Luận án tiến sĩ kỹ thuật: Diễn biến hình thái vùng ven biển Nam Trung Bộ dưới tác động của nước biển dâng và biến đổi khí hậu

• Tác giả: Phạm Trung
• Người hướng dẫn: PGS.TS Trịnh Công Vấn
• Trường học: Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam
• Chuyên ngành: Khoa học Thủy lợi
• Đề tài: Nghiên cứu diễn biến hình thái ven biển Nam Trung Bộ trong bối cảnh nước biển dâng do biến đổi khí hậu
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của luận án
• 0.2. Mục đích nghiên cứu
• 0.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 0.3.2. Phạm vi nghiên cứu
• 0.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 0.4.1. Cách tiếp cận
• 0.4.2. Phương pháp nghiên cứu
• 0.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
• 0.5.1. Ý nghĩa khoa học
• 0.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 0.6. Những đóng góp mới của luận án
• 0.7. Cấu trúc Luận án
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về vùng nghiên cứu
• 1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.2. Thực trạng xói lở-bồi tụ dải ven biển Nam Trung Bộ
• 1.1.3. Nguyên nhân chính gây xói lở-bồi tụ vùng ven biển Nam Trung Bộ
• 1.2. Nghiên cứu trên thế giới về ảnh hưởng của NBD đến diễn biến hình thái vùng ven biển
• 1.2.1. Mô hình xác định hình thái dài hạn
• 1.2.2. Mô hình xác định hình thái ngắn hạn
• 1.3. Nghiên cứu liên quan thực hiện ở Việt Nam và Nam Trung Bộ
• 1.4. Hướng tiếp cận của Luận án
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN HÌNH THÁI VÙNG VEN BIỂN NAM TRUNG BỘ
• 2.1. Cơ sở lý thuyết về diễn biến hình thái vùng ven biển
• 2.1.1. Khái niệm chung về mô hình vận chuyển bùn cát
• 2.1.2. Mô hình mặt cắt bờ biển cân bằng
• 2.1.3. Mô hình vận chuyển bùn cát dọc bờ
• 2.2. Cơ sở lý thuyết về năng lượng sóng
• 2.2.1. Sự hình thành và lan truyền của sóng biển
• 2.2.2. Năng lượng sóng đơn sắc
• 2.2.3. Phổ năng lượng sóng
• 2.2.4. Công thức tính thông lượng năng lượng sóng
• 2.2.5. Đường cơ sở và trình tự tính toán trong Luận án
• 2.3. Cơ sở khoa học các mô hình tính toán
• 2.3.1. Phân cấp các mô hình trong Luận án
• 2.3.2. Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE21/3 Couple Model FM
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ DIỄN BIẾN HÌNH THÁI VÙNG VEN BIỂN NAM TRUNG BỘ
• 3.1. Xây dựng bản đồ phân vùng năng lượng sóng dải ven biển Nam Trung Bộ
• 3.1.1. Mô hình tính sóng toàn vùng biển Đông
• 3.1.2. Mô hình nghiên cứu chính vùng ven biển Nam Trung Bộ
• 3.1.3. Kết quả tính toán dòng năng lượng sóng dải ven biển Nam Trung Bộ
• 3.2. Mối liên hệ giữa dòng năng lượng sóng Pt dọc bờ và Pn hướng bờ với hiện tượng xói lở-bồi tụ ở khu vực Nam Trung Bộ
• 3.2.1. Đoạn bờ khu vực cửa Đại – Hội An (Quảng Nam)
• 3.2.2. Đoạn bờ khu vực Bãi Xép-cửa Đà Rằng- Đà Nông (Phú Yên)
• 3.2.3. Đoạn bờ từ mũi La Gàn-mũi Yến (Bình Thuận)
• 3.2.4. Đoạn bờ từ mũi Né-mũi Kê Gà (Bình Thuận)
• 3.2.5. Nhận xét chung
• 3.3. Nghiên cứu điển hình khu vực ven biển LaGi
• 3.3.1. Hiện trạng khu vực nghiên cứu
• 3.3.2. Sơ đồ và điều kiện biên tính toán
• 3.3.3. Diễn biến hình thái khu vực ven biển LaGi
• 3.4. Tác động BĐKH-NBD đến diễn biến hình thái dải ven biển Nam Trung Bộ
• 3.4.1. Kịch bản BĐKH-NBD cho Việt Nam
• 3.4.2. Kịch bản NBD sử dụng tính toán cho khu vực Nam Trung Bộ
• 3.4.3. Kết quả tính toán đặc trưng sóng và diễn biến hình thái khu vực ven biển Nam Trung Bộ dưới tác động của NBD do BĐKH
• 3.5. Định hướng giải pháp nhằm cải tạo, ổn định hình thái các khu vực ven biển Nam Trung Bộ trong điều kiện NBD do BĐKH
• 3.5.1. Giải pháp công trình
• 3.5.2. Giải pháp phi công trình
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Nghiên cứu diễn biến hình thái ven biển

Nghiên cứu diễn biến hình thái ven biển tập trung vào việc phân tích các yếu tố tự nhiên và nhân tạo ảnh hưởng đến sự thay đổi hình thái của vùng ven biển. Ven biển Nam Trung Bộ là khu vực trọng điểm với đặc thù địa lý và khí hậu phức tạp. Nước biển dâng do biến đổi khí hậu là yếu tố chính gây ra sự biến đổi hình thái ven biển. Các nghiên cứu chỉ ra rằng, sự gia tăng mực nước biển dẫn đến xói lở bờ biển và thay đổi cấu trúc địa hình. Hình thái ven biển được đánh giá thông qua các mô hình toán học và dữ liệu thực địa. Tác động biến đổi khí hậu đến vùng ven biển được phân tích kỹ lưỡng, đặc biệt là ảnh hưởng của nước biển dâng đến các khu vực dân cư và kinh tế.

1.1. Diễn biến ven biển Nam Trung Bộ

Diễn biến ven biển Nam Trung Bộ được nghiên cứu dựa trên các dữ liệu lịch sử và hiện trạng. Khu vực này chịu ảnh hưởng mạnh mẽ từ nước biển dâng và biến đổi khí hậu. Các hiện tượng xói lở và bồi tụ diễn ra thường xuyên, đặc biệt tại các cửa sông và bãi biển. Khí hậu ven biển với gió mùa và bão cũng góp phần vào sự thay đổi hình thái. Các mô hình toán học được sử dụng để dự đoán xu hướng biến đổi trong tương lai, giúp đưa ra các giải pháp bảo vệ và quản lý bền vững.

1.2. Ảnh hưởng nước biển dâng

Ảnh hưởng nước biển dâng đến ven biển Nam Trung Bộ được đánh giá thông qua các kịch bản biến đổi khí hậu. Sự gia tăng mực nước biển dẫn đến ngập lụt, xâm nhập mặn và xói lở bờ biển. Các khu vực dân cư và cơ sở hạ tầng ven biển chịu tác động nghiêm trọng. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, nước biển dâng làm thay đổi dòng chảy và vận chuyển bùn cát, ảnh hưởng đến hình thái ven biển. Các giải pháp thích ứng và giảm thiểu tác động được đề xuất dựa trên kết quả nghiên cứu.

II. Cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở khoa học của nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về hình thái ven biển và vận chuyển bùn cát. Các mô hình toán học như MIKE21/3 Couple Model FM được sử dụng để mô phỏng và dự đoán diễn biến ven biển. Phương pháp nghiên cứu bao gồm kế thừa các công trình trước, điều tra thực địa và phân tích dữ liệu. Năng lượng sóng và dòng chảy là các yếu tố chính được xem xét trong nghiên cứu. Các kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc quản lý và bảo vệ ven biển Nam Trung Bộ.

2.1. Mô hình tính toán

Các mô hình tính toán được sử dụng để phân tích diễn biến hình thái ven biển. Mô hình MIKE21/3 Couple Model FM được áp dụng để mô phỏng năng lượng sóng và dòng chảy. Các kết quả tính toán được so sánh với dữ liệu thực địa để đảm bảo độ chính xác. Mô hình mặt cắt bờ biển cân bằng và mô hình vận chuyển bùn cát cũng được sử dụng để đánh giá sự thay đổi hình thái. Các mô hình này giúp dự đoán xu hướng biến đổi trong tương lai dưới tác động của nước biển dâng.

2.2. Phân tích dữ liệu

Phân tích dữ liệu là bước quan trọng trong nghiên cứu. Các dữ liệu về khí hậu ven biển, năng lượng sóng và dòng chảy được thu thập và xử lý. Các kết quả phân tích được sử dụng để hiệu chỉnh các mô hình toán học. Dữ liệu thực địa về xói lở và bồi tụ cũng được sử dụng để đánh giá độ chính xác của mô hình. Các kết quả phân tích cung cấp cơ sở khoa học cho việc đề xuất các giải pháp bảo vệ ven biển Nam Trung Bộ.

III. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng

Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, nước biển dâng do biến đổi khí hậu có tác động lớn đến hình thái ven biển Nam Trung Bộ. Các khu vực cửa sông và bãi biển chịu ảnh hưởng nghiêm trọng từ xói lở và ngập lụt. Năng lượng sóng và dòng chảy là các yếu tố chính gây ra sự thay đổi hình thái. Các giải pháp công trình và phi công trình được đề xuất để giảm thiểu tác động. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu bao gồm quản lý bờ biển, bảo vệ cơ sở hạ tầng và phát triển bền vững.

3.1. Giải pháp công trình

Các giải pháp công trình được đề xuất bao gồm xây dựng đê chắn sóng, kè bảo vệ bờ biển và hệ thống thoát nước. Các công trình này giúp giảm thiểu tác động của nước biển dâng và xói lở bờ biển. Đê ngầm và mỏ hàn là các giải pháp hiệu quả được áp dụng tại ven biển Nam Trung Bộ. Các công trình này được thiết kế dựa trên kết quả nghiên cứu về năng lượng sóng và dòng chảy.

3.2. Giải pháp phi công trình

Các giải pháp phi công trình bao gồm quản lý bờ biển, trồng rừng ngập mặn và nâng cao nhận thức cộng đồng. Rừng ngập mặn giúp giảm thiểu xói lở và bảo vệ bờ biển. Nâng cao nhận thức cộng đồng về biến đổi khí hậu và nước biển dâng là yếu tố quan trọng trong việc thực hiện các giải pháp bảo vệ bờ biển. Các giải pháp này góp phần phát triển bền vững ven biển Nam Trung Bộ.