Luận Văn Thạc Sĩ: Tính Toán Đường Bao Cực Đại Nước Dâng Do Bão

2. KHÁI NIỆM, NGUYÊN NHÂN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NƯỚC DÂNG DO BÃO, TÍNH TOÁN ĐƯỜNG BAO NƯỚC DÂNG CỰC ĐẠI, XÁC SUẤT XUẤT HIỆN NƯỚC DÂNG

2.1. Khái niệm và nguyên nhân

2.2. Các phương pháp nghiên cứu nước dâng

2.2.1. Phương pháp đánh giá theo Saffir/Simpson

2.2.2. Phương pháp thống kê và đo đạc

2.2.3. Phương pháp sử dụng các công thức thực nghiệm

2.2.4. Phương pháp sử dụng mô hình số trị

2.3. Cách tiếp cận tính toán mực nước dâng do bão theo xác suất

3. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG BAO NƯỚC DÂNG CỰC ĐẠI VÀ XÁC SUẤT XUẤT HIỆN NƯỚC DÂNG DO BÃO TẠI KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM

3.1. Tổng quan khu vực tính toán

3.1.1. Vị trí và tầm quan trọng của Biển Đông

3.1.2. Đặc điểm bão và khí hậu Biển Đông

3.2. Sơ đồ tính toán, thiết lập, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình số

3.2.1. Thiết lập tập hợp bão giả định

3.2.1.1. Mô hình gió Young – Sobey

3.2.1.2. Mô hình thủy lực MIKE 21

3.2.1.3. Phương pháp nội suy Kriging

3.2.2. Thiết lập, hiệu chỉnh và kiểm chứng mô hình

3.3. Tính toán xác suất xuất hiện mực nước dâng do bão

I. Giới thiệu và bối cảnh nghiên cứu

Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc tính toán đường bao cực đại nước dâng do bão, một vấn đề cấp thiết trong bối cảnh biến đổi khí hậu và gia tăng tần suất thiên tai. Nước dâng do bão là hiện tượng nguy hiểm, đặc biệt khi kết hợp với thủy triều và sóng lớn, gây ra lũ lụt nghiêm trọng tại các khu vực ven biển. Nghiên cứu này nhằm mục đích dự báo và quản lý rủi ro thiên tai, đặc biệt là tại Biển Đông Việt Nam, nơi chịu ảnh hưởng nặng nề từ bão và nước dâng.

1.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu

Nước dâng do bão là một trong những yếu tố chính gây ra thiệt hại lớn về người và tài sản. Ví dụ, bão Damrey và Haima đã gây nước dâng cao tại Hải Phòng và Nam Định, dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng. Nghiên cứu này không chỉ giúp dự báo chính xác mực nước dâng mà còn hỗ trợ trong việc thiết kế và nâng cấp hệ thống đê biển, giảm thiểu rủi ro thiên tai.

1.2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận văn là xác định đường bao cực đại nước dâng do bão và tính toán xác suất xuất hiện của hiện tượng này tại Biển Đông Việt Nam. Nghiên cứu sử dụng các mô hình toán học và phương pháp thủy văn để mô phỏng và dự báo nước dâng, đồng thời đánh giá tác động của bão đến các khu vực ven biển.

II. Tổng quan về nước dâng do bão

Nước dâng do bão là hiện tượng mực nước biển dâng cao bất thường do tác động của gió và áp suất thấp trong cơn bão. Hiện tượng này đã được nghiên cứu rộng rãi trên thế giới, đặc biệt tại các khu vực thường xuyên chịu ảnh hưởng của bão như Bắc Mỹ, Châu Á, và Châu Âu. Tại Việt Nam, nghiên cứu về nước dâng do bão đã được thực hiện từ những năm 1970, với sự phát triển của các mô hình số trị và phương pháp thống kê.

2.1. Nguyên nhân và cơ chế nước dâng do bão

Nước dâng do bão chủ yếu được gây ra bởi hai yếu tố chính: gió và áp suất thấp. Gió đẩy nước biển vào bờ, trong khi áp suất thấp tại tâm bão làm mực nước dâng cao hơn. Hiện tượng này đặc biệt nguy hiểm khi xảy ra vào thời kỳ triều cường, khi mực nước tổng hợp có thể vượt quá khả năng chịu đựng của hệ thống đê biển.

2.2. Phương pháp nghiên cứu nước dâng do bão

Các phương pháp nghiên cứu nước dâng do bão bao gồm phương pháp thống kê, phương pháp thực nghiệm, và mô hình số trị. Trong đó, mô hình số trị như MIKE 21 và SLOSH được sử dụng rộng rãi để mô phỏng và dự báo nước dâng. Các mô hình này cho phép tính toán chính xác mực nước dâng tại các khu vực cụ thể, dựa trên dữ liệu về địa hình đáy biển và đặc điểm bão.

III. Tính toán đường bao cực đại nước dâng do bão

Phần này trình bày quy trình tính toán đường bao cực đại nước dâng do bão tại Biển Đông Việt Nam. Nghiên cứu sử dụng mô hình gió Young – Sobey và mô hình thủy lực MIKE 21 để mô phỏng hiện tượng nước dâng. Kết quả tính toán được so sánh với dữ liệu thực đo tại các trạm hải văn để đảm bảo độ chính xác.

3.1. Thiết lập và hiệu chỉnh mô hình

Mô hình được thiết lập dựa trên dữ liệu về địa hình đáy biển và đặc điểm bão tại Biển Đông. Quá trình hiệu chỉnh mô hình được thực hiện bằng cách so sánh kết quả tính toán với dữ liệu thực đo tại các trạm như Hòn Dáu và Sơn Trà. Kết quả cho thấy mô hình có độ chính xác cao, với sai số nhỏ hơn 10%.

3.2. Tính toán xác suất xuất hiện nước dâng

Nghiên cứu cũng tính toán xác suất xuất hiện nước dâng tại các khu vực ven biển Việt Nam. Kết quả cho thấy, xác suất nước dâng cao nhất thường xảy ra tại các khu vực có địa hình thấp và đường bờ biển phức tạp. Điều này giúp xác định các khu vực có nguy cơ ngập lụt cao, hỗ trợ công tác quản lý rủi ro thiên tai.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn

Luận văn đã thành công trong việc tính toán đường bao cực đại nước dâng do bão và xác định xác suất xuất hiện của hiện tượng này tại Biển Đông Việt Nam. Kết quả nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao, hỗ trợ công tác dự báo và quản lý rủi ro thiên tai, đặc biệt là trong việc thiết kế và nâng cấp hệ thống đê biển.

4.1. Giá trị của nghiên cứu

Nghiên cứu cung cấp một công cụ hiệu quả để dự báo và quản lý rủi ro liên quan đến nước dâng do bão. Kết quả tính toán có thể được sử dụng để thiết kế các công trình phòng chống lũ lụt, giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản tại các khu vực ven biển.

4.2. Hướng phát triển trong tương lai

Trong tương lai, nghiên cứu có thể được mở rộng bằng cách tích hợp thêm các yếu tố như sóng biển và thủy triều để nâng cao độ chính xác của mô hình. Ngoài ra, việc cập nhật dữ liệu địa hình và khí tượng thủy văn sẽ giúp cải thiện hiệu quả dự báo và quản lý rủi ro thiên tai.

Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học: Phương Pháp Tính Toán Đường Bao Cực Đại Của Nước Dâng Do Bão

LỜI CẢM ƠN

MỞ ĐẦU

1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới

1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước