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