intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn thạc sĩ " NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VẬN CHUYỂN TRẦM TÍCH LƠ LỬNG VÙNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG BẰNG MÔ HÌNH DELFT3D "

Chia sẻ: Phạm Huy | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:129

Thêm vào BST
Báo xấu
165
lượt xem 31
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vùng cửa sông ven biển Hải Phòng có chế độ động lực phức tạp với sự tác động và ảnh hưởng của các yếu tố như sóng, dòng chảy, thủy triều và dòng nước ngọt từ sông đưa ra. Khu vực này cũng có hệ thống cảng biển quan trọng, đầu mối ra biển của các tỉnh phía bắc. Tuy nhiên do nhiều nguyên nhân khác nhau mà xu hướng bồi lắng ở khu vực cảng Hải Phòng luôn diễn ra mạnh mẽ, các tàu hàng lớn thường rất khó vào cảng chính mà phải chờ đến thời gian nước lớn mới có thể vào hoặc...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ " NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VẬN CHUYỂN TRẦM TÍCH LƠ LỬNG VÙNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG BẰNG MÔ HÌNH DELFT3D "

  1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN o o VŨ DUY VĨNH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VẬN CHUYỂN TRẦM TÍCH LƠ LỬNG VÙNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG BẰNG MÔ HÌNH DELFT3D LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội – 2012
  2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN o o VŨ DUY VĨNH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VẬN CHUYỂN TRẦM TÍCH LƠ LỬNG VÙNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG BẰNG MÔ HÌNH DELFT3D Chuyên ngành: Hải dương học Mã số: 60.44.97 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. TS. ĐINH VĂN ƯU Hà Nội – 2012
  3. Lời cảm ơn Nghiên cứu này được thực hiện trong khuôn khổ đề tài luận văn tốt nghiệp lớp cao học chuyên ngành Hải Dương học, khóa 2010-2012 tại khoa Khí tượng, Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. Trong quá trình tham gia khóa học, học viên đã nhận được sự chỉ dạy tận tình của các thầy trong Bộ môn Hải dương học cho các môn học chuyên ngành. Học viên xin trân trọng cảm ơn các Thầy về những kiến thức đã được truyền thụ thông qua các môn học. Luận văn này được thực hiện từ tháng 1-2012 đến tháng 12 năm 2012, trong quá trình nghiên cứu để đi đến những kết quả trong luận văn này, tác giả luôn nhận được sự hướng dẫn rất tận tình, những gợi ý, chỉ dẫn và khích lệ quý báu của GS. TS. Đinh Văn Ưu (Khoa KTTV và HDH, Đại học KHTN), tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Ưu về những hỗ trợ đó. Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn TS. Sylvain Ouillon (IRD tại Việt Nam) người đã luôn dành thời gian giải đáp, thảo luận một số vấn đề học viên khúc mắc liên quan đến ứng dụng mô hình trong quá trình thực hiện luận văn này. Xin chân thành cảm ơn PGS. TS. Nguyễn Thọ Sáo người đã tận tình giải đáp một số vấn đề học viên chưa hoàn toàn hiểu biết được trong quá trình thực hiện đề tài luận văn. Trong quá trình hoàn thành luận văn này, tác giả cũng đã được tham gia và nhận được những hỗ trợ hết sức quý báu và cần thiết từ đề tài QGTĐ 04-11, tác giả xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm đề tài QGTĐ 04-11 về những hỗ trợ đó. Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô khác trong bộ môn Hải dương học, Văn phòng khoa KTTV và HDH, lãnh đạo Viện Tài nguyên và Môi trường biển, các bạn đồng nghiệp đã quan tâm động viên và tạo điều kiện thuận lợi nhất để học viên hoàn thành nhiệm vụ của mình. Hải Phòng, ngày 31 tháng 12 năm 2012 Học viên Vũ Duy Vĩnh
  4. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d Môc Lôc DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................v DANH MỤC HÌNH ........................................................................................................v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT......................................................................................vi MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU .................3 1.1. Tình hình nghiên cứu ............................................................................................3 1.1.1. Nghiên cứu ngoài nước ..................................................................................3 1.1.2. Nghiên cứu trong nước ..................................................................................6 1.2. Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu .........................................................9 1.2.1. Vị trí địa lý và địa hình ..................................................................................9 1.2.2. Chế độ gió ....................................................................................................10 1.2.3. Đặc điểm thủy văn .......................................................................................11 1.2.4. Đặc điểm hải văn..........................................................................................12 1.2.5. Đặc điểm trầm tích .......................................................................................14 CHƯƠNG 2. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ............................................................16 2.1. Tài liệu ................................................................................................................16 2.2. Phương pháp .......................................................................................................19 2.2.1. Xử lý số liệu .................................................................................................19 2.2.2. Mô hình toán học .........................................................................................23 2.2.3. Thiết lập mô hình .........................................................................................38 2.2.4. Hiệu chỉnh và kiểm chứng kết quả của mô hình..........................................44 2.2.5. Các kịch bản tính toán..................................................................................50 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...............................................................52 3. 1. Thủy động lực ....................................................................................................52 3.1.1. Biến động theo không gian ..........................................................................52 iii
  5. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d 3.1.2. Biến động theo thời gian ..............................................................................59 3. 2. Vận chuyển trầm tích lơ lửng ............................................................................69 3.2.1. Theo không gian...........................................................................................69 3.2.2. Biến động theo thời gian ..............................................................................74 3.2.3. Tác động của một số yếu tố .........................................................................83 KẾT LUẬN ...................................................................................................................88 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................91 PHỤ LỤC ......................................................................................................................97 Phụ lục A. Một số kết quả tính trường hợp hiện tại................................................ A-1 Phụ lục B. Ảnh hưởng của dao động mực nước ......................................................B-1 Phụ lục C. Ảnh hưởng của gió.................................................................................C-1 Phụ lục D. Ảnh hưởng của sóng và gió .................................................................. D-1 iv
  6. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d DANH MỤC BẢNG Bảng 1. 1. Tần suất vận tốc gió và các hướng trung bình năm tại Hòn Dáu (1960-2011)....... 10 Bảng 1. 2. Tần suất độ cao sóng và các hướng tại Hòn Dáu (1970-2011) .............................. 13 Bảng 2. 1. Tóm tắt các thông số của mô hình cho hiện tại (kịch bản 1-2) ............................... 50 Bảng 2. 2. Các kịch bản tính toán khác nhau của mô hình....................................................... 51 DANH MỤC HÌNH Hình 1. 1. Vùng cửa sông ven biển Hải Phòng và khu vực nghiên cứu...................................................9 Hình 2. 1. Địa hình vùng cửa sông ven biển Hải Phòng số hóa từ bản đồ.............................................16 Hình 2. 2. Biến đổi vận tốc và hướng gió tại Hòn Dáu trong năm 2009................................................17 Hình 2. 3. Tương quan lưu lượng nước tại một số sông trong khu vực nghiên cứu ..............................20 Hình 2. 4. Tương quan lưu lượng nước tại vị trí khảo sát và quan trắc định kỳ ....................................21 Hình 2. 5. Lưu lượng nước trung bình giờ tại các sông chính khu vực Hải Phòng................................22 Hình 2. 6. Lưới tính của mô hình cho vùng cửa sông ven biển Hải Phòng và vùng ngoài ....................23 Hình 2. 7. Tương tác sóng- dòng chảy và vận chuyển trầm tích trong mô hình Delft3d .......................24 Hình 2. 8. Lưới tính và lưới độ sâu của mô hình thủy động lực ............................................................39 Hình 2. 9. Ví dụ điều kiện ban đầu cho kịch bản tính mùa khô .............................................................40 Hình 2. 10. Ví dụ điều kiện ban đầu cho kịch bản tính mùa mưa ..........................................................41 Hình 2. 11. Hàm lượng TTLL tại biên sông Cấm và Văn Úc ................................................................42 Hình 2. 12. Hệ số Manning (m-1/3s) cho các điểm trong miền tính của mô hình .................................43 Hình 2. 13. Vị trí các điểm hiệu chỉnh và trích xuất kết quả tính của mô hình......................................45 Hình 2. 14. So sánh số liệu đo đạc mực nước và tính toán từ mô hình tại Hòn Dáu .............................46 Hình 2. 15. So sánh kết quả quan trắc dòng chảy và tính toán từ mô hình tại trạm B2 .........................47 Hình 2. 16. So sánh kết quả quan trắc dòng chảy và tính toán từ mô hình tại trạm Do Son..................48 Hình 2. 17. So sánh kết quả quan trắc hàm lượng TTLL và tính toán từ mô hình.................................49 Hình 3. 1. Trường dòng chảy vùng cửa sông ven biển Hải Phòng giữa pha triều lên – mùa khô..........55 Hình 3. 2. Trường dòng chảy vùng cửa sông ven biển Hải Phòng giữa pha triều xuống – mùa khô.....56 Hình 3. 3. Trường dòng chảy vùng cửa sông ven biển Hải Phòng giữa pha triều lên – mùa mưa.........57 Hình 3. 4. Trường dòng chảy vùng cửa sông ven biển Hải Phòng giữa pha triều xuống – mùa mưa....58 Hình 3. 5 . Biến động vận tốc dòng chảy và mực nước khu vực phía trong cửa Nam Triệu (H1).........60 Hình 3. 6. Biến động vận tốc dòng chảy và mực nước khu vực phía tây đảo Cát Hải (H2) ..................61 Hình 3. 7. Biến động vận tốc dòng chảy và mực nước khu vực phía tây nam đảo Cát Hải (H3) ..........62 Hình 3. 8. Biến động vận tốc dòng chảy và mực nước khu vực phía nam đảo Cát Hải (H4) ................63 Hình 3. 9. Biến động vận tốc dòng chảy và mực nước khu vực phía ngoài cửa Lạch Huyện (H5) .......64 Hình 3. 10. Biến động vận tốc dòng chảy và mực nước khu vực phía tây nam Cát Bà (H6) ................65 Hình 3. 11. Biến động vận tốc dòng chảy và mực nước khu vực phía nam Cát Hải (H7) .....................66 Hình 3. 12. Biến động vận tốc dòng chảy và mực nước khu vực ven bờ Đồ Sơn (H8) .........................67 Hình 3. 13. Phân bố TTLL vùng cửa sông ven biển Hải Phòng mùa khô trong kỳ triều cường............72 Hình 3. 14. Phân bố TTLL vùng cửa sông ven biển Hải Phòng trong kỳ triều cường – mùa mưa........73 Hình 3. 15. Biến động hàm lượng TTLL và mực nước khu vực phía trong cửa Nam Triệu (H1).........75 Hình 3. 16. Biến động hàm lượng TTLL và mực nước khu vực phía tây đảo Cát Hải (H2) .................76 Hình 3. 17. Biến động hàm lượng TTLL và mực nước khu vực phía tây nam đảo Cát Hải (H3) .........77 Hình 3. 18. Biến động hàm lượng TTLL và mực nước khu vực phía nam đảo Cát Hải (H4) ...............78 Hình 3. 19. Biến động hàm lượng TTLL và mực nước khu vực phía ngoài cửa Lạch Huyện (H5) ......79 Hình 3. 20. Biến động hàm lượng TTLL và mực nước khu vực phía tây nam Cát Bà (H6)..................80 Hình 3. 21. Biến động hàm lượng TTLL và mực nước khu vực phía nam Cát Hải (H7) ......................81 Hình 3. 22. Biến động hàm lượng TTLL và mực nước khu vực ven bờ Đồ Sơn (H8) ..........................82 v
  7. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DĐMN: Dao động mực nước ĐHKHTN: Đại học Khoa học Tự nhiên E: East (hướng đông) HDH: Hải dương học KHTN: Khoa học tự nhiên KTTV: Khí tượng thủy văn NE: NorthEast (hướng đông bắc) nnk: những người khác MT: Môi trường SE: SouthEast (hướng đông nam) S: South (hướng nam) TTLL: Trầm tích lơ lửng TĐL: Thủy động lực vi
  8. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d MỞ ĐẦU Vùng cửa sông ven biển Hải Phòng có chế độ động lực phức tạp với sự tác động và ảnh hưởng của các yếu tố như sóng, dòng chảy, thủy triều và dòng nước ngọt từ sông đưa ra. Khu vực này cũng có hệ thống cảng biển quan trọng, đầu mối ra biển của các tỉnh phía bắc. Tuy nhiên do nhiều nguyên nhân khác nhau mà xu hướng bồi lắng ở khu vực cảng Hải Phòng luôn diễn ra mạnh mẽ, các tàu hàng lớn thường rất khó vào cảng chính mà phải chờ đến thời gian nước lớn mới có thể vào hoặc ra khỏi cảng. Cũng ở khu vực này, bãi biển Đồ Sơn là bãi tắm khá nổi tiếng được phát hiện từ thời Pháp. Đây là bãi tắm đẹp, sơn thủy hữu tình và có đường giao thông thuận lợi đi Hà Nội và các tỉnh phía bắc. Chính vì vậy bãi biển Đồ Sơn có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với ngành du lịch nói riêng và sự phát triển kinh tế xã hội của thành phố Hải Phòng nói chung. Tuy nhiên vấn đề đục nước ở bãi biển Đồ Sơn đã làm giảm sức hấp dẫn của khu du lịch này. Mặc dù đã có một số nghiên cứu để tìm ra nguyên nhân của hiện tượng này nhưng các kết quả nghiên cứu đó vẫn còn hạn chế. Vì vậy, các kết quả của đề tài này sẽ góp phần tăng cường sự hiểu biết về nguyên nhân của hiện tượng đục nước ở vùng ven bờ Đồ Sơn. Do những nguyên nhân trên mà đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng (TTLL) ở khu vực này đã được quan tâm nghiên cứu khá nhiều. Tuy nhiên do những nguyên nhân khác nhau mà các kết quả của những nghiên cứu đó vẫn còn các hạn chế. Chính vì vậy trong khuôn khổ thực hiện đề tài QGTĐ 04-11, học viên đã được tham gia đề tài và sử dụng các số liệu đo đạc khảo sát mới nhất để nghiên cứu đặc điểm vận chuyển TTLL vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delf3D của Hà Lan. Với mục tiêu như trên, cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu chủ yếu sẽ là: thu thập, xử lý các tài liệu liên quan để thiết lập đầu vào, kiểm chứng và hiệu chỉnh mô hình; triển khai các phương án ứng dụng hệ thống các mô hình thủy động lực (TĐL), sóng và vận chuyển TTLL ở khu vực nghiên cứu theo các kịch bản khác 1
  9. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d nhau: theo mùa, theo yếu tố tác động. Phạm vi khu vực nghiên cứu là vùng cửa sông ven biển Hải Phòng nhưng chủ yếu tập trung vào khu vực phía đông bắc bán đảo Đồ Sơn. Sau thời gian tiến hành nghiên cứu các kết quả nhận được đã cung cấp các đặc điểm vận chuyển TTLL ở vùng ven biển Hải Phòng, cũng như vai trò của một số yếu tố như thủy triều, gió, sóng kết hợp với gió đến đặc diểm vận chuyển TTLL ở khu vực nghiên cứu. Báo cáo này trình bày các kết quả đó và được cấu trúc như sau: Mở đầu: Giới thiệu sơ lược về mục tiêu nội dung và phương pháp nghiên cứu của luận văn Phần thứ nhất của báo cáo trình bày sơ lược tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan tới vấn đề. Cũng trong phần này, tổng quan về điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu được đưa ra, trong đó chủ yếu tập trung vào các yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến sự vận chuyển TTLL ở khu vực nghiên cứu như chế độ gió, đặc điểm thủy văn sông, hải văn và trầm tích. Các tài liệu cơ bản và phương pháp chính để thực hiện các nội dung và mục tiêu nghiên cứu đã đặt ra của luận văn được trình bày trong phần thứ 2 của báo cáo. Trong phần này, sẽ cung cấp các thông tin về những tài liệu chính để thiết lập mô hình, cơ sở toán học của các mô hình TĐL và vận chuyển TTLL. Ngoài ra, các phương pháp xử lý số liệu để thiết lập các điều kiện biên cho mô hình cũng được trình bày trong phần này. Cũng trong phần thứ 2 của báo cáo, trình bày chi tiết việc thiết lập các mô hình toán học để mô phỏng điều kiện TĐL và vận chuyển TTLL cho vùng cửa sông ven biển Hải Phòng. Một số kết quả hiệu chỉnh kiểm chứng mô hình cũng như những kịch bản tính toán chính cũng đã được trình bày. Các kết quả phân tích đánh giá điều kiện TĐL, vận chuyển TTLL ở khu vực nghiên cứu được trình bày trong phần thứ 3 của báo cáo. Cuối cùng là một vài kết luận và khuyến nghị. 2
  10. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1. Tình hình nghiên cứu 1.1.1. Nghiên cứu ngoài nước Trầm tích lơ lửng (TTLL) có một vai trò quan trọng ở nhiều khía cạnh khác nhau đối với môi trường biển và công trình bờ. Tuy nhiên môi trường ở vùng cửa sông ven biển rất phức tạp, nơi diễn ra sự tương tác của các khối nước sông- biển, dòng triều, sóng, gió, lực Coriolis…nên những hiểu biết của con người các quá trình như lắng đọng, tái lơ lửng, kết keo vẫn còn nhiều hạn chế. Ngoài phương pháp phân tích đánh giá các đặc điểm vận chuyển TTLL từ số liệu đo đạc khảo sát người ta đã phát triển và ứng dụng các mô hình toán học để dự báo các đặc điểm vận chuyển TTLL ở vùng cửa sông ven biển [30]. Các mô hình này thông thường là các chương trình tính để giải các bài toán cơ bản của cơ học chất lỏng và phương trình vận chuyển trầm tich [22, 47]. Các phương trình cơ bản của cơ học chất lỏng có thể được giải theo sơ đồ trong không gian của 1 chiều (1D), hai chiều (2D) hoặc 3 chiều (3D). Tương ứng với các phương trình đó là các mô hình số 1 chiều, 2 chiều hoặc 3 chiều đồng thời tính phức tạp cũng lần lượt tăng dần. Trong tự nhiên, hầu hết các quá trình TĐL và vận chuyển trầm tích ở vùng của sông ven biển như dòng chảy rối, thủy triều, ứng suất của gió, tác động của sóng, sự phân tầng nhiệt-muối, dòng chảy nói chung là các quá trình 3 chiều [47]. Vì vậy, khi áp dụng và phát triển các mô hình toán vào các vùng cửa sông ven biển người ta cố gắng lựa chọn các mô hình 3 chiều. Các mô hình 2 chiều có thể là bình lưu hoặc tổng hợp theo độ sâu. Một mô hình bình lưu giải các phương trình động lượng và liên tục cho chất lỏng và các pha (phases) của trầm tích [54]. Những ứng dụng của mô hình 2 chiều là các thiết kế trong các mương thoát nước và hệ thống thủy lợi [32, 67]. Các mô hình vận chuyển trầm tích 2 chiều dựa trên phương trình động lượng trung bình theo độ sâu và phương trình liên tục cho trầm tích ([27, 49]. Mực nước, vận tốc dòng chảy, hàm lượng TTLL và một số yếu tố khác được tính tại các điểm. Các tham số của mô hình được giả thiết là đồng nhất theo độ sâu tại mỗi điểm tính. 3
  11. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d Những ví dụ của mô hình 2 chiều có thể kể đến như các nghiên cứu của Struiksma và nnk [59] và Wang [68]. Struiksma và nnk đã tính toán biến động đáy của một đoạn sông với việc ứng dụng mô hình vận chuyển trầm tích trên cơ sở các công thức của Engelund và Hansen [37]. Wang [68] đã nghiên cứu phân bố trầm tích ở gần cửa sông với trường hợp dòng chảy ít biến đối. Các mô hình vận chuyển trầm tích 2 chiều được sử dụng rộng rãi trong thực tế như MIKE 21 [35] và TABS- MD [60]. Mô hình MIKE 21 được phát triển bởi Viện Thủy lực Đan Mạch và là mô hình sai phân hữu hạn. Mô hình này cho các kết quả khá tốt và được sử dụng nhiều ở Mỹ. Tương tự như vậy, mô hình TABS-MD được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công trình bờ từ khi ra đời trong những năm 1970. Một mô hình 2 chiều là cần thiết nếu tính đến các kiểu hoàn lưu phức tạp và dòng chảy không ổn định. Tuy nhiên so với các mô hình 1 chiều, các mô hình 2 chiều đòi hỏi thời gian tính toán nhiều hơn, số liệu cung cấp và các biến đầu vào nhiều hơn. Vì vậy trong một số trường hợp có thể cân nhắc lựa chọn giữa mô hình một chiều và 2 chiều [50]. Mô hình 3 chiều dựa trên các phương trình cân bằng khối lượng hay khuyếch tán đối lưu của TTLL [67]. Trong phần lớn các mô hình 3 chiều, trường dòng chảy và hàm lượng TTLL được tổng hợp (intergated) và tính toán ở mỗi bước thời gian. Mô hình 3 chiều tính đến cả các thành phần bình lưu và đối lưu của quá trình vận chuyển trầm tích và được dùng khi có sự phân tầng về dòng chảy và vận chuyển trầm tích [47]. Các mô hình 3 chiều cung cấp đầy đủ nhất bao gồm cả số lượng các biến của bất kỳ hệ TĐL nào. Việc hiệu chỉnh mô hình cũng đòi hỏi lượng số liệu lớn và phức tạp hơn [67], bởi vì các chương trình được yêu cầu phải thể hiện được tất cả các quá trình phức tạp của điều kiện TĐL diễn ra cả trong 3 hướng [50]. Thông thường các số liệu đầu vào cho mô hình 3 chiều có được từ các số liệu gần đúng của các tài liệu nghiên cứu hơn là từ số liệu khảo sát do việc khảo sát các tham số này ở điều kiện 3 chiều cho đến nay vẫn còn nhiều khó khăn. Các mô hình TĐL - vận chuyển bùn cát 3 chiều cung cấp sự hiểu biết sâu sắc về diễn biến và sự tương tác của các quá trình diễn ra trong thủy vực. Một ví dụ của kết quả mô hình TĐL 2 chiều là kết quả đánh giá biến động của các nêm mặn vùng cửa sông [67]. Nhiều mô hình 3 chiều đã được áp dụng với các qui mô khác nhau như trong phòng thí 4
  12. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d nghiệm [51], hay quy mô các khu vực nhỏ [62]. Việc áp dụng mô hình 3 chiều ở quy mô vùng lớn thường gặp khó khăn do thời gian gian tính toán lâu, vì vậy người ta thường chỉ mô phỏng trong phạm vi một vài ngày hoặc một chu kỳ triều [51]. Việc ứng dụng mô hình 3 chiều cần thiết nhất ở những vùng có cấu trúc thủy động lực và quá trình trầm tích phức tạp với các xoáy và biến động mạnh theo không gian [62, 63]. Một số mô hình đã được sử dụng rộng rãi nhất phải kể đến như RMA11 [52], ECOMSED [38], CH3D-SED [31], Delft-3D [34]. Khi mô hình CH3D-SED được áp dụng gần đây ở vùng cửa sông Mississippi-Atchafalaya, mô hình này chỉ được dùng để kiểm tra tính chính xác của một giả thuyết về sự sắp xếp đường cong trầm. Người ta đã đi đến kết luận rằng một mô hình 2 chiều được xử lý và thiết lập tốt có thể trở thành một công cụ kỹ thuật chuyên nghiệp cho nghiên cứu động lực học công trình bờ [43]. Một ví dụ khác, O’Connor và Nicholson cung cấp một mô hình 3 chiều đầy đủ bao gồm một mô hình vận chuyển TTLL, quá trình ngưng keo và kết bông [51]. Katopodi và Ribberink thông báo về một mô hình tựa 3 chiều (quasi-3D) cho TTLL dựa trên việc giải gần đúng phương trình khuếch tán- bình lưu cho sóng và dòng chảy [40]. Briand và Kamphuis đưa ra một cách tiếp cận chi tiết việc tính toán vận chuyển trầm tích dựa trên kết hợp tính dòng chảy 3 chiều và phân bổ hàm lượng TTLL theo phương thẳng đứng [28]. Một mô hình sai phân hữu hạn 3 chiều cho TĐL và vận chuyển TTLL đã được mô tả bởi Cancino và Neves [29]. Gần đây, trong một số nghiên cứu của Châu Âu về vùng cửa sông thuộc dự án Khoa học và Công nghệ biển (MAST). Một trong những kết quả của dự án này là một mô hình kết hợp TĐL- sinh thái vùng thềm lục địa gọi là mô hình COHERENS. Đây là mô hình tổng hợp của các thành phần vật lý như dòng chảy, nhiệt độ, độ muối, các module sinh vật phù du, các quá trình sinh- địa- hóa, TTLL và module phát tán vật chất theo công thức của Eulerian và Lagrangian [44, 45]. Tuy nhiên, phần vận chuyển trầm tích trong mô hình này chưa tính đến những biến động của địa hình đáy. Viện Thủy lực Delft cũng đã phát triển hệ thống mô hình tổng hợp (2D/3D) để mô phỏng điều kiện TĐL và vận chuyển trầm tích dưới ảnh hưởng của các lực khí tượng và thủy triều. Mô hình này tính đến những biến động 5
  13. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d của địa hình đáy, quá trình lắng đọng, xói lở và có thể tính kết hợp (coupling) các điều kiện TĐL - sóng và vận chuyển trầm tích ở mỗi bước thời gian (Online) trong quá trình tính toán [34]. Đáng chú ý là phần lớn các mô hình TĐL - vận chuyển trầm tích đều giả thiết là phân bố áp suất thủy tĩnh và dùng các sơ đồ phần tử hữu hạn hoặc sai phân hữu hạn, phương pháp chuyển đổi hệ tọa độ thẳng đứng sigma, ảnh hưởng của các lực được phân chia giống nhau lên toàn bộ cột nước. Phần lớn các mô hình này dùng các biểu diễn đại số để tham số hóa các hệ số rối và dùng các phương trình bán thực nghiệm với các hệ số đã được đơn giản hóa. Những so sánh, đánh giá về tính năng, khả năng áp dụng, mức độ mạnh yếu của các mô hình được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay đã được so sánh và thảo luận chi tiết trong cuốn “A Review on Coastal Sediment Transport Modelling” của Laurent Amoudry [23]. 1.1.2. Nghiên cứu trong nước Với trên 3200 km chiều dải bờ biển, vùng ven bờ biển Việt Nam tiếp nhận một lượng trầm tích rất lớn từ hệ thống sông Hông-Thái Bình ở Bắc Bộ và hệ thống sông Mê Kông ở Nam Bộ. Dòng trầm tích từ lục địa đi vào vùng ven bờ không chỉ gây ra những tác động về môi trường như ô nhiễm, đục hóa mà còn là một trong những nguyên nhân gây sa bồi luồng lạch cản trở các hoạt động giao thông thủy. Chính vì vậy nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích ở các vùng cửa sông ven biển Việt Nam có ý nghĩa cả lý luận và thực tiễn cũng như nhận được sự quan tâm của các nhà quản lý và các nhà khoa học. Trong giai đoạn đầu khi các mô hình toán chưa phát triển, các nghiên cứu về vận chuyển TTLL ở vùng biển Việt Nam chủ yếu dựa trên các phân tích đánh giá từ số liệu khảo sát. Tiêu biểu trong số đó là nghiên cứu của về động lực vùng ven biển và cửa sông Việt Nam [2]. Trong nghiên cứu này, các tác giả đã dựa trên việc phân tích số liệu đo đạc để đánh giá tương quan giữa các yếu tố động lực và quá trình trầm tích ở vùng cửa Văn Úc và Ba Lạt. Một nghiên cứu khác về thủy thạch động lực chủ yếu dựa trên những số liệu quan trắc [3]. Theo đó, dòng bồi tích dọc bờ vùng ven biển Hải Thịnh- Hà Nam Ninh đã được 6
  14. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d tính toán bằng các công thức của CERC và sự vận động của dòng bùn cát ven bờ chủ yếu là do TTLL (chiếm tới 90%). Trong những năm gần đây, do sự phát triển của các công cụ tính toán nên mô hình toán học đã dần được đưa vào sử dụng trong việc tính toán TĐL và vận chuyển bùn cát. Các mô hình được sử dụng nhiều ở Việt Nam là Mike 21 (Viện Địa lý, ĐH Thủy lợi, Viện KTTV và MT), SMS (Viện KTTV và MT, Viện Cơ học, trường ĐHKHTN), MDEC (Trường ĐHKHTN), Delft3D (Viện Tài nguyên và Môi trường biển, Đại học Thủy lợi). Những lĩnh vực ứng dụng nhiều của mô hình vận chuyển trầm tích như phục vụ đánh giá bồi tụ xói lở vùng cửa sông ven biển Bắc Bộ [16], vùng ven biển miền Trung [5] và vùng biển Nam Bộ [11], đánh giá xu thế bồi tụ- xói lở khu vực Cửa Đáy [10], vận chuyển trầm tích và biến đổi địa hình đáy vùng cửa sông ven biển Hải Phòng [18]. Trong những nghiên cứu trên, các mô hình vận chuyển trầm tích chủ yếu được dùng để tính toán dự báo cân bằng của các dòng bùn cát ở vùng ven bờ. Ứng dụng khác liên quan đến mô hình vận chuyển TTLL liên quan đến lĩnh vực môi trường là đánh giá phân bố của TTLL ở các vùng cửa sông ven biển. Một số nghiên cứu tiêu biểu trong lĩnh vực này như ứng dụng mô hình Mike và SMS đánh giá ảnh hưởng do hoạt động của nhà máy nhiệt điện Mông Dương đến quá trình vận chuyển bùn cát lơ lửng ở khu vực này [12]; ứng dụng mô hình 3 chiều để nghiên cứu lan truyền TTLL ở vùng biển ven bờ Quảng Ninh [19]; nghiên cứu phân bố và biến động của TTLL, biến động địa hình đáy khu vực vịnh Hạ Long- Bái Tử Long bằng mô hình 3 chiều (Dellft3D) để phục vụ đánh giá sức tải môi trường của khu vực này [14]; trên cơ sở ứng dụng mô hình Delft3D các tác giả tại Viện Tài nguyên và Môi trường biển đã thiết lập đồng thời mô hình thủy động lực-sóng và vận chuyển TTLL để đánh giá ảnh hưởng của đập Hòa Bính đến phân bố TTLL ở vùng ven bờ châu thổ sông Hồng [21]. Vùng cửa sông ven biển Hải Phòng là nơi hằng năm tiếp nhận một lượng trầm tích khá lớn từ lục địa của hệ thống sông Hồng- Thái Bình qua 5 cửa sônng chính là Bạch Đằng, Cấm, Lạch Tray, Văn Úc và Thái Bình. Trong đó sông Cấm và Văn Úc là 2 trong số 4 cửa ra biển chính của dòng vật chất từ sông Hồng- Thái Bình ra vùng ven bờ châu thổ sông Hồng. Dòng bùn cát từ lục địa đưa ra vùng cửa sông ven biển 7
  15. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d góp phần hình thành nên các bãi bồi phì nhiêu, tăng nhanh quá trình lấn biển mở rộng đất đai, cung cấp nguồn dinh dưỡng cho sinh vật. Tuy nhiên, dòng bùn cát này cũng gây ra các vấn đề môi trường khác như đục nước, sa bồi luồng lạch. Chính vì vậy đặc điểm vận chuyển trầm tích ở vùng ven biển Hải Phòng đã được quan tâm nghiên cứu từ khá lâu. Điển hình là các nghiên cứu về điều kiện TĐL và vận chuyển trầm tích trong mối liên hệ với hiện tượng biến dạng bờ và xói lở bờ đảo Cát Hải [13]. Cũng dựa trên những số liệu khảo sát, trong nghiên cứu về động lực vùng cửa Văn Úc, Nguyễn Văn Cư và nnk đã đưa ra những đánh giá về quan hệ của các yếu tố động lực với quá trình vận chuyển trầm tích ở khu vực này [6]. Một nghiên cứu tổng hợp khác dựa trên các điều kiện địa chất- thủy động lực- vận chuyển trầm tích để xác định nguyên nhân đục nước ở bãi biển Đồ Sơn cũng đã được tiến hành [4]. Những nghiên cứu liên quan về vận chuyển trầm tích ở khu vực này đã được tiến hành thông qua ứng dụng mô hình toán học trong thời gian gần đây. Đáng chú ý là nghiên cứu áp dụng mô hình Mike21 để đánh giá điều kiện động lực, dự báo vận chuyển trầm tích khu vực cửa Văn Úc và Lạch Huyện ([6, 7]. Một số nghiên cứu khác bằng mô hình 3 chiều (3D) cũng đã được thực hiện ở khu vực này [20, 18, 1, 8]. Trong Luận văn cao học với nội dung đánh giá đặc trưng TTLL vùng cửa sông ven biển Hải Phòng, tác giả Trần Anh Tú cũng đã sử dụng module chất lượng nước (Delf3d-WAQ) trong mô hình Delft3d để mô phỏng điều kiện TĐL – vận chuyển TTLL [17]. Tuy nhiên trong nghiên cứu này, tác giả chỉ dùng mô hình 2 chiều và không tính đến các yếu tố sóng nên không thể hiện được sự ảnh hưởng do tương tác của các quá trình thủy động lực- sóng và vận chuyển TTLL ở diễn ra ở khu vực nghiên cứu. Việc ứng dụng các mô hình toán học nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích ở nước ta tuy nhiều nhưng vẫn còn có những hạn chế, đặc biệt là vấn đề số liệu đầu vào cho mô hình. Nguồn số liệu cung cấp cho các mô hình ở nước ta thường thiếu số lượng, thiếu đồng bộ, hệ thống và cả độ chính xác. Do đó việc xử lý số liệu đầu vào, hiệu chỉnh các tham số tính toán để lựa chọn được những tham số phù hợp cho mô hình vẫn là một vấn đề tồn tại cần giải quyết trong thời gian tới. 8
  16. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d 1.2. Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu 1.2.1. Vị trí địa lý và địa hình Khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng tọa độ 20.5-20.9 độ vĩ bắc và 106.5- 107.1 độ kinh đông, vùng biển ven bờ tây vịnh Bắc Bộ, rìa Đông Bắc của châu thổ sông Hồng thuộc thành phố Hải Phòng, cách Hà Nội khoảng 102km về phía đông (Hình 1. 1). Hình 1. 1. Vùng cửa sông ven biển Hải Phòng và khu vực nghiên cứu Khu vực này được tạo thành bởi các quá trình động lực sông, biển và sông - biển hỗn hợp. Đây là vùng biển có chế độ nhật triều đều với biên độ triều lớn, lại nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, cho nên vai trò động lực thuỷ triều và thực vật ưa mặn đã đóng vai trò quan trọng cho sự thành tạo và phát triển địa hình ở đây. Mặt khác, do hoạt động giao thông thuỷ, quai đê lấn biển, khai thác tài nguyên thiên nhiên ở vùng cửa sông của con người cũng làm cho động lực phát triển của địa hình khu vực nghiên cứu thêm phức tạp. Bờ biển ven bờ Hải Phòng có dạng đường cong lõm của bờ tây vịnh Bắc Bộ, thấp và khá bằng phẳng, cấu tạo chủ yếu là bùn cát do năm cửa sông đổ ra. Địa hình vùng cửa sông ven biển Hải Phòng có độ sâu không lớn, độ dốc nhỏ. 9
  17. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d 1.2.2. Chế độ gió Khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng bị chi phối bởi 2 hệ thống gió mùa, đó là gió mùa đông bắc và gió mùa tây nam. Vào mùa đông, khu vực này chịu sự ảnh hưởng giao tranh giữa hai hệ thống gió mùa từ áp cao Xibiri và gió mùa tín phong từ áp cao phụ biển Đông Trung Hoa. Hai hệ thống này khi thì tác động luân phiên xen kẽ, khi thì đồng thời tác động đã gây nên tình trạng biến động khá mạnh mẽ của thời tiết trong mùa. Hệ thống gió mùa từ áp cao cực đới chiếm ưu thế vào các tháng giữa mùa đông (khoảng tháng 10 năm trước đến tháng 3 năm sau), lấn át hẳn hệ thống tín phong. Trái lại vào những tháng đầu mùa đông (khoảng tháng 11) và cuối mùa đông (tháng 2-3) hệ thống tín phong lại vượt lấn át hệ thống cực đới. Do đó trong thời kỳ mùa đông thời tiết thường có những giai đoạn lạnh (khô hay ẩm) đặc trưng cho gió mùa cực đới (khi xuất hiện gió mùa đông bắc) xen kẽ với những ngày nóng ấm đặc trưng của thời tiết tín phong. Trong mùa gió đông bắc với các hướng thịnh hành là Bắc, Đông Bắc vận tốc gió trung bình thường đạt 3,2-3,7 m/s. Hàng tháng trung bình có 3 - 4 đợt gió mùa đông bắc, kéo dài từ 5 - 7 ngày, gây ra mưa nhỏ, vận tốc gió những ngày đầu đạt đến cấp 5 - 6 (tương đương 8 - 13 m/s), vận tốc gió lớn nhất ở các đảo có thể đạt tới 25 – 30 m/s, sau đó giảm dần. Bảng 1. 1. Tần suất vận tốc gió và các hướng trung bình năm tại Hòn Dáu (1960-2011) Khoảng vận tốc (m/s) Tổng số Hướng 1.0 - 2.0 2.0 - 3.0 3.0 - 4.0 4.0 - 5.0 5.0 - 6.0 6.0 - 7.0 >= 7.0 (%) N 4.14 2.74 1.55 0.74 0.26 0.14 0.10 9.67 NNE 0.91 0.76 0.46 0.32 0.12 0.06 0.05 2.70 NE 2.52 2.17 1.32 0.59 0.20 0.10 0.07 6.96 ENE 1.08 1.15 0.88 0.59 0.28 0.13 0.10 4.20 E 5.72 6.70 5.33 2.82 1.08 0.41 0.18 22.25 ESE 1.88 2.05 1.31 0.52 0.16 0.07 0.05 6.03 SE 3.42 3.44 2.09 0.84 0.22 0.08 0.04 10.13 SSE 0.96 1.02 0.94 0.59 0.25 0.10 0.05 3.91 S 1.60 1.72 1.79 1.25 0.86 0.37 0.08 7.68 SSW 0.40 0.39 0.44 0.42 0.25 0.14 0.07 2.10 SW 0.56 0.39 0.43 0.25 0.10 0.07 0.04 1.84 WSW 0.12 0.04 0.04 0.02 0.00 0.00 0.00 0.22 W 0.47 0.17 0.06 0.01 0.01 0.01 0.01 0.74 WNW 0.21 0.07 0.02 0.02 0.01 0.00 0.00 0.34 NW 1.63 0.62 0.21 0.08 0.03 0.02 0.02 2.61 NNW 1.16 0.49 0.22 0.11 0.05 0.01 0.02 2.06 Tổng số (%) 26.78 23.91 17.09 9.19 3.87 1.71 0.89 83.44 Tần suất lặng gió (%) 16.56 10
  18. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d Tương tự như thời kỳ mùa đông, vào thời kỳ mùa hè luôn có sự tranh chấp ảnh hưởng giữa gió mùa tây nam và các khối khí lạnh yếu từ phía bắc. Hai khối khí này thay nhau thống trị thời tiết trong các tháng mùa hè với các hướng gió thịnh hành là đông, đông nam và tây nam chiếm tần suất khoảng trên 50%. Tốc độ gió trung bình đạt 3,5 - 4,0 m/s, cực đại đạt 20 – 25 m/s. Trong thời kỳ chuyển tiếp khí hậu (tháng 4 và tháng 10), sự ảnh hưởng của gió mùa giảm, thường xuất hiện gió biển-đất liền với vận tốc khoảng cấp 3 - cấp 4, ban ngày có gió thổi từ biển vào đất liền, ban đêm có gió thổi ngược lại từ đất liền ra biển. Các kết quả phân tích thống kê dựa trên số liệu quan trắc gió tại Hòn Dáu (1960-2011) cho thấy trung bình trong nhiều năm các hướng gió có tần suất xuất hiện lớn là E, SE, NE và S (Bảng 1. 1). Vận tốc gió ở khu vực này với giá trị nhỏ hơn 3m/s chiếm tần suất tới trên 50%. Tần suần xuất hiện gió có vận tốc từ 3-5m/s chiếm khoảng 26.3%. Tần suất xuất hiện gió trên 5m/s chỉ chiếm khoảng 6.5% (Bảng 1. 1) Trong mùa khô, hướng gió thịnh hành chủ yếu là E, N và NE với tần suất lần lượt là 35.2, 16.6 và 11.1%. Vận tốc gió lớn hơn 6m/s trong mùa này chiếm tần suất khoảng 29%. Trong mùa mưa các hướng gió thịnh hành là E, SE, S, N và NE. Vận tốc gió lớn hơn 6m/s chiếm tần suất khoảng 37.9%. 1.2.3. Đặc điểm thủy văn Lượng nước của vùng châu thổ sông Hồng ảnh hưởng bởi gió mùa Tây Nam (mùa hè), xoáy thuận nhiệt đới (mùa thu) và bão (hè thu). Thời kỳ nhiều nước kéo dài từ tháng (VI - X), dòng chảy lớn nhất trên sông Hồng xuất hiện vào tháng VIII, dòng chảy nhỏ nhất xuất hiện vào tháng III. Hàng năm, hệ thống sông Hồng- Thái bình cung cấp khoảng 120 tỷ m3 nước và 114 triệu tấn phù sa cho vùng ven bờ. Lượng vật chất này chủ yếu qua 9 cửa sông chính: Bạch Đằng, Cấm, Lạch Tray, Văn Úc, Thái Bình, Trà Lý, Ba Lạt, Ninh Cơ và Đáy. Trong đó vùng cửa sông ven biển Hải Phòng chịu tác động trực tiếp của các sông Bạch Đằng, Cấm, Lạch Tray, Văn Úc và Thái Bình. Chế độ dòng chảy ở các 11
  19. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d sông này cũng như các sông khác thuộc hệ thống sông Hồng-Thái Bình có đặc điểm là biến động mạnh theo mùa. Phân tích từ các chuỗi số liệu nhiều năm cho thấy tải lượng nước hằng năm tập trung chủ yếu vào các tháng mùa mưa (từ tháng 6 đến tháng 9) hằng năm. Trong khi đó các tháng còn lại lượng chảy hầu như rất nhỏ [14]. Trong mùa mưa, lưu lượng chảy trung bình của các sông ra biển biến đổi trong khoảng 300-2200m3/s, trong khi các tháng mùa khô, lưu lượng nước trung bình chỉ dao động quanh giá trị 50-300m3/s. 1.2.4. Đặc điểm hải văn Dao động mực nước (DĐMN) ở vùng cửa sông ven biển Hải Phòng thuộc kiểu nhật triều đều điển hình với hầu hết số ngày trong tháng là nhật triều, bán nhật triều chỉ xuất hiện 2-3 ngày trong kì nước kém. Trong một pha triều có một lần nước lớn và một lần nước ròng. Trong một tháng mặt trăng có hai kỳ nước cường, mỗi kỳ 11- 13 ngày, biên độ trung bình dao động 2,6-3,6m và hai kỳ nước kém, mỗi kỳ 3-4 ngày có biên độ 0,5-1,0m. Sóng triều có tính chất sóng đứng với ưu thế thuộc các sóng nhật triều O1, K1 có biên độ 70-90cm, trong khi các sóng bán nhật triều M2, S2 chỉ có vai trò thứ yếu với biên độ khá nhỏ. Trong năm, dao động triều đạt giá trị lớn nhất vào thời kì triều chí điểm khi độ xích vĩ mặt trời cực đại vào tháng 6 và 12, và ngược lại, nhỏ nhất vào triều phân điểm khi độ xích vĩ mặt trời bằng “0” vào tháng 3 và 9. Trong các tháng 3, 4, 8 và 9 độ lớn triều giảm và xuất hiện triều bán nhật 3-4 ngày mỗi tháng. Chế độ sóng Vùng cửa sông ven biển Hải Phòng là vịnh nước nông ven bờ có cấu tạo địa hình đáy rất phức tạp do hệ thống val bãi ngầm và luồng lạch luôn biến động. Sóng ở ngoài vùng nước sâu truyền vào bờ, do ảnh hưởng của ma sát đáy, các đặc trưng của sóng (tốc độ lan truyền, độ cao, chu kỳ, độ dài) cũng như hướng vận động luôn thay đổi. Vì vậy, chế độ sóng khác biệt hẳn với chế độ sóng vùng nước sâu cả về hướng thịnh hành và cấp độ cao. Trong thời kỳ mùa đông gió mùa NE hoạt động mạnh cả về tần suất lẫn tốc độ, song do đảo Cát Hải, Cát Bà che chắn làm giảm khá lớn năng lượng gió tác động 12
  20. Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d lên mặt biển, hơn nữa đà sóng lại ngắn và độ sâu nhỏ nên ở khu vực nghiên cứu sóng gió kém phát triển hơn so với ngoài khơi. Tuy nhiên vào thời gian triều cường, sóng gió vẫn có điều kiện phát triển và khúc xạ lan truyền sóng vào vùng ven bờ. Trong mùa này hướng sóng thịnh hành là E và NE. Độ cao sóng trung bình đạt 0,5 - 0,6 m. Độ cao sóng lớn nhất khoảng 2,0 - 2,5 m, ở khu vực ven bờ phía đông bán đảo Đồ Sơn độ cao sóng có thể lên tới 3,0 m. Về mùa hè chế độ sóng gió có đặc điểm ngược lại so với mùa đông cả hướng lẫn cấp độ cao. Sóng gió có hướng thịnh hành, ảnh hưởng lớn đến quá trình thuỷ thạch động lực khu vực nghiên cứu là SE và S với tần suất xuất hiện cao. Đặc biệt trong các tháng VI, VII sóng gió hướng N chiếm ưu thế gây ảnh hưởng mạnh đến xói lở bờ bãi phía N bán đảo Đình Vũ và đảo Cát Hải cũng như khu vực luồng tàu. Độ cao sóng trung bình đạt 0,6 - 0,8 m. Trong thời kỳ này thường có bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào khu vực gây sóng to, gió lớn. Bảng 1. 2. Tần suất độ cao sóng và các hướng tại Hòn Dáu (1970-2011) Khoảng độ cao (m) Tổng số Hướng 0.3- 0.5 0.5- 0.8 0.8 -1.0 1.0 -1.5 1.5-2.0 2.0- 2.5 2.5-3.0 >= 3.0 (%) N 1.95 1.04 1.40 0.59 0.07 0.02 0.00 0.01 5.08 NNE 0.41 0.23 0.30 0.13 0.03 0.00 0.00 0.00 1.09 NE 1.80 1.07 1.38 0.67 0.09 0.02 0.00 0.01 5.04 ENE 0.93 0.74 0.92 0.51 0.06 0.01 0.00 0.01 3.18 E 9.42 5.25 6.58 3.58 0.29 0.05 0.01 0.04 25.22 ESE 1.31 0.81 1.30 0.56 0.10 0.02 0.02 0.01 4.13 SE 5.13 2.61 4.10 2.50 0.31 0.05 0.01 0.02 14.73 SSE 0.48 0.47 0.80 0.95 0.20 0.02 0.00 0.00 2.92 S 1.08 0.64 1.96 2.30 0.44 0.02 0.00 0.01 6.45 SSW 0.06 0.05 0.10 0.15 0.02 0.00 0.00 0.01 0.39 SW 0.19 0.15 0.39 0.37 0.07 0.00 0.00 0.01 1.19 WSW 0.13 0.08 0.24 0.40 0.06 0.01 0.00 0.01 0.93 W 0.12 0.03 0.05 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.21 WNW 0.26 0.09 0.13 0.04 0.01 0.00 0.00 0.00 0.53 NW 0.31 0.10 0.10 0.03 0.01 0.00 0.00 0.00 0.55 NNW 0.06 0.04 0.03 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.14 Tổng số (%) 23.63 13.38 19.78 12.81 1.74 0.24 0.04 0.16 71.78 Tần suất lặng gió (%) 28.22 Kết quả phân tích thống kê số liệu quan tắc sóng trong nhiều năm (1970-2011) tại Hòn Dáu cho thấy các hướng sóng chủ yếu tác động vào khu vực này là E, SE, S 13
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2428 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
3=>0