Mô phỏng trường thủy động lực khu vực cửa Đà Diễn, tỉnh Phú Yên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Bùi Thị Hạnh MÔ PHỎNG TRƢỜNG THỦY ĐỘNG LỰC KHU VỰC CỬA ĐÀ DIỄN, TỈNH PHÚ YÊN Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 60 44 02 24 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Trần Ngọc Anh TS Đặng Thanh Mai Hà Nội - 2016 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU Chƣơng - TỔNG QUAN 10 1.1 Tổng quan điều kiện địa lý tự nhiên & KTXH lưu vực sông Ba cửa sông Đà Diễn 10 1.1.1 Đặc điểm tự nhiên lưu vực sông Ba cửa Đà Diễn 10 1.1.2 Tổng quan điều kiện kinh tế xã hội lưu vực sông BaError! Bookmark not defined 1.2 Tổng quan mô hình lựa chọn mô hình Error! Bookmark not defined 1.2.1 Tổng quan Error! Bookmark not defined 1.2.2 Lựa chọn mô hình Error! Bookmark not defined 1.2.3 Giới thiệu module toán mô hình MIKE21/3 FM COUPLE Error! Bookmark not defined CHƢƠNG - THIẾT LẬP MÔ HÌNH Error! Bookmark not defined 2.1 Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE 21 Error! Bookmark not defined 2.2 Cơ sở liệu Error! Bookmark not defined 2.2.1 Số liệu địa hình Error! Bookmark not defined 2.2.2 Sóng, gió Error! Bookmark not defined 2.2.3 Số liệu thủy, hải văn Error! Bookmark not defined 2.3 Thiết lập mô hình Error! Bookmark not defined 2.3.1 Miền tính lưới tính Error! Bookmark not defined 2.3.2 Điều kiện biên Error! Bookmark not defined 2.4 Hiệu chỉnh mô hình Error! Bookmark not defined 2.5 Kiểm định mô hình Error! Bookmark not defined CHƢƠNG - ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG TRƢỜNG THỦY ĐỘNG LỰC CỬA SÔNG ĐÀ DIỄNError! Bookmark not defined 3.1 Xây dựng kịch Error! Bookmark not defined 3.2 Kết tính toán trạng Error! Bookmark not defined 3.2.1 Kết tháng 11/2015 Error! Bookmark not defined 3.2.2 Kết tháng 5/2016 Error! Bookmark not defined 3.3 Kết tính toán với kịch Error! Bookmark not defined 3.3.1 Kịch sóng Đông Bắc (KB_NE) Error! Bookmark not defined 3.3.2 Kịch sóng Đông (KB_E) Error! Bookmark not defined 3.3.3 Sóng Nam (S) Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined Kết luận Error! Bookmark not defined Kiến nghị Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Bản đồ lƣu vực sông Ba 10 Hình 1.2 Bản đồ khu vực tỉnh Phú Yên (tỉ lệ 1:600.000) [2] 11 Hình 1.3 Ảnh chụp cửa Đà Diễn từ vệ tinh (nguồn Google Earth) 12 Hình 1.4 Bản đồ phân bố lƣợng mƣa mùa mƣa (tỉ lệ 1:100.000) 16 Hình 1.5 Bản đồ phân bố lƣợng mƣa mùa khô (tỉ lệ 1:100.000) 16 Hình 1.6 Sơ đồ vùng hạ lƣu sông Ba từ Củng Sơn đến cửa Đà Diễn 22 Hình 1.7 Hoa sóng tính từ số liệu sóng toàn cầu Error! Bookmark not defined Hình 1.8 Các module mô hình MIKE21/3 FM COUPLED Error! Bookmark not defined Hình 2.1 Sơ đồ lƣới tính so le theo hai chiều x y Error! Bookmark not defined Hình 2.2 Sơ đồ quét thời gian trung tâm Error! Bookmark not defined Hình 2.3 Địa hình khu vực nghiên cứu tháng 11/2015 Error! Bookmark not defined Hình 2.4 Địa hình khu vực nghiên cứu tháng 5/2016 Error! Bookmark not defined Hình 2.5 Sơ đồ trạm đo đợt khảo sát tháng 11/2015 Error! Bookmark not defined Hình 2.6 Sơ đồ trạm đo đợt khảo sát tháng 5/2016 Error! Bookmark not defined Hình 2.7 Miền tính khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined Hình 2.8 Lƣới Mesh II cho miền tính lớn Error! Bookmark not defined Hình 2.9 Lƣới tính Mesh I cho khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined Hình 2.10 Mực nƣớc trạm C mực nƣớc tính toán đƣợc từ mô hình Error! Bookmark not defined Hình 2.11 So sánh dòng chảy tính toán với thực đo trạm C Error! Bookmark not defined Hình 2.12 So sánh độ cao sóng trung bình tính toán với thực đo trạm C Error! Bookmark not defined Hình 2.13 So sánh mực nƣớc tính toán với thực đo trạm D Error! Bookmark not defined Hình 2.14 Dòng chảy tính toán với thực đo trạm E Error! Bookmark not defined Hình 2.15 Độ cao sóng tính toán với thực đo trạm E Error! Bookmark