dọc theo bãi biển Nếu dịng ngang bờ vùng có độ cao sóng định thường cho thấy vận tốc xa bờ cao, nhiều dòng ngang bờ vùng có độ cao sóng thường có xu hướng giảm tốc độ Nói chung, khoảng cách dịng tách bờ lớn vận tốc dòng chảy lớn Tuy nhiên điều kiện thực trạng sóng mực nước, vận tốc cao xảy bãi biển không cần kể đến khoảng cách dòng tách bờ Hướng đường bờ góc sóng tới đặc điểm mấu chốt để đánh giá khả hình thành dịng ngang bờ bãi biển định Sóng tới gần vng góc với bờ dễ dàng tạo dịng ngang bờ sóng có góc tới nhỏ Sự biến đổi dọc bờ sóng tới tương tác sóng lực tạo biến đổi mực nước dâng sóng dẫn tới hình thành dịng ngang bờ Sự tương tác sóng điều kiện biên điều kiện địa hình vùng sóng vỗ, cơng trình ven bờ 161 bãi cát dọc bờ ảnh hưởng đến hình thành dịng ngang bờ Thủy triều ảnh hưởng tới hình thành độ lớn dịng ngang bờ qua biến đổi chiều rộng vùng sóng vỗ độ sâu nước bãi cát 6.6 Hồn lưu biển Đơng Cho đến có nhiều cơng trình nghiên cứu hồn lưu đặc điểm dịng chảy biển Đông theo hai hướng tiếp cận Hướng thứ xử lý thống kê trường dòng chảy thực đo tính tốn theo phương pháp động lực số cơng trình nghiên cứu kết Wyrtki xem đầy đủ xây dựng nguồn tư liệu thực đo quy mơ tồn biển Đơng Hướng thứ hai tính dịng chảy phương pháp mơ hình số, kết tính tốn Đinh Văn Ưu xem có độ tin cậy lớn nhất, có khả giải thích cấu trúc nhiệt động học biển Đơng Đặc điểm quan trọng nhân tố tác động lên mặt biển Đông biến động mạnh mẽ chúng theo không gian thời gian Sự biến đổi theo thời gian chủ yếu gió mùa gây nên, cịn ngun nhân biến đổi theo khơng gian địa hình q trình hịan lưu khí nhiệt đới- xích đạo quy mơ lớn Cùng với nhân tố tác động lên mặt biển, q trình trao đổi biển Đơng với thủy vực biển kề cận đất liền có biến động lớn theo không gian thời gian, điều có ảnh hưởng lớn đến chế độ thủy văn hoàn lưu biển Thực chất hoàn lưu biển Đơng hồn lưu mùa, bao gồm hai tranh hoàn lưu đối lập tương ứng với hai mùa gió: gió mùa đơng gió mùa hè Hình 6.9 biểu diễn dịng chảy mùa đơng dịng chảy mùa hè mặt biển Đơng Hình 6.9a Hồn lưu tầng mặt tháng Hình 6.9b Hồn lưu tầng mặt tháng Đối với thời kỳ chuyển tiếp, phụ thuộc vào trình thay trường khí tượng mùa mà đặc trưng hồn lưu xuất sớm lưu lại dài 162 Trong mùa đơng, hồn lưu nước tầng mặt biển Đơng hình thành xốy thuận phần lớn khu vực biển sâu kèm theo tượng cường hóa dịng chảy dọc bờ biển miền Trung, Việt Nam Tại vùng biển khơi Nam Trung Bộ, xoáy thuận bị thu hẹp theo chiều ngang tạo thành xốy nam biển Đơng với dải hội tụ theo hướng kinh tuyến Trên khu vực bắc biển Đông, bên cạnh xốy thuận hệ tác động hiệu ứng gió, dịng Kuroshio xâm nhập vào biển Đơng làm xuất dịng chảy ấm bắc biển Đơng chảy ngược chiều gió Như mùa đơng biển Đơng tồn xoáy thuận lớn bao gồm hai xoáy thuận vừa ( phần bắc phần nam biển) Xốy nghịch khu vực đơng-bắc biển bao gồm dòng chảy Kuroshio xâm nhập vào dòng chảy ấm biển Đơng Xốy nghịch phía bắc Borneo hình thành dịng từ thềm lục địa dịng chảy ven bờ (hình 6.10a) Hình 6.10 Sơ đồ phận hoàn lưu biển Đơng [2] Kuroshio Dịng chảy ấm biển Đơng Dòng Kuroshio xâm nhập trực tiếp Dòng ven Quảng Đơng Dịng uốn Kuroshio Xốy thuận nam biển Đơng 5,6 Dịng tây Luzon 10 Dịng thềm lục địa Trong mùa hè, dịng chảy có xu theo hướng ngược hẳn với mùa đông, vùng biển phía nam tồn xốy nghịch dọc theo kinh tuyến 1100E Vị trí tâm xốy nghịch phụ thuộc vào cường độ vị trí khu vực hoàn lưu tách bờ Đối với hoàn lưu chung, phận dịng chảy từ phía nam tiếp tục lên phía bắc với tốc độ dần mạnh lên, chảy dọc theo ven bờ Trung Quốc thoát biển Đơng Trung Hoa qua eo Đài Loan (hình 6.10b) 163 Trong vịnh Bắc Bộ vịnhThái Lan, độ sâu biển khơng lớn nên hồn lưu hình thành chủ yếu tác động trường gió thịnh hành mặt biển Tuy nhiên với mối quan hệ tương đối chặt chẽ với biển Đơng, q trình trao đổi nước qua cửa vịnh tạo nên tính đa dạng phân bố, biến động hoàn lưu mùa vịnh Tính đa dạng cịn bị chi phối khác biệt trình tương tác biển khí, chủ yếu tương tác nhiệt vịnh, phụ thuộc vào vị trí địa lý chúng Đặc điểm quan trọng hoàn lưu vịnh Bắc Bộ tồn dòng chảy ven bờ tây vịnh năm Bên cạnh hồn lưu dạng