Phân bố dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào trong các trường gió điển hình tại vùng biển Tuy An, Phú Yên

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo trình bày kết quả tính toán phân bố dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào phía ngoài đầm Ô Loan thuộc vùng biển Tuy An, Phú Yên ứng với các đợt gió mùa điển hình cấp 6 (Vnk = 13 m/s, hướng Đông Bắc (NE), Đông (E) và Đông Nam (SE).

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Phân bố dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào trong các trường gió điển hình tại vùng biển Tuy An, Phú Yên

Tuyển Tập Nghiên Cứu Biển, 2013, tập 19: 17-26 PHÂN BỐ DÒNG CHẢY DỌC BỜ DO SÓNG ĐỔ NHÀO TRONG CÁC TRƯỜNG GIÓ ĐIỂN HÌNH TẠI VÙNG BIỂN TUY AN, PHÚ YÊN Đỗ Như Kiều1, Lê Đình Mầu2 1 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP. HCM 2 Viện Hải dương học, Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam Tóm tắt Bài báo trình bày kết quả tính toán phân bố dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào phía ngoài đầm Ô Loan thuộc vùng biển Tuy An, Phú Yên ứng với các đợt gió mùa điển hình cấp 6 (Vnk = 13 m/s, hướng Đông Bắc (NE), Đông (E) và Đông Nam (SE). So sánh độ chính xác của 2 công thức thực nghiệm tính tốc độ dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào theo qui phạm bảo vệ bờ biển của Hải quân Mỹ (SPM, 1984) và Rattanapitikon – Shibayama (2006) với số liệu thực đo. Kết quả tính toán cho thấy công thức Rattanapitikon – Shibayama (2006) khá phù hợp. Với sóng hướng NE: dòng có hướng từ bắc xuống nam với vận tốc đạt giá trị cực đại 0,7 m/s tại cửa An Hải và tại vị trí cách cửa An Hải khoảng 2 km về phía nam. Với sóng hướng E, nhìn chung dòng có hướng từ nam lên bắc, xuất hiện các điểm hội tụ dòng có vận tốc nhỏ hơn 0,1 m/s. Vận tốc dòng đạt giá trị cực đại 0,91 m/s tại cửa An Hải. Tại cửa Lễ Thịnh dòng có vận tốc từ 0,25 đến 0,5 m/s. Với sóng hướng SE, dòng có hướng từ nam lên bắc và vận tốc dòng lớn hơn so với các trường hợp sóng hướng NE và E. Vận tốc dòng cực đại 1,02 m/s tại cửa An Hải. Khu vực hội tụ sóng có vận tốc từ 0,5 đến 0,7 m/s. DISTRIBUTION OF LONGSHORE CURRENT INDUCED BY BREAKING WAVE CORRESPONDING TO TYPICAL WIND CONDITIONS ALONG TUY AN COAST, PHU YEN PROVINCE Do Nhu Kieu1, Le Dinh Mau2 1 University of Science, Vietnam National University – Ho Chi Minh City 2 Institute of Oceanography, Vietnam Academy of Science & Technology Abstract This paper presents the calculated results of wave and longshore current induced by breaking wave along Tuy An coast, Phu Yen province corresponding to typical wind conditions (Vnk = 13 m/s in NE, E and SE directions). Comparing the accuracy degree between two experimental formulae of SPM (1984) and Rattanapitikon–Shibayama (2006) for calculation of longshore current induced by breaking wave and the practical data. Study results show that Rattanapitikon–Shibayama formula is more suitable for calculation of longshore current induced by breaking wave in Tuy An area. For NE wave direction, the current flows from north to south. The maximum current velocity is 0.7 m/s at An Hai inlet and the position from An Hai inlet about 2 km towards south. For E wave direction, the current flows from south to north and appear the convergence points with 17
small velocity, less than 0.1 m/s. The maximum current velocity is 0.91 m/s at An Hai inlet. The current velocity is from 0.25 to 0.5 m/s around Le Thinh inlet. For SE wave direction, the current flows from south to north. The current velocity attains the highest value in three calculated cases. The maximum current velocity is 1.02 m/s at An Hai inlet. The velocity in the area where occurs convergent phenomenon is from 0.5 to 0.7 m/s. I. MỞ ĐẦU Shibayama (2006). Các công thức trên được Việc nghiên cứu cơ chế hình thành cũng thể hiện ở Bảng 1. Ngoài ra, một số mô hình động lực khác cũng được tích hợp như tính toán phân bố dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào đã và đang thực hiện bởi thêm module tính dòng dọc bờ do sóng đổ nhào như: mô hình hoàn lưu ven bờ nhiều tác giả khác nhau. Đồng thời, các tác giả cũng đưa ra một số công thức khác nhau SYMPHONIE, mô hình động lực ven bờ MORPHODYN hoặc được tính toán dựa cho việc tính toán nhưng hầu hết đều là các công thức thực nghiệm như: Longuet– trên các phương trình cân bằng năng lượng Higgins (1970), Komar và Inman và phương trình liên tục. (1970), Galvin (1987), Rattanapitikon và Bảng 1. Một số công thức thực nghiệm tính dòng dọc bờ do sóng đổ nhào Table 1. Some experimental formulae for calculation of longshore current induced by breaking wave Năm Tác giả Công thức thực nghiệm Ghi chú 5π ς S 1970 Longuet – Higgins vL = ghb sin αb cos αb Hb: độ cao sóng vỡ (m) 8 Cf Hbs: độ cao sóng vỡ có vL = 2.7um sin α b cos α b nghĩa (m) 1970 Komar và Inman um = ghb = gH b / γ S: độ dốc vL = 1.0 gH bs sin α b cos α b hb: độ sâu sóng vỡ (m) Longuet –Higgins 1984 vL = 20.7 S gH b sin(2α b ) γ : chỉ tiêu sóng vỡ (trong SPM, 1984) Cf: hệ số ma sát kéo 1987 Galvin vL = gST sin 2α b α b : góc sóng vỡ (độ) Pilirczyk H0: độ cao sóng nước sâu vL = K L gH b sin 2α b (m) 1999 (trong Kamran và cs., 2012) K L = 0.3 ÷ 0.6 L0: chiều dài sóng nước sâu (m) vL = 2.7uˆb sin α b cos α b kb: số sóng trong vùng Rattanapitikon – 2006 Shibayama uˆb = ( −0.57S 2 ) + 0.31S + 0.58 π Cb  H 0  0.83 sóng vỡ   T: chu kì sóng (s) tanh 2 ( kb hb )  L0  Tại Việt Nam, hiện nay có rất ít nghiên thực đo như: “Đặc điểm phân bố các đặc cứu và tính toán về dòng chảy dọc bờ do trưng sóng tại vịnh Nha Trang trong các sóng đổ nhào. Các tính toán này hầu hết trường gió mùa điển hình” (Lê Đình Mầu dựa trên các nghiên cứu, giả thiết của và cs., 2010). “Đặc điểm phân bố các đặc Longuet–Higgins (trong SPM, 1984) và trưng sóng tại vùng biển Lagi (Bình Thuận) phần lớn chỉ mang tính chất định tính vì chỉ và tác động của chúng đến quá trình xói lở đúng về hướng, riêng độ lớn vận tốc dòng – bồi tụ” (Lê Đình Mầu, 2010). Trong bài có sự khác biệt tương đối lớn so với số liệu báo này, phân bố dòng chảy dọc bờ do sóng 18
