Nghiên cứu cơ chế bồi, xói và đề xuất giải pháp chỉnh trị khu vực Cửa Lấp, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI






NGUYỄN VĂN GIÁP




NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ BỒI, XÓI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
CHỈNH TRỊ KHU VỰC CỬA LẤP TỈNH BÀ RỊA - VŨNG TÀU




Chuyên ngành:
Xây dựng công trình thủy
Mã số:
62-58-40-01



NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Nguyễn Trung Việt

2. PGS.TS. Trương Văn Bốn









HÀ NỘI, NĂM 2015
i

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tác giả. Các kết quả nghiên cứu
cũng như các kết luận trong luận án này là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một
nguồn nào dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu được thực hiện
trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo theo đúng quy định.
Tác giả luận án

Nguyễn Văn Giáp

ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận án này, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn chu đáo, tận
tình của giáo viên hướng dẫn, sự quan tâm, sát cánh của gia đình, của cơ quan và đồng
nghiệp. Đặc biệt, tác giả đã nhận được nhiều điều kiện thuận lợi từ Ban Giám hiệu nhà
trường, Phòng Đào tạo ĐH&SĐH, Khoa Công trình, Bộ môn Thủy công - Khoa Công

trình trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Tác giả xin trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Trung Việt, PGS.TS
Trương Văn Bốn đã quan tâm hướng dẫn, giúp đỡ để tác giả hoàn thành luận án.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới cơ quan, Ban Giám hiệu nhà trường, Phòng Đào tạo
ĐH&SĐH, Khoa Công trình, Bộ môn Thủy công - Khoa Công trình đã quan tâm giúp
đỡ, tạo mọi điều kiện để tác giả hoàn thành luận án này.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới các nhà khoa học đã quan tâm chia sẻ, góp ý và bổ
sung cho tác giả nhiều thông tin bổ ích. Cuối cùng tác giả xin trân trọng cảm ơn gia đình,
đồng nghiệp đã luôn sát cánh động viên tác giả vượt qua mọi khó khăn khi thực hiện
luận án.
Tác giả luận án

iii

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của luận án 1
2. Mục tiêu nghiên cứu 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2
4. Nội dung nghiên cứu 2
5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 2
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 4
7. Cấu trúc của luận án 6
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CỬA SÔNG 7
1.1 Tổng quan chung về nghiên cứu cửa sông 7
1.2 Tổng quan các nghiên cứu về phân loại cửa sông 9
1.2.1 Các nghiên cứu về phân loại cửa sông trên thế giới 9
1.2.2 Các nghiên cứu về phân loại cửa sông ở Việt Nam 9
1.2.3 Các nghiên cứu về phân loại cửa sông Cửa Lấp 11
1.3 Tổng quan các nghiên cứu về động lực học cửa sông 11

1.3.1 Các nghiên cứu về động lực học cửa sông trên thế giới 11
1.3.2 Các nghiên cứu về động lực học cửa sông ở Việt Nam 13
1.3.3 Các nghiên cứu về động lực học cửa sông Cửa Lấp 15
1.4 Tổng quan nghiên cứu về công trình chỉnh trị cửa sông 17
1.4.1 Các nghiên cứu về công trình chỉnh trị cửa sông trên thế giới 17
1.4.2 Các nghiên cứu về công trình chỉnh trị cửa sông ở Việt Nam 18
1.4.3 Các nghiên cứu về công trình chỉnh trị cửa sông ở Cửa Lấp 19
1.5 Tổng quan các phương pháp nghiên cứu về cửa sông 20
1.5.1 Đặc điểm của các phương pháp nghiên cứu về cửa sông 20
1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu truyền thống 21
1.5.3 Các phương pháp nghiên cứu hiện đại 22
1.6 Nhận xét chung về thành tựu nghiên cứu cửa sông 23
1.7 Các tồn tại trong nghiên cứu về cửa sông 23
1.7.1 Các tồn tại chung 24
1.7.2 Những tồn tại trong các nghiên cứu đối với Cửa Lấp 25
iv

1.8 Đặt vấn đề nghiên cứu của luận án 26
1.9 Kết luận chương 1 26
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LỰA CHỌN MÔ HÌNH THỦY THẠCH ĐỘNG LỰC CHO
KHU VỰC CỬA LẤP 28
2.1 Đặt vấn đề 28
2.2 Cơ sở lý luận về các mô hình tính toán thủy động lực học hình thái các cửa
sông ven biển 28
2.3 Lựa chọn mô hình tính toán cho khu vực nghiên cứu 30
2.3.1 Giới thiệu các bộ mô hình số hiện đại 30
2.3.2 Lựa chọn mô hình tính toán cho khu vực nghiên cứu 34
2.4 Cơ sở lý thuyết mô hình EFDC 34
2.5 Cơ sở nghiên cứu ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy tới hiện tượng bồi, xói
luồng tàu 42

2.5.1 Cơ sở lý thuyết nghiên cứu ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy 42
2.5.2 Cơ sở tính ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy trong mô hình EFDC 47
2.6 Kết luận chương 2 52
CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG LỰC HỌC VÀ BỒI, XÓI
KHU VỰC CỬA LẤP 53
3.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu và mô hình tính toán 53
3.1.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu khu vực tính toán 53
3.1.2 Lựa chọn và xác định miền tính toán 57
3.1.3 Kết quả hiệu chỉnh mô hình cho bộ số liệu khảo sát tháng 10 năm 2010 . 60
3.1.4 Xây dựng tương quan để tính toán mở rộng cho bộ số liệu năm 2013 64
3.2 Nghiên cứu, đánh giá chế độ thủy động lực học và quá trình bồi, xói 67
3.2.1 Chế độ thủy động lực học khu vực Cửa Lấp 67
3.2.2 Đánh giá ảnh hưởng của sóng đến dòng chảy ven bờ và vận chuyển bùn
cát khu vực Cửa Lấp 74
3.2.3 Cơ chế vận chuyển bùn cát tại khu vực Cửa Lấp 80
3.2.4 Đánh giá ảnh hưởng của chân vịt tàu tới hiện tượng bồi lấp trở lại luồng
tàu 86
3.2.5 Phân tích, đánh giá kết quả tính toán 89
3.3 Kết luận chương 3 91
v

CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ
KỸ THUẬT GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ CỬA LẤP 93
4.1 Cơ sở để bố trí không gian công trình chỉnh trị Cửa Lấp 93
4.1.1 Mục tiêu chỉnh trị 93
4.1.2 Tham số thiết kế luồng tàu 93
4.1.3 Tham số thiết kế công trình bảo vệ và tôn tạo bờ biển 96
4.2 Các phương án bố trí công trình chỉnh trị 97
4.2.1 Nhiệm vụ của công trình chỉnh trị khu vực Cửa Lấp 97
4.2.2 Các phương án chỉnh trị đã được đề xuất từ các nghiên cứu đã có 97

4.2.3 Phân tích lựa chọn phương án công trình chỉnh trị khu vực Cửa Lấp 100
4.3 Đánh giá hiệu quả kỹ thuật của công trình chỉnh trị 102
4.3.1 Chế độ thủy động lực và diến biến hình thái theo phương án chỉnh trị 102
4.3.2 Đánh giá quá trình bồi lấp trở lại luồng tàu do ảnh hưởng của chân vịt tàu
thủy lúc di chuyển 104
4.4 Kết luận chương 4 107
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 109
I. Những kết quả đạt được của luận án 109
II. Những đóng góp mới của luận án 111
III. Những tồn tại và kiến nghị hướng phát triển 111
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 113
TÀI LIỆU THAM KHẢO 114
CÁC PHỤ LỤC 120

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2-1 Phương pháp tiếp cận vấn đề nghiên cứu 29
Hình 2-2 Sơ đồ vận chuyển bùn cát do dòng chảy 37
Hình 2-3 Bùn cát bị xáo trộn dưới ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy 43
Hình 2-4 Các yếu tố ảnh hưởng tới vận chuyển bùn cát do chân vịt tàu thủy 43
Hình 2-5 Mô tả quá trình tính toán sa bồi do dòng chảy và do chân vịt tàu gây ra 44
Hình 2-6 Định nghĩa vùng 1 và vùng 2 cho phân bố vận tốc sau tàu 45
Hình 2-7 Chia lưới con cho tàu trong mô hình thủy lực 48
Hình 2-8 Sơ đồ khối tính toán vận chuyển bùn cát do tàu trong mô hình EFDC 49
Hình 2-9 Sơ đồ khối chi tiết mô đun tính toán vận chuyển bùn cát do tàu 50
Hình 2-10 Giao diện mô đun tính toán ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy 51
Hình 2-11 Thông tin bản quyền 51
Hình 3-1 Tổng hợp địa hình khu vực Cửa Lấp (a) và nội suy số liệu địa hình khoảng
cách 5x5 m (b) 54

Hình 3-2 Hoa gió trạm Vũng Tàu từ 01/2012 đến 12/2013 54
Hình 3-3 Vị trí trạm đo sóng và dòng chảy 55
Hình 3-4 Mực nước thực đo tại các vị trí khu vực tính toán 55
Hình 3-5 Lưu lượng nước thực đo tại vị trí Cửa Lấp 56
Hình 3-6 Vận tốc thực đo tại trạm kiểm tra Cửa Lấp 56
Hình 3-7 Vị trí lấy mẫu bùn cát trong đợt khảo sát năm 2010 (a), kết quả phân tích
thành phần hạt và đưa vào mô hình (b) 57
Hình 3-8 Sơ hoạ phạm vi mô phỏng 57
Hình 3-9 Kết quả so sánh mực nước thực đo và mực nước tính toán trạm Vũng Tàu . 59
Hình 3-10 Lưới mịn lấy điều kiện biên thủy lực bằng cách trích xuất kết quả từ mô
hình lưới thô 59
Hình 3-11 Mực nước thực đo và tính toán trạm Cửa Lấp năm 2010 61
Hình 3-12 Vận tốc thực đo và tính toán vị trí 0,8 H 61
Hình 3-13 Vận tốc thực đo và tính toán vị trí 0,6 H 62
Hình 3-14 Vận tốc thực đo và tính toán vị trí 0,2 H 62
Hình 3-15 Kết quả so sánh hướng sóng tại vị trí Cửa Lấp 62
Hình 3-16 Kết quả so sánh độ cao sóng tại vị trí Cửa Lấp 63
Hình 3-17 Các phân đoạn tính tương quan 65
Hình 3-18 Tương quan mực nước tại Cửa Lấp và trạm triều Vũng Tàu theo từng đoạn
kỳ triều với số liệu đo năm 2013 65
Hình 3-19 Tương quan lưu lượng mực nước tại Cửa Lấp với số liệu đo năm 2013 66
Hình 3-20 Mực nước thực đo và tính toán trạm Cửa Lấp năm 2013 66
Hình 3-21 Trường vận tốc dòng chảy: (a) khi triều lên, (b) khi triều xuống 67
Hình 3-22 Vị trí khảo sát vận tốc dòng chảy 68
Hình 3-23 Biến thiên độ lớn vận tốc dòng chảy tại 4 vi trí khác nhau (2013) 68
vii

Hình 3-24 Trường dòng chảy dư tổng cộng: a) gió mùa Đông Bắc; b) gió mùa Tây
Nam 69
Hình 3-25 Chế độ dòng chảy tại khu vực Cửa Lấp 71

Hình 3-26 Vị trí các mặt cắt khảo sát lưu lượng dòng chảy 72
Hình 3-27 Lưu lượng qua: (a) Mặt cắt 1, (b) Mặt cắt 2, (c) Mặt cắt 3 72
Hình 3-28 Vị trí và hoa tần suất vận tốc dòng chảy 73
Hình 3-29 Trường dòng chảy khu vực Cửa Lấp do sóng gió mùa Đông Bắc 75
Hình 3-30 Trường dòng chảy khu vực Cửa Lấp do sóng gió mùa Tây Nam 77
Hình 3-31 Điểm khảo sát ứng suất đáy do sóng gió hướng Đông Bắc và Tây Nam 79
Hình 3-32 Kết quả so sánh ứng suất đáy do sóng gió hướng Đông Bắc và Tây Nam 79
Hình 3-33 Phân bố hàm lượng bùn cát kết dính (a), và bùn cát không dính (b) 81
Hình 3-34 Ứng suất đáy: (a) do dòng chảy, (b) do sóng trong gió mùa Đông Bắc 81
Hình 3-35 Ứng suất đáy: (a) do dòng chảy, (b) do sóng trong gió mùa Tây Nam 81
Hình 3-36 Vị trí khảo sát ứng suất đáy 83
Hình 3-37 Kết quả so sánh ứng suất đáy do sóng và dòng chảy tại các vị trí khảo sát . 83
Hình 3-38 Biến đổi tổng lượng bùn cát lơ lửng tại điểm khảo sát bằng mô hình toán . 84
Hình 3-39 Ảnh chụp vệ tinh khu vực Cửa Lấp tháng 8/2010 và tháng 10/2013 84
Hình 3-40 Kết quả mô phỏng diễn biến hình thái đáy khu vực Cửa Lấp năm 2013 85
Hình 3-41 Vị trí neo đậu tàu thuyền (a) và tuyến luồng tàu vào cảng Phước Tỉnh (b) . 86
Hình 3-42 Cắt dọc địa hình đáy luồng tàu 86
Hình 3-43 Vận tốc, ứng suất, nồng độ bùn cát do tàu: (a) Trường vận tốc; (b) Mặt cắt
vận tốc dòng chảy, ứng suất đáy và nồng độ bùn cát lơ lửng tại vị trí 1m từ tim tàu 88
Hình 3-44 Trường ứng suất đáy và bùn cát lơ lửng gây ra bởi chân vịt của tàu 88
Hình 3-45 Mô phỏng nồng độ bùn cát lơ lửng khi có tàu và không có tàu chạy qua 89
Hình 4-1 Tuyến lạch sâu trong vùng Cửa Lấp 94
Hình 4-2 Mặt cắt ngang luồng đào kênh chạy tàu 96
Hình 4-3 Sơ họa bố trí cụm công trình chỉnh trị Cửa Lấp PA1, PA2 98
Hình 4-4 Biến đổi mức đáy khu vực Cửa Lấp theo 2 phương án, gió Tây Nam 100
Hình 4-5 Biến đổi mức đáy khu vực Cửa Lấp theo 2 phương án, gió Đông Bắc 100
Hình 4-6 Mặt bằng sơ họa bố trí cụm công trình chỉnh trị Cửa Lấp (PA3) 102
Hình 4-7 Chế độ thủy động lực khu vực Cửa Lấp: a) không nạo vét; b) có nạo vét 103
Hình 4-8 Diến biến hình thái khu vực Cửa Lấp: a, b) sau 6 tháng khi nạo vét và không
nạo vét; c, d) sau 11 tháng khi nạo vét và không nạo vét 103

Hình 4-9 Diễn biến bồi lấp trở lại luồng tàu khu vực Cửa Lấp 105

viii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Các cách phân loại cửa sông trên thế giới 10
Bảng 1.2 Các cách phân loại cửa sông ở Việt Nam 11
Bảng 1.3 Thống kê một số công trình chỉnh trị cửa sông Miền Trung 20
Bảng 3.1 Vị trí các trạm hiệu chỉnh 55
Bảng 3.2 Các thông số của lưới thô và lưới mịn của mô hình 58
Bảng 3.3 Chỉ tiêu đánh giá sai số thực đo và tính toán tại trạm Cửa Lấp 61
Bảng 3.4 Các kịch bản tính toán 75
Bảng 3.5 Ứng suất tới hạn tương ứng với kích cỡ bùn cát (theo Julien - 1998) 82
Bảng 3.6 Thống kê các thông số tàu điển hình trong khu vực Cửa Lấp 87
Bảng 3.7 Ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy theo độ sâu chạy tàu 89
Bảng 4.1 Kích thước các loại tàu điển hình 93
Bảng 4.2 Tọa độ các điểm tuyến luồng tàu số 1 94
Bảng 4.3 Bảng tính độ sâu luồng tàu thiết kế cho các loại tàu điển hình 95
Bảng 4.4 Tần suất mực nước giờ trạm Vũng Tàu 95
Bảng 4.5 Mực nước chạy tàu thiết kế cho các loại tàu 96
Bảng 4.6 Tọa độ tuyến chỉnh trị bờ biển phía Tây Cửa Lấp 96
Bảng 4.7 Thống kê công trình cụm Cửa Lấp PA1 98
Bảng 4.8 Thống kê công trình cụm Cửa Lấp PA2 99
Bảng 4.9 Thống kê cụm công trình chỉnh trị khu vực Cửa Lấp PA3 101
Bảng 4.10 Mức độ bồi lấp trở lại luồng tàu 106

ix

CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ

CV
Mã lực (Cheval Vapeur)
DWT
Đơn vị đo năng lực vận tải an toàn của tàu tính bằng tấn
ĐH
Đại học
EFDC
Mô hình thủy động lực học môi trường 3 chiều EFDC
(Environmental Fluid Dynamics Code)
GDP
Tổng sản phẩm quốc nội (Gross Domestic Products)
KH-CN
Khoa học công nghệ
KTTV
Khí tượng thủy văn
KTXH
Kinh tế xã hội
MC
Mặt cắt
PA
Phương án

1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Cửa sông và bờ biển ngày càng có vai trò quan trọng trong công cuộc khai thác và phát
triển tiềm năng kinh tế biển, phòng chống thiên tai và giữ gìn an ninh biển đảo của nước
ta. Hiện nay, công cuộc khai thác tiềm năng kinh tế biển do Đảng và Nhà nước phát
động từ năm 1993 (Theo Nghị quyết 03NQ/TW ngày 06/5/1993 của Bộ Chính trị) đã và
đang đặt ra những nhiệm vụ to lớn như mở những luồng lạch qua các cửa sông cho các
loại tàu trọng tải lớn để phát triển giao lưu quốc tế, phát triển đánh bắt xa bờ bằng tàu
đánh cá hiện đại, tạo ra các khu neo tránh trú bão an toàn; xây dựng các công trình ngăn
mặn; nuôi trồng thủy sản với quy mô lớn, các khu công nghiệp, du lịch; các công trình
phục vụ cho quốc phòng Tất cả những yêu cầu đó đều đòi hỏi một sự phát triển mạnh
về khoa học - công nghệ để giải quyết các vấn đề khó khăn phức tạp ngày càng tăng
trong vùng cửa sông nói chung do biến đổi khí hậu toàn cầu.
Ở Việt Nam, với 95 cửa sông được thống kê (xem phụ lục 01) thấy rằng, các cửa sông
đổ vào các vùng biển rất khác nhau về điều kiện tự nhiên, diễn biến tại các cửa sông là
rất đa dạng. Trừ một số ít cửa sông đổ vào Vịnh Gành Rái là có điều kiện thuận lợi để
phát triển giao thông thủy với khả năng chạy tàu trọng tải lớn (đến 120.000DWT), còn
hầu hết cửa sông ở Việt Nam đều gây trở ngại lớn cho chạy tàu, kể cả tàu cá 40CV. Vì
vậy, yêu cầu nghiên cứu những vấn đề về tính toán và chỉnh trị cửa sông ngày càng đa
dạng về số lượng, chủng loại, và yêu cầu cao về mức độ hiện đại. Những năm gần đây,
số lượng cửa sông đưa vào nghiên cứu trong các đề tài KH-CN các cấp hoặc trong các

dự án đầu tư lớn nhỏ có đến trên 50 cửa. Nghiên cứu nhiều như vậy, nhưng ngoài một
số quy luật chung có tính vĩ mô, vùng miền, mỗi cửa sông đều là một trường hợp cá biệt
cần nghiên cứu, không thể áp dụng những giải pháp chung giống nhau.
Riêng Cửa Lấp, một cửa ngõ quan trọng của thành phố Vũng Tàu, trải qua quá trình
nghiên cứu khoảng 15 năm (tính từ năm 2000, Trương Đình Hiển tiến hành nghiên cứu
đề tài "Nghiên cứu các điều kiện động lực học khu vực cửa Lộc An và phụ cận nhằm
phục vụ quy hoạch phát triển kinh tế xã hội tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu") [1], đã có một số
đề tài KH-CN, dự án đầu tư tuy đã được nghiệm thu, nhưng các kết quả nghiên cứu vẫn
2

còn nhiều ý kiến chưa đồng thuận. Giải pháp được Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bà
Rịa - Vũng Tàu đánh giá là thành công nhất khi chỉnh trị bờ biển khu vực cửa Lộc An
(năm 2005) là sử dụng công nghệ stabiplage của Pháp cũng chưa thể áp dụng rộng ra
cho khu vực khác. Việc xác định nguyên nhân và cơ chế xói, bồi làm cơ sở khoa học
đáng tin cậy cho giải pháp chỉnh trị và cải tạo Cửa Lấp hiện vẫn được coi là vấn đề cơ
bản nhất cần giải quyết để bảo đảm công trình có hiệu quả kỹ thuật ổn định, phù hợp
với yêu cầu cảnh quan của thành phố du lịch, khả thi về kinh tế.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Làm rõ được nguyên nhân, cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến bồi lấp luồng tàu, sạt
lở bờ biển vùng biển Cửa Lấp;
- Đề xuất được giải pháp KH-CN khả thi cho việc ổn định luồng tàu, bảo vệ và tôn tạo
bờ biển đang bị sạt lở ở khu vực Cửa Lấp.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Vùng biển và cửa sông khu vực Cửa Lấp;
- Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nội dung: Tập trung vào hai vấn đề liên quan đến sạt lở
bờ biển và bồi lấp luồng tàu; phạm vi không gian: Luồng tàu từ cảng cá Phước Tỉnh ra
đến độ sâu thiết kế cho tàu 1100CV, phía Đông đến bãi biển Long Hải, phía Tây đến bờ
biển khu vực phường 11, phường 12, Thành phố Vũng Tàu.
4. Nội dung nghiên cứu
- Cơ chế tác động của sóng; dòng chảy đối với diễn biến hình thái Cửa Lấp;

- Cơ chế bồi lắng trở lại luồng tàu do chạy tàu gây ra;
- Bố trí không gian hệ thống công trình chỉnh trị.
5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
5.1. Cách tiếp cận
Luận án có cách tiếp cận đối tượng từ những yêu cầu của các ngành kinh tế - xã hội, môi
trường và các tồn tại bức xúc qua các thông tin chính thống thừa kế từ các đề tài KH-
CN, trong đó có sự tham gia của nghiên cứu sinh và từ các dự án đầu tư đã tiến hành
đang được thẩm định.
3

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, tác giả tổng hợp phân tích các công trình nghiên cứu
có liên quan đến thủy động lực học và vận chuyển bùn cát, từ đó chọn hướng tiếp cận
vừa mang tính kế thừa, vừa mang tính hiện đại phù hợp với điều kiện ở Việt Nam. Tác
giả coi trọng việc tiếp cận hiện trường để thu thập những tài liệu, hình ảnh, ý tưởng qua
các cuộc phỏng vấn người dân và các cán bộ địa phương.
Trong quá trình nghiên cứu, việc tiếp cận các kiến thức và thành tựu khoa học trên thế
giới và trong nước có vai trò lớn trong triển khai tư duy của luận án, trong đó việc tiếp
cận các mô hình toán có mã nguồn mở được quan tâm đặc biệt.
Do luận án liên quan một phần quan trọng đến luồng tàu và phương tiện vận tải thủy,
việc tiếp cận các kiến thức cơ bản, quy trình, quy phạm liên quan về giao thông thủy,
đến kết cấu tàu thuyền là không thể thiếu.
5.2. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân tích thống kê: Thống kê để phân tích nguyên nhân, cơ chế và các
yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành, dịch chuyển luồng lạch. Phân tích quy luật
diễn biến xói lở, bồi lấp và dịch chuyển đường bờ, luồng lạch khu vực cửa Lấp;
- Phương pháp kế thừa các kết quả nghiên cứu đã có: Kế thừa có chọn lọc các kết quả
nghiên cứu có liên quan, từ đó tìm ra những vấn đề khoa học mà nghiên cứu trước đây
chưa đề cập đầy đủ;
- Phương pháp khảo sát, điều tra và đo đạc thực địa vùng nghiên cứu: Đo đạc địa hình,
bùn cát và một số yếu tố thủy, hải văn để bổ sung số liệu đầu vào và hiệu chỉnh, kiểm

định mô hình toán;
- Phương pháp mô hình toán: Triển khai các bước tính toán, viết chương trình phần
mềm để xây dựng mô đun tính toán mới cho các yếu tố nghiên cứu, đưa vào các mô hình
lớn đã có, tạo thành một ứng dụng mới, phục vụ nhiệm vụ của luận án;
Trên cơ sở vận dụng các quy trình, tiêu chuẩn chuyên ngành, kết hợp với những yêu cầu
đặc thù của vùng nghiên cứu, đề xuất các giải pháp công trình sử dụng tổng hợp có tính
sáng tạo.
4

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
6.1. Ý nghĩa khoa học
Cửa Lấp là một cửa sông không lớn, yêu cầu chỉnh trị không cao, song những vấn đề
khoa học cần giải quyết không vì thế mà dễ dàng. Đã có không ít những nghiên cứu về
cửa sông này, song chưa thể tìm ra giải pháp khả thi để cải thiện tình hình. Trong luận
án này, ba vấn đề khoa học - công nghệ được chọn để đi sâu nghiên cứu là:
- Sự ảnh hưởng của sóng và dòng chảy và tác động của nó đến diễn biến bồi xói Cửa
Lấp: Khu vực cửa sông Cửa Lấp có hướng sóng tác động xiên góc với bờ biển, dòng
chảy tổng hợp có chế độ động lực phức tạp, hai yếu tố này tương tác với nhau làm cho
bãi cát bồi tụ trước cửa không ổn định, thường xuyên dịch chuyển, thay đổi hình dạng,
tác động mạnh tới vùng Cửa Lấp trên phạm vi rộng, trong đó luồng tàu Cửa Lấp thường
xuyên bị bồi lấp nghiêm trọng, gây trở ngại cho tàu ra vào cảng cá. Làm rõ cơ chế này
sẽ có giải pháp tác động thích hợp để cải thiện tình hình;
- Tác động của việc chạy tàu đối với bồi lấp trở lại luồng tàu: Khi tàu chuyển động trên
luồng tàu, có hai tác động có thể ảnh hưởng đến diễn biến của luồng tàu: đó là sóng
ngang gây xói bờ và tác động của chân vịt gây xói đáy. Sóng ngang gây xói bờ đã được
nghiên cứu nhiều và kết quả đã được đưa vào các quy trình, quy phạm thiết kế. Hiện
tượng lớp bùn cát đáy bị khuấy động và cuốn theo luồng nước do tác động của chân vịt
tàu đã và đang được các nhà xây dựng công trình cảng quan tâm nghiên cứu. Vấn đề
này ngoài việc ảnh hưởng đến an toàn của công trình bảo vệ luồng, còn có thể là nguyên
nhân dẫn đến bồi lấp trở lại luồng tàu, đồng thời làm ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng

nguồn nước [2]. Việc tính toán lượng sa bồi do tác động của chân vịt khi chạy tàu còn
đang trong giai đoạn nghiên cứu, và mới chỉ tiến hành trên các mô hình thực nghiệm.
Do vậy, luận án này nghiên cứu để xây dựng mô hình toán nhằm đánh giá ảnh hưởng
của chân vịt tàu thủy tới biến đổi lòng dẫn luồng lạch là có ý nghĩa khoa học cũng như
thực tế;
- Cuối cùng là nghiên cứu phương án bố trí không gian cho hệ thống công trình chỉnh
trị. Thực tế những công trình chỉnh trị cửa sông đã xây dựng đều chứng minh rằng,
những công trình có hiệu quả kỹ thuật hạn chế, thậm chí là làm tăng thêm khó khăn,
phải xử lý hậu quả rất tốn kém đều là những trường hợp không nghiên cứu sâu về kỹ
5

thuật công trình. Luận án này xuất phát từ các yêu cầu của các ngành kinh tế - xã hội -
môi trường, căn cứ vào kết quả nghiên cứu về trường thủy thạch động lực để lựa chọn
tuyến luồng, chuẩn tắc luồng tàu, yếu tố bồi lấp trở lại để thiết kế luồng tàu và công trình
bảo vệ luồng tàu.
6.2. Ý nghĩa thực tiễn
Cửa Lấp là cửa ra biển của sông Cỏ May, thuộc xã Phước Tỉnh, huyện Long Điền, tỉnh
Bà Rịa - Vũng Tàu. Từ bao đời, dòng sông Cửa Lấp mang nguồn nước ngọt dồi dào,
chứa đựng lượng lớn phù sa, góp phần quan trọng trong đời sống lẫn sản xuất cho người
dân sinh sống ven sông. Cửa Lấp có vị trí quan trọng của Thành phố, là một trong những
khu neo đậu trú, tránh bão cấp vùng, đồng thời là nơi tập trung rất nhiều tàu thuyền khai
thác thủy hải sản và bốc dỡ hàng hóa. Đây là nơi giao lưu buôn bán, xuất khẩu các sản
phẩm nông sản, hải sản của tỉnh với các tỉnh khác trong cả nước. Ngày 24/5/2012,
UBND tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu đã ban hành Quyết định số 1004/QĐ-UBND về việc cho
phép đầu tư dự án Khu đô thị mới hiện đại Chí Linh - Cửa Lấp tại phường 12, thành phố
Vũng Tàu.
Tuy nhiên, hiện nay đang tồn tại ba vấn đề lớn làm ảnh hưởng đến sự phát triển bền
vững của khu vực Cửa Lấp nói chung, khu đô thị mới Chí Linh nói riêng, cụ thể là:
Thứ nhất là - Sạt lở bờ biển và bãi tắm: Bãi biển Chí Linh ở bờ Tây Cửa Lấp, là khu bãi
biển nguyên sơ ở Vũng Tàu. Đây là điểm du lịch và tắm biển lý tưởng bởi có bãi cát

trắng trải dài phẳng lặng nối tiếp theo một khu rừng dương xanh ngút ngàn. Tuy nhiên,
suốt mấy năm nay khu bãi biển này đang bị đe dọa xóa sổ. Theo số liệu của Viện Khoa
học thủy lợi Việt Nam [3], từ 1989 đến 2009, trung bình mỗi năm bãi biển bị lấn sâu
vào 18m. Gần đây, bãi biển còn bị phá hủy bởi nạn đào cát bừa bãi, việc đào xúc mang
tính phá hoại này không những đã làm cho bãi cát trắng biến mất mà còn làm cho rừng
dương xanh tươi bên trên ngày một bị xói lở nghiêm trọng.
Thứ hai là - Bồi lấp luồng tàu: Xã Phước Tỉnh là trung tâm đánh bắt hải sản của tỉnh.
Đây là xã được coi là có GDP cao nhất cả nước nhờ nghề đánh bắt thủy, hải sản lâu
năm. Với hơn 1.200 phương tiện đánh bắt thủy hải sản, trong đó có hơn 1.100 phương
tiện đánh bắt xa bờ công suất từ 90 CV trở lên. Ngày 09/8/2011, Thủ tướng Chính phủ
có quyết định số 1349/QĐ-TTg về việc phê duyệt điều chỉnh khu neo đậu tránh trú bão
6

cho tàu cá đến năm 2020, định hướng đến năm 2030. Theo quyết định của Thủ Tướng
Chính phủ, khu neo đậu Cửa Lấp (Phước Tỉnh, huyện Long Điền) là khu neo đậu cấp
vùng, kết hợp cảng cá, có quy mô neo đậu được 1200 chiếc, công suất tàu 300CV (trong
đó tàu ra vào cảng cá có công suất 300CV, lưu lượng 1200 tàu/2ngày tương đương
600tàu/1ngày; Tàu công suất 700CV, lưu lượng 100 tàu/1ngày; Dự báo cho việc có tàu
1100CV ra vào cảng cá). Thế nhưng, từ hơn 10 năm nay, làng cá Phước Tỉnh đang bị
“khóa” đường vào, ra của tàu thuyền bởi cửa biển đang bị bồi lấp nghiêm trọng. Luồng
lạch ra vào bị cạn nên các phương tiện ghe thuyền của ngư dân phải đi vòng qua hướng
cầu Cửa Lấp, cầu Cỏ May về TP. Vũng Tàu. Tuy nhiên, luồng theo hướng này có nhiều
vị trí bị thu hẹp, ghe thuyền thường xuyên bị mắc cạn, gây thiệt hại lớn đến tài sản của
bà con ngư dân. Luồng Cửa Lấp bị bồi lấp không chỉ gây khó cho đường tàu thuyền ra
biển, mà những tàu khi đánh bắt về cũng không thể cập cảng được mà phải chạy sang
Bình Thuận, Sóc Trăng… để bán cá nên chi phí tăng cao.
Thứ ba là - Ô nhiễm môi trường: Những năm gần đây, nước sông Cửa Lấp ngày càng ô
nhiễm nặng nề, một phần do chất thải của các trung tâm nuôi trồng thủy sản, một phần
do xói lở, bồi lấp và xáo trộn bùn cát do hoạt động của tàu thuyền gây nên. Mức độ ô
nhiễm tại dòng sông ngày càng nghiêm trọng, đến nỗi bằng mắt thường, người ta có thể

nhận thấy màu đục và ngửi thấy mùi hôi thối của nước sông.
Giải quyết tốt ba vấn đề trên cho khu vực Cửa Lấp có ý nghĩa quyết định đến sự phát
triển bền vững kinh tế - xã hội cho tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu, trước hết là cho thành phố
Vũng Tàu. Luận án này lấy Cửa Lấp làm đối tượng nghiên cứu góp phần giải quyết một
số vấn đề đang có tính thời sự cấp thiết nêu trên.
7. Cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận, nội dung luận án gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu về cửa sông.
Chương 2: Cơ sở lựa chọn mô hình thủy thạch động lực cho khu vực Cửa Lấp.
Chương 3: Nghiên cứu chế độ thủy động lực học và bồi, xói khu vực Cửa Lấp.
Chương 4: Ứng dụng kết quả nghiên cứu đánh giá hiệu quả kỹ thuật giải pháp chỉnh trị
Cửa Lấp.
7

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CỬA SÔNG
1.1 Tổng quan chung về nghiên cứu cửa sông
Thông thường, cửa sông được khai thác với nhiều mục tiêu: giao thông vận tải thủy,
thoát lũ, ngăn chặn xâm nhập mặn, quai đê lấn biển, nuôi trồng thủy sản, xây dựng các
khu neo trú bão, hậu cần nghề cá, quân sự và du lịch Trong đó, giao thông vận tải thủy
là đối tượng khai thác nhiều nhất đối với hầu hết các cửa sông. Trong luận án này cũng
dành vấn đề trọng tâm cho việc chống bồi lấp luồng tàu ra vào cảng cửa sông.
Nghiên cứu khai thác cửa sông đã thật sự phát triển từ đầu thế k IXX, theo sự phát triển
trên quy mô lớn của sự nghiệp vận tải biển. Sự ra đời của những loại tàu biển có trọng
tải lớn, mớn nước lớn gặp phải trở ngại là độ sâu nhỏ tại các bãi chắn cửa sông và sự
không ổn định trên mặt bằng của tuyến lạch sâu trong đoạn cửa sông. Trở ngại đó buộc
người ta không thể chỉ đơn giản dựa vào điều kiện tự nhiên mà phải tìm cách chỉnh trị
cửa sông. Trình độ ban đầu chỉ mới là nạo vét chỗ cạn của luồng lạch. Nhưng chỉ đơn
thuần dựa vào nạo vét thì việc tạo ra độ sâu lớn là rất hạn chế. Những biện pháp chỉnh
trị cửa sông bằng công trình hoặc kết hợp nạo vét với công trình chỉnh trị mới xuất hiện
giữa thế k IXX.

Trước đây, việc quy hoạch công trình chỉnh trị cửa sông và bố trí tuyến đê chủ yếu dựa
vào kinh nghiệm của kỹ sư, vì vậy có những công trình thành công làm cho độ sâu luồng
lạch qua cửa sông tăng lên đáng kể, nhưng cũng có những trường hợp chỉ nhận được bài
học từ thất bại. Phải đến đầu thế k XX, một số nước phát triển đã tiến hành việc nghiên
cứu chỉnh trị cửa sông trên mô hình vật lý, vào thời kỳ đó, sự phát triển của công nghiệp
điện tử làm cho trang thiết bị thí nghiệm được tự động hóa, hiện đại hóa, nhất là sự phát
triển mạnh mẽ của toán học, tin học và máy tính điện tử đã làm cho việc nghiên cứu
chỉnh trị cửa sông đã có những tiến bộ vượt bậc.
Ngoài những vấn đề thông thường về cửa sông như thủy triều, sóng, nội dung nghiên
cứu cửa sông cũng được mở rộng ra các lĩnh vực xâm nhập mặn, khuếch tán v.v…
Ở nước ta, những vấn đề khai thác, chỉnh trị cửa sông cũng đã được đặt ra rất sớm,
nhưng chỉ đơn thuần là lợi dụng hoặc cải tạo nhỏ các điều kiện tự nhiên. Có thể nói đến
8

sự kiện nghiên cứu quy luật lên xuống của thủy triều một cách tài tình vào mục tiêu quốc
phòng đã có từ thời Ngô Quyền đánh quân Nam Hán (938), Lê Đại Hành đánh quân nhà
Tống (981) và Trần Hưng Đạo chống quân Nguyên Mông (1288). Nguyễn Công Trứ
(1778-1858) với công cuộc quai đê lấn biển ở vùng cửa sông Ba Lạt, lập nên vùng đất
Tiền Hải (Thái Bình) vào năm 1828, ở vùng cửa sông Đáy lập nên vùng đất Kim Sơn
(Ninh Bình ) vào năm 1830…
Nhưng cửa sông là một vùng địa lý tự nhiên phức tạp, các yếu tố tác động đến từ sông,
từ biển, từ hoạt động kiến tạo của trái đất, từ vĩ mô đến vi mô, từ thường xuyên đến đột
xuất, và chính các yếu tố đó lại tương tác, tranh chấp với nhau. Cho nên tại cửa sông,
các vấn đề thủy lực học là các vấn đề 3 chiều (3D), 3 pha (mặn, ngọt, bùn cát), dòng
chảy thuận nghịch, có triều thiên văn, có triều khí tượng, chu kỳ và không chu kỳ, ổn
định và không ổn định v.v Nghiên cứu chỉnh trị một cửa sông lớn, có khi kéo dài đến
trăm năm hoặc hơn nữa, và không bao giờ được coi là kết thúc.
Để phục vụ những mục đích khác nhau trong chỉnh trị cửa sông, các nhà khoa học ở lĩnh
vực khác nhau đều tiến hành các nghiên cứu theo quan điểm của mình: địa chất học, địa
mạo học, thủy động lực học, hải dương học, môi trường học, kinh tế học, công nghệ

học, công trình và quản lý tổng hợp đới bờ. Các vấn đề đang được quan tâm nghiên cứu
hiện nay là:
- Vấn đề quan tâm hàng đầu trong nghiên cứu cửa sông là chuyển động bùn cát và các
phương pháp xử lý sa bồi như nạo vét, xây dựng các công trình ngăn cát, ổn định luồng
lạch qua cửa sông. Có thể nói, chỉnh trị cửa sông là cuộc đấu tranh với bùn cát mịn
(Mignior.C [4]). Chuyển động bùn cát vùng cửa sông phức tạp là ở chỗ có rất nhiều
nguồn bùn cát đến: Từ sông, từ biển, từ các sông khác, từ ven bờ, từ gió thổi tới, từ
ngưng keo kết bông tại chỗ, từ hoạt động của con người v.v… Xác định nguồn gốc bùn
cát đến cửa sông cho đến nay là một đề tài chưa giải quyết được đầy đủ;
- Cùng với vấn đề chuyển động bùn cát song hành là diễn biến cửa sông. Vấn đề vĩ mô
trong diễn biến cửa sông là nghiên cứu sự hình thành và phát triển châu thổ cửa sông.
Diễn biến cửa sông có liên quan chặt chẽ đến việc phân đoạn, phân loại cửa sông và các
yếu tố động lực, đặc biệt là sóng và thủy triều. Sự phân lạch, dao động trên mặt bằng
9

cửa cái lạch, đi theo là sự phát triển và suy thoái của các cồn, bãi, bar ngầm. Đặc biệt
hơn là sự đóng, mở, luân chuyển vị trí của các cửa sông, luôn là các vấn đề nghiên cứu
của mọi thời đại;
- Khi khoa học công nghệ phát triển, con người không còn dừng lại ở việc nạo vét lòng
sông một cách thụ động, mà dần dần muốn chinh phục cửa sông một cách chủ động,
tích cực, xuất hiện các nghiên cứu về công trình ngăn cát, giảm sóng, quai đê lấn biển,
hướng dòng, ngăn triều, ngăn mặn v.v
- Gần đây, những vấn đề ô nhiễm môi trường vùng cửa sông được quan tâm hơn cả, bởi
vì sự ô nhiễm ở vùng này thường gây tác hại nặng nề, dễ lan truyền đến các vùng miền
khác và rất khó giải quyết.
Trong phần tổng quan này, luận án đề cập đến bốn vấn đề cơ bản về nghiên cứu cửa
sông: Phân loại cửa sông, động lực học cửa sông, công trình chỉnh trị cửa sông và
phương pháp nghiên cứu về cửa sông.
1.2 Tổng quan các nghiên cứu về phân loại cửa sông
Những đề tài nghiên cứu cơ bản về cửa sông trước hết là nghiên cứu sự hình thành và

phát triển cửa sông, châu thổ cửa sông, phân loại và phân đoạn cửa sông. Trong luận án
này quan tâm đến vấn đề phân loại cửa sông.
1.2.1 Các nghiên cứu về phân loại cửa sông trên thế giới
Trong giáo trình “Động lực học và công trình cửa sông” của Lương Phương Hậu (2005)
[5] và luận văn thạc sĩ của Nguyễn Thành Trung (2007) [6] đều có những thông tin đầy
đủ về vấn đề này. Theo đó, trên thế giới có nhiều cách phân loại khác nhau, tùy theo tiêu
chí mà người nghiên cứu đặt ra để xem xét. Bảng 1.1 giới thiệu 7 cách phân loại cửa
sông trên thế giới được chú ý nhất.
1.2.2 Các nghiên cứu về phân loại cửa sông ở Việt Nam
Trong luận án tiến sĩ của Nguyễn Bá Quỳ (1994) [7] có đề cập đến loại cửa sông phẳng
miền Trung, ngoài 2 loại cổ điển là cửa sông delta (lồi) và cửa estuary (lõm); Luận án
tiến sĩ của Nguyễn Bá Uân (2002) [8] chia các cửa sông miền Trung ra các loại ổn định
và di động, cửa đầm phá và cửa vịnh; Lương Phương Hậu (2005) [5] căn cứ vào các chỉ
10

tiêu tổng hợp về hình dạng mặt bằng, yếu tố động lực, tính chất diễn biến đã chia ra:
Cửa sông estuary trong vịnh nửa kín, cửa delta vùng biển hở, cửa sông lưỡng tính có
yếu tố sông - biển cân bằng, cửa sông có mũi tên cát với yếu tố sóng chi phối và cửa
đầm phá, vịnh biển.
Nhìn chung cách phân loại cửa sông ở Việt Nam chủ yếu dựa vào hình thái mặt bằng
cửa sông và yếu tố trội của động lực sông, biển. Đây cũng là hai yếu tố dễ nhận biết
trong điều kiện nghiên cứu của Việt Nam.
Bảng 1.1 Các cách phân loại cửa sông trên thế giới [5]
TT
Tiêu chí
Mức độ
Loại cửa sông
Tác giả
1
1

Biên độ triều h
h > 4m
Triều mạnh
D.M.Dowell
h = (24)m
Triều trung bình
Ippen.A.T
h < 2m
Triều yếu
(Mỹ)
2
2
Hình thái mặt bằng

Delta(tam giác châu)
Officer,C.R
(Mỹ) và phổ
biến ở nhiều
nước khác

Estuary(hình phễu)
3
3
Hàm lượng bùn cát
c

c < 0,16kg/m3
estuary
G.M. Fridman
c > 0,2kg/m3

delta
J.E. Sanders
0,16 kg/m3≥c≥0,2kg/m3
quá độ

4
4
Mức độ xáo trộn
nước mặn, nước
ngọt: Chỉ tiêu
Simmons M
M ≥ 0,7
Xáo trộn yếu
Simmons, H.B
và
Brown F.R
0,1<M <0,7
Xáo trộn vừa
M ≤ 0,1
Xáo trộn mạnh
5
5
T số lưu lượng tạo
lòng sông Qs và
biển Qb: =Qs/Qb
 < 0,02
estuary
Tiền Ninh
(Trung Quốc)
 > 1,0

delta
0,02    1,0
quá độ
6
6
Yếu tố động lực
nổi trội
Ưu thế sông
Sông - sóng
Ưu thế sóng
Sông - sóng - triều
Sông - triều
Ưu thế sông
Sông - sóng
Ưu thế sóng
Sông-sóng-triều
Sông-triều
W.E.Galloway
7
Chế độ triều và
nguồn gốc bùn cát
Triều mạnh, bùn cát biển
Nguồn hồ, bùn cát biển
Triều yếu, bùn cát sông
Bùn cát sông - biển
Triều mạnh, bùn cát biển
Nguồn hồ, bùn cát biển
Triều yếu, bùn cát sông
Bùn cát sông - biển
Viện Khoa học

Thủy lợi Nam
Kinh (Trung
Quốc)
11

Bảng 1.2 Các cách phân loại cửa sông ở Việt Nam [5]
Loại cửa sông
Tên gọi khác
Yếu tố ưu thế
Ví dụ điển hình ở Việt Nam
Tam giác châu
Delta
(Lồi)
Sông
Ba Lạt (sông Hồng)
Hình loe
Estuary
(Lõm)
Triều
Nam Triệu (Bạch Đằng)
Cái Mép (Thị Vải)
Có mũi tên cát
Phẳng
Sóng
Nhật Lệ (Kiến Giang)
Cửa Đại (Thu Bồn)
Lưỡng tính

Sông = Biển
Định An (sông Hậu)

Cửa đầm phá, vịnh

Biển
Thuận An (phá Tam Giang)
Cửa Lục (vịnh Cửa Lục)
1.2.3 Các nghiên cứu về phân loại cửa sông Cửa Lấp
Ở Cửa Lấp có sự sạt lở bờ biển hai bên cửa sông như các cửa sông phẳng miền Trung
nhưng lại không có mũi tên cát rõ ràng và hiện tượng diễn biến theo mùa như các cửa
sông miền Trung; không có cồn cao chắn cửa như cửa sông delta. Tuy nhiên, cho đến
nay, chưa có nghiên cứu nào đề cập đến việc phân loại cửa sông Cửa Lấp.
1.3 Tổng quan các nghiên cứu về động lực học cửa sông
1.3.1 Các nghiên cứu về động lực học cửa sông trên thế giới
Động lực học cửa sông chủ yếu đề cập đến các vấn đề: sự truyền triều, truyền sóng ở
vùng cửa sông; tương tác giữa các yếu tố động lực, xáo trộn giữa nước mặn, nước ngọt;
nguồn bùn cát đến cửa sông và chuyển động bùn cát; sự hình thành bar chắn cửa và diễn
biến hình thái cửa sông.
Các nghiên cứu có qui mô lớn về diễn biến cửa sông trên thế giới được tiến hành từ thế
k XIX ở các nước Âu - Mỹ. Một trong những nghiên cứu đầu tiên liên quan đến điều
kiện bùn lỏng được thực hiện bởi Einstein and Chien (1955) [9], Bruun, P. and F.
Gerritsen (1960) [10]. Các tác giả nghiên cứu hai quá trình kết bông và cố kết đáy đã
nhận định rằng độ mặn tối thiểu 1‰ là giới hạn khởi đầu cho quá trình kết bông. Song
cuốn sách "Estuary and Coastline Hydrodynamics" xuất bản năm 1966 của Ippen A.T
và 9 nhà khoa học nổi tiếng khác của Mỹ [11] có thể coi là sự kiện đáng kể trong lĩnh
vực này. Vào cuối những năm 60 của thế k trước các kết quả nghiên cứu liên quan đến
vấn đề này liên tục được công bố, trong đó những công trình nghiên cứu của Guy, H.P
12

(1966) [12], hai học trò người Mỹ của Einstein là H.A Krone, R.B (1962) [13] và
Gessler, J (1967) [14] tỏ ra xuất sắc. Trong những năm 70-80 tiếp theo, những công
trình được công bố có thể kể đến Owen, M.W (1970) [15]. Odd và Owen (1972) [16] sử

dụng mô hình 1D xem xét tốc độ xói mòn và lắng đọng. Những công trình của Dyer,
K.R (1973) [17], Officer, C.B (1976) [18], Hayes, M. O (1975) [19], và Krone, R.B. and
Ariathurai, R (1976) [20] cũng có những đóng góp quan trọng về chuyển động bùn cát
cửa sông trong thập k này.
Hai thập k cuối của thế k XX, các nghiên cứu hướng về sự chuyển động của bùn cát
mịn chịu tác dụng của sóng, cũng như chịu tác động đồng thời của sóng và dòng chảy,
trong đó có sự đóng góp tích cực của các nhà khoa học Liên xô cũ, Trung Quốc và Nhật
Bản. Vào những năm 80 của thế k trước, ngoài các công trình của Officer, C.B (1981)
[21], Verhey, B (1983) [22], Van Rijn, L. C (1984) [23], xuất hiện các nghiên cứu xuất
sắc của Dyer K.R với tác phẩm ”Coastal and Estuaries Sediment Dynamics” (1986)
[24]; của Dronkers, J. And Lausssen W.V với tác phẩm “Physical Processes in Estuaries
(1988)” [25]. Trong giai đoạn này đã bắt đầu có những nghiên cứu về mô hình toán cho
chuyển động bùn cát và biến hình cửa sông, có thể dẫn ra các tác giả sau: Smith, T.J. &
Kirby, R (1989) [26], Johnson, R. E (1990) [27], Mulder, H.P.J. and C. Udink (1991)
[28], Larson. M. and Hanson, H (1992) [29], Van Niekerk et al (1992) [30], Battjes, J.A
(1994) [31], Cheng, N. S (1997) [32]. Đáng chú ý là mô hình toán mô phỏng chuyển
động bùn cát cửa sông do Battjes đề xuất.
Đến những năm 90 của thế k trước, theo Lương Phương Hậu (2005) [5] thì các nhà
khoa học Trung Quốc công bố rất nhiều kết quả nghiên cứu về cửa sông ở quốc gia đang
phát triển kinh tế biển rất mạnh này, trong đó, nổi bật là cuốn "Động lực học cửa sông"
của Hoàng Thắng và Lê Khải Miêu (1992) và cuốn "Cửa sông vùng triều" của Vương
Vận Huy (1991).
Thời gian đầu thế k XXI, các nghiên cứu động lực học cửa sông tập trung vào một số
chủ đề với sự vận dụng các phương pháp nghiên cứu hiện đại để mô phỏng toán học các
vấn đề: Tương tác sóng và dòng chảy trong vùng cửa sông; Lan truyền ô nhiễm vùng
cửa sông; Các mô hình tính toán chuyển động bùn cát cửa sông có nhiều nguồn gốc; xác
định bồi lắng trở lại trong luồng tàu sau khi nạo vét.
13

Những tác giả tiêu biểu trong thời kỳ gần nhất này có thể kể đến như: Maynord, Stephen,

T (2000) [33], Fitz Gerald, D. M. and Hands, E. B (2001) [34], Hamill, G.A (2004) [35].
Năm 2008, John C. Warner, Christopher R. Sherwooda, Richard P. Signel, Courtney K.
Harris and Hernan G. Arangoc [36] 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
3.0 và mô hình tính sóng vùng nước nông SWAN, 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 khuếch tán và bổ sung thuật toán giải theo
chiều thẳng đứng mà không phụ thuộc vào tiêu chuẩn CFL. Ngoài ra, còn có công trình
của Hayes (2009) [37], Craig, P.M (2009) [38]. Nhật Bản cũng có những tác giả nghiên
cứu chuyên sâu về cửa sông, trong đó có cuốn sách của Hitoshi Tanaka, Masaki
Sawanmoto, Akira Mano (2013) [39].
1.3.2 Các nghiên cứu về động lực học cửa sông ở Việt Nam
Trải qua hàng ngàn năm lịch sử, nhân dân ta đã lợi dụng và cải tạo cửa sông ở những
mức độ khác nhau. Không kể các công trình của các thế hệ ông cha trước đây, vào đầu
thế k XX, các cửa sông Việt Nam đã được các nhà địa lý, thủy văn người Pháp nghiên
cứu như M. Chaissigneux (1918), M.Jacob (1921), M. Normandin (1925), J. Gauthier
(1930), P. Gourou (1931), nhưng tài liệu để lại còn rất ít.
Nghiên cứu về cửa sông thật sự được đẩy mạnh từ khi có Nghị quyết 03NQ/TW ngày
06/5/1993 của Bộ Chính trị về một số nhiệm vụ phát triển kinh tế biển và Chỉ thị 399/CT-
TTg ngày 05/8/1993 của Thủ tướng chính phủ về một số nhiệm vụ phát triển kinh tế
biển trong những năm trước mắt, Chỉ thị 171/CT-TTg về triển khai Nghị quyết 03-
NQ/TW. Các vấn đề động lực học cửa sông ở nước ta được nghiên cứu phục vụ các
mục tiêu cụ thể như quai đê lấn biển, nuôi trồng thủy sản, thoát lũ, chống xâm nhập mặn
và nhiều nhất là giao thông thủy
Hiện nay, những nghiên cứu khoa học vùng cửa sông ven biển ở nước ta được thực hiện
chủ yếu trong các Viện nghiên cứu như Viện Địa Lý, Viện Cơ học, Viện Hải dương học;
Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam; Các trường đại học như ĐH Xây Dựng, ĐH Khoa
14

học tự nhiên, ĐH Thủy Lợi, ĐH Hàng Hải, ĐH Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh
Các nghiên cứu có tính tổng quan các vấn đề cơ bản của cửa sông là các sách xuất bản
của các tác giả Lương Phương Hậu và cộng sự [5], [40], [41], của Nguyễn Mạnh Hùng
(2010) [42].
Những nghiên cứu chuyên sâu được thực hiện trong khuôn khổ các đề tài khoa học -
công nghệ thuộc các chương trình nghiên cứu do Nhà nước đầu tư; Những dự án đầu tư
về Cảng biển và luồng tàu biển. Các nghiên cứu thường tập trung cho việc lý giải nguyên
nhân, cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến diễn biến một cửa sông cụ thể hoặc một vùng
cụ thể. Các công trình nghiên cứu đáng kể có thể kể đến: Đề tài nghị định thư cấp nhà
nước về KHCN của Nguyễn Trung Việt (2014) [43]; Đề tài cấp nhà nước của Nguyễn
Văn Cư (2010) [44], Lê Phước Trình (2000) [45], Trịnh Việt An (2006) [46], Lê Đình
Thành (2009) [47], Trương Văn Bốn (2013) [48] ; Đề tài cấp Bộ của của Lương
Phương Hậu (1998) [49], Trịnh Việt An (2009) [50], Nguyễn Hữu Đẩu (1998) [51],
Trần Văn Sung (2005) [52] và một số nghiên cứu được công bố trên các tạp chí của
một số tác giả như: Trần Nghi (1987) [53], Trần Đức Thạnh (2013) [54], nghiên cứu
cửa sông dưới góc độ địa chất học và địa mạo học.
Các công trình nghiên cứu về các cửa sông miền Trung và Nam Bộ đáng chú ý là của
các tác giả: Trịnh Việt An (2012) [55], Nguyễn Thị Bảy (2006) [56], Lê Ngọc Bích
(1997) [57], Trương Văn Bốn (2012) [3], Lương Phương Hậu (1993) [58], [59], Bùi
Hồng Long (2000) [60], Bùi Quốc Nghĩa (2008) [61], Nguyễn Thọ Sáo (2002) [62],
[63], Đinh Văn Ưu (2012) [64], [65], Nguyễn Trung Việt (2014) [66] v.v. Trong đó, về
phát triển mô hình toán trong nghiên cứu cửa sông có các công trình của Đinh Văn Ưu
và Nguyễn Thị Bảy…, Đinh Văn Ưu 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
15

sông. Nguyễn Thị Bảy, Mạnh Quỳnh Trang ứng dụng mô hình 2 chiều tính toán chuyển
tải bùn cát dính vùng ven biển dựa vào lời giải hệ phương trình Reynolds, kết hợp với
hệ phương trình chuyển tải bùn cát, lấy trung bình theo chiều sâu, có tính đến hàm số
nguồn, mô tả tốc độ bốc lên hay lắng xuống của hạt. Mô hình tính được kiểm tra với
nghiệm giải tích, và so sánh với số liệu thực đo đối với vùng biển Cần Giờ. Ngoài ra,
còn có không ít công trình được công bố trên các tạp chí nước ngoài của một số tác giả
như: Lê Văn Công (2005) [67], Trần Thanh Tùng (2006) [68], Lương Phương Hậu,
Nguyễn Viết Thanh (2011) [69], Nguyễn Trung Việt (2015) [70].
Các luận án tiến sĩ hoàn thành ở trong nước của Nguyễn Bá Quỳ (1994) [8], Trần Văn
Sung (2002) [71], Nguyễn Bá Uân (2002) [8], Nguyễn Thị Thảo Hương (2000) [72],
Phạm Thu Hương (2012) [73] v.v , các luận án tiến sĩ hoàn thành ở ngoài nước của
Nghiêm Tiến Lam (2009) [74], Trần Thanh Tùng (2011) [75], Nguyễn Viết Thanh
(2012) [76]
Qua các công trình nghiên cứu trên cho thấy, những vấn đề đặc thù của cửa sông Việt
Nam đã được các nhà khoa học Việt Nam quan tâm nghiên cứu như vấn đề biến động
theo mùa, tác động của sóng, bão, của lũ lịch sử, của hồ điều tiết thượng nguồn, của biến
đổi khí hậu đến diễn biến cửa sông.
Tuy vậy, các thành tựu nghiên cứu về cửa sông ở nước ta vẫn chủ yếu còn ở mức học
hỏi, tiếp cận dần với các thành tựu của thế giới. Ngoài một số nghiên cứu có tính chất
mô tả, phân loại chi tiết mang tính đặc thù Việt Nam, chưa có thành tựu gì nổi bật.
1.3.3 Các nghiên cứu về động lực học cửa sông Cửa Lấp
Từ trước đến nay các nghiên cứu về khu vực Cửa Lấp nhìn chung rất ít. Vào thời kỳ
1993-1994, Phòng Thủy văn công trình thuộc Phân viện Vật lý Tp. Hồ Chí Minh đã tiến
hành khảo sát tổng hợp các yếu tố thủy văn động lực và ô nhiễm vùng ven bờ Vũng Tàu
- Bình Châu với chu kỳ năm giúp cho việc thiết lập đường ống dẫn khí qua Long Hải.
Qua đợt nghiên cứu này đã phát hiện ra sự phức tạp về chế độ động lực tại Cửa Lấp và
cửa Lộc An, đề xuất được một chương trình nghiên cứu cụ thể cho khu vực này, đây là

nghiên cứu sơ khai đầu tiên về Cửa Lấp.