Tờn bóo Thời gian
xảy ra Vị trớ đƣờng bờ bóo đổ bộ Chiều cao nƣớc dõng trong bóo (m) PHILLIS 02/7/1966 Nam Định, Ninh Bỡnh 1,10 ROSE 08/9/1968 Nam Định 2,56
RUTH 10/12/1973 Thanh Húa 2,50
JOE 18/7/1980 Hải Phũng 1,94
WARREN 16/8/1981 Thỏi Bỡnh, Nam Định 1,15
PAT 18/10/1988 Hải Phũng 0,78
DOT 16/5/1989 Hải Phũng 1,92
DAMREY 19/9/2005 Nam Định,
Hải Phũng 2,50
Để tớnh lƣợng súng tràn qua thõn đờ trong điều kiện bóo lớn và mực trều cao nhất, cụng thức của Van der Meer (1998) đó đƣợc sử dụng trong luận văn [50].
) γ γ γ γ ξ 1 H R 7 4, exp( ξ γ tanα 0,06 gH q v β f b op s c op b 3 s (1.7) Trong đú: op op S tanα ξ và 2 s op gT πH 2 S
- q: lƣợng nƣớc tràn trong một giõy tớnh trờn một một dài của đờ (m3
/s/m) - g: gia tốc trọng trƣờng (9,81 ms-2)
- Hs: chiều cao súng (m) - α: gúc dốc mỏi trƣớc đờ - b: hệ số chiết giảm cơ đờ
- Rc: độ cao lƣu khụng (m)
- f: hệ số chiết giảm đối với độ nhỏm của mỏi dốc - β: hệ số chiết giảm đối với súng xiờn gúc với bờ - v: hệ số chiết giảm của tƣờng đỉnh
Sau khi đó xỏc định đƣợc lƣu lƣợng súng tràn qua đờ tại cỏc mặt cắt cụ thể, vận tốc dũng chảy nƣớc tràn trờn mỏi phớa sau đờ đƣợc tớnh dựa trờn cụng thức của Chezy nhƣ sau: Ri C v (1.8) Trong đú: 6 1 1 R n C và b h bh R 2 - υ: vận tốc dũng chảy (m/s) - C: hệ số Chezy - R: bỏn kớnh ƣớt
- i: gúc dốc mỏi phỏi sau đờ
- n: hệ số nhỏm mỏi đờ phớa đồng, lấy bằng 0,016 [35] - b: chiều rộng dũng chảy trờn mỏi đờ phớa đồng (m) - h: chiều cao dũng chảy trờn mỏi đờ phớa đồng (m).
Briaud (2008) đó đƣa ra cỏc kết quả nghiờn cứu về mối tƣơng quan giữa tốc độ xúi lở của cỏc loại đất khỏc nhau với vận tốc dũng chảy (hỡnh 1.24). Áp dụng kết quả nghiờn cứu của Briaud (2008) tỏc giả đó tớnh tốc độ xúi mỏi phớa đồng của đờ trong trƣờng hợp súng tràn tạo ra dũng chảy trờn mặt mỏi đờ tại cỏc mặt cắt điển hỡnh ở Hải Đụng, Hải Chớnh, Hải Lý, Hải Triều, Hải Hũa và Thịnh Long.
CHƢƠNG 2. ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIấN VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI HUYỆN HẢI HẬU
2.1. Vị trớ địa lý khu vực nghiờn cứu
Nam Định là một tỉnh phớa Nam đồng bằng Bắc Bộ, Việt Nam. Nam Định tiếp giỏp với cỏc tỉnh Thỏi Bỡnh ở phớa Bắc, Ninh Bỡnh ở phớa Nam và Hà Nam ở phớa Tõy Bắc, phớa Đụng của tỉnh giỏp vịnh Bắc Bộ (hỡnh 2.1). Diện tớch của tỉnh Nam Định là 1.669 km2. Vựng cửa sụng ven biển tỉnh Nam Định thuộc địa phận 3 huyện Giao Thủy, Hải Hậu và Nghĩa Hƣng, nằm giữa hai cửa sụng lớn là Cửa Ba Lạt (sụng Hồng) và Cửa Đỏy (sụng Đỏy) với đƣờng bờ biển dài khoảng 74 km, tổng diện tớch vựng biển và ven biển vào khoảng 208 km2.
Hải Hậu là huyện ven biển tỉnh Nam Định, hỡnh thành cỏch đõy hơn 5 thế kỷ. Phớa Đụng Bắc giỏp huyện Giao Thủy, từ Tõy Bắc xuống Tõy Nam huyện là sụng Ninh Cơ, tiếp giỏp với huyện Trực Ninh và Nghĩa Hƣng, phớa Bắc giỏp huyện Xũn Trƣờng, điểm cực Bắc là Trại Đập xó Hải Nam, phớa Đụng và Đụng Nam là biển Đụng. Diện tớch của Hải Hậu là 226 km2.
2.2. Khớ hậu
Mang tớnh chất chung của khớ hậu đồng bằng Bắc Bộ, Nam Định cú khớ hậu nhiệt đới giú mựa với 4 mựa rừ rệt, mựa đụng khớ hậu khụ do chịu tỏc động của giú mựa Đụng Bắc.
Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bỡnh hàng năm của vựng khoảng 23oC, trong đú cú 8 thỏng cú nhiệt độ trung bỡnh lớn hơn 20oC. Mựa đụng cú nhiệt độ trung bỡnh 18.9oC trong khi đú mựa hạ cú nhiệt độ trung bỡnh 27oC.
Chế độ mưa: Lƣợng mƣa trung bỡnh trong năm từ 1.700 – 1.800 mm, phõn
bố đồng đều trong toàn vựng. Mựa mƣa của vựng bắt đầu từ thỏng 5 đến thỏng 10, chiếm 80% lƣợng mƣa cả năm tập trung vào cỏc thỏng 7, 8 và 9. Mựa khụ từ thỏng 11 đến thỏng 4 năm sau, lƣợng mƣa chiếm 20% lƣợng mƣa cả năm.
Giú: Hƣớng giú thịnh hành thay đổi theo mựa, tốc độ giú trung bỡnh cả năm
là 2 - 2,3 m/s. Mựa đụng, hƣớng giú thịnh hành là giú đụng bắc với tần suất 60 - 70%, tốc độ giú trung bỡnh 2,4 - 2,6 m/s, những thỏng cuối mựa đụng, giú cú xu hƣớng chuyển dần về phớa đụng. Mựa hố, hƣớng giú thịnh hành là giú đụng nam, với tần suất 50 - 70%, tốc độ giú trung bỡnh là 1,9 - 2,2 m/s, tốc độ giú cực đại (khi cú bóo) là 40 m/s.
Bóo: Do nằm trong vựng Vịnh Bắc Bộ, mựa bóo tại Nam Định từ thỏng 7
đến thỏng 9, cực đại vào thỏng 8 nờn hàng năm thƣờng chịu ảnh hƣởng của bóo hoặc ỏp thấp nhiệt đới, bỡnh qũn từ 4 - 6 cơn/năm.
2.3. Thủy - Hải văn
Vựng ven biển tỉnh tỉnh Nam Định cú 3 cửa sụng lớn, đú là cửa sụng Ba Lạt (sụng Hồng), cửa sụng Ninh Cơ và cửa sụng Đỏy. Ngoài ra cũn một số cửa sụng nhỏ thuộc vựng ven biển huyện Hải Hậu nhƣ sụng Sũ, sụng Hải Hậu và sụng Cỏt (xó Hải Hà, huyện Hải Hậu). Tuy vậy, mật độ sụng trong vựng khụng cao (0,33 km/km2) nờn khi lũ xảy ra vẫn cú hiện tƣợng ngập ỳng tạm thời tại một số vựng, đặc biệt là đối với vựng ven biển nhu cầu rửa mặn rất lớn, do đú hệ thống sụng này cần phải đƣợc tăng cƣờng bằng cỏc kờnh mƣơng tƣới tiờu.
Hệ thống sụng Hồng cú vai trũ đặc biệt trong việc thành tạo chõu thổ Sụng Hồng núi chung và vựng ven biển tỉnh Nam Định núi riờng. Tổng lƣợng nƣớc sụng Hồng đổ ra chiếm 39 - 40% tổng lƣu lƣợng của hệ thống sụng Hồng. Lƣợng nƣớc và phự sa sụng Hồng vận chuyển chủ yếu qua cửa Ba Lạt và đõy là nguồn vật liệu chớnh để bồi đắp cửa Ba Lạt tiến ra biển với tốc độ nhanh. Sụng Đỏy chảy qua Nam Định cú chiều dài 82km đƣợc coi là ranh giới phớa Tõy của tỉnh, lƣu lƣợng dũng chảy đo đƣợc là 58,6 m3
/s. Sụng Ninh Cơ chảy qua cỏc huyện phớa nam tỉnh Nam Định và đổ ra biển tại cửa Lạch Giang. Sụng Ninh Cơ cú chiều dài 52km, chiều rộng 400 - 500m.
