Nghiên cứu bố trí hợp lý hệ thống đập mỏ hàn khu vực Cồn Tròn thuộc tuyến đê biển Hải Hậu, Nam Định

BÀI BÁO KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU BỐ TRÍ HỢP LÝ HỆ THỐNG ĐẬP MỎ HÀN

KHU VỰC CỒN TRÒN THUỘC TUYẾN ĐÊ BIỂN HẢI HẬU, NAM ĐỊNH

Bùi Tất Thắng ⁽¹⁾, Phạm Ngọc Quý ⁽²⁾, Nguyễn Mai Đăng⁽²⁾

Tóm tắt: Do tính chất phức tạp về cơ chế hoạt động và tác động qua lại của sóng, triều, dòng chảy

và công trình bảo vệ bờ nên việc quy hoạch bố trí hợp lý các công trình vừa đảm bảo kỹ thuật vừa

có hiệu quả kinh tế là hết sức cần thiết. Bài báo này nghiên cứu đề xuất hệ thống đập mỏ hàn với

mục đích bảo vệ bãi, giảm sóng khu vực ven biển Cồn Tròn thuộc tuyến đê biển Hải Hậu, Nam

Định. Bài báo đã sử dụng phương pháp mô phỏng dòng chảy và bùn cát bằng mô hình toán 2 chiều

MIKE 21 để phân tích lựa chọn phương án bố trí hệ thống đập mỏ hàn hợp lý cho vùng nghiên cứu,

so sánh các kịch bản không có và có hệ thống đập mỏ hàn. Xét tổng thể cả về kỹ thuật và kinh tế, đề

xuất xây dựng hệ thống đập mỏ hàn với 7 đập mỏ hàn cách nhau 200m để bảo vệ khu vực nghiên

cứu. Mặc dù hạn chế số liệu thực đo để kiểm định mô hình, nhưng đã đưa ra hướng nghiên cứu để

lựa chọn các phương án bố trí công trình.

Từ khóa: Xói lở, bồi lấp, bờ biển, đập mỏ hàn, MIKE 21, Hải Hậu – Nam Định.

1. GIỚI THIỆU

biển, gây bồi tạo bãi, ổn định được chân đê và

Tuyến đê biển Nam Định chạy dọc theo bờ biển nên đã được áp dụng khá rộng rãi ở

tuyến bờ biển từ cửa Ba Lạt (sông Hồng) đến nhiều nước trên thế giới. Tuy nhiên, do tính chất

cửa Đáy (sông Đáy) có chiều dài 92 km bảo vệ phức tạp về nguyên lý làm việc, các tác động

cho các huyện: Giao Thủy, Hải Hậu, Nghĩa của sóng, triều, dòng chảy đến công trình và

Hưng và 6 xã phía tả sông Ninh Cơ của huyện ngược lại đối với diễn biến xói – bồi bờ biển,

Trực Ninh. Vùng ảnh hưởng trực tiếp của tuyến nên mặc dù cho đến nay đã có khá nhiều nghiên

đê gồm 64 xã có 56.911 ha đất tự nhiên với dân cứu về loại công trình này, vẫn còn nhiều vấn đề

số 536.200 người. Những năm gần đây, do diễn cần bàn luận. Ví dụ như diễn biến bồi xói bãi

biến phức tạp của khí hậu, tác động của sóng, biển khu vực đập mỏ hàn, hay về bố trí không

triều, dòng chảy, bãi biển trước đê đã bị xói lở gian các công trình trong hệ thống đập, khoảng

nghiêm trọng. Một trong những giải pháp có thể cách giữa các đập, chiều dài mỗi đập. Vì vậy,

áp dụng để hạn chế xói lở là đập mỏ hàn. Đây là việc nghiên cứu bố trí hợp lý hệ thống đập mỏ

loại công trình ngăn cát, giảm sóng có ưu điểm hàn với mục đích bảo vệ bãi, giảm sóng khu vực

chủ động giảm tác động của sóng lên đê, bờ ven biển là hết sức cần thiết.

Hình 1. Phạm vi nghiên cứu tổng thể dải ven Hình 2. Phạm vi nghiên cứu cục bộ khu vực

bờ từ Cửa Ba Lạt đến Cửa Đáy

Cồn Tròn, Hải Hậu, Nam Định

Mục đích của nghiên cứu này là để tính toán,

phân tích lựa chọn các phương án bố trí hợp lý

hệ thống đập mỏ hàn khu vực Cồn Tròn thuộc

1

Công ty Tư vấn Xây dựng Nông nghiệp và Phát triển

nông thôn Nam Định

²Trường Đại học Thủy lợi

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016)

122

tuyến đê biển Hải Hậu, Nam Định. Cơ sở để xác trị đủ lớn sẽ làm cát tách ra khỏi liên kết của nó

định hợp lý là dựa trên đánh giá hiệu quả kỹ và theo dòng chảy di chuyển đi nơi khác. Do đó,

thuật của các phương án thông qua mô phỏng nếu chỉ có đặc trưng cát là d50 thì vẫn có thể tính

bằng mô hình MIKE 21 về thuỷ lực, diễn biến quá trình vận chuyển trầm tích. Trong mô hình

lòng dẫn, đáp ứng yêu cầu tạo giữ bãi bảo vệ hệ MIKE 21 ST đã có sẵn các thuật toán tính toán

thống đê, kè, đảm bảo an toàn trong công tác vận tốc để tách bùn cát ra khỏi bề mặt đáy, cũng

phòng chống lụt bão.

như vận tộc lắng đọng và các quá trình lan

Phạm vi nghiên cứu bao gồm: nghiên cứu truyền cát. Hàm lượng bùn cát lơ lửng (SSD -

thủy động lực cho toàn bộ khu vực ven biển Suspended Sidement Concentration) là sản

Nam Định kéo dài từ cửa Ba Lạt đến cửa Đáy phẩm tính toán được nếu chỉ có thủy lực và các

như Hình 1. Sau đó tính toán chi tiết cho đoạn đặc trưng bùn cát như đường kính hạt và độ

đê biển Cồn Tròn từ K20+050 đến K21+600, chọn lọc hạt d₈₄/d₁₆. Tuy nhiên, nếu có trường

thuộc địa phận xã Hải Hòa, tiếp giáp và nằm về hàm lượng bùn cát lơ lửng ban đầu thì kết quả

phía Đông thị trấn Thịnh Long, huyện Hải Hậu, tính toán sẽ tốt hơn.

tỉnh Nam Định, cách cửa Lạch Giang (sông

Ninh Cơ) khoảng 6 km như Hình 2.

Để thực hiện tính toán vận chuyển bùn cát

bằng mô hình Mike21ST cần khai báo nhiều

thông số. Các thông số như mật độ tương đối

2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Để có cơ sở lựa chọn giải pháp, nghiên cứu của vật liệu đáy, thông số Shields, nhiệt độ nước

sử dụng phương pháp mô hình toán. Bộ mô hình lấy theo khuyến cáo trong tài liệu hướng dẫn sử

MIKE 21 của Viện thủy lực Đan Mạch (DHI) dụng mô hình. Thông số đường kính hạt trung

được ứng dụng với các mô đun: MIKE 21 HD bình thì dựa vào các tài liệu đã nghiên cứu cho

(hydrodynamic) cho tính toán thủy lực và MIKE vùng biển Hải Hậu và khảo sát hiện trường chọn

21 ST (sediment transport) cho tính toán vận d₅₀= 0,16 mm.

chuyển trầm tích.

Địa hình miền tính cho mô hình MIKE 21 sử

Nguyên lý tính toán vận chuyển bùn cát trong dụng số liệu đo đạc của Bộ Tư lệnh Hải quân từ

nghiên cứu này như sau: vận tốc lắng đọng bùn các bản đồ địa hình đáy biển với tỉ lệ khác nhau,

cát hay vận tốc tách ra khỏi liên kết của bùn cát từ tỉ lệ 1:10,000 đến 1:1,000,000. Tọa độ miền

có thể tính toán thông qua d₅₀và độ chọn lọc hạt tính từ 19⁰58’ đến 20⁰10’ vĩ độ Bắc, 106⁰09’

d₈₄/d₁₆. Khi tính toán mô hình sẽ coi điều kiện đến 106⁰21’ kinh độ Đông, các bản đồ tỉ lệ lớn

ban đầu là nước trong (tức là độ đục = 0), sau khi được dùng cho khu vực ven bờ, bản đồ tỉ lệ nhỏ

các yếu tố thủy lực như sóng và dòng chảy có giá dùng cho vùng ngoài khơi.

Hình 3. Biên lưu lượng giờ 1/2014 trạm

Phú Lễ tính toán cho mùa đông

Hình 4. Biên lưu lượng giờ 7/2013 tại trạm

Phú Lễ tính toán cho mùa hè

Điều kiện biên bao gồm biên ngoài biển, liệu gió và sóng được lấy theo “Sổ tay tra cứu

biên trên mặt và biên cửa sông. Biên ngoài biển các đặc trưng khí tượng thủy văn vùng thềm

của mô hình MIKE 21 HD là mực nước từ lục địa Việt Nam” (Nguyễn Thế Tưởng, 2000).

phân tích điều hòa làm điều kiện biên ngoài Biên cửa sông gồm số liệu lưu lượng từ sông

khơi, biên cho mô hình MIKE 21 ST là cân Ninh Cơ chảy vào khu vực nghiên cứu (Hình 3,

bằng nồng độ. Biên trên mặt gồm trường số 4) (Dương Ngọc Tiến, 2012).

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016)

123

Trong nghiên cứu này, số ô lưới phần tử hữu khoảng trên 2000 nút điểm phụ thuộc vào kịch

hạn tăng dần mật độ từ ngoài biển vào trong sát bản tính toán, với độ phân giải thô nhất ở vùng

bờ như Hình 5. Diện tích nhỏ nhất của 1 phần tử ngoài khơi là 5000 m, mịn nhất ở khu vực cửa

là 450 m²ở khu vực lân cận cửa sông và hệ sông, ven bờ là 30 m. Số lượng nút lưới, tùy

thống đập mỏ hàn. Diện tích lớn nhất là 12,5 theo từng kịch bản tính toán, thay đổi từ 7000

km²ở khu vực biên ngoài khơi. Miền tính có đến 8000 nút lưới.

(a) Lưới tính toán toàn miền từ

Cửa Ba Lạt đến Cửa Đáy

(b) Lưới tính toán khu vực Cồn Tròn, Hải Hậu,

Nam Định

Hình 5. Lưới tính trong khu vực nghiên cứu

(Strickler Alfred, 1923): n = 0,039 * (d₅₀)^1/6, với

Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình:

Nghiên cứu đã sử dụng số liệu quan trắc của d₅₀là đường kính hạt trung bình vùng đáy bờ.

Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí Ban đầu dựa vào hiện trạng đáy ven bờ và tham

hậu thực hiện năm 2010 tại cửa Ninh Cơ để hiệu khảo các tài liệu đã nghiên cứu quyết định chọn

chỉnh mô hình từ 7h ngày 22/08/2010 đến 0h ngày d₅₀vùng ven biển Hải Hậu là 0,16 mm, theo

26/08/2010. Khi hiệu chỉnh mô hình đã sử dụng công thức của Stickler n_{ban đầu}= 0,0287 hoặc

phương pháp thử sai để dò tìm hai thông số cơ bản Manning = 34,8 (m^1/3/s). Sau quá trình dò tìm

của mô hình MIKE21 cho vùng biển Hải Hậu: hệ số thông số để cho kết quả chuỗi mực nước tính

nhám Manning và hệ số nhớt Smagorinsky.

toán và thực đo đạt sai số nhỏ nhất, kết quả cuối

Sử dụng công thức tính độ nhám của Stickler cùng là Manning = 31 (m^1/3/s).

Hình 6. Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại

cửa Ninh Cơ từ 7h ngày 22/8/2010 đến 0h

ngày 26/8/2010

Hình 7. Kết quả kiểm định mô hình tại

cửa Ninh Cơ từ 0h ngày 2/1/2014 đến 0h

ngày 11/1/2014

Hệ số nhớt rối theo phương ngang ~ 0,5 và thường chọn là 0,1; x và y là khoảng

Smagorinsky xác định theo công thức: Smag = cách của lưới sai phân theo phương x và y; u và

C x y [(u/x)²+ (v/y)²+ 0,5 (u/y + v là véc tơ vận tốc theo ngang x và y. Dựa vào

u/x )²]. Trong đó C là hệ số giao động từ 0,01 dữ kiện hiện trạng của vùng nghiên cứu, tham

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016)

124

khảo các tài liệu mô hình hóa vùng biển Hải giữa 2 chuỗi số liệu là 0,9976, xấp xỉ 1 nên

Hậu và các yếu tố thiết lập trong mô hình, ban trong Hình 7 thể hiện 2 chuỗi số gần trùng nhau.

đầu chọn hệ số nhớt rối Smag_{ban đầu}= 0,280 Các thông số mô hình đã tìm được đã dùng để

(m²/s). Sau khi chạy hiệu chỉnh mô hình xác tính toán mô phỏng diễn biến mực nước, vận tốc

định được hệ số nhớt rối Smagorinsky 0,282 dòng ven bờ và quá trình lan truyền bùn cát.

(m2/s). Kết quả ở Hình 6 cho thấy mô hình đã

mô phỏng mực nước tại điểm quan trắc cửa

Ninh Cơ khá tốt so với số liệu thực đo.

Xây dựng các kịch bản tính toán:

+ Kịch bản 1: Trước khi có hệ thống đập mỏ

hàn Cồn Tròn.

Do hạn chế về số liệu thực đo nên giai đoạn

+ Kịch bản 2, 3 và 4: Sau khi có hệ thống

kiểm định mô hình phải sử dụng số liệu từ phép đập mỏ hàn Cồn Tròn, tương ứng với các

phân tích điều hòa để so sánh với số liệu mô phương án xây dựng hệ thống đập mỏ hàn 1, 2

phỏng, thời gian 9 ngày từ 0h ngày 02/01/2014 và 3. Thông số bố trí hệ thống các phương án

đến 0h ngày 11/01/2014. Kết quả ở Hình 7 cho được đề xuất trên cơ sở Tiêu chuẩn thiết kế đê

thấy tương đồng cả về pha lẫn biên độ dao động, biển (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn,

sai số tuyệt đối lớn nhất chỉ là 5,6 cm và sai số 2012) và phân tích các hệ thống đập mỏ hàn đã

tương đối lớn nhất là 6%. Hệ số tương quan xây dựng như trong Bảng 1 và Hình 8.

Bảng 1. Các phương án bố trí hệ thống đập mỏ hàn khu vực Cồn Tròn

Phương án bố trí hệ thống

Chiều

dài

đập L

(m)

Khoảng

cách giữa

các cánh

đập (m)

60

Phương đặt

trục dọc đập

so với

Số lượng

đập – Hình

thức đập

Chiều dài

cánh đập cách giữa

Lc (m) các đập (m)

Khoảng

Cao trình

đỉnh đập

(m)

Phương án

tuyến đê

1 (Kịch bản 2) 11 mỏ chữ T 80

2 (Kịch bản 3) 9 mỏ chữ T 80

3 (Kịch bản 4) 7 mỏ chữ T 80

60

120 (=1,5L)

150 (2L)

200 (=2,5L)

+0.20 Vuông góc

90

140

(a) Phương án 1 (kịch bản 2)

(b) Phương án 2 (kịch bản 3)

(c) Phương án 3 (kịch bản 4)

Hình 8. Mặt bằng các phươn án bố trí hệ thống đập mỏ hàn khu vực Cồn Tròn

Mỗi một kịch bản được tính toán trong 2 mùa được lấy theo “Sổ tay tra cứu các đặc trưng khí

đặc trưng: Mùa đông tính cho tháng 1/2014) và; tượng thủy văn vùng thềm lục địa Việt Nam”

Mùa hè tính cho tháng 7/2013. Trường sóng, gió như Bảng 2.

Bảng 2. Trường sóng, gió trong các kịch bản tính toán mô hình

Đặc trưng

Vận tốc (m/s)

Mùa đông

Mùa hè

3,5

NE

0,4

NE

3

4

S

0,5

S

Gió

Hướng

Độ cao (m)

Hướng

Sóng

Chu kỳ (s)

3,5

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016)

125

có xu thế song song với đường bờ, lưu lượng

dòng chảy tổng hợp có hướng Đông Bắc – Tây

Nam dọc bờ lớn đưa bùn cát di chuyển xuống

3. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ PHÂN

TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP

Phân tích kết quả tính toán:

Tọa độ các điểm trích xuất kết quả tính toán phía Nam. Vận tốc dòng chảy tổng hợp trong

từ mô hình được trình bày trong Hình 9 và Bảng pha triều rút được gia tăng làm độ lớn tăng lên

3. Kết quả tính toán cho thấy vào thời kỳ mùa nhưng lớn nhất cũng chỉ khoảng 15 – 20 cm/s.

đông, gió mùa Đông Bắc hoạt động mạnh, Dòng chảy này là nguyên nhân cơ bản nhất làm

hướng gió chính là hướng Đông Bắc – Tây Nam xói lở bờ khu vực Cồn Tròn.

Bảng 3. Tọa độ các điểm trích xuất giá trị

vận tốc

Điểm

T1

Kinh độ

106.2462

Vĩ độ

20.05060

20.04798

20.04505

20.04399

20.04131

T2

T3

106.2424

106.2431

106.2387

106.2379

T4

T5

Ghi chú: T3 và T5 xa ngoài khơi; T2 và T4 sát

bờ và trong hệ thống; T1 sát bờ nhưng ngoài

hệ thống.

Hình 9. Vị trí các điểm trích xuất giá trị vận tốc

Khi xem xét sự thay đổi mực nước và vận tốc thân đập mỏ hàn sẽ ổn định và có xu thế bồi tụ

dòng chảy vào thời kỳ mùa đông thấy rằng: 2 và là nơi lắng đọng trầm tích từ phía Bắc đưa

trường hợp có và không có hệ thống đập mỏ hàn xuống.

khu vực Cồn Tròn, thì mực nước không thay

Thời kỳ mùa hè, gió và sóng có hướng chủ

đổi, nhưng lại thay đổi chủ yếu về vận tốc dòng yếu là Nam, lưu lượng dòng chảy tổng hợp cân

bằng, mức độ thay đổi đáy không lớn. Sóng

vuông góc với bờ làm bùn cát được đưa ra ngoài

khơi, tuy nhiên do vận tốc dòng chảy tổng hợp

nhỏ không đủ lớn để đưa bùn cát di chuyển ra

xa nên bùn cát chỉ dao động lân cận khu vực

ven bờ. Tuy nhiên, cũng có lúc bùn cát ngoài

khơi được đưa vào bờ dưới tác dụng của sóng,

nhưng khối lượng này là rất nhỏ. Hình 10, 11,

12 biểu diễn sự khác biệt giữa vận tốc dòng

chảy trong các kịch bản ở thời điểm pha triều

xuống, pha triều lên, chân triều, đỉnh triều và

biến trình vận tốc tại các điểm trích xuất.

chảy. Trường dòng chảy khu vực xa bờ ( 300

m) gần như không đổi, chỉ thay đổi nhiều ở khu

vực gần bờ (< 300 m). Tại khu vực này, vận tốc

và hướng dòng chảy bị thay đổi do có sự tác

động của hệ thống đập mỏ hàn. Tại điểm T2

phía trong hệ thống, vận tốc dòng chảy giảm

xuống khoảng 400%, từ 8 cm/s xuống còn 2

cm/s (Hình 12). Dòng chảy với vận tốc này

không thể đưa bùn cát đi xa. Không những thế,

các cánh chữ T dài 60 m làm giảm đi rất lớn

động lực sóng khi vào khu vực trong các thân

đập mỏ hàn, dẫn đến khu vực phía trong các

(a) Kịch bản 1 (không có đập mỏ hàn)

(b) Kịch bản 2 (có đập mỏ hàn)

Hình 10. Vận tốc trong pha triều lên tại thời điểm 18h ngày 4/1/2014

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016)

126

(a) Kịch bản 1 (không có đập mỏ hàn)

(b) Kịch bản 2 (có đập mỏ hàn)

Hình 11. Vận tốc trong pha triều xuống tại thời điểm 9h ngày 3/1/ 2014

(a) Điểm T1

(b) Điểm T2

Hình 12. So sánh vận tốc theo 2 kịch bản 1 và 2 tại điểm trích xuất T1 và T2

Tóm lại, hệ thống đập mỏ hàn không làm hàn khu vực Cồn Tròn được dựa vào so sánh vận

thay đổi chế độ thủy lực và bùn cát khu vực tốc dòng chảy tại các điểm khu vực phía trong hệ

ngoài khơi, nhưng ảnh hưởng lớn tới khu vực thống đập và mức độ biến động đáy biển.

bên trong hệ thống đập mỏ hàn, sát bờ và cách

Về hiệu quả hạn chế xói lở: Hình 13, 14 cho

các đập mỏ hàn khoảng 100 – 200m. Ví dụ Hình thấy cả 3 kịch bản tính toán đều có vận tốc dòng

12 cho thấy vị trí T2 (nằm trong hệ thống) thay chảy các điểm khu vực phía trong hệ thống đập

đổi rất rõ về vận tốc dòng chảy ven bờ khi so mỏ hàn rất nhỏ, chỉ khoảng 2-3 cm/s. Vận tốc

sánh 2 kịch bản 1 (không có đập) và 2 (có đập), này không đủ để đưa trầm tích với cấp hạt d₅₀=

trong khi T1 (nằm gần ngoài hệ thống) thay đổi 0,16 mm đi xa.

rất ít. Tác động của hệ thống đập mỏ hàn khu

Về hiệu quả gây bồi: Các kịch bản xây dựng

vực Cồn Tròn không những làm giảm mức độ hệ thống đập mỏ hàn đều cho thấy tác động gây

xói lở bờ biển mà còn bồi tụ nuôi bãi thêm cho bồi tại khu vực phía trong các thân đập. Tốc độ

dải ven bờ.

bồi tụ tại các khu vực khác nhau trong hệ thống

Phân tích lựa chọn giải pháp bố trí đập đập là khác nhau. Một đặc điểm chung dễ nhận

mỏ hàn:

thấy là, khu vực phía trong của các đập mỏ hàn

Để bảo vệ bờ biển khu vực Cồn Tròn, đã đề ở phía Bắc hệ thống sẽ gây bồi nhiều hơn phần

xuất 3 kịch bản (3 phương án) bố trí hệ thống các phía Nam. Tốc độ bồi tụ của kịch bản 2 là

đập mỏ hàn như Bảng 1 và Hình 8. Các tác giả nhanh nhất, còn kịch bản 4 là chậm nhất, tuy

đã phân tích về mặt kỹ thuật và kinh tế để lựa nhiên mức độ chênh lệch giữa các kịch bản

chọn phương án bố trí hợp lý hệ thống đập mỏ không đáng kể (Hình 15).

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016)

127

(a) Điểm T2

(b) Điểm T4

Hình 13. So sánh vận tốc dòng chảy tại các điểm khu vực trong hệ thống đập mỏ hàn

vào thời kỳ mùa đông

(c) Điểm T2

(d) Điểm T4

Hình 14. So sánh vận tốc dòng chảy tại các điểm khu vực trong hệ thống đập mỏ hàn

vào thời kỳ mùa hè

Về hiệu quả kinh tế: dựa trên cân bằng giữa như đã phân tích ở trên của cả 3 kịch bản là gần

lợi ích mang lại và chi phí đầu tư xây dựng, như nhau. Do đó phương án nào có chi phí đầu

phương án nào có tổng chi phí thấp nhất sẽ được tư ít nhất sẽ là tối ưu, kịch bản 4 có số lượng

coi là tối ưu. Lợi ích mang lại của hệ thống đập đập trong hệ thống ít nhất nên có chi phí đầu tư

mỏ hàn ở đây là hạn chế xói lở và gây bồi tụ xây dựng thấp nhất nên được ưu tiên lựa chọn.

