Sử dụng mô hình Mike 21 đánh giá quá trình lan truyền nhiệt vùng cửa sông Trà Lý dưới ảnh hưởng của nhà máy nhiệt điện Thái Bình 2

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

HỒNG THỊ HẰNG NGA

SỬ DỤNG MƠ HÌNH MIKE 21 ĐÁNH GIÁ Q TRÌNH LAN
TRUYỀN NHIỆT VÙNG CỬA SƠNG TRÀ LÝ DƯỚI ẢNH
HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN THÁI BÌNH 2

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2013


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

HỒNG THỊ HẰNG NGA

SỬ DỤNG MƠ HÌNH MIKE 21 ĐÁNH GIÁ Q TRÌNH LAN
TRUYỀN NHIỆT VÙNG CỬA SƠNG TRÀ LÝ DƯỚI ẢNH
HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN THÁI BÌNH 2
Chuyên ngành: Hải dương học
Mã số: 60 44 02 28

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS: Nguyễn Thọ Sáo

Hà Nội – 2013
2


LỜI CẢM ƠN.
Nghiên cứu này được thực hiện trong khuôn khổ đề tài luận văn tốt nghiệp
lớp cao học chuyên ngành Hải Dương học, khóa 2011-2013 tại khoa Khí tượng,
Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên.
Trong q trình tham gia khóa học, học viên đã nhận được sự chỉ dạy tận
tình của các thầy trong Bộ môn Hải dương học cho các môn học chuyên ngành. Học
viên xin trân trọng cảm ơn các Thầy về những kiến thức đã được truyền thụ thông
qua các môn học.
Luận văn này được thực hiện từ tháng 1-2013 đến tháng 12 năm 2013, trong
quá trình nghiên cứu để đi đến những kết quả trong luận văn này, học viên ln
nhận được sự hướng dẫn rất tận tình, những gợi ý, chỉ dẫn và khích lệ quý báu của
PGS. TS. Nguyễn Thọ Sáo (Khoa KTTV và HDH, Đại học KHTN-ĐHQGHN), học
viên xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy về những hỗ trợ đó.
Học viên cũng xin chân thành cảm ơn Trung tâm động lực học thủy khí mơi
trường cùng các cán bộ trung tâm đã luôn dành thời gian giải đáp, thảo luận một số
vấn đề học viên khúc mắc liên quan đến ứng dụng mơ hình trong q trình thực
hiện luận văn này.
Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cơ khác trong bộ mơn Hải
dương học, Văn phịng khoa KTTV và HDH, các bạn đồng nghiệp đã quan tâm
động viên và tạo điều kiện thuận lợi nhất để học viên hồn thành nhiệm vụ của
mình.
Trong q trình học tập và thực hiện luận văn, chắc không tránh khỏi
những thiếu sót, rất mong những ý kiến đóng góp của các thầy và các đồng nghiệp
để học viên hoàn thiện luận văn.
Hà Nội, ngày 1 tháng 12 năm 2013

Học viên

3


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH
DANH MỤC BẢNG BIỂU
LỜI CẢM ƠN
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU .............................. 1
1.1 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu ........................................... 8
1.2 Đặc điểm khí tượng thủy văn Thái Bình. ...................................... 10
1.2.1 Nhiệt độ khơng khí ......................................................................... 11
1.2.2 Độ ẩm khơng khí ............................................................................ 12
1.2.3 Nắng và bức xạ ............................................................................... 14
1.2.4 Hướng gió và tốc độ gió ................................................................. 15
1.2.5 Lượng mưa...................................................................................... 16
1.2.6 Chế độ bão ...................................................................................... 17
1.3 Chế độ thuỷ văn .............................................................................. 17
1.3.1 Chế độ thủy triều ............................................................................ 17
1.3.2 Chế độ dòng chảy ........................................................................... 18
1.3.3 Chế độ sóng, gió. ............................................................................ 19
CHƯƠNG 2: TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ............................................. 21
2.1 Tài liệu .............................................................................................. 22
2.1.1 Địa hình vùng nghiên cứu............................................................... 22
2.1.2 Số liệu khí tượng, thủy văn. ............................................................ 22
2.2 Phương pháp .................................................................................... 25
2.3 Thiết lập mơ hình tính tốn ............................................................ 30
2.4 Các kịch bản ..................................................................................... 35

1


CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ TÍNH TỐN. ......................................................... 37
3.1 Mùa khơ ............................................................................................ 38
3.1.1 Phương án 1: Q=60m3/s W=45o ..................................................... 39
3.1.2 Phương án 2: Q=24m3/s, W=45o .................................................... 44
3.1.3 Phương án 3: Q=60m3/s, no wave .................................................. 46
3.1.4 Phương án 4: Q=24m3/s, no wave .................................................. 49
3.1.3 Phương án 5: Q=60m3/s, W=90o .................................................... 50
3.1.6 Phương án 6: Q=24m3/s, W=90o .................................................... 52
3.2 Mùa mưa ........................................................................................... 56
3.2.1 Phương án 7: q=60m3/s, w=135o .................................................... 58
3.2.2 Phương án 8: q=24m3/s, w=135o .................................................... 60
3.2.3 Phương án 9: Q=60m3/s, W=90o .................................................... 61
Phương án 10: Q=24m3/s, W=90o ................................................. 61
3.2.4 Phương án 11: Q=60m3/s, No wave ............................................... 63
Phương án 12: Q=24m3/s, No wave .............................................. 63
KẾT LUẬN
PHỤ LỤC

2


Danh mục các hình.
Hình 1: Địa hình vịnh Bắc Bộ ......................................................................................... 9
Hình 2: Địa hình sơng Trà Lý ......................................................................................... 9
Hình 3: Bản thiết kế nhà máy........................................................................................ 10
Hình 4: Diễn biến nhiệt độ trung bình nhiều năm theo các tháng ................................ 12
Hình 5: Sự thay đổi độ ẩm tương đối trung bình các tháng trong năm......................... 13

Hình 6: Tổng số giờ nắng trung bình tháng trong tháng của năm ................................ 15
Hình 7: Lượng mưa trung bình tháng của tỉnh Thái Bình ............................................ 17
Hình 8: Địa hình vùng nghiên cứu ................................................................................ 22
Hình 9: Trường gió........................................................................................................ 23
Hình 10: Chuỗi số liệu mực nước thực đo tại trạm Thái Bình-sơng Trà Lý từ năm
1990-2010 .................................................................................................... 24
Hình 11: Lưu lượng nước sơng ..................................................................................... 25
Hình 12: Lưới tính tốn ................................................................................................. 30
Hình 13: Đồ thị trường nhiệt độ nước trung bình tháng ............................................... 31
Hình 14: Mực nước thực đo .......................................................................................... 34
Hình 15: Đường quá trình mực nước thực đo và tính tốn trạm Định Cư .................... 35
Hình 16: Mực nước tính tốn phương án 1 ................................................................... 40
Hình 17: Lan truyền nhiệt trong pha triều lên kỳ triều cường ...................................... 41
Hình 18: Lan truyền nhiệt trong pha triều xuống kỳ triều cường ................................. 41
Hình 19: Đồ thị so sánh diện tích chênh lệch nhiệt độ khi triều lên và triều xuống ..... 42
Hình 20: Lan truyền nhiệt trong pha triều lên kỳ triều yếu.......................................... 42
Hình 21: Lan truyền nhiệt trong pha triều xuống kỳ triều yếu ..................................... 43
Hình 22: So sánh diện tích lan truyền nhiệt .................................................................. 43
Hình 23: Diện tích lan truyền nhiệt (km2)..................................................................... 44
Hình 24: Q trình lan truyền nhiệt trong các pha triều ............................................... 45
Hình 25: So sánh diện tích truyền nhiệt (km2) .............................................................. 46
Hình 26: Đường mực nước và vận tốc .......................................................................... 47
Hình 27: Quá trình lan truyền nhiệt trong các pha triều ............................................... 48
3


Hình 28: So sánh diện tích lan truyền nhiệt .................................................................. 49
Hình 29: Quá trình lan truyền nhiệt trong các pha triều ............................................... 49
Hình 30: So sánh diện tích lan truyền nhiệt .................................................................. 50
Hình 31: Quá trình lan truyền nhiệt trong các pha triều ............................................... 51

Hình 32: So sánh diện tích lan truyền nhiệt .................................................................. 52
Hình 33: Quá trình lan truyền nhiệt trong các pha triều ............................................... 53
Hình 34: Quá trình lan truyền nhiệt trong các pha triều ............................................... 59
Hình 35: Quá trình lan truyền nhiệt trong các pha triều ............................................... 61
Hình 36: Quá trình lan truyền nhiệt trong các pha triều ............................................... 62
Hình 37: Quá trình lan truyền nhiệt trong các pha triều ............................................... 63
Hình 38: Quá trình lan truyền nhiệt trong các pha triều ............................................... 64

4


Danh mục các bảng biểu.
Bảng 1: Nhiệt độ khơng khí .......................................................................................... 11
Bảng 2: Độ ẩm khơng khí trung bình các tháng, năm từ 2006-2010 ............................ 12
Bảng 3: Số giờ nắng trung bình nhiều năm của các tháng giai đoạn 2006-2010.......... 14
Bảng 4: Lượng mưa trung bình năm tại tỉnh Thái Bình giai đoạn 2006-2010 ............. 16
Bảng 5: Khoảng cách xâm nhập mặn tại các cửa sông (km) ........................................ 18
Bảng 6: Lưu lượng dịng chảy trung bình tại một số cửa sông của vùng Đơn vị:
m3/s .............................................................................................................. 19
Bảng 7:Tần suất hướng và độ cao sóng tại Hịn Dáu 1970-2011 ................................. 21
Bảng 8: Trường nhiệt độ nước biển theo thời gian khu vực sông Trà Lý năm
2006 – 2013. ................................................................................................ 31
Bảng 9: Mực nước tại Định Cư và Thái Bình (2002-2006) .......................................... 34
Bảng 10: Các kịch bản .................................................................................................. 36
Bảng 11: Các kịch bản tính tốn mùa khơ. ................................................................... 38
Bảng 12: Bảng tổng hợp phương án 1 .......................................................................... 44
Bảng 13: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 2 .................................................. 46
Bảng 14: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 3 .................................................. 48
Bảng 15: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 4 .................................................. 50
Bảng 16: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 5 .................................................. 51

Bảng 17: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 6 .................................................. 53
Bảng 18: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án mùa khơ ...................................... 55
Bảng 19: Các kịch bản tính tốn mùa mưa ................................................................... 57
Bảng 20: So sánh mực nước, vận tốc 2 mùa ................................................................. 58
Bảng 21: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 7 .................................................. 60
Bảng 23: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 9 .................................................. 62
Bảng 24: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 11 ................................................ 64
Bảng 25: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 12 ................................................ 64

5


MỞ ĐẦU
Nhà máy nhiệt điện Thái Bình 2 là dự án quan trọng trong mục tiêu chiến
lược phát triển nguồn điện của Tập đồn Dầu khí Việt Nam đến năm 2015, định
hướng đến năm 2025. Đây cũng là dự án nguồn điện cấp bách thuộc tổng quy hoạch
điện VI đã được Chính phủ phê duyệt. Nhà máy nhiệt điện Thái Bình 2 có cơng suất
thiết kế 1.200MW với tổng mức đầu tư hơn 34.295 tỉ đồng, mỗi năm sản xuất được
6,739 tỉ kWh điện thương phẩm.
Đây là một trong 2 nhà máy điện thuộc Trung tâm nhiệt điện Thái Bình nằm
ở tả ngạn sông Trà Lý, cách cửa sông Trà Lý khoảng 3km về phía tây, nằm trên
diện tích 254.22 ha. Sự ra đời của nhà máy nhiệt điện Thái Bình 2 sẽ góp phần quan
trọng trong việc bổ sung một lượng công suất lớn cho hệ thống điện, đáp ứng một
phần nhu cầu tiêu thụ điện ngày càng tăng của hệ thống điện quốc gia Việt Nam giai
đoạn từ 2013 trở đi.
Bên cạnh việc cung cấp điện lưới quốc gia, xuất khẩu và dự trữ điện năng
phục vụ những nhu cầu thiết yếu để phát triển kinh tế thì việc sử dụng than đá làm
nhiên liệu đốt, quá trình lấy nước làm mát cho hệ thống tua bin của nhà máy rồi xả
ra khu vực cửa sông Trà Lý sẽ ít nhiều gây ảnh hưởng tới mơi trường và hệ sinh thái
dưới nước xung quanh cửa sông này.

Nước được lấy vào từ cửa sơng qua ống bình ngưng, làm mát các tua bin rồi
xả trở lại môi trường. Nước thải từ quá trình làm nguội thiết bị của nhà máy nhiệt
điện có lưu lượng lớn, loại nước thải này ít bị ô nhiễm, thường chỉ được làm nguội
và cho chảy thẳng ra nguồn nước mặt khu vực. Tuy nhiên nước xả từ lị hơi lại có
nhiệt độ, độ pH cao và có chứa một lượng nhỏ dầu mỡ, cặn lị khơng hồ tan, chất
vơ cơ dẫn đến làm giảm lượng oxi hòa tan, thay đổi nồng độ của các chất dinh
dưỡng cũng như các chất hòa tan dẫn đến thay đổi môi trường sống của các sinh vật
dưới nước. Đặc biệt sự thay đổi nhiệt độ trong nước có ý nghĩa rất lớn đối với
ngưỡng nhiệt cuả sinh vật, mức độ lan truyền và khuếch tán nhiệt ảnh hưởng trực
tiếp đối với hệ sinh thái trong môi trường nước.
6


Việc sử dụng các mơ hình số để tính tốn các trường hợp giả định sẽ đưa ra
bức tranh đầy đủ về quá trình lan truyền, khuếch tán nhiệt. Trên cơ sở đó cùng với
sự nhận thức được mức độ cấp thiết của vấn đề, học viên đã lựa chọn đề tài “Sử
dụng mơ hình Mike 21 đánh giá q trình lan truyền nhiệt vùng cửa sơng Trà
Lý dưới ảnh hưởng của nhà máy nhiệt điện Thái Bình 2”. Các kịch bản mô
phỏng sự lan truyền nhiệt với các giả thiết được nêu ra có thể đánh giá mức độ lan
truyền và ảnh hưởng của sự biến đổi nhiệt độ trong môi trường nước tới sinh vật
trong hệ sinh thái nước cửa sông Trà Lý.
Các kết quả nghiên cứu trong luận văn góp phần bổ sung thêm thơng tin
khoa học và nghiên cứu đánh giá vai trò, tác động của biến đổi nhiệt tới hệ sinh thái
môi trường nước.

7


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình 2 là dự án quan trọng thuộc Trung tâm Điện
lực Thái Bình. Theo thiết kế, nhà máy gồm 2 tổ máy với tổng cơng suất 1.200MW
do Tập đồn Dầu khí quốc gia Việt Nam giao cho Tổng công ty Điện lực dầu khí
làm chủ đầu tư. Nhà máy được đặt ở phía nam xã Mỹ Lộc, thuộc tả ngạn sơng Trà
Lý, cách cửa sơng 3 km về phía Tây, cách thành phố Thái Bình khoảng 20 km về
phía Đơng (hình 3).
Thái Bình nằm trong hệ tọa độ 20o17’-20o44’ vĩ độ Bắc, 106o06’-106o39’
kinh độ Đông. Từ Tây sang Đông dài 54km, từ Bắc xuống Nam dài 49km, có 3 mặt
giáp sơng, một mặt giáp biển, giữa tỉnh có sơng Trà Lý chảy qua chia tỉnh thành hai
miền Nam-Bắc. Diện tích tự nhiên 157200 ha, dân số Thái Bình là 1.8 triệu người,
địa hình tương đối bằng phẳng, có xu thế dốc dần từ Bắc xuống Đơng Nam, cao độ
trung bình từ 1-1.5m so với mực nước biển.
Vùng biển ven bờ của tỉnh Thái Bình bao gồm địa giới hành chính của các
huyện Tiền Hải và Thái Thụy. Với diện tích của vùng biển khoảng trên 500 km2,
bao gồm các bãi bồi, rừng ngập mặn, các cửa sông và vùng biển ven bờ với khoảng
cách xa bờ xấp xỉ là 10.8 km, chiếm khoảng 51% diện tích của tồn vùng. Vùng này
được bồi tụ phù sa hằng năm, có cao độ từ 0 đến 0.9 m, trải dần ra biển.[6]
Sông Trà Lý (hình 2) là phân lưu cấp I của sơng Hồng, nhận nước từ bờ trái
của sông Hồng tại cửa Phạm Lỗ (Hồng Lý - Vũ Thư). Sông Trà Lý nằm hồn tồn
trong tỉnh Thái Bình, chảy từ Tây sang Đơng với chiều dài 63 km, độ dốc lịng sơng
nhỏ, hệ số uốn khúc (khá lớn 1.55). Theo tài liệu của trạm khí tượng thủy văn Thái
Bình tại mặt cắt khu vực sơng Trà Lý chảy qua Thành phố Thái Bình, nơi thu nước
của các nhà máy nước thành phố Thái Bình, các thơng số của sơng Trà Lý về cốt
cao đáy, mực nước, hàm lượng phù sa dao động lớn, từ 2.54 đến 5.17 g/m3. Chiều
rộng lịng sơng từ 300 đến 350 m. Lưu lượng trung bình khoảng 261 m3/s.
8


Hình 1: Địa hình vịnh Bắc Bộ

Nhà máy
Nhiệt điện
TB2

Hình 2: Địa hình sơng Trà Lý

9


Bản thiết kế nhà máy nhiệt điện

Phối cảnh nhà máy nhiệt điện Thái
Bình2

Hình 3: Bản thiết kế nhà máy
1.2 ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN THÁI BÌNH [1]
Thái Bình thuộc vùng cận nhiệt đới gió mùa, hàng năm có 2 mùa rõ rệt. Mùa
mưa từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa chiếm khoảng 80% lượng mưa cả năm,
thời gian này cũng thường có bão đổ bộ cùng với lũ lớn của vùng đồng bằng Bắc
Bộ. Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4, thời kỳ này lượng mưa thấp thường có gió
mùa đơng bắc, có thể mạnh đến cấp 5 cấp 6 trùng với triều cường, nước mưa gây
nguy hiểm cho hệ thống đê biển.
Thủy triều khu vực Thái Bình mang đặc trưng chế độ nhật triều, mỗi tháng
có từ 24-25 ngày nước lên 1 lần và xuống 1 lần, thời gian nước lên và nước xuống
bằng nhau, mực triều cao nhất lên tới 3.5m mực triều thấp nhất xuống -1.6m.
Khí hậu dải ven biển của tỉnh Thái Bình mang tính chất chung của khí hậu
nhiệt đới gió mùa. Mùa đơng thịnh hành gió Đơng Bắc, mùa hè thịnh hành gió
Đơng Nam. Đặc trưng các yếu tố khí tượng chủ yếu ở khu vực như sau:

10


1.2.1 Nhiệt độ khơng khí
Nhiệt độ khơng khí có ảnh hưởng đến sự lan truyền và chuyển hoá các chất ô
nhiễm trong không khí gần mặt đất và nguồn nước. Nhiệt độ trung bình các tháng,
năm từ 2006-2010 được trình bày ở bảng 1.
Bảng 1: Nhiệt độ khơng khí [3]
Đơn vị tính : oC
Tháng

Năm

TB

2006

2007

2008

2009

2010

1

17.5

16.2

15.0

15.4

17.4

16.3

2

18.1

20.7

23.3

21.4

19.8

20.6

3

19.3

20.6

20.0

20.3

20.9

20.2

4

24.2

22.3

23.8

23.4

22.4

23.2

5

26.5

26.0

26.4

26.1

27.4

26.5

6

29.0

29.7

28.0

29.6

30.0

29.3

7

29.4

30.0

29.2

29.4

30.1

29.6

8

27.4

28.1

28.3

28.9

27.7

28.1

9

26.7

26.2

27.1

27.6

27.5

27.1

10

26.1

24.8

25.9

25.4

24.4

25.3

11

24.0

20.2

21.1

20.8

21.5

22.2

12

17.7

19.9

17.7

19.1

19.2

18.7

TB

23.8

23.7

23.8

23.9

24.0

23.8

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Thái Bình 2010)
Từ những kết quả trong bảng 1 cho thấy nhiệt độ trung bình năm của tỉnh
Thái Bình năm từ năm 2006 đến năm 2010 dao động từ 23.7 đến 24oC. Nếu xét theo

tháng thì nhiệt độ trung bình của tháng 1 thấp nhất (16.3oC) và nhiệt độ trung bình
tháng cao nhất là 29.6oC (tháng 7).

11


Sự biến động của nhiệt độ trung bình tháng nhiều năm của tỉnh Thái Bình
được thể hiện trên biểu đồ hình 4.
Độ C
35
30
25
20
15
10
5
0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Tháng

Hình 4: Diễn biến nhiệt độ trung bình nhiều năm theo các tháng
1.2.2 Độ ẩm khơng khí
Độ ẩm của khơng khí lớn tạo điều kiện cho vi sinh vật từ mặt đất phát tán
vào khơng khí phát triển nhanh chóng, lan truyền trong khơng khí và chuyển hố
các chất độc hại gây ô nhiễm môi trường.
Độ ẩm trung bình theo tháng nhiều năm là 85.6%, trong đó các tháng 3 và 4
thường có độ ẩm trung bình tháng lớn nhất. Nguyên nhân có thể gió chịu ảnh hưởng
của gió nồm. Độ ẩm trung bình nhỏ thường xuất hiện vào các tháng 11, 12. Đây là
thời kỳ chịu ảnh hưởng của gió mùa Đơng-Bắc.
Bảng 2: Độ ẩm khơng khí trung bình các tháng, năm từ 2006-2010 [3]
Đơn vị: %
2006

2007

2008

2009

2010

Trung bình

Bình quân năm

85

85

86

86

86

85.6

Tháng 1

83

80

87

80

91

84.2

12


2006

2007

2008

2009

2010

Trung bình

Tháng 2

90

89

80

91

89

87.8

Tháng 3

90

93

89

91

89

90.4

Tháng 4

88

88

91

92

94

90.6

Tháng 5

87

87

88

89

90

88.2

Tháng 6

84

81

88

81

81

83

Tháng 7

81

81

82

84

81

81.8

Tháng 8

89

89

89

87

90

88.8

Tháng 9

84

88

90

88

89

87.8

Tháng 10

85

84

87

86

80

84.4

Tháng 11

83

73

80

77

78

78.2

Tháng 12

79

86

80

83

82

82

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Thái Bình 2010)
Từ những kết qủa trong bảng trên cho thấy độ ẩm tương đối trung bình năm
của khu vực từ năm 2006-2010 dao động từ 85-86%. Đây là giá trị độ ẩm đặc trưng
của vùng ven biển, nhiệt đới gió mùa.
92

%

90
88
86
84
82
80
78
76
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12tháng

Hình 5: Sự thay đổi độ ẩm tương đối trung bình các tháng trong năm
13


1.2.3 Nắng và bức xạ
Nắng được đánh giá dựa trên đơn vị đo là số giờ nắng là số giờ có cường độ
bức xạ mặt trời trực tiếp với giá trị bằng hay lớn hơn 0.1 kw/m2 (> 0.2
calo/cm2/phút). Thời gian nắng được đo bằng nhật quang ký. Nó được xác định
bằng vết cháy trên giản đồ bằng giấy có khắc thời gian do các tia mặt trời chiếu
xuyên qua quả cầu thuỷ tinh hội tụ lại tạo nên, được tính theo tổng số giờ nắng theo
tháng và theo năm. Số giờ nắng trong năm bằng tổng số giờ nắng của các ngày
trong năm cộng lại.
Các tháng 5, 6 và 7 có số giờ năng lớn nhất. Tổng số giờ nắng của các tháng
này là trên 555 giờ, chiếm tỷ lệ 39.4% tổng số giờ năng của năm. Do số giờ nắng ở
các tháng này nhiều cho nên khả năng sinh khối của thủy sinh vật của các tháng này
cũng rất lớn. Các tháng 12, 1 và 2 có số giờ năng ít do đây là thời kỳ mùa đơng.
Theo niên giám thống kê tỉnh Thái Bình năm 2010, tổng số giờ nắng trong năm từ
năm 2006 đến năm 2010 được trình bày ở bảng 3.
Bảng 3: Số giờ nắng trung bình nhiều năm của các tháng giai đoạn 2006-2010
[3]
Đơn vị: giờ
2006

2007

2008

2009

2010

Trung Bình

Bình quân năm

122.9

113.2

110.6

129.1

111.0

117.3

Tháng 1

69.2

25

65.1

122.2

31

62.5

Tháng 2

14.5

39.8

28.8

74.9

75

46.6

Tháng 3

11.6

5.8

67.1

42.7

43

34.0

Tháng 4

125.1

73.5

83.5

63.4

55

80.1

Tháng 5

204.8

151.3

177.5

162.6

157

170.6

Tháng 6

187.3

231.3

107.3

197

160

176.6

Tháng 7

171.9

256.2

165

203

244

208.0

Tháng 8

116.7

120.1

150.7

183.2

131

140.3

14


Tháng 9

186.3

123.9

124.2

139.6

142

143.2

Tháng 10

137.8

119

116.6

145.3

130

129.7

Tháng 11

157.7

175.6

127.3

137.7

78

135.3

Tháng 12

91.9

36.4

113.9

78

85

81.0

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Thái Bình 2010)
Vào các tháng 1, 2 và 3, tổng lượng bức xạ thấp, số giờ nắng là ít nhất trong
năm, chỉ từ 34 đến 62.5 giờ nắng. Tháng 4, trời ấm lên, tổng số giờ nắng tăng lên
tới 80.1 giờ. Số giờ nắng trung bình tháng của các năm từ 2006 đến năm 2010 được
thể hiện trong đồ thị hình 6.
Giờ
250

200

150

100

50

0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Tháng

Hình 6: Tổng số giờ nắng trung bình tháng trong tháng của năm
1.2.4 Hướng gió và tốc độ gió
Hướng gió chủ đạo của khu vực tỉnh Thái Bình nói riêng và vùng đồng bằng
Bắc Bộ nói chung được đặc trưng theo mùa: mùa Đông là hướng Đông-Bắc (tháng
11 đến tháng 04), vào mùa hè là hướng Đông-Nam (tháng 5 đến tháng 10). Tốc độ
gió trung bình là 2.4 m/s và tốc độ gió mạnh nhất là 40 m/s. Ngồi ra Thái Bình có

đặc trưng là vùng đồng bằng ven biển, chịu gió bão hàng năm lớn.
15


1.2.5 Lượng mưa
Mùa mưa ở khu vực thường xảy ra trong thời gian từ tháng 5 đến tháng 10.
Lượng mưa trung theo năm được tính theo tổng lượng mưa của tất cả các ngày
trong năm.
Bảng 4: Lượng mưa trung bình năm tại tỉnh Thái Bình giai đoạn 2006-2010 [3]
Đơn vị: mm
2006

2007

2008

2009

2010

TB

119.9

100.4

107.3

118.2

105.2

110.2

Tháng 1

7.0

11.7

105.8

2.5

136.0

52.6

Tháng 2

37.1

44.4

15.9

1.1

11.0

21.9

Tháng 3

23.3

30.5

15.7

112.5

17.0

39.8

Tháng 4

31.9

69.5

13.1

235.9

43.0

78.7

Tháng 5

158.8

134.4

90

120.2

75.0

115.7

Tháng 6

140.4

72.9

24.4

73.1

124.0

87.0

Tháng 7

266.3

81.8

128.5

264.1

223.0

192.7

Tháng 8

473.8

271.6

170.1

148.6

381.0

289.0

Tháng 9

123.8

315

436.3

376.6

160.0

282.3

Tháng 10

75.3

107.6

74.6

59.3

77.0

78.8

Tháng 11

99.9

8.4

193

0.9

7.0

61.8

Tháng 12

1.0

56.6

20.6

23.8

8.0

22.0

Bình quân
năm

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Thái Bình 2010)
Lượng mưa trung bình theo các tháng trong các năm từ 2006 đến 2010 của
tỉnh Thái Bình biến đổi nhiều, từ 21.9 mm vào tháng tháng 2 đến 289.0 mm vào
tháng 8 hằng năm (hình 7).
Nếu xét lượng mưa trung bình theo năm thì năm 2007 có lượng mưa trung

bình thấp nhất (100.4 mm) và năm 2006 có lượng mưa lớn nhất 119.9 mm.
16


mm
350
300
250
200
150
100
50
0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Tháng
Hình 7: Lượng mưa trung bình tháng của tỉnh Thái Bình
1.2.6 Chế độ bão
Bão thường đổ bộ vào vùng bờ biển của tỉnh Thái Bình từ tháng 6 đến tháng
10 gây mưa to, sóng và gió lớn. Lượng mưa trong các trận bão dao động từ 200 đến
500 mm. Mưa lớn làm cho nước bị ngọt hóa, giảm pH và tăng độ đục, làm ảnh
hưởng đến nuôi trồng thủy sản, sản xuất muối.
1.3 CHẾ ĐỘ THỦY VĂN
1.3.1 Chế độ thủy triều
Là vùng đồng bằng ven biển nên những con sông ở Thái Bình chịu ảnh
hưởng của chế độ thủy triều. Mặt khác chế độ thủy văn của sông cũng chịu ảnh
hưởng của nguồn nước thượng lưu.
Vùng cửa sông ven biển của tỉnh Thái Bình có chế độ nhật triều khá thuần
nhất, tính nhật triều thuần nhất giảm dần từ Bắc xuống Nam. Biên độ dao động tối
đa của thủy triều là 3.5 m, trung bình từ 1.7 đến 1.9 m và tối thiểu từ 0.3 đến 0.5 m.
17


Độ cao thủy triều trung bình là 1.8 m, độ cao tuyệt đối từ 0.6 đến 3.5 m. Số ngày
triều cường từ 3 m trở lên có từ 152 đến 176 ngày. Do biên độ của mực thủy triều
lớn, độ mặn từ 5 đến 20% xâm nhập vào các cửa sông khá sâu: 14 km đối với sông
Hồng; 20 km đối với sông Trà Lý.
Hệ số thủy triều ở Văn Úc là 1.0 thì ở cửa Ba Lạt (sơng Hồng) là 0.9. Tỷ lệ

chênh lệch giữa thời gian triều rút và thời gian triều lên ở khu vực cửa Văn Úc là
1.15 thì chênh lệch ở cửa Ba Lạt lên tới 1.93 tức là thời gian triều rút và thời gian
triều rút thường kéo dài gấp hai lần thời gian triều lên.
Bảng 5: Khoảng cách xâm nhập mặn tại các cửa sơng (km)
Cực đại

Trung bình

Nhỏ nhất

Tên sơng
0.1%

0.4%

0.1%

0.4%

0.1%

Văn Úc

28

20

18

8

1

Thái Bình

26

25

15

5

1

Diêm Điền

12

10

6

2

0.05

Trà Lý

20

15

8

3

1.0

Sơng Hồng

14

12

10

2

0.0

Sơng Đáy (Ninh Bình)

20

17

5

1

1

(Nguồn: Trung tâm Quy hoạch, Điều tra, Đánh giá tài nguyên-môi trường biển và
hải đảo)
1.3.2 Chế độ dịng chảy
Dịng chảy chung hệ thống các sơng Thái Bình là dịng chảy có tính ổn định
cao với hướng dịng từ Tây sang Đơng và đổ ra biển. Sơng Trà Lý là phân lưu cấp I
của sông Hồng, nhận nước từ bờ trái của sông Hồng tại cửa Phạm Lỗ (Hồng Lý Vũ Thư). Sơng Trà Lý nằm hồn tồn trong tỉnh Thái Bình, chảy từ Tây sang Đơng
với chiều dài 63 km, độ dốc lịng sơng nhỏ, hệ số uốn khúc (khá lớn 1.55), chiều
rộng lịng sơng từ 300 đến 350 m. Lưu lượng trung bình khoảng 261 m3/s.

18


Bảng 6: Lưu lượng dịng chảy trung bình tại một số cửa sơng của vùng
Đơn vị: m3/s

Tháng

I

II

II

IV

V

VI

VI VI
I

II

IX

X

XI

XI
I

TB
nă
m

Tồn lưu
vực

260

271

213

239

429

49

75 75 56 36

25

25

405

6

2

6

7

8

76

80 19 28 66

62

12

0

Ba Lạt

279

309

217

249

540

64

10 10 77 46

26

25

7

6

8

Trà Lý

143

157

108

127

279

33

53 54 39 24

14

13

2

7

3

1

4

89

99

70

82

187

22

37 37 27 17

11

10

4

3

2

0

HồngThái
Bình

Thái
Bình

8.5 95 91

2

0

5

6

0

7

516

261

179

(Nguồn: Trung tâm Quy hoạch, Điều tra, Đánh giá tài nguyên-môi trường biển và
hải đảo)
1.3.3 Chế độ sóng, gió
Chế độ sóng khu vực Thái Bình có tính chất chung của sóng khu vực vịnh
Bắc Bộ dưới ảnh hưởng của trường gió mùa. Khu vực cửa sơng ven biển Thái Bình
bị chi phối bởi 2 hệ thống gió mùa, đó là gió mùa đơng bắc và gió mùa tây nam,
sơng Trà Lý có hướng từ Tây sang Đơng và thẳng góc với đường bờ biển nên chịu
ảnh hưởng trực tiếp của gió mùa với các hướng sóng chủ đạo trong mùa đơng cũng
như mùa hè, ngồi ra cửa sơng này cũng chịu ảnh hưởng tương đối lớn của sóng

biển tại các thời điểm giao mùa khi gió đổi hướng.
Vào mùa đơng, khu vực này chịu sự ảnh hưởng của hệ thống gió mùa từ áp
cao cực đới vào các tháng giữa mùa đông (khoảng tháng 10 năm trước đến tháng 3
19


năm sau), lấn át hẳn hệ thống tín phong. Trong mùa gió đơng bắc với các hướng
thịnh hành là Bắc, Đơng Bắc vận tốc gió trung bình thường đạt 3.2-3.7 m/s. Hàng
tháng trung bình có 3 - 4 đợt gió mùa đông bắc, kéo dài từ 5 - 7 ngày, gây ra mưa
nhỏ, vận tốc gió những ngày đầu đạt đến cấp 5 - 6 (tương đương 8 - 13 m/s), vận
tốc gió lớn nhất ở các đảo có thể đạt tới 25 – 30 m/s, sau đó giảm dần.
Thời kỳ mùa hè ln có sự tranh chấp ảnh hưởng giữa gió mùa tây nam và
các khối khí lạnh yếu từ phía bắc. Tốc độ gió trung bình đạt 3.5 – 4.0 m/s, cực đại
đạt 20-25 m/s. Trong thời kỳ chuyển tiếp khí hậu (tháng 4 và tháng 10), sự ảnh
hưởng của gió mùa giảm, thường xuất hiện gió biển-đất liền với vận tốc khoảng cấp
3 - cấp 4, ban ngày có gió thổi từ biển vào đất liền, ban đêm có gió thổi ngược lại từ
đất liền ra biển.
Các kết quả phân tích thống kê dựa trên số liệu quan trắc gió tại Hịn Dáu
(1960-2011) cho thấy trung bình trong nhiều năm các hướng gió có tần suất xuất
hiện lớn là E, SE, NE và S. Vận tốc gió ở khu vực này với giá trị nhỏ hơn 3m/s
chiếm tần suất tới trên 50%. Tần suần xuất hiện gió có vận tốc từ 3-5m/s chiếm
khoảng 26.3%, tần suất xuất hiện gió trên 5m/s chỉ chiếm khoảng 6.5% . Chính sự
thay đổi của gió mùa dẫn đến sự thay đổi đa dạng về độ lớn và hướng sóng của khu
vực Thái Bình nói chung cũng như cửa sơng Trà Lý nói riêng.
Vì thế trong mùa đơng hướng sóng thịnh hành là E và NE. Độ cao sóng trung
bình đạt 0.5 – 0.6 m. Độ cao sóng lớn nhất khoảng 2.0 – 2.5. Về mùa hè sóng gió có
hướng thịnh hành là SE và S với tần suất xuất hiện cao. Đặc biệt trong các tháng VI,
VII sóng gió hướng N độ cao sóng trung bình đạt 0.6 – 0.8 m. Trong thời kỳ này
thường có bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào khu vực gây sóng to, gió lớn.
Kết quả phân tích thống kê số liệu quan trắc sóng trong nhiều năm (19702011) cho thấy các hướng sóng chủ yếu tác động vào khu vực này là E, SE, S và NE

với tần suất xuất hiện lần lượt là 25.2, 14.7, 6.5 và 5%. Cũng theo kết quả phân tích

20


trên, độ cao sóng nhỏ hơn 0.5m chiếm tới 52% (trong đó khoảng 28.2% là lặng
sóng), độ cao sóng lớn hơn 1.5m chỉ chiếm khoảng 15% tổng số số liệu.
Bảng 7: Tần suất hướng và độ cao sóng tại Hịn Dáu 1970-2011
tổng

Khoảng độ cao (m)
Hướng
0.3-0.5

0.5-

0.8-

0.8

1.0

1.0-1.5

số %

1.5-

2.0-

2.5-

2.0

2.5

3.0

>=3.0

N

1.95

1.04

1.4

0.59

0.07

0.02

0

0.01

5.08

NNE

0.41

0.23

0.3

0.13

0.03

0

0

0

1.09

NE

1.8

1.07

1.38

0.67

0.09

0.02

0

0.01

5.04

ENE

0.93

0.74

0.92

0.51

0.06

0.01

0

0.01

3.18

E

9.42

5.25

6.58

3.58

0.29

0.05

0.01

0.04

25.22

ESE

1.31

0.81

1.3

0.56

0.1

0.02

0.02

0.01

4.13

SE

5.13

2.61

4.1

2.5

0.31

0.05

0.01

0.02

14.73

SSE

0.48

0.47

0.8

0.95

0.2

0.02

0

0

2.92

S

1.08

0.64

1.96

2.3

0.44

0.02

0

0.01

6.45

SSW

0.06

0.05

0.1

0.15

0.02

0

0

0.01

0.39

SW

0.19

0.15

0.39

0.37

0.07

0

0

0.01

1.19

WSW

0.13

0.08

0.24

0.4

0.06

0.01

0

0

0.93

W

0.12

0.03

0.5

0.04

0.02

0

0

0

0.21

WNW

0.26

0.09

0.13

0.01

0

0

0

0

0.53

NW

0.31

0.1

0.1

0.03

0.01

0

0

0

0.55

NNW

0.06

0.04

0.03

0.01

0.01

0

0

0

0.14

23.63

13.38

19.78

12.81

1.74

0.24

0.04

0.16

71.78

Tổng
số %

Tần suất lặng gió (%)

21

28.22


CHƯƠNG 2
TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1 TÀI LIỆU
Để thực hiện các nội dung nghiên cứu của luận văn, các tài liệu cần thiết đã
được thu thập và xử lý. Đây là những tài liệu đã được tổng hợp từ các kết quả
nghiên cứu có liên quan đến đối tượng và nội dung nghiên cứu của luận văn.
2.1.1 Địa hình vùng nghiên cứu
Địa hình là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến các điều kiện
thủy động lực của mỗi khu vực nghiên cứu. Số liệu đường bờ và số liệu độ sâu phần
trên sông được lấy từ số liệu thực đo từ đề tài “Tính tốn lan truyền nhiệt trên hệ
thống sơng Trà Lý- tỉnh Thái Bình khi trung tâm điện lực Thái Bình lấy nước làm
mát.”[2], số liệu địa hình vùng biển sử dụng trong mơ hình lấy từ chuỗi số liệu địa
hình Vịnh Bắc Bộ.

Nhà máy
nhiệt điện
Trạm
Định Cư
Trạm
Thái Bình
th
Đ

Hình 8: Địa hình vùng nghiên cứu
2.1.2 Số liệu khí tượng, thủy văn
Các đặc trưng khí tượng có ảnh hưởng nhất định đến điều kiện động lực của
khu vực nghiên cứu. Đây cũng là một trong những yếu tố góp phần quan trọng hình

22