Nghiên cứu nguyên nhân xói lở bờ biển đông bán đảo Cà Mau bằng mô hình toán
Vùng ven biển thuộc bán đảo Cà Mau (BĐCM) là một trong những khu vực có tình trạng xói lở khá nghiêm trọng. Để có thể có đưa ra giải pháp bảo vệ bãi hiệu quả, nhóm nghiên cứu của Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam đã thực hiện mô phỏng quá trình thủy động lực, bùn cát và hình thái vùng nghiên cứu thời điểm hiện tại và một số trường hợp bất lợi trong tương lai để phân tích, đánh giá nguyên nhân gây xói lở của khu vực ven biển đông BĐCM.
Vấn đề sạt lở bờ biển trong những năm qua đã trở thành đề tài nóng hổi của rất nhiều địa phương trong cả nước nói chung và Đồng bằng sông Cửu Long nói riêng, xói lở bờ biển diễn biến ngày một phức tạp, gây ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống nhân dân cũng như tác động đến sự phát triển kinh tế xã hội của các địa phương ven biển. Vấn đề này càng trở nên nghiêm trọng khi tác động của việc các quốc gia thượng nguồn Mê-kong phát triển thủy điện và hiện tượng BĐKH-NBD dâng ngày càng có tác động rõ nét. Chiến lược giảm thiểu nguy cơ xói lở lở vùng ven biển hiện đang thu hút sự quan tâm đặc biệt của các cấp lãnh đạo cũng như các nhà khoa học trong và ngoài nước. Với mục đích xây dựng cơ sở khoa học chắc chắn, đưa ra được các sản phẩm khoa học cụ thể, mà cuối cùng là sơ đồ bố trí không gian cho hệ thống các hạng mục công trình chống xói bồi, bảo vệ bờ biển cho vùng biển phía đông BĐCM, cần phải xác định rõ nguyên nhân gây ra tình trạng xói bồi.
Các nguyên nhân chính gây xói lở bờ biển có nhiều yếu tố tác động, bên cạnh các nguyên nhân xuất phát từ yếu tố tự nhiên như sóng, gió, dòng chảy, triều… còn có các tác nhân có yếu tố con người có thể có tác động thay đổi đáng kể đến các yếu tố tự nhiên như Xây dựng các đập thủy điện trên thượng nguồn sông Mê- kong, khai thác cát lòng sông Mê-kong, nền đất bị lún sụt do khai thác nước ngầm.
Trong khuôn khổ bài báo này chỉ xem xét tác động của chế độ thủy động lực, vận chuyển bùn cát đến quá trình xói lở bờ biển khu vực biển đông BĐCM.
Lưới mở rộng và các lưới phân vùng nghiên cứu
Mô hình sử dụng cho nghiên cứu này là MIKE 21 Coupled FM với các module HD (thủy động lực), SW (phổ sóng), MT (vận chuyển bùn cát và hình thái), trong đó:
Mô hình 1: Mô hình 2D toàn vùng Biển Đông. Mục đích của mô hình 1 là mô phỏng chế độ dòng chảy (thủy triều, dòng chảy ven bờ) và chế độ sóng nhằm cung cấp biên mở phía biển cho mô hình với phạm vi nhỏ hơn (Mô hình 2).
Mô hình 2: Mô hình 2D mở rộng các vùng bờ biển các tỉnh ĐBSCL. Mô hình mở rộng mô phỏng các quá trình tổng quát vùng cửa sông ven biển ĐBSCL và vùng cửa sông Soài Rạp. Phạm vi mô hình bao gồm toàn bộ vùng bờ biển từ Bà Rịa-Vũng Tàu đến Hà Tiên-Kiên Giang. Mô hình được kéo dài về phía biển 100 km. Mục đích của Mô hình 2 là cung cấp số liệu biên cho các mô hình vùng nghiên cứu (Nhóm mô hình 3).
Nhóm mô hình 3: Mô hình 2D các vùng bờ biển các tỉnh (trình bày trong bài báo này). Các mô hình thuộc nhóm này được nghiên cứu, xây dựng để mô phỏng chế độ dòng chảy và bùn cát cho cả vùng ven bờ và xa bờ (50 km đổ lại) các tỉnh Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau (giới hạn đến mũi Đất Ngọc Hiển).
Mô hình MIKE 21 Coupled FM được sử dụng để mô phỏng chế độ thủy thạch động lực dải ven biển đông bán đảo Cà Mau đã xác định rõ hơn các tác động của sóng, gió, dòng chảy đến quá trình diễn biến vận chuyển bùn cát, thay đổi hình thái bãi vùng nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu đã phần nào làm sáng tỏ nguyên nhân và cơ chế gây ra tình trạng xói lở bờ biển đông bán đảo Cà Mau. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, phân tích được trình bày ở trên, có thể rút ra:
(i) Sóng là động lực chủ yếu gây biến đổi hình thái cả vùng nghiên cứu. Cơ chế gây xói về cơ bản là ứng xuất do nhiễu động dưới đáy bởi chuyển động orbit của hạt nước khi có sóng tác động lên đáy địa hình những vùng nông.
(ii) Trong mùa gió Đông Bắc: Sóng có hướng chủ đạo là Đông và Đông Đông Bắc về phía bờ. Chiều cao sóng khi vào vùng ven bờ còn khá cao nên có lực xung kích mạnh và có khả năng bào xới bùn cát đáy mang đi. Dòng dư chủ yếu mang bùn cát về phía Tây Nam gây sự thay đổi hình thái phức tạp. Nhiều đoạn bãi ven bờ trong vùng nghiên cứu bị xói nghiêm trọng và cần có giải pháp bảo vệ.
(iii) Trong mùa gió Tây Nam:
a) Vùng ven biển các tỉnh Sóc Trăng và Bạc Liêu chế độ sóng ôn hòa. Chiều cao sóng không lớn, và hướng sóng tới gần như song song với đường bờ nên bờ biển khu vực này không bị xói lở trong thời gian này.
b) Vùng ven biển đông Cà Mau, chịu tác động khá lớn của sóng mùa Tây Nam, đặc biệt là đoạn bờ gần mũi Cà Mau do hướng bờ gần trực diện với hướng sóng, nên bờ biển ở đoạn bờ này vẫn bị xói lở trong mùa gió Tây Nam.
lttsuong
Tạp Chí Khoa Học Và Công Nghệ Thủy Lợi Số 71 - 2022