Link tải miễn phí Luận văn: Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian các hằng số điều hòa thủy triều cho vùng biển vịnh Bắc bộ: Đề tài NCKH QG.08.11
Nhà xuất bản: ĐHKHTN
Ngày: 2010
Chủ đề: Địa chất học
Thủy triều
Biển
Vịnh Bắc bộ
Cơ sở dữ liệu
Miêu tả: 49 tr.
Thu thập số liệu mực nước và hoàn thiện phương pháp phân tích thủy triều ở biển Đông. Nghiên cứu tính phân bố không gian của thủy triều vịnh Bắc Bộ. Kết quả: Xây dựng cơ sở dữ liệu hằng số điều hòa thủy triều vịnh Bắc Bộ với độ phân giải 2’x2’ kinh, vĩ độ phục vụ cho nhiều bài toán nghiên cứu và thực tế. Yêu cầu dữ liệu đó phải tương đối dày đặc tối đa có thể và đủ tin cậy để phục các bài toán mô hình hóa số cho các phụ vùng kích thước khác nhau. Thu thập quỹ số liệu phong phú về mực nước quan trắc ở các trạm ven bờ và hải đảo, đăc khu trên biển (trong số 128 trạm mực nước từng giờ trong nhiều năm), các bộ hằng số điều hòa thủy triều vùng biển Đông (tổng cộng 148 trạm). Khai thác được mô hình số mô phỏng thủy triều để nội suy thủy động lực phân bố thủy triều (các hằng số điều hòa) trên toàn vùng biển vịnh Bắc bộ
Có được cơ sở dữ liệu không gian về các hằng số điều hòa của của các sóng thủy triều cho vùng biển vịnh Bắc Bộ với độ phân giải 2’x2’ kinh, vĩ độ phục vụ cho nhiều bài toán nghiên cứu và thực tế. Yêu cầu dữ liệu đó phải tương đối dày đặc tối đa có thể và đủ tin cậy để phục các bài toán mô hình hóa số cho các phụ vùng kích thước khác nhau
Thu thập quỹ số liệu phong phú về mực nước quan trắc ở các trạm ven bờ và hải đảo, đăc khu trên biển (trong số 128 trạm mực nước từng giờ trong nhiều năm), các bộ hằng số điều hòa thủy triều vùng biển Đông (tổng cộng 148 trạm)
Khai thác được mô hình số mô phỏng thủy triều để nội suy thủy động lực phân bố thủy triều (các hằng số điều hòa) trên toàn vùng biển vịnh Bắc bộ. Từ đó lập cơ sở dữ liệu về hằng số điều hòa đầy đủ cho vùng biển này phục vụ các bài toán thực tế
Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp phân tích điều hòa và dự tính mực nước thủy triều chi tiết, xây dựng các chương trình máy tính tương ứng, các thủ tục truy vấn thông tin về hằng số điều hòa thủy triều, dự tính ra mực nước thủy triều theo định hướng phục vụ thực tế
Đăng 2 bài báo và 1 bài tạp chí
Chương 2. TÍNH PHÂN BỐ KHÔNG GIAN CỦA THỦY TRIÈƯ
VỊNH BẮC B ộ
Từ nhiều năm nay dọc theo bờ biển nước ta đã thiết lập một hệ thống các trạm khí
tượng thủy văn ven bờ trong đó có trạm đo mực nước thủy triều với các số liệu đo đạc liên tục
dao động mực nước biển theo các khoảng thời gian kéo dài từ nhiều tháng đến nhiều năm.
Trên CO' sở các chuỗi số liệu này nhiều tác giả đã tiến hành phân tích, tính toán các đặc trưng
cùa chế độ thủy triều như mực nước trung bình, mực nước cực trị, thời gian triều dâng, triều
rút, các hàng số điều hòa thùy triều... cho từng trạm đo đạc.
Một trong những ứng dụng quan trọng trong việc xử lý các số liệu mực nước đo đạc là
việc lập ra các báng thủy triều hàng năm cho các cảng chính ven bò' và một số giá trị nội suy
cho các điềm phụ ở ven biển và hạ lưu các sông. Việc dự tính thủy triều dọc ven bờ biển nước
ta được thực hiện bằng phương pháp dùng hằng số điều hòa tại các trạm cố định (14 trạm).
Các trạm này ờ những khoảng cách khá xa nhau (50 - 100 km). Một số trạm phụ đuợc tính
toán qua hệ số tương quan so với các trạm chính nhưng cũng rất thưa và độ chính xác không
cao (khoang cách 20 - 50 km). Trong giai đoạn hiện nay, việc dự tính thuỷ triều chi cho các
trạm ven bò' và sự thưa thót cùa các trạm chưa đáp ứng được đầy đù nhu cầu nghiên cứu ứng
dụng trong phát triển kinh tế xã hội.
Hướng nghiên cứu sử dụng mô hình số trị giải hệ phương trình thủy động lực hai chiều
được phát triển mạnh mẽ đặc biệt trong những năm gần đây do sự tiến bộ cùa toán học tính
toán và năng lực máy tính. Để giải bài toán phân bố không gian của thủy triều phương pháp
số trị được sử dụng dựa trên hệ phưong trình thủy động lực phi tuyển hypecbolic với điều
kiện biên hồn họp: dao động mực nước trên biên lỏng và điều kiện không thấm ỏ' biên cứng.
