ĐÁNH GIÁ đặc TRƯNG TRẦM TÍCH lơ LỬNG KHU vực cửa SÔNG VEN BIỂN hải PHÒNG

Họcviên đã đánh giá và lựa chọn số liệu thu thập được từ các tài liệu nghiên cứu từtrước đến nay về trầm tích lơ lửng làm số liệu đầu vào cho mô hình tính.Nội dung chính của luận văn đượ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

oo

TRẦN ANH TÚ

ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC

CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội - 2012

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

TRẦN ANH TÚ

ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC

CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG

Chuyên ngành: Hải dương học

Mã số: 60.44.97

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS TS ĐINH VĂN ƯU

Hà Nội - 2012

Lời cảm ơn !

H ọc viên trân trọng cảm ơn các thầy, cô Khoa Khí tượng Thủy văn và H ải dương học đã tạo điều kiện giúp đỡ trong suốt thời gian học viên tham gia lớp cao học Đặc biệt, để hoàn thành luận văn, học viên được sự hướng dẫn tận tình của GS TS Đinh Văn Ưu, học viên trân trọng cảm ơn TH ẦY.

Xin cảm ơn các bạn đồng nghiệp trong cơ quan, Lãnh đ ạo Viện T ài nguyên và Môi trường biển-nơi học viên đang công tác đã tạo điều kiện về mặt thủ tục, thời gian và hết sức quan tâm động viên tinh thần trong khoảng thời gian đi học và hoàn thành luận văn.

H ọc viên xin chân thành cảm ơn !

Hải Phòng, ngày tháng năm 2012

Học viên

MỤC LỤC

NGHĨA CỦA CHỮ VIẾT TẮT i

DANH MỤC HÌNH VẼ ii

DANH MỤC BẢNG iv

MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC HẢI PHÒNG 5

I.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 5

I.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 5

I.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 6

I.2 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 8

I.2.1 Chế độ khí hậu, khí tượng 9

I.2.2 Thủy văn, hải văn 10

I.2.3 Đặc điểm trầm tích 12

CHƯƠNG II TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 15

II.1 Tài liệu 15

II.1.1 Địa hình 15

II.1.2 Khí tượng 15

II.1.3 Thủy hải văn 16

II.1.4 Trầm tích lơ lửng 17

II.2 Phương pháp 17

II.2.1 Mô hình thủy động lực 17

II.2.2 Mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng 20

CHƯƠNG III ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC

CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG 22

III.1 Phân bố TTLL theo thời gian 22

III.2 Đặc điểm TTLL khu vực các sông Hải Phòng 26

III.3 Đặc điểm TTLL khu vực xa bờ Hải Phòng 27

CHƯƠNG IV MÔ PHỎNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG BẰNG MÔ HÌNH DELFT3D 31

IV.1 Triển khai mô hình thủy động lực 31

IV.2 Triển khai mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng 35

IV.3 Kết quả tính toán 37

IV.3.1 Dòng chảy 37

IV.3.2 Trầm tích lơ lửng 44

KẾT LUẬN 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

PHỤ LỤC 57

NGHĨA CỦA CHỮ VIẾT TẮT

BTNMT: Bộ Tài nguyên và Môi trường

UNIBEST: Mô phỏng vận chuyển bùn cát và biến đổi đường bờ

(UNIform BEach Sediment Transport) Viện KH&CNVN: Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Viện TN&MTB: Viện Tài nguyên và Môi trường biển

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1.: Số lượng bão ở khu vực Hải Phòng (1945-2007)………….……….… 11

Hình 1.2.: Sơ đồ phân bố trầm tích đáy khu vực nghiên cứu………….……….….14

Hình 2.1.: Hoa gió Trạm Hòn Dấu………….……….….16

Hình 2.2.: Lưới so le trong mô hình thủy động lực……….……19

Hình 3.1.: Vị trí và tọa độ điểm quan trắc TTLL và khu vực lân cận……….…….…. 23

Hình 3.2.: Biểu đồ giá trị TTLL trung bình mùa (1996-2010) khu vực Đồ Sơn….…… 23

Hình 3.3.: Đồ thị giá trị trung bình năm của TTLL và tổng lượng mưa năm khu vực Hải Phòng (1996-2010)……… …….…… 24

Hình 3.4.: Nồng độ TTLL trung bình 10 năm và theo tầng trong khu vực ven bờ phía bắc Việt Nam……… …….…… 25

Hình 3.5.: Biến động nồng độ TTLL trung bình theo mùa trong khu vực ven bờ phía bắc Việt Nam……… …….…… 25

Hình 3.6.: Sơ đồ giá trị TTLL (mg/lít) trung bình ngày đêm tại các cửa sông ven biển Hải Phòng vào mùa khô……… …….…… 26

Hình 3.7.: Sơ đồ giá trị TTLL (mg/lít) trung bình ngày đêm tại các cửa sông ven biển Hải Phòng vào mùa mưa……… ……… ………. 27

Hình 3.8.: Sơ đồ thu mẫu TTLL xa bờ khu vực Hải Phòng………… ……….….… 28

Hình 3.9.: Phân bố TTLL theo không gian khu vực nghiên cứu trong mùa khô… ….…. 30

Hình 3.10.: Phân bố TTLL theo không gian khu vực nghiên cứu trong mùa mưa… …. 30

Hình 4.1.: Trường độ sâu vịnh Bắc Bộ (a) và lưới khu vực nghiên cứu (b).……….… ….…31

Hình 4.2.: Trường độ sâu và trạm (B2) đo đạc kiểm chứng mô hình .……….…….… 32

Hình 4.3.: Đường quá trình mực nước giữa thực đo và kết quả tính từ mô hình tại Trạm Hòn Dấu……… ……….…….….34

Hình 4.4.: Vận tốc dòng chảy (mùa khô) theo kết quả tính toán mô hình và số liệu quan trắc tại trạm kiểm chứng B2……… ……….…….… 35

Hình 4.5.: Hàm lượng TTLL (mùa khô) theo kết quả tính toán mô hình và số liệu quan trắc tại trạm kiểm chứng B2……… ……….…….…. 37

Hình 4.6.: Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu 08h ngày 05/3/2010

Hình 4.14.: Hàm lượng TTLL từ kết quả mô hình lúc thủy triều lên (mùa khô)…… … 45

Hình 4.16.: Hàm lượng TTLL từ kết quả mô hình lúc thủy triều xuống

(mùa khô)……… ……….….…… 46

Hình 4.21.: Hàm lượng TTLL từ kết quả mô hình lúc thủy triều xuống

(mùa mưa)……… ……….….…… 51

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1.: Mực nước triều (cm) đặc trưng tại Trạm Hòn Dấu trong nhiều năm

(1960-2007)………….……….……….… 11

Bảng 3.1.: Hệ số vượt GHCP (QCVN10:2008) của giá trị TTLL trung bình năm khu

vực nghiên cứu……… … 24

Bảng 3.2.: TTLL trung bình (mg/l) của nước biển Hải Phòng vào mùa khô (tháng

3/2009) và mùa mưa (tháng 7/2009)……….…… … 29

Bảng 4.3.: Các tham số được sử dụng cho mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng…… … 36

MỞ ĐẦU

Các hiện tượng sa bồi luồng cảng, cửa sông, xói lở -bồi tụ bờ biển, độ đụctrong nước gia tăng làm ảnh hưởng đến chất lượng nước các bãi tắm, khu nuôitrồng thủy sản đều liên quan đến trầm tích lơ lửng (TTLL) Ngoài ra, những khuvực có giá trị hà m lượng TTLL cao làm ảnh hưởng tới tầm nhìn xuyên suốt củakhối nước, sự quang hợp của thực vật và sự sống của các loài sinh vật trong môitrường nước

Thành phố cảng Hải Phòng mỗi năm đều có sự đóng góp quan trọng của haingành kinh tế đặc trưng là dịch vụ cảng biển và du lịch Tuy nhiên, do đặc thùđịa lý của vùng cửa sông, khu vực ven biển thành phố Hải Phòng chịu ảnh hưởngnặng nề của dòng vật chất từ lục địa đưa ra qua các hệ thống sông Thái Bình,sông Hồng Trong các dòng vật chất đó, dòng trầm tích lơ lửng có cơ chế rấtphức tạp do cả nguyên nhân tự nhiên (dòng chảy, sóng, xói lở bờ) và con người(nạo vét luồng, khai hoang lấn biển, phá rừng ngập mặn nuôi trồng thủy sản) gây

ra Sa bồi luồng vào cảng Hải Phòng đang có xu hướng gia tăng đi kèm việc chiphí cho việc nạo vét luồng lạch rất tốn kém Theo thống kê của Cảng vụ Hànghải Hải Phòng (2005), khối lượng nạo vét luồng vào cảng Hải Phòng năm 2003

và 2004 tương ứng là 2.394.000m3 và 2.854.000m3 [29] Chi phí cho việc nạo vétluồng hàng năm tốn kém hàng chục tỷ đồng, hiệu quả kinh doanh tăng khôngnhiều Mặt khác, quá trình nạo vét ở các luồng vào cảng diễn ra thường xuyênkhiến cho bùn cát và các vật chất ô nhiễm đã lắng xuống lại bị đưa lên, hòa tantrong nước làm gia tăng các nguy cơ gây ô nhiễm đế n môi trường nước và các hệsinh thái xung quanh [2] Mặt khác, dòng vật chất này làm ảnh hưởng đế n chấtlượng các bãi tắm Đồ Sơn và khu nuôi trồng hải sản đảo Cát Bà làm giảm hiệuquả đáng kể về mặt kinh tế Ngoài ra hiện nay thành phố Hải Phòng có kế hoạchthực hiện dự án đê quai lấn biển phục vụ xây dựng Sân bay Quốc tế vùng tại ven

bờ Tiên Lãng Việc này ít nhiều sẽ làm thay đổi cơ chế dòng chảy, vận chuyểntrầm tích lơ lửng của các sông Văn Úc và Thái Bình nói riêng và vùng cửa sông

ven bờ Hải Phòng nói chung [5] Bởi vậy, việc đánh giá TTLL vùng cửa sôngven biển Hải Phòng là điều cần thiết Với mục tiêu của luận văn là mô phỏnghiện trạng trầm tích lơ lửng theo mùa khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng Họcviên đã đánh giá và lựa chọn số liệu thu thập được từ các tài liệu nghiên cứu từtrước đến nay về trầm tích lơ lửng làm số liệu đầu vào cho mô hình tính.

Nội dung chính của luận văn được trình bày thành 04 chương:

Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu và điều kiện tự nhiên khu vực

Hải Phòng

Chương 2: Tài liệu và phương pháp

Chương 3: Đánh giá hiện trạng trầm tích lơ lửng khu vực cửa sông ven

biển Hải Phòng

Chương 4: Mô phỏng trầm tích lơ lửng khu vực cửa sông ven biển

Hải Phòng bằng mô hình delft3d

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC HẢI PHÒNG

I.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

I.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Nghiên cứu sự phân bố trầm tích lơ lửng vùng cửa sông ven biển đã đượccác nhà khoa học ngoài nước quan tâm từ hàng trăm năm nay và đạt được rấtnhiều thành tựu quan trọng Các kết quả nghiên cứu này đã được áp dụng phục

vụ cho việc bảo vệ các công trình ven bờ và phát triển môi trường bền vững

Những nghiên cứu lý thuyết về trầm tích (vận chuyển) đáng kể như cáccông trình của H.A Einstein (1950), Krone và Partheniades (1962, 1968), E.W.BijJker (1967, 1971), Leo C Van Rijn (1993), J.W Vander Meer (1990),

Richard Soulsby (1997) Các kết quả nghiên cứu được khái quát hóa mang tínhphương pháp luận, viết thành các ”cẩm nang” sử dụng [27] Có thể kể ra một sốnhững kết quả nghiên cứu đã được khái quát hóa thành sách Đó là ”Động lựcgần bờ và các quá trình bờ: Lý thuyết, đo đạc và các mô hình dự báo” của

Horikawa K., 1978, ”Động lực cát biển: Sách hướng dẫn cho các ứng dụng thựctiễn, các nguyên lý vận chuyển trầm tích trong sông, cửa sông hình phễu và biểnven bờ” của Richard S., 1997, hay ”Các nguyên lý vận chuyển trầm tích ở sông,cửa sông và ven biển” của Leo C Van Rijn, 1993 [13] Trong những năm gầnđây, với sự hỗ trợ của công cụ máy tính, việc nghiên cứu các quá trình động lực -

mô phỏng phân bố trầm tích đã có những bước phát triển cao hơn: đó là xâydựng các mô hình vật lý, mô hình toán Đi tiên phong trong nghiên cứu vấn đềnày là những nhà nghiên cứu ở các nước phát triển như Mỹ, Hà Lan, Đan Mạch,Nhật Bản

Do sự tương tác của các quá trình thủy và thạch động lực mà kết quả cuốicùng của sự tương tác này là sự tạo ra những dạng địa hình khác nhau, phụ thuộcvào hàng loạt các yếu tố thạch động lực như kích thước, hình dạng hạt vật liệu, tỉtrọng, mức độ gắn kết của vật liệu, độ dốc địa hình, và các yếu tố thủy độnglực: sóng, dòng chảy biển, sông là các yếu tố luôn biến đổi theo thời gian,không gian Bởi những lý do trên nên các mô hình số được thiết lập để tính toán

sự tương tác của các quá trình thủy-thạch động lực, đa phần, có liên quan đếncác công thức thực nghiệm hoặc bán thực nghiệm Cho nên nhu cầu có nhữngphòng thí nghiệm để thiết lập và kiểm tra tính đúng đắn của các mô hình vật lý làrất cần thiết Từ đó phương pháp thí nghiệm và mô hình vật lý ra đời và pháttriển mạnh mẽ Có rất nhiều nước trên thế giới có những phòng thí nghiệm hiệnđại đủ khả năng mô phỏng lại các quá trình thủy-thạch động lực trong những khuvực nghiên cứu cụ thể Do vậ y các kết quả tính toán bằng mô hình số thể hiệnbức tranh tổng thể về đối tượng nghiên cứu mà thực tế phải điều tra khảo sát rấttốn kém mới có được Ngoài ra, trong những năm gần đây, cùng với sự phát triểncủa công nghệ thông tin, siêu máy tính, hàng loạt các mô hình số trị ra đời, dầntrở thành các công cụ hữu hiệu và ưu thế trong nghiên cứu thủy động lực và chấtlượng nước Các kết quả của các mô hình toán này cho chúng ta cái nhìn tổngquan về đối tượng nghiên cứu cũng như cơ chế hình thành, phát triể n và biến đổitrong mối quan hệ với các đối tượng khác có liên quan, từ đó có thể đưa ra cáchứng xử khôn ngoan đối với thiên nhiên.

Theo hướng mô hình hóa có 2 loại mô hình: Mô hình vật lý và mô hìnhtoán Những trung tâm, viện hàng đầu về nghiên cứu, tính toán, dự báo các quátrình thủy-thạch động lực, có thể kể đến là: Trung tâm Thủy lực Hà Lan (DelftHydraulics) với bộ các phần mềm DELFT3D, UNIBEST; Viện Thủy lực ĐanMạch (Danish Hydraulic Instiute-DHI) nổi tiếng với các phần mềm: MIKE 21,MIKE 3, hay Trung tâm Nghiên cứu Công trình Ven bờ thuộc Quân đội Mỹ(Coastal Engineering Research Center-CERC) có các mô hình GENESIS,

SBEACH; mô hình TELEMAC (Pháp), đều ứng dụng tốt cho tính toán dòngchảy, sóng, vận chuyển bùn cát, biến động địa hình đáy biể n, đường bờ, bồi lấpcửa sông Ngoài ra, một số các mô hình có mã nguồn mở như COHERENS (Bỉ),SHYFEM (Italia) cũng phát triển không kém các phần mềm nói trên

I.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Vấn đề nghiên cứu trầm tích lơ lửng và các quá trình động lực bằng môhình hóa ở Việt Nam đã được bắt đầu phát triển từ khoảng đầu năm 1980 [10].Các mô hình thường được thiết lập để tính toán các yếu tố thủy động lực nhiềuhơn các yếu tố thạch động lực Sự gắn kết giữa hai quá trình thủy và thạch động

lực trong các mô hình của chúng ta còn bị hạn chế Do đó, các kết quả tính bằng

mô hình của chúng ta rất khó được kiểm chứng trên cả hai phương diện trongphòng thí nghiệm và ngoài hiện trường Ở Việt Nam phương pháp mô hình số trịnghiên cứu TTLL chỉ phát triển ở mức cơ sở phục vụ mục tiêu riêng lẻ trongnước chứ chưa được thương mại hóa và sử dụng rộng rãi ở cấp quốc tế Vấn đềnghiên cứu TTLL ở Việt Nam được chú trọng trong Chương trình Biển KT.03(1991-1995); KHCN.06 (1996-2000); TTLL liên quan đến xói lở bờ biển cònđược đặt ra trong khuôn khổ đề tài độc lập cấp nhà nước và trong chương trìnhbiển giai đoạn 2001-2005 Ngoài ra nhiều đề tài, dự án liên quan đến TTLL đượcthực hiện tại các cấp Các tác giả Trần Hồng Thái [18], Đinh Văn Ưu [28],

Nguyễn Thọ Sáo [16] đã ứng dụng và phát triển một số phương pháp và mô hìnhtính toán động lực và vận chuyển trầm tích cho một số vùng cửa sông ven biển(Cửa Ông-Quảng Ninh, Cửa Tùng-Quảng Trị, Hải Phòng) Việt Nam Các nghiêncứu này chú trọng vào động lực học của lớp gần đáy để cải tiến phương pháptính bán thực nghiệm đã có Mục đích là làm chính xác hơn các công thức bánthực nghiệm của các tác giả nước ngoài để tính dòng vật liệu ven bờ Các tác giảthuộc Viện Hải dương học, Nha Trang, tiêu biểu Bùi Hồng Long đã ngh iên cứuvùng Phan Rí, Hàm Tiến, Phước Thể với mục tiêu cung cấp các thông số kỹthuật, đưa ra các phương án thiết kế và thi công đê, kè chống xói lở [14] Các tácgiả thuộc Viện cơ học đã ứng dụng những mô hình thủy-thạch động lực tổng hợpnhiều yếu tố để tính toán quá trình vận chuyển trầm tích và biến đổi địa hình đáyvùng ven bờ là rất đáng ghi nhận theo hướng mô hình hóa để nghiên cứu biếnđộng bờ biển và vùng cửa sông Các tính toán của nhóm còn đi sâu, chi tiết vàoviệc tính cặp các yếu tố thủy-thạch động lực như sóng, dòng chảy, mực nước vàonghiên cứu biến đổi đáy Ngoài ra, các tác giả còn đưa ra những tổng kết về cácphương pháp tính toán vận chuyển bùn cát và các mô hình tính biến động đường

bờ và những kết quả áp dụng cụ thể cho nhiều vùng xói lở dọc bờ biển Việt Namnhư vùng Hải Hậu, Nam Định, Hồ Tàu-Định An, Trà Vinh, Gành Hào, Bạc Liêu.Các tác giả thuộc Viện Địa lý đã nghiên cứu rất sâu về xói lở và bồi tụ, đặc biệt

là khu vực ven biển Miền Trung Trong những năm gần đây Nhà nước đã chotriển khai nhiều đề tài nghiên cứu, ứng dụng về các quá trình thủy-thạch động

lực và xói lở, bồi tụ chẳng hạn như: Ứng dụng các mô hình WAM, STWAVE để

dự báo sóng trong đề tài KC.09.04; Các đề tài KT.03.14, KHCN.06.08 2000), KC.09.05 (2001-2005) tiến hành nghiên cứu, dự báo quá trình xói lở -bồi

(1996-tụ bờ biển và cửa sông Việt Nam; dự án Việt Nam-Thụy Điển (2004-2007):nghiên cứu xói lở bờ biển Hải Hậu, Nam Định, dự án đã ứng dụng nhiều môhình về sóng, vận chuyển bồi tích; Đề tài cấp nhà nước KHCN-06-10 ”Cơ sởkhoa học và các đặc trưng đới bờ phục vụ yêu cầu xây dựng công trình biển venbờ” do Viện Cơ học chủ trì Các đề tài trên ngoài việc đo đạc thực địa đã xâydựng và áp dụng các mô hình nhằm tính toán các quá trình sóng, dòng chảy, vậnchuyển trầm tích, biến đổi địa hình bãi, đường bờ, nhằm lý giải các nguyênnhân gây ra các tác động môi trường trên Các tác giả thuộc Viện TN&MTB đãứng dụng mô hình DELFT3D để nghiên cứu các vấn đề có liên quan đến TTLL

ở các khu vực khác nhau như Quảng Ninh [20], Hải Phòng [1], Thái Bình vàNam Định [23] Các nghiên cứu này đã giúp cho các nhà quản lý địa phương nóitrên có cách nhìn một cách tổng thể về mối quan hệ giữa phát triển kinh tế - xãhội, quản lý tổng hợp dải ven bờ và bảo vệ môi trường biển Vấn đề nghiên cứutrầm tích lơ lửng vùng cửa sông Hải Phòng cũng đã có một số kết quả nhất định[21, 26, 28] Tuy nhiên những kết quả này được nhận định của các chuyên gia vềđặc trưng trầm tích lơ lửng ở một phạm vi hẹp mà chưa có cách nhìn một cáchtổng quan về phạm vi không gian cũng như biến đổi theo thời gian (hàng chụcnăm)

I.2 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu

Thành phố Hải Phòng nằm ở bờ tây vịnh Bắc Bộ thuộc phía đông vùngduyên hải Bắc Bộ, cách Hà Nội 102 km, diện tích tự nhiên khoảng 152.318 ha,giới hạn trong khoảng 20030’39”-21001’15” vĩ độ Bắc, 106023’39”-107008’39”kinh độ Đông [9] Bờ biển ven bờ có dạng đường cong lõm của bờ tây vịnh Bắc

Bộ, thấp và khá bằng phẳng, cấu tạo chủ yếu là bùn cát do năm cửa sông đổ ra.Vùng cửa sông ven biển Hải Phòng có độ sâu không lớn, độ dốc nhỏ Bề mặt đáybiển được cấu tạo bởi các thành phần hạt mịn, có nhiều lạch sâu vốn là nhữnglòng sông cũ nay dùng làm luồng lạch ra vào của tàu thuyền [19, 22]

I.2.1 Chế độ khí hậu, khí tượng

Khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng nằm trong vùng ảnh hưởng của khíhậu nhiệt đới gió mùa, về cơ bản có thể chia thành hai mùa: mùa đông (từ tháng

11 năm trước đến tháng 3 năm sau) có đặc điểm lạnh, khô và mưa ít trong khimùa hè (tháng 4 đến tháng 10) có đặc điểm nóng, ẩm và mưa nhiều Nhiệt độkhông khí trung bình năm ở khu vực này dao động trong khoảng từ 22,5-30,00C.Mùa đông khá lạnh với nhiệt độ trung bình xuống dưới 20 0C Mùa hè khá nóngkéo dài 5 tháng, từ tháng V đến tháng IX, với nhiệt độ không khí trung bình daođộng trong khoảng từ 26,2 - 28,90C Lượng mưa trung bình nhiều năm ở vùngven biển Hải Phòng khá lớn với giá trị từ 1.600 - 2.000mm Tuy nhiên, lượngmưa phân bố không đều mà chủ yếu tập trung vào các tháng mùa hè, cao nhấtvào tháng 8 đạt trên 200mm Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4, lượng mưa khánhỏ, tổng lượng mưa chỉ đạt khoảng 300mm Chế độ gió khu vực ven biển HảiPhòng thể hiện rõ rệt sự ảnh hưởng hoàn lưu chung của khí quyển và thay đổitheo mùa Về mùa đông thịnh hành gió hướng bắc và đông bắc Hàng thángtrung bình có 3 - 4 đợt gió mùa đông bắc, có tháng 5 - 6 đợt kéo dài 3 - 5 ngày.Vận tốc gió trung bình dao động trong khoảng 3,2-3,7m/s, mạnh nhất có thể đạttới 25-30m/s Vào mùa hè (khoảng từ tháng 5 đến tháng 9), chế độ gió ở khu vựcnày chịu sự chi phối của hệ thống gió mùa tây nam, hướng gió chủ yếu là đôngnam và nam Tốc độ gió trung bình khoảng 3,5-4,0 m/s, cực đại đạt 20 - 25m/s

Khu vực Hải Phòng trong giai đoạn 1945-2007, có 53 cơn bão ảnh hưởngtrực tiếp và các tỉnh/thành lân cận Từ hình 1.1 cho thấy số lượng bão ảnh hưởngđến khu vực Hải Phòng có sự dao động giữa các năm, có một số năm không cócơn nào (1949, 1950, 1953…), những năm có một cơn chiếm đa số, đáng chú ý

là năm 1996 có tới 3 cơn ảnh hưởng đến khu vực Hải Phòng, một số năm có 2cơn Đường trung bình trượt 5 năm cho thấy bão giai đoạn 1989 - 1992 bão hoạtđộng mạnh nhất trung bình 1,75 cơn, giai đoạn 1958 - 1959 không có cơn nào.Nhìn chung bão ở khu vực Hải Phòng có xu hướng tăng nhưng tăng chậm so vớiViệt Nam

Năm TổngTB trượt 5 năm

Linear (TB trượt 5 năm)

Hình 1.1 Số lượng bão ở khu vực Hải Phòng (1945 - 2007) [8]

I.2.2 Thủy văn, hải văn

 Thủy văn sông

Khu vực nghiên cứu chịu tác động trực tiếp từ nguồn cung cấp nước vàtrầm tích của các sông chính chảy vào Các sông này đều là phần hạ lưu cuốicùng trước khi đổ ra biển của hệ thống sông Thái Bình, gồm các sông BạchĐằng, Cấm, Lạch Tray, Văn Úc và Thái Bình Đây là các sông có hướng chảychủ yếu là tây bắc-đông nam, độ uốn khúc lớn, bãi sông rộng, phù sa bồi đắpngày càng nhiều, nhất là ở vùng cửa sông, vài đoạn hình thành các doi bãi haycồn cát Các sông lớn có cửa trực tiếp đổ ra biển vừa chịu ảnh hưởng của chế độdòng chảy thượng nguồn, vừa chịu ảnh hưởng của chế độ thủy triều vịnh của khuvực; càng gần cửa sông, lòng sông càng mở rộng, hai bờ được bồi đắp nhiều.Tuy nhiên, trong thời gian gần đây, một số vùng cửa sông lắng đọng phù sa cóchiều hướng bị thu hẹp, gây khó khăn cho giao thông thủy và thay đổi cấu trúcdòng chảy sông

 Dao đ ộng mực nước

Thủy triều vùng ven biển Hải Phòng là nhật triều thuần nhất với biên độdao động lớn Thông thường trong ngày xuất hiện 1 đỉnh triều (nước lớn) và một

chân triều (nước ròng) Trung bình trong một tháng có 2 kỳ triều cường ( spring

tide), mỗi chu kỳ kéo dài 11 - 13 ngày với biên độ dao động mực nước từ 2 - 4

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

m Trong kỳ triều kém (neap tide) tính chất nhật triều giảm đi rõ rệt, tính chất

bán nhật triều tăng lên: trong ngày xuất hiện 2 đỉnh triều (cao, thấp) Tài liệu

quan trắc mực nước trong nhiều năm (1960 - 2007) tại trạm Hải văn Hòn Dấu

cho thấy: mực nước biển lớn nhất có thể đạt 4,21m (22/10/1985) và mực nước

biển nhỏ nhất là -0,07m (21/12/1964) (Bảng 1.1)

Bảng 1.1 Mực nước triều (cm) đặc trưng tại Trạm Hòn Dấu

trong nhiều năm (1960-2007)

Nguồn: Đài KT-TV khu vực Đông Bắc

 Dòng chảy ven biển

Dòng chảy ven bờ Hải Phòng là dòng chảy tổng hợp, gồm các thành phầndòng chảy triều, gió, sóng, dòng chảy sông và cả những tính chất của dòng chảyvịnh Bắc Bộ Dòng chảy ở các khu vực cửa sông thường chịu ảnh hưởng mạnh

của sông, trong khi ở phía ngoài biển dòng chảy tầng mặt chủ yếu do gió gây ra.Trong trường gió đông bắc, dòng chảy tầng mặt dọc bờ có hướng thống trị là từbắc xuống nam còn trong trường gió đông nam, dòng chảy tầng mặt dọc bờ thể

hiện nhiều hướng khác nhau tùy thuộc vào c ường độ dòng chảy các sông và địahình của bờ biển

Trong số các thành phần tạo nên dòng chảy tổng hợp ở khu vực ven biểnHải Phòng thì dòng chảy triều và thành phần nhật triều có vai trò quyết định

Dòng nhật triều có độ lớn áp đảo, gấp 5 - 20 lần dòng bán nhật và lớn hơn nhiềulần dòng 1/4 ngày Đặc điểm dòng chảy thường định hướng theo luồng lạch, cửasông hoặc song song với đường bờ Dòng chảy, chủ yếu dòng triều mạnh vào cáctháng 6, 7, 12, 1, yếu vào các tháng 3, 4, 8, 9 trong năm Khu vực ven bờ Đồ Sơn

- Lạch Tray, dòng chảy định hướng theo đường bờ và cửa sông Dòng chảy

xuống hướng đông, đông nam kéo dài 12 - 14 giờ, tốc độ cực đại 35cm/s, dòng

chảy lên hướng bắc, tây bắc, kéo dài 10 - 12 giờ, tốc độ cực đại 42cm/s Ở khu

vực cửa Nam Triệu, do ảnh hưởng của sông, tốc độ dòng chảy xuống cực đại 90cm/s và chảy lên cực đại 60 cm/s Vùng ven bờ Cát Hải có sự lệc h pha giữa thờiđiểm bắt đầu nước lên và nước rút ở các điểm Bến Gót (ảnh hưởng nhiều hơncủa triều Hòn Gai) và Hoàng Châu (ảnh hưởng nhiều hơn của triều Hòn Dấu).Khu vực Hoàng Châu thường muộn hơn 1 giờ Dòng triều lên đến Gia Lộc rẽ hainhánh về phía Hoàng Châu với tốc độ cực đại 90 cm/s và nhỏ hơn ở Bến Gót.Dòng triều xuống hướng ngược lại, đạt cực đại 50 cm/s ở Bến Gót Tại khu vựcđông nam Cát Bà, dòng chảy cũng do dòng triều quyết định, hướng chảy phứctạp, tốc độ chỉ 8 - 12 cm/s, nơi mạnh 20 - 30 cm/s và có thể đạt đến trên 50 cm/s

ở các lạch hẹp Vào mùa hè dòng đục hướng tây nam từ Đồ Sơn lên làm ảnhhưởng mạnh đến khu vực phía nam đảo Cát Bà Ra xa bờ, dòng chảy triều yếudần đi và vai trò dòng chảy mùa thể hiện rõ ràng hơn Mùa hè, dòng chảy h ướngđông bắc tốc độ trung bình 10 - 15 cm/s, mùa đông dòng chảy hướng tây nam,tốc độ trung bình 20 - 30 cm/s [1, 2, 12]

 Sóng biển

Trên vùng biển khơi Hải Phòng, hướng gió thịnh hành nhất là gió đôngbắc, tần suất từ tháng 9 năm trước tới tháng 4 năm sau từ 33,5% tới 62,0%; tầnsuất bé nhất trong tháng 9 là 24,3% Sóng ven biển Hải Phòng chủ yếu là sóngtruyền từ ngoài khơi đã bị khúc xạ và phân tán năng lượng do ma sát đáy Từtháng 10 năm trước đến tháng 3 năm sau, hướng sóng thịnh hành trên vùng biểnphía bắc đảo Cát Bà là đông bắc, tần suất lớn hơn 40%; vùng phía nam đảo Cát

Bà - Long Châu, sóng chuyển dần sang hướng đông, tháng 3 sóng hướng đôngthịnh hành nhất Mùa hè, từ tháng 5 đến tháng 8, sóng hướng nam khống chếtrên toàn vùng biển, tần suất tới 43% Tháng 7, tần suất sóng hướng đông chiếmtới 18% Theo số liệu sóng quan trắc trong 3 năm (2005 - 2007) cho thấy độ caosóng lớn nhất quan trắc được là 3,69m vào 13h ngày 31/7/2005 Độ cao sóngchiếm tần suất lớn nhất trong khoảng 0,25 - 1,0m, chủ yếu là sóng hướng đông

và đông bắc Sóng có độ cao từ 3-4m chiếm tần suất nhỏ 0,15% [1, 2, 12]

I.2.3 Đặc điểm trầm tích

 Trầm tích lơ lửng

lượng trầm tích lơ lửng trong các sông biến thiên trong khoảng rất rộng, từ 10

đến 1.000g/m3 trong năm Hàm lượng bùn cát thay đổi theo khu vực và theo

mùa Về mùa mưa hàm lượng trầm tích lơ lửng ở các vị trí khác nhau thay đổi

trong khoảng 53 - 215g/m3, trên sông Bạch Đằng và phía ngoài cửa Nam Triệu

có giá trị khá nhỏ 80 - 100g/m3, cực đại đạt tới 700 - 964 g/m3 trên luồng Cửa

Cấm Mùa khô, hàm lượng trầm tích lơ lửng trung bình biến đổi trong khoảng 42

- 94g/m3, cực đại đạt 252 - 860g/m3 tập trung ở vùng cửa sông phía ngoài do ảnhhưởng khuấy đục đáy của sóng và dòng triều Các kết quả nghiên cứu [12] về

trầm tích lơ lửng tại 5 sông chính vùng ven biển Hải Phòng cho thấy hàm lượngtrầm tích lơ lửng ở sông Cấm có giá trị lớn nhất, sau đó đến các sông là Lạch

Tray, Văn Úc, Thái Bình và Bạch Đằng (Bảng 1.2) Hàm lượng trầm tích lơ lửngtrong mùa khô có giá trị khá nhỏ (khoảng 50%) so với mùa mưa

Bảng 1.2 Hàm lượng trầm tích lơ lửng các sông Hải Phòng [12]

Hình 1.2 Sơ đồ phân bố trầm tích đáy khu vực nghiên cứu [4]

CHƯƠNG II TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

II.1 Tài liệu

II.1.1 Địa hình

Số liệu độ sâu và đường bờ của khu vực ven biển thành phố Hải Phòng được

số hoá từ các bản đồ địa hình UTM tỷ lệ 1: 50.000 do Cục Đo đạc Bản đồ xuấtbản, đây là những bản đồ mới xuất bản trong những năm gần đây với hệ tọa độnhà nước VN-2000 Các bản đồ này đã được quét vào máy tính, số hoá và xử lýbằng các phần mềm Acview, MapInfo Độ sâu khu vực ven biển Hải Phòng, Cát

Bà còn được bổ sung cập nhật từ những số liệu đo sâu trong vài năm gần đây củamột số đề tài dự án khác đã thực hiện ở khu vực này Ngoài ra, để thiết lập môhình NESTHD, độ sâu phía ngoài khu vực ven biển thành phố Hải Phòng và lâncận còn được tham khảo và bổ sung từ cơ sở dữ liệu địa hình ETOPO5 (EarthTopography - 5 Minute) của Trung tâm Tư liệu Địa vật lí Quốc gia Mỹ NGDC(National Geophysical Data Center) và GEBCO-1 (General Bathymetric Chart ofthe Ocean (GEBCO) one minute) của Trung tâm tư liệu hải dương học vươngquốc Anh (British Oceanographic Data Centre-BODC)

II.1.2 Khí tư ợng

Trong quá trình tính toán, đã sử dụng số liệu gió của tháng 3 năm 2010 vàtháng 8 năm 2010 được quan trắc liên tục 6h/ ốp tại trạm Khí tượng Thủy vănHòn Dấu Gió tháng 3 năm 2010 có đặc trưng hướng đông chiếm tần suất

khoảng 53% (Hình 2.1), các hướng còn lại có tần suất nhỏ; tốc độ gió cực đại cógiá trị 8 m/s (13 giờ ngày 03/3/2010) Gió tháng 8 năm 2010 có đặc trưng hướngđông nam và nam chiếm khoảng 35%, các hướng khác chiếm tần suất khôngđáng kể; tốc độ gió cực đại có giá trị 20 m/s (13 giờ ngày 25/8/2010)

a) Tháng 3 năm 2010 b) Tháng 8 năm 2010

Hình 2.1 Hoa gió Trạm Hòn Dấu

II.1.3 Thủy hải văn

Những số liệu về khí tượng sử dụng trong mô hình thuỷ động lực bao gồmbức xạ mặt trời, độ ẩm tương đối, lượng mây, nhiệt độ không khí và gió Đây lànhững số liệu được đo đạc bởi Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn quốc gia ở cáctrạm khí tượng thuỷ văn như Phủ Liễn, Hòn D ấu Ngoài ra số liệu khí tượngcung cấp cho mô hình thuỷ động lực cũng được tham khảo thêm từ số liệu củaTrạm Quan trắc không khí của Viện Tài nguyên và Môi trường biển tại HảiPhòng Các đặc trưng trung bình theo mùa (mùa mưa và mùa khô) của các yếu tốkhí tượng cũng được thu thập và tổng hợp để phục vụ đầu vào cho mô hình.Những số liệu về lưu lượng sông được lấy từ chuỗi quan trắc từ các trạm cốđịnh trên các sông Hải Phòng, ngoài ra số liệu dòng chảy đã được tham khảo từcác kết quả khảo sát và đánh giá của các đề tài [4, 23, 24, 25]

Đã sử dụng chương trình dự báo thuỷ triều của Đài Thiên văn Quốc gia NhậtBản NAO (National Astronomical Observatory) để tính cho vùng vịnh Bắc Bộ(Hình 4.1) sau đó trích xuất mực nước tại biên lỏng của khu vực nghiên cứu đểtính trường dòng chảy Kết quả mực nước tính từ mô hình đã được so sánh với

số liệu mực nước dự báo tại Trạm Hòn Dấu

  Q

 1(d )U G 1(d )V G

II.1.4 Trầm tích lơ lửng

Số liệu quan trắc và phân tích về trầm tích lơ lửng của các đề tài [1, 3, 4, 6,

11, 12] đã được sử dụng để đánh giá hiện trạng và làm tư liệu tham khảo cho sự

mô phỏng trầm tích lơ lửng khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng

II.2 Phương pháp

II.2.1 Mô hình thủy động lực

Cơ sở toán học của mô hình thuỷ động lực là giải phương trình Navier

Stokes với chất lỏng không nén được trong nước nông và phương pháp xấp xỉ

Boussinesq Sự biến đổi của thành phần vận tốc thẳng đứng trong phương trình

động lượng được bỏ qua Với mô hình 3 chiều, thành phần vận tốc thẳng đứng

được tính toán từ phương trình liên tục [30]

Theo phương nằm ngang, tuỳ thuộc vào các điều kiện cụ thể tại mỗi khu vựctính, một trong các hệ toạ độ chủ yếu sau có thể được sử dụng:

- Hệ toạ độ Đề các (Cartesian): (x,y) Dùng cho các vùng tính có địa hình và

đường bờ đơn giản

- Hệ toạ độ cong trực giao: ( , ) Sử dụng cho những khu vực có địa hình và

đường bờ phức tạp như các vùng cửa sông, ven biển, các vũng vịnh v.v

- Hệ toạ độ cầu: ( , ) Áp dụng cho những khu vực rộng lớn, trải dài trên nhiềukinh - vĩ độ khác nhau

Phương trình liên tục (viết trong hệ toạ độ cong trực giao):



t G G  G G 

(1)Với Q thể hiện sự thêm vào hay mất của nguồn nước, sự bốc hơi và mưa

trên một đơn vị diện tích:

0

1

trong đó: , là các hệ số trong hệ toạ độ cong trực giao

G , G là các hệ số chuyển đổi từ hệ toạ độ Đề Các sang hệ tạo độ

cong trực giao

d là độ sâu tại điểm tính (độ sâu của nước dưới đường chuẩn (0 hải đồ))

 là mực nước tại điểm tính (mực nước trên một đường chuẩn)

U, V lần lượt là các thành phần vận tốc theo các hướng ,

qin và qout lần lượt là nguồn nước đưa vào và ra trên 1 đơn vị thể tích

H là độ sâu tại điểm tính (H=d + )

P, E lần lượt là lượng mưa và bốc hơi

Phương trình bảo toàn động lượng theo hướng và ( toạ độ cong trực giao):

trong các phương trình (2), (3), (4): là vận tốc theo hướng trong hệ toạ độ

 (m/s); fv và fu là các thành phần của lực Coriolis; M , M lần lượt là ngoại lực

theo các hướng , ; 0 là mật độ nước

Các quá trình vật lý chính đã được thể hiện trong các phương trình trên, bao gồm:

- Lực Coriolis

- Các kiểu khuyếch tán rối: K-epsilon, k-L, biểu thức đại số và hằng số đưa

vào với mỗi mô hình

- Các kiểu ứng suất đáy:

+ Theo công thức Chézy: C- hệ số Chézy (m1/2/s

+ Theo công thức Manning: C

6 H n

Với: H- độ sâu tổng cộng; n- hệ số Manning

+ Theo công thức White Colebrook: C 18 log10  

biên lưu lượng (Q=FQ(t)); biên RiemannU  F R (t ).

+ Lưới tính và lưới độ sâu

Theo chiều ngang, lưới tính của mô hình có dạng so le (hình 2.2) Mỗi ôlưới chứa một điểm mực nước, một điểm độ sâu đáy, một điểm vận tốc dòngchảy theo phương x (vận tốc u), một điểm vận tốc dòng chảy theo phương y (vậntốc v) Những điểm này không trùng nhau Điểm mực nước được xác định ở giữacủa mỗi ô lưới và dòng chảy thành phần được xác định trên các biên của ô lưới

Hình 2.2 Lưới so le trong mô hình thuỷ động lực [30]

Lưới độ sâu được tạo thành trên cơ sở lưới tính, số liệu cần thiết để tạo cáclưới độ sâu là số liệu đo đạc, số liệu số hoá từ các bản đồ địa hình

+ Điều kiện của mô hình

Các biên của mô hình thuỷ động lực bao gồm các biên đóng và biên mở.Biên đóng là biên dọc theo đường ranh giới giữa đất và nước Ngược lại, biên

mở là nơi dòng chảy có thể đi vào hoặc ra vùng tính Những giá trị này có thểđược xác định qua đo đạc, qua tính toán hoặc NESTING từ mô hình có phạm vilớn hơn

Với mỗi trường hợp cụ thể có thể áp dụng 1 trong 4 kiểu điều kiện biên chocác biên lỏng khác nhau: biên mực nước ( = F (t)); biên dòng chảy (U=FU(t));





g d





+ Tiêu chuẩn ổn định của mô hình

Các phương trình toán học trên được giải bằng phương pháp sai phân ẩn

(WL|Delft Hydraulics, 1999) với sơ đồ khử luân hướng (ADI - Alternating

Direction Implicit) trên hệ lưới cong Trong mô hình thuỷ động lực, độ ổn định

của mô hình có thể được đánh giá qua số Counrant - một chỉ số đánh giá độ

chính xác và tiêu chuẩn ổn định của mô hình Đối với những vùng có sự biến đổilớn về địa hình đáy biển hoặc đường bờ, số Counrant không nên vượt quá

khoảng 10 - 30 (Van Ballegooyen và Taljaard, 2001) Theo Stelling (1984), với

mô hình 2 chiều, số Counrant được xác định như sau:

 1

trong công thức trên: C: là số Counrant; g: gia tốc trọng trường (m/s 2); h: là độ

sâu của cột nước tại điểm tính (m);t: là bước thời gian (giây);x : là kích

thước ô lưới theo phương x (m);y: là kích ô lưới theo phương y (m)

Số Counrant có quan hệ chặt chẽ với bước thời gian tính toán, độ sâu điểmtính và kích thước ô lưới Nó rất cần thiết trong việc lựa chọn bước thời gian lớn

nhất cho mô hình nhằm giảm thời gian chạy cho mỗi trường hợp mà vẫn đảm

bảo độ chính xác và ổn định của mô hình

II.2.2 Mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng

Cơ sở toán học của mô hình vận chuyển trầm tích là phương trình lan truyền

Trong các phương trình (6, 7) trên: Dx, Dy, Dz là các hệ số khuyếch tán theo

các phương x, y, z ; F(C, t) là nguồn vật chất thêm vào hoặc mất đi; C: hàm

lượng vật chất

max 0,1 

max 0,

Đối với mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng, giả thiết rằng hàm lượng trầm

tích lơ lửng trong cột nước giảm khi xảy ra quá trình lắng đọng trầm tích Mặt

khác quá trình xói (tái lơ lửng-resuspension) xảy ra khi hàm lượng trầm tích lơ

lửng trong cột nước tăng lên Quá trình lắng đọng trầm tích phụ thuộc vào ứng

suất xung quanh bề mặt (ambient shear stress-Tau) và ứng suất tới hạn cho quá

trình lắng đọng (Taucrsed) Nếu ứng suất xung quanh thấp hơn ứng suất tới hạn,

thì diễn ra quá trình lắng đọng trầm tích

Dòng trầm tích lắng đọng (Sedimentation flux)= Psed x Vsed x (IM1)

(g/m2/ngày)

Trong đó : Vsed là : vận tốc lắng đọng trầm tích

IM1 là : nồng độ vật chất vô cơ

Psed là : khả năng lắng đọng và được tính theo công thức :

Trong đó: Zres là: tỷ lệ tái lơ lửng ban đầu

Pres là: khả năng tái lơ lửng và được tính theo công thức:

Pres =  Tau crres

quá trình tái lơ lửng; Pres-xác suất xảy ra quá trình tái lơ lửng; Zres- tốc độ tái lơ

lửng từ bề mặt đáy Ứng suất xung quanh (Tau) phụ thuộc vào các quá trình

động lực sóng, gió, dòng chảy, mực nước, độ nhám đáy

CHƯƠNG III ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG

KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG

Khu vực ven biển Hải Phòng có năm cửa sông đổ ra, nên quá trình tươngtác lục địa và biển xảy ra tương đối mạnh mẽ, bởi vậy sự phân bố trầm tích lơlửng là một quá trình phức tạp Theo kết quả nghiên cứu của [12, 19] cho thấyvùng biển ven bờ Hải Phòng có hàm lượng TTLL khá cao do chịu ảnh hưởngcủa khối nước từ các cửa sông Bạch Đằng, sông Cấm đổ ra Vào mùa mưa,lượng nước trao đổi lớn nên nước có hàm lượng TTLL cao, giá trị cao nhất quantrắc được là hơn 2000 mg/l tại khu vực cửa Bạch Đằng (Đình Vũ) Phía ngoàicửa Bạch Đằng, hàm lượng TTLL trung bình trong mùa mưa đạt 407,6 mg/l(tháng 7/2006) và mùa khô (tháng 3/2007) đạt 47,3 mg/l Khu vực phía trongsông Bạch Đằng (Bến Rừng), hàm lượng TTLL có giá trị thấp hơn, trung bìnhđạt 116,8 mg/l trong mùa mưa (tháng 6/2007) và 87,4 mg/l trong mùa khô (tháng2/2007) Tại các vùng đất ngập nước đã ghi nhận hàm lượng TTLL trong mùakhô là 36 mg/l (tháng 4/2003) Khu vực sông Cấm (Bến Bính) có hàm lượngTTLL trung bình đạt 367mg/l trong mùa mưa (tháng 9/2007) và 258 mg/l trongmùa khô (tháng 01/2008) Khu vực ngoài khơi Cát Bà, hàm lượng TTLL kháthấp, trung bình 20 mg/l trong mùa mưa và 39 mg/l trong mùa khô

Trong chuỗi số liệu (501 số liệu) thu thập quan trắc được từ trước đến naycủa các nghiên cứu do Viện TN&MTB thực hiện cho thấy có 186 (chiếm

35,93%) số liệu vượt GHCP so với QCVN10: 2008/BTNMT (Tiêu chuẩn chấtlượng nước biển ven bờ đối với nước dùng cho Nuôi trồng thuỷ sản và bảo tồnthuỷ sinh, thông số trầm tích lơ lửng 50 mg/l)

Các đặc trưng biến đổi theo thời gian, không gian của TTLL tại khu vựcnghiên cứu được phân tích chi tiết như sau:

III.1 Phân bố TTLL theo thời gian

Từ trước đến nay đã có nhiều đề tài, dự án nghiên cứu về trầm tích lơ lửng,trong đó đáng kể Nhiệm vụ Quan trắc môi trường biển phía Bắc [3] do Viện Tàinguyên và Môi trường biển thực hiện từ năm 1995 đến nay Dựa trên chuỗi số

liệu quan trắc trong giai đoạn 1996-2010 (15 năm), học viên đã phân tích vàđánh giá sự biến đổi của TTLL khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng (đại diệnđiểm quan trắc tại Đồ Sơn được thể hiện trên hình 3.1) theo thời gian như sau:

Hình 3.1 Vị trí và tọa độ điểm quan trắc TTLL và khu vực lân cận [3]

Hình 3.2 Biểu đồ giá trị TTLL trung bình mùa (1996-2010) khu vực Đồ Sơn

Theo hình 3.2 cho thấy giá trị TTLL của khu vực nghiên cứu có các năm

1996, 1997, 2006, 2007 và 2009 cả hai mùa khô và mưa đều vượt GHCP so vớiQCVN10: 2008/BTNMT (Tiêu chuẩn chất lượng nước biển ven bờ đối với nướcdùng cho Nuôi trồng thuỷ sản và bảo tồn thuỷ sinh, thông số trầm tích lơ lửng 50mg/l) Giá trị trung bình mùa của TTLL trong các năm 2002, 2004, 2007 và 2010đều xấp xỉ bằng nhau, các năm 1997, 2005, 2006 mùa khô có giá trị gấp nhiềulần mùa mưa

Hình 3.3 Đồ thị giá trị trung bình năm của TTLL và tổng lượng mưa năm

khu vực Hải Phòng (1996-2010)

Trong bảng 3.1 cho thấy hệ số vượt GHCP của giá trị TTLL trung bình nămcủa các năm 1996, 1997, 2001, 2006, 2007, 2008, 2009 vượt từ 1,04 đến 2,54 lầncho phép so với QCVN10: 2008/BTNMT

Bảng 3.1 Hệ số vượt GHCP** (QCVN10:2008/BTNMT) của giá trị TTLL

trung bình năm khu vực nghiên cứu

Ghi chú: 1,33*: vượt GHCP; Hệ số vượt GHCP**: là giá trị TTLL trung bình năm chia cho 50

(giá trị của Tiêu chuẩn chất lượng nước biển ven bờ đối với nước dùng cho Nuôi trồng thuỷ sản và bảo tồn thuỷ sinh, thông số trầm tích lơ lửng 50 mg/l).

xu thế chung của các khu vực khác.

Hình 3.4 Nồng độ TTLL trung bình 10 năm và theo tầng

trong khu vực ven bờ phía bắc Việt Nam [7]

Theo hình 3.5 cho thấy giá trị TTLL biến đổi theo thời gian trong trongkhoảng 15 năm trở lại đây (1996-2010) của khu vực nghiên cứu có xu thế tương

tự như các khu vực lân cận là mùa mưa cao hơn mùa khô

M m ư a M k h ô Tr.b ình

Hình 3.5 Biến động nồng độ TTLL trung bình theo mùa

trong khu vực ven bờ phía bắc Việt Nam [7]

III.2 Đặc điểm TTLL khu vực các sông Hải Phòng

Theo [4] cho thấy TTLL trung bình ngày đêm tại các sông đều có giá trịtầng mặt lớn hơn tầng đáy trong cả hai mùa (mưa và khô) Tuy nhiên, khu vựccửa sông Thái Bình có xu thế ngược lại, tầng đáy có giá trị TTLL lớn hơn tầngmặt Tại cửa sông Văn Úc giá trị TTLL trung bình ngày đêm giữa tầng đáy vàtầng mặt chênh nhau không đáng kể Giá trị TTLL trung bình ngày lớn nhất là

133 mg/l quan trắc được tại tầng đáy khu vực sông Cấm và nhỏ nhất là 18 mg/ltại tầng mặt khu vực sông Bạch Đằng (Hình 3.6) Các sông (Bạch Đằng, Cấm,Lạch Tray) phía bắc bán đảo Đồ Sơn giá trị TTLL tầng đáy lớn hơn tầng mặt,trong khi đó các sông khu vực phía nam bán đảo Đồ Sơn có đặc điểm ngược lạitầng mặt lớn hơn tầng đáy

Hình 3.6 Sơ đồ giá trị TTLL (mg/lít) trung bình ngày đêm

tại các cửa sông ven biển Hải Phòng vào mùa khô

Vào mùa mưa cho thấy giá trị trung bình tại tầng mặt khu vực sông BạchĐằng và cửa sông Thái Bình lớn hơn tầng đáy Tuy nhiên tại các khu vực cửasông Cấm, Lạch Tray và Văn Úc có xu thế ngược lại, gi á trị TTLL tầng đáy lớn