Bảo vệ đường bờ và ổn định đường bờ là những nhiệm vụ trung tâm trong lĩnh vực kỹ thuật bờ biển. Sự biến đổi bãi biển bị chi phối bởi các yếu tố gió, sóng dòng chảy, mực nước, đặc trưng bùn cát và nguồn cung cấp. Để dự báo diễn biến bờ biển gây ra bởi một quá trình phức tạp như vậy; rất cần một công cụ hữu ích như mô hình toán. Không những nó cho kết quả khách quan mà còn là công cụ hỗ trợ tính toán cho những kịch bản khác nhau trong các dự án phát triển.

GENESIS (viết tắt từ GENEralized Model for Simulating Shoreline Change) là mô hình toán được xây dựng nhằm mục đích mô tả diễn biến đường bờ trong khoảng thời gian dài (thường là từ 1 đến 100 tháng). Chiều dài của đường bờ mô phỏng phổ biến từ 1 đến

100 km.

GENESIS mô phỏng sự biến đổi đường bờ gây ra bởi biến thiên của lượng vận chuyển bùn cát dọc bờ trong không gian và theo thời gian. Mô hình cũng tính đến ảnh hưởng của nuôi dưỡng bãi và lượng bùn cát từ trong sông đổ ra.

Mục lục

1 Giới thiệu chung

1.1 Mô hình

1.2 Chương trình tính toán

2 Tóm tắt lý thuyết mô hình

2.1 Sự cần thiết mô hình hoá diễn biến đường bờ

2.2 Khả năng của mô hình

2.3 So sánh các mô hình biến đổi đường bờ

2.4 Vai trò của mô hình biến đổi đường bờ trong kế hoạch dự án

3 Lý thuyết mô hình

3.1 Các giả thiết trong mô hình biến đổi đường bờ

3.2 Phương trình cơ bản của biến đổi đường bờ

3.2.1 Phương trình cơ bản

3.2.2 Lưu lượng vận chuyển bùn cát

3.2.2.1 Vận chuyển cát dọc bờ

3.2.2.2 Nguồn và tụ điểm bùn cát

3.2.2.3 Thay đổi trực tiếp vị trí đường bờ

3.2.3 Các thông số kinh nghiệm

3.2.3.1 Chiều sâu vận chuyển bùn cát dọc bờ

3.2.3.2 Hình dạng và độ dốc trung bình của mặt cắt

3.2.3.3 Độ sâu giới hạn vận chuyển bùn cát Dc

3.3 Tính toán sóng

3.3.1 Mô hình truyền sóng nội tại

3.3.1.1 Sóng vỡ

3.3.1.2 Ảnh hưởng của công trình đến sóng vỡ

3.3.1.3 Hiệu chỉnh đường đồng mức

3.3.1.4 Truyền sóng xuyên qua đập phá sóng

3.3.1.5 Đường đồng mức ngoài khơi điển hình

3.3.2 Mô hình truyền sóng “ngoài”: RCPWAVE

3.3.3 Giới hạn độ dốc sóng ngoài nước sâu

3.3.4 Ô năng lượng sóng

3.3.4.1 Ô năng lượng

3.3.4.2 Vùng tính toán vận chuyển cát

3.3.4.3 Ví dụ

3.3.4.4 Tổng hợp nhiễu xạ

3.3.5 Lời giải của bài toán số

3.3.5.1 Độ chính xác số trị và bản chất vật lý

3.3.5.2 Ổn định bờ

3.3.6 Hệ thống lưới và sơ đồ sai phân

3.3.6.1 Lưới đan xen

3.3.6.2 Sơ đồ sai phân ẩn

3.3.7 Các điều kiện biên và ràng buộc

3.3.7.1 Điều kiện biên “bãi cố định”

3.3.7.2 Điều kiện biên cửa ngăn

3.3.7.3 Vận chuyển bùn cát qua đầu công trình

3.3.7.4 Vận chuyển cát qua đỉnh công trình

3.3.7.5 Tường biển

3.3.7.6 Nuôi bãi

3.3.8 Những vấn đề cần xét trong lưu lượng vận chuyển bùn cát dọc bờ

3.3.8.1 Nhiều lưu lượng chuyển cát

3.3.8.2 Các lưu lượng chuyển cát dẫn xuất

3.3.8.3 Ngưỡng hiệu quả của vận chuyển cát

4 Chương trình GENESIS

4.1 Các bước chuẩn bị trước khi chạy GENESIS

4.1.1 Hệ toạ độ và lưới

4.1.2 Các điều kiện biên đầu, cuối

4.1.2.1 Biên dạng cửa

4.1.2.2 Điều kiện biên “bãi cố định”

4.2 Các file số liệu đầu vào

5 Biểu diễn các công trình và nuôi bãi

5.1 Loại công trình và tác dụng của chúng

5.2 Số đoạn lưới của công trình

5.3 Biểu diễn các công trình

6 Nghiên cứu cụ thể cho dự án tại Lakeview, Ohio, Hoa K