Nghiên cứu sự biến động của bùn cát vùng đồng bằng sông cửu long

MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan vùng nghiên cứu 1.1.1 Vị trí điều kiện địa lý tự nhiên 1.1.2 Đặc điểm địa hình 1.1.3 Địa chất, thổ nhưỡng 1.1.4 Chế độ khí hậu 11 1.1.5 Chế độ thủy văn 13 1.2 Các nghiên cứu liên quan đến bùn cát vùng ĐBSCL 25 1.2.1 Các nghiên cứu nước 25 1.2.2 Các nghiên cứu nước 26 1.3 Tình hình thay đổi bùn cát vùng ĐBSCL 27 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 Phương pháp thu thập phân tích tổng hợp thơng tin, liệu 31 2.2 Phương pháp thống kê 31 2.3 Phương pháp mô hình tốn 33 2.3.1 Module thuỷ động lực 36 2.3.2 Module vận chuyển bùn cát lơ lửng 41 2.3.3 Thiết lập mơ hình 2D-FEM cho vùng nghiên cứu 46 CHƯƠNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN 55 3.1 Các tiêu chí đánh giá sai số 55 i 3.2 Kết tính tốn hàm lượng phù sa từ tương quan 56 3.2.1 Kết xây dựng tương quan trạm 56 3.2.2 Sự thay đổi bùn cát lơ lửng theo thời gian 61 3.2.3 Sự thay đổi bùn cát lơ lửng theo không gian 69 3.3 Kết mơ từ mơ hình 2D-FEM 72 3.3.1 Kết mô thuỷ lực 72 3.3.2 Kết mô hàm lượng phù sa 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 Kết luận 84 Kiến nghị 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 ii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Bản đồ vùng Đồng sông Cửu Long khu vực phụ cận Hình 1.2: Bản đồ thể địa hình vùng tính tốn Hình 1.3: Sơ hoạ độ dốc dọc sơng Mê Kông từ nguồn sông đến cửa Hình 1.4: Biểu đồ lượng mưa trung bình tháng số trạm 11 Hình 1.5: Bản đồ phân bố lượng mưa trung bình năm lưu vực sơng Mê Kơng 12 Hình 1.6: Mạng lưới sơng ngòi, kênh rạch vùng Đồng Bằng sơng Cửu Long 14 Hình 1.7: Hệ thống thủy hệ vùng Đồng sơng cửu long 15 Hình 1.8: Ảnh vệ tinh thể khu vực ngập trận lũ tháng 9/2000 (Viện KHKTTV&MT) 17 Hình 1.9: Bản đồ tiềm trữ lượng nước ngầm vùng ĐBSCL (Viện KHKTTV&MT - 2010) 19 Hình 1.10: Phân bố dòng chảy kiệt tính tốn theo mơ hình triều bán nhật (Hà lan, 1974) 20 Hình 1.11: Mạng lưới trạm thủy văn lưu vực 24 Hình 1.12: Diễn biến hàm lượng phù sa, chất rắn lơ lửng trạm Kratie 28 Hình 1.13: Diễn biến hàm lượng phù sa, chất rắn lơ lửng trạm Kratie bình quân tháng 28 Hình 1.14: Thay đổi hàm lượng phù sa Kratie tháng đầu mùa mưa 29 Hình 2.1: Sơ đồ thể phương pháp nội dung nghiên cứu luận văn 30 Hình 2.2: Sơ đồ tổng qt mơ hình phần tử hữu hạn hai chiều 2D-FEM 35 iii Hình 2.3: Sơ đồ thể đặc trưng dòng chảy hệ toạ độ phương trình đặc trưng module thuỷ động lực 37 Hình 2.4: Sơ đồ q trình tính tốn module thuỷ động lực 40 Hình 2.5: Sơ đồ q trình tính tốn module vận chuyển bùn cát 45 Hình 2.6: Sơ đồ thể sông nhánh đổ vào vùng biển hồ Tonle Sap (Campuchia) 47 Hình 2.7: Giới hạn vùng tính tốn (bên phải) ví dụ lưới tam giác (bên trái) dùng để thể lại vùng tính tốn 47 Hình 2.8: Lưới tính tốn vùng đồng sông hạ lưu sông Mê Kông, gồm 128,815 nút 255,996 ô lưới tam giác 49 Hình 2.9: Bản đồ thể địa hình vùng tính tốn 50 Hình 2.10: Đường trình mực nước trạm Kratie năm 2000 51 Hình 2.11: Đường q trình dòng chảy 12 nhánh nhập lưu đổ vào biển hồ Tonle Sap năm 2000 52 Hình 2.12: Đường q trình dòng chảy nhánh nhập lưu đổ vào biển hồ Tonle Sap năm 2011 53 Hình 2.13: Đường trình mực nước trạm Kratie năm 2011 53 Hình 2.14: Đường trình mực nước biên hạ lưu năm 2000 54 Hình 2.15: Đường trình mực nước biên hạ lưu năm 2011 54 Hình 3.1: Quan hệ bùn cát lơ lửng lưu lượng trạm Kratie 58 Hình 3.2: Quan hệ bùn cát lơ lửng lưu lượng trạm Tân Châu 58 Hình 3.3: Quan hệ bùn cát lơ lửng lưu lượng trạm Châu Đốc 59 Hình 3.4: Quan hệ bùn cát lơ lửng lưu lượng trạm Vàm Nao 59 Hình 3.5: Quan hệ bùn cát lơ lửng lưu lượng trạm Mỹ Thuận 60 iv Hình 3.6: Quan hệ bùn cát lơ lửng lưu lượng trạm Cần Thơ 60 Hình 3.7: Đường trình bùn cát lơ lửng (trên) lưu lượng nước (dưới) Kratie 62 Hình 3.8: Đường trình