ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
oo
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
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Chuyên nghành: Hải dương học
Mã số: 60.44.97 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS Nguyễn Thọ Sáo Hà Nội, 2012
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
Hình 7. Tổng lượng bức xạ năm và trung bình tháng trong năm (kwh/m
2
) 22
15
Hình 8. Lượng bức xạ trung bình tháng giai đoạn 1997-2007 (kwh/m
2
)
15
Hình 9. Lượng mưa thời đoạn trung bình tháng từ 1990 đến 2007 (mm)
16
Hình 10. Lượng mưa thời đoạn trung bình tháng theo các năm (mm)
17
Hình 11. Tổng lượng mưa thời đoạn theo các năm (mm)
17
Hình 12. Hoa gió thống kê trong giai đoạn 2000-2011 tại Hòn Dáu
20
Hình 13. Hoa gió trung bình mùa khô 2000-2011 tại Hòn Dáu
21
Hình 14. Hoa gió trung bình trong mùa mưa 2000-2011 tại Hòn Dáu
21
Hình 15a. Hoa gió trong mùa khô, 3/2009 tại Hòn Dáu
22
Hình 15b. Hoa gió trong mùa mưa, 8/2009 tại Hòn Dáu
22
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 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 34. Ảnh vệ tinh ALOS chụp ngày 01/3/2008
56
Hình 35. Phạm vi luới tính (Trạm liên tục B1, B2, B3)
57
Hình 36. So sánh kết quả tính toán dao động mực từ mô hình với số liệu
quan trắc tại trạm Hòn Dáu, tháng 8.2009 (mùa mưa).
59
Hình 37. So sánh kết quả tính toán dao động mực từ mô hình với số liệu
quan trắc tại trạm Hòn Dáu, tháng 3.2009 (mùa khô).
60
Hình 38. So sánh kết quả dòng chảy giữa quan trắc và tính toán trong mùa
mưa tại trạm B
3
61
Hình 39. So sánh kết quả dòng chảy giữa quan trắc và tính toán trong mùa
khô tại trạm B
2
61
Hình 40. So sánh TSS giữa quan trắc và tính toán mùa khô tại trạm B
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
77
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1. Tốc độ gió trung TB (m/s) tại một số trạm thuộc khu vực Hải
Phòng
18
Bảng 2. Một số đặc trưng chế độ gió ven biển
19
Bảng 3. Lưu lượng chảy trung bình của các sông Hải Phòng, 2009
24
Bảng 4. Mực nước triều đặc trưng tại Hòn Dáu trong nhiều năm
26
Bảng 5. Đặc điểm cấp hạt của trầm tích tầng mặt cửa sông ven biển Hải
Phòng
31
Bảng 6. Bảng tham số cho khả năng tái lơ lửng
48
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
3.9 Triển khai mô hình lan truyển trầm tích
62
Chƣơng 4. TÍNH TOÁN LAN TRUYỀN TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU
VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG
63
4.1 Kết quả mô phỏng trường thủy động lực
64
4.2 Kết quả mô phỏng trầm tích lơ lửng vào mùa mưa
70
4.3 Kết quả mô phỏng trầm tích lơ lửng vào mùa khô
75
KẾT LUẬN
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
của con người mà còn gián tiếp ảnh hưởng tới sự phát triển kinh tế - xã hội của
thành phố.
Để tìm hiểu cơ chế và đề xuất các phương hướng khắc phục, nhằm ổn định
môi trường nước một cách bền vững, đã có nhiều đề tài nghiên cứu được tiến hành
liên quan đến môi trường nước của khu vực. Điển hình như các đề tài “Đánh giá
mức độ ô nhiễm do nguồn thải lục địa, đề xuất giải pháp kiểm soát, quản lý ô nhiễm
vùng biển ven bờ phía bắc” năm 2001 [3]; đề tài: “Điều tra hiện trạng môi trường
sông Rế, sông Giá và đề xuất các giải pháp bảo vệ” năm 2003 [4]; đề tài: “Điều tra,
đánh giá tình trạng ô nhiễm và suy thoái môi trường khu vực cửa sông Cấm - Bạch
Đằng và đề xuất các giải pháp bảo vệ”, Trần Đức Thạnh và cộng sự thực hiện năm
2006 [5]. Tuy nhiên, việc đánh giá các quá trình lan truyền chất gây ô nhiễm cho
toàn bộ khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng vẫn còn rất hạn chế. Bởi trong phạm
vi nghiên cứu nhỏ ở một vùng cửa sông (phần lớn ở cửa sông Bạch Đằng), số lượng
mẫu thu thập tại nhiều điểm song chỉ lấy tức thời, không thể hiện được sự mô phỏng
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.
Chƣơng 1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu: cách thức tiếp cận và lựa
chọn phương pháp; tình hình nghiên cứu trong nước, ngoài nước.
Chƣơng 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.
Chƣơng 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.
Chƣơng 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.
Kết luận.
1
CHƢƠNG 1
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.1 Đối tƣợng và mục tiêu
Đặc điểm lan truyền các chất ô nhiễm khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng
liên quan chặt chẽ đến chế độ thủy động lực, và hàm lượng các chất gây ô nhiễm
trong môi trường nước. Tìm hiểu liên quan đến vấn đề trên, trong khuôn khổ của
một báo cáo Luận văn Thạc sĩ, học viên lựa chọn đối tượng: trầm tich lơ lửng cho
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
1.3 Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi khu vực nghiên cứu là toàn bộ vùng cửa sông ven biển Hải Phòng
gồm các sông chính đổ ra biển như Thái Bình, Văn Úc, Lạch Tray, Cấm và Bạch
Đằng, vùng biển ven bờ phía ngoài các cửa sông đó. Các nguồn ô nhiễm vào vùng
ven biển sẽ được xác định qua các kết quả khảo sát 2 mùa trên các mặt cắt gần các
cửa sông và các điểm nguồn thải. Vùng tính toán của đề tài cũng được mở rộng đến
khu vực phía đông và đông nam quần đảo Cát Bà. Trong đó chủ yếu tập trung phân
tích kết quả lan truyền trầm tích lơ lửng tại khu vực cửa sông Bạch Đằng, khu vực
cửa Lạch Tray, ảnh hưởng đến khu vực Đồ Sơn, Cát Hải và đảo Cát Bà.
Hình 2. Vùng cửa sông ven biển Hải Phòng
1.4 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc
Ngoài nước: Khu vực cửa sông ven biển tuy chỉ chiếm 1/10 diện tích bề mặt
đại dương thế giới (Lisitsyn, 1995) nhưng lại đóng vai trò đáng kể trong quá trình
(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,
1971), Leo C. Van Rijn (1993), J.W. Vander Meer (1990), Richard Soulsby (1997)
đã được khái quát hóa mang tính phương pháp luận, viết thành cẩm nang sử dụng
như: Động lực gần bờ và các quá trình bờ - Lý thuyết, đo đạc và các mô hình dự
báo của Horikawa K., 1978, Động lực cát biển: Sách hướng dẫn cho các ứng dụng
thực tiễn, các nguyên lý vận chuyển trầm tích trong sông, cửa sông hình phễu và
biển ven bờ của Richard S., 1997, hay Các nguyên lý vận chuyển trầm tích ở sông,
cửa sông và ven biển của Leo C. Van Rijn, 1993. Ngày nay, vấn đề trên còn được
giải quyêt trên phương diện mô hình. Sự phát triển mô hình một chiều - nghiêng
nhiều về tính lý thuyết. Trong khi đó, sự phát triển của mô hình hai chiều - thường
được lấy trung bình theo độ sâu khi giải quyết các vấn đề trong hệ thống thủy động
lực, có lợi thế cho kiểu phân tích các kiểu hoàn lưu phức tạp và dòng chảy không ổn
định. Những kết quả ghi nhận cho kiểu loại này được Mc Anally trình bày năm
1986 và Van Rijn trình bày năm 1989. Từ đó thiết lập và xây dựng lên những mô
hình hai chiều được sử dụng rộng rãi như: mô hình Delft3D - Hà Lan có tính cho
, 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
Ninh, 1995); Nghiên cứu khả năng tiếp nhận tải lượng ô nhiễm do nước thải, khả
năng tự làm sạch của các sông Sài Gòn, Đồng Nai, Nhà Bè (Lê Trình, 1996);
Nghiên cứu các đặc trưng thủy văn, động lực học và nhiễm bẩn khu vực cửa sông
Dinh tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu; Đề xuất các biện pháp quản lý và bảo vệ (Trương Đình
Hiển); Nghiên cứu xây dựng bản đồ phân vùng mức độ độc hại do nước thải trên
7
sông Sài Gòn - Đồng Nai và xác định giới hạn, mức độ cho phép xả ra nguồn tiếp
nhận (Đỗ Hồng Lan Chi); Quản lý môi trường nước sông Cầu (Nguyễn Văn Cư,
2001); đề tài Các yếu tố khí tượng thủy văn ảnh hưởng đến chất lượng nước sông
Sài Gòn, Đồng Nai (Phan Văn Hoặc, 2001). Tính tới cả thời điểm 2007, đề tài cấp
Viện KH&CN: Đánh giá khả năng tích tụ và phân tán các chất ô nhiễm vùng cửa
sông ven biển Việt Nam (Cao Thị Thu Trang và nnk) vẫn chủ yếu dùng bộ số liệu
điều tra, khảo sát đánh giá được mức độ tích luỹ và phạm vi phân tán của một số
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
chất ô nhiễm vùng cửa sông ven biển Việt Nam (Cao Thu Trang, 2007); Nạo vét ở
cảng Hải Phòng và một số ảnh hưởng của nó đến môi trường và hệ sinh thái biển
(Bùi Văn Vượng và nnk, 2007); Bước đầu đánh giá ảnh hưởng của đập Hòa Bình
đến môi trường trầm tích ven bờ châu thổ sông Hồng (Trần Đức Thạnh và nnk,
2008); Dự báo nguy cơ ô nhiễm và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường khu công
nghiệp Bến Rừng, Thủy Nguyên (Trần Đình Lân 2008); Báo cáo quan trắc môi
trường biển hàng năm (Cục Môi trường, 1999-2008); Đánh giá tình trạng ô nhiễm
và suy thoái môi trường khu vực cửa sông Cấm - Bạch Đằng và đề xuất các giải
pháp bảo vệ (Trần Đức Thạnh 2008); Đánh giá sức tải môi trường đảo Cát Bà và đề
xuất các giải pháp phát triển bền vững (Cao Thu Trang, 2009); Thử nghiệm đánh
giá sức tải môi trường của sông Bạch Đằng và đề xuất các giải pháp bảo vệ môi
trường, phát triển bền vững (Cao Thu Trang, 2009); Mô hình vận chuyển trầm tích
và biến động địa hình đáy áp dụng cho vùng biển cửa sông cảng Hải Phòng (Đinh
Văn Ưu 2009); Đánh giá lan truyền các chất gây ô nhiễm khu vực cửa sông ven
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 CHƢƠNG 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
trường ở khu vực đô thị ven biển. Vì vậy ngoài các số liệu quan trắc định kỳ về khí
tượng thủy văn (KTTV) của Trung tâm KTTV quốc gia tại các trạm cố định, đã có
nhiều đề tài dự án tiến hành nghiên các vấn đề liên quan ở khu vực này trong đó có
các khảo sát về khí tượng thủy hải văn. Các số liệu khảo sát về khí tượng, thủy hải
văn ở vùng ven biển Hải Phòng khá rộng nên chúng tôi chỉ tập trung nhiều vào các
số liệu thu thập được ở vùng ven biển như Cát bà, Long châu, Đồ sơn và vùng lân
cận nơi tập trung các cửa sông Lạch Tray, Văn Úc, Ba Lạt, Thái Bình. Các số liệu
đã thu thập được ở vùng ven biển Hải Phòng bao gồm: các bảng về các đặc trưng
khí hậu, khí tượng về các yếu tố như gió, mưa, nhiệt độ không khí, độ ẩm và bức xạ
và các bảng số liệu về các đặc trưng thủy văn, hải văn như dao động mực nước,
sóng, dòng chảy (trong đó có các trạm đo liên tục và không liên tục). Các tài liệu về
khí hậu, khí tượng thủy hải văn vùng ven biển Hải Phòng nói riêng và vùng biển
Hải Phòng nói chung có thời gian quan trắc từ năm 1990 đến năm 2011. Trong đó,
phần nhiều tập trung vào những năm gần đây. Những tư liệu này tuy không đồng bộ
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.
Hình 4. Số hóa trường độ sâu bao quanh khu vực nghiên cứu
2.2 Đặc điểm khí hậu, khí tƣợng
2.2.1 Nhiệt độ không khí
Chế độ nhiệt trong vùng nghiên cứu chịu ảnh hưởng rõ rệt của hai hệ thống
gió mùa: gió mùa đông bắc khô lạnh, gió mùa tây nam nóng ẩm. Nhiệt độ không
khí trung bình năm dao động trong khoảng 22,5-23,5
o
C. Mùa hạ nóng, nền nhiệt độ
trung bình đạt trên 25
o
C kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9, nhiệt độ cao nhất có thể đạt
35
o
C-40
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
độ khí theo các tháng được thể hiện qua hình H6. Đặc trưng nhiệt từng tháng trong
ba năm 2005, 2006, 2007 vẫn tuân theo quy trình nhiệt, không có điểm dị thường.
Trung bình nhiệt tháng các năm khá tương đồng, trong năm 2005 là 23.9
o
C, năm
2006: 24.5
o
C, năm 2007: 24.4
o
C. Nhiệt cao nhất rơi vào tháng 7, tháng 8 có giá trị
xấp xỉ 30
o
C; thấp nhất vào tháng 1: 17.3
o
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
- trung bình tháng 82kwh/m
2
. Xu thế tổng
lượng bức xạ cũng như lượng bức xạ trung bình tháng có chiều hướng giảm từ năm
1997 cho đến năm 2007. Trong năm 2007, lượng bức xạ trung bình tháng được biểu
diễn qua hình H8, tại đây tổng lượng bức xạ biến đổi phù hợp với biến trình nhiệt
khí. Khi đó tổng lượng trung bình tháng cao vào tháng 6: 119kwh/m
2
, tháng 7:
120kwh/m
2
. Giảm vào các tháng cuối và các đầu năm, với giá trị xấp xỉ là
65kwh/m
2
)
Hình 8. Lượng bức xạ trung bình tháng giai đoạn 1997-2007 (kwh/m
2
)
Copyright: Tài liệu đại học ©