Tóm tắt Luận án Nghiên cứu cơ chế bồi, xói và đề xuất giải pháp chỉnh trị khu vực cửa lấp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

xói luồng 
tàu; chưa có những nghiên cứu sâu về sự hình thành dòng ríp; những giải pháp 
công trình được đề xuất cho Cửa Lấp chưa có tính thuyết phục vì chưa xuất phát 
7 
từ những yêu cầu định lượng cụ thể của các ngành kinh tế - xã hội, chưa đánh giá 
hiệu quả kỹ thuật của nó và tác động của nó đối với môi trường. 
1.8 Đặt vấn đề nghiên cứu của luận án 
Trong phạm vi luận án, nghiên cứu sinh lựa chọn một số vấn đề sau đây để làm 
nội dung nghiên cứu của luận án: Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ chế xói, bồi khu 
vực Cửa Lấp; đánh giá tác động của chân vịt tàu thủy đến bồi lấp trở lại luồng 
tàu; bố trí không gian hệ thống công trình chống sạt lở bờ và ổn định luồng tàu. 
1.9 Kết luận chương 1 
Việc nghiên cứu về cửa sông vẫn chưa dừng lại, cho đến nay nó vẫn là đề tài hấp 
dẫn nhiều nhà khoa học. Ở Việt Nam, nghiên cứu về cửa sông được phát triển 
mạnh trong những năm gần đây, gắn liền với nhu cầu khai thác và phát triển tiềm 
năng kinh tế biển. Những vấn đề đặc thù của cửa sông Việt Nam đã được quan 
tâm nghiên cứu như vấn đề biến động theo mùa, tác động của sông, bão, của lũ 
lịch sử, của biến đổi khí hậu... đến diễn biến cửa sông. Đối với Cửa Lấp, các 
nghiên cứu đã có chưa làm rõ ảnh hưởng của từng yếu tố riêng là sóng và dòng 
chảy, tác động của chạy tàu đến bồi lấp trở lại luồng tàu chưa được đề cập, 2 vấn 
đề đó được lựa chọn làm nội dung nghiên cứu chính của luận án. 
8 
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LỰA CHỌN MÔ HÌNH THỦY THẠCH 
ĐỘNG LỰC CHO KHU VỰC CỬA LẤP 
2.1 Đặt vấn đề 
Chế độ thủy động lực học Cửa Lấp khá phức tạp, đồng thời Cửa Lấp vừa là cảng 
cá, vừa là khu neo đậu trú tránh bão nên lượng tàu thuyền ra vào tương đối tấp 
nập, đòi hỏi phải có bộ mô hình toán thích hợp để nghiên cứu chế độ thủy động 
lực học và bồi, xói lòng dẫn trong đó mô phỏng được ảnh hưởng của chân vịt tàu 
thủy nhằm phục vụ cho bài toán quy hoạch và quản lý nói chung được tốt hơn. 
2.2 Cơ sở lý luận về các mô hình tính toán thủy động lực học hình thái các 
cửa sông ven biển 
Ngày nay các mô hình đã và đang trở thành công cụ không thể thiếu được, từ 
những vấn đề đơn giản cho đến các vấn đề phức tạp. Tuy nhiên, mỗi một mô hình 
đều có phạm vi ứng dụng và những điểm mạnh, yếu khác nhau, dẫn tới khó khăn 
trong việc tìm ra bộ mô hình thích hợp phục vụ cho việc nghiên cứu. Do vậy phải 
xem xét tổng quan, phân tích, đánh giá các mô hình hiện đang được sử dụng để 
lựa chọn một mô hình thích hợp với mục đích nghiên cứu của luận án. 
2.3 Lựa chọn mô hình tính toán cho khu vực nghiên cứu 
Các mô hình số trị hiện đại thông dụng trên thế giới như bộ mô hình MIKE, mô 
hình DELTF3D, mô hình SMS đã và đang được ứng dụng rộng rãi cho thấy tính 
đúng đắn và độ tin cậy của các mô hình này, tuy nhiên đều là các mô hình có mã 
nguồn đóng. Hơn nữa, chưa có mô hình nào mô phỏng được ảnh hưởng của chân 
vịt tàu thủy tới quá trình bồi, xói luồng tàu. Với mục đích nghiên cứu của luận án 
là chế độ thủy thạch động lực và vận chuyển bù cát do chân vịt khi tàu di chuyển, 
tác giả lựa chọn bộ mô hình mã nguồn mở thủy động lực học môi trường 3 chiều 
EFDC cho việc nghiên cứu và mô phỏng chế độ thủy thạch động lực khu vực 
Cửa Lấp. Việc ứng dụng mô hình mã nguồn mở này cho phép tác giả đi sâu khai 
thác và phát triển, bổ sung thêm mô đun tính cho mô hình. 
2.4 Cơ sở lý thuyết mô hình EFDC 
Mô đun thủy động lực mô hình EFDC dựa trên hệ phương trình thủy tĩnh 3 chiều 
viết cho hệ tọa độ theo phương thẳng đứng và tọa độ cong trực giao nằm ngang. 
9 
Phương trình động lượng là: 
Theo phương X: 
𝜕𝑡(𝑚𝑥𝑚𝑦𝐻𝑢) + 𝜕𝑥(𝑚𝑦𝐻𝑢𝑢) + 𝜕𝑦(𝑚𝑥𝐻𝑣𝑢) + 𝜕𝑧(𝑚𝑥𝑚𝑦𝑊𝑢)
− 𝑓𝑒𝑚𝑥𝑚𝑦𝐻𝑣
= −𝑚𝑦𝐻𝜕𝑥(𝑃 + 𝑃𝑎𝑡𝑚 + ∅)
+ 𝑚𝑦(𝜕𝑥𝑍𝑏
∗ + 𝑧𝜕𝑥𝐻)𝜕𝑧𝑃 + 𝜕𝑧 (𝑚𝑥𝑚𝑦
𝐴𝑣
𝐻
𝜕𝑧𝑢)
+ 𝜕𝑥 (
𝑚𝑦
𝑚𝑥
𝐻𝐴𝐻𝜕𝑥𝑢) + 𝜕𝑦 (
𝑚𝑥
𝑚𝑦
𝐻𝐴𝐻𝜕𝑦𝑢)
−𝑚𝑥𝑚𝑦𝐶𝑝𝐷𝑝(𝑢
2 + 𝑣2)1/2𝑢 
(2-1) 
Theo phương Y: 
𝜕𝑡(𝑚𝑥𝑚𝑦𝐻𝑣) + 𝜕𝑥(𝑚𝑦𝐻𝑢𝑣) + 𝜕𝑦(𝑚𝑥𝐻𝑣𝑣) + 𝜕𝑧(𝑚𝑥𝑚𝑦𝑊𝑣)
− 𝑓𝑒𝑚𝑥𝑚𝑦𝐻𝑢
= −𝑚𝑥𝐻𝜕𝑦(𝑃 + 𝑃𝑎𝑡𝑚 + ∅)
+ 𝑚𝑥(𝜕𝑦𝑍𝑏
∗ + 𝑧𝜕𝑦𝐻)𝜕𝑧𝑃 + 𝜕𝑧 (𝑚𝑥𝑚𝑦
𝐴𝑣
𝐻
𝜕𝑧𝑣)
+ 𝜕𝑥 (
𝑚𝑦
𝑚𝑥
𝐻𝐴𝐻𝜕𝑥𝑣) + 𝜕𝑦 (
𝑚𝑥
𝑚𝑦
𝐻𝐴𝐻𝜕𝑦𝑣)
−𝑚𝑥𝑚𝑦𝐶𝑝𝐷𝑝(𝑢
2 + 𝑣2)1/2𝑣 
(2-2) 
𝑚𝑥𝑚𝑦𝑓𝑒 = 𝑚𝑥𝑚𝑦𝑓 − 𝑢𝜕𝑦𝑚𝑥 + 𝑣𝜕𝑥𝑚𝑦 (2-3) 
(𝜏𝑥𝑧, 𝜏𝑦𝑧) = 𝐴𝑣𝐻
−1𝜕𝑧(𝑢, 𝑣) (2-4) 
Phương trình liên tục 3 chiều trong hệ tọa độ nằm ngang cong trực giao theo 
phương thẳng đứng là: 
𝜕𝑡(𝑚𝑥𝑚𝑦𝐻) + 𝜕𝑥(𝑚𝑦𝐻𝑢) + 𝜕𝑦(𝑚𝑥𝐻𝑣) + 𝜕𝑧(𝑚𝑥𝑚𝑦𝑤)
= 𝑄𝐻 + 𝛿(0)(𝑄𝑠𝑠 + 𝑄𝑠𝑤) 
(2-5) 
Trong địa mạo thì phương trình liên tục của dòng nước liên quan tới phương trình 
cân bằng bùn cát đáy: 
𝜕𝑡(𝑚𝑥𝑚𝑦𝐵) = 𝑄𝐺𝑊 − 𝑄𝑠𝑠 − 𝑄𝑠𝑤 (2-6) 
2.5 Cơ sở nghiên cứu ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy tới hiện tượng bồi, 
xói luồng tàu 
2.5.1 Cơ sở lý thuyết nghiên cứu ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy 
Chân vịt do tàu chạy có thể gây ra xáo trộn bùn cát và phân bố lại bùn cát trong 
phạm vi luồng tàu chạy. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình vận chuyển bùn cát 
do tàu gồm: Kích thước tàu, độ sâu khi tàu chạy, vận tốc dòng chảy sông, tàu 
10 
chạy ngược dòng hay xuôi dòng, đặc trưng bùn cát của tuyến luồng...Hình 2-5 là 
sơ đồ tổng quát nhất về quá trình tính toán sa bồi do cả các yếu tố thủy động lực 
học môi trường có tính thêm ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy trong quá trình tàu 
di chuyển. Tỉ lệ vận chuyển bùn cát hay nói cách khác là tỉ lệ sa bồi trong sông 
là tổng của hai yếu tố trên. 
Hình 2-5 Mô tả quá trình tính sa bồi do dòng chảy và do chân vịt tàu gây ra 
Trên thế giới đã có một số tác giả nghiên cứu tính toán sa bồi do tác động của 
chân vịt tàu trên mô hình thực nghiệm. Trong đó, mô hình của Maynord được coi 
là mô hình tính toán hiệu quả nhất, Maynord chia ra hai vùng áp dụng như sau: 
Hình 2-6 Định nghĩa vùng 1 và vùng 2 cho phân bố vận tốc sau tàu 
Mô hình vùng 1: Áp dụng đối với vùng Xp 10 Dp tính từ chân vịt về phía sau: 
11 
V1(Xp, Ycl) = AXp
-0.524 (e
-15.4 R1
2
Xp
2
+ e
-15.4 R1
2
Xp
2
) (2-36) 
Mô hình vùng 2: Áp dụng đối với vùng Xp 10 Dp 
V(Xp, Ycl) = 0.34V2C1 (
Dp
Hp
)
0.93
(
Xp
Hp
)
0.24
e
−(
0.0178Xp
Dp
+
Ycl
2
2Cz2
2 Xp
2)
 (2-45) 
Có vận tốc do tàu gây ra, tính ứng suất xói tác động lên bề mặt phù sa do tàu gây 
ra theo công thức: 
propfsw VC
25.0  
(2-48) 
Hoạt động của chân vịt tàu thủy sẽ gây ra ứng suất xói và chính ứng suất này sẽ 
gây ra hiện tượng sa bồi cục bộ. Phạm vi ứng dụng của mô hình Maynord là giới 
hạn cho tàu có từ 1 đến 2 chân vịt. 
