Nghiên cứu sự khác biệt đặc trưng sóng biển Đông và biển Tây do ảnh hưởng của mũi Cà Mau

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

NGHIÊN CỨU SỰ KHÁC BIỆT ĐẶC TRƯNG SÓNG BIỂN ĐÔNG

VÀ BIỂN TÂY DO ẢNH HƯỞNG CỦA MŨI CÀ MAU

Nguyễn Vũ Việt, Nguyễn Anh Tiến

Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam

Tóm tắt: Trong nghiên cứu này sóng được mô phỏng theo mô hình số, với công cụ hỗ trợ tính toán là

bộ phần mềm mã nguồn mở TELEMAC2D kết hợp với module TOMAWAC. Kết quả mô hình cho thấy

và MGĐB chế độ sóng tại hai khu vực phía biển Đông và phía biển Tây có sự khác biệt rõ rệt, sóng

biển đông mùa này mạnh, hướng sóng chủ đạo dần thay đổi theo chiều thuận kim đồng hồ từ hướng

(EEN) sang hướng (EES) và truyền từ ngoài khơi vào bờ. Trong khi đó, sóng phía biển Tây lại khá yếu,

hướng sóng chủ đạo dần thay đổi theo chiều nghịch kim đồng hồ từ hướng (EN) sang hướng (NNE),

sóng có xu thế truyền từ bờ ra khơi. Cũng vào MGĐB vùng biển phía Tây Nam mũi Cà Mau xuất hiện

khu vực sóng phân kỳ, nơi hai sóng gặp nhau của hai trường sóng biển Tây và biển Đông.

Trong MGTN sóng ngoài khơi vùng biển phía Đông có hai hướng chính là (WSW) và (SW).

Trong khi đó, sóng ngoài khơi phía biển Tây hướng chính là Tây (W) và (WSW), càng dịch lên

phía Bắc hướng chính Tây càng chiếm ưu thế. Sóng biển Tây mùa này thường mạnh hơn sóng

phía biển Đông. Ngoài ra vào MGTN sóng khi vào gần bờ tại khu vực phía Tây Nam mũi Cà

Mau xuất hiện vùng hội tụ sóng tại khu vực đất mũi.

Key words. Mũi Cà Mau, sóng biển tây, sóng biển Đông, sóng phân kỳ, sóng hội tụ, Telemac, Tomawac.

Summary: In this study, the wave was simulated by numerical model, with the calculation support

tool being the open source software TELEMAC2D combination with the TOMAWAC module. The

model results showed that in monsoon season, the wave in the two areas on the EastSea and the

WestSea is markedly different, the EastSea wave in this season is strong, the mainstream wave

gradually changes in the direction Clockwise from (EEN) direction (EES) and from offshore to

shore. Meanwhile, the West Sea wave is quite weak, the wave direction gradually changes in the

opposite direction of the clock from the direction (EN) to the direction (NNE), the wave tends to

transmit from the shore to the sea. In the monsoon, the southwest coast of Ca Mau cape appears

divergent wave area, where meet of two waves by the WestSea and the EastSea.

In summer wave offshore of the EastSea, there are two main directions (WSW) and (SW).

Meanwhile, the waves offshore the WestSea are mainly West (W) and (WSW), the more they shift

to the North, the more dominant the West is. WestSea waves this season are often stronger than

those in the EastSea. In this summer, the wave convergence at nearshore on the southwestern

area of Ca Mau cape, there is a point of convergence wave at the protruding land area.

Keywords: Ca Mau cape, West Sea wave, East Sea wave, Convergence wave, Divergent wave,

Telemac, Tomawac.

1. GIỚI THIỆU VÙNG NGHIÊN CỨU^*

150km (Hình 2). Tỉnh Cà Mau là tỉnh cực nam

của Việt Nam chịu chi phối đồng thời bởi chế

Vùng nghiên cứu chính có chiều dài đường bờ

độ hải văn của vùng biển Đông của việt Nam ở

từ cửa sông Bồ Đề (Năm Căn) đến cửa sông

phía Đông và biển Tây của Việt Nam (Vịnh

Đốc (Phú Tân) thuộc tỉnh Cà Mau vào khoảng

Thái Lan) ở phía Tây [5]. Theo kết quả nghiên

cứu diễn biến đường bờ biển (Hình 1) từ dự án

Ngày nhận bài: 10/5/2019

(LMDCZ) của tổ chức AFD Pháp năm 2017

Ngày thông qua phản biện: 13/5/2019

[9] cho thấy: đường bờ khu vực nghiên cứu

Ngày duyệt đăng: 12/6/2019

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019

1

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

diễn biến xói bồi xen kẽ, đoạn bờ từ cửa sông

Bồ Đề đến Mũi Cà Mau xói lở chiếm ưu thế,

tốc độ xói lở có những vị trí đạt trên 20m/năm,

có xu hướng giảm dần từ Bắc xuống Nam.

Đoạn bờ từ mũi Cà Mau đến cửa sông Đốc

(Phú Tân) chủ yếu là bồi, có những khu vực

đường bờ lấn ra biển với tốc độ trên 20m/năm.

Hình 2: Vùng nghiên cứu chính và

vùng tính toán

2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÔ HÌNH SỐ

Sóng và triều được mô phỏng dưới dạng mô

hình số. Mô hình triều (Telemac2D) được tính

kết hợp cùng mô hình sóng (Tomawac) trong

nghiên cứu này.

Hình 1: Diễn biến đường bờ vùng nghiên cứu [9]

2.1. Phương trình chủ đạo mô hình triều

Telemac2D

Sóng biển là một trong các yếu tố tác động trực

tiếp vào đới bờ và chi phối phần lớn các cơ chế

thủy thạch động lực như: hiện tượng dòng rút,

dòng xoáy, vận chuyển bùn cát, xói lở [6]. Vì

vậy việc nghiên cứu chế độ sóng của vùng biển

nghiên cứu và so sánh được chế độ sóng giữa

hai vùng biển Tây và biển Đông qua mũi Cà

Màu sẽ phần nào đóng góp được vào quá trình

nghiên cứu cơ chế bồi xói khác biệt giữa hai

đường bờ biển thuộc hai vùng biển này.

Phương trình liên tục:

ꢀꢁ

ꢄꢄꢄꢄ⃑

( )

+ ꢃ ∙ ∇h + ℎ. ꢅꢆꢇ ꢃꢄ⃑ = ꢈ_ꢁ

(1)

ꢀꢂ

Phương trình động lượng theo phương x:

ꢀꢉ

ꢀꢋ

ꢍ

ꢄ⃑

+ ꢃꢄ⃑ ∙ ∇ꢃ = −ꢊ _ꢀꢌ+ ꢈ_ꢌ+ _ꢁꢅꢆꢇ(ℎꢎ_ꢂ∇ꢃ) (2)

ꢀꢂ

Phương trình động lượng theo phương y:

ꢀꢏ

ꢀꢋ

ꢍ

ꢄ⃑

+ ꢃꢄ⃑ ∙ ∇ꢇ = −ꢊ _ꢀꢐ+ ꢈ_ꢐ+ _ꢁꢅꢆꢇ(ℎꢎ_ꢂ∇ꢇ) (3)

Giới hạn vùng tính toán là vùng biển từ tỉnh

Bình Thuận đến hết địa phân tỉnh Kiên Giang và

có xét đến ảnh hưởng của hệ thống sông

Mekong giớ hạn tới hai trạm thủy văn Quốc Gia

là trạm Mỹ Thuận và trạm Cần Tho (Hình 3).

ꢀꢂ

trong đó:

h - độ sâu nước; u,v - các thành phần vận tốc

theo phương x và y; g - gia tốc trọng trường; z

- dao động mực nước; t - thời gian; _t- hệ số

nhớt rồi; x,y - tọa độ theo phương ngang; S_x, S_y

- số hạng nguồn hoặc tiêu tán theo phương x

và y (ứng suất gió, lực Coriolis, ma sát đáy,

ứng suất bức xạ…)

Mô hình số thủy lực TELEMAC2D kết hợp

với mô-đun tính sóng TOMAWAC đã được sử

dụng để mô phỏng dòng chảy và sóng của khu

vực nghiên cứu. Các kết quả tính toán được

phân tích để tìm ra sự khác nhau giữa các đặc

trưng sóng của hai vùng Biển Đông và Biển Khi giải hệ thống các phương trình trên cho

Tây qua mũi Cà Mau thuộc tỉnh Cà Mau. giá trị các biến: mực nước; vận tốc dòng triều

2

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

và vận tốc dòng do sóng.

trình (7) và (9). Từ phương trình (5), mật độ

phổ hướng F tính được chiều cao sóng có

nghĩa (H_mo) được xác định từ moments m_ocủa

mật độ phổ hướng.

