(Luận văn thạc sĩ) tính toán vận chuyển trầm tích và biến động đáy biển tại vùng lân cận công trình dưới tác động của sóng và dòng chảy luận văn ths hải dượng học 60 44 97

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Dương Cơng Điển TÍNH TỐN VẬN CHUYỂN TRẦM TÍCH VÀ BIẾN ĐỘNG ĐÁY BIỂN TẠI VÙNG LÂN CẬN CƠNG TRÌNH DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA SĨNG VÀ DÕNG CHẢY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Dương Cơng Điển TÍNH TỐN VẬN CHUYỂN TRẦM TÍCH VÀ BIẾN ĐỘNG ĐÁY BIỂN TẠI VÙNG LÂN CẬN CƠNG TRÌNH DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA SÓNG VÀ DÕNG CHẢY Chuyên ngành: Hải dương học Mã số: 60 44 97 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Nguyễn Minh Huấn Hà Nội - 2012 MỤC LỤC MỞ ĐẤU ………………………………………………………………………… Chương – TỔNG QUAN ……………………………………………………… 1.1 Đặt vấn đề ………………………………………………………… 1.2 Mục tiêu nghiên cứu ……………………………………………… 1.3 Giới hạn nghiên cứu ……………………………………………… 1.4 Phương pháp nghiên cứu …………………………………………… Chương – ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ HIỆN TRẠNG CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BIỂN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ……………………………… 2.1 Đặc điểm tự nhiên, điều kiện khí tượng thủy văn khu vực cửa Thuận An ………………………………………………………………… 2.2 Hiện trạng cơng trình bảo vệ bờ cửa Thuận An………………… Chương – MƠ HÌNH VẬN CHUYỂN TRẦM TÍCH VÀ CÁC KẾT QUẢ TÍNH TỐN ……………………………………………………………… 3.1 Cơ sở lý thuyết CMS-flow………………………………………… 3.2 Cơ sở lý thuyết CMS-wave ………………………………………… 19 3.3 Kết nối CMS-flow CMS-wave …………………………… 22 3.4 Thiết lập lưới tính, điều kiện biên, điều kiện ban đầu ……………… 22 3.5 Phân tích số liệu, xây dựng kịch tính tốn……………………… 27 3.6 Thiết lập thơng số hiệu chỉnh mơ hình …………………… 33 3.7 Kết tính tốn …………………………………………………… 40 KẾT LUẬN ……………………………………………………………………… 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………… 56 i DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình1: Bản đồ khu vực phá Tam Giang – Cầu Hai ……………………………… Hình2 Hệ thống kè biển cửa Thuận An ……………………………………… Hình Chi tiết kết cấu kè (S1, S2 B) phía bờ bắc cửa Thuận An………… Hình Chi tiết kết cấu kè (N) bờ nam cửa Thuận An……………………… Hình Lưới tính CMS-wave với biên sóng nước sâu vị trí kè biển 23 Hình Lưới tính CMS-flow với biên mực nước vị trí kè biển 24 Hình Lưới tính CMS-flow khu vực cửa Thuận An với địa hình đáy biển 25 Hình Vị trí kè miền tính 26 Hình Dao động mực nước chu kỳ triều Thuận An 27 Hình 10 So sánh độ cao sóng tính tốn đo đạc trạm MSP-1 thời gian: 10 12/2002 28 Hình 11 Đường đi, so sánh độ cao sóng tính tốn đo đạc bão frankie 7/1996 28 Hình 12 Đường đi, so sánh độ cao sóng tính tốn đo đạc bão Wukong 9/2000 28 Hình 13 Đường đi, so sánh độ cao sóng tính tốn đo đạc bão Linda 11/1997 29 Hình 14 Vị trí điểm lấy tham số sóng nước sâu 29 Hình 15 Hoa sóng trạm ngồi khơi nhiều năm 30 Hình 16 Hoa sóng trạm ngồi khơi mùa gió đơng bắc mùa gió tây nam 31 Hình 17 Quy định hướng sóng mơ hình CMS-wave 32 Hình 18 Vị trí trạm quan trắc dao động mực nước dịng chảy 21/4/2007 34 Hình 19 Thiết lập thơng số CMS-wave 34 Hình 20 Điều kiện phổ sóng biên CMS-wave 35 Hình 21 Thiết lập thơng số mơ hình CMS-flow 35 Hình 22 Các thơng số tính tốn vận chuyển trầm tích 36 Hình 23 Điều kiện biên dao động mực nước 36 Hình 24 Giao diện điều khiển tính tốn cặp đồng thời hai mơ hình 37 Hình 25 So sánh mực nước tính tốn đo đạc trạm V1từ 10 ngày 21/4 đến 10 ngày 22/4/2007 37 Hình 26 So sánh tốc độ dịng chảy tính tốn với tốc độ dịng chảy đo đạc tầng mặt, đáy trạm V1từ 10 ngày 21/4 đến 10 ngày 22/4/2007 38 Hình 27 So sánh hướng dịng chảy tính tốn với hướng dòng chảy đo đạc tầng mặt, đáy trạm V1từ 10 ngày 21/4 đến 10 ngày 22/4/2007 38 ii Hình 28 Trường dòng chảy khu vực cửa Thuận An pha triều lên 39 Hình 29 Trường dòng chảy khu vực cửa Thuận An pha triều xuống 39 Hình 30 Kết qủa tính tốn bồi xói sau 30 ngày với sóng tác động có hướng từ 120 đến 150 độ 40 Hình 31 Địa hình đáy biển khu vực cửa Thuận An sau thời gian tính tốn 30 ngày tác động sóng có hướng từ 120 đến 150 độ 41 Hình 32 Kết qủa tính tốn bồi xói sau 30 ngày với sóng tác động có hướng từ 90 đến 120 độ 41 Hình 33 Địa hình đáy biển khu vực cửa Thuận An sau thời gian tính tốn 30 ngày tác động sóng có hướng từ 90 đến 120 độ 42 Hình 34 Kết qủa tính tốn bồi xói sau 30 ngày với sóng tác động có hướng từ 60 đến 90 độ 42 Hình 35 Địa hình đáy biển khu vực cửa Thuận An sau thời gian tính tốn 30 ngày tác động sóng có hướng từ 60 đến 90 độ 43 Hình 36 Kết qủa tính tốn bồi xói sau 30 ngày với sóng tác động có hướng từ 30 đến 60 độ 43 Hình 37 Địa hình đáy biển khu vực cửa Thuận An sau thời gian tính tốn 30 ngày tác động sóng có hướng từ 30 đến 60 độ 44 Hình 38 Kết qủa tính tốn bồi xói sau 30 ngày với sóng tác động có hướng từ đến 30 độ 44 Hình 39 Địa hình đáy biển khu vực cửa Thuận An sau thời gian tính tốn 30 ngày tác động sóng có hướng từ đến 30 độ 45 Hình 40 Kết qủa tính tốn bồi xói sau 30 ngày với sóng tác động có hướng từ 330 đến độ 45 Hình 41 Địa hình đáy biển khu vực cửa Thuận An sau thời gian tính tốn 30 ngày tác động sóng có hướng từ 330 đến độ 46 Hình 42 vị trí mặt cắt từ đến 47 Hình 43 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động hướng sóng khác 47 Hình 44 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động tổng hợp tất hướng sóng với độ sâu ban đầu 48 Hình 45 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động hướng sóng khác 48 Hình 46 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động tổng hợp tất hướng sóng với độ sâu ban đầu 49 Hình 47 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động hướng sóng khác 49 iii Hình 48 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động tổng hợp tất hướng sóng với độ sâu ban đầu 50 Hình 49 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động hướng sóng khác 50 Hình 50 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động tổng hợp tất hướng sóng với độ sâu ban đầu 51 Hình 51 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động hướng sóng khác 51 Hình 52 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động tổng hợp tất hướng sóng với độ sâu ban đầu 52 Hình 53 Kết đo đạc đường bờ Thuận An tháng năm 2012 52 Hình 54 Ảnh chụp khu vực bồi cát phía nam kè cửa Thuận An 6/2012 53 Hình 55 Ảnh chụp vị trí bar cát ngầm cửa Thuận An 6/2012 54 Hình 56 Ảnh chụp bar cát trung tâm luồng vào cửa Thuận An 6/2012 54 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng1: Các đợt đo đạc cửa Thuận An từ 1/2007 đến nay…………………… Bảng Bảng tần suất sóng trung bình nhiều năm 30 Bảng3 Bảng tần suất sóng nước sâu theo hướng tác động tới đường bờ 32 Bảng4 Kết phân tích yếu tố sóng theo hướng tác động 33 Bảng Lượng trầm tích vận chuyển qua mặt cắt 55 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Giải nghĩa SMS Surface-water Modeling System CMS – wave Coastal Modeling System - wave CMS – flow Coastal Modeling System - flow iv MỞ ĐẦU Sự biến động bãi biển vùng nước nông ven bờ kết qủa tác động q trình tự nhiên gió, sóng, dịng chảy, sóng thần biến động mực nước biển Tuy nhiên tác động người có ảnh hưởng đáng kể thơng qua cơng trình nhân tạo xây dựng kè, đê chắn sóng, tường đứng ven biển trình nạo vét luồng nuôi bãi Do nghiên cứu biến động bãi biển vùng ven bờ cần thiết quan trọng cơng trình ven bờ như: xây dựng cảng, thiết kế luồng tầu cơng trình bảo vệ bờ Trong nghiên cứu này, tơi tiến hành phân tích số liệu thủy động lực học có tác động tới q trình vận chuyển trầm tích biến đổi đáy vùng nước nơng ven bờ Áp dụng mơ hình số (CMS) tính tốn mơ biến động bãi biển vùng cửa Thuận An sau xây dựng cơng trình kè biển Trong q trình tính tốn kiểm chứng mơ hình, Các tham số sóng dịng chảy hiệu chỉnh kiểm chứng kỹ lưỡng Ngoài số liệu đo đạc biến động đường bờ khuôn khổ dự án VS\RDE-03 sử kiểm chứng với kết biến động bãi biển mơ hình Các kết mơ rằng, bước đầu cơng trình xây dựng kè biển với mục đích bảo vệ, ngăn chặn xói lở bờ biển khu vực Hải Dương – Thuận An – Hịa Dn có kết định Khu vực bờ biển Hải Dương bảo vệ khỏi tác động gây xói lở, khu vực phía nam cửa Thuận An chuyển từ trạng thái xói lở sang bồi tụ Các kết tính toán đưa tranh phù hợp với kết đo đạc thực tế Để hoàn thành luận văn tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới: Ban giám hiệu trường Đại học Khoa học tự nhiên, Khoa Khí tượng - Thủy văn Hải dương học, phòng sau đại học tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Viện Cơ học, Viện KH CN Việt Nam (địa chỉ; 18 Hồng Quốc Việt, Nghĩa Đơ Cầu Giấy, Hà Nội), quan nơi công tác cử đào tạo tạo điều kiện mặt thời gian, kinh phí thủ tục hành suốt q trình học tập Ban giám đốc, đồng nghiệp Trung tâm Khảo sát Nghiên cứu Tư vấn Môi trường Biển dự án hợp tác Việt Nam – Thụy Điển VS\RDE-03 góp ý, cung cấp số liệu, tạo điều kiện khảo sát đo đạc khu vực cửa biển Thuận An PGS TS Nguyễn Minh Huấn - người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn thầy Khoa Khí tượng – Thủy văn Hải dương Học tận tính dạy dỗ truyền thụ kiến thức cho tơi năm học vừa qua Chương - TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Trong năm gần phát triển mạnh kinh tế phát triển nhanh ngành du lịch dịch vụ, nhiều cơng trình ven bờ đê biển, kè chắn sóng, mỏ hàn xây dựng với mục đích chỉnh trị nhằm đạt mục tiêu phục vụ phát triển kinh tế, bảo vệ vùng dân cư khỏi xâm thực từ phía biển Khu vực cửa biển Thuận An – Thừa Thiên Huế cửa ngõ quan trọng giao thông đường thủy kết nối hầu hết sông tỉnh Thừa Thiên Huế khu vực đầm phá Tam Giang – Cầu Hai có cảng Thuận An với Biển Đơng Đây cửa tiêu thoát lũ mùa mưa kênh trao đổi nước đầm phá biển Thêm vào phía bắc cửa khu dân cư thuộc xã Hải Dương với số lượng dân cư lớn phía nam cửa khu du lịch bãi tắm biển Thuận An Đây hai khu vực có tượng xói lở mạnh gây tình trạng nguy hiểm tới đời sống dân cư phát triển du lịch khu vực [3] Với chủ trương ngăn chặn bồi lấp luồng tàu Thuận An bảo vệ bờ hai phía bắc phía nam, đầu năm 2005 Ủy ban nhân dân Tỉnh Thừa Thiên Huế định phê duyệt dự án xây dựng “xử lý khẩn cấp khắc phục xói lở bờ biển Hải Dương chỉnh trị luồng cảng Thuận An, tỉnh Thừa Thiên Huế” Giai đoạn xây dựng cơng trình chống xói lở bờ biển Hải Dương – Thuận An – Hịa Dn Cơng trình xây dựng vào đầu năm 2008 hoàn thành vào cuối năm 2010 Với mục tiêu bảo vệ vùng bị xói lở, cơng trình bước đầu có số hiệu định Khu vực phía bắc (khu bờ biển xã Hải Dương) có kè S1, S2 B bảo vệ cách ly khu vực bờ khỏi tác động sóng dịng chảy nên q trình xói lở bờ biển khơng cịn diễn Khu vực phía nam gần cửa (khu bờ biển Thuận An – Hòa Duân) tượng xói lở khơng cịn (đặc biệt bãi biển phía nam kè) thay vào q trình bồi diễn mạnh mẽ che chắn cơng trình Khu vực phía cửa Thuận An, q trình bồi xói biến động bãi biển đường bờ diễn phức tạp Khu vực phía nam xa cơng trình q trình bồi xói diễn theo mùa tác động hướng sóng khác gió mùa Đơng Bắc gió mùa Tây Nam Như kết sau xây dựng kè biển giai đoạn dự án có tác động đến trình thủy động lực kết tác động đến tiến triển đường bờ bãi biển khu vực cửa Thuận An vùng lận cận sau: - 1.2 Q trình sóng dịng chảy khu vực gần cơng trình cửa Thuận An có thay đổi Các cơng trình cách ly ngăn cản dịng vận chuyển trầm tích dọc bờ, làm thay đổi tranh vận chuyển trầm tích Với mục tiêu bước đầu ngăn cản xói lở bờ biển Hải Dương – Thuận An – Hịa Dn, Các cơng trình kè phát huy tính hiệu vùng bờ biển lận cận cơng trình, nhiên chưa giải bồi lấp luồng tàu xói lở khu vực bờ phía cửa Mục tiêu nghiên cứu: Để hiểu rõ quy luật trình vận chuyển trầm tích biến động đáy biển, cần có nghiên cứu chi tiết q trình động lực gây q trình vận chuyển trầm tích khu vực cửa Thuận An, đặc biệt tác động cơng trình Có nghiên cứu định lượng mô phỏng, đưa tranh vận chuyển trầm tích biến đổi đáy biển, từ có giải pháp khắc phục yếu điểm giai đoạn cơng trình đưa hướng giải giai đoạn Các mục tiêu nghiên cứu gồm có: - 1.3 Nghiên cứu phân tích q trình động lực (sóng dịng chảy) tác động đến q trình vận chuyển trầm tích khu vực cửa Thuận An Nghiên cứu ứng dụng mô hình SMS (các mơ đun CMS-flow CMS-wave) việc tính tốn vận chuyển trầm tích khu vực cửa Thuận An tác động cơng trình Giới hạn nghiên cứu Trong nghiên cứu này, tác giả tập trung nghiên cứu vận chuyển trầm tích khu vực Thuận An, đặc biệt khu vực lận cận công trình, tác động chủ yếu hai yếu tố sóng dịng chảy Các thơng số cơng trình đưa vào mơ hình tính nhằm mục đích mơ tác động tới vận chuyển trầm tích biến động đáy biển Do việc sử dụng mơ hình hai chiều trung bình theo độ sâu để mơ q trình thủy động lực biến đổi đáy, kết mơ q trình biến đổi đáy biển, biến đổi đường bờ không mô Tuy nhiên kết đo đạc biến động đường bờ sử dụng để so sánh tương quan kết tính biến động đáy biển với biến động đường bờ Các kịch tính tốn sử dụng kết phân tích sóng theo hướng tác động khác nhau, hướng tác động tiến hành lấy trung bình tham số sóng theo khoảng thời gian Dao động mực nước áp dụng biên lấy biến động mực nước chu kỳ triều đặc trưng Lưu lượng sông không sử dụng nghiên cứu tính tốn Phương pháp nghiên cứu 1.4 Dựa đặc điểm khu vực nghiên cứu vùng đầm phá Tam Giang – Cầu Hai vùng cửa sông lạch triều Thuận An, phương pháp nghiên cứu hình thành sở: - - Nghiên cứu tài liệu liên quan tới vùng đầm phá, cửa sơng cơng trình Dựa vào thơng tin phù hợp với vùng nghiên cứu Dựa thông tin, số liệu kết nghiên cứu, công trình khoa học đề tài, dự án tiến hành khu vực Xem xét phân tích số liệu, văn có liên quan Thu thập số liệu địa hình, đường bờ, thơng số cơng trình, số liệu mực nước, chế độ sóng tính chất trầm tích Phân tích số liệu làm sở thiết lập mơ hình xây dựng kịch tính tốn Xác định mơ hình phù hợp với nguồn số liệu khu vực nghiên cứu Thiết lập mơ hình dựa số liệu bản, lựa chọn điều kiện biên điều kiện ban đầu Hiệu chỉnh kiểm chứng mô hình Mơ mơ hình theo kịch tính tốn Phân tích kết tính tốn Hình 33 Địa hình đáy biển khu vực cửa Thuận An sau thời gian tính tốn 30 ngày tác động sóng có hướng từ 90 đến 120 độ Hướng sóng 3(60 đến 90 độ): Các tham số sóng tính tốn: Hmor=2.43, Tp =8.90, hướng trung bình =-19.11, tần suất=54.59 % dao động mực nước biên CMS-flow Hình 34 Kết tính tốn bồi xói sau 30 ngày với sóng tác động có hướng từ 60 đến 90 độ 42 Hình35 Địa hình đáy biển khu vực cửa Thuận An sau thời gian tính tốn 30 ngày tác động sóng có hướng từ 60 đến 90 độ Hướng sóng 4(30 đến 60 độ): Các tham số sóng tính tốn: Hmor=2.34, Tp =7.53, hướng trung bình =12.17, tần suất=14.88% dao động mực nước biên ngồi CMS-flow Hình 36 Kết tính tốn bồi xói sau 30 ngày với sóng tác động có hướng từ 30 đến 60 độ 43 Hình 37 Địa hình đáy biển khu vực cửa Thuận An sau thời gian tính tốn 30 ngày tác động sóng có hướng từ 30 đến 60 độ Hướng sóng 5(0 đến 30 độ): Các tham số sóng tính tốn: Hmor=1.76, Tp =6.99, hướng trung bình =42.67, tần suất=4.14 % dao động mực nước biên ngồi CMS-flow Hình 38 Kết tính tốn bồi xói sau 30 ngày với sóng tác động có hướng từ đến 30 độ 44 Hình 39 Địa hình đáy biển khu vực cửa Thuận An sau thời gian tính tốn 30 ngày tác động sóng có hướng từ đến 30 độ Hướng sóng (330 đến độ): Các tham số sóng tính tốn: Hmor=1.06, Tp =5.81, hướng trung bình = 72.57, tần suất = 1.58% dao động mực nước biên ngồi CMS-flow Hình 40 Kết tính tốn bồi xói sau 30 ngày với sóng tác động có hướng từ 330 đến độ 45 Hình 41 Địa hình đáy biển khu vực cửa Thuận An sau thời gian tính tốn 30 ngày tác động sóng có hướng từ 330 đến độ Như từ tính ta thấy, hướng sóng có tác động mạnh đến q trình vận chuyển trầm tích biến đổi đáy hướng sóng trường hợp 2, tương ứng với trường sóng có hướng Đơng Đơng bắc Các hướng sóng chiếm tới 92.58 % chuỗi sóng Các tác động sóng tới q trình vận chuyển trầm tích đáng kể Phía trước sau cơng trình kè bờ phía nam cửa Thuận An có biến động lớn có xu bồi lắng vùng lân cận chân cơng trình Q trình vận chuyển trầm tích làm cho khu vực luồng tàu trung tâm cửa có biến động lớn, q trình bồi lắng cửa làm cho tuyến luồng giảm độ sâu đáng kể Để có đánh giá rõ ràng xem xét đến biến động mặt cắt đặc trưng 3.7.2 Phân tích kết tính tốn biến động bãi đáy biển qua số mặt cắt đặc trưng Năm mặt cắt chọn để đánh giá mức độ biến động đáy biển bao gồm: mặt cắt phía trước cơng trình kè biển phía nam mặt cắt phía cửa Thuận An Các mặt cắt từ đến có gốc nằm bờ biển, mặt cắt số gốc nằm bờ phía nam Sơ đồ mặt cắt khu vực cửa Thuận An mô tả hình 42 46 Hình 42 vị trí mặt cắt từ đến Kết tính tốn cho hình hướng sóng mặt cắt trình bày hai hình vẽ: Hình vẽ biểu diễn biến động đáy biển mặt cắt tác động hình hướng sóng Hình vẽ so sánh địa hình đáy trước sau tính tốn biến động đáy biển tác động tổng hợp tất hình sóng Dựa phân bố tần suất phần trăm hình hướng sóng theo bảng tần suất (bảng 4) tính tốn mức độ biến động tổng cộng mặt cắt tác động tổng hợp hình hướng sóng Giá trị độ sâu mặt cắt trước sau tính tốn cho thấy trang biến động đáy biển mặt cắt Hình 43 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động hướng sóng khác 47 Hình 44 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động tổng hợp tất hướng sóng với độ sâu ban đầu Hình 45 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động hướng sóng khác 48 Hình 46 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động tổng hợp tất hướng sóng với độ sâu ban đầu Hình 47 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động hướng sóng khác 49 Hình 48 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động tổng hợp tất hướng sóng với độ sâu ban đầu Hình 49 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động hướng sóng khác 50 Hình 50 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động tổng hợp tất hướng sóng với độ sâu ban đầu Hình 51 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động hướng sóng khác 51 Hình52 So sánh biến động địa hình mặt cắt số tác động tổng hợp tất hướng sóng với độ sâu ban đầu Từ hình 44, 46 48 ta thấy mặt cắt 1, có bồi lắng trầm tích mạnh sát đường bờ Theo thứ tự tự gần đến xa cơng trình kè biển độ bồi lắng gần bờ biển giảm dần, lớn mặt cắt số 1, độ bồi lắng lên tới 300m tính từ đường bờ Tiếp theo mặt cắt độ bồi tụ 200m mặt cắt số 50 m Các kết tính toán phù hợp với số liệu đo đặc biến động đường bờ Hình 53 Kết đo đạc đường bờ Thuận An tháng năm 2012 Tại vị trí mặt cắt số có bồi lập mạnh phía ngồi xói lở vùng gần bờ Tại mặt cắt số 5, mặt cắt ngang lng vào cửa Thuận An, có bồi lắng mạnh phía luông tàu Các kết lần minh chứng tính sát thực kết tính tốn phù hợp với thực tế diễn vùng Từ hình vẽ 53 ta thấy phần bờ phía bắc cơng trình kè mỏ 52 hàn có xâm thực mạnh, bờ biển bị xói lở tiến sâu vào đất liền Nhưng hạn chế mơ hình nên khơng thể mơ biến đổi đường bờ Các ảnh chụp trường vào thời gian tháng 6/2012 (xem hình 54, 55 56) lần minh chứng, cho thấy có bồi tụ mạnh đầu kè mỏ hàn bồi tụ tạo vùng nước nơng phía cửa nằm gần kè phía nam tạo nên số bar cát lớn vị trí trung tâm luồng vào cửa Hình 54 Ảnh chụp khu vực bồi cát phía nam kè cửa Thuận An 6/2012 53 Hình 55 Ảnh chụp vị trí bar cát ngầm cửa Thuận An 6/2012 Hình 56 Ảnh chụp bar cát trung tâm luồng vào cửa Thuận An 6/2012 54 3.7.3 Phân tích đánh giá định lượng Kết tính tốn lượng trầm tích vận chuyển đơn vị bề rộng bãi biển năm mặt cắt trình bày bảng Bảng Lượng trầm tích vận chuyển qua mặt cắt (m3/năm) Hướn g sóng Mặt cắt Mặt cắt Mặt cắt Mặt cắt Mặt cắt 150÷12 120 ÷ 90 90 ÷60 60 ÷30 30÷ 2638.52 360 ÷330 SW NE Tổng 145.91 29.57 -13360.37 -144.29 -17.22 -10900.46 -6587.12 -959.21 1311.61 53.46 15.94 -6427.39 2463.03 1120.72 1242.21 1106.14 1844.22 5855.86 742.97 45.70 2952.03 6644.53 25430.90 1957.34 -54971.25 3983.98 384.63 61.70 -53009.27 4430.30 -48578.97 2.05 -2385.73 -10976.68 -1.50 -1757.05 -9141.92 1.86 157.88 1.66 4.64 -15823.41 -12021.18 -7669.60 Theo quy ước hướng vận chuyển trầm tích, đường bờ Thuận An hướng dương hướng trầm tích từ bắc xuống nam, hướng âm hướng trầm tích từ nam lên bắc Như xu hướng trầm tích nói chung mặt cắt 1, 2, có hướng từ phía nam lên phía bắc Mặt cắt số có xu hướng ngược lại từ phía bắc xuống phía nam KẾT LUẬN Đã sử dụng mơ hình tính tốn sóng, dịng chảy, mực nước vận chuyển trầm tích biến động đáy để tính tốn chế độ động lực biến đổi đáy khu vực cửa Thuận An khu vực lận cận với có mặt cơng trình chỉnh trị Qua phân tích tài liệu kết tính tốn, q trình động lực học, vận chuyển trầm tích biến đổi đáy biển có thay đổi có mặt cơng trình chỉnh trị cửa Thuận An Trong thời gian đầu công trình kè bờ nam cửa Thuận An gây biến động lớn địa hình đáy bờ biển khu vực lân cận (bồi phía nam xói phía bắc kè) Tuy nhiên theo thời gian bờ phía nam tiến dần biển khả ngăn cát kè giảm dần tác động mùa yếu tố động lực biển bờ biền khu vực Thuận An trở lại trạng thái ban đầu chưa có cơng trình Các cơng trình bước đầu phát huy tác dụng bảo vệ vùng bờ biển lận cận khỏi trạng thái xói lở, đặc biệt hiệu với kè phía nam Tuy nhiên vấn đề tránh bồi lấp luồng tàu chưa thể khắc phục Sự phù hợp kết tính tốn số liệu đo đạc biến động bãi biển đường bờ cho thấy khả mơ mơ hình SMS khu vực xác Qua sử dụng tính tốn khả biến động tương lai, lập phương án khả thi xây dựng kè biển giai đoạn khu vực 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước KHCN-06-10 “Cơ sở khoa học đặc trưng đới bờ phục vụ u cầu xây dựng cơng trình biển ven bờ” Viện Cơ học, Hà Nội, 2000 Nguyễn Mạnh Hùng, Phạm Văn Ninh, Dương Cơng Điển, Mơ hình tính cặp đồng thời yếu tố sóng, dịng chảy mực nước phục vụ nghiên cứu biến động bờ biển vùng châu thổ sơng Hồng, Tuyển tập cơng trình Hội nghị Khoa học Cơ học Thủy khí Tồn quốc năm 2005 Tiếng Anh Lam Tien Nghiem, “Modelling for Thuan An inlet, Vietnam” Marcel J F Stive, Henk Jan Verhagen and Zheng Bing Wang, 2003 Morphodynamic Modelling for Thuan An inlet, Vietnam Nghiem Tien Lam, A preliminary study on hydrodynamics of the Tam Giang – Cau Hai lagoon and tidal inlet system in Thua Thien Hue province, Vietnam Master thesis International Institute for Infrastructural Hydraulic and Environmental Engineering (IHE) Delft, Netherlands, 2002 Tran Thanh Tung, Vu Minh Cat, Le Dinh Thanh, 2006, conceptual model of seasonal opening/closure of tidal inlets and estuaries at the Central coast, Viet nam Proceeding of Vietnam- Japan Extuary Workshop 2006 August 22nd-24th , Hanoi, Vietnam Tung, T.T., Stive, M.J.F, Graaff J.v.d (2008): Strategy for stabilization tidal inlets in the Central Coast of Vietnam Proc Of the COPEDEC-2008, Dubai, United Arab Emirates CMS User Manual, Envinronment Modeling Research Laboratory 03/2012 Coastal Engineering Manual Chapter Hydrodynamic of tidal inlets U.S Army Crops Of Engineers Washington DC 2001 SMS Surface Water Modeling System – Tutorials Version 10.1 Brigham Young University – Envinronment Modeling Research Laboratory 03/2011 10 Shore Protection Manual Coastal Engineering Research Center, US Navy, 1984 11 Van Rijn Leo C Principles of Fluid Flow and Waves in Rives, Estuaries, Seas and Ocean Aqua Publications, the Netherlands, 1989 56 ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Dương Cơng Điển TÍNH TỐN VẬN CHUYỂN TRẦM TÍCH VÀ BIẾN ĐỘNG ĐÁY BIỂN TẠI VÙNG LÂN CẬN CƠNG TRÌNH DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA SĨNG VÀ DÕNG... hợp từ cơng thức tính vận chuyển trầm tích lơ lửng cơng thức tính vận chuyển trầm tích di đáy - Tính tốn vận chuyển trầm tích tổng cộng dựa theo cơng thức tính vận chuyển trầm tích lơ lửng VanRijn... Phương trình bình lưu khuyếch tán Vận chuyển trầm tích tổng cộng gồm hai thành phần, vận chuyển trầm tích lơ lửng vận chuyển trầm tích di đáy Các cơng thức tính vận chuyển trầm tích lơ lửng di đáy