I. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
Khu vực bãi biển Nha Trang, thuộc tỉnh Khánh Hòa, nổi bật với cảnh quan thiên nhiên và tiềm năng du lịch. Tuy nhiên, biến động bãi biển đang là vấn đề nghiêm trọng. Các yếu tố như chế độ trường sóng và tác động sóng biển ảnh hưởng lớn đến sự ổn định của bãi biển. Nghiên cứu này nhằm phân tích các yếu tố động lực biển, bao gồm sóng, dòng chảy và vận chuyển bùn cát, để hiểu rõ hơn về biến động bãi biển. Theo số liệu, bãi biển Nha Trang đã trải qua nhiều giai đoạn biến đổi bãi biển, dẫn đến tình trạng xói lở và suy thoái. Việc nghiên cứu tác động môi trường từ các yếu tố này là cần thiết để đưa ra các giải pháp bảo vệ và quản lý bãi biển hiệu quả.
1.1 Đặc điểm kinh tế xã hội
Nha Trang có tổng diện tích 252.6 km2 và dân số khoảng 371,879 người. Kinh tế thành phố chủ yếu dựa vào du lịch, công nghiệp và nông nghiệp. Tuy nhiên, sự phát triển này cũng kéo theo nhiều vấn đề về tác động môi trường. Các hoạt động khai thác tài nguyên biển, đặc biệt là trong ngành du lịch, đã gây áp lực lên hệ sinh thái. Việc bảo vệ bãi biển không chỉ là vấn đề môi trường mà còn ảnh hưởng đến kinh tế địa phương. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, sự suy thoái của bãi biển có thể làm giảm lượng khách du lịch, ảnh hưởng đến nguồn thu nhập của người dân. Do đó, việc nghiên cứu biến động bãi biển là rất quan trọng để đảm bảo phát triển bền vững cho khu vực này.
1.2 Các điều kiện tự nhiên
Vịnh Nha Trang có diện tích khoảng 500 km2, được che chắn bởi 19 đảo lớn nhỏ. Đặc điểm trường gió và thủy văn tại đây rất phức tạp. Mùa gió mùa đông bắc và tây nam tạo ra các sóng lớn, ảnh hưởng đến biến động bãi biển. Các nghiên cứu cho thấy, trong mùa bão, khu vực này thường chịu tác động mạnh từ sóng và dòng chảy, dẫn đến tình trạng xói lở. Việc hiểu rõ về động lực học sóng và quá trình xói mòn là cần thiết để đưa ra các giải pháp bảo vệ bãi biển. Các mô hình tính toán hiện đại như SWAN và CMS đã được áp dụng để dự đoán các biến động này, giúp các nhà quản lý có cái nhìn tổng quan hơn về tình hình bãi biển Nha Trang.
II. Cơ sở lý thuyết các mô hình được sử dụng
Luận văn sử dụng các mô hình như SWAN và CMS để tính toán trường sóng và dòng chảy tại khu vực bãi biển Nha Trang. Mô hình SWAN giúp mô phỏng sóng gần bờ, trong khi CMS tập trung vào vận chuyển bùn cát. Các mô hình này cho phép phân tích tác động của sóng đến biến động bãi biển. Việc áp dụng các mô hình này không chỉ giúp dự đoán các hiện tượng xói lở mà còn cung cấp thông tin quan trọng cho việc quản lý bãi biển. Các kết quả từ mô hình cho thấy, tác động sóng biển có thể gây ra sự thay đổi đáng kể trong cấu trúc bãi biển, đặc biệt trong mùa bão. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng các công cụ mô hình hóa trong nghiên cứu môi trường biển.
2.1 Cơ sở lý thuyết mô hình SWAN
Mô hình SWAN (Simulating WAve Nearshore) được sử dụng để mô phỏng sóng gần bờ. Mô hình này cho phép tính toán các thông số sóng như chiều cao, chu kỳ và hướng sóng. Kết quả từ mô hình SWAN cung cấp cái nhìn sâu sắc về tác động sóng biển đến biến động bãi biển. Việc áp dụng mô hình này giúp xác định các điều kiện sóng thịnh hành, từ đó dự đoán được các hiện tượng xói lở. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, sóng lớn có thể gây ra sự thay đổi đáng kể trong cấu trúc bãi biển, ảnh hưởng đến môi trường và kinh tế địa phương. Do đó, việc sử dụng mô hình SWAN là rất cần thiết trong nghiên cứu này.
2.2 Cơ sở lý thuyết mô hình CMS
Mô hình CMS (Coastal Modeling System) được sử dụng để tính toán vận chuyển bùn cát và dòng chảy trong khu vực bãi biển. Mô hình này cho phép phân tích các yếu tố động lực ảnh hưởng đến biến động bãi biển. Kết quả từ mô hình CMS giúp xác định các khu vực có nguy cơ xói lở cao, từ đó đưa ra các giải pháp bảo vệ hiệu quả. Việc áp dụng mô hình CMS trong nghiên cứu này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về tác động môi trường mà còn cung cấp thông tin quan trọng cho các nhà quản lý trong việc xây dựng các chiến lược bảo vệ bãi biển. Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng, việc sử dụng mô hình CMS có thể cải thiện đáng kể khả năng dự đoán các hiện tượng xói lở và biến động bãi biển.
III. Áp dụng các mô hình tính toán các yếu tố động lực
Nghiên cứu đã áp dụng các mô hình SWAN và CMS để tính toán các yếu tố động lực tại bãi biển Nha Trang. Kết quả cho thấy, chế độ trường sóng có ảnh hưởng lớn đến biến động bãi biển. Các mô hình đã chỉ ra rằng, trong mùa bão, sóng lớn và dòng chảy mạnh có thể gây ra sự xói lở nghiêm trọng. Việc phân tích các kết quả tính toán giúp xác định các khu vực có nguy cơ cao, từ đó đề xuất các giải pháp bảo vệ bãi biển. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, việc áp dụng các mô hình tính toán hiện đại có thể cải thiện khả năng dự đoán và quản lý biến động bãi biển. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng công nghệ trong nghiên cứu môi trường biển.
3.1 Thu thập số liệu sóng
Quá trình thu thập số liệu sóng tại khu vực Nha Trang được thực hiện thông qua các trạm đo đạc. Số liệu này bao gồm chiều cao sóng, chu kỳ và hướng sóng. Việc thu thập số liệu chính xác là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác của các mô hình tính toán. Các số liệu thu thập được sẽ được sử dụng để kiểm chứng các mô hình SWAN và CMS. Kết quả từ quá trình thu thập cho thấy, sóng tại khu vực Nha Trang có sự biến đổi lớn theo mùa, đặc biệt trong mùa bão. Điều này cho thấy, việc theo dõi và phân tích số liệu sóng là cần thiết để hiểu rõ hơn về tác động sóng biển đến biến động bãi biển.
3.2 Tính toán sóng lan truyền
Mô hình SWAN được sử dụng để tính toán sóng lan truyền từ vùng nước sâu vào khu vực ven bờ Nha Trang. Kết quả tính toán cho thấy, sóng lan truyền có thể gây ra sự thay đổi đáng kể trong cấu trúc bãi biển. Việc phân tích các thông số sóng giúp xác định các điều kiện sóng thịnh hành, từ đó dự đoán được các hiện tượng xói lở. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, sóng lớn có thể gây ra sự thay đổi đáng kể trong cấu trúc bãi biển, ảnh hưởng đến môi trường và kinh tế địa phương. Do đó, việc sử dụng mô hình SWAN để tính toán sóng lan truyền là rất cần thiết trong nghiên cứu này.
