Hình 13. So sánh mực nước tính tốn và quan trắc tại Lý Sơn tháng 5/2018
2.7. Các kịch bản mô phỏng dự báo
Luận văn đã lựa chọn các cơn bão đổ bộ vào Lý Sơn và ven bờ biển Quảng Ngãi từ 1967-2017 với khoảng 30 cơn bão đại diện cho khả năng gây nước dâng lớn nhất có thể xảy ra ở khu vực nghiên cứu. Ý nghĩa lớn nhất gây nước dâng cực đại là tốc độ gió bão cực đại khi đi qua khu vực nghiên cứu, có khả năng gắn liền với ngập lụt ở vùng nghiên cứu, tốc độ gió bão từ 18-30 m/s.
Luận văn đã nhóm các cơn bão này theo các kịch bản như sau:
- Nhóm kịch bản 1: Là nhóm các cơn bão tạo với đải Lý Sơn góc 45o. - Nhóm kịch bản 2: Là nhóm các cơn bão tạo với đải Lý Sơn góc 90o. - Nhóm kịch bản 1: Là nhóm các cơn bão tạo với đải Lý Sơn góc 135o.
Vì điều kiện thời gian nên để đánh giá ảnh hưởng của bão đến nước dâng ở khu vực nghiên cứu học viên mô phỏng các điều kiện thủy động lực - sóng trong 3 cơn bão cụ thể để đại diện cho 3 nhóm kịch bản gồm:
- Nhóm kịch bản 1: Cơn bão Xangsane (9/2006). Thời gian mô phỏng tháng 9– 10 năm 2006.
- Nhóm kịch bản 2: Cơn bão Ketsana (9/2009). Thời gian mơ phỏng, tháng 9– 10 năm 2009.
- Nhóm kịch bản 3: Cơn bão Nari (10/2013). Thời gian mô phỏng tháng 10 năm 2013.
Với mỗi nhóm kịch bản sẽ tính tốn theo 2 trường hợp riêng biệt:
- Mô phỏng nước dâng chỉ có ảnh hưởng của thủy triều, khơng tính đến ảnh hưởng của sóng gió.
- Mơ nước dâng theo thực tế bão gồm: Thủy triều + sóng + gió trong bão + áp suất. Nhằm đánh giá diễn biến của mực nước theo thời gian, các điểm kiểm tra trong miền tính của mơ hình cũng đã được thiết lập. Đó là các điểm quanh đảo Lý Sơn và một số điểm vùng ven bờ Bình Thuận (QN1), An Thành (QN2), Ba Làng An (QN3).
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG NƯỚC DÂNG BÃO VÀ XÁC ĐỊNH MỰC NƯỚC DÂNG CỰC ĐẠI VÙNG ĐẢO LÝ SƠN
3.1. Nước dâng do bão Xangsane
Các kết quả tính tốn mơ phỏng trường sóng ở khu vực biển đông cùng thời điểm đã cho thấy ảnh hưởng của cơn bão Xangsane (năm 2009) đến trường sóng của khu vực này trong thời gian xuất hiện bão đến khi đi vào vùng bờ ven biển miền Trung (hình 16–20).
Hình 16. Độ cao sóng do bão Xangsane, ngày 29/9/2006
Khi bão đi vào khu vực Biển Đơng (29/9/2006) độ cao sóng lớn nhất nằm ở phía Đơng Bắc của quần đảo Hồng Sa với giá trị trên 4,0 m, phạm vi ảnh hưởng toàn bộ khu vực từ 15–20oN và 111–117oE. Tại thời điểm này ảnh hưởng của bão cũng gây ra sóng với độ cao khoảng 2–2,5 m dọc khu vực ven biển miền Trung (hình 16).
