Giáo trình cơ sở kỹ thuật bờ biển

Tr‡êng ®¹i häc thñy lîi Gi¸o tr×nh C¬ së kü thuËt bê biÓn Biªn so¹n: PGS. TS. Vò Minh C¸t HiÖu ®Ýnh: PGS. TS. Vò Thanh Ca Hμ néi, th¸ng 5 n¨m 2005 Lêi nãi ®Çu Víi sù t¨ng nhanh nhu cÇu sö dông ®a môc tiªu vïng ven biÓn trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, viÖc hiÓu s©u s¾c dßng ch¶y vïng ven bê, sãng, chuyÓn vËn bïn c¸t vμ t¸c ®éng t†¬ng hç cña c¸c nh©n tè nμy víi c¸c c«ng tr×nh lμ rÊt quan träng. MÆt kh¸c cã thÓ thÊy r»ng c¸c ho¹t ®éng kinh tÕ x· héi quan träng nhÊt ®ang diÔn ra trªn d¶i bê biÓn. ViÖt nam cã trªn 3200 km bê biÓn, hiÓu biÕt qui luËt mét c¸ch cÆn kÏ, khai th¸c vμ ph¸t triÓn bÒn v÷ng d¶i ven biÓn sÏ thóc ®Èy sù ph¸t triÓn ®Êt n†íc trong sù nghiÖp c«ng nghiÖp hãa, hiÖn ®¹i hãa. Cho ®Õn nay, viÖc nghiªn cøu d¶i bê biÓn cña n†íc ta ch†a ®†îc nhiÒu, cã rÊt nhiÒu t¸c ®éng xÊu do c¸c ho¹t ®éng kinh tÕ x· héi ®ang diÔn ra ë d¶i bê biÓn. Chóng ta ch†a cã nguån nh©n lùc cã ®Çy ®ñ kiÕn thøc ®Ó phôc vô cho c¸c ho¹t ®éng ®ang diÔn ra trªn d¶i bê biÓn. TËp bμi gi¶ng ”NhËp m«n kü thuËt bê biÓn” ®†îc viÕt lμ mét ho¹t ®éng n»m trong khu«n khæ dù ¸n :”N©ng cao n¨ng lùc ®μo t¹o ngμnh kü thuËt bê biÓn” víi môc tiªu cung cÊp kiÕn thøc cho ng†êi häc nh»m khai th¸c vμ ph¸t triÓn bÒn v÷ng d¶i ven biÓn n†íc ta. TËp bμi gi¶ng gåm 12 ch†¬ng ®†îc chia lμm 2 phÇn, phÇn I cung cÊp cho ng†êi häc nh÷ng kiÕn thøc c¬ së vÒ d¶i bê biÓn nh† qu¸ tr×nh h×nh thμnh, ph¸t triÓn cña ®†êng bê biÓn vμ c¸c thμnh t¹o cña nã, khÝ t†îng biÓn, h¶i d†¬ng häc, thñy triÒu, sãng v.v... PhÇn 2 sÏ tr×nh bμy s©u h¬n vÒ h×nh th¸i, ®Þa m¹o, nhiÔm bÉn vïng ven biÓn, dßng ch¶y vμ t¸c ®éng cña c¸c nh©n tè nμy ®Õn m«i tr†êng vμ c¸c gi¶i ph¸p nh»m qu¶n lý bÒn v÷ng d¶i ven biÓn. Tμi liÖu tham kh¶o chÝnh ®Ó x©y dùng tËp bμi gi¶ng nμy lμ cuèn :”NhËp m«n kü thuËt bê biÓn” cña c¸c Gi¸o s† vμ c¸n bé gi¶ng d¹y khoa Kü thuËt D©n dông vμ §Þa kü thuËt, Tr†êng §¹i häc c«ng nghÖ Delft (Hμ lan) viÕt lÇn ®Çu n¨m 1982, ®· ®†îc n©ng cÊp, söa ch÷a, cËp nhËt nhiÒu lÇn, lμ gi¸o tr×nh chÝnh thøc gi¶ng d¹y t¹i §¹i häc c«ng nghÖ Delft . T¸c gi¶ xin ch©n thμnh c¶m ¬n GS. TS. Marcel Stive, GS. K. d’Angremond, PGS. H.J. Verhagen ®· ®äc vμ cho c¸c ý kiÕn ®ãng gãp quý b¸u cho tËp bμi gi¶ng nμy. T¸c gi¶ còng xin ch©n thμnh c¶m ¬n nhμ khoa häc Krystian Pilarczyk, ViÖn Qu¶n lý n†íc vμ c¬ së h¹ tÇng, Bé Giao th«ng c«ng chÝnh Hμ Lan; TS. Randa Hassan, Gi¶ng viªn kü thuËt bê biÓn, tr†êng quèc tÕ vÒ c¬ së h¹ tÇng, qu¶n lý n†íc vμ kü thuËt m«i tr†êng, TS. Ad J.F. van der Spek, ViÖn Khoa häc ®Þa chÊt øng dông Hμ lan ®· cung cÊp tμi liÖu vμ cã nhiÒu ý kiÕn ®ãng gãp quÝ b¸u. Cuèi cïng, xin c¶m ¬n c¸c c¸n bé thuéc Phßng Hîp t¸c quèc tÕ, §¹i häc c«ng nghÖ Delft (CICAT) ®· gióp ®ì mét c¸ch hiÖu qu¶ ®Ó t¸c gi¶ hoμn thμnh tËp bμi gi¶ng nμy. 1 Môc lôc C¬ së kü thuËt bê biÓn Ch‡¬ng 1: më ®Çu 1.1 Kh¸i qu¸t chung vÒ kü thuËt bê biÓn 06 1.1.1 §Þnh nghÜa 06 1.1.2 C¸c nghiªn cøu c¬ b¶n 07 1.2 C¸c thuËt ng÷ chuyªn m«n 09 1.3 C¸c ký hiÖu 40 1.4 §¬n vÞ theo hÖ SI 49 ch‡¬ng 2: Tõ sù ra ®êi cña vò trô tíi viÖc h×nh thμnh ®‡êng bê biÓn 2.1 Më ®Çu 51 2.2 Sù h×nh thμnh cña vò trô, tr¸i ®Êt, ®¹i d†¬ng vμ khÝ quyÓn 51 2.3 CÊu t¹o ®Þa chÊt cña tr¸i ®Êt 52 2.4 Ph©n lo¹i ®†êng bê theo quan ®iÓm ®Þa chÊt kiÕn t¹o 59 2.5 §†êng bê biÓn ViÖt Nam 64 Ch‡¬ng 3: khÝ hËu biÓn 3.1 Më ®Çu 74 3.2 HÖ thèng khÝ t†îng 74 3.3 Tõ khÝ t†îng ®Õn khÝ hËu 75 3.4 Chu tr×nh tuÇn hoμn n†íc 75 3.5 Bøc x¹ mÆt trêi vμ sù ph©n bè cña nhiÖt ®é 77 3.6 Hoμn l†u khÝ quyÓn - giã 82 3.7 B¶ng giã Beafort 85 ch‡¬ng 4: h¶i d‡¬ng häc 4.1 Më ®Çu 88 4.2 HÖ thèng giã 89 4.3 Vμi nÐt vÒ ®¹i d†¬ng 90 4.4 Dßng ch¶y do giã 92 4.5 §éng lùc cña dßng biÓn 93 4.6 TÝnh chÊt cña n†íc biÓn 95 4.7 Dßng mËt ®é 97 ch‡¬ng 5: Thuû triÒu 5.1 Më ®Çu 98 5.2 Nguån gèc cña thuû triÒu 99 5.3 N†íc d©ng 104 5.4 Sãng thÇn 108 5.5 Dao ®éng mùc n†íc trong hå do sù thay ®æi cña ¸p suÊt kh«ng khÝ 109 5.6 BiÓu diÔn to¸n häc vÒ thuû triÒu 110 2 5.7 ChÕ ®é triÒu däc bê biÓn ViÖt Nam 117 5.8 §Þnh nghÜa c¸c mùc n†íc triÒu 119 ch‡¬ng 6: Sãng ng¾n 6.1 Sãng vμ ph©n lo¹i sãng 123 6.2 Sãng ®Òu 125 6.2.1 C¬ häc sãng 125 6.2.2 Tèc ®é truyÒn sãng 130 6.3 Sãng ven bê 133 6.3.1 Më ®Çu 133 6.3.2 HiÖu øng n†íc n«ng 133 6.3.3 Sãng khóc x¹ 134 6.3.4 Sãng vì 136 6.3.5 Sãng ph¶n x¹ 139 6.3.6 Sãng nhiÔu x¹ 140 6.3.7 HiÖn t†îng n†íc d©ng do sãng 141 6.3.8 Sãng leo 141 6.4 Ph©n bè sãng ng¾n vμ dμi h¹n (Ph©n bè sãng theo mÉu vμ tæng thÓ) 142 6.4.1 Ph©n bè sãng ng¾n h¹n (theo mÉu) 143 6.4.2 Ph©n bè sãng dμi h¹n (tæng thÓ) 146 6.4.3 C¸c øng dông cña ph©n bè sãng dμi h¹n 147 6.5 Quan tr¾c sãng 154 6.6 Dù b¸o sãng tõ tμi liÖu giã 155 6.7 Sö dông tμi liÖu ®o ®¹c sãng toμn cÇu 155 6.8 Phæ sãng 159 6.8.1 Phæ chiÒu cao sãng 159 6.8.2 Phæ h†íng sãng 160 Ch‡¬ng 7: Cöa s«ng vμ cöa vÞnh triÒu 7.1 Sù kh¸c nhau gi÷a cöa vÞnh triÒu vμ cöa s«ng 161 7.2 §Æc tÝnh cöa vÞnh triÒu 161 7.3 ChuyÓn vËn bïn c¸t/ båi l¾ng ë cöa vÞnh triÒu 164 7.4 §Èy nhanh qu¸ tr×nh båi tô 165 7.5 Cöa s«ng vïng triÒu 165 7.6 ChuyÓn ®éng cña dßng bïn 168 7.7 L¹ch triÒu lªn vμ triÒu rót 170 7.8 C¸c cöa s«ng siªu mÆn 171 Ch‡¬ng 8: C¸c kiÓu bê biÓn 8.1 Më ®Çu 173 8.2 §Æc ®iÓm bê biÓn c¸t 176 8.2.1 Vïng cöa s«ng 176 8.2.2 B·i triÒu 179 8.2.3 §ång b»ng ven biÓn 180 8.2.4 B·i biÓn 188 8.2.5 Cån c¸t, ®ôn c¸t 190 3 8.2.6 §Çm ph¸ 193 8.2.7 Bê biÓn ®†îc che ch¾n 194 8.2.8 Cöa l¹ch triÒu, vÞnh triÒu 195 8.3 §†êng bê biÓn chÞu h†ëng tréi cña c¸c hÖ sinh th¸i biÓn 196 8.3.1 C¸c ®Çm n†íc mÆn 196 8.3.2 Rõng ngËp mÆn 198 8.3.3 HÖ thùc vËt sèng trªn c¸t 200 8.3.4 D¶i san h« 201 8.4 Bê biÓn ®¸ 204 8.4.1 Nguån gèc cña bê biÓn ®¸ 204 8.4.2 Bê ®¸ x©m thùc 206 8.5 C¸c d¹ng bê biÓn cña ViÖt Nam 209 8.5.1 Bê ®¸ vμ san h« 209 8.5.2 D¹ng b·i vïng cöa s«ng 209 8.5.3 D¹ng ®ång b»ng ch©u thæ 209 8.5.4 §†êng bê vïng ®Çm ph¸ 209 8.5.5 Cöa vμo vÞnh triÒu 210 8.5.6 §Çm lÇy, rõng ngËp mÆn vμ c¸c loμi cá biÓn 210 Ch‡¬ng 9: vÊn ®Ò ¤ nhiÔm vμ dßng mËt ®é 9.1 Më ®Çu 212 9.2 ¤ nhiÔm 212 9.2.1 C¸c lo¹i « nhiÔm 212 9.2.2 C¸c gi¶i ph¸p kiÓm so¸t « nhiÔm 214 9.3 Dßng mËt ®é vïng cöa s«ng 215 9.3.1 Sù thay ®æi ®é mÆn theo thuû triÒu 215 9.3.2 Nªm mÆn 217 9.3.3 HiÖn t†îng ph©n tÇng theo ph†¬ng ngang 219 9.3.4 Båi l¾ng trong s«ng 221 9.3.5 Mét sè biÖn ph¸p kiÓm so¸t dßng mËt ®é trong s«ng 222 9.4 Dßng mËt ®é trong c¶ng 224 9.4.1 Båi l¾ng trong c¶ng 232 9.4.2 Bμi to¸n thùc tÕ 232 9.4.3 Gi¶i ph¸p gi¶m ¶nh h†ëng dßng mËt ®é trong c¶ng 236 Ch‡¬ng 10: H×nh th¸i häc bê biÓn 10.1 Më ®Çu 238 10.2 C¸c qu¸ tr×nh trong vïng sãng vì 240 10.3 ChuyÓn vËn bïn c¸t 241 10.4 Sù thay ®æi vμ tr¹ng th¸i c©n b»ng cña ®†êng bê 244 10.5 TÝnh to¸n l†îng bïn c¸t ven bê 248 Ch‡¬ng 11: Qu¶n lý d¶i ven bê 11.1 Më ®Çu 250 11.2 Nh÷ng thay ®æi mang tÝnh toμn cÇu 251 11.2.1 T¨ng tr†ëng d©n sè thÕ giíi 251 4 11.2.2 Sù thay ®æi khÝ hËu vμ mùc n†íc biÓn t¨ng 253 11.2.3 NhiÔm bÈn 254 11.3 C¸c hÖ thèng kinh tÕ - x· héi 255 11.4 Sù cÇn thiÕt cña bμi to¸n qu¶n lý 257 11.5 C¸c c«ng cô qu¶n lý 262 11.5.1 Träng sè c¸c quan t©m 262 11.5.2 Bμi to¸n qu¶n lý thùc tÕ 264 11.6 Chung sèng víi tù nhiªn 265 Ch‡¬ng 12: C¸c bμi to¸n thùc tÕ vμ c¸c gi¶i ph¸p b¶o vÖ 12.1 Më ®Çu 267 12.2 C¸c d¹ng xãi 267 12.2.1 Xãi do c«ng tr×nh 267 12.2.2 Xãi bê biÓn vμ ®ôn c¸t trong b·o cã n†íc d©ng 269 12.2.3 Xãi c¸c vïng ®Êt míi 270 12.2.4 Xãi cöa vÞnh triÒu 271 12.3 Gi¶i ph¸p c«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn 271 12.3.1 B¶o vÖ khu vùc bÞ xãi do c«ng tr×nh 274 12.3.2 B¶o vÖ b·i biÓn vμ ®ôn c¸t khi b·o n†íc d©ng cao 276 12.3.3 B¶o vÖ c¸c vïng ®Êt míi 276 12.3.4 æn ®Þnh cöa vÞnh triÒu 277 12.4 Gi¶i ph¸p phi c«ng tr×nh 277 12.4.1 Nu«i b·i 277 12.4.2 Trång rõng ngËp mÆn 280 Tμi liÖu tham kh¶o 287 I. Giíi thiÖu chung 1.1 Kh¸i qu¸t chung vÒ kü thuËt bê biÓn 1.1.1 §Þnh nghÜa Kh«ng cã mét ®Þnh nghÜa chÝnh x¸c vÒ bê biÓn vμ vïng ven biÓn. Vïng ven biÓn phô thuéc vμo c¸c vÊn ®Ò kinh tÕ - x· héi vμ ®†îc qui ®Þnh tïy thuéc vμo mçi n†íc. Ch¼ng h¹n vïng cöa s«ng cã ®†îc xem lμ vïng ven biÓn hay kh«ng?, m«i tr†êng tù nhiªn vμ x· héi trong vïng ven biÓn mang nÐt ®Æc tr†ng g×?v.v... V× vËy, trong mçi tr†êng hîp cô thÓ, sÏ cã mét ®Þnh nghÜa phï hîp nhÊt vÒ vïng ven biÓn. ë mét sè n†íc, vïng ven biÓn ®†îc x¸c ®Þnh kh¸ hÑp n»m gi÷a vïng giíi h¹n thuû triÒu lín nhÊt vμ nhá nhÊt. Tuy nhiªn, mét sè n†íc qui ®Þnh vïng ven biÓn réng h¬n, ch¼ng h¹n ®ã lμ vïng sãng ¶nh h†ëng ®Õn ®¸y biÓn ë phÝa biÓn vμ giíi h¹n xa nhÊt cña thuû triÒu biÓn vμo hÖ thèng s«ng ngßi. Mét sè n†íc kh¸c l¹i lÊy giíi h¹n vïng nμy n»m gi÷a cao ®é + 10 vμ - 10 m trªn mùc n†íc biÓn trung b×nh. §Æc ®iÓm c¬ b¶n nhÊt cña vïng ven biÓn lμ sù ¶nh h†ëng hçn hîp gi÷a m«i tr†êng biÓn vμ lôc ®Þa, gi÷a n†íc ngät vμ n†íc mÆn, bïn c¸t s«ng vμ bïn c¸t biÓn. §iÒu nμy t¹o nªn mét vïng víi mét hÖ sinh th¸i ®a d¹ng vμ lμ c¬ héi tèt cho con ng†êi. Nãi tãm l¹i, ho¹t ®éng kinh tÕ x· héi vïng ven biÓn kh¸ ®a d¹ng, ®«i khi tr¸i ng†îc nhau, trong ®ã quan träng nhÊt lμ sinh ho¹t lμng x·, nu«i trång ®¸nh b¾t thuû s¶n, n«ng nghiÖp, cÊp n†íc, vËn t¶i thñy, b¶o tån c¸c hÖ sinh th¸i tù nhiªn vμ vui ch¬i, gi¶i trÝ. ë Hμ Lan, vai trß quan träng nhÊt cña c¸c d¶i c¸t lμ b¶o vÖ c¸c vïng ®Êt phÝa trong kh«ng bÞ ngËp n†íc. Thªm vμo ®ã viÖc x©y dùng c¸c d¶i bê biÓn phôc vô nghØ m¸t còng kh«ng kÐm phÇn quan träng. Tuy nhiªn, hai ho¹t ®éng nμy th†êng m©u thuÉn víi nhau. Khi cã nhiÒu ho¹t ®éng cïng diÔn ra ®ång thêi th× tÝnh phøc t¹p sÏ t¨ng lªn. NÕu ®i s©u nghiªn cøu vïng ven biÓn th× cã thÓ s¬ ®å ho¸ theo nhiÒu c¸ch kh¸c nhau. C¸c thμnh phÇn trong hÖ thèng cã thÓ ph©n chia thμnh hai nhãm chÝnh: Tù nhiªn vμ nh©n t¹o. Nhãm nh©n t¹o chÞu sù t¸c ®éng cña con ng†êi ®†îc ®Æc tr†ng bëi c¸c hÖ thèng c¬ së h¹ tÇng, c¸c ho¹t ®éng kinh tÕ - x· héi. Cã thÓ thÊy r»ng hai hÖ thèng ®ã cã mèi liªn hÖ mËt thiÕt víi nhau vμ v× vËy ®ßi hái c¸c kü s† kü thuËt bê biÓn ph¶i cã kiÕn thøc vÒ hÖ thèng tù nhiªn vïng ven biÓn. Còng cÇn nhÊn m¹nh r»ng viÖc qu¶n lý bÒn v÷ng vïng bê lμ rÊt cÇn thiÕt. Theo dù b¸o sÏ cã h¬n 50% d©n sè sèng ë vïng ven biÓn (Vïng ven biÓn trong tr†êng hîp nμy ®†îc më réng h¬n). HÇu hÕt c¸c siªu ®« thÞ ®Òu ®†îc x©y dùng ven biÓn, ch¼ng h¹n Tokyo, Jakarta, Th†îng H¶i, Hong Kong, Bangkok, Calcutta, Bombay, New York, Buenos Aires, Los Angeles. Khi thiÕu sù c©n b»ng gi÷a c¸c qu¸ tr×nh tù nhiªn vμ x· héi ë vïng ven biÓn sÏ dÉn tíi c¸c vÊn ®Ò nh† ®ãi nghÌo, « nhiÔm vμ c¸c vÊn ®Ò x· héi kh¸c. Nãi tãm l¹i, t†¬ng lai cña thÕ giíi phÇn lín phô thuéc vμo t†¬ng lai cña vïng ven biÓn. Tãm l¹i, kü thuËt bê biÓn lμ c¸c ho¹t ®éng kinh tÕ kü thuËt liªn quan tíi vïng ven biÓn. C¸c ho¹t ®éng ®ã bao gåm: x C¸c hÖ thèng, c¸c qu¸ tr×nh vμ ph©n tÝch c¸c vÊn ®Ò x Qu¶n lý th«ng tin vμ c¸c d÷ liÖu x HÖ thèng ho¸ vμ m« h×nh ho¸ x Qui ho¹ch, thiÕt kÕ, x©y dùng, vËn hμnh vμ qu¶n lý hÖ thèng c¬ së h¹ tÇng x HÖ thèng c¸c gi¶i ph¸p b¶o vÖ hÖ sinh th¸i tù nhiªn. X¸c ®Þnh c¸c ho¹t ®éng kü thuËt nμo trong nh÷ng t×nh huèng cô thÓ thuéc hÖ thèng bê biÓn ph¶i ®†îc nghiªn cøu lμ vÊn ®Ò rÊt quan träng. C¸c qu¸ tr×nh vïng bê biÓn ®†îc chia thμnh c¸c qu¸ tr×nh tù nhiªn ch¼ng h¹n chuyÓn ®éng cña bïn c¸t vμ c¸c qu¸ tr×nh kinh tÕ - x· héi vÝ dô qui ho¹ch vμ ph¸t triÓn kinh tÕ vïng ven biÓn. §èi víi kü s† lμm viÖc vïng ven biÓn th× viÖc nghiªn cøu c¸c qu¸ tr×nh tù nhiªn lμ träng t©m. ViÖc nghiªn cøu c¸c qu¸ tr×nh kinh tÕ – x· héi cã xu h†íng ®†îc bao gåm trong nghiªn cøu qu¶n lý tæng hîp vïng bê. §©y lμ c¸c ho¹t ®éng ®a môc tiªu, trong ®ã vai trß chñ ®éng cña kü s† bê biÓn lμ rÊt quan träng. Nh† ®· tr×nh bμy ë trªn, rÊt khã ph©n chia ranh giíi cña vïng ven biÓn. Kh«ng ph¶i ®†êng bê lμ ranh giíi ®ã. Tuy nhiªn, vËy vïng bê sÏ lμ ë ®©u? ph¶i ch¨ng ®ã lμ giíi h¹n ngoμi cña vïng thÒm lôc ®Þa? hay nã ®†îc x¸c ®Þnh phô thuéc vμo sù ph¸t triÓn cña kü thuËt?. ThËm chÝ ranh giíi trong ®Êt liÒn cßn khã x¸c ®Þnh h¬n. Mét con s«ng chi phèi bê biÓn th«ng qua l†îng bïn c¸t vËn chuyÓn ra biÓn. Sù thay ®æi chÕ ®é s«ng ngßi sÏ t¸c ®éng lËp tøc ®Õn bê biÓn. Do vËy viÖc nghiªn cøu qu¸ tr×nh bê biÓn ph¶i g¾n víi viÖc nghiªn cøu toμn bé hoÆc phÇn chñ yÕu cña l†u vùc s«ng. Hay nãi mét c¸ch kh¸c, nh÷ng lÜnh vùc mμ ng†êi kü s† bê biÓn ph¶i quan t©m rÊt réng. C¸c ho¹t ®éng kü thuËt t¸c ®éng ngμy cμng lín ®Õn bê biÓn v× c«ng nghÖ t¸c ®éng vμo c¸c qu¸ tr×nh bê biÓn ngμy cμng hiÖn ®¹i (ch¼ng h¹n dïng gi¶i ph¸p n¹o vÐt lμm thay ®æi l†îng bïn c¸t ë c¸c ®o¹n bê kh¸c nhau). §iÒu ®ã cÇn cã kiÕn thøc ngμy cμng ®Çy ®ñ vÒ qu¶n lý tæng hîp vïng bê. C¸c kh¸i niÖm vμ c¸c tõ kho¸ vÒ kü thuËt bê biÓn ch¼ng h¹n nh† ®Æt vÊn ®Ò, th«ng tin, ®o ®¹c, m« pháng, c¸c gi¶i ph¸p c«ng tr×nh nh©n t¹o vμ c¸c c¸c gi¶i ph¸p kh¸c v.v... cÇn ®†îc th¶o luËn trong mét ph¹m vi réng lín h¬n. 1.1.2 C¸c nghiªn cøu c¬ b¶n Mét trong nh÷ng vÊn ®Ò c¬ b¶n mμ c¸c kü s† bê biÓn ph¶i nghiªn cøu lμ chuyÓn ®éng cña n†íc däc bê biÓn, t¸c ®éng t†¬ng hç gi÷a dßng n†íc vμ xãi båi bê vμ b·i biÓn, c¸c lùc t¹o ra do sãng, giã vμ dßng ch¶y t¸c ®éng lªn c«ng tr×nh. Mét sè vÝ dô ®¬n gi¶n sÏ tr×nh bμy trong phÇn nμy, nh÷ng vÝ dô kh¸c sÏ tr×nh bμy trong c¸c phÇn sau. Kh¶o s¸t nh÷ng nh©n tè ®ã h×nh thμnh c¬ së nghiªn cøu kü thuËt bê biÓn. Kü thuËt bê biÓn ®†îc chia thμnh hai phÇn vμ néi dung c¬ b¶n cña mçi phÇn ®†îc tr×nh bμy ë phÇn d†íi. C¶ng C¶ng ®†îc con ng†êi x©y dùng ®Ó dïng tμu thuyÒn vËn chuyÓn hμng ho¸. Khi x©y dùng c¶ng th× tÝnh thuËn tiÖn vμ kinh tÕ lμ nh÷ng vÊn ®Ò ®†îc quan t©m. Hai vÊn ®Ò nμy cÇn ®†îc xem xÐt ®ång thêi vμ sù hîp t¸c cña c¸c kiÕn tróc sù hμng h¶i vμ nh÷ng ng†êi lμm c«ng t¸c ë c¶ng sÏ gióp cho viÖc lùa chän nh÷ng vÊn ®Ò tèi †u nhÊt. §†êng vμo c¶ng th†êng ®†îc b¶o vÖ b»ng c¸c ®ª ch¾n sãng. ThiÕt kÕ lo¹i c«ng tr×nh nμy ®†îc tr×nh bμy trong m«n häc:” ThiÕt kÕ ®ª ch¾n sãng”. Còng cã rÊt nhiÒu c¶ng ®†îc x©y dùng ë cöa s«ng nªn sù h×nh thμnh b·i ngÇm vμ luång tμu vïng cöa s«ng ®†îc nghiªn cøu trong c¸c m«n kü thuËt bê biÓn vμ râ rμng m«n häc nμy cã quan hÖ mËt thiÕt víi kü thuËt trong s«ng. VÊn ®Ò ¶nh h†ëng cña dßng mËt ®é vμ sù thay ®æi nång ®é muèi theo thêi gian ¶nh h†ëng tíi qu¸ tr×nh båi l¾ng khu vùc c¶ng. ë ®©y, Dßng mËt ®é sÏ ®†îc xem xÐt trªn quan ®iÓm kü thuËt; lý thuyÕt c¬ b¶n cña dßng mËt ®é ®†îc häc kü h¬n trong m«n häc dßng mËt ®é. §Æc tÝnh cña bïn c¸t trong c¶ng vμ vïng cöa s«ng lμ vÊn ®Ò rÊt quan träng v× liªn quan tíi vÊn ®Ò n¹o vÐt vμ ¶nh h†ëng tíi h×nh th¸i ®Þa m¹o ngoμi cöa s«ng kh¸ xa. ViÖc x©y dùng c¶ng cã quan hÖ rÊt chÆt chÏ víi c¸c vÊn ®Ò h×nh th¸i bê biÓn vμ kh«ng thÓ t¸ch rêi viÖc xem xÐt mét trong hai vÊn ®Ò nμy. Mét vÊn ®Ò quan träng nhÊt cña h×nh th¸i ®Þa m¹o liªn quan tíi c¶ng lμ vÊn ®Ò båi l¾ng luång tμu vμ ¶nh h†ëng cña ®ª ch¾n sãng tíi qu¸ tr×nh thay ®æi ®†êng bê. H×nh th¸i bê biÓn Nghiªn cøu h×nh th¸i bê biÓn lμ nghiªn cøu t†¬ng t¸c gi÷a sãng, dßng ch¶y víi ®†êng bê. PhÇn lín bê biÓn lμ c¸c bê c¸t vμ nã thay ®æi rÊt lín d†íi t¸c ®éng cña sãng giã. Bê ®¸ Ýt chÞu ¶nh h†ëng cña c¸c ®iÒu kiÖn sãng giã vμ d†êng nh† liªn quan tíi c¸c nhμ ®Þa chÊt nhiÒu h¬n lμ c¸c kü s† bê biÓn. Sù biÕn ®æi cña ®†êng bê cã thμnh t¹o vËt chÊt mÞn (bïn, phï sa) còng sÏ ®†îc tr×nh bμy trong phÇn cuèi cña m«n häc nμy. PhÇn lín c¸c bê biÓn ®†îc thμnh t¹o bëi c¸t, nªn cã thÓ dù b¸o ®†îc sù thay ®æi cña ®†êng bê b»ng c¸c m« h×nh to¸n häc. Nh÷ng m« h×nh nμy sÏ ®†îc giíi thiÖu trong m«n häc. Nghiªn cøu s©u h¬n vÒ m« h×nh ®†îc tr×nh bμy trong c¸c gi¸o tr×nh vμ s¸ch liªn quan tíi vËn chuyÓn bïn c¸t ven bê. Mét c¸ch râ rμng r»ng, muèn ®¸nh gi¸ ®†îc sù thay ®æi cña ®†êng bê th× chóng ta cÇn ph¶i hiÓu c¬ chÕ chuyÓn ®éng cña n†íc biÓn d†íi t¸c ®éng cña sãng vμ c¸c ngo¹i lùc kh¸c. Do vËy, nh÷ng kiÕn thøc vÒ c¬ häc chÊt láng, thuû lùc rÊt cÇn thiÕt trong qu¸ tr×nh häc. Nh÷ng kiÕn thøc kh¸c còng cÇn thiÕt trong qu¸ tr×nh nghiªn cøu m«n häc nμy. Dßng ch¶y vïng ven biÓn chÞu ¶nh h†ëng cña thuû triÒu mμ thuû triÒu lμ mét d¹ng sãng dμi. Sãng do giã lμ lo¹i sãng ng¾n. Do vËy trong thuû lùc biÓn, cÇn ph¶i ph©n biÖt râ sãng dμi vμ sãng ng¾n. Cho ®Õn nay, hiÓu biÕt cña con ng†êi vÒ t¸c ®éng cña sãng ng¾n lªn bê c¸t còng ch†a hoμn toμn râ rμng. ChuyÓn ®éng cña bïn c¸t ven bê vμ ngoμi kh¬i lμ nh÷ng nghiªn cøu hÕt søc quan träng khi nghiªn cøu sù thay ®æi cña bê biÓn. RÊt nhiÒu kÕt qu¶ ®· vμ ®ang nghiªn cøu nh»m c¶i thiÖn c¸c m« h×nh to¸n m« pháng vμ dù b¸o sù thay ®æi cña ®†êng bê. V× rÊt nhiÒu thay ®æi cña ®†êng bê ngoμi ý muèn cña con ng†êi, nªn c¸c c«ng tr×nh b¶o vÖ bê lμ rÊt cÇn thiÕt. C¸c c«ng tr×nh nμy, vÒ nguyªn t¾c, lμm chËm t¸c ®éng xÊu tíi bê biÓn hoÆc lμ gi÷ bê biÓn ë tr¹ng th¸i c©n b»ng. Ch¼ng h¹n, x©y dùng má hμn vu«ng gãc hoÆc song song víi ®†êng bê sÏ lμm gi¶m qu¸ tr×nh xãi lë. Mét gi¶i ph¸p kh¸c lμ chuyÓn c¸t ë nh÷ng ®o¹n bê båi ®Õn c¸c ®o¹n bê xãi. C¸c lo¹i c«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn sÏ ®†îc nghiªn cøu trong c¸c m«n häc sau. Ngoμi ra, hÖ thèng ®ª ch¾n sãng, ®†êng vμo c¶ng vμ dßng ch¶y ra biÓn tõ c¸c s«ng trong néi ®Þa lμ nh÷ng nh©n tè g©y nªn sù thay ®æi cña ®†êng bê 1.2 C¸c thuËt ng÷ chuyªn m«n C¸c thuËt ng÷ nμy ®†îc dïng th†êng xuyªn trong c¸c m«n häc kü thuËt bê biÓn. Còng cÇn nhÊn m¹nh r»ng, nghÜa cña c¸c thuËt ng÷ nμy cã thÓ kh¸c víi c¸c thuËt ng÷ th†êng dïng trong cuéc sèng. Tuy nhiªn, c¸c kü s† bê biÓn còng cÇn biÕt c¸c biÖt ng÷ (ng«n ng÷ ®Þa ph†¬ng) cña c¸c lÜnh vùc kh¸c nhau thuéc kü thuËt bê biÓn. C¸c thuËt ng÷ chuyªn m«n cã thÓ t×m trªn Website: www.minvenw.nl/projects/netcoast/address/glossary.htm Abrasion Sù mμi mßn Frictional erosion by material transported by wind and waves Sù xãi mßn ma s¸t cña c¸c vËt chÊt do sãng vμ giã Abrasion platform ThÒm mμi mßn A rock or clay platform which has been worn by the processes of abrasion ThÒm ®¸ hoÆc ®Êt sÐt h×nh thμnh trong qu¸ tr×nh mμi mßn Abutment Trô chèng, têng bªn That part of the valley side against which the dam is constructed, or the approach embankment in case of bridges which may intrude some distance into the waterway Hai ®Çu thung lòng n¬i ®Æt ®Ëp (cßn gäi lμ vai ®Ëp), hoÆc lμ trô ®Çu cÇu n¬i cã ®†êng dÉn lªn cÇu Accretion Båi l¾ng The accumulation of (beach) sediment, deposited by natural fluid flow processes Qu¸ tr×nh tÝch tô bïn c¸t do dßng ch¶y Aggradation Båi tô A build-up or raising of the river/sea bed due to sediment deposition Sù n©ng lªn cña ®¸y s«ng do qu¸ tr×nh båi l¾ng bïn c¸t Alignment §êng tuyÕn The course along which the centre line of a channel, canal or drain is located Lμ ®†êng trung t©m (tim) s«ng, kªnh t†íi, tiªu Alongshore Däc bê biÓn see longshore Xem tõ longshore Alluvial plane Vïng ®Êt båi tÝch A plain bordering a river, formed by the deposition of material eroded from areas of higher elevation Vïng ®ång b»ng h×nh thμnh do c¸c vËt chÊt mμi mßn tõ vïng cao h¬n ch¶y xuèng Altitude Cao ®é Vertical height of a ground or water surface above a reference level (datum) §é cao theo ph†¬ng th¼ng ®øng so víi mÆt chuÈn Amplitude Biªn ®é Half of the peak-to-trough range (or height) Mét nöa kho¶ng c¸ch gi÷a ch©n vμ ®Ønh liªn tiÕp Angle of repose Gãc nghØ The maximum slope (measured from the horizon) at which soils and loose materials on the banks of canals, rivers or embankments stay stable Gãc nghiªng lín nhÊt theo ®ã ®Êt ®¸ vμ c¸c vËt chÊt cã thÓ n»m æn ®Þnh trªn m¸i Anisotropic Kh«ng ®¼ng híng Having properties that change with changing directions Cã tÝnh chÊt thay ®æi khi thay ®æi h†íng trong mét m«i tr†êng Antidunes Sãng c¸t Bed forms that occur in trains and that are in phase with and strongly interact with water-surface waves Mét d¹ng h×nh th¸i ®¸y s«ng cã d¹ng h×nh sin cïng pha víi sãng trªn mÆt Apron TÊm ch¾n Layer of stone, concrete or other material to protect the toe of a seawall TÊm ®¸, tÊm bª t«ng hoÆc vËt liÖu kh¸c b¶o vÖ ch©n kÌ hoÆc t†êng ®øng Armour layer Líp b¶o vÖ Protective layer on a breakwater or sea wall composed or Armour units Líp b¶o vÖ ngoμi ®ª ch¾n sãng hoÆc t†êng ®øng Armour unit TÊm b¶o vÖ Large quarried stone or specially shaped concrete block used as primary protection against wave action Mét viªn ®¸ tù nhiªn hoÆc 1 khèi bª t«ng cã h×nh d¹ng ®Æc biÖt ®†îc sö dông nh† lμ líp chèng sãng ngoμi cïng. Artificial nourishment, beach replenishment, recharge, beach feeding Nu«i b·i Supplementing the natural supply of beach material to a beach, using imported material. Bæ sung l†îng c¸t mÊt ®i t¹i mét ®o¹n bê biÓn Asperities MÊu gi¶m sãng The three-dimensional irregularities forming the surface of an irregular stone (or rock) subject to wear and rounding during attraction MÊu cÊu t¹o trªn bÒ mÆt viªn ®¸ hoÆc khèi bª t«ng vμ bÞ mμi nh½n dÇn khi bÞ sãng ®¸nh Astronomical tide TriÒu thiªn v¨n The tidal levels and character which would result from gravitational effects, e.g. of the Earth, Sun and Moon, without any atmospheric influences Mùc n†íc vμ c¸c ®Æc tr†ng triÒu do t¸c dông cña lùc träng tr†êng cña tr¸i ®Êt, mÆt trêi vμ mÆt tr¨ng bá qua ¶nh h†ëng cña khÝ quyÓn. Atoll §¶o san h« vßng A ring-shaped coral reef, often carrying low sand islands, enclosing a lagoon D¶i san h« ngÇm cã h×nh vßng cung, th«ng th†êng ph¸t triÓn ë ®¶o Ýt c¸t vμ qu©y quanh c¸c ®Çm ph¸ Attenuation Sù t¾t dÇn A lessening of the amplitude of a wave with distance from the origin The decrease of water particle motion with increasing depth; particle motion resulting from surface oscillatory waves attenuates rapidly with depth, and practically disappears at a depth equal to a surface wavelength Sù gi¶m dÇn biªn ®é sãng theo h†íng sãng tiÕn hay sù gi¶m chuyÓn ®éng cña h¹t n†íc khi ®é s©u t¨ng dÇn; ChuyÓn ®éng cña h¹t n†íc t¹o ra do dao ®éng cña sãng bÒ mÆt gi¶m nhanh theo ®é s©u vμ hÇu nh† t¾t h¼n ë ®é s©u b»ng chiÒu dμi sãng trªn mÆt Back-rush Dån ngîc The seaward return of water following the up-rush of a wave Dßng ch¶y ng†îc ra biÓn sau khi sãng leo lªn bê Back-shore PhÇn trªn bê biÓn The upper part of the active beach above the normal reach of the tides (high water), but affected by large waves occurring during a high tide PhÇn phÝa trªn b·i biÓn cao h¬n mùc n†íc triÒu c†êng b×nh th†êng, nh†ng chÞu ¶nh h†ëng cña sãng lín trong kú triÒu c†êng Backwater curve §êng cong níc vËt The longitudinal profile of the water surface in an open channel where the depth of flow has been increased by an obstruction as a weir or a dam across the channel, by increase in channel roughness, by decrease in channel width or by a decrease of the bed gradient §†êng mÆt n†íc däc theo kªnh cã ®é s©u t¨ng dÇn khi dßng ch¶y ch¶y qua ®Ëp do t¨ng ®é nh¸m hay gi¶m ®é réng s«ng hay gi¶m ®é dèc ®¸y s«ng Bank Bӡ (1) The rising grounds bordering a lake, river or sea; of a river or channel, designated as right or left as it would appear facing downstream (1) Gê ®Êt cao bao quanh hå, s«ng, biÓn (2) An elevation of the sea floor of large area, located on a continental (or island) shelf and over which the depth is relatively shallow but sufficient for safe navigation; a group of shoals (2) Mét vïng ®¸y biÓn réng hoÆc thÒm lôc ®Þa cã cao tr×nh cao h¬n xung quanh (3) A shallow area consisting of shifting forms of silt, sand, mud, and gravel; in this case usually used with a qualifying word such as “sandbank”, “mudbank” (4) Vïng n«ng tÝch tô bïn, c¸t, hoÆc sái; Trong tr†êng hîp nμy th†êng dïng kh¸i niÖm d¶i c¸t hoÆc d¶i bïn Bar Cӗn, doi A submerged or emerged embankment of sand, gravel, or other unconsolidated material built on the sea floor in shallow water by waves and currents in front of a river entrance or and estuary D¶i c¸t, sái hoÆc c¸c vËt chÊt ch†a cè kÕt hoμn toμn n»m ngÇm d†íi ®¸y biÓn tÝch tô l¹i (®†îc dån l¹i) do sãng vμ dßng ch¶y tr†íc cöa s«ng vμ vÞnh triÒu Barrage TiÕng ViÖt gäi lμ Ba Ra A barrage built across a river, comprising a series of gates which when fully open allow the flood to pass without appreciably increasing the flood level upstream of the barrage C«ng tr×nh x©y dùng trªn s«ng bao gåm mét lo¹t cèng mμ khi më hoμn toμn cã thÓ th¸o ®†îc n†íc lò kh«ng lμm t¨ng mùc n†íc th†îng l†u Barrier Vұt chҳn The function of a barrier is to control the water level. It consists of a combination of concrete or a steel structure with or without adjacent rockfill Chøc n¨ng cña vËt ch¾n lμ kiÓm so¸t mùc n†íc, cã thÓ lμ c«ng tr×nh bª t«ng hoÆc c«ng tr×nh thÐp cã ®æ ®¸ hoÆc kh«ng ®æ ®¸ Barrier beach VËt ch¾n ngoμi biÓn A bar, essentially parallel to the shore, the crest of which is above normal high water level; also called offshore barrier and barrier island D¶i ®Êt mμ cao tr×nh cña nã th†êng cao h¬n mùc n†íc triÒu c†êng b×nh th†êng n»m song song víi bê biÓn; mét sè tμi liÖu gäi lμ ®¶o ch¾n hoÆc nói ch¾n ngoμi kh¬i Barrier island §¶o ch¾n Long island, parallel to the shore, mainly consisting of sand, on which sometimes dunes are formed, behind which int