Tác giả đã nghiên cứu các mơ hình tốn học cơ bản về tính tốn thủy lực, lan truyền chất, chuyển tải phù sa, bồi xĩi và thử nghiệm ở một số vùng biển ở Việt Nam như: Cần Giờ, vịnh Thái lan, Cà Mau. Các mơ hình này nhìn chung cho kết quả khá tốt và đã được kiểm định trong thực tế bởi các nhà khoa học trên thế giới và Việt Nam. Tuy nhiên, kết quả tính tốn c ủa các mơ hình vẫn cịn nhiều hạn chế về mặt tốc độ tính tốn cũng như độ chính xác.
Do vậy, tác giả nghiên cứu các hiện tượng tự nhiên cĩ ảnh hưởng đến kết quả tính tốn mà hầu hết các nhà khoa học đã bỏ qua khi đưa vào mơ hình tính. Từ đĩ, tác giả đề xuất một số phương pháp khắc phục các nhược điểm mà các nhà khoa học trước chưa giải quyết tốt sau đây: xác định điều kiện biên sát với thực tế; đưa ảnh hưởng của thủy triều làm biên cứng bị thay đổi (biên cứng di động) trong suốt quá trình tính tốn vào các mơ hình để nâng cao độ chính xác; sử dụng phương pháp lưới lồng (lưới thưa và lưới mịn cĩ sự liên kết với nhau) để đẩy nhanh tốc độ tính tốn; đưa hệ số phân hủy K vào mơ hình lan truyền chất để tính tốn cho các chất ơ nhiễm bất kỳ; xác định phân cấp hạt trầm tích đáy để tính tốn sát với thực tế.
Bộ tham số điều khiển của mơ hình như: điều kiện biên, hệ số rối, ma sát đáy, hệ số Coriolis, hệ số phân hủy K, … được điều chỉnh hoặc cố định trong suốt quá trình tính. Nhiều bộ tham số được đưa vào tính tốn và kiểm định. Bộ tham số nào cho kết quả tốt nhất (hệ số Nash-Sutcliffe cao nhất) sẽ được chọn là bộ tham số điều khiển của vùng nghiên cứu đĩ. Mỗi khu vực tính tốn cĩ một điều kiện tự nhiên đặc thù sẽ cĩ một tham số điều khiển riêng.
Các kết quả tính tốn trong luận án đều đã được kiểm định bằng các phương pháp lý thuyết như kiểm định theo mơ hình chuẩn lý thuyết (kênh hình chữ nhật, kênh chữ U) cũng như so sánh với dữ liệu đo đạc thực tế và ảnh viễn thám. Các hệ
139
số Nash-Sutcliffe N2 và hệ số tương quan R2 cho thấy kết quả tính tốn của mơ hình và số liệu thực đo cĩ sự tương quan cao theo tiêu chuẩn của Tổ chức Khí tượng thế giới – WMO.
Từ các nghiên c ứu lý thuyết về các mơ hình tốn thủy văn, tác giả đã xây dựng cơng cụ tính tốn và dự báo các diễn biến mơi trường trên nền ngơn ngữ lập trình C#, nhúng phần mềm Surfer và mã nguồn mở MapWindow vào ứng dụng để tự động vẽ các bản đồ dịng chảy, nồng độ các chất ơ nhiễm, nồng độ phù sa và sự bồi- xĩi đáy. Từ đĩ, chương trình mơ phỏng các diễn biến mơi trường để giúp các nhà quản lý giám sát và dự báo các hiện tương tự nhiên và cĩ biện pháp xử lý kịp thời khi cĩ sự cố xảy ra.