2.5.2 Cơ sở tính ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy trong mô hình EFDC 
Mô hình vận chuyển bùn cát do tàu Maynord được tác giả phát triển thành một 
mô đun và được kết hợp với mô hình thủy động lực học môi trường 3 chiều EFDC 
để tính toán vận tốc tổng cộng, ứng suất đáy tổng cộng, cũng như tỉ lệ vận chuyển 
bùn cát tổng cộng rồi cuối cùng là biến đổi đáy tổng cộng trong phạm vi luồng 
tàu chạy, cụ thể như sau: ô lưới ở mô hình thủy lực sẽ được chia nhỏ hơn để có 
thể tính đến kích thước của tàu, tỉ lệ vận chuyển bùn cát tổng cộng của ô lưới to 
sẽ bằng tổng của các ô lưới nhỏ do tàu cộng với tỉ lệ vận chuyển bùn cát do dòng 
chảy gây ra trong ô lưới đó. 
Hình 2-7 Chia lưới con cho tàu trong mô hình thủy lực 
Các bước thực hiện được tóm tắt như sau: Bước 1: Tính vận tốc nước gây ra do 
tàu; Bước 2: Tính ứng suất đáy gây ra do tàu; Bước 3: Tính tỉ lệ xói do tàu gây 
∆x
∆y
Đường phân bố
bùn cát do tàu
Tàu
∆x
∆z
Mtổng = Mdòng chảy + Mtàu
12 
ra; Bước 4: Tính lượng bùn cát tổng cộng do tàu tại vị trí (x,y) trong bước thời 
gian của mô hình thủy lực (∆t); Bước 5: Cộng giá trị vận chuyển bùn cát do tàu 
với bùn cát do dòng chảy tại vị trí (x,y). 
Hình 2-10 Giao diện mô đun tính toán ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy 
2.6 Kết luận chương 2 
Qua việc phân tích ưu điểm, nhược điểm của các bộ mô hình, từ yêu cầu và mục 
tiêu đặt ra, luận án chọn bộ mô hình thủy động lực học môi trường 3 chiều mã 
nguồn mở EFDC để áp dụng tính toán cho mục đích nghiên cứu. Trên cơ sở lý 
thuyết mô hình EFDC và lý thuyết mô hình thực nghiệm của Maynord về ảnh 
hưởng của chân vịt tàu thủy, luận án đã phát triển thêm mô đun tính ảnh hưởng 
của chân vịt tàu thủy lúc di chuyển tới bồi, xói bùn cát đáy. 
13 
CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG LỰC HỌC BỒI, 
XÓI KHU VỰC CỬA LẤP 
3.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu và mô hình tính toán 
3.1.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu khu vực tính toán 
Tài liệu địa hình, khí tượng, thủy hải văn: kế thừa của đề tài đã có và có cập nhật 
bổ sung đến năm 2013; Số liệu sóng trạm Bạch Hổ, Trạm Vũng Tàu. Trong đó 
số liệu thực đo tháng 10-2010 dùng để hiệu chỉnh và kiểm định độ chính xác của 
mô hình; Kết quả phân tích mẫu trầm tích đáy được tổng hợp từ các đợt khảo sát 
năm 1998, 1999 và đợt khảo sát tháng 10 năm 2010. 
3.1.2 Lựa chọn và xác định miền tính toán 
 Hình 3-8 Sơ hoạ phạm vi mô phỏng 
Lưới thô: Để tính toán quá trình truyền triều từ ngoài khơi vào bờ và trích xuất 
kết quả mực nước lấy điều kiện biên đầu vào cho mô hình lưới mịn. Mực nước 
được trích xuất từ mô hình lưới thô so sánh với chuỗi số liệu thực đo tại trạm 
Vũng Tàu cho kết quả phù hợp cả về pha và biên độ triều, chỉ số Nash đạt tới 
98,2% trong cả năm 2013. Do vậy, đảm bảo yêu cầu cho việc làm biên đầu vào 
của mô hình lưới mịn; Điều kiện ban đầu của lưới mịn: mực nước được lấy bằng 
giá trị mực nước trung bình nhiều năm tại trạm đo mực nước Vũng Tàu; Địa hình 
đáy được tổng hợp từ các số liệu bản đồ năm 2010; Điều kiện biên của lưới mịn: 
Biên thượng lưu là quá trình lưu lượng tại Cửa Lấp; Biên ngoài khơi: Trích ra từ 
mô hình lưới thô, biên phía Nam là mực nước triều thực đo tại trạm Vũng Tàu. 
14 
3.1.3 Kết quả hiệu chỉnh mô hình cho bộ số liệu khảo sát tháng 10.2010 
- Số liệu thực đo mực nước tại Cửa Lấp tháng 10-2010 được sử dụng để hiệu 
chỉnh mô hình, kết quả so sánh mực nước tính toán và mực nước thực đo có chỉ 
số Nash đạt 94% chứng tỏ kết quả của mô hình là chính xác. 
- Kết quả so sánh vận tốc dòng chảy giữa mô hình và số liệu thực đo trạm Cửa 
Lấp các tầng độ sâu cho kết quả tương đối phù hợp về mặt độ lớn. 
- So sánh hướng sóng, độ cao sóng và chu kỳ sóng với số liệu đo tháng 10-2010 
cho kết quả tính toán và thực đo tương đối phù hợp. Kết quả này cho thấy mô 
hình tính sóng có độ chính xác tương đối tốt. 
Nhận xét chung: Có thể áp dụng mô hình này để tính toán dự báo và nghiên cứu 
đánh giá chế độ thủy động lực học và biến đổi hình thái cho thời đoạn dài hơn 
nếu có đủ các số liệu cần thiết. 
3.1.4 Xây dựng tương quan để tính toán mở rộng cho bộ số liệu năm 2013 
3.1.4.1 Đặt vấn đề 
Khu vực Cửa Lấp chưa có trạm quan trắc các số liệu thủy văn thường xuyên nên 
số liệu về lưu lượng Cửa Lấp chỉ có chuỗi số liệu thực đo từ ngày 18/04/2013 
đến ngày 25/04/2013, cần phải sử dụng các mối quan hệ tương quan để kéo dài 
chuỗi số liệu hiện có phục vụ tính toán cho mô hình. 
3.1.4.2 Kéo dài chuối số liệu lưu lượng tại Cửa Lấp 
Từ số liệu thực đo tháng 4/2013, sử dụng tương quan giữa mực nước và mực 
nước, mực nước và lưu lượng để kéo dài chuỗi số liệu thực đo lưu lượng Cửa 
Lấp cho cả năm 2013. Kết quả tính toán và kiểm định giữa mực nước tính toán 
và mực nước thực đo tháng 4/2013 trạm Cửa Lấp cho chỉ số nash=87% cho thấy 
chuỗi số liệu kéo dài đủ tin cậy để phục vụ cho việc mô phỏng cả năm 2013. 
3.2 Nghiên cứu, đánh giá chế độ thủy động lực học và quá trình bồi, xói 
3.2.1 Chế độ thủy động lực học khu vực Cửa Lấp 
3.2.1.1 Chế độ dòng chảy trong gió mùa Đông Bắc 
Xu thế chính của trường dòng chảy dư trong gióa mùa Đông Bắc có hướng đi về 
hướng Tây Nam. Tại khu vực phía bờ Nam, dòng chảy dư ở ven bờ có hướng ổn 
15 
đi về phía Vũng Tàu với vận tốc cỡ 0,9m/s đến 1,5m/s. Khu vực bờ Bắc, Đông 
Bắc của Cửa Lấp, hướng dòng chảy dư có xu thế về phía chùa Dinh Cô. 
3.2.1.2 Chế độ dòng chảy trong gió mùa Tây Nam 
Trong gió mùa Tây Nam hướng dòng chảy dư chủ yếu có hướng Đông và Đông 
Bắc, dòng chảy trong sông chảy lên khi triều lên và chảy xuống khi triều xuống. 
Vận tốc dòng chảy ven tương đương trong gió mùa Đông Bắc và có hướng chảy 
theo đường ven bờ, vận tốc dòng chảy khu vực xa bờ thì nhỏ hơn. 
Hình 3-24 Trường dòng chảy dư tổng cộng 
a) gió mùa Đông Bắc; b) gió mùa Tây Nam 
3.2.1.3 Tương tác giữa dòng chảy sông và triều 
Khi triều xuống lưu lượng dòng chảy sông chảy ra theo hai luồng của Cửa Lấp 
và có xu thế chảy về phía Đông. Khi triều lên, dòng chảy bị đẩy về phía bờ Tây, 
vận tốc dòng chảy tính được từ 0,9m/s đến 1,2m/s, trong lúc đó, vận tốc dòng 
chảy khu vực cảng Phước Tỉnh nhỏ, tạo điều kiện cho bùn cát lắng đọng; khảo 
sát tổng lượng dòng chảy qua 3 mặt cắt (01 mặt cắt ngang cửa sông, 02 mặt cắt 
ven bờ) cho thấy tổng dòng chảy từ trong sông ra lớn hơn dòng chảy triều vào, 
đồng thời khu vực Cửa Lấp tồn tại một dòng chảy dư có hướng từ Nam và Tây 
Nam sang Bắc và Đông Bắc chạy dọc ven bờ, do vậy bùn cát có xu hướng dịch 
chuyển theo chế độ dòng chảy dư từ Nam, Tây Nam sang Bắc và Đông Bắc. 
16 
3.2.2 Đánh giá ảnh hưởng của sóng đến dòng chảy ven bờ và vận chuyển 
bùn cát khu vực Cửa Lấp 
3.2.2.1 Kịch bản 1: Trường dòng chảy do sóng gió mùa Đông Bắc 
Dòng chảy chủ yếu theo hướng Đông Bắc - Tây Nam. Vận tốc dòng chảy trung 
bình độ sâu ven bờ do sóng gây ra khoảng 0,13m/s và thay đổi tùy theo chiều cao 
sóng. Khu vực phía Nam hình thành vùng có dòng xoáy (vòng tròn màu đỏ). Khu 
vực cửa sông và phía bờ Bắc có những vùng dòng chảy rất nhỏ (vòng tròn màu 
xanh), là điều kiện thuận lợi để bùn cát lắng đọng lại. Xu thế vật chất được mang 
từ bờ Bắc đi qua Cửa Lấp xuống bờ Nam và lắng đọng lại khu vực trước cửa. 
Hình 3-29 Trường dòng chảy khu vực Cửa Lấp do sóng gió mùa Đông Bắc 
3.2.2.2 Kịch bản 2: Trường dòng chảy do sóng gió mùa Tây Nam 
Dòng chảy ven bờ khu vực Cửa Lấp có hướng Tây Nam - Đông Bắc. Vận tốc 
dòng chảy trung bình theo độ sâu do sóng gây ra khoảng 0.23m/s và thay đổi tùy 
theo chiều cao sóng. Dòng chảy hình thành các khu vực có dòng chảy lớn là khu 
vực phía Nam và khu vực có dòng chảy nhỏ là khu vực giữa cửa và phía Bắc của 
cửa. Khi mực nước cực trị, trường dòng chảy tiến sâu vào vùng ven bờ, vận tốc 
dòng chảy trung bình độ sâu do sóng gây ra tại khu vực cửa khoảng 0.28m/s. Khu 
vực phía cửa sông không thấy hình thành các xoáy do sóng gây ra. Tuy nhiên tại 
phía giữa cửa và phía bờ Bắc vẫn tồn tại các khu vực dòng chảy nhỏ. 
Kết quả tính toán ứng suất đáy cho thấy ứng suất đáy do sóng gây ra trong gió 
mùa Tây Nam thường lớn hơn trong gió mùa Đông Bắc và lớn hơn cõ 20% ở hầu 
hết các vị trí ven bờ trong điều kiện cùng một vận tốc gió và chế độ thủy lực. 