xốy thuận cịn có diện xốy nghịch vùng biển phía bắc vịnh mùa hè Nguyên nhân hình thành hồn lưu mùa hè vịnh Bắc Bộ phân hóa hướng gió vịnh, kết hợp áp thấp bắc Đông Dương dải hội tụ nhiệt đới Với hướng gió thịnh hành đông – nam từ Bạch Long Vĩ đến Hải Phịng, Quảng Ninh, hình thành hai xốy đối lập dấu nằm hai phía bắc nam khẳng định vai trị biển Đơng việc tăng cường dịng chảy phía nam ven bờ tây vịnh Hoàn lưu vịnh Thái Lan khác biệt hai mùa, mùa đơng dạng xốy thuận mùa hè dạng xoáy nghịch Các kết khảo sát cho thấy tồn số xốy quy mơ vừa mùa khu vực phía bắc vịnh, ven bờ biển Việt Nam Malaysia Sự phân hóa giải thích bở phân hóa trường gió vịnh biển Đơng: gió tây vịnh tây nam biển Đông mùa hè, đông bắc biển Đơng đơng vịnh mùa đơng Ngồi ra, trình trao đổi nước vịnh biển Đông biến đổi lưu lượng sông góp phần tạo chuyển động đa dạng Một đặc điểm hoàn lưu liên quan đến vùng viển Việt Nam dòng chảy phía nam ven bờ tây Nam Bộ hai mùa, điều khẳng định qua nhiều kết khảo sát kết tính tốn theo phương pháp mơ hình hóa Ngồi dịng chảy vận động theo phương ngang, nước biển Đông, đặc biệt phân tây tây nam, tức dọc bờ biển Việt Nam, từ Nam Trung Bộ, Đông Nam Bộ cửa vịnh Thái Lan tồn phát triển dịng chảy theo phương thẳng đứng: vùng nước trồi (upwelling) nước chìm (sinking) Đây tượng độc đáo quan trọng làm biến đổi mơi trường nước, hình thành khối nước khác có liên quan tới độ phì nước biển nghề khai thác hải sản Các vùng có tượng nước trồi vùng dị thường nước mặt khơi Chẳng hạn vùng biển phía ngồi Phan Thiết mùa hè có nhiệt độ thấp, khoảng 260C nhiệt độ nước xung quanh lại 28-290C, ngược lại độ muối lại lớn khoảng 34‰, vùng xung quanh 33-33,5‰.Để giải thích nguyên nhân hình thành tượng có nhiều ý kiến khác nhau, song nhìn chung ảnh hưởng tổ hợp yếu tố địa hình bờ, đáy biển xáo trộn hải lưu có hướng trái ngược 164 Tốc độ dòng nước trồi nhỏ có phân hóa khác tùy thuộc vào điều kiện địa phương cụ thể Theo nghiên cứu bước đầu Trương Đình Hiển (1981), tốc độ nước trồi trung bình khoảng 0,5-4.10-3cm/s, vùng Ninh Thuận Bình Thuận Nam Trung Bộ nước ta 0,7.10-3cm/s vùng đông nam Côn Đảo 4.10-3cm/s Đồng thời, theo kết tính tốn sơ Nguyễn Kim Vinh (1981), tốc độ cực đại nước trồi tới 4.10-2cm/s giá trị tuyệt đối dịng nước chìm nhỏ vào khoảng 0,9.10-2cm/s Câu hỏi ơn tập: Trình bày tóm tắt lý thuyết hải lưu trơi Ekman? Các loại dịng chảy vùng cửa sơng ven biển đại dương? Đặc trưng hồn lưu Biển Đơng? 165 Tài liệu tham khảo 10 11 12 13 14 15 16 17 Nguyen Ngoc Thuy (1986) Tides in the coastal zones of Viet Nam Hanoi Roos A (1997) Tides and tidal currents IHE-Delft Van Heijst (1996) Geophysical fluid dynamics.- Eindhoven, October Marco Bijvelds (2001) Numerical modelling of estuarine flow over steep topography-Doctoral thesisEindhoven Nielson, B.J., A Kuo & J Brubaker (eds.) 1989 Estuarine circulation Humana Press, Clifton, NJ pp400 Kramer Kees J.M., Brockmann Uwe H Warwick (1994) Tidal estuaries: Manual of Sampling and Analytical Procedures Doodson A.T., Warburg H.D.; (1941) Adminiralty manual of tides,-Her majecsty’s stationary office , Publications of the Hydrographic Department, London, Reprinted 1980, 270p Bearman, J Brown, (1989) Water, tides and shallow-water processes Pergamon Press, 186p Stelling G.S., Booij N (1999) Computational modelling flow and transport Delft University of Technology, Faculty of Civil Engineering and Geosciences 157p G.Abraham (1982-1983) International course in hydraulic engineering- Reference notes on density currents and transport processes Delft David T.Pugh (1987) Tides, surges and mean sea level Harold V Thurman (1983) Essentials of oceanography.United States of America C.B Vreugdenhil (1998), Numerical methods for shallow water flow, Kluwer academic publishers Steven A Hughes (1993), “Physical models and laboratory techniques in coastal engineering” in Advanced series on Coastal engineering – volume World scientific – Singapore Yalin, M.S.1971 Theory of Hydraulic models, MacMilan Press, London, England Leo C van Rijn, 1998, Principles of coastal morphology, Aqua publication A.G van Os (1998) Density currents and salt intrusion IHE-Delft 18 Nguyễn Văn Âu, Địa lý tự nhiên biển Đông, Nhà xuất đại học Quốc gia Hà nội ,2002 19 Vũ Uyển Dĩnh, Môi trường biển tác động lên công trình, Nhà xuất xây dựng,2002 20 Lương Phương Hậu, Động lực học cơng trình cửa sơng, Nhà xuất xây dựng, 2005 21 Phạm Văn Vỵ, Bài giảng Động lực học biển, Trường ĐH Quốc gia Hà nội, 2000 22 Nguyễn Văn Lai, giáo trình Hải dương học, nhà xuất xây dựng, hà nội 2006 23 Website: http://science.howstuffworks.com/ocean-current3.htm 24 http://oceanworld.tamu.edu/students/currents/currents3.htm 166 PHỤ LỤC Bảng 3.3 Node factor f for the middle of each year for the period 1970 to 1999 (P Schureman: Manual of harmonic analysis and prediction of tides U.S Department of Commerce, Coast and Geodetic Survey, 1941) Constituent J1 K1 K3 L3 M1 M1, N3, 2N, λ3, M3 M4, MN M4 M3 O1, Q1, 2Q, ρ1 OO MK 2MK Mf Mm 1970 1.155 1.105 1.289 0.882 1.967 0.966 0.950 0.934 0.903 0.873 1.170 1.716 1.068 1.032 1.417 0.882 1971 1.132 1.088 1.232 0.668 2.176 0.973 0.960 0.948 0.922 0.896 1.143 1.575 1.059 1.031 1.341 0.906 1972 1.097 1.063 1.150 1.118 1.503 0.983 0.975 0.967 0.951 0.935 1.101 1.380 1.045 1.028 1.233 0.940 1973 1.051 1.029 1.055 1.270 1.012 0.995 0.993 0.991 0.966 0.981 1.047 1.159 1.024 1.020 1.102 0.982 1974 0.995 0.991 0.957 1.014 1.535 1.008 1.012 1.016 1.024 1.032 0.984 0.940 0.998 1.006 0.962 1.025 1975 0.936 0.951 0.871 0.808 1.777 1.020 1.029 1.039 1.060 1.081 0.920 0.750 0.970 0.989 0.831 1.067 1976 0.881 0.916 0.804 0.988 1.428 1.029 1.044 1.059 1.090 1.122 0.863 0.607 0.943 0.970 0.723 1.100 1977 0.842 0.891 0.763 1.179 0.870 1.035 1.054 1.072 1.110 1.149 0.822 0.517 0.923 0.956 0.652 1.123 1978 0.827 0.882 0.748 1.169 0.874 1.038 1.057 1.077 1.118 1.160 0.806 0.485 0.915 0.950 0.625 1.131 1979 0.839 0.890 0.760 0.994 1.361 1.039 1.054 1.073 1.112 1.151 0.819 0.512 0.922 0.955 0.647 1.124 Constituent J1 K1 K2 L2 M1 M1, N3, 2N, λ3, M3 M4, MN M4 M3 O1, Q1, 2Q, ρ1 OO MK 2MK Mf Mm 1980 0.877 0.913 0.799 0.848 1.656 1.030 1.045 1.061 1.092 1.125 0.858 0.596 0.941 0.969 0.715 1.103 1981 0.930 0.948 0.864 1.001 1.468 1.021 1.031 1.042 1.063 1.085 0.915 0.735 0.967 0.987 0.820 1.070 1982 0.989 0.987 0.949 1.238 0.974 1.009 1.013 1.018 1.027 1.036 0.979 0.921 0.996 1.005 0.949 1.029 1983 1.045 1.026 1.045 1.157 1.323 0.997 0.994 0.993 0.989 0.986 1.041 1.137 1.022 1.019 1.088 0.986 1984 1.093 1.060 1.142 0.745 2.050 0.984 0.977 0.969 0.954 0.939 1.096 1.361 1.043 1.027 1.221 0.944 1985 1.130 1.086 1.226 0.811 2.032 0.974 0.962 0.949 0.924 0.901 1.140 1.560 1.058 1.031 1.333 0.909 1986 1.153 1.104 1.285 1.263 1.292 0.967 0.951 0.935 0.904 0.874 1.168 1.706 1.068 1.032 1.412 0.884 1987 1.164 1.112 1.315 1.244 1.367 0.964 0.946 0.928 0.894 0.862 1.182 1.778 1.072 1.032 1.450 0.872 1988 1.163 1.111 1.310 0.749 2.142 0.964 0.947 0.930 0.896 0.864 1.180 1.766 1.071 1.032 1.443 0.874 1989 1.148 1.100 1.270 0.746 2.122 0.969 0.954 0.939 0.910 0.881 1.161 1.668 1.065 1.032 1.392 0.891 Constituent J1 K1 K2 L2 M1 M1, N3, 2N, λ3, M3 M4, MN M4 M3 O1, Q1, 2Q, ρ1 OO MK 2MK Mf Mm 1990 1.120 1.079 1.203 1.216 1.334 0.977 0.966 0.955 0.932 0.911 1.128 1.505 1.054 1.030 1.303 0.918 1991 1.080 1.051 1.115 1.248 1.156 0.968 0.982 0.976 0.964 0.952 1.081 1.296 1.038 1.025 1.184 0.956 1992 1.030 1.015 1.016 0.898 1.778 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.024 1.072 1.015 1.015 1.048 0.998 1993 0.972 0.976 0.922 0.801 1.829 1.013 1.019 1.025 1.038 1.051 0.960 0.863 0.988 1.000 0.910 1.042 1994 0.914 0.937 0.842 1.077 1.282 1.024 1.036 1.048 1.072 1.098 0.897 0.688 0.959 0.982 0.786 1.081 1995 0.864 0.905 0.785 1.208 0.800 1.032 1.048 1.065 1.099 1.134 0.844 0.565 0.934 0.964 0.691 1.110 1996 0.833 0.886 0.754 1.107 1.083 1.037 1.056 1.075 1.115 1.156 0.812 0.498 0.918 0.952 0.636 1.128 1997 0.829 0.883 0.750 0.921 1.487 1.038 1.057 1.076 1.117 1.159 0.808 0.489 0.916 0.951 0.629 1.130 1998 0.852 0.897 0.772 0.893 1.560 1.034 1.051 1.069 1.105 1.143 0.832 0.538 0.928 0.959 0.669 1.117 1999 0.896 0.926 0.821 1.096 1.214 1.027 1.040 1.054 1.082 1.111 0.879 0.643 0.950 0.976 0.752 1.091 Note 167 Factor f of P1 R2, S1, S2, S4, S6, T2, Sa and Ssa are each unity Bảng 3.4 Equilibrium argument (Vo+u) for meridian of Greenwich at the start of each calendar year (P Schureman: Manual of harmonic analysis and prediction of tides U.S Department of Commerce, Coast and Geodetic Survey, 1941) Constituent J1 K1 K2 L1 M1 M3 M2 M1 M4 M3 N1 2N O1 OO P1 Q1 2Q R1 S1 S2 T1 λ2 μ2 γ2 ρ1 MK 2MK MN MS 2SM Mf MSf Mm Sa Saa 168 1970 270.0 13.4 207.2 262.8 156.2 165.4 68.1 330.9 136.3 301.7 270.1 14.8 150.7 58.7 349.8 255.4 0.1 177.8 180.0 0.0 2.2 285.6 330.0 225.3 210.6 178.9 317.4 75.6 165.4 194.6 44 194.6 255.3 280.2 200.5 1971 1.8 15.5 211.5 60.3 48.6 266.8 40.2 173.6 80.4 347.1 282.7 298.7 249.0 326.4 350.0 265.0 281.0 177.6 180.0 0.0 2.4 197.4 172.1 136.1 138.4 282.3 158.1 189.5 266.8 93.2 308.7 93.2 344 280 200 1972 93.1 17.1 214.8 245.2 307.8 8.0 11.9 15.9 23.9 31.8 295.2 222.4 347.8 232.6 350.2 275.0 202.2 177.3 180.0 0.0 2.7 109.1 14.0 86.8 66.6 25.1 358.8 303.2 352 212.4 352 72.8 279.8 199.5 1973 197.4 19.0 218.4 81.8 234.9 84.5 306.8 169.1 253.6 338.2 270.0 95.4 61.7 163.9 349.5 247.2 72.6 178.0 180.0 0.0 2.0 7.6 167.0 341.5 318.7 103.6 150 354.5 84.5 275.5 141.1 275.5 174.6 280.5 201 1974 286.6 19.2 218.2 282.4 158.7 185.3 277.9 10.5 195.8 21.0 282.0 18.7 162.0 64.6 349.7 258.7 355.4 177.8 180.0 0.0 2.2 278.8 8.4 271.7 248.4 204.4 351.4 107.2 185.3 174.7 41.3 174.7 263.3 280.3 200.5 1975 14.3 18.2 215.8 99.0 51.8 285.8 248.6 211.5 137.2 63.0 293.8 301.8 263.5 321.1 350.0 271.5 279.5 177.5 180.0 0.0 2.5 189.8 209.7 201.7 179.4 304 193.3 219.5 285.8 74.2 298.8 74.2 352 280 200 1976 100.2 16.2 211.5 276.4 302.5 26.0 219.0 52.1 78.1 104.1 305.3 224.6 6.5 212.6 350.2 285.8 205.1 177.3 180.0 0.0 2.7 100.6 50.7 131.4 111.9 42.2 35.9 331.3 26 334 193 334 80.7 279.8 199.6 1977 198.6 14.1 207.6 99.7 198.6 101.8 152.7 203.6 305.3 47.1 279.3 96.8 85.7 126.5 349.5 263.2 80.7 178.0 180.0 0.0 2.0 358.2 202.8 25.3 9.2 115.9 189.4 21.1 101.8 258.2 110.4 258.2 182.5 280.5 301.1 1978 281.8 10.5 200.9 297.9 135.7 201.8 122.7 43.7 245.5 87.3 290.6 19.4 191.3 9.8 349.7 280.1 8.8 177.7 180.0 0.0 2.3 268.8 43.6 314.9 304.3 212.3 33.2 132.4 201.8 158.2 359.3 158.2 271.2 280.3 200.6 1979 4.9 6.8 194.2 130.9 41.8 301.9 92.8 243.8 185.7 127.5 301.9 302.0 296.9 253.0 349.9 297.0 297.0 177.5 180.0 0.0 2.5 179.4 244.4 244.4 239.4 308.7 237 243.8 301.9 58.1 248 58.1 280.1 200.1 1980 89.1 3.7 188.2 310.2 291.5 42.0 63.0 84.0 126.0 168.0 313.3 224.7 41.6 139.2 350.2 312.9 224.3 177.2 180.0 0.0 2.8 90.0 85.3 174.0 173.6 45.7 80.4 355.3 42 318 138.8 318 88.7 279.8 199.6 1981 188.9 2.5 185.6 116.6 170.8 117.9 356.8 235.8 353.7 111.6 287.4 97.0 119.4 57.5 349.4 289.0 98.5 178.0 180.0 0.0 2.0 347.8 237.6 68 69.6 120.4 233.3 45.3 117.9 242.1 59 242.1 190.5 280.6 201.1 1982 276.5 1.5 183.1 313.4 87.9 218.4 327.6 76.7 295.1 153.4 299.2 20.0 221.1 313.6 349.7 301.9 22.7 177.7 180.0 0.0 2.3 258.8 78.8 358 0.7 219.8 75.3 157.5 218.4 141.6 316.2 141.6 279.2 280.3 200.6 1983 5.6 1.5 182.6 159.2 30.0 319.1 298.6 278.1 237.2 196.2 311.2 303.2 321.4 213.9 349.9 313.5 305.6 177.4 180.0 0.0 2.6 170.0 280.2 298.2 290.5 320.5 276.6 242.2 319.1 40.9 216.2 40.9 7.9 280.1 200.2 1984 95.8 2.4 184.2 350.3 291.6 60.0 270.0 120.0 180.0 240.0 323.4 226.7 60.8 117.6 350.2 324.2 227.5 177.2 180.0 0.0 2.8 81.4 121.9 218.6 219.4 62.4 117.6 23.4 60 300 118.4 300 96.6 279.8 199.7 1985 201.0 4.9 189.3 135.8 171.7 136.8 205.2 273.6 50.3 187.1 298.4 100.0 134.2 51.0 349.4 295.8 97.4 177.9 180.0 0.0 2.1 240.0 275.1 113.5 110.9 141.7 268.6 75.1 136.8 223.2 48.4 223.2 198.4 280.6 201.2 Bảng 3.4 Equilibrium argument (Vo+u) for meridian of Greenwich at the start of each calendar year (P Schureman: Manual of harmonic analysis and prediction of tides U.S Department of Commerce, Coast and Geodetic Survey, 1941) (continuous) Constituent J1 K1 K2 L1 M1 M3 M2 M4 M4 M1 N2 2N O1 OO P1 Q1 2Q R1 S1 S2 ,4, T2 λ2 μ2 γ2 ρ1 MK 2MK MN MS 2SM Mf MSf Mm Sa Saa 169 1986 292.7 6.9 193.5 334.5 82.0 238.1 177.2 116.2 354.3 232.4 311.0 23.8 232.6 318.5 349.6 305.4 18.3 177.7 180.0 0.0 2.3 251.9 117.2 44.3 38.8 245 109.3 199.1 238.1 121.9 312 121.9 287.1 280.4 200.7 1987 24.7 9.2 198.3 188.0 31.2 339.6 149.3 319.1 298.7 278.2 323.7 307.8 330.7 227.0 349.9 314.8 299.0 177.4 180.0 0.0 2.6 163.9 319.4 335.2 326.4 318.8 309.9 303.2 339.6 20.4 218.1 20.4 15.9 280.1 200.2 1988 116.8 11.6 203.3 25.5 299.1 81.0 121.6 162.1 243.1 324.1 336.4 231.9 68.8 135.6 350.1 324.2 219.6 177.2 180.0 0.0 2.8 75.9 161.6 266.2 254 92.6 150.5 57.5 81 279 123.4 279 104.6 279.9 199.8 1989 222.8 14.8 210.0 166.0 179.8 158.1 57.1 316.2 114.2 272.3 311.7 105.3 141.6 71.2 349.4 295.3 88.9 177.9 180.0 0.0 2.1 334.8 315.0 161.4 145 172.8 301.4 100.8 158.1 201.9 54.8 201.9 206.4 280.6 201.3 1990 314.4 16.7 213.9 2.2 85.9 259.4 29.1 158.7 58.1 317.5 324.3 29.2 240.1 338.4 349.6 305 9.9 177.6 180 2.4 246.6 157.1 92.2 72.9 276 142.1 223.6 259.4 176 319.2 100.6 295.1 280.4 200.8 1991 45.2 18 216.6 212.4 33.5 0.5 0.7 0.9 1.4 1.9 336.7 312.8 339 243.8 349.8 315.2 291.4 177.4 180 2.6 158.2 358.9 22.7 1.3 18.5 342 337.1 0.5 359.5 222.4 359.5 23.8 280.2 200.3 1992 125.2 18.7 217.6 49 306 101.3 332.0 202.7 304 45.3 348.8 236.3 78.7 146.6 350.1 326.1 213.6 177.1 180 2.9 69.6 200.5 313.1 290.4 120 184 90.1 101.3 258.7 124 258.7 112.5 279.9 199.8 1993 227.9 19.4 218.5 205.8 184.1 177.6 26.4 355.2 172.8 350.3 323.3 108.9 154 73.2 349.3 299.7 85.4 177.8 180 2.2 327.7 353.2 207.5 183.9 197 335.8 140.8 177.6 182.4 49.6 182.4 214.3 280.7 201.3 1994 325 18 215.4 20.4 79.2 278 237 196 114 31.9 334.9 31.9 158.1 327.7 349.6 313 10 177.6 180 2.4 238.6 194.3 137.4 115.4 296 177.9 252.9 278 82 305.9 82 303 280.4 200.8 1995 50.2 15.6 210.3 229.4 4.9 18.2 207.3 26.4 54.6 72.8 346.4 314.6 359.7 217.2 349.8 327.9 296.2 177.3 180 2.7 149.4 25.3 67 48.6 33.8 20.8 4.6 18.2 341.8 198.8 341.8 31.8 280.2 200.4 1996 134 12.2 204 66.7 293.5 118.3 177.4 236.6 354.9 113.2 357.8 237.3 104.8 102.3 350.1 344.3 223.8 177.1 180 2.9 60 236.1 356.6 343.1 130.5 224.4 116.1 118.3 241.7 88.8 241.7 120.5 279.9 199.9 1997 231.1 9.5 199.2 212.7 176.9 194 110.9 27.9 221.9 55.8 331.7 109.4 185.2 12.5 350.3 322.9 100.6 177.8 180 2.2 317.5 28.2 250.4 241.6 203.4 18.4 165.6 194 166 3.7 166 222.3 280.7 201.4 1998 322.5 192.7 59.3 64.8 294 81 228 162.1 96.1 83 32 290.5 256.5 349.6 339.5 28.5 177.5 180 2.5 228.1 229 180 176.5 300 222.1 277 294 66 253 66 311 280.4 200.9 1999 39.3 3.2 187.2 244.2 319.9 34.2 51.3 68.4 102.6 136.8 354.5 314.7 34.6 144.4 349.8 354.9 315.2 177.3 180 2.7 138.8 69.9 109.6 110.1 37.4 65.2 28.7 34.2 325.8 144.9 325.8 39.7 280.2 200.4 2000 125.8 1.5 183.4 83.7 251.4 134.5 21.8 269.1 43.6 178.1 6.1 327.6 137.2 37.4 350 8.8 240.3 177 180 49.6 271 39.4 42.1 136 267.6 140.5 134.5 225.5 40.1 225.5 128.4 280 200 Bảng 3.5: Differences to adapt the values of Table 3.4 to the beginning of each calendar month in any calendar year (P Schureman: Manual of harmonic analysis and prediction of tides U.S Department of Commerce, Coast and Geodetic Survey, 1941) J1 K1 K3 L2 M1 M1 M2 M M4 M3 M3 N2 2N O1 OO P1 Q1 2Q R1 S1 T2 λ2 μ2 γ2 ρ1 MK 2MK MN MS 2SM Mf MSf Mm Sa Saa 170 Jan 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Feb 75.57 30.56 61.11 9.19 345.54 342.09 324.17 306.26 288.35 252.52 216.69 279.16 234.14 293.62 127.49 329.44 248.60 203.59 30.56 0.00 329.44 314.98 288.35 333.36 302.81 354.73 257.79 243.33 324.17 35.83 96.94 35.83 45.02 30.56 61.11 Mar 108.99 58.15 116.31 52.33 7.32 0.75 1.49 2.24 2.98 4.48 5.97 310.66 259.82 303.34 172.97 301.85 252.50 201.67 58.15 0.00 301.85 309.16 2.98 53.82 355.66 50.64 304.83 312.15 1.49 358.51 114.82 358.51 50.84 58.15 116.81 Apr 184.56 88.71 177.42 61.54 352.80 342.83 325.66 308.50 291.33 257.00 222.66 229.82 133.97 236.96 300.46 271.29 141.11 45.26 88.71 0.00 271.29 264.15 291.33 27.18 298.47 54.37 202.62 195.48 325.66 34.34 211.75 34.34 95.85 88.71 177.42 May 246.08 118.28 236.56 82.02 350.48 337.11 314.22 291.33 268.44 222.66 176.88 186.42 58.62 195.94 40.61 241.72 