Tài liệu Nghiên cứu diễn biến bồi lắng khu vực cát hải hải phòng trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng lạch huyện.

LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu, thực hiện luận văn Thạc sĩ với đề tài “Nghiên cứu diễn biến bồi lắng khu vực Cát Hải-Hải Phòng trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng Lạch Huyện” tác giả đã hoàn thành theo đúng nội dung của đề cương nghiên cứu, được Hội đồng Khoa học và Đào tạo của Khoa kỹ thuật Biển phê duyệt. Luận văn được thực hiện với mục đích biết được diễn biến bồi lắng khu vực biển Cát Hải trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng Lạch Huyện. Để có được kết quả như ngày hôm nay, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Vũ Minh Cát – Khoa Kỹ thuật biển Trường Đại học Thủy lợi đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và đóng góp các ý kiến quý báu trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình, sự hỗ trợ về mặt chuyên môn và kinh nghiệm của các thầy cô giáo trong khoa Kỹ thuật biển. Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp trong cơ quan; Phòng Đào tạo Đại học và sau đại học; tập thể lớp cao học 19BB- Trường Đại học Thuỷ lợi cùng toàn thể gia đình và bạn bè đã động viên, khích lệ, tạo điều kiện thuận lợi về mọi mặt để tác giả hoàn thành luận văn này. Trong quá trình thực hiện luận văn, do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên chắc chắn không thể tránh khỏi những sai sót. Vì vậy, tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô, đồng nghiệp để giúp tác giả hoàn thiện về mặt kiến thức trong học tập và nghiên cứu. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 02 tháng 8 năm 2015 Tác giả Nguyễn Thị Thúy Hằng CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢN CAM KẾT Kính gửi: Ban Giám hiệu trường Đại học Thuỷ lợi Phòng Đào tạo ĐH và Sau ĐH trường Đại học Thuỷ lợi. Tên tôi là: Nguyễn Thị Thúy Hằng Học viên cao học lớp: 19BB Chuyên ngành: Xây dựng công trình biển Mã học viên: 118605845011 Theo Quyết định số 1775/QĐ-ĐHTL, của Hiệu trưởng trường Đại học Thuỷ Lợi, về việc giao đề tài luận văn và cán bộ hướng dẫn cho học viên cao học khoá 19 đợt 2 năm 2011. Ngày 19 tháng 12 năm 2012, tôi đã được nhận đề tài“Nghiên cứu diễn biến bồi lắng khu vực Cát Hải-Hải Phòng trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng Lạch Huyện” dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Vũ Minh Cát. Tôi xin cam đoan luận văn là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép của ai. Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đăng tải trên các tài liệu và các trang web theo danh mục tài liệu tham khảo của luận văn. Hà Nội, ngày 20 tháng 8 năm 2015 Người làm đơn Nguyễn Thị Thúy Hằng MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................1 MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................................1 2. Mục tiêu của đề tài ..............................................................................................3 3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ........................................................3 4. Kết quả dự kiến đạt được ...................................................................................4 5. Nội dung của Luận văn .......................................................................................4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU ...............................5 1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên .............................................................................5 1.1.1 Vị trí địa lý ................................................................................................5 1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo của khu vực dự án ........................................6 1.2 Đặc điểm khí tượng, thuỷ văn ...........................................................................8 1.2.1 Điều kiện khí tượng....................................................................................8 1.2.2 Điều kiện thuỷ hải văn .............................................................................14 1.3 Đặc điểm địa chất ............................................................................................17 1.3.1 Các lớp địa chất từ trên xuống .................................................................17 1.3.2 Điều kiện địa chất thủy văn....................................................................18 1.4 Điều kiện dân sinh, kinh tế, xã hội .................................................................20 1.4.1 Dân số và lao động ...................................................................................20 1.4.2 Cơ cấu ngành nghề ...................................................................................21 1.4.3 Cơ sở hệ thống hạ tầng .............................................................................22 1.5. Hiện trạng hệ thống đê biển, kè mỏ hàn .......................................................23 1.5.1. Hiện trạng hệ thống đê biển ....................................................................23 1.5.2 Hiên trạng kè mỏ hàn ...............................................................................27 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THỦY LỰC VÀ DIỄN BIẾN BỒI LẮNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU ...............................................................................................28 2.1. Giới thiệu về modul Mike 21 Couple Fm – Mike 21/3 intergrated ...............28 2.1.1. Modul dòng chảy Mike 21 Fm ................................................................28 2.1.2. Modul phổ sóng Mike 21 SW .................................................................30 2.1.3. Mô đun vận chuyển tính toán vận chuyển bùn cát ..................................33 2.2. Áp dụng tính toán thủy lực cho khu vực biển Cát Hải – Hải Phòng .............35 2.2.1. Số liệu đầu vào ........................................................................................35 2.2.2. Hiệu chỉnh và kiểm định các modul thủy động lực và bùn cát ...............37 CHƯƠNG III: MÔ PHỎNG DIỄN BIẾN BỒI XÓI KHU VỰC NGHIÊN CỨU .42 3.1. Đề xuất các kịch bản nghiên cứu ...................................................................42 3.2 Mô phỏng theo các kịch bản ...........................................................................44 3.2.1. Mô phỏng chế độ thủy động lực khi chưa có công trình đê chắn sóng (KB1).................................................................................................................44 3.2.2. Mô phỏng chế độ động lực khu vực nghiên cứu khi có công trình (PA2) ....69 3.3. Đánh giá diễn biến bồi lắng khu vực biển Cát Hải – Hải Phòng trước và sau khi có đê chắn sóng Lạch Huyện………………………………………..94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................92 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................94 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 0.1: Sơ đồ tuyến luồng vào cảng ........................................................................2 Hình 0.2: Vị trí công trình đê chắn sóng .....................................................................3 Hình 1.1 : Khu vực đảo Cát Hải ..................................................................................5 Hình1.2: Hoa gió tại trạm hòn Dấu (1983-1994) .....................................................10 Hình 2.1: Lưới tính toán mô hình .............................................................................36 Hình 2.2: Vị trí các biên lưu lượng sử dụng để nghiên cứu mô hình .......................37 Hình 2.3: Quá trình triều lên lúc 20 giờ ngày 3/2/2000 ............................................38 Hinh 2.4: Quá trình triều xuống lúc 11 giờ ngày 4/2/2000 .......................................38 Hình 2.5: Kết quả kiểm định mực nước ....................................................................39 Hình 3.1: Vị trí các điểm trích xuất ..........................................................................43 Hình 3.2: Trường dòng chảy mùa đông lúc triều xuống ...........................................44 Hình 3.3: Trường dòng chảy mùa đông lúc triều lên ................................................44 Hình 3.4 : Kết quả mực nước, lưu tốc, hướng dòng trích xuất tại điểm A1 (PA11) 45 Hình 3.5 : Kết quả mực nước, lưu tốc, hướng dòng trích xuất tại điểm A2 (PA11) 46 Hình 3.6 : Kết quả mực nước, lưu tốc, hướng dòng trích xuất tại điểm A3 (PA11) 47 Hình 3.7 : Kết quả mực nước, lưu tốc, hướng dòng trích xuất tại điểm A4 (PA11) 48 Hình 3.8: Kết quả mực nước, lưu tốc, hướng dòng trích xuất tại điểm A5 (PA11) .49 Hình 3.9: Đường quá trình vận tốc của 2 vị trí A1 và A2 (PA11) ............................50 Hình 3.10: Đường quá trình vận tốc của 2 vị trí A2 và A4 (PA11) ..........................50 Hình 3.11: Đường quá trình vận tốc của 2 vị trí A1 và A4 (PA11) ..........................51 Hình 3.12: Đường quá trình vận tốc của 2 vị trí A3 và A4 (PA11) ..........................51 Hình 3.13: Đường quá trình vận tốc của 2 vị trí A4 và A5 (PA11) ..........................52 Hình 3.14: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A1(PA11)......................53 Hình 3.15: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A2 (PA11).....................54 Hình 3.16: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A3 (PA11).....................55 Hình 3.17: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A4 (PA11).....................56 Hình 3.18: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A5 (PA11).....................57 Hình 3.19: Trường dòng chảy mùa hè lúc triều xuống .............................................57 Hình 3.20: Trường dòng mùa hè chảy lúc triều lên ..................................................58 Hình 3.21: Kết quả mực nước, lưu tốc, hướng dòng trích xuất tại điểm A1 (PA12)58 Hình 3.22: Kết quả mực nước, lưu tốc, hướng dòng trích xuất tại điểm A2 (PA12)59 Hình 3.23: Kết quả mực nước, lưu tốc, hướng dòng trích xuất tại điểm A3 (PA12)60 Hình 3.24: Kết quả mực nước, lưu tốc, hướng dòng trích xuất tại điểm A4 (PA12)61 Hình 3.26: Đường quá trình vận tốc của 2 vị trí A1 và A2 (PA12) .........................63 Hình 3.27: Đường quá trình vận tốc của 2 vị trí A2 và A4 (PA12) .........................63 Hình 3.28: Đường quá trình vận tốc của 2 vị trí A1 và A4 (PA12) .........................63 Hình 3.29: Đường quá trình vận tốc của 2 vị trí A3 và A4 (PA12) .........................64 Hình 3.30: Đường quá trình vận tốc của 2 vị trí A4 và A5 (PA12) .........................64 Hình 3.31: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A1 (PA12).....................65 Hình 3.32: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A2 (PA12).....................66 Hình 3.33: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A3 (PA12).....................67 Hình 3.34: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A4 (PA12).....................68 Hình 3.35: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A5 (PA12).....................69 Hình 3.36: Trường dòng chảy mùa đông lúc triều lên ..............................................69 Hình 3.37: Trường dòng chảy mùa đông lúc triều xuống .........................................70 Hình 3.38: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A1 khi có công trình (PA21) .......................................................................................................................71 Hình 3.39: Đường quá trình vận tốc vị trí A1 khi có và không có công trình (PA21).....71 Hình 3.40: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A2 khi có công trình (PA21) .......................................................................................................................72 Hình 3.41: Đường quá trình vận tốc vị trí A2 khi có và không có công trình (PA21).....72 Hình 3.42: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A3 khi có công trình (PA21) .......................................................................................................................73 Hình 3.43: Đường quá trình vận tốc vị trí A3 khi có và không có công trình (PA21).....73 Hình3.44: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A4 khi có công trình (PA21) .......................................................................................................................74 Hình 3.45: Đường quá trình vận tốc vị trí A4 khi có và không có công trình (PA21).....75 Hình 3.46: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A5 khi có công trình (PA21) .......................................................................................................................76 Hình 3.47: Đường quá trình vận tốc vị trí A5 khi có và không có công trình (PA21).....76 Hình 3.48: Trường dòng chảy mùa hè lúc triều lên ..................................................77 Hình 3.49: Trường dòng chảy mùa hè lúc triều xuống .............................................78 Hình 3.50: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A1 khi có công trình (PA22) .......................................................................................................................78 Hình 3.41: Đường quá trình vận tốc ở vị trí A1 khi có và không có công trình (PA22) .......................................................................................................................79 Hình 3.52: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A2 khi có công trình (PA22) .......................................................................................................................80 Hình 3.53: Đường quá trình vận tốc ở vị trí A2 khi có và không có công trình (PA22) .......................................................................................................................80 Hình 3.54: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A3 khi có công trình (PA22) .......................................................................................................................81 Hình 3.55: Đường quá trình vận tốc ở vị trí A3 khi có và không có công trình (PA22) .......................................................................................................................81 Hình 3.56: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A4 khi có công trình (PA22) .......................................................................................................................82 Hình 3.57: Đường quá trình vận tốc ở vị trí A4 khi có và không có công trình (PA22) .......................................................................................................................82 Hình 3.58: Đường quá trình vận tốc và hướng dòng điểm A5 khi có công trình (PA22) .......................................................................................................................83 Hình 3.59: Đường quá trình vận tốc ở vị trí A5 khi có và không có công trình (PA22) .......................................................................................................................83 Hình 3.60: Diễn biến vận chuyển bùn cát mùa Đông tại cuối kỳ mô phỏng ............88 Hình 3.61: Các mặt cắt tính toán ...............................................................................89 Hình 3.62: Diễn biến vận chuyển bùn cát mùa Hè tại cuối kỳ mô phỏng ................89 Hình 3.63: Diễn biến vận chuyển bùn cát mùa Đông tại cuối kỳ mô phỏng ............90 Hình 3.64: Diễn biến vận chuyển bùn cát mùa Hè tại cuối kỳ mô phỏng ................90 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm ..................................................9 Bảng 1.2: Độ ẩm tương đối trung bình theo các tháng ...............................................9 Bảng 1.3: Tần suất hướng gió các tháng chính mùa đông trung bình nhiều năm.....10 Bảng 1.4: Tần suất hướng gió chuyển tiếp nhiều năm ..............................................10 Bảng 1.5: Tần suất nước dâng (%) vùng bờ biển bắc vĩ tuyến 16 ............................12 Bảng 1.6:Tần số bão xuất hiện ..................................................................................13 Bảng 1.7: Mực nước đặc trưng trạm Hòn Dấu từ năm 1983-2004 (theo cao độ lục địa) ..................................................................................................14 Bảng 1.8: Độ cao, độ dài, tốc độ và chu kỳ sóng lớn nhất........................................16 Bảng 1.9 : Tổng hợp các tính chất cơ lý của lớp đất .................................................19 Bảng 3.1 : Tọa độ tại các điểm trích xuất .................................................................43 Bảng 3.2: Tổng hợp giá trị vận tốc tại các vị trí A1, A2, A3, A4, A5 trong trường hợp không có công trình thời kỳ mùa hè và mùa đông .............................................84 Bảng 3.3: Tổng hợp giá trị vận tốc tại các vị trí A1, A2, A3, A4, A5 trong trường hợp có công trình thời kỳ mùa hè và mùa đông ........................................................85 Bảng 3.4 : Tổng hợp giá trị vận tốc tại các điểm A1, A2, A3, A4, A5 khi chưa có và có công trình thời kỳ mùa đông ( PA11- PA21) ..................................................86 Bảng 3.5: Tổng hợp giá trị vận tốc tại các điểm A1, A2, A3, A4, A5 khi chưa có và có công trình thời kỳ mùa hè (PA12- PA22) ............................................................87 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay với lưu lượng hàng hóa ngày một tăng vào khu vực kinh tế Bắc Bộ, cảng Hải Phòng đang có dấu hiệu quá tải. Điều này làm ảnh hưởng đến tốc độ phát triển của khu vực trong tương lai. Hơn nữa luồng tàu vào cảng Hải Phòng hiện nay đang bị bồi lấp nhanh chóng do sự vận chuyển bùn cát trên sông Bạch Đằng. Cảng Lạch Huyện, với vị trí địa lý thuận lợi sẽ là giải pháp hợp lý nhằm giảm tải cho cảng Hải Phòng và giúp tăng cường sự phát triển cho vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ. Sau khi hoàn thành dự án cải tạo nâng cấp cảng Hải Phòng giai đoạn II, luồng tàu vào cảng Hải Phòng sẽ được chuyển sang cửa Lạch Huyện. Ngoài đoạn luồng Sông Cấm và luồng sông Bạch Đằng như hiện nay, đoạn luồng kênh Tráp dài khoảng 4,0 km và đoạn luồng biển qua cửa Lạch Huyện tính từ cửa kênh Cái Tráp (phía sông Chanh) đến phao số 0 dài khoảng 18,0 km sẽ thay thế cho đoạn luồng biển qua cửa Nam Triệu. Vị trí tuyến luồng tàu sau khi hoàn thành cải tạo nâng cấp cảng Hải Phòng chỉ ra trong hình 1. Cảng Lạch Huyện hình thành nhằm đáp ứng nhu cầu bốc xếp hàng vận tải bằng đường biển ngày càng tăng của các tỉnh thành, các khu công nghiệp, khu kinh tế trọng điểm Bắc bộ, đặc biệt là của vùng tam giác kinh tế: Hà Nội Hải Phòng - Quảng Ninh. Ngoài ra cảng Lạch Huyện còn đáp ứng nhu cầu hàng quá cảnh của các tỉnh phía Nam Trung Quốc. Cảng Lạch Huyện có vị trí thuận lợi về hàng hải, với trang thiết bị hiện đại đảm bảo năng suất bốc xếp cao, độ sâu khu nước lớn cho phép tầu có trọng tải lớn ra vào an toàn, thuận lợi và với một hệ thống giao thông sau cảng đồng bộ cả đường bộ, đường sắt và đường thuỷ thu hút qua cảng một lượng 2 hàng lớn, do vậy sẽ góp phần thúc đẩy kinh tế của khu vực phát triển mạnh mẽ hơn và thu hút các nhà đầu tư vào khu vực nhiều hơn. Riêng đối với thành phố Hải Phòng, việc hình thành và phát triển cảng Lạch Huyện sẽ tạo điều kịên thuận lợi để thành phố xây dựng và phát triển trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước theo tinh thần nghị quyết số 32/NQQ-TW ngày 5/8/2003 của Bộ Chính trị. Hình 0.1: Sơ đồ tuyến luồng vào cảng Một trong những hạng mục xây dựng cảng Lạch Huyện là đê chắn sóng Lạch Huyện để chắn sóng tạo vùng nước lặng cho tàu thuyền trong cảng. Vị trí dự kiến xây dựng được bố trí như hình 0.2. Vấn đề đặt ra là sau khi xây dựng công trình đê chắn sóng, chế độ động lực ở khu vực biển Cát Hải sẽ thay đổi và diễn biến bồi lắng ở khu vực sẽ thay 3 đổi như thế nào. Đề tài “Nghiên cứu diễn biến bồi lắng khu vực đảo Cát Hải – Hải Phòng trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng Lạch Huyện” ra đời nhằm giải quyết vấn đề đó. Hình 0.2: Vị trí công trình đê chắn sóng 2. Mục tiêu của đề tài - Có được trường dòng chảy, sóng và vận chuyển bùn cát khu vực biển Cát Hải – Hải Phòng trước và sau khi xây dựng công trình đê chắn sóng lạch Huyện. - Diễn biến bồi lắng khu vực biển Cát Hải 3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu a) Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ứng dụng 4 - Đối tượng nghiên cứu trong đề tài này là diễn biến bồi lắng khu vực đảo cát hải – Hải Phòng trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng Lạch Huyện - Phạm vi nghiên cứu là vùng biển đảo Cát Hải - Hải Phòng. b) Phương pháp nghiên cứu, công cụ sử dụng * Phương pháp Để đạt được các mục tiêu nghiên cứu trên, trong quá trình thực hiện đề tài, đã sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau đây: - Phương pháp điều tra thực địa, thu thập số liệu; - Phương pháp mô hình số trị; - Phương pháp chuyên gia; * Công cụ sử dụng Sử dụng mô hình toán trong bộ tính toán thủy lực Mike 4. Kết quả dự kiến đạt được - Trường dòng chảy, sóng khu vực biển Cát Hải trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng Lạch Huyện; - Diễn biến bồi lắng khu vực biển Cát Hải trước và sau khi xây dựng đê chắn sóng Lạch Huyện. 5. Nội dung của Luận văn 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý Hình 1.1 : Khu vực đảo Cát Hải Đảo Cát Hải (huyện Cát Hải) nằm ở phía Đông Nam thành phố Hải Phòng. Cách trung tâm thành phố 20 km về hướng Đông Nam, cách trung tâm thị trấn Cát Bà khoảng 15 Km về phía Tây - Bắc. Cát Hải là một huyện đảo nhỏ, có diện tích gần 30km2, dân số của toàn đảo gần 13.000 người. Tọa độ địa lý ở vào khoảng 200 47’ đến 200 56’ vĩ độ Bắc,1060 54’ đến 1060 58’ kinh độ Đông. - Phía Bắc đảo giáp huyện Yên Hưng (tỉnh Quảng Ninh) ngăn cách bởi kênh đào Cái Tráp. - Phía Đông là cửa Lạch Huyện. 6 - Phía Tây là cửa sông Nam Triệu. - Phía Nam là Vịnh Bắc Bộ. Toàn đảo được chia thành 5 đơn vị hành chính cấp xã gồm 7 hợp tác xã. - Xã Nghĩa Lộ có H.T.X Đại Nghĩa - Xã Đồng Bài có H.T.X Đại Đồng - Xã Văn Phong có 2 H.T.X là Văn Chấn và Phong Niên. - Xã Hoàng Châu có H.T.X Hoàng Châu Thị trấn Cát Hải có 2 H.T.X là Lương Hồng và Lương Hoà. 1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo của khu vực dự án Đảo Cát Hải nằm kẹp giữa hai vùng cửa sông, là cửa ngõ ra biển của Thành phố Cảng, có vị trí rất quan trọng về kinh tế, chính trị và quốc phòng an ninh. Hướng dốc chính: Từ phía Đông sang phía Tây. Hướng dốc phụ: Từ phía Nam sang phía Bắc. Địa hình chia thành 2 tiểu vùng: + Vùng trung tâm: cao độ tự nhiên từ 0.7 đến1.5 + Vũng bãi biển: cao độ vùng bãi triều từ (- 0.5) đến (+0.7) Sông lạch tự nhiên : Lạch Cái Viềng, lạch Huyện là những sông lạch tự nhiên lớn nhất (chiều rộng từ 50 đến 250 m). Các sông rạch chia xã Phù Long thành 5 khu: Khu A: Vùng bãi phía Nam đường xuyên đảo, phía Đông xã Phù Long. Diện tích tự nhiên 270 ha Địa hình khá bằng phẳng và có cao độ từ 0.5 đến 1.0. Trong số đó 84 ha đất tự nhiên thuộc khu nuôi tôm công nghiệp. 