Mực nước biển ven bờ việt nam

  • Số trang: 27 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 244 |
  • Lượt tải: 1
nhattuvisu

Đã đăng 26946 tài liệu

Mô tả:

1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án Biển có vị trí hết sức quan trọng trong sự nghiệp phát triển kinh tế, bảo đảm an ninh quốc phòng của Việt Nam. Vùng biển và ven biển có nhiều nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú và đa dạng rất thuận lợi để đầu tư phát triển kinh tế. Tuy nhiên, biển luôn tiềm ẩn những nguy cơ gây nên những thảm họa thiên tai nguy hiểm như: bão, nước dâng do bão, sóng lớn, mực nước biển dâng dị thường... Trong chế độ động lực tại vùng ven bờ biển, mực nước là một yếu tố đóng vai trò cực kỳ quan trọng ảnh hưởng một cách trực tiếp tới nhiều hoạt động kinh tế kỹ thuật của con người. Việc nghiên cứu đặc điểm biến thiên mực nước biển ven bờ Việt Nam là một trong những nhiệm vụ cấp thiết cần phải được triển khai nghiên cứu phục vụ cho công tác quy hoạch, quản lý và phát triển kinh tế biển, đảm bảo an ninh quốc phòng. 2. Mục tiêu của đề tài nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu: Xác định đặc điểm của dao động mực nước biển ven bờ Việt Nam; tính toán mực nước cực trị tần xuất hiếm cho từng đoạn bờ và rút ra những đặc trưng thống kê quan trọng về mực nước biển dựa trên số liệu thực đo. Nhiệm vụ nghiên cứu: - Thu thập số liệu mực nước từng giờ tại các trạm khí tượng hải văn ven bờ, hải đảo và các trạm thủy văn cửa sông ven biển đặc trưng cho các vùng bờ khác nhau; 2 - Nghiên cứu, tìm hiểu phương pháp và tiến hành phân tích, tính toán các đặc trưng thống kê của mực nước biển ven bờ Việt Nam; - Phân tích phổ mực nước tại các trạm Hải văn ven bờ và hải đảo Việt Nam; - Phân tích cực trị, tính toán mực nước cực trị thiết kế; cực trị thủy triều tại các trạm thủy-hải văn ven bờ biển Việt Nam; - Nghiên cứu dao động dâng, rút của mực nước biển ven bờ biển Việt Nam. 3. Phạm vi nghiên cứu của luận án - Đối tượng nghiên cứu: Mực nước biển ven bờ Việt Nam. - Phạm vi nghiên cứu: Ven bờ biển Việt Nam; tập chung phân tích, tính toán dựa trên số liệu thực đo mực nước biển tại các trạm dọc bờ và hải đảo Việt Nam. - Phương pháp nghiên cứu: Các phương pháp phân tích, thống kê phổ dụng áp dụng trong nghiên cứu mực nước biển. 4. Điểm mới của luận án a) Cải tiến sơ đồ phân tích hằng số điều hòa thủy triều chi tiết nhằm khắc phục nhược điểm cơ bản của các sơ đồ phân tích truyền thống, đó là tính tới sự biến thiên với thời gian của các đại lượng thiên văn f và (V 0  u ) của mỗi sóng thủy triều thành phần. Điều này nâng cao độ chính xác trong phân tích điều hòa thủy triều, chương trình phân tích đã xây dựng theo sơ đồ này có tính mềm dẻo, vạn năng và độ chính xác cao. b) Áp dụng đồng thời 9 phương pháp ước lượng tham số phân bố tiệm cận của bộ chương trình phân tích cực trị EXTREM do 3 Tổ chức khí tượng thế giới khuyến cáo sử dụng để ước lượng các mực nước thiết kế tần suất hiếm một cách tin cậy trong điều kiện số liệu quan trắc hạn chế ở nước ta. Vì vậy các giá trị mực nước cực trị thiết kế mà luận án đưa ra có có độ tin cậy khá cao định hướng cho các tính toán phục vụ sản xuất. c) Lần đầu tiên đưa ra những đặc trưng thống kê cơ bản về dao động dâng, rút mực nước biển tại ven bờ Việt Nam dựa trên số liệu thực đo. Những kết quả này có thể sử dụng trong nghiên cứu các quy luật biến động mực nước phi tuần hoàn góp phần nâng cao độ chính xác trong dự báo mực nước biển và là giá trị tham khảo tốt cho những người nghiên cứu mô phỏng số nước dâng do bão và gió mùa mạnh. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Kết quả nghiên cứu của luận án là những đặc trưng thống kê quan trọng về mực nước biển ven bờ Việt Nam dựa trên số liệu thực đo. Đây sẽ là tài liệu tham khảo có giá trị trong công tác hoạch định các chính sách quản lý, phát triển kinh tế xã hội và đảm bảo an ninh quốc phòng. 6. Cấu trúc của luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận và phụ lục nội dung của luận án được trình bày trong bốn chương: Chương 1. Tổng quan về các yếu tố ảnh hưởng tới đặc điểm biến động mực nước biển và tình hình nghiên cứu Chương 2. Các phương pháp nghiên cứu mực nước biển Chương 3. Phân tích thống kê mực nước biển Chương 4. Dao động dâng rút mực nước biển 4 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI ĐẶC ĐIỂM BIẾN ĐỘNG MỰC NƯỚC BIỂN VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.1. Khái quát về điều kiện hình thái, địa hình, các yếu tố ảnh hưởng và đặc điểm dao động mực nước biển Đông 1.1.1. Hình dạng đường bờ và phân bố độ sâu biển Đông Hình dạng đường bờ biển Đông hết sức phức tạp với rất nhiều vũng, vịnh, eo biển và các đảo lớn nhỏ nằm rải rác ở cả phần trung tâm lẫn gần bờ. Đặc điểm này ảnh hưởng tới chế độ hoàn lưu nước nói chung ở các vùng biển khác nhau và chế độ dao động mực nước, thủy triều nói riêng. Địa hình đáy biển Đông khá đa dạng. Độ sâu lớn nhất là 5560m, vùng thềm lục địa với độ sâu dưới 200m chiếm hơn nửa diện tích biển. Ở các vịnh Bắc Bộ và Thái Lan độ sâu biển biến đổi từ vài mét đến dưới 100m. Tồn tại tính bất đối xứng trong phân bố độ sâu của biển giữa phía tây và phía đông; giữa phía bắc và phía nam của biển. Vùng biển phía đông và đông nam có độ dốc đáy lớn hơn so với vùng biển phía tây và tây bắc. Đặc điểm này ảnh hưởng rất lớn đến chế độ dao động thủy triều và mực nước biển Đông. 1.1.2. Chế độ gió trên biển Đông Tồn tại hai hệ thống gió khác biệt tác động tác động đến chế độ nhiệt động lực học nói chung và chế độ dao động mực nước biển nói riêng: Về mùa đông, biển chịu tác động của gió mùa đông bắc (từ khoảng tháng mười đến tháng tư năm sau). Mùa hè, thịnh hành các đợt gió hướng tây nam. Các trường gió đông bắc thường có cường độ lớn và độ ổn định hoạt động cao hơn so với các trường gió mùa tây 5 nam. 1.1.3. Thủy triều biển Đông Thủy triều ở Biển Đông được nhiều tác giả đánh giá là rất phức tạp và có nhiều nét độc đáo, đặc sắc so với những vùng biển khác của thế giới. Nơi đây có thể thấy đủ bốn loại thủy triều khác nhau: đó là bán nhật triều đều, bán nhật triều không đều, nhật triều không đều và nhật triều đều. Tính phức tạp của thủy triều ở Biển Đông thể hiện ở sự biến đổi cả về độ lớn và tính chất thủy triều trên không gian biển, sự biến đổi này đặc biệt phức tạp trong vùng gần bờ và các vịnh. Nét độc đáo nữa trong hiện tượng thủy triều ở Biển Đông biểu hiện ở sự khác nhau trong tương quan biên độ của các sóng thành phần của thủy triều ở những vùng khác nhau. 1.1.4. Các dao động dâng, rút mực nước biển Ngoài thành phần dao động thủy triều đóng vai trò lớn nhất, còn có những dao động khác cũng có biên độ đáng kể như: Dao động mực nước do ảnh hưởng của bão. Những dẫn liệu chi tiết về các đặc trưng dao động nước dâng cho thấy độ lớn nước dâng do bão tại khu vực biển ven bờ Việt Nam không nhỏ, có thể đạt tới 250cm hoặc hơn nữa. Dao động mùa do sự luân phiên trong năm của các hệ thống gió mùa thịnh hành. Các tài liệu khác nhau cho thấy biên độ dao động mùa của mực nước ở các trạm thuộc bờ Việt Nam có thể đạt tới 30-40cm. 1.2. Tình hình nghiên cứu mực nước biển 1.2.1. Dao động của mực nước biển ven bờ Việt Nam - Nhóm dao động có chu kỳ: thủy triều. 6 - Nhóm dao động không có chu kỳ: đó là dao động dâng, rút mực nước do các hoạt động của khí quyển và bức xạ mặt trời. 1.2.2. Tình hình nghiên cứu mực nước biển trong và ngoài nước Tình hình nghiên cứu mực nước biển ở nước ngoài Mực nước ven biển đóng vai trò quan trọng trong các haotj động kinh tế kỹ thuật và đời sống của con người. Vì vậy đã có rất nhiều các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu, tính toán các đặc trưng thống kê mực nước biển: - Có thể tham khảo về các phương pháp phân tích thống kê nghiên cứu mực nước biển thông qua các công trình của các tác giả người Nga tiêu biểu như Mariutin, Peresipkin, Levikov, German v.v... - Một số công trình đi sâu nghiên cứu xác định các cực trị mực nước với các tần suất hiếm và sự tổ hợp của các dao động mực nước với các điều kiện sóng phát sinh do các nhiễu động dị thường của khí quyển. Trong số tác giả này phải kể đến Kite, Lopatoukin, Boukhanovsky. - Hiện tượng dâng, rút đóng vai trò quan trọng trong dao động của mực nước biển nó được gây ra bởi nguyên nhân địa chất và khí hậu. Các nghiên cứu về vấn đề này phải kể tới là: Hays và Pitman, 1973; Boesh, 1982;... - Xu thế biến đổi khí hậu hiện nay và trong tương lai đã và đang là nguyên nhân cực kỳ quan trọng làm thay đổi mực nước biển, thể hiện trong các nghiên cứu của: Lisitzin, 1974; Barnet, 1983; Gomitz et al., 1982, 2002; Bidoff et al., 2007; Nicholls et al., 2007; … 7 Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy đã tiếp cận tốt hơn đối với các yêu cầu phát triển, đặc biệt là khả năng cung cấp các giá trị mực nước biển cực trị với chu kỳ lặp cho từng khu vực, điều này có ý nghĩa thực tiễn rất quan trọng phục vụ cho việc quy hoạch xây dựng các công trình kinh tế, an ninh quốc phòng và bảo vệ bờ biển. Tình hình nghiên cứu ở trong nước Đã có nhiều công trình, đề tài nghiên cứu về vùng ven bờ nói chung và mực nước tại vùng ven bờ nói riêng một cách có hệ thống. Các công trình này đã và đang phục vụ đắc lực cho sự nghiệp phát triển kinh tế biển, đảm bảo an ninh quốc phòng trên biển và phòng tránh giảm nhẹ thiên tai. Các công trình của các tác giả trong nước mà luận án tham khảo được liệt kê chưa đầy đủ dưới đây: Bùi Xuân Thông, Nguyễn Thế Tưởng, Nguyễn Tài Hợi, Phạm Văn Huấn, Đỗ Ngọc Quỳnh, Bùi Đình Khước, Trần Quang Tiến, Nguyễn Thuyết, Nguyễn Ngọc Thụy, Trương Văn Bốn… Các công trình nghiên cứu và phục vụ trên đây đều dựa vào các tập số liệu từ trước năm 1995. Trong giai đoạn hơn 10 năm gần đây, dao động mực nước biển ở Việt Nam có nhiều biến động do tác động của các nhiễu động dị thường trong khí quyển như ENSO… Hơn nữa Việt Nam lại nằm ở bờ tây Thái Bình Dương, nơi chịu ảnh hưởng trực tiếp của các nhiễu động khí quyển quy mô lớn. Chính vì đặc thù này, các nghiên cứu về dao động mực nước biển ven bờ, hải đảo Việt Nam cần phải được đặt ra để xác định rõ hơn xu thế dao động mực nước, đặc biệt là các cực trị của chúng. 8 Chương 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MỰC NƯỚC BIỂN 2.1. Cơ sở phương pháp nghiên cứu Những phương pháp được áp dụng trong luận án là những phương pháp phổ dụng trong nghiên cứu mực nước biển. Cơ sở lý thuyết được trình bày kỹ trong luận án. Trong bản tóm tắt này chi giới thiệu tên các phương pháp: 2.1.1. Công thức tính các mực nước trung bình 2.1.2. Phương pháp phân tích điều hòa thủy triều 2.1.3. Phương pháp tính dộ cao thủy triều cực trị 2.1.4. Phương pháp phân tích cực trị đối với mực nước quan trắc 2.1.5. Phương pháp phân tích xu thế 2.1.6. Phương pháp phân tích phổ 2.2. Xây dựng bộ chương trình quản lý và phân tích dữ liệu mực nước Trên cơ sở những phương pháp nêu trên, tác giả đã xây dựng một bộ chương trình máy tính với nhiều thử tục làm công cụ để quản lý dữ liệu mực nước và thực hiện tất cả các phép phân tích trong luận án. Các chương trình cho phép thực hiện tự động việc quản lý, hệ thống hóa số liệu mực nước, hiển thị các dữ liệu hằng số điều hòa thủy triều, dự tính thủy triều, thực hiện các tính toán thống kê đối với số liệu mực nước... (hình 2.1). Những nội dung nghiên cứu, phân tích trong luận án được thực hiện chủ yếu bằng bộ chương trình này. 9 Hình 2.1. Menu chính của chương trình phân tích số liệu mực nước Chương 3 PHÂN TÍCH THỐNG KÊ MỰC NƯỚC BIỂN 3.1. Cơ sở dữ liệu mực nước Để phân tích, tính toán các đặc trưng cơ bản của mực nước biển ven bờ Việt Nam luận án đã tiến hành thu thập một lượng rất lớn số liệu thực đo, cụ thể như sau: - Mực nước 47 trạm hải văn, thủy văn ven bờ và hải đảo; - Các giá trị mực nước cao nhất, thấp nhất và trung bình tháng của 25 trạm: - Trên 100 trạm mực nước do nhiều cơ quan đo đạc. Các chuỗi số liệu đã được kiểm tra chi tiết trước khi đưa vào phân tích, tính toán. Cơ sở dữ liệu mực nước biển do luận án xây dựng được là đầy đủ và tin cậy nhất cho đến thời điểm này ở Việt Nam. 3.2. Cấu trúc dao động mực nước vùng biển ven bờ Việt Nam Mục này sử dụng phương pháp phân tích phổ để khảo sát cấu 10 trúc bên trong của dao động mực nước biển ở các vùng biển khác nhau. 3.2.1. Các dao động chu kỳ triều Áp dung phương pháp phân tích phổ đối với chuỗi mực nước giờ cho thấy dọc theo bờ Việt Nam, cấu trúc dao động triều của các trạm thay đối và phức tạp dần theo hướng từ bắc vào nam và phản ánh rõ nét tính chất thủy triều tại mỗi khu vực. - Trạm Hòn Dấu tập trung tuyệt đối năng lượng dao động triều vào nhóm chu kỳ ngày (hình 3.1-a). - Tại Vũng Tàu, năng lượng thủy triều nhóm bán nhật vượt trội hẳn thủy triều nhóm toàn nhật (hình 3.1-b). Hình 3.1. Phổ mực nước giờ tại Hòn Dấu và Vũng Tầu 3.2.2. Các dao động chu kỳ synốp Kết quả phân tích phổ đối với mực nước ngày cho thấy có những chu kỳ dao động mực nước ứng với quy mô synốp. Trên tất cả các đường cong phổ nhận thấy những đinh phổ tương ứng với chu kỳ dao động synốp trong khí quyển (3-4; 7-8; 10-20; 40 ngày và hơn). Bảng 3.1. Các chu kỳ dao động quy mô synốp của mực nước biển Trạm Đinh phổ (ngày) 4; 7; 17; 21 Hòn Dấu Hòn Ngư Đà Nẵng 3-5; 7; 12; 22 3; 8; 20; 40 20; 40 Quy Nhơn 11 Trạm Đinh phổ (ngày) Nha Trang 5; 8; 12; 20 Vũng Tầu 20; 40 Bạch Hổ 20 Rạch Giá 3-8; 20 Hình 3.2. Các dao động mực nước chu kỳ synốp trên phổ mực nước ngày tại Hòn Dấu Hình 3.3. Phổ mực nước tháng tại trạm Hòn Dấu Các đinh phổ ứng với chu kỳ cỡ từ 10 đến 20 ngày luôn biểu hiện và có phương sai đáng kể ở tất cả các trạm (xem hình 3.2). 3.2.3. Các dao động chu kỳ dài Kết quả phân tích phổ mực nước tháng cho thấy tại các trạm có mặt các chu kỳ dao động khoảng 7,5 tháng (xem hình 3.3), hơn 2 năm và một số năm, chục năm. Những ước lượng phổ trên đây bước đầu cho phép ta thấy được cấu trúc phức tạp của dao động mực nước vùng biển nghiên cứu. 3.3. Các đặc trưng cơ bản của mực nước 3.3.1. Các đặc trưng nhiều năm của mực nước Mực nước biển biến động mạnh do tác động của thủy triều và điều kiện khí tượng thuỷ văn, đặc biệt là gió mùa và bão. Chúng được đặc trưng bởi các mực nước cao nhất, thấp nhất và trung bình (bảng 3.2). Bảng 3.2. TT Các đặc trưng nhiều năm của mực nước biển (cm) Tên trạm Trung Mực nước cao nhất Mực nước thấp nhất 12 bình Tuyệt đối Trung bình Tuyệt đối Trung bình 188,1 421,0 380,0 -7,0 35,0 180,8 388,0 341,0 -12,0 23,0 94,3 Sơn Trà 196,0 6,0 23,0 236,0 Quy Nhơn 154,5 294,0 261,0 25,0 41,0 Vũng Tầu -25,3 148,0 131,0 -32,0 -303,0 Rạch Giá -0,8 124,0 86,0 -74,0 62,0 Vũng Tàu, Rạch giá so với “0” Quốc gia; các trạm còn lại so với “0” hải đô 1 2 Hòn Dấu Hòn Ngư 3 4 5 6 Bảng 3.3 là tần suất tích lũy của mực nước thực đo tại một số trạm. Bảng 3.3. Các độ cao mực nước (cm) với tần suất khác nhau Trạm Hòn dấu Hòn ngư Sơn Trà Quy Nhơn Vũng Tàu Rạch giá 349,0 302,0 160,0 234,0 104 62,0 318,0 275,0 140,0 212,0 82 44,0 296,0 258,0 130,0 201,0 68 34,0 263,0 236,0 117,0 186,0 48 22,0 188,0 187,0 94,0 155,0 -6 -2,0 Vũng tàu, Rạch giá so với “0” Quốc gia; các trạm còn lại so với “0” hải đô Tần suất 1% 5% 10 % 20 % 50 % 3.3.2. Các mực nước cực trị thiết kế Luận án đã tính toán ước lượng theo 9 phương án, kết quả cuối cùng là giá trị lấy trung bình của các phương án để tránh mạo hiểm nhận được các ước lượng thiên thấp hoặc thiên cao. Kết quả tính cho các chu kỳ lặp lại: 10, 20, 50 và 100 năm tại 25 trạm có chuỗi số liệu dài trên 20 năm(bảng 2.6 trình bày kết quả của sáu trạm đại diện). Bảng 3.4. Các mực nước cực trị (cm) tại các trạm dọc bờ Việt Nam TT 1 2 3 4 5 6 Chu kỳ lặp lại (năm) 20 50 100 10 20 50 Thấp nhất Cao nhất -13 Hòn Dấu -7 -28 411 423 438 448 -22 Hòn Ngư -7 -18 -33 -43 374 387 402 Sơn Trà 13 9 3 -2 226 238 253 Quy Nhơn 21 13 2 -5 277 283 291 Vũng Tàu -35 -43 -53 -60 434 439 446 Rạch Giá -62 -64 -67 -69 110 119 130 Vũng Tàu, Rạch giá so với “0” Quốc gia; các trạm còn lại so với “0” hải đô Trạm 10 100 414 264 297 451 139 13 3.3.3. Xu thế biến đổi của mực nước biển ven bờ Việt Nam Mục này dẫn ra các kết quả ước lượng xu thế biến đổi của mực nước biển dọc bờ Việt Nam theo số liệu thực đo. Các tính toán đã được thực hiện với các loại số liệu như sau: mực nước trung bình năm, tối thấp năm và tối cao năm. Đồng thời cũng áp dụng đối với số liệu mực nước trung bình của từng tháng trong năm. Tốc độ biến đổi (mm/năm) của mực nước biển ở Hòn Dấu, Hòn Ngư và Cô Tô ước lượng theo các chuỗi giá trị mực nước khác nhau Bảng 3.5. Theo TB năm 1,8 Trạm Hòn Dấu Cô Tô -1,3 Hòn Ngư -5,6 Theo giá trị mực nước tháng 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2,2 2,4 1,7 1,8 1,8 1,0 1,4 1,4 2,0 -2,2 -1,4 -1,5 -0,6 -0,2 -1,3 -1,7 -1,5 -1,1 -1,4 -0,8 -1,6 -6,1 -6,5 -6,1 -5,2 -4,4 -5,3 -5,4 -4,5 -6,2 -6,3 -6,1 -5,3 1 1,9 2 1,8 3 2,0 Luận án đã tính xu thế biến của mực nước biển (mm/năm) đối với 22 trạm có thời gian quan trắc khoảng hơn 20 năm trở lên. Bảng 3.6 trình bày kết quả tại một số trạm đại diện. Bảng 3.6. Tốc độ biến đổi (mm/năm) của mực nước biển dọc bờ Việt Nam TT Trạm Tọa độ 1 Cửa Ông Hòn Dấu 2040’N10649’E Lạch Sùng Hoàng Tân Hòn Ngư Cửa Gianh Sơn Trà 1345'N10913'E 21o02’N-107o22’E 2 3 4 5 6 7 8 Q uy N Tính theo số liệu Số năm Trung bình Tối thấp Tối cao quan trắc năm năm năm 46 4,2 4,0 5,4 52 1,8 19o57’N-105o58’E 19o46’N-105o52’E 18o48'N-105o46'E 17o42’N-106o28’E 1606'N-10813'E 33 25 34 46 31 30 -1,2 -0,9 4,9 2,8 -1,0 -4,9 -0,2 2,1 -4,8 6,9 0,2 -8,3 0,9 1,5 1,0 3,6 2,6 -2,4 11,3 0,2 14 TT Trạm hơ n 9 Phú An 10 Vũng Tàu 11 Rạch Giá Tọa độ Số năm quan trắc 10o46’N-106o42’E 1020'N-10704'E 10o00’N-105o05’N 28 31 31 Tính theo số liệu 2,0 3,0 3,7 -8,3 -0,8 5,7 8,5 4,4 0,1 Từ Kết quả tính có thể nhận xét như sau: tốc độ tăng lên mực nước biển ở khu vực phía tây bắc vịnh Bắc Bộ vào khoảng từ 2- 4 mm/năm; khu vực tây nam vịnh Bắc Bộ giảm với tốc độ giảm khoảng từ 2-4 mm/năm; khu vực ven biển Nam Bộ có tốc độ tăng lên khoảng từ 1-3 mm/năm. Lân cận thành phố Hồ Chí Minh: tăng khoảng 2mm/năm. Tại khu vực trung Trung Bộ xu thế biến đổi mực nước biển trung bình rất phức tạp đan xen giữa tăng và giảm, tuy nhiên trị tuyệt đối của tốc độ biến đổi chi vào khoảng từ 0 đến 2mm/năm Bảng 3.7. Tốc độ biến đổi của mực nước trung bình theo các thời kỳ Thời kỳ Trước 1980 1970-1990 1980-2000 1990-2008 Toàn thời kỳ Hòn dấu 2,4 2,2 -0,1 2,1 1,8 Trạm/ Tốc độ biến đổi (mm/năm) Quy Vũng Hòn ngư Sơn Trà Nhơn Tàu -13,3 4,4 1,4 -11,7 2,7 -1,6 4,4 -15,8 3,3 -1,6 0,6 -4,9 2,1 -1,2 3,0 Rạch giá 2,0 7,2 3,7 .Trong bảng 3.7 là kết quả tính xu thế biến đổi của mực nước biển trung bình tại các thời đoạn 20 năm khác nhau. Thấy rằng, có sự thay đối phức tạp nhất là ở trạm Hòn Ngư. Đáng tiếc chúng tôi không có thông tin về sự thăng giáng nền đáy của khu vực ảnh hưởng tới mốc quy chiếu của thước đo nước, nên không thể có nhận xét gì cụ thể về sự thay đổi này. Các trạm khác mức độ thay đổi tốc độ dâng hay rút mực nước ít hơn. 3.4. Đặc điểm thủy triều và độ cao cực trị thủy triều 3.4.1. Hằng số điều hòa và đặc điểm thủy triều 15 Luận án đã phân tích được các bộ hằng số điều hòa tại 144 trạm. Tùy thuộc vào độ dài chuỗi số liệu, các bộ hằng số điều hòa có từ 11 đến 114 phân triều. Để xác định tính chất của thủy triều tại các trạm, luận án sử dụng chi số Vandestock. Qua kết quả nhận được cho thấy thủy triều ở biển Việt Nam rất đa dạng và khá phức tạp với ba loại thủy triều: Nhật triều đều, nhật triều không đều và bán nhật triều không đều. Về biên độ cũng rất khác nhau tại các khu vực. 3.4.2. Độ cao thủy triều cực trị Dựa trên các phương pháp nêu tại mục 1.3.3 chương 1, đã tiến hành tính toán các độ cao cực trị của thủy triều tại các trạm ven bờ và hải đảo Việt Nam. Các kết quả được trình bày trong bảng 3.8. Bảng 3.8. TT 1 2 3 4 5 6 Độ cao cực trị của thủy triều dọc bờ Việt Nam Trạm Mực trung bình (cm) Theo dự tính 20 năm Thấp nhất Cao nhất Theo phương pháp lặp Thấp nhất Cao nhất Hòn Dấu 194 18 412 22 416 Hòn Ngư 182 28 317 27 318 Sơn Trà 93 10 175 10 142 Quy Nhơn 160 75 247 70 232 Vũng Tàu -29 -315 125 -303 114 Rạch Giá 5 48 90 34 84 Vũng tàu, Rạch giá so với “0” Quốc gia; các trạm còn lại so với “0” hải đô Từ sự so sánh giữa các mực nước thiết kế chu kỳ lặp lại 20 năm và các cực trị thủy triều của cùng các trạm rút ra rằng các mực nước thiết kế khác với các cực trị thủy triều ít hơn khoảng 60cm. Chênh lệch này gây nên bởi các dao động dâng rút ở đới ven bờ cũng như sai số phân tích. Tuy nhiên, đối với các mực nước cực đại chênh lệch của chúng lớn hơn nhiều ở những trạm nằm ở các cửa sông, đó là do ảnh hưởng của lũ. 16 Nhận xét này có giá trị phương pháp luận quan trọng trong thực tế tính toán các mực nước biển thấp nhất cho những vùng thiếu số liệu quan trắc dài. Trong trường hợp này mực nước biển thấp nhất có thể bằng cực tiểu thủy triều trừ đi một lượng hiệu chinh nước dâng, còn mực nước biển cao nhất - bằng mực cực đại thủy triều cộng với một lượng hiệu chinh nước dâng và một độ cao cực đại của lũ. Ở đây các mực cực trị thủy triều, hay cực trị thiên văn, hoàn toàn dễ dàng tính được nhờ một đợt quan trắc mực nước ngắn nửa tháng. Đó là công việc của các đội khảo sát thiết kế vẫn thường thực hiện. Chương 4 DAO ĐỘNG DÂNG RÚT CỦA MỰC NƯỚC BIỂN 4.1. Phân tích thống kê dao động dâng rút của mực nước 4.1.1. Đặt vấn đề nghiên cứu Trong chương 2 đã khảo sát khá kỹ về dao động thủy triều và tính toán nhiều đặc trưng thống kê của mực nước nhằm ứng dụng thực tế. Tuy nhiên, dao động mực nước biển là tổ hợp của thủy triều và các dao động dâng rút mực nước. Vì vậy, để có được bức tranh tổng thể, chi tiết về dao động của mực nước biển phục vụ cho các nhu cầu kinh tế, kỹ thuật khác nhau còn cần phải tìm hiểu, nghiên cứu kỹ lưỡng các thành phần dao động phi tuần hoàn - nước dâng, nước rút. 4.1.2. Phương pháp tách mực nước dao động tuần hoàn Dùng phương pháp phân tích điều hòa thủy triều tính hằng số 17 điều hòa tại các trạm, sau đó dự tính lại thủy triều trong toàn bộ thời gian có số liệu quan trắc. Lấy giá trị độ cao mực nước quan trắc Hqt trừ đi độ cao thủy triều dự tính Htt cho các thời điểm tương ứng theo công thức: Zi = Hiqt - Hitt , i=1,2,…,N Trong đó: N - độ dài chuỗi mực nước; Z mực nước dâng hoặc rút. 4.2. Kết quả phân tích thống kê nước dâng, nước rút Luận án đã sử dụng mực nước quan trắc từng giờ của trên 40 trạm đo mực nước. Tuy nhiên, trong luận án chi trình bày kết quả phân tích tại 8 trạm đại diện (bảng 4.1). Bảng 4.1. Danh TT 1 2 3 4 5 6 7 8 sách các trạm phân tích thống kê nước dâng, nước rút Tọa độ Kinh độ 106o48' 105o46' 108o13' 109o15' 107o04' 105o01' 104o49' 105o05' Tên trạm Hòn Dấu Hòn Ngư Sơn Trà Quy Nhơn Vũng Tàu Năm Căn Sông Đốc Rạch Giá Vĩ độ 20o40' 18o48' 16o06' 13o46' 10o20' 08o45' 09o02' 10o00' Năm quan trắc 1960 - 2008 1961 - 2008 1978 - 2008 1978 - 2008 1978 - 2008 2004 - 2008 2004 - 2008 1978 - 2008 4.2.1. Thống kê độ lớn của dao động dâng rút mực nước biển Bảng 4.2 là kết quả thống kê độ lớn của dao động dâng rút qua đó cho thấy mực nước dâng trung bình tại các trạm đạt vào khoảng 19-21cm, cao nhất lên tới 198,2cm; mực nước rút trung bình vào khoảng 17,5-19,5cm, lớn nhất đạt -144,0cm. Bảng 4.2. Độ lớn nước dâng, nước rút (cm) tại các trạm Tọa độ TT Tên trạm 1 2 Hòn Dấu Hòn Ngư Kinh độ Vĩ độ Số năm 106o48' 105o46' 20o40' 18o48' 30 30 Dâng Cực Trung đại bình 159,5 20,0 198,2 24,0 Rút Cực Trung đại bình -90,2 -19,0 -144,0 -23,0 18 3 4 5 6 7 8 Sơn Trà Quy Nhơn Vũng Tàu Năm Căn Sông Đốc Rạch Giá 108o13' 109o15' 107o04' 105o01' 104o49' 105o05' 16o06' 13o46' 10o20' 8o45' 9o02' 10o00' 30 30 30 05 05 30 139,1 132,8 95,3 84,9 78,5 90,4 18,0 21,0 19,0 21,0 16,0 19,0 -95,0 -108,4 -91,0 -79,5 -41,0 -68,0 -16,0 -18,0 -19,0 -20,0 -15,0 -17,0 4.2.2. Thống kê nước dâng, rút theo khoảng thời gian kéo dài Luận án đã tiến hành thống kê và tính tần suất số lần xuất hiện các đợt dâng, rút theo các khoảng thời gian kéo dài khác nhau (bảng 4.3). Bảng 4.3. Tần suất (%) nước dâng, nước rút theo thời gian kéo dài Trạm Hòn Dấu Hòn Ngư Sơn Trà Quy Nhơn Vũng Tàu Năm Căn Sông Đốc Rạch Giá Dâng/ rút Dâng Rút Dâng Rút Dâng Rút Dâng Rút Dâng Rút Dâng Rút Dâng Rút Dâng Rút <6 46,01 46,02 44,00 40,73 67,78 68,92 39,90 48,69 67,64 65,92 75,64 77,26 74,74 75,10 73,83 72,88 Thời gian kéo dài đợt nước dâng, nước rút (giờ) 6 - 12 12 - 18 18 - 24 24 - 48 48 - 72 32,60 17,92 3,50 0,06 0,00 33,02 17,01 3,05 0,01 0,00 33,72 14,03 7,78 0,19 0,16 38,46 12,67 7,61 0,11 0,13 21,20 5,81 3,87 0,26 0,39 20,70 5,11 4,48 0,24 0,08 41,17 14,26 4,51 0,12 0,07 36,62 12,89 1,75 0,03 0,00 26,69 3,21 2,33 0,03 0,00 28,47 3,30 2,27 0,03 0,01 19,36 3,51 1,42 0,00 0,00 18,69 3,31 0,81 0,00 0,00 17,61 4,82 2,87 0,00 0,07 18,11 4,28 0,00 0,00 0,00 20,39 3,66 2,06 0,02 0,01 21,75 3,66 1,57 0,06 0,00 >72 0,01 0,00 0,21 0,12 0,42 0,29 0,08 0,00 0,03 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,03 0,00 Trung bình (giờ) 8 7 10 9 8 7 8 7 5 5 4 4 5 5 5 5 Bảng 4.3 cho thấy, tại khu vực ven bờ vịnh Bắc Bộ và Trung Bộ trung bình mỗi đợt dâng, rút kéo dài khoảng 8-9 giờ; khu vực ven bờ Nam Bộ chi kéo dài khoảng 4-5 giờ. Số đợt dâng, rút kéo dài dưới 12 giờ (nửa ngày) chiếm đại đa số, vào khoảng 70-90 %. Số đợt dâng, rút kéo dài trên 24 giờ (một ngày) xuất hiện rất ít, nếu có cũng chi chiếm khoảng dưới 0,5 %. 4.2.3. Thống kê nước dâng, rút theo cấp độ độ lớn Độ lớn của các đợt nước dâng, rút là một trong những đối tượng cần được quan tâm xem xét. Ngoài độ lớn thủy triều, độ lớn của các đợt dâng rút đóng vai trò quyết định đến độ cao của mực 19 nước biển tại khu vực nghiên cứu. Ở đây chúng tôi chia thành 6 cấp độ cao để thống kê và tính tần suất( bảng 4.4). Bảng 4.4. Tần suất (%) nước dâng, nước rút theo cấp độ độ lớn Dâng/ Rút Dâng Rút Dâng Rút Dâng Rút Dâng Rút Dâng Rút Dâng Rút Dâng Rút Dâng Rút Trạm Hòn Dấu Hòn Ngư Sơn Trà Quy Nhơn Vũng Tàu Năm Căn Sông Đốc Rạch Giá <20 76,40 78,08 65,64 60,83 95,19 97,68 67,50 76,56 80,44 77,99 74,52 68,16 89,95 98,60 81,22 88,04 20-50 23,56 21,92 34,19 39,17 4,81 2,30 32,38 23,34 19,56 21,99 25,48 31,84 9,98 1,40 18,76 11,96 Cấp độ dâng, rút (cm) 50-100 100-150 0,02 0,01 0,00 0,00 0,13 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,12 0,00 0,09 0,01 0,01 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,07 0,00 0,00 0,00 0,02 0,00 0,01 0,00 150-200 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 >200 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Trung bình (cm) 20,0 -19,0 24,0 -23,0 18,0 -16,0 21,0 -18,0 19,0 -19,0 21,0 -20,0 16,0 -15,0 19,0 -17,0 Các đợt dâng, rút nhỏ hơn 50cm chiếm khoảng 95-99%, nước dâng lớn hơn 100cm chi xuất hiện ở một số trạm với tỷ lệ rất thấp, vào khoảng 0,5-1,0%. So sánh với số liệu thống kê bão cho thấy các đợt nước dâng lớn hơn 100cm đều là do ảnh hưởng của bão và áp thấp nhiệt đới. 4.2.4. Thống kê nước dâng, nước rút theo các tháng trong năm Luận án đã tiến hành thống kê các đặc trưng dâng rút của mực nước biển theo các tháng trong năm. Tần suất xuất hiện nước dâng, nước rút theo các tháng được trình bày trong bảng 4.5. Bảng 4.5. Trạm Hòn Dấu Hòn Ngư Sơn Tần suất (%) nước dâng, nước rút theo các tháng trong năm Dâng/ Rút Dâng Rút Dâng Rút Dâng 1 10,7 6,5 9,2 7,2 7,9 2 9,1 6,6 7,3 7,2 8,9 3 8,3 8,8 6,0 9,9 6,7 4 5,9 10,6 6,8 9,4 4,6 5 7,5 9,5 9,1 7,0 7,3 Tháng 6 7 7,9 8,7 6,6 6,1 7,8 6,3 7,0 10,2 6,7 6,7 8 6,3 9,6 6,0 11,6 7,2 9 10 11 12 6,7 10,5 8,6 9,8 11,7 7,8 8,4 7,8 8,3 11,0 12,1 10,2 11,2 6,4 6,2 6,5 6,4 12,9 13,4 11,3 20 Trà Quy Nhơ n Vũng Tàu Năm Căn Sông Đốc Rạch Giá Rút Dâng Rút Dâng Rút Dâng Rút Dâng Rút Dâng Rút 8,5 7,4 6,4 8,1 7,7 7,8 9,6 7,5 11,2 8,4 14,3 7,4 8,8 6,1 9,4 7,7 7,6 8,9 10,2 12,9 8,4 7,6 6,4 8,2 8,4 7,2 7,1 9,5 4,1 9,0 5,6 8,3 9,9 7,5 12,2 6,4 9,7 9,1 11,5 9,7 10,3 9,6 6,9 10,5 7,9 8,7 7,0 10,2 5,2 9,1 7,1 9,8 7,7 8,6 7,9 7,3 8,7 5,1 6,8 7,7 8,3 6,8 8,3 7,4 8,6 7,1 9,1 7,7 8,2 6,2 5,7 8,7 7,1 8,4 3,2 7,6 7,7 7,6 7,5 9,9 6,3 10,3 6,6 8,1 4,4 9,4 7,6 9,4 9,0 7,8 9,2 6,9 8,6 6,2 8,6 8,6 10,9 6,9 10,4 6,7 8,8 4,6 8,5 6,7 11,1 9,4 10,0 7,8 9,2 8,2 6,7 6,3 9,9 8,1 9,8 8,2 8,5 7,7 8,0 8,9 9,4 9,1 8,8 9,3 11,1 13,3 12,1 8,3 11,4 7,0 7,7 10,1 Nhìn chung mực nước dâng tại các trạm nằm ở ven bờ phía đông chiếm tỷ lệ cao hơn ở các tháng có gió mùa đông bắc hoạt động mạnh, còn nước rút thì có xu thế ngược lại. Tại các trạm thuộc ven bờ phía tây Nam Bộ, là sườn khuất gió trong gió mùa đông bắc, nên phân bố tỷ lệ số đợt nước dâng, nước rút theo các tháng có xu thế ngược lại so với các trạm phía đông, điều này là do ảnh hưởng của gió mùa tây nam. Hình 4.2. Độ lớn nước dâng, rút trung bình và cực đại theo tháng tại Hòn Dấu Hình 4.3. Độ cao mực nước dâng, rút trung bình và cực đại theo tháng tại Rạch Giá Về phân bố độ cao theo các tháng cho thấy mực nước dâng rút trung bình ở các tháng hầu như không có sự khác biệt. Tuy nhiên, độ lớn của nước dâng cực đại ở các tháng mùa bão (các tháng 6-10) cao hơn hẳn so với các tháng khác trong năm; độ lớn của nước rút cực đại không có sự chênh lệch đáng kể giữa các tháng trong năm. Bảng 4.6. Tỷ lệ số đợt nước dâng do bão so với tổng số đợt nước dâng TB năm Tên trạm Hòn Hòn Sơn Quy Vũng Rạch
- Xem thêm -