đổ nhào trong các điều kiện gió mùa điển trình có liên quan hơn. Thường mô hình hình được tính toán theo quy trình như sau: Longuet–Higgins phù hợp hơn cho vùng - Xác định các đặc trưng sóng ngoài khơi biển thoáng, điều kiện sóng mạnh (bên bờ vùng biển Tuy An từ các đặc trưng gió đại dương) nên nó cho tốc độ dòng lớn hơn thống kê tại trạm Tuy Hòa: 1988 – 2007 thực tế nếu áp dụng tại Việt Nam. Trong (Hình 2) bằng mô hình Dolphin (Mandal và nghiên cứu này, cả hai mô hình đều được Holthuijsen, 1985). tiến hành tính toán và so sánh với số liệu - Xác định các đặc trưng sóng ven bờ thực đo. Từ đó, chọn công thức phù hợp để bằng mô hình SWAN (Holthuijsen và cs., tính toán cho khu vực nghiên cứu. 2003) với các điều kiện biên là sóng ngoài Phạm vi tính toán được thể hiện trong khơi, gió địa phương và phân bố độ sâu Hình 1. Địa hình khu vực nghiên cứu là vùng nghiên cứu. vùng biển nông ven bờ, có địa hình đáy khá - Tính vận tốc dòng dọc bờ do sóng đổ phức tạp. Độ dốc giảm dần từ bắc xuống nam. Tuy nhiên, do đường bờ có dạng vòng nhào bằng 2 mô hình thực nghiệm: Longuet–Higgins (trong SPM, 1984) và cung và được che chắn bởi mỏm đá phía bắc cửa Lễ Thịnh và đảo Mái Nhà nên năng Rattanapitikon–Shibayama (2006). Trong lượng sóng truyền vào vùng ven bờ phân bố đó, mô hình Longuet–Higgins là một trong không đồng đều, dẫn đến sự phân bố không những mô hình đơn giản nhất, được phát đồng đều về vận tốc dòng chảy dọc bờ sinh triển sớm nhất là công thức chuẩn để tính ra do sóng đổ nhào. Vị trí khu vực tập trung tốc độ dòng dọc bờ do sóng đổ nhào của năng lượng sóng tác động vào bờ phụ thuộc Hải quân Mỹ. Tuy nhiên, hệ số thực nghiệm vào hướng sóng tới. Do khuôn khổ bài báo, dao động rất lớn, điều này yêu cầu phải có chúng tôi chỉ trình bày phân bố dòng chảy nhiều số liệu đo đạc thực địa đồng bộ nhằm dọc bờ do sóng đổ nhào theo các hướng xác định chính xác hệ số thực nghiệm này. sóng tác động chính: Đông Bắc (NE), Đông Mô hình Rattanapitikon–Shibayama mới (E) và Đông Nam (SE). hơn, hiện đại hơn, có xét đến nhiều quá Hình 1. Đặc điểm khu vực nghiên cứu Figure 1. Feature of study area 19
Hình 2. Hoa gió tại trạm Tuy Hòa (1988 – 2007) Figure 2. Wind rose diagram at Tuy Hoa station (1988 – 2007) II. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP triển bền vững kinh tế xã hội, bảo vệ môi trường tại dải ven biển Nam Trung Bộ (Đà 1. Tài liệu Nẵng – Bình Thuận)” do Viện Hải dương Số liệu gió được thu thập tại trạm Tuy Hòa, học chủ trì (2010-2014). Phú Yên (1988 – 2007) được phân tích, thống kê từ số liệu lưu trữ của đề tài độc lập 2. Phương pháp cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ 2.1. Tính toán các đặc trưng sóng biển sâu Việt Nam (VAST): “Đánh giá tác động của Mô hình số trị tính sóng biển khơi Dolphin các trường sóng trong gió mùa đến dải ven (Mandal và Holthuijsen, 1985) tính toán kết biển Nam Trung Bộ từ Phú Yên đến Bình hợp sóng gió và sóng lừng. Thuận và đề xuất các giải pháp giảm nhẹ Phương trình cân bằng năng lượng phổ thiệt hại phục vụ phát triển bền vững” sóng hai chiều: (2007-2009). - Trường hợp sóng gió trên hướng θ: Độ sâu tại khu vực nghiên cứu được lấy ∞ dE1 (θ ) từ hải đồ tỉ lệ 1/50.000 xuất bản năm 2005 = S1 (θ ) + ∫ S2 ( f ,θ )df (1) của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Các đặc dt 0 trưng sóng đo bằng máy ALEC AWH – Trong đó: E1(θ) là mật độ năng lượng 16M tại điểm 109017’54”E, 13017’28” N phổ của sóng gió theo hướng θ. S1(θ): tốc (bờ phía nam cửa An Hải) được sử dụng để độ biến đổi của E1(θ). S2(f, θ) là tốc độ kiểm chứng mô hình SWAN, dòng chảy đo chuyển giao năng lượng sóng lừng 2 chiều bằng phương pháp thả phao trôi và gió đo E2 sang sóng gió có cùng tần số f. bằng máy đo gió cầm tay ANEMOMETER – AVM 01. Các dữ liệu trên được lấy từ đề - Trường hợp sóng lừng từ hướng θ: tài bảo vệ môi trường: “Áp dụng các mô dE2 = − BS11 ( f ,θ ) − S 2 ( f ,θ ) − S3 ( f ,θ ) (2) hình hiện đại nhằm đánh giá, phòng tránh dt và giảm thiểu thiệt hại các tác động môi B =1 khi S1 < 0 trường của hiện tượng đóng/mở các cửa  sông, đầm phá phục vụ chiến lược phát B = 0 khi S1 > 0 20
Trong đó: Các đặc trưng sóng đổ nhào (độ cao, E2(f,θ) là mật độ năng lượng phổ của hướng, vị trí) được lấy từ kết quả tính sóng sóng lừng với tần số f theo hướngθ. S11 là của mô hình SWAN và theo tiêu chuẩn tốc độ biến đổi của E2. S2 là tốc độ chuyển γ b = H b hb với γ b được lấy ≥ 0.6 do độ cao giao năng lượng sóng lừng E2 sang sóng sóng sử dụng để tính toán là độ cao sóng có gió có cùng tần số. S3 là tốc độ biến đổi nghĩa và là sóng ngẫu nhiên (SPM, 1984). năng lượng sóng lừng gây bởi hiệu ứng Vận tốc dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào nước nông. gây ra được tính theo công thức của Số liệu đầu vào của mô hình: hướng và Longuet–Higgins (trong SPM, 1984) và tốc độ gió, thời gian gió tác động được Rattanapitikon – Shibayama (2006). So chọn từ việc thống kê số liệu gió nhiều sánh kết quả tính toán với số liệu đo đạc. năm. Chọn công thức tính phù hợp cho khu vực Số liệu đầu ra của mô hình: độ cao sóng nghiên cứu. có nghĩa Hs, chu kỳ đỉnh phổ sóng Tp, độ + Longuet – Higgins (trong SPM, 1984): phân tán phổ năng lượng DSPR và hướng vL = 20.7 S gH b sin(2α b ) (4) sóng θ. 2.2. Tính toán các đặc trưng sóng nước + Rattanapitikon – Shibayama (2006): nông ven bờ vL = 2.7uˆb sin α b cos α b (5) Các đặc trưng sóng tại vùng biển ven bờ Với: được xác định bằng mô hình SWAN (Holthuijsen và cs., 2003) trên cơ sở uˆb = ( −0.57S 2 ) + 0.31S + 0.58 π Cb  H 0  0.83 (6)   phương trình cân bằng tác động phổ. tanh 2 ( kb hb )  L0  Trong đó: Cθ N = (3) ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ S N + Cx N + C y N + Cσ N + ∂t ∂x ∂y ∂σ ∂θ σ vL là vận tốc dòng chảy dọc bờ do sóng Trong đó: N là mật độ phổ tác động đổ nhào gây ra (m/s). ûb là vận tốc truyền (action density); Cx, Cy là tốc độ lan truyền sóng tại vị trí sóng vỡ. S là độ dốc bãi biển. của N theo không gian x và y; Cσ, Cθ là tốc kb là số sóng tại vị trí sóng vỡ. hb là độ sâu độ biến đổi của N theo tần số tương đối σ tại vị trí sóng vỡ. H0, L0 là độ cao sóng và chiều dài sóng nước sâu. αb là hướng sóng và hướng θ; S = S(σ, θ) là hàm nguồn. tại vị trí sóng vỡ. Mô hình SWAN tính hiệu ứng nước nông, khúc xạ, tạo sóng do gió địa phương, III. KẾT QUẢ sóng bạc đầu, tương tác sóng – sóng, ma sát đáy, sóng đổ nhào,…Phạm vi áp dụng mô 1. Các đặc trưng sóng ngoài khơi vùng hình là khu vực vùng biển bên ngoài đầm Ô biển Tuy An Loan với diện tích khoảng 56 km2. Kích Kết quả tính toán từ mô hình Dolphin cho thước mỗi ô lưới là 48 m x 48 m. các đặc trưng sóng ngoài khơi vùng biển Số liệu đầu vào của mô hình: nghiên cứu ứng với trường gió ngoài khơi - Các tham số sóng ngoài khơi: Hs, Tp, điển hình Vnk = 13 m/s theo các hướng NE, DSPR và θ được lấy từ kết quả của mô hình E và SE được trình bày trong Bảng 2. Dolphin. 2. Các đặc trưng sóng ven bờ và dòng - Trường gió địa phương ổn định theo chảy dọc bờ do sóng đổ nhào ứng với các thời gian (V = 10 m/s, hướng NE, E và SE). trường sóng tác động tại khu vực nghiên - Phân bố độ sâu của vùng nghiên cứu. cứu 2.1. So sánh kết quả tính toán dòng chảy 3. Tính toán dòng chảy dọc bờ do sóng dọc bờ do sóng đổ nhào theo Longuet – đổ nhào gây ra Higgins (trong SPM, 1984) và Rattanapitikon – Shibayama (2006) 21
Kết quả so sánh cho thấy các giá trị vận tốc số nhỏ hơn rất nhiều so với công thức dòng dọc bờ do sóng đổ nhào được tính từ Longuet–Higgins (trong SPM, 1984). Do công thức của Longuet–Higgins (trong đó, công thức Rattanapitikon–Shibayama SPM, 1984) quá lớn so với kết quả khảo sát (2006) được chọn để tính toán dòng chảy thực tế sơ bộ. Ngược lại, kết quả tính toán dọc bờ do sóng đổ nhào tại khu vực nghiên sử dụng công thức của Rattanapitikon– cứu. Những dữ liệu tính toán, so sánh được Shibayama (2006) lại cho các giá trị vận tốc trình bày tại Bảng 3. dòng nhỏ hơn giá trị thực đo nhưng với sai Bảng 2. Các đặc trưng sóng ngoài khơi vùng biển Tuy An Table 2. Offshore wave characteristics in Tuy An waters Các đặc trưng sóng vùng khơi Độ lớn Độ cao sóng có nghĩa (Hs) 2,33 m Chu kỳ sóng đỉnh phổ (Tp) 6,95s Hệ số phân tán của phổ sóng (DSPR) 27,080 Bảng 3. So sánh vận tốc dòng dọc bờ do sóng đổ nhào đo đạc với kết quả tính toán theo Longuet– Higgins (trong SPM, 1984) và Rattanapitikon – Shibayama (2006) Table 3. Comparison between calculated results of longshore current induced by breaking wave corresponding to Longuet–Higgins (in SPM, 1984) và Rattanapitikon–Shibayama (2006) Tính toán Tọa độ Thực đo Longuet Rattanapitikon Điểm – Higgins – Shibayama Hướng Vận tốc Vận tốc Vận tốc x y Hướng (m/s) (m/s) (m/s) 1 109,295 13,2916 0,2 Bắc xuống Nam 0,41 0,17 Bắc xuống Nam 2 109,2929 13,2961 0,26 Nam lên Bắc 1,03 0,22 Nam lên Bắc 3 109,2896 13,3023 0,22 Nam lên Bắc 0,42 0,18 Nam lên Bắc 4 109,2964 13,2902 0,28 Bắc xuống Nam 0,44 0,24 Bắc xuống Nam 5 109,286 13,3342 0 0,18 0,03 Bắc xuống Nam Hình 3. So sánh vận tốc dòng dọc bờ do sóng đổ nhào thực đo với kết quả tính toán theo Longuet – Higgins (trong SPM, 1984) và Rattanapitikon – Shibayama (2006) Figure 3. Comparison between calculated results of longshore current induced by breaking wave corresponding to Longuet –Higgins (in SPM, 1984) và Rattanapitikon – Shibayama (2006) 22
2.2. Dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào Kết quả tính toán dòng chảy dọc bờ do + Trường hợp sóng hướng Đông Bắc (NE): sóng đổ nhào cho thấy, vận tốc phân bố không đều trên toàn khu vực tính toán. Các Kết quả mô phỏng trường sóng cho thấy, phần hứng sóng của đảo Mái Nhà và mỏm vị trí có độ dốc thay đổi nhiều thường có vận tốc dòng lớn. Vùng bờ gần cửa Lễ đá phía bắc cửa Lễ Thịnh là khu vực chịu tác động mạnh nhất của sóng. Tuy nhiên, Thịnh có vận tốc dòng rất nhỏ do nằm trong vùng được che chắn. Vận tốc dòng trung đoạn bờ từ cửa An Hải dài khoảng 1,5 km về phía nam là khu vực đáng chú ý nhất với bình trên tổng số điểm sóng vỡ khoảng đường đẳng độ cao sóng 2 m tiến sát vào 0,14 m/s. Vận tốc cực đại tại vị trí phía bắc bờ. Đoạn bờ tiếp theo đến mỏm đá phía gần cửa An Hải và vị trí phía nam cách cửa nam và từ cửa An Hải về phía bắc gần An Hải khoảng 2 km với giá trị 0,7 m/s. Tại 3 km, sóng đi vào bờ có độ cao khoảng cửa Lễ Thịnh vận tốc dòng đạt giá trị cực 1,5 m. Đoạn bờ dài khoảng 1,5 km gần cửa tiểu. Các khu vực phía bắc cửa An Hải có Lễ Thịnh có độ cao sóng giảm dần từ 1,0 vận tốc dòng từ 0,05 đến 0,5 m/s. Nhìn chung, dòng có hướng từ bắc xuống nam đến 0,5 m tại cửa (Hình 4a). (Hình 4b). (a) (b) Hình 4. (a) Trường độ cao sóng hữu hiệu; (b): Trường dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào. Gió ngoài khơi: Vnk = 13 m/s; Gió ven bờ: Vvb = 10 m/s; Hướng: NE Figure 4. (a) Pattern of significant wave height; (b): Pattern of longshore current induced by breaking wave. Offshore wind: Vnk = 13 m/s; Nearshore wind: Vvb = 10 m/s; Direction = NE + Trường hợp sóng hướng Đông (E): ra xa đảo. Vùng tập trung năng lượng sóng Trong trường hợp này, gần như toàn khu lớn nhất có chiều dài khoảng 1,5 km, cách vực bờ vùng nghiên cứu chịu tác động cửa An Hải khoảng 500 m về phía bắc mạnh bởi sóng với độ cao sóng từ 1,5 đến (Hình 5a). Nhìn chung, dòng có hướng từ 2,0 m trừ cửa Lễ Thịnh và đoạn bờ 500 m nam lên bắc do đặc trưng địa hình khu vực gần mỏm đá phía nam có độ cao sóng khi nghiên cứu có xu hướng dốc về phía bắc và vào bờ khoảng 1,0 m. Vùng khuất sóng gần vận tốc dòng phân bố không đồng đều. Tuy đảo Mái Nhà có độ cao sóng nằm trong nhiên, xuất hiện một số vị trí hội tụ dòng, khoảng 0,5 đến 1,0 m và tăng dần khi càng điển hình là khu vực gần cửa Lễ Thịnh và 23
vị trí cách cửa An Hải khoảng 2 km về phía gần An Hải. Tại khu vực cửa Lễ Thịnh độ nam (được đánh dấu trên hình 5b). Vận tốc lớn vận tốc dòng từ 0,25 đến 0,5 m/s. Vận dòng có xu hướng giảm nhanh về các vị trí tốc dòng trung bình khoảng 0,142 m/s dòng hội tụ và có giá trị nhỏ hơn 0,1 m/s. (Hình 5b). Vận tốc dòng mạnh nhất đạt giá trị 0,91 m/s (a) (b) Hình 5. (a) Trường độ cao sóng hữu hiệu; (b): Trường dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào. Gió ngoài khơi: Vnk = 13 m/s; Gió ven bờ: Vvb = 10 m/s; Hướng: E Figure 5. (a) Pattern of significant wave height; (b): Pattern of longshore current induced by breaking wave. Offshore wind: Vnk = 13 m/s; Nearshore wind: Vvb = 10 m/s; Direction: E + Trường hợp sóng hướng Đông Nam