freeze.nature
New Member
Download miễn phí Về đặc điểm động lực lớp sát đáy ở vùng biển ven bờ
Sự thuần nhất của đường cong phổ của dòng tổng cộng vàtần số đỉnh của nó gần
trùng với tần số sóng gió, sóng lừng chứng tỏ các hợp phần năng lượng rối có nguồn gốc từ
các quá trình xa bờ trong phổ dòng chảy toàn phần đóng vai trò không lớn. Điều này dễ hiểu
vì nơi đặt máy quan trắc có độ sâu không lớn. Những nhiễu động nguồn gốckhác sóng hay
không ảnh hưởng tới vùng sát bờ hay nhanh chóng triệt tiêu ở lớp sát đáy
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Phạm Văn Huấn. Đặc điểm động lực lớp sỏt đỏy ở vựng biển ven bờ. Tạp chớ Khớ tượng Thủy văn. Trung tõmKhớ tượng Thủy văn Quốc gia. Số 542 * Thỏng 2 - 2006, tr. 26-36
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------
về đặc điểm động lực lớp sát đáy ở vùng biển ven bờ
Phạm Văn Huấn
Tr−ờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG HN
Tóm tắt: Phát triển ph−ơng pháp phân tích số liệu khảo sát của máy SEAPAC 2300 STAR, đánh
giá các đặc tr−ng rối lớp biên nh−: phổ áp suất đáy, các thμnh phần năng l−ợng rối, dòng sóng trung
bình, h−ớng vμ tần số của tốc độ quỹ đạo sóng, động năng rối tổng cộng, phân bố thẳng đứng của
dòng.
Trình bμy tóm tắt ph−ơng pháp vμ quy trình quan trắc vμ tính toán các đặc tr−ng động lực vμ thủy
thạch động lực bằng thiết bị SEAPAC 2300 STAR;
Đánh giá các đặc tr−ng động lực lớp sát đáy vùng biển ven bờ: phổ năng l−ợng dòng chảy, đặc
tr−ng sóng, thủy triều, năng l−ợng động học rối.
Mở đầu
Quan trắc các đặc tr−ng thủy động lực
vμ thạch động lực học ở lớp sát đáy vùng
biển nông ven bờ có ý nghĩa khoa học vμ
thực tiễn. Những đặc tr−ng động lực học
nh− tốc độ dòng, phân bố thẳng đứng của
dòng, các tham số sóng, mực n−ớc, biến
động của dòng, các tham số chuyển động
quỹ đạo của sóng thu đ−ợc qua quan trắc
lμ những số liệu quý giá lμm đầu vμo trong
nhiều công thức tính toán về sự t−ơng tác
giữa dòng n−ớc vμ nền đáy biển, mô hình
hoá các quá trình trao đổi ở lớp biên sóng
- dòng sát đáy. Các tham số động lực của
dòng sát đáy ở vùng gần bờ có thể lμm dữ
liệu tính toán thực tế về vận chuyển trầm
tích trong vùng sát bờ biển.
SEAPAC 2300 STAR lμ một hệ thống
quan trắc cho phép ghi tự động đồng thời
một loạt đặc tr−ng về dòng, sóng vμ độ
đục n−ớc biển với tần số ghi cao. Kinh
nghiệm thế giới cho biết rằng hệ thống
nμy đ−ợc sử dụng chuyên để khảo sát
động lực học lớp biên sóng - dòng vùng
ven bờ. SEAPAC 2300 STAR thuộc loại
thiết bị mới trên thế giới vμ ở Việt Nam.
Kinh nghiệm sử dụng thiết bị nμy trên thế
giới ch−a đ−ợc phổ biến nhiều [1-3]. Lần
đầu tiên ở Việt Nam chúng tui có cơ hội
thực hiện thí nghiệm quan trắc bằng hệ
thống nμy [4]. Quan trắc đặt ra mục tiêu
tìm hiểu về đặc điểm động lực vμ thuỷ
thạch động lực của một vùng biển ven bờ
t−ơng đối nhạy cảm, đó lμ vùng biển Văn
Lý ở Nam Định, nơi trong nhiều năm nay
đ−ợc các cơ quan nghiên cứu vμ thiết kế
quan tâm nghiên cứu vμ khảo sát về chế độ
xói lở bờ. Bμi báo nμy giới thiệu những kết
quả khảo sát về một số đặc điểm của dòng
vμ t−ơng tác dòng - sóng lớp sát đáy vùng
ven bờ.
Những giá trị độc lập của các số liệu
ghi đ−ợc của các đầu đo dòng chảy vμ áp
suất sẽ đ−ợc xử lý để nhận đ−ợc các đặc
tr−ng về dòng chảy trung bình. Phân tích
phổ năng l−ợng của các chuỗi đo dòng tại
các tầng quan trắc vμ áp suất sóng cho
phép nhận ra cấu trúc dao động của dòng
trong lớp sát đáy.
Lần đầu tiên chúng tui áp dụng
ph−ơng pháp phân tích số liệu đo của máy
2300 STAR do J. Wolf (1999) đề xuất [3]
để rút ra những đặc tr−ng thứ sinh về chế
độ rối trong lớp biên sóng - dòng sát đáy
vùng n−ớc biển sát bờ. Về cơ sở của
ph−ơng pháp vμ quy trình xử lý số liệu đã
đ−ợc trình bμy trong [4]. Trong mục 3 dẫn
lại các công thức để tiện theo dõi kết quả.
1. Ph−ơng pháp quan trắc vμ thu thập
số liệu
Máy SEAPAC 2300 STAR đ−ợc đặt
tại vùng biển ven bờ Văn Lý (Nam Định).
Điểm đặt máy cách bờ khoảng 500 m, tại
độ sâu 3 m. Nh− vậy những đặc tr−ng
quan trắc sẽ phản ánh chế độ động lực của
vùng n−ớc có t−ơng tác của sóng vμ dòng
ven bờ, ảnh h−ởng của sóng do n−ớc nông
vμ bờ biển. Đây cũng lμ nơi quá trình vận
chuyển trầm tích quyết định tới biến đổi
bờ đáy liên quan trực tiếp tới sự xói lở bờ
biển của đoạn bờ nμy.
Khi bố trí quan trắc máy đã thiết lập
các tham số đo vμ chế độ đo nh− sau:
- Tốc độ dòng ở lớp biên sóng - dòng
sát đáy đ−ợc ghi tại ba mực, áp suất sóng
tại đáy đ−ợc ghi tại một mực, độ đục ghi
tại ba mực.
- Đặt chế độ loạt ghi mỗi giờ một lần
trong 175 giờ (175 burst), 512 lần ghi với
tần số ghi 0,25 giây một số, vậy mỗi Burst
sẽ có độ dμi 512 số ghi ứng với thời gian
ghi 128 giây (2 phút).
Đã tiến hμnh xử lý sơ bộ số đo gồm
các việc nh− hiệu chỉnh các thμnh phần
hình chiếu dòng chảy t−ơng ứng về h−ớng
bắc vμ h−ớng đông, hiệu chỉnh áp suất
sóng về mực sâu của đầu đo, phân chia
thμnh các file số liệu t−ơng ứng với từng
loạt (burst) quan trắc. Tổng số burst thu
thập đ−ợc bằng 181. Tập hợp tất cả các số
liệu đo trong một burst đ−ợc lập thμnh
một ma trận hai chiều vμ l−u vμo một file
có tên trùng với ký hiệu burst có quy cách
thuận tiện phân tích.
2. Phân tích thống kê vμ phổ đối với
chuỗi dòng chảy vμ áp suất
Kết quả lấy trung bình các số đo dòng
trong thời gian một Burst cho phép loại trừ
các thăng giáng do sóng vμ rối. Phần d− sẽ
đặc tr−ng cho dòng trung bình gây bởi triều
vμ gió.
Các số hạng của chuỗi thời gian của
dòng trung bình sát đáy vμ
đ−ợc tính đối từng Burst theo công thức:
)(B tU )(B tV
=
=
N
i
iVxN
tU
1
B )(
1)( ;
=
=
N
i
iVyN
tV
1
B )(
1)( ,
trong đó Vx vμ lμ các thμnh phần
h−ớng đông vμ h−ớng bắc t−ơng ứng của
dòng chảy sát đáy theo các đầu đo 1, 2 vμ
3, đầu đo 1 gần đáy nhất; lμ số lần
ghi trong một Burst.
Vy
512=N
Thu đ−ợc ba chuỗi số liệu về dòng
chảy − các thμnh phần h−ớng đông vμ
h−ớng bắc của dòng sát đáy trong thời gian
từ ngμy 2 đến 10 tháng 8 năm 2002. Bảng 1
lμ kết quả phân tích điều hoμ đối với ba
chuỗi dòng chảy theo ph−ơng pháp bình
ph−ơng nhỏ nhất.
Bảng 1. Các hằng số điều hoμ dòng triều tại các lớp sát đáy
Sóng triều
Trung
bình
2M 2S 2N 2K 1K 1O 1P 1Q 4M 4MS 6M
Đầu đo 1
0,6 0,3 0,1 0,1 1,1 1,1 0,4 0,2 0,0 0,1 0,0 -2,1
22 45 22 45 346 280 346 280 73 126 247
0,6 0,1 0,1 0,0 0,8 1,3 0,3 0,3 0,1 0,1 0,0 -0,8
227 225 227 225 109 87 109 87 333 321 168
Đầu đo 2
0,9 0,6 0,2 0,2 1,7 2,2 0,6 0,4 0,2 0,1 0,0 3,2
198 225 198 225 168 106 168 106 282 19 167
0,9 0,4 0,2 0,1 1,4 2,4 0,5 0,5 0,2 0,1 0,1 -1,8
32 45 32 45 311 267 311 267 138 168 335
Đầu đo 3
1,1 0,6 0,2 0,2 1,9 2,7 0,6 0,5 0,1 0,1 0,0 0,1
199 225 199 225 177 109 177 109 262 14 165
1,1 0,8 0,2 0,2 2,6 3,9 0,9 0,8 0,3 0,2 0,1 -5,3
38 45 38 45 324 275 324 275 122 184 337
Hình 1 a. Biến thiên tốc độ dòng theo đầu đo 1: 1 - quan trắc; 2 - dự tính kiểm tra
Hình 1 b. Biến thiên tốc độ dòng theo đầu đo 2: 1 - quan trắc; 2 - dự tính kiểm tra
Hình 1 c. Biến thiên tốc độ dòng theo đầu đo 3: 1 - quan trắc; 2 - dự tính kiểm tra
Trên các hình 1 a - c biểu diễn sự biến
thiên của tốc độ trung bình các dòng chảy
sát đáy. Thấy rằng các thμnh phần dòng
chảy ( h−ớng đông vμ h−ớng bắc)
biểu hiện diễn biến của dòng triều. Trên các
đồ thị biến thiên theo thời gian của chúng
biểu lộ các dao động v...