Ứng dụng mô hình mike 21/3 FM couple nghiên cứu quá trình vận chuyển trầm tích tại vịnh Cam Ranh

Trong bài báo này, Mô hình MIKE 21/3 FM COUPLE được áp dụng để đánh giá tác động của sóng gió, thủy triều mùa gió Tây Nam ảnh hưởng tới quá trình vận chuyển trầm tích và biến đổi địa hình đáy vùng biển vịnh Cam Ranh. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Trong mùa gió Tây Nam ảnh hưởng của sóng gió và dòng chảy đến xu thế vận chuyển trầm tích và biến đổi địa hình đáy tại vùng biển vịnh Cam Ranh không mạnh.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng mô hình mike 21/3 FM couple nghiên cứu quá trình vận chuyển trầm tích tại vịnh Cam Ranh Tạp chí Khoa học và Công nghệ Biển; Tập 14, Số 3; 2014: 229-237 DOI: 10.15625/1859-3097/14/3/5160 http://www.vjs.ac.vn/index.php/jmst ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 21/3 FM COUPLE NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH VẬN CHUYỂN TRẦM TÍCH TẠI VỊNH CAM RANH Nguyễn Ngọc Tiến Viện Địa chất và Địa vật lý biển-Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam E-mail: nntien@imgg.vast.vn Ngày nhận bài: 21-5-2014 TÓM TẮT: Trong bài báo này, Mô hình MIKE 21/3 FM COUPLE được áp dụng để đánh giá tác động của sóng gió, thủy triều mùa gió Tây Nam ảnh hưởng tới quá trình vận chuyển trầm tích và biến đổi địa hình đáy vùng biển vịnh Cam Ranh. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Trong mùa gió Tây Nam ảnh hưởng của sóng gió và dòng chảy đến xu thế vận chuyển trầm tích và biến đổi địa hình đáy tại vùng biển vịnh Cam Ranh không mạnh. Trong mùa này thủy triều đóng vai trò chủ đạo đến đặc điểm lan truyền trầm tích. Trong pha triều lên, thủy triều làm tăng cường sự xâm nhập của nước biển và trầm tích vào sâu trong các đầm phá. Vào pha triều xuống, yếu tố này làm tăng cường sự phát tán của trầm tích ra phía ngoài cửa vịnh do vậy tích tụ trầm tích tại khu vực và biến đổi địa hình đáy là không lớn. Từ khóa: Mô hình, Trầm tích, Cam Ranh. MỞ ĐẦU Vịnh Cam Ranh là tài nguyên vô giá mà thiên nhiên ban tặng cho vùng đất này. Theo tài liệu đã được công bố, vịnh Cam Ranh có diện tích hơn 60 km2, chỗ rộng nhất khoảng 6 km, ăn sâu vào nội địa chừng 12 km, thông với biển bởi một cửa rộng khoảng 3 km. Hoạt động gió mùa theo hai hướng chủ đạo trong năm là Đông Bắc và Tây Nam, điều kiện hải văn như sóng thay đổi theo mùa độ cao của sóng mùa gió Tây Nam thường nhỏ hơn so với mùa gió Đông Bắc, dòng chảy trên toàn bề mặt vịnh biến đổi phức tạp (tốc độ dòng khảo sát năm 2003 biến đổi từ 6-46 cm/s. Khu vực cửa vịnh phần lớn có độ sâu từ 18-32 m, tàu trên 3 vạn tấn có thể ra vào bất cứ lúc nào. Vịnh có ưu điểm là chỉ cách đường hàng hải quốc tế 1 giờ tàu biển (cảng Hải Phòng cách 18 giờ). Thủy triều trong vịnh khá đều đặn, có chế độ nhật triều không đều. Điều kiện tự nhiên thuận lợi này có ý nghĩa rất lớn về kinh tế và kỹ thuật hàng hải. Là một trong những vịnh thuộc tỉnh Khánh Hòa quan trọng về an ninh quốc phòng, phát triển kinh tế và dân sinh chính vì vậy việc nghiên cứu các quá trình thủy thạch động lực là một vấn đề cấp thiết nhằm đưa ra những phân tích, đánh giá và định hướng lâu dài về xây dựng các công trình biển, bảo vệ tài nguyên và môi trường. Để có được những phân tích và đánh giá đó bộ mô hình MIKE 21/3 FM COUPLE đã được sử dụng với mục đích là nghiên cứu các chế độ động lực biển nhằm đánh giá chính xác quá trình vận chuyển trầm tích và biến đổi địa hình đáy tại khu vực nghiên cứu. Nghiên cứu này được hoàn thành với sự hỗ trợ kinh phí của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam năm 2013. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Mô hình MIKE 21/3 FM COUPLE Đã sử dụng Module thủy động lực (MIKE21/3 HD) để xác định trường dòng chảy và phân bố độ dâng rút mực nước. 229 Nguyễn Ngọc Tiến Module phổ sóng để xác định trường sóng và ứng suất sóng. Module vận chuyển và lắng đọng trầm tích (MIKE21/3ST) để mô phỏng quá trình diễn biến hình thái và vận chuyển trầm tích rời. Tính toán các điều kiện biên của mô hình đã sử dụng các module khác trong mô hình MIKE như: Module phổ sóng gió ven bờ MIKE 21 - SW: Mô phỏng lan truyền sóng từ ngoài khơi vào bờ. Miền tính toán và số liệu cho mô hình Xây dựng lưới tính: Lưới tính toàn Biển Đông (Mesh BD) (hình 2) phục vụ cho tính toán thủy triều trên toàn Biển Đông làm điều kiện biên mực nước cho lưới tính thủy lực và để tính sóng ngoài khơi truyền vào khu vực nghiên cứu (Mesh I) hình 1. Địa hình vùng nghiên cứu được xây dựng trên bản đồ có tỉ lệ 1:50.000 với các đường đồng mức 0,5 m, hệ quy chiếu UTM, zone 49. Độ sâu khảo sát là từ mép nước tới 30 m tại khu vực cửa vịnh và phía ngoài khu vực đảo Bình Ba - Cam Ranh và quy về độ sâu hải đồ và được số hóa từ bản đồ Hải quân. Nguồn số liệu thứ hai phía ngoài vịnh sử dụng cơ sở dữ liệu GEBCO -1/8 có độ phân dải 0,5 phút. Các số liệu dao động mực nước ngoài khơi được thu thập và xử lý để làm đầu vào cho các điều kiện biên mở phía biển của mô hình từ 4 sóng triều chính là O1, K1, M2, S2. Các hằng số điều hòa thủy triều ở phía ngoài xa bờ được thu thập từ cơ sở dữ liệu FES2004 của LEGOS và CLS. Số liệu nhiệt độ và độ muối nước biển ngoài khơi vịnh Cam Ranh được thu thập từ cơ sở dữ liệu WOA 2013 để sử dụng cho mô hình tính các điều kiện biên mở phía biển [1]. Số liệu sóng được tính toán từ mô hình sóng và được kiểm tra với kết quả tính từ mô hình toàn cầu WAVEWACH III. Sau khi tính toán cho cả Biển Đông, kết quả tính lan truyền sóng vào bờ theo MIKE21 SW tại các dãy điểm A1, A2, A3 sẽ được lấy làm biên để tính toán lưới dày hơn (Mesh I) gần khu vực cửa vịnh và ra ngoài khơi cách bờ khoảng 4 km, kéo dài dọc hai phía cửa vịnh 6 km [2, 3]. Hình 1. Lưới tính cho khu vực nghiên cứu Số ...