Bài báo trình bày kết quả tính toán phân bố dòng chảy dọc bờ do sóng đổ
nhào phía ngoài đầm Ô Loan thuộc vùng biển Tuy An, Phú Yên ứng với các
đợt gió mùa điển hình cấp 6 (Vnk = 13 m/s, hướng Đông Bắc (NE), Đông (E)
và Đông Nam (SE). So sánh độ chính xác của 2 công thức thực nghiệm tính
tốc độ dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào theo qui phạm bảo vệ bờ biển của
Hải quân Mỹ (SPM, 1984) và Rattanapitikon – Shibayama (2006) với số liệu
thực đo. Kết quả tính toán cho thấy công thức Rattanapitikon – Shibayama
(2006) khá phù hợp. Với sóng hướng NE: dòng có hướng từ bắc xuống nam
với vận tốc đạt giá trị cực đại 0,7 m/s tại cửa An Hải và tại vị trí cách cửa An
Hải khoảng 2 km về phía nam. Với sóng hướng E, nhìn chung dòng có
hướng từ nam lên bắc, xuất hiện các điểm hội tụ dòng có vận tốc nhỏ hơn
0,1 m/s. Vận tốc dòng đạt giá trị cực đại 0,91 m/s tại cửa An Hải. Tại cửa Lễ
Thịnh dòng có vận tốc từ 0,25 đến 0,5 m/s. Với sóng hướng SE, dòng có
hướng từ nam lên bắc và vận tốc dòng lớn hơn so với các trường hợp sóng
hướng NE và E. Vận tốc dòng cực đại 1,02 m/s tại cửa An Hải. Khu vực hội
tụ sóng có vận tốc từ 0,5 đến 0,7 m/s.
10 trang |
Chia sẻ: thanhuyen291 | Ngày: 09/06/2022 | Lượt xem: 348 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Phân bố dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào trong các trường gió điển hình tại vùng biển Tuy An, Phú Yên, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
17
Tuyển Tập Nghiên Cứu Biển, 2013, tập 19: 17-26
PHÂN BỐ DÒNG CHẢY DỌC BỜ DO SÓNG ĐỔ NHÀO
TRONG CÁC TRƯỜNG GIÓ ĐIỂN HÌNH TẠI VÙNG BIỂN
TUY AN, PHÚ YÊN
Đỗ Như Kiều1, Lê Đình Mầu2
1Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP. HCM
2Viện Hải dương học, Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam
Tóm tắt Bài báo trình bày kết quả tính toán phân bố dòng chảy dọc bờ do sóng đổ
nhào phía ngoài đầm Ô Loan thuộc vùng biển Tuy An, Phú Yên ứng với các
đợt gió mùa điển hình cấp 6 (Vnk = 13 m/s, hướng Đông Bắc (NE), Đông (E)
và Đông Nam (SE). So sánh độ chính xác của 2 công thức thực nghiệm tính
tốc độ dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào theo qui phạm bảo vệ bờ biển của
Hải quân Mỹ (SPM, 1984) và Rattanapitikon – Shibayama (2006) với số liệu
thực đo. Kết quả tính toán cho thấy công thức Rattanapitikon – Shibayama
(2006) khá phù hợp. Với sóng hướng NE: dòng có hướng từ bắc xuống nam
với vận tốc đạt giá trị cực đại 0,7 m/s tại cửa An Hải và tại vị trí cách cửa An
Hải khoảng 2 km về phía nam. Với sóng hướng E, nhìn chung dòng có
hướng từ nam lên bắc, xuất hiện các điểm hội tụ dòng có vận tốc nhỏ hơn
0,1 m/s. Vận tốc dòng đạt giá trị cực đại 0,91 m/s tại cửa An Hải. Tại cửa Lễ
Thịnh dòng có vận tốc từ 0,25 đến 0,5 m/s. Với sóng hướng SE, dòng có
hướng từ nam lên bắc và vận tốc dòng lớn hơn so với các trường hợp sóng
hướng NE và E. Vận tốc dòng cực đại 1,02 m/s tại cửa An Hải. Khu vực hội
tụ sóng có vận tốc từ 0,5 đến 0,7 m/s.
DISTRIBUTION OF LONGSHORE CURRENT INDUCED BY BREAKING
WAVE CORRESPONDING TO TYPICAL WIND CONDITIONS ALONG
TUY AN COAST, PHU YEN PROVINCE
Do Nhu Kieu1, Le Dinh Mau2
1University of Science, Vietnam National University – Ho Chi Minh City
2Institute of Oceanography, Vietnam Academy of Science & Technology
Abstract This paper presents the calculated results of wave and longshore current
induced by breaking wave along Tuy An coast, Phu Yen province
corresponding to typical wind conditions (Vnk = 13 m/s in NE, E and SE
directions). Comparing the accuracy degree between two experimental
formulae of SPM (1984) and Rattanapitikon–Shibayama (2006) for
calculation of longshore current induced by breaking wave and the practical
data. Study results show that Rattanapitikon–Shibayama formula is more
suitable for calculation of longshore current induced by breaking wave in
Tuy An area. For NE wave direction, the current flows from north to south.
The maximum current velocity is 0.7 m/s at An Hai inlet and the position
from An Hai inlet about 2 km towards south. For E wave direction, the
current flows from south to north and appear the convergence points with
18
small velocity, less than 0.1 m/s. The maximum current velocity is 0.91 m/s
at An Hai inlet. The current velocity is from 0.25 to 0.5 m/s around Le Thinh
inlet. For SE wave direction, the current flows from south to north. The
current velocity attains the highest value in three calculated cases. The
maximum current velocity is 1.02 m/s at An Hai inlet. The velocity in the
area where occurs convergent phenomenon is from 0.5 to 0.7 m/s.
I. MỞ ĐẦU
Việc nghiên cứu cơ chế hình thành cũng
như tính toán phân bố dòng chảy dọc bờ do
sóng đổ nhào đã và đang thực hiện bởi
nhiều tác giả khác nhau. Đồng thời, các tác
giả cũng đưa ra một số công thức khác nhau
cho việc tính toán nhưng hầu hết đều là các
công thức thực nghiệm như: Longuet–
Higgins (1970), Komar và Inman
(1970), Galvin (1987), Rattanapitikon và
Shibayama (2006). Các công thức trên được
thể hiện ở Bảng 1. Ngoài ra, một số mô
hình động lực khác cũng được tích hợp
thêm module tính dòng dọc bờ do sóng đổ
nhào như: mô hình hoàn lưu ven bờ
SYMPHONIE, mô hình động lực ven bờ
MORPHODYN hoặc được tính toán dựa
trên các phương trình cân bằng năng lượng
và phương trình liên tục.
Bảng 1. Một số công thức thực nghiệm tính dòng dọc bờ do sóng đổ nhào
Table 1. Some experimental formulae for calculation of longshore current induced
by breaking wave
Năm Tác giả Công thức thực nghiệm Ghi chú
1970
Longuet – Higgins
5
sin cos
8L b b bf
S
v gh
C
pi ς
α α= Hb: độ cao sóng vỡ (m)
Hbs: độ cao sóng vỡ có
nghĩa (m)
S: độ dốc
hb: độ sâu sóng vỡ (m)
γ : chỉ tiêu sóng vỡ
Cf: hệ số ma sát kéo
αb : góc sóng vỡ (độ)
H0: độ cao sóng nước sâu
(m)
L0: chiều dài sóng nước
sâu (m)
kb: số sóng trong vùng
sóng vỡ
T: chu kì sóng (s)
1970
Komar và Inman
2.7 sin cosL m b bv u α α=
/
m b bu gh gH γ= =
1.0 sin cosα α=L bs b bv gH
1984 Longuet –Higgins (trong SPM, 1984) 20.7 sin(2 )L b bv S gH α=
1987 Galvin
sin 2L bv gST α=
1999
Pilirczyk
(trong Kamran và
cs., 2012)
sin 2L b bLv K gH α=
LK = 0.3 ÷ 0.6
2006 Rattanapitikon – Shibayama
ˆ2.7 sin cosL b b bv u α α=
( )
( )
0.832
0
2
0
0.57 0.31 0.58
ˆ
tanh
b
b
b b
S S C H
u
k h L
pi− + +
=
Tại Việt Nam, hiện nay có rất ít nghiên
cứu và tính toán về dòng chảy dọc bờ do
sóng đổ nhào. Các tính toán này hầu hết
dựa trên các nghiên cứu, giả thiết của
Longuet–Higgins (trong SPM, 1984) và
phần lớn chỉ mang tính chất định tính vì chỉ
đúng về hướng, riêng độ lớn vận tốc dòng
có sự khác biệt tương đối lớn so với số liệu
thực đo như: “Đặc điểm phân bố các đặc
trưng sóng tại vịnh Nha Trang trong các
trường gió mùa điển hình” (Lê Đình Mầu
và cs., 2010). “Đặc điểm phân bố các đặc
trưng sóng tại vùng biển Lagi (Bình Thuận)
và tác động của chúng đến quá trình xói lở
– bồi tụ” (Lê Đình Mầu, 2010). Trong bài
báo này, phân bố dòng chảy dọc bờ do sóng
19
đổ nhào trong các điều kiện gió mùa điển
hình được tính toán theo quy trình như sau:
- Xác định các đặc trưng sóng ngoài khơi
vùng biển Tuy An từ các đặc trưng gió
thống kê tại trạm Tuy Hòa: 1988 – 2007
(Hình 2) bằng mô hình Dolphin (Mandal và
Holthuijsen, 1985).
