Thủy văn và thủy động lực biển Đông - Chương 3 docx

Một số kết qủa đáng l‡u ý theo h‡ớng ny trong những thời gian gần đây l sử dụng ti liệu biến động độ cao mực n‡ớc nhận đ‡ợc từ vệ tinh theo các tuyến bao phủ ton bộ diện tích vùng bi

Thủy văn và thủy động lực biển Đông - Chương 3

nguồn gốc từ biển Philippin- Thái Bình D‡ơng Tuy nhiên các nghiên cứu gần

đây cho thấy ch‡a thể khẳng định một cách chắc chắn về điều ny khi xem xét phân bố T-S ở các độ sâu khác nhau của Biển Đông v biển Philipin (hình 2.31)

Có thể nhận thấy sự ổn định t‡ơng đối của nhiệt độ cũng nh‡ độ muối của n‡ớctầng sâu trong Biển Đông, khác với phạm vi biến động của các đặc tr‡ng nhiệt-muối của n‡ớc biển Philipin tại các độ sâu t‡ơng ứng

Nhận xét về các khối noớc Biển Đông

Có thể nhận thấy những đặc tr‡ng hình thnh v phân bố các khối n‡ớc Biển Đông phản ảnh tác động của những nhân tố địa ph‡ơng có vai trò hết sức quyết định Ngoại trừ những khối n‡ớc trong lớp hoạt động trên của biển, phần lớn các khối n‡ớc đ‡ợc hình thnh v lan truyền trong phạm vy Biển Đông trong một khoảng thời gian rất di v chịu tác động của các nhân tố địa ph‡ơng nh‡nền nhiệt cao v độ muối thấp

Các khối n‡ớc tầng mặt Biển Đông có phạm vy biến động của nhiệt độ v

độ muối khá lớn, song trên phần trung tâm biển vẫn tồn tại khá ổn định một khối n‡ớc tầng mặt đặc tr‡ng cho vùng biển n‡ớc sâu, một khối n‡ớc cực đại độ muối trong nêm nhiệt mùa v khối n‡ớc trung gian cực tiểu độ muối trong phần trên của nêm nhiệt cố định

Ch €ơng 3 Các đặc điểm thủy động lực Biển Đông

Các đặc điểm thủy động lực học Biển Đông phản ánh một cách đầy đủ tính phức tạp của vị trí địa lý, địa hình v các đặc điểm thủy văn Trong phần nychúng ta xem xét lần l‡ợt các đặc tr‡ng thủy động lực học biển chủ yếu nh‡thủy triều, sóng v dòng chảy.

3.1 Thủy triều vˆ mực n€ớc Biển Đông

3.1.1 Tình hình nghiên cứu

Nghiên cứu chế độ thủy động lực nói chung v thủy triều nói riêng ở Biển

Đông có ý nghĩa hết sức quan trọng do vị trí địa lý v điều kiện tự nhiên đặc thù

Địa hình đáy biển hết sức phức tạp, đ‡ờng bờ biển quanh co khúc khuỷu, nhiều

đảo to, nhỏ cùng hng loạt vịnh, eo lớn nhỏ đã lm cho chế độ thủy triều của Biển Đông rất phức tạp, có những đặc thù riêng biệt khác hẳn với các biển khác trên thế giới

Chính vì vậy, thủy triều Biển Đông đã đ‡ợc chú ý v nghiên cứu từ rất sớm.ở Việt Nam, những nhận xét có ý nghĩa khoa học đầu tiên về đặc điểm chế

độ thủy triều trong các vùng biển đã có trong Do địa chí của Nguyễn Trãi (thế

kỷ 15) v nhất l trong Vân Đui loại ngữ v Phủ biên tạp lục của Lê Quý Đôn (thế kỷ 18) Nh‡ng những điều tra v nghiên cứu có ý nghĩa khoa học về thủy triều Biển Đông thực sự có đ‡ợc từ đầu thế kỷ XX với các công trình của Darwin (1905), Poincare (1910) v Ogura (1933) Từ đó đến nay việc điều tra nghiên cứu thủy triều Biển Đông không ngừng phát triển v hon thiện Các kết quả đạt

đ‡ợc ngy cng đ‡ợc nâng cao về tính khoa học cũng nh‡ tính ứng dụng Có thể

điểm lại một số công trình nghiên cứu chính trong những năm gần đây theo các h‡ớng khác nhau

a.Nghiên cứu sự biến đổi theo thời gian qua tui liệu thực đo tại các trạm

ven bờ v nội ngoại suy để tìm sự phân bố theo không gian

Từ nhiều năm nay dọc theo ven bờ Biển Đông nói chung v ven bờ Việt Nam nói riêng đã thiết lập một hệ thống các trạm nghiệm triều nhằm đo đạc liên tục dao động mực n‡ớc biển theo các khoảng thời gian kéo di khác nhau từ hng tháng đến hng năm v thậm chí nhiều năm Trên cơ sở các chuỗi số liệu ny đã tiến hnh phân tích tính toán ra các tham số đặc tr‡ng cho chế độ thủy triều nh‡ mực n‡ớc trung bình, mực n‡ớc cực trị, thời gian triều dâng, thời gian triều rút, các hằng số điều hòa thủy triều, v.v cho từng trạm đo đạc Hệ thống các hằng số điều hòa thủy triều dọc ven bờ v đảo l cơ sở cho các nghiên cứu thủy triều Biển Đông bằng các ph‡ơng pháp từ đơn giản đến hiện đại

Một trong những thnh quả theo h‡ớng ny l việc lập ra các bảng thủy triều hng năm cho các cảng chính dọc ven bờ Trong bảng thủy triều đã cho kết quả dự tính mực n‡ớc từng giờ của các cảng chính v một số giá trị nội suy cho các điểm phụ ở ven biển hoặc vùng hạ l‡u các sông Bảng thủy triều ny đ‡ợc Tổng Cục Khí t‡ợng Thủy văn xuất bản từ năm 1958, mới đầu chỉ cho các cảng

ở miền Bắc từ Cửa Tùng trở ra Từ năm 1972 đã dự tính cho các cảng trong cả n‡ớc v một số cảng n‡ớc ngoi (Hong Kong, Kom Pong Som, Singapo, Băng

Mộ Canh (1984), Pariwono (1985), Fang (1986), Huang v các cộng sự (1994) Một số kết qủa đáng l‡u ý theo h‡ớng ny trong những thời gian gần đây l sử dụng ti liệu biến động độ cao mực n‡ớc nhận đ‡ợc từ vệ tinh theo các tuyến bao phủ ton bộ diện tích vùng biển để phân tích điều ho, kết hợp với các ti liệu quan trắc tại các trạm ven bờ để hiệu chỉnh đã nhận đ‡ợc các bản đồ phân bố hằng số điều hòa thủy triều cho ton biển (Yanagi v các cộng sự, 1997)

b.Nghiên cứu sự phân bố trong không gian của các đặc tr‡ng thủy triều bằng cách giải hệ ph‡ơng trình thủy động lực 2 chiều

H‡ớng nghiên cứu ny đ‡ợc bắt đầu muộn hơn so với h‡ớng trên nh‡ng nó phát triển cng ngy cng mạnh mẽ trong những năm sau ny theo sự tiến bộ không ngừng của toán học tính toán v kỹ thuật máy tính

Tr‡ớc hết phải kể đến những nghiên cứu theo ph‡ơng pháp tìm nghiệm giải tích của hệ ph‡ơng trình thủy động lực học thủy triều Mặc dù bằng cách ny có thể có đ‡ợc nghiệm chính xác của bi toán đ‡ợc biểu diễn bằng các công thức giải tích, song đòi hỏi miền nghiên cứu phải có dạng hình học đơn giản nh‡hình chữ nhật, hình tròn, với độ sâu không đổi hoặc biến đổi theo quy luật tuyến tính Chính vì vậy những nghiên cứu thuộc loại ny ít đ‡ợc phát triển ở Biển Đông, vùng có hình thái bờ v địa hình đáy biển biến đổi rất phức tạp Có thể nêu ví dụ về công trình theo h‡ớng nghiên cứu ny của Phan Phùng (1974)

đã tính phân bố các sóng triều chính cho vịnh Bắc Bộ v vịnh Thái Lan sau khi

đơn giản hoá các điều kiện tự nhiên thực của chúng

Phát triển mạnh mẽ nhất v có những thnh tựu đáng kể nhất theo h‡ớngny l các công trình nghiên cứu theo ph‡ơng pháp số trị giải hệ ph‡ơng trình thủy động lực thủy triều Những công trình đầu tiên tính toán thủy triều Biển

Đông bằng ph‡ơng pháp số trị xuất hiện vo những năm 60 của thế kỷ XX Công trình đầu tiên có thể kể đến l Sergeev (1964), ông đã sử dụng ph‡ơng pháp giá trị biên của Hanxen để tính toán phân bố biên độ v pha của bốn sóng triều chính trong Biển Đông Các công trình tiếp thep cũng theo ph‡ơng pháp ny lcủa Nguyễn Ngọc Thuỵ (1969), Đặng Công Minh (1975) với số điểm biên cứng có hằng số điều hòa nhiều hơn Nội dung ph‡ơng pháp ny l sử dụng hệ ph‡ơngtrình tuyến tính, với tính chất dao động thủy triều có chu kỳ đã loại bỏ biến thời gian v đ‡a hệ ph‡ơng trình thủy động về dạng elliptic Bi toán có nghiệm duy nhất khi biết điều kiện dao động mực n‡ớc trên biên bao quanh miền nghiên cứu

Ph‡ơng pháp số trị khác để giải bi toán phân bố không gian của thủy triều l dựa trên hệ ph‡ơng trình thủy động thủy triều phi tuyến với điều kiện biên hỗn hợp: cho tr‡ớc dao động mực n‡ớc trên biên lỏng v sử dụng điều kiện

không thấm tại biên cứng Không sử dụng tính chất dao động tuần hon để loại thnh phần biến đổi theo thời gian trong hệ ph‡ơng trình, hệ ph‡ơng trình đ‡ợc giữ nguyên để giải ở dạng hyperbolic Nhiều công trình của nhiều tác giả khác nhau đã tập trung theo ph‡ơng pháp ny để nghiên cứu thủy triều trong Biển

Đông cũng nh‡ trong các vịnh riêng biệt nh‡ vịnh Bắc Bộ, vịnh Thái Lan Có thể

kể tên hng loạt các công trình của các tác giả l Ye v Robinxon (1983), Li vChen (1987), nhóm mô hình triều thuộc đề ti nh n‡ớc KT.03.03 (1991-1995:

Đỗ Ngọc Quỳnh, Nguyễn Thị Việt Liên, Đặng Công Minh, Nguyễn Hữu Nhân, Bùi Hồng Long, Lê Trọng Џo, Nguyễn Thọ Sáo), Fang, Kwork, Yu v Zhu (1999) Ngoi ra còn có thể kể đến những công trình đ‡ợc thực hiện trong khuôn khổ các luận án tiến sỹ trong v ngoi n‡ớc nh‡ của Bùi Hồng Long (1986), Nguyễn Thọ Sáo (1988), Nguyễn Thị Việt Liên (1997), Đinh Văn Mạnh (2000) Trong đó luận án của Đinh Văn Mạnh đã b‡ớc đầu xây dựng mô hình 3 chiều cho chuyển động thủy triều vịnh Bắc Bộ Cần l‡u ý rằng bằng giải số trị theo ph‡ơng h‡ớng ny một số tác giả đã bắt đầu nghiên cứu tìm hiểu sâu hơn về cơ chế hình thnh biến đổi bức tranh dao động thủy triều trong Biển Đông

Một số tác giả đã nghiên cứu các bi toán truyền sóng tự do, truyền sóng dao động có chu kỳ triều qua các biên lỏng, các chu kỳ dao động riêng trong tonbiển, đánh giá tác động trực tiếp của lực gây triều trong phạm vi biển Có thể kể tên một số tác giả của những nghiên cứu ny l Đỗ Ngọc Quỳnh (1983, 1991), Phạm Văn Huấn (1994), Phạm Văn Ninh v Trần Thị Ngọc Duyệt (1997), Đỗ Ngọc Quỳnh, Phạm Văn Ninh, Nguyễn Thị Việt Liên v Trần Thị Ngọc Duyệt (1998)

3.1.2 Các kết quả phân tích hằng số điều hòa vˆ đánh giá vai trò các yếu tố hình thˆnh triều Biển Đông

a Hệ thống các hằng số điều hòa thủy triều tại các trạm ven bờ vu đảo

Những hằng số điều hòa (HSĐH) thủy triều nhận đ‡ợc từ phân tích điều hòa các chuỗi số liệu quan trắc mực n‡ớc liên tục di ngy tại các trạm đo đạc

đặt ở ven bờ lục địa hay các đảo đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc nghiên cứu hiện t‡ợng thủy triều trong biển Tr‡ớc hết từ những giá trị ny có thể nghiên cứu các đặc tr‡ng chế độ dao động thủy triều tại những vùng đặt trạm, tính toán các giá trị cực trị hay dự báo độ cao mực n‡ớc ở thời điểm bất kỳ cho trạm đó Các hằng số điều hòa đ‡ợc tính cho các sóng chính, t‡ơng ứng với các chu kỳ v tên sóng đ‡ợc dẫn ra trong bảng 3.1 Chính trên cơ sở các HSĐH thủy triều ny m Trung tâm Khí t‡ợng Thủy văn Quốc Gia (Tổng Cục Khí t‡ợng Thủy văn tr‡ớc đây) đã tính v xuất bản Bảng thủy triều hng năm cho một số trạm ven bờ (gồm 13 trạm ven bờ n‡ớc ta v 4 trạm thuộc các khu vực lân cận) Mặt khác các HSĐH thủy triều tại các trạm cố định l cơ sở cho các mô hình tính toán phân bố không gian của các đặc tr‡ng thủy triều v dòng triều trong ton biển

Bảng 3.1 Các sóng chính thông dụng sử dụng trong phân tích hằng số điều hòa thủy triều

Loại Tên sóng Ký hiệu Chu kỳ

Bán nhật triều Mặt trăng chính

Mặt trời chính Ellip mặt trăng lớn Mặt trăng mặt trời

Mặt trăng chính Mặt trời chính Ellip mặt trăng lớn

Mặt trăng tháng Mặt trời nửa năm Mặt trời năm

N†ớc nông 1/4 ngμy N†ớc nông 1/6 ngμy

M4

MS4

M6

6,21 giờ 6,10 giờ 4,14 giờ

Những HSĐH ny ở một số điểm sẽ đóng vai trò l điều kiện biên của các mô hình, ở một số điểm khác sẽ dùng lm tiêu chuẩn để hiệu chỉnh, kiểm định, kiểm tra các mô hình Rõ rng hệ thống các HSĐH thủy triều tại các trạm cố

định đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc nghiên cứu thủy triều v dòng triều trong một vùng biển

Nhận thấy vai trò thiết yếu của hệ thống các HSĐH thủy triều, đề ti cấp nh n‡ớc KT.03.03 “Nghiên cứu thủy triều Biển Đông” thuộc Ch‡ơng trình Nghiên cứu Biển 1991-1995 đã thu thập v chỉnh biên số liệu các HSĐH thủy triều tại các trạm phân bố dọc ven bờ v đảo trong Biển Đông Đã chọn lọc vthống kê đ‡ợc 275 điểm với các giá trị HSĐH mực n‡ớc triều Từ kết quả của đề ti KT 03.03, các số liệu HSĐH đ‡ợc tính toán v công bố dựa trên các nguồn tiliệu chính sau đây:

Bảng các hằng số điều hòa thủy triều của Văn phòng thủy văn Quốc tế Monaco (BHI-International Hydrographic Bureau Monaco): Tidal list of

harmonic constants Pub No26, 1936, 1953, 1959

Bảng thủy triều Anh (ATT): Admiralty Tide Tables,

Các kết quả tính toán của Tổng cục KTTV Việt Nam,

Bảng thủy triều Trung Quốc v một số nguồn khác

Trong số 275 điểm đã nói ở trên, phân bố ở các nguồn nh‡ sau: 29 (BHI),

203 (ATT), 26 (Tổng Cục KTTV), 1 (Trung Quốc) v 16 (các nguồn khác)

Cũng cần chỉ ra rằng mức độ chính xác của các HSĐH trong tập thống kê trên l khác nhau giữa các trạm Trong số ny chỉ có 26% các trạm với HSĐH

đ‡ợc tính từ chuỗi số liệu một năm trở lên, còn lại 74% số trạm đ‡ợc tính từ

chuỗi quan trắc 1 tháng, 1/2 tháng hay ngắn hơn Dĩ nhiên chuỗi quan trắc di

sẽ phân tích đ‡ợc nhiều sóng thnh phần hơn v độ chính xác các HSĐH sẽ cao hơn Dù sao đây cũng l một tập số liệu rất quý giá có thể sử dụng vo nhiều mục đích khác nhau để nghiên cứu thủy triều Biển Đông

b Kết quả đánh giá vai trò các yếu tố trong việc hình thunh vu biến đổi hiện toợng thủy triều trong Biển Đông

ma sát đáy luôn l mối quan tâm hng đầu của các nh nghiên cứu tính toán bức tranh phân bố thủy triều

Trong khuôn khổ đề ti cấp nh n‡ớc KT.03.03 đã nhận đ‡ợc một số kết quả về nghiên cứu chọn hệ số ma sát đáy trong bi toán tính toán thủy triều Biển Đông nh‡ sau:

Đã tiến hnh tính toán bi toán thủy triều Biển Đông theo mô hình thủy

động với các tr‡ờng hợp hệ số ma sát đáy khác nhau, biến đổi từ nhỏ đến lớn cho

2 sóng chính đ‡ợc chọn l K1 v M2 Hệ số ma sát đáy cho thay đổi từ rất nhỏ (0.5.10-3) đến khá lớn (4.0.10-3

) với b‡ớc thay đổi 0.5.10-3 Các kết quả tính toán của từng ph‡ơng án đ‡ợc đem so sánh với tr‡ờng hợp ma sát đáy rất nhỏ (có thể xem nh‡ ảnh h‡ởng của ma sát l gần bằng không) để tính ra sai lệch tuyệt đối v t‡ơng đối cho từng điểm trong ton miền tính

Kết quả cho thấy sự có mặt của ma sát đáy đã lm thay đổi đáng kể bức tranh phân bố biên độ v pha của dao động mực n‡ớc cũng nh‡ dòng triều Dĩ nhiên hệ số ma sát cng tăng, sự sai khác cng lớn Với dao động mực n‡ớc ảnh h‡ởng của ma sát đáy thấy rõ ở các vùng biển nông (nh‡ vịnh Bắc Bộ, vịnh Thái Lan) hơn l các vùng biển sâu Chẳng hạn khi so sánh tr‡ờng hợp ma sát đáy trung bình (2,5.10-3) với tr‡ờng hợp ma sát đáy không đáng kể, sai lệch biên độ của sóng K1 ở các vùng n‡ớc nông có thể v‡ợt quá 30cm (t‡ơng ứng sai lệch t‡ơng đối trên 40%), pha có thể v‡ợt quá 30o

Giá trị t‡ơng ứng ở vùng n‡ớc sâu l 10cm (sai lệch t‡ơng đối 15%) v 10o Với sóng M2 cần l‡u ý l sai lệch t‡ơng

đối ở vùng n‡ớc sâu cũng sẽ khá lớn, mặc dù sai lệch tuyệt đối cũng chỉ 5-10cm nh‡ng vì bản thân giá trị biên độ của M2 ở đây l nhỏ nên sẽ lm tăng giá trị t‡ơng đối

Đã tiến hnh tính toán thử nghiệm v so sánh hai tr‡ờng hợp: trị số ma sát lấy cố định, bằng giá trị trung bình 2,6.10-3

v trị số ma sát thay đổi ở từng vị trí tùy thuộc độ sâu biển

Hệ số ma sát biến đổi theo độ sâu của biển đ‡ợc tính theo công thức

0

0 2

3

21

2

11ln



ằ

ằº

ô

ôê

z X

K

Nhiều kết quả tính toán thử nghiệm đã chứng tỏ rằng trong vùng Biển

Đông nên chọn hệ số ma sát đáy trong khoảng 2,5.10-3 đến 3,0.10-3

Vai trò của lực Coriolis

Trong các nghiên cứu tr‡ớc đây có tác giả đã tính lực Coriolis lấy giá trị trung bình cho ton Biển Đông vì cho rằng ở vĩ độ thấp lực ny không lớn Nh‡ng cũng có các tác giả khác cho rằng đối với Biển Đông l một biển lớn trải di từ xích đạo đến 25o

N, do đó không thể bỏ qua sự thay đổi của lực ny theo vĩ

độ, mặc dù ở vĩ độ thấp giá trị lực ny không lớn nh‡ ở các vĩ độ cao

Kết quả tính toán trong Đề ti KT03.03 cho thấy có sự khác nhau rõ rệt trong bức tranh phân bố thủy triều trong 2 tr‡ờng hợp đã nêu Điều đó cho thấy khi tính toán các bi toán thủy triều Biển Đông cần thiết phải tính đến sự thay

đổi lực Coriolis theo vĩ độ địa lý

Vai trò của thunh phần phi tuyến

Trong mô hình số trị thủy động tính toán thủy triều dựa trên cơ sở hệ ph‡ơng trình Saint-Venant đầy đủ, hiệu ứng phi tuyến tham gia trong hai thnh phần chính, đó l thnh phần ma sát đáy theo quy luật tỷ lệ với bình ph‡ơng vận tốc v thnh phần gia tốc phi tuyến

Kết quả tính toán cho thấy hiệu ứng gia tốc phi tuyến ảnh h‡ởng tới dao

động mực n‡ớc không đáng kể khi giải bi toán thủy triều cho cả Biển Đông Sai lệch tuyệt đối về biên độ ở phần lớn các vùng chỉ từ 0 đến 2cm, vi chỗ đạt tối đa d‡ới 5cm, còn về pha sai lệch tuyệt đối hầu nh‡ không quá 5o

Tuy nhiên hiệu ứng phi tuyến ny ảnh h‡ởng tới dòng triều rõ nét hơn ởmột số vùng nh‡ gần eo Џi Loan, eo Quỳnh Châu, vùng phía đông đảo Hải Nam, vùng bờ biển miền Trung Việt Nam v bờ tây Philippin sự sai khác tuyệt

đối giữa 2 ph‡ơng án tính có thể đạt tới 5cm/s, còn các vùng khác còn lại trong Biển Đông sự sai lệch ny không quá 1cm/s Có thể nhận thấy rằng hiệu ứng gia tốc phi tuyến sẽ có ảnh h‡ởng rõ rệt ở những vùng có dòng triều mạnh v có gradient tốc độ dòng lớn Khi giải bi toán thủy triều ở những vùng hẹp hơn có

độ sâu biến đổi mạnh bằng b‡ớc l‡ới nhỏ đủ mô tả chi tiết sự biến đổi của độ sâu

thì có thể nhận thấy sự sai lệch rõ rng hơn do tác động của hiệu ứng gia tốc phi tuyến.

Nh‡ vậy để tính toán đủ chính xác hiện t‡ợng thủy triều, trong mô hình không nên bỏ qua thnh phần gia tốc phi tuyến, đặc biệt l khi nghiên cứu tính toán dòng triều

Vai trò tác động trực tiếp của lực gây triều trong Biển Đông

Sự hình thnh chuyển động thủy triều trong Biển Đông đ‡ợc thực hiện bằng 2 con đ‡ờng: một l sóng triều đ‡ợc hình thnh trong đại d‡ơng rộng lớn v truyền vo Biển Đông qua các cửa nh‡ eo Џi Loan, eo Bashi, eo Kalimantan,

eo Malaca (thực tế đây l các biên lỏng giới hạn biển với đại d‡ơng bên ngoi); hai l sóng triều đ‡ợc hình thnh ngay trong Biển Đông d‡ới tác dụng trực tiếp của lực gây triều Từ x‡a tới nay các tác giả đều thừa nhận rằng con đ‡ờng thứ nhất l cơ bản, l chính yếu nhất để hình thnh nên chuyển động thủy triều Biển Đông, còn con đ‡ờng thứ hai l thứ yếu, không đáng kể, thậm chí có thể hon ton bỏ qua không cần đếm xỉa đến khi nghiên cứu chế độ dao động thủy triều trong Biển Đông Bi toán thủy triều Biển Đông đ‡ợc xét thuần túy l bitoán truyền sóng triều từ biên lỏng vo

Tuy nhiên rất cần thiết phải đánh giá định l‡ợng về vai trò tác động trực tiếp của lực gây triều trong Biển Đông Các nghiên cứu của Đặng Công Minh (1975), của nhóm nghiên cứu tại Viện Cơ học (Đỗ Ngọc Quỳnh v các cộng sự, 1998) đã rút ra đ‡ợc một số kết luận về ảnh h‡ởng của lực gây triều

Đối với sóng M2: Việc tính toán đến tác dụng trực tiếp của lực gây triều trong Biển Đông lm thay đổi đáng kể biên độ của sóng ny Tại các vùng vịnh Bắc Bộ, vịnh Thái Lan v phần phía đông của biển, biên độ sóng M2 tăng có chỗ

đạt từ 4 đến 8cm (bờ Philippin), thậm chí tới 14cm (gần eo Quỳnh Châu v vùng ven bờ Kiên Giang) Trong khi đó có một số nơi biên độ lại giảm khá mạnh từ 4

đến 12cm (nh‡ vùng phía bắc Biển Đông, phía đông v nam của Nam Việt Nam) Sai lệch t‡ơng đối nhiều nơi đạt từ 40 đến 50% thậm chí cao hơn

Đối với sóng S2: sóng ny có biên độ nhỏ hơn M2 nên sai lệch tuyệt đối cũng nhỏ hơn Các vùng ny tăng giảm biên độ cũng phân bố giống nh‡ đối với sóng

M2 Sai lệch t‡ơng đối có giá trị khá lớn đặc biệt ở vùng bắc Biển Đông có thể đạt tới giá trị vi trăm phần trăm, còn phần lớn các nơi sai lệch t‡ơng đối từ 10 đến 20%

Đối với sóng K1: Việc tính toán đến tác dụng trực tiếp của lực gây triều nói chung lm giảm biên độ sóng ở các vùng phía bắc, vùng trung tâm biển (trong đó

có ton bộ vịnh Bắc Bộ) v vùng tây nam Phần tăng biên độ ở gần Philipin vvùng đông nam của biển Mức độ tăng, giảm đều nhỏ từ 1 đến 4cm Sai lệch t‡ơng đối trong các vùng cỡ từ 0 đến 10%

Đối với sóng O1: Cũng giống nh‡ với sóng K1, các vùng tăng giảm biên độ cũng gần giống nh‡ với sóng K1 Trị số tăng giảm cũng nhỏ, lớn nhất đạt 4 đến 6cm ở vùng gần eo Kalimantan Sai lệch t‡ơng đối trong các vùng cũng cỡ từ 0

đến 10%

Nh‡ vậy từ kết quả tính toán đánh giá cho thấy việc tính toán đến lực gây triều trực tiếp trong Biển Đông ảnh h‡ởng ít tới các sóng chu kỳ ngy, trong khi

đó lại ảnh h‡ởng rõ rệt đối với sóng chu kỳ nửa ngy Tuy nhiên sóng chu kỳ ngy trong Biển Đông l chiếm ‡u thế trong ton biển, cho nên vẫn có cơ sở để nói rằng khi giải bi toán thủy triều Biển Đông có thể bỏ qua thnh phần lực gây triều nếu nh‡ thực tế có thể chấp nhận một sai số no đấy Còn nếu cần thiết phải nâng cao độ chính xác tính toán thủy triều (với sai số vi cm) trong các bi toán nghiên cứu hay ứng dụng thì cần thiết phải tính đến thnh phần lực gây triều trực tiếp trong Biển Đông

c Nguyên nhân hình thunh hiện toợng triều đa dạng vu đặc sắc của Biển

Đông

Nh‡ các phần trên đã trình by, chúng ta đã thu đ‡ợc bức tranh thủy triều v dòng triều rất đa dạng ở Biển Đông với thnh phần nhật triều chiếm ‡uthế trong phần lớn các khu vực của biển Những nét đặc thù của thủy triều Biển

Đông rất khác với những nét chung của các biển khác trên thế giới Nh‡ ta biết hầu hết các vùng của đại d‡ơng v biển trên thế giới đều có chế độ bán nhật triều chiếm ‡u thế Chẳng hạn trong số trên 3000 điểm nằm ở mọi vùng trên thế giới đ‡ợc đ‡a ra trong Bảng thủy triều Anh thì chỉ có 17 điểm có tỷ số giữa biên

độ tổng cộng của các sóng nhật triều chính (K1 v O1) so với biên độ tổng cộng của các sóng bán nhật triều chính (M2 v S2) đạt từ 2,5 trở lên v trong đó đã có

7 điểm thuộc Việt Nam Hơn nữa chế độ thủy triều tồn tại ở các vùng khác nhau trong biển có tính chất đặc tr‡ng của cả 4 loại v giữa chế độ thủy triều v dòng triều lại không đồng nhất cùng loại nh‡ nhau

Nh‡ vậy khi tìm hiểu về nguyên nhân hình thnh hiện t‡ợng triều phức tạp v khá đặc biệt của Biển Đông có thể đặt ra những câu hỏi sau:

Thông th‡ờng, theo lý thuyết thủy triều v thực tế với đa số các vùng biển trên thế giới, thủy triều có chế độ đặc tr‡ng l bán nhật triều, nh‡ng ở đây, Biển Đông lại có đủ 4 loại đặc tr‡ng: bán nhật triều đều, bán nhật triều không

đều, nhật triều đều v nhật triều không đều Hơn nữa vùng bán nhật triều lại chiếm tỷ lệ rất ít, còn đại đa số l nhật triều chiếm ‡u thế Vậy nguyên nhân tại sao ?

Tại sao bức tranh thủy triều rất phức tạp chủ yếu ở phần phía tây của biển trong đó bao gồm cả vịnh Bắc Bộ v vịnh Thái Lan, ngoi ra ở eo Џi Loan vvịnh Pulo Lakei thủy triều cũng biến đổi khá mạnh Trong khi đó cả vùng khơi

khá rộng của biển thủy triều ít biến động ?

Vì sao hình thnh các sóng n‡ớc nông lớn ở khu vực ven biển đồng bằng sông Cửu Long v miền lân cận ?

Vì sao đặc tr‡ng chế độ thủy triều v chế độ dòng triều lại khác nhau ? Những nghiên cứu trong thời gian qua ch‡a thể trả lời hết v thấu đáo những câu hỏi giải thích cơ chế hình thnh v biến đổi hiện t‡ợng triều đa dạng v đặc sắc của Biển Đông Nh‡ng đã có một số kết quả nghiên cứu b‡ớc đầu đi sâu vo giải thích một số đặc điểm trong cơ chế ny Có thể tóm tắt một số nét

nh‡ sau:

Thông qua phân tích vật lý kết hợp với tính toán giải tích thủy động theo các công thức t‡ơng đối đơn giản Nguyễn Ngọc Thuỵ (1969, 1985) đã nhận định rằng điều kiện địa hình v kích th‡ớc Biển Đông nói chung v hai vịnh Bắc Bộ v Thái Lan nói riêng có điều kiện thuận lợi cho chế độ cộng h‡ởng đối với sóng nhật triều, trong khi đó vịnh Pulo Lakei v eo Џi Loan thuận lợi cho cơ chế cộng h‡ởng với sóng bán nhật triều

Khi nghiên cứu sự truyền các dao động c‡ỡng bức có chu kỳ khác nhau từ các biên lỏng (eo Џi Loan, eo Basi, eo Kalimantan) vo trong Biển Đông thông qua giải hệ thống ph‡ơng trình thủy động lực n‡ớc nông đầy đủ, Đỗ Ngọc Quỳnh (1991) đã chỉ ra rằng eo Basi đúng l đóng vai trò quan trọng nhất trong việc truyền sóng triều vo Biển Đông Các dao động từ đây đ‡ợc lan truyền nhanh vphát triển rộng trong cả biển Do điều kiện địa hình v kích th‡ớc của biển cho nên cho dù ở biên lỏng biên độ các sóng chu kỳ ngy v nửa ngy l bằng nhau nh‡ng sóng ngy đã đ‡ợc tăng biên độ khi truyền vo trong biển, trong nhiều khu vực đã lấn át hẳn sóng nửa ngy v quyết định chế độ dao động ngy trong phần lớn các khu vực của biển

Để nghiên cứu khả năng cộng h‡ởng của các sóng triều chu kỳ khác nhau trong biển, Phạm Văn Huấn (1997) đã nghiên cứu bi toán dao động tự do trong ton Biển Đông thông qua giải số trị hệ ph‡ơng trình n‡ớc nông không chứa ma sát Đã tiến hnh theo dõi biến đổi mực n‡ớc tại 16 điểm ở các vị trí tiêu biểu trong biển Sau đó tiến hnh phân tích phổ tại những điểm ny để tìm ra các chu kỳ riêng của dao động Kết quả trong phạm vi từ 1 đến 60 giờ đã tìm đ‡ợc 15 mod dao động có năng l‡ợng đáng kể trong đó chu kỳ chung cho ton biển l19,2 giờ v sau đó l 24 giờ Ngoi ra tùy từng vùng còn tồn tại những chu kỳ khác Nh‡ vậy có thể kết luận khả năng cộng h‡ởng của các dao động có chu kỳ cận ngy v ngy l rất rõ rng Điều đó giải thích tại sao các sóng triều chu kỳ ngy có địa vị thống trị trong Biển Đông Cũng theo h‡ớng nghiên cứu ny,Phạm Văn Ninh v Trần Thị Ngọc Duyệt (1997) đã nghiên cứu dao động riêng của khối n‡ớc Biển Đông theo một cách tiếp cận khác Các tác giả đã giải hệ thống ph‡ơng trình thủy động lực n‡ớc nông đầy đủ với giả định có các dao động c‡ỡng bức trên các biên lỏng với biên độ không đổi (0,5m) v với một chuỗi các chu kỳ khác nhau biến đổi từ 2 đến 720 giờ Sau đó tiến hnh theo rõi biên độ dao động mực n‡ớc tại từng điểm trong biển (6620 điểm) t‡ơng ứng với các chu

kỳ dao động c‡ỡng bức trên biên khác nhau; từ đó tìm ra các chu kỳ trội hay phổ các dao động riêng tại từng điểm Kết quả chỉ ra rằng ton bộ Biển Đông có hai chu kỳ riêng l nửa ngy (11-12 giờ) v cận ngy (18-21 giờ), trong đó biên độ cộng h‡ởng cận ngy biểu hiện rõ rệt nhất Riêng Vịnh Bắc Bộ còn có chu kỳ riêng 32-36 giờ với hiệu ứng khuếch đại biên độ rất mạnh v Vịnh Thái Lan có chu kỳ riêng 50-60 giờ Nh‡ vậy cần l‡u ý rằng chế độ nhật triều đều ở Vịnh Bắc

Bộ không gắn liền với chu kỳ cộng h‡ởng mạnh nhất của thủy vực nh‡ một số tác giả th‡ờng quan niệm tr‡ớc đây

3.1.3 Đặc điểm phân bố thủy triều vˆ dòng triều, phân vùng chế độ triều vˆ nguyên nhân hình thˆnh hiện t€ợng triều đa dạng vˆ

đặc sắc ở Biển Đông

Thông qua các kết quả tính toán mô hình số trị kết hợp với những số liệu thực đo về thủy triều v dòng triều trong biển có thể rút ra những kết luận định tính v định l‡ợng về đặc điểm phân bố bức tranh triều đặc sắc v phức tạp của Biển Đông

a Đặc điểm truyền triều

Trên cơ sở các tính toán theo mô hình số trị thủy động thủy triều cho 4 sóng chính M2, S2, K1, O1 ta có thể nhận định tổng quát về đặc điểm truyền sóng triều trên ton biển v các bộ phận của biển nh‡ sau:

Hiện t‡ợng thủy triều đ‡ợc hình thnh trong Biển Đông, chủ yếu l do sóng triều truyền từ Thái Bình D‡ơng vo Khi truyền từ đại d‡ơng vo, thoạt tiên các sóng bán nhật triều có biên độ lớn hơn rõ rệt với năng l‡ợng bằng khoảng gấp r‡ỡi năng l‡ợng của các sóng nhật triều

Hình.3.1 Phân bố pha v  biên độ sóng M2

Tuy nhiên trong quá trình truyền sóng triều do điều kiện địa hình biến đổi, nhất l khi truyền vo vùng thềm lục địa phía tây, trong đó có hai vịnh lớn lvịnh Bắc Bộ v vịnh Thái Lan, các sóng nhật triều đã đ‡ợc mạnh lên rõ rệt vtại nhiều nơi đã áp đảo thnh phần bán nhật triều Ngoi ra do địa hình đáy vhình thái bờ đặc biệt của các vịnh ny đã tạo nên các vùng nhật triều thuần túy hoặc nhật triều không đều đồng thời thu hẹp những vùng bán nhật triều hoặc lm cho những vùng bán nhật triều tuy vẫn tồn tại song các thnh phần nhật triều trong đó đã lớn lên đáng kể, có nghĩa l thnh những vùng bán nhật triều không đều Chính vì vậy, bức tranh thủy triều ở Biển Đông nói chung v nói riêng ở miền phía tây của biển l đa dạng v đặc sắc, có thể nói hiếm thấy trên thế giới so với sự chi phối nổi bật của thnh phần nhật triều

Hình 3.2 Phân bố pha v biên độ sóng S2

Các dạng sóng tiến lúc ban đầu chuyển dần thnh dạng sóng tiến-đứng hoặc đứng-tiến Các điểm vô triều (amphidrome) bán nhật hoặc ton nhật đ‡ợchình thnh ở hai vịnh lớn phía tây của biển (bảng 3.3) Các vùng nút sóng vbụng sóng của các sóng cũng xuất hiện Chẳng hạn vùng nút sóng bán nhật triều ở vịnh Bắc Bộ Vùng bụng sóng bán nhật triều biên độ lớn ở khu vực eo ЏiLoan v vịnh Pulo Lakei, ở đây các đ‡ờng đẳng biên độ dy đặc v dòng triều chảy khá mạnh do điều kiện riêng địa ph‡ơng Phần còn lại với diện tích khá rộng của biển thì bức tranh thủy triều đơn giản hơn nhiều do ở đây độ sâu biển khá lớn không lm biến dạng nhiều đến bức tranh truyền sóng triều

Bảng 3.3 Tọa độ các điểm vô triều của 4 sóng chính theo kết quả mô hình

Sóng M2 S2 O1 K1

Toạ độ 1 11 o 10N, 101 o 40E 2 o 30N, 105 o 45E 1 16 o 35N, 107 o 40E 1 16 o 45N, 107 o 10E

2 8 o 00N, 103 o 45E 2 8 o 10N, 103 o 40E 2 8 o 30N, 102 o 35E

triều ở tây nam cửa Vịnh Bắc Bộ lại ch‡a thể hiện đầy đủ m có một nửa thể hiện ảo (trên đất liền) Đối với sóng bán nhật triều M2 (hình 3.1) điểm vô triều ở vịnh Thái Lan d‡ờng nh‡ có hai, nh‡ng đều ch‡a thể hiện trọn vẹn trên biển m đều có một nửa l ảo (trên đất liền) Riêng ở vịnh Bắc Bộ, đối với sóng bán nhật triều M2 không hình thnh điểm vô triều m lại hình thnh dải nút sóng (trên đó biên độ dao động triều cũng rất nhỏ) từ Cát B (Việt Nam) tới Bắc Lê (đảo Hải Nam, Trung Quốc)

Hình 3.4 Phân bố pha v  biên độ sóng O1

Với tr‡ờng hợp sóng bán nhật triều S2 (hình 3.2) cách thể hiện điểm vô triều còn mờ nhạt hơn nữa, do biên độ của sóng S2 trên biển Đông nói chung lnhỏ, vì vậy với những vùng có biên độ quá nhỏ 0-1cm tuy cũng coi l các điểm vô triều với sự quay vòng ch‡a đầy đủ của góc pha nh‡ng do quá mờ nhạt nên

không có ý nghĩa thật sự trong thực tế

b.Độ lớn thủy triều vu dòng triều

Sau đây l tóm l‡ợc một số đánh giá khái quát về giá trị cực trị của mực n‡ớc v dòng triều tổng hợp trong Biển Đông Đây l vấn đề có ý nghĩa thực tiễn quan trọng, đặc biệt trong công tác thiết kế thi công v quy hoạch trong vùng biển Ngoi ra còn cần thiết trong việc xác định mực chuẩn cao độ ở lục địa vmực chuẩn độ sâu trong các bản đồ hng hải, số 0 bảng thủy triều, ranh giới lãnh hải, xác định cao độ ở vùng ven biển, ngoi khơi v các đảo xa Kết quả nytuy ch‡a đầy đủ v độ chính xác ch‡a cao, song đây l những đánh giá khái quát, l ti liệu tham khảo tốt cho cả vùng Biển Đông rộng lớn

Một cách khái quát có thể thấy độ lớn triều cực đại ở Biển Đông trong mỗi chu kỳ 19 năm có thể v‡ọt quá 5m ở tây bắc eo Џi Loan, vùng đỉnh Vịnh Bắc Bộ; v‡ợt quá 4m ở bờ biển đông bắc Việt Nam, bắc eo Џi Loan, phía trong vịnh Pulo Lakei v vùng lân cận Vũng Tu (Việt Nam) Vùng có độ lớn thủy triều khoảng 1m hoặc nhỏ hơn chút ít l vùng khơi khá rộng lớn giữa Biển Đông tiếp giáp với phần bắc của biển v vùng rộng choán hầu khắp cửa vịnh Thái Lan Các vùng có độ lớn triều cực đại trong chu kỳ 19 năm rất nhỏ không v‡ợt quá 0,5m l vùng cắt ngang gần cửa vịnh Thái Lan, vùng nhỏ lân cận cửa Thuận An (Việt Nam) Các vùng còn lại của biển trong vùng ven bờ có giá trị từ 1,5m đến 4m v ở vùng khơi có giá trị từ 1 đến 2m Trong vùng biển Việt Nam tồn tại cả những vùng có độ lớn triều cực đại rất nhỏ (d0,5 m) v những vùng có độ lớn triều cực đại lớn (t4,5m), cùng những vùng có chế độ triều khác nhau xen kẽ Rõ rng bức tranh dao động thủy triều ở biển n‡ớc ta rất đa dạng

Dòng triều cực đại trong chu kỳ 19 năm ở Biển Đông cũng thay đổi đáng kể

từ d‡ới 2cm/s (chủ yếu ở vùng khơi gần phía tây bắc v gần phía đông của trung tâm biển) đến trên 100cm/s (eo Џi Loan, eo Quỳnh Châu), lân cận vịnh Diễn Châu, phía trong vịnh Thái Lan, vịnh Pulo Lakei v bờ đông bán đảo Malaca Nói chung các vùng có dòng triều chảy mạnh (v‡ợt quá một hải lý/giờ) lphần lớn eo Џi Loan, xung quanh bán đảo Lôi Châu, vịnh Diễn Châu (Việt Nam), vùng lân cận bờ đông Nam Bộ (Việt Nam), ven bờ tây vịnh Thái Lan,

đông bán đảo Malaca, vịnh Pulo Lakei, ven bờ tây Philippin Dải dòng triều chảy mạnh có thể kéo di từ ven bờ ra khoảng trên d‡ới nửa độ kinh vĩ tùy theo vùng Tới khoảng cách xa bờ chừng 1-2 độ l dòng triều trở nên yếu đi rõ rệt (chỉ còn trên d‡ới 10 cm/s), trừ tr‡ờng hợp trong vịnh Bắc Bộ v eo Џi Loan

c Phân vùng chế độ thủy triều vu dòng triều

Trên cơ sở các kết quả tính toán theo mô hình số trị thủy động trong tonBiển Đông cho bốn sóng chính, đã nhận đ‡ợc các hằng số điều hòa thủy triều vdòng triều tại từng vị trí trong biển Sau đó xác định tính chất của chế độ thủy triều theo giá trị của tỷ số phân loại

Hình 3.5 Bản đồ chế độ thuỷ triều

Có nhiều cách để xác lập tỷ số phân loại theo giá trị của các sóng chủ yếu

ở đây, đã chọn tỷ số phân loại dựa trên bốn sóng triều chính l M2, S2, K1 v O1(tỷ số Vander Stock) để lm chỉ tiêu phân loại chế độ thủy triều v dòng triều,

ở đây H l giá trị biên độ dao động mực n‡ớc, V l giá trị modun vận tốc của các sóng triều t‡ơng ứng

Hình 3.6 Bản đồ chế độ dòng triều

Hình 3.7 Bản đồ chế độ triều theo Nguyễn Ngọc Thuỵ

Tùy thuộc giá trị của D, tính chất chế độ thủy triều (hay dòng triều) đ‡ợc

Bảng 3.4: phân vùng chế độ thủy triều v dòng triều Biển Đông

BNT BNTKĐ NTKĐ NT

Độ lớn max (m) BNT BNTKĐ NTKĐ NT

Độ lớn max (cm/s)

X X X

x x

0,9y1,3 1,1y2,4 0,6y3,3 0,6y2,5

x x

x x x x

x x

x x x

25y50 25y50 10ytrên

100 10y100

x x x

0,9y1,5 1,1y1,7 1,5y2

x x

x x x

x x x

x 1y10 1y10 2y10

Có thể rút ra một số nhận xét về bức tranh phân bố đặc tr‡ng chế độ thủy triều v dòng triều Biển Đông nh‡ sau:

Về chế độ thủy triều: Vùng nhật triều đều (Dt3) v nhật triều không đều (1,50<D<3,00) chiếm phần lớn diện tích của biển với độ lớn triều đáng kể ở Vịnh Bắc Bộ (giá trị cực đại v‡ợt quá 5m) v độ lớn vừa phải nằm ở phần còn lại (từ 1

đến 2m) Vùng bán nhật triều đều (0,0<D<0,25) chỉ chiếm diện tích rất nhỏ: hầu khắp eo Џi Loan với độ lớn triều từ vừa đến rất lớn (v‡ợt quá 5m); nửa trái cửa Vịnh Thái Lan với độ lớn triều trung bình v nhỏ; một vùng rất hẹp ở khu vực cửa Thuận An (Việt Nam) với biên độ trung bình v nhỏ, có thể nói nhỏ nhất ở Biển Đông Trên hình 3.7 dẫn ra bản đồ phân bố tính chất triều vùng biển Việt Nam của Nguyễn Ngọc Thụy

Vùng bán nhật triều không đều (0,25<D<1,50) chiếm diện tích lớn hơn so với vùng bán nhật triều đều v nằm xen kẽ giữa các vùng bán nhật triều đều vnhật triều không đều, trong đó các vùng ven biển Nam Bộ (Việt Nam) v phía

đông bán đảo Lôi Châu (Trung Quốc) l có độ lớn triều đáng kể

Về chế độ dòng triều: So với bản đồ phân vùng chế độ thủy triều thì bản đồ

phân vùng chế độ dòng triều phức tạp hơn nhiều Có thể thấy trong Biển Đông tồn tại đủ cả bốn loại dòng triều: nhật triều đều, bán nhật triều đều, nhật triều không đều v bán nhật triều không đều Các vùng phân bố xen kẽ đan xen nhau rất phức tạp không phân bố thuần nhất v rõ rng nh‡ tr‡ờng hợp chế độ thuỷ triều

Mặt khác sự t‡ơng ứng giữa chế độ thuỷ triều v chế độ dòng triều không

đơn gản vì sự xuất hiện các dạng sóng triều khác nhau ở các vùng trong biển, không chỉ sóng tiến, m cả sóng đứng, sóng đứng-tiến hoặc sóng tiến đứng Chính vì vậy m có những vùng chế độ thuỷ triều v chế độ dòng triều có đặc tr‡ng giống nhau, nh‡ng cũng có những vùng hai loại chế độ ny lại có đặc tr‡ng khác nhau không cùng loại Nhìn chung vùng có chế độ dòng triều hỗn hợp (nhật triều không đều hoặc bán nhật triều không đều) chiếm hầu hết diện tích của Biển Đông Vùng có chế độ dòng triều bán nhật đều hay nhật triều đều chỉ chiếm diện tích nhỏ v nằm rải rác ở các khu vực khác nhau trong biển

Có thể tóm tắt phân vùng chế độ thuỷ triều v dòng triều cùng độ lớn cực

đại của chúng trong Biển Đông bằng một bảng tổng hợp (bảng 3.4)

3.1.4 Những nhận xét về đặc điểm triều Biển Đông vˆ ven bờ Việt Nam

Biển Đông l một biển lớn ven lục địa của thế giới đồng thời cũng l một vùng biển có lịch sử phong phú Từ nhiều năm nay, Biển Đông luôn l một vùng biển sôi động về hoạt động kinh tế, điều tra thiên nhiên của vùng Châu á-Thái Bình D‡ơng v của thế giới, m Việt Nam choán gần trọn bờ phía tây của biển Thủy triều ở biển ny nổi tiếng về sự đa dạng v đặc sắc của nó với thnhphần nhật triều đáng kể Vì vậy đã đ‡ợc các nh khoa học v các nh hoạt động thực tiễn ở các vùng biển của thế giới chú trọng từ lâu Đã có nhiều công trình nghiên cứu, điều tra về thủy triều của các tác giả trong v ngoi n‡ớc tiến hnh

cho biển ny Đã kết hợp đo đạc, phân tích ti liệu với tính toán theo các mô hình số trị thủy động để mô tả đúng đắn đ‡ợc các bức tranh phân bố các đặc tr‡ng của các sóng triều chính, phân vùng chế độ thủy triều v dòng triều trong ton biển Đã có những kết quả nghiên cứu chuyên đề sâu sắc v đánh giá định l‡ợng về các hiệu ứng đóng góp trong việc hình thnh v biến đổi hiện t‡ợngthủy triều của Biển Đông nh‡ lực gây triều trực tiếp trong Biển Đông, thnhphần ma sát đáy, lực Coriolis, thnh phần gia tốc phi tuyến Đặc biệt đã có nhiều kết quả nghiên cứu đi sâu tìm hiểu về cơ chế hình thnh hiện t‡ợng triều

đa dạng v đặc sắc của Biển Đông Sự nghiên cứu thủy triều Biển Đông đã tiến hnh những b‡ớc mới quan trọng, nó không dừng lại ở việc phân tích mô tả hiện t‡ợng xảy ra m đã đi sâu vo nghiên cứu giải thích cơ chế hình thnh v biến

đổi của hiện t‡ợng Những kết quả nghiên cứu nhiều mặt của nhóm các tác giả

đề ti cấp nh n‡ớc KT 03.03 (1991-1995) đã lm phong phú thêm rất nhiều về những hiểu biết hiện t‡ợng thủy triều trong Biển Đông

3.1.5 Đặc điểm biến động của mực n€ớc tổng hợp ven bờ biển Việt Nam

Bên cạnh dao động triều chu kỳ ngắn, mực n‡ớc biển còn chịu sự biến đổi

do các dao động chu kỳ dμi cũng nh‡ các biến động không tuần hoμn chủ yếu

từ nguyên nhân khí t‡ợng, thủy văn nh‡ bão, lũ v biến đổi khí hậu

Kết quả phân tích phổ do Phạm Văn Huấn vμ Nguyễn Tμi Hợi (2007) tiếnhμnh cho thấy có sự hiện diện của những đỉnh phổ t†ơng ứng với chu kỳ dao độngsynôp vμ nhiều ngμy (bảng 3.5)

Bảng 3.5 Các đỉnh phổ ứng với dao động chu kỳ synôp v nhiều ngy

Các chuỗi mực n†ớc từng giờ đã đ†ợc loại trừ thủy triều đã đ†ợc tiếp tục phântích thống kê để tìm tần suất lặp lại của các dao động dâng hoặc rút mực n†ớcvùng ven bờ do tác động của gió vμ những nguyên nhân khác

Kết quả thống kê đã cho thấy tác động dâng rút mực n†ớc xảy ra với tần suấtcao chỉ tập trung ở khoảng d‡ới 20 cm Những dao động dâng rút với cỡ hơn nửa mét có tần suất khá hiếm, không v‡ợt quá 1 % ở tất cả các trạm v quá trình dâng, rút th‡ờng có tần suất xấp xỉ nh‡ nhau

Theo tính toán phổ (đề ti KT 03.03) thấy rằng ngoi chu kỳ năm vμ nửa năm, tại hầu hết các trạm có mặt dao động mực biển với chu kỳ khoảng 6  10 năm v di hơn nữa Kết quả phân tích số liệu quan trắc mực n‡ớc tại các trạm khí t‡ợng hải văn ven bờ Việt Nam đã cho thấy trong giai đoạn nửa sau thế kỷ

XX, đã thể hiện khá rõ xu thế dâng lên của mực n‡ớc trung bình trong khoảng

từ 1 đến 3mm/năm (32 năm số liệu), trong đó lớn nhất tại trạm Cửa Cấm l2,7mm/năm vμ thấp nhất tại Vũng Tu 0,2mm/năm (15 năm số liệu) Tuy nhiên với số liệu cập nhật đến năm 2005 mực n‡ớc trung bình tại Vũng Tu có

xu thế tăng lên đáng kể

Đối với mực n‡ớc cực trị cao nhất v thấp nhất kết quả nghiên cứu cho thấy trong phạm vi sai số ph‡ơng pháp các mực triều cực trị lý thuyết có thể phần no phản ánh mực n‡ớc cực trị thực tế Các mực n‡ớc thấp nhất thu đ‡ợc không chênh nhau nhiều, chỉ khoảng 10 cm, trong khi đó các mực cao nhất chênh nhau tới 30 cm, phản ánh các đỉnh lũ vμ hiệu ứng dâng bão v gió mạnh

Ví dụ, đối với trạm Hòn Dấu, ‡ớc l‡ợng các mực n‡ớc cực tiểu v cực đại chu kỳ lặp lại 20 năm theo lý thuyết t‡ơng ứng (10; 397cm), còn theo số liệu quan trắc 35 năm: (6; 410cm)

3.2 Đặc điểm sóng gió trên Biển Đông

Tr‡ờng sóng gió trên biển l một trong các yếu tố động lực biển quan trọng tác động lên tu thuyền, các công trình v mọi hoạt động trên biển Tr‡ờng sóng vùng ven bờ cũng l nguyên nhân chính gây xói lở bờ biển, biến đổi đáy biển vùng ven bờ tác động đến các công trình bảo vệ bờ, công trình cảng v luồng ra vo cảng Sóng v dòng chảy sóng còn l nhân tố tác động đến các quá trình lan truyền ô nhiễm vùng ven bờ N‡ớc ta nằm trong vùng tác động của bão v các loại gió mùa Sóng trong gió mùa v bão l yếu tố hải văn cực kỳ nguy hiểm cho các hoạt động trên biển

Những kết quả đánh giá về những đặc điểm cơ bản của tr‡ờng sóng vùng biển Việt Nam đ‡ợc tổng hợp từ những thông tin tổng quan, các kết quả ứng dụng mô hình tính toán ở trong n‡ớc

3.2.1 Tình hình nghiên cứu sóng ở Việt Nam

Trong thời kỳ tr‡ớc 1975, khi n‡ớc ta đang có chiến tranh, đội ngũ cán bộ

điều tra nghiên cứu biển của chúng ta còn quá ít, trang thiết bị đo đạc các yếu tố sóng hầu nh‡ không có ở một số trạm Khí t‡ợng thủy văn (KTTV) ven bờ nh‡Hòn Dấu, Hòn Ng‡ có tiến hnh các quan trắc sóng bằng máy ngắm sóng quang học Ivannov, còn việc điều tra đo đạc các yếu tố sóng vùng n‡ớc sâu hầu nh‡ bị

bỏ trống Một số các công trình nghiên cứu do các tác giả n‡ớc ngoi v trong n‡ớc về chế độ sóng đều ở dạng các tính toán thủ công theo ph‡ơng pháp thống

sóng vùng khơi biển Đông theo ph‡ơng pháp Abuziarov Năm 1989 đã tiến hnhxây dựng ph‡ơng pháp dự báo số trị tr‡ờng sóng vùng Biển Đông bằng ph‡ơngpháp giải ph‡ơng trình cân bằng năntg l‡ợng (CBNL) sóng dạng phổ trong đó đã

sử dụng ph‡ơng trình CBNL sóng với các thnh phần phổ sóng tách biệt để tính toán v dự báo sóng trong bão Tính sóng trong bão v gió mùa đã đ‡ợc đề cập

đến trong nhiều ch‡ơng trình nghiên cứu biển nh‡ ch‡ơng trình 48B, ch‡ơngtrình biển KT03, ch‡ơng trình khoa học công nghệ biển KHCN06 Tính sóng vùng ven bờ cũng đ‡ợc chú ý phát triển cùng với các yêu cầu về thiết kế các công trình ven biển, bảo vệ bờ biển chống sạt lở, xói lở bờ, bảo vệ các công trình tuyến kênh hng hải ra vo cảng chống sa bồi v quản lý khai thác vùng bờ biển n‡ớc

ta Về các ph‡ơng tiện máy v thiết bị đo đạc tr‡ờng sóng cũng đ‡ợc phát triển rất mạnh trong thời gian từ năm 1975 tới nay Tr‡ớc năm 1980 đã sử dựng các loại máy tự ghi sóng ven bờ - sóng ký dây v máy tự ghi sóng vùng n‡ớc sâu - GM16 của Liên Xô Từ 1980 tới nay, nhờ các dự án do n‡ớc ngoi ti trợ, các nguồn kinh phí của các ch‡ơng trình điều tra nghiên cứu biển v kinh phí đầu t‡ chiều sâu tại một số các cơ quan nghiên cứu biển n‡ớc ta đã đ‡ợc trang bị các loại máy tự ghi sóng của Anh, phao đo sóng của H Lan, Na Uy, máy tự ghi sóng của Mỹ, Nhật vv Tuy nhiên đại đa số các số liệu đo đạc đ‡ợc l các số liệu khảo sát trong thời gian ngắn không hon ton đặc tr‡ng cho đặc điểm khốc liệt về tr‡ờng sóng ở vùng biển n‡ớc ta, đó l tr‡ờng sóng trong bão v gió mùa, trừ cố gắng của Tổng cục KTTV bố trí các trạm phao cố định đo sóng định kỳ dọc bờ biển n‡ớc ta trong khuôn khổ dự án trạm phao theo dõi trên biển do Na Uy titrợ Đây có lẽ l một vấn đề tồn tại trong nghiên cứu sóng hiện nay cần đ‡ợckhắc phục

Trong những năm gần đây, nhờ sự phát triển mạnh của các ph‡ơng tiện đo

đạc, đặc biệt l các máy v phao tự ghi sóng cùng các yếu tố khí t‡ợng cho phép tiến hnh đo đạc th‡ờng xuyên ngay cả trong các điều kiện gió mùa v bão

Đồng thời các ph‡ơng tiện đo đạc từ xa, chụp ảnh v viễn thám đ‡ợc áp dụng trong đo đạc tr‡ờng sóng trên biển đã bổ sung một nguồn số liệu về tr‡ờng sóng quan trọng trong nghiên cứu sóng Song song với việc phát triển các ph‡ơng tiện

đo đạc l phát triển các công cụ ph‡ơng tiện tính toán hiện đại Tình hình nghiên cứu sóng trên thế giới đã đ‡ợc phát triển rất mạnh v tiến tới đáp ứng

đ‡ợc phần lớn các yêu cầu cung cấp số liệu sóng đủ tin cậy phục vụ cho các mục tiêu khác nhau Nếu nh‡ vo thời kỳ tr‡ớc những năm 70 các ph‡ơng pháp tính sóng đều dựa trên các toán đồ xây dựng trên cơ sở các t‡ơng quan thực nghiệm giữa các tham số sóng v yếu tố tạo sóng v các tính toán đ‡ợc tiến hnh cho các

điểm rời rạc thì hiện nay các tính toán, dự báo sóng nghiệp vụ hng ngy đã đạt

đ‡ợc trình độ mô phỏng đ‡ợc từng thnh phần phổ sóng v tính cho ton vùng biển với b‡ớc l‡ới đủ chi tiết phục vụ các mục tiêu khác nhau Ngay trong bản thân các loại mô hình tính sóng dựa trên ph‡ơng trình cân bằng năng l‡ợng(CBNL) sóng dạng phổ cũng luôn đ‡ợc nâng cao, cập nhật với các đo đạc mới nhất Vo những năm 1970 - 1980 các mô hình tính sóng theo ph‡ơng trình CBNL sóng dạng phổ chủ yếu thuộc thế hệ I l loại ph‡ơng trình dựa trên giả

định các thnh phần phổ sóng hon ton độc lập với nhau trong khi lan truyền Các mô hình tính sóng theo giả định ny gọi l các mô hình phổ sóng truyền độc lập (DP: Decoupled Propagation) Thí dụ về mô hình dự báo sóng điển hình thuộc loại ny l mô hình MRI của Cục Khí t‡ợng Nhật JMA Từ các năm 1980 xuất hiện mô hình tính sóng thế hệ II, có tính đến sự t‡ơng tác giữa các sóng trong khi lan truyền Thuộc loại mô hình thế hệ II ny có mô hình cặp ghép (CH: Coupled Hybrid) v mô hình cặp tách biệt (CD: Coupled Discret) Mô hình CH lloại mô hình tính sóng lừng v sóng gió riêng biệt trong đó sóng lừng đ‡ợc tính theo nguyên lý truyền độc lập DP Mô hình cặp tách biệt l mô hình tính đến sự phân bố lại năng l‡ợng sóng đồng thời cho tất cả các thnh phần phổ sóng bao gồm cả sóng gió v sóng lừng d‡ới tác động của gió Một thí dụ về loại mô hình thế hệ II l mô hình MRI-II (JMA) v mô hình GONO của cơ quan khí t‡ợng Malaixia Hiện nay trên thế giới đang sử dụng loại mô hình tính sóng thế hệ sau ny cho phép tính đ‡ợc năng l‡ợng phổ bằng cách tích phân trực tiếp ph‡ơngtrình CBNL sóng không phụ thuộc vo điều kiện các dạng cho tr‡ớc của phổ cả ở vùng n‡ớc sâu v ven bờ (mô hình WAM , SWAN, ) Các loại mô hình tính sóng thế hệ mới mô phỏng khá tốt tr‡ờng sóng trong bão, gió mùa Các mô hình tính sóng đ‡ợc sử dụng trong nghiệp vụ dự báo sóng hng ngy đồng thời cũng

đ‡ợc sử dụng để khôi phục tr‡ờng sóng theo các số liệu tr‡ờng gió khôi phục vlập thnh các bộ số liệu cho phép tính toán chế độ sóng vùng khơi v ven bờ Hiện nay ở các n‡ớc phát triển trong đó có Mỹ các số liệu sóng nh‡ trên ở dạng các tham số sóng gồm độ cao, chu kỳ, h‡ớng sóng, cho hệ sóng gió v sóng lừng ứng với từng quan trắc (Obs) v theo thời gian yêu cầu (10-20 năm) đ‡ợc cung cấp cho tất cả các điểm vùng n‡ớc sâu dọc theo bờ biển theo hai nguồn số liệu:

Số liệu khôi phục của hệ thống t‡ liệu ven bờ (CEDRS),

Số liệu khôi phục của hệ thống phân tích trạng thái mặt biển (SEAS)

Tr‡ớc những năm 70 các tính toán sóng ven bờ th‡ờng đ‡ợc thực hiện theo ph‡ơng pháp thủ công dựa vo các toán đồ khúc xạ, hệ số biến dạng vv G.M Griswold l một trong những ng‡ời đầu tiên sử dụng máy tính để lập các bản đồ tia sóng khúc xạ thông qua việc giải ph‡ơng trình vi phân tia sóng Hiện nay phần lớn các tính toán lan truyền sóng từ vùng n‡ớc sâu vo khu vực ven bờ đều dựa trên việc giải số trị ph‡ơng trình lan truyền sóng trên vùng biển ven bờ có

độ dốc thoải của Berkhof (1972) có tính đến hiệu ứng nhiễu xạ giữa bản thân các sóng tại vùng ven bờ Mô hình lan truyền sóng vùng ven bờ RCPWAVE dựa theo ph‡ơng trình trên của Trung Tâm Công nghệ Ven bờ thuộc Hải quân Mỹ (CERC) l một mô hình đ‡ợc sử dụng rộng rãi để mô phỏng tr‡ờng sóng ven bờ trong các tính toán phục vụ xây dựng các công trình ven biển v bảo vệ bờ biển Mô hình SWAN của viện Thủy lực H Lan đ‡ợc sử dụng để tính toán sóng vùng khơi v lan truyền các thnh phần phổ sóng vo vùng ven bờ

3.2.2 Các đặc tr€ng chế độ sóng Biển Đông vˆ ven bờ Việt Nam

Những kết quả trình by trong mục ny chủ yếu dựa vo bi viết của Nguyễn Mạnh Hùng trong chuyên khảo Biển Đông, quyển II (2004)

a Troờng sóng Biển Đông

Để có đ‡ợc tr‡ờng sóng trên Biển Đông theo các tháng v trung bình năm

đã tiến hnh đồng thời thu thập số liệu sóng từ bản đồ quan trắc tu biển (Obship) do các tầu biển phát báo trong thời gian 20 năm v tính toán theo ph‡ơng pháp phổ tham số dựa trên các số liệu tr‡ờng gió tính toán theo các hình thế sinop nhận đ‡ợc từ ph‡ơng pháp nhận dạng trong thời gian 10 năm Kết quả phân tích nguồn số liệu đầu cho thấy các số liệu sóng thu thập theo Obship rất tản mạn v đặc biệt trong các điều kiện thời tiết xấu v trong bão hầu nh‡không có số liệu Ngoi ra ở hai khu vực vịnh Bắc Bộ v vịnh Thái Lan có rất ít

số liệu Với đặc điểm số liệu hạn chế nh‡ vậy, tr‡ờng sóng trên vùng khơi Biển

Đông chủ yếu đ‡ợc mô tả dựa trên kết quả mô hình sóng

b Troờng sóng vùng ven bờ biển Việt Nam

Để đ‡a ra các số liệu về chế độ sóng vùng ven bờ đã sử dụng các số liệu độ cao sóng thực đo tại các trạm ven bờ dọc bờ biển n‡ớc ta gồm 12 trạm

Bảng 3.6: Độ cao sóng trung bình H [m], chu kỳ sóng trung bìnhW [s] v tốc độ gió V [m/s] tại các

trạm hải văn ven bờ

Bảng 3.6 đ‡a ra các kết quả thống kê độ cao, chu kỳ sóng v tốc độ gió trung bình theo 4 thời kỳ trong năm v trung bình năm cho các trạm hải văn ven bờ biển v hải đảo n‡ớc ta Cần thiết nhấn mạnh rằng do đặc điểm tr‡ờng sóng vùng ven bờ thay đổi rất mạnh theo địa hình đáy biển v đ‡ờng bờ nên các

số liệu trên hon ton mang tính địa ph‡ơng tại vị trí đặt phao ngắm sóng tại các trạm hải văn

c Troờng sóng cực đại trong bão vùng biển ven bờ Việt nam

Tr‡ờng sóng cực đại cũng có thể thống kê từ các số liệu quan trắc sóng Obship ở vùng khơi v quan trắc sóng tại các trạm ven bờ, tuy nhiên nh‡ đã nêu tại phần phân tích các số liệu Obship, các số liệu sóng cực đại theo Obship không thể đặc tr‡ng cho tr‡ờng sóng trong bão vùng ngoi khơi biển Đông vì khi có bão

đại đa số các tầu thuyền đều không hoạt động trên biển Tuy nhiên các số liệu sóng cực đại đo đ‡ợc tại các trạm ven bờ có thể đặc tr‡ng cho sóng bão vùng ven

bờ n‡ớc ta vì tại các trạm ny đo đạc đ‡ợc tiến hnh định kỳ theo các obs kể cả thời gian có bão Bảng 3.7 đ‡a ra các kết quả đo đạc sóng cực đại tại các trạm hải văn dọc ven bờ n‡ớc ta

Bảng 3.7 Độ cao sóng hữu hiệu cực đại v  chu kỳ sóng t‡ơng ứng theo số liệu thống kê nhiều năm tại

d Phân vùng troờng sóng vùng ven biển Việt nam

Trên cơ sở các đặc điểm chung về độ cao chu kỳ v h‡ớng sóng đã phân thnh 5 vùng dọc theo dải ven bờ biển n‡ớc ta đó l các vùng sau đây (bảng 3.8): Vùng 1 từ khu vực ven bờ Móng Cái - Quảng Ninh đến khu vực ven bờ Cửa Vạn vịnh Diễn Châu Với hai vùng phụ:

Vùng phụ 1.1 từ Móng Cái đến Cửa Hới Thanh Hóa

Vùng phụ 1.2 từ Cửa Hới đến Cửa Vạn

Vùng 2 từ Cửa Vạn - Thanh Hóa đến vịnh Dung Quất - Quảng Ngãi Tại vùng ny cũng đ‡a ra hai vùng phụ:

Vùng phụ 2.1 từ Cửa Vạn đến Cửa Tùng - Quảng Trị

Vùng phụ 2.2 từ cửa Tùng - Quảng Trị đến Dung Quất - Quảng Ngãi

Vùng 3 từ Vịnh Dung Quất - Quảng Ngãi đến vịnh Phan Rang - Ninh Thuận

Vùng 4 từ Vịnh Phan Rang - Ninh Thuận đến đông mũi C Mâu với hai vùng phụ:

Vùng phụ 4.1 từ vịnh Phan Rang đến Cửa Định An

Vùng phụ 4.2 từ Nam Cửa Định An đến đông mũi C Mâu

Vùng 5 l vùng ven bờ vịnh Thái Lan có hai vùng phụ:

Vùng phụ 5.1 gồm khu vực từ H Tiên đến Rạch Giá

Vùng phụ 5.2 gồm khu vực ven bờ phía tây Phú Quốc ( trạm số 2) v khu vực từ rạch Cá Ngát đến Vũng C Mâu

e Các đặc điểm sóng tại các vùng

Vùng 1: Đặc điểm đ‡ờng bờ của vùng 1 l có h‡ớng chính đông bắc-tây nam Tr‡ờng sóng trong gió mùa đông bắc ở đây thịnh hnh v chiếm tần suất rất lớn nh‡ng không mạnh do ảnh h‡ởng che chắn của bờ biển phía bắc (ven bờ Trung Quốc) Sóng cực đại năm theo h‡ớng đông bắc đạt khoảng 2,5-3m trong khi đó sóng theo h‡ớng nam, đông nam khoảng 3-3.5m Sóng trong gió mùa

đông bắc chiếm 45%, trong gió mùa tây nam (với h‡ớng thịnh hnh l h‡ớngnam, đông nam) chiếm 29% còn lại 26% tổng số tr‡ờng hợp l lặng sóng Các h‡ớng sóng nguy hiểm l các h‡ớng NE, ENE, SE v SSE Tr‡ờng sóng trung bình thịnh hnh trong các hình thế gió mùa ứng với độ cao 1-1.5m v chu kỳ sóng 5-7s Tr‡ờng sóng bão tại vùng 1 không lớn do bão th‡ờng bị yếu khi đi qua khu vực đảo Hải Nam v bị đ sóng hạn chế Sóng có chu kỳ lặp 20 năm 1 lần khoảng 5,5 đến 6.5m với chu kỳ trung bình l 10s Sóng trong bão tại vùng nyth‡ờng hay gặp vo tháng VII, tháng VIII

Có sự khác biệt rõ rng về đặc điểm tr‡ờng sóng tại hai vùng phụ 1.1 v1.2 Tại vùng phụ 1.1 tr‡ờng sóng h‡ớng đông bắc yếu hơn nhiều so với vùng phụ 1.2 Trong khi đó tại vùng 1.1 sóng h‡ớng nam lại rất mạnh th‡ờng đạt tới 3-3.5m Tại vùng phụ 1.2 do đặc điểm h‡ớng đ‡ờng bờ quay gần theo bắc - nam nên sóng h‡ớng đông bắc tăng đáng kể (đạt tới 3.5-4m) trong khi đó sóng thịnh hnh vo mùa hè lại giảm v có h‡ớng SE thay cho h‡ớng S nh‡ ở vùng 1.1 Vùng 2: Bắt đầu từ khu vực đảo vịnh Diễn Châu v kết thúc tại vịnh Dung Quất với định h‡ớng cơ bản cửa đ‡ờng bờ theo h‡ớng tây bắc đông nam lh‡ớng vuông góc với h‡ớng năng l‡ợng chính trên ton dải ven bờ do gió h‡ớng

đông bắc Độ cao sóng cực đại năm trung bình trong gió mùa đông bắc tại vùng 2 l 5-5.5m v trong gió mùa tây nam l 3.5-4m Các h‡ớng sóng nguy hiểm chính l N, NE,E trong mùa đông v SE trong mùa hè Tần suất các h‡ớng sóng nêu trên trong gió mùa đông bắc l 47%, trong gió mùa tây nam l 20% v lặng sóng l 33% trong đó một phần thời gian trong gió mùa tây nam cũng tạo ra lặng sóng vì mùa ny gió th‡ờng thổi từ bờ ra Phân bố hai chiều giữa độ cao v chu

kỳ sóng trong các hình thế gió mùa nằm trong khoảng 1.5-2m ứng với chu kỳ sóng 5-7s Vùng ny cũng l vùng chịu ảnh h‡ởng mạnh nhất của sóng bão với tần suất trung bình chế độ khoảng 1 cơn bão trong 1 năm v thời gian th‡ờnghay xảy ra nhất l vo tháng 9 cho khu vực vùng phụ 2.1 v tháng 10 cho khu vực vùng phụ 2.2 Sóng cực đại với chu kỳ lặp 20 năm 1 lần l 6.5m -7.5m với chu kỳ 11s - 13s

Khác biệt lớn nhất giữa hai vùng phụ 2.1 v 2.2 của vùng ny l sự thay

đổi tần suất của các h‡ớng gió thịnh hnh trong mùa gió đông bắc Nếu nh‡ ở vùng phụ 2.1 h‡ớng gió thịnh hnh trong mùa gió đông bắc l h‡ớng NNE, NE thì xuống đến vùng phụ 2.2 h‡ớng gió thịnh hnh chuyển dần thnh h‡ớng N, NNE v thậm chí tần suất của sóng h‡ớng NNW cũng trở nên đáng kể Độ cao

sóng cực đại trong gió mùa đông bắc v gió mùa tây nam đều tăng khi chuyển từ vùng phụ 2.1 sang 2.2 Nếu chi tiết hơn có thể phân vùng phụ 2.2 thnh 2 vùng nhỏ trong đó l‡u ý đến vùng từ bán đảo Sơn tr xuống phía nam với độ cao sóng trong gió mùa đông bắc tăng đáng kể vì đã thoát khỏi vùng ảnh h‡ởng của đảo Hải Nam

Vùng 3: Có định h‡ớng đ‡ờng bờ theo h‡ớng bắc nam, nhìn thẳng ra Biển

Đông không bị giới hạn đ‡ờng bờ theo các h‡ớng NE, E, SE v địa hình đáy khá dốc Đây l vùng có động lực sóng khốc liệt nhất so với các vùng ven bờ khác Sóng cực đại năm trong mùa gió đông bắc l khoảng 6-7m v trong mùa gió tây nam l 5-6m Các h‡ớng sóng nguy hiểm trong vùng ny l h‡ớng N, NE v S,

SE Tần suất t‡ơng ứng sóng trong gió mùa đông bắc l 40%, gió mùa tây nam l 23% còn lại tần suất lặng sóng chiểm 37% tổng số tr‡ờng hợp Tần suất hai chiều giữa độ cao v chu kỳ sóng trung bình của vùng ny khoảng 2-3m với chu

kỳ 5-7s Tần suất bão tại vùng ny khoảng 0,5 cơn bão trong một năm, tuy không nhiều bằng vùng số 2 nh‡ng độ cao sóng trong bão lớn hơn nhiều do không bị ảnh h‡ởng của khu vực vịnh Bắc Bộ (với độ sâu 50-60m của vịnh Bắc

Bộ, sóng bão có chu kỳ lớn hơn 10s đã bị tác động của các hiệu ứng biển nông nh‡ hiệu ứng biến dạng, khúc xạ) Sóng trong bão th‡ờng xuất hiện vo tháng X v tháng XI Độ cao sóng hữu hiệu v chu kỳ sóng với chu kỳ lặp 20 năm một lần khoảng 8 - 9m v chu kỳ 12-14s

Vùng 4: H‡ớng đ‡ờng bờ của vùng ny gần nh‡ t‡ơng tự nh‡ đối với vùng

1 đó l theo h‡ớng đông bắc-tây nam do vậy động lực sóng trong các hình thế gió mùa giảm đáng kể so với vùng số 3 nh‡ng so với vùng số 1 thì vẫn lớn hơn vì vùng ny l vùng ven bờ biển khơi không bị giới hạn đ sóng Độ cao sóng trung bình trong mùa gió đông bắc l 4-4.5m v trong mùa gió tây nam l 3.5-4m Các h‡ớng sóng nguy hiểm l h‡ớng NNE, ESE vo mùa đông v SE, SSW vo mùa

hè Sóng trong gió mùa đông bắc chiếm 42%, tây nam chiếm 15% v 43% số tr‡ờng hợp l lặng sóng Tần suất hai chiều giữa độ cao v chu kỳ sóng trung bình của vùng ny khoảng 1.5-2m với chu kỳ 5-7s Tần suất sóng bão trung bình tại vùng 4 rất nhỏ, trong năm năm mới có một đợt sóng bão v th‡ờng hay xảy

ra vo tháng XI, tháng XII

Bảng 3.8: Bảng tổng kết phân vùng tr‡ờng sóng biển dải ven bờ việt nam

Vùng

Địa

danh,

Độ cao sóng hữu hiệu cực

đại năm [m]

Tần suất xuất hiện [P%], H†ớng sóng nguy hiểm

Phân bố hai chiều

Sóng bão 1/20 năm Vùng phụ vμ các đặc điểm h†ớng

đ†ờng

bờ

Gió mùa NE

Gió mùa

SW

Gió mùa NE

Gió mùa SW

Lặng sóng

H [m]

T [s]

Hsig [m]

3.0- 3.5

45 NE,EN E

29 S,SE

26 1.0-1.5 5-7

5.5-6.5 10

Hai vùng phụ 1.1 vμ 1.2 1.1: Móng Cái - cửa Thới Sóng h†ớng nam mạnh với h†ớng thịnh hμnh lμ h†ớng S 1.2: Cửa Thới - cửa Vạn Sóng h†ớng đông bắc tăng đáng kể trong khi sóng h†ớng nam

giảm vμ chuyển dần sang h†ớng SE

3.5- 4.0

47 N,NE, E

20 SE

33 1.5-2.0

5 - 7

6.5-7.5 11- 13

Hai vùng phụ 2.1 vμ 2.2 2.1: Cửa Vạn - cửa Tùng H†ớng sóng thịnh hμnh lμ NNE, NE

2.2: Cửa Tùng - Dung Quất H†ớng sóng thịnh hμnh chuyển sang N, NNE, NW, độ cao sóng tăng đáng kể

5.0- 6.0

Vùng có động lực sóng mạnh nhất trên toμn dải ven bờ VN

3.5- 4.0

42 NNE,SE

15 SE,SSW

43 1.5-2.0

5 - 7

5.5-6.0 11

Hai vùng phụ 4.1 vμ 4.2 4.1: Từ Phan Rang đến Định

An Độ cao sóng giảm dần từ bắc xuống nam H†ớng sóng thịnh hμnh lμ h†ớng NNE, NE 4.2: Từ Định An đến Cμ Mâu

Độ cao sóng tăng đáng kể từ bắc xuống nam, h†ớng thịnh hμnh chuyển sang h†ớng E,

2.5-39

SW 19 NW

42 0.5-0.75

3 - 5

4.0-4.5 10

đặc biệt lμ h†ớng sóng NW

Độ cao sóng hữu hiệu v chu kỳ sóng với chu kỳ lặp 20 năm 1 lần l khoảng 5.5-6m v chu kỳ l 11s Sự khác biệt giữa hai vùng phụ 4.1 v 4.2 l ở xu thế biến đổi của độ cao sóng ở vùng phụ 4.1 độ cao sóng giảm dần từ phía bắc xuống phía nam do ảnh h‡ởng của khu vực ven bờ các cửa sông Cửu Long, nh‡ng tại khu vực vùng phụ 4.2, từ Gnh Ho đến đông Mũi C Mau, độ cao sóng tăng đáng kể H‡ớng sóng thịnh hnh tại vùng phụ 4.2 cũng chuyển thnhENE, ESE thay vì cho h‡ớng NNE, NE nh‡ tại vùng phụ 4.1

Vùng 5: Đặc điểm tr‡ờng sóng của vùng ven bờ vịnh Thái Lan khác hẳn so với các vùng ven bờ Biển Đông v vịnh Bắc Bộ ở hai điểm sau:

Tại vùng ny không chịu ảnh h‡ởng của tr‡ờng sóng trong gió mùa đông bắc Gió mùa tây nam v bão l hai nguồn động lực sóng cơ bản tác động đến vùng ven bờ vịnh Thái Lan

Độ cao sóng hữu hiệu cực đại khoảng 2.5-3m với hai h‡ớng sóng nguy hiểm l h‡ớng SW v NW Hai tháng có sóng mạnh nhất l tháng VII v tháng VIII Tần suất các sóng trong khoảng h‡ớng S-W chiếm 39% v theo các h‡ớng WNW-

N chiếm 19% còn lại 42% tổng số tr‡ờng hợp l lặng sóng Phân bố hai chiều