Hiệu chỉnh mơ hình là bước nhằm mục đích tìm sự thoả mãn tốt nhất giữa số liệu tính tốn và số liệu khảo sát, qua sự thay đổi một số tham số trong mơ hình. Giai đoạn này cĩ thể được tiến hành bằng cách thử dần các tham số và xác định sai số, hoặc là sử dụng các phần mềm đã cĩ sẵn để tìm những tham số cho kết quả phù hợp nhất giữa tính tốn và thực đo.
Bộ số liệu để tiến hành hiệu chỉnh trong luận văn được thu thập từ chuyến khảo sát khu vực Vân Phong - Đại Lãnh của Trung tâm Khảo sát Nghiên cứu Tư Vấn Mơi trường Biển (CMESRC) - Viện Cơ học vào tháng 3/1998 trong khuơn khổ chuyên đề "Đánh giá các điều kiện hải văn và mơi trường biển phục vụ du lịch trong quy hoạch phát triển khu du lịch Vân Phong - Đại Lãnh" thuộc đề án "Quy hoạch tổng thể - phát triển khu du lịch Vân Phong - Đại Lãnh đến năm 2010" [12].
52
- Dữ liệu biên mực nước:
Biên mực nước trong mơ hình là dao động mực nước thủy triều tại trạm Nha Trang được phân tích từ Chương trình phân tích điều hịa thủy triều CART.EXE nằm trong Hệ thống phân tích số liệu khí tượng - thủy văn biển của Trung tâm Động lực và Mơi trường Biển - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQGHN.
- Dữ liệu khí tượng: ở đây chủ yếu là số liệu về giĩ (tốc độ và hướng) được lấy theo số liệu quan trắc tại trạm Nha Trang do Đài Khí tượng Thủy văn Nam Trung Bộ cung cấp theo bảng dưới đây:
Bảng 3.1: Tần suất và hướng giĩ thịnh hành theo tháng tại Nha Trang
Bảng 3.2: Tốc độ và hướng giĩ thịnh hành theo tháng tại Nha Trang
Chuỗi số liệu mực nước thực đo dùng để hiệu chỉnh được lấy tại trạm đo liên tục ven bờ đặt tại Dốc Lết từ 07h00 ngày 10/3 - 06h00 ngày 13/3/1998.
Chuỗi số liệu vận tốc dịng chảy dùng để hiệu chỉnh được lấy từ trạm đo liên túc tọa độ 109o13'6E - 12o33'N từ 07h00 ngày 10/3 - 07h00 ngày 16/3/1998.
Do số liệu thực đo của mực nước và vận tốc dịng khơng hồn tồn bắt đầu và kết thúc cùng một thời điểm nên thời gian chạy mơ hình kéo dài cho cả chuỗi số liệu, bắt đầu từ ngày 10/3 - 16/3/1998 với bước thời gian ∆t = 30s.
53
. Giá trị mực nước:
Hình 3.5: So sánh mực nước thực đo và tính tốn tại trạm ven bờ
. Giá trị vận tốc dịng chảy:
Hình 3.6: So sánh giá trị vận tốc dịng chảy thực đo và tính tốn với các hệ số Manning khác nhau
Kết quả tính tốn cho thấy sự sai khác về giá trị mực nước giữa kết quả đo đạc và tính tốn chỉ vào khoảng 5 - 10cm. Sai số trung bình ±5%, sai số lớn nhất 14%. Độ lệch
54
về pha dao động giữa mực nước tính tốn và thực đo là khơng đáng kể, phù hợp với biến trình dao động của mực nước thực đo.
Kết quả tính tốn cho vận tốc dịng chảy nhìn chung khá phù hợp về pha, sai khác về giá trị tính và thực đo vào khoảng 1 - 5cm/s. Sai số trung phương (Root mean square) theo các giá trị của số Manning M = 32, M = 44, M =66 lần lượt là: ±2.8, ±3.7 và ±3.04. Như vậy cĩ thể nhận thấy giá trị vận tốc với hệ số Manning M = 32 là phù hơp hơn cả, đảm bảo sai số về giá trị nhỏ nhất và độ lệch pha khơng quá lớn so với giá trị thực đo. Các giá trị số Manning ở đây được lựa chọn trên cơ sở tham khảo tài liệu của mơ hình MIKE 21 (2007), tài liệu của DELFT Hydraulics và kết quả tính tốn thủy lực của đề tài "Nghiên cứu sức chịu tải, khả năng tự làm sạch của một số thủy vực nuơi cá lồng bè. làm cơ sở phát triển hợp lý nghề nuơi hải sản ven bờ biển Hải Phịng - Quảng Ninh" do Viện Nghiên cứu Hải sản làm cơ quan chủ trì (2006)
Nhìn chung kết quả tính tốn giá trị mực nước và vận tốc dịng chảy là khá tốt, sai số ở mức cĩ thể chấp nhận được. Với kết quả này cĩ thể rút ra được bộ hệ số dùng để tính tốn trong những trường hợp khác nhau của module thủy lực.
Bảng 3.3. Một số tham số lựa chọn tính tốn trong module thủy lực HD
STT Tham số Đơn vị Giá trị lựa
chọn tính tốn Giá trị tham khảo DELFT Giá trị tham khảo [9] Giá trị tham khảo MIKE 1 Hệ số Manning M m1/3s-1 32 38 - 66 34 25 - 44 2 Hệ số nhớt rối theo cơngthức Smagorinsky m2s-1 0.5 0.25 – 1 3 Hệ số ma sát giĩ bề mặt 0.026 0.026
Sử dụng bộ hệ số thích hợp cho module thủy lực sau khi hiệu chỉnh, học viên tiến hành tính tốn trường thủy động lực cho khu vực vịnh Vân Phong trong 2 thời kỳ giĩ mùa thịnh hành: Đơng Bắc (NE) - tháng 1 và Đơng Nam (SE) - tháng 7, bước thời gian
55
Hình 3.7: Trường dịng chảy tháng 1 pha triều lên
Hình 3.8: Trường dịng chảy tháng 1 pha triều xuống
Bức tranh trường dịng chảy trong tháng 1 - thời kỳ giĩ mùa Đơng Bắc thịnh hành - cho thấy: dịng chảy vào vịnh theo hướng Đơng Bắc, đi men theo bán đảo Hịn
56
Gốm và Hịn Lớn về phía Bắc tới đỉnh vịnh rồi ngược chiều kim đồng hồ dọc theo bờ phía Tây và Tây Nam ra ngồi vịnh. Trong pha triều lên, trường dịng chảy tạo thành các xốy nhỏ ngược chiều kim đồng hồ tại bờ phía Tây Nam (khu vực Mỹ Giang, Hịn Khĩi), đây là nơi giao nhau của dịng chảy vào vịnh và dịng ven bờ ra khỏi vịnh. Trong pha triều xuống, các xốy này khơng xuất hiện vì dịng chảy đổ ra cĩ hướng Đơng Nam là chủ đạo và cĩ cường độ khá mạnh. Cĩ thể nhận thấy luơn tồn tại dịng chảy ven bờ phía Tây và Tây Nam vịnh trong cả hai pha triều. Điều này thể hiện rõ ảnh hưởng của giĩ mùa Đơng Bắc lên hồn lưu trong vịnh khi hồn lưu tháng 1 luơn cĩ xu hướng bị "đẩy" về phía Nam.
Trong khi đĩ, kết quả trường dịng chảy trong tháng 7 lại cĩ xu thế ngược lại. Trong pha triều lên, dịng chảy vào vịnh theo hướng Đơng Nam một cách rõ rệt và khơng thấy xuất hiện các xốy như trong tháng 1. Khi triều xuống, dưới ảnh hưởng của giĩ Đơng Nam vẫn tồn tại một dịng cường độ nhỏ ven bờ phía Tây Nam nhưng khơng đủ mạnh để chảy lên phía Bắc. Tuy vậy khi dịng chảy đổ ra khỏi vịnh giao nhau với dịng phía Tây tạo thành xốy nhỏ ven bờ như trong tháng 1.
57
Hình 3.10: Trường dịng chảy tháng 7 pha triều lên
Như vậy, kết quả hiệu chỉnh và kết quả tính tốn trường dịng chảy trong tháng 1 và tháng 7 cho thấy module thủy lực cĩ thể sử dụng để nghiên cứu và tính tốn cho các quá trình thủy động lực tại vịnh Vân Phong qua đĩ làm cơ sở để đánh giá các yếu tố mơi trường dưới tác động của các quá trình động lực biển.