ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
DƯƠNG THỊ THÚY NGA NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC MÔ HÌNH TOÁN PHỤC VỤ
DỰ BÁO MỘT SỐ VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC
Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số chuyên ngành: 62.48.01.01 Phản biện 1: PGS.TS. Lê Quang Toại
Phản biện 2: PGS.TS. Trần Vĩnh Phước
Phản biện 3: TS. Nguyễn Quốc Lân
Phản biện độc lập 1: PGS.TS. Trần Vĩnh Phước
Phản biện độc lập 2: TS. Lê Thị Quỳnh Hà
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS.TS. Nguyễn Kỳ Phùng
1.3.2.1. Đối với bài toán thông thường, không xử lý biên cứng di động 43
1.3.2.2. Đối với bài toán có giải quyết biên cứng di động 43
1.3.3. Phương pháp tính lưới lồng 47
1.3.3.1. Đối với bài toán sử dụng một lưới cho cả vùng tính 47
1.3.3.2. Đối với bài toán sử dụng nhiều lưới có độ phân giải khác nhau cho
một vùng tính 47
1.4. Tóm tắt chương 51
Chƣơng 2. MÔ HÌNH LAN TRUYỀN CHẤT 52 2
2.1. Tình hình nghiên cứu mô hình lan truyền chất hiện nay 52
2.2. Mô hình lan truyền chất 52
2.2.1. Mô hình toán học 52
2.2.2. Lưới sai phân 53
2.2.3. Điều kiện ban đầu và điều kiện biên 53
2.2.4. Phương pháp tính 54
2.2.4.1. Giải nồng độ C cho nửa bước thời gian đầu 54
2.2.4.2. Giải nồng độ C cho nửa bước thời gian sau 55
2.2.4.3. Xử lý biên 56
2.3. Điểm cải tiến của luận án 58
2.4. Tóm tắt chương 59
Chƣơng 3. MÔ HÌNH BỒI, XÓI 60
3.1. Tình hình nghiên cứu của mô hình bồi, xói hiện nay 60
3.2. Mô hình chuyển tải phù sa 60
3.2.1. Phương trình chuyển tải phù sa 60
3.2.2. Điều kiện ban đầu và điều kiện biên 63
3.2.3. Phương pháp giải 64
3.2.4. Xử lý biên 65
4.4.1. Kết quả tính toán dòng chảy trên biển 116
4.4.1.1. Thông số tính toán 116
4.4.1.2. Kết quả khi tính biên cứng di động 119
4.4.1.3. Kết quả khi sử dụng lưới lồng 124
4.4.2. Kết quả tính toán sự lan truyền chất 127
4.4.2.1. Thông số tính toán 127
4.4.2.2. Kết quả tính toán 128
4.4.3. Kết quả tính toán sự chuyển tải phù sa và sự bồi-xói đáy 132
4.4.3.1. Thông số tính toán 132
4.4.3.2. Kết quả tính toán 133
Chƣơng 5. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 138
5.1. Kết quả 138
5.1.1. Các công việc nghiên cứu khoa học đã tiến hành 138
5.1.2. Số liệu nghiên cứu và thực nghiệm 139 4
5.2. Bàn luận 141
Chƣơng 6. KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 144
6.1. Kết luận 144
6.2. Hướng phát triển 145
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 147
TÀI LIỆU THAM KHẢO 149 5
h: Độ sâu tính từ mực nước tĩnh đến đáy [m]
H: Độ sâu tương đối [m],
K : Tổng hệ số có liên quan đến nồng độ C như hệ số phản ứng, hệ số
lắng đọng,…[1/day]
K
x
, K
y
: Hệ số phân tán [m
2
/s].
P
1
: Tổng nguồn thải từ bên ngoài
Q: Lưu lượng nước [m
3
/s]
S: Thành phần nguồn/lắng, mô tả sự bốc lên hay lắng xuống của hạt
[g/m
2
.s]
u, v: Thành phần của véc-tơ vận tốc dòng chảy trung bình theo độ sâu
trong hệ tọa độ vuông góc Oxy [m/s].
U: Vận tốc dòng chảy [m/s]
W: Diện tích mặt cắt ướt [m
2
]
: Độ dâng mực nước [m]
112
Bảng 4.3. Đặc điểm sóng tại biên phía Đông (biển Đông) 117
Bảng 4.4. Đặc điểm sóng tại biên phía Tây (vịnh Thái Lan) 118
Bảng 4.5. Bảng phân tích cấp hạt theo đường kính hạt (đơn vị: mm) 132 7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, CÁC ĐỒ THỊ
Hình 0.1. Bản đồ khu vực nghiên cứu 11
Hình 1.1: Minh họa độ sâu và độ dâng mực nước 33
Hình 1.2. Lưới sai phân của mô hình thủy lực 34
Hình 1.3. Ví dụ về biên rắn theo phương ngang 45
Hình 1.4. Ví dụ về biên lỏng theo chiều thẳng đứng 46
Hình 1.5: Sơ đồ thể hiện lưới lồng 49
Hình 2.1. Lưới sai phân cho mô hình lan truyền chất 53
Hình 3.1: Lớp đáy nhiều thành phần 69
Hình 4.1. Hình minh họa địa hình có đảo và cách xác định biên trái-biên phải, biên
trên-biên dưới. 76
Hình 4.2. Màn hình chính 94
Hình 4.3. Màn hình nhập dữ liệu tính dòng chảy 95
Hình 4.4. Màn hình nhập dữ liệu biên cho mô hình thủy lực 95
Hình 4.5. Màn hình nhập thông số tính toán sự lan truyền chất 96
Hình 4.28. Độ dâng mực nước tại gần biên cứng di động (điểm P) 121
Hình 4.29. Sự thay đổi diện tích bề mặt nước khi tính toán biên cứng di động 122
Hình 4.30. Biên cứng di động do ảnh hưởng của thủy triều 123
Hình 4.31. Dòng chảy khi không tính lưới lồng 125
Hình 4.32. Dòng chảy khi có tính lưới lồng 126
Hình 4.33. Sự lan truyền DO khi không tính lưới lồng 128
Hình 4.34. Sự lan truyền DO khi có tính lưới lồng 129
Hình 4.35. Sự lan truyền BOD khi không tính lưới lồng 130
Hình 4.36. Sự lan truyền BOD khi có tính lưới lồng 131
Hình 4.37. Sự chuyển tải phù sa khi không tính lưới lồng 133
Hình 4.38. Sự chuyển tải phù sa khi có tính lưới lồng 134
Hình 4.39. Sự thay đổi địa hình đáy khi không tính lưới lồng 136
Hình 4.40. Sự thay đổi địa hình đáy khi không tính lưới lồng 137
Hình 5.1. Thời gian tính DO, BOD 140
Hình 5.2. Thời gian tính sự bồi, xói đáy 141
9
MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Trong các nghiên cứu ứng dụng của công nghệ thông tin, việc giải quyết các
bài toán về mô hình toán thủy văn (MHTTV) luôn là một yêu cầu rất cần thiết.
MHTTV là sự mô phỏng các quá trình, hiện tượng thủy văn – sự vận động rất phức
tạp của nước trong tự nhiên dưới dạng các phương trình toán học, lôgíc và giải
chúng trên các máy tính điện tử. MHTTV có khả năng xem xét những diễn biến của
hiện tượng thủy văn từ vi mô đến vĩ mô.
Hiện nay có nhiều phương pháp để giải quyết bài toán MHTTV. Trong số đó,
Trước nhu cầu cần phải có những MHTTV tốt áp dụng cho vùng biển nước
nông, tác giả thực hiện luận án với mục đích nghiên cứu và cải tiến một số mô hình
toán trên thế giới cả về độ chính xác lẫn tốc độ tính toán như tính dòng chảy, sự lan
truyền chất trên biển và sự bồi-xói đáy tại cửa sông. Từ các nghiên cứu và cải tiến
này, tác giả sẽ xây dựng giải thuật tính toán trong trường hợp tổng quát cho địa hình
bất kỳ, tính toán thử nghiệm và kiểm tra độ tin cậy của các mô hình. Từ đó, tác giả
sẽ xây dựng công cụ tính toán và dự báo diễn biến môi trường nước phục vụ công
tác quản lý môi trường.
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Việc giải quyết trọn vẹn các bài toán về thủy văn là điều không thể trong
khuôn khổ của luận án. Để đảm bảo chất lượng của các mô hình, luận án giới hạn
về đối tượng và phạm vi nghiên cứu như sau:
Đối tượng: mô hình thủy lực, mô hình lan truyền chất hai chiều và mô hình
tính sự bồi, xói đáy trên biển.
Phạm vi nghiên cứu: vùng biển Cà Mau, có đặc điểm địa hình đáy như hình
0.1. 11 Hình 0.1. Bản đồ khu vực nghiên cứu
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học
- Kết quả nghiên cứu của luận án cho thấy khả năng cải tiến các MHTTV cả
về tốc độ tính toán lẫn độ chính xác bằng việc nghiên cứu phương pháp: đưa các
yếu tố tự nhiên tác động đến bài toán vào mô hình, tăng tốc độ tính toán bằng
phương pháp tính lưới lồng.
Ý nghĩa thực tiễn
- Kết quả kiểm định trên một vùng biển phức tạp của Việt Nam đã cho thấy
- Xấp xỉ địa hình (tọa độ
): mặt đáy của hệ trục tọa độ cố định theo thời gian
nhưng thay đổi theo bề mặt đáy đại dương. Theo hướng này có các mô hình POM
(Princeton Ocean Model), SCRUM (S-coordinate Rutger University Model),
GHERM (GeoHydrodynamics and Environmental Research Model). Hướng nghiên
cứu này phù hợp với các nghiên cứu biển và cả nghiên cứu tương tác biển-khí
quyển.
Mỗi mô hình có những ưu thế riêng, sự khác biệt là ở chỗ sử dụng các phương
pháp tính, các thuật giải và cách xử lý các tham số khác nhau. 13
A/ Loại mô hình có phƣơng thẳng đứng rời rạc hóa theo tọa độ địa lý theo
hƣớng phân lớp
1) Mô hình BSH
Các toán tử của hệ thống mô hình BSH được thiết kế cho biển Bắc và Bắc
Baltic, được xây dựng và phát triển bởi Viện Khí tượng và Thủy văn Thụy Điển.
Nhiệm vụ chủ yếu của mô hình này là dự báo mực nước (bao gồm cả cảnh báo nước
dâng do bão). Các thuật toán của BSH phát triển một hệ thống toán tử cho phép dự
báo được tình hình thực tế trong chu kỳ ngắn và nó có thể được đánh giá và cung
cấp thông tin cho bất ký thời điểm nào. Một phần của hệ thống là toán tử thủy động
lực, cho phép tính toán các thông số động học, các thông số nhiệt độ, độ muối và
dòng chảy ở miền biển Bắc và biển Baltic.
Ngoài ra, BSH còn có thể dùng để dự báo sự lan truyền dầu, các chất hóa học,
các chất lơ lửng.
2) Mô hình HAMSOM
Mô hình HAMSOM (Hamburg Shelf Ocean Model) được xây dựng bởi IFM
(Institute fur Meereskunde, Hamburg) và Clima Maritimo (Puertos del Estado,
áp dụng khác, như mô hình sinh thái ECOHAM và ERSEM, hoặc mô hình vật chất
lơ lửng của Puls.
3) Mô hình ESCOMO
Mô hình ESCOMO dựa trên cơ sở của HAMSOM, được phát triển bởi Knut
Bathel, Corinna Schrum thuộc Viện Địa Vật lý của trường Đại học Bergen Norway.
Trên cơ sở xây dựng mô hình thủy động lực học biển – băng – sinh học ba chiều,
ESCOMO (mô hình thủy động lực và sinh thái) được phát triển hơn nữa từ các mô
hình thủy động lực học HAMSOM [50] và một module sinh học [49]. Module sinh
học dựa trên việc chuyển giao các-bon giữa các cấp độ dinh dưỡng sơ cấp và thứ
cấp của nitơ sinh học, phospho và fluxes silica. Như vậy ECOSMO và HAMSOM
có hai sự khác biệt là:
ECOSMO không những kế thừa HAMSOM trong các bài toán thủy động
lực học mà còn được phát triển cho lĩnh vực sinh học đã tham số hóa được hầu hết
những yếu tố sinh học.
ECOSMO đã được vector hóa. 15
Trong khuôn khổ của dự án NUFU “Nuôi trồng thủy sản và quản lý môi
trường biển ven bờ” được phối hợp thực hiện bởi các nhà khoa học Việt Nam và
Nauy thuộc các viện: viện Nghiên cứu nuôi trồng thủy sản III, viện Hải dương học
Nha Trang, trường Đại học Thủy sản Nha Trang và trường Đại học Bergen Nauy.
Trong pha II các nhà khoa học Nauy và Việt Nam sẽ cùng nhau trao đổi học thuật
về mô hình. Để đạt mục tiêu của dự án, các chuyên gia Nauy sẽ tổ chức tập huấn
cho các nhà nghiên cứu, cao học và nghiên cứu sinh thuộc dự án về mô hình hóa tại
Việt Nam như mô hình hóa các quá trình biến đổi sinh lý hóa trong Đại dương, mô
hình vật lý, mô hình sinh thái v.v…
4) Mô hình IMR
Mô hình này dựa trên các phương trình nguyên thủy ba chiều, phụ thuộc vào
mặt phẳng ngang đủ mịn để giải quyết bài toán Rossby cho khu vực miền Nam của
biển Bắc.
7) Mô hình UCL/ULG
UCL/ULG là mô hình được phát triển bởi trường đại học Liege (Bỉ), lúc đầu
mô hình áp dụng cho vùng biển có quy mô trung bình, thềm lục địa phía Tây Bắc
của Châu Âu. Sau này phiên bản GHER (Geo-Hydrodynamics and Environmental
Research) cải tiến phát triển lên để mô hình mô tả thủy động lực học của các thềm
lục địa quy mô thời gian theo mùa. Với quy mô thời gian nhỏ hơn, nhấn mạnh được
các dự đoán chính xác của dao động mực nước biển, dòng triều v.v… Các nghiên
cứu lâu dài, trọng tâm là nghiên cứu về ô nhiễm và các động lực học của chất dinh
dưỡng. Mô hình GHER đã được áp dụng để phân tích hoàn lưu tổng quát ở biển
phía bắc Bering [42], biển phía đông Địa Trung Hải [24] và biển Đen [28]. Mô hình
thủy động lực học UCL/ULG này cũng là nền tảng xa hơn cho việc áp dụng vào mô
hình thủy động lực sinh thái mội trường [27].
B/ Loại mô hình có phƣơng thẳng đứng rời rạc hóa theo tọa độ Sigma
1) Mô hình DELFT3D
Delft3D do viện Nghiên cứu thủy lực WL | Delft Hydraulics của Hà lan [32]
phát triển, là một mô hình thống nhất hai chiều hoặc ba chiều, mô hình hóa các vấn
đề về dòng chảy, vận chuyển bùn cát, lan truyền sóng, diễn biến hình thái, chất
lượng nước và sinh thái trong sông, cửa sông, vùng ven biển, thềm lục địa và Đại
dương. 17
Trong Delft3D, các phương trình thủy động lực học được giải bằng phương
pháp sai phân ẩn với sơ đồ khử luân hướng (ADI) trên hệ lưới cong trực giao. Hai
hợp phần chính của Delft3D là DELFT-FLOW và DELF-WAVE [53], [57]:
- DELFT-FLOW giải các phương trình Navier-Stokes cho chất lỏng không
nén được vùng nước nông. Phương trình liên tục và phương trình động lượng được
bao gồm các chương trình tạo lưới và cách đóng kín có tính đến sóng vỡ bề mặt. Hệ
thống còn có các chương trình xử lý số liệu cho phép áp dụng NAM trong dự báo.
Các mô hình số trị của hoàn lưu Đại dương đòi hỏi một bộ các điểm lưới rời
rạc bao phủ miền vật lý, trong đó vấn đề chính của tạo lưới là bản đồ số hóa các
điểm lưới từ miền vật lý với các tọa độ x, y, z sang miền tính toán với các tọa độ η,
σ, ζ. Trong NAM kỹ thuật tạo lưới nằm ngang hai chiều và bản đồ hóa (phương
pháp tính tọa độ làm khớp cho biên) khác với bản đồ hóa thông thường ở chỗ các
quan hệ biến đổi tọa độ được xác định tự động từ lời giải của một bộ các phương
trình vi phân riêng phần elliptic, tạo ra lưới nói chung có khuynh hướng mịn hơn
các lưới tạo ra từ các hệ thống đại số và các lời giải không tuyến tính bất liên tục
của biên vào trường tọa độ. Những hệ thống này thích hợp hơn cho mô hình hóa
ven bờ vì tính trực giao và sự phân bố tốt bên trong. Trong mô hình hóa ven bờ, giá
trị của các tọa độ x, y trên các biên (đường bờ) của miền vật lý đã biết chính là các
giá trị kinh độ và vĩ độ của các điểm lưới dọc theo đường bờ, do đó dẫn đến việc
giải các hệ thống tạo lưới elliptic trên một miền tính toán đều, có các giá trị đã biết
của x, y (kinh độ và vĩ độ) dọc theo đường bờ.
Mô hình NAM là một mô hình ba chiều, mô tả các trường vận tốc, dao động
bề mặt tự do, độ mặn và nhiệt độ trong Đại dương. Các phương trình thủy động lực
được viết trong hệ tọa độ Descartes. Các chuyển động gây ra các quá trình cỡ nhỏ
không được giải quyết trực tiếp bởi lưới mô hình (cỡ nhỏ hơn lưới) có thể được
tham số hóa bằng các quá trình hỗn hợp nằm ngang.
Độ dài gồ ghề khí động lực khí quyển của mặt giao tiếp z
0s
có tính đến các
hiệu ứng sóng vỡ, được xem là hàm của vận tốc ma sát, gia tốc trọng trường, mật độ
không khí, nước biển và tuổi sóng. Dựa vào phân tích thứ nguyên z
0s
có thể được
biểu diễn dưới dạng:
p
0
được lấy như một hằng số kinh nghiệm, ngoài ra độ dài gồ
ghề khí động lực khí quyển của mặt giao tiếp còn có thể tính bằng z
0s
= 28ηz
0
.
Ở bề mặt tự do, z = (x, y) ứng suất gió, các thông lượng nhiệt và muối cho
trước từ số liệu đo đạc. Tại đáy z = -H(x, y) thông lượng nhiệt và muối bằng không.
Ở biên trên, dùng điều kiện thông lượng khuếch tán của nhiệt, muối là cho trước (có
thể bằng không).
4) Mô hình POM.
Ban đầu, mô hình số trị POM được Blumberg và Mellor xây dựng cho cửa
sông và ven đại dương, song hiện nay được sử dụng cho cả đại dương (Ezer và
Mellor, 1984). Mô hình sử dụng sai phân hiện cho các thành phần vận tốc trung
bình theo phương ngang, và sai phân ẩn cho các thành phần vận tốc ở các lớp theo
phương thẳng đứng. Bước thời gian giới hạn bởi điều kiện ổn định Courant
Friedrichs-Lewy. Đối với khu vực cửa sông, hệ tọa độ Sigma được sử dụng kết hợp
với khép kín rối [40] của lớp biên đáy và chuyển đổi năng lượng triều vào rối cho
kết quả khả quan. Thể hiện qua các so sánh giữa kết quả mô hình với số liệu quan
trắc dòng chảy, mực nước và xâm nhập mặn vào cửa sông cho thấy có sự phù hợp
nhau. Lưới ngang của mô hình là lưới cong trực giao đồng thời với việc mở rộng hệ
tọa độ cầu hoặc tọa độ khác trong một số trường hợp riêng. Thành phần nhớt rối và
hưởng của địa hình tới dòng chảy trung thực hơn các mô hình sai phân thông
thường. Nhược điểm của chúng là xuất hiện sai số số học trong quá trình tính
gradient áp suất tại các vị trí có độ dốc lớn. Mặc dù các sai số này không thể loại bỏ
được hoàn toàn nhưng hiện nay cũng đã có nhiều phương pháp cho phép giảm sai
số tới mức có thể chấp nhận được, trong đó có phương pháp tái tạo parabolic do
Shchepetkin và McWilliams (2002) đưa ra đã được sử dụng trong ROMS.
Các nghiên cứu tại Việt Nam
Hiện nay mô hình tính toán thủy động lực là phương pháp tương đối toàn
diện cũng đang được phát triển và sử dụng rộng rãi ở nước ta. Khác với phương
pháp đo đạc trực tiếp, mô hình toán cho phép mô phỏng chế độ động lực xảy ra
trong tự nhiên với thời gian được rút ngắn rất nhiều và chi phí thấp. Tuy nhiên các
kết quả tính thường có sai số so với thực tế. 21
Việt Nam được coi là quốc gia biển với hơn 3200km bờ biển cùng với thềm
lục địa rộng lớn khoảng 1 triệu km
2
. Do đó việc mô phỏng hoàn lưu ở khu vực biển
Việt Nam bằng các mô hình tính toán thủy động lực đã được thực hiện bởi nhiều tác
giả khác nhau.
1) Các tác giả ngoài nƣớc
Năm 1961, Wyrtki là người đầu tiên tiến hành nghiên cứu biển Đông một cách
hệ thống bằng phương pháp thả trôi tàu để nghiên cứu dòng chảy gió. Dần dần, với
sự phát triển của tin học và ảnh vệ tinh, sự nghiên cứu biển Đông về hoàn lưu ngày
càng phát triển về số lượng cũng như chất lượng.
Kết quả nghiên cứu cấu trúc hoàn lưu nhiệt – muối biển Đông của Shaw và
Chao [55] cho thấy một hệ thống dòng chảy mạnh xuất hiện ở vùng ven bờ phía
đông Việt Nam, hướng về phía nam trong mùa đông và lên phía bắc trong mùa hè.
o
x 1
o
. Theo chiều thẳng đứng, được phân thành 12 lớp với biên hở là
ba eo biển nối với biển Đông Trung Quốc, Thái Bình Dương và biển Java.
2) Các tác giả trong nƣớc
Mô hình một chiều (1D)
Giả thiết cơ bản của các mô hình 1D là các đặc trưng dòng chảy mật độ là
đồng nhất trên mặt cắt ngang. Mặc dù điều này là khó gặp trong thực tế nhưng kết
quả tính toán bằng mô hình lại có sự phù hợp nhất định với thực tế, đáp ứng được
nhiều mục đích nghiên cứu về sự truyền triều và xâm nhập mặn trong sông. Ưu
điểm nổi bật của loại mô hình này là yêu cầu tài liệu vừa phải và nhiều tài liệu đã có
sẵn trong thực tế, ngay cả trong hệ thống sông có địa hình phức tạp.
Các nghiên cứu xâm nhập mặn bằng mô hình 1D ở nước ta hầu như được bắt
đầu từ những năm 1980, khi triển khai dự án nghiên cứu xâm nhập mặn tại đồng
bằng sông Cửu Long, dưới sự tài trợ của Ban thư ký Ủy ban sông Mêkông. Một số
tác giả như GS Nguyễn Như Khuê, TS. Phan Tất Đắc đã xây dựng thành công các
mô hình xâm nhập mặn SALMOD, MEKSAL, FWQ87 v.v…
Năm 1995, tác giả Lê Phước Trình [21] theo con đường chỉnh lý và nghiên
cứu tư liệu dòng chảy vùng nước trồi thềm lục địa Đông Nam – Việt Nam, khi xét
cấu trúc theo độ sâu của dòng chảy tại các tầng sâu, cũng vẽ ra được bức tranh véc-
tơ dòng cho kết quả gần giống với bài toán Ekman.
Năm 1999 – 2001, TS. Lã Thanh Hà và TS. Nguyễn Thọ Sáo đã cải tiến mô
hình SALMOD theo hướng mở rộng khả năng tính toán cho hệ thống sông phức
tạp, nâng cao mức ổn định trong trường hợp biên biến đổi gấp, tăng cao độ mềm
dẻo của chương trình, áp dụng cho toàn hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình. Mô
hình này khá thuận tiện cho người sử dụng do có thể trực tiếp theo dõi kết quả tính
mực nước, lưu lượng và độ mặn trên máy tính. 24
Vũ Thị Thu Thủy (Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi), Nghiêm Tiến
Lam (Khoa Kỹ thuật bờ biển) ứng dụng mô hình thủy động lực học Delft3D-FLOW
để mô phỏng nước dâng do bão cho bờ biển phía bắc Việt Nam. Trong đó đã tiến
hành hiệu chỉnh và kiểm định mực nước dân do bão và tần suất xuất hiện của nó
dọc theo dải bờ biển, có thể áp dụng mô hình để tính toán, dự báo nước dâng do bão
tại bất kỳ vị trí nào ở ven biển bằng cách lấy kết quả mực nước của trường hợp
không có bão (tương đương mực nước triều thiên văn trong thời đoạn có bão)
Nguyễn Thị Việt Liên [14] tự xây dựng bộ chương trình để giải quyết bài toán
thủy động lực hai chiều phi tuyến áp dụng vào miền nghiên cứu có tọa độ từ 99
o
–
121
o
kinh độ đông, từ 1
o
– 25
o
vĩ độ bắc. Qua bộ chương trình, tác giả đã đánh giá
được sự tương tác phi tuyến giữa nước dâng và thủy triều. Việc đánh giá này được
thực hiện bằng cách giải số trị các bài toán mô phỏng dao động thủy triều và nước
dâng do bão trong vịnh Bắc Bộ.
Võ Thanh Tân, Lê Quang Toại [20] sử dụng mô hình hai chiều không dừng có
tính đến các thành phần phi tuyến và ma sát rối ngang phương pháp phần tử hữu
hạn tuyến tính và phương pháp lặp để nghiên cứu dòng chảy vịnh Gành Rái. Mô
hình được xây dựng cho trường ứng suất gió trên mặt biển thay đổi theo thời gian
và không gian trong mạng lưới tính. Ảnh hưởng của độ sâu đáy biển lên dòng chảy