- Xác định các đặc trưng sóng ven bờ
bằng mô hình SWAN (Holthuijsen và cs.,
2003) với các điều kiện biên là sóng ngoài
khơi, gió địa phương và phân bố độ sâu
vùng nghiên cứu.
- Tính vận tốc dòng dọc bờ do sóng đổ
nhào bằng 2 mô hình thực nghiệm:
Longuet–Higgins (trong SPM, 1984) và
Rattanapitikon–Shibayama (2006). Trong
đó, mô hình Longuet–Higgins là một trong
những mô hình đơn giản nhất, được phát
triển sớm nhất là công thức chuẩn để tính
tốc độ dòng dọc bờ do sóng đổ nhào của
Hải quân Mỹ. Tuy nhiên, hệ số thực nghiệm
dao động rất lớn, điều này yêu cầu phải có
nhiều số liệu đo đạc thực địa đồng bộ nhằm
xác định chính xác hệ số thực nghiệm này.
Mô hình Rattanapitikon–Shibayama mới
hơn, hiện đại hơn, có xét đến nhiều quá
trình có liên quan hơn. Thường mô hình
Longuet–Higgins phù hợp hơn cho vùng
biển thoáng, điều kiện sóng mạnh (bên bờ
đại dương) nên nó cho tốc độ dòng lớn hơn
thực tế nếu áp dụng tại Việt Nam. Trong
nghiên cứu này, cả hai mô hình đều được
tiến hành tính toán và so sánh với số liệu
thực đo. Từ đó, chọn công thức phù hợp để
tính toán cho khu vực nghiên cứu.
Phạm vi tính toán được thể hiện trong
Hình 1. Địa hình khu vực nghiên cứu là
vùng biển nông ven bờ, có địa hình đáy khá
phức tạp. Độ dốc giảm dần từ bắc xuống
nam. Tuy nhiên, do đường bờ có dạng vòng
cung và được che chắn bởi mỏm đá phía
bắc cửa Lễ Thịnh và đảo Mái Nhà nên năng
lượng sóng truyền vào vùng ven bờ phân bố
không đồng đều, dẫn đến sự phân bố không
đồng đều về vận tốc dòng chảy dọc bờ sinh
ra do sóng đổ nhào. Vị trí khu vực tập trung
năng lượng sóng tác động vào bờ phụ thuộc
vào hướng sóng tới. Do khuôn khổ bài báo,
chúng tôi chỉ trình bày phân bố dòng chảy
dọc bờ do sóng đổ nhào theo các hướng
sóng tác động chính: Đông Bắc (NE), Đông
(E) và Đông Nam (SE).
Hình 1. Đặc điểm khu vực nghiên cứu
Figure 1. Feature of study area
20
Hình 2. Hoa gió tại trạm Tuy Hòa (1988 – 2007)
Figure 2. Wind rose diagram at Tuy Hoa station (1988 – 2007)
II. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
1. Tài liệu
Số liệu gió được thu thập tại trạm Tuy Hòa,
Phú Yên (1988 – 2007) được phân tích,
thống kê từ số liệu lưu trữ của đề tài độc lập
cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam (VAST): “Đánh giá tác động của
các trường sóng trong gió mùa đến dải ven
biển Nam Trung Bộ từ Phú Yên đến Bình
Thuận và đề xuất các giải pháp giảm nhẹ
thiệt hại phục vụ phát triển bền vững”
(2007-2009).
Độ sâu tại khu vực nghiên cứu được lấy
từ hải đồ tỉ lệ 1/50.000 xuất bản năm 2005
của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Các đặc
trưng sóng đo bằng máy ALEC AWH –
16M tại điểm 109017’54”E, 13017’28” N
(bờ phía nam cửa An Hải) được sử dụng để
kiểm chứng mô hình SWAN, dòng chảy đo
bằng phương pháp thả phao trôi và gió đo
bằng máy đo gió cầm tay ANEMOMETER
– AVM 01. Các dữ liệu trên được lấy từ đề
tài bảo vệ môi trường: “Áp dụng các mô
hình hiện đại nhằm đánh giá, phòng tránh
và giảm thiểu thiệt hại các tác động môi
trường của hiện tượng đóng/mở các cửa
sông, đầm phá phục vụ chiến lược phát
triển bền vững kinh tế xã hội, bảo vệ môi
trường tại dải ven biển Nam Trung Bộ (Đà
Nẵng – Bình Thuận)” do Viện Hải dương
học chủ trì (2010-2014).
2. Phương pháp
2.1. Tính toán các đặc trưng sóng biển sâu
Mô hình số trị tính sóng biển khơi Dolphin
(Mandal và Holthuijsen, 1985) tính toán kết
hợp sóng gió và sóng lừng.
Phương trình cân bằng năng lượng phổ
sóng hai chiều:
- Trường hợp sóng gió trên hướng θ:
∫
∞
+=
0
21
1 ),()()( dffSS
dt
dE θθθ
(1)
Trong đó: E1(θ) là mật độ năng lượng
phổ của sóng gió theo hướng θ. S1(θ): tốc
độ biến đổi của E1(θ). S2(f, θ) là tốc độ
chuyển giao năng lượng sóng lừng 2 chiều
E2 sang sóng gió có cùng tần số f.
- Trường hợp sóng lừng từ hướng θ:
),(),(),( 32112 θθθ fSfSfBSdt
dE
−−−= (2)
1
1
1 0
0 0
B khi S
B khi S
= <
= >
21
Trong đó:
E2(f,θ) là mật độ năng lượng phổ của
sóng lừng với tần số f theo hướngθ. S11 là
tốc độ biến đổi của E2. S2 là tốc độ chuyển
giao năng lượng sóng lừng E2 sang sóng
gió có cùng tần số. S3 là tốc độ biến đổi
năng lượng sóng lừng gây bởi hiệu ứng
nước nông.
Số liệu đầu vào của mô hình: hướng và
tốc độ gió, thời gian gió tác động được
chọn từ việc thống kê số liệu gió nhiều
năm.
Số liệu đầu ra của mô hình: độ cao sóng
có nghĩa Hs, chu kỳ đỉnh phổ sóng Tp, độ
phân tán phổ năng lượng DSPR và hướng
sóng θ.
2.2. Tính toán các đặc trưng sóng nước
nông ven bờ
Các đặc trưng sóng tại vùng biển ven bờ
được xác định bằng mô hình SWAN
(Holthuijsen và cs., 2003) trên cơ sở
phương trình cân bằng tác động phổ.
σθσ θσ
SNCNCNC
y
NC
x
N
t yx
=
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂ (3)
Trong đó: N là mật độ phổ tác động
(action density); Cx, Cy là tốc độ lan truyền
của N theo không gian x và y; Cσ, Cθ là tốc
độ biến đổi của N theo tần số tương đối σ
và hướng θ; S = S(σ, θ) là hàm nguồn.
Mô hình SWAN tính hiệu ứng nước
nông, khúc xạ, tạo sóng do gió địa phương,
sóng bạc đầu, tương tác sóng – sóng, ma sát
đáy, sóng đổ nhào,Phạm vi áp dụng mô
hình là khu vực vùng biển bên ngoài đầm Ô
Loan với diện tích khoảng 56 km2. Kích
thước mỗi ô lưới là 48 m x 48 m.
Số liệu đầu vào của mô hình:
- Các tham số sóng ngoài khơi: Hs, Tp,
DSPR và θ được lấy từ kết quả của mô hình
Dolphin.
- Trường gió địa phương ổn định theo
thời gian (V = 10 m/s, hướng NE, E và SE).
- Phân bố độ sâu của vùng nghiên cứu.
3. Tính toán dòng chảy dọc bờ do sóng
đổ nhào gây ra
Các đặc trưng sóng đổ nhào (độ cao,
hướng, vị trí) được lấy từ kết quả tính sóng
của mô hình SWAN và theo tiêu chuẩn
γ =b b bH h với γ b
được lấy ≥ 0.6 do độ cao
sóng sử dụng để tính toán là độ cao sóng có
nghĩa và là sóng ngẫu nhiên (SPM, 1984).
Vận tốc dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào
gây ra được tính theo công thức của
Longuet–Higgins (trong SPM, 1984) và
Rattanapitikon – Shibayama (2006). So
sánh kết quả tính toán với số liệu đo đạc.
Chọn công thức tính phù hợp cho khu vực
nghiên cứu.
+ Longuet – Higgins (trong SPM, 1984):
20.7 sin(2 )L b bv S gH α= (4)
+ Rattanapitikon – Shibayama (2006):
ˆ2.7 sin cosL b b bv u α α=
(5)
Với:
( )
( )
0.832
0
2
0
0.57 0.31 0.58
ˆ
tanh
b
b
b b
S S C H
u
k h L
pi− + +
=
(6)
Trong đó:
vL là vận tốc dòng chảy dọc bờ do sóng
đổ nhào gây ra (m/s). ûb là vận tốc truyền
sóng tại vị trí sóng vỡ. S là độ dốc bãi biển.
kb là số sóng tại vị trí sóng vỡ. hb là độ sâu
tại vị trí sóng vỡ. H0, L0 là độ cao sóng và
chiều dài sóng nước sâu. αb là hướng sóng
tại vị trí sóng vỡ.
III. KẾT QUẢ
1. Các đặc trưng sóng ngoài khơi vùng
biển Tuy An
Kết quả tính toán từ mô hình Dolphin cho
các đặc trưng sóng ngoài khơi vùng biển
nghiên cứu ứng với trường gió ngoài khơi
điển hình Vnk = 13 m/s theo các hướng NE,
E và SE được trình bày trong Bảng 2.
2. Các đặc trưng sóng ven bờ và dòng
chảy dọc bờ do sóng đổ nhào ứng với các
trường sóng tác động tại khu vực nghiên
cứu
2.1. So sánh kết quả tính toán dòng chảy
dọc bờ do sóng đổ nhào theo Longuet –
Higgins (trong SPM, 1984) và
Rattanapitikon – Shibayama (2006)
22
Kết quả so sánh cho thấy các giá trị vận tốc
dòng dọc bờ do sóng đổ nhào được tính từ
công thức của Longuet–Higgins (trong
SPM, 1984) quá lớn so với kết quả khảo sát
thực tế sơ bộ. Ngược lại, kết quả tính toán
sử dụng công thức của Rattanapitikon–
Shibayama (2006) lại cho các giá trị vận tốc
dòng nhỏ hơn giá trị thực đo nhưng với sai
số nhỏ hơn rất nhiều so với công thức
Longuet–Higgins (trong SPM, 1984). Do
đó, công thức Rattanapitikon–Shibayama
(2006) được chọn để tính toán dòng chảy
dọc bờ do sóng đổ nhào tại khu vực nghiên
cứu. Những dữ liệu tính toán, so sánh được
trình bày tại Bảng 3.
Bảng 2. Các đặc trưng sóng ngoài khơi vùng biển Tuy An
Table 2. Offshore wave characteristics in Tuy An waters
Các đặc trưng sóng vùng khơi Độ lớn
Độ cao sóng có nghĩa (Hs) 2,33 m
Chu kỳ sóng đỉnh phổ (Tp) 6,95s
Hệ số phân tán của phổ sóng (DSPR) 27,080
Bảng 3. So sánh vận tốc dòng dọc bờ do sóng đổ nhào đo đạc với kết quả tính toán theo Longuet–
Higgins (trong SPM, 1984) và Rattanapitikon – Shibayama (2006)
Table 3. Comparison between calculated results of longshore current induced by breaking wave
corresponding to Longuet–Higgins (in SPM, 1984) và Rattanapitikon–Shibayama (2006)
Điểm
Tọa độ Thực đo
Tính toán
Longuet
– Higgins
Rattanapitikon
– Shibayama
Hướng
x y Vận tốc (m/s) Hướng
Vận tốc
(m/s)
Vận tốc
(m/s)
1 109,295 13,2916 0,2 Bắc xuống Nam 0,41 0,17 Bắc xuống Nam
2 109,2929 13,2961 0,26 Nam lên Bắc 1,03 0,22 Nam lên Bắc
3 109,2896 13,3023 0,22 Nam lên Bắc 0,42 0,18 Nam lên Bắc
4 109,2964 13,2902 0,28 Bắc xuống Nam 0,44 0,24 Bắc xuống Nam
5 109,286 13,3342 0 0,18 0,03 Bắc xuống Nam
Hình 3. So sánh vận tốc dòng dọc bờ do sóng đổ nhào thực đo với kết quả tính toán theo Longuet –
Higgins (trong SPM, 1984) và Rattanapitikon – Shibayama (2006)
Figure 3. Comparison between calculated results of longshore current induced by breaking wave
corresponding to Longuet –Higgins (in SPM, 1984) và Rattanapitikon – Shibayama (2006)
23
2.2. Dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào
+ Trường hợp sóng hướng Đông Bắc (NE):
Kết quả mô phỏng trường sóng cho thấy,
phần hứng sóng của đảo Mái Nhà và mỏm
đá phía bắc cửa Lễ Thịnh là khu vực chịu
tác động mạnh nhất của sóng. Tuy nhiên,
đoạn bờ từ cửa An Hải dài khoảng 1,5 km
về phía nam là khu vực đáng chú ý nhất với
đường đẳng độ cao sóng 2 m tiến sát vào
bờ. Đoạn bờ tiếp theo đến mỏm đá phía
nam và từ cửa An Hải về phía bắc gần
3 km, sóng đi vào bờ có độ cao khoảng
1,5 m. Đoạn bờ dài khoảng 1,5 km gần cửa
Lễ Thịnh có độ cao sóng giảm dần từ 1,0
đến 0,5 m tại cửa (Hình 4a).
Kết quả tính toán dòng chảy dọc bờ do
sóng đổ nhào cho thấy, vận tốc phân bố
không đều trên toàn khu vực tính toán. Các
vị trí có độ dốc thay đổi nhiều thường có
vận tốc dòng lớn. Vùng bờ gần cửa Lễ
Thịnh có vận tốc dòng rất nhỏ do nằm trong
vùng được che chắn. Vận tốc dòng trung
bình trên tổng số điểm sóng vỡ khoảng
0,14 m/s. Vận tốc cực đại tại vị trí phía bắc
gần cửa An Hải và vị trí phía nam cách cửa
An Hải khoảng 2 km với giá trị 0,7 m/s. Tại
cửa Lễ Thịnh vận tốc dòng đạt giá trị cực
tiểu. Các khu vực phía bắc cửa An Hải có
vận tốc dòng từ 0,05 đến 0,5 m/s. Nhìn
chung, dòng có hướng từ bắc xuống nam
(Hình 4b).
(a) (b)
Hình 4. (a) Trường độ cao sóng hữu hiệu; (b): Trường dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào. Gió
ngoài khơi: Vnk = 13 m/s; Gió ven bờ: Vvb = 10 m/s; Hướng: NE
Figure 4. (a) Pattern of significant wave height; (b): Pattern of longshore current induced
by breaking wave. Offshore wind: Vnk = 13 m/s; Nearshore wind: Vvb = 10 m/s; Direction = NE
+ Trường hợp sóng hướng Đông (E):
Trong trường hợp này, gần như toàn khu
vực bờ vùng nghiên cứu chịu tác động
mạnh bởi sóng với độ cao sóng từ 1,5 đến
2,0 m trừ cửa Lễ Thịnh và đoạn bờ 500 m
gần mỏm đá phía nam có độ cao sóng khi
vào bờ khoảng 1,0 m. Vùng khuất sóng gần
đảo Mái Nhà có độ cao sóng nằm trong
khoảng 0,5 đến 1,0 m và tăng dần khi càng
ra xa đảo. Vùng tập trung năng lượng sóng
lớn nhất có chiều dài khoảng 1,5 km, cách
cửa An Hải khoảng 500 m về phía bắc
(Hình 5a). Nhìn chung, dòng có hướng từ
nam lên bắc do đặc trưng địa hình khu vực
nghiên cứu có xu hướng dốc về phía bắc và
vận tốc dòng phân bố không đồng đều. Tuy
nhiên, xuất hiện một số vị trí hội tụ dòng,
điển hình là khu vực gần cửa Lễ Thịnh và
24
vị trí cách cửa An Hải khoảng 2 km về phía
nam (được đánh dấu trên hình 5b). Vận tốc
dòng có xu hướng giảm nhanh về các vị trí
dòng hội tụ và có giá trị nhỏ hơn 0,1 m/s.
Vận tốc dòng mạnh nhất đạt giá trị 0,91 m/s
gần An Hải. Tại khu vực cửa Lễ Thịnh độ
lớn vận tốc dòng từ 0,25 đến 0,5 m/s. Vận
tốc dòng trung bình khoảng 0,142 m/s
(Hình 5b).
(a) (b)
Hình 5. (a) Trường độ cao sóng hữu hiệu; (b): Trường dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào. Gió
ngoài khơi: Vnk = 13 m/s; Gió ven bờ: Vvb = 10 m/s; Hướng: E
Figure 5. (a) Pattern of significant wave height; (b): Pattern of longshore current induced
by breaking wave. Offshore wind: Vnk = 13 m/s; Nearshore wind: Vvb = 10 m/s;
Direction: E
+ Trường hợp sóng hướng Đông Nam
(SE):
Sóng tác động vào bờ khu vực nghiên cứu
trong trường hợp này nhỏ hơn nhiều so với
các trường hợp sóng hướng NE và E. Khu
vực hứng sóng của đảo Mái Nhà chịu tác
động bởi sóng với độ cao 2 m. Mỏm đá
phía bắc cửa Lễ Thịnh và khu vực từ mỏm
đá phía nam về phía nam chịu tác động bởi
sóng có độ cao 1,5 m. Toàn bộ khu vực
đường bờ nghiên cứu chịu tác động bởi
sóng có độ cao khoảng 1,0 m. Riêng vị trí
phía bắc cửa An Hải, cách bờ khoảng 200
m xảy ra hiện tượng hội tụ sóng. Vùng
khuất sóng gần đảo Mái Nhà có độ cao
sóng khoảng 1,0 m và tăng dần khi càng ra
xa đảo (Hình 6a).
Kết quả tính toán dòng dọc bờ do sóng
đổ nhào cho thấy, khu vực xuất hiện hội tụ
sóng có vận tốc dòng từ 0,5 đến 0,7 m/s,
lớn hơn nhiều so với hầu hết các khu vực
khác. Mặc dù, vận tốc dòng phân bố không
đồng đều nhưng nhìn chung vùng bờ phía
nam cửa An Hải được che chắn bởi đảo
Mái Nhà và mỏm đá phía nam, vận tốc
dòng có xu hướng giảm dần về phía cửa
An Hải với giá trị từ 0,6 đến 0,3 m/s. Vận
tốc dòng cực đại khá lớn, đạt giá trị 1,02
m/s tại gần cửa An Hải (bờ phía bắc). Vận
tốc trung bình trong trường hợp này là
0,213 m/s. Tại cửa Lễ Thịnh, vận tốc dòng
có giá trị nhỏ hơn 0,3 m/s. Vận tốc nhỏ
nhất tại khu vực sát bờ đoạn bờ uốn cong
(Hình 6b).
25
(a) (b)
Hình 6. (a) Trường độ cao sóng hữu hiệu; (b): Trường dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào. Gió
ngoài khơi: Vnk = 13 m/s; Gió ven bờ: Vvb = 10 m/s; Hướng: SE
Figure 6. (a) Pattern of significant wave height; (b): Pattern of longshore current induced
by breaking wave. Offshore wind: Vnk = 13 m/s; Nearshore wind: Vvb = 10 m/s;
Direction: SE
IV. THẢO LUẬN
Các vù