Luận văn thạc sĩ nghiên cứu diễn biến bồi lắng khu vực cát hải hải phòng trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng lạch huyện

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu diễn biến bồi lắng khu vực cát hải hải phòng trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng lạch, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất

• Tác giả: Nguyễn Thị Thúy Hằng
• Người hướng dẫn: PGS. Vũ Minh Cát
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Xây dựng công trình biển
• Đề tài: Nghiên cứu diễn biến bồi lắng khu vực Cát Hải-Hải Phòng trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng Lạch Huyện
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên
• 1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo của khu vực dự án
• 1.2. Đặc điểm khí tượng, thuỷ văn
• 1.2.1. Điều kiện khí tượng
• 1.2.2. Điều kiện thuỷ hải văn
• 1.3. Đặc điểm địa chất
• 1.3.1. Các lớp địa chất từ trên xuống
• 1.3.2. Điều kiện địa chất thủy văn
• 1.4. Điều kiện dân sinh, kinh tế, xã hội
• 1.4.1. Dân số và lao động
• 1.4.2. Cơ cấu ngành nghề
• 1.4.3. Cơ sở hệ thống hạ tầng
• 1.4.4. Hiện trạng hệ thống đê biển, kè mỏ hàn
• 1.4.4.1. Hiện trạng hệ thống đê biển
• 1.4.4.2. Hiện trạng kè mỏ hàn
• 2. CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THỦY LỰC VÀ DIỄN BIẾN BỒI LẮNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 2.1. Giới thiệu về modul Mike 21 Couple Fm – Mike 21/3 intergrated
• 2.2. Modul dòng chảy Mike 21 Fm
• 2.3. Modul phổ sóng Mike 21 SW
• 2.4. Mô đun vận chuyển tính toán vận chuyển bùn cát
• 2.5. Áp dụng tính toán thủy lực cho khu vực biển Cát Hải – Hải Phòng
• 2.6. Số liệu đầu vào
• 2.7. Hiệu chỉnh và kiểm định các modul thủy động lực và bùn cát
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG DIỄN BIẾN BỒI XÓI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đề xuất các kịch bản nghiên cứu
• 3.2. Mô phỏng theo các kịch bản
• 3.2.1. Mô phỏng chế độ thủy động lực khi chưa có công trình đê chắn sóng (KB1)
• 3.2.2. Mô phỏng chế độ động lực khu vực nghiên cứu khi có công trình (PA2)
• 3.3. Đánh giá diễn biến bồi lắng khu vực biển Cát Hải – Hải Phòng trước và sau khi có đê chắn sóng Lạch Huyện
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu và bối cảnh nghiên cứu

Nghiên cứu diễn biến bồi lắng khu vực Cát Hải - Hải Phòng trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng Lạch Huyện là một đề tài quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật biển. Cảng Lạch Huyện được xây dựng nhằm giảm tải cho cảng Hải Phòng, đồng thời thúc đẩy phát triển kinh tế vùng Bắc Bộ. Tuy nhiên, việc xây dựng đê chắn sóng có thể làm thay đổi chế độ thủy động lực và diễn biến bồi lắng trong khu vực. Đề tài này nhằm đánh giá những thay đổi đó, cung cấp cơ sở khoa học cho việc quản lý và phát triển bền vững khu vực.

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

Sự gia tăng lưu lượng hàng hóa vào cảng Hải Phòng đã dẫn đến tình trạng quá tải, ảnh hưởng đến tốc độ phát triển kinh tế. Cảng Lạch Huyện được xem là giải pháp tối ưu để giảm tải và thúc đẩy phát triển kinh tế vùng. Tuy nhiên, việc xây dựng đê chắn sóng có thể làm thay đổi chế độ thủy động lực và diễn biến bồi lắng trong khu vực. Đề tài này nhằm giải quyết vấn đề đó, cung cấp dữ liệu khoa học để đảm bảo sự phát triển bền vững của khu vực.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là đánh giá diễn biến bồi lắng khu vực Cát Hải - Hải Phòng trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng Lạch Huyện. Nghiên cứu tập trung vào việc mô phỏng trường dòng chảy, sóng và vận chuyển bùn cát, từ đó đưa ra các kết luận về sự thay đổi của môi trường biển trong khu vực.

II. Phương pháp nghiên cứu và công cụ sử dụng

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp khoa học hiện đại để đánh giá diễn biến bồi lắng khu vực Cát Hải - Hải Phòng. Các phương pháp bao gồm điều tra thực địa, thu thập số liệu, mô hình số trị và phân tích chuyên gia. Công cụ chính được sử dụng là mô hình toán trong bộ tính toán thủy lực Mike 21, giúp mô phỏng chính xác các yếu tố thủy động lực và vận chuyển bùn cát.

2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là diễn biến bồi lắng khu vực Cát Hải - Hải Phòng trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng Lạch Huyện. Phạm vi nghiên cứu bao gồm vùng biển đảo Cát Hải, nơi có sự thay đổi đáng kể về chế độ thủy động lực sau khi xây dựng công trình.

2.2. Phương pháp và công cụ

Nghiên cứu sử dụng phương pháp điều tra thực địa, thu thập số liệu từ các trạm khí tượng thủy văn. Mô hình số trị Mike 21 được áp dụng để mô phỏng trường dòng chảy, sóng và vận chuyển bùn cát. Phương pháp chuyên gia được sử dụng để phân tích và đánh giá kết quả mô phỏng.

III. Kết quả và đánh giá

Nghiên cứu đã đưa ra các kết quả quan trọng về diễn biến bồi lắng khu vực Cát Hải - Hải Phòng trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng Lạch Huyện. Kết quả mô phỏng cho thấy sự thay đổi đáng kể trong chế độ thủy động lực và vận chuyển bùn cát, đặc biệt là sự gia tăng bồi lắng ở một số khu vực. Những kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong việc quản lý và phát triển bền vững khu vực.

3.1. Kết quả mô phỏng

Kết quả mô phỏng cho thấy sự thay đổi rõ rệt trong chế độ thủy động lực và vận chuyển bùn cát sau khi xây dựng đê chắn sóng Lạch Huyện. Sự gia tăng bồi lắng được ghi nhận ở các khu vực gần công trình, trong khi một số khu vực khác lại có hiện tượng xói mòn.

3.2. Đánh giá và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để đánh giá tác động của đê chắn sóng Lạch Huyện đến môi trường biển. Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để điều chỉnh quy hoạch và quản lý khu vực, đảm bảo sự phát triển bền vững của cảng Lạch Huyện và các khu vực lân cận.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực biển Cát Hải – Hải Phòng là vùng cửa ngõ quan trọng đối với phát triển kinh tế vùng Bắc Bộ, đặc biệt trong bối cảnh lưu lượng hàng hóa qua cảng Hải Phòng ngày càng tăng, dẫn đến hiện tượng quá tải và bồi lắng luồng tàu. Theo ước tính, luồng tàu hiện tại bị bồi lấp nhanh chóng do vận chuyển bùn cát từ sông Bạch Đằng, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tiếp nhận tàu lớn và tốc độ phát triển kinh tế khu vực. Việc xây dựng cảng Lạch Huyện với đê chắn sóng dài khoảng 7 km nhằm tạo vùng nước lặng, giảm tải cho cảng Hải Phòng và thúc đẩy phát triển kinh tế vùng tam giác Hà Nội – Hải Phòng – Quảng Ninh. Tuy nhiên, công trình này cũng làm thay đổi chế độ thủy động lực và diễn biến bồi lắng khu vực biển Cát Hải.

Mục tiêu nghiên cứu là xác định trường dòng chảy, sóng và vận chuyển bùn cát trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng Lạch Huyện, từ đó đánh giá diễn biến bồi lắng khu vực biển Cát Hải. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào vùng biển đảo Cát Hải, Hải Phòng, với dữ liệu khí tượng thủy văn thu thập từ trạm Hòn Dấu trong giai đoạn 1983-2004. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc quản lý bồi lắng, bảo vệ công trình đê biển và phát triển bền vững cảng biển, góp phần nâng cao năng lực vận tải hàng hải và phát triển kinh tế vùng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình thủy lực ven biển hiện đại, trong đó:

• Mô hình thủy động lực học Mike 21 FM: Giải các phương trình Navier-Stokes trung bình theo chiều sâu, bao gồm phương trình bảo toàn khối lượng và động lượng, mô phỏng dòng chảy 2 chiều không nén trong môi trường ven biển. Các phương trình này được biểu diễn qua các biến chiều sâu nước $h(x,y,t)$, lưu lượng đơn vị dòng theo hướng X và Y ($p, q$), và các lực tác động như lực Coriolis, lực gió, ứng suất tiếp xúc đáy.

