Đặc điểm dòng chảy đầm Đề Gi, Bình Định

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu trình bày chế độ thủy động lực đầm Đề Gi chủ yếu là sự kết hợp giữa dòng chảy do thủy triều, dòng chảy do sông đổ ra và chịu ảnh hưởng của yếu tố địa hình. Mô hình 2D được xây dựng dựa vào hệ phương trình nước nông phi tuyến đã mô phỏng được bức tranh dòng chảy trong đầm.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đặc điểm dòng chảy đầm Đề Gi, Bình Định

Tuyển Tập Nghiên Cứu Biển, 2015, tập 21, số 1: 11-20 ĐẶC ĐIỂM DÒNG CHẢY ĐẦM ĐỀ GI, BÌNH ĐỊNH Phạm Sỹ Hoàn Viện Hải dương học, Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam Tóm tắt Chế độ thủy động lực đầm Đề Gi chủ yếu là sự kết hợp giữa dòng chảy do thủy triều, dòng chảy do sông đổ ra và chịu ảnh hưởng của yếu tố địa hình. Mô hình 2D được xây dựng dựa vào hệ phương trình nước nông phi tuyến đã mô phỏng được bức tranh dòng chảy trong đầm. Dòng chảy trong đầm có hai hướng ngược chiều nhau khi triều lên và triều xuống, mạnh hơn trong mùa mưa, có thể đạt trên 100 cm/s ở khu vực trao đổi nước sông- đầm và đầm- biển, khu vực khác chủ yếu nhỏ hơn 40 cm/s. Dòng chảy trong mùa khô chủ yếu nhỏ hơn 20 cm/s, khu vực trao đổi nước đầm- biển và đầm- sông có thể đạt trên 60 cm/s. Có thể tồn tại các xoáy nước cục bộ khu vực cửa sông- đầm và khu vực phía trong cửa đầm- biển do sự tương tác giữa thủy triều, nước sông và yếu tố địa hình. SIMULATION OF THE CURRENT SYSTEM IN DE GI LAGOON (BINH DINH PROVINCE) Pham Sy Hoan Institute of Oceanography, Vietnam Academy of Science & Technology Abstract The hydrodynamical regime in the De Gi lagoon is mainly as a result of interaction between tides, rivers and terrain. The 2D model build based on nonlinear shallow water equations was successfully simulated the current field in the De Gi lagoon. The current in lagoon is in the opposite directions in the ebb and flood tides. The current in the rainy season is stronger than that in dry season. In the rainy season, the current speed is mostly less than 40 cm/s. It can reach over 100 cm/s in the areas of water exchange between lagoon and sea, lagoon and river. In the dry season, the current speed is mostly less than 20 cm/s and may over 60 cm/s in the areas of water exchange between lagoon and sea, lagoon and river. The interaction of the tides, rivers and terrain can form the local eddies in the river mouth- lagoon and lagoon- sea areas. I. MỞ ĐẦU bắt thủy sản… Đặc biệt là nguồn sa khoáng titan dồi dào, trong đó mỏ sa khoáng Đề Gi Đầm Đề Gi nằm ở phía bắc và cách Quy là mỏ lớn nhất tỉnh Bình Định và lớn thứ Nhơn (Bình Định) khoảng 40 km, có tổng hai của cả nước. Đầm Đề Gi là một lưu vực diện tích trên 2.000 ha, thuộc địa bàn các xã tương đối đơn giản theo quan điểm điều Cát Khánh, Cát Minh (Phù Cát) và Mỹ Cát, kiện địa lý tự nhiên. Địa hình đầm tương Mỹ Chánh, Mỹ Thành (Phù Mỹ). Theo đối nông, chỗ sâu nhất tại cửa đầm khoảng đánh giá của các nhà khoa học, đầm Đề Gi 7 m. Đầm có một cửa duy nhất thông với có tiềm năng khá đa dạng về tài nguyên biển, có hai nhánh sông thuộc loại nhỏ đổ sinh vật, phi sinh vật, nuôi trồng và đánh ra. Vào mùa khô, hai nhánh sông này không 11
thể hiện rõ vai trò cấp nước ngọt vào đầm. chất và biến đổi địa hình đáy cho khu vực Vào mùa mưa, hai nhánh sông này cũng cửa sông Tắc, Nha Trang. không gây lũ lớn, khốc liệt như các sông Trong nghiên cứu này, tác giả đã sử khác (lưu lượng nước trung bình ngày mùa dụng và cải tiến mô hình được xây dựng và lũ tại trạm An Xuyên khoảng 335 m3/s, theo mô phỏng thành công dòng chảy và lan trung tâm dự báo KTTV Bình Định). truyền vật chất cho vịnh Bình Cang - Nha Một trong những yếu tố thủy động lực Trang vào mùa mưa để mô phỏng dòng quan trọng góp phần trực tiếp hay gián tiếp chảy đầm Đề Gi tỉnh Bình Định. Mô hình tác động vào chất lượng môi trường, sinh đã được kiểm chứng với số liệu đo mực thái đầm Đề Gi nói riêng, các vùng biển nước, số liệu đo dòng chảy trong 02 mùa khác nói chung là dòng chảy. Để nắm rõ (mùa mưa: 10/2009 và mùa khô: 04/2010). các đặc trưng của dòng chảy, ngoài việc Kết quả kiểm chứng cho thấy mô hình mô phải tiến hành các điều tra, khảo sát, thì mô phỏng khá tốt dòng chảy đầm Đề Gi. hình hóa quá trình là một công cụ đắc lực để nghiên cứu vấn đề. Hiện nay, có nhiều II. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP mô hình toán có thể tính toán thủy- thạch động lực khu vực vũng vịnh ven bờ, trong 1. Tài liệu đó có dòng chảy. Các mô hình toán có uy Số liệu đo dòng chảy các tầng (mặt, đáy) tại tín và được nâng cấp liên tục trên thế giới 16 trạm mặt rộng và 01 trạm liên tục 01 thường là các mô hình thương mại, điển ngày đêm trong hai mùa (mùa mưa: tháng hình như MIKE (DHI Group, 2011), 10/2009, mùa khô: tháng 4/2010). Trạm đo EFDC (USA Environmental Protection liên tục trên mặt cắt cửa Đề Gi- biển được Agency), TELEMAC (EDF-DER, Paris), thực hiện tại 03 thủy trực (Hình 1); HYDRO2D, ADCIRC (CHL, USA),… Số liệu đo mực nước cùng thời gian với Ứng dụng thành công mô hình MIKE, đo dòng chảy tại trạm liên tục tại cảng cá Phạm Thu Hương và cs. (2011) đã tính toán Đề Gi; Địa hình khu vực nghiên cứu; dòng chảy và sóng khu vực cửa sông Đà Các số liệu này được thực hiện bởi dự án Rằng; Nguyễn Chí Công và cs. (2012) đã “Điều tra, đánh giá hiện trạng và đề xuất tính dòng chảy và lan truyền các chất gây ô giải pháp quản lý tổng hợp đầm Đề Gi theo nhiễm lên các bãi tắm ven bờ tây vịnh Nha hướng phát triển bền vững” do Viện Hải Trang; Phạm Sỹ Hoàn và cs. (2013) tính dương học thực hiện; dòng chảy tổng hợp vịnh Quy Nhơn… Ngoài ra, số liệu đo lưu lượng nước sông Ngoài các mô hình thương mại, một số La Tinh tại trạm An Xuyên (từ 25/10 đến mô hình mã nguồn mở có thể tính toán 08/11/2007) và trạm An Mỹ (từ 25/10 đến dòng chảy khu vực ven bờ, vũng vịnh nói 08/11/2007) do Trung tâm dự báo KTTV riêng, các yếu tố thủy- thạch động lực khác Bình Định thực hiện (2009). Vị trí của hai nói chung như ECOMSED (HydroQual, trạm này cũng được thể hiện trên hình 1. Inc, 2004), HAMSOM, ECOSMO, ROM… Bùi Hồng Long và Phạm Xuân Dương 2. Phương pháp (2010) đã sử dụng mô hình ROM để tính Đã ứng dụng mô hình dòng chảy 2D được toán dòng chảy cho vịnh Bình Cang- Nha tác giả xây dựng và mô phỏng thành công Trang. Phạm Sỹ Hoàn và Lê Đình Mầu dòng chảy và vận chuyển vật chất lơ lửng (2011) đã khai thác và ứng dụng mô hình cho vực nước Bình Cang - Nha Trang vào ECOMSED tính toán dòng chảy và lan mùa mưa (Phạm Sỹ Hoàn và Nguyễn Thọ truyền vật chất ô nhiễm khu vực ven bờ cửa Sáo, 2009; Báo cáo tổng kết đề tài cấp Cơ sông Mê Kông. Cũng ứng dụng sở, Viện Hải dương học do Phạm Sỹ Hoàn ECOMSED, tác giả cùng tập thể nghiên và cs. thực hiện năm 2010) để mô phỏng cứu đã tính toán dòng chảy, vận chuyển vật dòng chảy của đầm Đề Gi dưới ảnh hưởng của thủy triều và nước sông. 12
