CAU TRUC CO NANG THUY TRifiu BIEN DONG Du Vdn Todn
Phdn viin Hdi duang hpc tgi Hd Npi TOM TAT
Trong bai bao gidi thidu kit qua tinh ddng nang, thi nang va nang lupng tdng cdng cho cac sdng ban nhdt triiu va sdng nhdt triiu. Kit qua dupe tuih chi tilt cho Biln Ddng, trong dd cd vinh Bde Bd va vinh Thai Lan. Tinh chd't dac bidt cua dao ddng triiu tai Biln Ddng, vinh Bde Bd va vinh Thai Lan la su trdi hon ban efla cac dang nang lupng co hpc ciia sdng nhdt triiu so vdi sdng ban nhdt triiu. Day la hidn tupng di thudng d Biln Ddng so vdi cac vflng biln va dai duong the gidi khac. Nang lupng d vinh Thai Lan ldn hon d vinh Bac Bd. Xac dinh dupe cac vflng cd mdt dp nang lupng cao cho toan biln. Dd'i vdi Biln Ddng thi ddng nang cac sdng ban nhdt triiu ldn hon thi nang, cdn dd'i vdi cac sdng nhdt triiu thi the nang lai ldn hon ddng nang.
M6DAU
Thuy triiu ddng vai trd quan trpng trong cdc qua trinh thuy ddng luc efla Dd'i vdi Biln Ddng. Nghidn cuu thuy triiu va cac dang nang lupng cua chflng dl dam bao thdng tin cho cac nganh kinh te nudc ta nhu hang hai, khai thac va nudi trdng hai san, xay dung cdng trinh ven biln va ngoai khoi, nang lupng biln. Cho dd'n nay hidn tupng thuy triiu Biln Ddng da dupe rdt nhiiu nha khoa hpc Viet Nam va the gidi dl y dd'n [1-7].
Nhihig kit qua thu dupe trdn vdn cdn chua dl cap dd'n vdn dl cdu trfle nang lupng sdng triiu d Biln Ddng nhu ddng nang va the nang, trong khi dd trdn cac vflng biln, dai duong trdn thi gidi da dupe nghidn cflu tuong dd'i chi tid't bdi Nhekrasov trong [3]. Bai bao nay dl cdp dd'n van dl tinh toan cac dang co nang, qua trinh hoan luu nang lupng va bid'n trinh theo thdi gian cho khu vuc biln Vidt Nam va k l cdn.
I. PHUONG PHAP NGHlfiN CtTU
Trong ly thuyd't sdng dai [2,4] dupe sfl dung dl md hinh hod thuy triiu, van td'c dong chay ddng nhdt theo phuong tiiang dflng va khdi nudc co sd dupe coi la cdt nudc CO chiiu cao bdng dp sdu h. Trong trudng hpp nay chiiu cao cdt nudc dac trung dupe cho vao bieu thflc tinh mdt dd nang lupng, cdn gia tri mdt dp chi tmh cho mdt don vi bl mat biln. Nhu vdy theo [3] ta cd dupe cdng thflc tmh mdt dp ddng nang (ej, thi nang fe^
va nang lupng tdng cdng efla sdng triiu (e)
ep=ph(u^W)l2; (1) ek=pg^l2; (2) e= e^-v e,. (3) trong dd p - mdt dd nudc biln;
g - gia td'c tu do;
u,v - van td'c ddng chay theo cac true toa dp OX, OY;
C- muc nudc.
193
Cac gia tri C, u, v dupe tinh toan trong cdng trinh cua ban than tac gia [2, 3].
Nang lupng cua bien E vdi didn tich toan mat bien S dupe xac dinh nhu sau
E,= \\e,dS; (4) E,= \\e,dS; (5)
s
E=E^+E,. (6) Do cac chuyin ddng triiu trong bien hay dai duong cd thi phan tich thanh tdng
cac thanh phdn dilu hoa, ndn nang lupng trung binh trong mdt chu ky thdi gian nhat dinh khdng ddi theo thdi gian.
II. KfiT QUA VA P H A N TICH
Do kit qua tinh toan cho thay su gid'ng nhau vl tinh chat cua cac dang nang lupng (ddng nang, thi ndng va co nang) gifla sdng M2 va Sj, sdng K, va Oi cho ndn trong bai bao nay tac gia chi ndu kd't qua tinh nang lupng theo khdng gian va thdi gian cua hai sdng ban nhdt triiu M2 va sdng nhdt triiu Kj.
Theo hinh 1 va hinh 2 ta thd'y trong mdt chu ky triiu cua sdng Mj, K, td't ca tdng cho toan Biln Ddng cac dang nang lupng diu dat hai ldn cue dai va hai ldn cue tiiu. Gia tri cua chflng rdt khac nhau va pha dao ddng cung Idch nhau kha ldn. Dilu nay chflng td vai trd cua chflng kha khac nhau trong su phdn bd nang lupng dd'i vdi tflng sdng triiu va ca thuy triiu cho toan khu vuc nghidn cflu.
Dd'i vdi sdng ban nhdt triiu M2 thi co ndng gdn nhu trflng pha vdi ddng ndng, lech pha vdi the nang 45 dd (hinh 1). Ve bidn dd efla ddng ndng dat gia tri ldn nhdt la 1,15.10'' J vao lfle pha 45 va 225 dd, gia tri nlid nhdt la 0,65.10" J vao Iflc pha 135 va 315 dp. Vl bidn dp cua the nang dat gia tri ldn nhd't la 0,7.10'^ J vao luc pha 90 va 270 dp, gia tri nhd nhd't la 0,5.10'^ J vao lfle 0 va 180 dp. Gia tri nhd nhat cua ddng ndng xd'p xi bdng gia tri ldn nhdt cua the nang. Vl bidn dp cua co nang dat gia tri ldn nhdt la
1,75.10'' J vao Iflc pha 45 va 225 dp, gia tri nhd nhd't la 1,25.10" J vao lfle pha 135 va 315 dp. Cac gia tri trung binh efla ddng nang la 892.10'^ J, cua the nang la 600.10'^ J, co nang la 1492.10'^ I va cac gia tri nay dupe bilu hidn trong bang 1. Theo dd thi hinh 1 thi hdu nhu trong sud't thdi gian gia tri cua ddng nang ludn ldn hon gia tri the ndng, chflng td vai trd dp dao efla ddng nang sdng ban nhdt triiu trong su phan bd cua co ndng sdng dd'i vdi vflng Biln Ddng.
Dd'i vdi sdng nhdt triiu Kj thi the nang lech pha vdi dpng nang 60 dp (hinh 2), pha CO ndng chdm so vdi ddng nang 45 dp, va sdm hon the nang 15 dp. Bidn dp cua ddng nang dat gia tri ldn nhd't la 2,85.10" I vao lfle pha 60 va 240 dp, gia tri nhd nhd't la
1,95.10" J vao Iflc pha 150 va 330 dd. Bidn dd efla the nang dat gia tri ldn nhd't la 3,52.10" J vao Iflc pha 120 va 300 dd, gia tri nhd nhdt la 2,25.10'' J vao liic 30 va 210 dp. Gid tri ldn nhd't cua ddng ndng nhd hon gia tri trung binh cua the' nang. Bidn dd cua CO ndng dat gia tri ldn nhd't la 5,75.10" J vao Iflc pha 105 va 285 dd, gia tri nhd nlidt la 4,72.10" J vao lfle pha 195 va 15 dp. Cac gia tri trung binh cua ddng nang la 2403.10'^
J, cua the nang la 2893.10'^ J, co nang la 5296.10'^ I va cac gia tri nay dupe bilu hidn trong bang 1. Theo dd thi hinh 1 va hinh 2 thi trong thdi gian chu ky sdng bid'n trinh cua ddng ndng, thi nang va co nang sdng nhdt triiu Ki phfle tap hon sdng ban nhdt triiu Mj.
Theo hinh 2 thi ca ddng nang va the nang sdng nlidt triiu diu cd cac vai trd dang kl trong phdn bd nang lupng tdng cdng sdng Kj trong khu vuc Biln Ddng.
