Giáo trình cơ sở kỹ thuật bờ biển - Chương 5

Thủy triều 5.1 Mở đầu Hầu hết mọi ng ời sống ở vùng ven biển đều biết về thủy triều, nh ng không hiểu cơ chế hình thành. Tuy nhiên từ rất xa x a ch a thể giải thích nguyên nhân sinh ra thủy triều, ông cha ta cũng có một số cách giải thích về thủy triều, chẳng hạn: Thủy triều là kết quả của thiên thần đắm mình vào biển đông (Al Falik, 900 BC) hoặc Thủy triều là kết quả của một con cá voi lớn tắm mình trong biển cả. Nghiên cứu đầu tiên...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình cơ sở kỹ thuật bờ biển - Chương 5 Ch ¬ng 5: Thñy triÒu 5.1 Më ®Çu HÇu hÕt mäi ng êi sèng ë vïng ven biÓn ®Òu biÕt vÒ thñy triÒu, nh ng kh«ng hiÓu c¬ chÕ h×nh thμnh. Tuy nhiªn tõ rÊt xa x a ch a thÓ gi¶i thÝch nguyªn nh©n sinh ra thñy triÒu, «ng cha ta còng cã mét sè c¸ch gi¶i thÝch vÒ thñy triÒu, ch¼ng h¹n: Thñy triÒu lμ kÕt qu¶ cña thiªn thÇn ®¾m m×nh vμo biÓn ®«ng (Al Falik, 900 BC) hoÆc Thñy triÒu lμ kÕt qu¶ cña mét con c¸ voi lín t¾m m×nh trong biÓn c¶. Nghiªn cøu ®Çu tiªn gi¶i thÝch vÒ hiÖn t îng thñy triÒu tõ nghiªn cøu cña Newton n¨m 1687. Trong c«ng tr×nh to¸n häc cña «ng ®· thÓ hiÖn c¸c lùc hÊp dÉn träng tr êng gi÷a mÆt tr¨ng, mÆt trêi vμ tr¸i ®Êt. Sau nμy vμo n¨m 1799, Laplace ®· tr×nh bμy chi tiÕt h¬n vμ bøc tranh vÒ thñy triÒu dÇn dÇn ® îc lμm s¸ng tá. Vμo n¨m 1898, Darwin ®· xuÊt b¶n cuèn s¸ch vÒ lý thuyÕt c©n b»ng. Ngμy nay, c¸c lý thuyÕt vÒ sù h×nh thμnh thñy triÒu cã thÓ t×m qua Internet ë c¸c Website sau ®©y: http://math.math.sunysb.edu/tony/tides/index.html Th«ng tin vÒ thñy triÒu cña Hμ Lan t×m qua Website http://www.waterland.net/rikz/waterstand/index.html Khi nghiªn cøu thñy triÒu, 2 c©u hái c¬ b¶n ®Æt ra. §ã lμ: V× sau c¸c kiÕn thøc vÒ thñy triÒu l¹i quan träng nh vËy Thñy triÒu lμ g×? H×nh 5.1: Dao ®éng mùc n íc triÒu http://www.ebook.edu.vn 98 Tr¶ lêi c©u hái thø nhÊt kh¸ ®¬n gi¶n v× c¸c môc ®Ých kinh tÕ, kü thuËt. §ã lμ: C¶i t¹o c¸c vïng ®Êt ven biÓn H¹p long vïng cöa s«ng T íi tiªu vïng triÒu An toμn hÖ thèng ®ª ®iÒu vμ VÊn ®Ò nhiÔm mÆn v.v... C©u hái thø 2 mét phÇn ® îc tr¶ lêi trong h×nh 5-1, ë ®ã ®· chØ ra sù lªn xuèng cña mùc n íc 1 ngμy 1 lÇn hoÆc 2 lÇn/ngμy. Tuy nhiªn tr íc khi th¶o luËn c¸c ®Æc ®iÓm cña thñy triÒu, tr íc hÕt cÇn nghiªn cøu nguån gèc cña thñy triÒu. 5.2 Nguån gèc cña thñy triÒu Theo gi¶i thÝch cña Newton, thñy triÒu liªn quan ®Õn c¸c lùc hÊp ®Én cña mÆt trêi, mÆt tr¨ng vμ tr¸i ®Êt. H×nh 5-2 biÓu diÔn hÖ thèng mÆt trêi. Sù chuyÓn ®éng cña hÖ thèng mÆt trêi nh sau: - Tr¸i ®Êt chuyÓn ®éng quanh mÆt trêi kho¶ng 365 ngμy - MÆt tr¨ng chuyÓn ®éng quanh tr¸i ®Êt kho¶ng 27.3 ngμy - Tr¸i ®Êt tù quay xung quanh trôc cña nã 24 giê H×nh 5.2: ChuyÓn ®éng cña hÖ mÆt trêi vμ nguån gèc cña thñy triÒu §Ó ®¬n gi¶n hãa gi¶i thÝch nguån gèc cña thñy triÒu, chóng ta nghiªn cøu hÖ thèng mÆt tr¨ng - tr¸i ®Êt (h×nh 5-3) víi c¸c gi¶ thiÕt sau: a. Toμn bé tr¸i ®Êt ® îc phñ bao phñ bëi mét líp n íc b. QuÜ ®¹o mÆt tr¨ng n»m trªn mÆt ph¼ng ®i qua xÝch ®¹o cña tr¸i ®Êt c. Tr¸i ®Êt kh«ng quay http://www.ebook.edu.vn 99 H×nh 5.3: S¬ ®å hãa hÖ thèng mÆt tr¨ng - tr¸i ®Êt HÖ thèng tr¸i ®Êt - MÆt tr¨ng cã träng t©m chung lμ ®iÓm A. Nãi mét c¸ch kh¸c, hÖ thèng quay quanh ®iÓm A trong kho¶ng thêi gian xÊp xØ 27 ngμy. Trong qu¸ tr×nh quay, 2 hμnh tinh ¶nh h ëng tíi nhau th«ng qua lùc träng tr êng vμ c¸c lùc nμy ph¶i c©n b»ng víi lùc ly t©m. Râ rμng r»ng c¸c lùc nμy sÏ lμm biÕn d¹ng líp n íc bao phñ trªn mÆt tr¸i ®Êt (gi¶ thiÕt a), víi h×nh d¹ng cña nã nh trªn h×nh 5-4 H×nh 5.4: N íc bao phñ bÒ mÆt tr¸i ®Êt theo c¸c gi¶ thiÕt phÇn trªn Tõ h×nh 5-4, cã thÓ thÊy cã mét sè d¹ng thñy triÒu. B©y giê, 2 gi¶ thiÕt cã sù ®iÒu chØnh nh sau: Gi¶ thiÕt mÆt tr¨ng chuyÓn ®éng trªn mÆt ph¼ng qòy ®¹o cña tr¸i ®Êt kh«ng ®óng thùc tÕ; trôc tr¸i ®Êt nghiªng 1 gãc lμ 6605 (TÝnh trung b×nh) víi mÆt ph¼ng qòy ®¹o mÆt tr¨ng. Gi¶ thiÕt tr¸i ®Êt kh«ng quay còng kh«ng thùc tÕ, v× tr¸i ®Êt quay quanh mÆt trêi. H×nh 5-5 cho biÕt sù biÕn d¹ng cña líp n íc, khi thay ®æi c¸c gi¶ thiÕt nμy.Khi quan s¸t ®iÓm B trªn h×nh 5-5, râ rμng r»ng cã hai ®iÓm n íc cao vμ 2 ®iÓm n íc thÊp trong kho¶ng thêi gian 24 giê. Thñy triÒu t¹i ®iÓm B ® îc gäi lμ b¸n nhËt triÒu. Nguyªn t¾c c¬ b¶n cña triÒu mÆt tr¨ng ® îc tr×nh bμy vμ mét sè ®Æc ®iÓm thÓ hiÖn trªn h×nh 5-1 ® îc gi¶i thÝch. Nöa ®Çu cña chu kú b¸n nhËt triÒu dμi h¬n 12 giê. §iÒu nμy cã thÓ gi¶i thÝch nh sau: Chu kú triÒu bÞ chi phèi bëi 2 chuyÓn ®éng (i) sù quay http://www.ebook.edu.vn 100 cña tr¸i ®Êt vμ (ii) sù quay cña mÆt tr¨ng quanh tr¸i ®Êt. H×nh 5-5: N íc bao phñ trªn bÒ mÆt tr¸i ®Êt khi tr¸i ®Êt vμ mÆt tr¨ng chuyÓn ®éng trong hÖ thèng Víi viÖc quay quanh tr¸i ®Êt (24 giê), mÆt tr¨ng cßn chuyÓn ®éng trªn qòi ®¹o cña nã. Do vËy, ë vÞ trÝ x¸c ®Þnh trªn bÒ mÆt ®Êt ®èi diÖn víi mÆt tr¨ng, kho¶ng thêi gian lín h¬n 24 giê ®Ó thÊy l¹i mÆt tr¨ng ®èi diÖn víi tr¸i ®Êt ë ®iÓm ®ã. MÆt kh¸c mÆt tr¨ng chuyÓn ®éng xung quanh tr¸i ®Êt mét vßng trong kho¶ng thêi gian 27.3 ngμy. Nh vËy trong 1 ngμy mÆt tr¨ng chuyÓn ®éng ® îc gãc t ¬ng øng 1/27.3 cña 3600, hay xÊp xØ 130 trªn mÆt ph¼ng qòi ®¹o cña nã. §èi víi ®iÓm xem xÐt trªn bÒ mÆt tr¸ ...