Thạc Sĩ Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d

MỞ ĐẦU

Vùng cửa sông ven biển Hải Phòng có chế độ động lực phức tạp với sự tác động và ảnh hưởng của các yếu tố như sóng, dòng chảy, thủy triều và dòng nước ngọt từ sông đưa ra. Khu vực này cũng có hệ thống cảng biển quan trọng, đầu mối ra biển của các tỉnh phía bắc. Tuy nhiên do nhiều nguyên nhân khác nhau mà xu hướng bồi lắng ở khu vực cảng Hải Phòng luôn diễn ra mạnh mẽ, các tàu hàng lớn thường rất khó vào cảng chính mà phải chờ đến thời gian nước lớn mới có thể vào
hoặc ra khỏi cảng.

Cũng ở khu vực này, bãi biển Đồ Sơn là bãi tắm khá nổi tiếng được phát hiện từ thời Pháp. Đây là bãi tắm đẹp, sơn thủy hữu tình và có đường giao thông thuận lợi đi Hà Nội và các tỉnh phía bắc. Chính vì vậy bãi biển Đồ Sơn có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với ngành du lịch nói riêng và sự phát triển kinh tế xã hội của thành phố Hải Phòng nói chung. Tuy nhiên vấn đề đục nước ở bãi biển Đồ Sơn đã làm giảm sức hấp dẫn của khu du lịch này. Mặc dù đã có một số nghiên cứu để tìm ra nguyên nhân của hiện tượng này nhưng các kết quả nghiên cứu đó vẫn còn hạn chế.

Vì vậy, các kết quả của đề tài này sẽ góp phần tăng cường sự hiểu biết về nguyên nhân của hiện tượng đục nước ở vùng ven bờ Đồ Sơn. Do những nguyên nhân trên mà đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng (TTLL) ở khu vực này đã được quan tâm nghiên cứu khá nhiều. Tuy nhiên do những nguyên nhân khác nhau mà các kết quả của những nghiên cứu đó vẫn còn các hạn chế.

Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng một hệ thống mô hình tổng hợp 3 chiều thủy động lực- sóng- vận chuyển TTLL dựa trên mô hình Delft3D của Hà Lan với mục tiêu là nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích ở vùng cửa sông ven biển Hải Phòng.

Với mục tiêu như trên, cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu chủ yếu sẽ là: thu thập, xử lý các tài liệu liên quan để thiết lập đầu vào, kiểm chứng và hiệu chỉnh mô hình; triển khai các phương án ứng dụng các mô hình thủy động lực (TĐL), sóng và vận chuyển TTLL ở khu vực nghiên cứu theo các kịch bản khác nhau: theo mùa, theo yếu tố tác động. Phạm vi khu vực nghiên cứu là vùng cửa sông ven biển Hải Phòng nhưng chủ yếu tập trung vào khu vực phía đông bắc bán đảo Đồ Sơn. Sau thời gian tiến hành nghiên cứu các kết quả nhận được đã cung cấp các đặc điểm vận chuyển TTLL ở vùng ven biển Hải Phòng, cũng như vai trò của một số yếu tố như thủy triều, gió, sóng kết hợp với gió đến đặc diểm vận chuyển TTLL ở khu vực nghiên cứu.

Báo cáo này trình bày các kết quả đó và được cấu trúc như sau:

Mở đầu: Giới thiệu sơ lược về mục tiêu nội dung và phương pháp nghiên cứu của luận văn

Phần thứ nhất của báo cáo trình bày sơ lược tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan tới vấn đề. Cũng trong phần này, tổng quan về điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu được đưa ra, trong đó chủ yếu tập trung vào các yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến sự vận chuyển TTLL ở khu vực nghiên cứu như chế độ gió, đặc điểm thủy văn sông, hải văn và trầm tích. Các tài liệu cơ bản và phương pháp chính để thực hiện các nội dung và mục tiêu nghiên cứu đã đặt ra của luận văn được trình bày trong phần thứ 2 của báo cáo. Trong phần này, sẽ cung cấp các thông tin về những tài liệu chính để thiết lập mô hình, cơ sở toán học của các mô hình TĐL và vận chuyển TTLL. Ngoài ra, các phương pháp xử lý số liệu để thiết lập các điều kiện biên cho mô hình cũng được trình bày trong phần này. Cũng trong phần thứ 2 của báo cáo, trình bày chi tiết việc thiết lập các mô hình toán học để mô phỏng điều kiện TĐL và vận chuyển TTLL cho vùng cửa sông ven biển Hải Phòng. Một số kết quả hiệu chỉnh kiểm chứng mô hình cũng như những kịch bản tính toán chính cũng đã được trình bày. Các kết quả phân tích đánh giá điều kiện TĐL, vận chuyển TTLL ở khu vực nghiên cứu được trình bày trong phần thứ 3 của báo cáo.
Cuối cùng là một vài kết luận và khuyến nghị.

Môc Lôc
DANH MỤC BẢNG .v
DANH MỤC HÌNH v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi
MỞ ĐẦU .1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU .3
1.1. Tình hình nghiên cứu 3
1.1.1. Nghiên cứu ngoài nước 3
1.1.2. Nghiên cứu trong nước 6
1.2. Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu .9
1.2.1. Vị trí địa lý và địa hình 9
1.2.2. Chế độ gió 10
1.2.3. Đặc điểm thủy văn .11
1.2.4. Đặc điểm hải văn 12
1.2.5. Đặc điểm trầm tích .14
CHƯƠNG 2. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 16
2.1. Tài liệu 16
2.2. Phương pháp .19
2.2.1. Xử lý số liệu .19
2.2.2. Mô hình toán học .23
2.2.3. Thiết lập mô hình .38
2.2.4. Hiệu chỉnh và kiểm chứng kết quả của mô hình 44
2.2.5. Các kịch bản tính toán 50
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .52
3. 1. Thủy động lực 52
3.1.1. Biến động theo không gian 52
Nghiên cứu đặc điểm vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển Hải Phòng bằng mô hình Delft3d
iv
3.1.2. Biến động theo thời gian 59
3. 2. Vận chuyển trầm tích lơ lửng 69
3.2.1. Theo không gian .69
3.2.2. Biến động theo thời gian 74
3.2.3. Tác động của một số yếu tố .83
KẾT LUẬN .88
TÀI LIỆU THAM KHẢO .91
PHỤ LỤC 97
Phụ lục A. Một số kết quả tính trường hợp hiện tại A-1
Phụ lục B. Ảnh hưởng của dao động mực nước B-1
Phụ lục C. Ảnh hưởng của gió .C-1
Phụ lục D. Ảnh hưởng của sóng và gió D-1