Tài liệu Bài giảng cơ sở kỹ thuật bờ biển.

HẢI DƯƠNG HỌC (5) 1. Hải dương học là gì? Đối tượng nghiên cứu 9 9 9 9 Sinh học biển Hóa học biển Địa chất biển Vật lý biển 2. Hệ thống gió 9 Toàn cầu 9 Khu vực biển Việt Nam 3. Dòng chảy do gió – Hải lưu 4. Dòng mật độ 1. HẢI DƯƠNG HỌC LÀ GÌ? ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU a. Định nghĩa: Là môn KH nghiên cứu về biển. Mọi thứ có liên quan đến biển đều được đề cập đến b. Đối tượng nghiên cứu: Nhiều, nhưng tập hợp lại gồm các nhóm sau: b.1 SINH HỌC BIỂN 9 Đời sống các sinh vật trong lòng biển (Trong khối nước biển và lớp vật chất đáy biển). 9 Sự hiện diện của 1 quần thể hay 1 cá thể là tổng hòa của các nhân tố trên một khu vực xác định. 9 9 9 Ví dụ cây ngập mặn về lý thuyết có thể sống trên toàn dải bờ biển VN. Tuy nhiên nó chỉ tồn tại và phát triển ở vùng Châu thổ sông Hồng, Sông Cửu Long? Giải thích Tại sao san hô lại ít phát triển trên các vùng biển lạnh? Tại sao lại có thể phát hiện ra các bãi cá lớn? v.v… 9 Nghiên cứu sự phát triển của biển và đại dương qua các trầm tích do xác sinh vật để lại – Môn Cổ sinh học 9 9 Tại sao biết Hà Nội trước kia là biển (Cổ tích Sơn Tinh – Thủy Tinh) Xác các sinh vật biển còn để lại trong các lớp đất đá b.2 HÓA HỌC BIỂN 9Thành phần hóa học của nước biển DVô cơ (Fe, Cu, Pb, Mn, SO4, Cl…) DHữu cơ (BOD, COD, CO …) 9Các đặc trưng biểu thị tính chất hóa học của nước biển D Mùi, màu, vị DNhiệt độ, áp suất DNồng độ ρ(kg/m3), độ mặn (‰) 9Sự biến đổi tính chất hóa học của nước biển DPhụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất và độ mặn thông qua mối quan hệ σt = ρt – 1000 Trong đó: ρt là nồng độ tại nhiệt độ t và áp suất p; σt được tra bằng bảng và việc tính nồng độ nước biển như sau: Ví dụ: Tính nồng độ nước biển khi độ mặn bằng 32 ‰ ở nhiệt độ 240c Tra bảng ta có σ = 21.51 D ρ24 = 1021.51 (kg/m3) DĐể đơn giản có thể tính gần đúng σt = 0.75 S với S là độ mặn tính bằng (‰) Thay các số liệu trên vào ta có: σt = 0.75 x 32 = 24 b.3 ĐỊA CHẤT BIỂN (đã được nghiên cứu trong chương II) b.4 VẬT LÝ BIỂN 9Các yếu tố vật lý biển bao gồm: Sóng, gió, mực nước, dòng chảy 9Sóng sẽ nghiên cứu kỹ trong chương 6 9Gió sẽ được trình bày kỹ trong môn học “Marine Climate”. Trong chương này chỉ trình bày những điểm chung. 9Mực nước, Dòng chảy: Cũng tương tự gió chỉ trình bày những kiến thức cơ bản Hệ thống gió 1. Toàn cầu 9 9 Hệ thống hoàn lưu vĩ độ thấp Phân bố trường gió & Khí áp toàn cầu 2. Khu vực biển Việt Nam a) Gió mùa một đặc tính trội tác động đến bờ biển Việt Nam 9 Mùa hè với các hệ thống: DGió mùa Tây Nam từ Bengan DThấp nóng phía Tây DCác nhiễu động thời tiết khác như bão, áp thấp v.v… 9 Mùa đông DGió mùa Đông bắc 9 Kết quả là: D Hướng sóng 2 mùa ngược hẳn nhau D Dòng ven bờ cũng ngược nhau b) Bão ảnh hưởng tới VN 9Bão hình thành trên biển Thái Bình dương các tháng trong năm, nhưng trực tiếp đổ bộ vào bờ biển Việt nam từ tháng 5 đến tháng 12 9Bão chậm dần từ bắc vào nam 9Vùng ảnh hưởng nhiều nhất và lớn nhất là bắc bộ đến Nam Trung bộ. Nam bộ hầu như không có bão. Hậu quả của bão DNước dâng DNước tràn DPhá hủy CS hạ tầng+Người c) Các hệ thống gió địa phương 9Gió biển và gió đất 9Gió núi và thung lũng 9Dông nhiệt DẢnh hưởng cục bộ Dòng chảy do gió – Hải lưu 9Dòng biển còn gọi là hải lưu do các hệ thống gió toàn cầu quyết định và hình thành các vòng khép kín. 9Có dòng hải lưu sẽ giúp trao đổi nhiệt nhanh hơn giữa các vĩ độ làm giảm đi tính cực hạn phân bố nhiệt độ trên mặt đại dương. Sự khác nhau về cao trình mực nước biển trung bình tại các vĩ độ a) Đặc điểm dòng hải lưu • • Rất rộng và rất sâu Tốc độ chảy hầu như không đổi và không lớn <1m/s b) Các lực tác dụng lên chất điểm nước chuyển động • • Lực Gradient khí áp dp/ρdn Lực Coriolit A = 2 ω V sin ϕ c) Hướng chuyển động tổng hợp được giải thích như hình dưới Khi G = A thì chảy ổn định P G G v G v A A P+1 Dòng mật độ 9Khi các vùng nước có mật độ khác nhau khi xâm nhập vào nhau sinh ra dòng chảy gọi là dòng mật độ. 9Nước mặn ρs > ρf quá trình chuyển động vào trong cảng sẽ diễn ra như hình vẽ ρf V=0 ρs V≠0 a b c Thủy triều (5 tiết) Chương này trình bày các nội dung: 1. Khái niệm chung 2. Các lực sinh thủy triều 3. Phân loại thủy triều và các dạng triều 4. Nước dâng do gió 5. Sóng thần 6. Thủy triều dọc bờ biển Việt Nam 1. Khái niệm chung Nước thấp (Low Tide) Nước cao (High tide) Số liệu quan trắc thủy triều 2. Các lực sinh thủy triều Chuyển động quay của trái đất và mặt trăng trong hệ mặt trời Theo Newton thủy triều chịu lực hấp dẫn tổng hợp của Mặt trời – trái đất – mặt trăng. - Trái đất chuyển động quanh mặt trời 365 ngày - Mặt trăng chuyển động quanh trái đất 27.3 ngày - Trái đất tự quay xung quanh trục là 24 hours. Sự kết hợp trọng tâm của trái đất và mặt trăng c Lực hấp dẫn hệ thống Trái đất – mặt trăng b d e a f -Tại các điểm a, e: Hợp lực hướng ra ngoài Dmực nước cao hơn so với bình thường -Tại các điểm c,g hợp lực hướng vào trong D mực nước thấp hơn so với bình thường -Mỗi ngày mặt trăng di chuyển góc = 3600/27.3=130 Dthời gian nước cường, nước kém cũng dịch chuyển khoảng 50 phút mỗi ngày Mặt trăng g Trái đất 2 lần nước cường trong 1 ngày Tính không đối xứng trong ngày do trục nghiêng của trái đất DLực hút tại các vị trí đặc trưng cũng thay đổi DMực nước đỉnh triều (chân triều) cũng không bằng nhau 3. Phân loại thủy triều và các dạng triều Phân loại theo công thức sau: γ = (hK1+hO1)/ (hM1+hS1); γ < 0.25: Bán nhật triều γ > 1.00: Nhật triều 0.25 < γ < 1.00: triều hỗn hợp M1 Triều chính mặt trăng S1 Triều chính mặt trời K1 Triều do độ nghiêng mặt trăng trên quĩ đạo mặt trời O1 Triều do độ nghiêng của mặt trăng Các dạng thủy triều hình thành trên thế giới