(a) Kịch bản 2

Hình 15. Mức độ biến động đáy biển sau 1 tháng tính toán thời kỳ mùa đông

các phương án bố trí hệ thống đập mỏ hàn như

(b) Kịch bản 3

(c) Kịch bản 4

4. KẾT LUẬN

Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình sau: kịch bản 2 gây bồi tụ với tốc độ trung bình

MIKE 21 cho thấy các yếu tố thủy động lực 2 cm/mùa vào mùa đông, còn mùa hè không

được mô phỏng không sai khác nhiều so với thay đổi; kịch bản 3 gây bồi tụ với tốc độ trung

thực tế, bộ thông số tìm được cho khu vực bình 1,5 cm/mùa vào mùa đông, còn mùa hè ổn

nghiên cứu là hệ số nhớt 0,282 và hệ số nhám định; kịch bản 4 gây bồi tụ với tốc độ trung bình

31 m^1/3/s. Có thể ứng dụng mô hình này để tính 1,2 cm/mùa vào mùa đông, còn mùa hè ổn định.

toán, mô phỏng, dự báo khi có giải pháp công Theo số liệu khảo sát của Công ty Tư vấn xây

trình chỉnh trị bảo vệ bờ biển khu vực nghiên dựng Nông nghiệp & Phát triển nông thôn Nam

cứu. Kết quả mô phỏng cho thấy hiệu quả của Định thì trong thực tế hệ thống mỏ kè Hải Thịnh

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016)

128

II (liền kề khu vực Cồn Tròn) xây dựng năm quả gây bồi: kịch bản 2 tốt hơn so với kịch bản

2004 đã gây bồi 30cm trong 8 năm. Do đó kết 3 và 4, tuy nhiên, mức độ chênh lệch giữa các

quả nghiên cứu từ mô hình đã cho thấy khá sát kịch bản không nhiều. Xét về mặt kinh tế thì

với thực tế.

kịch bản 4 có chi phí đầu tư xây dựng thấp nhất.

Cả ba kịch bản xây dựng đập đều có hiệu quả Kiến nghị đầu tư xây dựng công trình theo kịch

trong việc giảm sóng, tạo và giữ bãi trước đê, bản 4 với 7 đập mỏ hàn bố trí cách nhau 200 m

đảm bảo an toàn cho tuyến đê chính. Về hiệu tương ứng với 2,5 chiều dài đập.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, (2012), Tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển, Hà Nội.

Dương Ngọc Tiến, (2012), Phân tích xu thế quá trình vận chuyển trầm tích và biến đổi đường bờ,

đáy khu vực cửa sông Đáy bằng mô hình Mike, Luận văn Thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Khoa

học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.

Nguyễn Thế Tưởng (chủ biên), (2000), Sổ tay tra cứu các đặc trưng khí tượng thủy văn vùng thềm

lục địa Việt Nam, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội.

Strickler Alfred, (1923), Beitrage zur Frage der Geschwindigheits-formel und der Rauhegkeitszahlen

fur Strome, Kanale und geschlossene Leitungen. (Some contributions to the problem of the velocity

formula and roughness factors for rivers, canals, and closed conduits.): Bern, Switzerland, Mitt.

Eidgeno assischen Amtes Wasserwirtschaft, no.16.

Abstract:

RESEARCH ON PLANNING RESONABLE GROYNE SYSTEM FOR CON TRON

COASTAL AREA IN HAI HAU, NAM DINH

Due to the complex mechanisms of action and interaction of waves, tides, currents and shore

protection works, a reasonable layout of these works on both technical and economic efficiency is

essential. This paper studies to propose the groyne system protecting beach and wave reduce at Con

Tron coastal area of Hai Hau, Nam Dinh. The hydrodynamic model MIKE 21 is used for simulating

coastal flow, velocity and sediment transport to select reasonable plan of groyne system in the study

area. Scenarios with and without the groyne system are analysed. Based on both technical and

economic conditions, a groyne system with 7 groins and 200 m apart is proposed to protect the

study area.

Keywords: Erosion, sediment, coast, groyne, MIKE 21, Hai Hau – Nam Dinh.

BBT nhận bài: 24/3/2016

Phản biện xong: 28/6/2016

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016)

129