LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu, thực hiện luận văn Thạc sĩ với đề tài “Nghiên cứu diễn biến xói lở và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển Đồi Dương, tỉnh Bình Thuận” tác giả đã hoàn thành theo đúng nội dung của đề cương nghiên cứu, được Hội đồng Khoa học và Đào tạo của Khoa kỹ thuật Biển phê duyệt. Để có được kết quả như ngày hôm nay, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Vũ Minh Cát – Khoa Kỹ thuật biển - Trường Đại học Thủy lợi, nghiên cứu viên Nguyễn Thành Luân- Phòng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về động lực học Sông Biển- Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và đóng góp các ý kiến quý báu trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp trong cơ quan; Phòng Đào tạo Đại học và sau đại học; tập thể lớp cao học 19BB- Trường Đại học Thuỷ lợi cùng toàn thể gia đình và bạn bè đã động viên, khích lệ, tạo điều kiện thuận lợi về mọi mặt để tác giả hoàn thành luận văn này. Trong quá trình thực hiện luận văn, do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên chắc chắn không thể tránh khỏi những sai sót. Vì vậy, tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô, đồng nghiệp để giúp tác giả hoàn thiện về mặt kiến thức trong học tập và nghiên cứu. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Tác giả Nguyễn Minh Đức CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢN CAM KẾT Kính gửi: Ban Giám hiệu trường Đại học Thuỷ lợi Phòng Đào tạo ĐH và Sau ĐH trường Đại học Thuỷ lợi. Tên tôi là: Nguyễn Minh Đức Học viên cao học lớp: 19BB Chuyên ngành: Xây dựng công trình biển Mã học viên: 118605845008 Theo Quyết định số 1775/QĐ-ĐHTL, của Hiệu trưởng trường Đại học Thuỷ Lợi, về việc giao đề tài luận văn và cán bộ hướng dẫn cho học viên cao học khoá 19 đợt 2 năm 2011. Ngày 19 tháng 12 năm 2012, tôi đã được nhận đề tài: “Nghiên cứu diễn biến xói lở và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển Đồi Dương, tỉnh Bình Thuận” dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Vũ Minh Cát. Tôi xin cam đoan luận văn là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép của ai. Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đăng tải trên các tài liệu và các trang web theo danh mục tài liệu tham khảo của luận văn. Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Người làm đơn Nguyễn Minh Đức MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục tiêu của đề tài 2 3. Phương pháp nghiên cứu 2 4. Kết quả đạt được 3 5. Nội dung luận văn 3 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 4 1.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình, địa chất 4 1.1.1 Vị trí địa lý 4 1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 5 1.2 Đặc điểm khí tượng, thủy hải văn 10 1.2.1 Đặc điểm khí tượng 10 1.2.2 Đặc điểm thủy hải văn 13 1.3 Đặc điểm dân sinh, kinh tế - xã hội 16 1.3.1 Dân sinh 16 1.3.2 Văn hoá xã hội 17 1.3.3 Hiện trạng kinh tế Bình Thuận 18 CHƯƠNG II. HIỆN TRẠNG BỒI TỤ, XÓI LỞ BỜ BIỂN ĐỒI DƯƠNG, PHAN THIẾT, TỈNH BÌNH THUẬN 21 2.1 Hiện trạng diễn biến bờ biển khu vực Đồi Dương 21 2.1.1 Đoạn bờ Mũi Né – Phú Hải ( Phan Thiết ) 22 2.1.2 Đoạn bờ Đồi Dương – Phan Thiết 23 2.1.3 Đoạn bờ biển cảng Phan Thiết – Kê Gà 25 2.2 Kết luận chương 26 CHƯƠNG III. MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG LỰC VÀ DIỄN BIẾN HÌNH THÁI KHU VỰC ĐỒI DƯƠNG, PHAN THIẾT, TỈNH BÌNH THUẬN 27 3.1 Giới thiệu mô hình Mike 21 27 3.2 Thiết lập mô hình dòng chảy và vận chuyển bùn cát cho khu Phan Thiết 32 3.3 Hiệu chỉnh mô hình 33 3.3.1 Hiệu chỉnh mô hình triều 33 3.3.2 Hiệu chỉnh mô hình sóng 35 3.4 Xây dựng kịch bản mô phỏng 37 3.4.1 Các kịch bản 37 3.4.2 Điều kiện biên và điều kiện ban đầu 37 3.5 Kết quả mô phỏng chế độ thủy động lực khu vực Đồi Dương 38 3.6 Kết quả mô phỏng diễn biến hình thái 42 3.6.1 Diễn biến hình thái trong thời kỳ gió mùa Đông Bắc 42 3.6.2 Diễn biến hình thái trong thời kỳ gió mùa Tây Nam 46 3.7. Phân tích cơ chế xói lở, bồi tụ cửa sông bờ biển Đồi Dương, Phan Thiết 47 CHƯƠNG IV. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH NHẰM ỔN ĐỊNH BỜ BIỂN PHAN THIẾT 53 4.1 Mục tiêu 53 4.2 Các phương án đề xuất 53 4.3 Phân tích các phương án 53 4.3.1 Giải pháp “số 0” 53 4.3.2 Di dời tới nơi an toàn 53 4.3.3 Giải pháp sử dụng các công trình “mềm” 54 4.3.4 Giải pháp sử dụng công trình “cứng” 55 4.4 Phân tích các tác động đối với các phương án 62 4.4.1 Khái niệm và các hình thức nuôi bãi 62 4.4.2 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của giải pháp nuôi bãi 64 4.4.3 Các đặc tính của giải pháp nuôi bãi 65 4.4.4 Cơ sở lý thuyết của giải pháp nuôi bãi 67 4.5 Nuôi bãi khu vực bờ biển Phan Thiết 72 4.5.1 Vị trí nuôi bãi 72 4.5.2 Thời gian nuôi bãi 74 4.5.3 Vật liệu nuôi bãi 74 4.5.4 Hình thức nuôi bãi 75 4.5.5 Diện tích nuôi bãi 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 KẾT LUẬN 79 KIẾN NGHỊ 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Chỉ tiêu cơ lý của lớp 1 9 Bảng 1.2. Vận tốc gió lớn nhất theo các hướng 14 Bảng 1.3. Kết quả xử lý thống kê quan trắc sóng ngoài khơi tại trạm Bạch Hổ 14 Bảng 1.4. Số đơn vị hành chính, diện tích và dân số 17 Bảng 3.1. Các module tính toán trong MIKE21 29 Bảng 3.2. Năng lượng sóng tương đương tại trạm Phú Quý (1990-2007) 38 Bảng 3.3. Tên và vị trí các mặt cắt 42 Bảng 3.4. Phân bố gió mùa hàng năm 48 Bảng 4.1. Chiều cao sóng có nghĩa tại trạm Phú Quý (1990-2009) 77 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Sơ đồ hành chính thành phố Phan Thiết 4 Hình 1.2. Sơ đồ địa chất khu vực Phan Thiết 5 Hình 3.1. Địa hình và lưới tính khu vực nghiên cứu 32 Hình 3.2. So sánh quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Phan Thiết 34 Hình 3.3. Trường sóng khu vực Đồi Dương lúc 13giờ ngày 22/8/2010 36 Hình 3.4 .So sánh chiều cao sóng thực đo và tính toán 36 Hình 3.5. Trường sóng trong gió mùa Đông Bắc 39 Hình 3.6. Dòng chảy sườn triều xuống tại thời điểm 22h ngày 20/11/2009 39 Hình 3.7. Trường sóng trong gió mùa Tây Nam 40 Hình 3.8.Dòng chảy sườn triều xuống lúc 4h ngày 4/8/2010 41 Hình 3.9. Dòng chảy sườn triều lên tại thời điểm 23h ngày 23/8/2010 41 Hình 3.10. Vị trí các mặt cắt trích địa hình đáy 42 Hình 3.11. Biến đổi địa hình đáy trong gió mùa Đông Bắc 43 Hình 3.12. Diễn biến bồi xói tại mặt cắt MC1 44 Hình 3.13. Diễn biến bồi xói tại mặt cắt MC2 44 Hình 3.14. Diễn biến bồi xói tại mặt cắt MC3 45 Hình 3.15. Diễn biến bồi xói tại mặt cắt MC4 45 Hình 3.16. Diễn biến bồi xói tại mặt cắt MC5 46 Hình 3.17. Biến đổi đáy trong gió mùa Tây Nam 47 Hình 3.18. Sơ đồ phức hợp nguyên nhân của xói lở, bồi tụ bờ biển (Gegar, 2007) 47 Hình 3.19. Dòng hải lưu mùa đông và dòng hải lưu mùa hè trên biển Đông. Mũi tên biểu thị hướng dòng chảy trung bình, các con số biểu thị tốc độ dòng chảy trung bình theo đơn vị kn (1 kn ≈ 0.51 m/s) (Nguồn: U.S. Naval Occeanographic Office, 1957) 49 Hình 3.20. Diễn biến đường bờ cửa Phú Hải – vịnh Phan Thiết 52 Hình 4.1.Công trình nuôi bãi đầu tiên ở bán đảo Coney, Newyork 55 Hình 4.2. Hệ thống mỏ hàn ở California 56 Hình 4.3. Hệ thống mỏ hàn 56 Hình 4.4. Quy luật bồi xói bên trong hệ thống mỏ hàn 56 Hình 4.5. Kè biển Tân Thành 57 Hình 4.6. Kè biển Hàm Tiến 57 Hình 4.7. Kè cứng được áp dụng tại bãi Đồi Dương 58 Hình 4.8. Một đoạn kè khu vực Đồi Dương 59 Hình 4.9. Tường biển tại Đà Nẵng và tường biển tại Seamangeum 59 Hình 4.10. Đê phá sóng Dung Quất 61 Hình 4.11.Tác động của công trình biển tới cơ chế bồi xói 61 Hình 4.12. Nuôi bãi trực tiếp sử dụng biện pháp phun vòi rồng 63 Hình 4.13. Nuôi bãi trực tiếp sử dụng phương tiện cơ giới 63 Hình 4.14. Hình thức nuôi bãi gián tiếp 64 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Nước ta có hơn 3200 km bờ biển, kéo dài từ Móng Cái (Quảng Ninh) đến Hà Tiên (Kiên Giang) với nhiều cửa sông, bãi biển đẹp và nhiều khu sinh thái có giá trị cao. Dải bờ này càng có vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế xã hội của đất nước. Không chỉ ở Việt nam mà cả trên thế giới, bờ biển và khu vực ven biển thường là nơi tập trung dân cư, là các trung tâm kinh tế, thương mại sầm uất, khu du lịch, là nơi đặt các hải cảng, khu công nghiệp và khu chế xuất quan trọng. Hiện nay dọc theo ven biển nước ta đã có hệ thống đê, kè biển, hầu hết các tuyến đê, kè biển đều có nhiệm vụ bảo vệ an toàn và ổn định đời sống cho dân cư sống trong khu vực ven biển, các vùng đất thấp ven biển, các vùng sản xuất nông nghiệp, nghề muối… Tuy nhiên, nước ta nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, bờ biển lại kéo dài nên thường xuyên chịu tác động của các yếu tố tự nhiên như sóng, gió, thủy triều, bão bờ biển thường xuyên bị biến động, hiện tượng xói lở bờ biển gây mất đất, phá huỷ nhà cửa, các khu du lịch, khách sạn, phá huỷ các cơ sở hạ tầng đang diễn ra ngày một mạnh mẽ hơn, gây thiệt hại lớn về người và tài sản cho các khu vực ven biển ở Việt Nam. Trong số các tỉnh ven biển, tỉnhBình Thuận là một tỉnh nam Trung Bộ, có bờ biển dài hơn 192 km, với nhiều trọng điểm xói lở. Trước những ảnh hưởng của các yếu tố biển, thiên tai, biến đổi khí hậu, hiện nay nhiều khu vực trên địa bàn tỉnh, biển ngày càng xâm thực sâu vào bờ, làm mất nhiều diện tích đất, gây nhiều thiệ t hại đối với nhà cửa của nhân dân, công trình công cộng, các khu du lịch nổi tiếng như Hàm Tiến - Mũi Né, Đồi Dương - Đức Long, Phước Lộc - LaGi, Phước Thể - Tuy Phong, cùng với tần suất lũ, bão xảy ra ngày càng nhiều, đe dọa đến đời sống của người dân. Việc xây dựng các công trình vùng ven biển đã có những tác động đến diễn biến đường bờ, chế độ thuỷ động lực của khu vực. Vì vậy, việc nghiên cứu chế độ 2 thuỷ động lực và diễn biến bờ biển khu vực Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận là hết sức quan trọng và cần thiết. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học cho các nhà quản lý, các nhà khoa học cũng như các nhà đầu tư có cái nhìn tổng thể hơn, trên cơ sở đó để suất những quy hoạch và quản lý tổng hợp vùng bờ hợp lý nhất giúp ổn định an sinh kinh tế xã hội và định hướng phát triển bền vững cho vùng. 2. Mục tiêu của đề tài Mục tiêu chính của đề tài là sử dụng công cụ mô hình toán để: - Nghiên cứu chế độ thủy động lực và sơ bộ xác định nguyên nhân gây bồi xói, đặc điểm chế độ dòng chảy, quy luật vận chuyển bùn cát làm ảnh hưởng đến ổn định đường bờ biển. - Đề xuất giải pháp công trình chỉnh trị tổng thể chống bồi, xói để ổn định vùng cửa sông, bờ biển Phan Thiết. 3. Phương pháp nghiên cứu Để đạt được mục tiêu đã đề ra, luận văn đã sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp tổng hợp, phân tích Trên cơ sở các số liệu thu thập được bao gồm các yếu tố khí tượng, thủy hải văn, các yếu tố thời tiết dị thường; các báo cáo tình trạng xói lở, bồi tụ trong những năm gần đây; bản đồ, bình đồ địa hình các thời kỳ để phân tích diễn biến đường bờ biển Phan Thiết. Kế thừa các kết quả nghiên cứu đã có từ trước tới nay của khu vực nghiên cứu, trong đó chú trọng đặc biệt đến những tài liệu và kết quả nghiên cứu mới. - Phương pháp viễn thám & GIS Sử dụng công nghệ viễn thám đánh giá diễn biến bờ biển khu vực nghiên cứu qua tài liệu lịch sử [...]... quan về khu vực nghiên cứu Chương 2: Hiện trang bồi tụ, xói lở bờ biển Đồi Dương, Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận Chương 3: Mô phỏng chế độ thủy động lực và diễn biến hình thái khu vực Đồi Dương Chương 4: Đề xuất giải pháp nhằm ổn định bờ biển Phan Thiết 4 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình, địa chất 1.1.1 Vị trí địa lý Bình Thuận là tỉnh duyên hải thuộc Nam... phát triển công nghiệp và các ngành nghề tiểu thủ công nghiệp 21 CHƯƠNG II HIỆN TRẠNG BỒI TỤ, XÓI LỞ BỜ BIỂN ĐỒI DƯƠNG, PHAN THIẾT, TỈNH BÌNH THUẬN 2.1 Hiện trạng diễn biến bờ biển khu vực Đồi Dương Đoạn bờ tỉnh Bình Thuận nằm theo hướng Đông Bắc-Tây Nam, do vậy, chúng chịu tác động mạnh của sóng trong cả hai mùa gió đông bắc(NE) và tây nam (SW) Các sông đều ngắn và dốc đổ ra biển tại các cửa như:... xây kè bảo vệ kiên cố [1] 26 Hình 2.4 Xói lở bờ biển Đức Long, Phan Thiết (11/2008 ) 2.2 Kết luận chương - Đường bờ khu vực Phan Thiết tỉnh Bình Thuận bị xói lở mạnh trong thời kỳ gió mùa đông bắc, được bồi tụ trong thời kỳ gió mùa tây nam và cường độ của xói lở lớn hơn bồi tụ Các quá trình xói lở - bồi tụ hiện nay chủ yếu là do tác động của các công trình bảo vệ bờ và cửa sông chưa có các giải pháp. .. Hậu quả là đường bờ tiếp giáp với các khu vực được xây kè bảo vệ đã bị xói lở mạnh Tại các cửa sông có xây hệ thống kè bảo vệ luồng lạch thì một bên bờ bị xói lở nghiêm trọng, bên đối diện lại được bồi lấp mạnh Tại các bãi tắm du lịch có xây kè bảo vệ bãi biển bị xói lở, dần bị thu hẹp hoặc biến mất Dải ven biển Bình Thuận là khu vực hiện diện đầy đủ nhất các loại công trình bảo vệ bờ; đây cũng là nơi... Những năm gần đây, tại dải bờ Bình Thuận phần lớn các đoạn bờ bị xói lở nghiêm trọng và các cửa sông đều đã được xây dựng các công trình bảo vệ: kè bảo vệ bờ Phước Thể (Tuy Phong), kè bảo vệ bãi biển Đồi Dương (Phan Thiết); kè bảo vệ các cửa sông Liên Hương, Phan Rí (Tuy Phong); Phú Hải, Cà Ty (Phan Thiết); La Gi (Hàm Tân) Tuy nhiên, bên cạnh mặt tích cực của các công trình bảo vệ thì ngay khi công trình... được - Đánh giá hiện trạng và quy luật diễn biến bờ biển Phan Thiết - Xác định các nguyên nhân gây nên diễn biến tại bờ biển Phan Thiết - Xây dựng mô hình sóng triều và vận chuyển bùn cát vùng Phan Thiết, mô phỏng diễn biến đường bờ khu vực Phan Thiết theo các kịch bản - Đề xuất giải pháp nhằm ổn định bờ biển Phan Thiết 5 Nội dung luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị và danh mục tài liệu tham... quá trình xói lở -bồi tụ xen kẽ nhau nhưng quá trình xói lở chiếm ưu thế vào mùa gió đông bắc, đặc biệt, quá trình xói lở rất mạnh ở khu vực phường Đức Long Tp.Phan Thiết 27 CHƯƠNG III MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG LỰC VÀ DIỄN BIẾN HÌNH THÁI KHU VỰC ĐỒI DƯƠNG, PHAN THIẾT, TỈNH BÌNH THUẬN 3.1 Giới thiệu mô hình Mike 21 Các quá trình thủy động lực học như biến đổi mực nước, dòng chảy do thuỷ triều và dòng... khu phố 4 và khu phố 5, phường Phú Hải, Tp Phan Thiết, tốc độ xói lở 7 - 10m biển xâm thực sâu vào đất liền, ảnh hưởng trực tiếp hơn 40 nhà dân và có hơn mười nhà khác đang tiếp tục bị đe dọa [4] 24 Hình 2.2 Xói lở, bồi lấp khu vực Đồi Dương – Phan Thiết [3] Hình 2.3 Xói lở bãi biển Đồi Dương 25 2.1.3 Đoạn bờ biển cảng Phan Thiết – Kê Gà Đoạn bờ từ cảng Phan Thiết đến mũi Kê Gà có hướng Bắc - Đông Bắc,... ven biển Đông nhìn chung lặng sóng, ngoại trừ gặp dông nhiệt hay áp thấp nhiệt đới và bão Do đi vào vùng biển nông, độ cao sóng giảm nhanh chóng trong khi vẫn giữ chu kỳ như ngoài biển sâu Độ cao sóng khi vào bờ phụ thuộc rất nhiều yếu tố, như hướng gió và hướng dải đường bờ, độ rộng và hình thái dải bờ, thực vật dải bờ và các công trình ven bờ Theo các đánh giá lý thuyết, độ cao cực đại sóng sát bờ. .. tác động môi trường mạnh nhất và đa dạng nhất từ các công trình bảovệ Vì vậy, quá trình xói lở -bồi tụ tại bờ biển Bình Thuận có nguyên nhân từ sự tác động của các công trình bảo vệ vùng ven bờ 22 2.1.1 Đoạn bờ Mũi Né – Phú Hải ( Phan Thiết ) Đoạn bờ khu vực Mũi Né - cửa Phú Hải chạy theo hướng Đông - Tây, có dạng cánh cung, hai đầu được che chắn bởi Mũi Né, mũi Đá Ông Địa và công trình kè cửa Phú Hải . nghiên cứu, thực hiện luận văn Thạc sĩ với đề tài “Nghiên cứu diễn biến xói lở và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển Đồi Dương, tỉnh Bình Thuận tác giả đã hoàn thành theo đúng nội dung của đề cương. trạng kinh tế Bình Thuận 18 CHƯƠNG II. HIỆN TRẠNG BỒI TỤ, XÓI LỞ BỜ BIỂN ĐỒI DƯƠNG, PHAN THIẾT, TỈNH BÌNH THUẬN 21 2.1 Hiện trạng diễn biến bờ biển khu vực Đồi Dương 21 2.1.1 Đoạn bờ Mũi Né –. giao đề tài luận văn và cán bộ hướng dẫn cho học viên cao học khoá 19 đợt 2 năm 2011. Ngày 19 tháng 12 năm 2012, tôi đã được nhận đề tài: “Nghiên cứu diễn biến xói lở và đề xuất giải pháp bảo vệ