Nghiên cứu diễn biến hình thái khu vực cửa sông Thu Bồn và đề xuất các giải pháp giảm thiểu tác động bất lợi phục vụ phát triển kinh tế xã hội - Pdf 17

i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP &PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
* ĐẶNG ĐÌNH ĐOAN
NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN HÌNH THÁI KHU VỰC CỬA
SÔNG THU BỒN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM
THIỂU TÁC ĐỘNG BẤT LỢI PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN
KINH TẾ XÃ HỘI LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT


1. PGS. TS. VŨ MINH CÁT;
2. TS. PHẠM QUANG SƠN; HÀ NỘI - NĂM 2014
iii LỜI CAM ĐOAN

Tôi là Đặng Đình Đoan, xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng
tôi. Các nội dung và kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa được ai
công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào. TÁC GIẢ

Đặng Đình Đoan

iv LỜI CẢM ƠN
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tác giả xin gửi lời cảm ơn tới PGS. TS.


v
MỤC LỤC
Trang phụ bìa trang
Lời cam đoan
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các hình vẽ
Danh mục các bảng
MỞ ĐẦU 1
1. Cơ sở khoa học của luận án 1
2. Mục tiêu của luận án 3
3. Nhiệm vụ và nội dung của luận án 3
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án 3
5. Cấu trúc của luận án 4
6. Những đóng góp mới của luận án 5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN VÙNG CỬA SÔNG
ẢNH HƯỞNG TRIỀU 6
1.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN VÙNG CỬA SÔNG 6
1.1.1. Khái niệm về vùng cửa sông 6
1.1.2. Phân vùng cửa sông 8
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CỬA SÔNG TRÊN THẾ GIỚI 9
1.3. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ BIẾN ĐỔI CỬA SÔNG Ở VIỆT NAM 13
1.4. CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU Ở VÙNG CỬA SÔNG THU BỒN
20
1.4.1. Các dự án điều tra cơ bản 20
1.4.2. Các chương trình KHCN Nhà nước và các đề tài nghiên cứu khoa học
công nghệ có liên quan 21

PHÁP PHÂN TÍCH VIỄN THÁM, GIS VÀ MÔ HÌNH TOÁN 59
3.1. NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN HÌNH THÁI BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN
TÍCH VIỄN THÁM, GIS 59
3.1.1. Cơ sở lý thuyết 59
3.1.2. Phương pháp thực hiện 61
3.1.3. Diễn biến khu vực cửa sông Thu Bồn qua phân tích thông tin viễn thám 61
3.2. NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN HÌNH THÁI BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ
HÌNH TOÁN 78
3.2.1. Lựa chọn mô hình 78
3.2.2. Mô phỏng diễn biến đáy sông và đáy biển trước cửa sông bằng MIKE21 79
3.2.3. Xây dựng tập kịch bản và mô phỏng 92
vii 3.2.4. Mô phỏng sự thay đổi đường bờ biển bằng Litpack 99
3.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 114
CHƯƠNG 4. ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CÓ TÍNH ĐỊNH HƯỚNG PHÒNG
TRÁNH, GIẢM NHẸ XÓI LỞ, BỒI TỤ VÙNG CỬA SÔNG THU BỒN 117
4.1. NHÓM GIẢI PHÁP PHI CÔNG TRÌNH 117
4.2. NHÓM GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH 119
4.2.1. Giải pháp cho đoạn sông từ Giao Thủy tới Cửa Đại 119
4.2.2. Giải pháp cho cửa sông và bờ biển kề cận 2 bên cửa sông 126
4.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 135
PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 137
CÁC BÀI BÁO CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ CỦA
NGHIÊN CỨU SINH 141
TÀI LIỆU THAM KHẢO 142

