Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật công trình biển: Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học xác định ranh giới đê sông và cửa sông ứng dụng cho cửa Hội, sông Cả, Nghệ An

ĐỀ tài "Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học xác định ranh giới đê sông và để sông, ứng dựng cho Cửa Hội, sông Cả, Nghệ An” được triển khai và dinhằm xây dựng được bộ tiêu cl phương pháp tí

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

NGUYEN HỮU THÁNH

Chuyên ngành: Kỹ thuật công trình biển

Mã số : 60580203

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học:PGS.TS TRAN THANH TUNG

TS NGUYEN VĂN TUẦN

Lớp cao học: CH20BB.

Chuyên ngành: Kỹ thuật công trình biển

Tên dé tài luận văn: “Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học xác định ranh

i đê sông và đê cửa sông, ứng dụng cho Cửa Hội, sông Ca, Nghệ An”.

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi hoàn toàn do tôi làm, những kết

‘qua nghiên cứu tính toán trung thực Trong quá tình làm luận văn tôi có thamkhảo các tài liệu liên quan nhằm khẳng định thêm sự tin cậy và tính cấp thiếtcủa đề tài Tôi không sao chép từ bắt kỳ nguồn nào khác, nếu vi phạm tôi xinchịu trách nhiệm trước Khoa và Nhà trường.

Ha Nội, ng iy 05 tháng 07 năm 2014

Học viên

Nguyễn Hữu Thành

LỜI CẮM ON

Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học xác định ranh giới đê song và đê cửa sông, ứng dụng cho Cửa Hội, sông Cả, Nghệ Anda được tác giả hoàn thành đúng thời hạn quy định và đảm bảo đầy đủ các yêucầu trong đề cương được phê duyệt

Tác giả chân thành cảm ơn PGS.TS.Trin Thanh Ting, Trường Đại học

‘Thuy Lợi Ha Nội, TS Nguyễn Văn Tuần, Viện Quy hoạch Thủy lợi đã ta

tinh hướng dan giúp dé dé tác giả hoàn thành luận văn Cảm ơn anh Nguyễn

‘Thanh Luân, Phòng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về động lực học sôngbiển đã giúp đỡ tác giả có đủ tài liệu và phương pháp để thực hiện luận văn

“ác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô trường Đại học Thuỷ Lợi HàNội, các thầy cô trong khoa Kỹ thuật Biển đã tận tuy giảng day tác giả trong xuốt quá trình học đại học và cao học tại trường

Tuy đã có những cổ ging song do thời gian có hạn, trình độ bản thân cònhạn chế, luận văn này không thể tránh khỏi những tồn tại, tác giả mong nhậnđược những ý kiến đóng góp và trao đổi chân thành của các thay cô giáo,cácanh chị em và bạn bè đồng nghiệp,

Xin chân thành cảm on!

Ha Nội, ngày 05 tháng 07 năm 2014.

HỌC VIÊN

Nguyễn Hữu Thanh

3 MỤC TIÊU NGHIÊN CÚU "

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIÊN

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VE CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH RANHGIỚI DE SÔNG VÀ DE CUA SÔNG ÁP DUNG Ở VIỆT NAM VÀ THẺ GIỚI4

đ sông

1.1.Giới thiệu vỀ phương pháp xác định ranh

sông trên thé giới

LLL, Phương pháp giải tích 4

1.1.2 Phương pháp thống kê 8

1.1.3 Phương pháp mô hình hóa 9

1.2.Gi6i thiệu về phương pháp xác định ranh giới dé sông và dé cửa

sông tại Việt Nam 2

22 Tổng quan về khu vực nghiên ctu

2.2.1 Đặc điểm tự nhiên

2.2.1.1 Đặc điểm địa hình, địa chất

2.2.1.2 Đặc điểm khí tượng, thuỷ hai văn trên lưu vực sông Cả 20

và diễn bier

2.2.2.1, Đặc trưng các cửa sông dang phéu (estuary) 31

2.2.2.2, Đặc trưng hình dang cửa Hội, sông Cả 2.2.2 Đặc trưng hình dạng hình thái cửa sông Cá ar

2.2.2.3 Diễn biển hình thái cửa Hội, sông Cả 35

2.2.3, Đặc diém dân sinh kinh té— xa hội lưu vực sông Củ 46 3.2.3.1 Điều kiện dân sinh 36

2.2.3.2 Hiện trang phát triển kinh tế - xã hội tại khu vực Cửa Hội 36.2.24 Phân tích đặc diém hệ thẳng dé điều đã xây dựng doc sông Củ 372.2.4.1 Thống kê, phân loại các công trình 37

2.2.4.2 Hiện trang các công trình phòng chống lũ (dé sông, để cửa xông) : : _ 38 3.2.4.3 Đánh giá khả năng thực hiện nhiệm vụ của công trình 42 3.3, Kết luận chương 2

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁCĐỊNH RANH GIỚI DE SÔNG VA DE CUA SÔNG ÁP DỤNG CHO KHU'VỰC CUA HOI, SONG CẢ, NGHE AN

31.Mật số

3.11 Tiêu chỉ xác định phạm vi để cửa sông từ đường quá trình mực

su chi xác định ranh giới đê sông - đê cửa sông

nước trên sông ”

3.1.1, Tiêu chí độ chênh mực nước theo cơ quan quân lý 4

3.112, Tiêu chí độ chếnh mục nước theo các kết quà nghiên cứu

trước đây —¬ — vee 48 4.1.2 Tiêu chí theo quá trink xâm nhập mặn từ biển và trong sông 51

3.2.8 xuất iêu chí xác định ranh giới đề sông = để cửa sông, áp dụng

cho Cửa Hội, sông Cả, Nghệ An

3.4,Đề xuất phương pháp xác

dung cho cira Hội, sông Cả, Nghệ Ai

3.3.1, Điều kiện áp dụng thực té 43.3.2 Ap dụng phương pháp mô hình số để xác định ranh giới dé sông —

để của sông, áp dung cho của Hội, sông Cá, Nghệ An 35

4.2 Xây dựng mô hình toán áp dụng cho khu vực Cửa Hội, sông Cả, Nghệ An 6 4.2.1, Xây dựng mô hình thủy lực mgt chiéu mang sông 55 4.2.1.1 Phạm vi mô hình 1 chiều 65 4.2.1.2 Số liệu đầu vào ' 66 4.2.1.3, Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình: 66

4.2.2 Thiết lập mô hình Mike 21EM HD cho khu vực nghiên cứu 68

4.2.2.1 Phạm vi mô hình 2 chiều 69 4.2.2.2, Tài liệu địa hình 70 4.2.2.3, Tài liệu biên mô hình _ eT 4.2.2.4, Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình: 1 4.3 Xây dựng kịch bản mô phỏng xác định ranh giới đê sông - đê cửa sông, ap dụng cho vùng cửa Hội, sông Cả, Nghệ An n 4.3.1, Đường quả trành mực nước thứ L 7 4.3.2, Đường quá trình mec nước thứ 2 73

44 Phin tích các kết qui mô phéng và ác định ranh giới đê sông = đề

cửa sông.

44.1 Phân tích két quả m phỏng ” 44.2 Xúc định ranh giới dé sông ~ dé cửa sông, 7

4.5 Kết luận chương 4

KET LUẬN VA KIEN NGHỊ, ««eeseereeerererrrererrreeeTBỶ

PHY LUC 80

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 2 1 Khả năng khai thắc nước ngim tên lưu vực sông Cả 19

Bảng 2 2 Phin loại đắt da trên lưu vực sông Cả và vùng hưởng lợi 9

Bảng 2 3 Đặc trưng dong chảy năm các tram thuỷ văn ka vực sông Ca 2

Bảng 2 4 Lưu lượng lồ the do lớn nhất một số trạm trên lưu vite sông Cả 23Bảng 2 5 Lưu lượng kit nhất tháng 3 = 4 và thing 78 thực do 24Bảng 2 6 Mực nước lồ thực do ti một số v trí 24

Bang 2 7 Mực nước mia kiệt trên sông Cả 25

Bang 2 8 Số cơn bão và tần suất xuất hiện 46 bộ vào Thanh - Nghệ - Tinh 27Bang 2 9 Thống kê số cơn bão đồ bộ vào khu vực Thanh — Nghệ - Tĩnh trong một

năm 27 Bảng 2 10 Biên độ dao động triều các tháng mùa khô 29 Bảng 2 11 Phân bố tin suất (%) theo độ cao và hướng sóng tắt cả các thing khu vực Cửa Hội thời kỳ 1997-2009) 30

Bảng 4 1 Thống ké đánh giả sai số trận lũ hiệu chính mô hình ngày ngày

Hình 1 3 Sơ họa các biên trong mô hình toán eeeeeeeeeeeeeeeeeseererree LL

Hình 2 1 Bản đỏ lưu vực sông Cả và địa danh hành chính tỉnh Nghệ An 16

Hình 2 2 Hoa sóng khu vực Cửa Hội (1997-2009) cho toàn bộ các tháng 81 Hình 2, 3 Cửa sông St Lucia, Nam PẪi e«seeseeeeseeseesereserresesros32 Hình 2, 4 Lưới cát hướng Đông Nam phát triển mạnh tại cửa Hội (06/2013)

Hình 2 5 Minh họa cơ el inh thành lưỡi cát tại cửa Hội, sông Ci

Hình 2 6 Diễn biến hình thái của Hội tại thời điểm trước và sau mùa mư:

Hình 2,7 Ảnh bản dỗ ch ết hệ thống đê điều sông Cả

Hình 2 8 Ảnh hiện trang tuyển dé La Gian

Hình 2 12 Ảnh đại diện tuyén dé Nam Trung.

Hình 2 13 Hình ảnh ngập lụ hạ du sông Cả, trận là năm 2010.

Hình 3 1 Sơ họa bước tinh xác định ranh giới dé cửa sông khi d lals0

Hình 3 2 Đường quá trình mực nước khi có sự pha trộn giữa lũ và dòng tr

Hình 3, 3 Sơ họa cách lấy biên trong tính toán đường mye nước thứ Ì Š3 Hình 3, 4 Sơ họa cách lẫy biên trong tính toán đường mye nước thứ 2 53

Hình 3 5 Sơ họa đường mực nước lớn nhất của tô hợp thứ 1 và tổ hợp thứ 2 54 Hình 4, 1 Sơ đồ sai phân hữu han 6 điểm ẫn Abbotfr «e«ecse-eeesee-.6Ô)

Hình 4 2 Nhánh sông với các điểm lưới xen kẽ.

Hình 4 3 Cấu trúc các điểm lưới xung quanh điểm nhập lưu,

Hình 4, 5 Phạm vi mô hình 1 chiề

Hình 4 6 Mục nước tính toán và thực đo tram Chợ Tring trên sông Cả, lũ từ ngày 28/10-12/11/2008, 6 Hình 4 7 Mục nước tính toán và thực đo tram Chợ Tring trên sông Cả, lũ từ ngày 27/09-01/10/2009.

Hình 4 8 Phạm vi mô hình 2 chi

Hình 4 9 Địa hình cho mô hình Mike 21

Hinh 4 10 Mực nước tính toán và thực đo trạm Cla Hội trên sông Lam, lũ từ ngày 28/10-12/11/2008 7 Hình 4 11 Mực nước tính toán và thực đo trạm Cửa Hội trên sông Lam, lũ từ ngày.

Hình 4 12 Phân bổ trường vận tốc đồng chảy khi iều lên khu vực Của Hội (địch

bản tính toán ứng với pha iỀU cường) «.««ccceeeereeexeeerrerereeeeeero.7E Hình 4 13 Phân bố trường vận tốc ding chảy khí trigu rút khu vực Cửa Hội (kịch bản tính toán ứng với pha trigu cường).

Hình 4 14 Tắc dọc mục nước sông Lam

Hình 4, 15 Ảnh vệ tinh phạm vi để sông và dé cửa sông,

DANH MỤC PHỤ LỤC

Phụ lục Ì: Bảng giá trị các tham số trong mô hình Mike 21HD

Phụ lục 2: Bảng giá trị các tham số trong mô hình Mike 11D

81 81

‘Vang cửa sông ven biển là noi tập trung các đồng bằng màu mỡ và tàinguyên biên phong phú; đây cũng là vùng thuận lợi cho phát triển giao thông,

thương mại và du lịch, đặc biệt những vùng này là những nơi dễ đàng cho sự

tiếp cận của thị truờng quốc tế Do đó, vùng cửa sông ven biển là trong tâm phát triển kinh té xã hội của nhiều quốc gia trong đó có Việt Nam, đây là nơi

tập trung phát triển nhiễu thành phố lớn, nhiều trung tâm công nghiệp, thương

mại và du lịch Tuy nhiên, vùng cửa sông ven bién cũng là nơi phải hứng chịunhiều thiên tai, hiểm họa với sự đe doa không chỉ đến tir lũ lụt mà còn tirnhững mối đe dọa của biển cả, nơi luôn tiềm ẩn những nguy cơ gây nên.những thảm họa thiên tai nguy hiểm như: bão, nước dâng do bão, mực nước

biến dâng dị thường Trên thực tế ở nước ta hiện nay, trong tổng số chiều đài

khoảng 3.000 km dé sông, 1.400 km dé biển và 1.300 km dé cửa sông [2], còn

có nhiều tuyển đê chưa đảm bảo được nhiệm vụ bảo vệ các vùng dat vensông, dai đồng bằng ven biển trước sự đe dọa của lũ sông và nước dâng từ.phía biển Bên cạnh sự phức tạp của việc xác định quy mô và các thông sốthiết kế để, thì hiện tai việc tính toán và xác định các ranh giới giữa dé sông,

và đê cửa sông một cách khoa học và hợp lý vẫn còn nhiều hạn chế và cần.được đầu tư nghiên cứu thêm.

ĐỀ tài "Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học xác định ranh giới đê sông và

để sông, ứng dựng cho Cửa Hội, sông Cả, Nghệ An” được triển khai

và dinhằm xây dựng được bộ tiêu cl phương pháp tính toán khoa học,hợp lý phục vụ xác định ranh giới giữa dé sông và dé cửa sông cho khu vựccửa Hội, sông Cả, Nghệ An có xét đến các yếu tố: đặc điểm từng loại cửa

yếu tổ lũ, triều, nước dâng

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CÚI

Mục tiêu của nghiên cứu

dựng được bộ tiêu chí, phương pháp tính toán va cuối cùng là áp dụng tính toán xác định ranh giới giữa đê sông và đê cửa sông cho khu vực cửa Hội sông Cả, Nghệ An.

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CUU

Để giải quyết được các yêu cầu trên đây, dé tài này sẽ lựa chọn các hướng.tiếp cận một cách toàn diện, đa chiều, từ đánh giá, kế thừa các kết qua,

phương pháp nghiên cứu đã thực hiện trước đây, đến phân tích đẩy đủ các cơ

sở khoa học để xây dựng các tiêu chí, phương pháp, công cụ tính toán Trên

cơ sở đó ứng dụng vào các điều kiện thực tế của đối tượng nghiên cứu nhằm.giải quyết được các mục tiêu nghiên cứu đã để ra Cụ thể, các hướng tiếp cận

sẽ bao gồm:

~_ Phương pháp thống kê, phân tích: Học viên sẽ tiến hành thu thập các sốliệu thủy hai văn, điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội trong phạm vi nghiêncứu; đặc biệt là các tài liệu liên quan đến các diễn biết

sông Cả, Nghệ An làm cơ sở để xem xét, phân tích các yếu tổ có thể tác độngđến kết quả tính toán xác định ranh giới giữa dé sông và đê cửa sông

tại Cửa Hội, và trên

= Phương pháp kế thửa: Kế thừa, áp dụng có chọn lọc các nghiên cứu, détài, dự án liên quan đẻ có cách nhìn tổng quan nhất về các vấn đề liên quan đã

và đang được nghiên cứu.

~_ Phương pháp mô hình toán: Nghiên cứu sẽ sử dụng mô hình toán thủy

đặc trưng

ông Cả và các thành phần có thể tác động đến dòng

động lực để mô phóng va phân tích các kịch bản dựa trên các yết

của khu vực Cửa Hội

chảy ở vùng cửa sông ven biển để xây dựng cơ sở khoa học cho việc xác định các tiêu chi và các phương pháp tinh toán xác định ranh giới giữa dé sông và

đê cửa sông áp dụng riêng cho khu vực Cửa Hội, sông Cả.

dựng và quản tại vùng cửa sông ven biển tính Nghệ An Tạo đà

vững chắc để xây dựng các vùng cửa sông ven biển nơi đây trở thành trọng.tâm phát triển kinh tế xã hội, trung tâm công nghiệp, thương mại và du lịch và

là địa điểm quan trọng để giao thương thị trường quốc tế

§ KET QUÁ NGHIÊN CỨU

~ _ Xây dựng thành công bộ tiêu chí và phương pháp xác định ranh giới

dé sông và dé cửa sông áp dụng cho khu vực Cửa Hội, sông Cả, Nghệ An.

~_ Nghiên cứa, tính toán chỉ ra ranh giới giữa d

khu vực Cửa Hội, sông Cả, Nghệ An.

ing và dé cửa sông cho

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VE CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC

ĐỊNH RANH GIỚI DE SÔNG VA DE CUA SÔNG ÁP DỤNG

Ở VIỆT NAM VÀ THẺ GIỚI

Một công trình thủy lợi được đầu tư xây dựng sẽ trải qua rất nhiều giaiđoạn triển khai thực hiện, trong đó khâu tư vấn thiết kế đóng vai trò chủ chốt,quyết định phần lớn tới hiệu quả làm việc của công trình Tư vấn thiết kế phải

lựa chọn đưa ra tổ hợp tải trọng bắt lợi nhất có thé xảy ra trong thời gian khai

thác, sử dụng công trình để tính toán, mà việc tổ hợp tai trọng chỉ có thể được thực hiện khi đã xác định được đúng phạm vi cụ thể của công trình tức 1a phạm vi được đặc trưng bởi lầy đủ các tải trọng của khu vực đó Ví

đối với đê sông thì tải trọng đặc trưng là mực nước trong sông

biển, ngoài mực nước thi tải trọng đặc trưng còn bao gồm các yếu tố sóng,triều và nước dâng do bão; Còn đối với đê cửa sông, nơi có sự tương tác phức

tạp giữa các yến tổ dòng chảy từ sông ra biển, thủy triển, nước ding do bão

thi tải trọng đặc trưng sẽ là tổ hợp tải trọng của cả yếu tổ sông vả biển

Nội dung chương nay sẽ trình bay một số phương pháp xác định ranh giới

đê sông và đê cửa sông trên thé giới va tại Việt Nam dựa trên quan điểm vềtương tác thủy động lực học giữa sông và biển.

1.1 Giới thiệu về phương pháp xác định ranh

sông trên thế giới

đê sông và đê cửa

1.1.1 Phương pháp giải ích

Phuong pháp giải tích sẽ giải phương trình truyền sóng triều vào trong sông.trong trường hợp đơn giản hóa hệ phương trình chuyển động, bỏ qua sự ảnhhưởng của các thành phần ma sát, phan xạ sóng và bỏ qua sự tác động củanước sông tới sóng triều.

“Phương trình liên tục: a.

Phucong trình chuyên động: Ta tây CR

Giả thiết rằng độ lệch của mực nước trung bình là nhỏ, điều này dẫn đến C,

A, R có thể được xem như là các hằng số Do lực ma sát là phi tuyến nên rấtkhó giải hệ phương trình để có nghiệm giải tích Do đó thành phần này được tuyển tính hoá:

x= md (3)

„I0

“Trong đó: m=

° CAI

Vì: g, C, A, được xét như là các hằng số, m là trung bình lưu lượng IQ)

trong một chủ kỳ triều, Nên m là giá rung bình của ma sắt trong một chu

kỳ triều Do kết quả tuyến tính hoá nên nghiệm sẽ không thấy sự biến dạng.của sóng triều do ma sát bậc hai.

Phương trình tuyến tính hoá trở thành:

20 yôn

ae Par a4)

120, v91 1 +mọ=

Aer Say 4mm? (1.5)

Chuyển hoá hệ phương trình này sang hệ phương trình theo mực nước 7, và

BÀ axa phương=< , được phương trình:

0, đây là phương trình sóng.

Nghiệm dao động của phương trình sóng tuyến tính có dang:

“rong đó:

a,: Biên độ sống tại x=0

+ ae: biên đội óng, hàm phụ thuộc vào x

- ak: là biến chưabiẾt

Không bao giờ có sóng với biên độ rất cao xây ra v sa ên phíathượng lưu sông), nên chỉ có e”* thoả mãn Sóng trên sông là sóng tiễn theo

phương x là âm, nên chỉ xét đến cosy et + kx)

Nghiệm của phương trình là:

n= c“cosf on +kx) «7?

Đây là sóng tiến đơn, truyền theo hướng thượng lưu với biên độ giảm dẫn

Các yêu 6 À và k có th tim được bằng cách thay nghiệm vào phương trìnhtruyền sóng Kết quả được tính theo công thức

đ.8)

đ.9) + _ Sự tắt dẫn của sóng triều

Sự tắt din của sóng triều được xác định bằng yếu tố e* trong nghiệm tổng.quat:

Sự giảm biên độ theo hướng thượng lưu có thể được xác định như sau:

33km

'Như vậy sau 100 km chi còn lại 5% biên độ.

‘Tur việc tính toán sự giảm dẫn của biên độ sóng triều sẽ xác định được vị trí

mà có độ lớn triều bằng với độ lớn triều cho phép Tuy nhiên đây là trườnghợp lý tưởng, trên thực tế, lưu lượng sông luôn thay đổi theo không gian vàthời gian, do lượng nước tir thượng nguồn đồ về va do địa hình lòng sông.không đồng đều Đồng thời thủy triều ngoài biển không phải là một sóng đơn

mà là tổng hòa của rat nhiều các con sóng đơn Chính vi vậy cần phải giải hệ.phương trình mô phỏng chuyển động của chất lỏng diy đủ hơn, xem xét được.hầu hết các yếu tố ảnh hưởng đến xâm nhập của thủy triều đọc theo chiều dài

sông.

1.12 Phương pháp thống ké

‘Theo phương pháp này, một số yếu tố tự nhiên có ảnh hưởngđến chế độ

thủy động lực ở vùng cửa sông sẽ được phân tích bằng phương pháp thống kếnhằm xác định ra quy luật tác động cũng như diễn biển của chế độ thủy động.lực, từ đó áp dụng vào việc xác định ranh giới giữa dé sông và dé cửa sông.

Việc áp dụng phương pháp thống kê để nghiên cứu bài toán đặt ra đồi hỏiphải có một bộ số liệu đo đạc liên tục và chỉ tiết chế độ thủy động lực (bao

gồm mực nước, dong chảy) đọc theo vùng cửa sông Bộ

đảm bảo đủ dài (vớ

liệu này cũng phải

để đủ tin iy khi tiến hành các phân tích thống kê Khi đó việc xác định ranh giới được thực như sau:

+ _ Xác định biến thiên độ lớn triều theo thời gian tại các vị trí dọc sông.trong mùa lũ;

+ Vẽ đường bao độ lớn triều dọc theo sông và đưa ra vị trí có độ lớn triều

lớn nhất trên sông bằng với độ lớn triểu cho phép [4]

công tình càng quan trọng thì giá trị giới hạn [a] càng lớn.

Hình 1.2 Sơ họa bước tính xác định ranh giới dé sông - dé cửa sông theo

phương pháp thống kêĐây là trường hợp lý tưởng nhất, nhưng trên thực tế, việc đo đạc các đặctrưng thủy văn liên tục va đặt nhiều trạm thủy văn ở khu vực cửa sông khá tốn kém và khó thực hiện đặc biệt là ở những nước đang phát triển Do vậy, trên thé giới chỉ một số nước phát triển như Mỹ, Trung Quốc, Hà Lan mới sửdụng phương pháp này đề tính toán kiểm tra so với các kết quả tính toán hiện

ai như sử dụng mô hình toán.

1.1.3 Phương pháp mô hình hóa

Phương pháp mô hình hóa sẽ mô phỏng các quá tình, hiện tượng thủy văn

- thủy lực đưới dang các phương trình toán học, trên các máy tính cá nhân(PC) nhằm tim ra các quy luật diễn biến mực nước và dòng chảy ở vùng cửa.xông.

Hiện nay có rất nhiều phần mềm thủy động lực có thể ứng dụng được trong.tính toán thủy văn, thủy lực ở vùng cửa sông, ven biển như mô hình như

Krsal, Hec-Ras, Sobek, Duflow, Mike 11 Ngoai ra, phải kể tới các bộ phầnmềm thương mại cho phép tích hợp giữa mô hình thủy lực 1 chiều trong sông

với mô hình thủy lực 2 chiều ngoài biên đang được sử dụng rộng rai trên thế

giới như bộ phần mềm MIKE do Viện nghiên cứu Thủy lực Đan Mạch (DHI).phát triển, bộ phần mềm Delft 3D do Viện nghiên cứu thủy lực Delft (DelftHydraulics), nay là Deltares, Hà Lan phát triển và bộ phần mềm TELEMAC

do Phòng thí nghiệm quốc gia về thủy lực và môi trường của Pháp (LNHE)phát triển Các bộ phần mềm thương mại trên có thể tính toán tương tác của

dong chảy lũ trong sông với các trường hợp sóng và nước dâng thực tế ngoài

biển cho các năm khác nhau Dựa trên các kết quả mô phỏng từ các mô hìnhthủy lực 48 phân tích đường quá trình mực nước trigu đọc theo sông và tim raranh giới giữa dé sông và đê cửa sông theo các tiêu chi dé ra

Cửa sông là vùng rất phức tạp chịu ảnh hưởng của cả các yếu tế phía sông

và phía biển.Việc giải quyết bài toán thủy động lực học vùng cửa sông từquan điểm tiếp cận hoặc chủ yếu từ phía sông, hoặc chủ yếu từ phía biển sẽ

không phản ảnh đầy đủ bản chất vật lý của vấn đề Do đó việc tích hợp các

quá trinh thủy động lực học từ phía sông với các quá trinh thủy động lực học

từ phía biển là xu thé phù hợp Năm 2007, hai tác giả người Trung Quốc Ding và Yang đã tiến hành một nghiên cứu sử dụng một mô hình tích hợp để

-mô phỏng sự biến dạng của sóng trong những vùng cửa sông trong mỗi tương.tắc với các dòng chảy khác như dòng triéu và dong chảy từ sông ra biển Môhình này được tích hợp giữa mô hình tác động của sóng với mô hình thủy động lực học 2 chiều, CCHE2D (Mỏ hình được xây dựng và phát triển bởi

Trung tâm quốc gia về mô phỏng các bài toán kỳ thuật và nguồn nước thuộc

trường Đại học Mississippi (NCCHE), Bên cạnh việc kết luận tim quan trọngcủa việc xem xét tương tác sóng va ding chảy để cải thiện độ chính xác của

mô phỏng, các tác giả nhắn mạnh rằng việc kiểm định mô hình trong các

phạm vi không gian và thời gian khác nhau là cách duy nhất đảm bảo bảo chất.lượng cao của các mô hình số trong việc dự báo sóng và dòng trong các vùng

"Hình 1.3 Sơ họa các biên trong mô hình toán

Tir những đánh giá trên đây có thé thấy rằng, chế độ thay động lực ở vùng.

cửa sông rất phức tạp, phụ thuộc vào cả dong chảy trong sông và cả các yếu

tổ từ bién (thủy triều, sóng biển và nước dâng do bão) Sử dụng các mô hìnhtoán để đánh giá các vấn dé thủy động lực học ở vùng cửa sông phụ thuộc vàotừng điều kiện cụ thể của mỗi cửa sông cũng như công cụ tính toán có sẵn.Tuy nhiên, bất cứ khi nào có thé, dé đạt được độ chính xác cao trong môphỏng, cần thiết phải xem xét tác động qua lại giữa các yếu tố cả từ phía sông

phía biển (thủy ti

dang do bão) Ngoài ra, nếu tích hợp được cả (hủy động lực học với môhìnhhình thái cửa sông vào trong tính toán mô phỏng thì kết quả mô phỏng sẽphù hợp với thực tế hơn

(đồng chảy lũ) và các yếu tổ sóng biển và nước biển

+ Xe định cấp đê cho các đoạn dé dọc theo tuyến đê từ sông ra đến biển

dựa trên Hướng dẫn của Bộ nông nghiệp [1];

+ Xét biến thiên độ lớn triều theo thời gian tại các vị trí dọc sông trong.mùa lũ;

+ Vẽ đường bao độ lớn triều dọc theo sông và đưa ra vị trí có độ lớn triềulớn nhất trên sông bằng với độ lớn triéu cho phép [a lấy theo cắp dé

ế, việc đo đạc các đặcĐây là trường hợp lý tưởng nhất, nhưng trên thực

trưng thủy văn liên tục và đặt nhiều trạm thủy văn ở khu vực cửa sông khá tốn kém và khó thực hiện đặc biệt là ở những nước đang phát triển như ở ViệtNam Chính vì vậy mà việc áp dụng phương pháp thống kê dé xác định ranh.giới đê sông — đê cửa sông còn rất hạn chế và chưa có công trình nghiên cứu

áp dung cụ thé.

1.2.2 Phương pháp mô hình số

c xử lý số liệu phụcViệc quan trọng nhất khi ứng dụng mô hình số đó là vi

vụ tính toán, bởi khu vực cửa sông ven biển ở Việt Nam nói chung và khu vực nghiên cứu nói riêng thường không có đầy đủ số liệu đo đạc Yêu cầu

số liệu phục vụ thiết lập mô hình thủy động lực học ở vùng cửa sông là các s liệu địa hình, các điều kiện biên (mực nước, dòng chảy ở các biên hạ lưu và biên thượng lưu) và số liệu thực đo phục vụ hiệu chỉnh và kiểm định mô hì

+ Biên thượng lưu (trên sông): là đường quá trình lưu lượng (Q+) tại cáctrạm thủy văn cấp I trong mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn quốc giahoặc là các trạm đo được thành lập trong quá trình thực hiện dự án.Trong trường hợp khu vực nghiên cứu không có trạm thủy văn cấp I, hoặc không có

số liệu đo đạc Q, thì phải tính toán đường quá trình lưu lượng (Q-0) từ số liệu.mưa trên lưu vực nghiên cứu bằng mô hình thủy văn mưa - dòng chảy và diễn.toán dòng chảy về tới các biên thượng lưu

+ Biên hạ lưu (ngoài biển) là đường quá trình mực nước tổng hợp (Z-t) của

triều, nước dâng và các dao động mực nước do các hiện tues khắc gây ra, + Bên trong vùng nghiên cứu cin có ít nhất 2 chuỗi số liệu (Q-1) hoặc (Z-t) của một tram đo để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình.

“Trong quá trình mô phỏng cần phái phân tích độ nhạy của mô hình dé tìm

ra giá trị độ lớn triều cho phép hoặc có thé lấy giá trị này theo cắp dé

Khi mô hình sau khi đã được hiệu chỉnh và kiểm định đạt độ tin cậy, thì cóthể sử dụng để mô phỏng với các kịch bản khác nhau, hoặc có thể mô phóng

cho trận lũ điền hình theo tần suất thiết kế ứng với cấp đê (tai biên thượnglưu) và nước dâng kết hợp với triều cường theo tần suất thiết kế (tại biên hạ

lưu) dé xác định đường bao độ lớn triều trên sông và tinh toán ra vị trí có độ.lớn trigu bằng với độ lớn triều cho phép

Ở Việt Nam hiện nay, việc tiếp cận, sử dụng và phát triển các pha

thủy động lực thương mại (như MIKE, Delft, ) đã trở nên phổ

hết các đơn vị nghiên cứu, tư vin, sản xuất Đã có một số nghiệt

mô hình toán để giải quyết bai toán xác định ranh giới đê sông - dé cửa sông

tại Việt Nam, tuy nhiên các kết quả nghiên cứu còn đơn lẻ và chưa đủ để bao

quát hết các nhân tố chính chỉ phối các tương tác giữa các yếu tố sông và

bị n.

1.3 Kết luận chương

Tắt cả các phương pháp xác định ranh giới giữa dé sông và dé cửa sôngtrên thé giới và tại Việt Nam đều dựa trên quan điểm về tương tác thủy động

lực học giữa sông và biển.

Trong các phương pháp được trình bảy ở trên, tổng quát và phản ánh được.day đủ nhất các quá trình thủy động lực học ngoài tự nhiên phải ké đến haiphương pháp:

+ Phuong pháp thống kê;

+ Phương pháp mô hình hóa.

Mặc dù phương pháp thống kê cho kết quả tin cậy cao song lại đòi hỏi phải

eó bộ số liệu đo đạc chỉ ti liên tục các yếu tổ thủy động lực (mực nướ hoc dong chảy) dọc sông, trong khoảng thời gian từ 20 năm trở lên Do vậy việc áp dụng phương pháp này trong nghiên cứu phụ thuộc rất nhiều vào

liệu hoặc số nguồn số liệu và không phù hợp với những khu vực không có.

liệu không liên tục, không tin cậy

"Ngày nay, phương pháp mô hình hóa ngày cảng được các sử dụng rộng rãi bởi khả năng có thể mô phỏng được các bài toán phức tạp và không đồi hỏi

quá nhiều số liệu như phương pháp thống kê Nếu mô hình được hiệu chỉnh

và kiểm định tốt, đạt độ tin cậy cho phép thì hòan toàn có thé sử dụng như:một công cụ hiệu quả để nghiên cứu các quá trình thủy động lực ở vùng cửasông, ven biển với kết quả tính toán tin cậy và chấp nhận được Phương pháp

mô hình hóa đang được sử dụng phổ biến và có xu thé phát triển mạnh trong.tương lai dưới sự trợ giúp đắc lực của các máy tính điện tử tiên tiến

'CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VE KHU VỰC NGHIÊN CỨU

CUA HỘI, SÔNG CẢ, NGHỆ AN

Sông Cả là một trong 9 hệ thông sông lớn ở nước ta có diện tích lưu vực là27.200 kmỶ, bắt nguồn từ nước bạn Lào chảy qua Việt Nam rồi đổ ra Biển

Đông Trên lãnh thé Việt Nam, sông Cả chảy qua hau hết địa phận tinh Nghệ

An Mang trong mình những đặc điểm chung của các con sông lớn ở vùngBic Trung Bộ và những nét riêng nơi con sông chảy qua, sông Cả đã và đanggóp phần không nhỏ trong việc phát triển kinh tế xã hội trên lưu vực Tuynhiên, sông Cả cũng gây không ít thiệt hại cho nền kinh tế trên lưu vực mà điển hình là những trận lũ lớn năm 1978, 1998, 2002, 2010, 2013 đã làm dio

kinh

lộn hội vùng hạ du

Những nét ting quan dưới đây sẽ phần nào phản ánh được sự khắc nghiệtcủa thiên nhiên nơi đây, và cũng cho thấy sự thiếu sót, yếu kém trong côngtác xây dựng các cơ sở hạ ting để thích ứng với các thiên tai đang xảy ra.2.1 Phạm vi nghiên cứu

- Tinh Thanh Hoá lưu vực sông Ca chiếm 1/2 diện tích huyện Như Xuân

trên lưu vực sông Nhánh - sông Chàng.

- Tinh Nghệ An lưu vực sông Cả nằm trên đất huyện Qué Phong, QuyChau, Quy Hợp, Nghĩa Đàn, Tân Kỳ (nhánh sông Hiếu), Kỳ Sơn, Tương.Duong, Con Cudng, Anh Son, Đô Luong, Thanh Chương, Nam Đàn, HưngNguyên (nhánh dòng chính sông Cả) do tính chất sử dụng nước của các hệ thống,

thuỷ lợi hiện nay về mùa kiệt sông Cả ở Nghệ An có liên quan mat thiết với cáchuyện vùng hưởng lợi: Yên Thành, Diễn Châu, Quỳnh Lưu (trong hệ thống.thuỷ nông Diễn Yên Quynh - hệ thong Bắc Nghệ An), thành phố Vinh, thị xãCita Lò, Nghỉ Lộc, Hưng Nguyên (trong hệ thống Nam Hưng Nghi - hệ thốngthuỷ nông nam Nghệ An).

- Tinh Hà Tinh lưu vực sông Cả nằm ở các huyện Hương Sơn, Huong Khê,

Vũ Quang, Nghỉ Xuân và vùng hưởng lợi Can Lộc, Thạch Hà, Đức Tho, thị

xã Hồng Lĩnh trong hệ thống sông Nghèn

2.1.3 Giới hạn liu vực sông Cả

Lưu vực sông Cả được giới hạn bởi phía Bắc tỉnh từ đường 1A lên giáp với

lưu vực sông Hoàng Mai, Khe Dứa, Độ Ông - lưu vực sông Mục - lưu vực sông

Chu Phía Tây giáp lưu vực sông Mã, xông Mê Kông Phía Nam giáp lưu vực sông Gianh, sông Trí và sông Rao Cái Biển ở phía Đông.

+ Giới hạn vàng nghiên cứu:

~ Lưu vực sông Cả ở phần lãnh thé Việt Nam gồm mạng lưới các sông:+ Sông Cả: bắt đầu từ trạm Yén Thượng trên dòng chính sông Cả;

+ Sông Ngàn Phố: bắt đầu từ trạm Sơn Digm;

ôngNgàn Sâu: bắt đầu từ trạm Hòa Duyệt

+ Sông Lam: Điểm kết thúc tại cửa Hội.

- Vùng cửa Hội: Mi

và trải dai sang 2 bên đọc theo bờ biển khoảng 40km.

in nghiên cứu trai rộng ra phía biển cách cửa Hội 70km.2.2 Tông quan về khu vực nghiên cứu

2.2.1 Đặc diém tự nhiên

2.2.1.1 Đặc điểm địa hình, địa chất

a) Đặc điểm địa hình

Lưu vực sông Cả có đủ các dạng địa hình: đồng bằng, trung du, vùng núi

và núi cao Đồng bing chỉ chiếm khoảng 10% diện tích lưu vực, trung du, núithấp chiếm 25% diện tích lưu vực, 65% là vùng núi cao,

b) Đặc diém địa chất

“Theo “Thanh hệ địa chất và dia động lực Việt Nam 1993” do NguyễnXuân Tùng biên tập thì lưu vực sông Cả nằm trong “Linh vực Bắc Bộ -

Duong Tử - KaTa: ta đại vỏ lục địa Bắc Trường Sơn tuổi Paleozoi sớm

đến muộn Sông Ca tồn tại chế độ đại dương vi lục dia Từ MeoroZoi muộn

phat sinh các bon trũng nhỏ mang tính Orogen dọc theo đứt gay sông Cả lắpđầy bởi trằm tích lục nguyên vụn thô

©) Địa chất thuỷ văn

'Với nguồn tài liệu địa chất thuỷ văn nghiên cứu trên lưu vực còn ít, có thể

sơ bộ xác định các dang tồn trữ của nước đưới đắt trên lưu vực như sau:

tạo ting phủ vùng sông Cả hầu hết

in dm sạn, chiều dày méng, kha năng giữ nước kém Nước trong ting

này chỉ tồn tại trong mùa mua

~ Nước trong ting phong hoá nứt nẻ: Các loại đá gốc trong vùng có tingphong hoá nút né dày, khả năng chứa và thông nước tốt, lưu lượng Q = 5phút

~ Nước dưới đất trong đới phá huỷ kiến tạo dạng tổn tại này có lưu lượng.nhỏ ít có ý nghĩa khai thác do bị lắp, nhét kín của các đứt gi

- Nước Oanh Sơn phát triển ở vùng đá vôi Mường Lồng khả năng chứa dồi

đào và là nguồn cấp cho các sông suối mùa cạn

Theo đánh giá của liên đoàn địa chất IV khả năng khai thác nước ngằm của.các vùng như sau:

Bang 2.1 Khả năng khai thác nước ngẫm trên lưu vực sông Ca

R Thượng | Thượng lu [Trung he | a, | son

vàng Sông Cả | sông Hiểu | sông Hiếu | *00#La | Sông Bằng

“Tổng điệ tích điều tra thổ nhường | 1.640849 395.000 2.085.849) 100

Troms đô din eh các Tosi Hy 9y 400] 100 320.400 | 100 | 1.818.892) 100

(dã từ sông suối va núi đã)

1 DAC thuỷ thành 173600 | 1158 126400 | 39.45 | 300.000 | 16,49 Trong đó nhóm phủ s dốc ty 146400 8433 93600 |7405 240000 80

1, Dat địa thành 1324892) 8842 | 194.000 | 60,55 1.518.892] 83,51

Thong đó» Nhớm đất Feralit ving

381.120 | 2982 | 40740 | 21 | 423861 | 279 ing đội (70 + 300 n)

- Nhom dit Feralit vàng trên nấ từXl wine in mE) sog268 | 42,89 | 83.420 | 43 | 651.584 | 42.9

- Có 47 tram đo mưa.

- Có 27 trạm đo thủy văn trong đó có 16 tram đo lưu lượng, mực nước và

11 trạm chỉ đo mực nước.

- Thời gian đo đạc chủ yếu từ năm 1956 đến năm 2004, Tài liệu đủ độ tin

để dùng cho nghiên cứu ở các giai đoạn.

b) Mạng lưới sông ngồi

Sông Cá bao gồm nhiều nhánh sông hợp thành, có một cửa thoát duy nhất,ưới sông phát triển đều có các nhánh sông lớn như Nam Mô, sông Hiểu, sôngGing, sông Ngàn Sâu, sông Ngân Phố, Dòng chính sông Cả dai 514 Km,phần chảy trên đất Việt Nam 360 Km Phần thương lưu lòng sông cắt sâu vàođịa hình tạo cho lòng hẹp, sâu, do sông dốc nên ít bãi bồi, phần hạ lưu sông,

mở rộng có nhiều bồn tring như Hữu Thanh Chương Sông Cá từ Đô Lương

đến cửa đã hình thành hệ thống đê ngăn lũ bảo vệ đồng bằng hạ du Trên dọc

đồng chây sông Cả đổi hướng nhiều lẫn và đến Chợ Chàng sông chảy theohướng Tây - Đông dé ra biển theo chiễu vuông góc với bờ biển Doan ha lưusông Cả gọi là sông Lam Sông Cả có các nhánh quan trọng:

~ Nhánh sông Hiếu có diện tích lưu vực đến ngã ba Cây Chanh là 5.230Kim’, lòng sông đoạn hạ lưu không ôn định và đang có nguy cơ cạn kiệt

= Sông Giãng có diên tích lưu vực 1.175 Km? đỗ vào sông Cả phía hữu và

ở trang lưu

- Séng La bao gồm sông Ngàn Sâu và sông Ngàn Phé nhập lưu tại Linh.

‘Cam, Đoạn từ Linh Cảm đến Chợ Chàng gọi là sông La có diện tích lưu vực.

3.200 Km?, Mang lưới sông Cả là nguồn cung cấp_ nước chính cho các ngành

kinh tế - xã hội của hai tinh Nghệ An va Hà Tĩnh Ngoải ra các vùng hưởng.lợi cũng có các lưu vực độc lập như sông Bung, sông Cam, sông Nghèn

©) Đặc điểm khí tượng khí hậu

- Lưu vực sông Cả chịu ảnh hưởng của khối không khí cực đới lục địa hoạtđộng từ tháng 11 đến tháng 3 gây ra thời tiết lạnh khô Khối không khí này

chịu ảnh hưởng của khối không khí nóng 4m Thai Bình Dương mạnh din lên

vào tháng 2, 3 nên trong thời kỳ này hay có mưa nhỏ, mưa phủn.

- Khối không khí xích đạo - Thai Binh Dương bắt đầu xâm nhập và mạnh

ddan lên vào tháng 4210 và mạnh nhất vào tháng 9 + 10 gây mưa lớn trên lưu

vực

- Khối không khí An Độ Dương lẫn át khối không khí lạnh Xibéri, gặp thời

ky giao thời khối không khí Thái Bình Dương chưa đủ mạnh di chuyển theo hướng Tay Nam tràn vào lưu vực gây không khí nóng, ít hoi nước được gọi

là gió Lào Mỗi đợt hoạt động từ 5 + 7 ngày và mỗi năm có từ 5 đến 8 dot,

- Sự luân phiên hoạt động của các khối không khí diễn ra trên lưu vực sông

“Cả làm cho khí hậu ở đây có những đặc thù riêng so với các lưu vực khác vùng khu TV.

4) Đặc điển thuỷ văn

+ Dang chảy nam

Dòng chảy trung bình năm đạt từ 21+ 24 tỷ mÌ/năm nhưng phân bố không.đều theo không gian và thời gian.

Bang 2.3 Đặc trưng dàng chảy năm các tram thuy vẫn lưu vực sông Cả

m|mme fom | hết |un | gh, [ant |

9 | Son Diệm Ngàn Phố 19612000 T90 4817| 617 1.946.

© Đồng chảy lũ

Li trên sông Ca có hai thời kỳ lũ là tiêu man vào tháng 5, 6 và lũ chính vụ

ánh sông khác nhau, tháng 9210, 11 Thời kỳ xuất hiện lũ chính vụ trên các nl

Phía đồng chính lũ bắt đầu từ tháng 6 kết thúc vào tháng 10, tháng 11 Phíasông La lũ từ tháng 8 và kết thúc vào tháng 11, 12 Chính vì vậy mùa lũ trênđoạn sông Lam kéo dài từ tháng 6 đến tháng 12 Lũ trên các nhánh sông Cảkhông bao giờ xuất hiện đồng thời, nhất là các con lũ lớn Như lũ lớn nhánh.chính xuất hiện tháng 8/1973, trung lưu xuất hiện 9/1978, sông Hiểu xuất hi

tháng 9/1988, sông La lại là tháng 10/1971 và 2002, Lũ trên sông Hiếu, xông

Cả thường 2 đỉnh và thời gian một đợt lũ tử 5+7 ngây Nhưng ở hạ du duy trìtới 13,5 ngày Lũ nhánh sông Hiếu, sông Cả thường xuất hiện lũ kép, sông.Giang, sông La lại xuất hiện lũ đơn

+ Đồng chảy Kiệt

Mùa kiệt tinh từ tháng 1 đến tháng 8 nhưng do có lũ tiéu mãn nên ở đây có

hai thời kỳ kiệt là tháng 4 và tháng 7, 8 Tháng 3, 4 kiệt nhất trong năm

'Tổng lượng kiệt 5,6+ 6 ty m’, Lưu lượng kiệt nhất thể hiện trong bảng sau:

Sơn Điệm T9 sạn | số [ianngr

© Mice nước mùa lũ

Mực nước cao nhất trên lưu vực sông Cả thưởng xu hiện vào tháng 8, 9,

10 hàng năm Thời gian có mực nước lũ cao nhất cũng là thời gian có lưulượng lớn Theo tài liệu thực đo các trạm trên sông Cả mực nước lớn nhất tại

2 | Dirs | Sing Ci 2043 | 2498 | isnonvse 700 | Hới

3 | Đô Lương Sống Ci 1495 | Hới | 28978 | sax | 1048

5 | Nam Bin [Sing ci 666 | 964 | 29/978 | S73 | 9.09

6 | Bến Thuy Sống Ci 290 | sex | 390 | ate | Tái

1 | Cứa Hội Sống Ca 170 | 471 | isnonss9 | 333 | 408

8 | Quy Châu 7 Sông Hiểu 750 | soos | 1410988) 790 | 1225

9 | Son Digm +NgaPhố [1173 | 1583 | 200m | 8A0 | 1054

10 |[HuàDyN — |sNghwSA | 936 | H74 | WI090 | 766 | nas

11 [inh Cam | Song La are | 783 | 2999 | SA | 837

«Mục nước mùa Kiệt

Ghi chú:Tính theo hệ cao độ quốc gia

Mực nước mùa kiệt trên lưu vực sông Cả thường thấp hơn đồng ruộng từ 2m+16 m có nơi như ở thượng nguồn sông Cả, sông Hiểu Mực nước thấp nhấttại Đô Lương đạt 9,23 m ngày 12/4/1962 Mực nước kiệt bình quân tháng đo được tại các trạm trên lưu vực sông Cả như sau.

Bang 2.7 Mực nước mùa kiệt trên sông Cả.

Mực nước kiệt tại Đô Lương, Nam Đàn ảnh hưởng lớn tới khả năng lấy

nước vào 2 hệ thống này theo thiết kế mực nước kiệt Đô Lương 9,95m và

Nam Dan I,03m Những năm kiệt hai hệ thống này thiểu nước nghiêm trọng

nhất đo được tại Vinh là 37mv/s vào ngày 8/8/1965.

+ Gió mùa Đông Bắc với đặc trưng ẩm lạnh hoạt động chủ yếu vào các

Ving bở biển Thanh Hoá

cơn bão ảnh hưởng trực tiếp Tốc độ gió trong bão bình quân ghi được tạitrạm Vinh đạt trên 40nws và tại tram Hòn Ngư là 50m

Nghệ An - Ha Tĩnh hang năm có xắp xi hai

+ Các cơn gió mạnh có tốc độ gió lớn hơn 30m/s ghi được trong những.năm gần đây tại vùng Hòn Ngư vả Vinh là

-_ Bão tốc độ gió 3Imís, hướng gió Đông, xuất hiện 9/9/1939;

-_ Bão tốc độ gió 40m/s, hướng gió Đông Đông Bắc, xuất hiện 21/8/1961;

„ xuất hiện 24/4/1962;

- Bao tốc độ gió 34m/s, hướng gió Nam Đông Nam, xuất hiện 22/12/1962;

~_ Bão tốc độ gió 40m/s, hướng gió Bắc Đông,

= Bão tốc độ gió 37m/s, hướng gió Tây Nam, xuất hiện 18/8/1965;

