Ngoài yếu tố quan trọng nhất là dòng bùn cát từ các sông đưa ra, đặc điểm vận chuyển TTLL vùng cửa sông ven biển Hải Phòng chịu ảnh hưởng của một số yếu tố
như thủy triều, gió và kết hợp của sóng và gió.
Ảnh hưởng của thủy triều
Với biên độ triều khá lớn, thủy triều có thể làm tăng cường hoặc hạn chế sự phát tán của TTLL từ vùng cửa sông ra phía ngoài.
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d
Vào mùa khô do dòng TTLL và lưu lượng nước đưa ra đều nhỏ lên những ảnh hưởng của thủy triều đến đặc điểm vận chuyển TTLL không thể hiện rõ rệt. Trong mùa mưa, ở pha triều lên, ảnh hưởng của thủy triều làm tăng cường sự xâm nhập của nước biển vào sâu các cửa sông thêm khoảng 1-2.5km (Hình B. 1, Phụ lục B). Vào pha triều xuống, yếu tố này làm tăng cường sự phát tán của TTLL ra phía ngoài khoảng thêm khoảng 4-8km (Hình B. 2, Phụ lục B). Với cùng các điều kiện khác thì sự dâng mực nước ở thời điểm nước lớn không làm cho khối nước sông bị đẩy lại sâu vào trong sông nhiều mà phân bố TTLL theo chiều thẳng đứng trở lên đồng nhất hơn so với trường hợp không có thủy triều vào thời điểm đó (Hình B. 3). Thời
điểm nước ròng có thể tăng cường sự phát tán của TTLL từ lục địa ra phía ngoài thêm khoảng 5-10 km (Hình B. 4, Phụ lục B).
Những ảnh hưởng của thủy triều đến phân bố TTLL theo không gian cũng được thể hiện tương tự như những tác động đến profile của TTLL (Hình B. 5- e, f, g, h).
Ảnh hưởng của thủy triều làm tăng cường xáo trộn, khuyếch tán TTLL từ các tầng dưới lên các tầng trên mặt, mở rộng phạm vi ảnh hưởng của TTLL ra phía ngoài trong pha triều xuống và hạn chế sự phát triển của TTLL từ các sông trong pha triều lên. Trong mùa khô do dòng bùn cát từ lục địa đưa ra nhỏ nên những tác động của thủy triều cũng khá nhỏ (Hình B. 5-a,b,c,d, Phụ lục B).
Ảnh hưởng của gió
Đánh giá những ảnh hưởng của gió đã được thực hiện qua phân tích kết quả
tính toán kịch bản hiện tại khi không có gió với các kịch bản với hướng gió khác nhau như NE, E và SE.
Trong mùa khô, vì tải lượng nước và TTLL đưa ra phía ngoài khá nhỏ nên những tác động của trường gió đến profile của TTLL trong tất cả các pha triều đều không thể hiện rõ rệt.
Vào mùa mưa, do dòng TTLL đưa ra lớn nên những ảnh hưởng của trường gió trở
nên rõ rệt hơn.
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d
lượng TTLL nhỏ hơn) ở tầng trên vào sâu phía trong cửa sông khoảng 0.5-1.2km, nó cũng làm cường sự khuếch tán TTLL lên tầng mặt ở vùng biển phía ngoài (Hình C. 1-b, Phụ lục C). Trong pha triều xuống, ảnh hưởng của gió làm tăng cường xáo trộn và phát tán TTLL ở lớp nước phía trên nhưng lại hạn chế sự mở rộng của nước sông ở tầng gần đáy (Hình C. 2-b, Phụ lục C). Ở thời kỳ nước lớn, gió hướng NE làm tăng nhẹ sự xâm nhập của nước biển trên tầng mặt về phía cửa sông (Hình C. 3- b). Trong thời kỳ nước ròng, ảnh hưởng của gió E đến profile TTLL khá nhỏ (Hình C. 4-b, Phụ lục C).
+ Gió hướng E trong pha triều lên vào mùa mưa làm cho lớp nước biển trên mặt tiến sâu hơn vào phía trong khoảng 0.5-1.0km trong khi TTLL ở các lớp dưới mở rộng ra phía biển (Hình C. 1-c) hơn so với trường hợp không có gió. Trong pha triều xuống, gió hướng E làm tăng cường sự xáo trộn TTLL trong cột nước ở phía ngoài vùng ảnh hưởng của nước sông ở khoảng 10-16km từ cửa sông (Hình C. 2-c).
Ở thời kỳ nước lớn, gió E làm tăng cường sự xâm nhập của khối nước biển vào phía trong sông, giảm hàm lượng TTLL ở tầng mặt (Hình C. 3-c). Trong thời kỳ nước ròng, ảnh hưởng của gió E đến phân bố TTLL khá nhỏ (Hình C. 4-c, Phụ lục C).
+ Gió hướng SE trong pha triều lên vào mùa mưa làm cho lớp nước biển trên mặt và cảđáy tiến sâu hơn vào phía trong khoảng 0.5-1.5km hơn so với trường hợp không có gió (Hình C. 1-d). Trong pha triều xuống, gió hướng SE cũng làm tăng cường sự xáo trộn TTLL trong cột nước ở phía ngoài vùng ảnh hưởng của nước sông ở khoảng 10-16km từ cửa sông và làm cho vùng nước có hàm lượng TTLL mở
rộng ra phía ngoài hơn (Hình C. 2-d). Ở thời kỳ nước lớn, gió SE làm khối nước biển xâm nhập sâu hơn vào vùng cửa sông (lớn hơn cả với gió hướng E), giảm hàm lượng TTLL ở tầng mặt ở phía ngoài (Hình C. 3-d). Trong thời kỳ nước ròng, gió SE làm hạn chế sự phát tán TTLL ra phía ngoài nhưng khá nhỏ (Hình C. 4-d).
Phân bố không gian của TTLL cũng thể hiện sự tác động của trường gió với xu hướng như đã phân tích ở trên. Vào mùa khô, gió làm tăng cường độ đục ở phía ngoài vùng ảnh hưởng của TTLL từ sông đưa ra nhưng với vai trò khá nhỏ (Hình C.
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d
5). Vào mùa mưa những ảnh hưởng của gió đến vận chuyển TTLL ở khoảng 8- 18km từ cửa sông ra đã trở lên rõ rệt hơn, trong đó có ảnh hưởng làm tăng độ đục cửa nước ven bờ Đồ Sơn, đặc biệt là trong pha triều xuống khi xuất hiện gió hướng E và SE (Hình C. 6, Phụ lục C).
Ảnh hưởng của sóng và gió
Những ảnh hưởng đồng thời của sóng và gió đã được khảo sát thông qua các kịch bản tính toán và phân tích giữa các trường hợp không có yếu tố sóng-gió và có tính đến yếu tố sóng- gió. Các kết quả cho thấy:
Trong mùa khô, cũng như các trường hợp khác tải lượng nước và TTLL từ sông
đưa ra nhỏ nên những tác động của sóng-gió mặc dù làm hạn chế sự phát tán TTLL ra phía ngoài, tăng cường xâm nhập của nước biển vào sâu các sông nhưng ảnh hưởng đó khá nhỏ (Hình D. 1, Phụ lục D).
Vào mùa mưa những ảnh hưởng của sóng- gió đến vận chuyển TTLL ở vùng cửa sông ven biển Hải Phòng được thể hiện rõ rệt hơn.
+ Sóng và gió hướng NE trong pha triều lên làm tăng cường sự khuyếch tán TTLL ở các tầng nước phía dưới lên các tầng trên mặt (Hình D. 2-b). Vào pha triều xuống, ảnh hưởng của sóng- gió cũng làm độ đục ở phía ngoài (khoảng 10-18km) tăng lên đáng kể so với trường hợp không có sóng gió (Hình D. 3-b). Ở thời điểm nước lớn, sóng- gió làm cho khối nước có độ đục lớn mở rộng ra phía ngoài khoảng 1-4km so với trường hợp không có ảnh hưởng của sóng- gió, đồng thời các lớp nước tầng mặt cũng trở lên đục hơn khi có tác động của sóng- gió hướng E vào thời
điểm nước lớn (Hình D. 4-b). Vào thời điểm nước ròng ảnh hưởng của sóng gió làm cho vùng nước ở khoảng cách 16-19km tăng mạnh độđục so với trường hợp không có tác động của sóng- gió (Hình D. 5-b, Phụ lục D). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Sóng và gió hướng E trong pha triều lên làm tăng cường sự khuyếch tán TTLL ở nước phía ngoài từ các tầng dưới lên các tầng trên mặt (Hình D. 2-c). Vào pha triiều xuống, ảnh hưởng của sóng- gió cũng làm độ đục ở phía ngoài (khoảng
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d
thời điểm nước lớn, sóng- gió làm cho khối nước có độ đục lớn mở rộng ra phía ngoài khoảng 1-3km so với trường hợp không có ảnh hưởng của sóng- gió, đồng thời các lớp nước tầng mặt cũng trở lên đục hơn khi có tác động của sóng- gió hướng E vào thời điểm nước lớn (Hình D. 4, Phụ lục D). Khi mực nước xuống thấp nhất, sóng gió làm cho vùng nước ở khoảng cách 16-20km tăng mạnh độđục so với trường hợp không có tác động của sóng- gió (Hình D. 5-c, Phụ lục D).
+ Sóng và gió hướng SE trong pha triều lên làm tăng cường sự khuyếch tán TTLL ở nước phía ngoài từ các tầng dưới lên các tầng trên mặt (Hình D. 2-d). Vào pha triiều xuống, ảnh hưởng của sóng- gió cũng làm độ đục ở phía ngoài (khoảng 10-20km) tăng lên đáng kể so với trường hợp không có sóng gió (Hình D. 3-d). Ở
thời điểm nước lớn, sóng- gió hướng SE không làm thay đổi nhiều phân bố (Hình D. 4-d). Trong khi vào thời điểm nước ròng ảnh hưởng của sóng gió làm cho vùng nước ở khoảng cách 16-20km tăng mạnh độ đục so với trường hợp không có tác
động của sóng- gió (Hình D. 5-d).
Những ảnh hưởng do sóng- gió còn được thể hiện qua phân bố theo không gian của TSS đặc biệt là các thời điểm triều lên và triều xuống. Vào mùa khô, các hướng gió NE, E và SE đều làm tăng độ đục ở phía ngoài nhưng ảnh hưởng lớn nhất là hướng gió SE. Cũng trong mùa khô, ảnh hưởng của sóng gió là lớn nhất vào thời
điểm triều xuống (Hình D. 6, Phụ lục D).
Trong mùa mưa, những ảnh hưởng của gió-sóng đến phân bố của TTLL rất rõ rệt. Khi không có tác động của sóng gió trong pha triều lên, ảnh hưởng của TTLL từ
các cửa sông chỉ hạn chếở phía ngoài cửa Nam Triệu (Hình D. 7-a), nhưng khi đưa những ảnh hưởng của sóng gió vào thì vùng đục nước xuất hiện ở phía đông và
đông bắc Đồ Sơn xuất hiện trong tất cả các hướng sóng gió NE, E và SE, trong đó hướng SE tác động mạnh hơn (Hình D. 7- b,c,d). Tương tự như vậy, trong pha triều xuống do ảnh hưởng của gió-sóng hướng NE, E, SE đã làm xuất hiện các vùng nước đục ở phía ngoài vùng ảnh hưởng của các khối nước sông trong đó có vùng biển Đồ Sơn (Hình D. 7- f, g, h, Phụ lục D).
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d KẾT LUẬN
Một hệ thống mô hình thủy động lực- sóng-vận chuyển TTLL trên cơ sở mô hình Delft3d đã được ứng dụng tính toán đồng thời để nghiên cứu đặc điểm vận chuyển TTLL ở vùng ven biển Hải Phòng. Để phục vụ cho việc thiết lập và kiểm chứng kết quả của mô hình, các bộ số liệu liên quan ở khu vực đã được thu thập và xử lý tương đối đầy đủ và hệ thống. Các kết quả so sánh giữa tính toán bằng mô hình và quan trắc cho thấy đã có sự phù hợp tương đối và mô hình này có thểđược sử dụng như một công cụđể nghiên cứu đặc điểm vận chuyển TTLL cho vùng ven biển Hải Phòng.
- Đặc điểm vận chuyển TTLL ở vùng cửa sông ven biển Hải Phòng biến đổi mạnh theo mùa. Vào mùa khô do sự suy giảm của lưu lượng nước và hàm lượng TTLL nên sự phát tán của TTLL từ các sông ra phía ngoài rất hạn chế quanh các cửa sông và vùng nước phía trong cửa Nam Triệu, phía tây nam Hoàng Châu và sát cửa Lạch Tray với hàm lượng nhỏ hơn 0.07kg/m3. Các khu vực khác chỉ chịu ảnh hưởng của TTLL từ sông đưa ra trong một số ngày triều cường, còn những ngày triều kém, TTLL từ sông trong mùa khô gần như không ảnh hưởng đến các khu vực khác như phía Nam Cát Hải, phía ngoài cửa Lạch Huyện, khu vực Đồ Sơn – Cát Bà. Trong khi đó vào mùa mưa do tải lượng nước và TTLL từ các sông đưa ra lớn nên TTLL có điều kiện phát tán mạnh tới vùng nước khu vực giữa đảo Cát Hải – Đồ
Sơn- Cát Bà với một số thời điểm hàm lượng TTLL có thể trên 0.1kg/m3. Tuy nhiên trong thời gian tính toán khối nước có hàm lượng TTLL lớn hơn 0.1kg/m3 cũng không vượt quá khu vực có độ sâu 5m.
- Sự phân tầng của TTLL ở vùng cửa sông ven biển Hải Phòng không lớn. Sự
phân tầng này chủ yếu diễn ra trong mùa mưa vào các thời điểm triều lên và triều xuống ở khu vực cách cửa sông khoảng 8-16km.
- Thủy triều ở vùng ven biển Hải Phòng có ảnh hưởng quan trọng đến đặc điểm lan truyền TTLL ở khu vực này, đặc biệt là trong mùa mưa: tăng cường vận chuyển
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d
TTLL trong pha triều xuống và hạn chế sự phát tán TTLL ra phía ngoài trong pha triều lên. Trong pha triều lên, ảnh hưởng của thủy triều làm tăng cường sự xâm nhập của nước biển vào sâu các cửa sông thêm khoảng 1-2.5km. Vào pha triều xuống, yếu tố này làm tăng cường sự phát tán của TTLL ra phía ngoài khoảng 4- 8km. Sự dâng mực nước ở thời điểm nước lớn không làm cho khối nước sông bị đẩy lại sâu vào trong sông nhiều mà phân bố TTLL theo chiều thẳng đứng trở lên
đồng nhất hơn. Thời điểm nước ròng có thể tăng cường sự phát tán của TTLL từ lục
địa ra phía ngoài khoảng 5-10 km.
- Những tác động của trường gió đến vận chuyển TTLL ở vùng cửa sông ven biển Hải Phòng thể hiện rõ trong mùa mưa khi tải lượng TTLL từ lục địa đưa ra lớn.
Ảnh hưởng của gió trong pha triều lên làm cho sự xâm nhập của nước biển ở tầng trên vào sâu phía trong cửa sông khoảng 0.5-1.5km, nó cũng làm cường sự khuyếch tán TTLL lên tầng mặt ở vùng biển phía ngoài. Trong pha triều xuống, ảnh hưởng của gió làm tăng cường sự xáo trộn TTLL trong cột nước ở phía ngoài vùng ảnh hưởng của nước sông ở khoảng 10-16km từ cửa sông. Ở thời kỳ nước lớn, gió làm tăng nhẹ sự xâm nhập của nước biển trên tầng mặt về phía cửa sông. Trường gió cũng có vai trò nhất định trong ảnh hưởng làm tăng độ đục của nước ven bờĐồ Sơn vào mùa mưa, đặc biệt là trong pha triều xuống khi xuất hiện gió hướng E và SE.
- Sóng và gió kết hợp có ảnh hưởng quan trọng đến đặc điểm vận chuyển TTLL
ở vùng cửa sông ven biển Hải Phòng, nhất là trong mùa mưa. Dưới ảnh hưởng của sóng và gió, TTLL trong pha triều lên được tăng cường khuyếch tán ở các tầng phía dưới lên các tầng trên mặt. Vào pha triều xuống, ảnh hưởng của sóng- gió cũng làm
độ đục ở phía ngoài (khoảng 10-20km) tăng lên đáng kể so với trường hợp không có sóng gió. Ở thời điểm nước lớn, sóng- gió làm cho khối nước có độđục lớn mở
rộng ra phía ngoài khoảng 1-4km so với trường hợp không có ảnh hưởng của sóng- gió, đồng thời các lớp nước tầng mặt cũng trở lên đục hơn khi có tác động của sóng- gió. Vào thời điểm nước ròng ảnh hưởng của sóng gió làm cho vùng nước ở khoảng cách 16-19km tăng mạnh độ đục so với trường hợp không có tác động của sóng-
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d
gió. Tác động của sóng gió đến phân bố theo không gian của TTLL cũng được thể (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
hiện rất rõ rệt trong mùa mưa, nó tạo thành các vùng đục nước ở phía ngoài cửa Nam Triệu, khu vực phía đông bắc và bãi biển Đồ Sơn. Trong đó hướng gió tác
động mạnh nhất là SE.
Trong nghiên cứu này, các đặc điểm vận chuyển TTLL ở vùng cửa sông ven biển Hải Phòng mới chỉ được xét đến trong các điều kiện thời tiết bình thường mà chưa tính đến ảnh hưởng của các hiện tượng thời tiết cực đoan như gió mùa, bão
đến vận chuyển TTLL ở khu vực này như thế nào. Trong khuôn khổ của một luận văn thạc sỹ, vai trò của các yếu tố như DĐMN, gió, sóng đến vận chuyển TTLL ở
khu vực ven biển Hải Phòng mới chỉ được đánh giá bước đầu. Những hạn chế này sẽđược khắc phục trong những nghiên cứu tiếp theo.
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Đỗ Trọng Bình, Trần Anh Tú, Vũ Duy Vĩnh (2010), “Nghiên cứu đánh giá lan truyền các chất gây ô nhiễm khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng bằng mô hình toán học”. Báo cáo tổng hợp Đề tài cấp Thành phố Hải Phòng. Mã số: