Nguyễn Phương Tân * , Văn Phạm Đăng Trí Võ Quốc Thành

* Tác giả liên hệ (nptan@nomail.com)

Abstract

In the recent years, estuary deposition and erosion due to hydrodynamics changes are amongst the major problems of the Dinh An estuary, one of the two river mouths of the Hau River in the Vietnamese Mekong Delta. Such natural phenomena are projected to be even greater in terms of magnitude and unpredictable in terms of time and space due to (i) the construction and operation of hydropower dams in the upstream section of the Mekong River, leading to changes of flow regime and sedimentation patterns along the river; (ii) on-going and planned hydraulic construction projects to meet different water requirements for agricultural land uses along the Mekong Basin, especially in the delta; and (iii) tidal regime changes in the East Sea. In this study, a two-dimensional hydraulic model (CCHE2D) is used to study the hydrodynamics, deposition and erosion patterns in the Dinh An estuary. The hydraulic component of the model is calibrated and validated based on the flows measured in August 2012. The sediment transport component is applied based on the calculated hydraulic properties and referenced sediment data (including suspended sediment concentration and transport sediment rate). The results obtained from this study set a stage for subsequent studies to understand the morphological changes of the river mouths in the Mekong Delta.

Keywords: Deposition, erosion, river mouth, two-dimensional hydraulic model (CCHE2D)

Tóm tắt

Trong những năm gần đây, bồi lắng và xói lở là những vấn đề chính cần được quan tâm ở cửa sông Định An, một trong hai cửa sông của sông Hậu ở Đô?ng bă?ng sông Cư?u Long. Quá trình tự nhiên này được dự báo sẽ nghiêm trọng hơn và khó có thể dự đoán được trong tương lai do: (i) quá trình xây dựng và vận hành các đập thủy điện ở thượng nguồn sông Mekong, dẫn đến thay đổi của chế độ dòng chảy và vận chuyển bùn cát dọc dòng sông; (ii) các công trình thủy lợi đang được xây dựng và quy hoạch để phục vụ sản xuất nông nghiệp trên toàn lưu vực sông Mekong, đặc biệt là ở vùng đồng bằng; và, (iii) thay đổi của động thái thủy triều biển Đông. Trong nghiên cứu này, mô hình thủy lực hai chiều (CCHE2D) được sử dụng để xác định động thái dòng chảy, bồi lắng và xói lở ở cửa sông Định An. Thành phần thủy lực của mô hình được hiệu chỉnh và kiểm định dựa trên số liệu đo đạc vào tháng 8 năm 2012; thành phần vận chuyển bùn cát của mô hình được tính toán dựa vào các đặc tính thủy lực và số liệu bùn cát tham khảo từ các bài báo (bao gồm: nồng độ bùn cát lơ lửng và vận chuyển bùn cát đáy sông). Kết quả thu được từ nghiên cứu này sẽ tạo tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo để tính toán sự thay đổi địa mạo đáy sông cho các hệ thống cửa sông ở Đồng bằng sông Cửu Long.

Từ khóa: Bồi lắng, xói lở, cửa sông, mô hình thủy lực hai chiều (CCHE2D)

Article Details

Tài liệu tham khảo

Albers, T., & Lieberman, N. v. (2011). Curent and Erosion Modelling Servey. Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GiZ) GmbH.73.

Bộ Tài Nguyên và Môi Trường. (2012). Kịch bản Biến đổi Khí hậu, Nước biển dâng cho Việt Nam. Nhà xuất bản Tài nguyên- Môi trường và Bản đồ Việt Nam.84.

Bùi Hồng Long, & Tống Phước Hoàng Sơn.(2003).Đặc điểm địa hình và biến động luồng lạch vùng cửa sông Định An.107-127.

Chow, V. T. (1959). Open Channel Hydraulics: Blackburn Press.700.

Hoa Mạnh Hùng, Nguyễn Quang Thành, & Phan Thị Thanh Hằng. (2008). Động lực phát triển vùng cửa sông Hậu (cửa Định An- Tranh Đề). Các khoa học về trái đất, 30: 130-135.

Jia, Y., & Wang, S. S. Y. (1999). Numerical Model for Channel Flow and Morphological Change Studies. Journal of Hydraulic Engineering, 125(9): 924-933.

Lâm Mỹ Phụng, Văn Phạm Đăng Trí, & Trần Quốc Đạt. (2013). Ứng dụng mô hình toán thủy lực một chiều đánh giá và dự báo tình hình xâm nhập mặn trên hệ thống sông chính trên địa bàn tỉnh Trà Vinh. Tạp chí Khoa học- Trường Đại học Cần Thơ, 25 (2013): 68-75.

Lane, S. N., Bradbrook, K. F., Richards, K. S., Biron, P. A., & Roy, A. G. (1999). The Application of Computational Fluid Dynamics to Natural River Channels: Three-Dimensional Versus Two-Dimensional Approaches. Geomorphology, 29: 1-20.

Langendoen, E. J.(2001).Evaluation of the effectiveness of selected computer models of depth-averaged free surface flow and sediment transport to predict the effects of hydraulic structures on river morphology.Project Report, USDA-ARS National Sedimentation Laboratory, Oxford M.S.

Nguyễn Cảnh Cầm, Lưu Công Đào, Nguyễn Văn Cung, Nguyễn Như Khuê, Võ Xuân Minh, Hoàng Văn Quý, & Vũ Văn Tảo. (2007). Thủy Lực Tập 2. Hà Nội Nhà Xuất Bản Xây Dựng.323.

Nguyễn Văn Lập, Tạ Thị Kim Oanh, & Tateishi, M. (2000). Late Holocene Depositional Environments and Coastal Evolution of the Mekong River Delta, Southern Vietnam. Journal of Asian Asian Earth Scienes, 18(2000): 427-439.

Nguyễn Việt Thanh, Hai, Z. J., & Hau, L. P. (2011). Morphological evolution of navigation channel in Dinh An estuary, Vietnam. River, Coast and Estuarne Morphodynamics: RCEM2011 Tsinghua University Press, Beijing.469-482.

Phạm Thế Bảo.(2009).Các phương pháp giải quyết bài toán trên máy tính. Khoa Toán – Tin,Trường Đại học Khoa học Tự nhiên.

Picado, A., Dias, J. M., & Fortunato, A. B. (2010). Tidal Changes in Estuarine Systems Induced by Local Geomorphologic Modifications. Continental Sheft Reseach, 30(2010): 1854-1864.

Qamar, M. U., & Baig, F. (2012). Calibration of CCHE2D for sediment simulation of Tarbela Reservoir. Proceedings of the World Congress on Engineering I: 978-988.

Rijn, L. C. V. (1993). Principles of Sediment Transport in Rivers, Estuaries and Coastal Seas. The Netherlands: University of Utrecht Department of Physical Geography.700.

Shading, W. R., Cook, T. D., & Campbell, D. T. (2002). Experimental and Quasi-Experimental Designs for Generilized Causal Inference Boston. Houghton Mifflin, Boston, New Yortk.

Teledyne RD Instrument. (2007). Winriver II User's Guide.

Trần Quốc Đạt, Nguyễn Hiếu Trung, & Likitdecharote, K. (2012). Mô Phỏng Xâm Nhập Mặn Đồng Bằng Sông Cửu Long Dưới Tác Động Mực Nước Biển Dâng Và Sự Suy Giảm Lưu Lượng Từ Thượng Nguồn. Tạp Chí Khoa Học, Trường Đại Học Cần Thơ, 21b: 141-150

Trịnh Công Văn. (2009). Identification Of Sea Level Rise Impacts on the Mekong Delta And Orientation Of Adaptation Activities. VietNam National Commitee On Large Dams And Water Resousces Development.1-6.

Văn Phạm Đăng Trí, Popescu, I., Griensven, A. V., Solomatine, D., Nguyễn Hiếu Trung, & Green, A. (2013). A Study of the Climate Change Impacts on Fluvial Flood Propagation in the Vietnamese Mekong Delta. Hydrol. Earth Syst, 9: 7227-7270.

Wendt, J. F. (2008). Computational Fluid Dynamics. 72 Chaussée de Waterloo B-1640 Rhode- Saint- Genèse: Belgium.299

Wilson, M. D., & Atkinson, P. M. (2007). The Use of Remotely Sensed Land Cover to Derive Floodplain Friction Coefficients for Flood Inundation Modelling. Hydrological Processes, 21(26): 3576-3586.

Wolanski, E., Nguyen Ngoc Huan, Le Trong Dao, Nguyen Huu Nhan, & Nguyen Ngoc Thuy. (1996). Fine- sediment Dynamic in the Mekong River Estuary, Vietnam. Estuarine, Coastal and Shelt Science., 43: 565-582.

Wu, W. (2001). CCHE2D Sediment Transport Model. School of Engineering The University of Mississippi.43.

Wu, W. (2007). Computational River Dynamics. Taylor & Francis, London 2007

Wu, W., & Li, Y. (1992). One and two- dimensional nesting model for river flow and sedimentation. Proc. 5th Int.Symp. on River Sedimnet.

Xue, Z., He, R., Liu, J. P., & Warner, J. C. (2012). Modeling transport and deposition of the Mekong River sediment. Continental Shelf Research, 37(2012): 66-78.

Xue, Z., Liu, J. P., DeMaster, D., Lap, N. V., & Oanh, T. T. K. (2010). Late Holocene Evolution of the Mekong Subaqueous Delta, Southern Vietnam. Marine Geology, 18: 427-439.