Nghiên cứu biến động địa hình đáy cửa đà diễn phú yên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - ĐỖ HUY TOÀN NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐỊA HÌNH ĐÁY CỬA ĐÀ DIỄN – PHÚ YÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - ĐỖ HUY TOÀN NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐỊA HÌNH ĐÁY CỬA ĐÀ DIỄN – PHÚ YÊN Chuyên ngành: Hải dương học Mã số: 8440228.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN THỌ SÁO Hà Nội – 2019 LỜI CẢM ƠN Luận văn với đề tài: “Nghiên cứu biến động địa hình đáy cửa Đà Diễn – Phú Yên” hồn thành q trình học tập nghiên cứu khoa Khí tượng, Thủy văn Hải dương học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Với kính trọng lòng biết ơn sâu sắc, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Thọ Sáo tận hình hướng dẫn, định hướng nghiên cứu hỗ trợ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn tốt nghiệp Tơi chân thành cảm ơn tới quý thầy cô giáo, cán khoa Khí tượng Thủy văn Hải dương học, toàn thể anh chị em, bạn bè Trung tâm Động lực học Thủy khí Mơi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên hỗ trợ kiến thức, chun mơn để luận văn hồn thành Xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm đề tài cấp nhà nước: “Nghiên cứu sở khoa học để xác định chế bồi lấp, sạt lở đề xuất giải pháp ổn định cửa sông Đà Diễn Đà Nông tỉnh Phú Yên phục vụ phát triển bền vững sở hạ tầng kinh tế xã hội” mã số ĐTĐL.CN.15/15 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội chủ trì, cung cấp số liệu, tài liệu hỗ trợ tơi q trình nghiên cứu Do thời gian kiến thức hạn chế, luận văn không tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp q thầy cơ, bạn bè, đồng nghiệp, nhà khoa học độc giả để luận văn hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Đỗ Huy Toàn MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Đặc điểm địa hình 1.1.3 Đặc điểm khí hậu 1.1.4 Đặc điểm thủy văn 1.1.5 Đặc điểm hải văn 12 1.2 TÁC ĐỘNG NHÂN SINH ĐẾN SÔNG BA VÀ KHU VỰC CỬA ĐÀ DIỄN 16 1.2.1 Các cơng trình thủy lợi, thủy điện lưu vực sông Ba 16 1.2.2 Tình hình biến đổi thảm phủ lưu vực sơng Ba 18 1.2.3 Các hoạt động kinh tế tác động vào vùng cửa Đà Diễn 19 1.3 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN CỬA SÔNG 19 1.3.1 Các phương pháp nghiên cứu diễn biến cửa sông 19 1.3.2 quan c ng tr nh nghiên cứu il i t ngồi nư c 21 1.4 TÌNH HÌNH DIỄN BIẾN XÓI LỞ BỒI TỤ KHU VỰC CỬA ĐÀ DIỄN 28 1.4.1 Thực trạng xói l b i t khu vực cửa Đà Diễn 28 1.4.2 Nguyên nhân gây sạt l , b i lắng cửa Đà Diễn 31 1.5 TỔNG QUAN VÀ LỰA CHỌN MÔ HÌNH 34 1.5.1 Tổng quan mơ hình 34 1.5.2 Lựa chọn mơ hình tốn 35 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU 37 2.1 CÁC BƯỚC NGHIÊN CỨU 37 2.2 GIỚI THIỆU MƠ HÌNH MIKE21/3 FM COUPLE 37 2.2.1 Cơ s l thuyết mo ul ng chảy D 38 2.2.2 Cơ s lý thuyết modul sóng (SW) 40 2.2.3 Cơ s lý thuyết modul bùn cát (ST) 41 2.3 SỐ LIỆU PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU 43 2.2.1 Số liệu địa hình 43 2.2.2 Số liệu thủy, hải văn 45 2.2.3 Số liệu trầm tích 46 2.2.4 Số liệu sóng, gió 