Luận văn thạc sĩ kỹ thuật xây dựng nghiên cứu quá trình bồi xói bờ biển khu vực đồi dương tp phan thiết

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật xây dựng nghiên cứu quá trình bồi xói bờ biển khu vực Đồi Dương, TP Phan Thiết, phân tích nguyên nhân và giải pháp hiệu quả.

• Tác giả: Hoàng Thị Thủy Tiên
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Song Giang
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
• Đề tài: Nghiên cứu quá trình bồi xói bờ biển khu vực Đồi Dương, TP. Phan Thiết
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
• 1.3. Phương pháp nghiên cứu
• 1.4. Nội dung nghiên cứu
• 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ TÌNH HÌNH XÂM THỰC VÙNG BIÊN VEN BỜ BÌNH THUẬN
• 2.1. Điều kiện tự nhiên
• 2.2. Điều kiện khí hậu
• 2.3. Điều kiện thủy hải văn
• 2.4. Dòng chảy ven bờ
• 2.5. Điều kiện địa hình, địa chất
• 2.6. Tình hình xâm thực biển
• 2.7. Các nghiên cứu đã thực hiện ở khu vực Đồi Dương
• 3. CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN DIỄN BIẾN VÙNG VEN BỜ
• 3.1. Tổng quan về bùn cát
• 3.1.1. Khái niệm bùn cát
• 3.1.2. Phân loại bùn cát
• 3.1.3. Đường kính hạt
• 3.1.4. Đặc điểm chuyển động
• 3.1.5. Khả năng tạo dòng
• 3.1.6. Phân loại theo tính kết dính
• 3.2. Điều kiện khởi động của hạt bùn cát
• 3.3. Các dạng chuyển động của bùn cát
• 3.4. Dòng bùn cát
• 3.4.1. Nồng độ trung bình theo thời gian qua mặt cắt
• 3.4.2. Chuyển tải bùn cát trong vùng sóng chưa vỡ
• 3.4.3. Chuyển tải bùn cát trong vùng sóng vỡ
• 3.4.4. Dòng bùn cát ấy
• 3.5. Mô hình toán vận tải bùn cát và diễn biến đáy
• 3.5.1. Diễn biến đáy và vận tải bùn cát
• 3.5.2. Mô hình dòng chảy
• 3.6. Lý thuyết tính sóng trong mô hình RCPWAVE
• 3.7. Phần mềm ứng dụng trong nghiên cứu
• 3.7.1. Mô hình dòng chảy
• 3.7.2. Mô hình sóng
• 3.7.3. Diễn biến đáy và vận tải bùn cát
• 4. CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH TOÁN SỐ CHO VÙNG BIỂN PHAN THIẾT
• 4.1. Mô hình dòng chảy và vận tải bùn cát
• 4.1.1. Lưới tính và địa hình
• 4.1.2. Điều kiện biên và các thông số tính toán khác
• 4.1.3. Hiệu chỉnh mô hình
• 4.2. Mô hình lan truyền sóng
• 4.2.1. Lưới tính và địa hình
• 4.2.2. Điều kiện biên và các thông số tính toán khác
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN
• 5.1. Trường hợp không xét ảnh hưởng của sóng (TH1 và TH2)
• 5.1.1. Gió hướng Đông Bắc (TH1)
• 5.1.2. Gió hướng Tây Nam (TH2)
• 5.2. Trường hợp có ảnh hưởng của sóng (TH3 và TH4)
• 5.2.1. Gió hướng Đông Bắc (TH3)
• 5.2.2. Gió hướng Tây Nam (TH4)
• 5.3. Trường hợp có ảnh hưởng của sóng và đảo (TH5 và TH6)
• 5.3.1. Gió hướng Đông Bắc (TH5)
• 5.3.2. Gió hướng Tây Nam (TH6)
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu và mục đích nghiên cứu

Luận văn 'Nghiên cứu quá trình bồi xói bờ biển khu vực Đồi Dương, TP Phan Thiết' tập trung vào việc phân tích hiện tượng bồi xói bờ biển tại khu vực Đồi Dương, thuộc thành phố Phan Thiết. Mục tiêu chính là sử dụng các mô hình toán học như F28 và RCPWAVE để đánh giá hiện trạng và đề xuất các biện pháp khắc phục. Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc quản lý bờ biển và phát triển bền vững khu vực ven biển.

1.1. Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khu vực Đồi Dương là một phần quan trọng của TP Phan Thiết, nơi đang chịu tác động mạnh mẽ từ các yếu tố tự nhiên như sóng và dòng chảy. Hiện tượng bồi xói bờ biển đã gây ra nhiều thách thức trong việc bảo vệ và phát triển cơ sở hạ tầng ven biển. Nghiên cứu này nhằm làm rõ nguyên nhân và đề xuất các giải pháp kỹ thuật để giảm thiểu tác động tiêu cực.

1.2. Mục tiêu và phương pháp nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là sử dụng các mô hình toán học để phân tích quá trình bồi xói và đề xuất các biện pháp bảo vệ bờ biển. Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc sử dụng mô hình số để giải các phương trình Saint-Venant và Exner, cùng với việc áp dụng mô hình sóng để tính toán tác động của sóng lên bờ biển.

II. Điều kiện tự nhiên và hiện trạng bồi xói

Khu vực Đồi Dương chịu ảnh hưởng của hai mùa gió chính là gió Đông Bắc và gió Tây Nam, dẫn đến sự biến đổi đáng kể trong quá trình bồi xói. Nghiên cứu đã sử dụng các số liệu khí tượng thủy văn để phân tích tác động của các yếu tố này lên bờ biển. Kết quả cho thấy, hiện tượng xói lở và bồi tụ diễn ra theo mùa, với mức độ nghiêm trọng khác nhau.

2.1. Đặc điểm khí hậu và thủy văn

Khu vực Phan Thiết có khí hậu nhiệt đới gió mùa, với hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô. Gió Đông Bắc và gió Tây Nam là hai yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình bồi xói. Nghiên cứu đã sử dụng các số liệu về nhiệt độ, lượng mưa và tốc độ gió để phân tích tác động của các yếu tố này lên bờ biển.

2.2. Hiện trạng bồi xói tại Đồi Dương

Hiện tượng bồi xói tại Đồi Dương chủ yếu bị tác động bởi sóng và dòng chảy. Nghiên cứu đã sử dụng các mô hình toán học để tính toán sự biến đổi của bờ biển theo thời gian. Kết quả cho thấy, hiện tượng xói lở nghiêm trọng hơn vào mùa gió Đông Bắc, trong khi bồi tụ xảy ra nhiều hơn vào mùa gió Tây Nam.

III. Phương pháp và kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu đã sử dụng các mô hình toán học như F28 và RCPWAVE để tính toán quá trình bồi xói tại Đồi Dương. Kết quả cho thấy, sự kết hợp giữa sóng và dòng chảy là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng bồi xói. Nghiên cứu cũng đề xuất các biện pháp bảo vệ bờ biển như xây dựng các công trình chắn sóng và điều chỉnh dòng chảy.

3.1. Mô hình toán học và phương pháp tính toán

Nghiên cứu đã sử dụng mô hình F28 để tính toán dòng chảy và vận chuyển bùn cát, trong khi mô hình RCPWAVE được sử dụng để tính toán trường sóng. Các phương trình Saint-Venant và Exner được giải bằng phương pháp thể tích hữu hạn, cho phép mô phỏng chính xác quá trình bồi xói.

3.2. Kết quả và đề xuất biện pháp

Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiện tượng bồi xói tại Đồi Dương chủ yếu bị tác động bởi sóng và dòng chảy. Nghiên cứu đề xuất các biện pháp bảo vệ bờ biển như xây dựng các công trình chắn sóng và điều chỉnh dòng chảy để giảm thiểu tác động tiêu cực của bồi xói.

IV. Ý nghĩa và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc quản lý bờ biển và phát triển bền vững khu vực Đồi Dương. Các kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để đề xuất các biện pháp bảo vệ bờ biển và giảm thiểu tác động tiêu cực của bồi xói. Nghiên cứu cũng góp phần vào việc nâng cao hiểu biết về quá trình bồi xói và các yếu tố ảnh hưởng.

4.1. Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu đã làm rõ các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bồi xói tại Đồi Dương, bao gồm sóng và dòng chảy. Các kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc đề xuất các biện pháp bảo vệ bờ biển và quản lý bờ biển hiệu quả.

4.2. Ứng dụng thực tiễn

Các kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để đề xuất các biện pháp bảo vệ bờ biển tại Đồi Dương, giúp giảm thiểu tác động tiêu cực của bồi xói. Nghiên cứu cũng góp phần vào việc phát triển bền vững khu vực ven biển, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực Đồi Dương, thành phố Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận là một vùng ven biển có chiều dài bờ biển khoảng 192 km, chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của hai mùa gió chính là gió Đông Bắc và gió Tây Nam. Theo số liệu khí tượng thủy văn, nhiệt độ trung bình hàng năm tại đây khoảng 27°C, lượng mưa trung bình năm khoảng 1072 mm, thấp hơn mức trung bình cả nước. Dòng chảy ven bờ và sóng biển tại khu vực này chịu tác động phức tạp của thủy triều, gió mùa và hoàn lưu biển Đông, với vận tốc dòng chảy ven bờ mùa đông đạt khoảng 90-100 cm/s và mùa hè khoảng 25-40 cm/s. Tình trạng xói lở bờ biển tại Đồi Dương diễn ra nghiêm trọng, đặc biệt là khu vực phía bắc cửa sông Cà Ty với chiều dài hơn 1,5 km bị xói lở liên tục, gây ảnh hưởng tiêu cực đến các công trình ven biển và phát triển kinh tế du lịch địa phương.

Mục tiêu nghiên cứu là phân tích quá trình bồi xói bờ biển khu vực Đồi Dương thông qua mô hình toán số, nhằm làm rõ bản chất vật lý của quá trình vận chuyển bùn cát, đánh giá hiện trạng xói lở và đề xuất các biện pháp bảo vệ bờ biển hiệu quả. Nghiên cứu sử dụng mô hình toán F28 để mô phỏng dòng chảy và vận chuyển bùn cát, kết hợp với mô hình RCPWAVE để tính toán trường sóng, tập trung vào hai mùa gió đặc trưng tháng 1 (gió Đông Bắc) và tháng 7 (gió Tây Nam). Phạm vi nghiên cứu bao gồm khu vực ven biển Đồi Dương, thành phố Phan Thiết, trong bối cảnh điều kiện khí hậu, thủy văn và địa hình đặc thù của tỉnh Bình Thuận.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp số liệu và mô hình hóa chính xác quá trình bồi xói, từ đó hỗ trợ công tác quy hoạch, xây dựng và bảo vệ bờ biển, góp phần phát triển bền vững kinh tế du lịch và bảo vệ môi trường ven biển tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Phương trình Saint-Venant hai chiều: Mô tả dòng chảy thủy động lực học ven bờ, giải bằng phương pháp thể tích hữu hạn trên lưới phi cấu trúc tứ giác.
• Phương trình cân bằng bùn cát hai chiều (Exner): Mô tả diễn biến đáy biển do vận chuyển bùn cát, tính toán sự thay đổi cao độ đáy theo thời gian.
• Lý thuyết vận chuyển bùn cát: Phân loại bùn cát theo kích thước, tính chất kết dính và đặc điểm chuyển động (lăn, trượt, nhảy cóc, lơ lửng). Áp dụng các công thức kinh nghiệm như công thức Shields để xác định ngưỡng khởi động hạt bùn cát.
• Mô hình sóng RCPWAVE: Giải phương trình lan truyền sóng trên đáy có độ dốc nhỏ bằng phương pháp sai phân hữu hạn, tính toán trường sóng chưa vỡ và sóng vỡ, cung cấp dữ liệu đầu vào cho mô hình dòng chảy và vận chuyển bùn cát.

Các khái niệm chính bao gồm: ứng suất đáy tới hạn, vận tốc ma sát đáy, nồng độ bùn cát lơ lửng, vận tốc dòng chảy ven bờ, và các dạng chuyển động bùn cát.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu khí tượng thủy văn (nhiệt độ, lượng mưa, vận tốc và hướng gió), số liệu thủy triều, dòng chảy ven bờ, sóng biển quan trắc tại trạm Bạch Hồ và các trạm ven biển Bình Thuận. Dữ liệu mực nước đầu vào cho mô hình được lấy từ mô hình biến động biển Đông.

Phương pháp nghiên cứu sử dụng mô hình toán số gồm:

• Mô hình F28 để mô phỏng dòng chảy và vận chuyển bùn cát, giải hệ phương trình Saint-Venant và phương trình cân bằng bùn cát bằng phương pháp thể tích hữu hạn trên lưới phi cấu trúc.
• Mô hình RCPWAVE để tính toán trường sóng, giải phương trình lan truyền sóng trên lưới vuông góc.
• Nội suy kết quả sóng từ RCPWAVE sang lưới tính của F28 để tính toán sự tương tác sóng và dòng chảy trong vận chuyển bùn cát.

Cỡ mẫu mô hình bao gồm toàn bộ khu vực ven biển Đồi Dương với lưới tính chi tiết, đảm bảo độ chính xác cao trong mô phỏng. Phương pháp chọn mẫu dựa trên phân tích đặc trưng khí tượng thủy văn theo mùa gió Đông Bắc và Tây Nam, tập trung vào các tháng đặc trưng là tháng 1 và tháng 7. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ năm 2003 đến 2009 với các số liệu quan trắc thực tế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của gió mùa đến dòng chảy và bồi xói: Dòng chảy ven bờ chịu ảnh hưởng rõ rệt của hai mùa gió chính. Vào mùa Đông (gió Đông Bắc), dòng chảy chủ đạo hướng Nam và Tây Nam với vận tốc khoảng 90-100 cm/s, gây xói lở mạnh tại phía bắc cửa sông Cà Ty. Vào mùa Hè (gió Tây Nam), dòng chảy phân tán với nhiều hướng, vận tốc giảm còn 25-40 cm/s, làm giảm mức độ xói lở nhưng vẫn duy trì sự vận chuyển bùn cát đáng kể.

2. Tác động kết hợp của sóng và dòng chảy: Mô hình RCPWAVE cho thấy sóng biển tại khu vực có độ cao trung bình từ 1,2 đến 2,2 m tùy mùa, với hướng sóng thay đổi theo mùa gió. Khi kết hợp với dòng chảy, sự bồi xói diễn ra phức tạp hơn, đặc biệt tại các khu vực gần cửa sông và bãi tam tự. Số liệu mô phỏng cho thấy mức độ bồi lắng và xói lở có thể thay đổi đến 15-20% khi xét tác động đồng thời của sóng và dòng chảy so với chỉ dòng chảy đơn thuần.

3. Hiệu quả của đảo nhân tạo trong giảm xói lở: Giả định xây dựng các đảo nhân tạo xa bờ cho thấy khả năng giảm vận tốc sóng và dòng chảy, từ đó giảm lượng bồi xói tại khu vực Đồi Dương. Mô hình tính toán cho thấy đảo nhân tạo có thể làm giảm vận tốc dòng chảy và sóng tới 10-15%, góp phần hạn chế xói lở bờ biển.

4. Diễn biến đáy biển và vận chuyển bùn cát: Phân tích mô hình cho thấy sự thay đổi cao độ đáy biển tại Đồi Dương có xu hướng xói lở liên tục với mức độ thay đổi cao độ từ 0,1 đến 0,3 m trong các tháng gió Đông Bắc, trong khi mùa gió Tây Nam có xu hướng bồi tụ nhẹ với mức độ thay đổi khoảng 0,05-0,1 m.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của hiện tượng xói lở tại Đồi Dương là do tác động phối hợp của dòng chảy ven bờ mạnh trong mùa gió Đông Bắc và sóng biển có năng lượng cao. So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả mô hình F28 và RCPWAVE cho phép đánh giá chi tiết hơn về vận tốc dòng chảy và trường sóng, từ đó mô phỏng chính xác quá trình vận chuyển bùn cát và diễn biến đáy biển. Việc sử dụng mô hình toán số kết hợp với số liệu quan trắc thực tế giúp khắc phục hạn chế của các phương pháp khảo sát truyền thống và mô hình đơn giản trước đây.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ vận tốc dòng chảy theo mùa, bản đồ phân bố độ cao đáy biển trước và sau mô phỏng, cũng như bảng so sánh mức độ xói lở và bồi tụ theo các kịch bản có và không có đảo nhân tạo. Những kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong việc lập kế hoạch bảo vệ bờ biển, thiết kế công trình ven biển và phát triển bền vững kinh tế du lịch tại Bình Thuận.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng các công trình chắn sóng và đảo nhân tạo: Thiết kế và xây dựng các đảo nhân tạo xa bờ nhằm giảm vận tốc sóng và dòng chảy, hạn chế xói lở bờ biển. Thời gian thực hiện trong vòng 3-5 năm, do các cơ quan quản lý biển và địa phương chủ trì.

2. Ứng dụng mô hình toán số trong quy hoạch bờ biển: Sử dụng mô hình F28 và RCPWAVE để đánh giá tác động của các công trình ven biển trước khi triển khai xây dựng, đảm bảo hiệu quả lâu dài và giảm thiểu tác động tiêu cực. Khuyến nghị áp dụng trong các dự án quy hoạch ven biển trong 1-2 năm tới.

3. Tăng cường quan trắc và thu thập số liệu thực tế: Thiết lập hệ thống quan trắc thủy văn, sóng và dòng chảy liên tục tại khu vực Đồi Dương để cập nhật dữ liệu phục vụ mô hình hóa và đánh giá diễn biến bờ biển. Thời gian triển khai ngay trong năm đầu tiên.

4. Phát triển các biện pháp bảo vệ bờ mềm kết hợp với cứng: Kết hợp các công trình kè mềm như kè geotube với kè bê tông truyền thống để vừa bảo vệ bờ vừa duy trì cảnh quan và môi trường sinh thái. Thời gian thực hiện 2-4 năm, phối hợp giữa các đơn vị xây dựng và quản lý môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý và quy hoạch ven biển: Sử dụng kết quả nghiên cứu để lập kế hoạch phát triển bền vững, thiết kế công trình bảo vệ bờ biển phù hợp với điều kiện tự nhiên và kinh tế địa phương.

2. Các kỹ sư xây dựng công trình thủy lợi và ven biển: Áp dụng mô hình toán số và các phương pháp tính toán vận chuyển bùn cát để thiết kế các công trình chắn sóng, kè biển và đảo nhân tạo hiệu quả.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành xây dựng công trình thủy: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, mô hình toán và kết quả phân tích để phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo về xói lở và bồi tụ bờ biển.

4. Các doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực du lịch ven biển: Hiểu rõ hiện trạng và xu hướng biến đổi bờ biển để đưa ra các quyết định đầu tư hợp lý, bảo vệ tài sản và phát triển du lịch bền vững.

Câu hỏi thường gặp

1. Quá trình bồi xói bờ biển tại Đồi Dương chịu ảnh hưởng bởi những yếu tố nào?
   Quá trình này chủ yếu chịu tác động của sóng biển và dòng chảy ven bờ, đặc biệt là dưới ảnh hưởng của hai mùa gió Đông Bắc và Tây Nam. Sự phối hợp của các yếu tố này tạo nên sự biến đổi phức tạp về bồi tụ và xói lở.

2. Mô hình toán số F28 và RCPWAVE có ưu điểm gì trong nghiên cứu này?
   F28 mô phỏng dòng chảy và vận chuyển bùn cát hai chiều với độ chính xác cao trên lưới phi cấu trúc, trong khi RCPWAVE tính toán trường sóng chưa vỡ và sóng vỡ chi tiết. Sự kết hợp giúp mô phỏng chính xác quá trình tương tác sóng-dòng chảy và bùn cát.

3. Tại sao cần xây dựng đảo nhân tạo trong khu vực nghiên cứu?
   Đảo nhân tạo giúp giảm vận tốc sóng và dòng chảy, từ đó giảm thiểu xói lở bờ biển. Mô hình cho thấy đảo nhân tạo có thể giảm vận tốc sóng và dòng chảy tới 10-15%, góp phần bảo vệ bờ biển hiệu quả.

4. Các biện pháp bảo vệ bờ biển hiện nay tại Bình Thuận có hiệu quả không?
   Các công trình kè cứng và kè mềm đã phần nào kiểm soát được xói lở cục bộ, nhưng vẫn tồn tại nhiều điểm xói lở nghiêm trọng do chưa tính toán đầy đủ tác động dòng chảy và sóng. Cần kết hợp biện pháp mềm và cứng cùng với mô hình toán số để nâng cao hiệu quả.

5. Làm thế nào để áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn?
   Kết quả mô hình và phân tích có thể được sử dụng để thiết kế các công trình bảo vệ bờ biển, lập quy hoạch phát triển ven biển, đồng thời hỗ trợ các cơ quan quản lý trong việc ra quyết định dựa trên dữ liệu khoa học và mô phỏng chính xác.

Kết luận

• Nghiên cứu đã xác định rõ vai trò quan trọng của sóng và dòng chảy trong quá trình bồi xói bờ biển khu vực Đồi Dương, Phan Thiết.
• Mô hình toán số F28 kết hợp với mô hình sóng RCPWAVE cho phép mô phỏng chính xác diễn biến dòng chảy, sóng và vận chuyển bùn cát.
• Kết quả mô phỏng cho thấy sự khác biệt rõ rệt về bồi tụ và xói lở theo mùa gió Đông Bắc và Tây Nam, đồng thời đánh giá được hiệu quả tiềm năng của đảo nhân tạo trong giảm xói lở.
• Đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ biển kết hợp công trình cứng và mềm, tăng cường quan trắc và ứng dụng mô hình toán số trong quy hoạch ven biển.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai xây dựng đảo nhân tạo thí điểm, mở rộng hệ thống quan trắc và áp dụng mô hình trong các dự án bảo vệ bờ biển khác tại Bình Thuận.

Hành động khuyến nghị: Các cơ quan quản lý và nhà đầu tư cần phối hợp triển khai các giải pháp bảo vệ bờ biển dựa trên kết quả nghiên cứu để bảo vệ tài nguyên và phát triển kinh tế du lịch bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vẫn đề Bình Thuận là một trong số rất nhiều tỉnh ven bờ biển của Việt Nam đang phát triển nhanh chóng về du lịch như việc xây dựng nhà hang, khách sạn ngay cảng nhiều dọc theo bờ biến. Việc này mang lại lợi ích kinh tế xã hội rất lớn cho tỉnh. Về mặt địa lý, phía bac Bình Thuận giáp với Lâm Đồng và Ninh Thuận, phía đông giáp biển Đông, phía Tây giáp Đông Nai, và phía Nam giáp Vũng Tàu. Bình Thuận có hai mùa rõ rệt với nhiệt độ cao, sông ngòi ngắn và nhỏ, gid mạnh, nhiều đụn cát và bãi cát vàng trai dài ven bién.

Dọc theo 190km đường bờ, Bình Thuận có 6 cửa sông (Long Hương, Phan Rí, Phú Hải, Thương Chánh, Tân Hải và Lagi) và nhiều mũi đá hay hốc đá (La Gan, Mũi Nho, Mũi Rơm, Mũi Né, Mũi Kê Gà). Bình Thuận cũng có nhiều công trình ven bờ và công trình chỉnh trị cửa sông được xây dựng nhằm phát triển nghề cá và đảm bảo an toàn luồng lạch (kè biển Hàm Tiến, mỏ hàn cửa sông Ca Tu, Lagi. Gan day, Binh Thuận cũng đã phát triển kỹ nghệ du lich tại địa phương. Nhiều công trình nhà hàng, khách sạn, khu nghỉ mát cao cấp đã được dựng lên dọc theo các bãi biển đẹp của địa phương (lang Thuy si, làng Nga, khách san cao cấp Novotel.) Tat cả những công trình này nhanh chóng gây ảnh hưởng đến sự thay đối bờ biên ở Hàm Tiến, cảng cá Phan Thiết, Đồi Dương.

Sự thành công của các dé chắn sóng, mỏ hàn hay đê biển đã phan nào khống chế được sự xói lở cục bộ của bờ biển tại nơi có công trình như cửa sông Phan Thiết, Lagi. Nhưng chúng lại gây nên những hậu quả như cát tràn vào cửa sông ở Lagi, xói lở bờ hạ lưu cửa mỏ hàn ở cửa sông cảng cá Phan Thiết. Xói lở bờ biển được khống chế khá tốt tại khu vực Hàm Tiến — Mũi Né nhưng khu vực xói lở đã dịch chuyên vẻ phía hạ lưu như Phú Hải, Đồi Dương. Do đó, việc tính toán xói lở tại Đồi Dương là rất cấp thiết, từ đó có thé đưa ra biện pháp khắc phục xói lở và hướng phát triển xa hơn là tính toán sự ồn định cho bờ bién tại nơi đây.1: Khu vực Đôi Duong, Binh Thuận 1.2 Mục đích nghiên cứu của đề tài - Nghiên cứu bản chất vật lý và mô hình vận chuyển bùn cát vùng ven biến.

- Sử dụng m6 hình toán sô nghiên cứu diên biên khu vực Đôi Duong dé làm rõ bản chất xói bôi tại đây và đề xuất phương pháp bảo vệ.3 Phuong pháp nghiên cứu - Phương pháp mô hình số, trong đó: + Phương trình Saint — Vennant hai chiều + Phương trình vận tải chất trong dòng chảy hai chiều nước nông + Phương trình diễn biến đáy (Exner) + Các công thức kinh nghiệm + Mô hình sóng - Phương pháp giải: thể tích hữu hạn 1.4 Nội dung nghiên cứu - Vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên khu vực Đôi Dương, Phan Thiết - Nghiên cứu bản chat vật lý của quá trình vận chuyển bùn cát vùng ven biến, mô hình tính toán thủy lực và bồi xói bờ biển. - Ap dụng mô hình toán dé tính toán quá trình động lực và diễn biến xói bồi tại khu vực Đôi Dương - Dé xuất biện pháp bảo vệ 1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của dé tài Tìm ra được hiện trạng, nguyên nhân gây xói lở tại Đồi Dương. từ đó đưa ra hướng giải quyết, góp phần thúc day nền kinh tế du lịch, bảo vệ bờ biến tại địa phương. Chương 2 DIEU KIEN TỰ NHIÊN VA TINH HÌNH XÂM THỰC VÙNG BIÊN VEN BỜ BÌNH THUẬN 2.1 Điều kiện tự nhiên 2.1 Điều kiện khí hậu Bình Thuận là tỉnh duyên hải cực Nam Trung Bộ Việt Nam, với bờ bién dai 192 km từ mũi Đá Chet giáp Cà Na (Ninh Thuận) đến bãi bồi Binh Châu (Ba Ria- Vũng Tàu).

Phía bắc giáp tỉnh Ninh Thuận, phía tây bắc giáp tỉnh Lâm Đồng, phía tây giáp tỉnh Đồng Nai, phía tây nam giáp tinh Ba Rịa - Vũng Tàu. Theo Quy chuẩn Xây dựng QCVN 02: 2009/BXD [10], nhiệt độ và lượng mưa tại Phan thiết được cho trong bảng 2.1: Nhiệt độ không khí tháng và năm (°C) Nhiệt Tháng Năm độ L|ÌH|LHr|EIV|LV |VI|VH|VH|IXLX | xt | xo Trung bình | 248 | 254 | 26.6 | 21,7 | 203 | 18,1 | 124 | 124 Biên độ | gy | 74 | 691 ngay TB 66169170168! 671661 67174179] 70 Bang 2.2: Luong mua theo thang Luong mua Thang Nam (mm) 1|u}miliv! v/v] vil viol wx! x | xr | xu Trung bình | 1 | 0 | 6 | 30 | 136] 145 | 165 | 164 | 192] 155] 58 | 20 | 1072 Muangay lon nhat | 5 | 5 | 121] 102| 1781 1321 so | 98 | 162 | 157/215] 86 | 215 Qua hai bang trén ta thay, tinh Binh Thuận mang đặc trưng của khí hau nhiệt đới gió mùa, một năm có hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mưa khô. Nhiệt độ trung bình ở đây khoảng 27°C, nhiệt độ cao nhất thường xuất hiện từ tháng 4 tới tháng 6 và giữ trên mức trung bình tới tháng 10. Chính vì thế khả năng bốc hơi nước trong thời gian nay tăng lên, gây mưa nhiều từ tháng 5 tới tháng 10 (trung bình hơn 150mm).

Từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. nhiệt độ giảm xuống, mức trung bình trong những tháng này khoảng 25°C, kéo theo lượng mưa giảm nhanh chóng, chỉ còn 58mm trong tháng 11 và từ thang 1 đến tháng 3 thì gần như không có mưa. Tuy nhiệt độ ban ngày ở đây khá cao (trung bình khoảng 36°C) nhưng lượng mưa ở Bình Thuận trung bình năm khoảng 1072mm, thấp hơn rất nhiều so với lượng mưa trung bình của cả nước (trên 1500mm). Do mang tính chât của khí hậu nhiệt đới gió mùa, nên ở tỉnh Bình Thuận hàng năm có hai mùa gió chính: gió mua Dong Bac và gió mua Tây Nam.

Toc độ và hướng gió lớn nhất tại trạm Phan Thiết được cho trong bảng 2.3: Hướng và tốc độ gió lớn nhất tháng trạm Phan Thiết từ 2003 đến 2008 [10] Tháng | H IH IV Vv VI | VH | VIH | IX X XI | XI Tốc độ (m/s) 12 11 12 10 10 7 8 9 10 10 9 10 Huong NE | E E E E W | W |WSW|I E E E E Theo bảng 2.3 ta thấy, gió mùa Đông Bắc từ tháng 6 đến tháng 9, với vận tốc gió trung bình khoảng 8m/s (cấp 5 theo thang Bô-pho), hướng chính là Tây va Tây Tây Nam. Gió mùa Đông Bắc từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau, vận tốc gió trung bình hơn 10m/s (cấp 5) hướng chính là Đông và Đông Bắc. Theo Quy chuẩn Xây dựng QCVN 02: 2009/BXD [10], các thông số gió đặc trưng tại Phan thiết được cho trong bảng 2.4: Vận tốc gió trung bình tháng va năm (m/s) Tháng Trạm Năm | H | HI | IV | V | VI | VH | VHI | IX | X | XI | XI Phan Thiết | 4.9133 [28130129] 33 |26|25|31|32| 32 Theo cơ quan Khí tượng Hoa ky (NOAA), trên toàn biển Đông, mùa gió Tây Nam bat dau từ tháng 6 tới tháng 8, còn mùa gió Đông Bắc bắt đầu từ tháng 11 tới tháng 3 năm sau. Tháng 4, 5 và 9, 10 là thời gian chuyển mùa.

Trong mùa gió Tây Nam, vận tốc gió ở khu vực giữa biển Đông có thể lên tới 7m/s còn trong mùa gió Đông Bac, vận tốc gió ở khu vực giữa biển Đông có thé lên tới 10m/s [6]. Do nam về cuối miền Trung, nên tỉnh Bình Thuận ít chịu ảnh hưởng của bão so với các tinh còn lại. Từ năm 1961 đến 2008, thống kê có 64 cơn bão đồ bộ ảnh hưởng lên vùng biến Bình Thuận (theo Quy chuẩn Xây dựng QCVN 02: 2009/BXD). Cac cơn bão thường tập trung vào tháng 10 và 11.2 Điều kiện thủy hải văn 2.1 Thủy triéu Thủy triều khu vực ven bờ tỉnh Bình Thuận có chế độ triều khá phức tạp, chế độ nhật triều ở phía Bắc và bán nhật triều ở phía Nam.

Thời gian triều dâng thường lâu hơn triều rút, và có biên độ triều khoảng 1. Triều trên biển Đông lan truyền theo hướng từ phía Bắc xuống phía Nam nên thủy triều Phan Thiết chậm pha hơn thủy triều Phan Rí. Phân tích số liệu đo cho thay các sóng bán nhật triều tới Phan Thiết trễ hơn khoảng 1 giờ so với Phan Ri trong khi sóng nhật triều chỉ trễ hơn khoảng 5 phút. Tuy nhiên nếu nhìn vào chỉ tiết thì dường như chân triều giữa 2 nơi nay hầu như xảy ra đồng thời nhưng đỉnh triều Phan Thiết xuất hiện sau đỉnh triều Phan Rí khoảng 1 giờ [6].2 Dòng cháy ven bờ Dòng chảy ven bờ biển Bình Thuận gây ra chủ yếu bởi 2 yếu tố: thủy triều va gió mùa.

Trong 2 yếu tố nay, thủy triều có thời gian đặc trưng tính bằng ngày còn gió mùa có thời gian đặc trưng tính băng mùa. Do vậy dòng chảy chủ đạo sẽ là dòng chảy gây ra bởi gió mùa còn thủy triều sẽ làm dòng chảy thực tế dao động quanh giá trị chủ đạo này [6]. Vào mùa Đông, chế độ dòng chảy ven bờ tỉnh Bình Thuận chịu chi phối của hệ thống hoàn lưu biển Đông, do ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc, dòng chảy ven bờ là nhánh phía tây của hoàn lưu biển Đông với hướng chủ đạo là hướng Nam và Tây Nam với tần suất 70 — 80%, với tốc độ khoảng 90 — 100cm/s. Vào mùa hè, dòng chảy phức tạp hơn mùa đông, dòng ven bờ biển Phú Yên — Khánh Hòa có dòng chảy ven bờ từ Bắc xuống Nam với tốc độ khoảng 25 — 40em/s, dòng ven bờ hòa nhập với luồng dòng chảy từ phía Tây Nam hướng về phía Đông Bắc ở gần Phú Quý.

Bức tranh dòng chảy mùa hè khu vực khá phù hợp với hiện tượng nước trôi. Do vậy, hướng dòng chảy mùa hè có sự phân tán, hoa dòng chảy có nhiêu hướng. Vào mùa chuyền tiếp từ đông sang hè, chế độ dòng chảy có hướng như chế độ dòng chảy mùa hè, hướng dòng chảy rất phân tán vừa có hướng chảy về Nam vừa có hướng dòng chảy lên Bac, đồng thời vừa có hướng dòng chảy vào bờ và ngược từ bờ ra.3 Sóng Biển Bình Thuận là một vùng biển hở, mở ra biển Đông, vì vậy sóng trong vùng biển này chủ yếu phát sinh từ sóng ngoài khơi truyền vào. Nói chung các nghiên cứu về sóng ở các vùng biển Việt nam tương đối thưa thớt, vùng biển Binh thuận và ngoài khơi cũng không là ngoại lệ.

Tuy nhiên chúng ta vẫn có thể tham khảo số liệu sóng quan trắc tại trạm hải văn Bạch Hồ.