Mô hình mô phỏng và dự báo xu thế bồi tụ, xói lở bờ, biến đổi địa hình đáy biển cửa Ba Lạt, sông Hồng - Lê Văn Thành

Dựa vào các mô hình thủy động lực học để mô phỏng và dự báo xu thế bồi tụ, xói lở bờ, biến đổi địa hình đáy biển. Các phương trình bao gồm: Lan truyền sóng, sóng chảy ven bờ, dòng vận chuyển bùn cát,... Nhằm giúp các bạn hiểu hơn về vấn đề này, mời các bạn cùng tham khảo nội dung bài viết "Mô hình mô phỏng và dự báo xu thế bồi tụ, xói lở bờ, biến đổi địa hình đáy biển cửa Ba Lạt, sông Hồng" dưới đây.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô hình mô phỏng và dự báo xu thế bồi tụ, xói lở bờ, biến đổi địa hình đáy biển cửa Ba Lạt, sông Hồng - Lê Văn ThànhM« h×nh m« pháng vµ dù b¸o xu thÕ båi tô-xãi lë bê, biÕn®æi ®Þa h×nh ®¸y biÓn cöa Ba l¹t-s«ng Hång Lª V¨n Thµnh, ViÖn C¬ häcTãm t¾t: Dùa vµo c¸c ph¬ng tr×nh thuû ®éng lùc häc ®Ó m« pháng vµ dù b¸o xuthÕ båi tô-xãi lë bê, biÕn ®æi ®Þa h×nh ®¸y. C¸c ph¬ng tr×nh bao gåm: lan truyÒnsãng, dßng ch¶y ven bê, dßng vËn chuyÓn bïn c¸t, biÕn ®æi ®Þa h×nh ®¸y vµ båi tô-xãi lë bê.ThuËt to¸n gi¶i c¸c ph¬ng tr×nh trªn b»ng ph¬ng ph¸p sai ph©n. KÕt qu¶ m« pháng cho thÊy ho¹t ®éng båi -xãi trong khu vùc nghiªn cøu phôthuéc râ vµo ®Þa h×nh bê, mïa giã(mïa ®«ng ,hÌ)vµ mïa lò. Bê biÓn , cöa s«ng métsè ®o¹n xãi vµo mïa ®«ng víi qui m«, cêng ®é nhá vµ hÇu nh båi tô rÊt m¹nh vµomïa hÌ víi quy m«, cêng ®é rÊt lín.Hµng n¨m bê biÓn , cöa s«ng cã xu thÕ tiÕn raphÝa ®«ng vµ ®«ng nam. §Þa h×nh ®¸y s¸t bê ®ang ®îc båi vµ xu thÕ ph¸t triÓn víiquy m« réng lín. Dùa vµo sè liÖu ®o ®¹c thùc tÕ, m« h×nh ®· hiÖu chØnh vµ tiÕn hµnh dù b¸o xuthÕ båi -xãi, biÕn ®æi ®Þa h×nh ®¸y bê biÓn cöa s«ng Ba L¹t 2006-2015.1. Më ®Çu Cöa Ba L¹t thuéc ®Þa phËn hai huyÖn TiÒn H¶i( Th¸i B×nh), Xu©nThuû (Nam§Þnh). C¸c qu¸ tr×nh båi tô-xãi lë thêng xuyªn x¶y ra ë ®©y, ®Æc biÖt lµ vµo nh÷ngn¨m gÇn ®©y. Nghiªn cøu båi tô-xãi lë cã ý nghÜa cùc kú quan träng trong viÖc tho¸tlò, giao th«ng cöa s«ng Hång, quy ho¹ch ®Êt ®ai. §Õn nay cã rÊt nhiÒu c«ng tr×nhnghiªn cøu båi tô –xãi lë b»ng nhiÒu ph¬ng ph¸p kh¸c nhau, ®Òu ®Ò cËp ®Õn c¸ckhÝa c¹nh vÒ båi- xãi, nh»m t×m hiÓu nguyªn nh©n vµ ®Ò ra c¸c gi¶i ph¸p khai th¸c,phßng chèng bèi tô-xãi lë nh»m quy ho¹ch ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi. Chuyªn ®Ò nµycòng nh»m môc ®Ých ®ã nghiªn cøu b»ng ph¬ng ph¸p m« h×nh to¸n häc.2.Lùa chän M« h×nh m« pháng vµ dù b¸o[1,2]2.1. M« h×nh dßng tæng hîp u u u  u v  g  lv  1 (1.1) t x y x V v v  u v  g  lu   2 (1.2) t x y y  Hu Hv   0 (1.3) t x y u2  v2   2 u u2   x 1   gu  D  2  2    Rx C2 H  x y  H 1 u2  v 2   2 v v 2   y 2   gv  D  2  2    Ry C2 H  x y  H,trong ®ã: x,y lµ täa ®é §Ò C¸c 2 chiÒu; u, v lµ c¸c thµnh phÇn vËn tèc trung b×nhtheo x vµ y;  lµ ®é cao mÆt níc so víi mÆt chuÈn; g lµ gia tèc träng trêng; C lµhÖ sè chezy; H = +h lµ ®é s©u níc, h lµ ®é s©u mÆt níc tÜnh; t lµ thêi gian; l:th«ng sè Criolis; x, y lµ øng suÊt giã bÒ mÆt theo trôc x vµ y;Rx , Ry lµ bøc x¹ sãngtheo chiÒu x vµ y; D lµ hÖ sè khuyÕch t¸n rèi.2.2. M« h×nh dßng vËn chuyÓn bïn c¸t(VCBC) Theo Kiyoshi Horikawa cã thÓ tÝnh dßng VCBC do dßng theo x vµ y: qcx = Qc.u qcy = Qc.v (2) Qc = Ac (c - cr) / gTrong ®ã: Ac lµ h»ng sè thùc nghiÖm; u, v lµ vËn tèc dßng trung b×nh theo ®é s©u; lµ mËt ®é níc; c ,cr lµ øng suÊt ®¸y do dßng vµ øng suÊt tiªu chuÈn. TÝnh dßng VCBC do sãng: qwx = Qnub cos qwy = Qnub sin (3) Qn = An (w - cr) / g,trong ®ã: An lµ h»ng sè thùc nghiÖm, w lµ øng suÊt ®¸y do sãng,  gãc tia sãng víi ®êng®¼ng s©u, ub tèc ®é quü ®¹o sãng,cuèi cïng tÝnh ®îc dßng vËn chuyÓn bïn c¸t theo ox vµ oy: qx=qcx+qwx qy=qy+qwy2.3. M« h×nh tÝnh biÕn ®æi ®Þa h×nh ®¸y z b    (q cx  q x )  (q cy  q y )  s (4) t x y  0 s cdz t  htrong ®ã: zb : ®Þa h×nh ®¸y ; h: lµ ®é s©u mÆt níc tÜnh; c: mËt ®é bïn c¸t 22.4. M« h×nh tÝnh biÕn ®æi ®êng bê x s 1  Q     q   0 (5) t Ds  y trong ®ã: Q : dßng VCBC däc bê; q : dßng VCBC ngang bê Ds: ®é s©u giíi h¹n xãi ®¸y; Xs lµ vÞ trÝ ®êng bê.2.5.Ph¬ng ph¸p gi¶i c¸c ph¬ng tr×nh C¸c ph¬ng tr×nh trªn ®îc gi¶i b»ng ph¬ng ph¸p sai ph©n víi ®iÒu kiÖn ban®Çu vµ biªn thÝch hîp víi sè liÖu hiÖn cã. Sãng,giã ngoµi kh¬i ®îc tÝnh tõ tµi liÖugiã ngoµi kh¬i lÊy t¹i tr¹m KTTV B¹ch Long VÜ, råi tÝnh lan truyÒn sãng vµo bêtheo quy luËt khóc x¹, nhiÔu x¹, ph¶n x¹, cã tÝnh hiÖu øng cña dßng ch¶y ra biÓn cñas«ng ...