DẠI Ỉ-IỌC QUỐC GIA\ HÀ MỘI
TRƯỜNG 1>ẠI HỌC KHOA\ HỌC rự NHIÊN
TÊN ĐÈ TÀI
XÁY DỰNG Cơ SỞ DỬ LIỆU KHÔNG GIAN CÁC HANG so
ĐIỀU HÒA THỦY TRIỀU CHO VÙNG BIÊN VỊNH BẮC Bộ
Mã số: QG-08-11
Các cán bộ tham gia:
- TS. Nguyễn Minh Huấn, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
- ThS. Phạm Văn Vy. Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
- PGS. TS. Nguyền Thọ Sáo. Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
- NCS. Hoàng Trung Thành, Trung tâm Hài văn
ĐAI HỌC QUÔC GIA HÁ NỘI
trung jam thũng tin thư viên
HÀ NỘI, THÁNG 1-2010
MỤC LỤC
Thông tin chung về đề tài 9
Mở đầu 10
Chưong 1. Thu thập số liệu mực nước và hoàn thiện phương pháp phân tích thủy 11
triều ở biển Đông
1.1. Kết quả thu thập số liệu mực nước quan trắc 11
1.2. Xây dưng sơ đồ chi tiết phân tích điều hòa và dự tính thủy triều 16
1.2.1. Giới thiệu tóm tắt về phương pháp 16
1.2.2. Chương trình phân tích và một số kết quà thử nghiệm 21
Chưong 2. Tính phân bố không gian của thủy triều vịnh Bắc Bộ 27
2. ]. Giới thiệu về mô hình ADCIRC 28
2.2. Các bước sử dụng mô hình ADCIRC trong hệ thống SMS 28
2.3. Úng dụng ADCIRC tính lan truyền triều vịnh Bắc Bộ 31
Chương 3. Cơ sở dữ liệu hằng số điều hòa thủy triều vịnh Bắc Bộ 34
3.1. Cơ sở dù’ liệu hằng số điều hòa 34
3.2. Chương trình truy vấn dữ liệu về hằng số điều hòa 34
3.3. Đánh giá độ tin cậy cùa cơ sở dữ liệu hằng số điều hòa thủy triều vịnh Bắc Bộ 34

- Khai thác được mô hình số mô phỏng thủy triều để nội suy thủy động lực phân bô thùy
triều (các hàng số điều hòa) trên toàn vùng biển vịnh Bắc Bộ. Từ đó lập cơ sở dữ liệu về hàng
số điều hòa đầy đù cho vùng biển này phục vụ các bài toán thực tế;
- Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp phân tích điều hòa và dự tính mực nước thủy
triều chi tiết, xây dựng các chương trình máy tính tương ứng, các thủ tục truy vấn thông tin về
hàng số điều hòa thủy triều, dự tính ra mực nước thùy triều theo định hướng phục vụ thực tế.
Ý nghĩa khoa học: Các phương pháp và chương trình đã xây dựng góp phần hoàn thiện
lĩnh vực nghiên cứu thủy triều ở nước ta.
Ý nghĩa thực tiễn và khả năng ứng dụng kết quà khoa học: phục vụ trực tiếp cho các đề
tài. dự án thực tế trong tương lai.
2. Các sản phấm khoa học:
Các bài báo đã công bo trên các tạp chí khoa họ c:
- Phạm Văn Huấn, Hoàng Trung Thành. Sơ đồ chi tiết phân tích điều hòa thủy triều. Tạp chí
khoa học ĐHQGHN, Tập 25, số 1 s, 2009
- Nguyễn Minh Huân. Xác định phân bô không gian cùa các hằng số điếu hòa thúy triều lại
vùng biên vịnh Bắc Bộ. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học TN và CN, 25. số 3S, 2009.
- Phạm Vãn Vỵ. Ánh hướng cúa một số yếu tố khí tượng tới các quá trình thủy lực vùng cưa
sông Hồng - Thái Bình. Tạp chí khoa học ĐHỌGHN, Tập 25, số 1 s, 2009
Kết qua tham gia đào tạo sau đại học\ Hỗ trợ về kinh phí và số liệu cho 1 NCS.
9
BÁO CÁO TÓNG KÉT IfflOA HỌC CÔNG NGHỆ
ĐÈ TÀI
XÁY DỰNG Cơ SỞ Dữ LIỆU KHÔNG GIAN CÁC HẰNGì SÓ
ĐIỀU HÒA THỦY TRIỀU CHO VÙNG BIỀN VỊNH BẮC Bộ
Mở đầu
Dữ liệu về hàng số điều hòa thủy triều là thông tin cơ bán cúa nhiều tính toán khoa học và thực
tiễn. Các mỏ hình số để mô phòng hoàn lưu vùng biến, truyền triều và lũ trong sông đòi hói thông tin
về hằng số điều hòa tại các điểm ven bờ và cừa sông như là đầu vào.
Từ nhiều năm nay, dọc theo bờ biển nước ta đã thiết lập một hệ thống các trạm khí tượng thủy
vãn ven bờ, trong đó có trạm đo mực nước liên tục theo các khoáng thời gian kéo dài từ nhiều tháng

