tóm tắt luận án tiên sĩ nghiên cứu nước dâng do bão có tính đến ảnh hưởng của sóng và áp dụng cho khu vực ven biển hải phòng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG NGUYỄN XUÂN HIỂN NGHIÊN CỨU NƯỚC DÂNG DO BÃO CĨ TÍNH ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA SĨNG VÀ ÁP DỤNG CHO VÙNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG Chuyên ngành: Hải dương học Mã số: 62440227 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÝ HÀ NỘI – 2013 Công trình hồn thành tại: VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Trần Thục GS.TS Đinh Văn Ưu Phản biện 1: PGS TS Đinh Văn Mạnh Phản biện 2: TS Nguyễn Ngọc Huấn Phản biện 3: PGS TS Phạm Văn Huấn Luận án bảo vệ hội đồng chấm luận án cấp Viện họp tại: Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Mơi trường Vào hồi giờ, ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án thư viện: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Viện Khoa học Khí tượng Thuỷ văn Mơi trường MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong năm gần ảnh hưởng biến đổi khí hậu tồn cầu, thiên tai trở lên phức tạp hơn, đặc biệt bão, kèm theo mực nước biển dâng cao gây ngập lụt Sự dâng lên mực nước bão có nguy gây ngập đến khu vực ven biển gây vỡ đê, đặc biệt bão xảy thời kỳ triều cường Vì vậy, việc nghiên cứu, tính tốn, dự báo mực nước cực trị bão điểm ven bờ nguy ngập bão biện pháp tích cực giúp phòng tránh đưa giải pháp cần thiết để giảm thiểu thiệt hại Các thành phần gây mực nước cực trị bão bao gồm thủy triều, nước dâng bão nước dâng sóng, đó, nước dâng bão thành phần quan trọng Nếu điểm xa bờ, mực nước cực trị bão chủ yếu gây ứng suất gió bão áp suất khí điểm ven bờ, động sóng bão từ khơi truyền vào bờ biển bị chuyển đổi thành cột nước hiệu ứng nước nông gây thay đổi mực nước trung bình điểm ven bờ [31] Sự dâng lên mực nước trung bình điểm ven bờ sóng sinh gọi nước dâng sóng nghiên cứu giới chứng minh đóng góp đáng kể vào mực nước cực trị bão điểm ven bờ [24] Chu kỳ nước dâng sóng lớn chu kỳ sóng vào bờ, diễn khoảng thời gian kéo dài so với chu kỳ sóng Nước dâng sóng tạo nên tác động tập hợp nhiều đợt sóng vào bờ khoảng thời gian đủ dài, tạo nên khả trì mực nước tĩnh mức cao Theo đánh giá khác nhau, khoảng thời gian tổi thiểu để hình thành nước dâng sóng Trong bão, thời gian kéo dài nước dâng sóng trùng với thời gian sóng bão tồn nhiều [67] Trong đợt gió mùa mạnh, nước dâng sóng kéo dài đến vài ngày [64] Theo lý thuyết sóng tuyến tính, nước dâng sóng đạt khoảng 19% độ cao sóng vỡ trường hợp sóng tuyến tính lan truyền vào vùng bờ biển có độ dốc nhỏ [31] Độ lớn nước dâng sóng thay đổi phụ thuộc vào độ dốc bãi biển, hướng sóng đường bờ Một số nghiên cứu thực nghiệm cho thấy nước dâng sóng điểm sát bờ bão xấp xỉ 20% độ cao sóng có nghĩa ngồi khơi nhiều trường hợp, đóng góp nước dâng sóng lớn so với thành phần nước dâng gió mực nước cực trị bão [37], [53], [54], [57] Vấn đề tính tốn mực nước cực trị bão đường bờ cho thấy quan trọng đặc biệt đánh giá nguy ngập cho khu vực ven biển bão Nghiên cứu Weaver, R.J (2004) rằng, số trường hợp, nước dâng sóng đóng góp từ 30 – 50% mực nước tổng cộng khu vực ven bờ [57] Như vậy, việc xét đến nước dâng sóng mực nước cực trị bão làm cho việc đánh giá khả ngập lụt gây mực nước cực trị bão xác Các mối đe dọa từ nước dâng bão đến khu vực ven biển trở nên nghiêm trọng tương lai Thứ nhất, dân số phát triển tiếp tục tập trung khu vực ven biển Thứ hai, biến đổi khí hậu, cường độ quỹ đạo bão khó dự báo hơn, khơng loại trừ cường độ bão mạnh nguy ngập lụt cho khu vực ven biển lớn Hải Phòng không trung tâm kinh tế lớn miền Bắc, mà vùng kinh tế động nước Hải Phòng nằm sát ven biển tỉnh/thành thường xuyên chịu tác động bất lợi thiên tai có bão nước dâng bão Hiện nay, toàn hoạt động kinh tế xã hội sở hạ tầng Hải Phòng bảo vệ hệ thống đê sông đê biển bao gồm 24 tuyến đê biển 18 tuyến đê sông Địa hình đất liền Hải Phịng thấp với nhiều khu vực có cao độ từ – m nơi có nguy cao bị ngập trường hợp bão đổ Theo nghiên cứu Bộ Tài nguyên Mơi trường, ảnh hưởng biến đổi khí hậu, mực nước biển trung bình khu vực Hải Phịng tăng từ 42 đến 86 cm tùy theo kịch phát triển kinh tế xã hội [1] Nước biển dâng làm tăng nguy ngập lụt cho khu vực đất ven biển gây thay đổi pha biên độ sóng thủy triều có thay đổi đường bờ địa hình [19] thay đổi làm mực nước cực trị bão khó lường ảnh hưởng nghiêm trọng đến khu vực ven biển, đặc biệt đô thị ven biển Tại Việt Nam, có nhiều cơng trình nghiên cứu biến động mực nước biển bão hầu hết cơng trình quan tâm đến biến động mực nước quy mô lớn [13], [16] Sự biến động mực nước điểm ven biển, nơi mà biến động mực nước biển có đóng góp nước dâng sóng nguy gây ngập lụt chưa quan tâm mức, đặc biệt đánh giá nguy úng ngập ven biển Do vậy, nghiên cứu mực nước cực trị bão có xét tới thủy triều, nước dâng bão, nước dâng sóng nguy gây ngập lụt đến vùng đất ven biển có ý nghĩa khoa học lớn Việc áp dụng cho khu vực Hải Phịng, khu vực đơng dân cư, thường xuyên chịu tác động bão có ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu góp phần giảm nhẹ tác động bất lợi nước dâng bão, phục vụ bảo trì tu, nâng cấp cơng trình ven biển, bảo vệ đường bờ, nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội, bảo vệ môi trường phát triển bền vững Mục tiêu nghiên cứu luận án - Đề xuất phương pháp nghiên cứu, tính toán mực nước cực trị bão sở hồn thiện phương pháp tính tốn, đánh giá nước dâng bão nước dâng sóng đường bờ - Đề xuất phương pháp đánh giá ảnh hưởng nước biển dâng biến đổi khí hậu đến thay đổi đặc trưng thủy triều mực nước cực trị bão khả gây ngập đến khu vực ven biển - Áp dụng phương pháp để tính tốn mực nước cực trị bão cho khu vực ven biển Hải Phòng phục vụ cho phát triển kinh tế - xã hội phòng chống thiên tai Phạm vi nghiên cứu luận án - Đối tượng nghiên cứu: Mực nước cực trị bão đường bờ, bao gồm thủy triều, nước dâng bão, nước dâng sóng, mực nước trung bình có tính đến nước biển dâng biến đổi khí hậu nguy ngập từ biển - Phạm vi nghiên cứu: Một số khu vực cụ thể dải ven bờ Hải Phòng vùng biển kế cận Thời gian nghiên cứu khoảng từ năm 1950 đến năm 2010 4 Điểm luận án a) Xác định đóng góp nước dâng sóng mực nước cực trị bão, từ đề xuất bổ sung thêm thành phần nước dâng sóng nhằm nâng cao độ xác quy trình tính mực nước cực trị bão áp dụng cụ thể cho vùng biển Hải Phòng b) Bước đầu đánh giá khả tác động nước biển dâng biến đổi khí hậu đến thay đổi sóng thủy triều cho vùng biển Hải Phòng Ý nghĩa khoa học thực tiễn Biến động theo thời gian không gian mực nước cực trị bão hợp phần gồm nước dâng bão, nước dâng sóng, thủy triều tượng tự nhiên có ảnh hưởng cách trực tiếp tới nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, trước hết tiêu chuẩn thiết kế cho ngành vận tải biển, cơng trình biển ven bờ, cơng trình bảo vệ bờ, cơng tác phịng chống thiên tai liên quan đến bão nước dâng bão vùng ven bờ biển Vì vậy, việc nghiên cứu chế quy trình tính tốn mực nước cực trị bão có tính đến nước dâng sóng, triều nguy ngập cho khu vực ven biển vừa có ý nghĩa khoa học, vừa có ý nghĩa thực tiễn phục vụ thiết thực cho hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng - an ninh phòng chống thiên tai Kết nghiên cứu luận án thực cho khu vực Hải Phịng tài liệu tham khảo có giá trị cơng tác hoạch định sách quản lý, phát triển kinh tế - xã hội đảm bảo quốc phịng - an ninh, bảo vệ mơi trường Hải Phòng Cấu trúc luận án Luận án trình bày 120 trang, bao gồm: Phần mở đầu: 10 trang; Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu: 13 trang; Chương 2: Phương pháp nghiên cứu tính tốn mực nước cực trị bão: 36 trang; Chương 3: Kết đánh giá mực nước dâng bão có tính đến ảnh hưởng sóng cho khu vực ven biển Hải Phòng: 49 trang; Phần kết luận kiến nghị: trang ; Phần tài liệu tham khảo gồm 24 tài liệu tiếng Việt, 50 tài liệu tiếng Anh Số liệu trình bày 22 bảng biểu, 64 hình vẽ CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu giới Có nhiều phương pháp nghiên cứu, tính tốn dự báo nước dâng bão phương pháp phân tích, thống kê từ số liệu thực đo, thực nghiệm, phương pháp mơ hình số trị kết hợp hai phương pháp Trong phương pháp phân tích, thống kê, có nhiều nghiên cứu, thực tính tốn, dự báo nước dâng bão cho khu vực khác giới Nhìn chung, phương pháp phân tích, thống kê thường đơn giản, dễ sử dụng tồn số hạn chế định Thứ nhất, để có hàm thực nghiệm, biểu đồ có độ tin cậy cao theo phương pháp thống kê, chuỗi số liệu mực nước thực đo phải đủ dài vấn đề khó cho nhiều trạm mực nước thực đo giới Thứ hai giá trị dự báo nước dâng bão thường cho khu vực gần trạm quan trắc vị trí xa hơn, độ xác giảm [69], [72] Trong việc sử dụng mơ hình số trị, thời gian đầu, sử dụng mơ hình số trị để mơ nước dâng bão, nghiên cứu thường mô phỏng, tính tốn tượng riêng lẻ thủy triều, sóng, nước dâng bão Thời gian sau, có số cơng trình nghiên cứu tương tác thủy triều với nước dâng bão sóng bão thực Gần đây, số mơ hình số trị phát triển để mô đồng thời nước dâng, thủy triều sóng để đưa nhận định mối quan hệ chúng [41], [44], [54], [59], [60] Thực tế cho thấy, với cơng trình ven biển bãi biển tự nhiên, ảnh hưởng bất lợi bão việc mực nước tổng cộng ven bờ tăng cao bình thường Gần đây, có nhiều nghiên cứu đến mực nước cực trị bão khu vực thường xuyên chịu ảnh hưởng bão nghiên cứu cho vùng Florida Hoa Kỳ vùng Queenland Úc [38], [68] Các nghiên cứu tính tốn tần suất xuất mực nước cực trị bão bao gồm mực nước dâng gió, áp kết hợp với thủy triều nước dâng sóng, ngồi cịn tính mực nước cực trị điều kiện nước biển dâng biến đổi khí hậu [38] Như phân tích trên, quan trắc thực tế cho thấy dao động mực nước trung bình ven bờ có phần đóng góp tác động sóng tới từ ngồi khơi Sự dâng mực nước phía vùng sóng đổ gọi nước dâng sóng Những nghiên cứu thực nghiệm cho thấy, nước dâng sóng ảnh hưởng đáng kể tới biến thiên mực nước ven bờ góp phần quan trọng vào hình thành ngập lụt vùng ven biển (kết hợp với nước dâng bão) Hiệu ứng đặc biệt mạnh vùng bờ nông, vũng, vịnh nước nông cửa sông [46], [47], [48] Một phương pháp để nghiên cứu nước dâng sóng sử dụng kết hợp nhiều mơ hình mơ hình khí tượng, mơ hình thủy động lực mơ hình sóng với việc bổ sung thành phần ứng suất phát xạ gây sóng vào mơ hình thủy động lực [71], [74] Các nghiên cứu rằng, khu vực cụ thể với điều kiện địa hình khác nhau, đóng góp nước dâng sóng vào mực nước cực trị bão khác Theo cách tiếp cận khác, số nhà nghiên cứu đưa công thức thực nghiệm để tính tốn nước dâng sóng sở thu từ mơ hình vật lý số liệu thực tế [37], [38] Nước dâng bão đạt tới giá trị vượt gây vỡ hệ thống bảo vệ đê, kè, gây ngập lụt cho dải đất ven biển Ngập lụt gây nước dâng bão thiên tai gây tàn phá nặng nề giới Các khu vực ven biển thường xuyên chịu ảnh hưởng bão có thềm lục địa nơng địa hình thấp chịu ảnh hưởng mạnh mẽ [53] 1.2 Tình hình nghiên cứu nước Theo xu hướng chung giới, Việt Nam, nghiên cứu biến động mực nước biển tập trung ưu tiên thủy triều nước dâng bão Các nghiên cứu sử dụng phương pháp thống kê thường đơn giản, dễ sử dụng hạn chế chuỗi số liệu thực đo chưa đủ dài, khơng liên tục, chí nhiều trạm quan trắc với bước thời gian quan trắc cịn khơng bắt giá trị nước dâng mà độ xác thường hạn chế, đặc biệt ước tính nước dâng bão theo phương pháp thường cho vị trí gần trạm quan trắc, điểm xa hơn, kết dự tính thường có độ xác không cao Cách tiếp cận phát triển phương pháp số để mơ tính tốn nước dâng bão sử dụng nhiều nghiên cứu sau [3], [12], [13], [14], [16], [17] Bên cạnh việc phát triển mơ hình số trị để mơ nước dâng, số nghiên cứu gần có xu hướng sử dụng mơ hình thương mại mơ hình mã nguồn mở có sẵn để xây dựng áp dụng tính tốn nước dâng bão cho khu vực ven biển Việt Nam [18], [23], [24] 1.3 Kết luận Chương Nghiên cứu mực nước cực trị bão thành phần đóng góp nước dâng bão, nước dâng sóng, thủy triều mối quan hệ tương tác thành phần vấn đề nhận quan tâm cộng đồng khoa học giới Việt Nam Các kết nghiên cứu biến động mực nước bão tổng quan thể phát triển có tính lơ-gic kế thừa, từ vấn đề đơn giản đến phức tạp, từ nghiên cứu thống kê giản đơn ban đầu, đến mô hình mơ thành phần riêng lẻ sau mơ hình mơ tương tác thành phần Các nghiên cứu nước, giải số vấn đề khoa học thực tiễn quan trọng, giúp hiểu rõ đặc điểm biến động mực nước bão cho dải ven biển Việt Nam ứng dụng thực tế Tuy nhiên, nghiên cứu trước quan tâm, xem xét biến động mực nước bão quy mô lớn mực nước triều nước dâng bão chưa tính đến quy mơ địa phương, chưa xét đến đặc điểm cụ thể đoạn bờ, nơi mà hiệu ứng sóng nước nông tác động trực tiếp đến thay đổi mực nước trung bình ven bờ Và vậy, đánh giá nguy ngập cho vùng đất ven biển, kết biến đổi mực nước bão nghiên cứu chưa thể thỏa mãn yêu cầu Do vậy, cần thiết phải thiết lập quy trình tính tốn mực nước cực trị bão đường bờ phù hợp với yêu cầu khác quản lý tổng hợp vùng bờ Bên cạnh đó, việc đánh giá thay đổi chế độ thủy triều ảnh hưởng biến đổi khí hậu nước biển dâng dẫn đến thay đổi mực nước cực trị bão quan trọng, đặc biệt đánh giá nguy ngập bão cho khu vực ven biển CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN NƯỚC DÂNG DO BÃO CĨ TÍNH ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA SĨNG 2.1 Quy trình tính tốn mực nước cực trị bão Tại Việt Nam, quy trình tính tốn trước dùng cho thiết kế cơng trình, tính tốn xâm nhập mặn, đánh giá ngập lụt có nguyên nhân từ biển, người ta xem xét mực nước cực trị quy mô lớn mực nước triều nước dâng bão chưa tính đến quy mơ địa phương Vai trị sóng biển, đặc biệt sóng bão, tính đến thiết kế cơng trình cụ thể thơng qua đánh giá sóng leo (wave runup) áp lực sóng Đối với khu vực nước nơng ven bờ, hiệu ứng sóng nước nông tác động trực tiếp đến thay đổi mực nước trung bình ven bờ nước dâng sóng chưa đưa vào quy trình tính tốn mực nước tổng cộng đánh giá nguy úng ngập vùng ven biển Các hợp phần tạo mực nước cực trị bão nước dâng bão, thủy triều nước dâng sóng có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, thành phần ảnh hưởng bị ảnh hưởng thành phần khác Các mối quan hệ cho phi tuyến ngun lý, quy trình tính tốn mực nước cực trị bão cần kết hợp mơ hình sóng, triều nước dâng bão thể thống Hiện nay, việc kết hợp mơ hình số tiến hành với nhiều loại mơ hình khác đạt nhiều kết khả quan Tuy nhiên, khu vực cụ thể, khả cung cấp thơng tin địa hình chi tiết cho loại mơ hình quy mơ khác (sóng, dịng chảy, thủy triều) khó khăn Do vậy, cách tiếp cận tổng hợp hợp phần mực nước, tính tốn theo mơ hình đơn, cho kết gần với thực tế chúng thường kiểm chứng độc lập theo trình Trong khn khổ luận án, tác giả lựa chọn cách tiếp cận thứ 2, nghiên cứu thiết lập quy trình tính tốn mực nước cực trị bão thông qua hợp phần: triều, nước dâng bão nước dâng sóng Việc nghiên cứu, ứng dụng mơ hình thành phần tính mực nước cực trị 11 biển Hải Phòng), lớn khoảng 25 km (khu vực vịnh) Địa hình miền tính lấy từ hải đồ tỷ lệ khác Bộ tư lệnh Hải quân cung cấp, biên khơi lấy theo số điều hòa từ số điều hịa tồn cầu mơ hình ADCIRC a Bài tốn mơ thủy triều Mơ hình thiết lập để mô thủy triều khu vực nghiên cứu cho năm 2010 Kết tính tốn cho thấy, mơ hình có khả mơ tương đối tốt thủy triều Hình 2.2 Kiểm nghiệm mơ mực nước triều Hịn Dáu Đường biến trình mực nước tính tốn từ mơ hình thực đo thời gian tháng năm 2010 cho thấy có tương đồng cao pha biên độ Các sóng điều hịa thủy triều (M2, S2, N2, K2, K1, O1, P1, Q1) trích từ mơ hình phân tích điều hịa từ số liệu thực đo trạm Hịn Dáu khơng có khác biệt kể, sai số tuyệt đối biên độ sóng triều khơng vượt q cm b Mơ nước dâng bão Mơ hình tiếp tục kiểm nghiệm mô nước dâng bão số bão (Bão Carla, 1962, Bão Kate, 1973, Bão Frankie, 1996, Bão Niki, 1996, Bão Damrey, 2005) HSĐH Mơ Hình Độ cao (m) -1 -2 -3 1/1/2010 0:00 1/6/2010 0:00 1/11/2010 0:00 1/16/2010 0:00 1/21/2010 0:00 1/26/2010 0:00 1/31/2010 0:00 Thời gian (giờ) Tính tốn Thực đo 1.5 Độ lớn (m) M ực nước (m) Thực đo Tính tốn 0.5 -2 -0.5 -4 9/25/2005 12:00 -1 9/26/2005 0:00 9/26/2005 12:00 9/27/2005 0:00 Thời gian a) Mực nước tổng cộng 9/27/2005 12:00 11 13 15 17 19 21 23 25 Thời gian (giờ) b) Nước dâng bão Hình 2.3 Kiểm nghiệm mơ hình bão Damrey, 2005 Kết kiểm nghiệm cho bão khác cho thấy, mơ hình mơ mực nước bão tốt, kết tính tốn mực nước trích từ mơ hình vị trí Hịn Dáu sát với mực nước thực đo, sai số tuyệt đối mực nước cực đại bão từ 0,03 đến 0,32 m, thời gian lệch đỉnh nhỏ từ đến giờ, hệ số tương quan chuỗi số liệu tính tốn mơ tương đối cao, từ 0,7 đến 0,92, số BIAS từ -0,06 12 đến 0,1m số RMS từ 0,27 đến 0,36m Các giá trị chấp nhận việc mơ tính tốn nước dâng bão 2.6.3 Kiểm nghiệm mơ hình tính tốn sóng bão Mơ hình WAM sóng ngồi khơi bão làm đầu vào cho mơ hình SWAN mơ sóng bão cho khu vực ven bờ Mơ hình kiểm nghiệm với bão có số liệu thực đo trạm Hình 3.4 Kiểm nghiệm mơ hình tính sóng bão Wukong, 2000 phao (bão Frankie, 1996 bão Wukong, 2000) Kết kiểm nghiệm cho thấy có phù hợp giá trị độ cao sóng cực đại tính tốn đo đạc từ trạm phao Kết kiểm tra thống kê cho thấy trung bình giá trị BIAS -0.29 m (có giá trị âm), nghĩa độ cao sóng tính tốn thiên thấp so với độ cao sóng từ trạm phao Giá trị RMS trung bình cho bão 0,42 m chấp nhận tính tốn độ cao sóng có nghĩa bão 2.6.4 Kiểm nghiệm phương pháp tính mực nước cực trị bão Việc đo nước dâng sóng bão khó thực thời tiết nguy hiểm Để có giá trị nước dâng sóng điểm ven bờ, người ta tách nước dâng sóng thơng qua chênh lệch mực nước điểm ven bờ khơi [11] Ở Việt Nam, chưa có đo đạc nước dâng sóng, nhiên, có điều tra khảo sát sau bão để xác định độ cao nước dâng lớn điểm sát bờ [4] Các giá trị mực nước điểm ven bờ coi bao gồm nước dâng sóng Kết điều tra, khảo sát bão Washi, 2005 cho thấy, tồn khác biệt đáng kể độ cao nước dâng số điểm ven bờ so với độ cao nước dâng tách từ trạm Hòn Dáu đánh giá khác biệt nước dâng sóng gây ra, chênh lệch nước dâng bão lên tới 70 cm (bảng 2.1) Bảng 2.1 Nước dâng khu vực Hải Phòng, bão Washi, 2005 Trạm phao Tính tốn P11 Độ cao sóng (m) 9/6/2000 0:00 9/7/2000 0:00 9/8/2000 0:00 9/9/2000 0:00 9/10/2000 0:00 9/11/2000 0:00 9/12/2000 0:00 9/13/2000 0:00 Thời gian (h) STT Địa điểm Hịn Dáu Đình Vũ Đê Đồ Sơn Nước dâng bão (m) 1,21 1,93 1,95 Ghi Từ mực nước đo đạc Vết Ban PCLB đánh dấu đoàn khảo sát, kiểm tra, cao đạc 13 Tính tốn mực nước cực trị bão từ độ cho điểm ven bờ biển Hải Phòng tỉnh lân cận cho số bão để so sánh với số liệu khảo sát cho thấy, khơng tính tới nước dâng sóng, kết tính tốn đường bao mực nước cực trị bão tính từ mơ hình đạt giá trị thấp 4 Thực đo Tính tốn (khơng có nước dâng sóng) Tính tốn (có nước dâng sóng) Độ lớn (m) Độ lớn (m) Thực đo Tính tốn (khơng có nước dâng sóng) Tính tốn (có nước dâng sóng) 0 Hịn Dáu Diêm Điền Tiền Hải Hải Hậu Bình Minh a) Bão Damrey, 2005 Sầm Sơn Hòn Dáu Diêm Điền Tiền Hải Hải Hậu Tĩnh Gia Diễn Châu b) Bão Vicente, 2005 Hình 3.5 Kiểm nghiệm mơ hình tính mực nước cực trị bão đáng kể điểm ven bờ đạt giá trị gần Hịn Dáu Trong đó, tính thêm nước dâng sóng đường bao nước dâng tiệm cận gần thiên cao so với số liệu khảo sát Cần lưu ý rằng, Hòn Dáu, nước dâng sóng khơng đáng kể độ sâu khu vực lớn Trong đó, tính thêm nước dâng sóng đường bao nước dâng tiệm cận gần thiên cao so với số liệu khảo sát 2.7 Kết luận Chương Chương đưa quy trình tính mực nước cực trị bão dựa hợp phần tạo nên nước dâng bão, thủy triều nước dâng sóng bao gồm: 1) Mơ hình tính tốn trường gió trường áp bão dựa cơng thức Boose nnk (1994) sở phân tích tổng hợp lực để mơ tính tốn phân bố trường gió bão; 2)Mơ hình mơ hoàn lưu ven bờ nước dâng bão mơ hình ADCIRC Hoa Kỳ với phương pháp phần tử hữu hạn, lưới phi cấu trúc có tính linh hoạt cao, phù hợp để áp dụng cho khu vực cửa sơng ven biển có địa hình nông đường bờ phức tạp khu vực Thành phố Hải Phịng; 3) Mơ hình mơ sóng bão mơ hình WAM mơ sóng ngồi khơi mơ hình SWAN Hà Lan mơ sóng ven bờ dựa ngun tắc sóng mơ tả phổ mật độ tác động sóng hai chiều; 4) Cơng thức tính nước dâng sóng bão cho điểm ven bờ dựa công thức thực nghiệm Hanslow Nielson (1993); 14 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ NƯỚC DÂNG DO BÃO CĨ TÍNH ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA SĨNG CHO KHU VỰC VEN BIỂN HẢI PHỊNG 3.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu Hải Phòng thành phố ven biển, nằm phía Đơng miền Dun hải Bắc Bộ, có bờ biển dài 125 km kể bờ biển chung quanh đảo Độ sâu biển Hải Phịng khơng lớn Đường đẳng sâu m chạy quanh mũi Đồ Sơn hạ xuống m cách bờ xa Ra xa khơi, đáy biển hạ thấp dần theo độ sâu vịnh Bắc Bộ, chừng 30 - 40 m Khí hậu Hải phịng mang tính chất cận nhiệt đới, mùa hè nóng ẩm, mưa nhiều, mùa đông khô lạnh Nhiệt độ trung bình vào mùa hè khoảng 32,5°C, mùa đơng 20,3°C nhiệt độ trung bình năm 23,9°C Lượng mưa trung bình năm khoảng 1600 – 1800 mm Độ ẩm khơng khí trung bình 85 86% Mùa hè, hướng gió thịnh hành chủ yếu Đơng, Đơng Nam Nam, mùa đơng, hướng gió thịnh hành Đông Bắc, Bắc Đông Chế độ thủy triều Hải Phòng thuộc chế độ nhật triều Mực nước trung bình nhiều năm khu vực Hịn Dáu - Hải Phòng khoảng 186 cm Tại khu vực ven biển Hải Phịng có sóng khơng lớn, độ cao sóng trung bình khoảng 0,7 - 0,8 m Hịn Dáu, lớn quan sát 5,6 m Về mùa đơng, sóng thịnh hành sóng hướng Đơng mùa hè, sóng có hướng Đơng Nam Nam Hải Phòng nằm khu vực chịu ảnh hưởng nhiều bão áp thấp nhiệt đới Tính trung bình hàng năm, Hải Phòng chịu xấp xỉ bão/năm chiếm tới 30% tổng số bão để vào nước ta Bão ảnh hưởng đến Hải Phòng thường xuất vào tháng (28%), tháng (21%) tháng (29%) Bão thường kèm theo nước dâng bão, dọc bờ biển vùng Hải Phòng đo nước dâng cao khoảng xấp xỉ 3,0 m 3.2 Các bão ảnh hưởng đến khu vực ven biển Hải Phòng Trên sở liệu 63 bão có khả gây biến động mực nước khu vực Thành phố Hải Phòng từ năm 1950 đến thu thập được, đặc trưng thống kê bao gồm quỹ đạo cường độ bão phân 15 tích Số liệu đầu vào lấy từ sở liệu JTWC bao gồm đặc trưng vị trí vận tốc gió cực đại theo quan trắc cách Kết cho thấy, bão có hướng đổ tập trung từ hướng Tây - Tây Nam đến hướng Tây Bắc, cao hướng Tây - Tây Bắc (chiếm khoảng 44% tổng số bão) Tốc độ di chuyển bão từ km/h đến 40 km/h, trung bình 17km/h Tốc độ gió lớn khoảng 65 m/s, trung bình 28 m/s Độ lệch áp suất tâm lớn bão khu vực phân bố khoảng từ hPa đến 88 hPa, trung bình 27 hPa 3.3 Nước dâng bão khu vực Thành phố Hải Phòng 3.3.1 Tương tác nước dâng bão thủy triều khu vực Hải Phòng Bảng 3.1 Các kịch tính tốn tương tác thủy triều nước dâng bão Luận án sử dụng mơ hình số trị để mô nước dâng bão cho 69 trường hợp bão Damrey, 2005 với thời điểm bão đổ có chế độ thủy triều khác (bảng 3.1) Kết tính tốn cho thấy, thủy triều có ảnh hưởng đáng kể đến nước dâng bão khu vực ven biển Hải Phòng, nước dâng bão đạt giá trị cao bão đổ vào thời điểm mực nước triều thấp đạt giá trị thấp bão đổ vào thời điểm mực nước triều cao 16 T50cm T100cm T150cm T200cm WP T50c m T100c m T150cm T200cm WP 1.5 Đỉnh nước dâng bão (m) Đỉnh nước dâng bão (m) 1.5 1.3 1.1 0.9 0.7 0.5 1.3 1.1 0.9 0.7 0.5 45 90 135 180 225 270 315 45 90 135 Pha thủy triều (độ) 180 225 270 315 Pha thủy triều (độ) a) Nhóm kịch TWPR b) Nhóm kịch TWP Hình 3.1 Nước dâng bão lớn tính tốn kịch 3.3.2 Kết tính tốn nước dâng bão Nước dâng bão tính toán cho 63 bão xảy qua khứ trích xuất kết điểm ven biển dọc bờ biển theo tuyến đê P1: Đê Cát Hải; P2: Đê Đình Vũ; P3: Đê An Hải; P4: Đê Đồ Sơn; biển quan trọng Hải Phòng P5: Bãi Đồ Sơn; P6: Đê Kiến Thụy, P7: Đê Tiên Lãng Kết tính tốn nước dâng bão Hình 3.2 Vị trí điểm tính tốn cho điểm tính tốn cho thấy, ven biển Hải Phịng có địa hình tương đối phức tạp, đường bờ bị chia cắt cửa sông đảo nên nước dâng bão không phân bố mà thay đổi theo dạng đường bờ địa hình đáy Khu vực có nước dâng bão cao so với khu vực đê biển An Hải, khu vực có giá trị nước dâng bão thấp bãi biển Đồ Sơn Kết tính tốn độ cao nước dâng lớn cho thấy, nước dâng cho bão khu vực ven biển Hải Phịng phân Hình 3.3 Phân bố mật độ xác suất nước dâng bão đê Đồ Sơn bố khoảng từ xấp xỉ 20 cm đến 210 cm Nước dâng bão trung bình bão khoảng từ 60 70 cm Nước dâng bão lớn bão tập trung khoảng từ 20 cm đến 130 cm chiếm 90% 3.2.3 Kết tính tốn nước dâng Hình 3.4 Phân bố mật độ xác suất nước dâng sóng đê Đồ Sơn sóng 0.3 0.8 0.24 0.6 0.18 f(x) F(x) Phân bố xác xuất Mật độ xác xuất 0.4 0.12 0.2 0.06 0 10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210 Nước dâng bão (cm) 0.25 0.8 0.2 0.6 0.15 f(x) F(x) Phân bố xác xuất Mật độ xác xuất 0.4 0.1 0.2 0.05 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Nước dâng sóng lớn bão (cm) 110 120 130 17 Kết tính tốn nước dâng sóng bão cho điểm tính tốn ven biển Hải Phịng cho thấy, nước dâng sóng ven biển Hải Phòng phụ thuộc vào độ cao sóng có nghĩa ngồi khơi địa hình điểm cần tính Tính cho tất bão, độ lớn nước dâng sóng đạt khoảng từ 16% đến 18% độ cao sóng có nghĩa ngồi khơi Nước dâng sóng bão vị trị ven biển Hải Phịng có khác biệt, đê biển Đình Vũ Đê An Hải, nằm sâu phía nên nước dâng sóng bão đạt giá trị thấp vị trí khác Trong đó, nước dâng sóng bão khu vực đê biển Tiên Lãng đê Kiến Thụy lại có giá trị cao khu vực lại, nhìn trực tiếp biển Nước dâng sóng trung bình khoảng 60 cm Phân bố nước dâng sóng bão hẹp so với nước dâng bão, khoảng từ 20 cm đến 130 cm Nước dâng sóng bão lớn bão tập trung khoảng từ 30 cm đến 100 cm chiếm 80% 3.3.3 Kết tính toán mực nước cực trị bão Mực nước cực trị bão khu vực Hải Phịng có đóng góp mực nước thủy triều, nước dâng bão nước dâng sóng bão Mức độ đóng góp yếu tố phụ thuộc vào đặc điểm riêng Hình 3.5 Phân bố mật độ xác suất mực nước cực trị bão đê Đồ Sơn bão vị trí Có bão, nước dâng sóng đóng góp lớn vào mực nước cực trị bão bão Elisie, 1954, bão Toraji, 2007 hay bão Kamuri, 2008, Các bão đổ vào thời điểm triều xuống vị trí đổ khu vực Quảng Ninh, vậy, đóng góp nước dâng bão thủy triều không nhiều Bên cạnh đó, có bão, đóng góp nước dâng sóng vào mực nước cực trị bão ít, bão Kelly, 1981 đổ vào khu vực Thanh Hóa, xa so với khu vực Hải Phịng nên sóng nước dâng sóng khu vực tương đối nhỏ, đó, bão lại xảy vào thời kỳ triều cường nên mức độ đóng góp chủ yếu đến mực nước cực trị bão thủy triều Nhìn chung, nước dâng 0.25 0.2 0.6 F(x) Phân bố xác xuất Mật độ xác xuất 0.4 0.15 f(x) 0.8 0.1 0.2 0.05 0 40 80 120 160 200 240 280 Mực nước cực t rị bão (cm) 320 360 400 18 sóng có đóng góp đáng kể vào mực nước cực trị bão, trung bình tất bão mực nước cực trị bão khơng tính đến nước dâng sóng đạt khoảng 78% so với có tính đến nước dâng sóng Mực nước cực trị bão phân bố khoảng từ xấp xỉ 40 cm đến 420 cm Mực nước cực trị bão trung bình tất bão đạt từ 180 - 200 cm Nước dâng bão lớn bão tập trung khoảng từ 70 đến 300 cm chiếm khoảng 90% 3.4 Đường tần suất nước dâng bão, nước dâng sóng mực nước cực trị bão khu vực ven biển Hải Phòng Tại điểm nghiên cứu, giá trị nước dâng bão, nước dâng sóng mực nước cực trị bão tập hợp để xác định đường tần suất theo suất đảm bảo khác từ hàm phân bố thống kê (Log – Pearson III) Kết tính tốn cho Hình 3.6 Đường tần suất mực nước đê Đồ Sơn thấy, mực nước cực trị bão hồi kỳ 1000 năm Hải Phịng có độ lớn vào khoảng từ 527 đến 579 cm Nếu xét đến tần suất 1%, tức hồi kỳ 100 năm, mực nước cực trị bão lớn tất điểm đạt từ 494 cm tới 540 cm Như vậy, trường hợp này, mực nước cực trị bão với tần suất 1o/oo đạt gần tới cao trình đê biển Hải Phịng (khoảng 5.5 m) có nguy gây ngập lụt cho khu vực dân cư sau đê Trong đó, đóng góp nước dâng sóng chiếm khoảng từ 100 cm đến 130 cm, tức khoảng từ 20% đến 30% vào mực nước cực trị bão Bảng 3.3 Mực nước cực trị theo tần suất lặp lại Tần suất Đê Đê Bãi Đê Đê Đê An Đê Đồ Đặc trưng lặp lại Cát Đình Đồ Kiến Tiên Hải Sơn (năm) Hải Vũ Sơn Thụy Lãng 572 544 564 527 538 553 579 1000 Mực nước 535 509 528 494 500 516 540 100 cực trị bão 447 424 440 414 412 427 447 50 (cm) 407 386 401 378 373 388 405 20 700 nước dâng tổng cộng bão 600 nước dâng bão + triều nước dâng bão Mực nướ c (cm) 500 nước dâng sóng 400 300 200 100 100 10 Tần suất vượt (%) 0.1 19 Nước dâng bão (cm) Nước dâng sóng (cm) 1000 100 50 20 1000 100 50 20 351 264 247 204 185 158 157 149 333 241 225 186 169 144 148 141 347 298 277 226 202 170 150 143 327 236 220 180 162 137 156 149 319 220 203 163 145 120 156 148 334 250 231 187 166 139 161 153 349 290 268 215 191 159 162 154 3.5 Tác động nước biển dâng biến đổi khí hậu đến chế độ mực nước nguy ngập khu vực ven biển Hải Phòng 3.5.1 Tác động đến chế độ thủy triều Để đánh giá tác động tượng nước biển dâng biến đổi khí hậu đến chế độ thủy triều khu vực Hải Phòng, kịch nước biển dâng A1FI cận 86 cm sử dụng [1] Thời gian mô KB KB trạng Nước biển dâng kịch năm để đánh giá, phân tích thay đổi Hình 3.7 Bản đồ đẳng biên độ (m) sóng K1 sóng triều đặc trưng thủy triều điểm ven biển khu vực Hải Phịng Kết tính toán cho thấy, điều kiện mực nước biển trung bình dâng 86 cm, sóng triều có thay đổi biên độ Với sóng nhật triều K1, O1, đường đẳng trị độ lớn có xu hướng dịch chuyển lên phía bắc Trong đó, sóng bán nhật triều M2, S2, đường đẳng trị độ lớn có thay đổi xu hướng phức tạp khó xác định Các đường đẳng trị pha có thay đổi rõ rệt Đánh giá ảnh hưởng nước biển dâng biến đổi khí hậu đến thay đổi sóng cho điểm ven biển khu vực Hải Phòng cho thấy, biên độ sóng nhật triều (K1, O1) tăng khoảng từ 1,9 – 3,1 cm (khoảng từ 2,1 – 4,3 %) Trong đó, biên độ sóng bán nhật triều (M2, S2) chủ yếu giảm Về pha triều, tất điểm, sóng triều có biến đổi pha thay đổi nhỏ 20 3.5.2 Tác động đến mực nước cực trị bão Nguyên nhân hình thành bão phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ bề mặt nước biển Về mặt lý thuyết, biến đổi khí hậu làm thay đổi nhiệt độ bề mặt nước biển dẫn tới cường độ tần suất bão thay đổi [45] Tuy Hình 3.8 Đường tần suất mực nước nhiên, số liệu thống kê bão thực tế cực trị đê Đồ Sơn bối cảnh nước biển dâng biến đổi khí hậu khu vực biển Đông, Việt Nam chưa khẳng định xu tượng Do vậy, việc đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu lên mực nước cực trị giới hạn khuôn khổ đánh giá tác động biến đổi khí hậu lên mực nước trung bình Các kết thu phân bố tần suất lặp lại mực nước cực trị cho khu sở để hiệu chỉnh mực nước cực trị cho thời kỳ khác tương lai Theo đó, vào thời điểm cụ thể giá trị mực nước với hồi kỳ tương ứng cộng thêm mực nước trung bình biến đổi khí hậu Giả thiết mực nước biển dâng xây dựng theo cận kịch phát thải khí nhà kính A1FI, theo kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam, mực nước biển trung bình khu vực Hải Phịng vào năm 2050 tăng 27 cm vào 2100 tăng 86 cm, giá trị mực nước cực trị tương ứng tất hồi kỳ tăng tương ứng 27 cm 86cm 3.5.3 Đánh giá nguy gây ngập cho khu vực ven biển Thành phố Hải Phòng Nước dâng bão nguyên nhân gây ngập lụt cho dải ven biển [33] Sự biến đổi mực nước cực trị bão gây ảnh hưởng trực tiếp lên cơng trình bảo vệ bờ biển đe dọa ngập lụt cho vùng đất sau đê mực nước có khả tràn qua đê Nguy gây ngập lụt bão, phụ thuộc vào mực nước cực trị bão cịn phụ thuộc vào cao trình thiết kế đê cấu trúc cơng trình Có tuyến đê biển khu vực Hải Phòng với tổng chiều dài khoảng 103 km Tuy nhiên, hầu hết tuyến đê ổn định chưa nâng cấp, tuyến 800 Hiện trạng Mực nước (cm) 700 2050 - A1FI 600 2100 - A1FI 500 400 300 200 100 10 100 Tần suất lặp lại (năm) 1000 21 đê, có nhiều tuyến kè cống xung yếu hay có khu dân cư sát đê Đê biển Hải Phịng cịn đoạn có cao trình m Tại đoạn đê có cao trình đê biển chưa đạt m, mực nước cực trị bão chu kỳ lặp lại 100 năm vượt qua với chu kỳ lặp lại 1000 năm, mực nước cực trị bão cao toàn cao tuyến đê biển có Nếu khả xảy vấn đề xói lở xuất từ phía sau cơng trình khơng xảy mặt trước đê tác động trực tiếp sóng dịng chảy Trong điều kiện nước tràn qua đê, sóng bão gây tác động trực tiếp lên tồn thân cơng trình, mức độ nguy hiểm lớn nhiều so với tác động nước tràn đơn sóng leo Mức độ nguy hiểm gia tăng theo thời gian mực nước biển dâng biến đổi khí hậu làm gia tăng mực nước cực trị bão Vào năm 2100, theo kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng, mực nước cực trị bão với tần suất 100 năm cao tồn cao trình tồn tuyến đê biển Hải Phòng 3.6 Kết luận Chương Quy trình tính mực nước cực trị bão kiểm nghiệm cho điều kiện thực tế Sự phù hợp kết tính tốn mực nước cực trị bão từ quy trình đề xuất với số liệu điều tra khảo sát cho thấy tính hiệu phương pháp cần thiết phải tính đến thành phần nước dâng sóng mực nước cực trị bão điểm ven bờ Kết tính tốn cho bão xảy trước cho thấy: 1) Nước dâng bão điểm ven bờ Hải Phòng phân bố khoảng từ xấp xỉ 20 cm đến 210 cm, trung bình bão khoảng từ 60 -70 cm; 2) Nước dâng sóng bão có mối quan hệ mật thiết với độ cao sóng có nghĩa ngồi khơi địa hình điểm cần tính đạt khoảng từ 16% đến 18% độ cao sóng có nghĩa ngồi khơi Nước dâng sóng bão khu vực ven biển Hải Phịng có giá trị từ 10 đến 130 cm, trung bình khoảng 60 cm; 3) Mực nước cực trị bão có đóng góp mực nước thủy triều, nước dâng bão nước dâng sóng bão Mức độ đóng góp yếu tố phụ thuộc vào đặc điểm riêng bão vị trí Nước dâng sóng có đóng góp đáng kể vào mực nước cực trị bão, trung bình tất bão mực nước cực trị bão khơng 22 tính đến nước dâng sóng đạt khoảng 78% so với có tính đến nước dâng sóng Mực nước cực trị bão khu vực Hải Phòng phân bố khoảng từ xấp xỉ 40 cm đến 420 cm, trung bình khoảng 180 - 200 cm; Thủy triều có ảnh hưởng đáng kể đến nước dâng bão khu vực ven biển Hải Phòng, nước dâng bão đạt giá trị cao bão đổ vào thời điểm mực nước triều thấp đạt giá trị thấp bão đổ vào thời điểm mực nước triều cao Đường tần suất đặc trưng mực nước cực trị nước dâng bão, nước dâng sóng mực nước cực trị bão cho điểm ven bờ biển Hải Phòng cho thấy, mực nước cực trị bão với chu kỳ lặp lại 100 năm đạt từ 412 cm tới 447 cm so với mực nước trung bình, vượt hầu hết cao trình đê biển gây ngập lụt cho khu vực dân cư sau đê Đánh giá tác động mực nước biển dâng biến đổi khí hậu đến thay đổi chế độ thủy triều cho thấy, biên độ sóng nhật triều khu vực ven biển Hải Phịng có xu hướng tăng biên độ sóng bán nhật triều có xu hướng giảm Chưa có sở để đánh giá ảnh hưởng nước biển dâng biến đổi khí hậu đến nước dâng bão nước dâng sóng bão nên ảnh hưởng chúng đến mực nước cực trị bão nên xem xét đến thay đổi mực nước trung bình Mực nước cực trị bão năm 2100 chu kỳ lặp lại 100 năm kịch nước biển dâng A1FI cận cao có giá trị từ 555 cm đến 612 cm so với mực nước trung bình Đánh giá khả gây ngập cho Thành phố Hải Phòng cho thấy hệ thống đê Hải Phòng chưa đáp ứng yêu cầu với mực nước cực trị hồi kỳ 100 năm theo đánh giá Đến cuối kỷ XXI, ứng với kịch nước biển A1FI cận cao, khả mực nước cực trị với hồi kỳ tương ứng tăng lên 86 cm so với giá trị dẫn đến hệ lụy tự nhiên, môi trường kinh tế - xã hội chưa lường trước KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A Kết luận Nghiên cứu chế quy trình tính tốn mực nước cực trị bão có tính đến ảnh hưởng