Hiện nay ở trên thế giới đã phát triển áp dụng những phần mềm số trị thúy động lực
hiện đại và tiên tiến đề tính toán và dự báo mực nước triều cho vùng không gian rộng lớn. Từ
trước đến nav ò' nưóc ta đã có một số CO' quan và tác giả nghiên cứu việc dự tính thuỷ triều
bàng mô hình số [5], những kết quá đạt được khá kha quan. Tuy nhiên cho đến nay. co sơ dữ
liệu và bán đồ số cua các hàng số điều hòa thủy triều phân bố trong không gian ca vùng ven
bò' và ngoài khơi cho các khu vực trong Biển Đông thuộc lãnh hải nước ta và các nước lân cận
trong đó có vịnh Bắc Bộ chưa đưọc xây dựng.
Mô hình ADCIRC 2DDI [9] được áp dụng trong nghiên cứu này để tính toán lan truyền
sóng triều tại vùng biển vịnh Bắc Bộ và phân tích xác định các giá trị của các hàng số điều
hoà đối với 8 sóng triều (Oi, K], P|,Q|, M: , N 2, K2, s 2 ) trên không gian cùa vùng biển vịnh
Bắc Bộ và trích xuất các giá trị biên độ và pha của các sóng triều trên lưới với độ phân giai
1/30 độ kinh vĩ (3,7 km X 3,7 km) phục vụ việc xây dựng cơ sở dữ liệu hằng số điều hòa thủy
triều sử dụng trong tính toán dự tính thủy triều cho toàn bộ vịnh Bấc B ộ theo điểm hay trích
xuất số liệu hằng số điều hòa thủy triều phục vụ cho các mô hình toán ở quv mô địa phương.
27
MỤC LỤC
Thông tin chung về đề tài 9
Mở đầu 10
Chưong 1. Thu thập số liệu mực nước và hoàn thiện phương pháp phân tích thủy 11
triều ở biển Đông
1.1. Kết quả thu thập số liệu mực nước quan trắc 11
1.2. Xây dưng sơ đồ chi tiết phân tích điều hòa và dự tính thủy triều 16
1.2.1. Giới thiệu tóm tắt về phương pháp 16
1.2.2. Chương trình phân tích và một số kết quà thử nghiệm 21
Chưong 2. Tính phân bố không gian của thủy triều vịnh Bắc Bộ 27
2. ]. Giới thiệu về mô hình ADCIRC 28
2.2. Các bước sử dụng mô hình ADCIRC trong hệ thống SMS 28
2.3. Úng dụng ADCIRC tính lan truyền triều vịnh Bắc Bộ 31
Chương 3. Cơ sở dữ liệu hằng số điều hòa thủy triều vịnh Bắc Bộ 34
3.1. Cơ sở dù’ liệu hằng số điều hòa 34
3.2. Chương trình truy vấn dữ liệu về hằng số điều hòa 34
3.3. Đánh giá độ tin cậy cùa cơ sở dữ liệu hằng số điều hòa thủy triều vịnh Bắc Bộ 34
Kết luận 39
Tài liệu tham khảo 46
Phụ lục 1. Hằng số điều hòa thủy triều theo dữ liệu lịch sử 47
Phụ lục 2. Hằng số điều hòa thủy triều tại biên lỏng Quỳnh Châu và cửa vịnh Bắc Bộ 48
8THÔNG TIN CHUNG VÈ ĐÈ TÀI
1. THÔNG TIN CHUNG VÈ ĐÈ TÀI . . . ..
1.1. Tên đề tài: Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian các hằng số điều hòa thủy triêu cho
vùng biển vịnh Bắc Bộ
Mã số: ỌG-Ỏ8-11
1.2. Chù nhiệm đề tài: PGS. TS. Phạm Văn Huân
1.3. Đơn vị chù trì: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
1.4. Danh sách cán bộ tham gia chính (tên, học vị, chức danh, đơn vị công tác):
- TS. Nguyễn Minh Huấn, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
- ThS. Phạm Văn Vỵ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
- PGS. TS. Nguyễn Thọ Sáo, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
- NCS. Hoàng Trung Thành, Trung tâm Hài văn
1.5. Thời gian thực hiện đã được phê duyệt: 1/2008-1/2010
1.6. Thời gian kết thúc thực tế (thời điêm nộp báo cáo kêt quà): 1 -2010
II. KÉT QUẢ THỰC HIỆN ĐÈ TÀI
1. Kết quả nghiên cứu:
Đề tài đã hoàn thành mục tiêu: Có được cơ sở dữ liệu không gian về các hằng số điều
hòa cùa các sóng thủy triều cho vùng biển vịnh Bắc Bộ với độ phân giải 2'x 2 ' kinh, vĩ độ
phục vụ cho nhiều bài toán nghiên cứu và thực tế. Yêu câu dữ liệu đó phải tưong đôi dày đặc
tối đa có thê và đù tin cậy đề phục các bài toán mô hình hóa sô cho các phụ vùng kích thước
khác nhau thuộc vịnh Bắc Bộ.
