Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán mô phỏng các quá trình thủy động lực vùng ven biển cửa sông Nhật Lệ,

LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thực Các nguồn tài liệu tham khảo (nếu có) trích dẫn ghi rõ nguồn tài liệu tham khảo theo quy định Hà nội, ngày tháng Tác giả Đào Thị Thảo i năm 2017 LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: “Nghiên cứu ứng dụng mơ hình tốn mơ q trình thủy động lực vùng ven biển cửa sơng Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình” hoàn thành cố gắng nỗ lực thân học viên hướng bảo tận tình hai thầy hướng dẫn TS Đào Đình Châm – Viện Địa lý, Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam PGS.TS Ngô Lê Long – Khoa Thủy Văn Tài nguyên nước, Trường Đại học Thủy lợi Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy hướng dẫn Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới ThS Nguyễn Quang Minh – Viện Địa lý giúp đỡ số liệu phương pháp luận để tiếp cận đến toán thực tế Tác giả biết ơn sâu sắc thầy cô Khoa Thủy văn Tài nguyên nước truyền đạt kinh nghiệm quý báu q trình đào tạo, nhờ học viên nâng cao trình độ, mở rộng tầm hiểu biết tiếp cận đến thực tế Tôi xin cảm ơn Lãnh đạo đồng nghiệp Phòng Địa lý Đới bờ - Viện Địa lý tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập làm luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới gia đình, người thân bạn bè ủng hộ suốt thời gian học tập nghiên cứu Trong trình thực hiện, luận văn khơng tránh khỏi thiếu xót Vì vậy, mong nhận góp ý thầy cô bạn đồng nghiệp để luận văn hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày tháng Học viên Đào Thị Thảo ii năm 2017 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài luận văn: Mục tiêu: Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu: Cấu trúc luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THỦY ĐỘNG LỰC VÙNG VEN BIỂN CỬA SÔNG TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.1 Các khái niệm định nghĩa 1.1.1 Cửa sông 1.1.2 Vùng cửa sông 1.1.3 Phân loại cửa sông Việt Nam [3] 1.2 Tình hình nghiên cứu vùng cửa sơng ngồi nước 11 1.2.1 Tình hình nghiên cứu vùng cửa sông giới 11 1.2.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước 14 1.2.3 Tình hình nghiên cứu vùng cửa sơng Nhật Lệ 17 1.3 Các phương pháp nghiên cứu vùng cửa sông 18 1.3.1 Phương pháp thống kê phân tích hệ thống tổng hợp 18 1.3.2 Phương pháp điều tra khảo sát trường: 18 1.3.3 Phương pháp mơ hình số trị thuỷ động: 18 KẾT LUẬN CHƯƠNG 31 CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI VÙNG NGHIÊN CỨU 32 2.1 Điều kiện tự nhiên 32 2.1.1 Vị trí địa lý 32 2.1.2 Đặc điểm địa hình – địa mạo biến động hình thái địa hình khu vực cửa sơng ven biển Nhật Lệ 33 2.1.2.1.Đặc điểm địa hình – địa mạo 33 2.1.2.2 Biến động hình thái địa hình khu vực cửa sông Nhật Lệ 33 2.1.3 Đặc điểm phân bố trầm tích mặt đại khu vực nghiên cứu 35 2.1.4 Đặc điểm khí hậu 38 iii 2.1.4.1 Bức xạ 38 2.1.4.2 Chế độ nhiệt 38 2.1.4.3 Chế độ gió 41 2.1.4.4 Chế độ mưa 43 2.1.4.5 Các tượng thời tiết đặc biệt 44 2.1.5 Yếu tố thủy văn 47 2.1.5.1 Đặc điểm mạng lưới sông ngòi 47 2.1.5.2 Đặc trưng dòng chảy 49 2.1.6.3 Đặc điểm thủy văn mùa lũ 51 2.1.6.4 Đặc điểm thủy văn mùa kiệt 52 2.1.7 Yếu tố hải văn 53 2.1.7.1 Sóng biển 53 2.1.7.2 Thuỷ triều dao động mực nước 54 2.1.7.3 Nước dâng bão 55 2.1.7.4 Chế độ dòng chảy 55 2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 57 2.2.1 Tình hình phân bố dân cư 57 2.2.2 Đặc điểm ngành kinh tế khu vực nghiên cứu 58 2.2.2.1 Ngành nông, lâm, thủy sản 58 2.2.2.2 Công nghiệp 59 KẾT LUẬN CHƯƠNG 60 CHƯƠNG THIẾT LẬP MƠ HÌNH TỐN MƠ PHỎNG THUỶ ĐỘNG LỰC VÙNG NGHIÊN CỨU 61 3.1 Phân tích lựa chọn mơ hình 61 3.2 Thiết lập mơ hình tính tốn 68 3.2.1 Thu thập xử lý số liệu 68 3.2.2 Tạo lưới tính tốn cho mơ hình 2D (Miền tính tốn) 71 3.3 Thiết lập điều kiện biên 72 3.3.1 Mơ hình dịng chảy 72 3.3.2 Mơ hình sóng 73 3.4 Hiệu chỉnh kiểm định mô hình 74 3.4.1 Hiệu chỉnh mơ hình 74 iv 3.4.2 Kiểm định mơ hình 75 KẾT LUẬN CHƯƠNG 76 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE 21 MƠ PHỎNG, TÍNH TỐN CÁC Q TRÌNH THỦY ĐỘNG LỰC VÙNG VBCS NHẬT LỆ, TỈNH QUẢNG BÌNH 77 4.1 Phân tích đánh giá chế độ thủy động lực qua kết mô mơ hình MIKE 21 77 4.1.2 Kết phân tích vào mùa đơng 78 4.1.2 Kết tính tốn mùa hè 85 4.2 Định hướng giải pháp ổn định cửa sông dựa sở kết mơ 90 4.2.1 Giải pháp cơng trình 90 4.2.2 Giải pháp phi cơng trình 91 KẾT LUẬN CHƯƠNG 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT Ký hiệu Giải thích ATNĐ Áp thấp nhiệt đới B Bắc BĐKH Biến đổi khí hậu Đ Đơng ĐB Đơng Bắc ĐN Đơng Nam KT - XH Kinh tế - Xã hội KKL Khơng khí lạnh N Nam nh Nhiều hướng nn Nhiều năm VCS Vùng cửa sông VNC Vùng nghiên cứu VCSVB Vùng cửa sông ven biển T Tây TN Tây nam vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Bản đồ khu vực nghiên cứu cửa sông Nhật Lệ 32 Hình 2.2 Bản đồ hệ thống sông Kiến Giang - Nhật Lệ - Long Đại 48 Hình 3.1 Sơ đồ khảo sát thủy - hải văn VCS Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình 69 Hình 3.2 Địa hình vùng ven biển cửa sơng 70 Hình 3.3 Địa hình vùng phía ngồi biển 70 Hình 3.4 Địa hình vị trí đo sóng 71 Hình 3.5 Địa hình khu vực tính tốn 72 Hình 3.6 Miền tính tốn lưới tính VCS Nhật Lệ 72 Hình 3.7 Vị trí điểm tọa độ biên sóng trạm hiệu chỉnh 73 Hình 3.8 Độ cao, chu kỳ hướng sóng vị trí sóng S2 73 Hình 3.9 Biến trình mực nước tính tốn thực đo trạm AWAC (S1) 74 Hình 10 Biến trình mực nước thực đo tính tốn trạm AWAC 75 Hình 4.1 Một số vị trí trích kết tính tốn 78 Hình 4.2 Hoa dịng chảy điểm trích kết vào mùa đơng 80 Hình 4.3 Hoa sóng điểm trích kết qua mùa đơng 81 Hình 4.4 Trường sóng trường dịng chảy hướng Đơng mùa đông 82 Hình Trường sóng trường dịng chảy hướng Đông Bắc mùa đông 83 Hình Trường sóng trường dịng chảy hướng Bắc mùa đơng 84 Hình 4.7: Trường sóng trường dịng chảy hướng Đơng Nam mùa hè 86 Hình 4.8 Trường sóng trường dịng chảy hướng Đơng mùa hè 87 Hình 4.9 Hình Hoa sóng vị trí điểm trích kết mùa Hè 88 Hình 4.10 Hoa dịng chảy điểm trích kết vào mùa hè 89 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Bức xạ tổng cộng tháng năm tính theo công thức thực nghiệm Berland (kcal/cm2) 38 Bảng 2.2 Nhiệt độ khơng khí trung bình tháng năm (0C) [10] 39 Bảng 2.3 Biên độ nhiệt trung bình tháng năm (0C) [10] 40 Bảng 2.4 Nhiệt độ khơng khí cao trung bình tháng năm (0C) [10] 40 Bảng 2.5 Nhiệt độ khơng khí thấp trung bình tháng năm (0C) [10] 40 Bảng 2.6 Nhiệt độ khơng khí cao tuyệt đối tháng năm (0C) [10] 41 Bảng 2.7 Nhiệt độ khơng khí thấp tuyệt đối tháng năm (0C) [10] 41 Bảng 2.8 Tần suất lặng gió (PL), hướng gió tần suất (P) [10] 42 Bảng 2.9 Tốc độ gió trung bình tháng năm (m/s) [10] 42 Bảng 2.10 Hướng tốc độ gió mạnh tháng năm (m/s) [10] 43 Bảng 2.11 Lượng mưa trung bình tháng, năm trạm khí tượng thủy văn lưu vực sông Nhật Lệ [10] 44 Bảng 2.12 Lượng mưa ngày lớn trạm lưu vực sông Nhật Lệ [10] 44 Bảng 2.13 Số ngày khơ nóng trung bình tháng năm (ngày) [10] 45 Bảng 2.14 Số bão ATNĐ hoạt động Biển Đông năm 2010 - 2012 46 Bảng 15 Số ngày dơng trung bình tháng năm (ngày) [10] 47 Bảng 16 Số ngày mưa đá trung bình tháng năm (ngày) [10] 47 Bảng 2.17 Đặc trưng dịng chảy năm trung bình nhiều năm (1961 - 2015) trạm thủy văn lưu vực sông Nhật Lệ 50 Bảng 2.18 Dịng chảy cát bùn trung bình trạm Tám Lu, trạm Kiến Giang [10] 51 Bảng 19 Đặc trưng mưa mùa lũ tỷ trọng so với mưa năm lưu vực sông Nhật Lệ [10] 51 Bảng 2.20 Diện tích, dân số mật độ dân số năm 2016 57 Bảng 3.1 Vị trí trạm đo yếu tố mực nước, vận tốc, dòng chảy ven bờ 69 Bảng Vị trí điểm trích dẫn kết 77 viii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài luận văn: Cửa Nhật Lệ cửa sông sông Kiến Giang, tỉnh Quảng Bình Sơng Kiến Giang có diện tích lưu vực 2.650 km2, nằm vùng trũng duyên hải Trung Địa hình lưu vực sơng Kiến Giang chủ yếu đồi núi thấp, độ cao bình quân lưu vực đạt 234 m độ dốc đạt 20,1% Lưu vực có dạng hình trịn, tập hợp nhánh sông Kiến Giang Đại Giang Nhánh sông Kiến Giang có chiều dài 96 km chảy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc phần thượng du chuyển hướng sang Đông Nam - Tây Bắc chạy song song với đường bờ biển, ngăn cách với biển dãy đụn cát cao phần hạ du Nhánh Đại Giang chảy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc với chiều dài 93 km Bề mặt lưu vực bị chia cắt mạnh nên mạng lưới sông suối phát triển với mật độ lưới sông 0,84 km/km2 Phần hạ lưu sông trũng thấp, lịng sơng rộng thuận lợi cho việc tập trung nước nên dễ úng ngập mùa mưa Vùng cửa sông Nhật Lệ nơi hội tụ, chịu tác động tổng hợp yếu tố động lực sông động lực biển thủy triều, sóng, dịng chảy Tại dịng chảy sơng đưa bùn cát từ sơng ra, dịng triều dịng sóng đưa trầm tích từ biển vào tạo tranh thủy động lực phức tạp Ngồi ra, vùng ven biển cửa sơng Nhật Lệ nơi tập trung hoạt động kinh tế người như: xây dựng cơng trình cầu cảng, chỉnh trị bờ biển – cửa sông, đánh bắt - nuôi trồng thủy hải sản, vận tải thủy Do biến động vùng cửa sơng có tầm ảnh hưởng đặc biệt quan trọng kinh tế, trị, xã hội an ninh quốc phịng khu vực nghiên cứu Trong năm gần đây, khu vực nghiên cứu phải chịu ảnh hưởng nhiều loại hình thiên tai bão, lũ, mực nước biển dâng, bồi tụ - xói lở bờ biển, bồi lấp cửa sông, xâm nhập mặn… mà tượng thiên tai lại liên quan mật thiết đến chế độ thủy động lực vùng ven biển cửa sông Nhật Lệ gây ảnh hưởng mạnh mẽ đến trình phát triển kinh tế biển tỉnh Quảng Bình Hiện nay, phương pháp mơ hình tốn sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực, có lĩnh vực thủy văn học, thủy văn cửa sông, hải dương học, phịng tránh giảm nhẹ thiên tai, nhiễm mơi trường Đây phương pháp đại, phát triển mạnh chục năm trở lại nước ta giới Việc áp dụng phương pháp đòi hỏi kiến thức liên ngành nhiều lĩnh vực liên quan phải qua nhiều bước lựa chọn, xây dựng mơ hình, hiệu chỉnh xác định thơng số mơ hình cuối ứng dụng mơ hình để đánh giá, dự báo Các mơ hình tốn ngày chứng tỏ cơng cụ mạnh đắc lực khả cho kết tính tốn nhanh, giá thành rẻ, phạm vi ứng dụng rộng, dễ dàng thay đổi kịch toán, việc tính tốn, mơ hệ thống lớn Ở Việt Nam, mơ hình số trị áp dụng rộng rãi thực tiễn nghiên cứu tính tốn, dự báo thủy động lực, môi trường biển,vận chuyển bùn cát biến động đường bờ, cơng trình biển có mơ trình thủy động lực vùng ven biển cửa sơng Chính lý nêu trên, em chọn đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng mơ hình tốn mơ q trình thủy động lực vùng ven biển cửa sơng Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình” hướng nghiên cứu cho luận văn thạc sĩ Mục tiêu: Ứng dụng mơ đun chương trình MIKE nhằm tính tốn đặc trưng sóng, dịng chảy từ có tranh chi tiết q trình thủy động lực (sóng, dịng chảy) vùng ven biển cửa sông Nhật Lệ Nhiệm vụ nghiên cứu - Thu thập tài liệu có liên quan đến đề tài luận văn - Tổng quan tình hình nghiên cứu phương nghiên cứu vùng cửa sông - Phân tích điều kiện tự nhiên, KT – XH vùng ven biển cửa sơng Nhật Lệ, Quảng Bình - Nghiên cứu thiết lập mơ hình tốn để mơ phỏng, tính tốn q trình thủy động lực vùng VBCS Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình - Phân tích, đánh giá chế độ thủy lực vùng cửa sông ven biển Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình Hình 4.9 Hình Hoa sóng vị trí điểm trích kết mùa Hè 88 Hình 4.10 Hoa dịng chảy điểm trích kết vào mùa hè 89 4.2 Định hướng giải pháp ổn định cửa sông dựa sở kết mô Qua kết tính tốn, ta thấy tác động chế độ thủy động lực (sóng, dịng chảy) vùng cửa sơng ven bờ Nhật lệ, tỉnh Quảng Bình ảnh hưởng phần đến diễn biến xói – bồi đoạn bờ nối tiếp sông biển cửa sơng Nhật Lệ làm lịng dẫn cửa sông không ổn định Trên sở xác định chế, ngun nhân xói lở - bồi tụ dựa vào kết mơ hình tính tốn được, luận văn đề xuất định hướng số giải pháp ổn định cửa sơng, phịng chống xói lở sau: 4.2.1 Giải pháp cơng trình Sử dụng hình thức cơng trình có khả hạn chế ảnh hưởng sóng bờ hình thức cơng trình có khả đẩy dịng chảy xa bờ làm giảm lưu tốc dòng chảy dòng ven bờ, từ đó, hạn chế lượng bùn cát tới vùng cửa sông ven bờ a) Giải pháp xây dựng cơng trình chỉnh trị: Đập hướng dịng: Bố trí đập hướng dịng hai bờ Bắc bờ Nam cửa sông kéo dài biển Hai đập bố trí song song với cách khoảng 400m, dài khoảng 850m, hợp với đường bờ Nam – Bắc góc 60° Việc bố trí đập hướng dòng ngăn chặn bùn cát vùng bờ biển khác mang tới bồi lấp cửa sông lượng bùn cát tháng lũ sông mang đẩy xa biển Đập mỏ hàn chữ T phía bên bờ, đặt vng góc với đường bờ biển, cách 200 m, đập có thân dài khoảng 150 m, phần cánh dài 100m Các đập có tác dụng bảo vệ bờ, giữ bãi điều kiện dòng dọc bờ mạnh, vận chuyển bùn cát dòng dọc bờ lớn, mặt ngày có xu hạ thấp Đê chăn cát, giảm sóng, giúp biên độ giao động mực nước ngồi cửa sơng giảm với mục đích chống xói lở bồi lấp cửa sơng có lớp vật liệu phủ mái đá đổ, khối bê tơng dị hình ống cát, túi cát Tường bê tông tường xây loại đê giảm sóng, chắn cát bảo vệ bờ Cho đến vùng cửa sơng ven biển miền Trung nhiều sử dụng giải pháp 90 cơng trình để bảo vệ vùng cửa sơng phịng tránh xói lở - bồi tụ, tiêu biểu kể đến hệ thống đập phá sóng, chắn bùn cát cảng biển quan trọng Quốc Gia Nghi Sơn (Thanh Hóa), Dung Quất (Quảng Ngãi)…và nhiều cơng trình chống bồi lấp, ổn định cửa sơng Cửa Lị (Nghệ An), Cửa Tùng (Quảng Trị), Thuận An (Thừa Thiên Huế)… b) Giải pháp nạo vét: Đây giải pháp dễ thực cửa sông bị bồi lấp Tuy nhiên giải pháp bị động phải làm thường xun vào mùa khơ hàng năm, chi phí đầu tư cho việc nạo vét tốn 4.2.2 Giải pháp phi cơng trình Ngồi việc sử dụng giải pháp cơng trình, cịn có vài biện pháp phi cơng trình đem lại hiệu cho việc bảo vệ ổn định cửa sông - Tổ chức theo dõi diễn biến xói lở - bồi tụ bờ biển, bờ sơng bồi lấp cửa sông quy mô, cường độ, hướng dịch chuyển theo định kỳ: năm, mùa, tháng khơng theo định kỳ với tình bão lũ xảy sở phối hợp quan thủy lợi, lâm nghiệp, cảng đường thủy, trạm quan trắc thủy văn, quyền huyện, xã ven biển với quan khoa học trung ương - Điều chỉnh quy hoạch dự án phát triển KT -XH, phân bố dân cư Trước hết điều chỉnh quy hoạch tổng thể phát triển KT – XH theo huyện, theo vùng lãnh thổ Cần khoanh vùng nguy xói lở bồi tụ với cấp khác nhau: mạnh, trung bình, yếu… nhằm bố trí hợp lý tụ điểm dân cư, cơng trình dân sinh kinh tế, cơng trình quốc phịng an ninh - Bảo vệ rừng trồng rừng đầu nguồn Trồng rừng nơi trọng yếu, đưa tỷ lệ che phủ rừng lên nguồn tới 50%, đồng thời vùng ven biển nên trồng rừng phòng hộ để giảm thiểu thiên tai bão, lũ - Quy hoạch hợp lý việc khai thác cát, sỏi, đặc biệt nghiêm cấm khai thác đất, sa khống bờ sơng , bờ biển bị sạt lở 91 KẾT LUẬN CHƯƠNG Nghiên cứu diễn biến cửa sông vấn đề phức tạp Các tượng, trình xảy tổng hịa nhiều tác nhân có nguồn gốc đặc tính khác cần phải có kiến thức sâu, đa lĩnh vực đặc biệt phương pháp nghiên cứu phải phù hợp, đại tích hợp quy luật chung riêng đối tượng phạm vi xem xét Luận văn ứng dụng mơ hình MIKE 21/3 Couple Model FM với việc xác định điều kiên biên cho mơ hình để nghiên cứu động lực học sóng dịng chảy hai mùa Đơng (mùa gió Đơng Bắc) mùa Hè (mùa gió Tây Nam) vùng ven biển cửa sông Nhật Lệ với chuỗi số liệu mô từ tháng 1/2015 đến tháng 4/2016 đạt kết khả quan thông qua kết hiệu chỉnh, kiểm định với số liệu mực nước thực đo trạm AWAC Kết tính tốn luận văn yếu tố động lực sóng, dịng chảy ven bờ theo hướng khác Sóng biển khu vực chịu tác động mạnh mẽ chế độ khí hậu, đặc biệt hướng gió chia làm hai mùa chính: Trong mùa gió Tây Nam (mùa hè) dịng chảy có hướng thịnh hành hướng Tây, Tây Nam với vận tốc trung bình từ 0.28 – 0.34m/s Ngồi cịn có dịng chảy hướng vng góc với bờ từ ngồi biển chảy vào, từ bờ chảy với vận tốc tương đối nhỏ Trong mùa gió Đơng Bắc phân bố dịng chảy ngược lại so với Tây Nam Dịng chảy 1có hướng Đông, Đông Bắc chủ yếu Luận văn dựa vào kết mô để đưa số đề xuất định hướng số giải pháp ổn định cửa sơng, phịng chống xói lở - bồi tụ bờ biển Nhật Lệ 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu trên, luận văn rút số kết luận sau: Luận văn khái qt hóa tình hình nghiên cứu VCS có ảnh hưởng triều giới Việt Nam vùng nghiên cứu thơng qua việc phân tích ưu, nhược điểm nghiên cứu trước Ngoài ra, để phục vụ nghiên cứu mơ q trình thủy động lực vùng VCS Nhật Lệ, luận văn tổng quan chi tiết số phương pháp nghiên cứu VCS bao gồm phương pháp nghiên cứu truyền thống đại mà luận văn sử dụng trình giải tốn Luận văn tìm hiểu phân tích, đánh giá yếu tố gây ảnh hưởng đến diễn biến VCS Nhật Lệ nhận thấy yếu tố sóng, dịng chảy nguyên nhân chủ yếu dẫn đến diễn biến VCS Ngoài ra, hoạt động người bề mặt lưu vực có tác động đáng kể đến chế độ thủy động lực vùng cửa sông, làm thay đổi chế độ dòng chảy nơi Sau tìm hiểu chương trình MIKE, luận văn lựa chọn mơ đun tính tốn: Mơ đun tính sóng, mơ đun dịng chảy mơ đun liên hợp MIKE 21/3 Couple Mike FM Qua đó, hiểu phần chức năng, vai trò mô đun, đặc biệt mô đun MIKE 21/3 couple Mike FM Mô đun công cụ mạnh việc tính tốn, mơ dịng chảy chiều vùng cửa sơng ven biển, trường sóng khu vực nghiên cứu Đây chương trình có khả tính tốn tốt với tốn thực tế Vùng biển Nhật Lệ vùng biển sâu, độ dốc đường bờ lớn, đường đẳng sâu 20m vào gần sát bờ Vì sóng biển có vận tốc lớn, tác động mạnh đến đường bờ biển, nguyên nhân gây nên tượng xói lở - bồi tụ vùng bờ biển Nhật Lệ Chế độ thủy động lực học vùng ven biển Nhật Lệ có biến động sâu sắc theo mùa năm Dòng chảy khu vực nghiên cứu chủ yếu tương tác dịng triều dịng chảy sóng Luận văn đề xuất giải pháp KHCN phòng chống xói lở - bồi tụ, ổn định cửa sơng cho VNC sở kết nghiên cứu ứng dụng mơ hình MIKE 21/3 couple FM mơ quas trình thủy động lực VCSVB Nhật Lệ 93 KIẾN NGHỊ Các tính tốn nghiên cứu cịn tiềm ẩn sai số cịn thiếu số liệu để kiểm định mơ hình sóng, nên luận văn lấy kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình động lực làm tiêu đánh giá mơ hình Do thời gian kinh nghiệm xử lý, tìm hiểu thân mơ việc sử dụng cơng cụ mơ hình vào tốn thực tế cịn nhiều khó khăn hạn chế Trong thực tế, thường khơng có nhiều thực nghiệm hệ số mơ số liệu đo đạc trường phục vụ cho tham số đầu vào Vì vậy, nghiên cứu dừng lại việc ứng dụng mô đun thủy động lực học mơ đun phổ sóng ven bờ phân tích tính tốn dịng chảy sóng mà chưa sử dụng mơ đun hình thái học tính tốn diễn biến lịng dẫn, mơ vận chuyển bùn cát nên kết dừng mức đánh giá chung mang tính định hướng cố gắng bổ sung nghiên cứu Trong Luận văn, học viên đưa số đề xuất định hướng giải pháp ổn định cửa sơng, phịng chống xói lở - bồi tụ dựa kết mô yếu tố sóng, dịng chảy làm ảnh hưởng tới bờ biển vùng cửa sông, học viên chưa tiến hành nghiên cứu, tính tốn cụ thể, xác định độ hiệu giải pháp Dù cố gắng luận văn không tránh khỏi khiếm khuyết sai sót cần điều chỉnh, bổ sung, mong thầy góp ý, bảo để nội dung luận văn hoàn thiện 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Quách Thị Vân Anh (2014), Nghiên cứu, đánh giá tai biến bồi tụ - xói lở khu vực cửa Tam Quan, tỉnh Bình Định bối cảnh biến đổi khí hậu đề xuất giải pháp thích ứng Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội [2] Bộ mơn Thủy văn cơng trình trường Đại học Thủy lợi: “Giáo trình Thủy văn cơng trình”, NXB Khoa học tự nhiên công nghệ, Hà Nội 2008 [3] Đào Đình Châm (2012), Nghiên cứu diễn biến vùng cửa sơng Cửa Việt, tỉnh Quảng Trị phục vụ lũ giao thông thủy Luận án Tiến sĩ Địa lý, Viện Địa lý, Hà Nội [4] Cục thống kê Quảng Bình, Niên giám thống kê năm 2015, Đồng Hới [5] Nguyễn Văn Cư nnk (1990), Động lực vùng ven biển cứa sông Việt Nam – phần nghiên cứu cửa sông, Báo cáo tổng kết đề tài 48B-02-01, Viện Khoa học Việt Nam, Hà Nội [6] Nguyễn Văn Cư (1984), “Khả sử dụng phân tích phổ biến đổi nhanh Furee để phân tích trường hợp tự nhiên vùng cửa sông ven biển Việt Nam”, Tuyển tập Khoa học Trái đất, Viện Khoa học Việt Nam [7] Nguyễn Văn Cư (1984), “Quan điểm hệ thống trình động lực vùng ven bờ, cửa song”, Thông báo khoa học, Viện Khoa học Việt Nam, số 2, tr 74 – 76 [8] Nguyễn Văn Cư (1984), “ Đặc điểm dao động mực nước vùng ven bờ biển Việt Nam”, Tuyển tập Khoa học Trái đất, Viện Khoa học Việt Nam [9] Nguyễn Lập Dân, Nguyễn Văn Cư, Đào Đình Châm nnk (2007), Nghiên cứu trạng, xác định nguyên nhân đề xuất giải pháp phòng chống bồi lấp cửa sơng nhằm khai thơng luồng Nhật Lệ, Quảng Bình, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Hà Nội [10] Nguyễn Đại (2008), “Thu thập chỉnh lí số liệu khí tượng - thủy văn tỉnh Quảng Bình từ năm 1956 đến 2005”, Quảng Bình [11] Lưu Thị Thu Hiền (2013), Nghiên cứu chế độ động lực học vùng cửa Tùng sông Bến Hải (tỉnh Quảng Trị) tác động công trình thủy lợi Luận văn 95 Thạc sĩ, Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội [12] Nguyễn Mạnh Hùng (2010), Biến động bờ biển cửa sông Việt Nam, Chuyên khảo Nxb, Khoa học Tự nhiên Công nghệ [13] Phạm Thu Hương, Nguyễn Bá Quỳ, Ngô Lê Long (2011) Ứng dụng mơ hình MIKE 21FM nghiên cứu ảnh hưởng sóng dịng chảy đến cửa sơng Đà Rằng tỉnh Phú n Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải, số 27-8/2011 [14] ThS Phan Mạnh Hùng, TS Nguyễn Hữu Nhân, 2012 Nghiên cứu trạng dự báo chế độ thủy động lực, sóng, diễn biến bồi xói ven biển tỉnh Trà Vinh [15] Nguyễn Thị Thảo Hương (2000), Nghiên cứu diễn biến cửa sông thủy triều phục vụ cho khai thác thủy lợi, giao thông Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nộ [16] Nguyễn Văn Lai, Nguyễn Thị Phương Thảo (2006) Giáo trình Mực nước Dịng chảy, Trường ĐH Thủy lợi, 253tr [17] Phạm Quang Sơn (2004), Nghiên cứu phát triển vùng ven biển cửa sông Hồng – Thái Bình sở ứng dụng thong tin viễn thám hệ thông tin địa lý (GIS) phục vụ khai thác, sử dụng hợp lý lãnh thổ, Luận án tiến sĩ địa lý, Hà Nội [18] 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 [19] Lê Đình Thành nnk (2010), Nghiên cứu đề xuất giải pháp ổn định cửa sông ven biển miền Trung, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Nhà nước mã số KC 08.07/06-10 Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội [20] Nguyễn Ngọc Thuỵ (1984) Thuỷ triều vùng biển Việt Nam - NXB KH&KT, Hà Nội, 264tr [21] Trần Thanh Tùng (2011), Động lực hình thái cửa sơng bị bồi lấp theo mùa bờ biển miền Trung, Việt Nam Luận án Tiến sĩ, Trường Đại học Công nghệ Delft, Hà Lan [22] Trần Thanh Xuân (2007) Đặc điểm Thủy văn nguồn nước sông Việt Nam 96 NXB Nông nghiệp, Hà Nội, 428tr [23] Vũ Công Hữu (2010), Nghiên cứu chế độ sóng, dịng chảy vận chuyển trầm tích vùng nước biển ven bờ Nam Định Luận văn Thạc sĩ Khoa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội [24] Nguyễn Chính Kiên (2016), Một số đặc trưng thủy động lực học môi trường vùng cửa sông Tây Nam Việt Nam, Luận án Tiến sĩ Cơ kỹ thuật, Học viên Khoa học Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam [25] Nguyễn Quang Minh (2013), Nghiên cứu đánh giá chế độ thủy động lực học vùng cửa sông ven biển thuộc hệ thống sơng Hồng – Thái Bình Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội [26 Nguyễn Thị Phương Mai, Lê Trung Thành (2015) "Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ cửa sông ven biển cửa sông Cái Lớn – tỉnh Kiên Giang" Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015 ISBN: 978-604-82-1710-5 [27] Nguyễn Hữu Nhân, Phan Mạnh Hùng, Hoàng Văn Huân, Quách Đình Hùng, Đỗ Thị Hồng Thư (2013), Tác động chế độ thủy động lực vùng ven bờ ảnh hưởng đến diễn biến xói bồi bờ biển Trà Vinh Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Việt Nam, số 17 năm 2013 [28] Dương Ngọc Tiến (2012), Phân tích xu q trình vận chuyển trầm tích biến đổi đường bờ, đáy khu vực cửa sông Đáy mơ hình MIKE Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Hà Nội [29] Nguyễn Ngọc Tiến (2014), Nghiên cứu chế độ thủy động lực vùng biển ven bờ cửa sông Mê Kông, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Biển; Tập 14, Số 4; 2014: 310319 TIẾNG ANH [30] Bijker E.W (1967), “Some consideration about scales for coastal models with moveable bed”, Delft Hydraulics Laboratory Publications, No 50,pp 138 – 142 [31] Elliot T (1977), “The variability of modern river deltas”, J.Sci Prog., V.64, No 254, pp.215-227 [32] Engelund, F and E Hansen (1972), A Monograph on Sediment Transpot, Technisk Forlag, Copenhagen, Denmark 97 [33] MIKE 21/3 Couple Model FM, User Guide, DHI Software 2014 [34] MIKE 21 HD FM, Hydrodynamic Module – Scientific Documentation, DHI Software 2014 [35] MIKE 21 MT FM, Mud Transport Module - Scientific Documentation, DHI Software 2014 [36] MIKE 21 ST FM, Sand Transport Module - Scientific Documentation, DHI Software 2014 [37] MIKE 21 SW FM, Spectral Wave Model – Scientific Documentition, DHI Software 2014 [38] Van Rijn L.C (1993), Principles of sediment transport in river, estuaries and coastal seas, Aqua Publications, Amsterdam, the Netherlands [39] Volker A (1966), “Secientific problems of the humid tropical zone deltas and their implications”, Proc Dacca Symp, Paris: UNESCO [40] Yang, C T (1996), sediment transport: Theory and Practice, McGraw – Hill Companies, New York 98 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Mực nước thực đo tính tốn vị trí hiệu chỉnh Thời gian Htt (m) Htđ (m) thời gian Htt (m) Htđ (m) 5/16/2015 8:00 0.234854 0.3537 5/17/2015 7:00 -0.17304 -0.1463 5/16/2015 9:00 0.276675 0.4737 5/17/2015 8:00 0.0244947 0.0936995 5/16/2015 10:00 0.445648 0.4937 5/17/2015 9:00 0.250365 0.4137 5/16/2015 11:00 0.458047 0.5037 5/17/2015 10:00 0.417699 0.5437 5/16/2015 12:00 0.259132 0.4037 5/17/2015 11:00 0.493026 0.6437 5/16/2015 13:00 0.148633 0.1737 5/17/2015 12:00 0.495018 0.6737 5/16/2015 14:00 0.0540376 -0.0762996 5/17/2015 13:00 0.412383 0.6037 5/16/2015 15:00 -0.169695 -0.2563 5/17/2015 14:00 0.255769 0.3737 5/16/2015 16:00 -0.269673 -0.3663 5/17/2015 15:00 0.085906 0.1737 5/16/2015 17:00 -0.223544 -0.3863 5/17/2015 16:00 -0.0555228 -0.0362996 5/16/2015 18:00 -0.208412 -0.3063 5/17/2015 17:00 -0.153625 -0.1763 5/16/2015 19:00 -0.137227 -0.1663 5/17/2015 18:00 -0.182344 -0.1863 5/16/2015 20:00 0.0369426 -0.0362996 5/17/2015 19:00 -0.131708 -0.1463 5/16/2015 21:00 0.140031 0.1437 5/17/2015 20:00 -0.0390333 -0.0263003 5/16/2015 22:00 0.157251 0.1937 5/17/2015 21:00 0.0643609 0.1237 5/16/2015 23:00 0.169178 0.1937 5/17/2015 22:00 0.146312 0.2237 5/17/2015 0:00 0.0995006 0.1537 5/17/2015 23:00 0.170136 0.2437 5/17/2015 1:00 -0.0744669 -0.0963 5/18/2015 0:00 0.114685 0.1437 5/17/2015 2:00 -0.228092 -0.2963 5/18/2015 1:00 -0.00967186 -0.0462998 5/17/2015 3:00 -0.342189 -0.4163 5/18/2015 2:00 -0.179821 -0.2063 5/17/2015 4:00 -0.44496 -0.4863 5/18/2015 3:00 -0.361293 -0.4763 5/17/2015 5:00 -0.44948 -0.4163 5/18/2015 4:00 -0.506111 -0.6063 99 Thời gian Htt (m) Htđ (m) thời gian 5/17/2015 6:00 -0.331847 -0.3563 5/18/2015 5:00 -0.573965 -0.6563 5/18/2015 6:00 -0.546537 -0.5863 5/19/2015 7:00 -0.620861 -0.6663 5/18/2015 7:00 -0.419226 -0.4763 5/19/2015 8:00 -0.462096 -0.5363 5/18/2015 8:00 -0.210505 -0.2363 5/19/2015 9:00 -0.218515 -0.2663 5/18/2015 9:00 0.0371193 0.0337001 5/19/2015 10:00 0.0523773 -0.0263003 5/18/2015 10:00 0.275996 0.2737 5/19/2015 11:00 0.304256 0.1937 5/18/2015 11:00 0.46265 0.4537 5/19/2015 12:00 0.497826 0.3337 5/18/2015 12:00 0.561673 0.5937 5/19/2015 13:00 0.595706 0.4937 5/18/2015 13:00 0.560056 0.6337 5/19/2015 14:00 0.589064 0.5637 5/18/2015 14:00 0.47125 0.5537 5/19/2015 15:00 0.498652 0.4637 5/18/2015 15:00 0.322576 0.3937 5/19/2015 16:00 0.356401 0.2837 5/18/2015 16:00 0.156651 0.1937 5/19/2015 17:00 0.19906 0.1437 5/18/2015 17:00 0.0134089 0.0636998 5/19/2015 18:00 0.0699878 0.0737 Htt (m) Htđ (m) 5/18/2015 18:00 -0.0751984 -0.0462998 5/19/2015 19:00 -0.0020204 -0.0362996 5/18/2015 19:00 -0.0940771 -0.0963 -0.0663003 5/19/2015 20:00 -0.0107035 5/18/2015 20:00 -0.0487011 -0.0362996 5/19/2015 21:00 0.0357774 -0.0263003 5/18/2015 21:00 0.0369547 0.0636998 5/19/2015 22:00 0.109081 0.0936995 5/18/2015 22:00 0.112717 0.1737 5/19/2015 23:00 0.170973 0.1837 5/18/2015 23:00 0.167684 0.2637 5/20/2015 0:00 0.185951 0.2437 5/19/2015 0:00 0.160431 0.2437 5/20/2015 1:00 0.131232 0.1637 5/19/2015 1:00 0.0533032 0.1137 5/20/2015 2:00 0.00120572 0.0536996 5/19/2015 2:00 -0.0989484 -0.0663003 5/20/2015 3:00 -0.187301 -0.1463 5/19/2015 3:00 -0.2945 -0.3463 5/20/2015 4:00 -0.398795 -0.4063 5/19/2015 4:00 -0.489888 -0.5263 5/20/2015 5:00 -0.589269 -0.5863 100 Phụ lục 2: Mực nước thực đo tính tốn vị trí kiểm định Thời gian Htt Htdo Thời gian 4/20/2016 9:00 0.182283 0.320179 4/21/2016 11:00 0.297788 0.364624 4/20/2016 10:00 0.252746 0.373143 4/21/2016 12:00 0.307292 0.377878 4/20/2016 11:00 0.266757 0.385868 4/21/2016 13:00 0.251957 0.307131 4/20/2016 12:00 0.217781 0.339515 4/21/2016 14:00 0.143775 0.118584 4/20/2016 13:00 0.119848 0.167249 4/21/2016 15:00 0.0111644 -0.0937667 Htt Htdo 4/20/2016 14:00 -0.00801653 -0.0540014 4/21/2016 16:00 -0.113894 -0.271712 4/20/2016 15:00 -0.137472 -0.236779 4/21/2016 17:00 -0.201604 -0.395951 4/20/2016 16:00 -0.237959 -0.368429 4/21/2016 18:00 -0.232151 -0.413672 4/20/2016 17:00 -0.282322 -0.415221 4/21/2016 19:00 -0.199494 -0.328981 4/20/2016 18:00 -0.265644 -0.352288 4/21/2016 20:00 -0.115242 -0.201711 4/20/2016 19:00 -0.191364 -0.223486 4/21/2016 21:00 -0.00533093 -0.0343433 4/20/2016 20:00 -0.0769153 -0.0616966 4/21/2016 22:00 0.100301 0.166698 4/20/2016 21:00 0.0450368 0.126278 4/21/2016 23:00 0.16998 0.302934 4/20/2016 22:00 0.143536 0.274833 4/22/2016 0:00 0.182578 0.314328 4/20/2016 23:00 0.196624 0.310173 4/22/2016 1:00 0.133066 0.272085 4/21/2016 0:00 0.188621 0.269144 4/22/2016 2:00 0.0321119 0.217694 4/21/2016 1:00 0.122257 0.214891 4/22/2016 3:00 -0.0951842 0.0823941 4/21/2016 2:00 0.018233 0.101056 4/22/2016 4:00 -0.21575 -0.113646 4/21/2016 3:00 -0.096566 -0.0915561 4/22/2016 5:00 -0.298463 -0.223754 4/21/2016 4:00 -0.191511 -0.227405 4/22/2016 6:00 -0.318737 -0.242617 4/21/2016 5:00 -0.239997 -0.247479 4/22/2016 7:00 -0.267626 -0.285199 4/21/2016 6:00 -0.224659 -0.271663 4/22/2016 8:00 -0.155183 -0.275516 4/21/2016 7:00 -0.149356 -0.28465 4/22/2016 9:00 -0.00484433 -0.0738321 4/21/2016 8:00 -0.0305861 -0.119361 4/22/2016 10:00 0.150713 0.188083 4/21/2016 9:00 0.105227 0.158653 4/22/2016 11:00 0.275952 0.317913 4/21/2016 10:00 0.225266 0.322572 4/22/2016 12:00 0.342287 0.358021 4/22/2016 13:00 0.337683 0.366166 4/22/2016 22:00 0.0656403 0.000999875 4/22/2016 14:00 0.266785 0.269205 4/22/2016 23:00 0.146176 0.211727 4/22/2016 15:00 0.14948 0.0728354 4/23/2016 0:00 0.177993 0.325964 4/22/2016 16:00 0.0163862 -0.130374 4/23/2016 1:00 0.146399 0.316473 101 Thời gian Htdo Thời gian Htt Htdo 4/22/2016 17:00 -0.097843 -0.306462 4/23/2016 2:00 0.0557388 0.2778 4/22/2016 18:00 -0.167242 -0.415557 4/23/2016 3:00 -0.0748945 0.216319 4/22/2016 19:00 -0.176075 -0.400873 4/23/2016 4:00 -0.215249 0.0578217 4/22/2016 20:00 -0.125828 -0.303856 4/23/2016 5:00 -0.328805 -0.132757 4/22/2016 21:00 -0.0354926 -0.179891 4/23/2016 6:00 -0.38675 -0.21982 Htt 102 ... cơng trình biển có mơ q trình thủy động lực vùng ven biển cửa sơng Chính lý nêu trên, em chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu ứng dụng mơ hình tốn mơ q trình thủy động lực vùng ven biển cửa sơng Nhật Lệ,. .. tế - xã hội vùng nghiên cứu Chương III Thiết lập mơ hình mơ thủy động lực vùng nghiên cứu Chương IV: Ứng dụng mơ hình MIKE 21 mơ phỏng, tính tốn q trình thủy động lực vùng VBCS Nhật Lệ, tỉnh Quảng... ven biển cửa sông Nhật Lệ, Quảng Bình - Nghiên cứu thiết lập mơ hình tốn để mơ phỏng, tính tốn q trình thủy động lực vùng VBCS Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình - Phân tích, đánh giá chế độ thủy lực vùng