GENESIS - Mô hình số trị mô tả biến đổi đường bờ - Chương 1

Tài liệu tham khảo bài giảng GENESIS - Mô hình số trị mô tả biến đổi đường bờ ( Nguyễn Quang Chiến ) dành cho sinh viên đại học chuyên ngành kỹ thuật bờ biển - Chương 1 Tóm tắt lý thuyết mô hình
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GENESIS - Mô hình số trị mô tả biến đổi đường bờ - Chương 1Chương 1Tóm t t lý thuy t mô hình1.1 S c n thi t mô hình hoá di n bi n đư ng bB o v đư ng b và n đ nh đư ng b là nh ng nhi m v trung tâm trong lĩnh v c kthu t b bi n. S bi n đ i bãi bi n b chi ph i b i các y u t gió, sóng dòng ch y, m cnư c, đ c trưng bùn cát và ngu n cung c p. Đ d báo di n bi n b bi n gây ra b i m tquá trình ph c t p như v y; r t c n m t công c h u ích như mô hình toán. Không nh ngnó cho k t qu khách quan mà còn là công c h tr tính toán cho nh ng k ch b n khácnhau trong các d án phát tri n. Dù v y, c n nh n th c r ng mô hình toán không th hoàn toàn thay th vai trò c a kthu t viên v n hành mô hình và h có trách nhi m v k t qu cu i cùng.1.2 Kh năng c a mô hìnhGENESIS là mô hình “đư ng đơn”, nghĩa là hình d ng m t c t ngang b không đ i mà chd ch chuy n theo chi u ngang. Tuy v y, s gi n hoá này l i khó phù h p trong th c ti n.Trong cách mô ph ng này các đư ng đ ng m c đáy luôn song song v i nhau và do đó chc n đư c đ i di n b i m t đư ng cong duy nh t, đó là đư ng b . V i m t s gi thi t phù h p, GENESIS có th đư c dùng cho các bãi bi n cát đ phântích các ph n ng c a đư ng b dư i tác d ng c a sóng trong nhi u bài toán k thu t. Mô hình d đoán v trí c a đư ng b bi n đ i trong kho ng th i gian t vài tháng đ nvài năm; và thích h p nh t đ i v i nh ng trư ng h p có m t xu hư ng bi n đ i đư ng bdài h n và có quy lu t, ch ng h n s thoái lui đư ng b phía khu t c a m t đ p m hànho c s phát tri n c a đư ng b phía sau m t đ p phá sóng. Kho ng th i gian mô ph ng ph thu c vào các đi u ki n sóng và v n chuy n bùn cát,đ chính xác c a các đi u ki n biên, tính ch t c a d án và m c đ g n gi ng c a bãi sov i v trí cân b ng. Ngay sau khi xây d ng công trình, bãi bi n đã b thay đ i nhi u so v itr ng thái cân b ng c a nó. Trong trư ng h p này thay đ i do gia di n v n chuy n cát d cb l n hơn nhi u so v i do bão và nh ng thay đ i theo mùa. Di n bi n kéo dài vài năm 5CHƯƠNG 1. TÓM T T LÝ THUY T MÔ HÌNH 6này, khi m t c t đang bi n đ i gi a hai v trí cân b ng, đư c GENESIS mô t m t cáchhi u qu nh t. Không gian đư c mô ph ng có th bi n đ i t vùng d án đơn l c vài trăm métđ n d i b bi n dài vài ch c km. C n lưu ý r ng, m c dù ph m vi c a công trình khôngl n nhưng các đi u ki n có th m r ng trên m t vùng r ng l n hơn nhi u. Trong m t strư ng h p, ph m vi mô hình có th m r ng tuỳ theo yêu c u xem xét nh hư ng c a môhình t i các khu v c lân c n. Như đã đ c p trên, mô hình bi n đ i đư ng b đư c xây d ng nh m mô ph ng quátrình bi n đ i dài h n c a đư ng b trong quá trình ti n t i m t tr ng thái cân b ng.Tr ng thái xáo tr n ban đ u thư ng là do nh ng công trình l n đư c xay d ng, ch ng h nđê ch n cát t i c a sông ho c b n c ng. Mô hình không th mô ph ng đư c các bi n đ ngng u nhiên c a đư ng b mà không có xu th rõ r t, ch ng h n bi n đ i c a dòng ven bdo đi u ki n sóng khác nhau, ho c bi n đ i c a b bi n t i l ch tri u, bi n đ i dòng ch ygây ra do gió, ho c v n chuy n bùn cát ngang b trong các tr n bão.1.3 So sánh các mô hình bi n đ i đư ng bCác mô hình gi i tích cho các nghiên c u đúng c a m t phương trình vi phân bi u thdi n bi n c a đư ng b . Nhưng đ có nghi m đúng, nhi u gi thi t ph i đư c ch p nh nnh m lý tư ng hoá đi u ki n t nhiên. Do đó mô hình gi i tích n u c n, ch đư c áp d ngtrong giai đo n ti n kh thi, v i m c đích ch y u là nh n di n xu hư ng phát tri n chínhc a đư ng b và nh hư ng c a các y u t như sóng góc t i, đi u ki n biên, đi u ki n banđ u. Đ n nay các mô hình xói l m t c t có th mô ph ng xói l bãi bi n dư i nh hư ngc a bão (Kriebel và Dean, 1985; Larson, 1988) cũng như bi n đ i m t c t ngang ngay saukhi đ cát nuôi bãi (Larson và Kraus, 1989a). Mô hình này b qua quá trình v n chuy nbùn cát d c b . V nguyên t c, các mô hình di n bi n m t c t và di n bi n đư ng b cóth dùng k t h p đ mô ph ng bi n đ i v trí đư ng b c ng n h n l n dài h n. Mô hình bi n đ i đư ng b , như GENESIS, t ng quát hoá t mô hình gi i tích, nhưngxét t i nhi u y u t ph c t p hơn như công trình, sóng, các đi u ki n biên đi u ki n banđ u... Ngoài ra, các ngu n b sung bùn cát như nuôi bãi, b sung bùn cát t c a sông,ho c các ho t đ ng khai thác cát, v.v. đ u đư c xét đ n. Mô hình 3 chi u mô ph ng thay đ i đ cao, đ đáy theo c hai hư ng: d c b và ngangb ; và do đó g b các gi thi t v hình d ng m t c t ngang không đ i (c a mô hình bi nđ i đư ng b ) và v n chuy n bùn cát không đ i (c a mô hình bi n đ i m t c t). Sóng,dòng ch y, v n chuy n bùn cát cũng đư c xác đ nh trên toàn b lư i tính toán. Mô hìnhlo i này c n ch y trên nh ng máy tính m nh và đòi h i vi c ki m đ nh mô hình và phântích đ nh y r t sâu s c.CHƯƠNG 1. TÓM T T LÝ THUY T MÔ HÌNH 71.4 Vai trò c a mô hình bi n đ i đư ng b ...