Báo cáo nghiên cứu khoa học " Vai trò các quá trình tương tác sông-biển trong mô hình tính toán và dự báo xói lở bờ biển cửa sông " ppt

Tạp chí Khoa học đhqghn, KHTN & CN, T.xxI, Số 3PT., 2005

Vai trò các quá trình tơng tác sông-biển trong
mô hình tính toán và dự báo xói lở bờ biển cửa sông
Đinh Văn Ưu, Hà Thanh Hơng, Trần Quang Tiến
Trung tâm Động lực và Môi trờng Biển
Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội

Tóm tắt: Tính toán và dự báo bồi xói bờ biển và cửa sông là một vấn đề phức tạp
đòi hỏi nhiều năm nghiên cứu mới có thể xây dựng đợc một quy trình tính toán
đáp ứng yêu cầu đa dạng của bài toán đặt ra. Đã xây dựng quy trình tính toán
ứng dụng cho vùng cửa sông Đà Rằng với việc chú trọng tới vai trò của biến đổi
mực nớc và lu lợng sông và địa hình thực tế. Các kết quả tính toán dòng vận
chuyển trầm tích và biến động đờng bờ đã mô phỏng đợc bức tranh biến động
phù hợp hơn với thực tế.
Đối với các quy mô vừa và lớn gắn liền với các biến động cho khoảng thời gian
tháng, mùa, năm và nhiều năm, bên cạnh việc hoàn thiện các mô hình tính toán
vận chuyển trầm tích và xói lở bờ biển việc chi tiết hoá trong tính toán ổn định
cửa sông có tính đến dòng trầm tích biển đợc xem là một hớng nghiên cứu u
tiên.
1. Đặt vấn đề
Các mô hình tính toán xói lở các bãi biển cũng nh mô hình xói lở bờ sông đã đợc
phát triển và ngày càng hoàn thiện song việc kết hợp các quá trình tơng tác sông biển
trong mô hình tính toán bồi xói cửa sông ven biển chỉ mới đợc nghiên cứu trong những
năm gần đây. Đối với những biến động hình thái có quy mô nhỏ từ một vài giờ đến một
vài ngày thì nguyên nhân chủ yếu gây nên chúng là các nhiễu động lớn nh bão, lũ,
nớc dâng bão v.v Quy luật biến động đó cần đợc nghiên cứu một cách chi tiết hơn,
thông thờng cần đến các mô hình 3D, 4D về cấu trúc các trờng thuỷ thạch động lực
đới bờ. Những mô hình loại này hiện đang trong giai đoạn nghiên cứu và thử nghiệm và
có thể đa ra áp dụng thực tiễn nghiệp vụ trong những năm tới.
Đối với các quy mô vừa và lớn gắn liền với các biến động cho khoảng thời gian

tháng, mùa, năm và nhiều năm, bên cạnh việc hoàn thiện các mô hình tính toán vận
chuyển trầm tích và xói lở bờ biển việc chi tiết hoá trong tính toán ổn định cửa sông có
tính đến dòng trầm tích biển đợc xem là một hớng nghiên cứu u tiên.
Phần tiếp theo giới thiệu tóm tắt quy trình tính toán và một số kết quả triển khai
cho vùng cửa sông Đà Rằng.
2. Một số đặc trng đầu vào
Bản đồ địa hình khu vực nghiên cứu với những tỷ lệ khác nhau phục vụ cho việc
triển khai tính toán theo từng quy mô của các quá trình: quy mô lớn cho bài toán tính
sóng ngoài khơi, quy mô nhỏ cho tính toán vận chuyển trầm tích và bồi, xói.
Bản đồ địa hình tỷ lệ nhỏ phục vụ tính sóng theo mô hình dạng WAM đối với quy
mô toàn biển hoặc một phần lớn biển. Hiện tại các bản đồ địa hình số phân giải 2 và 5
118
Vai trò các quá trình tơng tác sông-biển
119
kinh vĩ tuyến hoàn toàn đáp ứng yêu cầu đặt ra, tuy nhiên đối với dải ven bờ có độ sâu
từ 10 đến 30 mét cần có những hiệu chỉnh nhất định cho phù hợp với bản đồ tỷ lệ lớn.
Bản đồ địa hình tỷ lệ lớn đảm bảo yêu cầu triển khai tính toán lan truyền sóng
trong đới ven bờ cũng nh mô tả đợc diễn biến thực của đờng bờ trong các điều kiện
thuỷ động lực khác nhau. Khác với các bản đồ địa hình biển thông thờng, đối với bài
toán dự báo bồi, xói các bản đồ tỷ lệ lớn cho khu vực nghiên cứu phải cho phép mô tả
diễn biến đờng bờ tơng ứng từ mực triều thấp nhất đến mực cao nhất có chú ý đến
giới hạn xâm nhập của nớc dâng do bão và do sóng. Với yêu cầu này, việc có đợc các
thông tin chi tiết về địa hình toàn dải ven biển và dọc bờ sông là hết sức cần thiết, điều
này trớc đây chúng ta cha quan tâm đúng mức, đặc biệt đối với phần có độ cao trên
mức 0.
Trong ví dụ thử nghiệm áp dụng quy trình cho vùng cửa sông Đà Rằng, chúng tôi
sử dụng bản đồ địa hình khu vực nghiên cứu tỷ lệ 1: 10.000 (hình1) và chỉ áp dụng cho
các đờng bờ tơng ứng 3 mực biển đặc trng: triều thấp nhất, trung bình và triều cực
đại. Khác với các hải đồ và bản đồ địa hình thông thờng, ở đây không sử dụng mực 0
hải đồ mà căn cứ theo đờng bờ khi mực nớc (triều) cao nhất. Các số liệu từ bản đồ

này đợc sử dụng để triển khai tính toán sóng, chế độ thuỷ thạch động lực và bồi xói
theo các mặt cắt ngang bờ 1,2,3,4 và cửa sông AB.

Hình 1. Địa hình khu vực nghiên cứu ứng với mực nớc cao nhất
Với bản đồ địa hình chi tiết chúng ta có thể xác định đợc đờng cong trắc ngang
bờ sát với thực tế hơn làm cơ sở cho các tính toán dòng vận chuyển trầm tích cũng nh
biến đổi bờ. Tơng tự chúng ta cũng thấy mức độ biến động rất lớn của diện tích trắc
ngang cửa sông trong các điều kiện mực nớc triều khác nhau (hình 2).
Các yếu tố khí tợng-thuỷ văn của khu vực nghiên cứu là nhân tố quan trọng
quyết định chế độ thuỷ động lực khu vực, cho phép xác định các tác động chủ yếu trong
Đinh Văn Ưu, Hà Thanh Hơng, Trần Quang Tiến
120
quá trình bồi xói bờ biển, cửa sông và từ đó lựa chọn mô hình thích hợp tính toán và dự
báo hiện tợng bồi xói. Những yếu tố này cũng là đầu vào quan trọng cho các mô hình
theo các quy mô tơng ứng
Đối với yêu cầu tính toán và dự báo bồi xói quy mô vừa, việc thu thập, phân tích,
tính toán và thiết lập chế độ khí tợng, thuỷ văn cho từng tháng trong năm có thể xem
là hợp lý và khả thi hơn cả.
100 50
0
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0

B
A
max
tb
min
tb
min
max
1
3
2

150 200 250 300 350 400 450 500 550
Khoảng cách (m)
Hình 2. Đờng cong trắc ngang cửa sông Đà Rằng AB trong các mực nớc triều khác nhau
Khi sử dụng trờng gió trên quy mô lớn để triển khai mô hình sóng ngoài khơi
WAM, có thể khai thác số liệu gió từng giờ, theo ốp quan trắc hoặc trung bình ngày.
Tuy nhiên với hiện trạng số liệu của khu vực nghiên cứu chúng ta có thể lựa chọn
trờng gió chế độ 12 tháng. Số liệu gió khu vực (địa phơng) chủ yếu đợc sử dụng để
đánh giá và tính toán mức độ biến đổi của hoàn lu nớc trong đới ven bờ và cửa sông.
Mực nớc đợc xem là một trong những yếu tố quan trọng nhất đối với quá trình
bồi xói bờ biển và cửa sông có triều. Trớc đây chúng ta chỉ mới chú trọng đến mực nớc
khi xem xét khu vực cửa sông, phần bờ biển còn ít đợc chú. Trong nghiên cứu này,
chúng tôi quan tâm đến biến đổi mực nớc biển với hai mục đích:
- Xác định đờng bờ và địa hình đáy biển thực (theo trắc ngang) tơng ứng với
thời gian tác động của sóng và dòng chảy nhằm chi tiết hoá diễn biến dòng vận chuyển
trong toàn dải sát bờ.
- Xác định các đặc trng thuỷ lực, dòng vận chuyển trầm tích (tại lạch cửa sông
và thuỷ vực cửa sông) đáp ứng yêu cầu tính toán ổn định của lạch sông có triều.
Dòng chảy cần quan tâm ở đây bao gồm dòng chảy thờng kỳ trong dải ven bờ và

trên thuỷ vực cửa sông. Trong dải ven bờ, bên cạnh dòng triều mang tính thuận nghịch,
các loại dòng chảy do sông đổ ra và dòng chảy gió có sự biến động lớn theo dao động
mực nớc (độ sâu) đặc biệt tại các khu vực bờ dốc và có các công trình bờ. Tuy nhiên với
khả năng số liệu cũng nh thực tế cách tiếp cận phổ biến hiện nay chỉ mới giới hạn cho
Vai trò các quá trình tơng tác sông-biển
121
các bãi biển thoải nên dòng chảy trong dải ven bờ tạm thời cha đợc để ý đến. Dòng
chảy trên thuỷ vực cửa sông sẽ đợc sử dụng trong đánh giá ổn định cửa sông. Trong
phần này lu lợng nớc sông là một yếu tố quan trọng cần đợc quan tâm tới. Hoàn
lu tại thuỷ vực cửa sông sẽ đáp ứng cho bài toán tính toán dự báo chi tiết xói lở cục bộ
và cần đợc đa vào quy trình trong giai đoạn tới.
3. Các đặc trng sóng tại khu vực nghiên cứu
Với đặc điểm khu vực nghiên cứu thuộc kiểu bãi nên sóng là yếu tố tác động chủ
yếu đối với quá trình bồi xói bờ biển. Do số liệu sóng thống kê trên vùng biển ngoài khơi
nằm ngay ngoài vùng nghiên cứu khó có thể đáp ứng yêu cầu tính toán, ngời ta đều
phải sử dụng đến mô hình sóng đại dơng để chiết xuất các số liệu sóng theo yêu cầu.
Trong nghiên cứu này đã sử dụng mô hình STWAVE để tính sóng ven bờ với dữ liệu
ban đầu đợc chiết từ mô hình sóng ngoài khơi.
Sự tơng tác giữa sóng và dòng chảy đợc xem xét trong hệ toạ độ quy chiếu
chuyển động cùng với dòng chảy.
So sánh các kết quả tính sóng trong dải ven bờ của 12 tháng trong năm ứng với
ba trờng hợp mực nớc triều thấy rằng trong trờng hợp triều cực đại, năng lợng
sóng tập trung gần bờ hơn, sóng lan truyền sâu và rộng hơn trong sông, hớng sóng
không bị bẻ quá đột ngột nh hai trờng hợp còn lại.

mực nớc triều cực đại

mực nớc triều thấp
Hình 3. Trờng sóng tính toán tơng ứng với các mực nớc triều trong tháng 2
Do vào mùa lũ ứng với hớng sóng thịnh hành đông bắc, trờng sóng lan truyền

trong sông rất mạnh, có nơi độ cao đạt trên 1 m. Vào mùa này cửa sông thờng đợc mở
rộng và đào sâu đáng kể. Vào mùa kiệt, sóng thịnh hành hớng tây nam hầu nh
không ảnh hởng vào trong sông.
Phân tích trờng sóng tháng 2 theo ba phơng án mực nớc ta thấy rằng, với
cùng một độ cao sóng, bề rộng của đới sóng đổ hẹp nhất trong trờng hợp mực nớc cực
đại và biến đổi khá mạnh trong những trờng hợp khác, có nơi lớn hơn 300 m. Điều
này có thể giải thích bởi độ dốc cao ở phần cuối bãi, nơi sóng chỉ tác động khi mực nớc
Đinh Văn Ưu, Hà Thanh Hơng, Trần Quang Tiến
122
triều cao. Thấy rõ trên hình 2 khi khoảng cách ra xa bờ 50m độ sâu đã lớn hơn 1 m,
trong khi biên độ triều ở đây vào khoảng 2.47m. Ngoại trừ một vài khu vực, trên phần
lớn dải bờ biển độ dốc dọc theo các trắc ngang ở khoảng mực nớc trung bình và thấp
nhìn chung không lớn đã tạo ra đới sóng đổ khá rộng.
Trong các tháng mùa hè (tháng 5) do hớng sóng đông-nam là chủ yếu với độ cao
sóng nhỏ nên đới sóng đổ chỉ xuất hiện tại một vài nơi với giới hạn hẹp.
4. Kết quả tính toán các đặc trng thuỷ thạch động lực và bồi, xói đới bờ
Vấn đề đặt ra đối với quy trình này là việc thiết lập các đặc trng chế độ thuỷ
thạch động lực cho từng tháng trong năm đối với toàn đới ven bờ tại khu vực nghiên
cứu. Thay cho việc tính toán theo điều kiện sóng và mực nớc thực, chúng tôi cho rằng
trờng sóng đặc trng ngoài khơi sẽ tác động lên từng dải bờ có độ sâu khác nhau trong
khoảng thời gian mực triều ngập tơng ứng. Đối với vùng nghiên cứu chúng tôi sử dụng
phơng án chia toàn vùng ngập triều thành 3 cấp mực nớc: h < 0,25H, 0,25H h <
0,75H và h 0,75H. Trên cơ sở số liệu mực nớc triều có thể dễ dàng tính đợc các
khoảng thời gian mực nớc duy trì trong 3 giới hạn nêu trên tơng ứng t
1
, t
2
, t
3
cho

từng tháng.
Sử dụng các kết quả tính sóng ven bờ, xác định độ cao và giới hạn đới sóng đổ
tơng ứng, chúng tôi tiến hành tính toán dòng trầm tích vận chuyển qua các trắc
ngang, sử dụng công thức tính dòng di đáy đã đợc phát triển cho phép tính đến đồng
thời các tác động tổng cộng của sóng, dòng chảy và tính chất trầm tích đáy. Công thức
này đã đợc trình bày tại Hội nghị Cơ học thuỷ khí tại Đà Nẵng năm 2003 và hoàn
thiện trong luận án tiến sĩ của Trần Quang Tiến [2]:
2/12
cr
22
f
22/3
f
b
)VV(gh
4
K25,0
V)C(kQ






+=
,
trong đó V là vận tốc dòng chảy, V
cr
vận tốc tới hạn, h độ cao sóng, - chỉ số sóng đổ,
K

f
, C
f
và k là các hệ số.
Công thức này có thể áp dụng cho điều kiện chỉ có dòng chảy mạnh mà không xẩy
ra sóng đổ nh trên khu vực các lạch sâu cửa sông và cảng. Dòng trầm tích tổng cộng
đợc tính theo quy trình thông dụng dựa vào tỷ lệ giữa dòng lơ lửng và di đáy.
Với đặc điểm dải ven bờ thuộc loại bãi có dòng chảy thờng kỳ không đáng kể,
chúng tôi chỉ tính dòng vận chuyển trầm tích do sóng. Kết quả tính toán dòng trầm tích
vận chuyển trong từng tháng đối với các dải bờ theo cấp ngập triều cho từng trắc ngang
(MC). Với các kết quả tính toán trên 4 trắc ngang bờ chúng ta có thể đa ra đánh giá và
dự báo xu thế bồi xói tại 2 đoạn bờ bắc và nam cửa sông Đà Rằng. Lợng trầm tích vận
chuyển qua cửa sông sẽ đợc sử dụng cho việc đánh giá ổn định lạch cửa sông.
Những kết quả đánh giá theo từng cấp mực nớc cho phép đa ra xu thế bồi xói
của từng dải độ sâu tính từ mép bờ cao nhất. Việc đánh giá này đợc căn cứ theo lý
thuyết biến đổi đờng bờ đơn đờng song cũng có thể cho phép xác định các khu vực
trọng yếu của xói lở nhằm định hớng các quan trắc và tính toán chi tiết hơn.
Vai trò các quá trình tơng tác sông-biển
123
Kết quả đánh giá cho thấy, cùng một chế độ sóng biển khơi, sự biến đổi của mực
nớc triều có thể đa đến hệ quả khác nhau của hiện tợng bồi, xói bờ biển. Có thể thấy
điều này trên các ví dụ xẩy ra trong tháng 3 đối với đoạn bờ nam và tháng 12 đối với
đoạn bờ bắc. Trong tháng 3 vào giai đoạn triều cao, cân bằng trầm tích vận chuyển đi
qua các mặt cắt 3 và 4 dẫn đến hiện tợng bồi lắng bờ. Với cùng chế độ sóng ngoài khơi,
nhng vào giai đoạn triều thấp và trung bình và tổng cộng trong cả tháng, tại đây lại
xẩy ra hiện tợng xói lở bờ. Ngợc lại bức tranh trên là xu thế bồi xói tại đoạn bờ phía
bắc trong tháng 12. Trong tháng này vào thời kỳ triều trung bình và triều thấp, tại đây
xẩy ra hiện tợng bồi lắng, nhng vào giai đoạn triều cao thì bờ biển lại bị xói lở, ngợc
với xu thế chung của cả tháng.
Những kết quả này cho thấy sự cần thiết phải chi tiết hoá việc tính toán các đặc

trng thuỷ thạch động lực và bồi xói bờ biển, không chỉ tính với các đặc trng tác động
của gió và sóng mà còn phải kể đến biến đổi mực nớc triều nh một yêú tố quyết định.
Với các kết quả đánh giá về xu thế xói lở và bồi tụ bờ biển nh trên, chúng tôi
cũng tiến hành đánh giá định lợng mức độ bồi xói cho các đoạn bờ theo cán cân vận
chuyển trầm tích dọc bờ qua các mặt cắt (bảng 1). Thấy rõ trong những năm không chịu
tác động của bão, cả hai đoạn bờ biển bắc và nam cửa Đà Rằng đều có xu thế bồi, (bờ
bắc bồi mạnh hơn bờ nam) và thờng xẩy ra vào các tháng mùa đông với tốc độ lấn ra
biển đến hàng trăm mét trong năm. Kết quả quan trắc biến đổi đờng bờ vào mùa xuân
năm 2004 cho thấy rõ điều đó. Trong các tháng mùa hè, khi không có tác động của bão
và nớc dâng bão, bờ biển ở đây ít có sự biến đổi.
Bảng 1: Kết quả đánh giá xu thế và tốc độ bồi xói đờng bờ biển khu vực hai phía
cửa sông Đà Rằng (khoảng cách giữa các trắc ngang 2400m, độ sâu bồi xói
trung bình 2.5m, q
i-j
: lợng trầm tích dọc bờ từ mặt cắt i đến mặt cắt j).
Bờ bắc Bờ nam
Thời gian
q
1-2
(m
3
)
Xu thế
q
3-4
(m
3
)
Xu thế
1 187753.9 Bồi 38 m/tháng -11613.7 Xói 2,2 m/tháng

2 17420.8 Bồi 4 m/tháng -5594.3 Xói 1,1 m/tháng
3 9177.8 Bồi 2 m/tháng -13367.1 Xói 2,6 m/tháng
4 1858.0 Bồi không đáng kể 986.9 Bồi không đáng kể
5 0 ổn định 2544.1 Bồi không đáng kể
6 47.6 Bồi không đáng kể 4040.4 Bồi không đáng kể
7 -0.1 Xói không đáng kể 1705.0 Bồi không đáng kể
8 0 ổn định 3962.2 Bồi không đáng kể
9 -214.4 xói không đáng kể 2900.3 Bồi không đáng kể
10 77908.7 Bồi 15,6 m tháng 109146.7 Bồi 22 m/tháng
11 840402.5 Bồi 160 m tháng 662372.8 Bồi 132 m/tháng
12 1328175.0 Bồi 265 m tháng 368672.0 Bồi 74 m/tháng
Đông 2460839.0 Bồi 492 m/mùa 1109616.0 Bồi 222 m/mùa
Hè 1691.1 Bồi không đáng kể 16139.1 Bồi 3 m/mùa
Xu thế 2462530.0 Bồi 492 m/năm 1125756.0 Bồi 225 m/năm
Đinh Văn Ưu, Hà Thanh Hơng, Trần Quang Tiến
124
Với những kết quả đánh giá trên đây, có thể cho rằng quy trình tính toán đợc đề
xuất cho ta kết quả tơng đối hợp lý đối với các đoạn bờ biển gần cửa sông Đà Rằng. Để
mở rộng giới hạn áp dụng, quy trình này cần đợc hoàn thiện và thử nghiệm chi tiết
hơn với các yêu cầu sau:
- Cần có đợc bản đồ chi tiết hiện trạng địa hình, trầm tích, bao gồm cả phần dới
nớc và trên bờ, theo các quy mô tơng ứng vào thời điểm dự tính và dự báo.
- Có đợc diễn biến mực nớc, bao gồm triều và nớc dâng bão.
- Có đợc các trờng sóng ngoài khơi theo các quy mô tơng ứng: sóng chế độ và
sóng bão. Trong trờng hợp thông thờng cần có đợc các trờng gió tơng ứng đảm bảo
triển khai dự tính, dự báo sóng theo mô hình sóng nớc sâu (WAM).
- Có đợc các trờng dòng chảy khu vực cửa sông liên quan có thể bao gồm cả
dòng rắn.
Trong số các yêu cầu nêu trên, 2 yêu cầu đầu là tối thiểu và có thể thu đợc thông
qua việc thiết lập hệ thống monitoring môi trờng biển tại địa phơng.

4. Tính toán các đặc trng thuỷ thạch động lực và độ ổn định cửa sông
Với đặc điểm cửa sông của từng khu vực nghiên cứu, chúng ta có thể sử dụng các
quy trình tính toán thuỷ thạch động lực các lạch cửa biển có triều để tính toán và dự
báo xói lở thông qua đánh giá mức ổn định của trắc ngang cửa. Quy trình tính toán này
có thể bao gồm một số nội dung sau đây:
- Xác định các đặc trng địa mạo, trầm tích cửa sông, lạch triều và vùng ngập
triều tại hai phía sông và biển.
- Tính toán các đặc trng thuỷ động lực (lu lợng, vận tốc trung bình và cực trị,
phân bố trờng dòng chảy, mực nớc) tại khu vực cửa sông.
- Đánh giá mức độ lắng đọng và vận chuyển trầm tích trên toàn thuỷ vực có liên
quan
Để tính toán ổn định cửa sông thông qua đánh giá biến động diện tích trắc ngang
cửa sông do tác động của các đặc trng địa mạo, thuỷ động lực thuỷ vực, trớc mắt có
thể sử dụng các mối quan hệ thực nghiệm giữa thể tích (lăng trụ) triều và diện tích trắc
ngang có tính đến ảnh hởng của lu lợng sông và trao đổi trầm tích sông-biển cũng
nh dòng vận chuyển dọc bờ cắt ngang cửa sông.
Những đặc trng thủy động lực cơ bản đối với cửa sông nh vận tốc cực đại khi
triều cờng, triều kiệt và các lu lợng tơng ứng trong các điều kiện không tính đến
lu lợng và có tính đến lu lợng sông cần phải đợc tiến hành theo quy trình tính
toán thuỷ lực lạch triều. Trong trờng hợp này đã sử dụng các quy trình đợc dẫn ra
trong Hydrodynamics of tide inlets của Tổng cục kỹ thuật Hải quân Hoa Kỳ [6].
Từ số liệu địa hình, chế độ triều và lu lợng sông, đã tính đợc vận tốc dòng
chảy cực đại, lu lợng nớc cực đại và thể tích nớc đi vào và đi ra khỏi vùng cửa sông
(thể tích lăng trụ triều) đối với mực triều cực đại. Các tính toán đợc tiến hành đối với
nhật triều biên độ 2.5m, chu kỳ 24,8 giờ theo phơng pháp của King. Lu lợng sông
Vai trò các quá trình tơng tác sông-biển
125
cực đại và cực tiểu đợc lấy theo số liệu tại trạm Cống Sơn. Từ các kết quả trên có thể
đa ra một số đánh giá về độ ổn định của lạch cửa sông Đà Rằng theo hai phơng pháp
thông dụng nh sau:

- Theo Dean (1971) thì điều kiện đảm bảo duy trì ổn định lạch cửa sông là vận tốc
dòng chảy cực đại V
m
phải có giá trị tối thiểu khoảng 1 m/s. Kết quả tính toán đối với
cửa Đà Rằng trong điều kiện không kể đến lu lợng sông cho ta giá trị V
m
= 0.36 m/s.
Trong trờng hợp triều rút và có tính đến ảnh hởng của lu lợng thì V
m
= 0.6 m/s khi
lu lợng cực đại 821 m
3
/s và V
m
= 0.4 m/s khi lu lợng cực tiểu 48,8 m
3
/s. Các giá trị
tơng ứng trong trờng hợp triều lên là 0.1 m/s và 0.35 m/s. Thấy rõ cửa sông Đà Rằng
luôn có xu thế bị thu hẹp tiết diện ngang của lạch cửa do quá trình lắng đọng trầm tích.
- Czezniak (1977) đa ra phơng pháp đánh giá mức độ ổn định lạch cửa sông căn
cứ vào tỷ số giữa thể tích triều và dòng vận chuyển tổng cộng dọc bờ trong năm (P/M)
là: P/M 150- điều kiện thoát nớc tốt, cửa ổn định; 100 P/M 150- bar cát ngầm
phát triển thờng xuyên có lạch cắt qua; 20 P/M < 50- mọi lạch cửa đều thuộc dạng
cắt ngang bar cát ngầm; P/M 20- cửa ra vào trở nên không ổn định, các lạch cửa thuộc
dạng lúc ngập lúc khô. Kết quả tính toán cho thấy P/M=12, chứng tỏ cửa sông Đà Rằng
thuộc loại không ổn định, có xu thế bị bồi lắng. Điều này hoàn toàn phù hợp với thực tế
biến đổi của cửa sông trong thời gian qua.
Để có đợc những kết quả tính toán cụ thể hơn cần đa thêm đánh giá tốc độ lắng
đọng trầm tích trên lạch cửa. Bức tranh thực của diễn biến lạch cửa sông về cả hai phía
sông và biển sẽ rõ hơn nếu áp dụng mô hình mô phỏng chế độ thuỷ thạch động lực toàn

bộ thuỷ vực, bao gồm sóng, dòng chảy và trầm tích. Những kết quả triển khai mô hình
3D đối với cửa sông đã khẳng định quy luật phân bố trầm tích và hoàn lu khu vực
nghiên cứu.
5. Kết luận
Các kết quả xây dựng và triển khai quy trình tính toán và dự báo bồi xói bờ biển
và cửa sông cho thấy sự phức tạp và khó khăn của vấn đề đặt ra, đồng thời cũng khẳng
định việc phân chia theo quy mô các quá trình thuỷ thạch động lực nhằm xây dựng quy
trình thống nhất là khả thi và hiệu quả.
Các kết quả ứng dụng quy trình đối với quy mô vừa cho vùng bờ biển và cửa sông
Đà Rằng theo hớng sử dụng các đặc trng chế độ đã cho những kết quả định tính và
định lợng phù hợp với chế độ thuỷ thạch động lực và xói lở xẩy ra trong thực tế.
Những hạn chế về tính phổ quát, cũng nh khả năng lý giải một số hiện tợng cụ
thể xẩy ra trong những thời kỳ nhất định (bão, lũ, nớc dâng) cho thấy sự cần thiết
phải có đợc các số liệu địa hình, trầm tích và thủy văn thu đợc thông qua monitoring
môi trờng biển đồng thời với việc đa các mô hình hiện đại dự báo, thu thập phân tích
mô phỏng các trờng khí tợng, hải văn vào quy trình này.
Chúng tôi cho rằng, trong điều kiện hiện tại, việc giải quyết từng khâu của vấn
đề đặt ra là khả thi và có ý nghĩa thực tiễn cao cần đợc tập trung nghiên cứu và phát
triển trong thời gian trớc mắt. Xin chân thành cảm ơn chủ trì đề tài KC09-05 và để tài
NC Cơ bản 722004 đã hỗ trợ kinh phí để thực hiện nghiên cứu này.
Đinh Văn Ưu, Hà Thanh Hơng, Trần Quang Tiến
126
Tài liệu tham khảo
1. Đinh Văn Ưu, Trần Quang Tiến, Phơng pháp tính toán vận chuyển trầm tích dọc bờ biển,
Tạp chí Khoa học, ĐHQG Hà Nội, 4, 1998.
2. Đinh Văn Ưu, Trần Quang Tiến, Phát triển và ứng dụng phơng pháp tính dòng vận
chuyển trầm tích vùng ven biển và cửa sông, Hội nghị Cơ học Thuỷ khí toàn quốc, Đà Nẵng,
7/2003.
3. Surface-Water Modeling System (SMS) version 8, User Manual, Brigham Young University,
2002.

4. Roger H. Charlier, Christian P. De Meyer, Coastal Erosion, Response and Management,
Springer, 1997.
5. U.S. Army Corps of Engineers, Hydrodynamics of tide inlets, Engineering and Design EM
1110-2-1100, 1992.
6. U.S. Army Corps of Engineers, Coastal Geology, Engineering and Design EM 1110-2-1810,
1995.

VNU. JOURNAL OF SCIENCE, Nat., Sci., & Tech., T.xXI, n
0
3AP., 2005

TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTThe role of
river-sea interaction in computation
and prediction models of erosion in coastal
and estuarine area
Dinh van Uu, Ha Thanh Huong, Tran Quang Tien
Marine Environment and Dynamics Centre, College of Science, VNU

Computation and prediction of erosion in the coastal and estuarine area is a very
complicated problem which require many years of future research to build a method to
fulfill the various demands of the problem.
Our results establish a computation and prediction method of erosion in coastal
and estuarine area, in particular, Darang estuary. This gives us the qualitative and
quantitative results which agree with the geo-hydrodynamic regime and erosion in
reality.
The limitation in explaining certain phenomenon happening in certain time
(storm, flood) shows the need of topography, sediment and hydrological data obtaining
by sea environment monitoring together with using prediction models and getting,
analyzing, stimulating the Meteorology, Oceanography field in this process.