SV: Đồng Thị Dung _ Lớp:54B2
1
Báo cáo nghiên cứu khoa học
NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN LAN TRUYỀN MẶN KHU
VỰC CỬA SÔNG BA LẠT
SVTH: Đồng Thị Dung, lớp 54B2
GVHD: PGS.TS Nghiêm Tiến Lam
SV: Đồng Thị Dung _ Lớp:54B2
2
Contents'
1.!Đặt vấn đề .............................................................................................................................................. 3!
1.1.!Mục tiêu và phạm vi của nghiên cứu ......................................................................................... 3!
1.2.!Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................................... 3!
2.!Giới thiệu về khu vực nghiên cứu .......................................................................................................... 4!
2.1.!Vị trí địa lý ................................................................................................................................. 4!
2.2.!Khí hậu ....................................................................................................................................... 5!
2.3.!Thủy văn cửa sông ..................................................................................................................... 5!
2.4.!Hải văn biển ............................................................................................................................... 6!
2.5.!Độ mặn ....................................................................................................................................... 6!
2.6.!Hiện trạng xâm nhập mặn .......................................................................................................... 6!
3.!Ứng dụng mô hình EFDC tính toán thủy động lực và xâm nhập mặn vùng cửa sông .......................... 6!
3.1.!Tổng quan về mô hình toán EFDC ............................................................................................ 6!
3.2.!Thiết lập mô hình EFDC cho khu vực Cửa Ba Lạt .................................................................... 7!
3.2.1.!Các số liệu cơ bản .................................................................................................................. 7!
(1)!Tài liệu địa hình ......................................................................................................................... 7!
(2)!Số liệu thủy, hải văn ................................................................................................................... 8!
3.3.!Thiết lập mô hình thủy động lực Cửa Ba Lạt ............................................................................ 8!
3.3.1.!Thiết lập miền tính toán ......................................................................................................... 8!
3.3.2.!Thiết lập điều kiện biên .......................................................................................................... 9!
3.3.3.!Thiết lập điều kiện ban đầu .................................................................................................. 10!
3.3.4.!Hiệu chỉnh mô hình thủy động lực ....................................................................................... 11!
a.
!Thời kỳ tính toán .......................................................................................................................... 12!
b.
!Thiết lập thông số mô hình thủy lực ............................................................................................ 12!
3.3.5.!Kiểm định mô hình thủy động lực ....................................................................................... 15!
3.4.!Thiết lập mô hình tính toán lan truyền mặn cho khu vực Cửa Ba Lạt ..................................... 17!
3.4.1.!Phạm vi miền tính toán ........................................................................................................ 17!
3.4.2.!Thời gian tính toán ............................................................................................................... 17!
3.4.3.!Điều kiện ban đầu ................................................................................................................ 17!
3.4.4.!Điều kiện biên ...................................................................................................................... 17!
3.4.5.!Hiệu chỉnh mô hình lan truyền mặn ..................................................................................... 18!
3.4.6.!Kiểm định mô hình lan truyền mặn ..................................................................................... 22!
4.!Kết luận và kiến nghị ........................................................................................................................... 27!
SV: Đồng Thị Dung _ Lớp:54B2
3
1. Đặt vấn đề
Hiện nay, mực nước biển dâng cao do khí hậu thay đổi đang là một nguy cơ nghiêm
trọng có tính toàn cầu, và nguy cơ này càng trở nên nghiêm trọng hơn đối với những
nước có mật độ dân cư dày đặc ở những vùng đất thấp và ven biển như Việt Nam.
Mực nước biển dâng cao làm quá trình xâm nhập mặn tại vùng cửa sông thuộc dải ven
biển đồng bằng Bắc Bộ diễn biến phức tạp và càng lấn sâu vào trong đất liền, ảnh
hưởng đến quá trình lấy nước phục vụ các ngành kinh tế. Vì vậy cần phải có tính toán
xác định diễn biến quá trình thủy lực và xâm nhập mặn của hệ thống vùng cửa sông
ven biển. Trong nghiên cứu này ta sẽ tính toán sự vận chuyển chất, lan truyền mặn cửa
Ba Lạt, nơi Sông Hồng đổ ra biển.
1.1. Mục tiêu và phạm vi của nghiên cứu
Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá sự lan truyền, xâm nhập mặn tại khu
vực cửa sông Ba Lạt nằm giữa hai tình Nam Định và Thái Bình.
Phạm vi nghiên cứu là bài toán thủy lực và lan truyền mặn khu vực cửa Ba Lạt với
ảnh hưởng của chế độ thủy triều và dòng chảy từ các sông. Vùng nghiên cứu là khu
vực cửa sông ít chịu tác động của sóng, gió nên có thể bỏ qua tác động của quá trình
sóng, gió.
1.2. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện với các phương pháp nghiên cứu chính như phương pháp
tiếp cận kế thừa, phương pháp phân tích tổng hợp và phương pháp mô hình toán.
Nghiên cứu kế thừa các kết quả nghiên cứu về khu vực đã được thực hiện trước đây,
kế thừa, áp dụng có chọn lọc các kiến thức và công cụ mô hình về thủy động lực học,
lan tryền mặn hiện có trên thế giới và trong nước.
Đề tài nghiên cứu khai thác, sử dụng bộ phần mềm mô hình EFDC để mô phỏng thủy
chế độ thủy động lực học, chất lượng nước khu vực nghiên cứu cùng với các công cụ
xử lý số liệu khác. Theo phương pháp mô hình toán, căn cứ vào các số liệu thu thập và
mục đích nghiên cứu, đồ án đã thực hiện các bước:
v
Thiết lập miền tính toán, lưới tính, các trạm kiểm tra
SV: Đồng Thị Dung _ Lớp:54B2
4
v
Thiết lập điều kiện ban đầu, điều kiện biên (biên trên, biên dưới)
v
Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình.
Sau khi đã được hiệu chỉnh và kiểm định, mô hình có thể được dùng để tính toán mô
phỏng phục vụ cho việc phân tích hiện trạng chế độ thủy động lực, lan truyền mặn của
khu vực nghiên cứu.
2. Giới thiệu về khu vực nghiên cứu
2.1. Vị trí địa lý
Hệ thống sông Hồng là một mạng lưới các con sông, tập hợp quanh con sông chính là
sông Hồng, góp nước cho sông Hồng hoặc nhận nước của con sông này đổ ra Biển
Đông. Hệ thống sông Hồng tạo nên phần lớn diện tích đồng bằng Bắc Bộ, một vùng
bình nguyên tam giác châu thổ lớn thứ hai của Việt Nam.
Cửa Ba Lạt là kết thúc của sông Hồng đổ ra biển nằm ở 20019’ độ vĩ Bắc, 106031’độ
kinh Đông. Cửa Ba Lạt là nơi tiếp giáp địa giới hành chính giữa hai huyện Giao Thủy
(Nam Định) và Tiền Hải (Thái Bình). Đây là khu vực ngập nước cửa sông mang ý
nghĩa rất quan trọng về mặt kinh tế xã hội, sinh học cũng như nghiên cứu khoa học.
Hình 1: Khu vực nghiên cứu cửa sông Ba Lạt
SV: Đồng Thị Dung _ Lớp:54B2
5
2.2. Khí hậu
Khí hậu mang tính chất chung của khí hậu đồng bằng Bắc Bộ, thuộc khí hậu nhiệt đới
gió mùa ẩm, có 4 mùa rõ rệt (xuân, hạ, thu, đông), mùa đông khí hậu khô do chịu tác
động của gió mùa đông bắc. Khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm có mùa đông lạnh từ tháng
11 đến tháng 2. Mùa hè từ tháng 5 đến tháng 9. Nhiệt độ trung bình năm khoảng 240C.
Lượng mưa trung bình 1175mm với số ngày mưa khoảng 133 ngày. Hai hướng gió
chính trong năm ở đây là hướng Đông Bắc từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau. Hướng
Đông Nam từ tháng 4 đến tháng 9.
2.3. Thủy văn cửa sông
Vùng ven biển tỉnh tỉnh Nam Định, Thái Bình có 4 cửa sông lớn, đó là cửa sông Ba
Lạt (sông Hồng), cửa sông Ninh Cơ , cửa sông Đáy và cửa sông Trà Lý, sông Luộc.
Mật độ sông trong vùng không cao (0,33km/km2) nên khi lũ xảy ra vẫn có hiện tượng
ngập úng tạm thời tại một số vùng, đặc biệt là đối với vùng ven biển nhu cầu rửa mặn
rất lớn, do đó hệ thống sông này cần phải được tăng cường bằng các kênh mương tưới
tiêu.
Bảng 1: Một số trạm đo thủy văn
STT
Trạm
Kinh độ
Vĩ độ
Ghi chú
1
Ba Lạt
20019’
106031’
Thủy Văn
2
Dương Liễu
20020’
106024’
Thủy Văn
3
Vũ Thuận
20023’
106018’
Thủy Văn
4
Hành Thiện
20020’
106018’
Thủy Văn
5
Ngô Xá
20023’
106016’
Thủy Văn
6
Phú Hào
20025’
106013’
Thủy Văn
7
Nhật Tảo
20035’
106007’
Thủy Văn
8
Tiến Đức
20035’
106024’
Thủy Văn
9
Triều Dương
20038’
106005’
Thủy Văn