Nghiên cứu cơ chế bồi, xói và đề xuất giải pháp chỉnh trị khu vực cửa lấp tỉnh Bà rịa - Vũng tàu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI 
NGUYỄN VĂN GIÁP 
NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ BỒI, XÓI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP 
CHỈNH TRỊ KHU VỰC CỬA LẤP 
TỈNH BÀ RỊA - VŨNG TÀU 
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy 
Mã số: 62-58-40-01 
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
HÀ NỘI, NĂM 2015 
Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Thủy lợi 
Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Nguyễn Trung Việt 
Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. Trương Văn Bốn 
Phản biện 1: PGS.TS. Phùng Đăng Hiếu 
Phản biện 2: GS.TS. Trần Đình Hợi 
Phản biện 3: GS.TS. Lương Phương Hậu 
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp trường tại: 
Có thể tìm hiểu luận án tại các thư viện: 
- Thư viện Quốc Gia; 
- Thư viện Trường Đại học Thủy lợi. 
1 
MỞ ĐẦU 
1. Tính cấp thiết của luận án 
Cửa sông và bờ biển ngày càng có vai trò quan trọng đối với nền kinh tế của đất 
nước nói chung và kinh tế biển nói riêng. Ở nước ta, với 95 cửa sông được thống 
kê cho thấy mỗi cửa sông đổ vào các vùng biển rất khác nhau về điều kiện tự 
nhiên, diễn biến tại các cửa sông là rất đa dạng. Nhìn chung các cửa sông ở Việt 
Nam đều gây trở ngại lớn cho chạy tàu, kể cả tàu cá 40CV. Vì vậy, yêu cầu nghiên 
cứu về cửa sông ngày càng cấp thiết và có yêu cầu cao về mức độ hiện đại. Trong 
những năm gần đây đã có nhiều nghiên cứu về cửa sông nói chung, tuy nhiên, 
ngoài một số quy luật chung có tính vĩ mô, vùng miền, mỗi cửa sông đều là một 
trường hợp cá biệt cần nghiên cứu, không thể áp dụng những giải pháp chung 
giống nhau. Riêng Cửa Lấp, cho đến nay đã có một số nghiên cứu, nhưng vấn đề 
xác định nguyên nhân và cơ chế xói, bồi làm cơ sở khoa học đáng tin cậy cho 
giải pháp chỉnh trị và cải tạo Cửa Lấp hiện vẫn được coi là vấn đề cơ bản nhất 
cần giải quyết để bảo đảm công trình có hiệu quả kỹ thuật, phù hợp với yêu cầu 
cảnh quan của thành phố du lịch, khả thi về kinh tế. Vì vậy, đề tài luận án có tính 
cấp thiết về cả khoa học cửa sông nói chung và cả thực tiễn Cửa Lấp nói riêng. 
2. Mục tiêu nghiên cứu 
Làm rõ được nguyên nhân, cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến bồi lấp luồng tàu, 
sạt lở bờ biển; Đề xuất được giải pháp KH-CN khả thi cho việc ổn định luồng 
tàu, bảo vệ và tôn tạo bờ biển đang bị sạt lở ở khu vực Cửa Lấp. 
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 
Đối tượng nghiên cứu: Vùng biển và cửa sông khu vực Cửa Lấp. 
Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nội dung: Tập trung vào hai vấn đề liên quan đến 
sạt lở bờ biển và bồi lấp luồng tàu; phạm vi không gian: Luồng tàu từ cảng cá 
Phước Tỉnh ra đến độ sâu thiết kế cho tàu 1100CV; phía Đông đến bãi biển Long 
Hải, phía Tây đến bờ biển khu vực phường 11, phường 12, Thành phố Vũng Tàu. 
2 
4. Nội dung nghiên cứu 
Cơ chế tác động của sóng và dòng chảy đối với diễn biến hình thái Cửa Lấp; cơ 
chế bồi lắng trở lại luồng tàu do chạy tàu gây ra; bố trí không gian hệ thống công 
trình chỉnh trị. 
5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 
5.1. Cách tiếp cận 
Luận án có cách tiếp cận đối tượng từ những yêu cầu của các ngành kinh tế - xã 
hội, môi trường có kế thừa từ các đề tài KH-CN và mang tính hiện đại phù hợp 
với điều kiện ở Việt Nam, trong đó có sự tham gia của nghiên cứu sinh và từ các 
dự án đầu tư đã tiến hành đang được thẩm định. Tác giả coi trọng việc tiếp cận 
hiện trường để thu thập những tài liệu, hình ảnh, ý tưởng qua các cuộc phỏng vấn 
người dân và các cán bộ địa phương. Trong quá trình nghiên cứu, việc tiếp cận 
các kiến thức và thành tựu khoa học trên thế giới và trong nước có vai trò lớn 
trong triển khai tư duy của luận án, trong đó việc tiếp cận các mô hình toán có 
mã nguồn mở được quan tâm đặc biệt. Luận án liên quan một phần quan trọng 
đến luồng tàu và phương tiện vận tải thủy, việc tiếp cận kiến thức cơ bản, quy 
trình, quy phạm về giao thông thủy, đến kết cấu tàu thuyền... là không thể thiếu. 
