Báo cáo nghiên cứu khoa học " Biến động trầm tích và diễn biến hình thái khu vực cửa sông ven bờ Cửa Tùng, Quảng Trị "

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

117
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thủy thạch động lực là bài toán phức tạp, đòi hỏi nhiều nguồn số liệu, trong đó có các tham số trầm tích, bài này phân tích biến động trầm tích lơ lửng, trầm tích đáy và diễn biến hình thái khu vực cửa sông Bến Hải và vùng ven bờ Cửa Tùng trên cơ sở số liệu 2 đợt khảo sát do khoa KT-TV-HDH thực hiện 8/2009 và 4/2010 và thu thập của Công ty Tư vấn GTVT (TEDI) năm 2000.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo nghiên cứu khoa học " Biến động trầm tích và diễn biến hình thái khu vực cửa sông ven bờ Cửa Tùng, Quảng Trị "

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 26, Số 3S (2010) 427‐434 Biến động trầm tích và diễn biến hình thái khu vực cửa sông ven bờ Cửa Tùng, Quảng Trị Nguyễn Thọ Sáo*, Nguyễn Minh Huấn, Ngô Chí Tuấn, Đặng Đình Khá Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 11 tháng 8 năm 2010 Tóm tắt. Thủy thạch động lực là bài toán phức tạp, đòi hỏi nhiều nguồn số liệu, trong đó có các tham số trầm tích, bài này phân tích biến động trầm tích lơ lửng, trầm tích đáy và diễn biến hình thái khu vực cửa sông Bến Hải và vùng ven bờ Cửa Tùng trên cơ sở số liệu 2 đợt khảo sát do khoa KT-TV-HDH thực hiện 8/2009 và 4/2010 và thu thập của Công ty Tư vấn GTVT (TEDI) năm 2000. Kết quả phân tích sẽ đóng góp các nhận định cơ bản về biến động trầm tích trong khu vực nghiên cứu, đồng thời làm số liệu đầu vào cho các mô hình toán. Đã đề xuất chọn đường kính hạt trung vị cho khu vực là d50 = 0.27mm và độ chọn lọc cát là 1.4, vận tốc chìm lắng bằng 2cm/s. Từ khóa: trầm tích lơ lửng, trầm tích đáy, đường kính hạt trung vị, độ chọn lọc, vận tốc chìm lắng. 1 . M ở đầ u∗ các mục tiêu phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Trị được thực thi, Cửa Tùng trở nên một Trong bài toán nghiên cứu thủy thạch động khu vực có tầm quan trọng trong ngành du lịch lực, các tham số của trầm tích và biến động của và hải sản của tỉnh. Sự ra đời của cụm công nó có tầm quan trọng đặc biệt. Các tham số này trình: cầu Tùng Luật, khu neo đậu tàu và hậu và sự biến động của chúng theo không gian và cần nghề cá (cảng cá), kè chắn cát đã tác động thời gian không chỉ cho ta cách nhìn nhận về mạnh đến bức tranh thủy thạch động lực khu các diễn biến hình thái có thể xảy ra tại khu vực vực. Sau khi cụm công trình này đi vào hoạt nghiên cứu, mà còn cung cấp thông tin quan động, một lượng cát lớn bị giữ lại ở phía nam trọng làm đầu vào cho mô hình toán, phục vụ kè, cùng lúc bãi tắm Cửa Tùng ngày càng xói lở thực hiện các dự án. mạnh. Các tác động công trình này sẽ được Cửa sông và vùng ven bờ Cửa Tùng (H.1) đánh giá trong một nghiên cứu khác, trong bài là khu vực đặc biệt, nằm trên nền đất bazan, nơi này nhóm tác giả tập trung vào việc phân tích đây chịu tác động của các yếu tố khí tượng và biến động trầm tích dựa trên số liệu thu thập và thủy văn sông Bến Hải và biển Đông. Từ khi các đợt khảo sát được thực hiện bởi khoa KT- TV-HDH, trường Đại học KHTN và các cơ _______ quan khác. ∗ Tác giả liên hệ. ĐT: 84-4-38584943. E-mail: saont@vnu edu vn 427
428 N.T. Sáo và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 26, Số 3S (2010) 427‐434 2. Nguồn số liệu - 5 mặt cắt địa tầng. Các khảo sát này chỉ tập trung vào khu vực Phương pháp đo đạc, lấy mẫu, phân tích cửa sông Bến Hải [1, 2]. được thực hiện bằng các máy móc hiện đại, quy trình quy phạm Việt Nam đã ban hành, do đó 2.2. Hai đợt khảo sát (đợt 1 từ 12-18/8/2009, đạt độ tin cậy. đợt 2 từ 21-28/4/2010) của Trường ĐH KHTN: 2.1. Khảo sát địa hình và địa chất công trình - Đo đạc địa hình đáy biển (H.2) của TEDI (2000): - Đo địa hình trên bờ và đáy sông (H.2) - Bản đồ địa hình 1/2000 với 240ha dưới - Lấy mẫu bùn cát đáy (H.3) nước, 70ha trên cạn - Lấy mẫu trầm tích lơ lửng tại 3 tầng sâu - 17 lỗ khoan khu vực đê chắn cát, neo đậu 0.2h, 0.6h, 0.8h tại biên phía bắc, phía nam, tàu và luồng trên sông. H.1. Khu vực nghiên cứu.
429 N.T. Sáo và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 26, Số 3S (2010) 427‐434 H.2. Sơ đồ khảo sát địa hình. H.3. Vị trí lấy mẫu đáy.
430 N.T. Sáo và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 26, Số 3S (2010) 427‐434 Các khảo sát này đầy đủ hơn, phạm vi bao khăn, đặc biệt khi thực hiện các dự án xây dựng gồm: sông Bến Hải từ cầu Hiền Lương ra tận công trình ven bờ. Nếu không xét đầy đủ các cửa sông, dải ven biển kéo dài về hai phía cửa nguồn trầm tích, các đánh giá có thể sai lệch sông mỗi bên 5-6 km, bề rộng tính ra phía biển (H.4). Tuy nhiên, các khó khăn về mọi mặt khoảng 2 km, đến độ sâu khoảng 10-15m, bao không bao giờ cho phép đánh giá định lượng trùm khu vực sóng đổ. Trên tuyến biên phía bắc đầy đủ các nguồn trầm tích, thậm chí tại các (D1-B1) và tuyến biên phía nam (D2-B2), lấy nước có đủ điều kiện như Mỹ, Nhật, Hà Lan.. mẫu lơ lửng tại các vị trí cách bờ 20, 500, 1000 Vì vậy các nhà khoa học thường tập trung vào và 2000m. các nguồn nổi trội nhất mang tính địa phương của khu vực nghiên cứu để thực hiện các đánh 3. Biến động trầm tích giá của mình Xét toàn diện bức tranh trầm tích sẽ rất khó H.4. Các nguồn trầm tích cần xét đến khi đánh giá cơ chế vận chuyển. H.5. Trích lục biểu đo trầm tích lơ lửng.
431 N.T. Sáo và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 26, Số 3S (2010) 427‐434 dòng chảy. Tuy nhiên, đại lượng này vẫn khá 3.1. Trầm tích lơ lửng nhỏ so với một số vùng cửa sông ven biển trên Trong báo cáo của TEDI không có số liệu thế giới, từ 40-100mg/l. Do vậy trong các tính đo đạc và phân tích trầm tích lơ lửng. Trầm tích toán thủy động lực, nếu bỏ qua yếu tố này, kết lơ lửng cũng không thuộc diện quan trắc của quả tính toán sẽ không sai khác đáng kể so với trạm Hiền Lương trong hệ thống trạm do Trung trường hợp có xét đến nó. Hình dưới đây trích tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia quản lý. Các dẫn một số kết quả đo trầm tích lơ lửng trên kết quả từ 2 đợt đo đạc cho thấy nồng độ trầm tuyến khảo sát B1-d1 tích lơ lửng trong sông dao động trong khoảng 20-30mg/l, vùng ven biển khoảng 30-50mg/l, 3.2. Trầm tích đáy cho thấy ảnh hưởng của tác động sóng trong vùng bờ. Điều này phù hợp với các nghiên cứu Chúng ta sẽ sử dụng thang phân loại trầm về trầm tích, theo đó nồng độ lơ lửng do tác tích dưới đây [3]: động sóng thường lớn hơn do tác động của H.6. Thang phân loại trầm tích Welnworth [3]. H.7. Phía bắc bãi tắm Cửa Tùng là cát trắng mịn, phía nam bãi là cát vàng thô hơn.
432 N.T. Sáo và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 26, Số 3S (2010) 427‐434 Với khảo sát của TEDI, chỉ sử dụng trầm gian và thời gian (H.9a, b, c). Bằng cách thô tích mặt của 18 lỗ khoan trong phân tích này. thiển, thấy rằng đường kính hạt trung vị theo Các lỗ khoan chỉ tập trung vào khu vực nhỏ, trung bình số mẫu có vẻ thô hơn trong thời gian chủ yếu phục vụ cho việc thiết kế các công trước đây và mịn hơn gần đây, cho thấy có sự trình: cầu, cảng, kè. Nếu chỉ lấy trầm tích tầng xáo trộn của chế độ thủy động lực, vốn là động mặt của các lỗ khoan có thể thấy đường kính lực chính tác động lên phân bố trầm tích theo trung vị trung bình của hạt là d50 = 0.32mm, độ nguyên nhân ngoại sinh. Đường kính hạt chọn lọc σ = 1.8-2.2. Trong khảo sát đợt 1 của chuyển từ thô (d50 = 0.35mm) ở ven bờ sang ĐH KHTN (8/2009) với 39 mẫu, d50 = 0.16mm, mịn dần (d50 = 0.08mm) khi hướng ra biển, hợp σ = 1.2-2, cá biệt có vị trí đạt đến 5. Khảo sát với quy luật chung của các bãi biển chịu tác đợt 2 với 30 mẫu cho thấy d50 = 0.1mm, σ = động chủ yếu của sóng. Trầm tích phía bắc cửa 1.1-2.3, cá biệt có vị trí đạt đến 3. Như vậy trong khu vực này trầm tích thuộc loại cát bở sông hầu hết là cát vàng hơi thô, còn phía nam rời, không kết dính và nên được xếp vào loại cửa sông, đặc biệt phía dưới kè chắn sóng là cát nhiều cấp (multi-fraction) thay vì nhiều lớp trắng mịn hơn. Mặt khác, chỉ tại bãi tắm Cửa (multi-layer). Tùng, thấy rằng phần phía bắc bãi có cát trắng Với các đặc trưng trên, vận tốc chìm lắng mịn mang nguồn gốc cát từ phía nam, phần phía của hạt (trong nước tĩnh, nhiệt độ nước 25- nam bãi có cát vàng thô hơn mang nguồn gốc từ 30oC) khoảng 2cm/s. Lưu ý rằng các giá trị d50 phía bắc bãi (H. 7). Từ đó có thể nhận định rằng và σ là trung bình của toàn bộ số mẫu, phân bố phân bố trầm tích do dòng chảy sóng là kết quả của chúng diễn biến phức tạp hơn theo không của cơ chế đề xuất dưới đây: H.8. Cơ chế đề xuất cho vận chuyển trầm tích tại bãi tắm Cửa Tùng.
