Một số đặc trưng thủy động lực học và môi trường vùng cửa sông tây nam việt nam

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

NGUYỄN CHÍNH KIÊN

MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG THỦY ĐỘNG LỰC HỌC
VÀ MÔI TRƯỜNG
VÙNG CỬA SÔNG TÂY NAM VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ KỸ THUẬT

HÀ NỘI – 2016


VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
***o0o***
NGUYỄN CHÍNH KIÊN

MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG THỦY ĐỘNG LỰC HỌC
VÀ MÔI TRƯỜNG
VÙNG CỬA SÔNG TÂY NAM VIỆT NAM

Chuyên ngành: Cơ kỹ thuật
Mã số ngành: 62 52 01 01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS Đinh Văn Mạnh
2. PGS.TS Hoàng Văn Lai

HÀ NỘI – 2016


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

Tác giả luận án

Nguyễn Chính Kiên


LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc nhất đến PGS. TS. Đinh Văn Mạnh và
PGS. TS. Hoàng Văn Lai, là những người thầy đã tận tình chỉ bảo, định hướng khoa học
và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án, cũng như đã
cung cấp các tài liệu và ý tưởng cho luận án này.
Trong quá trình thu thập dữ liệu cho luận án, tôi đã nhận được sự trợ giúp về tài liệu
và số liệu từPGS. TS Đỗ Ngọc Quỳnh, PGS. TS Nguyễn Thị Việt Liên (Viện Cơ học),
GS.TS Nguyễn Tất Đắc (Viện Quy Hoạch Thủy Lợi miền Nam), tôi xin cảm ơn những
giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Bộ phận Đào tạo sau Đại học – Viện Cơ học vì đã tạo
điều kiện giúp đỡ và tổ chức những hoạt động học tập và nghiên cứu một cách tận tình.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô, anh chị đồng nghiệp tại Viện Cơ học đã cung cấp cho
tôi những kiến thức chuyên môn quí báu, những lời khuyên hữu ích và hơn hết là niềm
say mê nghiên cứu khoa học.
Luận án này không thể thực hiện được nếu thiếu nguồn giúp đỡ và động viên vô

cùng to lớn từ gia đình tôi, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn to lớn đến những người thân yêu
trong gia đình.
Cuối cùng, đối với bạn bè, đồng nghiệp của tôi ở đơn vị công tác và những nơi
khác, tôi xin ghi lòng những góp ý hữu ích trong chuyên môn và những chia sẻ trong
cuộc sống.


i

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT THƯỜNG SỬ DỤNG .................................... iii
DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................................... iv
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ........................................................................... v
MỞ ĐẦU ................................................................................................................................... 1
I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÙNG CỬA SÔNG TÂY NAM VIỆT NAM .................. 4
1.1 Nghiên cứu trong và ngoài nước về thủy động học và môi trường cửa sông, áp
dụng mô hình số trị cho vùng nghiên cứu ......................................................................... 4
1.2 Điều kiện tự nhiên của vùng cửa sông Tây Nam Việt Nam ..................................... 11
II. THU THẬP, PHÂN TÍCH VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU ........................................................ 19
2.1 Số liệu thu thập được ................................................................................................ 19
2.1.1 Số liệu địa hình....................................................................................................... 19
2.1.2 Số liệu thủy văn, hải văn ........................................................................................ 20
2.1.3 Số liệu môi trường.................................................................................................. 23
2.2 Phương pháp phân tích, xử lý số liệu ........................................................................ 24
2.3 Kết quả phân tích, xử lý số liệu................................................................................. 26
III. PHÁT TRIỂN MÔ HÌNH 1-2 CHIỀU THỦY ĐỘNG LỰC HỌC VÙNG CỬA
SÔNG ...................................................................................................................................... 28
3.1 Cơ sở toán học của mô hình ...................................................................................... 28

3.2 Phương pháp giải ...................................................................................................... 36
3.3 Kỹ thuật ghép nối lưới tính ....................................................................................... 42
3.4 Kỹ thuật tính toán song song và đồ họa .................................................................... 46
3.5 Xây dựng chương trình 1-2D tính toán thủy lực và các yếu tố môi trường .............. 52
3.6 Tính toán kiểm tra qua một số bài toán mẫu ............................................................. 55
IV. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SỐ TRỊ CHO VÙNG CỬA SÔNG TÂY NAM VIỆT
NAM ........................................................................................................................................ 64
4.1 Thiết lập mô hình số trị ............................................................................................. 64
4.2 Hiệu chỉnh mô hình số trị cho vùng nghiên cứu ....................................................... 66
4.3 Kiểm định mô hình số trị .......................................................................................... 75


ii
V. MỘT SỐ KẾT QUẢ ỨNG DỤNG CHO VÙNG CỬA SÔNG TÂY NAM VIỆT
NAM ........................................................................................................................................ 87
5.1 Kết quả tính toán một số đặc trưng thủy động lực học ............................................. 87
5.2 Kết quả tính toán một số đặc trưng môi trường ........................................................ 93
5.3 Dự báo xu thế .......................................................................................................... 102
KẾT LUẬN ........................................................................................................................... 106
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ .............................. 109
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 110
PHỤ LỤC .............................................................................................................................. 114


iii

DANH MỤC KÝ HIỆU,
CHỮ VIẾT TẮT THƯỜNG SỬ DỤNG

NCS

Nghiên cứu sinh

GIS

Hệ thống thông tin địa lý

KC

Chương trình quốc gia về khoa học công nghệ

KHCN

Khoa học công nghệ

TT

Trung tâm

TGLX

Tứ Giác Long Xuyên

MC

Mặt cắt

1D

1 chiều

2D

2 chiều

ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long


iv

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Số cơn bão xuất hiện trong vùng biển Tây Nam theo cấp bão trong thời gian
1951-2007 ................................................................................................................................ 14
Bảng 2.1 Danh sách trạm khí tượng Thủy văn Nam Bộ .......................................................... 20
Bảng 2.2 Mẫu số liệu độ mặn thu thập được tại Rạch Giá năm 2008 ..................................... 24
Bảng 3.1 Đánh giá mức độ chính xác của kết quả mô hình theo các chỉ số NSE theo bước
thời gian tháng. ........................................................................................................................ 42
Bảng 3.2 Kết quả tính toán tại các nút theo thời gian. ............................................................. 56
Bảng 3.3 Kết quả tính trường hợp 1 của bài toán mẫu số 2 .................................................... 58
Bảng 3.4 Kết quả tính trường hợp 2 của bài toán mẫu số 2 .................................................... 58
Bảng 4.1 Các khoảng thời gian lựa chọn để hiệu chỉnh mô hình. ........................................... 68
Bảng 4.2 So sánh kết quả tính toán hằng số điều hoà của 4 sóng chính với thực đo tại
trạm Hà Tiên. ........................................................................................................................... 71
Bảng 4.3 So sánh kết quả tính toán hằng số điều hoà của 4 sóng chính với thực đo tại
trạm Rạch Giá .......................................................................................................................... 74
Bảng 4.4 Các khoảng thời gian lựa chọn để kiểm định mô hình. ............................................ 75
Bảng 4.5 Chỉ số NSE đánh giá mực nước tính toán ................................................................ 85
Bảng 4.6 Chỉ số NSE đánh giá độ mặn tính toán .................................................................... 85

Bảng 5.1 Các phương án tính................................................................................................... 87
Bảng 5.2 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (trích) .................................. 94
Bảng 5.3 Giá trị giới hạn của các thông số trong nước biển ven bờ........................................ 94
Bảng 5.4 So sánh diện tích ảnh hưởng mặn > 4‰ giữa các phương án. ................................. 96


v

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1 Vùng biển Tây Nam .................................................................................................. 12
Hình 1.2 Vùng Tứ Giác Long Xuyên ...................................................................................... 13
Hình 2.1 Độ sâu vùng biển Tây Nam. ..................................................................................... 20
Hình 2.2 Vị trí các trạm đo vùng 1 chiều................................................................................. 21
Hình 2.3 Sơ đồ các trạm đo liên tục và mặt rộng đợt khảo sát Tây Nam KC.09.02. .............. 23
Hình 2.4 Trắc ngang mặt cắt sông.. ......................................................................................... 26
Hình 3.1 Điểm hợp lưu. ........................................................................................................... 29
Hình 3.2 Sơ đồ sai phân 4 điểm Preissman. ............................................................................ 36
Hình 3.3 Sơ đồ các nhánh tại nút. ............................................................................................ 38
Hình 3.4 Sơ đồ sai phân tính 2 chiều. ...................................................................................... 39
Hình 3.5 Sơ đồ ghép 2 lưới.. .................................................................................................... 43
Hình 3.6 Sơ đồ điểm sai phân không đều.. .............................................................................. 44
Hình 3.7 Sơ đồ ghép lưới 1D - 2D. .......................................................................................... 46
Hình 3.8 Sơ đồ đơn giản hóa hệ ghép nối 1D-2D.................................................................... 46
Hình 3.9 Mô hình Fork-Join. ................................................................................................... 48
Hình 3.10 So sánh thời gian (s) tính tuần tự và song song của của phương án tính 10h......... 50
Hình 3.11 So sánh thời gian (s) tính tuần tự và song song của của phương án tính 20h......... 50
Hình 3.12 So sánh thời gian (s) tính tuần tự và song song của của phương án tính 30h......... 50
Hình 3.13 Sơ đồ khối của chương trình tính.. .......................................................................... 53
Hình 3.14 Sơ đồ khối của module tính truyền tải khuếch tán.. ............................................... 54
Hình 3.15 Bài toán phân lưu. ................................................................................................... 57

Hình 3.16 Bài toán kênh chữ nhật phẳng................................................................................. 59
Hình 3.17 So sánh kết quả tính toán của chương trình và DUFLOW tại các điểm A, B và
C, bài toán kênh chữ nhật phẳng.. ............................................................................................ 60
Hình 3.18 Kết quả tính toán mực nước tại điểm A (trên) và B (dưới) theo phương án lưới
đều (đường liền) và ghép lưới.. ................................................................................................ 61
Hình 3.19 Hệ thống sông được mô hình hóa và vùng biển tính.. ............................................ 62
Hình 3.20 Biểu đồ so sánh độ cao thủy triều tại các trạm kiểm tra. ........................................ 63
Hình 4.1. Hệ thống kênh sông 1 chiều của mô hình. ............................................................... 65
Hình 4.2 Ba lưới tính chồng nhau trong miền 2 chiều của mô hình. ....................................... 66


vi
Hình 4.3 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Rạch Giá mùa khô triều cường
2005 theo diễn biến thời gian................................................................................................... 68
Hình 4.4 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Rạch Giá mùa khô triều kiệt 2005
theo diễn biến thời gian.. .......................................................................................................... 69
Hình 4.5 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Rạch Giá mùa khô triều cường
2008 theo diễn biến thời gian................................................................................................... 69
Hình 4.6 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Rạch Giá mùa khô triều kiệt 2008
theo diễn biến thời gian.. .......................................................................................................... 70
Hình 4.7 So sánh kết quả tính toán dòng triều của 4 sóng chính với thực đo tại trạm LT1.. .. 72
Hình 4.8 So sánh kết quả tính toán dòng triều của 4 sóng chính với thực đo tại trạm LT2.. .. 73
Hình 4.9 Giá trị mặn ‰ tính và thực đo tại trạm Rạch Giá mùa khô triều cường 2008. ........ 75
Hình 4.10 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Rạch Giá mùa khô triều cường
2010.......................................................................................................................................... 76
Hình 4.11 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Long Xuyên mùa khô triều
cường 2010 theo diễn biến thời gian.. ..................................................................................... 76
Hình 4.12 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Châu Đốc mùa khô triều cường
2010 theo diễn biến thời gian................................................................................................... 77
Hình 4.13 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Rạch Giá mùa khô triều kiệt

2010 theo diễn biến thời gian................................................................................................... 77
Hình 4.14 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Long Xuyên mùa khô triều kiệt
2010 theo diễn biến thời gian................................................................................................... 78
Hình 4.15 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Châu Đốc mùa khô triều kiệt
2010 theo diễn biến thời gian................................................................................................... 78
Hình 4.16 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Rạch Giá mùa lũ triều cường
2010 theo diễn biến thời gian................................................................................................... 79
Hình 4.17 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Rạch Giá mùa lũ triều kiệt 2010
theo diễn biến thời gian.. .......................................................................................................... 79
Hình 4.18 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Rạch Giá mùa khô triều cường
2011 theo diễn biến thời gian................................................................................................... 80
Hình 4.19 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Long Xuyên mùa khô triều
cường 2011 theo diễn biến thời gian.. ..................................................................................... 80


vii
Hình 4.20 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Châu Đốc mùa khô triều cường
2011 theo diễn biến thời gian................................................................................................... 81
Hình 4.21 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Rạch Giá mùa khô triều kiệt
2011 theo diễn biến thời gian................................................................................................... 81
Hình 4.22 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Long Xuyên mùa khô triều kiệt
2011 theo diễn biến thời gian................................................................................................... 82
Hình 4.23 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Châu Đốc mùa khô triều kiệt
2011 theo diễn biến thời gian................................................................................................... 82
Hình 4.24 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Rạch Giá mùa lũ triều cường
2011 theo diễn biến thời gian................................................................................................... 83
Hình 4.25 Giá trị mực nước (m) tính và thực đo tại trạm Rạch Giá mùa lũ triều kiệt 2011
theo diễn biến thời gian.. .......................................................................................................... 83
Hình 4.26 Giá trị mặn ‰ tính và thực đo tại trạm Rạch Giá mùa khô triều cường 2005. ...... 84
Hình 4.27 Giá trị mặn ‰ tính và thực đo tại trạm Rạch Giá mùa khô triều cường 2011. ...... 84

Hình 5.1 Biên độ dao động mực nước cực trị trên kênh Tri Tôn – Hòn Sóc.. ........................ 88
Hình 5.2 Biên độ dao động mực nước cực trị trên kênh Rạch Giá – Long Xuyên.. ............... 88
Hình 5.3 Biên độ dao động mực nước cực trị trên kênh Cái Sắn.. .......................................... 89
Hình 5.4 Mực nước cực đại trên kênh Tri Tôn – Hòn Sóc trong phương án có và không
có ảnh hưởng của gió.. ............................................................................................................. 90
Hình 5.5 Mực nước cực đại trên kênh Rạch Giá – Long Xuyên trong phương án có và
không có ảnh hưởng của gió.. .................................................................................................. 91
Hình 5.6 Mực nước cực đại trên kênh Cái Sắn trong phương án có và không có ảnh
hưởng của gió........................................................................................................................... 91
Hình 5.7 Trường vận tốc trên toàn vùng 2D. ........................................................................... 92
Hình 5.8 Trường vận tốc tại cửa sông tại Hòn Đất.. ................................................................ 92
Hình 5.9 Vận tốc dòng chảy tại điểm cửa sông Rạch Giá trong các thử nghiệm số.. ............. 93
Hình 5.10 Phân bố độ mặn tại thời điểm đỉnh triều.. ............................................................... 95
Hình 5.11 Phân bố độ mặn tại thời điểm chân triều.. .............................................................. 95
Hình 5.12 Vùng ảnh hưởng bởi nước mặn >4‰ với kịch bản triều cường............................. 97
Hình 5.13 Vùng ảnh hưởng bởi nước mặn >4‰ với kịch bản triều kiệt.. ............................... 97
Hình 5.14 Mực nước (m), vận tốc (m/s) và độ mặn (‰) tính toán tại Rạch Giá.. .................. 98
Hình 5.15 Giá trị mặn tại một số điểm quan sát trên kênh Tri Tôn – Hòn Sóc.. ..................... 99


viii
Hình 5.16 Giá trị BOD cực đại trên hệ thống sông theo phương án mức xả năm 2008. ...... 100
Hình 5.17 Giá trị DO cực đại trên hệ thống sông theo phương án mức xả năm 2008. ......... 101
Hình 5.18 Giá trị BOD trên vùng 2D theo phương án mức xả năm 2008. ............................ 101
Hình 5.19 Giá trị DO trên vùng 2D theo phương án mức xả năm 2008. .............................. 102
Hình 5.20 Giá trị BOD cực đại trên hệ thống sông trong phương án tính xả dự báo. ........... 103
Hình 5.21 Giá trị DO cực đại trên hệ thống sông trong phương án tính xả dự báo. ............. 103
Hình 5.22 Giá trị BOD trên vùng 2 chiều trong phương án tính xả dự báo. ......................... 104

1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài luận án
Vùng biển Tây Nam Việt Nam từ Mũi Cà Mau đến biên giới Campuchia bao
gồm cả các đảo Phú Quốc và Thổ Chu có tầm quan trọng đặc biệt trong sự phát triển
kinh tế – xã hội và an ninh quốc phòng của nước ta. Vùng biển này cũng như toàn bộ
Vịnh Thái Lan nói chung đã được chú ý nghiên cứu từ khá sớm nhằm thu thập những
tư liệu phục vụ cho việc khai thác, sử dụng nguồn lợi, phát triển kinh tế biển, phát triển
kinh tế – xã hội trong vùng và đảm bảo an ninh quốc phòng.
Để thực hiện các mục tiêu trên đòi hỏi phải có những khảo sát kỹ về các điều
kiện tự nhiên như địa chất địa mạo, các điều kiện về khí tượng, thủy văn, hải văn, các
chế độ thủy triều, ... của khu vực. Trên cơ sở đó cần thiết có những nghiên cứu tổng
thể về các đặc trưng thủy động lực học và môi trường của khu vực phục vụ việc xây
dựng các công trình ven biển (bến cảng, luồng lạch, sân bay, ...), phục vụ công tác
thăm dò và khai thác dầu khí và đặc biệt là phục vụ công tác quy hoạch phát triển
vùng. Mặc dù vậy, so với các vùng biển khác của nước ta nói riêng và Biển Đông nói
chung mức độ nghiên cứu ở đây còn tương đối ít và riêng lẻ. Mức độ chi tiết và những
biến động theo không gian và thời gian của các đặc trưng động lực học và môi trường
cần phải được tiếp tục nghiên cứu tỉ mỉ hơn để phục vụ các yêu cầu thực tế ngày càng
cao tại từng vùng cụ thể.
Theo đánh giá của Bộ Tài nguyên và Môi trường cũng như đánh giá của các tổ
chức quốc tế thì Việt Nam là một trong số các nước chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của
tình trạng biến đổi khí hậu toàn cầu. Trong đó Khu vực Tứ Giác Long Xuyên và vùng
biển Tây Nam Việt Nam là một trong những vùng trọng điểm chịu sự ảnh hưởng này.
Đây là khu vực có địa hình thấp nên sẽ chịu ảnh hưởng nặng nề của tình trạng nước
biển dâng. Bên cạnh đó, do hệ thống kênh sông và địa hình khu vực có độ dốc nhỏ nên
khi có lũ lụt thì khả năng thoát nước của khu vực là rất chậm. Ngược lại, vào mùa khô
hạn thì khu vực này lại chịu ảnh hưởng nặng nề của tình trạng xâm nhập mặn. Chính
vì vậy cần phải có những nghiên cứu sâu và cụ thể về các đặc trưng thủy động lực học

và môi trường của vùng cửa sông ven biển Tây Nam Việt Nam để làm cơ sở cho việc
ứng phó với tình trạng biến đổi khí hậu toàn cầu và phục vụ công tác phòng tránh,
giảm nhẹ thiên tai và bảo vệ môi trường của vùng.


2
Trước các nhu cầu và thực trạng như trên của khu vực Tứ Giác Long Xuyên và
vùng biển Tây Nam Việt Nam thì việc phát triển một mô hình số cho phép nghiên cứu
chi tiết các đặc trưng thủy động lực học và môi trường vùng cửa sông khu vực Tây
Nam Việt Nam là vô cùng cần thiết và cấp bách. Đặc biệt, tại vùng cửa sông Tây Nam,
số liệu đo đạc ít, không đầy đủ, liên tục. Muốn có số liệu thì cần một khoảng thời gian
dài và chi phí rất cao. Vì vậy việc sử dụng mô hình số (trên cơ sở các số liệu đã có để
hiệu chỉnh, kiểm tra) giúp ta có thể nghiên cứu chi tiết hơn cho vùng cụ thể này với chí
phí ít tốn kém hơn.
2. Mục đích nghiên cứu của luận án
Mục đích của luận án là nghiên cứu các đặc trưng thủy động lực học và môi
trường của vùng cửa sông Tây Nam Việt Nam để đưa ra các thông số đặc trưng nhằm
xây dựng các công trình quốc phòng và dân sinh để bảo toàn lãnh thổ nước ta, phục vụ
việc phát triển kinh tế bền vững của vùng, hạn chế việc ô nhiễm môi trường và các ảnh
hưởng xấu khác tới con người.
3. Đối tượng của luận án
 Nghiên cứu chế độ thủy động lực và môi trường vùng cửa sông Tây Nam Việt
Nam,
 Phát triển phần mềm 1-2D áp dụng tính toán quá trình thủy động lực và các yếu
tố môi trường vùng cửa sông Tây Nam Việt Nam.
4. Phạm vi nghiên cứu
Vùng biển ven bờ Tây Nam, từ Cà Mau đến Kiên Giang và vùng Tứ Giác Long
Xuyên.
5. Phương pháp nghiên cứu
 Thừa kế: Trên cơ sở phần mềm đã được xây dựng.

 Phân tích, thống kê và tính toán các tư liệu thu thập được.
 Mô hình hóa số trị tính toán thủy động lực học và môi trường bằng việc phát
triển chương trình tính toán ngôn ngữ Fortran.
6. Cấu trúc của luận án
Gồm phần Mở đầu, 5 chương và phần Kết luận:
Chương I trình bày tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về thủy động
lực học và môi trường vùng cửa sông cũng như tình hình áp dụng mô hình số trị cho


3
vùng cửa sông Tây Nam Việt Nam; đưa ra các nét chung về đặc điểm địa hình, thủy
văn, hải văn và môi trường vùng nghiên cứu.
Chương II khái quát về các nguồn dữ liệu được thu thập, số lượng theo không gian và
thời gian cũng như các phương pháp được sử dụng để phân tích, xử lý dữ liệu để làm
đầu vào cho mô hình tính.
Chương III trình bày về cơ sở khoa học, phương pháp giải cũng như các kỹ thuật xử lý
của mô hình 1-2 chiều thể hiện qua sơ đồ khối làm việc, danh sách đầu vào, đầu ra của
mô hình, các giải pháp nâng cao việc tính toán – song song hóa, hay cho việc hiển thị
trực quan – liên kết bản đồ GIS, cũng như giao diện tương tác đồ họa cũng được áp
dụng. Kiểm tra, thử nghiệm qua một số bài toán mẫu, bài toán giả định cũng như bài
toán thực tế.
Chương IV trình bày việc ứng dụng mô hình số trị cho vùng cửa sông Tây Nam Việt
Nam bao gồm các bước là Thiết lập mô hình và Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình. Mô
hình đã được thiết lập bao gồm hệ thống kênh sông 1 chiều kết nối với mô hình 03
lưới 2 chiều trên biển qua hơn 20 điểm nối; hiệu chỉnh bằng cách thay đổi các hệ số
nhám, hệ số khuếch tán,…; kiểm định thực hiện với nhiều điểm đo tại nhiều thời điểm.
Chương V trình bày các kết quả tính toán đưa ra các đặc trưng thủy động lực cũng như
thử nghiệm các bài toán giả định: Đưa ra được đặc trưng về biên độ dao động mực
nước cực trị dọc theo một số tuyến kênh, ảnh hướng của gió mùa ngoài biển tác động
làm cho mực nước cực trị trong sông, một số đặc trưng xâm nhập mặn, đưa ra một số

kết quả về bức tranh lan truyền chất trong khu vực cũng như dự báo xu thế khi mức
phát thải tăng dựa trên các chỉ số tăng dự kiến về kinh tế, xã hội.
Phần Kết luận trình bày các kết quả đã đạt được, điểm mới, điểm cần phát triển tiếp
của Luận án.


4

CHƯƠNG I
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÙNG CỬA SÔNG TÂY NAM
VIỆT NAM
1.1 Nghiên cứu trong và ngoài nước về thủy động lực học và môi trường vùng cửa
sông
Môi trường cửa sông là vùng nước lợ nơi các dòng sông đổ ra biển, tùy vào
từng đặc điểm tự nhiên mà các nhà khoa học đã phân loại các vùng cửa sông theo các
tiêu chí khác nhau. Việc nghiên cứu môi trường cửa sông được tiến hành bằng nhiều
phương pháp khác nhau như quan trắc, thống kê và phương pháp số,... trong đó
phương pháp số, nhờ sự phát triển của ngành khoa học máy tính, đã được tập trung
nghiên cứu. Do tính chất đặc biệt của vùng cửa sông nên ngoài nghiên cứu mặt thủy
động lực học thì các yếu tố môi trường cũng được quan tâm nhằm hạn chế tác động
xấu, tăng cường khả năng khai thác thủy hải sản và môi trường bền vững.
Việt Nam có hệ thống 392 sông lớn đổ ra biển qua 114 cửa sông, lạch kéo dài từ
Bắc tới Nam nên cứ trung bình 23km lại có một cửa sông. Ở các vùng cửa sông ven
biển, các hoạt động kinh tế, du lịch,... diễn ra rất sôi động. Tuy nhiên các quá trình
thủy động lực và môi trường lại diễn ra ở đây rất phức tạp, phụ thuộc vào chế độ thủy
văn lưu vực sông và chế độ hải văn biển. Ảnh hưởng của sông được thể hiện qua chế
độ dòng nước và bùn cát, ảnh hưởng của biển được thể hiện qua sự dao động của mực
nước (thủy triều và nước dâng do gió, bão) gây dồn ứ nước sông, tạo thành dòng chảy
ngược vào sông trong mùa kiệt và kéo theo quá trình truyền mặn vào sâu trong sông.
Đặc trưng của vùng cửa sông còn là sự biến động rất lớn về độ mặn, mùa kiệt mặn

xâm nhập vào sông sâu hơn; khi triều lên độ mặn cũng cao hơn khi triều rút hay nói
cách khác sự biến động của độ mặn phụ thuộc vào mùa trong năm, pha triều và hình
dạng cửa sông, lòng sông.
1.1.1 Ngoài nước
Trên thế giới, nghiên cứu thủy động lực học đã có nhiều thành tựu và được
phân theo các hướng như bán kinh nghiệm, thực nghiệm, mô hình, ... Các mô hình
thủy động lực được đặt cơ sở trên việc sơ đồ hóa một hay nhiều chiều.
Trong lĩnh vực mô hình hóa, ngay từ những năm 1930, các nhà khoa học đã cố
gắng tìm hiểu mối quan hệ giữa yếu tố vật chất trong quá trình chuyển động đã thành


5
công với những nghiên cứu của Bagnold và sau đó được phát triển bởi Einstein. Một
trong những công trình nghiên cứu đầu tiên liên quan đến mô hình vận chuyển vật
chất trong chất lỏng được Eistein và Chien xây dựng năm 1955.
Đối với khu vực cửa sông bị ảnh hưởng triều, các nghiên cứu liên quan đến quá
trình vận chuyển vật chất bằng mô hình một chiều có thể kể đến như De Vires cùng
cộng sự hay Smith và Kirby.
Theo một hướng khác, nhiều mô hình thương mại mô phỏng thủy động lực học
môi trường trên cơ sở kết hợp giữa mô hình thủy động lực và mô hình vận chuyển và
khuếch tán vật chất đã được xây dựng. Các mô hình một chiều hiện nay thường dùng
bao gồm: SOBEK, DUFLOW, ISIS, MIKE11, MOUSE và HYDROWORKS. Các mô
hình hai chiều như MIKE21, CE-QUAL-W2, WAQUA và DUCHESS, TELEMAC,
TIDEWAY và các mô hình ba chiều đang được sử dụng hiện nay là Delft3D, MIKE3
và TRIWAQ. Có thể điểm qua một số tính năng mô hình thủy động lực học sau:
 Mô hình DELFT3D do viện nghiên cứu thủy lực WL | Delft Hydraulics của Hà
Lan phát triển, là một hệ thống thống nhất mô hình hai hay ba chiều, mô hình hóa
các vấn đề về dòng chảy, vận chuyển bùn cát, lan truyền sóng, diễn biến hình
thái, chất lượng nước và sinh thái trong sông, cửa sông, vùng ven biển, thềm lục
địa và Đại dương.

 Mô hình MIKE3D là một hệ thống mô hình số trị phi thủy tĩnh tổng quát được
phát triển bởi DHI (Viện Thủy lực Đan Mạch) với một loạt các ứng dụng cho Đại
dương, vùng ven biển, cửa sông và hồ. Nó cũng mô phỏng được dòng ba chiều
không đều và đưa vào các biến thiên mật độ, địa hình đáy, và các ngoại lực tác
động như khí tượng, biến động mực nước (dao động của thủy triều), dòng chảy
và các điều kiện thủy văn khác. Ngoài ứng dụng cho Đại dương, MIKE
(MIKE11) còn là một phần mềm kỹ thuật chuyên dụng mô phỏng lưu lượng, chất
lượng nước và vận chuyển bùn cát ở cửa sông, sông, hệ thống tưới, kênh dẫn và
các hệ thống dẫn nước khác (dự báo lũ, vận hành hồ chứa, mô phỏng kiểm soát
lũ, nghiên cứu sóng triều và dòng chảy do mưa ở sông và cửa sông)
 Mô hình NAM là một hệ thống mô hình hóa hoàn lưu Đại dương ba chiều mô tả
các trường vận tốc, dao động bề mặt tự do, độ mặn và nhiệt độ trong Đại dương.
Mô hình bao gồm chương trình tạo lưới và cách đóng kín có tính đến sóng vỡ bề
mặt, các chương trình xử lý số liệu cho phép áp dụng Nam trong dự báo.


6
 Mô hình BHS được thiết kế cho biển Bắc và Bắc Baltic, được xây dựng và phát
triển bởi Viện Khí tượng và Thủy văn Thụy Điển chủ yếu để dự báo mực nước
(bao gồm cả cảnh báo nước dâng do bão).
 Mô hình HAMSOM là mô hình hoàn lưu đại dương 3 chiều xây dựng bởi
Institute fur Meereskunde (Hamburg) và Clima Marítimo, để mô phỏng các quá
trình động lực của đại dương và các vùng biển thềm lục địa ven bờ, tính toán
dòng triều, gió áp suất khí quyển, thông lượng nhiệt và sự nghiêng áp trong đại
dương.
 Mô hình ESCOMO dựa trên cơ sở của HAMSOM, được phát triển tại Viện Địa
Vật lý đại học Bergen Nauy. Nó được phát triển hơn nữa từ mô hình thủy động
lực học HAMSOM và modun sinh học thành mô hình thủy động lực học – băng
– sinh học 3 chiều (mô hình thủy động lực học và sinh thái).
 Mô hình IMR dựa trên phương trình nguyên thủy 3 chiều, phụ thuộc vào thời

gian, gió và sự truyền mật độ của Blumberg, Mellor và O’Connor. Đây là mô
hình cặp đôi giữa vật lý, hóa học và hệ sinh học sử dụng để nghiên cứu các tính
chất hóa lý cơ bản của độ phân tán các phần tử hạt (ô nhiễm).
 Mô hình UCL/ULG là mô hình phát triển bởi đại học Liege Bỉ, áp dụng cho các
vùng biển có quy mô trung bình, mô tả thủy động lực học các thềm lục địa quy
mô thời gian theo mùa, dự đoán chính xác dao động mực nước biển, dòng triều,
nghiên cứu ô nhiễm, động lực học của chất dinh dưỡng.
 Mô hình POM được Blumberg và Mellor [28] xây dựng cho cửa sông, ven Đại
dương và Đại dương cho kết quả tốt về dòng chảy, mực nước và xâm nhập mặn
vào cửa sông.
 Mô hình ROMS là mô hình mang tính cộng đồng được sử dụng với nhiều qui mô
không gian và thời gian khác nhau: từ dải ven bờ đến các Đại dương, từ vài ngày,
vài tháng tới hàng chục năm.
Ngoài ra còn kể đến các cách tiếp cận, các ứng dụng cũng như phát triển mô hình
của các tác giả như: Arakawa, A. and V. R. Lamb (1997) [26], Beckers, JM (1991)
[27], Dahlmann, G and Muller – Navarra, S (1997) [29], Deleersnijder, E, Norro, A
and Wolanski, E (1992) [30], …
Một số dự án nghiên cứu về vùng cửa sông như: Russian River Estuary
Management Project; Sonoma County Water Agency USA; Thames Estuary 2100 –


7
The UK Environment Agency; các hội thảo Cửa sông Quốc tế tại Nhật Bản được tổ
chức thường niên từ năm 1994 cũng đã mở rộng ra các nước khác như Hàn Quốc,
Indonesia, Việt Nam;…
Tình trạng biến đổi khí hậu, sự nóng lên của Trái Đất, nước biển dâng đang đặt
ra các bài toán mới cho vùng cửa sông nên vào tháng 06/2010 Quỹ Bảo tồn thiên
nhiên thế giới đã ra mắt Liên minh các vùng cửa sông thế giới (WEA) nhằm nghiên
cứu một trong những hệ sinh thái quan trọng nhất của thế giới.
1.1.2 Trong nước

Một số công trình nghiên cứu của các tác giả trong nước khác nhau, đã thực hiện
cho các vùng nghiên cứu cụ thể như Biển Đông, vùng ven biển, vùng cửa sông, trong
vịnh và trong sông.
Các mô hình đã được xây dựng và áp dụng trên các vùng sông biển Việt Nam
có thể kể đến như: SOGREAH, MASTER MODEL, MEKSAL, VRSAP, SAL, KODI,
HYDROGIS, DELTA, TSIM2001,... Điểm qua một số tác giả với mô hình thủy động
lực học trong nước sau:
 Đinh Văn Ưu [25] sử dụng và phát triển mô hình GHER (Geohydrodynamics and
Environment Research Laboratory) tính toán cấu trúc dòng chảy và sự biến thiên
trường nhiệt – mối theo mùa của khu vực biển Đông với mạng lưới hai lớp, bảy
tầng sigma cho lớp trên và mười tầng cho lớp nước sâu và phát triển mô hình
(3D) thủy nhiệt động lực học nước nông ven bờ cho vùng Quảng Ninh. Ngoài ra,
Đinh Văn Ưu và cộng sự còn nghiên cứu các đặc trưng rối lớp biên sóng – dòng
sát đáy vùng biển ven bờ, cũng như sự biến động mùa nhiều năm của trường
nhiệt độ mặt nước biển và sự hoạt động của bão tại khu vực biển Đông.
 Dương Hồng Sơn [22] áp dụng và phát triển mô hình ROMS cho vùng biển
Đông trong hệ tọa độ trực giao và sơ đồ Mellor – Yamada bậc 2

1⁄
2

để tính kích

thước rối. Hệ thống dòng chảy được xem như là tổng của hai thành phần đồng áp
và nghiêng áp.
 Nguyễn Thọ Sáo [21] sử dụng mô hình Delft 3D để dự báo nước dâng do bão
ven biển Việt Nam. Tác giả sử dụng kết quả dự báo các trường khí tượng, áp suất
khí quyển và vận tốc gió từ mô hình khí tượng RAMS, nhằm xây dựng một quy
trình dự báo liên hoàn, nhanh chóng và hiệu quả, phục vụ cho phòng chống và
giảm nhẹ thiên tai. Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng đồng thời hai phương

8
pháp nghiên cứu là sử dụng công thức bán thực nghiệm và sử dụng mô hình toán
(RAMS, DELFT3D) để nghiên cứu áp dụng cho miền nghiên cứ có kinh độ từ 99
- 1210 E, 1 - 250 N, cho kết quả khả quan.
 Lê Trọng Đào [5] tự xây dựng chương trình để tính toán nước dâng do bão theo
phương pháp phần tử hữu hạn, ngoài ra tác giả còn chỉ ra các thuật toán biến đổi
ma trận nhằm rút gọn thời gian tính toán.
 Nguyễn Minh Huấn [32] tập trung nghiên cứu và xây dựng mô hình số trị bài
toán thủy động lực ba chiều quy mô vừa để mô phỏng trường dòng chảy không
dừng và quá trình lưu khuếch tán dưới tác động tổng hợp của các quá trình thủy
triều, khí hậu - khí tượng, biến động của mật độ nước do hiện tượng bất đồng
nhất của nhiệt độ, độ mặn và một số tác động của sóng bề mặt trong vùng bước
nông ven bờ.
 Đinh Văn Mạnh, Tetsuo Yanagi [34] áp dụng mô hình 3D dựa trên hệ phương
trình Saint Vernant ba chiều, tính toán dòng triều và dòng dư cho vùng biển vịnh
Bắc Bộ. Mô hình được triển khai trên lưới có độ phân giải ngang 18 km và theo
chiều thẳng đứng được chia thành 6 lớp khác nhau. Sau này các tác giả áp dụng
mô hình 3D với tọa độ Sigma, phân giải theo độ sâu là 25 lớp, tính toán mô
phỏng trường dòng chảy dư vào mùa Hè và mùa Đông cho vùng vịnh Bắc Bộ.
 Nguyễn Thị Bảy, Nguyễn Kỳ Phùng [1] nghiên cứu hiện tượng nước dâng do bão
bằng phương pháp số trị dựa trên phương trình thủy động lực học 3 chiều trong
hệ tọa độ cầu ở biển Đông khi có áp thấp đi qua mà không sử dụng các phương
trình nước nông cổ điển.
 Võ Thanh Tân [23] sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn 3D tính toán dòng
chảy vùng biển – nước nông ven bờ ở Nam Bộ, trong đó áp dụng phương pháp
tách miền không gian để tính dòng chảy ba chiều như sau: Bài toán ba chiều
được tách thành các bài toán một chiều theo phương thẳng đứng và bài toán hai
chiều theo phương nằm ngang một cách riêng rẽ; như vậy dòng chảy ba chiều sẽ

được thực hiện qua năm bước tính: Bước thứ nhất là giải bài toán một chiều
thẳng đứng với các phương trình bảo toàn động lượng để tìm các thành phần vận
tốc nằm ngang do các lực tác động để tìm các thành phần các vận tốc nằm ngang
do các lực tác động thẳng đứng u2 và v2. Bước hai giải bài toán hai chiều. Bước
ba, giải bài toán tổng hợp để tìm các thành phần nằm ngang của dòng chảy. Bước


9
bốn, giải phương trình liên tục để tìm các thành phần thẳng đứng của dòng chảy.
Bước năm, sử dụng các điều kiện biên động học trên bề mặt biển để tính mực
nước.
 Lê Song Giang, Nguyễn Thị Phương, Trần Mạnh Vũ [7], cũng áp dụng các
phương pháp số trị để tính toán dòng chảy gió cho biển Đông cho kết quả khả
quan.
 Nguyễn Tất Đắc, Lương Quang Xô [3, 4], xây dựng mô hình tính toán dòng chảy
và chất lượng nước cho hệ thống kênh sông toàn Đồng bằng sông Cửu Long, có
ghép nối với vùng biển 2 chiều.
1.1.3 Tình hình áp dụng mô hình số trị ứng dụng cho vùng nghiên cứu
Các công trình nghiên cứu động lực học hải dương riêng cho vịnh Thái Lan có
rất ít, thường là những công trình tính toán chung cho cả Biển Đông trong đó vịnh
Thái Lan như là một bộ phận cấu thành. Có thể kể đến các công trình tính toán thủy
triều và hoàn lưu gió của K. Wyrtki (1961); Các công trình tính toán phân bố các sóng
triều chính của K.T. Bogdanov (1963), U.N. Xecgayev (1964), Edward Brinton and
William A.Newman(1974) [31], Robinson (1983), J.J Nihoul and B.M. Jamart(1987)
[33], T. Yanagi và Takao (1997); Công trình tính toán về hoàn lưu của T. Pohlmann
(1987). Ngoài ra còn phải kể đến hàng loạt các công trình của các tác giả Việt Nam đã
được thực hiện ở nước ngoài trong khuôn khổ các luận án tiến sỹ về thủy triều, dòng
chảy, sóng và nước dâng bão trong Biển Đông. Có thể kể tên một số tác giả này như:
Nguyễn Ngọc Thụy (1969), Nguyễn Đức Lưu (1970), Phan Văn Hoặc (1974), Đặng
Công Minh (1975), Hoàng Xuân Nhuận (1982), Đỗ Ngọc Quỳnh (1982), Đinh Văn Ưu

(1984), Nguyễn Thọ Sáo (1988),… Các công trình chỉ tính riêng cho vịnh Thái Lan rất
hiếm. Ở đây có thể chỉ ra công trình của A. Siripong (1985) tính toán hoàn lưu theo
các mùa cho vịnh Thái Lan. Công trình T. Yanagi và Takao (1998) [37] tính toán thủy
triều cho vịnh Thái Lan đã chỉ ra cơ chế dịch chuyển pha của các sóng bán nhật triều
trái với quy luật chung.
Các điều kiện về khí tượng, thủy văn, động lực là những đối tượng được quan
tâm đầu tiên. Trước hết là việc lập ra các trạm quan trắc khí tượng thủy văn cố định
nhằm đo đạc liên tục nhiều năm các yếu tố khí tượng thủy hải văn vùng ven biển. Đó
là các trạm đặt tại Hà Tiên, Rạch Giá, Phú Quốc và Cà Mau. Độ dài thời gian hoạt
động của từng trạm có khác nhau, trong đó có những trạm đã hoạt động liên tục trên


10
20 năm. Ở đây đã tiến hành đo đạc gió, các yếu tố khí tượng (nhiệt độ không khí, độ
ẩm, khí áp, lượng mưa ...), dao động mực nước biển, quan trắc sóng và tình trạng mặt
biển... Ngoài ra, còn thu nhận được các quan trắc Obship trên các tàu đánh cá, tàu
buôn, tàu vận tải, tàu khai thác, thăm dò dầu khí,... hoạt động trên vùng biển. Những tư
liệu này thường do Tổng Cục Khí tượng Thủy văn, Bộ Thủy sản, Tổng Cục Dầu khí
thu nhận và quản lý.
Đề tài KHCN.06.10 “Cơ sở khoa học và các đặc trưng kỹ thuật đới bờ phục vụ
xây dựng công trình biển ven bờ” (1996-2000) do GS.TSKH. Phạm Văn Ninh [15]
làm chủ nhiệm đã tiến hành nghiên cứu cho toàn dải biển ven bờ nước ta từ Móng Cái
đến Hà Tiên trên cơ sở tổng hợp tư liệu đã có, tiến hành điều tra khảo sát bổ sung và
tính toán mô phỏng theo mô hình toán học để đưa ra các thông số đặc trưng cho chế độ
khí tượng, thủy văn, động lực học biển, địa chất, địa mạo cho từng vùng phục vụ cho
xây dựng công trình. Với vùng biển Tây Nam, đề tài này đã tiến hành điều tra khảo sát
chuyên đề thủy động lực học và vận chuyển bùn cát ở các cửa sông và trên 2 mặt cắt ra
biển, sau đó tiến hành tính toán các thông số đặc trưng về chế độ cho vùng biển ven bờ
này theo yêu cầu của công tác xây dựng công trình ven biển. Những kết quả của đề tài
đã cung cấp những hiểu biết chung nhất về điều kiện tự nhiên, môi trường của vùng

biển, phục vụ tốt cho việc xây dựng các dự án tiền khả thi. Tuy nhiên, mức độ chi tiết
và những biến động theo không gian và thời gian thì cần phải tiếp tục nghiên cứu tỷ
mỷ hơn để phục vụ các yêu cầu thực tế ngày càng cao tại từng vùng cụ thể.
Trong khuôn khổ Đề án “Điều tra địa chất và tìm kiếm khoáng sản rắn ven bờ
Việt Nam” (1991-2000) của Bộ Công nghiệp Nặng do TSKH. Nguyễn Biểu chủ
nhiệm, chuyên đề “Lập bản đồ thủy động lực học vùng biển ven bờ Hà Tiên - Cà
Mau” (1995) đã được Viện Cơ học chủ trì thực hiện [18] bằng cách tiến hành điều tra
đo đạc các yếu tố gió, dòng chảy, sóng trên một mạng lưới trạm vị từ bờ ra khơi tới độ
sâu 30m nước kết hợp với các phương pháp tính toán mô hình số trị đã thành lập bản
đồ thủy động lực, trong đó đã chỉ ra các đặc trưng chế độ về gió, dòng chảy các tầng,
thủy triều, sóng.
Ngoài ra, trong khuôn khổ các hợp đồng nghiên cứu khoa học với các ngành và
địa phương để giải quyết các vấn đề về đánh giá hiện trạng và dự báo xu thế biến đổi
của các điều kiện thủy thạch động lực và môi trường cho từng khu vực cụ thể phục vụ
việc xây dựng, duy tu các công trình như bến cảng, luồng lạch, sân bay... mà tập thể


11
các cán bộ nghiên cứu của Viện Cơ học đã tiến hành hàng loạt các nghiên cứu ứng
dụng như “Khảo sát và chỉnh lý số liệu biển phục vụ xây dựng cảng cá và cơ sở hậu
cần nghề cá tại đảo Thổ Chu, Kiên Giang” (1994), “Khí tượng thủy văn phục vụ thiết
kế cảng và luồng vào cảng Bình Trị, Kiên Giang” (1995), “Khảo sát các yếu tố động
lực, tính toán sa bồi khu vực cảng nhà máy xi măng Sao Mai - Kiên Giang” (1999),
“Tính toán chế độ dòng chảy, sóng và vận chuyển bùn cát vùng ven bờ Tây Nam Việt
Nam” (2003),...
Đề tài KC.09.02/06-10 (2007-2009) “Nghiên cứu điều kiện tự nhiên và môi
trường vùng biển Tây Nam, phục vụ phát triển kinh tế và bảo vệ an ninh chủ quyền
quốc gia” [20] do Viện Cơ học chủ trì, PGS. TS. Đỗ Ngọc Quỳnh đã tập hợp lại những
nguồn tài liệu đã có về các mặt, kết hợp với điều tra nghiên cứu bổ sung để có được cơ
sở dữ liệu đầy đủ và tin cậy về chế độ khí tượng thủy văn, động lực, vận chuyển bùn

cát, biển động địa hình đáy và bờ biển, môi trường, cấu trúc địa chất, trầm tích đáy, địa
mạo và tài nguyên sinh vật của vùng biển Tây Nam, phục vụ cho nhu cầu nghiên cứu
khoa học và phát triển kinh tế - xã hội. Đồng thời, trên cơ sở dữ liệu đó, đã tiến hành
phân tích, tính toán để có được những kết quả nghiên cứu khoa học về các đặc trưng
chế độ của các quá trình nói trên.
1.2 Điều kiện tự nhiên vùng cửa sông Tây Nam Việt Nam [8,9,14,20]
1.2.1 Đặc điểm địa hình
Vùng biển Tây Nam là một phần của Biển Đông, nơi đây nằm giáp với Vịnh
Thái Lan. Biển Tây tương đối cạn, độ sâu trung bình là 45m và mức nước biển sâu
nhất là 80m. Vì nước ấm nhiệt đới, nên Biển Tây có nhiều rạng san hô và nhiều thắng
cảnh. Hai tỉnh giáp Biển Tây Việt Nam là Kiên Giang và Cà Mau. Kiên Giang có 200
km bờ biển, Cà Mau có 147 km bờ biển với hàng trăm hòn đảo với vô số hình dạng
trải rộng trên một diện tích hàng chục nghìn km2 biển. Chúng gom lại thành những
quần đảo như: Phú Quốc, Nam Du, Thổ Chu,….


12

Hình 1.1 Vùng biển Tây Nam
Phần đất liền từ mũi Cà Mau đến Hà Tiên được quốc lộ 80 từ Rạch Giá đi Long
Xuyên chia làm 2 tiểu vùng: Tứ Giác Long Xuyên và bán đảo Cà Mau. Tứ Giác Long
Xuyên là một vùng đất hình tứ giác, trên địa phận của ba tỉnh Kiên Giang, An Giang
và Cần Thơ. Bốn cạnh của tứ giác này là biên giới Việt Nam - Campuchia, vịnh Thái
Lan, kênh Cái Sắn và sông Hậu. Vùng Tứ Giác Long Xuyên có diện tích tự nhiên
khoảng 489,000 ha, địa hình trũng, tương đối bằng phẳng với độ cao từ 0.4 đến 2m
trên mực nước biển.


13

Hình 1.2 Vùng Tứ Giác Long Xuyên
1.2.2 Đặc trưng thủy văn và hải văn
Gió: Gió vùng biển Tây Nam biế n đổ i theo hai mùa rõ rê ̣t: mùa gió đông bắc và
mùa gió tây nam. Trong mùa gió đông bắ c (từ tháng XI đế n tháng III năm sau), hướng
gió thịnh hành ở đây là hướng đông, cường đô ̣ gió khá yế u, chỉ bằng khoảng một nửa
so với vịnh Bắc Bộ. Vào mùa gió tây nam (từ tháng V tới tháng IX), hướng gió thinh
̣
hành là hướng tây, với tố c độ ma ̣nh hơn nhiều so với mùa gió đông bắ c.
Nhiệt độ: Khu vực nghiên cứu nằm ở vĩ độ thấp, nhận được nhiều bức xạ mặt
trời, có nền nhiệt độ cao, biến đổi trong năm nhỏ. Ngoài khơi, nhiệt độ không khí
trung bình năm là 27,2°C. Các tháng III, IV, V là thời kỳ nóng nhất trong năm, nhiệt
độ không khí trung bình tới 28,6°C. Nhiệt độ không khí cao nhất đã quan trắc được
vào tháng III là 38,1°C. Tháng có nhiệt độ không khí thấp nhất là tháng I, trung bình
25,9°C. Nhiệt độ nước biển khu vực này rất cao, trung bình năm là 29,2°C, tháng có
nhiệt độ cao nhất đạt tới 30,9°C (tháng IV), thấp nhất 27,8°C (tháng XII). Như vậy,
nhiệt độ mặt nước biển luôn luôn lớn hơn nhiệt độ không khí. Điều đó dẫn tới lớp biên
sát bề mặt biển bất ổn định, tạo điều kiện thuận lợi cho dông phát triển. Trong những
tháng gió mùa đông bắc, từ khoảng tháng XI đến tháng III năm sau, khi trường gió
đông bắc ổn định và phát triển tới tận phía nam biển Đông, nhiệt độ của nước xâm
nhập từ ngoài biển Đông vào vịnh Thái Lan. Giá trị nhiệt độ tăng dần theo hướng tiến