khu vực Vịnh Nha Trang

Transcription

1 Tạp chí Khoa học: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 31, Số 3S (2015) Đặc trưng trường sóng và diễn biến đường bờ bãi tắm khu vực Vịnh Nha Trang Vũ Công Hữu 1, Nguyễn Kim Cương 1, Đinh Văn Ưu 1, *, Nguyễn Minh Huấn 1, Nguyễn Trung Việt 2 1 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam 2 Trường Đại học Thủy lợi, 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 26 tháng 6 năm 2015 Chỉnh sửa ngày 28 tháng 7 năm 2015; Chấp nhận đăng ngày 06 tháng 8 năm 2015 Tóm tắt: Vịnh Nha Trang thuộc vùng biển ven của khu vực biển Nam Trung Bộ và phía tây của Biển Đông. là một trong 29 vịnh biển đẹp nhất thế giới, thu hút rất nhiều khách du lịch và góp phần quan trọng cho sự phát triển KT-XH của TP. Nha Trang và Tỉnh Khánh Hòa. Trong những năm gần đây, bãi biển khu vực bãi tắm dọc đường Trần Phú đã có sự biến động đáng kể làm ảnh hưởng đến cảnh quan, có thể tác động tiêu cực đến công trình và khách du lịch. Nghiên cứu này đã tính toán trường sóng cho vịnh Nha Trang và xây dựng mô hình biến đổi đường bờ cho khu vực bãi tắm Nha Trang bên đường Trần Phú. Mô hình đã mô phỏng tốt sự biến đổi đường bờ với các quy mô thời gian theo mùa, sự kiện gió mùa và bão. Kết quả mô hình cho thấy vai trò quan trọng của sóng đối với biến đổi đường bờ trong các quy mô thời đó. Kết quả nghiên cứu này có ý nghĩa tham khảo cho việc xây dựng hệ thống cảnh báo biến động bờ biển, các nghiên cứu khác đối với vịnh Nha Trang và các vùng bờ khác. Từ khóa: Vịnh Nha Trang, biến đổi đường bờ, trường sóng. 1. Mở đầu Vịnh Nha Trang kéo dài từ Bãi Tiên đến Sông Lô và từ bờ ra đảo Hòn Dung, đường bờ biển (kể cả các đảo) dài hơn 103 km. Đảo Hòn Lớn (Hòn Tre) là đảo lớn nhất, án ngữ phía đông-nam của vịnh. Cùng với một số đảo nhỏ nằm rải rác tạo thành một vành đai chắn sóng hướng đông và đông nam (tổng cộng 19 đảo). Chiều dài (song song dọc bờ) khoảng 16 km, chiều rộng (vuông góc với bờ) khoảng 13km. Vịnh thông với Tác giả liên hệ. ĐT.: uudv@vnu.edu.vn 172 biển ngoài bằng hai cửa: cửa chính phía đông bắc, cửa nhỏ hơn phía đông nam. Nha Trang có nhiều bãi biển đẹp dọc đường Trần Phú với chiều dài khoảng 7 km. Vịnh nằm trong khu vực có điều kiện khí hậu thuỷ văn, tương đối ôn hoà, ít gặp điều kiện thời tiết cực đoan [1]. Mùa Đông: từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau, gió thịnh hành là hướng bắc đến đông bắc và tây bắc chiếm từ 15-37%. Mùa hè: từ tháng 4 đến tháng 9 nhưng do có chế độ địa hình đặc trưng riêng nên ở Nha Trang lại thịnh hành hướng gió đông đến đông nam. Tần suất hướng gió thịnh hành trạm Nha Trang ( ).

2 V.C. Hữu và nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 31, Số 3S (2015) Tần suất gió lặng: tháng mùa hè đạt từ 37 46%. Tốc độ gió mạnh nhất thường xảy ra trong các đợt gió mùa đông bắc hoặc gió mùa tây nam có cường độ mạnh bột phát (15-24m/s), có thể đạt 30m/s như trong trường hợp cơn bão ngày 10/11/1998. Gió mùa đông bắc chiếm ưu thế trong thời kỳ từ tháng 10 đến tháng 2. Gió tương đối nhẹ và hướng gió là đông hoặc đông đông nam trong thời kỳ từ tháng 3 đến tháng 9. [1, 2]. Số liệu sóng thu thập từ Cục Hải dương và Khí quyển quốc gia Mỹ (NOAA) từ năm 1997 đến 2014 cho thấy sóng khu vực ngoài khơi Nha Trang phân theo mùa rõ rệt (Hình 1). Từ tháng 10 năm trước đến tháng 4 năm sau, sóng có hướng chủ đạo là đông bắc, với cường độ mạnh nhất vào các tháng 11, 12 và tháng 1. Chiều cao sóng khá lớn, từ 2 m đến hơn 4 m. Đây chính là thời kỳ sóng ngoài khơi truyền vào vịnh mạnh nhất và ảnh hưởng đến bờ - bãi biển. Từ tháng 4 đến tháng 9, sóng có hướng chủ đạo là tây nam, chiều cao sóng nhỏ biến đổi từ 0,3 m và lớn nhất đạt 3 m khi có thời tiết cực đoan và sóng hướng đông hoặc đông bắc truyền vào. NORTH NORTH NORTH 80% 80% 40% 60% 60% 30% 40% 40% 20% 20% 20% 10% WEST EAST WEST EAST WEST EAST Hs (m) Hs (m) Hs (m) >=4 3-4 >= >= SOUTH SOUTH SOUTH (a) (b) (c) Hình 1. Hoa sóng ngoài khơi vịnh Nha Trang trong mùa đông (a), mùa đông-hè (b) và tổng hợp nhiều năm (c). (vẽ từ nguồn số liệu NOAA) Hình 2. Mặt cắt tại hai vị trí đầu và cuối bãi tắm. Một số đặc điểm hiện trạng bờ - bãi biển Nha Trang được thu thập qua số liệu của các đề tài mà Viện Hải dương học tiến hành trong những năm gần đây như Lê Đình Mầu (2009, 2012) [3, 4]. Cho thấy, bờ biển Nha Trang khu vực từ Lầu Yersin đến Cầu Đá có thành phần vật liệu cấu tạo bãi chủ yếu là cát hạt trung đến nhỏ. Địa hình bãi biển thuộc dạng bãi tích tụ - xói lở do tác động của sóng chiếm ưu thế. Độ dốc bãi tăng dần từ bắc đến nam, cụ thể: Khu vực từ Cầu Đá đến UBND Tỉnh có độ dốc bãi lớn, bãi bồi/xói theo mùa, nhìn chung ổn định;

3 174 V.C. Hữu và nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 31, Số 3S (2015) Khu vực trước UBND tỉnh đến cầu Trần Phú bãi bị xói mòn; Bãi Hòn Chồng thoải, nhìn chung ổn định; Khu vực từ Nhà Sáng Tác Nha Trang đến Bãi Tiên được cấu tạo bởi vật liệu thô, sóng trực tiếp tác động vào bờ, không thuận lợi cho người tắm biển. Hiện tượng biến đổi bờ - bãi đã xảy ra trên 4,3 km bờ biển bên phải cửa sông Cái và xảy ra nghiêm trọng hơn trong những năm gần đây. Các dữ liệu về ảnh vệ tinh từ Google Earth (từ 2002 đến 2013), ảnh xiên chụp năm 2009 bởi Viện Hải dương học Nha Trang, ảnh từ hệ thống camera quan trắc đường bờ theo thời gian thực cho thấy sự biến đổi theo mùa của đường bờ, đường bờ tiến về phía trước vào mùa hè (bồi) và thụt lùi vào các tháng mùa đông (xói) [5, 6]. Khoảng dao động của đường bờ giữa hai mùa trong năm khá lớn, có thể đạt đến 12 m như được thể hiện ở hình 4. Trong số các tác nhân động lực gây biến đổi bờ và bãi biển thì vai trò của sóng là quan trọng. Do vậy, việc khôi phục trường sóng cho vịnh Nha Trang có ý nghĩa thiết thực đối với nghiên cứu về biến đổi bờ - bãi biển. Nguyên nhân và cơ chế làm biến đổi bờ-bãi biển Nha Trang vẫn đang được các nhà khoa học quan tâm tiếp tục nghiên cứu. Các phần tiếp theo trình bày kết quả khôi phục trường sóng và kết quả của mô hình biến đổi đường bờ được xây dựng dựa trên phương pháp động lực học thống kê. Hình 3. Vị trí đường bờ tại các thời điểm trong những năm gần đây. Hình 4. Ảnh chụp bãi tắm Nha Trang trong mùa đông và mùa hè năm 2013 [7]. 2. Phương pháp mô phỏng và số liệu 2.1. Mô hình tính sóng Mô hình Mike21SW được áp dụng để khôi phục trường sóng cho khu vực vịnh Nha trang dựa trên số liệu đầu vào là sóng nước sâu và gió từ kết quả các mô hình toàn cầu (NOAA); và được hiệu chỉnh dựa trên số liệu sóng đo đạc trong 2 đợt khảo sát đặc trưng cho mùa hè và mùa đông tại điểm nước sâu A ( E, N). Miền tính mô hình Mike21SW bao gồm vịnh Nha Trang và mở rộng về các phía Bắc, Nam và phía đông nhằm giảm sai số ở các biên và xét đến ảnh hưởng của các đảo đến sự truyền sóng vào vịnh và khu bãi tắm.

4 V.C. Hữu và nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 31, Số 3S (2015) Hình 5. Miền tính của mô hình Mike21SW (phải) và khu vực vịnh Nha Trang (trái). Hình 6. So sánh hướng sóng trong các thời đoạn mùa đông (phải) và mùa hè (trái). Hình 7. So sánh độ cao sóng trong các thời đoạn mùa đông (phải) và mùa hè (trái). Hình 8. So sánh chu kỳ sóng trong các thời đoạn mùa đông (phải) và mùa hè (trái).

5 176 V.C. Hữu và nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 31, Số 3S (2015) Mô hình sóng được hiệu chỉnh dựa trên số liệu đo sóng trong 2 đợt mùa đông và mùa hè (Hình 7, 8). Vào khoảng thời gian từ nửa đêm đến sáng, gió từ đất liền thổi ra biển (loại gió địa phương này không được xét đến trong mô hình) đã làm cho độ cao sóng truyền từ khơi vào giảm đáng kể. Ngược lại, vào nửa sau của mỗi ngày, khi gió biển được mạnh lên cùng với thành phần gió địa phương từ biển thổi vào làm cho độ cao sóng tăng lên. Sự khác biệt giữa chu kỳ sóng đo đạc và tính toán thì ngược lại so với độ cao. Cụ thể, vào thời đoạn gió thổi ra biển làm tăng chu kỳ sóng sóng lừng truyền vào vịnh. Trong khi đó, vào nửa sau của mỗi ngày khi sóng được mạnh thêm do có thành phần gió địa phương cùng hướng cùng hướng sóng lừng truyền vào nên chu kỳ sóng thực đo nhỏ hơn chu kỳ tính toán. Kết quả hiệu chỉnh mô hình cho thấy mặc dù các kết quả tính toán sai khác chút ít so với thực đo nhưng sai số trung bình là 18 cm với giá trị độ cao sóng trung bình trong toàn đợt đo là 87cm thì kết quả có thể chấp nhận được. Trong giai đoạn mùa hè, độ cao sóng nhỏ nên sai số không ảnh hưởng nhiều đến kết quả mô phỏng diễn biến đường bờ Mô hình biến đổi đường bờ Biến đổi đường bờ là quá trình phức tạp với nhiều quy mô khác nhau trong mối tương tác giữa các quá trình vận chuyển trầm tích ngang bờ và dọc bờ biển. Nghiên cứu này áp dụng một phương pháp mới mô phỏng biến đổi đường bờ dựa trên phương trình cổ điển dạng cải tiến kết hợp kỹ thuật giám sát bằng camera. Phương pháp này được đề xuất dựa trên các nghiên cứu số và trong phòng thí nghiệm về biến đổi đường bờ. Cả hai thí nghiệm quy mô lớn và nhỏ [8] cho thấy rằng trong điều kiện tác động sóng không đổi và mực nước cố định thì bãi biển sẽ bao gồm các xu thế cân bằng theo quy mô thời gian xấp xỉ dạng hàm mũ. Các mô phỏng số [8-10] cho thấy rằng sự biến đổi đường bờ được mô hình hóa theo phương trình có dạng: (1) Với y(t) và y eq (t) là vị trí đường bờ và vị trí đường bờ cân bằng tại thời điểm t; k là hệ số biến đổi của đường bờ so với đường bờ cân bằng. Phương trình (1) là dạng cân bằng được cải tiến từ phương trình cân bằng cổ điển và cho thấy sự biến đổi đường bờ tỷ lệ với mức độ mất cân bằng của đường bờ [10]. Mô hình cho phép thu được các hệ số hiệu chỉnh, độ lệch của vị trí đường bờ so với trạng thái cân bằng và sự biến đổi của chúng. Hệ số biến đổi đường bờ được tham số hóa theo các đặc trưng mực nước, sóng, trầm tích và thuật toán tự hiệu chỉnh mô hình được xây dựng nhằm lựa chọn các tham số thích hợp nhất đối với mỗi một địa điểm trong trong thực tế. *) Kết quả hiệu chỉnh mô hình Các dữ liệu đầu vào cần thiết cho mô hình gồm có, độ cao sóng vỡ, mực nước, dữ liệu đường bờ, dữ liệu mặt cắt ngang cân bằng và tham số kích thước hạt trầm tích. Số liệu mực nước được tính toán dựa trên bộ hằng số điều hòa của đề tài Cơ sở dữ liệu hằng số điều hòa khu vực miền trung Việt Nam- Đề tài QGTĐ Dữ liệu mặt cắt và tham số kích thước hạt cũng như dữ liệu giải đoán đường bờ từ kỹ thuật giám sát camara (Hình 9) được thu nhận từ đề tài khoa học Nghiên cứu chế độ thủy động lực và vận chuyển bùn cát vùng cửa sông và bờ biển vịnh Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa dưới sự chủ trì của Đại học Thủy lợi. Chuỗi số liệu biến thiên của vị trí đường bờ theo thời gian tại bãi tắm Nha Trang được sử dụng để hiệu chỉnh mô hình số trong nghiên cứu này.

6 V.C. Hữu và nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 31, Số 3S (2015) Hình 9. Sơ đồ các trạm khảo sát và vị trí camera quan trắc khu vực vịnh Nha Trang. Hình 10. So sánh vị trí đường bờ tính toán mô hình và giải đoán từ Camera. Mô hình tính toán theo phương pháp này đã được hiệu chỉnh dựa trên số liệu giám sát đường bờ bằng camera tại bãi tắm Nha Trang trong 1 năm. Từ đó, đã lựa chọn được các tham số hiệu chỉnh phù hợp và có thể tiến tới việc dự báo và cảnh báo biến đổi đường bờ quy mô vừa và dài hạn. Chuỗi số liệu sóng liên tục tại vị trí A được trích xuất từ kết quả tính sóng được trình bày ở phần trước và từ vị trí này tính độ cao sóng vỡ theo phương pháp tính trực tiếp dựa trên hệ phương trình bảo toàn năng lượng sóng kết hợp với quy luật biến đổi góc sóng của Snell được áp dụng [5]. Độ cao và chu kỳ sóng vỡ thu được là giá trị đầu vào cho mô hình biến đổi đường bờ. Các kết quả mô phỏng vị trí đường bờ tính toán và giải đoán từ ảnh camera đã có sự phù hợp khá tốt về pha hay xu thế của của sự biến đổi trong các giai đoạn của các mùa. Để có được sự phù hợp tốt hơn cho quy mô thời gian nhỏ thì cần có dữ liệu chi tiết về mực nước tổng cộng, độ cao sóng và đặc trưng mặt cắt ngang cân bằng cho từng mùa. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này chưa thể chi tiết hóa được điều này. 3. Kết quả nghiên cứu 3.1. Đặc trưng trường sóng Kết quả về trường sóng cho thấy dải ven bờ phía bắc chịu tác động chủ yếu bởi sóng hướng E, dải ven bờ phía nam chịu tác động mạnh cả 2 hướng sóng NE và E, đặc biệt sóng hướng NE

7 178 V.C. Hữu và nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 31, Số 3S (2015) đây cũng là trường sóng có tần suất xuất hiện cao hơn sóng hướng E. Khu vực bãi tắm, sóng ngoài khơi có hướng đông nam và hướng nam bị các đảo phía nam che chắn nên chỉ truyền vào khu bãi tắm qua eo biển giữa đảo Hòn Tre và đất liền (Hình 11). Do vậy, độ cao sóng nhỏ và hướng sóng có xu thế dọc bờ. Khi sóng ngoài khơi có hướng Đông truyền thẳng vào vịnh mà không bị che chắn của các đảo, chỉ còn ảnh hưởng của địa hình khi vào nước nông nên khu vực bãi tắm có hướng sóng vuông góc với bờ (Hình 12). Khu vực phía Bắc vịnh hướng sóng có xu thế đông nam. Khi sóng ngoài khơi có hướng đông bắc, sóng truyền vào vịnh bị ảnh hưởng của hiệu ứng nước nông (Hình 13). Khu vực phía bắc bịnh được che chắn do vậy độ cao sóng rất nhỏ so với ngoài khơi. Khu vực bãi tắm, độ cao sóng lớn đáng kể so với sóng ngoài khơi. Hướng sóng có xu thế là dông đông bắc. Các số liệu tính toán sóng, cũng như từ kết quả khảo sát cho thấy sóng trong mùa đông có đặc trưng chiều cao sóng đều lớn hơn hẳn so với mùa hè (luôn cao hơn 0,5 m và có khi đạt hơn 2,0 m), và chu kỳ sóng trong khoảng 6 s đến 10 s, một số thời điểm lớn hơn 14 s. Hướng sóng chủ đạo trên toàn vịnh là đông và đông bắc. Hình 11. Phân bố trường sóng khi sóng ngoài khơi có hướng đông nam.

8 V.C. Hữu và nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 31, Số 3S (2015) Hình 12. Phân bố trường sóng khi sóng ngoài khơi có hướng đông. Hình 13. Phân bố trường sóng khi sóng ngoài khơi có hướng đông bắc 179

9 180 V.C. Hữu và nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 31, Số 3S (2015) Hình 14. Diễn biến độ cao sóng trong các tháng mùa hè và mùa đông. (a) tháng 1 (b) tháng 2 (c) tháng 3 (d) tháng 4 (e) tháng 5 (f) tháng 6 (g) tháng 7 (h) tháng 8 (i) tháng 9 (j) tháng 10 (k) tháng 11 (l) tháng 12 Hình 15. Hoa sóng các tháng tại vị trí A.

10 V.C. Hữu và nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 31, Số 3S (2015) Trong thời kỳ mùa hè, độ cao sóng lớn nhất đạt 0,6 m và trung bình từ 0,1 đến 0,4 m, hướng sóng chủ đạo là hướng nam và đông nam, chu kỳ sóng nhỏ cỡ 3-4 s. Cụ thể, diễn biến độ cao sóng tại điểm A được trích xuất làm đầu vào cho mô hình biến đổi đường bờ (Hình 14). Kết quả cho thấy sự bất đối xứng về trường sóng giữa mùa đông và mùa hè. Khu vực bãi tắm, sóng xu thế vuông góc với bờ trong giải hướng sóng đến ở ngoài khơi đông bắc, đông, đông đông nam. Cụ thể được thể hiện ở hoa sóng từng tháng như trong hình 15. Do ảnh hưởng của địa hình eo biển giữa đảo Hòn Tre và đất liền, kết hợp gió mùa tây nam nên tồn tại sóng đi từ trong bờ ra, tuy nhiên sóng này rất nhỏ (Hình 15). Mô hình sóng được kiểm chứng với hai chuỗi số liệu thực đo đặc trưng cho mùa đông và mùa hè tại khu vực nghiên cứu cho kết quả chấp nhận được. Kết quả mô hình sóng là một trong những tham số đầu vào cho mô hình biến đổi đường bờ để hiệu chỉnh, mô phỏng biến đổi đường bờ và được trình bày trong phần tiếp theo Diễn biến đường bờ Kết quả tính diễn biến vị trí đường bờ từ mô hình được xây dựng đã được so sánh, kết hợp với các kết quả giám sát bằng camera. Trong thời kỳ mùa hè 01/6/ /9/2013, đường bờ biến đổi không nhiều. Trong thời kỳ này, bãi biển có xu hướng mở rộng từ đầu tháng 5 và lớn nhất vào khoảng giữa tháng 8 (Hình 16). Kết quả này cũng phù hợp với diễn biến bãi tắm quan sát được trong nhiều năm từ ảnh chụp như đã trình bày ở phần mở đầu và phù hợp với kết quả giải đoán đường bờ số liệu camera. Hình 16. Kết quả diễn biến đường bờ trong các tháng mùa đông (phải) và mùa hè (trái). Diễn biến đường bờ trong các tháng mùa đông lớn nhất đạt hơn 8 m. Giai đoạn xói mạnh nhất vào các tháng 11, 12 và tháng 1 của năm sau (Hình 16). Sự xói lớn do có sự kết hợp sóng lớn mùa đông và mực nước lớn. Các kết quả đều cho thấy bãi biển có xu hướng bị xói, và đặc biệt bãi bị xói mạnh vào những ngày có gió mùa mạnh (cuối tháng 12/2013 và cuối tháng 01/2014) hoặc ảnh hưởng của bão (Nari 14/10/2013 và Haiyan 10/11/2013). Tuy nhiên, sau những đợt gió mùa mạnh, đường bờ được khôi phục lại khá nhanh (trong vòng vài ngày). Hơn nữa, trong các tháng mùa đông thì mực nước lớn làm cho vị trí đường bờ xói sâu hơn. Các số liệu tính toán sóng trong mùa hè, cũng như từ kết quả khảo sát giai đoạn tháng 5/2013 cho thấy sóng trong mùa hè có đặc trưng chiều cao sóng thấp hơn 0,4 m, chu kỳ sóng nhỏ hơn 5 s và đường bờ có xu thế bồi. Bão Nari và Haiyan đã không đổ bộ vào khu vực bãi tắm Nha Trang nhưng sự ảnh hưởng của bão đến biến động bờ và bãi chủ yếu do sự truyền sóng lừng từ ngoài khơi phát sinh trong thời gian của bão. Kết quả tính toán mô hình cho thấy đường bờ bị xói sâu đến 2 m (Hình 17).

11 182 V.C. Hữu và nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 31, Số 3S (2015) Hình 17. Diễn biến độ cao sóng trong khoảng thời gian 2 cơn bão Nari và Haiyan. Sự xuất hiện xói lở xảy ra ngay khi có sự ảnh hưởng bởi hiện tượng bão. Tuy nhiên, ảnh hưởng của cơn bão Nari là rất rõ rệt so với cơn bão Haiyan mặc dù cường độ của nó là lớn hơn so với Nari. Điều này có thể giải thích do bão Nari đổ bộ trực tiếp vào bờ biển Việt Nam gần vùng biển nghiên cứu, cụ thể là vào bờ biển Quảng Nam-Đà Nẵng, còn cơn bão Haiyan thực tế không đổ bộ vào bờ biển việt nam. Do vậy, sự tác động của nó đến đường bờ là không lớn. Chi tiết về diễn biễn đường bờ do tác động của sóng trong các thời đoạn được trình bày trong bảng 1. Bảng 1. Chi tiết các cơn bão, gió mùa và kết quả tính biến đổi đường bờ Độ cao Xu thế BĐ đường Thời gian Chu kỳ Hướng Bão gió sóng bờ tính toán (m) 16-22/5/2013 > /7/2013 > /7/2013 > /8/2013 >1 3:> /8/2013 >1 B +1 6/8/ Mangkut /8/2013 > /13/ : /8/2013 > /9/2013 >1 B /22/2013 2: TD 18W + 9/23/2013 5: /9/2013 >1 B /28/ : Wutip + 9/28/ : Wutip /10/2013 >1 B /12/ : Nagi ngày đêm >3m; 5h>4m; 10/13/ : Nagi /15/ : Nagi /10-11/11 >1 B (3) -0.2 đến /1/ : /3/ : Td /5/ : Td

12 V.C. Hữu và nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 31, Số 3S (2015) Thời gian Độ cao sóng Chu kỳ Hướng Bão gió ½ ngày trên 3m; 11/6/ : /9/2013 1: Hayian ngày đêm > 3m; 1 ngày đêm.4m 11/9/ : Hayian /10/ : Hayian /14/2013 1: Podul /15/2013 4: Podul /11-2/1 >1 B+GMĐB 11/18/2013 0: TD /20/ : /28/2013 7: này đêm: 11/29/ : /5/2013 4: /16/2013 6: , ngày đêm: 12/21/2013 5: , / /31/ : /1 >1 GMĐB - 1/4/2014 7: /4/ : /9/ : ngày đêm; 1/13/ : / , /24/2014 6: Xu thế BĐ đường bờ tính toán (m) 24/1-10/2 7, đến /2 > đến /2 >1 GMĐB đến /2/2014 9: /2/ : /2-7/ đến /3 >1 GMĐB đến /3/2014 6: /3/ : /3 >1 GMĐB 3/21/ : /21/ : /24/ : /26/ :

13 184 V.C. Hữu và nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 31, Số 3S (2015) Kết luận Trong bài báo này, các kết quả tính toán sóng từ mô hình số đã được kiểm chứng bởi các số liệu thực đo đặc trưng cho 2 mùa, từ đó đã khôi phục trường sóng phục vụ cho việc tính toán biến đổi đường bờ. Kết quả trường sóng tại khu vực bãi tắm được trích xuất phục vụ cho việc tính toán biến đổi đường bờ khu vực bãi tắm Nha Trang. Mô hình biến đổi đường bờ đã được xây dựng và được hiệu chỉnh trong khoảng thời gian khá dài với dữ liệu giải đoán từ camara giám sát. Do vậy, các kết quả mô phỏng dự báo được trích xuất với các khoảng thời đoạn mùa đông, mùa hè, các thời đoạn của gió mùa, các cơn bão sẽ có ý nghĩa tham khảo cho việc cảnh báo đối với hoạt động du lịch và các nghiên cứu biến động bãi biển. Lời cảm ơn Kinh phí thực hiện nghiên cứu này được tài trợ bởi Trường Đại học Khoa học Tự nhiên trong đề tài mã số TN do TS.Nguyễn Kim Cương làm chủ nhiệm, Đề tài Nghị định thư cấp nhà nước hợp tác với Cộng hòa Pháp do PGS.TS. Nguyễn Trung Việt làm chủ nhiệm. Đề tài QGTĐ do PGS.TS. Nguyễn Minh Huấn làm chủ nhiệm. Các tác giả xin cảm ơn sự tài trợ này. Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Trung Việt. Báo cáo tổng hợp đề tài Nghiên cứu chế độ thủy động lực và vận chuyển bùn cát vùng cửa sông và bờ biển vịnh Nha Trang Khánh Hòa, Đại học Thủy lợi, [2] Nguyễn Minh Huấn. Báo cáo tổng hợp Đề tài QGTĐ Hợp phần Cơ sở dữ liệu hằng số điều hòa khu vực miền trung Việt Nam, ĐH Quốc gia Hà Nội, [3] Lê Đình Mầu. Tính toán các đặc trưng sóng trong bão tại vùng biển Khánh Hòa. Tạp chí KH & CN biển, số 2 (T.5)/2005, trang 1-17, [4] Lê Đình Mầu, Nguyễn Văn Tuân, Phạm Thị Phương Thảo. Đặc điểm phân bố các đặc trưng sóng tại vịnh Nha Trang trong các trường gió mùa điển hình. TTNCB, tập XVII, 9-17, [5] Vũ Công Hữu, Đinh Văn Ưu, Nguyễn Kim Cương, Lê Xuân Hoàn, Dương Công Điển, Dương Hải Thuận. Nghiên cứu mô phỏng biến đổi đường bờ biển dưới tác động của sóng và mực nước. Báo cáo HNCHTK, Phan Rang, tháng [6] L.T. Bình, N.V. Đức, N.T. Viet, D.H. Thuận, N.V. Thìn, T.T Tùng, Đ.V Ưu, R. Almar, J.P Lefebvre và H. Tanaka. Ứng dụng công nghệ VIDEO-CAMERA phân tích ảnh hưởng của bão Nari (số 11) tới diễn biến bờ biển Nha Trang. Tạp chí Thủy lợi và môi trường, số đặc biệt tháng 11/2013 Kỷ niệm 10 năm thành lập Khoa Kỹ thuật Biển ( ), trang 81-88, [7] L.T Bình, N.V Đức, N.T. Việt, D.H Thuận, N.V Thìn, T.T Tùng, Đ.V Ưu, R. Almar, J.P Lefebvre. Một số kết quả nghiên cứu ban đầu về diễn biến đường bờ vịnh Nha Trang sử dụng công nghệ giám sát hình ảnh. Tuyển tập Hội nghị thường niên về Khoa học và công nghệ, Trường Đại học Thủy lợi, [8] Larson, M., Kraus, N.C. SBEACH: Numerical Model to Simulate Storm-Induced Beach Change. U. S. Army Corps of Engineers Technical Report, CERC, pp , [9] Kriebel, D.L., Dean, R.G. Numerical simulation of time dependent beach and dune erosion, Coastal Engineering 9, , [10] Dean, R.G. Equilibrium beach profiles, characteristics and applications, Journal of Coastal Research 7, 3 14, 1991.

14 V.C. Hữu và nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 31, Số 3S (2015) Characteristics of Wave Field and Shoreline Change in the Nha Trang Bay Vũ Công Hữu 1, Nguyễn Kim Cương 1, Đinh Văn Ưu 1,, Nguyễn Minh Huấn 1, Nguyễn Trung Việt 2 1 VNU University of Science, 334 Nguyễn Trãi, Hanoi, Vietnam 2 Thuy Loi University, 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hanoi, Vietnam Abstract: This paper presents an investigation into characteristics of wave field in the Nha Trang Bay where the shoreline has severely changed in the recent years. A model for shoreline response due to the wave was also developed in this research. The simulated wave fields were calibrated and applied to predict the change of shoreline. The computed shoreline was in good agreement with observed one from the camera system. The model successfully reproduced the shoreline response over the ranged periods of the monsoon, typhoon or extreme events. The model showed the dominant role of wave on shoreline response during whole year. The developed model enables to use for developing a mornitoring or warning system in the Nha Trang beach. Keywords: Wave characteristics, Nha Trang Bay, shoreline response