Tuyển tập nghiên cứu biển tập 19 viện hải dương học

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN HẢI DUONG HỌC

ISSN: 1859-2120

TUYỂN TẬP
NGHIÊN CỨU BIỂN
COLLECTION OF MARINE RESEARCH WORKS

TẬP 19

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC T ự NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ

2013


VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN HẢI DƯƠNG HỌC

TUYÊN TẲP
NGHIÊN CỨU BIÊN
TẢP19

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC T ự NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ
2013


VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
INSTITUTE OF OCEANOGRAPHY

COLLECTION OF

MARINE RESEARCH WORKS
VOLUME 19

PUBLISHING HOUSE FOR SCIENCE AND TECHNOLOGY
2013


BAN BIÊN TẬP OEDITORIAL BO ARD )

Tổng biên tập {Chief Editor):
Phó tổng biên tập kiêm thư ký

Võ Sĩ Tuấn , Viện Hải dương học

{Deputy Chief Editor and Secretary):

N guyễn N gọc Lâm, V iện Hải dương học
Vũ Ngọc ú t, Đại học c ầ n Thơ

Phó tổng biên tập {Deputy Chief Editor):

ủ y viên biên tập {Editors)

Nguyễn Tác An, Hội Khoa học kỹ thuật biển K hánh Hòa
Vũ Tuấn Anh, Viện Hải dương học
Glenn A. Bristow, Đại học Bergen, N a U y
Võ Thế Dũng, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản III
N guyễn Thanh Điệp, Học viện Hải quân
Đào Việt Hà, Viện Hải dương học
Đoàn Như Hải, Viện Hải dương học

Nguyễn Văn Hảo, Viện Nghiên cứu N uôi trồng Thủy sản II
Nguyễn M inh Huấn, Đại học Khoa học tự nhiên
Phạm Quốc Hùng, Đại học N ha Trang
Bùi Văn Lai, Viện Sinh học nhiệt đới
Trần Đình Lân, Viện Tài nguyên và M ôi trường biển
Bùi Hồng Long, Viện Hải dương học
Nguyễn Văn Long, Viện Hải dương học
Bùi M inh Lý, Viện Nghiên cứu và ứ n g dụng C ông nghệ N ha Trang
Lê Đình Mầu, Viện Hải dương học
Phùng Văn Phách, Viện Địa chất và Đ ịa vật lý biển
Huỳnh M inh Sang, Viện Hải dương học
Nguyễn Thị Thanh Thủy, Viện Hải dương học

T hư ký xuất bản {Publishing Secretary)
VÕ THỊ MAI

Địa chỉ (Address):

Viện Hải dương học (Institute of Oceanography)
01 Cầu Đá, Nha Trang, Việt Nam
Tel: 84-58-3590372
Fax: 84-58-3590034
Email: baibaoncb @email .com


M ỤC LỤC
1.

Lê Đìtth Mầu, Nguyễn Bá Xuân. Tính toán các đặc trưng sóng tại vùng biển

1

Nam Đô Son, Hải Phòng phục vụ thiết kế cảng.
Estimation of wave characteristics in South Do Son, Hai Phong for harbour
planning.
2.

Đinh Thị Hội, Đỗ N hư Kiều, Lê Đình Mầu. Vài đặc điểm khí tượng, thủy văn

9

và động lực tại vùng biển ven bờ tỉnh Quảng Nam.
Some meteo-hydrodynamical conditions in coastal waters of Quang Nam
province.
3.

Đỗ N hư Kiều, Lê Đình Mầu. Phân bố dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào trong

17

các trường gió điển hình tại vùng biển Tuy An, Phú Yên.
Distribution of longshore cuưent induced by breaking wave corresponding to
typical wind conditions along Tuy An coast, Phu Yen province.
4.

Lê Đình Mầu, Bùi Hồng Long, Thomas Pohlmann, Nguyễn Kim Vinh,
Hartmut Hein. Những đặc trưng hải dương học chính tại vùng biển Nam Việt

27

Nam.
Main oceanographic processes in South Vietnam waters.
5.

Nguyễn Hoàng Phong, Phạm Thanh Hải. Một số kết quả bước đầu tính toán

36

dòng chảy khu vực cửa sông Đồng Tranh (Cần Giờ, Tp. HCM) bàng mô hình
DELFT 3D.
Some initial study results on current system in Dong Tranh estuary (Can Gio,
Ho Chi Minh city) using DELFT 3D model.
6.

Bùi Thị Ngọc Oanh, Nguyễn Thị Bích Lài. Mô phỏng đơn giản hóa quá trình
trao đổi CƠ 2 biển- khí dưới tác động của săt.

41

Simplified simulation of CO 2 across air-sea exchange with the presence of iron.
7.

Võ Lương Hồng Phước. Nghiên cứu bước đầu về hiện tượng rối trong rừng

51

ngập mặn.
Preliminary research on turbulence in mangrove forests.
8.

Nguyễn Hồng Thu, Lê Thị Vinh, Dương Trọng Kiểm, Phạm Hữu Tâm, Phạm
Hồng Ngọc, Lê Hùng Phú và Võ Trần Tuấn Linh. Chất lượng môi trường

61

nước đầm Nại- tỉnh Ninh Thuận và các yêu tô ảnh hưởng.
Environmental quality of water in Nai lagoon, Ninh Thuan and affecting
factors.
9.

Phạm Hữu Tâm, Lê Thị Vinh, Dương Trọng Kiểm, Nguyễn Hồng Thu, Phạm
Hong Ngọc, Lê Hùng Phú, Võ Trần Tuấn Linh. Diễn biến chất lượng nước tại
các bãi tắm ven bờ vịnh Nha Trang.
Variation trend of seawater quality in the coastal beaches of Nha Trang bay.
1

72


10.

Phan Minh Thụ, Hoàng Trung Du, Nguyễn H ữu Huân, Lê Trằn Dũng, Lê
Trọng Dũng, Võ Hải Thi, Trần Thị Minh Huệ. C hất lượng m ôi trường nước

80

đầm Thủy Triều (Khánh Hòa) mùa khô 2012 và tác động của các hoạt động
kinh tế xã hội.
W ater quality o f Thuy Trieu lagoon (Khánh Hòa) in the dry season o f 2012 and
the impacts o f socio-economic activities.

11.

Nguyễn Hữu Huân, Phan Minh Thụ. Trao đổi nước và trạng thái dinh dưỡng

91

vực nước Bình Cang- N ha Phu.
The water exchange and nutrient status o f Binh Cang- N ha Phu water.
12.

Võ Hải Thi, Lê Hoài Hương. Đánh giá chất lượng nghêu Bến Tre Meretrix
lyrata (Sowerby, 1851) tại xã Hiệp Thạnh, Trà Vinh bằng chỉ thị vi sinh vật.

102

Evaluation o f quality o f hard clam Meretrix lyrata (Sowerby, 1851) in Hiep
Thanh commune, Tra Vinh using bacteria as bio-indicators.
13.

Hoàng Trung Du, Võ Hải Thi. Chất lượng m ôi trường vùng nuôi nghêu tại

111

huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh.
Environmental quality o f hard clam farming in D uyen Hai district, Tra Vinh
province.
14.

Huỳnh Trường Giang, Dương Thị Hoàng Oanh, Vũ Ngọc út. H oạt tính
sinh học của hỗn hợp Polysaccharide ly trích từ rong m ơ Sargassum mcclurei

124

băng các dung môi khác nhau.
Bioactivity o f Polysaccharide from the brow n algae Sargassum mcclurei
extracted by different solvents.
15.

Phạnt Xuân Kỳ, Đào Việt Hà, Nguyễn Thu Hồng. Đ ánh giá khả năng áp dụng
bộ Kít ELISA trong nghiên cứu tích lũy C hloram phenicol ở tôm bạc Penaeus
setiferus và ghẹ châm Portunus trituberculatus.

134

Evaluating the potential application o f ELIZA K IT for detection of
Chloramphenicol in white shrimp Penaeus setiferus and horse crab Portunus

trituberculatus.
16.

Phan Đức Ngại, Võ S ĩ Tuấn, Hứa Thái Tuyến, Nguyễn A n Khang. Biến động

143

nguôn lọi khai thác thủy sản trong đầm Thị Nại.
The change o f exploited fishery resources in Thi Nai lagoon.
17. Hoàng Đức Lư, Cao Văn Nguyện, Đinh Thị Hồng Phẩn. Đ ặc điểm sinh sản
ôc đụn miệng trăng Tectus pyramis (Bom, 1778) tại vùng biển K hánh Hòa

152

Reproductive characteristics of topshell Tectus pyramis (Bom , 1778) in the
coastal waters o f Khanh H oa province.
18.

Hứa Thái Tuyến, Đ ỗ Hữu Hoàng. M ột số đặc điểm sinh trưởng của m óng tay
Solen thachi Cosel, 2002 ở đầm Thủy Triều- Cam Lâm, K hánh Hòa.
Growth characteristics of razor clam Solen thachi C osel, 2002 in Thuy Trieu
lagoon- Cam Lam, Khanh Hoa.

11

159


19.

Võ Văn Quang, Lê Thị Thu Thảo. Trứng cá và cá bột vùng ven biển Phú Yên.

166

Fish eggs and larvae in the coastal zone of Pt»u Yen.
20.

Nguyễn Thị Mỹ Ngân, Đào Tẩn Hỗ. Một

vùng

176

Võ S ĩ Tuấn. M ột số ghi nhận về suy thoái ì$ĩĩ san hô do tai biến thiên nhiên ở

182

S(> l<)ãi

sao biển mới ghi nhận

ở

biên Việt Nam.
New records of starfishes in Vietnam.
21.

Nam Việt Nam.
Negative changes of coral reefs due to the natural catastrophes recorded
recently in South Viet Nam.
22.

Liu Hongbin, Bai Xingzhuo, Liu Zhen. Qtiingdao’s green-tide outbreak:

190

management and countermeasures.
23.

Vũ Ngọc Út, Dương Thị Hoàng Oanh, HiiỹìịH Trường Giang. Thành phần
loài và mật độ vi tảo ở khu vực sản xuất muổi và Artemia ven biển huyện Vĩnh
Châu, tỉnh Sóc Trăng.

202

Species composition and abundance of algae iff the salt and Artemia production
areas of the coast of Vinh Chau, Soc Trang.
24.

Lưu Thị Thanh Nhàn, Lê Bùi Trung Trinh* Thành phần loài và mật độ phiêu

215

sinh thực vật ở sông La Ngà, tỉnh Đồng Nai.
The composition and density of phytoplankton in La Nga river, Dong Nai
province.
25.

Trần Trọng Tấn, Nguyễn Lương Tùng, Phafi Tẩn Lượm, Nguyễn Chí Thời,
Nguyễn Thị Mai Anh, Trần Thị Lê Vân. Các loài vi tảo có khả năng gây hại

225

trong vùng biển ven bờ tỉnh Phú Yên.
Potentially harmful microalgae in coastal watefs of Phu Yen province.
26.

Nguyễn Xuân Hòa, Phạm Thị Lan, Nguyềrị Hhật N hư Thủy. Ảnh hưởng của
xử lý hạt bằng axít gibberellic và nước ấm lêíì \ỷ lệ nảy mầm và sinh trưởng của
cây cóc đỏ (Lumnitzera littorea (Jack) Voigt, 1845).

233

The influence of seed treatments by acid gibberellic and warm water to the
germination rate and growth of Lumnitzera liltPrea (Jack) Voigt. 1845.
27

Tran Dinh Lan, Do Thi Thu Huong, Cao Thì Thu Trang. M apping of natural
resources sustainable use in the case studies c>f SPCOA project.

iii

239


Tuyển Tập Nghiên Cứu Biển, 2013, tập 19:1-8
TÍN H TOÁN CÁC ĐẶC TRƯ N G SÓNG TẠ I VÙNG B IẺN NAM ĐỒ SƠN, H Ả I
PH Ò N G PH Ụ C VỤ T H IÉ T K Ế CẢNG
Lê Đình Mầu, Nguyễn Bá Xuân
Viện Hải dương học, Viện Hàn lâm Khoa học á Công nghệ Việt Nam

Tóm tắ t

Bài báo trình bày kết quả tính toán trường độ cao sóng hữu hiệu ứng với tần
suất 1% tại vùng biển Nam Đồ Sơn, Hải Phòng nhằm phục vụ việc thiết kế
cảng. Các đặc trưng sóng ngoài khơi được xác định bằng mô hình WAM.
Các đặc trưng sóng vùng ven bờ được xác định bằng mô hình SWAN. Vận
tốc gió, mực nước ứng với tần suất 1% được thống kê từ chuỗi số liệu đo đạc
nhiều năm tại trạm hải văn Hòn Dấu. Kết quả tính toán cho thấy rằng khu
vực bên ngoài cảng bị tác động mạnh nhất bởi sóng hướng đông nam (SE),
nam (S), đông (E) và ít bị tác động nhất bởi sóng hướng đông bắc (NE). Khu
vực bên trong cảng bị tác động mạnh nhất bởi sóng hướng E, SE, NE và ít bị
tác động nhất bởi sóng hướng s. Đê chắn sóng-III hầu như không bị tác

động đáng kể bởi sóng.

E STIM A TIO N O F W AVE C H A R A C TER ISTIC S IN SO U TH DO SON,
H A I PH O N G FO R HARBOUR PLA N N IN G
Le Dinh Mau, Nguyen Ba Xuan

Institute o f Oceanography, Vietnam Academy of Science & Technology

A b stract

This paper presents the significant wave height patterns corresponding to
frequency of occurrence of 1% in the South Do Son, Hai Phong for naval
harbour planning. Wave characteristics in the offshore region were estimated
by WAM model. Wave characteristics in the nearshore region were
estimated by SWAN model. Wind velocity and water level of frequency of
occurrence of 1 percent compiled from measured data sets of Hon Dau
station. Study results show that the area outside the proposed harbour was
strongly affected from SE, S, and E directions and was slightly affected from
NE direction of incident waves. Whereas, the area inside the proposed
harbour was strongly affected from E, SE, NE directions and was slightly
effected from S direction of incident waves. Breakwater -III was not
seriously affected from wave action.
Delft3D, SWAN (Booij và cs„ 1999),
Dolphin (Mandal và Holthuijsen, 1985)
Viện thủy lực Đan Mạch với các bộ chương
trình MIKE 21; Trung tâm nghiên cứu công
nghệ ven bờ thuộc quân đội Mỹ với mô
hĩnh RCPWAVE (Ebersole và cs., 1986);
Cơ quan quản lý môi trường và đại dương

I. M Ở Đ Ầ U
Tính toán các quá trình thủy - thạch động
lực nói chung, các đặc trưng sóng tại vùng
biển ven bờ nói riêng đã và đang được tiên
hành nghiên cứu tại các viện nghiên cứu
trên thế giới như Trung tâm thủy lực Hà
Lan (Delft Hydraulics) với bộ chương trình

1


1988); D olphin (M andal và Holthuijsen,
1985). B ender và Dean (2003) đã tiến hành
so sánh những khả năng của các mô hình
tính sóng vùng ven bờ hiện đang được sử
dụng rộng rãi trên thế giới. Ket quả so sánh
thể hiện trên bảng 1.

quốc gia thuộc bộ thương mại Hoa Kỳ
(NOAA) với mô hình W AVEW ATCH III.
Ngoài ra còn các mô hình như: STWAVE
(Tolman, 1991), REFRAC (Kirby và
Dalrymple, 1983). Tính toán các đặc trưng
sóng vùng khơi hiện nay được áp dụng rộng
rãi nhất là mô hình W AM (W AM DI Group,

Bảng 1. Khả năng của các mô hình tính sóng vùng ven bờ (Bender và Dean, 2003)
Table 1. The ability of wave models of coastal area (Bender and Dean, 2003)
Khả năng
Phương pháp

giải
Pha
Phổ
Hiệu ứng
nước nông
Khúc xạ
Nhiễu xạ
Phản xạ
Đố nhào
Sóng bạc đầu
Ma sát đáy
Dòng chảy
Gió

RCPWAVE
REF/DIF-1
Phương trình
Phương trình
Parabolic với độ
Parabolic với
độ dốc vừa phải dốc vừa phải
Trung bình
Giải quyết
Không(dùng
Không
REF/DIF-S)

M IK E 21(EMS)
Phương trình
Elliptic với độ dổc

vừa phải
Giải quyết
Không

Có

Có

Có

Có

Có

Có

Có

Có
Có
Không
Có
Không
Có
Không
Không

Có
Có
Có

Có
Không
Có
Có
Không

Có
Có
Có
Có
Không
Có
Không
Không

Có
Không
Không
Có
Có
Không
Có
Có

Có
Không
Có
Có
Có
Có

Có
Có

Ở Việt Nam, trong những năm gần đây
đã có nhiều chương trình cấp quốc gia, các
dự án họp tác quôc tê đã tiên hành nghiên
cứu các quá trình thủy - thạch động lực
vùng ven biển, có tính toán các đặc trưng
sóng như đề tài KT.03.1, KHCN.06.08
(1996 - 2000), KC.09.05 (2001 - 2005).
Dự án Việt Nam - Thụy Điển (2004 2007) nghiên cứu xói lở bờ biển Hải Hậu,
Nam Định. Nghiên cứu đặc điểm của
trường sóng, ảnh hưởng của chúng tới các
quá trình xói lở - bồi tụ tại cửa Đại (Hội
An), cửa sông Cái (Nha Trang), vịnh Phan
Thiết trong các điều kiện gió địa phương
điên hình đã được tiên hành bởi Bui Hong
Long và Le Dinh Mau (2000). Nghiên cứu
đặc điểm phân bố các đặc trưng sóng tai
vùng biên ven bờ tỉnh Phú Yên (Lê Đình
Mầu và Bùi Hồng Long, 2003). Tính toán
các tham số sóng thiết kế tại vùng biển Sao

STWAVE
Bảo toàn
tác động
sóng
Trung bình

SWAN

Bảo toàn
tác động
sóng
Trung bình

M ai - Bến Đình, Vũng Tàu của Lê Đình
M ầu (2009) và m ột số công trình nghiên
cứu khác của Lê Đình M ầu (2005, 2006,
2010). N hững công trình trên đã tiến hành
tính sóng tại vùng khơi và vùng ven bờ
trong các điều kiện tạo sóng khác nhau.
Trong bài báo này các tác giả đã sử dụng
mô hình W A M để tính sóng vùng khơi, mô
hình SW AN để tính sóng vùng ven bờ. Kết
quả tính toán là các trường độ cao sóng
thiết kế (tần suẩt thiết kể 1%) tại khu vực
dự kiến xây dựng công trình cảng ứng với
các hướng sóng tới khác nhau. Do khuôn
khổ của bài báo nên ở đây các tác giả chỉ
trình bày kết quả tính toán cho trường họp
sau khi xây dựng công trình cảng và cho
trường hợp lạch tầu ra-vào được thiết kế
chạy về hướng đông. Vị trí, đặc điểm khu
vực nghiên cứu và sơ đồ dự kiến thiết kế
cảng được thể hiện tại H ình 1.

2


Hình 1. Phạm vi tính toán, thể hiện kết quả của mô hình SWAN và sơ đồ hệ thống công trình cảng

dự kiến xây dựng (các đường đẳng sâu ứng với mực “0” hải đồ)
Figure 1. The domains of computation, output data of SWAN model and proposed harbour plan
(depth contours corresponding to “0” chart datum of hydrographic map)
đặc trưng sóng này là điều kiện biên cho
mô hình tính sóng vùng nước nông ven bờ
-SW AN.

II. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
1. Tài liệu

Trong báo cáo này SW AN không tính
ảnh hưởng của gió địa phương và dòng
chảy lên sự truyên sóng.

Địa hình vùng biển Nam Đồ Sơn được lấy
từ hải đồ tỷ lệ 1/50.000 xuất bản năm 1980
của Hải quân Nhân dân Việt Nam. Sơ đồ
thiết kế cảng Nam Đố Sơn và độ sâu được
tham khảo từ Công ty c ổ phần TVXDCT
Hàng hải.

Đe thuận tiện cho việc trình bày các
tham số như mực nước, gió, sóng ứng với
tần suất thiết kế p = 1% sẽ được viết là các
tham số thiết kế.

Số liệu gió, mực nước ứng với tần suất
thiết kế (P=l% ) được thống kê từ chuỗi số
liệu đo đạc nhiều năm tại trạm hải văn Hòn
Dau, Hải Phòng (1970-2002):

2. Mô hình số tri tính sóng vùng khơi WAM
WAM (WAve M odeling) là mô hình số trị
tính sóng thế hệ thứ 3 (W AMDI Group,
1988). Mô hình cho phép tính các đặc trưng
sóng trong điều kiện biển sâu và biển nông
với sự tương tác của gió, dòng chảy, địa
hình đáy, sóng - sóng,...trong phạm vi đại
dương thế giới hoặc khu vực. W AM mô tả
sự biến đổi của phổ sóng 2 chiều bằng tích
phân phương trình vận chuyển (transport
equation):

+ Mực nước ứng với tần suất (P=l% ) =
4,14 m
+ Tốc độ gió ứng với tần suất (P=l% ) =
41 m/s
Với tốc độ gió V = 41 m/s, sử dụng mô
hình WAM trong trường hợp sóng phát
triển hoàn toàn ta tính được độ cao sónẹ
hữu hiệu ngoài khơi vùng biển Nam Đồ
Sơn Hs = 7,5 m, chu kỳ sóng Tp = 9,2 s. Các

3


tác phi tuyển giữa sóng - sóng (nonlinear
wave-wave interactions) và sóng-dòng
chảy. Các thành phần của hàm nguồn được
trình bày như sau:

^ +± ( ‘ệ F ) + ± á F) + ± ( è F) = S (1)
dt dó
ƠẢ
òd
Ờ đây: F = m ật độ phổ năng lượng sóng
và là hàm của (f, 0, (Ị), xy,

* Sự tiêu tán năng lượng bởi sóng bạc

f = tần số sóng; 0 = hướng sóng; (ị) = vĩ
độ; X = kinh độ;

đầu (white capping dissipation):
Sdcw (ơ,0) =

ệ , Ả , Q - tốc độ biến đổi về vị trí và
hướng của phần tử sóng;

k

E (ơ,0)

(4)

* Sự tiêu tán năng lượng sóng bởi ma sát
đáy (bottom friction):

(2)

Sds.b (ơ,0) = -Cbottom ____ °~2—
E (ơ,0)(5)
g 2sinh2(tó )

Chi tiết các thành phần của hàm nguồn
trong phương trình (2) xin được tham khảo
tại W AMDI Group (1988). Phạm vi áp
dụng mô hình W AM là toàn bộ vùng biển
vịnh Bắc Bộ từ 105,5°E đến 110,0°E và từ
17,0°N đển 22,Ọ°N với ô lưới tính là DX =
DY = 0,25°. Kết quả tính sóng tại điểm có
tọa độ 107,0°E; 20,5°N (độ sâu =5 20 m)
được lấy làm tham số sóng tói tại biên
ngoài cho mô hình SW AN (Hình 1).

Ở đây: Sds b (ơ,0) = tiêu tán năng lượng
bởi m a sát đáy; Cbottom = hệ số ma sát đáy
* Sự tiêu tán năng lượng bởi sóng đổ

nhào (depth induced wave breaking):
D
Sds.br (ơ,e) = —

E (ơ ,0 )

(6)

K,
Ở đây: Sdsbr (ơ,0) = tiêu tán năng lượng
bởi sóng đổ nhào; Etot = năng lượng tổng

cộng của sóng; Dtot = tốc độ tiêu tán năng
lượng của Etot trong quá trình đổ nhào, nó
phụ thuộc vào thông số đổ nhào Y = Hmax/d
(Hmax là độ cao sóng tại điểm có độ sâu d),
ở đây Y =0,73.

3. M ô hình số trị tính sóng vùng nước
nông ven bờ - SW AN
Các đặc trưng sóng tại vùng biển Nam Đồ
Sơn được xác định bằng mô hình số trị
SWAN (Booij và cs., 1999). SW AN được
xây dựng ttên cơ sở phương trình cân bằng
hoạt động phổ (spectral action balance
equation) như sau:
f w + ! - c ụ V+ ! - c y v + ỉ ~ C aN + ^ - C eN = èt
dx
3v

k

Ở đây: Sdc w (ơ,0) = tiêu tán năng lượng
bởi sóng bạc đầu; r = hệ số phụ thuộc vào
độ dốc sóng; k = số sóng; Ỡ, K = tần số và
số sóng trung bình;

Hàm nguồn s đại diện cho các quá trình
phát sinh, phát triển bởi gió (wind input)sin; tiêu tán năng lượng - Sdis; và tương tác
phi tuyến (nonlinear transfer) - Sni và được
thể hiện ở phương trình (2)

s —Sin + Sdis + Snl

-r

Phạm vi áp dụng của m ô hình SW AN là
toàn bộ vùng biển N am Đồ Sơn từ
106,7 °0 0 ’E đến 107,00°00’E và từ
20,55 °0 0 ’N đến 20,75 ° 0 0 ’N, và kích thước
ô lưới tính là 200 m X 200 m, khu vực trình
bày kết quả tính toán là từ 106,7° 0 0 ’E đến
106,9 °0 0 ’E và từ 20,62 °0 0 ’N đến
2 0 ,7 2 °0 0 ’N (Hình 1). Phạm vi biến đổi của
tần số sóng là 0,052 -7- 1,0 Hz với bước tính
là Af = 0,1 Hz; hướng sóng là 0 -T 360° với
bước tính là A0 = 10°.

(3)

Ở đây: N= m ật độ phổ hoạt động (action
density); t = thời gian;
Cx, Cy = tốc độ lan truyền của N theo tọa
độ không gian X và y;

cơ, Ce = tốc độ biến

đổi của N theo tần
số tương đối ơ và hướng 0;

s = S(ơ,0) là hàm nguồn (mật độ năng
lượng) đại diện cho quá trình tạo sóng

(generation), tiêu tán (dissipation) và tương

* Số liệu đầu vào của mô hình SWAN là:

4


- Các đặc trưng sóng ứng với p= l%
ngoài khoi vùng biển Nam Đồ Sơn: Hs, Tp
và 0 được lấy từ kết quả tính toán của mô
hình WAM tại điểm có tọa đô: 107,0°E;
20,5°N.

dọc theo lạch tầu ra-vào đều có Hs « 2,5 -r
3,5 m, khu vực đê chắn sóng -I II có Hs =
1.0 m, khu vực đê chắn sóng -I I có Hs «
2.0 m, khu vực đê chắn sóng - I có Hs = 2,0
-ỉ- 2,5 m, khu vực đê chắn cát - I I có Hs =
1,0-7- 2,0 m, khu vực đê chắn cát - I có Hs
< 1,0 m. Nhìn chung bên trong cảng có H s
<1 m riêng khu vực đối diện với cửa cảng
có Hs * 1 -rl,5 m .

- Độ sâu của vùng nghiên cứu.
* Số liệu đầu ra của mô hình là: trường
độ cao sóng thiết kế cho toàn vùng biển
Nam Đồ Sơn trên các hướng NE, E, SE và

s.

+ Sóng hướng - E:
Ngoài khơi sóng có hướng E nhưng do
bị khúc xạ nên có hướng E -S E khi đi vào
khu vực công trình (Hình 3). Các điểm
nằm dọc theo lạch tầu ra-vào đều có Hs » 3
v 5 m , khu vực đê chắn sóng -I II có Hs «
1.0 m, khu vực đê chắn sóng - I I có Hs =
3.0 m, khu vực đê chắn sóng - I có Hs « 3,0
m, khu vực đê chắn cát - I I có Hs ~ 1,0-72.0 m, khu vực đê chắn cát - I có Hs < 1,0
m. Nhìn chung bên trong cảng có Hs » 1,0
-r 2,0 m, riêng khu vực đối diện với cửa
cảng có Hs >2,0 m.

III. K Ế T QUẢ
Đặc điểm phân bố của độ cao sóng thiết kế
(P=l% ) tại khu vực dự kiến xây dựng công
trình cảng trên các hướng sóng tới khác
nhau được thể hiện như sau:
+ Sóng hướng - NE:
Ngoài khơi sóng có hướng NE nhưng
do sự che chắn của đảo Cát Bà ở góc đông
bắc và đặc điểm phân bố độ sâu tại vùng
nghiên cứu (Hình 1) nên hệ sóng này bị
khúc xạ và có hướng E -S E khi đi vào khu
vực công trình (Hình 2). Các điểm nằm

Hình 2. Trường độ cao sóng thiết kế tại khu vực dự kiến xây dựng công trình cảng
(sóng ngoài khơi: Hs = 7,5 m, Tp = 9,2 s, a = NE; gió địa phương: V = 0; mực nước tính toán:
D = 4,14 m)
Figure 2. Designed wave height pattern in the proposed harbour area

(offshore wave: Hs = 7.5 m, Tp = 9.2 s, a = NE; local wind: V = 0; water level: D = 4.14 m)

5


Hình 3. Trường độ cao sóng thiết kế tại khu vực dự kiến xây dựng công trình cảng
(sóng ngoài khơi: Hs = 7,5 m, Tp = 9,2 s, a = E; gió địa phương: V = 0; mực nước tính toán:
D = 4,14 m)
Figure 3. Design wave height pattern in the proposed harbour area
(offshore wave: Hs = 7.5 m, Tp = 9.2 s, a = E; local wind: V = 0; water level: D = 4.14 m)
+ Sóng hướng - SE:

vực đê chắn sóng - I I có H s « 2,0 T 3,0 m,
khu vực đê chắn sóng - I có H s ~ 3,0 m,
khu vực đê chắn cát - I I có H s ~ 2,0 m, khu
vực đê chắn cát - I có H s « 1,0 T 2,0 m.
N hìn chung bên trong cảng có H s < 1,0 m,
riêng khu vực cửa cảng có H s > 1,0 m.

Đây là hướng sóng ít bị khúc xạ nhất,
nhìn chung toàn bộ khu vực nghiên cứu
sóng có hướng SE (Hình 4). Các điểm nằm
dọc theo lạch tầu ra-vào đều có Hs « 3 + 5
m, khu vực đê chắn sóng -I I I có Hs = 1,0
m, khu vực đê chắn sóng - I I có Hs » 3,0
m, khu vực đê chắn sóng - I có H s « 3,0 m,
khu vực đê chắn cát - I I có H s « 2,0 m, khu
vực đê chắn cát - I có H s < 1,0 m (mạn phía
bắc) và có H s « 1,0 -ỉ- 2,0 m (mạn phía
nam). Nhìn chung bên trong cảng có Hs <

1.0 m, riêng khu vực nằm dọc theo lạch tầu
nối cửa cảng với nhà cảng có Hs « 1,0 -r
2.0 m.

N hận xét: Thống kê từ chuỗi số liệu đo
đạc sóng từ năm 1984 đến 2003 tại Trạm
Hải văn H òn Dấu cho thấy rằng độ cao
sóng hữu hiệu ứng với tần suất thiết kế
p = l% là H s = 3,7 m. Trong khi đó kết quả
tính toán trường độ cao sóng thiết kế
(P = l% ) trên các hướng E, SE và s tại vị trí
phao đo sóng Hòn Dấu (H ình 3, 4 và 5) là
H s » 3,2 m. N hư vậy sai số tuỵệt đối là 0,5
m, sai số tương đối là 14%, kết quả trên là
khả quan, nó cho phép sử dụng kết quả
tính toán trường độ cao sóng thiết kế
(P = l% ) phục vụ việc thiết kế, xây dựng
các công trình cảng tại vùng biển Nam Đồ
Sơn.

+ Sóng hướng-S:
Trường sóng ít bị khúc xạ, ngoại trừ khu
vực phía đông bán đảo Đồ Sơn và khu vưc
cửa Văn ú c sóng bị khúc xạ mạnh và có
hướng s (Hình 5). Các điểm nằm dọc theo
lạch tầu ra-vào đều có H s » 3 T 5 m, khu
vực đê chắn sóng -I I I có H s < 1,0 m, khu

6

(sóng ngoài khoi: Hs = 7,5 m, Tp = 9,2 s, a = SE; gió địa phương: V = 0; mực nước tính toán
D = 4,14 m)
Figure 4. Designed wave height pattern in the proposed harbour area
(offshore wave: Hs = 7.5 m, Tp = 9.2 s, a = SE; local wind: V = 0; water level: D = 4.14 m)

Hình 5. Trường độ cao sóng thiết kế tại khu vực dự kiến xây dựng công trình cảng
(sóng ngoài khơi: Hs = 7,5 m, Tp = 9,2 s, a = S; gió địa phương: V = 0; mực nước tính toán:
D = 4,14 m)
Figure 5. Designed wave height pattern in the proposed harbour area
(offshore wave: Hs = 7.5 m, Tp = 9.2 s, a = S; local wind: V = 0; water level D = 4.14 m)

7


Kirby J. T. and R. A. Dalrym ple, 1983. A
parabolic equation for the combined
Khu vực bên ngoài cảng bị tác động mạnh
refraction-diffraction o f Stokes waves by
nhất bởi sóng hướng SE, E, s và ít bị tác
m ildly-varying topography. Journal of
động bởi sóng hướng N E (do sự che chăn
Fluid M echanics, 136: 453-466.
của đảo Cát Bà và bị khúc xạ bởi độ sâu).
Lê Đ ình M ầu và Bùi H ồng Long, 2003. Đặc
Đê chắn sóng -I I I ít bị sóng tác động.
điểm phân bố các đặc trưng sóng tại vùng
Kè chắn cát - I chỉ bị tác động đáng kể bởi
biển ven bờ tỉnh Phú Yên. Tạp chí
sóng hướng s .

KH&CN biển, 3(3): 32-46.
Khu vực bên trong cảng bị tác động Lê Đình M ầu, 2005. Tính toán các đặc
mạnh nhất bởi sóng hướng E, SE, NE và ít
trưng sóng tại vùng nước nông ven bờ
bị tác động bởi sóng hướng s .
bằng mô hình sổ trị - SW AN. Tạp chí
KH&CN biển (Phụ trương), 5(4): 36-49.
L òi cảm ơn: Các tác giả chân thành cám ơn
Lê
Đình M ầu, 2006. Tính toán các đặc
các đồng nghiệp tại phòng Vật lý biển, Địa
trưng sóng biển khơi bằng mô hình số trị
chất-Địa mạo biển, V iện Hải dương học,
W AM . Tạp chí K H & CN biển, 6(3): 26VAST đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho
39.
việc thu thập số liệu và động viên khích lệ
Lê Đình M ầu, 2009. Tính toán các tham số
trong quá trình hoàn thiện bài báo này.
sóng thiết kế tại vùng biển Sao M ai - Ben
Đình, V ũng Tàu. Tạp chí K hoa học và
TÀ I L IỆ U T H A M K H Ả O
Công nghệ biển, 9(3): 1-17.
Bender c. J. and R. G. Dean, 2003. W ave Lê Đình M ầu, 2010. Đ ặc điểm phân bố các
field
modification
by
bathymetric
đặc trưng sóng tại vùng biển cửa La Gi
anomalies
and

resulting
shoreline
(Bình Thuận) và tác động của chúng đến
changes: a review with recent results.
quá trình xói lở - bồi tụ. Kỷ yếu Hội nghị
Coastal Engineering, 49: 125-153.
khoa học kỷ niệm 35 năm Viện KH&CN
Booij N., R. c. Ris, and L. H. Holthuijsen,
VN (1975-2010), tiểu ban KHCN biển,
1999. A third generation wave model for
Hà Nội: 10/2010, tr. 211-216.
coastal regions, model description and M andal s. and L. H. H olthuijsen, 1985. A
validation.
Journal
of
Geophysical
numerical
wave
prediction
model
Research, 104 (C4): 7649-7666.
DOLPHIN: Theory and test results.
Bui Hong Long and Le Dinh Mau, 2000.
Report No. 3-85, D elft U niversity of
Features of wave field, it’s effect to
Technology,
D epartm ent
of
Civil
erosion - deposition processes in the

Engineering, Group o f Fluid M echanics,
Cuadai (Hoian), Cai river mouth
pp. 1 - 7 0 .
(Nhatrang) and Phanthiet bay in typical Tolm an H. L., 1991. A third-generation
local wind conditions. Collection of
m odel for w ind w aves on slow ly varying,
Marine Research W orks, 10: 21 - 34.
unsteady and inhom ogeneous depths and
Ebersole B. A., M. A. Cialone, and M. D.
currents.
Journal
of
Physical
Prater, 1986. Regional coastal processes
O ceanography, 21: 782-797.
numerical modeling system. RCPW AVE W A M D I Group, 1988. The W A M model - a linear wave propagation model for
A third generation ocean wave prediction
engineering use. Technical Report CERCmodel. J. Phys. O ceanogr., 18: 1775-1810.
86-4. Department of the Army, US Army
Corps of Engineers, W ashington, DC
20314-1000.

IV. THẢO LUẬN

8


Tuyển Tập Nghiên Cứu Biển, 2013, tập 19: 9-16
VÀI ĐẶC Đ IỂ M K H Í TƯ Ợ N G , THỦY VĂN VÀ ĐỘNG
VEN BỜ TỈN H QUẢNG NAM

Lực T Ạ I VÙNG BIỂN

Đinh Thị Hội1, Đỗ Như Kiều1, Lê Đình M ầu2

trư ờ n g Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP. HCM
2Viện Hải dương học, Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam

Tóm tắ t

Bài báo trình bày các kết quả nghiên cứu về các đặc trưng khí tượng-thủy
văn như gió, bão, mưa, dao động mực nước và sự phân bố các đặc trưng
sóng ven bờ ứng với các trường gió có tác động nhiều đến vùng biển tỉnh
Quảng Nam. Các đặc trưng sóng vùng ven bờ được tính bằng mô hình
SWAN. Ket quả nghiên cứu cho thấy thòi gian hoạt động của gió mùa đông
băc từ tháng 10 đên tháng 4 năm sau. Gió mùa tây nam hoạt động mạnh từ
tháng 7 tới tháng 8. Từ năm 1945 đến 2012 vùng biển nghiên cứu bị 73 cơn
bão tác động, tập trung vào các tháng 9, 10 và 11. Dải ven bờ tỉnh Quảng
Nam chịu tác động mạnh nhất của sóng hướng đông bắc (NE). Các đảo Cù
Lao Chàm, mũi Sơn Trà và An Hòa có tác dụng lớn trong việc che chắn
sóng. Quá trình xói lở-bồi tụ tại khu vực Cửa Đại (Hội An) phụ thuộc nhiều
vào vai trò phân bổ năng lượng sóng của đảo Cù Lao Chàm.

SO M E M ETEO -H Y D RO D Y N A M ICA L CO ND ITIO N S IN C O A STA L W A TER S
O F QUANG NAM PR O V IN C E
Dinh Thi Hoi1, Do Nhu Kieu1, Le Dinh M au2

University o f Science, Vietnam National University - Ho Chi Minh City
2Institute o f Oceanography, Vietnam Academy of Science & Technology

A bstract

This paper presents the hydro-meteorological characteristics such as wind,
typhoon, rainfall, sea water level and the computed wave characteristics
corresponding to typical monsoon wind fields which have often influenced
to Quang Nam waters. Wave characteristics in the nearshore region were
calculated by SWAN model. Study results show that the North East
monsoon wind blows from October to April. The South W est monsoon wind
blows from July to August. From 1945 to 2012 study area was affected by
73 typhoons, focused in September, October and November. Quang Nam
waters is affected strongest by the wave from North East direction. Cu Lao
Cham islands, Son Tra and An Hoa capes play an important role on
prevention of wave action. The processes of erosion and deposition in Dai
Mouth (Hoi An) are mainly depending on wave energy distribution pattern
induced by Cu Lao Cham island.

9


I. MỞ ĐẦU
Quảng Nam là tỉnh thuộc duyên hải Nam
Trung Bộ với đường bờ biển dài khoảng
125 km, có 02 thành phố quan trọng là Tam
Kỳ và Hội An, 02 hệ thống sông chính là
sông Thu Bồn-Vu Gia đổ ra cửa Đại và cửa
Lờ (một nhánh đổ ra sông Hàn), sông Tam
Kỳ đổ ra cửa An Hòa. Thành phố Hội An ở
phía bắc, khu kinh tế Chu Lai ở phía nam
có vai trò quan trọng trong chiến lược phát
triển kinh tế biển của tỉnh. Dải ven biển

Quảng Nam có nhiều bãi tắm đẹp, nổi tiếng
như: Hà M y (Điện Bàn), Cửa Đại (Hội An),
Bình M inh (Thăng Hoa), Tam Thanh (Tam
Kỳ), Bãi Rạng (Núi Thành)...hằng năm đón
tiếp hàng chục vạn du khách đến tắm biển
và nghỉ dưỡng vói nhiêu “Resort” cao câp
đã được xây dựng. Theo báo cáo về chiến
lược biển đến năm 2020 của tỉnh Quảng
Nam (Thúy Hằng, 2013) với hai cực phát
triển, gồm có phía Bắc là khu vực dịch vụ
du lịch - công nghiệp Hội An - Điện Bàn;
phía Nam là khu kinh tế m ở Chu Lai và
thành phố Tam Kỳ; tập trung đầu tư phát
triển các đội tàu đánh bắt xa khơi, khai thác
tổng hợp, đầu tư đồng bộ từ đánh bắt, hậu
cần chế biến, tiêu thụ sản phẩm. Qua đó, ta
thấy sự phát triển của tỉnh Quảng Nam chú
trọng hướng ra biển và dải ven biển ưở
thành khu hạ tầng quan trọng cho chiến
lược phát triển kinh tế biển của địa phương.
Dải ven biển Quảng Nam được cấu tạo
chủ yếu bởi cát nhẹ đến trung, nền thấp nên
sẽ bị tác động mạnh của điều kiện động lực
biển như sóng, nước dâng... Những quá
trình trên ẹây ra xói lở đường bờ, bồi lấp, di
chuyên luông lạch ra vào các cửa sông, phá
hủy các công trình ven bờ, ngập lụt dải ven
biển, cửa sông. Để bảo vệ đường bờ biển và
cửa sông, chính quyền địa phương đã cho
xây dựng hệ thống kè bảo vệ tại bờ nam

sông Cửa Đại và bờ nam Cửa Lở (sông
Trường Giang), kè dọc đường Thanh Niên
(Cửa Đại), kè Tam Thanh. M ột số Resort
ven biển Hội An đã tự xây kè bảo vệ. Tuy
nhiên, hệ thống kè tại bãi biển Hội An, Cửa
Lở nhiều vị trí đã và đang bị phá hủy; hệ
thống kè tại bờ nam sông Cửa Đại đã gây ra
sự xói lở tại mũi A n Lương; luông lạch tại

Cửa Đại và Cửa Lở vẫn thường xuyên biến
động; đường bờ biển từ Hội An đến Cửa Lở
nhiều nơi bị xói lở nghiêm trọng. Kè Tam
Thanh đã được sửa chữa, nhưng hiện vẫn bị
phá cục bộ. Công trình nghiên cứu chi tiết
tại vùng biển Quảng N am thời kỳ 19972000 (Lê Phước Trình và CS., 2001) với sản
phẩm chủ yếu là tập bản đồ, sơ đồ về biến
động bờ biển, cửa sông, địa hình đáy khu
vực Cửa Đại thòi kỳ 1965-2000. Các công
trình gần đây chủ yếu là mô tả hiện trạng
xói lở, bồi tụ đường bờ và các công trình
bảo vệ bờ với qui mô cục bộ (Le D inh M au
và cs., 2004; Lê Đình M ầu, 2012). Do vậy,
các đặc điểm về điều kiện tự nhiên nhất là
các điều kiện khí tượng-thủy động lực tại
vùng biển ven bờ là những thông tin quan
trọng giúp các nhà quản lý tỉnh Quảng Nam
có những cơ sở khoa học nhằm quản lý và
phát triển bền vững đới bờ.
II. TÀI LIỆU VÀ PH Ư Ơ N G PH ÁP
1. Tài liệu

- Số liệu gió (1977-1997), mực nước (19781988) thu thập tại trạm Đ à N ằng từ sổ liệu
lưu trữ của đề tài cấp nhà nước
K H CN .06.08 (1996-2000): “Nghiên cứu
qui luật và dự đoán xu thế bồi tụ-xói lở
vùng ven biển và cửa sông V iệt N am ” do
Viện Hải dương học chủ trì.
- Dữ liệu về các cơn bão hoạt động tại
vùng biển Q uảng N am (1945-2012) được
thu thập từ Trung tâm thòi tiết Quốc gia Mỹ
(http://w w w .csc.noaa.gov/hurricanes) bao
gồm các thông tin về tọa độ, thời gian, tốc
độ gió cực đại tại tâm b ã o ,...
- Độ sâu vùng biển ven bờ Quảng Nam
thu thập từ Hải đồ do Hải quân M ỹ xuất bản
năm 1967, tỷ lệ 1/50.000 (Tờ 93E39 Cù
Lao Chàm) và tài liệu đo sâu của đề tài
KHCN.06.08.
- Số liệu kiểm chứng mô hình tính sóng
được lấy từ số liệu đo sóng tháng 5 năm
1998 (Lê Phước Trình và cs., 2001) và
tháng 7/2013 của đề tài: “N ghiên cứu cơ sở
khoa học cho việc bảo vệ bờ biển, cửa sông
phục vụ việc quản lý, phát triển bền vững
vùng ven biên tỉnh Q uảng N am ” .


2. Phương pháp

so sánh với số liệu đo sồnê trong chuyến
khảo sát của Viện Hải dưan£ học vào tháng

5 năm 1998 và tháng 7/^ơl 3 tại Hội An
(Quảng Nam), số liệu sốtig dược đo bằng
máy đo sóng AWH-16M (Nhật) tại ưạm có
toạ độ: cp = 15°52’26” N; \ * io8°23’59’’E,
độ sâu H » 1-^2 m. số liệu sóng được lấy từ
13g00 ngày 26/5/1998 dến 19g00 ngày
26/5/1998 và lOgOO ngây 17 đến lOgOO
ngày 18/7/2013. Phạm vi ấp dụng mô hình
SWAN thể hiện trên Hình 1.

Các đặc trưng sóng vùng ven bờ Quảng
Nam được tính băng mô hình SWAN
(Simulating Waves Nearshore) là mô hình
số trị tính sóng thế hệ thứ 3 (Holthuijsen và
cs., 2003), tính toán sự truyền sóng tại vùng
nước nông ven bờ có địa hình biến đổi phức
tạp như vùng cửa sông, lạch thủy triều, đảo
và doi cát,...SW A N cho phép tính toán các
hiệu ứng, như khúc xạ, nước nông, phản xạ,
ma sát đáy, đổ nhào, sóng bạc đầu, sự tạo
sóng bởi gió địa phương, tương tác phi
tuyên giữa sóng - dòng chảy, sóng - sóng.
SWAN được xây dựng trên cơ sở phương
trình cân bằng hoạt động phổ (spectral
action balance equation) như sau:
- N + — C N + — C N + - ^ - C N + — CgN = ~

dt

dx x

dy y

dơ ơ

de 9

a

Ở đây:
N = mật độ phổ hoạt động (action
spectral density); t = thời gian;
cx, Cy = tốc độ lan truyền của N theo tọa
độ không gian X và y;
cơ, Ce = tốc độ biến đổi của N theo tần
số tương đối ơ và hướng 0;
s = S(ơ,0) là hàm nguồn (mật độ năng
lượng) đại diện cho quá trình tạo sóng
(generation), phân hủy (dissipation) và
tương tác phi tuyến giữa sóng - sóng
(nonlinear wave-wave interactions) và
sóng-dòng chảy.
Trong nghiên cứu này, SWAN không
tính sự tương tác sóng-dòng chảy. Phạm vi
áp dụng mô hình là một phần của vùng biển
phía nam Đà Nằng và toàn bộ vùng biển
Quảng Nam từ 15°25’51” đến 16°07r24” N
và 108°14’48” đến 108°45’37” E. Diện tích
vùng tính 57126 m X 76998 m, kích thước ô
lưới là 350 m X 350 m. Tổng số ô lưới là

35907 ô. Tính toán cho các trường gió mùa
cấp 4-5 (V = 7 m/s) ứng với các đặc trưng
sóng ngoài khơi là Hs ~ 1 m, T ~ 5s trên các
hướng Bắc (N), Đông Bắc (NE), Đông (E)
được tính bằng mô hình Dolphin (Lê Đình
Mầu và cs., 2010). Đây là trường sóng
thường gặp nhất tại vùng nghiên cứu.

Kết quả so sánh giữa đt> ¿tặc và tính toán
được trình bày ở Bảng 1. Qua đó có thể
thấy sai số trung bình gií*a do đạc và tính
toán độ cao sóng ~ 25%. Síù số trung bình
giữa chu kì đo đạc và tính toán - 24,5 %.
Sai số như trên có thể 1<1 ¿0 trường sóng
ngoài khơi được tính bằng Ịpô hình Dolphin
(dự báo sóng trên dữ liệu gió đo đạc tại địa
phương) chứ không phải là số liệu sóng đo
thực tê. Sai sô trên là có thề nhấp nhận được
và cho phép ta áp dụng rhô hình SWAN để
tính toán các đặc trưng sQng tại vùng biển
ven bờ Quảng Nam.

Kiểm định mô hình SWAN: các đặc
trưng sóng tính bằng mô hình SWAN được

11


Bảng 1. So sánh kết quả đo đạc và tính toán của mô hình SWAN
Table 1. Comparison between measured and computed wave characteristics of SWAN model

(Trạm do: cp = 15°52’26” N, X = 108°23’59” E; H ~ 1^2m)
Thòi điểm
Gió
Độ cao sóng trung bình đo đạc (m)
Độ cao sóng trung bình tính toán (m)
Sai số (%)
Chu kì sống trung bình đo đạc (s)
Chu kì sóng trung bình tính toán (s)
Sai số (%)

13h ngày 26/5
N(6m/s)
0,4
0,3
25
5,5
3,5
35

III. KẾT QUA
1. Đặc điểm khí tượng-thủy văn
+ Chế độ gió: vùng biển Quảng Nam chịu
sự chi phối của 2 hệ thống gió mùa Đông
Bắc và Tây Nam. Gió mùa Đông Bắc từ
tháng 10 đến tháng 4 năm sau, gió mùa Tây
Nam chỉ hoạt động trong khoảng tháng 7,
tháng 8. M ùa gió Đông Bắc, tốc độ gió lớn
hơn so với mùa gió Tây Nam. Thời gian
thịnh hành của gió mùa Đông Bắc dài hơn
nhiều so với gió mùa Tây Nam. Gió mùa

Tây Nam khi vào khu vực này đã bị suy yếu
và biên tính, tốc độ gió nhỏ phân bố trên
các hướng Tây Nam, Nam, Đông và Đông
Nam. Thời kỳ chuyển mùa (tháng 4-5,
tháng 9-10) gió không ổn định cả về hướng
và cường độ thường xuât hiện tại hướng
Đông (Hình 2).

16h ngày 26/5
NNE(7m/s)
0,3
0,4
25
4,5
3,5
22

19h ngày 26/5
NNE(6m/s)
0,3
0,4
25
4,5
3,7
17

Bão và áp thấp nhiệt đới: theo dữ liệu
của trung tâm thời tiết quốc gia Mỹ cho
thây có 73 cơn bão xảy ra trong vùng lân
cận của bờ biển Quảng N am từ năm 1945

tới năm 2012, các cơn bão chủ yếu xuất
hiện trong các tháng từ tháng 9 tới tháng
12. Thời gian xảy ra hàng năm của các cơn
bão trong khu vực nghiên cứu là không
thường xuyên, có khi trong nhiều năm liên
tiếp không có cơn bão nào nhưng cũng có
khi trong m ột năm có 3 - 4 cơn bão. Điển
hình là các năm 1964, 1972 và 1995, mỗi
năm đều có 4 cơn bão (Bảng 2, 3; Fig. 3).
+ Dao động mực nước: thủy triều khu
vực ven biển N am Trung Bộ rất đa dạng và
là kết quả của sự truyền triều từ biển khơi
vào gặp địa hình khu vực. Quảng Nam
thuộc vùng biển có tính chất bán nhật triều
không đều. Số liệu mực nước nhiều năm
(1978 - 1988) tại Sơn Trà (Đà Nang) cho
thấy, trung bình trong tháng chỉ có 03 ngày
là triều toàn nhật, còn lại là triều bán nhật
không đều và triều hỗn hợp. Thời gian triều
lên dài hơn thời gian triều xuống. Vào thời
kì nước cường thường có chế độ nhật triều,
độ cao triều dao động từ 0,8 - 1,5 m. Trong
thời kì nước kém bán nhật triều chiếm ưu
thế, triều chỉ lên xuống khoảng 0,4 m.
Chênh lệch giữa triều cao nhất và triều thấp
nhất khoảng 0,8 - 1,2 m.
2. Đặc điểm phân bố các đặc trưng sóng
tại vùng biển ven bờ Q uảng Nam ứng với
các trường gió m ùa điển hình

Hình 2. Hoa gió cả năm tại Quảng Nam (19771997)
Figure 2. Annual wind rose diagram in Quang
Nam (1977-1997)

Tính toán bằng mô hình SW AN sự phân bố
độ cao sóng hữu hiệu - Hs tại vùng biển ven
bờ tỉnh Q uảng Nam ứng với trường gió

12


mùa cấp 4 (V = 7m/s) với độ cao sóng
ngoài khơi Hs = lm , chu kỳ T = 5s trên các

hướng tạo sóng thịnh hành N, NE, E. kết
quả tính toán thể hiện trên các hình 4, 5, 6.

Bảng 2. Phân loại bão theo thang Saffir - Simpson tại vùng biển ven bờ Quảng Nam
Table 2. Classification of typhoon (Saffir-Simpson scale) for the coastal waters of Quang Nam
Bão lớn
> 33 m/s
37
51

Phân loại
Số cơn bão xảy ra
Phần trăm (%)

Bão nhiệt đới
17 m/s - 33 m/s

22
30

Bão cận nhiệt đới
12 - 17 m/s
14
19

Tổng
73
100

Bảng 3. Thống kê các cơn bão theo tháng tại vùng biển ven bờ Quảng Nam
Table 3. Monthly distribution of typhoon in the coastal waters of Quang Nam
Tháng
1
Số cơn bão 0
%
0

2
0
0

3
0
0

4
2

2,7

5
5
6,9

6
5
6,9

+ Gió hướng Bắc (N): tại vùng biển
ngoài khơi sóng có hướng là N (Hình 4).
Hướng sóng bị thay đổi khi gặp các đảo,
các mũi nhô ra biển hoặc khi đi vào các khu
vực ven bờ. Điển hình tại một số khu vực
như: phía nam mũi Sơn Trà, các đảo Cù
Lao Chàm và mũi An Hòa. Có thể thấy tại
khu vực các đảo Cù Lao Chàm có hướng
sóng thay đổi rõ rệt và mạnh mẽ nhất, sóng
truyền vòng ra phía sau các đảo. Khi đi vào
các khu vực ven bờ, hướng sóng cũng bị
thay đổi do sự thay đổi độ của đáy biển và

7
4
5,4

8
4
5,5

9
20
27,4

10
22
30,1

11
9
12,3

12
02
2,7

có xu hướng truyền gần như vuông góc với
bờ. Vùng ngoài khơi Hs ~ 0,75 - 1,0 m,
vùng ven bờ có Hs ~ 0,5 m. Điều đáng chú
ý là tại khu vực khuất sóng của đảo Cù Lao
Chàm, khu vực biển Mỹ Khê và bán đảo
Sơn Trà có độ cao sóng thấp, Hs ~ 0,25 m.
Vùng phía trước Cửa Đại, phía trước
mũi An Hòa có sóng hội tụ nên độ cao sóng
Hs ~ 0,75 m, tuy nhiên vùng hội tụ có diện
tích nhỏ.

Năm
Hình 3. Phân bổ các cơn bão hàng năm tại vùng biển ven bờ tinh Quảng Nam

Figure 3. Yearly distribution of typhoon in the coastal waters of Quang Nam

13


Hình 4. Trường độ cao sóng hữu hiệu
(Hs) tại vùng biển ven bờ Quảng Nam
(Gió N, v=7m/s; sóng ngoài khơi:
Hs=lm , T=5s, a=N)
Figure 4. Significant wave height pattern
(Hs) in the coastal waters of Quang Nam
(wind N, v=7m/s; offshore wave:
Hs=lm, T=5s, a=N)
+ Gió hướng Đông Bắc (NE): hướng
sóng ngoài khoi là NE (Hình 5).
Nhìn chung, hướng sóng bị thay đổi
không nhiều khi truyền từ ngoài khơi vào
trong bờ. Tuy nhiên, tại các khu vực khuất
sóng của bán đảo Sơn Trà và đảo Cù Lao
Chàm, hướng sóng có sự thay đổi nhiều
nhất. Đặc biệt khi truyền vào phía nam Cù
Lao Chàm, sóng có xu hướng vòng ra phía
sau đảo. Ngoài ra ở mũi An Hòa còn có
sóng hội tụ tại mũi. Có thể thấy, so với
trường hợp sóng từ hướng N thì trường hợp
sóng N E có độ cao tại các vùng ven bờ lớn
hơn. Vùng biển ngoài khơi khu vực nghiên
cứu có độ cao sóng » 0,75 - 1,0 m. Riêng
các vùng ven bờ bị khuất sóng như: vùng
biên từ bán đảo Sơn Trà trở xuống tới ranh

giới với Quảng Nam , vùng biển Hội An
được che chắn bởi các đảo Cù Lao Chàm có
Hs < 0,5 m, và độ cao sóng giảm dần khi
vào gần đảo và các khu vực ven bờ của đảo.

Hình 5. Truông độ cao sóng hữu hiệu
(Hs) tại vùng biển ven bờ Quảng Nam
(Gió NE, v=7m/s; sóng ngoài khơi:
Hs=lm , T=5s, a=NE)
Figure 5. Significant wave height pattern
(Hs) in the coastal waters of Quang Nam
(wind NE, v=7m/s; offshore wave:
Hs=lm , T=5s, a=NE)
M ột vùng nhỏ trước C ửa Đại có hội tụ
sóng do khi sóng truyền qua khe hở giữa
các đảo gặp sóng truyền từ trên đảo nhỏ
xuống do hiện tượng hội tụ nên độ cao sóng
tăng từ 0,5 lên Hs ~ 0,75 m. Vùng phía nam
có H s ~ 0,75 m, sóng truyền thẳng vào bờ,
không bị chắn bởi các đảo, độ cao sóng
giảm ít khi đi vào bờ.
+ Sóng hưcnig Đông (E): hướng sóng ngoài
khơi là E (Hình 6).
Khi gần tới bờ, hướng sóng bắt đầu bị
thay đổi theo hướng vuông góc với bờ tại
những vùng không bị khuất sóng bởi các
đảo. Sóng khi truyền vào các đảo Cù Lao
Chàm, mũi Sơn Trà và mũi A n Hòa, do
thay đổi địa hình đột ngột nên bị đổi hướng
thành SE ở m ạn phía nam các đảo và hướng

NE ở mạn phía bắc các đảo. Sóng hướng E
gần như vuông góc với bờ biển. V ùng ngoài
khơi có H s ~ 0,75 - 1,0 m, độ cao sóng
giảm dần khi truyền vào vùng ven bờ
nhưng không nhiều. V ùng biển từ xã Bình

14


Minh của huyện Duy Xuyên xuống phía
nam hâu như chịu ảnh hưởng của sóng một
cách trực tiếp, độ cao sóng ~ 0,75 m. -ệ-

Hình 6. Trường độ cao sóng hữu hiệu (Hs) tại
vùng biển ven bờ Quảng Nam
(Gió E, v=7m/s; sóng ngoài khơi: Hs=lm,
T=5s, a=E)
Figure 6. Significant wave height pattern (Hs)
in the coastal waters of Quang Nam
(wind E, v=7m/s; offshore wave: Hs=lm,
T=5s, a=E)

quyết định tới việc phân bố năng lượng
sóng trên toàn dải ven biển Quảng Nam.
Với trường gió cấp 4 (V = 7 m/s), độ cao
sóng ngoài khơi từ 0,75 - 1,0 m, khu vực
ven bờ độ cao sóng khoảng từ 0,25 0,75 m. Khu vực ngoài khơi, vùng hứng
sóng của đảo Cù Lao Chàm, mũi Sơn Trà
và mũi An Hòa bị sóng tác động mạnh nhất.
Với sóng hướng N, độ cao sóng giảm dần

từ Bắc xuống Nam, khu vực Sơn Trà và
vùng biển phía tây nam Cù Lao Chàm
khuất sóng, Cửa Đại hội tụ sóng. Sóng
hướng NE khu phía bắc Hội An, huyện
Điện Bàn, khu vực từ Tam Kỳ tới Tam Hải
bị sóng tác động mạnh. Với sóng hướng E
thì toàn vùng biển Hội An và Cửa Lở bị
khuất sóng, vùng biển phía nam Quảng
Nam chịu tác động mạnh hơn.
Đảo Cù Lao Chàm có vai trò quan trọng
trong việc phân bố năng lượng sóng tại
vùng biển ven bờ tỉnh Quảng Nam, đặc biệt
là khu vực Cửa Đại (Hội An) là một trong
những nguyên nhân gây ra hiện tượng xói
lở-bôi tụ đường bờ, biến động luồng lạch.
Lòi cảm ơn: Các tác giả chân thành cảm ơn
các đồng nghiệp tại phòng Vật lý biển, Viện
Hải dương học đã tạo mọi điều kiện thuận
lợi cho việc thu thập số liệu và động viên
khích lệ trong quá trình hoàn thiện bài báo
này.

Một số khu vực do bị khuất sóng nên có
độ cao sóng thấp hơn như vùng biển từ Hội
An đến bán đảo Sơn Trà và lan ra tới Cù
Lao Chàm với Hs < 0,75 m, càng vào gần
trong đảo, độ cao sóng càng giảm.IV
.

TÀ I LIỆU TH A M K H Ả O

Holthuijsen L. H., N. Booij, R.c. Ris, I. J.
G. Haagsma, A. T. M. M. Kieftenburg,
E. E. Kriezi, and M. Zijlema, 2003.
SWAN cycle III version 40.20: User
Manual. Delft University of Technology,
the Netherlands, 128 pp.
Le Dinh Mau, V. Sanil Kumar, G. N.
Nayak, and S. Mandai, 2004. Estimation
of wave characteristics during hurricane
in the Hoian area, Central Vietnam.
Indian National Conference on Harbour
and Ocean Engineering. 3rd edition, 1:
105-113.

IV . K É T LUẬN
Vùng biển Quảng Nam có hai mùa gió
chính Đông Bắc và Tây Nam. Thời kỳ hoạt
động của gió mùa Đông Bắc từ tháng 10
đến tháng 4 năm sau với các hướng gió
thịnh hành là N, NE, E, NW. Gió mùa Tây
Nam từ tháng 7 đến tháng 8 với hướng gió
chính là SE, s, E và sw. Thời gian tồn tại,
cường độ của gió mùa Đông Bắc lớn hơn
gió mùa Tây Nam.
Theo số liệu thống kê từ 1945 - 2012,
vùng biển nghiên cứu có 73 cơn bão hoạt
động tập trung chủ yếu vào tháng 9 ,1 0 ,1 1 .
Các mũi đất nhô ra biển, các đảo, phân
bố độ sâu vùng ven bờ có vai trò quan trọng

15


Lê Đình M ầu, 2012. Tính toán cán cân vận
chuyển bùn cát dọc bờ tại khu vực Cửa
Đại (Hội An). Tạp chí khoa học và công
nghệ biển, 12(1): 27-42.
Lê Đình Mầu, N guyễn Văn Tuân và Phạm
Thị Phương Thảo, 2010. Đặc điểm phân
bô các đặc trưng sóng tại vịnh Nha Trang
trong các trường gió mùa điển hình.
Tuyển tập N ghiên cứu biển, XVII: 9-17.

Lê Phước Trình, Trịnh Thể Hiếu, Bùi Hồng
Long, Tô Q uang Thịnh, 2001. N ghiên cứu
hiện trạng, qui luật xói lở bồi tụ dải ven
biển và cửa sông Việt Nam. Tạp chí khoa
học và công nghệ biển, 1(2): 43-51.
Thúy Hằng, 2013. Báo cáo tại hội nghị về
Chiến lược biển đến năm 2020 của tỉnh
Quảng Nam. c ổ n g Thông tin điện tử tỉnh
Quảng N am ngày 18/11/2013.

16


Tuyển Tập Nghiên Cứu Biển, 2013, tập 19:17-26
PHÂN BỐ DÒNG CHẢY DỌC BỜ DO SÓNG ĐỔ NHÀO
TRONG CÁC TRƯỜNG GIÓ ĐIỂN HÌNH TẠI VÙNG BIÊN
TUY AN, PHÚ YÊN

Đỗ Như Kiều1, Lê Đình Mầu2

trư ờ n g Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP. HCM
2Viện Hải dương học, Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam
Tóm tắt

Bài báo trình bày kết quả tính toán phân bố dòng chảy dọc bờ do sóng đổ
nhào phía ngoài đầm 0 Loan thuộc vùng biển Tuy An, Phú Yên ứng với các
đợt gió mùa điển hình cấp 6 (Vnk = 13 m/s, hướng Đông Bắc (NE), Đông (E)
và Đông Nam (SE). So sánh độ chính xác của 2 công thức thực nghiệm tính
tốc độ dòng chảy dọc bờ do sóng đổ nhào theo qui phạm bảo vệ bờ biển của
Hải quân Mỹ (SPM, 1984) và Rattanapitikon - Shibayama (2006) với số liệu
thực đo. Kết quả tính toán cho thấy công thức Rattanapitikon - Shibayama
(2006) khá phù họp. Với sóng hướng NE: dòng có hướng từ bắc xuống nam
với vận tốc đạt giá trị cực đại 0,7 m/s tại cửa An Hải và tại vị trí cách cửa An
Hải khoảng 2 km về phía nam. Với sóng hướng E, nhìn chung dòng có
hướng từ nam lên bắc, xuất hiện các điểm hội tụ dòng có vận tốc nhỏ hcm
0,1 m/s. Vận tốc dòng đạt giá trị cực đại 0,91 m/s tại cửa An Hải. Tại cửa Lễ
Thịnh dòng có vận tốc từ 0,25 đến 0,5 m/s. Với sóng hướng SE, dòng có
hướng từ nam lên bắc và vận tốc dòng lớn hơn so với các trường họp sóng
hướng NE và E. Vận tốc dòng cực đại 1,02 m/s tại cửa An Hải. Khu vực hội
tụ sóng có vận tốc từ 0,5 đến 0,7 m/s.

DISTRIBUTION OF LONGSHORE CURRENT INDUCED BY BREAKING
WAVE CORRESPONDING TO TYPICAL WIND CONDITIONS ALONG
TUY AN COAST, PHU YEN PROVINCE
Do Nhu Kieu1, Le Dinh Mau2

University of Science, Vietnam National University - Ho Chi Minh City
2Institute of Oceanography, Vietnam Academy of Science & Technology

Abstract

This paper presents the calculated results of wave and longshore current
induced by breaking wave along Tuy An coast, Phu Yen province
corresponding to typical wind conditions (Vnk = 1 3 m/s in NE, E and SE
directions). Comparing the accuracy degree between two experimental
formulae of SPM (1984) and Rattanapitikon-Shibayama (2006) for
calculation of longshore current induced by breaking wave and the practical
data. Study results show that Rattanapitikon-Shibayama formula is more
suitable for calculation of longshore current induced by breaking wave in
Tuy An area. For NE wave direction, the current flows from north to south.
The maximum current velocity is 0.7 m/s at An Hai inlet and the position
from An Hai inlet about 2 km towards south. For E wave direction, the
current flows from south to north and appear the convergence points with

17


small velocity, less than 0.1 m/s. The m axim um current velocity is 0.91 m/s
at A n Hai inlet. The current velocity is from 0.25 to 0.5 m/s around Le Thinh
inlet. For SE wave direction, the current flow s from south to north. The
current velocity attains the highest value in three calculated cases. The
m axim um current velocity is 1.02 m/s at A n Hai inlet. The velocity in the
area where occurs convergent phenom enon is from 0.5 to 0.7 m/s.
I. M Ở ĐẦU
Việc nghiên cứu cơ chế hình thành cũng
như tính toán phân bố dòng chảy dọc bờ do
sóng đổ nhào đã và đang thực hiện bởi
nhiều tác giả khác nhau. Đồng thời, các tác
giả cũng đưa ra m ột số công thức khác nhau

cho việc tính toán nhưng hầu hết đều là các
công thức thực nghiệm như: LonguetHiggins
(1970),
K om ar
và
Inman
(1970), Galvin (1987), Rattanapitikon và

Shibayama (2006). Các công thức trên được
thể hiện ở Bảng 1. N goài ra, m ột số mô
hình động lực khác cũng được tích họp
thêm module tính dòng dọc bờ do sóng đổ
nhào như: mô hình hoàn lưu ven bờ
SYM PHONIE, mô hình động lực ven bờ
M ORPHODYN hoặc được tính toán dựa
trên các phương trình cân bằng năng lượng
và phương trình liên tục.

Bảng 1. Một số công thức thực nghiệm tính dòng dọc bờ do sóng đổ nhào
Table 1. Some experimental formulae for calculation of longshore current induced
by breaking wave
Năm

Tác giả

Công thức thực nghiệm

1970

Longuet - Higgins

vL= ~ ^ r j g h bsmabcosab
o Cy

VL= 2.7u sin abcos ab
1970

Komar và Inman

um= 'ỊẼK ~ \l gHb/ ỵ
VL = 1.0yjgHbs sin abcos ab

1984

Longuet -Higgins
(trong SPM, 1984)

vL=20.1SylgHb sin(2aẾ)

1987

Galvin

VL = gST sin 2ab

1999

Pilirczyk
(trong Kamran và
CS., 2012)

Ghi chú

Hb: độ cao sóng vỡ (m)
Hbs: độ cao sóng vỡ có
nghĩa (m)

S: độ dốc
hb: độ sâu sóng vỡ (m)
ỵ: chỉ tiêu sóng vỡ
C f.

2006

Rattanapitikon Shibayama

vl = k

J s Hb sin 2«,
K l = 0.3+ 0.6
VL = 2.1ũbsin abcos ab

hệ số ma sát kéo

ccb : góc sóng vỡ (độ)
H0: độ cao sóng nước sâu
(m)

L0: chiều dài sóng nước

sâu (m)
kb: số sóng trong vùng
(-0.57S2+0.315+ 0.58) ;rCfc/ ỵ Ỵ 83 sóng vỡ
T: chu kì sóng (s)
tanh2(kbhb)
{c )

Tại Việt Nam , hiện nay có rất ít nghiên
cứu và tính toán về dòng chảy dọc bờ do
sóng đổ nhào. Các tính toán này hầu hết
dựa trên các nghiên cứu, giả thiết của
Longuet-H iggins (trong SPM, 1984) và
phần lớn chỉ m ang tính chất định tính vì chỉ
đúng về hướng, riêng độ lớn vận tốc dòng
có sự khác biệt tương đối lớn so với số liệu

thực đo như: “Đặc điểm phân bổ các đặc
trưng sóng tại vịnh N ha Trang trong các
trường gió m ùa điển hình” (Lê Đình Mầu
và cs., 2010). “Đặc điểm phân bố các đặc
trưng sóng tại vùng biển Lagi (Bình Thuận)
và tác động của chúng đến quá trình xói lở
- bồi tụ” (Lê Đình M ầu, 2010). Trong bài
báo này, phân bố dòng chảy dọc bờ do sóng