nước dâng bão, nước dâng sóng, thủy triều 23 nguy ngập cho khu vực ven biển vừa có ý nghĩa khoa học, vừa có ý nghĩa thực tiễn phục vụ thiết thực cho hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng - an ninh, phòng chống thiên tai Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, cần phải nghiên cứu tác động nước biển dâng biến đổi khí hậu đến thay đổi chế độ triều mực nước cực trị bão khả gây ngập cho khu vực ven biển Các nghiên cứu trước biến động mực nước bão giúp hiểu rõ đặc điểm biến động mực nước bão cho dải ven biển Việt Nam ứng dụng thực tế Tuy nhiên, nghiên cứu quan tâm, xem xét đến biến động mực nước bão quy mơ lớn, mực nước triều nước dâng bão, mà chưa tính đến quy mơ địa phương, chưa xét đến đặc điểm cụ thể đoạn bờ, nơi mà hiệu ứng sóng nước nơng tác động trực tiếp đến thay đổi mực nước trung bình ven bờ Chính thế, kết tính toán thiên thấp đánh giá nguy ngập vùng đất ven biển Luận án xây dựng quy trình tính mực nước cực trị bão với cơng cụ tính tốn bao gồm: 1) mơ hình tính tốn trường gió bão; 2) mơ hình mơ hồn lưu ven bờ nước dâng bão; 3) mơ hình mơ sóng bão; 4) Cơng thức thực nghiệm tính nước dâng sóng Kết tính tốn mực nước cực trị bão phù hợp với số liệu thực đo Vì thế, tác giả kết luận thành phần nước dâng sóng cần thiết phải xét đến trong tính tốn mực nước cực trị bão điểm ven bờ Các kết tính tốn cho bão khứ cho thấy mực nước cực trị bão khu vực Hải Phòng tổ hợp mực nước thủy triều, nước dâng bão nước dâng sóng bão Mức độ đóng góp thành phần phụ thuộc vào đặc điểm riêng bão điểm vị trí đường bờ cụ thể Nước dâng sóng có đóng góp đáng kể vào mực nước cực trị bão, trung bình tất bão mực nước cực trị bão khơng tính đến nước dâng sóng đạt khoảng 78% so với trường hợp có tính đến nước dâng sóng Mực nước cực trị bão khu vực Hải Phòng vào khoảng từ 40 cm đến 420 24 cm, với giá trị trung bình vào khoảng 160 -180 cm Mực nước cực trị bão có tần suất lặp lại 100 năm điểm ven biển Hải Phòng đạt từ 380 cm đến 426 cm so với mực nước trung bình, vượt hầu hết cao trình đê biển Hải Phịng Kết tính toán cho thấy mực nước biển dâng biến đổi khí hậu làm thay đổi chế độ thủy triều khu vực ven biển Hải Phòng: biên độ sóng nhật triều khu vực ven biển Hải Phịng có xu hướng tăng biên độ sóng bán nhật triều có xu hướng giảm Kết tính tốn cho thấy chưa có đủ sở để kết luận mực nước biển dâng biến đổi khí hậu có tác động đến mực nước cực trị bão Vì thế, luận án kiến nghị kịch nước biển dâng áp dụng tính tốn mực nước cực trị bão cho tương lai Kết tính tốn cho thấy hệ thống đê biển khu vực ven biển Hải Phòng chưa đảm bảo để chống chịu với mực nước tổng cộng bão hồi kỳ 100 năm Nếu xét đến kịch nước biển dâng chắn hệ thống đê biển Hải Phòng cần phải củng cố tôn cao B Kiến nghị Quy trình phương pháp tính tốn nước dâng bão, nước dâng sóng bão, mực nước cực trị bão, nguy gây ngập khu vực ven biển Hải Phịng áp dụng xác định mực nước cực trị bão, phục vụ cho việc thiết kế cơng trình ven biển Hải Phịng Các kết mở hồn thiện để đưa vào ứng dụng cho vùng duyên hải khác Cần tiến hành nghiên cứu thực nghiệm nhằm đưa công thức thực nghiệm nước dâng sóng cho khu vực ven biển Hải Phịng nói riêng Việt Nam nói chung Cần tiếp tục nghiên cứu chuyên sâu mô tác động biến đổi khí hậu mực nước biển dâng lên đặc trưng bão tương lai cho khu vực ven biển Việt Nam nhằm có đánh giá đầy đủ ảnh hưởng biến đổi khí hậu nước biển dâng lên mực nước cực trị bão CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CĨ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Nguyễn Xuân Hiển, Phạm Văn Tiến, Dương Ngọc Tiến, Đinh Văn Ưu (2009), Ứng dụng mơ hình ADCIRC tính tốn nước dâng bão khu vực cửa sông ven biển Hải Phịng bão Damrey, 2005 Tạp chí Khoa học – Khoa học Tự nhiên công nghệ, (25-3S), tr 431438; Nguyen Xuan Hien, Đinh Van Uu, Tran Thục, Pham Van Tien (2010), Study on wave setup with the storm surge in Hai Phong coastal and estuarine region Journal of Science, Earth Sciences, (26), pp 82-89; Nguyễn Xuân Hiển, Trần Thục, Đinh Văn Ưu (2012), Đánh giá ảnh hưởng thủy triều đến nước dâng bão khu vực ven biển Hải Phịng Tạp chí Khí tượng Thủy văn, (616), pp 8-15; Nguyễn Xuân Hiển, Trần Thục, Đinh Văn Ưu (2012), Nghiên cứu, tính tốn nước dâng tổng cộng bão cho khu vực ven biển Thành phố Hải Phịng, Tạp chí Khoa học – Khoa học Tự nhiên công nghệ, (28 – 3S), (pp 63-70) ... liên quan đến bão nước dâng bão vùng ven bờ biển Vì vậy, việc nghiên cứu chế quy trình tính tốn mực nước cực trị bão có tính đến nước dâng sóng, triều nguy ngập cho khu vực ven biển vừa có ý nghĩa... nước dâng sóng bão cho điểm tính tốn ven biển Hải Phịng cho thấy, nước dâng sóng ven biển Hải Phòng phụ thuộc vào độ cao sóng có nghĩa ngồi khơi địa hình điểm cần tính Tính cho tất bão, độ lớn nước. .. 3.4 Đường tần suất nước dâng bão, nước dâng sóng mực nước cực trị bão khu vực ven biển Hải Phòng Tại điểm nghiên cứu, giá trị nước dâng bão, nước dâng sóng mực nước cực trị bão tập hợp để xác