Mô phỏng chế độ thủy động lực học và sự thay đổi hình thái khu vực cửa sông gành hào, cà mau

LỜI CẢM ƠN Qua quá trình nỗ lực phấn đấu học tập và nghiên cứu của bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng và các bạn bè đồn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS VÕ NGỌC DƯƠNG

Đà Nẵng - Năm 2020

DUT.LRCC

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu và kết quả tính toán đưa ra trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Nguyễn Trung Quân

DUT.LRCC

LỜI CẢM ƠN

Qua quá trình nỗ lực phấn đấu học tập và nghiên cứu của bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng và

các bạn bè đồng nghiệp, luận văn thạc sĩ: “Mô phỏng chế độ thủy động lực học và sự

thay đổi hình thái khu vực cửa sông Gành Hào, Cà Mau” đã được tác giả hoàn thành

Để có được thành quả này, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới

PGS-TS Võ Ngọc Dương và GS-PGS-TS Lê Mạnh Hùng đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và cung cấp các thông tin khoa học cần thiết trong quá trình thực hiện luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Khoa Xây dựng Thủy lợi - Thủy điện của trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng đã giảng dạy và tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng do hạn chế về thời gian, kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế của bản thân tác giả nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót Tác giả rất mong nhận được ý kiến đòng góp và trao đổi chân thành, giúp tác giả hoàn thiện hơn đề tài của luận văn

Xin trân trọng cảm ơn!

DUT.LRCC

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 3

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3

6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3

7 CẤU TRÚC LUẬN VĂN 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 5

1.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN 5

1.1.1 Vị trí địa lý 5

1.1.2 Đặc điểm địa hình 5

1.1.3 Đặc điểm khí tượng 6

1.1.3.1 Chế độ gió 6

1.1.3.2 Chế độ mưa 6

1.1.3.3 Bốc hơi 7

1.1.3.4 Chế độ nhiệt 7

1.1.3.5 Chế độ nắng 7

1.1.3.6 Độ ẩm 7

1.1.4 Đặc điểm thủy văn, bùn cát 8

1.1.4.1 Chế độ thủy triều 8

1.1.4.2 Đặc trưng chế độ thủy văn, thủy lực 9

1.1.4.3 Đặc trưng chế độ bùn cát 10

1.1.4.4 Tài liệu khảo sát thủy văn, bùn cát bổ sung 10

1.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI 13

1.2.1 Dân số 13

1.2.2 Kinh tế - xã hội 14

1.3 CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG LỰC VÀ CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY 15

1.3.1 Các nghiên cứu về chế độ dòng hoàn lưu trên biển Đông 15

1.3.1.1 Các nghiên cứu sử dụng số liệu quan trắc hải văn 15

1.3.1.2 Các nghiên cứu sử dụng số liệu quan trắc từ vệ tinh 17

1.3.1.3 Các nghiên cứu sử dụng công cụ mô hình toán 17

1.3.1.4 Nhận xét đánh giá 17

DUT.LRCC

1.3.2 Chế độ thủy động lực Đồng bằng sông Cửu Long [1] 18

1.3.3 Xu hướng vận chuyển bùn cát [2] 19

1.3.4 Chế độ thủy động lực vùng nghiên cứu (ven biển Cà Mau) 20

1.3.5 Chế độ sóng biển vùng cửa sông Gành Hào 21

1.4 HIỆN TRẠNG DỮ LIỆU KHU VỰC NGHIÊN CỨU 22

1.4.1 Đặc điểm sông, rạch khu vực 22

1.4.2 Một số khu vực sạt lở bờ sông, rạnh nghiêm trọng 23

1.4.3 Nhận định diễn biến sạt lở bờ sông Gành Hào 24

CHƯƠNG 2 26

MÔ HÌNH TOÁN THỦY ĐỘNG LỰC HAI CHIỀU NGANG 26

2.1 LÝ THUYẾT CHUNG VỀ MÔ HÌNH TOÁN 26

2.2 CÁC LOẠI MÔ HÌNH THỦY LỰC HIỆN CÓ 26

2.2.1 Bộ chương trình VRSAP 26

2.2.2 Mô hình HEC-RAS 27

2.2.3 Mô hình KOD01 27

2.2.4 Mô hình TL1, TL2 27

2.2.5 Bộ mô hình MIKE 27

2.2.5.1 Mô hình thủy văn NAM 28

2.2.5.2 Mô hình 1 chiều MIKE 11 28

2.2.5.3 Mô hình 2 chiều MIKE 21 29

2.3 SO SÁNH LỰA CHỌN MÔ HÌNH THỦY LỰC 30

2.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH 2 CHIỀU MIKE 21 FM 30

2.4.1 Cơ sở toán học 30

2.4.2 Phương pháp số 34

CHƯƠNG 3 38

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG LỰC HỌC KHU VỰC CỬA SÔNG GÀNH HÀO, CÀ MAU 38

3.1 XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỦY ĐỘNG LỰC 38

3.1.1 Tài liệu sử dụng 39

3.1.1.1 Tài liệu địa hình 39

3.1.1.2 Mực nước triều 41

3.1.1.3 Số liệu sóng 43

3.1.1.4 Số liệu thủy văn 43

3.1.1.5 Số liệu trường gió, áp suất nền 44

3.1.1.6 Số liệu bùn cát 44

DUT.LRCC

3.2 HIỆU CHỈNH, KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH 45

3.2.1 Cơ sở hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 46

3.2.1.1 Phương pháp 46

3.2.1.2 Cơ sở xây dựng 46

3.2.2 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô phỏng mực nước tổng hợp 47

3.2.3 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô phỏng dòng chảy (lưu lượng các cửa sông, dòng chảy tổng hợp) 48

3.2.4 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô phỏng vận chuyển bùn cát 49

3.2.5 Nhận xét, đánh giá 50

3.3 ÁP DỤNG MÔ HÌNH TOÁN 50

3.3.1 Đánh giá chế độ thủy động lực khu vực 50

3.3.2 Chế độ sóng 53

3.3.3 Kết quả diễn biến hình thái cho một năm khí hậu 54

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56

I KẾT LUẬN 56

II KIẾN NGHỊ 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

DUT.LRCC

MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG LỰC HỌC VÀ SỰ THAY ĐỔI HÌNH THÁI KHU VỰC CỬA SÔNG GÀNH HÀO, CÀ MAU

Học viên: Nguyễn Trung Quân Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình thủy

Mã số: Khóa: 37 Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng

Tóm tắt: Hiện trạng sạt lở khu vực đồng bằng sông Cửu Long đang diễn ra rất nghiêm

trọng trong những năm gần đây, dưới tác động của suy giảm dòng chảy thượng nguồn, hàm lượng phù sa thay đổi, kết hợp với sự phát triển cơ sở hạ tầng dẫn tới tốc độ sạt

lở ngày càng nhanh và phức tạp hơn Một trong những khu vực trọng điểm gây xói lở mạnh cũng như gây ra những khó khăn trong việc xử lý là cửa Gành Hào, Cà Mau Cần thiết phải nghiên cứu, đánh giá các tác động của dòng chảy cũng như chế độ thủy động lực học sông, biển; dòng bùn cát nhằm đề xuất những giải pháp ứng phó là cần thiết Việc nghiên cứu đánh giá chế độ thủy động lực biển và sự thay đổi hình thái đường bờ

sử dụng mô hình Mike 21 FM cơ bản đã mô phỏng được chế độ thủy thạch động lực và diễn biến đường bờ phù hợp với một số thời điểm hiệu chỉnh và kiểm định mô hình (năm

2014 và năm 2017) Đề tài cũng đã đánh giá được diễn biến hình thái cho 1 năm khí hậu điển hình; chế độ sóng và chế độ thủy động lực khu vực cửa sông Gành Hào Bộ thông

số và kết quả mô hình là dữ liệu quan trọng trong việc đánh giá tác động và đề xuất các giải pháp cần thiết nhằm tăng cường khả năng chống chịu dưới những tác động của thiên tai và BĐKH

Từ khóa: Thiên tai, biến đổi khí hậu, thủy động lực, mô hình, dòng chảy

Abstract: The current situation of landslide in the Mekong Delta is taking place very

seriously in recent years, under the impact of the decline in upstream flows, the sediment content changes, combined with the development of infrastructure floors leading to faster and more complicated landslides One of the key areas causing strong erosion as well as causing difficulties in handling is Ganh Hao, Ca Mau It is necessary to study and evaluate the impacts of flow as well as the hydrodynamic regime of rivers and seas; Sediment flow to propose coping solutions is necessary The study and evaluation of the marine hydrodynamic regime and shoreline morphology using the basic Mike 21 FM model simulated the hydrodynamic regime and shoreline changes in accordance with some time difference model adjustment and testing (2014 and 2017) The thesis also assessed the morphological changes for a typical climate year; wave regime and hydrodynamic regime in Ganh Hao estuary area Model parameters and results are important data in impact assessment and propose necessary solutions to increase resilience under the impacts of natural disasters and climate change

Key words: Natural disasters, climate change, hydrodynamics, patterns, flows

DUT.LRCC

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Phân bố gió mùa hàng năm 6

Bảng 1.2: Độ ẩm trung bình tháng, năm tỉnh Cà Mau 7

Bảng 1.3: Đặc trưng thủy triều tại các trạm Gành Hào, Năm Căn 9

Bảng 1.4: Thống kê các khu vực sạt lở bờ hệ thống sông, rạch trên địa bàn tỉnh Bạc Liêu 23

Bảng 3.1: Chỉ tiêu đánh giá mô hình (Wang và đồng nghiệp, 2012) 47

Bảng 3.2 Kết quả đánh giá hệ số Nash và hệ số tương quan mực nước (7/2014) 47

Bảng 3.3 Kết quả đánh giá hệ số Nash và hệ số tương quan mực nước (2/2007) 48

Bảng 3.4 Kết quả đánh giá hệ số Nash và hệ số tương quan vận tốc (6/2017) 49

Bảng 3.5 Kết quả đánh giá hệ số Nash và hệ số tương quan nồng độ bùn cát (6/2017) 50

DUT.LRCC

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1: Hiện trạng sạt lở ở đồng bằng Sông Cửu Long (nguồn dangcongsan.vn) 1

Hình 2: Sạt lở nghiêm trọng tuyến đường trên Quốc lộ 91 đoạn đi qua xã Bình Mỹ, An Giang Ảnh: TTXVN 1

Hình 3 Hiện trạng sạt lở đê sông Gành Hào, Cà Mau (Báo Cà Mau online) 2

Hình 4 Hiện trạng sạt lở đê biển Gành Hào, Cà Mau (nguồn Huỳnh Sử/TTXVN) 2

Hình 1.1: Vị trí địa lý sông Gành Hào 5

Hình 1.2: Đường quá trình mực nước thực đo -trạm Gành Hào 11

Hình 1.3: Đường quá trình lưu lượng trạm Gành Hào 12

Hình 1.4: Đường quá trình lưu tốc Vtb, Vmax trạm Gành Hào 12

Hình 1.5: Đường quá trình hàm lượng bùn cát lơ lửng thực đo 13

Hình 1.6 Phân bố độ mặn bề mặt biển Đông, các mũi tên biểu thị hướng của dòng hải lưu: hình trái ứng với tháng 8, bên phải ứng với tháng 2 (Nguồn: Tomczak và Godfrey, 1994) 16

Hình 1.7 Phân bố trường dòng chảy lớp mặt ở biển Đông vào mùa đông (trái) và mùa hè (phải), Aw, Bw, Bs, và Cs biểu thị các dòng xoáy (Nguồn: Xu và nnk, 1982) 17

Hình 1.8: Xu thế tích tụ trầm tích và vận chuyển trầm tích 19

Hình 1.9: Hoa sóng tại vùng sát đường bờ biển tỉnh Cà Mau 22

Hình 1.10: Khu vực sạt lở bờ sông Gành Hào, xảy ra ngày 24/6/2013 23

Hình 1.11: Khu vực sạt lở bờ cửa sông Gành Hào, huyện Đầm Dơi ảnh chụp tháng 01/2017 24

Hình 2.1 Sơ đồ mưa - dòng chảy 28

Hình 2.2: Miền lưới mô phỏng trong Mike 21 FM 30

Hình 3.1: Phần vùng nghiên cứu mô hình 38

Hình 3-2: Địa hình biển Đông 40

Hình 3.3 Địa hình vùng nghiên cứu chi tiết Gành Hào 40

Hình 3.4 Vị trí các trạm đo mực nước quốc gia ven biển Đồng bằng sông cửu long 41 Hình 3-5 Vị trí các điểm tính tần suất thủy triều theo Đinh Văn Mạnh và nnk (2010) 42

Hình 3-6 Đường tần suất mực nước triều tại điểm 101 (Vĩnh Hậu, Vĩnh Lợi, Bạc Liêu) và điểm 105 (Tân Tiến, Đầm Dơi, Cà Mau) (theo Đinh Văn Mạnh và nnk, 2010) 43

Hình 3.7: Biên trường gió, áp suất nền 44

Hình 3.8 Đường quá trình hàm lượng bùn cát theo thời gian tại các trạm khảo sát trong đề tài này 44

Hình 3.9 Vị trí lấy mẫu bùn cát đáy (D50) tại khu vực trọng điểm Gành Hào 45

Hình 3.10: Sơ đồ hiệu chỉnh mô hình thủy động lực HD 46

DUT.LRCC

Hình 3.11 So sánh mực nước tính và mực nước thực đo tại trạm Gành Hào 47

Hình 3.12 So sánh mực nước mô phỏng và thực đo trạm Gành Hào năm 2007 48

Hình 3.13 So sánh Q mô phỏng và thực đo tại trạm Gành Hào 48

Hình 3.14 So sánh vận tốc tính toán và thực đo tại trạm Gành Hào 48

Hình 3.15 So sánh nồng độ bùn cát mô phỏng và thực đo tại trạm Gành Hào 49

Hình 3.16 Phân bố trường lưu tốc khu vực sông Gành Hào thời điểm triều lên mùa lũ (21h 4/11/2009) 51

Hình 3.17 Phân bố trường lưu tốc khu vực sông Gành Hào thời điểm triều rút mùa lũ (9h 4/11/2009) 52

Hình 3.18 Phân bố trường sóng vùng nghiên cứu chi tiết sông Gành Hào đặc trưng cho mùa gió Tây Nam ( trái) và mùa gió Đông Bắc (phải) (phía dưới lần lượt là các biểu đồ chiều cao sóng có nghĩa tại các vị trí P1 có thể hiện thời điểm trích xuất trường sóng tương ứng ở trên) 53

Hình 3.19 Hoa gió tại vị trí P1 53

Hình 3.20 Phân bố xói bồi vùng nghiên cứu chi tiết sông Gành Hào tại các thời điểm cuối tháng 8, cuối tháng 10 ( thời kỳ gió mùa Tây Nam) 54

Hình 3.21 Phân bố xói bồi vùng nghiên cứu chi tiết sông Gành Hào tại các thời điểm cuối tháng 1, giữa tháng 4 ( thời kỳ gió mùa Đông Nam) 55

DUT.LRCC

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Khu vực Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) có bờ biển dài, nhiều sông, là tiềm năng, lợi thế lớn để phát triển kinh tế (Berg 2002; Tong 2017) Tuy nhiên, vấn đề sạt lở

bờ biển Đồng bằng sông Cửu Long trong những năm qua đã trở thành đề tài nóng hổi

và được sự quan tâm đặc biệt của các cấp lãnh đạo cũng như các nhà khoa học trong và ngoài nước (Anthony et al 2015; Hung et al 2014)

Hình 1: Hiện trạng sạt lở ở đồng bằng Sông Cửu Long (nguồn dangcongsan.vn)

Hình 2: Sạt lở nghiêm trọng tuyến đường trên Quốc lộ 91 đoạn đi qua xã Bình Mỹ, An

Giang Ảnh: TTXVN

DUT.LRCC

Hiện trạng sạt lở đồng bằng sông Cửu Long hiện đang rất nghiêm trọng, trong những năm gần đây, dưới tác động của suy giảm dòng chảy thượng nguồn, hàm lượng phù sa thay đổi, kết hợp với sự phát triển cơ sở hạ tầng dẫn tới tốc độ sạt lở ngày càng nhanh và phức tạp hơn Thống kê năm 2010, Đồng bằng sông Cửu Long chỉ có 99 điểm xói lở và sạt lở; đến năm 2019 con số này đã lên đến 681 điểm, tăng gấp 7 lần Trong

đó, từ cuối năm 2018 đến đầu năm 2019, tỉnh An Giang xuất hiện 78 điểm sạt lở với trên 91,2 km bờ sông và tỉnh Đồng Tháp xuất hiện 52 điểm sạt lở dọc sông Tiền, sông Hậu, với tổng chiều dài và diện tích sạt lở là 28,5 km và 17,98 ha Các điểm sạt lở này ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của người dân, gây cản trở giao thông cũng như phát triển kinh tế xã hội của địa phương

Hình 3 Hiện trạng sạt lở đê sông Gành Hào, Cà Mau (Báo Cà Mau online)

Hình 4 Hiện trạng sạt lở đê biển Gành Hào, Cà Mau (nguồn Huỳnh Sử/TTXVN)

DUT.LRCC

Một trong những khu vực trọng điểm gây xói lở mạnh cũng như gây ra những khó khăn trong việc xử lý là cửa Gành Hào, Cà Mau Tại đây xói lở bờ biển diễn biến ngày một phức tạp, gây ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống nhân dân cũng như tác động đến

sự phát triển kinh tế xã hội của các địa phương ven biển Trước đây dưới tác động của chế độ thủy thạch động lực biển Đông, kè chống sạt lở bờ trái cửa Gành Hào đã bị hư hỏng nghiêm trọng Những diễn biến này càng phức tạp của biến đổi khí hậu, nước biển dâng, lún sụt đất….tạo ra những nguy cơ bất ổn cho khu vực (Trần et al 2016)

Để có cái nhìn tổng thể đến chi tiết chế độ thủy thạch động lực học khu vực cửa sông Gành Hào, Cà Mau và xác định nguyên nhân, cơ chế xói lở khu vực này từ đó giúp cho việc đưa ra các giải pháp tổng thể chống xói lở phù hợp cho khu vực Bên cạnh đó,

đề tài xác định các thông số thủy động lực cực đoan làm tài liệu tham khảo thêm trong quá trình thiết kế công trình ở khu vực này

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Phân tích chế độ thủy động lực học khu vực cửa sông Gành Hào, Cà Mau;

- Đánh giá diễn biến hình thái khu vực cửa sông Gành Hào, Cà Mau

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Chế độ thủy động lực học khu vực cửa sông Gành Hào, Cà Mau và vùng lân cận

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Xây dựng mô hình thủy lực 2 chiều ngang khu vực cửa sông Gành Hào, Cà Mau;

- Áp dụng mô hình thủy lực 2 chiều ngang mô phỏng chế độ thủy động lực học khu vực Gành Hào, Cà Mau trong các điều kiện cực đoan;

- Đánh giá diễn biến hình thái khu vực Gành Hào, Cà Mau

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đề tài sẽ sử dụng các phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp phân tích tài liệu;

- Phương pháp kế thừa các kết quả nghiên cứu liên quan;

- Phương pháp mô hình hóa;

- Phương pháp nghiên cứu trường hợp điển hình;

- Phương pháp thống kê khách quan

6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

- Cung cấp cho các cơ quan chức năng những thông tin hữu ích về chế độ thủy động lực học và diễn biến hình thái khu vực cửa sông Gành Hào;

DUT.LRCC

- Căn cứ để cơ quan chức năng bố trí quy hoạch dân cư cũng như các giải pháp cho khu vực hợp lý

7 CẤU TRÚC LUẬN VĂN

Cấu trúc luận văn gồm 3 phần: Mở đầu, 3 chương và phần kết luận & kiến nghị

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan về khu vực nghiên cứu

1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu

1.2 Kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu

1.3 Chế độ thủy động lực khu vực và các nghiên cứu trước đây

1.4 Hiện trạng dữ liệu khu vực nghiên cứu

Chương 2 : Mô hình toán thủy động lực hai chiều ngang

2.1 Lý thuyết chung về mô hình toán

2.2 Các loại mô hình thủy lực hiện có

2.3 So sánh lựa chọn mô hình thủy lực phù hợp

Chương 3: Ứng dụng mô hình toán mô phỏng chế độ thủy động lực học khu vực cửa sông Gành Hào, Cà Mau

3.1 Xây dựng mô hình thủy động lực

3.2 Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình

3.3 Áp dụng mô hình toán

Kết luận và kiến nghị

DUT.LRCC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN

1.1.1 Vị trí địa lý

Sông Gành Hào là tên gọi một con sông chảy qua hai tỉnh Cà Mau và Bạc Liêu Bắt đầu từ thành phố Cà Mau bởi dòng nước từ các kênh Phụng Hiệp, kênh xáng Cà Mau-Bạc Liêu và sông Giống Kè hợp lưu Sông Gành Hào đổ về hướng nam, đến ngã ba ranh giới giữa thành phố Cà Mau, huyện Đầm Dơi và huyện Cái Nước sông đổi sang hướng đông làm thành ranh giới tự nhiên giữa hai huyện Đầm Dơi và Đông Hải (Bạc Liêu) và

đổ ra Biển Đông tại cửa Gành Hào (Hình 1.1)

Hình 1.1: Vị trí địa lý sông Gành Hào

(nguồn Google)

Tại địa phận thành phố Cà Mau, sông sâu chừng 4m-5m, rộng chừng 100m Càng

đi về phía biển sông càng rộng và sâu, đến cửa Gành Hào sông rộng chừng 300m và sâu khoảng 19m Toàn bộ chiều dài 55 km

Với những đặc điểm này, sông Gành Hào là một trong những đầu mối giao thông của Cà Mau và một phần Bạc Liêu, là nơi tập trung đi lại của các phương tiện đường thủy cùng với các chợ nổi trên sông

1.1.2 Đặc điểm địa hình

Sông Gành Hào thuộc vùng giáp ranh giữa địa phận 2 tỉnh Bạc Liêu và Cà Mau,

có đặc điểm địa hình chung từng khu vực như sau:

- Bạc Liêu có địa hình tương đối bằng phẳng, chủ yếu nằm ở độ cao trên dưới 1,2 m

so với mặt biển, còn lại là những giồng cát và một số khu vực trũng ngập nước quanh

DUT.LRCC

năm Địa hình có xu hướng dốc từ bờ biển vào nội đồng, từ Đông Bắc xuống Tây Nam, với chiều dài bờ biển 56 km Trên địa bàn tỉnh Bạc Liêu chỉ có hai con sông tự nhiên nằm ở phía bắc và phía nam, còn lại trên địa bàn tỉnh là các kênh đào

- Cà Mau là vùng đồng bằng, có nhiều sông rạch, có địa hình thấp, bằng phẳng và thường xuyên bị ngập nước Độ cao bình quân 0,5 m đến 1,5 m so với mặt nước biển Hướng địa hình nghiêng dần từ bắc xuống nam, từ đông bắc xuống tây nam

Bảng 1.1: Phân bố gió mùa hàng năm

1.1.3.2 Chế độ mưa

- Mưa là nhân tố khí hậu phân bố theo mùa rõ rệt nhất và là yếu tố khí tượng thủy văn tác động mạnh nhất đối với sản xuất Hàng năm, mưa bắt đầu từ tháng 5 và kết thúc vào khoảng tháng 10; tháng 11 đến tháng 4 năm sau là mùa khô

- Trong năm, lượng mưa phân bố không đồng đều Mùa mưa trùng với mùa gió Tây Nam Lượng mưa mùa mưa chiếm từ 86 đến 90% lượng mưa năm và khá ổn định qua các năm (hệ số Cv nhỏ)

- Lượng mưa trung bình năm ở khu vực tỉnh Bạc Liêu-Cà Mau khoảng 2360 mm Tháng có lượng mưa cao nhất trong năm thường từ tháng VIII đến tháng X

- Số ngày mưa trung bình trong năm khoảng 107 ngày, chiếm 35% số ngày trong năm Các trận mưa liên tục lớn hơn 300 mm không nhiều Trong mùa mưa, xen kẽ có

Chuyển tiếp

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Gió mùa Đông Bắc

Mùa khô

Gió mùa Đông Bắc

Chuyển tiếp

DUT.LRCC

những ngày không mưa, hoặc có mưa nhưng lượng mưa nhỏ hơn 5 mm Những ngày ít mưa kéo dài liên tục 5 ngày trở lên hoặc liên tục 5 ngày liền nhưng lượng mưa nhỏ hơn

25 mm thì được gọi là những đợt ít mưa (hạn khí tượng)

- Mùa khô gắn liền với mùa gió mùa Đông Bắc độ ẩm thấp Lượng mưa mùa khô chỉ chiếm từ 10% đến 14% tổng lượng mưa cả năm và có sự biến động khá lớn qua các năm

1.1.3.3 Bốc hơi

Vùng nghiên cứu (Bạc Liêu- Cà Mau) là nơi quanh năm nền nhiệt độ cao, nên lượng bốc hơi hàng năm khá lớn khoảng 1022 mm Trong năm lượng bốc hơi lớn nhất thường xảy ra vào tháng III (140 – 160 mm) Mùa mưa, lượng bốc hơi giảm nhiều, nhất

là tháng X (60 – 70 mm)

1.1.3.4 Chế độ nhiệt

Chế độ nhiệt vùng Bạc Liêu -Cà Mau có nhiệt độ trung bình hàng năm vào khoảng 26,50C, nhiệt độ trung bình cao nhất trong năm là vào tháng IV khoảng 27,60C, nhiệt độ trung bình thấp nhất vào tháng I khoảng 250C Biên độ nhiệt độ trung bình trong 1 năm

là 2,70C Tuy nhiên do tính chất biến động của khí hậu, nên trong từng năm cụ thể có sự

xê dịch của tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất

1.1.3.5 Chế độ nắng

Hàng năm vùng nghiên cứu có thời kỳ dài 6 - 7 tháng mùa khô ít mây nên rất dồi dào về ánh sáng Số giờ nắng trung bình khá cao, thời gian nắng trung bình 2.200 giờ/năm Từ tháng XII đến tháng IV, số giờ nắng trung bình 7,6 giờ/ ngày; từ tháng V đến tháng XI, trung bình 5,1 giờ/ ngày Lượng bức xạ trực tiếp cao, với tổng nhiệt khoảng 9.500 đến 10.0000C

1.1.3.6 Độ ẩm

Độ ẩm quan hệ mật thiết với chế độ mưa và chế độ gió mùa khu vực Độ ẩm biến đổi theo mùa rõ rệt Độ ẩm tương đối trung bình cao hàng năm vào khoảng từ 82,2 – 87,5% Tháng IX, X độ ẩm tương đối trung bình cao nhất vào khoảng 86,0 -89,0% Tháng I và II độ ẩm tương đối trung bình thấp nhất vào khoảng 75,6 – 83,2% Bảng 1 2 thống kê độ ẩm trung bình các tháng và trung bình năm tỉnh Cà Mau

Bảng 1.2: Độ ẩm trung bình tháng, năm tỉnh Cà Mau

1.1.4 Đặc điểm thủy văn, bùn cát

1.1.4.1 Chế độ thủy triều

Khu vực sông Gành Hào chịu tác động của chế độ bán nhật triều không đều biển Đông

- Triều biển Đông có biên độ triều lớn (300cm-350cm), biên độ dao động mực nước chân triều lớn (160-300 cm), biên độ dao động mực nước đỉnh triều nhỏ hơn (80-100cm), khoảng thời gian duy trì mực nước cao dài hơn khoảng thời gian duy trì mực nước thấp

và đường mực nước bình quân ngày nằm gần với đường mực nước đỉnh triều;

- Triều có đặc điểm là biên độ tăng dần, song thời gian xuất hiện đỉnh và chân triều chậm dần Chính vì thế, các pha truyền triều vào các nhánh sông phía Bắc sớm hơn những nhánh sông phía Nam Mặt khác, trong vùng biển này thủy triều có dạng bán nhật triều không đều (hai lần lên, hai lần xuống trong ngày), mực nước của hai đỉnh và hai chân không bằng nhau;

- Chu kỳ triều ngày: Trong một ngày có hai dao động, biến thiên với chu kỳ 24 giờ 50’ Thời gian nước lên và xuống bằng nhau và bằng 12 giờ 25’;

- Chu kỳ triều nửa tháng: Trong một chu kỳ triều nửa tháng có một kỳ triều cường

và một kỳ triều kém Ngày triều cường nhất (đỉnh đạt cao nhất, chân đạt thấp nhất) xuất hiện vào thời kỳ không trăng hoặc trăng tròn Ngày triều kém nhất (biên độ triều nhỏ nhất) xuất hiện vào những ngày thượng hoặc hạ huyền (khoảng 7 và 23 âm lịch) Trong chu kỳ triều nửa tháng đỉnh triều cao và chân triều cao biến động tương đối nhỏ; còn đỉnh triều thấp và chân triều thấp biến đổi lớn hơn (chân triều thấp có thể dao động lớn hơn 2m) Trong kỳ triều cường, hai đỉnh chênh lệch nhau nhỏ nhưng hai chân chênh lệch nhau cực đại Ngược lại, trong kỳ triều kém hai đỉnh chênh lệch nhau đạt cực đại, hai chân triều chênh lệch đạt cực tiểu;

- Chu kỳ tháng: trong mỗi tháng âm lịch có hai kỳ triều cường và hai kỳ triều kém;

- Chu kỳ nhiều năm: thủy triều có một chu kỳ dài là 18,6 năm, nhưng độ chênh lệch thủy triều này tương đối nhỏ