2.2. Phương trình chủ đạo mô hình sóng

Tomawac

Mô hình TOMAWAC được giải trên phương

trình cân bằng phổ hướng của mật độ tác động

ꢯ_ꢰꢱ= 4ꢳ

ꢲ

(10)

ꢴ

sóng N (The directional spectrum of wave trong đó mật độ phổ hướng m_o:

ꢺ

ꢨꢷ

( )

_ꢸꢹꢴꢵ ꢶ, ꢠ ꢅꢠꢅꢶ

action density), phổ hướng của mật độ tác

động sóng không đổi khi sóng truyền trong

môi trường không đồng nhất hoặc không ổn

định và được mô tả theo phương trình sau dưới

hệ tọa độ Decartes:

ꢳ =

ꢱ

(11)

∫

ꢻꢹꢴ

Hướng sóng được xác định từ hai thành phần

ꢄ⃑

ꢛ

ꢜ

=

số sóng k_xvà k_ytheo mối liên hệ: ꢖ ꢖ_ꢌ, ꢖ_ꢐ

ꢄ⃑

ꢖ ꢖꢝꢞꢟꢠ, ꢖꢟꢆꢡꢠ

(

)

̇

ꢀ(ꢒ ꢑ)

ꢔ

̇

ꢀ(ꢒ ꢑ)

ꢓ

ꢀꢑ

ꢀꢂ

ꢀ(ꢌ̇

ꢑ)

ꢀ(ꢐ̇ꢑ)

Đầy đủ hơn về cơ sở lý thuyết của mô hình có

thể tham khảo trong các tài liệu [1], [2] và [3].

+

=

ꢀꢌ

ꢀꢐ

ꢀꢌ

ꢀꢐ

ꢕ(ꢖ_ꢌ, ꢖ_ꢐ, ꢗ, ꢘ, ꢙ)

(4)

3. THIẾT LẬP MÔ HÌNH TOÁN

trong đó: Q - nguồn tạo sóng hoặc làm suy

giảm sóng (do gió, sóng bạc đầu, sóng vỡ, do

ma sát đáy.); N(x,y,k_x,k_y,t)- phổ hướng của mật

độ tác động sóng.

3.1. Vùng nghiên cứu và khu vực tính toán

N = F/; F = E(f,)

E(f, ) - năng lượng phổ hướng sóng; ꢚ - tần

ꢄ⃑

(5)

ꢛ

ꢜ

=

số

ꢄ⃑

góc

tương

đối;

ꢖ ꢖ_ꢌ, ꢖ_ꢐ

(

)

ꢖ ꢖꢝꢞꢟꢠ, ꢖꢟꢆꢡꢠ - vector số sóng; : hướng

sóng; f - tần số sóng.

Từ các phương trình (7) và (8) của Hamilton,

phương trình (4) được viết lại dưới dạng sau:

ꢀ(ꢑ)

^ꢀꢑ+ ꢗ ^ꢀ(ꢑ)

̇

+ ꢘ ^ꢀ(ꢑ)

̇

=

̇

+ ꢖ_ꢌ

̇

+ ꢖ_ꢐ

ꢀꢂ

ꢀꢌ

ꢀꢐ

ꢀꢌ

ꢀꢐ

Hình 3: Vùng nghiên cứu (VNC)

và khu vực tính toán

ꢕ(ꢖ_ꢌ, ꢖ_ꢐ, ꢗ, ꢘ, ꢙ)

(6)

trong đó:

ꢒ

ꢔ

= ꢢ_ꢣ+ ꢤ_ꢐ

ꢒ

ꢓ

= ꢢ_ꢣ+ ꢤ_ꢌ

Vùng nghiên cứu chính có chiều dài đường bờ

từ cửa sông Bồ Đề (Năm Căn) đến cửa sông

Đốc (Phú Tân) thuộc tỉnh Cà Mau vào khoảng

150km. Vùng tính toán được giới Bởi ba biên

lỏng: Biên biển ngoài khơi từ tỉnh Bình Thuận

đến hết địa phân tỉnh Kiên Giang và biên sông

tại hai trạm thủy văn Quốc Gia là trạm Mỹ

Thuận và trạm Cần Tho (Hình 3).

ꢗ̇

ꢘ

̇

(7)

ꢒ

ꢄ⃑

ꢀꢧ

ꢀꢥ ꢀꢦ

ꢖ_ꢌ= − _{ꢀꢦ ꢀꢌ}− ꢖ ∙

̇

ꢄ⃑

ꢀꢌ

ꢄ⃑

ꢀꢧ

ꢀꢥ ꢀꢦ

̇

ꢄ⃑

ꢖ_ꢐ= − _{ꢀꢦ ꢀꢐ}− ꢖ ∙

(8)

(9)

ꢀꢐ

ꢢ_ꢣ= ꢡ ^ꢥ_ꢒ: vận tốc nhóm sóng

ꢍ

ꢨꢒꢦ

và ꢡ = ꢩ1 + _{ꢪꢫꢬꢭ(ꢨꢒꢦ)}

ꢮ

ꢨ

Lưới tính toán là hệ thống lưới phi cấu trúc

phần tử tam giác, bao gồm 63412 nút lưới và

115552 phần tử lưới. Khoảng cách nhỏ nhất

giữa hai nút lưới là 20m tại khu vực gần bờ

ꢄ⃑

ꢛ

ꢜ

ꢤ ꢤ_ꢌ, ꢤ_ꢐ- vector vận tốc dòng triều; d: độ sâu.

Phương trình (4) được giải theo hai phương

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019

3

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

của khu vực nghiên cứu chính, khoảng cách

lưới lớn lất là 10km cho vùng biển ngoài

khơi xa.

3.2. Dữ liệu địa hình

Khu vực ngoài khơi Biển Đông dữ liệu địa

hình với độ phân giải 30 phút (925m) được

khai thác từ GEBCO (General Bathymetric

Chart of Ocean) năm 2014. Trong vùng ven bờ

và gần bờ từ Vũng Tàu đến Kiên Giang là dữ

liệu đo đạc thu thập từ dự án “Erosion

processes in the Lower Mekong Delta Coastal

Zones and measures for protecting Go Cong –

and Phu Tan” của AFD năm 2017, và từ đề tài

cấp Nhà Nước “Nghiên cứu giải pháp hợp lý

và công nghệ thích hợp phòng chống xói lở, ổn

định bờ biển vùng đồng bằng sông Cửu Long,

đoạn từ Mũi Cà Mau đến Hà Tiên” của Viện

Kỹ Thuật Biển năm 2017.

Hình 4: Vị trí các điểm hiệu chỉnh mô hình

Dữ liệu sử dụng để hiệu chỉnh và kiểm định

mô hình thủy lực là các thành phần: mực nước

tại hai trạm đo đạc Quốc Gia là Gành Hào và

Sông Đốc trong giai đoạn tháng 6 năm 2014;

tốc độ dòng chảy tại trạm đo ADCP2_2 trong

giai đoạn từ 21/07/2017 đến 24/07/2017.

3.3. Điều kiện biên

Dữ liệu hiệu chỉnh mô hình sóng là các thành

phần hướng sóng, chiều cao sóng có nghĩa và

chu kỳ sóng được đo đạc trong giai đoạn từ

20/07/2017 đến 26/07/2017. Dữ liệu dòng

chảy và sóng tại hai trạm ADCP2_2 và

waveP2 được cung cấp từ đề tài “Nghiên cứu

giải pháp hợp lý và công nghệ thích hợp

phòng chống xói lở, ổn định bờ biển vùng

đồng bằng sông Cửu Long, đoạn từ Mũi Cà

Trong nghiên cứu này có hai loại biên cho hai

mô hình: mô hình thủy lực (Telemac2D) và

mô hình sóng (Tomawac).

3.3.1. Biên mở ngoài khơi:

- Mô hình thủy lực: là các thành phần vận tốc

dòng chảy U, V và dao động mực nước triều

được khai thác từ mô hình triều toàn cầu

TPXO phiên bản năm 2010.

- Mô hình sóng: là các thành phần hướng Mau đến Hà Tiên” của Viện Kỹ Thuật Biển

sóng, chiều cao sóng và tần số đỉnh sóng

được khai thác từ kết quả tính toán sóng toàn

Biển Đông [7].

năm 2017. Vị trí các trạm so sánh được trình

bày trong (Hình 4).

4.1. Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy lực

3.3.2. Biên mở trong sông tại trạm Mỹ Thuận

& Cần Thơ

Tại biên lỏng thượng lưu trong sông là giá trị

lưu lượng trung bình ngày tại hai trạm đo đạc

quốc gia Mỹ Thuận và Cần Thơ trong giai

đoạn từ 6/2014 đến 4/2015.

4. HIỆU CHỈNH VÀ KIỂM ĐỊNH

MÔ HÌNH

Hình 5: So sánh giữa mực nước tính toán

và đo đạc tại trạm Gành Hào

4

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

chất lượng kết quả tính toán của mô hình.

Công thức tính hệ số tương quan:

ꢨ

⎡

⎢

⎣

⎤

⎥

⎦

ꢑ

ꢾꢹꢍ

ꢿ

)

∑

(

)(

ꢽ_ꢾ− ꢽ ꣀ − ꣀ

ꢾ

ꢨ

ꢼ =

ꢑ

ꢾꢹꢍ

ꢑ

ꢨ

ꢿ

ꢽ_ꢾ− ꢽ . ꣁ

ꢿ

)

∑

(

)

∑

(

ꣀ − ꣀ

ꢾ

ꢾꢹꢍ

ꣁ

Hình 6: So sánh giữa mực nước tính toán

và đo đạc tại trạm Sông Đốc

trong đó:

X_ivà Y_i- lần lượt là các giá trị tính toán và

đo đạc;

ꢿ

ꢽ và ꣀ - lần lượt là các giá trị trung bình của

chuỗi dữ liệu tính toán và đo đạc;

N - chiều dài chuỗi dữ liệu.

Bảng 1: Khoảng đánh giá độ chính xác

theo hệ số tương quan

Hình 7: So sánh giữa vận tốc dòng tính toán

và đo đạc tại WaveP2_2

0.9

÷ 1.0 ÷ 0.9 ÷ 0.7 ÷ 0.5

0.7

0.5

0.3

ꢼ^ꢨ

4.2. Kết quả hiệu chỉnh mô hình sóng

Mức độ

đánh giá

Trung

bình

Tốt

Khá

kém

Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy

lực và mô hình sóng hầu hết đều nằm trong

mức độ khá và tốt, chi tiết các giá trị đánh giá

sai số được trình bày (Bảng 2).

Hình 8: So sánh giữa chiều cao sóng

tính toán và đo đạc tại trạm WaveP2

Bảng 2: Khoảng đánh giá độ chính xác theo

hệ số tương quan

Z-

V

ậ

n Chi

ề

u Chu

H

ướng

Gành Sông tôc

cao

kỳ

sóng

Hình 9: So sánh giữa chu kỳ sóng tính toán

và đo đạc tại trạm WaveP2

Hào Đốc dòng sóng sóng

R²0.96 0.89 0.72 0.9 0.88

0.35

4.3. Thời gian tinh toán

Để nghiên cứu chi tiết chế độ sóng cho vùng

nghiên cứu việc lựa chọn khoảng thời gian phù

hợp để tình toán là hết sức quan trọng, quá

trình tính toán vừa phải đáp ứng được tính đặc

trưng của kết quả tính toán vừa phải đáp ứng

được tốc độ tính toán của công nghệ máy tính.

Do vùng bờ biển Tây chịu tác động mạnh của

Hình 10: So sánh giữa hướng sóng tính toán

và đo đạc tại trạm WaveP2

Để đánh giá độ chính xác của mô hình trong

quá trình hiệu chỉnh và kiểm định, chúng tôi

lựa chọn hệ số tương quan (R²) để đánh giá

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019

5

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

chế độ sóng trong MGTN và vùng bờ biển

phía Đông lại chịu tác độc mạnh bởi chế độ

sóng trong MGĐB. Vì vậy, khi lựa chọn thời

gian mô phỏng tính toán cần xác định khoảng

thời gian mà chế độ sóng có sự ảnh hưởng đặc

trưng cho cả hai vùng biển Tây và Biên Đông

tương ứng MGTN và MGĐB. Để làm được

điều này chúng tôi phân tích chiều cao sóng có

nghĩa và hướng sóng (trong 10 năm từ 2008

đến 2017 với nguồn dữ liệu sóng được khai

thác từ [7]) tại ba điểm trên biên miền tính là

BĐ; BN và BT (Hình 3). Qua phân tích,

nghiên cứu lựa chọn khoảng thời gian tính

toán từ tháng 6/2014 đến hết tháng 3/2015.

Trong đó, khoảng thời gian tính toán chế độ

sóng đặc trưng MGTN là giai đoạn từ tháng

6/2014 đến tháng 10/2014 và đặc trưng

MGĐB là giai đoạn từ tháng 11/2014 đến

tháng 3/2015.

xu thế truyền từ bờ ra khơi (Hình 11).

Hình 11: Hoa sóng ngoài khơi trong MGĐB

Khi sóng vào gần bờ tới độ sâu 3m, hướng

sóng chủ đạo tại các vị trí thuộc phía Đông

mũi Cà Mau (tương ứng từ điểm G1 đến G4)

là (EEN), hướng sóng này hợp với đường bờ

một góc khoảng 45⁰theo chiều từ phía Bắc

xuống Nam. Trong khi đó, hướng sóng chủ

đạo phía Tây (tương ứng từ điểm X5 đến X7)

dần thay đổi theo chiều nghịch kim đồng hồ từ

Đông –Bắc (EN) sang hướng Bắc –Tây Bắc

(NNW), (Hình 12).

5. KẾT QUẢ MÔ HÌNH

Để phân tích đặc trưng sóng giữa hai vùng

biển phía Đông và phía Tây, nghiên cứu lựa

chọn 7 vị trí được ký hiệu thứ tự từ X1 đến X7

trải rộng từ biển Đông sang biên Tây và nằm

trên đường đồng mức độ sâu 12m, nơi sóng

bắt đầu chịu ảnh hưởng rõ rệt bởi địa hình đáy

để phân tích sóng xa bờ. Tương tự, nghiên cứu

cũng lựa chọn 7 vị trí được ký hiệu thứ tự từ

G1 đến G7 nằm trên đường đồng mức độ sâu

3m trước vùng sóng vỡ sát bờ.

5.1. Chế độ sóng MGĐB

Hướng sóng: Vào MGĐB hướng sóng chủ đạo

ngoài khơi phía Đông mũi Cà Mau (tương ứng

từ điểm X1 đến X4) dần thay đổi theo chiều

thuận kim đồng hồ từ Đông – Đông Bắc

(EEN) sang hướng Đông – Đông Nam (EES),

sóng có xu thế truyền từ khơi vào bờ. Trong

khi đó, hướng sóng chủ đạo phía Tây (tương

ứng từ điểm X5 đến X7) dần thay đổi theo

chiều nghịch kim đồng hồ từ Đông –Bắc (EN)

sang hướng Bắc – Đông Bắc (NNE), sóng có

Hình 12: Hoa sóng gần bờ trong MGĐB

Chiều cao sóng: Chiều cao sóng có xu thế

giảm dần từ phía Bắc xuống phía Nam của mũi

Cà Mau, sau đó tiếp tục giảm dần lên đến phía

Bắc của phía biển Tây. Ngoài khơi phía biển

Đông mùa này sóng mạnh có thể đạt trên

2.25m, trong khi bên phía biển Tây sóng yếu

6

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

hơn, chiều cao sóng ít khi cao hơn 1m (Hình là Tây – Tây Nam (WSW) và Tây – Nam

16). Khi vào gần bờ sóng phía biển Đông phần (SW). Trong khi đó, sóng ngoài khơi phía biển

lớn đã suy giảm đi rất nhiêu, gần bờ phía Biển Tây hướng chính là Tây (W) và (WSW), càng

đông sóng ít khi vượt quá 1.25m, trong khi đó dịch lên phía Bắc thì hướng chính Tây càng

chiều cao sóng gần bờ biển Tây hiếm khi vượt chiếm ưu thế (Hình 14).

quá 0.5m, chủ yếu là sóng 0.25m hoặc biển

lặng (Hình 17).

Chu kỳ sóng: Ngoài ra theo kết quả tính toán

chu kỳ sóng tại các vị trí thuộc phía Biển Đông

chủ yếu nằm trong khoảng từ 3-7s, trong khi

đó tại các điểm thuộc phía biển Tây giao động

chủ yếu trong khoảng từ 2 - 4s.

Vào MGĐB vùng biển từ đảo Hòn Khoai đến

phía Nam huyện Phú Tân xuất hiện hai sóng

gặp nhau của hai trường sóng biển Tây và biển

Đông, kết hợp với hiệu ứng khúc xạ sóng bởi

địa hình nên sóng phân kỳ theo hai hướng (1)

Hình 14: Hoa sóng ngoài khơi trong MGTN

là hướng vào bờ với một góc gần như trực giao

Khi sóng vào gần bờ tới độ sâu 3m, hướng

(2) hướng ra khơi. Vị trí sóng phân kỳ không

sóng chủ đạo tại các vị trí thuộc phía Đông

cố định, khi triều lên cao kết hợp với sóng từ

mũi Cà Mau (tương ứng từ điểm G1 đến G4)

phía bắc biển Tây yếu thì vị trí sóng phân kỳ

là (EEN) thay đổi dần từ hướng Nam (S)

lệch lên phía Bắc mũi Cà Mau và khi triều

sang hướng Tây Nam (SW). Trong khi đó,

xuống thấp kết hợp sóng biển Tây mạnh thì vị

hướng sóng chủ đạo phía biển Tây (tương

trí sóng phân kỳ sẽ lệch về phía Đông (gần đảo

ứng từ điểm X5 đến X7) là hướng chính Tây

(W) và gần như vuông góc với đường bờ

Hòn Khoai) hơn (Hình 13).

biển (Hình 15).

Hình 13: Sóng phân kỳ trong MGĐB

tại khu vực phía Tây Nam mũi Cà Mau

Hình 15: Hoa sóng gần bờ trong MGTN

Chiều cao sóng: Chiều cao sóng có xu thế tăng

dần từ phía Bắc xuống phía Nam của mũi Cà

5.2. Chế độ sóng MGTN

Hướng sóng: vào thời kỳ MGTN sóng ngoài Mau, sau đó tiếp tục tăng dần lên phía Bắc cảu

khơi vùng biển phía Đông có hai hướng chính biển Tây. Ngoài khơi phía biển Đông mùa này

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019

7

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

sóng khá thấp, ít khi có sóng cao hơn 1m,

trong khi bên phía biển Tây sóng manh hơn,

chiều cao sóng có thể cao tới trên 2m (Hình

16). Khi vào gần bờ ở độ sâu 3m sóng đã suy

giảm khá nhiều, sóng phía biển Đông chủ yếu

nhỏ hơn 0.5m, và biển Tây sóng ít khi cao hơn

1m (Hình 17).

Hình 18: Hội tụ sóng trong MGTN

tại khu vực phía Tây mũi Cà Mau

Vào MGTN sóng khi vào gần bờ tại khu vực

phía Tây Nam mũi Cà Mau do địa hình khu

vực này thoải và nông nên sóng bị khúc xạ và

hội tại khu vực mũi nhô đất nhô ra (Hình 18),

đồng thời tại đây sóng bể vỡ từ từ vào trong

theo kiểu bể vỡ “Spilling” được giới thiệu

trong (La Thị Cang 1996).

Chu kỳ sóng: chu kỳ sóng tại các vị trí thuộc

phía Biển Đông cũng như phía biển Tây chủ

yếu nằm trong khoảng 2- 4s.

5.3. Kết luận

Trong MGĐB vùng biển phía Đông có đà gió

dài trong khi vùng biển phía Tây bị đất liền

che chắn nên đà gió ngắn hơn. Vì vậy trong

mùa gió này sóng biển Đông thường mạnh hơn

rất nhiều so với sóng biển Tây. Sóng ngoài

khơi biển phía Đông mùa này có thể đạt trên

2.25m, còn bên phía biển Tây chiều cao sóng

ít khi cao hơn 1m. Sóng gần bờ phía biển

Đông ít khi vượt quá 1.25m, trong khi đó sóng

gần bờ biển Tây hiếm khi vượt quá 0.5m và

chủ yếu là dưới 0.25m hoặc biển lặng. Hướng

sóng chủ đạo mùa này phía biển Đông thay đổi

dần từ (EEN) ở phía bắc sang hướng (EES) khi

xuống phía Nam mũi Cà Mau, sóng có xu thế

truyền từ khơi vào bờ. Trong khi đó, phía biển

Tây hướng sóng chủ đạo dần thay đổi từ (EN)

sang hướng (NNE), sóng có xu thế truyền từ

bờ ra khơi.

Hình 16: Diễn biến chiều cao sóng tại một số

vị trí xa bờ thuộc biển Đông và Biển Tây trong

khoảng thời gian từ 6/2015 đến 4/2015

Hình 17: Diễn biến chiều cao sóng tại một số

vị trí gần bờ thuộc biển Đông và Biển Tây

trong khoảng thời gian từ 6/2015 đến 4/2015

Trong MGTN chiều cao sóng có xu thế tăng

dần từ phía Bắc xuống phía Nam của mũi Cà

Mau, sau đó tiếp tục tăng dần lên phía Bắc của

phía biển Tây. Ngoài khơi phía biển Đông

sóng khá thấp, ít khi có sóng cao hơn 1m,

trong khi bên phía biển Tây sóng manh hơn,

chiều cao sóng có thể cao tới trên 2m. Khi vào

gần bờ ở độ sâu 3m sóng đã suy giảm khá

nhiều, sóng phía biển Đông chủ yếu nhỏ hơn

0.5m, và biển Tây sóng ít khi cao hơn 1m.

Do ảnh hưởng bởi mũi Cà Mau mà trong

MGĐB vùng biển từ đảo Hòn Khoai đến phía

Nam huyện Phú Tân xuất hiện sóng phân kỳ.

Vị trí sóng phân kỳ không cố định, khi triều

8

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

lên cao kết hợp với sóng từ phía bắc biển Tây Kết quả nghiên cứu lý giải sáng tỏ sự khác biệt về

các đặc trưng sóng biển phía Đông và phía Tây

của ĐBSCL do ảnh hưởng của MCM. Có thể

vận dụng kết quả nghiên cứu này để xem xét đề

xuất qui mô cho các dạng công trình giảm sóng

bảo vệ bờ biển, RNM cho vùng nghiên cứu.

yếu thì vị trí sóng phân kỳ lệch lên phía Bắc

mũi Cà Mau bên phía biển Tây và khi triều

xuống thấp kết hợp sóng biển Tây mạnh thì

vị trí sóng phân kỳ sẽ lệch về phía Đông

(gần đảo Hòn Khoai) hơn. Trong MGTN

sóng khi vào gần bờ tại khu vực phía Tây

Nam mũi Cà Mau bị khúc xạ và hội tại khu

vực mũi đất nhô ra.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] EDF R&RD. Telemac Modeling System - Sisyphe software-Operating manual (2010)

[2] EDF R&RD. Telemac Modeling System – Telemax 2D software-Operating manual (2013)

[3] EDF R&RD. Telemac Modeling System - Tomawac software-Operating manual (2016)

[4] Huynh Cong Hoai, Le Duc Vinh, Lieou Kien Chinh. Report on Wave Climate in U Minh

and Go Cong, In project “Study on the erosion process and the measures for protecting the

Lower Mekong Delta Coastal Zones from erosion (LMDCZ)”. AFD, 2017

[5] Ing. Thorsten Albers, Jan Stolzenwald (2014). Tư vấn Kỹ thuật bảo vệ bờ biển tỉnh Cà

Mau. Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH, Bonn và

Eschborn, CHLB Đức.

[6] Nguyễn Hữu Nhân (2016). Báo cáo sản phẩm 4, Trong đề tài độc lập cấp Nhà Nước

“Nghiên cứu cơ chế hình thành và phát triển vùng bồi tự ven bờ và các giải pháp khoa học

và công nghệ để phát triển bền vững về kinh tế - xã hội vùng biển Cà Mau”.

[7] Lê Đức Vĩnh, Nguyễn Anh Tiến, Lieou Kiến Chính (2018). Nghiên cứu chế độ sóng vùng

biển từ mũi cà mau đến kiên giang. Tạp chí Khoa Học và Công Nghệ Thủy Lợi, Viện Khoa

Học Thủy Lợi Việt Nam, số 47 ISSN: 1859-4255, 09-2018.

[8] La Thị Cang (1996). Sóng biển, Ban xuất bản trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Thành

phố Hồ Chí Minh.

[9] La Thị Cang (2015). Các quá trình động lực trong hệ sinh thái biển, Nxb Đại học Quốc

Gia Thành Phố Hồ Chí Minh.

[10] Patrick Marchesiello, Dinh Cong San, Final Report in project “Erosion processes in the

Lower Mekong Delta Coastal Zones and measures for protecting Go Cong – and Phu Tan

(LMDCZ) “. AFD, 2017.

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019

9