NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THỦY TRIỀU VÀ NƯỚC DÂNG TỚI SÓNG TRONG BÃO BẰNG MÔ HÌNH SỐ TRỊ TÍCH HỢP TẠI VEN BIỂN QUẢNG NINHHẢI PHÒNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------------

Trần Văn Khanh

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA THỦY TRIỀU VÀ NƢỚC
DÂNG TỚI SÓNG TRONG BÃO BẰNG MÔ HÌNH SỐ TRỊ TÍCH
HỢP TẠI VEN BIỂN QUẢNG NINH-HẢI PHÕNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2018
2


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
....................................

Trần Văn Khanh

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA THỦY TRIỀU VÀ NƢỚC DÂNG
TỚI SÓNG TRONG BÃO BẰNG MÔ HÌNH SỐ TRỊ TÍCH HỢP TẠI
VEN BIỂN QUẢNG NINH-HẢI PHÕNG

Chuyên ngành: Hải dƣơng học
Mã số: 8440228.01.
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
HD1: TS. Nguyễn Bá Thủy

HD2: TS. Nguyễn Kim Cƣơng

Hà Nội, 2018

3


MỤC LỤC

CHƢƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG ................................................................................... 2
1.1.

Tổng quan về sóng .................................................................................................... 2

1.1.1. Tình hình nghiên cứu sóng vùng biển khơi: ................................................................... 2
1.1.2. Tình hình nghiên cứu trƣờng sóng vùng ven bờ: ........................................................... 3
1.1.3.Tình hình nghiên cứu sóng ở Việt Nam ........................................................................... 3
1.2. Giới thiệu về khu vực ................................................................................................... 5
1.2.1. Quảng Ninh ......................................................................................................................... 5
1.2.2. Hải Phòng .......................................................................................................................... 14
CHƢƠNG II: SỐ LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................... 25
2.1. Số liệu phục vụ nghiên cứu ............................................................................................... 25
2.2. Mô hình tích hợp tính toán thủy triều, sóng biển và nƣớc dâng bão (SuWAT) .......... 25
2.3. Kết nối mô hình thủy triều nƣớc dâng bão và mô hình sóng ......................................... 30
2.4. Mô hình bão giải tích .......................................................................................................... 32
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ....................................................................... 35
3.1. Miền tính, lƣới tính cho mô hình ...................................................................................... 35
3.2. Kiểm định mô hình SuWAT cho khu vực nghiên cứu ................................................... 35
3.3. Đánh giá ảnh hƣởng của thủy triều và nƣớc dâng bão tới sóng trong bão ................... 44
3.4. Hiện trạng sóng trong bão (giai đoạn 1952-2017) tại ven biển Quảng Ninh-Hải

Phòng ........................................................................................................................................ 49
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................... 53
1. Kết luận .................................................................................................................................... 53
2. Kiến nghị.................................................................................................................................. 54

4


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Bản đồ hành chính tỉnh Quảng Ninh ................................................................... 5
Hình 1.2. Hoa gió thời kỳ 1961 – 2017 ............................................................................... 8
Hình 1.3. Hoa gió tháng 1 thời kỳ 1961 – 2017 ................................................................. 8
Hình 1.4. Hoa gió tháng 7 thời kỳ 1961 – 2017 .................................................................. 8
Hình 1.5. Hoa sóng Cô Tô thời kỳ 1961 – 2017 ............................................................... 13
Hình 1.6. Hoa sóng Cô Tô tháng 1 thời kỳ 1961 – 2017 ................................................. 13
Hình 1.7. Hoa sóng Cô Tô tháng 7 thời kỳ 1961 – 2017 ................................................. 13
Hình 1.8. Bản đồ hành chính thành phố Hải Phòng .......................................................... 16
Hình 1.9. Hoa sóng Hòn Dáu thời kỳ 1961 – 2017 ........................................................... 19
Hình 1.10: Hoa sóng Hòn Dáu tháng 1 thời kỳ 1961 - 2017............................................. 19
Hình 1.11: Hoa sóng Hòn Dáu tháng 7 thời kỳ 1961 - 2017............................................. 19
Hình 2.1. Hệ số CD (a) và ứng suất bề mặt tại vận tốc gió U10=18.45m/s cho trƣờng
hợp mô hình có và không xét ảnh hƣởng của sóng (Jannsen 1992) .................................. 31
Hình 2.2. Sơ đồ tính toán các thành phần trong mô hình kết nối ...................................... 31
Hình 2.3. Sơ đồ tích hợp của mô hình SuWAT ................................................................ 33
Hình 2.4. Minh họa các thành phần trong công thức tính vận tốc gió .............................. 34
Hình 3.1. Miền tính và trƣờng độ sâu của lƣới tính Biển Đông (a) và khu vực nghiên
cứu (b)................................................................................................................................ 36
Hình 3.2. Quỹ đạo bão Frankie (7/1996) ........................................................................... 37
Hình 3.3. Dao động theo thời gian của mực nƣớc quan trắc, thủy triều dự tính và nƣớc
dâng tại Hòn Dáu trong bão Frankie (7/1996) .................................................................. 37

Hình 3.4. Quỹ đạo bão Doksuri (9/2017) .......................................................................... 38
Hình 3.5. Dao động theo thời gian của mực nƣớc quan trắc, thủy triều dự tính và nƣớc
dâng tại Hòn Ngƣ (a) và Hòn Dáu (b) trong bão Doksuri (9/2017) .................................. 39
Hình 3.6. Ngập lụt do nƣớc dâng bão kết hợp với triều cƣờng trong bão Doksuri
(9/2018) tại Cửa Lò-Nghệ An (a) và Hải Hậu-Nam Định (b) ........................................... 39
Hình 3.7. So sánh nƣớc dâng tính toán và quan trắc tại Hòn Dáu trong bão Frankie
(7/1996) đổ bộ vào ven biển Hải Phòng-Thái Bình (Đã tính đến ảnh hƣởng của sóng) ... 40
Hình 3.8. So sánh nƣớc dâng tính toán và quan trắc tại Hòn Ngƣ (a) và Hòn Dáu (b)
trong trong bão Doksuri (9/2017) đổ bộ vào ven biển Nghệ An-Hà Tĩnh (Đã tính đến
ảnh hƣởng của sóng) .......................................................................................................... 41

5


Hình 3.9. So sánh độ cao sóng tính toán và quan trắc tại Hòn Dáu trong bão Frankie
(7/1996) đổ bộ vào ven biển Hải Phòng-Thái Bình (trƣờng hợp không xét đến ảnh
hƣởng thủy triều và nƣớc dâng) ........................................................................................ 42
Hình 3.10. So sánh độ cao sóng tính toán và quan trắc tại Hòn Ngƣ trong trong bão
Doksuri (9/2017) đổ bộ vào ven biển Nghệ An-Hà Tĩnh( trƣờng hợp không xét đến
ảnh hƣởng thủy triều và nƣớc dâng) .................................................................................. 42
Hình 3.11. Quỹ đạo bão Wukong (9/2000) ....................................................................... 43
Hình 3.12. So sánh độ cao sóng tính toán và quan trắc tại trạm phao ngoài khơi trong
trong bão Wukong (9/2000) đổ bộ vào ven biển Hà Tĩnh ................................................. 43
Hình 3.13. So sánh độ cao sóng tính toán trong bão Frankie (7/1996) giữa 2 phƣơng
án tính toán có và không xét tới ảnh hƣởng của thủy triều và nƣớc dâng bão tới sóng
biển (a) tại Hòn Dáu, (b)Vị trí ngoài khơi ......................................................................... 45
Hình 3.14. Trƣờng sóng lớn nhất trong bão Frankie (7/1996) giữa 2 phƣơng án tính
toán có (a) và không (b) xét tới ảnh hƣởng của thủy triều và nƣớc dâng bão tới sóng
biển .................................................................................................................................... 46
Hình 3.15. So sánh độ cao sóng tính toán trong bão Doksuri (9/2017) giữa 2 phƣơng

án tính toán có và không xét tới ảnh hƣởng của thủy triều và nƣớc dâng bão tới sóng
biển (a) tại Hòn Nghƣ, (b) Vị trí ngoài khơi ..................................................................... 46
Hình 3.16. Trƣờng sóng lớn nhất trong bão Doksuri (9/2017) giữa 2 phƣơng án tính
toán có (a) và không (b) xét tới ảnh hƣởng của thủy triều và nƣớc dâng bão tới sóng
biển .................................................................................................................................... 47
Hình 3.17. So sánh độ cao sóng tính toán trong bão Frankie (7/1996) giữa 3 phƣơng
án tính: Xét tới thủy triều và nƣớc dâng bão, chỉ xét tới nƣớc dâng do bão và không xét
tới thủy triều và nƣớc dâng do bão, (a) tại Hòn Dáu và (b) vị trí ngoài khơi .................. 48
Hình 3.18. So sánh độ cao sóng Hòn Dáu trong bão Washi theo phƣơng án tính có và
không xét tới ảnh hƣởng của thủy triều và nƣớc dâng bão. (a) Cấp bão thật, (b) Cấp
siêu bão .............................................................................................................................. 49
Hình 3.19. Chênh lệch độ cao sóng có nghĩa lớn nhất giữa phƣơng án tính sóng có và
không xét tới ảnh hƣởng của thủy triều và nƣớc dâng bão. (a) Cấp bão Washi thật, (b)
Bão Washi cấp siêu bão ..................................................................................................... 49
Hình 3.20. Quỹ đạo các cơn bão giai đoạn 1952-2017 ảnh hƣởng và gây sóng lớn
trong khu vực nghiên cứu .................................................................................................. 51
Hình 3.21. Phân bố độ cao sóng lớn nhất trong một số cơn bão mạnh ảnh hƣởng tới
khu vực nghiên cứu ........................................................................................................... 52
Hình 3.22. Phân bố độ cao sóng lớn nhất trong bão tại khu vực nghiên cứu trong giai
đoạn 1952-2017 ................................................................................................................. 52

6


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng tần suất phân bố theo hƣớng và tốc độ gió Cô Tô thời kỳ 1961 -2017 ... 10
Bảng 1.2. Biên độ các sóng triều O1, K1, M2 và chỉ số phân triều V .............................. 11
Bảng 1.3. Các đặc trƣng nhiều năm mực nƣớc biển (1961-2017) theo tháng tại trạm
Cô Tô (cm)......................................................................................................................... 11
Bảng 1.4. Các đặc trƣng của độ mặn nƣớc biển tại trạm Cô Tô ....................................... 12

Bảng 1.5. Bảng tần suất phân bố theo hƣớng và độ cao sóng Cô Tô ................................ 14
thời kỳ 1961 -2017 ............................................................................................................ 14
Bảng 1.6. Tốc độ gió trung bình tại một số trạm (m/s) ..................................................... 17
Bảng 1.7. Tần suất xuất hiện tốc độ gió theo các hƣớng ................................................... 18
Bảng 1.8. Tần suất sóng Hòn Dáu thời kỳ 1961 – 2017 .................................................. 19
Bảng 1.9. Danh sách các cơn bão ảnh hƣởng đến khu vực từ Hà Tĩnh đến Quảng Ninh . 21
Bảng 3.1. Miền tính và độ phân giải lƣới tính ven biển Bắc Bộ ....................................... 35

7


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, em đã nhận đƣợc sự tận tình hƣớng dẫn,
gợi ý và cho những lời khuyên hết sức bổ ích của TS. Nguyễn Bá Thủy và TS. Nguyễn
Kim Cƣơng trong suốt quá trình tìm hiểu lý thuyết để có những kinh nghiệm quý báu
khi tiếp cận và giải quyết vấn đề. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai thầy hƣớng
dẫn.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến đề tài “Nghiên cứu nguyên nhân
và xây dựng quy trình công nghệ cảnh báo, dự báo hiện tượng mực nước biển
dâng dị thường tại miền Trung và Nam Bộ Việt Nam” mã số ĐTĐL-CN.35/15
đã hỗ trợ chia sẻ số liệu cũng nhƣ một số kết quả phân tích, tính toán.
Nhân dịp này, em cũng xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy, cô giáo
trong khoa Khí tƣợng-Thủy văn-Hải dƣơng học, Bộ môn Khoa học và công nghệ biển,
các thầy cô giáo trong trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội
bằng cách này hay các khác đã dạy dỗ và giúp em trong học tập cũng nhƣ các hoạt
động khác…
Cuối cùng, em xin gửi những lời tốt đẹp nhất đến cho gia đình và bạn bè, những
ngƣời đã động viên, khích lệ và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành
luận văn này.

Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn này chắc chắn không tránh khỏi
những sai sót. Rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo cũng nhƣ
các bạn đồng nghiệp để đƣợc tiếp tục hoàn thiện và phát triển hơn nữa.
Hà Nội, ngày tháng năm 2018
Học viên

Trần Văn Khanh

8


MỞ ĐẦU
Các lĩnh vực biển trong vòng vài thập kỷ trở lại đây đã và đang trở thành một
trong những vấn đề đƣợc quan tâm và phát triển. Về kinh tế, biển đang trở thành mũi
nhọn trong chiến lƣợc phát triển của các quốc gia có ƣu thế về biển. Đối với Việt Nam
là một quốc gia ven biển, có đƣờng bờ biển trải dài từ Bắc vào Nam, có nhiều tiềm
năng và điều kiện thuận lợi trong việc phát triển đa dạng các ngành kinh tế biển thì
việc tận dụng lợi thế đó nhằm đƣa Việt Nam từng bƣớc “ trở thành một quốc gia mạnh
về biển, giàu lên từ biển” ngày càng trở nên quan trọng.
Để có những thông tin và hiểu biết nhất định giúp cho việc quản lý, khai thác và
bảo vệ biển cần có những số liệu quan trắc thực tế, các nghiên cứu chuyên sâu bằng
mô hình số trị. Trong các yếu tố hải văn, sóng biển là yếu tố đƣợc quan tâm bậc nhất
đối các hoạt động và lƣu thông trên biển. Chính vì vậy mà các bản tin cảnh báo, dự
báo sóng luôn đƣợc quan tâm không chỉ trong những thời điểm có thời tiết nguy hiểm
trên biển (bão, áp thấp nhiệt đới, gió mùa mạnh...) mà hàng ngày để lập kế hoạch cho
các hoạt động trên biển. Từ trƣớc tới nay, các mô hình dự báo sóng thƣờng không xem
xét tới ảnh hƣởng của thủy triều và nƣớc dâng do bão, tức là tính sóng trên nền mực
nƣớc biển trung bình. Khu vực ven biển Quảng Ninh-Hải Phòng là nơi có biên độ thủy
triều lớn, do vậy độ sâu ven biển sẽ có nhiều khác biệt tại những pha thủy triều cao và
thấp, nhất là khi bão đổ bộ gây nƣớc dâng lớn vào kỳ triều cƣờng. Sự thay đổi trƣờng

độ sâu và dòng chảy khi bão đổ bộ có thể làm khác biệt trƣờng sóng trong bão. Chính
vì vậy, luận văn này tập trung nghiên cứu ảnh hƣởng của thủy triều kết hợp với nƣớc
dâng do bão tới sóng trong bão. Để nghiên cứu, đánh giá ảnh hƣởng của thủy triều và
nƣớc dâng tới sóng biển, mô hình số trị hải dƣơng tích hợp sóng, thủy triều và nƣớc
dâng do bão đƣợc áp dụng để tính toán trƣờng sóng trong bão theo 2 phƣơng án là có
và không xét tới ảnh hƣởng của thủy triều và nƣớc dâng. Khu vực áp dụng nghiên cứu
là ven biển Quảng Ninh-Hải Phòng.
Nội dung của luận văn bao gồm 03 chƣơng chính, phần kết luận và phần các
bảng phụ lục:
Chƣơng I: Giới thiệu chung.
Chƣơng II: Số liệu và phƣơng pháp nghiên cứu.
Chƣơng III: Kết quả nghiên cứu.
Kết luận và kiến nghị
1


CHƢƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Tổng quan về sóng
Trƣờng sóng trên biển là một trong các yếu tố động lực biển quan trọng tác
động lên tàu thuyền, các công trình và mọi hoạt động trên biển. Trƣờng sóng vùng ven
bờ cũng là nguyên nhân chính gây xói lở bờ biển, biến đổi đáy biển vùng ven bờ tác
động đến các công trình bảo vệ bờ, công trình cảng và luồng ra vào cảng. Sóng và
dòng chảy sóng còn là nhân tố tác động đến các quá trình lan truyền ô nhiễm vùng ven
bờ. Nƣớc ta nằm trong vùng tác động của bão và các loại gió mùa. Sóng trong gió mùa
và bão là yếu tố hải văn cực kỳ nguy hiểm trên biển [4].
1.1.1. Tình hình nghiên cứu sóng vùng biển khơi:
Thời kỳ trƣớc những năm 70 các phƣơng pháp tính sóng đều dựa vào các toán
đồ xây dựng trên cơ sở các tƣơng quan thực nghiệm giữa các tham số sóng, yếu tố tạo
sóng và các tính toán, dự báo sóng nghiệp vụ hàng ngày đã đạt đƣợc trình độ mô
phỏng đƣợc từng thành phần phổ sóng và tính toán cho vùng biển với bƣớc lƣới đủ

chi tiết để phục vụ cho các mục tiêu khác nhau. Vào những năm 1970-1980 các mô
hình tính sóng theo phƣơng trình CBNL sóng dạng phổ chủ yếu thuộc thế hệ I là loại
phƣơng trình dựa trên giả định các thành phần phổ sóng hoàn toàn độc lập với nhau
trong khi lan truyền. Các mô hình tính sóng theo giả định này gọi là các mô hình phổ
sóng truyền độc lập DP (Decouple Propagation). Ví dụ mô hình MRI của Cục Khí
tƣợng Nhật JMA. Từ những năm 1980 xuất hiện mô hình tính sóng thế hệ II, có tính
toán đến sự tƣơng tác giữa các sóng trong khi lan truyền. Ví dụ CH (Couple Discret):
là mô hình tính sóng lừng và gió riêng biệt trong đó sóng lừng đƣợc tính theo nguyên
lý độc lập DP, mô hình MRI-II (JMA). Hiện nay trên thế giới sử dụng loại mô hình
tính sóng thế hệ III cho phép tính đƣợc năng lƣợng phổ bằng cách tích phân trực tiếp
phƣơng trình CBNL sóng không phụ thuộc vào điều kiện các dạng cho trƣớc của phổ
cả ở vùng nƣớc sâu và ven bờ (mô hình WAM, SWAN). Hiện nay tại Mỹ có các số
liệu sóng ở dạng các tham số sóng gồm độ cao, chu kỳ, hƣớng sóng, cho hệ sóng gió
và sóng lừng ứng với từng Obs và theo thời gian yêu cầu (10-20 năm) đƣợc cung cấp
cho tất cả các điểm vùng nƣớc sâu dọc bờ biển theo hai nguồn số liệu:
+ Số liệu khôi phục của hệ thống tƣ liệu ven bờ (CEDRS),
+ Số liệu khôi phục của hệ thống phân tích trạng thái mặt biển (SEAS) [4].

2


1.1.2. Tình hình nghiên cứu trường sóng vùng ven bờ:
Trƣớc những năm 70 các tính toán sóng ven bờ thƣờng đƣợc thực hiện theo
phƣơng pháp thủ công dựa vào các toán đồ khúc xạ, hệ số biến dạng vv... G.M.
Griswold là một trong những ngƣời đầu tiên sử dụng máy tính để lập các bản đồ tia
sóng khúc xạ thông qua việc giải phƣơng trình vi phân tia sóng. Hiện nay phần lớn các
tính toán lan truyền sóng từ vùng nƣớc sâu vào khu vực ven bờ đều dựa trên việc giải
số trị phƣơng trình lan truyền sóng trên vùng biển ven bờ có độ dốc thoải của Berkhof
1972 có tính đến hiệu ứng nhiễu xạ giữa bản thân các sóng tại vùng ven bờ. Mô hình
lan truyền sóng vùng ven bờ RCPWAVE dựa theo phƣơng trình trên của Trung tâm

Công nghệ Ven bờ thuộc Hải quân Mỹ (CERC) là một mô hình đƣợc sử dụng rộng rãi
để mô phỏng trƣờng sóng ven bờ trong các tính toán phục vụ xây dựng các công trình
ven biển và bảo vệ bờ biển.
Mô hình SWAN thuộc thế hệ III của Viện Thủy lực Hà Lan đƣợc sử dụng để
tính toán sóng vùng khơi và lan truyền các thành phần phổ sóng vào vùng ven bờ [4].
1.1.3.Tình hình nghiên cứu sóng ở Việt Nam
a) Thời kỳ trước năm 1975
Chủ yếu tiến hành quan trắc sóng bằng máy ngắm sóng Ivannov, còn việc điều
tra đo đạc các yếu tố sóng vùng nƣớc sâu hầu nhƣ bị bỏ trống. Một số các công trình
nghiên cứu do các tác giả nƣớc ngoài và trong nƣớc về chế độ sóng đều ở dạng các
tính toán thủ công theo phƣơng pháp thống kê chế độ.
b) Thời kỳ từ năm 1975 đến nay
Là thời kỳ phát triển mạnh mẽ nhất của khoa học công nghệ biển ở nƣớc ta.
Nghiên cứu sóng đƣợc phát triển trong cả hai phƣơng diện: đo đạc, điều tra khảo sát cơ
bản trƣờng sóng vùng nƣớc sâu ven bờ và các phƣơng pháp tính toán, dự báo.
Gió lớn có liên quan tới bão và có thể sinh ra sóng lớn. Khi nƣớc dâng lên từ
trong mắt bão kết hợp với gió, dòng chảy và thủy triều, nƣớc dâng bão đƣợc tạo ra. Sự
dâng mực nƣớc ở bờ biển gia tăng sự nguy hiểm - thƣờng là hàng chục met - là nguyên
nhân dẫn đến phá hủy vùng ven bờ biển. Năm 1981 đã bắt đầu các thử nghiệm tính
toán số trị trƣờng sóng vùng khơi biển Đông theo phƣơng pháp Abuziarov. Năm 1989
đã tiến hành xây dựng phƣơng pháp dự báo số trị trƣờng sóng vùng biển Đông bằng
phƣơng pháp giải phƣơng trình CBNL sóng dạng phổ trong đó đã sử dụng phƣơng
trình CBNL sóng với các thành phần phổ sóng tách biệt để tính toán và dự báo sóng
3


trong bão. Tính sóng trong bão và gió mùa đã đƣợc đề cập đến trong nhiều chƣơng
trình nghiên cứu biển nhƣ chƣơng trình 48B, chƣơng trình biển KT03, chƣơng trình
khoa học công nghệ biển KHCN06. Tính sóng vùng ven bờ cũng đƣợc chú ý phát triển
cùng với các yêu cầu về thiết kế các công trình ven biển, bảo vệ bờ biển chống sạt lở,

xói lở bờ, bảo vệ các công trình tuyến kênh hàng hải ra vào cảng chống sa bồi và quản
lý khai thác vùng bờ biển nƣớc ta. Về các phƣơng tiện máy và thiết bị đo đạc trƣờng
sóng cũng đƣợc phát triển rất mạnh trong thời gian từ năm 1975 tới nay. Trƣớc năm
1980 đã sử dựng các loại máy tự ghi sóng ven bờ - sóng ký dây và máy tự ghi sóng
vùng nƣớc sâu - GM16 của Liên Xô thời đó. Từ 1980 tới nay, nhờ các dự án do nƣớc
ngoài tài trợ, các nguồn kinh phí của các chƣơng trình điều tra nghiên cứu biển và kinh
phí đầu tƣ chiều sâu tại một số các cơ quan nghiên cứu biển nƣớc ta đã đƣợc trang bị
các loại máy tự ghi sóng của Anh, phao đo sóng của Hà Lan, Na Uy, máy tự ghi sóng
của Mỹ, Nhật vv…Tuy nhiên đại đa số các số liệu đo đạc đƣợc là các số liệu khảo sát
trong thời gian ngắn không hoàn toàn đặc trƣng cho đặc điểm khốc liệt về trƣờng sóng
ở vùng biển nƣớc ta, đó là trƣờng sóng trong bão và gió mùa. [4]
Với dự báo sóng biển: Ở Việt Nam, nghiên cứu dự báo sóng biển bằng mô hình
số trị cũng đã đƣợc đặt ra từ lâu, nhƣng tiến bộ chậm so với thế giới. Hiện tại đã có
những tiến bộ vƣợt bậc hơn do tiếp thu công nghệ và nghiên cứu khai thác mô hình dự
báo sóng dạng mã nguồn mở. Các mô hình số trị dự báo sóng thế hệ thứ 3 đã đƣợc một
số tác giả nghiên cứu áp dụng, điển hình nhƣ:
- Tại Trung tâm KTTV Biển (nay là Trung tâm Hải văn, Tổng cục Biển và Hải
đảo Việt Nam): Đề tài cấp bộ “Nghiên cứu xây dựng hệ thống dự báo tác nghiệp khí
tượng thuỷ văn biển (gồm dòng chảy, sóng và nước dâng do bão) vùng Biển Đông và
ven biển Việt Nam” đã áp dụng WAM cho dự báo sóng ngoài khơi, SWAN cho dự
báo sóng ven bờ.
- Tại Viện Cơ học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt nam: Đề tài cấp
nhà nƣớc KT-03-04 đã xây dựng quy trình tính toán sóng ven bờ, sử dụng các mô hình
RCPWAVE, STWAVE. Tuy nhiên trong khuôn khổ đề tài này không dự báo sóng cho
khu vực Biển Đông. [1]
- Tại một số cơ quan khác (Đại học Xây dựng Hà Nội, Viện Khoa học Thủy lợi
Việt Nam, ...) đã sử dụng một số mô hình tính toán lan truyền sóng nhƣ: RCPWAVE,
STWAVE, MIKE21, CEDAS phục vụ cho tính toán sóng công trình.

4

- Tại Trung tâm Khí tƣợng Thủy văn (KTTV) Quốc gia: Đề tài cấp Bộ “Nghiên
cứu ứng dụng, xây dựng mô hình dự báo sóng tác nghiệp cho vùng biển vịnh Bắc Bộ
tại Trung tâm KTTV Quốc gia có sử dụng số liệu viễn thám, số liệu ra đa biển” đã xây
dựng quy trình dự báo sóng tác nghiệp cho khu vực Vịnh Bắc Bộ.[7]
1.2. Giới thiệu về khu vực
1.2.1. Quảng Ninh
a)Vị trí địa lý, địa hình, địa mạo
Quảng Ninh nằm ở địa đầu phía đông bắc Việt Nam. Toạ độ địa lý khoảng
o

106 26' đến 108o31' kinh độ đông và từ 20o40' đến 21o40' vĩ độ bắc. Bề ngang từ đông
sang tây, nơi rộng nhất là 102 km. Bề dọc từ bắc xuống nam khoảng 195 km. Phía
đông bắc của tỉnh giáp với Trung Quốc, phía nam giáp vịnh Bắc Bộ, phía tây nam giáp
tỉnh Hải Dƣơng và thành phố Hải Phòng, đồng thời phía tây bắc giáp các tỉnh Lạng
Sơn, Bắc Giang và Hải Dƣơng (Hình 1.1).

Hình 1.1. Bản đồ hành chính tỉnh Quảng Ninh

Vùng biển và hải đảo của Quảng Ninh có hơn hai nghìn hòn đảo chiếm hơn 2/3
số đảo cả nƣớc (2078/ 2779), đảo trải dài theo đƣờng ven biển hơn 250 km chia thành
nhiều lớp và diện tích các đảo chiếm 11,5% diện tích đất tự nhiên. Có những đảo rất
lớn nhƣ đảo Cái Bầu, Bản Sen, lại có đảo chỉ nhƣ một hòn non bộ. Có hai huyện hoàn
5


toàn là đảo là huyện Vân Đồn và huyện Cô Tô. Vùng ven biển và hải đảo Quảng Ninh
ngoài những bãi bồi phù sa còn những bãi cát trắng táp lên từ sóng biển. Có nơi thành
mỏ cát trắng làm nguyên liệu cho công nghệ thuỷ tinh (Vân Hải), có nơi thành bãi tắm

tuyệt vời (nhƣ Trà Cổ, Quan Lạn, Minh Châu, Ngọc Vừng...).
Địa hình đáy biển Quảng Ninh, không bằng phẳng, độ sâu trung bình là 20m.
Có những lạch sâu là di tích các dòng chảy cổ và có những dải đá ngầm làm nơi sinh
trƣởng các rặng san hô rất đa dạng. Các dòng chảy hiện nay nối với các lạch sâu đáy
biển còn tạo nên hàng loạt luồng lạch và hải cảng trên dải bờ biển khúc khuỷu kín gió
nhờ những hành lang đảo che chắn, tạo nên một tiềm năng cảng biển và giao thông
đƣờng thuỷ rất lớn.
b) Tài nguyên biển
Quảng Ninh có thế mạnh và tiềm năng to lớn để phát triển các ngành kinh tế
biển, có chiều dài đƣờng ven biển lớn nhất 250 km, có ngƣ trƣờng rộng lớn trên
6.100 km², là nơi sinh sống của vô vàn các loài sinh vật biển quý hiếm. Hầu hết các bãi
cá chính có sản lƣợng cao, ổn định, đều phân bố gần bờ và quanh các đảo, rất thuận
tiện cho việc khai thác. Ven biển Quảng Ninh có nhiều khu vực nƣớc sâu, kín gió là
lợi thế đặc biệt quan trọng thuận lợi cho việc xây dựng, phát triển hệ thống cảng biển
đặc biệt là cảng nƣớc sâu tiếp nhận đƣợc tàu có trọng tải lớn và cảng thuỷ nội địa, nhất
là ở thành phố Hạ Long, TP Cẩm Phả, huyện Tiên Yên, TP Móng Cái và huyện Hải
Hà đáp ứng cho việc giao lƣu hàng hóa với các tỉnh trong vùng.
c) Khí hậu
Quảng Ninh nằm vùng Khí hậu cận nhiệt đới ẩm đặc trƣng cho các tỉnh miền
bắc vừa có nét riêng của một tỉnh vùng núi ven biển có một mùa hạ nóng ẩm mƣa
nhiều, một mùa đông lạnh khô, ít mƣa và tính nhiệt đới nóng ẩm là bao trùm nhất. Do
ảnh hƣởng của vị trí địa lí và địa hình nên Quảng Ninh chịu ảnh hƣởng mạnh của gió
mùa Đông Bắc và ảnh hƣởng yếu của gió mùa Tây Nam so với các tỉnh phía bắc. Vì
nằm trong vành đai nhiệt đới nên hàng năm Quảng Ninh có hai lần mặt trời qua thiên
đỉnh, tiềm năng về bức xạ và nhiệt độ rất phong phú. Các quần đảo ở Cô Tô, Vân
Đồn... có đặc trƣng của khí hậu đại dƣơng. Do ảnh hƣởng bởi hoàn lƣu gió mùa Đông
Nam Á nên khí hậu bị phân hoá thành hai mùa gồm có mùa hạ thì nóng ẩm với mùa
mƣa, còn mùa đông thì lạnh với mùa khô. Độ ẩm trung bình 82 – 85%. Mùa lạnh
thƣờng bắt đầu từ hạ tuần tháng 11 và kết thúc vào cuối tháng 3 năm sau, trong khi đó
mùa nóng bắt đầu từ tháng 5 và kết thúc vào đầu tháng. Mùa ít mƣa bắt đầu từ tháng

6


11 cho đến tháng 4 năm sau, mùa mƣa nhiều bắt đầu từ tháng 5 và kết thúc vào đầu
tháng 10. Giữa hai mùa lạnh và mùa nóng, hai mùa khô và mùa mƣa là hai thời kỳ
chuyển tiếp khí hậu, mỗi thời kỳ khoảng một tháng (tháng 4 và tháng 10). Ngoài ra, do
tác động của biển, nên khí hậu của Quảng Ninh nhìn chung mát mẻ, ấm áp, thuận lợi
đối với phát triển nông nghiệp, lâm nghiệp và nhiều hoạt động kinh tế khác.
Về nhiệt độ: là tỉnh có nền nhiệt độ cao, nhiệt độ trung bình trong năm từ 21 –
23oC, có sự chênh lệch giữa các mùa, giữa vùng đồi núi với vùng ven biển. Sự chênh
lệch về nhiệt độ trung bình của tháng tiêu biểu cho mùa đông (tháng 1) thấp hơn nhiệt
độ trung bình của tháng tiêu biểu cho mùa hạ (tháng 7) là 12oC và thấp hơn nhiệt độ
trung bình của tháng 1 theo tiêu chuẩn nhiệt độ cùng vĩ tuyến là 5,1oC. Vào tháng 12
và tháng 1, một số nơi nhƣ Bình Liêu, Ba Chẽ và miền núi huyện Hoành Bồ thƣờng có
sƣơng muối.
Mƣa: là tỉnh có lƣợng mƣa nhiều, tập trung chủ yếu vào mùa hạ (chiếm tới
85% lƣợng mƣa cả năm), lƣợng mƣa trung bình hàng năm 1.995mm. Lƣợng mƣa ở
các vùng cũng khác nhau. Nơi mƣa nhiều nhất là sƣờn nam và đông nam cánh cung
Đông Triều và vùng đồng bằng duyên hải của Móng Cái, Tiên Yên, Hải Hà, lƣợng
mƣa trung bình năm lên tới 2.400mm. Vùng ít mƣa nhất là sƣờn bắc của cánh cung
Đông Triều, Ba Chẽ, lƣợng mƣa trung bình năm chỉ đạt 1.400mm. Các vùng hải đảo
có lƣợng mƣa 1.700-1.800mm.
Gió: Quảng Ninh chịu ảnh hƣởng sâu sắc của chế độ gió mùa. Gió mùa hạ thổi
từ tháng 5 đến tháng 10, hƣớng đông nam, tần suất lớn nhất đạt đƣợc là 49,52% vào
tháng 7, vận tốc gió Nam trung bình đạt 7,14 m/s, cực đại lên đến 35 m/s (số liệu tại
trạm Khí tƣợng Hải văn Cô Tô), gây mƣa lớn cho nhiều khu vực của tỉnh. Gió mùa
mùa đông thổi từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, hƣớng đông bắc, gây thời tiết lạnh
khô. Phân tích thống kê số liệu gió tại trạm Cô Tô từ năm 1961 đến 2017 cho thấy tần
suất xuất hiện của gió Đông Bắc vƣợt trội so với các hƣớng còn lại (hình 1.2 và bảng
1.1). Gió Đông Bắc thịnh hànhvới tần suất xuất hiện lớn nhất đạt 43,09% vào tháng 1,

vận tốc gió Đông Bắc trung bình đạt 7,4 m/s, cực đại đạt hơn 27 m/s.

7


Hình 1.2. Hoa gió thời kỳ 1961 – 2017

Hình 1.3. Hoa gió tháng 1 thời kỳ 1961 – 2017

Hình 1.4. Hoa gió tháng 7 thời kỳ 1961 – 2017

Phù hợp với chế độ mùa mƣa, chế độ dòng chảy của sông ngòi cũng có hai mùa
rõ rệt: mùa lũ và mùa cạn. Mùa lũ từ tháng 5 đến tháng 10, tập trung từ tháng 6 đến
tháng 8; mùa cạn từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, cạn nhất vào tháng 3. Lƣu lƣợng
nƣớc các sông ở đây có sự dao động rất lớn. Lƣu lƣợng và lƣu tốc rất khác biệt giữa
các mùa. Vào mùa đông, các sông cạn nƣớc, có chỗ trơ ghềnh đá nhƣng mùa hạ lại ào
ào thác lũ, nƣớc dâng cao rất nhanh. Lƣu lƣợng mùa khô 1,45 m3/s, mùa mƣa lên tới
1500 m3/s, chênh nhau 1.000 lần. Sông Tiên Yên ở Bình Liêu lƣu lƣợng nhỏ nhất là
8


1,45m3/s, lớn nhất lên tới 1500m3/s. Hầu hết các sông chảy qua khu vực địa hình miền
núi có cấu tạo bằng các nham cứng nên lƣu lƣợng phù sa không đáng kể.
Nƣớc ngập mặn xâm nhập vào vùng cửa sông khá xa. Lớp thực vật che phủ
chiếm tỷ lệ thấp ở các lƣu vực nên thƣờng hay bị xói lở, bào mòn và rửa trôi làm tăng
lƣợng phù sa và đất đá trôi xuống khi có lũ lớn do vậy nhiều nơi sông suối bị bồi lấp
rất nhanh, nhất là ở những vùng có các hoạt động khai khoáng nhƣ ở các đoạn suối
Vàng Danh, sông Mông Dƣơng.
Về phía biển Quảng Ninh giáp vịnh Bắc Bộ, một vịnh lớn nhƣng kín lại có
nhiều lớp đảo che chắn nên sóng gió không lớn nhƣ vùng biển Trung Bộ. Chế độ thuỷ

triều ở đây là nhật triều điển hình, biên độ tới 3–4 m. Nét riêng biệt ở đây là hiện
tƣợng sinh "con nƣớc" và thuỷ triều lên cao nhất vào các buổi chiều các tháng mùa hạ,
buổi sáng các tháng mùa đông những ngày có con nƣớc cƣờng. Trong vịnh Bắc Bộ có
dòng hải lƣu chảy theo phƣơng bắc nam kéo theo nƣớc lạnh lại có gió mùa đông bắc
nên đây là vùng biển lạnh nhất nƣớc ta. Nhiệt độ có khi xuống tới 13°C.
Lƣợng nƣớc các sông khá phong phú, ƣớc tính 8.777 tỷ m3 phát sinh trên toàn
lƣu vực. Dòng chảy lên tới 118 l/s/km² ở những nơi có mƣa lớn. Vào mùa mƣa (tháng
5 - tháng 9), chiếm 75-80% tổng lƣợng nƣớc trong năm; mùa khô (tháng 10 - tháng 4),
chiếm 20-25% tổng lƣợng nƣớc trong năm.

9


Bảng 1.1. Bảng tần suất phân bố theo hướng và tốc độ gió Cô Tô thời kỳ 1961 -2017

Hƣớng
N
NNE
NE
ENE
E
ESE
SE
SSE
S
SSW
SW
WSW
W
WNW

NW
NNW
Tổng
cộng
(%)
Lặng
gió

0.3 3.3
1.6
1.46
2.87
1.3
3.24
1.26
2.16
0.86
1.82
0.57
0.81
0.25
0.66
0.23
0.6
0.41

3.3 7.9
1.74
5.34
12.68

3.75
5.59
2.09
2.78
2.33
7.2
1.44
1.28
0.34
0.56
0.28
0.55
0.4

7.9 –
10.7
0.21
2.46
3.88
0.32
0.45
0.2
0.22
0.68
3.76
0.49
0.16
0.02
0.04
0.03

0.06
0.03

20.12

48.35

13.02

Khoảng vận tốc (m/s)
10.7 – 13.8 – 17.1 – 20.7 – 24.4 – >=
13.8
17.1
20.7
24.4
28.4 28.4
0.12
0.11
0.04
0.02
0.01
0.01
1.77
1.99
0.74
0.1
0.03
0
2.34
1.8

0.42
0.04
0.01
0.01
0.09
0.05
0
0
0
0
0.16
0.04
0.01
0
0
0
0.08
0.02
0.01
0
0
0
0.1
0.03
0.01
0.01
0
0
0.34
0.19

0.04
0
0
0
2.36
1.09
0.07
0.01
0.01
0.01
0.2
0.07
0.01
0
0
0
0.05
0.04
0
0
0.01
0
0.01
0.01
0
0
0
0
0.01
0.01

0
0
0
0
0.01
0.02
0
0
0
0
0.04
0.02
0.01
0
0
0
0.01
0.03
0.01
0.01
0
0
7.69

5.52

1.39

0.19

0.07

0.04

Tổng
cộng
(%)
3.86
13.9
24.05
5.52
9.5
3.65
5.31
4.45
16.33
2.78
2.35
0.63
1.29
0.57
1.28
0.9
96.28
3.6

d) Hải văn

Thủy triều:
Ven biển Quảng Ninh với biên độ của các sóng: O1, K1, M2 và chỉ số phân triều

V (chỉ số Vandestock) qua phân tích điều hoà thuỷ triều ở trạm Cô Tô đƣợc trình bày
trong bảng 1.2. Với giá trị V lớn hơn 4, cho thấy vùng biển Cô Tô, thủy triều mang
tính chất nhật triều đều, hầu hết các ngày trong tháng mực nƣớc lên một lần xuống một
lần, chỉ có khoảng 1- 3 ngày mực nƣớc lên xuống hai lần. Những ngày này gọi là ngày
nƣớc sinh, hay nƣớc kém. Biên độ thủy triều khu vực này rất cao có thể đạt từ 4,2 - 4,5
m, trung bình khoảng 2 m.

10


Bảng 1.2. Biên độ các sóng triều O1, K1, M2 và chỉ số phân triều V

Trạm

H01

HK1

HM2

V

Cô Tô

91.4

74,8

20,4

8,1

Mực nƣớc biển:
Mực nƣớc biển biến động mạnh do tác động của các điều kiện khí tƣợng thuỷ
văn, đặc biệt là gió mùa và bão. Mực nƣớc biển đƣợc đặc trƣng bởi mực nƣớc cao
nhất 459 cm, thấp nhất -14 cm và trung bình 200,49 cm (bảng 1.3). Vào các tháng 10
và 11 mực nƣớc trung bình đạt các giá trị cao nhất, và thấp nhất vào các tháng 2 tháng
3.
Bảng 1.3. Các đặc trưng nhiều năm mực nước biển (1961-2017) theo tháng
tại trạm Cô Tô (cm)

Tháng

Max

Min

Trung bình

1

437

2

194.78

2

424

-10

190.93

3

398

5

191.68

4

398

4

194.14

5

443

-14

195.89

6

443

-11

197.63

7

433

-11

199.21

8

424

-11

201.41

9

410

9

208.25

10

431

18

216.83

11

459

4

212.03

12

459

-14

202.96

Toàn thời kỳ

459

-14

200.49

11


Theo kết quả tính toán của cho thấy rằng, ở vùng biển Cô Tô mực nƣớc biển
tăng trung bình hàng năm là 0,4524cm/năm.
Nhiệt độ nƣớc mặt biển:
Tại tầng mặt biên độ năm của nhiệt độ nƣớc biển trung bình tháng tại vùng biển
Cô Tô đạt vào khoảng 2 - 4oC. Nhiệt độ cao nhất thƣờng xảy ra vào tháng 9 và đạt giá
trị khoảng 29 - 31oC, thấp nhất thƣờng xảy ra vào tháng 2, đạt khoảng 18 – 20oC.
Trong 40 năm qua nhiệt độ nƣớc biển tại vùng biển Cô Tô, tốc độ biến thiên trung
bình vào khoảng 0.0085oC/năm.
Độ mặn nƣớc biển:
Chênh lệch độ mặn nƣớc biển tại vùng biển Cô Tô giữa các tháng trong năm
khá lớn vào khoảng 12-15 o/oo. Độ muối đạt giá trị cao nhất vào tháng 1 (31,7 o/oo) và
thấp nhất vào tháng 8, 9 (17,2 o/oo). Bảng 1.4 thể hiện các đặc trƣng thống kê của độ
mặn nƣớc biển tại trạm Cô Tô.
Bảng 1.4. Các đặc trưng của độ mặn nước biển tại trạm Cô Tô

S(o/oo)

Cô Tô

Max

31.7

TB

29.5

Min

17.2

Chế độ sóng:
Chế độ sóng phụ thuộc chặt chẽ vào chế độ gió, do đó chế độ sóng trong khu
vực cũng phân thành hai mùa rõ rệt theo mùa gió. Trong các tháng mùa đông (từ tháng
X đến tháng IV), sóng thịnh hành hƣớng Đông Bắc, tần suất lớn nhất đạt đƣợc là 26,82
% vào tháng 1. Độ cao sóng trung bình 0,61 m, cực đại đạt 4,6 m. Trong mùa hè (từ
tháng VI đến tháng VIII), sóng thịnh hành hƣớng Nam với tần suất xuất hiện lớn nhất
đạt 21,18% vào tháng 7, độ cao trung bình 0,69 m, cực đại đạt 6 m. Trong thời kỳ này
thƣờng có bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào khu vực này gây sóng to, gió lớn. Tháng
V và tháng IX là các tháng giao mùa. Phân tích thống kê số liệu sóng tại trạm Cô Tô từ
năm 1961 đến 2017 cho thấy tần suất xuất hiện của sóng Đông Bắc vƣợt trội so với
các hƣớng còn lại (hình 1.5 và bảng 1.5).

12


Tuy nhiên, vùng nghiên cứu là vùng biển nƣớc nông ven bờ có cấu tạo địa hình
đáy rất phức tạp, cùng với biên độ triều lớn sẽ làm thay đổi bức tranh về trƣờng sóng
trên toàn khu vực. Sóng ở ngoài vùng nƣớc sâu truyền vào bờ, do ảnh hƣởng của ma
sát đáy, các đặc trƣng của sóng (tốc độ lan truyền, độ cao, chu kỳ, độ dài) cũng nhƣ
hƣớng vận động luôn thay đổi. Vì vậy, chế độ sóng khác biệt hẳn với chế độ sóng
vùng nƣớc sâu cả về hƣớng thịnh hành và cấp độ cao.

Hình 1.5. Hoa sóng Cô Tô thời kỳ 1961 – 2017

Hình 1.6. Hoa sóng Cô Tô tháng 1 thời kỳ
1961 – 2017

Hình 1.7. Hoa sóng Cô Tô tháng 7 thời kỳ
1961 – 2017

Dòng chảy biển:
Chế độ dòng chảy khu vực nghiên cứu khá phức tạp do đặc điểm địa hình, biên
độ triều lớn và chịu tác động của hệ thông gió mùa. Do đặc điểm dòng triều là thuận
13


nghịch nên nhìn chung xu hƣớng dòng chảy theo mùa tại khu vực khá trùng với hƣớng
gió. Vào mùa đông, do tác động của hệ thống gió mùa Đông Bắc dòng chảy tầng mặt
có hƣớng Tây Nam chiếm ƣu thế, tốc độ trung bình khoảng 25 - 40 cm/s. Vào mùa hè
tháng VII, do chịu ảnh hƣởng của hệ thống gió mùa Tây Nam, dòng chảy tầng mặt
Vịnh Bắc Bộ có hƣớng thịnh hành là hƣớng Bắc, tốc độ trung bình khoảng 15 - 25
cm/s.
Bảng 1.5. Bảng tần suất phân bố theo hướng và độ cao sóng Cô Tô
thời kỳ 1961 -2017
Khoảng độ cao (m)
Hƣớng

Tổng

0.3 –

0.5 –

1.0 –

1.5 –

2.0 –

2.5 –

3.0 –

4.0 -

>=

cộng

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

4.0

5.0

5.00

(%)

N

0

0.54

0.21

0.01

0.05

0.01

0.01

0

0

0.84

NNE

0

0.05

0.04

0.01

0.01

0

0

0

0

0.1

NE

0

7.75

4.26

0.63

0.66

0.02

0.16

0

0.01

13.49

ENE

0

2.87

1.82

0.31

0.09

0.02

0.01

0

0

5.12

E

0

4.44

2.31

0.69

0.33

0.07

0.09

0.01

0.02

7.97

ESE

0

0.4

0.37

0.14

0.06

0

0.01

0

0

0.98

SE

0

1.58

0.69

0.13

0.07

0.02

0.01

0

0.01

2.52

SSE

0

0.35

0.24

0.05

0.02

0

0

0

0

0.66

S

0

2.52

1.97

0.55

0.32

0.04

0.06

0.01

0.01

5.46

SSW

0

0.44

0.28

0.1

0.05

0.03

0.01

0

0

0.91

SW

0

0.49

0.26

0.01

0.01

0

0

0

0

0.79

WSW

0

0.01

0

0

0

0

0

0

0

0.01

W

0

0.05

0.02

0

0.01

0

0

0

0

0.09

WNW

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

NW

0

0.04

0.01

0

0

0

0

0

0

0.06

NNW

0

0.01

0

0

0

0

0

0

0

0.01

0

21.55

12.47

2.63

1.67

0.23

0.38

0.02

0.05

39.01

Tổng cộng
(%)
Lặng sóng

60.99

1.2.2. Hải Phòng
a) Vị trí địa lý, địa hình, địa mạo

14

Hải Phòng là thành phố ven biển, nằm phía Đông miền Duyên hải Bắc Bộ, cách
thủ đô Hà Nội 102 km, có tổng diện tích tự nhiên là 152.318,49 ha chiếm 0,45% diện
tích tự nhiên cả nƣớc. Về ranh giới hành chính, phía bắc Thành phố Hải Phòng giáp
tỉnh Quảng Ninh; phía tây giáp tỉnh Hải Dƣơng; phía nam giáp tỉnh Thái Bình và phía
đông giáp biển Đông. Bờ biển Hải phòng có chiều dài cơ bản 125 km với 5 cửa sông
chính là Lạch Huyện, Nam Triệu, Lạch Tray, Văn Úc và Thái Bình (hình 1.8).
Hải Phòng có bờ biển dài trên 125 km kể cả bờ biển chung quanh các đảo khơi.
Bờ biển có hƣớng một đƣờng cong lõm của bờ vịnh Bắc Bộ, thấp và khá bằng phẳng,
cấu tạo chủ yếu là cát bùn do 5 cửa sông chính đổ ra. Trên đoạn chính giữa bờ biển,
mũi Đồ Sơn nhô ra nhƣ một bán đảo, đây là điểm mút của dải đồi núi chạy ra từ trong
đất liền, có cấu tạo đá cát kết (sa thạch) tuổi Đevon, đỉnh cao nhất đạt 125 m, độ dài
nhô ra biển 5 km theo hƣớng tây bắc - đông nam. Ƣu thế về cấu trúc tự nhiên này đã
tạo cho Đồ Sơn có một vị trí chiến lƣợc quan trọng trên mặt biển; đồng thời cũng là
một thắng cảnh nổi tiếng. Dƣới chân những đồi đá cát kết có bãi tắm, có nơi nghỉ mát
nên thơ và khu an dƣỡng có giá trị. Ngoài khơi thuộc địa phận Hải Phòng có nhiều đảo
rải rác, lớn nhất có đảo Cát Bà, xa nhất là đảo Bạch Long Vĩ.
Độ sâu của biển Hải Phòng không lớn. Đƣờng đẳng sâu 2m chạy quanh mũi Đồ
Sơn rồi hạ xuống 5 m ở cách bờ khá xa. Ở đáy biển nơi có các cửa sông đổ ra, do sức
xâm thực của dòng chảy nên độ sâu lớn hơn. Ra xa ngoài khơi, đáy biển hạ thấp dần
theo độ sâu của vịnh Bắc Bộ, chừng 30 - 40 m. Mặt đáy biển Hải Phòng đƣợc cấu tạo
bằng thành phần mịn, có nhiều lạch sâu vốn là những lòng sông cũ nay dùng làm
luồng lạch ra vào hàng ngày của tàu biển. Đáy biển của Hải Phòng vốn là vùng đồng
bằng lục địa mới bị biển làm ngập, căn cứ vào độ sâu, độ dốc và mức độ chia cắt, có
thể chia thành hai kiểu hình thái dƣới đây:
- Đồng bằng dạng sóng, phân bố trong vịnh Lan Hạ và Hạ Long với độ sâu
trung bình 5 – 10 m (tối đa 39 m), bị chia cắt mạnh do có nhiều đảo ngầm và rãnh
ngầm.
- Đồng bằng tƣơng đối bằng phẳng kéo thành một dải chạy song song với bờ và
chiếm phần lớn diện tích đáy biển Hải Phòng.

15


Hình 1.8. Bản đồ hành chính thành phố Hải Phòng

b) Đặc điểm khí tượng, khí hậu
Hoàn lƣu khí quyển và chế độ gió:
Mùa đông (tháng XI đến tháng III năm sau), khu vực Hải Phòng chịu ảnh
hƣởng chủ yếu của khối không khí cực đới biến tính đƣợc hình thành từ vùng Xiberia
(Nga) tràn về phía Nam. Hƣớng gió thịnh hành là Đông Bắc, Bắc và Đông, các hƣớng
khác chiếm tần suất rất nhỏ. Vận tốc gió trung bình đạt 3,2 - 3,7 m/s. Trung bình hàng
tháng có 3 - 4 đợt gió mùa Đông Bắc, kéo dài từ 5 - 7 ngày, gây ra mƣa nhỏ, vận tốc
gió những ngày đầu đạt cấp 5 đến cấp 6 (tƣơng đƣơng 8 - 13 m/s), vận tốc gió lớn nhất
ở các đảo có thể đạt tới 25 - 30 m/s, sau đó giảm dần.
Mùa hè (tháng V đến tháng IX), Hải Phòng chịu ảnh hƣởng của các luồng
không khí nóng và ẩm từ phía tây và nam tràn qua. Hƣớng gió thịnh hành chủ yếu là
Đông, Đông Nam và Nam. Tốc độ gió trung bình đạt 3,5 - 4,0 m/s, cực đại đạt 20 - 25
m/s. Trong mùa hè đôi khi xuất hiện các đợt gió Tây Nam. Tuy có tốc độ nhỏ nhƣng
mang lại thời tiết khô nóng (Bảng 1.6). Trong thời kỳ chuyển tiếp (tháng IV và tháng
X), sự ảnh hƣởng của gió mùa giảm, thƣờng xuất hiện gió biển - gió đất (breeze) với
vận tốc khoảng cấp 3 - cấp 4, ban ngày có gió thổi từ biển vào đất liền, ban đêm có gió
16


thổi ngƣợc lại từ đất liền ra biển. Theo không gian, do ảnh hƣởng bởi các điều kiện tự
nhiên, tốc độ gió giảm dần từ ngoài khơi vào bờ. Tốc độ gió trung bình tại các hải đảo
thƣờng lớn hơn trong đất liền và ven bờ từ 1- 4 m/s.
Bảng 1.6. Tốc độ gió trung bình tại một số trạm (m/s)

Tháng

I

II

III

IV

V

VI VII VIII IX

X

TB

XI

XII

Phù Liễn

3.4 3.5 3.6 3.9 4.1 3.8 3.9 3.4 3.5 3.8 3.8

3.2

3,66

Hòn Dáu

4.9 4.8 4.1 4.9 5.7 5.9 6.1 4.8 4.8 5.2 5.2

4.9

5,11

Bạch Long Vỹ

8.2 7.8 6.1 5.8 6.6 7.0 7.6 5.9 6.2 7.9 8.0

7.5

7,05

năm

Trong gió mùa Đông Bắc, vào thời kỳ đầu và cuối mùa đông, hệ thống tín
phong hoạt động tƣơng đối mạnh, tần suất các hƣớng gió Đông và Đông Nam chiếm
trên 30%, vào các tháng giữa mùa đông, trong khi gió mùa Đông Bắc đang phát triển
mạnh thì tần suất xuất hiện hƣớng gió Đông và Đông Nam cũng chiếm tới trên dƣới
20%.
Ngƣợc lại, trong mùa hè, hầu nhƣ tháng nào cũng có sự xâm nhập không khí
cực đới từ phía Bắc xuống, sự xâm nhập này xảy ra nhiều nhất vào các thời kỳ đầu và
cuối mùa hè. Khi không khí cực đới xâm nhập thì các trƣờng gió mùa hè bị phá hoại
hoàn toàn, gió từ các hƣớng Nam và Đông Nam chuyển sang các hƣớng Bắc và Đông
Bắc. Các đợt xâm nhập này diễn ra khá nhanh thƣờng gây nhiễu động khí quyển mạnh
mẽ ở vùng front làm xuất hiện những cơn dông lớn, với vận tốc gió lên tới 20 – 30 m/s
trong một khoảng thời gian ngắn.
Thống kê kết quả quan trắc gió tại Bạch Long Vĩ của Đài khí tƣợng thuỷ văn

khu vực Đông Bắc cho thấy, có sự biến thiên rất rõ của vận tốc gió trung bình theo
từng tháng trong năm. Trong đó các tháng VII, XI và XII là các tháng có vận tốc gió
trung bình lớn nhất, các tháng chuyển tiếp (tháng IV và IX) có vận tốc gió trung bình
nhỏ nhất (Bảng 1.7).

17


Bảng 1.7. Tần suất xuất hiện tốc độ gió theo các hướng

Khoảng
cấp gió
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
>VIII
Tổng (%)
Vmed
(m/s)
Vmax
(m/s)

Tần Tổng Suất
Lặng suất số số
đảm

E
SE S SW W NW
(%)
liệu bảo (%)
Lặng gió
28.5 28.5 831
100.0
6.8 7.6 2.3 0.4 0.7 3.0
27.1 790
71.5
9.7 14.3 3.8 0.6 0.7 1.6
37.5 1095
44.5
1.2 2.3 1.6 0.3 - 0.1
6.6
194
7.0
0.1
0.1 0.3
10
0.3
17.8 24.3 7.8 1.3 1.5 4.8 28.5 100.0 193
Hƣớng gió

N

NE

1.9
1.0

0.1
2.9

4.3
5.8
1.0
0.1
11.2

1.3 2.0 1.9

2.1

2.4 2.4

1.6 1.3

3.9 6.5 7.2

5.5

7.2 5.9

5.0 4.1

b) Đặc điểm các yếu tố thủy văn biển
Sóng:
Khu vực ven biển Hải Phòng nhìn chung sóng không lớn. Sóng trung bình có
độ cao khoảng 0,7 - 0,8 m tại Hòn Dáu. Sóng lớn nhất quan sát đƣợc ở Hòn Dáu là 5,6
m. Cần nhấn mạnh rằng, những sóng lớn nhất quan sát thấy vào các tháng mùa hè –

mùa có nhiều bão hoạt động. Tuy nhiên, ở Hòn Dáu, vào tháng tƣ cũng xuất hiện sóng
lớn > 5 m ( Hình 1.9, Bảng 1.8)
Các tháng mùa đông thƣờng chỉ sinh ra sóng lớn nhất ở vùng này có độ cao
khoảng 2,8 - 3,0 m. Về mùa đông, sóng thịnh hành là sóng hƣớng Đông với tần suất
vào khoảng 25 - 27%. Về mùa hè, sóng có hƣớng Đông Nam và Nam chiếm ƣu thế với
tần suất xuất hiện khoảng 40%. Ngoài ra, về mùa hè còn quan sát thấy sóng hƣớng Tây
nam nhƣng với tần suất nhỏ, dƣới 10%. Ở khu vực Hòn Dáu, tần suất thời kỳ lặng
sóng chỉ vào khoảng 12-13%.

18