Bài viết Đo đạc đặc trưng sóng & dòng chảy ở đảo nổi, thuộc quần đảo Trường Sa trình bày phương pháp, thiết bị và một số kết quả quan trắc sóng và dòng chảy quanh lõi một đảo nổi (kí hiệu DN01), thuộc quần đảo Trường Sa.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Đo đạc đặc trưng sóng & dòng chảy ở đảo nổi, thuộc quần đảo Trường Sa
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN: 978-604-82-1980-2
ĐO ĐẠC ĐẶC TRƯNG SÓNG & DÒNG CHẢY Ở ĐẢO NỔI,
THUỘC QUẦN ĐẢO TRƯỜNG SA
Nguyễn Quang Chiến1, Lê Hải Trung1
1
Trường Đại học Thủy lợi
1. GIỚI THIỆU trưng sóng và dòng chảy được đo đạc ở phía
Quần đảo Trường Sa với nhiều đảo nổi và Bắc – Đông Nam của đảo để đón hướng sóng
đảo chìm đóng vai trò vô cùng quan trọng đối chính. Trạm đo sóng WV2 có độ sâu khoảng
với an ninh, quốc phòng và phát triển kinh tế 10m, ngoài thềm san hô. Nhóm trạm đo dòng
của Việt Nam. Diện tích mặt bằng là một yếu chảy bao gồm 16 vị trí, rải rác ở bãi cát giữa
tố chi phối hầu hết mọi hoạt động của đảo, từ lõi đảo và thềm san hô, như Hình 1.
sinh hoạt, chiến đấu, đến sản xuất. Hiện
tượng xâm thực tự nhiên bờ đảo nổi đã được
quan sát và ghi nhận từ lâu, bờ đảo bị xói-bồi
theo mùa trong năm như một qui luật.
Do đó, việc nghiên cứu các giải pháp công
nghệ nhằm duy trì và mở rộng diện tích các
đảo nổi đang được quan tâm nghiên cứu.
Nhằm nắm bắt diễn biến hình thái bờ đảo,
công tác khảo sát địa hình và hải văn đã được
thực hiện. Bài viết này trình bày phương
pháp, thiết bị và một số kết quả quan trắc
sóng và dòng chảy quanh lõi một đảo nổi (kí
hiệu DN01), thuộc quần đảo Trường Sa.
Đảo DN01 nằm trong khu vực có chế độ
nhật triều không đều; một ngày có 2 lần triều
lên xuống vào kì triều kém. Biên độ triều lớn
nhất đạt 1,2 – 2 m vào kì triều cường; và nhỏ
0,2 – 0,5 m vào kì triều kém.
Dòng chảy quanh đảo có hướng Đông Bắc
Hình 1. Vị trí các điểm đo quanh đảo
vào đầu mùa hè; thời kì chuyển tiếp từ hè sang
đông thì có hướng Đông; giai đoạn chuyển từ Sóng được đo từ khoảng thời gian
đông sang hè thì có hướng Bắc. Mùa gió Đông 8:00 – 13:00 mỗi ngày, trong 7 ngày liên tục.
Bắc, sóng có hướng chủ yếu là Đông Bắc với Thiết bị đo sóng thuộc loại EMS-Honeywell
chiều cao trung bình 2 – 2,5m. Mùa gió Tây do Nam Phi sản xuất [4]. Số liệu được lưu trữ
Nam, sóng hướng Tây Nam chiếm ưu thế với vào một thẻ SD tích hợp trong thân máy, sau
chiều cao 1,5 – 1,7m. đó được xử lý theo hai cách: đếm sóng và lập
phổ năng lượng chéo (cross power correl-
2. THIẾT BỊ ĐO ĐẠC ation) bằng biến đổi Fourier nhanh [4]. Kết
Công tác quan trắc được thực hiện vào quả tính toán theo phương pháp phổ thường
tháng 12, mùa gió Đông Bắc. Do vậy, đặc cho chiều cao sóng nhỏ hơn bằng cách đếm.
570
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN: 978-604-82-1980-2
Tốc độ và hướng dòng chảy được đo bằng Chẳng hạn, với điểm LH3 ở gần bờ (khoảng
máy đo dòng chảy 2 chiều AEM213-D, xuất cách ~25m), vận tốc ở lớp giữa (độ sâu
xứ Nhật Bản [1]. Đầu đo có cánh định hướng 60cm) có biến động rất mạnh và ở lớp gần
và được nối trực tiếp với dây cáp tín hiệu. đáy (độ sâu 80cm) thì nhỏ hơn và ổn định (cả
Đầu còn lại của dây cáp được nối với thiết bị về hướng và độ lớn, hình 3); đây là biểu hiện
hiển thị cầm tay. Tại mỗi vị trí, dòng chảy của dòng hồi quy. Độ lớn V của dòng hồi quy
được đo theo tầng nhằm xác định phân bố phụ thuộc vào chiều cao sóng H và độ sâu
dòng chảy theo độ sâu. nước h theo công thức: V =√g H2/8h1,5. Do đó
V ~ 0,1m/s ứng với các giá trị điển hình
3. KẾT QUẢ H = 0,5m và h = 1m.
Để đảm bảo độ tin cậy của số liệu đo sóng, Hình 3. Vận tốc tại điểm LH3,
hai đầu đo được đặt cùng vị trí. Tín hiệu đo
đạc giữa chúng có sự chênh lệch (~8%); giá
trị tín hiệu trung bình được sử dụng để tính ra
các đặc trưng sóng (Hình 2). Theo đó, chiều
cao sóng ý nghĩa không có thay đổi quá nhiều
theo thời gian, và dường như có quan hệ
đồng biến với độ sâu nước (mực nước triều
cao ứng với sóng lớn và ngược lại).
các độ sâu 60 cm và 100 cm
Hình 2. Đặc trưng sóng tại điểm WV2
Với dòng chảy, tại mỗi vị trí, việc đo đạc
được tiến hành ở bốn mức độ sâu khác nhau,
~20, 60, 80 và 100cm. Thông thường, giá trị
vận tốc trung bình lớn nhất xuất hiện ở mức
60 cm (LH3) hoặc ở gần mặt (20cm, như ở Hình 4. Vận tốc trung bình độ sâu tại điểm
NW1, LH4, LH5). các điểm S2 và S3
Dòng chảy có sự thay đổi mạnh mẽ theo
thời gian và không gian. Theo thời gian, lưu
tốc dao động mạnh do tác động của sóng gió.
571
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN: 978-604-82-1980-2
chảy trên bãi cát quanh đảo. Chiều cao sóng
tại vị trí rìa vành san hô phổ biến trong
khoảng 0,7–0,9m. Dòng chảy được hình
thành do sóng (cụ thể ứng suất phát xạ của
sóng), với lớp sát mặt chảy xiết hướng vào
bờ và dòng hồi quy chậm hơn ở các lớp nước
bên dưới. Càng vào gần bờ, chiều cao sóng
phải giảm đi, và vận tốc dòng chảy này cũng
chậm hơn.
Dĩ nhiên, việc đo đạc và biểu diễn các
thuộc tính hải văn cần rất tỉ mỉ [3], đặc biệt
Hình 5. Vận tốc tại điểm các điểm NW3 và đối với vùng có chế độ phức tạp như trên rạn
NW2, cùng độ sâu 60 cm san hô [2]. Nhằm phản ánh đầy đủ chế độ hải
văn, đo đạc cần được tiếp tục thực hiện trong
Nếu xét đến đặc trưng trung bình của thuỷ mùa gió Tây Nam và kết hợp với phân tích số
trực, như các điểm S2 và S3 (cách bờ ~75 m liệu của những trạm quan trắc trong khu vực.
và 175m), vận tốc thay đổi mạnh mẽ cả về Đây sẽ là một cơ sở quan trọng để xác định
hướng và độ lớn (Hình 4). Điểm S2 ở gần bờ rõ hiện tượng xói-bồi bờ đảo theo mùa, phục
có chu kì dao động vận tốc ngắn hơn. Sự thay vụ cho nghiên cứu đề xuất giải pháp công
đổi mức độ dao động vận tốc vào khoảng nghệ có tính linh hoạt cao, phù hợp với điều
cách đến bờ còn được thể hiện khi so sánh kiện thi công tại đảo để tôn tạo và chống xói
các điểm đo NW3 và NW2: điểm gần bờ lở bờ đảo nổi phục vụ an ninh, quốc phòng và
NW3 có vận tốc trung bình nhỏ hơn, dao phát triển kinh tế.
động kém hơn song sự biến đổi về hướng
dòng chảy lại rộng hơn. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trong các trường hợp, hướng của vận tốc [1] JFE Advantech Co. Ltd. (2016). Handheld
đều có xu thế biến động tương ứng với độ 2-D EM current meter with temperature and
lớn: thường có sự đổi hướng đột ngột tại depth sensor AEM213-D, http://www.
những thời điểm vận tốc dao động mạnh. jfe-advantech.co.jp/eng/ocean/ryusoku/
aem213-d.html
4. KẾT LUẬN [2] Monismith S.G. (2007). Hydrodynamics of
coral reefs. Annu. Rev. Fluid Mech. 39, 37–55.
Đặc trưng sóng và dòng chảy ở đảo nổi [3] Pickard, G.L. Emery, W.J. (1982).
DN01 đã được quan trắc trong mùa gió Đông Descriptive Physical Oceanography, 4th
Bắc. Các thiết bị làm việc ổn định, phù hợp edition, Pergamon.
với điều kiện ở đảo. Sau khi xử lí, kết quả đo [4] Verhagen H.J. (2013). EMS wave logger
đạc thể hiện đặc trưng của sóng tới ở ngoài data processing, Comm. Hydraulic & Geo.
thềm san hô và phần nào dạng phân bố dòng Eng., TU Delft, the Netherlands.
572
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