17 
Hình 3-30 Trường dòng chảy khu vực Cửa Lấp do sóng gió mùa Tây Nam 
3.2.3 Cơ chế vận chuyển bùn cát tại khu vực Cửa Lấp 
3.2.3.1 Quá trình vận chuyển bùn cát lơ lửng 
Qua kết quả tính toán cho thấy bùn cát kết dính chủ yếu phân bố ở khu vực trong 
sông và giữa sông, bùn cát không kết dính phân bố dọc ven bờ. Ứng suất tổng 
cộng do sóng và dòng chảy vượt quá ứng suất tới hạn làm cho bùn cát dịch chuyển 
trên bề mặt đáy hoặc xáo trộn vào cột nước, khi có dòng chảy, bùn cát sẽ bị cuốn 
đi gây nên hiện tượng xói. Ứng suất sinh ra trong mùa gió Tây Nam đều vượt quá 
ứng suất tới hạn tại các điểm tính toán, kết quả này đã chỉ ra rằng quá trình biến 
đổi đáy ở khu vực trong sông chủ yếu là do tác động của dòng chảy, khu vực ven 
bờ là do tác động của sóng còn khu vực cửa sông thì tác động của sóng và dòng 
chảy khá tương đương nhau và diễn biến mạnh trong mùa gió Tây Nam. 
3.2.3.2 Mô phỏng biến đổi địa hình đáy 
Kết quả mô phỏng chế độ vận chuyển bùn cát và biến đổi hình thái khu vực Cửa 
Lấp năm 2013 cho thấy sau một năm có xuất hiện một vùng bồi ở khu vực cửa 
sông. Vùng bồi này xuất hiện từ tháng 3 và phát triển dần về độ lớn cho đến tháng 
11. Kết quả này khá trùng khớp với ảnh viễn thám chụp tháng 8/2010 và tháng 
10/2013, chứng tỏ kết quả của mô phỏng là chính xác. 
18 
3.2.4 Đánh giá ảnh hưởng của chân vịt tới bồi lấp trở lại luồng tàu 
Kết quả mô phỏng ảnh hưởng của chân vịt tàu tương ứng với 3 tàu điển hình 
trong khu vực được thể hiện ở Hình 3-43, Hình 3-44 (tính toán cho trường hợp 
khi tàu đi từ biển về cảng). 
Hình 3-43 a) Trường vận tốc; b) Mặt cắt vận tốc dòng chảy, ứng suất đáy và 
nồng độ bùn cát lơ lửng tại vị trí 1m từ tim tàu 
Khi ứng suất đáy do chân vịt tàu gây ra lớn hơn ứng suất tới hạn của bùn cát di 
đáy thì bùn cát đáy sẽ bị xáo trộn và đi vào cột nước hoặc vận chuyển sang hai 
bên. Tàu có mã lực 700CV và 1100CV khi chạy sẽ tạo ra trường vận tốc lớn nhất 
cỡ 3m/s, nồng độ bùn cát lơ lửng do hai loại tàu này tại vị trí cách tim một mét 
khi chạy là cỡ khoảng 2250 mg/l. 
Hình 3-44 Trường ứng suất đáy và bùn cát lơ lửng gây ra bởi chân vịt của tàu 
Khoảng cách dọc theo tàu (m)
Kh
oả
ng
cá
ch
ng
an
g
tà
u
(m
)
TÀU 300CV
TÀU 700CV
TÀU 1100CV
TÀU 300CV
TÀU 700CV
TÀU 1100CV
Khoảng cách dọc theo tàu (m)
Kh
oả
ng
cá
ch
ng
an
g
tà
u
(m
)
Ứng suất đáy Bùn cát lơ lửngTÀU 300CV
TÀU 70 CV
TÀU 1100CV
TÀU 300CV
TÀU 700CV
TÀU 1100CV
19 
3.3 Kết luận chương 3 
Kết quả mô phỏng cho cả năm 2013 cho thấy khu vực Cửa Lấp có sự biến động 
địa hình xảy ra theo chu kỳ gió mùa Đông Bắc và Tây Nam, trong đó ảnh hưởng 
của gió mùa Tây Nam lớn hơn nhiều trong gió mùa Đông Bắc, lúc triều lên dòng 
chảy tập trung về phía bờ thuộc xã Chi Lăng. Lúc triều lên, dòng chảy ven trở 
nên mạnh hơn trong gió mùa Tây Nam (từ 0,9m/s đến 1,2m/s), ứng suất đáy tính 
được là khá lớn, vượt quá ứng suất tới hạn gây nên hiện tượng xáo trộn bùn cát 
đáy làm cho nồng độ bùn cát lơ lửng tăng lên, dòng chảy di đẩy lượng bùn cát 
này đi nơi khác gây nên xu thế xói; Khu vực Phước Tỉnh được che chắn bởi mũi 
Xóm Cồn nên ứng suất đáy gây ra do sóng tại đây giảm đi đáng kể, lúc triều lên, 
vận tốc dòng chảy bé, đây là điều kiện cho bùn cát lắng đọng, lúc triều rút, dòng 
chảy sông làm cho ứng suất đáy tăng lên gây nên xu thế xói, do vậy, khu vực này 
tồn tại những vùng bồi xói đan xen. 
Ứng suất đáy ven bờ chủ yếu là do sóng gây ra và tăng lên đáng kể trong mùa 
gió Tây Nam, vượt xa ứng suất tới hạn gây nên hiện tượng xáo trộn bùn cát đáy, 
dòng chảy dư tổng cộng ven bờ có hướng Nam và Tây Nam lên hướng Bắc và 
Đông Bắc. Do vậy, khu vực ven bờ bùn cát có xu thế dịch chuyển theo hướng 
Nam, Tây Nam sang Bắc và Đông Bắc. Tại khu vực cửa sông, dưới tác dụng của 
sóng và dòng chảy, tồn tại các khu vực dòng chảy hội tụ có vận tốc bé trong lúc 
nồng độ bùn cát lơ lửng lớn, đây là cơ hội cho bùn cát lắng đọng gây bồi. 
Song song với chế độ thủy động lực gây bồi, xói cho khu vực thì các hoạt động 
của tàu thủy cũng đóng vai trò khá quan trọng. Qua tính toán cho thấy ảnh hưởng 
của chân vịt tàu thủy tới vận tốc dòng chảy và nồng độ bùn cát lơ lửng là rất lớn, 
kết quả tính toán đối với tàu có mã lực 300CV khi độ sâu chạy tàu là 3m thì ứng 
suất đáy lớn nhất do chân vịt tàu tạo ra là 108 (Pa) và nồng độ bùn cát lơ lửng 
lớn nhất tương ứng là 1.000 (mg/l). Tương tự, với tàu 1100CV khi độ sâu chạy 
tàu là 4m thì ứng suất đáy lớn nhất do chân vịt tàu tạo ra là 121 (Pa) và nồng độ 
bùn cát lơ lửng lớn nhất là 1.120 (mg/l). 
20 
CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU 
QUẢ KỸ THUẬT GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ CỬA LẤP 
4.1 Cơ sở để bố trí không gian công trình chỉnh trị Cửa Lấp 
4.1.1 Mục tiêu chỉnh trị 
Chống bồi lấp và ổn định luồng tàu vào cảng cá Phước Tỉnh, Cửa Lấp; chống sạt 
lở bờ Tây Cửa Lấp, tạo điều kiện tôn tạo bãi tắm Chí Linh. 
4.1.2 Tham số thiết kế luồng tàu 
4.1.2.1 Các phương tiện vận tải ra vào cảng cá Phước Tỉnh 
Cảng Phước Tỉnh được quy hoạch cho 3 loại tàu cá thường xuyên ra vào và neo 
đậu trú tránh bão là: Tàu 300CV; tàu 700CV; tàu 1100 CV (dự kiến). 
4.1.2.2 Chọn tuyến luồng tàu 
Trên thực tế hiện nay tại Cửa Lấp có 2 tuyến lạch sâu nối từ cảng cá Phước Tỉnh 
ra biển, cụ thể: Tuyến 1: tuyến gần chính giữa Cửa Lấp, chiều dài ra đến đáy biển 
-4m là 3.000m; Tuyến 2: tuyến đi