Nước dâng do bão là sự chênh lệch tạm thời của mực nước biển ở ven bờ so với mực nước
triều thiên văn gây ra do áp thấp và gió mạnh trong cơn bão. Nó là một loại sóng trọng lực
dài với chu kỳ có thể từ vài giờ đến vài ngày phụ thuộc vào thời gian của cơn bão. Độ lớn
của nước dâng do bão phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: tốc độ và hướng di chuyển của cơn
bão, độ giảm áp và sức gió trong cơn bão. Ngoài ra độ sâu và hình thái đường bờ cùng với
chế độ thuỷ triều cũng ảnh hưởng không nhỏ tới trị số nước dâng do bão. Nước dâng do
bão là hiện tượng hay xảy ra trên ở vùng ven biển nước ta là nơi tập trung nhiều khu dân
cư đông đúc và các khu vực phát triển kinh tế quan trọng. Dải ven biển nước ta thường
phải chịu nhiều thiệt hại do bão và nước dâng do bão gây ra như là xói lở bờ biển, phá
hoại đê điều và các công trình ven biển, gây ngập lụt vùng ven biển làm thiệt hại về nhân
mạng, tài sản và hoa màu v.v. Do đó, việc tính toán xác định được quan hệ giữa độ lớn
của nước dâng do bão và tần suất xuất hiện của nó dọc theo dải bờ biển nước ta là rất
quan trọng và cần thiết cho thiết kế các công trình ven biển, qui hoạch và quản lý tổng
hợp dải ven bờ một cách có hiệu quả nhằm giảm nhẹ thiên tai do nước dâng do bão gây
ra.
10 trang |
Chia sẻ: Mr Hưng | Lượt xem: 957 | Lượt tải: 0
Nội dung tài liệu Thiết lập Mô hình tính toán nước dâng do bão cho bờ biển Việt Nam, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1
Thiết lập Mô hình tính toán nước dâng do bão
cho bờ biển Việt Nam
Ths. Vũ Thị Thu Thuỷ - Khoa Công trình, Trường ĐHTL
Ths. Nghiêm Tiến Lam - Khoa Kỹ thuật Bờ biển
Tóm tắt
Việc tính toán nước dâng do bão cùng với việc xác định quan hệ giữa độ lớn nước dâng do bão và
xác suất xuất hiện của nó cho các vùng ven biển nước ta có một nghĩa quan trọng và thiết thực
cho các công tác thiết kế các công trình ven biển cũng như các công tác quy hoạch và quản lý dải
ven bờ một cách hiệu quả nhằm phòng chống và giảm nhẹ thiên tai gây ra bởi nước dâng do bão.
Trong bài báo [1] trước đây đã trình bày về mô hình thích hợp cho các cơn bão đổ bộ vào bờ biển
Việt Nam với mô hình Fujita để mô tả trường khí áp và mô hình xoáy cải tiến Rankine để mô
phỏng trường gió trong cơn bão. Trong bài viết này tiếp theo sẽ trình bày việc ứng dụng mô hình
thuỷ động lực học Delft3D-FLOW để mô phỏng nước dâng do bão cho bờ biển phía bắc Việt
Nam với việc hiệu chỉnh và kiểm định trong tính toán nước dâng do bão cho hai trận bão điển
hình Frankie (1996) và Wukong (2000).
1. Giới thiệu
Nước dâng do bão là sự chênh lệch tạm thời của mực nước biển ở ven bờ so với mực nước
triều thiên văn gây ra do áp thấp và gió mạnh trong cơn bão. Nó là một loại sóng trọng lực
dài với chu kỳ có thể từ vài giờ đến vài ngày phụ thuộc vào thời gian của cơn bão. Độ lớn
của nước dâng do bão phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: tốc độ và hướng di chuyển của cơn
bão, độ giảm áp và sức gió trong cơn bão. Ngoài ra độ sâu và hình thái đường bờ cùng với
chế độ thuỷ triều cũng ảnh hưởng không nhỏ tới trị số nước dâng do bão. Nước dâng do
bão là hiện tượng hay xảy ra trên ở vùng ven biển nước ta là nơi tập trung nhiều khu dân
cư đông đúc và các khu vực phát triển kinh tế quan trọng. Dải ven biển nước ta thường
phải chịu nhiều thiệt hại do bão và nước dâng do bão gây ra như là xói lở bờ biển, phá
hoại đê điều và các công trình ven biển, gây ngập lụt vùng ven biển làm thiệt hại về nhân
mạng, tài sản và hoa màu v.v... Do đó, việc tính toán xác định được quan hệ giữa độ lớn
của nước dâng do bão và tần suất xuất hiện của nó dọc theo dải bờ biển nước ta là rất
quan trọng và cần thiết cho thiết kế các công trình ven biển, qui hoạch và quản lý tổng
hợp dải ven bờ một cách có hiệu quả nhằm giảm nhẹ thiên tai do nước dâng do bão gây
ra. Để phục vụ cho mục tiêu này, cách tiếp cận sau đã được dùng cho nghiên cứu:
1. Lựa chọn một mô hình thích hợp cho việc mô phỏng các cơn bão đổ bộ vào bờ biển
Việt Nam. Kết quả của phần này đã được trình bày trong bài báo [1] với việc khuyến
2
nghị chọn mô hình Fujita để mô tả trường khí áp và mô hình xoáy cải tiến Rankine để
mô phỏng trường gió trong các cơn bão.
2. Thiết lập một mô hình thuỷ động lực học để tính toán nước dâng trong các cơn bão
với đầu vào là trường gió và khí áp từ các mô hình đã chọn và các biên thuỷ triều.
3. Tính toán nước dâng do bão cho nhiều cơn bão đổ bộ vào nước ta dựa trên thông tin về
đường đi của các cơn bão trong những năm gần đây.
4. Xác định phân bố xác suất và tần suất xuất hiện của các giá trị nước dâng do bão cho
các điểm ven bờ biển nước ta dựa trên kết quả tính toán nước dâng cho nhiều cơn bão.
Tiếp theo bài báo [1], bài viết này trình bày nội dung 2 của tiếp cận trên với việc trình bày
về việc áp dụng mô hình Delft3D cho việc giải quyết bài toán thuỷ động lực học của nước
dâng do báo ven bờ biển nước ta.
2. Cơ sở mô hình toán nước dâng do bão
2.1. Các phương trình cơ bản
Hiện tượng nước dâng do bão có thể được mô tả bởi hệ phương trình thuỷ động lực học
hai chiều thiết lập cho chuyển động của sóng nước nông bao gồm
Phương trình liên tục
0
y
ud
x
ud
t
(1)
Phương trình động lượng theo phương ngang (x, y)
0)(
)()(
1
v
2
2
2
2
2
y
u
x
u
ddC
uUg
x
p
f
x
g
y
u
v
x
u
u
t
u
w
wxa
(2a)
0)(
)()(
1
2
2
2
2
2
y
v
x
v
ddC
vUg
y
p
fu
y
g
y
v
v
x
v
u
t
v
w
wya
(2b)
Trong đó: t là biến thời gian (giây); x và y là các biến không gian theo phương ngang
(m); là cao trình mặt nước so với mặt chuẩn (m); d là độ sâu đáy tính từ mặt chuẩn (m);
u, v là các thành phần vận tốc trung bình theo các phương x, y (m/s); U là trị tuyệt đối của
véc-tơ vận tốc tổng, U=(u2+v2)1/2 (m/s); wx,wy là các thành phần ứng suất gió theo phương
x, y (N/m2); w là khối lượng riêng của nước biển (kg/m
3); là hệ số khuếch tán rối (m2/s);
C là hệ số nhám Chezy; g là gia tốc trọng trường (m/s2); f là tham số Coriolis (s-1); pa là áp
3
suất khí quyển trên mặt nước (mbar). Trong số các ngoại lực tác dụng, ngoài ma sát đáy,
lực Coriolis ... thì có thành phần ngoại lực quan trọng gây ra do bão phải kể đến là áp suất
không khí (số hạng thứ 6 trong các phương trình 2a và 2b) và gió bề mặt (số hạng thứ 8
trong các phương trình 2a và 2b).
2.2. Phương pháp giải và yêu cầu số liệu
Để giải các phương trình trên cho bài toán nước dâng do bão, mô đuyn Delft3D-FLOW
của bộ phần mềm Delft3D đã được chọn sử dụng. Delft3D là một bộ mô hình được phát
triển bởi Viện thuỷ lực WL Delft Hydraulics của Hà Lan để mô hình hoá các vấn đề dòng
chảy, vận chuyển bùn cát, lan truyền sóng, diễn biến hình thái, chất lượng nước và sinh
thái trong sông, cửa sông, vùng ven biển, thềm lục địa và các đại dương. Delft3D-FLOW
giải các phương trình thuỷ động lực học theo phương pháp sai phân ẩn với sơ đồ khử luân
hướng (ADI) trên hệ lưới cong. Các số liệu đầu vào quan trọng cho mô hình đối với mô
phỏng nước dâng do bão là địa hình đáy, dao động mực nước ở các biên, trường gió và áp
suất không khí trên mặt biển. Ngoài ra khi tính toán cho các vùng chi tiết còn cần đến
dòng chảy từ đất liền ra ở các vùng cửa sông, tương tác với sóng biển ở vùng nước nông
ven bờ.
3. ứng dụng mô hình Delft3D-Flow
3.1.Thiết lập lưới và miền tính toán
Macao
Paracel Islandsr l I ll ll l
Naozhou Dao
Beihaii ii ii i
CHINA
Qui Nhoniii
Hainaniii
Dung Quatt
Tam Quan
Duc Pho
Bach Long Vi iii
Gulf of Tonkin
f
i
l
f
f f
i
f
i
f
ll
Dong Hoi iii
Do Son
Hue
Cua Ba Lat ttt
Da Nang
Hoi Aniii
Cam Pha Hon Gaiiii
VIETNAM
LAOS
Cua Viet i ti ti t
Hon Nieu i i i
Hon Ngu
Hon Me
Cua Gianh iii
Nhat Let tt
Hon Ne
Cua Hoii ii
Location-9iLocation-9iitio -itio -i
Location-8ti -ttoc i -i -
Location-7iti -iitio -iti -i
Location-5iti -iiLo at -it -
Location-6ti -Loca ion 6iiLo at on-ti -Lo a oni
Location-1it -i -i -Locat n 1it
Location-2iti -iiLo at on-it -
Location-3iti -iiL ation-iti -i
Location-4iLocation-4iitio -itio -i
106 E 107 E 107 108 E 10 109 E 109 99 110 E110 11 11 111 E 112 E 113 E 11311 11
14 N
15 N 15
16 N 6
17 N
18 N
19 N 19
20 N
21 N21
22 N 22
14 N 1
15 N 5
16 N 16
17 N 17 77
18 N 18
19 N 19
20 N 20
21 N21 2 2
22 N
106 E 06 107 E 108 E 108 109 E 110 E110 111 E 1111 1 112 E 112112 112 113 E 11
13 N13
23 N
23 N 2
13 N 133 3
Hình 1. Lưới tính toán (trái) và địa hình
đáy (phải) của mô hình
4
Miền tính toán được chọn là vùng bờ biển Việt Nam từ Quảng Ninh đến Quy Nhơn, nơi
phải chịu ảnh hưởng của hơn 70% số cơn bão và cũng vì vậy mà thiệt hại gây ra bởi nước
dâng do bão cũng là nhiều nhất. Do đó lưới tính toán của mô hình được lập bao trùm cả
vịnh Bắc Bộ và mở rộng về phía đảo Hải Nam của Trung Quốc từ 14o-22o Bắc và 105o-
113o Đông với diện tích khoảng 450,000km2. Lưới tính toán của mô hình là lưới cong trực
giao toạ độ UTM bao gồm 145x180 điểm nút, trong đó có 90% nút ướt được sử dụng.
Kích cỡ ô lưới thay đổi dần từ mịn nhất là 2km ở vùng cần quan tâm ven biển đến thô
nhất là 8km ở biên lỏng ngoài khơi gần Hoàng Sa. Biên lỏng có dạng cong và được chia
làm 4 đoạn đi qua 5 vị trí (gồm có Hoàng Sa, Qui Nhơn) được chọn phụ thuộc vào độ sâu
truyền triều và sự biến đổi tuyến tính của pha triều. Lưới tính toán của mô hình và địa
hình đáy được thể hiện như trên hình 1.
3.2. Số liệu đầu vào
Địa hình đáy biển được lấy theo bộ số liệu địa hình toàn cầu ETOPO2 với độ phân giải là
2 phút. Độ sâu trong miền tính toán hầu hết nhỏ hơn 100m, tuy nhiên vùng giữa vịnh Bắc
Bộ có độ sâu khoảng 200m và vùng gần quần đảo Hoàng Sa là trên 500m. Mực nước thuỷ
triều tại biên lỏng được xác định từ các hằng số điều hoà lấy từ dự án quan trắc mặt biển
bằng vệ tinh ra-đa TOPEX/Poseidon với sai số nhỏ hơn 5 cm.
Các số liệu thực đo thuỷ văn về gió và khí áp có được từ Trung tâm Khí tượng thuỷ văn
quốc gia, các thông tin về đường đi cơn bão (vị trí tâm bão, tốc độ di chuyển, độ giảm áp
trong tâm, vận tốc gió lớn nhất) sau mỗi sáu tiếng được lấy từ bộ số liệu BEST TRACK
của Trung tâm liên hợp Cảnh báo bão của Mỹ (JTWC). Số liệu thực đo về mực nước của
các trạm đo ven bờ dùng cho kiểm định mô hình có được từ dự án VCM (WLDelft
Hydraulics).
Để tính toán mực nước bất thường trong cơn bão, kết quả của bài báo [1] được áp dụng
để mô phỏng cơn bão, cụ thể là dùng mô hình Fujita để mô tả trường khí áp và mô hình
xoáy cải tiến Rankine để mô tả trường gió trong cơn bão tại các điểm lưới trên toàn miền
tính toán. Tuy nhiên thông tin về cơn bão cứ mỗi sáu tiếng, trong khi đó bước thời gian
tính toán trong mô hình thuỷ động lực học lại là 5 phút. Nếu chỉ đơn giản sử dụng phép
nội suy trực tiếp các trường gió và khí áp có sau mỗi 6 tiếng sẽ phá huỷ cấu trúc thực sự
của cơn bão về cả hướng và độ lớn. Vì thế, một chương trình phần mềm mô phỏng trận
bão đã được thiết lập để tính toán các trường áp suất và gió bằng các công thức trên cho
mỗi mắt lưới tại từng bước thời gian của mô hình từ việc nội suy vị trí, áp suất, vận tốc tại
tâm, vận tốc gió lớn nhất tại các thời khoảng 6 giờ của Best track.
3.3.Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
Mô hình được hiệu chỉnh và kiểm định cho hai trường hợp không có bão và có bão. ảnh
hưởng của các tham số của mô hình như bước thời gian tính toán, độ nhám... tới các kết
5
quả tính cũng như việc hiệu chỉnh biên triều được khảo sát bằng phương pháp phân tích
độ nhạy. Tiêu chuẩn để đánh giá là sai số quân phương (RMSE) nhỏ nhất giữa kết quả
tính toán và mực nước thực đo tại các trạm đo ven bờ.
Trong đó : mực nước triều dự báo (khi không có bão) hoặc mực
nước thực đo ( khi có bão); ~ là mực nước tính toán; N là số điểm
thời gian đồng bộ của các cặp giá trị này.
Trường hợp không có bão
Trong điều kiện bình thường khi không có bão, kết quả mực nước tính toán được so sánh
với mực nước triều thiên văn tại các trạm đo ven biển. Thời gian tính được chọn từ
31/6/1996 đến 1/8/1996 theo số liệu đã có. Thời đoạn này bao gồm hai lần triều cường và
hai lần triều kém cộng thêm hai ngày để khởi động mô hình. Điều kiện ban đầu được
chọn với mực nước bằng 0. Bảng 1 thể hiện sai số giữa mực nước triều dự báo và mực
nước tính toán, kết quả cho thấy trung bình sai số mực nước của 12 trạm đo ven biển
(theo bảng thuỷ triều) tương đối nhỏ (khoảng 7cm) là có thể chấp nhận được.
Bảng 1. Sai số RMSE giữa mực nước triều dự báo và mực nước tính toán
STT Trạm
Sai số lớn
nhất (m)
RMSE
(m) STT Trạm
Sai số lớn
nhất (m)
RMSE
(m)
1 Đồ Sơn 0.24 0.10 7 Đà Nẵng 0.14 0.05
2 Bạch Long Vĩ 0.22 0.10 8 Hội An 0.08 0.03
3 Hòn Né 0.28 0.11 9 Đức Phổ 0.04 0.02
4 Hòn Mê 0.26 0.10 10 Dung Quất 0.07 0.03
5 Hòn Ngư 0.30 0.17 11 Tam Quan 0.06 0.03
6 Cửa Tùng 0.15 0.08 12 Hoàng Sa 0.02 0.01
Sai số lớn nhất trung bình: 0.16m Trung bình sai số RMSE : 0.07m
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Thực đo (m)
M
ụ
h
ỡn
h
(
m
)
S2
M2
Q1
P1
K1
O1
200
240
280
320
360
200 240 280 320 360
Thực đo (độ)
M
ụ
h
ỡn
h
(
đ
ộ
)
S2
M2
Q1
P1
K1
O1
N
RMSE
N
i
ii
1
2~
6
Hình 2. Kết quả kiểm định mô hình cho các thành phần triều tại trạm Đồ Sơn theo
biên độ (trái) và góc pha theo GMT (phải)
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
0
1
/0
7
/9
6
0
4
/0
7
/9
6
0
7
/0
7
/9
6
1
0
/0
7
/9
6
1
3
/0
7
/9
6
1
6
/0
7
/9
6
1
9
/0
7
/9
6
2
2
/0
7
/9
6
2
5
/0
7
/9
6
2
8
/0
7
/9
6
3
1
/0
7
/9
6
M
ự
c
n
ư
ớ
c
(
m
)
Dự tớnh Mụ hỡnh
Hình 3. Đường quá trình mực nước giữa dự báo triều và kết quả tính toán tại Đồ Sơn
Bằng việc phân tích điều hoà các sóng triều, ta có thể biết được ảnh hưởng của từng thành
phần triều đến quá trình biến đổi mực nước, nhờ đó việc hiệu chỉnh mô hình cũng thuận
lợi và hiệu quả hơn. Hình 2 là một ví dụ về sự phù hợp về biện độ và pha của các thành
phần sóng triều chủ yếu (nhật triều và bán nhật triều) giữa tính toán bằng mô hình và thực
đo. Hầu như các điểm đều tập trung vào đường lý tưởng (khi kết quả tính hoàn toàn trùng
khớp với thực đo). Hình 3 cho thấy đường quá trình mực nước giữa dự báo triều và kết
quả tính toán rất phù hợp. Tuy nhiên sai số lớn nhất đều xuất hiện ở những giai đoạn đầu
khi mô hình chạy từ mực nước bằng 0 đến trạng thái ổn định, thực tế sai số lớn nhất hầu
hết xuất hiện ở thời kỳ triều kém.
Một số nhận xét rút ra từ quá trình kiểm định mô hình như sau: thông qua việc so sánh kết
quả khi dùng bộ số liệu địa hình từ dự án VCM (WL Delft Hydraulics) và ETOPO2, thì số
liệu địa hình có độ phân giải càng thô có thể làm tăng độ trơn của đáy, dẫn đến việc tăng
độ nhám của mô hình để chống lại điều đó. Và khi độ nhám của mô hình phải tăng cao
thì nó không chỉ ảnh hưởng đến biến độ mà còn cả pha triều, điều này gây ra nhiễu loạn
nhân tạo không đáng có cho giá trị tính toán, cũng như khó khăn cho việc hiệu chỉnh mô
hình. Biên triều cũng có ảnh hưởng quan trọng, sự thay đổi nhỏ về biên độ hoặc pha của
thành phần nhật triều cũng lớn hơn nhiều so với ảnh hưởng thay đổi của thành phần bán
nhật triều nhất là ở những vùng nước sâu.
Trường hợp có bão
7
Để mô phỏng thuỷ động lực học trong trường hợp có bão, tác giả đã chạy mô hình cho hai
cơn bão Frankie (19-26/7/1996 đổ bộ vào Ninh Bình) và Wukong (5-11/9/2000 vào Hà
Tĩnh). Để khởi động mô hình, thời gian chạy chương trình cũng được cộng thêm 2 ngày
trước thời gian của cơn bão. Trên hình 4, bên trái thể hiện trường gió và áp suất trong cơn
bão Frankie, bên phải là trường gió và mực nước tương ứng vào lức 18:00 23/7/1996.
Hình 4. Trường gió và trường khí áp (hình trái), trường gió và trường mực nước (hình
phải) trong cơn bão Frankie vào lúc 18:00 23/7/1996
Hệ số ma sát gió Cd (hệ số kéo) cũng là một tham số quan trọng phụ thuộc vào vận tốc
gió và phản ánh sự nhiễu động của mặt biển tương ứng với vận tốc gió. Những ảnh hưởng
của hệ số Cd được khảo sát bằng phương pháp độ nhạy với các công thức kinh nghiệm
khác nhau như Wilson (1960), Smith-Banke (1975), Garratt (1971), Heaps (1965),
Rijkswaterstaatt cho hai cơn bão trên. Về cơ bản Cd được tính theo công thức kinh nghiệm
sau:
2
)2(
21
12
1)1()2()1(
1
)1(
)(
WWC
WWW
WW
WW
CCC
WWC
C
d
ddd
d
d
(0-1)
Trong đó Cd
(1)
, Cd
(2) là các hệ số ma sát gió tương ứng với các vận tốc gió tại ngưỡng W1,
W2.
8
Thực chất các công thức trên đều đi xác định giá trị Cd
(1)
, Cd
(2) phù hợp với giá trị của
W1,W2 nào đó sao cho mực nước tính toán và thực đo là như nhau. Cuối cùng, sau nhiều
lần hiệu chỉnh xác định được các giá trị Cd
(1)=0,001 khi W1=6m/s và Cd
(2)=0,00723 khi
W2=50m/s. Các giá trị Cd trung gian giữa hai giá trị trên được nội suy tuyến tính. Nhận
thấy rằng nếu đoạn thẳng trung gian quá dốc sẽ dẫn đến Cd tăng quá nhanh và kết quả
tính sẽ không ổn định. Đây cũng là một thử nghiệm của việc thay vì phải tính tương tác
giữa nước dâng và sóng ngắn (tức là kết hợp của mô hình dòng chảy và sóng) rất phức tạp
và tốn nhiều công sức thời gian thì ta chỉ cần đơn giản tăng hệ số Cd để bù lại theo một
nghiên cứu của Mastenbroek và nnk (1993).
Sau quá trình hiệu chỉnh mô hình, kết quả sai số RMSE trung bình giữa mực nước tính
toán và mực nước thực đo tại các trạm ven biển của hai cơn bão Frankie và Wukong vào
khoảng 10 cm và thiên bé so với mực nước thực đo. Sai số lớn thường xảy ra ở thời kỳ
triều kém, và trong quá trình triều lên. Hình 5 là một ví dụ về sự phù hợp giữa quá trình
mực nước tính toán và thực đo ở Hòn Ngư trong cơn bão Wukong.
Mực nước cực đại trong cơn bão Frankie xảy ra ở Hòn Dấu và với cơn bão Wukong xảy ra
ở Cửa Hội. Cả hai vị trí này đều nằm ở bên phải đường đi của cơn bão và cách tâm bão
một khoảng gần bằng bán kímh gió cực đại. Trong cơn bão, mực nước tăng dần (với các
trạm ở bên phải đường đi của cơn bão) cho đến khi bão đổ bộ vào sau đó tăng đột ngột và
duy trì nhiễu động trong khoảng một ngày sau đó trở về trạng thái ổn định ban đầu. Điều
này tương ứng với sự thay đổi của vần tốc gió cả về hướng và độ lớn. Phạm vi ảnh hưởng
của cơn bão đến mực nước tính toán là khoảng từ 2 đến 3 lần bán kímh gió cực đại. Thời
gian để khởi động chương trình là một ngày trước khi có bão, tuy nhiên với hai cơn bão kể
trên, chương trình đã được bắt đầu ngay khi nhận được thông tin về dường đi cơn bão.
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
0
5
-0
9
-0
0
0
6
-0
9
-0
0
0
7
-0
9
-0
0
0
8
-0
9
-0
0
0
9
-0
9
-0
0
1
0
-0
9
-0
0
1
1
-0
9
-0
0
1
2
-0
9
-0
0
M
ự
c
n
ư
ớ
c
(
m
)
Thực đo Tớnh toỏn
9
Hình 5. Đường quá trình mực nước tại Hòn Ngư trong cơn bão Wukong
4 . Kết luận
Mô hình, sau khi đã được kiểm định và đánh giá với hai trường hợp không có bão và có
bão với mức sai số chấp nhận được, có thể được dùng để tính toán dự báo nước dâng do
bão tại bất kỳ vị trí nào ở ven biển mà ta cần quan tâm bằng cách lấy kết quả mực nước
của trường hợp có bão trừ đi kết quả mực nước của trường hợp không có bão (tương
đương mực nước triều thiên văn trong thời đoạn có bão).
Việc mô phỏng nước dâng do bão của các cơn bão trong quá khứ có thể được thực hiện để
bổ sung cho chuỗi số liệu quan trắc vốn đã rất hiếm, nhằm xác định các phân bố xác suất
phù hợp của nước dâng do bão và dự báo nước dâng do bão cho thời đoạn dài (với các tần
suất hiếm) phục vụ cho công tác thiết kế các công trình biển. Ngoài ra có thể thể hiện
trên bản đồ hệ thống thông tin địa lý GIS khi kết hợp với các bản đồ địa hình để phục vụ
cho công tác qui hoạch và quản lý tổng hợp dải ven bờ.
Thêm vào đó để phòng chống giảm nhẹ thiên tai, việc dự báo nước dâng do bão cho thời
đoạn ngắn có thể được tiến hành với nhiều phương án dự báo bão khác nhau được đưa ra
về về hướng và tốc độ di chuyển của cơn bão cũng như mức độ mạnh của cơn bão. Từ đó
ta có thể tìm được những giá trị nước dâng có thể xuất hiện tương ứng với mức độ sai số
của các thông tin khí tượng.
TàI LIệU THAM KHảO
[1] Vũ Thị Thu Thuỷ, 2004, Mô hình thích hợp cho các cơn bão đổ bộ vào nước ta, Tạp chí khoa
học kỹ thuật Thuỷ Lợi và Môi Trường số 6, 9-2004.
[2] Vũ Thị Thu Thuỷ, 2003, Storm surge modelling for Vietnam’s coast, Msc thesis H.E 136,
IHE, Delft.
[3] Phạm Văn Ninh, 1992, The storm surge model, UNDP Project VIE/87/020,Hà Nội
[4] Disaster Management Unit, 1999. Storm and Tropical Depression Study in Vietnam, UNDP
Project /VIE/97/002 - Support to Disaster Management System in Viet Nam
[5] Gerritsen, H., Hulsen, L.J.M., van der Kaaij and Verploegh, D., 2001. The SCM regional
model and VCM detailed model – set-up, calibration and validation, WL | Delft Hydraulics,
Delft.
[6] Gerritsen, H., Vatvani, D.K., 2000. Inception and data Gathering mission, WL | Delft
Hydraulics, Delft.
[7] Le Trong Dao, Nguyen Tai Hoi, Truong Van Bon, Bui Xuan Thong, 2000, Storm Surge
Disaster Study, Disaster Management Unit, UNDP Project VIE/97/002, Hanoi.
[8] Le Van Thao, Bui Thi Bich, Pham Duc Thi, 2000, Storms and Tropical Depressions Disaster
Study in Vietnam, Disaster Management Unit, UNDP Project VIE/97/002, Hanoi.
10
[9] Mastenbroek, C., Burgers, G., and Janssen, P.A.E.M., 1993. The dynamical coupling of a
wave model and a storm surge model through the atmospheric boundary layer. Journal of
Physical Oceanography, Vol. 23. pp 1856-1866
[10] Phadke, A.C., Martino, C.D., Cheung, K.F., Houston, S.H., 2002, Modeling of tropical
cyclone winds and waves for emergency management, Ocean Engineering, pp 4-6.
[11] Roos, A., 1997, Tides and Tidal Currents, Lecture Notes, IHE Delft.
[12] WL Delft Hydraulics, 2001. Delft 3D-FLOW Manual, version 2.2
A simulation model for storm surges along vietnamese coast
Abstract
Storm surge computation and determination of the relationship between storm surges and
occurrence frequencies for Vietnamese coastal area are important and significant not only for
design of coastal works but also for planning and management in the coastal zone to prevent and
to mitigate damages caused by storm surges. In the previous paper [1] suitable models for
typhoons in the East Sea were presented including the Fujita model for describing pressure field
and the modified Rankine vortex model for representing typhoon wind field. To continue, this
article will present the application of the hydrodynamic model Delft3D-FLOW to simulate storm
surges in the north coast of Vietnam including model calibration and verification for the two
typical typhoons of Frankie (1996) and Wukong (2000).
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 15_thuy_lambai_bao_nuoc_dang_final1__9717.pdf