not defined Hình 2.16 Mực nƣớc triều tính toán với thực đo trạm F Error! Bookmark not defined Hình 2.17 Độ cao sóng tính toán với thực đo trạm F Error! Bookmark not defined Hình 2.18 Dòng chảy tính toán với thực đo trạm G Error! Bookmark not defined Hình 2.19 Độ cao sóng tính toán với thực đo trạm G Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Chế độ sóng tháng lũ kiệt khu vực cửa sông Đà Diễn Error! Bookmark not defined Hình 3.2 Đƣờng tần suất chiều cao sóng Đông Bắc lớn Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Đƣờng tần suất chiều cao sóng Đông lớn Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Đƣờng tần suất chiều cao sóng Nam lớn Error! Bookmark not defined Hình 3.5 Kết trƣờng sóng tháng 11/2015 Error! Bookmark not defined Hình 3.6 Kết trƣờng sóng tháng 11/2015 thời kì triều cao Error! Bookmark not defined Hình 3.7 Kết trƣờng sóng tháng 11/2015 thời kì triều thấp Error! Bookmark not defined Hình 3.8 Trƣờng dòng chảy cửa Đà Diễn thời điểm đỉnh triều 11/2015 Error! Bookmark not defined Hình 3.9 Trƣờng dòng chảy cửa Đà Diễn thời điểm chân triều 11/2015 Error! Bookmark not defined Hình 3.10 Trƣờng dòng chảy phía cửa Đà Diễn tháng 11/2015 triều rút Error! Bookmark not defined Hình 3.11 Trƣờng dòng chảy phía cửa Đà Diễn tháng 11/2015 triều lên Error! Bookmark not defined Hình 3.12 Kết trƣờng sóng tháng 5/2016 Error! Bookmark not defined Hình 3.13 Trƣờng sóng cửa Đà Diễn thời điểm đỉnh triều 5/2016 Error! Bookmark not defined Hình 3.14 Trƣờng sóng cửa Đà Diễn thời điểm chân triều 5/2016 Error! Bookmark not defined Hình 3.15 Trƣờng dòng chảy cửa Đà Diễn thời điểm đỉnh triều 5/2016 Error! Bookmark not defined Hình 3.16 Trƣờng dòng chảy cửa Đà Diễn thời điểm chân triều 5/2016 Error! Bookmark not defined Hình 3.17 Trƣờng sóng toàn miền tính toán KB_NE1% Error! Bookmark not defined Hình 3.18 Trƣờng sóng toàn miền tính toán KB_NETB Error! Bookmark not defined Hình 3.19 Trƣờng sóng khu vực cửa sông KB_NE1% (đỉnh triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.20 Trƣờng sóng khu vực cửa sông KB_NE1% (chân triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.21 Trƣờng dòng chảy vùng cửa sông KB_NE1% (đỉnh triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.22 Trƣờng dòng chảy vùng cửa sông KB_NETB (đỉnh triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.23 Trƣờng sóng vùng cửa sông KB_NETB thời kì đỉnh triều Error! Bookmark not defined Hình 3.24 Trƣờng sóng vùng cửa sông KB_NETB thời kì chân triều Error! Bookmark not defined Hình 3.25 Vùng xoáy trƣớc cửa sông KB_NE1% (triều lên) Error! Bookmark not defined Hình 3.26 Vùng xoáy trƣớc cửa sông KB_NETB (triều rút) Error! Bookmark not defined Hình 3.27 Trƣờng sóng miền tính toán KB_E1% Error! Bookmark not defined Hình 3.28 Trƣờng sóng miền tính toán KB_ETB Error! Bookmark not defined Hình 3.29 Trƣờng sóng khu vực cửa sông KB_E1% (đỉnh triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.30 Trƣờng sóng khu vực cửa sông KB_E1% (chân triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.31 Trƣờng sóng khu vực cửa sông KB_ETB (chân triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.32 Trƣờng sóng khu vực cửa sông KB_ETB (đỉnh triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.33 Trƣờng dòng chảy khu vực cửa sông KB_E1% (đỉnh triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.34 Trƣờng dòng chảy khu vực cửa sông KB_E1% (chân triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.35 Trƣờng dòng chảy khu vực cửa sông KB_ETB (đỉnh triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.36 Trƣờng dòng chảy khu vực cửa sông KB_ETB (chân triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.37 Trƣờng sóng KB_S1% Error! Bookmark not defined Hình 3.38 Trƣờng sóng KB_S1% (chân triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.39 Trƣờng sóng KB_S1% (đỉnh triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.40 Trƣờng dòng chảy KB_S1% (đỉnh triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.41 Trƣờng dòng chảy KB_S1% (chân triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.42 Trƣờng sóng KB_STB (đỉnh triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.43 Trƣờng sóng KB_STB (chân triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.44 Trƣờng dòng chảy KB_STB (đỉnh triều) Error! Bookmark not defined Hình 3.45 Trƣờng dòng chảy KB_STB (chân triều) Error! Bookmark not defined DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tần suất (%) hƣớng gió thịnh hành khu vực Phú Yên 14 Bảng 1.2 Lƣợng mƣa trung bình nhiều năm tháng (mm) 16 Bảng 1.3 Nhiệt độ trung bình tháng năm (oC) 18 Bảng 1.4 Cao độ biên độ thủy triều Error! Bookmark not defined Bảng 1.5 Tần suất hƣớng sóng thịnh hành theo số liệu sóng toàn cầu Error! Bookmark not defined Bảng 3.1 Kịch sóng Error! Bookmark not defined Bảng 3.2 Các tham số thống kê đƣờng tần suất chiều cao sóng Error! Bookmark not defined Bảng 3.3 Các đặc trƣng sóng Error! Bookmark not defined LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu đƣợc thực khuôn khổ đề tài luận văn cao học chuyên ngành Thủy văn học, khóa 2013 - 2015 Khoa Khí tƣợng, Thủy văn Hải dƣơng học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn đƣợc hoàn thành dƣới hƣớng dẫn tận tình, PGS TS Trần Ngọc Anh TS Đặng Thanh Mai Tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới tập thể ngƣời hƣớng dẫn khoa học bảo, hỗ trợ, động viên suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới ThS Đặng Đình Đức cán Trung tâm Động lực học thủy khí môi trƣờng dành thời gian giải đáp, thảo luận vấn đề khúc mắc liên quan đến ứng dụng mô hình trình thực luận văn Tác giả xin bày tỏ biết ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Tiền Giang, Ban Chủ nhiệm thành viên cho phép hỗ trợ tác giả sử dụng nguồn số liệu quý giá khu vực cửa Đà Diễn, tỉnh Phú Yên, mà thiếu chắn luận văn đƣợc hoàn thành Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn thầy cô Bộ môn Thủy văn Tài nguyên nƣớc, Văn phòng Khoa Khí tƣợng Thủy văn Hải dƣơng học quan tâm động viên tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành nhiệm vụ Do thời gian kiến thức hạn chế, luận văn không tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp quý thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp, nhà khoa học độc giả để luận văn đƣợc hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày Học viên tháng năm 2016 MỞ ĐẦU Cửa sông Đà Diễn cửa sông hệ thống sông Ba, cửa sông quan trọng thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên Cửa sông vừa cảng cá vừa nơi neo đậu 900 tàu thuyền, nhƣng địa hình lòng dẫn khu vực thƣờng xuyên bị biến đổi sau mùa bão lũ gây ảnh hƣởng không nhỏ đến giao thông thủy, thoát lũ phát triển kinh tế - xã hội Hiện nay, tỉnh Phú Yên xây kè chắn sóng, tổ chức nạo vét cửa sông liên tục nhƣng thời gian sau tình trạng bồi lấp lại tái diễn Hiện tƣợng xói lở xảy nghiêm trọng bờ phía Bắc nƣớc thƣợng nguồn đổ nhƣng bị doi cát phía Đông cản trở dòng chảy Bờ sông bị sạt lở đoạn lớn uy hiếp đến hồ nuôi tôm, nhân dân tạo mỏ hàn tạm thời để nắn dòng chảy sang phía Nam Cho đến có số nghiên cứu cửa Đà Diễn có số giải pháp nhƣ: xây dựng kè, nạo vét luồng ngành giao thông, số hoạt động bảo vệ bờ chống sạt lở nhân dân quyền địa phƣơng Các giải pháp sở thực tế sạt lở, bồi lấp chƣa có nghiên cứu sâu định hƣớng hay quy hoạch tổng thể nên hiệu thấp Do đó, đề tài “Mô trƣờng thủy động lực khu vực cửa Đà Diễn, tỉnh Phú Yên” đƣợc chọn làm nội dung luận văn thạc sĩ nhằm mô trƣờng thủy động lực mong nguồn tài liệu tham khảo góp phần vào việc xác định nguyên nhân, để từ định hƣớng, đƣa giải pháp nhƣ thiết kế công trình chỉnh trị cửa sông Đà Diễn Chƣơng - TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan điều kiện địa lý tự nhiên & KTXH lƣu vực sông Ba cửa sông Đà Diễn 1.1.1 Đặc điểm tự nhiên lưu vực sông Ba cửa Đà Diễn a Vị trí địa lý Sông Ba sông lớn vùng ven biển miền Trung, chảy qua tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắk Phú Yên Lƣu vực có diện tích 13.900 km2 Phạm vi lƣu vực 12o55' - 14o38' vĩ độ Bắc 108o00' - 109o55' kinh độ Đông Phía Bắc giáp sông Trà Khúc, phía Nam giáp sông Cái Ninh Hòa sông Srepok, phía Tây giáp sông Sesan Srepok, phía Đông giáp sông Kone, sông Kỳ Lộ biển Đông [5] Hình 1.1 Bản đồ lưu vực sông Ba Cửa sông Đà Diễn cửa sông lớn tỉnh Phú Yên cửa sông quan trọng thành phố Tuy Hòa Đây nơi vào nhiều tàu thuyền chở hàng tàu đánh bắt thủy sản ngƣ dân [3] Hình 1.2 Bản đồ khu vực tỉnh Phú Yên (tỉ lệ 1:600.000) [2] 20/6/2009 22/4/2011 19/3/2016 03/7/2014 Hình 1.3 Ảnh chụp cửa Đà Diễn từ vệ tinh (nguồn Google Earth) b Đặc điểm địa hình, địa chất Địa hình lƣu vực sông Ba biến đổi phức tạp, bị chia cắt mạnh mẽ chi phối dãy Trƣờng Sơn Đƣờng phân thuỷ lƣu vực có độ cao từ 500 2.000 m bao bọc phía: Bắc, Đông, Nam đƣợc mở rộng phía Tây với cao nguyên rộng lớn Pleiku, Mƣang Yang, Chƣ Sê Đồng thời mở biển qua vùng đồng Tuy Hòa rộng 20.000 Đƣờng chia nƣớc phía Đông Bắc lƣu vực thuộc giải Trƣờng Sơn có cao độ từ 600 - 1.300 m (cá biệt có đỉnh Chƣ Trung Ari cao 1.331 m dải núi chạy theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam đèo An Khê sau 12 chuyển hƣớng kết thúc thƣợng nguồn sông Cà Lúi, sông Con độ cao 600 - 700 m Phía Nam dãy núi Phƣợng Hoàng chạy sát biển theo hƣớng Đông Bắc đến Tây Nam kết thúc đèo Cả có cao độ biến đổi 600 - 2.000 m Điển hình có đỉnh Chƣhơmu cao 2.051 m Hai dãy núi phía Đông phía Nam lƣu vực tạo thành tƣờng chắn gió, cản trở việc hoạt động hƣớng gió Đông Đông Nam Phía Tây Bắc có đỉnh núi cao phía Đông, nhƣng bị chia cắt nhiều, không liên tục Độ cao đỉnh núi biến động từ 700 - 1.700 m chạy theo hƣớng Bắc Nam Các đỉnh nhƣ Ngọc Rô cao 1.549 m, Kon Ka Kinh cao 1.761 m, Chƣ Rơ Pan cao 1.571 m Đến Cheo Reo, độ cao đỉnh núi thấp dần 300 - 400 m Sau lại đƣợc nâng lên từ 700 - 1.200 m chuyển hƣớng Tây Bắc - Đông Nam thƣợng nguồn sông KRông H Năng: Chƣ Tun cao 1.215 m Do dãy núi phía Tây bị chia cắt mạnh không liên tục hình thành lƣu vực thung lũng An Khê, Cheo Reo, Phú Túc vùng đồng hạ lƣu [2, 3, 6] Dƣới tác động yếu tố địa hình phức tạp chia lƣu vực thành vùng địa hình: (1) Vùng núi cao, (2) vùng thung lũng, (3) vùng cao nguyên, (4) vùng gò đồi, (5) vùng đồng [2, 3, 7] Do vị trí địa lý ảnh hƣởng địa hình mà vùng hạ du lƣu vực sông Ba thƣờng xuyên chịu tác động yếu tố tự nhiên nhƣ mƣa, gió, sóng, bão, áp thấp nhiệt đới, phân bố bồi tích không gây nên lũ lụt, bồi lấp, xói lở khu vực cửa sông Ngoài ra, tác động ngƣời nhƣ khai thác không hợp lý tài nguyên rừng, khoanh đắp đầm nuôi hải sản, công trình dân sinh, thủy lợi, thủy điện làm thay đổi chế độ dòng chảy lƣợng bùn cát từ sông đổ biển Phía thƣợng nguồn rừng bị tàn phá làm suy thoái cạn kiệt dòng chảy mùa khô hạ lƣu dẫn đến hậu môi trƣờng vùng ven biển nhƣ: suy thoái hệ sinh thái, giảm nguồn lợi thủy sản, thay đổi vận chuyển bùn cát sông, nhiễm mặn suy giảm chất lƣợng nƣớc [3, 6] Về mặt cấu trúc kiến tạo, có hệ thống đứt gãy theo phƣơng Đông Bắc - Tây Nam, điển hình đứt gãy Vĩnh Long - Trung Hòa; hệ thống đứt gãy theo phƣơng Tây Bắc - Đông Nam, điển hình đứt gãy sông Ba, sông Kỳ Lộ hệ thống đứt gãy theo phƣơng kinh tuyến đứt gãy quy mô nhỏ - vừa, phát triển chủ yếu phía Bắc [5] Đất đai Phú Yên đƣợc hình thành mẫu đất phù sa ba loại đá là: Granit, Ba Zan trầm tích, gồm nhóm phổ biến: Đất cát ven biển; đất mặn phèn; đất phù sa; đất xám; đất đen; đất đỏ vàng [3, 5, 7] Các thành phần trạng thái đặc trƣng đất đá, có đặc tính chủ yếu nhƣ sau: - Đất có thành phần trạng thái đặc biệt: Chứa vật chất hữu - 75%, độ ẩm cao, hệ số lỗ rỗng ε < 1, góc ma sát nhỏ φ = - 6o, sức chống nén không đáng kể, lực dính kết khoảng C = 0,08 - 0,1 kg/cm2 - Đất rời: Thành phần hạt thay đổi phạm vi rộng, độ ẩm tƣơng đối thấp, hệ số rỗng ε = 0,5 - 0,7, góc ma sát φ = 27 - 40o, sức chống nén không đáng kể, lực kết dính nhỏ C = 0,001 - 0,01 kg/cm2, tính nén lún thấp a = 0,001 - 0,04 cm2/kg - Đất dính: Thành phần chủ yếu sét, sét pha, độ ẩm tƣơng đối cao, hệ số lỗ rỗng lớn ε > 1,3, góc ma sát φ = 20 - 30o, lực dính kết C = 0,1 - 0,7 kg/cm2, tính nén lún cao a = 0,01 - 0,121 cm2/kg - Đá nửa cứng: Cƣờng độ kháng nén Rn = 40 - 865 kg/cm2, cƣờng độ kháng kéo Rk = - 100 kg/cm2, góc ma sát φ = 29 - 36o; lực dính kết C = 10 - 300 kg/cm2 - Đá cứng: Cƣờng độ kháng nén Rn = 1.000 - 1.500 kg/cm2, cƣờng độ kháng kéo Rk = 80 - 150 kg/cm2, góc ma sát φ = 29 - 36o; lực dính kết C = 310 - 450 kg/cm2 c Đặc điểm khí hậu • Gió Căn chuỗi số liệu quan trắc gió trạm Tuy Hòa, Miền Tây Sơn Hòa (Phú Yên) (Bảng 1.1) [3] , nhận thấy: Bảng 1.1 Tần suất (%) hướng gió thịnh hành khu vực Phú Yên Trạm Tuy Hòa Miền Tây Sơn Hòa I II N - 63,3 N - 51,4 NE - 60,4 NE - 57,6 E - 36,4 E - 43,4 III NE - 30,2 NE - 51,0 E - 42,3 IV E - 37,8 NE - 41,1 E - 35,3 V E - 32,3 W - 35,2 W - 31,1 VI VII VIII IX X XI W - 45,2 W - 44,6 W - 58,5 W - 29,6 NE - 44,7 N - 50,5 W - 48,4 W - 60,6 W - 64,2 W - 51,4 NE - 52,8 NE - 69,1 W - 31,1 W - 64,0 W - 63,7 W - 45,5 E - 28,5 NE - 31,2 XII N - 63,8 NE - 66,0 NE - 40,3 Tháng - Mùa Đông (từ tháng X, XI đến tháng III, IV năm sau), gió khu vực Phú Yên cửa Đà Diễn có hƣớng Bắc thịnh hành Vùng đồng ven biển, gió Bắc thịnh hành mùa mƣa với tần suất 50 - 60%, tiếp gió Đông Bắc với tần suất 30 - 45% Tháng đầu cuối mùa Đông, gió Đông Bắc thƣờng chiếm ƣu Ngoài có gió Đông với tần suất dƣới 30% - Mùa Hè (từ tháng IV, V đến tháng IX, X) gió thịnh hành thiên hƣớng Tây (từ Tây Nam đến Tây) Đầu mùa, hầu khắp vùng thấp tỉnh Phú Yên thịnh hành gió Đông với tần suất 30 - 35%, vùng cao gió Đông Bắc với tần suất 40% Từ tháng VI đến IX gió mùa mùa hạ phát triển mạnh, toàn lãnh thổ Phú Yên thịnh hành gió Tây với tần suất 30 - 65%, tháng VIII tần suất gió Tây lớn năm Cuối tháng IX, gió mùa mùa hạ bắt đầu bƣớc vào thời kỳ suy thoái, đồng thời thời kỳ tranh chấp hai loại gió mùa Tốc độ gió trung bình năm dao động khoảng - 2,5 m/s, độ chênh lệch qua tháng không 0,5 m/s Nhìn chung tháng mùa hè, tốc độ gió trung bình lớn mùa Đông Tốc độ gió trung bình lớn vào tháng V, VI nhỏ vào tháng XII tháng I Trên cao nguyên thoáng gió, tốc độ gió trung bình lớn so với vùng thấp thung lũng kín gió [3, 5] • Mƣa Với nhiệt độ cao mƣa nhân tố quan trọng chi phối thời vụ, cấu trồng, suất chất lƣợng sản phẩm nông nghiệp Lƣợng mƣa trung bình nhiều năm biến đổi từ 1.300 - 2.200 mm, mƣa vùng khuất gió nhƣ Cheo Reo, Phú Túc nhiều thƣợng nguồn sông Hinh, sông Ba [5] Hình 1.4 Bản đồ phân bố lượng mưa mùa mưa (tỉ lệ 1:100.000) Hình 1.5 Bản đồ phân bố lượng mưa mùa khô (tỉ lệ 1:100.000) Mùa mƣa lƣu vực sông Ba khu vực Tây Đông Trƣờng Sơn có khác nhau, Tây Trƣờng Sơn mùa mƣa từ tháng V - X, Đông Trƣờng Sơn từ tháng IX XII (Bảng 1.2) [3] Vì dòng chảy mặt lƣu vực sông Ba phong phú Tổng lƣợng nƣớc trung bình nhiều năm khoảng 9,8 tỷ m3, nhƣng phân bố không năm tạo mùa mƣa ác liệt mùa khô thiếu nƣớc [3, 5] Bảng 1.2 Lượng mưa trung bình nhiều năm tháng (mm) Tháng Trạm Phú Lạc Hòa Đồng Sơn Thành Sông Hinh I II III IV 48 72 46 58 21 28 17 21 43 56 54 68 33 45 52 65 Miền Tây Sơn Hòa Củng Sơn Hà Bằng Xuân Lãnh 22 23 21 31 43 10 10 12 17 34 36 38 26 36 36 38 35 35 48 V VI VII VIII IX X XI XII 80 48 109 80 124 100 155 125 36 58 77 97 49 63 76 95 245 246 235 237 637 679 621 626 517 614 563 567 258 324 272 274 125 132 89 112 155 80 84 75 63 87 107 113 106 77 107 213 209 180 225 239 447 469 487 517 550 409 402 399 462 491 155 152 154 159 169 106 112 113 75 104 Tháng Trạm Cù Mông I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 59 26 34 31 96 74 44 81 269 594 607 315 Sông Cầu 26 11 13 30 83 81 34 66 244 534 487 193 Chí Thạnh Tuy Hòa Phú Lâm 20 47 40 18 19 10 35 32 23 30 30 62 94 89 61 60 56 26 42 39 50 56 51 226 495 452 179 288 656 549 215 267 612 498 200 • Bão áp thấp nhiệt đới Khu vực Nam vĩ tuyến 17oN hàng năm có khoảng bão ATNĐ đổ bộ, khoảng 28% đổ vào Phú Yên Phần lớn bão đổ trực tiếp vào Phú Yên hay tỉnh ven biển lân cận nhƣng ảnh hƣởng đến Phú Yên gây mƣa lớn, với lƣợng mƣa từ 100 - 500 mm Phú Yên tỉnh ven biển nằm khu vực đón bão, song bão không nhiều nhƣ Bắc Trung Bộ miền Bắc, xen kẽ có năm bão [5, 6] • Chế độ nhiệt Ở Phú Yên, vùng có độ cao dƣới 100 m nhiệt độ trung bình năm khoảng 26 27oC, độ cao từ 100 - 300 m nhiệt dao động từ 24 - 25oC Ở độ cao 400 m, nhiệt độ trung bình năm giảm xuống 23 - 24oC, 1.000 m nhiệt độ trung bình năm giảm xuống dƣới 21oC [3] Tổng nhiệt năm vùng chênh lệch tƣơng tự nhƣ nhiệt độ trung bình năm Vùng đồng ven biển, độ cao dƣới 100 m tổng nhiệt năm đạt 9.500oC 9.800oC, vùng núi độ cao dƣới 400 m giảm 8.500oC - 9.500oC độ cao 1.000 m khoảng 7.500oC Hàng năm, nhiệt độ thấp thƣờng xảy vào tháng I (21 - 23oC), sau tăng dần thƣờng đạt cực đại vào tháng VI (26 - 29oC) lại giảm dần đến tháng I năm sau (Bảng 1.3) Tuy nhiên, có năm nhiệt độ thấp lại xảy vào tháng XII I Tháng nóng tháng VI, VII VIII Nói chung, biến trình năm nhiệt độ Phú Yên thống với biến trình năm nơi khác thuộc Duyên hải Trung Bộ có dạng nhiệt đới, đạt cực đại vào tháng VII cực tiểu vào tháng I nhƣng mang dáng dấp biến trình năm dạng xích đạo, tức cực đại lệch đầu mùa hè [3] Bảng 1.3 Nhiệt độ trung bình tháng năm (oC) Trạm Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Tuy Hòa Sơn Hòa Hà Bằng Sông Hinh Miền Tây 23,3 23,8 25,4 27,3 28,8 29,2 29,0 28,7 27,7 26,4 25,2 23,8 26,6 22,1 23,2 25,5 27,7 28,7 28,6 28,5 28,2 27,0 25,5 24,1 22,5 26,0 22,5 23,5 25,3 27,2 28,6 29,1 29,1 29,0 27,5 25,8 24,5 23,0 26,3 21,4 22,4 24,4 26,5 27,4 27,5 27,4 26,6 26,3 24,8 23,0 21,6 24,9 20,6 21,6 23,7 25,7 26,6 26,5 26,3 26,1 25,0 23,7 22,4 21,0 24,1 Nhiệt độ tối cao hàng ngày thƣờng xảy vào lúc sau trƣa (13 - 14 giờ) Ở Phú Yên nơi có độ cao dƣới 300 m nhiệt độ tối cao trung bình năm đạt từ 29 - 32oC, nhiệt độ tối cao trung bình tháng dao động từ 25 - 35oC Cao xảy tháng VII ven biển, tháng V vùng núi đạt 33 - 36oC, thấp xảy vào tháng XII tháng I đạt 25 - 27oC [3] • Chế độ nắng Khu vực vĩ độ thấp, quanh năm độ dài ban ngày lớn, thời kỳ mùa khô trời quang mây kéo dài - tháng nên Phú Yên tỉnh có số thời gian nắng lớn Tổng số nắng trung bình hàng năm từ 2.300 - 2.500 Trong suốt tháng từ tháng III đến tháng VIII, số nắng trung bình tháng dao động từ 230 - 270 giờ, ngày trung bình có tới Tháng IV, V hai tháng có thời gian nắng nhiều nhất, trung bình hàng tháng có từ 250 - 270 Các tháng nắng tháng mùa mƣa, số nắng trung bình hàng tháng khoảng 100 - 200 giờ, trung bình ngày - Tháng nắng tháng XII, trung bình hàng tháng từ 100 - 112 nắng Nhƣ vậy, số nắng tháng nắng xấp xỉ nửa số nắng tháng cực đại Sự chênh lệch số nắng phản ánh rõ nét tƣơng phản hai mùa: mùa khô mùa mƣa [3, 6] • Bốc Tổng lƣợng bốc năm Phú Yên tƣơng đối ổn định Năm nhiều năm không 30% so với tổng lƣợng bốc trung bình Hàng năm tổng lƣợng bốc đạt từ 1.100 - 1.400 mm, phân bố không tháng Từ tháng X năm trƣớc đến tháng III năm sau, tổng lƣợng bốc hàng tháng trung bình từ 50 đến dƣới 100 mm Riêng thung lũng Sơn Hòa, tháng II, III hàng tháng trung bình 120 - 130 mm, thấp tháng X XI đạt từ 50 - 80 mm tháng Từ tháng IV - IX, trung bình hàng tháng đạt 100 - 200 mm, cao tháng VII, VIII từ 150 - 200 mm Sông Hinh độ cao 200 m, tổng lƣợng bốc năm 1.100 mm, tháng bốc nhiều không vƣợt 160 mm tháng thấp đạt 31 mm Biên độ bốc năm dao động 40 - 60 mm, bốc ngày lớn 11 - 12 mm, nhỏ 0,4 - 0,5 mm, trung bình 2,5 - 4,0 mm [3] d Lớp phủ thực vật Tỉnh Phú Yên có đất lâm nghiệp chiếm 72% đất tự nhiên, độ che phủ rừng 32% [3] Thực vật gồm hai loại chính, thực vật tự nhiên thực vật trồng Thực vật tự nhiên đƣợc phân bố kiểu rừng với mật độ số lƣợng loài khác gồm có [3]: - Kiểu rừng nhiệt đới núi thấp có diện tích lớn tỉnh, phân bố độ cao dƣới 1.000 m, nằm phạm vi vùng núi huyện Tuy Hòa, Sông Hinh, Sơn Hòa, Đồng Xuân Đặc điểm kiểu rừng rừng xanh quanh năm, thay vùng có địa hình cao, rừng thƣa rụng nửa rụng phân bố vùng thấp - Kiểu rừng truông gai, bụi: kiểu rừng tƣơng đối đặc biệt, hình thành yếu tố tổng hợp khí hậu, đất đai, địa hình, hệ thực vật có tác động mạnh nhân tố ngƣời Đặc điểm kiểu rừng phần lớn cối gồm loại chịu hạn, có gai, nhỏ, thƣờng sống vùng có đất đai xấu, khô cứng, tầng mỏng, xói mòn mặt, thiếu nƣớc nên mùa hè có tƣợng héo trời nắng hạn Loại rừng phân bố nhiều ven biển huyện Sông Cầu, Tuy An, thị xã Tuy Hòa - Kiểu thực vật cát có diện tích khoảng 10.000 ha, chủ yếu cỏ, vùng kín gió có số gỗ nhƣ Cóc, Mù U Đặc biệt Chai Lá Cong phân bố huyện thị ven biển, nhiều huyện Sông Cầu Tuy Hòa Hiện nay, số lớn diện tích đƣa vào canh tác, trồng rừng, xây dựng khu công nghiệp quy hoạch khu công nghiệp Thực vật trồng: thực vật tự nhiên, thực vật trồng phong phú, phân bố chủ yếu vùng có độ cao dƣới 100 m gồm có nhóm lƣơng thực, thực phẩm, công nghiệp, dƣợc liệu theo thời vụ Cây lấy gỗ đƣợc trồng theo chƣơng trình, dự án, cảnh phân tán hộ gia đình e Đặc điểm thủy văn Mạng lƣới sông ngòi lƣu vực dày đƣợc phân bố Chiều rộng bình quân lƣu vực 48,6 km, có nơi rộng 80 km Dòng sông Ba đƣợc bắt nguồn từ đỉnh Ngọc Rô (tỉnh Kon Tum) cao 1.544 m, sông chảy qua tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắk Phú Yên Diện tích lƣu vực sông Ba 14.132 km2 với chiều dài 374 km, mật độ lƣới sông 0,22 km/km2 Từ thƣợng nguồn tới gần An Khê, sông chảy theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam qua địa hình hiểm trở, chia cắt mạnh, lòng sông hẹp, thác ghềnh, độ dốc lòng sông 20% Sông Ba có nhiều nhánh sông, suối nhỏ đổ vào có 36 phụ lƣu cấp I, 54 phụ lƣu cấp II, 14 phụ lƣu cấp III Từ Cheo Reo đến thị trấn Củng Sơn, sông chảy theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam lại nhận thêm nƣớc phụ lƣu sông Krong H’Năng, diện tích lƣu vực 1.750 km2, chiều dài sông 130 km, đổ vào bên phải sông Ba ranh giới Gia Lai - Phú Yên Sông Hinh diện tích lƣu vực 932 km2, dài 85 km, bắt nguồn từ dãy núi Chƣ Mu cao 2.051 m, đổ vào bên phải Sông Ba xã Đức Bình Đông huyện Sông Hinh, vùng mƣa lớn toàn lƣu vực sông Ba Năm 2000, thủy điện Sông Hinh bắt đầu tích nƣớc phát điện, làm cho chế độ thuỷ văn khác biệt đặc biệt mùa lũ Đoạn sông cuối chảy theo hƣớng gần nhƣ Tây - Đông, nhƣng từ Đồng Bò, sông chuyển hƣớng lệch phía Bắc đổ nƣớc cửa Đà Diễn Đoạn sông nhận thêm nƣớc sông Con, sông Cái bên trái, sông Đồng Bò bên phải, lòng sông rộng, độ dốc nhỏ khoảng 1‰ Dọc theo hai bên bờ sông bãi bồi rộng lớn tạo thành cánh đồng phì nhiêu, trù phú [3, 6] Ngoài dòng chính, lƣu vực sông Ba có nhánh sông đáng ý [3]: - Sông Ayun: Bắt nguồn từ đỉnh núi Krong H'Dung độ cao 1.220 m, chảy theo hƣớng Bắc Nam, sau chuyển hƣớng Tây Bắc - Đông Nam nhập với dòng sông Ba vị trí cách thị trấn Cheo Reo khoảng km phía Bắc Sông có diện tích lƣu vực 2.950 km2, chiều dài sông 175 km - Sông Krong H'Năng: bắt nguồn từ đỉnh núi Chƣ Tung độ cao 1.215 m Hƣớng dòng chảy tƣơng đối phức tạp song chủ yếu Bắc - Nam Tây Bắc Đông Nam nhập với sông ranh giới Gia Lai Phú Yên Sông có diện tích lƣu vực 1.840 km2, độ dài 130 km - Sông Hinh: bắt nguồn từ đỉnh núi Chƣ H'Mu độ cao 2.051 m Hƣớng dòng Tây Bắc - Đông Nam đến vĩ độ 12o5' sông chảy theo hƣớng Bắc - Nam nhập với dòng phía Sơn Hòa Sông có diện tích lƣu vực 1.040 km2, độ dài 88 km Hình 1.6 Sơ đồ vùng hạ lưu sông Ba từ Củng Sơn đến cửa Đà Diễn Lƣu vực sông Ba vùng lân cận có 15 trạm thủy văn, 13 quan trắc lƣu lƣợng Q mực nƣớc H, trạm lại quan trắc H Hạ lƣu sông Ba có trạm Củng Sơn Sông Hinh quan trắc Q, H với thời đoạn từ năm 1976 tới trạm Phú Lâm quan trắc H với thời đoạn từ năm 1977 tới Lƣu vực sông Ba có mùa lũ kéo dài tháng từ tháng IX - XII, nhƣng đặc điểm mƣa nên lƣu vực có thời kỳ lũ khác [5]: - Thời kỳ lũ tiểu mãn: thƣờng xảy vào tháng V, VI; - Thời kỳ lũ sớm: thƣờng xảy vào tháng VIII, IX; - Thời kỳ lũ vụ: thƣờng xảy vào tháng X, XI; - Thời kỳ lũ muộn: thƣờng xảy vào tháng XII, I Thời gian xuất đỉnh lũ hầu hết vào tháng X XI hàng năm Hạ lƣu sông Ba đối mặt với bão lũ mức độ lũ lớn Trong vòng 60 năm lƣu vực sông Ba xảy trận lũ đặc biệt lớn, lũ năm 1943 (Q max = 24.000 m3/s), lũ năm 1964 (Qmax = 21.800 m3/s) lũ năm 1993 (Qmax = 20.700 m3/s) Đƣờng trình lũ lƣu vực sông Ba gặp hình thời tiết gây mƣa yếu tố: bão, áp thấp nhiệt đới, giải hội tụ nhiệt đới gió mùa Đông Bắc gây hình dạng lũ nhọn lên nhanh, rút nhanh [2, 3] Dòng chảy mùa cạn chủ yếu phần nƣớc lại mùa lũ năm trƣớc, giảm nhanh chóng theo đƣờng nƣớc rút xuất cực tiểu thứ vào cuối tháng III tháng IV, chiếm từ 2,8 - 3% tổng lƣợng dòng chảy năm Sang tháng V, VI dòng chảy có tăng lên nhờ mƣa tiểu mãn, nhƣng chƣa vƣợt tính chất dòng chảy mùa cạn Tháng VII, VIII dòng chảy khu vực lại giảm chậm xuất cực tiểu phụ năm, nhiên không năm dòng chảy thấp năm xuất vào thời kỳ [2] Tính chung toàn tỉnh, lƣợng dòng chảy tháng mùa cạn chiếm khoảng 25 - 30% tổng lƣợng dòng chảy năm, đáp ứng nhu cầu dùng nƣớc mùa cạn nhƣ biện pháp tích trữ sử dụng nƣớc hợp lý Dòng chảy nhỏ năm đặc trƣng thủy văn quan trọng tính toán thiết kế công trình cấp nƣớc sông, thƣờng đƣợc biểu thị dƣới dạng lƣu lƣợng nhỏ Qmin (m3/s) hay Module nhỏ Mmin (l/s.km2) cho 1, 10, 30 ngày [3] f Đặc điểm hải văn • Thủy triều Thủy triều khu vực thuộc chế độ nhật triều không Hàng tháng có từ 18 đến 22 ngày nhật triều Thời kỳ triều cƣờng thƣờng xuất nhật triều, triều thƣờng xuất bán nhật triều Biên độ triều trung bình 1,50 ± 0,20 m Khi triều cƣờng, mực nƣớc triều 1,70 m, triều độ cao triều 0,50 m Thời gian triều dâng thƣờng kéo dài thời gian triều rút Vận tốc dòng triều không lớn, vào khoảng 20 - 30 cm/giây Mùa mƣa thủy triều gây ảnh hƣởng tối đa đến khoảng km sông Mùa khô, lƣu lƣợng nhỏ, triều truyền xa [5] TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2012), Kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam, Nhà xuất Tài Nguyên - Môi trƣờng đồ Việt Nam, Hà Nội Bùi Minh Hòa (2012), Nghiên cứu xây dựng đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba, Luận văn thạc sĩ khoa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Phạm Thu Hƣơng (2012), Nghiên cứu sở khoa học cho việc đề xuất giải pháp ổn định cửa Đà Rằng, tỉnh Phú Yên, Luận án Tiến sĩ kĩ thuật, Trƣờng Đại học Thủy Lợi Hoàng Thị Hằng Nga (2013), Sử dụng mô hình Mike 21 đánh giá trình lan truyền nhiệt vùng cửa sông Trà Lý ảnh hưởng nhà máy nhiệt điện Thái Bình, Luận văn Thạc sĩ, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Nguyễn Thọ Sáo (2003), Dự báo tượng xói lở, bồi tụ bờ biển cửa sông Đà Rằng, Báo cáo đề mục thuộc đề tài KC09.05/01 - 05 Lê Đình Thành, nnk (2010), Nghiên cứu đề xuất giải pháp ổn định cửa sông ven biển miền Trung, Đề tài KC08.07/06 - 10 Cấn Thu Văn (2010), Ứng dụng mô hình MIKE - FLOOD tính toán ngập lụt hạ lưu sông Ba, Luận văn thạc sĩ, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Tiếng Anh DHI, (2011), MIKE21/3 Coupled model FM, User guide  ... Mô trƣờng thủy động lực khu vực cửa Đà Diễn, tỉnh Phú Yên đƣợc chọn làm nội dung luận văn thạc sĩ nhằm mô trƣờng thủy động lực mong nguồn tài liệu tham khảo góp phần vào việc xác định nguyên... lưu vực sông Ba Cửa sông Đà Diễn cửa sông lớn tỉnh Phú Yên cửa sông quan trọng thành phố Tuy Hòa Đây nơi vào nhiều tàu thuyền chở hàng tàu đánh bắt thủy sản ngƣ dân [3] Hình 1.2 Bản đồ khu vực tỉnh. .. Cửa sông Đà Diễn cửa sông hệ thống sông Ba, cửa sông quan trọng thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên Cửa sông vừa cảng cá vừa nơi neo đậu 900 tàu thuyền, nhƣng địa hình lòng dẫn khu vực thƣờng xuyên