Nghiên cứu biến động chế độ nước vùng cửa sông Sài Gòn - Đồng Nai, Vịnh Gành Rái

Header Page of 133 Mở đầu Vùng hạ du sơng Ðồng Nai - Sài Gòn nằm khu vực chịu khống chế sơng lớn chế độ hoạt động thủy triều biển Ðơng, quy luật đặc trưng mực nước khu vực biến đổi phân bố phức tạp Trong hệ thống động lực chuyển hóa lượng q trình thủy văn - thủy lực thuộc khu vực hạ du sơng Ðồng Nai - Sài Gòn, mực nước đóng vai trò quan trọng khơng q trình dòng chảy động lực khác sóng Ðể có sở hiểu biết quy luật mực nước khu vực, phục vụ cho số u cầu thực tiễn sống; phần chúng tơi dựa số liệu, tài liệu kết nghiên cứu thu thập khu vực hạ du, tiến hành tính tốn phân tích dẫn đặc trưng chế độ mực nước Sự phân bố diễn biến theo khơng gian thời gian, quan hệ mực nước khu vực trọng yếu đại lượng cực trị dành cho việc ứng dụng cụ thể hoạt động thuộc lĩnh vực giao thơng vận tải, kinh tế xây dựng cơng trình Trong năm gần mực nước triều Vũng Tàu, Phú An, Nhà Bè ln đạt mức lịch sử diễn biến phức tạp Khu vực hạ du sơng Ðồng Nai - Sài Gòn chịu tác dụng mạnh mẽ dao động bán nhật triều khơng truyền từ biển Ðơng vào Ðộ lớn thủy triều đạt m Vũng Tàu (hiện mực nước đỉnh chân triều lên tiếp) Trong ngày trăng (24 50 phút), quan trắc hai đỉnh triều hai chân triều Ðộ cao đỉnh triều chân triều kế thường khác đáng kể Trong báo cáo chúng tơi tập trung phân tích biến đổi mực nước trạm Vũng Tàu, trạm Phú An, tốc độ truyền truyền từ phía biển vào cửa sơng lên phía thượng lưu Chế độ thủy văn vùng cửa sơng vịnh Gành Rái Để tiến hành nghiên cứu đề chúng tơi tiến hành nghiên cứu thực đề tài “ Nghiên cứu biến động chế độ nước vùng cửa sơng Sài Gòn – Đồng Nai, vịnh Gành Rái ” Footer Page of 133 Header Page of 133 CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÙNG HẠ DU SƠNG SÀI GỊN ĐỒNG NAI I Bức xạ mặt trời Vùng hạ du có chế độ xạ phong phú ổn định Tổng lượng xạ năm khoảng 145-155 Kcal/cm2-năm biến thiên lượng tổng xạ năm khơng lớn Tổng lượng xạ lớn rơi vào tháng III (trên 15 Kcal/cm2-tháng) Tuy nhiên điều kiện địa lý, vùng hạ du có chế độ xạ vùng nội chí tuyến cận xích đạo nên mùa mưa tổng lượng xạ tháng nhỏ tháng mùa khơ đạt 11 kcal/cm2-tháng Trong ngày, tổng lượng xạ tăng dần từ 6h sáng đạt cực đại khoảng từ 11h - 14h giảm dần đến 18h (bảng 1) BẢNG : LƢỢNG BỨC XẠ TỔNG CỘNG NGÀY ỨNG VỚI CÁC SUẤT BẢO ÐẢM (CAL/CM2-NGÀY) TRẠM TÂN SƠN NHẤT 1964-1974 , 1978-1981 Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 458 625 557 520 465 438 447 426 442 419 382 446 10 451 579 547 509 445 426 438 416 412 407 373 410 20 437 506 529 492 426 413 423 404 391 386 359 380 50 388 450 490 466 401 389 392 380 357 352 334 338 70 376 415 462 444 387 367 370 362 345 333 325 327 90 317 378 430 423 350 303 337 335 335 312 315 313 95 310 360 405 417 335 272 331 327 325 303 307 305 P% II Số nắng Số ngày nắng tháng mùa khơ lớn tháng mùa mưa Tháng I - III có số nắng ngày cao đạt từ - giờ/ngày Từ tháng VI - X số nắng đạt từ 56 giờ/ngày tháng IX tháng có số nắng BẢNG : SỐ GIỜ NẮNG TRUNG BÌNH NGÀY TRONG THÁNG Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Tân Sơn Nhất 7,9 8,8 8,8 8,0 6,5 5,7 5,9 5,6 5,5 5,9 6,8 7,2 Dầu Tiếng 9,3 9,8 9,5 8,5 7,4 7,2 6,6 6,0 6,0 7,0 8,7 9,8 Trạm III Nhiệt độ khơng khí Nhiệt độ vùng hạ du tương đối cao, biến đổi qua tháng năm phụ thuộc vào độ cao địa hình Ví dụ nhiệt độ trung bình năm nơi sau : Bảo Lộc : 21.3OC Xn Lộc : 25,4OC O Footer Page ofTân 133.Sơn Nhất: 27,0 C Header Page of 133 Nhiệt độ trung bình tháng năm biến thiên khoảng từ 25 - 28OC Biên độ nhiệt độ độ năm thấp khoảng 3,5 - 4OC Nhiệt độ trung bình tháng lạnh cao 20OC, tháng nóng tháng IV, O O nhiệt độ cao tuyệt đối đạt 38 C Các tháng khác nhiệt độ cao từ 34,6 C 37.8OC (bảng 3) Nhiệt độ cao thấp tuyệt đối ngày xảy tương đối ổn định theo thời gian Từ tháng III - V có khoảng 13 - 20 ngày tháng có nhiệt độ cao tuyệt đối từ 34OC trở lên Từ tháng VII - XII, nhiệt độ cao tuyệt đối/ngày đạt từ 34OC trở xuống Nhiệt độ thấp thường xảy hai tháng Tháng XII tháng I Nhiệt độ thấp tuyệt đối đạt 13.8OC (tháng I.1937) Các tháng khác từ 14OC - 21OC (bảng4) Bảng : Nhiệt độ trung bình tháng năm Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Tân Sơn Nhất 25,6 26,6 27,9 28,9 28,6 27,6 27,3 27,2 27,0 26,8 26,4 25,9 Mùa khơ 26,7 Vũng Tàu 24,4 24,8 26,2 27,7 28,1 27,0 26,6 26,4 26,3 26,3 25,2 25,2 25,7 Trạm Mùa Mƣa Năm 27,3 27,0 26,8 26,2 Bảng : Nhiệt độ khơng khí cao tuyệt đối (TMAX) cao trung bình (TMAX) Trạm : TÂN SƠN NHẤT Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Tmax 35.9 38 37.8 38 37.8 37.2 35.2 35 34.8 34.9 35.2 34.6 Tmax 31.6 32.1 33.9 34.5 33.7 32.4 31.8 31.3 31.3 31 31 31 Yếu tố Bảng : Nhiệtđộ khơng khí thấp tuyệt đối (Tmin) thấp trung bình (Tmin) Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Tmin 13.8 16 17.4 21.3 21 20.6 20.5 21.3 21.2 20.6 16.1 14.1 Tmin 21.1 22.3 23.8 25.3 25.1 24.4 24.2 24.3 24.1 23.3 22.9 21.7 Yếu tố IV Độ ẩm, bốc a- Ðộ ẩm tương đối phụ thuộc vào chế độ nhiệt, biến thiên nghịch với chế độ nhiệt, nhiệt độ thấp độ ẩm cao Thường lúc 13 - 14 độ ẩm khơng khí xuống thấp tăng dần đến 7h sáng hơm sau Sự phân mùa thể theo giá trị biến thiên năm Các tháng mùa mưa có độ ẩm tương đối trung bình đạt từ 80% trở lên, chênh lệch độ ẩm tháng khoảng 15% tháng cao tháng IX Các tháng mùa khơ đạt từ 70% - 75% Footer Page of 133 Header Page of 133 Bảng : Ðộ ẩm tƣơng đối(%) trung bình tháng Tháng trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Tân sơn Nhất 71 69 67 68 78 81 82 82 84 83 79 75 Cần Giờ 84 83 81 83 83 85 86 86 87 86 86 85 Vũng Tàu 80 80 78 79 82 86 86 87 87 87 83 81 b- Ðộ bốc : Ðộ bốc bốc ống piche, độ bốc lớn độ ẩm khơng khí nhỏ (bảng 7) Cũng chế độ nhiệt, độ bốc trung bình năm thay đổi theo độ cao vùng : Bảo Lộc % = 1.9 mm/ngày Xn Lộc % = 2.3 mm/ngày Tân Sơn Nhất % = 3.7 mm/ngày Dầu Tiếng % = 2.7 mm/ngày Bảng : Ðộ ẩm tƣơng đối (U%) bốc (%) trung bình ngày Trạm Tân Sơn Nhất Dầu Tiếng Tháng 5% % mm/ngày U% % mm/ngày I 73.8 4.2 70.3 3.3 II 71.1 5.1 66.3 3.9 III 71 5.7 66.4 4.3 IV 73.7 5.3 69.7 V 80.7 3.5 78.7 2.5 VI 83.7 3.1 81.7 2.3 VII 84.2 3.1 82.3 2.1 VIII 84.2 3.1 83.6 1.9 IX 86 2.5 84.9 1.7 X 85.2 2.3 82.2 1.9 XI 81.7 2.8 79.1 2.2 XII 77.8 3.3 74.7 2.7 Cũng giống giá trị độ ẩm, lượng bốc tháng biến thiên rõ rệt theo mùa Trong mùa mưa lượng bốc giảm dần từ tháng V đến tháng XI, sau tăng dần từ tháng XII đến tháng IV năm sau (bảng 8) Footer Page of 133 Header Page of 133 Bảng : Lƣợng bốc tháng năm Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII năm Piche 120,8 133,6 161,0 149,1 103,7 88,9 92,4 91,9 72,3 68,1 79,6 98,4 1259,7 Châu Á 160,5 201,6 255,8 248,1 190,0 163,5 163,5 155,1 137,0 132,8 131,9 141,7 2099,5 Ep 166,3 190,5 212,3 229,0 197,0 145,1 145,4 140,4 142,2 137,6 134,8 141,5 1979,1 Yếu Tố V Gió Nhìn chung, vùng hạ du nằm hồn lưu chung khí quyền vùng cận xích đạo nên chịu ảnh hưởng khí hậu gió mùa với hai hướng gió chủ đạo Ðơng bắc Tây nam thay đổi rõ rệt theo mùa Vào mùa Ðơng thịnh hành gió mùa Ðơng bắc gió Bắc, mùa hè gió Tây Tây nam hoạt động mạnh Từ tháng XI - I chủ yếu gió Bắc với tốc độ gió trung bình nhỏ năm 2,3 m/s Từ tháng II đến tháng IV gió tiến phong hay gió Ðơng nam hoạt động mạnh Tốc độ gió trung bình tương đối lớn 3,8 m/s Từ tháng V đến tháng X gió Tây Tây nam thiết lập cách bền vững Ðây thời kỳ thường xảy lốc đối lưu mạnh cường độ gió có lên đến 30 m/s Tốc độ gió trung bình lớn so với tốc độ hai hướng gió 3,3 m/s - 4,5 m/s (bảng 9) Bảng Hƣớng vận tốc gió trung bình tháng Tháng Hướng gió Vtb(m/s) I N 2,4 II SE 3,8 III SE 3,8 IV SE 3,8 V S 3,3 VI W 3,9 VII SW 3,7 VIII W 4,5 IX W 3,7 X W 3,0 XI N 2,3 XI N 2,4 VI Chế độ mƣa Mưa yếu tố phân hóa mạnh vùng lưu vực khơng ổn định qua năm Do khác địa hình nên lượng mưa trung bình năm vùng chênh lệch đáng kể: Bảo Lộc Xnăm = 2760mm Footer Page of 133 Header Page of 133 Xn Lộc Xnăm = 2190mm Dầu Tiếng Xnăm = 1980mm Tân Sơn Nhất Xnăm = 1950mm Vũng Tàu Xnăm = 1400mm Lượng mưa năm giảm dần từ đất liền biển dao động từ 1300 mm (Dun Hải) đến 220 mm (Xn Lộc) vùng có lượng mưa lớn thượng nguồn Sơng Bé, sơng Sài Gòn nhỏ vùng ven biển Vũng Tàu, Dun Hải Lượng mưa năm tập trung chủ yếu mùa mưa, chiếm khoảng 90%, lượng mưa mùa khơ đạt khoảng 10% Mùa mưa tháng V kết thúc vào tháng X, mùa khơ bắt đầu thừ tháng XI đến tháng IV năm sau Nếu xét trung bình mùa mưa lượng mưa tháng phân phối tương đối điều hòa theo thời gian Từ tháng V đến tháng X đạt từ 100 mm đến 200 mm/tháng Tháng IX có lượng mưa lớn đạt 300 mm/tháng (bảng 10) Bảng 10 : Lƣợng mƣa bình qn tháng Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Dầu Tiếng 9,0 28,0 101 243 267 291 292 351 313 131 42,0 Tân Sơn Nhất 4,0 4,0 12,0 52,0 216 311 288 267 333 268 116 44,0 Cần Giờ 0 14,0 171 249 256 173 198 295 34,0 15,0 Vũng Tàu 33 191 207 217 215 213 267 68 23 Trạm Như vùng hạ lưu sơng Sài Gòn – Đồng Nai nằm khu vực miền Đơng Nam thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo Cũng tỉnh Nam bộ, đặc điểm chung khí hậu - khí tượng vùng vịnh Gành Rái nhiệt độ cao năm có hai mùa mưa - khơ rõ ràng làm tác động chi phối mơi trường cảnh quan sâu sắc Mùa mưa từ tháng V đến tháng XI, mùa khơ từ tháng XII đến tháng IV năm sau Trong năm có lần mặt trời qua thiên đỉnh (lần thứ từ ngày 19 đến 23/IV lần thứ hai từ ngày 22 đến 27/VIII) Năng lượng xạ mặt trời lớn, nhiệt độ trung bình quanh năm cao Hằng năm có hai mùa rõ rệt với mùa khơ từ tháng XII đến tháng IV năm sau (trùng với mùa gió Đơng Bắc) mùa mưa từ tháng V đến tháng XI (trùng với mùa gió Tây Nam), lượng mưa phân phối khơng theo thời gian có chênh lệch lớn Footer Page of 133 Header Page of 133 CHƢƠNG II: NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ TRUYỀN TRIỀU VÙNG CỬA SƠNG SÀI GỊN – ĐỒNG NAI, VỊNH GÀNH RÁI I Chế độ triều biển Đơng Chế độ thủy triều biển Đơng thay đổi theo vị trí địa lý, vùng biển từ Vũng Tàu đến Cà Mau có chế độ bán nhật triều khơng Một ngày có hai lần xuất đỉnh triều chân triều, thời gian ngày triều kéo dài 24 50 phút Sự chênh lệch độ cao hai đỉnh triều khơng nhiều từ 0.2- 0.3m Đối với chân triều chênh lệch lớn 1m Chu kỳ triều tháng xuất hai lần triều cường vào ngày 15 âm lịch hàng tháng, chân triều rơi vào ngày ngày 23 âm lịch, thời gian xuất đỉnh chân triều chậm đến ngày Trong thời kỳ triều cường mực nước đỉnh cao, chân thấp, mực nước trung bình lệch phía đỉnh triều Trong thời kỳ triều kém, đỉnh triều thấp hơn, chân triều xuống thấp hơn, biên độ triều nhỏ hơn, mực nước trung bình thời kỳ triều có xu hướng cao thời kỳ triều cường Chế độ bán nhật triều tồn hai dạng triều, dạng triều chữ W có hai chân triều xấp xỉ nhau, thời gian triều lên thời gian triều xuống gần Dạng triều thứ hai dạng triều chữ M, có chân triều thấp chân triều cao, thời gian từ chân triều lên đỉnh triều thời gian xuống từ đỉnh triều tới chân triều thấp kéo dài 7-8 giờ, chân triều cao kéo dài 3-4 từ chân lên đỉnh từ đỉnh xuống chân Đối với chu kỳ năm, dạng triều chữ M chiếm đa số vào tháng IV tháng VI, tháng X dạng triều chữ W chiếm ưu Trong năm thời kỳ triều cường kéo dài thừ tháng XI đến tháng I năm sau, thời kỳ gió đơng Bắc hoạt động mạnh Thời kỳ triều kéo dài từ tháng VI đến tháng VIII Trong năm đường q trình chân triều có đỉnh vào tháng III tháng X, hai chân vào tháng XII tháng giêng Đường q trình chân triều thay đổi nhiều đường q trình bình qn đỉnh triều từ từ 56cm vào tháng III đến 97cm vào tháng VIII) Mực nước thấp xuất -318cm xuất vào tháng VIII năm 1964 Có thể nói mực nước đỉnh triều thay đổi đồng theo chế độ nguồn, yếu tố tác động yếu tố gió mùa năm Trong lúc mực nước chân triều chịu ảnh hưởng yếu thiên văn, năm có hai chân hai đỉnh Chu kỳ nhiều năm có thời gian 18,6 năm , chênh lệch chu kỳ nhỏ Footer Page of 133 Footer Page of 133 Hđỉnh Hbq Hchân Hđặc trưng 410 357 450 379 Htuyệt đối Hbq II -192 -253 -224 61 19 -16 35 157 110 133 47 I -192 -279 -240 87 29 -11 40 171 114 139 57 Tháng max bq Hchân max bq Hbq max bq Hđỉnh 337 397 III -181 -237 -206 56 21 -22 -3 43 160 100 131 60 355 443 IV -197 -294 -230 97 12 -23 -8 35 149 92 125 57 375 440 V -213 -300 -260 87 -32 -15 37 140 90 115 50 Mực nước đặc trưng trạm Vũng Tàu (1955 - 1996) Ghi chú:  Hbq = Hmax - Hmin Bảng 2.9 384 436 VI -241 -307 -280 66 -3 -39 -24 36 129 83 104 46 386 434 VII -240 -307 -281 67 -5 -39 -24 34 127 80 105 47 379 472 VIII -221 -318 -264 97 14 -37 -18 51 154 86 116 68 352 415 IX -183 -258 -225 75 19 -24 -9 43 157 94 128 63 355 421 X -164 -253 -213 89 27 -8 35 168 114 142 54 369 439 XI -202 -273 -228 71 27 -12 12 39 166 117 141 49 381 438 XII -217 -271 -240 54 25 -2 10 27 167 116 140 51 Header Page of 133 Header Page of 133 II Diễn biến mực nƣớc trạm Vũng Tàu Theo chuỗi số liệu quan trắc mực nước triều trạm Vũng Tàu khoảng thời gian 33 năm từ năm 1980 – 2012, phân tích đặc trưng mực nước cao nhất, trung bình thấp a Đặc trưng mực nước cao Mực nƣớc triều cao Vũng Tàu 160 140 120 100 80 60 40 20 2012 2010 2008 2006 2004 2002 2000 1998 1996 1994 1992 1990 1988 1986 1984 1982 1980 Hmaxnam Hình 2.1 Mực nƣớc đỉnh triều cao năm (1980 -2012) Mực nước triều cao hay thấp qua thời kỳ phụ thuộc vào lực hút mặt trăng, mặt trời trái đất chủ yếu Ngồi trường gió biển làm tác động lớn tới mực nước đỉnh triều Mực nước cao trạm Vũng Tàu vòng 34 năm trở lại dao động từ 116 – 148 cm Đỉnh triều thấp rơi năm 1982 với 116 cm, năm 1999 năm đỉnh triều đạt cao với 148cm, mức chênh lệch lớn 32cm Mức chênh lệch làm tác động biển vào nội đồng với áp lực lớn, gây ngập úng lớn Các năm lại chuỗi quan trắc mực nước nước đỉnh triều tăng giảm theo năm, nhìn vào xu chung thấy mực nước đỉnh triều có xu hướng tăng lên (hình 2.1) Theo số liệu thống kê đỉnh triều cao năm thường xuất vào tháng X, XI hàng năm (bảng 2.1) Đây thời điểm cuối mùa mưa vùng Đơng Nam Bộ, lũ sơng MêKơng đạt đỉnh, lũ sơng đạt mức cao nhất, kết hợp với triều cường làm ảnh hưởng lớn tới khu vực chịu ảnh hưởng dao động thủy triều biển Đơng Dẫn đến động lực dòng chảy lớn cửa sơng sơng Bảng 2.1: Bảng thống kê thời gian xuất đỉnh triều cao năm Năm Hmax Tháng Năm Hmax Tháng Năm Hmax Tháng 1980 128 XI 1991 128 II 2002 145 XI Footer Page of 133 1981 130 XI 1992 136 X 2003 127 X 1982 116 I 1993 131 X 2004 128 XII 1983 121 XI 1994 143 X 2005 124 X 1984 136 XI 1995 146 II 2006 132 XI 1985 122 III 1996 136 X 2007 136 XI 1986 120 I 1997 132 XI 2008 140 XI 1987 116 XII 1998 125 X 2009 138 I 1988 116 I 1999 148 XII 2010 136 XI 1989 124 X 2000 139 I 2011 136 X 1990 128 XII 2001 141 XII 2012 140 XII Header Page 10 of 133 b Đặc trưng mực nước thấp Nếu biển đổi mực nước đỉnh triều biến đổi cách từ từ mực nước chân triều triều thấp có sáo trộn mạnh Mực nước chân triều nhỏ biến đổi mạnh theo năm, dao động mực nước triều từ -332cm đến -279cm, mức chênh lệch lên tới nửa mét nước (53cm) Mực nước chân triều xuống thấp nằm giai đoạn đầu giai đoạn cuối chuỗi quan trắc Chân triều cao nằm khoảng (1980 -2002) Nhìn theo xu chung thấy mực nước chân triều rút ngày sâu (hình 2.2) Đường cong biểu diễn nước rút trạm Vũng Tàu có độ dốc tương đối lớn chịu ảnh hưởng hiệu ứng nước rút biển (do gió mùa gây ra) nên mực nước có giá trị thấp tới 3m Mực nƣớc chân triều thấp Vũng Tàu -270 19801982198419861988199019921994199619982000200220042006200820102012 -280 -290 -300 Hminnam -310 -320 -330 -340 Hình 2.2 Mực nƣớc triều thấp năm trạm Vũng Tàu (1980 – 2012) Trường gió Tây Nam xuất từ tháng IV đến tháng IX hàng năm Đây luồng gió khơ nóng, độ ẩm khơng khí xuống 30% Hoạt động mạnh vào tháng VI, VII ảnh hưởng trường gió làm cho mực nước thủy triều giai đoạn từ tháng VI đến tháng VIII đạt thấp năm Trong bảng (2.2) cho thấy mực nước chân triều thấp trạm Vũng Tàu chủ yếu rơi vào tháng VI, VII Cùng với việc mực nước triều lên xuống phụ thuộc vào lực hút mặt trăng, mặt trời trái đất chế độ gió mùa góp phần gây ảnh hưởng trực tiếp tới giá trị cao thấp thủy triều Những năm gió mùa Tây Nam hoạt động mạnh làm cho mực nước chân triều xuống thấp Bảng 2.2 Thời gian xuất mực nước triều thấp năm trạm Vũng Tàu Năm Hminnam Tháng Năm Hminnam Tháng Năm Hminnam Tháng 1980 -294 VII 1991 -318 VII 2002 -291 VI Footer Page 10 of 133 1981 -292 VIII 1992 -296 VII 2003 -302 VI 1982 -324 VI 1993 -279 VII 2004 -312 VII 1983 -318 VII 1994 -294 VI 2005 -332 VI 1984 -310 VII 1995 -294 VI 2006 -312 VII 1985 -310 VI 1996 -282 VII 2007 -309 VII 1986 -310 VI 1997 -293 VII 2008 -307 VI 1987 -323 VII 1998 -292 VI 2009 -317 VII 1988 -300 VII 1999 -309 VI 2010 -287 VII 1989 -293 VI 2000 -297 VII 2011 -301 VI 1990 -316 VI 2001 -302 VI 2012 -294 VI Header Page 27 of 133 CHƢƠNG III CÁC ĐẶC TRƢNG DỊNG CHẢY VỊNH GÀNH RÁI I Giới thiệu chung Vịnh Gành Rái: Gành Rái vịnh nửa kín nằm phía Tây Nam tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, phần thượng lưu nối với sơng lớn Lòng Tàu, Cái Mép-Thị Vải, sơng Dinh, Chà Và (thuộc hệ thống sơng Đồng Nai-Sài Gòn) hệ thống sơng nhỏ, kênh rạch chằng chịt, phần hạ lưu giáp vịnh Đồng Tranh biển Đơng Trước có cơng trình thượng nguồn Dầu Tiếng, Trị An, Phước Hòa, Srơk Phu Miêng…chế độ thủy văn vịnh Gành Rái chịu tác động hồn tồn tự nhiên từ nguồn nước mưa, nguồn nước thượng nguồn nguồn nước triều biển Đơng, nhiên từ xây dựng cơng trình hồ chứa thượng nguồn chế độ thủy văn vịnh Gành Rái vừa chịu tác động tự nhiên vừa bị chi phối tác động điều tiết cơng trình thượng nguồn, tác động triều biển Đơng chiếm ưu với chế độ bán nhật triều khơng Chiều rộng cửa vịnh từ mũi Nghinh Phong đến mũi Đơng Hòa (thuộc xã Cần Thạnh, huyện Cần Giờ) khoảng 22 km Địa hình đáy vịnh khơng nhau, riêng luồng tàu từ phao số “0” vào sơng Cái Mép độ sâu phân bố từ 15 m đến nơi sâu 40 m Gành Rái vịnh nước sâu khu vực phía Nam đóng vai trò quan trọng quy hoạch phát triển giao thơng thủy miền Đơng Nam nói riêng miền Nam nói chung, nơi tập trung nhiều cụm cảng cơng nghiệp, cảng dầu khí cảng container lớn nước ta tiếp nhận tàu chở container hàng trăm nghìn cảng Cái Mép, Thị Vải, Sao Mai Bến Đình, Cảng dầu khí Vietsopetro, PVOil, cảng SA PSA… Mỗi ngày có hàng trăm lượt tàu thuyền lớn nhỏ vào vịnh Gành Rái để - vào cảng lớn sơng Sài Gòn, Đồng Nai, Sồi Rạp, Thị Vải – Cái Mép, Chà Và, sơng Dinh chun chở hàng triệu hàng hố xuất nhập cho TP HCM, miền Đơng Nam vùng Nam bộ, có tàu container hàng trăm nghìn Ngồi tàu du lịch lớn nước giới hoạt động bơm hút dầu, khí cung cấp cho khu vực Nam Tây ngun chuyển tải qua vịnh Gành Rái Hình 1: Sơ hoạ khu vực vịnh Gành Rái Footer Page 27 of 133 Header Page 28 of 133 II Đặc điểm chế độ thủy văn Vịnh Gành Rái: Vịnh Gành Rái nằm vị trí cuối vùng hạ du hệ thống sơng Đồng Nai – Sài Gòn (VHDHTSĐNSG) với mạng lưới kênh rạch chằng chịt, chế độ thủy văn phức tạp Hệ thống sơng Đồng Nai – Sài Gòn (HTSĐNSG) có tổng lượng dòng chảy năm bình qn vào 30 tỷ m3, thủy triều biển Đơng đóng vai trò chủ đạo, kể mùa mưa lũ, chẳng hạn trận lũ lịch sử năm 2000, hồ điều tiết thượng nguồn xả lưu lượng lớn từ trước đến hồ Dầu Tiếng xả 600m3/s hồ Trị An xả 2.550m3/s, thời gian ngắn nên ảnh hưởng đến tổng lượng dòng chảy năm vịnh Gành Rái Do chịu ảnh hưởng mạnh thủy triều biển Đơng nên vùng vịnh Gành Rái mực nước cao năm thường xuất vào tháng XII, I mực nước thấp năm thường xuất vào tháng VI, VII Các kết nghiên cứu chế độ thủy văn VHDHTSĐNSG cho thấy vùng vịnh Gành Rái dòng chảy biến đổi khơng năm phụ thuộc lượng nước triều lên xuống vào lượng mưa từ sơng thuộc HTSĐNSG sơng Lòng Tàu, Thị Vải-Cái Mép, sơng Chà Và sơng Dinh đổ Trong vịnh Gành Rái vào mùa mưa, lượng mưa chiếm khoảng 70÷80% tổng lưu lượng năm Chế độ triều vùng vịnh Gành Rái mang tính chất bán nhật triều khơng Ảnh hƣởng cơng trình điều tiết thƣợng nguồn vịnh Gành Rái: Trước năm 1984 dòng chảy nguồn có ảnh hưởng lớn đến chế độ thuỷ lực, thuỷ văn bùn cát diễn biến lòng dẫn sơng ngòi phía hạ du, vùng cửa sơng vịnh Gành Rái Tuy nhiên từ sau có cơng trình hồ thuỷ lợi Dầu Tiếng sơng Sài Gòn (1984), cơng trình hồ thuỷ điện Trị An sơng Đồng Nai (1987) gần cơng trình thượng nguồn khác Phước Hồ, Thác Mơ, Cần Đơn, Srok - Phumiêng, Hàm Thuận - Đa Mi tạo thành bậc thang khai thác nguồn nước phục vụ phát triển kinh tế xã hội q trình nước đến bùn cát xuống hạ du bị ảnh hưởng lớn có nhiều biến đổi Thống kê kết phân tích điều kiện tự nhiên cho thấy trước sau có cơng trình thượng nguồn lưu lượng nước lượng bùn cát đến vùng vịnh Gành Rái khác Hồ chứa nước Dầu Tiếng, với dung tích 1,58 tỉ m3 nước có nhiệm vụ chứa nước mùa lũ, cấp nước tưới cho 200.000ha lúa hè thu, 46.000ha lúa đơng xn với tổng lượng nước tưới 422x 106m3, hồ chứa điều tiết nhiều năm, với lưu lượng xả xuống hạ du (khoảng 27% lượng nước hồ) kể mùa lũ nhỏ (khoảng 20m3/s mùa kiệt khoảng 300m3/s ứng với tần suất P = 5% mùa lũ) khơng gây ảnh hưởng vùng hạ du Theo tài liệu nghiên cứu, sau 25 năm đưa vào sử dụng, có 6% tổng dung tích hồ Dầu Tiếng bị bồi lắng, với tổng dung tích bồi lắng 95 triệu m3, tốc độ bồi lắng trung bình vào khoảng 3,9 triệu m3/năm, nói hầu hết bùn cát bị giữ lại lòng hồ, nên vùng hạ du bị thiếu hụt bùn cát nghiêm trọng Hồ Trị An có nhiệm vụ trữ nước sớm lũ bắt đầu để nâng cao đầu nước phát điện, thời gian tích nước từ tháng VI đến tháng IX lưu lượng xả bắt buộc mùa kiệt 200m3/s; lưu lượng xả lũ ứng với P = 5% 880m3/s khơng gây ảnh hưởng vùng vịnh Gành Rái Các phân tích cho thấy dòng nước thượng nguồn yếu nên thực tế vùng vịnh Gành Rái bị chi phối hồn tồn dòng triều biển Đơng Dòng nguồn giảm mạnh hồ chứa xây dựng thượng nguồn với bùn cát giữ lại lòng hồ làm lượng chuyển tải bùn cát xuống hạ du dòng nước bị thiếu hụt Footer Page 28 of 133 Header Page 29 of 133 Vì thấy cơng trình điều tiết thượng nguồn ảnh hưởng đến yếu tố làm thay đổi số đặc trưng dòng nước vùng hạ du nói chung vùng vùng vịnh Gành Rái nói riêng Các cơng trình điều tiết hồ chứa thượng nguồn gây nên số ảnh hưởng sau:  Biến đổi yếu tố thủy lực: - Làm thay đổi đường quan hệ Q-H (lưu lượng mực nước) - Làm thay đổi lưu tốc dòng chảy (V) mực nước (H)  Sự gia tăng lƣu lƣợng kiệt làm tăng cao cao trình bãi - Tác dụng làm giảm nhỏ biên độ lưu lượng - Thời gian nước trung bình kéo dài, tác dụng tạo lòng rõ nét dòng nước trung bình - Lưu lượng biến đổi năm nhiều năm giảm nhỏ III Chế độ triều vùng Vịnh Gành Rái : Chế độ triều Vịnh Gành Rái có luật triều biển Đơng phân tích gồm có chu ngày, chu kỳ tháng, chu kỳ năm chu kỳ nhiều năm Chế độ triều vịnh Gành Rái trì chế độ bán nhật triều phức tạp bị chi phối nguồn nước địa hình sơng rạch Sóng triều lan vào đoạn vận tốc trung bình vào khoảng 20 đến 50km/giờ mùa cạn nhanh mùa lũ, sơng Sài Gòn nhanh sơng Đồng Nai Giới hạn triều thay đổi theo mùa cạn đến chân thác Trị An sơng Đồng Nai đến hồ Dầu Tiếng sơng Sài Gòn Ven biển mực nước đỉnh triều trung bình vào khoảng 1,2  1,3m với đỉnh cao đạt khoảng 1,5 1,6m mực nước chân triều trung bình từ 2,6  2,8m với chân triều thấp xuống đến 3,0m Do ảnh hưởng địa hình lòng sơng dòng chảy thượng nguồn mà dạng triều sơng, rạch bị biến dạng Nơi bị biến dạng vùng cửa sơng Càng dịch lên thượng nguồn biến dạng rõ rõ vào mùa mưa lũ mà dòng chảy thượng nguồn sơng nhiều Tại nơi vừa chịu ảnh hưởng triều vừa chịu tác động lũ thượng nguồn hay kênh rạch nội đồng dạng triều bị biến dạng nhiều, thể rõ nét mực nước cao năm thường xuất vào tháng IX, X mực nước thấp năm thường xuất vào tháng IV, V Dòng triều đặc trưng quan trọng thủy triều vịnh Gành Rái Dòng triều mang đầy đủ đặc điểm sóng triều dạng, chu kỳ xuất đỉnh chân Thơng thường, dòng triều xuất vào khoảng từ 2/3 đến 4/5 khoảng cách ảnh hưởng sóng triều Lưu lượng dòng triều điểm phụ thuộc vào hai yếu tố diện tích mặt cắt ngang tốc độ dòng nước Trong sơng, tùy đoạn sơng dòng sơng, lưu lượng triều pha chảy ngược lên vài ngàn chí vài vạn mét khối Chính dòng triều khơng phải sóng triều ngun nhân tượng tích triều hệ thống sơng rạch Tích triều đặc điểm quan trọng vùng triều Hằng ngày theo dao động triều, sơng rạch ln trì pha nuớc chảy từ biển vào chảy từ sơng ngược chiều nhau, có lượng đáng kể tích lại tháo từ hệ thống kênh rạch theo chu kỳ triều nửa tháng Và dòng triều vào, lên xuống có vận tốc lớn gây nên q trình sạt lở, ổn định bờ sơng gây nhiều khó khăn, trở ngại cho tàu thuyền neo đậu vịnh Đồng Tranh Gành Rái Footer Page 29 of 133 Header Page 30 of 133 Những năm gần đây, lượng mưa tương đối cao nên dòng chảy sơng Sài Gòn chịu biến động lớn lượng mưa lớn nên chế độ thủy triều sơng Sài Gòn mạnh (thường xảy tháng -7) - Tốc độ truyền triều Tốc độ truyền triều phụ thuộc chủ yếu vào độ lớn triều (cường hay kém) địa hình lòng sơng Tốc độ tối đa ghi nhận từ tài liệu mực nước quan trắc khoảng 40 km/h Sóng triều giảm dần biên độ truyền vào sơng tắt hẳn điểm ảnh hưởng cuối Nếu khơng xét đến ảnh hưởng dòng chảy từ thượng lưu, vào sâu, đỉnh triều thấp dần chân triều cao dần Khi truyền vào sơng, tác động nguồn nước thượng lưu hình thái chung lòng sơng (độ dốc, độ uốn khúc, mặt cắt thủy lực, ), thủy triều bị biến dạng dần biên độ lẫn chu kì bước sóng điều ảnh hưởng đến đặc trưng triều mực nước lớn nhất, nhỏ trung bình Qua phân tích tài liệu ta thấy triều truyền vào VHDHTSĐNSG qua cửa sơng Sồi Rạp, Đồng Tranh, Ngã Bảy, Cái Mép số cửa nhỏ khác Việc truyền triều thuận lợi cửa phía Đơng cấu trúc đặc biệt hệ thống sơng vùng cửa sơng Vì mặn theo tuyến từ vịnh Gành Rái lên phía thượng lưu truyền xa lên từ phía cửa Sồi Rạp Tổng hợp số liệu đo đạc từ năm 1989 đến lưu lượng triều lớn truyền vào cửa sơng qua cửa trung bình ngày triều cường dao động từ 1,36  1,449 tỷ m3 Trong đợt khảo sát tháng VIII/2009 (gió Tây Nam) tháng I/2010 (gió Đơng Bắc) Dự án điều tra cửa sơng Đồng Nai - Sài Gòn thuộc Bộ Nơng nghiệp & Phát triển nơng thơn Viện Kỹ thuật Biển thực (đo lưu lượng theo mặt cắt ngang sơng lớn vịnh Gành Rái vịnh Đồng Tranh), lưu lượng triều lớn truyền vào cửa sơng ngày triều cường phân bố sau: - Khi triều lên: + Sơng Sồi Rạp lưu lượng lớn 38.700m3/s chiếm 51,28%; + Sơng Lòng Tàu - Ngã Bảy lưu lượng lớn 14.100m3/s chiếm 18,68%; + Sơng Đồng Tranh lưu lượng lớn 4.970m3/s chiếm 6,58%; + Sơng Cái Mép - Thị Vải lưu lượng lớn 17.700m3/s chiếm 23,45% - Khi triều xuống: + Sơng Sồi Rạp lưu lượng lớn 34.600m3/s chiếm 49,81%; + Sơng Lòng Tàu - Ngã Bảy lưu lượng lớn 12.900m3/s chiếm 18,57%; + Sơng Đồng Tranh lưu lượng lớn 4.980m3/s chiếm 7,16%; + Sơng Cái Mép - Thị Vải lưu lượng lớn 17.000m3/s chiếm 24,49% Footer Page 30 of 133 Header Page 31 of 133 Chênh lệch lưu lượng triều lên triều xuống đợt khảo sát 5.990m3/s mặt cắt đo thuỷ văn bố trí cửa sơng tiếp giáp với biển nên triều lên tồn lưu lượng khối nước mà biển Đơng chuyển dịch vào sơng hệ thống sơng Đồng Nai - Sài Gòn qua mặt cắt đo cửa sơng đo 75.470m3/s, triều xuống phần lớn khối nước truyền theo sơng qua cửa sơng biển, phần nhỏ lượng nước giữ lại sơng nhỏ mạng lưới kênh rạch chằng chịt hệ thống sơng Đồng Nai - Sài Gòn nội đồng nên lưu lượng nước triều rút đo mặt cắt cửa sơng 69.480m3/s Như ngày triều cường, lượng nước khổng lồ truyền vào sơng thuộc hệ thống sơng Đồng Nai - Sài Gòn 1,449 tỷ m3 Kết nghiên cứu thời gian truyền triều cho thấy thời gian truyền triều từ biển vào nội đồng thời gian thay đổi nhiều so với trước tức thời gian gần thời gian truyền triều rút ngắn Chế độ dòng chảy sơng rạch huyện Cần Giờ phụ thuộc vào lưu lượng nguồn nước sơng Đồng Nai – Sài Gòn đổ vào vùng hạ lưu qua sơng Nhà Bè phân phối thơng qua nút phân lưu Nhà Bè - Sồi Rạp - Lòng Tàu Tỷ lệ phân chia dòng chảy cho hai nhánh Sồi Rạp Lòng Tàu diễn biến phức tạp mùa nước phụ thuộc lưu lượng nguồn Tỷ lệ phân phối dòng chảy hai tuyến Lòng Tàu, Sồi Rạp khơng cố định mà thay đổi theo lưu lượng sơng Nhà Bè Chế độ nước sơng Sài Gòn Đồng Nai có ảnh hưởng định đến chế độ thủy văn khu vực Thượng nguồn hai sơng Sài Gòn - Đồng Nai có hồ chứa nước Dầu Tiếng, Trị An, Đa Nhim, Thác Mơ hoạt động nên chế độ thủy văn hai sơng bị thay đổi so với tự nhiên Chế độ nước VHDHTSĐNSG, có vùng cửa sơng gồm vịnh Gành Rái vịnh Đồng Tranh phụ thuộc vào chế độ mưa thượng nguồn, truyền triều vào sâu sơng, mưa dòng chảy cục bộ, ảnh hưởng gió chướng, nước dâng hoạt động người vùng hạ du (xây dựng cầu, đập, cơng trình chỉnh trị sơng, tuyến đê, đào kênh, nạo vét sơng rạch, tuyến luồng, ) Kết thống kê cho thấy, hạ lưu sơng Đồng Nai-Sài Gòn có khoảng 90% diện tích bị ảnh hưởng triều khoảng 40% diện tích bị ảnh hưởng xâm nhập mặn, riêng vùng cửa sơng từ phân lưu Nhà Bè - Lòng Tàu - Sồi Rạp tức tồn huyện Cần Giờ phần huyện Nhà Bè diện tích bị ảnh hưởng triều 99,2% tồn diện tích bị ảnh hưởng xâm nhập mặn Các điều kiện thủy lực, thủy văn hạ du sơng Đồng Nai phụ thuộc lớn vào điều kiện thủy văn vùng cửa sơng (biên độ triều: H; Mực nước đỉnh triều: Hmax; Mực nước chân triều: Hmin; cường suất mực nước triều lên xuống: H/t; mực nước biển: Ho Trong biên độ triều H cường suất mực nước lên xuống (H/t) định tốc độ truyền triều; Chiều dài ảnh hưởng thủy triều xâm nhập mặn, cường suất lên xuống mực nước triều phụ thuộc vào biên độ triều dạng triều Do biên độ triều biển Đơng lớn, động lớn, thủy triều truyền mạnh vào sơng tạo nên dòng chảy hai chiều: Dòng triều lên, nước chảy ngược vào theo nước mặn xâm nhập vào nội địa triều lên Dòng triều rút, nước chảy xi biển thủy Vì vậy, nguồn yếu ảnh hưởng biển mạnh lên triều xâm nhập mặn vào Footertriều Pagexuống 31 of 133 nội địa sâu Header Page 32 of 133 Do thủy triều thay đổi theo theo chu kì ngày, chu kì tháng chu kì năm, nên lưu lượng triều thay đổi liên tục theo chu kỳ Cần phân biệt loại đặc trưng lưu lượng sau đây: Lưu lượng dòng triều tức thời (có âm dương, chảy vào, chảy ra) Lưu lượng bình qn ngày triều cường 24 Lưu lượng bình qn bán nguyệt triều nguyệt triều Lưu lượng bình qn ngày triều mang dấu âm vào thời kì tích triều dấu dương vào thời kì triều rút Lưu lượng nước tích nội đồng ngày triều cường vùng ngã ba Nhà Bè-Lòng Tàu-Sồi Rạp trở lên lớn làm dềnh mực nước nội đồng gây khó khăn cho tiêu thốt, vùng ngã ba Nhà Bè gần biển nhiều tiêu nên tượng tích triều tương đối Kết đo đạc thủy văn dọc theo tuyến sơng Sài Gòn, Đồng Nai, Sồi Rạp, Lòng Tàu số đợt năm thực trước (khơng đồng bộ) đợt đo đồng thời gian dài (1 chu kỳ triều) cửa sơng lớn đợt đo thuộc Dự án điều tra cửa sơng Đồng Nai - Sài Gòn tháng VIII/2009 tháng I/2010 Viện Kỹ thuật Biển thực cho thấy: Dọc theo chiều dài sơng lưu lượng, lưu tốc dòng nước triều vào, thay đổi lớn Ở vùng cửa sơng, có vịnh Gành Rái lưu lượng, lưu tốc vào đạt đến giá trị lớn giảm dần lên phía thượng lưu  Lưu lượng thực tải lưu lượng sóng triều hệ thống sơng-kênh: Dòng nguồn sơng Đồng Nai Sài Gòn ln chảy từ thượng lưu biển, biến đổi theo mùa điều tiết nhờ cơng trình trữ nước thượng lưu Tuy nhiên, đến hạ lưu, ảnh hưởng thủy triều, chế độ dòng chảy bị thay đổi bản, chuyển từ dòng chảy chiều theo mùa sang dòng chảy hai chiều theo triều Do tác động thủy triều, lưu lượng chảy qua sơng- kênh đánh giá đặc trưng: (1) Lưu lượng tức thời lớn nhất; (2) Lưu lượng trung bình ngày (được tính cho ngày triều); (3) Lưu lượng trung bình thời đoạn đo đạc; (4) Lưu lượng bình qn tháng hay bình qn chu kỳ triều Trong loại trên, lưu lượng đặc trưng (1), (2) (3) mang dấu (-), sơng có tượng tích triều Sự dao động lên xuống mực nước gây biến đổi mạnh độ dốc mặt nước, hình thành lưu lượng sóng, lòng sơng sâu khả trữ phía lớn (trong sơng Footervà Page of 133 trên32những vùng trũng thấp ngập nước theo triều) sóng lưu lượng triều rộng, chí gấp nhiều lần trị số thực tải trung bình Header Page 33 of 133 Vận tốc dòng chảy lớn sơng vùng triều HTSĐNSG thường vào khoảng 0,5  1,0 m/s, ứng với pha cực đại đạt 1,7 m/s (Chỉ quan trắc lần vận tốc lớn vào thời đoạn trận lũ lịch sử năm 2000 cửa sơng Sồi Rạp) Vận tốc theo chiều xi thường lớn theo chiều ngược Vận tốc lớn vùng cửa sơng lớn trong ngày triều cường phân bố sau: - Trên sơng Sồi Rạp: vận tốc max đạt tồn mặt cắt 1,33m/s; - Trên sơng Lòng Tàu - Ngã Bảy: vận tốc max đạt tồn mặt cắt 1,19m/s; - Trên sơng Đồng Tranh: vận tốc max đạt tồn mặt cắt 0,97m/s; - Trên sơng Thị Vải - Cái Mép: vận tốc max đạt tồn mặt cắt 0,81m/s; - Trong vùng vịnh Gành Rái: vận tốc max đạt >1m/s Trên sơng Nhà Bè, lưu lượng sóng bán nhật triều đợt triều cường mùa kiệt đạt tới 8.000  10.600 m3/s (cả hai hướng vào ra) tức gấp từ 30  40 lần lưu lượng trung bình cung cấp từ nguồn thượng lưu mùa kiệt sau có Trị An (200  300 m3/s) mùa lũ đạt từ 12.700  15.800m3/s (chảy xi), từ 10.000  14.200 m3/s (chảy ngược) tức gấp từ  lần lưu lượng trung bình xả lũ từ nguồn thượng lưu (2.000  3.000 m3/s) Càng vào sâu sơng, biên độ dao động mực nước giảm nên biên độ lưu lượng sóng triều giảm theo Dòng triều truyền lên thượng lưu, phần lớn bị tiêu hao vào mạng kênh rạch nội đồng, phần lại theo sơng Đồng Nai – Sài Gòn truyền lên thượng nguồn Tuy nhiên, nay, hệ thống kênh rạch nội đồng bị san lấp, diện tích bị thu hẹp, lượng triều truyền vào mạng sơng rạch nội đồng bị giảm mạnh Kết quả, dòng triều tập trung dòng chảy vào sơng chính, làm tăng mực nước sơng ranh mặn bị đẩy phía thượng lưu xa hơn, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh hoạt, sản xuất nhân dân IV Phân tích chất dòng chảy khu vực : Vịnh Gành rái chịu chi phối định q trình động lực biển Ðơng Ðồng thời chịu ảnh hưởng phần quy luật hệ thống sơng ngòi đổ vào vịnh Vì dòng chảy khu vực vịnh Gành Rái mang tính chất khơng mà tổ hợp nhiều thành phần phụ thuộc vào ngoại lực tác dụng lên hạt chất lỏng q trình chuyển động Nếu đem phân tích phổ lượng vận tốc dòng chảy nhận thành phần dao động thủy triều, dao động kích thước cỡ thời tiết, dao động qn tính, dao động lắc thành phần thuộc lắc chuyển động phi chu kỳ Trong thành phần nói dòng chảy, dòng triều đóng vai trò chủ đạo Sau đến dòng chảy gradient gây nên q trình nước dâng dòng mật độ khu vực cửa sơng Ngồi dòng chảy sơng có vai trò đáng kể vùng sơng đổ dạng dòng chảy (cụt) Vì tính chất phức tạp nên việc mơ hình hóa tổng hợp cho tồn q trình dòng chảy nói khó khăn việc thiết lập mối quan hệ đánh giá số hạng tham gia phương trình thủy động lực học việc lựa chọn điều kiện biển Nói chung tính chất rõ rệt mạnh mẽ dòng chảy khu vực dòng triều, tiếp đến dòng chảy gradient dòng chảy gió thành phần Footerdòng Pagechảy 33 ofkhác, 133 cách gần bỏ qua xét Header Page 34 of 133 V Các đặc trƣng dòng triều : Trên sở phân tích tài liệu quan trắc dòng tổng hợp cho phép nhận thành phần dòng triều dòng dư phần khu vực nghiên cứu Trong dòng triều thường chiếm khoảng 90% độ lớn dòng dư khoảng 10% so với dòng tổng cộng Dòng triều mang tính chất bán nhật triều khơng chu kỳ ngày đêm dòng chảy đổi chiều lần, lần triều lên lần triều xuống Ðể đánh giá cách đầy đủ thành phần triều lưu Ðã tiến hành phân tích số điều hòa hai thành phần dòng triều U, V (theo kinh tuyến vĩ tuyến thủy trực điển hình vịnh) Các kết phân tích điều hòa cho thấy dòng bán nhật triều đóng vai trò chủ yếu, tiếp thành phần dòng nhật triều Các sơng lại nói chung chiếm vai trò thứ yếu tổng thành phần dòng triều kết chứng minh đầy đủ tính chất bất quy tắc dòng triều hỗn hợp khu vực Theo kết quan trắc, dòng triều khu vực vịnh Gành Rái lớn, thường thường đạt m/s - cực đại m/s khu vực Thị Vải thường nhận gần m/s dòng cực đại khoảng gần m/s Dòng triều khu vực ven biển, đánh giá hai sóng M2 K1 bảng (1) Bảng : Ðặc trƣng sóng triều M2, K1 ven biển Cần Giờ Vị trí Bãi Cần Giờ Tốc độ A (cm/s) M2 go U V 36.65 42.92 151.5 322.5 Uo b2/2 - - A (cm/s) K1 go Uo b2/2 8.74 9.22 52.6 240.6 - - Nói chung thành phần bán nhật triều M2 phân bố dọc theo bãi lớn thành phần nhật triều K1 từ 2,6 đến 4,5 lần Rõ ràng kết cho thấy phân bố độ lớn M2 K1 biến đổi theo khu vực Tại vùng ven biển ngồi cửa vịnh sơng Thị Vải thành phần bán nhật triều mạnh thành phần nhật triều nhiều so với vịnh Gành Rái Vận tốc dòng triều nói chung chiếm khoảng 90% dòng tổng hợp Ðộ lớn vận tốc thường khoảng từ 20 cm/s 50 cm/s Nói chung dòng triều thường nhỏ vịnh Gành Rái sơng Thị Vải Khi triều lên dòng chảy có hướng phía Cần Giờ triều xuống dòng có hướng phía Sồi Rạp Ngồi đặc trưng quan trắc dòng triều trình bày Việc tính tốn mơ hình tốn học dòng triều thực Các mạng lưới tính tốn kết tính cho sóng bán nhật triều M2, nhật triều K1, O1 cho pha triều rút pha triều dâng Kết tính tốn cho nhận xét phù hợp với thực tế quan trắc : Dòng triều vịnh Gành Rái mang tính chất bán nhật triều khơng Dòng triều rút lớn dòng triều dâng Hướng chảy véc tơ dòng triều phù hợp với hướng chảy phân tích dòng triều từ dãy quan trắc Tuy nhiệt modyun vận tốc có phần lớn so với thực tế Ðiều ảnh hưởng việc lựa chọn điều kiện biên tốn chưa hồn tồn phù hợp với thực tiễn, đặc biệt việc lựa chọn hệ số ma sát vịnh Mặc dù kết tính tốn mơ hình tốn học góp phần đánh giá cách đầy đủ tính chất đặc trưng chủ yếu dòng triều khu vực Footer Page 34 of 133 Header Page 35 of 133 VI Các đặc trƣng dòng chảy gió dòng chảy gradient: Dòng chảy gió: Ngồi chi phối thủy triều biển Ðơng, lên q trình dòng chảy, vịnh Gành Rái khu vực ven bờ chịu tác dụng gió mùa đơng bắc tây nam, kết dẫn đến hình thành vùng nghiên cứu dòng hải lưu gió biển nơng - Trong thời kỳ gió mùa Ðơng bắc, lấy tháng I làm điển hình Dòng chảy có hướng Ðơng bắc tây nam dọc theo bờ biển từ Long Hải đến Cần Giờ Phần phía vịnh dòng chảy gần hướng mũi Cần Giờ phía bờ Tây vịnh Trong thời kỳ hướng dòng chảy tầng mặt tầng đáy có hướng Tốc độ cực đại tầng mặt gần vịnh phía Ðơng 27,3 cm/s tầng đáy 23,5 cm/s Kết phản ánh tính chất hải lưu gió biển nơng có độ sâu nhỏ độ sâu ma sát gió Tốc độ dòng chảy tầng mặt tồn miền khoảng 20 - 25 cm/s - Trong thời kỳ gió mùa Tây nam: lấy tháng VIII làm điển hình Dọc bờ từ Long Hải đến Cần Giờ dòng chảy gần có xu địa xa bờ theo hướng Tây bắc - Ðơng nam phần vịnh dòng nước có xu chảy bên ngồi theo hướng Tây bắc - Ðơng nam phía mũi Vũng Tàu Ở tầng đáy dòng nước có xu hướng vào vịnh ngược lại với hướng chảy tầng mặt Tốc độ trung bình dòng chảy thời kỳ gió mùa Tây nam cho tồn miền khoảng 10 cm/s; nói chung dòng chảy gió thời kỳ mùa hè yếu thời kỳ mùa Ðơng Kết nhận phù hợp với ảnh hưởng hồng lưu nước ngược chiều kim đồng hồ thời kỳ gió mùa Ðơng bắc chiều km đồng hồ thời kỳ gió mùa Tây nam vùng thềm lục địa phía Nam thời kỳ gió mùa Tây nam tượng nước trồi xảy tầng mặt tính chất mơi trường liên tục nên tầng sâu xuất dòng nước chảy vào vịnh trồi lên mặt tham gia vào dòng chảy ngồi vịnh 2- Dòng chảy gradient : Dưới tác dụng dòng chảy gió, tham gia nước sơng đổ vào vịnh dẫn đến sản sinh gradient áp lực nằm ngang vịnh vùng ven biển tạo thành dòng chảy gradient Trong dãy quan trắc thành phần dòng gradient thể thành phần dòng lưu dư khu vực nghiên cứu Vận tốc dòng gradient thường khơng lớn, khoảng từ vài cm/s đến khoảng 20 cm/s Thành phần dòng chảy gradient thường chiếm từ - 10% dòng chảy tổng hợp VII: Nhận xét ảnh hƣởng yếu tố khí tƣợng thủy văn đến vịnh Gành Rái 1) Ảnh hưởng yếu tố khí tượng Vịnh Gành Rái nằm hồn tồn khu vực miền Đơng Nam nên tác động yếu tố khí tượng vịnh giống vùng miền Đơng Nam nói chung khu vực TP HCM, Bà Rịa - Vũng Tàu nói riêng Theo bảng phân loại Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Trung ương khu vực miền Đơng Nam khơng nằm vùng bị ảnh hưởng bão nhiệt đới Hàng năm nước ta có vào khoảng trận bão hàng chục đợt áp thấp nhiệt đới đổ vào, có năm đột biến số trận bão lên đến số 10, nhiên tất trận bão tập trung khu vực miền Trung miền Bắc, có vài trận bão ảnh hưởng đến khu vực Nam Trung Ninh Thuận, Bình Thuận, số trận bão ảnh hưởng đến khu vực miền Đơng Nam Theo số liệu thống kê 100 năm qua, có trận bão lớn đổ vào gây thiệt hại nặng nề cho người dân Nam Bộ, trận bão năm Thìn (1904), bão Linda (1997), bão Durian hay gọi bão số (2006) Footer Page 35 of 133 Header Page 36 of 133 Ngồi trận bão lớn kể số đợt áp thấp nhiệt đới có ảnh hưởng đến khu vực miền Đơng Nam bộ, có vùng vịnh Gành Rái, nhiên mức độ ảnh hưởng Các trận bão lớn áp thấp nhiệt đới gây mưa to gió mạnh tồn khu vực, thời gian ngắn (khoảng từ ÷ giờ) Tại khu vực cảng phao neo cù lao Tào khơng có số liệu đo đạc gió, nhiên trạm Thủy văn Vũng Tàu (nằm vùng vịnh Gành Rái) đo tốc độ gió bão Durian qua cấp 9, cấp 10, giật cấp 10 tức khoảng từ 88 ÷ 102km/giờ Trong trận bão Durian năm 2006, dự báo đường bão, nhiên nhiều người dân vùng ven biển tỉnh Nam chủ quan nên bị thiệt hại lớn, bị thiệt hại nặng tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu với 48 người chết, 10 người tích hàng trăm người bị thương, số tàu thuyền bị chìm 14 chiếc, vùng vịnh Gành Rái có thuyền nhỏ bị chìm Ngồi trận bão lớn Durian năm 2006 gây thiệt hại nặng nề, trận bão nhỏ áp thấp nhiệt đới gây thiệt hại khơng đáng kể cho khu vực miền Đơng Nam bộ, có vịnh Gành Rái Dựa theo tài liệu, số liệu thu thập được, kết luận rằng, trừ trận bão lớn, bão lịch sử, yếu tố khí tượng gió, mưa, bốc ảnh hưởng đến khu vực vùng ven biển miền Đơng Nam bộ, có vùng vịnh Gành Rái 2) Tác động yếu tố thủy văn Thống kê tài liệu thu thập cho thấy, từ cơng trình hồ chứa điều tiết thượng nguồn sơng Đồng Nai Sài Gòn xây dựng đến nay, vùng vịnh Đồng Tranh Gành Rái chế độ thuỷ văn hồn tồn bị chi phối chế độ triều biển Đơng Sơ hoạ địa hình (hình 2) cho thấy, vịnh Gành Rái có hình dạng giống hai phễu ghép ngược với miệng phễu đầu cuống phễu nằm Miệng phễu phía bao gồm vùng nước rộng lớn cửa sơng Lòng Tàu - Ngã Bảy, Thị Vải - Cái Mép, Chà Và, sơng Dinh, miệng phễu phía vùng nước lớn kéo dài đến biển giới hạn bên bờ biển bãi trước Vũng Tàu bên bờ biển xã Cần Thạnh, huyện Cần Giờ; Hai cuống phễu ghép ngược lại có chiều rộng giới hạn từ mũi Sao Mai - Bến Đình (Vũng Tàu) đến mũi Gành Rái thuộc xã Cần Thạnh, huyện Cần Giờ Cảng phao neo cù lao Tào nằm cạnh vùng thắt nút cổ phễu, tức đường chuyển vận khối nước tác động thuỷ triều triều lên triều rút Các số liệu thống kê cho thấy triều lên, khối lượng nước lớn từ biển Đơng truyền vào vịnh Gành Rái, qua đoạn thắt nút, lượng nước phân chia thành khối nước nhỏ vận chuyển vào sơng Lòng Tàu - Ngã Bảy, Thị Vải-Cái Mép, sơng Chà Và, sơng Dinh để lên phía thượng nguồn, triều rút, khối lượng nước lớn từ sơng đổ vùng cửa sơng chảy qua đoạn thắt nút đổ biển Do số liệu đo đạc thuỷ văn vùng vịnh Gành Rái trước thu thập khơng đồng nên chưa thể xác định xác hướng vận tốc dòng chảy theo mùa gió khác mùa gió Đơng Bắc, mùa gió Tây Nam, thời đoạn gió Chướng, mùa gió chuyển tiếp từ gió Đơng Bắc sang Tây Nam ngược lại Tuy nhiên quan trắc mắt thường nhận thấy khu vực cảng phao neo Cù lao Tào, triều lên chiều dòng chảy theo hướng Đơng Bắc, tức chiều từ biển chảy vào sơng Chà Và triều rút hướng dòng chảy pha trộn nhiều hướng hướng dòng chảy từ sơng Chà Và đổ Footervẫn Page of 133 36 hướng Header Page 37 of 133 Trên đánh giá sơ chế độ thuỷ hải văn vùng vịnh Gành Rái dựa theo tài liệu, số liệu thu thập Để xác định tương đối xác hướng vận tốc dòng chảy đây, cần phải cập nhật bổ sung số liệu đo đạc dài ngày mùa gió Đơng Bắc, Tây Nam, gió Chướng, mùa gió chuyển tiếp từ Đơng Bắc sang Tây Nam, từ Tây Nam sang Đơng Bắc mùa gió xem ơn hồ, biến động năm Hình 2: Sơ họa dòng chảy triều rút sơng thuộc vịnh Gành Rái Tóm lại: Q trình thay đổi chế độ nước vùng cửa sơng Sài Gòn – Đồng Nai vịnh Gành Rái chủ yếu phụ thuộc vào chế độ triều, dòng triều từ biển truyền vào chủ yếu Theo thống kê ảnh hưởng yếu tố tượng làm thay đổi lưu lượng dòng chảy ít, vòng 100 năm trở lại có trận bão đổ vào Nam Bộ Trong lưu lượng từ thượng nguồn ảnh hưởng tới lưu lượng dòng chảy với tỷ lệ nhỏ Vì chế độ dòng chảy khu vực phụ thuộc hồn tồn vào dòng triều chế độ gió mùa, điều kiện nước biển dâng chế độ triều biển Đơng tác động mạnh mẽ đến chế độ nước vùng cửa sơng Sài Gòn – Đồng Nai Footer Page 37 of 133 Header Page 38 of 133 KẾT LUẬN Vùng cửa sơng Sài Gòn – Đồng Nai có chế độ khí nhiệt đới gió mùa cận xích đạo Hằng năm có chia hai mùa rõ rệt mùa mưa mùa khơ Mùa mưa tháng V kết thúc vào tháng X, mùa khơ tháng XI đến tháng IV năm sau, chênh lệch lượng mưa hai mùa tương lớn, lượng mưa mùa mưa chiếm 90% lượng mưa năm Trong q trình phân tích giá trị mực nước trạm Vũng Tàu (1980 - 2012) cho thấy Mực nước đỉnh triều cao năm có tăng giảm xen kẽ theo chu kỳ thiên văn chế độ mùa năm Nhưng theo xu chung tăng dần theo thời gian Mức chênh lệch hai đỉnh triều cao tương đối lớn 32 cm Mực nước triều dâng cao gây uy hiếp an tồn cho cơng trình đê bao ngăn mặn ngăn triều, gây úng ngập dẫn đến ách tách giao thơng đường Mực nước triều thấp có xáo trộn mạnh đặc biệt năm gần chân triều xuống thấp nghịch đảo với mực nước triều cao Xu đường q trình mực nước chân triều xu ngày giảm mạnh Khoảng cách chân triều cao chân triều thấp lớn 53cm Q trình mực nước triều lên cao rút sâu làm thay đổi tác động đến động lực dòng chảy nội đồng nước triều truyền vào Nó làm sạt lở, sói mòn bờ sơng lòng sơng, kênh mương Mực nước triều trung bình năm theo xu tăng rõ theo năm, phản ánh mức độ nước dâng theo năm cách xác giá trị loại dao động mang tính chu kỳ ngày, chu kỳ tháng Nó thể diễn biến mực nước trung bình bình nhiều năm theo chu kỳ thiên văn mức dâng lên theo thời gian Theo nghiên cứu GS Nguyến Sinh Huy kết luận mực nước biển dâng Vũng Tàu trung bình 3.1mm/năm Theo kết nghiên cứu cập nhập thêm thời gian xác định mực nước biển dâng chúng tơi mực nước biển dâng năm gần tăng nhanh mức 3.6mm/năm Việc phân tích tốc độ truyền triều sơng có thay đổi rõ rệt với tham gia cơng trình hồ chứa đập dâng thượng nguồn Khi chưa có cơng trình hồ chứa thượng nguồn tốc độ truyền triều từ Vũng Tàu đến Phú An tốc độ truyền triều trung bình từ 2.9 – 3.8 h Sau có cơng trình hộ chứa thượng nguồn tốc độ giảm xuống nửa từ 1.3 – 2.4 h, xét tốc độ truyền triều năm 2012 thời gian truyền triều năm khơng biến động nhiều so với năm 2000 Ngun nhân thay đổi tốc độ truyền triều khơng phải hồ chứa thượng nguồn mà q trình thị hóa cách nhanh chóng, vùng thấp điều tiết triều san lấp thay vào khu thị cao cấp Ngồi tác động yếu tố biến đổi khí hậu, nước biển dâng xảy cách mạnh mẽ năm gần Đây ngun nhân gây úng ngập nặng nề có tổ hợp mưa triều Chế độ dòng chảy vùng Vịnh Gành Rái bị chi phối chủ yếu nguồn nước từ biển vào dòng triều đặc trưng, từ dòng chảy gió dòng chảy gradien Sự tham gia dòng chảy thượng nguồn tham gia Footer Page 38 of 133 Header Page 39 of 133 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) GS Nguyễn Sinh Huy (2010) – Đề tài “Nghiên cứu sở khoa học đề xuất biện pháp ứng phó cho đồng sơng Cửu Long đảm bảo việc phát triển bền vững điều kiện biến đổi khí hậu – nước biển dâng” 2) GS Nguyễn Sinh Huy (2006 -2007) – Dự án “Khảo sát, nghiên cứu thủy văn – thủy lực, diễn biến dòng chảy, giải pháp bảo vệ bờ mơi trường sinh thái hệ thống sơng, kênh rạch khu vực trung tâm thị Thủ Thiêm” 3) PGS.TS Hồng Văn Hn (2009 – 2010) – Dự án “ Điều tra cửa sơng Sài Gòn – Đồng Nai” 4) CN Mai Đức Trần (2012 – 2013) - Dự án “ Khảo sát chế độ khí tượng – thủy văn khu vực vịnh Gành Rái để nâng cao an tồn cho cảng phao neo Cù Lao Tàu” Footer Page 39 of 133 Header Page 40 of 133 Footer Page 40 of 133 Header Page 41 of 133 Footer Page 41 of 133 ... -1 76 -1 77 -1 86 -2 19 -2 33 -2 30 -2 20 -2 22 -1 51 -1 61 -1 76 -1 93 1987 -1 62 -1 98 -2 02 -1 72 -2 03 -2 39 -2 43 -2 31 -2 22 -1 76 -1 85 -1 58 -1 99 1988 -1 75 -1 66 -2 03 -1 88 -2 15 -2 40 -2 46 -2 24 -2 03 -1 74 -1 52 -1 75... -1 67 -1 56 -1 64 -1 74 -1 97 -2 03 -2 15 -2 09 -1 85 -1 53 -1 48 -1 57 -1 77 2001 -1 73 -1 58 -1 67 -1 71 -2 15 -2 18 -2 29 -2 24 -1 99 -1 50 -1 46 -1 64 -1 85 2002 -1 80 -1 82 -1 86 -1 76 -2 09 -2 23 -2 32 -2 33 -2 19 -1 57 -1 54... -1 46 -1 43 -1 77 -2 05 -2 27 -2 15 -2 06 -1 91 -1 67 -1 52 -1 47 -1 78 2012 -1 72 -1 62 -1 43 -1 81 -2 02 -2 18 -2 18 -2 08 -1 64 -1 38 -1 61 -1 59 -1 77 Max -1 54 -1 46 -1 43 -1 63 -1 86 -2 03 -2 01 -1 94 -1 64 -1 29 -1 38 -1 45 -1 64