CHƯƠNG 2. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.2.1. Xử lý số liệu
Để phục vụ cho việc thiết lập mô hình theo các kịch bản tính toán dự báo khác nhau, cần thiết phải xử lý các số liệu thu thập để tạo số liệu đầu vào cho mô hình.
Các phương pháp xử lý số liệu khác cũng đã được xử dụng trong nghiên cứu này:
- Phương pháp GIS để số hóa và xử lý số liệu địa hình từ các bản đồ địa hình.
Từ các bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50000 và 1 :25000 do Cục đo đạc bản đồ (Bộ Tài nguyên và Môi trường) xuất bản với hệ tọa độ UTM-VN2000 ở vùng cửa sông ven biển Hải Phòng, sử dụng các phần mềm MapInfo và Arcview để số hóa và tại thành các file địa hình số ở khu vực nghiên cứu (Hình 2. 1). Các phần mềm GIS cũng
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d
đƣợc dùng để lồng ghép số liệu địa hình (số hóa từ bản đồ) ở vùng ven biển với số liệu địa hình trong Cơ sở dữ liệu địa hình GEBCO -1/8 ở vùng ngoài khơi và cập nhật bổ sung số liệu đo sâu mới. Kết quả ứng dụng phương pháp GIS là tạo ra file địa hình có định dạng xyz làm đầu vào để xây dựng lưới độ sâu của mô hình TĐL.
y = 1.6523x - 352.47 R2 = 0.9013 -3000
-2000 -1000 0 1000 2000 3000
-1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000
y = 2.745x - 999.88 R2 = 0.8293
-1500 -1000 -500 0 500 1000 1500
0 200 400 600 800 1000
y = 0.3092x - 19.075 R2 = 0.9424 -200
-150 -100 -50 0 50 100 150 200
-400 -200 0 200 400 600
y = 1.2018x - 278.17 R2 = 0.8003 -200
-100 0 100 200 300 400
0 100 200 300 400 500 600
y = 0.2408x - 67.826 R2 = 0.9793 -600
-400 -200 0 200 400 600
-2000 -1000 0 1000 2000 3000
y = 0.6677x - 162.43 R2 = 0.7884 -300
-200 -100 0 100 200 300 400 500
0 200 400 600 800 1000
Hình 2. 3. Tương quan lưu lượng nước tại một số sông trong khu vực nghiên cứu
(a- S. Cấm và Bạch Đằng, 3-2009; b- S. Cấm và Bạch Đằng, 8-2009; c- S. Văn Úc và Lạch Tray, 3-2009; d- S. Văn Úc và Lạch Tray, 8-2009; e- S. Văn Úc và Thái Bình, 3-2009; f- S. Văn Úc và Thái Bình, 8-2009)
- Phương pháp tính toán thống kê để tạo các file số liệu dạng chuỗi lưu lượng nước cho các biên sông của 5 sông chính trong khu vực nghiên cứu là Bạch Đằng,
(a)
(e)
(b)
(c) (d)
(f)
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d
Cấm, Lạch Tray, Văn Úc và Thái Bình. Dựa trên các số liệu quan trắc lưu lượng nước tại sông Cấm và sông Văn Úc của Trung tâm KTTV quốc gia và các số liệu đo đạc khảo sát tại các sông này trong thời gian tháng 3 và tháng 8-9 năm 2009 của một số đề tài có liên quan [1, 8], các hàm tương quan giữa lưu lượng nước tại các sông còn lại đã được tính toán (Hình 2. 3, Hình 2. 4). Thông qua các hàm tương quan này, các chuỗi số liệu về lưu lượng nước ở các sông không có số liệu đo dài nhƣ Bạch Đằng, Lạch Tray, và Thái Bình đã đƣợc xác định để làm điều kiện biên sông của mô hình (Hình 2. 5). Phương pháp phân tích thống kê cũng được dùng để phân tích đánh giá các đặc trưng về điều kiện gió, sóng, mực nước và dòng chảy ở khu vực nghiên cứu.
y = 0.9892x - 129.97 R2 = 0.9813 -1500
-1000 -500 0 500 1000 1500
-1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 y = 1.2063x - 243.58
R2 = 0.8968
-400 -200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
y = 2.52x + 10.072 R2 = 0.8408 -2000
-1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500
-1000 -500 0 500 1000
y = 2.6762x - 79.199 R2 = 0.9149
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
Hình 2. 4. Tương quan lưu lượng nước tại vị trí khảo sát và quan trắc định kỳ (a- Cửa Cấm và vị trí quan trắc trên sông Cấm, 3-2009 ; b- Cửa Cấm và vị trí quan trắc trên sông
Cấm, 8-2009; c- Trạm Trung Trang và vị trí khảo sát trên sông Văn Úc, 3-2009; d- Trạm Trung Trang và vị trí khảo sát trên sông Văn Úc, 8-2009)
- Phương pháp khai thác số liệu từ Cơ sở dữ liệu nhiệt muối WOA09 và cơ sở dữ liệu thủy triều FES2004. Các cơ sở dữ liệu này cùng cấp số liệu cần thiết để xác
(a) (b)
(c)
(d)
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d
định các điều kiện biên mở cho mô hình TĐL vùng ngoài khơi (với lưới tính thô) được lưu trữ ở dạng file Netcdf.
-4000 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000
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 (ngày)
lƣu lƣợng (m3 /s)
S. Bạch Đằng S. Cấm S. Lạch Tray S. Văn Úc S. Thái Bình
-5000 -4000 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
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 (ngày)
lƣu lƣợng (m3 /s)
S. Bạch Đằng S. Cấm S. Lạch Tray S. Văn Úc S. Thái Bình
Hình 2. 5. Lưu lượng nước trung bình giờ tại các sông chính khu vực Hải Phòng (a- tháng 3 năm 2009, b- tháng 8 năm 2009)
- Phương pháp lưới lồng (phương pháp NESTING trong Delf3d) được sử dụng trong nghiên cứu này để tạo ra các điều kiện biên mở phía biển của mô hình. Theo phương pháp này để tạo các file số liệu cho điều kiện biên mở biển của mô hình với lưới chi tiết (mô hình cho vùng cửa sông ven biển Hải Phòng), một mô hình với lưới thô hơn cùng thời gian tính toán, cùng kiểu lưới tính (lưới cong trực giao và cùng số tầng) ở phía ngoài vùng này đã được thiết lập (Hình 2. 6). Mô hình lưới thô có kích thước 424 x 150 điểm tính và sử dụng hệ lưới cong trực giao. Các ô lưới có
(a)
(b)
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d
kích thức biển đổi từ 379.3-1376.5m. Theo chiều thẳng đứng mô hình này đƣợc chia thành 7 lớp độ sâu trong hệ tọa độ . Biên mở biển của mô hình này đƣợc chia thành nhiều đoạn khác nhau. Tại mỗi đoạn biên mở đó sử dụng các hằng số điều hòa trong cơ sở dữ liệu Fes2004 và số liệu nhiệt muối trung bình tháng trong cơ sở dữ liệu WOA09.
MH vùng cửa sông ven biển Hải Phòng (lưới chi tiết)
MH phía ngoài (lưới thô)
Hình 2. 6. Lưới tính của mô hình cho vùng cửa sông ven biển Hải Phòng và vùng ngoài