Đang tải... (xem toàn văn)
Mục đích của luận án là xác định cơ chế hình thành, tồn tại độ đục tại khu vực cửa sông Hậu trong đó, trọng tâm là vùng nước đục cực đại. Làm sáng tỏ điều kiện động lực chi phối quy luật vận chuyển trầm tích và biến đổi hình thái trên châu thổ ngập nước khu vực cửa sông Hậu.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _ Nguyễn Ngọc Tiến NGHIÊN CỨU QUY LUẬT BIẾN ĐỘNG TRẦM TÍCH TẠI VÙNG BIỂN VEN BỜ CỬA SÔNG HẬU Chuyên ngành: Hải dương học Mã số: 62440228 DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HẢI DƯƠNG HỌC Hà Nội - 2018 Cơng trình hoàn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Đinh Văn Ưu TS Đỗ Huy Cường Phản biện: …………… …………… Phản biện: …………… …………… Phản biện: …………… …………… Luận án bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ họp vào hồi ngày tháng năm 20 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu Sông Hậu nhánh sơng lưu vực hệ thống sơng Mêkơng thông biển qua hai cửa Định An Trần Đề, có vai trị quan trọng mạng giao thơng vận tải nói chung, giao thơng thủy nói riêng hạ lưu ĐBSCL Các vấn đề biến động trầm tích lý thuyết, số nhà khoa học lý giải Tuy nhiên, mặt định tính định lượng, nói cịn tốn chưa có lời giải thuyết phục Trên sở vấn đề tồn tại, luận án sâu nghiên cứu quy luật biến động trầm tích có nguồn gốc từ sơng – biển biến động trầm tích châu thổ ngập nước với tên đề tài “Nghiên cứu quy luật biến động trầm tích vùng biển ven bờ cửa sông Hậu” Cụ thể xác định chế hình thành tồn vùng nước đục cực đại vùng cửa sông; xác định điều điện động lực chi phối quy luật biến động trầm tích địa hình đáy (hình thái) châu thổ ngập nước; đánh giá biến động đường bờ qua thời kỳ nhằm tìm ngun nhân gây bồi xói biến đổi địa hình bờ, bãi thời gian trung dài hạn tác động yếu tố tự nhiên tác động người nhằm góp phần quy hoạch định hướng phương án tổ chức lãnh thổ phục vụ cho giao thông thủy, bảo vệ mội trường phát triển kinh tế biển bền vững Mục tiêu nghiên cứu: - Xác định chế hình thành, tồn độ đục khu vực cửa sơng Hậu đó, trọng tâm vùng nước đục cực đại - Làm sáng tỏ điều kiện động lực chi phối quy luật vận chuyển trầm tích biến đổi hình thái châu thổ ngập nước khu vực cửa sông Hậu Những điểm luận án - Luận án làm sáng tỏ chế vận chuyển trầm tích bao gồm q trình hình thành biến động vùng nước đục cực đại theo mùa vùng cửa sông ven biển cửa sông Hậu - Làm sáng tỏ điều kiện thủy động lực chi phối biến động đặc trưng hình thái châu thổ ngập nước quy luật bồi xói khu vực ven biển cửa sông Hậu Luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Dưới tác động trình tương tác sông biển vùng cửa sông Hậu tồn vùng nước đục cực đại theo mùa ảnh hưởng đến q trình lắng đọng tái lắng đọng trầm tích Luận điểm 2: Thông qua kết tập hợp tổng hợp phân tích số liệu khảo sát với mơ hình số xác định chế hình thành, tồn vùng nước đục cực đại điều kiện thủy động lực chi phối đặc trưng hình thái châu thổ ngập nước góp phần làm rõ quy luật biến động trầm tích bồi xói khu vực nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Ý nghĩa khoa học: Luận án góp phần làm rõ cách tiếp cận cách hệ thống phương pháp từ truyền thống đến đại đưa kết bổ sung hoàn thiện sở lý luận, phương pháp luận nghiên cứu quy luật biến động trầm tích, trọng tâm xác định điều kiện thủy động lực chi phối châu thổ ngập nước chế hình thành vùng đục cực đại vùng cửa sơng ven biển sơng Hậu Có thể làm tài liệu tham khảo cho công tác nghiên cứu, giảng dạy Ý nghĩa thực tiễn: Kết thu sở khoa học