sqs qzCz t E
4.1Kết quả mô phỏng trƣờng thủy động lực
Mùa mưa - pha triêu lên: Trường dòng chảy vùng cửa sơng ven biển Hải
Phịng là tổng hợp của các thành phần dịng triều, dịng chảy gió và dịng chảy do khối nước ngọt từ sơng đưa ra. Trong đó, dịng triều tuần hồn có vai trị quan trọng quyết định đến tính chất chung của dòng chảy tổng hợp. Tuy nhiên sự biến đổi theo mùa của trường gió và lưu lượng sơng gây ra sự biến đổi mùa của trường dịng chảy trong khu vực nghiên cứu. Vào mùa mưa do lưu lượng nước sông lớn nên dù pha triều lên, dòng chảy từ biển hưởng vào phía các cửa sơng cũng khơng có vận tốc lớn. Trong pha triều này, hướng dịng chảy chủ yếu là nam - đơng nam với giá trị vận tốc biến đổi từ 0.21m/s đến 0.65m/s. Ở khu vực cửa sông Văn Úc, nơi lưu lượng nước từ sông lớn nhất trong các sông đưa ra vùng ven biển Hải Phịng thì hầu như khơng có dịng chảy ngược từ biển vào, dịng triều và dịng chảy lũ có hướng ngược nhau bị triệt tiêu dần và gây ra hiện tượng nước ứ dồn trong đoạn cửa sông, xuất hiện nhiều vùng nước quẩn giữa hệ thống val bãi bồi ngầm, giữa các cồn và luồng lạch phụ ở cửa sơng đưa đến hiện tượng lắng đọng trầm tích (hình 42, hình
43). So sánh trường dịng chảy ở tầng mặt và đáy ở khu vực cửa sông Văn Úc ta
thấy rõ ràng ảnh hưởng của dịng chảy sơng khá lớn ở lớp nước tầng mặt trong khi ở tầng đáy khối nước mặn đi sâu vào lục địa hơn.
Mùa mưa - gần nước lớn: Ảnh hưởng của các khối nước từ biển mạnh dần
lên từ pha triều lên đến thời điểm nước lớn (khi phạm vi ảnh hưởng của nước biển là lớn nhất). Ở thời điểm nước lớn, hướng dòng chảy ở khu vực ven biển Hải Phòng phân tán mạnh mẽ với giá trị vận tốc khá nhỏ, đặc biệt là vùng nước giữa Hòn Dáu, Cát Bà và Cát Hải. Cũng tại khu vực cửa Văn Úc do dịng chảy sơng vẫn khá mạnh khi mực nước dâng lớn nhất nên dòng chảy ở tầng mặt vào thời điểm đó vẫn có giá trị tương đối lớn và có hướng chảy ra phía ngồi - hướng nam - đơng nam và tây nam (phụ lục: hình A1 và A2).
Mùa mưa - pha triều xuống: Sự kết hợp giữa dịng chảy sơng và dịng triều được thể hiện rõ nét vào pha triều xuống (phụ lục: hình A3, hình A4) tạo ra dịng
chảy tổng hợp với vận tốc khá lớn so với các pha triều khác. Hướng dòng chảy trong trường hợp này định hướng theo hướng của các các của sơng ra phía biển, và chủ yếu là hướng đông nam, tây nam và nam. Giá trị vận tốc dòng chảy biến đổi trong khoảng từ 0.2-0.8m/s. Một số nơi do lòng dẫn hẹp như khu vực cửa Lạch Huyện, cửa Nam Triệu vận tốc dịng chảy tầng mặt có thể đạt đến giá trị 0.8-1.0m/s.
65
Hình 42. Trường dịng chảy tầng mặt (m/s) khu vực ven biển Hải Phòng (pha triều lên mùa mưa)
Hình 43. Trường dịng chảy tầng đáy (m/s) khu vực ven biển Hải Phòng (pha triều lên mùa mưa)
66
Trường dịng chảy trong pha triều này có hướng tương đối đồng nhất giữa tầng mặt và đáy do sự đồng hướng chảy của dịng chảy sơng và dòng triều. Đặc điểm nổi bật ở cửa sông Văn Úc là bị chi phối mạnh mẽ bởi dòng chảy lũ từ trong sông. Thành phần này có mặt và chiếm hầu như toàn bộ luồng lạch chính và một phần biển nơng trước "ngưỡng" cửa sông (trước các bar chắn cửa sông). Tốc độ dòng chảy lũ rất cao, lấn át dịng triều vốn tồn tại khơng phụ thuộc vào chế độ mùa. Nước lũ chảy mạnh, đẩy khối nước mặn về phía trước đỉnh bar. Tốc độ dịng chảy tổng hợp ở lịng dẫn cửa sơng đặc biệt mạnh khi triều rút xuống thấp, có thể đạt và vượt tốc độ 1m/s. Do độ dốc mặt nước trong sông lớn khi triều thấp và nước chảy trong lịng dẫn có thiết diện nhỏ hẹp gây hiện tượng xói sâu lịng dẫn ở ngưỡng cửa sông, phá vỡ các bar chắn cửa sơng.
Mùa mưa - nước rịng: Ở thời điểm nước rịng, khối nước từ sơng có điều kiện phát triển ạnh mẽ ra phía biển, tuy nhiên do giới hạn vốn có của lưu lượng nước sơng nên dịng chảy có hướng ra phía biển chỉ tồn tại trong phạm vi khoảng 10-20km từ bờ ra phía ngồi (hình 44). Điều này cũng có thể ảnh hưởng đến giới hạn phát tán vật chất từ lục địa ra vùng ven biển Hải Phòng do thời điểm nước ròng chỉ tồn tại trong thời gian khoảng 1-2 giờ và sau đó lại xuất hiện sự di chuyển của khối nước biển hướng vào lục địa. Vận tốc của trường dòng chảy ở vùng ven biển Hải Phòng trong trường hợp này chỉ biến đổi trong khoảng 0.1m/s đến 0.4m/s và có xu hướng giảm dần từ bờ ra phía ngồi. So sánh trường dòng chảy tầng mặt và đáy ta thấy có sự khác biệt rõ rệt: trong khi vận tốc dòng chảy tầng mặt lớn hơn nhiều so với tầng đáy và hướng ra phía ngồi thì dịng chảy tầng đáy khá nhỏ và phân tán về hướng, điều này cho thấy khối nước sông đi ra biển chủ yếu trên tầng mặt và xâm nhập vào khối nước biển từ lớp nước trên. Trong các trường hợp ở trên ta đều thấy xu hướng dịch chuyển về phía nam và tây nam bán đảo Đồ Sơn của các khối nước trong các trạng thái biến đổi khác nhau của pha triều (trừ pha triều lên). Nguyên nhân của hiện tượng này có thể là do sự dồn ép của các khối nước trong khi sự trao đổi nước nên phía bắc rất hạn chế do địa hình phía nam quần đảo Cát Bà khá nơng.
Chuyển sang mùa khô, ở khu vực nghiên cứu, dịng chảy chung có nét khác biệt lớn so với bức tranh dòng chảy mùa hè, trước hết là ảnh hưởng của dịng chảy sơng ngòi giảm xuống thấp và quá trình chuyển đổi hướng thịnh hành cũng như sóng gió ven bờ. Trong đoạn cửa sơng dịng triều thống trị và chi phối đều đặn, mặc dù vẫn còn tàn dư của của dịng lũ muộn vào đầu mùa đơng
67
Hình 44. Trường dịng chảy tầng mặt (m/s) khu vực ven biển Hải Phịng (nước rịng mùa mưa)
Hình 45. Trường dịng chảy tầng đáy (m/s) khu vực ven biển Hải Phòng (nước ròng mùa mưa)
68
Tuy nhiên ảnh hưởng này càng giảm dần về giữa và cuối mùa đông. Hàng ngày nước chảy vào trong sơng và rút ra ngồi biển đều đặn theo chu kỳ triều với khoảng thời gian chảy vào và chảy ra như nhau. Tốc độ dòng chảy cao vào những ngày triều cường. Tại lạch giữa mỏm Đồ Sơn và Hòn Dáu dòng chảy khi triều rút có hướng chảy từ ĐB xuống TN với cường độ mạnh khoảng 0.8m/s và khi triều lên đạt khoảng 0.6 m/s.
Mùa khô - cuối pha triều lên: Vào màu khô, sự biến đổi của trường dòng chảy theo thời gian ở vùng cửa sông ven biển cơ bản cũng giống như trong mùa mưa. Tuy nhiên có sự biến đổi mùa của trường gió và suy giảm đáng kể lưu lượng nước từ các sông đưa ra cũng đã tạo ra sự khác biệt tương đối của trường dòng chảy so với mùa mưa. Ở thời kỳ cuối pha triều lên và nước lớn, vận tốc dòng chảy khá nhỏ, sự ảnh hưởng của khối nước sông vào thời điểm này rất hạn chế nên khối nước biển xâm nhập sâu hơn vào phía trong các cửa sơng (phụ lục: hình A5, hình A6).
Thời gian chuyển pha giữa nước lớn và thời điểm triều xuống khá nhỏ, trong khoảng 2 giờ (phụ lục: hình A7). Đáng chú ý là trong thời điểm nước lớn trường
dòng chảy ở vừng của sông ven biển khá đồng nhất về hướng giữa các lớp nước tầng mặt và đáy
Mùa khô - pha triều xuống: Vào mùa khô khi lưu lượng nước sông đưa ra
giảm đáng kể thì trong pha triều xuống sự kết hợp cộng hưởng giữa dịng chảy sơng và dịng triều khơng cịn mạnh như vào thời điểm này của mùa mưa. Điều này thể hiện rất rõ nét ở các cửa sông (phụ lục: hình A9, hình A10). Sự suy giảm của dịng chảy sông thể hiện trên trường thủy động lực vào pha triều xuống sẽ có tác động làm giảm khả năng phát tán vật chất từ lục địa ra vùng ven biển.
Mùa khơ - nước rịng: Trong thời điểm nước ròng của mùa khơ, trường dịng
chảy khu vực ven biển Hải Phịng có vận tốc khá nhỏ và phân tán mạnh về hướng chảy (phụ lục: hình A11, hinh A12). Cũng do tải lượng nước của các sông nhỏ nên thời gian dừng chảy vào thời điểm nước ròng ngắn hơn, trường dòng chảy nhanh chóng chuyển trạng thái từ dừng chảy thành chảy lên.
Mùa khơ - triều lên: dịng chảy trong pha triều lên vào mùa khô cho thấy sự
ảnh hưởng sâu hơn vào lục địa của các khối nước biển, đặc biệt là khu vực cửa Văn Úc và Bạch Đằng (hình 46, hình 47). Hướng dịng chảy ở vùng phía ngồi các cửa sơng khá đồng nhất và định hướng về phía trong các sơng.
69
Hình 46. Trường dịng chảy tầng đáy (m/s) khu vực ven biển Hải Phịng (triều lên mùa khơ) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 47. Trường dịng chảy tầng đáy (m/s) khu vực ven biển Hải Phịng (triều lên mùa khơ)
70
Cũng giống như vào mùa mưa, trong mùa khô xu hướng di chuyển của các khối nước ở khu vực nghiên cứu vẫn là về phía nam và tây nam bán đảo Đồ Sơn nhiều hơn. Mặc dù tải lượng nước từ sông đưa ra trong mùa khô giảm mạnh nhưng sự tăng cường của dịng chảy tầng mặt do gió đơng bắc làm cho xu hướng này trong mùa khơ rõ rệt hơn mùa mưa. Trong đó, đáng chú ý là sự biến đổi mạnh theo mùa của trường dòng chảy ở cửa sơng vùng ven biển Hải Phịng do lưu lượng nước sơng và chế độ gió, cho thấy khả năng phát tán, vận chuyển chất ơ nhiễm có thể cũng sẽ biến đổi mạnh theo mùa. Ảnh hưởng của dao động mực nước có thể làm tăng cường phát tán vật chất từ lục địa ra phía ngồi vùng ven biển Hải Phịng nhưng cũng làm hạn chế hay mang vật chất trờ lại vùng cửa sông trong pha triều lên, có thể xuất hiện các vùng front - nơi tập trung của các chất gây ô nhiễm từ lục địa đưa ra và biển đưa vào. Sự dịch chuyển của các khối nước về phía nam-tây nam có thể cho thấy sự di chuyển của các chất gây ơ nhiễm về phía nam vùng cửa sơng ven biển Hải Phòng nhiều hơn về phía bắc và đơng bắc. Mặc dù vẫn còn một số hạn chế nhưng các kết mơ phỏng thuỷ động lực từ mơ hình Ecomsed cho khu vực cửa sơng ven biển Hải Phòng đủ tin cậy và là cơ sở trong việc thiết lập các mô phỏng và dự báo lan truyền chất gây ô nhiễm của khu vực. Nhận thấy Ecomsed là mơ hình 3 chiều về thuỷ động lực, lan truyền chất ô nhiễm và các quá trình liên quan đến vận chuyển trầm tích, có thể áp dụng rộng rãi cho những vùng cửa sông ven biển, đặc biệt kể cả những vùng có chế độ động lực phức tạp như vùng cửa sông ven biển Hải Phịng. Tuy nhiên chưa có điều kiện đi sâu vào đánh giá và so sánh vai trò của các thành phần dòng chảy khác nhau như dòng chảy gió, dịng nhiệt muối, dịng chảy do nước sơng đưa ra đối với dịng chảy tổng hợp và sự vận chuyển vật chất ở khu vực này. Đây cũng là một hạn chế cần được khắc phục trong thời gian tới.