Chế độ vận chuyển bùn cát vùng ven biển bên ngoài các cửa sông Mekong và Đồng Nai

Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu chế độ vận chuyển bùn cát vùng ven biển bên ngoài các cửa sông Mekong và Đồng Nai. Bộ mô hình họ MIKE 1D và 2D đã được sử dụng cho các mô hình tỉ lệ khác nhau theo hướng tiếp cận từ tổng thể đến chi tiết. Nghiên cứu tập trung vào vận chuyển bùn cát hạt mịn (bùn là chủ yếu) trong đó các quá trình ven biển được quan tâm hơn các quá trình cửa sông. Kết quả mô phỏng vận chuyển bùn cát đã chứng minh nhận định: trong mùa gió Tây Nam, chủ yếu xảy ra quá trình bồi tụ bùn cát trên vùng cửa sông ven biển; trong mùa gió Đông Bắc, bùn cát bồi tụ trong mùa gió Tây Nam bị đào xới, lơ lửng hóa và vận chuyển về phía Nam, đây cũng là hướng vận chuyển bùn cát thực trong khu vực. Có thể nhận định là kết quả mô phỏng thủy động lực và vận chuyển bùn cát trong nghiên cứu này có độ tin cậy cần thiết và có thể sử dụng làm số liệu đầu vào cho các nghiên cứu chi tiết hơn.

1. MỞ ĐẦU

Vùng ven biển bên ngoài các cửa sông Mekong và Đồng Nai trong nghiên cứu này được hiểu là khu vực cửa sông ven biển trải dài từ vịnh Gành Rái đến Bạc Liêu. Chế độ vận chuyển bùn cát và các quá trình liên quan tại khu vực trên, là một trong những yếu tố quyết định đến vấn đề bảo vệ bờ biển, quản lý bến cảng và luồng tàu, nuôi trồng và khai thác thủy hải sản, hệ sinh thái ven biển... chịu sự chi phối của các yếu tố: (i) chế độ dòng chảy/bùn cát trên các hệ thống sông Mekong và Sài Gòn-Đồng Nai, (ii) chế độ thủy triều biển Đông, (iii) chế độ sóng và dòng chảy ven bờ.

Nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa với hai mùa gió chính là gió mùa Tây Nam và Đông Bắc, tương ứng là hai mùa thủy văn (mùa lũ và mùa kiệt) phía thượng nguồn, nên các chế độ vận chuyển bùn cát trong vùng nghiên cứu cũng có qui luật biến động tương phản theo mùa. Nhiều nghiên cứu trước đã đưa ra nhận định rằng trong thời kỳ gió mùa Tây Nam-mùa lũ, hiện tượng bồi tụ xảy ra ở khu vực cửa sông ven biển ĐBSCL (phía biển Đông). Ngược lại, trong mùa gió Đông Bắc, bùn cát ở khu vực này được sóng đào xới, lơ lửng hóa và vận chuyển về phía Nam bởi dòng hải lưu ven bờ, gây ra xói lở bờ bãi biển trong khu vực (Wolanski et al., 1996, 1998; Trần Như Hối, 2002; Tamura et al., 2010; Lê Mạnh Hùng et al., 2011a, Hein et al., 2013).   

Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu bằng mô hình toán mô phỏng đồng thời các quá trình dòng chảy-gió-sóng và vận chuyển bùn cát để xây dựng lại bức tranh, hay nói cách khác là để khẳng định qui luật lặp như trên của hệ thống. Nghiên cứu này tập trung chủ yếu quá trình động lực vận chuyển, xói lở bồi tụ của bùn cát hạt mịn (bùn là chủ yếu) trên khu vực thềm nông với nguồn cung cấp chính là từ các hệ thống sông Mekong và Đồng Nai. Hệ thống các mô hình 1D và 2D (MIKE11 và MIKE21FM) đã được sử dụng cho các mục đích nói trên. Trong nghiên cứu này, các quá trình ven biển được quan tâm hơn các quá trình cửa sông. Kết quả của nghiên cứu này có thể sử dụng làm điều kiện biên cho các nghiên cứu cho các vùng chi tiết hơn, như là vấn đề sa bồi của các luồng tàu tại các cửa sông.

2. SƠ LƯỢC ĐẶC ĐIỂM THỦY VĂN BÙN CÁT SÔNG MEKONG VÀ ĐỒNG NAI

2.1. Đặc điểm thủy văn dòng chảy và bùn cát sông Mekong

2.2. Đặc điểm thủy văn dòng chảy, bùn cát sông Sài Gòn-Đồng Nai

3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

4. HIỆU CHỈNH VÀ KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH

5. QUI LUẬT VẬN CHUYỂN BÙN CÁT VEN BIỂN VÙNG NGHIÊN CỨU

6. KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Brunier, G., Anthony, E., Provancal, M., and Dussouillez, P., 2012. Morphological evolution of Mekong channel in the delta area: natural or disrupted functioning? WWF/MRCS Workshop on "Knowledge of sediment transport and discharges in relation to fluvial geomorphology for detecting the impact of large-scale hydropower project", 22-23rd May, 2012, Phnom Penh, Cambodia.

[2]. Hein H., Hein B., Pohlmann T., 2013. Recent sediment dynamics in the region of Mekong water influence. Global and Planetary Change 110, 183–194.

[3]. Juha S., Jorma K., Hannu L., Markku V., and Kummu, M., 2010. Origin, fate and role of Mekong sediments. Mekong River Commission, Information and Knowledge Management Programme (IKMP).

[4]. Kummu, M. and Varis, O., 2007. Sediment-related impacts due to upstream reservoir trapping, the lower Mekong River. Geomorphology, 85, pp. 275–293.

[5]. Lê Mạnh Hùng, Đinh Công Sản, Nguyễn Duy Khang, và cộng sự, 2013. Báo cáo đề tài độc lập cấp nhà nước ĐTĐL.2010T/29 "Nghiên cứu ảnh hưởng hoạt động khai thác cát đến thay đổi lòng dẫn sông Cửu Long (sông Tiền, sông Hậu) và đề xuất giải pháp quản lý, quy hoạch khai thác hợp lý". Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam.

[6]. Lê Mạnh Hùng, Nguyễn Duy Khang, và cộng sự, 2011a. Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ "Nghiên cứu xác định nguyên nhân gây sạt lở và đề xuất giải pháp bảo vệ khu vực bờ biển từ cửa Tiểu đến cửa Soài Rạp tỉnh Tiền Giang". Viện Khoa học thủy lợi miền Nam.

[7]. Lê Mạnh Hùng, Nguyễn Duy Khang, Tăng Đức Thắng, 2011b. Mô phỏng sóng khí hậu trên biển Đông:  kết quả kiểm định mô hình MIKE 21 SW FM. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thủy lợi, 3, 15-21.

[8]. Milliman, J.D. and Meade, R.H. 1983. World-wide delivery of river sediment to the oceans. Journal of Geology, 91, 1–21.

[9]. Nguyễn Duy Khang, Trần Bá Hoằng, và cộng sự, 2012. Báo cáo chuyên đề "Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình tổng thể toàn vùng biển Đông". Đề tài độc lập cấp nhà nước ĐTĐL.2011-G/39 "Nghiên cứu biến động của chế độ thủy thạch động lực vùng cửa sông ven biển chịu tác động của dự án đê biển Vũng Tàu - Gò Công". Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam.

[10]. Tamura, T., Horaguchi, K., Saito, Y., Nguyen, V.L., Tateishi, M., Ta, T.K.O., Nanayama, F., Watanabe, K., 2010. Monsoon-influenced variations in morphology and sediment of a mesotidal beach on the Mekong River delta coast. Geomorphology 116 (1–2), 11–23 (15 Mar 2010).

[11]. Viện KHKTTV & MT (Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Môi trường), 2010. Báo cáo kết quả dự án "Tác động của biến đổi khí hậu lên tài nguyên nước và các biện pháp thích ứng đồng bằng sông Cửu Long".

[12]. Viện QHTLMN (Viện Qui hoạch Thủy lợi Miền), 2005. Báo cáo tổng kết dự án “Điều tra cơ bản diễn biến chất lượng nước vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai và sông Sài Gòn”.

[13]. Vũ Kiên Trung, Nguyễn Hữu Nhân, và cộng sự, 2011. Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ "Nghiên cứu đề xuất giải pháp tổng hợp khai thác bền vững các bãi bồi ven biển khu vực từ cửa Tiểu đến cửa Định An". Trường Đại học thủy lợi Hà Nội.

[14]. Walling DE. 2005. Evaluation and analysis of sediment data from the Lower Mekong River, Report prepared for the Mekong River Commission, 61 pp.

[15]. Wang, J.J., Lu, X.X., Kummu, M. 2009. Sediment Load Estimates and Variations in the Lower Mekong River. River Research and Applications. John Wiley & Sons, Ltd.

[16]. Wolanski, E., Ngoc Huan, N., Trong Dao, L., Huu Nhan, N., Ngoc Thuy, N., 1996. Fine sediment dynamics in the Mekong River estuary, Vietnam. Estuar. Coast. Shelf Sci. 43 (5), 565–582.

[17]. Wolanski, E., Nguyen, H.N., Spagnol, S., 1998. Sediment dynamics during low flow conditions in the Mekong River Estuary, Vietnam. J. Coast. Res. 14, 472–482.

Xem bài báo tại đây: Chế độ vận chuyển bùn cát vùng ven biển bên ngoài các cửa sông Mekong và Đồng Nai

Tác giả: TS. Nguyễn Duy Khang, TS. Trần Bá Hoằng
Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam

 TẠP CHÍ KH&CN THỦY LỢI