Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đặc điểm nước dâng bão vùng biển ven bờ biển Việt Nam

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu chính của đề tài nghiên cứu là lêu lên các đặc điểm của nước dâng do bão vùng ven bờ biển Việt Nam áp dụng tính toán cho vịnh Bắc Bộ. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đặc điểm nước dâng bão vùng biển ven bờ biển Việt Nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---    --- Phạm Hoàng Dƣỡng ĐẶC ĐIỂM NƢỚC DÂNG BÃO VÙNG BIỂN VEN BỜ BIỂN VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2016
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---    --- Phạm Hoàng Dƣỡng ĐẶC ĐIỂM NƢỚC DÂNG BÃO VÙNG BIỂN VEN BỜ BIỂN VIỆT NAM Chuyên ngành: Hải dƣơng học Mã số: 60440228 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Văn Huấn Hà Nội - 2016
MỤC LỤC MỞ ĐẦU …………………….……………………………………….….… 6 Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC DÂNG DO BÃO …….……... 8 1.1. Đặc điểm nước dâng do bão …………………………...…………….. 8 1.2. Các phương pháp nghiên cứu ………………………...……….....…. 12 1.3. Các nghiên cứu trước đây về nước dâng do bão ……...………...…. 13 1.4. Mục tiêu nghiên cứu …………………………………………..…..… 15 Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ………………………………..…………………………..……...…. 16 2.1 Phương pháp phân tích điều hoà thuỷ triều của Darwin ……...…… 16 2.2 Phân tích điều hoà thuỷ triều bằng phương pháp bình phương tối thiểu ……………………………………..………………………………….……. 17 2.3 Phương pháp loại trừ triều từ mực nước quan trắc ……….……..…. 18 Chƣơng 3: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ……..….…………….................. 19 3.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu Vịnh Bắc Bộ ……….………….….. 19 3.1.1 Vị trí địa lý và địa hình …………………………………………….. 19 3.1.2 Đặc điểm khí tượng, thuỷ văn vùng biển Vịnh Bắc Bộ ….……… 21 3.1.3. Đặc điểm bão và nước dâng ……...………………………………. 26 3.2 Một số kết quả tính toán, thống kê nước dâng rút từ số liệu quan trắc ….........................................................................................................................… 31 3.3 Tính toán một số cơn bão trong lịch sử …….……………...…..... 43 KẾT LUẬN …………………………….……..………………………….. 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………..…………………….. 63 1
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT Nội dung Trang Hình 1.1 Bão Haiyan (11/2013) tại Philippin 9 Hình 1.2 Bão Nargis (2008) tại Myanmar 9 Bão Haiyan gây ngập lụt tại thành phố Hạ Long, Quảng Hình 1.3 10 Ninh Bão số 7 (Damray) T9/2005 tại đê biển Bạch Long, Giao Hình 1.4 11 Thuỷ Hình 1.5 Bão số 2 T6/2013 tại Đồ Sơn, Hải Phòng 11 Sóng lớn và ngập lụt do triều cường kết hợp với nước dâng Hình 1.6 12 sau bão số 3 (T9/2014) tại Đồ Sơn - Hải Phòng Hình 3.1 Khu vực nghiên cứu của Luận văn 19 Hình 3.2 Hoa gió tháng I tại một số trạm ven biển Vịnh Bắc Bộ 22 Hình 3.3 Hoa gió tháng VII tại một số trạm ven biển Vịnh Bắc Bộ 23 Hình 3.4 