bùn cát lơ lửng (trên) lưu lượng nước (dưới) Tân Châu 63 Hình 3.9: Đường trình bùn cát lơ lửng (trên) lưu lượng nước (dưới) Châu Đốc 64 Hình 3.10: Đường trình bùn cát lơ lửng (trên) lưu lượng nước (dưới) Vàm Nao 65 Hình 3.11: Đường trình bùn cát lơ lửng (trên) lưu lượng nước (dưới) trạm Mỹ Thuận 66 Hình 3.12: Đường trình bùn cát lơ lửng (trên) lưu lượng nước (dưới) trạm Cần Thơ 67 Hình 3.13: Bùn cát lơ lửng hay hàm lượng phù sa trung bình năm số vị trí vùng nghiên cứu [5] 68 Hình 3.14 : Hàm lượng phù sa trung bình tháng dòng sơng Mê Kơng 68 Hình 3.15: Nồng độ bùn cát lơ lửng thời kỳ khác năm 2000 70 Hình 3.16: Nồng độ bùn cát lơ lửng thời kỳ khác năm 2011 71 Hình 3.17: Đường q trình mực nước tính tốn thực đo tại: a) Kompong Cham, b) Neak Luong, c) Mỹ Thuận d) Cần Thơ 73 Hình 3.18: Kết mơ độ sâu dòng chảy thời điểm 12 ngày 2509-2000 74 Hình 3.19: Đường trình mực nước tính tốn thực đo Cần Thơ cho kiểm định mơ hình 75 v Hình 3.20: Đường q trình mực nước tính tốn thực đo Mỹ Thuận cho kiểm định mơ hình 76 Hình 3.22: Kết mô phân bố độ sâu vận tốc dòng chảy vùng tính tốn thời điểm 12:00:00 ngày 01 tháng 10 năm 2011 77 Hình 3.23: Đường trình bùn cát lơ lửng Tân Châu (trên) Châu Đốc (dưới) 81 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Lượng mưa trung bình tháng, năm số trạm [3] 13 Bảng 1.3: Tổng hợp thống kê chuỗi số liệu thủy văn trạm thủy văn dòng 23 Bảng 1.5: Tải lượng phù sa trung bình nhiều năm dòng sơng Mê Kơng trạm Kratie [5] 27 Bảng 2.1: Tên kí hiệu chuỗi số liệu mực nước biên hạ lưu 51 Bảng 3.1: Tương quan bùn cát lơ lửng lưu lượng nước số trạm vùng nghiên cứu 56 Bảng 3.2: Bùn cát lơ lửng (hàm lượng phù sa) trung bình tháng số vị trí vùng nghiên cứu [5] 68 vii MỞ ĐẦU Sông Mê Kông xếp hàng thứ hệ thống sơng lớn giới, có nguồn nước tương đối dồi với tổng lượng nước bình quân hàng năm khoảng 475 tỷ m3 Phần lớn lãnh thổ Lào (97%) Campuchia (86%) nằm lưu vực Mê Kơng , 36% diện tích Thái Lan (vùng Đơng Bắc) nằm lưu vực Phần diện tích Việt Nam chiếm khoảng 11%, có phần vùng Tây Ngun vùng đồng sơng Cửu Long (ĐBSCL), 82% tổng lượng dòng chảy hình thành từ bốn nước hạ lưu: Lào 35%, Thái Lan 18%, Camuchia 18% Việt Nam 11% Phần dòng chảy đóng góp từ hai nước thượng lưu chiếm khoảng 18% tổng lượng dòng chảy năm, đánh giá phần đóng góp quan trọng dòng chảy mùa kiệt cho lưu vực Đồng sông Cửu Long vùng đồng quan trọng nước ta, với diện tích tự nhiên vào khoảng triệu (xấp xỉ 1/9 diện tích nước), đóng góp 50% sản lượng lương thực (là tảng an ninh lương thực Quốc gia), 90% sản lượng gạo xuất khẩu, chiếm 70% sản lượng nuôi trồng thủy sản 57% tổng sản lượng thủy sản nước Tuy đồng có giàu tiềm năng, nhiều vấn đề tồn liên quan đến nước như: lũ lụt hàng năm, xói lở bờ sông, ven biển, xâm nhập mặn, hạn hán, đất phèn nước phèn, ô nhiễm nguồn nước ĐBSCL nằm hạ nguồn lưu vực sông Mê Kông, tác động phát triển thượng lưu gia tăng diện tích nơng nghiệp, xây dựng thủy điện, đặc biệt phát triển thủy điện dòng xem nguy đe doạ, ảnh hưởng đến nguồn lợi phù sa thủy sản, làm gia tăng xói lở bờ biến đổi lòng dẫn… nguy cho phát triển ổn định vùng đồng sông Cửu Long Trong năm gần đây, tượng xói lở phía hạ du vùng Đồng sông Cửu Long phát triển mạnh gây ảnh hưởng xấu đến khu vực dân cư Có nhiều nguyên nhân gây tình trạng sạt lở nghiêm trọng Một nguyên nhân gây nên tượng xói lở cho lượng bùn cát đổ biển từ thượng nguồn sông Mê Kông suy giảm Các nghiên cứu cho thấy, tồn nhiều nguyên nhân dẫn đến suy giảm lượng bùn cát hệ thống sông Luận văn đặt với mục tiêu tìm hiểu biến động bùn cát lơ lửng vùng Đồng sơng Cửu Long Mặc dù có số nghiên cứu biến động bùn cát lơ lửng hệ thống sông Mê Kông đánh giá nguyên nhân gây biến động Tuy nhiên, phần lớn nghiên cứu chủ yếu tập trung vào đánh giá biến động bùn cát lơ lửng vị trí cụ thể xác định mà chưa có nghiên cứu tập trung vào việc mơ cho tồn vùng hạ lưu sơng Mê Kơng tồn vùng Đồng sơng Cửu Long sử dụng mơ hình tốn phức tạp mơ hình hai chiều ba chiều Để phục vụ cho nhu cầu nói trên, cần thiết phải có cơng cụ hỗ trợ kỹ thuật để đánh giá tình hình biến động bùn cát vùng đồng sơng Cửu Long Do đó, đề tài luận văn “Nghiên cứu biến động bùn cát vùng Đồng sông Cửu Long” đựa lựa chọn Cũng cần phải nhấn mạnh luận văn chủ yếu tập trung nghiên cứu tìm hiểu biến động bùn cát lơ lửng hạt mịn có kích thước nhỏ 62 m, sở phân tích biến đổi lưu lượng bùn cát quan trắc trạm thủy văn (khi sử dụng phương pháp thống kê – quan hệ tương quan) Ngoài phương pháp thống kê ra, luận văn mạnh dạn sử dụng mơ hình phần tử hữu hạn hai chiều 2D-FEM để mô thuỷ lực bùn cát lơ lửng vùng nghiên cứu Ngoài phần mở đầu kiết luận, luận văn bố cục sau Chương trình bày khái quát chung Đồng sông Cửu Long Chương giới thiệu phương pháp thống kê dùng để xây dựng tương quan lưu lượng nước hàm lượng phù sa, phương pháp mơ hình tốn cụ thể mơ hình hai chiều 2D-FEM Chương trình bày cụ thể kết tính tốn luận văn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan vùng nghiên cứu 1.1.1 Vị trí điều kiện địa lý tự nhiên Sông Mê Kông sông lớn giới, bắt nguồn từ cao nguyên Tây Tạng (Trung Quốc) chảy qua nước (Trung Quốc, Lào, Myanmar, Thái Lan, Campuchia Việt Nam) trước đổ Biển Đông, với chiều dài sơng diện tích lưu vực 4.800 km 795.000 km2 [1, 2, 3, 4] Lưu vực sông Mê Kông trải dài từ 90 đến 350 Vĩ Bắc 930 đến 1070 Kinh Đông (Hình 1.1) Lưu vực sơng Mê Kơng chia thành vùng thượng lưu hạ lưu (Hình 1.1) Vùng thượng lưu giới hạn từ nguồn sơng kéo dài đến biên giới Trung Quốc, Myanmar Lào, với chiều dài sơng 3.000 km, chiếm khoảng 24% diện tích tồn lưu vực đóng góp khoảng 18% lượng nước chảy vào sông Mê Kông Trong vùng thượng lưu, lưu vực sơng hẹp, dòng chảy mạnh, lòng sông hẹp sâu, nhiều ghềnh thác chảy qua nhiều vùng núi cao có địa hình phức tạp Xói mòn vấn đề lớn vùng Ước tính khoảng 50% trầm tích sơng Mê Kơng bắt nguồn từ vùng thượng lưu Lượng trầm tích theo dòng chảy di chuyển xuống hạ lưu, phần bồi lắng sông, hay bãi bồi ven sơng q trình di chuyển, phần tích tụ hồ Tonle Sap phần lại bồi lắng vùng thuộc Đồng sông Cửu Long Vùng hạ lưu giới hạn từ Bắc Vientiane (Lào) đến Biển Đơng, chia thành vùng giới hạn từ Bắc Vientiane (Lào) đến Stungtreng–Kratie (Campuchia) vùng đồng giới hạn từ Kratie đến Biển Đông - Vùng giới hạn từ Bắc Vientiane (Lào) đến Stungtreng–Kratie (Campuchia) có chiều dài sơng 750 km chiếm khoảng 57% diện tích tồn lưu vực Trong vùng này, sơng chảy song song với dãy Trường Sơn băng qua cao nguyên sa thạch khổng lồ với tầng địa chất nằm ngang Ở tả ngạn, sông nhận nước từ phụ lưu sông Nậm Re, Nậm U, Nậm Suông, Nậm Ngừm, Nậm Thưng, Sê Bang Phai, Sê Bang Hiên, Sê Pôn hữu ngạn, sông nhận nước từ phụ lưu Nậm Mum (bao trùm cao nguyên Carat) phụ lưu Mênam Xongkhram Đoạn có hai thác lớn thác Kemmarat (có dạng hẻm vực) thác Khone (rất hiểm trở) Trong vùng giới hạn từ Bắc Vientiane (Lào) đến Stungtreng–Kratie (Campuchia) thuộc lãnh thổ Campuchia, sông Mê Kông nhận nước từ (i) phụ lưu sông SêKong, SêSan, Sêrêpok (từ Tây Nguyên Việt Nam đổ xuống tả ngạn) (ii) hồ TonLe Sap (ở Tây Bắc Campuchia) đổ vào TonLe Sap có chế độ sông hồ, tồn hồ nước khổng lồ dòng TonLe Sap (với chiều dài 150 km Hình 3.20: Đường trình mực nước tính tốn (Htt) thực đo (Htđ) Mỹ Thuận cho kiểm định mơ hình Hình 3.21: Kết mơ phân bố độ sâu vận tốc dòng chảy vùng tính tốn thời điểm 12:00:00 ngày 25 tháng năm 2011 Hình 3.21 thể phân bố độ sâu vận tốc dòng chảy thời điểm 12:00:00 ngày 25 tháng năm 2011, Hình 3.22 ví dụ minh hoạ kết mơ phân bố độ sâu vận tốc dòng chảy vùng tính tốn thời điểm 76 12:00:00 ngày 01 tháng 10 năm 2011 Kết tính tốn thể phạm vi khoảng 100 km hạ lưu dòng sơng Mê Kơng giới hạn từ Kraite đến thủ Phnom Penh (Cămpuchia), vận tốc dòng chảy tương đối lớn, với biên độ số vị trí lên đến 2,0 m/s Trong vận tốc dòng chảy nhỏ xuất vùng biển hồ Tonle Sap Trong vùng Đồng sông Cửu Long vùng bãi ngập dọc theo dòng sơng Tiền sông Hậu sông nhánh sông này, vận tốc dòng chảy thay đổi khoảng từ đến 0,5 m/s Trong vùng cửa sông Đồng sơng Cửu Long, nơi có ảnh hưởng mạnh mẽ thuỷ triều, vận tốc dòng chảy dao động dải lớn hơn, với biên độ lên đến 1,0 m/s Hình 3.22: Kết mơ phân bố độ sâu vận tốc dòng chảy vùng tính tốn thời điểm 12:00:00 ngày 01 tháng 10 năm 2011 77 Tương tự kết mơ dòng chảy hiệu chỉnh thơng số mơ hình, kết mơ độ sâu trường phân bố vận tốc dòng chảy bước kiểm định thể diện tích khơ/ướt khác vùng tính tốn Điều có nghĩa mơ hình cho phép thể diện tích khô/ướt khác cho phép xem xét thay đổi phức tạp địa hình vùng tính tốn rộng lớn vùng hạ lưu sơng Mê Kơng (tính từ Kraite đến vùng cửa sơng Đồng sơng Cửu Long) Như thể Hình 3.22, mực nước ngày mô thể dao động nhỏ mực nước so với thực đo Sự khác biệt dao động mực nước nhiều nguyên nhân khác việc sử dụng hệ số nhám số suốt thời gian mô phỏng, phân chia nhâp lưu dòng chảy ngã ba sông, ảnh hưởng thuỷ triều việc bỏ qua dòng chảy thứ cấp tính tốn 3.3.2 Kết mô hàm lượng phù sa 3.3.2.1 Kết hiệu chỉnh Để mô bùn cát lơ lửng vùng tính tốn, giá trị ứng suất tới hạn cho hạt bùn cát bắt đầu bồi lắng d = 0.05 N/m2 sử dụng Đồng thời, ứng suất tới hạn cho hạt bùn cát bắt đầu bị xói giả định ứng suất tới hạn cho hạt bùn cát bắt đầu bồi lắng hay nói cách khác d = c Hệ số tỷ lệ xói M = 510-6 kg/s/m2 tốc độ lắng chìm hạt bùn cát w = 1.3 mm/s [26] Hình 3.23: Nồng độ bùn cát lơ lửng thực đo tính tốn Tân Châu 78 Hình 3.24: Nồng độ bùn cát lơ lửng thực đo tính tốn Châu Đơc Hình 3.25: Nồng độ bùn cát lơ lửng thực đo tính tốn Cần Thơ 79 Kết tính toán nồng độ bùn cát lơ lửng cho hiệu chỉnh thơng số mơ hình module vận chuyển bùn cát thể hình từ Hình 3.23 đến Hình 3.25 Dễ dàng nhận thấy mơ hình thể tốt xu thay đổi nồng độ bùn cát lơ lửng trạm: Tân Châu, Châu Đốc Cân Thơ thời kỳ so sánh từ ngày 27 tháng 05 đến ngày tháng năm 2011 Kết mô thể thay đổi nồng độ bùn cát lơ lửng thời điểm khác thời kỳ so sánh Tuy nhiên, kết tính tốn nồng độ bùn cát lơ lửng thiên lớn thời kỳ nồng độ bùn cát nhỏ (từ ngày 27-05-2011 đến ngày 15-06-2011) thời kỳ lại kết mơ từ mơ hình lại thiên nhỏ Ngun nhân dẫn đến khác biệt xu thay đổi việc giả định ứng suất tới hạn cho hạt bùn cát bắt đầu bị xói ứng suất tới hạn cho hạt bùn cát, việc sử dụng giá trị thơng số mơ hình moduel vận chuyển bùn cát chưa thật xác 3.3.2.2 Kết kiểm định Hình 3.26 Hình 3.27 thể kết mô nồng độ bùn cát lơ lửng Tân Châu Châu Đốc Kết tính tốn nồng độ bùn cát lơ lửng từ mơ hình hai chiều 2D-FEM so sánh với kết tính tốn theo tương quan Lưu ý hạn chế số liệu bùn cát hàm lượng phù sa năm 2000 nên kết tính tốn từ mơ hình dừng lại việc so sánh với kết ước tính bùn cát lơ lửng từ phương trình tương quan theo phương pháp thống kê Dễ dàng nhận thấy kết thể tương đồng thay đổi hàm lượng phù sa theo thời gian phương pháp Vào thời gian có lưu lượng dòng chảy lớn hàm lượng phù sa tính tốn theo phương pháp cho kết lớn Ngược lại vào thời kỳ có lưu lượng dòng chảy nhỏ kết mơ từ mơ hình tốn cho hàm lượng phù sa nhỏ Hình 3.28 thể phân bố nồng độ bùn cát lơ lửng vùng tính tốn thời thời điểm 12:00:00 ngày 25 tháng năm 2000 kết mơ phân bố nồng độ bùn cát lơ lửng vùng tính tốn thời điêm 12:00:00 ngày 01 tháng 10 năm 2000 thể Hình 3.29 Kết mô nồng độ bùn cát lơ lửng thể rõ thay đổi theo không gian vùng tính tốn Nồng độ bùn cát lơ lửng lớn thường xuất vị trí thuộc dòng sơng Mê Kơng vị trí có tốc độ dòng chảy lớn, vị trí bãi ngập thuộc vùng Đồng Cămpuchia vùng Đồng Sơng Cửu Long nồng độ bùn cát lơ lửng thường nhỏ vị trí tốc độ dòng chảy nhỏ 80 Hình 3.26: Đường trình bùn cát lơ lửng Tân Châu Hình 3.27: Đường trình bùn cát lơ lửng Châu Đốc 81 Hình 3.28: Kết mơ phân bố nồng độ bùn cát lơ lửng vùng tính tốn thời điểm 12:00:00 ngày 25 tháng năm 2000 82 Hình 3.29: Kết mơ phân bố nồng độ bùn cát lơ lửng vùng tính toán thời điểm 12:00:00 ngày tháng 10 năm 2000 83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Bùn cát đại lượng thiếu chuyển động dòng chảy vùng ngập nước nói chung trrong vùng Đồng sơng Cửu Long nói riêng Nghiên cứu thay đổi hay biến động bùn cát (nói chung bùn cát lơ lửng nói riêng) theo khơng gian thời gian có ý nghĩa vô to lớn thực cần thiết Bởi vì, thứ nhất, thay đổi bùn cát dòng chảy vùng Đồng sơng Cửu Long có liên hệ chặt chẽ với màu mỡ diện tích trồng diện tích đất nông nghiệp Thứ hai, nghiên cứu chuyển động bùn cát lơ lửng không cho phép xem xét đặc trưng dòng chảy vận tốc, độ sâu dòng chảy, lưu lượng nước mà có ý nghĩa quan trọng nghiên cứu chất lượng nước Thứ ba, nghiên cứu chuyển động bùn cát giúp ích cho việc xem xét q trình bồi xói sơng dọc theo sơng Thứ tư, nghiên cứu thay đổi bùn cát giúp ích cho việc đánh giá xu tang giảm hàm lượng phù sa nước, qua cung cấp thơng tin hữu ích cho việc đánh giá tăng giảm diện tích đất cho nơng nghiệp Đó lý đề tài nghiên cứu biến động bùn cát vùng Đồng sông Cửu Long lựa chọn thực luận văn Ngoài nội dung tổng quan điều kiện địa lý tự nhiên, thổ nhưỡng, khí tượng khí hậu, thuỷ văn, số kết nghiên cứu luận văn tóm tắt sau:  Hàm lượng phù sa trung bình năm Kratie, Tân Châu Châu Đốc cho thời kỳ từ năm 1985 đến 2016 có xu giảm rõ rệt, kể từ năm 1998 Nguyên nhân dẫn đến suy giảm hàm lượng phù xa hoạt động hồ chứa thuỷ điện thượng nguồn sông Mê Kông vào khai thác vận hành, đập thuỷ điện Manwan (Trung Quốc)  Hàm lượng phù sa trung bình tháng Kratie, Tân Châu, Châu Đốc, Vàm Nao, Cần Thơ Mỹ Thuận có xu hàm lượng phù sa tăng cao tháng mùa lũ giảm vào tháng mùa kiệt tất trạm xem xét Cụ thể, hàm lượng phù sa lớn xảy vào tháng VIII (trùng với thời kỳ có dòng chảy lũ lớn) hàm lượng phù sa nhỏ xuất vào tháng IV (trùng với thời kỳ có dòng chảy nhỏ mùa kiệt)  Tương quan hàm lượng phù sa lơ lửng lưu lượng nước xây dựng sử dụng số liệu quan trắc đo đạc đặc trưng năm 2011 Kết thể có liên hệ chặt chẽ hàm lượng phù sa lưu lượng nước, vị trí Kratie Tại vị trí nằm vùng Đồng Sơng 84 Cửu Long – hạ lưu dòng sông Mê Kông, tương quan hàm lượng phù sa lưu lượng nước có phân tán định Điều có nghĩa ngồi lưu lượng dòng chảy hàm lượng phù sa lơ lửng nước phụ thuộc vào yếu tố khác nguồn bổ sung bùn cát vào sông, ảnh hưởng phân chia dòng chảy nhánh sơng thuỷ triều Tuy nhiên, yếu tố nêu lại không xem xét mối tương quan Do đó, lý mà tương quan hàm lượng phù sa lơ lửng lưu lượng nước vị trí vùng Đồng sơng Cửu Long có phân tán  Dựa vào số liệu hàm lượng phù sa thu thập ước tính được, đồ phân bố hàm lượng phù sa trung bình mùa lũ, mùa kiệt năm xây dựng cho năm 2000 2011, cho phép xem xét hình dung sơ thay đổi hàm lượng phù sa theo không gian vùng nghiên cứu  Bản đồ phân bố nồng độ bùn cát theo không gian thời gian tính tốn luận văn mang tính chất minh họa cho khả ứng dụng mô  Sử dụng tương quan lưu lượng nước hàm lượng phù sa xây dựng, hàm lượng phù sa vị trí xem xét vùng nghiên cứu (Kratie, Tân Châu, Châu Đốc, Vàm Nao, Mỹ Thuận Cần Thơ) ước tính cho năm 2011 Ngoài ra, sử dụng tương quan xây dựng hàm lượng phù sa 12 nhánh sông đổ vào vùng biển hồ Tonle Sap xác định số liệu đầu vào mơ sử dụng mơ hình hai chiều 2D-FEM  Sử dụng đặc trưng dòng chảy hàm lượng phù sa mùa lũ năm 2000 2011, mô hàm lượng phù sa sử dụng mơ hình hai chiều 2D-FEM thực Kết mô hàm lượng phù sa từ mơ hình sau so sánh với số liệu đo đạc kết ước tính hàm lượng phù sa lơ lửng từ quan hệ tương quan, thể có tương đồng thay đổi hàm lượng phù sa theo thời gian phương pháp Vào thời gian có lưu lượng dòng chảy lớn hàm lượng phù sa tính tốn theo phương pháp cho kết lớn Ngược lại vào thời kỳ có lưu lượng dòng chảy nhỏ kết mơ từ mơ hình tốn cho hàm lượng phù sa nhỏ Kiến nghị Bên cạnh số kết đạt được, cần phải nhấn mạnh khu vực nghiên cứu rộng bao gồm tồn vùng Đồng sơng Cửu Long, việc thu thập số liệu, liệu số liệu địa hình, thủy văn, hải văn (thuỷ triều), đặc trưng dòng chảy (vận tốc, độ sâu hay mực nước, lưu lượng nước), bùn cát gặp nhiều khó khan Hầu hết số liệu thu thập rời rạc khơng đồng mặt thời gian Đó lý kết xây dựng tương quan 85 lưu lượng nước hàm lượng phù sa kết mơ từ mơ hình hai chiều 2D-FEM nhiều hạn chế Mặt khác khơng đồng liệu số liệu thu thập (ví dụ năm có đặc trưng dòng chảy lưu lượng, mực nước lại khơng có số liệu bùn cát trường hợp ngược lại có số liệu bùn cát lại khơng có số liệu thuỷ triều đặc trưng dòng chảy Do việc thực mơ sử dụng mơ hình hai chiều 2D-FEM gặp nhiều khó khăn Đây lý thơng số mơ hình kế thừa từ nghiên cứu trước Mơ hình hai chiều 2D-FEM phát triển TS Phạm Thanh Hải mạnh dạn sử dụng luận văn thay mơ hình thương mại MIKE 21 hay mơ hình khác TELEMAC Do mơ hình 2D-FEM mơ hình tự phát triển nên tài liệu hướng dẫn sử dụng mơ tài liệu liên quan khác chưa nhiều thật phong phú Do đó, việc lần tiếp cận sử dụng mơ hình cho nghiên cứu biến động bùn cát vùng Đồng sông Cửu Long luận văn khơng tránh khỏi khó khăn khơng việc sử dụng mơ hình mà việc tiếp cận hiểu cấu trúc code mơ hình xử lý liệu đầu vào đầu mơ hình Với diện tích vơ rộng lớn vùng Đồng hạ lưu sông Mê Kơng, việc sử dụng mơ hình thương mại ví dụ mơ hình MIKE 21 việc gần khơng thể số phần tử hay số ô lưới dùng việc thể lại vùng nghiên cứu lớn Cuối cùng, để đảm bảo độ xác kết tính tốn mơ từ mơ hình, tài liệu địa hình, thuỷ văn, hải văn, bùn cát cần phải thu thập bổ sung cập nhật Sau đó, thơng số mơ hình hiệu chỉnh cẩn thận trước mơ hình kiểm định áp dụng cho tính tốn mơ ứng với điều kiện đầu vào (tại biên thượng lưu hạ lưu) khác nhau, nhằm đảm bảo tạo sở tốt cho việc xác định định lượng chi tiết biến động bùn cát theo thời gian không gian vùng nghiên cứu 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 10 11 12 13 14 15 16 Trần Thục Lê Nguyên Tường (2010) Việt Nam ứng phó thích ứng với biến đổi khí hậu Tạp chí tài nguyên môi trường, số 3/2010 Báo cáo “Tác động biến đổi khí hậu lên tài nguyên nước biện pháp thích ứng”, 11/2010, Viện khoa học khí tượng thủy văn mơi trường MeKong River Commission (2011) Climate Change Adaptation Initiative, 20112015 Programme Document MeKong River Commission (2011) Annual MeKong Flood Report Báo cáo đề tài “Nghiên cứu đánh giá tác động bậc thang thủy điện dòng hạ lưu sơng Mê Kơng đến dòng chảy, mơi trường, kinh tế xã hội vùng Đồng sông Cửu Long đề xuất giải pháp giảm thiểu bất lợi” – KC08-1311 Volume II: Supporting Report, Paper IV: Development of Hydro-Hydraulic Model for the Cambodian Floodplains; WUP-JICA, March 2004 Jansson M.B (1997) Comparison of sediment rating curves developed on load and on concentration Nordic Hydrology, 28(3), 189–200 Walling D.E (1977) Assessing the accuracy of suspended sediment rating curves for a small basin Water Resources Research, 13(3), 531–538 Cohn T.A (1995) Recent advances in statistical methods for the estimation of sediment and nutrient transport in rivers Reviews of Geophysics, 33(1), 1117– 1123 Cohn T.A., Delong L.L., Gilroy E.J., Hirsch R.M., Wells D.K (1989) Estimating constituent loads Water Resources Research, 25(5), 937–942 Nguyễn Tất Đắc (2016), Bàn số cách tính biên cho tốn thủy lực QHTT-TL ĐBSCL điều kiện biến đổi khí hậu nước biển dâng Nguyễn Tất Đắc (2005) Mơ hình tốn cho dòng chảy chất lượng nước hệ thống kênh sông Nhà xuất Nông Nghiệp, 240 Trang Nguyễn Tất Đắc (2010) Phần mềm DELTA cho tính tốn dòng chảy chất lượng nước hệ thống kênh sông