Đ I H C QU C GIA HÀ N I TRƯ NG Đ I H C KHOA H C T NHIÊN Nguy n Ng c Ti n NGHIÊN C U QUY LU T BI N Đ NG TR M TÍCH T I VÙNG BI N VEN B C A SÔNG H U LU N ÁN TI N SĨ H I DƯƠNG H C Hà N i – 2018 Đ I H C QU C GIA HÀ N I TRƯ NG Đ I H C KHOA H C T NHIÊN _ Nguy n Ng c Ti n NGHIÊN C U QUY LU T BI N Đ NG TR M TÍCH T I VÙNG BI N VEN B C A SÔNG H U Chuyên ngành: H i dương h c Mã s : 62440228 LU N ÁN TI N SĨ H I DƯƠNG H C NGƯ I HƯ NG D N KHOA H C Hà N i – 2018 CH T CH H I Đ NG L I CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên c u c a riêng Các k t qu c a lu n án m i chưa t ng ñư c công b b t kỳ công trình khác Nh ng k t qu vi t chung v i tác gi khác ñã ñư c ñ ng tác gi cho phép ñưa vào lu n án Tác gi Nguy n Ng c Ti n L I C M ƠN Trư c h t, v i lịng kính tr ng bi t ơn sâu s!c, xin g"i l#i c m ơn chân thành t i GS TS Đinh Văn Ưu TS Đ% Huy Cư#ng nh ng ngư#i Th&y ñã dành cho s' quan tâm, nh ng hư ng d(n t n tình nh ng đ)nh hư ng khoa h c hi*u qu nh t su t trình nghiên c u, th'c hi*n lu n án Ngồi ra, mu n bày t+ l#i c m ơn ñ,c bi*t t i Ông Tr&n T n Phúc Ch t)ch H-i ñ ng qu n tr), T.ng Giám Đ c Công ty CP Tư v n Thi t k C ng - K/ thu t Bi0n ñã cho phép s" d1ng m-t ph&n s li*u thu-c d' án “Lu ng cho tàu bi0n tr ng t i l n vào sơng H u” Trong q trình th'c hi*n lu n án, tơi nh n đư c nhi2u s' quan tâm, giúp đ3 nhi*t tình có hi*u qu c a th&y giáo Khoa Khí tư ng - Th y văn H i dương h c thu-c Trư#ng Đ4i h c Khoa h c T' nhiên - Đ4i h c Qu c gia Hà N-i; Ban lãnh ñ4o ñ ng nghi*p Vi*n Đ)a ch t Đ)a v t lý Bi0n – Vi*n Hàn lâm Khoa h c Công ngh* Vi*t Nam, ñ,c bi*t s' quan tâm, giúp ñ3 ñ-ng viên c a nh ng ngư#i thân gia đình chia s6, đ-ng viên góp ph&n khơng nh+ vào s' thành công c a lu n án Ngồi ra, tơi cịn nh n đư c nh ng ý ki n đóng góp h t s c q báu r t b ích c a giáo sư, phó giáo sư, nhà khoa h c đ ng nghi*p ngồi quan Tơi xin chân thành c m ơn./ M CL C N i dung Trang L#i cam ñoan L#i c m ơn M1c l1c iii Danh m1c ký hi*u, ch vi t t!t iv Danh m1c b ng v Danh m1c hình v6, đ th) v M Đ U CHƯƠNG 1: T NG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U, CƠ S LÝ LU N VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U 1.1 T NG QUAN CÁC V N Đ NGHIÊN C U CÓ LIÊN QUAN 1.1.1 T.ng quan nghiên c u nư c có liên quan đ n quy lu t bi n đ-ng tr&m tích 1.1.2 T.ng quan k t qu nghiên c u nư c qu c t t4i vùng bi0n ven b# c"a sông H u h* th ng sông Mê Kông 14 1.2 CƠ S LÝ LU N 27 1.2.1 Nghiên c u quy lu t bi n đ-ng tr&m tích thơng qua nghiên c u ch hình thành t n t4i vùng đ- đ1c c'c ñ4i 27 1.2.2 Nghiên c u quy lu t bi n ñ-ng tr&m tích thơng qua nghiên c u đi2u ki*n đ-ng l'c chi ph i hình thái th2m châu th ng p nư c 28 1.2.3 Nghiên c u bi n đ-ng tr&m tích thơng qua ng d1ng mơ hình v n chuy0n cân b7ng bùn tích h p dịng ch y sóng 31 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ CÁC BƯ C NGHIÊN C U 33 1.3.1 Phương pháp nghiên c u 33 1.3.2 N-i dung bư c ti n hành nghiên c u 35 CHƯƠNG 2: CƠ CH HÌNH THÀNH, T N T I VÙNG NƯ C Đ C C C Đ I VÀ ĐI U KI N Đ NG L C CHI PH I QUY LU T BI N Đ NG TR M TÍCH 39 2.1 Đ C ĐI M CÁC Y U T T NHIÊN VÀ NHÂN SINH NH HƯ NG Đ N CƠ CH HÌNH THÀNH, T N T I VÙNG Đ C C C Đ I VÀ QUY LU T BI N Đ NG TR M TÍCH C A SÔNG H U 39 2.1.1 Y u t th y, h i văn …………… 39 i 2.1.2 Y u t ñ)a ch t ñ)a m4o 46 2.1.3 Cơng trình nhân sinh 50 2.2 CƠ CH HÌNH THÀNH VÀ PHÂN B VÙNG Đ C C C Đ I C A SÔNG H U………………………………………………….………… 54 2.2.1 Cơ ch hình thành vùng đ1c c'c đ4i ………………………….…… 54 2.2.2 Phân b vùng ñ1c c'c ñ4i theo chu kỳ tri2u mùa mưa mùa khô 75 2.3 ĐI U KI N Đ NG L C CHI PH I QUY LU T BI N Đ NG TR M TÍCH TRÊN CHÂU TH NG P NƯ C KHU V C C A SÔNG H U……………………………………………………………………….…… 79 2.3.1 Các ñi2u ki*n ñ-ng l'c chi ph i hình thái châu th ng p nư c 79 2.3.2 Bi n đ-ng tr&m tích theo mùa 85 CHƯƠNG NG D NG MƠ HÌNH S TR NGHIÊN C U QUY LU T BI N Đ NG TR M TÍCH VÙNG NGHIÊN C U 94 3.1 Đ T V N Đ 94 3.1.1 L'a ch n mơ hình 94 3.1.2 Bài toán nghiên c u q trình th y đ-ng l'c v n chuy0n tr&m tích vùng c"a sơng 95 3.2 THI T L P MƠ HÌNH CHO VÙNG C A SƠNG H U 96 3.2.1 Mi2n tính lư i tính 96 3.2.2 S li*u ñ&u vào ñi2u ki*n biên 98 3.2.3 Hi*u ch8nh ki0m đ)nh mơ hình 102 3.3 K T QU ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN TÍCH 115 3.3.1 Ch ñ- th y ñ-ng l'c 115 3.3.2 Bi n ñ-ng chu kỳ tri2u c a ñ- mu i vùng ñ1c c'c ñ4i theo ñ- sâu 120 mùa mưa mùa khô 3.3.3 Phân b khơng gian theo chu kỳ tri2u đ- mu i vùng ñ1c c'c ñ4i 125 mùa mưa mùa khô 3.3.4 Bi n ñ-ng theo mùa ñ- mu i SSC t4i t&ng sâu 132 3.3.5 Phân b vùng ñ1c c'c ñ4i (SSC max) mùa mưa mùa khô 133 3.3.6 Bi n ñ.i hình thái 135 K T LU N 138 DANH M C CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG B 140 ii TÀI LI U THAM KH O 141 PH L C II PH L C IV PH L C VII PH L C VIII PH L C X PH L C XV iii DANH M C CÁC KÝ HI U VÀ CH! VI T T"T Ký hi#u Gi i thích ADCP : Acoustic Doppler Current Profiler – Thi t b) đo t c đ- dịng ch y CSDL : Cơ s9 d li*u NN&PTNT : Nông nghi*p phát tri0n nông thôn DHI : Danish hydraulic Institute ĐBSCL : Đ ng b7ng sông C"u Long ETM : Estuarine turbidity Maximum - Vùng đ1c c'c đ4i c"a sơng HD : Hydrodynamics - Th y ñ-ng l'c KHCN : Khoa h c công ngh* KHTL : Khoa h c Th y l i MC : Bi n đ.i hình thái (Morphological change) MTZ : Maximum Turbidity Zone – Vùng ñ1c c'c ñ4i MT : Mud Transport – V n chuy0n bùn NTU : Nephelometric Turbidity Units – Đơn v) ño ñ- ñ1c NCS : Nghiên c u sinh PORTCOAST : Công ty c ph&n k/ thu t c ng ñư#ng th y Q : Lưu lư ng dòng ch y SPM : Suspended Particulate Matter - Các h4t v t ch t lơ l"ng SSC : Suspended Sediment Concentration - Hàm lư ng tr&m tích lơ l"ng SW : Spectral Wave – Ph sóng TTLL : Tr&m tích lơ l"ng UTM : H* lư i chi u b n ñ UTM (Universal Transverse Mecator) KTTV : Khí tư ng th y văn VNC : Vùng nghiên c u VCS : Vùng c"a sông iv DANH M C CÁC B NG B ng 1.1 1.2 2.3 3.1 3.2 3.3 N i dung Trang H4ng m1c kh o sát thu-c d' án T a ñ- thi t b) ño thu-c d' án Kh i lư ng cát – s+i (m3/năm) b) khai thác dịng sơng Mê Kơng 52 Các thơng s mơ hình Mike HD 105 Các thơng s mơ hình Mike SW 108 Các thơng s c a mơ hình v n chuy0n bùn MIKE FM MT 110 DANH M C CÁC B N Đ , SƠ Đ , HÌNH V$ VÀ NH N i dung Trang Hình 1.1 Sơ đ khu v'c kh o sát thu-c d' án lu ng cho tàu l n vào sơng H u Sơ đ khu v'c nghiên c u c a lu n án, v) trí tr4m kh o sát thu-c d' 1.2 án Vi*t M/ v) trí tr4m kh o sát b sung 1.3 Cơ ch hình thành vùng đ1c c'c đ4i m,t c!t sơng 27 M,t c!t th:ng đ ng c a sư#n châu th ng p nư c; a) m,t c!t th:ng 1.4 29 ñ ng ; b) m,t b7ng t.ng th0 Sơ ñ m,t c!t th:ng ñ ng c a sư#n châu th ng p nư c c a 1.5 30 sông l n sông Mê Kông 1.6 Sơ đ mơ đun tính v n chuy0n bùn 32 1.7 Sơ đ tóm t!t n-i dung bư c nghiên c u 37 2.1 Bi n trình lưu lư ng tháng t4i tr4m M/ Thu n 2009 - 2015 40 2.2 Bi n trình lưu lư ng tháng t4i tr4m C&n Thơ 2009 - 2015 40 Hàm lư ng ch t lơ l"ng m,t ngang t ng gi# tri2u lên xu ng Tr4m 41 2.3 M/ Thu n C&n Thơ (g/m3) Bi n trình hàm lư ng tr&m tích t&ng m,t mùa mưa t4i tr4m S0, 2.4 42 D2, S11, S12 Bi n trình hàm lư ng tr&m tích t&ng đáy mùa mưa t4i tr4m S0, 2.5 42 D2, S11, S12 Bi n trình hàm lư ng tr&m tích t&ng m,t mùa khơ t4i tr4m S0, 2.6 43 D2, S11, S12 Bi n trình hàm lư ng tr&m tích t&ng đáy mùa khơ t4i tr4m S0, 2.7 43 D2, S11, S12 Bi n trình v n t c hư ng dịng ch y trung bình t4i tr4m S11 mùa 2.8 44 mưa Bi n trình v n t c hư ng dịng ch y trung bình t4i tr4m S11 mùa 2.9 44 khơ 2.10 Bi n trình chi2u cao chu kỳ sóng trung bình t4i tr4m S11 mùa mưa 45 2.11 Bi n trình chi2u cao chu kỳ sóng trung bình t4i tr4m S11 mùa khơ 45 2.12 Phân b kích thư c h4t trung bình D50 sơng H u 48 2.13 Phân b kích thư c h4t sư#n châu th sông H u 48 2.14 M,t c!t ñ)a ch t d c theo n lu ng bi0n 49 v 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 2.23 2.24 2.25 2.26 2.27 2.28 2.29 2.30 2.31 2.32 2.33 2.34 2.35 2.36 2.37 2.38 2.39 2.40 2.41 2.42 2.43 2.44 2.45 2.46 2.47 2.48 2.49 2.50 2.51 Bi n trình đ- mu i tr4m S0 mùa mưa Bi n trình đ- mu i tr4m S0 mùa khơ Bi n trình t c đ- hư ng dòng ch y tr4m S0 mùa mưa Bi n trình t c đ- hư ng dịng ch y tr4m S0 mùa khơ Bi n trình hàm lư ng TTLL tr4m S0 mùa mưa Bi n trình hàm lư ng TTLL tr4m S0 mùa khơ Bi n trình lưu lư ng tr4m D3 mùa mưa Bi n trình lưu lư ng tr4m D3 mùa khơ Bi n trình đ- mu i tr4m D3 mùa mưa Bi n trình đ- mu i tr4m D3 mùa khơ Bi n trình t c ñ- hư ng dòng ch y tr4m D3 mùa mưa Bi n trình t c đ- hư ng dịng ch y tr4m D3 mùa khơ Bi n trình hàm lư ng TTLL tr4m D3 mùa mưa Bi n trình hàm lư ng TTLL tr4m D3 mùa khơ Bi n trình lưu lư ng tr4m S10 mùa mưa Bi n trình lưu lư ng tr4m S10 mùa khơ Bi n trình đ- mu i tr4m S11 mùa mưa Bi n trình đ- mu i tr4m S11 mùa khơ Bi n trình t c đ- hư ng dịng ch y tr4m S11 mùa mưa Bi n trình t c đ- hư ng dòng ch y tr4m S11 mùa khơ Bi n trình hàm lư ng TTLL tr4m S11 mùa mưa Bi n trình hàm lư ng TTLL tr4m S11 mùa khơ Bi n trình lưu lư ng tr4m S12 mùa mưa Bi n trình lưu lư ng tr4m S12 mùa khơ Bi n trình ñ- mu i tr4m S12 mùa mưa Bi n trình đ- mu i tr4m S12 mùa khơ Bi n trình t c đ- hư ng dịng ch y tr4m S12 mùa mưa Bi n trình t c đ- hư ng dịng ch y tr4m S12 mùa khơ Bi n trình hàm lư ng TTLL tr4m S12 mùa mưa Bi n trình hàm lư ng TTLL tr4m S12 mùa khơ Bi n trình tri2u v) trí trích xu t s li*u m,t c!t mùa mưa Bi n trình tri2u v) trí trích xu t s li*u m,t c!t mùa khơ Phân b đ- mu i hàm lư ng TTLL t4i th#i ñi0m tri2u cư#ng (C1) mùa mưa Phân b ñ- mu i hàm lư ng TTLL t4i th#i đi0m tri2u cư#ng (C1) mùa khơ Phân b ñ- mu i hàm lư ng TTLL t4i th#i ñi0m tri2u xu ng (X1) mùa mưa Phân b ñ- mu i hàm lư ng TTLL t4i th#i ñi0m tri2u xu ng (X1) mùa khô Phân b ñ- mu i hàm lư ng TTLL t4i th#i ñi0m tri2u ki*t (K1) mùa mưa vi 56 56 56 56 56 56 59 59 59 59 59 59 59 59 62 62 62 62 62 62 62 62 64 64 64 64 64 64 64 64 66 66 67 67 69 69 71 PH L C PHÂN B Đ MU I VÀ SSC T I CÁC V TRÍ L3, C3, K3, C4, K4, C5, K6, C6 TRONG MÙA MƯA VÀ MÙA KHƠ Hình P2.2 Phân b c a đ- mu i hàm lư ng SSC t4i th#i ñi0m tri2u cư#ng (C3) mùa khơ Hình P2.1 Phân b c a ñ- mu i hàm lư ng SSC t4i th#i đi0m tri2u cư#ng (C3) mùa mưa Hình P2.3 Phân b c a ñ- mu i hàm lư ng SSC t4i th#i đi0m tri2u ki*t (K3) mùa mưa Hình P2.4 Phân b c a ñ- mu i hàm lư ng SSC t4i th#i ñi0m tri2u ki*t (K3) mùa khơ Hình P2.5 Phân b c a đ- mu i t4i th#i đi0m tri2u cư#ng (C4) mùa mưa Hình P2.6 Phân b c a ñ- mu i t4i th#i ñi0m tri2u cư#ng (C4) mùa khơ IV Hình P2.7 Phân b c a hàm lư ng SSC t4i th#i ñi0m tri2u cư#ng (C4) mùa mưa Hình P2.8 Phân b hàm lư ng SSC t4i th#i đi0m tri2u cư#ng (C4) mùa khơ Hình P2.9 Phân b c a đ- mu i hàm lư ng SSC t4i th#i ñi0m tri2u ki*t (K4) mùa mưa Hình P2.10 Phân b c a đ- mu i hàm lư ng SSC t4i th#i ñi0m tri2u ki*t (K4) mùa khơ Hình P2.11 Phân b c a ñ- mu i hàm lư ng SSC t4i th#i ñi0m tri2u cư#ng (C5) mùa mưa Hình P2.12 Phân b c a ñ- mu i hàm lư ng SSC t4i th#i đi0m tri2u cư#ng (C5) mùa khơ V Hình P2.13 Phân b c a ñ- mu i hàm lư ng SSC t4i th#i ñi0m tri2u ki*t (K5) mùa mưa Hình P2.14 Phân b c a đ- mu i hàm lư ng SSC t4i th#i ñi0m tri2u ki*t (K5) mùa khơ Hình P2.15 Phân b c a đ- mu i hàm lư ng SSC t4i th#i ñi0m tri2u cư#ng (C6) mùa mưa Hình P2.16 Phân b c a ñ- mu i hàm lư ng SSC t4i th#i đi0m tri2u cư#ng (C6) mùa khơ VI PH L C CÁC K T QU PHÂN TÍCH TE S NĂM 2018 LI U KH O SÁT THÁNG Hình P3 Phân b đ- mu i dịng ch y t4i m,t c!t t A5 ñ n A6 lúc tri2u xu ng Hình P3 Phân b đ- SSC dịng ch y t4i m,t c!t t A5 đ n A6 lúc tri2u xu ng Hình P3 Phân b đ- mu i dịng ch y t4i m,t c!t t A1 ñ n A2 lúc tri2u xu ng Hình P3 Phân b đ- SSC dịng ch y t4i m,t c!t t A1 ñ n A3 lúc tri2u xu ng VII PH L C CÁC SƠ Đ V THAM S Hình P4 Cao đ- g gh2 c a đáy th y v'c CHO MƠ HÌNH TÍNH TỐN Hình P4 Phân b đư#ng kính h4t D50 c a đáy th y v'c Hình P4 H* s t c ñ- rơi ñ i v i bùn sét Hình P4 =ng su t t i h4n l!ng ñ ng ñ i v i bùn sét Hình P4 H* s t c đ- rơi đ i v i bùn b1i Hình P4 =ng su t t i h4n l!ng ñ ng ñ i v i bùn b1i VIII Hình P4 H* s xói l p Hình P4 =ng su t t i h4n xói l p Hình P4 H* s xói l p Hình P4 10 =ng su t t i h4n xói l p IX PH L C K T QU HI U CHGNH VÀ KI M Đ NH MƠ HÌNH Hình P5 So sánh k t qu mơ ph+ng th'c đo lưu lư ng qua m,t c!t c"a sông C"u Long t 15 đ n 30/9/2009 X Hình P5 So sánh k t qu mơ ph+ng th'c đo thành ph&n v n t c theo vĩ n kinh n t ngày 20 ñ n 27/8/2009 XI Hình P5 So sánh k t qu mơ ph+ng th'c ño ñ- m,n t ngày 22 ñ n 26/8/2009 XII Hình P5 So sánh k t qu mơ ph+ng th'c đo thành ph&n v n t c theo vĩ n kinh n t ngày ñ n ngày 12/4/2009 t4i tr4m S12 XIII Hình P5 So sánh k t qu mơ ph+ng th'c đo đ- m,n t4i tr4m D4 D5 t ngày ñ n 12/4/2009 XIV PH L C K T QU MÔ PHHNG CIA MÔ HÌNH Hình P6 Bi n đ-ng theo th#i gian (1 năm) đ- mu i t4i tr4m D3 Hình P6 Bi n ñ-ng theo th#i gian (1 năm) hàm lư ng SSC t4i tr4m D3 Hình P6 Bi n ñ-ng theo th#i gian (1 năm) ñ- mu i t4i tr4m S11 XV Hình P6 Bi n đ-ng theo th#i gian (1 năm) hàm lư ng SSC t4i tr4m S11 Hình P6 Bi n đ-ng theo th#i gian (1 năm) đ- mu i t4i tr4m T1 Hình P6 Bi n ñ-ng theo th#i gian (1 năm) hàm lư ng SSC t4i tr4m T1 XVI Hình P6 Phân b ñ- mu i SSC mùa mưa t&ng gi a (đ8nh tri2u) XVII Hình P6 Phân b đ- mu i SSC mùa khơ t&ng gi a (đ8nh tri2u) Hình P6 Phân b đ- mu i SSC mùa mưa t&ng gi a (chân tri2u) XVIII Hình P6 10 Phân b đ- mu i SSC mùa mưa t&ng gi a (chân tri2u) ... quan k t qu nghiên c u nư c qu c t t4i vùng bi0n ven b# c"a sông H u h* th ng sông Mê Kông 14 1.2 CƠ S LÝ LU N 27 1.2.1 Nghiên c u quy lu t bi n đ-ng tr&m tích thơng qua nghiên c... án ñi sâu nghiên c u quy lu t bi n đ-ng tr&m tích có ngu n g c t sơng – bi0n bi n đ-ng tr&m tích châu th ng p nư c v i tên ñ2 tài ? ?Nghiên c u quy lu t bi n ñ ng tr m tích vùng bi n ven b c a... qu phân tích s li*u kh o sát 4) =ng d1ng mơ hình s tr) nghiên c u quy lu t bi n ñ-ng tr&m tích vùng nghiên c u Đ+i tư-ng ph.m vi nghiên c)u c&a lu/n án Đ i tư ng nghiên c u c a lu n án quy lu