Giáo trình DỰ BÁO THỦY VĂN BIỂN - Chương 5

CHƯƠNG 5 - DỰ BÁO SÓNG BIỂN Tính và dự báo sóng ở biển và đại dương cần thiết cho những lĩnh vực kinh tế như hàng hải, đóng tàu và khai thác tàu, cảng, các thủy công trình trên bờ và thềm lục địa, bảo vệ bờ. Trong ho ạt động đa dạng của các ngành này c ần biết thông tin về sóng biển, những đặc trưng sóng ở những vùng khác nh au. Trong số những đặc trưng của sóng biển thì quan trọng nhất là những độ cao sóng cực đại, vì những sóng l ớn luôn...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình DỰ BÁO THỦY VĂN BIỂN - Chương 5 CHƯƠNG 5 - DỰ BÁO SÓNG BIỂN T ính và d ự b áo sóng ở b i ể n và đ ạ i d ươ ng c ầ n thi ế t cho nh ữ ng l ĩ nh v ự c kinh t ế n h ư h àng h ả i, đ óng tàu và khai thác tàu, c ả ng, các th ủ y công trình trên b ờ v à th ề m l ụ c đ ị a, b ả o v ệ b ờ . Trong ho ạ t đ ộ ng đ a d ạ ng c ủ a các ngành này c ầ n bi ế t thông tin v ề s óng bi ể n, nh ữ ng đ ặ c tr ư ng sóng ở n h ữ ng vùng khác nh au. Trong s ố n h ữ ng đ ặ c tr ư ng c ủ a sóng bi ể n thì quan tr ọ ng nh ấ t là nh ữ ng đ ộ c ao sóng c ự c đ ạ i, vì nh ữ ng són g l ớ n luôn luôn là m ố i n guy hi ể m nh ấ t đ ố i v ớ i tàu và các th ủ y công trình. Các ngành kinh t ế c ầ n nh ữ ng lo ạ i d ự b áo sóng khác nhau: có th ể l à nh ữ ng đ ặ c tr ư ng xác su ấ t (ch ế đ ộ ) c ủ a sóng trong th ờ i k ỳ d ài và c ũ ng có th ể l à nh ữ ng y ế u t ố s óng trong m ộ t th ờ i đ i ể m c ụ t h ể h àng ngày. Hình th ứ c ti ệ n d ụ ng nh ấ t đ ể t h ể h i ệ n d ự b áo sóng là nh ữ ng b ả n đ ồ s óng, trên đ ó các đ ộ c ao sóng và chu k ỳ s óng đ ượ c bi ể u di ễ n b ằ n g các đ ườ ng đ ẳ ng tr ị . Đ ã vài th ậ p k ỷ n ay các n ướ c nh ư N ga và M ỹ đ ã l ậ p các b ả n đ ồ d ự b áo sóng cho các vùng đ ạ i d ươ ng. Nh ữ ng b ả n đ ồ n ày có giá tr ị t o l ớ n đ ố i v ớ i ngành hàng h ả i, đ ặ c bi ệ t t ừ k hi xu ấ t hi ệ n d ị ch v ụ đ ả m b ả o nh ữ ng đ ườ ng b ơ i t ố i ư u cho các tàu vi ễ n d ươ ng. 5.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ SÓNG BIỂN S ự p hát tri ể n, lan truy ề n và t ắ t d ầ n c ủ a sóng ở n ướ c sâu và n ướ c nông di ễ n ra khác nhau và các ph ươ ng pháp d ự b áo sóng c ũ ng đ ượ c xây d ự ng riêng cho t ừ ng tr ườ ng h ợ p. N ế u đ ộ s âu bi ể n l ớ n h ơ n n ử a đ ộ d à i sóng thì ng ườ i ta xét sóng n ướ c sâu, n ế u đ ộ s âu bi ể n nh ỏ h ơ n n ử a đ ộ d ài sóng − s óng n ướ c nông. Trong bi ể n phân bi ệ t sóng gió và sóng l ừ ng. Sóng gió là sóng gây b ở i gió và ch ị u tác đ ộ ng c ủ a gió. Sóng l ừ ng là sóng lan truy ề n trong vùng t ạ o s óng sau khi gió y ế u đ i ho ặ c gió thay đ ổ i h ướ ng ho ặ c sóng đ i t ừ v ùng t ạ o sóng đ ế n vùng khác, n ơ i có các đ ặ c tr ư ng gió khác. Có th ể c ó sóng l ừ ng lan truy ề n trong khi hoàn toàn không có gió. H ệ t h ố ng sóng hình thành do t ổ ng h ợ p các sóng gió và sóng l ừ ng g ọ i là sóng h ỗ n h ợ p. Trong tính toán và d ự b áo sóng c ũ ng phân bi ệ t sóng ba chi ề u và sóng hai chi ề u. Th ự c t ế d ự b áo sóng th ườ ng đ ề c ậ p đ ế n sóng hai chi ề u. Nh ữ ng đ ặ c tr ư ng c ơ b ả n đ ư ợ c d ự b áo c ủ a sóng hai chi ề u g ồ m đ ộ c ao h , chu k ỳ T , đ ộ d ài λ , t ố c đ ộ t ruy ề n C , h ướ ng truy ề n ψ . Đ ộ c ao sóng là đ ộ c ao c ủ a đ ỉ nh sóng so v ớ i đ áy sóng. Chu k ỳ − k ho ả ng th ờ i gian hai đ ỉ nh sóng k ế t i ế p đ i qua m ộ t đ i ể m c ố đ ị nh trên bi ể n. Trên b ă ng ghi sóng (hình 5.1) chu k ỳ x ác đ ị nh b ằ ng kho ả ng th ờ i gian trên tr ụ c hoành gi ữ a hai đ ỉ nh sóng k ế t i ế p nhau. Đ ộ d ài − k ho ả ng cách ngang gi ữ a hai đ ỉ nh sóng k ế t i ế p trên tr ắ c 60 d i ệ n sóng v ẽ t heo h ướ ng t ruy ề n sóng. T ố c đ ộ t r uy ề n sóng - quãng đ ườ ng di chuy ể n đ ỉ nh sóng hay đ áy sóng theo h ướ ng truy ề n sóng trong m ộ t đ ơ n v ị t h ờ i gian khi sóng ti ế n lan truy ề n trên bi ể n. H ướ ng truy ề n sóng - h ướ ng trung bình lan truy ề n sóng xác đ ị nh theo nhi ề u sóng. §Ønh sãng M ùc sãng trung b×nh Ngän sãng § ¸y sãng Ch©n sãng 1 phót Hình 5.1. Hình dạng một đoạn băng ghi sóng C hu k ỳ , đ ộ d ài và t ố c đ ộ t ruy ề n sóng liên h ệ v ớ i nhau b ằ ng nh ữ ng bi ể u th ứ c λ gλ C= = = 1,56T , 2π T 2π 2 g2 λ= T = 1,56T 2 , C= (5.1) 2π g 2πλ 2π T= = C = 0,64C g g N ă ng l ượ ng toàn ph ầ n c ủ a sóng 1 ...