ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

o





o


PHẠM HẢI AN TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ECOMSED TÍNH TOÁN
VẬN CHUYỂN TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG
VEN BIỂN HẢI PHÒNG



PHẠM HẢI AN TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ECOMSED TÍNH TOÁN
VẬN CHUYỂN TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG
VEN BIỂN HẢI PHÒNG

Chuyên nghành: Hải dương học
Mã số: CH. 1000934 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS Nguyễn Thọ Sáo


đóng góp giúp em hoàn thiện những công việc đã đặt ra trong khóa học và tạo điều
kiện thuận lợi trong công tác sau này của em.
Hà Nội, ngày 31 tháng 12 năm 2012
Học viên cao học Phạm Hải An

DANH MỤC NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT
- ECOMSED Estuarine Coastal and Ocean Model System with Sediments
(HydroQual): Mô hình mã nguồn mở về thủy động lực và lan truyền trầm
tích ba chiều
- ECOM Estuarine Coastal and Ocean Model (USGS): Mô hình thủy động lực
vùng cửa sông ven biển
- TSS Total Suspended Sediment: Trầm tích lơ lửng
- BODC British Oceanographic Data Centre: Trung tâm tư liệu Hải dương học
Vương quốc Anh
- TELEMAC phát triển bởi National Hydraulics Laboratory (LNH) - Pháp: Mô
hình áp dụng cho vùng cửa sông và ven bờ, sử dụng lưới tính dạng phần tử
hữu hạn
- CH3D-SED: Curvilinear Hydrodynamics in 3 Dimensions Suspended
Sediment Concentration Model (USCOE-Sediment): mô hình vận chuyển
trầm tích ba chiều.
- BIAS (ME): Sai số trung bình (còn gọi là điểm BIAS)
- RMSE: Sai số căn phương trung bình bình phương
- SED2: Mô hình vận chuyển trầm tích trung bình theo độ sâu
- KH&CN: Khoa học và Công Nghệ

Hình 16. Mực nước tính theo hải đồ khu vực Hải phòng 2004-2007 25
Hình 17. Xu thế mực nước tính theo hải đồ trong năm 2004-2007 25
Hình 18. Hoa sóng trung bình giai đoạn 2000-2011 tại Hòn Dáu 28
Hình 19. Nhiệt độ nước trung bình tháng từ năm 1993 đến 2007(
o
C) 28
Hình 20. Xu thế nhiệt độ nước theo tháng những năm gần đây (
o
C) 29
Hình 21. Bản đồ phân bố trầm tích tầng mặt ven biển Hải Phòng sau 2008 35
Hình 22. Sơ đồ hiện trạng giới hạn địa hóa quá trình ngưng keo kết bông
lắng đọng trầm tích vùng cửa sông Bạch Đằng và Lạch Huyện năm 1965
35
Hình 23. Hiện trạng địa hóa của quá trình ngưng keo, kết bông lắng đọng
trầm tích khu vực cửa sông Bạch Đằng và Lạch Huyện năm 2008.
36
Hình 24. Giới hạn địa hóa của quá trình ngưng keo - kết bông lắng đọng 36

trầm cửa sông Bạch Đằng và Lạch Huyện từ 1965 đến 2008.
Hình 25. Sơ đồ khối mô hình ECOMSED 37
Hình 26. Tiến trình lan truyền trầm tích nhỏ và mịn 46
Hình 27. Tương tác Khí - Nước - Trầm tích 46
Hình 28. Ứng suất trượt tại đáy do sóng - dòng chảy 47
Hình 29. Tiềm năng xói phân lớp theo ngày 47
Hình 30. Khả năng tái lơ lửng như một hàm của ứng suất trượt đáy 48
Hình 31. Lắng đọng của trầm tích kết dính 49
Hình 32. Biểu đồ cho mô hình trầm tích đáy 50
Hình 33. Tốc độ lắng đọng như hàm của đường kính cấp hạt trầm tích
không kết dính
51

Hình 44. Trường dòng chảy tầng mặt khu vực ven biển Hải Phòng, nước
ròng mùa mưa, 6h-8.8.2009
67

Hình 45. Trường dòng chảy tầng đáy khu vực ven biển Hải Phòng, nước
ròng mùa mưa, 6h-8.8.2009
67
Hình 46. Trường dòng chảy tầng đáy khu vực ven biển Hải Phòng, triều lên
mùa khô, 22h-9.3.2009
69
Hình 47. Trường dòng chảy tầng đáy khu vực ven biển Hải Phòng, triều lên
mùa khô, 22h-9.3.2009
69
Hình 48. Phân bố trầm tích lơ lửng tầng mặt khu vực ven biển Hải Phòng,
nước lớn mùa mưa, 14h-17.8.2009
72
Hình 49. Phân bố trầm tích lơ lửng tầng đáy khu vực ven biển Hải Phòng,
nước lớn mùa mưa, 14h-17.8.2009
72
Hình 50. Phân bố trầm tích lơ lửng tầng mặt khu vực ven biển Hải Phòng,
nước ròng mùa mưa, 3h-18.8.2009
74
Hình 51. Phân bố trầm tích tầng đáy khu vực ven biển Hải Phòng, nước
ròng mùa mưa, 3h-18.8.2009
74
Hình 52. Phân bố trầm tích lơ lửng tầng mặt khu vực ven biển Hải Phòng,
triều lên mùa khô, 17h-19.3.2009
77
Hình 53. Phân bố trầm tích lơ lửng tầng đáy khu vực ven biển Hải Phòng,
triều lên mùa khô, 17h-19.3.2009

2.1 Đặc điểm hình thái địa hình 10

2.2 Đặc điểm khí hậu, khí tượng 12

2.3 Đặc điểm thủy văn sông 23

2.4 Đặc điểm hải văn cửa sông ven biển 24

2.5 Đặc điểm môi trường trầm tích trong khu vực 30

Chương 3. MÔ HÌNH ECOMSED ĐỐI VỚI BÀI TOÁN MÔ PHỎNG
LAN TRUYỀN TRẦM TÍCH
37

3.1 Mô hình ECOMSED 37

3.2 Cơ sở hình thành mô hình ECOMSED 38

3.3 Mô hình thủy động lực 41

3.4 Mô hình sóng 44

3.5 Mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng 45

3.6 Tiêu chuẩn ổn định của mô hình 53

3.7 Hiệu chỉnh mô hình 54

3.8 Triển khai mô hình thủy động lực 56


Do đặc tính nằm ở vùng hạ lưu của hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình,
vùng cửa sông ven biển Hải Phòng có mạng lưới sông ngòi dày đặc với mật độ
khoảng 0,6-0,8 km/km
2
. Trong đó có các cửa sông chính đổ ra biển là cửa Lạch
Huyện, Nam Triệu, Cấm, Lạch Tray, Văn Úc và Thái Bình. Cùng với vị trí địa lý
thuận lợi, các sông ở khu vực này góp phần quan trọng trong việc phát triển một số
ngành kinh tế như giao thông - vận tải, nuôi trồng khai thác thuỷ hải sản cũng như
sự phát triển kinh tế xã hội của thành phố Hải Phòng. Khu vực cửa sông ven biển
Hải Phòng cũng có một vị trí quan trọng về sinh thái và môi trường đối với hệ thống
ven bờ phía bắc với các hệ sinh thái đặc thù như vùng triều cửa sông, rừng ngập
mặn, thảm cỏ biển v.v. Tuy nhiên, trong những năm gần đây do sự phát triển
mạnh mẽ về kinh tế xã hội ở nước ta nói chung và thành phố Hải Phòng nói riêng đã
làm gia tăng lượng chất gây ô nhiễm (một phần từ nơi khác theo nước của các sông
từ thượng nguồn đưa về, một phần do chính các hoạt động kinh tế - xã hội ở tại địa
phương) đưa vào khu vực cửa sông ven biển của Hải Phòng biến khu vực này trở
thành nơi tập trung một lượng khá lớn các chất gây ô nhiễm, gây ô nhiễm và vẩn
đục môi trường nước. Ngoài ra, việc nạo vét luồng tàu vào cảng Hải Phòng diễn ra
hằng năm cũng làm cho các chất gây ô nhiễm tích tụ theo thời gian trong trầm tích
có điều kiện phát tán trở lại môi trường nước. Các chất gây ô nhiễm này đã gây ra
những ảnh hưởng lớn đến môi trường nước ở khu vực cửa sông ven biển Hải
Phòng. Sự ảnh hưởng tiêu cực đó được đưa ra qua các kết quả điều tra nghiên cứu
gần đây, cho thấy môi trường nước ở khu vực này đã có dấu hiệu ô nhiễm nghiêm
trọng với một số biểu hiện như: hàm lượng các chất lơ lửng gây vẩn đục cao, chất
dinh dưỡng trong nước tăng; lượng ôxy hoà tan trong nước ở một số nơi khá thấp,

xuất hiện một số độc tố trong cơ thể sinh vật với hàm lượng cao v.v. Sự ô nhiễm
môi trường ở khu vực này không chỉ tác động lớn đến các hệ sinh thái, làm suy
giảm sự đa dạng và trữ lượng của nguồn lợi thuỷ sản ở khu vực cửa sông ven biển,
giảm sức hấp dẫn của các khu du lịch (Đồ Sơn, Cát Bà), ảnh hưỏng đến sức khoẻ

Nhờ đó mà các kết quả mô phỏng cũng như các kịch bản dự báo nói trên về
diễn biến lan truyền các chất gây ô nhiễm và ảnh hưởng của chúng tới môi trường
nước sẽ đạt độ chính xác cao hơn; là nguồn thông tin tham khảo bổ ích cho các nhà
chuyên môn, giúp các nhà quản lý hoạch định chính sách trong việc quản lý nguồn
gây ô nhiễm, hạn chế tác động của chúng đến môi trường sinh thái vùng cửa sông
ven biển Hải Phòng vì các mục tiêu phát triển bền vững.
Trước thực trạng đó, trong khuôn khổ của một Luận văn Thạc sĩ, học viên
được Thầy hướng dẫn giao thực hiện đề tài mang tên: Triển khai ứng dụng mô hình
Ecomsed tính toán vận chuyển trầm tích lơ lửng khu vực cửa sông ven biển Hải
Phòng với mục tiêu: đánh giá được lan truyền trầm tích lơ lửng ở khu vực cửa sông
ven biển Hải Phòng. Qua đó, học viên xin chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫn - TS.
Nguyễn Thọ Sáo, cùng các thầy cô trong khoa Khí Tượng Thủy văn Hải dương học
và Viện Tài nguyên và Môi trường biển - cơ quan nơi học viên công tác, đã cho
phép và tạo điều kiện thuận lợi cho học viên hoàn thành đúng nhiệm vụ của bản
thân trong suốt khóa học Thạc sĩ.
Nội dung chinh của Luận văn được trình bày theo bố cục sau:
Phần mở đầu: Sơ lược về nội dung, phương pháp nghiên cứu và mục tiêu.
Chương 1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: cách thức tiếp cận và lựa
chọn phương pháp; tình hình nghiên cứu trong nước, ngoài nước.
Chương 2. Tổng quan điều kiện tự nhiên trong khu vực nghiên cứu:
hình thái địa hình (độ sâu địa hình), khí tượng (nhiệt, bức xạ, mưa, gió),
thủy hải văn (lưu lượng sông, thủy triều, dòng chảy, sóng), hiện trạng
môi trường trầm tích trong khu vực nghiên cứu.
Chương 3. Mô hình Ecomsed đối với bài toán mô phỏng lan truyền
trầm tích lơ lửng: tổng quan về mô hình Ecomsed; cơ sở toán học của mô
hình(thủy lực, sóng, trầm tích); cách thức triển khai và hiệu chỉnh mô hình
tính toán, mô phỏng trầm tích lơ lửng.
Chương 4. Tính toán lan truyền trầm tích lơ lửng TSS khu vực cửa
sông ven biển Hải Phòng: kết quả tính toán, phân tích trường thủy
lực và lan truyền trầm tích lơ lửng cửa sông ven biển Hải Phòng.

thể diển ra ở trong khu vực hoặc trên biên và chịu tác động chi phối của các yếu tố
động lực (sóng, dòng chảy sông, thuỷ triều), các yếu tố môi trường (nhiệt độ, độ
mặn) và các yếu tố khác.v.v. Có thể minh hoạ mối quan hệ phân tán - tích luỹ các
chất ô nhiễm trong hệ thống cửa sông ven biển như hình 1. Với cách thức tiếp cận
này, cần phải xác định nguồn vật chất (trong đó có các chất gây ô nhiễm) đi vào khu
vực, các quá trình chuyển hoá - biển đổi vật chất trong thuỷ vực và sự lan truyền
chất gây ô nhiễm ở khu vực cửa sông ven biển. Trong đó nguồn vật chất đi vào khu
vực chủ yếu từ phía thượng lưu của sông và các điểm nguồn thải ở ven bờ. Sự
chuyển hoá, vận chuyển và trao đổi nước cũng như vật chất là các quá trình rất phức
tạp. Đặc biệt là ở vùng cửa sông ven biển, nơi chịu tác động đồng thời của dòng vật
chất từ sông đưa ra và dao động của thuỷ triều nên các quá trình này biến đổi rất lớn
theo thời gian và không gian. Vì vậy việc khảo sát ở một vài vị trí trong khu vực
nghiên cứu trong khoảng thời gian nào đó sẽ khó thể hiện được các qui luật biến đổi
cũng như bản chất của quá trình lan truyền biến đổi chuyển hoá vật chất cả ở mức
độ tổng thể và chi tiết theo không gian và thời gian. Để khắc phục hạn chế này cần
thiết phải sử dụng các công cụ toán học để mô phỏng các quá trình quá trình vật lý-
hoá học trong thuỷ vực. Mô hình toán học không chỉ thể hiện được các quá trình nội
tại diễn ra trong thuỷ vực mà còn tính tới sự tương tác lẫn nhau giữa các quá trình
này theo không gian cũng như thời gian.
Trong Luận văn: việc mô hình hóa các quá trình thuỷ động lực, lan truyền
chất ô nhiễm dựa trên cơ sở áp dụng mô hình ECOMSED kết hợp với phương pháp
thu thập và tổng hợp tài liệu: địa hình, đường bờ, khí hậu, khí tượng thủy văn,
nguồn thải v.v; phương pháp điều tra khảo sát; phân tích mẫu tại hiện trường và
phòng thí nghiệm phục vụ thiết lập và chạy mô hình thủy động lực, lan truyền trầm
tích lơ lửng hiện trạng (mùa mưa, khô năm 2009) khu vực cửa sông ven biển Hải
Phòng, tiến tới tiến hành đánh giá lượng chất gây ô nhiễm trầm tích lơ lửng vào môi
trường nước của khu vực nghiên cứu, cung cấp thông tin hữu ích cho việc đề xuất
các giải pháp kiểm soát, hạn chế tác động do ô nhiễm ở khu vực nghiên cứu.
3


những thời điểm và nơi có vận tốc dòng chảy, hoạt động của sóng và thủy triều nhỏ.
Nhìn chung, tốc độ lắng đọng trầm tích phụ thuộc vào vào kích thước hạt, điều kiện
môi trường. Bởi vậy, đây là một trong những vấn đề môi trường nhận được sự quan
tâm sâu sắc của các nhà khoa học cũng như các nhà quản lý, đặc biệt là ở các nước
Hà Lan, Đức, Mỹ, Nhật Bản, Anh, Trung Quốc. Nổi bật hơn hết là các nhóm vấn đề
như: điều tra hiện trạng môi trường; đánh giá kiểm soát các nguồn ô nhiễm từ lục
địa ra vùng cửa sông ven biển; nghiên cứu đánh giá cơ chế lan truyền, biến đổi chất
gây ô nhiễm ở khu vực cửa sông ven biển; đánh giá sự tích tụ chất gây ô nhiễm ở
khu vực cửa sông; mối quan hệ giữa ô nhiễm môi trường và tài nguyên sinh vật ở
khu vực cửa sông.
Điển hình cho các các nghiên cứu về trầm tích lơ lửng phải kể đến: Nghiên
cứu sự bồi lắng trầm tích, tích tụ chất gây ô nhiễm ở cửa sông Hudson; Nghiên cứu
sự lan truyền tích tụ chất gây ô nhiễm ở vùng cửa sông Danube (Ucraina) của J.
Garnier và các cộng sự (1999); Lan truyền Phosphorus ở khu vực cửa sông Elbe
(Đức) của Béuekom và các cộng sự (1998); Mô hình chất lượng nước 3 chiều cho
khu vực cửa sông Humber của Falconer và các cộng sự (1997); Tính toán biến động
đáy với việc ứng dụng mô hình vận chuyển trầm tích trên cơ sở các công thức của
Engelund and Hansen (1967) thực hiện bởi Struiksma và nnk (1984); Nghiên cứu
phân bố trầm tích ở gần cửa sông với trường hợp dòng chảy ít biến đối, Wang
(1989). Tính hữu hiệu của các nghiên cứu trên không những làm sáng tỏ nguồn gốc,
bản chất, cơ chế lan truyền biến đổi, tác động của các chất gây ô nhiễm mà còn
5

nhằm kiểm soát và hạn chế tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái ở khu vực
cửa sông mà còn hình thành và hoàn thiện các phương pháp nghiên cứu môi trường
(khảo sát, phân tích mẫu, phân tích - xử lý số liệu, mô hình toán) ở khu vực, thể
hiện trong các tài liệu nghiên cứu và hướng dẫn tổng hợp của GESAMP (1987),
UNEP (1986).
Dựa trên những nghiên cứu lý thuyết về trầm tích đáng kể như các công trình
của H.A. Einstein (1950), Krone và Partheniades (1962, 1968), E.W. BijJker (1967,

RMA11 (Resource Management Associates); mô hình mã nguồn mở đại dương
POM (Princeton Ocean Model) và mô hình ROMS (Regional Ocean Modeling
System); mô hình mã nguồn mở COHERENS (Coupled Hydrodynamical Ecological
model for Regional Shelf) bao gồm thủy động lực và sinh thái (dòng chảy, nhiệt độ,
độ muối, sinh vật phù du, quá trình sinh địa hóa, trầm tích lơ lửng và phát tán vật
chất theo công thức của Eulerian và Lagrangian cho vùng thềm lục địa, được phát
triển bởi Luyten P. (1996, 1999); mô hình ECOMSED tính toán vận chuyển trầm
tích (HydroQual, 2003); mô hình IPX-MT (In-Place Pollutant Export-Modified
Transport), mô hình SEDZL (Sediment / Contaminant Transport Model, EPA).
Trong nước: Mang hình thái của dải đất hình chữ S - nước ta có đường bờ
biển dài hơn 3260 km bao gồm hệ thống sông ngòi dày đặc, trung bình cứ 20 km lại
có một cửa sông. Chỉ tính riêng 8 hệ thống sông lớn đã chiếm phần lớn lưu vực với
khoảng 10.000 km
2
, như sông Hồng, sông Thái Bình, sông Mã,sông Cả, sông Thu
Bồn, sông Ba, sông Sài Gòn - Đồng Nai và sông Cửu Long. Tại các vùng cửa sông
ven biển này mang một ý nghĩa rất lớn đối với phát triển kinh tế xã hội, giao thông,
cũng như thương mại, dịch vụ, văn hoá. Bởi đây chính là nơi giao lưu, tiếp nhận các
dòng vật chất từ lục địa đổ ra, thống kê cho thấy hàng năm hệ thống sông này đổ ra
biển khoảng 880 tỷ m
3
nước, 300 triệu tấn bùn cát và thể hiện rõ nhất các tác động
do hoạt động của con người đến môi trường của khu vực (Đỗ Trọng Bình, 2010). Vì
vậy các vấn đề môi trường liên quan ở khu vực đã được quan tâm nghiên cứu từ
nhiều năm qua.
Trước thực trạng đó, bên cạnh việc Cục bảo vệ Môi trường (Bộ TN&MT)
xây dựng và tiến hành quan trắc định kỳ hằng năm tại các vị trí xác định dọc bờ
biển Việt Nam, còn có các đề tài dự án về: Động lực vùng ven biển và cửa sông
Việt Nam (Nguyễn Văn Cư, 1990); Nghiên cứu thủy thạch động lực trên số liệu
quan trắc (Nguyễn Văn Cư, 1994); nghiên cứu ô nhiễm do sông tải ra (Phạm Văn

quả khả quan trong việc mô phỏng kết quả tính toán ngày càng sát với khảo sát thực
tế như: các nghiên cứu thông qua chương trình Biển KT.03 (1991-1995); KHCN.06
(1996-2000); Nghiên cứu trầm tích lơ lửng liên quan đến xói lở bờ biển trong khuôn
khổ ĐT độc lập cấp nhà nước và chương trình biển (2001-2005); Nghiên cứu vùng
Phan Rí, Hàm Tiến, Phước Thể với mục tiêu cung cấp các thông số kỹ thuật, đưa ra
các phương án thiết kế và thi công đê, kè chống xói lở (Bùi Hồng Long, 2004); Xây
dựng mô hình lan truyền chất ô nhiễm cho vịnh Hạ Long và vịnh Bái Tử Long
(Trần Đức Thạnh, 2007); Vận chuyển trầm tích từ cửa sông ra biển ở vịnh Bình
Cang - Nha Trang bằng mô hình toán, được xây dựng và phát triển bởi tác giả Phạm
Sỹ Hoàn (Luận văn Thạc sỹ, 2009); Đánh giá xu thế bồi tụ - xói lở khu vực Cửa
8

Đáy (Nguyễn Xuân Hiển và nnk, 2012). Bên cạnh đó, việc ứng dụng và phát triển
một số phương pháp và mô hình tính toán động lực và vận chuyển trầm tích cho
một số vùng cửa sông ven biển như: Mô phỏng, dự báo quá trình vận chuyển bùn
cát lơ lửng khu vực Cửa Ông (Trần Hồng Thái, 2010); Biến động trầm tích và diễn
biến hình thái khu vực cửa sông ven bờ Cửa Tùng (Nguyễn Thọ Sáo, 2010) đã mở
ra tín hiệu tốt trong việc nghiên cứu động lực học lớp gần đáy, cải tiến phương pháp
tính bán thực nghiệm, nhằm áp dụng tính cho dòng vật liệu ven bờ. Hướng mô hình
hóa còn được thực hiện bởi nhóm tác giả tại Viện Cơ học trong việc tính toán vận
chuyển bùn cát và tính biến động đường bờ, đã áp dụng tính xói lở dọc bờ biển cho
các vùng Hải Hậu, Nam Định, Hồ Tàu-Định An, Trà Vinh, Gành Hào, Bạc Liêu.
Đối với khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng, các nghiên cứu liên quan đến
vận chuyển, lan truyền trầm tích cho kết quả khá tốt bao gồm: Đánh giá mức độ ô
nhiễm do nguồn thải từ lục địa, đề xuất giải pháp kiểm soát, quản lý ô nhiễm nguồn
lục địa đưa ra một số khu vực cửa sông ven biển phía bắc từ Quảng Ninh đến Thanh
Hóa (Lưu Văn Diệu 2001); Nghiên cứu dự báo, phòng chống sạt lở biển Bắc Bộ từ
Quảng Ninh tới Thanh Hoá (Trần Đức Thạnh, 2001); Mô phỏng quá trình vận
chuyển và phân bố trầm tích lơ lửng khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng bằng mô
hình Delft3D (Đỗ Đình Chiến, 2005); Đánh giá khả năng tích tụ và phân tán các

Sơn (Nguyễn Văn Cư, 1995); Vận chuyển trầm tích và biến đổi địa hình đáy vùng
cửa sông ven biển Hải Phòng (Đinh Văn Ưu, 2009); Nghiên cứu áp dụng mô hình
MIKE21 để đánh giá điều kiện động lực, dự báo vận chuyển trầm tích khu vực cửa
Văn Úc và Lạch Huyện (Nguyễn Văn Cư, 2010).
Mang tính chất vùng của cửa sông ven biển và đặc thù nằm trên dải hệ thống
sông Hồng, sông Thái Bình: cửa sông ven biển Hải Phòng được nhiều nhà quản lý
cũng như nhiều nhà khoa học quan tâm bởi tính phức tạp, luôn xảy ra rủi ro về sự
cố môi trường, gây ảnh hưởng không những cho chính nội tại khu vực mà còn ảnh
hưởng đến các khu vực lân cận khác (như vịnh Hạ Long, Bái Tử Long và một số
khu du lịch sinh thái khác). Do đó, trên phương diện bảo vệ môi trường, phát triển
bền vững: cần đẩy mạnh các công tác nghiên cứu, phòng ngừa ô nhiễm xảy ra trong
khu vực. Hướng nghiên cứu từ trước đến nay vẫn dựa trên các mô hình thương mại
là chủ yếu, trong khi hướng nghiên cứu dựa trên mô hình mã nguồn mở vẫn còn khá
mới mẻ, duy có mô hình mã nguồn mở MDEC được xây dựng và phát triển bởi
nhóm tác giả Đinh Văn Ưu song cho kết quả rất khả quan.
Bởi vậy, ngày nay với hệ thống máy tính tính toán song song hiệu năng cao,
việc áp dụng và phát triển các mô hình mã nguồn mở ngày càng trở lên thân thiện
và đem lại kết quả hữu hiệu, ngay cả trong sử dụng cũng như chia sẻ số liệu. Việc
áp dụng và tiếp cận phải kể đến các mô hình nổi tiếng như mô hình POM, ROMS
và mô hình ECOMSED.
10 CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Với vị trí địa lý thuận lợi và có nguồn tài nguyên biển phong phú, Hải Phòng
là một trong những địa phương khai thác được nhiều tiềm năng từ biển để phát triển
KTXH. Tuy nhiên, Hải Phòng cũng phải đối mặt với nhiều vấn đề liên quan đến sự
suy giảm chất lượng môi trường và thiên tai, đối mặt với các xung đột về môi

châu thổ sông Hồng. Khu vực này được tạo thành bởi các quá trình động lực sông,
biển và sông - biển hỗn hợp. Là một vùng biển với chế độ nhật triều đều với biên độ
11

triều lớn, lại nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, cho nên vai trò động
lực thuỷ triều và thực vật ưa mặn đã đóng vai trò quan trọng cho sự thành tạo và
phát triển địa hình ở đây. Mặt khác do hoạt động giao thông thuỷ, quai đê lấn biển,
khai thác tài nguyên thiên nhiên ở vùng cửa sông của con người cũng làm cho động
lực phát triển của địa hình khu vực nghiên cứu thêm phức tạp. Bờ biển ven bờ Hải
Phòng có dạng đường cong lõm của bờ tây vịnh Bắc Bộ, thấp và khá bằng phẳng,
cấu tạo chủ yếu là bùn cát do năm cửa sông đổ ra. Địa hình vùng cửa sông ven biển
Hải Phòng có độ sâu không lớn, độ dốc nhỏ. Bề mặt đáy biển được cấu tạo bởi các
thành phần hạt mịn, có nhiều lạch sâu vốn là những lòng sông cũ nay dùng làm
luồng lạch ra vào của tàu thuyền (Trần Đức Thạnh, 2001).