Ngày 30/9/2006 bão nằm trên khu vực Biển Đông đã gây ra độ cao sóng lớn nhất là 5 m ở khu vực phía Tây Bắc của quần đảo Hồng Sa quanh khu vực quần đảo Hồng Sa có thể đạt 4–5 m. Do bão tiến gần vào ven bờ nên dọc bờ biển miền
Trung, độ cao sóng lớn hơn, đạt 2,5–3 m, ở phía ngồi biển độ cao sóng có thể đạt trên 5,0 m (hình 17).
Hình 17. Độ cao sóng do bão Xangsane, ngày 30/9/2006
Hình 19. Độ cao sóng do bão Xangsane, ngày 2/10/2006
Vào ngày 1/10/2006 bão áp sát đất liền gây ra sóng lớn tầm 5 m, tuy nhiên tập trung chủ yếu khu vực ven biển từ Đà Nẵng đến Quảng Ngãi. Khu vực ven biển phía Nam Quảng Ngãi độ cao sóng chỉ khoảng 1,5–2 m. Tuy nhiên khu vực ngồi khơi, đặc biệt phía Tây Bắc của quần đảo Trường Sa, độ cao sóng có thể đạt 3–4 m với phạm vi 9–12oN và 109–119oE, khu vực phía Nam vịnh Bắc Bộ, độ cao sóng trên 5,0 m (hình 18 và hình 19).
Bên cạnh sóng lớn, bão cịn gây ra nước dâng dọc ven biển các tỉnh miền Trung (hình 20–23). Tuy nhiên, mức dộ ảnh hưởng của bão đến sự dâng cao mực nước còn phụ thuộc vào các điều kiện khác như địa hình, trạng thái của kỳ triều khi bão đổ bộ (triều cường hoặc kém) và hướng sóng gió tác động của bão.
Các kết quả tính tốn mơ phỏng cho thấy có sự chênh lệch đáng kể giữa hai trường hợp (mực nước chỉ do thủy triều và mực nước do thủy triều và các ảnh hưởng của sóng gió, áp suất trong bão). Vào lúc 17 h ngày 29/9/2006, dưới ảnh hưởng của bão, mực nước dâng (nước dâng cộng với thủy triều) ở khu vực ven biển bắt đầu tăng so với mực nước thủy triều thuần túy, với giá trị tăng lên phổ biến
trong khoảng 0,2–0,5 m. Trong đó thể hiện rất rõ rệt xu hướng tăng nhiều hơn ở vùng ven bờ và ít hơn ở khu vực đảo Lý Sơn và vùng ngồi khơi (xem các hình 20 đến hình 23).
Theo phân bố mực nước tăng theo khơng gian:
Hình 20. So sánh mực nước khu vực ven bờ Lý Sơn - Quảng Ngãi (a- mực nước do
thủy triều, b- mực nước do bão), ngày 29/9/2006
a)
Hình 21. So sánh mực nước khu vực ven bờ Lý Sơn - Quảng Ngãi (a- mực nước do
thủy triều, b- mực nước do do bão), ngày 30/9/2006 a)
Hình 22. So sánh mực nước khu vực ven bờ Lý Sơn - Quảng Ngãi (a- mực nước do
thủy triều, b- mực nước do do bão), ngày 1/10/2006 a)
Hình 23. So sánh mực nước khu vực ven bờ Lý Sơn - Quảng Ngãi (a- mực nước do
thủy triều, b- mực nước do do bão), ngày 2/10/2006
Mực nước dâng tại một số khu vực
Các kết quả mô phỏng mực nước biển theo các trường hợp khác nhau mặc dù đã cho thấy ảnh hưởng của sóng gió và các điều kiện khí tượng trong bão đến mực nước biển của khu vực. Tuy nhiên, những sự phân bố này không thể hiện rõ định lượng mực nước dâng do ảnh hưởng của bão. Vì vậy, trong nghiên cứu này đã trích xuất các kết quả mơ phỏng ở các vị trí khác nhau (hình 15) để đánh giá những ảnh hưởng của bão đến sự dâng cao mực nước của từng khu vực.
a)
Tại khu vực phía đơng đảo Lý Sơn, ảnh hưởng của bão Xangsane chỉ làm mực nước dâng cao nhất lên đến 20 cm (hình 24) và thời điểm này xảy ra vào kỳ triều cường, ở các thời điểm nước lớn.
Hình 24. So sánh mực nước tại Lý Sơn, tháng 9–10/2006
Hình 25. So sánh mực nước tại khu vực phía Bắc Lý Sơn, tháng 9–10/2006
Ảnh hưởng của bão đến mực nước tại khu vực phía bắc đảo Lý Sơn cũng có xu hướng tương tự và mức độ dâng cao mực nước cũng chỉ trong khoảng 10–20 cm (hình 25). Thời điểm nước dâng lớn nhất cũng là thời điểm nước lớn.
Trong khi đó, ảnh hưởng của cơn bão này làm nước dâng cao hơn ở khu vực phía Tây và phía Nam đảo Lý Sơn, có xu hướng cao hơn so với khu vực phía Đơng và Bắc đảo Lý Sơn, phổ biến trong khoảng 10–25 cm (hình 26 và hình 27).
Hình 26. So sánh mực nước phía Nam Lý Sơn, tháng 9–10/2006
Hình 27. So sánh mực nước tại khu vực phía Tây Lý Sơn, tháng 9–10/2006
Trong khi đó, các kết quả tính tốn cho thấy, ảnh hưởng của bão Xangsane làm cho mực nước khu vực ven bờ tăng lên rõ rệt. Mực nước tăng do sóng gió, các yếu tố khí tượng khác ở vùng ven bờ tăng lên khoảng 10–20 cm trong các điều kiện khơng có bão. Khi ảnh hưởng của bão, mực nước có thể tăng lên khoảng 20–32 cm so với điều kiện khơng có ảnh hưởnh của các yếu tố khí tượng hải văn trong bão (hình 28–30). Như vậy, rõ ràng ảnh hưởng của bão Xangsane đến nước dâng ở khu vực ven bờ lớn hơn đáng kể so với ở vùng ven đảo Lý Sơn.
Hình 28. So sánh mực nước tại khu vực ven bờ Bình Thuận (QN1), tháng 9–10/2006
Hình 29. So sánh mực nước khu vực ven bờ An Thành (QN2), tháng 9–10/2006
Hình 30. So sánh mực nước tại khu vực ven bờ Ba Lang An (QN3),
3.2. Nước dâng do bão Ketsana
Hình 31. Độ cao sóng do bão Ketsana, ngày 27/9/2009
Hình 32. Độ cao sóng do bão Ketsana, ngày 28/9/2009
Bão Ketsana gây ra những tác động đến trường sóng khu vực Biển Đơng với phạm vi lớn hơn rõ rệt so với bão Xangsane. Vùng nước có độ cao sóng lớn hơn 5 m bao phủ phần lớn khu vực giữa biển Đông vào ngày 27/9/2009 (hình 31). Đến
ngày 28/9/2009, quy mơ ảnh hưởng của cơn bão này đã mở rộng với vùng nước có độ cao sóng lớn hơn 5 m ra gần như tồn bộ vùng biển khu vực giữa Biển Đơng (hình 32). Trước khi đổ bộ vào vùng ven biển miền Trung, bão Ketsana đã gây ra sóng cao trên 5 m cho khu vực giữa Biển Đơng và gần như tồn bọi vùng biển phía Nam vịnh Bắc Bộ (hinh 34–35).
Hình 33. Độ cao sóng do bão Ketsana, ngày 29/9/2009
Theo phân bố mực nước tăng theo không gian:
Trước và trong khi đổ bộ vào khu vực đảo Lý Sơn và ven bờ Quảng Ngãi, bão Ketsana cũng gây ra nước dâng ở vùng biển của khu vực này. Các kết quả tính tốn mơ phỏng cho thấy cơn bão này đã làm nước dâng lên rõ rệt ở vùng biển ven bờ Quảng Ngãi và khu vực đảo Lý Sơn. Trong đó khu vực ven bờ có mức độ dâng cao mực nước lớn hơn rõ rệt so với vùng biển phía ngồi cũng như khu vực quanh đảo Lý Sơn (xem các hình 35–39).
Hình 35. So sánh mực nước khu vực ven bờ Lý Sơn - Quảng Ngãi (a- mực nước do
thủy triều, b- mực nước do do bão), ngày 27/9/2009
a)
Hình 36. So sánh mực nước khu vực ven bờ Lý Sơn - Quảng Ngãi (a- mực nước do
thủy triều, b- mực nước do do bão), ngày 28/9/2009
Hình 37. So sánh mực nước khu vực ven bờ Lý Sơn - Quảng Ngãi (a- mực nước do
thủy triều, b- mực nước do do bão), ngày 29/9/2009
a)
b)
a)
Hình 38. So sánh mực nước khu vực ven bờ Lý Sơn - Quảng Ngãi (a- mực nước do
thủy triều, b- mực nước do do bão), ngày 30/9/2009
Hình 39. So sánh mực nước khu vực ven bờ Lý Sơn - Quảng Ngãi (a- mực nước do
thủy triều, b- mực nước do do bão), ngày 1/10/2009
a)
b)
a)
Mực nước dâng tại một số khu vực
Tại khu vực phía đơng đảo Lý Sơn, ảnh hưởng của bảo Ketsana làm nước biển dâng lên khoảng 20–50 cm so với trường hợp khơng có ảnh hưởng của gió bão (hình 40). Trong đó, mực nước dâng cao chủ yếu xuất hiện ở các thời điểm nước lớn.
Hình 40. So sánh mực nước tại phía bắc Lý Sơn, tháng 9–10/2009
Ảnh hưởng tương tự cũng diễn ra ở khu vực phía Bắc đảo Lý Sơn nhưng ảnh hưởng của sóng gió, trường áp suất trong bão làm cho mực nước dâng ở khu vực cao hơn so với phía Đơng đảo Lý Sơn. Nước biển dưởi ảnh hưởng của bão có thể dâng lên 25–55 cm so với trường hợp chỉ đơn thuần thủy triều (hình 41).
Hình 41. So sánh mực nước tại khu vực phía bắc Lý Sơn, tháng 9–10/2009
Trong khi đó, phía Nam đảo Lý Sơn cũng chịu ảnh hưởng tương tự như khu vực phía Đơng đảo (hình 42). Ngược lại, ở phía Tây đảo Lý Sơn, mực nước biển dâng, nhỏ
hơn rõ rệt so với khu vực phía Bắc và phía Đơng, chỉ tăng lên khoảng 20–25 cm so với trường hợp khơng có tác động của các yếu tố sóng gió, áp suất trong bão (hình 43).
Hình 42. So sánh mực nước phía Nam Lý Sơn, tháng 9–10/2009
Hình 43. So sánh mực nước tại khu vực phía Tây Lý Sơn, tháng 9–10/2009
Trong khi đó, các kết quả tính tốn cho thấy, ảnh hưởng của bão Ketsana làm cho mực nước khu vực ven bờ tăng lên rõ rệt. Mực nước tăng do sóng gió, các yếu tố khí tượng khác ở vùng ven bờ tăng lên khoảng 10–25 cm trong các điều kiện khơng có bão. Khi ảnh hưởng của bão, mực nước có thể tăng lên khoảng 20–55 cm so với điều kiện khơng có ảnh hưởnh của các yếu tố khí tượng hải văn trong bão (hình 44 đến hình 46). Như vậy, rõ ràng ảnh hưởng của bão Ketsana đến nước dâng ở khu vực ven bờ phía Bắc đảo Lý Sơn và vùng ven bờ lớn hơn đáng kể so với ở vùng ven đảo phía Đơng, Nam và Tây đảo Lý Sơn.
Hình 44. So sánh mực nước tại khu vực ven bờ Bình Thuận (QN1), tháng 9–10/2009
Hình 45. So sánh mực nước khu vực ven bờ An Thành (QN2), tháng 9–10/2009
Hình 46. So sánh mực nước tại khu vực ven bờ Ba Lang An (QN3),
3.3. Nước dâng do bão Nari
Biểu hiện rõ rệt nhất của bão Nari là hình thành các khu vực với độ cao sóng lớn trên 5 m ở khu vực giữa và Bắc biển Đơng. Vùng có độ cao sóng lớn này di chuyển về phía gần bờ theo hướng di chuyển của bão vào đất liền, ảnh hưởng đến vùng ven biển miền Trung (hình 47 đến hình 50).
Hình 47. Độ cao sóng do bão Nari, ngày 13/10/2013
Hình 49. Độ cao sóng do bão Nari, ngày 14/10/2013
Hình 50. Độ cao sóng do bão Nari, ngày 15/10/2013
Theo phân bố mực nước tăng theo không gian:
Cũng giống như các cơn bão khác, bên cạnh những tác động lớn đến trường sóng gió của khu vực, trước và trong khi đổ bộ vào khu vực đảo Lý Sơn và ven bờ
Quảng Ngãi, bão Nari cũng gây ra nước dâng ở vùng biển của khu vực này. Các kết quả tính tốn mơ phỏng cho thấy cơn bão này đã làm nước dâng lên rõ rệt ở vùng biển ven bờ Quảng Ngãi và khu vực đảo Lý Sơn. Trong đó khu vực ven bờ có mức độ dâng cao mực nước lớn hơn rõ rệt so với vùng biển phía ngồi cũng như khu vực quanh đảo Lý Sơn (xem các hình 51 đến hình 53).
Hình 51. So sánh mực nước khu vực ven bờ Lý Sơn - Quảng Ngãi (a- mực nước do
thủy triều, b- mực nước do do bão), ngày 13/10/2013
a)
Hình 52. So sánh mực nước khu vực ven bờ Lý Sơn - Quảng Ngãi (a- mực nước do
thủy triều, b- mực nước do do bão), ngày 14/10/2013
Hình 53. So sánh mực nước khu vực ven bờ Lý Sơn - Quảng Ngãi (a- mực nước do
thủy triều, b- mực nước do do bão), ngày 15/10/2013
a)
b)
a)
Mực nước dâng tại một số khu vực
Tại khu vực phía đơng đảo Lý Sơn, ảnh hưởng của bão Nari làm nước biển dâng lên khoảng 10–20 cm so với trường hợp khơng có ảnh hưởng của gió bão (hình 54). Trong đó, mực nước dâng cao chủ yếu xuất hiện ở các thời điểm nước lớn và thời gian bão di chuyển vào vùng ven bờ.
Hình 54. So sánh mực nước tại phía đơng đảo Lý Sơn, tháng 10/2013
Hình 55. So sánh mực nước tại khu vực phía bắc Lý Sơn, tháng 10/2013
Ảnh hưởng tương tự cũng diễn ra ở các khu vực khác xung quanh đảo Lý Sơn (phía Bắc, phía Tây và phía Đơng). Khác với ảnh hưởng của hai cơn bão trước (bão Xangsane và Ketsana), nước dâng do bão Nari tương đối đồng nhất xung quanh khu vực đảo Lý Sơn, khơng có sự chênh lệch nhiều giữa các khu vực (hình 54–57).
Hình 56. So sánh mực nước phía nam Lý Sơn, tháng 10/2013
Hình 57. So sánh mực nước tại khu vực phía tây Lý Sơn, tháng 10/2013