LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu, thực hiện luận văn Thạc sĩ với đề tài
“Nghiên cứu diễn biến xói lở và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển Đồi Dương,
tỉnh Bình Thuận” tác giả đã hoàn thành theo đúng nội dung của đề cương
nghiên cứu, được Hội đồng Khoa học và Đào tạo của Khoa kỹ thuật Biển phê
duyệt.
Để có được kết quả như ngày hôm nay, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn
sâu sắc tới PGS.TS. Vũ Minh Cát – Khoa Kỹ thuật biển - Trường Đại học
Thủy lợi, nghiên cứu viên Nguyễn Thành Luân- Phòng Thí nghiệm trọng điểm
Quốc gia về động lực học Sông Biển- Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đã
tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và đóng góp các ý kiến quý báu trong suốt quá
trình thực hiện luận văn.
Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp trong cơ quan; Phòng Đào tạo
Đại học và sau đại học; tập thể lớp cao học 19BB- Trường Đại học Thuỷ lợi
cùng toàn thể gia đình và bạn bè đã động viên, khích lệ, tạo điều kiện thuận
lợi về mọi mặt để tác giả hoàn thành luận văn này.
Trong quá trình thực hiện luận văn, do thời gian và kiến thức còn hạn
chế nên chắc chắn không thể tránh khỏi những sai sót. Vì vậy, tác giả rất
mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô, đồng nghiệp để giúp tác giả
hoàn thiện về mặt kiến thức trong học tập và nghiên cứu.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2014
Tác giả Nguyễn Minh Đức
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BẢN CAM KẾT
5. Nội dung luận văn 3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 4
1.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình, địa chất 4
1.1.1 Vị trí địa lý 4
1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 5
1.2 Đặc điểm khí tượng, thủy hải văn 10
1.2.1 Đặc điểm khí tượng 10
1.2.2 Đặc điểm thủy hải văn 13
1.3 Đặc điểm dân sinh, kinh tế - xã hội 16
1.3.1 Dân sinh 16
1.3.2 Văn hoá xã hội 17
1.3.3 Hiện trạng kinh tế Bình Thuận 18
CHƯƠNG II. HIỆN TRẠNG BỒI TỤ, XÓI LỞ BỜ BIỂN ĐỒI DƯƠNG,
PHAN THIẾT, TỈNH BÌNH THUẬN 21
2.1 Hiện trạng diễn biến bờ biển khu vực Đồi Dương 21
2.1.1 Đoạn bờ Mũi Né – Phú Hải ( Phan Thiết ) 22
2.1.2 Đoạn bờ Đồi Dương – Phan Thiết 23
2.1.3 Đoạn bờ biển cảng Phan Thiết – Kê Gà 25
2.2 Kết luận chương 26
CHƯƠNG III. MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG LỰC VÀ DIỄN
BIẾN HÌNH THÁI KHU VỰC ĐỒI DƯƠNG, PHAN THIẾT, TỈNH
BÌNH THUẬN 27
3.1 Giới thiệu mô hình Mike 21 27
3.2 Thiết lập mô hình dòng chảy và vận chuyển bùn cát cho khu Phan Thiết 32
3.3 Hiệu chỉnh mô hình 33
3.3.1 Hiệu chỉnh mô hình triều 33
3.3.2 Hiệu chỉnh mô hình sóng 35
3.4 Xây dựng kịch bản mô phỏng 37
3.4.1 Các kịch bản 37
TÀI LIỆU THAM KHẢO
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Chỉ tiêu cơ lý của lớp 1 9
Bảng 1.2. Vận tốc gió lớn nhất theo các hướng 14
Bảng 1.3. Kết quả xử lý thống kê quan trắc sóng ngoài khơi tại trạm Bạch Hổ 14
Bảng 1.4. Số đơn vị hành chính, diện tích và dân số 17
Bảng 3.1. Các module tính toán trong MIKE21 29
Bảng 3.2. Năng lượng sóng tương đương tại trạm Phú Quý (1990-2007) 38
Bảng 3.3. Tên và vị trí các mặt cắt 42
Bảng 3.4. Phân bố gió mùa hàng năm 48
Bảng 4.1. Chiều cao sóng có nghĩa tại trạm Phú Quý (1990-2009) 77
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Sơ đồ hành chính thành phố Phan Thiết 4
Hình 1.2. Sơ đồ địa chất khu vực Phan Thiết 5
Hình 3.1. Địa hình và lưới tính khu vực nghiên cứu 32
Hình 3.2. So sánh quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Phan
Thiết 34
Hình 3.3. Trường sóng khu vực Đồi Dương lúc 13giờ ngày 22/8/2010 36
Hình 3.4 .So sánh chiều cao sóng thực đo và tính toán 36
Hình 3.5. Trường sóng trong gió mùa Đông Bắc 39
Hình 3.6. Dòng chảy sườn triều xuống tại thời điểm 22h ngày 20/11/2009 39
Hình 3.7. Trường sóng trong gió mùa Tây Nam 40
Hình 3.8.Dòng chảy sườn triều xuống lúc 4h ngày 4/8/2010 41
Hình 3.9. Dòng chảy sườn triều lên tại thời điểm 23h ngày 23/8/2010 41
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nước ta có hơn 3200 km bờ biển, kéo dài từ Móng Cái (Quảng Ninh) đến
Hà Tiên (Kiên Giang) với nhiều cửa sông, bãi biển đẹp và nhiều khu sinh thái
có giá trị cao. Dải bờ này càng có vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh
tế xã hội của đất nước. Không chỉ ở Việt nam mà cả trên thế giới, bờ biển và
khu vực ven biển thường là nơi tập trung dân cư, là các trung tâm kinh tế,
thương mại sầm uất, khu du lịch, là nơi đặt các hải cảng, khu công nghiệp và
khu chế xuất quan trọng. Hiện nay dọc theo ven biển nước ta đã có hệ thống
đê, kè biển, hầu hết các tuyến đê, kè biển đều có nhiệm vụ bảo vệ an toàn và
ổn định đời sống cho dân cư sống trong khu vực ven biển, các vùng đất thấp
ven biển, các vùng sản xuất nông nghiệp, nghề muối… Tuy nhiên, nước ta
nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, bờ biển lại kéo dài nên thường xuyên
chịu tác động của các yếu tố tự nhiên như sóng, gió, thủy triều, bão bờ biển
thường xuyên bị biến động, hiện tượng xói lở bờ biển gây mất đất, phá huỷ
nhà cửa, các khu du lịch, khách sạn, phá huỷ các cơ sở hạ tầng đang diễn ra
ngày một mạnh mẽ hơn, gây thiệt hại lớn về người và tài sản cho các khu vực
ven biển ở Việt Nam. Trong số các tỉnh ven biển, tỉnhBình Thuận là một tỉnh
nam Trung Bộ, có bờ biển dài hơn 192 km, với nhiều trọng điểm xói lở.
Trước những ảnh hưởng của các yếu tố biển, thiên tai, biến đổi khí hậu, hiện
nay nhiều khu vực trên địa bàn tỉnh, biển ngày càng xâm thực sâu vào bờ, làm
mất nhiều diện tích đất, gây nhiều thiệ
t hại đối với nhà cửa của nhân dân,
công trình công cộng, các khu du lịch nổi tiếng như Hàm Tiến - Mũi Né, Đồi
Dương - Đức Long, Phước Lộc - LaGi, Phước Thể - Tuy Phong, cùng với tần
suất lũ, bão xảy ra ngày càng nhiều, đe dọa đến đời sống của người dân. Việc
xây dựng các công trình vùng ven biển đã có những tác động đến diễn biến
đường bờ, chế độ thuỷ động lực của khu vực. Vì vậy, việc nghiên cứu chế độ
3
- Phương pháp mô hình toán
Phương pháp mô hình toán hiện đang được sử dụng trong nhiều nghiên
cứu về thủy động lực vùng cửa sông trong những năm gần đây. Luận văn sẽ
sử dụng mô hình tích hợp các quá trình dòng chảy, sóng để đánh giá các quá
trình thủy động lực vùng cửa sông bờ biển Phan Thiết. Với phương pháp này
có thể xác định được nguyên nhân, cơ chế gây bồi lấp cửa, từ đó lựa chọn các
giải pháp và đánh giá hiệu quả công trình.
4. Kết quả đạt được
- Đánh giá hiện trạng và quy luật diễn biến bờ biển Phan Thiết
- Xác định các nguyên nhân gây nên diễn biến tại bờ biển Phan Thiết
- Xây dựng mô hình sóng triều và vận chuyển bùn cát vùng Phan Thiết,
mô phỏng diễn biến đường bờ khu vực Phan Thiết theo các kịch bản.
- Đề xuất giải pháp nhằm ổn định bờ biển Phan Thiết
5. Nội dung luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị và danh mục tài liệu tham khảo,
luận văn gồm 4 chương như sau:
Chương 1: Tổng quan về khu vực nghiên cứu
Chương 2: Hiện trang bồi tụ, xói lở bờ biển Đồi Dương, Phan Thiết, tỉnh
Bình Thuận
Chương 3: Mô phỏng chế độ thủy động lực và diễn biến hình thái khu vực
Đồi Dương
Chương 4: Đề xuất giải pháp nhằm ổn định bờ biển Phan Thiết
4
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình, địa chất
1.1.1 Vị trí địa lý
Bình Thuận là tỉnh duyên hải thuộc Nam Trung Bộ, phía Bắc giáp tỉnh
Ninh Thuận, phía Tây Bắc giáp tỉnh Lâm Đồng, phía Tây giáp tỉnh Đồng Nai,
1
đc
3
)
Trong phạm vi khu vực Phan Thiết, các đá xâm nhập mới chỉ được
phát hiện có một diện lộ rất nhỏ (khoảng 500m
2
) ở khu vực bãi biển gần cửa
sông Cà Ty. Các đá lộ ra ở khu vực sát mép biển, dài không liên tục dài
khoảng 150m, rộng khoảng 20-25m, bị phủ bởi các trầm tích biển tuổi
Holocen muộn. Thành phần chủ yếu gồm các đá granite có biotite hạt trung
có cấu tạo khối màu xám hồng.
Hệ tầng Trà Mỹ (J
2
a-bjtm)
Đá trầm tích hệ tầng Trà Mỹ không lộ ra trên mặt, bề dày khoảng
200m, thành phần chủ yếu là đá phiến sét màu đen xen bột kết và ít cát kết
màu xám đen. Các trầm tích hệ tầng Trà Mỹ thường bị phủ bất chỉnh hợp bởi
các trầm tích của hệ tầng Liên Hương (N
2
lh), hệ tầng Mũi Né (mQ
2
1
mn), hệ
tầng Phan Thiết (mbQ
2
2-3
pt).
6
tuổi Pleistocen, thời muộn (apQ
II
2
) phủ lên, dày 11,7m.
Hệ tầng Phan Thiết (mbQ
2
2-3
pt)
Trầm tích hệ tầng Phan Thiết lộ ra tại khu vực sân bay Phan Thiết và
phía bắc đồi Ông Hoàng. Khu vực sân bay Phan Thiết, sự thay đổi màu sắc
của trầm tích rõ rệt, có thể quan sát được tại các vách xâm thực và trong các
lỗ khoan. Thành phần gồm thạch anh hạt nhỏ đến trung màu đỏ, phủ bất chỉnh
hợp lên hệ tầng Liên Hương (N
2
lh). Bề dày hệ tầng khoảng 52m.
Trầm tích biển (mQ
2
2-3
)
7
Các trầm tích biển tuổi Pleistocen muộn phân bố hạn chế ở khu vực
Phú Lâm, rìa phía Tây đô thị ở độ cao 10-20m, thành phần là cát thạch anh
hạt mịn-trung màu trắng. Bề dày của các trầm tích này chưa thể khống chế
hết, chúng gối vào các trầm tích của hệ tầng Phan Thiết, bị các trầm tích sông
biển tuổi Holocen sớm giữa cắt qua.
Phan Thiết (mbQ
2
2-3
pt). Khu vực phía Nam bãi Đồi Dương, một phức
2
,
bề dày thay đổi từ 2-10m, loại thạch học chủ yếu là sét pha màu xám nâu,
xám vàng.
Phức hệ thạch học cát trầm tích sông Holocen trung thượng (aQ
IV
2-3
):
phức hệ này không lộ trên mặt, thường phân bố thành các lớp nằm xen kẽ kẹp
giữa các phức hệ khác.
8
Tập thạch học trầm tích biển
Phức hệ thạch học cát trầm tích biển Holocen thượng (mQ
IV
3
): phân bố
thành dải hẹp chạy dọc theo bờ biển tạo thành các bãi triều với độ cao tuyệt
đối 1-2m, bề dày thay đổi từ 2-5m, thành phần chủ yếu là cát thạch anh hạt
mịn đến trung.
Phức hệ thạch học trầm tích biển Holocen trung-thượng (aQ
IV
2-3
): phân
bố trung tâm thành phố Phan Thiết, diện tích khoảng 6km
2
, bề dày từ 5-10m,
thành phần chủ yếu là cát hạt nhỏ, hạt trung, màu xám trắng.
Phức hệ thạch học sét pha, bùn sét pha trầm tích Holocen hạ-trung
(Q
0
99
1
0
%
Độ ẩm tự nhiên
12,6
%
Dung trọng
Ướt
Khô
1,85
1,64
T/m
3
Tỷ trọng
2,67
Độ rỗng
38,6
%
Hệ số rỗng
0,628
Độ bão hòa G
53,4
%
Sức kháng cắt
đến 15-30m. Trong quá khứ và hiện tại, đồng bằng Phan Thiết là nơi hoạt
động tranh chấp của các hoạt động của sông, của biển và cả tác động của gió.
Bên cạnh đó, dải cát đỏ chịu tác dụng xâm thực mạnh chiếm diện tích chủ yếu
tại khu vực Phan Thiết.
1.2 Đặc điểm khí tượng, thủy hải văn
1.2.1 Đặc điểm khí tượng
a. Nhiệt độ
Phan Thiết nằm trong vùng khí hậu cận xích đạo, nhiệt độ quanh năm
cao và ít biến động, nhiệt độ trung bình quanh năm dao động khoảng 26~27
0
.
Hình 1.3 thể hiện nhiệt độ trung bình hàng tháng trong các năm từ 2005 đến
2010 đo tại trạm Phan Thiết.
b. Chế độ mưa
Thành phố Phan Thiết có hai mùa tương đối rõ rệt: mùa mưa trùng với
mùa gió mùa Tây Nam, thường bắt đầu từ giữa tháng 05 và kéo dài đến hết
tháng 10. Mùa khô trùng với mùa gió mùa Đông Bắc, thường bắt đầu từ tháng
11 đến cuối tháng 04 năm sau.
11
Hình 1.3. Nhiệt độ trung bình hàng tháng tại Phan Thiết
Hình 1.4. Biểu đồ lượng mưa trung bình các tháng tại Phan thiết
c. Chế độ nắng
Thành phố Phan Thiết năm trong vùng có vĩ độ thấp, thời gian chiếu
sáng dài, trung bình hàng năm có khoảng trên 2.700 giờ nắng. Mùa khô có số
giờ nắng trung bình từ 6 - 8 giờ/ngày, tháng 4 có số giờ nắng cao nhất (>214
giờ). Mùa mưa số giờ nắng thấp, khoảng từ 120 – 185 giờ/ tháng, tháng thấp
nhất là tháng 10 (khoảng 121 giờ). Hình 1.5 cho thấy sự thay đổi số giờ nắng
Vùng biển Phan Thiết chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc nhưng
ảnh hưởng này yếu dần khi đi từ Bắc vào Nam. Vùng khí hậu này có hai mùa
gió rất rõ rệt: mùa gió Đông Bắc bắt đầu vào khoảng tháng 10 hàng năm và
kết thúc vào khoảng giữa tháng 4 năm sau và mùa gió mùa Tây Nam trong
thời gian còn lại của năm. Hai loại gió này quyết định đến tính chất khí hậu và
cơ chế bồi xói trong khu vực.