ix DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1- 1: Sơ đồ tiếp cận 25
Hình 1- 2: Sơ đồ nghiên cứu phân tích tổng hợp 25
Hình 1-3: Sơ đồ nghiên cứu của phương pháp viễn thám 26
Hình 1-4: Sơ đồ nghiên cứu của phương pháp mô hình toán 27
Hình 2-1: Khu vực nghiên cứu sông Thu Bồn 29
Hình 2- 2: Hoa sóng chế độ ngoài khơi khu vực nghiên cứu 41
Hình 2- 3: Thống kê chiều dài xói lở (m)[66] 45
Hình 2- 4: Tốc độ xói lở (m/năm)[66] 45
Hình 2- 5: Xói lở do dòng xoáy tạo thành các hố xói ở Bãi Mộ thôn An Hà - Điện
Phong với độ rộng 10-20m, sâu từ 3-5m(5/2009) 46
Hình 2- 6: Hố xói Ông Phật, trước lũ 1999 với diện tích 250m2, sâu 2-3m, đến
nay là 4000 m2, sâu 7 –1 0 m tại thôn An Hà (5/2009) 46
Hình 2- 7: Xói lở trên đoạn bờ hữu dài 3km ở thôn An Hà, Thôn Thi Phương và
Thôn Cẩm Phú - Điện Phong. (5/2009) 46

Hình 3- 18: Diễn biến đoạn cửa Đại năm 1999 đến 2013 qua ảnh vệ tinh. 75
Hình 3-19: Diễn biến bờ biển đoạn bờ phía Nam cửa Đại từ năm 1973 đến 2013. . 76
Hình 3- 20: Số hóa địa hình lưới tính miền lớn 84
Hình 3- 21: Địa hình lưới tính nhỏ 85
Hình 3-22: Địa hình chi tiết khu vực cửa Đại 85
Hình 3- 23: Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại trạm Sơn Trà 86
Hình 3- 24: Tương quan mực nước thực đo và tính toán tại Sơn Trà 87
Hình 3- 25: Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại trạm cửa Đại 87
Hình 3- 26: Tương quan mực nước thực đo và mô phỏng tại cửa Đại 88
Hình 3- 27: Kết quả so sánh chiều cao sóng tính toán và thực đo 88
Hình 3- 28: Kết quả hiệu chỉnh lưu tốc tại cửa Đại 89
Hình 3- 29: Tương quan giữa lưu tốc thực đo và tính toán tại cửa Đại 89
Hình 3- 30: Địa hình cửa Đại đo tháng 9/2009 90
Hình 3- 31: Địa hình cửa Đại đo tháng 10/2009 90
Hình 3- 32: Các mặt cắt chiết xuất kết quả mô phỏng 91
Hình 3-33: Địa hình đáy thực đo và tính toán (MC1) 91
Hình 3-34: Địa hình đáy thực đo và tính toán (MC2) 91
Hình 3- 35: Địa hình đáy thực đo và tính toán (MC3) 91
Hình 3- 36: Các mặt cắt tính toán biến đổi địa hình đáy 93
Hình 3- 37: Biến đổi địa hình đáy MC1 94
Hình 3- 38: Biến đổi địa hình đáy MC2 94
Hình 3- 39: Biến đổi địa hình đáy MC4 95
Hình 3- 40: Biến đổi địa hình đáy MC3 95
Hình 3- 41: Biến đổi địa hình đáy MC5 95
Hình 3- 43: Biến đổi địa hình đáy MC2 96
Hình 3- 44: Biến đổi địa hình đáy MC3 96
Hình 3- 45: Biến đổi địa hình đáy MC4 96
Hình 3- 46: Biến đổi địa hình đáy MC5 96
Hình 3- 47: Vận tốc dòng chảy tổng cộng các kịch bản C1, C2 tại điểm 1 98
Hình 3- 48: Địa hình đáy – Kịch bản C1 98


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2- 1: Dòng chảy sông Các đặc trưng Thu Bồn 34
Bảng 2- 2: Lưu lượng dòng chảy năm ứng với các tần suất 35
Bảng 2- 3: Lưu lượng lũ thiết kế ứng với các tần suất qui định như sau 35
Bảng 2- 4: Giá trị Vmax đặc trưng trạm Cửa Đại 36
Bảng 2- 5: Lưu lượng tại mặt cắt Cửa Đại 36
Bảng 2- 6: Các đặc trung dòng chảy bùn cát tại Nông Sơn 37
Bảng 2- 7: Thống kê các đặc trưng mực nước và độ lớn triều tại Hội An (cm) 38
Bảng 2- 8: Tham số sóng do các cơn bão ngoài khơi vùng bờ Hội An gây ra [5] 39
Bảng 2- 9: Bảng thống kê sóng chế độ ngoài khơi khu vực nghiên cứu 40
Bảng 2- 10:Hằng số điều hòa dòng triều vùng trong sông, tháng IX/2009 41
Bảng 2- 11: Hằng số điều hòa dòng triều vùng ven bờ phía Bắc, tháng IX/2009 . 42
Bảng 2- 12 :Hằng số điều hòa dòng triều vùng ven bờ phía Nam, tháng IX/2009. . 42
Bảng 2-13: Kết quả quan trắc dòng chảy ven bờ biển Cửa Đại (3/10/2010) 42
Bảng 2- 14: Vị trí xói lở trên khu vực cửa sông Thu Bồn [66] 44
Bảng 2- 15: Tổng hợp các nguyên nhân gây xói lở tại các vị trí trong sông 56
Bảng 3- 1: Dòng vệ tinh Landsat (NASA) được đưa vào quan sát Trái Đất 60
Bảng 3- 2: Tọa độ các mặt cắt chiết xuất để so sánh kết quả 90
Bảng 3- 3: Tọa độ các mặt cắt tính toán 93
Bảng 3- 4: Diễn biến đường bờ mô phỏng theo modul Litlines 107
Bảng 3- 5: Diễn biến đường bờ tự nhiên (không kè bảo vệ bờ) 109
Bảng 4- 1: Các giải pháp áp dụng cho các vị trí xói lở trên sông 125
Bảng 4- 2: Cân bằng bùn cát trung bình năm (m3/năm) bờ biển cửa sông Thu Bồn 130
1 MỞ ĐẦU
1. Cơ sở khoa học của luận án

tế xã hội thiếu quản lý, qui hoạch làm rừng bị chặt phá nghiêm trọng dẫn tới độ che
phủ chỉ còn trên 10%, bề mặt lưu vực bị cày xới do các mục đích mưu sinh, phát
triển hệ thống cơ sở hạ tầng làm thay đổi chế độ dòng chảy v.v Kết quả là dòng
sông bị cạn kiệt về mùa khô có thể đi lại ngay ở những đoạn khu vực đồng bằng,
trong khi lũ lụt có xu hướng tăng lên cả về tần số và độ lớn làm chết người, nhiều
2 nhà cửa bị lũ cuốn trôi, nhiều cầu cống, đường xá bị hư hỏng, thiệt hại lên tới hàng
chục nghìn tỷ đồng. Vấn đề xói lở và bồi lấp lòng dẫn, vùng cửa sông các sông
miền Trung nói chung và sông Thu Bồn nói riêng hết sức nghiêm trọng.
Về mặt tự nhiên, cửa sông nối trực tiếp với biển là nơi chịu tác động tổng hợp
của các yếu tố động lực sông cũng như các yếu tố động lực biển. Dòng chảy vùng cửa
sông thay đổi theo mùa. Bùn cát vùng cửa sông hình thành do dòng nước mang ra từ
lưu vực, dòng triều, dòng do gió mang từ biển vào v.v Mặt khác, vùng cửa sông
đang diễn ra rất nhiều hoạt động kinh tế xã hội như sản xuất nông nghiệp, đánh bắt và
nuôi trồng thủy sản, vận tải thủy, xây dựng các công trình cơ sở hạ tầng cho dân sinh,
du lịch, dịch vụ v.v…Tổ hợp các điều kiện tự nhiên và các hoạt động kinh tế xã hội
của con người là nguyên nhân gây ra các diễn biến phức tạp tại vùng cửa sông.
Về mặt tài nguyên nước, cửa sông Thu Bồn là nơi tải phần lớn lượng nước của
lưu vực, nhưng về mặt kinh tế xã hội thì nó là điểm trung chuyển của con đường
giao thông thủy nối liền vùng đồng bằng ven biển với vùng núi ở thượng nguồn của
lưu vực. Khu vực ngay phía trong cửa sông khá rộng thuận lợi cho việc xây dựng
cảng giao thương giữa Quảng Nam với các tỉnh khác và quốc tế và phục vụ hàng
trăm tàu thuyền lớn nhỏ đánh bắt hải sản, một trong những hoạt động kinh tế chính
của tỉnh. Thành phố Hội An nằm ngay cửa sông nên phát triển du lịch đường thủy
từ đây tới các đảo Cù Lao Chàm, thành phố Đà Nẵng và các cảng của các tỉnh lân
cận cũng là một thế mạnh của Quảng Nam. Nói tóm lại lợi ích mang lại của vùng
cửa sông Thu Bồn đối với phát triển kinh tế và xã hội của Quảng nam là rất lớn.
Tuy nhiên trong những năm qua, vùng cửa sông và dải ven biển lân cận cửa sông có

quy luật diễn biến và phát triển vùng cửa sông Thu Bồn.
- Đề xuất các giải pháp khoa học công nghệ có tính định hướng nhằm ổn định
vùng cửa sông Thu Bồn phục vụ phát triển kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trường.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án
Đối tượng nghiên cứu của luận án là các quá trình diễn biến vùng cửa sông
bao gồm các quá trình thủy động lực, vận chuyển bùn cát, quá trình xói lở, bồi tụ bờ
sông, bờ biển, cửa sông, biến động địa hình đáy vùng ngay phía trong cửa sông và
đáy biển ven bờ trước cửa sông.
Phạm vi không gian nghiên cứu của luận án được giới hạn như sau:
- Phía trong sông: Từ Giao Thủy là điểm hợp lưu giữa sông Thu Bồn và sông
Quảng Huế đến cửa sông.
- Phía ngoài biển: Nằm trong giới hạn độ sâu đến 10m nước gồm cửa sông và
đáy biển ven bờ. Dọc theo bờ biển, vùng nghiên cứu được mở rộng 20km tính từ
tim lòng dẫn cửa sông về phía Nam và phía Bắc cửa sông.
Mặc dù giới hạn phạm vi nghiên cứu như vậy, nhưng khi phân tích đánh giá
các yếu tố động lực chính ảnh hưởng tới cửa sông không thể không đề cập đến khu
4 vực lân cận. Đó là các quá trình lòng dẫn đoạn cửa sông, hiện tượng xói lở - bồi tụ
bờ sông, bờ biển, diễn biến quá trình vận động của sóng biển từ ngoài khơi vào
vùng bờ, trường dòng chảy và các yếu tố đặc trưng sông - biển khác.
5. Cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, luận án được cấu trúc thành 4
chương như sau:
Chương 1: Tổng quan về nghiên cứu diễn biến cửa sông vùng ảnh hưởng
triều: Trong chương này đề cập đến những khái niệm cơ bản, tình hình nghiên cứu
cửa sông trên thế giới, ở Việt Nam và vùng cửa sông Thu Bồn.
Chương 2: Đặc điểm tự nhiên, hiện trạng, nguyên nhân và các nhân tố ảnh
hưởng đến diễn biến hình thái vùng cửa sông Thu Bồn: Dựa vào các tài liệu lịch sử

xây dựng định hướng quy hoạch chỉnh trị.
3) Bước đầu đề xuất được “hành lang thoát lũ” cho vùng phía trong cửa sông
làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp có tính định hướng phòng chống xói lở,
bồi tụ, ổn định bờ sông và cửa sông, tăng khả năng thoát lũ và thông luồng ra vào
cảng phía trong sông.
6 CHƯƠNG 1.
TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN VÙNG CỬA SÔNG ẢNH
HƯỞNG TRIỀU
1.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN VÙNG CỬA SÔNG
1.1.1. Khái niệm về vùng cửa sông
Theo các tác giả Nguyễn Văn Cư, Hoa Mạnh Hùng, Nguyễn Bá Quỳ [11],
[29], [36] thì thuật ngữ “cửa sông” được hiểu theo hai nghĩa:
Cửa sông là nơi sông đổ ra biển, ra hồ (hay kho nước) và cửa sông là đoạn
cuối cùng của một con sông thông ra biển.
Như vậy, cửa sông là vùng giao nhau giữa sông và biển, nó là một “tập mờ”
giữa trắng sông và đen biển, hoặc là một kiểu đèn vàng nằm giữa đèn đỏ và đèn xanh.
Cửa sông là nơi tranh chấp giữa nước mặn của biển và nước ngọt của sông
trong lục địa, đó là sự thay đổi từ chế độ thủy văn sông sang chế độ thủy văn biển,
chế độ nước ở cửa sông biến động kéo theo các đặc tính lý hóa, sinh học môi trường
nước, dòng thủy thạch cũng biến động theo. Do vậy, giới hạn cửa sông thường được
xác định bởi các dấu hiệu đặc điểm như sau:
Giới hạn phía trong cửa sông: Là nơi hầu như không còn dao động của thủy
triều ∆H = 0, nghĩa là điểm kết thúc ảnh hưởng của biển vào trong sông.
Giới hạn phía ngoài cửa sông: Ở ranh giới ngoài cửa sông là nơi dòng chảy lũ
lịch sử của con sông đạt tới.
Những đặc điểm cơ bản của cửa sông bao gồm:
- Chế độ thủy văn vùng cửa sông được hình thành dưới tác động tổng hợp của các

nước lợ có độ mặn từ 0,5‰ đến giới hạn ngoài khơi là nơi nước lợ biến đổi hoàn
toàn thành nước biển có độ mặn từ 30÷32‰. Như vậy, vùng cửa sông bao gồm
phần cuối của dòng sông và một phần biển nông ven bờ.
Các chuyên gia thủy văn cho rằng ranh giới phía trong sông của vùng cửa
sông là nơi lòng dẫn chính bắt đầu phân nhánh, hoặc là nơi không có ảnh hưởng của
thủy triều và nước dâng trong mùa kiệt và ranh giới ngoài phía biển là nơi có chế độ
thủy hóa biến tính mạnh nhất trong mùa lũ (thường lấy gradient độ mặn vùng nước
pha trộn làm chỉ tiêu đặc trưng) [14], [73].
Dựa vào quan điểm phân vùng cửa sông của các tác giả trong và ngoài nước
thì giới hạn phía trong sông sẽ đến điểm không còn dao động của thủy triều (∆H =
0), hay là điểm kết thúc ảnh hưởng của biển vào trong sông. Dựa vào quan điểm
trên, đã xác định giới hạn phía trong sông của vùng cửa sông Thu Bồn tại Giao
Thủy - điểm nhập lưu giữa sông Thu Bồn và sông Quảng Huế. Giới hạn phía biển
được mở rộng ra tới vùng nước có độ sâu 10m và khoảng 20 km về 2 phía cửa sông.
8 Tuy nhiên, dù cách phân chia nào đi nữa thì ranh giới vùng cửa sông cũng là
tương đối, bởi lẽ đường biên ảnh hưởng của thủy triều hay nước dâng và ranh giới
vùng nước lợ còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố tự nhiên khác và cả các tác động của
các hoạt động kinh tế xã hội.
1.1.2. Phân vùng cửa sông
Theo I.V Xamoilov [79], vùng cửa sông được chia thành ba đoạn: Đoạn thuộc
sông (phía trên), cửa sông và vùng biển ven bờ trước cửa sông. Ba đoạn của vùng
cửa sông là một hệ thống nhất, nó tồn tại không chỉ có các đặc trưng hình thái khác
nhau, mà chế độ thủy động lực và điều kiện cảnh quan tự nhiên cũng khác nhau.
X.X.Baidin [77] lại phân vùng cửa sông gồm 3 đoạn chính:
- Đoạn trong cửa sông: Đoạn này được chia làm hai dạng một nhánh sông và
nhiều nhánh sông. Loại một nhánh, đặc trưng nhất là chiều dài của vùng ảnh hưởng
nước dâng, thủy triều, xâm nhập mặn và vùng xuất hiện dòng chảy ngược. Loại

sông có liên quan hữu cơ với nhau, tương tác qua lại lẫn nhau trong một hệ thống
thống nhất là vùng cửa sông. Mối tương tác này thể hiện thông qua 3 nhóm yếu tố
cơ bản bao gồm nhóm các yếu tố nội động lực, nhóm các yếu tố thủy động lực tự
nhiên và nhóm các yếu tố nhân sinh [14]. Luận án đi sâu phân tích, đánh giá các ảnh
hưởng của từng nhóm yếu tố tới vùng cửa sông.
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CỬA SÔNG TRÊN THẾ GIỚI
Các nghiên cứu vùng cửa sông ven biển nhằm tính toán diễn biến và phát triển
hình thái chủ yếu tập trung vào nghiên cứu các quá trình thủy thạch động lực bao
gồm sóng, triều, dòng chảy, xâm nhập mặn v.v và quá trình vận chuyển bùn cát gây
diễn biến hình thái. Các vấn đề trên đều được thực hiện dựa trên số liệu quan trắc
ngoài hiện trường, các nghiên cứu trên mô hình vật lý, mô hình toán.
Những nghiên cứu thuộc lĩnh vực khoa học động lực học dòng sông, chuyển
động bùn cát và vấn đề chỉnh trị sông như nghiên cứu xác định nguyên nhân, cơ
chế, diễn biến lòng dẫn; Nghiên cứu đề xuất các giải pháp phòng chống giảm nhẹ
các thiệt hại do xói lở bờ, bồi lắng lòng dẫn….
Những nghiên cứu này đã được quan tâm từ thế kỷ XIX, nhưng phát triển
mạnh từ những năm thập kỷ 30 đến thập kỷ 60 thế kỷ thứ XX ở các nước Âu Mỹ.
Các nghiên cứu điển hình là nhà khoa học Pháp Du Boys về chuyển động bùn cát,
Barrede Saint – Venant về dòng không ổn định; L. Fargue về hình thái đoạn sông
uốn khúc. Vào những năm đầu của thế kỷ XX, các nhà khoa học của Liên Xô như
Lotchin V.M, Bernadski. N.M, Gontrarop V.N. đã có các công trình về vận chuyển
bùn cát; các nhà khoa học Antunin S.T, Grisanin K.B, Kariukin S.N. có nhiều
nghiên cứu về chỉnh trị sông.
Vào những năm 60, các nhà khoa học ở Tây Âu đã có nhiều kết quả nghiên
cứu về hình thái lòng dẫn như Meyer - Peter và Muller, Kennedly R.G…Các nhà
khoa học của Mỹ như Einstein H.A., Ven te Chow, Ning chien… Đã có nhiều công
10 trình nghiên cứu về dòng chảy và chuyển động bùn cát, trên cơ sở đó đánh giá được

xói lở tại vùng cửa sông ven biển là của các tác giả Bijker E.W. (1971) [68],
Engelund F. và E. Hansen (1972) [71], Meyer-Peter E. và R. Muller (1948) [73],
Van Rijn L. C (1993) [74], Yang C. T. (1996) [76] …
11 Vào cuối thế kỷ XX đã có hàng loạt các công trình nghiên cứu, dự tính thủy
triều vùng ven biển, cửa sông [10], [11], [12], [17], [67] và các công trình nghiên
cứu quá trình truyền triều, xâm nhập mặn vào trong sông, tương tác giữa thủy triều -
nước dâng - lũ [14], [68]. Các nhà nghiên cứu đã từng bước tiếp cận quá trình thực
của sự phát triển hình thái và xem xét vai trò của mỗi yếu tố trong các tổ hợp có
chọn lọc giữa các yếu tố sông biển tạo ra mỗi kiểu cửa sông và kiểu diễn biến đặc
trưng của nó. Các nghiên cứu về biến hình lòng dẫn và biến dạng bãi chắn, bar cửa
sông [13], [14], [15], [26], [40], [69] đã bước đầu làm sáng tỏ cơ chế hình thành và
phát triển của các loại, dạng cửa sông.
Những năm gần đây, rất nhiều Viện nghiên cứu, các nhà khoa học trên thế giới
phát triển các mô hình số trị thủy thạch động lực mà bắt đầu là các mô hình một
chiều như MIKE11, HEC-RAS để mô phỏng các quá trình mang tính bình quân hóa
trên mặt cắt. Khi nhu cầu tính toán phân bố theo không gian của các yếu tố thủy
thạch động lực không chỉ theo chiều dòng chảy, mà còn cần trên cả độ sâu thì các
mô hình 2D, 3D cũng lần lượt ra đời chẳng hạn như mô hình DELFT3D (Hà Lan),
MECCA (Mỹ), Đây có thể xem là một bước tiến dài của khoa học công nghệ
trong việc mô phỏng và xây dựng bức tranh đầy đủ hơn về sự biến đổi thủy động
lực, hình thái của lòng dẫn, bờ bãi sông biển cũng như dự báo sự biến đổi của nó ở
các hạn vừa và dài.
Khi các mô hình số trị thủy động đã được hiệu chỉnh và kiểm định có đủ độ tin
cậy và mức độ ổn định cao thì nó sẽ là công cụ mạnh giúp chúng ta biết được sự
thay đổi của các quá trình thủy thạch động lực theo các kịch bản khác nhau và giúp
cho các nhà ra quyết định có những thông tin chính xác hơn trong việc quyết định
giải quyết các vấn đề rất phức tạp và biến động lại chịu nhiều các yếu tố tác động

Tóm lại, những vấn đề và nội dung đã được nghiên cứu và đã có những thành
tựu đáng khích lệ trên thế giới về diễn biến hình thái cửa sông, ven biển bao gồm:
- Phân đoạn, phân loại cửa sông.
- Sự hình thành và phát triển bar chắn cửa sông.
- Nghiên cứu biến đổi lòng dẫn
- Bồi lắng luồng vùng cửa sông.
- Vận chuyển bùn cát trong các đoạn cửa sông.
- Quan hệ hình thái trong các đoạn cửa sông.
- Xâm nhập mặn.
- Ngập lụt vùng cửa sông và ven bờ biển.
- Mô hình hóa các hiện tượng thủy thạch động lực và vận chuyển bùn cát
(trường sóng, thủy triều, dòng chảy, bùn cát ).
Mô hình toán là một công cụ có tính tiện ích rất lớn, chính vì vậy nó được rất
nhiều quốc gia quan tâm phát triển và đã có nhiều mô hình có tính thương mại cao,
được sử dụng khá phổ biến ở nhiều nước, cho các dự án quan trọng ở các quốc gia
khác nhau. Tuy nhiên, cũng phải nói rằng mô hình toán không phải là một công cụ
13 vạn năng vì tính đúng sai của nó phụ thuộc rất nhiều vào độ tin cậy của các điều
kiện biên, các tập hàm vào mà chúng ta phải có trước khi áp dụng chúng.
Chẳng hạn các mô hình thủy thạch động lực cần các số liệu mực nước, dòng
chảy, sóng, bùn cát ở các biên cũng như các điểm trong hệ thống để hiệu chỉnh và
kiểm định các thông số với độ chính xác cho phép khi mô phỏng. Nhưng thực tế,
các số liệu mà chúng ta có vừa ngắn, lại không đồng bộ, độ chính xác không cao thì
khó có thể khẳng định mô hình sẽ cho kết quả có thể chấp nhận được.
Việc ứng dụng các mô hình 2D hoặc 3D cũng còn gặp những trở ngại như
khối lượng tính toán quá lớn, trong khi tốc độ tính toán của các máy tính thông
thường hiện nay chưa đủ lớn dẫn tới thời gian mô phỏng quá dài. Chẳng hạn việc
mô phỏng trường dòng chảy thực 3 chiều cho một năm cần thời gian chạy máy tới 6


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status