Thuỷ triều tháng I và tháng VII tại trạm Hòn Dấu 25 Hình 3.5 Thuỷ triều tháng I và tháng VII tại trạm Cửa Hội 25 Hình 3.6 Quỹ đạo của một số cơn bão 26 Hình 3.7 Tỷ lệ bão xuất hiện trên Biển Đông từ năm 1970 - 2016 28 Đường đi của Bão, ATNĐ năm 2013 xuất hiện trên Biển Hình 3.8 30 Đông Độ lớn nước dâng, rút cao nhất theo tháng tại trạm Hòn Hình 3.9 32 Dấu từ năm 1980 đến năm 2015 Độ lớn nước dâng, rút cao nhất theo tháng tại trạm Hòn Hình 3.10 33 Ngư từ năm 1980 đến năm 2015 Độ lớn nước dâng, rút cao nhất theo tháng tại trạm Sơn Hình 3.11 33 Trà từ năm 1980 đến năm 2015 Hình 3.12 Đường đi của cơn bão Frankies T7/1996 43 2
Biến thiên mực nước quan trắc, thuỷ triều dự tính và nước Hình 3.13 dâng bão tại Hòn Dấu trong thời gian bão Frankies ảnh 45 hưởng Diễn biến nước dâng cơn bão Frankies T7/1996 tại Hòn Hình 3.14 45 Dấu Hình 3.15 Đường đi của cơn bão Washi T7/2005 47 Biến thiên mực nước quan trắc, thuỷ triều dự tính và nước Hình 3.16 dâng bão tại Hòn Dấu trong thời gian bão Washi ảnh 48 hưởng Hình 3.17 Diễn biến nước dâng cơn bão Washi T7/2005 tại Hòn Dấu 49 Hình 3.18 Đường đi của cơn bão Kalmaegi T9/2014 51 Biến thiên mực nước quan trắc, thuỷ triều dự tính và nước Hình 3.19 dâng bão tại Hòn Dấu trong thời gian bão Kalmaegi ảnh 52 hưởng Diễn biến nước dâng cơn bão Kalmaegi T9/2014 tại Hòn Hình 3.20 52 Dấu Hình 3.21 Đường đi của cơn bão Becky T8/1990 54 Biến thiên mực nước quan trắc, thuỷ triều dự tính và nước Hình 3.22 dâng bão tại Hòn Ngư trong thời gian bão Becky ảnh 56 hưởng Hình 3.23 Diễn biến nước dâng cơn bão Becky T8/1990 tại Hòn Ngư 56 Hình 3.24 Đường đi của cơn bão Ketsana T9/2009 59 Biến thiên mực nước quan trắc, thuỷ triều dự tính và nước Hình 3.25 dâng bão tại Sơn Trà trong thời gian bão Ketsana ảnh 60 hưởng Diễn biến nước dâng cơn bão Ketsana T9/2009 tại Sơn Hình 3.26 60 Trà 3
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU STT Nội dung Trang Tổng hợp số lượng cơn bão, áp thấp nhiệt đới (ATNĐ) Bảng 3.1 27 hoạt động trên Biển Đông từ năm 1970 – 2016 Tổng hợp số lượng cơn bão, áp thấp nhiệt đới (ATNĐ) Bảng 3.2 28 xuất hiện trên Biển Đông theo cấp độ gió Giờ nước dâng theo cấp độ dâng và tháng tại trạm Hòn Bảng 3.3 34 Dấu Số đợt nước dâng theo cấp độ dâng và tháng tại trạm Hòn Bảng 3.4 34 Dấu Bảng 3.5 Số giờ nước rút theo cấp độ rút và tháng tại trạm Hòn Dấu 35 Bảng 3.6 Số đợt nước rút theo cấp độ rút và tháng tại trạm Hòn Dấu 35 Phân bố số đợt nước dâng rút theo thời gian kéo dài tại Bảng 3.7 36 trạm Hòn Dấu Số giờ nước dâng theo cấp độ dâng và tháng tại trạm Hòn Bảng 3.8 36 Ngư Số đợt nước dâng theo cấp độ dâng và tháng tại trạm Hòn Bảng 3.9 37 Ngư Bảng 3.10 Số giờ nước rút theo cấp độ rút và tháng tại trạm Hòn Ngư 37 Bảng 3.11 Số đợt nước rút theo cấp độ rút và tháng tại trạm Hòn Ngư 38 Phân bố số đợt nước dâng rút theo thời gian kéo dài tại Bảng 3.12 39 trạm Hòn Ngư Bảng 3.13 Giờ nước dâng theo cấp độ dâng và tháng tại trạm Sơn Trà 39 Số đợt nước dâng theo cấp độ dâng và tháng tại trạm Sơn Bảng 3.14 40 Trà Bảng 3.15 Số giờ nước rút theo cấp độ rút và tháng tại trạm Sơn Trà 40 4
Bảng 3.16 Số đợt nước rút theo cấp độ rút và tháng tại trạm Sơn Trà 41 Phân bố số đợt nước dâng rút theo thời gian kéo dài tại Bảng 3.17 42 trạm Sơn Trà Bảng 3.18 Dữ liệu cơn bão Frankies T7/1996 44 Kết quả tính toán mực nước dâng trong bão đối với Bảng 3.19 45 cơn bão Frankies T7/1996 - Trạm Hòn Dấu Bảng 3.20 Dữ liệu cơn bão Washi T7/2005 48 Kết quả phân tính nước dâng trong bão Washi Bảng 3.21 49 T7/2005 tại Hòn Dấu Bảng 3.22 Dữ liệu cơn bão Kalmaegi T9/2014 51 Kết quả phân tính nước dâng trong bão Kalmaegi T9/2014 Bảng 3.23 53 tại Hòn Dấu Bảng 3.24 Dữ liệu cơn bão Becky T8/1990 55 Kết quả tính toán mực nước dâng đối với cơn bão Becky Bảng 3.25 56 T8/1990 tại Hòn Ngư Bảng 3.26 Dữ liệu cơn bão Ketsana T9/2009 59 Kết quả phân tính nước dâng trong bão Ketsana Bảng 3.27 60 T9/2009 tại Sơn Trà 5
MỞ ĐẦU Bão là hiện tượng thời tiết nguy hiểm, một trong những hệ quả khi bão đổ bộ vào đất liền là hiện tượng nước dâng trong bão ở vùng ven bờ. Nó gây ra ngập lụt, xâm nhập mặn và xói lở bờ biển, nó càng nguy hiểm khi xảy ra vào lúc triều cường. Vì vậy việc nghiên cứu, tính toán, dự báo và xác định nguy cơ nước dâng bão tại các khu vực ven bờ biển khi bão đi vào đất liền là rất cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao góp phần phòng tránh và giảm thiểu thiệt hại do ảnh hưởng và tác động của nước dâng bão gây ra. Có rất nhiều phương pháp nghiên cứu nước dâng bão để tính toán, dự báo nước dâng trong bão như phương pháp thống kê, phương pháp mô hình số trị, sai phân hữu hạn, triển khai và sử dụng các mô hình DELFT-3D, MIKE, ROMS, SuWAT, … Một trong những phương pháp nghiên cứu quan trọng là phương pháp thống kê. Qua đó, xác định được trong lịch sử về quy mô cấp bão, thời gian xuất hiện, số lượng bão trong một năm, mực nước dâng trong bão. Từ đó giúp cho nhà quản lý có cơ sở để xây dựng, quy hoạch hạ tầng, quy hoạch phát triển kinh tế, xã hội vùng ven biển, thiết kế các công trình ven biển một cách hợp lý và tối ưu. Đồng thời cũng đưa ra được các phương án, kịch bản phòng, chống lũ lụt, … Lịch sử đã ghi nhận nhiều cơn bão gây gió mạnh, mưa lớn và nước dâng rất lớn làm ngập vùng ven bờ trên diện rộng. Điển hình gần đây là cơn bão Katrina đổ bộ vào bang New rleans, ỹ tháng 8 năm 2005 với sức gió lên tới 140 dặm/giờ gây nước dâng tới 6.0m gây thiệt hại 81,2 tỷ đô la, số người chết lên tới 1.800 người, trong đó chủ yếu do nước dâng gây ngập lụt. Tại khu vực Đông Nam , bão Nargis đổ bộ vào yanmar tháng 5 năm 2008 là cơn bão gây thương vong về người nhiều nhất trong lịch sử yanmar, số người chết lên tới 90.000 người và hơn 56.000 người mất tích, ước tính thiệt hại khoảng 10 tỷ đô la. Gần đây nhất, tháng 11 năm 2013, siêu bão Haiyan sức gió cấp 17 (trên 300km/h) tràn vào phía đông Phillipines đã làm 6.300 người chết, nguyên nhân chủ yếu do nước dâng cao hơn 5m, phá hủy gần 90% thành phố Tacloban, tổng thiệt hại về tài sản lên đến hàng tỷ đô la. 6
Luận văn này nghiên cứu đặc điểm nước dâng bão vùng ven bờ biển Việt Nam, tính toán cho dải ven bờ Vịnh Bắc Bộ. Học viên đã sử dụng chuỗi số liệu quan trắc mực nước từng giờ nhiều năm trừ đi độ cao thủy triều được tính toán thông qua phương pháp phân tích hằng số điều hòa thủy triều để thu thập được mực nước dâng, rút. Tính toán với một vài cơn bão để đưa ra những nhận xét về đặc điểm nước dâng do bão. Bố cục luận văn gồm ba chương và phần kết luận: Chƣơng 1. Tổng quan về nƣớc dâng do bão Đem đến cái nhìn tổng quát về hiện tượng nước dâng do bão, tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước. Chƣơng 2. Cơ sở lý thuyết và các phƣơng pháp nghiên cứu Giới thiệu về cơ sở lý thuyết phân tích điều hòa thủy triều, phương pháp loại trừ thủy triều từ mực nước quan trắc để tính toán được mực nước dâng rút từng giờ. Chƣơng 3. Kết quả tính toán Học viên áp dụng tính toán cho vùng ven bờ biển Vịnh Bắc Bộ. Từ kết quả tính toán là mực nước dâng rút từng giờ, ta xác định được số đợt mực nước dâng đáng kể (từ 0,5m đến 1,0m; từ 1,0m đến 1,5 m; từ 1,5m đến 2,0 m). Đối chiếu với dữ liệu bão ta xác định được nguyên nhân mực nước dâng đáng kể đó là do bão hay không. Để kiểm chứng kết quả tính toán, học viên đã tính toán cho 05 cơn bão. Trích xuất kết quả mực nước dâng từng giờ của 05 cơn bão trong lịch sử (03 cơn tại trạm Hòn Dấu, 01 cơn tại trạm Hòn Ngư và 01 cơn tại trạm Sơn Trà). Kết luận: Tóm tắt nội dung và kết quả nghiên cứu, một số nhận xét. 7
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NƢỚC DÂNG DO BÃO 1.1. Đặc điểm nƣớc dâng do bão Nước dâng do bão là hiện tượng dâng lên của mực nước biển cao hơn mực thủy triều vốn có bởi tác động của bão. Ngoài bão, sóng, sóng thần và gió mùa mạnh cũng là nguyên nhân chính gây nước dâng vùng ven bờ. Do tác động của con người, sự nóng lên của trái đất, biến đổi khí hậu ngày càng diễn ra phức tạp trên phạm vi toàn cầu, các thiên tai thường xuyên xuất hiện, mức độ ngày càng nghiêm trọng hơn như hạn hán, lũ lụt, bão… Nếu như khu vực Biển Đông chỉ xuất hiện bão cấp 12 thì nay đã xuất hiện đến cấp 15 (siêu bão). Khi bão đổ bộ, kèm theo đó là mực nước biển dâng cao có nguy cơ gây ra ngập lụt tại các vùng cửa sông, thành phố ven biển, sự xâm nhập mặn, xói lở bờ biển, vỡ đê, đặc biệt nếu bão xảy ra trong thời kỳ triều cường. Vì vậy, việc nghiên cứu, tính toán, dự báo nước dâng bão là rất cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao góp phần phòng tránh và giảm thiểu thiệt hại do ảnh hưởng và tác động của nước dâng bão. Trên thế giới, một trong những quốc gia bị ảnh hưởng nặng nhất bởi nước dâng do bão là Băng-la-đet. Năm 1991, nước dâng do bão lên cao tới hơn 6m đã làm hơn 138.000 người thiệt mạng, cơn bão Katrina đổ bộ vào thành phố New Orleans bang Lousiana - ỹ ngày 29 tháng 8 năm 2005 với sức gió lên tới 140 dặm/giờ (225 km/h) đã phá hỏng hệ thống đê bảo vệ và gây nước dâng tới 6.0m gây thiệt hại 81,2 tỷ đô la, số người chết lên tới 1.800 người, trong đó chủ yếu do nước dâng gây ngập lụt. Tại khu vực Đông Nam , bão Nargis đổ bộ vào yanmar tháng 5 năm 2008 là cơn bão gây thương vong về người nhiều nhất trong lịch sử yanmar, số người chết lên tới 90.000 người và hơn 56.000 người mất tích, ước tính thiệt hại khoảng 10 tỷ đô la. Gần đây nhất, tháng 11 năm 2013, siêu bão Haiyan sức gió cấp 17 (trên 300km/h) tràn vào phía đông Phillipines đã làm 6.300 người chết, nguyên nhân chủ yếu do nước dâng cao hơn 5m, phá hủy gần 90% thành phố Tacloban, tổng thiệt hại về tài sản lên đến hàng tỷ đô la. 8
Một số hình ảnh tàn phá do bão gây ra: Hình 1.1: Bão Haiyan (11/2013) tại Philippin Hình 1.2: Bão Nargis (2008) tại Myanmar Tại Việt Nam, trung bình hàng năm có khoảng 5-6 cơn bão đổ bộ và gây nước dâng tại một số khu vực ven bờ. ịch sử cũng đã ghi nhận nhiều cơn bão gây nước dâng lớn và ngập lụt như: bão Kelly năm 1981 đổ bộ vào Thanh Hóa gây ra nước dâng rất lớn tới 2,8 - 3,2m, bão Andy năm 1985 gây nước dâng 1,7m tại Quảng Bình, bão Cecil sức gió cấp 12 năm 1985 gây ra nước dâng lớn nhất 1,9m ở Thuận An và 1,7m ở ăng Cô là cơn bão gây thiệt hại nặng nhất trong 100 năm gần đây cho 2 tỉnh Quảng Trị và Thừa Thiên Huế, bão Wayne năm 1986 gây nước dâng tới 2,3m tại Thái Bình, bão Betty năm 1987 gây nước dâng 2,5m tại Nghệ An, cơn 9
bão Ketsana tháng 9/2009 với sức gió cấp 11 khi đổ bộ vào ven bờ Quảng Nam - Đà Nẵng đã gây nước dâng trên 1,1m tại Sơn Trà, kết hợp với lũ cao tới 3,2m tại Hội An làm 30 người chết và 170.000 người phải sơ tán. Hình 1.3: Bão Haiyan gây ngập lụt tại thành phố Hạ Long, Quảng Ninh Nước dâng do bão đặc biệt nguy hiểm khi xuất hiện vào đúng thời kỳ triều cường, mực nước tổng cộng dâng cao, kết hợp với sóng to có thể tràn qua đê vào đồng ruộng, đây chính là nguyên nhân gây thiệt hại nặng nề về người và của. Chính vì vậy mà có những cơn bão cường độ không mạnh nhưng đổ bộ vào lúc triều cường lại có khả năng gây ngập lụt trên diện rộng hơn so với cơn bão có cường độ mạnh hơn nhưng đổ bộ vào lúc triều thấp. Không chỉ phụ thuộc vào mực nước nền, mức độ ngập lụt còn bị ảnh hưởng bởi thời gian duy trì và kéo dài của cơn bão. Tại Việt Nam trong năm 2005 có 2 cơn bão cường độ mạnh đổ bộ vào thời điểm triều cường, như các cơn số 2 - bão Washi (gió cấp 10) và cơn bão số 7 – bão Damrey (gió cấp 12) đổ bộ vào thời điểm triều cường đã gây nước dâng cao, ngập lụt, vỡ một số tuyến đê biển tại Hải Phòng và Nam Định; cơn bão số 2 - bão Bebinca, tháng 6/2013 khi đổ bộ gió chỉ cấp 8, nhưng đúng vào thời điểm triều cường kết hợp nước dâng tới 1m đã gây ngập lụt tại một số vùng trũng ở ven biển Hải Phòng; Cơn bão số 3 - Kalmaegi (tháng 9/2014) đổ bộ vào Quảng Ninh lúc 10
thủy triều đang xuống thấp nhất nên đã không gây ngập lụt tại thời điểm đó. Tuy nhiên, 6 giờ sau hoàn lưu sau bão kết hợp với gió mùa Tây - Nam đã gây nước dâng tới hơn 1,0m, kết hợp với lúc thủy triều lên cao và sóng lớn đã gây ngập lụt nặng nề tại khu vực ven biển Đồ Sơn (Hải Phòng) [23]. Điểm đặc biệt trong cơn bão này là nước dâng cao hơn 0,5m xuất hiện sau khi bão đổ bộ khoảng 3 giờ và kéo dài tới gần 12 giờ. Hình 1.4: Bão số 7 (Damray) T9/2005 tại đê biển Bạch Long, Giao Thuỷ Hình 1.5: Bão số 2 T6/2013 tại Đồ Sơn, Hải Phòng 11
Hình 1.6: Sóng lớn và ngập lụt do triều cường kết hợp với nước dâng sau bão số 3 (T9/2014) tại Đồ Sơn - Hải Phòng 1.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu Hiện tại có nhiều phương pháp tính toán và dự báo nước dâng bão như: a) Phương pháp dùng công thức bán kinh nghiệm: Độ cao nước dâng được tính toán trên mực nước nền theo vận tốc gió, chiều dài của đà gió, góc giữa hướng gió và trục vuông góc với đường bờ và độ sâu điểm tính. Tuy nhiên, có độ chính xác không cao vì không mô tả hết ảnh hưởng của các yếu tố tác động lên nước dâng trong bão. b) Phương pháp biểu đồ: Thường được áp dụng để dự báo nước dâng bão cho một số cảng biển mà ở đó có nhiều số liệu quan trắc về bão và nước dâng bão. Nội dung của phương pháp là xây dựng các biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa nước dâng và tốc độ gió lớn nhất trên cơ sở các số liệu quan trắc. Do vậy sẽ rất hạn chế khi chúng ta không có đủ chuỗi số liệu đủ dài (thông thường khoảng 100 năm nếu cần kết quả có độ chính xác cao) và thường chỉ đúng cho các khu vực gần trạm quan trắc.. c) Phương pháp khảo sát thực địa: Thu thập và xử lý số liệu tại trạm quan trắc mực nước và tiến hành khảo sát tại các vị trí không có trạm đo (ngấn nước dâng-mực nước triều). d) Phương pháp sử dụng các mô hình số trị (được dùng phổ biến hiện nay): 12
Có độ tin cậy cao hơn vì bản thân các mô hình số trị thường xem xét ảnh hưởng của hầu hết những nhân tố chính tác động đến nước dâng do bão như địa hình, sóng, thủy triều. Ngoài ra, phương pháp này còn cho phép tính toán, dự báo diễn biến của hiện tượng theo rất nhiều kịch bản giả định chưa tồn tại trong thực tế hiện nay nhưng có khả năng xảy ra trong tương lai. 1.3. Các nghiên cứu trƣớc đây về nƣớc dâng do bão. Ở nước ngoài: Quan niệm về nước dâng do bão trước đây được hiểu là sự dâng lên của mực nước do tác động của ứng suất gió và sự giảm áp ở tâm bão. Tuy nhiên, tại vùng nước nông ven bờ trên thực tế thì ứng suất sóng gây nước dâng chiếm một phần rất đáng kể trong bão. Chính vì vậy mà gần đây nước dâng do sóng (wave setup) rất được quan tâm và luôn xem là một phần quan trọng trong các bản tin cảnh báo, dự báo tại các nước như ỹ, Nhật Bản, Anh. Gần đây, nước dâng do sóng đã được tính toán bằng các mô hình số trị kết hợp trong nhiều công trình nghiên cứu. Funakoshi và nnk (2008) đã kết hợp 2 mô hình mô phỏng nước dâng do bão ADCIRC và mô hình sóng SWAN. Nghiên cứu này chỉ ra rằng, nước dâng do sóng có thể đóng góp từ 10–15% vào mực nước cực trị trong bão. Một nghiên cứu khác sử dụng kết hợp mô hình nước dâng do bão và mô hình sóng như Chen et. al (2008) đưa ra kết luận rằng, trong cơn bão Katrina năm 2005 tại Hoa Kỳ, nước dâng do các hiệu ứng sóng ven bờ chiếm tới 80% mực nước cực trị trong khi các ảnh hưởng khác như thủy triều, sóng bề mặt và nước dâng do gió chỉ đóng góp 20%. Năm 2010, Soo Youl Kim và nnk đã xây dựng mô hình dự báo nước dâng do bão SuWAT (Surge Wave and Tide) có thiết kế lưới lồng để tính toán nước dâng do bão tại vịnh Tosa-Nhật Bản và cho kết quả rất phù hợp với số liệu đo đạc, ở đó rất nhiều mô hình trước không tính đến nước dâng do sóng đều cho kết quả thấp hơn. Nghiên cứu của Soo Youl Kim cũng cho thấy để nghiên cứu nước dâng do sóng cần thiết phải thực hiện trên lưới tính có độ phân giải chi tiết. Mô hình của Soo Youl Kim sau đấy đã được sử dụng cho dự báo nước dâng do bão tại nhiều cảng biển tại Nhật Bản. Những năm gần đây, do sự phát triển của hệ 13
thống quan trắc và truyền số liệu mực nước thời gian thực, kỹ thuật đồng hóa dữ liệu mực nước trong mô hình dự báo thủy triều, nước dâng do bão từ đó cũng đã được xây dựng và phát triển (Lewis và Derber,1985; Thacker và Long, 1988). Ở trong nước: Qua tìm hiểu cho thấy, các nghiên cứu về nước dâng do bão đã được thực hiện từ khá lâu, với nhiều mô hình, công nghệ dự báo nước dâng do bão đã được nghiên cứu, xây dựng và áp dụng để tính toán. Các phương pháp nghiên cứu đã được sử dụng như: phương pháp thống kê của tác giả Vũ Như Hoán (1988), phương pháp mô hình số trị, sai phân hữu hạn của tác giả Đỗ Ngọc Quỳnh trong đề tài cấp nhà nước (1999) đã giải hệ phương trình nước nông hai chiều để tính toán cả thuỷ triều và nước dâng do bão cho toàn dải ven biển Việt Nam và đã xây dựng công nghệ dự báo bão, nước dâng do bão ven bờ biển Việt Nam, nghiên cứu về nước dâng bão tại khu vực ven bờ vịnh Bắc Bộ của tác giả Lê Trọng Đào (1999) đã sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để tính toán đồng thời thuỷ triều và nước dâng bão, sử dụng số liệu quan trắc mực nước tại các trạm hải văn và thủy văn vùng cửa sông để thống kê các đợt nước dâng, nước rút do các nguyên nhân gió mùa, áp thấp nhiệt đới, bão, … của tác giả Hoàng Trung Thành. … Trong nghiên cứu nước dâng do bão, có 3 hướng chủ yếu được thực hiên, đó là tự xây dựng mô hình riêng; nghiên cứu phát triển mô hình mã nguồn mở từ nước ngoài; và sử dụng mô hình thương mại từ nước ngoài. Với xu thế hội nhập, sự phát triển của công nghệ thông tin đã có nhiều mô hình nước ngoài được xây dựng và phát triển theo hướng thương mại hóa cũng như dạng mã nguồn mở để cộng đồng cùng nghiên cứu áp dụng và phát triển. Các phần mềm thương mại phổ biến đang được áp dụng tại Việt Nam như bộ phần mềm MIKE của Viện Thủy lực Đan ạch (DHI), bộ phần mềm SMS của Hải quân Hoa Kỳ, mô hình DELFT-3D của Viện Thủy lực DELFT (Hà Lan) v.v... Qua đó có nhiều công trình, đề tài được thực hiện như: xây dựng công nghệ dự báo liên hoàn bão, nước dâng và sóng ở Việt Nam bằng mô hình số với thời gian dự báo trước 3 ngày và triển khai mô hình ROMS dự báo các trường nhiệt độ, độ muối, dòng chảy, thủy triều và nước dâng với trường khí tượng đầu vào được tính 14
từ mô hình RAM của tác giả Trần Tân Tiến (2010), đề tài KC.09-16 năm 2010: “Nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ dự báo hạn ngắn trường các yếu tố thủy văn biển khu vực Biển Đông”, tác giả Nguyễn Minh Huấn đã sử dụng mô hình ROMS kết nối liên hoàn với mô hình khí tượng RAMS và WRF với lưới tính dạng cong, trực giao. Một nghiên cứu khác sử dụng các mô hình mã nguồn mở như Vũ Thanh Ca và nnk (2008) sử dụng và phát triển mô hình POM của Hoa Kỳ để ứng dụng tính toán nước dâng bão có tính tới ảnh hưởng của thuỷ triều. Trong luận án của Nguyễn Xuân Hiển đã ứng dụng bộ phần mềm S S để xây dựng quy trình tính mực nước tổng cộng có xét đến nước dâng do sóng được tính toán bằng công thức thực nghiệm dựa theo mối liên hệ với độ cao và chu kỳ sóng có nghĩa ngoài khơi của Longuet-Higgins và Stewart (1963). 1.4. Mục tiêu nghiên cứu Nêu lên các đặc điểm của nước dâng do bão vùng ven bờ biển Việt Nam. Áp dụng tính toán cho vịnh Bắc Bộ. 15
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Hoàng Trung Thành, Nghiên cứu đặc điểm biến thiên mực nước biển ven bờ Việt Nam, luận án tiến sỹ, năm 2011. 2. ê Đức Tố, Hải dương học Biển Đông, Giáo trình giảng dạy tại khoa Khí tượng - Thủy văn và Hải dương học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, năm 1999 3. Phạm Văn Huấn, Tính toán trong Hải dương học, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, năm 2003 4. Phạm Văn Huấn, Dự báo thủy văn biển, Nhà NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, năm 2002. 5. Nguyễn Vũ Thắng (1999), Xây dựng sơ đồ dự tính dự báo nước dâng ở vùng ven biển Hải Phòng, Luận án Tiến sĩ, Hà Nội. 6. Phạm Văn Ninh (2000), Nước dâng do bão và gió mùa, Chương trình điều tra nghiên cứu biển cấp nhà nước KHCN-06 (1996-2000), Biển Đông, Tập II, Khí tượng Thuỷ văn động lực biển, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Hà Nội. 7. Bùi Xuân Thông, Nguyễn Văn ai (2008). Phương pháp xác định mực nước dâng cực đại có thể xảy ra do bão tại khu vực công trình đê biển, Tạp chí Tài nguyên nước và môi trường, số 23, 11/2008. 8. Lê Trọng Đào, Nguyễn Bá Thủy (2001), Mô hình dự báo nước dâng do bão của viện thủy thực Delft Hydraulics - Hà Lan, Tuyển tập báo cáo khoa học kỷ niệm 10 năm thành lập Trung tâm KTTV Quốc Gia, Hà Nội. 9. Nguyễn Thọ Sáo (2001), Tính toán dự báo nước dâng do bão sử dụng kết quả của mô hình khí tượng Rams, Báo cáo chuyên đề Đề tài KC 09-04, Chương trình KC 09, Bộ Khoa học và Công nghệ. 10. Đõ Ngọc Quỳnh (1996), Công nghệ dự báo nước dâng do bão ven bờ biển Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề tài KT.03.06, Viện Cơ học – Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, Hà Nội. 63