Nghiên Cứu Sơ Bộ Về Động Lực Học Của Đầm Tam Giang - Cầu Hải Tại Tỉnh Thừa Thiên-Huế, Việt Nam

Tài liệu nghiên cứu A preliminary study on hydrodynamics of the tam giang cau hai lagoon and tidal inlet system in the, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên

• Tác giả: Nghiem Tien Lam
• Người hướng dẫn: Prof. Bela Petry, IHE
• Trường học: IHE Delft
• Chuyên ngành: Hydraulic and Environmental Engineering
• Đề tài: Nghiên Cứu Sơ Bộ Về Động Lực Học Của Đầm Tam Giang - Cầu Hải Tại Tỉnh Thừa Thiên-Huế, Việt Nam
• Loại tài liệu: thesis
• Năm xuất bản: 2002
• Địa điểm: Delft

Mục lục chi tiết

• TÓM TẮT
• LỜI CẢM ƠN
• 1. Chương 1: Đầm phá Tam Giang - Cầu Hai và các vấn đề nghiên cứu
• 1.1. Mô tả khu vực nghiên cứu
• 1.1.1. Mô tả tổng quát khu vực
• 1.1.2. Hệ thống đầm phá Tam Giang - Cầu Hai và các cửa biển
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.3. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Phương pháp luận và cách tiếp cận nghiên cứu
• 2. Chương 2: Mô tả tổng quan hệ đầm phá Tam Giang - Cầu Hai và các cửa biển ven bờ
• 2.1. Sự hình thành và phát triển của đầm phá
• 2.1.1. Các điều kiện hình thành hệ thống
• 2.1.2. Quá trình hình thành và tiến hóa của hệ thống
• 2.2. Cấu trúc của hệ thống đầm phá Tam Giang - Cầu Hai
• 2.2.1. Thủy vực đầm phá
• 2.2.2. Các cửa biển
• 2.2.3. Các doi cát và đường bờ biển
• 2.2.4. Bờ đầm phá phía đất liền
• 2.3. Các yếu tố chi phối và đặc trưng hệ thống
• 2.3.1. Hệ thống sông và dòng chảy sông đổ vào đầm phá
• 2.3.2. Đặc trưng vùng nước đầm phá
• 2.4. Các nghiên cứu trước đây về hệ đầm phá Tam Giang - Cầu Hai
• 2.4.1. Lịch sử phát triển của các cửa biển
• 2.4.2. Các nghiên cứu trước đây tại khu vực
• 3. Chương 3: Tổng quan về các nghiên cứu đầm phá và cửa biển
• 3.1. Địa mạo đầm phá ven bờ và cửa biển
• 3.2. Đầm phá ven biển
• 3.3. Phân tích thủy động lực học các cửa biển
• 3.4. Địa mạo và các quá trình tại cửa triều
• 3.4.1. Tiêu chuẩn ổn định cửa biển
• 3.4.2. Độ ổn định mặt cắt ngang
• 3.4.3. Tiêu chuẩn P/Mtot
• 3.5. Mô hình số trị các cửa biển
• 3.5.1. Các quá trình vật lý được xem xét
• 3.5.2. Mô hình DUFLOW
• 4. Chương 4: Thu thập và xử lý số liệu cơ bản
• 4.1. Số liệu dòng chảy sông
• 4.1.1. Dòng chảy tháng và năm
• 4.1.2. Mặt cắt ngang sông
• 4.2. Mặt cắt ngang đầm phá và cửa biển
• 4.3. Vận chuyển bùn cát trong các sông
• 4.4. Đặc trưng bùn cát tại các cửa biển và bãi biển
• 4.5. Vận chuyển bùn cát dọc bờ
• 4.6. Vận chuyển bùn cát tại các cửa biển
• 5. Chương 5: Mô hình số trị hệ thống đầm phá và cửa biển
• 5.1. Điều kiện biên hạ lưu
• 5.2. Điều kiện biên thượng lưu
• 5.3. Hiệu chỉnh mô hình
• 5.3.1. Ảnh hưởng của địa hình mặt cắt ngang và độ nhám đáy
• 5.3.2. Ảnh hưởng của bước thời gian Δt
• 5.3.3. Ảnh hưởng của hệ số trọng số θ
• 5.3.4. Ảnh hưởng của nước dâng do bão và mực nước hạ lưu
• 5.3.5. Ảnh hưởng của các kịch bản mở cửa biển
• 5.4. Kiểm định mô hình với trận lũ tháng 11 năm 1999
• 5.5. Kiểm định mô hình với dòng chảy mùa kiệt năm 2000
• 6. Chương 6: Đặc trưng thủy lực và phân tích độ ổn định cửa biển
• 6.1. Đặc trưng thủy lực của hệ thống trong mùa kiệt
• 6.1.1. Đặc trưng thủy lực của đầm phá và các cửa biển
• 6.1.2. Ảnh hưởng của thành phần triều M2
• 6.1.3. Ảnh hưởng của nước biển dâng
• 6.1.4. Ảnh hưởng của các kịch bản mở cửa biển
• 6.2. Đặc trưng thủy lực của hệ thống trong điều kiện lũ cực đoan
• 6.2.1. Trận lũ tháng 11 năm 1999 với các kịch bản nước dâng do bão khác nhau
• 6.2.2. Trận lũ tháng 11 năm 1999 với các kịch bản mở cửa biển khác nhau
• 6.3. Độ ổn định mặt cắt ngang họng triều
• 6.3.1. Độ ổn định mặt cắt ngang cửa biển
• 6.3.2. Đánh giá theo tiêu chuẩn P/Mtot
• 6.3.3. Ổn định hóa các cửa biển
• 6.4. Kết luận về đặc trưng thủy động lực học hệ thống và độ ổn định cửa biển
• 6.4.1. Đặc trưng thủy động lực học của hệ thống
• 6.4.2. Hiện trạng độ ổn định của các cửa biển
• 6.5. Kiến nghị về các quá trình liên quan và số liệu cho nghiên cứu tiếp theo
• 6.5.1. Kiến nghị đối với nghiên cứu hệ thống
• 6.5.2. Kiến nghị đối với công tác thu thập số liệu
• 7. Chương 7: Kết luận và kiến nghị
• 7.1. Kết luận
• 7.2. Kiến nghị
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC I: QUÁ TRÌNH TIẾN HÓA ĐỊA MẠO CỦA HỆ THỐNG
• I.1. Ảnh hưởng của đới nâng Hải Thạnh đến hệ thống sông Ô Lâu và Ô Giang
• I.2. Mực nước triều
• I.3. Số liệu dòng chảy sông
• I.4. Số liệu địa hình
• I.5. Số liệu trầm tích
• PHỤ LỤC II: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG THỦY LỰC
• II.1. Danh mục các mô phỏng và kịch bản
• II.2. Kết quả hiệu chỉnh mô hình cho trận lũ tháng 10 năm 1983
• II.2.1. Ảnh hưởng của độ nhám đáy
• II.2.2. Ảnh hưởng của bước thời gian Δt
• II.2.3. Ảnh hưởng của hệ số trọng số θ
• II.2.4. Ảnh hưởng của nước dâng do bão và mực nước hạ lưu
• II.2.5. Ảnh hưởng của các kịch bản mở cửa biển
• II.3. Kết quả kiểm định mô hình cho trận lũ tháng 11 năm 1999
• II.3.1. Ảnh hưởng của nước dâng do bão
• II.3.2. Ảnh hưởng của các kịch bản mở cửa biển
• II.4. Kết quả mô phỏng mô hình trong mùa kiệt
• II.4.1. Ảnh hưởng của thành phần triều M2
• II.4.2. Ảnh hưởng của nước biển dâng
• II.4.3. Ảnh hưởng của các kịch bản mở cửa biển

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Động Lực Học Đầm Tam Giang Cầu Hải

Bài viết này trình bày nghiên cứu sơ bộ về động lực học của Đầm Tam Giang - Cầu Hải, hệ đầm phá lớn nhất Đông Nam Á, nằm tại tỉnh Thừa Thiên Huế. Nghiên cứu tập trung vào các đặc điểm thủy văn, sự biến động mực nước, dòng chảy và sự pha trộn nước trong hệ đầm phá. Mục tiêu chính là thiết lập mô hình số để mô phỏng và đánh giá động lực học thủy văn của hệ thống, đánh giá tính ổn định của các cửa vào (inlets), và đề xuất các quy trình và dữ liệu liên quan cho các bước nghiên cứu tiếp theo về hình thái của hệ thống. Các yếu tố như thủy triều, lưu lượng sông, và hình dạng cửa vào được xem xét để đánh giá tác động của chúng lên hệ đầm phá. Nghiên cứu này đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý bền vững và bảo tồn sinh thái của Đầm Tam Giang - Cầu Hải.

1.1. Giới Thiệu Hệ Thống Đầm Tam Giang Cầu Hải

Đầm Tam Giang - Cầu Hải là một hệ thống đầm phá phức tạp, bao gồm một chuỗi các đầm ven biển được ngăn cách với biển bằng các cồn cát hẹp. Hệ thống này thu thập dòng chảy của hầu hết các con sông ở tỉnh Thừa Thiên Huế và đổ ra biển qua hai cửa chính là Thuận An và Tư Hiền. Sự tương tác giữa thủy triều và nước mặn từ biển ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống. Hệ thống này đóng vai trò quan trọng đối với giao thông, đánh bắt cá, nuôi trồng thủy sản, nông nghiệp và du lịch của Thừa Thiên Huế.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Động Lực Học

Nghiên cứu động lực học của Đầm Tam Giang - Cầu Hải có ý nghĩa quan trọng trong việc hiểu rõ các quá trình vật lý diễn ra trong hệ thống. Các yếu tố như biến động mực nước, dòng chảy, và sự pha trộn nước ảnh hưởng trực tiếp đến sinh thái đầm phá, sự phân bố trầm tích và sự ổn định của bờ biển. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học cho việc quản lý và bảo tồn hệ đầm phá một cách hiệu quả. Nghiên cứu cũng xem xét đến tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

II. Vấn Đề Xói Lở và Sa Bồi Tại Đầm Tam Giang Cầu Hải

Sự phát triển của Đầm Tam Giang - Cầu Hải, các cửa vào, cồn cát và bãi cát chịu ảnh hưởng của sự kết hợp của thủy triều, dòng chảy, sóng và vận chuyển trầm tích. Các vấn đề như di chuyển cửa vào, bồi lắng, vỡ đê cát và xói mòn bãi biển ảnh hưởng đến phát triển kinh tế xã hội và môi trường của tỉnh. Theo tài liệu, sự di chuyển của các cửa vào hiện tại có ảnh hưởng xấu đến giao thông đường thủy. Việc suy giảm và đóng cửa cửa Tư Hiền gây cản trở giao thông, thay đổi độ mặn. Đột phá của rào chắn cát gây ra sự suy giảm các cửa vào hiện có, làm gián đoạn giao thông đường thủy.

2.1. Tác Động Của Xói Lở Đến Sinh Kế Người Dân

Xói lở bờ biển và các cồn cát không chỉ gây thiệt hại về đất đai mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến sinh kế của người dân địa phương. Mất đất nông nghiệp, khu nuôi trồng thủy sản bị ảnh hưởng, và các công trình cơ sở hạ tầng ven biển bị đe dọa. Sự thay đổi độ mặn do xói lở cũng ảnh hưởng đến các loài thủy sản, gây khó khăn cho hoạt động đánh bắt và nuôi trồng. Các nghiên cứu cần tập trung vào việc đánh giá tác động kinh tế - xã hội của xói lở và đề xuất các giải pháp giảm thiểu.

2.2. Sa Bồi Nguyên Nhân và Hậu Quả Tại Các Cửa Vào

Sa bồi là quá trình tích tụ trầm tích tại các cửa vào, gây cản trở giao thông đường thủy và làm giảm khả năng thoát lũ của hệ đầm phá. Nguyên nhân của sa bồi có thể là do sự thay đổi dòng chảy, lượng trầm tích từ các con sông đổ vào, và tác động của thủy triều. Sa bồi có thể dẫn đến việc thu hẹp các cửa vào, làm tăng nguy cơ ngập lụt và ảnh hưởng đến sinh thái đầm phá. Cần có các nghiên cứu chi tiết về nguồn gốc và quá trình vận chuyển trầm tích để đề xuất các giải pháp nạo vét và quản lý hiệu quả.

III. Phương Pháp Mô Hình Hóa Động Lực Học Đầm Tam Giang Cầu Hải

Nghiên cứu này sử dụng mô hình DUFLOW để mô phỏng hành vi thủy lực của hệ thống trong các điều kiện biên khác nhau về mực nước biển, lưu lượng sông, hình học và cấu hình cửa vào. Đánh giá độ nhạy và ảnh hưởng của sự không chắc chắn về mực nước biển dâng, nước dâng do bão, độ mở cửa vào, lưu lượng sông và các thông số thủy triều đối với các đặc tính thủy lực của hệ thống. DUFLOW là công cụ thích hợp để mô phỏng động lực học của các hệ thống ven biển phức tạp như Đầm Tam Giang - Cầu Hải.

3.1. Sử Dụng Mô Hình DUFLOW Để Mô Phỏng Dòng Chảy

Mô hình DUFLOW được sử dụng để mô phỏng dòng chảy trong Đầm Tam Giang - Cầu Hải dựa trên các phương trình thủy động lực học. Mô hình này cho phép tính toán biến động mực nước, vận tốc dòng chảy và các thông số thủy văn khác trong hệ thống. Các thông số đầu vào của mô hình bao gồm dữ liệu về địa hình, thủy triều, lưu lượng sông và hình dạng các cửa vào. Kết quả mô phỏng được sử dụng để đánh giá tác động của các yếu tố khác nhau đến động lực học của hệ đầm phá.

3.2. Phân Tích Độ Nhạy Các Yếu Tố Ảnh Hưởng

Nghiên cứu cũng thực hiện phân tích độ nhạy để đánh giá mức độ ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau đến động lực học của Đầm Tam Giang - Cầu Hải. Các yếu tố được xem xét bao gồm mực nước biển dâng, nước dâng do bão, độ mở của các cửa vào, lưu lượng sông và các thông số thủy triều. Kết quả phân tích độ nhạy cho thấy rằng lưu lượng sông là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hệ thống trong mùa lũ. Trong mùa khô, thủy triều và độ mở của các cửa vào có vai trò quan trọng hơn.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Sơ Bộ Về Thủy Triều và Dòng Chảy Đầm Phá

Kết quả mô hình chỉ ra rằng lưu lượng sông là yếu tố tác động quan trọng nhất của hệ thống trong các trận lũ. Thủy triều, nước dâng do bão và độ mở cửa vào cũng là những yếu tố quan trọng thay đổi các đặc tính động lực học của hệ thống trong các điều kiện khắc nghiệt này. Trong mùa khô, các yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến các đặc tính động lực học của hệ thống là thủy triều, mực nước biển dâng và độ mở cửa vào. Mực nước thủy triều, lũ sông và vận chuyển trầm tích là những lực tác động nhạy cảm nhất ảnh hưởng đến sự ổn định của các cửa vào.

4.1. Ảnh Hưởng Của Thủy Triều Lên Mực Nước Đầm Phá

Ảnh hưởng của thủy triều lên mực nước trong Đầm Tam Giang - Cầu Hải rất lớn, đặc biệt là trong mùa khô. Thủy triều từ biển Đông xâm nhập vào hệ thống qua các cửa vào và lan truyền khắp các khu vực đầm phá. Biên độ thủy triều và thời gian triều lên, triều xuống ảnh hưởng đến dòng chảy, sự pha trộn nước và quá trình vận chuyển trầm tích. Nghiên cứu chi tiết về thủy triều là cần thiết để hiểu rõ hơn về động lực học của hệ thống.

4.2. Tác Động Của Dòng Chảy Sông Đến Độ Mặn Đầm

Dòng chảy từ các con sông đổ vào Đầm Tam Giang - Cầu Hải có tác động lớn đến độ mặn của nước trong đầm. Trong mùa lũ, lưu lượng sông lớn làm giảm độ mặn, ảnh hưởng đến sinh thái đầm phá và các hoạt động nuôi trồng thủy sản. Trong mùa khô, lưu lượng sông giảm, độ mặn tăng lên do sự xâm nhập của nước biển. Việc quản lý lưu lượng sông và kiểm soát độ mặn là rất quan trọng để duy trì sự cân bằng của hệ đầm phá.

V. Đánh Giá Độ Ổn Định Của Các Cửa Vào Đầm Tam Giang Cầu Hải

Tình hình ổn định của cửa Thuận An ở trong tình trạng “khá đến kém”, theo tiêu chí P/M của Brunn. Cửa Tư Hiền, tương đối độc lập với độ mở của các cửa khác, luôn ở trong tình trạng ổn định “kém”. Các yếu tố như lưu lượng sông, thủy triều và vận chuyển trầm tích có vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định của các cửa vào. Cần có các giải pháp nạo vét, xây dựng công trình bảo vệ bờ và quản lý dòng chảy để đảm bảo sự ổn định của các cửa vào.

5.1. Phân Tích Độ Ổn Định Của Cửa Thuận An

Cửa Thuận An đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối Đầm Tam Giang - Cầu Hải với biển Đông. Tuy nhiên, cửa này đang đối mặt với nhiều thách thức về sa bồi và xói lở, ảnh hưởng đến độ ổn định. Phân tích độ ổn định của cửa Thuận An cần xem xét đến các yếu tố như dòng chảy, thủy triều, vận chuyển trầm tích và tác động của các công trình xây dựng ven biển. Các giải pháp nạo vét, xây dựng kè bảo vệ và điều chỉnh dòng chảy có thể được áp dụng để cải thiện độ ổn định của cửa này.

5.2. Thực Trạng Độ Ổn Định Của Cửa Tư Hiền

Cửa Tư Hiền có vai trò quan trọng đối với giao thông đường thủy và sinh thái đầm phá ở khu vực phía nam của Đầm Tam Giang - Cầu Hải. Tuy nhiên, cửa này có xu hướng bị thu hẹp và bồi lắng, ảnh hưởng đến độ ổn định. Các yếu tố như lưu lượng sông nhỏ, vận chuyển trầm tích và tác động của sóng có thể là nguyên nhân dẫn đến tình trạng này. Cần có các nghiên cứu chi tiết về quá trình bồi lắng và xói lở tại cửa Tư Hiền để đề xuất các giải pháp bảo tồn và phục hồi cửa này.

VI. Đề Xuất Giải Pháp Quản Lý Bền Vững Đầm Tam Giang Cầu Hải

Bên cạnh việc sử dụng mô hình để mô phỏng động lực học, nên sử dụng mô hình hình thái (tốt nhất là 2D) trong các bước tiếp theo của nghiên cứu để mô phỏng chi tiết các cửa vào và vùng lân cận của chúng, có tính đến ảnh hưởng của thủy triều, sóng, lưu lượng sông, dòng chảy xoáy do gió, dòng mật độ, vận chuyển trầm tích. Các quá trình và dữ liệu liên quan cũng được khuyến nghị cho các nghiên cứu trong tương lai. Cần có các giải pháp tổng thể để quản lý bền vững Đầm Tam Giang - Cầu Hải.

6.1. Ứng Dụng Kết Quả Nghiên Cứu Vào Quản Lý Tổng Hợp

Kết quả nghiên cứu động lực học của Đầm Tam Giang - Cầu Hải cần được tích hợp vào các kế hoạch quản lý tổng hợp, bao gồm quản lý tài nguyên nước, quản lý bờ biển, và bảo tồn sinh thái đầm phá. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý, nhà khoa học và cộng đồng địa phương để đảm bảo tính hiệu quả của các giải pháp quản lý. Các giải pháp cần dựa trên cơ sở khoa học và phù hợp với điều kiện thực tế của địa phương.

6.2. Tiếp Tục Nghiên Cứu Đa Chiều Để Phát Triển Bền Vững

Nghiên cứu động lực học chỉ là một bước khởi đầu trong việc hiểu rõ về Đầm Tam Giang - Cầu Hải. Cần tiếp tục thực hiện các nghiên cứu đa chiều, bao gồm nghiên cứu về sinh thái đầm phá, kinh tế - xã hội, và tác động của biến đổi khí hậu. Các nghiên cứu này sẽ cung cấp cơ sở khoa học toàn diện cho việc xây dựng các chiến lược phát triển bền vững cho hệ đầm phá và cộng đồng địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

THEE INTERNATIONAL INSTITUTE FOR INFRASTRUCTURAL, DELFT | HYDRAULIC AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING A Preliminary Study on Hydrodynamics of the Tam Giang - Cau Hai Lagoon and Tidal Inlet System in Thua Thien-Hue Province, Vietnam Master of Science Thesis by Nghiem Tien Lam Examination Committee Prof. Bela Petry, IHE, Chairman Prof. Stive, TU Delft, Supervisor Assoc. Henk Jan Verhagen, TU Delft, Supervisor Ir.

Mick van der Wegen, IHE, Supervisor Dr. Hassan, IHE, Member Delft, The Netherlands April 2002 The findings, interpretations and conclusions expressed in this study do neither necessarily reflect the views of the International Institute for Infrastructural, Hydraulic and Environmental Engineering, nor of the individual members of the MSc committee, nor of their respective employers. —mtare A PRELIMINARY STUDY ON HYDRODYNAMICS OF THE TAM GIANG — CAU HAI LAGOON AND TIDAL INLET SYSTEM IN THUA THIEN-HUE PROVINCE, VIETNAM MASTER OF SCIENCE THESIS BY NGHIEM TIEN LAM, IHE DELFT, THE NETHERLANDS, APRIL 2002 ABSTRACT The Tam Giang-Cau Hai lagoon is the most important coastal lagoon of Vietnam located in Thua Thien-Hue province. Basically formed in the late Holocene (more than 2000 years ago), the lagoon is being in the development stage.

Its tidal inlets, nowadays are the Thuan An and Tu Hien inlets, are dynamic and ephemeral morphological features. Inlet migration and shoal, breakthrough of the sand barrier, erosion of beaches and sand dunes affect on socio-economic development and environment of the province to a high degree. Serious consequences of these processes are adverse effects on flooding and inundation, transportation, navigation, fishery, aquaculture, agriculture, lagoon ecosystem and environment. As a primarily step of research on the system, the study is limited on the hydraulic characteristics of the system with the main objectives are to set-up a numerical model to simulate and investigate the hydraulic behaviour of the system; to evaluate the stability situations of the inlets; and to suggest which processes and data are relevant for the successive steps of the study on morphology of the system.

DUFLOW has been employed to simulate the hydraulic behaviour of the system under different boundary conditions of sea water level, river flow discharge, inlet geometry and configuration. Sensitivities and effect of the uncertainty of sea level rise, storm surges, inlet openings, river flows and tidal parameters on the hydraulic characteristics of the system have been also investigated. Stability of the inlets has been evaluated accordingly. Model results indicate that river flows are the most important acting force of the system during floods.

Tides, storm surges and inlet openings are also important factors changing the hydrodynamic characteristics of the system in these extreme conditions. In the dry season, the most important factors influencing the hydrodynamic characteristics of the system are tides, sea level rise and inlet openings. Tidal water level, river floods, and sediment transport are the most sensitive acting forces influencing the stability of the inlets. The stability situation of the Thuan An inlet is in a “fair to poor” situation, according to Brunn’s P/M,,; criterion.

The Tu Hien inlet, which is relatively independent with the openings of other inlets, is always in a “poor” stability condition. Beside of using the model for hydrodynamic simulation of the whole system, it is recommended to employ a morphologic model (preferably 2D) in the successive steps of the study for in detail simulation of the inlets and their vicinity taking into account of effects of tides, waves, river flows, flow circular by wind, density current, sediment transport. The relevant processes and related data are also recommended for future studies. A PRELIMINARY STUDY ON HYDRODYNAMICS OF THE TAM GIANG ~ CAU HAI LAGOON AND TIDAL INLET SYSTEM IN THUA THIEN-HUE PROVINCE, VIETNAM MASTER OF SCIENCE THESIS BY NGHIEM TIEN LAM, IHE DELFT, THE NETHERLANDS, APRIL 2002 ACKNOWLEDGEMENTS This work has been carried out to fulfil the requirements of the Master of Science degree at the Institute for Infrastructure, Hydraulic and Environmental Engineering (IHE), Delft under the financial support of the Lamminga Fund and the training project HWRU - TU Delft — IHE Delft - WL Delft Hydraulic.

I would like to express my sincere gratitude to all who have helped me in the research work. I thank them all for rendering their support and advice, without which this research work would not have been accomplished. I sincerely thank my supervisors: Professor Dr. Stive, Associate Professor Ir.

Henk Jan Verhagen, and Ir. Mick van der Wegen for their valuable technical guidance and perpetual encouragement. My sincere thanks to Professor Ir. Kees đAngremond — Team Leader of the HWRU-TU Delft-IHE Delft-WL Delft Hydraulic Training Project, Professor Dr.

Le Kim Truyen — Rector of HWRU, Mr. Jan van der Laan — Project Co-ordinator, Dr. Vu Minh Cat, Department of Scientific Reaserch and International Co-operation, HWRU. They, together with my supervisors, have made untiring efforts for the arrangement of financial support for this research work and have supported for the study of my wife beside me during my research.

I am grateful for their keen interest in solving all the technical and even personal problems to support my study. I wish to express my thanks to the staff of Vietnam Institute for Water Resources Reasearch (VIWRR), Associate Professor Dr. Tran Dinh Hoi — Deputy Director of VIWRR, Dr. Trinh Viet An — Director of the Estuary and Coastal Engineering Center, VIWRR.

They have helped me and provided me the data necessary for this study. Special thanks to my friends, Nguyen Mai Dang, Huynh Lan Huong, and Tran Thanh Tung, for their support and help in collecting data for this study. I also wished to thank all of my colleagues and my friends for their support and encouragement during my stay in Delft. I am grateful to my family and my family in law for their perpetual support, help and encouragement throughout my life.

Last but not least, I am deeply grateful to my beloved wife and my lovely son for their sacrifices and moral support during my entire study period. Delft, April 2002 Nghiem Tien Lam ii Arena Su onhesoonsucs cre TCA U23 Tp ESTER TABLE OF CONTENTS Chapter 1. ‘The Tam Glang-Cau Hai lagoon and The Issued Problems.1 Description ofthe study area. General description ofthe area.

The Tam Giang-Cau Hai lagoon and tidal inlets system 2 1. Objectives ofthe study 4 1⁄4. Scopes ofthe study. Methodology and approach ofthe study.

General Description ofthe Tam Giang-Cau Hai Lagoon and Coastal Iniets 7 2. The formation and development of the lagoon. The conditions for the formation ofthe system, 1 2. The formation and evolution process ofthe system.

The structure of the Tam Giang Ca Hal lagoon syste ° 2. The water body 9 222. The tidal inles. The sand barriers and the shoreline.

The inland banks. = vo 23, Governing factors and system characterises, B 23. River system and river How tothe lagoon. The characteristics ofthe lagoon water body.

Past studies on the Tam Giang-Cau Hai lagoon system. Historical development of the inlets.42, Previous studies on the area. Overview on the Studieson Lagoons an 31, oy and genoa) goon nd ia inet gomerphol " 24 3. Coastal lagoon ss - 3.

Hydrodynamic Analysis of Tidal Inlets 3. Tidal inlet morphology and processes. Inlet stability criteria. 341 CS selanl nes eis tai prim cnpiiolrlalondie 3.

Cross sectional stabilities. The P/Mior criteria. Numerical Modeling ofTidal Inlets. Physical processes considered 352.

DUFLOW model Chapter 4. Basic data collection and processing. sn brxanany nor aon Tu Gu Cat icon S9 TE MESSE 4._ River flow data, 4. Monthly and annual flow.

River cross sections on 4:42, Lagoon and inlet cros sections. Sediment anspor in the rivers. Characteristic ofsediment in the inlets and atthe beach. Long-shore sediment transport.

Sediment transport in the inlets. Numerical Model ofthe agoand Inet System eeeeeeeeee Chapter 3. Down stream boundary conditions 5. Upstream boundary conditions 3.31, Effet ofthe cross sectional topography and bottom roughness 5.

of the time step At. Effect ofthe weighting faetor9. Effect ofthe storm surges and downstream water levels, 5. Effect ofinlet openings.

Model verification with the food event of November 1999 5. Model verification withthe flow in the dry season of 2000. Hydraulic Characteristics and Talet Stability Analysis.1, The hydraulic characteristis ofthe system in dry season 6.1, Hydraulic characteristics ofthe lagoon and inlets. Effects ofthe M2 tidal parameter.

Effects ofthe sea level rise 6. Effects ofinlet openings. in an extreme condition of flood The hydraulic characteristics ofthe system 6.1, The flood of November 1999 with different scenarios ofstorm surges: 622. The lod of November 1999 with int seenaros of net openings 63.

Gorge cross sectional stability 6.33, Stabilisation ofthe inlets.4, o Conclusions onthe hydrodynamic characteristics ofthe system and say ofthe inlets.1, The hydrodynamie characteristics ofthe system 90 6. The stability situation ofthe inlets 91 6. Recommendations on the relevant processes and related data for further sudies. Recomme study on the ndation forthe s system.

Recommendations forthe data colleeion. ltpönhd TGs AP8hAnutYEhgrd TEA MSE 42290 ng ưctTế Chapter 7. - Conelusions and Recommendations. Recommendations References Appendix I.

Geomorphological evolution ofthe system. 12, Tidal water level LẠ. River low data 14. Topographic dat 15, Sedimentary data Appendix II.

Hydraulic Simulation Result. List ofsimulations and scenarios 112, results of Model Calibr of October for Flood ation 1983. Effect of bottom roughness. Effect oftime step At 120 1123, Effect of weighting factor 8.4 Best of storm surges and downstream Water levels.

Effect of inlet openings. Results of Model verification for Flood of November 1999. Effectof storm surges: — 113. Effect of inlet openings.

Resuls of Model Simulation for Dry Season. 17 of the M2 tidal parameter. Effects of sea level rise. Effectsof inlet openings.

137 AB Aiigl Sor gủùn3g0nuxCtơ n Tự nu icon no TO S1, LIST OF FIGURES Figure 1. Map of Thua Thien~ Hueprovince and the study area. The ebb-tdal delta in the south ofthe Thuy Tu lagoon (after Nguyen Huu Cu, 1996). Changing location of the Tu Hien inlet (aftr Nguyen Hua Cụ, 1996).3, Migration and changing location ofthe main inlet (after Nguyen Huu Cu, 1996) 12 Figure 3.1, Diagram of a coastal lagoon, showing variations in tidal levels and seasonal salinity conditions (Bird, 1968) : - 24 Figure 32.

The hydrographical classification ofcoast and tidal inlets 27 Figure 33. Inlet-bay system (after Seelig, Harris, and Herchenroder, 1977) 29 Figure 4. Astronomic tides in May 2000 at Da Nang station. Computed tidal water level it 2000.

Figure 44, Computed tidal water level atthe Thuan An inlet in 2000. at the Thuan An inlet in 1999. Computed tidal water level Figure 4. Computed tidal water level atthe Tu Hien inlet in 2000.7, The observed monthly flows.8, Distribution ofriver flow by season.

Figure 49, River discharges at gauging stations ofthe flood in October 1983 Figure 4.10, River discharges at gauging stations of the flood in November 1999. The schematisation o the river and lagoon system in Thua Thien-Hue province. The variation of water level at Kim Long with different channel roughness.3, The variation of water level at Phu Oc with different channel roughness.4, The variation of water level at Kim Long with different time steps.5, The variation of water level at Phu Oc with different time steps. Effect of weighting factor @ on the water level at Kim Long @ on the water level at Pht Óc.

Effect of weighting factor Figure 5.8, Effect ofthe sea water level on the water level at Kim Long in Flood 1983.9, Effect of the sea water level on the water level at Phu Oc in Flood 1983 Figure 5. Effect ofinlet openings on the water level at Kim Long in Flood 1983, Figure 5. Effect ofinlet openings on the water level at Phu Oc in Flood 1983 Figure 5. Effect of storm surges on the water level at Kim Long in Flood 1999.13, Effect ofinlet openings on the water level at Kim Long during the Flood of ‘November 1999.

The computed vs. observed water level at Kim Long station in May 2000 Figure 6.