Tác động của nước biển dâng đến vận chuyển và phân phối nguồn bùn cát tại cửa sông Soài Rạp

Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá tác động của NBD đến sự phân phối lại nguồn bùn cát tại các khu vực khác nhau tại vùng cửa sông Soài Rạp. Phương pháp mô hình toán Telemac-Sisyphe-Tomawac, trong đó vận chuyển bùn cát hỗn hợp (mix-sediment) được sử dụng trong nghiên cứu này. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tác động của nước biển dâng đến vận chuyển và phân phối nguồn bùn cát tại cửa sông Soài Rạp BÀI BÁO KHOA HỌC TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI NGUỒN BÙN CÁT TẠI CỬA SÔNG SOÀI RẠP Lê Ngọc Anh1,2, Hoàng Trung Thống2Tóm tắt: Quá trình biến đổi hình thái cửa sông là những thông tin cần thiết cho việc hoạch định cácchiến lược quản lý tài nguyên nước. Trong điều kiện nước biển dâng (NBD), chế độ thủy động lực vàvận chuyển bùn cát tại vùng cửa sông cũng thay đổi theo, hệ quả là làm thay đổi lại nguồn bùn cát tạitừ thượng lưu ra đến cửa biển. Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá tác động của NBD đến sự phânphối lại nguồn bùn cát tại các khu vực khác nhau tại vùng cửa sông Soài Rạp. Phương pháp mô hìnhtoán Telemac-Sisyphe-Tomawac, trong đó vận chuyển bùn cát hỗn hợp (mix-sediment) được sử dụngtrong nghiên cứu này. Các kịch bản NBD+0.0 m (kịch bản nền), NBD+0.5 m, NBD+1.0 m được đưa rađể dự báo quá trình vận chuyển bùn cát. Kết quả mô phỏng sau một năm cho thấy rằng, so với kịch bảnnền, đối với KV1, tổng lượng bùn cát giảm đi -579.103 m3 (12,8%) NBD+0.5 m, -913.103 m3 (-35%)NBD+1.0 m; đối với KV2, sự thay đổi không đáng kể; đối với KV3, tổng lượng bùn cát tăng lên 3,5.106m3 (10%) NBD+0.5 m, 6,9.103 m6 (20%) NBD+1.0 m.Từ khoá: Telemac, Tomawac, Sisyphe, Cửa sông Soài Rạp, vận chuyển bùn cát, hình thái lòng dẫn 1. GIỚI THIỆU * cứu đã chỉ ra tác động của NBD lên đặc tính triều, Nước biển dâng là một trong những thách thức chế độ thủy lực, xâm nhập mặn và biến đổi hìnhlớn đối với khu vực ven biển và vùng cửa sông thái sông/biển, thay đổi đường bờ. Tại cửa sôngtrong tương lai, khi mà nhiều bằng chứng về sự Soài Rạp, NBD làm thay đổi đặc tính của triều,gia tăng của mực nước biển trên các đại dương mực nước của đáy và đỉnh triều đều tăng, sự giatrên thế giới ngày càng thể hiện rõ. Mực nước biển tăng của chân triều lớn hơn so với đỉnh triều (Lưutoàn cầu sẽ tăng trung bình 1,7 mm/năm trong thế Xuân Lộc, et al., 2015); gây ra những biến đổi vềkỷ 20 (IPCC, 2007). Tại Nha Trang (biển Đông – vận tốc dòng chảy trong mùa lũ và kiệt tại vùngViệt Nam), từ năm 1976 đến năm 2008, cho thấy cửa sông Soài Rạp (Lê Ngọc Anh, et al., 2017).xu thế biến đổi mực nước biển với chu kì 5,7 năm; NBD làm cho hình thái đường bờ biển, cửa sôngtừ 1976 đến 1992 mực nước (theo xu thế) giảm và thay đổi theo chiều hướng bất lợi: xói lở mạnhtừ 1993 đến 2008 mực nước tăng (Nguyễn Tác hơn, hình dạng đường bờ cũng thay đổi theoAn, et al., 2015). Tại khu vực cửa biển Soài Rạp, hướng xâm thực (Hoàng Văn Huân, et al.).biến trình mực nước trung bình 18 năm tại Vũng Cửa sông Soài Rạp nằm trong vùng hạ lưu hệTàu cho thấy sự gia tăng mực nước biển, mực thống sông Đồng Nai – Sài Gòn thuộc hệ thốngnước lớn nhất trung bình 18 năm thời kỳ 1990- sông Đồng Nai. Cửa Soài Rạp là điểm ra cuối2007 cao hơn mực nước lớn nhất trung bình 18 cùng của hệ thống sông Đồng Nai có diện tích lưunăm thời kỳ 1982-1999 là 46,7 mm, trung bình vực 40.700 km2. NBD gây ra những thay đổi vềmỗi năm gia tăng 6,2 mm (Hội Đập lớn & Phát chế độ thủy động lực, vận chuyển bùn cát và hìnhtriển Nguồn nước Việt Nam, 2012). Nhiều nghiên thái lòng dẫn tại vùng cửa sông Soài Rạp, ảnh hưởng đến giao thông thủy và gây ra tình trạng sạt1 NCS. Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM lở bờ phức tạp trong những năm gần đây. Nghiên2 Trường Đại học Tài Nguyên & Môi trường TP.HCM cứu quá trình biến đổi hình thái cửa sông trong120 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 74 (6/2021)điều kiện NBD là những thông tin cần thiết cho Sisyphe - Tomawac được trình bày chi tiết trongviệc hoạch định các chiến lược quản lý tài nguyên (ATA Riadh, et al., 2014; TASSI Pablo, et al.,nước trong tương lai. 2014; Fouquet Thierry, 2015). 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã thay đổi lại Trong nghiên cứu chúng tôi sử dụng mô hình cách ứng xử vận chuyển bùn cát dựa trên đặc tínhtoán Telemac-2D – Tomawac – Sisyphe kết nối bùn cát hỗn hợp thay đổi theo không gian thôngvới nhau để mô phỏng quá trình thủy động lực qua việc thiết lập biểu thức quan hệ (ES1, ES2) =đồng thời với quá trình biến đổi hình thái (Hình f(f1, f2, ES, n) đã được trình bày chi tiết trong bài2). Trong đó mô hình Telemac-2D mô phỏng quá báo (Lê Ngọc Anh, et al., 2020). Cấu trúc file dữtrình thủy động lực đóng vai trò là trung tâm kết liệu để đưa vào để xác định thành thần ES1 (chiềunối với các mô hình khác. Tomawac mô phỏng dày lớp cát) và ES2 (chiều dày lớp bùn) trên mỗisóng có xét đến tác động của sóng lên dòng và layer dựa vào chiều dày của layer1, layer2 (ES_1,ngược lại, đồng thời cung cấp các thông số cho ES_2), tỷ lệ khối lượng của bùn (f2-1, f2-2) vàviệc tính toán vận chuyển bùn cát. Sisyphe mô minh họa như Hình 1-a.phỏng quá trình vận chuyển bùn cát, cung cấp các 3. THIẾT LẬP MÔ HÌNHthông tin về sự thay đổi đáy và cập nhật cho các Các bước thiết lập mô hình, hiệu chỉnh và kiểmmô hình khác ở mỗi bước thời gian mô phỏng. Cơ định mô hình, các thông số chính cài đặt đã được trìnhsở lý thuyết hệ thống mô hình Telemac-2D – bày chi tiết trong bài báo (Lê Ngọc Anh, et al., 2020). (a) Hình 1. (a) Cấu trúc file dữ liệu áp đặt bùn cát hỗn hợp theo không gian (Point: số thứ tự các điểm trong miền tính; f2-1, f2-1 lần lượt là tỷ lệ khối lượng của bùn trên laye ...