47 CHƢƠNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN BIẾN ĐỔI ĐỊA HÌNH ĐÁY KHU VỰC CỬA ĐÀ DIỄN 48 3.1 THIẾT LẬP MƠ HÌNH 48 3.1.1 Miền tính lư i tính 48 3.1.2 Điều kiện biên 49 3.2 HIỆU CHỈNH VÀ KIỂM ĐỊNH MƠ HÌNH 50 3.2.1 Hiệu chỉnh mơ hình 50 3.2.2 Kiểm định mơ hình 51 3.3 KẾT QUẢ TÍNH TỐN 57 3.3.1 Kịch tính tốn 57 3.3.2 Kết tính tốn 59 3.3.2.1 Biến động địa h nh đáy trung nh từ tháng 10/2015 đến 8/2016 59 3.3.2.2 Mô thời kỳ mùa lũ 60 3.3.3.3 Mô thời kỳ mùa khô 65 KẾT LUẬN 71 KIẾN NGHỊ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tần suất (%) hướng gió thịnh hành khu vực Phú Yên Bảng 1.2 Lượng mưa trung bình nhiều năm tháng (mm) Bảng 1.3 Dòng chảy bình qn Củng Sơn (1977-2016) 10 Bảng 1.4 Đường kính hạt trung bình (d50) độ chọn lọc (so) trầm tích v ng cửa sơng Đà Diễn 12 Bảng 1.5 Bảng tính tốn cao độ biên độ thủy triều dựa số liệu toàn cầu 13 Bảng 1.6 Độ cao sóng bình qn (m) theo tháng m a năm trạm Tuy Hòa, Phú Yên 14 Bảng 1.7 Các thuỷ điện dòng dòng nhánh hệ thống sông Ba 17 Bảng 1.8 Sự thay đổi thảm phủ lưu vực sông Ba (1992-2000) 18 Bảng 1.9 Chỉ tiêu đánh giá trạng thái ổn định cửa sông 24 Bảng 1.10 Bộ tham số lựa chọn cho mơ hình 57 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Lưu vực sơng Ba Hình 1.2 Vị trí cửa Đà Diễn Hình 1.3 Hoa gió tính từ số liệu gió đo trạm gió Tuy Hòa Hình 1.4 Bản đồ phân bố lượng mưa m a mưa (trái) m a khô (phải) Hình 1.5 Lưu lượng trung bình tháng nhiều năm (1978 – 2016) trạm Củng Sơn 10 Hình 1.6 Hoa sóng tính từ số liệu gió đo trạm Tuy Hòa] 15 Hình 1.8 Vị trí hồ chứa lớn lưu vực sơng Ba 16 Hình 1.9 Nạo vét luồng lạch cửa Đà Diễn 19 Hình 1.10 Xói bờ biển phía Nam (trái) bồi lấp cửa sơng (phải) tháng 12/2015 29 Hình 1.11 Mỏ hàn bảo vệ bờ Bắc, khu vực phường (phải) đổ đá bảo vệ bờ phía Nam, khu vực Xóm Rớ (trái) tháng 12/2016 30 Hình 1.12 Đổ đá bảo vệ bờ Bắc (trái, 12/2016) đổ đá bảo vệ bờ Nam (phải, 11/2017) 30 Hình 1.13 Sơ đồ hệ thống yếu tố tác động đến cửa sông Đà Diễn 31 Hình 2.1 Các bước nghiên cứu luận văn 37 Hình 2.2 Các modul mơ hình Mike 21/3 FM Couple 38 Hình 2.3 Nguồn liệu địa hình biển Đơng từ GEBCO 44 Hình 2.4 Địa hình khu vực cửa Đà Diễn (trái, 11/2015) địa hình khu vực cửa Đà Diễn (phải, 3/2016) 44 Hình 2.5 Sơ đồ trạm đợt khảo sát tháng 11/2015 45 Hình 2.6 Sơ đồ trạm đợt khảo sát tháng 5/2015 46 Hình 2.7 Đường kính kích thước hạt d50 47 Hình 3.1 Lưới địa hình miền lớn (Mesh I) 48 Hình 3.2 Lưới địa hình miền nhỏ (Mesh II) 49 Hình 3.3 So sánh mực nước thực đo với tính tốn trạm C 50 Hình 3.4 So sánh độ cao sóng có nghĩa thực đo với tính tốn trạm A 51 Hình 3.5 So sánh mực nước thực đo với tính tốn trạm F 52 Hình 3.6 So sánh vận tốc dòng chảy tính tốn với thực đo trạm G 52 Hình 3.7 So sánh độ cao sóng có nghĩa tính tốn với thực đo trạm F 53 Hình 3.8 So sánh chu kỳ sóng trung bình tính tốn với thực đo trạm F 53 Hình 3.9 So sánh chu kỳ sóng đỉnh phổ tính tốn với thực đo trạm F 53 Hình 3.10 Địa hình đáy cửa Đà Diễn tính tốn (trái) Google Earth (phải) T10/2015 54 Hình 3.11 Địa hình đáy cửa Đà Diễn tính tốn (trái) Google Earth (phải) T3/2016 55 Hình 3.12 Địa hình đáy cửa Đà Diễn tính toán (trái) Google Earth (phải) T7/2016 56 Hình 3.13 Sơ đồ mặt cắt nghiên cứu 58 Hình 3.14 Tốc độ biến động địa hình đáy trung bình 59 Hình 3.15 Trường sóng tháng 10/2015 60 Hình 3.16 Trường dòng chảy vào m a lũ cửa Đà Diễn (triều lên) 61 Hình 3.17 Trường dòng chảy vào m a lũ cửa Đà Diễn (triều xuống) 61 Hình 3.18 Biến đổi địa hình đáy qua mặt cắt vào cuối m a lũ (tháng 1/2016) 63 Hình 3.19 Biến đổi địa hình đáy khu vực cửa Đà Diễn m a lũ 64 Hình 3.20 Trường sóng tháng 6/2016 66 Hình 3.21 Trường dòng chảy vào mùa khơ cửa Đà Diễn (triều lên) 66 Hình 3.22 Trường dòng chảy vào mùa khô cửa Đà Diễn (triều xuống) 67 Hình 3.23 Biến đổi địa hình đáy qua mặt cắt vào cuối mùa khơ (tháng 8/2016)68 Hình 3.24 Biến đổi địa hình đáy khu vực cửa Đà Diễn mùa khô 69 MỞ ĐẦU Đà Diễn cửa sơng Ba (phía hạ nguồn gọi sông Đà Rằng) sông lớn khu vực Nam Trung bộ, lưu vực sông nội địa lớn thứ hai lãnh thổ nước ta với diện tích lưu vực 13900 km2, chiều dài dòng 380 km Với diện tích hứng nước lớn, khu vực thượng nguồn có độ dốc lớn, thủy dồi dào, có thuận lợi cho việc khai thác điện đồng thời lại nguyên nhân gây lũ lớn, ngập úng đe dọa đến hoạt động dân sinh, kinh tế xã hội khu vực hạ lưu, đặc biệt hoạt động nông nghiệp nơi mệnh danh vựa lúa Phú Yên duyên hải Nam Trung Bộ ảnh hưởng trực tiếp đến thành phố Tuy Hòa nằm bên cửa sông Đà Diễn Cho đến nay, cửa sông Đà Diễn dùng làm bến cảng cá nơi neo đậu 900 tàu khai thác hải sản xa bờ câu cá ngừ đại dương thuộc phường phường Phú Lâm, thành phố Tuy Hoà trung tâm mua bán cá ngừ đại dương lớn duyên hải miền Trung Tuy nhiên, nằm vùng tác động trực tiếp dòng lũ từ thượng nguồn, lòng sơng Đà Rằng hàng năm bị biến động (bồi xói) tồn nhiều bãi bồi sơng, đặc biệt địa hình vùng cửa biển Đà Diễn bị biến động theo mùa dẫn đến hoạt động nói khu vực hạ lưu sơng Ba thành phố Tuy Hòa trở nên dễ bị tổn thương lũ, sạt lở bờ sông, bờ biển, xâm nhập mặn, bồi lấp luồng lạch khu neo đậu tàu thuyền Trong ngày sóng lớn, biển động hàng trăm tàu thuyền xuất bến đánh bắt hải sản không vào cảng được, bị mắc cạn phải di chuyển neo đậu cảng khác cách xa thành phố Tuy Hòa khơng chuyện xa lạ địa phương gây tổn thất nghiêm trọng kinh tế ảnh hưởng đến tình hình an ninh, quốc phòng biển Như yếu tố động lực biển sóng, triều, dòng ven,… khơng đưa b n cát bồi nông khu vực cửa sông gây ách tắc tàu thuyền vào cửa sông Đà Điễn mà gây sạt lở khu vực hai bên cửa sông nghiêm trọng Sạt lở diễn mạnh mẽ vào m a gió Đơng Bắc Tình hình biến động mạnh phức tạp vùng cửa sông Đà Diễn ảnh hưởng nhiều tới dân sinh kinh tế xã hội Phú n Chính tác giả lựa chọn đề tài luận văn “Nghiên cứu biến động địa h nh đáy cửa Đà Diễn – Phú Yên” Cấu trúc luận văn gồm chương c ng với phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo Cụ thể sau: Mở đầu Chƣơng Tổng quan khu vực nghiên cứu Chƣơng Phương pháp nghiên cứu số liệu Chƣơng Kết tính tốn biến động địa hình đáy cửa Đà Diễn – Phú Yên Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo 3.3.2.2 M thời kỳ mùa lũ Trƣờng sóng Hình 3.15 rường sóng tháng 10/2015 Trong mùa lũ, sóng gió chủ đạo theo hướng Đơng Bắc Do đường bờ nằm theo hướng Tây Bắc - Đông Nam nên sóng tới tác dụng vng góc với đường bờ hướng tác động trực tiếp đến cửa sơng Vì vậy, vào thời điểm khu vực cửa sông Đà Diễn chịu tác động mạnh sóng dòng chảy sơng, lòng sơng mở rộng hai bên Đây thời kỳ có độ cao sóng lớn năm Tại khu vực ngồi biển có độ cao từ - 1,2 m, có khu vực độ cao sóng 1,2 m Độ cao sóng giảm dần vào gần bờ cửa sông, độ cao sóng cửa sơng từ 0,5 – 0,9 m Phía sơng, độ cao sóng từ – 0,4 m nhỏ nhiều lần so với sóng cửa ngồi biển Trƣờng dòng chảy Trong thời kỳ m a lũ sóng chủ yếu theo hướng Đơng Bắc vng góc với cửa Đà Diễn, kết hợp với dòng chảy lũ từ sơng đổ Dòng chảy sơng lớn dòng triều nhiều nên dòng chảy hướng ngồi cửa sơng chủ yếu theo hướng Đơng Vận tốc lớn cửa sông đạt 0,3 m/s triều lên (hình 3.16) 0,78 m/s triều xuống (hình 3.17) Vận tốc dòng chảy sơng lớn làm cho b n cát bị ngồi cửa sơng nhiều cửa sơng tác động dòng chảy lũ mở rộng hai bên 60 Hình 3.16 rường dòng chảy vào mùa lũ cửa Đà Diễn (triều lên) Hình 3.17 rường dòng chảy vào mùa lũ cửa Đà Diễn (triều xuống) Thời kỳ mưa lớn lũ đạt đỉnh với lưu lượng dòng chảy lớn, doi cát chắn ngang cửa sông dễ bị phá v Khi dòng chảy hướng ngồi cửa sơng, kết hợp với dòng chảy sóng hướng Đơng Bắc gây ra, b n cát từ sông bị đẩy phía Nam, cửa sơng mà mở rộng dịch chuyển phía Nam Mặc d dòng chảy lũ sơng lớn hướng dòng chảy đổ biển trực diện với hướng sóng vào m a gió Đơng Bắc (hình 3.17), nên vận tốc dòng chảy cửa sông (mặt cắt 2) triều xuống giảm cao từ 0,6 – 0,75 m/s, với vận tốc đẩy b n cát phía biển, phá doi cát hình thành phía cửa ngồi biển thời kỳ m a lũ Kết biến động địa hình đáy cửa Đà Diễn mùa lũ: Các kết trung gian mơ trường mực nước, trường sóng trường dòng chảy Khi có kết đó, tiến hành mơ biến đổi địa hình đáy khu vực cửa Đà Diễn Dưới kết biến đổi địa hình đáy khu vực cửa 61 Đà Diễn sau m a lũ mặt cắt nghiên cứu lựa chọn hình 3.13 trình bày hình 3.18 Biến đổi địa hình đáy vào m a lũ thể hình 3.19 Thời kỳ m a lũ sóng hướng Đơng Bắc hướng th ng vào cửa sơng, kết hợp với dòng lũ từ sơng đổ mang lượng lớn b n cát phía ngồi cửa sơng, lượng b n cát lắng đọng chủ yếu khu vực ngồi cửa sơng Trong tháng m a lũ, phía ngồi biển lượng b n cát bồi chủ yếu, phía sơng dòng chảy lũ từ sơng có tốc độ lớn, mang nhiều b n cát từ thượng lưu đổ cửa sông, mặt khác sóng hướng Đơng Bắc gây dòng chảy hướng th ng vào cửa sơng, kết hợp với dòng triều lên, xuống gây nên biến động mạnh mẽ khu vực cửa sơng địa hình chỗ bồi chỗ xói Mặt cắt mặt cắt nằm phía cửa sơng thấy mặt cắt tượng chủ yếu xói mạnh Tại mặt cắt phần lớn đáy sơng bị xói với lớp xói từ - 6,67 m, phần đáy sâu sông dịch chuyển khoảng 200 m so với ban đầu sang phía phường Phú Đơng (hình 3.13), tượng bồi xảy vị trí 600 m tính từ phía bờ phường (Tp Tuy Hòa) khu neo đậu tầu thuyền với mức bồi lớn 1,95 m Với mặt cắt cửa sơng có xu hướng xói đáy lớn 1,43 m bồi lớn 1,68 m phía gần bờ Nguyên nhân độ rộng sông khu vực mặt cắt nhỏ phía sơng nên sinh xói sâu tồn đáy sơng, tồn lượng b n cát mang ngồi biển phía trước cửa sơng 62 Hình 3.18 Biến đổi địa h nh đáy qua mặt cắt vào cuối mùa lũ tháng 1/2016 63 Hình 3.19 Biến đổi địa h nh đáy khu vực cửa Đà Diễn mùa lũ Trong thời kỳ m a lũ, dòng chảy lũ khu vực gần cửa sơng (từ cầu Đà Rằng cũ tới cửa sơng) có lưu tốc lớn, gây xói lở khu vực cửa sơng lạch Khu vực sơng có tượng bồi xói xen kẽ Nhưng thời gian gió m a Đơng Bắc hoạt động mạnh tạo sóng lớn khu vực trước cửa sơng, dòng chảy sau khỏi đường bờ bị sóng đẩy l i, tốc độ dòng chảy giảm đột ngột nên hầu hết b n cát sông đưa lắng đọng tạo thành doi cát có xu lệch phía Nam cửa sơng Các mặt cắt mặt cắt (phía Bắc cửa sơng); mặt cắt mặt cắt (cửa sông); mặt cắt mặt cắt (phía Nam cửa sơng) cho kết đáy biển phía ngồi cửa sơng chủ yếu bồi từ khoảng cách - 500 m từ bờ biển, mức độ bồi mặt cắt khác Tại mặt cắt, tượng xói xảy khoảng cách 500 m trở phía ngồi khơi với mức độ xói khơng lớn Sự khác phụ thuộc vào độ lớn hướng sóng mực nước biển, mức độ bồi đáy biển phía ngồi cửa khơng Mặt cắt mặt cắt nằm phía Bắc cửa sơng tượng bồi xảy từ khoảng cách - 200 m tính từ bờ biển, mức độ bồi lớn mặt cắt 7,6 m mặt cắt 6,86 m Hiện tượng xói xảy từ khoảng cách 200 - 600 m với mức xói lớn mặt cắt 1,38 m mặt cắt 2,35 m Khu vực ngồi cửa sơng bị bồi nhanh vào thời kỳ m a lũ, b n cát từ sơng tác động dòng chảy lũ lớn đẩy cửa tạo thành cồn ngầm, chắn trước cửa sông Mặt cắt mặt cắt vị trí cửa sơng tượng 64 bồi xảy từ khoảng cách – 200 m với mặt cắt 400 – 600 m mặt cắt Mức độ bồi lớn mặt cắt mặt cắt 5,61 m 5,17 m Hiện tượng xói xảy khoảng cách 700 – 1200 m tính từ bờ biển Mức độ xói lớn mặt cắt mặt cắt 1,78 m 1,67 m Mặt cắt mặt cắt nằm phía Nam cửa sông Tại mặt cắt tượng bồi xảy từ khoảng cách – 500 m tính từ bờ biển, mức độ bồi lớn mặt cắt 6,51 m Hiện tượng xói xảy từ khoảng cách 550 – 1200 m với mức xói lớn mặt cắt m Tại mặt cắt tượng bồi xảy từ khoảng cách – 180 m từ bờ biển, mức độ bồi lớn mặt cắt 6,33 m Hiện tượng xói xảy từ khoảng cách 180 – 400 m với mức xói lớn mặt cắt 1,28 m Như vậy, m a mưa lũ doi cát chắn ngang cửa sơng có khả dễ bị phá v tác động trình tương tác sơng - biển, dòng chảy sơng q trình sóng, dòng chảy biển ngun nhân Dòng chảy lũ phá v doi cát, mang bùn cát biển, mở rộng cửa sông Dưới tác động sóng dòng chảy biển, dòng chảy sông b n cát từ sông bị đẩy phía Nam, cửa sơng có xu hướng mở rộng dịch chuyển phía Nam 3.3.3.3 M thời kỳ mùa khơ Trƣờng sóng Thời kỳ m a khơ, độ cao sóng có xu hướng giảm khi vào bờ tiến gần đến cửa sơng độ cao sóng có phân hóa rõ rệt theo khơng gian ảnh hưởng bar doi cát trước cửa sông Chế độ sóng thời kỳ có hướng Nam Tây Nam chiếm ưu thế, nhiên khu vực cửa Đà Diễn có đường bờ biển chạy theo hướng Tây Bắc – Đơng Nam nên hướng sóng Tây Nam ảnh hưởng đến khu vực cửa chuyển dần sang hướng Đông Nam vào sát cửa Đà Diễn Độ cao phía ngồi biển sóng 0,32 m Dọc theo đường bờ biển độ cao sóng ven bờ cửa sơng khoảng 0,1 – 0,3 m Phía sơng chủ yếu khơng có sóng, độ cao sóng nhỏ từ – 0,1 m (hình 3.20) 65 Hình 3.20 Trường sóng tháng 6/2016 Trƣờng dòng chảy Vào mùa khơ, dòng chảy sơng thời kỳ tương đối nhỏ gió mùa Tây Nam hoạt động mạnh Dòng triều thời kỳ đóng vai trò chủ yếu tác động đến diễn biến cửa sơng Hình 3.21 rường dòng chảy vào mùa khô cửa Đà Diễn (triều lên) Cụ thể triều lên dòng triều kết hợp với dòng ven bờ tiến sâu vào cửa sơng khu vực phía bờ trái Khu vực cửa sơng bên bờ phía bên phải dòng chảy có vận tốc nhỏ đạt khoảng 0,06 m/s đến 0,15 m/s (hình 3.21) địa hình v ng đáy khu vực thấp nên tạo điều kiện cho b n cát lắng đọng lại Trong thời gian b n cát bị lắng lại sơng nên sơng có xu bồi lượng bồi không lớn lượng b n cát sơng phía cửa nhỏ 66 Hình 3.22 rường dòng chảy vào mùa khơ cửa Đà Diễn (triều xuống) Khi triều xuống, dòng chảy hướng ngồi cửa sơng kết hợp với dòng ven bờ hướng phía Bắc, vận tốc lớn cửa sông lên tới 0,4 m/s Bùn cát có xu hướng dịch chuyển lên phía Bắc (hình 3.22) Thời kỳ m a khơ dòng sơng nhỏ nên tượng bồi xói v ng cửa Đà Diễn phụ thuộc vào hai yếu tố dòng triều dòng ven bờ Diễn biến biến đổi địa hình đáy cửa Đà Diễn mùa khơng nhiều Kết biến động địa hình đáy cửa Đà Diễn mùa khô: Các kết trung gian mơ trường mực nước, trường sóng trường dòng chảy Khi có kết đó, tiến hành mơ biến đổi địa hình đáy khu vực cửa Đà Diễn Dưới kết biến đổi địa hình đáy khu vực cửa Đà Diễn sau mùa khô mặt cắt nghiên cứu chọn hình 3.13 trình bày hình 3.23 Biến đổi địa hình đáy vào m a khơ thể hình 3.24 67 Hình 3.23 Biến đổi địa h nh đáy qua mặt cắt vào cuối mùa khô (tháng 8/2016) 68 Thời kỳ m a khơ, dòng sơng nhỏ nên tượng bồi xói v ng cửa Đà Diễn phụ thuộc vào hai yếu tố dòng triều dòng ven bờ nên tác động biến đổi địa hình đáy mùa khơng nhiều (hình 3.24) Ở khu vực cửa phía sơng, dòng chảy khu vực chủ yếu dòng triều chi phối, dòng chảy sơng khơng hệ thống thủy lợi Đồng Cam lấy gần để tưới cho hai kênh Bắc Nam, lượng nước hồi quy hai kênh xuống hạ lưu khơng đáng kể Bởi vậy, dòng ven bờ kết hợp đồng pha với dòng triều lên tiến vào cửa sông mang b n cát từ biển vào bồi lắng lại v ng cửa sông Thể mặt cắt 1, mặt cắt mặt cắt ngang sơng từ bờ phía Bắc sang bờ phía Nam Tại mặt cắt có mức độ bồi xói nhỏ với mức bồi lớn 0,42 m xói lớn 0,95 m khoảng cách từ 1000 – 1300 m tính từ bờ Bắc Tại mặt cắt địa hình đáy gần khơng biến đổi, mức độ bồi xói nhỏ với mức bồi lớn 0,45 m xói lớn 0,12 m Vào thời kỳ mùa khô, khu vực cửa sông phía biển chủ yếu chịu ảnh hưởng tác động dòng ven bờ (do sóng hướng Đơng Nam) từ phía Nam lên Khi dòng ven bờ mang bùn cát khu vực bờ biển phía Nam lên gặp dòng triều hướng ngồi cửa sơng bị chắn lại, lượng b n cát bồi lắng lại khu vực ven bờ phía cửa sơng Hình 3.24 Biến đổi địa h nh đáy khu vực cửa Đà Diễn mùa khô Các mặt cắt đến mặt cắt (các mặt cắt phía ngồi biển) ảnh hưởng dòng ven bờ nên khu vực gần bờ bị bồi nhiều nhất, mức bồi lớn mặt cắt Còn xa bờ đến v ng nước sâu mặt cắt bị xói phần nhỏ khơng 69 đáng kể Mặt cắt mặt cắt nằm phía Bắc cửa sơng tượng bồi xảy từ khoảng cách – 220 m tính từ bờ biển, mức độ bồi lớn mặt cắt 3,6 m mặt cắt 2,64 m Hiện tượng xói xảy từ khoảng cách 200 – 800 m với mức xói lớn mặt cắt 0,4 m mặt cắt 0,3 m Mặt cắt mặt cắt vị trí cửa sơng tượng bồi xảy từ khoảng cách – 300 m với mặt cắt 400 – 600 m mặt cắt Mức độ bồi lớn mặt cắt mặt cắt 3,92 m 2,66 m Hiện tượng xói xảy khoảng cách 500 - 1200 m tính từ bờ biển Mức độ xói lớn mặt cắt mặt cắt 0,7 m 0,51 m Mặt cắt mặt cắt nằm phía Nam cửa sơng Tại mặt cắt tượng bồi xảy từ khoảng cách – 300 m tính từ bờ biển, mức độ bồi lớn mặt cắt 0,84 m Hiện tượng xói xảy từ khoảng cách 550 – 1200 m với mức xói lớn mặt cắt m Tại mặt cắt tượng bồi xảy từ khoảng cách – 200 m tính từ bờ biển, mức độ bồi lớn mặt cắt 3,36 m Hiện tượng xói xảy từ khoảng cách 400 – 700 m với mức xói lớn mặt cắt 0,7 m Như vây, m a khơ tác động q trình thủy động lực sơng – biển, cửa sơng có xu hướng bồi lấp dịch chuyển lên phía Bắc 70 KẾT LUẬN Luận văn lựa chọn thiết lập mơ hình Mike 21/FM Couple để thực việc tính tốn, nghiên cứu biến đổi địa hình đáy khu vực cửa Đà Diễn với điều kiện biên, điều kiện ban đầu khu vực nghiên cứu; hiệu chỉnh kiểm định modul: thủy triều, sóng, dòng chảy b n cát (biến đổi địa hình đáy) khu vực cửa Đà Diễn Sử dụng số liệu cung cấp từ Đề tài ĐTĐL.CN 15/15 “Nghiên cứu sở khoa học để xác định chế bồi lấp, sạt lở đề xuất giải pháp ổn định cửa sông Đà Diễn Đà Nông tỉnh Phú Yên phục vụ phát triển bền vững sở hạ tầng kinh tế xã hội” Kết hiệu chỉnh kiểm định cho thấy mơ hình có đủ độ tin cậy để tiến hành chạy kịch khác tính tốn diễn biến biến động địa hình đáy cửa Đà Diễn Kết tính tốn mơ biến đổi địa hình đáy từ tháng 10/2015 – 8/2016 theo kịch bản: m a khô m a lũ Tốc độ biến động địa hình đáy trung bình khu vực ven biển cửa Đà Diễn có xu hướng bồi, tốc độ bồi vào khoảng 0,01 - 0,1 m/ngày Phía Bắc bồi nhiều phía Nam Khu vực sông đan xen khu vực bồi xói, tốc độ bồi - xói vào khoảng 0,01 m/ngày Từ kết tính tốn mơ cho thấy yếu tố thủy động lực xu biến đổi địa hình đáy theo m a sau: Mùa lũ (từ tháng 10 đến tháng 12) Giai đoạn m a lũ, sóng gió m a Đơng Bắc thổi mạnh Giai đoạn có độ cao sóng lớn nhất, thủy triều cao lưu lượng sông lớn Yếu tố ảnh hưởng giai đoạn dòng chảy sơng sóng Đây thời kỳ tranh chấp khốc liệt động lực sông (dòng chảy) động lực biển (sóng, thủy triều), định mức độ biến động địa hình đáy cửa Đà Diễn Dòng triều, dòng chảy lũ kết hợp với dòng chảy sóng ven bờ có hướng Tây Bắc – Đơng Nam tạo thành dòng chảy tổng hợp có tốc độ cao Dòng chảy lũ lớn cộng với thuỷ triều lên sóng tiến sâu vào cửa sơng làm cho lượng b n cát bị lắng đọng gây bồi phía cửa Khi triều rút lượng nước sơng gây phá cửa sơng dòng chảy ven bờ có hướng Tây Bắc – Đơng Nam nên b n cát 71 đưa xuống phía Nam cửa sơng Tại mặt cắt mặt cắt (mặt cắt sơng) bị xói mạnh dòng chảy lũ sơng lớn với mức độ xói lên tới 6,67 m mặt cắt Các mặt cắt phía ngồi biển bồi cao lên (mặt cắt đến mặt cắt 8) với mức bồi lớn lên tới 7,6 m mặt cắt Q trình bồi, xói diễn mạnh mẽ khu vực cửa sông ven biển, cửa sơng có xu hướng mở rộng dịch chuyển xuống phía Nam Mùa khơ (từ tháng đến tháng 8): Vào mùa khơ, dòng chảy sơng khơng lớn gió mùa Tây Nam hoạt động mạnh Chế độ sóng thời kỳ có hướng Nam Tây Nam chiếm ưu thế, nhiên khu vực cửa Đà Diễn có đường bờ biển chạy theo hướng Tây Bắc – Đơng Nam nên hướng sóng Tây Nam ảnh hưởng đến khu vực cửa chuyển dần sang hướng Đông Nam vào sát cửa Đà Diễn Tại khu vực nghiên cứu thủy triều lên sóng có khả tiến sâu vào cửa gây bồi lắng phía cửa sơng Do cửa Đà Diễn có hướng vng góc với hướng Đơng Bắc nên m a khơ, sóng có hướng tác động trực tiếp vào cửa sơng, chiều cao sóng cửa sơng khoảng 0,3 m Vào m a khơ, dòng chảy sơng ngòi khơng có vai trò đáng kể, ngược lại nhân tố động lực biển giữ vai trò chủ đạo trình biến động phát triển bồi tụ, xói lở cửa sơng Phía sơng, bồi tụ khu vực cửa sông giá trị lớn 0,45 m (mặt cắt 2) Phía ngồi biển, mức độ bồi tụ lớn đạt 3,92 m (mặt cắt 5) Q trình bồi, xói diễn mạnh mẽ khu vực cửa sơng, cửa sơng có xu hướng thu hẹp dịch chuyển lên phía Bắc 72 KIẾN NGHỊ Luận văn đưa số kết nghiên cứu biến đổi địa hình đáy cửa Đà Diễn theo kịch m a lũ (2015) m a khơ (2016) nhiên cần có nghiên cứu sâu ảnh hưởng cơng trình chỉnh trị, cân bùn cát, dòng chảy bùn cát xói lở khu vực cửa Đà Diễn Cần có thêm kịch khác (ví dụ như: nước biển dâng biến đổi khí hậu, xét đến điều tiết hồ chứa thượng nguồn, ) thực tính toán vào nhiều thời kỳ, thời điểm khác để đánh giá tổng quát biến đổi địa hình đáy khu vực cửa Đà Diễn Do nghiên cứu cần phải phân tích, đánh giá, cập nhật thông tin triển khai nghiên cứu rộng 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Văn Linh, 2017 Nghiên cứu ảnh hư ng phương án nạo vét đến chế độ thủy động lực cửa Đà Diễn Luận văn Thạc sĩ trường Đại học Khoa học Tự nhiên Phan Văn Thành, 2018 Nghiên cứu đánh giá i i vùng hạ lưu s ng Ba đoạn từ cầu Đà Rằng m i đến cửa Đà Diễn tỉnh Phú Yên Luận văn Thạc sĩ trường Đại học Khoa học Tự nhiên Nguyễn Thu Hương, 2012 Nghiên cứu sở khoa học cho việc đề xuất giải pháp ổn định cửa Đà Rằng, tỉnh Phú Yên Luận án Tiến sĩ k thuật, trường Đại học Thủy Lợi Bùi Minh Hòa, 2012 Nghiên cứu xây dựng đồ ngập lụt hạ lưu sông Ba Luận văn Thạc sĩ trường Đại học Khoa học tự nhiên Nguyễn Tiền Giang, 2015 Nghiên cứu sở khoa học để xác định chế bồi lấp, sạt lở đề xuất giải pháp ổn định cửa sông Đà Diễn Đà Nông tỉnh Phú Yên phục vụ phát triển bền vững sở hạ tầng kinh tế xã hội, thuyết minh đề tài cấp nhà nước mã số ĐTĐL.CN.15/15 Cấn Thu Văn (2010), Ứng d ng mơ hình MIKE - FLOOD tính tốn ngập l t hạ lưu s ng Ba, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tiếng Anh DHI, (2011), MIKE21 model FM, User guide 74 ... cửa Đà Diễn (triều xuống) 67 Hình 3.23 Biến đổi địa hình đáy qua mặt cắt vào cuối mùa khơ (tháng 8/2016)68 Hình 3.24 Biến đổi địa hình đáy khu vực cửa Đà Diễn mùa khô 69 MỞ ĐẦU Đà Diễn cửa. .. hoạt động kinh tế tác động vào vùng cửa Đà Diễn 19 1.3 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN CỬA SÔNG 19 1.3.1 Các phương pháp nghiên cứu diễn biến cửa sông 19 1.3.2 quan c ng tr nh nghiên. .. Phương pháp nghiên cứu số liệu Chƣơng Kết tính tốn biến động địa hình đáy cửa Đà Diễn – Phú Yên Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo CHƢƠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