Mô phỏng dài hạn diễn biến đường bờ biển Quảng Hùng - quảng Đại, Sầm Sơn sau khi tôn tạo

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ở phía Nam thành phố Sầm Sơn, đoạn bờ 900 m thuộc xã Quảng Hùng và Quảng Đại, tương đối thẳng và ổn định mặc dù có hiện tượng bồi - xói đan xen theo mùa. Để tăng cường phát triển du lịch, bài viết đề xuất giải pháp nuôi bãi nhân tạo kết hợp đê giảm sóng. GenCade được sử dụng để mô phỏng dài hạn diễn biến đường bờ cho 4 phương án quy mô tôn tạo với chiều rộng bãi nổi PA1, 2 là 65 – 100m, PA3 là 40 – 60m và PA4 là 30 – 50m.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Mô phỏng dài hạn diễn biến đường bờ biển Quảng Hùng - quảng Đại, Sầm Sơn sau khi tôn tạo

BÀI BÁO KHOA HỌC MÔ PHỎNG DÀI HẠN DIỄN BIẾN ĐƯỜNG BỜ BIỂN QUẢNG HÙNG - QUẢNG ĐẠI, SẦM SƠN SAU KHI TÔN TẠO Lê Hải Trung1, Nguyễn Quang Đức Anh2, Nguyễn Trường Duy2 Tóm tắt: Ở phía Nam thành phố Sầm Sơn, đoạn bờ 900 m thuộc xã Quảng Hùng và Quảng Đại, tương đối thẳng và ổn định mặc dù có hiện tượng bồi - xói đan xen theo mùa. Để tăng cường phát triển du lịch, bài báo đề xuất giải pháp nuôi bãi nhân tạo kết hợp đê giảm sóng. GenCade được sử dụng để mô phỏng dài hạn diễn biến đường bờ cho 4 phương án quy mô tôn tạo với chiều rộng bãi nổi PA1, 2 là 65 – 100m, PA3 là 40 – 60m và PA4 là 30 – 50m. Sau 10 năm, dù không bổ sung vật liệu nhưng các bãi bồi vẫn được duy trì phía sau 4 đê giảm sóng tuy có xu hướng bị xói lở và thu hẹp dần. Với cùng lượng vật liệu nuôi bãi như PA1 là 230.000 m3, PA2 bố trí 4 đê cách xa bờ nhất, 220 – 270m, nhưng đường bờ ổn định trong suốt 10 năm và mức độ xói lở nhỏ hơn 3 PA còn lại. Kết quả nghiên cứu là cơ sở cần thiết cho việc lựa chọn quy mô tôn tạo sao cho bãi biển được mở rộng, duy trì ổn định lâu dài đồng thời hạn chế gây tác động tiêu cực như xói lở các khu vực lân cận. Từ khoá: Diễn biến, đê giảm sóng, đường bờ, GenCade, nuôi bãi, xói lở. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ * bãi nhân tạo kết hợp các đê giảm sóng, giữ cát (Linh Là thành phố thuộc Thanh Hóa, Sầm Sơn là & nnk 2020). Trung và nnk (2022) khai thác mô một địa điểm du lịch văn hóa ngày càng phát triển. hình MIKE21 cùng các công thức thực nghiệm (Hsu Hiện tại, khoảng 3/5 chiều dài bãi biển mới được & Evans, 1989) để mô phỏng và dự đoán hiệu quả khai thác trên tổng số 9 km đường bờ từ cửa sông của hệ thống đê giảm sóng. Để nối tiếp, bài báo này Mã tới Vụng Ngọc với nhiều bãi tắm đẹp. Địa sử dụng mô hình GenCade để tính toán diễn thế hình có sự phân hóa dọc theo đường bờ, góp phần đường bờ trong một thời gian dài sau khi tiến hành ảnh hưởng tới các quá trình xói lở - bồi tụ tương tôn tạo, mở rộng bãi biển với 4 phương án quy mô đối phức tạp ở vùng biển Sầm Sơn. Đáng chú ý là khác nhau. sau năm 2005, hiện tượng xói lở thường xảy ra do triều cường kết hợp gió mùa lớn trong khoảng thời gian từ tháng 8 năm trước tới tháng 2 năm sau (Cường & Hùng, 2013). Việc nghiên cứu các giải pháp tôn tạo, mở rộng bãi biển luôn mang ý nghĩa thiết thực góp phần khai thác tiềm năng và thúc đẩy phát triển ngành dịch vụ du lịch cho Sầm Sơn nói riêng và Thanh Hóa nói chung. Đoạn bờ thuộc hai xã Quảng Hùng - Quảng Đại tương đối thẳng và ổn định với mức độ bồi - xói đan xen theo mùa khoảng 3-5m/ năm (Quân & Hùng, 2016). Tuy nhiên, với mục tiêu phát triển các khu du lịch giải trí, bãi biển hiện trạng hoàn toàn có Hình 1. Hiện trạng bờ biển xã Quảng Hùng – thể được tôn tạo, mở rộng bằng phương pháp nuôi Quảng Đại, thành phố Sầm Sơn 1 2. ĐỀ XUẤT QUY MÔ MỞ RỘNG BÃI BIỂN Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi 2 Trung và nnk (2022) đề xuất và phân tích 3 Viện Kỹ thuật công trình, Trường Đại học Thủy lợi 108 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 85 (9/2023)
phương án tôn tạo, bảo vệ 900 m bờ biển xã không gian theo lý thuyết đường bờ cân bằng Quảng Hùng và Quảng Đại. Với 8/11 tiêu chí tĩnh dựa trên hiện tượng nhiễu xạ giữa các đê tích cực, phương án cụm 4 đê giảm sóng thể hiện (Hsu & Evans, 1989). Mỗi đoạn đê có chiều dài sự phù hợp hơn cả và đã được mô phỏng đánh 100 m, hai đoạn liên tiếp cách nhau 200 m, giá tác động tới thủy động lực (sóng, dòng chảy) khoảng cách giữa tuyến đê và đường bờ hiện tại và địa hình đáy biển. Các đê được tính toán bố trí là 170 tới 200 m. Hình 2. Bốn phương án mở rộng bãi biển Quảng Hùng – Quảng Đại, thành phố Sầm Sơn Để chủ động mở rộng bãi, chúng tôi đề xuất bổ nạo vét và những đặc điểm về cửa sông và sóng. sung vật liệu trực tiếp lên bãi biển hiện có, trong GenCade đã được ứng dụng để nghiên cứu diễn vùng bảo vệ của đê giảm sóng. Hình 2 minh họa biến đường bờ và vận chuyển bùn cát trong các dự bốn phương án quy mô tôn tạo, mở rộng với độ án nuôi bãi, điển hình như bãi biển Delaware dốc bãi trung bình 1/30, phù hợp và an toàn cho (Ding et al, 2021), Matagorda (Frey et al, 2012), hoạt động tắm biển, nghỉ dưỡng. cửa sông St. Augustine ở Hoa Kỳ (Schrader et al, 3. THIẾT LẬP MÔ HÌNH VÀ HIỆU 2016) và đảo Saadiyat ở Ả Rập (Hamza et al, CHỈNH, KIỂM ĐỊNH 2019). Chính vì vậy, bài báo sẽ sử dụng GenCade Mô hình GenCade (Hanson et al., 2011) có khả để mô hình hóa chế độ vận chuyển bùn cát ở khu năng mô phỏng diễn biến đường bờ và vận chuyển vực Quảng Hùng – Quảng Đại trong thời gian dài. bùn cát 1 chiều (1D). Mô hình tính toán được Theo đó, diễn biến đường bờ sẽ được mô phỏng dòng vận chuyển dọc bờ do sóng và hình thái cho 4 phương án mở rộng bãi biển. chuyển cát tự nhiên tại cửa sông thông qua một 3.1. Thiết lập mô hình phiên bản giản lược của mô hình Hồ chứa Cửa Mô hình GenCade yêu cầu tối thiểu các số liệu sông (IRM) (Kraus, 2002); và diễn biến đường bờ cơ bản về đường bờ, bùn cát cũng như các yếu tố trong vài năm cho đến vài thập kỷ. GenCade mô thủy động lực trong khu vực, bao gồm: đường bờ tả những công trình như mỏ hàn, tường biển, đê ban đầu; số liệu sóng; các thông tin về bước lưới; chắn sóng, cùng những hoạt động như nuôi bãi, bùn cát (Munger & Frey, 2015). Đối với cung bờ KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 85 (9/2023) 109
tương đối thẳng như Quảng Hùng – Quảng Đại và quả các đợt khảo sát địa hình bổ sung các ảnh vệ dòng bùn cát từ sông Đơ tương đối nhỏ, động lực tinh Landsat, Sentinel. Ảnh vệ tinh Landsat-08 bờ sóng chính là yếu tố ảnh hưởng chủ đạo đến diễn biển Quảng Hùng – Quảng Đại ngày 18/06/2013 biến đường bờ khu vực. Số liệu đường bờ gồm kết được sử dụng để thiết lập mô hình (Hình 3 trái). a. b. Chiều cao sóng biên mô hình GenCade Hs N 8 6 Hs (m) 4 2 0 1/1/2005 1/1/2009 1/1/2013 1/1/2017 1/1/2021 Chu kỳ sóng biên mô hình GenCade Tp 25 20 Tp (m) 15 10 5 0 1/1/2005 1/1/2009 1/1/2013 1/1/2017 1/1/2021 Hướng sóng biên mô hình GenCade Dir 400 320 Dir (m) CHÚ THÍCH: 240 Khu vực nghiên cứu 160 Điểm trích xuất sóng 80 Đường bờ ban đầu 0 1/1/2005 1/1/2009 1/1/2013 1/1/2017 1/1/2021 Hình 3. Ảnh Landsat-8 khu vực bờ biển Quảng Hùng – Quảng Đại (trái) và số liệu sóng đặc trưng tại biên mô hình GenCade (phải) Sóng nước sâu sử dụng bộ số liệu tái phân tích từ gió NCEP bằng mô hình MIKE 21 trong thời gian 12 năm từ 2005 đến 2017, tần suất 3 giờ/1 số liệu (Hình 3 phải). Các tham số sóng nước sâu được trích xuất tại độ sâu 20 m theo hệ tọa độ UTM khu vực 48 (591107°N và 2178875°E). Kết quả thí nghiệm xác định được đường kính trung bình hạt bùn cát tại khu vực là D50 = 0,2 mm. Để mô phỏng được chính xác diễn biến đường bờ Quảng Hùng – Quảng Đại và đồng thời làm Hình 4. Giao diện GenCade mô phỏng diễn biến giảm sai số ở 2 đầu cung bờ, nghiên cứu lựa chọn đường bờ xã Quảng Hùng – Quảng Đại thiết lập mô hình cho khu vực từ hạ lưu sông Đơ đến hết địa phận xã Quảng Hải, huyện Quảng Bảng 1 tổng hợp các thông số thiết lập điều Xương, Thanh Hóa. Mặt khác, cung bờ trên không kiện mô hình gồm thời gian mô phỏng, thông số chịu ảnh hưởng của hệ thống đảo chắn ngoài khơi bãi biển, điều kiện biên hướng biển (Seaward BC) cũng như hiện trạng chưa có công trình gây gián và điều kiện biên giữa (Lateral BC). Độ sâu giới đoạn dòng chảy dọc bờ. Do vậy, cả vùng mô hạn vận chuyển bùn cát được tính dựa trên chiều phỏng dùng hệ lưới với bước lưới mặc định 10 m cao, chu kỳ sóng khu vực với công thức kinh (Hình 4). nghiệm của Birkemeier (1985). 110 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 85 (9/2023)
Bảng 1. Bảng tổng hợp các thông số thiết lập mô hình Điều kiện thiết lập Thông số Giá trị Kích thước hạt bùn cát D50 (mm) 0,5 Điều kiện bãi biển Chiều cao thềm trung bình BC (m) 2 Độ sâu giới hạn VCBC DC (m) 6 Bước thời gian Δt (h) 1 K1 0,3÷0,5 Hệ số hiệu chỉnh vận chuyển bùn cát dọc bờ K2 0,1÷0,4 Điều kiện biên hướng biển ISMOOTH 11 Điều kiện biên giữa Lateral BC Pinned 3.2. Hiệu chỉnh và kiểm định đánh giá và dự đoán sự biến đổi đường bờ trong GenCade được hiệu chỉnh bằng cách mô phỏng thời gian dài (Frey et al, 2012). Dựa trên kinh trong một khoảng thời gian mà điều kiện ban đầu nghiệm lập mô hình, giá trị này được khuyến và điều kiện cuối cùng của đường bờ được xác nghị với 0 < K1 < 1 và 0,5K1 < K2 < 1,5K1 định (đã xảy ra, có số liệu). Tiếp đó, diễn biến (Hanson, 1989). Để hiệu chỉnh, chúng tôi mô đường bờ mô phỏng được so sánh với các phép đo phỏng diễn biến của đường bờ ban đầu năm và các thông số hiệu chuẩn được điều chỉnh để cải 2013 (màu xanh lá, Hình 5) trong giai đoạn thiện sự thống nhất giữa mô hình và thực tế. 2013 - 2014 với 20 cặp hệ số K1 và K2 rồi so Tương tự, mô hình sẽ được kiểm định bằng cách sánh với đường bờ thực tế trích xuất từ ảnh giữ các thông số hiệu chuẩn cuối cùng không đổi Landsat 8 ngày 23/07/2014. Hình 6 cho thấy hệ để mô phỏng một giai đoạn khác mà điều kiện số K1 = 0,77 và K2 = 1,16 là phù hợp nhất đối cuối cùng đã được xác định. với Quảng Hùng – Quảng Đại với hệ số hiệu Các hệ số thực nghiệm K1 và K2 trong quả của mô hình Nash là NSE = 0,996 và sai số GenCade đóng vai trò quan trọng trong việc trung bình quân phương là RMSE = 6,99 m. Diễn biến đường bờ hiện trạng sau 1 năm 2013 - 2014 Xã Quảng Hùng - Quảng Đại 500 20 N Đường bờ 2013 (HT) S Biến đổi đường bờ (m) Vị trí đường bờ (m) 400 Biến đổi 2013-2014 (MP) Đường bờ 2014 (MP) Biến đổi 2013-2014 (TĐ) 10 Đường bờ 2014 (TĐ) 300 0 200 Khu vực nghiên cứu 100 -10 0 -20 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 2200 2400 2600 2800 3000 Khoảng cách (m) Khoảng cách (m) Hình 5. Kết quả hiệu chỉnh diễn biến đường bờ Quảng Hùng – Quảng Đại 2013 - 2014 Hình 6. Giá trị RMSE và NSE tương ứng 20 cặp hệ số K1, K2 của mô hình GenCade KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 85 (9/2023) 111
Diễn biến đường bờ hiện trạng sau 1 năm 2020 - 2021 Xã Quảng Hùng - Quảng Đại 500 20 Biến đổi 2020-2021 (MP) Biến đổi đường bờ (m) N Đường bờ 2020 (HT) S Vị trí đường bờ (m) 400 Biến đổi 2020-2021 (TĐ) Đường bờ 2021 (MP) 10 Đường bờ 2021 (TĐ) 300 0 200 Khu vực nghiên cứu -10 100 0 -20 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 2200 2400 2600 2800 3000 Khoảng cách (m) Khoảng cách (m) Hình 7. Kết quả kiểm định diễn biến đường bờ Quảng Hùng – Quảng Đại 2020 – 2021 Để kiểm định, chúng tôi mô phỏng giai đoạn Hình 8 thể hiện kết quả mô phỏng đường bờ 2020-2021 với các thông số được áp dụng chính xác Quảng Hùng – Quảng Đại sau 1 năm với 4 như với hiệu chỉnh. Sai số RMSE là 5,29m và hệ số phương án tôn tạo, mở rộng bãi biển và không bổ hiệu quả NSE đạt 0,998; đều thể hiện tốt hơn kết quả sung vật liệu. Do ảnh hưởng của 4 đê giảm sóng, hiệu chỉnh. Hình 7 thể hiện xu hướng hình thái khu các bãi bồi dạng mũi đất hướng ra biển (tombolo/ vực được duy trì trên toàn bộ chiều dài của bờ biển salient) được hình thành trong cả 4 phương án. sau 1 năm mô phỏng. Mặc dù sai số lớn nhất xảy ra Với bãi rộng 65 – 100 m (PA1 và PA2) thì đỉnh tại vị trí cửa biển (inlet) nhưng mô hình đủ độ tin vùng bồi có xu hướng phát triển ra xa bờ hơn là cậy để tiếp tục mô phỏng các kịch bản. trường hợp bãi rộng 40 – 60 m (PA3) và 30 – 50 4. DIỄN BIẾN ĐƯỜNG BỜ SAU KHI TÔN m (PA4). Phương án PA2 có vị trí tuyến đê cách TẠO, MỞ RỘNG bờ xa hơn khiến cho mức độ xói lở ở phía Nam 4.1. Diễn biến đường bờ sau 1 năm cũng hạn chế hơn so với PA3 và PA4. Diễn biến đường bờ hiện trạng/ tôn tạo bãi sau 1 năm (2021) Xã Quảng Hùng - Quảng Đại 500 300 N 250 Vị trí đường bờ (m) S Vị trí đường bờ (m) 400 200 2 3 4 300 1 150 200 100 100 50 0 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 2000 2400 2800 3200 Khoảng cách (m) Khoảng cách (m) CHÚ THÍCH Đường bờ hiện Đường bờ Đường bờ Đường bờ Đường 1 bờ Đê giảm sóng trạng PA1 PA2 PA3 PA4 Hình 8. Kết quả mô phỏng diễn biến đường bờ Quảng Hùng – Quảng Đại trong 1 năm, từ 2020 tới 2021 cho 4 phương án mở rộng bãi biển Ở điều kiện hiện trạng, dòng bùn cát chủ yếu đi với 3 phương án còn lại. Bề rộng đỉnh vùng bồi từ Bắc xuống Nam gây xói lở khu vực phía Bắc. vào khoảng 30 m và tiến ra phía biển 150 m ở Khi có đê kết hợp nuôi bãi, hiện tượng xói sau đê PA1 và PA2; với PA3 và PA4, do lượng cát nuôi vẫn xảy ra nhưng đường bờ mới vẫn cách đường bãi nhỏ hơn nên vùng bồi chỉ phát triển 50 – 70 m bờ biển hiện trạng 10 – 15 m ở PA2 và 10 – 30 m ra phía biển. 112 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 85 (9/2023)
Xã Quảng Hùng - Quảng Đại (2021) Xã Quảng Hùng - Quảng Đại (2025) Xã Quảng Hùng - Quảng Đại (2030) 150 150 150 2 Biến đổi đường bờ (m) 2 3 1 Biến đổi đường bờ (m) 4 1 3 Biến đổi đường bờ (m) 4 2 3 N 100 1 S N 100 S N 100 4 S 50 50 50 0 0 0 -50 -50 -50 2000 2400 2800 3200 2000 2400 2800 3200 2000 2400 2800 3200 Khoảng cách (m) Khoảng cách (m) Khoảng cách (m) CHÚ THÍCH Đường bờ hiện Đường bờ Đường bờ Đường bờ Đường 1 bờ Đê giảm sóng trạng PA1 PA2 PA3 PA4 Hình 9. Kết quả mô phỏng biến đổi đường bờ Quảng Hùng – Quảng Đại trong 10 năm, từ 2020 tới 2030 cho 4 phương án mở rộng bãi biển 4.2. Diễn biến đường bờ sau 10 năm Quảng Đại thành 4 phân đoạn tương ứng với 4 đê Hình 9 mô tả sự biến đổi đường bờ Quảng giảm sóng 1, 2, 3 và 4. Ở phân đoạn 1, duy nhất bãi Hùng – Quảng Đại trong dài hạn, từ năm 2021 bồi sau đê số 1 dịch chuyển về phía biển khoảng 30 đến năm 2030 cho 4 phương án tôn tạo bãi. Nhìn m trong 5 năm đầu, sau đó xu hướng này dần chậm chung, đoạn phía Bắc từ x = 1800 đến 2100 m có lại và đến năm 2030 thì bãi bồi chỉ dịch chuyển xu hướng mở rộng dần ra phía biển; trong khi đó được thêm 5 m nữa. Các bãi bồi còn lại sau đê 2, 3 đoạn phía Nam từ x = 3100 đến 3400 m có xu và 4 đều có xu hướng bị thu hẹp 1 – 5 m mỗi năm và hướng bị thu hẹp dần (xói lở). Tương tự như kết mức độ tăng dần từ Bắc xuống Nam. Ngược lại, quả mô phỏng sau 1 năm, đoạn từ x = 2100 đến đoạn bờ phía Nam đê số 4 từ x = 3100 đến 5800 m 3100 m vẫn duy trì các bãi bồi dạng tombolo. Tuy liên tục bị xói lở trong suốt 10 năm. Bùn cát bị giữ nhiên, các bãi bồi này hầu hết đều có xu hướng lại ở khu vực sau các đê dẫn tới không có nguồn thu hẹp lại và mức độ tăng lên theo chiều Bắc – cung cấp cho khu vực ở phía Nam. Ban đầu, hiện Nam, cùng hướng vận chuyển bùn cát chủ yếu. tượng xói lở có cường độ tương đối lớn, 3 tới 5 m/ Đường bờ của PA2 thể hiện sự ổn định hơn cả. năm, nhưng dần giảm xuống do lượng bùn cát bị giữ Bảng 2 phân chia đường bờ Quảng Hùng – lại sau đê 4 cũng giảm dần theo thời gian. Bảng 2. Phân đoạn cung bờ Quảng Hùng – Quảng Đại Phân đoạn/ Đê giảm sóng 1 2 3 4 Vị trí dọc bờ X (m) 2100 ÷ 2350 2350 ÷ 2600 2600 ÷ 2950 2950 ÷ 3100 Vào cuối thời kỳ mô phỏng, mức độ xói lở cát được đê số 4 giữ lại cũng có xu hướng giảm lớn nhất ở phía Nam của PA3 và PA4 nhỏ hơn theo thời gian. so với PA1 và PA2 khi mức độ xói lở đạt ~30 Đánh giá tổng thể, PA2 với 4 đê xa bờ nhất m. Ở PA1 và PA2, bề rộng bãi tôn tạo đạt 65 – (220 – 270m) và lượng vật liệu nuôi bãi ban đầu 100 m thì PA4 có bãi rộng 30 - 50 m còn PA3 là như PA1 (230.000 m3) thể hiện sự ổn định trong 40 – 60 m. Bên cạnh đó, PA3 bố trí đê gần bờ dài hạn. Đường bờ PA2 biến đổi hạn chế nhất, các hơn so với PA2 khiến cho tác động của sóng và bãi bồi vẫn duy trì phía sau 4 đê mặc dù có sự suy dòng chảy tới đường bờ phía sau đê giảm thiểu biến, thu hẹp (nhỏ hơn 3 PA khác). Để cân nhắc đáng kể. Trong giai đoạn đầu, xói lở đạt cường đầu tư, ta cần tiếp tục so sánh chi phí, kỹ thuật độ 6 – 10 m/ năm nhưng dần giảm do lượng bùn giữa PA2 có các đê xa bờ và bãi biển ổn định với KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 85 (9/2023) 113
PA 1, 3, 4 tuy có đê gần bờ nhưng tổn thất vật liệu các bãi bồi còn lại đều có xu hướng bị thu hẹp 1 đáng kể. – 5 m/ năm sau các đê 2, 3 và 4 với mức độ tăng 5. KẾT LUẬN dần từ Bắc xuống Nam. Để cân nhắc đầu tư, ta Bài báo đã nghiên cứu diễn thế đường bờ hai cần tiếp tục so sánh chi phí, kỹ thuật giữa PA2 xã Quảng Hùng – Quảng Đại, thành phố Sầm có các đê xa bờ nhất (220 – 270m) và bãi biển Sơn, sau khi mở rộng theo phương pháp nuôi ổn định với PA 1, 3, 4 tuy có đê gần bờ hơn bãi kết hợp công trình đê giảm sóng. GenCade (170 - 200m) nhưng tổn thất vật liệu lại lớn. được áp dụng để mô phỏng bốn phương án với Bùn cát dọc bờ bị giữ lại ở khu vực sau các đê chiều rộng đổ cát khác nhau 30 – 50 m (PA4), dẫn tới đoạn bờ phía Nam của đê số 4 liên tục bị 40 – 60 m (PA3) và 85 – 100 m (PA1, PA2). xói lở trong suốt 10 năm. Để duy trì bãi biển Trong quá trình 10 năm dù không bổ sung vật phục vụ du lịch, nghỉ dưỡng ta cần tính toán bổ liệu, các bãi bồi dạng tombolo được duy trì dọc sung cho lượng vật liệu thất thoát từ đoạn bờ 900 m đường bờ mặc dù có sự biến đổi. Sau đê Quảng Hùng – Quảng Đại cũng như bù đắp số 1, bãi bồi mở rộng về phía biển hơn 30 m; lượng cát thiếu hụt cho đoạn bờ phía Nam. TÀI LIỆU THAM KHẢO Cường, H. V. & Hùng, L. M. (2013). Nghiên cứu tác động của chế độ thủy động lực vùng ven bờ, ảnh hưởng đến diễn biến xói lở bờ biển Sầm Sơn – Thanh Hóa. TC KH CN Thủy lợi. Hùng, L. M. & Cường, H. V. (2013). Phân tích diễn biến sạt lở và xác định nguyên nhân gây biến động hình thái bờ biển Sầm Sơn, tỉnh Thanh Hóa. TC KH CN Thủy lợi. Linh, P. K., Ánh, C. T. N., Trung, L. H., & Nguyên, N. T. T. (2020). Nghiên cứu bố trí không gian đê chắn sóng chống xói lở, bảo vệ bờ biển Phú Hải, Phú Vang, Thừa Thiên – Huế. TC Tài nguyên nước, số 1 tháng 2/2020, trang 58-66. ISSN 1859-3771. Quân, N. C. & Hùng, P. V. (2016). Đặc điểm địa mạo động lực vùng cửa sông ven biển sông Mã, tỉnh Thanh Hóa. TC Các khoa học về trái đất, số 38 tháng 3/2016, trang 59-65. Trung, L. H., Đức Anh, N. Q., Ngọc Ánh, C. T. & Duy, N. T. (2022). Đánh giá ảnh hưởng của đê giảm sóng tới thủy động lực và địa hình biển Quảng Hùng – Quảng Đại trong các thời kỳ gió mùa. TC KHKT Thủy lợi & Môi trường số 81, 12 – 2022, pp 73-81. Ding, Y., Kim, S. C., Permenter, R. L., Styles, R. B., Gebert, J. A. (2021). Simulations of Shoreline Changes along the Delaware Coast. US Army Engineer Research and Development Center. Frey, A. E., Rosati III, J., Connell, K. J., Hanson, H., Larson, M. (2012). Modeling alternatives for erosion control at Matagorda County, Texas, with GenCade. Int. Conf. Coastal. Eng., vol. 1, no. 33, pp. 97. Hamza, W., Tomasicchio, G. R., Ligorio, F., Lusito, L., Francone, A. (2019). A Nourishment performance index for beach erosion/ accretion at Saadiyat Island in Abu Dhabi. JMSE, vol. 7, no. 6, pp. 173. Hanson, H., Connell, K. J., Larson, M., Kraus, N. C., Beck, T. M., Frey, A. E. (2011). Coastal Evolution Modeling at Multiple Scales in Regional Sediment Management. In The Proceedings of the Coastal Sediments 2011: In 3 Volumes (pp. 1920-1932). Hsu, J. R. C. & Evans, C. (1989). Parabolic Bay Shapes and Applications. Proc. Inst. Civ. Eng., vol. 87, no. 4, pp. 557-570. Schrader, M. H., Douglass, E. C., Lillycrop, L. S. (2016). Regional Sediment Management Strategies for the Vicinity of St. Augustine Inlet, St. Johns County, Florida. 114 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 85 (9/2023)
Abstract: MODELLING LONGTERM EVOLUTION OF QUANG HUNG – QUANG DAI BEACH, SAMSON AFTER NOURISHMENT The 900-m-long coastline stretching over Quang Hung - Quang Dai communes, Sam Son city, is relatively straight and stable despite the seasonal alternation of accretion and erosion. To develop tourism services, the article proposes beach nourishment in combination with 4 breakwaters protecting the shoreline. Deploying GenCade, we simulate the longterm evolution of morphology in 4 configurations with the width of enlarged beach PA1, 2 is 65-100m, PA3 is 40-60m and PA4 is 30-50m. After a period of 10 years, the tombolos are properly maintained behind the 4 breakwaters despite of being eroded and narrowed. With the same initial volume of sand as PA1 as 230,000 m3, PA2 has 4 breakwaters the farthest offshore, 220 - 270m, but its’ shoreline is more stable during 10 years and the erosion is also limited than the others. The obtained results provide basis for choosing the scale of nourishment project so that the beach would be expanded and maintained stably in the longterm while limiting negative impacts such as erosion in the neighborhood areas. Keywords: Breakwaters, coastline, erosion, GenCade, morphology, nourishment. Ngày nhận bài: 12/8/2023 Ngày chấp nhận đăng: 14/9/2023 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 85 (9/2023) 115