Kết quả bước đầu tính toán trường sóng, nước dâng và ngập lụt do bão gây ra ở ven biển miền Trung
1. MỞ ĐẦU
Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, một trong năm ổ bão của khu vực Châu Á - Thái Bình Dương, thường xuyên phải đối mặt với các loại hình thiên tai. Trong những năm qua, thiên tai xảy ra ở khắp các khu vực trên cả nước, gây ra nhiều tổn thất to lớn về người, tài sản, các cơ sở hạ tầng về kinh tế - xã hội... So với miền Bắc và miền Nam, miền Trung là nơi thường chịu thiệt hại nặng nề nhất do các tác động của thiên tai, bão lũ..., đặc biệt là khu vực ven biển. Cùng với các tác động của gió mạnh, mưa lớn... các hiện tượng thiên tai do bão gây ra, như sóng lớn, nước dâng, ngập lụt... đã gây thiệt hại nặng nề về người và của, ảnh hưởng nghiêm trọng tới sự phát triển các ngành kinh tế; đặc biệt là ngành Nông nghiệp, thuỷ sản.
Một số kết quả tính toán của trường sóng, nước dâng và ngập lụt do bão gây ra được giới thiệu sau đây, là nội dung cơ bản của đề tài: "Nghiên cứu tác động của bão và các hiện tượng kèm theo đối với hệ thống cầu cảng, khu neo đậu tàu thuyền và khu nuôi trồng thuỷ sản tập trung ở Trung Trung bộ" do Viện Nghiên cứu Hải sản chủ trì thực hiện trong 2 năm (2008 - 2009).
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu chung cho các địa phương ven biển Trung bộ, từ Quảng Bình đến Khánh Hoà; Một số kết quả tính toán chi tiết cho 05 khu vực: cửa Thuận An, cửa Tư Hiền (Thừa Thiên – Huế); cửa sông Hàn – âu tàu Thọ Quang (Đà Nẵng); vịnh Xuân Đài và của sông Đà Rằng (Phú Yên).
2.2. Phương pháp nghiên cứu
1. Phương pháp điều tra, thu thập và xử lý, thống kê thông tin số liệu : các loại số liệu được thu thập, xử lý gồm:
- Bộ số liệu bão và nước dâng bão: thu thập từ Trung tâm Khí tượng Thủy văn Biển, Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương, Viện Cơ học; Tư liệu về bão của các tổ chức: Cục Đại dương và khí quyển quốc gia của Mỹ (NOAA), Tổ chức khí tượng Nhật Bản (JMA)...
- Số liệu thực đo về nước dâng bão được thu thập tại một số trạm thủy- hải văn cửa sông, ven biển, khu vực nghiên cứu để đánh giá độ tin cậy kết quả tính toán mô phỏng.
- Số liệu chi tiết về thuỷ văn, địa hình tại một số khu vực tập trung các công trình thuỷ sản (cảng cá, âu tàu...);
- Số liệu về đặc điểm, các yếu tố bão của các cơn bão đổ bộ và ảnh hưởng trực tiếp tới khu vực ven biển miền Trung... cung cấp số liệu đầu vào cho tính toán, hiệu chỉnh, thẩm định các mô hình dự báo sóng, nước dâng và ngập lụt.
2. Phương pháp mô hình số trị: sử dụng các mô hình để tính toán quá trình và tác động của bão, áp thấp nhiệt đới (ATNĐ) đối với vùng ven bờ, với nhiều kịch bản khác nhau, gồm:
2.1.Mô hình dự báo sóng: Sử dụng mô hình dự báo sóng ngoài khơi WAM và mô hình dự báo sóng ven bờ SWAN (Simulating Waves Nearshore)... do Viện Khí tượng Max-Planck Hamburg (Đức) thiết lập; để tính toán dự báo sóng trong bão cho khu vực trung Trung Bộ. Đây là các mô hình có mã nguồn mở, hiện nay các mô hình này đang được sử dụng trong công tác dự báo nghiệp vụ sóng biển tại Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương và nhiều cơ quan nghiên cứu trong nước.
2.2. Hệ mô hình dự báo nước dâng do bão DELFT3D - FLOW do viện Thủy lực Delft Hydraulics - Hà Lan xây dựng. Đây là mô hình có khả năng tính toán đồng thời và dự báo thuỷ triều và nước dâng do bão với độ tin cậy cao. Để tính nước dâng do bão bằng mô hình DELFT3D - FLOW còn sử dụng các mô hình phối hợp, là: Mô hình rối và Mô hình khí tượng (WES)
2.3. Mô hình tính ngập lụt do nước dâng bão: Sử dụng và cải tiến mô hình CTS (mô hình dự báo nước dâng bão do Cục Hải dương - Trung Quốc xây dựng) với biên di động; đã lựa chọn các tham số phù hợp tính toán chi tiết cho 05 vùng trọng điểm là: Thuận An, Tư Hiền - Thừa Thiên Huế, Thọ Quang - Đà Nẵng, Vịnh Xuân Đài và cửa Đà Rằng - Phú Yên, những nơi này có số liệu địa hình trên cạn đủ chi tiết và đáng tin cậy.
Ngoài ra, còn sử dụng một số phương pháp khác, như: phương pháp chuyên gia: thông qua các hội nghị hội thảo, tham quan học tập, trao đổi kinh nghiệm, tư vấn, đánh giá các kết quả nghiên cứu, ứng dụng...và các phần mềm tiện ích, công nghệ thông tin, công nghệ GIS và viễn thám... để phục vụ tính toán, xử lý số liệu, xây dựng các bản đồ.
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đặc điểm của bão, áp thấp nhiệt đới và lũ ở ven biển miền Trung
+ Số lượng các cơn bão: Trung bình hàng năm nước ta chịu ảnh hưởng của 5 – 6 cơn bão và ATNĐ, trong đó miền Trung hứng chịu khoảng 3 – 4 cơn. Thống kê từ số liệu của Trung tâm Khí tượng - Thuỷ văn Quốc gia từ năm 1961 – 2007 thì cả nước ta phải hứng chịu khoảng 223 cơn bão, ATNĐ. Cũng trong thời gian này, số cơn bão, ATNĐ ảnh hưởng đến miền Trung là 143 cơn bão, ATNĐ (118 cơn bão, 25 cơn ATNĐ), chiếm khoảng 64,13% tổng số các cơn bão, ATNĐ ảnh hưởng đến Việt Nam.
+ Mùa bão: Mùa bão, ATNĐ ở miền Trung bắt đầu từ tháng 6 và kết thúc vào tháng 12 và thường trùng với mùa mưa, tập trung chủ yếu vào các tháng 8, 9, 10, 11, trong đó xuất hiện nhiều nhất vào các tháng 9 và 10. Cá biệt có năm vào tháng 4 (năm 1971, Bình Định và Quảng Ngãi), tháng 5 (năm 1989, Quảng Ngãi) bão, ATNĐ đã xuất hiện.
+ Sức gió trong bão: Theo số liệu thống kê từ năm 1961 đến năm 2007 cho thấy sức gió trong bão thường gặp ở miền Trung là cấp 7 tương ứng với vận tốc gió từ 50 – 61 km/h, chiếm 17,80% tổng số cơn bão xuất hiện trong thời gian này; tiếp theo là bão cấp 8 (62 – 74 km/h) chiếm 16,93%; bão cấp 9 (75 – 88 km/h) chiếm 13,56%. Các cơn bão mạnh cấp 11 (103 – 117 km/h), cấp 12 (118 – 133 km/h) lần lượt chiếm 7,63% và 9,32%. Các cơn bão siêu mạnh cấp 13 và trên cấp 13 (vận tốc gió lớn hơn 133 km/h) chiếm tỷ lệ 7,63%; điển hình là các cơn bão: bão CHARLOTTE (tháng 9/1962), JANE (tháng 07/1971) tại Thanh Hoá, bão CALARA (tháng 10/1964), DAN (tháng 10/1989) tại Nghệ An, ROSE (tháng 8/1968) tại Hà Tĩnh, XANGSANE (tháng 10/2006) tại Đà Nẵng....
+ Đường đi của bão: Các cơn bão và ATNĐ đổ bộ hoặc ảnh hưởng trực tiếp tới miền Trung thường hình thành ở Tây Thái Bình Dương hoặc xuất hiện ngay trên biển Đông; khi di chuyển và đổ bộ vào ven biển miền Trung thường từ hướng Đông, Đông Đông Nam; một số it có hướng Đông Đông Bắc và Đông Bắc.
+ Đặc điểm sóng trong bão: Theo số liệu quan trắc, sóng bão tại miền Trung là rất lớn, tại vùng tâm bão có thể lên đến hàng chục mét. Độ cao sóng bão của cơn bão BETH (1996) tại vùng biển ngoài khơi Trung bộ - nơi cơn bão đi qua đạt giá trị 7,9 – 9,6m; cơn bão ChanThu (2004) khi gần đổ bộ vào bờ các tỉnh miền Trung đã gây ra các đợt sóng biển có độ cao lên tới 10 – 13m; Độ cao sóng cực đại trong cơn bão LEKIMA (đổ bộ các tỉnh từ Nghệ An đến Quảng Bình vào 10/2007) tính được là 14m.
+ Mưa trong bão và lũ lụt: Mưa rất lớn do bão và ATNĐ ở miền Trung là nguyên nhân tạo ra nhiều đợt lũ lụt lịch sử, gây tổn thất to lớn về người và tài sản. Riêng lượng nước mưa vào ngày 2/11/1999 tại Huế là 1.384 mm, làm mực nước sông Hương lên cao gần 6m, gây ra một trận đại hồng thuỷ với sức tàn phá kinh khủng mà hậu quả của nó để lại phải vài chục năm sau mới khôi phục nổi. Cơn bão số 11 (tháng 11/2009) đã gây mưa lớn trên diện rộng; hầu hết các tỉnh từ Quảng Bình đến Khánh Hoà bộ đều có lượng mưa trung bình 200 - 400mm, đã gây đợt lũ lớn lịch sử, làm tổn thất nặng nề về người và tài sản cho các tỉnh Nam Trung bộ (đặc biệt là các tỉnh Phú Yên, Bình Định...).
3.2. Kết quả nghiên cứu, dự báo sóng, nước dâng và ngập lụt do bão gây ra đối với ven biển miền Trung
Cơ sở số liệu đầu vào cho hiệu chỉnh, thẩm định các mô hình để tính toán dự báo sóng, nước dâng và khả năng ngập lụt do bão…là những kịch bản bão thực tế đã xảy ra (với những tham số bão được theo dõi và quan trắc). Với 10 kịch bản bão thực tế là:
- Kịch bản 1: Bão Wilma (1952)
- Kịch bản 2: Bão Kate (1970)
- Kịch bản 3: Bão Cecil (1985)
- Kịch bản 4: Bão Betty (1987)
- Kịch bản 5: Bão Angena (1989)
- Kịch bản 6: Bão Becky (1990)
- Kịch bản 7: Bão Dan (1995)
- Kịch bản 8: Bão Zack (1995)
- Kịch bản 9: Bão Durian (2006)
- Kịch bản 10: Bão Xangsane (2006)
3.2.1. Kết quả nghiên cứu, tính toán dự báo sóng trong bão
+ Kịch bản bão thực tế: Kết quả tính cho 10 kịch bản bão thực tế, cho thấy: độ cao sóng lớn nhất khi bão hoạt động ở ven biển Trung bộ lên tới 12,5 - 13,0m (bão Cecil - 1985 và Betty - 1987). Hầu hết ven biển các tỉnh miền Trung đều có độ cao sóng trung bình trên 3,0m. Riêng các tỉnh Quảng Trị, Thừa Thiên Huế và Quảng Ngãi, độ cao sóng do bão trung bình thường là trên 5,0m. Các khu vực ven biển trung Trung bộ (từ Quảng Trị đến Bình Định), độ cao sóng bão nhỏ nhất cũng xấp xỉ 2,0m.
+ Kịch bản bão giả định: Kết quả tính toán với 04 kịch bản bão giả định cho thấy:với bão từ cấp 10 trở lên, độ cao sóng ở khu vực gần tâm bão đi qua, thường trong khoảng 6,0 - 7,0m, có nơi tới 11,m. Các khu vực ven biển chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão đổ bộ, chỉ cần bão cấp 10, độ cao sóng đã đạt tới 4,0 - 6,0m; Đặc biệt, với những cơn bão có cường độ mạnh, thì độ cao sóng trong phạm vi ảnh hưởng bão rất lớn (từ 8,0 - 9,0m).
3.2.2. Kết quả nghiên cứu, tính toán dự báo nước dâng trong bão
+ Kịch bản bão thực tế: Kết quả tính cho 10 kịch bản bão thực tế, cho thấy: Bình Định, Phú Yên và Khánh Hòa có mức nước dâng do bão thấp nhất (dưới 50cm). Các tỉnh còn lại đều có mức nước dâng bão trung bình từ trên 50cm tới trên 100cm. Đặc biệt, các tỉnh Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên Huế, độ cao nước dâng bão lớn nhất đạt tới trên 200cm, trung bình cũng xấp xỉ 100cm
+ Kịch bản bão giả định: Các kịch bản bão giả định, được chia theo 04 nhóm với các hướng di chuyển chủ yếu là hướng Tây (Nhóm 1), hướng Tây Tây Bắc (Nhóm 2), hướng Tây Bắc (Nhóm 3) và hướng Tây Tây Nam (Nhóm 4)
Kết quả tính toán dự báo nước dâng cho thấy: Các khu vực từ Quảng Bình đến Quảng Ngãi là nơi thường xuyên có nước dâng (từ trên 50cm đến trên 100cm) khi bão đổ bộ; nước dâng bão cao nhất là khu vực Quảng Bình - Đà Nẵng (170 - 300cm).
3.2.3. Kết quả nghiên cứu tính toán dự báo ngập lụt do bão
Trên cơ sở tính toán trường sóng và nước dâng bão với 10 kịch bản bão thực tế (từ năm 1952 - 2006), đã tính toán khả năng ngập lụt do các cơn bão này gây ra cho các tỉnh ven biển miền Trung; đồng thời, tính toán chi tiết diện tích ngập lụt cho 05 khu vực nghiên cứu là: Thọ Quang - Đà Nẵng, Thuận An, Tư Hiền - Thừa Thiên Huế; vịnh Xuân Đài, cửa Đà Rằng - Phú Yên (Hình 1, Bảng 1).
Hình 1. Bản đồ ngập lụt do nước dâng bão khu vực Thuận An tỉnh Thừa Thiên Huế (cơn bão CELCIL - 1985) Diện tích ngập lụt: 170.87 km2
Như vậy, hầu hết các cơn bão đổ bộ vào miền Trung đều có khả năng gây ngập lụt vùng ven biển do sóng và nước dâng bão ở mức độ khác nhau. Với 05 khu vực được tính toán chi tiết, thì cửa Thuận An - Thừa Thiên Huế là nơi có diện tích ngập lụt lớn nhất (tới trên 200km2), đặc biệt khi các cơn bão ảnh hưởng trực tiếp tới khu vực này.
Bảng 1. Diện tích ngập lụt do bão gây ra tại một số khu vực ven biển miền Trung
| Kịch bản | Diện tích ngập lụt (km2) | ||||
| Cửa sông Đà Rằng (Phú Yên) | Vịnh Xuân Đài (Phú Yên) | Thọ Quang Đà Nẵng | Thuận An (Thừa Thiên Huế) | Tư Hiền (Thừa Thiên Huế) | |
| Kịch bản 1: Bão Wilma (1952) | 7,19 | 9,92 | 8,31 | 223,03 | 26,16 |
| Kịch bản 2: Bão Kate (1970) | 7,48 | 10,12 | 8,64 | 208,64 | 29,06 |
| Kịch bản 3: Bão Cecil (1985) | 6,91 | 9,32 | 7,65 | 170,87 | 23,54 |
| Kịch bản 4: Bão Betty (1897) | 9,21 | 15,87 | 8,97 | 205,64 | 26,74 |
| Kịch bản 5: Bão Angena (1989) | 4,80 | 3,97 | 2,83 | 27,82 | 10,66 |
| Kịch bản 6: Bão Becky (1990) | 6,62 | 8,93 | 5,02 | 15,87 | 7,61 |
| Kịch bản 7: Bão Zack (1995) | 5,18 | 4,56 | 6,98 | 184,30 | 21,08 |
| Kịch bản 8: Bão Dan (1995) | 4,75 | 3,77 | 2,86 | 15,39 | 11,62 |
| Kịch bản 9: Bão Durian (2006) | 8,66 | 12,14 | 10,04 | 34,77 | 9,56 |
| Kịch bản 10: Bão Xangsane (2006) | 3,45 | 10,90 | 11,64 | 234,42 | 46,50 |
4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4. 1. Kết luận
- Hàng năm, trung bình miền Trung hứng chịu khoảng 3 – 4 cơn bão, ATNĐ trong tổng số 5 - 6 cơn bão ảnh hưởng đến nước ta. Mùa bão, ATNĐ bắt đầu từ tháng 6, kết thúc vào tháng 12 và thường trùng với mùa mưa, càng về phía Nam bão, ATNĐ xuất hiện càng muộn dần và kết thúc cũng muộn dần; tần suất và cường độ bão có xu thế giảm dần từ Bắc vào Nam. Do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu toàn cầu, những năm gần đây, số các cơn bão và ATNĐ đổ vào miền Trung tăng lên rõ rệt và xuất hiện ngày càng nhiều các cơn bão mạnh cấp 11 - cấp 12, trên cấp 12 ...
- Kết quả tính toán bằng mô hình cho các kịch bản bão khác nhau đã chỉ ra, với bão từ cấp 10 trở lên, độ cao sóng ở khu vực gần tâm bão đi qua, thường trong khoảng 6,0 - 7,0m, có nơi tới 11,m; các khu vực ven biển (từ Thừa Thiên Huế - Phú Yên) chỉ cần bão cấp 10, độ cao sóng đã đạt tới 4,0 - 6,0m. Khi bão đổ bộ thường kèm theo nước dâng, nước dâng do bão cao nhất là khu vực Quảng Bình - Đà Nẵng (có thể tới 170 - 300cm). Dưới tác dụng của sóng, thuỷ triều, khu vực ven biển có thể bị ngập lụt do nước dâng với diện tích lớn; điển hình là: cửa Thuận An, có diện tích ngập lụt lớn nhất (tới trên 200km2), tiếp theo là khu vực cửa Tư Hiền (gần 50km2)...
4.2. Kiến nghị
- Đề nghị Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn tiếp tục mở rộng phạm vi nghiên cứu, tính toán về sóng, nước dâng và ngập lụt do bão gây ra ở ven biển (cho các khu vực ven biển miền Bắc và bắc Trung Bộ); Tập trung nghiên cứu các hiện tượng kèm theo trong bão kết hợp với các đặc tính của mưa lũ, đặc điểm địa hình, chế độ thuỷ văn từng vùng..., làm cơ sở khoa học cho công tác phòng chống, giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai, bão lụt gây ra với vùng ven biển Việt Nam.
- Căn cứ vào điều kiện tự nhiên và thực trạng công tác phòng chống bão lũ thời gian qua; các địa phương ven biển trung Trung bộ cần sử dụng kết quả tính toán về sóng, nước dâng và ngập lụt do bão gây ra ở ven biển, kết hợp với những kết quả nghiên cứu lũ, lụt trên các sông, suối, hồ đập... trên cơ sở đó, xây dựng hệ thống quản lý, chủ động đối phó với thiên tai. Với những vùng đã có nghiên cứu chi tiết về tác động của bão, cần lập các bản đồ chi tiết về tác động của sóng, nước dâng do bão, ảnh hưởng của lũ lụt, sạt lở đất và bồi lấp các cửa sông ven biển..../.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Báo cáo Tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài: Nghiên cứu tác động của bão và các hiện tượng kèm theo đối với hệ thống cầu cảng, khu neo đậu tàu thuyền và khu nuôi trồng thuỷ sản tập trung ở trung Trung Bộ. Hải Phòng, 12/2009.
2. Trần Hồng Lam và ctv, 2006. Nước dâng do bão, công tác triển khai dự báo nghiệp vụ tại Việt Nam. Tạp chí KTTV số 543, 03/2006.
3. Masakazu Hikagi. A Guide ta JMA Storm Surge Model. Manila Workshop. Philippines, September 2006.
Trần Lưu Khanh - Trung tâm quốc gia Quan trắc và Cảnh báo Môi trường Biển
Hoàng Trung Thành - Trung tâm Hải văn
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét