Bài giảng cơ sở kỹ thuật bờ biển (đại học thủy lợi)

HWRU/CE PROJECTwl.ico Kiểu đường bờ bãi biển thấp - Bãi Cát thấp hoặc bãi bùn khi triều lên biển lấn sâu vào đất liền, nhưng khi triều rút thì bãi rất rộng Bãi biển thuộc cửa sông Đáy, t

Nội dung trình bày

II Biên thủy động lực

2 Các thông số thiết kế cao trình đê biển

2 Các thông số thiết kế cao trình đê biển

HWRU/CE PROJECT

wl.ico

Yếu tố ngoại sinh gồm sóng, gió, dòng chảy

Yếu tố nội sinh gồm kiến tạo và địa chất

Quan hệ giữa các nhân tố trong quá

trình hình thành đường bờ

Hoạt động kinh

tế xã hội vùng bờ Biến hình đường

bờ biển

HWRU/CE PROJECT

wl.ico

Lịch sử phát triển địa chất đường bờ Việt nam

1 Đường bờ biển Việt Nam dài 3254

km, kể cả đường bao quanh đảo.

2 Hướng đường bờ theo 2 trục kiến tạo

chính: Tây bắc – Đông Nam và Đông bắc – Tây nam.

HWRU/CE PROJECT

wl.ico

Các kiểu đường bờ biển:

1 Kiểu đường bờ Cliff gồm:

- Cliff có bãi trước và

- Cliff không có bãi trước

2 Đường bờ đá thấp

- Có bãi trước

- Không có bãi trước

3 Kiểu đụn cát và bãi cát

4 Kiểu đường bờ bãi biển thấp

5 Vũng, vịnh, cửa sông và có đảo chắn

6 Kiểu đường bờ cây ngập mặn phát triển phổ biến (Mud flat)

7 Kiểu đường bờ san hô

HWRU/CE PROJECT

wl.ico

Kiểu đường bờ Cliff

Là đường bờ cấu tạo bởi các loại đá cứng (đá biến chất,

đá mac ma và đá trầm tích gắn kết trước đệ tứ có vách thẳng đứng nằm sát bờ biển.

bãi cát ngắn, thỉnh thoảng có nơi là bãi bùn: Đoạn bờ thuộc Quảng Ninh

bãi biển, đoạn bờ khu vực đèo Hải Vân; đoạn tỉnh Phú Yên, Khánh Hòa.

HWRU/CE PROJECT

Kiểu được cấu tạo bằng

đá cứng, nhưng khá thấp, không có vách dựng đứng, là những khối đá nằm sát bờ biển

kiệt có bãi biển: Bãi Cháy là một ví dụ điển hình

Không có bãi khi triều kiệt Đường bờ khu vực vịnh Vân Phong, Vũng

rô, các đảo ngoài khơi

HWRU/CE PROJECT

wl.ico

Kiểu đụn cát và bãi cát

1 Cấu tạo bằng các đụn cát và bãi cát,

cồn cát cao 20 – 30 m phía trong

2 Bãi cát thoải ở phía ngoài mép nước

3 Điển hình là các bãi biển cát thuộc các

tỉnh miền Trung từ Thanh Hóa, Nghệ

An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Nam, Quảng Ngãi v.v…

HWRU/CE PROJECT

wl.ico Kiểu đường bờ bãi biển thấp

- Bãi Cát thấp hoặc bãi bùn khi triều lên biển lấn sâu vào đất liền, nhưng khi triều rút thì bãi rất rộng

Bãi biển thuộc cửa sông Đáy, thuộc tỉnh Ninh Bình; bãi thuộc mũi đất Cà mau là những ví dụ điển hình loại đường bờ này.

HWRU/CE PROJECT

wl.ico Kiểu bờ biển vũng vịnh, đầm phá điển hình là

đường bờ thuộc tỉnh Thừa Thiên – Huế

HWRU/CE PROJECT

wl.ico

Kiểu đường bờ có đảo chắn điển hình

là đường bờ khu vực Vịnh hạ long

HWRU/CE PROJECT

wl.ico

Kiểu đường bờ cây ngập mặn phát triển rất tốt trên diện rộng Điển hình là dải bờ thuộc đồng bằng sông Mê Kông

HWRU/CE PROJECT

wl.ico

Kiểu đường bờ cấu tạo bởi san

hô sống hoặc chết

Từ biên giới với Trung Quốc tới Yên

H−ng với các đặc điểm sau:

1 Thành tạo chủ yếu là đá diệp thạch,

đá cát và đá vôi tuổi đềvol, Pecmi,

Mesozoic

2 Là vùng đảo chắn và khuất gió

nhất là gió mùa đông bắc

3 Nguồn bùn cát bổ sung từ sông ra

khá ít do sông suối hinh thành trênvùng núi đá ít xâm thực

4 Bùn cát nghèo dinh d−ỡng nên hệ

4 Bùn cát nghèo dinh d−ỡng nên hệ

thống cây ngập mặn nhỏ, nghèo vềloài

Từ biên giới với Trung Quốc tới Yên

Hưng với các đặc điểm sau:

7 Môi trường một số vùng đang bị

xuống cấp do nước thai đô thị vàkhai thác than, do tràn dầu hoặcnước thai đổ trực tiếp ra vịnh (Khuvực Cẩm Pha, Hòn Gai, Thành phốHạ Long) và phá hủy hệ sinh tháisan hô trong vịnh

1 Đường bờ và bãi biển bùn chiếm

ưu thế do lượng bùn cát từ trongsông mang ra

2 Đường bờ bị cắt đoạn do các cửa

sông chảy ra biển

3 Đường bờ xói bồi không theo một

qui luật xác định (Đoạn bờ thuộchuyện Hải Hậu, Nam định là một

ví dụ điển hình xói nghiêm trọng,trong khi cửa sông Đáy thuộc NinhBình lại bồi liên tục với tốc độhàng trăm 100m/năm

4 Hệ cây ngập mặn phát triển rất tốt

nhưng bị phá hoại khá nghiêmtrọng do làm đầm nuôi tôm

5 Hệ thống đê bao toàn bộ khu vực

vừa chống lũ sông, vừa chốngnước tràn từ biển vào

Giao Thñy

NghÜa H−ng

Vô B¶n

H¶i HËu

ý Yªn

X· Giao An X·

Giao L¹c X·

Giao Xu©n X·

B¹ch Long

X·

Giao H¶i X· Giao ThiÖn

X·

Giao Long

X· H¶i Hßa

X· H¶i §«ng X· H¶i Lý X· Giao L©m

X·

Giao Phong

X· H¶i ChÝnh X· H¶i TriÒu

C öa

a L

¹t

S«ng

biển xói

20°00' 20°00'

X· H¶i Hßa ThÞ trÊn ThÞnh Long X· NghÜa Th¾ng X· NghÜa Phóc

§−êng bê biÓn

C¸c huyÖn cã bê biÓn

Chó gi¶i

BiÓn

S«ng hå

HWRU/CE PROJECT

wl.ico

HWRU/CE PROJECT

wl.ico

Bờ biển miền Trung Việt Nam đoạn Thanh Hóa – Bình Định

1 Đoạn từ Thanh Hóa – Quảng Trị là dải cát, đụn cát, nhưng bị chia cắt bởi các dãy

núi chạy ra biển

2 Toàn bộ địa phận tỉnh TT-Huế là bờ biển đầm phá với dải cát hẹp chạy sát mép

nước rất dễ bị xói do lũ sông, sóng và dòng chảy ngoài biển

3 Từ Hải Vân tới Cửa sông Hàn là kiểu bờ cliff

4 Từ cửa sông Thu bồn tới Cửa sông Lại Giang (Bình Định) là khu vực bờ cát với

các đụn cát có chiều rông đáng kể do gió vun đống

7 Đoạn từ Bình thuận tới Vũng tàu là

dạng địa mạo hỗn hợp giữa kiểu bờ

đá thấp, các đảo chắn và kiểu đụn cát, bãi cát

HWRU/CE PROJECT

wl.ico

Đường bờ biển Nam Bộ

1 Dạng đường bờ lồi, hay

dạng delta với phần lớn bãi

biển là bùn được mang từ

sông ra

2 Do được bồi đắp liên tục

2 Do được bồi đắp liên tục

nên thường không ổn định,

dễ bị xói lở

3 Thuận lợi cho cây ngập mặn phát triển trên diện rộng

4 Biển Tây thuộc địa phận tỉnh Kiên Giang tương đối ổn định do là khu vực

vịnh khuất gió và hầu như không có một cửa sông nào đổ ra đoạn bờ này Đây

là đoạn bờ cát lẫn bùn cát

HWRU/CE PROJECT

wl.ico

CHIẾN LƯỢC BẢO VỆ ĐƯỜNG BỜ

TRÊN QUAN ĐIỂM KIẾN TẠO

1 Như đã trình bày ở trên, bờ biển nước ta có 7 kiểu đường bờ

với quá trình phát triển địa chất khác nhau.

2 Bài học của nhiều quốc gia thấy rằng chiến lược phát triển bền

vững và khôn ngoan nhất là “Adoption” với tự nhiên.

3 Trên quan điểm đó, có thể thấy chiến lược bảo vệ và phát triển

các kiểu đường bờ cũng không thể giống nhau Cũng không

nên chỉ chú trọng việc “Bê tông hóa” đường bờ vì chúng ta

không có đủ tiềm nămg làm được việc đó và vì không phù hợp

với quan điểm môi trường.

4 Cụ thể đối với các kiểu đường bờ nên xem xét kết hợp các giải

pháp khác nhau đảm bảo quan điểm thân thiện và ổn định

2 Tăng cường bảo vệ lớp thực vật

trên cạn và dưới nước

Bờ biển do bùn tạo thành hay còn gọi là

bờ biển phát triển kiểu delta

1 Tốc độ phát triển đường bờ rất nhanh từ 10

đến 100 m

2 Là điều kiện phát triển thuận lợi của các hệ

sinh thái nước, đặc biệt là đất ngập nước vàrừng ngập mặn Bãi biển thoải, nhiều bùn

3 Đây là vùng rất dễ bị tổn thương do mật độ

dân số cao, các hoạt động kinh tế xã hội tập

trên cạn và dưới nước

3 Qui hoạch phát triển kinh tế xã

hội tránh làm thay đổi mặt đệm

các dạng bờ biển này

4 Bảo vệ tối đa các bãi biển phía

trước (nếu có) vì dạng bãi này

thường là một khu vực bãi tắm

tự nhiên rất đẹp, khó xói nhưng

cũng khó phát triển được

dân số cao, các hoạt động kinh tế xã hội tậptrung, là khu vực phồn thịnh nhất của dải bờ

4 Kết hợp việc xây dựng hệ thống đê với việc

phát triển và bảo vệ tối đa hệ thống rừngngập mặn ngoài đê và xem đây là giải pháp

ưu tiên, chứ không phải là cứng hóa mặt đê

5 Nên để một vùng đệm đủ lớn trước đê

6 Không nên chặn bất cứ một cửa sông nào

chảy ra biển

2 Tránh không nên chia cắt đầm phá

càng nhiều càng tốt để tăng dung tích

chứa, tính đồng nhất về môi trường

Bờ cát và đụn cát

1 Nên chia thành 2 kiểu (i) có bãi biển

thoải và (ii) bãi biển dốc

2 Không nên có bất cứ hoạt động nào

tại vùng đệm trong khoảng từ 50 –

200 m từ mép nước cao nhất

3 Trồng cây chắn cát bay, cát nhảy phía

trong mép nước 50 – 100 là giải phápchứa, tính đồng nhất về môi trường

nước và khả năng trao đổi biển – đầm

phá

3 Giảm đến mức tối đa các hoạt động

kinh tế - xã hội ở dải cát hẹp chắn

4 Để giữ bãi biển tự nhiên thì chỉ trong

trường hợp rất cần thiết (do giá trịkinh tế cao mang lại), đối với bãikiểu (ii) mới nên nghĩ tới giải phápcông trình bảo vệ

5 Đặc biệt quan tâm đến vùng cửa sông

vì rất dễ biến động (xói về mùa lũ vàlấp về mùa cạn với các cửa sôngmiền Trung)

HWRU/CE PROJECT

wl.ico

Đường bờ kiểu đảo san hô

Đây là một hệ sinh thái rất đặc biệt nên cần có

giải pháp bảo vệ bằng cách:

1 Không khai thác vì mục đích thương mại (nung vôi

hay bán đồ lưu niệm)

2 Không dùng thuốc nổ đánh bắt cá kéo theo sự phá

hoại san hô

3 Tránh thải nước ô nhiễm trực tiếp xuống biển

4 Tránh tối đa ô nhiễm do tràn dầu

HWRU/CE PROJECT

wl.ico

1 Phát triển và bảo vệ là 2 mặt đối lập không

dễ dung hòa

2 Trên đây chỉ là các đề xuất xét trên quan

điểm địa chất kiến tạo.

3 Trong thực tế cần xây dựng chiến lược

phát triển tổng hợp theo hướng bền vững

HWRU/CE PROJECT

wl.ico

Xin c¶m ¬n c¸c quý vÞ

NHỮNG KIẾN THỨC VỀ THỦY TRIỀU 1.Những kiến thức cơ bản về thuỷ triều

2.Mực nước triều đặc trưng

3.Tính toán thuỷ triều

1 Những kiến thức cơ bản về thuỷ triều

Theo Newton thủy triều

quanh trái đất 27.3 ngày

3 Trái đất tự quay xung

quanh trục là 24 hours.

Trái đất

Mặt trăng

e

f

-Tại các điểm a, e: Hợp lực

hướng ra ngoài
mực nước

cao hơn so với bình thường

-Tại các điểm c,g hợp lực

hướng vào trong
mực nước

thấp hơn so với bình thường

-Mỗi ngày mặt trăng di

Tính không đối xứng trong ngày do trục nghiêng của trái đất

Lực hút tại các vị trí đặc trưng cũng thay đổi
Mực nước đỉnh triều (chân triều) cũng không bằng nhau

Phân loại theo công thức sau:

VỊ TRÍ CỦA MẶT TRĂNG VÀ THỦY TRIỀU

Chế độ triều dọc bờ biển Việt Nam

Đoạn bờ Chế độ Độ lớn

(m) Móng Cái - Ninh Bình Nhật triều 3 - 4 Th.Hóa – Hà Tĩnh BNTKĐ < 3

Hà Tình – Quảng Bình BNTKĐ

BNTĐ

< 3 và bé nhất 0.4 tại Cửa Tùng Cửa Tùng – Quảng

2 Mực nước triều đặc trưng

1 Triều thiên văn cao nhất (H.A.T) và Triều thiên văn thấp nhất (L.A.T)

Đó là mực nước cao nhất và thấp nhất xuất hiện trong điều kiện khí tượng bình thường tổ hợp với các điều kiện thiên văn Các mực

nước này không phải xuất hiện hàng năm và chúng cũng không phải

là mực nước lớn nhất (mực nước lớn nhất có thể xảy ra khi gặp bão tạo nước dâng).

2 Mực nước trung bình đỉnh triều cao (M.H.W.S) là giá trị trung bình của 2 lần mực nước cao liên tiếp trong vòng 24 giờ khi độ lớn triều đạt lớn nhất Nó xảy ra khoảng 1 lần trong vòng 15 ngày.

3 Mực nước trung bình đỉnh triều thấp (M.L.W.S) là giá trị trung bình của 2 lần mực nước đỉnh triều thấp liên tiếp trong vòng 24 giờ khi độ lớn triều đạt lớn nhất Nó xảy ra khoảng 1 lần trong vòng 15 ngày.

4 Mực nước trung bình chân triều cao (M.H.W.N) là giá trị trung bình hai chân triều cao xảy ra trong vòng nửa tháng trong kỳ triều kém

5 Mực nước trung bình chân triều thấp (M.L.W.N) là giá trị trung bình hai chân triều thấp xảy ra trong vòng nửa tháng trong kỳ triều kém.

2 Mực nước triều đặc trưng

6 Much nước biển trung bình (M.S.L) là mực nước trung bình trong một thời

khoảng dài (ít nhất là 18.6 năm) hay còn gọi là mực nước giả thiết là không có dao động triều.

7 Mực nước trung bình cao nhất (M.H.H.W): là giá trị mực nước trung bình ngày của 2 đỉnh triều (bán nhật triều) hoặc lớn nhất (nhật triều) trong khoảng thời gian rất dài (ít nhất là 18.6 năm).

8 Mực nước trung bình của đỉnh triều thấp trong những ngày nước cao

(M.L.H.W): là giá trị trung bình ngày của đỉnh triều thấp hơn (bán nhật triều) trong những ngày nước cao trong khoảng thời gian rất dài (ít nhất là 18.6

năm) Khi chỉ có một đỉnh trong một số ngày thì kí hiệu "∆" trong bảng

M.L.H.W có nghĩa là những ngày nhật triều

9 Mực nước trung bình của đỉnh triều cao trong những ngày nước thấp

(M.H.L.W): là giá trị trung bình ngày của đỉnh triều cao hơn (bán nhật triều) trong những ngày nước thấp trong khoảng thời gian rất dài (ít nhất là 18.6

năm) Khi chỉ có một đỉnh trong một số ngày thì kí hiệu "∆" trong bảng

M.L.H.W có nghĩa là những ngày nhật triều.

10 Mực nước trung bình của đỉnh triều thấp trong những ngày nước thấp

(M.L.L.W): là giá trị trung bình ngày của đỉnh triều thấp hơn (bán nhật triều) trong những ngày nước thấp trong khoảng thời gian rất dài (ít nhất là 18.6

năm) Khi chỉ có một đỉnh trong một số ngày thì được lấy như giá trị mực

nước thấp nhất

3 Tính toán thuỷ triều

1 Phương pháp phân tích điều hòa do Doodsun tìm vào năm 1930's

2 Mực nước biển thay đổi do các thành phần thủy triều và là tổng hợp của cácthành phần điều hòa mà mỗi thành phần ở một vị trí xác định, tại một thờiđiểm được đặc trưng bởi 3 yếu tố:

• Biên độ hj, đó là khoảng dao động thẳng đứng giữa mực nước cao nhấthoặc nhỏ nhất so với mực nước trung bình do thành phần thứ i gây ra(m);

• Chu kỳ ω , là khoảng thời gian cần thiết để ảnh hưởng của thành phần

• Chu kỳ ωj, là khoảng thời gian cần thiết để ảnh hưởng của thành phầnnày quay trở lại (0/giờ) Trị số nghịch đảo của ωj gọi là chu kỳ;

• Độ lệch pha αi, là khoảng thời gian giữa chuyển động của thiên thể (mặttrăng hoặc mặt trời) đi qua thiên đỉnh của vị trí nghiên cứu và thời gianthực xảy ra (tính bằng độ)

) g - u

+ v

( + t (

H f

+ h

=

N

=1 i

Trong đó:

ht Mực nước triều tính toán tại thời điểm t (m);

ho Mực nước trung bình (là giá trị trung bình của chuỗi triều

giờ quan trắc trong khoảng thời gian khá dài);

t Thời điểm tính toán (giờ); (t = 0: thời điểm bắt đầu đo đạc

Ký hiệu Thành phần triều chủ yếu Tốc độ góc Chu kỳ

Theo nghiên cứu có trên 200 thành phần ảnh hưởng đến triều tổng hợp tại mọi vị trí trên trái đất, nhưng chỉ có 4 thành phần chính là M2, S2, K1 và O1tạo ra thuỷ triều trong khi các thành phần khác rất nhỏ so với 4 thành phần trên

Ở một vị trí nhất định và tại một thời điểm nào đó nếu biết hM2, hS2, hK1, hO1

và αM2, αS2, αK1 and αO1 thì mực nước tổng hợp tính được

Ghi chú: Giá trị ωj và T là như nhau cho mọi vị trí trên trái đất, ở bất kỳ thời điểm nào Giá trị hi và αi lấy từ số liệu quan trắc

Ký hiệu Thành phần triều chủ yếu Tốc độ góc

K1 Nhật triều do độ nghiêng mặt trăng

trên quĩ đạo mặt trời

15.04107 23.93

O1 Nhật triều do độ nghiêng của mặt

trăng

13.94303 25.82

Một số thành phần triều chính (Thiên văn + Nước nông)

Kí hiệu Thành phần triều chủ yếu Tốc độ góc

( 0 / giờ)

Chu kỳ Ghi chú

P1 Nhật triều mặt trời do mặt phẳng nghiêng 14.9589 24.07 Triều thiên văn N2 Bán nhật triều Elip mặt trăng 28.4397 12.66 Triều thiên văn K2 Bán nhật triều do quĩ đạo nghiêng giữa Mặt

trăng – Mặt Trời

30.0821 11.97 Triều thiên văn

Q1 Nhật triều Elip mặt trăng 13.3987 26.87 Triều thiên văn L2 Bán nhật triều Elip mặt trăng 29.5285 12.19 Triều thiên văn L2 Bán nhật triều Elip mặt trăng 29.5285 12.19 Triều thiên văn

Mf Triều mặt trăng chu kỳ dài 1.0980 328 Triều thiên văn

Mm Triều mặt trăng chu kỳ dài 0.5444 661 Triều thiên văn Ssa Triều mặt trời chu kỳ dài 0.0821 4383 Triều thiên văn

1 Hệ số f tại điểm giữa năm từ

1970 – 2037

2 Hệ số f của các thành phần MS, 2SM và MSf bằng hệ số f

Hệ số f

bằng hệ số f của M2;

3 Hệ số f của các thành phần P1, R2, S1, S2, S4, S6, T2, Sa và Ssa bằng 1.0

Giá trị (Vo +u) (tính bằngđộ) tại kinh

(Greenwich)tại thời điểmbắt đầu cácnăm dươnglịch bắt đầu

từ 1970 đến

K1, K2, M2,M4, N2, O1,P1, S2

Giá trị (Vo + u) (tính bằng độ) tại kinh tuyến gốc (Greenwich) tại thời điểm bắt đầu các năm dương lịch bắt đầu từ 1970 đến 2037

Phantichtrieu

Tính toán thuỷ triều thiên văn

Các phương pháp tính thủy triều

Phương pháp số trị:

Phương pháp phân tích điều hòa:

+ Bình phương nhỏ nhất + Doodson

+ Darwin + Maximov

Phương pháp phân tích điều hòa

) g - u

+ v

( + t (

H f

+ h

=

N

=1 i

h(t): Độ lớn thủy triều tại trạm quan trắc tại thời điểm t

h0: Độ lớn thủy triều trung bình

Hi: Giá trị trung bình của biên độ phân triều i

fi: Hệ số suy biến

ωi: Tần số góc của thành phần triều i

(v0 + u)i: Đối số thiên văn

gi: Hệ số sửa chữa kappa