Chế độ súng của khu vực thay đổi theo mựa. Vào mựa lạnh, hƣớng súng chớnh ở ngoài khơi là Đụng Bắc (61%), Đụng (15%), cũn ở ven bờ là cỏc hƣớng Đụng (34%), Đụng Bắc (13%) và Đụng Nam (18%). Vào mựa núng, cỏc hƣớng súng thịnh hành ngoài khơi là Nam, Tõy Nam và Đụng với tần suất dao động từ 40 - 75%, trong đú súng hƣớng Nam chiếm tới 37%. Chiều cao súng từ 0,7 – 1,3m, cú thể đạt 3,2m trong bóo [7].
Thủy triều tại vựng biển Nam Định thuộc chế độ triều hỗn hợp, biờn độ triều 2,5 - 3m, mực triều cao nhất cú thể đạt đến 3,5m theo số liệu thống kờ của Viện Khoa học thủy lợi (2002) [24]. Số ngày nhật triều là 23 - 25 ngày, bỏn nhật triều là 5 - 7 ngày.
Dũng chảy ven bờ của vựng chủ yếu là hƣớng Bắc - Nam. Tuy nhiờn, do sự thay đổi địa hỡnh đƣờng bờ nờn hƣớng dũng chảy ven bờ chủ yếu là Tõy Nam tại khu vực Hải Hậu.
2.4. Địa hỡnh - Địa mạo
Địa hỡnh ven bờ Hải Hậu đƣợc chia thành 3 nhúm dựa trờn quỏ trỡnh tƣơng tỏc sụng - biển. Nhúm chịu tỏc động mạnh mẽ của quỏ trỡnh bờ (đới bói), nhúm chịu ảnh hƣởng mạnh của bồi tớch sụng (đới tiền chõu thổ) và nhúm ớt chịu ảnh hƣởng của bồi tớch sụng hiện đại (đới biển nụng ven bờ).
thành bởi dũng súng dọc bờ, phõn bố ở phần cao sỏt chõn đờ quốc gia xuất hiện ở Hải Đụng, Hải Lý cuối Hải Hũa và Hải Thịnh. Bói cỏt là dạng địa hỡnh phõn bố phổ biến, rộng trung bỡnh 150 - 300m, kộo dài khoảng 24km từ Hải Đụng đến Hải Thịnh. Bề mặt bói nghiờng thoải 0,008 – 0,01, cấu tạo bởi cỏt hạt nhỏ lẫn ớt vỏ sinh vật biển. Trờn đới bói cú cỏc đờ cỏt đang đƣợc súng vun tụ, cao 0,5 – 1,5m. Đờ cỏt chạy gần song song với bờ khi thủy triều rỳt thấp cú thể lộ ra.
Đới tiền chõu thổ biến đổi từ 0m hải đồ đến độ sõu 10 - 15m và gồm ba dạng địa hỡnh. Đồng bằng nghiờng gợn súng phỏt triển hệ thống đờ cỏt ngầm tớch tụ dƣới tỏc động mạnh của triều súng. Đồng bằng bào mũn - tớch tụ do tỏc động của súng triều, phõn bố thành dải hẹp kớch thƣớc 700 - 1,500m phớa ngồi đới bói tới độ sõu 6 - 8m, bề mặt nghiờng thoải về phớa đụng khoảng 0,0018 – 0,008. Đồng bằng tớch tụ nghiờng gợn súng, ớt phỏt triển hệ thống đờ cỏt ngầm, phõn bố thành dải kớch thƣớc 5 - 6km ở độ sõu 10 - 25m. Bề mặt dốc thoải về phớa Đụng khoảng 0,001 – 0,0017, cấu tạo bởi bựn sột bột màu nõu hồng.
Đới biển nụng ven bờ cú một dạng địa hỡnh là đồng bằng Prodelta tớch tụ - bào mũn ớt chịu ảnh hƣởng của bồi tớch sụng hiện đại. Chỳng phõn bố phớa ngoài độ sõu 20 - 25m. Bề mặt đồng bằng, hơi gợn súng vỡ cú cỏc nếp nhăn do dũng hải lƣu ven bờ tạo nờn. Hầu hết bề mặt đồng bằng đƣợc phủ sột hoặc sột bột khỏ đồng nhất [16].
2.5. Đặc điểm địa chất khu vực ven biển tỉnh Nam Định
Luận văn tập trung nghiờn cứu ổn định của đờ biển nờn cỏc vấn đề về địa chất liờn quan chủ yếu đến cỏc trầm tớch Đệ tứ. Chớnh vỡ vậy, tỏc giả chỉ thu thập cỏc tài liệu về địa chất Đệ Tứ trong khu vực để phục vụ cho nghiờn cứu.
Trầm tớch Đệ Tứ phõn bố hầu hết diện tớch vựng ven biển Nam Định bao gồm cỏc hệ tầng sau:
2.5.1. Thống Pleistocen
a) Phụ thống Pleistocen hạ
Ở vựng nghiờn cứu, cỏc thành tạo của hệ tầng Lệ Chi khụng lộ ra trờn mặt, chỳng đƣợc mụ tả qua cỏc tài liệu lỗ khoan ở độ sõu từ 71 - 142m trở xuống, bề dày vào khoảng 8 – 34,5m. Trầm tớch của hệ tầng này thƣờng phõn bố trong những đới sụt kiến tạo, kộo dài theo phƣơng Tõy Bắc - Đụng Nam.
Thành phần trầm tớch của hệ tầng Lệ Chi vựng này cú thể đƣợc chia làm 2 tập nhƣ sau:
- Tập 1: Sột, bột lẫn ớt cỏt hạt mịn màu xỏm, xỏm xanh cú di tớch thực vật xen lẫn than bựn mỏng, đỏy cú ớt sạn hạt nhỏ. Bề dày 12,6m.
- Tập 2: bột, bột sột, cỏt mịn màu xỏm, vàng nhạt, ớt sạn nhỏ. Bề dày 4,7m. Bề dày của hệ tầng tại khu vực này vào khoảng 17,3m.
b) Phụ thống Pleistocen trung - thượng
Hệ tầng Hà Nội, nguồn gốc sụng (aQ12-3 hn)
Mặt cắt của hệ tầng gồm 3 tập:
- Tập 1: cỏt, sạn, sỏi màu sỏng, cú lẫn cuội nhỏ thành phần thạch anh, độ mài trũn tốt - trung bỡnh. Bề dày 25,2 – 37,2m.
- Tập 2: cỏt hạt nhỏ - trung, màu xỏm đến xỏm sỏng cú lẫn sạn sỏi thạch anh, silic đƣợc mài trũn tốt, xen kẹp bột sột, lẫn ớt di tớch thực vật. Bề dày 12 - 20m.
- Tập 3: bột sột màu tớm sẫm, xỏm xanh nhạt.
Trong mặt cắt này, trầm tớch của hệ tầng Hà Nội cú kớch thƣớc giảm dần từ dƣới lờn, và đõy cũng là mặt cắt điển hỡnh của một phức hệ tƣớng trầm tớch sụng vựng đồng bằng, trong đú tập 1 và 2 là cỏc trầm tớch hạt thụ thuộc tƣớng lũng sụng và ven lũng, tập 3 là cỏc trầm tớch hạt mịn thuộc tƣớng ven lũng phỏt triển lờn tƣớng bói bồi đồng bằng chõu thổ hoặc tiền chõu thổ.
Hệ tầng Hà Nội phủ khụng chỉnh hợp lờn hệ tầng Lệ Chi và nằm dƣới hệ tầng Vĩnh Phỳc.
Mặt cắt hệ tầng đƣợc mụ tả nhƣ sau:
- Tập 1: cuội, sỏi, cỏt, bột màu xỏm thành phần thạch anh, silic, bề dày 5,5m. - Tập 2: cỏt hạt nhỏ, đều hạt, màu xỏm lẫn bột, sột sạn sỏi nhỏ, dày 2 - 8m. - Tập 3: sột bột màu nõu, nõu thẫm, nõu tớm, phần trờn sột bị phong húa nờn cú màu vàng nhạt, loang lổ, sột dẻo mịn khụng phõn lớp. Thành phần khoỏng vật sột chủ yếu là Kaolinit và Hydromica. Bề dày 3 - 5m.
Hệ tầng chứa cỏc húa thạch Trựng lỗ và Tảo cho tuổi Pleistocen thƣợng.
2.5.2. Thống Holocen
a) Phụ thống Holocen hạ - trung
Hệ tầng Hải Hưng (Q21-2 hh)
Hệ tầng Hải Hƣng bao gồm cỏc trầm tớch đa nguồn gốc: sụng, hồ - đầm lầy, đầm lầy ven biển, chõu thổ và nguồn gốc biển và đƣợc chia làm 2 phụ hệ tầng: phụ hệ tầng dƣới Q21-2 hh1 và phụ hệ tầng trờn Q21-2 hh2. Hệ tầng Hải Hƣng cú cỏc kiểu nguồn gốc sau:
- Trầm tớch sụng - biển (amQ21-2 hh1): Trầm tớch này khụng lộ ra trờn bề mặt mà chỉ gặp trong cỏc lỗ khoan sõu. Thành phần bao gồm: sột bột xỏm nõu nhạt, đụi chỗ xỏm lục cú những vi lớp cỏt hạt mịn, đụi chỗ cú cấu tạo phõn lớp xiờn chộo. Bề dày trầm tớch 9,1m.
- Trầm tớch biển - đầm lầy (amQ21-2 hh1): Trầm tớch này cũng khụng lộ trờn bề mặt, chỉ gặp trong cỏc lỗ khoan, khai đào. Thành phần gồm sột bột, bột sột lẫn cỏt hạt mịn màu tớm, xỏm, xỏm xanh. Bề dày là 24m.
- Trầm tớch biển (mQ21-2 hh1): Trầm tớch biển phụ hệ tầng dƣới chỉ gặp trong cỏc lỗ khoan ở vựng ven biển Hải Hậu và Xuõn Thủy. Chỳng phõn bố ở độ sõu từ 8,5 - 56m, bề dày thay đổi từ 3 - 21,5m. Thành phần chủ yếu là bột cỏt lẫn sột, sột lẫn cỏt màu xỏm.
- Trầm tớch biển (mQ21-2 hh2): Trầm tớch nguồn gốc biển phụ hệ tầng trờn của hệ tầng Hải Hƣng cú thành phần chủ yếu là bột, sột màu vàng nhạt; phần trờn bị phong húa yếu chứa phong phỳ cỏc húa thạch Trũng lỗ và Thõn mềm.
b) Phụ thống Holocen thượng
Hệ tầng Thỏi Bỡnh (Q23 tb)
Trầm tớch của hệ tầng hỡnh thành trong giai đoạn cuối của thời kỳ biển lựi (từ 3.000 năm BP tới nay), gồm nhiều kiểu nguồn gốc: sụng, hồ - đầm lầy, đầm lầy ven biển, chõu thổ và biển. Trong phạm vi vựng nghiờn cứu, cỏc thành tạo của hệ tầng phõn bố rộng khắp dọc theo dải ven bờ với cỏc kiểu nguồn gốc khỏc nhau:
- Trầm tớch nguồn gốc sụng - biển: (amQ23 tb) phỏt triển rộng ở Xuõn
Trƣờng, Giao Thủy, Hải Hậu, Nghĩa Hƣng. Cỏc trầm tớch khụng lộ ra trờn mặt mà chỉ gặp trong cỏc lỗ khoan tay, khoan mỏy. Mặt cắt điển hỡnh tại Hải Hậu cho thấy thành phần trầm tớch gồm bột, sột lẫn ớt cỏt hạt mịn màu nõu, xỏm nõu, xỏm vàng, lẫn vảy muscovit, chứa ớt tàn tớch thực vật.
- Trầm tớch nguồn gốc đầm lầy - biển: (bmQ23 tb) phõn bố ở quanh khu
vực cửa Ba Lạt và cửa Đỏy. Thành phần chủ yếu là cỏt, bột lẫn sột màu xỏm sẫm phỏt triển trong vựng chịu ảnh hƣởng của thủy triều.
- Trầm tớch nguồn gốc biển (mQ23 tb): phõn bố dọc đƣờng bờ từ cửa Ba Lạt đến cửa Đỏy và cồn cỏt xa bờ ngoài cửa Ba Lạt. Cỏt hạt nhỏ màu xỏm, xỏm sẫm, thành phần chủ yếu là thạch anh.
- Trầm tớch nguồn gốc biển - giú (mvQ23 tb): phõn bố thành dải khụng liờn tục dọc theo đƣờng bờ từ cửa Ba Lạt đến cửa Đỏy. Thành phần là cỏt thạch anh xỏm sỏng, hạt nhỏ, độ chọn lọc tốt.
Trầm tớch bề mặt rất đa dạng về nguồn gốc (a, am, m, amb) và kiểu trầm tớch (cỏt, cỏt bột, bột, bột sột, sột), mỗi kiểu lại cú đặc trƣng riờng về cỏc thụng số độ hạt,