5.2. Phương pháp nghiên cứu 
Từ các cách tiếp cận trên, luận án sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: 
Phương pháp phân tích thống kê; phương pháp kế thừa các kết quả nghiên cứu 
đã có; phương pháp khảo sát, điều tra và đo đạc thực địa vùng nghiên cứu; 
phương pháp mô hình toán để triển khai các bước tính toán, viết chương trình 
phần mềm đưa vào các mô hình lớn đã có, tạo thành một ứng dụng mới. 
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 
6.1. Ý nghĩa khoa học 
Khu vực cửa sông Cửa Lấp có hướng sóng tác động xiên góc với bờ biển, dòng 
chảy tổng hợp có chế độ động lực phức tạp, luồng tàu Cửa Lấp thường xuyên bị 
bồi lấp nghiêm trọng, gây trở ngại cho tàu ra vào cảng cá. Làm rõ cơ chế này sẽ 
có giải pháp tác động thích hợp để cải thiện tình hình. Đồng thời, nghiên cứu 
3 
cũng nhằm đánh giá tác động của việc chạy tàu đối với bồi lấp trở lại luồng tàu. 
Qua kết quả nghiên cứu về trường thủy thạch động lực để lựa chọn tuyến luồng, 
chuẩn tắc luồng tàu, thiết kế luồng tàu và công trình bảo vệ luồng tàu. 
6.2. Ý nghĩa thực tiễn 
Cửa Lấp hiện đang tồn tại ba vấn đề lớn cần giải quyết đó là: Sạt lở bờ biển và 
bãi tắm; bồi lấp luồng tàu; ô nhiễm môi trường. Do vậy giải quyết tốt ba vấn đề 
trên cho khu vực Cửa Lấp có ý nghĩa quyết định đến sự phát triển bền vững kinh 
tế - xã hội cho tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. Luận án này lấy Cửa Lấp làm đối tượng 
nghiên cứu góp phần giải quyết một số vấn đề đang có tính thời sự cấp thiết đó. 
7. Cấu trúc của luận án 
Ngoài phần mở đầu, kết luận, nội dung luận án gồm 4 chương: 
Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu về cửa sông. 
Chương 2: Cơ sở lựa chọn mô hình thủy thạch động lực cho khu vực Cửa Lấp. 
Chương 3: Nghiên cứu chế độ thủy động lực học và bồi, xói khu vực Cửa Lấp. 
Chương 4: Ứng dụng kết quả nghiên cứu đánh giá hiệu quả kỹ thuật giải pháp 
chỉnh trị Cửa Lấp. 
4 
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CỬA SÔNG 
1.1 Tổng quan chung về nghiên cứu cửa sông 
Trong nghiên cứu về Cửa sông nói chung, các vấn đề về chuyển động bùn cát, 
diễn biến cửa sông, loại hình công trình chỉnh trị cửa sôngđang được nhiều nhà 
khoa học quan tâm nghiên cứu. Trong phần tổng quan này, luận án đề cập đến 
bốn vấn đề cơ bản về nghiên cứu cửa sông: Phân loại cửa sông, động lực học cửa 
sông, công trình chỉnh trị cửa sông và phương pháp nghiên cứu về cửa sông. 
1.2 Tổng quan các nghiên cứu về phân loại cửa sông 
1.2.1 Các nghiên cứu về phân loại cửa sông trên thế giới 
Trên thế giới có nhiều cách phân loại khác nhau, tùy theo tiêu chí mà người 
nghiên cứu đặt ra để xem xét. Có thể chia ra 7 cách phân loại như: Theo biên độ 
triều; hình thái mặt bằng; hàm lượng bùn cát; chế độ triều; mức độ xáo trộn bùn 
cát; yếu tố động lực nổi trội và tỷ số lưu lượng sông biển 
1.2.2 Các nghiên cứu về phân loại cửa sông ở Việt Nam 
Phân loại cửa sông ở Việt Nam chủ yếu căn cứ vào các chỉ tiêu tổng hợp về hình 
dạng mặt bằng, yếu tố động lực, tính chất diễn biến cửa sông như: Cửa sông 
estuary trong vịnh nửa kín, cửa delta vùng biển hở, cửa sông lưỡng tính có yếu 
tố sông - biển cân bằng 
1.2.3 Các nghiên cứu về phân loại cửa sông Cửa Lấp 
Chưa có nghiên cứu nào đề cập đến việc phân loại cửa sông Cửa Lấp. 
1.3 Tổng quan các nghiên cứu về động lực học cửa sông 
1.3.1 Các nghiên cứu về động lực học cửa sông trên thế giới 
Vấn đề cốt yếu nhất trong nghiên cứu động lực học cửa sông là chuyển động bùn 
cát, nhất là bùn cát mịn. Vấn đề này được nghiên cứu từ đầu thế kỷ XX, các 
nghiên cứu tập trung vào một số chủ đề với sự vận dụng các phương pháp nghiên 
cứu hiện đại, cho đến nay, có thể nói là trên thế giới đã có những tiến bộ vượt 
bậc trong vấn đề nghiên cứu về động lực học cửa sông nói chung. 
5 
1.3.2 Các nghiên cứu về động lực học cửa sông ở Việt Nam 
Nghiên cứu về cửa sông ở nước ta đã được quan tâm và đẩy mạnh trong vài thập 
niên trở lại đây, tuy nhiên, cho đến nay các nghiên cứu nói chung vẫn chủ yếu ở 
mức học hỏi, tiếp cận dần với các thành tựu của thế giới. 
1.3.3 Các nghiên cứu về động lực học cửa sông Cửa Lấp 
Các nghiên cứu về khu vực Cửa Lấp nhìn chung rất ít, mới chỉ có 4 nghiên cứu 
được đề cập đến cửa sông Cửa Lấp, trong đó nghiên cứu của tác giả Trương Văn 
Bốn và cộng sự (2013) là nghiên cứu mang tính toàn diện nhất. Kết quả đã phản 
ánh được một số vấn đề như: Dòng chảy ven bờ; biến đổi đường bờ khu vực Cửa 
Lấp, trường sóng, tính toán bồi, xói và vận chuyển bùn cát khu 
1.4 Tổng quan các nghiên cứu về công trình chỉnh trị cửa sông 
1.4.1 Các nghiên cứu về công trình chỉnh trị cửa sông trên thế giới 
Về lĩnh vực công trình chỉnh trị cửa sông trên thế giới đã đạt được nhiều thành 
tựu đáng kể, nhiều công trình chỉnh trị đã hoàn thành và phát huy hiệu quả, cơ 
bản đáp ứng mục tiêu chỉnh trị đặt ra. 
1.4.2 Các nghiên cứu về công trình chỉnh trị cửa sông ở Việt Nam 
Nghiên cứu về cửa sông ở nước ta đã được quan tâm và đẩy mạnh trong vài thập 
niên trở lại đây, tuy nhiên nhìn chung vẫn đang ở mức học hỏi, tiếp cận dần với 
các thành tựu của thế giới. Dù vậy, đến nay cũng đã có có nhiều công trình chỉnh 
trị cho kết quả khả quan và cơ bản đáp ứng mục tiêu nghiên. 
1.4.3 Các nghiên cứu về công trình chỉnh trị cửa sông ở Cửa Lấp 
Trong nghiên cứu của Trương Văn Bốn, giải pháp KHCN chỉnh trị tổng thể chống 
bồi, xói để ổn định khu vực Cửa Lấp đã đề xuất được 2 phương án chỉnh trị. 
1.5 Tổng quan các phương pháp nghiên cứu về cửa sông 
1.5.1 Đặc điểm của các phương pháp nghiên cứu về cửa sông 
Do tính phức tạp của các hiện tượng vật lý cửa sông, nên nghiên cứu phải sử 
dụng tổng hợp nhiều phương pháp khác nhau để hỗ trợ nhau, trong thời gian gần 
đây, nghiên cứu cửa sông được thừa hưởng nhiều thành tựu hiện đại. 
6 
1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu truyền thống 
Đây là phương pháp được sử dụng sớm nhất, hiện nay được nâng cấp nhờ hiện 
đại hoá, chính xác hoá các thiết bị đo và kỹ thuật tin học. Sự thâm nhập và hỗ trợ 
nhau giữa phương pháp mô hình vật lý và mô hình toán ngày càng đa dạng và 
cho kết quả phù hợp cả về thời gian cũng như chất lượng của kết quả nghiên cứu. 
1.5.3 Các phương pháp nghiên cứu hiện đại 
Các phương pháp nghiên cứu đặc thù có điều kiện hoàn thiện về mặt kỹ thuật 
cũng như phạm vi ứng dụng. Các phương pháp đặc thù hiện đại được kể đến như: 
Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám; phương pháp đánh dấu phóng xạ 
1.6 Nhận xét chung về thành tựu nghiên cứu cửa sông 
Nghiên cứu cửa sông đi từ kinh nghiệm đơn giản đến lý thuyết phức tạp và đã có 
những chuyển biến về chất, đang ngày càng đi vào hoàn thiện, đã có thể mô 
phỏng nhiều hiện tượng vật lý phức tạp trong vùng cửa sông. Ở Việt Nam, nghiên 
cứu về cửa sông, sa bồi luồng tàu đã được quan tâm và đạt được một số kết quả 
nhất định. Một số cửa sông đã đảm bảo được điều kiện thoát lũ, giao thông thủy. 
1.7 Các tồn tại trong nghiên cứu về cửa sông 
1.7.1 Các tồn tại chung 
Toán học chưa đủ sức mô tả chính xác, đầy đủ các hiện tượng vật lý diễn ra ở 
cửa sông nên ảnh hưởng đến kết quả tính toán; tài liệu chưa đủ dài, khối lượng 
khảo sát đo đạc và nghiên cứu lớn, kinh phí cao nên hạn chế đối với các nước 
chưa phát triển; thiếu một số chỉ dẫn chi tiết hay công thức tính toán về các loại 
hình công trình chỉnh trị; tác động của chạy tàu đối với bồi lấp trở lại luồng tàu 
chưa được quan tâm nghiên cứu, đặc biệt là nghiên cứu trên mô hình toán. 
1.7.2 Những tồn tại trong các nghiên cứu đối với Cửa Lấp 
Chưa có nghiên cứu về loại hình cửa sông và ảnh hưởng đặc trưng hình thái của 
nó đến kết cấu động lực học; chưa làm rõ được vai trò của từng yếu tố là sóng và 
dòng chảy; chưa đánh giá ảnh hưởng của tàu thuyền tới diễn biến bồi xói luồng 
tàu; chưa có những nghiên cứu sâu về sự hình thành dòng ríp; những giải pháp 
công trình được đề xuất cho Cửa Lấp chưa có tính thuyết phục vì chưa xuất phát 
7 
từ những yêu cầu định lượng cụ thể của các ngành kinh tế - xã hội, chưa đánh giá 
hiệu quả kỹ thuật của nó và tác động của nó đối với môi trường. 
1.8 Đặt vấn đề nghiên cứu của luận án 
Trong phạm vi luận án, nghiên cứu sinh lựa chọn một số vấn đề sau đây để làm 
nội dung nghiên cứu của luận án: Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ chế xói, bồi khu 
vực Cửa Lấp; đánh giá tác động của chân vịt tàu thủy đến bồi lấp trở lại luồng 
tàu; bố trí không gian hệ thống công trình chống sạt lở bờ và ổn định luồng tàu. 
1.9 Kết luận chương 1 
Việc nghiên cứu về cửa sông vẫn chưa dừng lại, cho đến nay nó vẫn là đề tài hấp 
dẫn nhiều nhà khoa học. Ở Việt Nam, nghiên cứu về cửa sông được phát triển 
mạnh trong những năm gần đây, gắn liền với nhu cầu khai thác và phát triển tiềm 
năng kinh tế biển. Những vấn đề đặc thù của cửa sông Việt Nam đã được quan 
tâm nghiên cứu như vấn đề biến động theo mùa, tác động của sông, bão, của lũ 
lịch sử, của biến đổi khí hậu... đến diễn biến cửa sông. Đối với Cửa Lấp, các 
nghiên cứu đã có chưa làm rõ ảnh hưởng của từng yếu tố riêng là sóng và dòng 
chảy, tác động của chạy tàu đến bồi lấp trở lại luồng tàu chưa được đề cập, 2 vấn 
đề đó được lựa chọn làm nội dung nghiên cứu chính của luận án. 
8 
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LỰA CHỌN MÔ HÌNH THỦY THẠCH 
ĐỘNG LỰC CHO KHU VỰC CỬA LẤP 
2.1 Đặt vấn đề 
Chế độ thủy động lực học Cửa Lấp khá phức tạp, đồng thời Cửa Lấp vừa là cảng 
cá, vừa là khu neo đậu trú tránh bão nên lượng tàu thuyền ra vào tương đối tấp 
nập, đòi hỏi phải có bộ mô hình toán thích hợp để nghiên cứu chế độ thủy động 
lực học và bồi, xói lòng dẫn trong đó mô phỏng được ảnh hưởng của chân vịt tàu 
thủy nhằm phục vụ cho bài toán quy hoạch và quản lý nói chung được tốt hơn. 
2.2 Cơ sở lý luận về các mô hình tính toán thủy động lực học hình thái các 
cửa sông ven biển 
Ngày nay các mô hình đã và đang trở thành công cụ không thể thiếu được, từ 
những vấn đề đơn giản cho đến các vấn đề phức tạp. Tuy nhiên, mỗi một mô hình 
đều có phạm vi ứng dụng và những điểm mạnh, yếu khác nhau, dẫn tới khó khăn 
trong việc tìm ra bộ mô hình thích hợp phục vụ cho việc nghiên cứu. Do vậy phải 
xem xét tổng quan, phân tích, đánh giá các mô hình hiện đang được sử dụng để 
lựa chọn một mô hình thích hợp với mục đích nghiên cứu của luận án. 
2.3 Lựa chọn mô hình tính toán cho khu vực nghiên cứu 
Các mô hình số trị hiện đại thông dụng trên thế giới như bộ mô hình MIKE, mô 
hình DELTF3D, mô hình SMS đã và đang được ứng dụng rộng rãi cho thấy tính 
đúng đắn và độ tin cậy của các mô hình này, tuy nhiên đều là các mô hình có mã 
nguồn đóng. Hơn nữa, chưa có mô hình nào mô phỏng được ảnh hưởng của chân 
vịt tàu thủy tới quá trình bồi, xói luồng tàu. Với mục đích nghiên cứu của luận án 
là chế độ thủy thạch động lực và vận chuyển bù cát do chân vịt khi tàu di chuyển, 
tác giả lựa chọn bộ mô hình mã nguồn mở thủy động lực học môi trường 3 chiều 
EFDC cho việc nghiên cứu và mô phỏng chế độ thủy thạch động lực khu vực 
Cửa Lấp. Việc ứng dụng mô hình mã nguồn mở này cho phép tác giả đi sâu khai 
thác và phát triển, bổ sung thêm mô đun tính cho mô hình. 
2.4 Cơ sở lý thuyết mô hình EFDC 
Mô đun thủy động lực mô hình EFDC dựa trên hệ phương trình thủy tĩnh 3 chiều 
viết cho hệ tọa độ theo phương thẳng đứng và tọa độ cong trực giao nằm ngang. 
 ... n. Tàu có mã lực 700CV và 1100CV khi chạy sẽ tạo ra trường vận tốc lớn nhất 
cỡ 3m/s, nồng độ bùn cát lơ lửng do hai loại tàu này tại vị trí cách tim một mét 
khi chạy là cỡ khoảng 2250 mg/l. 
Hình 3-44 Trường ứng suất đáy và bùn cát lơ lửng gây ra bởi chân vịt của tàu 
Khoảng cách dọc theo tàu (m)
Kh
oả
ng
cá
ch
ng
an
g
tà
u
(m
)
TÀU 300CV
TÀU 700CV
TÀU 1100CV
TÀU 300CV
TÀU 700CV
TÀU 1100CV
Khoảng cách dọc theo tàu (m)
Kh
oả
ng
cá
ch
ng
an
g
tà
u
(m
)
Ứng suất đáy Bùn cát lơ lửngTÀU 300CV
TÀU 70 CV
TÀU 1100CV
TÀU 300CV
TÀU 700CV
TÀU 1100CV
19 
3.3 Kết luận chương 3 
Kết quả mô phỏng cho cả năm 2013 cho thấy khu vực Cửa Lấp có sự biến động 
địa hình xảy ra theo chu kỳ gió mùa Đông Bắc và Tây Nam, trong đó ảnh hưởng 
của gió mùa Tây Nam lớn hơn nhiều trong gió mùa Đông Bắc, lúc triều lên dòng 
chảy tập trung về phía bờ thuộc xã Chi Lăng. Lúc triều lên, dòng chảy ven trở 
nên mạnh hơn trong gió mùa Tây Nam (từ 0,9m/s đến 1,2m/s), ứng suất đáy tính 
được là khá lớn, vượt quá ứng suất tới hạn gây nên hiện tượng xáo trộn bùn cát 
đáy làm cho nồng độ bùn cát lơ lửng tăng lên, dòng chảy di đẩy lượng bùn cát 
này đi nơi khác gây nên xu thế xói; Khu vực Phước Tỉnh được che chắn bởi mũi 
Xóm Cồn nên ứng suất đáy gây ra do sóng tại đây giảm đi đáng kể, lúc triều lên, 
vận tốc dòng chảy bé, đây là điều kiện cho bùn cát lắng đọng, lúc triều rút, dòng 
chảy sông làm cho ứng suất đáy tăng lên gây nên xu thế xói, do vậy, khu vực này 
tồn tại những vùng bồi xói đan xen. 
Ứng suất đáy ven bờ chủ yếu là do sóng gây ra và tăng lên đáng kể trong mùa 
gió Tây Nam, vượt xa ứng suất tới hạn gây nên hiện tượng xáo trộn bùn cát đáy, 
dòng chảy dư tổng cộng ven bờ có hướng Nam và Tây Nam lên hướng Bắc và 
Đông Bắc. Do vậy, khu vực ven bờ bùn cát có xu thế dịch chuyển theo hướng 
Nam, Tây Nam sang Bắc và Đông Bắc. Tại khu vực cửa sông, dưới tác dụng của 
sóng và dòng chảy, tồn tại các khu vực dòng chảy hội tụ có vận tốc bé trong lúc 
nồng độ bùn cát lơ lửng lớn, đây là cơ hội cho bùn cát lắng đọng gây bồi. 
Song song với chế độ thủy động lực gây bồi, xói cho khu vực thì các hoạt động 
của tàu thủy cũng đóng vai trò khá quan trọng. Qua tính toán cho thấy ảnh hưởng 
của chân vịt tàu thủy tới vận tốc dòng chảy và nồng độ bùn cát lơ lửng là rất lớn, 
kết quả tính toán đối với tàu có mã lực 300CV khi độ sâu chạy tàu là 3m thì ứng 
suất đáy lớn nhất do chân vịt tàu tạo ra là 108 (Pa) và nồng độ bùn cát lơ lửng 
lớn nhất tương ứng là 1.000 (mg/l). Tương tự, với tàu 1100CV khi độ sâu chạy 
tàu là 4m thì ứng suất đáy lớn nhất do chân vịt tàu tạo ra là 121 (Pa) và nồng độ 
bùn cát lơ lửng lớn nhất là 1.120 (mg/l). 
20 
CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU 
QUẢ KỸ THUẬT GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ CỬA LẤP 
4.1 Cơ sở để bố trí không gian công trình chỉnh trị Cửa Lấp 
4.1.1 Mục tiêu chỉnh trị 
Chống bồi lấp và ổn định luồng tàu vào cảng cá Phước Tỉnh, Cửa Lấp; chống sạt 
lở bờ Tây Cửa Lấp, tạo điều kiện tôn tạo bãi tắm Chí Linh. 
4.1.2 Tham số thiết kế luồng tàu 
4.1.2.1 Các phương tiện vận tải ra vào cảng cá Phước Tỉnh 
Cảng Phước Tỉnh được quy hoạch cho 3 loại tàu cá thường xuyên ra vào và neo 
đậu trú tránh bão là: Tàu 300CV; tàu 700CV; tàu 1100 CV (dự kiến). 
4.1.2.2 Chọn tuyến luồng tàu 
Trên thực tế hiện nay tại Cửa Lấp có 2 tuyến lạch sâu nối từ cảng cá Phước Tỉnh 
ra biển, cụ thể: Tuyến 1: tuyến gần chính giữa Cửa Lấp, chiều dài ra đến đáy biển 
-4m là 3.000m; Tuyến 2: tuyến đi ép gần bờ biển phía Tây, chiều dài ra đến đáy 
biển -4m là 5.200m. Tuyến 2 hẹp và sâu hơn, tuy nhiên, tuyến 2 đi gần sát bãi 
biển, ảnh hưởng an toàn và môi trường bãi tắm Vũng Tàu, nên chọn tuyến 1 để 
thiết kế luồng tàu cho Cửa Lấp. 
4.1.2.3 Mực nước chạy tàu thiết kế 
Bảng 4.4 Tần suất mực nước giờ trạm Vũng Tàu 
Tần suất (%) 65 70 85 90 95 97 99,9 
Mực nước (cm) -15,4 -24,99 -61,76 -80,66 -110,26 -130,51 -317,19 
Mực nước chạy tàu thiết kế: Giả thiết cao trình đáy chạy tàu là -3,6m, ta có mực 
nước chạy tàu thiết kế như sau: Tàu 300CV: Z =-1,1m tương ứng P=95%; Tàu 
700CV: Z =-0,62m tương ứng P=85%; Tàu 1100CV: Z =-0,15m tương ứng 
P=65%. Cảng Phước Tỉnh hiện tại chỉ có tàu 300CV và 700CV, dự kiến có tàu 
1100CV, do vậy với tần suất đảm bảo chạy tàu P=95% cho tàu 300CV, P=85% 
cho tàu 700CV và P=65% cho tàu 1100CV là phù hợp. Đáy kênh nạo vét: với dự 
phòng sa bồi 0,4m, cao trình đáy kênh nạo vét cần thiết là -4,0m. 
21 
4.2 Các phương án bố trí công trình chỉnh trị 
Công trình chỉnh trị đảm bảo hướng cửa thuận về mặt thủy lực; ngăn được dòng 
vận chuyển bùn cát ven bờ; giảm chiều cao sóng ven bờ; bố trí hệ thống công 
trình đê hướng dòng bảo vệ bờ, chống phá hoại và xâm thực bãi biển. 
Căn cứ vào mục tiêu và nhiệm vụ đặt ra, kết hợp hiệu quả đạt được của 2 phương 
án chỉnh trị (PA1 Và PA2) do đề tài nghiên cứu trước đây đề xuất. Luận án đã 
tiến hành nghiên cứu đánh giá ưu và nhược điểm của từng phương án và đề xuất 
phương án chỉnh trị (PA3) bao gồm: Hệ thống đê ngăn cát, giảm sóng (L1, L2, 
L3, V1, V2); Hệ thống đê hướng dòng (T1 đến T8). 
4.3 Đánh giá hiệu quả kỹ thuật của công trình chỉnh trị 
4.3.1 Chế độ thủy động lực và diến biến hình thái theo phương án chỉnh trị 
Với việc bố trí không gian hệ thống công trình chỉnh trị như PA3, kết quả mô 
phỏng chế độ thủy động lực học và diễn biến hình thái cho cả năm 2013 cho thấy 
lượng bồi xói giảm đi rõ rệt, dòng chảy không tập trung vào chân công trình phía 
Đông, đặc biệt là phát huy hiệu quả sau 11 tháng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc 
lưu thông của tàu thuyền theo luồng chính tại khu vực Cửa Lấp. 
4.3.2 Đánh giá quá trình bồi lấp trở lại luồng tàu do ảnh hưởng của chân 
vịt tàu thủy lúc di chuyển 
Tính với bài toán cực trị được giả thiết trong trường hợp tàu có công suất 700CV, 
thời điểm tàu đi ngược dòng ứng với mực nước chạy tàu thiết kế (mực nước ở 
cao trình -0,62m. Với giả thiết đó, luận án tính toán, đánh giá quá trình bồi lấp 
trở lại luồng tàu cho tuyến luồng thiết kế khu vực Cửa Lấp với bộ số liệu năm 
2013, qua kết quả tính toán, mô phỏng quá trình bồi lấp trở lại trên mặt cắt dọc 
luồng tàu cho thấy: Khi không xét đến ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy, bồi lấp 
trở lại lớn nhất sau 11 tháng là 30cm ở vị trí I, 40 đến 41cm ở vị trí II. Mức độ 
bồi lấp bình quân trên toàn tuyến luồng là 22cm đến 28cm; Khi có xét ảnh hưởng 
của chân vịt tàu thủy lúc di chuyển, sau 11 tháng, mức độ bồi lấp trở lại đạt giá 
trị cực trị ở vị trí I là 55cm và ở vị trí II là 54cm, mức độ bồi lấp trở lại trung bình 
trên toàn tuyến luồng là 35cm đến 40cm, với độ sâu đào dự phòng sa bồi giữa hai 
lần nạo vét là 40cm như đã chọn và tính toán là phù hợp. Với luồng tàu được nạo 
22 
vét như thiết kế, để đảm bảo độ sâu chạy tàu cần thiết ứng với tần suất thiết kế, 
thời gian giữa hai lần nạo vét trong trường hợp có xét ảnh hưởng của tàu thủy là 
1 năm. 
Hình 4-9 Diễn biến bồi lấp trở lại luồng tàu khu vực Cửa Lấp 
4.4 Kết luận chương 4 
Qua việc mô phỏng diễn biến hình thái cho cả năm 2013 cho thấy các phương án 
đã được đề xuất đang còn một số tồn tại, diễn biến bồi lấp còn nhiều yếu tố bất 
lợi cho công trình chỉnh trị và tuyến luồng. Để khắc phục các hiện tượng trên, 
luận án đề xuất phương án chỉnh trị (PA3) gồm hệ thống đê ngăn cát giảm sóng 
(L1, L2, L3, V1, V2) và hệ thống đê hướng dòng khu vực Phường 11, 12 TP 
Vũng Tàu với mục đích ngăn cát, giảm sóng, hướng dòng chảy và bảo vệ bờ, 
tránh sạt lở. Kết quả tính toán cho cả năm 2013 cho thấy mặc dù hiện tượng bồi 
lấp luồng lạch vẫn diễn ra nhưng đã giảm đi rõ rệt, đáp ứng mục tiêu đề ra. 
Luận án đã tính toán đánh giá ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy lúc di chuyển tới 
vận tốc dòng chảy và nồng độ bùn cát lơ lửng trong khu vực, qua đó đánh giá 
mức độ bồi lấp trở lại luồng tàu khi có tác dụng của chân vịt tàu thủy cho kết quả: 
Khi không xem xét, đánh giá ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy lúc di chuyển, mức 
độ bồi lấp trở lại trung bình trên tuyến luồng từ 22cm đến 28cm. Khi có xem xét 
ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy, mức độ bồi lấp trở lại luồng tàu tăng lên đáng 
kể, sau 11 tháng có mức độ bồi lấp trở lại lớn nhất là 55cm, mức độ bồi lấp trở 
lại trung bình trên tuyến luồng từ 35cm đến 40cm. 
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
C
A
O
 Đ
Ộ
 (
M
)
KHOẢNG CÁCH (M)
Địa hình đáy tự nhiên
Bồi lấp trở lại sau 11 tháng (không xét ảnh hưởng tàu)
Bồi lấp trở lại sau 11 tháng (có xét ảnh hưởng tàu)
-1,15 (Mực nước chạy tàu 300CV-P=95%)
-0,65 (Mực nước chạy tàu 700CV-P=85%)
II
III
-4,0 (Cao độ đáy nạo vét)
-0,15 (Mực nước chạy tàu 1100CV-P=65%)
I
A B C D
23 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
I. Những kết quả đạt được của luận án 
1. Các kết quả đạt được trong nghiên cứu mô hình toán 
Các yếu tố ảnh hưởng đến diễn biến sạt lở, bồi lấp bờ biển, bãi biển và luồng tàu 
khu vực Cửa Lấp bao gồm các yếu tố nội sinh, ngoại sinh và nhân sinh, trong đó 
ảnh hưởng của ngoại sinh đóng vai trò chủ đạo. Sự biến động địa hình khu vực 
Cửa Lấp xảy ra theo kỳ gió mùa Đông Bắc và Tây Nam, trong đó ảnh hưởng của 
gió mùa Tây Nam là lớn hơn, khu vực cửa sông chịu tác động lớn của dòng chảy 
và sóng, lúc triều lên dòng chảy tập trung về phía bờ thuộc xã Chi Lăng. Cơ chế 
dòng chảy dư và dòng chảy do sóng có hướng Nam và Tây Nam trong mùa gió 
Đông Bắc và có hướng Bắc, Đông Bắc trong gió mùa Tây Nam, bùn cát có xu 
thế được mang từ hai phía bờ Bắc và bờ Nam đến bồi lấp trước cửa. 
Bằng việc phát triển và bổ sung mô đun mô phỏng tác động của chân vịt tàu thủy 
tới quá trình bồi, xói luồng tàu và tính toán cho 3 loại tàu điểm hình cho kết quả: 
tàu có mã lực 300CV khi độ sâu chạy tàu là 3m thì ứng suất đáy lớn nhất do chân 
vịt tàu tạo ra là 108 (Pa) và nồng độ bùn cát lơ lửng lớn nhất tương ứng là 1.000 
(mg/l), tàu 1100CV khi độ sâu chạy tàu là 4m thì ứng suất đáy lớn nhất do chân 
vịt tàu tạo ra là 121 (Pa) và nồng độ bùn cát lơ lửng lớn nhất là 1.120 (mg/l). 
2. Các kết quả đạt được trong nghiên cứu ứng dụng 
Từ việc tính toán ứng suất đáy do chân vịt tàu gây ra, tiếp tục tính nồng độ bùn 
cát lơ lửng do chân vịt tàu gây ra tại khu vực Cửa Lấp để xem xét đánh giá bồi 
lấp trở lại luồng tàu cho thấy: Khi không xem xét ảnh hưởng của chân vịt tàu 
thủy, sau 11 tháng mức độ bồi lấp trở lại bình quân trên tuyến luồng là 22cm đến 
28cm. Khi có xem xét ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy, sau 11 tháng mức độ bồi 
lấp trở lại lớn nhất là 55cm, bồi lấp trở lại trung bình trên tuyến là 35-40cm. 
Để khắc phục và hạn chế bồi, xói bãi và bờ biển, ngăn cát, giảm sóng và hạn chế 
bồi lấp luồng tàu do dòng ven bờ gây ra, tại khu vực Cửa Lấp cần thiết phải xây 
dựng các công trình chỉnh trị với nhiệm vụ hướng dòng chảy và bảo vệ bờ, ngăn 
cát, giảm sóng, trong chương 4, luận án đã mô phỏng diễn biến hình thái đối với 
24 
các phương án đã được các nghiên cứu trước đây đề xuất, qua phân tích, tính toán, 
luận án đã đề xuất và lựa chọn được phương án chỉnh trị phù hợp cho khu vực 
Cửa Lấp, cụ thể phương án chỉnh trị bao gồm hệ thống đê ngăn cát, giảm sóng 
(L1, L2, L3, V1, V2) và hệ thống đê hướng dòng (T1 đến T8). 
II. Những đóng góp mới của luận án 
- Đã xây dựng được mô đun tính toán ảnh hưởng của chân vịt tàu thủy và ghép 
nối thành công với mô hình thủy động lực học môi trường 3 chiều EFDC 
(Environmental Fluid Dynamics Code) để phân tích vận chuyển bùn cát và bồi, 
xói khu vực cửa sông Cửa Lấp. 
- Đã làm sáng tỏ được mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố sóng và dòng chảy đến 
quá trình vận chuyển bùn cát, gây bồi, xói khu vực Cửa Lấp. 
- Đã đề xuất được phương án chỉnh trị tổng thể theo hướng đa mục tiêu tại khu 
vực ven biển, cửa sông Cửa Lấp. 
III. Những tồn tại và kiến nghị hướng phát triển 
1. Những tồn tại 
Thiếu số liệu quan trắc về nồng độ bùn cát lơ lửng và bùn cát đáy để kiểm định 
mô hình tính vận chuyển bùn cát và biến đổi đáy. Khu vực Cửa Lấp chưa có các 
trạm quan trắc thủy, hải văn thường xuyên nên thiếu số liệu thực đo để tính toán 
bài toán trong điều kiện cực trị; mô đun tính tác động của chân vịt tàu thủy khi 
di chuyển đến vận chuyển bùn cát mới chỉ dừng ở mức độ mô phỏng ảnh hưởng 
của chân vịt tàu thủy tới vận tốc dòng chảy và nồng độ bùn cát trong một chu 
trình tàu chạy, chưa mô phỏng được ảnh hưởng của tàu thủy ra vào trong suốt cả 
chu kỳ thời gian 1 năm liên tục. 
2. Kiến nghị hướng phát triển 
Tiếp tục triển khai thiết lập các trạm đo mực nước, sóng và phân tích bùn cát 
trong tương lai; tiếp tục phát triển mô đun tính tác động của chân vịt tàu thủy khi 
di chuyển đến vận chuyển bùn cát của Mô hình thủy động lực học môi trường 3 
chiều EFDC để có thể mô phỏng, đánh giá ảnh hưởng của tàu thủy ra vào trong 
suốt cả chu kỳ 1 năm liên tục tới quá trình bồi xói trong thực tế. 
25 
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 
1. Nguyễn Văn Giáp, Nguyễn Trung Việt (2015). Ảnh hưởng của chân vịt tàu 
thuyền tới sự xáo trộn bùn cát đáy và bồi lấp trở lại luồng tàu. Tạp chí Khoa học 
kỹ thuật thủy lợi và môi trường số 50, tháng 9/2015 (đã được chấp nhận đăng); 
2. Nguyễn Văn Giáp, Nguyễn Trung Việt (2015). Ảnh hưởng của sóng đến dòng 
chảy ven bờ và vận chuyển bùn cát khu vực Cửa Lấp, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. Tạp 
chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi và môi trường số 50, tháng 9/2015 (đã được chấp 
nhận đăng); 
3. Nguyen Van Giap and Nguyen Trung Viet (2015). Study on the Mechanism 
and Sand Bar Deposision at Cua Lap Estuary and Proposed Countermeasure for 
Stabilizing. Proceedings of Vietnam - Japan Workshop on Estuaries, Coasts and 
Rivers, 7-8 September 2015, Hoi An, Vietnam; 
4. Nguyen Trung Viet, Vo Cong Hoang, Hoang Dong Hai, Dinh Van 
Duy, Nguyen Van Giap, Hitoshi Tanaka (2015). Analysis on Erosion of Beach 
Adjacent to Cua Dai River Mouth, Central Vietnam. Proceedings of Fifth 
International Conference on Estuaries and Coasts (ICEC2015), November 2-4, 
2015, Muscat, Oman (inpress); 
5. Nguyen Van Giap, Truong Van Bon, Vu Van Ngoc and Nguyen Trung Viet 
(2014). Causes and Engineering Solutions for Stabilising of Bed River Channel 
and Waterway Navigation in Lap Estuary of Ba Ria - Vung Tau Province. 
Proceedings of the 19th IAHR-APD, 21-24 September 2014, HaNoi, Vietnam; 
6. Trương Văn Bốn, Vũ Văn Ngọc và Nguyễn Văn Giáp (2013). Mô hình tính 
toán thủy triều, sóng và vận chuyển bùn cát ven bờ khu Nhật lệ, Quảng bình. 
Tuyển tập công trình Hội Khoa học Cơ học Thủy Khí toàn Quốc năm 2013; 
7. Truong Van Bon, Vu Van Ngoc, Nguyen Van Giap and Nguyen Thanh Trang 
(2012). The reasons for sedimentation, erosion and shifting channels in lap and 
loc an estuaries (Ba Ria - Vung Tau province) on actual data and numerical 
models. Proceedings of 4th International Conferences on Estuaries and Coasts 
(ICEC2012), pp.41-48; 
8. Trần Đình Hòa, Nguyễn Văn Cường và Nguyễn Văn Giáp (2010). Hiệu quả 
kinh tế xã hội của Công trình điều tiết mực nước sông Hồng đoạn qua Hà Nội. 
Đặc san khoa học công nghệ thủy lợi số 27 - Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam;