Chế độ gió:
Khu vực vịnh Nha Trang chịu sự tác động của hệ thống gió mùa đơng bắc (NE) mạnh hơn gió mùa tây nam (SW). Gió mùa NE và SW khi vào vùng ven bờ vịnh Nha Trang, chịu sự ảnh hưởng của yếu tố địa phương, hướng gió thay đổi, ngồi các hướng chính là NE (trong mùa gió NE) và SW (trong mùa gió SW), cịn có các hướng gió khác với tần suất xuất hiện khá lớn.
Số liệu thống kê gió từ 1995 đến 2014 tại trạm khí tượng Nha Trang cho thấy: Gió khu vực vịnh Nha Trang mang đặc trưng của đặc điểm gió ven bờ Khánh Hịa, là chế độ gió mùa nhiệt đới (Đơng bắc, tây nam) và gió Đất – Biển. Hàng năm, khu vực Nha Trang có 02 mùa gió là mùa gió mùa gió đơng bắc bắt đầu từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, mùa gió tây nam bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 8, tháng 4 là thời kỳ chuyển từ gió mùa gió đơng bắc sang gió mùa tây nam, cuối tháng 9- đầu tháng 10 là thời kỳ chuyển từ gió mùa tây nam sang gió mùa gió đơng bắc. Tốc độ gió trung bình các tháng mùa gió đơng bắc (từ 2,7 đến 4,1 m/s) lớn hơn đáng kể so với các tháng gió mùa tây nam (từ 1,5- 1,8 m/s). Trong mùa gió mùa gió đơng bắc, hướng gió chủ yếu là N đến NE với tần suất xuất hiện từ 19,4- 35,8 %. Trong
mùa gió mùa tây nam hướng gió chủ yếu là SW với tần suất xuất hiện từ 19,8- 24,4 %. Trong các tháng chuyển mùa gió có tần suất gió thịnh hành nhỏ hơn các thời kỳ gió mùa ổn định và phát triển mạnh; các tháng chuyển mùa có hướng gió khơng ổn định. Tần suất lặng gió các tháng gió mùa gió đơng bắc (từ 17,4- 31,3%) nhỏ hơn đáng kể các tháng gió mùa tây nam (từ 40,8- 44,8%). Tốc độ gió mạnh nhất thường xảy ra trong các đợt gió mùa gió đơng bắc hoặc gió mùa tây nam có cường độ mạnh bột phát (15 - 24m/s), có thể đạt 30m/s như trong trường hợp cơn bão ngày 10/11/1998 [Nguyễn Trung Việt, 2014].
Đặc điểm về bão: Bão xuất hiện tương đối ít. Mùa bão đến muộn, từ tháng 10
đến tháng 11. Tháng 12 ở Khánh Hòa còn khả năng gặp bão, nhưng thường là bão yếụ Thống kê các cơn bão và áp thấp nhiệt đới hoạt động tại vùng biển Khánh Hoà và lân cận cho thấy bão và áp thấp nhiệt đới xuất hiện chủ yếu vào tháng 10 (32,8%), tháng 11 (41,8%) và tháng 12 (13,4%) [Bùi Hồng Long, 2009]. Thống kê các cơn bão ảnh hưởng trực tiếp tới Khánh Hòa từ 1998 tới 2016 cho thấy một số cơn bão điển hình tác động mạnh đến vịnh Nha Trang như bão Kyle (11/1993) và Lola (12/1993) đã gây ra sóng cực đại ngồi khơi Khánh Hoà > 13m và chu kỳ ≈ 15s. Đặc biệt, thời kỳ xuất hiện nhiều bão và áp thấp nhiệt đới trên vùng biển Khánh Hòa là thời kỳ gió mùa đơng bắc hoạt động, cũng là thời kỳ mùa mưa ở Khánh Hòa [Nguyễn Trung Việt, 2014].
Bảng 1.3. Thống kê các cơn bão ảnh hưởng trực tiếp đến tỉnh Khánh Hòa
Năm Tên Bão Ngày ảnh hƣởng Cấp độ bão
1998 CHIP 12 - 14/11 7 - 8 DAWN 18 - 20/11 7- 8 FAITH 10 - 15/12 11- 12 1999 ATNĐ 14 - 16/12 6 2001 LINGLING 9 - 12/11 11 - 12 2008 NOUL 15 - 17/11 9 - 10 2009 MIRINAE 29/10 - 03/11 11 - 1 2
Chế độ sóng: Số liệu sóng thu thập từ Cục Hải dương và Khí quyển quốc gia Mỹ
(NOAA) từ năm 1997 đến 2016 cho thấy sóng khu vực ngồi khơi vịnh Nha Trang phân theo mùa rõ rệt. Từ tháng 10 năm trước đến tháng 4 năm sau, sóng có hướng chủ đạo là Đông Bắc, với độ cao lớn nhất từ 2-4m vào các tháng 11, 12 và tháng 1. Đây chính là thời
kỳ sóng ngồi khơi truyền vào vịnh mạnh nhất và ảnh hưởng đến bờ -bãi biển. Từ tháng 4 đến tháng 9, sóng ngồi khơi có hướng chủ đạo là tây nam, sóng trong vịnh có hướng Đơng Nam, chiều cao sóng nhỏ, tuy nhiên cũng xuất hiện sóng đến 3m khi có thời tiết cực đoan và sóng hướng Đơng hoặc Đơng Bắc truyền vàọ
Hoa sóng mùa gió đơng bắc Hoa sóng mùa gió tây nam Hoa sóng (nhiều năm) Hình 1.17. Hoa sóng ngồi khơi vịnh Nha Trang (vẽ từ nguồn số liệu NOAA)
Chế độ thủy văn: Lượng nước ngọt đổ vào vịnh Nha Trang chủ yếu từ sơng
Cái với lưu lượng trung bình 2226 km3/năm, nước sơng Tắc chỉ tác động chủ yếu tại phần phía Nam của vịnh. Các hình dưới đây cho thấy sự biến đổi của lưu lượng trung bình tháng nước sơng Cái tại trạm Đồng Trăng.
Hình 1.18. Diễn biến lưu lượng trung bình tháng sông Cái (Nguồn số liệu Trạm Đồng Trăng)
Chế độ mực nƣớc: Thủy triều có chế độ nhật triều khơng đều với độ lớn nhỏ hơn
2m. Biến trình năm mực nước trung bình tháng có cực tiểu vào tháng 7 và cực đại vào tháng 11 với độ lệch có thể đạt tới 30cm. Trong những năm từ 2016 về trước, khơng có cơn bão và áp thấp nhiệt đới nào trực tiếp đổ bộ gây nước dâng bão, các đợt sóng lớn do bão và khơng khí lạnh hoạt động trên Biển Đơng đã tạo nên nước dâng do sóng (NDS) đáng kể.
20% 40% 60% 80% WEST EAST SOUTH NORTH 0 - 0.5 0.5 - 1 1 - 1.5 1.5 - 2 2 - 3 3 - 4 >=4 Hs (m) 20% 40% 60% 80% WEST EAST SOUTH NORTH 0 - 0.5 0.5 - 1 1 - 1.5 1.5 - 2 2 - 3 3 - 4 >=4 Hs (m) 20% 40% 60% 80% WEST EAST SOUTH NORTH 0 - 0.5 0.5 - 1 1 - 1.5 1.5 - 2 2 - 3 3 - 4 4 - 5 Hs (m) 20% 40% 60% 80% WEST EAST SOUTH NORTH 0 - 0.5 0.5 - 1 1 - 1.5 1.5 - 2 2 - 3 3 - 4 >=4 Hs (m) 20% 40% 60% 80% WEST EAST SOUTH NORTH 0 - 0.5 0.5 - 1 1 - 1.5 1.5 - 2 2 - 3 3 - 4 >=4 Hs (m) 20% 40% 60% 80% WEST EAST SOUTH NORTH 0 - 0.5 0.5 - 1 1 - 1.5 1.5 - 2 2 - 3 3 - 4 4 - 5 Hs (m) 20% 40% 60% 80% WEST EAST SOUTH NORTH 0 - 0.5 0.5 - 1 1 - 1.5 1.5 - 2 2 - 3 3 - 4 4 - 5 Hs (m) 10% 20% 30% 40% WEST EAST SOUTH NORTH 0 - 0.5 0.5 - 1 1 - 1.5 1.5 - 2 2 - 3 3 - 4 >=4 Hs (m)
Hình 1.19. Mực nước trung bình ngày thực đo và sau khi loại bỏ nước dâng (Nguồn: Số liệu thực đo tại trạm Cầu Đá, Nha Trang) (Nguồn: Số liệu thực đo tại trạm Cầu Đá, Nha Trang)
Trên hình 1.19 dẫn ra đường biến trình mực nước trung bình ngày từ 2013 đến 2016 quan trắc được tại trạm hải văn Cầu Đá cho thấy ảnh hưởng của nước dâng sóng lên mực nước khu vực. Chẳng hạn như các ngày từ 11 đến 14/6 có cơn bão Bebinca, 26/7-3/8 là cơn bão Jebi, tiếp đến là áp thấp nhiệt đới (ATNĐ) 18W (ngày 21/9) và cơn bão số 10 (Wutip) đổ bộ vào bờ biển phía Bắc gây nên sóng và NDS đáng kể. Đặc biệt các cơn bão Nari (13/10/2013) và Hayian (9-10/11/2013) gây sóng và NDS. Có thể ước tính nước dâng do sóng là chủ yếu trong mùa bão và gió mùa gió đơng bắc, khi độ cao sóng tại giữa vịnh lớn hơn 1-1,5m, NDS có thể đạt trên 40cm.
Đặc điểm về trầm tích: Trầm tích ven bờ chủ yếu là cát hạt nhỏ đến hạt trung.
Sự phân dị cơ học thể hiện rõ nét từ Bắc vào Nam theo mùa, kích thước hạt giảm dần từ Bắc xuống Nam trong mùa gió đơng bắc và kích thước hạt giảm dần từ Nam đến Bắc trong mùa gió tây nam [Nguyễn Trung Việt, 2014].
Bãi biển Hòn Chồng: vùng sóng tràn chủ yếu là cát hạt mịn.
Khu vực cửa sơng Cái: trầm tích đáy chủ yếu là bùn và cát hạt mịn. Bãi biển Nha Trang (từ cửa sơng Cái về phía Qn cảng):
+ Vùng sóng tràn: kích thước cát tăng dần từ hạt mịn (Khách sạn Bộ Công An) đến hạt thô (Quân cảng).
+ Trầm tích đáy: Khu vực Khách sạn Bộ Công An chủ yếu là cát hạt mịn và hạt vừa từ ven bờ ra phía ngồi khơi khoảng 800m chủ yếu là cát hạt mịn và hạt vừa, khu vực ngoài khơi cách bờ khoảng 1.000m chủ yếu là bùn và bùn lẫn cát hạt mịn (hình 1.20).
Về phía Quân cảng, phạm vi phân bố cát hạt mịn và hạt vừa lẫn hạt thô trong khoảng từ ven bờ ra phía ngồi khơi khoảng 350m, khu vực ngồi khơi cách bờ khoảng 550m chủ yếu là bùn và bùn lẫn cát hạt mịn.
Hình 1.20. Các vị trí có mẫu trầm tích
Các giá trị D50 của các mẫu trầm tích được tập hợp tại phần thềm bãi của tất cả các trắc ngang dọc theo đường bờ cho thấy không tồn tại quy luật rõ ràng nào (kích thước tăng dần hoặc giảm dần). Giá trị D50 nhỏ nhất là 0,490mm tại trắc ngang 5 và lớn nhất là 1,24mm tại trắc ngang 8.
Tại trắc ngang 1, D50 tăng dần từ 0,214 đến 0,657 mm theo hướng từ ngoài khơi vào bờ. Tại trắc ngang 4, D50 nhỏ nhất là 0,385 mm tại phía dưới thềm bãi và lớn nhất là 0,74
mm tại phần ngập nước.Tại trắc ngang 8, D50 lớn nhất là 1,24mm tại vị trí trên thềm bãi và nhỏ nhất là 0,409mm tại giới hạn trên của vùng sóng tràn.
Về mặt lý thuyết, trầm tích mịn sẽ vận chuyển xa dần cửa sơng và trầm tích sẽ thơ hóa dần khi tiến gần về cửa sơng. Dịng chảy rối cửa sơng vận chuyển trầm tích mịn ra phía xa bờ và sau đó dịng dọc bờ sẽ mang chúng đị Lý thuyết này có dấu hiệu khơng phù hợp với trầm tích tại bãi biển Nha Trang vào thời điểm tháng 4 năm 2015. Trầm tích thơ nhất xuất hiện tại các vị trí lấy mẫu phía Nam. Điều này có thể do sóng trong vịnh Nha Trang bị chắn bởi các đảo và núi trở nên yếu dần về phía Nam. Độ dốc của bãi biển tại các vị trí lấy mẫu này rất lớn và kích thước hạt thơ dần ra ngồi, phù hợp với phân bố lý thuyết của trầm tích. Các trắc ngang tại các vị trí lấy mẫu từ khu vực kè Yersin đến nhà khách 378 có độ dốc lớn và kích thước hạt thô. Độ dốc lớn của trắc ngang thường cho thấy bãi bị xóị Ảnh hưởng theo mùa thể hiện rõ ở sự khác nhau của trầm tích ở các lớp sâu, tồn tại sự khác biệt đáng kể của D50 giữa các lớp tại các vị trí của trắc ngang từ thềm bãi đến giới hạn trên của vùng sóng tràn. Sự khác nhau giữa trầm tích của các lớp sâu là do giữa các mùa có các điều kiện khí hậu khác nhau và trầm tích có các đặc trưng khác nhau bị vận chuyển hướng vào bờ. Điều đó cũng cho thấy rằng sự trao đổi nhỏ của trầm tích giữa thềm bãi và giới hạn trên của vùng sóng tràn. Từ phần dưới vùng sóng tràn ra sâu hơn, D50 tương tự nhaụ
Biến động đƣờng bờ và bãi biển Nha Trang: Hiện tượng biến đổi bờ - bãi đã xảy
ra trên 4,3 km bờ biển bên phải cửa sông Cái và xảy ra nghiêm trọng hơn trong những năm gần đâỵ Các dữ liệu về ảnh vệ tinh và từ Google Earth (từ 2002 đến 2013), ảnh xiên chụp năm 2009 bởi Viện Hải dương học – Nha Trang, ảnh từ hệ thống camera quan trắc bãi biển theo thời gian thực cho thấy đường bờ tiến về phía biển vào mùa gió tây nam (bồi) và thụt lùi vào các tháng mùa gió đơng bắc (xói) [Nguyễn Trung Việt, 2014, Đinh Văn Ưu, 2012].
Khoảng dao động của đường bờ giữa hai mùa trong năm khá lớn, có thể đạt đến 12m như được thể hiện ở hình 1.22. Trong số các tác nhân động lực gây biến đổi bờ và bãi biển thì vai trị của sóng là quan trọng. Do vậy, việc khơi phục trường sóng cho vịnh Nha Trang có ý
nghĩa thiết thực đối với nghiên cứu về biến đổi bờ - bãi biển. Nguyên nhân và cơ chế làm biến đổi bờ-bãi biển Nha Trang vẫn đang được các nhà khoa học quan tâm tiếp tục nghiên cứụ
Hình 1.22. Vị trí đường bờ tại các thời điểm trong những năm gần đây [Nguyễn Trung Việt 2014; Lê Thanh Bình 2017] 2014; Lê Thanh Bình 2017]
Hình 1.23. Ảnh chụp bãi biển Nha Trang, mùa gió đơng bắc và mùa gió tây nam năm 2013 [Nguyễn Trung Việt 2014; Lê Thanh Bình 2017] [Nguyễn Trung Việt 2014; Lê Thanh Bình 2017]
Hình 1.24. Một số hình ảnh bãi biển mùa gió đơng bắc (trái) và mùa gió tây nam (phải) [Nguyễn Trung Việt 2014; Lê Thanh Bình 2017]
Biến động bãi biển: Kết quả đo trắc ngang vào các thời điểm của các năm 2009, 2008, 2007 và 2015 tại các vị trí dọc bờ cho thấy bãi biển có sự biến động theo mùa rõ ràng.
Hình 1.25. Biến động bãi biển qua các năm [Nguyễn Trung Việt 2014; Lê Thanh Bình 2017]
Tại MC1, bãi biển có bề rộng là 31,2 (m) và là bãi hẹp nhất so với các trắc ngang khác.
Tại MC2, số liệu đo tháng 3/2015 cho thấy độ cao của bãi lớn hơn so với các năm trong quá khứ nhưng có độ rộng nhỏ hơn so với tháng 8 năm 2008 (45m).
Tại MC3, bãi biển có độ cao lớn nhất và độ rộng lớn nhất là 57,1m vào tháng 8/2008. Số liệu đo trong các năm 2007 đến 2009 cho thấy độ rộng của bãi biến đổi từ 48,4 đến 50m. Số liệu đo tháng 3 năm 2015 cho thấy bãi biển bị xói, độ rộng 49,5m.
Tại MC4, bãi biển hẹp nhất (46,3m) và độ cao thấp nhất vào tháng 3/2015. Độ rộng lớn nhất là 53,7m vào tháng 8/2008.
Như vậy, số liệu thực đo qua các năm cho thấy phần bãi biển ngập nước tại các vị trí từ Bắc xuống Nam đều có xu thế xóị
1.6. Xu thế diễn biển bãi biển thơng qua phân tích ảnh vệ tinh Landsat
Cửa sơng Cái có thể là một trong các ngun nhân gây ra q trình bồi xói ở bãi biển phía Bắc và phía Nam. Chính vì vậy, việc phân tích diễn biến cửa sơng này góp phần bổ sung thêm thơng tin về ngun nhân gây bồi xói khu vực bãi biển Nha Trang. Cửa sông Cái và bãi biển quan tâm của luận án được phân tích qua ảnh vệ tinh nhằm xác định xu thế diễn biến qua các thời kỳ của đường bờ. Ngoài các ảnh vệ tinh Landsat được thu thập ở trên, dữ liệu GIS của Google Earth được sử dụng để tiến hành phân tích diễn biến khu vực nghiên cứu ở mức độ chi tiết hơn.
Kết quả phân tích tại khu vực cửa sơng Cái: Kết quả phân tích cho thấy, trong
thời gian từ năm 1988 đến năm 2014 thì khu vực cửa sông Cái có biến động mạnh nhất, đặc biệt là mũi cát (spit) phía Nam cửa sơng.
Hình 1.26. Diễn biến cửa sơng Cái thời kì
1988-1995 Hình 1.27. Diễn biến cửa sơng Cái thời kì 1988-1999 – 2014
Hình 1.28. Diễn biến cửa sơng Cái thời kì
tháng 6/1988 và tháng 6/1996 Hình 1.29. Diễn biến cửa sơng Cái thời kì tháng 2,6,8 năm 1996 và tháng 3/1997
So với sự biến động của các cửa sông khu vực miền Trung, cửa sông Cái của vịnh Nha Trang là một cửa sơng có mức độ biến động nhẹ và ổn định theo thời gian. Từ năm 1988 đến năm 1995 hầu như khơng có sự thay đổi, độ rộng cửa sông dao động trong khoảng từ 80-120m. Đến năm 1997, có sự thay đổi về hình dạng của mũi cát phía Nam.
Các cửa sơng miền Trung thường có chu kì biến động theo mùa, tại sơng Cái từ tháng 10 năm trước tới tháng 2 năm sau là thời kì gió mùa gió đơng bắc, sóng biển khá lớn và từ tháng 3 đến tháng 10 là thời kỳ gió mùa tây nam, sóng khá lặng.
Có thể kết luận, của sông Cái là một cửa sông ổn định, chỉ có các biến động rất nhẹ và khơng đáng kể, sau lũ cửa sông này cũng rất nhanh lấy lại thế cân bằng mớị Ngay cả sau khi có dự án xây cầu Trần Phú vào năm 1999, hồn thiện vào năm 2002 vẫn thấy có sự tồn tại của hai mũi cát.
Diễn biến bãi biển:
Dưới đây là kết quả phân tích biến động đường bờ các thời kì từ năm 1988 đến năm 2014 nhằm tìm ra cơ chế bồi xói tại nơi nàỵ
Hình 1.30. Biến động đường bờ khu vực phía
trước UBND tỉnh thời kì 1988-2014 Hình 1.31. Biến động đường bờ khu vực phía trước UBND tỉnh thời kì tháng 4/1995, tháng 2, 6/1996
Kết quả cho thấy theo thời kì dài hạn từ năm 1988 – 2014 khu vực bãi giáp cửa có biến động mạnh bao gồm hiện tượng mất bãi cát và xu thế biển tiến vào thời kì 2013, 2014, khoảng cách đo được là khoảng 10m. Vào tháng 2 năm 1996 khu vực bãi biển phía trước