+ Mực nước cao nhất theo chu kỳ đường bao đỉnh triều trong tháng lên cao trong những ngày sóc vọng (trăng tròn hoặc không trăng) gọi là triều cường và xuống thấp trong những ngày hạ huyền (triều kém) tạo thành 24,5 chu kỳ trong năm với biên độ 0,5m-1,0m Trong năm lên cao vào tháng 11, 12 và xuống thấp vào tháng 6, 7 với chênh lệch khoảng 0,5m

+ Mực nước thấp nhất theo chu kỳ đường bao chân trong tháng xuống thấp vào các ngày sóc vọng Biên độ dao động của chân triều 0,5-2,0m Trong năm xuống thấp nhất vào các tháng 6, 7 và tháng 12, 1 và lên cao vào các tháng 3, 4, 9, 10, chênh lệch nhau khoảng 0,5-2m

DUT.LRCC

+ Mực nước trung bình gần mực nước cao nhất hơn vì chênh lệch hai chân lớn, 2 đỉnh nhỏ nên số giờ mực nước cao nhiều hơn Trong tháng mực nước trung bình lên xuống theo chu kỳ của chân triều với biên độ giao động khoảng 0,2m- 0,5m Trong năm, mực nước trung bình theo xu thế của mực nước cao nhất, xuống thấp nhất vào các tháng 6, 7 và lên cao nhất vào tháng 11, 12, chênh nhau khoảng 0,5m

+ Mực nước trung bình: Mực nước trung bình có giá trị trong khoảng từ -12 - 11cm Mực nước trung bình năm có giá trị cao vào các tháng cuối mùa mưa và đầu mùa khô (từ tháng 10 năm trước tới tháng 1 năm sau) Thời kỳ này dọc theo

bờ biển chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của hiệu ứng nước dâng do gió mùa Đông Bắc gây ra nên mực nước trung bình có giá trị khá lớn Tháng 11 có giá trị mực nước trung bình cao nhất là 11cm, giá trị cực tiểu trung bình cả năm là -14cm Các tháng mùa mưa (từ tháng 4 đến tháng 9) có mực nước trung bình khá thấp, tháng 7 có giá trị trung bình mực nước thấp nhất là -35cm, trong tháng này mực nước trung bình dao động từ 18 đến -35cm

- Mực nước cực đại: Giá trị mực nước cực đại trong năm đạt 112 - 155cm Tháng 9

có mực nước cực đại lớn nhất là 155cm, mực nước cực đại trung bình là 118cm Mực nước cực đại các tháng trong năm tập trung khoảng từ tháng 9 đến tháng 12;

- Mực nước cực tiểu: Các tháng gió mùa Tây Nam có mực nước cực tiểu thấp nhất Giá trị mực nước cực tiểu thấp nhất cả năm là -309 cm và giá trị trung bình là -246 cm

Bảng 1.3: Đặc trưng thủy triều tại các trạm Gành Hào, Năm Căn

Trạm Giai đoạn Z min (cm) Z max (cm) ΔH max (cm)

b Mùa mưa

Vào mùa mưa, chế độ thủy văn thủy lực trong vùng chịu ảnh hưởng đồng thời của

cả chế độ lũ ở phía Bắc và chế độ mưa trong vùng Vào tháng VIII, mực nước trong các kênh rạch khu vực phía Bắc vùng bán đảo Cà Mau gia tăng nhanh bởi nước từ vùng Tứ giác Long Xuyên chuyển xuống và từ sông Hậu chuyển vào Trong khi đó, ở phía biển Tây, do ảnh hưởng gió mùa Tây Nam nên xuất hiện lượng mưa lớn nhất trong năm từ 300÷350mm làm cho mực nước gia tăng nhanh Nhiều nơi bị ngập từ 0,30÷0,40m, nơi

DUT.LRCC

đất trũng thường bị ngập từ 0,50÷0,75m Đơn cử như trong đợt triều cường tháng I và tháng II năm 2000 vùng đất trũng thuộc phía Bắc Tp Cà Mau ngập từ 0,50÷0,75m, thời gian ngập kéo dài khoảng 2 tháng

Vùng U Minh Hạ, phần lớn diện tích bị ngập úng trong mùa mưa, độ sâu ngập từ 0,50÷0,75m, thời gian ngập từ 2,0÷3,0 tháng, khu vực đất cao ven biển Tây và ven sông Ông Đốc thời gian ngập từ 1,5÷2,0 tháng, độ sâu ngập từ 0,30÷0,50 m Rạch Tiểu Dừa

và sông Ông Đốc là trục tiêu chính của vùng này

1.1.4.3 Đặc trưng chế độ bùn cát

- Chế độ phù sa lơ lửng vùng nghiên cứu phụ thuộc vào chế độ phù sa của sông Mekong Sông Mekong hàng năm cung cấp một lượng phù sa khoảng 150 triệu tấn, chủ yếu vào mùa lũ (trung bình vào mùa lũ nồng độ phù sa trên sông Tiền và Hậu khoảng 200g/m3) Một phần lượng phù sa này lắng đọng trong đồng, sông, phần khác chuyển

ra biển bồi lắng ở các cửa sông và các vùng ven biển

- Theo kết quả khảo sát của một số đề tài, dự án trong vùng nghiên cứu (tỉnh Cà Mau, Bạc Liêu) do Viện KHTL miền Nam thực hiện hàm lượng phù sa lơ lửng các sông, kênh rạch ở khu vực gần biển trung bình vào khoảng 15g/l-20g/l; các sông kênh rạch nội đồng nhỏ hơn trung bình vào khoảng 10g/l;

- Thành phần hạt cát đáy chủ yếu là loại bùn sét lẫn cát màu xám xanh, hạt sét có đường kính d<0,002 mm chiếm tỷ lệ lớn khoảng từ 40% -50%;

- Thành phần hạt trung bình (50%) có đường kính trung bình khoảng từ D500,01mm

=0,005-1.1.4.4 Tài liệu khảo sát thủy văn, bùn cát bổ sung

Do phạm vi nghiên cứu của đề tài tập trung vào việc đánh giá chế độ thủy động lực học và diễn biến hình thái sông Gành Hào, việc thu thập, khảo sát bổ sung các tài liệu về thủy văn dòng chảy (sông, biển) và bùn cát là hết sức cần thiết Kế thừa kết quả

từ các dự án khảo sát thủy văn, bùn cát trạm Gành Hào do Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam thực hiện năm 2017, tác giả nhận định một số kết quả như sau:

a Nội dung khảo sát

- Tên trạm: Gành Hào;

- Thời gian đo trong vòng 4 ngày từ ngày: 26/06/2017-29/06/2017;

- Chế độ đo:

+ Lưu lượng, lưu tốc dòng chảy: 24 lần/ ngày đêm (1 giờ đo một lần);

+ Mực nước dòng chảy: 24 lần/ ngày đêm (1 giờ đo một lần);

+ Bùn cát lơ lửng (mẫu nước): 12 lần/ ngày đêm (2 giờ đo một lần);

+ Bùn cát đáy: lấy 10 mẫu

DUT.LRCC

b Kết quả khảo sát

- Thủy văn - dòng chảy

Đường quá trình, mực nước, lưu lượng, lưu tốc dòng chảy các ngày đo từ 7 giờ sang ngày 26/6/2017 đến 4 giờ sáng ngày 29/6/2017, được thể hiện trên các hình từ Hình 1.2 đến Hình 1.4 Trong khoảng thời gian đo tại Gành Hào:

- Trạm Gành Hào, chế độ triều thuộc triều biển Đông chiếm ưu thế, bán nhật triều không đều, một ngày có hai lần lên, hai lần xuống, biên độ triều của đỉnh lớn khoảng 3,66 m, đỉnh nhỏ khoảng 1,78m Mực nước Hmax = + 1,69m, Hmin= -1,97m;

- Lưu lượng lớn nhất khi triều xuống Qmax= + 3.517 m3/s; lưu lượng lớn nhất khi triều lên Qmax= -3.456 m3/s;

- Lưu tốc lớn nhất khi triều xuống: Vmax = + 169,41 cm/s, khi triều lên Vmax = -141 cm/s;

- Lưu tốc trung bình mặt cắt khi triều xuống: Vmax = +129,3 cm/s, khi triều lên Vmax

= -108,5 cm/s

Hình 1.2: Đường quá trình mực nước thực đo -trạm Gành Hào

DUT.LRCC

Hình 1.3: Đường quá trình lưu lượng trạm Gành Hào

Hình 1.4: Đường quá trình lưu tốc Vtb, Vmax trạm Gành Hào

+ Trạm sông Cửa Lớn, huyện Cà Mau (sông Cà Mau) có hàm lượng bùn cát trong khoảng thời gian khảo sát TB= 26.5mg/l, max= 58.8mg/l

Hình 1.5: Đường quá trình hàm lượng bùn cát lơ lửng thực đo

+ Khu vực sông Cửa Lớn thành phần hát bùn cát đáy các mẫu chủ yếu là Á sét màu xám nâu, xám đen Đường kính hạt cát trung bình các mẫu D50 =0.013mm

1.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI

Sông Gành Hào là địa giới của huyện Đông Hải, tỉnh Bạc Liêu và huyện Đầm Dơi, tỉnh Cà Mau, đổ ra biển bằng cửa biển Gành Hào tại khu vực thị trấn Gành Hào

1.2.1 Dân số

a Huyện Đông Hải

Huyện Đông Hải có diện tích tự nhiên là 579,63 km², dân số năm 2016, dân số toàn huyện là 149.056 người, trong đó: dân tộc Kinh 145.158 người; dân tộc Hoa 237 người; dân tộc Khmer 3.818 người; dân tộc khác 20 người Dân số 2018 là 149.814

DUT.LRCC

người, mật độ dân số của huyện là 259 người/km2 Trong đó, dân số sống ở thành thị là 17.893 người chiếm tỉ lệ 11,94% và dân số sống ở nông thôn là 131.975 người chiếm tỉ

lệ 88,06%

b Huyện Đầm Dơi

Huyện Đầm Dơi có diện tích tự nhiên 822,88 km², chiếm 15,54% diện tích tỉnh Cà Mau Đến 31/12/2016, trên địa bàn huyện có 41.729 hộ, với 183.648 người, chiếm 15% trong tổng dân số của tỉnh Trong đó, có 92.182 nam và 91.467 nữ Ở khu vực thành thị

có 2.539 hộ, với 9.802 người Ở khu vực nông thôn có 39.190 hộ, với 173.846 người

1.2.2 Kinh tế - xã hội

a Huyện Đông Hải

Kinh tế biển là một thế mạnh của huyện Đông Hải, với việc nuôi trồng và đánh bắt thủy hải sản, sản lượng thủy sản huyện luôn đứng đầu tỉnh Đặc biệt, huyện rất nổi tiếng với nghề làm muối truyền thống, với sản lượng và chất lượng hàng đầu khu vược Đồng bằng Sông Cửu Long

Hoạt động kinh doanh thương mại ngày càng mở rộng, hệ thống chợ đầu mối, chợ nông thôn tiếp tục được đầu tư mở rộng và nâng cấp trên địa bàn huyện như chợ Gành Hào, chợ Kinh Tư

Phát triển cánh đồng lớn trong sản xuất; chỉ đạo phát triển nuôi trồng thủy sản theo hướng phát triển 2 vùng chuyên canh: Các xã phía Đông (Long Điền, Long Điền Đông, Long Điền Đông A, Long Điền Tây, Điền Hải) nuôi tôm thâm canh - bán thâm canh; các xã phía Tây (An Phúc, An Trạch, An Trạch A, Định Thành, Định Thành A) nuôi tôm quảng canh cải tiến chất lượng cao Khuyến khích phát triển một số mô hình sản xuất có hiệu quả như nuôi tôm sạch đạt chuẩn quốc tế, nuôi tôm ứng dụng công nghệ cao, nuôi tôm quảng canh cải tiến kết hợp ít thay nước có sử dụng chế phẩm vi sinh Tranh thủ các nguồn vốn đầu tư hạ tầng phục vụ vùng sản xuất muối; kêu gọi, khuyến khích các thành phần kinh tế, doanh nghiệp tham gia đầu tư nhà máy chế biến muối xuất khẩu đạt chuẩn quốc tế và phát triển vùng muối nguyên liệu chất lượng cao Năm 2018, huyện Đông Hải tập trung đầu tư xây dựng hệ thống kết cấu hạ tầng giao thông, hạ tầng đô thị; các tiềm năng, lợi thế từng bước được khai thác và phát huy hiệu quả; kinh tế - xã hội tiếp tục phát triển Chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng tích cực, tăng dần khu vực công nghiệp và dịch vụ trong cơ cấu GDP Hiện, khu vực nông nghiệp giảm còn 43%, công nghiệp - xây dựng chiếm 26%, thương mại - dịch vụ chiếm 31%, thu nhập bình quân đầu người đạt 47 triệu đồng/năm

Huyện tập trung đẩy mạnh tái cơ cấu ngành Nông nghiệp theo hướng phát triển bền vững; nhân rộng, phát triển mô hình nuôi tôm siêu thâm canh; đẩy mạnh các hoạt động nghiên cứu, ứng dụng và chuyển giao tiến bộ kỹ thuật, nhiều mô hình liên kết sản

DUT.LRCC

xuất đem lại hiệu quả khá cao Lĩnh vực thủy sản có những bước phát triển đáng kể, tổng sản lượng khai thác và nuôi trồng thủy sản 135.690 tấn, đạt 104,3% kế hoạch Công tác xây dựng nông thôn mới đạt kết quả khá tốt Năm 2017, xã Định Thành được công nhận đạt chuẩn nông thôn mới; sau đó (năm 2018) là xã Điền Hải; các xã còn lại đạt từ 14 - 16 tiêu chí Cùng với đó, lĩnh vực công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp và thương mại - dịch vụ tăng trưởng khá, giá trị sản xuất đạt 110% kế hoạch, tăng 20% so với năm 2017; tổng mức bán lẻ hàng hóa và doanh thu dịch vụ tiêu dùng đạt 100% kế hoạch, tăng 15% so với năm 2017

Công tác quản lý đầu tư xây dựng cơ bản, giao thông nông thôn được quan tâm thực hiện Huyện đã giải ngân đạt trên 95% vốn đầu tư xây dựng cơ bản năm 2018 (là

136 tỷ đồng), thực hiện 70 danh mục công trình, hoàn thành 48 công trình, đang thi công

22 công trình Đồng thời triển khai xây dựng mới, nâng cấp, sửa chữa 57,65 km đường, đạt 144% kế hoạch; xây 50 cây cầu giao thông; duy tu, dặm vá 101,7 km đường; vận động nhân dân làm 21 tuyến đường giao thông nông thôn xóm liền xóm

Về tài chính, tổng thu ngân sách của huyện năm 2018 là 59 tỷ đồng, đạt 113,5%

so với dự toán

Năm 2019, huyện tiếp tục phối hợp tốt với các sở, ngành tỉnh đẩy nhanh tiến độ thực hiện các dự án lớn như: nâng cấp, mở rộng Cảng cá Gành Hào, xây dựng tuyến đường Hộ Phòng - Gành Hào đảm bảo kết cấu hạ tầng để thu hút đầu tư Cùng với đó là xây dựng các tuyến đường về trung tâm xã Long Điền Tây, Long Điền Đông; tạo mọi điều kiện thuận lợi để các nhà đầu tư triển khai xây dựng các dự án trên địa bàn như: điện gió, điện mặt trời, cơ sở đóng tàu, nhà máy chế biến thủy sản

b Huyện Đầm Dơi

Huyện Đầm Dơi có chiều dài bờ biển 22 km, có cửa biển Gành Hào, Hố Gùi, Giá Lồng Đèn là điều kiện thuận lợi đề phát triển nghề nuôi trồng thủy sản và kinh tế biển Đặc biệt nghề nuôi tôm quảng canh và nuôi tôm công nghiệp phát triển mạnh

Toàn huyện Đầm Dơi có 65.584 ha đất nuôi tôm và 7.720 ha rừng ngập mặn

1.3 CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG LỰC VÀ CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY

1.3.1 Các nghiên cứu về chế độ dòng hoàn lưu trên biển Đông

1.3.1.1 Các nghiên cứu sử dụng số liệu quan trắc hải văn

Đặt nền móng cho việc nghiên cứu chế độ thủy động lực biển Đông phải kể đến các nghiên cứu của Cục thủy văn thuộc hải quân Mỹ (Hydrographic Office of the U.S Navy, 1945), Dale (1956), và Wyrtki (1961) Những kết quả này chủ yếu dựa trên số liệu quan trắc từ các tàu và số liệu gió về gió thịnh hành Các kết quả hạn chế này đã khám phá ra một số đặc điểm quan trọng của dòng hải lưu biển Đông

DUT.LRCC

Hình 1.6 Phân bố độ mặn bề mặt biển Đông, các mũi tên biểu thị hướng của dòng hải

lưu: hình trái ứng với tháng 8, bên phải ứng với tháng 2 (Nguồn: Tomczak và Godfrey,

1994)

Từ kết quả phân tích từ số liệu tàu quan trắc, Dale (1956) đã đưa ra tập bản đồ phân bố dòng chảy vùng biển Đông Wyrtki (1961), dựa trên các kết quả của các chuyến khảo cứu thực hiện bởi NAGA trong các năm 1959-1961, chỉ ra thêm rằng toàn bộ vùng biển Đông chịu sự chi phối bởi chế độ gió mùa, dòng chảy tầng mặt thường có hai hướng ngược nhau theo mùa trong lúc không có dòng hải lưu chính chảy vào Điều này xảy ra đối với dòng chảy mặt phía trên vùng các thềm lục địa khi ngoại lực do độ chênh áp suất được hình thành thông qua hiệu ứng nước dâng vùng gần bờ Các kết quả của cả Dale (1956) và Wyrtki (1961) thường được biết tới như là dạng dòng hoàn lưu bề mặt điển hình của khu vực biển Đông, và do gió mùa là tác nhân chính gây ra Dựa vào kết quả của Wyrtki (1961) và phân bố độ mặn, Tomczak và Godfrey (1994) đã tổng hợp thành các biểu đồ về phân bố dòng hoàn lưu lớp mặt như trong Hình 2 1 Theo đó, gió mùa Tây Nam đã đẩy nước vùng lục địa (nước ta) về phía bắc và gây ra dòng chảy bù về phía Nam ở ngoài vịnh sâu phía Đông biển Đông Ngược lại, gió mùa Đông Bắc làm dòng chảy theo hướng ngược lại và một dòng ven bờ được hình thành dọc bờ biển nước ta

Xu và nnk (1982) đã sử dụng chuỗi số liệu quan trắc từ 1921 – 1970 để phân tích sâu hơn về chế độ dòng chảy theo mùa khí hậu của biển Đông Về cơ bản, các đặc điểm

về dòng hoàn lưu đưa ra bởi nghiên cứu này là tương tự với các kết quả của Dale (1956)

và Wyrtki (1961), tuy nhiên điểm khác là các tác giả đã chỉ ra sự tồn tại của các dòng hoàn lưu xoáy thuận (chiều kim đồng hồ) trong mùa đông và xoáy nghịch trong mùa hè (Hình 2 2)

Các nghiên cứu sử dụng số liệu quan trắc để phân tích trường dòng chảy biển Đông khác chỉ tập trung nghiên cứu chi tiết cho các vùng bắc biển Đông như Williamson (1970), Uda và Nakao (1974) Yanagi và nnk (2001) đã phân tích các đặc điểm chi tiết về điều kiện biển biến đổi theo mùa của vùng vịnh Thái Lan dựa trên các quan trắc của SEAFDEC (South East Asian Fisheries Development Center) thực hiện trong các năm

1995 và 1996

DUT.LRCC

Hình 1.7 Phân bố trường dòng chảy lớp mặt ở biển Đông vào mùa đông (trái) và

mùa hè (phải), Aw, Bw, Bs, và Cs biểu thị các dòng xoáy (Nguồn: Xu và nnk, 1982)

1.3.1.2 Các nghiên cứu sử dụng số liệu quan trắc từ vệ tinh

Trong vài thập kỷ trở lại đây, các quan trắc từ ảnh vệ tinh trong những năm gần đây đã mang tới một cách tiếp cận khác trong việc nghiên cứu dòng hoàn lưu đại dương Những nghiên cứu theo hướng tiếp cận này phải kể đến các công trình của Yanagi và nnk (1997), Li và nnk (1999), Mao và nnk (1999), Shaw và nnk (1999), và Morimoto (2000) cho toàn biển Đông, Soong và nnk (1995) và Chen (1983) cho vùng bắc biển Đông Các nghiên cứu này cấp thêm những luận cứ minh chứng cho những dạng dòng hoàn lưu của các nghiên cứu trước đây Đặc biệt, kết quả nghiên cứu của Shaw và nnk (1999) sử dụng số liệu quan trắc từ vệ tinh Topex/Poseidon từ năm 1992 – 1995 đã bổ sung rằng dòng hoàn lưu của gió là nguyên nhân chính gây ra dòng hoàn lưu dòng chảy tại vũng sâu của biển Đông ngoại trừ vùng gần eo biển Luzon

1.3.1.3 Các nghiên cứu sử dụng công cụ mô hình toán

Đã có khá nhiều mô hình số đã được phát triển để mô phỏng dòng hoàn lưu trung bình mùa và trung bình tháng trên biển Đông, đã được tổng quan khá chi tiết trong bài báo của Hu và nnk (2000) Các nghiên cứu sử dụng mô hình hai chiều để tính toán dòng hoàn lưu trung bình tháng bao gồm Zeng và nnk (1992), Su và Liu (1992), Li và nnk (1994), và Liu và Su (1993) Các nghiên cứu sử dụng mô hình nhiều lớp hay 3 chiều phải kể đến Pohlmann (1987), Ly và Luong (1997), Takano và nnk (1998), Wu và nnk (1998), Yanagi và Takao (1998), Yang và nnk (2002) Các nghiên cứu này đã cung cấp thêm kiến thức nhằm làm sáng tỏ hơn cơ chế hoàn lưu trên biển Đông

1.3.1.4 Nhận xét đánh giá

Kết quả của các nghiên cứu trên đã chỉ ra rằng chế độ dòng hải lưu tuần hoàn theo mùa trên biển Đông chịu chi phối chủ yếu bởi chế độ gió mùa Dòng hải lưu ở phía bắc

DUT.LRCC

biển Đông cũng liên quan đến sự trao đổi nước giữa biển Đông (nước ta) và biển Đông Trung Hoa qua eo biển Đài Loan và giữa biển Đông và dòng hải lưu Kuroshio qua eo biển Luzon của Philipin Tuy nhiên, do số liệu quan trắc là rất hạn chế trong vùng biển Đông, các kết quả phần lớn dừng ở mức phân tích định tính dạng của dòng hải lưu, chỉ một số ít dựa trên các phân tích định lượng bằng mô hình toán

Về các công trình nghiên cứu động lực học, sóng, bồi xói riêng cho vùng ven biển Miền Trung rất ít, hầu như không có các nghiên cứu về vận chuyển bùn cát

1.3.2 Chế độ thủy động lực Đồng bằng sông Cửu Long [1]

Chế độ thủy văn ở ĐBSCL chịu tác động trực tiếp của dòng chảy thượng nguồn, chế độ triều biển Đông, một phần của triều vịnh Thái Lan, cùng chế độ mưa trên toàn đồng bằng Mùa lũ ở ĐBSCL bắt đầu chậm hơn so với thượng lưu một tháng và mùa mưa tại đồng bằng 2 tháng, vào khoảng tháng VI, VII và kết thúc vào tháng XI, XII, tiếp đến là mùa kiệt, thời gian mỗi mùa khoảng 6 tháng Với diện tích lưu vực riêng 85.000km2, Biển Hồ là một hồ chứa nước tự nhiên có dung tích 85 tỷ m3, diện tích mặt nước biến đổi từ 3.000km2 đến 14.000km2, hàng năm nhận từ sông Mê Công khoảng 60 tỷ m3 nước vào mùa lũ, điều tiết lũ cho hạ lưu và cùng với dòng chảy do chính trên lưu vực sinh ra, bổ sung 84 tỷ m3 để gia tăng dòng chảy mùa kiệt cho ĐBSCL Từ Phnômpênh ra biển, sông Mê Công có chế độ thủy văn khác hẳn phần thượng lưu do tác động của thủy triều từ biển

Tỷ lệ phân phối lưu lượng từ Phnômpênh vào sông Tiền sông Hậu qua Tân Châu

và Châu Đốc đóng vai trò rất quan trọng trong chế độ thủy văn, thủy lực toàn đồng bằng Tỷ lệ trung bình cả năm là 83%/17% cho Tân Châu/Châu Đốc, khá ổn định, có

xu thế thấp hơn trong mùa lũ (80%/20%) và cao hơn trong mùa kiệt (84-86%/14-16%)

Tỷ lệ này giữa hai nhánh Mê Công và Bassac ngay ngã rẽ ở Phnômpênh còn chênh hơn rất nhiều Xu thế phân phối dòng chảy vào hai nhánh cho thấy lưu lượng vào ĐBSCL tăng hơn cho Tân Châu và ngược lại giảm đi đối với Châu Đốc Tuy nhiên, khi vào sâu hơn trong đồng bằng, với sự điều tiết của Vàm Nao, dòng chảy 2 sông đã lập lại thế cân bằng Với vị trí quan trọng, Vàm Nao được xem như là sông nối, với nhiệm vụ tiếp nước cho sông Hậu, phân phối lại dòng chảy giữa 2 sông Tiền và Hậu Sau Vàm Nao, tỷ lệ phân phối giữa hai nhánh sông Mê Công là 51% cho sông Tiền và 49% cho sông Hậu

Chế độ thuỷ văn-thuỷ lực ở ĐBSCL rất phức tạp Sự kết hợp ở các mức độ khác nhau giữa lũ-mưa-triều và ngọt-mặn đan xen, tạo nên các hình thái môi trường nước phong phú với các hệ sinh thái đa dạng, vừa là tài nguyên to lớn cho phát triển, song để giải quyết từng vấn đề và từng khu vực cụ thể lại gặp không ít khó khăn Căn cứ vào mức độ ảnh hưởng của các yếu tố nguồn theo không gian và thời gian,

về tổng quát, có thể chia ĐBSCL thành ba vùng thủy văn khác nhau là:

DUT.LRCC

- Vùng ảnh hưởng dòng chảy lũ là chính - phía Bắc đồng bằng, bao gồm một phần lãnh thổ của hai tỉnh An Giang và Đồng Tháp, diện tích khoảng 300.000ha;

- Vùng ảnh hưởng phối hợp lũ-triều được giới hạn bởi sông Cái Lớn - rạch Xẻo Chít

- kênh Lái Hiếu - sông Măng Thít - sông Bến Tre - kênh Chợ Gạo đến giới hạn vùng (a), với diện tích khoảng 1,6 triệu ha;

- Vùng ảnh hưởng triều là chính bao gồm toàn bộ vùng ven biển, với diện tích khoảng 2,0 triệu ha

Chế độ thủy văn ở ĐBSCL còn phụ thuộc vào ảnh hưởng của 2 nguồn triều biển Đông và biển Tây Triều biển Đông có chế độ bán nhật triều không đều và biển Tây

có chế độ nhật triều không đều Thủy triều luôn giao động theo chu kỳ, từ ngắn (ngày) đến trung bình (nửa tháng, tháng) và dài (năm, nhiều năm)

Quá trình vận chuyển trầm tích chịu ảnh hưởng lớn bởi chế độ dòng chảy ven bờ do

sự chi phối của gió, thủy triều và các hoạt động của sóng trong vùng sát bờ biển Trầm tích được vận chuyển chủ yếu về phía tây nam, khi vượt qua Mũi Cà Mau dòng chảy ven

bờ vận chuyển trầm tích theo hướng tây bắc, bắc dọc theo bờ tây bán đảo Cà Mau

1.3.4 Chế độ thủy động lực vùng nghiên cứu (ven biển Cà Mau)

Một cách tổng quát cho thấy chế độ thủy động lực vùng nghiên cứu có một số đặc điểm chính như sau:

- Chế độ thủy động lực phụ thuộc vào: (1) chế độ triều bán nhật triều không đều có cường độ rất mạnh từ biển Đông; (2) chế độ nhất triều không đều từ biển Tây; (3) chế

độ hải văn biển Đông và biển Tây; (4) chế độ thủy văn sông Mekong; (5) chế độ khí hậu gió mùa Tây Nam và gió mùa Đông Bắc vùng cận nhiệt đới;

- Chế độ thủy động lực là sự tiếp diễn liên tục của chế độ thủy động lực biển đông, biển tây và sông Mekong, nhưng đã biến dạng mạnh do các yếu tố cục bộ, đặc biệt là địa hình đáy biển và đường bờ kết hợp với sự phát xạ năng lượng sóng trên vùng nước cạn cận bờ;

- Ảnh hưởng biển Đông và biển Tây là cơ bản và ảnh hưởng dòng nước ngọt sông Mekong là có nhưng yếu Biển tác động lên chế độ thủy động lực tại khu vực nghiên cứu thông qua động lực thủy triều và động lực hoàn lưu nước phi triều, trong đó hoàn lưu do gió là thành phần chính;

- Ảnh hưởng của thủy triều lên khu vực khá mạnh, thường xuyên và khá liên tục thông qua 3 cơ chế chính:

+ Làm thay đổi độ sâu, phạm vi và thời gian ngập nước, mang tác động của dòng chảy, sóng biển đến cận đường bờ và các hệ sinh thái ven bờ Do độ sâu cột nước có giá trị vùng bậc với độ lớn triều, nên tác động của dao động mực nước lên khu vực là rất lớn;

+ Làm phát sinh dòng chảy có tốc độ lớn nhất, là cơ chế kiểm soát sự hình thành

và biến dạng của đáy và đường bờ;

+ Dòng triều mang nước mặn vào bên trong sông, làm phát sinh nhiều quá trình tương tác phức tạp (kết tủa phù sa, ảnh hưởng đến hệ sinh thái, …)

- Tác động của chế độ khí hậu lên khu vực là khá lớn Trên biển, trong mùa gió mùa Tây Nam có hướng thịnh hành nằm trong cung SW-WSW, tốc độ gió trung bình tại độ cao 10m so với mặt biển là 5-8m/s; trong mùa gió mùa Đông Bắc, gió có hướng thịnh hành tại đây nằm trong cung NE-ENE và có tốc độ trung bình tại độ cao 10m so với mặt biển đạt 7-10m/s Tại biển sát bờ tốc độ gió giảm ½, hướng thay đổi mạnh so với gió trên biển, đặc biệt là vào mùa gió mùa Đông Bắc, hướng gió thịnh hành là hướng E, trực tiếp tác động lên bờ biển khu vực

- Một cách trực tiếp, ảnh hưởng của sông Mekong đối với chế độ HD tại vùng ven biển dự án không lớn như biển Đông và biển Tây Ảnh hưởng này có nhịp điệu và cường

độ gần trùng với chế độ khí hậu mùa gió mùa Tây Nam và Đông Bắc trên lưu vực hạ lưu sông Mekong

DUT.LRCC

Như vậy, tại khu vực dự án, chế độ thủy động lực đặc trưng bởi 5 kiểu dao động chính với chu kỳ ½ ngày, 1 ngày, ½ tháng, 6 tháng và 12 tháng Do đó, khi trích dẫn những giá trị cụ thể của các yếu tố thủy động lực (dòng chảy, và độ sâu cột nước-mực nước) tại đây, cần nói rõ là vào thời điểm nào, đặc biệt ở pha triều nào (triều dâng/rút, đỉnh/chân triều, …), vào mùa khí hậu nào, mùa gió mùa Đông Bắc-kiệt hay mùa gió mùa Tây Nam-lũ, …

1.3.5 Chế độ sóng biển vùng cửa sông Gành Hào

Sóng biển vùng cửa sông Gành Hào là kết quả sự tương tác của nhiều yếu tố bao gồm chế độ sóng từ biển Đông, sóng do gió tại chỗ, tính chất và cấu trúc của địa hình

và tính chất, cấu trúc của trường thủy động lực, hiện tượng khúc xạ, nhiễu xạ, vỡ sóng,

sự tương tác bên trong của các thành phần phổ sóng, …;

Trong mùa gió mùa Đông Bắc, sóng thường gặp ở đây chủ yếu là sóng tạo thành

từ sóng biển khơi đến có hướng nằm trong cung từ NE-E-SE Do hiệu ứng khức xạ sóng khi tiến vào vùng nước nông, hướng sóng có khuynh hướng trực giao với đường đẳng sâu, do đó sóng ở đây có hướng nằm trong cùng E-SE, trong đó sóng SE có tần suất xuất hiện cao nhất Trong mùa gió mùa Tây Nam, sóng thường gặp cũng là sóng hỗn hợp gió-lừng độ cao sóng bé hơn trong gió mùa Đông Bắc (bằng cỡ ½ độ cao sóng trong mùa gió mùa Đông Bắc), có hướng nằm trong cung SW-SSW

Sóng có độ cao <1m thường bị vỡ trên vùng biển ven bờ độ sâu <3m (đới bãi bồi ngầm) Các sóng lớn (độ cao >2m) thường vỡ ở khoảng cách xa bờ 10-18km (đường chân châu thổ dưới nước) khi gặp vách đáy ngầm với địa hình có độ dốc đáy lớn nằm

án ngữ phía ngoài khu vực (đường chân châu thổ ngầm, độ sâu >15m) Đây là một trong

số những yếu tố tự nhiên quan trọng giảm sạt lở bờ biển tại khu vực này Do địa hình phía ngoài đoạn bờ biển Gành Hào – Bồ Đề, không có vách ngầm tương tự, nên quá trình sạt lở bờ xảy ra mạnh hơn

Sóng tại khu vực cửa sông Gành Hào chủ yếu chịu ảnh hưởng mạnh của địa hình đáy, đường bờ biển và dao động mực nước (do triều là chính), do đó sóng tại đây khác hẳn sóng biển sâu, nhất là bên trong đới bãi bồi Khi tiến vào bên trong nội địa, sóng do gió tại chỗ sinh ra tăng dần vai trò và sóng lừng từ biển sâu truyền vào giảm dần vai trò Tóm lại, chế độ sóng biển tác động nói chung là tiêu cực lên khu vực nghiên cứu,

vì nó tực tiếp gây ra xói mặt, sạt lở bờ, tàn phá các hệ sinh thái thủy sinh, làm trơn mặt đáy biển và vùng cửa sông, tạo nguồn bùn cát do dòng chảy mang đi

DUT.LRCC

Hình 1.9: Hoa sóng tại vùng sát đường bờ biển tỉnh Cà Mau

1.4 HIỆN TRẠNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.4.1 Đặc điểm sông, rạch khu vực

Hệ thống sông, kênh, rạch trên địa bàn tỉnh Bạc Liêu là các sông, kênh, rạch nội địa không sâu, với chế độ thủy văn, dòng chảy chịu ảnh hưởng chủ yếu của thủy triều biển Đông, chế độ mưa nội vùng và dòng chảy lũ từ sông Hậu vào mùa lũ Vận tốc dòng chảy trên sông, kênh, rạch không lớn, vận tốc trung bình mặt cắt lớn nhất chỉ vào khoảng 1,2 m/s khi triều lên và 1,4 m/s khi triều xuống (tại vùng cửa sông Gành Hào), với thời gian duy trì vận tốc trung bình max chỉ khoảng 1-2 giờ Điều này cho thấy, hệ thống sông, rạch tỉnh Bạc Liêu khá ổn định, diễn biến lòng dẫn chậm chạp, sạt lở bờ sông ít xảy ra trước tác động của điều kiện tự nhiên

Tuy nhiên, do áp lực phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt là phát triển thủy sản từ khi tái lập tỉnh Bạc Liêu (1997) tới nay, hệ thống sông, rạch đã bị khai thác quá mức, giao thông thủy gia tăng, xây cất nhà cửa, công trình lấn chiếm lòng sông, đào ao hồ, kênh, rạch lấy nuôi trồng thủy sản v.v…bên cạnh đó là tình trạng biến đổi khí hậu-nước biển dâng, đã làm thay đổi cơ bản chế độ dòng chảy của hệ thống sông, rạch Chính điều này đã thúc đẩy quá trình diễn biến lòng sông, rạch để tạo ra thế cân bằng mới, phù hợp với chế độ dòng chảy đã thay đổi Hậu quả là xuất hiện nhiều khu vực sạt lở bờ sông

DUT.LRCC

Bảng 1.4: Thống kê các khu vực sạt lở bờ hệ thống sông, rạch trên địa bàn tỉnh Bạc Liêu

1.4.2 Một số khu vực sạt lở bờ sông, rạnh nghiêm trọng

- Khu vực sạt lở bờ thuộc vùng cửa sông Gành Hào, thuộc ấp 4, thị trấn Gành

Hào, H Đông Hải, Bạc Liêu

Đây là khu vực gần cửa sông đổ ra

biển Đông, với dòng chảy khá lớn, chịu

tác động của sóng biển, sóng tàu thuyển

đi biển, hoạt động trên sông rất nhộn nhịp

Hiện tượng sạt lở bờ sông nơi đây đã xảy

ra nhiều năm và đã xây dựng công trình

bảo vệ nhưng phạm vi bảo vệ chưa đủ dài,

mặt khác đầu công trình bảo vệ không đủ

mức kiên cố cần thiết, do vậy tình trạng

sạt lở bờ vẫn xảy ra trên chiều dài khoảng

1700 m, với tốc độ sạt lở trung bình lớn

nhất tỉnh Bạc Liêu vào khoảng 15-20

m/năm Sáng 24.6.2013, trên tuyến sông

Gành Hào đoạn thuộc ấp 4, thị trấn Gành Hào, H.Đông Hải (Bạc Liêu) đã xảy ra đợt sạt

lở nghiêm trọng, ước tính thiệt hại ban đầu khoảng 4 tỉ đồng Đợt sạt lở này làm 3 căn nhà cùng trên 30 hồ ươm tôm giống và nhiều tài sản có giá trị của 3 hộ dân là Phan Hữu Đức, Nguyễn Cần và Lê Văn Luôn bị cuốn trôi xuống sông Rất may vụ sạt lở không gây thiệt hại về người

- Khu vực sạt lở bờ cửa sông Gành Hào, huyện Đầm Dơi

Có lẽ khu vực sạt lở bờ sông huyện Đầm Dơi cần quan tâm đầu tiên là sạt lở bờ vùng cửa sông Gành Hào, nơi đã xảy ra sạt lở nhiều năm, đã xây dựng công trình bảo

vệ bờ để bảo vệ trạm xăng dầu, bảo vệ bờ để phát triển khu dân cư, tuy nhiên sự cố sụt lún, nghiêng ngả mất ổn định kè đã xảy ra nhiều lần và chính điều này gây ra phạm vi sạt lở mở rộng ra rất khó giải quyết, gây bức xúc cho chính quyền và nhân dân Hình 2

12 dưới đây là vị trí sạt lở bờ khu vực cửa sông Gành Hào, huyện Đầm Dơi, trong đó vạch đỏ là phạm vi sạt lở đã và đang xây dựng công trình bảo vệ, các hình ảnh dưới là hàng cọc cừ bị nghiêng ngã sau khi đóng

sạt lở (m)

Tốc độ

1 Gành Hào Đông Hải Khu vực Cảng cá đến Rạch Cóc 1300 5-7

Khu vực cửa sông, tập trung dân cư

2 Gành Hào Đông Hải Khu vực cửa

Khu vực sạt lở nghiệm trọng, cửa sông, tập trung đông dân cư

Hình 1.10: Khu vực sạt lở bờ sông

Gành Hào, xảy ra ngày 24/6/2013

DUT.LRCC

Hình 1.11: Khu vực sạt lở bờ cửa sông Gành Hào, huyện Đầm Dơi ảnh chụp tháng

01/2017

1.4.3 Nhận định diễn biến sạt lở bờ sông Gành Hào

- Diễn biến sạt lở bờ sông Gành Hào xảy ra nhiều vào những năm đầu thập kỷ 21, khi hoạt động khai thác dòng sông nhiều hơn, mạnh hơn Khu dân cư, nhà cửa xây cất lấn chiếm lòng sông, rạch ngày một gia tăng, cống ngăn mặn giữ ngọt, ao hồ nuôi thủy hải sản xuất hiện nhiều hơn, mật độ giao thông thủy gia tăng cả về số lượng, vận tốc và tải trọng tàu thuyền;

- So với các địa phương khác vùng ĐBSCL, diễn biến sạt lở khu vực này diễn ra ở mức độ không cao, không quá căng thẳng và nghiêm trọng về quy mô cũng như mức độ thiệt hại, tuy vậy sạt lở phần lớn uy hiếp các hộ dân nghèo sống ven sông, do vậy rất cần

sự hỗ trợ của chính quyền và sự giúp đỡ của cộng đồng xã hội;

DUT.LRCC

- Sạt lở bờ trên địa bàn hai tỉnh chủ yếu xảy ra tại các khu tập trung dân cư, nhà cửa lấn chiếm lòng sông, rạch, nơi gặp nhau các con sông hoạt động giao thông thủy tấp nập, tiếp đến là khu vực cống ngăn mặn (hai bờ, phía trước và sau cống), sau đó là khu vực bờ vùng cửa sông đổ ra biển Đông, chịu đồng thời của sóng biển lớn, sóng tàu thuyền đi biển công suất lớn, vận tốc dòng chảy lớn, thời đoạn pha triều rút những ngày triều cường vào mùa mưa bão;

- Phần lớn các đợt sạt lở đều diễn ra vào những tháng đầu mùa mưa hàng năm (tháng

5, tháng 6);

- Đoạn bờ sông, rạch sạt lở không xảy ra một đợt mà nhiều nhiều đợt (thường đợt sau quy mô lớn hơn, mức độ thiệt hại nhiều hơn đợt trước), nếu tại đó chưa xây dựng công trình bảo vệ;

DUT.LRCC

và trở thành công cụ hữu ích, không thể thiếu đối với những người làm công tác quy hoạch và ra quyết định

Để tính toán dòng chảy trên lưu vực sông không có công trình điều tiết nước có rất nhiều phương pháp tính toán Hai phương pháp chủ yếu hiện nay được dùng là phương pháp giải tích và phương pháp mô hình toán Với sự phát triển của khoa học thì phương pháp mô hình toán ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các vần đề liên quan đến quản lý tổng hợp lưu vực vì những ưu điểm nổi bật của nó: Rút ngắn thời gian tính toán,

mô phỏng chi tiết đầy đủ các liên quan giữa các yếu tố về nguồn nước như: địa hình, địa chất thổ nhưỡng, khả năng sinh thuỷ của lưu vực, các yếu tố khí tượng thuỷ văn Khi sử dụng mô hình toán dễ dàng kết hợp các loại mô hình phục vụ cho công tác sử dụng tổng hợp và khai thác nguồn nước như: Mô hình thuỷ văn, mô hình cân bằng nước, mô hình thủy lực…

2.2 CÁC LOẠI MÔ HÌNH THỦY LỰC HIỆN CÓ

Ở Việt Nam đã và đang sử dụng nhiều mô hình thủy lực để tính toán các đặc trưng khác nhau của dòng chảy Phổ biến rộng rãi là mô hình toán thủy lực dòng hở một chiều

để xác định lưu lượng và mực nước trong bài toán truyền triều, truyền lũ trên hệ thống sông, kênh như mô hình KOD-01 của GS.TS Nguyễn Ân Niên, VRSAP của PGS Nguyễn Như Khuê, FWQ86M PGS Nguyễn Tất Đắc, WENDY của Hà Lan, SOGREAH tính lũ sông Cửu Long, HEC-RAS…Sau đây là một số mô hình tiêu biểu:

sử dụng phần mềm này tính lũ cho hệ thống sông Hồng-Thái Bình, Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam đã dùng phần mềm này tính lũ cho ĐBSCL

VRSAP đã đạt được những thành tích đáng kể phục vụ công tác và quản lý nguồn nước đồng bằng Bắc Bộ Cơ sở của chương trình là hệ phương trình Saint - Vernant 1

DUT.LRCC

chiều đầy đủ và giải theo lược đồ sai phân ẩn có tuyến tính hoá Trong những phiên bản sau của VRSAP đã đưa thêm khả năng tính xâm nhập mặn Mô hình có khả năng mô phỏng sự trao đổi dòng chảy trong sông và các ô chứa như ô ruộng (mô hình giả hai chiều) cũng như mô phỏng hoạt động của các công trình thuỷ lợi

2.2.2 Mô hình HEC-RAS

Mô hình HEC-RAS là mô hình của Trung tâm thủy văn công trình thuộc hiệp hội

kỹ sư quân sự Hoa Kỳ xây dựng Mô hình có ưu điểm cho kết quả rõ ràng, có sơ đồ mạng lưới sông, mặt cắt từng nút sông Các dạng quan hệ Q-t và Z-t được trình bày ở dạng bảng biểu và đồ thị, đường mặt nước trong sông được mô tả chi tiết Mô hình HEC RES là mô hình tính dòng chảy một chiều của hệ thống sông, dòng chảy trong sông được

mô tả bằng hệ phương trình Sain-Vernant đầy đủ và được xây dựng theo sơ đồ sai phân

ẩn có xét đến trọng số đối với các bước sai phân theo thời gian (t) và chiều dọc theo dòng chảy (x) Mô hình hạn chế là không xét đến lượng mưa rơi xuống các khu chứa sau đó gia nhập dòng chảy Trong những năm gần đây HEC-RAS đã được sử dụng ở nước ta trong nghiên cưu lũ, đặc biệt trong công tác đào tạo tại các trường đại học

2.2.3 Mô hình KOD01

Nhóm nghiên cứu dưới sự chủ trì của giáo sư tiến sĩ khoa học, Nguyễn Ân Niên

đã xây dựng năm 1980 Cơ sở của mô hình là hệ phương trình Saint - Vernant 1 chiều với kĩ thuật sai phân hiện phục vụ tính toán dòng chảy lũ hệ thống sông Hồng- Thái Bình và hệ thống sông Cửu Long

2.2.4 Mô hình TL1, TL2

Mô hình TL1, TL2 do viện Cơ lập, cơ sở hệ phương trình Saint - Vernant 1 chiều đầy đủ và giải theo sơ đồ sai phân ẩn Bộ chương trình dùng diễn toán lũ sông Hồng-Thái Bình, ngoài ra còn mô phỏng được quá trình lũ trong ô chứa, chậm lũ

DUT.LRCC

2.2.5.1 Mô hình thủy văn NAM

Mô hình thuỷ văn NAM mô

phỏng quá trình lượng mưa, dòng

chảy có thể áp dụng độc lập hoặc sử

dụng để trình bày một hoặc nhiều

lưu vực tham gia, tạo ra dòng chảy

bổ sung vào mạng lưới sông Theo

cách này thì việc thực hiện xử lý

một lưu vực sông nhỏ riêng lẻ hoặc

xử lý một lưu vực sông lớn có chứa

nhiều lưu vực sông nhỏ và một

mạng lưới sông ngòi phức tạp trong

một khung công việc lập mô hình

đều có thể thực hiện

Mô hình toán thuỷ văn NAM là một bộ biểu thức toán học kết nối mô tả theo dạng định lượng đơn giản hoá NAM mô tả các thành phần khác nhau của quá trình mưa - dòng chảy bằng việc tính toán liên tục lượng nước bốn bể chứa có liên quan với nhau Mỗi bể chứa diễn tả các thành phân vật lý khác nhau của lưu vực NAM có thể được sử dụng cho việc mô phỏng thuỷ văn liên tục của quá trình dòng chảy hoặc mô phỏng một quá trình đơn lẻ

2.2.5.2 Mô hình 1 chiều MIKE 11

MIKE 11 là một trong phần mềm trong bộ chương trình MIKE do Viện Thuỷ lực Đan Mạch xây dựng và phổ biến rộng rãi trên toàn thế giới Sự ra đời của bộ chương trình này đã mở ra một kỷ nguyên mới cho việc ứng dụng tính toán thuỷ văn, thuỷ lực cho lưu vực sông với nhiều ứng dụng khác nhau trong một quá trình thuỷ văn từ khi mưa rơi đến khi kết thúc dòng chảy tại một mắt cắt khống chế

MIKE 11 (liên tục cập nhật, phiên bản mới nhất version 2016) là một hệ thống mô hình một chiều gồm rất nhiều các Modul liên kết chặt chẽ với nhau và tuỳ vào khả năng nguồn số liệu hiện có mà người sử dụng có thể sử dụng các Modul độc lập hoặc liên kết với nhau Một điều rất thuận lợi khi sử dụng hệ thống mô hình một chiều này là có phần giao diện khá hoàn thiện

MIKE 11 là một phần mềm kỹ thuật chuyên dụng mô phỏng lưu lượng, chất lượng nước và vận chuyển bùn cát ở cửa sông, sông, hệ thống tưới, kênh dẫn và các hệ thống dẫn nước khác MIKE 11 là công cụ lập mô hình động lực một chiều trên cơ sở đầu vào

là quá trình mưa - dòng chảy được tính từ mô hình bộ phận (NAM) Do vậy mô hình MIKE 11 thuộc lớp mô hình lưu vực sông, mô tả toàn bộ quá trình mưa – dòng chảy của một lưu vực sông mà không cần liên kết với các mô hình khác

Hình 2.1 Sơ đồ mưa - dòng chảy

DUT.LRCC