Nghiên cứu nguyên nhân xói lở bờ biển đông bán đảo Cà Mau bằng mô hình toán

Bài viết Nghiên cứu nguyên nhân xói lở bờ biển đông bán đảo Cà Mau bằng mô hình toán nhằm xem xét tác động của chế độ thủy động lực, vận chuyển bùn cát đến quá trình xói lở bờ biển khu vực biển đông bán đảo Cà Mau. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết!

KHOA HỌC CƠNG NGHỆ NGHIÊN CỨU NGUN NHÂN XĨI LỞ BỜ BIỂN ĐƠNG BÁN ĐẢO CÀ MAU BẰNG MƠ HÌNH TỐN Lê Thanh Chương, Nguyễn Bình Dương Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam Tóm tắt: Tình trạng xói lở bãi sạt lở bờ biển diễn phổ biến nhiều khu vực vùng ven biển tỉnh đồng sông Cửu Long (ĐBSCL), vùng ven biển thuộc bán đảo Cà Mau (BĐCM) khu vực có tình trạng xói lở nghiêm trọng Để có đưa giải pháp bảo vệ bãi hiệu quả, nhóm thực đề tài “Nghiên cứu giải pháp hợp lý công nghệ thích hợp phịng chống xói lở, ổn định bờ biển đoạn từ Sóc Trăng đến Mũi Cà Mau” thực mơ q trình thủy động lực, bùn cát hình thái vùng nghiên cứu thời điểm số trường hợp bất lợi tương lai để phân tích, đánh giá ngun nhân gây xói lở khu vực ven biển đơng BĐCM Từ khóa: Xói lở bờ biển, thủy động lực, hình thái, bán đảo Cà Mau Summary: Coastal erosion have been occurring commonly and widely in many coastal area in the Mekong River Delta, specially in the coast of Ca Mau Peninsula - one of the most serious erosions area This paper presents the simulation results of hydrodynamic, sediment transport and morphological change to analyze and evaluate the causes of erosion in the eastern coast of Ca Mau Peninsula Keywords: Erosion, hydrodynamic, morphology, Ca Mau Peninsula ĐẶT VẤN ĐỀ * Vấn đề sạt lở bờ biển năm qua trở thành đề tài nóng hổi nhiều địa phương nước nói chung Đồng sơng Cửu Long nói riêng, xói lở bờ biển diễn biến ngày phức tạp, gây ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống nhân dân tác động đến phát triển kinh tế xã hội địa phương ven biển Vấn đề trở nên nghiêm trọng tác động việc quốc gia thượng nguồn Mê-kong phát triển thủy điện tượng BĐKH-NBD dâng ngày có tác động rõ nét Chiến lược giảm thiểu nguy xói lở lở vùng ven biển thu hút quan tâm đặc biệt cấp lãnh đạo nhà khoa học ngồi nước Với mục đích xây dựng sở khoa học chắn, đưa sản phẩm khoa học cụ thể, mà cuối Ngày nhận bài: 06/10/2021 Ngày thông qua phản biện: 15/12/2022 sơ đồ bố trí khơng gian cho hệ thống hạng mục cơng trình chống xói bồi, bảo vệ bờ biển cho vùng biển phía đơng BĐCM, cần phải xác định rõ ngun nhân gây tình trạng xói bồi Các ngun nhân gây xói lở bờ biển có nhiều yếu tố tác động, bên cạnh nguyên nhân xuất phát từ yếu tố tự nhiên sóng, gió, dịng chảy, triều… cịn có tác nhân có yếu tố người có tác động thay đổi đáng kể đến yếu tố tự nhiên Xây dựng đập thủy điện thượng nguồn sông Mêkong, khai thác cát lịng sơng Mê-kong, đất bị lún sụt khai thác nước ngầm Trong khuôn khổ báo xem xét tác động chế độ thủy động lực, vận chuyển bùn cát đến q trình xói lở bờ biển khu vực biển đông BĐCM Ngày duyệt đăng: 06/01/2022 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 71 - 2022 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHƯƠNG PHÁP, SỐ LIỆU, THIẾT LẬP MƠ HÌNH Mơ hình sử dụng cho nghiên cứu MIKE 21 Coupled FM với module HD (thủy động lực), SW (phổ sóng), MT (vận chuyển bùn cát hình thái), đó: Mơ hình 1: Mơ hình 2D tồn vùng Biển Đơng (Kế thừa từ Đề tài [1]) Mục đích mơ hình mơ chế độ dịng chảy (thủy triều, dịng chảy ven bờ) chế độ sóng nhằm cung cấp biên mở phía biển cho mơ hình với phạm vi nhỏ (Mơ hình 2) Mơ hình 2: Mơ hình 2D mở rộng vùng bờ biển tỉnh ĐBSCL (Kế thừa từ Đề tài [1]) Mơ hình mở rộng mơ q trình tổng quát vùng cửa sông ven biển ĐBSCL vùng cửa sơng Sồi Rạp Phạm vi mơ hình bao gồm tồn vùng bờ biển từ Bà Rịa-Vũng Tàu đến Hà Tiên-Kiên Giang Mơ hình kéo dài phía biển 100 km Mục đích Mơ hình cung cấp số liệu biên cho mơ hình vùng nghiên cứu (Nhóm mơ hình 3) Nhóm mơ hình 3: Mơ hình 2D vùng bờ biển tỉnh (trình bày báo này) Các mơ hình thuộc nhóm nghiên cứu, xây dựng để mô chế độ dòng chảy bùn cát cho vùng ven bờ xa bờ (50 km đổ lại) tỉnh Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau (giới hạn đến mũi Đất Ngọc Hiển) Hình 1: Lưới mở rộng lưới phân vùng nghiên cứu [1],[2] Chi tiết mơ hình xây dựng sau: TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 71 - 2022 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Bảng 1: Phạm vi thiết lập mơ hình chi tiết [5] Mơ hình Phạm vi Mơ hình 3-1: Cho vùng ven bờ tỉnh Sóc Trăng a) Về phía sơng: mơ hình bao gồm sơng Hậu đổ cửa Định An Trần Đề 10 km vùng cửa sơng Mỹ Thanh b)Về phía biển: mơ hình bao gồm bờ biển từ Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải-Trà Vinh đến đầu khu điện gió Bạc Liêu Mơ hình kéo dài 50 km phía biển a) Về phía sơng: mơ hình bao gồm sơng Gành Hào (12 km đổ biển) kênh Hộ Phòng (3 km đổ sơng Gành Hào) b)Về phía biển: mơ hình bao gồm bờ biển từ khu vực giáp xã Lai Hoa-Sóc Trăng đến vị trí cách cửa sơng Bồ Đề-Cà Mau khoảng km c) Về phía sơng: mơ hình bao gồm tồn hệ thống sơng cửa Lớn (58 km) sông Bồ Đề (16 km) d)Về phía biển: mơ hình bao gồm bờ biển từ xã Nguyễn Huân-Đầm Dơi-Cà Mau đến hết đoạn cửa sông Bảy Háp-Cà Mau Mơ hình 3-2: Cho vùng ven bờ tỉnh Bạc Liêu Mơ hình 3-3: Cho vùng ven bờ biển Đơng tỉnh Cà Mau Như trình bày khuôn khổ báo giới hạn phân tích đánh giá tác động chế độ thủy động lực bùn cát cho kịch năm khí hậu điển hình mùa Tây Nam (các tháng 5-10/2014) mùa Đông Bắc (các tháng 11/2014 - 4/2015) Biên bùn cát: triết xuất từ kết tính tốn Mơ hình 2, số kết liên quan trình bày báo cáo Tương tự vậy, biên lưu lượng trích xuất theo kịch tương ứng Biên gió: Trường gió thơng số đầu vào quan trọng cơng tác tính mơ liên quan đến sóng Số liệu biên bề mặt cho nghiên cứu trích xuất từ mơ hình dự báo khí tượng tồn cầu Trung tâm Quốc gia Dự báo Môi trường (Hoa Kỳ) phận thuộc Cơ quan Nghiên cứu Hải dương học Khí tượng Quốc gia (NCEP/NOAA) Hoa Kỳ Trường gió trích xuất từ mơ hình “reanalysis” khí tượng, kiểm định số liệu đài vệ tinh khí tượng thuộc NOAA phạm vi tồn cầu Số liệu gió khả dụng cho mơ cần thiết từ năm 1979 Diện tích 4264 km2 Số lượng phần tử 11170 4230 km2 7100 7000 km2 14000 đến 2019 với bước thời gian kích cỡ mắt lưới 0.3120.312o Dữ liệu gió thuộc CSDL reanalysis gió NOAA áp dụng cho hàng ngàn nghiên cứu toàn cầu chứng minh có độ tin cậy cao Biên triều: Biên thủy triều phía biển cho mơ hình Nhóm bao gồm trị số mực nước H thành phần vận tốc dòng chảy U,V trích xuất từ kết mơ kịch tương ứng Mơ hình Biên sóng: Biên sóng phổ cho mơ hình Nhóm bao gồm trị số chiều cao sóng Hs, chu kỳ sóng Tp hướng sóng trung bình trích xuất từ kết mơ Mơ hình HIỆU CHỈNH, KIỂM ĐỊNH MƠ HÌNH Việc hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình thực dựa so sánh sai khác chuỗi số liệu thực đo số liệu tính tốn Các số liệu thực đo khảo sát từ đề tài cụm đề tài nghiên cứu xói lở bờ biển ĐBSCL (xem Hình 2) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 71 - 2022 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Kết cho thấy phù hợp cao kết mơ hình số liệu thực đo hầu hết thời gian so sánh Có thể thấy kết tính tốn mơ hình phù hợp tốt với số liệu thực đo Kết cho thấy mối tương quan chặt chẽ yếu tố sóng gió Tại thời điểm có sai khác số liệu gió mơ thực đo tương ứng có sai khác sóng tính tốn mơ hình số liệu quan trắc Kết trình bày Hình 3, Hình 4, Hình Hình Hình 2: Phạm vi khảo sát số liệu cho cụm đề tài xói lở [1],[2],[3],[4] Sign Wave Height (Simulated) [m] H1/3 (Observed) [m] H1/3 Observed (Tra Vinh) [m] Sign Wave Height Simulated (Tra Vinh) [m] 2.0 2.0 1.8 1.8 1.6 1.6 1.4 1.4 1.2 1.2 1.0 1.0 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 0.2 00:00 2017-09-02 00:00 09-07 00:00 09-12 00:00 09-17 00:00 09-22 00:00 09-27 00:00 2017-09-02 00:00 09-12 00:00 09-22 00:00 10-02 00:00 10-12 00:00 10-22 Hình 4: Kết hiệu chỉnh sóng (lưới tính tốn Bạc Liêu)[5] Hình 3: Kết hiệu chỉnh sóng (lưới tính tốn Sóc Trăng)[5] SSC Bac Lieu (Simulated) [kg/m^3] SSC_BAC LIEU [kg/m^3] SSC_DINH AN [g/m^3] Total SSC (638028.187470, 1062772.405928) [g/m^3] 450 400 0.30 350 0.25 300 0.20 250 200 0.15 150 0.10 100 0.05 50 00:00 2017-09-02 00:00 09-12 00:00 09-22 00:00 10-02 00:00 10-12 00:00 10-22 Hình 5: Kết hiệu chỉnh hàm lượng bùn cát lơ lửng cửa Định An (lưới Sóc Trăng)[5] KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Kết tính tốn tải lượng bùn cát cửa sông đổ Mê-kong đổ biển Tải lượng bùn cát cửa sông đổ biển 00:00 2017-09-02 00:00 09-12 00:00 09-22 00:00 10-02 00:00 10-12 00:00 10-22 Hình 6: Kết hiệu chỉnh hàm lượng bùn cát lơ lửng trạm Bạc Liêu[5] tháng trình bày chi tiết Bảng cho thấy xu sông Mê-kong cung cấp bùn cát cho vùng ven biển vùng ĐBSCL năm khí hậu 2014-2015 Tải lượng dương (đi biển) xuất thời kỳ mùa lũ (từ tháng 4- TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 71 - 2022 KHOA HỌC 2014 đến tháng 10-2014), thời kỳ gió mùa Đơng Bắc (mùa kiệt) tải lượng bùn cát qua cửa sơng có dấu âm (đi vào sơng) tức bùn cát phía ngồi sóng đào xới thèo CƠNG NGHỆ dịng triều lên vào cửa sơng Nhìn chung 90% lượng bùn cát từ sông Mê-kong đổ biển vào tháng mùa lũ (trùng với mùa gió Tây Nam) Bảng 2: Tải lượng bùn cát trung bình tháng qua cửa sơng năm khí hậu điển hình 2014-2015 (Dấu + thể bùn cát ra, dấu – thể bùn cát vào) [1] Thời gian 5/2014 6/2014 7/2014 8/2014 9/2014 10/2014 Tổng mùa TN 11/2014 12/2014 1/2015 1/2015 1/2015 1/2015 Tổng mùa ĐB Cửa Tiêu 0,4 0,3 0,1 0,3 0,2 0,0 1.3 0,0 -0,1 -0,1 0,0 0,0 0,0 -0.2 Cửa Đại 0,6 0,5 0,3 0,7 0,5 0,2 2.8 0,0 -0,1 0,0 0,0 -0,1 0,0 -0.2 Hàm Luông 0,6 0,5 0,5 1,0 0,7 0,3 3.6 0,0 -0,2 -0,2 -0,2 -0,3 -0,1 -1,0 4.2 Kết tính tốn phân vùng Sóc Trăng Kết tính tốn sóng cho phân vùng Sóc Trăng thể qua Hình Hình cho thấy xu hướng sóng phân bố chiều cao sóng khác biệt rõ nét theo mùa khí hậu Với bờ biển Sóc Trăng đặc thù bờ biển Đơng, mùa gió Tây Nam sóng hướng chủ đạo theo hướng Tây Nam tức ngược trực diện với a) mùa gió Tây Nam Cổ Chiên 0,4 0,3 0,8 2,3 1,8 0,8 6.4 0,4 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0.5 Cung Hầu 0,2 0,2 0,4 1,5 1,0 0,4 3.7 0,1 0,0 -0,1 -0,1 -0,1 0,0 -0.2 Định An Trần Đề 0,9 0,5 1,0 3,0 3,5 1,5 10.4 0,7 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0.9 0,1 0,1 0,3 1,3 1,4 0,7 3.9 0,1 -0,1 -0,1 -0,1 -0,2 -0,1 -0.5 hướng bờ Trong thời kỳ gió mùa Đơng Bắc, sóng có hướng chủ đạo Đơng, Đơng Đơng Bắc, tức sóng vỗ trực diện vào đường bờ biển Kết mơ sóng trung bình (Hình 7) cho thấy sóng trung bình mùa Đơng Bắc sát ven bờ phân vùng Sóc Trăng nhiều đoạn đạt 0,4-0,5 m Mùa Tây Nam, chiều cao sóng ven bờ trung bình khoảng 0,1-0,2 m b) mùa gió Đơng Bắc Hình 7: Phân bố chiều cao hướng sóng trung bình mùa gió Tây Nam TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 71 - 2022 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ mùa gió Đơng Bắc bình diện vùng biển Sóc Trăng [5] Kết mơ sóng lớn (Hình 8) cho thấy sóng lớn mùa Đơng Bắc ven bờ phân vùng Sóc Trăng phần lớn đạt 0,75-1,0 m, nhiều đoạn đạt đến 1,0-1,25 m Mùa Tây Nam, chiều cao sóng lớn ven bờ đạt khoảng 0,50,75 m a) mùa gió Tây Nam b) mùa gió Đơng Bắc Hình 8: Phân bố chiều cao sóng lớn hướng sóng trung bình mùa gió Tây Nam mùa gió Đơng Bắc bình diện vùng biển Sóc Trăng [5] Kết tính toán hàm lượng bùn cát (TSStb) tháng (mùa Tây Nam) tháng (mùa Đơng Bắc) Hình bảng kết tính tải lượng bùn cát cửa sông (Bảng 2) cho thấy vào mùa Tây Nam, lượng bùn cát từ cửa sông đổ lớn (trên 90% năm) hàm lượng bùn cát lơ lửng vùng ven biển thấp, trung a) bình khoảng 100-250 g/m3 Vào mùa Đơng Bắc, hàm lượng bùn cát trung bình lớn vào khoảng 300-500 g/m3 Nhiều khu vực ven bờ đạt 500-600 g/m3 Dải bùn cát vận chuyển ven bờ mùa Đông Bắc lớn mùa Tây Nam đáng kể Tháng 9/2014 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 71 - 2022 b) Tháng 1/2015 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Hình 9: Phân bố TSStb tháng 9/2014 tháng 1/2015 vùng biển phân vùng Sóc Trăng [5] Tổng hợp phân tích nêu trên, thấy biến đổi hình thái vùng ven biển Sóc Trăng chủ yếu diễn vào mùa gió Đơng Bắc yếu tố sóng lớn dịng dư sóng khuấy động nạo vét bùn cát bãi mang Đối với vấn đề xói lở, lực xung kích sóng để khuấy bùn cát đáy lên chuyển thành bùn cát lơ lửng tạo chuyển động bùn cát lớp sát đáy thể qua ứng suất tiếp đáy Tác động sóng lên vận tốc dòng chảy thể qua vận tốc dòng dư Vận tốc dịng dư xác định hiệu dòng tổng trừ dòng triều đơn (khơng có sóng gió) Tương tự vậy, ứng suất đáy dịng dư tính hiệu ứng suất dịng tổng trừ ứng suất dòng triều đơn Phân bố ứng suất đáy lớn dòng dư cho ta thấy tranh phạm vi bãi biển hay vùng biển chịu xói tác động sóng đơn a) b) Hình 10: Phân bố ứng suất đáy lớn dòng dư (a) chiều xâu xói lở (b) vùng ven biển Sóc Trăng mùa gió Đơng Bắc [5] Hình 10 cho thấy tương quan chặt chẽ biến động hình thái bãi vùng ven biển Sóc Trăng năm phân bố ứng xuất đáy lớn dịng dư sóng mùa Đơng Bắc Để phân tích phạm vi xói bồi diễn ven bờ biển Sóc Trăng theo mùa, nhóm nghiên cứu trích xuất phân bố trị số từ lưới mơ biến động hình thái thời đoạn cuối mùa gió Tây Nam cuối mùa gió Đơng Bắc Vùng trích xuất phía cửa sơng Mỹ Thanh đầu khu điện gió Bạc Liêu Các vùng kéo dài phía biển 100, 200, 300, 500 mét tương ứng Bảng 3: Khối lượng xói bồi khu vực ven biển Sóc Trăng năm khí hậu điển hình 2014-2015 [5] STT Phạm vi cách bờ Phạm vi 100 m Phạm vi 200 m Phạm vi 300 m Phạm vi 500 m Vnet xói bồi (106 m3) -0.73 -1.20 -1.54 -2.16 4.3 Kết tính tốn phân vùng Bạc Liêu Cũng giống phân vùng Sóc Trăng, vùng ven biển Bạc Liêu có đặc trưng sóng dịng chảy theo chế độ vùng biển Đông Về mùa Tây Nam, hướng sóng chủ yếu hướng Tây Nam, Hnet xói bồi (m) -0.14 -0.12 -0.10 -0.08 ngược song song với nhiều đoạn đường bờ Chiều cao sóng ven bờ thấp, vào khoảng 0,0 – 0,1 m trung bình, cao 0,25 – 0,5 m Về mùa Đông Bắc, sóng chủ yếu có hướng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 71 - 2022 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Đơng, Đơng Đơng Bắc, tạo góc sóng tới xiên vừa với nhiều đoạn đường bờ Đối với đoạn bờ thuộc thị xã Gành Hào xã Tân Thuận, Tân Tiến, Nguyên Huân Cà Mau, sóng tới theo hướng tương đối vng góc với đường bờ Chiều cao sóng sát bờ cao đoạn Gành a) mùa gió Tây Nam Hào xã thuộc Cà Mau, trung bình đạt khoảng 0,3-0,4 m, cao lên đến 0,75–1,0 m Tại đoạn khác phân vùng Bạc Liêu, chiều cao sóng lan truyền vào đến bờ thấp b) mùa gió Đơng Bắc Hình 11: Phân bố chiều cao (a) hướng sóng trung bình (b) phân vùng Bạc Liêu [5] a) mùa gió Tây Nam b) mùa gió Đơng Bắc Hình 12: Phân bố chiều cao (a) hướng sóng (b) lớn phân vùng Bạc Liêu [5] Tuy nằm xa cửa sơng Mêkong, chế độ bùn cát ven biển phân vùng Bạc Liêu có xu chung giống với phân vùng Sóc Trăng Về mùa Tây Nam, hàm lượng bùn cát trung bình ven biển thấp, khoảng 5-100 g/m3 Về mùa Đông Bắc, hàm lượng bùn cát trung bình vào khoảng 200-500 g/m3 Về phía giáp phân vùng Sóc Trăng, hàm lượng bùn cát có xu tăng lên Cũng giống với vùng Sóc Trăng, nhóm nghiên cứu phân tích phạm vi xói bồi diễn ven bờ biển Bạc Liêu theo mùa Vùng trích xuấtphân tích tồn vùng đường bờ mơ hình thủy động lực Bạc Liêu, khu điện gió Nhà Mát đến hết xã Tân Thuận thuộc TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 71 - 2022 KHOA HỌC huyện Đầm Dơi-Cà Mau phía cửa sơng Gành Hào Các vùng kéo dài phía CƠNG NGHỆ biển 100, 200, 300, 500 mét tương ứng Hình 13: Phân bố TSStb tháng 9/2014 tháng 1/2015 vùng biển phân vùng Bạc Liêu [5] Bảng 4: Khối lượng xói bồi khu vực ven biển Bạc Liêu năm khí hậu điển hình 2014-2015 [5] STT Phạm vi cách bờ Phạm vi 100 m Phạm vi 200 m Phạm vi 300 m Phạm vi 500 m Thời điểm Cuối mùa Tây Nam Cuối mùa Đông Bắc Cuối mùa Tây Nam Cuối mùa Đông Bắc Cuối mùa Tây Nam Cuối mùa Đông Bắc Cuối mùa Tây Nam Cuối mùa Đơng Bắc Hình 11, Hình 12 Hình 13 cho ta thấy rõ, giống với phân vùng Sóc Trăng, biến động hình thái phân vùng Bạc Liêu chủ yếu Vnet xói bồi (triệu m3) 0.01 -0.5 -0.02 -1.12 -0.1 -1.87 -0.25 -3.27 Hnet xói bồi (m) 0.00 -0.06 0.00 -0.06 0.00 -0.07 -0.01 -0.07 diễn vào mùa Đơng Bắc yếu tố sóng lớn dịng dư sóng khuấy động nạo vét bùn cát bãi mang Hình 14: Phân bố ứng xuất đáy lớn dịng dư vùng ven biển Bạc Liêu mùa Đơng Bắc [5] Hình 14 cho thấy tương quan chặt trẽ biến động hình thái bãi vùng ven biển Bạc Liêu năm TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 71 - 2022 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ khí hậu điển hình phân bố ứng xuất lớn dịng dư sóng mùa Đơng Bắc [1] Kết tính tốn phân vùng Cà Mau Khác với phân vùng Sóc Trăng Bạc Liêu, phân vùng Cà Mau nằm tác động hai chế độ sóng-dịng chảy đặc trưng cho Biển Đơng Biển Tây Kết tính tốn đặc trưng sóng cho phân vùng Cà Mau thể qua Hình 15 Hình 16 Về mùa Tây Nam, sóng có hướng Tây Nam tác động đến số đoạn bờ biển xã Đất Mũi: vùng ven bờ khu vực mũi Cà Mau vùng ven bờ điểm cực Nam đất liền tỉnh Cà Mau; phần vùng ven bờ cửa Rạch Gốc phần vùng ven bờ xã Tân An thuộc Huyện Ngọc Hiển; phần đoạn đường bờ xã Tam Giang Đông thuộc huyện Năm Căn Tại đoạn nói trên, chiều cao sóng trung bình vào sát bờ lên đến 0,5-0,75 m, chiều cao sóng lớn lên đến 0,75-1,0 m 1,0 – 1,25 m a) Mùa gió Tây Nam b) Mùa gió Đơng Bắc Hình 15: Phân bố chiều cao hướng sóng trung bình mùa gió Tây Nam Đơng Bắc bình diện vùng biển Cà Mau [5] a) Mùa gió Tây Nam b) Mùa gió Đơng Bắc Hình 16: Phân bố chiều cao lớn mùa gió Đơng Bắc bình diện vùng biển Cà Mau [5] Về mùa Đơng Bắc, sóng có hướng Đơng , Đơng Đơng Bắc Đơng Bắc, tác động đến tồn đoạn bờ biển từ xã Nguyên Huân huyện Đầm Dơi xã Viên An Đông thuộc huyện Ngọc Hiển Đoạn bờ từ xã Viên An phía sơng Bảy Háp khuất hướng nên khơng bị sóng mùa gió Đơng Bắc tác động Tại vùng ven bờ bị tác động, chiều cao sóng trung bình vào sát bờ lên đến 0,25-0,5 m, chiều cao sóng lớn từ 0,5 – 0,75 m tới 1,0 – 1,25 m Phân bố bùn cát trung bình theo mùa gió cho thấy bùn cát chủ yếu bị sóng khuấy lên 10 vận chuyển theo hướng dòng dư Mùa Tây Nam, sóng bào xới mạnh bùn cát đáy khu vực thềm nơng xung quanh mũi Cà Mau (xem Hình 1), nhiên hướng dòng dư vào bờ nên bùn cát bị vận chuyển xa khỏi vùng thềm lục địa Sang mùa Đơng Bắc, sóng đánh mạnh vào vùng ven bờ phía Đơng Cà Mau dòng dư đem phần xuống đến mũi Cà Mau phần sang phía biển Tây Như ta thấy rõ biến động hình thái phân vùng Cà Mau hoàn toàn phụ thuộc vào đặc thù sóng mùa khu vực TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 71 - 2022 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Hình 17: Phân bố TSStb tháng 9/2014 tháng 1/2015 vùng biển Cà Mau năm điển hình [5] Hình 18: Tải lượng bùn cát ven biển Cà Mau tháng 9/2014 tháng 1/2015 [5] (đv: triệu tấn) Hình 19 cho thấy ứng xuất lớn dịng dư mùa Tây Nam đạt trị số lớn vùng thềm nông xung quanh mũi Cà Mau Đây vùng bị xói lở chủ yếu thời gian Hình 20 cho thấy vùng ven biển bị xói lở vào mùa Đông Bắc trùng với phân bố ứng đáy xuất lớn dịng dư sóng mùa Đơng Bắc (Biến động hình thái vùng ven bờ sau mùa gió Đơng Bắc phân vùng Cà Mau bao gồm biến động diễn trước mùa Tây Nam) a) b) Hình 19: Phân bố ứng xuất đáy dòng dư lớn (a) chiều xâu xói lở (b) vùng ven biển Cà Mau mùa gió Tây Nam [5] a) b) Hình 20: Phân bố ứng xuất đáy dòng dư lớn (a) chiều xâu xói lở (b) vùng ven biển Cà Mau mùa gió Đơng Bắc [5] Mơ hình MIKE 21 Coupled FM sử dụng để KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 71 - 2022 11 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ mơ chế độ thủy thạch động lực dải ven biển đông bán đảo Cà Mau xác định rõ tác động sóng, gió, dịng chảy đến q trình diễn biến vận chuyển bùn cát, thay đổi hình thái bãi vùng nghiên cứu Kết nghiên cứu phần làm sáng tỏ nguyên nhân chế gây tình trạng xói lở bờ biển đơng bán đảo Cà Mau Trên sở kết nghiên cứu, phân tích trình bày trên, rút ra: (i) Sóng động lực chủ yếu gây biến đổi hình thái vùng nghiên cứu Cơ chế gây xói ứng xuất nhiễu động đáy chuyển động orbit hạt nước có sóng tác động lên đáy địa hình vùng nơng (ii) Trong mùa gió Đơng Bắc: Sóng có hướng chủ đạo Đơng Đơng Đơng Bắc phía bờ Chiều cao sóng vào vùng ven bờ cịn cao nên có lực xung kích mạnh có khả bào xới bùn cát đáy mang Dòng dư chủ yếu mang bùn cát phía Tây Nam gây thay đổi hình thái phức tạp Nhiều đoạn bãi ven bờ vùng nghiên cứu bị xói nghiêm trọng cần có giải pháp bảo vệ (iii) Trong mùa gió Tây Nam: a) Vùng ven biển tỉnh Sóc Trăng Bạc Liêu chế độ sóng ơn hịa Chiều cao sóng khơng lớn, hướng sóng tới gần song song với đường bờ nên bờ biển khu vực khơng bị xói lở thời gian b) Vùng ven biển đông Cà Mau, chịu tác động lớn sóng mùa Tây Nam, đặc biệt đoạn bờ gần mũi Cà Mau hướng bờ gần trực diện với hướng sóng, nên bờ biển đoạn bờ bị xói lở mùa gió Tây Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Bá Hoằng nnk, 2020 Đề tài độc lập cấp nhà nước "Nghiên cứu đánh giá tổng thể q trình xói lở dự báo diễn biến bờ biển ĐBSCL phục vụ đề xuất giải pháp nhằm ổn định phát triển bền vững vùng ven biển" Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam [2] Lê Thanh Chương nnk, 2021 Đề tài độc lập cấp nhà nước "Nghiên cứu giải pháp hợp lý cơng nghệ thích hợp phịng chống xói lở, ổn định bờ biển đoạn từ Sóc Trăng đến Mũi Cà Mau" Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam [3] Lê Xuân Tú nnk, 2021 Đề tài độc lập cấp nhà nước "Nghiên cứu giải pháp hợp lý cơng nghệ thích hợp phịng chống xói lở, ổn định dải bờ biển cửa sông Cửu Long, đoạn từ Tiền Giang đến Sóc Trăng" Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam [4] Nguyễn Anh Tiến nnk, 2021 Đề tài độc lập cấp nhà nước "Nghiên cứu giải pháp hợp lý cơng nghệ thích hợp phịng chống xói lở, ổn định bờ biển vùng đồng sơng Cửu Long, đoạn từ Mũi Cà Mau đến Hà Tiên" Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam [5] Lê Thanh Chương nnk, 2021 Báo cáo Chuyên đề "Nghiên cứu nguyên nhân chế xói bồi khu vực ven biển từ Sóc Trăng đến mũi Cà Mau” Đề tài độc lập cấp nhà nước "Nghiên cứu giải pháp hợp lý cơng nghệ thích hợp phịng chống xói lở, ổn định bờ biển đoạn từ Sóc Trăng đến Mũi Cà Mau" Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam [6] Nguyễn Duy Khang, Trần Bá Hoằng, 2015 Chế độ vận chuyển bùn cát vùng ven biển ngồi cửa sơng Mekong Đồng Nai Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Thủy lợi, số 25/2015, tr 86-99 12 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 71 - 2022 ... biển: mơ hình bao gồm bờ biển từ xã Nguyễn Huân-Đầm Dơi -Cà Mau đến hết đoạn cửa sơng Bảy Háp -Cà Mau Mơ hình 3-2: Cho vùng ven bờ tỉnh Bạc Liêu Mơ hình 3-3: Cho vùng ven bờ biển Đông tỉnh Cà Mau. .. tình trạng xói lở bờ biển đơng bán đảo Cà Mau Trên sở kết nghiên cứu, phân tích trình bày trên, rút ra: (i) Sóng động lực chủ yếu gây biến đổi hình thái vùng nghiên cứu Cơ chế gây xói ứng xuất... "Nghiên cứu nguyên nhân chế xói bồi khu vực ven biển từ Sóc Trăng đến mũi Cà Mau? ?? Đề tài độc lập cấp nhà nước "Nghiên cứu giải pháp hợp lý công nghệ thích hợp phịng chống xói lở, ổn định bờ biển