Hình 3. Khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng
Đối với hình thái địa hình ven bờ: thì trường độ sâu ven bờ là một trong
những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến các điều kiện thủy động lực khu vực. Trong
Luận văn, học viên đã số hóa số liệu độ sâu và đường bờ của khu vực cửa sông ven
biển Hải Phòng từ các từ các bản đồ địa hình UTM VN 2000 tỷ lệ 1:50000 và 1:25
000 do Cục Đo đạc Bản đồ xuấtt bản năm 2005 và bổ xung thêm một số số liệu độ
12

sâu đo đạc trong những năm gần đây. Đối với hình thái địa hình hướng ra biển phía
ngoài, sử dụng cơ sở dữ liệu Etopo (Noaa-National Oceanic and Atmospheric
Administration) và số liệu địa hình với độ phân dải 0.5 phút Gebco-1/8 (General
Bathymetric Chart of the Ocean) cung cấp bởi Trung tâm tư liệu Hải dương học
Vương quốc Anh (British Oceanographic Data Centre-BODC) được xử lý từ ảnh vệ
tinh kết hợp với các số liệu đo sâu.


nên thời tiết và khí hậu khu vực Hải Phòng thường xuyên biến động, được thể hiện
qua biến động của nhiệt độ không khí. Khi khối không khí lạnh tràn về, nhiệt độ sau
24 giờ có thể giảm từ 8-10
o
C, gây ra rét lạnh đột ngột. Mặt khác, khi áp thấp nóng
phía tây xâm lấn mạnh thì xuất hiện gió tây nam và thời tiết khô nóng, nhiệt độ
trung bình đạt tới 30-32
o
C, cao nhất có thể đạt 37-40
o
C. Dải nhiệt độ trung bình
tháng khu vực nằm trong khoảng 17
o
C đến 30
o
C. Sự biến đổi nhiệt độ không khí
được thể hiện qua số liệu trung bình tháng (hình 5) từ năm 1990 kéo dài đến năm
2007, biến trình nhiệt tuân theo quá trình nhiệt, đạt các giá trị lớn rơi vào các: tháng
6 (29
o
C), tháng 7 (29.1
o
C ), tháng 8 (28.7
o
C). Thấp hơn vào các tháng cuối năm và
đầu năm: tháng 1 (17.5
o
C), tháng 2 (18.0
o
C). Trong các năm gần đây, xu thế nhiệt

0
C. Về mùa hè, nhiệt độ trung bình trên
25
0
C kéo dài từ tháng 5-9, cao nhất tháng 7 (28,5
0
C), có khi 33-37
0
C (Phạm Hải
An, 2009 [1]).

Hình 6. Xu thế nhiệt không khí theo tháng, tại Hòn Dấu
2.2.2 Bức xạ
Phạm vi khu vực Hòn Dáu, tổng lượng bức xạ năm và trung bình tháng trong
các năm 1997-2007 được thể hiện qua hình H7, cho thấy sự phù hợp giữa yếu tố
trung bình tháng và tổng lượng bức xạ năm. Tổng lượng bức xạ cao vào các năm
1997 (1226kwh/m
2
, trung bình tháng là 102kwh/m
2
), năm 1998 (1227kwh/m
2
, trung
bình tháng có giá trị 102kwh/m
2
). Thấp vào các năm 2006: 961kwh/m
2
- trung bình
tháng 80kwh/m2, năm 2007: 979kwh/m
2