Báo cáo nghiên cứu khoa học " Kiểm chứng mô hình dự báo tr-ờng sóng vùng vịnh bắc bộ "

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

73
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Để tiến hành dự báo tr-ờng sóng vùng vịnh Bắc Bộ trong khuôn khổ đề tài cấp nhà n-ớc KC-09-04 giai đoạn 2001 – 2005, “Xây dựng mô hình dự báo các tr-ờng khí t-ợng thuỷ văn vùng biển Đông”, đã sử dụng mô hình WAM để dự báo tr-ờng sóng vùng khơi biển Đông với b-ới l-ới tính 1/4 x 1/4 độ kinh vĩ. Đối với khu vực ven bờ đã sử dụng mô hình tính sóng STWAVE với b-ớc l-ới tính 200m x 200m nhằm tính toán chi tiết tr-ờng sóng tại các khu vực ven bờ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo nghiên cứu khoa học " Kiểm chứng mô hình dự báo tr-ờng sóng vùng vịnh bắc bộ "

T¹p chÝ Khoa häc ®hqghn, KHTN & CN, T.xxI, Sè 3PT., 2005 KiÓm chøng m« h×nh dù b¸o tr−êng sãng vïng vÞnh b¾c bé NguyÔn M¹nh Hïng ViÖn C¬ häc NguyÔn Thä S¸o Tr−êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn, §HQGHN TrÇn Quang TiÕn Trung T©m KhÝ t−îng Thñy v¨n BiÓn Tãm t¾t: §Ó tiÕn hµnh dù b¸o tr−êng sãng vïng vÞnh B¾c Bé trong khu«n khæ ®Ò tµi cÊp nhµ n−íc KC-09-04 giai ®o¹n 2001 – 2005, “X©y dùng m« h×nh dù b¸o c¸c tr−êng khÝ t−îng thuû v¨n vïng biÓn §«ng”, ®· sö dông m« h×nh WAM ®Ó dù b¸o tr−êng sãng vïng kh¬i biÓn §«ng víi b−íi l−íi tÝnh 1/4 x 1/4 ®é kinh vÜ. §èi víi khu vùc ven bê ®· sö dông m« h×nh tÝnh sãng STWAVE víi b−íc l−íi tÝnh 200m x 200m nh»m tÝnh to¸n chi tiÕt tr−êng sãng t¹i c¸c khu vùc ven bê cöa s«ng. Trong b¸o c¸o c¸c t¸c gi¶ ®· tr×nh bµy c¸c kÕt qu¶ kiÓm chøng dù b¸o sãng theo hai s¬ ®å nªu trªn. C¸c sè liÖu kiÓm chøng lµ c¸c kÕt qu¶ ®o ®¹c tr−êng sãng b»ng c¸c lo¹i m¸y tù ghi sãng hiÖn ®¹i t¹i khu vùc ven bê biÓn H¶i HËu, Nam §Þnh 1/2003 (øng víi tr−êng sãng trong giã mïa ®«ng b¾c) vµ t¹i khu vùc vïng biÓn Nghi S¬n Thanh Ho¸ 7/2003, øng víi tr−êng sãng trong giã mïa t©y nam. C¸c kÕt qu¶ kiÓm chøng cho thÊy sai sè trung b×nh b×nh ph−¬ng RMS t¹i c¸c tr¹m LT1, LT2 vïng H¶i HËu vµ Nghi S¬n t−¬ng øng lµ 0.092, 0.138 vµ 0.102, t¹i c¸c tr¹m gÇn bê sai sè t¨ng lªn so víi c¸c tr¹m ngoµi vïng n−íc s©u. Sai sè ®o ®¹c bao gåm c¶ BIAS vµ RMS t¹i H¶i HËu lu«n cao h¬n Nghi S¬n do tr−êng sãng khu vùc H¶i HËu trong giã mïa ®«ng b¾c chÞu t¸c ®éng cña b·i båi phÝa ngoµi cöa Ba L¹t vµ chÞu ¶nh h−ëng cña giã ®Þa ph−¬ng. Tuy nhiªn c¸c kÕt qu¶ kiÓm chøng ®· chøng minh hoµn toµn cã thÓ sö dông m« h×nh dù b¸o sãng vµo dù b¸o phôc vô thùc tÕ trªn vïng biÓn §«ng vµ ven bê ViÖt Nam. Më ®Çu Dù b¸o sãng lµ mét trong c¸c néi dung nghiªn cøu chÝnh cña ®Ò tµi cÊp nhµ n−íc KC-09-04 giai ®o¹n 2001 − 2005, “X©y dùng m« h×nh dù b¸o c¸c tr−êng khÝ t−îng thuû v¨n vïng biÓn §«ng”. Trong khu«n khæ c¸c nhiÖm vô nghiªn cøu vÒ dù b¸o sãng ®· ®−îc nªu trong ®Ò c−¬ng nghiªn cøu cña ®Ò tµi, ®· sö dông m« h×nh WAM ®Ó tÝnh to¸n dù b¸o tr−êng sãng vïng kh¬i biÓn §«ng víi b−íi l−íi tÝnh 1/4 × 1/4 ®é kinh vÜ (t−¬ng ®−¬ng víi 27km). L−íi tÝnh theo m« h×nh WAM bao qu¸t toµn bé khu vùc tõ 10S ®Õn 230N vµ tõ 990 E ®Õn 1190E . §èi víi khu vùc ven bê ®· sö dông m« h×nh tÝnh sãng STWAVE víi b−íc l−íi tÝnh 200m × 200m nh»m tÝnh to¸n chi tiÕt tr−êng sãng t¹i c¸c khu vùc ven bê cöa s«ng. C¸c l−íi tÝnh sãng ven bê ®−îc lËp theo nguyªn t¾c c¸c trôc tÝnh biªn ngoµi vïng n−íc s©u theo h−íng b¾c nam vµ trôc tÝnh tõ vïng n−íc s©u vµo bê theo h−íng ®«ng t©y. Víi c¸c l−íi tÝnh trªn, trong mét sè c¸c ®Þnh h−íng ®−êng bê lÖch nhiÒu so víi h−íng b¾c nam (vÝ dô ®−êng bê khu vùc tõ Thanh Ho¸ ®Õn §µ N½ng hoÆc ®−êng bê vïng ch©u thæ s«ng Cöu Long v.v...) sÏ kh«ng tèi −u b»ng lo¹i l−íi tÝnh cã trôc song song vµ v−¬ng gãc víi bê biÓn. Tuy nhiªn lo¹i l−íi theo ®Þnh h−íng b¾c nam, ®«ng t©y cã −u viÖt rÊt lín lµ cho phÐp bao phñ toµn bé d¶i ven biÓn n−íc ta mµ 135
NguyÔn M¹nh Hïng, NguyÔn Thä S¸o, TrÇn Quang TiÕn 136 kh«ng cã khu vùc chång chÐo, ngoµi ra còng cho phÐp x¸c ®Þnh dÔ dµng c¸c ®iÓm dù b¸o sãng ven bê nÕu biÕt täa ®é cña chóng. C¸c m« h×nh tÝnh sãng WAM vµ STWAVE ®Òu lµ lo¹i m« h×nh hiÖn ®¹i hiÖn nay ®ang ®−îc sö dông réng r·i trªn thÕ giíi, tuy nhiªn ®Ó ¸p dông vµo c¸c ®iÒu kiÖn ®Þa ph−¬ng cña c¸c khu vùc vïng n−íc s©u vµ ven bê biÓn §«ng cÇn cã c¸c tÝnh to¸n kiÓm chøng m« h×nh lµ mét phÇn kh«ng thÓ thiÕu ®−îc cña mäi m« h×nh tÝnh to¸n, dù b¸o c¸c yÕu tè ®éng lùc biÓn. Trong ®iÒu kiÖn hiÖn nay, c¸c sè liÖu tù ghi sãng tin cËy ë vïng ven bê hÕt søc hiÕm, c¸c t¸c gi¶ ®· sö dông c¸c sè liÖu tù ghi sãng t¹i hai vïng biÓn thuéc vÞnh B¾c Bé. Trong bµi b¸o nµy, phÇn ®Çu giíi thiÖu vÒ m« h×nh tÝnh sãng ven bê STWAVE sau ®ã ®−a ra c¸c kÕt qu¶ kiÓm chøng m« h×nh tÝnh sãng nhËn ®−îc cho hai vïng ven bê nªu trªn vµ mét sè nhËn xÐt ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ nhËn ®−îc. 1. M« h×nh tÝnh sãng vïng ven bê STWAVE 1.1. C¸c ph−¬ng tr×nh tÝnh to¸n lan truyÒn sãng trong m« h×nh STWAVE T−¬ng t¸c gi÷a sãng vµ dßng ch¶y ®−îc x¸c ®Þnh khi sãng truyÒn trªn mét nÒn dßng ch¶y. C¸c tham sè sãng trÒn nÒn ®ã ®−îc ký hiÖu lµ r gäi lµ t−¬ng ®èi víi dßng ch¶y, cßn c¸c tham sè sãng tuyÖt ®èi lµ a . Ph−¬ng tr×nh khuyÕch t¸n sãng trªn nÒn t−¬ng ®èi lµ [2]: ω 2 = gk thkd (1) R víi: ω − tÇn sè gãc, g − gia tèc träng tr−êng, k − sè sãng, d − ®é s©u. Trong hÖ tuyÖt ®èi, ph−¬ng tr×nh nµy cã d¹ng: ωa = ω r + kU cos(δ − α ) (2) víi: U − tèc ®é dßng ch¶y, δ − h−íng cña dßng ch¶y so víi trôc x , α − h−íng truyÒn sãng (xem h×nh 1). Sè sãng ®−îc tÝnh b»ng ph−¬ng ph¸p lÆp khi thay c¸c yÕu tè cña ph−¬ng tr×nh (1) vµo ph−¬ng tr×nh (2). §Ó tÝnh to¸n c¸c hiÖu øng khóc x¹ vµ n−íc n«ng cÇn cã tèc ®é pha cña sãng C , vµ tèc ®é nhãm, C g trong c¶ hai nÒn chuyÓn ®éng. H×nh 1. S¬ ®å tÝnh sãng trong tr−êng dßng ch¶y
KiÓm chøng m« h×nh dù b¸o tr−êng sãng vïng vÞnh B¾c Bé 137 Trong nÒn chuyÓn ®éng t−¬ng ®èi ®èi víi dßng ch¶y ta cã: ω Cr = r (3) k ⎛ 2kd ⎞ C gr = 0,5 C r ⎜1 + ⎟. (4) ⎝ sh 2kd ⎠ H−íng cña tèc ®é pha vµ nhãm lµ α . Trªn nÒn tuyÖt ®èi ta cã: C a = C r + U cos(δ − α ) (5) ( )() C gra = C gr + (U )i , (6) i i ë ®©y i biÓu thÞ gi¸ trÞ tens¬ cña c¸c thµnh phÇn x vµ y . H−íng cña tèc ®é pha tuyÖt ®èi trïng víi h−íng tia sãng. Tèc ®é nhãm tuyÖt ®èi sÏ x¸c ®Þnh h−íng cña tia sãng do vËy tia sãng trªn h×nh 1 ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: ⎛ C gr sin α + U sin δ ⎞ µ = tg −1 ⎜ ⎟. (7) ⎜ C gr cos α + U cos δ ⎟ ⎝ ⎠ Sù kh¸c nhau gi÷a h−íng tia sãng vµ h−íng vu«ng gãc víi front sãng lµ c¬ së ®Ó gi¶i thÝch qu¸ tr×nh t−¬ng t¸c gi÷a sãng vµ dßng ch¶y. NÕu kh«ng cã dßng ch¶y hai h−íng nµy trïng víi nhau, khi cã dßng ch¶y h−íng truyÒn n¨ng l−îng sãng sÏ däc theo tia sãng cßn h−íng truyÒn sãng däc theo h−íng vu«ng gãc víi fr«ng sãng. H−íng nµy ®−îc x¸c ®Þnh theo: ∂α C r ∂d k i ∂U =− − , (8) C gra ∂R sh 2kd ∂n k ∂n víi R − täa ®é theo h−íng cña tia sãng, n − täa ®é theo h−íng vu«ng gãc víi fr«ng sãng. Ph−¬ng tr×nh b¶o toµn phæ sãng ë giai ®o¹n sãng æn ®Þnh däc theo tia sãng cã d¹ng: C a C gra cos(µ − α )E(ωa , α ) (C gra )i ∂x ∂ ∑ ωr , S = (9) ωr i víi E − mËt ®é n¨ng l−îng sãng (chia cho ρ w g ) víi ρ − lµ mËt ®é n−íc, S − phÇn nguån n¨ng l−îng. 1.2. TÝnh khóc x¹ vµ biÕn d¹ng sãng Trong m« h×nh STWAVE tÝnh to¸n khóc x¹ vµ biÕn d¹ng tr−êng sãng khi truyÒn vµo vïng ven bê dùa trªn c¬ së ¸p dông luËt b¶o toµn n¨ng l−îng däc theo tia sãng. HÖ sè biÕn d¹ng cho c¸c thµnh phÇn phæ sãng tÝnh däc theo tia sãng theo ph−¬ng tr×nh (9). Trong tr−êng hîp xuÊt hiÖn dßng ch¶y m¹nh ng−îc chiÒu víi h−íng truyÒn sãng (ë c¸c tuyÕn luång hµng h¶i, cöa l¹ch triÒu vv.. trong pha triÒu rót), sãng cã thÓ bÞ ph¸ huû do dßng ch¶y. HiÖn t−îng nµy xuÊt hiÖn khi ph−¬ng tr×nh khuÕch t¸n kh«ng cã nghiÖm, hay nãi mét c¸ch kh¸c lµ hiÖn t−îng ph¸ huû sãng xuÊt hiÖn khi tèc ®é pha t−¬ng ®èi cña sãng nhá h¬n c−êng ®é cña dßng ch¶y. ë vïng n−íc s©u, hiÖn t−îng nµy xuÊt hiÖn khi c−êng ®é dßng ch¶y lín h¬n 1/4 tèc ®é pha cña sãng trong tr−êng hîp kh«ng cã dßng ch¶y. (0,25 g Ta /( 2π ) , víi Ta lµ chu kú tuyÖt ®èi cña sãng). NÕu tr−êng hîp nµy x¶y ra, n¨ng l−îng sãng sÏ bÞ mÊt.
NguyÔn M¹nh Hïng, NguyÔn Thä S¸o, TrÇn Quang TiÕn 138 1.3. TÝnh nhiÔu x¹ NhiÔu x¹ trong m« h×nh STWAVE ®−îc tÝnh trªn c¬ së sù ph©n t¸n n¨ng l−îng sãng theo nguyªn lý lµ ph¼ng: [ ] E j (ω a , α ) = 0,55E j (ω a , α ) + 0,22 E j+1 (ω a , α ) + E j−1 (ω a , α ) , (10) víi j lµ ký hiÖu cña ®iÓm tÝnh däc bê. Theo ph−¬ng tr×nh trªn sÏ x¶y ra hiÖn t−îng lµ tr¬n n¨ng l−îng sãng ë c¸c vïng bÞ che khuÊt. 1.4. C¸c nguån truyÒn vµ mÊt m¸t n¨ng l−îng + Sãng ®æ t¹i vïng ven bê: ChØ tiªu sãng ®æ t¹i vïng ven bê lµ tû sè gi÷a ®é cao sãng vµ ®é s©u: Hmo = 0,64 , max (11) d ë ®©y H mo lµ ®é cao sãng øng víi m« men bËc 0. ë c¸c cöa vµo cña luång l¹ch, khi ®é dèc cña sãng t¨ng do t¸c ®éng cña dßng ch¶y, sãng sÏ dÔ bÞ ®æ h¬n. Trong tr−êng hîp nµy chØ tiªu sãng ®æ cña Miche (1951) lµ phï hîp nhÊt: = 0,1 L th kd . (12) Hmo max Ph−¬ng tr×nh nµy ®−îc ¸p dông trong m« h×nh ®Ó x¸c ®Þnh giíi h¹n cao nhÊt cña ®é cao sãng. N¨ng l−îng sãng trong d¶i phæ sãng sÏ bÞ gi¶m t¹i mçi tÇn sè vµ h−íng tû lÖ víi sè l−îng n¨ng l−îng bÞ tiªu hao do sãng ®æ trong mçi d¶i tÇn sè vµ h−íng sãng t−¬ng øng. + N¨ng l−îng truyÒn tõ giã cho sãng: Dßng n¨ng l−îng cña giã truyÒn cho sãng ®−îc tÝnh theo: u2 ρa 0,85C m * , =λ (13) Fin ρw g víi: λ − hÖ sè biÓu thÞ phÇn n¨ng l−îng cña khÝ quyÓn truyÒn trùc tiÕp cho sãng (0,75), ρ − mËt ®é kh«ng khÝ, C m − tèc ®é pha trung b×nh cña sãng, u* − tèc ®é ma s¸t. N¨ng l−îng mµ phæ sãng nhËn ®−îc sÏ ®−îc tÝnh b»ng c¸ch nh©n dßng n¨ng l−îng víi thêi gian t−¬ng ®−¬ng khi sãng truyÒn qua mét m¾t l−íi: ∆x ∆t = , (14) βC g cos α m ë ®©y ∆t − thêi gian t−¬ng ®−¬ng, ∆x − b−íc l−íi tÝnh, β α − h»ng sè (=0,9 ®èi víi sãng giã), C g − tèc ®é nhãm trung b×nh cña phæ sãng, α m − h−íng sãng trung b×nh øng víi l−íi tÝnh. Trong m« h×nh STWAVE chØ cã sãng thæi theo h−íng tõ biÓn vµo míi ®−îc tÝnh g©y t¸c ®éng ®Õn sãng, ®èi víi c¸c tr−êng hîp giã thæi tõ bê ra hiÖu øng t¸c ®éng cña sãng ®Õn giã ®−îc bá qua.
KiÓm chøng m« h×nh dù b¸o tr−êng sãng vïng vÞnh B¾c Bé 139 + T¸c ®éng t−¬ng t¸c gi÷a c¸c sãng vµ hiÖu øng sãng ®æ b¹c ®Çu N¨ng l−îng cña giã truyÒn cho sãng ®−îc ph©n bè d−íi t¸c ®éng cña hiÖn t−îng t−¬ng t¸c phi tuyÕn gi÷a c¸c sãng. N¨ng l−îng nµy ®−îc ph©n bæ tõ khu vùc ®Ønh phæ tíi c¸c thµnh phÇn phæ víi tÇn sè thÊp vµ tÇn sè cao. Trong m« h×nh STWAVE tÇn sè ®Ønh phæ sÏ t¨ng lªn cïng víi ®µ sãng (hoÆc lµ thêi gian truyÒn t−¬ng ®−¬ng däc theo ®µ). Ph−¬ng tr×nh tÝnh ®Õn hiÖu øng thay ®æi ®Ønh phæ nµy lµ: −3 / 7 ⎡ ⎤ 7/3 4/3 (f p )i+1 ( )i 9 ⎛u ⎞ = ⎢ fp ∆t ⎥ − ς⎜ * ⎟ , (15) 5 ⎜g ⎟ ⎢ ⎥ ⎝ ⎠ ⎣ ⎦ víi: ς − hÖ sè kh«ng thø nguyªn (Resio vµ Perrie 1989 [3]), i vµ i + 1 lµ c¸c cét trong l−íi tÝnh. N¨ng l−îng mµ phæ sãng nhËn ®−îc ®−îc ph©n bæ trong giíi h¹n c¸c tÇn sè vÒ phÝa gi¶i c¸c tÇn sè thÊp sao cho gi÷ nguyªn d¹ng cña phæ. N¨ng l−îng sãng sÏ bÞ tiªu t¸n chñ yÕu lµ sù t¶i n¨ng l−îng vÒ c¸c tÇn sè cao vµ tiªu t¸n d−íi t¸c ®éng cña hiÖu øng sãng ®æ b¹c ®Çu vµ hiÖu øng rèi, nhít cña n−íc. Tån t¹i sù c©n b»ng ®éng lùc gi÷a n¨ng l−îng cña giã truyÒn cho sãng vµ n¨ng l−îng tiªu hao do hiÖu øng dßng n¨ng l−îng phi tuyÕn cña sãng ph©n t¸n vµo khu vùc tÇn sè cao. Dßng n¨ng l−îng nµy ®−îc tÝnh nh− sau: ε g1 / 2E3 k9 / 2 ΓE = tot P , (16) th3 / 4 (kPd ) víi: ΓE − dßng n¨ng l−îng, ε − hÖ sè (=30), E tot − tæng n¨ng l−îng cña phæ sãng chia cho ( ρ w g ), kP - sè sãng øng víi ®Ønh phæ. N¨ng l−îng phæ sãng bÞ tiªu hao ®−îc tÝnh b»ng c¸ch lÊy tÝch cña dßng n¨ng l−îng víi thêi gian t−¬ng ®−¬ng ®Ó sãng truyÒn däc theo l−íi tÝnh ( ∆t trong ph−¬ng tr×nh ) víi β cho b»ng 1 ®èi víi gi¶i tÇn sãng lõng trong phæ víi β cho b»ng 0,9 ®èi víi gi¶i tÇn sãng giã. 1.5. øng suÊt bøc x¹ Gradient cña øng suÊt bøc x¹ ®−îc tÝnh trong m« h×nh STWAVE ®Ó ®−a ra sè liÖu ®Çu vµo cho m« h×nh tÝnh dßng ch¶y vµ tÝnh n−íc d©ng, n−íc rót do sãng. C¸c tens¬ øng suÊt bøc x¹ sãng ®−îc tÝnh theo lý thuyÕt sãng tuyÕn tÝnh: ∫∫ E(f , α) ⎢0,5 ⎜1 + sh 2kd ⎟ (cos ) ⎡ ⎤ ⎛ 2kd ⎞ 2 S xx = ρ w g α + 1 − 0.5⎥ df dα (17) ⎣⎝ ⎠ ⎦ ⎡ ⎤ ⎛ 2kd ⎞ ∫∫ E(f , α ) ⎢0,5⎜1 + sh2kd ⎟ sin 2α⎥ df dα S xy = ρ w g (18) ⎣⎝ ⎠ ⎦ ∫∫ E(f , α ) ⎢0,5 ⎜1 + sh 2kd ⎟ (sin ) ⎡ ⎤ ⎛ 2kd ⎞ 2 S yy = ρ w g α + 1 − 0,5⎥ df dα (19) ⎣⎝ ⎠ ⎦ Gradient cña øng suÊt bøc x¹:
NguyÔn M¹nh Hïng, NguyÔn Thä S¸o, TrÇn Quang TiÕn 140 ∂Sxx ∂Sxy τx = − − (20) ∂x ∂y ∂S xy ∂S yy τy =− − (21) ∂x ∂y 1.6. D¹ng cña phæ sãng Tr−êng sãng khëi ®iÓm vïng n−íc s©u gåm ®é cao, chu kú vµ h−íng sãng ®−îc tÝnh to¸n d−íi d¹ng phæ hai chiÒu E ( f ,θ ) x¸c ®Þnh theo phæ TMA (Texel, Marsen vµ Arsloe [3]) lµ d¹ng ph¸t triÓn cña phæ JONSWAP [3] cã tÝnh ®Õn t¸c ®éng cña ®é s©u ë vïng ven bê. Phæ JONSWAP cã d¹ng: ⎛f ⎞ −1 ⎟ ⎜ ⎜ fp ⎟ exp⎜ − 2⎟ ⎜ 2σ ⎟ ⎡ −4 ⎤ ⎛f ⎞ αg 2 ⎜ ⎟ E(f ) = exp ⎢− 1,25 ⎜ ⎥ ⎟ γ⎝ ⎠ , (22) ⎜ fp ⎟ ⎢ ⎥ (2π) f 45 ⎝ ⎠ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ −0.22 ⎡ g 2F ⎤ ⎡ gF ⎤ α = 0,076 ⎢ 2 ⎥ f p = 3.5 ⎢ ; 1 ≤ γ ≤ 7, ⎥; (23) ⎢ U 10 ⎥ 3 ⎢ U10 ⎥ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ σ = 0,07 σ = 0,09 f ≤ fp khi f > fp , khi vµ víi: α − tham sè tû lÖ, γ − tham sè ®Ønh phæ, f p − tÇn sè øng víi ®Ønh phæ, U 10 − tèc ®é giã t¹i 10 mÐt trªn mÆt biÓn, F − ®µ sãng. Phæ TMA cã d¹ng: ( ) S TMA (ω, d ) = S JONSWAP (ω) φ ω * , d , (24) ( ) f (ω ) ⎡⎢⎣1 + sh K ⎤⎥⎦ ; ω 1 K d φ ω* , d = * =ω , (25) * g f (ω ) = th [k (ω )d ]; f (ω * ) , −1 * * *2 K = 2ω (26) ( ) víi φ ω * , d − hµm träng l−îng x¸c ®Þnh tõ tû sè cña n¨ng l−îng sãng t¹i vïng biÓn s©u vµ vïng cã ®é s©u d . Phæ hai chiÒu E ( f ,θ ) nhËn ®−îc tõ phæ tÇn vµ hµm ph©n bè gãc: E ( f , θ) = E( f ) G( f , θ) , (27) víi G(f , θ ) − hµm ph©n bè gãc. Th−êng hµm ph©n bè gãc ®−îc x¸c ®Þnh kh«ng phô thuéc vµo tÇn sè f ( G(θ) ) vµ ®−îc tÝnh tõ c«ng thøc sau: G(θ) = 2 cos2 θ , víi θ ≤ 90 0 (28) π vµ nã ®−îc gäi lµ hµm ph©n bè gãc theo hµm sè cosin. D¹ng cô thÓ cña hµm ph©n bè gãc nµy ®−îc x¸c ®Þnh theo:
KiÓm chøng m« h×nh dù b¸o tr−êng sãng vïng vÞnh B¾c Bé 141 π Γ (s + 1) θ−θ G(θ) = cos 2s , (29) 2π ⎛ 1⎞ 2 Γ ⎜s + ⎟ ⎝ 2⎠ víi θ − h−íng trung t©m cña phæ ®−îc x¸c ®Þnh tõ h−íng sãng, s − tham sè hiÖu chØnh cña hµm ph©n bè gãc, khi s → ∞ sãng sÏ truyÒn theo mét h−íng, Γ − hµm Gama. 1.7. S¬ ®å sai ph©n STWAVE sö dông s¬ ®å sai ph©n trªn hÖ l−íi to¹ ®é §Ò C¸c. L−íi tÝnh theo h×nh vu«ng ( ∆x = ∆y ). Cã thÓ sö dông ph−¬ng ph¸p l−íi lång ®Ó tÝnh víi c¸c b−íc l−íi tÝnh ph¸c nhau. S¬ ®å l−íi tÝnh ®−îc vÏ trªn h×nh 2. STWAVE thùc hiÖn c¸c tÝnh to¸n trong hÖ l−íi quy −íc, víi trôc x theo h−íng vu«ng gãc víi ®−êng bê (gèc t¹i vïng n−íc s©u), trôc y song song víi ®−êng bê. H−íng cña trôc x (± 87,5 ®é) t¹o ra vïng tÝnh kho¶ng gÇn 180 ®é (nöa mÆt ph¼ng). Trôc y th−êng cã h−íng vu«ng gãc víi ®−êng ®¼ng s©u. Gãc quy −íc cña sãng ®−îc x¸c ®Þnh theo h−íng ng−îc chiÒu kim ®ång hå. C¸c biªn h«ng trong m« h×nh cã thÓ lµ biªn láng hoÆc cøng b»ng c¸ch cho c¸c ®iÓm nót lµ d−¬ng (láng) hoÆc ©m (cøng). C¸c biªn cøng lµm gi¶m sù ph¸t triÓn cña sãng ë gÇn khu vùc biªn nµy v× nã ng¨n sù lan truyÒn n¨ng l−îng sãng tõ h−íng biªn. NÕu biªn h«ng lµ biªn láng th× trong m« h×nh chÊp nhËn gi¶ thiÕt lµ kh«ng tån t¹i gradient ngang qua biªn, cho phÐp n¨ng l−îng truyÒn tõ phÝa ngoµi vµo vïng tÝnh hoÆc tõ trong vïng tÝnh ra ngoµi. H×nh 2. L−íi tÝnh trong m« h×nh STWAVE L−íi tÝnh sãng chi tiÕt vïng ven bê, c¸c sè liÖu phôc vô tÝnh to¸n kiÓm chøng 1.7.1. L−íi tÝnh sãng chi tiÕt vïng ven bê H×nh 3 ®−a ra c¸c l−íi tÝnh sãng chi tiÕt vïng ven bê theo m« h×nh STWAVE cho khu vùc vÞnh B¾c Bé. C¸c l−íi nµy ®−îc x©y dùng theo nguyªn lý sau: + C¸c l−íi ®−îc thiÕt kÕ theo h−íng b¾c nam vµ ®«ng t©y nh»m môc ®Ých phï hîp víi l−íi tÝnh sãng vïng n−íc s©u tõ m« h×nh WAM vµ c¸c l−íi nµy sÏ bao phñ ®−îc toµn bé khu vùc ven bê víi c¸c h−íng ®−êng bê kh¸c nhau. Tuy nhiªn víi lo¹i l−íi tÝnh nh− trªn ®èi víi c¸c khu vùc cã ®Þnh h−íng ®−êng bê lÖch nhiÒu so víi h−íng b¾c nam sÏ kh«ng ph¸t huy ®−îc hiÖu dông b»ng lo¹i l−íi song song víi bê (chøa nhiÒu nót l−íi trªn ®Êt liÒn), vÝ dô nh− c¸c vïng sè 5 vµ 6 trªn h×nh 3.
NguyÔn M¹nh Hïng, NguyÔn Thä S¸o, TrÇn Quang TiÕn 142 + Biªn ngoµi kh¬i cña c¸c l−íi tÝnh ph¶i ®¹t tíi ®é s©u kho¶ng 30 m trë lªn vµ cã chøa c¸c ®iÓm tÝnh cña l−íi tÝnh sãng vïng n−íc s©u tõ m« h×nh WAM. + B−íc tÝnh ®ñ nhá ®Ó phôc vô cho c¸c tÝnh to¸n tr−êng sãng, dßng ch¶y sãng vµ vËn chuyÓn trÇm tÝch khu vùc ven bê. Víi môc tiªu phôc vô kiÓm chøng m« h×nh ®· chän b−íc l−íi 200 m × 200 m cho hai l−íi tÝnh sè III vµ Sè IV trªn h×nh 3. B¶ng 1 ®−a ra c¸c th«ng sè cña hai l−íi tÝnh trªn sö dông ®Ó tÝnh sãng chu khu vùc H¶i HËu vµ Nghi S¬n. B¶ng 1. C¸c th«ng sè cña c¸c l−íi tÝnh phôc vô kiÓm chøng L−íi tÝnh To¹ ®é ®iÓm gèc Sè ®iÓm tÝnh theo trôc X (b¾c nam) Sè ®iÓm tÝnh theo trôc Y (®«ng t©y) X = 708400 Sè III − H¶i HËu 416 600 Y = 2269200 X = 6577270 Sè IV − Nghi S¬n 408 488 Y = 2283330 H×nh 3. S¬ ®å l−íi tÝnh sãng chi tiÕt vïng ven bê vÞnh B¾c Bé C¸c ®iÓm sè liÖu sãng vïng n−íc s©u tõ m« h×nh WAM vµ c¸c ®iÓm kiÓm chøng 1.7.2. C¸c sè liÖu phôc vô tÝnh to¸n kiÓm chøng §Ó kiÓm chøng quy tr×nh dù b¸o sãng khu vùc biÓn §«ng ®· sö dông c¸c sè liÖu tù ghi sãng t¹i c¸c tr¹m ®o liªn tôc nhiÒu ngµy ë khu vùc H¶i HËu, Nam §Þnh vµ Nghi
KiÓm chøng m« h×nh dù b¸o tr−êng sãng vïng vÞnh B¾c Bé 143 S¬n, Thanh Ho¸. Sè liÖu sãng ®−îc ®o b»ng m¸y ®o sãng DNW-5M (Anh) vµ m¸y ®o sãng VALENPORT 730D. C¸c lo¹i m¸y trªn ®o sãng theo nguyªn lý ¸p suÊt. M¸y ®−îc ®Æt t¹i ®¸y biÓn, trªn gi¸ ®o víi ®é cao cña mµng c¶m øng ¸p suÊt c¸ch ®¸y biÓn 0.6m. TÇn sè ghi ®−îc ®Æt theo chÕ ®é 2Hz cã nghÜa lµ 1 gi©y ghi 2 sè liÖu nh»m cho phÐp ph©n tÝch phæ sãng víi c¸c sãng cã chu kú tõ 1 gi©y trë lªn. Thêi gian cña mçi lÇn ghi liªn tôc lµ 10 phót t¹i H¶i HËu vµ 15 phót t¹i Nghi S¬n. C¸c kÕt qu¶ tù ghi sãng ®−îc xö lý theo phÇn mÒm WAVEAN vµ WAVEPOST do nhµ chÕ t¹o m¸y cung cÊp. Do phÇn mÒm WAVEAN chØ ®−a ra c¸c tham sè thèng kª cña tr−êng sãng nªn ®· sö dông ch−¬ng tr×nh xö lý sè liÖu sãng vµ tÝnh phæ sãng cña CMESRC ®èi víi sè liÖu cña m¸y DNW−5M. a) §ît ®o sãng trong giã mïa ®«ng b¾c, th¸ng 1/2003 t¹i khu vùc H¶i HËu, Nam §Þnh: §−îc tiÕn hµnh trong thêi gian tõ 2/1/2003 ®Õn 9/1/2003. Trong thêi gian ®o ®· ghi ®−îc c¸c sè liÖu sãng kh¸ lín trong c¸c ngµy 5−6/1 víi giã h−íng ®«ng b¾c cùc ®¹i ®¹t tèc ®é 8−10 m/s. §· lËp 2 tr¹m ®o sãng theo mÆt c¾t th¼ng gãc víi bê biÓn: tr¹m LT1 t¹i ®é s©u 8−10 mÐt n−íc vµ tr¹m LT2 t¹i ®é s©u 2−4 mÐt n−íc phô thuéc vµo thuû triÒu. C¸c sè liÖu sãng nªu trªn bao gåm: + Thêi gian ®o, + Sè Obs ghi sãng RNO, + §é cao sãng lín Hs, + §é cao sãng cùc ®¹i sè 1-H1: tõ ®Ønh cùc ®¹i ®Õn bông cùc tiÓu kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i cïng mét sãng, + §é cao sãng cùc ®¹i sè 2-H2: tõ ®Ønh cùc ®¹i ®Õn bông cùc tiÓu cña cïng mét sãng, + §é cao sãng cùc ®¹i H max : trung b×nh cña 5 sãng cao nhÊt, + Chu kú sãng cùc ®¹i Tmax Tmax: trung b×nh cña 5 sãng bªn c¹nh sãng cao nhÊt, + Sè ®Ønh sãng trong chuçi ghi sãng N c , + Chu kú trung b×nh cña tÊt c¶ c¸c sãng cã ®Ønh Tc , + Sè ®Ønh sãng c¾t ®−êng trung b×nh N z , + Chu kú trung b×nh cña c¸c sãng c¾t ®−êng trung b×nh Tz , + Tham sè bÒ réng cña phæ sãng e , + Sè cét n−íc ghi ®−îc øng víi c¸c sãng LEN , + HÖ sè t¾t dÇn sö dông ®Ó chuyÓn sãng ®o ®−îc tõ tÇng ®o lªn tÇng mÆt ATTN , + Mùc n−íc biÓn trung b×nh trong toµn bé lo¹t ®o MSL . Täa ®é cña c¸c tr¹m ®o t¹i khu vùc H¶i hËu trong hÖ UTM nh− sau: Tr¹m To¹ ®é X [m] To¹ ®é Y [m] LT1 641141 2222997 LT2 637630 2226265
NguyÔn M¹nh Hïng, NguyÔn Thä S¸o, TrÇn Quang TiÕn 144 b) §ît ®o sãng mïa giã t©y nam, th¸ng 7/2003 t¹i khu vùc Nghi S¬n, Thanh Hãa: Thùc hiÖn trong thêi gian tõ 13 giê ngµy 11/7 ®Õn 13 giê ngµy 18/7/2003. Trong thêi gian nµy ®· ®o ®−îc tr−êng sãng cã h−íng ®«ng nam − ®Æc tr−ng cho tr−êng sãng t¹i khu vùc vÞnh B¾c Bé trong giã mïa t©y nam, kh¸ æn ®Þnh trong toµn bé thêi gian ®o. §· tù ghi sãng t¹i tr¹m liªn tôc NS1 cã ®é s©u trong kho¶ng 7−9 m phô thuéc vµo ®é lín cña thñy triÒu. To¹ ®é cña tr¹m ®o sãng nh− sau: Tr¹m To¹ ®é X [m] To¹ ®é Y [m] NS1 587000 2135000 c) Sè liÖu tr−êng sãng vïng n−íc s©u: Tr−êng sãng vïng n−íc s©u ®−îc tÝnh theo m« h×nh WAM tõ c¸c sè liÖu tr−êng giã trªn b−íc l−íi 0,25 ®é × 0,25 ®é kinh vÜ do ®Ò tµi KC.09.04 cung cÊp. C¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n tr−êng sãng vïng n−íc s©u ®−îc in ra t¹i c¸c ®iÓm nót l−íi tÝnh phÝa ngoµi kh¬i c¸c ®iÓm tÝnh. Sau khi xem xÐt c¸c kÕt qu¶ tÝnh sãng cña m« h×nh WAM thÊy r»ng tr−êng sãng kh¸ æn ®Þnh t¹i vïng n−íc s©u phÝa ngoµi kh¬i c¸c ®iÓm tÝnh, ®· chän c¸c tham sè sãng t¹i ®iÓm cã to¹ ®é 20,25, 107,00 vµ ®iÓm cã täa ®é 19,00, 106,45 lµm c¸c tham sè sãng vïng n−íc s©u cho hai khu vùc t−¬ng øng lµ H¶i HËu vµ Nghi S¬n (xem h×nh 3). d) Thêi gian vµ c¸c b−íc tiÕn hµnh kiÓm chøng m« h×nh tÝnh sãng: + Do thêi gian cã sè liÖu tù ghi sãng qu¸ ng¾n, chóng t«i ®· kiÓm chøng trùc tiÕp víi c¸c sè liÖu tù ghi, bá qua b−íc hiÖu chØnh m« h×nh. + Thêi gian tiÕn hµnh tÝnh to¸n kiÓm chøng: tõ 10 h ngµy 4/1/2003 ®Õn 1 h ngµy 7/1/2003 cho khu vùc H¶i HËu − Nam §Þnh vµ tõ 13h ngµy 11/7/2003 ®Õn 1 h ngµy 14/7/2003 cho khu vùc Nghi S¬n − Thanh Ho¸ víi sè liÖu sãng tù ghi 8 Obs/ngµy t¹i hai tr¹m liªn tôc thuéc hai khu vùc nªu trªn. + Quy tr×nh tÝnh to¸n kiÓm chøng m« h×nh thùc hiÖn theo c¸c tr×nh tù sau: - TÝnh tr−êng sãng vïng n−íc s©u theo m« h×nh WAM. - TÝnh sãng truyÒn tõ vïng n−íc s©u vµo khu vùc c¸c tr¹m liªn tôc theo m« h×nh STWAVE víi b−íc l−íi 200 m × 200 m vµ miÒn tÝnh kh«ng d−íi 500 × 300 ®iÓm (däc bê vµ ngang bê). - So s¸nh vµ ®¸nh gi¸ gi÷a c¸c sè liÖu sãng tÝnh to¸n vµ thùc ®o t¹i c¸c Obs. 2. KÕt qu¶ tÝnh to¸n, kiÓm chøng quy tr×nh dù b¸o sãng, ph©n tÝch vµ ®¸nh gi¸ 2.1. KÕt qu¶ tÝnh to¸n, kiÓm chøng quy tr×nh dù b¸o sãng KÕt qu¶ tÝnh to¸n lµ ®· nhËn ®−îc c¸c b¶n ®å tr−êng sãng vïng n−íc s©u tÝnh to¸n theo m« h×nh WAM vµ c¸c b¶n ®å tÝnh sãng t¹i c¸c l−íi vïng ven bê nªu trªn h×nh 3, bao gåm c¸c ®−êng ®¼ng ®é cao sãng, c¸c vect¬ h−íng sãng t¹i c¸c Obs kiÓm chøng. H×nh 4 vµ h×nh 5 ®−a ra mét vÝ dô vÒ tr−êng sãng tÝnh to¸n vïng kh¬i theo m« h×nh WAM vµ tr−êng sãng ven bê theo m« h×nh STWAVE cho Obs ®o ®¹c 10h ngµy 4/1/2003. B¶ng 2 ®−a ra c¸c kÕt qu¶ so s¸nh ®é cao sãng tÝnh to¸n vµ thùc ®o t¹i c¸c tr¹m LT1 vµ LT2 t¹i khu vùc ven bê biÓn H¶i HËu, Nam §Þnh trong ®ît kh¶o s¸t th¸ng 1/2003.
KiÓm chøng m« h×nh dù b¸o tr−êng sãng vïng vÞnh B¾c Bé 145 H×nh 4. B¶n ®å tr−êng sãng vïng n−íc s©u tÝnh to¸n theo m« h×nh WAM-10h ngµy 4/1/2003 B¶ng 2. KÕt qu¶ so s¸nh ®é cao sãng tÝnh to¸n vµ thùc ®o t¹i H¶i HËu [1] LT1 LT2 H com − (H com − H com − (H com − Thêi gian ®o H com H obs H com H obs H obs)2 H obs)2 H obs H obs 4/1 −10 h −0,05 −0,21 0,35 0,40 0,0025 0,34 0,55 0,0441 −0,04 13 h 0,41 0,40 0,01 0,0001 0,35 0,39 0,0016 16 h 0,38 0,38 0,00 0,0000 0,43 0,33 0,10 0,0100 −0,04 19 h 0,41 0,41 0,00 0,0000 0,47 0,51 0,0016 −0,09 −0,04 22 h 0,37 0,46 0,0081 0,37 0,41 0,0016 5/1 − 1 h −0,17 0,69 0,67 0,02 0,0004 0,60 0,77 0,0289 −0,13 −0,22 4h 0,78 0,91 0,0169 0,69 0,91 0,0484 −0,07 −0,20 7h 0,99 1,06 0,0049 0,90 1,10 0,0400 −0,07 −0,20 10 h 0,96 1,03 0,0049 0,88 1,08 0,0400 −0,14 −0,10 13 h 0,90 1,04 0,0196 0,85 0,95 0,0100 −0,25 16 h 0,81 0,63 0,18 0,0324 0,41 0,66 0,0625 −0,14 −0,11 19 h 0,63 0,77 0,0196 0,58 0,69 0,0121 −0,08 −0,03 22 h 0,68 0,76 0,0064 0,60 0,63 0,0009 6/1 − 1 h −0,08 −0,16 0,70 0,78 0,0064 0,60 0,76 0,0256 −0,12 −0,03 4h 0,86 0,98 0,0144 0,57 0,60 0,0009 −0,12 −0,29 7h 0,69 0,81 0,0144 0,39 0,68 0,0841 −0,09 10 h 0,61 0,70 0,0081 0,46 0,40 0,06 0,0036 −0,09 13 h 0,49 0,58 0,0081 0,51 0,33 0,18 0,0324 −0,04 16 h 0,33 0,37 0,0016 0,29 0,28 0,01 0,0001 −0,02 19 h 0,42 0,40 0,02 0,0004 0,32 0,34 0,0004 22 h 0,57 0,44 0,13 0,0169 0,50 0,40 0,10 0,0100 7/1 − 1 h −0,02 −0,01 0,33 0,35 0,0004 0,28 0,29 0,0001 BIAS = − 0,044 ; RMS = 0,092 BIAS = − 0,076 ; RMS (LT2) = 0,138
NguyÔn M¹nh Hïng, NguyÔn Thä S¸o, TrÇn Quang TiÕn 146 §Ó ®¸nh gi¸ møc ®é phï hîp gi÷a c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n vµ thùc ®o ®· sö dông c¸c sai sè thèng kª trung b×nh vÒ ®é lÖch BIAS vµ sai sè trung b×nh b×nh ph−¬ng RMS theo c¸c c«ng thøc sau: ∑ (Pi − O i ) , 1 BIAS = (30) N 1/2 ⎧1 ⎫ ∑ (Pi − O i )2 ⎬ RMS = ⎨ , (31) ⎩N ⎭ víi N lµ sè tr−êng hîp tiÕn hµnh kiÓm chøng, Pi lµ gi¸ trÞ ®é cao sãng tÝnh to¸n (t¹i b¶ng 2 lµ H com), Oi lµ gi¸ trÞ ®é cao sãng ®o ®¹c (t¹i b¶ng 2 lµ H obs). B¶ng 3 ®−a ra c¸c kÕt qu¶ so s¸nh ®é cao sãng tÝnh to¸n vµ thùc ®o t¹i tr¹m NS1 t¹i khu vùc ven bê biÓn Nghi S¬n, Thanh Hãa trong ®ît kh¶o s¸t th¸ng 7/2003 (b¸o c¸o hîp ®ång kiÓm chøng dù b¸o sãng 3/2004). 2.2. Ph©n tÝch vµ ®¸nh gi¸ c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n, kiÓm chøng quy tr×nh dù b¸o sãng C¸c sè liÖu nhËn ®−îc trªn c¸c b¶ng 2 vµ b¶ng 3 cho thÊy: + Sai sè thèng kª trung b×nh vÒ ®é lÖch BIAS t¹i c¸c tr¹m LT1, LT2 vïng H¶i hËu vµ Nghi S¬n t−¬ng øng lµ −0,044, −0,076, −0,038. Sai sè BIAS t¹i c¸c tr¹m t¹i tÊt c¶ c¸c tr¹m ®o ®Òu ©m cã nghÜa lµ gi¸ trÞ ®é cao sãng tÝnh to¸n th−êng nhá h¬n so víi gi¸ trÞ thùc tÕ. T¹i Nghi S¬n vµ tr¹m phÝa ngoµi kh¬i (LT1) H¶i HËu cïng n»m trªn mét kho¶ng ®é s©u nªn sai sè nhá h¬n so víi tr¹m ven bê LT2 t¹i H¶i HËu. + Sai sè trung b×nh b×nh ph−¬ng RMS t¹i c¸c tr¹m LT1, LT2 vïng H¶i HËu vµ Nghi S¬n t−¬ng øng lµ 0,092, 0,138 vµ 0,102 còng cho thÊy t¹i tr¹m s¸t bê cã sai sè lín nhÊt. + Sai sè ®o ®¹c bao gåm c¶ BIAS vµ RMS t¹i H¶i HËu lu«n cao h¬n Nghi S¬n do tr−êng sãng khu vùc H¶i HËu trong giã mïa ®«ng b¾c chÞu t¸c ®éng cña b·i båi phÝa ngoµi cöa Ba L¹t. MÆc dï trong m« h×nh STWAVE ®· tÝnh ®Õn t¸c ®éng cña giã ®Þa ph−¬ng tíi tr−êng sãng khi lan truyÒn (xem c«ng thøc 13) nh−ng trong c¸c tr−êng hîp tr−êng sãng thùc tÕ lµ sãng hçn t¹p (nhiÒu hÖ sãng giã hoÆc sãng giã vµ sãng lõng) sai sè tÝnh to¸n, dù b¸o th−êng lín h¬n so víi c¸c tr−êng hîp tr−êng sãng ®¬n thuÇn lµ sãng giã (1 hÖ) hoÆc sãng lõng. + §¸nh gi¸ chung vÒ chu kú sãng cho thÊy th−êng chu kú sãng dù b¸o nhá h¬n so víi chu kú sãng ®o ®¹c thùc tÕ, ®Æc biÖt lµ t¹i khu vùc H¶i HËu, khi tr−êng giã lÖch vÒ phÝa b¾c, ¶nh h−ëng cña cöa Ba L¹t sÏ t¹o ra hai tr−êng sãng víi c¸c chu kú kh¸c nhau râ rÖt. Cµng vµo gÇn bê sù xuÊt hiÖn tr−êng sãng ®Þa ph−¬ng vµ ¶nh h−ëng cña nã ®Õn phæ sãng cµng râ rÖt.
KiÓm chøng m« h×nh dù b¸o tr−êng sãng vïng vÞnh B¾c Bé 147 H×nh 5. B¶n ®å tr−êng sãng vïng ven bê tÝnh to¸n theo m« h×nh STWAVE − 10 h ngµy 4/1/2003 B¶ng 3. KÕt qu¶ so s¸nh ®é cao sãng tÝnh to¸n vµ thùc ®o t¹i Nghi S¬n H com −H obs (H com − Hobs)2 H com [m] Thêi gian H obs [m] 11/7 − 16h 0,5 0,38 0,12 0,0144 19h 0,61 0,59 0,02 0,0004 −0,07 22h 0,54 0,61 0,0049 12/7 − 1h −0,08 0,29 0,37 0,0064 4h 0,62 0,49 0,13 0,0169 7h 0,73 0,63 0,1 0,01 −0,15 10h 0,5 0,65 0,0225 −0,14 13h 0,45 0,59 0,0196 −0,03 16h 0,43 0,46 0,0009 19h 0,41 0,31 0,1 0,01 −0,03 22h 0,44 0,47 0,0009 13/7 − 1h 0,54 0,49 0,05 0,0025 −0,05 4h 0,8 0,85 0,0025 −0,02 7h 0,88 0,9 0,0004 −0,11 10h 0,77 0,88 0,0121 −0,21 13h 0,66 0,87 0,0441 −0,14 16h 0,59 0,73 0,0196 −0,09 19h 0,55 0,64 0,0081 −0,03 22h 0,52 0,55 0,0009 14/7 − 1h −0,11 0,57 0,68 0,0121 BIAS = − 0,038 ; RMS = 0,102 KÕt luËn Dùa trªn c¸c kÕt qu¶ kiÓm chøng quy tr×nh dù b¸o sãng khu vùc vÞnh B¾c Bé cã thÓ ®−a ra c¸c kÕt luËn sau:
NguyÔn M¹nh Hïng, NguyÔn Thä S¸o, TrÇn Quang TiÕn 148 1. ViÖc sö dông m« h×nh WAM ®Ó tiÕn hµnh dù b¸o sãng cho khu vùc vÞnh B¸c bé nãi riªng vµ khu vùc biÓn §«ng nãi chung phï hîp víi c¸c yªu cÇu vÒ sè liÖu sãng trªn c¸c vïng biÓn kh¬i cña n−íc ta. §é chÝnh x¸c cña kÕt qu¶ dù b¸o sãng phô thuéc hoµn toµn vµo ®é chÝnh x¸c cña tr−êng giã dù b¸o. 2. Cã thÓ sö dông quy tr×nh dù b¸o sãng theo m« h×nh WAM phôc vô c¸c tÝnh to¸n chÕ ®é sãng vïng biÓn kh¬i, lµ mét yÕu tè ®éng lùc biÓn hÕt søc cÇn thiÕt cho c¸c tÝnh to¸n, thiÕt kÕ c«ng tr×nh ven bê vµ c¸c c«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn cöa s«ng trªn toµn d¶i ven biÓn n−íc ta. 3. §Ó tÝnh to¸n dù b¸o tr−êng sãng ven bê cã thÓ sö dông m« h×nh STWAVE víi c¸c b−íc l−íi tÝnh phï hîp theo c¸c yªu cÇu cô thÓ cña ng−êi sö dông. M« h×nh STWAVE còng cho phÐp chän c¸c ®iÓm dù b¸o cô thÓ (c¸c ®iÓm monitoring). T¹i c¸c ®iÓm nµy sÏ tÝnh ®−îc c¸c tham sè sãng, phæ sãng theo c¸c Obs dù b¸o, vÝ dô nh− dù b¸o sãng phôc vô t¹i c¸c giµn khoan, th¨m dß kho¸ng s¶n vïng ven biÓn v.v… Tµi LiÖu Tham kh¶o 1. Ph¹m V¨n Ninh, B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi nghiªn cøu cÊp Trung t©m KHTN&CNQG, Nghiªn cøu c¬ chÕ båi xãi bê biÓn khu vùc ch©u thæ s«ng Hång, ViÖn c¬ häc, Hµ Néi 12/2003. 2. STWAVE: Steady-State Spectral Wave Model. User’s manual for STWAVE, Version 3.0. US Army Corps of Engineers. Jane McKee Smith, Ann R. Sherlock, and Donald T. Resio 2/2001. 3. Coastal Engineering Manual (CEM), Chapter 1 water wave Mechanics, Coastal Engineering Research Center, US Navy, 2001. VNU. JOURNAL OF SCIENCE, Nat., Sci., & Tech., T.xXI, n03AP., 2005 VERIFICATION RESULTS OF WAVE FORECASTING MODELS IN BAC BO GULF Nguyen Manh Hung Institute of Mechanics Nguyen Tho Sao Department of Hydro-Meteorology & Oceanography College of Science, VNU Tran Quang Tien Centre Marine Hydro - Meteorology In the frame of the state project 2001−2005, KC.09.04 “Study of Hydrometeorological and Oceanological forecasting for East Sea”, the global wave forecasting model WAM have been used for the depth sea areas with the grid size of 1/4 × 1/4 longitudinal and latitudinal degrees. For the coastal zones, STWAVE model is chosen with the grid of 200m × 200 m. In these paper, some results of verification of
KiÓm chøng m« h×nh dù b¸o tr−êng sãng vïng vÞnh B¾c Bé 149 these two wave models are presented by the authors. The wave date set obtained by modern wave recorders at Hai Hau, Nam Dinh 1/2003 and at Nghi Son, Thanh Hoa 7/2003 (corresponding to northeast and southeast monsoons respectively) in Bac Bo gulf are used. According to the verification results, the RMS errors for the station LT1, LT2 in Hai Hau and Nghi Son are 0.092, 0.138 and 0.102 respectively. The errors increase in the near shore stations in comparing with the station in the deeper zones and the errors including BIAS and RMS in Hai Hau are higher than in Nghi Son because of the complex bathymetry at Balat river mouth and of the local wind field. Nevertheless the verification results support the application of wave forecasting models in the operational forecasting for East Sea and coastal areas of Vietnam.