II. Mục tiêu của đồ án
2.3.1 Mô phỏng hiện trạng của khu vực Cát Hải khi chưa có công trình
Trước hết ta cần nghiên cứu hiện trạng khu vực khi chưa có công trình
Hình 5: Lưới và địa hình khu vực tính toán
Khu vực trước đảo Cát hải có độ sâu từ 0-10 m (riêng khu vực Lạch Huyện có độ sâu từ 10-14 m) bãi phía trước đảo có độ dốc bãi khá thoải. Đảo Cát Hải nằm kẹp giữa hai con sông là sông Bạch Đằng và sông Chanh nên ở vùng gần bờ chịu ảnh hưởng rất lớn của dòng chảy trong sông ra. Điều này được thể hiện khá rõ trong kết quả mô hình.
2.3.1.1 Trường dòng chảy dưới tác dụng của thủy triều và gió
Hình 6: Trường dòng chảy lúc triều lên (18h ngày 11/3/2006)
Hình 8: Trường dòng chảy lúc triều xuống (10h ngày 12/3/2006)
Từ các hình 6, 7, 8 ta có nhận xét về trường dòng chảy dưới ảnh hưởng của thủy triều và gió ở khu vực trước đảo Cát Hải như sau: Khi triều lên, dòng chảy thẳng góc với đường bờ và sao đó dưới ảnh hưởng của dòng chảy trong sông ra kết hợp với thủy triều xuống, dòng chảy quay ngược lại hướng ra biển. Khi dòng chảy hướng ra biển sẽ mang theo một lượng bùn cát, có khả năng gây xói đường bờ trước đảo.
Hình 9: Vị trí các điểm chiết xuất mực nước
Hình 11: Vận tốc dòng chảy tại điểm gần bờ đảo Cát Hải
Hình 13: Vận tốc dòng chảy tại điểm phía bên trái đảo Cát Hải gần cửa Nam Triệu
Hình 14: Vận tốc dòng chảy tại Lạch huyện
Bảng 1: Bảng kết quả vận tốc dòng chảy tại một số vị trí
Vị trí Vận tốc lớn nhất(m/s)
Phía ngoài đảo Cát Hải 0.34
Gần bờ đảo Cát Hải 0.2
Bên trái đảo Cát Hải 0.32
Bên phải đảo Cát Hải 0.65
Lạch Huyện 0.8
Ở hai cửa sông Nam Triệu và Lạch Huyện dòng chảy có thể đạt tốc độ gần 1m/s khi triều rút. Tại vùng ven biển trước đảo Cát Hải dòng chảy có tốc độ lớn tập trung chủ yếu ở các lạch chạy song song với bờ phiá bến Gót và Hoàng Châu, đặc biệt khi triều dâng khối nước bị dồn ép vào bờ.
Ở trước đảo Cát Hải, khi tới bờ chỗ Gia Lộc, dòng thuỷ triều phân làm 2 nhánh chảy về hai phía cửa sông tạo thành 2 tiểu hoàn lưu trước Văn Chấn và Hoà Quang.
Nhận xét về hướng di chuyển của bùn cát: Hoàn lưu di chuyển của dòng bùn cát phụ thuộc vào hướng dòng chảy tổng hợp, trong đó chủ yếu là dòng triều.
- Khi triều lên, dòng bùn cát di chuyển ngang từ đáy sườn ngầm vào phía bờ, phù
hợp với dòng bờ và phương truyền sóng. Khi vào sát gần bờ, dòng bùn cát phân kỳ ở phía ngoài Gia Lộc thành 2 nhánh. Nhánh thứ nhất di chuyển qua lạch Hàng Dày hợp với dòng từ lạch huyện vào di chuyển lên Gót ở phía Bắc, nhánh thứ 2 di chuyển qua lạch Hoàng Châu rồi hợp với dòng từ cửa Nam Triệu lên phiá tây Hoàng Châu.
- Khi triều rút, dòng bùn cát chủ yếu di chuyển xuôi xuống theo hướng dòng triều ở
lạch Huyện và Nam Triệu, sát rìa đông chương Hàng Dày và phía tây chương Hoàng Châu. Chỉ một bộ phận thứ yếu của dòng bùn cát đi lên lúc triều lên quay ngược lại qua 2 lạch đầu chương để trở về khu bờ ngầm phía ngoài Cát Hải. - Hai nhánh dòng bùn cát nói trên có xu hướng chung lệch về hướng chương Hoàng Châu,
gây ra tình trạng bồi đáy ngầm phía chương Hoàng Châu bào mòn đáy nửa lớn hơn phía chương Hàng Dày. Với cơ chế hoàn lưu bùn cát như vậy, khu vực ven bờ Cát Hải bị thiếu hụt bồi tích.
2.3.1.2 Kết quả tính toán lan truyền sóng
Hình 15 và hình 17 thể hiện trường sóng ứng với các hướng chủ đạo là Đông Nam và Nam. Các hình này đều cho thấy độ cao sóng suy giảm do sóng vỡ và ma sát đáy khi sóng tiến vào bờ. Do ảnh hưởng của hiện tượng khúc xạ, mặc dù các hướng sóng ngoài khơi khác nhau khá nhiều nhưng khi vào đến bờ đều có xu hướng vuông góc với bờ.
Hình 15: Trường sóng hướng Đông Nam
Hình 17: Trường sóng hướng Nam
Hình 18: Chiều cao sóng hướng Nam giảm dần khi tiến vào bờ
Từ những kết quả trên ta đề xuất phương án xây dựng công trình bảo vệ bờ cho đảo Cát Hải là xây dựng đập phá sóng cách bờ khoảng 500 m. Ở khu vực Lạch Huyện có dự án xây dựng 1 đập phá sóng để tạo luồng tàu vào cảng Lạch Huyện.
Do đó khi mô phỏng giải pháp công trình vào trong mô hình, ta mô phỏng 2 phương án
- Phương án 1: Chỉ có đập phá sóng ở trước đảo Cát Hải
- Phương án 2: Có cả 2 đập phá sóng (trước đảo Cát Hải và ở Lạch Huyện)