68.14 300.34 118.28 0.00 241.72 232.20 268.44 36.24 277.96 72.50 150.16 140.64 314.22 45.78 282.34 45.78 127.80 118.28 236.56 June 321.65 148.83 297.66 91.21 336.02 319.2 278.39 237.59 196.79 115.18 33.58 105.58 292.77 129.56 168.10 211.17 316.75 143.93 148.83 0.00 211.17 187.19 196.79 9.60 220.77 67.23 47.96 23.97 278.39 81.61 19.27 81.61 172.81 148.83 297.66 July 23.17 178.4 356.8 111.71 333.64 313.47 266.95 220.42 173.90 80.85 347.80 62.18 217.42 88.55 268.26 181.60 243.78 39.02 178.40 0.00 181.60 155.24 173.90 18.66 200.26 85.35 355.50 329.13 266.95 93.05 89.86 93.05 204.76 178.40 356.80 Aug 98.74 208.96 57.91 120.90 319.18 295.56 231.12 166.68 102.24 333.37 204.49 341.34 91.57 22.16 35.75 151.04 132.39 242.61 208.96 0.00 151.04 110.22 102.24 352.02 143.07 80.08 253.29 212.97 231.12 128.88 186.79 128.88 249.78 208.96 57.91 Sept 174.31 239.51 119.02 130.09 304.72 277.65 195.30 112.94 30.59 225.89 61.18 260.50 325.71 315.78 163.24 120.49 20.99 86.20 239.51 0.00 120.49 65.21 30.59 325.38 85.87 74.81 151.08 95.80 195.30 164.70 283.73 164.70 294.79 239.51 119.02 Oct 235.82 269.08 178.16 150.59 302.34 271.93 183.85 95.78 7.70 191.55 15.40 217.11 250.36 274.77 263.39 90.92 308.03 341.28 269.08 0.00 90.92 33.26 7.70 334.44 65.36 92.93 98.62 40.96 183.85 176.15 354.31 176.15 326.74 269.08 178.16 Nov 311.39 299.64 239.27 159.78 387.88 254.01 148.02 42.04 296.05 84.07 232.10 136.27 124.31 208.39 30.89 60.36 196.63 184.87 299.64 0.00 60.36 348.24 296.05 307.81 8.17 87.66 356.41 282.29 148.02 211.98 91.25 211.98 11.76 299.64 239.27 Dec 12.91 329.21 298.41 180.29 285.50 248.29 136.58 24.87 273.16 49.74 186.32 92.87 49.16 167.37 131.04 30.79 123.67 79.96 329.21 0.00 30.79 316.29 273.16 316.87 347.66 105.79 303.95 229.45 136.58 223.42 161.83 223.42 43.71 329.21 298.41 Bảng 3.6a Differences to adapt Table 3.5 to the beginning of each day of a month (P Schureman: Manual of harmonic analysis and prediction of tides U.S Department of Commerce, Coast and Geodetic Survey, 1941) J1 K1 K3 L2 M1 M1 M2 M M4 M3 M3 N2 2N O1 OO P1 Q1 2Q R1 S1 T2 λ2 μ2 γ2 ρ1 MK 2MK MN MS 2SM Mf MSf Mm Sa Saa 171 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 14.05 0.99 1.97 348.68 347.92 347.81 335.62 323.43 311.24 286.86 262.47 322.55 309.49 334.63 27.34 -0.99 321.57 308.50 0.99 0.00 -0.99 346.93 311.24 324.30 323.32 336.60 310.25 289.17 335.62 24.38 26.35 24.38 13.07 0.99 1.97 28.10 1.97 3.94 337.37 335.84 335.62 311.24 286.86 262.47 213.71 164.95 285.11 258.98 309.27 54.68 -1.97 283.14 257.01 1.97 0.00 -1.97 333.87 262.47 288.60 286.63 313.21 360.50 236.34 311.24 48.76 52.71 48.76 26.13 1.97 3.94 42.15 2.96 5.91 326.05 323.76 323.43 286.86 250.28 213.71 140.57 67.42 247.66 208.47 283.90 82.02 -2.96 244.70 205.51 2.96 0.00 -2.96 320.80 213.71 252.91 249.95 289.81 210.75 174.52 386.86 73.14 79.06 73.14 39.20 2.96 5.91 56.20 3.94 7.88 314.73 311.68 311.24 262.47 213.71 164.95 67.42 329.90 210.21 157.95 258.53 109.35 -3.94 206.27 134.01 3.94 0.00 -3.94 307.74 164.95 217.21 213.27 266.42 161.00 112.69 262.47 97.53 105.41 97.53 52.26 3.94 7.88 70.25 4.92 9.85 302.42 299.60 299.05 238.09 177.14 116.18 354.28 232.37 172.77 107.44 233.16 136.60 -4.93 167.84 102.51 4.93 0.00 -4.93 294.68 116.18 181.51 176.58 243.02 111.26 50.86 238.09 121.91 131.76 121.91 65.32 4.93 9.86 84.30 5.91 11.83 292.10 287.32 286.86 213.71 140.57 67.42 281.13 134.84 135.32 56.92 207.80 164.00 -5.91 129.41 51.02 5.91 0.00 -5.91 281.61 67.42 145.81 139.90 219.62 51.51 349.03 213.71 146.29 158.12 146.29 78.39 5.91 11.83 98.35 6.90 12.80 280.78 275.44 274.66 189.33 103.99 18.66 207.99 37.32 97.58 6.42 132.43 191.37 -6.90 90.98 359.02 6.90 0.00 -6.90 268.54 18.66 110.11 103.21 196.23 11.76 287.20 189.33 170.67 184.47 170.67 91.46 6.90 13.80 112.41 7.88 15.77 269.47 263.37 262.47 164.95 67.42 329.90 134.84 299.79 60.43 315.91 157.06 218.71 -7.88 52.54 308.02 7.88 0.00 -7.88 255.48 329.90 74.42 66.53 172.83 322.01 225.38 164.95 195.05 210.82 195.05 104.52 7.88 15.17 10 126.46 8.87 17.74 258.15 251.29 250.28 140.57 30.85 281.13 61.70 202.27 22.98 265.40 131.70 246.05 -8.87 14.11 256.53 8.87 0.00 -8.87 242.42 281.13 38.72 29.85 149.44 272.26 163.55 140.57 219.43 237.18 219.43 117.58 8.87 17.74 11 140.51 9.96 19.71 246.84 239.21 238.09 116.18 354.28 232.37 348.56 104.74 345.54 214.89 106.33 273.38 -9.86 335.68 206.05 9.86 0.00 -9.86 229.35 232.37 3.02 353.16 126.04 222.51 101.72 116.18 243.82 263.53 243.82 130.65 9.86 19.71 12 154.56 10.84 21.68 235.52 227.13 235.90 91.80 317.70 183.61 275.41 7.21 308.09 164.37 80.96 300.72 -10.84 297.25 153.53 10.84 0.00 -10.84 216.28 183.61 327.32 316.48 102.65 172.76 39.80 91.80 268.20 289.88 268.20 143.72 10.84 21.68 13 168.61 11.53 23.66 224.20 215.06 213.71 67.42 281.13 134.84 202.27 269.69 270.64 113.86 55.59 328.06 -11.83 258.81 102.03 11.83 0.00 -11.83 203.22 134.84 291.62 279.80 79.25 123.02 338.06 67.42 292.58 316.23 292.58 156.78 11.83 23.66 14 182.66 12.81 25.63 212.88 202.97 201.52 43.04 244.56 86.08 129.12 172.16 233.20 63.35 30.23 355.40 -12.81 220.38 50.54 12.81 0.00 -12.81 190.16 86.08 255.93 243.11 35.85 73.27 276.24 43.04 316.96 342.59 316.96 169.84 12.81 25.63 15 196.71 13.80 27.60 201.57 190.89 189.33 18.66 207.99 37.32 55.98 74.64 195.75 12.84 4.86 22.74 -13.80 181.95 359.04 13.80 0.00 -13.80 177.09 37.32 220.23 206.43 32.46 23.52 214.41 18.66 341.34 8.94 341.34 182.91 13.80 27.60 16 210.76 14.78 29.57 190.25 178.81 117.14 354.28 171.42 348.56 342.83 337.11 158.30 322.33 339.49 50.08 -14.78 143.52 307.54 14.78 0.00 -14.78 164.02 348.56 184.53 169.75 9.06 33.77 152.58 354.28 5.72 35.29 5.72 195.98 14.78 29.57 Bảng 3.6b J1 K1 K3 L2 M1 M1 M2 M M4 M3 M3 N2 2N O1 OO P1 Q1 2Q R1 S1 T2 λ2 μ2 γ2 ρ1 MK 2MK MN MS 2SM Mf MSf Mm Sa Saa 172 17 224.81 15.77 31.54 178.94 166.73 164.95 329.90 134.84 299.79 269.69 239.58 120.86 271.82 314.13 77.42 -15.77 105.09 256.05 15.77 0.00 -15.77 150.96 299.79 148.83 183.06 345.67 284.02 90.75 329.90 30.10 61.64 30.10 209.04 15.77 81.54 Differences to adapt Table 3.5 to the beginning of each day of a month (P Schureman: Manual of harmonic analysis and prediction of tides U.S Department of Commerce, Coast and Geodetic Survey, 1941) 18 238.86 16.76 33.51 167.62 154.65 152.76 305.52 98.27 215.03 196.54 142.06 83.41 221.30 288.76 104.75 -16.76 66.65 204.55 16.76 0.00 -16.76 137.90 251.03 113.13 96.38 322.27 234.27 28.92 305.52 54.48 88.00 54.48 222.10 16.76 33.51 19 252.91 17.74 35.48 156.30 142.57 140.57 281.13 61.70 202.27 123.40 44.53 45.96 170.79 263.39 132.09 -17.74 28.22 153.05 170.74 0.00 -17.74 124.83 202.27 77.44 59.69 298.88 184.52 327.10 281.13 78.87 114.35 78.87 235.17 17.74 35.48 20 266.96 18.73 37.46 144.99 130.49 128.28 256.75 25.13 153.50 50.26 307.01 8.52 120.28 238.02 159.43 -18.73 349.79 101.55 18.73 0.00 -18.73 111.70 153.50 41.74 23.01 275.48 134.78 265.27 256.75 103.25 140.70 103.25 248.24 18.73 37.46 21 218.01 19.71 39.43 133.67 118.41 116.19 232.37 348.56 104.74 337.11 209.48 331.07 69.77 212.66 186.77 -19.71 311.36 50.06 19.71 0.00 -19.71 88.70 104.74 6.04 346.33 252.08 85.03 203.44 232.37 127.63 167.06 127.63 261.30 19.71 39.43 22 295.06 20.70 41.40 122.35 106.33 103.99 207.99 311.98 55.98 263.97 111.95 293.62 19.26 187.29 214.11 -20.70 272.92 358.56 20.70 0.00 -20.70 85.64 55.98 330.34 309.64 228.69 35.28 141.61 207.99 152.01 193.41 152.01 274.36 20.70 41.41 23 309.11 21.68 43.37 111.04 94.25 91.80 183.61 275.41 7.21 190.82 14.43 256.18 328.75 161.92 241.45 -21.68 234.49 307.06 21.68 0.00 -21.68 72.57 7.21 294.64 272.96 305.29 345.53 79.78 183.61 176.39 219.76 176.39 287.43 21.68 43.37 24 323.16 22.67 45.34 99.72 82.18 79.61 159.23 238.84 318.45 117.68 276.90 218.73 278.24 136.56 268.78 -22.67 196.06 253.57 22.67 0.00 -22.67 59.50 318.45 258.95 236.28 181.90 295.78 17.96 159.23 200.77 246.11 200.17 300.50 22.67 45.34 25 337.22 23.66 47.31 88.40 70.10 67.42 134.84 202.27 269.60 44.53 179.38 181.28 227.72 111.19 296.12 -23.66 157.63 204.07 23.66 0.00 -23.66 46.44 269.69 223.25 199.59 158.50 246.03 316.13 134.84 225.16 272.47 225.16 313.56 23.66 47.31 26 351.27 24.64 49.28 77.00 58.02 55.23 110.46 165.09 220.92 331.39 81.85 143.84 177.81 85.82 323.46 -24.64 119.20 152.57 24.64 0.00 -24.64 33.38 220.92 187.55 162.91 135.10 196.28 254.30 110.46 249.54 298.82 249.54 326.62 24.64 49.28 27 5.32 25.63 51.26 65.77 45.94 42.04 86.08 129.12 172.16 258.24 344.32 106.39 126.70 60.45 350.80 -25.63 80.76 101.07 25.63 0.00 -25.63 20.31 172.16 151.85 126.22 111.71 140.54 192.47 86.08 273.92 325.17 273.92 339.69 25.63 51.25 28 19.37 26.61 53.22 54.45 33.86 30.85 61.70 92.55 123.40 185.10 246.80 68.94 76.19 35.09 18.14 -26.61 42.33 49.58 26.61 0.00 -26.61 7.24 123.40 116.15 89.54 88.31 96.79 130.64 61.70 298.30 351.52 298.30 352.76 26.61 53.22 29 33.42 27.60 55.20 43.14 21.78 18.66 37.32 55.98 74.64 111.95 149.27 31.50 25.68 9.72 45.48 -27.60 3.90 358.08 27.60 0.00 -27.60 354.18 74.64 80.46 52.86 64.92 47.04 68.82 37.32 322.68 17.88 322.68 5.82 27.60 55.20 30 47.47 28.58 57.17 31.82 9.70 6.47 12.94 19.40 25.87 38.81 51.75 354.05 335.17 344.35 72.81 -28.58 325.47 306.58 28.58 0.00 -28.58 341.12 25.87 44.76 16.17 41.52 357.29 6.99 12.94 347.06 44.23 347.06 18.88 28.58 27.17 31 61.52 29.57 59.14 20.50 357.62 354.28 348.56 342.83 337.11 325.66 314.22 316.60 284.66 318.99 100.15 -29.57 287.04 255.09 29.57 0.00 -29.57 328.05 337.11 9.06 339.49 18.12 307.54 305.16 348.56 11.44 70.58 11.44 31.95 29.57 59.14 32 75.57 30.56 61.11 9.19 345.54 342.09 324.17 306.26 285.35 252.52 216.09 279.15 234.15 293.62 127.49 -30.56 248.60 203.59 30.56 0.00 -30.56 314.98 288.35 333.36 302.81 354.73 257.79 243.33 324.17 35.83 96.64 35.83 45.02 30.56 61.11 Thông tin tác giả Tên giáo trình Mực nước – Dịng Chảy Họ tên PGS.TS Nguyễn Văn Lai Th.S Nguyễn Thị Phương Thảo Năm sinh 1950 1977 TIến Sỹ Thạc sỹ , Khoa Thủy văn Tài nguyên nước – Trường Đại học Thủy Lợi Khoa Kỹ thuật Biển - Trường Đại học Thủy lợi Học vị Cơ quan công tác Địa liên hệ Email Đối tượng, phạm vi Tầng 3, Nhà C1, 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội Ngvanlai@wru.edu.vn thao.n.p@wru.edu.vn phuongthaont@wru.vn Giáo trình sử dụng cho sinh viên ngành Kỹ thuật Biển, Trường Đại học Thủy lợi Giáo trình dùng tài liệu tham khảo cho sinh viên, kỹ sư, độc giả nghiên cứu biển Từ khóa tra cứu Sóng dài, phương trình sóng dài, sóng điều hịa, thủy triều, dịng triều, nước dâng bão, sóng thần, thủy động lực học cửa sơng, dòng chảy biển, dòng ven bở, dòng mật độ Yêu cầu kiến thức trước học môn Nhập môn Kỹ thuật bờ biển Giới thiệu giáo trình 173 Cơ học chất lỏng, Tập giảng ”Mực nước – Dịng chảy” biên soạn khn khổ Dự án ”Nâng cao lực đào tạo ngành Kỹ thuật Bờ Biển Trường Đại học Thủy lợi” Chính phủ Hà Lan tài trợ, với mục tiêu cung cấp kiến thức sóng dài, mực nước dòng chảy biển vùng ven bờ cho sinh viên theo học ngành Kỹ thuật bờ biển Trường Đại học Thủy lợi Tập giảng gồm chương chính, chương thứ cung cấp cho người học kiến thức sở phương trình tốn mơ chuyển động sóng dài, sóng điều hịa Chương thứ giải thích tượng thủy triều, loại thủy triều dòng triều biển đại dương thủy triều dọc ven biển Việt nam biển Đơng Chương thứ trình bày nét tượng cực trị điển hình nước dâng bão sóng thần Chương thứ giới thiệu chế độ thủy động lực vùng cửa sơng Chương cuối mơ tả loại dịng chảy đại dương vùng nước nông Tập giảng xây dựng sở tham khảo từ “Thủy triều dòng triều” Ir A Roos tập giảng sử dụng Unessco-IHE – Hà Lan, giáo trình khoa Khí tượng, thủy văn hải dương học - trường Đại học khoa học tự nhiên tài liệu khác Số lần xuất Đã xuất lần năm 2009, Tập giảng Hình thái bờ biển sử dụng cho sinh viên khoa Kỹ thuật biển Nơi xuất Đại học Thủy lợi 174 ... tiến vào bờ tạo dịng chảy vùng nước nông song song với đường bờ, gọi dòng ven bờ Dòng chảy này, điều kiện định, quay trở lại biển gọi dòng tiêu (hay dòng chảy ngang bờ) (rip current) Các loại dòng. .. dòng chảy khác – (Exceptional currents) Nếu mực nước lên xuống vùng nước chảy hay chảy vào vùng Các loại dịng chảy tạo thuỷ triều xảy cửa đầm phá, vịnh hay cửa vào cảng Ở nơi bị thu hẹp, dòng. .. biển 136 6.1 Khái niệm dòng chảy biển 136 6.2 Các lực sinh dòng chảy biển 136 6.3 Phân loại dòng chảy 137 6.4 Dòng chảy đại dương 139 6.4.1