433 N.T. Sáo và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 26, Số 3S (2010) 427‐434 Qua kết quả phân tích thấy rằng có thể lấy đường bờ, trong khi ảnh hàng không 2004, bản d50 = 0.27mm và σ = 1.4 là thích hợp đối với đồ Google và đường bờ từ 2 đợt khảo sát cho vùng này. Cũng thấy rằng nếu cơ chế trên là thấy sự bồi tụ đáng kể sau kè phía nam và xói phù hợp, thì rõ ràng nguồn cát trắng mịn từ phía lở ở các bãi phía bắc cửa sông Bến Hải. nam đi lên phía bắc do tác động của dòng chảy b) Thay đổi mặt cắt ngang diễn ra đáng kể sóng đã bị chặn lại một phần do tác động của kè (H.10). Các hình vẽ thiết diện ngang cho thấy chắn sóng, phần còn lại đi lên phía bắc ít cơ hội xói lở đang hiện diện tại mọi nơi ở bãi tắm Cửa tiếp xúc trực tiếp với bãi tắm Cửa Tùng do sự Tùng. Xói lở mạnh xảy ra khoảng 100m từ hiện diện của kè này. đường bờ trở ra, sau đó bình diện đáy trở nên ổn định. Các biến động hình thái xảy ra với cường 4. Biến động hình thái độ mạnh trong những năm gần đây, trùng hợp a) Diễn biến đường bờ có thể nhận thấy trên với việc hệ thống công trình cầu, kè, cảng cá đi H.9, các bản đồ của Hải quân với tỷ lệ 1: 100 vào hoạt động. Tuy nhiên các tác động công 000 và 1: 200 000 không đủ mô tả chính xác trình không được xem xét ở đây. H.9a. Đường kính hạt d50 (TEDI). H.9b. Đường kính hạt d50 H.9c. Đường kính hạt d50 (KS đợt1). (KS đợt 2).
434 N.T. Sáo và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 26, Số 3S (2010) 427‐434 H.10a. Thiết diện phía bắc bãi. H.10b. Thiết diện phía giữa bãi. H.10c. Thiết diện phía nam bãi. lực được ứng dụng về sau để lựa chọn giải pháp 5. Nhận xét và thảo luận cải tạo thích hợp bãi tắm Cửa Tùng. Bồi tụ và xói lở bờ biển là hiện tượng xảy ra liên tục và thường xuyên tại vùng biển Việt Nam, với tốc độ ngày càng gia tăng và khu vực Tài liệu tham khảo Cửa Tùng không là ngoại lệ. Sự phân tích trên [1] Báo cáo khảo sát địa hình-thủy văn, Công ty Tư đây có thể chưa toàn diện vì chỉ dựa trên nguồn vấn Xây dựng Cảng đường thủy, Hà Nội, 2000. số liệu hạn hẹp, nhưng phần nào cho thấy sự biến động của trầm tích và hình thái bờ biển [2] Báo cáo khảo sát địa chất công trình, Công ty Tư vấn Xây dựng Cảng đường thủy, Hà Nội, theo không gian và thời gian trong vùng. Các 2000. biến động có thể đạt trạng thái cân bằng trong [3] Soulsby, Động lực học cát biển - Hướng dẫn các 10-15 năm tới. Kết quả phân tích có thể làm căn ứng dụng thực hành, Thomas Telford, 199 cứ cho đầu vào các mô hình thủy thạch động Variations of sediment and morphology changes in Cua Tung beach and adjacent region, Quang Tri province Nguyen Tho Sao, Nguyen Minh Huan, Ngo Chi Tuan, Dang Dinh Kha Faculty of Hydro-Meteorology & Oceanography, Hanoi University of Science, VNU, 334 Nguyen Trai, Hanoi, Vietnam Geohydrodynamics is always a complicated problem, requiring a lot of input data, in which sediment characteristics are the most important. This paper describes these parameters including suspended and bed sediment, morphology change in Ben Hai river mouth and Cua Tung beach. The analysis is based on field surveys implemented by Hydrometeorology and Oceanography Faculty under Hanoi University of Science in 2009 and 2010, added by the survey of TEDI in 2000. The analysis is considered to be useful for assessment of sediment variation in the region of study and may be served as an in put to mathematical models as well. As a results, the mean diameter of sand can be taken as d50 = 0.27mm and the sorting parameter as 1.4, settling velocity as 2cm/s. Keywords: suspended sediment, bed sediment, mean grain size, sorting parameter, settling velocity.
N.T. Sáo và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 26, Số 3S (2010) 427428 ‐434