Nhận viết luận văn đại học, thạc sĩ trọn gói, chất lượng, LH ZALO=>0909232620 Tham khảo dịch vụ, bảng giá tại: https://vietbaitotnghiep.com/dich-vu-viet-thue-luan-van Download luận văn thạc sĩ ngành hải dương học với đề tài: Mô phỏng hiện trạng trầm tích lơ lửng theo mùa khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng, cho các bạn làm luận văn tham khảo

1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
oo
TRẦN ANH TÚ
ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC
CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Hà Nội - 2012

2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
TRẦN ANH TÚ
ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC
CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG
Chuyên ngành: Hải dương học
Mã số: 60.44.97
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. TS. ĐINH VĂN ƯU
Hà Nội - 2012

3. Lời cảm ơn !
Học viên trân trọng cảm ơn các thầy, cô Khoa Khí tượng Thủy
văn và Hải dương học đã tạo điều kiện giúp đỡ trong suốt thời gian
học viên tham gia lớp cao học. Đặc biệt, để hoàn thành luận văn,
học viên được sự hướng dẫn tận tình của GS. TS. Đinh Văn Ưu,
học viên trân trọng cảm ơn THẦY.
Xin cảm ơn các bạn đồng nghiệp trong cơ quan, Lãnh đạo
Viện Tài nguyên và Môi trường biển-nơi học viên đang công tác đã
tạo điều kiện về mặt thủ tục, thời gian và hết sức quan tâm động viên
tinh thần trong khoảng thời gian đi học và hoàn thành luận văn.
Học viên xin chân thành cảm ơn !
Hải Phòng, ngày tháng năm 2012
Học viên

4. MỤC LỤC
NGHĨA CỦA CHỮ VIẾT TẮT .........................................................................................i
DANH MỤC HÌNH VẼ.....................................................................................................ii
DANH MỤC BẢNG..........................................................................................................iv
MỞ ĐẦU...........................................................................................................................3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
KHU VỰC HẢI PHÒNG...................................................................................................5
I.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu .................................................................................5
I.1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước......................................................................5
I.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước......................................................................6
I.2. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu...................................................................8
I.2.1. Chế độ khí hậu, khí tượng.................................................................................9
I.2.2. Thủy văn, hải văn..............................................................................................10
I.2.3. Đặc điểm trầm tích ...........................................................................................12
CHƯƠNG II. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP .................................................................15
II.1. Tài liệu..................................................................................................................15
II.1.1. Địa hình...........................................................................................................15
II.1.2. Khí tượng ........................................................................................................15
II.1.3. Thủy hải văn....................................................................................................16
II.1.4. Trầm tích lơ lửng.............................................................................................17
II.2. Phương pháp .........................................................................................................17
II.2.1. Mô hình thủy động lực.....................................................................................17
II.2.2. Mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng ...............................................................20

5. CHƯƠNG III. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC
CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG..............................................................................22
III.1. Phân bố TTLL theo thời gian ...............................................................................22
III.2. Đặc điểm TTLL khu vực các sông Hải Phòng......................................................26
III.3. Đặc điểm TTLL khu vực xa bờ Hải Phòng...........................................................27
CHƯƠNG IV. MÔ PHỎNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC CỬA SÔNG VEN
BIỂN HẢI PHÒNG BẰNG MÔ HÌNH DELFT3D............................................................31
IV.1. Triển khai mô hình thủy động lực ........................................................................31
IV.2. Triển khai mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng ...................................................35
IV.3. Kết quả tính toán..................................................................................................37
IV.3.1. Dòng chảy ......................................................................................................37
IV.3.2. Trầm tích lơ lửng............................................................................................44
KẾT LUẬN .......................................................................................................................53
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................54
PHỤ LỤC ..........................................................................................................................57

6. NGHĨA CỦA CHỮ VIẾT TẮT
BTNMT: Bộ Tài nguyên và Môi trường
GHCP: Giới hạn cho phép
KHCN: Khoa học và Công nghệ
QCVN10:2008: Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước biển ven bờ
SBEACH: Mô phỏng tác động của các yếu tố động lực làm biến động
vùng bãi ven bờ gây biến đổi đường bờ và xói lở (Storm-
induced BEAch CHange model)
TTLL: Trầm tích lơ lửng
UNIBEST: Mô phỏng vận chuyển bùn cát và biến đổi đường bờ
(UNIform BEach Sediment Transport)
Viện KH&CNVN: Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Viện TN&MTB: Viện Tài nguyên và Môi trường biển
i

7. DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1.: Số lượng bão ở khu vực Hải Phòng (1945-2007)………….………………………….…. 11
Hình 1.2.: Sơ đồ phân bố trầm tích đáy khu vực nghiên cứu………….………………………….….14
Hình 2.1.: Hoa gió Trạm Hòn Dấu………….………………………………………………………………….….16
Hình 2.2.: Lưới so le trong mô hình thủy động lực………………………………………………….……19
Hình 3.1.: Vị trí và tọa độ điểm quan trắc TTLL và khu vực lân cận………………….…….….23
Hình 3.2.: Biểu đồ giá trị TTLL trung bình mùa (1996-2010) khu vực Đồ Sơn….…….. 23
Hình 3.3.: Đồ thị giá trị trung bình năm của TTLL và tổng lượng mưa năm khu vực
Hải Phòng (1996-2010)……………………………………………………………………………………..…….…….. 24
Hình 3.4.: Nồng độ TTLL trung bình 10 năm và theo tầng trong khu vực ven bờ phía
bắc Việt Nam……………………………………………………………………………………………………..…….…….. 25
Hình 3.5.: Biến động nồng độ TTLL trung bình theo mùa trong khu vực ven bờ phía
bắc Việt Nam……………………………………………………………………………………………………..…….…….. 25
Hình 3.6.: Sơ đồ giá trị TTLL (mg/lít) trung bình ngày đêm tại các cửa sông ven biển
Hải Phòng vào mùa khô……………………………………………………………………………………..…….……. 26
Hình 3.7.: Sơ đồ giá trị TTLL (mg/lít) trung bình ngày đêm tại các cửa sông ven biển
Hải Phòng vào mùa mưa……………………………………………………………………………..………..………. 27
Hình 3.8.: Sơ đồ thu mẫu TTLL xa bờ khu vực Hải Phòng…………..……………………….….…. 28
Hình 3.9.: Phân bố TTLL theo không gian khu vực nghiên cứu trong mùa khô…...….…. 30
Hình 3.10.: Phân bố TTLL theo không gian khu vực nghiên cứu trong mùa mưa…....…. 30
Hình 4.1.: Trường độ sâu vịnh Bắc Bộ (a) và lưới khu vực nghiên cứu (b).……….…..….…31
Hình 4.2.: Trường độ sâu và trạm (B2) đo đạc kiểm chứng mô hình....……………….…….… 32
Hình 4.3.: Đường quá trình mực nước giữa thực đo và kết quả tính từ mô hình tại
Trạm Hòn Dấu………………………………..…………………………………………………………………….…….….34
Hình 4.4.: Vận tốc dòng chảy (mùa khô) theo kết quả tính toán mô hình và số liệu
quan trắc tại trạm kiểm chứng B2……………………………..………………………………………….…….…. 35
Hình 4.5.: Hàm lượng TTLL (mùa khô) theo kết quả tính toán mô hình và số liệu
quan trắc tại trạm kiểm chứng B2……………………………..………………………………………….…….…. 37
ii

8. Hình 4.6.: Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu 08h ngày 05/3/2010
(mùa khô)………..………………………………………………………………………………………………….….…….….39
Hình 4.7.: Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu 01h ngày 10/3/2010
(mùa khô)………..………………………………………………………………………………………………….….…….….39
Hình 4.8.: Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu 07h ngày 19/3/2010
(mùa khô)………..………………………………………………………………………………………………….….…….….40
Hình 4.9.: Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu 18h ngày 20/3/2010
(mùa khô)………..………………………………………………………………………………………………….….…….….40
Hình 4.10.: Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu 03h ngày 07/8/2010
(mùa mưa)………..………………………………………………………………………………………………….….……... 42
Hình 4.11.: Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu 19h ngày 12/8/2010
(mùa mưa)………..………………………………………………………………………………………………….….……... 42
Hình 4.12.: Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu 02h ngày 20/8/2010
(mùa mưa)………..………………………………………………………………………………………………….….……... 43
Hình 4.13.: Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu 17h ngày 25/8/2010
(mùa mưa)………..………………………………………………………………………………………………….….……... 43
Hình 4.14.: Hàm lượng TTLL từ kết quả mô hình lúc thủy triều lên (mùa khô)……..….. 45
Hình 4.15.: Hàm lượng TTLL từ kết quả mô hình lúc đỉnh triều (mùa khô)………………..45
Hình 4.16.: Hàm lượng TTLL từ kết quả mô hình lúc thủy triều xuống
(mùa khô)………..………………………………………………………………………………………………….….……... 46
Hình 4.17.: Hàm lượng TTLL từ kết quả mô hình lúc chân triều (mùa khô)……………….46
Hình 4.18.: Hàm lượng TTLL lúc 23 giờ ngày 31/3/2010 (mùa khô)…………………….…….47
Hình 4.19.: Hàm lượng TTLL từ kết quả mô hình lúc thủy triều lên (mùa mưa)………... 50
Hình 4.20.: Hàm lượng TTLL từ kết quả mô hình lúc đỉnh triều (mùa mưa)……………… 50
Hình 4.21.: Hàm lượng TTLL từ kết quả mô hình lúc thủy triều xuống
(mùa mưa)………..………………………………………………………………………………………………….….……... 51
Hình 4.22.: Hàm lượng TTLL từ kết quả mô hình lúc chân triều (mùa khô)……………….51
Hình 4.23.: Hàm lượng TTLL lúc 23 giờ ngày 31/8/2010 (mùa mưa)…………………….……52
iii

9. DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1.: Mực nước triều (cm) đặc trưng tại Trạm Hòn Dấu trong nhiều năm (1960-
2007)………….…………………………………………………………………………………………….………………….…. 11
Bảng 1.2.: Hàm lượng trầm tích lơ lửng các sông Hải Phòng…………………………..……..… 13
Bảng 3.1.: Hệ số vượt GHCP (QCVN10:2008) của giá trị TTLL trung bình năm khu
vực nghiên cứu…………………………………………………………………………………………………………....… 24
Bảng 3.2.: TTLL trung bình (mg/l) của nước biển Hải Phòng vào mùa khô (tháng
3/2009) và mùa mưa (tháng 7/2009)…………………………………………………………………….……..… 29
Bảng 4.1.: Các thông số được sử dụng cho mô hình thủy động ……………………………….… 33
Bảng 4.2.: Lựa chọn giá trị TTLL (mg/l) trung bình mùa tại biên lỏng…………………….…. 36
Bảng 4.3.: Các tham số được sử dụng cho mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng……..…. 36
iv

10. 3
MỞ ĐẦU
Các hiện tượng sa bồi luồng cảng, cửa sông, xói lở-bồi tụ bờ biển, độ đục
trong nước gia tăng làm ảnh hưởng đến chất lượng nước các bãi tắm, khu nuôi
trồng thủy sản đều liên quan đến trầm tích lơ lửng (TTLL). Ngoài ra, những khu
vực có giá trị hàm lượng TTLL cao làm ảnh hưởng tới tầm nhìn xuyên suốt của
khối nước, sự quang hợp của thực vật và sự sống của các loài sinh vật trong môi
trường nước.
Thành phố cảng Hải Phòng mỗi năm đều có sự đóng góp quan trọng của hai
ngành kinh tế đặc trưng là dịch vụ cảng biển và du lịch. Tuy nhiên, do đặc thù
địa lý của vùng cửa sông, khu vực ven biển thành phố Hải Phòng chịu ảnh hưởng
nặng nề của dòng vật chất từ lục địa đưa ra qua các hệ thống sông Thái Bình,
sông Hồng. Trong các dòng vật chất đó, dòng trầm tích lơ lửng có cơ chế rất
phức tạp do cả nguyên nhân tự nhiên (dòng chảy, sóng, xói lở bờ) và con người
(nạo vét luồng, khai hoang lấn biển, phá rừng ngập mặn nuôi trồng thủy sản) gây
ra. Sa bồi luồng vào cảng Hải Phòng đang có xu hướng gia tăng đi kèm việc chi
phí cho việc nạo vét luồng lạch rất tốn kém. Theo thống kê của Cảng vụ Hàng
hải Hải Phòng (2005), khối lượng nạo vét luồng vào cảng Hải Phòng năm 2003
và 2004 tương ứng là 2.394.000m3
và 2.854.000m3
[29]. Chi phí cho việc nạo vét
luồng hàng năm tốn kém hàng chục tỷ đồng, hiệu quả kinh doanh tăng không
nhiều. Mặt khác, quá trình nạo vét ở các luồng vào cảng diễn ra thường xuyên
khiến cho bùn cát và các vật chất ô nhiễm đã lắng xuống lại bị đưa lên, hòa tan
trong nước làm gia tăng các nguy cơ gây ô nhiễm đến môi trường nước và các hệ
sinh thái xung quanh [2]. Mặt khác, dòng vật chất này làm ảnh hưởng đến chất
lượng các bãi tắm Đồ Sơn và khu nuôi trồng hải sản đảo Cát Bà làm giảm hiệu
quả đáng kể về mặt kinh tế. Ngoài ra hiện nay thành phố Hải Phòng có kế hoạch
thực hiện dự án đê quai lấn biển phục vụ xây dựng Sân bay Quốc tế vùng tại ven
bờ Tiên Lãng. Việc này ít nhiều sẽ làm thay đổi cơ chế dòng chảy, vận chuyển
trầm tích lơ lửng của các sông Văn Úc và Thái Bình nói riêng và vùng cửa sông

11. 4
ven bờ Hải Phòng nói chung [5]. Bởi vậy, việc đánh giá TTLL vùng cửa sông
ven biển Hải Phòng là điều cần thiết. Với mục tiêu của luận văn là mô phỏng
hiện trạng trầm tích lơ lửng theo mùa khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng. Học
viên đã đánh giá và lựa chọn số liệu thu thập được từ các tài liệu nghiên cứu từ
trước đến nay về trầm tích lơ lửng làm số liệu đầu vào cho mô hình tính.
Nội dung chính của luận văn được trình bày thành 04 chương:
Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu và điều kiện tự nhiên khu vực
Hải Phòng
Chương 2: Tài liệu và phương pháp
Chương 3: Đánh giá hiện trạng trầm tích lơ lửng khu vực cửa sông ven
biển Hải Phòng.
Chương 4: Mô phỏng trầm tích lơ lửng khu vực cửa sông ven biển
Hải Phòng bằng mô hình delft3d.

12. 5
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC HẢI PHÒNG
I.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
I.1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Nghiên cứu sự phân bố trầm tích lơ lửng vùng cửa sông ven biển đã được
các nhà khoa học ngoài nước quan tâm từ hàng trăm năm nay và đạt được rất
nhiều thành tựu quan trọng. Các kết quả nghiên cứu này đã được áp dụng phục
vụ cho việc bảo vệ các công trình ven bờ và phát triển môi trường bền vững.
Những nghiên cứu lý thuyết về trầm tích (vận chuyển) đáng kể như các
công trình của H.A. Einstein (1950), Krone và Partheniades (1962, 1968), E.W.
BijJker (1967, 1971), Leo C. Van Rijn (1993), J.W. Vander Meer (1990),
Richard Soulsby (1997). Các kết quả nghiên cứu được khái quát hóa mang tính
phương pháp luận, viết thành các ”cẩm nang” sử dụng [27]. Có thể kể ra một số
những kết quả nghiên cứu đã được khái quát hóa thành sách. Đó là ”Động lực
gần bờ và các quá trình bờ: Lý thuyết, đo đạc và các mô hình dự báo” của
Horikawa K., 1978, ”Động lực cát biển: Sách hướng dẫn cho các ứng dụng thực
tiễn, các nguyên lý vận chuyển trầm tích trong sông, cửa sông hình phễu và biển
ven bờ” của Richard S., 1997, hay ”Các nguyên lý vận chuyển trầm tích ở sông,
cửa sông và ven biển” của Leo C. Van Rijn, 1993 [13]. Trong những năm gần
đây, với sự hỗ trợ của công cụ máy tính, việc nghiên cứu các quá trình động lực-
mô phỏng phân bố trầm tích đã có những bước phát triển cao hơn: đó là xây
dựng các mô hình vật lý, mô hình toán. Đi tiên phong trong nghiên cứu vấn đề
này là những nhà nghiên cứu ở các nước phát triển như Mỹ, Hà Lan, Đan Mạch,
Nhật Bản.
Do sự tương tác của các quá trình thủy và thạch động lực mà kết quả cuối
cùng của sự tương tác này là sự tạo ra những dạng địa hình khác nhau, phụ thuộc
vào hàng loạt các yếu tố thạch động lực như kích thước, hình dạng hạt vật liệu, tỉ
trọng, mức độ gắn kết của vật liệu, độ dốc địa hình,... và các yếu tố thủy động
lực: sóng, dòng chảy biển, sông... là các yếu tố luôn biến đổi theo thời gian,
không gian. Bởi những lý do trên nên các mô hình số được thiết lập để tính toán

13. 6
sự tương tác của các quá trình thủy-thạch động lực, đa phần, có liên quan đến
các công thức thực nghiệm hoặc bán thực nghiệm. Cho nên nhu cầu có những
phòng thí nghiệm để thiết lập và kiểm tra tính đúng đắn của các mô hình vật lý là
rất cần thiết. Từ đó phương pháp thí nghiệm và mô hình vật lý ra đời và phát
triển mạnh mẽ. Có rất nhiều nước trên thế giới có những phòng thí nghiệm hiện
đại đủ khả năng mô phỏng lại các quá trình thủy-thạch động lực trong những khu
vực nghiên cứu cụ thể. Do vậy các kết quả tính toán bằng mô hình số thể hiện
bức tranh tổng thể về đối tượng nghiên cứu mà thực tế phải điều tra khảo sát rất
tốn kém mới có được. Ngoài ra, trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển
của công nghệ thông tin, siêu máy tính, hàng loạt các mô hình số trị ra đời, dần
trở thành các công cụ hữu hiệu và ưu thế trong nghiên cứu thủy động lực và chất
lượng nước. Các kết quả của các mô hình toán này cho chúng ta cái nhìn tổng
quan về đối tượng nghiên cứu cũng như cơ chế hình thành, phát triể n và biến đổi
trong mối quan hệ với các đối tượng khác có liên quan, từ đó có thể đưa ra cách
ứng xử khôn ngoan đối với thiên nhiên.
Theo hướng mô hình hóa có 2 loại mô hình: Mô hình vật lý và mô hình
toán. Những trung tâm, viện hàng đầu về nghiên cứu, tính toán, dự báo các quá
trình thủy-thạch động lực, có thể kể đến là: Trung tâm Thủy lực Hà Lan (Delft
Hydraulics) với bộ các phần mềm DELFT3D, UNIBEST; Viện Thủy lực Đan
Mạch (Danish Hydraulic Instiute-DHI) nổi tiếng với các phần mềm: MIKE 21,
MIKE 3,... hay Trung tâm Nghiên cứu Công trình Ven bờ thuộc Quân đội Mỹ
(Coastal Engineering Research Center-CERC) có các mô hình GENESIS,
SBEACH; mô hình TELEMAC (Pháp),... đều ứng dụng tốt cho tính toán dòng
chảy, sóng, vận chuyển bùn cát, biến động địa hình đáy biển, đường bờ, bồi lấp
cửa sông. Ngoài ra, một số các mô hình có mã nguồn mở như COHERENS (Bỉ),
SHYFEM (Italia)... cũng phát triển không kém các phần mềm nói trên.
I.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Vấn đề nghiên cứu trầm tích lơ lửng và các quá trình động lực bằng mô
hình hóa ở Việt Nam đã được bắt đầu phát triển từ khoảng đầu năm 1980 [10].
Các mô hình thường được thiết lập để tính toán các yếu tố thủy động lực nhiều
hơn các yếu tố thạch động lực. Sự gắn kết giữa hai quá trình thủy và thạch động

14. 7
lực trong các mô hình của chúng ta còn bị hạn chế. Do đó, các kết quả tính bằng
mô hình của chúng ta rất khó được kiểm chứng trên cả hai phương diện trong
phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường. Ở Việt Nam phương pháp mô hình số trị
nghiên cứu TTLL chỉ phát triển ở mức cơ sở phục vụ mục tiêu riêng lẻ trong
nước chứ chưa được thương mại hóa và sử dụng rộng rãi ở cấp quốc tế. Vấn đề
nghiên cứu TTLL ở Việt Nam được chú trọng trong Chương trình Biển KT.03
(1991-1995); KHCN.06 (1996-2000); TTLL liên quan đến xói lở bờ biển còn
được đặt ra trong khuôn khổ đề tài độc lập cấp nhà nước và trong chương trình
biển giai đoạn 2001-2005. Ngoài ra nhiều đề tài, dự án liên quan đến TTLL được
thực hiện tại các cấp. Các tác giả Trần Hồng Thái [18], Đinh Văn Ưu [28],
Nguyễn Thọ Sáo [16] đã ứng dụng và phát triển một số phương pháp và mô hình
tính toán động lực và vận chuyển trầm tích cho một số vùng cửa sông ven biển
(Cửa Ông-Quảng Ninh, Cửa Tùng-Quảng Trị, Hải Phòng) Việt Nam. Các nghiên
cứu này chú trọng vào động lực học của lớp gần đáy để cải tiến phương pháp
tính bán thực nghiệm đã có. Mục đích là làm chính xác hơn các công thức bán
thực nghiệm của các tác giả nước ngoài để tính dòng vật liệu ven bờ. Các tác giả
thuộc Viện Hải dương học, Nha Trang, tiêu biểu Bùi Hồng Long đã nghiên cứu
vùng Phan Rí, Hàm Tiến, Phước Thể với mục tiêu cung cấp các thông số kỹ
thuật, đưa ra các phương án thiết kế và thi công đê, kè chống xói lở [14]. Các tác
giả thuộc Viện cơ học đã ứng dụng những mô hình thủy-thạch động lực tổng hợp
nhiều yếu tố để tính toán quá trình vận chuyển trầm tích và biến đổi địa hình đáy
vùng ven bờ là rất đáng ghi nhận theo hướng mô hình hóa để nghiên cứu biến
động bờ biển và vùng cửa sông. Các tính toán của nhóm còn đi sâu, chi tiết vào
việc tính cặp các yếu tố thủy-thạch động lực như sóng, dòng chảy, mực nước vào
nghiên cứu biến đổi đáy. Ngoài ra, các tác giả còn đưa ra những tổng kết về các
phương pháp tính toán vận chuyển bùn cát và các mô hình tính biến động đường
bờ và những kết quả áp dụng cụ thể cho nhiều vùng xói lở dọc bờ biển Việt Nam
như vùng Hải Hậu, Nam Định, Hồ Tàu-Định An, Trà Vinh, Gành Hào, Bạc Liêu.
Các tác giả thuộc Viện Địa lý đã nghiên cứu rất sâu về xói lở và bồi tụ, đặc biệt
là khu vực ven biển Miền Trung. Trong những năm gần đây Nhà nước đã cho
triển khai nhiều đề tài nghiên cứu, ứng dụng về các quá trình thủy-thạch động

15. 8
lực và xói lở, bồi tụ chẳng hạn như: Ứng dụng các mô hình WAM, STWAVE để
dự báo sóng trong đề tài KC.09.04; Các đề tài KT.03.14, KHCN.06.08 (1996-
2000), KC.09.05 (2001-2005) tiến hành nghiên cứu, dự báo quá trình xói lở-bồi
tụ bờ biển và cửa sông Việt Nam; dự án Việt Nam-Thụy Điển (2004-2007):
nghiên cứu xói lở bờ biển Hải Hậu, Nam Định, dự án đã ứng dụng nhiều mô
hình về sóng, vận chuyển bồi tích; Đề tài cấp nhà nước KHCN-06-10. ”Cơ sở
khoa học và các đặc trưng đới bờ phục vụ yêu cầu xây dựng công trình biển ven
bờ” do Viện Cơ học chủ trì. Các đề tài trên ngoài việc đo đạc thực địa đã xây
dựng và áp dụng các mô hình nhằm tính toán các quá trình sóng, dòng chảy, vận
chuyển trầm tích, biến đổi địa hình bãi, đường bờ,... nhằm lý giải các nguyên
nhân gây ra các tác động môi trường trên. Các tác giả thuộc Viện TN&MTB đã
ứng dụng mô hình DELFT3D để nghiên cứu các vấn đề có liên quan đến TTLL
ở các khu vực khác nhau như Quảng Ninh [20], Hải Phòng [1], Thái Bình và
Nam Định [23]. Các nghiên cứu này đã giúp cho các nhà quản lý địa phương nói
trên có cách nhìn một cách tổng thể về mối quan hệ giữa phát triển kinh tế - xã
hội, quản lý tổng hợp dải ven bờ và bảo vệ môi trường biển. Vấn đề nghiên cứu
trầm tích lơ lửng vùng cửa sông Hải Phòng cũng đã có một số kết quả nhất định
[21, 26, 28]. Tuy nhiên những kết quả này được nhận định của các chuyên gia về
đặc trưng trầm tích lơ lửng ở một phạm vi hẹp mà chưa có cách nhìn một cách
tổng quan về phạm vi không gian cũng như biến đổi theo thời gian (hàng chục
năm).
I.2. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu
Thành phố Hải Phòng nằm ở bờ tây vịnh Bắc Bộ thuộc phía đông vùng
duyên hải Bắc Bộ, cách Hà Nội 102 km, diện tích tự nhiên khoảng 152.318 ha,
giới hạn trong khoảng 200
30’39”-210
01’15” vĩ độ Bắc, 1060
23’39”-1070
08’39”
kinh độ Đông [9]. Bờ biển ven bờ có dạng đường cong lõm của bờ tây vịnh Bắc
Bộ, thấp và khá bằng phẳng, cấu tạo chủ yếu là bùn cát do năm cửa sông đổ ra.
Vùng cửa sông ven biển Hải Phòng có độ sâu không lớn, độ dốc nhỏ. Bề mặt đáy
biển được cấu tạo bởi các thành phần hạt mịn, có nhiều lạch sâu vốn là những
lòng sông cũ nay dùng làm luồng lạch ra vào của tàu thuyền [19, 22].

16. 9
I.2.1. Chế độ khí hậu, khí tượng
Khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng nằm trong vùng ảnh hưởng của khí
hậu nhiệt đới gió mùa, về cơ bản có thể chia thành hai mùa: mùa đông (từ tháng
11 năm trước đến tháng 3 năm sau) có đặc điểm lạnh, khô và mưa ít trong khi
mùa hè (tháng 4 đến tháng 10) có đặc điểm nóng, ẩm và mưa nhiều. Nhiệt độ
không khí trung bình năm ở khu vực này dao động trong khoảng từ 22,5-30,00
C.
Mùa đông khá lạnh với nhiệt độ trung bình xuống dưới 200
C. Mùa hè khá nóng
kéo dài 5 tháng, từ tháng V đến tháng IX, với nhiệt độ không khí trung bình dao
động trong khoảng từ 26,2 - 28,90
C. Lượng mưa trung bình nhiều năm ở vùng
ven biển Hải Phòng khá lớn với giá trị từ 1.600 - 2.000mm. Tuy nhiên, lượng
mưa phân bố không đều mà chủ yếu tập trung vào các tháng mùa hè, cao nhất
vào tháng 8 đạt trên 200mm. Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4, lượng mưa khá
nhỏ, tổng lượng mưa chỉ đạt khoảng 300mm. Chế độ gió khu vực ven biển Hải
Phòng thể hiện rõ rệt sự ảnh hưởng hoàn lưu chung của khí quyển và thay đổi
theo mùa. Về mùa đông thịnh hành gió hướng bắc và đông bắc. Hàng tháng
trung bình có 3 - 4 đợt gió mùa đông bắc, có tháng 5 - 6 đợt kéo dài 3 - 5 ngày.
Vận tốc gió trung bình dao động trong khoảng 3,2-3,7m/s, mạnh nhất có thể đạt
tới 25-30m/s. Vào mùa hè (khoảng từ tháng 5 đến tháng 9), chế độ gió ở khu vực
này chịu sự chi phối của hệ thống gió mùa tây nam, hướng gió chủ yếu là đông
nam và nam. Tốc độ gió trung bình khoảng 3,5-4,0 m/s, cực đại đạt 20 - 25m/s.
Khu vực Hải Phòng trong giai đoạn 1945-2007, có 53 cơn bão ảnh hưởng
trực tiếp và các tỉnh/thành lân cận. Từ hình 1.1 cho thấy số lượng bão ảnh hưởng
đến khu vực Hải Phòng có sự dao động giữa các năm, có một số năm không có
cơn nào (1949, 1950, 1953…), những năm có một cơn chiếm đa số, đáng chú ý
là năm 1996 có tới 3 cơn ảnh hưởng đến khu vực Hải Phòng, một số năm có 2
cơn. Đường trung bình trượt 5 năm cho thấy bão giai đoạn 1989 - 1992 bão hoạt
động mạnh nhất trung bình 1,75 cơn, giai đoạn 1958 - 1959 không có cơn nào.
Nhìn chung bão ở khu vực Hải Phòng có xu hướng tăng nhưng tăng chậm so với
Việt Nam.

17. 10
0
1
2
3
4
1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
Năm
Sốcơnbão
Tổng
TB trượt 5 năm
Linear (TB trượt 5 năm)
Hình 1.1. Số lượng bão ở khu vực Hải Phòng (1945 - 2007) [8]
I.2.2. Thủy văn, hải văn
· Thủy văn sông
Khu vực nghiên cứu chịu tác động trực tiếp từ nguồn cung cấp nước và
trầm tích của các sông chính chảy vào. Các sông này đều là phần hạ lưu cuối
cùng trước khi đổ ra biển của hệ thống sông Thái Bình, gồm các sông Bạch
Đằng, Cấm, Lạch Tray, Văn Úc và Thái Bình. Đây là các sông có hướng chảy
chủ yếu là tây bắc-đông nam, độ uốn khúc lớn, bãi sông rộng, phù sa bồi đắp
ngày càng nhiều, nhất là ở vùng cửa sông, vài đoạn hình thành các doi bãi hay
cồn cát. Các sông lớn có cửa trực tiếp đổ ra biển vừa chịu ảnh hưởng của chế độ
dòng chảy thượng nguồn, vừa chịu ảnh hưởng của chế độ thủy triều vịnh của khu
vực; càng gần cửa sông, lòng sông càng mở rộng, hai bờ được bồi đắp nhiều.
Tuy nhiên, trong thời gian gần đây, một số vùng cửa sông lắng đọng phù sa có
chiều hướng bị thu hẹp, gây khó khăn cho giao thông thủy và thay đổi cấu trúc
dòng chảy sông.
· Dao động mực nước
Thủy triều vùng ven biển Hải Phòng là nhật triều thuần nhất với biên độ
dao động lớn. Thông thường trong ngày xuất hiện 1 đỉnh triều (nước lớn) và một
chân triều (nước ròng). Trung bình trong một tháng có 2 kỳ triều cường (spring
tide), mỗi chu kỳ kéo dài 11 - 13 ngày với biên độ dao động mực nước từ 2 - 4

18. 11
m. Trong kỳ triều kém (neap tide) tính chất nhật triều giảm đi rõ rệt, tính chất
bán nhật triều tăng lên: trong ngày xuất hiện 2 đỉnh triều (cao, thấp). Tài liệu
quan trắc mực nước trong nhiều năm (1960 - 2007) tại trạm Hải văn Hòn Dấu
cho thấy: mực nước biển lớn nhất có thể đạt 4,21m (22/10/1985) và mực nước
biển nhỏ nhất là -0,07m (21/12/1964) (Bảng 1.1)
Bảng 1.1. Mực nước triều (cm) đặc trưng tại Trạm Hòn Dấu
trong nhiều năm (1960-2007)
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
T. bình 183 179 179 180 183 185 187 188 196 206 201 191
Lớn nhất 399 379 351 368 385 401 418 396 418 421 402 403
Nhỏ nhất -6 3 7 2 6 -1 0 7 14 9 2 -7
Nguồn: Đài KT-TV khu vực Đông Bắc
· Dòng chảy ven biển
Dòng chảy ven bờ Hải Phòng là dòng chảy tổng hợp, gồm các thành phần
dòng chảy triều, gió, sóng, dòng chảy sông và cả những tính chất của dòng chảy
vịnh Bắc Bộ. Dòng chảy ở các khu vực cửa sông thường chịu ảnh hưởng mạnh
của sông, trong khi ở phía ngoài biển dòng chảy tầng mặt chủ yếu do gió gây ra.
Trong trường gió đông bắc, dòng chảy tầng mặt dọc bờ có hướng thống trị là từ
bắc xuống nam còn trong trường gió đông nam, dòng chảy tầng mặt dọc bờ thể
hiện nhiều hướng khác nhau tùy thuộc vào cường độ dòng chảy các sông và địa
hình của bờ biển.
Trong số các thành phần tạo nên dòng chảy tổng hợp ở khu vực ven biển
Hải Phòng thì dòng chảy triều và thành phần nhật triều có vai trò quyết định.
Dòng nhật triều có độ lớn áp đảo, gấp 5 - 20 lần dòng bán nhật và lớn hơn nhiều
lần dòng 1/4 ngày. Đặc điểm dòng chảy thường định hướng theo luồng lạch, cửa
sông hoặc song song với đường bờ. Dòng chảy, chủ yếu dòng triều mạnh vào các
tháng 6, 7, 12, 1, yếu vào các tháng 3, 4, 8, 9 trong năm. Khu vực ven bờ Đồ Sơn
- Lạch Tray, dòng chảy định hướng theo đường bờ và cửa sông. Dòng chảy
xuống hướng đông, đông nam kéo dài 12 - 14 giờ, tốc độ cực đại 35cm/s, dòng
chảy lên hướng bắc, tây bắc, kéo dài 10 - 12 giờ, tốc độ cực đại 42cm/s. Ở khu

19. 12
vực cửa Nam Triệu, do ảnh hưởng của sông, tốc độ dòng chảy xuống cực đại 90
cm/s và chảy lên cực đại 60 cm/s. Vùng ven bờ Cát Hải có sự lệch pha giữa thời
điểm bắt đầu nước lên và nước rút ở các điểm Bến Gót (ảnh hưởng nhiều hơn
của triều Hòn Gai) và Hoàng Châu (ảnh hưởng nhiều hơn của triều Hòn Dấu).
Khu vực Hoàng Châu thường muộn hơn 1 giờ. Dòng triều lên đến Gia Lộc rẽ hai
nhánh về phía Hoàng Châu với tốc độ cực đại 90 cm/s và nhỏ hơn ở Bến Gót.
Dòng triều xuống hướng ngược lại, đạt cực đại 50 cm/s ở Bến Gót. Tại khu vực
đông nam Cát Bà, dòng chảy cũng do dòng triều quyết định, hướng chảy phức
tạp, tốc độ chỉ 8 - 12 cm/s, nơi mạnh 20 - 30 cm/s và có thể đạt đến trên 50 cm/s
ở các lạch hẹp. Vào mùa hè dòng đục hướng tây nam từ Đồ Sơn lên làm ảnh
hưởng mạnh đến khu vực phía nam đảo Cát Bà. Ra xa bờ, dòng chảy triều yếu
dần đi và vai trò dòng chảy mùa thể hiện rõ ràng hơn. Mùa hè, dòng chảy hướng
đông bắc tốc độ trung bình 10 - 15 cm/s, mùa đông dòng chảy hướng tây nam,
tốc độ trung bình 20 - 30 cm/s [1, 2, 12].
· Sóng biển
Trên vùng biển khơi Hải Phòng, hướng gió thịnh hành nhất là gió đông
bắc, tần suất từ tháng 9 năm trước tới tháng 4 năm sau từ 33,5% tới 62,0%; tần
suất bé nhất trong tháng 9 là 24,3%. Sóng ven biển Hải Phòng chủ yếu là sóng
truyền từ ngoài khơi đã bị khúc xạ và phân tán năng lượng do ma sát đáy. Từ
tháng 10 năm trước đến tháng 3 năm sau, hướng sóng thịnh hành trên vùng biển
phía bắc đảo Cát Bà là đông bắc, tần suất lớn hơn 40%; vùng phía nam đảo Cát
Bà - Long Châu, sóng chuyển dần sang hướng đông, tháng 3 sóng hướng đông
thịnh hành nhất. Mùa hè, từ tháng 5 đến tháng 8, sóng hướng nam khống chế
trên toàn vùng biển, tần suất tới 43%. Tháng 7, tần suất sóng hướng đông chiếm
tới 18%. Theo số liệu sóng quan trắc trong 3 năm (2005 - 2007) cho thấy độ cao
sóng lớn nhất quan trắc được là 3,69m vào 13h ngày 31/7/2005. Độ cao sóng
chiếm tần suất lớn nhất trong khoảng 0,25 - 1,0m, chủ yếu là sóng hướng đông
và đông bắc. Sóng có độ cao từ 3-4m chiếm tần suất nhỏ 0,15% [1, 2, 12].
I.2.3. Đặc điểm trầm tích
· Trầm tích lơ lửng

20. 13
Trầm tích lơ lửng ở khu vực cửa sông ven biển khu vực nghiên cứu do nhiều
nguồn cung cấp khác nhau nhưng nguồn chủ yếu là từ các sông đưa ra. Hàm
lượng trầm tích lơ lửng trong các sông biến thiên trong khoảng rất rộng, từ 10
đến 1.000g/m3
trong năm. Hàm lượng bùn cát thay đổi theo khu vực và theo
mùa. Về mùa mưa hàm lượng trầm tích lơ lửng ở các vị trí khác nhau thay đổi
trong khoảng 53 - 215g/m3
, trên sông Bạch Đằng và phía ngoài cửa Nam Triệu
có giá trị khá nhỏ 80 - 100g/m3
, cực đại đạt tới 700 - 964 g/m3
trên luồng Cửa
Cấm. Mùa khô, hàm lượng trầm tích lơ lửng trung bình biến đổi trong khoảng 42
- 94g/m3
, cực đại đạt 252 - 860g/m3
tập trung ở vùng cửa sông phía ngoài do ảnh
hưởng khuấy đục đáy của sóng và dòng triều. Các kết quả nghiên cứu [12] về
trầm tích lơ lửng tại 5 sông chính vùng ven biển Hải Phòng cho thấy hàm lượng
trầm tích lơ lửng ở sông Cấm có giá trị lớn nhất, sau đó đến các sông là Lạch
Tray, Văn Úc, Thái Bình và Bạch Đằng (Bảng 1.2). Hàm lượng trầm tích lơ lửng
trong mùa khô có giá trị khá nhỏ (khoảng 50%) so với mùa mưa.
Bảng 1.2. Hàm lượng trầm tích lơ lửng các sông Hải Phòng [12]
Mùa mưa (mg/l) Mùa khô (mg/l)
STT Sông Tầng mặt Tầng đáy Tầng mặt Tầng đáy
1 Bạch Đằng 113,7 140,3 50,0 69,4
2 Cấm 176,3 247,8 79,5 94,8
3 Lạch Tray 144,5 195,7 65,4 98,0
4 Văn Úc 121,1 209,8 69,1 93,3
5 Thái Bình 120,0 200,0 87,4 95,5
· Trầm tích đáy
Phân bố các loại trầm tích đáy khu vực nghiên cứu từ khối tảng-tảng có kích
thước lớn hơn 1 mét đến 0,1 mét, sỏi trung có kích thước từ 2,5-5,0 mm, sỏi nhỏ
có kích thước từ 1,0-2,5 mm, cát lớn có kích thước từ 0,5-1,0 mm, cát trung có
kích thước từ 0,25-0,5 mm, cát nhỏ có kích thước từ 0,1-0,25 mm, bột lớn có
kích thước từ 0,05-0,10 mm, bùn bột nhỏ có kích thước từ 0,01-0,05 mm, bùn sét
bột và bùn sét có kích thước nhỏ hơn 0,01 mm (Hình 1.2).

21. 14
Hình 1.2. Sơ đồ phân bố trầm tích đáy khu vực nghiên cứu [4]

22. 15
CHƯƠNG II. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
II.1. Tài liệu
II.1.1. Địa hình
Số liệu độ sâu và đường bờ của khu vực ven biển thành phố Hải Phòng được
số hoá từ các bản đồ địa hình UTM tỷ lệ 1: 50.000 do Cục Đo đạc Bản đồ xuất
bản, đây là những bản đồ mới xuất bản trong những năm gần đây với hệ tọa độ
nhà nước VN-2000. Các bản đồ này đã được quét vào máy tính, số hoá và xử lý
bằng các phần mềm Acview, MapInfo. Độ sâu khu vực ven biển Hải Phòng, Cát
Bà còn được bổ sung cập nhật từ những số liệu đo sâu trong vài năm gần đây của
một số đề tài dự án khác đã thực hiện ở khu vực này. Ngoài ra, để thiết lập mô
hình NESTHD, độ sâu phía ngoài khu vực ven biển thành phố Hải Phòng và lân
cận còn được tham khảo và bổ sung từ cơ sở dữ liệu địa hình ETOPO5 (Earth
Topography - 5 Minute) của Trung tâm Tư liệu Địa vật lí Quốc gia Mỹ NGDC
(National Geophysical Data Center) và GEBCO-1 (General Bathymetric Chart of
the Ocean (GEBCO) one minute) của Trung tâm tư liệu hải dương học vương
quốc Anh (British Oceanographic Data Centre-BODC).
II.1.2. Khí tượng
Trong quá trình tính toán, đã sử dụng số liệu gió của tháng 3 năm 2010 và
tháng 8 năm 2010 được quan trắc liên tục 6h/ ốp tại trạm Khí tượng Thủy văn
Hòn Dấu. Gió tháng 3 năm 2010 có đặc trưng hướng đông chiếm tần suất
khoảng 53% (Hình 2.1), các hướng còn lại có tần suất nhỏ; tốc độ gió cực đại có
giá trị 8 m/s (13 giờ ngày 03/3/2010). Gió tháng 8 năm 2010 có đặc trưng hướng
đông nam và nam chiếm khoảng 35%, các hướng khác chiếm tần suất không
đáng kể; tốc độ gió cực đại có giá trị 20 m/s (13 giờ ngày 25/8/2010).

23. 16
a) Tháng 3 năm 2010 b) Tháng 8 năm 2010
Hình 2.1. Hoa gió Trạm Hòn Dấu
II.1.3. Thủy hải văn
Những số liệu về khí tượng sử dụng trong mô hình thuỷ động lực bao gồm
bức xạ mặt trời, độ ẩm tương đối, lượng mây, nhiệt độ không khí và gió. Đây là
những số liệu được đo đạc bởi Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn quốc gia ở các
trạm khí tượng thuỷ văn như Phủ Liễn, Hòn Dấu. Ngoài ra số liệu khí tượng
cung cấp cho mô hình thuỷ động lực cũng được tham khảo thêm từ số liệu của
Trạm Quan trắc không khí của Viện Tài nguyên và Môi trường biển tại Hải
Phòng. Các đặc trưng trung bình theo mùa (mùa mưa và mùa khô) của các yếu tố
khí tượng cũng được thu thập và tổng hợp để phục vụ đầu vào cho mô hình.
Những số liệu về lưu lượng sông được lấy từ chuỗi quan trắc từ các trạm cố
định trên các sông Hải Phòng, ngoài ra số liệu dòng chảy đã được tham khảo từ
các kết quả khảo sát và đánh giá của các đề tài [4, 23, 24, 25].
Đã sử dụng chương trình dự báo thuỷ triều của Đài Thiên văn Quốc gia Nhật
Bản NAO (National Astronomical Observatory) để tính cho vùng vịnh Bắc Bộ
(Hình 4.1) sau đó trích xuất mực nước tại biên lỏng của khu vực nghiên cứu để
tính trường dòng chảy. Kết quả mực nước tính từ mô hình đã được so sánh với
số liệu mực nước dự báo tại Trạm Hòn Dấu.

24. 17
II.1.4. Trầm tích lơ lửng
Số liệu quan trắc và phân tích về trầm tích lơ lửng của các đề tài [1, 3, 4, 6,
11, 12] đã được sử dụng để đánh giá hiện trạng và làm tư liệu tham khảo cho sự
mô phỏng trầm tích lơ lửng khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng.
II.2. Phương pháp
II.2.1. Mô hình thủy động lực
Cơ sở toán học của mô hình thuỷ động lực là giải phương trình Navier
Stokes với chất lỏng không nén được trong nước nông và phương pháp xấp xỉ
Boussinesq. Sự biến đổi của thành phần vận tốc thẳng đứng trong phương trình
động lượng được bỏ qua. Với mô hình 3 chiều, thành phần vận tốc thẳng đứng
được tính toán từ phương trình liên tục [30].
Theo phương nằm ngang, tuỳ thuộc vào các điều kiện cụ thể tại mỗi khu vực
tính, một trong các hệ toạ độ chủ yếu sau có thể được sử dụng:
-Hệ toạ độ Đề các (Cartesian): (x,y). Dùng cho các vùng tính có địa hình và
đường bờ đơn giản.
-Hệ toạ độ cong trực giao: ( hx , ). Sử dụng cho những khu vực có địa hình và
đường bờ phức tạp như các vùng cửa sông, ven biển, các vũng vịnh...v.v.
-Hệ toạ độ cầu: ( fl , ). Áp dụng cho những khu vực rộng lớn, trải dài trên nhiều
kinh - vĩ độ khác nhau.
Phương trình liên tục (viết trong hệ toạ độ cong trực giao):
[ ] [ ] Q
GVd
GG
GUd
GGt
=
¶
+¶
+
¶
+¶
+
¶
¶
h
z
x
zz xx
hhxx
hh
hhxx
)(1)(1
(1)
Với Q thể hiện sự thêm vào hay mất của nguồn nước, sự bốc hơi và mưa
trên một đơn vị diện tích:
EPdqqHQ outin -+-= ò-
s
0
1
)(
trong đó: hx , là các hệ số trong hệ toạ độ cong trực giao.
hhxx GG , là các hệ số chuyển đổi từ hệ toạ độ Đề Các sang hệ tạo độ
cong trực giao.

25. 18
d là độ sâu tại điểm tính (độ sâu của nước dưới đường chuẩn (0 hải đồ))
z là mực nước tại điểm tính (mực nước trên một đường chuẩn)
U, V lần lượt là các thành phần vận tốc theo các hướng hx ,
qin và qout lần lượt là nguồn nước đưa vào và ra trên 1 đơn vị thể tích
H là độ sâu tại điểm tính (H=d +z )
P, E lần lượt là lượng mưa và bốc hơi.
Phương trình bảo toàn động lượng theo hướng z và h ( toạ độ cong trực giao):
fv
G
GG
vG
GG
uvu
d
u
G
vu
G
u
t
u
-
¶
¶
-
¶
¶
+
¶
¶
+
+
¶
¶
+
¶
¶
+
¶
¶
xhsz
w
hx
hh
hhxx
xx
hhxxhhxx
2
xzz
xx
sszr
M
u
v
d
FP
G
v +÷
ø
ö
ç
è
æ
¶
¶
¶
¶
+
++-= 2
0
)(
11
(2)
fu
G
GG
uG
GG
uvv
d
v
G
vv
G
u
t
v
+
¶
¶
-
¶
¶
+
¶
¶
+
+
¶
¶
+
¶
¶
+
¶
¶
hhsz
w
hx
xx
hhxx
xx
hhxxhhxx
2
hhh
hh
sszr
M
v
v
d
FP
G
v +÷
ø
ö
ç
è
æ
¶
¶
¶
¶
+
++-= 2
0
)(
11
(3)
Phương trình viết cho thành phần vận tốc theo phương thẳng đứng:
[ ] [ ] )(
)(1)(1
outin qqH
Gvd
GG
Gud
GGt
-=
¶
¶
+
¶
+¶
+
¶
+¶
+
¶
¶
s
w
h
z
x
zz xx
hmxx
hh
hhxx
(4)
trong các phương trình (2), (3), (4): w là vận tốc theo hướng s trong hệ toạ độ
s (m/s); fv và fu là các thành phần của lực Coriolis; hx MM , lần lượt là ngoại lực
theo các hướng hx , ; 0r là mật độ nước.
Các quá trình vật lý chính đã được thể hiện trong các phương trình trên, bao gồm:
- Lực Coriolis
- Các kiểu khuyếch tán rối: K-epsilon, k-L, biểu thức đại số và hằng số đưa
vào với mỗi mô hình.
- Các kiểu ứng suất đáy:
+ Theo công thức Chézy: C- hệ số Chézy (m1/2
/s
+ Theo công thức Manning:
n
H
C
6
=
Với: H- độ sâu tổng cộng; n- hệ số Manning

26. 19
+ Theo công thức White Colebrook: ÷÷
ø
ö
çç
è
æ
=
sk
H
C
12
log18 10
ks- hệ số Nikuradse (m)
+ Lưới tính và lưới độ sâu
Theo chiều ngang, lưới tính của mô hình có dạng so le (hình 2.2). Mỗi ô
lưới chứa một điểm mực nước, một điểm độ sâu đáy, một điểm vận tốc dòng
chảy theo phương x (vận tốc u), một điểm vận tốc dòng chảy theo phương y (vận
tốc v). Những điểm này không trùng nhau. Điểm mực nước được xác định ở giữa
của mỗi ô lưới và dòng chảy thành phần được xác định trên các biên của ô lưới .
Hình 2.2. Lưới so le trong mô hình thuỷ động lực [30]
Lưới độ sâu được tạo thành trên cơ sở lưới tính, số liệu cần thiết để tạo các
lưới độ sâu là số liệu đo đạc, số liệu số hoá từ các bản đồ địa hình.
+ Điều kiện của mô hình
Các biên của mô hình thuỷ động lực bao gồm các biên đóng và biên mở.
Biên đóng là biên dọc theo đường ranh giới giữa đất và nước. Ngược lại, biên
mở là nơi dòng chảy có thể đi vào hoặc ra vùng tính. Những giá trị này có thể
được xác định qua đo đạc, qua tính toán hoặc NESTING từ mô hình có phạm vi
lớn hơn.
Với mỗi trường hợp cụ thể có thể áp dụng 1 trong 4 kiểu điều kiện biên cho
các biên lỏng khác nhau: biên mực nước (z = Fz (t)); biên dòng chảy (U=FU(t));
biên lưu lượng (Q=FQ(t)); biên Riemann .)( ÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
=± tF
d
g
U Rz
- ô tính toán
- điểm cùng chỉ số (i, j)
- điểm độ sâu
- điểm mực nước
- vận tốc theo hướng u
- vận tốc theo hướng v

27. 20
+ Tiêu chuẩn ổn định của mô hình
Các phương trình toán học trên được giải bằng phương pháp sai phân ẩn
(WL|Delft Hydraulics, 1999) với sơ đồ khử luân hướng (ADI - Alternating
Direction Implicit) trên hệ lưới cong. Trong mô hình thuỷ động lực, độ ổn định
của mô hình có thể được đánh giá qua số Counrant - một chỉ số đánh giá độ
chính xác và tiêu chuẩn ổn định của mô hình. Đối với những vùng có sự biến đổi
lớn về địa hình đáy biển hoặc đường bờ, số Counrant không nên vượt quá
khoảng 10 - 30 (Van Ballegooyen và Taljaard, 2001). Theo Stelling (1984), với
mô hình 2 chiều, số Counrant được xác định như sau:
÷÷
ø
ö
çç
è
æ
D
+
D
D= 22
11
2
yx
ghtC (5)
trong công thức trên: C: là số Counrant; g: gia tốc trọng trường (m/s2
); h: là độ
sâu của cột nước tại điểm tính (m); Dt: là bước thời gian (giây); Dx : là kích
thước ô lưới theo phương x (m); Dy: là kích ô lưới theo phương y (m).
Số Counrant có quan hệ chặt chẽ với bước thời gian tính toán, độ sâu điểm
tính và kích thước ô lưới. Nó rất cần thiết trong việc lựa chọn bước thời gian lớn
nhất cho mô hình nhằm giảm thời gian chạy cho mỗi trường hợp mà vẫn đảm
bảo độ chính xác và ổn định của mô hình.
II.2.2. Mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng
Cơ sở toán học của mô hình vận chuyển trầm tích là phương trình lan truyền
và khuyếch tán vật chất:
÷
ø
ö
ç
è
æ
-
¶
¶
¶
¶
-÷÷
ø
ö
çç
è
æ
-
¶
¶
¶
¶
-÷
ø
ö
ç
è
æ
-
¶
¶
¶
¶
=
¶
¶
Cu
z
C
D
z
Cu
y
C
D
y
Cu
x
C
D
xt
C
zzyyxx (6)
Nếu tính cả nguồn đưa từ ngoài vào thì:
),( tCFCu
z
C
D
z
Cu
y
C
D
y
Cu
x
C
D
xt
C
zzyyxx +÷
ø
ö
ç
è
æ
-
¶
¶
¶
¶
-÷÷
ø
ö
çç
è
æ
-
¶
¶
¶
¶
-÷
ø
ö
ç
è
æ
-
¶
¶
¶
¶
=
¶
¶
(7)
Trong các phương trình (6, 7) trên: Dx, Dy, Dz là các hệ số khuyếch tán theo
các phương x, y, z ; F(C, t) là nguồn vật chất thêm vào hoặc mất đi; C: hàm
lượng vật chất.

28. 21
Đối với mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng, giả thiết rằng hàm lượng trầm
tích lơ lửng trong cột nước giảm khi xảy ra quá trình lắng đọng trầm tích. Mặt
khác quá trình xói (tái lơ lửng-resuspension) xảy ra khi hàm lượng trầm tích lơ
lửng trong cột nước tăng lên. Quá trình lắng đọng trầm tích phụ thuộc vào ứng
suất xung quanh bề mặt (ambient shear stress-Tau) và ứng suất tới hạn cho quá
trình lắng đọng (Taucr
sed
). Nếu ứng suất xung quanh thấp hơn ứng suất tới hạn,
thì diễn ra quá trình lắng đọng trầm tích.
Dòng trầm tích lắng đọng (Sedimentation flux)= Psed x Vsed x (IM1)
(g/m2
/ngày)
Trong đó : Vsed là : vận tốc lắng đọng trầm tích
IM1 là : nồng độ vật chất vô cơ
Psed là : khả năng lắng đọng và được tính theo công thức :
Psed = ÷÷
ø
ö
çç
è
æ
- sed
crTau
Tau
1,0max (8)
Ngược lại, quá trình xói xảy ra khi ứng suất xung quanh cao hơn ứng suất tới
hạn cho quá trình tái lơ lửng (Taucr
res
):
Dòng tái lơ lửng (Ressuspension flux) = Pres x Zres
(g.m2
/ngày)
Trong đó: Zres là: tỷ lệ tái lơ lửng ban đầu
Pres là: khả năng tái lơ lửng và được tính theo công thức:
Pres = ÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
-1,0max
Tau
Tau res
cr
(9)
Trong đó: IM1 là hàm lượng trầm tích lơ lửng; Psed- xác suất xảy ra quá trình
lắng đọng trầm tích; Vsed- Vận tốc lắng đọng; Tau-ứng suất xung quanh; Taucr
sed
-
ứng suất tới hạn cho quá trình lắng đọng trầm tích; Taucr
res
-ứng suất tới hạn cho
quá trình tái lơ lửng; Pres-xác suất xảy ra quá trình tái lơ lửng; Zres- tốc độ tái lơ
lửng từ bề mặt đáy. Ứng suất xung quanh (Tau) phụ thuộc vào các quá trình
động lực sóng, gió, dòng chảy, mực nước, độ nhám đáy.

29. 22
CHƯƠNG III. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG
KHU VỰC CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG
Khu vực ven biển Hải Phòng có năm cửa sông đổ ra, nên quá trình tương
tác lục địa và biển xảy ra tương đối mạnh mẽ, bởi vậy sự phân bố trầm tích lơ
lửng là một quá trình phức tạp. Theo kết quả nghiên cứu của [12, 19] cho thấy
vùng biển ven bờ Hải Phòng có hàm lượng TTLL khá cao do chịu ảnh hưởng
của khối nước từ các cửa sông Bạch Đằng, sông Cấm đổ ra. Vào mùa mưa,
lượng nước trao đổi lớn nên nước có hàm lượng TTLL cao, giá trị cao nhất quan
trắc được là hơn 2000 mg/l tại khu vực cửa Bạch Đằng (Đình Vũ). Phía ngoài
cửa Bạch Đằng, hàm lượng TTLL trung bình trong mùa mưa đạt 407,6 mg/l
(tháng 7/2006) và mùa khô (tháng 3/2007) đạt 47,3 mg/l. Khu vực phía trong
sông Bạch Đằng (Bến Rừng), hàm lượng TTLL có giá trị thấp hơn, trung bình
đạt 116,8 mg/l trong mùa mưa (tháng 6/2007) và 87,4 mg/l trong mùa khô (tháng
2/2007). Tại các vùng đất ngập nước đã ghi nhận hàm lượng TTLL trong mùa
khô là 36 mg/l (tháng 4/2003). Khu vực sông Cấm (Bến Bính) có hàm lượng
TTLL trung bình đạt 367mg/l trong mùa mưa (tháng 9/2007) và 258 mg/l trong
mùa khô (tháng 01/2008). Khu vực ngoài khơi Cát Bà, hàm lượng TTLL khá
thấp, trung bình 20 mg/l trong mùa mưa và 39 mg/l trong mùa khô.
Trong chuỗi số liệu (501 số liệu) thu thập quan trắc được từ trước đến nay
của các nghiên cứu do Viện TN&MTB thực hiện cho thấy có 186 (chiếm
35,93%) số liệu vượt GHCP so với QCVN10: 2008/BTNMT (Tiêu chuẩn chất
lượng nước biển ven bờ đối với nước dùng cho Nuôi trồng thuỷ sản và bảo tồn
thuỷ sinh, thông số trầm tích lơ lửng 50 mg/l).
Các đặc trưng biến đổi theo thời gian, không gian của TTLL tại khu vực
nghiên cứu được phân tích chi tiết như sau:
III.1. Phân bố TTLL theo thời gian
Từ trước đến nay đã có nhiều đề tài, dự án nghiên cứu về trầm tích lơ lửng,
trong đó đáng kể Nhiệm vụ Quan trắc môi trường biển phía Bắc [3] do Viện Tài
nguyên và Môi trường biển thực hiện từ năm 1995 đến nay. Dựa trên chuỗi số

30. 23
liệu quan trắc trong giai đoạn 1996-2010 (15 năm), học viên đã phân tích và
đánh giá sự biến đổi của TTLL khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng (đại diện
điểm quan trắc tại Đồ Sơn được thể hiện trên hình 3.1) theo thời gian như sau:
.
Hình 3.1. Vị trí và tọa độ điểm quan trắc TTLL và khu vực lân cận [3]
Hình 3.2. Biểu đồ giá trị TTLL trung bình mùa (1996-2010) khu vực Đồ Sơn
Theo hình 3.2 cho thấy giá trị TTLL của khu vực nghiên cứu có các năm
1996, 1997, 2006, 2007 và 2009 cả hai mùa khô và mưa đều vượt GHCP so với
QCVN10: 2008/BTNMT (Tiêu chuẩn chất lượng nước biển ven bờ đối với nước
dùng cho Nuôi trồng thuỷ sản và bảo tồn thuỷ sinh, thông số trầm tích lơ lửng 50
mg/l). Giá trị trung bình mùa của TTLL trong các năm 2002, 2004, 2007 và 2010
đều xấp xỉ bằng nhau, các năm 1997, 2005, 2006 mùa khô có giá trị gấp nhiều
lần mùa mưa.

31. 24
Hình 3.3 thể hiện mối quan hệ giữa giá trị trung bình năm của TTLL và
tổng lượng mưa năm của khu vực nghiên cứu. Trên biểu đồ này cho thấy những
năm đạt cực trị về lượng mưa thì giá trị trung bình của TTLL cũng đạt cực trị và
ngược lại những năm có tổng lượng mưa thấp thì giá trị TTLL trung bình năm
cũng thấp. Trong giai đoạn 2005-2010 giá trị TTLL trung bình năm có biểu hiện
vượt GHCP so với QCVN10: 2008/BTNMT.
Hình 3.3. Đồ thị giá trị trung bình năm của TTLL và tổng lượng mưa năm
khu vực Hải Phòng (1996-2010)
Trong bảng 3.1 cho thấy hệ số vượt GHCP của giá trị TTLL trung bình năm
của các năm 1996, 1997, 2001, 2006, 2007, 2008, 2009 vượt từ 1,04 đến 2,54 lần
cho phép so với QCVN10: 2008/BTNMT.
Bảng 3.1. Hệ số vượt GHCP** (QCVN10:2008/BTNMT) của giá trị TTLL
trung bình năm khu vực nghiên cứu
Năm Hệ số Năm Hệ số
1996 1,33* 2004 0,66
1997 2,54* 2005 0,88
1998 0,87 2006 1,43*
1999 0,54 2007 1,26*
2000 0,33 2008 1,19*
2001 1,04* 2009 1,19*
2002 0,86 2010 0,91
2003 0,68
Ghi chú: 1,33*: vượt GHCP; Hệ số vượt GHCP**: là giá trị TTLL trung bình năm chia cho 50
(giá trị của Tiêu chuẩn chất lượng nước biển ven bờ đối với nước dùng cho Nuôi trồng thuỷ
sản và bảo tồn thuỷ sinh, thông số trầm tích lơ lửng 50 mg/l).

32. 25
Theo hình 3.4 cho thấy nồng độ TTLL trung bình 10 năm trở lại đây của
khu vực Đồ Sơn có đặc điểm sau:
- Tại tầng mặt có giá trị xấp xỉ GHCP và tầng đáy vượt GHCP so với QCVN10:
2008/BTNMT.
- So với các khu vực khác ven bờ biển Bắc Bộ như Trà Cổ, Cửa Lục, Sầm Sơn,
Cửa Lò, khu vực nghiên cứu có giá trị TTLL trung bình lớn hơn, chỉ thấp hơn
khu vực cửa Ba Lạt. Về giá trị trung bình của tầng đáy lớn hơn tầng mặt, giống
xu thế chung của các khu vực khác.
0
50
100
150
200
250
Trà Cổ Cửa Lục Đồ S ơ n B a Lạt S ầm S ơ n Cửa Lò
Trạ m
m g/l
T. M ặt T. Đáy Tr. B ình
GHCP
Hình 3.4. Nồng độ TTLL trung bình 10 năm và theo tầng
trong khu vực ven bờ phía bắc Việt Nam [7]
Theo hình 3.5 cho thấy giá trị TTLL biến đổi theo thời gian trong trong
khoảng 15 năm trở lại đây (1996-2010) của khu vực nghiên cứu có xu thế tương
tự như các khu vực lân cận là mùa mưa cao hơn mùa khô.
0
50
100
150
200
250
300
350
Trà Cổ Cửa Lục Đồ Sơn Ba Lạt Sầm Sơn Cửa Lò Trạ m
mg/l
M. mưa M.khô Tr.bình
GHCP
Hình 3.5. Biến động nồng độ TTLL trung bình theo mùa
trong khu vực ven bờ phía bắc Việt Nam [7]

33. 26
III.2. Đặc điểm TTLL khu vực các sông Hải Phòng
Theo [4] cho thấy TTLL trung bình ngày đêm tại các sông đều có giá trị
tầng mặt lớn hơn tầng đáy trong cả hai mùa (mưa và khô). Tuy nhiên, khu vực
cửa sông Thái Bình có xu thế ngược lại, tầng đáy có giá trị TTLL lớn hơn tầng
mặt. Tại cửa sông Văn Úc giá trị TTLL trung bình ngày đêm giữa tầng đáy và
tầng mặt chênh nhau không đáng kể. Giá trị TTLL trung bình ngày lớn nhất là
133 mg/l quan trắc được tại tầng đáy khu vực sông Cấm và nhỏ nhất là 18 mg/l
tại tầng mặt khu vực sông Bạch Đằng (Hình 3.6). Các sông (Bạch Đằng, Cấm,
Lạch Tray) phía bắc bán đảo Đồ Sơn giá trị TTLL tầng đáy lớn hơn tầng mặt,
trong khi đó các sông khu vực phía nam bán đảo Đồ Sơn có đặc điểm ngược lại
tầng mặt lớn hơn tầng đáy.
Hình 3.6. Sơ đồ giá trị TTLL (mg/lít) trung bình ngày đêm
tại các cửa sông ven biển Hải Phòng vào mùa khô
Vào mùa mưa cho thấy giá trị trung bình tại tầng mặt khu vực sông Bạch
Đằng và cửa sông Thái Bình lớn hơn tầng đáy. Tuy nhiên tại các khu vực cửa
sông Cấm, Lạch Tray và Văn Úc có xu thế ngược lại, giá trị TTLL tầng đáy lớn

34. 27
hơn tầng mặt (Hình 3.7). Giá trị TTLL trung bình ngày lớn nhất là 427 mg/l quan
trắc được tại tầng đáy khu vực sông Cấm và nhỏ nhất là 36 mg/l tại tầng đáy khu
vực sông Thái Bình.
Hình 3.7. Sơ đồ giá trị TTLL (mg/lít) trung bình ngày đêm
tại các cửa sông ven biển Hải Phòng vào mùa mưa
III.3. Đặc điểm TTLL khu vực xa bờ Hải Phòng
Trong khuôn khổ Dự án [12] hợp tác giữa thành phố Hải Phòng và thành
phố Brest-Pháp có tiến hành thu mẫu và phân tích TTLL tại khu vực xa các cửa
sông ven bờ biển Hải Phòng (Hình 3.8). Theo số liệu này cho thấy hàm lượng
TTLL trong nước còn thấp hơn GHCP so với QCVN10: 2008/BTNMT. Hàm
lượng TTLL trung bình trong nước ven biển Hải Phòng trong đợt khảo sát năm
2009 dao động từ 28,05 - 99,1 mg/l trong mùa mưa và từ 20,26 - 68,34mg/l trong

35. 28
mùa khô. Hàm lượng TTLL trong nước biển năm 2009 khu vực Hải Phòng có xu
hướng tăng cao trong nước tầng đáy, mùa mưa lớn hơn mùa khô.
Hình 3.8. Sơ đồ thu mẫu TTLL xa bờ khu vực Hải Phòng [12]
Xét theo các mặt cắt, nhận thấy sự phân bố hàm lượng TTLL theo các mặt
cắt khá phức tạp, không tuân theo quy luật chung là giảm từ bờ ra khơi (Hình
3.8, Bảng 3.2). Điều này cho thấy sự vận chuyển trầm tích lơ lửng vùng ven biển
Hải Phòng khá phức tạp, ngoài nguồn do sông đưa ra còn chịu ảnh hưởng của
chế độ triều, chế độ dòng chảy sông và các chế độ thuỷ động lực khác.
Theo bảng 3.2 cho thấy vào mùa mưa mặt cắt 3 có giá trị TTLL trung bình
lớn nhất (62,14 mg/l) sau đó đến các mặt cắt 5, mặt cắt 4, mặt cắt 1, mặt cắt 2
(34,78 mg/l). Vào mùa khô mặt cắt 5 có giá trị TTLL trung bình lớn nhất (43,08
mg/l) sau đó đến các mặt cắt 1, mặt cắt 4, mặt cắt 3, mặt cắt 2 (26,41 mg/l).

36. 29
Bảng 3.2. TTLL trung bình (mg/l) của nước biển Hải Phòng vào mùa
khô (tháng 3/2009) và mùa mưa (tháng 7/2009) [12]
Mùa mưa Mùa khôKhu vực
Tầng mặt Tầng đáy Tầng mặt Tầng đáy
M. cắt 1 33,06 40,36 29,36 40,28
M. cắt 2 28,05 41,5 24,38 28,43
M. cắt 3 52,6 71,68 25,03 31
M. cắt 4 37,05 42,2 26,98 30,58
Trạm mặt
rộng
M. cắt 5 34,42 51,26 20,26 65,9
Khu vực phía bắc quần đảo Long Châu có giá trị TSS trung bình tầng mặt
bằng 26,15 mg/l và trung bình tầng đáy bằng 27,25 mg/l trong mùa mưa. Khu
vực bãi tắm Cát Cò I (đảo Cát Bà) có giá trị TSS tầng mặt và tầng đáy lần lượt
bằng 27,8 và 30,2 mg/l. Phía tây nam đảo Cát Bà có giá trị TSS tầng mặt và tầng
đáy lần lượt bằng 37,6 và 38,3 mg/l. Nhìn chung, giá trị hàm lượng TTLL khu
vực xa bờ Hải Phòng còn thấp hơn GHCP so với QCVN10: 2008/BTNMT.
Dựa trên các số liệu quan trắc trung bình tầng đáy và tầng mặt, bức tranh
về phân bố TTLL theo không gian trong mùa khô khu vực trung tâm có giá trị
30 mg/l, phía đông bắc có giá trị trong khoảng 35-40 mg/l, các vùng cửa sông
(Cấm Bạch Đằng) phía bắc mũi Đồ Sơn có giá trị trong khoảng 35-80 mg/l và
phía nam (cửa sông Văn Úc, Thái Bình) mũi Đồ Sơn có giá trị trong khoảng 35-
60 mg/l (Hình 3.9). Trong mùa mưa, khu vực trung tâm có giá trị 30-35 mg/l,
phía đông bắc có giá trị trong khoảng 40-45 mg/l, khu vực cửa sông Cấm-Bạch
Đằng có giá trị trong khoảng 45-120 mg/l (Hình 3.10). Đây là những giá trị làm
cơ sở cho việc tiến hành mô phỏng TTLL (chương IV) khu vực nghiên cứu theo
đặc trưng mùa.

37. 30
Hình 3.9. Phân bố TTLL theo không gian khu vực nghiên cứu trong mùa khô
Hình 3.10. Phân bố TTLL theo không gian khu vực nghiên cứu trong mùa mưa

38. 31
CHƯƠNG IV. MÔ PHỎNG TRẦM TÍCH LƠ LỬNG KHU VỰC
CỬA SÔNG VEN BIỂN HẢI PHÒNG BẰNG MÔ HÌNH DELFT3D
IV. 1. Triển khai mô hình thủy động lực
Phạm vi miền tính của mô hình
· Mô phỏng dao động mực nước khu vực vịnh Bắc Bộ:
- Số liệu đường bờ (dùng để tạo lưới tính toán) của các khu vực trên được số
hóa lại từ các bản đồ địa hình UTM tỷ lệ 1: 25000 do Cục Đo đạc Bản đồ xuất
bản, đây là những bản đồ với hệ tọa độ nhà nước VN-2000. Những bản đồ đó đã
được quét vào máy tính, số hoá và xử lý bằng các phần mềm Acview, MapInfo.
(a) (b)
Hình 4.1. Trường độ sâu vịnh Bắc Bộ (a) và lưới khu vực nghiên cứu (b)
- Số liệu độ sâu (Hình 4.1a) được lấy từ nguồn cơ sở dữ liệu địa hình
ETOPO5 (Earth Topography - 5 Minute) của Trung tâm Tư liệu Địa vật lí Quốc
gia Mỹ NGDC (National Geophysical Data Center) và GEBCO -1 (General
Bathymetric Chart of the Ocean (GEBCO) one minute) của Trung tâm tư liệu hải
dương học vương quốc Anh (British Oceanographic Data Centre-BODC).

39. 32
- Số liệu đầu vào tính toán cho khu vực vịnh Bắc Bộ được lấy từ bộ hằng số
điều hòa toàn cầu FES2004 của dự án Topex/ Poseidon với độ phân giải 1/8 độ
và tham khảo tài liệu của Takashi TAKANEZAWA, 2000 [17].
· Mô phỏng trường dòng chảy khu vực nghiên cứu:
Mô hình thuỷ động lực cho khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng sử dụng
hệ lưới cong trực giao. Phạm vi vùng tính của mô hình bao gồm các vùng nước
của các cửa sông Bạch Đằng, Cấm, Lạch Tray và phần phía ngoài các cửa sông
này mở rộng ra phía ngoài biển đến độ sâu khoảng 11 đến 12 mét (Hình 4.2).
Miền tính được chia thành 185 x 356 ô lưới (M = 185, N = 356), trải dài từ
106o
68E - 106o
98 E, 20o
65N - 20o
948N (Hình 4.1b). Kích thước các ô lưới biến
đổi từ 48,24 đến 158,3 mét (Bảng 4.1).
Hình 4.2. Trường độ sâu và trạm (B2) đo đạc kiểm chứng mô hình
Miền tính có các biên mở phía biển (số liệu đầu vào là các giá trị mực nước
được trích xuất từ vùng tính khu vực vịnh Bắc Bộ, Phần phụ lục) và các biên
sông. Biên phía biển bao gồm phía tây nam, đông nam và đông bắc. Các biên mở
sông là những nguồn cung cấp trầm tích chủ yếu cho khu vực tính.
◘ B2

40. 33
Thời gian tính toán
Mô hình thủy động lực khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng được thiết lập
và chạy với thời gian là các mùa đặc trưng trong năm (mùa mưa và mùa khô) của
các kịch bản khác nhau. Những kịch bản này gồm:
- Mùa khô (từ ngày 01 đến ngày 31 tháng 3 năm 2010)
- Mùa mưa (từ ngày 01 đến ngày 31 tháng 8 năm 2010)
Bước thời gian chạy của mô hình thủy động lực là 0,5 phút.
Bảng 4.1. Các thông số được sử dụng cho mô hình thủy động lực
Thông số Giá trị
Số điểm tính M=185, N=356
Dx, Dy 48,24 - 158,30 m
Bước thời gian 30 giây
Ngưỡng giữa khô và ướt 0,1 m
Khoảng thời gian tính (mùa mưa và mùa khô) 30 ngày
Hệ số nhớt theo phương ngang 1,0m2
/s
Hệ số nhớt theo phương đứng 1,0 x 10-6
m2/s
Hệ số khuyếch tán theo phương ngang 1,0m2
/s
Hệ số khuyếch tán theo phương đứng 1,0 x 10-6
m2
/s
Hệ số nhám Chezy 60
Mô hình khép kín rối k-e
Hiệu chỉnh và kiểm nghiệm các kết quả của mô hình
So sánh các kết quả nhận được của mô hình với số liệu quan trắc, từ đó hiệu
chỉnh các tham số có tính chất địa phương, kiểm tra số liệu đầu vào để kết quả
nhận được của mô hình phù hợp với thực tế. Sai số bình phương trung bình (Sbt)
là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá độ chính xác của mô hình:
( )
N
OP
S
N
i
ii
bt
å=
-
= 1
2
Trong đó: i = 1, n là số lần quan trắc được thực hiện, iP là giá trị dự báo của
mô hình tại thời điểm i, iO là giá trị quan trắc tại thời điểm i [15].

41. 34
Để đánh giá và hiệu chỉnh cho mô hình thuỷ động lực khu vực, đã sử dụng
kết quả tính mực nước của mô hình tại Hòn Dấu so với số liệu trong cả hai
trường hợp: mùa mưa và mùa khô. Sau lần hiệu chỉnh cuối, các kết quả tính toán
cho thấy sai số bình phương trung bình của mực nước tính từ mô hình và bảng
dự báo thủy triều trong mùa mưa và khô lần lượt là 0,29 m và 0,37 m.
Dao động mực nước tính từ mô hình với mực nước thực đo cho thấy có sự
phù hợp nhất định cả về pha triều và độ lớn (Hình 4.3). Các kết quả sau lần hiệu
chỉnh cuối cùng cũng đã cho thấy sự phù hợp tương đối giữa tính toán và số liệu
quan trắc thực tế.
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
thời gian
mực nước (m) mô hình
a) Tháng 3 năm 2010
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
thời gian
mực nước (m) mô hình
b) Tháng 8 năm 2010
Hình 4.3. Đường quá trình mực nước giữa thực đo và kết quả tính từ mô
hình tại Trạm Hòn Dấu

42. 35
Vận tốc dòng chảy tính toán và quan trắc có sự khác biệt (Hình 4.4), tuy
nhiên số liệu quan trắc được tiến hành đo tại tầng mặt (cách mặt 0,5 mét), còn
kết quả từ mô hình là tính cho trung bình cả cột nước. Đây cũng là một hạn chế
trong quá trình tính toán nên ít nhiều cũng ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu.
0
30
60
90
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
thời gian
vận tốc (cm/s) quan trắc mô hình
Hình 4.4. Tốc độ dòng chảy (mùa khô) theo kết quả tính toán mô hình và
số liệu quan trắc tại trạm kiểm chứng B2
IV.2. Triển khai mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng
Phạm vi miền tính của mô hình
Mô hình mô phỏng lan truyền trầm tích lơ lửng dùng các kết quả của mô
hình thủy động lực làm điều kiện nền cho việc tính toán. Vì vậy, tất cả các kết
quả của mô hình thủy động lực đã được chuyển đổi sang các định dạng đầu vào
để sử dụng cho các tính toán của mô hình lan truyền TTLL.
Thời gian tính toán
Mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng
được thiết lập và chạy với thời gian là các mùa (mùa khô và mùa mưa) đặc trưng
trong năm của các kịch bản khác nhau. Bước thời gian chạy của mô hình lan
truyền TTLL là 0,5 phút và các kịch bản này gồm:
- Mùa khô (từ ngày 01 đến ngày 31 tháng 3 năm 2010)
- Mùa mưa (từ ngày 01 đến ngày 31 tháng 8 năm 2010)

43. 36
Điều kiện biên và các tham số tính
Bảng 4.2. Lựa chọn giá trị TTLL (mg/l) trung bình mùa tại biên lỏng
Biên lỏng Mùa khô Mùa mưa
BachDang 60 115
Cam 85 180
LachTray 35 45
Chanh 18 20
TuanChau 15 20
Bien1 18 26
Bien2 16 24
Trên biển lỏng các cửa sông và biển sử dụng số liệu TTLL trung bình mùa
(Bảng 4.2) và kết quả tính toán từ mô hình được so sánh với số liệu quan trắc
(Hình 4.3). Trong quá trình tính đã sử dụng các tham số cho mô hình lan truyền
trầm tích lơ lửng (Bảng 4.3).
Bảng 4.3. Các tham số được sử dụng cho mô hình
lan truyền trầm tích lơ lửng
Tham số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
Ứng suất đáy tổng cộng Tau N/m2 Từ mô hình thủy
động lực
Nhiệt độ nước T 0
C
Từ mô hình thủy
động lực
Độ muối của nước biển S g/kg
Từ mô hình thủy
động lực
Tỷ trọng của nước biển DENS_water kg/m3
1024
Khả năng xói - - có
Vận tốc lắng đọng Vsed m/ngày 1,48
Tiêu chuẩn cho sự bồi lắng Taucr
sed
N/m2
0,15
Tiêu chuẩn cho sự tái lơ lửng Taucr
res
N/m2
0,145

44. 37
Theo đồ thị Hình 4.5 cho thấy đặc điểm hàm lượng TTLL giữa kết quả tính
từ mô hình và số liệu quan trắc có xu thế như nhau, về giá trị có sự khác biệt
đáng kể. Tuy nhiên số liệu quan trắc được tiến hành đo tại tầng mặt (cách mặt
0,5 mét), còn kết quả từ mô hình là tính cho trung bình cả cột nước. Đây cũng là
một hạn chế trong quá trình tính toán nên ít nhiều cũng ảnh hưởng đến kết quả
nghiên cứu.
0
5
10
15
20
25
30
35
1 4 7 10 13 16 19 22 25
thời gian
mg/l
quan trắc
mô hình
Hình 4.5. Hàm lượng TTLL (mùa khô) theo kết quả tính toán mô hình và số
liệu quan trắc tại trạm kiểm chứng B2
IV.3. Kết quả tính toán
IV.3.1. Dòng chảy
Trường dòng chảy vùng cửa sông ven biển Hải Phòng là tổng hợp của các
thành phần dòng triều, dòng chảy gió và dòng chảy do khối nước ngọt từ sông
đưa ra. Trong đó, dòng triều tuần hoàn có vai trò quan trọng quyết định đến tính
chất chung của dòng chảy tổng hợp. Tuy nhiên sự biến đổi theo mùa của trường
gió và lưu lượng sông gây ra sự biến đổi mùa của trường dòng chảy trong khu
vực nghiên cứu. Dựa trên kết quả tính từ mô hình, đặc điểm dòng chảy theo mùa
và theo pha triều được phân tích chi tiết như sau:
· Mùa khô
Vào mùa khô, sự biến đổi mùa của trường gió và suy giảm đáng kể lưu lượng
nước từ các sông đưa ra cũng đã tạo ra sự khác biệt tương đối của trường dòng

45. 38
chảy so với mùa mưa. Ở thời kỳ cuối pha triều lên và nước lớn, vận tốc dòng
chảy khá nhỏ, sự ảnh hưởng của khối nước sông vào thời điểm này rất hạn chế
nên khối nước biển xâm nhập sâu hơn vào phía trong các cửa sông. Thời gian
chuyển pha giữa nước lớn và thời điểm triều xuống khá nhỏ, trong khoảng 2 giờ.
Cũng do tải lượng nước của các sông nhỏ nên thời gian dừng chảy vào thời điểm
nước ròng ngắn hơn, trường dòng chảy nhanh chóng chuyển trạng thái từ dừng
chảy thành chảy lên. Kết quả mô phỏng trường dòng chảy trong pha triều lên vào
mùa khô cho thấy sự ảnh hưởng sâu hơn vào lục địa của các khối nước biển, đặc
biệt là khu vực cửa Lạch Tray và Tây Nam đảo Đình Vũ.
Trong thời điểm nước ròng, trường dòng chảy khu vực ven biển Hải Phòng
có vận tốc khá nhỏ - khoảng 0,1 đến 0,2 m/s và phân tán mạnh về hướng chảy.
Cũng do tải lượng nước của các sông nhỏ nên thời gian dừng chảy vào thời điểm
nước ròng ngắn hơn, trường dòng chảy nhanh chóng chuyển trạng thái từ dừng
chảy thành chảy lên. Khu vực sông Bạch Đằng có vận tốc 0,7-0,8 m/s và giảm
dần đến Đình Vũ với vận tốc dòng chảy là 0,2-0,4 m/s. Phía Đông Bắc khu vực
nghiên cứu do lượng nước từ Quảng Ninh đưa sang ít và lưu lượng từ sông
Chanh chảy ra thấp nên tốc độ dòng chảy trong mùa khô chỉ đạt từ 0,1-0,2 cm/s.
Kết quả mô phỏng trường dòng chảy trong pha triều lên vào mùa khô cho
thấy sự ảnh hưởng sâu hơn vào lục địa của các khối nước biển, đặc biệt là khu
vực cửa Bạch Đằng. Hướng dòng chảy ở vùng phía ngoài các cửa sông khá đồng
nhất và định hướng về phía trong các sông. Tuy nhiên cũng chỉ đến khu vực
Đình Vũ với vận tốc 0,2-0,3 m/s, vào sâu hơn là ảnh hưởng của dòng chảy sông
Bạch Đằng với vận tốc 0,5-0,7 m/s.
Với hình dạng đường bờ, trong mùa khô xu hướng di chuyển của các khối
nước ở khu vực nghiên cứu vẫn là về phía nam và tây nam bán đảo Đồ Sơn
nhiều hơn. Mặc dù tải lượng nước từ sông đưa ra trong mùa khô giảm mạnh
nhưng sự tăng cường của gió đông bắc làm cho xu hướng này trong mùa khô
cũng được thể hiện rõ rệt (từ Hình 4.6 đến Hình 4.9).

46. 39
Hình 4.6. Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu
08h ngày 05/3/2010 (mùa khô)
Hình 4.7. Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu
01h ngày 10/3/2010 (mùa khô)

47. 40
Hình 4.8. Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu
07h ngày 19/3/2010 (mùa khô)
Hình 4.9. Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu
18h ngày 20/3/2010 (mùa khô)

48. 41
· Mùa mưa
Vào mùa mưa do lưu lượng nước sông lớn nên trong pha triều lên, vận tốc
của dòng chảy từ biển hướng vào phía các cửa sông có giá trị nhỏ. Trong pha
triều này, hướng dòng chảy chủ yếu là nam - đông nam với giá trị vận tốc biến
đổi từ 0,2-0,7m/s. Ở khu vực cửa sông Cấm-Bạch Đằng, nơi lưu lượng nước từ
sông lớn nhất trong các sông đưa ra vùng ven biển Hải Phòng thì hầu như không
có dòng chảy ngược từ biển vào.
Ở thời điểm nước lớn, hướng dòng chảy ở khu vực ven biển Hải Phòng
phân tán mạnh mẽ với giá trị vận tốc khá nhỏ, đặc biệt là vùng nước giữa Hòn
Dấu, Cát Bà và Cát Hải. Cũng tại khu vực cửa sông Cấm-Bạch Đằng do dòng
chảy sông vẫn khá mạnh khi mực nước dâng lớn nhất nên dòng chảy vào thời
điểm đó vẫn có giá trị tương đối lớn và có hướng chảy ra phía ngoài (nam, đông
nam và tây nam). Sự kết hợp giữa dòng chảy sông và dòng triều được thể hiện rõ
nét vào pha triều xuống, tạo ra dòng chảy tổng hợp với vận tốc khá lớn so với
các pha triều khác. Hướng dòng chảy trong trường hợp này định hướng theo
hướng của các các của sông ra phía biển, và chủ yếu là hướng đông nam, tây
nam và nam. Giá trị vận tốc dòng chảy biến đổi trong khoảng từ 0,2-0,8m/s. Một
số nơi do lòng dẫn hẹp như khu vực cửa Lạch Huyện, cửa Nam Triệu... vận tốc
dòng chảy có thể đạt đến giá trị trên 1,0m/s.
Ở thời điểm nước ròng, khối nước từ sông có điều kiện phát triển mạnh mẽ
ra phía biển, tuy nhiên do giới hạn vốn có của lưu lượng nước sông nên dòng
chảy có hướng ra phía biển chỉ tồn tại trong phạm vi khoảng 10-20 km từ bờ ra
phía ngoài. Khi đó trường dòng chảy tại khu vực sông Bạch Đằng rất lớn, biến
thiên từ 0,9-1,4 m/s.
Các kết quả tính toán cho thấy xu hướng dịch chuyển về phía nam và tây
nam bán đảo Đồ Sơn của các khối nước trong các trạng thái biến đổi khác nhau
của pha triều (trừ pha triều lên). Nguyên nhân của hiện tượng này có thể là do sự
dồn ép của các khối nước trong khi sự trao đổi nước nên phía bắc rất hạn chế do
địa hình phía đông bắc khu vực nghiên cứu khá nông (từ Hình 4.10 đến
Hình 4.13).

49. 42
Hình 4.10. Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu
03h ngày 07/8/2010 (mùa mưa)
Hình 4.11. Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu
19h ngày 12/8/2010 (mùa mưa)

50. 43
Hình 4.12. Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu
02h ngày 20/8/2010 (mùa mưa)
Hình 4.13. Trường dòng chảy (m/s) khu vực nghiên cứu
17h ngày 25/8/2010 (mùa mưa)

51. 44
IV.3.2. Trầm tích lơ lửng
Đặc điểm lan truyền của TTLL khu vực nghiên cứu có liên quan chặt chẽ
đến chế độ thủy động lực và nguồn cung cấp trầm tích. Hướng lan truyền chính
trong cả hai mùa là hướng đông nam. Vào mùa khô phạm vi lan truyền TTLL có
giá trị trong khoảng 40 mg/l đến tận mũi Đồ Sơn-sát với khu vực đảo Hòn Dấu.
Vào mùa mưa, phạm vi lan truyền TTLL có giá trị > 100 mg/l qua khu vực đảo
Hòn Dấu. Trong suốt quá trình tính toán, khu vực phía nam và tây đảo Cát Bà
giá trị lớn nhất cũng chỉ đạt 30 mg/l. Các khu vực nuôi lồng bè thuộc đảo Cát Bà
giá trị TTLL ổn định trong cả hai mùa và có giá trị trong khoảng 10-20 mg/l.
Dựa trên kết quả mô hình, đặc điểm lan truyền TTLL khu vực nghiên cứu thay
đổi theo mùa được phân tích chi tiết như sau:
· Mùa khô
Đặc điểm vận chuyển và lan truyền của trầm tích lơ lửng (TTLL) có liên
quan chặt chẽ đến chế độ thủy động lực và nguồn cung cấp trầm tích. Vào mùa
khô có đặc điểm bởi sự suy giảm mạnh mẽ của nguồn cung cấp trầm tích từ các
cửa sông khiến cho vào thời điểm nước lớn, dòng TTLL phát tán rất hạn chế ra
vùng ven biển khu vực nghiên cứu so với mùa mưa. Chỉ một vùng nước nhỏ ở
phía ngoài cửa Nam Triệu có hàm lượng TTLL tương đối cao (từ 20-40mg/l) còn
lại các khu vực khác đều có hàm lượng TTLL nhỏ.
Vào pha triều xuống dòng trầm tích lơ lửng từ lục địa có điều kiện thuận lới
để phát tán ra phía ngoài (Hình 4.16). Vùng nước có hàm lượng TTLL tương đối
cao (khoảng 30-50mg/l) cũng chỉ tập trung ngay sát các cửa Nam Triệu, Lạch
Tray. Do ảnh hưởng của trường thủy động lực và tác động chủ yếu của gió
hướng đông bắc nên dòng trầm tích lơ lửng có hướng di chuyển chủ yếu về phía
tây nam sau khi ra khỏi các cửa sông với phạm vi rất nhỏ so với mùa mưa.
Thời điểm nước ròng mặc dù là thời gian dòng TTLL trong lục địa có khả
năng ảnh hưởng lớn nhất đến vùng ven biển. Tuy vậy, cũng như trong pha triều
xuống, dòng trầm tích lơ lửng chỉ có thể ảnh hưởng rất hạn chế ở ngay phía
ngoài các cửa sông. Khu vực ven bờ phía bắc bán đảo Đồ Sơn, ven bờ Cát Hải
và Cát Bà trong trường hợp này cũng có hàm lượng TTLL thấp.

52. 45
.
Hình 4.14. Hàm lượng TTLL (mg/l) từ kết quả mô hình lúc thủy triều lên
(mùa khô)
Hình 4.15. Hàm lượng TTLL (mg/l) từ kết quả mô hình lúc đỉnh triều
(mùa khô)

53. 46
Hình 4.16. Hàm lượng TTLL (mg/l) từ kết quả mô hình lúc thủy triều xuống
(mùa khô)
Hình 4.17. Hàm lượng TTLL (mg/l) từ kết quả mô hình lúc chân triều
(mùa khô)

54. 47
Cơ chế lan truyền và biến đổi của TTLL ở vùng cửa sông ven biển khu vực
nghiên cứu trong trường hợp triều lên (Hình 4.14) của mùa khô cũng tương tự
như trong mùa mưa. Mặc dù vậy sự suy giảm của nguồn trầm tích lơ lửng và tải
lượng nước từ các sông đưa ra làm cho ảnh hưởng của các khối nước biển có
hàm lượng TTLL thấp trở lên mạnh mẽ, vùng nước có hàm lượng TTLL thấp
tiến khá sâu vào các lòng sông trong khu vực nghiên cứu, nhất là các sông có tải
lượng nước thấp như Lạch Tray.
Ở khu vực phía tây nam đảo Cát Bà, hàm lượng TTLL ở khu vực này khá
nhỏ với giá trị dao động dưới 10mg/l. Điều này có thể giải thích như sau, đây là
nơi ít chịu ảnh hưởng do các nguồn trầm tích từ lục địa đưa ra so với các khu vực
còn lại trong phạm vi tính toán và trong cả hai mùa giá trị TTLL đều ổn định.
Ở khu vực phía nam và tây nam đảo Cát Hải, do vị trí gần các cửa sông của
phía bắc bán đảo Đồ Sơn hơn nên hàm lượng TTLL trong nước giảm dần từ các
cửa sông đó cho đến khu vực này còn dao động trong khoảng 5-30mg/l. Biến
thiên theo thời gian của hàm lượng TTLL phụ thuộc chặt chẽ vào dao động mực
nước và thể hiện vai trò của dòng trầm tích từ lục địa. Giá trị hàm lượng TTLL
thường đạt cực đại khi nước ròng và giảm dần khi thủy triều tăng lên đến khi cực
tiểu hàm lượng vào gần các thời điểm nước lớn. Biến thiên của hàm lượng TTLL
cũng mạnh hơn vào những ngày triều cường (Hình 4.15 và 4.17).
Hình 4.18. Hàm lượng TTLL (mg/l) lúc 23 giờ ngày 31 tháng 3 năm 2010
(mùa khô)

55. 48
Vào ngày tính toán cuối cùng khu vực phía nam đảo Cát Hải TTLL có giá trị
trong khoảng 40-45 mg/l, khu vực vụng Cát Bà (các khu nuôi trồng thủy sản, bãi
tắm) có giá trị 25-30 mg/l (Hình 4.18).
· Mùa mưa
Đặc điểm lan truyền và biến đổi TTLL ở vùng cửa sông ven biển Hải Phòng
trong mùa khô cũng tương tự như mùa mưa. Tuy nhiên sự suy giảm dòng nước
ngọt, trầm tích và thay đổi của hướng gió đã tạo ra những sự khác biệt riêng
trong đặc điểm lan truyền TTLL ở khu vực nghiên cứu vào mùa khô. Vào mùa
mưa hàm lượng TTLL trong các sông của khu vực nghiên cứu đều có giá trị lớn
hơn 100 mg/l. Khu vực sông Cấm có hàm lượng trầm tích cao hơn các sông
khác. Với những đặc điểm đó các kết quả mô phỏng phân bố TTLL trong mùa
mưa 2010 cho thấy vùng nước có hàm lượng TTLL cao chủ yếu xuất hiện ở khu
vực cửa Nam Triệu và sông Cấm với sự ảnh hưởng lần lượt từ các nguồn trầm
tích từ phía thượng nguồn. Do ảnh hưởng của trường dòng chảy nên phân bố và
biến động TTLL ở vùng cửa sông ven biển khu vực nghiên cứu chủ yếu theo pha
dao động của mực nước triều.
Trong pha triều lên trường dòng chảy có hướng từ phía biển vào các cửa
sông vì vậy vùng có hàm lượng TTLL cao bị đẩy dần về phía lục địa
(Hình 4.19). Các khu vực ở vùng ven biển khu vực nghiên cứu trong thời gian
này đều có hàm lượng TTLL nhỏ chứng tỏ sự xâm nhập mạnh của các khối nước
biển vào vùng ven bờ trong pha triều này.
Sự xâm nhập của các khối nước biển mạnh nhất vào thời điểm nước lớn.
Trong pha triều này, diễn biến lan truyền của TTLL tiếp tục xu hướng của pha
triều lên. Sự phát tán tán của TTLL từ các sông ra vùng ven biển bị hạn chế nhất
và chỉ tập trung ngay sát ở các cửa sông. Trong khi đó các khu vực còn lại bị các
khối nước biển với hàm lượng TTLL khá nhỏ (< 30mg/l).
Sự phát tán TTLL từ lục địa ra phía ngoài vùng cửa sông ven biển khu vực
nghiên cứu thể hiện rõ trong pha triều xuống. Dưới tác động của trường dòng
chảy trong pha triều này, dòng trầm tích lơ lửng không chỉ phát triển ra phía

56. 49
ngoài mà còn có xu hướng dịch chuyển nhiều về phía nam - tây nam theo hướng
di chuyển của các khối nước sông (Hình 4.21).
Trong thời điểm thủy triều xuống, các khối nước sông cũng như dòng trầm
tích lơ lửng từ lục địa có điều kiện phát triển mạnh nhất ra phía ngoài, đặc biệt là
phía cửa Nam Triệu. Một số khu vực khác cũng xuất hiện trầm tích lơ lửng với
hàm lượng cao là ven bờ phía nam đảo Cát Hải và ven bờ phía bắc bán đảo Đồ
Sơn. Mặc dù đây là thời điểm có điều kiện thuận lợi để dòng trầm tích mở rộng
ra phía ngoài biển nhất so với các pha triều khác nhưng phạm vi ảnh hưởng của
dòng trầm tích lơ lửng từ lục địa trong điều kiện thời tiết bình thường cũng chủ
yếu ở vùng cửa Nam Triệu, phía tây nam đảo Cát Hải, vùng ven bờ phía bắc bán
đảo Đồ Sơn.
Biến đổi theo thời gian của hàm lượng TTLL: ở khu vực phía tây nam đảo
Cát Bà, biến động của hàm lượng TTLL theo thời gian cho thấy ở khu vực này
không chịu ảnh hưởng do các nguồn trầm tích từ lục địa. Hàm lượng TTLL ở
khu vực này khá nhỏ với giá trị dao động đều nhỏ hơn 20mg/l. Với hàm lượng
TTLL nhỏ và ít bị tác động từ vùng cửa sông nên hàm lượng TTLL ở khu vực
này khá ổn định theo thời gian. Mặc dù vậy, trong những ngày nước lớn (mực
nước lớn hơn 2,5m) của kỳ triều cường có thấy xuất hiện các đỉnh hàm lượng
TTLL khi triều xuống, điều này cho thấy ảnh hưởng dù rất nhỏ từ các cửa sông;
Ở khu vực phía nam và tây nam đảo Cát Hải, do vị trí gần các cửa sông của phía
bắc bán đảo Đồ Sơn hơn nên hàm lượng TTLL trong nước giảm dần từ các cửa
sông đó cho đến khu vực này còn dao động trong khoảng 15 - 60mg/l. Biến thiên
theo thời gian của hàm lượng TTLL phụ thuộc chặt chẽ vào dao động mực nước
và thể hiện vai trò của dòng trầm tích từ lục địa. Giá trị hàm lượng TTLL thường
đạt cực đại khi thủy triều xuống và giảm dần khi thủy triều lên đến khi cực tiểu
hàm lượng vào gần các thời điểm nước lớn. Biến thiên của hàm lượng TTLL
cũng mạnh hơn vào những ngày triều cường (Hình 4.20 và 4.22).

57. 50
Hình 4.19. Hàm lượng TTLL (mg/l) từ kết quả mô hình lúc thủy triều lên
(mùa mưa)
Hình 4.20. Hàm lượng TTLL (mg/l) từ kết quả mô hình lúc đỉnh triều
(mùa mưa)

58. 51
Hình 4.21. Hàm lượng TTLL (mg/l) từ kết quả mô hình lúc thủy triều đang
xuống (mùa mưa)
Hình 4.22. Hàm lượng TTLL (mg/l) từ kết quả mô hình lúc chân triều
(mùa mưa)

59. 52
Vào ngày tính toán cuối cùng cho thấy ven bờ phía tây khu vực nghiên cứu
hàm lượng TTLL có giá trị trong khoảng 100 mg/l (từ cửa sông Cấm-Bạch Đằng
đến bán đảo Đồ Sơn). Khu vực vực vụng Cát Bà (các khu nuôi trồng thủy sản,
bãi tắm) có giá trị khoảng 40 mg/l. Do nước sông trong mùa mưa từ lục địa đưa
ra lớn hơn nhiều so với mùa khô nên phạm vi không gian lan truyền TTLL của
khối nước có giá trị > 100 mg/l vượt qua đảo Hòn Dấu (Hình 4.23).
Hình 4.23. Hàm lượng TTLL (mg/l) lúc 23 giờ ngày 31 tháng 8 năm 2010
(mùa mưa)

60. 53
KẾT LUẬN
· Luận văn đã thu thập được số liệu trầm tích lơ lửng thay đổi theo thời gian
(1996-2010), không gian (các cửa sông, các đảo) vùng cửa sông ven biển Hải
Phòng một cách có hệ thống từ trước đến nay.
· Kết quả phân tích, đánh giá số liệu quan trắc cho thấy bức tranh tổng thể về
đặc điểm trầm tích lơ lửng có đặc trưng mùa rõ rệt và sự phân bố của chúng chịu
ảnh hưởng mạnh của các quá trình tương tác lục địa-biển.
· Mô đun thủy động lực và chất lượng nước trong mô hình delft3d đã được sử
dụng để tính toán các trường thủy động lực, sự lan truyền trầm tích lơ lửng từ
các cửa sông Hải Phòng ra biển. Kết quả tính toán cho thấy, xu thế lan truyền,
hàm lượng TTLL có sự biến đổi theo mùa, theo pha triều khá rõ. Vào mùa khô,
hướng lan truyền chính là phía đông nam (qua đảo Cát Bà) với hàm lượng có thể
đạt 42 mg/l (pha triều xuống), đôi khi phạm vi lan truyền TTLL có giá trị trong
khoảng 40 mg/l đến tận mũi Đồ Sơn-sát với khu vực đảo Hòn Dấu. Vào mùa
mưa, lưu lượng các sông đưa ra lớn hơn nhiều so với mùa khô, hướng lan truyền
chính là hướng đông nam với hàm lượng có thể đạt 120 mg/l (pha triều xuống).
Phạm vi lan truyền TTLL có giá trị > 100 mg/l qua khu vực đảo Hòn Dấu, tuy
nhiên trong suốt quá trình tính toán, khu vực Bến Gót không có hiện tượng này
xảy ra và đặc biệt khu vực phía tây đảo Cát Bà giá trị lớn nhất cũng chỉ đạt
30 mg/l.
· Trong thời gian tiếp theo, học viên sẽ tiến hành nghiên cứu sự phân tầng của
trường dòng chảy khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng và tính toán trầm tích lơ
lửng có tính đến các hoạt động kinh tế-xã hội (nguồn thải).

61. 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đỗ Trọng Bình, Trần Anh Tú, Vũ Duy Vĩnh (2010). Nghiên cứu đánh giá lan
truyền các chất gây ô nhiễm khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng bằng mô hình
toán học. Báo cáo tổng hợp Đề tài cấp Thành phố Hải Phòng. Mã số:
ĐT.MT.2008.500.
2. Đỗ Đình Chiến, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú (2005). Mô phỏng quá trình vận
chuyển và phân bố trầm tích lơ lửng khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng bằng
mô hình delft-3D. Báo cáo tổng kết Nhiệm vụ cơ sở năm 2005. Lưu trữ tại Viện
TN&MTB.
3. Cục Môi trường, 1999-2008. Báo cáo quan trắc môi trường biển hàng năm. Trạm
Quan trắc và phân tích môi trường biển miền Bắc, từ năm 1999 đến 2008. Lưu trữ
tại Viện tài nguyên và Môi trường biển.
4. Nguyễn Đức Cự (2011). Nghiên cứu, đánh giá tác động của các công trình hồ
chứa thượng nguồn đến diễn biến hình thái và tài nguyên - môi trường vùng cửa
sông ven biển đồng bằng Bắc Bộ . Báo cáo tổng hợp Đề tài độc lập cấp Nhà nước
(Mã số: ĐTĐL. 2009T/05).
5. Nguyễn Đức Cự, Nguyễn Văn Thảo, Vũ Duy Vĩnh (2011). Nghiên cứu đánh giá
tác động thủy thạch - động lực của hệ thống đê quai lấn biển phục vụ xây dựng
Sân bay quốc tế tại khu vực ven bờ Tiên Lãng - Hải Phòng. Báo cáo tổng hợp
Nhiệm vụ cấp thành phố Hải Phòng.
6. Lưu Văn Diệu, Nguyễn Chu Hồi, Nguyễn T. P. Hoa (2001). Đánh giá mức độ ô
nhiễm do nguồn thải từ lục địa, đề xuất giải pháp kiểm soát, quản lý ô nhiễm
nguồn lục địa đưa ra một số khu vực cửa sông ven biển phía bắc (từ Quảng Ninh
đến Thanh Hóa). Báo cáo tổng hợp Nhiệm vụ cấp Viện KH&CNVN.
7. Lưu Văn Diệu (2010). Đánh giá biến động các thông số độ đục, nồng độ chất rắn
lơ lửng (TTLL), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5) và nhu cầu oxy hóa học (COD)
trong nước biển ven bờ phía Bắc qua kết quả quan trắc của trạm quan trắc và
phân tích môi trường miền Bắc Việt Nam từ năm 1998-2008. Tuyển tập Tài
nguyên và môi trường biển, tập XV; Nhà xuất bản Khoa học Tự nhiên và Công
nghệ; tr. 321-334.
8. Nguyễn Minh Hải (2010). Nghiên cứu hiện tượng nước dâng ở vùng ven biển Hải
Phòng. Báo cáo tập sự.