ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG (LUẬN VĂN THẠC SĨ)

ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG (LUẬN VĂN THẠC SĨ)ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG (LUẬN VĂN THẠC SĨ)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN oo TRẦN ANH TÚ ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SƠNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - 2012 MỤC LỤC NGHĨA CỦA CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC HÌNH VẼ .ii DANH MỤC BẢNG iv MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC HẢI PHÒNG I.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu I.1.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước I.1.2 Tình hình nghiên cứu nước I.2 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu I.2.1 Chế độ khí hậu, khí tượng I.2.2 Thủy văn, hải văn 10 I.2.3 Đặc điểm trầm tích 12 CHƯƠNG II TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 15 II.1 Tài liệu 15 II.1.1 Địa hình 15 II.1.2 Khí tượng 15 II.1.3 Thủy hải văn 16 II.1.4 Trầm tích lơ lửng 17 II.2 Phương pháp 17 II.2.1 Mơ hình thủy động lực .17 II.2.2 Mơ hình lan truyền trầm tích lơ lửng .20 CHƯƠNG III ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SƠNG VEN BIỂN HẢI PHỊNG 22 III.1 Phân bố TTLL theo thời gian .22 III.2 Đặc điểm TTLL khu vực sông Hải Phòng 26 III.3 Đặc điểm TTLL khu vực xa bờ Hải Phòng 27 CHƯƠNG IV MÔ PHỎNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SƠNG VEN BIỂN HẢI PHỊNG BẰNG MƠ HÌNH DELFT3D 31 IV.1 Triển khai mơ hình thủy động lực 31 IV.2 Triển khai mơ hình lan truyền trầm tích lơ lửng 35 IV.3 Kết tính tốn 37 IV.3.1 Dòng chảy 37 IV.3.2 Trầm tích lơ lửng 44 KẾT LUẬN .53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC 57 MỞ ĐẦU Các tượng sa bồi luồng cảng, cửa sơng, xói lở-bồi tụ bờ biển, độ đục nước gia tăng làm ảnh hưởng đến chất lượng nước bãi tắm, khu nuôi trồng thủy sản liên quan đến trầm tích lơ lửng (TTLL) Ngồi ra, khu vực có giá trị hàm lượng TTLL cao làm ảnh hưởng tới tầm nhìn xuyên suốt khối nước, quang hợp thực vật sống lồi sinh vật mơi trường nước Thành phố cảng Hải Phịng năm có đóng góp quan trọng hai ngành kinh tế đặc trưng dịch vụ cảng biển du lịch Tuy nhiên, đặc thù địa lý vùng cửa sơng, khu vực ven biển thành phố Hải Phịng chịu ảnh hưởng nặng nề dòng vật chất từ lục địa đưa qua hệ thống sơng Thái Bình, sơng Hồng Trong dịng vật chất đó, dịng trầm tích lơ lửng có chế phức tạp ngun nhân tự nhiên (dịng chảy, sóng, xói lở bờ) người (nạo vét luồng, khai hoang lấn biển, phá rừng ngập mặn nuôi trồng thủy sản) gây Sa bồi luồng vào cảng Hải Phịng có xu hướng gia tăng kèm việc chi phí cho việc nạo vét luồng lạch tốn Theo thống kê Cảng vụ Hàng hải Hải Phòng (2005), khối lượng nạo vét luồng vào cảng Hải Phòng năm 2003 2004 tương ứng 2.394.000m3 2.854.000m3 [29] Chi phí cho việc nạo vét luồng hàng năm tốn hàng chục tỷ đồng, hiệu kinh doanh tăng không nhiều Mặt khác, trình nạo vét luồng vào cảng diễn thường xuyên khiến cho bùn cát vật chất ô nhiễm lắng xuống lại bị đưa lên, hòa tan nước làm gia tăng nguy gây ô nhiễm đến môi trường nước hệ sinh thái xung quanh [2] Mặt khác, dòng vật chất làm ảnh hưởng đế n chất lượng bãi tắm Đồ Sơn khu nuôi trồng hải sản đảo Cát Bà làm giảm hiệu đáng kể mặt kinh tế Ngoài thành phố Hải Phịng có kế hoạch thực dự án đê quai lấn biển phục vụ xây dựng Sân bay Quốc tế vùng ven bờ Tiên Lãng Việc nhiều làm thay đổi chế dòng chảy, vận chuyển trầm tích lơ lửng sơng Văn Úc Thái Bình nói riêng vùng cửa sơng ven bờ Hải Phịng nói chung [5] Bởi vậy, việc đánh giá TTLL vùng cửa sông ven biển Hải Phòng điều cần thiết Với mục tiêu luận văn mơ trạng trầm tích lơ lửng theo mùa khu vực cửa sơng ven biển Hải Phịng Học viên đánh giá lựa chọn số liệu thu thập từ tài liệu nghiên cứu từ trước đến trầm tích lơ lửng làm số liệu đầu vào cho mơ hình tính Nội dung luận văn trình bày thành 04 chương: Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu điều kiện tự nhiên khu vực Hải Phòng Chương 2: Tài liệu phương pháp Chương 3: Đánh giá trạng trầm tích lơ lửng khu vực cửa sơng ven biển Hải Phịng Chương 4: Mơ trầm tích lơ lửng khu vực cửa sơng ven biển Hải Phịng mơ hình delft3d CHƯƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC HẢI PHÒNG I.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu I.1.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước Nghiên cứu phân bố trầm tích lơ lửng vùng cửa sông ven biển nhà khoa học nước quan tâm từ hàng trăm năm đạt nhiều thành tựu quan trọng Các kết nghiên cứu áp dụng phục vụ cho việc bảo vệ cơng trình ven bờ phát triển môi trường bền vững Những nghiên cứu lý thuyết trầm tích (vận chuyển) đáng kể cơng trình H.A Einstein (1950), Krone Partheniades (1962, 1968), E.W BijJker (1967, 1971), Leo C Van Rijn (1993), J.W Vander Meer (1990), Richard Soulsby (1997) Các kết nghiên cứu khái quát hóa mang tính phương pháp luận, viết thành ”cẩm nang” sử dụng [27] Có thể kể số kết nghiên cứu khái quát hóa thành sách Đó ”Động lực gần bờ q trình bờ: Lý thuyết, đo đạc mơ hình dự báo” Horikawa K., 1978, ”Động lực cát biển: Sách hướng dẫn cho ứng dụng thực tiễn, nguyên lý vận chuyển trầm tích sơng, cửa sơng hình phễu biển ven bờ” Richard S., 1997, hay ”Các ngun lý vận chuyển trầm tích sơng, cửa sông ven biển” Leo C Van Rijn, 1993 [13] Trong năm gần đây, với hỗ trợ cơng cụ máy tính, việc nghiên cứu q trình động lực mơ phân bố trầm tích có bước phát triển cao hơn: xây dựng mơ hình vật lý, mơ hình tốn Đi tiên phong nghiên cứu vấn đề nhà nghiên cứu nước phát triển Mỹ, Hà Lan, Đan Mạch, Nhật Bản Do tương tác trình thủy thạch động lực mà kết cuối tương tác tạo dạng địa hình khác nhau, phụ thuộc vào hàng loạt yếu tố thạch động lực kích thước, hình dạng hạt vật liệu, tỉ trọng, mức độ gắn kết vật liệu, độ dốc địa hình, yếu tố thủy động lực: sóng, dịng chảy biển, sơng yếu tố ln biến đổi theo thời gian, không gian Bởi lý nên mơ hình số thiết lập để tính tốn tương tác q trình thủy-thạch động lực, đa phần, có liên quan đến công thức thực nghiệm bán thực nghiệm Cho nên nhu cầu có phịng thí nghiệm để thiết lập kiểm tra tính đắn mơ hình vật lý cần thiết Từ phương pháp thí nghiệm mơ hình vật lý đời phát triển mạnh mẽ Có nhiều nước giới có phịng thí nghiệm đại đủ khả mơ lại q trình thủy-thạch động lực khu vực nghiên cứu cụ thể Do kết tính tốn mơ hình số thể tranh tổng thể đối tượng nghiên cứu mà thực tế phải điều tra khảo sát tốn có Ngồi ra, năm gần đây, với phát triển công nghệ thơng tin, siêu máy tính, hàng loạt mơ hình số trị đời, dần trở thành công cụ hữu hiệu ưu nghiên cứu thủy động lực chất lượng nước Các kết mơ hình tốn cho nhìn tổng quan đối tượng nghiên cứu chế hình thành, phát triể n biến đổi mối quan hệ với đối tượng khác có liên quan, từ đưa cách ứng xử khơn ngoan thiên nhiên Theo hướng mơ hình hóa có loại mơ hình: Mơ hình vật lý mơ hình tốn Những trung tâm, viện hàng đầu nghiên cứu, tính tốn, dự báo q trình thủy-thạch động lực, kể đến là: Trung tâm Thủy lực Hà Lan (Delft Hydraulics) với phần mềm DELFT3D, UNIBEST; Viện Thủy lực Đan Mạch (Danish Hydraulic Instiute-DHI) tiếng với phần mềm: MIKE 21, MIKE 3, hay Trung tâm Nghiên cứu Cơng trình Ven bờ thuộc Quân đội Mỹ (Coastal Engineering Research Center-CERC) có mơ hình GENESIS, SBEACH; mơ hình TELEMAC (Pháp), ứng dụng tốt cho tính tốn dịng chảy, sóng, vận chuyển bùn cát, biến động địa hình đáy biể n, đường bờ, bồi lấp cửa sơng Ngồi ra, số mơ hình có mã nguồn mở COHERENS (Bỉ), SHYFEM (Italia) phát triển không phần mềm nói I.1.2 Tình hình nghiên cứu nước Vấn đề nghiên cứu trầm tích lơ lửng q trình động lực mơ hình hóa Việt Nam bắt đầu phát triển từ khoảng đầu năm 1980 [10] Các mơ hình thường thiết lập để tính tốn yếu tố thủy động lực nhiều yếu tố thạch động lực Sự gắn kết hai trình thủy thạch động lực mơ hình cịn bị hạn chế Do đó, kết tính mơ hình khó kiểm chứng hai phương diện phịng thí nghiệm ngồi trường Ở Việt Nam phương pháp mơ hình số trị nghiên cứu TTLL phát triển mức sở phục vụ mục tiêu riêng lẻ nước chưa thương mại hóa sử dụng rộng rãi cấp quốc tế Vấn đề nghiên cứu TTLL Việt Nam trọng Chương trình Biển KT.03 (1991-1995); KHCN.06 (1996-2000); TTLL liên quan đến xói lở bờ biển cịn đặt khn khổ đề tài độc lập cấp nhà nước chương trình biển giai đoạn 2001-2005 Ngoài nhiều đề tài, dự án liên quan đến TTLL thực cấp Các tác giả Trần Hồng Thái [18], Đinh Văn Ưu [28], Nguyễn Thọ Sáo [16] ứng dụng phát triển số phương pháp mơ hình tính tốn động lực vận chuyển trầm tích cho số vùng cửa sơng ven biển (Cửa Ơng-Quảng Ninh, Cửa Tùng-Quảng Trị, Hải Phòng) Việt Nam Các nghiên cứu trọng vào động lực học lớp gần đáy để cải tiến phương pháp tính bán thực nghiệm có Mục đích làm xác cơng thức bán thực nghiệm tác giả nước ngồi để tính dòng vật liệu ven bờ Các tác giả thuộc Viện Hải dương học, Nha Trang, tiêu biểu Bùi Hồng Long ngh iên cứu vùng Phan Rí, Hàm Tiến, Phước Thể với mục tiêu cung cấp thông số kỹ thuật, đưa phương án thiết kế thi cơng đê, kè chống xói lở [14] Các tác giả thuộc Viện học ứng dụng mơ hình thủy-thạch động lực tổng hợp nhiều yếu tố để tính tốn q trình vận chuyển trầm tích biến đổi địa hình đáy vùng ven bờ đáng ghi nhận theo hướng mơ hình hóa để nghiên cứu biến động bờ biển vùng cửa sơng Các tính tốn nhóm cịn sâu, chi tiết vào việc tính cặp yếu tố thủy-thạch động lực sóng, dịng chảy, mực nước vào nghiên cứu biến đổi đáy Ngoài ra, tác giả đưa tổng kết phương pháp tính tốn vận chuyển bùn cát mơ hình tính biến động đường bờ kết áp dụng cụ thể cho nhiều vùng xói lở dọc bờ biển Việt Nam vùng Hải Hậu, Nam Định, Hồ Tàu-Định An, Trà Vinh, Gành Hào, Bạc Liêu Các tác giả thuộc Viện Địa lý nghiên cứu sâu xói lở bồi tụ, đặc biệt khu vực ven biển Miền Trung Trong năm gần Nhà nước cho triển khai nhiều đề tài nghiên cứu, ứng dụng trình thủy-thạch động lực xói lở, bồi tụ chẳng hạn như: Ứng dụng mơ hình WAM, STWAVE để dự báo sóng đề tài KC.09.04; Các đề tài KT.03.14, KHCN.06.08 (19962000), KC.09.05 (2001-2005) tiến hành nghiên cứu, dự báo q trình xói lở-bồi tụ bờ biển cửa sông Việt Nam; dự án Việt Nam-Thụy Điển (2004-2007): nghiên cứu xói lở bờ biển Hải Hậu, Nam Định, dự án ứng dụng nhiều mơ hình sóng, vận chuyển bồi tích; Đề tài cấp nhà nước KHCN-06-10 ”Cơ sở khoa học đặc trưng đới bờ phục vụ u cầu xây dựng cơng trình biển ven bờ” Viện Cơ học chủ trì Các đề tài việc đo đạc thực địa xây dựng áp dụng mơ hình nhằm tính tốn q trình sóng, dịng chảy, vận chuyển trầm tích, biến đổi địa hình bãi, đường bờ, nhằm lý giải nguyên nhân gây tác động môi trường Các tác giả thuộc Viện TN&MTB ứng dụng mơ hình DELFT3D để nghiên cứu vấn đề có liên quan đến TTLL khu vực khác Quảng Ninh [20], Hải Phịng [1], Thái Bình Nam Định [23] Các nghiên cứu giúp cho nhà quản lý địa phương nói có cách nhìn cách tổng thể mối quan hệ phát triển kinh tế - xã hội, quản lý tổng hợp dải ven bờ bảo vệ môi trường biển Vấn đề nghiên cứu trầm tích lơ lửng vùng cửa sơng Hải Phịng có số kết định [21, 26, 28] Tuy nhiên kết nhận định chuyên gia đặc trưng trầm tích lơ lửng phạm vi hẹp mà chưa có cách nhìn cách tổng quan phạm vi không gian biến đổi theo thời gian (hàng chục năm) I.2 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu Thành phố Hải Phòng nằm bờ tây vịnh Bắc Bộ thuộc phía đơng vùng dun hải Bắc Bộ, cách Hà Nội 102 km, diện tích tự nhiên khoảng 152.318 ha, giới hạn khoảng 20030’39”-21001’15” vĩ độ Bắc, 106023’39”-107008’39” kinh độ Đông [9] Bờ biển ven bờ có dạng đường cong lõm bờ tây vịnh Bắc Bộ, thấp phẳng, cấu tạo chủ yếu bùn cát năm cửa sông đổ Vùng cửa sơng ven biển Hải Phịng có độ sâu không lớn, độ dốc nhỏ Bề mặt đáy biển cấu tạo thành phần hạt mịn, có nhiều lạch sâu vốn lịng sơng cũ dùng làm luồng lạch vào tàu thuyền [19, 22] I.2.1 Chế độ khí hậu, khí tượng Khu vực cửa sơng ven biển Hải Phịng nằm vùng ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới gió mùa, chia thành hai mùa: mùa đơng (từ tháng 11 năm trước đến tháng năm sau) có đặc điểm lạnh, khơ mưa mùa hè (tháng đến tháng 10) có đặc điểm nóng, ẩm mưa nhiều Nhiệt độ khơng khí trung bình năm khu vực dao động khoảng từ 22,5-30,00C Mùa đơng lạnh với nhiệt độ trung bình xuống 20 0C Mùa hè nóng kéo dài tháng, từ tháng V đến tháng IX, với nhiệt độ khơng khí trung bình dao động khoảng từ 26,2 - 28,90C Lượng mưa trung bình nhiều năm vùng ven biển Hải Phòng lớn với giá trị từ 1.600 - 2.000mm Tuy nhiên, lượng mưa phân bố không mà chủ yếu tập trung vào tháng mùa hè, cao vào tháng đạt 200mm Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4, lượng mưa nhỏ, tổng lượng mưa đạt khoảng 300mm Chế độ gió khu vực ven biển Hải Phịng thể rõ rệt ảnh hưởng hồn lưu chung khí thay đổi theo mùa Về mùa đông thịnh hành gió hướng bắc đơng bắc Hàng tháng trung bình có - đợt gió mùa đơng bắc, có tháng - đợt kéo dài - ngày Vận tốc gió trung bình dao động khoảng 3,2-3,7m/s, mạnh đạt tới 25-30m/s Vào mùa hè (khoảng từ tháng đến tháng 9), chế độ gió khu vực chịu chi phối hệ thống gió mùa tây nam, hướng gió chủ yếu đơng nam nam Tốc độ gió trung bình khoảng 3,5-4,0 m/s, cực đại đạt 20 - 25m/s Khu vực Hải Phịng giai đoạn 1945-2007, có 53 bão ảnh hưởng trực tiếp tỉnh/thành lân cận Từ hình 1.1 cho thấy số lượng bão ảnh hưởng đến khu vực Hải Phịng có dao động năm, có số năm khơng có (1949, 1950, 1953…), năm có chiếm đa số, đáng ý năm 1996 có tới ảnh hưởng đến khu vực Hải Phòng, số năm có Đường trung bình trượt năm cho thấy bão giai đoạn 1989 - 1992 bão hoạt động mạnh trung bình 1,75 cơn, giai đoạn 1958 - 1959 khơng có Nhìn chung bão khu vực Hải Phịng có xu hướng tăng tăng chậm so với Việt Nam · Mùa mưa Vào mùa mưa lưu lượng nước sông lớn nên pha triều lên, vận tốc dòng chảy từ biển hướng vào phía cửa sơng có giá trị nhỏ Trong pha triều này, hướng dòng chảy chủ yếu nam - đông nam với giá trị vận tốc biến đổi từ 0,2-0,7m/s Ở khu vực cửa sông Cấm-Bạch Đằng, nơi lưu lượng nước từ sông lớn sơng đưa vùng ven biển Hải Phịng khơng có dịng chảy ngược từ biển vào Ở thời điểm nước lớn, hướng dòng chảy khu vực ven biển Hải Phòng phân tán mạnh mẽ với giá trị vận tốc nhỏ, đặc biệt vùng nước Hòn Dấu, Cát Bà Cát Hải Cũng khu vực cửa sơng Cấm-Bạch Đằng dịng chảy sông mạnh mực nước dâng lớn nên dịng chảy vào thời điểm có giá trị tương đối lớn có hướng chảy phía ngồi (nam, đơng nam tây nam) Sự kết hợp dịng chảy sơng dịng triều thể rõ nét vào pha triều xuống, tạo dòng chảy tổng hợp với vận tốc lớn so với pha triều khác Hướng dòng chảy trường hợp định hướng theo hướng các sông phía biển, chủ yếu hướng đơng nam, tây nam nam Giá trị vận tốc dòng chảy biến đổi khoảng từ 0,2-0,8m/s Một số nơi lòng dẫn hẹp khu vực cửa Lạch Huyện, cửa Nam Triệu vận tốc dịng chảy đạt đến giá trị 1,0m/s Ở thời điểm nước ròng, khối nước từ sơng có điều kiện phát triển mạnh mẽ phía biển, nhiên giới hạn vốn có lưu lượng nước sơng nên dịng chảy có hướng phía biển tồn phạm vi khoảng 10-20 km từ bờ phía ngồi Khi trường dịng chảy khu vực sơng Bạch Đằng lớn, biến thiên từ 0,9-1,4 m/s Các kết tính tốn cho thấy xu hướng dịch chuyển phía nam tây nam bán đảo Đồ Sơn khối nước trạng thái biến đổi khác pha triều (trừ pha triều lên) Nguyên nhân tượng dồn ép khối nước trao đổi nước nên phía bắc hạn chế địa hình phía đơng bắc khu vực nghiên cứu nơng (từ Hình 4.10 đến Hình 4.13) 41 Hình 4.10 Trường dịng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu 03h ngày 07/8/2010 (mùa mưa) Hình 4.11 Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu 19h ngày 12/8/2010 (mùa mưa) 42 Hình 4.12 Trường dịng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu 02h ngày 20/8/2010 (mùa mưa) Hình 4.13 Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu 17h ngày 25/8/2010 (mùa mưa) 43 IV.3.2 Trầm tích lơ lửng Đặc điểm lan truyền TTLL khu vực nghiên cứu có liên quan chặt chẽ đến chế độ thủy động lực nguồn cung cấp trầm tích Hướng lan truyền hai mùa hướng đơng nam Vào mùa khơ phạm vi lan truyền TTLL có giá trị khoảng 40 mg/l đến tận mũi Đồ Sơn-sát với khu vực đảo Hòn Dấu Vào mùa mưa, phạm vi lan truyền TTLL có giá trị > 100 mg/l qua khu vực đảo Hịn Dấu Trong suốt q trình tính tốn, khu vực phía nam tây đảo Cát Bà giá trị lớn đạt 30 mg/l Các khu vực nuôi lồng bè thuộc đảo Cát Bà giá trị TTLL ổn định hai mùa có giá trị khoảng 10-20 mg/l Dựa kết mơ hình, đặc điểm lan truyền TTLL khu vực nghiên cứu thay đổi theo mùa phân tích chi tiết sau: · Mùa khô Đặc điểm vận chuyển lan truyền trầm tích lơ lửng (TTLL) có liên quan chặt chẽ đến chế độ thủy động lực nguồn cung cấp trầm tích Vào mùa khơ có đặc điểm suy giảm mạnh mẽ nguồn cung cấp trầm tích từ cửa sơng khiến cho vào thời điểm nước lớn, dòng TTLL phát tán hạn chế vùng ven biển khu vực nghiên cứu so với mùa mưa Chỉ vùng nước nhỏ phía ngồi cửa Nam Triệu có hàm lượng TTLL tương đối cao (từ 20-40mg/l) lại khu vực khác có hàm lượng TTLL nhỏ Vào pha triều xuống dịng trầm tích lơ lửng từ lục địa có điều kiện thuận lới để phát tán phía ngồi (Hình 4.16) Vùng nước có hàm lượng TTLL tương đối cao (khoảng 30-50mg/l) tập trung sát cửa Nam Triệu, Lạch Tray Do ảnh hưởng trường thủy động lực tác động chủ yếu gió hướng đơng bắc nên dịng trầm tích lơ lửng có hướng di chuyển chủ yếu phía tây nam sau khỏi cửa sông với phạm vi nhỏ so với mùa mưa Thời điểm nước ròng thời gian dịng TTLL lục địa có khả ảnh hưởng lớn đến vùng ven biển Tuy vậy, pha triều xuống, dịng trầm tích lơ lửng ảnh hưởng hạn chế phía ngồi cửa sơng Khu vực ven bờ phía bắc bán đảo Đồ Sơn, ven bờ Cát Hải Cát Bà trường hợp có hàm lượng TTLL thấp 44 Hình 4.14 Hàm lượng TTLL (mg/l) từ kết mơ hình lúc thủy triều lên (mùa khơ) Hình 4.15 Hàm lượng TTLL (mg/l) từ kết mơ hình lúc đỉnh triều (mùa khơ) 45 Hình 4.16 Hàm lượng TTLL (mg/l) từ kết mơ hình lúc thủy triều xuống (mùa khơ) Hình 4.17 Hàm lượng TTLL (mg/l) từ kết mơ hình lúc chân triều (mùa khô) 46 Cơ chế lan truyền biến đổi TTLL vùng cửa sông ven biển khu vực nghiên cứu trường hợp triều lên (Hình 4.14) mùa khô tương tự mùa mưa Mặc dù suy giảm nguồn trầm tích lơ lửng tải lượng nước từ sông đưa làm cho ảnh hưởng khối nước biển có hàm lượng TTLL thấp trở lên mạnh mẽ, vùng nước có hàm lượng TTLL thấp tiến sâu vào lịng sơng khu vực nghiên cứu, sơng có tải lượng nước thấp Lạch Tray Ở khu vực phía tây nam đảo Cát Bà, hàm lượng TTLL khu vực nhỏ với giá trị dao động 10mg/l Điều giải thích sau, nơi chịu ảnh hưởng nguồn trầm tích từ lục địa đưa so với khu vực cịn lại phạm vi tính toán hai mùa giá trị TTLL ổn định Ở khu vực phía nam tây nam đảo Cát Hải, vị trí gần cửa sơng phía bắc bán đảo Đồ Sơn nên hàm lượng TTLL nước giảm dần từ cửa sông khu vực cịn dao động khoảng 5-30mg/l Biến thiên theo thời gian hàm lượng TTLL phụ thuộc chặt chẽ vào dao động mực nước thể vai trị dịng trầm tích từ lục địa Giá trị hàm lượng TTLL thường đạt cực đại nước ròng giảm dần thủy triều tăng lên đến cực tiểu hàm lượng vào gần thời điểm nước lớn Biến thiên hàm lượng TTLL mạnh vào ngày triều cường (Hình 4.1 4.17) Hình 4.18 Hàm lượng TTLL (mg/l) lúc 23 ngày 31 tháng năm 2010 (mùa khơ) 47 Vào ngày tính tốn cuối khu vực phía nam đảo Cát Hải TTLL có giá trị khoảng 40-45 mg/l, khu vực vụng Cát Bà (các khu ni trồng thủy sản, bãi tắm) có giá trị 25-30 mg/l (Hình 4.18) · Mùa mưa Đặc điểm lan truyền biến đổi TTLL vùng cửa sông ven biển Hải Phịng mùa khơ tương tự mùa mưa Tuy nhiên suy giảm dòng nước ngọt, trầm tích thay đổi hướng gió tạo khác biệt riêng đặc điểm lan truyền TTLL khu vực nghiên cứu vào mùa khô Vào mùa mưa hàm lượng TTLL sông khu vực nghiên cứu có giá trị lớn 100 mg/l Khu vực sơng Cấm có hàm lượng trầm tích cao sơng khác Với đặc điểm kết mô phân bố TTLL mùa mưa 2010 cho thấy vùng nước có hàm lượng TTLL cao chủ yếu xuất khu vực cửa Nam Triệu sông Cấm với ảnh hưởng từ nguồn trầm tích từ phía thượng nguồn Do ảnh hưởng trường dòng chảy nên phân bố biến động TTLL vùng cửa sông ven biển khu vực nghiên cứu chủ yếu theo pha dao động mực nước triều Trong pha triều lên trường dòng chảy có hướng từ phía biển vào cửa sơng vùng có hàm lượng TTLL cao bị đẩy dần phía lục địa (Hình 4.19) Các khu vực vùng ven biển khu vực nghiên cứu thời gian có hàm lượng TTLL nhỏ chứng tỏ xâm nhập mạnh khối nước biển vào vùng ven bờ pha triều Sự xâm nhập khối nước biển mạnh vào thời điểm nước lớn Trong pha triều này, diễn biến lan truyền TTLL tiếp tục xu hướng pha triều lên Sự phát tán tán TTLL từ sông vùng ven biển bị hạn chế tập trung sát cửa sơng Trong khu vực lại bị khối nước biển với hàm lượng TTLL nhỏ (< 30mg/l) Sự phát tán TTLL từ lục địa phía ngồi vùng cửa sơng ven biển khu vực nghiên cứu thể rõ pha triều xuống Dưới tác động trường dòng chảy pha triều này, dịng trầm tích lơ lửng khơng phát triển phía 48 ngồi mà cịn có xu hướng dịch chuyển nhiều phía nam - tây nam theo hướng di chuyển khối nước sông (Hình 4.21) Trong thời điểm thủy triều xuống, khối nước sơng dịng trầm tích lơ lửng từ lục địa có điều kiện phát triển mạnh phía ngồi, đặc biệt phía cửa Nam Triệu Một số khu vực khác xuất trầm tích lơ lửng với hàm lượng cao ven bờ phía nam đảo Cát Hải ven bờ phía bắc bán đảo Đồ Sơn Mặc dù thời điểm có điều kiện thuận lợi để dịng trầm tích mở rộng phía ngồi biển so với pha triều khác phạm vi ảnh hưởng dịng trầm tích lơ lửng từ lục địa điều kiện thời tiết bình thường chủ yếu vùng cửa Nam Triệu, phía tây nam đảo Cát Hải, vùng ven bờ phía bắc bán đảo Đồ Sơn Biến đổi theo thời gian hàm lượng TTLL: khu vực phía tây nam đảo Cát Bà, biến động hàm lượng TTLL theo thời gian cho thấy khu vực không chịu ảnh hưởng nguồn trầm tích từ lục địa Hàm lượng TTLL khu vực nhỏ với giá trị dao động nhỏ 20mg/l Với hàm lượng TTLL nhỏ bị tác động từ vùng cửa sông nên hàm lượng TTLL khu vực ổn định theo thời gian Mặc dù vậy, ngày nước lớn (mực nước lớn 2,5m) kỳ triều cường có thấy xuất đỉnh hàm lượng TTLL triều xuống, điều cho thấy ảnh hưởng dù nhỏ từ cửa sông; Ở khu vực phía nam tây nam đảo Cát Hải, vị trí gần cửa sơng phía bắc bán đảo Đồ Sơn nên hàm lượng TTLL nước giảm dần từ cửa sơng khu vực dao động khoảng 15 - 60mg/l Biến thiên theo thời gian hàm lượng TTLL phụ thuộc chặt chẽ vào dao động mực nước thể vai trị dịng trầm tích từ lục địa Giá trị hàm lượng TTLL thường đạt cực đại thủy triều xuống giảm dần thủy triều lên đến cực tiểu hàm lượng vào gần thời điểm nước lớn Biến thiên hàm lượng TTLL mạnh vào ngày triều cường (Hình 4.20 4.22) 49 Hình 4.19 Hàm lượng TTLL (mg/l) từ kết mơ hình lúc thủy triều lên (mùa mưa) Hình 4.20 Hàm lượng TTLL (mg/l) từ kết mơ hình lúc đỉnh triều (mùa mưa) 50 Hình 4.21 Hàm lượng TTLL (mg/l) từ kết mơ hình lúc thủy triều xuống (mùa mưa) Hình 4.22 Hàm lượng TTLL (mg/l) từ kết mơ hình lúc chân triều (mùa mưa) 51 Vào ngày tính tốn cuối cho thấy ven bờ phía tây khu vực nghiên cứu hàm lượng TTLL có giá trị khoảng 100 mg/l (từ cửa sông Cấm-Bạch Đằng đến bán đảo Đồ Sơn) Khu vực vực vụng Cát Bà (các khu nuôi trồng thủy sản, bãi tắm) có giá trị khoảng 40 mg/l Do nước sơng mùa mưa từ lục địa đưa lớn nhiều so với mùa khô nên phạm vi không gian lan truyền TTLL khối nước có giá trị > 100 mg/l vượt qua đảo Hịn Dấu (Hình 4.23) Hình 4.23 Hàm lượng TTLL (mg/l) lúc 23 ngày 31 tháng năm 2010 (mùa mưa) 52 KẾT LUẬN · Luận văn thu thập số liệu trầm tích lơ lửng thay đổi theo thời gian (1996-2010), không gian (các cửa sông, đảo) vùng cửa sông ven biển Hải Phịng cách có hệ thống từ trước đến · Kết phân tích, đánh giá số liệu quan trắc cho thấy tranh tổng thể đặc điểm trầm tích lơ lửng có đặc trưng mùa rõ rệt phân bố chúng chịu ảnh hưởng mạnh q trình tương tác lục địa-biển · Mơ đun thủy động lực chất lượng nước mô hình delft3d sử dụng để tính tốn trường thủy động lực, lan truyền trầm tích lơ lửng từ cửa sơng Hải Phịng biển Kết tính tốn cho thấy, xu lan truyền, hàm lượng TTLL có biến đổi theo mùa, theo pha triều rõ Vào mùa khơ, hướng lan truyền phía đơng nam (qua đảo Cát Bà) với hàm lượng đạt 42 mg/l (pha triều xuống), đơi phạm vi lan truyền TTLL có giá trị khoảng 40 mg/l đến tận mũi Đồ Sơn-sát với khu vực đảo Hòn Dấu Vào mùa mưa, lưu lượng sông đưa lớn nhiều so với mùa khô, hướng lan truyền hướng đơng nam với hàm lượng đạt 120 mg/l (pha triều xuống) Phạm vi lan truyền TTLL có giá trị > 100 mg/l qua khu vực đảo Hòn Dấu, nhiên suốt q trình tính tốn, khu vực Bến Gót khơng có tượng xảy đặc biệt khu vực phía tây đảo Cát Bà giá trị lớn đạt 30 mg/l · Trong thời gian tiếp theo, học viên tiến hành nghiên cứu phân tầng trường dịng chảy khu vực cửa sơng ven biển Hải Phịng tính tốn trầm tích lơ lửng có tính đến hoạt động kinh tế-xã hội (nguồn thải) 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Trọng Bình, Trần Anh Tú, Vũ Duy Vĩnh (2010) Nghiên cứu đánh giá lan truyền chất gây ô nhiễm khu vực cửa sơng ven biển Hải Phịng mơ hình tốn học Báo cáo tổng hợp Đề tài cấp Thành phố Hải Phịng Mã số: ĐT.MT.2008.500 Đỗ Đình Chiến, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú (2005) Mơ q trình vận chuyển phân bố trầm tích lơ lửng khu vực cửa sơng ven biển Hải Phịng mơ hình delft-3D Báo cáo tổng kết Nhiệm vụ sở năm 2005 Lưu trữ Viện TN&MTB Cục Môi trường, 1999-2008 Báo cáo quan trắc môi trường biển hàng năm Trạm Quan trắc phân tích mơi trường biển miền Bắc, từ năm 1999 đến 2008 Lưu trữ Viện tài nguyên Môi trường biển Nguyễn Đức Cự (2011) Nghiên cứu, đánh giá tác động cơng trình hồ chứa thượng nguồn đến diễn biến hình thái tài nguyên - môi trường vùng cửa sông ven biển đồng Bắc Bộ Báo cáo tổng hợp Đề tài độc lập cấp Nhà nước (Mã số: ĐTĐL 2009T/05) Nguyễn Đức Cự, Nguyễn Văn Thảo, Vũ Duy Vĩnh (2011) Nghiên cứu đánh giá tác động thủy thạch - động lực hệ thống đê quai lấn biển phục vụ xây dựng Sân bay quốc tế khu vực ven bờ Tiên Lãng - Hải Phòng Báo cáo tổng hợp Nhiệm vụ cấp thành phố Hải Phòng Lưu Văn Diệu, Nguyễn Chu Hồi, Nguyễn T P Hoa (2001) Đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn thải từ lục địa, đề xuất giải pháp kiểm soát, quản lý ô nhiễm nguồn lục địa đưa số khu vực cửa sơng ven biển phía bắc (từ Quảng Ninh đến Thanh Hóa) Báo cáo tổng hợp Nhiệm vụ cấp Viện KH&CNVN Lưu Văn Diệu (2010) Đánh giá biến động thông số độ đục, nồng độ chất rắn lơ lửng (TTLL), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5) nhu cầu oxy hóa học (COD) nước biển ven bờ phía Bắc qua kết quan trắc trạm quan trắc phân tích mơi trư ờng miền Bắc Việt Nam từ năm 1998-2008 Tuyển tập Tài nguyên môi trường biển, tập XV; Nhà xuất Khoa học Tự nhiên Công nghệ; tr 321-334 Nguyễn Minh Hải (2010) Nghiên cứu tượng nước dâng vùng ven biển Hải Phòng Báo cáo tập 54 Hội đồng lịch sử thành phố Hải Phòng (1990) Địa chí Hải Phịng 10 Phạm Sỹ Hồn (2009) Nghiên cứu vận chuyển trầm tích từ cửa sơng biển vịnh Bình Cang-Nha Trang mơ hình tốn Luận văn Thạc sỹ 11 Trần Đình Lân, Lê Xuân Sinh (2008) Dự báo nguy ô nhiễm đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường khu công nghiệp Bến Rừng, Thủy Nguyên, Hải Phòng Đề tài cấp thành phố Hải Phịng (Mã số: ĐT.MT.2006.446) 12 Trần Đình Lân, Nguyễn Văn Thảo, Nguyễn T T Hà (2010) Đánh giá trạng môi trường xác định vấn đề ưu tiên phục vụ quản lý tổng hợp vùng bờ biển Hải Phòng Báo cáo Tổng hợp Đề tài cấp thành phố Hải Phòng Mã số: ĐT.MT.2008.498 13 Leo C VanRijn (1993) Principles of sediment transport in rivers, estuaries and coastal seas AQUA Publacations 14 Bùi Hồng Long (2004) M ột số kết khảo sát, nghiên cứu tượng xói lở bồi tụ khu vực ven biển Bình Thuận Tuyển tập nghiên cứu biển, tập XIV, Nxb KHKT 15 Mulla D J and Addiscott T M (2005) Calibration and Validation of Water shed-Scale Models 16 Nguyễn Thọ Sáo, Nguyễn Minh Huấn, Ngơ Chí Tuấn, Đặng Đình Khá (2010) Biến động trầm tích diễn biến hình thái khu vực cửa sơng ven bờ Cửa Tùng, Quảng Trị Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 26, Số 3S (2010); tr 427-434 17 Takashi TAKANEZAWA (2000) NAOTIDE User manual 18 Trần Hồng Thái, Lê Vũ Việt Phong, Nguyễn Thanh Tùng, Phạm Văn Hải (2010) Mô phỏng, dự báo trình vận chuyển bùn cát lơ lửng khu vực Cửa Ông Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10, Viện Khoa học KTTV&MT; tr 332341 19 Trần Đức Thạnh, Nguyễn Đức Cự, Nguyễn Hữu Cử, Đỗ Đình Chiến (2001) Nghiên cứu dự báo, phịng chống sạt lở biển Bắc Bộ từ Quảng Ninh tới Thanh Hoá Báo cáo tổng hợp Đề tài cấp Nhà nước (Mã số: KHCN.5A) 20 Trần Đức Thạnh, Đỗ Đình Chiến, Trần Anh Tú, Nguyễn T Kim Anh (2007) Xây dựng mô hình lan truyền chất nhiễm cho Vịnh Hạ Long - Vịnh Bái Tử Long Báo cáo tổng hợp Dự án cấp tỉnh Quảng Ninh 55 ... I.2.3 Đặc điểm trầm tích · Trầm tích lơ lửng 12 Trầm tích lơ lửng khu vực cửa sông ven biển khu vực nghiên cứu nhiều nguồn cung cấp khác nguồn chủ yếu từ sông đưa Hàm lượng trầm tích lơ lửng sơng... II.1.4 Trầm tích lơ lửng Số liệu quan trắc phân tích trầm tích lơ lửng đề tài [1, 3, 4, 6, 11, 12] sử dụng để đánh giá trạng làm tư liệu tham khảo cho mơ trầm tích lơ lửng khu vực cửa sơng ven biển. .. III ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SƠNG VEN BIỂN HẢI PHỊNG Khu vực ven biển Hải Phịng có năm cửa sơng đổ ra, nên trình tương tác lục địa biển xảy tương đối mạnh mẽ, phân bố trầm