Thạc Sĩ Nghiên cứu động lực học của sóng sau đới sóng đổ tại bãi biển nha trang

MỞ ĐẦU

Việt Nam có bờ biển dài khoảng 3260 km và nằm ở phía tây biển Đông nên chịu ảnh hưởng trực tiếp của các điều kiện khí tượng thủy văn biển Đông. Trường sóng trên biển Đông là một trong các yếu tố động lực biển quan trọng tác động lên tàu thuyền, các công trình và mọi hoạt động trên biển. Khi sóng lan truyền vào vùng ven bờ thì trường sóng vùng ven bờ cũng là nguyên nhân chính gây xói lở bờ biển,biến đổi đáy biển vùng ven bờ tác động đến các công trình bảo vệ bờ, công trình cảng và luồng ra vào cảng.

Sóng biển lan truyền về phía bờ sẽ biến dạng, đổ vỡ khi chiều cao sóng đạt tới một giá trị tới hạn so với chiều sâu nước. Sau khi sóng đổ, chuyển động sóng thành chuyển động rối, đặc trưng bởi các xoáy cuộn có kích thước khác nhau. Do chuyển động rối này, năng lượng sóng truyền từ khơi vào sẽ bị tiêu hao trong vùng sóng vỡ.

Dưới ảnh hưởng của chuyển động rối do sóng vỡ tạo nên, chuyển động của chất lỏng trong vùng sóng vỡ và sóng tràn vô cùng phức tạp. Việc nghiên cứu và mô phỏng sóng vỡ và sóng tràn trong vùng nước nông là vấn đề cần phải nghiên cứu hiện nay của lĩnh vực nghiên cứu biển nhưng do quy mô diễn ra nhỏ và bao gồm nhiều quá trình tương tác phức tạp nên vẫn chưa được tập trung nghiên cứu.

Luận văn này trình bày những tổng quan cơ bản về các quá trình vật lý của hiện tượng sóng tràn sau quá trình tiêu tán năng lượng do sóng đổ. Luận văn đã thu thập số liệu đo đạc trong vùng sóng tràn bằng thiết bị đo đạc quy mô nhỏ, tần số cao Vectrino ADV tại bãi biển Nha Trang và đưa ra các phân tích đặc trưng của quá trình lan truyền sóng trên bãi biển. Các kỹ thuật xử lý số liệu, xử lý ảnh hiện đại đã được ứng dụng để phân tích số liệu. Mô hình số cũng đã được ứng dụng để mô tả số quá trình lan truyền sóng sau khi sóng đổ. Các kết quả mô phỏng của mô hình đã được so sánh với kết quả đo đạc tại bãi biển Nha Trang và đã chỉ ra khả năng ứng dụng của mô hình vỡ đập (dambreak model) cho nghiên cứu hiện tượng lan truyền sóng sau đới sóng đổ.

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN . i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU . iv
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .v
MỞ ĐẦU .1
Chương 1 - TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VÙNG SÓNG VỠ VÀ SÓNG TRÀN 2
1.1. Giới thiệu về vùng sóng tràn (swash zone) 2
1.1.1. Giới thiệu chung 2
1.1.2. Các khu vực gần bờ .4
1.1.3. Sóng và sóng gây ra sóng tràn 5
1.1.4. Chu kỳ sóng tràn 7
1.1.5. Hình thái bãi biển và chuyển động sóng tràn .10
1.2. Tình hình nghiên cứu .11
1.3. Mục tiêu luận văn .13
Chương 2 – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÙNG SÓNG VỠ VÀ SÓNG TRÀN
.14
2.1. Phương pháp xử lý và phân tích số liệu khảo sát .14
2.1.1. Khảo sát thực địa .14
2.1.2. Phương pháp xử lý số liệu Vectrino 15
2.1.3. Phương pháp đồng bộ số liệu Vectrino và số liệu Video 18
2.2. Mô hình Dam-Break 22
2.2.1. Lý do chọn mô hình Dam-break 22
2.2.2. Giới thiệu mô hình Dam-break .22
2.2.3. Mô hình dòng chảy nước nông 24
2.3. Tổng quan khu vực vịnh Nha Trang 29
iii
2.3.1. Vị trí địa lí .29
2.3.2. Đặc điểm gió .29
2.3.3. Đặc điểm dòng chảy 30
2.3.4. Đặc điểm thủy triều và dao động mực nước .31
2.3.5. Đặc điểm chế độ sóng .31
Chương 3 – KẾT QUẢ TÍNH TOÁN TẠI BÃI BIỂN NHA TRANG 34
3.1. Kết quả phân tích trường dòng chảy trong vùng sóng vỡ và sóng tràn .34
3.2. Phân bố năng lượng rối trong vùng sóng vỡ và sóng tràn .39
3.3. Mối quan hệ giữa độ cao sóng ngoài khơi và chiều cao bore sóng tràn 49
3.4. Mô phỏng vận tốc bore nước bằng mô hình số Dam-break .50
KẾT LUẬN .56
TÀI LIỆU THAM KHẢO .57