ĐỒ án kỹ thuật biển THIẾT kế đê CHẮN SÓNG

Phương pháp thực hiện Thu thập các tài liệu nghiên cứu chế độ động lực và vận chuyển bùn cát tạikhu vực cửa sông Lạch Huyện, các số liệu địa hình khu vực cửa sông Lạch Huyện,tính chất đị

Mục Lục

MỞ ĐẦU 4

1 Tính cần thiết của dự án xây dựng kè chắn sóng cảng Lạch Huyện 4

2 Phương pháp thực hiện 6

3 Kết cấu của đồ án 6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 7

1.1 Điều kiện tự nhiên 7

1.1.1 Vị trí địa lý 7

1.1.2 Đặc điểm khí hậu, khí tượng 8

1.1.3 Đặc điểm thủy, hải văn 12

1.1.4 Các điều kiện địa chất khu vực xây dựng: 21

1.2 Dân sinh kinh tế 25

1.3 Phạm vi nghiên cứu 30

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THỦY LỰC 34

2.1 Giới thiệu về modul Mike21 Couple Fm- Mike 21/3 integrated: 34

2.1.1 Modul dòng chảy Mike21 Fm 35

2.1.2 Module phổ sóng Mike 21 SW 37

2.2 Áp dụng tính toán thủy lực cho khu vực của sông Lạch Huyện - Hải Phòng 40

2.2.1 Số liệu đầu vào 40

2.2.2 Mô phỏng hiện trạng khu vực nghiên cứu: 47

2.2.3 Mô phỏng khu vực nghiên cứu khi có công trình: 54

2.2.4 Tính toán vận chuyển bùn cát 62

CHƯƠNG 3: QUY HOẠCH LỰA CHỌN CÔNG TRÌNH VÀ TÍNH TOÁN CÁC ĐIỀU KIỆN BIÊN THIẾT KẾ 68

3.1 Quy hoạch và lựa chọn công trình 68

3.1.1 Phương án bố trí tuyến đê 68

3.1.2 Lựa chọn dạng công trình 69

3.1.3 Xác định cấp công trình 72

3.2 Tính toán các điều kiện biên thiết kế 72

3.2.1 Điều kiện địa hình 72

3.2.2 Điều kiện thủy động lực 76

3.2.2.1 Mực nước thiết kế (MNTK) 76

3.2.2.2 Tính toán tham số sóng thiết kế 77

3.2.3 Điều kiện địa chất 87

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐÊ CHẮN SÓNG 88

4.1 Thiết kế mặt cắt ngang điển hình đê chắn sóng 88

4.1.1 Cao trình đỉnh đê 88

4.1.2 Thiết kế khối phủ mái 90

4.1.3 Bề rộng đỉnh đê 94

4.1.4 Xác định trọng lượng và kích thước lớp đá phía dưới 94

4.1.4.1 Tính toán lớp lót thứ nhất 95

4.1.4.2 Tính toán lớp lót thứ hai 96

4.1.4.3 Tính toán lớp lõi 96

4.1.5 Tính toán phần lăng thể chân khay 97

4.1.6 Tính toán lớp lọc chân đê 101

4.1.7 Tính toán mở rộng đầu đê 102

4.2 Tính toán ổn định 103

4.2.1 Tải trọng sóng lên đê mái nghiêng 103

4.2.2 Kiểm tra trượt phẳng đê mái nghiêng 106

4.2.3 Phương pháp xử lý nền 107

Kết Luận Và Kiến Nghị 109

2 Kiến nghị 110

MỞ ĐẦU

1 Tính cần thiết của dự án xây dựng kè chắn sóng cảng Lạch Huyện

Hiện tại hệ thống cảng biển khu vực Hải Phòng chủ yếu tập trung trên bờsông Cấm với 17 cụm cảng trên chiều dài đường bờ sử dụng khoảng 7,8km Tổngsản lượng hàng hóa thông qua các cụm cảng năm 2004 trên 13,2 triệu tấn, chủ yếutập trung ở cảng Hải Phòng (85%-90%)

Luồng tàu vào cảng Hải Phòng được hiểu là luồng dẫn tàu từ cầu số “0” cảngchính Hải Phòng ra đến vùng biển sâu của vịnh Hải Phòng, được giới hạn bởi bánđảo Đồ Sơn, đảo Cát Bà và đường đẳng sâu -10m (ngoài phao số 0)

Luồng tàu hiện tại đi qua cửa Nam Triệu có thể chia ra làm ba phân đoạnchính, gồm: đoạn luồng biển từ phao số 0 đến phao số 22 dài khoảng 18,0km, đoạnluồng sông Bạch Đằng từ phao số 22 đến đầu kênh Đình Vũ dài khoảng 12,0km(riêng đoạn cửa kênh Cái Tráp đến kênh Đình Vũ dài 9km), và đoạn luồng sôngCấm tính từ đầu kênh Đình Vũ đến cầu cảng số 0 dài khoảng 8,5 km

Sau khi hoàn thành dự án cải tạo nâng cấp cảng Hải Phòng giai đoạn II,luồng tàu vào cảng Hải Phòng sẽ được chuyển sang cửa Lạch Huyện Ngoài đoạnluồng Sông Cấm và luồng sông Bạch Đằng như hiện nay, đoạn luồng kênh Tráp dàikhoảng 4,0 km và đoạn luồng biển qua cửa Lạch Huyện tính từ cửa kênh Cái Tráp(phía sông Chanh) đến phao số 0 dài khoảng 18,0 km sẽ thay thế cho đoạn luồngbiển qua cửa Nam Triệu

Hiện nay với lưu lượng hàng hóa ngày một tăng vào khu vực kinh tế Bắc Bộ,cảng Hải Phòng đang co dấu hiệu quá tải Điều này làm ảnh hưởng đến tốc độ pháttriển của khu vực trong tương lai Hơn nữa luồng tàu vào cảng Hải Phòng hiện nayđang bị bồi lấp nhanh chóng do sự vận chuyển bùn cát trên sông Bạch Đằng CảngLạch Huyện, với vị trí địa lý thuận lợi sẽ là giải pháp hợp lý nhằm giảm tải cho cảngHải Phòng và giúp tăng cường sự phát triển cho vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ

Vị trí tuyến luồng tàu sau khi hoàn thành cải tạo nâng cấp cảng Hải Phòngchỉ ra trong hình 1

Hình 1: Sơ đồ tuyến luồng vào cảng

bằng đường biển ngày càng tăng của các tỉnh thành, các khu công nghiệp,khu kinh tế trọng điểm Bắc bộ, đặc biệt là của vùng tam giác kinh tế: Hà Nội

- Hải Phòng - Quảng Ninh Ngoài ra cảng Lạch Huyện còn đáp ứng nhu cầuhàng quá cảnh của các tỉnh phía Nam Trung Quốc

đảm bảo năng suất bốc xếp cao, độ sâu khu nước lớn cho phép tầu có trọngtải lớn ra vào an toàn, thuận lợi và với một hệ thống giao thông sau cảngđồng bộ cả đường bộ, đường sắt và đường thuỷ thu hút qua cảng một lượnghàng lớn, do vậy sẽ góp phần thúc đẩy kinh tế của khu vực phát triển mạnh

mẽ hơn và thu hút các nhà đầu tư vào khu vực nhiều hơn

Huyện sẽ tạo điều kịên thuận lợi để thành phố xây dựng và phát triển trongthời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước theo tinh thần nghị quyết số32/NQQ-TW ngày 5/8/2003 của Bộ Chính trị

Nhờ có đặc điểm điều kiện tự nhiên khá thuận lợi, Lạch Huyện được chechắn bởi đảo Cát Bà, Cát Hải nên ảnh hưởng của sóng đến từ hướng NE, W đượcgiảm thiểu Sóng các hướng S, SW tuy gây ảnh hưởng nhiều hơn đối với luồng tàunhưng cũng bị suy giảm khi vượt qua vùng cửa sông Nam Triệu.

Như đã trình bày ở trên, cảng cửa ngõ Lạch Huyện, Hải Phòng dự kiến sẽđược phát triển tại khu vực cửa Lạch Huyện (cửa sông Chanh đổ ra vịnh HảiPhòng) Lãnh thổ cảng dự kiến được tôn tạo từ hạ lưu Bến Gót hiện tại theo hướngtiến dần ra phía biển Khu nước và luồng tàu vào cảng được hình thành trên cơ sởnạo vét mở rộng luồng tàu biển Lạch Huyện hiện tại ( chiều rộng B = 100m, cao độđáy chạy tàu -7.2m, được thiết kế thoả mãn cho tàu 10.000DWT thông qua) Côngtrình bảo vệ luồng được quy hoạch có tuyến song song với tim luồng nhằm mụcđích giảm chiều cao sóng cho khu nước, luồng tàu và ngăn dòng bùn cát trong vịnh

từ phía Tây Nam xâm nhập và gây bồi lấp lại luồng tàu

2 Phương pháp thực hiện

Thu thập các tài liệu nghiên cứu chế độ động lực và vận chuyển bùn cát tạikhu vực cửa sông Lạch Huyện, các số liệu địa hình khu vực cửa sông Lạch Huyện,tính chất địa chất của trầm tích đáy, vận tốc gió, độ cao và hướng sóng, mực nướctừng giờ tại trạm mực nước khí tượng thủy văn Hòn Dấu, các trạm đo mực nướctrên khu vực nghiên cứu Trên cơ sở đó phân tích các số liệu, tài liệu để xác địnhcác điều kiện động lực, vận chuyển bùn cát, biến đổi hình thái tại khu vực nghiêncứu Đồ án sử dụng mô hình toán trong bộ tính toán thủy lực Mike để mô phỏng chế

độ thủy động lực, vận chuyển bùn cát tại khu vực cửa sông Lạch Huyện

Từ các kết quả tính toán mô phỏng thủy động lực, vận chuyển bùn cát khuvực nghiên cứu, đưa ra các giải pháp thiết kế công trình bảo vệ khu vực cửa sông,đảm bảo cho việc hình thành cảng Lạch Huyện trong tương lai

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 Điều kiện tự nhiên

1.1.1 Vị trí địa lý

Đảo Cát Hải (huyện Cát Hải) nằm ở phía Đông Nam thành phố Hải Phòng,cách trung tâm thành phố 20 km về hướng Đông Nam, cách trung tâm thị trấn Cát

Bà khoảng 15 km về phía Tây - Bắc Cát Hải là một huyện đảo nhỏ, có diện tích gần

- Phía Bắc đảo giáp huyện Yên Hưng (tỉnh Quảng Ninh) ngăn cách bởi kênhđào Cái Tráp

- Phía Đông là cửa Lạch Huyện

- Phía Tây là cửa sông Nam Triệu

- Phía Nam là Vịnh Bắc bộ

Hình 1.1: Khu vực nghiên cứu

Khu vực dự kiến xây dựng cảng cửa ngõ Lạch Huyện nằm bờ phải cửa sôngLạch Huyện thuộc huyện Cát Hải, Thành phố Hải Phòng Tổng chiều dài theo quyhoạch của cảng (khu thương cảng quốc tế) khoảng 10 km chạy dọc theo tuyến luồng

Bờ phải của cửa sông, (nơi dự kiến xây dựng tuyến kè phía Nam) hiện là mộtdoi cát lớn có chiều dài khoảng 6000m, chiều rộng khoảng 1000m, cao độ dao động

từ khoảng 0 đến +1,0m Bờ trái là đảo Cát Bà Đoạn cửa sông này hiện là tuyếnluồng từ Cảng Hải Phòng ra biển, có chiều rộng là khá lớn, chỗ hẹp nhất (chỗ thắthẹp phía ngoài đường dây cao thế khoảng 1000m) cũng đạt khoảng 1000m Hiệnnay tuyến luồng đã được nạo vét đến chiều sâu đạt -7,8m Vùng nước từ Bến Góttrở ra khoảng 4000m có một trũng sâu, điểm sâu nhất đạt đến -12,5m Chiều rộngtrũng sâu khoảng 400~500m

Hình 1.2: Vị trí cửa Lạch Huyện 1.1.2 Đặc điểm khí hậu, khí tượng

b) Độ ẩm không khí

Độ ẩm không khí trung bình nhiều năm là 85,7%, độ ẩm không khí thấp nhất

là 27% (tháng 10/1991) (Báo cáo thu thập tài liệu khí tượng thủy hải văn 086- Nca- TV2)

c) Lượng mưa

Lượng mưa ở Hải Phòng trung bình năm đạt từ 1600 đến 1800 mm, cao nhất

phân thành 2 mùa: mùa mưa và mùa ít mưa (bảng 1.1)

 Mùa ít mưa: Mùa Mùa ít mưa: ít Mùa ít mưa: mưa: Mùa ít mưa: từ tháng XI đến tháng IV năm sau, Mùa ít mưa: lượng mưa trung bình là

218,7 mm, lượng mưa trung bình các tháng là 30 - 40 mm (bảng 1.1) Số ngày mưatrong các tháng trung bình từ 7 - 9 ngày, có tháng 10 - 12 ngày Mưa chủ yếu làmưa nhỏ và mưa phùn, nhất là vào tháng II và III, đã làm giảm tầm nhìn xa về phíabiển dưới cấp V (2 - 4 km) gây ảnh hưởng cho mọi hoạt động và giao thông trênbiển

 Mùa ít mưa: Mùa Mùa ít mưa: mưa: Mùa ít mưa: từ tháng V đến tháng X, lượng mưa trung bình đạt 1340 mm

chiếm 80 - 85% lượng mưa năm Lượng mưa trung bình trong các tháng dao độngtrong khoảng 180 - 220 mm (bảng 1.1) với số ngày có mưa từ 10 - 12 ngày/tháng.Lượng mưa này chủ yếu do mưa dông và bão, lượng mưa cao nhất trong một thángcủa nhiều năm đạt 783,8 mm vào tháng VIII/1979 và ngày có lượng mưa cao nhấttrong tháng của nhiều năm là 434,7 mm (ngày 26/VI/1966)

Bảng 1.1: Lượng mưa trung bình tháng, năm vùng Hải Phòng (mm)

Phù Liễn 24 26 44 91 193 241 274 366 292 147 32 24 1808 Hòn Dáu 26 19 39 76 152 241 214 325 265 184 33 16 1491 Hải Phòng 27 25 40 93 209 252 270 406 302 136 25 21 1796

An Hải 24 17 43 78 201 206 230 319 285 128 28 14 1563 Bạch Long Vĩ 22 15 26 47 81 119 142 264 201 100 34 25 1033

d) Gió

Chế độ gió khu vực nghiên cứu mang đặc tính mùa rất rõ nét phù hợp vớiđặc điểm hoạt động của hoàn lưu khí quyển

 Mùa ít mưa: Mùa Mùa ít mưa: đông Mùa ít mưa: (tháng Mùa ít mưa: XI Mùa ít mưa: - Mùa ít mưa: II): Các hướng gió chính là B, ĐB và Đ

(bảng1.2) Vào thời kỳ đầu mùa đông hướng gió chủ yếu là B và ĐB, sau đó chuyểndần sang hướng Đ vào cuối mùa Trong mùa đông trung bình hàng tháng có tới 3 - 4đợt gió mùa ĐB (đôi khi có tới 5 - 6 đợt), mỗi đợt thường kéo dài từ 3 - 5 ngày Ở khuvực nghiên cứu do bị đảo Cát Hải và Cát Bà che chắn nên gió mùa ĐB tác động tới khuvực nghiên cứu đã bị đổi hướng khá rõ nét và tốc độ gió mùa ĐB ở đây đã giảm đinhiều, chỉ còn khoảng 50 - 60% so với ngoài khơi vịnh Bắc bộ Tuy nhiên, nếu so vớivùng khác nằm sâu hơn trong đất liền thì tốc độ gió ở đây cũng còn khá mạnh Tốc độgió trung bình trong mùa này đạt 4,6 - 4,8 m/s Tốc độ lớn nhất đạt 40 - 50 m/s, đôi khiđạt trên 50 m/s (bảng 1.3)

Bảng 1.2 : Tần suất xuất hiện gió nhiều năm trạm Hòn Dáu (%)Hướng

 Mùa ít mưa: Mùa Mùa ít mưa: hè Mùa ít mưa: (tháng Mùa ít mưa: VI Mùa ít mưa: - Mùa ít mưa: X): Mùa ít mưa: Là thời kỳ thống trị của gió mùa TN biến

tính, có các hướng chính là N, ĐN và Đ với tần suất khá cao (bảng 1.2) Đôi khi cógió TN từ đất liền thổi ra với đặc điểm khô nóng Tốc độ gió trung bình mùa này đạt4,5 - 6,0 m/s Đặc biệt thời kỳ này có sự hoạt động mạnh của lưỡi áp cao phó nhiệtđới Tây Thái Bình Dương, bão và dải hội tụ nhiệt đới tác động mạnh tới chế độ gió.Tốc độ gió cực đại đạt tới 40 - 45 m/s (bảng 1.3) Cơn bão Wendy đổ bộ vào HảiPhòng ngày 9/IX/1968 đã gây sức gió mạnh có tốc độ cực đại quan trắc được tạiHòn Dáu là 40 m/s

e) Bão

Theo số liệu thống kê nhiều năm (1972 – 2005) cho thấy hàng năm trungbình có 1 cơn bão ảnh hưởng đến khu vực Hải Phòng Tốc độ gió lớn nhất trong bão

ở cấp 12 (36m/s) vào ngày 23/7/1980 và 27/9/2005 (bảng 1.4)

Bảng 1.4: Tốc độ gió bão cực trị với chu kỳ lặp khác nhau tại trạm Hòn DấuHướng

Ghi Mùa ít mưa: chú: Mùa ít mưa: Tốc Mùa ít mưa: độ Mùa ít mưa: gió Mùa ít mưa: [m/sec], Mùa ít mưa: ngoại Mùa ít mưa: suy Mùa ít mưa: theo Mùa ít mưa: hàm Mùa ít mưa: Weibull.

