ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
\\oFGo^^
VŨ DUY VĨNH
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VẬN CHUYỂN TRẦM TÍCH LƠ LỬNG
VÙNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG BẰNG MÔ HÌNH DELFT3D LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VẬN CHUYỂN TRẦM TÍCH LƠ LỬNG
VÙNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG BẰNG MÔ HÌNH DELFT3D Chuyên ngành: Hải dương học
Mã số: 60.44.97 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. TS. ĐINH VĂN ƯU
học viên hoàn thành nhiệm vụ của mình.
Hải Phòng, ngày 31 tháng 12 năm 2012
Học viên Vũ Duy Vĩnh
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d iii
Môc Lôc
DANH MỤC BẢNG v
DANH MỤC HÌNH v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3
1.1. Tình hình nghiên cứu 3
1.1.1. Nghiên cứu ngoài nước 3
1.1.2. Nghiên cứu trong nước 6
1.2. Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu 9
1.2.1. Vị trí địa lý và địa hình 9
1.2.2. Chế độ gió 10
1.2.3. Đặc điểm thủy văn 11
1.2.4. Đặc điểm hải văn 12
1.2.5. Đặc điểm trầm tích 14 Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d v
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1. Tần suất vận tốc gió và các hướng trung bình năm tại Hòn Dáu (1960-2011) 10
Bảng 1. 2. Tần suất độ cao sóng và các hướng tại Hòn Dáu (1970-2011) 13
Bảng 2. 1. Tóm tắt các thông số của mô hình cho hiện tại (kịch bản 1-2) 50
Bảng 2. 2. Các kịch bản tính toán khác nhau của mô hình 51
DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1. Vùng cửa sông ven biển Hải Phòng và khu vực nghiên cứu 9
Hình 2. 1. Địa hình vùng cửa sông ven biển Hải Phòng số hóa từ bản đồ 16
Hình 2. 2. Biến đổi vận tốc và hướng gió tại Hòn Dáu trong năm 2009 17
Hình 2. 3. Tương quan lưu lượng nước tại một số sông trong khu vực nghiên cứu 20
Hình 2. 4. Tương quan lưu lượng nước tại vị trí khảo sát và quan trắc định kỳ 21
Hình 2. 5. Lưu lượng nước trung bình giờ tại các sông chính khu vực Hải Phòng 22
Hình 2. 6. Lưới tính của mô hình cho vùng cửa sông ven biển Hải Phòng và vùng ngoài 23
Hình 2. 7. Tương tác sóng- dòng chảy và vận chuyển trầm tích trong mô hình Delft3d 24
Hình 2. 8. Lưới tính và lưới độ sâu của mô hình thủy động lực 39
Hình 2. 9. Ví dụ điều kiện ban đầu cho kịch bản tính mùa khô 40
Hình 2. 10. Ví dụ điều kiện ban đầu cho kịch bản tính mùa mưa 41
Hình 2. 11. Hàm lượng TTLL tại biên sông Cấm và Văn Úc 42
Hình 2. 12. Hệ số Manning (m-1/3s) cho các điểm trong miền tính của mô hình 43
Hình 2. 13. Vị trí các điểm hiệu chỉnh và trích xuất kết quả tính của mô hình 45
Hình 2. 14. So sánh số liệu đo đạc mực nước và tính toán từ mô hình tại Hòn Dáu 46
vi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
DĐMN: Dao động mực nước
ĐHKHTN: Đại học Khoa học Tự nhiên
E: East (hướng đông)
HDH: Hải dương học
KHTN: Khoa học tự nhiên
KTTV: Khí tượng thủy văn
NE: NorthEast (hướng đông bắc)
nnk: những người khác
MT: Môi trường
SE: SouthEast (hướng đông nam)
S: South (hướng nam)
TTLL: Trầm tích lơ lửng
TĐL: Thủy động lực
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d 1
MỞ ĐẦU
ương án ứng dụng hệ thống các mô hình thủy động lực
(TĐL), sóng và vận chuyển TTLL ở khu vực nghiên cứu theo các kịch bản khác
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d 2
nhau: theo mùa, theo yếu tố tác động. Phạm vi khu vực nghiên cứu là vùng cửa
sông ven biển Hải Phòng nhưng chủ yếu tập trung vào khu vực phía đông bắc bán
đảo Đồ Sơn. Sau thời gian tiến hành nghiên cứu các kết quả nhận được đã cung cấp
các đặc điểm vận chuyển TTLL ở vùng ven biển Hải Phòng, cũng như vai trò của
một số yếu tố như thủy triều, gió, sóng kết hợp vớ
i gió đến đặc diểm vận chuyển
TTLL ở khu vực nghiên cứu.
Báo cáo này trình bày các kết quả đó và được cấu trúc như sau:
Mở đầu: Giới thiệu sơ lược về mục tiêu nội dung và phương pháp nghiên cứu
của luận văn
Phần thứ nhất của báo cáo trình bày sơ lược tổng quan tình hình nghiên cứu
trong và ngoài nước có liên quan tới vấn đề. Cũng trong phần này, tổng quan về
điều kiện t
ự nhiên của khu vực nghiên cứu được đưa ra, trong đó chủ yếu tập trung
vào các yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến sự vận chuyển TTLL ở khu
vực nghiên cứu như chế độ gió, đặc điểm thủy văn sông, hải văn và trầm tích.
Các tài liệu cơ bản và phương pháp chính để thực hiện các nội dung và mục
tiêu nghiên cứu đã đặt ra của luậ
n văn được trình bày trong phần thứ 2 của báo cáo.
Trong phần này, sẽ cung cấp các thông tin về những tài liệu chính để thiết lập mô
hình, cơ sở toán học của các mô hình TĐL và vận chuyển TTLL. Ngoài ra, các
chuyển trầm tich [
22, 47].
Các phương trình cơ bản của cơ học chất lỏng có thể được giải theo sơ đồ trong
không gian của 1 chiều (1D), hai chiều (2D) hoặc 3 chiều (3D). Tương ứng với các
phương trình đó là các mô hình số 1 chiều, 2 chiều hoặc 3 chiều đồng thời tính phức
tạp cũng lần lượt tăng dần. Trong tự nhiên, hầu hết các quá trình TĐL và vận
chuyển trầm tích ở vùng của sông ven biển nh
ư dòng chảy rối, thủy triều, ứng suất
của gió, tác động của sóng, sự phân tầng nhiệt-muối, dòng chảy nói chung là các
quá trình 3 chiều [
47]. Vì vậy, khi áp dụng và phát triển các mô hình toán vào các
vùng cửa sông ven biển người ta cố gắng lựa chọn các mô hình 3 chiều.
Các mô hình 2 chiều có thể là bình lưu hoặc tổng hợp theo độ sâu. Một mô hình
bình lưu giải các phương trình động lượng và liên tục cho chất lỏng và các pha
(phases) của trầm tích [
54]. Những ứng dụng của mô hình 2 chiều là các thiết kế
trong các mương thoát nước và hệ thống thủy lợi [
32, 67]. Các mô hình vận chuyển
trầm tích 2 chiều dựa trên phương trình động lượng trung bình theo độ sâu và
phương trình liên tục cho trầm tích ([
27, 49]. Mực nước, vận tốc dòng chảy, hàm
lượng TTLL và một số yếu tố khác được tính tại các điểm. Các tham số của mô
hình được giả thiết là đồng nhất theo độ sâu tại mỗi điểm tính.
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d 4
67], bởi vì các chương trình được yêu cầu phải thể hiện được
tất cả các quá trình phức tạp của điều kiện TĐL diễn ra cả trong 3 hướng [
50].
Thông thường các số liệu đầu vào cho mô hình 3 chiều có được từ các số liệu gần
đúng của các tài liệu nghiên cứu hơn là từ số liệu khảo sát do việc khảo sát các tham
số này ở điều kiện 3 chiều cho đến nay vẫn còn nhiều khó khăn. Các mô hình TĐL -
vận chuyển bùn cát 3 chiều cung cấp sự hiểu biết sâu sắc về diễn biến và sự tương
tác của các quá trình diễn ra trong thủy v
ực. Một ví dụ của kết quả mô hình TĐL 2
chiều là kết quả đánh giá biến động của các nêm mặn vùng cửa sông [
67]. Nhiều
mô hình 3 chiều đã được áp dụng với các qui mô khác nhau như trong phòng thí
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d 5
nghiệm [51], hay quy mô các khu vực nhỏ [62]. Việc áp dụng mô hình 3 chiều ở
quy mô vùng lớn thường gặp khó khăn do thời gian gian tính toán lâu, vì vậy người
ta thường chỉ mô phỏng trong phạm vi một vài ngày hoặc một chu kỳ triều [
51].
Việc ứng dụng mô hình 3 chiều cần thiết nhất ở những vùng có cấu trúc thủy động
lực và quá trình trầm tích phức tạp với các xoáy và biến động mạnh theo không gian
[
62, 63]. Một số mô hình đã được sử dụng rộng rãi nhất phải kể đến như RMA11
[
52], ECOMSED [38], CH3D-SED [31], Delft-3D [34]. Khi mô hình CH3D-SED
được áp dụng gần đây ở vùng cửa sông Mississippi-Atchafalaya, mô hình này chỉ
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d 6
của địa hình đáy, quá trình lắng đọng, xói lở và có thể tính kết hợp (coupling) các
điều kiện TĐL - sóng và vận chuyển trầm tích ở mỗi bước thời gian (Online) trong
quá trình tính toán [
34].
Đáng chú ý là phần lớn các mô hình TĐL - vận chuyển trầm tích đều giả thiết
là phân bố áp suất thủy tĩnh và dùng các sơ đồ phần tử hữu hạn hoặc sai phân hữu
hạn, phương pháp chuyển đổi hệ tọa độ thẳng đứng sigma, ảnh hưởng của các lực
được phân chia giống nhau lên toàn bộ cột nước. Phần lớn các mô hình này dùng
các biểu diễn đại số để tham số hóa các hệ
số rối và dùng các phương trình bán thực
nghiệm với các hệ số đã được đơn giản hóa. Những so sánh, đánh giá về tính năng,
khả năng áp dụng, mức độ mạnh yếu của các mô hình được sử dụng rộng rãi nhất
hiện nay đã được so sánh và thảo luận chi tiết trong cuốn “A Review on Coastal
Sediment Transport Modelling” của Laurent Amoudry [
23].
1.1.2. Nghiên cứu trong nước
Với trên 3200 km chiều dải bờ biển, vùng ven bờ biển Việt Nam tiếp nhận một
lượng trầm tích rất lớn từ hệ thống sông Hông-Thái Bình ở Bắc Bộ và hệ thống
sông Mê Kông ở Nam Bộ. Dòng trầm tích từ lục địa đi vào vùng ven bờ không chỉ
gây ra những tác động về môi trường như ô nhiễm, đục hóa mà còn là một trong
những nguyên nhân gây sa bồi luồng lạch cả
n trở các hoạt động giao thông thủy.
Chính vì vậy nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích ở các vùng cửa sông ven
biển Việt Nam có ý nghĩa cả lý luận và thực tiễn cũng như nhận được sự quan tâm
của các nhà quản lý và các nhà khoa học. Trong giai đoạn đầu khi các mô hình toán
xói lở khu vực Cửa Đáy [
10], vận chuyển trầm tích và biến đổi địa hình đáy vùng
cửa sông ven biển Hải Phòng [
18]. Trong những nghiên cứu trên, các mô hình vận
chuyển trầm tích chủ yếu được dùng để tính toán dự báo cân bằng của các dòng bùn
cát ở vùng ven bờ. Ứng dụng khác liên quan đến mô hình vận chuyển TTLL liên
quan đến lĩnh vực môi trường là đánh giá phân bố của TTLL ở các vùng cửa sông
ven biển. Một số nghiên cứu tiêu biểu trong lĩnh vực này như ứng dụng mô hình
Mike và SMS đánh giá ảnh hưởng do hoạt động của nhà máy nhiệt điện Mông
D
ương đến quá trình vận chuyển bùn cát lơ lửng ở khu vực này [12]; ứng dụng mô
hình 3 chiều để nghiên cứu lan truyền TTLL ở vùng biển ven bờ Quảng Ninh [
19];
nghiên cứu phân bố và biến động của TTLL, biến động địa hình đáy khu vực vịnh
Hạ Long- Bái Tử Long bằng mô hình 3 chiều (Dellft3D) để phục vụ đánh giá sức
tải môi trường của khu vực này [
14]; trên cơ sở ứng dụng mô hình Delft3D các tác
giả tại Viện Tài nguyên và Môi trường biển đã thiết lập đồng thời mô hình thủy
động lực-sóng và vận chuyển TTLL để đánh giá ảnh hưởng của đập Hòa Bính đến
phân bố TTLL ở vùng ven bờ châu thổ sông Hồng [
21].
Vùng cửa sông ven biển Hải Phòng là nơi hằng năm tiếp nhận một lượng trầm
tích khá lớn từ lục địa của hệ thống sông Hồng- Thái Bình qua 5 cửa sônng chính là
Bạch Đằng, Cấm, Lạch Tray, Văn Úc và Thái Bình. Trong đó sông Cấm và Văn Úc
là 2 trong số 4 cửa ra biển chính của dòng vật chất từ sông Hồng- Thái Bình ra vùng
ven bờ châu thổ sông Hồng. Dòng bùn cát từ lục địa đưa ra vùng cửa sông ven biển
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d
không tính đến các yếu tố sóng nên không thể hiện được sự ảnh hưởng do tương tác
của các quá trình thủy động lực- sóng và vận chuyển TTLL ở diễn ra ở khu vực
nghiên cứu.
Việc ứng dụng các mô hình toán học nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích
ở nước ta tuy nhiều nhưng vẫn còn có những hạn chế, đặc biệt là vấn đề
số liệu đầu
vào cho mô hình. Nguồn số liệu cung cấp cho các mô hình ở nước ta thường thiếu
số lượng, thiếu đồng bộ, hệ thống và cả độ chính xác. Do đó việc xử lý số liệu đầu
vào, hiệu chỉnh các tham số tính toán để lựa chọn được những tham số phù hợp cho
mô hình vẫn là một vấn đề tồn tại cần giải quyết trong thời gian tới.
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d 9
1.2. Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu
1.2.1. Vị trí địa lý và địa hình
Khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng tọa độ 20.5-20.9 độ vĩ bắc và 106.5-
107.1 độ kinh đông, vùng biển ven bờ tây vịnh Bắc Bộ, rìa Đông Bắc của châu thổ
sông Hồng thuộc thành phố Hải Phòng, cách Hà Nội khoảng 102km về phía đông
(
Hình 1. 1). Hình 1. 1. Vùng cửa sông ven biển Hải Phòng và khu vực nghiên cứu
Khu vực này được tạo thành bởi các quá trình động lực sông, biển và sông -
biển hỗn hợp. Đây là vùng biển có chế độ nhật triều đều với biên độ triều lớn, lại
nóng ấm đặc trưng của thời tiết tín phong. Trong mùa gió đông bắc với các hướng
thịnh hành là Bắc, Đông Bắc vận tốc gió trung bình thường đạt 3,2-3,7 m/s. Hàng
tháng trung bình có 3 - 4 đợt gió mùa đông bắc, kéo dài từ 5 - 7 ngày, gây ra mưa
nhỏ, vận tốc gió những ngày đầu đạt đến cấp 5 - 6 (tương đương 8 - 13 m/s), vận
tốc gió lớn nhất ở các đảo có thể đạt t
ới 25 – 30 m/s, sau đó giảm dần.
Bảng 1. 1. Tần suất vận tốc gió và các hướng trung bình năm tại Hòn Dáu (1960-2011)
Khoảng vận tốc (m/s)
Hướng
1.0 - 2.0 2.0 - 3.0 3.0 - 4.0 4.0 - 5.0 5.0 - 6.0 6.0 - 7.0 >= 7.0
Tổng số
(%)
N
4.14 2.74 1.55 0.74 0.26 0.14 0.10
9.67
NNE
0.91 0.76 0.46 0.32 0.12 0.06 0.05
2.70
NE
2.52 2.17 1.32 0.59 0.20 0.10 0.07
6.96
ENE
1.08 1.15 0.88 0.59 0.28 0.13 0.10
4.20
E
5.72 6.70 5.33 2.82 1.08 0.41 0.18
22.25
ESE
1.88 2.05 1.31 0.52 0.16 0.07 0.05
6.03
Tổng số (%) 26.78 23.91 17.09 9.19 3.87 1.71 0.89 83.44
Tần suất lặng gió (%) 16.56
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d 11
Tương tự như thời kỳ mùa đông, vào thời kỳ mùa hè luôn có sự tranh chấp ảnh
hưởng giữa gió mùa tây nam và các khối khí lạnh yếu từ phía bắc. Hai khối khí này
thay nhau thống trị thời tiết trong các tháng mùa hè với các hướng gió thịnh hành là
đông, đông nam và tây nam chiếm tần suất khoảng trên 50%. Tốc độ gió trung bình
đạt 3,5 - 4,0 m/s, cực đại đạt 20 – 25 m/s.
Trong thời kỳ chuyển tiếp khí hậu (tháng 4 và tháng 10), sự ảnh hưởng của gió
mùa giảm, th
ường xuất hiện gió biển-đất liền với vận tốc khoảng cấp 3 - cấp 4, ban
ngày có gió thổi từ biển vào đất liền, ban đêm có gió thổi ngược lại từ đất liền ra
biển
.
Các kết quả phân tích thống kê dựa trên số liệu quan trắc gió tại Hòn Dáu
(1960-2011) cho thấy trung bình trong nhiều năm các hướng gió có tần suất xuất
hiện lớn là E, SE, NE và S (
Bảng 1. 1). Vận tốc gió ở khu vực này với giá trị nhỏ
hơn 3m/s chiếm tần suất tới trên 50%. Tần suần xuất hiện gió có vận tốc từ 3-5m/s
chiếm khoảng 26.3%. Tần suất xuất hiện gió trên 5m/s chỉ chiếm khoảng 6.5%
(
Bảng 1. 1)
Trong mùa khô, hướng gió thịnh hành chủ yếu là E, N và NE với tần suất lần
lượt là 35.2, 16.6 và 11.1%. Vận tốc gió lớn hơn 6m/s trong mùa này chiếm tần suất
3
/s, trong khi các tháng mùa khô, lưu lượng nước trung bình chỉ
dao động quanh giá trị 50-300m
3
/s.
1.2.4. Đặc điểm hải văn
Dao động mực nước (DĐMN) ở vùng cửa sông ven biển Hải Phòng thuộc kiểu
nhật triều đều điển hình với hầu hết số ngày trong tháng là nhật triều, bán nhật triều
chỉ xuất hiện 2-3 ngày trong kì nước kém. Trong một pha triều có một lần nước lớn
và một lần nước ròng. Trong một tháng mặt trăng có hai kỳ nước cường, mỗi k
ỳ 11-
13 ngày, biên độ trung bình dao động 2,6-3,6m và hai kỳ nước kém, mỗi kỳ 3-4
ngày có biên độ 0,5-1,0m. Sóng triều có tính chất sóng đứng với ưu thế thuộc các
sóng nhật triều O
1
, K
1
có biên độ 70-90cm, trong khi các sóng bán nhật triều M
2
, S
2
chỉ có vai trò thứ yếu với biên độ khá nhỏ.
Trong năm, dao động triều đạt giá trị lớn nhất vào thời kì triều chí điểm khi độ
xích vĩ mặt trời cực đại vào tháng 6 và 12, và ngược lại, nhỏ nhất vào triều phân
điểm khi độ xích vĩ mặt trời bằng “0” vào tháng 3 và 9. Trong các tháng 3, 4, 8 và 9
độ lớn triều giảm và xuất hiện triều bán nhật 3-4 ngày mỗi tháng.
Chế độ sóng
Vùng cửa sông ven bi
ển Hải Phòng là vịnh nước nông ven bờ có cấu tạo địa
Bảng 1. 2. Tần suất độ cao sóng và các hướng tại Hòn Dáu (1970-2011)
Khoảng độ cao (m)
Hướng
0.3- 0.5 0.5- 0.8 0.8 -1.0 1.0 -1.5 1.5-2.0 2.0- 2.5 2.5-3.0 >= 3.0
Tổng số
(%)
N
1.95 1.04 1.40 0.59 0.07 0.02 0.00 0.01
5.08
NNE
0.41 0.23 0.30 0.13 0.03 0.00 0.00 0.00
1.09
NE
1.80 1.07 1.38 0.67 0.09 0.02 0.00 0.01
5.04
ENE
0.93 0.74 0.92 0.51 0.06 0.01 0.00 0.01
3.18
E
9.42 5.25 6.58 3.58 0.29 0.05 0.01 0.04
25.22
ESE
1.31 0.81 1.30 0.56 0.10 0.02 0.02 0.01
4.13
SE
5.13 2.61 4.10 2.50 0.31 0.05 0.01 0.02
14.73
SSE
0.48 0.47 0.80 0.95 0.20 0.02 0.00 0.00
2.92
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d 14
và NE với tần suất xuất hiện lần lượt là 25.2, 14.7, 6.5 và 5%. Cũng theo kết quả
phân tích trên, độ cao sóng nhỏ hơn 0.5m chiếm tới 52% (trong đó khoảng 28.2%
là lặng sóng), độ cao sóng lớn hơn 1.5m chỉ chiếm khoảng 15% tổng số số liệu
(
Bảng 1. 2)
1.2.5. Đặc điểm trầm tích
Trầm tích lơ lửng trong nước ở vùng cửa sông ven bờ Hải Phòng ven bờ chủ
yếu do sông cung cấp, ngoài ra còn do sóng khuấy đục. Hàm lượng TTLL trong
nước ở các cửa sông từ cửa Thái Bình, Văn Úc đến cửa Cấm, Bạch Đằng vào mùa
mưa có giá trị dao động trong khoảng 0.09- 0.2kg/m
3
và khoảng 0.05- 0.1kg/m
3
vào
mùa khô. Hàm lượng TTLL của các cửa sông đưa ra đạt giá trị cao nhất vào lúc
mực nước thấp trung bình từ 1,5-1,86 m (so với 0 mHĐ). Khi triều cường, TTLL
các cửa sông đưa ra biển đã bị trung hoà điện tích hạt keo được dòng triều đưa trở
lại vùng ven bờ biển Hải Phòng, bồi tụ cho trầm tích bãi triều. Trung bình hàm
lượng TTLL của nước ven bờ biển vào lúc triều cường trong mùa mưa là 0.07-
0.1kg/m
3
, trong mùa kiệt là 0.02-0.05kg/m
3
. Nhìn chung, TTLL từ các cửa sông đưa
ra khá cao, nhờ thuỷ triều, TTLL được ngưng keo, bồi tụ để duy trì và mở rộng diện
- Cát bột: Trầm tích cát bột nằm bao quanh trầm tích cát nhỏ phân bố trên bề
mặt địa hình có cao độ từ “0” m trở lên. Trầm tích cát bột có hàm lượng trung bình
đối với cấp hạt 0,25- 0,1mm chiếm 31,9%, cấp hạt 0,1- 0,05 mm chiếm 42%, cấp
hạt 0,05- 0,01 chiếm 12%, cấp hạt nhỏ hơn 0,01 chiếm 19%, giá trị M
d
đạt 0,1 mm,
S
0
đạt giá trị 1,8.
- Bột lớn: Trầm tích bột phân bố chủ yếu ở phía khuất sóng sau cồn cát, val cát
đó là bề mặt bãi triều. Trầm tích bột lớn có cấp hạt 0,05 - 0,01 mm chiếm 24,55%
cấp hạt 0,01- 0,005 mm chiếm 5%, cấp hạt nhỏ hơn 0,005mm chiếm 11%. Giá trị
M
d
nằm trong khoảng 0,06 mm, S
0
đạt 2,7.
- Bột: Trầm tích bột phân bố chủ yếu ở trong các rừng ngập mặn ven bờ ứng với
bề mặt bãi triều nằm ở cao trình trên (+1,0) m. Trầm tích bột có hàm lượng cấp hạt
0,1- 0,01 mm chiếm 59% (trong đó cấp hạt 0,1 -0,05 mm chiếm 29,6%, cấp hạt
0,05- 0,01 mm chiếm 29,3%), cấp hạt 0,01- 0,05 mm chiếm 10,5%, cấp hạt nhỏ hơn
0,05 mm chiếm 23%, giá trị M
d
đạt 0,03 mm, S
0
đạt 3,8.
- Cát - bột - sét: Trầm tích cát bột sét trong khu vực nghiên cứu phân bố ở trong
cửa sông, trầm tích này có hàm lượng cấp hạt 0,25- 0,1 mm chiếm 37,5%, cấp hạt
0,1- 0,05 mm chiếm 9,76%, cấp hạt 0,05- 0,01 mm chiếm 12,05%, cấp hạt 0,01-
0,005 mm chiếm 13,6%, cấp hạt 0,005- 0,001 mm chiếm 12,28% còn lại là của cấp
ủa mỗi khu vực nghiên cứu. Số liệu độ sâu và đường bờ của khu vực
cửa sông ven biển Hải Phòng được số hóa từ các bản đồ địa hình UTM hệ tọa độ địa
lý VN 2000 tỷ lệ 1:50000 và 1:25 000 do Cục Đo đạc Bản đồ (Bộ Tài nguyên và
Môi trường Việt Nam) xuất bản năm 2005 (
Hình 2. 1). Những số liệu này đã được
số hóa và hiệu chỉnh theo các số liệu đo độ sâu gần đây.
Hình 2. 1. Địa hình vùng cửa sông ven biển Hải Phòng số hóa từ bản đồ
Độ sâu và địa hình của khu vực phía ngoài và cũng như vùng vịnh Bắc Bộ sử
dụng cơ sở dữ liệu GEBCO -1/8 của Trung tâm tư liệu Hải dương học Vương quốc
Anh. Đây là số liệu địa hình có độ phân dải 0.5 phút được xử lý từ ảnh vệ tinh kết
hợp với các số liệu đo sâu [
26, 48].
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d 17
Số liệu khí tượng
Các đặc trưng khí tượng có ảnh hưởng nhất định đến điều kiện động lực của
khu vực. Đây cũng là một trong những yếu tố góp phần quan trọng hình thành tính
chất mùa của chế độ động lực ở vùng cửa sông ven biển Hải Phòng. Trong nghiên
cứu này, các số liệu gió quan trắc trong nhiều năm ở trạm hải văn Hòn Dáu đã được
thu thập và xử lý. Ngoài ra số liệu quan trắc với tần suất 6h/lần trong thời gian
tháng 2-3 và tháng 7-8-9 năm 2009 cũng được thu thập để đưa vào mô hình tính cho
các kịch bản hiện trạng (
Hình 2. 2).
0
350
400
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425262728293031
thời gian (ngày)
hướng (độ)
0
1
2
3
4
5
6
7
vận tốc (m/s)
hướng vận tốc
Hình 2. 2. Vận tốc và hướng gió tại Hòn Dáu trong năm 2009 (a- tháng 3-2009; b- tháng 8-2009)
(a)
(b)
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d 18
Thuỷ triều
Số liệu về DĐMN ở vùng cửa sông ven biển Hải Phòng được thu thập để hiệu
chỉnh mô hình và cung cấp cho các điều kiện biên mở phía biển. Số liệu mực nước
để hiệu chỉnh mô hình là các kết quả đo đạc mực nước (1h/lần) tại Hòn Dáu trong
Copyright: Tài liệu đại học ©