Mặc dự khụng đổ bộ vào bờ nhưng cơn bóo Parma vẫn gõy ra nước dõng cho vựng biển ven bờ phớa tõy vịnh Bắc bộ. Kết quả tớnh cho cơn bóo Parma sẽ thể hiện tớnh khỏch quan của bộ thụng số cài đặt cho mụ hỡnh.
a. Tớnh nước dõng trờn nền thủy triều
-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 10/12/2009 12:00 10/13/2009 0:00 10/13/2009 12:00 10/14/2009 0:00 10/14/2009 12:00 10/15/2009 0:00 10/15/2009 12:00
Thời gian (giờ)
M
ực n
ước (
m
)
Mực nước tớnh toỏn Mực nước thực đo Thủy triều dự bỏo Nước dõng tớnh toỏn Nước dõng thực đo
Hỡnh 3.37 So sỏnh giữa thực đo và tớnh toỏn tại trạm Hũn Dỏu (bóo Parma) Cú thể thấy thời điểm mực nước dõng lớn nhất xảy ra vào lỳc thủy triều đang lờn và gần đạt tới đỉnh. Tuy khụng đổ bộ vào bờ nhưng cơn bóo cũng gõy nờn mực nước dõng trong bờ lờn tới hơn 0.5 m tại Hũn Dỏu (hỡnh 3.37). Kết quả tớnh toỏn thể hiện khỏ tốt về pha và biờn độ của mực nước tổng cộng, dao động của mực nước dõng, rỳt do bóo.
b. Tớnh nước dõng chỉ do giú 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 M ực n ước d õ n g ( m )
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 Hũn Dỏu Đụng Xuyờn Ba Lạt Phỳ Lễ Như Tõn Hoàng Tõn Mự c n ư ớ c dõ n g (m )
Hỡnh 3.39 Đường bao nước dõng theo giỏ trị cỏc ụ lưới sỏt bờ
c. Kết quả so sỏnh giữa hai phương ỏn tớnh nước dõng
-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 10/12/2009 12:00 10/13/2009 0:00 10/13/2009 12:00 10/14/2009 0:00 10/14/2009 12:00 10/15/2009 0:00 10/15/2009 12:00
Thời gian (giờ)
M ực n ước d õ n g ( m )
Phương phỏp 1 Phương phỏp 2 Nước dõng thực đo
Hỡnh 3.40 Kết quả so sỏnh tại Hũn Dỏu
Theo kết quả tớnh toỏn thỡ mực nước dõng do bóo lớn nhất xuất hiện ở vựng biển tỉnh Thanh Húa với độ lớn đạt 1.3 m. Kết quả này cũng trựng với kết quả của cỏc mụ hỡnh khỏc.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Mụ hỡnh Delft3D là một mụ hỡnh hiện đại, đa chức năng tớnh toỏn cỏc trường động lực (súng, dũng chảy, thủy triều), tớnh toỏn xúi lở bờ biển, tràn dầu, mụi trường sinh thỏi... trong hệ 2D hoặc 3D. Trong đú mụ đun Delft3D Flow được đỏnh giỏ là rất hữu dụng khi tớnh toỏn nước dõng. Quỏ trỡnh tớnh toỏn nước dõng do bóo của mụ đun này bao gồm tớnh mực nước dõng do bóo trờn nền dao động thủy triều, đồng thời tớnh cả hiệu ứng tương tỏc của súng.
Bộ dữ liệu đầu vào của mụ hỡnh trong luận văn bao gồm: số liệu địa hỡnh cú độ phõn giải 30 giõy; dao động mực nước tại biờn tớnh từ bộ hằng số điều hũa của 8 súng thuộc dự ỏn Topex/Poseidon cú độ phõn giải 1/8 độ; trường khớ tượng Biển Đụng (giú, khớ ỏp) lấy từ kết quả tổ hợp của cỏc mụ hỡnh khớ tượng RAMS, WRF, HRM, ETA sau đú cài xoỏy giả cú độ phõn giải 1/4 độ; sử dụng hệ số nhỏm Manning biến đổi theo độ sõu. Lưới tớnh sử dụng trong tớnh toỏn là lưới cong trực giao với độ phõn giải thưa ở ngoài khơi và mịn ở khu vực ven bờ.
Mụ hỡnh được hiệu chỉnh và kiểm nghiệm bằng so sỏnh chuỗi dao động thủy triều giữa tớnh toỏn và bảng thủy triều tại 2 trạm Hũn Dỏu và Cửa Hội. Quỏ trỡnh hiệu chỉnh cho kết quả khỏ tốt về pha và biờn độ dao động thủy triều, điều này chứng tỏ bộ thụng số mụ hỡnh đủ tin cậy để tiến hành cỏc bước tớnh toỏn nước dõng tiếp theo.
Vựng biển nghiờn cứu trong luận văn là vựng biển venn bờ vịnh Bắc bộ. Tỏc giả chọn tớnh nước dõng do bóo trong cơn bóo Damrey (cơn bóo số 7) thỏng 9 năm 2005- đõy là cơn bóo mạnh (lớn nhất trong khoảng 10 năm tớnh đến thời điểm đú) cú hướng đổ bộ vuụng gúc với bờ và cơn bóo Parma thỏng 10 năm 2009.
đường bao mực nước dõng. Cỏc biểu đồ so sỏnh mực nước tổng cộng và mực nước dõng giữa giỏ trị thực đo và giỏ trị tớnh toỏn cho thấy kết quả tớnh toỏn tại cỏc trạm khỏ tốt về pha: cỏc đường biến trỡnh dao động của mực nước tổng cộng và thủy triều thuần tỳy cú sự đồng điệu về pha. Độ lớn của đỉnh mực nước dõng tớnh toỏn sau khoảng thời gian bóo đổ bộ gần bằng số liệu thực đo và cũng là giỏ trị khỏ tốt của mụ hỡnh dự bỏo. Qua hai phương ỏn tớnh toỏn cũng cho thấy việc tớnh nước dõng chỉ do tỏc động của giú cho kết quả về độ lớn và pha mực nước dõng khỏ tốt. Nghiờn cứu cũng chứng minh được rằng nếu cao trỡnh đờ của bờ biển Nam Định-Thỏi Bỡnh cao khoảng 2 m thỡ mực nước dõng đó tràn qua đờ trong 5 giờ.
Kết quả tớnh nước dõng cho cơn bóo Parma cũng thể hiện khỏ tốt cả về pha và biờn độ của mực nước tổng cộng và mực nước dõng. Điều này cho thể hiện tớnh khỏch quan của bộ thụng số cài đặt cho mụ hỡnh. Với bộ thụng số này mụ hỡnh cú thể được ỏp dụng tớnh cho nhiều cơn bóo khỏc và cho toàn vựng ven bờ biển Việt Nam.
2. Kiến nghị
Mặc dự nghiờn cứu của luận văn đó cho kết quả khỏ tốt khi tớnh mực nước dõng cho một khu vực, tuy nhiờn vẫn cũn một số vấn đề mà cỏc nghiờn cứu tiếp theo cần bổ sung và hoạn thiện hơn như sau:
- Độ phõn giải lưới tớnh cú thể được nõng cao hơn nữa khi sử dụng phương phỏp lưới lồng để tớnh cho một vựng biển nhỏ hơn. Khi tớnh cho vựng biển nhỏ hơn cú thể lập ra được bản đồ ngập lụt chi tiết đến tỷ lệ 1:10.000 hoặc 1:5.000. Tuy nhiờn để cú thể sử dụng được phương phỏp lưới lồng thỡ phải cú số liệu địa hỡnh dưới biển cú độ phõn giải cao và số liệu địa hỡnh trờn bờ cũng phải chớnh xỏc thỡ bản đồ ngập lụt mới đủ tin cậy.
- Trong luận văn này việc tớnh nước dõng chưa tớnh đến hiệu ứng tương tỏc của súng nờn độ lớn mực nước dõng tớnh toỏn chưa đạt bằng giỏ trị thực
- Số liệu khớ tượng đầu vào của mụ hỡnh là yếu tố quan trọng liờn quan đến sự chớnh xỏc của mụ hỡnh hải dương. Việc dự bỏo trường khớ tượng là tương đối khú khăn, cú cơn bóo được dự bỏo đỳng quỹ đạo nhưng cũng cú cơn việc dự bỏo quỹ đạo cũn chưa đỳng. Vỡ vậy nếu cụng tỏc dự bỏo quỹ đạo bóo cũng như cường độ bóo chớnh xỏc hơn thỡ cũng gúp phần cho kết quả tớnh toỏn của mụ hỡnh hải dương chớnh xỏc hơn.
Tài liệu tham khảo Tiếng Việt
1. Nguyễn Vũ Thắng (1999), Xõy dựng sơ đồ dự tớnh dự bỏo nước dõng ở vựng ven biển Hải Phũng, Luận ỏn Tiến sĩ, Hà Nội.
2. Lờ Trọng Đào, Nguyễn Bỏ Thuỷ (2001), Mụ hỡnh dự bỏo nước dõng do bóo của viện thuỷ lực Delft Hydraulics -Hà Lan, Tuyển tập bỏo cỏo khoa học kỷ niệm 10 thành lập Trung tõm QGDBKTTV, Hà Nội.
3. Trần Hồng Lam, Nguyễn Tài Hợi, Nguyễn Bỏ Thủy (2006), Nước dõng do bóo - cụng tỏc triển khai dự bóo nghiệp vụ tại Việt Nam, Tạp chớ Khớ tượng Thủy văn. Số 543 thỏng 3 - 2006.
4. Nguyễn Thọ Sỏo (2001), Tớnh toỏn dự bỏo nước dõng do bóo sử dụng kết quả của mụ hỡnh khớ tượng RAMS, Bỏo cỏo chuyờn đề Đề tài KC 09-04, Chương trỡnh KC 09, Bộ Khoa học và Cụng nghệ .
5. Phạm Văn Ninh (2000), Nước dõng do bóo và giú mựa, Chương trỡnh điều tra nghiờn cứu biển cấp nhà nước KHCN-06 (1996-2000), Biển Đụng, Tập II, Khớ tượng Thuỷ văn động lực biển, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Hà Nội. 6. Đỗ Ngọc Quỳnh (2000), Ứng dụng quy trỡnh dự bỏo nước dõng bóo, Trung tõm Khoa học tự nhiờn và Cụng nghệ Quốc gia, Viện Cơ học. Hà Nội.
7. Đỗ Ngọc Quỳnh (1996), Cụng nghệ dự bóo nước dõng do bóo ven bờ biển Việt Nam, Bỏo cỏo tổng kết đề tài KT.03.06, Viện Cơ học - Trung tõm Khoa học Tự nhiờn và Cụng nghệ Quốc gia, Hà Nội.
8. Bựi Hồng Long, Trần Văn Chung (2006), Tớnh toỏn nước dõng do bóo tại vựng biển Quy Nhơn, Tạp chớ Khớ tượng thủy văn, 7/2006.
9. Nguyễn Kỳ Phựng, Lờ Mạnh Tõn (2006), Nghiờn cứu tớnh toỏn hiện tượng nước dõng do bóo bằng phương phỏp số dựa trờn hệ phương trỡnh thủy động lực học 3 chiều, Tạp chớ Khoa học và Cụng nghệ Biển 6/2006, Tr 15-25.
Tiếng Anh
11. WL Delft Hydraulics,Delft-3d User Manual, Delf, The Netherlands, 2007. 12. Lee Harris (1963), Characteristics of the Hurricane Storm Surge, Technical Paper No 48, Washington DC.
13. Takeo Ueno (1981), Numerical Computation of Storm Surge in Tosa bay,
Journal of the Oceanographycal Society of JaPan. Vol 37, pp 61 to 73.
14. Joóo Lima Rego (2004), Storm surge dynamics over wide continental shelves: Numerical experiments using the finite-volume coastal ocean model,
Doctoral Dissertation, Licenciado, University of Lisbon.
15. Hans von Storch and Katja Woth (2008), Storm surges, perspectives and options, Sustainability Science Vol.3 No.1 (print edition to be published in April 2008)
16. http://www.nhc.noaa.gov/HAW2/english/storm_surge.shtml
PHỤ LỤC
2. Tệp dao động mực nước tại cỏc biờn lỏng (*.bct)
Dưới đõy là nội dung tệp biểu diễn dao động mực nước tại cỏc biờn lỏng được đưa vào mụ hỡnh
table-name 'Boundary Section : 1' contents 'Uniform ' location 'taiwan ' time-function 'non-equidistant' reference-time 20050922 time-unit 'minutes' interpolation 'linear'
parameter 'time ' unit '[min]' parameter 'water elevation (z) end A' unit '[m]' parameter 'water elevation (z) end B' unit '[m]' records-in-table 139
0.42000000E+03 -0.23805850E+01 -0.34980601E+00 0.48000000E+03 -0.14015350E+01 -0.97443998E-01 0.54000000E+03 -0.11629300E+00 0.14975201E+00 ...
...
table-name 'Boundary Section : 2' contents 'Uniform ' location 'bashi ' time-function 'non-equidistant' reference-time 20050922 time-unit 'minutes' interpolation 'linear'
parameter 'time ' unit '[min]' parameter 'water elevation (z) end A' unit '[m]' parameter 'water elevation (z) end B' unit '[m]' records-in-table 139
0.42000000E+03 0.12262300E+00 -0.83259996E-02 0.48000000E+03 0.13366500E+00 -0.28712999E-01 0.54000000E+03 0.82745001E-01 -0.73151998E-01 ...
...
table-name 'Boundary Section : 3' contents 'Uniform ' location 'malaca ' time-function 'non-equidistant' reference-time 20050922 time-unit 'minutes' interpolation 'linear'
parameter 'time ' unit '[min]' parameter 'water elevation (z) end A' unit '[m]' parameter 'water elevation (z) end B' unit '[m]' records-in-table 139
0.42000000E+03 -0.32065201E+00 0.58192599E+00 0.48000000E+03 -0.91599002E-01 0.22663100E+00 ...
3. Số liệu trường giú và ỏp suất bề mặt biển
Tệp trường giú và ỏp suất bề mặt biển được tổ hợp từ cỏc mụ hỡnh khớ tượng cú bước thời gian là 3 h và bước khụng gian là 0,25 độ (~ 28 km)
Sau đõy là định dạng tệp số liệu trường giú, ỏp tại thời điểm 00Z UTC = 07 h ngày 22/09/2005 kinh do vi do u v p 90.00 -5.00 -7.64 2.44 1011.30 90.25 -5.00 -7.67 2.48 1011.32 90.50 -5.00 -7.73 2.55 1011.38 90.75 -5.00 -7.78 2.62 1011.45 91.00 -5.00 -7.77 2.63 1011.47 91.25 -5.00 -7.73 2.65 1011.49 91.50 -5.00 -7.49 2.68 1011.56 91.75 -5.00 -7.25 2.70 1011.62 92.00 -5.00 -7.16 2.70 1011.64 92.25 -5.00 -7.11 2.73 1011.66 92.50 -5.00 -6.91 2.81 1011.71 92.75 -5.00 -6.72 2.90 1011.76 93.00 -5.00 -6.65 2.91 1011.77 93.25 -5.00 -6.61 2.92 1011.79 93.50 -5.00 -6.45 2.92 1011.83 93.75 -5.00 -6.30 2.92 1011.86 94.00 -5.00 -6.24 2.92 1011.87 94.25 -5.00 -6.22 2.91 1011.89 94.50 -5.00 -6.14 2.85 1011.94 94.75 -5.00 -6.06 2.80 1011.99 95.00 -5.00 -6.03 2.79 1012.01 95.25 -5.00 -6.04 2.80 1012.03 95.50 -5.00 -6.04 2.85 1012.10 95.75 -5.00 -6.05 2.89 1012.18 96.00 -5.00 -6.03 2.90 1012.20 96.25 -5.00 -6.02 2.89 1012.22 96.50 -5.00 -5.95 2.85 1012.29 ... ...
Qua một số chương trỡnh chuyển đổi được viết bằng ngụn ngữ Fortran, bộ số liệu trường giú, ỏp sẽ được chuyển đổi về 3 tệp cú cỏc đuụi lần lượt là *.amu, *.amv, *.amp để đưa vào mụ hỡnh Delft3D, cú định dạng như sau:
Định dạng tệp *.amu, *.amv