~ Bão tốc độ gió 35m/s, hướng gió Nam, xuất hiện 8/7/1973;

~ Bão tốc độ gió 31m/s, hướng gió Đông Nam, xuất hiện 26/9/1978;

= Bão tốc độ gió 34m/s, hướng gió Tây, xuất hiện 3/10/1980

-_ Bão tốc độ gió 40m/s, hướng gió Nam Tây Nam, xuất hiện 18/10/1989;

~ Bão số 6,7,8 cấp 11 đến 12 xuất hiện năm 2005

+ Trong vòng 10 năm (1981 ~ 1990) bão dé bộ vào bờ biển Thanh Hoá ~

Nghệ An- Hà Tĩnh chiếm khoảng 19% tổng số cơn bão dé bộ vào bờ biển

Pa 25 Pe 9

(đài ba tại trang tâm Bhi tượng thy văn quốc gia)

“Theo thing ke, từ năm 1954 đến năm 1990 có 62 cơ bão và áp thấp nhiệtđới đô bộ vào bờ biên khu vực Thanh Hóa — Nghệ An — Hà Tĩnh Trung bình.mỗi năm có 1,7 cơn bão hoặc áp thấp nhiệt đới

Bảng 2.9Théng kê số cơn bão dé bộ vào khu vực Thanh ~ Nghệ - Tĩnh trong

một năm

“Tháng trong năm, Số cơ bão

Tháng 6 6 Tháng 7 "

Thing 8 16 Thing 9 is

Thing 10 5

+ Bao dé bộ vào Hà Tĩnh từ cấp 9 trở lên có tin suất 44% tương ứng với thời kỳ xuất hiện lại là 2,3 năm.

+ Bao lớn hơn hoặc bằng cấp 12 xuất hiện với tan suất 10% với chu kỳ

xuất hiện lại là 10 năm

Nhu vậy, trung bình khoảng 10 năm thì có một trận bão có tốc độ gió bằng.hoặc trên cấp 12 đỗ bộ vào Ha Tinh tác động vào bar biển, hệ thống đê biển và

đê cửa sông

© Nước dang

‘Theo tài liệu tram mực nước Cửa Hội từ năm 1957 đến năm 1992 cho thấy:

+ Trong 36 năm có 5 lần mực nước lớn hơn cao trình (42.00) Thời kỳ

1987 đến 1992 có 3 lần mực nước đạt đến (+2.00)

+ Mực nước dang lớn nhất ghi được tại trạm Cửa Hội là 2.5m xuất hiệntrong cơn bão số 7 ngày 30/10/1989 Nếu cộng cả mực nước triểu lúc cơn bãoxảy ra là 1,0 m thì độ cao mực nước đo được là 3,50 m.

© Thuy triều

"Triều Cửa Hội là dạng triều pha tạp giữa nhật triểu và bán nhật triều Trong

mùa lũ tính chất bán nhật triều kém hơn trong mùa kiệt Mực nước đỉnh triều

lớn nhất bình quân tháng mùa kiệt tại cửa Hội lả I,23 m (tháng 5) vào mùa lũ.1,61 m (tháng 10) Mực nước chân triéu thấp nhất tại Cửa Hội ~1,36 m (tháng.6), mùa lũ thường ở -0,93 m + 1,22 m Triều mùa kiệt ảnh hưởng tới NamĐàn (sông Cả), Chợ Bỏng (Ngàn Sâu), Sơn Phố (sông Ngàn Phổ) Biên độ

triều vùng ảnh hưởng chi dat 0,1m + 0,2 m Biên độ triều tại cửa tới 3,1 m và

tai Chợ Trang tới 2,2 m Đinh triều mia lũ thường ít khi trùng với đỉnh lũ tạiYen Thượng và Linh Cảm Triều là tác nhân gây xâm nhập mặn và cũng làthuận lợi cho tiêu thoát và lấy nước ở các cối

Bang 2.10 Biên độ dao động triều các tháng mùa khô

Ch | TNmăn [a9 i969 | 1966 | 196s | ml

‘Tring rida xudng TBNN| 219 | 221 | 207 199 | 212 223

Lốnmắc | 259 | 248 | 238 | 222 | 205 29

NimXh | 1968 | 1969 | 1968 1966 | 1978 1972

ÍmềueaTBNN | 134 | 132 | 122 | 120 | D9 145Lớnmấc | HÀ | 156 | 147 | H6 | 148 28

NămXh | 1965 | 1979 | H98 1980 | HA 1975

Linh [MliuauôngTBNN| 153] 129 | 12 128 | 28136

Lim hit | HH | ist | Hồ | H6 | 147167 NimXh | 1983 | 1979 | 1974 1968 | 19811964

© Sóng

Sóng gió là nhân tổ rất quan trọng ảnh hưởng đến thuỷ động lực, vậnchuyền bùn cát và diễn biến cửa sông Chế độ sóng khu vực Cửa Hội chịu sự

quy định của hai mùa gió chủ yếu diễn ra trong 2 thời kj

- Thời kỳ gió mùa Đông Bắc từ tháng 9 đến dầu tháng 3 với năm sauhướng sóng chủ đạo là hướng Đông Bắc.

~ Thời kỳ còn lại từ cuối tháng 3 đến tháng 8 có hướng sóng chủ đạo làhướng Đông Nam và Tây Nam Hướng sóng Tây Nam xuất hiện chủ yếu vào

tháng 7, nửa cuối tháng 6 và nửa đầu tháng 8, trùng với thời gian xuấ

của gió mùa Tay Nam Từ tháng 3 đến tháng 5 vẫn có xuất hiện các sóng.hướng Đông Bắc do ảnh hưởng yếu của gió mia Đông Bắc

Bang 2.11 Phân bồ tần suất (%) theo độ cao và hướng sóng tắt cả các tháng

‘hu vục Cửa Hội (thời kỳ 1997-2009)

>4 oot 001

Ting | 118 4351 | 1276 | 2786 | 290 892 038 | 100.00

Theo tài liệu thực đo tháng 4 một số năm của Viện Quy hoạch Thuỷ Lợigiới hạn I%‹ trên sông La đến cống Đức Xá, trên sông Cả đến cầu Yên Xuân.

Giới hạn mặn vùng triều phụ thuộc vào lưu lượng từ thượng nguồn về và

hướng gió ở cửa sông Nêu lưu lượng tại Yên Thượng dat từ 150z180 mỶ/s thì

độ mặn 1%c tại Đức. , Chợ Chang chỉ xuất hiện 2+3 giờ và tại Trung Lương.chỉ xuất hiện 6:8 giờ Nhưng nếu lưu lượng tại Yên Thượng chỉ đạt nhỏ hon

100 mÖs thì độ mặn 1%s tại Yên Xuân 3 giờ: Chợ Tràng 6 giờ, Trung Luong

c bổ sung lưu lượng thượng nguồn dé đẩy mặn là

3.3.2 Đặc trưng hình dang và diễn biến hình thái cửa sông Cả

2.2.2.1 Đặc trưng các cửa sông dạng phẫu (estuary)

Các cửa sông ở khu vực mién Trung có đặc điểm hình thái khá phức tạp và

gồm 2 loại chính, cửa sông dang doi cát chắn cửa và cửa sông dạng phéu