Phạm vi miền tính của mơ hình
Mơ phỏng dao động mực nước khu vực vịnh Bắc Bộ:
- Số liệu đường bờ (dùng để tạo lưới tính tốn) của các khu vực trên được số hóa lại từ các bản đồ địa hình UTM tỷ lệ 1: 25000 do Cục Đo đạc Bản đồ xuất bản, đây là những bản đồ với hệ tọa độ nhà nước VN-2000. Những bản đồ đó đã được quét vào máy tính, số hố và xử lý bằng các phần mềm Acview, MapInfo.
(a) (b)
Hình 4.1. Trường độ sâu vịnh Bắc Bộ (a) và lưới khu vực nghiên cứu (b)
- Số liệu độ sâu (Hình 4.1a) được lấy từ nguồn cơ sở dữ liệu địa hình ETOPO5 (Earth Topography - 5 Minute) của Trung tâm Tư liệu Địa vật lí Quốc gia Mỹ NGDC (National Geophysical Data Center) và GEBCO -1 (General Bathymetric Chart of the Ocean (GEBCO) one minute) của Trung tâm tư liệu hải dương học vương quốc Anh (British Oceanographic Data Centre-BODC).
- Số liệu đầu vào tính tốn cho khu vực vịnh Bắc Bộ được lấy từ bộ hằng số điều hịa tồn cầu FES2004 của dự án Topex/ Poseidon với độ phân giải 1/8 độ và tham khảo tài liệu của Takashi TAKANEZAWA, 2000 [17].
Mơ phỏng trường dịng chảy khu vực nghiên cứu:
Mơ hình thuỷ động lực cho khu vực cửa sơng ven biển Hải Phịng sử dụng hệ lưới cong trực giao. Phạm vi vùng tính của mơ hình bao gồm các vùng nước của các cửa sơng Bạch Đằng, Cấm, Lạch Tray và phần phía ngồi các cửa sơng này mở rộng ra phía ngồi biển đến độ sâu khoảng 11 đến 12 mét (Hình 4.2). Miền tính được chia thành 185 x 356 ô lưới (M = 185, N = 356), trải dài từ 106o68E - 106o98 E, 20o65N - 20o948N (Hình 4.1b). Kích thước các ơ lưới biến đổi từ 48,24 đến 158,3 mét (Bảng 4.1).
Hình 4.2. Trường độ sâu và trạm (B2) đo đạc kiểm chứng mơ hình
Miền tính có các biên mở phía biển (số liệu đầu vào là các giá trị mực nước được trích xuất từ vùng tính khu vực vịnh Bắc Bộ, Phần phụ lục) và các biên sơng. Biên phía biển bao gồm phía tây nam, đông nam và đông bắc. Các biên mở sơng là những nguồn cung cấp trầm tích chủ yếu cho khu vực tính.
Thời gian tính tốn
Mơ hình thủy động lực khu vực cửa sơng ven biển Hải Phịng được thiết lập và chạy với thời gian là các mùa đặc trưng trong năm (mùa mưa và mùa khô) của các kịch bản khác nhau. Những kịch bản này gồm:
- Mùa khô (từ ngày 01 đến ngày 31 tháng 3 năm 2010) - Mùa mưa (từ ngày 01 đến ngày 31 tháng 8 năm 2010)
Bước thời gian chạy của mơ hình thủy động lực là 0,5 phút.
Bảng 4.1. Các thông số được sử dụng cho mơ hình thủy động lực
Thơng số Giá trị
Số điểm tính M=185, N=356
x, y 48,24 - 158,30 m
Bước thời gian 30 giây
Ngưỡng giữa khô và ướt 0,1 m
Khoảng thời gian tính (mùa mưa và mùa khơ) 30 ngày
Hệ số nhớt theo phương ngang 1,0m2/s
Hệ số nhớt theo phương đứng 1,0 x 10-6m2/s
Hệ số khuyếch tán theo phương ngang 1,0m2/s Hệ số khuyếch tán theo phương đứng 1,0 x 10-6m2/s
Hệ số nhám Chezy 60
Mơ hình khép kín rối k-e
Hiệu chỉnh và kiểm nghiệm các kết quả của mơ hình
So sánh các kết quả nhận được của mơ hình với số liệu quan trắc, từ đó hiệu chỉnh các tham số có tính chất địa phương, kiểm tra số liệu đầu vào để kết quả nhận được của mơ hình phù hợp với thực tế. Sai số bình phương trung bình (Sbt) là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá độ chính xác của mơ hình:
N O P S N i i i bt 1 2
Trong đó: i = 1, n là số lần quan trắc được thực hiện, Pi là giá trị dự báo của
Để đánh giá và hiệu chỉnh cho mơ hình thuỷ động lực khu vực, đã sử dụng kết quả tính mực nước của mơ hình tại Hịn Dấu so với số liệu trong cả hai trường hợp: mùa mưa và mùa khô. Sau lần hiệu chỉnh cuối, các kết quả tính tốn cho thấy sai số bình phương trung bình của mực nước tính từ mơ hình và bảng dự báo thủy triều trong mùa mưa và khô lần lượt là 0,29 m và 0,37 m.
Dao động mực nước tính từ mơ hình với mực nước thực đo cho thấy có sự phù hợp nhất định cả về pha triều và độ lớn (Hình 4.3). Các kết quả sau lần hiệu chỉnh cuối cùng cũng đã cho thấy sự phù hợp tương đối giữa tính tốn và số liệu quan trắc thực tế. 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 thời gian
mực nước (m) mơ hình thực đo
a) Tháng 3 năm 2010 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 thời gian mực nước (m) mơ hình thực đo
b) Tháng 8 năm 2010
Hình 4.3. Đường quá trình mực nước giữa thực đo và kết quả tính từ mơ hình tại Trạm Hịn Dấu
Vận tốc dịng chảy tính tốn và quan trắc có sự khác biệt (Hình 4.4), tuy nhiên số liệu quan trắc được tiến hành đo tại tầng mặt (cách mặt 0,5 mét), cịn kết quả từ mơ hình là tính cho trung bình cả cột nước. Đây cũng là một hạn chế trong q trình tính tốn nên ít nhiều cũng ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu.
0 30 60 90 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 thời gian vận tốc (cm/s) quan trắc mơ hình
Hình 4.4. Tốc độ dịng chảy (mùa khơ) theo kết quả tính tốn mơ hình và số liệu quan trắc tại trạm kiểm chứng B2