Từ tháng 10 tới tháng 12 cũng là mùa bão tại đây nên xác suất xuất
hiện gió mạnh rất lớn. Theo các thống kê quan trắc tại trạm Nha Trang, vào
tháng X, xác suất xuất hiện gió mạnh với tốc độ lớn hơn 8m/s và 10m/s tương
ứng là 7,2% và 1,7%. Đặc biệt, vào tháng này còn quan trắc thấy gió có tốc
độ lớn hơn 16m/s với xác suất xuất hiện là 0,3% (Vũ Thanh Ca, 2005). Từ
giữa tháng 3 đến tháng 9, gió chuyển dần sang hướng Tây đến Tây Nam, thổi
từ đất liền ra biển, triệt tiêu sóng lừng truyền từ ngoài khơi vào, giúp cho bãi
cát bồi trở lại. [2]
14
Tốc độ gió cực đại quan trắc theo các hướng, sử dụng hàm phân bố
Rayleigh để tính tốc độ gió theo các tần suất khác nhau: 1%, 5% và 13%. Vận
tốc gió cực đại theo các hướng được thể hiện trong bảng 2.3.
Bảng 1.2. Vận tốc gió lớn nhất theo các hướng
Tần suất
Hướng
1%
13%
V(m/s)
V(m/s)
Đông Bắc
12,31
8,02
Ttb 6,4 5,7 5,5 5,1 4,8 5,1 5,1 5,0 4,8 6,2 6,2 6,5
Hmax
7,0
6,3
6,9
4,5
6,0
4,7
4,0
5,0
5,0
5,0
7,0
10,5
Tmax
8,7
8,2
8,0
10,0
6,8
7,1
7,7
7,0
7,3
8,4
8,4
11,5
- Sóng ngoài khơi thềm lục địa biển Đông thường là sóng hỗn hợp gió-
lừng. Độ cao và chu kỳ trung bình năm là 1,6 m và 5,5 giây tương ứng, độ cao
và chu kỳ sóng cực đại là 10,5 m và 11,5 giây. Sóng lớn thường xuất hiện trong
độ cao từ 1,9-3,7 m có tần suất 15% trong đó hướng Tây-Nam chiếm 8%, hướng
16
Nam 7%. Sóng lừng có độ cao lớn hơn 3,7m chiếm 9%. Tần suất lặng sóng là
69%.
Kết quả khảo sát cho thấy hai đợt khảo sát tháng 6 và tháng 11 năm: Độ cao
sóng lớn nhất tại Phan Thiết đợt tháng 6 là 0,47 m, tại Phan Rí Cửa là 0,94 m.
Đợt tháng 11 lớn nhất tại Phan Thiết là 1,45 m, tại Phan Rí là 1,23 m;
Sóng trong thời gian quan trắc là sóng có hướng từ Nam đến Tây Nam (S,
SSW, SW). [2]
d. Dòng chảy
Kết quả khảo sát hải văn đợt tháng 6 và tháng 11 năm 2009 tại ven biển
Phan Thiết và Phan Rí : dòng chảy ven bờ lớn nhất tại Phan Thiết đợt tháng 6 là
18,69 cm/s và tại Phan Rí là 17,75 cm/s. Đợt tháng 11 lớn nhất tại Tp. Phan
Thiết là 66,3 cm/s, tại Phan Rí là 68,7 cm/s. Qua kết quả trên ta nhận thấy dòng
chảy trong tháng 11 lớn hơn nhiều so với tháng 6.
1.3 Đặc điểm dân sinh, kinh tế - xã hội
1.3.1 Dân sinh
Theo niên gián thống kê tỉnh Bình Thuận ngày 01/04/2009, quy mô và
mật độ dân số có sự chênh lệch khá lớn giữa thành phố Phan Thiết, thị xã La
Gi và các huyện. Nhìn chung dân cư tập trung chủ yếu ở những vùng kinh tế
ven biển do đó tỉnh cần sớm có những giải pháp phát triển kinh tế xã hội ở các
vùng khác nhau tránh sự tập chung dân cư không đồng đều.
Dân số: 1.169.450 người điều tra dân số 01/04/2009
Mật độ: 149 người/km²
Số nam: 590.671 người; số nữ: 578.779 người
Thành thị: 460.800 người; nông thôn: 708.650 người
2
793
141595
179
Bắc Bình
16
2
1825
117128
64
Hàm Thuận
Bắc
15 2 1283 166823 130
Hàm Thuận
Nam
12 1 1052 98789 94
Tánh Linh
13
1
1174
101647
87
Đức Linh
11
2
535
127453
238
Hàm Tân
8