Kết quả tính toán dòng dọc bờ do sóng (SE): đổ nhào cho thấy, khu vực xuất hiện hội tụ Sóng tác động vào bờ khu vực nghiên cứu sóng có vận tốc dòng từ 0,5 đến 0,7 m/s, trong trường hợp này nhỏ hơn nhiều so với lớn hơn nhiều so với hầu hết các khu vực các trường hợp sóng hướng NE và E. Khu khác. Mặc dù, vận tốc dòng phân bố không vực hứng sóng của đảo Mái Nhà chịu tác đồng đều nhưng nhìn chung vùng bờ phía động bởi sóng với độ cao 2 m. Mỏm đá nam cửa An Hải được che chắn bởi đảo phía bắc cửa Lễ Thịnh và khu vực từ mỏm Mái Nhà và mỏm đá phía nam, vận tốc đá phía nam về phía nam chịu tác động bởi dòng có xu hướng giảm dần về phía cửa sóng có độ cao 1,5 m. Toàn bộ khu vực An Hải với giá trị từ 0,6 đến 0,3 m/s. Vận đường bờ nghiên cứu chịu tác động bởi tốc dòng cực đại khá lớn, đạt giá trị 1,02 sóng có độ cao khoảng 1,0 m. Riêng vị trí m/s tại gần cửa An Hải (bờ phía bắc). Vận phía bắc cửa An Hải, cách bờ khoảng 200 tốc trung bình trong trường hợp này là m xảy ra hiện tượng hội tụ sóng. Vùng 0,213 m/s. Tại cửa Lễ Thịnh, vận tốc dòng khuất sóng gần đảo Mái Nhà có độ cao có giá trị nhỏ hơn 0,3 m/s. Vận tốc nhỏ sóng khoảng 1,0 m và tăng dần khi càng ra nhất tại khu vực sát bờ đoạn bờ uốn cong xa đảo (Hình 6a). (Hình 6b). 24
(a) (b) Hình 6. (a) Trường độ cao sóng hữu hiệu; (b): Trường dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào. Gió ngoài khơi: Vnk = 13 m/s; Gió ven bờ: Vvb = 10 m/s; Hướng: SE Figure 6. (a) Pattern of significant wave height; (b): Pattern of longshore current induced by breaking wave. Offshore wind: Vnk = 13 m/s; Nearshore wind: Vvb = 10 m/s; Direction: SE IV. THẢO LUẬN Với sóng hướng E: dòng có hướng từ Các vùng khác nhau của khu vực nghiên nam lên bắc, tuy nhiên xuất hiện một số cứu chịu tác động bởi sóng mang năng điểm hội tụ dòng do ảnh hưởng của địa hình lượng khác nhau phụ thuộc vào hướng sóng và hướng sóng tác động. Vận tốc đạt giá trị tới và bị chi phối nhiều bởi điều kiện địa lý cực đại 0,91 m/s tại cửa An Hải. Vận tốc và hình dạng đường bờ cũng như địa hình dòng gần cửa Lễ Thịnh có giá trị từ 0,25 đáy ven bờ. đến 0,5 m/s. Tại các điểm hội tụ, vận tốc đạt giá trị nhỏ hơn 0,1 m/s. Dòng dọc bờ do sóng đổ nhào sinh ra Với sóng hướng SE: dòng có hướng từ phụ thuộc vào hướng sóng tác động và độ dốc khu vực ven bờ trong đới sóng vỡ. nam lên bắc và vận tốc dòng lớn hơn so với các trường hợp sóng hướng NE và E do địa Nhìn chung, vận tốc dòng phân bố không đều và tỉ lệ thuận với độ cao sóng tác động, hình đáy dốc hơn về phía bắc. Vận tốc dòng cực đại 1,02 m/s tại cửa An Hải. Khu vực trừ các vị trí có sự hội tụ hoặc phân kì dòng. Đới sóng vỡ mở rộng ra phía biển đến độ hội tụ sóng có vận tốc dòng từ 0,5 đến 0,7 m/s. sâu từ 2 đến 3 m tùy thuộc vào các đặc trưng sóng tới. Kết quả tính toán về hướng dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào cho thấy khá phù Với sóng hướng NE: dòng có hướng từ hợp với thực tế, đây là thông số rất quan bắc xuống nam. Vận tốc dòng khá nhỏ so trọng phục vụ thiết kế các công trình bảo vệ với các trường hợp sóng hướng E và SE. bờ biển, cửa sông. Tuy nhiên, vì số liệu đo Vận tốc dòng đạt giá trị cực đại tại cửa An đạc vận tốc dòng chảy để kiểm chứng kết Hải và vị trí cách cửa An Hải khoảng 2 km quả tính toán còn rất hạn chế cả về số lượng về phía nam. Các khu vực phía bắc cửa An và kỹ thuật đo đạc nên độ tin cậy chưa cao. Hải có giá trị thấp hơn và thấp nhất tại cửa Do đó, kết quả tính toán tốc độ dòng chảy Lễ Thịnh. 25
dọc bờ do sóng đổ nhào trong nghiên cứu applied scientific research, 2(5): 4556 - này có tính chất tham khảo. 4562. Komar, P.D., and Inman, D.L., 1970. Lời cám ơn: Tập thể tác giả chân thành Longshore sand transport on beaches. J. cám ơn ban chủ nhiệm đề tài: “Áp dụng các Geophysical Research, 75:5914–5927. mô hình hiện đại nhằm đánh giá, phòng Lê Đình Mầu, 2010. Đặc điểm phân bố các tránh và giảm thiểu thiệt hại các tác động môi trường của hiện tượng đóng/mở các đặc trưng sóng tại vùng biển cửa La Gi (Bình Thuận) và tác động của chúng đến cửa sông, đầm phá phục vụ chiến lược phát quá trình xói lở - bồi tụ. Kỷ yếu Hội nghị triển bền vững kinh tế xã hội, bảo vệ môi khoa học kỷ niệm 35 năm Viện KH&CN trường tại dải ven biển Nam Trung Bộ (Đà VN (1975-2010), Tiểu ban KHCN Biển, Nẵng – Bình Thuận)” và tập thể cán bộ Hà Nội: 10/2010, tr. 211-216. phòng Vật lý biển, Viện Hải dương học đã Lê Đình Mầu, Nguyễn Văn Tuân, Phạm Thị tạo điều kiện trong việc thu thập số liệu lưu Phương Thảo, 2010. Đặc điểm phân bố trữ và khảo sát thực địa cũng như động viên các đặc trưng sóng tại vịnh Nha Trang khích lệ trong quá trình hoàn thiện bài báo. trong các trường gió mùa điển hình. Tuyển tập Nghiên cứu biển. NXB. TÀI LIỆU THAM KHẢO KH&KT, ISSN:1859-2120, XVII: 9 - 17. Chistos A., 2013. New modified equation Longuet-Higgins, 1970. Longshore currents of longshore current velocity at the generated by obliquely incident sea breaking point (for mixed and waves. J. Geoph. Res., 75:6778-6789. gravel beaches). Journal of Coastal Mandal S. and L.H. Holthuijsen, 1985. A Development, 16(2): 121 - 134. numerical wave prediction model Galvin C. J., 1987. Vertical profile of DOLPHIN: Theory and test results. littoral sand tracers from a distribution of Report No. 3-85, Delft University of waiting time. In: Proceedings of Coastal Technology, Department of Civil Sediments '87 (New Orleans, Louisiana, Engineering, Group of Fluid Mechanics, ASCE), pp. 436–451. p. 1 - 70. Holthuijsen L. H., N. Booij, R. C. Ris, I. J. Rattanapitikon W., and Shibayama T., G. Haagsma, A. T. M. M. Kieftenburg, E. 2006. Breaking wave formulas for E. Kriezi, and M. Zijlema, 2003. SWAN breaking depth and orbital to phase cycle III version 40.20. User Manual. velocity ratio. Coast. Eng. J., 48(4):395- Delft University of Technology, the 416. Netherlands. SPM, 1984. Shore Protection Manual. U.S. Kamran L., S. Kheiri, A. Karami, M.Torabi Army Coastal Engineering Research Azad, M. Abrehdary, 2012. Field study of Centre, Department of the Army Corps of longshore current along the Anzali coast Engineers, Washington DC. USA. Vol. 1. in Caspian Sea. Journal of basic and 26