Ứng dụng mô hình (VNU MDEC) tính toán chế độ thủy động lực và vận chuyển trầm tích vùng cửa sông ven biển hải phòng

Ứng dụng mô hình (VNU/MDEC) tính toán chế
độ thủy động lực và vận chuyển trầm tích vùng
cửa sông ven biển Hải Phòng


Phạm Văn Tiến

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Luận văn ThS chuyên ngành: Hải dương học; Mã số: 60 44 97
Người hướng dẫn: GS.TS. Đinh Văn Ưu
Năm bảo vệ: 2012


Abstract: Tổng quan về mô hình thủy động lực và vận chuyển trầm tích vùng cửa sông
ven biển Hải Phòng. Nghiên cứu mô hình VNU/MDEC: Mô hình thủy động lực; Mô hình
lan truyền trầm tích lơ lửng; Các phương pháp tham số hóa của mô hình. Tiến hành thực
nghiệm và trình bày các kết quả đạt được: Triển khai mô hình; Kết quả tính toán chế độ
thủy động lực; Kết quả tính toán vận chuyển trầm tích lơ lửng; Ảnh hưởng của các cửa
sông Lạch Tray, Nam Triệu đến chế độ thủy động lực và vận chuyển trầm tích trong khu
vực.

Keywords: Hải dương học; Chế độ thủy động lực; Trầm tích; Hải Phòng


Content
ĐẶT VẤN ĐỀ
Vận chuyển bùn cát vùng cửa sông ven biển là một quá trình động lực phức tạp, đa chiều,
nhiều quy mô. Mô hình hóa mô tả cả trầm tích và các chuyển động của môi trường xung quanh
(nước) và tương tác giữa chúng. Vì vậy, phương pháp tiếp cận mô hình 3D là phương pháp đầy
đủ nhất cho các mục đích mô tả vận chuyển trầm tích. Ngày nay, cùng với sự phát triển vượt bậc
của khoa học máy tính đã đem lại nhiều thuận lợi trong các tính toán khoa học nói chung và

ngành khoa học biển nói riêng. Việc ứng dụng các mô hình chạy trên các máy tính trong nghiên
cứu, tính toán đã được áp dụng rộng rãi trên thế giới và ở Việt Nam. Các mô hình được ứng dụng
phổ biến trong hải dương học có thể kể đến như: MIKE, SMS, DELFT, ROM, POM, GHER,
ECOMSED…
Việc nghiên cứu, tính toán chế độ thủy động lực và vận chuyển trậm tích trong khu vực
cửa sông ven biển Hải Phòng là rất cần thiết. Nghiên cứu sẽ cung cấp bức tranh chung về trường
dòng chảy, những đặc điểm cơ bản của quá trình vận chuyển trầm tích trong khu vực giúp công
tác quản lý, quy hoạch tuyến luồng tàu, tính toán sa bồi luồng nhằm đóng góp một phẩn nhỏ cho
các yêu cầu thực tế đặt ra. Mô hình số trị hoàn toàn có thể đáp ứng được các mục đích trên, mô
tả chi tiết của trường thủy động lực và diễn biến quá trình lan truyền trầm tích trong khu vực.
Với những lý do trên học viên đã lựa chọn đề tài luận văn là: “Ứng dụng mô hình
(VNU/MDEC) tính toán chế độ thủy động lực và vận chuyển trầm tích khu vực cửa sông ven
biển Hải Phòng”.
Nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Mô hình VNU/MDEC
Chương 3: Kết quả nghiên cứu

Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về mô hình thủy động lực và vận chuyển trầm tích
1.1.1. Các nghiên của nước ngoài
Vận chuyển trầm tích được nghiên cứu từ rất sớm như ở Trung Quốc cổ đại, Lương Hà,
Hy Lạp và Đế quốc La Mã.
Beckers, 1991, trong một nghiên cứu dòng chảy tổng hợp vùng biển Tây Địa Trung Hải
trong điều kiện mùa đông điển hình bằng mô hình GHER-3D, cho rằng mô hình có thể khôi phục
các quá trình vật lý và xu hướng chính của dòng chảy tổng hợp trong khu vực. Năm 1994,
Beckers và cộng sự nghiên cứu thủy động lực học vùng biển Tây Địa Trung Hải bằng mô hình
3D. Trong nghiên cứu này, các tác giả đã sử dụng 2 mô hình: mô hình “metagnostic” (định
hướng hệ thống) và mô hình chuẩn đoán (định hướng quá trình), được chạy đồng thời và có tính
đến tương tác. Nghiên cứu chỉ ra quá cấu trúc và sự bất ổn định của dòng Algeria.

O'Connor và Nicholson, 1988 cung cấp một mô hình 3D đầy đủ, bao gồm một mô hình
vận chuyển bùn lỏng, có tính đến sự kết bông và cố kết. Katopodi và Ribberink 1992 đã phát
triển một mô hình tựa 3D cho vận chuyển bùn cát lơ lửng trên cơ sở của phương trình bình lưu
khuếch tán cho dòng chảy và sóng, phân tích độ nhạy của các tham số sóng và dòng chảy. Các
mô hình (nghiêng áp) thuỷ động lực và vận chuyển trầm tích đã được phát triển và áp dụng cho
các vùng ven biển (De Kok và cộng sự, 1995).
Năm 1994, Leonor Cancino và Ramiro Neves mô tả và ứng dụng hệ thống mô hình thuỷ
động lực và vận chuyển trầm tích 3D (dạng nghiêng áp, sử dụng phương pháp sai phân hữu hạn).
Mô hình thủy động lực dựa trên xấp xỉ thuỷ tĩnh và xấp xỉ Boussinesq, sử dụng tọa độ sigma kép
cho chiều thẳng đứng với lưới so le và sơ đồ bán ẩn bậc hai. Ngoài phương trình động lượng và
phương trình liên tục, mô hình giải hai phương trình vận chuyển nhiệt độ, độ muối và một
phương trình trạng thái có tính đến hiệu ứng nghiêng áp. Mô phỏng quá trình vận chuyển trầm
tích gắn kết được thực hiện bằng cách giải các phương trình bảo toàn, bình lưu - khuếch tán 3D,
trong cùng một lưới sử dụng trong mô hình thủy động lực. Qúa trình cố kết, xói mòn và lắng
đọng của trầm tích được biểu diễn bằng các công thức thực nghiệm. Các mô hình đã được thử
nghiệm và hiệu chỉnh bằng cách mô phỏng dòng triều và vận chuyển bùn cát lơ lửng ở các cửa
sông. Hai ứng dụng ở cửa sông Western Scheldt (Hà Lan) và Gironde (Pháp) cho thấy sự phù
hợp tốt giữa kết quả tính toán và đo đạc thực địa.
Năm 2003, Changsheng Chen và Hedong Liu phát triển mô hình 3D tính hoàn lưu khu
vực ven biển và cửa sông. Mô hình dựa trên hệ phương trình nguyên thủy 3 chiều gồm các
phương trình động lượng, liên tục, nhiệt, muối, mật độ và sử dụng mô hình khép kín rối bậc 2,5
của Mellor và Yamada. Mô hình sử dụng hệ tọa độ chuyển đổi sigma cho phương thẳng đứng,
phương ngang sử dụng lưới cấu trúc hình tam giác. Mô hình toán sử dụng phương pháp sai phân
hữu hạn, thể tích hữu hạn và phần tử hữu hạn. Mô hình đã được áp dụng cho biển Bột Hải, cửa
sông Satilla River.
Năm 2005, C.H. Wang, Onyx W.H. Wai và C.H. Hu phát triển mô hình tính toán vận
chuyển trầm tích cho vùng cửa sông Pearl River (vịnh Lingding). Mô hình sử dụng kỹ thuật tách
để giải các phương trình chủ đạo: giải các số hạng bình lưu bằng phương pháp Eulerian-
Lagrangian, sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn cho các số hạng khuếch tán theo phương
ngang và phương pháp sai phân hữu hạn cho số hạng khuếch tán theo phương thẳng đứng. Sơ đồ

khép kín rối bậc 2,5 của Mellor-Yamada được sử dụng kết hợp để xác định tham số nhớt rối
thẳng đứng.
Năm 2008, John C. Warner, Christopher R. Sherwooda, Richard P. Signel, Courtney K.
Harris và Hernan G. Arangoc phát triển mô hình 3D couple sóng, dòng chảy và vận chuyển bùn
cát bằng công cụ MCT (Model Coupling Toolkit) và áp dụng tính toán cho vịnh Massachusetts.
Mô hình là sự kết hợp giữa mô hình hoàn lưu ven biển ROM v3.0 và mô hình tính sóng vùng
nước nông SWAN. Ứng suất sóng 2 chiều được đưa vào phương trình động lượng, cùng với hiệu
ứng của sóng mặt. Vận chuyển trầm tích được xem xét trong nhiều lớp, mỗi lớp có các đặc điểm
riêng như đường kính hạt, mật độ, vận tốc lắng đọng, ứng suất tới hạn cho quá trình xói mòn.
Vận chuyển trầm tích lơ lửng trong cột nước được tính giống thuật toán bình lưu khếch tán và bổ
sung thuận toán giải theo chiều thẳng đứng mà không phụ thuộc vào tiêu chuển CFL. Ngoài ra,
còn có mô hình lớp biên đáy tính toán tương tác sóng - dòng chảy, làm tăng ứng suất đáy, tạo
điều kiện thuận lợi cho vận chuyển trầm tích và làm tăng ma sát đáy, tạo ra tác động ngược trở
lại dòng chảy.
Năm 2008, Idris Mandang và Tetsuo Yanagi áp dụng mô hình 3D ECOMSED được phát
triển bởi HydroQual (2002) vào tính toán vận chuyển trầm tích khu vực cửa sông Mahakam, phía
Đông Kalimantan, Indonesia. Mô hình có sử dụng phép xấp xỉ Bousinesq và xấp xỉ thủy tĩnh.
Mô phỏng qúa trình vận chuyển trầm tích dựa trên cơ sở giải đồng thời các phương trình bình
lưu – khuếch tán – bảo toàn 3 chiều.
Năm 2009, M. Radjawane và F. Riandini sử dụng mô hình 3D vào mô phỏng hoàn lưu và
vận chuyển bùn cát gắn kết từ 3 cửa sông Angke, Karang và Ancol vào trong vịnh Jakarta,
Indonesia. Đánh giá ảnh hưởng của thủy triều, gió và dòng chảy sông đến quá trình lan truyền
trầm tích trong vinh.
1.1.2. Các nghiên cứu trong nước
Ở Việt Nam, các nghiên cứu liên quan đến vấn đề thủy động lực và vận chuyển bùn cát
bắt đầu được nghiên cứu từ những năm 60 của thế kỷ trước. Cho đến nay các vấn đề liên quan
đến thủy động lực và vận chuyển trầm tích tại các vùng ven biển Việt Nam đang là mối quan tâm
của nhiều nhà khoa học và các cơ quan nghiên cứu. Một số cơ quan nghiên cứu tiêu biểu trong
lĩnh vực này như Khoa Khí tượng Thủy văn Hải dương học, ĐHKHTN-ĐHQGHN, Viện Khoa
học Thủy lợi, Viện Cơ học, Viện Hải dương Học Nha Trang, Viện Tài nguyên và Môi trường

biển Hải Phòng, Các khu vực xói lở và bồi tụ tiêu biểu có thể kể đến như Cát Hải (Hải Phòng)
Văn Lý, Hải Triều, Hải Hậu (Nam Định), Ngư Lộc, Hậu Lộc (Thanh Hóa ), Cảnh Dương (Quảng
Bình), Phan Rí, La Gi, Phan Thiết (Bình Thuận), Cần Thạnh (Thành phố Hồ Chí Minh), Gò
Công Đông (Tiền Giang), Hồ Tàu, Đông Hải (Trà Vinh), Cửa Tranh Đề (Sóc Trăng), Ngọc Hiển
(Bạc Liêu), Quá trình vận chuyển trầm tích được nghiên cứu trong Chương trình Biển KT.03
(1991-1995), KHCN.06 (1996-2000), ngoài ra nó cũng được nghiên cứu trong các 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 trầm tích lơ lửng được thực hiện tại các cấp, cùng nhiều công trình nghiên cứu được
công bố trong các tạp chí khoa học trong nước.
Đinh Văn Ưu (2003 – 2012), nghiên cứu các quá trình thủy động lực, lan truyền vật chất
bằng mô hình 3D (MDEC). Trong thời gian này, tác giả đã phát triển và hoàn thiện dần mô hình
cho mục đích nghiên cứu thủy động lực, vận chuyển trầm tích và lan truyền chất gây ô nhiễm
môi trường. Mô hình sử dụng hệ phương trình bình lưu khuếch tán đầy đủ đối với các tính toán
thủy động lực và nồng độ trầm tích lơ lửng và phương trình bảo toàn khối lượng để tính toán sự
biến đổi của độ dày lớp đáy lỏng. Một số kỹ thuật tính toán mới đã được phát triển và áp dụng
cho phép linh hoạt hơn trong quá trình thiết lập các điều kiện biên có mực nước và lưu lượng
biến đổi phức tạp như các cửa sông.
Năm 2010, Nguyễn Thọ Sáo, Nguyễn Minh Huấn, Ngô Chí Tuấn và Đặng Đình Khá
phân tích đánh giá biến động trầm tích lơ lửng, trầm tích đáy và diễn biến hình thái khu vực cửa
sông Bến Hải và vùng ven bờ Cửa Tùng trên cơ sở số liệu 2 đợt khảo sát do khoa KT-TV-HDH
thực hiện 8/2009 và 4/2010 và thu thập của Công ty Tư vấn GTVT (TEDI) năm 2000. Vũ Thanh
Ca, Nguyễn Quốc Trinh, áp dụng phương pháp tính sóng có năng lượng tương đương vào tính
toán vận chuyển bùn cát dọc bờ khi nghiên cứu về nguyên nhân xói lở bờ biển Nam Định.
Năm 2011, Nguyễn Mạnh Hùng, Dương Công Điển, Nguyễn Vũ Thắng tính biến động
bờ biển khu vực huyện Hải Hậu tỉnh Nam Định dưới tác động đồng thời của sóng và dòng chảy
bằng cách chạy đồng thời các mô hình tính dòng chảy và sóng. Các mô hình được sử dụng gồm
ADCIRC, CMS-M2D, SWAN và STWWAVE. Phạm Sỹ Hoàn và Lê Đình Mầu áp dụng mô
hình ECOMSED tính toán vận chuyển vật chất lơ lửng tại dải ven biển cửa sông Mê Công. Mô
hình sử dụng phương trình liên tục, phương trình cân bằng thỷ tĩnh, các phương trình bảo toàn
nhiệt-muối, phương trình vận chuyển vật chất, kỹ thuật phân tách dạng dao động do Simons

(1974), Madala và Piacsek (1977) phát triển, so đồ MPDATA cho quá trình bình lưu và sơ đồ
khép kín rối bậc 2 do Mellor và Yamada đề xuất năm 1982.
1.2. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
2.2.1. Phạm vi nghiên cứu
Khu vực nghiên cứu được giới hạn từ 106.7-107.00E và 20.65-21.850N, vùng cửa sông
ven biển được bao bọc bởi đảo Cát Bà, Cát Hải, bán đảo Đồ Sơn, Đình Vũ. Trong vùng có 3 cửa
sông là cửa Nam Triệu, Lạch Tray và Lạch Huyện. Chế độ thủy thạch động lực học ở đây rất
phức tạp do chịu tác động đồng thời của cả sông và biển. Địa hình khu vực khá phức tạp do bị
chia cắt mạnh bởi các cửa sông, đảo và bán đảo, vùng ven bờ tồn tại các khu rừng ngậm mặn và
lộ bãi khi triều xuống.
2.2.2. Đặc điểm khí tượng, thủy - hải văn
2.2.2.1. Đặc điểm khí hậu-khí hậu
Chế độ gió khu vực Hải Phòng chịu sự chi phối của chế độ gió mùa Đông Nam Á, tại đây
hoàn lưu tín phong của vùng cận chí tuyến bị nhiễu loạn và thay thế bằng một dạng hoàn lưu
phát triển theo mùa.
Chế độ nhiệt của Hải Phòng được phân ra hai mùa nóng, mùa lạnh rõ rệt và chịu ảnh
hưởng mạnh mẽ của chế độ gió mùa, nhiệt độ biến thiên rất mạnh trong năm.
Tổng lượng mưa cả năm dao động trong khoảng 1.600 – 2.000mm nhưng phân bố không
đều theo mùa. Lượng mưa cao nhất rơi vào tháng 8 (có thể đạt tới 235mm), thấp nhất vào tháng
12, khoảng 16mm (số liệu thống kê tại trạm Hòn Dáu).
Độ ẩm tương đối trong không khí khu vực TP. Hải Phòng khá cao, độ ẩm trung bình năm
đạt 84,2%, trong đó hai tháng III và IV độ ẩm đạt tới 90,2% do ảnh hưởng của mưa phùn. Hai
tháng đầu mùa đông (tháng 11, 12) có độ ẩm thấp nhất, khoảng 77,5% và 77,8%. Đây là thời kỳ
thịnh hành thời tiết khô hanh do gió mùa Đông Bắc lạnh và khô mang lại.
Hải Phòng nằm trong vùng có bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ nhiều, chiếm 31% tổng số
cơn bão đổ bộ vào nước ta hàng năm, trung bình mỗi năm có 1 - 2 cơn bão và áp thấp đổ bộ trực
tiếp, 3 - 4 cơn bão và áp thấp khác gián tiếp ảnh hưởng đến vùng ven biển và đảo. Thời kỳ bão
đổ bộ trực tiếp vào Hải Phòng tập trung trong các tháng 7 đến tháng 9 với tổng tần suất 78%,
trong đó tháng 7 là 28%, tháng 8 là 21% và tháng 9 là 29%.
2.2.2.2. Đặc điểm thủy văn

Dòng chảy sông có sự biến đổi rất lớn theo mùa, tương ứng với mùa mưa và mùa khô có
mùa lũ và mùa cạn. Mùa lũ thường bắt đầu chậm hơn mùa mưa một tháng (vào tháng 6 - 10),
mùa cạn từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Mùa cạn, lượng nước từ thượng lưu về ít, nguồn nước
trong sông chủ yếu do nước ngầm và thủy triều, lưu lượng nước chỉ chiếm 15 - 20% cả năm.
2.2.2.3. Đặc điểm hải văn
a. Thủy triều
Thủy triều trong khu vực Hải Phòng có chế độ nhật triều đều thuần nhất. Đây là vùng có
biên độ triều khá cao của miền Bắc. Thời gian trung bình triều dâng 11-12h, thời gian triều rút
13-14h. 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 cao, mỗi chu kỳ kéo dài 11 - 13 ngày với biên
độ dao động mực nước có thể đạt tới 2,0 m. Trong kỳ triều thấp, tính chất nhật triều giảm đi rõ
rệt, tính chất bán nhật triều tăng lên, trong ngày xuất hiện 2 đỉnh triều. Hàng năm, thủy triều có
biên độ lớn vào các tháng 5, 6, 7 và 10, 11, 12, biên độ nhỏ vào các tháng 3, 4 và 8, 9.
b. Dòng chảy
Chế độ dòng chảy vùng ven biển và đảo khu vực Hải Phòng rất phức tạp, thể hiện qua
mối quan hệ tương tác giữa thuỷ triều, sóng, gió, dòng chảy sông, địa hình khu vực. Dòng chảy
ven bờ trong khu vực là tổng hợp của các dòng chảy triều, dòng chảy sóng ven bờ, dòng chảy
gió, dòng chảy sông, trong đó dòng triều có vai trò chính, quy định tính chất của dòng tổng hợp.
Dòng triều mang tính chất thuận nghịch, elíp triều dẹt, định hướng theo luồng, lạch, cửa sông
hoặc song song với đường bờ.
c. Sóng
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. Theo số liệu sóng tại trạm Hòn Dáu từ 1960 – 2002 cho thấy, trong
mùa đông sóng có các hướng chính là hướng Đông, Đông Bắc, tần suất tương ứng là 40%, 12%.
Độ cao sóng trung bình các tháng mùa đông là 0,64 m, độ cao sóng cực đại đạt 2,8 m. Trong
mùa hè sóng thịnh hành là hướng Nam và Đông Nam, với tần suất tướng ứng là 27% và 37%. Độ
cao sóng trung bình 0,72 m, độ cao sóng cực đại đạt 5,6 m.
d. Nhiệt độ nước biển
Theo số liệu tại trạm Hòn Dáu từ 1960 – 2002 cho thấy, trong các tháng mùa đông, nhiệt
độ nước biển thường thấp hơn 25

o
C, nhiệt độ trung bình thấp nhất trong năm thường xuất hiện
vào tháng 2, nhiệt độ nước biển thấp nhất 13,5
o
C.
e. Độ muối nước biển
Vào mùa đông, độ muối tầng mặt trên toàn vùng biển Hải Phòng gần như đồng nhất với
giá trị khoảng 31‰, từ tháng 2 đến tháng 4 độ muối đạt tới giá trị cao nhất là 32‰. Độ muối có
xu thế tăng dần từ bờ ra khơi.
2.2.3. Đặc điểm trầm tích
Các nghiên cứu [1, 6, 8] đã chỉ ra rằng, nồng độ trầm tích nồng độ trầm tích lơ lửng tại
cửa sông ven biển Hải Phòng biến thiên từ 10-1000 mg/l trong năm. Mùa lũ, nồng độ trầm tích
lơ lửng biến thiên từ 53-215 mg/l, trên sông Bạch Đằng và phía ngoài cửa Nam Triệu có giá trị
khá nhỏ khoảng 80-100 mg/l, cực đại đạt trên luồng Cửa Cấm với 700-964 mg/l. Mùa khô, nồng
độ trầm tích lơ lửng biến thiên từ 42-94 mg/l, cực đại đạt 252-860 mg/l tập trung ở vùng cửa
sông phía ngoài do ảnh hưởng khuấy đục đáy của sóng và dòng triều. Hàm lượng trầm tích lơ
lửng ở sông Cấm có giá trị lớn nhất, sau đó đến sông Lạch Tray, Văn Úc, Thái Bình và Bạch
Đằng.

Chương 2. MÔ HÌNH VNU/MDEC
Mô hình thủy động lực ba chiều (3D) VNU/MDEC được phát triển tại Trung tâm Động
lực học Thủy khí Môi trường - ĐQGHN trên cơ sở mô hình quy mô biển ven GHER của Đại học
Liege. So với mô hình GHER, mô hình MDEC đã được hoàn thiện hơn cho phép mô phỏng các
quá trình quy mô nhỏ và vừa. Trong đó sơ đồ tham số hóa hệ số nhớt rối được triển khai khác
nhau theo phương ngang và phương thẳng đứng. Mô hình tính đến tác động của sóng trên mặt
biển bằng cách sử dụng mô hình tương tác sóng-gió và mô hình lớp biên đáy [12-18, 22, 32].
Mô hình VNU/MDEC đã được kiểm chứng qua các tính toán áp dụng cho toàn Biển
Đông, cho Vịnh Bắc Bộ, vùng biển Đông Nam Bộ và vùng biển Quảng Ninh, Hải Phòng trong
Đề tài QGTD 07.94 và nhiều công trình nghiên cứu của GS. Đinh Văn Ưu. Các công trình này
nghiên cứu trường dòng chảy, nhiệt độ, độ muối và quá trình lan truyền chất lơ lửng, dầu nhiều

pha trong nước và trầm tích lơ lửng với các quy mô thời gian tháng và mùa.
Trong báo cáo này, học viên tập trung tính toán, phân tích các kết quả thu được đối với
trường dòng chảy, mực nước và trường trầm tích lơ lửng vùng cửa sông ven biển Hải Phòng.
Đánh giá vai trò và các tác động của các sông đến chế độ thủy động lực và vận chuyển trầm tích
lơ lửng trong khu vực.
2.1. Mô hình thủy động lực
2.1.1. Hệ các phương trình động lực biển nguyên thủy
0. v


(2.1)





3



quefuv
t
u
h
(2.2)
T
FTv
t
T






(2.3)
S
FSv
t
S





(2.4)


























x
k
xx
b
x
u
kv
t
k
kb
~~
~
.
0
3
2
3


(2.5)



q
x
b
3

(2.6)
Trong đó:
;
3
3
2
2
1
1
x
e
x
e
x
e









2
2
1
1
x
e
x
e
h






;
33
euuv


;
gb
0
0




; f =

2

cos

;
k

~
- hệ số khuếch tán động năng rối,
b

~
- hệ số khuếch tán rối theo phương thẳng
đứng của lực nổi,



3
0
gx
p
q
;

~
- hệ số nhớt rối (theo phương thẳng đứng),

- lực thế
triều,


- mật độ nước (

0
mật độ quy chiếu),


,
T
F

,
S
F

: thông lượng rối riêng phần của động
lượng, nhiệt lượng và lượng muối; hạng thức năng lượng bổ sung từ các quy mô vừa và nhỏ 
0

sẽ bị triệt tiêu khi mô phỏng hoàn lưu tổng hợp với quy mô thời gian hàng giờ trở lên.
2.1.2. Phương pháp biến đổi tọa độ cong σ
Mô hình MDEC3D sử dụng phương pháp biến đổi tọa độ

kép. Trong mô hình này
phân bố thẳng đứng được phân thành hai vùng Region I và Region II, ranh giới giữa hai vùng
được xác định bằng H
LIM
, trong bài toán này sử dụng H
LIM
=1,86m. Với sự lựa chọn phân vùng ở
trên, theo chiều thẳng đứng mô hình gồm 5 tầng, 1 tầng ở lớp nước mặt và 4 tầng ở lớp nước bên

dưới. Sự lựa chọn này đảm bảo thể hiện được các quá trình hoàn lưu trong khu vực một cách tỷ
mỉ và các kết quả đưa ra được phân bố thẳng đứng của các yếu nghiên cứu.
2.1.3. Điều kiện biên trong mô hình
2.1.4. Điều kiện biên hở cửa sông có triều áp đảo
Trong [20] GS. Đinh Văn Ưu đã đưa ra phương pháp sử lý điều kiện biên hở cửa Nam
Triệu và Lạch Tray, khu vực cửa sông có triều áp đảo. Mực nước thực tế vùng biển cửa sông sẽ
bao gồm tổng mực nước do dao động triều và gia tăng mực nước do sông đổ ra:




t

(2.30)
Trong đó phần gia tăng mực nước do sông


sẽ bị triệt tiêu khi đi xa về phía biển. Mối
tương quan giữa đại lượng này với lưu lượng hay vận tốc tương ứng sẽ phụ thuộc vào đặc trưng
hình thái cửa sông.
2.2. Mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng
2.2.1. Hệ phương trình lan truyền và khuếch tán vật chất
Trong mô hình vận chuyển trầm tích sử dụng phương trình 3D bình lưu-khuyếch tán
nồng độ trầm tích lơ lửng không biến tính (c):
       
















s
cw
z
cw
z
cv
y
cu
xt
c


z
c
zy
c
yx
c
x
zyx

















(2.32)
Trong đó, bên cạnh các thành phần vận tốc (u,v, w) và hệ số khuếch tán (λ
x
, λ
y
, λ
z
) theo 3
hướng, vận tốc lắng đọng w
s
phụ thuộc vào đặc trưng của trầm tích lơ lửng.
Quá trình lắng đọng và bứt tách trầm tích trên đáy được kết nối với mô hình vận chuyển
trầm tích thông qua điều kiện biên đáy:
EDQ

z
c
cw
zs











(2.33)
Trong đó Q là suất trao đổi trầm tích trên một đơn vị diện tích bề mặt do kết quả của
các quá trình lắng đọng (D) và bứt tách (E). Đối với chất lơ lửng là phù sa - một hợp phần tựa
bền vững với các nguồn xuất - nhập hầu như chỉ xẩy ra trên biên, vì vậy chỉ cần chú ý duy nhất
đến quá trình lắng đọng.
2.2.2. Mô hình biến đổi độ dày lớp trầm tích đáy lỏng
Sử dụng phương trình bảo toàn khối lượng để nghiên cứu biến đổi của độ dày lớp đáy
lỏng:

EDq
t





.

