Nghiên cứu quá trình vận chuyển bùn cát vùng cửa sông ven biển đồng bằng sông Cửu Long sử dụng mô hình toán 3 chiều Delft 3D

Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu quá trình vận chuyển bùn cát khu vực cửa sông ven

biển đồng bằng sông Cửu Long sử dụng mô hình toán 3 chiều Delft 3D. Kết quả mô phỏng cho thấy

lượng bùn cát đổ ra biển chủ yếu trong mùa lũ trên 90% và bồi lắng tại trước cửa sông. Bùn cát vận

chuyển dọc bờ chiếm ưu thế trong mùa gió Đông Bắc đặc biệt là Tháng 11,12 và Tháng 1.

pdf 13 trang yennguyen 2020
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu quá trình vận chuyển bùn cát vùng cửa sông ven biển đồng bằng sông Cửu Long sử dụng mô hình toán 3 chiều Delft 3D", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu quá trình vận chuyển bùn cát vùng cửa sông ven biển đồng bằng sông Cửu Long sử dụng mô hình toán 3 chiều Delft 3D

Nghiên cứu quá trình vận chuyển bùn cát vùng cửa sông ven biển đồng bằng sông Cửu Long sử dụng mô hình toán 3 chiều Delft 3D
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018 1
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH VẬN CHUYỂN BÙN CÁT VÙNG 
CỬA SÔNG VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG SỬ DỤNG 
MÔ HÌNH TOÁN 3 CHIỀU DELFT 3D 
Lê Xuân Tú 
Viện khoa học Thủy lợi miền Nam 
Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu quá trình vận chuyển bùn cát khu vực cửa sông ven 
biển đồng bằng sông Cửu Long sử dụng mô hình toán 3 chiều Delft 3D. Kết quả mô phỏng cho thấy 
lượng bùn cát đổ ra biển chủ yếu trong mùa lũ trên 90% và bồi lắng tại trước cửa sông. Bùn cát vận 
chuyển dọc bờ chiếm ưu thế trong mùa gió Đông Bắc đặc biệt là Tháng 11,12 và Tháng 1. 
Từ khóa: Vận chuyển bùn cát, cửa sông, ven biển, đồng bằng sông Cửu Long 
Summary: This paper presents sediment dynamics in the Mekong estuaries and coastal zone using 
the Delft3D-4 modeling system. The results show that the Mekong and Bassac River provide a 
large amount of sediment (more than 90%) that is deposited in front of the mouths due to coastal 
processes in the flood season. The sediment transport along the coast changes with the monsoon 
and is dominantly south-west directed during the north-east monsoon, especially in November, 
December and January. 
Keywords: Sediment transport, estuary, coastal zone, Mekong delta 
1. ĐẶT VẪN ĐỀ* 
Sông Mekong là con sông lớn thứ 10 trên thế 
giới, với diện tích lưu vực sông khoảng 795,000 
km2, và chiều dài khoảng 4.400 km. Dòng 
chính sông Mekong chảy qua 6 nước bao gồm: 
Trung quốc, Myanma, Thái lan, Lào, Căm phu 
chia và Việt nam (MRC, 2005). Tổng lượng 
dòng chảy trung bình khoảng 470 km3/năm 
(Milliman và Syvitski, 1991) và lượng bùn cát 
vận chuyển được ước lượng dao động lớn 
khoảng từ 40 đến 160 triệu tấn (Nowacki et al., 
2015). 
Sông Mekong từ Căm phu chia chảy vào Việt 
nam chia thành 2 sông chính là sông Tiền và 
sông Hậu. Hiện nay, trên lãnh thổ Việt nam cụ 
thể là Đồng bằng sông Cửu Long 2 sông này đổ 
ra biển Đông với tám cửa là của Đại, Cửa Tiểu, 
Ba lai, Hàm Luông, Cổ Chiên, Cung Hầu, Định 
An và Trần Đề (xem Hình 1). 
Ngày nhận bài: 19/7/2018 
Ngày thông qua phản biện: 16/8/2018 
Hiện nay, lưu vực sông Mekong đang trở thành 
một khu vực mà thủy điện được xây dựng và 
phát triển nhanh nhất trên thế giới, theo Ủy ban 
sông Mekong (Mekong River Commission 
2011) hiện nay có khoảng 136 đập thủy điện đã 
xây dựng trên sông Mekong chủ yếu là ở Trung 
Quốc, Lào và Căm phu chia. Đặc biệt là đập 
Manwan sau khi xây dựng năm 1993 đã làm suy 
giảm 56% lượng bùn cát (khoảng 40 triệu tấn 
hàng năm) đổ về đồng bằng sông Mekong 
(Kummu and Varis, 2007). Theo khảo sát của 
Ủy ban sông Mekong từ năm 1992 đến năm 
2014 lượng bùn cát đã suy giảm đáng kể từ 160 
triệu tấn xuống còn 75 triệu tấn/năm. Nhiều đập 
mới đang trong quá trình xây dựng được dự 
đoán sẽ giữ lại trên 90% lượng bùn cát di 
chuyển về hạ lưu sông Mekong (Kondolf et al., 
2015; Manh et al., 2015). Thêm vào đó, quá 
trình khai thác cát quy mô lớn ở sông Mekong 
cũng làm ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển 
Ngày duyệt đăng: 12/10/2018 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018 2
bùn cát và thay đổi hình thái, theo nghiên cứu 
của (Bravard et al., 2013) lượng cát khai thác 
trên nhánh chính sông Cửu long ở Việt nam 
khoảng 7.750 ngàn m3/năm. 
Hình 1. Bản đồ vị trí Sông Cửu Long ở Việt Nam 
Hiện nay, quá trình xói lở đang diễn ra nghiêm 
trọng trong những năm gần đây, theo nghiên 
cứu của Viện khoa học Thủy lợi miền Nam 
(SIWRR) xói lở bờ biển đã xảy ra trên 280 km 
đường bờ với tốc độ xói lở từ 1-20m/năm. Liên 
quan đến vấn đề lún sụt đất ở đồng bằng theo 
nghiên cứu của (P. S. J. Minderhoud et al., 
2015) cho thấy tốc độ lún sụt khoảng 1-4 
cm/năm. Những yếu tố kể trên đang ảnh hưởng 
đáng kể đến quá trình biến động bùn cát và diễn 
biến hình thái của sông Mekong và xa hơn nữa 
là ảnh hưởng đến quá trình phát triển của toàn 
đồng bằng Mekong. 
Để nghiên cứu về vận chuyển bùn cát và hình 
thái sông Mekong là một thách thức lớn nó yêu 
cầu một số lượng lớn dự liệu, sự nỗ lực lớn và 
các mô hình tiến. Một số nghiên cứu đã được 
thực hiện để nghiên cứu quá trình vận chuyển 
bùn cát và xói lở nhưng do thiếu dữ liệu và các 
mô hình nghiên cứu còn đơn giản nên kết quả 
đưa ra chưa cao và nghiên cứu chưa mang tính 
hệ thống. Do đó, bài báo này sẽ nghiên cứu quá 
trình vận chuyển bùn cát ở sông Cửu long thông 
qua các tài liệu đo đạc, xem xét các quá trình 
vật lý và thông qua các mô hình toán hiện đại 
để nâng cao phương pháp tiếp cận và giải quyết 
vấn đề. 
2. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN, THIẾT 
LẬP MÔ HÌNH VÀ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO 
2.1 Phương pháp thực hiện 
Nghiên cứu này sử dụng phương pháp mô hình 
toán Delft 3D gồm môdun Delft3D –Flow và 
Delft 3D –Wave để mô phỏng quá trình thủy 
động lực và vận chuyển bùn cát. Mô hình sóng 
Delft 3D Wave là mô hình SWAN thế hệ thứ 3. 
Các mô hình được thiết lập, kiểm định và hiệu 
chỉnh dựa vào các số liệu đo đạc và ảnh vệ tinh. 
2.2 Thiết lập mô hình 
Hình 2. Khu vực nghiên cứu, lưới, biên và vị trí trích xuất kết quả 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018 3
Khu vực nghiên cứu được thiết lập bao gồm 
sông Soài Rạp, sông Tiền và sông Hậu với biên 
tại Soài Rạp, Cần Thơ và Mỹ thuận, phía bờ 
biển từ Vũng Tàu đến Cà Mau khoảng 340 km 
và mở rộng ra phía biển 70 km. Mô hình được 
thiết lập 3 chiều với ô lưới vuông trực dao theo 
phương dọc và phương ngang (188x133) ô lưới 
với kích thước lưới thay đổi từ 100 – 9841 m 
với độ phân giải nhỏ cho khu vực cửa sông và 
ven biển và phân giải lớn cho khu vực ngoài 
khơi và lưới chia 10 lớp theo phương đứng. 
2.3 Điều kiện biên và thông số thiết lập 
Tài liệu địa hình, mực nước, lưu lượng, dòng 
chảy, bùn cát, độ mặn, sóng được sử dụng từ kết 
quả khảo sát trong giai đoạn 2009-2010 các dự 
án điều tra cơ bản sông Cửu Long của Viện 
khoa học thủy lợi miền Nam và các dự án khác. 
Mô hình được mô phỏng trong một năm khí hậu 
giai đoạn từ 4/2009-5/2010 đây là năm khí hậu 
điển hình tương ứng năm lũ trung bình trong 
vòng 80 năm. 
Biên đầu vào lưu lượng cho mô hình tại Soài 
Rạp, Mỹ Thuận, Cần Thơ được trích xuất từ mô 
hình 1 chiều của SIWRR, biên mực nước phía 
biển được trích xuất các thành phần triều từ mô 
hình triều toàn cầu TPXO7.2. Số liệu sóng và 
gió được sử dụng từ website của The European 
Centre for Medium-Range Weather Forecasts 
(ECMWF). 
Biên bùn cát được đưa vào tại 3 vị trí thượng 
lưu: Soài Rạp, Mỹ Thuận, Cần Thơ. Thành 
phần bùn cát đưa vào mô hình bao gồm bùn cát 
lơ lững bà bùn cát đáy. 
Nhiệt độ nước trung bình T = 270C. Đô mặn 
thiết lập cho biên phía biển S=34 ppt (Wyrtki 
1961) và S=0 ppt cho biên sông. Mô hình sử 
dụng mô hình rối 3 chiều là K-Epsilon. Mô hình 
xem xét quá trình rối nhớt và khuếch tán các số 
liệu đưa vào dựa trên quá trình kiểm định và 
phù hợp với nghiên cứu của Vũ Duy Vĩnh nnk 
2016. Giá trị hệ số nhám thay đổi từ 0.016-
0.023 m-1/3s phù hợp với nghiên cứu của Vũ 
Duy Vĩnh nnk 2016 và Nguyễn Văn Mạnh 
2014, 2015b. Bùn cát được mô phỏng bao gồm 
bùn cát dính và không dính có xem xét đến quá 
trình kết bông của các hạt bùn cát lơ lửng. 
3. KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH TOÁN VỚI SỐ 
LIỆU THỰC ĐO 
Mô hình được kiểm định cho 2 giai đoạn: 3-
4/2009 và 9-10/2009. Mực nước được kiểm định 
tại 10 vị trí: Vũng Tàu, Cửa Tiểu, Cửa Đại, Hàm 
Luông, Cổ Chiên, Cung Hầu, Trần Đề, Định An, 
Đại Ngãi, Cần Thơ. Lưu lượng được kiểm định 
tại 7 vị trí đo: Cửa Tiểu, Cửa Đại, Hàm Luông, 
Cổ Chiên, Cung Hầu, Trần Đề, Định An, các vị 
trí này đã bao phủ 7 cửa sông chính của sông Tiền 
và sông Hậu đổ ra biển. 
Kết quả kiểm định thủy lực cho thấy mô hình 
Delft 3D mô phỏng khá tốt điều kiện thủy lực 
giữa mô phỏng và thực đo tại các vị trí 
Hình 3, Hình 4, Hình 5 và được đánh giá bằng 
chỉ số NSE (Nash-Sutcliffe efficiency) với kết 
quả khá tốt từ NSE= 0.76-0.98. 
Hình 3. So sánh mực nước mô phỏng và thực 
đo trong mùa khô 2009 (đường đỏ là mô 
phỏng, đường xanh là thực đo) 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018 4
Hình 4. So sánh mực nước mô phỏng và thực 
đo trong mùa lũ 2009 (đường đỏ là mô phỏng, 
đường xanh là thực đo) 
Hình 5. So sánh lưu lượng mô phỏng và thực 
đo trong mùa lũ 2009 (đường đỏ là mô phỏng, 
đường xanh là thực đo) 
Vân tốc dòng chảy cũng được so sánh, kiểm 
định giữa mô phỏng (Simulation) và thực đo 
(Observation) tại vị trí DA2 cho tầng mặt và 
tầng giữa và tại S5 cho giá trị trung bình. Hình 
6 và hình 7 cho thấy kết quả thể hiện khá hợp lý 
giữa thực đo và mô phỏng. 
Hình 6. So sánh vận tốc trung bình mô phỏng 
và thực đo trong mùa lũ 2009 tại vị trí S5 
Hàm lượng bùn cát lơ lững (SSC) cũng được 
kiểm định giữa mô phỏng và thực đo tại 7 vị trí: 
Cửa Tiểu, Cửa Đại, Hàm Luông, Cổ Chiên, 
Cung Hầu, Trần Đề, Định An trong tháng 9-
10/2009. Kết quả mô phỏng khá phù hợp với số 
liệu thực đo 
Hình 7. So sánh vận tốc mô phỏng và thực đo tại tầng mặt (bên trái) và tầng giữa 
 (bên phải) trong mùa lũ 2009 tại vị trí DA2 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018 5
Hình 8. So sánh SSC mô phỏng và thực đo tại tại 7 vị trí trong mùa lũ 2009 
Độ mặn cũng được kiểm định trong 2 giai đoạn 
mùa khô từ 1-19/4/2009 và 26/3-8/4/2010 tại 
trạm Đại Ngãi. Mô hình cũng thể hiện khá tốt 
xu thế và giá trị độ mặn so với giá trị thực đo tại 
độ sâu trung bình. Tuy nhiên, từ 1-7/4 mùa khô 
năm 2010 giá trị thực đo có xu thế cao hơn mô 
phỏng lý đo đây là năm mặn xâm nhập sâu nhất 
vào cửa sông trong vòng 60 năm do đó mặn từ 
một số sông kênh khu vực này đổ vào sông hậu 
trong cuối mùa làm cho độ mặn cao hơn, trong 
mô hình chưa xem xét đến hệ thống này. 
Hình 9. So sánh độ mặn mùa khô 2009 (trái) và 2010 (phải) tại trạm Đại Ngãi. 
Hình 10 thể hiện sự xâm nhập mặn lớn nhất tại 
tầng giữa trong mùa khô trên 2 nhánh sông Định 
An và Trần Đề trên sông Hậu, mặn xâm nhập 
khoảng 50km vào đất liền từ cửa sông và tại 
trạm Đại Ngãi độ mặn lớn nhất khoảng 10-12 
phần ngàn, kết quả mô phỏng này cũng khá phù 
hợp với số liệu thực đo. 
Hình 10. Xâm nhập mặn lớn nhất vào cửa 
sông Định An và Trần Đề trong mùa khô 2010 
Hình 11. So sánh chiều cao sóng mô phỏng và 
thực đo tại vị trí DA2 trong 8/2009 
Mô hình sóng và dòng chảy được kết hợp chạy 
S
S
C
 (
K
g
/m
3
)
S
S
C
 (
K
g
/m
3
)
S
S
C
 (
K
g
/m
3
)
S
S
C
 (
K
g
/m
3
)
S
S
C
 (
K
g
/m
3
)
S
S
C
 (
K
g
/m
3
)
S
S
C
 (
K
g
/m
3
)
03/26 03/28 03/30 04/01 04/03 04/05 04/07
0
5
10
15
Dai Ngai
Simulation
Observation
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018 6
song song để mô phỏng chế độ thủy lực và 
sóng truyền từ biên biển vào khu vực gần bờ. 
Hình 11 và Hình 12 thể hiện kết quả kiểm định 
sóng giữa mô phỏng và thực đo tại vị trí DA2, 
S4, S5. Kết quả cho thấy mô hình mô phỏng 
xu thế và giá trị khá phù hợp với số liệu thực 
đo. 
Hình 12. So sánh chiều cao sóng mô phỏng và thực đo tại vị trí S4, S5 trong 9/2009 
4. SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VỚI 
ẢNH VỆ TINH 
Sự phân bố bùn cát trên không gian được so 
sánh giữa mô phỏng và ảnh vê tinh thu thập từ 
dự án “Kalicôtier, ACRI-ST” 
(
cooc.org/data_access/mekong/SPM) trong giai 
đoạn 2009-2010, với độ phân giải 300x300m2. 
Hình 13. Phân bố SSC trung bình tháng trong 
thời gian mô phỏng 
Kết quả mô phỏng được so sánh với 12 ảnh vệ 
tinh ứng với 12 tháng thể hiện sự phân bố và 
dòng bùn cát trong cả mùa lũ và mùa kiệt. 
Hình 14 thể hiện sự phân bố bùn cát trung bình 
tháng trong thời gian mô phỏng và Hình 14, 
Hình 15, Hình 16 và Hình 17 so sánh sự phân 
bố dòng bùn cát giữa mô phỏng (bên trên) và 
ảnh vệ tinh (bên dưới). Có thể thấy rằng sự phân 
bố SSC cao nhất ở khu vực cửa sông trong 
tháng 9, 10 là khá hợp lý vì trong thời gian đó 
lưu lượng và SSC từ biên Cần Thơ và Mỹ 
Thuận đổ về là lớn nhất. Thêm vào đó, hướng 
dòng bùn cát có xu thế đi về phía Đông- Bắc vì 
thời điểm này là mùa gió Tây-Nam chiếm ưu 
thế. Trong tháng 11 hướng sóng và gió chuyển 
sang gió mùa Đông- Bắc nên hướng dòng bùn 
cát theo hướng Tây-Nam, kết quả là hình thành 
dòng bùn cát di chuyển rất mạnh dọc theo bờ 
biển bắt đầu từ cửa Soài Rạp hướng về phía 
Tây-Nam trong mùa khô, từ đó có thể kết luận 
rằng mô hình đã mô phỏng và thể hiện khá phù 
hợp cơ chế vận chuyển SSC khu vực cửa sông 
và ven biển Mekong. Kết quả này cũng khá phù 
H
s(
m
)
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018 7
hợp với kết quả ngiên cứu của Hein, H nnk 2013, Nguyễn Duy Khang nnk 2015. 
Hình 14. So sánh sự phân bố bùn cát giữa mô phỏng (phía trên) và ảnh vệ tinh (phía dưới) 
trong tháng 6,7,8 năm 2009 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018 8
Hình 15. So sánh sự phân bố bùn cát giữa mô phỏng (phía trên) và ảnh vệ tinh (phía dưới) 
trong tháng 9,10,11 năm 2009 
Hình 16. So sánh sự phân bố bùn cát giữa mô phỏng (phía trên) và ảnh vệ tinh (phía dưới) 
trong tháng 12 năm 2009 và tháng 1,2 năm 2010 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018 9
Hình 17. So sánh sự phân bố bùn cát giữa mô phỏng (phía trên) và ảnh vệ tinh (phía dưới) 
 trong tháng 3,4,5 năm 2009 
5. ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH VẬN 
CHUYỂN BÙN CÁT 
Để xem xét quá trình vận chuyển bùn cát từ các 
cửa sông ra biển, lượng vận chuyển bùn cát đã 
trích xuất tại 7 mặt cắt cửa sông là: Cửa Tiểu, 
Cửa Đại, Hàm Luông, Cổ Chiên, Cung Hầu, 
Định An và Trần Đề . Quá trình vận chuyển bùn 
cát dọc bờ cũng được trích xuất tại các mặt cắt 
vuông góc với bờ là CR1, CR3, CR4 và CR6. 
Vị trí trí các mặt cắt xem hình 2. 
5.1 Vận chuyển bùn cát tại các mặt cắt cửa sông 
Kết quả mô phỏng cho thấy rằng tỷ lệ phần trăm 
vận chuyển bùn cát qua Cần Thơ và Mỹ Thuận 
trong mùa lũ lần lượt là 46% và 57% điều này 
khá phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Văn 
Mạnh, nnk 2014. 
Hình 18. Lượng tích lũy bùn và cát lơ lững vân chuyển tại các cửa sông trong 
 thời gian mô phỏng 6/2009-5/2010 
Hình 19 thể hiện lượng bùn cát tích lũy (cả bùn 
cát lơ lửng và bùn cát đáy) tại các cửa sông Tiền 
(Mekong river) và sông Hậu (Bassac river) từ 
6/2009-5/2010. Nhìn chung, bùn cát vận 
chuyển từ sông ra biển chủ yếu trong mùa lũ 
(Tháng 8,9,10 và 11). Ngược lại, trong mùa kiệt 
lượng bùn cát đổ ra biển giảm một cách nhanh 
chóng tại một số cửa sông như Định An, Trần 
Đề trên sông Hậu và Của Đại, Hàm Luông, Cổ 
Chiên và Cung Hầu trền sông Tiền bùn cát từ 
biển vận chuyển ngược lại vào trong sông, điều 
này khá phù hợp với nghiên cứu của Nowacki 
nnk. 2015 tại cửa Định An. 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018 10
Hình 19. Lượng bùn cát tích lũy vận chuyển qua sông Tiền và sông Hậu trong năm 2009-2010 
Bảng 1. Thể tích (106m3) và phần trăm lượng bùn cát vận chuyển ra biển ở đồng bằng Mekong 
(Giá trị dương là hướng vận chuyển ra biển, âm là vận chuyển ngược lại sông) 
Bảng 1 thể hiện thể tích và phần trăm tổng 
lượng bùn cát vận chuyển ra biển trong mùa lũ 
và mùa kiệt. Tổng lượng bùn cát đổ ra biển cả 
sông Tiền và sông Hậu khoảng 8.6 triệu m3 
trong thời gian mô phỏng, trong đó sông Tiền 
là 4.2 triệu m3 (48%) và sông Hậu 4.4 triệu m3 
(52%). Hầu hết bùn cát đổ ra biển trong mùa lũ 
chiến trên 90% trong khi mùa kiệt chỉ chiếm 7-
10% điều này khá phù hợp với nghiên cứu của 
Xue nnk 2012. 
Tại cửa sông Hậu (bao gồm Định An và Trần 
Đề) lượng bùn cát đổ ra biển khoảng 5.0 triệu 
m3 trong mùa lũ 2009. Tuy nhiên, 0.5 triệu m3 
đã vận chuyển ngược lại trong sông trong mùa 
khô năm 2010 do đó tổng lượng bùn cát đổ ra 
biển là 4.5 triệu m3 trong thời gian mô phỏng. 
Trong đó Định An chiếm 3.0 triệu m3 (68 %) và 
Trần Đề là 1.4 triệu m3 (32%). 
Tại cửa sông Tiền (bao gồm: Cửa Tiểu, Cửa 
Đại, Hàm Luông, Cổ Chiên, Cung Hầu) lượng 
bùn cát đổ ra biển khoảng 4.2 triệu m3, trong đó 
Cổ Chiên và Cung Hầu là 3.0 triệu m3, chiếm 
72%, các nhánh còn lại là 1.2 triệu m3, chiếm 
28%. 
5.2 Vận chuyển bùn cát dọc bờ 
Lượng bùn cát vận chuyển qua 4 mặt cắt vuông 
góc với bờ là CR1, CR3, CR4 và CR6 được 
trích xuất để xem xét quá trình vận chuyển bùn 
cát dọc bờ cả bùn cát lơ lửng (suspended) và 
bùn cát đáy (bedload). 
Hình 20 thể hiện lượng vận chuyển bùn cát tích 
lũy trong mùa Tây-Nam (6-11/2009) ứng với 
mùa lũ và mùa Đông-Bắc (12/2009-5/2010) ứng 
với mùa khô (giá trị dương vận chuyển theo 
hướng Đông-Bắc và giá trị âm vận chuyển theo 
hướng Tây-Nam). Điều rất rõ ràng là bùn cát vận 
chuyển chiếm ưu thế là theo hướng Tây-Nam. 
Lượng bùn cát vận chuyển qua mặt cắt CR3 là 
Bùn cát lơ 
lững
Bùn cát 
đáy
Tổng
Bùn cát lơ 
lững
Bùn cát 
đáy
Tổng
Bùn cát lơ 
lững
Bùn cát 
đáy
Tổng 106 m3 %
Định An 3.30 0.04 3.34 -0.30 -0.002 -0.30 3.0 0.039 3.04
Trần Đề 1.60 0.01 1.61 -0.20 -0.002 -0.20 1.4 0.011 1.41
Cửa Tiểu 0.19 0.007 0.20 0.01 0.003 0.01 0.2 0.010 0.21
Cửa Đại 0.61 0.018 0.63 0.08 0.007 0.09 0.7 0.025 0.72
Hàm Luông 0.48 0.023 0.50 -0.28 0.002 -0.28 0.2 0.025 0.23
Cổ Chiên 1.63 0.015 1.65 0.14 -0.007 0.13 1.8 0.008 1.78
Cung Hầu 1.04 0.004 1.04 0.19 -0.001 0.19 1.2 0.003 1.23
Total 8.85 0.12 8.97 -0.36 0.000 -0.36 8.49 0.12 8.61 8.61 100.00
Hậu 4.45 51.68
Tiền 4.16 48.32
Sông Tên mặt cắt
Mùa lũ Mùa kiệt Tổng thời gian mô phỏng
06-12/2009 01-05/2010 06/2009-05/2010
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018 11
lớn nhất trong mùa Tây-Nam. Thêm vào đó, 
lượng bùn cát vận chuyển dọc bờ chiếm ưu thế 
trong Tháng 11,12 và Tháng 1, lý do là trong thời 
gian này sóng và gió thịnh hành trong mùa 
Đông- Bắc với cường độ lớn hơn mùa Tây-Nam, 
những tháng còn lại thì lượng bùn cát vận 
chuyển ít hơn. 
Hình 20. Lượng bùn cát vận chuyển trong thời 
gian mô phỏng tại các mặt cắt dọc theo bờ 
biển đồng bằng Mekong
Bảng 2. Thể tích (106m3) và phần trăm lượng bùn cát vận chuyển dọc bờ ở đồng bằng Mekong 
Bảng 2 thể hiện quá trình vận chuyển bùn cát 
thay đổi trong trong mùa Tây-Nam (6-11/2009) 
ứng với mùa lũ và mùa Đông-Bắc (12/2009-
5/2010) ứng với mùa khô (giá trị dương vận 
chuyển theo hướng Đông-Bắc và giá trị âm vận 
chuyển theo hướng Tây-Nam) tại các mặt cắt 
dọc bờ. Điều khá rõ ràng là lượng bùn cát vận 
chuyển theo hướng Đông- Bắc tại mặt cắt CR1, 
CR3, CR4 và CR6 khoảng 0.1 - 0.35 triệu m3, 
nó khá nhỏ so với hướng vận chuyển Tây-Nam 
khoảng 0.4-2.21 triệu m3. Xu thế này khá phù 
hợp với ngiên cứu của Vũ Duy Vĩnh nnk 2016. 
Tổng lượng bùn cát thực vận chuyển theo 
hướng Tây-Nam khoảng 0.3-2.0 triệu m3 trong 
thời gian mô phỏng (6/2009-5/2010). Thêm vào 
đó, lượng bùn cát vận chuyển qua mặt cắt CR3 
và CR4 lớn hơn CR1 và CR6, lý do là mặt cắt 
CR3 gần cửa Hàm Luông và Cổ Chiên còn mặt 
cắt CR4 gần cửa Định An và Trần Đề nơi lượng 
bùn cát đổ ra biển là lớn nhất so với các cửa còn 
lại. 
6. KẾT LUẬN 
Nghiên cứu này đã áp dụng mô hình 3 chiều 
Delft 3D để mô phỏng quá trình vận chuyển bùn 
cát ở cửa sông và ven biển đồng bằng sông Cửu 
Long từ 2009 đến 2010. Mô hình đã kết hợp mô 
phỏng các quá trình phức tạp khu vực này chịu 
chi phối bởi các yếu tố như: dòng chảy và bùn 
cát từ sông đổ ra biển, thủy triều, sóng gió và 
Bùn cát lơ 
lững
Bùn cát 
đáy
Tổng
Bùn cát lơ 
lững
Bùn cát 
đáy
Tổng
Bùn cát lơ 
lững
Bùn cát 
đáy
Tổng
CR1 0.09 0.011 0.10 -0.39 -0.011 -0.40 -0.30 0.000 -0.300
CR3 0.32 0.035 0.35 -1.62 -0.070 -1.69 -1.31 -0.035 -1.340
CR4 0.18 0.028 0.21 -2.18 -0.029 -2.21 -2.00 -0.001 -2.001
CR6 0.32 0.030 0.35 -1.12 -0.030 -1.15 -0.80 0.000 -0.800
Trước các 
cửa sông
Khu vực 
phía Tây 
Nam
Vị trí Tên mặt cắt
Mùa Tây Nam Mùa Đông Bắc Tổng thời gian mô phỏng
06-11/2009 12/2009-05/2010 06/2009-05/2010
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018 12
dòng mật độ. Mô hình đã được hiệu chỉnh và 
kiểm định khá tốt với các số liệu thực đo và ảnh 
vệ tinh. 
Quá trình vận chuyển bùn cát bị chi phối 
mạnh bởi lưu lượng từ cửa sông và gió mùa. 
Có thể tóm tắt ngắn gọn như sau: trong mùa 
lũ sông Tiền và sông Hậu cung cấp một lượng 
lớn bùn cát (trên 90%) nó bồi lắng trước các 
cửa sông dưới tác động của trọng lực, quá 
trình kết bông và sóng gió yếu. Trong mùa 
khô, khi lượng bùn cát trong sông đổ ra giảm 
đáng kể thì sóng và dòng chảy đã tái lơ lửng 
bùn cát lắng đọng trong giai đoạn trước do 
triều chiếm ưu thế và nêm mặn đã đưa một 
phần bùn cát trở lại trong sông, phần còn lại 
di chuyển theo hướng Tây-Nam do sóng và 
dòng chảy. Hơn nữa, hướng vận chuyển của 
bùn cát phụ thuộc vào hướng gió mùa điều 
này thể hiện rất rõ ràng trong sự phân bố 
không gian luồng bùn cát. Bùn cát vận chuyển 
dọc bờ chiếm ưu thế trong gió mùa Đông- Bắc 
đặc biệt là Tháng 11,12 và Tháng 1. 
Tổng lượng bùn cát vận chuyển từ sông ra biển 
khoảng 8.6 triệu m3 trong thời gian mô phỏng 
06/2009-05/2010. Trong đó, trong đó sông Tiền 
là 4.2 triệu m3 (48%) và sông Hậu 4.4 triệu m3 
(52%). 
Trong nghiêu cứu tới tác giả sẽ trình bày quá 
trình diễn biến hình thái và sự chi phối của các 
yếu tố thủy động lực học lên quá trình vận 
chuyển bùn cát khu vực này. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Bravard, J.P., Goichot, M., Gaillot, S., 2013. Geography of sand and gravel mining in the 
Lower Mekong River. First survey and impact assessment. EchoGéo. /13659). 
[2] Duy Vinh, V., Ouillon, S., Van Thao, N., Ngoc Tien, N., 2016. Numerical Simulations of 
Suspended Sediment Dynamics Due to Seasonal Forcing in the Mekong Coastal Area. Water 
8, 255 
[3] Hein, H., Hein, B., and Pohlmann, T.: Recent sediment dynamics in the region of Mekong 
Water influence, Global and Planetary change, 110, 183-194, 2013 
[4] Kondolf, G. M.; Rubin, Z.; Minear, J. T.; Alford, C. 2012 Cumulative sediment reduction to 
the Lower Mekong River from planned dams. 
[5] Kummu M, Varis O. 2007. Sediment-related impacts due to upstream reservoir trapping, the 
Lower Mekong River. Geomorphology 85: 275–293. 
[6] Manh, N. V., Dung, N. V., Hung, N. N., Merz, B., and Apel, H.: Large-scale suspended 
sediment transport and sediment deposition in the Mekong Delta, Hydrol. Earth Syst. Sci., 
18, 3033-3053, 10.5194/hess-18-3033-2014, 2014b. 
[7] Manh, N. V., Merz, B., and Apel, H.: Sedimentation monitoring including uncertainty 
analysis in complex floodplains: a case study in the Mekong Delta, Hydrol. Earth Syst. Sci., 
17, 3039-3057, 10.5194/hess-17-3039-2013, 2013. 
[8] MRC, 2011. Planning Atlas of the Lower Mekong River Basin, Mekong River Commission. 
MRC, 2010. State of the Basin Report 2010, Mekong River Commission. Vientiane, Laos. 
MRC, 2005. Overview of the Hydrology of the Mekong Basin, Mekong River Commission. 
Vientiane, Laos. 
[9] Milliman, J.D., Farnsworth, K.L., 2011. River discharge to the coastal ocean: A global 
systhesis. Cambridge University Press. 
[10] Nguyễn Duy Khang, Trần Bá Hoằng 2015. Chế độ vận chuyển bùn cát vùng ven biển bên 
ngoài các cửa sông Mekong và Đồng Nai. 
[11] Nowacki, D.J., Ogston, A.S., Nittrouer, C.A., Fricke, A.T., Van Pham, D.T., 2015. Sediment 
CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 49 - 2018 13
dynamics in the lowerMekong River: Transition from tidal river to estuary. J. Geophys. Res. 
Ocean. 120. 
[12] P. S. J. Minderhoud, G. Erkens, V. H. Pham, B. T. Vuong, and E. Stouthamer,2015 
Assessing the potential of the multi-aquifer subsurface of the Mekong Delta (Vietnam) for 
land subsidence due to groundwater extraction. 
[13] Trần Bá Hoằng, 2009-2010. Điều tra cơ bản các cửa sông cho nghiên cứu và phát triển bền vững. 
[14] Wyrtki, K., 1961. Physical Oceanography of the Southeast Asian water. NAGA Report 2, 
Scientific Result of Marine Investigation of the South China Sea and Gulf of Thailand 1959-
1961: 195 
[15] Xue, Z., He, R., Liu, J.P., Warner, J.C., 2012. Modeling transport and deposition of the 
Mekong River sediment. Cont. Shelf Res. 37, 66–78. 
[16] Xue, Z., Liu, J.P., Ge, Q., 2011. Changes in hydrology and sediment delivery of the Mekong 
River in the last 50 years: connection to damming, monsoon, and ENSO. Earth Surf. Process. 
Landforms 36, 296–308. 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_qua_trinh_van_chuyen_bun_cat_vung_cua_song_ven_bi.pdf