NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ, CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG LỰC HỌC, VÙNG CỬA SÔNG ,VEN BIỂN THUỘC, HỆ THỐNG SÔNG HỒNG , THÁI BÌNH
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG LỰC HỌC VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN THUỘC HỆ THỐNG SÔNG HỒNG – THÁI BÌNH Nguyễn Quang Minh 1, Ngơ Lê Long 2, Đào Đình Châm1 Tóm tắt: Hệ thống sơng Hồng - Thái Bình hệ thống sơng lớn miền Bắc nước ta, so với nước, đứng sau sơng Mê Cơng Đây số hệ thống sông quốc tế nước ta Đây vùng kinh tế xã hội trọng điểm phía bắc, đầu mối giao thông, giao lưu quốc tế sở an ninh quốc phòng diễn biến q trình động lực học vùng cửa sông ven biển ảnh hưởng lớn đến hoạt động hàng chục triệu dân tăng trưởng kinh tế an ninh trị xã hội nước ta Vì Nghiên cứu đánh giá chế độ thuỷ động lực học vùng cửa sông ven biển thuộc hệ thống sơng Hồng- Thái Bình mang ý nghĩa khoa học thực tế cao Định lượng quy luật thủy động lực học mối quan hệ tương tác sông biển vùng cửa sông đồng châu thổ sở khoa học cho công tác giảm thiểu rủi ro chủ động quy hoạch khai thác quản lý có hiệu dải ven bờ Từ khóa: Cửa sơng, hệ thống sơng Hồng- Thái Bình, động lực học I GIỚI THIỆU CHUNG1 Hình1: Khu vực cửa sơng hệ thống sơng Hồng – Thái Bình Các cửa sông nằm hạ lưu sông Hồng – Thái Bình thuộc tỉnh Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định, khu vực Đông Bắc Bộ Hệ thống sông Hồng - Thái Bình hệ thống sơng lớn miền Bắc nước ta (hình 1) Vị trí địa lý cửa sơng có nhiều ưu để phát triển giao thông thuỷ cho phép mở rộng giao lưu kinh tế dải ven biển với tỉnh khác vùng, nước khu vực Khu vực có Viện Địa lý, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Trường Đại học Thủy lợi chế độ động lực phức tạp Theo số liệu thống kê tương đối đầy đủ từ năm 1951 2013[5], mùa bão khu vực nghiên cứu thường tháng V kết thúc vào tháng XI Tháng nhiều bão tháng VII tháng VIII Trong giai đoạn 1951 2013 có 88 bão mạnh mạnh đổ vào bờ biển vịnh Bắc Bão áp thấp nhiệt đới gây sóng to, gió lớn, nước dâng có sức phá huỷ bờ lớn, gây xói lở bờ nghiêm trọng Bên cạnh đó, hoạt động kinh tế người khai thác cát sơng ngòi làm cho chế độ thủy động lực học vốn phức tạp lại trở nên phức tạp Kết việc nghiên cứu chế độ thủy động lực học khu vực cửa sơng góp phần làm sáng tỏ chế động lực vùng cửa sông ven biển Bài viết sâu mô chế độ thủy động lực học vùng cửa sơng việc ứng dụng mơ hình tốn Mike II ĐÁNH GIÁ CÁC YẾU TỐ CHÍNH TÁC ĐỘNG ĐẾN CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG LỰC VÙNG NGHIÊN CỨU Dòng chảy từ hệ thống sơng Hồng- Thái Bình Hệ thống Sơng Hồng – Thái Bình có chế độ dòng chảy tương đối phức tạp, có phân mùa rõ rệt Mùa lũ kéo dài từ tháng VI đến tháng X với lượng dòng chảy chiếm tới 75 - 80% tổng KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ ĐẶC BIỆT (11/2013) 63 lượng dòng chảy năm Tháng VIII tháng có lượng nước lớn chiếm tới 20 25% lượng nước năm, chí có năm đạt tới 50% Mùa cạn kéo dài từ tháng XI đến tháng V năm sau, lượng dòng chảy sông giảm thấp, chiếm khoảng 20 - 25% tổng lượng dòng chảy năm Mùa mưa ít, nguồn nước cung cấp cho sông chủ yếu nước ngầm nên dòng chảy mùa kiệt biến động, ổn định So với sơng Hồng, dòng chảy sơng Thái Bình tương đối điều hồ Nước nguồn sông Cầu, Thương Lục Nam mùa nhỏ (vào loại nhỏ miền Bắc) nên lượng nước chủ yếu sông Hồng đưa sang, năm gần đây, sau có điều tiết hồ chứa Hồ Bình tổng lượng dòng chảy mùa lũ hàng năm sơng Hồng chảy vào sông Đuống (tại trạm Thượng Cát) chiếm khoảng (21,4 - 34,6)% tổng lượng dòng chảy mùa lũ sơng Hồng Sơn Tây, trung bình khoảng 28,0% Tỷ số chuyển nước sơng Hồng qua sơng Đuống có xu tăng dần theo năm (Hình 2) Thời kỳ 1956 - 1989 bình quân mùa lũ 24,5% mùa cạn 21,4% lượng nước qua Thượng Cát, đến thời kỳ 1990 - 1994 tăng lên 27.8% vào mùa lũ 24,7% vào mùa cạn, thời kỳ 1995-2008 tăng lên 34,6% vào mùa lũ 34,1% vào mùa cạn Lượng nước mùa cạn từ sông Hồng chuyển qua sông Đuống ngày tăng thể rõ vai trò điều tiết nước hồ Hồ Bình (bảng 1) Theo tài liệu quan trắc cho thấy: tháng có lượng dòng chảy nhỏ tháng III chiếm 1,2 - 2,2% lượng dòng chảy năm Lượng dòng chảy tháng nhỏ (tháng I, II, III) không vượt 7% 100.0 90.0 80.0 Tỷ lệ (%) 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 Trạm Hà Nội 10.0 Trạm Thượng Cát 0.0 Năm 1995 Năm 1996 Năm 1997 Năm 1998 Năm 1999 Năm 2000 Năm 2001 Năm 2002 Năm 2003 Năm 2004 Năm 2005 Năm 2006 Năm 2007 Năm 2008 Thời gian (năm) Hình Tỷ lệ phân nước qua sông Hồng trạm Hà Hội sông Đuống trạm Thượng Cát Bảng Lưu lượng nước trung bình nhiều năm (m3/s) tỷ lệ (%) lượng nước hai thời kỳ trước sau hồ Hồ Bình vào hoạt động (1956 - 1989 1990 – 1994, 1995-2008) Thời kỳ 1956-1989 Thời kỳ (1990-1994) Thời kỳ (1995-2008) Trạm Qt (lũ) Hồ Bình 3096 Sơn Tây 6324 Thượng Cát 1548 Qt (kiệt) Qs (lũ) Qs (kiệt) Qs (lũ) 612,1 1493 320 2918 6024 1677 718 1499 369.8 2795,2 5374,9 1858,1 Qs (kiệt) Tỷ lệ (%) Tỷ lệ (%) Thời kỳ so với Thời kỳ so với trước trước Hồ Hồ Bình Hồ Hồ Bình Qs (lũ) Qt 860,7 94.3 1667,0 95.3 567,8 108 Qs Qs Qs (kiệt) (lũ) (kiệt) Qt Qt Qt 117 100 116 90.3 85.0 120.0 140,6 111,7 177,4 Để đánh giá chi tiết tỷ lệ phân phối nước nhánh sông Thái Bình sử dụng mơ hình Mike-11 Kết tính tốn thể (Hình 3) 64 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ ĐẶC BIT (11/2013) Sông Sông SôngCầu, Cầu, Cầu, Cầu,Sông Sông Sông SôngThương, Thương, Thương, Thương,Sông Sông Sông SôngLục Lục Lục Lục Nam Nam Nam Nam Sông Sông Sông Cầu, Cầu, Sông Sông Thương, Thương, Sông Sông Lục Lục Nam (30.7%) Sông Sông SôngĐuống Đuống Đuống Đuống Sông Sông Sông Đuống Đuống (69.3%) (3.4%) (34.1%) (25.6%) (25.6%) S.Kinh S.Kinh S.KinhThÇy ThÇy ThÇy ThÇy S.Kinh S.Kinh S.Kinh ThÇy ThÇy (6.6%) (4.7%) (1.9%) (52.3%) (1.7%) S S S.Luéc Luéc Luéc Luéc S S S Luéc Luéc (1 7.2 % (32.9%) (4.1%) (24.3%) (3.2%) (4.7%) S.CÊm S.CÊm S.CÊm S.CÊm S.CÊm S.CÊm (6.4%) Cöa Cöa CöaNam Nam Nam NamTriƯu TriƯu TriƯu TriƯu Cưa Cưa Cưa Nam Nam Triệu Triệu Hướng dòng chảy (23.6%) (14.3%) Cửa Cửa CưaNinh Ninh Ninh NinhC¬ C¬ C¬ C¬ Cưa Cưa Cưa Ninh Ninh C¬ C¬ (2 2% ) (7.9%) (1 (6.4%) 7.2 % ) S S S.Đào Đào Đào Đào S S S Đào Đào (11%) SSSSSS K KK KKKiiiiniinn nnhhhhhh MM M MM M ôônnn nnn Cửa Cửa CửaLạch L¹ch L¹ch L¹chTray Tray Tray Tray Cưa Cưa Cưa L¹ch L¹ch Tray Tray ) S SS S M SS M M M Mííííííiii M iii S S S.Trµ Trµ TrµLý Lý Lý (38.0%) (14.3%) (5.1%) S S S.MÝa MÝa MÝa MÝa S S S MÝa MÝa (0.2%) (1.7%) (17%) S.Kinh S.Kinh S.KinhThÇy ThÇy ThÇy %) S S S.Gïa Gïa Gïa Gïa S S S Gïa Gïa (1.9%) (6.6%) (69.3%) (2 2% ) ( 1.3 S«ng S«ng S«ngHång Hång Hång Hång Hång Hång S«ng S«ng S«ng (8.5%) S.L SSS Laaa S L L L iiiiiiVVV uuu Bình Bình S.Thái S.Thái S.Thái Bình Bình Bình Bình S.Thái S.Thái S.Thái (1.3 (8.5%) (4.1%) S.L¹ch S.L¹ch S.L¹ch Tray Tray Tray S.L¹ch S.L¹ch Tray S.Lạch Tray Tray (30.7%) %) (100%) S S.Văn Vănúc Văn úc úc S S S Văn Văn úc úc Sông S«ng S«ngHång Hång Hång Hång S«ng S«ng S«ng Hång Hång (21.9%) Cưa Cưa CưaBa Ba Ba BaL¹t L¹t L¹t L¹t Cửa Cửa Cửa Ba Ba Lạt Lạt Cửa Cửa CửaTrà Trµ Trµ TrµLý Lý Lý Lý Cưa Cưa Cưa Trµ Trà Lý Lý Cửa Cửa CửaThái Thái Thái TháiBình Bình Bình Bình Cửa Cửa Cửa Thái Thái Bình Bình Hỡnh 3: Kết tính tốn tỷ lệ % (theo trạm Sơn Tây) phân nước tồn hệ thống sơng Hng - Thỏi Bỡnh Cửa Cửa CửaVăn Văn Văn Vănúc úc úc úc Cửa Cửa Cửa Văn Văn úc úc Qua tài liệu đo đạc kết tính tốn cho thấy, nước từ sơng Đuống sơng: Cầu, Thương, Lục Nam chảy vào sơng Thái Bình với tỉ lệ nước 89,0% (sông Đuống); 11,0% (của sơng: Cầu, Thương, Lục Nam) Sau nước lại phân chảy theo nhánh sơng: sơng Thái Bình 24,8%; sông Kinh Thầy 75,2% Sông Kinh Thầy lại chia thành nhánh với lượng dòng chảy theo nhánh Kinh Thầy 16,0%; Kinh Môn 79,0% Lại Vu 5,0% Sông Gùa nhập lưu với sông Lại Vu lại phân thành nhánh Lạch Tray 40,0% Văn Úc 60,0% (hình 4) [2] Lượng nước từ sơng Hồng chuyển sang sơng Thái Bình qua sơng Luộc lượng nước sơng Thái Bình chuyển tồn sang sông Mới (99,8%) Tại ngã sông Mới sông Văn Úc lượng nước từ sông Mới nhập vào sông Văn Úc lớn 84% trước đổ biển qua cửa Văn Úc Do phân bổ lại nước sông nên các cửa sông lượng nước đổ biển có khác (Bảng 3) Hình Tỷ lệ(%) phân nước cửa sơng thuộc hệ thống sơng Hồng – Thái Bình KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ ĐẶC BIỆT (11/2013) 65 Bảng Tổng lượng nước đổ cửa sông (109m3) Năm 1995 6.6 Sông Đào Cửa Ninh Cơ 14.2 28.3 Cửa Ba Lạt 18.4 Cửa Trà Lý Cửa Văn Úc 28.6 Cửa Lạch Tray 3.2 Cửa Nam Triệu 24.4 Tên cửa sông Năm 1996 7.2 15.4 30.6 20.0 31.3 3.6 27.4 Năm 1997 6.7 14.4 28.7 18.7 29.4 3.4 25.9 Năm 1998 5.7 12.3 24.5 16.0 25.2 2.9 22.5 Năm 1999 6.7 14.3 28.4 18.5 29.6 3.6 27.5 Năm 2000 5.4 11.6 23.1 15.1 24.4 3.1 23.7 Kết tính tốn cho thấy lượng nước đổ vào Sơng Văn Úc lớn Trong đó, lượng nước sơng Hồng chiếm 17% sơng Thái Bình 19,4% Lưu lượng nước sông Hồng phân qua sông Đuống từ năm 1995-2008 tăng nên lưu lượng nước đổ cửa sông (Văn Úc, Lạch Tray, Nam Triệu) thuộc nhánh sơng Thái Bình tăng khoảng 9,5% Lưu lượng đổ cửa sông (Trà Lý, Ba Lạt, Ninh Cơ) giảm 2.Các yếu tố hải văn Thuỷ triều đóng vai trò quan trọng chế độ động lực chung cửa sông đặc biệt vùng đồng châu thổ sông Hồng – Thái Bình: biên độ dao động mực nước lớn tạo đới sóng vỡ dải đất bùn chìm ngập rộng khu vực cửa sơng Ngồi triều dâng - rút tạo dòng chảy tốc độ mạnh ngưỡng cửa sông cồn bãi ngầm Nó yếu tố chủ yếu định nên hình thành, phát triển luồng lạch bãi bồi ven biển cửa sơng Độ lớn thủy triều biến đổi theo xích vĩ mặt trăng nên chu kỳ dao động nửa tháng Triều cường thường xuất vào ngày mặt trăng có độ xích vĩ lớn nhất, dài khoảng - ngày Kỳ nước thường xuất vào ngày mặt trăng qua mặt phẳng xích đạo Trong chu kỳ triều, mực nước triều dao động với biên độ lớn thường xuất sau ngày mặt trăng có độ xích vĩ lớn khoảng ngày Trong kỳ nước cường, xu biến đổi mực nước địa điểm thuộc vùng biển Hải Phòng giống Thời điểm triều dâng thời gian triều rút xấp xỉ Thời gian triều rút lớn thời gian triều lên khoảng 66 Năm 2001 6.0 12.9 25.6 16.7 27.6 3.7 28.4 Năm 2002 5.9 12.7 25.2 16.4 27.4 3.7 28.8 Năm 2003 4.4 9.3 18.6 12.1 20.2 2.7 21.1 Năm 2004 4.7 10.0 19.9 13.0 21.9 3.1 23.6 Năm 2005 4.7 10.0 19.9 13.0 22.8 3.5 26.7 Năm 2006 4.3 9.1 18.1 11.8 20.9 3.2 24.9 Năm 2007 5.0 10.6 21.0 13.7 24.2 3.7 28.9 Năm 2008 5.9 12.7 25.2 16.5 29.9 4.9 38.0 Hình Biên độ sóng triều dọc ven biển Hải Phòng – Thanh Hóa dọc theo đường đẳng sâu 5m (theo TOPEX/Poseidon) Độ lớn thủy triều hay biên độ thủy triều vùng thuộc loại lớn vịnh Bắc bộ: (Hòn Dáu đạt 4,0 m, Bạch Long Vĩ 3,9 m ) Trong năm, thủy triều lớn thường xuất vào tháng I, VI, VII XI, triều yếu vào tháng III, IV, VIII IX Qua hình cho thấy sóng tồn nhật (O1, K1, P1, Q1) giảm dần từ cửa Lạch Huyện đến cửa Đáy Ngược lại sóng bán nhật (M2, S2, N2, K2) tăng dần biên độ thấp Để phân tích rõ chế độ động lực vùng cửa sông ven biển sông Hồng – Thái Bình nghiên cứu tiến hành mơ chi tiết dòng chảy tổng hợp sóng liên tục năm 2006 mơ hình MIKE 21 Kích thước lưới chi tiết từ cửa sông 10m biến đổi đến ngồi biển 500m Các kết phân tích đánh giá trích dẫn vị trí cửa sơng (hình 6, hình 7; bảng 4) [3] KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ ĐẶC BIỆT (11/2013) Hình Lưới tính địa hình khu vực nghiên cứu Hình Biên mơ hình Sơ đồ số vị trí trích kết tính tốn Bảng Vị trí điểm trích kết dọc theo đường đẳng sâu m STT Tên Kinh độ Vĩ độ P1 (cửa Lạch Huyện) 106.957892 20.727261 P2 (cửa Nam Triệu) 106.848310 20.715393 P3 (cửa Văn Úc) 106.786658 20.600211 P4 (cửa Trà Lý) 106.650999 20.439696 P5 (cửa Ba Lạt) 106.619218 20.231114 P6 (cửa Ninh Cơ) 106.206184 19.980522 P7 (cửa Đáy) 106.101580 19.851440 - Địa hình cửa sơng tỷ lệ 1:10 000 Viện Địa lý đo đạc phía ngồi biển 1:50000 Trung tâm Trắc địa đồ biển - Biên lưu lượng sơng trích từ mơ hình thủy lực chiều trạm thủy văn (hình 7) + Sơng Bạch Đằng: trạm Do Nghi Hình Biến trình vận tốc mực nước tổng hợp tính tốn thực trạm Hồng Châu-Hải Phòng KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ ĐẶC BIỆT (11/2013) 67 Hình Biến trình vận tốc mực nước tổng hợp tính tốn thực đo trạm S1- Ven biển Thái Bình Hình 10 Độ cao chu kỳ sóng vị trí trạm S2 – Ven biển Nam Định + Sông Cấm: trạm Cửa Cấm + Sông Văn Úc : trạm Do Nghi + Sông Trà Lý: trạm Đông Xuyên + Sông Hồng: trạm Ba Lạt + Sông Ninh Cơ: trạm Phú Lễ + Sông Đáy: trạm Như Tân - Biên ngồi biển trích từ mơ hình triều tồn cầu lưới 0.125ox0.125o - Sóng gió trích từ số liệu sóng tồn cầu NOAA vị trí (hình 7, hình 11, hình 12) Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình - Thời gian hiệu chỉnh mơ hình dòng chảy tháng 2/2006 kiểm định 22/4-22/5/2011 (hình , hình 9) - Thời gian hiệu chỉnh mơ hình sóng từ 19/725/7/2010 (hình 10.) - Hệ số Manning’m biến đổi từ 25-40 m(1/3)/s với biên độ dao động lớn Trong ngày, triều dâng sóng có khả tiến sát vào bờ triều rút sóng cách bờ xa, chỗ xa khoảng 10 km, chỗ gần 3,4 km Các cửa sơng thuộc tỉnh Hải Phòng (Lạch Huyện, Nam Triệu, Văn Úc) vào mùa đông, gió ĐB thổi mạnh, ổn định kéo dài ngày bị đảo Cát Bà bán đảo Đồ Sơn che chắn nên độ cao sóng khu vực nghiên cứu không lớn Mặt khác, vào gần bờ sóng hướng ĐB bị đổi hướng tượng khúc xạ sóng nên vào mùa đơng sóng hướng đơng nam vào vùng cửa Lạch Huyện Nam Triệu, cửa sông Văn Úc hướng đông chiếm chủ yếu Các cửa sơng thuộc tỉnh Thái Bình ( Trà Lý, Ba Lạt) hướng sóng gió mùa đơng bắc hướng đông bắc đông chủ yếu độ cao tăng dần từ cửa Trà Lý xuống cửa Ba Lạt Các cửa sông thuộc tỉnh Nam Định (Ninh Cơ, Đáy) hướng sóng chủ yếu gió mùa đơng bắc đơng bắc đơng, đơng nam sóng có hướng đơng chủ yếu Độ cao sóng mùa tăng dần từ phía bắc xuống phía nam Trường dòng chảy tổng hợp khu vực nghiên cứu mơ có xét đến tương tác sóng với dòng chảy cửa sơng dao động mực nước thủy triều Về mùa đơng (hình 14), dòng chảy tổng hợp xuất khu vực luồng vào cửa Nam Triệu, cửa Lạch Huyện Văn Úc chủ yếu dòng triều lên xuống có hướng TB - ĐN ngược lại Kết tính tốn cho thấy: triều lên, tốc độ trung bình đạt giá trị 0,6 m/s Khu vực hai bên Hình 12 Vận tốc hướng gió vị trí NOAA Kết mô mùa đông Qua kết mô trường sóng (hình 13) cho thấy, vùng ven biển cửa sông đồng sông Hồng chịu ảnh hưởng rõ rệt thuỷ triều Khu vực nghiên cứu có chế độ nhật triều Hình 11 Độ cao, chu kỳ hướng sóng vị trí trích sóng từ NOAA 68 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ ĐẶC BIỆT (11/2013) bãi triều ven biển cửa sơng Văn Úc, dòng chảy tổng hợp có tốc độ lớn hướng chủ yếu từ Đông Bắc xuống Tây Nam tốc độ lớn đạt 0,55 m/s; Khi triều rút, dòng chảy tổng hợp có tốc độ lớn nhiều có kết hợp dòng chảy thành phần khu vực ven biển như: dòng sóng ven bờ, dòng triều tốc độ trung bình từ 0,6 0,7 m/s Vùng ven biển cửa sơng Trà Lý cửa Ba Lạt dòng chảy chủ yếu theo hướng bắc – nam đông Vận tốc dòng chảy luồng sơng Trà lý đạt 0,45 m/s Cửa Ba Lạt vận tốc trung bình 0,65m/s Vùng ven biển cửa sơng Ninh Cơ dòng chảy chủ yếu theo hướng đông bắc – tây nam Vận tốc trung bình khu vực 0,5 m/s Cửa sơng Đáy dòng chảy nhiều hướng tây nam đơng nam với vận tốc trung bình 0,46 m/s tập trung vào mùa hè, lớn vào tháng VII IX Vào gió mùa tây nam khu vực hướng sóng chủ yến Đông Nam Đông chiếm tần suất lớn Vào gió mùa tây nam hướng sóng nam, đông nam đông tác động đến khu vực - Vào mùa hè (hình 15, hình 16, hình 17) , dòng chảy ven bờ nhìn chung có hướng từ N lên B Tuy nhiên ảnh hưởng hình thái đường bờ địa hình đáy mà nơi xuất hướng chảy riêng biệt, có nơi dòng chảy lệch với hướng chủ đạo tạo nên dòng chảy quẩn Ở khu vực ngồi khơi, trường dòng chảy đồng so với khu vực gần bờ, tốc độ trung bình đạt 0,45 0,55 m/s Đặc biệt đoạn lòng dẫn cửa sơng, dòng chảy sơng khống chế nên dòng chảy có hướng TB - ĐN với tốc độ lớn trung bình 0,65 0,85 m/s, lũ đạt 1,35 m/s Qua kết mơ mơ hình thủy lực ảnh vệ tinh Landsat cho thấy vào mùa hè trùng với mùa lũ sơng nên bùn cát đưa lên phía bắc Hình 13 Trường sóng trường dòng chảy gió mùa đơng bắc (mùa kiệt) Hình 15 Trường sóng trường dòng chảy gió mùa tây nam (mùa lũ) Hình 14 Hoa dòng chảy điểm trích mùa đông Kết mô mùa hè Khi gió mùa tây nam khu vực chịu ảnh hưởng sóng hướng Nam, Đơng Nam chủ yếu Trong năm sóng có độ cao lớn thường Hình 16 Hoa dòng chảy điểm trích mùa hè KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ ĐẶC BIỆT (11/2013) 69 Kết tính tốn cho thấy, dòng chảy ngồi khu vực cửa sơng chịu ảnh hưởng lớn sóng biển Dòng chảy tổng hợp sau khỏi cửa sông bị biến đổi hướng mạnh mẽ phân tán tác động sóng Đặc biệt khu vực ven biển cửa sông Văn Úc, Nam Triệu, Lạch Huyện chủ yếu chịu ảnh hưởng sóng hướng Nam Đơng Nam vào mùa hè trùng với lũ sơng nên luồng có xu chếch lên phía Bắc Còn cửa sơng Trà Lý cửa Ba Lạt có luồng theo hướng tiến dần phía Đơng khu vực chịu ảnh hưởng phần lớn sóng hướng Đơng, có hướng gần vng góc với đường bờ nên hướng dòng chảy bị phân tán sang hai phía cửa sơng áp sát vào bờ Vùng cửa sơng Ninh Cơ có xu hướng xi xuống phía Nam Do ảnh hưởng sóng gió mùa Đơng Bắc lớn Điều cho thấy tác động sóng vấn đề xói lở - bồi tụ biến động lòng dẫn khu vực nghiên cứu mạnh mẽ Các cửa sông thuộc hệ thống sơng Hồng – Thái Bình có ảnh hưởng động lực đến nên trình vận chuyển bùn cát có tác động đến tồn khu vực Q trình biến đổi đường bờ xảy theo mùa hay thời gian ngắn (bão, áp thấp nhiệt đới) bị chi phối lớn động lực sóng Dòng bùn cát đưa lên phía Bắc vào mùa hè dòng ven sóng mùa Ảnh Landsat chụp ngày 10/8/2006 Trường dòng chảy ngày 10/8/2006 Hình 17 Ảnh vệ tinh trường dòng chảy mơ ngày 10/8/2006 Để quan sát cách trực quan theo dõi trạng khu vực nghiên cứu, Đã sử dụng ảnh vệ tinh LandSat (mang đầu thu MSS, TM ETM Hoa Kỳ) chụp vào thời năm khác [4] Trên sở ảnh LandSat chụp vùng ven biển cửa sông Hồng – Thái Bình (hình 18) thấy vào tháng VI, VII, VIII phân bố độ đục cửa sông hệ thống sơng Hồng – Thái Bình có xu hướng lên phía Bắc tiến xa ngồi biển khoảng 20 km Đặc biệt khu vực vùn cửa sơng ven biển Hải Phòng (cửa Nam Triệu, Cửa Văn Úc) phân Chụp ngày 13/6/1988 70 Chụp ngày 6/8/1996 bố độ đục ngày nhiều so với cửa Ba Lạt, cửa Đáy Thời gian sông mùa lũ trùng với mùa gió Đơng Nam ngồi ngồi biển Như q trình đưa bùn cát lên phía bắc gió Đơng Nam dòng chảy sóng hướng Đơng Đơng Nam gây Ngược lại vào tháng I, II, IX, X, XI cho thấy phân bố độ đục có xu hướng xuống phía Nam Thời gian sơng mùa kiệt ngồi biển gió mùa Đơng Bắc mùa chuyển tiếp Dòng chảy sóng có xu hướng xuống phía Nam Chụp ngày 30/6/2000 Chụp ngày 13/7/2001 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ ĐẶC BIỆT (11/2013) Chụp ngày 15/8/2002 Chụp ngày 10/8/2006 Chụp ngày 7/7/2011 Chụp ngày 23/11/1989 Chụp ngày 14/9/2007 Chụp ngày 21/2/2008 Chụp ngày 9/7/2012 Chụp ngày 14/1/2009 Hình 18 Ảnh vệ tinh Landsat khu vực ven biển cửa sông đồng sông Hồng (từ 1988 đến 2012) III KẾT LUẬN Nghiên cứu diễn biến cửa sông vấn đề phức tạp Các tượng, trình xảy tổng hòa nhiều tác nhân có nguồn gốc đặc tính khác Việc định lượng trình động lực đồng sơng Hồng-Thái Bình đến số kết luận sau: - Định lượng động lực học tương tác sôngbiển cửa sông ven biển hệ thống sơng Hồng-Thái Bình đặt phạm vi rộng lớn chỉnh thể, với việc áp dụng công cụ đại kỹ thuật viễn thám-GIS, mơ hình tốn 1D, 2D với liệu quan trắc đủ tin cậy cho thấy tranh toàn diện xu diễn biến trình thủy động lực học - Trên tồn hệ thống sơng Hồng-Thái Bình tỷ lệ phân phối dòng chảy phù sa có xu hướng chuyển dịch tăng dần phía bắc điển hình cửa Nam Triệu, Lạch Tray, Văn Úc Điều gia tăng bồi lấp luồng cảng thuộc Đồ Sơn, Hải Phòng Chỉ riêng cửa Nam Triệu Văn Úc chiếm tới gần 53% lượng nước sơng Hồng Thái Bình - Dọc bờ biển đồng Bắc Bộ chế độ thủy triều thể quy luật: Độ lớn sóng nhật triều O1 K1 lớn nhất, sóng bán nhật K2 N2 nhỏ Độ lớn sóng nhật triều giảm dần từ bắc vào nam, ngược lại sóng bán nhật triều tăng dần từ bắc vào nam Song mức độ tăng giảm sóng khác - Từ kết mô quy luật động lực học, mối quan hệ tương tác sông biển cửa sơng thuộc hệ sơng Hồng-Thái bình phát xu phát triển cửa sông, cụm cửa sông: + Khu vực 1: Các cửa sông Lạch Huyện, Nam Triệu, Văn Úc chịu ảnh hưởng sóng mùa hè có độ cao lớn sóng mùa đơng với dòng chảy nhật triều biên độ lớn hình thành dòng chảy ven xu hướng đưa vật liệu lên bồi đắp phía đơng bắc + Khu vực 2: Các cửa sông Trà Lý, Ba Lạt vùng chịu ảnh hưởng sóng mùa hướng chủ yếu hướng Đơng Đơng Nam có hướng gần thẳng với cửa sơng nên tạo dòng chảy ven có hướng sang bên cửa, tương tác với dòng chảy sơng mùa lũ hình thành hai dòng đối xứng tương đối có xu phát triển hai bờ bắc nam + Khu vực 3: Các cửa sông Ninh Cơ Đáy chịu ảnh hưởng chủ yếu sóng gió mùa đơng bắc nên cửa Ninh có xu hướng xói lở phía Bắc bồi tụ Nam - Kết cho ta khẳng định vị trí xung yếu đường bờ biển: + Dải bờ bị xói mạnh tồn tuyến thuộc Hải Hậu (Nam Định) nguyên tác động KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ ĐẶC BIỆT (11/2013) 71 dòng chảy ven gió mùa đơng bắc hàng năm gây nên + Các dòng vật liệu từ cửa khu vực (Văn Úc, Nam Triệu) có xu hướng bồi lấp khu vực luồng tàu cảng Hải Phòng Bởi vậy, dấu hiệu cảnh báo cho xây dựng cảng Lạch Huyện phải đặc biệt ý xử lý dòng vật liệu IV TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Cư nnk (1990), Động lực vùng ven biển cửa sông Việt Nam - phần nghiên cứu cửa sông, Báo cáo tổng kết đề tài 48B-02 -01, Viện Khoa học Việt Nam, Hà Nội [2] Nguyễn Văn Cư (2010), Nghiên cứu trình động lực, dự báo vận chuyển, bồi lắng bùn cát Lạch Huyện, Nam Đồ Sơn ( Hải Phòng) trước sau xây dựng cảng nước sâu giải pháp khắc phục, Báo cáo tổng kết đề tài KC09/10 [3] DHI - MIKE 21, User Guide, DHI Software 2009 [4] http://glovis.usgs.gov/index.shtml [5] http://agora.ex.nii.ac.jp Abstract RESEARCH IN ASSESSMENT OF THE HYDRODYNAMIC OF THE COASTAL ESTUARY WITHIN THE RED - THAI BINH RIVER SYSTEM The Red - Thai Binh River System is the largest river system in the north of our country, which ranks only after the Mekong River of the whole country This is one of the few international river systems of our country This is the key northern socio-economic region, transport terminals, international exchange and facility security and defense so the evolution of the dynamics of this coastal estuaries impacts highly on all activities of tens of millions of people and the economic growth, sociopolitical security of our country Therefore, the research in assessment of the hydrodynamic regime of coastal estuarine area of the Red – Thai Binh River system can be considered to be meaningful scientific and highly practical The quantitative of the rules of hydrodynamic for the interactions between sea and river in the estuary delta will be the scientific basis for risk mitigation, actively planning, exploiting, and effective management of the shoreline Keyword: Estuary, Red-Thai Binh river system, hydrodynamic Người phản biện: TS Trần Thanh Tùng 72 BBT nhận bài: Phản biện xong: 25/10/2013 7/11/2013 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ ĐẶC BIỆT (11/2013)