1.8n
1.6
1.4
1.2 -
1.0 -
0.8
0.6
0.4 10 I
Etb \
^. /
Eptb
I I I I I I I I I I l ~ 0 30 60 90 120 150 180 2 1 0 2 4 0 2 7 0 300 330
Hinh 1. Bii'n trinh trong chu ky sdng triiu eiia ddng ndng, the ndng vd todn ndng sdng bdn nhdt triiu M2 f^ - pha eua sdng trieu do bdng dp)
6 . 0 - 1
5 . 5 -
5 . 0 -
4 . 5 -
4 . 0 -
3 . 5 -
3 . 0 -
2 . 5 -
2 . 0 -
1.5 H
1 0 ' J
/
\ / / ^
1 r
/ / / / / / /
/ /
/ \
•
.,., J ,
\ \ S
\ \ \
\ \ \ \
X
\
\
\ ^k tb /
^ - - . 3 , /
1 1 1
^
Kl
/
J. E,^ \ ^ / /
/ Ep / ^ • _ _ _ _/ _ P j b _
__ / \.
5t 1 1 1 i 1
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330
Hinh 2. Bii'n trinh trong ehu ky sdng trieu cua ddng ndng, the ndng vd todn ndng sdng nhdt triiu K, (5t - pha cua sdng trieu do bdng dp)
195
100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120
_ /
14 12 10 -8 -6 -4 2 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 F
Hinh 3. Mat dp ddng ndng (Jlm^) sdng bdn nhdt triiu Mj
Theo hinh 3 thi mdt dp ddng ndng sdng M2 tdp trung chu yd'u d ba eo biln Dai Loan, Zonde va Luzon vdi cac gia tri Max ldn lupt la 4000, 1000, 2000 J/m^ Vung ven bd ddng bde dao Hai Nam, Nam Viet Nam cung cd gia tri Max la 100 J/m^. Tai efla vinh Bde Bd va vinh Thai Lan gia tri mdt dp la 100 J/m^ Tai vinh Bac Bd tang ddn tfl efla vinh vao sdu va dat 200 J/m^ phia bd Viet Nam.
Theo hinh 4 thi mdt dd thi nang sdng M2 tdp trung chfl yd'u d eo biln Dai Loan vdi gia Max tri ldn lupt la 4000 J/m^ Vung ven bd ddng bac dao Hai Nam cd gia tri Max la 3000 J/m^ Nam Viet Nam la 1000 J/m^ vinh Pulei Lakei la 6000 J/ml Tai efla vinh Bde Bd va vinh Thai Lan gia tri mdt dd la 100 J/m^ Tai vinh Bde Bd tang ddn tfl efla vinh vao sdu va dat 200 J/m^ phia bd Vidt Nam va phdn dinh vinh.
24
100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120
— I 1 1 I I I I I
100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 E
Hinh 4. Mat dp the ndng (Jlm^) sdng bdn nhdt trieu Mj
100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120
\ I I I I I I I
T 1 1 1 1 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 E
Hinh 5. Mat dp ndng luang tdng cdng (Jlm^) sdng bdn nhdt trieu M2
Theo hinh 5 thi mdt dp cp nang sdng ban nhat triiu M2 tdp trung chu yeu d eo bien Dai Loan vdi gia Max tri ldn lupt la 4000 J/m^ Vflng ven bd ddng bac dao Hai Nam cd gia tri Max la 4000 W , Nam Vidt Nam la 1000 J/m^ vinh Pulei Lakei la 6000 J/m^ Tai efla vinh Bde Bd la 200 J/m^ va vinh Thai Lan la 100 J/m^ Tai vinh Thai Lan cd xu hudng giam dan theo hudng tdi ban dao Ma Lai la 50 J/m^.
Nhu vdy qua hinh 3,4,5 ta thd'y dd'i vdi sdng ban nhdt triiu Mj thi cac vung tdp trung CO nang cung trung vdi cac vung cd thi ndng tdp trung.
100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120
I I I I I I I
1 1
100 102 104 106 108 110 112 114 116 118
N
2
120 E Hinh 6. Mat dp ddng ndng (Jlm^) sdng nhdt trieu K,
Theo hinh 6 thi mdt dp ddng nang sdng nhdt triiu Ki tdp trung chu yd'u d eo biln Luzon vdi cac gia tri ldn nha't la 5000 J/m^ Tai efla vinh Bde Bd la 3000 J/m^ va gifla
vinh Thai Lan gia tri mat dd la 3000 J/m^ tai khu vuc thim luc dia phia ddng nam Viet llam mdt dp dat tdi 2500 J/ml Tai vinh Bde Bd giam ddn tfl efla vinh vao sdu va dat 500
J/m^ phia bd Vidt Nam.