Nhà xuất Nông Nghiệp, 124 Trang Papanicolaou, A.N., Elhakeem, M., Krallis, G., Prakash, S and Edinger, J (2008) Sediment transport modelling review - current and future developments Journal of Hydraulic Engineering, 134, 1-14 Pham Thanh Hai, T Masumoto, K Shimizu (2008) Development of a twodimensional finite element model for inundation processes in the Tonle Sap and its environs Hydrological Processes 22, 1329-1336 C Pham Van, Pham Thanh Hai (2016) Preliminary results of the flow in the Mekong river-lake-delta system APHydro2016, Hanoi, Vietnam, pp 151-158 87 17 Pham Thanh Hai (2010) Large-scale flooding analysis in the suburbs of Tokyo Metropolis caused by levee breach of the Tone River using a 2D hydrodynamic model Water Science and Technology, 62(8), 1859–1864 18 Pham Thanh Hai (2013) Ứng dụng mơ hình thủy động lực học hai chiều phân tích q trình ngập lụt với quy mô lớn gây vỡ đê, với tác động biến đổi khí hậu – Trường hợp sơng Tơne, Nhật Bản Tạp chí Hội Cơ học Thủy khí, Trang 269-276 19 Leclerc, M, Bellemare, JF, Dumas, G, and Dhatt G(1990) A finite element model of estuarian and river flows with moving boundaries Advances in Water Resources, 4, 158–168 20 Kawachi T (1987) Finite element analysis of tidal flow in the Nakaumi Shinjiko estuarine basin Journal of the Japan Society of Irrigation, Drainage and Reclamation Engineering, 128, 93–101 21 Kawahara, M and Umetsu T(1986) Finite element method for moving boundary problems in river flow.International Journal for numerical methods in Fluids, 6, 365–386 22 Kawahara, M, Hirano, H, and Tsubota K (1982) Selective lumping finite element method for shallow water flow.International Journal for Numerical Methods in Fluids, 2, 89–112 23 Ariathuru R and Krone R.B (1976) Finite element model for cohesive sediment transport Journal of hydraulic Engineering, 102(3), 323-338 24 Krone R.B (1962) Flume studies of the transport of sediment in estuarial processes Hydraulic Engineering Laboratory and Sanitary 200 References Engineering Research Laboratory, University of California, Berkeley, California 25 Mehta A.J., Partheniades E (1975) An investigation of the depositional properties of flocculated fine sediments Journal of Hydraulic Research, 12(4), 361381 26 Manh N.V, Dung N.V, Hung N.N, Merz B, Apel H (2014) Large-scale suspended sediment transport and sediment deposition in the Mekong Delta Hydrol Earth Syst Sci 18, 3033-3053 27 Partheniades, E (1965) Erosion and deposition of cohesive soils Journal of the Hydraulic Division, 91, 105-139 28 Lang G., Shubert R., Markofsky M., Fanger H U., Grabemann I., Neumann H L., Riethmuller R (1989) Data interpretation and numerical modeling of the mud and suspended sediment experiment Journal of Geophysical Research, 94(C10), 14318-14393 29 C Pham Van, O Gourgue, M.G Sassi, A.F.J Hoitink, E Deleersnijder, S Soares-Frazão (2016) Modelling fine-grained sediment transport in the Mahakam land-sea continuum, Indonesia Journal of Hydro-Environmental Research, 13, 103-120 88 30 Neumeier U., Lucas C H., Collins M (2006) Erodibility and erosion patterns of mudflat sediments investigated using annular flume Aquatic Ecology, 40(4), 543-554 31 Le Hir P., Monbet Y., Orvain F (2007) Sediment erodability in sediment transport modelling: Can we account for biota effects? Continental Shelf Research, 27, 1116-1142 32 C Pham Van, B de Brye, E Deleersnijder, A.J.F Hoitink, M.G Sassi, B Spinewine, H Hidayat, S Soares-Frazão (2016) Simulations of the flow in the Mahakam river-lake-delta system, Indonesia Environmental Fluid Mechanics, 16, 603-633 33 Lu, XX and Siew, RY (2006) Water Discharge and Sediment Flux Changes over the Past Decades in the Lower Mekong River: Possible Impacts of the Chinese Dams Hydrology and Earth System Sciences, 10, 181-195 34 Fu, K D and He, D M.( 2007) Analysis and prediction of sediment trapping efficiencies of the reservoirs in the mainstream of the Lancang River, Chinese Sci Bull., 52, 134–140 35 Fu, K D., He, D M., and Lu, X X (2008) Sedimentation in the Manwan reservoir in the Upper Mekong and its downstream impacts, Quatern Int., 186, 91–99 36 Kummu, M and Varis, O (2007) Sediment-related impacts due to upstream reservoir trapping, the Lower Mekong River, Geomorphology, 85, 275–293 37 Kummu, M., Penny, D., Sarkkula, J., and Koponen, J.( 2008) Sediment: curse or blessing for Tonle Sap Lake?, Ambio, 37, 158–163 38 Kummu, M., Lu, X X., Wang, J J., and Varis, O (2010) Basinwide sediment trapping efficiency of emerging reservoirs along the Mekong, Geomorphology, 119, 181-197 39 Walling, D E (2008) The changing sediment load of the Mekong River, Ambio, 37, 150–157 40 Gupta, H., Kao, S.-J., and Dai, M (2012) The role of mega dams in reducing sediment fluxes: A case study of large Asian rivers, J Hydrol., 464–465 41 Liu, C., He, Y., Walling, E., and Wang, J.( 2013) Changes in the sediment load of the Lancang-Mekong River over the period 1965–2003, Sci China Technol Sci., 56, 843–852 42 Liu, X and He, D (2012) A new assessment method for comprehensive impact of h dropower development on runoff and sediment changes, J Geogr Sci., 22, 1034–1044 43 Kondolf, G M., Rubin, Z K., and Minear, J T (2014) Dams on the Mekong: Cumulative sediment starvation, Water Resour Res., 50, 1–12 44 Thuyen, L X., Tran, H N., Tuan, B D., and Bay, N T (2000) Transportation and de osition of fine sediment during flood season in Long Xuyen Quadrangle – Technical Report (Vietnamese), Minist Sci.Technol., HCM city, Vietnam, 1–70 89 45 Hung, N N., Delgado, J M., Tri, V K., Hung, L M., Merz, B., Bárdossy, A., and Apel, H.( 2012) Floodplain hydrology of the Mekong Delta, Vietnam, Hydrol Process., 26, 674–686 46 Hung, N N., Delgado, J M., Güntner, A., Merz, B., Bárdossy, A., and Apel, H (2014a) Sedimentation in the floodplains of the Mekong Delta, Vietnam Part I: suspended sediment dynamics, Hydrol Process., 28, 3132–3144 47 Hung, N N., Delgado, J M., Güntner, A., Merz, B., Bárdossy, A., and Apel, H (2014b) Sedimentation in the floodplains of the Mekong Delta, Vietnam Part II: deposition and erosion, Hydrol Process., 28, 3145–3160 48 Vien, D M., Binh, V V., Huong, H T., and Guong, V T (2010) Impact of sediment of Mekong river on rice yield and soil fertility, Proceedings of co ference “Sustainable Agricultural Development in the Mekong Delta”, Cantho University, Cantho, 1–11 49 Manh, N V., Merz, B., and Apel, H (2013) Sedimentation monitoring in cluding uncertainty analysis in complex floodplains: a case study in the Mekong Delta, Hydrol Earth Syst Sci., 17, 3039–3057 50 Dung, N V., Merz, B., Bárdossy, A., Thang, T D., and Apel, H (2011) Multiobjective automatic calibration of hydrodynamic models utilizing inundation maps and gauge data, Hydrol Earth Syst Sci., 15, 1339–1354 51 MRCS/WUP-FIN report: Research findings and recommendations, Mekong River Comm., available from: http://wacc.edu.vn/vi/ wp content/uploads/2013/06/wup-fin2_final-reportpart2.pdf (last access: 15 April 2014), 2007 90 ... hình biến động bùn cát vùng đồng sông Cửu Long Do đó, đề tài luận văn Nghiên cứu biến động bùn cát vùng Đồng sông Cửu Long đựa lựa chọn Cũng cần phải nhấn mạnh luận văn chủ yếu tập trung nghiên. .. biến động bùn cát lơ lửng vùng Đồng sông Cửu Long Mặc dù có số nghiên cứu biến động bùn cát lơ lửng hệ thống sông Mê Kông đánh giá nguyên nhân gây biến động Tuy nhiên, phần lớn nghiên cứu chủ yếu... ven sông- an ninh lương thực an ninh quốc gia khu vực, khu vực vùng đồng hạ lưu thuộc lãnh thổ nước ta (hay biết đến với tên gọi Đồng Bằng sông Cửu Long Đồng sông Cửu Long, nằm trọn vùng đồng