ĐỀ XUẤT HƯỚNG CẢNH BÁO MỰC NƯỚC BIỂN DÂNG DỊ THƯỜNG TRONG ĐIỀU KIỆN PHÁT TRIỂN SÓNG LỪNG KẾT HỢP MỰC NƯỚC TRIỀU KỲ TRIỀU CƯỜNG TẠI CÁC VÙNG VEN BIỂN VIỆT NAM

ĐỀ XUẤT HƯỚNG CẢNH BÁO MỰC NƯỚC BIỂN DÂNG DỊ THƯỜNG TRONG ĐIỀU KIỆN PHÁT TRIỂN SÓNG LỪNG KẾT HỢP MỰC NƯỚC TRIỀU KỲ TRIỀU CƯỜNG TẠI CÁC VÙNG VEN BIỂN VIỆT NAM TS Bùi Xuân Thông Trung tâ

ĐỀ XUẤT HƯỚNG CẢNH BÁO MỰC NƯỚC BIỂN DÂNG DỊ THƯỜNG TRONG ĐIỀU KIỆN PHÁT TRIỂN SÓNG LỪNG KẾT HỢP MỰC NƯỚC TRIỀU KỲ TRIỀU CƯỜNG TẠI CÁC VÙNG VEN BIỂN VIỆT NAM

TS Bùi Xuân Thông

Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Biển

1 Mở đầu

Hiện tượng mực nước biển dâng lớn đáng kể xẩy ra tại các vùng ven biển cửa sông Việt Nam gắn liền với hoạt động của bão, tố lốc, vòi rồng đã được nhắc đến khá nhiều trong các tài liệu tổng kết các đề tài khoa học liên quan cũng như các tạp chí khoa học khác, chúng được biết đến như hiện tượng nước dâng bão, hiện tượng dâng - rút do thuỷ triều và gió Loại mực nước biển dâng này hầu như đã nhìn thấy rõ nguyên nhân từ đâu, vì vậy các phương pháp tính toán dự báo các hiện tượng này đẫ phát triển

ở các mức nghiệp vụ khác nhau Tuy nhiên còn những hiện tượng mực nước biển dâng đáng kể khác xẩy ra trong điều kiện không có bão mang tính chất dị thưòng phức tạp

mà hậu quả gây ra còn nguy hiểm hơn cả nước dâng bão do tính chất không được cảnh báo trước cũng như do chủ quan của con người Loại mực nước biển dâng dị thường này tiềm ẩn bên trong của tổ hợp các nguyên nhân Trong thực tế nhân dân địa phương các vùng ven biển đã nhận biết các đợt mực nứơc biển dâng dị thường này và như cư dân các vùng biển phía bắc thường gọi là con nước đông hay hối đông với cột nước khổng

lồ từ từ tiến vào bờ phá huỷ các cơ sở hạ tầng, cuộc sống dân sinh Hiện tượng này trong các tài liệu khoa học gọi là sóng thần phức tạp hơn nhiều vì thực sự chưa rõ cơ chế vật

lý hình thành để dự báo Hiện tượng sóng thần có thể xẩy ra bất kỳ thời gian nào và thường gắn liền với các dao động địa chấn, động đất, hoạt động núi lửa

Xuất phát từ thực tế có hiện tượng “Triều cường” như nhân dân địa phương các vùng ven biển, cửa sông thường gọi mỗi khi mực nước biển dâng cao vào các kỳ triều cường, Trung tâm Khí tuợng Thuỷ vưn Biển sau nhiều năm theo dõi và tổ chức đo đạc khảo sát các hiện tượng mực nước biển dâng đã đề xuất đề tài nghiên cứu hiện tượng này Nhiệm vụ đặt ra cần giải quyết ở đây là tìm hiểu cơ chế hiện tượng mực nước biển dâng dị thường xẩy ra trong các kỳ con nước triều lớn gây ngập lụt tại các vùng cửa sông ven biển, tiến tới xây dựng ra các quy trình cảnh báo, dự báo

Báo cáo này là kết quả thực hiện đề tài cấp bộ “Nghiên cứu hiện tượng mực nước biển dâng dị thường không phải do bão xẩy ra tại các vùng cửa sông, ven biển Việt Nam” do tiến sỹ Bùi Xuân Thông chủ nhiệm Do còn nhiều hạn chế nhận thức

về cơ chế quan hệ giữa động đất và sóng thần vấn đề dự báo sóng thần chưa thực hiện được ở các nước có nền khoa học tiến cũng như ở các nước đang phát triển khác Chính vì vậy nội dung nghiên cứu mực nước biển dâng dị thường gắn liền với hiện tượng động đất trong phạm vi nghiên cứu của chúng tôi chỉ được xem xét ở mức độ hạn chế trong đề tài này thông qua các số liệu thống kê, loại trừ trực tiếp theo thời gian xẩy ra các hiện tượng

Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KH KTTV & MT

358

Nội dung báo cáo được giới hạn trong phạm vi của hiện tượng “triều cường”, một mặt phải giải “oan” cho quy luật thuỷ triều, mặt khác phải làm rõ các nguyên nhân kèm theo xẩy ra đồng thời trong thời kỳ con nước triều lớn Như vậy bài toán đặt ra của đề tài

đã rõ ràng hơn khi được giới hạn trong miền thời gian xác định của hiện tượng

Trên cơ sở số liệu điều tra khảo sát thực tế từ nhiều nguồn khác nhau về hiện tượng “Triều cường” trong 10 năm gần đây đề tài nghiên cứu xem xét đến các điều kiện tự nhiên khác như trường khí áp, gió, sóng, mực nước thực đo và hoạt động địa chấn, động đất trong khu vực theo nguyên tắc loại trừ dần các nguyên nhân Sau khi đã

có được những nhận thức nhất định, đề tài đi vào phân tích cơ chế phát triển hệ sóng lừng trong điều kiện chế ngự của các đợt gió mùa trên phạm vi Biển Đông

Kết quả sau cùng của đề tài là đề xuất một quy trình để cảnh báo hiện tượng ngập lụt

do tổ hợp triều – sóng lừng

2.Tập hợp số liệu về các đợt triều cường trong 10 năm gần đây

Hiện tượng mực nước biển dâng dị thường với nhiều nguyên nhân khác nhau, nhân dân địa phương phần lớn chỉ nhớ những đợt nước biển dâng cao gắn liền với bão

Vì vậy nhiệm vụ của đề tài là phải tách phần số liệu nước dâng bão thông qua số liệu bão Nước dâng dị thường xẩy ra trong điều kiện thời tiết không có gì đặc biệt thường liên quan đến các hoạt động địa chấn, các loại sóng khí quyển có quy mô lớn và các loại sóng quy mô Biển Đông kể cả các hiện tượng cộng hưởng do điều kiện địa phương Để tách được ảnh hưởng của các dao động địa chấn mà đề tài chưa có điều kiện đi sâu, chúng tôi tạm thời đối chiếu trong thời gian xẩy ra “ triều cường” có tồn tại hoạt động địa chấn khu vực hay không, mức độ tỷ lệ là bao nhiêu Như vậy còn lại

là phải xét đến các dao động sóng trong khí quyển và thuỷ quyển quy mô Biển Đông Hiện tượng mực nước biển dâng dị thường không có bão xẩy ra từ nhiều năm nay nhưng vấn đề tổng kết của các cơ quan nghiên cứu là chưa nhiều, hơn nữa do điều kiện truyền thông tin hạn chế hiện tượng “ triều cường” chưa được phổ biến rộng rãi Do những điều kiện khó khăn như vậy đề tài chỉ tập trung tổng kết hiện tượng “triều cường” trong thời gian 10 năm gần đây Vì vậy các loại số liệu khác trong đề tài cũng chỉ tập chung phần lớn trong thời gian 10 năm gần đây

2.1 Nguồn số liệu

a Thông tin và só liệu về hiện tượng “triều cường” được tập hợp từ các báo cáo của Đài Khí tượng Thuỷ văn Khu vực Nam Trung Bộ, thông tin tổng hợp từ các báo: Tuổi Trẻ Thành phố HCM, báo Công an Thành phố HCM, báo Thanh niên

và báo Lao động Tập hợp các nguồn thông tin này thông qua các mẫu thống kê điều tra của đề tài

b Số liệu về hoạt động địa chấn trong khu vực đựợc tập hợp từ kết quả đề tài

“Đánh giá độ nguy hiểm sóng thần đối với dải ven biển Việt Nam” do GSTS Nguyễn Đình Xuyên chủ nhiệm

c Nguồn số liệu về các hiện tượng thời tiết biển đặc biệt được tổng hợp từ tài liệu Tổng kết điều kiện khí tượng thuỷ văn hàng năm của Trung tâm Dự báo Khí tượng Thuỷ văn TW

d Nguồn số liệu về các loại hình thế khí áp và gió điển hình được tổng hợp từ kết quả các đề tài KT 03- 4 do TS Nguyễn Mạnh Hùng chủ nhiệm, đề tài KHCN 06

13 do TS Bùi Xuân Thông chủ nhiệm

e Nguồn số liệu về sóng, mực nước thực đo được tập hợp từ các tài liệu của Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Biển và các tài liệu tổng kết các đề tài nghiên cứu ứng dụng của tiến sỹ Nguyễn Doãn Toàn

g Nguồn số liệu về bão và nước dâng bão được tổng hợp từ các kết quả nghiên cứu của các đề tài của viện Cơ học Việt Nam và Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Biển

2.2 Phân tích kết quả tổng hợp

Trên đây đã ghi nhận được 27 đợt sóng lớn xẩy ra không phải do bão trong thời gian từ 1987 đến đầu năm 2006 Chắc chắn còn nhiều đợt sóng lớn khác xẩy ra trong quá khứ tại các vùng ven biển tuy nhiên không được chi chép lại một cách hệ thống Đặc biệt trong vòng 10 năm gần đây do điều kiện thông tin tốt hơn, hiện tượng đã được ghi lại và truyền tin kịp thời vì vậy đã có nhiều cơ quan quan tâm tổ chức các đoàn khảo sát tại các vùng xẩy ra sóng lớn

Từ kết quả thống kê trên ta có thể rút ra một số nhận xét sau:

1 Hiện tượng mực nước biển dâng xẩy ra tại các vùng ven biển kể trên gây thiệt hại đáng kể vì mực nước cao quá mức bình thường gây sạt lở đổ nhà cửa, phá hoại các khu nuôi trồng thuỷ sản mặt khác do yếu tố bất ngờ sóng lớn thường không kèm theo gió to hoặc mưa lớn dễ gây chủ quan trong ý thức người dân ven biển Mức độ thiệt hại đã được các báo chí cũng như các phương tiện truyền thông đưa tin sau mỗi đợt “triều cường” xẩy ra

2 “Triều cường” là tên gọi mà các phương tiện truyền thông cũng như nhân dân địa phương thường gọi để chỉ hiện tượng mực nước biển dâng không có bão

3 Qua kết quả tổng hợp điều tra 27 đợt mực nước biển dâng kể trên đều không có bão kèm theo Loại trừ những ngày có bão

4 Các đợt mực nước biển dâng đều xẩy ra vào các tháng X , XI, XII và tháng I có một số đợt xẩy ra vào tháng II- III dương lịch hàng năm

5 Vào thời gian này trùng với thời kỳ con nước triều lớn ở phần lớn vùng ven bờ biển Việt Nam Nghĩa là đây là thời kỳ thuỷ trều có độ cao lớn nhất trong năm Đây là một trong những lý do mà nhân dân địa phương gọi là hiện tượng

“Triều cường”

6 Nếu chỉ là hiện tượng triều dâng – rút xẩy ra từ lâu đời nay thì nhân dân địa phương đã biết lợi dụng để khai thác trong đời sống sinh hoạt của mình, ở đây hiện tượng kèm theo những nguyên nhân khác gây nên mực nước biển cao qua mức bình thường

Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KH KTTV & MT

360

Bảng 1 Kết quả tổng hợp các đợt mực nước biển dâng dị thường khồng có bão trong 10 năm gần đây

TT

Nơi xẩy ra hiện

tượng mực nước biển

dâng (mnbd) Ngày tháng năm

Tốc độ (m/s) và hướng gió (ven bờ)

Tốc độ (m/s)

và hướng gió (vùng xa bờ)

Mực nước dâng đo được (m)

Mực nước triều vào thời điểm xẩy ra mnbd (m)

Số liệu về địa chấn vùng biển đông và lân cận

Ghi chú

1 Phan Rí Bắc Bình, Bình Thuận 15-11-1987 16, NE, E Trên 16 NE 1,5 Kỳ triều cường Nguồn: Đài KTTVKV Nam Trung Bộ

2 Tuy Phong Bắc Bình

Nam Trung Bộ

3 Tuy Phong Phú Quý Bình Thuận

Nguồn: Đài KTTVKV Nam Trung Bộ

4

Phước Thể

Tuy Phong

Bình Thuận

5 –8 Tháng 12

KHCN VN

5

An Hoà Tuy An

Phú Yên

5- 11- 1999 7-8 NE, E Trên cấp 6 2,0 -2,2 Kỳ triều cường

Động đất:

23 0 38N

121 0 59E

6 ThPh HCM Q1, Q Bình Thạnh 9 -10 - 1999 <5 >10 NE 0,7 –1,0 Kỳ triều cường

KHCN VN

10 ThPh HCM 24-26Tháng 121999 Kỳ triều cường Ngập lụt 02 lần trong ngày

12

X

H Sa Huỳnh

T Phú Yên

10-13 -Tháng

12

Đoàn Khảo sát TT KTTV

Biển

13 ThPhố HCM Q 12

6-7

H Bình Sơn

T Qủng Ngãi 1Tháng 11 2004 Cấp 4-5 >cấp 6 > 1 Kỳ triều cường

Báo Tuổi Trẻ

Sóng cao, Nước rút ra xa

bờ

Mễ Cốc bến Bình

Đông

30 Tháng 9

2004

17 ThPh HCM Quận

2004

< 5m/s 5-7 NE,E 1,2- 1,4 Kỳ triều cường Động đất:

24 48 N

122 0 74E

Báo Tuổi Trẻ Th PhHCM

18 X.Xuân Hải

H.Sông Cầu

T.Phú Yên

7-9 Tháng 3

2004

chất Địa vật lý biển

2005

ThPh HCM

Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KH KTTV & MT

362

20 Xã Đức Lợi,H Mộ

HCM

21 Xã An Chấn

H Tuy An

T Phú Yên

19 Tháng 12

2005

dài nhiều ngày.Nguồn: Đài VT1, Báo Tuổi Trẻ ThPh

HCM

22 Xã Hoài Hải,H Hoài

Nhơn,T.Bình Định

21 Tháng 12

2005

< 5 >10, NE,E Sóng cao

khoảng 3m

HCM

23 X Phước Định

H.Ninh Phước

T.Ninh Thuận

20 Tháng 12

2005

< 5 >10, NE,E >1 ngập

diện rộng

HCM

H.Tran Dai

T.Phú Yên

20 Tháng 12

2005

25 X Đức Lợi

H.Mộ Đức

T.Quảng Ngãi

13 Tháng 12

2005

<5 10 –15 E,

NE

Báo Thanh Niên Đợt triều cường kéo dài diện rộng nhiều tỉnh chưa

từng xẩy ra

26 X Hoài Hải

H Hoài Nhơn

T Bình Định

11 Tháng 12

2005

Max 1,88

1,38 1,12

Biển

Quảng Ngãi

Cuối tháng 12 đầu tháng 1 -2006)

1,25 Kỳ triều cường 1,22

Đoàn Khảo sát TT KTTV

Biển

7 Qua thống kê điều tra tổng hợp 27 đợt “Triều cường“ kể trên cho thấy gío tại các thời điểm xẩy ra hiện tượng là không lớn, thậm chí nhân dân địa phương không có ấn tượng gì về mưa to gió lớn.Tuy nhiên qua thống kê ở một số vùng trong các đợt “Triều cường” có kèm theo mưa nhỏ

8 Tại khu vực ven Thành phố Hồ Chí Minh ghi nhận ngày có tới hai lần xẩy ra mực nước biển dâng cao tràn vào các khu dân cư nơi có vùng đất thấp Thời gian ngập nước này trùng với thời gian triều lên trong ngày

9 Độ lớn mực nước biển dâng cao hơn bình thường từ 0,50 - đến hơn 1m ở Thành phố Hồ Chí Minh, ở các vùng ven biển miền Trung độ cao mực nước biển dâng lên tới xấp xỉ 2 m

10 Các đợt mực nước biển dâng cao trùng vào thời kỳ gió mùa đông bắc có cường

độ mạnh duy trì nhiều ngày và tăng cường lấn sâu xuống phía nam Chưa có hiện tượng “ Triều cường” xẩy ra vào thời kỳ gió mùa tây nam

11 Hiện tượng mực nước biển dâng này xẩy ra gần như hàng năm, vì vậy đây không còn là hiện tượng xẩy ra với tần suất hiếm Độ lớn mực nước biển dâng ở đây chưa đạt tới giá trị cao với các tần suất hiếm

12 Các đợt “Triều cường”xẩy ra có đợt trải rộng trên dải ven biển nhiều tỉnh miền Trung, có đợt chỉ thu hẹp ở một số vùng Như vậy đặt ra vấn đề cần xem xét hiện tượng với các điều kiện đặc thù đường bờ và quy mô tác động của các nhiễu động khí quyển ở Biển Đông

13 Hiện tượng mực nước biển dâng ở đây có quan hệ với các hiện tượng sóng dài quy mô Biển Đông và lớn hơn Hiện tượng sóng dài tác động có nguyên nhân

từ các nhiếu động khí quyển và các hoạt động địa chấn khác

14 Để xem xét hiện tượng mực nước biển dâng không có yếu tố bão và có yếu tố hoạt động địa chấn hay không cần có kết hợp đánh giá về địa chấn trong thời kỳ xẩy ra hiện tượng mực nước biển dâng

15 Trong vòng 10 năm gần đây qua các nguòn thông tin, tài liệu không thấy xuất hiện “triều cường” tại các vùng biển phía bắc Điều này cần phải được timg hiểu và giải thích

16 Trong thời kỳ gió mùa tây nam tại sao không có hiện tượng dị thường này Đó cũng là câu hỏi cần được giải thích ở mức độ nào đó trong phạm vi đề tài

Trên đây là 16 điểm nhận xét từ kết quả tổng hợp số liệu điều tra khảo sát hiện tượng mực nước biển dâng dị thường xẩy ra trong 10 năm gần đây Từ các nhận xét này đề tài đặt ra các nhiệm vụ nghiên cứu để khẳng định nguyên nhân xẩy ra hiện tượng và bước đầu đề xuất một số hướng cảnh báo đề phòng cho các vùng dân

cư ven biển Việt Nam

3 Phân tích các quan hệ tác động

3.1 Đặc điểm phân bố khí áp

Như trên đã xác định thời gian được thời gian thường xuất hiện triều cường, thời gian này trùng khớp với thời gian chế ngự của hệ gió mùa đông bắc trên Biển Đông Các kết quả nghiên cứu tổng hợp từ các bản đồ phân bố khí áp bề mặt Biển Đông trong khoảng 40 năm gần đây cho thấy: áp cao lạnh lục địa châu Á phát triển đến giai đoạn cực đại khi có điều kiện thuận lợi sẽ bột phát xuống phía nam Thông thường ở các điều kiện này không có các fron lạnh kèm theo Biển Đông nằm ở rìa nam của cao áp này, đây là loại hình thế khí áp gây gió mùa đông bắc ổn định với cường độ mạnh Hình thế khí áp này thường xuất hiện từ tháng 10 năm trước đến

tháng 4 năm sau, tập trung mạnh vào tháng 11, 12 năm trước đến tháng 1 năm sau.Thời gian tồn tại loại hình khí áp này ở Biển Đông là 2,5 ngày một đợt

Các loại hình khí áp kể trên đều tồn tại sự chênh lệch khí áp lớn giữa bắc và nam Biển Đông (10 –15mb), thông thường tồn tại một vùng khí áp thấp ở tây nam Biển Đông gần vùng bờ đông Nam Bộ

3.2 Nhận xét về các hoạt động địa chấn

Trong khoảng thời gian 1990 –2005 theo thống kê của đề tài “Nghiên cứu đánh giá mức độ nguy hiểm của sóng Thần” trong khu vực đông nam A đã xẩy ra 436 trận ở trong lục địa cũng như ở các vùng biển lân cận Tuy nhiên các trận động đất này đều ở

xa khu vực Biển Đông và vùng bờ Việt Nam Duy chỉ có trận động đất xẩy ra ngày 1 tháng 11 tại khu vực bắc Biển Đông tại tâm chấn: 23038N, 121059E và ngày 11 tháng

12 năm 1999 tại vùng toạ độ 15087 N, 119 064 E (xẩy ra sau đợt triều cường tháng 11) thể có quan hệ tương tác với đợt triều cường tháng 11 năm 1999 xẩy ra tại vùng biển

An Hoà, Tuy An tỉnh Phú Yên

Đợt triều cường ở Thành phố Hồ Chí Minh ngày15 tháng 10 năm 2004 xẩy ra đúng vào thời kỳ có động đất ở bắc Biển Đông có toạ độ tâm chấn 240 48 N, 122 0 74E Như vậy trong tổng số 436 trận động đất xẩy ra ở vùng đông nam A ta mới chỉ nhận diện được hai đợt động đất trùng vào thời gian xẩy ra hiện tượng triều cường ở ven bờ Việt Nam Một tổ hợp mực nước biển dâng cao với nguyên nhân từ các dao động sóng dài có quy mô lớn trong môi trường nước và không khí tác động đến vùng Biển Đông

rõ ràng cần phải được xem xét trong các nghiên cứu tiếp theo.Trong khuôn khổ báo cáo này chúng tôi không đặt vấn đề loại bỏ nguyên nhân từ các hoạt động chấn động địa chấn, động đất xẩy ra trong khu vực Biển Đông và lân cận, nhưng thực tế trong khoảng thời gian 10 năm gần đây qua số liệu cho thấy vai trò tác động của các hoạt động địa chấn đối với mực nước biển dâng cao dị thường là rất thấp

3.3 Số liệu mực nước tự ghi tổng cộng và dao động thuỷ triều

Số liệu mực nước tự ghi tại các trạm Sơn Trà, Quy Nhơn và Vũng Tầu, Hòn Dấu, Hòn Ngư trong chuỗi số liệu 10 năm gần đây cho thấy có những đặc điểm chung xuất hiện vào thời kỳ triều cường

80 90 100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

ngµy

Hình 1 Giá trị cực đại mực nước tại trạm sơn trà, năm 2005

Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KH KTTV & MT

366

200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440

ngµy

Hình 2 Giá trị cực đại mực nước tại trạm vũng tàu, năm 2005

Hình 3 giá trị cực đại mực nước tại trạm hòn dấu, năm 2002

80 110

140

170

200

230

260

290

320

350

380

410

ngµy

Trên đây chúng tôi chỉ trích dẫn ba biến trình mực nước cực đại tổng cộng của

ba trạm Sơn Trà, Vũng Tâu năm 2005 và Hòn Dấu năm 2002 Tại các trạm khác như Quy Nhơn, Hòn Dấu, Hòn Ngư cũng có biến trình tương tự Ở vào các tháng đầu năm

và tháng X,XI và XII ta nhận thấy giá trị mực nước tổng cộng luôn luôn lớn Giá trị mực nước tổng cộng bao gồm hai thành phần chính đó là mực nước triều và mực nước dao động phi điều hoà khác Cũng vào thời gian này dao động mực nước triều đạt giá trị lớn nhất trong năm triều đông chí khi khoảng cách mặt Trăng, mặt Trờivà Trái Đất gần nhau nhất Cùng trong thời gian đó mực nước biển tổng cộng cực đại ghi được tại trạm Hòn Dấu, Hòn Ngư không thể hiện được đặc điểm cực đại vào các tháng cuối năm và đầu năm như các trạm phía nam mặc dù độ lớn triều tại các trạm này theo quy luật chung vẫn rất lớn vào thời gian nạy Điều này chứng tỏ rằng hiệu ứng triều cường

đã không xuất hiện tại các trạm này