14.18 Xaõ Myõ Thaønh BIEÅN ÑOÂNG 3 14.17 21 N. Hoàng Sôn Xaõ Myõ Chaùnh 5 6 Bôø baéc M1 M2 M3 Bôø nam 14.16 4 Höng Laïc ÑAÀM ÑEÀ GI 10 14.15 Xaõ Myõ Caùt 8 9 7 Vónh Lôïi 14.14 12 Hoøn Giöõa Xaõ Caùt Minh 13 14.13 11 14 T1 15 T2 16 Caûng Caù An Quang 14.12 Xaõ Caùt Khaùnh 109.15 109.16 109.17 109.18 109.19 109.2 109.21 Hình 1. Sơ đồ địa hình khu vực nghiên cứu và vị trí các trạm đo Fig. 1. Bathymetry of the study area and positions of surveyed stations Mô hình dùng hệ phương trình nước trong trạng thái mặt biển yên tĩnh; ζ – dao nông phi tuyến mô phỏng trường dòng chảy động mặt biển so với mặt biển yên tĩnh; f – trung bình theo độ sâu, có tính đến ma sát tham số Coriolis; g- gia tốc trọng trường; đáy, nhớt rối ngang, bỏ qua ma sát mặt do τbx,y - ứng suất ma sát đáy tương ứng với vùng nghiên cứu có địa hình núi bao quanh, phương Ox, Oy; ρ – mật độ của nước biển; bề mặt nước có diện tích không lớn (khoảng Cb- hệ số ma sát đáy. 2.000 ha) nên tác động của gió có thể bỏ Hệ số ma sát đáy: Theo thực nghiệm và qua. Hệ phương trình bao gồm: thông thường trong các mô hình toán 2 Phương trình bảo toàn khối lượng (1): chiều, hệ số này nhận giá trị từ 0,0026 – ∂ζ ∂ (h + ζ )u ∂ (h + ζ )v 0,0030; Để tiếp cận với điều kiện địa + + =0 phương thực tế, trong nghiên cứu này đã sử ∂t ∂x ∂y (1) dụng hệ số ma sát đáy phụ thuộc vào đặc Phương trình bảo toàn động lượng (2) và tính của đáy thể hiện qua cấp hạt đáy và độ (3): sâu thể hiện qua hệ số ma sát đáy Chezy ∂u ∂u ∂u ∂ 2u ∂ 2u ∂ζ τ xb theo công thức: + u + v − ε 2 − ε 2 − fv = − g + ∂t ∂x ∂y ∂x ∂y ∂x ρ (h + ζ ) Cb = g/C2; với C = 18 log(12h /r) – hệ số (2) Chezy; r= 2,5 d50/30 – độ ghồ ghề (độ ∂v ∂v ∂v ∂ v 2 ∂ v 2 ∂ζ τy b nhám) đáy biển; d50 – đường kính hạt vật + u + v − ε 2 − ε 2 + fu = − g + chất ở đáy. Đường kính hạt d50 được tính ∂t ∂x ∂y ∂x ∂y ∂y ρ (h + ζ ) toán từ kết quả phân tích cơ học trầm tích (3) khu vực đầm Đề Gi lưu trữ tại phòng Địa b 2 2 1/2 τ x,y = ρ.Cb.(u + v ) (u,v) (4) chất biển (Viện Hải dương học) và đã được Trong đó: u, v – các thành phần tốc độ công bố bởi Phạm Bá Trung (2012). dòng chảy trung bình trên toàn cột nước theo phương Ox và Oy; h – độ sâu cột nước 13
Các phương trình trên được rời rạc theo Kiyoshi Horikawa (1987), Christopher G. sơ đồ Arakawa- C (Mesinger và Arakawa, Koutitas (1988). 1976), trong đó, biến ζ đặt tại tâm ô lưới, Tại biên lỏng phía sông, cho lưu lượng biến u, v đặt tại các cạnh ô lưới. Các nước tại trạm An Xuyên, An Mỹ (Hình 2). phương trình được giải theo phương pháp Do chỉ có lưu lượng vào mùa mưa, nên lưu sai phân hữu hạn. Điều kiện ổn định số lấy lượng nước sông vào mùa khô được xác theo Courant- Friedrichs- Levy. Bước thời định theo đặc điểm dòng chảy mùa khô gian dt = 1(s); bước không gian dx = dy = chiếm khoảng 30% của cả năm (Đặc điểm 1(s). Sơ đồ này đã được sử dụng nhiều Khí hậu Thủy văn Bình Định, 2004). Lưu trong các bài toán thủy động lực vì sự đơn lượng trung bình ngày trong thời kỳ mưa lũ giản và tính toán nhanh, điển hình như điển hình tại trạm An Mỹ khoảng 42,5 m3/s; tại trạm An Xuyên khoảng 162,6 m3/s. Hình 2. Lưu lượng trung bình ngày (m3/s) sông La Tinh tại trạm An Xuyên và An Mỹ từ ngày 25/10 đến 01/11/2007 Fig. 2. The daily average water discharge of La Tinh river at An Xuyen and An My stations during 25/10 – 01/11/2007 Tại biên lỏng phía biển cho dao động -Về dòng chảy, cơ bản giữa tính toán và mực nước dựa vào số liệu mực nước trạm tài liệu thực đo có dao động gần như cùng Quy Nhơn cách vùng nghiên cứu về phía pha (Hình 4, hình 5). Các thành phần dòng nam khoảng 40 km tính theo đường thẳng. chảy thực đo có phần lớn hơn dòng chảy Kết quả tính toán đã được so sánh với số tính toán từ mô hình. Sai số tuyệt đối trong liệu dao động mực nước (Hình 3) và dòng mùa khô (04/2010) lớn nhất khoảng 16,3 chảy thực đo (Hình 4, hình 5) cho thấy kết cm/s, trung bình khoảng 9 cm/s; trong mùa quả mô hình tính toán là khá hợp lý. Cụ thể: mưa (10/2009) tương ứng là 20 cm/s và 8,8 -Về dao động mực nước, sai số tuyệt đối cm/s. Các sai số lớn gặp phải cũng thường của dao động mực nước vào thời kỳ mùa xuất hiện khi chuyển pha triều. Trong mô khô lớn nhất là 14,16 cm, trung bình là 5,91 hình tính toán, yêu cầu lưu lượng nước sông cm; sai số tuyệt đối lớn nhất vào mùa mưa làm đầu vào liên tục biến đổi theo bước thời là 14,56 cm, trung bình là 5,51 cm. Các sai gian tính (1 s), trong khi tài liệu lưu lượng số lớn chủ yếu tập trung vào lúc chuyển pha thu được dưới dạng trung bình ngày. Đây triều. Điều quan trọng hơn là sự cùng pha có lẽ là nguyên nhân gây ra các sai số lớn dao động mực nước giữa kết quả tính toán về dao động mực nước cũng như dòng chảy mô hình và số liệu thực đo. khi chuyển pha triều. 14
(a) (b) Hình 3. Dao động mực nước theo tính toán mô hình và theo số liệu đo (a- mùa khô: 04/2010; b- mùa mưa: 10/2009) Fig. 3. Comparison between model and measured data of sea water level (a- dry season: 04/2010; b- rainy season: 10/2009) (a) (b) Hình 4. Các thành phần tốc độ dòng chảy (a- thành phần u; b- thành phần v) theo tính toán mô hình và số liệu thực đo vào mùa khô 4/2010 Fig. 4. Comparison between calculated model and measured data of velocity components (a- for u component; b- for v component) in dry season (4/2010) (a) (b) Hình 5. Các thành phần tốc độ dòng chảy (a- thành phần u; b- thành phần v) theo tính toán mô hình và số liệu thực đo vào mùa mưa 10/2009 Fig. 5. Comparison between calculated model and measured data of velocity components (a- for u component; b- for v component) in rainy season (10/2009) 15
III. KẾT QUẢ Có thể thấy, dòng chảy có tốc độ lớn tập trung tại những khu vực có địa hình biến Kết quả tính toán được lấy đại diện cho 02 đổi nhanh, diện tích mặt cắt ướt thu hẹp mùa: mùa mưa (10/2009) và mùa khô nhanh (vùng cửa sông và vùng cửa đầm). (4/2010). Mỗi mùa tương ứng, tính toán cho Pha triều xuống, tốc độ dòng chảy lớn hơn các pha triều đặc trưng (triều lên và triều pha triều lên đáng kể. Tốc độ dòng chảy xuống). trung bình thực đo pha triều lên khoảng 10,32 cm/s, pha triều xuống từ 20,53 – 1. Mùa mưa 22,37 cm/s. Theo kết quả tính toán, pha Các kết quả thống kê từ tài liệu thực đo và triều lên, tốc độ dòng chảy trung bình dao kết quả tính toán được cho trên bảng 1. Tài động từ 6,03 – 35,76 cm/s, pha triều xuống liệu thực đo được thống kê tức thời cho từ 6,45 – 69,89 cm/s. toàn vùng, còn kết quả tính toán được thống kê cho một chu kỳ dài tính toán (5 ngày). Bảng 1. Một số đặc trưng dòng chảy đầm Đề Gi vào mùa mưa (10/2009) Table 1. Some features of the current in De Gi lagoon in rainy season (10/2009) Thời gian Đặc trưng Tốc độ dòng chảy thực Tốc độ dòng chảy theo tính toán đo toàn khu vực (cm/s) mô hình (cm/s) Tầng mặt Tầng đáy Cửa sông Cửa biển Trong đầm Cực đại 15,90 65,45 17,61 8,24 Pha triều Cực tiểu 4,74 11,45 3,26 5,82 lên Trung bình 10,32 35,76 8,06 6,03 Độ lệch chuẩn 7,89 14,15 3,46 1,59 Cực đại 82,00 42,40 77,71 26,19 45,43 Pha triều Cực tiểu 6,72 8,50 42,93 8,95 1,79 xuống Trung bình 20,53 22,37 69,89 20,52 6,45 Độ lệch chuẩn 19,15 13,86 5,96 4,58 6,17 Hướng dòng chảy trong mùa mưa tại chảy vùng nghiên cứu có hướng chảy ra, đầm Đề Gi biến đổi khá đơn giản trên toàn tốc độ dòng chảy cũng tăng dần lên theo vùng nghiên cứu theo sự biến đổi của thủy thủy triều xuống (Hình 6b). Tốc độ dòng triều (dòng chảy có hướng chảy ra khi thủy chảy trong đầm thường nhỏ hơn 30 cm/s, triều xuống và ngược lại). Hướng dòng chỉ trong khi tốc độ dòng tại cửa sông và cửa biến đổi khá phức tạp khi chuyển tiếp giữa đầm có thể đạt 100 cm/s. các pha triều. 1.2. Pha triều lên 1.1. Pha triều xuống Khi triều bắt đầu lên, dòng chảy phía ngoài Khi triều bắt đầu xuống, dòng chảy phía cửa đầm có hướng chảy vào, trong khi do trên đỉnh đầm vẫn có hướng chảy vào, trong sự trễ pha, dòng chảy phía cửa sông vẫn khi dòng chảy tại khu vực cửa đầm lại có đang có hướng chảy ra. Sự nghịch hướng hướng chảy ra. Trong những thời điểm này, này có thể gây nên một xoáy nghịch cục bộ dòng chảy tại các cửa sông và đỉnh đầm có cùng chiều kim đồng hồ ở phần đỉnh đầm – tốc độ lớn hơn các vùng còn lại. Điều này cửa sông. Xoáy này chỉ tồn tại trong thời thể hiện sự trễ pha của dòng chảy từ khu gian ngắn cho đến khi thủy triều lên đủ vực cửa sông và đỉnh đầm. Theo sự tính mạnh để đẩy khối nước sông trở vào. Khi toán mô hình, thời gian trễ pha khoảng 20 thủy triều lên mạnh, hướng dòng chảy trên phút. Khi triều xuống mạnh, hướng dòng toàn khu vực có hướng chảy vào. Khu vực 16
phía đỉnh đầm, dòng chảy phía bờ tây có cửa). Phần phía cửa biển, diện tích được mở phần mạnh hơn phần đỉnh và phía bờ đông. rộng ra phía tây nam, phần phía cửa sông, Khu vực phía cửa đầm, tốc độ dòng chảy diện tích đầm được mở rộng ra phía đông phía bờ đông lại có phần vượt trội hơn phía bắc. Thêm vào đó, khi nước chảy vào, theo bờ tây (Hình 6a). Những đặc điểm này có lẽ quán tính của nó, cùng với địa hình như đã đều do đặc điểm hình dạng của đầm, với 02 nêu đã hình thành nên đặc điểm dòng chảy cửa hẹp trao đổi nước ở 02 đầu (đỉnh và lệch về một phía bờ như đã nêu. 109.16 109.17 109.18 109.19 109.20 109.21 109.16 109.17 109.18 109.19 109.20 109.21 14.18 14.18 14.18 14.18 xaõ Myõ Thaønh xaõ Myõ Thaønh 14.17 14.17 14.17 14.17 N. Hoàng Sôn N. Hoàng Sôn BIEÅN ÑOÂNG BIEÅN ÑOÂNG xaõ Myõ Chaùnh xaõ Myõ Chaùnh 14.16 14.16 14.16 14.16 Höng Laïc Höng Laïc xaõ Myõ Caùt xaõ Myõ Caùt 14.15 14.15 14.15 14.15 Vónh Lôïi Vónh Lôïi 14.14 14.14 14.14 14.14 xaõ Caùt Minh Hoøn Giöõa xaõ Caùt Minh Hoøn Giöõa 14.13 14.13 14.13 14.13 An Quang An Quang 14.12 14.12 14.12 14.12 : 50 cm/s xaõ Caùt Khaùnh : 100 cm/s xaõ Caùt Khaùnh 109.15 109.16 109.17 109.18 109.19 109.20 109.21 109.15 109.16 109.17 109.18 109.19 109.20 109.21 (a) (b) Hình 6. Dòng chảy đầm Đề Gi tính toán bằng mô hình trong mùa mưa 10/2009 (a- khi triều lên; b- khi triều xuống) Fig. 6. Simulated current field in De Gi lagoon in rainy season 10/2009 (a- flood tides; b- ebb tides) 2. Mùa khô nước sông nên tốc độ dòng chảy ra lớn hơn tốc độ dòng chảy vào không đáng kể Cấu trúc của hệ dòng chảy đầm Đề Gi vào (khoảng hơn 10 cm/s tại khu vực cửa sông, mùa khô cũng tương tự như mùa mưa với hơn 7 cm/s tại khu vực cửa biển (cửa đầm), sự đổi đồng nhất hướng dòng theo không gần 3 cm/s tại khu vực giữa đầm) (Bảng 2). gian, sự đổi hướng dòng theo sự lên xuống Trên bảng này cũng thấy được, tốc độ dòng của pha triều (dòng chảy có hướng chảy chảy trung bình giữa thực đo và tính toán vào khi triều lên, hướng chảy ra khi triều mô hình là không lớn. Xét cho toàn vùng xuống). Tốc độ dòng chảy lớn cũng chỉ tập nghiên cứu, tốc độ dòng chảy trung bình trung tại khu vực cửa sông (phía đỉnh đầm) theo thực đo trong pha triều lên dao động từ và khu vực cửa đầm (bắt đầu đổ ra biển). 14,01 – 16,99 cm/s, pha triều xuống là Do đặc điểm hình dạng và quán tính của 13,53 – 13,68 cm/s. Còn theo kết quả tính dòng chảy mà dòng chảy cũng có đặc điểm toán mô hình, trong pha triều lên là 5,93 – lệch về phía bờ tây đối với khu vực đỉnh 21,26 cm/s, trong pha triều xuống là 8,65 – đầm và lệch phía bờ đông khu vực phía cửa 32,6 cm/s. đầm (đặc biệt trong pha triều lên). Tuy nhiên, do không có sự đóng góp của lượng 17
Bảng 2. Một số đặc trưng dòng chảy đầm Đề Gi vào mùa khô (04/2010) Table 2. Some features of the current in De Gi lagoon in dry season (04/2010) Thời gian Đặc trưng Tốc độ dòng chảy Tốc độ dòng chảy theo thực đo (cm/s) tính toán mô hình (cm/s) Tầng mặt Tầng đáy Cửa sông Cửa biển Đầm Cực đại 22,18 20,68 18,88 49,52 9,64 Pha triều Cực tiểu 9,13 5,67 5,51 4,41 3,91 lên Trung bình 16,99 14,01 14,49 21,26 5,93 Độ lệch chuẩn 6,05 5,84 3,63 11,77 1,63 Cực đại 38,62 19,43 28,46 59,35 13,47 Pha triều Cực tiểu 8,37 9,87 14,53 10,83 5,45 xuống Trung bình 13,53 13,68 21,57 32,60 8,65 Độ lệch chuẩn 4,60 3,66 3,78 49,52 2,21 2.1. Pha triều xuống Tốc độ dòng lớn nhất tại chỗ trao đổi nước Khi thủy triều bắt đầu xuống, do lượng với biển, đạt gần 60 cm/s. Tốc độ dòng tại nước sông đổ ra trong mùa này là không các vị trí khác chủ yếu nhỏ hơn 30 cm/s đáng kể nên dòng chảy toàn khu vực đều có (Hình 7b). hướng chảy ra, ngoại trừ một bộ phận dòng 2.2. Pha triều lên chảy vẫn chảy vào tại cửa đầm, lệch về phía Khi triều bắt đầu lên, cũng do đặc điểm địa bờ bắc, kết hợp với dòng chảy ra tại cửa, hình mà một xoáy nghịch cục bộ phía đỉnh gần bờ phía nam và dòng chảy ra từ đầm đã đầm- cửa sông cũng được hình thành như tạo nên xoáy thuận tức thời ngay phía trong trong mùa mưa (Hình 8b). Xoáy này sẽ biến khu vực cửa đầm (Hình 8a). Xoáy thuận mất khi triều xuống mạnh (Hình 7a). Tốc này yếu, quy mô nhỏ và tồn tại cho đến khi độ dòng chảy vào trong pha triều lên có thể thủy triều xuống mạnh. Khi thủy triều đạt khoảng 50 cm/s (vị trí trao đổi nước với xuống mạnh, toàn bộ khu vực đầm có dòng biển). Tốc độ dòng tại các vị trí khác chủ chảy ra là khá đồng nhất theo không gian và yếu nhỏ hơn 20 cm/s. có tốc độ nhỏ hơn đáng kể so với mùa mưa. 109.16 109.17 109.18 109.19 109.20 109.21 109.16 109.17 109.18 109.19 109.20 109.21 14.18 14.18 14.18 14.18 xaõ Myõ Thaønh xaõ Myõ Thaønh 14.17 14.17 14.17 14.17 N. Hoàng Sôn N. Hoàng Sôn BIEÅN ÑOÂNG BIEÅN ÑOÂNG xaõ Myõ Chaùnh xaõ Myõ Chaùnh 14.16 14.16 14.16 14.16 Höng Laïc Höng Laïc xaõ Myõ Caùt xaõ Myõ Caùt 14.15 14.15 14.15 14.15 Vónh Lôïi Vónh Lôïi 14.14 14.14 14.14 14.14 xaõ Caùt Minh Hoøn Giöõa xaõ Caùt Minh Hoøn Giöõa 14.13 14.13 14.13 14.13 An Quang An Quang 14.12 14.12 14.12 14.12 : 30 cm/s xaõ Caùt Khaùnh : 30 cm/s xaõ Caùt Khaùnh 109.15 109.16 109.17 109.18 109.19 109.20 109.21 109.15 109.16 109.17 109.18 109.19 109.20 109.21 (a) (b) Hình 7. Dòng chảy đầm Đề Gi tính toán bằng mô hình trong mùa khô 04/2010 (a- pha triều lên; b- pha triều xuống) Fig. 7. Simulated current field in De Gi lagoon in dry season 04/2010 (a- flood tides; b- ebb tides) 18
(a) (b) Hình 8. Dòng chảy đầm Đề Gi lúc đỉnh triều (a- hình thành xoáy thuận cục bộ phía trong cửa đầm) và lúc chân triều (b- hình thành xoáy nghịch cục bộ phía đỉnh đầm ngoài cửa sông) Fig. 8. Simulated current field in De Gi lagoon at high tide (a- existance of local cyclone in lagoon mouth) and low tide (b- existance of local anticyclonic in river mouth area) Nhìn chung, hệ dòng chảy đầm Đề Gi là tính toán bằng mô hình được kiểm chứng khá đơn giản và có đặc điểm biến đổi theo với số liệu thực tế cho kết quả khá phù hợp. mùa và theo pha triều rõ rệt. Kết quả mô Hệ dòng chảy trong đầm là khá đơn phỏng cho thấy sự tồn tại xoáy nghịch cục giản, với 02 hướng chủ đạo là chảy ra phía bộ khu vực cửa sông phía đỉnh đầm khi đổi biển trong pha triều xuống và chảy lên phía pha triều từ triều xuống sang triều lên (chân đỉnh đầm vào các cửa sông trong pha triều triều). Xoáy nghịch này sẽ là tác nhân làm lên. Tốc độ dòng chảy lớn hơn trong mùa giảm khả năng truyền tải – khuếch tán vật mưa do có sự đóng góp đáng kể của lưu chất từ cửa sông ra đầm. Còn khi đổi pha lượng nước từ các sông đổ ra. Trong mùa triều từ triều lên sang triều xuống (đỉnh này, dòng chảy ra có thể đạt tới 100 cm/s triều), có thể hình thành xoáy thuận cục bộ tại khu vực tiếp giáp với biển (pha triều ngay tại khu vực phía trong cửa trao đổi xuống) và có thể đạt tới hơn 70 cm/s khu nước với biển làm cho vật chất khuếch tán vực cửa sông. Trong mùa khô, dòng chảy từ trong đầm ra biển có thể bị tồn đọng lại khu vực cửa biển (chảy ra) có thể đạt 60 trong đầm với thời gian lâu hơn. Đến khi cm/s, chảy vào có thể đạt tới 50 cm/s, các dòng chảy ra mạnh lên, toàn bộ khu vực khu vực còn lại, dòng chảy có tốc độ nhỏ đầm có dòng chảy với tốc độ gần như nhau, hơn 20 cm/s. tức là quá trình truyền tải – khuếch tán các Dòng chảy trong đầm có thể hình thành chất trong đầm ra biển diễn ra mạnh mẽ. nên các xoáy cục bộ ở các cửa sông phía đỉnh đẩm và ở phía trong cửa đầm do ảnh IV. KẾT LUẬN VÀ THẢO LUẬN hưởng của điều kiện địa hình, sự tương tác của nước từ sông đổ ra và sự đảo pha triều. Đối với một đầm có độ sâu nông và ít biến Với đặc thù là một đầm bán kín có sự đổi như đầm Đề Gi, mô hình mô phỏng trao đổi chất với lục địa và với biển, thời dòng chảy 2D được dùng để mô phỏng quá gian dòng triều lên lớn hơn thời gian dòng trình dòng chảy tại đây là hoàn toàn hợp lý. triều rút, sự tồn tại các xoáy cục bộ trong Điều đó càng chắc chắn hơn khi kết quả đầm, cùng với các hoạt động kinh tế biển 19
của khu vực, vật chất có nguồn gốc do sông Kỷ yếu Hội nghị Quốc tế “Biển Đông tải ra có thể bị ứ đọng lại trong khu vực 2012”, tập 2: 37-44, Nhà xuất bản Khoa đầm một phần, gây nên hiện tượng bồi lấp học Tự nhiên và Công nghệ. khu vực cửa biển và các cửa sông trong Phạm Bá Trung, 2012. Đặc điểm địa hình đầm. Cần có các điều tra, tính toán cụ thể và trầm tích tầng mặt đầm Đề Gi. Kỷ hơn để khẳng định thêm luận cứ này. yếu Hội nghị Quốc tế “Biển Đông 2012”, tập 2: 232-242, Nhà xuất bản Lời cảm ơn. Tác giả xin trân trọng cảm ơn Khoa học Tự nhiên và Công nghệ. Ban chủ nhiệm dự án “Điều tra, đánh giá Phạm Sỹ Hoàn và Lê Đình Mầu, 2011. hiện trạng và đề xuất giải pháp quản lý Tính toán vận chuyển vật chất lơ lửng tại tổng hợp đầm Đề Gi theo hướng phát triển dải ven biển cửa sông Mê Kông bằng mô bền vững” đã cho phép tác giả sử dụng các hình toán. Kỷ yếu Hội nghị KH&CN tài liệu và số liệu để hoàn thành nghiên cứu biển toàn quốc lần thứ V. Quyển 2- Khí này. tượng, thủy văn và động lực học biển, tr 98-105. Nhà xuất bản Khoa học Tự TÀI LIỆU THAM KHẢO nhiên và Công nghệ. Phạm Sỹ Hoàn và Nguyễn Thọ Sáo, 2009. Bùi Hồng Long và Phạm Xuân Dương, Mô phỏng dòng chảy và vận chuyển 2010. Một số kết quả tính toán dòng trầm tích lơ lửng trong các cửa sông và chảy theo mùa trong vùng vịnh Bình vịnh Bình Cang- Nha Trang bằng mô Cang – Nha Trang bằng mô hình ROMS. hình toán 2 chiều. Tạp chí Khí tượng Tuyển tập nghiên cứu biển, tập XVII: Thủy văn, số 584: 42-50, 8/2009. 30-42, Nhà xuất bản Khoa học Tự nhiên Phạm Sỹ Hoàn, Nguyễn Chí Công, Lê Đình và Công nghệ. Mầu, 2013. Đặc điểm khí tượng, thủy Christopher G. Koutitas, 1988. Mathe- văn và động lực vùng biển vịnh Quy matical models in coastal engineering. Nhơn. Tạp chí khoa học và công nghệ Pentech Press, London, 155 p. biển, 1(T.13): 1- 11. Kiyoshi Horikawa, 1987. Nearshore Phạm Thu Hương, Nguyễn Bá Quỳ và Ngô dynamics and coastal processes. Lê Long, 2011. Ứng dụng mô hình University of Tokyo Press, 489 p. MIKE 21 FM nghiên cứu ảnh hưởng của Mesinger F. and A. Arakawa, 1976. sóng và dòng chảy đến cửa sông Đà Numerical methods used in atmospheric Rằng tỉnh Phú Yên. Tạp chí Khoa học models. Volume 1, Garp Publications Công nghệ Hàng hải, số 27: 42- 46. series No. 17, 64 p. 8/2011. Nguyễn Chí Công, Nguyễn Minh Huấn và Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bình Định, Phan Thành Bắc, 2012. Mô phỏng lan 2004. Đặc điểm Khí hậu - Thủy văn tỉnh truyền vật chất gây ô nhiễm từ cửa sông Bình Định. tới khu vực các bãi tắm vịnh Nha Trang. 20