YOMEDIA
Tính toán nước dâng do bão mạnh và siêu bão ven biển tỉnh Nghệ An
Chia sẻ: _ _
| Ngày:
| Loại File: PDF
| Số trang:3
5
lượt xem
2
download
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
Bài viết Tính toán nước dâng do bão mạnh và siêu bão ven biển tỉnh Nghệ An trình bày các kết quả tính toán mực nước biển dâng trong tình huống bão mạnh và siêu bão cho tỉnh Nghệ An theo các kịch bản được phê duyệt. Các kết quả được tính toán dựa trên mô hình bão và mô hình thủy động lực ven biển được thiết lập cho khu vực và các số liệu thực do.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Tính toán nước dâng do bão mạnh và siêu bão ven biển tỉnh Nghệ An
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN: 978-604-82-1980-2
TÍNH TOÁN NƯỚC DÂNG DO BÃO MẠNH VÀ
SIÊU BÃO VEN BIỂN TỈNH NGHỆ AN
Nghiêm Tiến Lam1, Vũ Thị Thu Thủy2, Đoàn Thị Giang1
1
Khoa Kỹ thuật Biển, Trường Đại học Thủy lợi, email: lamnt@wru.vn
2
Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi
1. GIỚI THIỆU CHUNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Tỉnh Nghệ An có đường bờ biển dài 82 Việc tính toán nước biển dâng do bão cho
km, dạng hình cung lõmchạy theo hướng Tây vùng ven biển tỉnh Nghệ An được thực hiện
Bắc - Đông Nam. Do nằm ở phía Tây của chủ yếu bằng phương pháp ứng dụng mô
Vịnh Bắc Bộ nên thềm lục địa ven biển Nghệ hình toán. Các nội dung chính đã được thực
An khá nông và thoải. Những đặc điểm tự hiện cho công việc này bao gồm việc mô
nhiên này rất thuận lợi để xảy ra hiện tượng hình hóa các trận bão và tính toán nước dâng
nước biển dâng khi có bão mạnh. Do đó vùng do bão theo các kịch bản được phê duyệt sử
ven biển Nghệ An có nguy cơrất lớn bị ngập dụng bộ phần mềm MIKE của Viện Thủy lực
lụt bởi nước biển dâng trong tình huống xảy Đan Mạch (DHI).
bão mạnh hoặc siêu bão.
Để chủ động đối phó với tình huống bị 2.1. Mô hình hóa trận bão
ngập lụt khi xảy ra bão mạnh và siêu bão,
Trường Đại học Thủy lợi đã được Bộ Nông Việc mô hình hóa các trận bão nhằm mục
nghiệp và Phát triển Nông thôn giao nhiệm đích tính toán trường khí áp và trường gió
vụ tính toán và xây dựng bản đồ ngập lụt do trong bão là các nguyên nhân chính gây ra
nước biển dâng do bão cho tỉnh Nghệ An. hiện tượng nước dâng do bão. Nghiên cứu
Trong nhiệm vụ này cần phải tính toán được này sử dụng mô hình thông số bão của
mực nước biển dâng do bão và mức độ ngập Holland (1980) để tính toán khí áp và trường
lụt do bão theo các kịch bản đã được phê gió trong bão như sau:
duyệt như trong Bảng 1. Mô hình trường khí áp
Bảng 1: Các kịch bản được phê duyệt B
R
Kịch bản Cấp bão Thủy triều Pr Pc Pn Pc e r
KB1 Bão cấp 16 Triều cường Trong đó,R (km) là bán kính xuất hiện gió
KB2 Bão cấp 15 Triều cường lớn nhất gần tâm bão; r (km) là khoảng cách
KB3 Bão cấp 14 Triều cường từ điểm tính toán đến tâm bão; Pc(hPa) là khí
áp tại tâm bão; Pn(hPa) là khí áp bên ngoài
KB4 Bão cấp 13 Triều cường phạm vi ảnh hưởng của bão (Pn ≈ 1013 hPa);
KB5 Bão cấp 13 Triều trung bình Pr(hPa) là khí áp tại điểm cần tính toán; B là
Báo cáo này trình bày một số kết quả tính thông số Holland.
toán nước biển dâng do bão cho tỉnh Nghệ Mô hình trường gió
Anđể làm cơ sở cho việc xác định phạm vi, B B
B R R rf 2 rf
mức độ ngập lụt, từ đó xây dựng phương án Vr Pn Pc exp
sơ tán, di dân nhằmgiảm thiểu thiệt hại do a r
r 2
2
bão gây ra.
567
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN: 978-604-82-1980-2
vớiVr (m/s) là vận tốc gió tại điểm tính toán; ρa phủ diện tích rộng 25 134,9km², diện tích ô
(kg/m³) là mật độ không khí; f là hệ số Coriolis. lưới trung bình 0,75km², ô lưới lớn nhất
Trường gió và trường khí áp trung bão có ởvùng nước sâu ngoài khơi có diện tích 22,1
thể được xác định bằng công cụ MIKE 21 km², ô lưới mịn nhất ở ven bờ có diện tích
Toolbox dựa trên các thông số về vị trí tâm 413 m². Biên hở của mô hình sử dụng mực
bão, vận tốc gió lớn nhất trong bão Vmax, và nước thủy triều thiên văn tính toán từ bộ 8
các thông số R, Pc, Pn và B. hằng số điều hòa thủy triều toàn cầu với độ
Căn cứu vào các kịch bản được phê duyệt, phân giải 0,25° trong công cụ MIKE 21
vận tốc gió lớn nhất Vmax có thể xác định theo Toolbox. Lưới tính và địa hình của mô hình
bảng cấp gió Beaufort. như trên Hình 2.
Dựa trên số liệu của 344 trận bão hoạt
động ở khu vực Biển Đông từ năm 1977 đến
2013, chúng tôi xác định được quan hệ giữa
vận tốc gió lớn nhất Vmax và độ giảm áp tâm
bão ΔP = Pn – Pc cho khu vực Biển Đông
vớihệ số tương quan khá tốt (R² = 0.87 với
3741 điểm dữ liệu). Từ đó xác định được Pc
như sau:
1.5566
Pc Pn 0.1747 Vmax
Bán kính xuất hiện gió lớn nhất R và thông Hình 2: Lưới tính, biên và địa hình của mô
số B được xác định theo Willoughby và Rahn hình ven biển tỉnh Nghệ An
(2004) dựa vào vận tốc gió lớn nhất Vmax và
vĩ độ địa lý φ như sau: Bảng 2: Chỉ số Nash - Sutcliffe hiệu chỉnh
và kiểm định mô hình
R 46.29 exp(0.0153Vmax 0.0166 )
Trạm Hiệu chỉnh Kiểm định
B 0.886 0.0177Vmax 0.0094
Hòn Ngư 0.90 0.89
2.2. Mô hình hóa nước dâng bão
Sầm Sơn 0.94 0.89
Nước dâng do bão kết hợp với thủy triều
ven biển tỉnh Nghệ Anđược tính toán sử dụng
mô hình MIKE 21 HD FM. Mô hình có miền
tính toán được lựa chọn như trên Hình 1.
Hình 3: So sánh mực nước tính toán và thực
đo tại Cửa Hội trong bão Dan (1989)
Mô hình đã được hiệu chỉnh và kiểm định
Hình 1: Phạm vi mô hình nước dâng do bão với các điều kiện có bão và không có bão.
ven biển tỉnh Nghệ An Kết quả hiệu chỉnh mô hình cho mực nước
Mô hình được xây dựng sử dụng lưới tính (từ 01/03 đến 01/04/2008) và kiểm định (từ
phi cấu trúc với 33 331 phần tử tam giác, bao 01/01 đến 01/02/2007) tại trạm Hòn Ngư và
568
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN: 978-604-82-1980-2
Sầm Sơn như trong Bảng 2. Hình 3 trình bày qua một số đê cửa sông khu vực Lạch Vạn
kết quả so sánh giữa mực nước tính toán (có đỉnh 2,8m – 3,2m).
bằng mô hình và thực đo tại trạm Cửa Hội Trong trường hợp bão đổ bộ vào thời
trong bão Dan (tháng 10/1989). Sau khi hiệu điểm đỉnh triều cường (KB4), đỉnh triều
chỉnh và kiểm định, mô hình sẽ được sử dụng cường làm cho mực nước tổng cộng trong
để tính toán nước dâng do bão theo các kịch bão tăng thêm từ 1,6m – 1,9m so với KB5, ở
bản tính toán. mức 4,4m – 5,1m. Kịch bản này có thể gây
nước tràn qua phần lớn đê biển của Nghệ An
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
do sóng lớn đi kèm trong bão.
Dựa trên 5 kịch bản tính toán được phê Với kịch bản KB3, bão cấp 14 đổ bộ trùng
duyệt và dữ liệu của trận bão Vicente từ với đỉnh triều cường, mực nước tổng cộng lớn
14/09 – 18/09/2005, trường khí áp và trường nhất ven biển Nghệ An là từ 4,8m – 5,5 m, cao
gió được tính toán xác định cho từng kịch hơn KB4 từ 0,4m – 0,5m.
bản. Thời gian đổ bộ và quỹ đạo của bão Trong kịch bản KB2, bão cấp 15 kết hợp
được hiệu chỉnh sao cho phù hợp với điều với triều cường, mực nước tổng cộng lớn
kiện thủy triều của từng kịch bản và gây ra nhất ven biển Nghệ An là từ 5,1m – 6,0m,
nước dâng bất lợi nhất cho tỉnh Nghệ An. cao hơn KB3 từ 0,3m – 0,4m, cao hơn đỉnh
Các trường gió và trường khí áp của các đê biển từ 0,6m – 1,5m.
kịch bản được dùng làm đầu vào cho mô hình Với kịch bản bão cấp 16 kết hợp với triều
để tính toán nước dâng do bão. Kết quả mực cường (KB1), mực nước tổng cộng lớn nhất
nước dâng do bão kết hợp với thủy triều ven biển Nghệ An là từ 5,6m – 6,6m, cao hơn
(mực nước tổng cộng) lớn nhất đã được xác KB2 từ 0,5m – 0,7m và cao hơn đỉnh đê biển
định thông qua việc trích xuất kết quả mô từ 1,1m – 2,1m.
hình tại các điểm ven biển như trong Bảng 3.
4. KẾT LUẬN
Bảng 3: Mực nước tổng cộng lớn nhất (m)
tại các vị trí theo các kịch bản Báo cáo đã trình bày các kết quả tính toán
mực nước biển dâng trong tình huống bão
Vị trí KB1 KB2 KB3 KB4 KB5 mạnh và siêu bão cho tỉnh Nghệ An theo các
Cửa Cờn 5.6 5.1 4.8 4.4 2.5 kịch bản được phê duyệt. Các kết quả được tính
Cửa Lạch Quèn 5.8 5.3 5.0 4.6 2.7 toán dựa trên mô hình bão và mô hình thủy
Cửa Thới 6.1 5.5 5.2 4.7 2.9 động lực ven biển được thiết lập cho khu vực
Quỳnh Thọ 6.2 5.6 5.3 4.8 3.0 và các số liệu thực do. Các kết quả đã được
Diễn Hùng 6.4 5.8 5.4 4.9 3.2 chuyển giao cho Bộ và địa phương làm cơ sở
Diễn Hải 6.5 5.8 5.5 5.0 3.2 tính toán ngập lụt, lên phương án sơ tán và
Diễn Kim 6.5 5.9 5.5 5.1 3.3 giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai trong tình huống
Cửa Lạch Vạn 6.6 6.0 5.6 5.1 3.4 xảy ra bão mạnh và siêu bão trong khu vực.
Cửa Lò 5.9 5.3 5.0 4.6 2.8 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
Cửa Hội 5.9 5.3 4.9 4.5 2.9
[1] DHI (2012), MIKE 21 FLOW MODEL
Từ Bảng 3 cho thấy, trong trường hợp FM: Hydrodynamic Module - User Guide
KB5 bão cấp 13 đổ bộ khi xảy ra mực thủy [2] Holland, G.J. (1980). An analytic model
triều ở mức trung bình, mực nước tổng cộng of the wind and pressure profiles in
tại các vị trí ven biển tỉnh Nghệ An là từ hurricanes. Monthly Weather Review.
2,5m – 3,4m. Các giá trị này tương đối phù Vol. 108, 1212–1218.
[3] Willoughby, H.E. and Rahn, M.E.
hợp với các giá trị lịch sử đã quan trắc được
(2004).Parametric Representation of the
ở khu vực. Theo kịch bản này, mực nước Primary Hurricane Vortex. Part I. Monthly
tổng cộng đều thấp hơn cao trình đỉnh đê WeatherReview. Vol. 132, 3033-3048.
biển (khoảng 4,5m), nhưng nước có thể tràn
569
Thêm tài liệu vào bộ sưu tập có sẵn:
Báo xấu
LAVA
ERROR:connection to 10.20.1.100:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
ERROR:connection to 10.20.1.100:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
Đang xử lý...
Thêm vào BST
Báo xấu