Theo hmh 7 thi mat dp the nang sdng K, tap trung chfl yd'u d dinh vinh Bde Bd vdi 1500 J/m^ Tai vinh Thai Lan gia tri mat dp d dinh vinh 2500 J/m^ d efla vinh la 2000 Vm\ Phia ddng nam Viet Nam mat dp till ndng dat 3500 J/m2.
100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120
24-1—^ 1 ^ 1 \ \ L
100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120E Hinh 7. Mat dp the ndng (Jim') sdng nhdt trieu K,
199
Theo hinh 8 thi mdt dp co nang sdng K, tdp trung chu yd'u d efla vmh Bde Bd la 3000 J/m^ Tai vinh Thai Lan gia tri mdt dp d dinh vinh 2500 J/m^ gifla vinh la 3000 J/m^ Phia ddng nam Vidt Nam mdt dp thi nang dat 5000 J/m2.
Nhu vdy qua hinh 6,7,8 ta thd'y dd'i vdi sdng ban nhdt triiu K, thi cac vung tdp trung CO ndng chfl yd'u xud't hidn d efla vinh Bde Bp, phia ddng nam Viet Nam, va gifla vinh Thai Lan va anh hudng cua ca che dd phan bd ddng ndng va the ndng sdng trieu.
Theo bang 1 ta thd'y rang dd'i vdi sdng ban nhdt trieu thi gia tri ddng ndng ldn hon thi nang trong khu vuc Biln Ddng va vinh Bde Bd. Tai vinh Thai Lan ddng nang nhd hon the ndng. Cac gia tri cua sdng M2 dang ke hon nhiiu Sj.
100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120
I I \ I I \ I _ j I
Hinh 8. Mat dp ndng luang tdng cdng (Jim') sdng nhdt triiu K,
Cung theo bang 1 ta thd'y rdng dd'i vdi sdng nhat triiu thi gia tri ddng nang nhd hon thi nang trong Biln Ddng. Tai vinh Thai Lan va vinh Bde Bd ddng nang ldn hon the nang. Cac gia tri efla sdng K, dang kl hon nhiiu so vdi sdng Oj.
So sanh nang lupng gifta sdng nhat triiu va ban nhdt triiu cd thi dua ra nhan xet ve su anh hudng dp dao trdn toan Bien Ddng, vinh Thai Lan va vinh Bde Bd cua nang lupng sdng nhdt triiu K,, Oj.
Cac gia tri nang lupng tai cdc vinh gdn nhu nhau dd'i vdi sdng ban nhdt triiu, cdn ddi vdi sdng nhdt triiu thi tai vinh Bde Bd tdt ca cdc gia tri diu nhd hon tai vinh Thai Lan. Nhin chung ta thd'y vai trd phdn bd ndng lupng efla cac sdng rat khac nhau, va cd thi sdp xd'p dp anh hudng tdi che dp thuy triiu theo trinh tu Ki, O,, M2, S2.
Bdng 1. Ddng ndng (EJ, the ndng (E^) vd tdng ndng luang (E) (10" J) Bien Ddng, Vinh Thdi Lan, Vinh Bde Bd.
VUng
Bien Ddng
Vinh Bac B p
Vinh Thai Lan
Dgng ndng luang
E.
Ep
E E.
Ep
E E.
Ep
E
M 2
892 600
1492
22,0 17,5 39,5
15,9 17,4 33,3
S2
202 135 337 6,2 5,4
11,6
6,0 6,3
12,3
Kj
2403 2893 5296
141 99 240 473 430 903
0.
1250 1572 2822
114 110 224 252 172 424 NHAN XET VA K^T LUAN
Kit qua trong bai da cho chflng ta thdy nhung phat hidn mdi vl ndng lupng thuy triiu Biln Ddng.
Mdt dp CO ndng sdng ban nhdt triiu Mj tap trung chfl yd'u d eo biln Dai Loan vdi gia Max tri ldn luot la 4000 J/ml Vung ven bd ddng bac dao Hai Nam cd gia tri Max la 4000 J/m', Nam Vidt Nam la 1000 J/m', vinh Pulei Lakei la 6000 J/m'
Mdt dd CO ndng sdng K, tdp trung chu yd'u d efla vinh Bde Bd la 3000 J/ml Tai vinh Thdi Lan gia tri mdt dp d dinh vinh 2500 J/m^ gifla vinh la 3000 J/m^ Phia ddng nam Viet Nam mdt dp thi ndng dat 5000 J/m2.
Dd'i vdi sdng nhat triiu thi gia tri ddng ndng nhd hon the nang trong Biln Ddng. Tai vinh Thai Lan va vinh Bde Bd ddng nang ldn hon thi nang.
201
Dd'i vdi sdng ban nhdt triiu thi gia tri ddng nang ldn hem the' ndng trong khu vuc Bien Ddng va vinh Bde Bd. Tai vinh Thai Lan ddng nang nhd hon thi ndng.
Su trdi hon ban ndng lupng co hpc cua sdng nhdt triiu K,, Oi so vdi sdng ban nhdt triiu Mj, S2.
- • Phuong phap nghidn cflu mdi vl ndng lupng sdng triiu trong cdng trinh nay cd thi dp dung cho mdt vflng bien bd't ky trdn the gidi.
Bang phuong phap nghidn cuu nang lupng sdng triiu trdn, cdn cho phep tmh toan va xac dinh su bid'n thidn theo khdng gian va thdi gian cac dang ndng lupng sdng triiu nhu ddng thidn van, ddng sdng ngang qua cac eo biln, ddng ma sat. Cac kit qua se dupe tac gia tid'p tuc tinh todn va hoan thidn trong cac nam tdi. Hidn tupng thuy triiu Biln Ddng rdt la da dang va phfle tap. Dd'i vdi vinh Bde Bd va vinh Thai Lan thi anh hudng cua sdng nhdt triiu ldn hon nhiiu. Cac kd't qua trdn giup cho chflng ta hieu chi tid't thdm bfle tranh nang lupng thuy triiu Biln Ddng va ke can dl tidn phuc vu cac nganh kinh te biln cua Vidt nam ta trong tuong lai.
Ldi edm an. Bdi bdo duac hodn thdnh vdi su hd trg eiia chuang trinh nghiin cicu ca bdn true thude Hpi ddng Khoa hpc Tu nhiin hudng Gdc Khoa Hpc veTrdi Ddt.
5. T A I LifiU THAM K H A O
1. Berstein B. D. 1985. Nha may didn thuy triiu. Nha xud't ban ndng lupng.
Moskva. 370 tr. (Tie'ng Nga)
2. Du Van Todn. 2001. Nang lupng thuy triiu bien Nam Trung Hoa. Luan an tid'n si. RSHU, Xanh -Petecbua. 200 tr.
3. Du Van Toan. 2004. Nang lupng thuy trieu bien Ddng. Tap chi Khoa hpc va Cdng nghd biln. Vidn Khoa hpc va Cdng nghd Viet Nam. T. 4. Sd 1. Ha Ndi. Tr. 52 - 65.
4. Nhekrasov A. V Nang lupng thuy triiu dai duong. GIMIZ. Xanh Petecbua.
1992. 288 tr. (Tid'ng Nga)
5. Mihardja D. K. 1991. Energy and Momentum Budget of the Tides in Indonesian waters. - Dissertation of the University of Hamburg. - 183 p.
6. Ye A. L., Robinson J. S. 1983. Tidal dynamics in the South China sea//
Geophys. J. Roy. Astron. Soc. - Vol. 72, N 3. - P. 691 - 707.
7. Sergeev. I. 1964. flng dung phuong phap cac gia tri bidn nhdm tfnh cac hdng sd dilu hoa thuy triiu Biln Ddng. Tap chi Hai duong. Moskva. Sd 4. (Tid'ng Nga).
SUMMARY
Tidal energy's Structure in the East Vietnam Sea By Du Van Toan
Hanoi Institute of Oceanography
This paper presents the calculation results of kinetic, potential and total energy for semi-diurnal and diurnal waves. Detail calculation results are presented for the South
China Sea, the Bac Bo Gulf and the Gulf of Thailand. In these areas, tidal oscillation is characterized by the predomination of mechanical energy of diurnal waves over the semi-diurnal ones. This anomaly jdienomenon makes the East Vietnam Sea distinguished from the other oceans of the world. The tidal energy in the Gulf of Thailand is higher than in the Bac Bo Gulf. For the whole sea area, the zones with high density of energy were defined. From the results, it is also noted that for the East Vietnam Sea, the kinetic energy of semi-diurnal waves is higher than the potential energy, while for the diurnal waves, the potential energy is higher than the kinetic energy.
Ngudi sfla bai: TS Phflng Van Phach Phdn Vidn Hai duong hpc tai Ha Ndi
203