Những kết qua chính:
- Tổng quan, thu thập quỹ số liệu phong phú về mực nước quan trắc ờ các trạm ven bò'
và hai đào, đặc khu trên biển (trong đó 128 trạm mực nước từng giờ trong nhiều năm), các bộ
hằng số điều hòa thủy triều vùng biển Đông (tổng cộng 148 trạm);
- Khai thác được mô hình số mô phỏng thủy triều để nội suy thủy động lực phân bô thùy
triều (các hàng số điều hòa) trên toàn vùng biển vịnh Bắc Bộ. Từ đó lập cơ sở dữ liệu về hàng
số điều hòa đầy đù cho vùng biển này phục vụ các bài toán thực tế;
- Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp phân tích điều hòa và dự tính mực nước thủy
triều chi tiết, xây dựng các chương trình máy tính tương ứng, các thủ tục truy vấn thông tin về
hàng số điều hòa thủy triều, dự tính ra mực nước thùy triều theo định hướng phục vụ thực tế.
Ý nghĩa khoa học: Các phương pháp và chương trình đã xây dựng góp phần hoàn thiện
lĩnh vực nghiên cứu thủy triều ở nước ta.
Ý nghĩa thực tiễn và khả năng ứng dụng kết quà khoa học: phục vụ trực tiếp cho các đề
tài. dự án thực tế trong tương lai.
2. Các sản phấm khoa học:
Các bài báo đã công bo trên các tạp chí khoa học:
- Phạm Văn Huấn, Hoàng Trung Thành. Sơ đồ chi tiết phân tích điều hòa thủy triều. Tạp chí
khoa học ĐHQGHN, Tập 25, số 1 s, 2009
- Nguyễn Minh Huân. Xác định phân bô không gian cùa các hằng số điếu hòa thúy triều lại
vùng biên vịnh Bắc Bộ. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học TN và CN, 25. số 3S, 2009.
- Phạm Vãn Vỵ. Ánh hướng cúa một số yếu tố khí tượng tới các quá trình thủy lực vùng cưa
sông Hồng - Thái Bình. Tạp chí khoa học ĐHỌGHN, Tập 25, số 1 s, 2009
Kết qua tham gia đào tạo sau đại học\ Hỗ trợ về kinh phí và số liệu cho 1 NCS.
9BÁO CÁO TÓNG KÉT IfflOA HỌC CÔNG NGHỆ
ĐÈ TÀI
XÁY DỰNG Cơ SỞ Dữ LIỆU KHÔNG GIAN CÁC HẰNGì SÓ
ĐIỀU HÒA THỦY TRIỀU CHO VÙNG BIỀN VỊNH BẮC Bộ
M ở đầu
Dữ liệu về hàng số điều hòa thủy triều là thông tin cơ bán cúa nhiều tính toán khoa học và thực
tiễn. Các mỏ hình số để mô phòng hoàn lưu vùng biến, truyền triều và lũ trong sông đòi hói thông tin
về hằng số điều hòa tại các điểm ven bờ và cừa sông như là đầu vào.
Từ nhiều năm nay, dọc theo bờ biển nước ta đã thiết lập một hệ thống các trạm khí tượng thủy
vãn ven bờ, trong đó có trạm đo mực nước liên tục theo các khoáng thời gian kéo dài từ nhiều tháng
đến nhiều năm. Trên cơ sờ các chuỗi số liệu này người ta phân tích, tính toán các đặc trưng của chế độ
thuy triều như mực nước trung bình, mực nước cực trị, thời gian triều dâng, triều rút, các hang số điều
hòa thuy triều... cho từng trạm đo đạc. Một trong những thành quả theo hướng này là việc lập ra các
báng thủy triều hàng năm cho các càng chính ven bờ và một số giá trị nội suy cho các điểm phụ ớ ven
biến và hạ lưu các sông, số trạm như vậy không nhiều.
Hướng nghiên cứu sử dụng mô hình số trị giải hệ phương trình thủy động lực hai chiều được
bat đầu muộn hơn so với hướng thứ nhất, nhưng phát triến mạnh mẽ, đặc biệt trong những năm gần
Những thành tựu đáng kế nhất theo hướng này đối với biến Đông là các công trình của Sergeev
(1964), Nguyễn Ngọc Thụy (1969), Đặng Công Minh (1975). Các công trình này sứ dụng hệ phương
trình tuyến tính dạng eliptic, loại bỏ biến thời gian, bài toán có nghiệm duy nhất khi biết điều kiện dao
dộng mực nước trên biên bao quanh miền nghiên cứu. Phương pháp số trị khác đế giái bài toán phân
bố không gian cùa thúy triều là dựa trên hệ phương trinh thủy động lực phi tuyến hypecbolic với điều
kiện biên hỗn hợp: dao động mực nước trên biên lỏng và điều kiện không thấm ớ biên cứng. Theo
hướng này có thế kê tên hàng loạt các công trình của các tác già như Ye và Robinxon (1983), Li và
Chen (1987), nhóm tác giá mô hình triều thuộc đề tài nhà nước K.T.03.03 (1991-1995) (Đỗ Ngọc
Quỳnh, Nguyễn Thị Việt Liên, Đặng Công Minh, Nguyễn Hữu Nhân, Bùi Hồng Long, Lê Trọng Đào,
Nguyễn Thọ Sáo) [5]...
Một hướng phát triên trong thời gian gần đây là việc sử dụng các kết quả đo đạc cao độ từ vệ
tinh theo các tuyến bao phú toàn bộ diện tích vùng biến để phân tích các hằng số điều hòa kết hợp với
các tài liệu quan trẩc tại các trạm ven bờ đê hiệu chinh và đã nhận được các bán đồ phân bố hằng số
điều hòa cho toàn khu vực biên Đông (Yanagi và nnk, 1997).
Tuy nhiên cho đến nay, cơ sớ dữ liệu và bán đồ số cúa các hàng số điều hòa thúy triều phân bố
trong không gian ca vùng ven bờ và ngoài khơi cho các khu vực trong biển Đông thuộc lãnh hải nước
ta và các nước lân cận trong đó có vịnh Bắc Bộ chưa được xây dựng, đặc biệt là các công cụ truy vấn
ứng dụng thuận tiện chưa có.
Vì vậy việc chọn đê tài "Xày dim e cơ sơ dữ liệu không %ian các hằrtọ, so điều hòa rluiy triều cho
vi/nạ biên vịnh Bắc Bộ" mang tính ứng dụng thực tiễn cao phục vụ thiết thực cho các hoạt động về
hàng hái, khai thác nguồn lợi, xây dựng và bảo vệ các công trình bờ. Yêu cầu dũ' liệu đó phai tương
đối dày đặc tối đa có thế và đú tin cậy đế phục các bài toán mô hình hóa số cho các phụ vùng kích
thước khác nhau thuộc vịnh Bắc Bộ.
10Chương 1. THU THẬP SÓ LIỆU Mực NƯỚC VÀ HOÀN TH IỆN PHƯƠNG PHÁP
PHÂN TÍCH THỦY TRIÈU Ở BIÊN ĐÔNG
Từ sự phân tích khái quát những công trình cơ bàn về thủy triều của các tác giả nghiên
cứu tình hình dao động mực nước ở biển Đông, chúng tui rút ra những vấn đề sau có thể cần
được phát triển hơn nữa trong đề tài này:
- Vấn đề về chế độ biến động mực nước biển ở vùng ven biển và thềm lục địa, chủ yếu
ó' các càng chính và vùng hoạt động kinh tế kỹ thuật sôi động, bao gồm việc tính toán các đặc
trưng thống kê tin cậy cùa chế độ dao động mực nước. Muốn giải quyết tốt vấn đề này cần thu
thập đầy đù các số liệu quan trắc mực nước biển, phân tích bằng phương tiện hoàn thiện và
chi tiết. Mục tiêu cuối cùng là cung cấp thông tin thủy triều cho các nhiệm vụ nghiên cứu và
các dự án thực tế liên quan tói thủy triều trong vùng biến.
- Hoàn thiện các phương pháp phân tích và dự tính mực nước thủy triều, tăng độ chính
xác cua các hằng số điều hòa thúy triều, tăng số lượng các sóng điều hòa thùy triều trong các
phương trình dự báo mực nước thủy triều. Với việc tăng độ chính xác và số lưọng các sóng
phân tích, có thể giải quyết tốt hơn những tính toán thực tiễn như tính mực nước cực trị, mực
nước thâp nhất lý thuyết cùa trạm, những bài toán nội ngoại suy mực nước cựac trị giữa các
- Chính xác hóa và chi tiết hóa các bán đồ triều, ke cà các bản đồ dòng triều, bàng con
đường tận dụng khả năng ngày càng lớn cùa máy tính, các mô hình số mói cùa thế giói để
tăng giói hạn miền tính, làm chi tiết lưới tính, xấp xỉ biên sát thực hơn và cụ thể hóa các phép
tham số hóa.
Trong chương này giới thiệu những nghiên cứu cùa đề tài góp phần vào những vấn đề
nói trên.
1.1. Ket quả thu thập số liệu mực nước quan trắc
Trong 2 năm thực hiện đề tài đã thu thập đưẹrc quỹ số liệu khá phong phú về mực nước
quan trắc tại các trạm dọc bờ và hài đảo thuộc vịnh Bắc Bộ nói riêng và toàn biên Đông nói
chung. Bảng 1.1 thống kê những trạm chính đã thu thập số liệu quan trắc mực nuủc (trung
bình, tối cao, tối thấp tháng và năm) (bàng 1.1.a) và từng giò' (bàng 1.1.b) trong thòi gian dài
nhiều nãm. gồm 128 điếm ven bò' biền Việt Nam và hải đào.
Quỹ số liệu này rất quý giá đối với nhiều lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng. Đặc biệt
trong thời kỳ đất nưóc ta triền khai nhiều nhiệm vụ khảo sát, thiết kê xây dựng các công trình
ven biển, trên biển và các hoạt động sàn xuất nông nghiệp, thủy lợi, khai thác tài nguyên thềm
lục địa, nuôi tròng thủy sàn ven biển và du lịch.
Các chuồi mực nưóc từng giò’ trong nhiều năm đã được sử dụng đế phân tích điều hòa
thúy triều tạo ra những bộ hằng số điều hòa đầy đù tới từ 11 đến 114 phân triều theo SO' đồ do
chúng tui xây dựng sẽ giói thiệu ơ mục 1.2 (xem báng 1.1.b). Trong khi trưóc đây phần lớnnhững trạm chì có bộ hàng số điều hòa cùng kiệt nàn gồm 4 phân triều (phụ lục 1).
Trong đề tài này đã thực hiện phân tích điều hòa thủy triều theo sơ đồ chi tiết giới thiệu
ở mục 1.2 để nhận được những bộ hằng số điều hòa đầy đủ và tin cậy tới 114 phân triều đối
với các chuỗi quan trắc nhiều năm và 11 phân triều đối với các chuồi ngắn một số ngày để
phục vụ cho chính đề tài và sừ dụng trong tương lai.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Nhà xuất bản: ĐHKHTN
Ngày: 2010
Chủ đề: Địa chất học
Thủy triều
Biển
Vịnh Bắc bộ
Cơ sở dữ liệu
Miêu tả: 49 tr.
Thu thập số liệu mực nước và hoàn thiện phương pháp phân tích thủy triều ở biển Đông. Nghiên cứu tính phân bố không gian của thủy triều vịnh Bắc Bộ. Kết quả: Xây dựng cơ sở dữ liệu hằng số điều hòa thủy triều vịnh Bắc Bộ với độ phân giải 2’x2’ kinh, vĩ độ phục vụ cho nhiều bài toán nghiên cứu và thực tế. Yêu cầu dữ liệu đó phải tương đối dày đặc tối đa có thể và đủ tin cậy để phục các bài toán mô hình hóa số cho các phụ vùng kích thước khác nhau. Thu thập quỹ số liệu phong phú về mực nước quan trắc ở các trạm ven bờ và hải đảo, đăc khu trên biển (trong số 128 trạm mực nước từng giờ trong nhiều năm), các bộ hằng số điều hòa thủy triều vùng biển Đông (tổng cộng 148 trạm). Khai thác được mô hình số mô phỏng thủy triều để nội suy thủy động lực phân bố thủy triều (các hằng số điều hòa) trên toàn vùng biển vịnh Bắc bộ
Có được cơ sở dữ liệu không gian về các hằng số điều hòa của của các sóng thủy triều cho vùng biển vịnh Bắc Bộ với độ phân giải 2’x2’ kinh, vĩ độ phục vụ cho nhiều bài toán nghiên cứu và thực tế. Yêu cầu dữ liệu đó phải tương đối dày đặc tối đa có thể và đủ tin cậy để phục các bài toán mô hình hóa số cho các phụ vùng kích thước khác nhau
Thu thập quỹ số liệu phong phú về mực nước quan trắc ở các trạm ven bờ và hải đảo, đăc khu trên biển (trong số 128 trạm mực nước từng giờ trong nhiều năm), các bộ hằng số điều hòa thủy triều vùng biển Đông (tổng cộng 148 trạm)
Khai thác được mô hình số mô phỏng thủy triều để nội suy thủy động lực phân bố thủy triều (các hằng số điều hòa) trên toàn vùng biển vịnh Bắc bộ. Từ đó lập cơ sở dữ liệu về hằng số điều hòa đầy đủ cho vùng biển này phục vụ các bài toán thực tế
Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp phân tích điều hòa và dự tính mực nước thủy triều chi tiết, xây dựng các chương trình máy tính tương ứng, các thủ tục truy vấn thông tin về hằng số điều hòa thủy triều, dự tính ra mực nước thủy triều theo định hướng phục vụ thực tế
Đăng 2 bài báo và 1 bài tạp chí
Chương 2. TÍNH PHÂN BỐ KHÔNG GIAN CỦA THỦY TRIÈƯ
VỊNH BẮC B ộ
Từ nhiều năm nay dọc theo bờ biển nước ta đã thiết lập một hệ thống các trạm khí
tượng thủy văn ven bờ trong đó có trạm đo mực nước thủy triều với các số liệu đo đạc liên tục
dao động mực nước biển theo các khoảng thời gian kéo dài từ nhiều tháng đến nhiều năm.
Trên CO' sở các chuỗi số liệu này nhiều tác giả đã tiến hành phân tích, tính toán các đặc trưng
cùa chế độ thủy triều như mực nước trung bình, mực nước cực trị, thời gian triều dâng, triều
rút, các hàng số điều hòa thùy triều... cho từng trạm đo đạc.
Một trong những ứng dụng quan trọng trong việc xử lý các số liệu mực nước đo đạc là
việc lập ra các báng thủy triều hàng năm cho các cảng chính ven bò' và một số giá trị nội suy
cho các điềm phụ ở ven biển và hạ lưu các sông. Việc dự tính thủy triều dọc ven bờ biển nước
ta được thực hiện bằng phương pháp dùng hằng số điều hòa tại các trạm cố định (14 trạm).
Các trạm này ờ những khoảng cách khá xa nhau (50 - 100 km). Một số trạm phụ đuợc tính
toán qua hệ số tương quan so với các trạm chính nhưng cũng rất thưa và độ chính xác không
cao (khoang cách 20 - 50 km). Trong giai đoạn hiện nay, việc dự tính thuỷ triều chi cho các
trạm ven bò' và sự thưa thót cùa các trạm chưa đáp ứng được đầy đù nhu cầu nghiên cứu ứng
dụng trong phát triển kinh tế xã hội.
Hướng nghiên cứu sử dụng mô hình số trị giải hệ phương trình thủy động lực hai chiều
được phát triển mạnh mẽ đặc biệt trong những năm gần đây do sự tiến bộ cùa toán học tính
toán và năng lực máy tính. Để giải bài toán phân bố không gian của thủy triều phương pháp
số trị được sử dụng dựa trên hệ phưong trình thủy động lực phi tuyển hypecbolic với điều
kiện biên hồn họp: dao động mực nước trên biên lỏng và điều kiện không thấm ỏ' biên cứng.
Hiện nay ở trên thế giới đã phát triển áp dụng những phần mềm số trị thúy động lực
hiện đại và tiên tiến đề tính toán và dự báo mực nước triều cho vùng không gian rộng lớn. Từ
trước đến nav ò' nưóc ta đã có một số CO' quan và tác giả nghiên cứu việc dự tính thuỷ triều
bàng mô hình số [5], những kết quá đạt được khá kha quan. Tuy nhiên cho đến nay. co sơ dữ
liệu và bán đồ số cua các hàng số điều hòa thủy triều phân bố trong không gian ca vùng ven
bò' và ngoài khơi cho các khu vực trong Biển Đông thuộc lãnh hải nước ta và các nước lân cận
trong đó có vịnh Bắc Bộ chưa đưọc xây dựng.
Mô hình ADCIRC 2DDI [9] được áp dụng trong nghiên cứu này để tính toán lan truyền
sóng triều tại vùng biển vịnh Bắc Bộ và phân tích xác định các giá trị của các hàng số điều
hoà đối với 8 sóng triều (Oi, K], P|,Q|, M: , N 2, K2, s 2 ) trên không gian cùa vùng biển vịnh
Bắc Bộ và trích xuất các giá trị biên độ và pha của các sóng triều trên lưới với độ phân giai
1/30 độ kinh vĩ (3,7 km X 3,7 km) phục vụ việc xây dựng cơ sở dữ liệu hằng số điều hòa thủy
triều sử dụng trong tính toán dự tính thủy triều cho toàn bộ vịnh Bấc B ộ theo điểm hay trích
xuất số liệu hằng số điều hòa thủy triều phục vụ cho các mô hình toán ở quv mô địa phương.
27
MỤC LỤC
Thông tin chung về đề tài 9
Mở đầu 10
Chưong 1. Thu thập số liệu mực nước và hoàn thiện phương pháp phân tích thủy 11
triều ở biển Đông
1.1. Kết quả thu thập số liệu mực nước quan trắc 11
1.2. Xây dưng sơ đồ chi tiết phân tích điều hòa và dự tính thủy triều 16
1.2.1. Giới thiệu tóm tắt về phương pháp 16
1.2.2. Chương trình phân tích và một số kết quà thử nghiệm 21
Chưong 2. Tính phân bố không gian của thủy triều vịnh Bắc Bộ 27
2. ]. Giới thiệu về mô hình ADCIRC 28
2.2. Các bước sử dụng mô hình ADCIRC trong hệ thống SMS 28
2.3. Úng dụng ADCIRC tính lan truyền triều vịnh Bắc Bộ 31
Chương 3. Cơ sở dữ liệu hằng số điều hòa thủy triều vịnh Bắc Bộ 34
3.1. Cơ sở dù’ liệu hằng số điều hòa 34
3.2. Chương trình truy vấn dữ liệu về hằng số điều hòa 34
3.3. Đánh giá độ tin cậy cùa cơ sở dữ liệu hằng số điều hòa thủy triều vịnh Bắc Bộ 34
Kết luận 39
Tài liệu tham khảo 46
Phụ lục 1. Hằng số điều hòa thủy triều theo dữ liệu lịch sử 47
Phụ lục 2. Hằng số điều hòa thủy triều tại biên lỏng Quỳnh Châu và cửa vịnh Bắc Bộ 48
8THÔNG TIN CHUNG VÈ ĐÈ TÀI
1. THÔNG TIN CHUNG VÈ ĐÈ TÀI . . . ..
1.1. Tên đề tài: Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian các hằng số điều hòa thủy triêu cho
vùng biển vịnh Bắc Bộ
Mã số: ỌG-Ỏ8-11
1.2. Chù nhiệm đề tài: PGS. TS. Phạm Văn Huân
1.3. Đơn vị chù trì: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
1.4. Danh sách cán bộ tham gia chính (tên, học vị, chức danh, đơn vị công tác):
- TS. Nguyễn Minh Huấn, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
- ThS. Phạm Văn Vỵ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
- PGS. TS. Nguyễn Thọ Sáo, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
- NCS. Hoàng Trung Thành, Trung tâm Hài văn
1.5. Thời gian thực hiện đã được phê duyệt: 1/2008-1/2010
1.6. Thời gian kết thúc thực tế (thời điêm nộp báo cáo kêt quà): 1 -2010
II. KÉT QUẢ THỰC HIỆN ĐÈ TÀI
1. Kết quả nghiên cứu:
Đề tài đã hoàn thành mục tiêu: Có được cơ sở dữ liệu không gian về các hằng số điều
hòa cùa các sóng thủy triều cho vùng biển vịnh Bắc Bộ với độ phân giải 2'x 2 ' kinh, vĩ độ
phục vụ cho nhiều bài toán nghiên cứu và thực tế. Yêu câu dữ liệu đó phải tưong đôi dày đặc
tối đa có thê và đù tin cậy đề phục các bài toán mô hình hóa sô cho các phụ vùng kích thước
khác nhau thuộc vịnh Bắc Bộ.
Những kết qua chính:
- Tổng quan, thu thập quỹ số liệu phong phú về mực nước quan trắc ờ các trạm ven bò'
và hai đào, đặc khu trên biển (trong đó 128 trạm mực nước từng giờ trong nhiều năm), các bộ
hằng số điều hòa thủy triều vùng biển Đông (tổng cộng 148 trạm);
- Khai thác được mô hình số mô phỏng thủy triều để nội suy thủy động lực phân bô thùy
triều (các hàng số điều hòa) trên toàn vùng biển vịnh Bắc Bộ. Từ đó lập cơ sở dữ liệu về hàng
số điều hòa đầy đù cho vùng biển này phục vụ các bài toán thực tế;
- Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp phân tích điều hòa và dự tính mực nước thủy
triều chi tiết, xây dựng các chương trình máy tính tương ứng, các thủ tục truy vấn thông tin về
hàng số điều hòa thủy triều, dự tính ra mực nước thùy triều theo định hướng phục vụ thực tế.
Ý nghĩa khoa học: Các phương pháp và chương trình đã xây dựng góp phần hoàn thiện
lĩnh vực nghiên cứu thủy triều ở nước ta.
Ý nghĩa thực tiễn và khả năng ứng dụng kết quà khoa học: phục vụ trực tiếp cho các đề
tài. dự án thực tế trong tương lai.
2. Các sản phấm khoa học:
Các bài báo đã công bo trên các tạp chí khoa học:
- Phạm Văn Huấn, Hoàng Trung Thành. Sơ đồ chi tiết phân tích điều hòa thủy triều. Tạp chí
khoa học ĐHQGHN, Tập 25, số 1 s, 2009
- Nguyễn Minh Huân. Xác định phân bô không gian cùa các hằng số điếu hòa thúy triều lại
vùng biên vịnh Bắc Bộ. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học TN và CN, 25. số 3S, 2009.
- Phạm Vãn Vỵ. Ánh hướng cúa một số yếu tố khí tượng tới các quá trình thủy lực vùng cưa
sông Hồng - Thái Bình. Tạp chí khoa học ĐHỌGHN, Tập 25, số 1 s, 2009
Kết qua tham gia đào tạo sau đại học\ Hỗ trợ về kinh phí và số liệu cho 1 NCS.
9BÁO CÁO TÓNG KÉT IfflOA HỌC CÔNG NGHỆ
ĐÈ TÀI
XÁY DỰNG Cơ SỞ Dữ LIỆU KHÔNG GIAN CÁC HẰNGì SÓ
ĐIỀU HÒA THỦY TRIỀU CHO VÙNG BIỀN VỊNH BẮC Bộ
M ở đầu
Dữ liệu về hàng số điều hòa thủy triều là thông tin cơ bán cúa nhiều tính toán khoa học và thực
tiễn. Các mỏ hình số để mô phòng hoàn lưu vùng biến, truyền triều và lũ trong sông đòi hói thông tin
về hằng số điều hòa tại các điểm ven bờ và cừa sông như là đầu vào.
Từ nhiều năm nay, dọc theo bờ biển nước ta đã thiết lập một hệ thống các trạm khí tượng thủy
vãn ven bờ, trong đó có trạm đo mực nước liên tục theo các khoáng thời gian kéo dài từ nhiều tháng
đến nhiều năm. Trên cơ sờ các chuỗi số liệu này người ta phân tích, tính toán các đặc trưng của chế độ
thuy triều như mực nước trung bình, mực nước cực trị, thời gian triều dâng, triều rút, các hang số điều
hòa thuy triều... cho từng trạm đo đạc. Một trong những thành quả theo hướng này là việc lập ra các
báng thủy triều hàng năm cho các càng chính ven bờ và một số giá trị nội suy cho các điểm phụ ớ ven
biến và hạ lưu các sông, số trạm như vậy không nhiều.
Hướng nghiên cứu sử dụng mô hình số trị giải hệ phương trình thủy động lực hai chiều được
bat đầu muộn hơn so với hướng thứ nhất, nhưng phát triến mạnh mẽ, đặc biệt trong những năm gần
Những thành tựu đáng kế nhất theo hướng này đối với biến Đông là các công trình của Sergeev
(1964), Nguyễn Ngọc Thụy (1969), Đặng Công Minh (1975). Các công trình này sứ dụng hệ phương
trình tuyến tính dạng eliptic, loại bỏ biến thời gian, bài toán có nghiệm duy nhất khi biết điều kiện dao
dộng mực nước trên biên bao quanh miền nghiên cứu. Phương pháp số trị khác đế giái bài toán phân
bố không gian cùa thúy triều là dựa trên hệ phương trinh thủy động lực phi tuyến hypecbolic với điều
kiện biên hỗn hợp: dao động mực nước trên biên lỏng và điều kiện không thấm ớ biên cứng. Theo
hướng này có thế kê tên hàng loạt các công trình của các tác già như Ye và Robinxon (1983), Li và
Chen (1987), nhóm tác giá mô hình triều thuộc đề tài nhà nước K.T.03.03 (1991-1995) (Đỗ Ngọc
Quỳnh, Nguyễn Thị Việt Liên, Đặng Công Minh, Nguyễn Hữu Nhân, Bùi Hồng Long, Lê Trọng Đào,
Nguyễn Thọ Sáo) [5]...
Một hướng phát triên trong thời gian gần đây là việc sử dụng các kết quả đo đạc cao độ từ vệ
tinh theo các tuyến bao phú toàn bộ diện tích vùng biến để phân tích các hằng số điều hòa kết hợp với
các tài liệu quan trẩc tại các trạm ven bờ đê hiệu chinh và đã nhận được các bán đồ phân bố hằng số
điều hòa cho toàn khu vực biên Đông (Yanagi và nnk, 1997).
Tuy nhiên cho đến nay, cơ sớ dữ liệu và bán đồ số cúa các hàng số điều hòa thúy triều phân bố
trong không gian ca vùng ven bờ và ngoài khơi cho các khu vực trong biển Đông thuộc lãnh hải nước
ta và các nước lân cận trong đó có vịnh Bắc Bộ chưa được xây dựng, đặc biệt là các công cụ truy vấn
ứng dụng thuận tiện chưa có.
Vì vậy việc chọn đê tài "Xày dim e cơ sơ dữ liệu không %ian các hằrtọ, so điều hòa rluiy triều cho
vi/nạ biên vịnh Bắc Bộ" mang tính ứng dụng thực tiễn cao phục vụ thiết thực cho các hoạt động về
hàng hái, khai thác nguồn lợi, xây dựng và bảo vệ các công trình bờ. Yêu cầu dũ' liệu đó phai tương
đối dày đặc tối đa có thế và đú tin cậy đế phục các bài toán mô hình hóa số cho các phụ vùng kích
thước khác nhau thuộc vịnh Bắc Bộ.
10Chương 1. THU THẬP SÓ LIỆU Mực NƯỚC VÀ HOÀN TH IỆN PHƯƠNG PHÁP
PHÂN TÍCH THỦY TRIÈU Ở BIÊN ĐÔNG
Từ sự phân tích khái quát những công trình cơ bàn về thủy triều của các tác giả nghiên
cứu tình hình dao động mực nước ở biển Đông, chúng tui rút ra những vấn đề sau có thể cần
được phát triển hơn nữa trong đề tài này:
- Vấn đề về chế độ biến động mực nước biển ở vùng ven biển và thềm lục địa, chủ yếu
ó' các càng chính và vùng hoạt động kinh tế kỹ thuật sôi động, bao gồm việc tính toán các đặc
trưng thống kê tin cậy cùa chế độ dao động mực nước. Muốn giải quyết tốt vấn đề này cần thu
thập đầy đù các số liệu quan trắc mực nước biển, phân tích bằng phương tiện hoàn thiện và
chi tiết. Mục tiêu cuối cùng là cung cấp thông tin thủy triều cho các nhiệm vụ nghiên cứu và
các dự án thực tế liên quan tói thủy triều trong vùng biến.
- Hoàn thiện các phương pháp phân tích và dự tính mực nước thủy triều, tăng độ chính
xác cua các hằng số điều hòa thúy triều, tăng số lượng các sóng điều hòa thùy triều trong các
phương trình dự báo mực nước thủy triều. Với việc tăng độ chính xác và số lưọng các sóng
phân tích, có thể giải quyết tốt hơn những tính toán thực tiễn như tính mực nước cực trị, mực
nước thâp nhất lý thuyết cùa trạm, những bài toán nội ngoại suy mực nước cựac trị giữa các
- Chính xác hóa và chi tiết hóa các bán đồ triều, ke cà các bản đồ dòng triều, bàng con
đường tận dụng khả năng ngày càng lớn cùa máy tính, các mô hình số mói cùa thế giói để
tăng giói hạn miền tính, làm chi tiết lưới tính, xấp xỉ biên sát thực hơn và cụ thể hóa các phép
tham số hóa.
Trong chương này giới thiệu những nghiên cứu cùa đề tài góp phần vào những vấn đề
nói trên.
1.1. Ket quả thu thập số liệu mực nước quan trắc
Trong 2 năm thực hiện đề tài đã thu thập đưẹrc quỹ số liệu khá phong phú về mực nước
quan trắc tại các trạm dọc bờ và hài đảo thuộc vịnh Bắc Bộ nói riêng và toàn biên Đông nói
chung. Bảng 1.1 thống kê những trạm chính đã thu thập số liệu quan trắc mực nuủc (trung
bình, tối cao, tối thấp tháng và năm) (bàng 1.1.a) và từng giò' (bàng 1.1.b) trong thòi gian dài
nhiều nãm. gồm 128 điếm ven bò' biền Việt Nam và hải đào.
Quỹ số liệu này rất quý giá đối với nhiều lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng. Đặc biệt
trong thời kỳ đất nưóc ta triền khai nhiều nhiệm vụ khảo sát, thiết kê xây dựng các công trình
ven biển, trên biển và các hoạt động sàn xuất nông nghiệp, thủy lợi, khai thác tài nguyên thềm
lục địa, nuôi tròng thủy sàn ven biển và du lịch.
Các chuồi mực nưóc từng giò’ trong nhiều năm đã được sử dụng đế phân tích điều hòa
thúy triều tạo ra những bộ hằng số điều hòa đầy đù tới từ 11 đến 114 phân triều theo SO' đồ do
chúng tui xây dựng sẽ giói thiệu ơ mục 1.2 (xem báng 1.1.b). Trong khi trưóc đây phần lớnnhững trạm chì có bộ hàng số điều hòa cùng kiệt nàn gồm 4 phân triều (phụ lục 1).
Trong đề tài này đã thực hiện phân tích điều hòa thủy triều theo sơ đồ chi tiết giới thiệu
ở mục 1.2 để nhận được những bộ hằng số điều hòa đầy đủ và tin cậy tới 114 phân triều đối
với các chuỗi quan trắc nhiều năm và 11 phân triều đối với các chuồi ngắn một số ngày để
phục vụ cho chính đề tài và sừ dụng trong tương lai.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: