Ứng dụng Telemac2D nghiên cứu hiện tượng sóng thần do động đất ở biển đông gây ra cho vùng ven bờ và trong sông Sài Gòn - Đồng Nai
08/06/2016 Nội dung bài báo giới thiệu kết quả bước đầu ứng dụng phần mềm thủy lực Telemac2D để nghiên cứu hiện tượng lan truyền của sóng thần vào vùng ven bờ biển và bên trong hệ thống sông Sài Gòn Đồng Nai do hiện tượng dịch chuyển đáy biển Đông với các tình huống giả định. Đặc biệt có xem xét đến sự lan truyền sóng vào sâu trong nội thành tại một số khu vực điển hình trong thành phố Hồ Chí Minh trên lưu vực của kênh Nhiêu Lộc-Thị Nghè. Kết quả tính cho thấy với trận động đất mạnh 8.35 độ Richter, cao trình mực nước tại một số điểm trong đường phố của lưu vực tính đạt đến trên 3m. Miền nghiên cứu 2 chiều theo phương nằm ngang (2D) mô tả bởi 1045000 phần tử tam giác phi cấu trúc. Thống kê thời gian mô phỏng hiện tượng cho thấy khả năng xử lý bài toán lớn của phần mềm Telemac2D rất tốt về tốc độ tính toán mô phỏng. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Do cấu trúc địa tầng, khu vực Biển Đông là vùng địa chất có khả năng xảy ra động đất. Nghiên cứu đánh giá quy mô sóng thần có thể sinh ra và tác động đến vùng bờ biển phía Nam Việt Nam cũng như đánh giá đến sự dâng cao mực nước trong hệ thống sông và các khu vực thấp trong lưu vực sông Sài Gòn Đồng Nai là cần thiết. Kết quả nghiên cứu cho phép xác định một cách định lượng các đặc trưng của sóng thần theo không gian và thời gian. Với các kết quả tính toán dự báo có thể giúp cơ quan chức năng đưa ra các cảnh báo sớm một cách có cơ sở khoa học nhằm giảm thiểu những tổn thất rất lớn gây ra đối với cộng đồng. Đây là nghiên cứu bước đầu, do đó nội dung chỉ giới hạn trong giả thiết sóng thần sẽ xảy ra tại một vị trí giả định trong vùng biển Đông với các quy mô động đất có các cấp khác nhau. Miền tính toán được mở rộng đến khu vực nội thành thành phố Hồ Chí Minh với khu vực điển hình là lưu vực kênh Nhiêu Lộc-Thị Nghè. Với biên ngoài biển, do hạn chế về số liệu địa hình và để giảm ảnh hưởng điều kiện biên hở của miền tính ngoài biển lên lời giải bài toán, miền tính sẽ được lấy ra đủ rộng để giảm thiểu ảnh hưởng của hiện tượng phản xạ nếu có ở vùng biên hở này. Mô hình toán số Telemac2D dùng để giải bài toán thủy lực 2 chiều theo phương nằm ngang theo lý thuyết bài toán nước nông mô tả bởi hệ phương trình Saint Venant được lựa chọn sử dụng vì những ưu điểm của nó về khả năng giải các bài toán lớn cũng như tốc độ tính vượt trội của mô hình. 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3. ÁP DỤNG TELEMAC2D MÔ PHỎNG SỰ HÌNH THÀNH & LAN TRUYỀN SÓNG THẦN DO MỘT KHỐI ĐỊA TẦNG Ở BIỂN ĐÔNG DỊCH CHUYỂN GÂY RA 3.1 Miền tính 3.2 Điều kiện biên 3.3 Điều kiện ban đầu 3.4 Hiệu chỉnh mô hình 3.5 Kết quả [5] 4. KẾT LUẬN Kết quả tính toán cho thấy: thành phố Hồ Chí Minh có khả năng chịu ảnh hưởng lớn do hiện tượng sóng thần khi động đất xảy ra tại vị trí giả định xem xét trên biển Đông. Với cấp động đất từ 7.6 độ Richter trở lên, khả năng nước dâng cao nguy hiểm (cao độ mực nước max trên 3m) sẽ xảy ra trong một số khu vực. Để có thể đưa ra các cảnh báo sớm cần phải mở rộng miền tính hơn cho tất cả các vùng khác trong nội thành và xem xét với nhiều kịch bản hơn về cường độ và vị trí xảy ra động đất. Ngoài ra, việc ứng dụng mô hình Telemac2D cho thấy khả năng ứng dụng cao của phần mềm này. Với miền tính 2D có 1045000 phần tử tam giác phi cấu trúc kích thước cạnh của phần tử nhỏ nhất là 10m trong phạm vi đường phố và từ 500m đến 4000m cho các phần tử ngoài biển, thời gian mô phỏng hiện tượng trong khoảng thời gian 10h là cần 1h thực hiện trên máy chủ intel cluster chạy theo chế độ song song gồm có 16 nhân xử lý so với thời gian chạy máy khoảng 10h trên máy PC với cấu hình intel Core i7, Ram 8GB. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Jean Michel Hervouet (2007). Hydrodynamics of Free Surface Flows modelling with the finite element method. WILEY. [2]. Pierre LANG and all (2010). Telemac2d_manuel_utilisateur_v6p0. EDF [3]. NGUYỄN Thống (2008). Bài giảng Phương pháp số ứng dụng. Trýờng Đại Học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh. [4]. Loren P. MEISSNER (1995). Fortran 90. PWS Publishing Company [5]. Canadian Hydraulics Centre, National Research Council. Blue Kenue Reference Manual 2010. [6] Nguyễn Thống và nnk. Ứng dụng Telemac2d xác định mức độ giảm độ mặn tại vị trí lấy nước cho nhà máy nước Tân Hiệp với các kịch bản lưu lượng xả từ hồ Dầu Tiếng. Tạp chí NNPTNT số 16/2013. Lời cám ơn: - Nghiên cứu này được tài trợ bởi Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh (VNU-HCM) trong khuôn khổ đề tài mã số C2013-48-02. - Các mô phỏng này đã được thực hiện tại Trung tâm tính toán hiệu năng cao (HPCC) Trường Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh. Xem bài báo tại đây: Ứng dụng Telemac2D nghiên cứu hiện tượng sóng thần do động đất ở biển đông gây ra cho vùng ven bờ và trong sông Sài Gòn - Đồng Nai Tác giả: TẠP CHÍ KH&CN THỦY LỢI
PGS.TS. Nguyễn Thống, ThS. Hồ Long Phi,
TS. Châu Nguyễn Xuân Quang, TS. Lưu Xuân Lộc
Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Ý kiến góp ý:
