Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán mô phỏng các quá trình thủy động lực vùng ven biển cửa sông Nhật Lệ,

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

tháng
Tác giả

Đào Thị Thảo

i

năm 2017


LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: “Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán mô phỏng các quá
trình thủy động lực vùng ven biển cửa sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình” đã được hoàn
thành trong sự cố gắng nỗ lực của bản thân học viên dưới sự hướng và chỉ bảo tận tình
của hai thầy hướng dẫn là TS. Đào Đình Châm – Viện Địa lý, Viện Hàn lâm KHCN
Việt Nam và PGS.TS. Ngô Lê Long – Khoa Thủy Văn và Tài nguyên nước, Trường
Đại học Thủy lợi. Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các Thầy hướng
dẫn.
Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn tới ThS. Nguyễn Quang Minh – Viện Địa lý đã giúp
đỡ tôi về số liệu cũng như phương pháp luận để tiếp cận đến bài toán thực tế.
Tác giả luôn biết ơn sâu sắc đối với các thầy cô trong Khoa Thủy văn và Tài nguyên
nước đã truyền đạt những kinh nghiệm quý báu trong quá trình đào tạo, nhờ đó học
viên được nâng cao trình độ, mở rộng tầm hiểu biết khi tiếp cận đến thực tế.
Tôi cũng xin được cảm ơn Lãnh đạo và đồng nghiệp tại Phòng Địa lý Đới bờ - Viện

Địa lý đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và làm luận văn.
Cuối cùng, xin được gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới gia đình, người thân và
bạn bè đã luôn ủng hộ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu.
Trong quá trình thực hiện, luận văn không tránh khỏi thiếu xót. Vì vậy, rất mong nhận
được sự góp ý của thầy cô và các bạn đồng nghiệp để luận văn có thể hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày

tháng
Học viên

Đào Thị Thảo

ii

năm 2017


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài luận văn:......................................................................... 1
2. Mục tiêu:................................................................................................................ 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................ 2
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................... 3
5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: .......................................................... 3
6. Cấu trúc của luận văn ............................................................................................ 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THỦY ĐỘNG
LỰC VÙNG VEN BIỂN CỬA SÔNG TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC. ...................... 5
1.1. Các khái niệm và định nghĩa ................................................................................. 5
1.1.1 Cửa sông .......................................................................................................... 5

1.1.2 Vùng cửa sông ................................................................................................. 6
1.1.3 Phân loại cửa sông Việt Nam [3] ..................................................................... 7
1.2. Tình hình nghiên cứu vùng cửa sông trong và ngoài nước................................. 11
1.2.1. Tình hình nghiên cứu vùng cửa sông trên thế giới. ...................................... 11
1.2.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước. ............................................... 14
1.2.3. Tình hình nghiên cứu ở vùng cửa sông Nhật Lệ. ......................................... 17
1.3. Các phương pháp nghiên cứu vùng cửa sông. .................................................... 18
1.3.1. Phương pháp thống kê phân tích hệ thống và tổng hợp ............................... 18
1.3.2 Phương pháp điều tra khảo sát ngoài hiện trường: ........................................ 18
1.3.3. Phương pháp mô hình số trị thuỷ động: ....................................................... 18
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ............................................................................................ 31
CHƯƠNG 2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI VÙNG
NGHIÊN CỨU ............................................................................................................. 32
2.1. Điều kiện tự nhiên ............................................................................................... 32
2.1.1. Vị trí địa lý. ................................................................................................... 32
2.1.2. Đặc điểm địa hình – địa mạo và biến động hình thái địa hình khu vực cửa
sông ven biển Nhật Lệ. ........................................................................................... 33
2.1.2.1.Đặc điểm địa hình – địa mạo ................................................................... 33
2.1.2.2. Biến động hình thái địa hình khu vực cửa sông Nhật Lệ. ...................... 33
2.1.3. Đặc điểm và sự phân bố của trầm tích mặt hiện đại khu vực nghiên cứu .... 35
2.1.4. Đặc điểm khí hậu .......................................................................................... 38
iii


2.1.4.1 Bức xạ ..................................................................................................... 38
2.1.4.2 Chế độ nhiệt ............................................................................................ 38
2.1.4.3 Chế độ gió ............................................................................................... 41
2.1.4.4 Chế độ mưa ............................................................................................. 43
2.1.4.5 Các hiện tượng thời tiết đặc biệt ............................................................. 44
2.1.5. Yếu tố thủy văn .......................................................................................... 47

2.1.5.1. Đặc điểm mạng lưới sông ngòi .............................................................. 47
2.1.5.2. Đặc trưng dòng chảy .............................................................................. 49
2.1.6.3. Đặc điểm thủy văn mùa lũ ..................................................................... 51
2.1.6.4. Đặc điểm thủy văn mùa kiệt .................................................................. 52
2.1.7. Yếu tố hải văn ............................................................................................... 53
2.1.7.1 Sóng biển ................................................................................................. 53
2.1.7.2. Thuỷ triều và dao động mực nước ......................................................... 54
2.1.7.3 Nước dâng do bão ................................................................................... 55
2.1.7.4 Chế độ dòng chảy .................................................................................... 55
2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội..................................................................................... 57
2.2.1. Tình hình phân bố dân cư ............................................................................. 57
2.2.2. Đặc điểm các ngành kinh tế khu vực nghiên cứu ......................................... 58
2.2.2.1. Ngành nông, lâm, thủy sản..................................................................... 58
2.2.2.2. Công nghiệp ........................................................................................... 59
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ............................................................................................ 60
CHƯƠNG 3 THIẾT LẬP MÔ HÌNH TOÁN MÔ PHỎNG THUỶ ĐỘNG LỰC
VÙNG NGHIÊN CỨU ................................................................................................ 61
3.1 Phân tích lựa chọn mô hình ................................................................................. 61
3.2. Thiết lập mô hình tính toán ................................................................................. 68
3.2.1. Thu thập và xử lý số liệu .............................................................................. 68
3.2.2. Tạo lưới tính toán cho mô hình 2D (Miền tính toán) ................................... 71
3.3. Thiết lập điều kiện biên ...................................................................................... 72
3.3.1. Mô hình dòng chảy ....................................................................................... 72
3.3.2. Mô hình sóng ................................................................................................ 73
3.4. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình ....................................................................... 74
3.4.1. Hiệu chỉnh mô hình ...................................................................................... 74

iv

3.4.2. Kiểm định mô hình ....................................................................................... 75
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ............................................................................................ 76
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 21 MÔ PHỎNG, TÍNH TOÁN
CÁC QUÁ TRÌNH THỦY ĐỘNG LỰC VÙNG VBCS NHẬT LỆ, TỈNH QUẢNG
BÌNH ............................................................................................................................. 77
4.1. Phân tích đánh giá chế độ thủy động lực qua kết quả mô phỏng bằng mô hình
MIKE 21..................................................................................................................... 77
4.1.2. Kết quả phân tích vào mùa đông .................................................................. 78
4.1.2. Kết quả tính toán trong mùa hè..................................................................... 85
4.2. Định hướng về giải pháp ổn định cửa sông dựa trên cơ sở kết quả mô phỏng ... 90
4.2.1. Giải pháp công trình ..................................................................................... 90
4.2.2. Giải pháp phi công trình ............................................................................... 91
KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 ............................................................................................ 92
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 95

v


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

Ký hiệu

Giải thích

ATNĐ

Áp thấp nhiệt đới

B

Bắc

BĐKH

Biến đổi khí hậu

Đ

Đông

ĐB

Đông Bắc

ĐN

Đông Nam

KT - XH

Kinh tế - Xã hội

KKL

Không khí lạnh

N

Nam

nh

Nhiều hướng

nn

Nhiều năm

VCS

Vùng cửa sông

VNC

Vùng nghiên cứu

VCSVB

Vùng cửa sông ven biển

T

Tây

TN

Tây nam

vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2. 1 Bản đồ khu vực nghiên cứu cửa sông Nhật Lệ ................................... 32
Hình 2.2 Bản đồ hệ thống sông Kiến Giang - Nhật Lệ - Long Đại .................... 48
Hình 3.1 Sơ đồ khảo sát thủy - hải văn tại VCS Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình ...... 69
Hình 3.2 Địa hình vùng ven biển cửa sông ......................................................... 70
Hình 3.3 Địa hình vùng phía ngoài biển ............................................................. 70
Hình 3.4 Địa hình và các vị trí đo sóng .............................................................. 71
Hình 3.5 Địa hình khu vực tính toán ................................................................... 72
Hình 3.6 Miền tính toán và lưới tính VCS Nhật Lệ ............................................ 72
Hình 3.7 Vị trí các điểm tọa độ biên sóng và trạm hiệu chỉnh ........................... 73
Hình 3.8 Độ cao, chu kỳ và hướng sóng tại vị trí sóng S2 ................................. 73
Hình 3.9 Biến trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm AWAC (S1) ......... 74
Hình 3. 10 Biến trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm AWAC .............. 75
Hình 4.1 Một số vị trí trích kết quả tính toán...................................................... 78
Hình 4.2 Hoa dòng chảy tại các điểm trích kết quả vào mùa đông ................... 80
Hình 4.3 Hoa sóng tại các điểm trích kết qua mùa đông .................................... 81
Hình 4.4 Trường sóng và trường dòng chảy trong hướng Đông trong mùa đông.
............................................................................................................................. 82
Hình 4. 5 Trường sóng và trường dòng chảy trong hướng Đông Bắc trong mùa
đông. .................................................................................................................... 83
Hình 4. 6 Trường sóng và trường dòng chảy trong hướng Bắc trong mùa đông 84
Hình 4.7: Trường sóng và trường dòng chảy hướng Đông Nam trong mùa hè.. 86
Hình 4.8 Trường sóng và trường dòng chảy hướng Đông trong mùa hè ........... 87
Hình 4.9 Hình Hoa sóng tại vị trí điểm trích kết quả mùa Hè ............................ 88
Hình 4.10 Hoa dòng chảy tại các điểm trích kết quả vào mùa hè ...................... 89

vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1. Bức xạ tổng cộng tháng và năm tính theo công thức thực nghiệm
của Berland (kcal/cm2) ........................................................................................ 38
Bảng 2.2 Nhiệt độ không khí trung bình tháng và năm (0C) [10] ...................... 39
Bảng 2.3 Biên độ nhiệt trung bình tháng và năm (0C) [10] ................................ 40
Bảng 2.4 Nhiệt độ không khí cao nhất trung bình tháng và năm (0C) [10] ........ 40
Bảng 2.5 Nhiệt độ không khí thấp nhất trung bình tháng và năm (0C) [10] ....... 40
Bảng 2.6 Nhiệt độ không khí cao nhất tuyệt đối tháng và năm (0C) [10] ........... 41
Bảng 2.7 Nhiệt độ không khí thấp nhất tuyệt đối tháng và năm (0C) [10] ......... 41
Bảng 2.8 Tần suất lặng gió (PL), các hướng gió chính và tần suất (P) [10] ....... 42
Bảng 2.9 Tốc độ gió trung bình tháng và năm (m/s) [10] ................................... 42
Bảng 2.10 Hướng và tốc độ gió mạnh nhất tháng và năm (m/s) [10] ................. 43
Bảng 2.11 Lượng mưa trung bình tháng, năm ở các trạm khí tượng thủy văn trên
lưu vực sông Nhật Lệ [10]................................................................................... 44
Bảng 2.12 Lượng mưa ngày lớn nhất tại các trạm trên lưu vực sông Nhật Lệ [10]
............................................................................................................................. 44
Bảng 2.13 Số ngày khô nóng trung bình tháng và năm (ngày) [10] ................... 45
Bảng 2.14. Số cơn bão và ATNĐ hoạt động trên Biển Đông năm 2010 - 2012. 46
Bảng 2. 15 Số ngày dông trung bình tháng và năm (ngày) [10] ......................... 47
Bảng 2. 16 Số ngày mưa đá trung bình tháng và năm (ngày) [10] ..................... 47
Bảng 2.17 Đặc trưng dòng chảy năm trung bình nhiều năm (1961 - 2015) tại các
trạm thủy văn trên lưu vực sông Nhật Lệ ............................................................ 50
Bảng 2.18 Dòng chảy cát bùn trung bình tại trạm Tám Lu, trạm Kiến Giang [10]
............................................................................................................................. 51
Bảng 2. 19 Đặc trưng mưa mùa lũ và tỷ trọng so với mưa năm lưu vực sông Nhật Lệ
[10] ....................................................................................................................... 51
Bảng 2.20 Diện tích, dân số và mật độ dân số năm 2016 ...................................... 57

Bảng 3.1 Vị trí các trạm đo các yếu tố mực nước, vận tốc, dòng chảy ven bờ .. 69
Bảng 4. 1 Vị trí các điểm trích dẫn kết quả ......................................................... 77

viii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài luận văn:
Cửa Nhật Lệ là cửa sông của sông Kiến Giang, tỉnh Quảng Bình. Sông Kiến Giang có
diện tích lưu vực 2.650 km2, nằm trong vùng trũng của duyên hải Trung bộ. Địa hình
lưu vực sông Kiến Giang chủ yếu là đồi núi thấp, độ cao bình quân lưu vực đạt 234 m
và độ dốc đạt 20,1%. Lưu vực có dạng hình tròn, là tập hợp của 2 nhánh sông Kiến
Giang và Đại Giang. Nhánh sông Kiến Giang có chiều dài 96 km chảy theo hướng Tây
Nam - Đông Bắc ở phần thượng du và chuyển hướng sang Đông Nam - Tây Bắc chạy
song song với đường bờ biển, được ngăn cách với biển bằng dãy đụn cát cao ở phần hạ
du. Nhánh Đại Giang chảy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc với chiều dài 93 km. Bề
mặt lưu vực bị chia cắt mạnh nên mạng lưới sông suối khá phát triển với mật độ lưới
sông 0,84 km/km2. Phần hạ lưu sông trũng thấp, lòng sông rộng thuận lợi cho việc tập
trung nước nên dễ úng ngập trong mùa mưa.
Vùng cửa sông Nhật Lệ là nơi hội tụ, chịu tác động tổng hợp của các yếu tố động lực
sông và động lực biển như thủy triều, sóng, dòng chảy. Tại đây dòng chảy sông đưa
bùn cát từ sông ra, dòng triều và dòng sóng đưa trầm tích từ biển vào tạo ra bức tranh
thủy động lực rất phức tạp. Ngoài ra, vùng ven biển cửa sông Nhật Lệ là nơi tập trung
các hoạt động kinh tế của con người như: xây dựng các công trình cầu cảng, chỉnh trị
bờ biển – cửa sông, đánh bắt - nuôi trồng thủy hải sản, vận tải thủy... Do đó những
biến động của vùng cửa sông này có tầm ảnh hưởng đặc biệt quan trọng về kinh tế,
chính trị, xã hội và an ninh quốc phòng của khu vực nghiên cứu.
Trong những năm gần đây, khu vực nghiên cứu đang phải chịu ảnh hưởng của nhiều
loại hình thiên tai như bão, lũ, mực nước biển dâng, bồi tụ - xói lở bờ biển, bồi lấp cửa
sông, xâm nhập mặn… mà những hiện tượng thiên tai này lại liên quan mật thiết đến

chế độ thủy động lực vùng ven biển cửa sông Nhật Lệ gây ảnh hưởng mạnh mẽ đến
quá trình phát triển kinh tế biển của tỉnh Quảng Bình.
Hiện nay, phương pháp mô hình toán đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực,
trong đó có lĩnh vực thủy văn học, thủy văn cửa sông, hải dương học, phòng tránh
1


giảm nhẹ thiên tai, ô nhiễm môi trường... Đây là phương pháp hiện đại, phát triển
mạnh trong mấy chục năm trở lại đây ở nước ta cũng như trên thế giới. Việc áp dụng
phương pháp này đòi hỏi kiến thức liên ngành của nhiều lĩnh vực liên quan và phải qua
nhiều bước như lựa chọn, xây dựng mô hình, hiệu chỉnh xác định thông số của mô
hình và cuối cùng là ứng dụng mô hình để đánh giá, dự báo. Các mô hình toán ngày
càng chứng tỏ là một công cụ mạnh và đắc lực bởi khả năng cho kết quả tính toán
nhanh, giá thành rẻ, phạm vi ứng dụng rộng, dễ dàng thay đổi các kịch bản bài toán,
nhất là trong việc tính toán, mô phỏng các hệ thống lớn. Ở Việt Nam, mô hình số trị đã
và đang được áp dụng rộng rãi trong thực tiễn nghiên cứu và tính toán, dự báo thủy
động lực, môi trường biển,vận chuyển bùn cát và biến động đường bờ, công trình
biển... trong đó có mô phỏng các quá trình thủy động lực vùng ven biển cửa sông.
Chính vì những lý do nêu trên, em đã chọn đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng mô hình
toán mô phỏng các quá trình thủy động lực vùng ven biển cửa sông Nhật Lệ, tỉnh
Quảng Bình” là hướng nghiên cứu cho luận văn thạc sĩ.
2. Mục tiêu:
Ứng dụng các mô đun của bộ chương trình MIKE nhằm tính toán các đặc trưng sóng,
dòng chảy và từ đó có được bức tranh chi tiết về các quá trình thủy động lực (sóng,
dòng chảy) vùng ven biển cửa sông Nhật Lệ.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Thu thập các tài liệu có liên quan đến đề tài luận văn
- Tổng quan tình hình nghiên cứu và phương nghiên cứu vùng cửa sông.
- Phân tích các điều kiện tự nhiên, KT – XH vùng ven biển cửa sông Nhật Lệ, Quảng
Bình.

- Nghiên cứu thiết lập mô hình toán để mô phỏng, tính toán quá trình thủy động lực
vùng VBCS Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình.
- Phân tích, đánh giá chế độ thủy lực vùng cửa sông ven biển Nhật Lệ, tỉnh Quảng
Bình.

2


4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng: Nghiên cứu về thủy động lực vùng cửa sông bao gồm các yếu tố: sóng,
dòng chảy, mực nước.
4.2. Phạm vi nghiên cứu:
- Về mặt không gian: Vùng ven biển, cửa sông Nhật Lệ, cụ thể:
Về phía biển: giới hạn đến đường đẳng sâu 10 m.
Về hai phía cửa sông: cách cửa sông 2,0 km về bên trái và bên phải.
Về phía trong sông: đến cầu Nhật Lệ.
- Về thời gian: mô phỏng các quá trình thủy động lực qua số liệu khí tượng – thủy văn
từ 2015 - 2016.
5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
5.1. Cách tiếp cận: Luận văn sử dụng cách tiếp cận hệ thống và tiếp cận tích hợp.
- Tiếp cận hệ thống: Quá trình diễn biến cửa sông, bờ biển được tập trung vào thay đổi
hình thái của chiều sâu, chiều rộng và khoảng thời gian biến đổi, đây là các yếu tố
động. Các tham số đưa vào mô hình tính toán được phân tích, xử lý chi tiết để đảm bảo
tính đặc trưng nhất, cơ bản nhất của quá trình biến đổi cửa sông, bờ biển. Do vậy, luận
văn đã tiếp cận với toàn bộ hệ thống sông và cửa sông, khu vực ven biển để có thể mô
phỏng quá trình thủy động lực học vùng ven biển cửa sông.
- Tiếp cận tích hợp: Tích hợp các mô hình toán 1 chiều và 2 chiều: do quá trình diễn
biến cửa sông và khu vực ven biển phụ thuộc vào tương tác động lực của sông và biển.
Việc kết hợp giữa mô hình 1 chiều mô phỏng trường thủy động lực trong sông và mô
hình 2 chiều mô phỏng trường thủy động lực khu vực cửa sông và khu vực ven biển là

hết sức cần thiết.
5.2. Phương pháp nghiên cứu:
Để đạt được mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu, luận văn đã sử dụng tổng hợp các phương

3


pháp nghiên cứu truyền thống và hiện đại sau:
+ Phương pháp thống kê phân tích hệ thống và kế thừa các tài liệu đã có.
+ Phương pháp điều tra khảo sát ngoài hiện trường.
+ Phương pháp mô hình số trị thuỷ động.
6. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn được trình bày trong 4
chương.
Chương I. Tổng quan về tình hình nghiên cứu thủy động lực vùng ven biển cửa sông.
Chương II. Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu.
Chương III. Thiết lập mô hình mô phỏng thủy động lực vùng nghiên cứu.
Chương IV: Ứng dụng mô hình MIKE 21 mô phỏng, tính toán các quá trình thủy động
lực vùng VBCS Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình.

4


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THỦY
ĐỘNG LỰC VÙNG VEN BIỂN CỬA SÔNG TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC.
Vùng cửa sông (VCS) ven biển là vùng chịu sự tương tác giữa môi trường nước biển
và nước ngọt, hình thành môi trường nước lợ với sự pha trộn các tính chất của môi
trường nước biển và nước ngọt nội địa. Ở đây, các quá trình động lực biến đổi mạnh
mẽ theo không gian và thời gian làm cho diễn biến ở các VCS rất phức tạp, mà kết quả
là cửa sông ngày càng được kéo dài ra biển với các bãi bồi, bar ngầm hoặc là ngày

càng bị lấn sâu vào đất liền kéo theo hàng loạt các công trình dân sinh kinh tế, quá
trình phát triển kinh tế - xã hội ở khu vực này bị ảnh hưởng. Để nghiên cứu diễn biến
VCS chịu ảnh hưởng của triều, sóng…cần hiểu rõ một số khái niệm, thuật ngữ về cửa
sông và các phương pháp nghiên cứu VCS đang được sử dụng mạnh mẽ hiện nay.
1.1. Các khái niệm và định nghĩa
1.1.1 Cửa sông
Cửa sông là đoạn sông nối tiếp giữa một dòng sông với biển, với một hồ chứa nước
hoặc một dòng sông khác [2].

SÔNG

BIỂN

CỬA SÔNG

Cửa sông là nơi tranh chấp giữa nước mặn của biển và nước ngọt của sông trong lục
địa, đó là sự thay đổi từ chế độ thủy văn sông trong sự tiếp nhận chế độ thủy văn biển,
xảy ra trong khoảng không gian tương đối không lớn – một vị trí thuận lợi cho nước
sông đổ ra biển đưa đến sự thay đổi cơ bản về chế độ thủy động lực, hóa lý và sinh học
trong môi trường nước, đồng thời xuất hiện hiện tượng xói mòn đáy và dòng bồi tích
dẫn đến việc thành tạo của bar cửa sông. Do vậy giới hạn cửa sông thường được xác
định bởi các dấu hiệu đặc điểm như sau [3].
5


Giới hạn phía trong cửa sông: ở vị trí đáy trục lòng dẫn sông đạt độ sâu lớn, nơi bề mặt
mực nước sông đạt tới độ dốc nhỏ nhất, ranh giới cuối của vùng không nhiễm mặn.
Giới hạn phía ngoài cửa sông: ở ranh giới ngoài của các bar đảo cửa sông, nơi dòng
chảy, dòng bồi tích sông thường tắt dần.
1.1.2 Vùng cửa sông

Vùng cửa sông là phần hạ lưu sông nằm tiếp giáp tới đường bờ duyên hải và đổ ra bờ
biển, chúng chiếm một phần rộng lớn của đồng bằng ven biển, hạ lưu sông và phần
mặt nước ven bờ biển. Ở đây đã xuất hiện các quá trình địa lý đặc biệt, đó là:
Chế độ thủy văn cửa sông là chế độ thủy văn biển. Chúng phụ thuộc vào chế độ thủy
văn của toàn lưu vực sông (dòng chảy, dòng bùn cát, quá trình dòng dẫn…) và của chế
độ thủy văn quá trình biển (dòng chảy, đới ven bờ, dòng triều, dao động mực nước…)
+ Ảnh hưởng của biển truyền sâu vào trong sông được biểu hiện qua sự dao động mực
nước (thủy triều và nước dâng) gây dồn ứ nước sông kèm theo quá trình truyền mặn.
+ Ảnh hưởng cửa sông được thể hiện ở vùng ven bờ, nơi gặp gỡ giữa nước sông và
nước biển, làm giảm độ mặn, tạo điều kiện lắng đọng trầm tích.
Động lực phát triển lòng dẫn cửa sông được đặc trưng bởi tính chất xói mòn cục bộ ở
đáy lòng dẫn sông đồng thời xuất hiện dòng bồi tích được đem ra biển, dưới sự tác
động của dòng sóng, dòng triều… Dẫn đến thành tạo dải cát ngầm, bar ngầm được
phân bố ở cửa sông hoặc dọc ven bờ tạo nên các cồn cát, bãi triều rộng lớn, tiền thân
của đồng bằng châu thổ delta cửa sông.
Xuất hiện sự thay đổi dần dần thành phần hóa học của nước ngọt trong sông, chuyển
dần thẳng đến nước mặn của biển được gắn liền tới sự thay đổi của thực vật nước mặn.
Hình thành các hệ sinh thái cửa sông, giàu nguồn lợi sinh vật và chịu sự tác động
mạnh của con người.
Như vậy, ranh giới trên hay ngưỡng trên của vùng cửa sông là nơi không ảnh hưởng
của các yếu tố biển (ảnh hưởng của thủy triều) và giới hạn dưới của vùng cửa sông là
khu vực có độ mặn đạt tới 31‰.
6


Về mặt cảnh quan, vùng cửa sông có nét đặc trưng riêng biệt khác với các đối tượng
địa lý khác:
Được cấu tạo bởi một phần hạ lưu con sông và một phần thềm biển nông ven bờ. Giữa
chúng là vùng “ngưỡng” phân định ranh giới tương đối, thường được đặc trưng bởi
đỉnh cồn cát chắn cửa sông (bar).

Các thành tạo địa chất bao gồm vật liệu có nguồn gốc sông ngòi, nguồn gốc biển và
nguồn gốc sông – biển hỗn hợp bị xáo trộn trong quá trình tích tụ - mài mòn để tạo nên
châu thổ (delta).
Đặc điểm thổ nhưỡng cũng như quần thể động – thực vật có nét riêng biệt mang tính
pha trộn so với các vùng lục địa và vùng biển khơi.
Về chế độ thủy văn, vùng cửa sông có điểm đặc trưng cho quá trình chuyển tiếp giữa
hai chế độ thủy văn sông ngòi và thủy văn biển:
Trong quá trình tương tác giữa hai khối nước mặn và ngọt có tính chất lý – hóa khác
nhau, tạo thành khối nước pha trộn có tỷ trọng biến đổi rất phức tạp và luôn tạo điều
kiện cho các hoàn lưu phát triển.
Ở cửa sông, trường tốc độ dòng chảy thay đổi đột ngột tạo điều kiện cho các hạt nặng
lắng đọng; sự thay đổi môi trường thủy hóa đưa đến kết tủa của các ion muối khoáng
thành phần vật liệu bổ sung vào trầm tích cửa sông; hình thành bộ phận châu thổ mới
với quá trình tích tụ thường vượt trội bào mòn.
Vùng cửa sông có đới bờ phát triển đa dạng, thường diễn ra hiện tượng bồi tụ lấp đầy
lòng dẫn cũ, hình thành các lòng dẫn mới và đưa cửa sông phát triển kéo dài về phía
biển. Các quá trình này luôn biến đổi theo không gian và thời gian, đôi khi là những
biến đổi mang tính đột biến do ảnh hưởng của bão và lũ lớn.
1.1.3 Phân loại cửa sông Việt Nam [3]
Việt Nam với trên 3260 km bờ biển, trung bình cứ 25 km lại có một cửa sông, tức là
có hơn 130 cửa sông lớn nhỏ. Hầu hết các VCS ở dải ven biển Việt Nam chịu ảnh
hưởng của thủy triều, nơi thường xuyên xảy ra tranh chấp mãnh mẽ giữa các nhóm yếu
7


tố nội lực và ngoại lực. Do vậy, việc phân loại cửa sông nước ta có một ý nghĩa quan
trọng trong việc áp dụng các phương pháp nghiên cứu phù hợp nhằm phục vụ các
chuyên ngành, đối tượng liên quan tới việc khai thác, sử dụng hợp lý lãnh thổ có hiệu
quả ở dải ven biển nước ta. Cách phân loại cửa sông rất khác nhau, chúng hoàn toàn
phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu và các chỉ tiêu sử dụng trong phân loại. Có thể nêu

tóm tắt một số cách phân loại cửa sông trên thế giới theo các chỉ tiêu:
 Dựa trên chỉ tiêu phân vùng khí hậu, các cửa sông được phân chia ra 3 loại: Cửa
sông vùng cực đới, cửa sông vùng ôn đới và cửa sông vùng nhiệt đới và cận
nhiệt đới.
 Dựa trên hình dạng cửa sông và đường bờ biển chia ra các loại: Cửa sông dạng
phẳng - dạng phễu, cửa sông dạng kín - dạng hở và cửa sông dạng lõm- dạng lồi.
 Dựa vào đặc điểm địa mạo, hình thái các cửa sông được phân thành 2 loại: Cửa
sông delta, lấn biển và loại cửa sông hình phễu Estuary.
 Dựa trên các giai đoạn phát triển cửa sông được phân chia ra: Cửa sông trẻ, cửa
sông đang phát triển và cửa sông đã trưởng thành.
 Dựa vào chế độ bùn cát chia ra các loại: Cửa sông có nhiều bùn cátρ> 0,2 kg/m3
và cửa sông có ít hoặc rất ít bùn cát ρ < 0,16 kg/m3, cửa sông có bùn cát 0,16 ≤
ρ ≤ 0,2 kg/m3 là cửa sông quá độ.
 Dựa theo đặc trưng hình thái các val, bar (bãi bồi ngầm) cửa sông, có thể chia
ra 4 loại: Cửa sông có bar phát triển dạng lưỡi liềm, cửa sông có bar phát triển
dạng doi kéo dài, cửa sông có bar phát triển dạng đảo chắn và cửa sông có bar
phát triển dạng hướng tâm phân chia lòng dẫn chính.
 Dựa trên dấu hiệu hoạt động kiến tạo khu vực, các cửa sông được chia ra hai
loại: VCS có hoạt động kiến tạo mạnh và VCS có hoạt động kiến tạo yếu.
 Dựa trên đặc điểm tác động của chế độ thủy – hải văn, chia ra 2 loại: Cửa sông
ven biển hở (hay đại dương) và cửa sông ven biển kín (hay biển nội địa).
 Dựa vào đặc tính thủy triều, chia ra 2 loại: VCS có triều và VCS vô triều.
8


 Dựa theo mức độ tương tác của các yếu tố động lực sông - biển, có thể chia ra:
cửa sông chịu tác động của các yếu tố biển là chính và cửa sông chịu tác động
của các yếu tố sông là chính.
Nhìn chung, tất cả các cách phân loại kể trên ít hay nhiều đều xét tới các yếu tố động
lực VCSVB một cách trực tiếp hay gián tiếp.

Thực chất 2 nguyên tắc phân loại cửa sông ở trên chủ yếu dựa vào hệ quả và mức độ
tác động của các yếu tố động lực, song cũng chỉ ra được 10 dạng cửa sông thuộc 3 loại
cửa sông chính ở Việt Nam: cửa sông lõm (Estuary), cửa sông phẳng (Liman) và cửa
sông lồi (Delta).
Cửa sông lõm (kiểu Estuary) gồm có hai dạng chính:
Dạng có bãi bồi phát triển thành doi, bar hay val cát thẳng góc với đường bờ, dòng
triều đóng vai trò chính, bờ biển thuộc kiểu mài mòn - hoà tan với nhiều vũng, vịnh
ven bờ.Dạng này có mặt chủ yếu ở ven biển Quảng Ninh - Hải Phòng như cửa sông
Đầm Hà, Hà Cối, cửa Nam Triệu...
Dạng có bãi bồi phát triển thành cồn, bãi ngầm hẹp ở ven bờ, bờ biển thuộc loại mài
mòn, sóng và dòng chảy ven bờ đóng vai trò chính trong quá trình phát triển cửa sông.
Các cửa dạng này thường có mặt ở ven biển Nghệ An - Hà Tĩnh như cửa Lò, cửa Hội...
Cửa sông phẳng (kiểu Liman) có hai dạng:
+ Dạng có bãi bồi phát triển thành val cát chắn cửa, song song với đường bờ như cửa
Đà Nông, cửa Đà Rằng.
+ Dạng phát triển cồn ngầm, đảo chắn như cửa Trà Khúc, Cửa Đại (sông Thu Bồn).
Hai dạng cửa sông này thường phát triển ở ven biển Trung Bộ, bờ biển thuộc nhóm
mài mòn - san bằng, ít nguồn bồi tích, dòng chảy ven bờ đóng vai trò chính trong quá
trình phát triển cửa sông.
Cửa sông lồi (kiểu Delta) có ba dạng chính
Thường bãi bồi cửa sông phát triển thành doi, bar đảo, cồn ngầm trước cửa sông hoặc
kéo dài dọc bờ. Bờ biển cửa sông thuộc loại tích tụ - mài mòn, yếu tố sông suối đóng
9


vai trò động lực chính trong quá trình phát triển cửa sông. Các dạng cửa sông lồi (kiểu
Delta) có mặt chủ yếu ở dải ven biển của đồng bằng châu thổ Bắc Bộ, Nam Bộ và
đồng bằng ven biển Thanh Hoá.
- Dạng phát triển đảo chắn trước cửa sông như cửa Ba Lạt, cửa Trà Lý.
- Dạng phát triển doi (bar bờ) kéo dài từ bờ như cửa Đáy, cửa Tiểu (sông Tiền Giang),

cửa Đại (sông Tiền Giang).
- Dạng phát triển bãi ngầm trước cửa sông như cửa Văn Úc, cửa Lạch Trào.
Theo cách phân chia này cho thấy mỗi một dạng hay một kiểu cửa sông đều có một
quy luật phát triển riêng biệt. Trong cùng một loại cửa sông tuy chúng khác nhau về
kích cỡ nhưng thường có cùng một quy luật phát triển tương tự. Các cửa sông lồi
(Delta) thường phát triển nhanh hơn các cửa sông lõm (Estuary) rất nhiều. Các cửa
sông có sườn bờ ngầm, vùng thềm biển nông thoải thường phát triển thuận lợi hơn
vùng có sườn bờ ngầm dốc. Ở ven biển đồng bằng châu thổ (Delta) thường phát triển
các cửa sông lồi, ngược lại cửa sông lõm thường có mặt ở khu vực đồng bằng ven biển
chậm phát triển hoặc bị biển lấn, bờ biển có dạng vũng, vịnh... nơi có nguồn bồi tích
sông ít. Trên dải ven biển Việt Nam có thể chia ra ba khu vực, mỗi khu vực tương ứng
với một loại cửa sông, đặc trưng cho một chế độ động lực riêng biệt, quyết định cho sự
tồn tại và phát triển của loại cửa sông ở đó. Tính đa dạng các loại kiểu, dạng cửa sông
phản ánh mối tương tác phức tạp giữa các yếu tố động lực sông - biển và điều kiện địa
lý tự nhiên riêng khu vực. Đó là những đặc thù cơ bản của các VCS nhiệt đới có triều
ở Việt Nam.
Dựa vào đặc điểm hình thái và động lực phát triển địa hình, có thể nhận định cửa sông
Nhật Lệ thuộc cửa sông kiểu Delta (cửa sông lồi). Đường bờ biển ở đây kéo dài theo
phương Tây Bắc – Đông Nam, bờ biển chủ yếu được thành tạo bởi các cồn, val cát kéo
dài cùng phương với đường bờ. Bờ biển ở đây còn được gọi là bờ biển xói lở - tích tụ do
quá trình xói – bồi thường xảy ra ở các bãi ven biển và biến động theo mùa.

10


1.2. Tình hình nghiên cứu vùng cửa sông trong và ngoài nước
1.2.1. Tình hình nghiên cứu vùng cửa sông trên thế giới.
Do có vai trò quan trọng trong lịch sử hình thành và phát triển kinh tế - xã hội từ lâu
cửa sông đã là đối tượng nghiên cứu, khai thác phục vụ cho đời sống của con người.
Các nghiên cứu vùng cửa sông ven biển làm cơ sở để tính toán diễn biến vùng cửa

sông chủ yếu tập trung vào: Nghiên cứu động lực sóng, triều, dòng chảy và xâm nhập
mặn; nghiên cứu quá trình vận chuyển bùn cát và bồi, xói, diễn biến hình thái.... và
nghiên cứu về ngập lụt do bão, lũ. Các vấn đề trên đều đã được nghiên cứu nhiều qua
mô hình vật lý và mô hình toán.
Trên thế giới, nghiên cứu thủy động lực học đã có nhiều thành tựu và được phân theo
các hướng như bán kinh nghiệm, thực nghiệm, mô hình,... Các mô hình thủy động lực
được đặt cơ sở trên việc sơ đồ hóa một hay nhiều chiều.
Những nghiên cứu có tính chất phương pháp luận đánh giá chế độ động lực vùng cửa
sông ven biển được nghiên cứu từ cuối thế kỷ XIX đến giữa thế kỷ XX, điển hình là
các công trình nghiên cứu của N. Ya. Danilevxki (1869), I. V. Xamoilov (1952), T.
Elliot (1977) [31], A. Volker (1966) [39],... Những công trình này chủ yếu tập trung
nghiên cứu các diễn biến về động lực vùng cửa sông ven bờ và tìm sự liên hệ về động
lực của các quá trình tương tác sông - biển có xét đến tác động của con người.
Mặc dù vậy các phương pháp luận nghiên cứu động lực cửa sông và các phương pháp
tính toán diễn biến lòng dẫn cho đến nay vẫn còn nhiều hạn chế nhất định.
Vào cuối thế kỷ XX đã xuất hiện hàng loạt các công trình nghiên cứu tính toán dự tính
thủy triều vùng ven biển, cửa sông [6], [7], [8]. Đáng chú ý là các công trình nghiên
cứu quá trình thủy triều, xâm nhập mặn vào trong sông, tương tác giữa thủy triều –
nước dâng – lũ [5].
Những năm gần đây, vấn đề nghiên cứu tổng hợp các loại rủi ro thiên tai như xói lở,
bồi tụ, lũ lụt cũng như bồi lấp và dịch chuyển lòng dẫn của sông tại các VCS ven biển
đã được hầu hết các nước trên thế giới quan tâm, đặc biệt là các nước có biển. Các
nghiên cứu ngày càng hoàn thiện về phương pháp, cách tiếp cận tổng hợp, độ chính
11


xác trong tính toán không ngừng được nâng cao và là công cụ hữu hiệu trong việc
nghiên cứu về các thiên tai, diễn biến VCS ven biển. Ngoài ra, ở các nước phát triển đã
nắm bắt được qui luật, diễn biến hình thái khu vực ven biển cửa sông đã chủ động
phòng chống xói lở, bồi tụ bờ biển cửa sông, chinh phục các cửa sông, đã xác định

được nguyên nhân và đề xuất các giải pháp phòng chống hữu hiệu. Ở các nước đang
phát triển vấn đề xói lở, bồi tụ khu vực cửa sông, trị thuỷ lòng dẫn sông, thoát lũ cửa
sông được đặt lên hàng đầu, song do tài liệu điều tra cơ bản còn thiếu nên còn bị động
trước thiên tai xói lở, bồi tụ và biện pháp ứng phó chủ yếu là nạo vét, làm kè mỏ hàn ...
Hiện nay trên thế giới đã xây dựng và sử dụng khá thành công các mô hình số trị thuỷ
động. Ở Đan Mạch và trên 30 nước đã sử dụng mô hình MIKE với các mô đun phụ trợ
để mô phỏng các quá trình động lực như: mô đun phổ sóng MIKE 21 SW [37] để xác
định trường sóng và ứng suất tán xạ sóng; mô đun MIKE 21 HD [34] để xác định
trường dòng chảy; mô đun MIKE 21 MT [35] để tính toán vận chuyển bùn và cát mịn;
mô đun vận chuyển cát rời MIKE 21 ST [36]. Các mô đun này được sử dụng để phục
vụ cho việc chỉnh trị luồng tàu, phòng chống sa bồi. Mô hình DELFT 3D (Hà Lan)
được sử dụng rộng rãi để tính toán dòng chảy vận chuyển bùn cát vùng cửa sông và
tính toán lan truyền ô nhiễm. Mô hình Hydro-GIS, MECCA (Mỹ) cũng được sử dụng
rộng rãi để tính toán dự báo lượng vận chuyển bùn cát và cảnh báo khả năng bồi - xói
ở vùng cửa sông ven biển.
Nhờ các mô hình số trị thuỷ động được hiệu chỉnh và kiểm định kỹ càng với các điều
kiện thuỷ thạch động lực địa phương tại khu vực nghiên cứu nên đã dự báo được lượng
sa bồi và xói lở hàng năm tại tuyến luồng vào cảng và ảnh hưởng của chúng tới biến
động đáy và môi trường sinh thái vùng nghiên cứu và kế cận. Tại Mỹ một chương
trình nghiên cứu rất lớn về động lực các cửa sông, lạch triều và luồng lạch (CIRP) đã
được tiến hành từ nhiều năm nay. Tại Anh đã triển khai một chương trình nghiên cứu
tương tác sông - biển trong đó có phần nghiên cứu về biến động luồng lạch vào cảng
cửa sông. Một số nước EU và Ucraina đã nghiên cứu để khơi thông luồng vào cửa
sông Dunai. Ở các nước có cảng lớn nằm sâu trong vùng cửa sông (Hà Lan, Nga,
Nhật...) người ta đã chủ động nắm được quá trình sa bồi luồng và với chế độ duy tu,
nạo vét hợp lý có thể đảm bảo cho các loại tàu có trọng tải lớn ra vào theo kế hoạch
12


định trước.

Nhiều nước trên thế giới, trên cơ sở các mô hình động lực vận chuyển bùn cát đã sử
dụng biện pháp công trình (đê, kè) hướng dòng ngăn cát kết hợp với nạo vét nhằm
chống sa bồi và ổn định luồng tàu cửa sông. Một số công trình thực tế chỉnh trị luồng
tàu cửa sông đã được một số nước xây dựng khá thành công như ở Mỹ trong 58 cửa
sông có luồng tàu thì có tới 26 cửa sông xây dựng đê hướng dòng ngăn cát ở hai phía
luồng, 5 cửa xây đê một phía luồng. Ở Nhật Bản, 72 trong số 139 cửa sông có luồng
tàu được xây dựng đê chắn cát. Để chống bồi lấp luồng tàu vào cảng cửa sông Dunai,
người ta đã xây dựng 2 đê chắn cát song song ở 2 phía luồng, kéo dài bar chắn cửa đến
độ sâu 6,5 m, cắt các đoạn sông quá cong và nạo vét duy trì độ sâu luồng.
Jean - Francois Desprats et al., (2010) đã sử dụng công cụ GIS để tính toán và đưa ra
mối hiểm họa cho người dân sống ở vùng ven bờ biển do sóng thần, mực nước biển
dâng và xói lở để giúp cho các nhà quản lý hoạch định kế hoạch sử dụng đất đai và
phát triển khu dân cư ven bờ biển.
Các công trình nghiên cứu về sa bồi luồng tàu, xói lở và bồi tụ bờ biển, cửa sông được
xuất bản trên các tạp chí định kỳ như: Jourual of coastal research (CERF - Mỹ),
Natural disaster (Nhật), Proceeding của các hội thảo. Coastal Enginearing (Mỹ),
Bordomer (Pháp), Estuarine, Coastal and shelf science...
Có thể dễ dàng nhận thấy, ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là Mỹ, Anh, Pháp, Nga,
Hà Lan, Đan Mạch, Bungari, Nhật... đã khá thành công trong việc sử dụng các mô
hình động lực vận chuyển bùn cát kết hợp với công nghệ viễn thám và GIS để dự báo
diễn biến luồng lạch cửa sông và sa bồi luồng tàu. Song do điều kiện tự nhiên và điều
kiện kinh tế khác nhau nên việc áp dụng các thành quả của các nước trên thế giới vào
Việt Nam cũng còn nhiều hạn chế và khó khăn.
Tóm lại, những vấn đề và nội dung chính được các nước trên thế giới nghiên cứu về
cửa sông là:
-

Phân loại, phân đoạn cửa sông.

-

Sự hình thành và phát triển bar chắn cửa sông.
13


-

Bồi lắng trong luồng tàu cửa sông.

-

Vận chuyển bùn cát trong các đoạn cửa sông.

-

Ngập lụt VCS và ven bờ biển.

-

Mô hình hóa các hiện tượng thủy thạch động lực học VCS (trường sóng,
triều, dò.ng chảy, bùn cát...).

1.2.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước.
Lịch sử nghiên cứu vùng cửa sông ven biển nước ta gắn liền với lịch sử chinh phục
thuỷ lợi, quai đê lấn biển khai khẩn đất đai miền duyên hải, được bắt đầu từ triều đại
phong kiến nhà Trần (1248), nhà hậu Lê (1708), đáng chú ý nhất là công cuộc khai
khẩn nổi tiếng do Nguyễn Công Trứ lãnh đạo (năm 1828 - 1830) ở vùng ven biển cửa
sông Hồng và lập ra hai huyện mới là Tiền Hải (tỉnh Thái Bình) và huyện Kim Sơn
(tỉnh Ninh Bình). Cho đến nay, việc nghiên cứu chỉnh trị cửa sông, bờ biển vẫn là vấn
đề thời sự, cấp bách ở nước ta và còn phải tiến hành lâu dài trong nhiều thập kỷ nữa để

không chỉ giảm nhẹ thiên tai mà còn khai thác, phát triển tiềm năng kinh tế biển phục
vụ phát triển kinh tế - xã hội trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước [3].
Trong nhiều năm gần đây, ở nước ta quá trình bồi - xói bờ biển, bồi lấp cửa sông là
dạng thiên tai nặng nề xảy ra ở cả ba miền, diễn biến hết sức phức tạp, gây thiệt hại rất
lớn về người và của, để lại hậu quả lâu dài về kinh tế - xã hội và môi trường sinh thái.
Bồi tụ cửa sông, thành tạo nên các bãi bồi quí giá cho nhiều vùng, song nhiều nơi cũng
trở thành tai biến nghiêm trọng gây ra sa bồi luồng tàu, bến cảng, bồi lấp cửa sông làm
giảm khả năng thoát lũ, làm ngập lụt trên diện rộng, ngọt hoá các đầm phá, vũng
vịnh... Hàng năm Nhà nước phải chi một lượng kinh phí lớn để khắc phục, phòng
chống và cứu hộ cũng như việc duy tu nạo vét phòng tránh bồi lấp, sạt lở ở các cảng
cửa sông.
Nhận thức rõ tính bức xúc và tầm quan trọng của vấn đề sa bồi luồng tàu, xói lở và bồi
tụ cửa sông, Nhà nước và một số Bộ, ngành, địa phương đã cho triển khai một loạt các
chương trình đề tài, dự án nhằm điều tra, nghiên cứu các quá trình động lực vận
chuyển bùn cát; xác định nguyên nhân xói lở, bồi tụ; theo dõi diễn biến ở các vùng

14


trọng điểm; xây dựng các luận cứ khoa học cho các giải pháp phòng chống khắc phục.
Ngoài những đề tài, chương trình do nhà nước đầu tư nêu trên còn có các nghiên cứu
chuyên sâu dưới dạng các luận án khoa học, những công trình khoa học này tập trung
chủ yếu ở các lĩnh vực thủy văn – thủy lực, thủy văn công trình, địa lý – địa chất, thủy
văn cửa sông, hải dương...
Về nghiên cứu thủy văn cửa sông, những công trình có giá trị khoa học phải kể đến
Nguyễn Văn Cư (1979, 1990) [5] nghiên cứu dòng chảy và nước dâng trong bão và
động lực các VCS Việt Nam; Nguyễn Ngọc Thụy (1985, 1995) [20] nghiên cứu thủy
triều và nước dâng trong bão ở biển và cửa sông Việt Nam, Nguyễn Thị Thảo Hương
(2000) [15], Lê Đình Thành (2010) [19], Trần Thanh Tùng (2011) [21]…
Các công trình nghiên cứu về VCS ven biển nước ta có sử dụng mô hình toán khá

nhiều chúng được bắt đầu phát triển từ khoảng giữa thập niên 80 của thế kỷ XX. Hầu
hết các mô hình, phần mềm trước đây do các nhà khoa học của Việt Nam xây dựng,
thiết lập vẫn còn nhiều hạn chế nên các kết quả nghiên cứu còn khá khiêm tốn . Ngoài
ra còn các nguyên nhân khác, do các trạm quan trắc ở dải ven biển và ngoài khơi ở
nước ta thưa thớt; số liệu thực đo thường rất ngắn và thiếu không đồng bộ làm cho
hiệu chỉnh mô hình khó được kiểm chứng chính xác. Hơn nữa chúng ta cũng chưa có
phòng thí nghiệm hiện đại để có thể mô phỏng được các quá trình thủy động lực cho
một khu vực cụ thể. Do đó, các kết quả tính toán bằng mô hình của chúng ta rất khó
được kiểm chứng trên cả hai phương diện trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện
trường.
Trong những năm gần đây đã có nhiều chương trình, đề tài, đề án cấp nhà nước và dự
án hợp tác Quốc tế tiến hành nghiên cứu các quá trình thủy – thạch động lực và bồi tụ xói lở ở vùng ven biển, cửa sông nước ta có thể kể đến các đề tài như KC.09.04 đã ứng
dụng mô hình WAM, STWAVE để dự báo sóng. Trong hai năm (1999 – 2001) nhà
nước đã cho triển khai 8 đề tài về nghiên cứu sạt lở bờ sông, bờ biển trong đó có 3 đề
tài nghiên cứu về hiện tượng sạt lở bờ biển là KHCN- 5A (miền Bắc) do viện Tài
nguyên và Môi trường chủ trì, KHCN-5B (miền Trung) do Viện Địa Lý chủ trì,
KHCN – 5C (miền Nam) do Viện Hải dương học Nha Trang chủ trì. Trong chương
trình KC - 08 giai đoạn 2006 - 2010 có hai đề tài: KC - 08.07 do Trường Đại học Thủy
15


lợi chủ trì thực hiện, KC-08.10 do Viện Địa lý chủ trì thực hiện. Các đề tài này, ngoài
việc khảo sát đo đạc bổ sung ngoài hiện trường đã xây dựng và ứng dụng các mô hình
toán như bộ mô hình MIKE -21, SEDTRAN, STWAVE – WABED, DELFT -3D,
GENESIS... để tính toán, xác định trường động lực sóng, dòng chảy và vận chuyển
bùn cát, dự báo sa bồi luồng tàu, biến động đường bờ biển, cửa sông... nhằm lý giải
các nguyên nhân, cơ chế gây bồi lắng luồng tàu, bồi lấp và dịch chuyển lòng dẫn cửa
sông ở Hải Phòng và các tỉnh ven biển miền Trung nước ta để từ đó đề xuất các giải
pháp khắc phục, giảm thiểu và ổn định cửa sông trong VNC.
Các chương trình, đề tài, đề án nghiên cứu kể trên đã thu được nhiều kết quả có giá trị

về mặt khoa học và thực tiễn góp phần không nhỏ vào việc chỉnh trị cửa sông, bờ biển
giảm nhẹ rủi ro thiên tai xói lở - bồi tụ. Ở phương diện giải quyết cụ thể từng vấn đề
như động lực, xói lở, ngập lụt, biến động bờ biển, lòng dẫn như đã nêu ở trên về cửa
sông, vùng ven bờ biển nước ta đã được nghiên cứu khá nhiều trong những năm gần
đây và đã có những công trình tiếp cận được với trình độ KH&CN tiên tiến trên thế
giới. Song do hạn chế về mục tiêu, nội dung nghiên cứu và kinh phí cũng như thiết bị
đo đạc, công cụ nghiên cứu nên nhiều vấn đề về diễn biến cửa sông, đường bờ biển
vẫn chưa được giải quyết thoả đáng, sự liên kết giữa các vùng cũng hạn chế. Việc xác
định nguyên nhân, quy luật và cơ chế của quá trình bồi tụ - xói lở ở các vùng cửa sông
mới còn ở mức định tính, chưa đánh giá được định lượng các yếu tố tác động chính
nên nhiều giải pháp tình thế đưa ra còn mang nặng tính cục bộ, tạm thời, phòng chống
xói lở - bồi tụ ở khu vực này lại xảy ra tai biến ở các vùng kế cận... Ngoài ra, hệ thống
trang thiết bị khảo sát đo đạc phục vụ nghiên cứu của ta chưa đầy đủ, thiếu đồng bộ.
Các số liệu đầu vào cho các mô hình tính toán dự báo diễn biến cửa sông, bờ biển còn
thiếu và độ chính xác chưa cao. Còn ít kinh nghiệm trong việc xây dựng phương pháp
luận nghiên cứu, tính toán dự báo diễn biến cửa sông, đường bờ biển, quản lý tổng hợp
vùng bờ và khai thác sử dụng hợp lý vùng ven biển. Nhất là trong bối cảnh biến đổi
khí hậu đang diễn ra trên toàn bộ dải ven biển của Việt Nam hiện nay thì việc nghiên
cứu nguyên nhân, làm sáng tỏ qui luật diễn biến hình thái vùng ven biển cửa sông
nước ta càng cần phải chú trọng hơn nữa. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu làm gia tăng
các mối đe dọa thông qua sự dâng lên của mực nước biển và thay đổi các yếu tố thành
phần của khí hậu. Theo kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam của
16


Bộ Tài nguyên và Môi trường năm 2012 cho thấy, nếu nước biển dâng 1,0 m sẽ có
khoảng 39% diện tích đồng bằng sông Cửu Long, trên 10% diện tích vùng đồng bằng
sông Hồng và Quảng Ninh, trên 2,5% diện tích thuộc các tỉnh ven biển miền Trung và
trên 20% diện tích Thành phố Hồ Chí Minh có nguy cơ bị ngập; gần 35% dân số thuộc
các tỉnh vùng đồng bằng sông Cửu Long, trên 9% dân số vùng đồng bằng sông Hồng

và Quảng Ninh, gần 9% dân số các tỉnh ven biển miền Trung và khoảng 7% dân số
Thành phố Hồ Chí Minh bị ảnh hưởng trực tiếp; trên 4% hệ thống đường sắt, trên 9%
hệ thống quốc lộ và khoảng 12% hệ thống tỉnh lộ của Việt Nam sẽ bị ảnh hưởng. Quá
trình dâng lên của mực nước biển đã thúc đẩy quá trình phá huỷ bờ và gây nhiễm mặn
vào các đồng bằng ven biển cũng như mức độ ngập lụt lâu dài của vùng hạ lưu. Hậu
quả của nó sẽ làm cho hệ sinh thái ven biển bị phá huỷ, nhiều công trình ven biển như
đê, đập, cầu cảng, khu du lịch... bị tàn phá. Tốc độ vận chuyển bùn cát sẽ tăng, có thể
gây bồi lấp các cửa sông đang ở trạng thái ổn định và chắn các cửa ra vào của các cảng
biển.
1.2.3. Tình hình nghiên cứu ở vùng cửa sông Nhật Lệ.
Có thể nói các công trình nghiên cứu VCS trong và ngoài nước đã đạt được những thành
tựu nhất định, được ứng dụng rộng rãi trong việc quy hoạch thiết kế các công trình: thủy
lợi (đê, kè, đập), giao thông (cầu tầu, bến cảng, luồng tầu), các công trình quai đê lấn
biển, khai thác tài nguyên thiên nhiên VCS ven biển. Song, chúng ta thấy rằng những
vấn đề phương pháp luận về động lực ở VCS cho đến nay vẫn chưa được nghiên cứu
hoàn chỉnh... Mặt khác, do quá trình động lực VCS rất phức tạp, không chỉ áp dụng các
phương pháp nghiên cứu truyền thống mà cần phải sử dụng cả các phương pháp nghiên
cứu hiện đại. Đặc biệt, ở Việt Nam, xói lở bờ biển, cửa sông là dạng thiên tai nặng nề
xảy ra ở cả 3 miền, diễn biến hết sức phức tạp, gây thiệt hại lớn cả về người và của. Hơn
nữa, vùng cửa sông ven biển lại có chế độ dòng chảy phức tạp do vừa chịu tác động của
dòng chảy trong sông ra vừa chịu tác động của dòng triều từ ngoài khơi vào nên đã làm
ảnh hưởng tới độ thủy động lực ở đây.
Hiện nay, ở dải ven biển miền Trung cũng có một số các công trình nghiên cứu về cửa
sông Nhật Lệ nói riêng và cửa sông tỉnh Quảng Bình nói chung như công trình nghiên
cứu: “Nghiên cứu động lực vùng cửa sông ven biển thuộc đề tài KC.09.05 (200117