BIẾN ĐỔI ĐỊA HèNH ĐÁY VÙNG BIỂN CỬA SễNG THU BỒN THEO CÁC Mễ HèNH TÍNH
4.1. CÁC THAM SỐ ĐẦU VÀO CHO CÁC Mễ HèNH
Từ cỏc kết quả đĩ đƣa ra ở chƣơng 3, tham khảo những kết quả nghiờn cứu trƣớc đú đĩ lựa chọn những tham số để đƣa vào tớnh toỏn nhƣ sau
4.1.1. Địa hỡnh đỏy ban đầu
Địa hỡnh ban đầu cú tần quan trọng đặc biệt trong tớnh toỏn. Mức độ chi tiết của địa hỡnh đƣa vào tớnh toỏn quyết định tới độ chớnh xỏc của kết quả tớnh. Phần trong sụng, khu vực biển lõn cận Cửa Đại đƣợc lấy từ bản đồ tỉ lệ 1/25.000, đo đạc 9/2001 [35, 36] và cỏc tờ HỘI AN D-49-1-B (6640 I); CÙ LAO CHÀM D-49-2-A (6740 IV) [13]. Ngồi ra phần ngập nƣớc ven bờ, kộo dài khoảng 2,5 km phớa bờ bắc và 1,5 km bờn bờ nam, tới độ sõu 18 m, cũn đƣợc hiệu chỉnh từ kết quả đo sõu của đề tài KHCN- 06.08.
Sau khi đƣợc số húa độ sõu bằng phần mềm Mapinfor 7.5, sử dụng phần mềm Surfer 8.0 để tạo lƣới, với bƣớc lƣới là 50 x 50 m (sai số ±0,04 m theo chiều vĩ tuyến và ±0,05 m theo chiều kinh tuyến). Lỳc này miền tớnh đƣợc chia thành 179860 ụ vuụng (529 ụ theo chiều vĩ tuyến và 340 ụ theo chiều kinh tuyến) (hỡnh 4.1)
4.1.2. Cỏc tham số đƣa vào tớnh toỏn súng
Cỏc tham số đƣa vào tớnh súng, bao gồm độ cao súng nƣớc sõu H0, chu kỳ súng nƣớc sõu T0, và hƣớng súng ở nƣớc sõu θ0 cho 3 trƣờng hợp súng chế độ; 2 trƣờng hợp là cỏc cơn bĩo, ỏp thấp nhiệt đới cụ thể [62], đú là:
- Súng hƣớng đụng: H0 = 1,5 m; T0 = 5 giõy; hƣớng θ0 = 900 - Súng hƣớng đụng nam: H0 = 1,5 m; T0 = 5 giõy; hƣớng θ0 = 1350
- Áp thấp nhiệt đới 04W (5/2000): H0 = 2,5 m; T0 = 7,4 giõy; hƣớng θ0 = 00 - Bĩo Kaemi (8/2000): H0 = 5,4 m; T0 = 10,1 giõy; hƣớng θ0 = 300
4.1.3. Cỏc tham số đƣa vào tớnh toỏn dũng chảy
Dao động mực nước: cỏc hằng số điều hũa của 4 súng triều chớnh: M2, S2, K1, O1 tại cỏc điểm N1, N2, S1, S2 (hỡnh 4.2) cho trong bảng 4.1
Bảng 4.1. Hằng số điều hũa một số súng triều chớnh, cỏc trạm N1, N2, S1, S2, khu vực Hội An, mỳi giờ thứ 7
STT Trạm M2 S2 K1 O1 H (m) G(0) H (m) G(0) H (m) G(0) H (m) G(0) 1 N1 0,170 300,0 0,060 340,0 0,230 294,0 0,170 247,0 2 N2 0,172 301,0 0,058 340,4 0,195 295,0 0,129 248,0 3 S1 0,170 300,5 0,060 340,2 0,240 294,7 0,200 247,5 4 S2 0,174 303,1 0,070 343,3 0,250 295,6 0,210 248,4
Từ đú, cỏc giỏ mực nƣớc tại cỏc điểm tớnh trờn cỏc biờn lỏng sẽ đƣợc ngoại suy tuyến tớnh từ cỏc giỏ trị này.
Giỏ trị dũng chảy sụng trờn biờn lỏng: tại biờn lỏng trong sụng (R – R): giỏ trị
usụng đƣợc xỏc định theo 2 cỏch: - Theo cụng thức:
D Q
usụng ; với Q - lƣu lƣợng trung bỡnh thỏng; D – diện thớch thiết diện tại biờn lỏng (R - R, khoảng 4000 m2). Do khụng cú số liệu lƣu lƣợng trung bỡnh tại khu vực Cửa Đại, đĩ lấy số liệu lƣu lƣợng tại trạm Nụng Sơn, và coi nhƣ tồn bộ lƣợng nƣớc này đi qua biờn (R - R).
Bảng 4.2. Dũng chảy trung bỡnh thỏng trờn biờn lỏng (R – R) Thỏng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Q (m3/s) 202 115 75 58 91 120 87 70 151 519 954 448 Tốc độ (m/s) 0,05 0,028 0,018 0,014 0,022 0,030 0,021 0,017 0,037 0,129 0,238 0,112
Trong trƣờng hợp giả định, đĩ tớnh toỏn với trƣờng hợp usụng = 1,0 m/s. Lƣu lƣợng cực đại tại trạm Nụng Sơn đĩ đo đƣợc từ trƣớc tới nay vào thỏng 11/1964 là 18250 m3/s [15]. Nếu lấy nguyờn giỏ trị này thỡ usụng qua biờn (R - R) là 4,45 m/s. Tuy nhiờn, nhƣ chỳng ta đĩ biết, cũn cú 1 số phõn lƣu của sụng Thu Bồn, đú là sụng Trƣờng Giang ở phớa Nam, sụng Vĩnh Điện ở phớa Bắc. Do vậy sẽ cú một phần nƣớc đƣợc đi qua cỏc phõn lƣu này. Lƣợng nƣớc đi qua cỏc phõn lƣu, nhất là sụng Vĩnh Điện, cũn phụ thuộc nhiều vào chế độ thủy văn của hệ thống Sụng Hàn. Đến nay cũng chƣa cú một cụng trỡnh nào đỏnh giỏ lƣợng nƣớc đi qua cỏc phõn lƣu này. Đú là lý do để chỳng tụi phải lấy những giỏ trị giả định của usụng trong trƣờng hợp lũ.
4.1.4. Cỏc tham số đƣa vào tớnh toỏn biến đổi địa hỡnh đỏy
d50 = 0,25 mm; d90 = 0,35 mm υ = 1.36x10-6 m2/s ρ = 1024 kg/m3 ρs = 2650 kg/m3 Pcr = 0.16 Kd = 2 Ac = 0.5
15 51'0 15 57'0 Hoứn Tai Hoứn La Hoứn Coỷ Hoứn Giai Hoứn Moứ HỘI AN Haứ Quaỷng Tãn An ẹõng Sụn Ngai Le Triều Chãu Thửụực tổ leọ m
0 108 18' 108 24' 108 30' 0 0 15 51'0 15 57'0 Hoứn Tai Hoứn La Hoứn Coỷ Hoứn Giai Hoứn Moứ HỘI AN Haứ Quaỷng Tãn An ẹõng Sụn Ngai Le Triều Chãu N2 N1 S2 S1 R R 0 1500 3000 4500 Thửụực tổ leọ m
4.2. KẾT QUẢ TÍNH BIẾN ĐỔI ĐỊA HèNH 4.2.1. Biến đổi địa hỡnh do súng 4.2.1. Biến đổi địa hỡnh do súng
4.2.1.1. Biến đổi địa hỡnh do súng chế độ
Súng chế độ và súng do cỏc điều kiện thời tiết cực đoan (bĩo, ỏp thấp nhiệt đới) gõy ra, kết quả tớnh bao gồm: độ cao, hƣớng và chu kỳ súng. Sử dụng cỏc kết quả này tớnh ứng suất bức xạ súng sau đú là dũng chảy súng. Mỗi đợt giú mựa thƣờng kộo dài từ 5 - 7 ngày, vỡ thế trƣờng súng ổn định do giú gõy ra thƣờng từ 4 - 6 ngày. Vỡ vậy, đĩ tớnh quỏ trỡnh bồi tụ - xúi lở để tạo ra cỏc dạng địa hỡnh do súng gõy ra với thời gian 120 giờ . Cũn trong cỏc điều kiện thời tiết cực đoan, tớnh toỏn quỏ trỡnh này trong thời gian tỏc động của súng ổn định là 24 giờ. Kết quả tớnh đƣợc thể hiện dƣới đõy
- Trường hợp tớnh toỏn với súng nước sõu cú H0 = 1,5m; T0 = 5s; θ0 = 30o
Hƣớng đụng bắc là một trong những hƣớng chớnh của súng chế độ ở ngồi khơi, nhất là vào mựa giú mựa đụng bắc. Trƣờng độ cao và hƣớng súng tớnh toỏn trong khu vực trong hỡnh 4.3 cho thấy tồn bộ dải bờ của khu vực tớnh súng đều cú hƣớng đụng bắc, chỉ một khu vực nhỏ sau đảo Cự lao Chàm súng khỳc xạ, chuyển hƣớng. Phần sỏt đảo súng chuyển hƣớng thành đụng nam, càng xa đảo hƣớng súng đƣợc chuyển dần sang đụng rồi trở lại, thành đụng bắc
Kết quả tớnh toỏn cho thấy do cú sự che chắn của hệ thống đảo Cự Lao Chàm mà tồn bộ khu vực sau đảo, vào sỏt cửa sụng và khu vực lõn cận trờn một đoạn bờ khoảng hơn 3 km về phớa bắc và khoảng hơn 2 km về phớa nam tớnh từ cửa sụng súng cú độ cao nhỏ hơn 0,7 m. Độ cao súng giảm dần từ ngồi khơi vào bờ, Từ súng ở nƣớc sõu cú độ cao 1,5 m vào sỏt vựng súng đổ chỉ cũn khoảng 1,0 m ở dải bờ Tõn An, dải bờ Hà Quảng là 0,7 m, tiếp theo, giỏ trị này chỉ cũn 0,5 m cho đến tận cửa sụng. Ở phớa nam, phần lớn dải bờ Đụng Sơn, Ngai Le súng đổ sỏt bờ. Ngay bờn ngồi vựng súng
15 51'0 15 57'0 Hoứn Tai Hoứn La Hoứn Coỷ Hoứn Giai Hoứn Moứ HỘI AN Haứ Quaỷng Tãn An ẹõng Sụn Ngai Le Triều Chãu
0.5 ẹửụứng ủaỳng ủoọ cao soựng (m) Hửụựng soựng
M.An L ửụng
Thửụực tổ leọ
đổ, súng cú độ cao 0,7 m. Tại khu vực bĩi cạn phớa ngồi mũi An Lƣơng súng đổ khỏ xa bờ, sỏt vựng súng đổ súng cú độ cao 0,7 m. Với đặc điểm phõn bố súng nhƣ vậy đĩ tạo ra trƣờng dũng chảy súng trong một đới rộng từ 550 - 600 m ở ven bờ. Trong đú, dải rộng 200 - 250 m tớnh từ bờ ra dũng chảy cú hƣớng dọc bờ từ bắc
108 18' 108 24' 0 0 15 51'0 15 57'0 Hoứn Coỷ HỘI AN Haứ Quaỷng Tãn An ẹõng Sụn
Triều Chãu m.A
n Lửụn g
0.10 m/s
0.30 m/s Ngai Le
xuống nam, tốc độ trong khoảng 0,10 - 0,30 m. Phần cũn lại bờn ngồi dũng chảy giảm rất nhanh xuống dƣới 0,01 m/s ở mộp ngồi của đới, hƣớng dọc bờ từ bắc xuống nam (hỡnh 4.4). Ở bờ bắc dũng chảy súng cú xu thế giảm dần từ Tõn An về cửa sụng. Bờn bờ nam, sự phõn bố của dũng phức tạp hơn, xảy ra hiện tƣợng tỏch dũng ở khu vực bờ phớa bắc mũi An Lƣơng với một nhỏnh cú xu thế chảy dọc bờ vào trong sụng. Phần cũn lại chảy vũng qua mũi An Lƣơng và chảy dọc bờ về phớa nam. Bờn ngồi mũi An Lƣơng, chếch về phớa đụng bắc, dũng cú hƣớng tõy nam, khi thoỏt khỏi mũi An lƣơng dũng chuyển hƣớng thành đụng bắc, ộp sỏt vào bờ chảy dọc bờ về phớa nam. Dũng chảy cú xu thế tăng dần từ cửa sụng về phớa nam, ở dải sỏt bờ dũng cú tốc độ phần lớn từ 0,15 - 0,39 m/s, cực đại đạt 0,39 m/s. Từ cỏc kết quả đú đĩ tớnh toỏn suất di chuyển vật liệu và sau đú là sự biến đổi địa hỡnh đỏy để tạo ra những dạng địa hỡnh đặc trƣng ở khu vực. Kết quả tớnh toỏn sự biến đổi địa hỡnh do súng tỏc động sau 120 giờ (hỡnh 4.5) cho thấy:
Phớa bờ bắc: quỏ trỡnh bồi - xúi cú xu thế giảm dần từ phớa bắc về phớa nam cả về quy mụ cũng nhƣ cƣờng độ. Tại khu vực Tõn An, quỏ trỡnh bồi - xúi xảy trờn một đới rộng khoảng 660 m tới độ sõu 7 - 8 m. Cũn tại khu vực Hội An, phần gần cửa sụng, quỏ trỡnh bồi xúi xảy ra tới độ sõu 5 m và trong khoảng 300 tớnh từ bờ ra. Quỏ trỡnh xúi diễn ra chủ yếu từ độ sõu 2 m trở vào, tạo ra một rĩnh trũng (trough) liờn tục rộng khoảng 65 m ở khu vực Tõn An, bắc Hà Quảng với tốc độ xúi trung bỡnh -0,30 m/120 giờ, cực đại khoảng trờn -0,50 m/120 giờ. Bờn ngồi của rĩnh xúi này là dải bồi cú đặc điểm giảm dần cƣờng độ theo độ sõu. Quỏ trỡnh bồi mạnh nhất xảy ra ngay sỏt rĩnh xúi với cƣờng độ cực đại khoảng trờn +0,40 m/120 giờ. Độ rộng của dải bồi cú cƣờng độ từ 0,1 m/120 giờ trở lờn khoảng 200 - 220 m. Tới độ sõu 7 - 8 m cƣờng độ bồi chỉ cũn khoảng +0,001 m/120 giờ. Ngồi ra, bờn trong rĩnh xúi cũn tồn tại một dải bồi nhẹ với cƣờng độ từ +0,001 –> +0,01 m/120 giờ và khụng liờn tục. Một đặc điểm là quỏ trỡnh bồi, xúi xảy ra khụng đều theo chiều dọc bờ mà cú xu thế tạo ra những tõm xúi, bồi để tạo ra địa hỡnh bĩi dạng răng cƣa (ảnh 4.1) và những val ngầm liờn tiếp nhau ở phớa ngồi. Từ nam Hà Quảng tới cửa sụng
Hỡnh 4.5. Sơ đồ phõn bố xúi, bồi sau 120 giờ tớnh dƣới tỏc động của súng ngồi khơi: H0 = 1,5m; T0 = 5s; θ0 = 30o
quỏ trỡnh bồi, xúi xảy ra xen kẽ ở sỏt bờ với quỏ trỡnh xúi chiếm ƣu thế để tạo ra bĩi cú địa hỡnh dạng răng cƣa (ảnh 4.2). Tuy nhiờn, cƣờng độ bồi, xúi ở khu vực này
và kớch thƣớc cũng nhỏ hơn ở khu vực Tõn An (ảnh 4.3). Phần sỏt cửa sụng hỡnh thành một dải bồi, tới độ sõu 5 m, cƣờng độ trung bỡnh từ +0,10 m/120 giờ đến trờn +0,20 m/120 giờ, cú xu thế lấp dần cửa sụng. Dải bồi này do trầm tớch di chuyển dọc bờ do dũng chảy súng từ phớa bắc xuống tạo ra địa hỡnh tớch tụ dạng doi cỏt cú một đầu gắn với bờ Hội An và một đầu tự do (ảnh 4.4). Bờn bờ nam: dải bờ ở phớa bắc và mũi An Lƣơng bị xúi chủ yếu ở độ sõu dƣới 2 m với cƣờng độ < -0,10 m/120 giờ. Tại mũi An Lƣơng cƣờng độ xúi lớn hơn, cực đại tới -0,30 m/120 giờ. Từ độ sõu 2 m đến 5 m, về phớa đụng bắc của mũi An Lƣơng xảy ra quỏ trỡnh bồi- xúi nhẹ, cục bộ thành những dải hẹp hay đẳng thƣớc, cƣờng độ bồi, xúi cú giỏ trị tuyệt đối phần lớn < 0,10 m/120 giờ. Trong khi đú dải bờ sỏt bờ phớa đụng của mũi đƣợc bồi khỏ mạnh trờn một đoạn bờ dài 780 m, rộng xấp xỉ 180 m, tới độ sõu 2,5 - 3,0 m, cƣờng độ bồi trung bỡnh +0,20 m/120 giờ, cực đại khoảng +0,40 m/120 giờ, phớa bờn ngồi là dải xúi cƣờng độ <-0,10 m/ 120 giờ (ảnh 4.5)
Ảnh 4.2. Quỏ trỡnh di chuyển trầm tớch khụng đều với cƣờng độ nhỏ tạo ra bĩi cú địa hỡnh răng cƣa với quy mụ nhỏ
Val ngầm (bar)
Ảnh 4.4. Địa hỡnh tớch tụ dạng doi cỏt do dũng dọc bờ tạo ra
Dải bờ cũn lại của vựng nghiờn cứu cú quỏ trỡnh bồi - xúi xen kẽ, độ rộng trung bỡnh 210 m, tới độ sõu 3 - 4 m và cú xu thế tăng dần cƣờng độ về phớa nam. Quỏ trỡnh bồi, xúi ở khu vực này tạo ra những tõm xúi cú cƣờng độ cực đại tới hơn - 0,3 m/120 giờ và những tõm bồi +0,5 m/120 giờ để tạo ra bĩi tớch tụ - xúi lở cú địa hỡnh dạng răng cƣa, với xu thế những tõm xúi nằn sỏt bờ hơn.
Nhƣ vậy súng hƣớng đụng bắc cú xu thế tạo ra bĩi biển kiểu tớch tụ - xúi lở với những dạng địa hỡnh đặc trƣng: bĩi dạng răng cƣa, val ngầm, rĩnh trũng và doi cỏt tự do.
- Trường hợp tớnh toỏn với súng nước sõu cú H0 = 1,5m; T0 = 5s; θ0 = 90o
Kết quả trƣờng súng tớnh toỏn (hỡnh 4.6) cho thấy:
Tồn bộ bờ nam và khu vực cửa sụng khụng bị ảnh hƣởng che chắn của hệ thống đảo Cự Lao Chàm. Súng cú hƣớng đụng với độ cao ngồi vựng súng đổ đều từ 1,0 m trở lờn. Đoạn bờ thuộc Hà Quảng, Tõn An khi vào đến độ sõu nhỏ hơn 10 m, súng chuyển hƣớng thành đụng nam, độ cao súng tại khu vực này đều nhỏ hơn 1 m. Phớa sau Cự Lao Chàm tới Hũn Giai, Hũn Mũ, súng nhỏ hơn 0,5 m và cú hƣớng đụng bắc. Khu vực giữa bắc Cự Lao Chàm, Hũn Giai, Hũn Cỏ súng chuyển hƣớng thành đụng nam và nhỏ hơn 0,7 m. Trƣờng dũng chảy do súng tạo ra (hỡnh 4.7) cú xu thế chảy từ nam lờn bắc. Bờn bờ nam, dải bờ thuộc Ngai Le, Đụng Sơn dũng chủ yếu tồn tại trong một dải hẹp khoảng 250 m sỏt bờ, với tốc độ dũng khụng lớn, từ 0,05 - 0,1 m/s. Tới mũi An Lƣơng dũng chảy mở rộng cả phạm vi hoạt động và cƣờng độ. Ở ngồi xa dũng chảy cú hƣớng tõy, khi đi vào, một phần làm gia tăng dũng ở đới sỏt bờ, một bộ phận chuyển hƣớng thành tõy bắc khi đi qua mũi An Lƣơng. Tốc độ dũng ở khu vực này đạt từ 0,10 - 0,25 m/s ở sỏt bờ và từ 0,1 - 0,20 m/s tại mũi An Lƣơng. Sau khi qua mũi An Lƣơng dũng cú xu thế tỏch làm hai, một phần chảy dọc bờ về phớa cửa sụng với tốc độ từ 0,10 – 0, 20 m/s, phần cũn lại chảy theo hƣớng tõy bắc, bắc cú tốc độ nhỏ hơn 0,10 m/s.
Dải bờ bắc, dũng chảy cú xu thế tăng dần từ cửa sụng về phớa Tõn An. Dải bờ Hội An, gần cửa sụng, dũng chảy súng tồn tại chủ yếu trong dải rộng khoảng
15 51'0 15 57'0 Hoứn Tai Hoứn La Hoứn Coỷ Hoứn Giai Hoứn Moứ HỘI AN Haứ Quaỷng Tãn An ẹõng Sụn Ngai Le
Triều Chãu M.A
n Lửụn g
0.5 ẹửụứng ủaỳng ủoọ cao soựng (m) Hửụựng soựng
0 1500 3000 4500
Thửụực tổ leọ
108 18' 108 24' 0 0 15 51'0 15 57'0 Hoứn Coỷ HỘI AN Haứ Quaỷng Tãn An ẹõng Sụn Ngai Le
Triều Chãu M.A
n Lửụn g
0.1 m/s 0.3 m/s
Hỡnh 4.7. Sơ đồ phõn bố trƣờng dũng chảy súng dƣới tỏc động của súng ngồi khơi: