DANH MỤC CÁC KHU VỰC PHẢI THIẾT LẬP HÀNH LANGBẢO VỆ BỜ BIỂN TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG TRỊ

SỞ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TỈNH QUẢNG TRỊ CHI CỤC BIỂN, HẢI ĐẢO VÀ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN DỰ THẢO DANH MỤC CÁC KHU VỰC PHẢI THIẾT LẬP HÀNH LANG BẢO VỆ BỜ BIỂN TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG TRỊ CƠ QUAN CHỦ TRÌ CHI CỤC BIỂN, HẢI ĐẢO VÀ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN ĐƠN VỊ TƯ VẤN VIỆN NGHIÊN CỨU BIỂN VÀ HẢI ĐẢO Quảng Trị - 2018 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU iv MỞ ĐẦU Sự cần thiết lập Danh mục khu vực phải thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển Cơ sở lập Danh mục khu vực phải thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển Mục tiêu .8 Phạm vi CHƯƠNG TIÊU CHÍ, NGUYÊN TẮC ĐÁNH GIÁ, ĐỀ XUẤT CÁC KHU VỰC PHẢI THIẾT LẬP HÀNH LANG BẢO VỆ BỜ BIỂN 10 1.1 Tiêu chí đánh gia, đề xuất khu vực phải thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển 10 1.1.1 Đánh giá, đề xuất khu vực bị sạt lở, có nguy sạt lở gắn với yêu cầu giảm thiểu mức độ ảnh hưởng sạt lở bờ biển, ứng phó với biến đổi khí hậu, nước biển dâng 10 1.1.2 Đánh giá, đề xuất khu vực có hệ sinh thái cần bảo vệ, khu vực cần trì giá trị dịch vụ hệ sinh thái cảnh quan tự nhiên 11 1.1.3 Đánh giá, đề xuất khu vực gắn với yêu cầu bảo đảm quyền tiếp cận người dân với biển 11 1.2 Nguyên tắc đánh giá, đề xuất khu vực phải thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển 12 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG TÀI NGUYÊN, MÔI TRƯỜNG VÙNG BỜ QUẢNG TRỊ 13 2.1 Điều kiện tự nhiên khu vực vùng bờ Quảng Trị .13 2.1.1 Địa chất, địa mạo 13 2.1.2 Thảm phủ thực vật .17 2.1.3 Thủy triều 17 2.1.4 Chế độ sóng 18 i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT HLBVBB VB HST ĐMNTCTBNN TT 29 Hành lang bảo vệ bờ biển Vùng bờ Hệ sinh thái Đường mực nước triều cao trung bình nhiều năm Thơng tư 29/2016/TT-BTNMT ngày 12/10/2016 quy định kỹ thuật thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển ii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình Phạm vi thực nhiệm vụ .9 Hình Địa hình bãi biển đại liền sau cồn cát, đụn cát 14 Hình Bờ biển mài mịn tích tụ đá bazan 15 Hình Bờ tích tụ bãi cát biển .15 Hình Số liệu độ sâu tồn biển đông chi tiết khu vực tỉnh Quảng Trị 19 Hình Mơ tả lưới tính tốn 26 Hình Số liệu tồn cầu số liệu địa hình ven bờ chi tiết 27 Hình Trạm sóng tồn cầu 27 Hình Lưới tính khu vực tỉnh Quảng Trị .28 Hình 10 Trạm khảo sát số liệu thực tế 29 Hình 11 So sánh số liệu sóng thực đo số liệu mơ hình 30 Hình 12 So sánh số liệu mực nước thực đo số liệu mơ hình 30 Hình 13 Khu vực khảo sát cửa Việt, tỉnh Quảng Trị vị trí quan trắc .33 Hình 14 Giao diện kết số liệu sóng dạng thơ 35 Hình 15 Giao diện trích xuất kết trường sóng .36 Hình 16 Dữ liệu sóng lưu trữ dạng dfs0 37 Hình 17 Trích xuất số liệu thơ từ RBR 37 Hình 18 Xuất số liệu dạng Excel Matlab .37 Hình 19 File số liệu dạng Excel 38 Hình 20 .Hoa sóng hướng sóng 38 iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng Đánh giá kết mô sóng tháng 4/2018 tỉnh Quảng Trị 31 Bảng Đánh giá kết mô mực nước tháng 05/2018 tỉnh Quảng Trị 31 iv MỞ ĐẦU Sự cần thiết lập Danh mục khu vực phải thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển Hành lang bảo vệ bờ biển sử dụng công cụ ngày phổ biến giới triển khai phương thức quản lý tổng hợp biển, hải đảo Kinh nghiệm thực tiễn nhiều nước cho thấy, công cụ đáp ứng nhiều mục tiêu sách khác như: góp phần bảo tồn đa dạng sinh học, trì dịch vụ hệ sinh thái, bảo vệ khu vực địa lý đặc thù trước nguy ngập lụt xói, sạt lở bờ biển, bối cảnh biến đổi khí hậu, nước biển dâng có chiều hướng diễn biến phức tạp gia tăng không ngừng Kết nhiều nghiên cứu nước chứng minh mực nước biển dâng tượng thời tiết cực đoan số nguyên nhân gây tác động tàn phá việc phát triển sở hạ tầng vùng ven biển Một giải pháp tích cực để giảm nhẹ tác động thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển thực việc quản lý hoạt động khai thác, sử dụng tài nguyên phạm vi hành lang Nói cách tổng quát, hành lang bảo vệ bờ biển sử dụng phương tiện để kiểm soát, ngăn chặn, hạn chế hoạt động phát triển không phù hợp, không bền vững không gian vùng bờ vốn nhạy cảm, dễ bị tổn thương Hành lang bảo vệ bờ biển sử dụng để đảm bảo an tồn cơng cộng, lợi ích công cộng, giảm thiểu rủi ro gây biến đổi khí hậu, nước biển dâng trình động lực ven biển Hành lang bảo vệ bờ biển lần dùng bang Florida, Hoa Kỳ năm 1960 với mục tiêu xác định khu vực ven biển để hạn chế nghiêm cấm hoạt động xây dựng sở hạ tầng Sau đó, trước địi hỏi thực tế hoạt động phát triển yêu cầu triển khai phương thức quản lý tổng hợp không gian biển, bao gồm vùng bờ, hành lang bảo vệ bờ biển phải bảo đảm nhiều vai trị, chức Vì thế, hành lang bảo vệ bờ biển gọi với nhiều thuật ngữ khác đường hạn chế hoạt động xây dựng, vùng đệm, vùng bảo vệ bờ Hiện nay, mục tiêu việc thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển nhiều nhà nghiên cứu, quản lý thống nhất, bao gồm: (1) Tạo hay cung cấp vùng đệm khu vực phát triển ven bờ loại hình thiên tai ven biển (như ngập lụt, xói, sạt lở…); góp phần ứng phó với biến đổi khí hậu nước biển dâng; (2) Bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, cảnh quan, bảo tồn hệ sinh thái, giá trị dịch vụ hệ sinh thái khu vực ven biển; (3) Hỗ trợ phát triển bền vững vùng ven biển; (4) Bảo đảm quyền tiếp cận biển cộng đồng, tổ chức, cá nhân; (5) Duy trì giá trị thẩm mỹ bờ biển Mục tiêu xác định văn quy phạm pháp luật số nước Ví dụ, Điều 25 Luật Quản lý tổng hợp vùng bờ Nam Phi quy định thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển với mục tiêu: (i) Bảo vệ tài sản công, tài sản riêng (của tổ chức, cá nhân) an tồn cơng cộng; (ii) Bảo vệ vùng cần bảo vệ; (iii) Bảo vệ giá trị thẩm mỹ, cảnh quan vùng bờ Ngoài ra, pháp luật số nước có quy định cụ thể hành lang bảo vệ bờ biển Ví dụ, Sri Lanka, Luật Bảo tồn vùng bờ quy định quy hoạch phân vùng vùng bờ, có vùng thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển Theo đó, hành lang bảo vệ bờ biển quy định bao gồm vùng cấm xây dựng vùng hạn chế hoạt động phát triển Pháp luật Sri Lanka quy định rõ hoạt động không cần xin phép hay lấy ý kiến bao gồm: đánh cá, trồng trọt không gây ổn định bờ biển, dự án ổn định bờ biển (làm kè, xây dựng cơng trình bảo vệ bờ…) Tại Hoa Kỳ, luật Quản lý tổng hợp vùng bờ quy định việc thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển thuộc trách nhiệm quyền bang; cách thức thiết lập quản lý hành lang bảo vệ bờ biển bang quy định Hiện nay, có 24/29 bang vùng lãnh thổ Hoa Kỳ thiết lập hành lang bảo vệ biển; có 10 bang vùng lãnh thổ (Puerto Rico, Guam, Northern Marianas, đảo thuộc U S Virgin Islands (nằm vùng biển Caribbean) American Samoa) thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển với độ rộng cố định; bang thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển với độ rộng thay đổi; bang theo phương pháp độ rộng xác định sở kết hợp hai phương pháp bang không thiết lập hành lang Các nước vùng Địa Trung Hải (bao gồm 21 nước: Anba-ni, An-giê-ri, Bosnia Herzegovina, Cyprus, Croatia, Ai Cập, Tây Ban Nha, Pháp, Hy Lạp, Israel, Italia, Lebanon, Li-bi, Malta, Ma-rốc, Monaco, Montenegro, Slovenia, Sy-ri, Tuy-ni-di, Thổ Nhĩ Kỳ) xác định hành lang bảo vệ bờ biển sở quy định Nghị định thư quản lý tổng hợp vùng bờ (ICZM Protocol) khu vực Địa Trung Hải Theo quy định văn này, chiều rộng hành lang bảo vệ bờ biển tối thiểu 100 m, quốc gia tham gia tăng thêm tùy theo yêu cầu điều kiện cụ thể Ở nước ta ngày 25 tháng năm 2015 Quốc hội khóa XIII kỳ họp thứ thông qua Luật tài nguyên, môi trường biển hải đảo số 82/2015/QH13, đó, Điều 23 quy định “Hành lang bảo vệ bờ biển dải đất ven biển thiết lập khu vực cần bảo vệ hệ sinh thái, trì giá trị dịch vụ hệ sinh thái cảnh quan tự nhiên vùng bờ; giảm thiểu sạt lở bờ biển, ứng phó với biến đổi khí hậu, nước biển dâng; bảo đảm quyền tiếp cận người dân với biển” Quy định hoàn toàn phù hợp với thực tiễn nước ta hoạt động phát triển vùng ven biển thực sôi động thời gian qua Quy định thể tính linh hoạt thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển, bảo đảm tính hiệu quả, bền vững cho khu vực phát triển Ngoài ra, sau Luật Quốc hội thông qua, ngày 27 tháng năm 2015 Thủ tướng Chính phủ ban hành Chỉ thị số 20/CT-TTg Tăng cường công tác quản lý quy hoạch, đầu tư xây dựng quản lý đất đai dự án ven biển Trong yêu cầu UBND tỉnh, thành ven biển: Kiểm tra, đánh giá phù hợp dự án đầu tư khu vực ven biển với quy hoạch xây dựng phê duyệt; rà soát tổng thể dự án để điều chỉnh quy hoạch xây dựng quy hoạch sử dụng đất đảm bảo lợi ích cộng đồng dân cư doanh nghiệp đầu tư địa bàn; khai thác sử dụng không gian ven biển hiệu quả, thích ứng với biến đổi khí hậu đảm bảo an ninh quốc phòng… Trước yêu cầu thiết đó, để kịp thời đáp ứng yêu cầu quản lý nhà nước, đảm bảo việc khai thác, sử dụng hiệu tài nguyên vùng bờ theo hướng hiệu quả, bền vững, đồng thời giải đảm bảo tiến độ đầu tư, xây dựng dự án lớn triển khai khu vực ven biển tỉnh theo quy định luật, việc thực nhiệm vụ: “Thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển địa bàn tỉnh Quảng Trị” cấp thiết Để thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển, cần phải lập Danh mục khu vực phải thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển, tức xác định khu vực vùng bờ phải thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển Ngày 06/02/2018 Chi cục Biển, Hải đảo Khí tượng thủy văn ban hành Quyết định số 35/QĐCCBHĐKTTV việc phê duyệt Hồ sơ mời thầu gói thầu “Lập danh mục khu vực phải thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển” Viện Nghiên cứu biển hải đảo đơn vị Tư vấn thực gói thầu Cơ sở lập Danh mục khu vực phải thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển - Luật Tài nguyên, môi trường biển hải đảo số 82/2015/QH13 Quốc hội thông qua ngày 25 tháng năm 2015; - Nghị định số 40/2016/NĐ-CP ngày 15 tháng năm 2016 Chính phủ quy định chi tiết thi hành số điều Luật tài nguyên, môi trường biển hải đảo; - Chỉ thị số 20/CT-TTg ngày 27 tháng 07 năm 2015 Thủ tướng Chính phủ việc tăng cường công tác quản lý quy hoạch đầu tư xây dựng quản lý đất đai dự án ven biển; - Thông tư số 29/2016/TT-BTNMT ngày 12 tháng 10 năm 2016 Bộ trưởng Bộ Tài nguyên Môi trường quy định kỹ thuật thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển; - Quyết định số 1790/QĐ-BTNMT ngày 6/6/2018 Bộ Tài nguyên Môi trường việc cơng bố Danh mục điểm có giá trị đặc trưng mực nước triều vùng ven biển Việt Nam ban hành Hướng dẫn kỹ thuật xác định ĐMNTCTBNN, đường mép nước biển thấp trung bình nhiều năm; - Công văn số 2033/UBND-NN ngày 31 tháng năm 2016 Uỷ ban nhân dân tỉnh Quảng Trị việc đồng ý chủ trương lập đề cương, dự toán nhiệm vụ “Thiết lập, quản lý hành lang bảo vệ bờ biển địa bàn tỉnh Quảng Trị”; - Quyết định số 2882/QĐ-UBND ngày 25/10/2017 UBND tỉnh Quảng Trị “Thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển địa bàn tỉnh Quảng Trị” Mục tiêu Đánh giá, đề xuất khu vực phải thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển, theo ba tiêu chí: khu vực có hệ sinh thái, cảnh quan tự nhiên vùng bờ quan trọng cần bảo vệ; khu vực có nguy bị xói lở cao; bảo đảm quyền tiếp cận người dân với biển Trên sở đó, đánh giá trạng sử dụng đất ven biển, tính khả thi, phù hợp với tình hình thực tế địa phương để đề xuất Danh mục khu vực phải thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển Phạm vi Nhiệm vụ tiến hành phạm vi vùng bờ tỉnh Quảng Trị Trong đó, vùng bờ tỉnh Quảng Trị bao gồm vùng đất ven biển vùng biển ven bờ, xác định cụ thể sau: - Vùng đất ven biển bao gồm: 12 xã, phường, thị trấn ven biển 01 huyện đảo thuộc tỉnh Quảng Trị (chi tiết xem Phụ lục 1); - Vùng biển ven bờ có ranh giới từ bờ phía biển 03 hải lý Hình Phạm vi thực nhiệm vụ c= δ k (4) Phổ tần số giới hạn theo giải tần số từ tần số δ đến tần số δ max tách thành phần; Phần xác định trước tần số nhỏ tần số ngưỡng phần phân tích chuẩn đốn tần số lớn tần số ngưỡng Tần số ngưỡng phụ thuộc vào tốc độ gió tần số trung bình (được sử dụng mơ hình WAM4) Phần xác định trước phổ xác định cách giải số phương trình truyền tải mật độ tác động sóng Phần tần số ngưỡng miền xác định trước phần tham số áp dụng  θ E ( δ ,θ ) = E ( δ max ,θ )   δ max    m (5) Với m số, mơ hình này, m=5 Tần số ngưỡng xác định công thức: δ cut −off = (δ max , max ( 2.5δ , δ PM ) ) δ PM = (6) g 28U 10 Với δ tần số trung bình tần số đỉnh phổ Pierson Moskowitz sóng phát triển hồn tồn, U10 tốc độ gió độ cao 10m so với mực biển trung bình Phần chuẩn đốn cịn lại sử dụng tính tốn phần chuyển đổi phi tuyến tính tốn tham số nguyên hàm nguồn Phần phổ có tần số nhỏ tần số mật độ phổ giả thiết triệt tiêu a.4) Phương trình bảo tồn tác động sóng Trong phần này, xét phương trình hệ tọa độ Đề Các Phương trình tổng quát phương trình cân tác động sóng Phương trình có dạng sau:  ∂N S + ∇.( v N ) = ∂t δ  (7) Trong đó, N ( x , δ ,θ , t ) mật độ tác động, t thời gian, x = ( x, y ) tọa độ  Đề các, v = v( c x , c y , cδ , cθ ) tốc độ lan truyền nhóm sóng, S số hạng nguồn phương trình cân lượng, ∇ toán tử đạo hàm riêng  không gian x , δ ,θ  Bốn đặc trung tốc độ lan truyền xác định bởi: 24   dx  (cx , c y ) = = cg + U dt   ∂U dδ ∂ δ  ∂ d   cδ = = + U ∇ x d  − c g k dt ∂d  ∂t ∂S   dθ  ∂δ ∂d  ∂U  cθ = dt (8) =−  +k  k  ∂d ∂m ∂S  đó; s tọa độ khơng gian theo hướng sóng θ m tọa độ vng góc với s ∇ x tốn tử đạo hàm riêng theo hai biến  x = ( x, y ) a.5) Các hàm nguồn Số hạng nguồn tổng hợp nguồn mô tả trình vật lý khác nhau, sau: S = S in + S nl + S ds + S bot + S surf (9) đó; Sin số hạng nguồn gió, S nl nguồn lượng chuyển tương tác phi tuyến sóng với sóng S ds nguồn lượng tán xạ sóng đổ bạc đầu, S bot nguồn lượng tán xạ ma sát đáy S surf nguồn lượng tán xạ sóng đổ ảnh hưởng độ sâu a.6) Công thức tham số độc lập với hướng sóng ∂ ( m0 ) ∂ ( C x m0 ) ∂ ( C y m0 ) ∂ ( Cθ m0 ) + + + = T0 ∂t ∂x ∂y ∂θ (10) ∂ ( m1 ) ∂ ( C x m1 ) ∂ ( C y m1 ) ∂ ( Cθ m01 ) + + + = T1 ∂t ∂x ∂y ∂θ đó, m0(x,y, θ), m1(x,y, θ) thành phần mô men bậc không bậc phổ tác động sóng N(x,y,σ,θ) ∞ mn ( x, y ,θ ) = ∫ ω n N ( x, y,θ ) dω (11) Các số hạng T0(x,y, θ), T1(x,y, θ) hàm nguồn mô tả hiệu ứng gió cục bộ, tán xạ lượng ma sát đáy, sóng đổ, tương tác sóng – dịng chảy a.7) Phương pháp giải số Theo không gian, việc rời rạc hóa thực phương pháp thể tích hữu hạn trung tâm Đối với mơ hình sóng phiên này, 25 phần tử xét tam giác Hàm mật độ tác động sóng số phần tử, tính tốn tâm phần tử Hình Mơ tả lưới tính tốn Theo thời gian, tích phân theo thời gian thực theo phương pháp từng bước Bước thứ (bước tính lan truyền), giải phương trình báo tồn tác động sóng khơng có số hạng nguồn Trong bước này, sơ đồ Euler áp dụng Bước thứ (bước số hạng nguồn), nghiệm tìm bước thứ cộng thêm ảnh hưởng số hạng nguồn Các số hạng nguồn tính tốn theo sơ đồ ẩn Trong bước thứ nhất, bước thời gian lựa chọn cho điều kiện ổn định CFL hay số Courant Cri, l, m nhỏ (12) a.8) Điều kiện biên Các biên đất, điều kiện biên hấp thụ hoàn toàn áp dụng Tại biên lỏng (biên mở), cho điều kiện đầu vào sóng (chỉ xét với sóng truyền vào miền tính, sóng truyền từ miền tính ngồi coi truyền tự do) Phổ lượng xác định biên lỏng b) Tính tốn trường sóng cho khu vực tỉnh Quảng Trị b.1) Cơ sở liệu cho mơ hình sóng ngồi khơi Số liệu địa hình: Trường độ sâu khu vực biển Quảng Trị nằm khoảng tọa độ từ 12.5 đến 13.5 độ vĩ Bắc, từ 108.5 đến 112.0 độ kinh Đông xây dựng dựa số liệu địa hình tồn cầu GEBCO30, độ phân giải1/64o Anh với số liệu độ sâu sử dụng hệ quy chiếu mực nước biển trung bình Số liệu địa hình đo đạc chi tiết vùng ven bờ 26 Hình Số liệu tồn cầu số liệu địa hình ven bờ chi tiết Số liệu sóng nước sâu: trích xuất từ Cục quản lý Đại dương Khí Quốc gia Mỹ NOAA (National Oceanic and Atmospheris Adminnistration) cho trạm sóng tồn cầu có tọa độ A (18.00N – 107.50E), B(17.50N – 108.00E) , C(18.00N – 108.00E) 30 năm từ năm 1979 đến năm 2009 Hình Trạm sóng tồn cầu 27 b.2) Thiết lập tính tốn - Miền tính: Khu vực tính tốn tỉnh Quảng Trị giới hạn 17.00N– 18.00N 107.50E–108.00E - Lưới tính: Xây dựng lưới tính thao tác quan trọng việc sử dụng mơ hình số để tính tốn, mơ q trình thủy động lực Lưới tính tạo cho kích thước bước lưới mơ tả tốt trường sóng, trường dịng chảy, phù hợp với khả tính tốn mơ hình lực tính tốn máy tính Các đặc điểm lưới tính thích hợp phải dựa sở sau: + Vùng tính tốn đủ rộng bao trọn vùng quan tâm, mục đích để tránh ảnh hưởng điều kiện biên, giảm sai số cho kết tính tốn + Kích thước bước lưới bảo đảm điều kiện Courrant (C = ) + Lưới tính tốn phải đảm bảo độ chi tiết khu vực quan tâm, phản ánh đủ mức độ chi tiết địa hình, yếu tố động lực chịu chi phối mạnh mẽ địa hình - Quy trình xây dựng lưới tính: + Xác định không gian làm việc hệ tọa độ UTM 48, gốc tọa độ Easting: 688258071, Northing: 1836755.1, cao 250000 m, rộng 130000m Hình Lưới tính khu vực tỉnh Quảng Trị - Các thông số lưới: + Hệ tọa độ UTM 48; + Số phần tử (elements): 15492 phần tử, + Số nút lưới 7970 nút số biên lỏng: biên (bao gồm: biên lỏng khơi: biên Bắc, biên Đông, biên Nam) 28 + Khoảng cách nút lưới: lớn 1.368 m (khu vực khơi) nhỏ 30 m (khu vực ven bờ) Lưới tính phi cấu trúc xây dựng cho khu vực tỉnh Quảng Trị thể hình b.3) Kiểm định mơ hình Mơ hình mơ sóng Mike 21 SW thiết lập với điều kiện biên trường sóng ngồi khơi Trường sóng phục vụ tính tốn mơ hình thu thập từ trường sóng tái phân tích Wave Watch Cục quản lý Đại dương Khí Quốc gia Mỹ NOAA (National Oceanic and Atmospheris Adminnistration) Kết mô tính tốn sóng mơ hình Mike 21 SW hiệu chỉnh với số liệu quan trắc tương ứng điểm khảo sát A thực vào tháng 04 năm 2018 vị trí tuyến luồng cách bờ khoảng 6km thuộc địa phận thị trấn Cửa Tùng, tỉnh Quảng Trị Hình 10 Trạm khảo sát số liệu thực tế Qua trình hiệu chỉnh, nghiên cứu so sánh đặc trưng sóng bao gồm: độ cao sóng, hướng sóng tính tốn mơ hình với giá trị thực đo trạm khảo sát thực tế Kết hiệu chỉnh trình bày hình dưới: 29 Hình 11 So sánh số liệu sóng thực đo số liệu mơ hình Hình 12 So sánh số liệu mực nước thực đo số liệu mơ hình Việc hiệu chỉnh kiểm tra mơ hình sóng thực với chuỗi số liệu tương đối dài ngày (14 ngày) độc lập thời gian từ ngày 30/04/2018 đến ngày 15/05/2018 Các kết mức độ ban đầu cho thấy phù hợp pha đặc trưng sóng Tuy nhiên, ảnh hưởng nhiễu động tác động khác mà mơ hình tính tốn khơng xét tới (các hiệu ứng nước nơng), dẫn đến có chênh lệch giá trị độ lớn 30 Đánh giá sai số số liệu sóng tính tốn đo đạc thông qua hai đại lượng gồm độ lệch (BIAS) trung bình quân phương (RMS) BIAS= RMS= N ∑ ( Hcom − Hobs ) i i 1 2 ∑ ( Hcomi − Hobsi )  N  (13) (14) đó: N tổng số phần tử chuỗi (i), Hcomi số liệu tính toán, Hobsi số liệu thực đo Bảng Đánh giá kết mơ sóng tháng 4/2018 tỉnh Quảng Trị Thơng số Giá trị sóng cao thực đo (m) Giá trị sóng cao tính tốn (m ) Hệ số tương quan BIAS RMS Giá trị 2.37 2.29 0,84 -0,1 0,02 Bảng Đánh giá kết mô mực nước tháng 05/2018 tỉnh Quảng Trị Thông số Giá trị mực nước cao thực đo (m) Giá trị mực nước cao tính tốn (m ) Hệ số tương quan BIAS RMS Giá trị 0,31 0,44 0,96 0,07 0,0006 So sánh kết tính tốn sóng từ mơ hình thực đo 14 ngày từ ngày 30/04/2018 đến ngày 15/05/2018 cho thấy đa phần sai số kết tính tốn số liệu thực đo nhỏ Kết cho thấy, hệ số tương quan tính tốn thực đo đạt giá trị cao số BIAS RMS chấp nhận giá trị mực nước Qua kết hiệu chỉnh kiểm tra mơ hình sóng cho thấy tranh phân bố trường sóng phù hợp với điều kiện địa hình, thể ảnh hưởng trình khúc xạ, nhiễu xạ, ma sát đáy Từ đó, lựa chọn tham số hiệu chỉnh phục vụ để tính tốn tính sau: 31 - Hệ số nhớt rối ngang (theo công thức Smagorinsky): 0,3 - Hệ số ma sát đáy sử dụng theo cơng thức số Manning (M), số M tính theo cơng thức (3.15) Sự liên hệ số Manning hệ số ma sát đáy thể biểu thức (3.16) (3.17) M= 25.4 k s1/6 cf = g ( Mh1/6 )2 uur uu r uu r τb = c f u b ub ρ0 (15) (16) (17) đó: M: số Manning [ ]; : số von Karman; : hệ số kéo; g: gia tốc trọng trường; h: độ sâu tổng cộng; = ( : ứng suất đáy; : mật độ tiêu chuẩn nước; = ( , ): vận tốc dòng chảy đáy Từ kết lần thử nghiệm thiết lập hiệu chỉnh mơ hình, nghiên cứu lựa chọn giá trị số Manning M = 32 để sử dụng xây dựng kịch tính tốn, mơ trường sóng c) Tổng hợp, phân tích số liệu sóng đo đạc thực tế, số liệu sóng tái phân tích từ kết mơ hình sóng ngồi khơi vị trí có độ sâu lớn 20 m c.1) Số liệu sóng đo đạc thực tế Các yếu tố sóng dòng chảy đo đạc máy AWAC AST (ACOUSTIC WAVE AND CURRENT METER), máy đo mực nước tự động Máy thiết lập với tần suất đo mực nước, đo sóng liệu đo tự động liên tục suốt khoảng thời gian đo đạc Vị trí đặt thiết bị đo sóng, dịng chảy, mực nước: + Trạm đo sóng dịng chảy đặt tuyến luồng cách bờ khoảng km thuộc địa phận thị trấn Cửa Tùng, tỉnh Quảng Trị Tọa độ trạm đo: Vĩ độ: 17° 0'57.41"N Kinh độ: 107°11'43.14"E 32 + Trạm quan trắc mực nước đặt cầu cảng thuộc địa phận thị trấn Cửa Việt, tỉnh Quảng Trị Tọa độ trạm đo: Vĩ độ: 16°54'15.83"N Kinh độ: 107°11'18.85"E Trong đợt khảo sát, trạm đo sóng dòng chảy đặt tuyến luồng cách bờ khoảng km thuộc địa phận thị trấn Cửa Tùng, tỉnh Quảng Trị; trạm quan trắc mực nước đặt cầu cảng thuộc địa phận thị trấn Cửa Việt, tỉnh Quảng Trị (hình 13) Hình 13 Khu vực khảo sát cửa Việt, tỉnh Quảng Trị vị trí quan trắc Các thiết bị máy móc sử dụng đo đạc sóng gồm: Máy đo sóng dịng chảy tự động AWAC AST (ACOUSTIC WAVE AND CURRENT METER) (Phụ kiện kèm máy); 01 máy đo mực nước tự động TWR-2050(Phụ kiện kèm máy) Quá trình đo đạc bắt đầu triển khai từ ngày 02/4/2018, tiến hành đưa máy AWAC lên tàu để lắp đặt thiết lập máy đo Đúng 7h00 ngày 02/4/2018 tàu chạy vị trí thả máy đo sóng dịng chảy AWAC để tiến hành thả máy * Tổng hợp xử lý số liệu sóng 33 Sau đo đạc yếu tố sóng, q trình trích xuất xử lý số liệu thơ u cầu cần thiết địi hỏi cần có trình độ chuyên môn định Trong đợt khảo sát, số liệu sóng đo đạc tiến hành thu thập hai loại máy TWR (đối với trạm quan trắc mực nước) AWAC (đối với trạm quan trắc sóng, dịng chảy) Việc thu thập số liệu sóng, dịng chảy từ máy AWAC thực theo bước sau: - Bước 1: Chạy phần mềm AWAC AST (TramTEST) Bước 2: Thiết lập kết nối - Trên công cụ vào mục Communication =>Serial port + Mục Serial Port: Chọn cổng COM kết nối với máy đo sóng AWAC => OK + Trên công cụ vào mục Communication => Connect 34 + Trên công cụ vào mục Deployment => Recorder data Retrieval Click vào file tram0201 => Click vào nút Retrieve => Chọn đường dẫn để lưu file => ghi tên file vào mục File name => ấn Save => OK => Done + Chạy phần mềm Storm + Tích vào mục Open a data file =>Chọn đường dẫn tới thư mục chứa file vừa lưu Ta giao diện kết dịng chảy vào sóng dạng thơ (hình 3.13) Hình 14 Giao diện kết số liệu sóng dạng thơ 35 Đối với quy trình trích xuất, xử lý số liệu trường sóng, ta thực thao tác sau:Click vào mục wave (raw) => Processing => Start (Thu liệu số) Trên giao diện phần mềm Storm: Chọn vào mục Speed, bấm chuột phải vào cửa sổ nhỏ bên (góc bên trái) ta thu kết giao diện hình 15 Hình 15 Giao diện trích xuất kết trường sóng Số liệu sóng (dạng text) sau trích xuất cần chuyển đổi sang định dạng file dfs0 (Lưu trữ định dạng Mike) để thuận tiện cho việc sử dụng làm thơng số đầu vào cho mơ hình Thao tác thực dễ dàng cơng cụ hỗ trợ trực tiếp Miketool 36 Hình 16 Dữ liệu sóng lưu trữ dạng dfs0 Việc phân tích, xử lý số liệu đo đạc sóng từ máy RBR đơn giản nhiều so với xử lý từ AWAC Từ giao diện RBR, người dùng dễ dàng trích xuất liệu thô lưu trữ dạng ASCII (.xlsx), sau tùy chọn chuyển đổi thành định dạng phù hợp với mục đích sử dụng Hình 17 Trích xuất số liệu thơ từ RBR Kết trích xuất số liệu thô từ RBR mô tả hình 16 Giao diện kết cung cấp thơng tin chi tiết thông tin số liệu (thời gian, tần suất đo đạc…) Ngoài ra, đặc trưng trường sóng (năng lượng sóng, chiều cao, chu kì, phổ sóng…) thể rõ ràng Hình 18 Xuất số liệu dạng Excel Matlab 37 Hình 19 File số liệu dạng Excel * Phân tích số liệu Tại vị trí thả máy AWAC Cửa Tùng, yếu tố sóng đo từ 8h00’ ngày 02/04/2018 đến 18h00’ ngày15/04/2018 Độ cao sóng trung bình thời gian khảo sát 1.26 m, độ cao sóng lớn 2.37 m Hướng sóng chủ đạo thời gian khảo sát sóng Đơng thời kì khu vực khảo sát chịu ảnh hưởng gió mùa Tây Nam Hình 20 .Hoa sóng hướng sóng Tại vị trí thả máy RBR TWR-2050 thuộc địa phậnthị trấn Cửa Tùng, Quảng Bình yếu tố đo từ 8h00’ 02/4/2018- 18h0’ 15/4/2018 Tại khu vực này, hướng sóng SE thịnh hành tương tự điểm thực đo vịnh Quy Nhơn, nhiên độ cao sóng trung bình có giá trị cao khoảng 1m 38