• Mô hình phổ sóng Mike 21 SW: Mô phỏng sự phát triển, lan truyền và suy giảm của sóng gió ven bờ, tính đến các hiện tượng khúc xạ, tiêu hao năng lượng do ma sát đáy, sóng vỡ và tương tác sóng-dòng chảy. Mô hình sử dụng phương trình bảo toàn hoạt động sóng với phổ năng lượng sóng ngẫu nhiên, cho phép mô phỏng chính xác phổ sóng theo thời gian và không gian.

• Mô đun vận chuyển bùn cát MIKE 21ST: Tính toán vận chuyển bùn cát không kết dính dưới tác động đồng thời của sóng và dòng chảy, dựa trên các lý thuyết vận chuyển bùn cát như Engelund-Hansen, Meyer-Peter, Ackers-Whitr. Mô hình mô phỏng phân bố thẳng đứng của bùn cát lơ lửng bằng phương pháp khuếch tán, từ đó đánh giá biến đổi đáy và diễn biến bồi lắng.

Các khái niệm chính bao gồm: trường dòng chảy, phổ sóng, vận chuyển bùn cát, bồi lắng và xói mòn ven biển, lực Coriolis, hệ số nhám đáy, và mô hình số trị.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu khí tượng thủy văn từ trạm Hòn Dấu (1983-2004), số liệu địa hình ven bờ, địa chất thủy văn, và các thông số vật lý của lớp đất đáy biển. Dữ liệu được hiệu chỉnh và chuẩn hóa về hệ tọa độ UTM-48, hệ cao độ quốc gia.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp:

• Điều tra thực địa: Thu thập số liệu địa hình, địa chất, khí tượng thủy văn và hiện trạng công trình đê biển.

• Mô hình số trị: Sử dụng bộ phần mềm Mike 21 để mô phỏng thủy động lực, sóng và vận chuyển bùn cát. Lưới tính toán gồm 7012 nút, chia lưới tam giác phi cấu trúc với độ phân giải cao tại vùng cửa sông và ven bờ, giúp tăng độ chính xác mô phỏng.

• Phân tích mô phỏng theo kịch bản: Hai kịch bản chính được xây dựng gồm: (1) Trước khi xây dựng đê chắn sóng (KB1) và (2) Sau khi xây dựng đê chắn sóng (KB2), mỗi kịch bản mô phỏng cho mùa đông và mùa hè. Thời gian mô phỏng tập trung vào các tháng 2 và 7 năm 2000 với bước thời gian 60 giây.

• Kiểm định mô hình: Đánh giá độ chính xác mô hình bằng hệ số Nash-Sutcliffe, đạt giá trị 0,87, cho thấy mô hình có độ tin cậy cao trong mô phỏng mực nước và dòng chảy.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ thu thập số liệu, xây dựng mô hình, hiệu chỉnh, mô phỏng và phân tích kết quả trong khoảng thời gian phù hợp với dữ liệu khí tượng thủy văn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thay đổi trường dòng chảy sau khi xây dựng đê chắn sóng: Mô phỏng cho thấy vận tốc dòng chảy tại các điểm trích xuất A1 đến A5 giảm trung bình từ 10% đến 25% trong mùa hè và mùa đông khi có công trình đê chắn sóng. Ví dụ, tại điểm A1, vận tốc giảm từ khoảng 0,45 m/s xuống còn 0,34 m/s trong mùa hè (PA12 so với PA22).

2. Diễn biến bồi lắng khu vực biển Cát Hải: Sau khi xây dựng đê chắn sóng, vùng phía trong đê có xu hướng bồi lắng mạnh hơn, với tốc độ bồi lắng tăng khoảng 15-20% so với trước khi có công trình. Ngược lại, vùng ngoài đê có hiện tượng xói mòn nhẹ do thay đổi dòng chảy và sóng.

3. Ảnh hưởng của mùa vụ đến diễn biến bồi lắng: Mùa hè với gió Đông Nam và Nam chiếm tần suất cao (khoảng 26-31%) gây sóng lớn hơn (độ cao sóng trung bình 1,45 m), làm tăng vận chuyển bùn cát và bồi lắng so với mùa đông, khi gió chủ yếu từ hướng Đông và Bắc với vận tốc gió trung bình thấp hơn (khoảng 4-6 m/s).

4. Hiệu quả của đê chắn sóng trong việc tạo vùng nước lặng: Đê chắn sóng dài 7 km đã tạo ra vùng nước lặng phía trong, giảm đáng kể sóng và vận tốc dòng chảy, giúp bảo vệ luồng tàu và giảm thiểu bồi lắng luồng vào cảng Lạch Huyện.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự thay đổi diễn biến bồi lắng là do công trình đê chắn sóng làm thay đổi chế độ thủy động lực, giảm vận tốc dòng chảy và sóng trong vùng bảo vệ, dẫn đến giảm khả năng vận chuyển bùn cát ra ngoài và tăng tích tụ bùn cát trong vùng đê chắn. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu về tác động của công trình chắn sóng ven biển trên thế giới, cho thấy công trình làm thay đổi cân bằng bùn cát và dòng chảy ven bờ.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, mức giảm vận tốc dòng chảy từ 10-25% và tăng bồi lắng 15-20% là trong phạm vi dự kiến, chứng tỏ mô hình Mike 21 có độ tin cậy cao trong mô phỏng thủy lực và vận chuyển bùn cát. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ vận tốc dòng chảy tại các điểm A1-A5 và bản đồ phân bố bồi lắng trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng, giúp trực quan hóa sự thay đổi.

Ý nghĩa của kết quả là cung cấp cơ sở khoa học cho việc quản lý bồi lắng, bảo trì luồng tàu và phát triển bền vững cảng Lạch Huyện, đồng thời cảnh báo về nguy cơ xói mòn vùng ngoài đê cần được giám sát và xử lý kịp thời.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường giám sát diễn biến bồi lắng và xói mòn: Thiết lập hệ thống quan trắc định kỳ tại các điểm trọng yếu trong và ngoài vùng đê chắn sóng, nhằm phát hiện sớm các biến động bất thường về bồi lắng và xói mòn, đảm bảo an toàn luồng tàu. Thời gian thực hiện: hàng quý; Chủ thể: Ban quản lý cảng và cơ quan thủy lợi.

2. Nâng cấp và bảo trì hệ thống đê biển và kè mỏ hàn: Đặc biệt tại các đoạn đê đá hộc có hiện tượng xói mòn mạnh như đoạn Bến Gót – Hoàng Châu, cần gia cố bằng vật liệu đá lớn hơn hoặc bê tông cốt thép để tăng độ bền và khả năng chống sóng. Thời gian: 1-2 năm; Chủ thể: Sở xây dựng và Ban quản lý dự án.

3. Áp dụng các biện pháp kỹ thuật giảm bồi lắng trong vùng đê chắn sóng: Sử dụng kè mỏ hàn, tạo bãi bồi nhân tạo hoặc điều chỉnh dòng chảy bằng các công trình phụ trợ để cân bằng vận chuyển bùn cát, giảm tích tụ quá mức. Thời gian: 2-3 năm; Chủ thể: Viện nghiên cứu thủy lợi và cơ quan quản lý cảng.

4. Phát triển mô hình dự báo bồi lắng dài hạn: Kết hợp mô hình Mike 21 với dữ liệu khí tượng thủy văn cập nhật để dự báo diễn biến bồi lắng theo mùa và năm, hỗ trợ ra quyết định quản lý hiệu quả. Thời gian: liên tục; Chủ thể: Trung tâm nghiên cứu và đào tạo thủy lợi.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý cảng biển và giao thông thủy: Sử dụng kết quả nghiên cứu để lập kế hoạch bảo trì luồng tàu, đảm bảo an toàn giao thông và nâng cao năng lực vận tải.

2. Các nhà đầu tư và doanh nghiệp logistics: Hiểu rõ diễn biến bồi lắng và tác động của công trình đê chắn sóng giúp tối ưu hóa hoạt động khai thác cảng và đầu tư phát triển hạ tầng.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành xây dựng công trình biển, thủy lợi: Tham khảo phương pháp mô hình số trị, ứng dụng Mike 21 trong nghiên cứu thủy lực và bồi lắng ven biển.

4. Cơ quan quản lý tài nguyên và môi trường ven biển: Áp dụng kết quả để đánh giá tác động môi trường của công trình đê chắn sóng, đề xuất các biện pháp bảo vệ hệ sinh thái ven biển.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần nghiên cứu diễn biến bồi lắng khu vực Cát Hải trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng?
   Việc nghiên cứu giúp đánh giá tác động của công trình đê chắn sóng đến chế độ thủy động lực và vận chuyển bùn cát, từ đó quản lý hiệu quả bồi lắng, bảo vệ luồng tàu và phát triển bền vững cảng biển.

2. Mô hình Mike 21 có ưu điểm gì trong nghiên cứu này?
   Mike 21 là mô hình số trị đa module, mô phỏng chính xác dòng chảy, sóng và vận chuyển bùn cát trong môi trường ven biển phức tạp, giúp dự báo diễn biến bồi lắng với độ tin cậy cao.

3. Diễn biến bồi lắng có ảnh hưởng như thế nào đến hoạt động cảng Lạch Huyện?
   Bồi lắng quá mức có thể làm thu hẹp luồng tàu, gây tắc nghẽn và tăng chi phí duy tu, ảnh hưởng đến khả năng tiếp nhận tàu lớn và hiệu quả khai thác cảng.

4. Các biện pháp kỹ thuật nào được đề xuất để giảm bồi lắng?
   Bao gồm nâng cấp đê biển, xây dựng kè mỏ hàn, tạo bãi bồi nhân tạo và điều chỉnh dòng chảy bằng công trình phụ trợ nhằm cân bằng vận chuyển bùn cát.

5. Làm thế nào để giám sát hiệu quả diễn biến bồi lắng?
   Thiết lập hệ thống quan trắc định kỳ tại các điểm trọng yếu, sử dụng công nghệ đo đạc hiện đại và mô hình dự báo để phát hiện và xử lý kịp thời các biến động bồi lắng.

Kết luận

• Nghiên cứu đã xác định rõ sự thay đổi trường dòng chảy và diễn biến bồi lắng khu vực biển Cát Hải trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng Lạch Huyện, với vận tốc dòng chảy giảm 10-25% và bồi lắng tăng 15-20%.
• Mô hình Mike 21 được hiệu chỉnh và kiểm định với hệ số Nash đạt 0,87, đảm bảo độ tin cậy trong mô phỏng thủy lực và vận chuyển bùn cát.
• Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho quản lý bồi lắng, bảo trì luồng tàu và phát triển bền vững cảng Lạch Huyện.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và giám sát nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực của bồi lắng và bảo vệ công trình đê biển.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai hệ thống quan trắc định kỳ, nâng cấp công trình bảo vệ và phát triển mô hình dự báo dài hạn để hỗ trợ quản lý hiệu quả.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ và phát triển bền vững khu vực biển Cát Hải – Hải Phòng, góp phần thúc đẩy kinh tế vùng Bắc Bộ phát triển mạnh mẽ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên 1.1 Vị trí địa lý Hình 1.1 : Khu vực đảo Cát Hải Đảo Cát Hải (huyện Cát Hải) nằm ở phía Đông Nam thành phố Hải Phòng. Cách trung tâm thành phố 20 km về hướng Đông Nam, cách trung tâm thị trấn Cát Bà khoảng 15 Km về phía Tây - Bắc. Cát Hải là một huyện đảo nhỏ, có diện tích gần 30km2, dân số của toàn đảo gần 13. Tọa độ địa lý ở vào khoảng 200 47’ đến 200 56’ vĩ độ Bắc,1060 54’ đến 1060 58’ kinh độ Đông.

- Phía Bắc đảo giáp huyện Yên Hưng (tỉnh Quảng Ninh) ngăn cách bởi kênh đào Cái Tráp. - Phía Đông là cửa Lạch Huyện. 6 - Phía Tây là cửa sông Nam Triệu. - Phía Nam là Vịnh Bắc Bộ.

Toàn đảo được chia thành 5 đơn vị hành chính cấp xã gồm 7 hợp tác xã.X Đại Nghĩa - Xã Đồng Bài có H.X Đại Đồng - Xã Văn Phong có 2 H.X là Văn Chấn và Phong Niên.X Hoàng Châu Thị trấn Cát Hải có 2 H.X là Lương Hồng và Lương Hoà.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo của khu vực dự án Đảo Cát Hải nằm kẹp giữa hai vùng cửa sông, là cửa ngõ ra biển của Thành phố Cảng, có vị trí rất quan trọng về kinh tế, chính trị và quốc phòng an ninh. Hướng dốc chính: Từ phía Đông sang phía Tây. Hướng dốc phụ: Từ phía Nam sang phía Bắc. Địa hình chia thành 2 tiểu vùng: + Vùng trung tâm: cao độ tự nhiên từ 0.5 + Vũng bãi biển: cao độ vùng bãi triều từ (- 0.7) Sông lạch tự nhiên : Lạch Cái Viềng, lạch Huyện là những sông lạch tự nhiên lớn nhất (chiều rộng từ 50 đến 250 m).

Các sông rạch chia xã Phù Long thành 5 khu: Khu A: Vùng bãi phía Nam đường xuyên đảo, phía Đông xã Phù Long. Diện tích tự nhiên 270 ha Địa hình khá bằng phẳng và có cao độ từ 0. Trong số đó 84 ha đất tự nhiên thuộc khu nuôi tôm công nghiệp. 7 Khu B: Diện tích bãi phía Bắc đường xuyên đảo, phía Đông xã Phù Long.

Diện tích 80 ha. Địa hình khá bằng phẳng và có cao độ từ 0. Đây là khu vực nuôi thuỷ sản tập trung và đang hình thành khu nuôi tôm công nghiệp với diện tích 38 ha. Khu C: Giới hạn bởi lạch Cái Viềng và sông Phù Long, Lạch Huyện.

Đây là khu có diện tích bãi nuôi trồng thuỷ sản lớn nhất. Tổng diện tích 1053 ha. Cao độ địa hình từ (0.7) là chủ yếu. Khu D: Toàn bộ diện tích giới hạn bởi lạch Cái Viêng , Lạch Huyện và Vịnh Bắc bộ.

Đây là khu vực hiện nay nuôi trồng thuỷ sản xen lẫn rừng ngập mặn. Cao độ tự nhiên phần lớn từ (+0. Tổng diện tích tự nhiên 1088. Khu E: Toàn bộ diện tích được giới hạn bởi lạch Cái Viềng, vùng núi và Vịnh Bắc bộ ở phía Tây.

Địa hình là bãi thấp có cao độ < 0. Rừng ngập mặn, núi độc lập xen kẹp các bãi. Diện tích tự nhiên 1365 ha bao gồm rừng ngập mặn và các đầm nuôi quảng canh phân tán ,rải rác ,giáp với vùng núi đá vôi. Cao độ trung bình của toàn đảo tương đối thấp so với mực nước triều cường và mực nước dâng trong bão.

Điều này là bất lợi đối với việc phòng chống lụt bão của đảo. Khi có sự cố về đê điều, mức độ ngập lụt và thiệt hại của đảo sẽ lớn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống con người và kinh tế xã hội trên đảo. Vì nhìn chung nếu nước tràn vào thì toàn bộ đảo có diện tích bị ngập gần hết. Toàn đảo được bảo vệ bằng 20,52km đê biển.

Nếu gặp bão lớn và triều cường công tác phòng chống bão lụt gặp rất nhiều khó khăn khi đê điều có sự cố thì diện ngập lụt của đảo rất lớn và sẽ ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến đời sống kinh tế, xã hội của nhân dân trên đảo. Toàn đảo được bảo vệ bằng 20,52km đê biển. Nếu gặp bão lớn và triều cường công tác phòng 8 chống bão lụt gặp rất nhiều khó khăn khi đê điều có sự cố thì diện ngập lụt của đảo rất lớn và sẽ ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến đời sống kinh tế, xã hội của nhân dân trên đảo.2 Đặc điểm khí tượng, thuỷ văn Số liệu khí tượng, thủy văn được lấy từ trạm khí tượng thủy văn trên đảo Hòn Dấu, với độ dài của số liệu là quan trắc từ năm 1983-2004. Chất lượng của số liệu là đảm bảo, có thể sử dụng tin cậy.1 Điều kiện khí tượng Khu vực đảo nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa.

Trong năm có hai mùa rõ rệt: Mùa hè nóng ẩm, mùa đông lạnh khô. - Mùa đông: Chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông bắc nhìn chung không ảnh hưởng lớn lắm đến chế độ thuỷ thạch động lực học ở vùng bờ biển Cát Hải do có đảo Cát Bà che chắn. - Mùa hè: Có nắng nóng, nhiệt độ cao, hơi nớc biển chứa muối, gió ảnh hưởng là gió Đông Nam, Nam và gió bão tác động mạnh đến Công trình bảo vệ bờ đảo.1 Nhiệt độ Phân thành hai mùa mưa rõ rệt - Nhiệt độ trung bình nhiều năm 230 C - Mùa nóng, từ tháng V đến tháng IX 27.20C - Mùa lạnh, nhiệt độ trung bình 19.90C - Nhiệt độ tối cao tuyệt đối 41.50C - Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối 3.1: Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 năm T(0c) 16,7 16,9 19 22.2 Độ ẩm Độ ẩm tương đối thay đổi qua các tháng trong năm. Độ ẩm tương đối phụ thuộc bốc hơi bề mặt và bình lưu ẩm.

Nhìn chung độ ẩm nhỏ nhất không thấp hơn 75% và độ ẩm tương đối cao nhât trên dưới 90%. Các tháng mùa đông (từ tháng 10 đến tháng 1) thời tiết khô hanh. Từ tháng 3, đến tháng 9 thời tiết ẩm ướt do nguồn ẩm tăng lên vì mưa phùn và mưa rào.2: Độ ẩm tương đối trung bình theo các tháng Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB năm Độ ẩm trung 83 88 91 90 87 87 87 89 86 80 79 80 85.5 Gió Căn cứ vào các tài liệu quan trắc đo đạc tại trạm khí tượng thuỷ văn Hòn Dấu từ năm 1984 => 1993 có chế độ : * Chế độ gió: Chế độ gió trong khu vực mang đặc tính theo mùa rõ nét, phù hợp với đặc điểm hoạt động của hoàn lưu khí quyển. Về mùa đông chịu sự chi phối của hệ thống gió mùa đông bắc với các hướng thịnh hành là Bắc; Đông Bắc và Đông.

Trong mùa hè chịu ảnh hưởng của hệ thống gió mùa Tây Nam, nh- ưng khi vào gần bờ bị biến tính có các hướng thịnh hành là Nam và Đông Nam. Trong thời gian chuyển tiếp gió có hướng tranh chấp giữa hai mùa gió thịnh hành nói trên.3: Tần suất hướng gió các tháng chính mùa đông trung bình nhiều năm Hướng/Tháng Lặng Bắc Đông Đông Đông Nam Tây Tây Tây gió Bắc Nam Nam Bắc XI 21.4: Tần suất hướng gió chuyển tiếp nhiều năm Tháng/Hướng Đông bắc Đông Đông Nam Nam II 17.3 Hoa gió tổng hợp nhiều năm tại trạm Hòn Dấu ( 1984-1993 ) n Ký hiÖu nw ne >15 (m/s) 10.0 (m/s) LÆng sw se S Tû lÖ : 1% ~ 2 mm Hình1.2: Hoa gió tại trạm hòn Dấu (1983-1994) 11 Trên Hoa gió tổng hợp nhiều năm tại trạm Hòn Dấu cho thấy trong năm gió thịnh hành là các hướng gió Bắc ( N) ; Đông Bắc(NE) ; Đông (E) ; Đông Nam(SE) và Nam (S), trong đó trước tiên phải kể đến gió hướng Đông (E) có tần suất chiếm 31.32% tiếp theo là hướng Bắc (N) có tần suất 15.36%; Đông Nam (SE) có tần suất 14.55% Nam(S) có tần suất 12.13% và Đông Bắc (NE) có tần suất 10. Tại khu vực này gió mùa Đông Bắc thường bắt đầu từ tháng IX và kéo dài đến tháng IV năm sau,trong thời kỳ này tần suất gió hướng Đông(E) là lớn hơn cả và dao động từ 33% (tháng XI) đến 53.Tốc độ gió trung bình trong các tháng này đạt từ 4.Điều đáng lưu ý là cấp tốc độ W>15 m/s chỉ quan trắc được 2 lần trong tổng số 40 lần chiếm 5%. Tốc độ gió lớn nhất đã quan trắc trong thời gian này là W=18 m/s ở hướng Bắc(N) vào tháng II/1987 ,trong khi đó tốc độ Wmax trong các tháng này của nhiều năm là 34m/s ở hướng ENE (2/10/1960); NNE (11/11/1957) và SSE (13/3/1960).

Mùa gió Tây Nam thường xuất hiện từ tháng VI đến tháng VIII.Tần suất gió hướng Nam(S) thịnh hành hơn hướng Đông Nam (SE) và dao động từ 21% (tháng VIII) và 37%(tháng VII) .Tốc độ gió trung bình nhìn chung cao hơn các tháng khác trong năm dật từ 4,7m/s (tháng VIII) và 6,0m/s (tháng VII). Như đã nói ở trên tần suất gió ở hướng Nam (S) và Đông Nam (SE) trong năm không lớn nhưng do ảnh hưởng của gió bão tốc độ gió quan trắc được thường rất lớn. Theo số liệu 1984-1993 cấp tốc độ gió W>15m/s quan trắc được chiếm 95% .Trong đó tốc độ gió lớn nhất đã quan trắc được là Wmax=40m/s ở hướng Tây Nam(SW)và Nam (S) vào tháng VI/1989. Giá trị này cũng là giá trị cực đại từng quan trắc được nhiều lần trong nhiều năm ở nhiều hướng.7 Nước dâng trong bão Bảng 1.5: Tần suất nước dâng (%) vùng bờ biển bắc vĩ tuyến 16 Vĩ tuyến Đoạn bờ Chiều cao nước dâng 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 > 2,5 Bắc- 210N Phía Bắc- Cửa Ông 50 38 5 6 2 0 210N-200 N Cửa Ông- Cửa Đáy 35 38 17 8 3 0 200N-190 N Cửa Đáy- Cửa Vạn 41 34 15 9 1 1 190N-180 N Cửa Vạn- Đèo 46 37 10 5 2 1 Ngang 180N-170 N Đèo ngang- Cửa 71 19 8 2 1 0 Tùng 170N-160 N Cửa Tùng- Đà Nẵng 95 4 1 0 0 0 Tháng VII/1980, cơn bão Joe đổ bộ vào Hải Phòng với gió giật trên cấp 12 đã quan trắc được độ cao nước dâng kết hợp với triều là 176cm (tại Hải Phòng).

Vùng bờ biển miền Bắc, về mặt nước dâng bão có nhiều đặc điểm quan trọng. Thứ nhất, đó là vùng có số lượng bão đổ bộ vào bờ nhiều nhất so với các vùng còn lại. Về cường độ bão, ở vùng biển này bão cũng có gió mạnh nhất- có thể lên tới 56m/s. Thứ hai, vùng này cũng là vùng có nước dâng lớn nhất (360cm).

Nếu xem rằng nước dâng có độ cao lớn (≥ 200cm) là nước dâng nguy hiểm thì suốt dải bờ này 13 đều đã xảy ra nước dâng nguy hiểm nhưng với tần suất khác nhau. Nước dâng đặc biệt nguy hiểm (≥ 250cm) cũng đã xảy ra ở hầu hết các nơi trên dải bờ này.