10
Chương 1. THU THẬP SÓ LIỆU Mực NƯỚC VÀ HOÀN THIỆN PHƯƠNG PHÁP
PHÂN TÍCH THỦY TRIÈU Ở BIÊN ĐÔNG
Từ sự phân tích khái quát những công trình cơ bàn về thủy triều của các tác giả nghiên
cứu tình hình dao động mực nước ở biển Đông, chúng tôi rút ra những vấn đề sau có thể cần
được phát triển hơn nữa trong đề tài này:
- Vấn đề về chế độ biến động mực nước biển ở vùng ven biển và thềm lục địa, chủ yếu
ó' các càng chính và vùng hoạt động kinh tế kỹ thuật sôi động, bao gồm việc tính toán các đặc
trưng thống kê tin cậy cùa chế độ dao động mực nước. Muốn giải quyết tốt vấn đề này cần thu
thập đầy đù các số liệu quan trắc mực nước biển, phân tích bằng phương tiện hoàn thiện và
chi tiết. Mục tiêu cuối cùng là cung cấp thông tin thủy triều cho các nhiệm vụ nghiên cứu và
các dự án thực tế liên quan tói thủy triều trong vùng biến.
- Hoàn thiện các phương pháp phân tích và dự tính mực nước thủy triều, tăng độ chính
xác cua các hằng số điều hòa thúy triều, tăng số lượng các sóng điều hòa thùy triều trong các
phương trình dự báo mực nước thủy triều. Với việc tăng độ chính xác và số lưọng các sóng
phân tích, có thể giải quyết tốt hơn những tính toán thực tiễn như tính mực nước cực trị, mực
nước thâp nhất lý thuyết cùa trạm, những bài toán nội ngoại suy mực nước cựac trị giữa các
- Chính xác hóa và chi tiết hóa các bán đồ triều, ke cà các bản đồ dòng triều, bàng con
đường tận dụng khả năng ngày càng lớn cùa máy tính, các mô hình số mói cùa thế giói để
tăng giói hạn miền tính, làm chi tiết lưới tính, xấp xỉ biên sát thực hơn và cụ thể hóa các phép
tham số hóa.
Trong chương này giới thiệu những nghiên cứu cùa đề tài góp phần vào những vấn đề
nói trên.
1.1. Ket quả thu thập số liệu mực nước quan trắc
Trong 2 năm thực hiện đề tài đã thu thập đưẹrc quỹ số liệu khá phong phú về mực nước
quan trắc tại các trạm dọc bờ và hài đảo thuộc vịnh Bắc Bộ nói riêng và toàn biên Đông nói
chung. Bảng 1.1 thống kê những trạm chính đã thu thập số liệu quan trắc mực nuủc (trung
bình, tối cao, tối thấp tháng và năm) (bàng 1.1.a) và từng giò' (bàng 1.1.b) trong thòi gian dài
nhiều nãm. gồm 128 điếm ven bò' biền Việt Nam và hải đào.
Quỹ số liệu này rất quý giá đối với nhiều lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng. Đặc biệt

1961-2006 46
5
Hòn Dấu
20°40'N-106°49’E
1957-2008 52
6 Ba Lạt 20°19’N-106°3 l ’E 1960-2007 46
7
Hoàng Tân
19°46’N-105°52’E
1965-2005 41
8 Hòn Ngư
18o48’N-105°46’E
1962-2007 42
9
Cứa Hội
18°46'N-105°45'E
1962-2005 44
10 Câm Nhượng 18° 15’N-106°06'E 1962-2007
46
11
Cồn Co
17°10’N-107°22’E
1980-2007
27
12
Cửa Việt
16°53’N-107°10’E
1977=2005
29
13

28
20
Vũng Tàu
10°20'N-107°04’E
1979-2007
29
21
Rạch Giá
10°00’N-105°05’N 1978-2005
28
22
Năm Căn
8°46’N-105°0rE 1980-2005
24
23
Cà Mau
8°39’N-104°45’E 1978-2005
28
24
Phú Ọuốc
10°13'N-103°58'E 1980-2007
28
25
Côn Đảo
8o41'N-106o36'E
1980-2007
28
26
DK.17
8°01'N-110°37'E

BACH HO
107.00E 10.00N
68 2 năm
7
BACH LONG VI
20.133N 107.717E
11 762 giờ
8
BACH LONG VI
2008N 107.43E
13
10 năm
9
BAI CHAY
107.04E 20.57N
13
22 năm (4 ob)
10
BA KE
10.30N 107.30E
11
11
BA LAT
20.19N 106.31E
11
5 năm
12
BA NHA
20.52N 106.27 E
11

144 giờ
20
CA MAU
9.10N 105.08E
11
744 giờ
21
CAM NHUONG
18.15N 106.06E
114
5 năm
22 CAM RANH
11.50.30N 109.14.50E
11 632 giờ
23
CA NA
11.20.20N 108.53.07E
11 501 giờ
24 CAN GIO
10 24.40N I06.58.20E
11 825 giờ
25
CAN THO
10.02N 105.46E
11
744 giờ
26
CAO K.ENH 20.56N 106.35E
11
744 giờ

39
CO TO 20.58.05N 107.46.25E
11
22 năm
40 CUA CAM 20.45N 106.50E
114
6 năm
41 CUA GIANH 17.42N 106.28E
30 1 năm
42 CUA HOI 18.45N 105.43E 114
5 năm
43
CUA ONG 21.02N 107.22E
114 22 năm (4 ob)
44 CUA SOT 18.28N 105.54E
11
45 CUA TUNG
17.01N 107.06E
11
46 CUA VIET
16.53N 107.10E 114
5 năm
47 CU LAO CHAM 15.57N 108.32E 1 !
!
698 siò
13
Bàng 1.1. b (tiếp)
TT
Tên trạm Tọa độ
Số phân triều Số giờ QT

114 5 năm
58 DUONG PHO
19.44N 109.11E 30
1 năm
59
DON SON
21.01N 106.36E
11
744 giờ
60
GANH HAO
9.01.25N 105.25.03 E 11 573 giờ
61
HA NOI
21.01N 105.51E 11
744 giờ
62 HAM TAN
10.21N 107.46E 11
428 giờ
63
HA TIEN
10.22N 104.28E 11
64
HI EN LUONG
17.00N 107.05E
30 5 nãm
65 HOANG SA
16.33N 111.37E
11
66

73
HON REO
10.10.42N 104.31.55E
11
536 giờ
74
HON SON
9.47.54N 104.37.12E
1 ]
408 giờ
75 HON TRE
9.58.25N 104.49.46E
11
388 giờ
76 HUNG YEN
20.39N 106.03E
11
744 giờ
77
KE GA
10.42N 107.59E
11
78 KI EN AN
20.48N 106.38E
11
336 + 336 ?iò
79
KINH KHE
11
744 + 336 giờ

MUI CHUA
21.22N 107.44E
114
5 năm
88
MUI DA
16.06N 108.13E
11
89
MUI. LE
10.55.36N 108.16.36E
] 1
562 giò'
90 MY THANH
9.25N 106.10E
1 14
23 nam
91 NAM CAN
8.46N 105.01 E
11
744 giờ
92 NAM DINH
20.25N 106.10E
11
744 giờ
93
NAM DU
9.41.36N 104.21.40E
11
288 giờ

11 807 + 184 giờ
102 PHA LAI
21.06N 106.17E
11 744 giờ
103
PHAN GIANG
9.18N 103.28E
11
104
PHAN RI
11.1 ON 108.33.30E
11
105 PHAN THĨET
10.56.24N 108.07.12E 114 3 năm
106 PHAN VINH
8.58N 113.43 E
11
98 giờ
107
PHU AN
10.46N 106.42E
114
28 năm
108
PHU LANG THUONG
21.17N 106.11E
11 744 giờ
109
PHU LE
114 6 năm

30 năm
117
RON
17.54N 106.26E
11
118
SA HUYNH
14.39.30N 109 04.16E
11
768 giờ
119
SA KY
15.13N 108.55E
11
2197 giờ
120 SAM SON
19.45N 105.5
13
10 năm (4 ob)
121
SONG CAU
I3.26.12N 109.13.10E
11
385 giò'
122
SONG DOC
9.22.08N 104.49.08E
11
504 giò’
123

11
769
131
THO CHU
9.17N 103.28E
60
13 năm (4 ob)
132
THUAN AN
16.32.54N 107.37.36E
11
456 giờ
133 THU DAU MOT
10.58N 106.38E
114
28 năm
134
TI EN TIEN
20.45N 106.31E
11
744 giờ
135 TOC TAN
8.49.57N 113.55.28E
11
455 giờ
136 TRA CO
21.26N-107.57E
11
763 giờ
137

VUNG CHUA
17.56N 106.29E
11
15
Bàng 1.1. b (tiếp)
TT
Tên trạm
Tọa độ Số phân triều
Số giờ QT
145
VUNG RO
12.26.30N 109.25E
11
375 giờ
146 VUNG TAU
10.20N 107.04E 114
30 năm
147 XEO RO
9.52N 105.06E 11
744 giờ
148 XOM TIEU
11
1.2. Xây dựng sơ đồ chi tiết phân tích điều hòa và dự tính thủy triều
Đến nay ở nước ta có nhiều khả năng thu thập những chuỗi quan trắc mực nước biến có
độ dài nhiều chục năm tại những trạm khí tượng hải văn ven bờ và hải đào. Từ những chuồi
mực nước đó có thể phân tích để thu được bộ các hằng số điều hòa thúy triều với nhiều phân
triều hơn. đồng thòi tăng độ chính xác cùa các hằng số điều hòa để phục vụ dự tính thúy triều
tốt hơn và nhiều bài toán nghiên cứu và tính toán ứng dụng khác về mực nước và dòng chảy
trong biền. Ngược lại, thực tể điều tra khảo sát tìm kiếm tại các điểm ngoài khơi và ven bò'
thường cho những chuỗi quan trắc mực nước và dòng chảy ngắn một số ngày do điều kiện

/ = l
trong đó: -Au- độ cao mực nước trung bình, / - hệ số suy biến biên độ cùa phân triều i , H, -
hàng số điều hòa biên độ cùa phân triều i , q,- tốc độ góc không đổi của phân triều /,
(/;,+«) - những phần pha thiên văn cùa phân triều ; biểu diễn các góc giò' cúa những tinh tú
giả định tại thời điểm t, g ,- hằng số điều hòa về pha cùa phân triều /■, r - số lượng các phân
triều. / và + u) phụ thuộc thời gian t . Khi có n độ cao mực nước quan trắc - , nhiệm vụ
cùa phân tích thủy triều là xác định bộ gồm r cặp hằng số điều hòa không đổi H và g cho
từng phân triều cùa trạm nghiên cứu.
Để thuận tiện áp dụng phương pháp bình phương nhỏ nhất, người ta thường biến đối
phương trình (1.1) thành
= Ại + ^ (Ạ COS ạ,/ + B, sin <7,0, (1-2)
/= l
trong đó
.ị = /,/y, cos[g, - ( ! ' „ + « ) , ] , 5 , = J',H, sin[g, - ( / ; , + !/ ) , ] . ( 1.3 )
Biết mực nước tại n giờ, người ta có n phương trình đại số dạng (2) đối với các ẩn số
.4 và B để giải bàng phương pháp bình phương nhỏ nhất. Từ mỗi cặp ẩn A và B, tìm được
sẽ tính ra
J A~ + B~ B /1
H ,=

-

, g, =arctg— + (!'„ + «),. (1.4)
/, ‘i
Chuỗi quan trắc càng dài, số phương trình dạng (2) càng nhiều, thì A„ và số cặp hằng số
điều hòa H và g nhận được càng nhiều, càng chính xác. Với một năm quan trắc có thể xác
định được khoảng 60-68 cặp hằng số điều hòa H và g cùa điểm quan trắc.
Nhược điểm cơ bản cua các phương trình dạng (1.2) là những đại lượng thiên văn biến
thiên với thòi gian / và (('„ +1 1 ) cùa mỗi dao động thành phần i đã bị xem là không đổi trong
thời gian quan trắc và bị đưa vào trong các ẩn số của các phưong trình, do đó tùng phương

trình (1.6) sao cho
xỊ , 4„-Ệ [«n.v, + (U>;]Ị ->min•
Điều kiện cực tiếu này sẽ cho một hệ gồm 2/- + 1 phương trình đại số tuyến tính (hệ
phương trình chính tắc), trong đó r - số các phân triều đưọc phân tích (từ phân triều A/; đến
phân triều cuối cùng được quy ước ký hiệu là w ):
n ỉb,h ]
[a.v; ]
[b,]
■ị, [ ]
K /: 1 [flA/,ứW, ]
K /A /, ] [«A/; ữ.s, ]

\aM,b„.]
•v»;
K ,:-]
[bMi ]
k u A /J [b,ụbh,Ạ
[bMl 0.V, ]
[bMlbw\
•
=
[**/, ]
[bH ]
[bMX \
[o.v, bn ]
^It ]
Y»
[b„ \
O' dày ký hiệu [ ] dùng đề chì phép lấy tống theo thời gian từ í, đến I .
Rõ ràng SO' đồ chi tiết khắc phục đưọc những nhược điểm của các phương pháp phân

3 .0 / 3
Họ, = T - gọ, = go, - H V; = ị HU:. g V; = gA,: . (1.8)
Vói những quan hệ này, phương trình độ cao thủy triều dạng (1.6) gồm 11 phân triều có
thẻ viết lại cụ thê như sau:
”/ — A) ^ Mị )/ Y/U, \ ^s 2 (AvịàS ^
+ )/ ^ Kị + + (a0)0, )/ Oị + (^0,0, h ^ơ|
^Mi \ ^Mi (^M(, \ ^Xf(,
+ (aMSi ), X msa + ^MSA )/ ( 1 .9)
19
vói các ký hiệu
V : = ỈMi cos [<?«:'+ (K<'+Í' M +
+ j A : cosfa^z + w ,+«)*,];
«S,A. = Ạ cos[qsJ + (y„ + II),, ] +
+ T7TÁ, cosỊạ^ + O;,+ «)*,]:
3,67
ữí.y, =A, C0S[‘V + (|/<' + ")A,] +
+ Ị / /Ì cos[ạ,,/ +(í
of)|y, =/oi cos[ợ„/ + (K,+!/)„,] +
+ 5/0 cos[?ọ,/ + ((/(» + “)ọi];
V * , = / m: sin[ợAÍ;/ + (!'„ + « ) .„,]+
+ j A , sin [ạ A,,í + (r„ + m )a,: ];
*.V,K. =/v, sin[<7,Vj/ + (l/„ + ií).v,] +
+ T 7 ^ / k , sin [ợa. / + (/•;, + 1/)A.J :
J,Ố /
= A - , Sin+ ( ) ; , + „ ) , . ] +
*0,0, =/(,, sir> [v + + »M +
+ Ị / a sin[qra / + (!'„ + z/)yi ].
Việc giải hệ các phương trinh (9) được thực hiện theo phương pháp bình phương nhỏ
nhất. Những hằng số điều hòa của các phân triều K2, pt, Q, và N 2 được tính theo các công
thức (1.8). Khi thay thế các hằng số điều hòa ít hơn bốn cặp phân triều (ví dụ khi xử lý theo

°m 2n2
= Ắ
r2 s i n [<7Mlt + iyữ + u )Mi
] + 7 ^
sin [qNỉt + {V „ + u)Ni
+ 0 ,5 3 6 « ,]
a's,K,_
= 4
COS [(?,.,/ + (VH + U ) ,.J +
— ỈK
3,67 •
, c os [<7k; / + ((•;, + «)*.
> + 0 ,0 8 lơ ,
= fs.
s i n [ ạ vy + (i;, + « ) S ;] +
ử f ‘ >
sin [<?*, í + (i;, + /')* ,
+ 0.0 8 la ,;
a K,iì = A , cos[<7k / + (V„ + u )Kí ] + cosfa,,/ + (K, + « )„ + 0.07 5 «, ] ,
ốlv, = A, sin 1<7a,' + (<;,+»)*, 1 + I Ạ sin / + (>; + u),. + 0.075a, ],
a('vj, = /(>, COS / + (I;, + Ỉ/)()| J + ị /y, cos [<7yi ? + (('„ + ;/ )y| + 0.496a, ].
*0,0 = / o , sin + (!■'„ + " ) o ,] + -r/ c ?l s in f o y f + ti', + u ) y + 0 , 4 9 6 a , ] ,
«1 = g.v, - g«, • «; = gKl - So, ■
Việc giải hệ phương trình (1.12) được thực hiện theo phương pháp bình phương nhò
nhất bằng những bước xấp xỉ liên tiếp. Trong bước xấp xỉ thứ nhất các hiệu những góc vị a
có thể chấp nhận bằng không hoặc bằng trị số trung bình cùa chúng (ơ, =43°,«: = 20°). Trong
mồi bước xấp xi tiếp theo chúng được biểu diễn qua các góc vị gU:, gS:, gK và gơi nhận
được từ phép xấp xi trước đó. Thông thường có thể chỉ cần giới hạn ò’ lần xấp xỉ thư hai.
Những biên độ cúa các phân triều K2, \ 2, p] và 0, được tính theo các công thức (1.8), những
góc vị - theo các công thức (1.10) và (1.11).

11 sóng triều nhận được từ chuỗi quan trắc từng giờ liên tục tại Bạch Hổ các ngày 1-9/1/1990.
Create Hourly Level Data File
Harmonic Analysis of Annual Level Series
Control Tide Prediction
Tide Prediction (Tidal Table)
Find Extremal Levels of a Station
Plot Control-predicted Level Curves
Analysis for Short Series of Level
Display Harmonic Constants of a Station
Sequence Plot of Raw Series of Level
Analysis for Short Current Series
Tidal Current EUipeses Plots
Surges Statistical Analysis
Terminate Programme
Hình 1.1. Các mục chọn của chưong trình phân
tích điều hòa thủy triều và mực nưó'c
Chương trình phân tích điều hòa theo SO’ đồ chi tiết mó’ rộng khà năng phân tích đối vói
nhiều loại chuỗi quan trắc, khẳc phục được những nhưọc điểm CO' ban của các SO' đồ truvền
thống. Việc tính đến sự biến thiên cùa các tham số thiên văn ứng với từng thời điểm ghi độ
cao mực nước hay dòng chày làm tăng độ chính xác cùa phân tích và tận dụng thông tin quan
trắc. Trong thực tế có thể tận dụng các chuỗi quan trắc mực nước, dòng chảy với độ dài dưới
muời ngày để nhận được những bộ hằng số điều hòa thủy triều hoặc dòng triều rút gọn với độ
tin cậy và độ chính xác đáp ứng thực tiễn khảo sát tìm kiểm. Những bộ hàng số điều hòa thùy
triều đầy đù nhận được từ những chuỗi mực nước nhiều năm có thể dùng tham khảo trong
nghiên cứu khoa học và nhiều tính toán thực tiễn quan trọng (xem [6]).
22
Bang 1.2. Hằng số điều hòa thủy triều của một sổ chuỗi mực nước năm và nhiều năm
T ên tram
H o n D âu H òn N gư
P hú Ọuồ c Q uy N hơ n S ơ n T rà

H
0
g
H
0
g
H
0
g
H
o
g
H 1 °
H g
1
M;
6.3 45.0 18.5 281.4
6.9
19.5
17.4
293.2 16.6
304.8 76.6
40.4
30.3
20.1
15.5 306.0
7
s 2
4.5
102.7

25.7
45.2 306.5 13.1
72.1
27.1
238.2 11.4 240.9 44.1
253.1
36.3
264.4 29.4
254.0
7
P|
21.7
85.0
1 1.8
119.9
5.1
102.2
9.8
296.0 5,4
285.8 18.6
309.2
16.0
3 10.0
12.7
292 5
8
Q 1
15.9
.>53.8
c>,4

0.2
190.0
1 1 VI,.
0,5 212.0 0.3 248.8
0.2
56.7
0.3 193.0 0.2 284.0
0.4
178.0 0.2 72.7
0.1
251.7
12
Sa 10.2 195.5
1 l.l
292.8 15.8 267.9
14.3 246.1 17.4
238.2 18.8 272.7
15.8
271 2
S.2 1 >4.8
13 SSa
5.0
72.4 10.8
197.9
3.1 124.5 6.3 81.2 7.0
78.3
6.4
82.2 4.0 63.2
3.3
119

1 5
28lM
17
Mu>;
0.6
33.0
0.9
119.8 0.9
338.7 0.7
258.2 0.5
235.2
■> 2
352.4
0.6
267,1
1.0
301.2
23
Bàng 1.2. (tiếp)
T ên trạm H on D âu H òn Ngư
Phú Ọ u ôc Quỵ N hơ n
Sơn Trá
V ũng Tau B ac h H ỏ
D K I7
K inh đ ộ 10 6 "4 8‘E 105 '’4 6 ’N
I0 3 “5 8 ’N 109 '1 5 N 108” 13' N
10 7 '0 4 ’E
107“0 0 ’E 110"37'N
V ĩ dỏ
2 0 '4 0 ’N

0
g
H
0
g
H
o
g
18 Lĩ 0.4 16.9 0.4
338.9
0.6
300.3 0.5
306,6 0.4
347.8 2.6
65.0 1.7 55.4
1.0 7.0
19
Tị 0.3 103.6 1.6
107.1
0.3 231.7 0,4 318.6 0,4 329,1
1.5 64.8 1.1 293.8 340.0
20 2N2 0.1 40,5
0,2 63.8
0.3 351.4
0.5
259.1
0,5
250.4
2.1 352.0 0.6 327,6
263.5

0.3
32.3 0.1 54.1 273.9
25
m n 4
0.2
196.7
0.8 89.9
0.2
117.4
0.1
164,7
0.2 200.8 0.6 260.3
0.3
212.4
165.8
26
2 MS,,
0.4 278,5
0.3
79.7
0.2 122,7
0.2
237.8
0,2 341.0
0.4
219,0 0.2
142.1 352.0
27
2MN„ 0.2 172.3 0.3 40.4
0.2

31
2Q
2.5
330.9
4.1 346.2 0.4
36.5 0.6
193.9
0,2 231.2 0.9 228.8 1.4
220.5
232.4
■p
Sigmai
1.1
355.7
1.1
119.4
0.3
31,4
0.6 210,8 0.4
234,2
1.2
264.5 0.7
266.2 233.4
33
Rho,
3.5 352.5 2,7 277.9 0.7
42.5
l.l
212.9 0.4
234.6 1.7

Chi,
1.3
55.8 1.0 55.0
0.3 138.8 0,4 272.3
0.2 245.5 0.6 304.2
0.8
3 19.0
250.8
37
Pi|
1.3 51.3 2.6 144.3 0.4
98,1
0,4
208,4 0.4 286.0
1.2
303.0
0.8 135.9
262.3
58 Psi, 2.1
14.9
5.0
322.9
0.2
170.7
0.8
46,9
0.4 180.6
0.8
150.2
1.9 295,7

165.9
0.3 235,1
0.2
201.4
0.3
97.2
1.1
161.4 1.5
262.1 0,6 234.1
42 0 0 , 3.0 182.2 1.0
112.1 0.6
114,4
0.6 53.7 0.4
308.2
1.4
64.6
1.9 29.6
0.7
54.3
43
OỌ;
0.4
330.7
1.2 51.0 0.1
148.4
0.0
170.9
0.4
52.1 0.6 146.4
0.4 232.9

1.3
47
Lamda; 0.2 346.1
0.7
34.8
0.2 264.6 0.1
272.6 0.2
333.0
1.5 51.8 2.0
103.4
171.0
48
R:
0.3
127.2 2.3 321.8 0.1
264.2
0.1
8.6
0.1
47.1
0.2
125.5 1.3
248.5 0.5
338.6
49 MSN;
0.1
261.1 0.3
232.9
0.2 176.4
0.0

178.3 1.8
182.8 0.7
176.5
172.5
53
SK,
0.6 79.5
0.7
139.2 0.3 289.3 0.0 158.5
0.3 239.5
1.2
286.8
0.2 258.0
169.7
54
s \ , 0.1
237,1
0.4
235.6 0.1
202.2 0.0 18.1 0.1
255.5
0.3
322.1 0.1 46.1
0.0
297.0
55
VI Ku 0.4
224.6 0.3 96.5 0.2 109.1
0.1 318.8 0.1
221.1

266.5 372.0
175.3
TT
Tên phản
triẻu
H
o
g
H
o
g
H
o
g
H
o
g
H
o
g
H
o
g
H
o
g
H
o
g
56

59
2SM(,
0.1
334.2
0.1
319.2 0.1
145,3
0.1 276.8 0,0
71.3 0.2 252.6 0.1
254.5 0.1
195.9
60 MSK(l
0.1
9.3 0.1
89.7
0.0 221.5
0.1
291.9
0.0 332,3 0.1 299.0
0.2
88.6
0,1
347,0
61
2(M N)(,
0.0 155.4 0.1
126.1 0.0 160,8 0.0 93.7 0.0 280.6
0.0
350.7
0.1

65 2MN2S; 0.0 17.6 0.4 275.4 0.1
36 8 0.1 358.8 0.0 296.9
0.2
348.9
0.4
99.2 0 44.4
66
2V1NSj
0.0
42.3 0.2
117.0
0.0
300.2 0.0 233.2
0.0
204.5
0.1
241.9
0.4 125.6 0.1
38.1
67
2M P, 0.2
176.9
0,7
38.6
0.1
33.7 0.0
331.0
0.0 266,9
0.1
292.3

0.2 33.0 0.1
218.7
0.1
95.9
0.2
193.0
7|
: m s Kx
0.0
66.3
0.0
341.5 0.0
220.2
0.0 252.3 0.0 200.0
0.0 223.4
72
2M SN,
0.1
6.1 0.3 95.8 0.0
19.3
0.0 226.1 0.0
52.3 0,1
239.1
73
2M SNk
0,0
305.1 0.1
88.7
0.0
196.9

0.0 357.6 0.1 336.4
0.2
59.5
78
'\12S„,
0.0
2 69 9
0.0 80 8
0.0
302.7
0.0
151.1 0.0
203.0 0.0
341.8
7‘)
3M2S:
0.0
39.8
0.4
110.1
0.2
36.5 0.1 359.2 0.1
336.9
0.2
68.7
80
3MK.J
0.3
34.7
0.9

84
3M Nk
0.1
232.8
0.1
305.6 0.1
99.2
0.0
93.0
0.0 157.8
0.1 349.6
8 '
3MNS,.
0 1
289.5
0.1
13.*)
0.0
242.1 0.0
314.6
0.0
21.3 0.0
291.2
86 .ì MO,
0.2
108.9
0.3
3 19.4
0.2 80.6 0.1
129.7

0.0
165.5 0.0
136.3
3 MSN,,
0.1 154.4
0.2
9.1
0.0
341.9 0.0 112.4
0.0
178.2 0.1
58.5
1>I
4M 2S,; 0.0 292.6 0.0
191.9 0.0
289.8
0.0
279.3 0.0
112.8 0.0
6.1
92
4MK,.
0.0 141.2 0.2 339.6
0.0
296.9
0.0
112.6 0.0 75.9
0.0
240.2
25

g
H
o
g
H
o
g
H
o
g
H
o
g
H
o
g
H
o
g
85
3MNS„
0.1
289.5
0.1
13.9 0,0
242.1
0.0 314.6 0.0
21.3
0.0
291.2

0.2
9.1
0.0
341,9 0.0 112,4
0,0 178.2
0,1
58.5
91
4M 2S ,; 0.0 292.6
0.0 191.9
0.0 289.8 0.0 279.3 0.0 112,8 0.0 6.1
92 4MK„
0,0
141.2 0.2 339.6 0.0 296.9 0.0 112,6 0.0 75,9 0.0
240.2
■
93
4MN„ 0.1
86.1 0.3 210,3 0.1 39.2 0.0 63.4 0.0
127,7
0.0
42.0
94
4 MS III
0.0 172.7 0.0
128.2
0.0 181.0
0,0 37,8 0,0 155,8 0.1 295.6
95
4MS6

M A;
0.3
307.9
4,5
305.9
0.8 60.5
0.4
21 1.9 0.2 222,0
2.5 295.5
101 MB; 0.8 126.8 3.5 125.1 0.4 326.8 0.3 1.7
0.6 136.6
1.7 146.7
102
M K U
0.0
174.8 0.1
60.7
0.0 28.0 0.0
317,8 0.0 286.8 0.0
341.9
103
M NK:S:
0.0
276,0
0.1 122.3 0.1 59.6 0.0
304.2 0.0 338.1 0.1 40.4
104
M Ọ, 0.6 243,9 1.4
45.9
0.1

0.2
205.4 0.0
159.3 0.0 93,2 0.0
126.6
109
m v 4
0.1 189.6 0,3 241.5 0.1 96.4 0.0 108,5
0.0
193,5 0.1
284.7
110
M VSị
0.0 214,9 0.4
169.0 0.1 296.4
0.1 221.9 0.0 214,6
0,2
227.7
-
11 1
NA; 0.0 353.0 0.8 167.5 0.1 328.4 0.1
113,2 0.1 128.0 0.7
213.4
112 NB;
0.1
130.6 0,5 230.0 0.3 350.2 0.1 353.9
0,1 204.3 0.1 205.7
113
SKM;
0.1
109.5 0.2

Hướng nghiên cứu sử dụng mô hình số trị giải hệ phương trình thủy động lực hai chiều
được phát triển mạnh mẽ đặc biệt trong những năm gần đây do sự tiến bộ cùa toán học tính
toán và năng lực máy tính. Để giải bài toán phân bố không gian của thủy triều phương pháp
số trị được sử dụng dựa trên hệ phưong trình thủy động lực phi tuyển hypecbolic với điều
kiện biên hồn họp: dao động mực nước trên biên lỏng và điều kiện không thấm ỏ' biên cứng.
Hiện nay ở trên thế giới đã phát triển áp dụng những phần mềm số trị thúy động lực
hiện đại và tiên tiến đề tính toán và dự báo mực nước triều cho vùng không gian rộng lớn. Từ
trước đến nav ò' nưóc ta đã có một số CO' quan và tác giả nghiên cứu việc dự tính thuỷ triều
bàng mô hình số [5], những kết quá đạt được khá kha quan. Tuy nhiên cho đến nay. co sơ dữ
liệu và bán đồ số cua các hàng số điều hòa thủy triều phân bố trong không gian ca vùng ven
bò' và ngoài khơi cho các khu vực trong Biển Đông thuộc lãnh hải nước ta và các nước lân cận
trong đó có vịnh Bắc Bộ chưa đưọc xây dựng.
Mô hình ADCIRC 2DDI [9] được áp dụng trong nghiên cứu này để tính toán lan truyền
sóng triều tại vùng biển vịnh Bắc Bộ và phân tích xác định các giá trị của các hàng số điều
hoà đối với 8 sóng triều (Oi, K], P|,Q|, M:, N2, K2, s2 ) trên không gian cùa vùng biển vịnh
Bắc Bộ và trích xuất các giá trị biên độ và pha của các sóng triều trên lưới với độ phân giai
1/30 độ kinh vĩ (3,7 km X 3,7 km) phục vụ việc xây dựng cơ sở dữ liệu hằng số điều hòa thủy
triều sử dụng trong tính toán dự tính thủy triều cho toàn bộ vịnh Bấc Bộ theo điểm hoặc trích
xuất số liệu hằng số điều hòa thủy triều phục vụ cho các mô hình toán ở quv mô địa phương.
27
2.1. Giới thiệu về mô hình ADCIRC
ADCIRC là mô hình số được phát triển để giải hệ phương trình chuyển động cùa chất
lòng trên trái đất quay, các phương trình này sử dụng xấp xi thủy tĩnh và xấp xỉ Boussinesq và
được rời rạc hóa trong không gian sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn. rời rạc hóa theo
thời gian sù' dụng phương pháp sai phân hữu hạn. Mô hình có thể tính toán trong hệ tọa độ Đề
các hoặc tọa độ cầu dưới dạng hai chiều tích phân theo độ sâu (2DDI) và ba chiều (3D), trong
các trường hợp cao độ mực nước được xác định bằng nghiệm của phương trình liên tực tích
phân theo độ sâu dưới dạng phưong trình liên tục - sóng tổng quát (GWCE), vận tốc được xác
định bàng nghiệm của các phương trình động lượng 2DDI hoặc 3D.
Hệ phương trình cơ bản trong hệ tọa độ Đề các bao gồm phương trình liên tục

2.2. Các bước sử dụng mô hình ADCIRC trong hệ thống SMS
1. Xây dựng file đường bờ của kh u vực tính:
- Thay đôi lớp chứa thòng tin đưmig hờ: chọn default coverage - type - ADC IRC
- Chọn File I Open chọn ban đò Vịnh Bac BỘ
- Chọn file lint giữ đăng ký' tọa độ cua bàn đó vịnh Bắc bộ.
- Dựa trên ban đo nền sư dụng công cụ vẽ các đường đa khúc xày dựng đườỉig bò' cua
khu vực cần tính toán, có hai loại đường bờ: đường bờ hơ và đường bờ khép kín, đường bờ
28
khép kín được chuyển đổi thành các cung và gán tính chất vùng là đất liền hoặc các đao.
2. Xác định vùng tính toán
Ta cần phải xác lập các dạng đường biên đối với các cung đường bờ và sau đó xác định
vùng tính toán
- Chọn modul Map
- Trong hộp công cụ Tool box chọn công cụ Select Feature Arc
- Nhấn đúp lên các cung đường bờ hoặc biên lỏng
- Trong hộp thoại ADCIRC Arc / Nodestring Attributes thiết lập tính chất cùa các cung
là Ocean cho biên lỏng, và Land cho biên đất.
3. Nhập file số liệu độ sâu
1) File số liệu độ sâu dưới dạng các điểm rời rạc với định dạng XYZ đã đuợc xây dựng
sẵn hoặc số hóa từ bản đồ sử dụng phần mềm Arcvievv và các Extention phù hợp [4],
2) Chọn File I Open chọn file chứa thông tin về độ sâu cùa vịnh Bắc bộ (vbb.xyz)
Hộp thoại File Import Wizard sẽ xuất hiện và cho phép người sử dụng xác định kiểu số
liệu sẽ nhập vào SMS: cột đầu tiên là kinh độ, cột thứ hai là vĩ độ, cột thứ ba là giá trị độ sâu.
4. Xây dựng lưới tinh
Bước tiếp theo, trước khi xây dựng lưới phần tử hữu hạn cho vùng tính cần phải xác
định một số hàm tính toán phục vụ cho mục đích này, trong tính toán này lưới tính sẽ đưọc
xây dựng dựa trên độ lớn của bước sóng trọng lực tại mỗi nút tính. Các phần tử lón sẽ được
tạo ra ở vùng có bưóc sóng lớn, ngược lại các phân tử nhò hơn sẽ ỏ' vùng ven bò'.
Chuyên đỏi hệ tọa độ từ Long-Lat sang ƯTM
1) Chọn Edit I Coordinate Conversion

2) Chọn hàm sqrt(x)
3) Thay thế các giá trị để hàm có dạng:
sqrt(a - vĩ độ UTM)A2 + (b - kinh độ UTM)A2) với các giá trị a và b là tọa độ của các
điêm nút
4) Trong trường kết quả đặt tên cho bộ số liệu vừa được tính toán là “distance’-
Xác định hàm kích thước ban đầu
1) Chọn số liệu “ShallowWavelength" và gán giá trị cùa số liệu bằng chữ d
2) Trong trường Biểu thức Expression thiết lập giá trị "d*7”
3) Đặt tên cho biểu thức là "size” và nhấn Caculate Data Expression, hàm số có giá trị
bằng 7 lần độ dài sóng đưọc tạo ra.
Xảy dựng hàm ti lệ
Hàm riêng biệt cuối cùng cần phải xác định để tính hàm kích thước sẽ là hệ số ti lệ kích
thước của các phần từ tính từ điểm trung tâm:
hệ số tỉ lệ = (khoảng cách / khoảng cách cực đại) A0.5
Xây dimg hàm kích thước
1) Chọn max(x, y) = max(50, (g*h)). Biểu thức này sẽ là bội cùa hệ số tì lệ với hàm kích
thước. 2) Kích thước tối thiều cùa phần tử lưới sẽ là 50m.
3) Đặt tên hàm là “finalsize" và chọn Compute
5. Tạo các vùng tính
Tạo các vùng tính từ các cung đường bò' trên màn hình
1) Chọn modul Map
2) Kiềm tra để không chọn bất kỳ cung đường bờ nào
3) Chọn Features Objects I Build Polygons
4) Chọn công cụ Select Features Polygon và bấm vào trong lòng cua một vùng đã được
tạo ra
5) Chọn Features Objects I Attributes
6) Chọn dạng lưới là Scalar Paving Density
7) Chọn Scatter Options - Interpolation - chọn hàm finalsize
8) Trong hộp thoại Extrapolation thiết lập giá trị Single Value bằng 50
9) Thiết lập giá trị cực tiểu Min bằng 50 và cực đại Max bằng 5000.

cua các trạm hài văn đo đạc thủy triều dọc bờ cùa vịnh Bắc Bộ được thu thập từ các bảng thủy
triều Admiralty, kết quả thu thập cùa đề tài, cơ sờ dữ liệu hằng số điều hòa Leprovost [10],
DHI [11]. Các số liệu này được tổng hợp, xử lý để thiết lập điều kiện biên lỏng các hằng số
điều hòa của dao động sóng thủy triều trên hai biên lỏng là biên eo Quvnh Châu phía đông
bắc và biên cưa vịnh ỏ' phía nam. Các kết quả sau khi xử lý được thể hiện trong phụ lục 2.
Mô hình ADCIRC được chạy với thòi gian mô phỏng từ 0:00 ngày 1 tháng 1 năm 2007
đến 24:00 ngày 31 tháng 12 năm 2007 với các tham số được lựa chọn như sau:
Model type: 2DDI; Cold start; Coriolis option variable; Finite amplitude terms;
Wetting/drying: Advective terms; Time derivative terms; Solver type Iterative JCG; Wave
continuity: 0.01; Lateral viscosity: 6.8 m /s; friction coefficient: 0.0025.
Các tham so đưọc lựa chọn này là kết qua cua các tính toán hiệu chinh và kiểm chứng
kết qua cua mô hình và giá trị mực nước tại các trạm hài văn ven bò' và ngoài khơi trong thòi
«ian 30 ngày.
Đê phục vụ việc xây dựng cơ sỏ' dữ liệu, các giá trị biên độ và pha cua các sóng triều
31