NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

ĐỀ TÀI: “TÍNH TOÁN VÀ PHÂN
TÍCH XU THẾ BỒI TỤ, XÓI LỞ
KHU VỰC CỬA ĐÁY”
TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH XU THẾ BỒI TỤ, XÓI LỞ
KHU VỰC CỬA ĐÁY

Nguyễn Xuân Hiển
(1)
, Dương Ngọc Tiến
(1)
, Nguyễn Thọ Sáo
(2)
(1)

2. Mô hình mô phỏng trường động lực và vận chuyển trầm tích
2.1. Xây dựng bộ số liệu cơ sở cho mô hình
Nghiên cứu này sử dụng bộ mô hình MIKE của Viện Nghiên cứu Thủy lực Đan
Mạch với các môđun MIKE 11 để tính lưu lượng và nồng độ bùn cát từ trong sông đổ
ra, mô đun MIKE 21 SW để tính sóng, môđun MIKE 21 HD tính toán và mô phỏng
thủy lực và môđun MIKE 21 ST tính vận chuyển trầm tích.
Địa hình miền tính cho mô hình MIKE 21 được lấy từ Hải đồ của Bộ Tư lệnh
Hải quân với tỉ lệ khác nhau từ 1:10 000 đến 1:1 000 000. Tọa độ miền tính từ
19
0
46’N đến 20
0
21’N và 105
0
56’E đến 106
0
45’E. Trong đó, các bản đồ tỉ lệ lớn được
dùng cho khu vực ven bờ và các đảo; bản đồ tỉ lệ nhỏ dùng cho vùng ngoài khơi. Để
thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu, đã lựa chọn lưới phần tử hữu hạn tăng dần độ phân
giải từ ngoài biển vào trong sát bờ. Diện tích nhỏ nhất của 1 phần tử là 1250m
2
ở khu
vực các cửa sông như: cửa Đáy, cửa Ninh Cơ và cửa Ba Lạt. Diện tích lớn nhất là
25km
2
ở khu vực biên ngoài khơi. Miền tính có 2879 nút điểm, với độ phân giải thô
nhất ở vùng ngoài khơi là 5000m, mịn nhất ở vùng bờ khu vực cửa sông là 50m. Các
biên trong sông được lấy đến các trạm đo thủy văn Ba Lạt trên sông Hồng, Phú Lễ trên
sông Ninh Cơ và Như Tân trên sông Đáy.
Trong mô hình MIKE 11, bộ thông số mô hình cho mạng lưới sông Hồng –

13-11-2009
00:00:00
19-11-2009
00:00:00
25-11-2009
00:00:00
Thời gian (giờ)
Nồng độ (kg/m3)
Tính toán Thực đo

Hình 2. So sánh nồng độ trầm tích tại mặt cắt trạm Như Tân trên sông Đáy
 Mô hình thủy lực MIKE 21 FM
Mô hình được hiệu chỉnh theo số liệu đo đạc mực nước tại cửa sông Đáy (tọa
độ: 106
0
6’42’’E, 19
0
56’18’’N) trong đợt khảo sát thuộc đề tài: “Nghiên cứu phương
pháp dự báo biên triều cho các cửa sông” của Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và
Môi trường từ ngày 19/08/2010 tới ngày 26/08/2010. Bộ thông số hiệu chỉnh sau đó
được kiểm nghiệm với mực nước phân tích từ bộ hằng số điều hòa cho vị trí cửa sông
Đáy cũng từ kết quả đề tài trên trong thời gian từ 01/09 tới 01/10/2010. Hình 3a, 3b
dưới đây đưa ra biến trình mực nước tính toán và thực đo khi hiệu chỉnh và kiểm
nghiệm tại cửa sông Đáy. Kết quả tính toán cho thấy có sự tương đồng cao về pha và
biên độ mực nước giữa kết quả mô phỏng của mô hình và số liệu thực đo/phân tích
trong cả hiệu chỉnh (hệ số tương quan là 0,99548) và kiểm nghiệm mô hình (hệ số
tương quan là 0,88089). Do vậy, có thể sử dụng mô hình trong mô phỏng và tính toán
vận chuyển trầm tích tại khu vực cửa sông Đáy.
xuống đại diện cho đặc trưng mùa

(a)

(b)

Hình 6. Mức độ biến đổi đáy (a) và địa hình đáy biển
lúc 0h ngày 1-6-2010 (thời điểm đầu mùa lũ) (a)

(b)
Hình 7. Mức độ biến đổi đáy (a) và địa hình đáy biển
lúc 0h ngày 1-10-2010 (thời điểm cuối mùa lũ)

(a)

(b)
Hình 8. Mức đ ộbiến đổi đáy (a) và địa hình đáy biển
lúc 0h ngày 31-12-2010 (sau 1 năm tính toán)
Hình 5 a, b đưa ra trường mực nước và dòng chảy tại các thời điểm mùa hè và
mùa đông trong năm tại khu vực ven biển và cửa sông Đáy.
Mô hình MIKE 21 ST với các đầu vào kể trên được sử dụng mô phỏng chế độ
vận chuyển bùn cát trong thời gian 1 năm, từ ngày 1/1/2010 đến 31/12/2010. Các hình
6, 7, 8 biểu thị sự thay đổi của địa hình đáy tại khu vực nghiên cứu theo các thời gian
khác nhau trong năm.
Kết quả tính toán cho thấy, đây là khu vực có chế độ thủy lực tương đối phức
tạp và chế độ dòng chảy dọc bờ và dòng chảy từ sông Đáy chảy ra là yếu tố quyết định
đến quá trình bồi lắng. Ở khu vực này, trầm tích chủ yếu là cát hạt nhỏ và mịn với

Bộ mô hình MIKE đã được sử dụng trong nghiên cứu, đánh giá và phân tích xu
thế bồi xói và vận chuyển trầm tích tại khu vực cửa sông Đáy và cho kết quả khả quan.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, khu vực cửa Đáy có xu thế bồi tụ là chủ yếu, tạo
thành các cồn cát trước cửa Đáy và các doi cát dọc bờ thuộc địa phận huyện Nghĩa
Hưng tỉnh Nam Định. Nguyên nhân do khu vực này được tiếp nhận 2 nguồn bổ sung
trầm tích từ: i) sông Đáy đưa ra và lắng động dưới tác động của động lực biển; ii)
lượng bùn cát được vận chuyển dọc theo bờ biển từ phía bắc (cửa Ba Lạt và Ninh Cơ).
Ngoài ra, qua nghiên cứu cho thấy, vào 4 tháng mùa lũ từ tháng 6 tới tháng 10 lượng
trầm tích tích được các con sông đưa ra chiếm khoảng 80% lượng trầm tích cả năm.
Vấn đề vận chuyển trầm tích và biến động hình thái – địa mạo sông, cửa sông
và ven biển vẫn là vấn đề khó khăn cả trong lý thuyết và thực tiễn. Nghiên cứu này đã
ứng dụng bộ mô hình MIKE nhằm phân tích xu thế bồi tụ và xói lở khu vực cửa Đáy.
Tuy nhiên, do điều kiện hạn chế về mặt thời gian và số liệu, nghiên cứu này chỉ xem
xét xu thế trong chu kỳ 1 năm, chưa đánh giá xu thế nhiều năm hay các sau các hiện
tượng thời tiết đặc biệt. Ngoài ra, quá trình dịch chuyển và biến đổi đường bờ cũng
chưa được xem xét trong nghiên cứu này. Do vậy, để đánh giá hiện tượng một cách
đầy đủ và khách quan, trong các nghiên cứu tiếp theo, cần xem xét đánh giá bổ sung
những hạn chế trên.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. GS. Đặng Ngọc Thanh, GS. Phạm Văn Ninh, GS. Mai Thanh Tân…(2005), Chuyên khảo
Biển Đông, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội.
2. Đỗ Minh Đức (2004), Nghiên cứu sự hình thành và biến đổi quá trình bồi tụ-xói lở ở đới
ven biển Thái Bình-Nam Định. Luận án Tiến sĩ chuyên ngành Địa chất công trình.
3. Lương Phương Hậu, Trịnh Việt An, Lương Phương Hợp (2002), Diễn biến cửa sông vùng
đồng bằng Bắc Bộ. Nhà xuất bản Xây dựng, 2002.
4. Nguyễn Biểu, Vũ Trường Sơn, Dương Văn Hải và nnk, 2001. Địa chất khoáng sản biển
nông ven bờ (0-30 m nước) Việt Nam tỷ lệ 1/500.000. Lưu trữ ĐC, Hà Nội.
5. Nguyễn Thế Tưởng (chủ biên) (2000), Sổ tay tra cứu các đặc trưng Khí tượng Thủy văn
vùng thềm lục địa Việt Nam, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.