cho việc quy hoạch định hướng phương án tổ chức lãnh thổ, triển khai dự án khả thi tương lai, xây dựng phương án phịng chống xói lở - bồi tụ, ổn định bãi, cửa sông phục vụ cho giao thông thủy, bảo vệ mội trường phát triển kinh tế biển bền vững Cấu trúc luận án Chương I Cơ sở lý luận, phương pháp nghiên cứu quy luật biến động phân bố trầm tích cửa sơng ven biển khu vực cửa sơng Hậu Chương II Nghiên cứu chế hình thành, tồn vùng nước đục cực đại điều kiện động lực chi phối quy luật biến động trầm tích số liệu khảo sát Chương III Ứng dụng mơ hình số trị nghiên cứu quy luật biến động trầm tích cho vùng nghiên cứu Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU QUY LUẬT BIẾN ĐỘNG PHÂN BỐ TRẦM TÍCH CỬA SƠNG VEN BIỂN PHỤC VỤ QUẢN LÝ VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN KHU VỰC CỬA SÔNG HẬU 1.1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN 1.1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu ngồi nước có liên quan đến quy luật biến động trầm tích 1.1.1.1 Một số kết nghiên cứu nước liên quan đến lĩnh vực trầm tích ven biển Các nghiên cứu quy luật biến động trầm tích (động lực vận chuyển lắng đọng trầm tích, di chuyển trầm tích lơ lửng di đáy) mà hậu để lại biến động đường bờ, biến động địa hình đáy nghiên cứu nhiều giới Mặc dù biến động hình thái bờ địa hình đáy biến động trầm tích cịn nhiều hạn chế Những hạn chế nghiên cứu chưa kết hợp mô hình sử dụng số liệu khảo sát thực địa, liên kết trình động lực trầm tích sơng vùng biển ven bờ khơng làm rõ, xem xét chủ yếu đến vận chuyển nguồn trầm tích lơ lửng sơng đổ mà chưa xem xét trình lắng đọng tái lắng đọng tác động hỗn hợp động lực sông biển… 1.1.1.2 Một số kết nghiên cứu nước liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu Xuất phát từ yêu cầu khoa học thực tiễn, nhà khoa học nước tiếp cận ngày cụ thể xác lĩnh vực đánh giá định lượng biến động xác định quy luật vận chuyển trầm tích tác động tổng hơp điều kiện tự nhiên, người biến đổi khí hậu Với thành tựu đạt vấn đề tồn tại, luận án sâu phân tích đánh giá vấn đề có liên quan đến lĩnh vực quy luật biến động trầm tích vùng biển Việt Nam để từ tìm hướng tiếp cận cụ thể đứa cách giả vấn đề tồn 1.1.2 Tổng quan kết nghiên cứu nước quốc tế vùng biển ven bờ cửa sông Hậu hệ thống sông Mêkông 1.1.2.1 Một số kết nghiên cứu tổ chức chuyên gia nước ngồi thực hệ thống sơng Mêkơng sơng Hậu Tại hệ thống sơng Mêkong Đã có nhiều dự án, đề tài cơng trình khoa học thực Tuy nhiên, nghiên cứu có mục đích, quy mơ vấn đề cịn tồn khác Vì vậy, dựa phân tích đó, luận án đưa vấn đề cần giải sử dụng kết nghiên cứu làm tài liệu để so sánh với kết phân tích từ số liệu khảo sát kết từ mơ hình mà luận án thực nhằm đưa kết có ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn góp phần bổ sung vào giao thơng thủy, quản lý đới bờ vùng nghiên cứu Một số nghiên cứu động lực trầm tích sơng Hậu Một số nghiên cứu chuyên gia tổ chức nước ngồi khu vực ven biển cửa sơng Hậu tồn nhiều vấn đề cần giải quyết, vấn đề quy luật biến động trầm tích cấp thiết luận án tiếp tục phân tích, đánh giá yếu tố ảnh hưởng, sử dụngcác kết công bố, tiếp cận sở lý luận, phương pháp luận phương pháp nghiên cứu để tìm chế, nguyên nhân dẫn đến biến động trầm tích khu vực 1.1.2.2 Các kết nghiên cứu tổ chức chuyên gia nước thực hệ thống sông Mêkông Tại vùng ĐBSCL nói chung sơng Hậu nói riêng có nhiều tổ chức chuyên gia nước nghiên cứu lĩnh vực nghiên cứu khác có lĩnh vực nghiên cứu luận án với tham gia giúp đỡ tổ chức chuyên gia Việt Nam Những nghiên cứu luận án tổng quan, thống kê, đánh giá phân tích mục 1.1.2.1 Ngồi ra, cơng trình nghiên cứu, dự án, đề tài nhà khoa học Việt Nam thực trong thời gian gần khu vực nghiên cức lân cận 1.1.2.3 Các kết nghiên cứu tổ chức chuyên gia nước thực vùng biển ven bờ cửa sông Hậu Đã có nhiều nghiên cứu thực vùng biển ven bờ cửa sơng Hậu Qua phân tích tài liệu nghiên cứu vấn đề liên quan đến quy luật biến động trầm tích vùng ven bờ cửa sông Hậu sông Mekong tổ chức chuyên gia quốc tế thực luận án đưa số tiếp cận khác 1.2 CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.2.1 Nghiên cứu quy luật biến động trầm tích thơng qua nghiên cứu chế hình thành tồn vùng độ đục cực đại 1.2.1.1 Tổng quan nghiên cứu vùng đục cực đại Vùng cực đại độ đục cửa sông (Estuarine turbidity Maximum - ETM) đặc trưng diện số vùng cửa sông ven biển nơi tập trung lượng lớn hạt vật chất lơ lửng (Suspended Particulate Matter - SPM), vùng ETM nồng độ trầm tích lơ lửng cao so với nơi khác dọc theo chuyển tiếp nước nước biển phạm vi cửa sông ven biển 1.2.1.2 Nghiên cứu vùng độ đục cực đại ven biển sông Mekong sông Hậu Trong luận án này, sử dụng đồng thời phương pháp khác để xác định hình thành vùng đục cực đại theo mùa từ tìm quy luật biến động trầm tích vùng nghiên cứu Các phương pháp sử dụng bao gồm: 1) phương pháp thống kê phân tích số liệu theo mùa; 2) Phương pháp mơ hình tốn; 3) Phương pháp khảo sát thực địa 1.2.2 Nghiên cứu quy luật biến động trầm tích thơng qua nghiên cứu điều kiện động lực chi phối hình thái thềm châu thổ ngập nước 1.2.2.1 Khái niệm châu thổ ngập nước Quy luật biến động có q trình tích tụ trầm tích vùng châu thổ ngầm vùng thềm kế cận thực số nghiên cứu vùng khác giới Vùng châu thổ ngập nước bao gồm ba thành phần bản: Phần (đỉnh) châu thổ (topset), sườn châu thổ (foreset), chân châu thổ (bottomset) 1.2.2.2 Các điều kiện động lực chi phối châu thổ ngập nước Trong phần này, luận án đánh giá quy luật phân bố trầm tích đại lắng đọng châu thổ ngập nước mà nguồn trầm tích cung cấp sơng Hậu dựa số liệu khảo sát hai mùa làm sáng tỏ trình động lực trầm tích đồng châu thổ độ sâu đến 6m 1.2.3 Nghiên cứu biến động trầm tích thơng qua ứng dụng mơ hình vận chuyển cân bùn tích hợp dịng chảy sóng Trong luận án này, sử dụng thêm mô đun khác mơ đun phổ sóng (SW) để cập nhập ảnh hưởng qua lại sóng, dịng chảy, độ sâu cột nước, biến đổi đáy bờ Trong mơ hình MIKE 21/3, mô đun HD, SW, mô đun MT không làm việc độc lập mà tất chúng phải làm việc đồng thời, hệ thống liên hoàn, đầu mô đun đầu vào mô đun ngược lại 1.3 CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ CÁC BƯỚC NGHIÊN CỨU 1.3.1 Phương pháp nghiên cứu 1.3.1.1 Phương pháp phân tích thơng kê tổng hợp tài liệu 1.3.1.2 Phương pháp khảo sát đo đạc, điều tra thực địa 1.3.1.3 Phương pháp mơ hình thủy thạch động lực 1.3.2 Nội dung bước tiến hành nghiên cứu Nội dung bước nghiên cứu theo bước sau: - Chuẩn bị: - Thu thập, tổng hợp phân tích + Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến quy luật biến động trầm tích: + Cập nhập số liệu khảo sát khảo sát bổ sung yếu tố ảnh hưởng: - Đánh giá tổng hợp trình nghiên cứu quy luật biến động trầm tích: - Khảo sát bổ sung phân tích số liệu khảo sát nghiên cứu, đánh giá chế hình thành, tồn vùng đục cực đại xác định điều kiện động lực chi phối châu thổ ngập nước: - Ứng dụng mơ hình tốn tích hợp trình thủy động lực động lực trầm tích xác định vùng đục cực đại cửa sơng xu vận chuyển trầm tích quy luật bồi tụ châu thổ ngập nước: Đánh giá tổng hợp Chương 2: NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ HÌNH THÀNH, TỒN TẠI VÙNG ĐỤC CỰC ĐẠI VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỘNG LỰC CHI PHỐI QUY LUẬT BIẾN ĐỘNG TRẦM TÍCH CỬA SƠNG HẬU BẰNG SỐ LIỆU KHẢO SÁT Để nghiên cứu, xác định chế hình thành, tồn vùng đục cực đại điều kiện động lực chi phối quy luật biến động trầm tích theo chu kỳ triều vùng ven biển cửa sông Hậu, luận án sâu phân tích yếu tố dịng chảy triều, lưu lượng sơng, độ muối, hàm lượng trầm tích trạm quan trắc lâu năm Trung tâm Khí tương thủy văn Quốc gia cung cấp số liệu trạm khảo sát thuộc dự án, đề tài, số liệu khảo sát NCS thực Ngồi ra, luận án sử dụng số liệu để hiệu chỉnh kiểm định mơ hình đưa mơ hình mơ q trình theo chu kỳ mùa năm 3.1.1 Lý lựa chọn mơ hình Các q trình thủy động lực (HD - Hydrodynamics) bao gồm: dòng chảy, mực nước, cấu trúc nhiệt - muối, phổ sóng (SW Spectral Wave), vận chuyển bùn cát kết dính (MT - Mud transport) thay đổi hình thái (MC - Morphological change) vùng cửa sơng Hậu chế để xác định diễn biến vùng cửa sơng (VCS) thấy phần mềm MKE21/3 coupled model FM (MIKE21/3) thỏa mãn đầy đủ tiêu chí nêu trên, với mô đun làm công cụ để nghiên cứu trình HD, SW MT VCS Hậu 3.1.2 Bài tốn nghiên cứu q trình thủy động lực vận chuyển trầm tích vùng cửa sơng Bài tốn đặt luận án xây dựng mơ hình tốn 3D dựa vào mơ hình tích hợp MIKE 21/3 với biên miền tính mở rộng cho tất nhánh sơng Cửu Long tồn vùng biển Đơng Nam Bộ Đây mơ hình tích hợp modul là: module thủy động lực chiều – MIKE 3D HD (Hydrodynamics), mơ hình phổ sóng MIKE SW (Spectral Wave), mơ hình vận chuyển bùn (bao gồm sét bụi) ) MIKE 3D MT (Mud transport) giải thuật tốn thể tích hữu hạn xấp xỉ mạng lưới tính linh hoạt kết hợp phân tử tam giác tứ giác 3.2 THIẾT LẬP MƠ HÌNH VÙNG CỬA SƠNG HẬU 3.2.1 Miền tính lưới tính Lưới tính lập cơng cụ Mesh Generator cân chỉnh thêm trình cân chỉnh kiểm định mơ hình MIKE21/3 Kết miền tính, lưới tính sơ liệu địa hình ban đầu Số liệu địa hình lấy từ số liệu khảo sát Portcoast (12/6/2009) cho sông Hậu, số liệu khảo sát cửa sông Cửu Long Tổng cục Thủy Lợi đo năm 2009, số liệu địa hình nơi khác tài liệu thu thập từ nhiều nguồn khác C-map data cho vùng biển khơi Các đoạn điểm mở phía ĐBSCL (Cần Thơ, Mỹ Thuận, Nhà Bè, Mỹ Thanh có trạm đo lưu lượng giờ, hàm lượng SSC mực nước theo chuẩn quốc gia Biên mở biển khơi biên mực nước tổng hợp triều gió phổ sóng tính mơ hình tính tốn cho tồn Biển Đơng Hình Miền tính, lưới tính, đoạn biên mở 3.2.2 Số liệu đầu vào điều kiện biên 3.2.2.1 Số liệu đầu vào a) CSDL biên địa hình ban đầu đáy bờ Các nguồn số liệu đầu vào để lập biên đáy bờ ban đầu miền tính bao gồm: (1) Số liệu đo địa hình PORTCOAST thực dự án “Luồng cho tàu biển có trọng tải lớn vào sơng Hậu”, năm 2009; (2) Số liệu đo địa hình cửa sơng Cửu Long, Sồi Rạp, Lịng Làu, Cái Mép Gành Hào năm 2009 (đạt chuẩn đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000) Tổng cục Thủy Lợi; (3) Số liệu đo địa hình cửa sơng Cửu Long (đạt chuẩn đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000) Hải quân VN đo năm 2006); (4) Số liệu thủy đạc sông Bassac sông Mekong năm 2008 (đạt chuẩn đồ địa hình tỷ lệ 1:20.000) MRC tài trợ thực hiện; (5) Số liệu địa hình biển VN tập hải đồ tỷ lệ 1:50.000 1:100.000 Hải quân VN lập năm 2006; (6) Số liệu địa hình nhánh sơng Cửu Long, Sơng Sồi Rạp, sơng Lịng Làu, Sơng Cái Mép số liệu giám sát thay đổi hình thái Viện KTB Viện KHTL MN thực từ năm 2009, số liệu mặt cắt sông kế thừa từ đề tài dự án Bộ NN&PTNT (7) Các đường bờ biển miền xác định đồ GIS, ảnh vệ tinh Landsat, Apot google b) CSDL tính chất cơ-lý đáy bờ Các kết số hóa tài liệu bao gồm: (1) Bản đồ CSDL hệ số nhám đáy; (2) Bản đồ CSDL mô tả chất liệu trầm tích đáy biển (độ gồ ghề, D50, bề dày ban đầu lớp bùn chặt, mật độ lớp bùn số hóa lưới tính; (3) Bản đồ CSDL mơ tả tính chất bùn cát lơ lùng (Hệ số xói, ứng suất xói lớp trầm tích đáy, SSC ban dầu thành phần bùn cát lơ lững; (4) Bản đồ CSDL thông số mô tả khả lắng đọng bùn cát lơ lửng (2 thành phần, hệ số lắng đọng, ứng suất bắt đầu lặng) 3.2.2.2 Điều kiện biên a) CSDL biên mặt nước Nguồn số liệu để lập CSDL trường gió trường áp suất khí mặt biển số liệu gió độ cao 10 m mặt biển thời điểm 0, 6, 12 18 GMT ngày lưới ¼ độ kinh - vĩ tuyến b) CSDL biên đoạn biên mở Tại biên đóng biên mở, CSDL gán phương trình chuyển động 3D; phương trình truyền mặn 3D; phương trình động lực rối 3D; Đối với phương trình SW phương trình MT; module tính MC 3.2.2.3 Các CSDL ban đầu Các CSDL ban đầu gán cho mô đun HD, mô đun SW, mô đun MT thời điểm t=0 thể chi tiết luận án 3.2.2.4 Các CSDL khác có liên quan Có nhiều thơng số mơ đun HD, SW MT đề cập Đa phần chúng đối tượng chỉnh sửa trình hiệu chỉnh mơ đun Ngồi cịn có lớp GIS ảnh vệ tinh sử dụng để trình bày kết để hiệu chỉnh kiểm định mơ hình MIKE21/3 3.2.3 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình 3.2.3.1 Hiệu chỉnh mơ hình a) Hiệu chỉnh module HD Việc hiệu chỉnh thông số module HD theo số liệu khảo sát tháng tháng năm 2009 có ý nghĩa định cho bước tính Sau hiệu chỉnh thông số module HD, luận án rút số nhận xét sau: - Tại vùng cửa sông Hậu, kết mô thực đo mực nước tại: Trạm Vàm Kênh, Bình Đại, An Thuận, Bến Trại, Trần Đề phù hợp tốt với kết hệ số tương quan R2>0,90 - Kết mô mô đun HD sau hiệu chỉnh với số liệu lưu lượng thực đo máy ACDP mặt cắt Trần đề, Định An, Cung Hầu, Cổ Chiên Hàm Luông phù hợp tốt với với hệ số tương quan R2>0,80 - Kết mô module HD sau hiệu chỉnh với số liệu thực đo thành phần vận tốc vĩ tuyến kinh tuyến phù hợp tốt với với hệ số tương quan số liệu mô thực đo R2>0,7 - Kết mô module HD sau hiệu chỉnh với số liệu thực đo độ mặn tầng nước phù hợp với Hệ số tương quan R2>0,7 b) Hiệu chỉnh mô đun SW Kết hiệu chỉnh kiểm định qua việc so sánh kết mơ sóng mơ hình (với thông số hiệu chỉnh) với số liệu thực đo yếu tố phổ sóng bao gồm: độ cao sóng có nghĩa (Hs) chu kỳ đỉnh phổ sóng (Tp) Kết đánh giá hệ số tương quan số liệu mô thực đo Hs Tp tương ứng R2>0.75 R2>0.7 3.2.3.2 Kiểm định mơ hình Sau hiệu chỉnh thông số CSDL đầu vào, kết module HD, SW MT cần kiểm định độ tin cậy cách so sánh chúng với số liệu thực đo độc lập vị trí nằm miền tính số liệu đo tháng 4/2009 Tóm lại, việc thiết lập mơ hình MIKE21/3 để mơ trình HD, SW MT kèm theo CSDL đầu vào thông số hợp lý Các mô đun, HD , mô đun SW mô đun MT sau hiệu chỉnh kiểm định theo tiêu chí chung phương pháp ứng dựng mơ hình tốn số trị ứng dụng vùng ĐBSCL VNC để mô trình HD, SW MT nhằm đưa tranh trình thủy thạch động lực, vị trí phạm vi vùng nước có độ đục cực đại quy luật vận chuyển trầm tích điều kiện thời tiết từ năm 2009 3.3 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN TÍCH Ứng dụng mơ hình MIKE1/3 với giá trị thông số với CSDL đầu vào năm 2009 để mơ q trình HD, SW MT VCS Hậu công việc để nghiên cứu chế độ thủy thach động học Dựa vào kết mô phỏng, lập sản phẩm bao gồm 32 sơ đồ đồ thị để mơ tả q trình HD, SW, MT, bồi/xói VCS Hậu Đó sản phẩm chương Dưới số phân tích, nhận xét thảo luận tóm tắt quy luật điểm 3.3.1 Chế độ thủy động lực 3.3.1.1 Trường sóng Tổng hợp kết nghiên cứu mơ yếu tố sóng ảnh hưởng sóng lên vùng ven bờ cửa sơng Hậu lân cận pha triều chính, trạng thái thời tiết tiêu biểu trình bày hình 3.9 mùa mưa mùa khơ Sóng vùng ven bờ cửa sông Hậu kết tương tác nhiều yếu tố: sóng từ Biển Đơng, sóng gió chỗ, tính chất cấu trúc địa hình tính chất cấu trúc q trình HD, tượng khúc xạ, nhiễu xạ, vỡ sóng, tương tác bên thành phần phổ sóng; Chúng thường sóng hỗn hợp gió lừng sóng địa hình; Hình 3.9 Trường sóng mùa mưa mùa khơ 3.3.1.2 Trường dịng chảy Các kết mơ trình bày hình 3.11 hình 3.12 mùa mưa mùa khô cho thấy: Chế độ thủy động lực VCS Hậu phụ thuộc chế độ triều bán nhật triều khơng có cường độ mạnh, chế độ hải văn biển Đông biển Tây chế độ thủy văn sông Mekong bị khống chế chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa Đơng Nam Á với tương phản sâu sắc mùa mưa-lũ thời kỳ GMTN mùa khô-kiệt thời kỳ GMĐB Hình 3.11 Dịng chảy triều xuống tầng mặt mùa mưa mùa khơ Hình 3.12 Dịng chảy triều lên tầng mặt mùa mưa mùa khô Điểm bất VNC ảnh hưởng lớn cấu trúc barocline sinh lưỡi nêm mặn lên chế độ HD kéo theo chế độ MT Kết luận án định lượng hóa động lực nêm muối ảnh hưởng lên tồn q trình thủy thạch động lực VCS Hậu 3.3.2 Biến động chu kỳ triều độ muối vùng đục cực đại theo độ sâu mùa mưa mùa khô Cũng kết phân tích từ số liệu khảo sát (chương 2), mặt cắt theo độ sâu thiết kế trùng với thời điểm tọa độ so với mặt cắt phân tích theo số liệu khảo sát Mục đích để có tranh tổng thể biến động độ muối chế độ vận chuyển tồn vùng nước đục để có tranh phân bố hàm lượng bùn cát (SSC) theo không gian thời gian chứng mơ tả quy luật biến động trầm tích Hình 3.15 Biến trình độ muối hàm lượng SSC đỉnh triều mùa mưa mùa khô Vùng độ đục cực đại cửa sơng Hậu có vị trị gần trùng với khu vực tồn lưỡi nêm mặn, thay đổi theo mùa thủy văn theo pha triều biến động mạnh theo không gian thời gian Trong mùa khô, vùng đục cực đại chiếm lĩnh với phạm vi khoảng 50km lệch biển so với vị trị nêm mặn tác động sóng biển Vào mùa mưa, vùng độ đục cựa đại cửa sơng Hậu lệch phía biển có quy mô không gian nhỏ mùa khô khoảng 20km 3.3.3 Phân bố không gian theo chu kỳ triều độ muối vùng đục cực đại mùa mưa mùa khô Phân bố không gian theo chu kỳ triều độ muối hàm lượng SSC tầng mặt vào thời điểm đỉnh triều thể hình Đối với phân bố khơng gian thời điểm khác tầng tầng đáy thể chi tiết luận án Hình 3.29 Phân bố độ muối hàm lượng SSC tầng mặt mùa mưa mùa khô 3.3.4 Biến động theo mùa độ muối hàm lượng SSC tầng sâu Biến động độ muối hàm lượng SSC tầng mặt, tầng tầng đáy tháng mùa mưa (từ tháng đến tháng 12) mùa khô (từ tháng đến tháng 6) chiết xuất vị trí trùng với điểm khảo sát S0, D3, S11, S12 T1 đó: Kết điểm S0 thể hình mục này, điểm D3, S11 T1 thể hình phần phụ lục luận án Hình 3.34 Biến động theo mùa độ muối hàm lượng SSC điểm S0 3.3.5 Phân bố không gian hàm lượng SSC theo mùa Hàm lượng SSC lớn tính tổng từ tháng đến tháng đại diện cho mùa kiệt từ tháng đến tháng 12 đại diện cho mùa mưa Kết thấy: Trong mùa mưa, hàm lượng SSC lớn phân bố phía ngồi thềm châu thổ, trong mùa khơ, hàm lượng phân bố vào phía sơng (hình 3.36) Hình 3.36 Phân bố hàm lượng SSC mùa mưa mùa khơ 3.3.6 Biến đổi hình thái Hình thái đáy bờ biển hệ cuối tương tác khối nước có chứa bùn cát chuyển động với đáy bờ biển, lớp trầm tích có tính chất lý khác Mô tượng để đánh giá định lượng diễn biến hình thái đáy