e. Phân loại theo cấu trúc độ mặn
6.5.2 Dòng ngang bờ (dòng tiêu hay dòng tách bờ)
Thông thường, khu vực ven bờ thường được chia thành 4 vùng dựa trên quá trình biến đổi của sóng từ nước sâu vùng nước nông đó là vùng nước nông (shoaling zone), vùng sóng vỡ (breaker zone), vùng sóng vỗ (surf zone) và vùng sóng leo (swash zone). Trong đó vùng sóng vỗđược xem là vùng quan trọng nhất để phân tích khả năng hình thành dòng ngang bờ. Có một số khía cạnh trong vùng này cần phải xem xét bao gồm: điều kiện địa hình, sóng đa phổ, chiều cao sóng và độ dốc của bãi.
Dấu hiệu để nhận biết ra dòng ngang bờ bao gồm:
- Kênh nước bị khuấy nổi sóng
- Có sự khác biệt về màu nước (có thể bùn cát lơ lửng bị chuyển ra phía biển theo dòng tiêu)
- Đường bọt, rong biển hay mảnh vụn di chuyển ra phía biển - Làm yếu đi các loại sóng tới
Đầu của dòng ngang bờ thường có màu nâu và bọt do bùn cát bị đẩy tới. Khi quan sát cẩn thận, đầu này thường là dấu diệu để chỉ ra sự có mặt của dòng ngang bờ. Tuy nhiên, dòng ngang bờ cũng có thể không được nhận biết khi người đi bơi đứng ở bãi, và như vậy rủi ro cần được kiểm soát trên bãi tắm biển bằng các phương tiện cứu hộ.
Hướng của sóng tới:
Dòng tiêu thường được hình thành khi góc sóng tới gần như vuông góc với đường bờ. Chính vì vậy mà hướng của đường bờ là một đặc trưng quan trọng khi đánh giá khả năng hình thành dòng tiêu trên mỗi bãi biển nhất định nào đó. Những nghiên cứu đã chỉ ra rằng góc sóng tới lý tưởng để hình thành dòng tiêu trong khoảng 200 so với pháp tuyến đường bờ. Tuy nhiên trong vùng lân cận các công trình ven bờ, sóng đến lớn hơn 200 tạo ra dòng ven bờ nhanh hơn và do đó tạo ra dòng ngang bờ dễ hơn.
Vị trí của dòng ngang bờ:
Dòng ngang bờ thường được quan trắc thấy ở những bãi có độ dốc tương đối thoải, bởi nơi đây có vùng sóng vỗ (surf zone) rộng hơn. Vùng sóng vỗ rộng hơn cho phép
sóng vỡ trong khoảng thời gian dài hơn và do đó chuyển tải nhiều nước vào phía bờ hơn. Độ thoải của bãi thường phổ biến trong khoảng 1/40 hay 0,025. Trong trường hợp bãi dốc dòng ngang bờ sẽ yếu hơn do sóng vỡ gần bờ và vùng sóng vỡ hẹp (xem hình 6.7).
Hình 6.7 Dòng ngang bờ ở bãi thoải hơn và dốc hơn
Khoảng cách giữa các dòng tiêu
Một dòng ngang bờ có thể xảy ra đơn lẻở gần các công trình nhân tạo hay các cầu tàu, đê chắn sóng như trình bày trong phần sau đây. Nhưng cũng có thể xảy ra nhiều dòng tiêu do các điều kiện khác nhau trên một đoạn đường bờ. Chẳng hạn như dòng ngang bờ xảy ra khi:
- Một dòng được tạo ra khi dòng khác bị tiêu tan gần ngay vị trí đó - Có nhiều khoảng trống gần các bãi cát ở khu vực đó
- Góc sóng tới khá gần với pháp tuyến trên các bãi có mũi nhọn
Do bản chất tự nhiên, khoảng cách giữa các dòng tiêu thường quan trắc thấy nhỏ hơn 500m và biến đổi tùy thuộc vào độ dốc của bãi, hướng đường bờ, chiều cao sóng và chu kỳ sóng (hình 6.8).
Hình 6.8 Khoảng cách giữa các dòng ngang bờ
Thời gian duy trì dòng ngang bờ:
Dòng ngang bờ tồn tại tạm thời, mỗi dòng tiêu đơn thường chỉ khoảng 10 đến 20 phút. Rất hiếm khi nhìn thấy dòng ngang bờ duy trì đến một giờ hoặc hơn. Điều này không có nghĩa là ở vùng bãi biển sẽ không bị ảnh hưởng bởi hàng loạt các dòng ngang bờ có thời gian duy trì lớn hơn 10 đến 20 phút khi mà có thể xuất hiện nhiều dòng trong thời gian dài dọc theo bãi biển thẳng.
Vận tốc của dòng ngang bờ:
Vận tốc của dòng ngang bờ thường gián đoạn và có thể tăng nhanh trong phút chốc do nhóm sóng tới lớn hoặc do sự không ổn định của hoàn lưu gần bờ. Điều quan trọng cần biết là sự thay đổi của vận tốc dòng ngang bờ xảy ra tương ứng với sự thay đổi của chiều cao sóng, chu kỳ sóng tới cũng như sự thay đổi mực nước. Vận tốc dòng ngang bờ trung bình là 1-2ft/s (0,3-0,61m/s), nhưng dòng mạnh có thể lên tới 8ft/s (2,44m/s). Nếu không cần dụng cụ đo đạc nào thì cũng có thể ước đoán được độ lớn của dòng ngang bờ dựa trên khoảng cách giữa chúng dọc theo bãi biển. Nếu một dòng ngang bờ tại một vùng có độ cao sóng nhất định thường cho thấy vận tốc ra xa bờ cao, nhưng nhiều dòng ngang bờở trong cùng một vùng có độ cao sóng thường có xu hướng giảm tốc độ. Nói chung, khoảng cách giữa các dòng tách bờ càng lớn thì thế vận tốc của dòng chảy càng lớn. Tuy nhiên trong điều kiện thực trạng sóng và mực nước, vận tốc cao có thể xảy ra trên bất kỳ bãi biển không cần kể đến khoảng cách giữa các dòng tách bờ.
Hướng của đường bờ và góc sóng tới là những đặc điểm mấu chốt để đánh giá khả năng hình thành dòng ngang bờ ở một bãi biển nhất định. Sóng tới gần như vuông góc với bờ sẽ dễ dàng tạo ra dòng ngang bờ hơn sóng có góc tới nhỏ hơn.
Sự biến đổi dọc bờ của sóng tới và sự tương tác giữa các sóng là lực chính tạo ra sự biến đổi mực nước dâng do sóng và dẫn tới hình thành dòng ngang bờ. Sự tương tác giữa sóng và điều kiện biên nhưđiều kiện địa hình vùng sóng vỗ, công trình ven bờ và
các bãi cát dọc bờ cũng ảnh hưởng đến sự hình thành dòng ngang bờ. Thủy triều ảnh hưởng tới sự hình thành và độ lớn của dòng ngang bờ qua sự biến đổi chiều rộng của vùng sóng vỗ cũng nhưđộ sâu nước trên các bãi cát.