TT Tên bão/ATNĐ Số hiệu
Thời gian tồn tại Độ cao sóng (m)
BĐ đƣờng bờ (m) Xu thế BĐ Từ … đến .. Từ đến Từ đến 1 MEKKHALA 7h/14/ -1h/19/1 1,5 2,2 36,2 35,5 -0,7 2 HIGO 19h/7/2-1h/12/2 1,5 2,0 36,0 35,1 -1,0 3 BAVI 19h/11/3-1h/18/3 0,5 1,3 39,0 41,3 2,3 4 MAYSAK ATND 19h/27/3-13h/6/4 0,4 1,7 35,7 33,4 -2,3 5 HAISHEN 7h/4/4-7h/6/4 0,4 0,5 34,0 33,4 -0,5 6 NOUL 19h/3/5-13h/12/5 0,4 0,5 36,5 37,7 1,2 7 DOLPHIN 13h/9/5-1h/21/5 0,3 0,7 38,1 40,2 2,1 8 KUJIRA 1 1h/21/6-19h/24/6 0,5 1,5 40,9 42,3 1,4 9 CHAN-HOM 13h/30/6-7h/13/7 0,5 1,2 39,9 42,6 2,7 10 LINFA 2 13h/2/7-1h/10/7 0,5 1,2 39,1 40,5 1,4 11 NANGKA 19h/13/7-1h/18/7 0,6 1,2 42,5 42,7 0,2 12 HALOLA 7h/13/7-19h/26/7 0,4 0,6 42,3 42,7 0,4 13 SOUDELOR 13h/30/7-19h/9/8 0,3 1,2 41,9 44,5 2,6 14 MOLAVE 13h/7/8-7h/14/8 0,3 1,2 43,9 44,8 0,9 15 GONI 19h/14/8-1h/26/8 0,5 1,0 44,8 45,3 0,5 16 ATSANI 19h/14/8-13h/25/8 0,5 1,0 44,8 45,6 0,8 17 KILO 13h/1/9-19h/11/9 0,3 0,9 43,1 44,3 1,2 18 ETAU 19h/6/9-19h/9/9 0,3 0,9 43,3 44,1 0,8 19 VAMCO 3 19h/13/9-1h/15/9 0,7 1,3 45,2 44,6 -0,6 20 KROVANH 19h/15/9-1h/21/9 0,7 1,3 45,9 44,7 -1,2 21 DUJUAN 19h/22/9-19h/29/9 0,4 0,9 44,8 44,0 -0,8 22 MUJIGAE 4 19h/1/10-7h/5/10 0,4 0,9 44,0 43,8 -0,3 23 CHOI-WAN 7h/2/10-7h/8/10 0,4 0,9 44,0 43,5 -0,5 24 KOPPU 13h/13/10-13h/21/10 1,1 1,9 42,9 42,6 -0,3 25 CHAMPI 19h/13/10-19h/25/10 1,1 1,9 42,9 42,0 -0,9 26 IN-FA 13h/17/11-7h/26/11 0,7 2,3 38,3 37,5 -0,8 27 MELOR 5 7h/11/12-7h/17/12 1,0 3,4 35,9 35,4 -0,5 28 ATND 7h/20/12-7h/21/12 2,1 2,5 34,2 33,8 -0,4
Như vậy, diễn biến vị trí đường bờ có quan hệ mật thiết với sự hiện diện của các đợt gió mùa, các cơn bão và nước dâng. Nguyên nhân của mối quan hệ này là do sóng truyền từ ngồi khơi vào kết hợp với dao động của mực nước làm ảnh hưởng đến bãi biển Nha Trang.
3.3.10. Mối liên hệ giữa biến động đường bờ với mực nước và độ cao sóng
So sánh pha của các kỳ triều trong năm và diễn biến độ cao sóng cho thấy các thời kỳ mực nước cao trùng với thời kỳ độ cao sóng lớn hay các tháng mùa gió đơng bắc. Trong các tháng mùa gió đơng bắc, vị trí đường bờ tiến sâu vào phía lục địa và ngược lại, các tháng mùa gió tây nam, độ cao sóng nhỏ, mực nước thấp thì vị trí đường bờ tiến ra phía biển. Hình 3.41 dưới đây cho thấy mối liên hệ giữa diễn biến của độ cao sóng, mực nước với vị trí đường bờ.
Hình 3. 41. Diễn biến của vị trí đường bờ, độ cao sóng và mực nước (Các giá trị trung bình ngày) (Các giá trị trung bình ngày)
Tiến hành tính tốn hệ số tương quan giữa độ cao sóng, mực nước với vị trí đường bờ (giá trị trung bình ngày) cho thời gian từ 1/1/2014 đến 31/10/2017 thu được:
1. Hệ số tương quan giữa mực nước với vị trí đường bờ: 0,35 2. Hệ số tương quan giữa độ cao sóng với vị trí đường bờ: 0,55 Xét riêng với các mùa, hê ̣ số tương quan thu được như sau:
3. Tương quan giữa độ cao sóng với vị trí đường bờ trong thời kỳ mùa gió đơng bắc: 0,66
4. Tương quan giữa mực nước với vị trí đường bờ trong thời kỳ mùa gió đơng bắc: 0,03
5. Tương quan giữa độ cao sóng với vị trí đường bờ trong thời kỳ gió mùa tây nam: 0,25
6. Tương quan giữa mực nước với vị trí đường bờ trong thời kỳ gió mùa tây nam: 0,45
Xét tổng thể tương quan giữa độ cao sóng với vị trí đường bờ lớn hơn so với tương quan của mực nước với vị trí đường bờ hay độ cao sóng có ý nghĩa lớn hơn so với mực nước trong diễn biến đường bờ.
Trong mùa gió đơng bắc , hệ sớ tương quan giữa đô ̣ cao sóng và vị trí đường bờ tăng lên (0,66 >0,55) và hệ số tương quan của mực nước so với vị trí đường bờ giảm x́ng (0,03<0,35). Như vâ ̣y, vai trò của sóng trong các tháng mù a gió đơng bắc chiếm ưu thế so với vai trò của mực nước đến quá trình diễn biến đường bờ . Trong mùa gió tây nam, độ cao sóng nhỏ (phần lớn nhỏ hơn 0,5m) thì vai trị của sóng lại giảm so với vai trò của mực nước đến quá trình diễn biến đường bờ.
3.4. Kết quả phân tích các hàm điều hịa
Trong mục này, nghiên cứu sinh đã áp dụng phương pháp phân tích hàm điều hịa để phân tích và đánh giá kết quả mô phỏng biến đổi đường bờ. Từ đó, đã xác định được quy mô thời gian của các tác động và nguyên nhân làm biến động bãi biển.
Sử dụng kết quả mơ hình trích xuất tại vị trí X = 200m để phân tích, kết quả các thành phần điều hịa đươ ̣c trình bày trong bảng 3.8 dưới đây:
Bảng 3.8. Kết quả phân tích hàm điều hịa vị trí đường bờ
Trung bình: µ = 27,4m Phương sai: Dy = 17,3
Chu kỳ T = P/i (ngày) % đóng góp vào phương sai Hài điều hịa thứ i Ai (m) Bi (m) Ci (m) – biên độ của hài i 𝜏𝑖 (ngày) – pha ban đầu
1 -0,33 -0,74 0,81 621,03 1097,00 1,5
2 0,24 -0,40 0,46 226,80 548,50 0,5
5 0,16 0,44 0,47 12,19 219,40 0,5 6 -0,82 -2,17 2,32 101,90 182,83 12,0 7 -0,04 0,39 0,40 154,31 156,71 0,3 8 0,17 0,08 0,19 25,00 137,13 0,1 9 -0,07 0,29 0,30 117,44 121,89 0,2 10 0,43 0,21 0,48 19,51 109,70 0,5 11 0,36 -0,31 0,48 36,22 99,73 0,5 12 0,17 0,14 0,22 12,77 91,42 0,1 13 0,25 -0,01 0,25 21,47 84,38 0,1 14 -0,09 -0,18 0,20 44,80 78,36 0,1 15 -0,25 0,00 0,25 54,73 73,13 0,1 19 -0,06 -0,27 0,27 30,84 57,74 0,2 20 -0,15 0,33 0,36 51,14 54,85 0,3 21 -0,08 -0,36 0,37 28,01 52,24 0,3 24 -0,20 -0,13 0,24 29,89 45,71 0,1 25 0,25 0,05 0,26 9,53 43,88 0,2 27 0,07 0,22 0,23 1,88 40,63 0,1 33 -0,10 0,15 0,18 30,17 33,24 0,1 35 0,02 0,17 0,17 0,51 31,34 0,1 41 0,15 0,03 0,16 5,78 26,76 0,1 43 0,20 0,01 0,2 6,11 25,51 0,1 45 0,27 0,03 0,27 5,7 24,38 0,2 49 0,22 0,07 0,23 4,56 22,39 0,1 … … … … … … …
Kết quả phân tích cho thấy, biến đổi của vị trí đường bờ chủ yếu do 3 thành phần chính quyết định:
- Thành phần thứ 2 ứng với số hiệu i = 3, có chu kỳ 365 ngày, biên độ 6m, pha ban đầu 86 ngày, góp 80,3 % vào phương sai chung của dao động.
- Thành phần thứ 3 ứng với số hiệu i = 6, có chu kỳ 182 ngày, biên độ 2,3m, pha ban đầu 101 ngày, góp 12 % vào phương sai chung của dao động.
- Thành phần thứ nhất ứng với số hiệu i = 1, có chu kỳ bằng 1097 ngày (3 năm), biên độ bằng 0,81m, pha ban đầu bằng 621 ngày, dao động này gây nên 1,5 % phương sai chung của dao động trong 3 năm.
- Cịn lại là các thành phần có chu kỳ dao đô ̣ng biến thiên từ quy mô sự kiê ̣n đến quy mô tháng chi ếm tỷ trọng 7,7% nhưng lại gây ra biến động vị trí đường bờ cục bộ và làm biến động bãi biển.
Hình 3. 42. So sánh diễn biến đường bờ sau khi lọc chu kỳ nửa năm, 1 năm và 3 năm
Tổng hơ ̣p hai thành phần i=3 và i= 6 đóng góp 92,3% phương sai vào dao động năm. Kết hợp hai dao động này tạo nên biến trình điển hình gồm cực đại của vị trí đường bờ vào các thời điểm tháng 8 (trong mùa gió tây nam) và cực tiểu vào tháng 1 (trong mù a gió đơng bắc) đặc trưng cho bãi biển Nha Trang (hình 3.42, đồ thị (2)).
Như vâ ̣y, qua việc phân tích đã xác định được các thành phần gây biến động vị trí đường bờ với chu kỳ , biên đô ̣ và pha khác nhau . Từ đó, viê ̣c dự báo được diễn biến đường bờ theo công thức (2.23) với các tham số xác định trong bảng 3.7. Hình 3.43 dưới đây so sánh kết quả phân tích hàm điều hịa, kết quả dự báo của mơ hình biến động đường bờ và kết quả xử lý ảnh camera trong giai đoạn từ 5/2013 đến 5/2015.
Hình 3. 43. Diễn biến đường bờ theo các phương pháp tại vị trí x =200m
3.5. Các nguyên nhân gây biến động đường bờ
Biến đổi vị trí đường bờ được phân tích thành các thành phần với các biên đô ̣ và chu kỳ khác nhau cho thấy :
1) Các thành phần có quy mơ ngắn hạn , quy mô sự kiện làm đường bờ biến đổi cục bộ và bãi biển được khôi phục lại sau mỗi sự kiện đó.
2) Các thành phần có chu kỳ b iến động theo mùa , gắn liền vớ i quy mơ của gió mùa đông bắc và tây nam làm đường bờ biến đổi theo chu kỳ mùạ
3) Các thành phần có chu kỳ dao động nửa năm và m ột năm có thể liên quan chu kỳ lũ gắn liền với khả năng cung cấp nguồn trầm tích của sơng Cáị
Các kết quả phân tích ảnh vệ tinh cho thấy:
4) Q trình xói bãi biển xuất hiện đồng thời với sự biến mất của doi cát tại cửa sông. Như vậy, nguyên nhân này có thể do sự biến đổi về nguồn trầm tích sau khi xây cầu Trần Phú và kè bờ cơng viên Yersin.
Kết quả tính tốn dịng vận chuyển dọc bờ cho thấy:
5) Bãi biển trung tâm thuộc bờ tây của vịnh trước đây có xu thế đang hướng về trạng thái ổn định sau một khoảng thời gian xói do tác động của cơng trình. Do đó, có thể tồn tại quá trình vận chuyển trầm tích ngang bờ làm xói bãi biển hoặc thiếu hụt nguồn trầm tích từ cửa sơng Cáị Tuy nhiên, dòng vận
chuyển ngang bờ xảy ra với quy mô sự kiện, chỉ chiếm tỷ trọng nhỏ (theo kết quả phân tích hàm điều hòa) và như vậy chỉ còn nguyên nhân thiếu hụt nguồn trầm tích từ phía cửa sơng Cáị
Tổng hợp các nguyên nhân trên cho thấy, sự thiếu hụt nguồn trầm tích từ sông Cái kết hợp với điều kiện sóng, mực nước trong gió mùa gió đơng bắc là nguyên nhân chính gây biến đổi bãi biển trung tâm thuộc bờ tây của vịnh Nha Trang. Như vậy, nguyên lý chung cho quá trình biến đổi bãi biển trung tâm thuộc bờ tây của vịnh Nha Trang được thể hiện trên hình 3.44.
Hình 3. 44. Sơ đồ nguyên lý biến đổi bãi biển thuộc bờ tây của vịnh Nha Trang
Vào mùa gió đơng bắc, sóng gây vận chuyển dọc bờ hướng xuống phía Nam, gây mất cân bằng bùn cát dọc bờ. Kết hợp với nguồn trầm tích suy giảm phía cửa sông khiến cho bãi biển trung tâm thuộc bờ tây bị xói (đường nét đứt).
Mùa gió tây nam dòng vận chuyển dọc bờ hướng lên phía Bắc nhỏ, không cân bằng với lượng vận chuyển xuống phía Nam trong mùa gió đơng bắc khiến cho bãi biển có xu thế bị xói trong mỗi một năm.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN
Luận án đã tập hợp và hệ thống hố một cách tồn diện các cơng trình nghiên cứu đã công bố về biến đổi đường bờ và bãi biển khu vực bờ tây vịnh Nha Trang. Đã thu thập, xử lý, cập nhật cơ sở dữ liệu về trường sóng, dịng chảy, mực nước, trầm tích, biến đổi đường bờ và bãi biển trung tâm thuộc bờ tây của vịnh Nha Trang. Cơ sở dữ liệu này cho phép triển khai các cơng cụ phân tích, chuẩn đốn và dự báo dài hạn biến đổi bãi phục vụ quy hoạch phát triển bền vững dải ven biển.
Lựa chọn phương pháp, xây dựng công cụ và ứng dụng thành cơng bộ các mơ hình số trị kết hợp với chương trình xử lý ảnh camera và các công cụ xử lý, phân tích thống kê mô phỏng quy luật biến động các nhân tố thủy động lực và hình thái bãi biển trung tâm thuộc bờ tây vịnh Nha Trang, đáp ứng nhu cầu mô phỏng dài hạn, cụ thể là:
(i). Nghiên cứ u và triển khai thành công mô hình tính sóng EBED và áp du ̣ng khơi phục trường sóng cho vịnh Nha Trang. Mơ hình tính sóng được hiệu chỉnh và kiểm chứng với số liệu trong phịng thí nghiệm và thực đọ Các kết quả về đặc trưng trường sóng chi tiết cho vịnh Nha Trang là đáng tin cậy phục vụ cho việc tính tốn dịng vận chuyển dọc bờ, xác định độ sâu tới hạn theo mùa và biến đổi đường bờ.
(ii). Lựa chọn phương pháp, xây dựng công cụ và ứng dụng thành cơng mơ hình số tính tốn biến đổi đường bờ cho bãi biển trung tâm thuô ̣c bờ tây của vịnh Nha Trang. Mơ hình dự báo biến động đường bờ được hiệu chỉnh và kiểm chứng với các chuỗi số liệu dài ngày, độc lập thời gian và cho kết quả tốt được đánh giá thông qua chỉ số NMSẸ Qua đó, xác định được bộ các tham số mơ hình cho bãi biển trung tâm thuộc bờ tây của vịnh Nha Trang phục vụ cho công tác mô phỏng và dự báo biến động bãi biển.
(iii). Các kết quả từ mơ hình dự báo biến động đường bờ được phân tích và xử lý theo phương pháp hàm điều hịa đã xác định được các q trình chủ đạo ảnh hưởng tới sự biến động của đường bờ. Cụ thể, các q trình có quy mơ mùa do gió mùa đơng bắc và gió mùa tây nam; Q trình có quy mơ nửa năm do biến động mực nước; Q trình có quy mơ một
năm do lũ từ sông Cáị
(iv). Nghiên cứu và áp du ̣ng thành công mô hình xác định đường bờ từ ảnh viễn thám (camera, ảnh vệ tinh) giám sát bãi biển trung tâm thuộc bờ tây vịnh Nha Trang.
Những kết quả thu được của luận án đã góp phần bổ sung và tạo tiền đề cho những yêu cầu nghiên cứu mô phỏng tiến tới cảnh báo và dự báo biến đổi trung và dài hạn đường bờ và bãi biển ở nước ta trong bối cảnh phát triển bền vững và thích ứng với biến đổi khí hậụ
KIẾN NGHỊ
Ứng dụng kết quả nghiên cứu: Kết quả nghiên cứu này có thể được tham khảo cho
các nhà hoạch định chính sách, kỹ thuật cơng trình phục vụ thiết kế và vận hành trong việc duy trì các tiện ích các bãi biển của vịnh Nha Trang.
Định hướng nghiên cứu tiếp theo:
- Nghiên cứu phát triển thành mơ hình kết hợp giám sát, dự báo và cảnh báo biến đổi đường bờ và biến đổi trắc ngang bãi biển.
- Nghiên cứu phát triển mơ hình mở rộng khả năng ứng dụng cho các khu vực khác của nước tạ
- Nghiên cứu phát triển mô hình xử lý và xác định đối với các tham số sóng ven bờ từ ảnh camerạ
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: (Đề tài, dự án, bài báo tiếng Việt)
1. NUFU (2010), Nghiên cứu điều kiện thuỷ động lực và mơi trường ven biển Khánh Hồ
phục vụ nuôi trồng thuỷ sản và quản lý đới bờ. Báo cáo Dự án hợp tác quốc tế Việt Nam-
Na Uỵ
2. UBND tỉnh Khánh Hịa (2017), Xác định các khu vực có khả năng cải tạo, phát triển bãi biển nhân tạo và đề xuất các phương án bảo vệ bãi biển tự nhiên trong vịnh Nha Trang. Báo cáo tổng kết Đề tài cấp tỉnh.
3. Bộ KH&CN, Báo cáo Đề tài cấp nhà nước, KHCN-06.08, Nghiên cứu quy luật và dự báo xu thế bồi tụ-xói lở vùng ven biển và cửa sông Việt Nam.
4. Sở KH&CN tỉnh Khánh Hịa, Đặc điểm Khí hậu và Thuỷ văn tỉnh Khánh Hoà, (2012 đến 2016)
5. Nguyễn Trung Việt (2014), Nghiên cứu chế độ thủy động lực và vận chuyển bùn cát vùng cửa sơng, bờ biển vịnh Nha Trang, tỉnh Khánh Hịa. Báo cáo Đề tài Nghị định thư
giữa Việt Nam và Cộng Hòa Pháp.
6. Nguyễn Trung Việt (2016), Nghiên cứu các đặc trưng động học hình thái vùng vịnh và
đề xuất ứng dụng các giải pháp tái tạo nâng cấp bãi biển Nha Trang, tỉnh Khánh Hịa có