NGHIÊN CỨU KHOA HỌC-ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH XU THẾ BỒI TỤ, XÓI LỞ KHU VỰC CỬA ĐÁY

Bồi tụ và xói lở là một trong những quá trình thủy thạch động lực quan trọng nhất củamối tương tác động lực sông – biển. Trong nghiên cứu này đã phân tích xu thế bồi tụ và xói lởkhu vực cửa Đáy bằng cách ứng dụng bộ mô hình MIKE. Kết quả nghiên cứu cho thấy, khuvực cửa Đáy có xu thế bồi tụ là chủ yếu, tạo thành các cồn cát trước cửa Đáy và các doi cátdọc bờ thuộc địa phận huyện Nghĩa Hưng tỉnh Nam Định. Nguyên nhân do khu vực này đượctiếp nhận 2 nguồn...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC-ĐỀ TÀI: "TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH XU THẾ BỒI TỤ, XÓI LỞ KHU VỰC CỬA ĐÁY" NGHIÊN C U KHOA H C TÀI: “TÍNH TOÁN VÀ PHÂNTÍCH XU TH B I T , XÓI L KHU V C C A ÁY” TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH XU TH Ế BỒI TỤ, XÓI LỞ KHU VỰC CỬA ĐÁY Nguyễn Xuân Hiển(1), Dương Ngọc Tiến(1), Nguy ễn Thọ Sáo(2) (1) Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường (2) Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Bồi tụ và xói lở là một trong những quá trình thủy thạch động lực quan trọng nhất củamối tương tác động lực sông – b iển. Trong nghiên cứu này đã phân tích xu th ế bồi tụ và xói lởkhu vực cửa Đáy bằng cách ứng dụng bộ mô h ình MIKE. Kết quả nghiên cứu cho thấy, khuvực cửa Đáy có xu thế bồi tụ là chủ yếu, tạo thành các cồn cát trư ớc cửa Đáy và các doi cátdọc bờ thuộc địa phận huyện Nghĩa Hưng tỉnh Nam Định. Nguyên nhân do khu vực này đượctiếp nhận 2 nguồn bổ sung trầm tích từ: i) sông Đáy đưa ra và lắng động d ưới tác động củađộng lực biển; ii) lượng bùn cát được vận chuyển dọc theo bờ biển từ phía bắc (cửa Ba Lạtvà Ninh Cơ). Ngoài ra, qua nghiên cứu này cho thấy, vào 4 tháng mùa lũ từ tháng 6 tới tháng10 lượng trầm tích tích được các con sông đưa ra chiếm khoảng 80% lượng trầm tích cả năm.1. Mở đầu Sông Hồng là con sông lớn nhất của miền bắc Việt Nam, hằng năm mang phùsa làm giàu thêm cho đồng bằng sông Hồng. Các con sông của hệ thống sông Hồngđưa bùn cát ra biển qua các cửa sông trong đó phải kể đến là 3 sông lớn: Sông Hồngch ảy qua cửa Ba Lạt, sông Ninh Cơ và sông Đáy. Quá trình tương tác giữa động lựcsông – biển gây ra quá trình bồi tụ, lắng đọng và xói lở vùng ven biển. Khu vực cửasông Đáy đang có những thay đổi đáng kể về quá trình bồi tụ và lắng đọng trầm tích.Quá trình bồi tụ đang d iễn ra rất mạnh tại đây làm tăng thêm diện tích đất tự nhiênnhưng cũng có ảnh h ưởng nhất định đến quá trình động lực sông. Muốn xem xét sự phân bố trầm tích và mức độ bồi tụ và xói lở trầm tích chúngcó thể sử dụng các bộ mô hình toán đ ể xác định tốt hơn về mặt định lượng. Đã cónhiều mô hình tính toán quá trình vận chuyển trầm tích, trong đó có bộ mô h ình MIKEcủa Đan Mạch. Đây là sản phẩn của Viện Thủy lực Đan Mạch, bộ mô hình gồm nhiềucác mô đun nhỏ để có thể tính toán các yếu tố thủy động lực và môi trường nước.Trong nghiên cứu này, chúng tôi đ ã ứng dụng để xác định sựu phân bố trầm tích trênkhu vực ven biển xung quanh cửa sông Đáy.2. Mô hình mô phỏng trường động lực và vận chuyển trầm tích2.1. Xây dựng bộ số liệu cơ sở cho mô hình Nghiên cứu này sử dụng bộ mô hình MIKE của Viện Nghiên cứu Thủy lực ĐanMạch với các môđun MIKE 11 để tính lưu lượng và nồng độ bùn cát từ trong sông đổra, mô đun MIKE 21 SW để tính sóng, môđun MIKE 21 HD tính toán và mô phỏngthủy lực và môđun MIKE 21 ST tính vận chuyển trầm tích. Địa hình miền tính cho mô hình MIKE 21 được lấy từ Hải đồ của Bộ Tư lệnhHải quân với tỉ lệ khác nhau từ 1:10 000 đến 1:1 000 000. Tọa độ miền tính từ19046’N đến 20021’N và 105056’E đến 106045’E. Trong đó, các bản đồ tỉ lệ lớn đượcdùng cho khu vực ven bờ và các đ ảo; bản đồ tỉ lệ nhỏ dùng cho vùng ngoài khơi. Đểthực hiện nhiệm vụ nghiên cứu, đã lựa chọn lưới phần tử hữu hạn tăng dần độ phângiải từ ngoài biển vào trong sát bờ. Diện tích nhỏ nhất của 1 phần tử là 1250m2 ở khuvực các cửa sông như: cửa Đáy, cửa Ninh Cơ và cửa Ba Lạt. Diện tích lớn nhất là25km2 ở khu vực biên ngoài khơi. Miền tính có 2879 nút điểm, với độ phân giải thônhất ở vùng ngoài khơi là 5000m, mịn nhất ở vùng bờ khu vực cửa sông là 50m. Cácbiên trong sông được lấy đến các trạm đo thủy văn Ba Lạt trên sông Hồng, Phú Lễ trênsông Ninh Cơ và Như Tân trên sông Đáy. Trong mô hình MIKE 11, bộ thông số mô hình cho mạng lưới sông Hồng –Thái Bình của nhóm Dự báo thủy văn của Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môitrường được sử dụng nhằm cung cấp điều kiện biên lưu lượng, nồng độ bùn cát tại cáctrạm thủy văn Ba Lạt, Phú Lễ và Như Tân trên các sông Hồng, Ninh Cơ và Đáy. (a) (b) Hình 1. Địa hình khu vực nghiên cứu (a) và lưới tính sử dụng trong mô phỏng (b) Trường khí tư ợng tại khu vực nghiên cứu được lấy theo số liệu thống kê tạitrạm khí tượng Văn Lý. Các đặc trưng về cấp hạt và nồng độ trầm tích ban đầu đượclấy từ số liệu đo đạc tại khu vực Cửa Đáy trong 2 đợt khảo sát: tháng 7 và tháng 11năm 2009. Ngoài ra, các số liệu theo các công bố về địa chất, địa mạo khu vực nàytrước đây cũng đ ược sử dụng trong nghiên cứu này [2,4].2.2. Hiêu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình  Mô hình MIKE 11 Mô hình MIKE 11 cho hệ thống sông Hồng – Thái Bình trong dự báo tácnghiệp đư ợc sử dụng để tính toán lưu lượng dòng chảy và nồng độ bùn cát tại các trạmthủy văn cửa sông Ba Lạt, Phú Lễ và Như Tân. Do không có số liệu bùn cát thực đo ...