Một số đặc trưng đã quan sát được trong thời gian có bão là tốc độ gió cực

50m/s

f) Sương mù và tầm nhìn

Sương mù trong năm thường tập trung vào các tháng mùa đông, bình quânnăm có 21,2 ngày có sương mù; tháng 3 là tháng có nhiều sương mù nhất, trungbình trong tháng có 6,5 ngày có sương mù; các tháng mùa hạ hầu như không cósương mù.

Do ảnh hưởng của sương mù nên tầm nhìn bị hạn chế, số ngày có tầm nhìndưới 1km thường xuất hiện vào mùa đông, còn các tháng mùa hạ hầu hết các ngàytrong tháng có tầm nhìn >10km

1.1.3 Đặc điểm thủy, hải văn

a) Mực nước:

Mực nước tại Hòn Dấu thuộc chế độ nhật triều thuần khiết, trong tháng cókhoảng 25 ngày có 1 lần nước lớn, một lần nước ròng Độ lớn triều ở đây thuộc loạilớn, khoảng 34m Vào kỳ triều cường mực nước cao nhất đo được là 421cm(22/10/1985), mực nước thấp nhất là -3cm (2/1/1991)

Dựa vào tài liệu mực nước cao nhất năm từ 1974 đến 2004 đã tính và vẽ tầnsuất lý luận mực nước cao nhất cho kết quả mực nước tương ứng với các tần suất(bảng 1.6):

Bảng Mùa ít mưa: 1.6: Mùa ít mưa: Mực nước ứng với các tần suất lý luận tại Hòn Dấu (hệ tọa độ

Kết quả điều tra khảo sát đo đạc ở 2 cửa sông và khu vực ven biển trước đảo cho thấy: dòng chảy vùng ven biển và cửa sông Cát Hải có chế độ phức tạp thể hiện mốitương tác: nước sông - địa hình đáy - sóng - thuỷ triều.

Qua phân tích cho thấy ảnh hưởng của chế độ gió và sóng gió trong mùađông tới vùng ven biển Cát Hải không lớn: chế độ dòng chảy phụ thuộc chủ yếu vàoyếu tố địa hình và dao động mực nước (do thuỷ triều) Kết quả điều tra khảo sát đođạc ở hai cửa sông và khu vực ven biển trước đảo cho thấy, về mùa đông khi sóng,gió tương đối “yên lặng”, dòng chảy xuất hiện chủ yếu do dòng triều và sự chênhlệch mực nước do khối nước sóng triều bị dồn ép khi vào bờ Mặc dù vậy, trongnhững ngày nước cường có sóng gió hướng Đông và Đông Nam phát triển, dòngchảy ven bờ do sóng gây ra kết hợp với các loại dòng khác làm tăng (hoặc giảm) tốc

độ dòng chảy tổng hợp vùng ven bờ

Ở hai cửa sông Nam Triệu và Lạch Huyện, dòng chảy có thể đạt tốc độ 1m/skhi triều rút Tại vùng ven biển trước đảo Cát Hải, dòng chảy có tốc độ lớn tậptrung chủ yếu ở các lạch chạy song song với bờ phiá bến Gót và Hoàng Châu, đặcbiệt khi triều dâng khối nước bị dồn ép vào bờ Dòng chảy ở hai lạch này cũng

không như nhau, ở lạch trương phía bến Gót có tốc độ lớn hơn vì lạch sâu và hẹp(chỗ hẹp nhất rộng 150m, sâu trung bình 2.5-3.0m) Qua quan trắc đo đạc ở đây vàogiữa tháng 1/87 cho thấy rằng tốc độ dòng chảy >25cm/s chiếm ưu thế tuyệt đối, tốc

độ trung bình đạt 40-60cm/s và mạnh nhất có thể đạt >1m/s Thực tế dòng chảy vớitốc độ lớn như vậy đã làm cho lòng lạch sâu bị xói sâu, thành dốc, trơ lớp sét dướiđáy Một điều lí thú xảy ra ở đây là thời gian dòng chảy có hướng về phía cửaLạch Huyện chiếm đến 60-70%, tức là ngay cả khi triều rút vẫn có dòng chảyhướng về phía cửa Lạch Huyện Có lẽ đây là nguyên nhân làm cho lòng lạch sâudần về cửa Lạch Huyện và làm cho bãi bồi phía Lạch Huyện được bồi đắp bằng cácloại vật liệu thô dần về phía cửa sông Hướng dòng chảy về phía cửa Lạch Huyệnchiếm ưu thế có thể được giải thích như sau:

Khi triều dâng, nước bị dồn ép trước đảo cao hơn mực nước ở cửa LạchHuyện tạo ra dòng chảy đổ vào Lạch Huyện và vào sâu trong sông Dòng này tồntại đến thời điểm thông thường là qua thời điểm ở bến Gót đạt đỉnh triều 1-2h Sau

đó là thời điểm nước dừng tạm thời và bắt đầu rút Dòng chảy sau đó qua lạchtrương có hướng ngược với ban đầu, song tốc độ nhỏ hơn Ngược lại phía cửa LạchHuyện dòng triều rút tăng nhanh hơn khi triều dâng, đến một thời điểm nào đó tốc

độ dòng chảy mạnh phía cửa Lạch Huyện làm giảm áp lực nước đáng kể so với áplực nước trong lạch trương Sự chênh áp lực này đã đổi hướng dòng chảy ở lạchtrương về phía cửa Lạch Huyện và sau đó hướng ra biển Tương tự như vậy quátrình đó xảy ra phía cửa Nam triệu, song tốc độ dòng chảy và thời gian có khác hơn

vì ở đây lạch nông và rộng

Qua phân tích thành phần dòng chảy đo tại các cửa Nam Triệu, Lạch Huyệncho thấy thành phần chính chủ yếu là dòng chảy nhật triều (chu kỳ25h) và dòng dưdồn (do khối nước triều bị dồn ép và dòng sóng) Thành phần dòng chảy bán nhậttriều(12h) và 1/4ngày (6h) mạnh dần trong những ngày nước kém, khi mà thuỷ triềutăng dần tính chất bán nhật Các elip phân bố hướng và tốc độ dòng triều có dạngrất hẹp với hướng trục lớn gần trùng với trục lòng dẫn kênh lạch và cửa sông Đặcđiểm này hoàn toàn phù hợp với điều kiện tự nhiên vùng ven bờ: hướng dòng chảychủ yếu do nước triều dâng -rút

Trong thành phần dòng chảy dư dồn của những ngày có sóng gió phát triểnphải kể đến dòng sóng ven bờ, nhưng thời kỳ mùa đông khả năng xuất hiện dòngsóng nhỏ

Ngoài các dòng chính chủ yếu đã nêu trên còn có dòng trôi do gió gây ra.Như trên đã phân tích gió thời kỳ mùa đông chỉ ảnh hưởng chủ yếu đối với phíaĐông đảo Cát Hải ( Lạch Huyện), nơi sông mở rộng thông với vịnh Hạ Long ở phíaĐông Bắc và tầng nước trên mặt khoảng 1m Dòng trôi có hướng lệch so với hướng

so với hướng gió trên mặt Nhưng vận tốc dòng trôi không lớn , qua tính toán vậntốc dòng trôi chỉ đạt 20cm/s với vận tốc gió trên mặt nước 10cm/s Nhưng ở khuvực nghiên cứu dòng trôi khi có gió thổi mạnh thực tế đã bị dòng triều và các loạidòng khác lấn át hẳn đi Ở khu vực Cát Hải dòng chảy đạt tốc độ lớn chủ yếu là ở 2cửa sông và các lạch triều khi triều dâng - rút Còn các khu vực khác ( Văn chấn -Gia Lộc) dòng chảy ven bờ yếu hẳn rất nhiều so với thời kỳ mùa hè Trong nhữngngày triều cường ở mũi Hoàng Châu dòng chảy nhật triều có thể đạt 0,9 - 1,0m/s.Ngược lại dòng bán nhật triều và dòng chảy với chu kỳ 6h chỉ đạt tốc độ 0,1 - 0,2m/s Dòng chảy dư ( do nước sông đổ ra, dòng trôi do gió …) đạt tới vận tốc 0,2 -0,35 m/s trong những ngày có gió to và mưa lớn Ở trong cửa sông dòng sóng ven

bờ ít đạt tốc độ nguy hiểm bằng đoạn đê kè trước biển vì đã có các van chắn cátphía ngoài che chắn làm giảm hầu hết năng lượng sóng trước khi đi vào trong sông.Ngoài dòng chảy sóng, dòng trôi trên mặt kết hợp với dòng triều rút có thể tạo radòng chảy tổng hợp với tốc độ 1,2 - 1,3 m/s rất dễ dàng rửa trôi đưa vật liệu từtrong cửa sông ra ngoài biển

Ở đoạn bờ từ đê Văn Chấn tới trước cửa đồn công an Biên phòng số 30 dòngsóng ven bờ do sóng vỗ bờ gây ra chỉ đạt tốc độ cao khi có sóng gió hướng ĐôngNam và Nam trong thời điểm nước triều cường Dòng chảy chủ yếu vùng ven bờvẫn là dòng thuỷ triều Khi tới bờ dòng thuỷ triều phân làm 2 nhánh chảy về haiphía cửa sông tạo thành 2 tiểu hoàn lưu trước Văn Chấn và Hoà Quang Tuy cường

độ dòng chảy ở 2 tiểu hoàn lưu này không mạnh bằng thời kỳ mùa hè, song dòngven gần bờ do bị dồn ép trong kênh hẹp tạo ra dòng chảy với tốc độ 0,8 - 0,9 m/s ởtrước cửa đồn Công an biên phòng và trước đê Văn chấn, lòng kênh hẹp dòng chảy

có thể đạt tốc độ 1m/s cuốn trôi các vật liệu bở rời dưới đáy kênh, trong lòng kênhcòn trơ lại chủ yếu là sét có độ kết dính tốt

Như vậy trong điều kiện khí tượng hải văn tương đối bình thường ở cuối mùachuyển tiếp từ đông sang hè , ở cửa sông Nam Triệu dòng chảy tổng hợp (chủ yếu

là dòng nhật triều) với tốc độ có thể rửa trôi trầm tích bở rời (25 cm/s) chiếm 1 tỷ

ngoài ngưỡng cửa, đặc biệt là ở vùng tâm hai tiểu hoàn lưu Chính ở đây có điềukiện thuận lợi cho việc bồi lắng vật liệu Ngoài ra việc nạo vét thông lạch tầu đổbùn cát sang hai bờ kênh dẫn cũng góp phần làm cho các bãi cát dọc cửa sông đượctôn cao thêm và kéo dài ra.

Ở trong ngưỡng cửa sông dòng chảy tổng hợp khi thuỷ triều rút có tốc độ lớn

đã rửa trôi các trầm tích bở rời dưới đáy kênh đưa ra biển, còn trơ lại dưới đáy vàsườn kênh chủ yếu là sét dẻo kết dính tốt - hiện tượng tương tự như lạch trước đồnCông an biên phòng

Ở cửa Nam Triệu trong những năm gần đây sau khi lấp cửa Cấm chủ lưukhá tập trung về phía bờ biển Cát Hải khi đó xiên chếch bờ Cát Hải dưới một gócnhọn phía cửa kênh Cái Tráp, đã làm tăng khả năng chống xói lở bờ ở đoạn cửa CáiTráp - Hoàng Châu và nhất là khu vực trạm Đèn biển Nam Triệu

Ở đoạn bờ từ kè Văn Chấn tới cửa đồn Công an biên phòng trong mùachuyển tiếp không bị ảnh hưởng của sóng gió hướng Đông Bắc Riêng sóng gióhướng Đông (tần suất trung bình khoảng 50%) ít ảnh hưởng tới bờ Cát Hải, do vị trínằm sâu trong vịnh nước nông được dãy núi đá vôi đảo Cát Bà che chắn hướngĐông Về cuối mùa, khoảng từ cuối tháng IV sóng gió hướng Đông Nam và Nammạnh dần ; sóng vỡ bờ và dòng sóng ven bờ gây ảnh hưởng tới khu vực này trongnhững ngày nước triều cường Song nhìn chung mức độ ảnh hưởng yếu giữ ổn địnhcho đoạn bờ vùng nghiên cứu Chế độ dòng chảy trong mùa hè nhìn chung cũngtương tự hai mùa kể trên song với cường độ lớn hơn

Theo tài liệu nghiên cứu của Trung tâm nghiên cứu biển Hải Phòng Viện Hải dương học, hệ thống dòng chảy ven bờ Cát Hải như sau:

-Dòng triều:

Tại lạch Nam Triệu và Lạch Huyện dòng triều mang tính thuận nghịch Dòngnhật triều với chu kì 25 giờ có giá trị áp đảo, tốc độ đạt 1,0 m/s Tốc độ dòng triềucực đại thường ở mức triều dâng hoặc triều rút ngay qua mực nước biển trung bình.Khi triều lên tốc độ dòng triều đạt cực đại xảy ra trước đỉnh triều 6-9 giờ

Dòng bán nhật triều có giá trị không lớn lắm, thường nhỏ hơn 0,1m/s

Hướng dòng triều ở bãi Hoàng Châu và Hoà Quang song song với bờ, dòngtriều bãi Văn Chấn và Gia Lộc không song song mà tạo thành một góc khá lớn với

cường, hiện tượng này tạo điều kiện sóng phá huỷ mạnh hơn

ổn định hướng Tây- Tây Nam trong năm

+ Dòng sóng: Do điều kiện địa hình ( có 2 chướng cát Hoàng Châu và HàngDày chắn bên), độ sâu bờ ngầm nông, thoải, dòng sóng ven bờ Cát Hải đạt 0,1-0,2m/s, có hướng ổn định và mạnh hơn vào mùa hè, dòng sóng dọc bờ phân kỳ rất rõ ởGia Lộc định hướng chảy về 2 phía Hoàng Châu và Bến Gót

Dòng chảy tổng hợp:

Với địa hình ven bờ đảo Cát Hải có nhiều luồng lạch án ngữ cùng với vị trícủa bán đảo Đồ Sơn ở phía Tây và Cát Bà ở phía Đông, kéo dài ra biển đã dần épkhối nước thuỷ triều tạo thành mặt nước không đều vùng ven bờ từ đó gây ra dòngchảy Gradien có hướng thay đổi phức tạp ở cửa Nam Triệu Dòng chảy tổng hợpgồm: Dòng nhật triều, bán nhật triều, dòng chảy, dòng sóng, dòng gradient Tốc độtổng hợp đạt 1,0-1,2 m/s

Ở ven bờ Cát Hải, dòng tổng hợp mang đặc tính của dòng triều ở LạchHuyện và Nam Triệu, dòng triều lên định hướng dòng chảy, tốc độ cực đại lên đến1m/s Ở 2 lạch đầu chương cát Hoàng Châu và Hàng Dày, thời gian dòng chảy lênkéo dài 12 đến16 giờ, trong khi thời gian chảy rút chỉ 6 đến 8 giờ Tốc độ dòng chảytổng hợp khi triều lên lớn hơn hẳn khi triều xuống, đạt cực trị 0,9m/s ở Hoàng Châu

và 0,82m/s ở Hàng Dày, trong khi tốc độ cực đại dòng tổng khi triều xuống ở đầuHàng Dày chỉ 0,5m/s Ở gần bờ, khi triều lên dòng tổng hợp từ ngoài hướng vàophân kỳ rất rõ ở phía ngoài Gia Lộc chảy về 2 phía Hoàng Châu và Bến Gót Sựphân hoá dòng chảy tổng hợp ở ven bờ Cát Hải dọc địa hình bị ảnh hưởng của sựkhác nhau giữa 2 chế độ triều Hòn Gai và triều Hòn Dấu Thời gian bắt đầu dòngtriều lên hoặc xuống ở bến Gót lớn hơn 3 - 4 giờ so với Hoàng Châu

Hướng di chuyển của bùn cát: Hoàn lưu di chuyển của dòng bùn cát phụthuộc vào hướng dòng chảy tổng hợp, trong đó chủ yếu là dòng triều Di chuyểnbùn cát dọc bờ do sóng là quan trọng nhưng không giữ vai trò chủ đạo.

- Khi triều lên, dòng bùn cát di chuyển ngang từ đáy sườn ngầm vào phía bờ,phù hợp với dòng bờ và phương truyền sóng Khi vào sát gần bờ, dòng bùn cát phân

kỳ ở phía ngoài Gia Lộc thành 2 nhánh Nhánh thứ nhất di chuyển qua lạch HàngDày hợp với dòng từ Lạch Huyện vào di chuyển lên bến Gót ở phía Bắc, nhánh thứ

2 di chuyển qua lạch Hoàng Châu rồi hợp với dòng từ cửa Nam Triệu lên phiá TâyHoàng Châu

- Khi triều rút, dòng bùn cát chủ yếu di chuyển xuôi xuống theo hướng dòngtriều ở lạch Huyện và Nam Triệu, sát rìa Đông chương Hàng Dày và phía tâychương Hoàng Châu Chỉ một bộ phận thứ yếu của dòng bùn cát đi lên lúc triều lênquay ngược lại qua 2 lạch đầu chương để trở về khu bờ ngầm phía ngoài Cát Hải

- Hai nhánh dòng bùn cát nói trên có xu hướng chung lệch về hướng chươngHoàng Châu, gây ra tình trạng bồi đáy ngầm phía chương Hoàng Châu bào mòn đáylớn hơn phía chương Hàng Dày Với cơ chế hoàn lưu bùn cát như vậy, khu vực ven

bờ Cát Hải bị thiếu hụt bồi tích

Lưu lượng dòng bùn cát tổng hợp:

Kết quả tính toán theo phương pháp thuỷ thạch động lực thấy rằng:

Trong mùa gió Đông Bắc độ cao sóng không lớn do khu vực nghiên cứuđược đảo Cát Bà che chắn Các sóng lớn nhất quan trắc được trong mùa này chỉxuất hiện ở hướng S, SE.

Sóng với các hướng Đông (E), Đông Nam (SE), và Nam (S) gây nguy hiểmnhất với khu vực cửa biển Nam Triệu và Lạch Huyện

Các yếu tố sóng cực trị đều quan trắc được vào ngày 3/7/1964:

Sóng tại khu vực Nam Triệu:

TEDI đã thực hiện quan trắc sóng từ ngày 12/7/2005 đến ngày 15/8/2006bằng máy tự ghi (tại độ sâu  20m so với mực nước trung bình) ở khu vực luồngtầu Lạch Huyện Kết quả đo đạc cho thấy:

- Mùa đông (từ tháng X năm trước đến tháng II năm sau) vùng biển thuộckhu vực nghiên cứu không chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc bởi có quần đảo

nghĩa tại khu vực thấp (H1/3 <1,25m) và chủ yếu có hướng Đông Nam (SE), riêngtháng III và tháng IV sóng có hướng phân tán.

- Từ tháng V cho đến tháng IX, độ cao sóng có nghĩa tại khu vực có lúc lênđến trên 2m, chủ yếu có hướng Đông Nam (SE) do chịu ảnh hưởng của gió ĐôngNam là chính Thời gian này độ cao sóng lớn nhất ghi được là 4,44m, chu kỳ 6,4stheo hướng Nam (S) vào 12 giờ ngày 17 tháng 7 năm 2006

- Kết quả đo đạc này thu được trong điều kiện thời tiết trong khu vực là kháphức tạp, đặc biệt là từ tháng VII đến tháng IX năm 2005 đã có 3 cơn bão đổ bộ vàokhu vực Hải Phòng Cơn bão số 2, số 6 và bão số 7 đã ảnh hưởng trực tiếp đến khuvực Theo số liệu của trạm khí tượng hải văn Hòn Dấu, tốc độ gió lớn nhất đo đượctrong bão số 6 là 15m/s theo hướng Đông và trong bão số 7 là 17m/s theo hướngĐông

- Trong tháng VII năm 2006 có một áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng trực tiếpđến vùng biển phía Đông Bắc nước ta tuy nhiên do áp thấp nhiệt đới này khôngmạnh, cộng thêm nó có đường đi cách khu vực đặt máy đo sóng khá xa cho nênkhông có sóng lớn xảy ra do ảnh hưởng của áp thấp trong vùng quan trắc

-Trong cơn bão số 2 ảnh hưởng trực tiếp đến vùng biển Hải Phòng, QuảngNinh(từ 28/7 đến 1/8/2005) do máy đo sóng bị lưới quét khỏi vị trí nên máy đãkhông ghi được số liệu sóng trong thời gian này

- Trong cơn bão số 6 (từ 16/IX đến 18/IX/2005) máy đã quan trắc và ghi lạiđược số liệu sóng với độ cao sóng lớn nhất trong bão là 4,34m với chu kỳ 9.3s theohướng Đông vào 21h ngày 18/IX/2005

- Khi cơn bão số 7 đổ bộ vào vùng biển Hải Phòng (từ 21/IX đến27/IX/2005), độ cao sóng lớn trong bão mà máy ghi lại được là 4,76m với chu kỳ9,2s theo hướng Đông Nam vào 0h ngày 27/IX Tuy nhiên đây có thể chưa phải làtrị số cao nhất vì đến sau 0h ngày 27/IX máy bị dịch chuyển và lật nên không tiếptục ghi được số liệu trong khi cơn bão số 7 chưa kết thúc

Bảng Mùa ít mưa: 1.7: Mùa ít mưa: Trị số sóng tính toán bất lợi nhất đến khu vực tính toán

2

12,2

11,2

112,5

109,6

106,8105,

1.1.4 Các điều kiện địa chất khu vực xây dựng:

Dựa vào kết quả khoan địa chất và thí nghiệm trong phòng, theo thứ tự trênxuống đến độ sâu nghiên cứu địa tầng khu vực gồm các lớp đất sau:

Lớp 1: Cát hạt mịn màu xám xanh, xám đen trạng thái chặt vừa, lớp có mặt

rộng rãi trong khu vực, chiều dày thay đổi mạnh từ 0,5m đến 6,0m Lớp được thànhtạo trong quá trình vận chuyển vật liệu của dòng nước chảy khu vực

Lớp 2: Bùn sét màu xám nâu, xám đen, lớp có mặt rộng khắp trong khu vực

với chiều dày thay đổi từ 6,5m đến 14,6m Đây là lớp đất không có khả năng chịutải, chiều dày lớn

Lớp 3: Cát màu xám vàng trạng thái dẻo, chiều dày thay đổi từ 1,3m đến

2,4m

Lớp 4: Sét màu xám xanh, xám vàng trạng thái dẻo mềm, chiều dày thay đổi

từ 1,0m đến 3,7m Lớp có diện phân bố khá rộng trong khu vực

Lớp TK: Sét màu xám xanh, xám vàng trạng thái dẻo chảy, lớp này chỉ xuất

hiện dưới dạng thấu kính trong lớp 5 với chiều dày 2,0m Đây là lớp đất yếu không

có khả năng chịu tải

Lớp 5: Sét màu xám xanh, xám vàng trạng thái dẻo cứng, diện phân bố rộng

khắp trong khu vực, với chiều sâu nghiên cứu đã khoan vào lớp từ 3,0m đến 5,6m.Cao độ mặt lớp thay đổi từ -11,8m đến -16,9m

Kết quả phân tích độ hạt của Phòng Thí nghiệm tổng hơp- Viện Địa lý- Việnkhoa và công nghệ Quốc gia (bảng 1.9):

Bảng Mùa ít mưa: 1.9: Mùa ít mưa: Bảng Mùa ít mưa: tổng Mùa ít mưa: kết Mùa ít mưa: phân Mùa ít mưa: tích Mùa ít mưa: độ Mùa ít mưa: hạt Mùa ít mưa: (10/2007)

Cát trung

<0.001

0.005

0.001- 0.01

0.005- 0.05

0.01- 0.1

0.05- 0.25

0.1- 0.5

Các kết quả phân tích cho thấy trầm tích tại đây chủ yếu là cát bùn khôngchứa sạn sỏi, chủ yếu là hàm lượng cát chiếm (52 – 88%) và bùn chiếm hàm lượng

thời hệ số kation trao đổi luôn luôn đạt trên 0,85, trung bình là 1,2

Trầm tích cát bùn phân bố thành hai khu vực cách xa nhau và cũng đặc trưngcho hai giai đoạn thành tạo:

- Khu vực xa bờ, trầm tích tại đây có những tham số định lượng đặc trưng

Trầm tích cát bột xa bờ còn gặp dưới dạng các doi cát và cồn cát giữa lòng sông cổphân bố rải rác trong các trường bùn cát và bùn sét

- Khu vực ven bờ trầm tích cát bùn phân bố thành 1 đới nằm kẹp giữa trầmtích cát bùn xa bờ trường bùn cát ven bờ có độ chọn lọc tốt hơn (So = 1,11 – 1,38).Trầm tích thuộc đới hoạt động sóng mạnh, song kích thước trung bình vẫn là cát hạt

1.2 Dân sinh kinh tế

Các hoạt động kinh tế của nhân dân sinh sống trên đảo Cát Hải cũng ảnhhưởng đến sự bồi tụ của cửa sông Lạch Huyện

Dân số - lao động

Theo số liệu điều tra năm 2000:

Tổng dân số : 1914 người

Tổng số hộ : 397 hộ.

Số nhân khẩu ở tuổi lao động :947 lao động (49.5 % dân số)

Trong đó : 184 lao động chưa có việc làm ổn định (chiếm 19,4 % lao động)

Các ngành nghề chủ yếu

Giao thông đường bộ

Trục Mùa ít mưa: giao Mùa ít mưa: thông Mùa ít mưa: chính: Đường xuyên đảo dài 31km từ Đình Vũ đến Cát Bà mặt

trải nhựa rộng 3.5 m đã hoàn thành đưa vào sử dụng từ tháng 3 năm 2002

Đường Mùa ít mưa: giao Mùa ít mưa: thông Mùa ít mưa: nội Mùa ít mưa: bộ Mùa ít mưa: : Đường liên thôn hiện nay là các đường cấp phối Đường

giao thông nội đồng, là các bờ đầm rộng từ 1 đến 2 m Việc đi lại không thuận tiệngây ảnh hưởng đến việc sản xuất và khó khăn sinh hoạt của nhân dân

Giao Mùa ít mưa: thông Mùa ít mưa: thuỷ : Giao thông sông- biển là thế mạnh nối Phù Long với thành phố

và các địa phương khác Hiện tại, trên địa bàn Phù Long có bến tàu thuỷ việc đi lạikhá thuận tiện Các sông lạch tự nhiên như : Lạch Huyện, Lạch Cái Viềng, sôngPhù Long khi được quy hoạch cải tạo sẽ là các tuyến du lịch sinh thái quan trọngcuả Phù Long

Hệ thống điện

Mạng lưới điện cao thế 35 KV đi theo đường xuyên đảo rất gần khu dự án vì vậy rất thuận lợi để cấp điện cho khu dự án

Các cơ sở hạ tầng khác

Khu trung tâm, trạm xá, trường học đã được xây dựng nhưng với quy mô nhà cấp

IV, chưa phù hợp với tiêu chuẩn và vị trí của một địa phương nằm trong khu du lịch

Hiện trạng sử dụng đất

Theo báo cáo thống kế sử dụng đất năm 2001, Xã Phù Long có 4 thôn : thôn Bắc,thôn Nam, thôn Ngoài và thôn áng Cối Tổng diện tích tự nhiên 4.715,9ha

Các đối tượng sử dụng đất

Hộ gia đình 1215.96 ha chiếm 25.78 %

Uỷ ban nhân dân xã quản lý,sử dụng 10.96 ha chiếm 0.23 %

Các đối tượng khác 4.08 ha chiếm 0.09 %

Đất chưa giao cho thuê, sử dụng 3484.9 ha chiếm 73.9 %

Cơ chế giao khoán đất sử dụng

Hợp tác xã hợp đồng giao khoán ao đầm cho người dân trực tiếp quản lý sảnxuất Phương thức giao nhận khoán đầm hiện tại người lao động :

Nhận khoán ao đầm với giá khoán nộp hàng năm theo quy mô diện tích vàtuỳ thuộc vị trí thụân lợi hay khó khăn của khu đầm

Tự đầu tư xây dựng cải tạo ao đầm, đầu tư các khoản chi phí sản xuất, trảtiền các dịch vụ Điều kiện đầu tư quyết định quy mô đầu tư và hình thức nuôi trồngtuỳ thuộc vào tiềm năng vốn của các chủ đầm, đơn vị thuê đất Từ nay đến năm

2010 các hợp đồng phần lớn chưa hết hạn thuê đất Đây là vấn đề cần chú ý khiphân vùng, phân đầm ở khu C

Quá trình sản xuất, người nhận khoán ( Chủ đầm) phải tự tổ chức sản xuất,tiêu thụ sản phẩm và chịu rủi ro chính

Với phương thức khoán trên sau khi đã trừ đi các khoản chi phí và giaonộp cho nhà nước, thu nhập bình quân khoảng 3 - 5 triệu đồng/lao động-năm

Hình thức nuôi

Trong vùng quy hoạch,hiện nay có các hình thức nuôi :sinh thái, quảng canh cảitiến và bán thâm canh Hình thức nuôi tự nhiên chiếm  80% diện tích

Nuôi quảng canh cải tiến,bán thâm canh chuyên tôm 254ha ( tỉ lệ 21.5 % )

Nuôi sinh thái tự nhiên (tôm, cá, cua, ghẹ) trong vùng sinh thái rừng ngập mặn là

926 ha ( tỉ lệ 78.5 % )

Hệ thống nuôi

Hiện Mùa ít mưa: trạng Mùa ít mưa: về Mùa ít mưa: ao Mùa ít mưa: nuôi:

Các ao đầm được khoanh nuôi xen với diện tích rừng ngập mặn Diện tíchmỗi ao đầm từ 2-35 ha tuỳ theo mặt nước trống để đắp khoanh Độ sâu nước trong

ao thấp (từ 0,4-0,6m) Đối với các ao nuôi đã cải tạo để nuôi bán thâm canh độ sâutrung bình cũng chỉ đạt 0,7-0,8m

Hệ Mùa ít mưa: thống Mùa ít mưa: kênh Mùa ít mưa: cấp Mùa ít mưa: thoát Mùa ít mưa: nước: Mùa ít mưa:

Các lạch tự nhiên được sử dụng để cấp nước và tiêu nước Lạch Huyện vàlạch Cái Viềng là trục cấp và tiêu nước chính cho nuôi trồng thuỷ sản ở Phù Long.Hướng lấy nước và tiêu nước không được phân địỗng ràng vì vậy chất lượng nướckhông thể đảm bảo, nguy cơ lây lan bệnh dịch cao

Công Mùa ít mưa: trình Mùa ít mưa: bảo Mùa ít mưa: vệ Mùa ít mưa: : Mùa ít mưa:

Bằng vốn tự có, các chủ đầm đã xây dựng được trên 15 km bờ bao các khu đầmvới chiều rộng mặt từ 1.5  2 m, cao trình bờ từ 2 đến 2.5

Các Mùa ít mưa: cống Mùa ít mưa: lấy Mùa ít mưa: nước Mùa ít mưa: và Mùa ít mưa: tiêu Mùa ít mưa: nước:

Mỗi ao đầm chỉ có 1 cống chung để cấp và tiêu nước Tổng số có 48 cống khẩu

độ từ 0.45 m đến 2 m trên các bờ bao đầm.Các cống hiện nay được đầu tư bằng vốn

tự có là chính, vì vậy về quy mô, kết cấu chưa đảm bảo yêu cầu nuôi trồng và phầnlớn đã xuống cấp

Đường giao thông trong các khu vực nuôi :

Hiện nay các bờ đầm được sử dụng làm đường đi lai cho sản xuất Khi cầnvận chuyển khối lượng vật tư, sản phẩm năng phải dùng thuyền để chở Đây là mộtkhó khăn lớn cho phát triển sản xuất

Năng xuất, Sản lượng:

Năng suất nuôi thủy sản năm 2002 bình quân 315 kg/ha Trong đó: Năng suất

Tôm các loại bình quân 232 kg/ ha

Sản lượng thuỷ sản toàn xã đạt 400 tấn Trong đó : Tôm các loại là 245 tấn (riêngtôm Sú nuôi QCCT đạt 50 tấn); Cá các loại là 105 tấn.

Thị trường tiêu thụ

Sản phẩm thuỷ sản chủ yếu là tiêu thụ trên thị trường trong nước hoặc bán cho

tư thương xuất sang Trung Quốc theo đường tiểu ngạch Giá trị tổng sản lượng thuỷsản hàng năm khoảng 10 tỷ đồng

- Phù Long có tiềm năng lao động tại chỗ và khả năng thu hút lao động có sứckhoẻ và kinh nghiệm nghề nuôi trồng và đánh bắt thuỷ sản và làm dịch vụ thuỷ sản.Phát triển nuôi trồng thuỷ sản là phù hợp nguyện vọng của chính quyền và nhân dânPhù Long

- Giao thông đường bộ, đường biển phát triển giúp Phù Long tiếp cận với thị trườngthuận lợi để tiêu thụ sản phẩm hàng hoá thuỷ sản phục vụ tiêu dùng, du lịch tại chổ,

ở thành phố và xuất khẩu

- Phù Long và Cát Bà là khu vực được thành phố xác định là một trong các trungtâm phát triển thuỷ sản Chính quyền các cấp và các cơ quan khoa học kỹ thuật luônquan tâm

Khó khăn

- Phù Long và Cát Bà là nơi đầu sóng ngọn gió nên ảnh hưởng của bão , nước dâng

và sóng lớn luôn luôn là hiểm hoạ đối với sản xuất

- Cơ sở hạ tầng phục vụ sản xuất và đời sống còn thiếu thốn

- Nguồn nước ngọt phục vụ sản xuất, chế biến thuỷ hải sản và sinh hoạt gặp nhiềukhó khăn cần được giải quyết

- Cơ chế khoán nhỏ lẻ cho các hộ gia đình với hình thức nuôi quảng canh là chínhkhông phát huy được tiềm năng và gây khó khăn khi triển khai quy hoạch theohướng tập trung sản xuất hàng hoá

- Vốn tự có của người dân hạn chế Các chính sách khuyến khích đầu tư chưa thậthấp dẫn để có thể huy động vốn đầu tư của các thành phần kinh tế vào nuôi trồngthuỷ sản ở Phù Long

- Trong nền kinh tế thị trường, đầu ra của sản phẩm thuỷ sản thường không ổnđịnh Đối với người sản xuất nhỏ , tiềm năng vốn có hạn thị sự biến động của thịtrường là yếu tố rất nhảy cảm đối với sự phát triển sản xuất

1.3 Phạm vi nghiên cứu

Trong đồ án có sử dụng các mô hình tính toán mô phỏng thủy động lực tạikhu vực cửa Lạch Huyện Tuy vậy do cửa Lạch Huyện chịu tác động của sóng gió,dòng chảy tổng hợp của cả Vịnh Hải Phòng, do vậy nếu chỉ tách riêng cửa LạchHuyện để mô phỏng thì sẽ có những kết quả không chính xác Các trường sóng vàdòng chảy được miêu tả được tính toán đến khu vực trạm hải văn Hòn Dáu và trạmhải văn Cát Bà, do vậy yếu tố địa hình tại vịnh Hải Phòng đóng vai trò quan trọngtrong nghiên cứu

Chính vì những lý do trên mà phạm vi nghiên cứu của đồ án là khu vực cửaLạch Huyện trong tổng quan chung của vịnh Hải Phòng

 Vịnh Hải Phòng:

Vịnh Hải Phòng nằm trong toạ độ địa lý: 20º40’ đến 20º50’ vĩ độ Bắc và106º43’ đến 107º00’ kinh độ Đông Phía Bắc và Đông Bắc được che chắn bởi đảoCát Bà và hệ thống các đảo nhỏ trong vịnh Hạ Long, Bái Tử Long; phía Tây Nam

có bán đảo Đồ Sơn kéo dài đến kinh độ 106 º48’ kinh độ Đông; phía Tây Bắc củavịnh là đất liền, nơi có các cửa sông Lạch Tray, cửa sông Cấm, cửa sông Bạch Đằng

và cửa sông Chanh đổ nước ra biển Cửa vịnh Hải Phòng rộng khoảng 21 km (tính

từ mũi ngoài Đồ Sơn đến bờ đảo Cát Bà) Cửa vịnh có hướng Nam Đông Nam (gầnnhư trùng với hướng của cửa vịnh Bắc bộ) Diện tích mặt nước của vịnh vào

Hình 1.3 Địa hình đáy vịnh Hải Phòng, 1995

(Nguồn: Viện Địa lý)

Đáy vịnh có độ dốc i = 0,04% - 0,08% và thoải đều theo hướng Bắc Tây Bắc– Nam Đông Nam Độ sâu trung bình của vịnh Hải Phòng nhìn chung không lớn,đường đẳng sâu -6,0m (Hải đồ) chạy giăng ngang cửa vịnh nối đảo Hòn Dấu vớiđảo Cát Bà Tại các lòng máng gần cửa sông (sông ngầm) cao độ đáy khá sâu và cóthể đạt -12,0m đến -13,0m (cửa Lạch Huyện); -7,0m đến -8,0m ở cửa Nam Triệu.Các bãi cát ngầm vùng các cửa sông có cao độ dao động trong khoảng 0,0m đến+1,5m và chỉ lộ ra khi mức nước triều xuống thấp Diện tích trên mặt bằng của cácbãi cát ngầm và chương cát dọc các cửa sông (phần có cao độ trên 0,0m) vàokhoảng 43,0 km2 (chiếm xấp xỉ 16,5% diện tích mặt nước trung bình của vịnh HảiPhòng) Các lòng máng cửa sông chính như cửa sông Bạch Đằng (cửa Nam Triệu),cửa sông Chanh (cửa Lạch Huyện) đều có hướng gần với hướng Tây Bắc - ĐôngNam Ngưỡng cạn cửa sông trong điều kiện tự nhiên đều có cao độ dao động trong

khoảng -1,0m đến -1,5m Các chương cát dọc theo cửa sông cũng thoải dần ra biểntheo hướng Tây Bắc - Đông Nam

Về chế độ thuỷ – hải văn, dòng chảy và mức nước vùng vịnh Hải Phòng chịuchi phối của thuỷ triều khu vực vịnh Bắc bộ Thuỷ triều ở đây tuân theo chế độ nhậttriều điển hình, biên độ triều vào khoảng 3,8m ~ 4,0m Thời gian triều xuốngthường xấp xỉ hoặc ngắn hơn thời gian triều lên từ (1 ~ 2) giờ Dòng triều thuậnnghịch và có tốc độ trung bình đạt 30cm/s ~ 50cm/s Dòng chảy tổng hợp trongvịnh có tốc độ lớn nhất thường xuất hiện khi triều xuống trong phạm vi các lòngmáng cửa sông (tốc độ này có thể đạt 150cm/s ~ 180cm/s) Độ mặn quanh nămthường giao động trong khoảng 0,5 % ~ 2,5% Độ mặn cao thường xuất hiện vàomùa đông và thấp trong mùa mưa lũ

 Cửa Lạch Huyện:

Cửa Lạch Huyện chính là nơi sông Chanh đổ nước ra biển thông qua vịnhHải Phòng Mặt cắt cửa sông nằm ở ngay hạ lưu Bến Gót hiện tại Chiều rộng mặtcắt cửa sông dao động trong khoảng 1.500m ~ 2.000m (tuỳ thuộc vào mức nướctính toán) Mặt cắt ngang có hình dạng gần với chữ “U“ với cao độ đáy của đườngtrũng sâu dao động trên dưới -12,5m Theo các kết quả nghiên cứu số liệu nhiềunăm của TEDI & Viện Địa lý cho thấy vị trí mặt cắt cửa sông, chiều rộng, chiều sâutrung bình, chiều sâu lớn nhất của mặt cắt cửa sông khá ổn định Ngưỡng cát chắncửa (bar chắn cửa) Lạch Huyện cũng có hình thái khá ổn định với cao cao độ đỉnhngưỡng cạn dao động trong khoảng từ -1,5m đến -1,0m và nằm cách cửa sôngkhoảng 9.000m Tương ứng với mức nước trung bình (+2,0m Hải đồ), tỷ số độ sâulớn nhất ổn định ở mặt cắt cửa sông và độ sâu lớn nhất ngưỡng cát ngầm chắn cửathường giao động trong khoảng 4,1~4,8; tỷ số khoảng cách từ ngưỡng cát ngầmchắn cửa đến mặt cắt cửa và chiều rộng mặt cắt ngang cửa vào khoảng 4,5

Hướng chủ đạo của lòng máng cửa sông (sông ngầm) chạy theo hướng gầnnhư Tây Bắc – Đông Nam (gần trùng với các hướng sóng và hướng dòng triều chủđạo ở cửa sông Chanh) Độ dốc sườn phía trong của bar chắn cửa Lạch Huyện kháthoải i  0,12%; sườn phía biển của bar chắn cửa có độ dốc lớn hơn i0,18% Địachất mặt của ngưỡng cạn phổ biến là cát có đường kính hạt trung bình d50 =63~250microns (Theo tài liệu của Haecon)

triều vùng Vịnh Bắc bộ Thuỷ triều ở đây có chế độ nhật triều điển hình với biên độkhoảng 3,8m ~ 3,9m Theo số liệu quan trắc của TEDI (trong khuôn khổ dự án

Nghiên cứu sa bồi luồng tàu vào cảng Hải Phòng do UNDP tài trợ) năm 1993 chothấy cửa Lạch Huyện chịu sự chi phối của thuỷ triều rất lớn (xem bảng 1.10).

Bảng Mùa ít mưa: 1.10:Lưu lượng dòng chảy trong một con triều tại Bến Gót, Lạch Huyện

1993)

Triều cường(15,16/VIII/

1993)

Triều kém(25,26/VIII/

Với đặc điểm về địa hình, địa mạo, thuỷ - hải văn như nêu trên, nhiều nhànghiên cứu, cơ quan nghiên cứu đều có nhận định thống nhất về cửa Lạch Huyệnnhư sau:

- Trong điều kiện tự nhiên, cửa Lạch Huyện là một cửa sông có tính ổn địnhcao trên cả mặt bằng và phương đứng;

- Cửa Lạch Huyện thuộc loại cửa sông hình phễu (estuary) dựa trên cáchphân loại theo hình thái địa mạo Căn cứ vào đặc điểm thuỷ triều có thể xếp cửaLạch Huyện vào loại cửa sông triều trung bình (biên độ triều 2~4m) hoặc cửa sông

có ngưỡng cát ngầm (theo đặc điểm của khối bồi lắng vùng cửa sông)

- Ngoài các đặc điểm nêu trên, cửa Lạch Huyện có một số đặc điểm đáng chú

ý thêm như sau:

- Cửa sông đổ vào vùng vịnh được che chắn một phía (hướng Bắc & ĐôngBắc có đảo Cát Bà);

- Bùn cát hình thành ngưỡng cát ngầm chắn cửa có nguồn gốc chủ yếu là bùncát của vịnh Hải Phòng mà chủ yếu là từ phía Nam & Tây Nam đưa lên)

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THỦY LỰC

Để xác định được vị trí cũng như quy mô hợp lý của công trình đê chắn sóng bảo vệcảng Lạch Huyện nhằm đảm bảo ổn định cửa, tạo ra vùng nước lặn trong cảng trướctác động của sóng và dòng chảy, ngăn cản bùn cát làm bồi lắng cửa cảng đồng thờikhông ảnh hưởng đến khả năng thoát lũ của sông Chanh qua cửa Lạch Huyện cần

mô phỏng quá trình thủy động lực và sự lan truyền của sóng vào khu vực nghiêncứu trong các điều kiện khác nhau nhằm xác định ảnh hưởng của sóng và dòng chảyđến khu vực nghiên cứu trong điều kiện tự nhiên và trong điều kiện có công trìnhtôn tạo

Công cụ sử dụng để mô phỏng thủy động lực và sự lan truyền của sóng, vận chuyểnbùn cát được sử dụng trong đồ án nghiên cứu là mô hình Mike21, modul Mike21Couple Fm- Mike 21/3 Integrated

2.1 Giới thiệu về modul Mike21 Couple Fm- Mike 21/3 integrated:

Mike 21/3 Coupled Model FM là 1 hệ thống mô hình động lực học thật sựđược ứng dụng cho đường bờ, cửa sông và môi trường sông

Mike 21/3 Coupled Model FM được ứng dụng cho các hiện tượng thuỷ lựckhác nhau trong các hồ, sông, cửa sông, vịnh, vùng bờ biển và trên biển Moduleđược xây dựng dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn, lưới địa hình được môphỏng tối ưu nhất với các bước lưới hình tam giác Ưu điểm của lưới này là môphỏng chính xác nhất các đặc tính của địa hình và khu vực nghiên cứu, với nhiều tỷ

lệ mắt lưới khác nhau trên cùng một địa hình Đặc tính này không chỉ giúp môphỏng chính xác nhất chế độ thủy lực của dòng chảy mà nó còn giúp người sử dụngtập trung tối đa vào khu vực cần nghiên cứu trong khi vẫn thể hiện được các thuộctính lân cận mà không làm ảnh hưởng nhiều đến thời gian mô phỏng

Mike 21/3 Coupled Model FM được tạo thành bởi những môđun sau:

Modul thuỷ lực và modul phố sóng là những thành phần tính toán cơ bảncủa Mike 21/3 Coupled Model FM Sử dụng Mike 21/3 Coupled Model FM có thể

mô phỏng sự tương tác qua lại giữa sóng và dòng chảy là sử dụng mô hình động lựcphối hợp giữa modul thuỷ lực và môđun phỏ sóng Mike 21/3 Coupled Model FMcũng bao gồm sự phối hợp động lực giữa modul vận chuyển bùn và modul vậnchuyển cát và modul thuỷ lực và modul phổ sóng Từ đó, thông tin phản hồi đầy đủcủa sự thay đổi địa hình đáy, sóng, dòng chảy cũng được tính đến

2.1.1 Modul dòng chảy Mike21 Fm

Mike 21 FM, do DHI Water & Enviroment phát triển, là hệ thống mô hìnhmới cơ bản trong cách tiếp cận mắt lưới linh hoạt Hệ thống mô hình được phát triểncho việc ứng dụng nghiên cứu hải dương học, môi trường vùng cửa sông ven biển

Mô hình gồm có phương trình liên tục, phương trình mô men, phương trình mật độ,phương trình độ mặn

Mô hình Mike 21 Fm bao gồm các module sau:

Module thủy động lực học là thành phần tính toán cơ bản của hệ thống mô hìnhMike 21 Fm, cung cấp chế độ thủy lực cơ bản cho khu vực tính toán

Mô tả sơ bộ

Modul thủy lực cơ bản trong phương pháp số của các phương trình nướcnông 2 chiều- độ sâu- phương trình kết hợp Navier- Stoke lấy trung bình hệ sốRenold không nén Nó bao gồm các phương trình liên tục, phương trình độnglượng, nhiệt độ, độ mặn và phương trình mật độ Theo chiều nằm ngang cả hệ tọa

độ Đêcác và hệ tọa độ cầu đều được sử dụng

Hệ phương trình cơ bản của chương trình tính toán được xây dựng trên cơ sở

2 nguyên lý bảo toàn động lượng và bảo toàn khối lượng Kết quả đầu ra của nghiêncứu là tập hợp các bộ nghiệm mực nước và lưu tốc dòng chảy

Phương trình liên tục (bảo toàn khối lượng):

q y

2 2 2

xx w

P x

h fVV q h

y

h

x

h C

q p gp x

gh h

pq y h

2 2 2

y xy

yy w

P y

h fVV p h

x

h

y

h C

q p gp y

gh h

pq x h

Các Mùa ít mưa: ký Mùa ít mưa: hiệu Mùa ít mưa: sử Mùa ít mưa: dụng Mùa ít mưa: trong Mùa ít mưa: công Mùa ít mưa: thức:

Mike 21 SW là module tính phổ sóng gió được tính toán dựa trên lưới phicấu trúc Module này tính toán sự phát triển , suy giảm và truyền sóng được tạo rabởi gió và sóng lừng ở ngoài khơi và khu vực ven bờ.

Mike 21 SW bao gồm 2 công thức khác nhau:

- Công thức tham số tách hướng

- Công thức phổ toàn phần

Công thức tham số tách hướng được dựa trên việc tham số hóa phương trìnhbảo toàn hoạt động sóng Việc tham số hóa được thực hiện theo miền tần số bằngcách đưa vào moomen bậc không và bậc một của phổ hoạt động sóng giống như cácgiá trị không phụ thuộc (theo Holtuijsen 1989) Xấp xỉ tương tự được sử dụng trongmudule phổ sóng ven bờ Mike 21 NSW Công thức phổ toàn phần được dựa trênphương trình bảo toàn hoạt động sóng, như được mô tả bởi Komen và cộng sự(1994) và Young (1999), tại đó phổ hướng sóng và sóng hoạt động là giá trị phụthuộc Các phương trình cơ bản được xây dựng trong cả hệ tọa độ Đề Các vớinhững áp dụng trong phạm vi nhỏ và hệ tọa độ cầu cho những áp dụng trong phạm

vi lớn hơn

Mike 21 SW bao gồm các hiện tượng vật lý sau:

Việc rời rạc hóa phương trình trong không gian địa lý và không gian phổđược thực hiện bằng cách sử dụng phương pháp thể tích hữu hạn lưới trung tâm Sử

được thực hiện bằng cách sử dụng xấp xỉ chia đoạn trong đó phương pháp hiện đachuỗi được áp dụng để tính truyền sóng.

Phương trình cân bằng năng lượng sóng ngẫu nhiên như sau:

S y

S CC

y

S CC

S v y

S v

x

S

v

b g

g y

2

1cos

Trong phương trình, thành phần nhiễu xạ là thành phần thứ nhất bên vế phải,đạo hàm bậc hai là phương trình eliptic theo hướng trục y, do đó có thể tính sóngnhiễu xạ theo trục này Thông thường, nếu ta lấy trục y theo hướng song song vớihướng sóng chính và áp dụng thuật toán giải phương trình cho phép tính toán sóngtheo hướng lan truyền sóng, có thể tính toán hiện tượng nhiễu xạ sóng với độ chínhxác khá cao

Trong vùng ven bờ, sóng được truyền từ khơi vào bờ Vì vậy, nếu chọn hệ

tọa độ với gốc ở ngoài khơi; trục X hướng từ khơi vào bờ; trục Mùa ít mưa: Y Mùa ít mưa: hướng song song

với bờ, ta sẽ tính được sự lan truyền sóng từ ngoài khơi vào bờ, và sự nhiễu xạ sóngtheo phương song song bờ với độ chính xác cao

Vận tốc đặc trưng (vận tốc lan truyền năng lượng sóng) gồm các thành phần

x

 x, y  s C g cos  ,C gsin 

k v

C C

C n

k k k

Trong đó: slà vector đơn vị theo hướng

Điều kiện biên

Ở biên đất trong không gian địa lý, điều kiện biên trượt toàn phần được ápdụng Các thành phần thông lượng đi vào được gán bằng O Không có điều kiệnbiên cho các thành phần thông lượng đi ra

Ở các biên mở, thông lượng đi vào cần được biết Do đó, phổ năng lượngphải được xác định ở các biên mở

2.2 Áp dụng tính toán thủy lực cho khu vực của sông Lạch Huyện - Hải Phòng

2.2.1 Số liệu đầu vào

 Địa Mùa ít mưa: hình:

Phạm vi mô hình: Bao phủ toàn bộ khu vực nghiên cứu

Để phục vụ nghiên cứu dòng chảy tại khu vực Lạch Huyện, phạm vi nghiên cứuđược mô phỏng từ vùng biển Lưới tính toán: tỷ lệ lưới tính toán tăng dần từ trongsông ra đến vịnh Bắc bộ Bước lưới cho mô hình dòng chảy được thể hiện chi tiết và

tập trung tại khu vực sông Bạch Đằng, kênh Tráp, kênh Hà Nam và cửa sông LạchHuyện.( Hình 2.1)

Mức 0 mô hình: Mức 0 hệ cao độ lục địa

Hình 2.1: Lưới tính toán mô hình

 Điều kiện biên:

 Đối với bài toán thủy lực dòng chảy:

hình 2.2)

Biên mực nước trong sông được lấy từ các trạm đo mực nước(H1, H2, H3) củaTedi được bố trí như ở hình dưới:

Hình 2.2: Vị trí các biên mực nước sử dụng để nghiên cứu mô hình

- Mực nước thực đo tại H1 đại diện cho biên tại sông Bạch Đằng

- Mực nước thực đo tại H2 đại diện cho biên tại sông Rút

- Mực nước thực đo tại H3 đại diện cho biên tại sông Chanh

Tài liệu quan trắc được thu thập tại trạm quốc gia Hòn Dấu và các trạm đo mựcnước đều cho thấy, thủy triều tại khu vực nghiên cứu và lân cận là nhật triều thuầnnhất, hầu hết số ngày trong tháng là nhật triều (24 25 ngày), dao động mực nước3,0  4,0m vào thời kỳ triều cường và khoảng 0,5m vào thời kỳ triều kém, đặc biệtvào kỳ triều cường tốc độ mực nước lên xuống nhanh (hình 3,4)

Vùng biển nằm ngoài cửa sông, ít chịu ảnh hưởng của nước nguồn, yếu tố biểnđóng vai trò chủ yếu