7 Khu B: Diện tích bãi phía Bắc đường xuyên đảo, phía Đông xã Phù Long. Diện tích 80 ha. Địa hình khá bằng phẳng và có cao độ từ 0.5 đến 1.0. Đây là khu vực nuôi thuỷ sản tập trung và đang hình thành khu nuôi tôm công nghiệp với diện tích 38 ha. Khu C: Giới hạn bởi lạch Cái Viềng và sông Phù Long, Lạch Huyện. Đây là khu có diện tích bãi nuôi trồng thuỷ sản lớn nhất. Tổng diện tích 1053 ha. Cao độ địa hình từ (0.0) đến (+0.7) là chủ yếu. Khu D: Toàn bộ diện tích giới hạn bởi lạch Cái Viêng , Lạch Huyện và Vịnh Bắc bộ. Đây là khu vực hiện nay nuôi trồng thuỷ sản xen lẫn rừng ngập mặn. Cao độ tự nhiên phần lớn từ (+0.2 ) đến(+ 0.5). Tổng diện tích tự nhiên 1088.5 ha. Khu E: Toàn bộ diện tích được giới hạn bởi lạch Cái Viềng, vùng núi và Vịnh Bắc bộ ở phía Tây. Địa hình là bãi thấp có cao độ < 0.5 . Rừng ngập mặn, núi độc lập xen kẹp các bãi. Diện tích tự nhiên 1365 ha bao gồm rừng ngập mặn và các đầm nuôi quảng canh phân tán ,rải rác ,giáp với vùng núi đá vôi. Cao độ trung bình của toàn đảo tương đối thấp so với mực nước triều cường và mực nước dâng trong bão. Điều này là bất lợi đối với việc phòng chống lụt bão của đảo. Khi có sự cố về đê điều, mức độ ngập lụt và thiệt hại của đảo sẽ lớn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống con người và kinh tế xã hội trên đảo. Vì nhìn chung nếu nước tràn vào thì toàn bộ đảo có diện tích bị ngập gần hết. Toàn đảo được bảo vệ bằng 20,52km đê biển. Nếu gặp bão lớn và triều cường công tác phòng chống bão lụt gặp rất nhiều khó khăn khi đê điều có sự cố thì diện ngập lụt của đảo rất lớn và sẽ ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến đời sống kinh tế, xã hội của nhân dân trên đảo. Toàn đảo được bảo vệ bằng 20,52km đê biển. Nếu gặp bão lớn và triều cường công tác phòng 8 chống bão lụt gặp rất nhiều khó khăn khi đê điều có sự cố thì diện ngập lụt của đảo rất lớn và sẽ ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến đời sống kinh tế, xã hội của nhân dân trên đảo. 1.2 Đặc điểm khí tượng, thuỷ văn Số liệu khí tượng, thủy văn được lấy từ trạm khí tượng thủy văn trên đảo Hòn Dấu, với độ dài của số liệu là quan trắc từ năm 1983-2004. Chất lượng của số liệu là đảm bảo, có thể sử dụng tin cậy. 1.2.1 Điều kiện khí tượng Khu vực đảo nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Trong năm có hai mùa rõ rệt: Mùa hè nóng ẩm, mùa đông lạnh khô. - Mùa đông: Chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông bắc nhìn chung không ảnh hưởng lớn lắm đến chế độ thuỷ thạch động lực học ở vùng bờ biển Cát Hải do có đảo Cát Bà che chắn. - Mùa hè: Có nắng nóng, nhiệt độ cao, hơi nớc biển chứa muối, gió ảnh hưởng là gió Đông Nam, Nam và gió bão tác động mạnh đến Công trình bảo vệ bờ đảo. 1.2.1.1 Nhiệt độ Phân thành hai mùa mưa rõ rệt - Nhiệt độ trung bình nhiều năm 230 C - Mùa nóng, từ tháng V đến tháng IX 27.20C - Mùa lạnh, nhiệt độ trung bình 19.90C - Nhiệt độ tối cao tuyệt đối 41.50C - Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối 3.70C 9 Bảng 1.1: Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 năm T(0c) 16,7 16,9 19 22.7 26 27 28.2 28 26.8 24,5 21 18,1 23 1.2.1.2 Độ ẩm Độ ẩm tương đối thay đổi qua các tháng trong năm. Độ ẩm tương đối phụ thuộc bốc hơi bề mặt và bình lưu ẩm. Nhìn chung độ ẩm nhỏ nhất không thấp hơn 75% và độ ẩm tương đối cao nhât trên dưới 90%. Các tháng mùa đông (từ tháng 10 đến tháng 1) thời tiết khô hanh. Từ tháng 3, đến tháng 9 thời tiết ẩm ướt do nguồn ẩm tăng lên vì mưa phùn và mưa rào. Bảng 1.2: Độ ẩm tương đối trung bình theo các tháng Tháng Độ ẩm trung 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB năm 83 88 91 90 87 87 87 89 86 80 79 80 85.6 bình % 1.2.1.5 Gió Căn cứ vào các tài liệu quan trắc đo đạc tại trạm khí tượng thuỷ văn Hòn Dấu từ năm 1984 => 1993 có chế độ : * Chế độ gió: Chế độ gió trong khu vực mang đặc tính theo mùa rõ nét, phù hợp với đặc điểm hoạt động của hoàn lưu khí quyển. Về mùa đông chịu sự chi phối của hệ thống gió mùa đông bắc với các hướng thịnh hành là Bắc; Đông Bắc và Đông. Trong mùa hè chịu ảnh hưởng của hệ thống gió mùa Tây Nam, nhưng khi vào gần bờ bị biến tính có các hướng thịnh hành là Nam và Đông Nam. Trong thời gian chuyển tiếp gió có hướng tranh chấp giữa hai mùa gió thịnh hành nói trên. 10 Bảng 1.3: Tần suất hướng gió các tháng chính mùa đông trung bình nhiều năm Hướng/Tháng Lặng Bắc Đông Đông Đông Nam Bắc gió Tây Nam Tây Tây Bắc Nam XI 21.1 13 34.5 9.6 14.7 3.5 1.8 0.1 1.8 XII 15.5 12 35.2 10.6 14.7 4.6 2.8 0.8 4 I 20.7 12 32.3 9.9 16.5 4.2 2.4 0.4 2.3 II 18.6 9.9 28.1 9.8 22 5.8 1.5 0.9 3.4 Bảng 1.4: Tần suất hướng gió chuyển tiếp nhiều năm Tháng/Hướng Đông bắc Đông Đông Nam Nam II 17.1 47 8.3 12.1 III 12.3 56.3 12 2 IV 10.2 50.1 20.1 5.2 V 3 27.2 25.2 29.3 Hoa gió tổng hợp nhiều năm tại trạm Hòn Dấu ( 1984-1993 ) n Ký hiÖu ne nw >15 (m/s) 10.0-15.0 (m/s) 5.0-9.0 (m/s) w e 1.0-4.0 (m/s) LÆng sw se S Tû lÖ : 1% ~ 2 mm Hình1.2: Hoa gió tại trạm hòn Dấu (1983-1994) 11 Trên Hoa gió tổng hợp nhiều năm tại trạm Hòn Dấu cho thấy trong năm gió thịnh hành là các hướng gió Bắc ( N) ; Đông Bắc(NE) ; Đông (E) ; Đông Nam(SE) và Nam (S), trong đó trước tiên phải kể đến gió hướng Đông (E) có tần suất chiếm 31.32% tiếp theo là hướng Bắc (N) có tần suất 15.36%; Đông Nam (SE) có tần suất 14.55% Nam(S) có tần suất 12.13% và Đông Bắc (NE) có tần suất 10.3% . Tại khu vực này gió mùa Đông Bắc thường bắt đầu từ tháng IX và kéo dài đến tháng IV năm sau,trong thời kỳ này tần suất gió hướng Đông(E) là lớn hơn cả và dao động từ 33% (tháng XI) đến 53.6%(tháng II).Tốc độ gió trung bình trong các tháng này đạt từ 4.4 m/s (tháng III) đến 4.9 m/s (tháng XI) .Điều đáng lưu ý là cấp tốc độ W>15 m/s chỉ quan trắc được 2 lần trong tổng số 40 lần chiếm 5%. Tốc độ gió lớn nhất đã quan trắc trong thời gian này là W=18 m/s ở hướng Bắc(N) vào tháng II/1987 ,trong khi đó tốc độ Wmax trong các tháng này của nhiều năm là 34m/s ở hướng ENE (2/10/1960); NNE (11/11/1957) và SSE (13/3/1960). Mùa gió Tây Nam thường xuất hiện từ tháng VI đến tháng VIII.Tần suất gió hướng Nam(S) thịnh hành hơn hướng Đông Nam (SE) và dao động từ 21% (tháng VIII) và 37%(tháng VII) .Tốc độ gió trung bình nhìn chung cao hơn các tháng khác trong năm dật từ 4,7m/s (tháng VIII) và 6,0m/s (tháng VII) . Như đã nói ở trên tần suất gió ở hướng Nam (S) và Đông Nam (SE) trong năm không lớn nhưng do ảnh hưởng của gió bão tốc độ gió quan trắc được thường rất lớn. Theo số liệu 1984-1993 cấp tốc độ gió W>15m/s quan trắc được chiếm 95% .Trong đó tốc độ gió lớn nhất đã quan trắc được là Wmax=40m/s ở hướng Tây Nam(SW)và Nam (S) vào tháng VI/1989. Giá trị này cũng là giá trị cực đại từng quan trắc được nhiều lần trong nhiều năm ở nhiều hướng. 12 1.2.1.7 Nước dâng trong bão Bảng 1.5: Tần suất nước dâng (%) vùng bờ biển bắc vĩ tuyến 16 Vĩ tuyến Đoạn bờ Chiều cao nước dâng 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 > 2,5 Bắc- 210N Phía Bắc- Cửa Ông 50 38 5 6 2 0 210N-200 N Cửa Ông- Cửa Đáy 35 38 17 8 3 0 200N-190 N Cửa Đáy- Cửa Vạn 41 34 15 9 1 1 190N-180 N Cửa Vạn- Đèo 46 37 10 5 2 1 71 19 8 2 1 0 95 4 1 0 0 0 Ngang 180N-170 N Đèo ngang- Cửa Tùng 170N-160 N Cửa Tùng- Đà Nẵng Tháng VII/1980, cơn bão Joe đổ bộ vào Hải Phòng với gió giật trên cấp 12 đã quan trắc được độ cao nước dâng kết hợp với triều là 176cm (tại Hải Phòng). Ngày 31/7/2005, cơn bão số 2 (Washi) đổ bộ vào vùng bờ biển Thái Bình – Nam Định với gió giật trên cấp 12 đã ghi được độ cao nước dâng kết hợp với triều là 427cm (tại Hòn Dấu, Hải Phòng). Vùng bờ biển miền Bắc, về mặt nước dâng bão có nhiều đặc điểm quan trọng. Thứ nhất, đó là vùng có số lượng bão đổ bộ vào bờ nhiều nhất so với các vùng còn lại. Về cường độ bão, ở vùng biển này bão cũng có gió mạnh nhất- có thể lên tới 56m/s. Thứ hai, vùng này cũng là vùng có nước dâng lớn nhất (360cm). Nếu xem rằng nước dâng có độ cao lớn (≥ 200cm) là nước dâng nguy hiểm thì suốt dải bờ này