- TÍNH TOÁN TRƯỜNG SÓNG, VẬN CHUYỂN BÙN CÁT VÀ XÓI LỞ BỜ BIỂN, BÃI BIỂN TRONG BÃO KHU VỰC VEN BỜ CHÂU THỔ. - SÔNG HỒNG. - NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:PGS. - BÙN CÁT VÀ BIẾN ĐỘNG BỜ BIỂN KHU VỰC CHÂU THỔ SÔNG HỒNGError! Bookmark not defined.. - Đặc điểm tự nhiên, điều kiện khí tƣợng, thủy văn khu vực châu thổ sông Hồng...E rror! Bookmark not defined.. - Lịch sử phát triển vùng ven biển châu thổ Sông Hồng. - Đặc điểm địa hình vùng châu thổ sông Hồng. - Hệ thống thuỷ văn. - Biến động bờ biển cửa sông khu vực châu thổ sông HồngError! Bookmark not defined.. - Cơ chế xói lở bãi biển thường xuyên tại khu vực ven bờ cửa Hà Lạn – cửa Lạch Giang. - Biến động bờ biển khu vực châu thổ sông Hồng dưới tác động của bão và nước dâng trong bão. - Hệ thống đê biển khu vực châu thổ sông Hồng. - Các nghiên cứu về VCBC và biến động bãi biển do bão ở nƣớc ta. - THU THẬP VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU PHỤC VỤ TÍNH BIẾN ĐỘNG BÃI, XÓI LỞ CHÂN ĐÊ TRONG BÃO……….13 2.1. - Số liệu thử nghiệm mô hình SBEACH tại bể thí nghiệm sóng và vận chuyển bùn cát siêu lớn. - Số liệu đo đạc địa hình mặt cắt vuông góc với bờ biển trƣớc và sau bão tại khu vực thị trấn Hải Thịnh, huyện Hải Hậu tỉnh Nam Định . - Số liệu hiện trạng hệ thống đê biển và số liệu về các thông số mực nƣớc, sóng tính toán chế độ nhiều năm cho khu vực châu thổ sông Hồng……….……….16 Chƣơng III. - CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA MÔ HÌNH TÍNH BIẾN ĐỘNG BÃI, XÓI LỞ CHÂN ĐÊ TRONG BÃO – SBEACH. - Vận chuyển bùn cát ngang bờ và lý thuyết mặt cắt cân bằngError! Bookmark not defined.. - Cơ sở khoa học các phƣơng pháp tính sóng và vận chuyển bùn cát trong mô hình SBEACH. - Mô hình tính sóng ngẫu nhiên. - Tính các tham số liên quan đến trường sóng. - Tính vận chuyển bùn cát ngang bờ. - Thuật toán sử dụng trong mô hình SBEACH. - Phƣơng pháp đánh giá sự phù hợp giữa kết quả tính toán và số liệu thực đo. - Mô hình SBEACH chạy trong Hệ thống Công nghệ ven bờ phục vụ Thiết kế và Phân tích (CEDAS. - Các khả năng tính toán và hạn chế của mô hình SBEACHError! Bookmark not defined.. - Khả năng tính toán của mô hình SBEACH. - Các hạn chế của mô hình SBEACH. - TÍNH TOÁN VẬN CHUYỂN BÙN CÁT VÀ XÓI LỞ BỜ BIỂN, BÃI BIỂN TRONG BÃO. - Tính toán vận chuyển bùn cát và biến động bãi biển theo số liệu đo đạc tại SUPERTANK - các bài toán mẫu. - Tính toán vận chuyển bùn cát, biến động bãi và hiệu chỉnh mô hình SBEACH trong một cơn bão thực tế tại bờ biển thị trấn Hải Thịnh, huyện Hải HậuError! Bookmark not defined.. - Tính toán và hiệu chỉnh mô hình SBEACH trong bão DAMREY. - Tính toán vận chuyển bùn cát, xói lở bãi biển cho các trường hợp cực đoan chế độ sử dụng mô hình SBEACH với bộ tham số VCBC đã được hiệu chỉnhError! Bookmark not defined.. - Đề xuất giải pháp bảo vệ đê biển khu vực châu thổ sông Hồng. - Lịch sử biến động bờ biển khu vực châu thổ sông Hồng 3 Hình 2. - Vị trí các mặt cắt đo đạc định kỳ nhiều năm tại khu vực ven bờhuyện Hải. - Cao trình bãi biển trong các thời điểm cao đạc khác nhau tại mặt cắt số. - Khảo sát thực địa tại “Nhà thờ đổ trên biển” thuộc bờ biển khu vực xã. - Khảo sát thực địa hiện trạng hệ thống đê biển tại xã Hải Hòa, huyện Hải Hậu tỉnh Nam Định (ảnh chụp khi triều kém) trong khuôn khổ đề tài hợp tác Việt. - Nƣớc dâng trong bão DAMREY 9/2005 tại cửa Ninh Cơ 15 Hình 8. - Các số liệu đo đạc tại mặt cắt Hải Thịnh trƣớc và sau khi bão đổ bộ 16 Hình 10. - Mực nƣớc tổng cộng trong các ngày đƣa vào tính toán. - trong mô hình SBEACH 16. - Sơ đồ “Avalanching” trong mô hình SBEACH 37 Hình 12. - Các profile ban đầu, cuối cùng và tính toán cho trƣờng hợp P1A 46 Hình 13. - Các profile ban đầu, cuối cùng và tính toán cho trƣờng hợp PGA 47 Hình 14. - Các profile ban đầu, cuối cùng và tính toán cho trƣờng hợp PCA 47 Hình 15. - Các profile ban đầu trƣớc bão, profile tính toán theo mặc định 50 Hình 16.Các profile ban đầu trƣớc bão, profile tính toán theo HC-8 và thực đo 50. - Hình 17.Các kết quả tính toán xói lở bãi biển khu vực Hải Thịnh với hai trƣờng. - Các tham số động lực đầu vào và thời gian tính toán trong các thí. - Các tham số động lực biển phục vụ tính toán chế độ 17 Bảng 3. - Các tham số hiệu chỉnh và kết quả đánh giá định lƣợng 49 Bảng 4. - Đánh giá mực nƣớc tổng cộng tại chân đê khu vực Hải Thịnh trong các. - CTSH Châu thổ sông Hồng.. - SBEACH (Storm-induced BEach Change) biến động bãi biển do bão.. - Hệ thống Công nghệ ven bờ phục vụ Thiết kế và Phân tích).. - SUPERTANK Bể thí nghiệm sóng và vận chuyển bùn cát siêu lớn. - FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) Tổ chức Lƣơng thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc PAM (People Action Movement) Phong trào Nhân dân Hành động EBP (Equilibrium Beach Profile) Profil cân bằng bãi biển. - Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu tôi đã tham gia.. - Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới Viện Cơ học, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, cơ quan nơi tôi công tác đã cử đi đào tạo, cũng nhƣ tạo điều kiện về mặt thời gian, kinh phí và các thủ tục hành chính trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.. - Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trƣờng Đại học Công Nghệ, Khoa Cơ học kỹ thuật, Phòng đào tạo đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.. - Nhiệm vụ hợp tác Việt Nga “Nghiên cứu bãi biển và dự báo biến động bãi khu vực ven bờ biển Việt Nam và Liên bang Nga” Mã số VAST.HTQT.NGA.03 hai giai đoạn 2010-2011 và thuộc Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã tài trợ và tạo điều kiện cho tôi đi khảo sát thực tế và tham gia đo đạc tại khu vực thị trấn Thịnh Long, châu thổ sông Hồng.. - Tôi xin bày tỏ sự biết ơn tới thầy hƣớng dẫn PGS.TS Đinh Văn Mạnh đã trực tiếp hƣớng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành bản luận văn này.. - TSKH Magnus Larson, Khoa Kỹ thuật Tài nguyên Nƣớc, Đại học Lund Thụy Điển đã cung cấp các số liệu đo đạc tại Bể thí nghiệm sóng và vận chuyển bùn cát siêu lớn và kết quả tính toán theo mô hình trong một số trƣờng hợp tiêu biểu.. - Mục tiêu của luận văn này là thiết lập đƣợc hệ thống mô hình số đủ tin cậy cho phép tính toán vận chuyển bùn cát, xói lở bãi biển do bão gây ra cho khu vực đang xảy ra xói lở tại vùng châu thổ sông Hồng. - trên cơ sở kết quả tính toán nhận đƣợc sẽ đánh giá khả năng bảo vệ của hệ thống đê tại khu vực nghiên cứu. - Với mục tiêu trên, khu vực nghiên cứu của luận văn đƣợc lựa chọn là khu vực bãi biển của thị trấn Hải Thịnh. - đây là một khu vực xung yếu có thể đại diện cho toàn bộ bờ biển của khu vực châu thổ sông Hồng, tại nơi này đã nhiều lần đê bị phá hủy trong bão.. - Hệ thống mô hình số đƣợc sử dụng trong luận văn này là CEDAS, với modul chủ yếu đƣợc khai thác là mô hình SBEACH.Đây là hệ thống mô hình số cho phép tính toán sự biến động của bãi biển sau bão.. - Ngoài việc đòi hỏi các thông số đầu vào của mô hình số, nhƣ số liệu đo đạc mặt cắt địa hình, địa mạo, các thông số đặc trƣng của bùn cát, các tham số mực nƣớc, sóng. - mô hình này cần đƣợc kiểm định kỹ càng trên cơ sở các số liệu đo đạc trong bể thí nghiệm cũng nhƣ tại hiện trƣờng khu vực nghiên cứu. - Do vậy, luận văn đã đƣợc hoàn thành trên cơ sở các nội dung chính nhƣ sau:. - Tổng quan về điều kiện tự nhiên, sự vận chuyển bùn cát và xói lở bờ biển, bãi biển vùng châu thổ sông Hồng, đặc biệt là khu vực nghiên cứu bãi biển Hải Thịnh;. - Thu thập các số liệu liên quan phục vụ cho việc thiết lập, kiểm định mô hình số tính toán vận chuyển bùn cát và biến động bãi bao gồm: các số liệu đo đạc từ bể thí nghiệm sóng SUPERTANK, số liệu đo đạc địa hình thực tế trƣớc và sau bão tại khu vực nghiên cứu, các số liệu thống kê về các đặc trƣng thủy lực (sóng, dòng chảy, mực nƣớc, bão,. - Nghiên cứu tìm hiểu cơ sở khoa học mô hình SBEACH chạy trong CEDAS;. - Thiết lập tính toán kiểm tra và hiệu chỉnh các tham số của mô hình SBEACH cho một số bài toán mẫu (so sánh với số liệu đo đạc và tính toán trong bể thí nghiệm sóng SUPERTANK);. - Tính toán kiểm định mô hình số qua các số liệu thực đo trƣớc và sau cơn bão DAMREY tại khu vực ven biển Hải Thịnh;. - Tính toán xói lở bãi biển, chân đê với các tham số thủy triều, nƣớc dâng và sóng có chu kỳ lặp 50 năm và 100 năm từ đó đƣa ra các đánh giá, kiến nghị về. - Báo cáo dự án “Nghiên cứu, lập dự án khả thi chống xói lở khu vực xã Hải Trạch, huyện Bố Trạch – tỉnh Quảng Binh” Trung tâm Khảo sát Nghiên cứu, Tƣ vấn Môi trƣờng Biển, Hà Nội 4/2011. - Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu cấp Trung tâm KHTN &CNQ “Nghiên cứu cơ chế bồi xói bờ biển khu vực châu thổ sông Hồng” Phạm Văn Ninh, Viện Cơ học. - Báo cáo tổng hợp đề tài cấp nhà nƣớc “Hiện trạng và nguyên nhân bồi xói dải bờ biển Việt Nam. - Đề xuất các biện pháp khoa học kỹ thuật bảo vệ và khai thác vùng đất ven biển”. - “Ứng dụng mô hình SBEACH tính toán biến đổi mặt cắt ngang bãi biển Phú Yên”Đặc san Khoa học công nghệ thủy lợi số 27 tháng 10/2010.. - Viện Nghiên cứu Khoa học Thủy lợi.. - Đinh Văn Mạnh (chủ biên, 2014) “Tính toán cao độ mực nƣớc biển phục vụ thiết kế công trình ven biển”. - Nhà xuất bản Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Hà Nội, 2014.. - “Báo cáo tổng kết nội dung nghiên cứu –Xác định các tham số sóng trong điều kiện gió mạnh, gió mùa và bão tại vùng nước sâu và ven bờ” thuộc đề tài “Xác định chiều cao sóng trong tính toán thiết kế đê biển từ Quảng Ninh đến Quảng Nam”. - và vận chuyển bùn cát”. - “Nghiên cứu cơ chế bồi xói bờ biển khu vực châu thổ sông Hồng”. - Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu cấp Trung tâm KHTN &CNQ, Viện Cơ học