Giáo trình thủy lực biển ( Nxb ĐHQG Hà Nội ) - Chương 3

Tuy nhiên thời kỳ áp đảo của các quá trình này không phải thường xuyên, trong những trường hợp còn lại, gió vẫn đóng một vai trò đáng kể trong hình thành chế độ hoàn lưu biển. Đối với các quá trình sinh thái và môi trường thì tác động của dòng dư lại đóng một vai trò...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình thủy lực biển ( Nxb ĐHQG Hà Nội ) - Chương 3 C h ươ ng 3 HOÀN LƯU BIỂN NÔNG VEN BỜ3 .1. KHÁI NI Ệ M CHUNG V Ề H OÀN L Ư U D Ư Đ ố i v ớ i vùng bi ể n nông, các quá trình quy mô v ừ a nh ư t ri ề u và n ướ cdâng có th ể c ó v ậ n t ố c đ ạ t t ớ i kho ả ng x ấ p x ỷ 1 m /s. Tuy nhiên th ờ i k ỳ á p đ ả oc ủ a các quá trình này không ph ả i th ườ ng xuyên, trong nh ữ ng tr ườ ng h ợ p cònl ạ i, gió v ẫ n đ óng m ộ t vai trò đ áng k ể t rong hình thành ch ế đ ộ h oàn l ư u bi ể n.Đ ố i v ớ i các quá trình sinh thái và môi tr ườ ng thì tác đ ộ ng c ủ a dòng d ư l ạ i đ óngm ộ t vai trò quan tr ọ ng, ng ườ i ta th ườ ng nói đ ế n hi ệ n t ượ ng các kh ố i n ướ cchuy ể n đ ộ ng theo dòng d ư . Theo các quan đ i ể m c ổ đ i ể n thì dòng d ư đ ượ c xem nh ư h i ệ u gi ữ a dòngth ự c đ o và dòng tri ề u. Tuy nhiên ph ả i chú ý t ớ i tính không ổ n đ ị nh c ủ a dòng dogió t ạ o nên, vì v ậ y vi ệ c nghiên c ứ u m ộ t dòng t ươ ng đ ố i ổ n đ ị nh là m ộ t v ấ n đ ềc ầ n đ ượ c quan tâm. Trong th ự c t ế d o dòng d ư ổ n đ ị nh nh ỏ h ơ n dòng tri ề u t ớ i vài b ậ c, vì v ậ yl ấ y trung bình t ừ s ố l i ệ u đ o nhi ề u khi ch ỉ c ho ta đ ạ i l ượ ng nh ỏ h ơ n sai s ố đ ođ ạ c c ủ a máy. M ặ t khác, d ự a vào chu k ỳ l ấ y trung bình có th ể t hu đ ượ c các đ ạ i l ượ ngđ ặ c tr ư ng cho nhi ề u quá trình khác bi ệ t nhau. Đ ố i v ớ i khu v ự c bán nh ậ t tri ề u v ớ i tr ạ ng thái synop ổ n đ ị nh trong vài bangày thì khi l ấ y trung bình ngày ta hy v ọ ng thu đ ượ c dòng d ư đ ặ c tr ư ng cho tácđ ộ ng c ủ a đ i ề u ki ệ n khí t ượ ng. N ế u l ấ y trung bình tháng, ta thu đ ượ c b ứ c tranhmang tính khí h ậ u, và dòng d ư s ẽ đ ặ c tr ư ng cho tác đ ộ ng c ủ a hoàn l ư u chungđ ạ i d ươ ng và bi ể n kh ơ i cùng v ớ i ả nh h ưở ng trung bình c ủ a các t ươ ng tác phituy ế n c ủ a các chuy ể n đ ộ ng quy mô v ừ a (tri ề u, n ướ c dâng,...). Vai trò c ủ a dòng d ư v à c ấ u trúc c ủ a chúng (front, ...) đ ố i v ớ i qu ầ n xãbi ể n, đ ố i v ớ i dòng tr ầ m tích trung bình hay hi ệ n t ượ ng l ắ ng đ ọ ng ô nhi ễ m đ ãđ ượ c t ấ t c ả c ác gi ớ i khoa h ọ c công nh ậ n. Trên quan đ i ể m đ ó ch ỉ c ó m ộ t h ướ ng nghiên c ứ u có tri ể n v ọ ng h ơ n c ả l àmô hình tính toán nh ằ m đ ư a ra đ ượ c b ứ c tranh t ươ ng đ ố i chính xác v ề l ư u d ư ,trong khi k ế t qu ả đ o đ ạ c còn ch ư a th ể đ áp ứ ng đ ượ c 82 D ự a vào các nghiên c ứ u khác nhau v ề v i ệ c xác đ ị nh l ư u d ư c ũ ng nh ư v ậ nt ố c dòng, chúng ta có th ể đ i ể m l ạ i m ộ t s ố q uan đ i ể m c ơ b ả n v ề v ấ n đ ề q uantr ọ ng này. Tr ướ c h ế t chúng ta mô t ả m ộ t s ố k ý hi ệ u s ẽ s ử d ụ ng sau này: < ... > t rung bình theo th ờ i gian (...) E b i ế n theo Euler, (...)L bi ế n theo Lagrange, (...) ⎯ t rung bình theo toàn c ộ t n ướ c. a. G iá tr ị t rung bình Euler c ủ a v ậ n t ố c trung bình theo đ ộ s âu toàn c ộ t n ướ c. Bi ể u th ứ c toán h ọ c c ủ a giá tr ị n ày đ ượ c xác đ ị nh nh ư s au: ς (τ ) ⎧ ⎫ t +T / 2 ⎪1 ⎪ 1 ∫/ 2 ⎨ H (τ ) −∫hu ( x3 ,τ )d x3⎬dτ (t ) = u ( 3.1) T t −T ⎪ ⎪ E ⎩ ⎭trong đ ó s ự p h ụ t hu ộ c c ủ a v ậ n t ố c theo to ạ đ ộ n gang đ ượ c th ể h i ệ n trong d ạ ngẩ n. b. V ậ n t ố c l ư u d ư E uler trung bình theo toàn c ộ t n ướ c Công th ứ c đ ể x ác đ ị nh nh ư s au ς (t ) ⎧ 1 t +T / 2 ⎫ 1 0 H∫ ∫ u ( x3 ,τ )dτ ⎬d x3 (t ) = u ( 3.2) ⎨ E ⎩T t −T / 2 ⎭ −h 0 Theo đ ị nh ngh ĩ a này thì v ậ n t ố c này r ấ t khó xác đ ị nh đ ố i v ớ i tr ườ ng h ợ ph ạ t n ướ c n ằ m gi ữ a đ ỉ nh tri ề u cao và th ấ p. c. V ậ n t ố c dòng Euler Do ph ươ ng trình liên t ụ c áp d ụ ng đ ố i v ớ i l ư u d ư t r ướ c h ế t c ầ n tho ả m ãnđ ố i v ớ i dòng toàn ph ầ n. Theo quan đ i ể m đ ó có th ể đ ư a ra đ ị nh ngh ĩ a v ậ n t ố cl ư u d ư t ừ d òng d ư t oàn ph ầ n. 83 Hu (t ) = U t +T / 2 ς ( t ) 1 1 H 0 (t ) T t −T∫/ 2 −∫h 3 u ( x , τ ) d x 3 dτ = = 0 E ( 3.3) u 0, E H H 0 Etrong đ ó U 0 l à dòng toàn ph ầ n (l ư u l ượ ng) d ư t heo Euler. Tuy nhiên ...