Luận Văn Phân tích và dự báo dao động mực nước

TÓM TẮT: Bài báo trình bày việc phân tích và dự báo dao động mực nước ở Vũng Tàu,
TP Hồ Chi Minh, nhờ vào phương pháp bình phương tối thiểu. Dựa trên số liệu mực nước
thực đo từng giờ năm 2000, các hằng số điều hoà sẽ được xác định. Để ước lượng pha và biên
độ, các khoảng tin cây 95% của chúng do các thành phần điều hoà so với các thành phần
không điều hòa cũng được thảo luận. Thủy triều tháng 1 năm 2010 đã được dự báo nhờ các
hằng số điều hòa đã có.
Từ khóa: Mực nước, thủy triều, bình phương tối thiểu, phổ năng lượng, ide, Vũng
Tàu, Việt Nam.
1.GIỚI THIỆU
Mực nước ven bờ có một ý nghĩa quan trọng trong công tác xây dựng, thiết kế, giao thông
đường thủy, cấp thoát nước và phòng chống thiên tai. Cao trình đê biển sẽ được thiết kế phù
hợp với thực tế nếu dao động mực nước được xác định chính xác. Tàu thuyền vận chuyển hàng
hoá hay ngư dân vào cảng sẽ thuận lợi khi triều dâng, ngược lại, hàng hoá xuất cảng hoặc tàu
bè ra khơi sẽ khó khăn khi gặp triều rút. Triều cường ven bờ thường gây trở ngại cho việc
thoát nước đô thị do mực nước ven bờ cao hơn mực nước trong sông đổ ra. Nước dâng cộng
với triều cường đưa sóng biển tiến sâu vào đất liền, dẫn đến nguy cơ xói lở bờ biển cao hơn,
xâm nhập mặn nhiều hơn. Việc nắm bắt qui luật và hiểu biết đầy đủ về dao động mực nước và
triều lưu là một nhu cầu rất có ý nghĩa trong thực tiễn cuộc sống.
Mặc dù rất nhiều mô hình số trị đã được phát triển để phân tích, tính toán và dự báo dao
động mực nước, triều lưu cho một khu vực rộng lớn và thời gian dài ở vịnh, biển, đới ven bờ
và cửa sông (0,[2],[3]), hầu hết các mô hình số trị này đều dựa vào hệ phương trình nước nông.
Điều này có nghĩa là ảnh hưởng phức tạp của đáy biển lên dao động mực nước đã được trung
bình hoá theo phương thẳng đứng. Nói cách khác, áp suất phân bố theo phương thẳng đứng
tuân thủ qui luật thuỷ tĩnh. Thực tế cho thấy, tại các vùng ven bờ và gần cửa sông, các giả
thuyết về áp suất thủy tĩnh đã bị vi phạm, việc phân tích và dự báo các số liệu thực đo từ các
trạm quan trắc nhiều năm vẫn được xem là một trong những phương pháp đáng tin cậy và
được ưa chuộng cho các nhu cầu thực tiễn của cuộc sống.
Dao động mực nước thực đo thường là sự chồng chập của mực nước dao động điều hòa do
sự tương tác của mặt trăng, mặt trời và các hành tinh, cùng với mực nước không điều hòa do
các nguyên nhân khí tượng như gió, bão. Thủy triều là hiện tượng mực nước dao động điều
hoà được nghiên cứu từ lâu [4]. Nó được dự báo khá chính xác ở biển khơi nhờ vào kỹ thuật
phân tích phổ. Các tần số thành phần trong thủy triều được xem như các vạch phổ riêng lẻ.
Tuy vậy, do ảnh hưởng của nước nông, thủy triều ven bờ thường khác nhiều so với thuỷ triều
biển khơi. Các vạch phổ riêng lẻ thường không rõ nét, thay vào đó, một vùng tần số có bề
rộng, hẹp khác nhau được hình thành.
Trong bài báo này, việc phân tích và dự báo dao động mực nước ở Vũng Tàu, TP Hồ Chi
Minh, nhờ vào phương pháp bình phương tối thiểu sẽ được trình bày. Dựa trên số liệu mực
nước thực đo từng giờ năm 2000, các hằng số điều hoà sẽ được xác định. Thay cho ngôn ngữ
Fortran truyền thống, chương trình phân tích dao động mực nước (IDE) với giao diện
Science & Technology Development, Vol 11, No.04- 2008
Trang 20 Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM
thuật tiện cho người sử dụng (GUI) viết bằng ngôn ngữ Matlab sẽ được giới thiệu. Ngoài ra, để
ước lượng pha và biên độ, các khoảng tin cây 95% của các hằng số điều hòa cũng được thảo
luận.