4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
2.3.3.2.Lưới tính và các CSDL đầu vào
Trong đề tài này, sóng, dòng chảy, dao động mực nước, vận chuyển bùn cát và diễn biến lòng dẫn được tính toán đồng thời bằng mô hình tích hợp MIKE 21/3 Coupled Model FM trên một lưới cho một miền tính.
Kết quả xây dựng lưới tính cho miền tính toàn biển Đông và miền tính chính như trên hình 2.11 và hình 2.12, trong đó:
1. Đối với lưới tính cho miền tính toàn biển Đông, cần xác lập các số liệu đầu vào như sau:
a) Cao trình đáy và bờ biển (gọi là CSDL địa hình, DEM). Kết quả như trên hình 2.11;
b) CSDL mô phỏng ma sát đáy và bờ biển; hệ số ma sát gió; c) CSDL về hệ số tán xạ rối;
d) Các thông số tính toán về sóng và dòng chảy như:
Bước tính, thời điểm tính, thời khoảng tính sóng và thủy động lực học; Cấu trúc không gian pha của phổ sóng;
Các thông số liên quan đến tương tác giữa sóng với dòng chảy, sóng với sóng, khô, ngập, ướt; Hinh 2.12: Phạm vi vùng nghiên cứu chính Biên bắc Biên đông Biên nam Biên sông CL
e) Số liệu trường gió nền được sử dụng trong nghiên cứu này được trích từ kết quả mô hình khí hậu toàn cầu CFSR (Climate Forecast System Reanalysis) của Trung tâm dự báo môi trường thuộc Cơ quan quản lý đại dương và khí quyển Mỹ (NCEP/NOAA).
f) CSDL biên mực nước và các thông số sóng tới tại 6 đoạn biển mở (hình 2.11) là:
Eo Đài Loan
Eo Basi
2 eo qua quần đảo philippine
Eo Singopore
Các mặt cắt sông Hậu và sông Tiền
Sông Nhà bè.
CSDL biên mực nước tại các đoạn biên cũng được xem là độc lập với các quá trình sóng, dòng chảy, dao động mực nước, vận chuyển bùn cát, bồi xói tại VNC, nên được xác định một lần, dùng chung cho tất cả các phương án tính toán sóng, dòng chảy, dao động mực nước, vận chuyển bùn cát, bồi xói tại VNC. Giả thiết này là có cơ sở khoa học và rất phù hợp với thực tế là VNC nằm rất xa các đoạn biên này. Trong đó các CSDL biên mực nước được xác định qua bộ hằng số điều hoà của các sóng triều, đã được kiểm định rất chặt chẽ và có kể tới ảnh hưởng của các yếu tố tác động lên dao động mực nước.
Vài hình ảnh diễn biến mực nước tại các trạm này như trên hình 2.13→ 2.17
Hình 1.14: Giá trị mực nước tại eo Đài Loan
Hình 2.15: Giá trị mực nước tại eo Singapore
Hình 2.17: Giá trị mực nước tại eo Philipines 02
Hình 2.18: Trường gió điển hình Đông Bắc và Tây Nam
Như vậy, đối với lưới tính toàn biển Đông, các vấn đề liên quan đến bồi xói, hiệu ứng nhiệt muối sẽ bị bỏ qua vì chúng không quan trọng đối với VNC.
Nhiệm vụ chính của mô hình toán cho lưới tính toàn biển Đông là lập CSDL cho 3 đoạn biển mở của miền tính chính.
2. Đối với lưới tính cho miền tính chính, cần xác lập các số liệu đầu vào như sau:
a) Cao trình đáy và bờ biển (gọi là CSDL địa hình, DEM) ban đầu. Kết quả như trên hình 2.19;
b) CSDL mô phỏng ma sát đáy và bờ biển; c) Hệ số ma sát gió trên mặt;
d) CSDL về hệ số tán xạ rối;
e) Các thông số tính toán về sóng, dòng chảy, vận chuyển bùn cát, bồi xói như: Bước tính, thời điểm tính, thời khoảng tính sóng, thủy động lực học, vân chuyển bùn cát;
Cấu trúc không gian pha của phổ sóng;
Các thông số liên quan đến tương tác giữa sóng với dòng chảy, sóng với sóng, khô, ngập, ướt; (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các thông số liên quan đến vận chuyển bùn cát rời và bồi xói cát rời; Các thông số cập nhật địa hình có thể ảnh hưởng lên sóng và dòng chảy; f) Số liệu trường gió nền được sử dụng trong nghiên cứu này được trích từ kết
quả mô hình khí hậu toàn cầu CFSR (Climate Forecast System Reanalysis) của Trung tâm dự báo môi trường thuộc Cơ quan quản lý đại dương và khí quyển Mỹ (NCEP/NOAA). Số liệu trường gió này có bước thời gian là 3 giờ và bước lưới là 0.5o × 0.5o. Đây là bộ số liệu rất tốt phục vụ nghiên cứu khí hậu sóng gió;
g) CSDL biên mực nước và sóng tại 3 đoạn biển mở (xem hình 2.12): phía Bắc, Đông và Nam. Chúng được xác lập từ kết quả tính của mô hình MIKE 21/3 Coupled Model FM trên lưới cho toàn biển Đông;
h) CSDL liên quan đến mô hình vận chuyển cát tại 3 đoạn biển mở: phía Bắc, Đông và Nam. Thông thường, không có các số liệu này và điều kiện biên Neumann thường được dùng;
Hinh 2.19: Lưới và CSDL DEM vùng nghiên cứu chính
Hình 2.20: Cơ sở dữ liệu DEM khu vực bờ biển xã Dân Thành – Trà Vinh
Tóm lại:
1. Các mô hình tính toán cho các miền tính toán cả biển Đông và vùng tính toán chính chỉ dùng chung bộ số liệu về các trường gió, nhiệt độ trên mặt biển và mực nước triều tại 6 đoạn biên mở của miền tính cho toàn biển Đông. Các CSDL này có giá trị độc lập (chúng là yếu tố xác định sóng, dòng chảy, dao động mực nước, vận chuyển bùn cát, bồi xói), nên được xác định một lần, dùng chung cho tất cả các phương án tính toán sóng, dòng chảy, dao động mực nước, không cần phải hiệu chỉnh.
2. Các mô hình sóng, dòng chảy, dao động mực nước, vận chuyển bùn cát, bồi xói tại VNC dùng chung lưới tính chính về: số liệu địa hình ban đầu, vị trí và số các đoạn biên mở, khoảng thời gian tính toán, hệ số ma sát đáy lòng dẫn, tán xạ, ma sát gió trên mặt, hệ số tán xạ rối. Thông thường chúng là các thông số cần hiệu chỉnh thông qua quá trình cân chỉnh mô hình.
3. Tất cả các quá trình sóng, dòng chảy, dao động mực nước, bồi xói được tính toán đồng thời, có tính đến sự tương tác giữa chúng, do vậy, các kết quả nghiên
cứu về sóng, dòng chảy, dao động mực nước, bồi xói được hiểu là quá trình có sự liên kết liên tục.