(2.47)
Với
q

là thông lượng vật chất vận chuyển ngang trong lớp đáy lỏng có thể xem đồng
nhất với dòng vận chuyển trầm tích di đáy. Các hạng thức D và E tương ứng suất lắng đọng và
bứt xói trao đổi với lớp nước nằm trên.
Thông thường suất di đáy
q

.
được tính theo véc tơ của dòng vận chuyển trầm tích di
đáy
q

, đại lượng này được tính theo nhiều công thức khác nhau như Piter-Mayer, Van Rijn,
v.v phụ thuộc vào ứng suất đáy do tác động của sóng và dòng chảy và đặc trưng của trầm tích
.
2.3. Các phương pháp tham số hóa của mô hình
2.3.1. Phương pháp thể tích hữu hạn
Trong mô hình sử dụng phương pháp phần tử hữ hạn để rời rạc hóa hệ phương trình vi
phân. Cơ sở chính của phương pháp này dựa trên việc thiết lập sự cân bằng cho môt thể tích nào
đó và tiến hành cho thể tích này giảm nhưng vẫn giữ giá trị khác 0. Điều này khác với phương
pháp sai phân hữu hạn khi ta thay thế biểu thức đạo hàm bằng cách phân tích vào chuỗi Taylor.
Kết quả triển khai phương pháp thể tích hữu hạn cho ta giá trị các biến cấu trúc tương
đương giá trị trung bình cho toàn thể tích được hình thành bởi các gia số nguyên tố của các tọa
độ.
2.3.2. Sơ đồ lưới tính Arakawa C rời rạc hóa theo không gian

Trong mô hình VNU/MDEC, sử dụng phương pháp thể tich hữu hạn với sơ đồ lưới
Arakawa C hiện theo phương ngang và ẩn theo phương thẳng đứng.

a. Xác định sơ đồ lưới Arakawa C theo
phương ngang, η và các đại lượng vô hướng
HCI(I,J,K) được xác định tại trung tâm ô
lưới, các điểm ; u, HUI(I,J,K) và v,
HVI(I,J,K) được xác định trên ranh giới
giữa các ô tại các điểm các điểm , .
b. Xác định sơ đồ lưới Arakawa C theo
phương thẳng đứng. Chú ý rằng tầng thấp
nhất k=1 và tầng cao hơn k=kmaxI không
nằm trong miền tính. Miền tính giới hạn từ
k=2, … , KSUPI=KMAXI-1

Hình 2.1. Sơ đồ lới 3D Arakawa C
2.2.3. Phương pháp tách mod ( mode- splitting)
Để triển khai mô hình, cần tiến hành lấy tích phân phương trình (2.1) theo độ sâu trong
hệ tọa độ đã chuyển đổi, ta thu được phương trình bảo toàn khối lượng:
0. 


U
t
h

(2.61)
trong đó U là véc tơ dòng vận chuyển:





h
dxuU
3

(2. 62)
2.3. Số liệu đầu vào
Các loại số liệu được sử dụng trong luận văn bao gồm: số liệu địa hình, số liệu lưu lượng
sông, số liệu nồng độ trầm tích lơ lửng tại các cửa sông, số liệu gió.
Số liệu địa hình được trích từ bản đồ số độ sâu của Bộ tư lệnh Hải quân, số liệu trên đất
liền được trích từ các bản đồ DEM 90m ( (Hình 2.2).

Hình 2.2. Địa hình khu vực nghiên cứu
Số liệu lưu lượng sông, nồng độ trầm tích lơ lửng tại các cửa sông được chọn theo các
phương án căn cứ vào kết quả của các nghiên cứu [1, 6, 8, 16] và một phần số liệu thực đo của
Viện Tài nguyên Môi trường biển Hải Phòng.
Số liệu gió là các phương án được chọn dựa trên cơ sở phân tích số liệu thực đo nhiều
năm tại trạm Hòn Dáu theo tốc độ và hướng gió đặc trưng theo hai mùa đông và mùa mùa hè.

Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Triển khai mô hình
3.1.1. Các phương án tính toán
Các phương án tính toán được xây dựng nhằm mục đích đánh giá được vai trò của các
quá trình tương tác sông-biển tại cửa sông thông qua các phương án lưu lượng nước, lưu lượng
trầm tích từ sông đi vào biển, các đặc trưng về chế độ thủy động lực, vận chuyển trầm tích trong
khu vực nghiên cứu. Các phương án được mô phỏng trong thời gian 15 ngày tính từ 0 giờ Mặt
Trời trung bình. Nồng độ trầm tích ở đây dược tính theo nồng độ phi thứ nguyên.
Bảng 3.1. Các phương án tích toán
TT

Tên
phương
án
Các điều kiện tại các biên cửa sông, biên mặt biển
Giá trị gia tăng mực nước
tại các biên cửa sông (


)
Gió
Tham số trầm tích
lơ lửng tại các biên
cửa sông
Lạch
Tray
Bạch
Đằng
Lạch
Huyện
Vận
tốc
Hướng
Lạch Tray
Bạch
Đằng
(mm)
(mm)
(mm)
(m/s)

1
HP01







2
HP02
0,1
0,15
0,1




3
HP03
2,5
3
1




4

HP04
0,1
0,15
0,1
5,17
E


5
HP05
2,5
3
1
3,82
N


6
HP06
0,1
0,15
0,1
4,69
SE


7
HP07
2,5
3

1
6,33
S


8
HP08





0,0001
0,0001
9
HP09





0,01
0,01
10
HP10
0,1
0,15
0,1

0,0001
0,0001
11
HP11
2,5
3
1


0,01
0,01
12
HP12
0,1
0,15
0,1
5,17
E
0,0001
0,0001
13
HP13
0,1
0,15
0,1
3,82
N
0,0001
0,0001
14

HP14
2,5
3
1
4,69
SE
0,01
0,01
15
HP15
2,5
3
1
6,33
S
0,01
0,01
16
HP16

3




0,001
18
HP17

3

4,69
SE

0,001
17
HP18
2,5




0,001

19
HP19
2,5


4,69
SE
0,001


3.1.2. Điều kiện tính toán
Tại các biên mở sử dụng bộ hằng số điều hòa của bốn sóng triều chính K1, O1, M2 và
S2. Ngoài ra, có thể đưa vào các tham số về vận tốc pháp tuyến và tiếp tuyến, nhiệt độ, độ muối.
Trong nghiên cứu này các vận tốc pháp tuyến và tiếp tuyến trên biên được cho bằng 0, nhiệt độ
và độ muối tại các biên được cho bằng giá trị trung bình của khu vực là 25
0

C và 25‰.

Riếng đối với các biên cửa sông, được bổ sung các tham số về chênh lệch mực nước và
nồng độ trầm tích theo các phương án đã cho trong Bảng 3.1.
Tại biên mặt biển, không tính đến thông lượng nhiệt, có tính đến tác động của gió bề mặt
và được cập nhập theo thời gian cho trước.
Các điều kiện ban đầu gồm các trường 2D và 3D.
Các trường 2D gồm:
- Trường mực nước ban đầu
- Trường thông lượng nhiệt., theo thời gian
- Trường gió bề mặt theo hướng x, y và theo thời gian
- Trường khí áp, theo thời gian.
Các trường 3D gồm:
- Trường nhiệt độ ban đầu
- Trường muối ban đầu
- Trường động năng

Hình 3.1. Vị trí các điểm, các mặt cắt
3.1.3. Kết quả hiệu chỉnh mô hình
So sánh kết quả mực nước tính toán tại điểm P5 (Hình 3.2) trong cùng thời điểm cho thấy
kết quả tính toán khá sát với thực tế về pha và độ lớn, sai số trung bình nhỏ dưới 1 cm, sai số
tuyệt đối lớn nhất 13 cm.
Các tham số được tiến hành hiệu chỉnh cho phù hợp với vùng nghiên cứu và được sử
dụng trong các tính toán chế độ thủy động lực và vận chuyển trầm tích trong khu vực nghiên
cứu.

Hình 3.2. Biến trình mực nước tính toán và thực đo tại điểm P5
3.2. Kết quả tính toán chế độ thủy động lực
3.2.1. Trường dòng chảy và mực nước triều
MC1

MC2
P5
P6
P1
P4
P3
P2
MC1
MC2
P5
P6
P1
P4
P3
P2
-3
-1.5
0
1.5
3
2/25/06
0:00
2/25/06
12:00
2/26/06
0:00
2/26/06
12:00
2/27/06
0:00

2/27/06
12:00
2/28/06
0:00
Thực đo Tính toán
Kết quả mô phỏng thủy triều cho thấy trường mực nước thủy triều biến đổi theo thời
gian, có sự chênh lệch mực nước giữa các điểm ở phía Đông và phía Tây của khu vực nghiên
cứu, giá trị chênh lệch lớn nhất có thể đạt 6-7cm. Kết quả này phù hợp với các kết quả nghiên
cứu và đo đạc thực địa trước đây.

Hình 3.3. Trường mực nước và hoàn lưu tầng mặt tại thời điểm 102h khi chỉ tính đến thủy
triều
Kết quả tính toán cho thấy sự có mặt thường xuyên của dòng chảy dọc bờ Cát Hải và
dòng chảy ven bờ biển Đồ Sơn, An Dương. Vận tốc dòng chảy dọc bờ Cát Hải có thể đạt giá trị
35cm/s. Dòng chảy ven bờ Đồ Sơn, An Dương là dòng thuận nghịch theo pha triều lên và triều
xuống, hướng theo hướng đường bờ, vận tốc cực đại tại điểm ven bờ Ngọc Hải đạt 40 cm/s
trong các ngày triều mạnh.
Việc triển khai điều kiện khô ướt trong mô hình đã cho phép mô phỏng sát thực hơn các
trường thủy động lực cũng như quá trình lan truyền và vận chuyển vật chất ở khu vực có địa hình
phức tạp như khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng. Mô hình mô phỏng rõ ràng quá trình lộ bãi
và ngập bãi khi triều xuống và khi triều lên (Hình 3.4).

Hình 3.4. Trường mực nước và hoàn lưu tầng mặt tại thời điểm 44h khi chỉ tính đến thủy
triều
3.2.2. Trường dòng chảy và mực nước tổng hợp 1 (khi tính đến thủy triều và lưu lượng sông)
Quá trình tương tác giữa dòng chảy sông và dòng triều làm thay đổi vận tốc dòng tổng
hợp, trong pha triều lên vận tốc dòng tổng hợp bị suy giảm so với phương án HP01 và ngược lại
trong pha triều xuống tốc độ dòng chảy tăng lên. Điều này hoàn toàn phù hợp với thực tế quá
trình tương tác sông-biển.
Kết quả tính toán trong cho thấy tốc độ dòng dọc bờ Cát Hải ít thay đổi trong phương án

HP02, tăng lên từ 7-10 cm/s trong phương án HP03.
3.2.3. Trường dòng chảy và mực nước tổng hợp 2 (khi tính đến thủy triều, lưu lượng sông và
gió theo 2 mùa)
Tác động tổng hợp của thủy triều, sông và gió đến chế độ thủy động lực trong khu vực
được tính toán theo các phương án HP04 (gió hướng Đông), HP05 (gió hướng Bắc), HP06 (gió
hướng Đông Nam) và HP07 (gió hướng Nam). Kết quả tính toán cho thấy, trong điều kiện gió
bình thường không làm thay đổi hướng hoàn lưu triều áp đảo của khu vực, tuy nhiên có thể làm
biến đổi giá trị của dòng tổng hợp. Đối với các dòng dọc bờ Cát Hải, Đồ Sơn cũng nhận thấy sự
thay đổi của vận tốc dòng chảy so với phương án HP01, HP02 và HP04.
3.3. Kết quả tính toán vận chuyển trầm tích lơ lửng
3.3.1. Vận chuyển trầm tích lơ lửng dưới tác động của thủy triều
Kết quả tính toán cho thấy, hàm lượng trầm tích lơ lửng bị tác động bởi dòng chảy thủy
triều. Độ lớn mực nước và dòng chảy thủy triều ảnh hưởng mạnh mẽ đến nồng độ trầm tích trong
khu vực, ảnh hưởng đến đỉnh của biểu đồ hàm lượng trầm tích lơ lửng. Trong những ngày triều
cường, quá trình động lực nguồn gốc biển hoạt động mạnh, trầm tích dễ dàng theo dòng chảy lan
truyền và khuếch tán ra xa hơn so với thời kỳ triều thấp. Qúa trình phát tán trầm thích diễn ra
mạnh nhất trong pha triều xuống. Dòng chảy xiết khi triều rút mang trầm tích ra xa hơn. Dòng
chảy dọc bờ biển Đồ Sơn cũng góp phần quan trọng vào quá trình này, trầm tích được vận
chuyển dọc bờ biển xuống phía nam tới mũi Đồ Sơn và vượt ra ngoài miền tính. Trong những
ngày triều kém, khả năng lan truyền trầm tích bị hạn chế do dòng triều nhỏ, dẫn đến sự suy giảm
của các dòng chảy ven bờ, trầm tích vận chuyển dọc bờ và tích tụ lại ở khu vực có độ sâu nhỏ
làm nồng độ trầm tích tại các khu vực gần cửa sông, ven bờ tăng lên. Chỉ dưới tác động của thủy
triều, nồng độ trầm tích giữa các tầng không có sự sai khác đáng kể, nồng độ trầm tích tại các độ
sâu khác nhau gần như giống nhau.
3.3.2. Vận chuyển trầm tích lơ lửng dưới tác động của dòng chảy tổng hợp 1
Kết quả cho thấy quá trình lan truyền trầm tích diễn ra mạnh mẽ dưới tác động tổng hợp
của triều và dòng chảy sông. Trầm tích từ 2 cửa Lạch Trach và Nam Triệu phát tán sang tới cửa
Lạch Huyện. Đặc biệt đối với phương án HP11, các điều kiện đầu vào tương tự như mùa mưa lũ,
trầm tích lan truyền gần như phủ khắp miền tính. Điều này là do quá trình động lực trong sông
diễn ra mạnh mẽ. Dòng trầm tích từ các cửa sông được đưa ra khá xa theo dòng chảy sông, trầm

tích tiếp tục được lan truyền mạnh theo dòng triều rút.

Thời điểm 3h

Thời điểm 68h
Hình 3.5. Nồng độ trầm tích lơ lửng tính toán khi tính đến thủy triều, lưu lượng sông lớn
nhất và nồng độ trầm tích trên biên lớn nhất trong mùa lũ
3.3.3. Vận chuyển trầm tích lơ lửng dưới tác động của dòng chảy tổng hợp 2
Kết quả tính vận chuyển trầm tích trong trường hợp HP14 và HP15 cho thấy trong điều
kiện gió mùa mùa hè, lưu lượng và nồng độ trầm tích tại các cửa sông lớn, quá trình vận chuyển
trầm tích diễn ra mạnh mẽ. So với phương án HP11, trong phương án HP14, trầm tích được vần
chuyển mạnh xuống phía Nam. Một phần trầm tích được vận chuyển theo dòng dọc bờ Cát Hải
sang cửa Lạch Huyện, ven đảo Cát Bà. Nguyên nhân là do trường gió Đông Nam làm suy giảm
ảnh bưởng của dòng chảy sông và dòng chảy dọc bờ Cát Hải (Hình 3.6).

Thời điểm 120h

Thời điểm 180h
Hình 3.6. Nồng độ trầm tích lơ lửng tính toán khi tính đến thủy triều, lưu lượng sông lớn
nhất, nồng độ trầm tích trên biên lớn nhất trong mùa lũ và gió hướng Đông Nam
Kết quả tính toán cho trường hợp gió Nam (HP15) hoàn toàn khác so với các trường hợp
kể trên. Quá trình vận chuyển trầm tích xuống phía Nam theo dòng chảy ven bờ Đồ Sơn bị hạn
chế. Dưới tác động của gió Nam, trầm tích bị đẩy lên phía Bắc và được vận chuyển ngang cửa
Nam Triệu theo dòng dọc bờ Cát Hải sang cửa Lạch Huyện, ven bờ đảo Cát Bà (Phù Long, Hiền
Hào). Khu vực có nồng độ trầm tích cao tập trung ở trước cửa Nam Triệu, Lạch Tray, ven biển
Cát Hải và các xã Tân Lập, Tân Thạnh.

Thời điểm 120h

Thời điểm 180h

Hình 3.7. Nồng độ trầm tích lơ lửng tính toán khi tính đến thủy triều, lưu lượng sông lớn
nhất, nồng độ trầm tích trên biên lớn nhất trong mùa kiệt và gió hướng Nam
3.4. Ảnh hưởng của các cửa sông Lạch Tray, Nam Triệu đến chế độ thủy động lực và vận
chuyển trầm tích trong khu vực
Các kết quả tính toán thể hiện rõ quá trình tương tác sông-biển trong khu vực. So với
trường hợp chỉ mô phỏng thủy triều, vận tốc dòng chảy tại các vị trí gần các cửa sông có sự biến
đổi rõ rệt. Nhìn chung, dòng chảy sông làm tăng cường dòng triều rút và làm suy yếu dòng triều
dâng. Mức độ tác động này còn tùy thuộc vào độ lớn của thủy triều, độ lớn của lưu lượng dòng
chảy sông và khoảng cách đến cửa sông. Khi tăng dần giá trị chênh lệch mực nước


(tương
ứng với việc tăng lưu lượng) tại các biên cửa sông, mức độ biến đổi của vận tốc dòng chảy tại
các vị trí trên tăng lên cho thấy được quá trình tương tác sông-biển tăng lên.
Khi xem xét dòng chảy dọc bờ Cát Hải có thể nhận thấy rõ những tác động của dòng
chảy sông cửa Nam Triệu khi dòng chảy dọc bờ có hướng từ cửa Nam Triệu sang cửa Lạch
Huyện trong phương án lưu lượng sông cực đại. Tốc độ dòng chảy có thể tăng lên trên 10 cm/s
so với phương án mô phỏng triều.
Đối với quá trình vận chuyển trầm tích, dòng chảy từ các sông có vai trò vô cùng quan
trọng, nó đẩy nhanh quá trình vận chuyển trầm tích ra biển. Kết hợp với phân tích trường dòng
chảy cho thấy, trong trường hợp này dòng chảy sông có ảnh hưởng tới vùng nằm ngoài đường
đẳng sâu 4 m theo các lạch sâu nối với cửa sông trong pha triều rút. Vùng nằm ngoài đường đẳng
sâu 4m có độ sâu giảm nhanh so với khu vực gần bờ tạo điều kiện thuận lợi cho dòng triều rút
mang trầm tích ra xa hơn.
Kết quả tính toán cho thấy ảnh hưởng mạnh mẽ của của trường gió bề mặt đến quá trình
tương tác sông-biển làm thay đổi ranh giới vùng tác động của sông và biển. Phân tích kết quả
tính toán trong các phương án HP12 đến HP15 cho thấy các trường gió hướng Đông, Đông Nam
và Nam đều có tác động làm thu hẹp ảnh hưởng của sông đến quá trình động lực và vận chuyển
trầm tích trong khu vực.
KẾT LUẬN

Kết quả tính toán chế độ thủy động lực và vận chuyển bùn cát vùng cửa sông ven biển
Hải Phòng bằng mô hình thủy động lực 3D VNU/MDEC cho thấy khả khả năng ứng dụng cao
của mô hình cho các khu vực cửa sông ven biển có địa hình phức tạp.
Trong chế độ thủy động lực và vận chuyển trầm tích vùng cửa sông ven biển Hải Phòng,
thủy triều đóng vai trò chủ đạo.
Trường gió trong khu vực không làm thay đổi bức tranh hoàn lưu triều áp đảo, tuy nhiên
gió làm biến đổi giá trị của dòng tổng hợp.
Ảnh hưởng của lưu lượng sông đến dòng chảy chỉ xẩy ra trong phạm vi gần các cửa sông
vận tốc dòng chảy biến đổi từ vài centimet đến trên 10 cm/s tùy thuộc vào độ lớn chênh lệch mực
nước


.
Kết quả tính toán cho thấy luôn có sự hiện diện của dòng chảy thuận nghịch dọc bờ Cát
Hải và dòng chảy ven bờ Đồ Sơn – An Dương. Các dòng này đóng vai trò quan trong trong quá
trình vận chuyển, lan chuyền trầm tích trong khu vực.
Cửa Nam Triệu, Lạch Tray là hai nguồn cung cấp trầm tích chính trong khu vực. Ảnh
hưởng của cửa Nam Triệu đến chế độ thủy động lực và vận chuyển trầm tích trong khu vực lớn
hơn so với cửa Lạch Tray.
Các kết quả tính toán ở đây còn chưa tính đến một số nhân tố có khả năng ảnh hưởng đến
nồng độ trầm tích trong khu vực như phân bố của trầm tích đáy biển, tác động của trường gió
trong bão. Tác động của trường sóng đến chế độ thủy thạch động lực trong khu vực cần được
nghiên cứu chi tiết hơn. Vì vậy, cần thiết phải hoàn thiện hoàn thiện mô hình 3D VNU/MDEC
phục vụ tính toán thủy động lực và môi trường đáp ứng được các yêu cầu thực tiễn đối với bài
toán vận chuyển, lan truyền trầm tích, chất ô nhiễm, quá trình bồi tụ biến đổi địa hình và tích tụ
các chất ô nhiễm trong nước và trầm tích đáy.
References
1. Phạm Hải An (2011), “Mô phỏng trầm tích lơ lửng khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng”,
Hội nghị Khoa học và Công nghệ biển toàn quốc lần thứ V.
2. Nguyễn Thị Bảy, Mạnh Quỳnh Trang (2005), “Mô hình chuyển tải bùn cát kết dích vùng

ven biển”, Phần 1: Mô hình toán, Tạp chí phát triển Khoa học và Công, Tập 9, Số 2-2006.
3. Nguyễn Thị Bảy, Mạnh Quỳnh Trang (2005), “Mô hình chuyển tải bùn cát kết dích vùng
ven biển”, Phần 2: Áp dụng tính toán và mô phỏng dòng bùn cát vùng biển Cần Giờ, Tạp
chí phát triển Khoa học và Công, Tập 9, Số 4-2006.
4. Vũ Thanh Ca (2010), “Mô hình dòng chảy tổng hợp và vận chuyển bùn cát kết dính vùng
ven bờ”, Tuyển tập báo cao Hội thảo khoa học lần thứ 10 Viện KHKTTV&MT.
5. Vũ Thanh Ca, Nguyễn Quốc Trinh (2010), “Nghiên cứu về nguyên nhân xói lở bờ biển Nam
Định”, Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 Viện KHKTTV&MT.
6. 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).
7. Phạm Sỹ Hoàn và Lê Đình Mầu (2011), “Tính toán vận chuyển vật chất lơ lửng tại dải ven
biển cửa sông Mê Kông bằng mô hình toán”, Hội nghị Khoa học và Công nghệ biển toàn
quốc lần thứ V.
8. Trần Đình Lân, Nguyễn Văn Thảo, Nguyễn T. T. Hà (2010), “Đánh giá hiện trạng môi
trường và xác định các vấn đề ưu tiên phục vụ quản lý tổng hợp vùng bờ biển Hải Phòng”,
Báo cáo Tổng hợp Đề tài cấp thành phố Hải Phòng, Mã số: ĐT.MT.2008.498.
9. Nguyễn Kỳ Phùng, Đào Khôi Nguyên (2009), “Đánh giá biến đổi đáy ven bờ biển Rạch
Giá”, Tạp chí phát triển Khoa học và Công, Tập 12, Số 6-2009.
10. Nguyễn Thọ Sáo, Nguyễn Minh Huấn, Ngô Chí Tuấn, Đặng Đình Khá (2010), “Biến động
trầm tích và diễn biến hình thái khu vực cửa sông ven bờ Cửa Tùng, Quảng Trị”, Tạp chí
Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 26, Số 3S (2010) 427-434.
11. Trần Hồng Thái, Lê Vũ Việt Phong, Nguyễn Thanh Tùng, Phạm Văn Hải (2010), “Mô
phỏng, dự báo quá trình vận chuyển bùn cát lơ lửng khu vực Cửa Ông”, Tuyển tập báo cao
Hội thảo khoa học lần thứ 10 Viện KHKTTV&MT.
12. Đinh Văn Ưu (2003), “Các kết quả phát triển và ứng dụng mô hình ba chiều (3D) thuỷ nhiệt
động lực biển ven và nước nông ven bờ Quảng Ninh”, Tạp chí Khoa học ĐHQG Hà Nội,
XIX, 1, trang 108-117.
13. Đinh Văn Ưu (2005), “Phát triển mô hình tính toán vận chuyển chất lơ lửng đối với vùng
biển vịnh Hạ Long và khả năng ứng dụng trong việc xây dựng hệ thống mô hình monitoring

và dự báo môi trường biển”, Tạp chí Khoa học ĐHQG Hà Nội
14. Đinh Văn Ưu, Đoàn Văn Bộ, Hà Thanh Hương, Phạm Hoàng Lâm (2005), “Ứng dụng mô
hình dòng chảy ba chiều (3D) nghiên cứu quá trình lan truyền chất lơ lửng tại vùng biển
ven bờ Quảng Ninh”, Tuyển tập công trình Hội nghị Khoa học Cơ học thuỷ khí toàn quốc
năm 2005, Hà Nội, trang 623-632.
15. Đinh Văn Ưu (2006), “Phát triển và ứng dụng mô hình tính toán vận chuyển chất lơ lửng
và biến động trầm tích đáy cho vùng biển Vịnh Hạ Long”, Tạp chí Khoa học ĐHQG Hà
Nội, T. XXII, 1PT-2006, trang 11-19.
16. Đinh Văn Ưu (2009), “Mô hình vận chuyển trầm tích và biến động địa hình đáy áp dụng
cho vùng biển cửa sông cảng Hải Phòng”, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội,
Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 25, Số 1S (2009) 133-139.
17. Đinh Văn Ưu (2011), “Tiến tới xây dựng hệ thống mô hình dự báo và kiểm soát môi trường
Biển Đông”, Hội nghị Khoa học và Công nghệ biển toàn quốc lần thứ V.
18. Đinh Văn Ưu (2012), “Tiến tới hoàn thiện mô hình ba chiều (3D) thủy động lực cửa sông
ven biển”, Tạp chí Khoa học ĐHQG Hà Nội, Tập 28, Số 3S-2012, trang 182-187.
19. A. Decoene, J.F. Gerbeau (2009), “Sigma transformation and ALE formulation for three
dimensional free surface flow”, International Journal for Numerical Methods in Fluids Vol
59, Issue 4, pages 357–386.
20. Changsheng Chen and Hedong Liu (2003), “An Unstructured Grid, Finite-Volume, Three-
Dimensional, Primitive Equations Ocean Model: Application to Coastal Ocean and
Estuaries”. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, Vol 20, pages 159-186.
21. C.H. Wang, Onyx W.H. Wai and C.H. Hu (2005), “Three demensional modeling of
sediment in the pearl river estuary”, Us-China Workshop on advanced computational
modelling in hydroscience & Engineering September 19-21, Oxford, Mississippi, USA.
22. Dinh Van Uu, Ha Thanh Huong, Pham Hoang Lam, “Development of system of
Hydrodynamic-environmental models for coastal area (Case study in Quangninh-Haiphong
region)”, Journal of Science, Earth Sciences, T. XXIII, No.1, pp. 59-68 (2007).
23. Eric Deleersnijder and Jean-Marie Beckers (1992), “On the use of the σ-coordinate system
in regions of large bathymetric variations”, Journal of Marine Systems, Vol 3, Issue 4-5,
pages 381-390.

24. Guy Simpsona Sébastien Castelltort (2006), “Coupled model of surface water flow,
sediment transport and morphological evolution”, Computers & Geosciences 32 (2006)
1600–1614.
25. Idris Mandang and Testsuo Yanagi (2008), “Cohesive sediment transport in the 3D-
hydrodynamic-baroclinic circulation model in the Mahakam Estuary, East Kalimantan,
Indonesia”, Coastal Marine Science 32(3): 000-000, 2009.
26. I. M. Radjawane and Riandini (2009), “Numerical simulation of cohesive sediment transport
in Jakarta bay”, International Journal Sensing and Earth Sciences Vol. 6: 65-76.J. M.
Beckers, M. Gregoire, P. Nomerange University of Liege (1999), User Manual of the
GHER, 3D Primitive equation model Version 3.0.
27. J. M. Beckers, (1991), “Application of the GHER 3D general circulation model to the
Western Mediterranean”, J. Mar. Syst., 1: 315-332.
28. John C. Warner, Christopher R. Sherwooda, Richard P. Signell, Courtney K. Harris, Hernan
G. Arangoc (2008), “Development of a three-dimensional, regional, coupled wave current,
and sediment-transport model”, Computers & Geosciences 34 (2008) 1284–1306.
29. Leo Van Rijn (1993), “Principles of sediment transport in rivers, estuaries and coastal seas”,
Printed by Bariet, Ruinen, The Netherlands.

30. Leonor Cancino, Ramiro Neves (1999), “Hydrodynamic and sediment suspension modelling
in estuarine systems”, Part I: Description of the numerical models, Journal of Marine
Systems, Vol 22, pages 105-116.