Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu hiện trạng và nguyên nhân bồi lấp ở một số cửa sông ven biển tỉnh Bình Định

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm làm sáng tỏ hiện trạng, nguyên nhân gây bồi lấp một số cửa sông ven biển tỉnh Bình Định dưới ảnh hưởng của các yếu tố nội sinh, ngoại sinh, nhân sinh và đề xuất giải pháp khoa học công nghệ khắc phục hiện tượng bồi lấp nhằm phục vụ phát triển bền vững khu vực ven biển tỉnh Bình Định.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI d TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Đinh Thị Quỳnh NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ NGUYÊN NHÂN BỒI LẤP MỘT SỐ CỬA SÔNG VEN BIỂN TỈNH BÌNH ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội, 2017 a ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Đinh Thị Quỳnh NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ NGUYÊN NHÂN BỒI LẤP MỘT SỐ CỬA SƠNG VEN BIỂN TỈNH BÌNH ĐỊNH Chun ngành: Địa chất mơi trƣờng Mã số: Chƣơng trình đào tạo thí điểm LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Giáo viên hƣớng dẫn 1: PGS.TS Đỗ Minh Đức Giáo viên hƣớng dẫn 2: TS Dƣơng Thị Toan Hà Nội – 2017 a LỜI CẢM ƠN Luận văn thực Bộ môn Địa kỹ thuật, Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội khoảng thời gian từ 2013 đến 2016 Học viên xin gửi lời cảm ơn sâu tới PGS TS Đỗ Minh Đức TS Dương Thị Toan người trực tiếp hướng dẫn họ viên từ làm Nghiên cứu Khoa học sinh viên Khóa luận tốt nghiệp Đại họ đến tận tình, định hướng tạo điều kiện cho học viên tham gia nhiều đề tài nghiên cứu khoa học Học viên xin gửi lời cảm ơn hân thành đến Ban chủ nhiệm Khoa Địa chất, ộ m n Địa ỹ thuật, ộ m n Địa hất m i trường, ph ng th nghiệm Địa ỹ thuật, ph ng Địa hất m i trường th h ứng iến đổi h , Trung tâm Động lự M i trường i n tạo điều kiện trang thiết bị thí nghiệm sở vật chất đ học viên hồn thành luận văn Bên cạnh đó, học viên trân trọng cảm ơn án ộ ph ng Đào tạo, phòng Sau Đại học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên tạo điều kiện thuận lợi trình học tập trường Ngồi ra, học viên xin gửi lời cảm ơn hân thành đến PGS TS Nguyễn Thọ Sáo PGS.TS Trần Thanh Tùng giúp đỡ học viên định hướng hướng dẫn nghiên cứu liên ngành nghiên cứu luận văn Sau cùng, tác giả xin cảm ơn sâu sắ đến người thân gia đình ln theo sát cổ vũ tinh thần đ tác giả vượt qua hó hăn suốt thời gian qua Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2016 Đinh Thị Quỳnh a MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH iv DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU BỒI LẤP CỬA SÔNG, PHƢƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .4 1.1Tổng quan nghiên cứu bồi lấp cửa sông Thế giới 1.2 Tổng quan nghiên cứu bồi lấp cửa sông miễn Trung Việt Nam 1.3 Phương pháp luận 1.4 Phương pháp nghiên ứu .9 1.4.1 Phương pháp GIS viễn thám .10 1.4.2 Phương pháp nghiên ứu địa chất – địa mạo 12 1.4.3 Cá phương pháp nghiên ứu đặ m phân bố vận chuy n trầm tích 13 1.4.4 Phân tích bờ bi n cân 20 1.4.5 Cá phương pháp nghiên ứu thủy thạ h động lực 21 1.4.6 Phương pháp t nh tốn ân ằng “ổn định” ửa sơng Escoffier 24 CHƢƠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN TỈNH BÌNH ĐỊNH 27 2.1 Điều kiện tự nhiên .27 2.1.1 Vị tr địa lý .27 2.1.2 Địa hình – địa mạo ven bi n 27 2.1.3 Đặ m địa hất .29 2.1.5 Kh tượng thủy văn 32 2.1.6 Các tượng thời tiết đặc biệt 38 2.2 Đặ m kinh tế - xã hội 39 CHƢƠNG HIỆN TRẠNG BỒI LẤP MỘT SỐ CỬA SÔNG VEN BIỂN TỈNH BÌNH ĐỊNH 41 3.1 Đặ m trạng bồi lấp cửa Tam Quan 44 ii 3.2 Đặ m trạng bồi lấp cửa Đề Gi 49 3.3 Đường bờ cân số cửa sơng ven bi n tỉnh Bình Định 54 CHƢƠNG NGUYÊN NHÂN BỒI LẤP MỘT SỐ CỬA SƠNG VEN BIỂN TỈNH BÌNH ĐỊNH 58 4.1 Nguyên nhân bồi lấp cửa s ng theo quan m trầm tích 59 4.1.1 Nguyên nhân bồi lấp cửa s ng Tam Quan theo quan m trầm tích 59 4.1.2 Nguyên nhân bồi lấp cửa s ng Đề Gi theo quan m trầm tích .65 4.2 Nguyên nhân bồi lấp số cửa sông ven bi n tỉnh Bình Định theo quan m thủy thạ h động học 71 4.2.1 Xây dựng liệu phục vụ m hình động lực học khu vực ven bi n tỉnh Bình Định 71 4.2.2 Biến động hình thái m hình động lực học vùng cửa sông Tam Quan 75 4.2.3 Biến động hình thái từ mơ hình động học vùng cửa s ng Đề Gi .77 4.3 Đánh giá vai tr trượt đất núi cát phía Bắc cửa Đề Gi 78 4.4 Đánh giá mặt cắt cân tiết diện đến ổn định cửa Đề Gi .79 4.4.1 Hiệu chỉnh ki m định mơ hình CEA 81 4.4.4 Ổn định mặt cắt ngang cửa thu hẹp diện tích 81 4.5 Đề xuất giải pháp khoa học công nghệ khắc phục tượng bồi lấp cửa sông 84 4.5.1 Giải pháp phi cơng trình 85 4.5.2 Giải pháp cơng trình 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 PHỤ LỤC 97 Phụ lục 98 Phụ lục 108 Phụ lục 110 iii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Đê ngăn át giảm sóng cửa Cà Ná Ninh Thuận Hình 1.2 Đê ngăn át giảm sóng Phú Hải – Phan Thiết Hình 1.3 Đê ngăn át giảm sóng Khánh Hải – Ninh Thuận .7 Hình 1.4 Sơ đồ nguyên nhân bồi lấp cửa sông ven bi n Hình 1.5 Khung hệ thống nghiên ứu trạng nguyên nhân ồi lấp ửa s ng 10 Hình 1.6 Quy trình xử lý thơng tin hình đồ 11 Hình 1.8 Một số mẫu trầm tích tầng mặt cửa Tam Quan 14 Hình 1.9 Sơ đồ m lấy mẫu trạm khảo sát cửa Đề Gi 14 Hình 1.10 Quy trình phân t h h độ hạt trầm tích 16 Hình 1.11 Thiết bị phục vụ thí nghiệm thành phần hạt 16 Hình 1.12 Sơ đồ phân loại trầm tích 18 Hình 1.13 Quan hệ hàm x(s) với m i trường trầm tích .19 Hình 1.14 Mơ hình Parabol hệ số tương quan (Hsu, 1997) 21 Hình 1.15 Tính tốn MEPBAY cho phía Nam cửa Đề Gi 21 Hình 1.16 Sơ đồ lựa chọn mơ hình tốn theo quy mơ khơng gian thời gian (Horikawa, 1987) 23 Hình 1.17 Sơ đồ miền tính mơ hình Mike 21/3 couple FM 24 Hình 1.18 Bi u đồ Escoffier (1940) 25 Hình 1.19 Giao diện mơ hình CEA 25 Hình 2.1 Sơ đồ khu vực số cửa sông ven bi n Trung Bộ Việt Nam 28 Hình 2.2 Sơ đồ phân vùng đới ven bờ bi n Việt Nam (Trịnh Đức Thạnh, 2015 .29 Hình 2.3 Phân bố thành tạo địa chất phần đất liền cửa Tam Quan (Đỗ Minh Đức Phạm Trường Sinh nnk, 2015) .31 Hình 2.4 Phân bố thành tạo địa chất phần đất liền cửa Đề Gi (Đỗ Minh Đức, Phạm Trường Sinh nnk, 2015) .31 Hình 2.5 Sơ đồ hệ thống sơng tỉnh Bình Định (Trương Đình Hiển cộng sự, 2002) 34 Hình 2.6 Hoa sóng thự đo Tam Quan Đề Gi 35 Hình 2.7 Trường dòng chảy trung bình nhiều năm (Đinh Văn Ưu nnk, 2015) 36 Hình 2.8 Mự nước triều cửa Tam Quan giai đoạn tháng 10/2012 6/2013 37 Hình 2.9 Mự nước triều cửa Đề Gi giai đoạn tháng 10/2012 6/2013 .37 iv Hình 3.1 Cá ửa sơng bị ồi lấp tỉnh Bình Định (Nguyễn Hải Hà, 2012) 42 Hình 3.2 Cửa sơng Lại Giang qua thời kỳ (Google Earth) 42 Hình 3.3 Cửa Hà Ra qua thời kỳ (Google Earth) .42 Hình 3.4 Cửa Tam Quan qua thời kỳ (Google Earth) 43 Hình 3.5 Cửa Đề Gi qua thời kỳ (Google Earth) 43 Hình 3.6 Hiện trạng bãi bồi tụ tuyến luồng vào cửa Tam Quan 45 Hình 3.7 Sơ đồ địa hình đáy hu vực cửa Tam Quan năm 2005 45 Hình 3.8 Địa hình đáy phần trước cửa Tam Quan năm 2012 45 Hình 3.9 Sơ đồ biến động đường bờ khu vực cửa Tam Quan 47 Hình 3.10 Hàm tố độ bồi tụ - xói lở bờ phía Bắc phía Nam cửa Tam Quan qua giai đoạn .48 Hình 3.11 Phân tích hàm chẵn – lẻ giải đoạn cửa Tam Quan 49 Hình 3.12 Hiện trạng bãi bồi tụ tuyến luồng vào cửa Đề Gi .50 Hình 3.13 Sơ đồ biến động đường bờ bi n cửa Đề Gi 50 Hình 3.14 Hàm tố độ bồi tụ - xói lở bờ phía Bắc phía Nam cửa Đề Gi 52 Hình 3.15 Phân tích hàm chẵn – lẻ giai đoạn cửa Đề Gi 53 Hình 3.16 Đường bờ dự báo phía Bắc cửa Tam Quan 55 Hình 3.17 Đường bờ dụ báo phía Nam cửa Tam Quan 55 Hình 3.18 Đường bờ dự báo ổn định phía Bắc cửa Đề Gi năm 2015 .56 Hình 3.19 Đường bờ dự báo ổn định phía Nam cửa Đề Gi năm 2015 .56 Hình 3.20 Đường bờ dự báo ổn định phía Nam cửa Đề Gi năm 2015 .56 Hình 4.1 Mơ hình tốn theo quy mơ khơng gian thời gian 58 Hình 4.2 Sơ đồ phân bố trầm tích tầng mặt cửa Tam Quan 60 Hình 4.3 Sơ đồ phân bố giá trị trung bình (mean) trầm tích tuổi đại 63 Hình 4.4 Sơ đồ phân bố hệ số chọn lọc (sorting) trầm tích tuổi đại 63 Hình 4.5 Sơ đồ xu vận chuy n trầm tích tuổi đại cửa Tam Quan 63 Hình 4.7 Sơ đồ phân bố trầm tích tầng mặt cửa Đề Gi .67 Hình 4.8 Sơ đồ phân bố giá trị trung bình (mean) trầm tích tuổi đại 69 Hình 4.9 Sơ đồ phân bố hệ số chọn lọc (sorting) trầm tích tuổi đại 70 Hình 4.10 Sơ đồ xu vận chuy n trầm tích tuổi đại cửa Đề Gi 70 Hình 4.11 Đường trình so sánh vận tốc dòng khu vực Tam Quan 71 v Hình 4.12 Đường trình so sánh vận tốc dòng khu vự Đề Gi 71 Hình 4.13 Đường trình so sánh mự nước khu vực Tam Quan 72 Hình 4.14 Đường trình so sánh mự nước khu vự Đề Gi .72 Hình 4.15 Hoa sóng khu vực gần bờ tỉnh Bình Định (NOAA) .73 Hình 4.16 Trường dòng chảy có kè 850m (Sóng NE) 74 Hình 4.19 Dòng chảy khu vực cửa Đề Gi triều lên 75 Hình 4.20 Dòng chảy khu vực cửa Đề Gi triều rút .75 Hình 4.21 Diễn biến bồi xói cửa Tam Quan .76 Hình 4.22 Diễn biến bồi xói cửa Đề Gi pha triều lên 77 Hình 4.23 Diễn biến bồi xói cửa Đề Gi pha triều xuống 77 Hình 4.25 Hướng dịch chuy n trượt át năm 2010 78 Hình 4.26 Hướng dịch chuy n trượt át năm 2012 78 Hình 4.28 Bi u đồ diện tích mặt cắt ngang ổn định kỳ triều ường KB1 .82 Hình 4.29 Bi u đồ diện tích mặt cắt ngang ổn định kỳ triều KB1 82 Hình 4.30 Bi u đồ diện tích mặt cắt ngang ổn định kỳ triều ường KB2 .82 Hình 4.31 Bi u đồ diện tích mặt cắt ngang ổn định kỳ triều KB2 83 Hình 4.32 Tương quan diện t h đầm mặt cắt ngang cửa cho kịch thu hẹp đầm với triều ường triều .83 Hình 4.33 Rừng ngập mặn bờ Tây Nam đầm Nước Ngọt 87 Hình 4.34 Bố tr ng trình điều chỉnh hướng vận chuy n trầm tích cửa Tam Quan 87 Hình 4.35 Bố tr ng trình điều chỉnh hướng vận chuy n trầm tích cửa Đề Gi 88 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Dữ liệu hệ ảnh đồ thu thập 10 Bảng 1.2 Phân chia mứ độ hệ số chọn lọc (So) .18 Bảng 1.3 Phân chia hệ số bất đối xứng (Sk) .18 Bảng 1.4 Các yếu tố đo đạc thủy hải văn 22 Bảng 1.5 Các thơng số mơ hình MIKE21/3 Couple FM 23 Bảng 2.1 Lượng mưa năm ứng với tần suất 33 Bảng 2.2 Đặ trưng d ng hảy cửa s ng Tam Quan, Đề Gi tỉnh Bình Định 36 Bảng 2.3 Số ơn ão áp thấp nhiệt đới trung ình đổ trực tiếp ảnh hưởng trực tiếp tới Bình Định (số liệu thống kê từ năm 1954-2004) 38 Bảng 2.4 Thống kê tàu thuyền tỉnh Bình Định năm 2014 40 Bảng 3.1 Tố độ bồi tụ xói lở số mắt cắt 46 Bảng 3.2 Th tích bị bi n động bồi tụ qua thời kỳ cửa Tam Quan 47 Bảng 3.3 Lượng trầm t h qua giai đoạn tính hàm chẵn-lẻ (m3/năm) .49 Bảng 3.4 Tố độ bồi tụ xói lở số mắt cắt 51 Bảng 3.5 Th tích bị bi n động bồi tụ qua thời kỳ cửa Đề Gi 53 Bảng 3.6 Lượng trầm t h qua giai đoạn tính hàm chẵn-lẻ (m3/năm) .54 Bảng 4.1 Phân ố trầm t h tầng mặt hu vự ửa Tam Quan 59 Bảng 4.2 Phân ố trầm t h tầng mặt vùng ven cửa Tam Quan .62 Bảng 4.3 Đặ m trầm tích tầng mặt cửa Đề Gi 66 Bảng 4.4a Ảnh hưởng thu hẹp đầm vận tốc lớn Vmax (m/s) 79 Bảng 4.5 Các tham số ản sử dụng mơ hình CEA, KB0 80 Bảng 4.6 Kết ki m định iên độ triều đầm vận tốc cự đại cửa Đề Gi với số liệu đo đạc mơ hình MIKE 81 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BĐĐH: Bản đồ địa hình E : Đ ng MSL: Mự nước trung bình N: Bắc NE: Đ ng Bắc NE-SW: Đ ng Bắc- Tây Nam NNK (nnk): Những người khác SE: Đ ng Nam W: Tây viii Theo đó, trường trầm t h phân biệt sở hàm lượng phần trăm cấp hạt sạn, cát, bùn (bột sét) Kết phân loại trầm t h đượ đưa lên sơ đồ địa hình đáy i n theo trạm khảo sát, từ ranh giới trường trầm t h vạ h sở phân t h địa hình đáy, xu phân dị trầm tích đại, điều kiện thủy động lực đại Trên sở trạng phân bố trầm tích tầng mặt thơng số trầm t h, đặ m địa hình, điều kiện thủy động lực, báo cáo thuyết minh phải nhận định quy luật phân bố vận chuy n trầm tích, tiến hóa trầm tích Bảng 1.2 Phân chia mứ độ hệ số chọn lọc (So) Giá trị từ 0,00 φ 0,35 φ 0,5 φ 0,71 φ 1,00 φ 2,00 φ Đến 0,35 φ 0,5 φ 0,71 φ 1,00 φ 2,00 φ 4,00 φ Ý nghĩa Hệ số chọn lọc tốt Hệ số chọn lọc tốt Hệ số chọn lọc trung bình Hệ số chọn lọc trung bình Hệ số chọn lọc Hệ số chọn lọc Hình 1.12 Sơ đồ phân loại trầm tích Bảng 1.3 Phân chia hệ số bất đối xứng (Sk) Giá trị từ Đến ≥ +0,3 φ +0,3 φ +0,1 φ +0,1 φ -0,1 φ -0,1 φ -0,3 φ ≤ -0,3 φ Ý nghĩa Hạt thô bất đối xứng Hạt thô bất đối xứng Gần đối xứng Hạt mịn bất đối xứng Hạt mịn bất đối xứng 18 d, Phương pháp xác định xu vận chuyển trầm tích M Laren (1981,1985) ũng đưa phương pháp t nh xu vận chuy n vật liệu trầm t h, phương pháp Gao Collins (1990, 1994) bổ sung cải tiến McLaren nn (1993) thử thành công với nhiều vùng n hình giới Mallet (2000) lần khẳng định lại t nh đắn phương pháp nghiên cứu Pháp Giả sử có hai trạm khảo sát 2, trầm t h vận chuy n từ đến thỏa mãn hai trường hợp sau: + Trường hợp 1: So2 ≤ So1, Me2 > Me1 Sk2 ≤ S + Trường hợp 2: So2 ≤ So1, Me2 < Me1 Sk2 ≥ S McLaren cộng (1993) n đưa phương pháp dùng hàm quan hệ x(s) đ xá định m i trường xu hướng lắng đọng trầm tích Theo ơng hàm x(s) xảy khả sau: Hình 1.13 Quan hệ hàm x(s) với m i trường trầm tích 19 - Cân động: dạng hàm x(s) tương tự dạng hàm d1(s) d2(s) Khi vật liệu trầm t h ũng tương tự vật liệu lơ lửng Trường hợp mơi trường động lực cân bằng, ó nghĩa vật liệu lơ lửng có th bị lắng đọng vật liệu ị lắng đọng ũng ó th bị vào dòng bồi tích tái lắng đọng Với dạng phân bố h thược hạt hình 1.13A mơi trường cân động; - Bồi tụ thực: dạng ba hàm gần giống nhau, đồ thị hàm x(s) nghiêng phía hạt mịn hai hàm d1(s) d2(s) Trong trường hợp khả hạt bị lắng đọng lớn ta gọi trường hợp môi trường bồi tụ tăng trưởng (hình 1.13B); - Xói lở thự : ngược lại với trường hợp ( ), đồ thị hàm x(s) nghiêng phía hạt th hai hàm d1(s) d2(s) Trong trường hợp khả ị xói lở lớn ta gọi trường hợp mơi trường xói lở (hình 1.13C); - Tổng lượng loại 1: hai hàm d1(s) d2(s) tuỳ ý hàm x(s) đơn điệu tăng, trường hợp động lực di chuy n giảm đột ngột có th bị triệt tiêu Trầm tích tích tụ xa nguồn cung cấp M i trường đượ xá định môi trường lắng đọng hồn tồn loại (hình 1.13D) - Tổng lượng loại 2: hai hàm d1(s) d2(s) gần hàm x(s) phân phối ngang, trường hợp động lực di chuy n giảm đột ngột có th bị triệt tiêu Thành phần trầm tích xa nguồn, việc suy luận nguồn trầm tích trở nên hó hăn M i trường đượ xá định môi trường lắng đọng hồn tồn loại (hình 1.13E) 1.4.4 Phân tích bờ biển cân Việ ứng dụng t nh hất hàm logarit nghiên ứu tiến hóa i n iến đổi h ng gian thời gian ãi i n át Hoo lần đặt móng ho phương pháp ởi Yasso (1965), Silvester (1960, 1970, 1975) phát tri n sở lý thuyết công thức cân bằng, số nhà nghiên cứu thực nỗ lự đ cải thiện t nh đại diện mô hình , hàm para oli hyper oli ũng áp dụng với kết tốt Silvester Hsu (1993,1997), Hsu Evans (1989), Tan Chiew (994), Moreno Kraus (1990), Benedet cộng (2004) Cá nhà nghiên ứu sử dụng 27 số liệu thu thập đường bờ bờ bi n dạng vịnh phòng thí nghiệm thự địa đề nghị mơ hình dạng parabolic mơ đường bờ cân tĩnh ph a sau mũi đá, mũi vịnh sau: ( ) ( ) Hai tham số ản phương trình độ nghiêng sóng β (so với hướng sóng chủ yếu) đường khống chế Độ nghiêng sóng β gó tham hiếu xá định 20 góc nằm mặt sóng đường khống chế Ro (hình 1.14) Đường khống chế Ro nối liền m nhiễu xạ hay m khống chế bãi (upcoast fixed point) m có đường bờ tương đối thẳng ph a hay m khống chế ãi (downcoast fixed point) Từ m nhiễu xạ, tia có bán kính R quét nên đường bờ cong theo θ thay đổi gó θ gó mặt sóng nghiêng β với bán kính R Các số đượ xá định nhờ vào phân t h tương quan số liệu mơ hình vật l , hi β thay đổi (hình 1.14) Phần mềm MEPBAY phần mềm mở Klein cộng (2003) phát tri n dựa mơ hình parabol Hsu and Evans (1989) (hình 1.15) Hình 1.14 Mơ hình Parabol hệ số tương quan (Hsu, 1997) Hình 1.15 Tính tốn MEPBAY cho phía Nam cửa Đề Gi 1.4.5 Các phương pháp nghiên cứu thủy thạch động lực Thực mô thủy thạ h động lực khu vực cửa sông ven bi n mơ hình tốn Mike 21/3 couple FM cần nguồn liệu đầu vào gồm: địa hình đáy i n, địa hình bãi ven bờ thơng số thủy văn hải văn (hình 1.5) Phương pháp ung cấp tranh tổng th hình thái địa hình xu vận chuy n dòng chảy vùng mơ 21 a) Phương pháp đo địa hình đáy Q trình thủy động lực vùng cửa sơng chịu ảnh hưởng nhiều địa hình, địa vật vùng cửa sơng Nhằm ó liệu địa hình đáy vùng nghiên ứu, nhóm nghiên cứu tiến hành đo đạ địa hình vùng nghiên cứu đợt (tháng 10/2012 tháng 6/2013) Số liệu đo đạ phục vụ đánh giá biến đổi địa hình đáy thời gian nghiên cứu làm liệu đầu vào cho mơ hình tốn Thiết bị sử dụng máy đo sâu hồi âm Garmin – Fish Finder đ đo địa hình nướ máy đo tồn đạc GPS-ZMAX đo địa hình cạn dẫn mố ao độ quốc gia VN2000 b) Phương pháp quan trắc thủy văn hải văn Ngoài số liệu thủy hải văn thu thập được, nghiên cứu tiến hành đợt đo đạc với thời m địa hình vào tháng 10/2012 6/2013 đại diện cho mùa hướng gió hướng sóng thịnh hành vị trí trạm khảo sát th hình 1.7 1.8 Mỗi đợt tiến hành đo đạc ngày (1/2 chu kỳ triều) Các yếu tố đo đạ th bảng 1.4 Bảng 1.4 Các yếu tố đo đạc thủy hải văn STT Yếu tố đo đạc Thiết bị sử dụng Độ cao sóng Chu kỳ sóng Hướng sóng Vận tốc dòng chảy Máy AWACS Mự nước, thủy triều Thướ đo mự nước Mẫu trầm t h lơ lửng Thiết bị lấy mẫu theo tầng giấy lọc c) Phương pháp mơ hình tốn Với toán cụ th bồi lấp luồng tàu cửa sông, quy mô ràng buộc không gian thời gian với tượng xét ó th xem hình 1.16, theo q trình xảy quy mô nhiều ngày đến năm, km n phạm vi khoảng vài m đến hàng chục Trên giới nước có nhiều mơ hình thủy động lự áp dụng cho nhiều mụ đ h há nghiên ứu, quy hoạch thiết kế hệ thống cơng trình , tiêu bi u có th k đến SORBEK, DELFT 3D (Hà Lan), MIKE (Đan Mạch), nhiên, mơ hình có ưu nhượ m riêng Sau cân nhắc, so sánh mơ hình tốn áp dụng cho khu vực phù hợp với mụ tiêu đề tài, lựa chọn mơ hình MIKE Các modul MIKE 21 cho phép mơ tái 22 tranh thủy động lực tồn miền nghiên cứu, thay vài m số liệu đo đạc Trong nghiên cứu này, với mục tiêu mơ tính tốn ảnh hưởng ng trình lên trường thủy động lực vùng cửa s ng Bình Định Quy m« thêi gian Vài km Trăm mét 1-5 năm 5-10 năm 10-20 năm Mô hình ba chiều Mô hình đ-ờng 10km Quy mô không gian Cơn bão Tháng Mô hình đ-ờng Mô hình lớn (macro) Hỡnh 1.16 S la chọn mơ hình tốn theo quy mơ khơng gian thời gian (Horikawa, 1987) Xây dựng m hình lan truyền sóng từ sóng tốn ầu làm đầu vào ho m hình động lự họ hi tiết ho ửa i n Miền t nh toán th ng số đầu vào đượ trình ày ảng 1.5 Bảng 1.5 Các thơng số mơ hình MIKE21/3 Couple FM Thơng số Thời gian Bướ t nh thời gian Lưới tam giá Biên ngồi i n Biên sơng Hệ số nhám Hệ số nhớt vis osity Bùn cát Điều kiện Tháng 10/2012 tháng 6/2013 60 giây Mesh 1: Trung Trung Bộ éo dài từ QUảng Nam đến Phú Yên dài 300 m, với 1510 phần tử, hoảng h lưới km (hình 1.17) Mesh 2: Vùng i n nghiên ứu (Tam Quan Đề Gi) Số liệu sóng lấy từ ết m hình tồn ầu, hiệu hỉnh thời gian theo Việt Nam Số liệu đo sóng nội suy NOAA năm 1993, sóng thự đo Cá iên s ng thự đo Manning = 32 m1/3/s 1,8exp-006 m/s2 Đường nh hạt d50 = 0,5mm 23 Sơ đồ vùng tính Nền địa hình Ơ lưới vùng tính Hình 1.17 Sơ đồ miền tính mơ hình Mike 21/3 couple FM 1.4.6 Phương pháp tính tốn cân “ổn định” cửa sơng Escoffier Cá diễn iến hình thái ửa s ng tá động sóng d ng hảy trình phứ tạp Một phần ản thân tương tá sóng, d ng hảy, vận huy n ùn át iến đổi địa hình đáy hu vự ửa phứ tạp n nhiều vấn đề hưa đượ nghiên ứu h đầy đủ thỏa đáng Mặt há , yếu tố động lự tham gia vào trình diễn iến ửa sóng, d ng hảy, mự nướ liên tụ iến đổi theo h ng gian thời gian Th ng thường, ửa s ng ó th trì trạng thái ân ằng “ổn định” hi yếu tố động lự tá động tới ửa ân ằng với Tuy nhiên trạng thái ân ằng ổn định ó th ị phá vỡ hi ửa hịu tá động tượng thời tiết ất thường hoặ an thiệp on người Cửa ũng ó th huy n từ trạng thái ân ằng ổn định sang trạng thái h ng ổn định trình phát tri n suy tàn tự nhiên ửa Phân t h trạng thái ổn định ửa triều phụ thuộ vào yếu tố tá động ó nghĩa quan trọng việ nhận iết phản ứng ửa hệ thống ửa triều đầm phá đ tìm phương án quy hoạ h quản l hệ thống đầm phá h hiệu ũng ung ấp th ng tin ho phương án thiết ế ổn định ửa Es offier (1940) giới thiệu đường ong ổn định thủy lự , đượ gọi i u đồ Es offier gồm ó đường: a) đường tương quan Vmax ~ Ac ) đường ổn định (Ve~Ac) trình ày hình 1.18 - Đường tương quan (Vmax~Ac) đượ xây dựng từ đặ trưng triều ngồi i u, hình dạng, h thướ hình họ lạ h triều ửa s ng diện t h th t h lăng trụ triều đầm ên ửa 24 - Đường ong ổn định (Ve~Ac) đượ xây dựng từ hệ số inh nghiệm Es offier thiết lập dựa số liệu đo đạ nhiều ửa lạ h triều giới đượ hia thành nhóm ửa Thái Bình Dương, Đại Tây Dương hia thành nhóm ửa trạng thái tự nhiên hay đượ hỉnh trị Mỗi ửa s ng, ửa lạ h triều ó đặ t nh thủy động lự họ hình thái ũng điều iện địa hất riêng nên việ đánh giá mứ độ ổn định ửa hó ó th lượng hóa đượ h h nh xá ũng hó dự áo đượ trạng ổn định ửa theo thời đoạn dài Diện t h mặt ngang ửa s ng trạng thái ân ằng xá định ằng phần mềm t nh toán CEA (Channel Equilibrium Area) (hình 1.19) đượ phát tri n ởi Chương trình Nghiên ứu Cửa s ng (Coastal Inlets Research Program CIRP) Tổ hợp ỹ thuật Quân đội Mỹ (US Army COE) Phần mềm đượ xây dựng l thuyết ân ằng động lự lạ h triều hảy qua ửa s ng cho phép tính tốn th ng số ản lạ h triều d ng hảy qua lạ h triều hi đạt tới trạng thái ân ằng Hình 1.18 Bi u đồ Escoffier (1940) Hình 1.19 Giao diện mơ hình CEA 25 ửa s ng Với liệu triều, diện t h hình họ đầm Nướ Ngọt, th ng số đầu vào ho m hình CEA sau:  Diện t h đầm Nướ Ngọt: 16.500.000 m²  Độ lớn triều hu ỳ triều đượ lấy ho nhóm ị h ản riêng iệt  Chiều dài trung ình lạ h triều nối đầm với ửa lạ h triều: 1.650 m  Chiều rộng trung ình lạ h triều: 110 m  Chiều rộng ửa lạ h triều: 295 m  Diện t h mặt ngang ửa lạ h triều: A = 660 m² Hệ số ản ửa vào Ken, hệ số ản ửa Kex, hệ số nhám Manning lạ h triều, n th ng số h nh đ hiệu hỉnh m hình CEA  26 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Trịnh Việt An (2012) Một vài nét ảnh hưởng bồi lấp cửa s ng đến ra/vào thuyền vào cảng á hu neo đậu trú ão hướng giải Ph ng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia động lực học sơng biển Trần Văn Bình, Trịnh Thế Hiếu (2010) Sự iến đổi hình thái địa hình ãi đường số hu vự i n Nam Trung Bộ theo thời gian (2007-2008) Tạp h Khoa họ C ng nghệ i n Số 2, tr 15-29 Đỗ Minh Đức, Trần Nghi, Mai Trọng Nhuận, Đào Mạnh Tiến (2003), Phương pháp xá định xu vận chuy n trầm tích dựa kết phân t h độ hạt.Tạp chí Địa chất số 276 (5-6/2003) Đỗ Minh Đức nnk (2015) Nghiên cứu giải pháp khoa học công nghệ đ khắc phục tượng bồi lấp cửa vào khu neo trú bão tàu thuyền – áp dụng cho cửa Tam Quan, tỉnh Bình Định Đề tài mã số 01/2012/HĐ-ĐTK HCN Đỗ Minh Đức nnk (2016) Nghiên cứu nguyên nhân giải pháp đ khắc phục tượng bồi lấp cửa vào khu neo trú bão tàu thuyền cửa Đề Gi, tỉnh Bình Định Đề tài mã số 13-01-2013 Hồ sơ Đầu tư Xây dựng C ng trình hu neo đậu tránh trú bão cho tàu cá Tam Quan – Bình Định – giai đoạn lập dự án xây dựng Công ty Tư vấn Xây dựng Cơng trình Thủy I – WACOSE Trương Đình Hi n nnk (2002) Báo cáo nghiên cứu thiết lập luận khoa họ làm sở an đầu cho việc cải tạo cửa Đề Gi luồng vào đầm Nước Ngọt Ủy ban Nhân dân tỉnh Bình Định, Sở Khoa học Cơng nghệ Mơi trường tỉnh Bình Định, Phân viện vật lý TP Hồ Chí Minh Nguyễn Tấn Hương (2006) Báo áo ết nghiên cứu khoa họ : Đặ m khí hậu, thủy văn tỉnh Bình Định” Sở Khoa học Cơng nghệ tỉnh Bình Định Nguyễn Thanh Ngà, Quản Ngọc An nnk (1995).Hiện trạng nguyên nhân bồi xói dải bờ bi n Việt Nam Đề xuất biện pháp khoa học kỹ thuật bảo vệ hai thá vùng đất ven bi n Báo cáo tổng hợp chương trình KT-03, đề tài 14 185 trang 10 Đặng Văn Tố (2006) Áp dụng mơ hình vùng vịnh cân dạng parabolic cho vịnh Phan Thiết Hội nghị Khoa học Công nghệ gắn với thực tiễn lần II, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, NXB Khoa học Tự nhiên, Hà Nội, 124 – 135, 2006 91 11 Trần Hữu Tuyên (2003).Nghiên cứu trình bồi tụ, xói lở đới ven bi n Bình Trị Thiên kiến nghị giải pháp phòng chống Luận án Tiến sĩ Địa chất.Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội 12 Trần Đức Thạnh, (2015) Bàn phân vùng đới bờ bi n Việt Nam Tạp chí khoa học Cơng nghệ Bi n Số 15(1) Tr 1-12 13 Lê Phướ Trình Bùi Hồng Long, Lê Đình Mầu, Phạm Bá Trung (2011).Về cấu trúc thủy động lự đặc thù gây xói lở - bồi lấptại dải ven bờ Nam Trung Bộ.Tạp chí Khoa học Công nghệ biển T11 (2011) Số 3.Tr 1-30 14 Phạm Bá Trung, Lê Đình Mầu, Lê Phướ Trình (2010) Vấn đề ồi lấp ửa i n Sa Huỳnh (Quảng Ngãi), Tam Quan Đề Gi (Bình Định) tá động i u è mỏ hàn Tạp h Khoa họ C ng nghệ i n Số Tr 01-13 15 Đinh Văn Ưu, Nguyễn Kim Cương, Hà Thanh Hương, Nguyễn Nguyệt Minh (2015) Nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi khí hậu lên trường dòng chảy lớp mặt bi n Đ ng Tạp chí Khoa học Công nghệ Tập 31 số 2S Tr 269-279 Tài liệu tiếng Anh 16 Adarsa Jana, Arkoprovo Biswas, Sabyasachi Maiti, Amit K Bhattacharya (2014) Shoreline changes in response to sea level rise along Digha Coast, Eastern India: an analytical approach of remote sensing, GIS and statistical techniques Journal of Coastal Conservation (2014) 18:145–155 17 Benedet, L., Klein, A., Hsu, J., 2004 Practical Insights and Applicability of Empirical Bay Shape Equations Notas RACIMAR, UNIVALI, Brasil, pp – 13 18 Cambers G and Gray D.F (2005) Method for measuring and analyzing beach profiles Annex In: Cambers, G., Ghina, F., 2005 Introduction to Sandwatch: An educational tool for sustainable development Coastal region and small island Paper 19, UNESCO, Paris 19 Coleman, J.M., Wright, L.D., 1975 Modern river deltas: variability of processes and sand bodies In M.L Broussard (Editor), Deltas – Models for exploration Houston Geol Soc., Houston, Texas, pp 99-149 20 Coleman, J.M., 1988 Dynamic changes and process in the Mississippi river delta Geol Soc Am Bull., 100: 999-1015 21 Cornish, V (1898) On sea beaches and sandbanks Geographical Journal, 11, 528-43 and 628-51 92 22 Dean, R G., and Work, P A (1993) Interaction of navigational entrances with adjacent shorelines Journal of Coastal Research 18: 91-110 23 Escoffier, F F., (1940) The stability of tidal inlets Shore and Beach, (4), 114-115 24 Escoffier, F F., (1977) Hydraulics and stability of tidal inlets GITI report 13 U.S Army Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS 25 Folk, R L., 1974 Petrology of sedimentary Rock Hemphill Publishing Company, Austin TX 26 Folk, R L., and Ward, W C., 1957 Brazos river bar A study n the significances of grain size parameters Journal of sedimentary Petrology Vol 27 Pp 3-26 Gao, S and Collins, M (1992) Net Sediment Transport Patterns Inferred from Grain-size Trends, Based upon Definition of “Transport Ve tors” Sedimentary Geology, Vol 80, p 47-60 27 Fenster, M.S., and Dolan, R (1996) Assessing the impact of tidal inlets on adjacent barrier island shorelines Journal of Coastal Research, 12(1), 294-310 28 Gao, S and Collins M (1990) A ritique of the “M Laren Method” for defining sediment transport paths – Discussion Journal of Sedimentary Petrology, Vol 61, p 143-146 29 Gao, S., Collins, M.B., Lanckneus, J., De Moor, G., and Van Lancker, V (1994) Grain Size Trends Associated with Net Sediment Transport Patterns: An Example from the Belgian Continental Shelf” Marine Geology, Vol 121, p 171185 30 Hsu, J.R.C and Evans, C., (1989) Parabolic bay shapes and application, Proc.of the Institute of Civil Engineers Part 2, 87, 557-570 31 Nguyen Hai Ha, Do Minh Duc, Vo Ngoc Anh (2012) Coastal erosion and sedimentation in Binh Dinh province, the central part of Vietnam Proceedings of the International Workshop – Hue Geo Engineering 2012 Pp.248-252 32 Inman, D L., 1953 Measures for describing the size distribution Pp 125-145 33 Izumiya T., and K Horikawa, 1987 On the transformation of directional waves under combined refraction and diffraction Coastal Eng In Japan, 30 (1) 49-65 93 34 McLaren, P., Bowles, D (1981), “The Effe ts of Sediment Transport on GrainSize Distri ution”, Journal of Sedimentary Petrology, Vol 55, No 4, p 457-470 35 McLaren, P and Bowles, D., (1985) The effects of sediment transport on grainsize impli ations of the „Red Clay‟ (North China) as envidenced by grain-size distribution Joural of Quaterway Science, 16(1), 89-97 36 McLaren, P.; Collins, M.B.; Gao, S., and Powys, R.I.L., 1993 Sediment dynamics of the Severn Estuary and inner Bristol Channel Journal of the Geological Society, London, 159, 589–603 37 McLaren, P and Singer, J., (2008) Sediment transport and contaminant behavior in Buffalo River, New York: Implications for river management Journal of Coastal Research, 24 (4), 954-968 38 McLaren, P and Braid, M., 2009 Sediment trend analysis in support of unexploded explosive ordnance (UXO) risk assessment Journal of American Society for Testing and Materials International, 6(7), JAI102108 39 McCammon, R B., 1963 Efficiencies of percentile measures for descrining the mean size and sorting of sedimentary particles Journal of Geology Vol.70, pp 453465 40 Mallet, C., Howa, H L., Garlan, T., Sottolichio, A., and Le Hir, P., Residual transport model in correlation with sedimentary dynamics over an elongate tidal sandbar in the Gironde estuary (Southern France) Journal of sedimentary research, 70 1005-1016 41 McCave, I N 1971 Sand waves in the North ea of the coast of Holland Marine Geology 10, 199-225 42 McCave, I N., and Langhorne, D N., 1982 Sand waves and sediment transport around the ed of the tidal sand bank Sedimentology 29 95-110 43 Mayerle, R., Toro, F M., and Wang, S S Y (1995) Verification of a threedimensional numerical model simulation of the flow in the vicinity of spur dikes J Hydraul Res., 33(2), 243–256 44 Moreno, L., Kraus, N., 1999 Equilibrium shape of headland-bay beaches for engineering design Proceedings Coastal Sediments'99: ASCE, 1, pp 860– 875 94 45 Meyer-Peter, E and Muller (1948) Formulas for bedload transport Proc Int Meet Assoc Hydraulic Res., Stockholm: 39-64 46 Melville, B W., and Raudkivi, A J (1977) Flow characteristics in local scour at bridge piers J Hydraul Res., 15(4), 373–380 47 Otto, G H., (1939) A modified logarithmic probability graph for the interpretation of mechanical analyses of sediments Journal of Sedimentary Petrology Vol 9, pp 62-76 48 Larson, M., Kraus, N.C., 1995 Prediction of cross-shore sediment transport at different spatial and temporal scales Mar Geol 126, 111–127 49 Elliott, T 1986 Deltas in Reading, H.G., ed., Sedimentary environments and facies, 2nd edition: Blackwell Scientific Publication, Oxford, p 113 – 154 50 Klaus, N C., and Rosati, J D 1997 “Interpretation of Shoreline-Position Data for Coastal Engineering Analysis,” Coastal Engineering Technical Note CETN-H39, U.S Army Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS 51 Klein, A H F., Vargas, A., Raabe, A L A., Hsu, J.R.C., Visual assessment of bayed beach stability with computer softwave Computer and Geosciences, 29 (10) Pp 1249-1257 52 Rosati, J.D., and Kraus, N., 1997 Even – odd Function analysis of shoreline position and Volume Change Coastal Engineering Technical Note 53 Komar, P D (1998) Beach Processes and Sedimentation (second edition) Prentice Hall, Inc 54 Reynolds, Osborne (1889,1990,1891) Reports “ On model esturaries” Annual reports of British 55 Rajaratanam, N., Nwachukwu, B.A 1983a Flow near groin-like struture J Hydraul Eng., ASCE 109 (3) 463-480 56 Rajaratanam, N., Nwachukwu, B.A., 1983b Erosion near groyne-like structures J.Hydraul Res Delft, The Netherlands 21(4), 277-287 57 Schoonees, J.S., Theron, A.K., and Bevis, D., 2006 Shoreline accretion and sang transport at groynes inside the porto of Richards bay Coastal engineering 53 (12), pp.1045-1058 95 58 Silvester, R., 1960 Stabilization of sedimen tary coastlines Nature 188, 467– 469 59 Silvester, R., 1970 Growth of crenulated shaped bays to equilibrium Journal of the Waterways and Harbours Division 96,pp 275-287 60 Silvester, R., 1974 Coastal Engi neering Elsevier, Amsterdam 61 Silvester, R., Hsu, J., 1993 Coastal Stabiliz ation, Innovative Concepts Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 62 Silvester, R., 2010 Preface Coastal engineering 57(2), 75 63 To, D V., The equilibrium stages of headland-bay beaches in the coastal provinces of Vietnam University of Natural Sciences, Ho Chi Minh City, Viet Nam, pp 95- 102 64 Tan, S., Chiew, Y., 1994 Analysis of bayed beaches in static equilibrium Journal of Waterway Port, Coastal and Ocean Engineering 120, pp.145– 153 65 U.S Army Corps of Engineers (1995) Engineering and Design- Coastal Geology 66 U.S Army Corps of Engineers (2002) Manual of Coastal Engineering 67 Van Rijn L.C., (1984) Sediment transport, Part I: bed load transport J.Hydraul Eng 110 (10) 68 Van Rijn L.C., (1984) Sediment transport Part II: suspended load transport J.Hydraul Eng ASCE, 110(11), pp1613-1641 69 Van Rijn L.C., Soulsby, R.G., Hoekstra, P., Davies, A.G., (2005) Sandpit sand transport ad morphology of offshore sand mining pits The European Commission: Community research: Fifth Framework Programme 1988-2002, pp11-150 70 Wentworth, C., 1922 A scale of grade and class terms for clastic sediments.Journal of Geology 30, 377– 392 71 Work, P A., and Dean, R G (1990) Even/odd analysis of shoreline changes adjacent to Florida‟s tidal inlets.” Proceedings 2gh Coastal Engineering Conference ASCE, NY, 2522-2535 72 Yasso, W., 1965 Plan geometry of headland-bay beaches Journal of Geology 73, 702– 71 96 ... Nghiên cứu trạng nguyên nhân bồi lấp số cửa sông ven biển tỉnh Bình Định Mục tiêu nội dung nghiên cứu Mục tiêu luận văn làm sáng tỏ trạng, nguyên nhân gây bồi lấp số cửa sơng ven bi n tỉnh Bình Định. .. vực cửa sông ven bi n tỉnh Bình Định Chương 3: Hiện trạng bồi lấp số cửa sơng ven bi n tỉnh Bình Định Chương 4: Nguyên nhân bồi lấp số cửa sông ven bi n tỉnh Bình Định CHƢƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU... tỉnh Bình Định 54 CHƢƠNG NGUYÊN NHÂN BỒI LẤP MỘT SỐ CỬA SÔNG VEN BIỂN TỈNH BÌNH ĐỊNH 58 4.1 Nguyên nhân bồi lấp cửa s ng theo quan m trầm tích 59 4.1.1 Nguyên nhân bồi lấp cửa