APPLICATION DUROS-Plus MODEL TO CALCULATE
THE EROSION OF COASTAL SANDY DUNES IN STORM CONDITION
Bài báo nêu lên sự cần thiết của việc sử dụng các công cụ tính toán để dự báo xói lở cồn cát và khả năng áp dụng mô hình DUROS-Plus của Hà Lan để tính toán dự báo xói lở cồn cát ven biển Việt Nam. Phương pháp luận, sơ đồ và kết quả tính toán mô phỏng được giới thiệu và phân tích trong ví dụ tính toán dự báo xói lở với trường hợp tần suất mực nước và sóng thiết kế p =1% ở tại 2 mặt cắt cồn cát đại diện thuộc Bình Định và Bình Thuận. Mặc dù còn có 1 số hạn chế nhỏ, nhưng mô hình này là một trong các công cụ hiệu quả giúp cho công tác dự báo diễn biến cũng như đề xuất các giải pháp quản lý bảo vệ cồn cát.
Abstract The articlehighlighted the necessity of the use of computational tools to predict dune erosion and the ability to apply the model DUROS-Plus from Netherlands to forecast the erosion of coastal sand dunes. Methodology, diagrams and computational simulation results are presented and analyzed in the example of predicting dunes erosion in case of frequency of water level and wave design p = 1% at 2 cross-section dunes of Binh Dinh and Binh Thuan prrovinces. Althougt there are somelittle restrictions but this model will be a helpful tool to support the dune erosion forcasting as well as to propose the reasonablemanagement and protection solutions.
I. MỞ ĐẦU
Các dải cồn cát ven biển miền Trung Việt Nam có cao độ trung bình trên +5.0m chiếm khoảng 20 % tổng chiều dài bờ biển [1]. Ở nhiều khu vực, các dải cồn cát có vai trò như các tuyến đê biển tự nhiên, bảo vệ dân sinh và hạ tầng ở trên và phía sau chúng. Tuy nhiên phần lớn các dải cồn cát này thường biến động, không bền vững và nhất là dễ bị xói lở trong bão. Để đánh giá khả năng ổn định và an toàn của các cồn cát này như là vai trò đê biển tự nhiên cần phải qua 2 bước cơ bản, thứ nhất là: cần tính toán mức độ xói lở của các cồn cát trong bão ; thứ hai là: thực hiện phân tích theo các tiêu chí về: nhiệm vụ bảo vệ của cồn cát, tần xuất hư hỏng cho phép, các thiệt hại có thể xảy ra khi cồn cát bị xói lở….Từ đó làm căn cứ đánh giá khả năng an toàn của cồn cát trong bão và đảm bảo tốt nhiệm vụ bảo vệ được dân sinh, hạ tầng phía sau cồn cát.
Như vậy việc tính tóan xói lở cồn cát là công việc đầu tiên và quan trọng nhất, điều này đòi hỏi phải có các phương pháp và công cụ tính toán phù hợp. Trên thế giới, để tính toán mức độ (hay dự báo) xói lở của cồn cát thường sử dụng các mô hình tính toán chuyên sâu. Tuy nhiên ở Việt Nam, trong nghiên cứu về cồn cát, việc sử dụng các mô hình hay công cụ tính toán đánh giá, dự báo mức độ xói lở của cồn cát gần như chưa được đề cập và áp dụng
Hầu hết các mô hình tính toán dự báo xói lở cồn cát trong bão là các mô hình dựa trên phương pháp thực nghiệm hoặc bán thực nghiệm. Đây là các mô hình tính toán được xây dựng, phân tích và kiểm định qua các kết quả thí nghiệm trên mô hình vật lý máng sóng về mức độ xói lở của các dạng cồn cát trong các điều kiện sóng và mực nước triều trong bão.
Dưới đây xin tóm lược một số nét cơ bản của một số mô hình tính toán dự báo xói lở cồn cát thường dùng ở Châu Âu và được biết đến tại Việt Nam trong thời gian gần đây:
- Mô hình tính DUROS (DUne erROSion) [5]
Là mô hình được viện thủy lực Delft Hydraulics phát triển lần đầu tiên vào năm 1985 được dựa trên giả thuyết quan trọng là biết trước được hình dạng mặt cắt ngang của cồn cát sau bão và có các số liệu về thông số về sóng, mực nước đo đạc, địa hình mặt cắt ngang cồn cát.
- Mô hình DUROS-Plus [5]
Được hoàn thiện bởi Delft Hydraulics vào 2006. Mô hình DUROS-Plus về cơ bản dựa trên cơ sở mô hình DUROS, tuy nhiên trong điều kiện tính toán ban đầu đã đưa thêm giá trị của chu kỳ sóng( Việc mô tả chi tiết mô hình này xem trong phần II của bài báo )
- Mô hình DUROSTA [3]
Mô hình được phát triển bởi Delft Hydraulics vào năm 1995, dựa trên các thí nghiệm trên máng kính lớn. Mô hình chỉ chủ yếu tính toán vận chuyển bùn cát vuông góc với bờ và và bỏ qua vận chuyên bùn cát dọc bờ. Mô hình có khả năng phát triển và mô phỏng được theo thời gian mặt cắt ngang bờ biển ( hoặc cồn cát) trong một cơn bão. Hiện tại đây là mô hình được sử dụng nhiều và phù hợp với điều kiện của Hà Lan.
- Mô hình SBEACH [6]
Mô hình được phát triển bởi U.S. Army Corps of Engineers Waterways Experiment Station trên cơ sở kết hợp các phương trinh cơ bản được thực hiện trong mô hình số và các phân tích thông qua thí nghiệm mô hình vật lý , mục tiêu chính là tạo ra công cụ có thể dự báo được sự thay đổi của bờ biển nói chung trong đó có các cồn cát ven biển.
Dưới đây sẽ giới thiệu và phân tích kết quả áp dụng bước đầu mô hình DUROS-Plusđể dự báo xói lở cồn cát ven biển theo mặt cắt ngang tại một số vị trí cồn cát ven biển miền Trung.
Tác giả: PGS.TS Nguyễn Ngọc Quỳnh
Th.S Nguyễn Thành Trung
Phòng TNTĐ Quốc gia về động lực sông biển
0 nhận xét:
Post a Comment