bờ biển công việc phức tạp Trên sở kết tính tốn cán cân vận chuyển bùn cát mịn, mơ hình hình thái phần mềm MIKE tích hợp thêm kết biến đổi hình thái đáy bờ biển Hình 3.37 Biến đổi bề dày lớp bồi/ xói sau năm KẾT LUẬN Trên sở mục tiêu, nội dung phương pháp lựa chọn, luận án đưa số kết với kết luận sau: Luận án phân tích, khái qt hóa vấn đề nghiên cứu liên quan đến quy luật biến động phân bố trầm tích vùng cửa sơng ven biển khu vực cửa sông Hậu, xác định hướng tiếp cận sở lý luận, phương pháp luận phương pháp nghiên cứu nghiên cứu quy luật biến động trầm tích, trọng tâm xác định điều kiện thủy động lực chi phối châu thổ ngập nước chế hình thành phân bố trầm tích trọng vùng nước đục cực đại vùng cửa sông ven biển sông Hậu Luận án làm sáng tỏ quy luật biến động trầm tích theo chu kỳ triều mùa mưa mùa khơ bao gồm chế hình thành, phân bố vùng nước đục cực đại cửa sông ven biển cửa sông Hậu điều kiện thủy động lực chi phối biến động đặc trưng hình thái châu thổ ngập nước thơng qua việc phân tích số liệu khảo sát khu vực ven biển cửa sơng Hậu Trong đó: Cơ chế hình thành vùng đục cực đại trình dịng trầm tích lơ lửng nguồn gốc từ sơng gặp nước mặn từ biển, tăng tốc kết bông, kết hợp với tính khơng đối xứng dịng triều tạo vùng có độ đục cực đại di chuyển vào/ra theo dòng triều lên/xuống dòng chảy mặt hướng biển, dịng chảy baroclinic gần đáy có vai trị định q trình bồi/xói gây hàm lượng SSC lớn Vào mùa mưa nêm mặn gần cửa sông thời điểm đỉnh triều biển triều rút với phạm vi khoảng 20km Vào mùa khô, cửa sông xáo trộn tốt nên nêm mặn tồn yếu không tồn tùy vào thời điểm pha triều Phân bố vùng đục cực đại mùa mưa dịch chuyển thềm châu thổ ngập nước với phạm vị khoảng 20km với hàm lượng trầm tích lơ lửng khoảng 05 – 1.1g/l Trong vào thời kỳ mùa khơ, nước biển có độ muối cao kèm theo hàm lượng trầm tích lơ lưởng phía biển xâm nhập sâu tồn bên cửa sông gây trình xáo trộn kết bơng Phạm vi xâm nhập lên tới 50km tạo nên khối nước có hàm lượng trầm tích lơ lửng cao từ 0.6 – 1.2g/l, khối nước di chuyển vào/ra theo dòng triều lên/xuống khoảng vài kilomet theo pha triều Trên châu thổ ngập nước, nồng độ trầm tích lơ lửng dao động tác động vận tốc dòng chảy thủy triều Khi tốc độ dòng chảy triều khu vực cửa sông thềm châu thổ lớn dẫn đến nồng độ SSC tăng giảm dần từ đáy lên tầng mặt cột nước Xu vận chuyển trình lắng đọng vào lúc thuỷ triều chuyển trạng thái (từ triều rút sang triều dâng ngược lại) sau tái lơ lửng trở lại tốc độ dòng chảy tăng pha triều lên Sự chuyển hướng dòng chảy triều từ pha triều xuống đến pha triều lên xảy nhanh, thay đổi từ hai pha triều cần đến 3h Điều dẫn đến tính bất đối xứng dạng elip thủy triều gây q trình vận chuyển vận chuyển bùn cát từ thềm châu thổ vào vùng cửa sơng Hậu Trong mùa mưa, dịng trầm tích có nguồn gốc từ sơng vận chuyển phía biển (cách cửa sơng 30km) bị dịng chảy triều hạn chế lắng đọng châu thổ ngầm phần có xu hướng vận chuyển lên phía Bắc Trong mùa khơ, trầm tích đáy thềm châu thổ ngập nước tái lơ lửng vận chuyển vào bờ, cửa sông sông Trên sở kết quy luật biến động trầm tích theo chu kỳ triều từ số liệu khảo sát, luận án áp dụng mơ hình số trị ba chiều dựa vào mơ hình tích hợp MIKE 21/3 với biên miền tính mở rộng cho tất nhánh sơng Cửu Long tồn vùng biển Đơng Nam Bộ với modul là: Mơ đun thủy động lực chiều, mơ hình phổ sóng, mơ hình vận chuyển bùn (bao gồm sét bùn bụi) ) giải thuật tốn thể tích hữu hạn xấp xỉ mạng lưới tính linh hoạt kết hợp phân tử tam giác tứ giác hiệu chỉnh, kiểm định số liệu khảo sát với kết đưa bao gồm: Các kết phân tích đánh giá trình thủy động lực bao gồm trường sóng dịng chảy, biến động độ muối hàm lượng trầm tích lơ lửng theo độ sâu vị trí pha triều, phân bố chúng theo không gian thời gian trùng với kết phân tích từ số liệu khảo sát từ đưa tranh tồn cảnh trình thủy thạch động lực, quy luật biến động trầm tích dài chu kỳ triều cho vùng ven bờ sông Hậu lân cận Các kết mơ hình bổ sung đưa chuỗi trình hình thành quy luật phân bố vùng đục cực đại theo mùa bao gồm biến động độ muối vùng đục cực đại (SSC max) cho mùa khô (từ tháng đến tháng 6) tương tự cho mùa mưa (từ tháng đến tháng 12) Đồng thời đưa tranh điều kiện động thực chi phối biến đổi hình thái đáy biển châu thổ ngập nước theo quy luật mùa DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Nguyễn Ngọc Tiến 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; 310-319 Nguyễn Ngọc Tiến Ảnh hưởng yếu tố thủy động lực đến đặc điểm phân bố bùn cát lơ lửng vùng biển ven bờ sông Mê Kơng Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Biển Tập 15, số 2, 2015; 150-158 Nguyễn Ngọc Tiến, Nguyễn Trung Thành, Vũ Hải Đăng Các đặc trưng thủy động lực môi trường mùa khô vùng biển ven bờ cửa sơng Hậu Tạp chí Khoa học Công nghệ Biển Tập 15, số 3, 2015; 235-241 Vũ Duy Vĩnh, Trần Đình Lân, Trần Anh Tú, Nguyễn Thị Kim Anh, Nguyễn Ngọc Tiến Ảnh hưởng trình động lực đến biến động địa hình đáy vùng ven biển cửa sơng Mêkong Tạp chí Khoa học Công nghệ Biển Tập 16, số 1, 2016; 32-45 Vu Duy Vinh, Tran Anh Tu, Tran Dinh Lan and Nguyen Ngoc Tien Characteristics of Suspended Particulate Matter and theCoastal Turbidity Maximum Areas of the Mekong River Journal of Environmental Science and Engineering A Volume 4, number 2, February 2015 (67-78) Vu Duy Vinh , Sylvain Ouillon, Nguyen Van Thao and Nguyen Ngoc Tien Numerical Simulations of Suspended Sediment Dynamics Due to Seasonal Forcing in the Mekong Coastal Area Water 2016, 8, 255; doi:10.3390/w8060255 Nguyễn Ngọc Tiến, Nguyễn Trung Thành, Vũ Hải Đăng Một số kết bước đầu động lực trầm tích lơ lửng mùa lũ vùng biển ven bờ cửa sông Hậu Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Biển Tập 16, số 2, 2016; 122-128 Nguyễn Ngọc Tiến, Đinh Văn Ưu, Nguyễn Thọ Sáo, Đỗ Huy Cường, Nguyễn Trung Thành, Vũ Hải Đăng, Đỗ Ngọc Thực Kết nghiên cứu động lực trầm tích lơ lửng mùa khơ vùng biển ven biển cửa sơng Hậu Tạp chí Khoa học Công nghệ Biển Tập 17, số 2, 2017; 139-148 E.F Eidam, C.A Nittrouer, A.S Ogston, D.J DeMaster, J.P Liub, TT.Nguyen, T.N Nguyen Dynamic controls on shallow clinoform geometry: Mekong Delta, Vietnam Continental Shelf Research 147 (2017) 165–181 10 Nguyễn Ngọc Tiến, Đỗ Huy Cường, Đinh Văn Ưu, Nguyễn Thọ Sáo, Trần Anh Tuấn, Lê Đình Nam Phân tích biến động đường bờ khu vực bờ biển cửa sơng Hậu tư liệu viễn thám Tạp chí Khoa học Công nghệ Biển Tập 17, số 4, 2017; 373-379 ... sơng Hậu Đã có nhiều nghiên cứu thực vùng biển ven bờ cửa sông Hậu Qua phân tích tài liệu nghiên cứu vấn đề liên quan đến quy luật biến động trầm tích vùng ven bờ cửa sông Hậu sông Mekong tổ chức... đến quy luật biến động trầm tích 1.1.1.1 Một số kết nghiên cứu nước liên quan đến lĩnh vực trầm tích ven biển Các nghiên cứu quy luật biến động trầm tích (động lực vận chuyển lắng đọng trầm tích, ... quy luật biến động trầm tích có nguồn gốc từ sơng – biển biến động trầm tích châu thổ ngập nước với tên đề tài ? ?Nghiên cứu quy luật biến động trầm tích vùng biển ven bờ cửa sơng Hậu? ?? Cụ thể xác