CHƯƠNG 5
KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT ĐỚI BỜ
5.1. GIỚI THIỆU
a. Để đánh giá những biến đổi địa chất và địa mạo của đới bờ, người ta thường lồng
ghép các nhóm nghiên cứu theo 3 thể loại sau: (1) Những nghiên cứu đương đại về các qúa
trình xảy ra trong điều kiện tự nhiên dựa trên các số liệu khảo sát thực địa và phân tích
trong phòng thí nghiệm; (2) Những thông tin, tư liệu thu thập từ các nguồn lưu trữ như ảnh,
bản đồ,…; (3) Những nghiên cứu trước đây dựa trên cơ sở địa tầng học và các nguyên lý địa
chất liên quan (H.5.1). Trong phạm vi mỗi nhóm, những dấu hiệu thể hiện sự biến đổi của
đới bờ có thể xuất hiện trong một quy mô thời gian nào đó. Chẳng hạn, những biến đổi theo
thuỷ triều và theo mùa thường rất quan trọng trong các nghiên cứu hiện đại, nhưng những
biến đổi mực nước trong thời Holocene thì lại có ý nghĩa lớn đối với các nghiên cứu môi
trường cổ. Trong các nghiên cứu về những biến đổi diễn ra ở môi trường cổ, những dao
động thủy triều thường rất khó xác định, nhưng với quá trình nghiên cứu đương đại thì sự
biến đổi của mực nước biển chỉ là yếu tố thứ yếu vì nó diễn ra quá chậm chạp.
b. Có rất nhiều kênh thông tin sẵn có giúp chúng ta có thể dễ dàng tiếp cận được lịch sử
địa chất và địa mạo của đới ven bờ. Một trong những phương pháp tìm kiếm các nguồn
thông tin đó là dựa vào việc thu thập các tư liệu nghiên cứu và số liệu khảo sát tại thực địa.
Những dữ liệu này có thể là dưới dạng số hoặc thông tin nghiên cứu được xử lý, phân tích tại
thực địa, trong phòng thí nghiệm hoặc tại văn phòng. Những nghiên cứu trong phòng thí
nghiệm được dùng để thu thập dữ liệu thông quá các cuộc thí nghiệm mô hình vật lý, chẳng
hạn như bể tạo sóng, hoặc để phân tích các đặc điểm địa chất theo số liệu thực địa, chẳng
hạn như phân tích độ hạt và thành phần khoáng vật. Những nghiên cứu trong phòng gồm
luận giải các bản đồ thời xưa, ảnh và các tài liệu tham khảo cũng như phân tích và mô phỏng
số hoá các dữ liệu thực địa, thực nghiệm và văn phòng. Tiêu bảng nhất là phải có được nhận
thức tổng thể đầy đủ về các quá trình môi trường và lịch sử địa chất của các bờ thông qua
một tổ hợp rộng rãi các phương pháp và các kênh thu thập thông tin.
c. Chất lượng của kết quả phụ thuộc một số yếu tố, kể cả những dữ liệu hiện có. Nếu
các nghiên cứu dữ liệu đã được xử lý (các bản đồ, ảnh và văn liệu hiện có) là hạn chế thì
việc đánh giá lịch sử địa chất sẽ khó khăn, tốn kém hơn và chính là ít chính xác hơn. Do đó,
trước khi tiến hành các nghiên cứu tại thực địa, trong phòng thí nghiệm hay trong văn phòng,

5.2. CÁC NGUỒN THÔNG TIN HIỆN CÓ VỀ BỜ
a. Các nguồn văn liệu
(1) Các khoa ở các trường đại học và cao học và các thư viện
Trong nhiều trường hợp sách, ấn phẩm định kỳ, luận văn, luận án và các báo cáo về các
dự án nghiên cứu của khoa… đều chứa các dữ liệu. Những dữ liệu này có nhiều, đặc biệt ở
những cơ quan đóng ở gần bờ, nơi các nhà khoa học được các ban ngành chính quyền của
bang, liên bang cấp kinh phí (như Sea Grant), nơi mà trường thì dạy và các khoa thì tích cực
tham gia nghiên cứu trong các lãnh vực thích hợp. Những trường đại học lớn đều có các kho
lưu trữ của bang, nơi các tư liệu, ấn phẩm của chính quyền liên bang và bang được lưu trữ.
(2) Các nguồn địa phương
Các nguồn này có thể cung cấp dữ liệu chi tiết và đôi khi là duy nhất liên quan địa
phương cục bộ này. Các nguồn này bao gồm báo chí địa phương, hồ sơ của các cơ quan địa
phương, nhật ký lịch sử, hồ sơ của trạm đèn biển, báo chí địa phương, hồ sơ hợp đồng xây
dựng, những cuộc mua bán đất và bảo tàng.
(3) Các cơ quan chính phủ
Các tư liệu địa chất miền ven bờ có thể tìm thấy trong các cơ quan chính phủ ở các cấp
liên bang, bang và địa phương (phụ lục E và F). Những cơ quan liên bang có tư liệu gồm Sở
địa chất Hoa Kỳ (USGS), Sở Trắc địa và Quản lý bờ Hoa Kỳ (USCGS), Cục Hải dương học
và Khí quyển Quốc gia (NOAA), các đơn vị Công binh Hoa Kỳ (USACE) (gồm các trạm thí
nghiệm đường thuỷ, các cơ quan của USACE và đơn vị quân đội), Bộ Vận tải, Cục Bảo vệ
Môi trường, Cục Ngư nghiệp và Sinh vật hoang dã, và Phòng Nghiên cứu Thí nghiệm Hải
quân (NRL). Phụ lục G cung cấp danh mục các báo cáo địa chất và kiểm soát ven bờ của
CERC. Các cơ quan bang có thông tin về miền ven bờ bao gồm các cục địa chất bang (hoặc
các sở địa chất), các sở vận tải, các sở tài nguyên môi trường và/hoặc tài nguyên nước, và
các cơ sở kế hoạch. Một vài sở y tế cũng lưu trữ những tư liệu tốt. (4) Các cơ quan công nghiệp
Các công ty năng lượng (dầu và khí) thường có các tư liệu mà các nhà khoa học có thể
tiếp cận được. Đó là các tư liệu về các quá trình diễn ra ở ven bờ có liên quan với các hoạt

văn phòng nhờ sử dụng phương pháp dự báo quá khứ (hindcast techniques) trên cơ sở bản
đồ thời tiết, các quan trắc trên tàu thuỷ và các quan trắc môi trường ven bờ; hoặc c) Được
trắc đạc tại thực địa bằng sử dụng các dụng cụ đo sóng.
(2) Dữ liệu trắc đạc sóng được thu thập nhờ các cơ quan Bang và Liên bang cũng như
các công ty tư nhân. Đối với những dự án nghiên cứu đòi hỏi dữ liệu sóng thì những dữ liệu
thống kê sóng đã được xử lý có thể có được nếu như các phao, các cấu trúc ngoài khơi và
các cầu tàu được trang bị máy đo được lắp đặt gần khu vực nghiên cứu. Những dữ liệu thuộc
các vùng rải rác đã công bố bao gồm các số thống kê dữ liệu đo sóng, dự báo sóng quá khứ
(wave hindcasting), và những quan sát bằng mắt thường từ boong tàu biển hoặc từ đới ven
bờ.
(3) Phương pháp dự báo sóng quá khứ là một thủ pháp được sử dụng rộng rãi để đánh
giá các số liệu thống kê sóng nhờ vào phân tích các bản đồ thời tiết bằng các phương pháp
kỹ thuật được xây dựng trên cơ sở tư duy lí thuyết và dữ liệu thực nghiệm. Một nhà khoa
học ven bờ có thể sử dụng các dữ liệu dự báo quá khứ đã công bố hoặc có thể tự xử lí trên
máy tính những dữ liệu gốc về vùng nghiên cứu. Phụ lục D là danh mục các báo cáo nghiên
cứu thông tin về sóng của USACE, bao trùm các vùng bờ Đại Tây Dương, Thái Bình
Dương, Vịnh Mêxico và Hồ Lớn. Ưu việt của phương pháp dự báo quá khứ là có dữ liệu dài
hạn của các bản đồ thời tiết và chi phí ít tốn kém. Điểm yếu là phải quy đổi sóng về vùng
nước nông, đặc biệt là khi ta đang nghiên cứu tại các vùng có độ sâu phức tạp.
(4) Những quan sát sóng bằng mắt thường từ tầu biển ở ngoài biển hoặc từ các trạm trên
bờ dọc theo bờ biển nước Mỹ cũng đã được công bố trong một số ấn phẩm. Mặc dù số liệu
kém chính xác hơn so với những số liệu trắc đạc, song, người quan sát có kinh nghiệm có thể
thu được những kết quả với độ chính xác hợp lý và một khối lượng lớn các quan sát làm cho
nó trở thành một nguồn đáng giá. Những dữ liệu quan sát sóng ngoài khơi trên boong tàu đã
được cơ quan Nghiên cứu Hải dương học và Hoạt động triển khai Hải Quân Hoa Kỳ (nay là
Phòng Nghiên cứu Hải quân (NRL) đúc kết và công bố dưới dạng các bản đồ và tổng hợp dữ
liệu biển và vùng sóng lừng như Bản tổng hợp các dữ liệu quan sát khí tượng học từ tàu
biển. Trong khi những dữ liệu này bao phủ một khu vực địa lý cực lớn, thì những quan sát
trên các boong tầu biển và các vùng biển khác có tàu đi lại thì dữ liệu lại lớn về số lượng.
(5) Đối với đới ven bờ, có một chương trình được cơ quan USACE tài trợ để thu thập

GÓC SÓNG Ở ĐẦU SÓNG XÔ
(at breaker)
Dùng thước đo độ đo thật chính xác hướng sóng
đến ( xem hướng dẫn dùng thước đo độ ở cuối bảng
mẫu này). 22 23

KIỂU SÓNG

0 – Lặng sóng 3 – Sóng dồn
(surging)
1 – Sóng tràn (spilling) 4 – Tràn/chúi đầu
2 – Sóng chúi đầu (plunging) 24

TỐC ĐỘ GIÓ

Ghi tốc độ gió bằng m/h chính xác nhất. Nếu
lặng gió ghi 0.

26 27

HƯỚNG GIÓ

Ghi hướng gió đến, nếu lặng gió ghi 0
1 – Bắc ; 3 – Đông ; 5 – Nam ; 7 – Tây
Hình 5-2: Phiếu điều tra nghiên cứu môi trường đới bờ được sử dụng trong các cuộc khảo sát
thuộc chương trình của LEO
d. Nguồn dữ liệu mức nước
Cục Hải dương học Quốc gia (NOS) thuộc NOAA chịu trách nhiệm về giám sát biến
đổi mức nước biển ở 115 trạm trên toàn lãnh thổ quốc gia (Hicks,1972). Các văn phòng địa
phương thuộc USACE thu thập dữ liệu về độ cao thuỷ triều ở các vùng ngoài các trạm trên.
Những số đo hàng ngày được công bố trong các báo cáo mang tên “Stages and Discharges ở
địa hạt …. (địa danh)”. Những mức nước được dự báo và thông tin về dòng triều từng ngày
có thể thu thập được từ các ấn phẩm do NOS công bố hàng năm như “Bảng thống kê thuỷ
triều (Tidal Tables….): Dự báo mức nước cao và thấp” và “Bảng thống kê dòng triều”
(“Tidal current Tables”). Một cách thu thập số liệu nhật ký sóng khác là các chương trình
máy tính thương phẩm. Nhiều chương trình kiểu này được cập nhật hàng quý hoặc hàng
năm. Những thông tin cơ bản trong lãnh vực dữ liệu về thuỷ triều và các trạm quan trắc thuỷ
triều có thể tìm thấy trong các ấn phẩm của NOS mang tên “Chỉ báo về các trạm thuỷ triều
của Hoa Kỳ và các trạm hỗn hợp khác”, và “Sổ tay Công vụ và Các sản phẩm của NOS”.
e. Dữ liệu địa chất và trầm tích.
Trong nghiên cứu lịch sử địa chất và địa mạo đới ven bờ điều quan trọng là cần đánh
giá dữ liệu địa chất và trầm tích hiện có. Loại thông tin này có rải rác ở nhiều cơ quan và
nhiều nguồn cung cấp và bao gồm hàng loạt tư liệu như bản đồ địa chất, các khảo sát thổ
nhưỡng, các tài liệu khoan làm đường cao tốc và các tư liệu về quá trình như hàm lượng và
dòng trầm tích lơ lửng từ các sông kề cận. Những dữ liệu đã công bố thường có ở các cơ
quan như Sở Địa chất Hoa Kỳ (USGS), Sở Bảo tồn Đất Hoa Kỳ, Viện Địa chất Mỹ và
CERC. Những khác biệt về địa chất và loại hình đất có thể cung cấp những điểm chốt để tìm
hiểu các mô hình bào mòn và bồi đắp. Những dữ liệu địa chất học và trầm tích luận thường
là bổ ích để xác định các quá trình và các phản ứng môi trường quan trọng như tác động của
các trận bão lớn đối với đường bờ.
f. Ảnh hàng không.
(1) Những ảnh hàng không chụp ngày nay và trước đây cung cấp những dữ liệu quý giá

thuộc hệ thống của Pháp SPOT (Pour L’Observation de la Terre) và của Nga. Có thể có các
ảnh vệ tinh Sojuzkarta của Nga thông qua chương trình hợp tác về ảnh SPOT (Phụ lục E).
Những dữ liệu rada sử dụng ống kính (aperture) bằng kim cương tổng hợp có thể thu thập
được qua chương trình hợp tác STX Hughes. Trong nhiều trường hợp có thể mua những dữ
liệu này hoặc ở dạng các bản ảnh sao hoặc các tệp dữ liệu số để dùng cho các ứng dụng máy
tính. Những dữ liệu số và ảnh có thể giúp tìm kiếm các hiện tượng có quy mô lớn, đặc biệt là
những quá trình được coi là những chỉ thị cho các bối cảnh địa chất và động lực học ở đới
ven bờ. Những cơ quan thu thập và phổ biến ảnh vệ tinh được liệt kê ở phụ lục E. Danh mục
các dữ liệu vệ tinh có ở Trung tâm Dữ liệu Khoa học Vũ trụ Quốc gia (NSSDC) được in
trong các sách của Horowitz và King (1990). Có thể truy cập những dữ liệu này qua máy
tính.
(2) Những dữ liệu vệ tinh đặc biệt hữu ích để đánh giá những biến đổi địa hình quy mô
lớn ở đới ven bờ. Ở khu vực kề cận châu thổ, phương pháp viễn thám có thể phát hiện các
cửa sông và các nơi khác mang trầm tích, mô hình không gian của các trầm tích lơ lửng
(H.5.3). Có thể chụp được những dải đất, những chi tiết địa hình của đáy bờ, kể cả những
sống của các doi hoặc bãi ngầm ở chỗ nước trong và nông. Có thể xác định phạm vi không
gian của các dòng triều nhờ vào những dữ liệu hồng ngoại nhiệt; chúng rất hữu ích để phân
biệt nhiệt độ của các dòng triều lên, triều xuống và nước ngọt thải ra ở cửa sông. Ở những
vùng nước sâu hơn, vệ tinh cũng có thể cung cấp dữ liệu về các dòng chảy và sự lưu thông ở
đại dương (Barrik, Evans, và Weber, 1977). Những dữ liệu rada đặt trên máy bay cũng cho
thấy nhiều hứa hẹn trong việc phân tích trạng thái biển.
(3) Chương trình vệ tinh Landsat được Cục Hàng không và Vũ trụ Quốc gia hợp tác với
Bộ Nội Vụ Hoa Kỳ xây dựng. Năm 1972, khi mới triển khai chương trình, nó chỉ được thiết
kế như một hệ thống thử nghiệm để kiểm tra tính khả thi của việc thu thập dữ liệu tài nguyên
trái đất từ các vệ tinh không người lái. Các vệ tinh của Landsat sử dụng các loại cảm biến
khác nhau có các đặc tính cảm thụ các bước sóng khác nhau từ ánh sáng nhìn thấy (lục) đến
hồng ngoại nhiệt có bước sóng lớn nhất tới 12 μm. H.5.4 cho thấy biên độ của từng dải và độ
phân giải không gian của các loại cảm biến khác nhau đặt trên vệ tinh. Trong số 5 vệ tinh
của Landsat, chỉ riêng Landsat-4 và Landsat-5 hiện còn trên quỹ đạo. Được trang bị máy
quét đa phổ, cả hai vệ tinh này đều có độ phân giải 82m đối với 4 dải sóng nhìn thấy và một

được ghi lại, tiếp sát sau là đợt phản hồi yếu hơn từ đáy biển. Chênh lệch thời gian giữa hai
đợt sóng phản xạ được quy đổi ra độ sâu nước. SHOALS có thể làm cuộc cách mạng trong
công tác khảo sát thuỷ văn đối với nước nông vì một vài lí do. Ưu việt quan trọng nhất là hệ
này có thể khảo sát tới 8 km
2
trong một giờ, do đó có thể phủ một dải bờ rộng lớn trong một
vài ngày. Điều này tạo ra khả năng thu thập tức thì dữ liệu dọc theo những bờ chịu những
biến đổi nhanh. Hệ này có thể huy động nhanh để làm việc, nó cho phép thực hiện những
cuộc khảo sát quy mô lớn ngay sau bão, hoặc các cuộc khảo sát trong những tình huống
không lường trước như khi các doi chắn bị xuyên thủng. Cuối cùng, độ sâu nước chỉ cần ít
nhất 1m là đủ nên nó cho phép bao phủ có hiệu quả các vùng bãi ngầm, kênh hoặc bờ mà
thường là rất khó hoặc không thể thực hiện được bằng các phương pháp truyền thống, đặc
biệt là vào mùa đông. Độ sâu tối đa của nước đã chứng minh là khoảng 10m phụ thuộc độ
trong của nước.

Hình 5-4: Độ phan giải phổ và phân giải không gian gần đúng của các sensor được lắp đặt trên vệ tính
Landsat, SPOT và NOAA (nguồn dữ liệu của Earth Observation Satellite Company và Huh
và Leibowitz, 1996)
h. Những dữ liệu địa hình và trắc đạc độ sâu.
(1) Các bản đồ địa hình và đo độ sâu có sắn ở Sở Địa chất Hoa Kỳ (USGS), ở nhiều
văn phòng địa phương của USACE và ở USCGS.
Các bản đồ địa hình ở USGS thường được chỉnh sửa sau mỗi thời kỳ 20-30 năm và đôi
khi ngắn hơn đối với những vùng có ưu tiên. Tuy nhiên, các bản đồ này cũng dễ trở nên lạc
hậu khi sử dụng cho một số dạng nghiên cứu vì nhiều đường bờ không tồn tại được lâu dài.
Các tấm bản đồ của USGS thường có ở loạt 7,5’ (tỷ lệ 1:24000) và loạt 15’ (tỷ lệ 1:62500).
Độ phân giải của những bản đồ này không đủ để phản ảnh nhiều chi tiết địa hình, nhưng
cũng có thể đủ để đánh giá những địa hình quy mô lớn và những biến đổi lớn, đặc biệt là qua
một thời gian dài.
(2) Những dữ liệu khảo sát thuỷ văn gần đây và trước đây cũng có sẵn ở Sở Hải dương
học Quốc gia (NOS). Có thể thu thập được những dữ liệu này ở dạng các bản vẽ sơ bộ tỷ lệ

a. Những vấn đề chung.
(1) Để có thể áp dụng những công nghệ thích ứng phục vụ nghiên cứu thực địa, nhà
khoa học phải hiểu ít nhiều về bản chất của vấn đề và kết quả mong đợi. Chẳng hạn, một
điểm dân cư đang bị xói lở đe doạ thì những số đo về các quá trình, bản đồ địa hình và bản
đồ độ sâu là cần thiết để xác định các xu hướng xói mòn do bão gây ra hoặc do thời gian dẫn
đến. Cũng vậy, cũng có thể cần đến những dữ liệu trước đây để xác định tốc độ và sự biến
thiên không gian của những biến đổi đường bờ biển theo thời gian. Những nghiên cứu địa
tầng có thể cũng cần đến để phục vụ mục đích tìm kiếm nguồn vật liệu bồi đắp bờ. Bản thiết
kế công trình nghiên cứu phải bao gồm việc lập kế hoạch đầy đủ về các mục đích nhiệm vụ
và chiến lược quan trắc, thời hạn, hậu cần, kinh phí. Sẽ lãng phí rất nhiều thời gian và tiền
của trong thời gian ở thực địa nếu như không xác định được rõ mục tiêu, nhiệm vụ và kế
hoạch quan trắc cho thích ứng.
(2) Trước khi tiến hành nghiên cứu chi tiết tại thực địa điều quan trọng là phải làm tổng
quan các dữ liệu có sẵn về bờ liên quan đến vùng và vấn đề nghiên cứu. Những thông tin
hiện có là rất quan trọng đối với việc thiết kế các nhiệm vụ nghiên cứu tại thực địa và có thể
đề xuất được những công việc thực địa ít tốn kém hơn. Nhiều khi những hạn chế về thời gian
và kinh phí ảnh hưởng mạnh mẽ đến việc thu thập dữ liệu, kể cả những dữ liệu quan trọng.
3) Khi ở thực địa phải ghi chép cẩn thận những dữ liệu và thông tin liên quan vào sổ
thực địa không thấm nước. Những chi tiết cũng phải được ghi lại trên băng. Các tấm ảnh là
những tư liệu có giá trị về bối cảnh hiện trưòng, thiết bị và quy trình quan trắc. Các máy ghi
hình ngày càng được sử dụng nhiều hơn cho công tác khảo sát thực địa.
(4) Có một vài dạng công tác tiến hành ngoài thực địa. Nó có thể chỉ đơn giản là những
quan sát sơ lược bằng mắt thường đến việc thu thập dữ liệu như dữ liệu đo lường các quá
trình, thu thập mẫu trầm tích, mẫu địa tầng, dữ liệu địa hình và độ sâu biển và dữ liệu địa vật
lý. Những nghiên cứu có thể bao gồm việc điều tra những lực tác động, mức độ hoạt động,
các tương tác giữa lực và trầm tích và sự biến động của hoạt động này theo thời gian. Nếu
công tác thực địa trù tính việc thu thập một khối lượng lớn dữ liệu thì rất cần có cuộc khảo
sát sơ bộ đến thực địa để giúp xác định các điều kiện cụ thể ở vùng nghiên cứu và để xây
dựng kế hoạch quan trắc.
(5) Các khía cạnh không gian và thời gian của việc khảo sát sơ lược là rất quan trọng.

địa phương như thế nào? Đây là vấn đề địa chất (tự nhiên) hay do con người làm ra? Những
thảm hoạ, như dông bão nhiệt đới có ảnh hưởng như thế nào đối với khu vực? Trong thời
gian khảo sát tại thực địa cần thu thập dữ liệu kiểm tra theo danh mục trình bày ở phụ lục H.
Sổ tay thực địa tiện dụng với các phiếu dữ liệu địa chất được Viện Địa chất Mỹ ấn hành
(Dietrich, Durto và Foose,1982).
c. Ảnh và trình tự thời gian
Chụp ảnh nhiều khi là một công cụ quan trọng để bắt đầu công việc khảo sát sơ bộ cũng
như để đánh giá chi tiết hơn về vùng nghiên cứu. Một ứng dụng đặc biệt của máy ghi hình là
chụp ảnh liên tục hay ngắt quãng; đó là phương tiện hữu ích để nghiên cứu biến đổi địa hình
với việc quan sát các trạng thái đường bờ, vận tải cát (Cook và Gorslinb,1972) và xác định
đặc tính của sóng. Nếu máy ghi hình được dùng để ghi các quá trình ngắn hạn, thì rất cần các
tấm ảnh được chụp tương đối thường xuyên hơn. Nếu có sẵn các tấm ảnh chụp đất liền từ
thời trước đây thì cần có những tấm ảnh chụp bổ sung cũng chính những khu vực đó. Những
biến đổi ở một vùng theo thời gian để dùng cho các nghiên cứu ngắn hạn cũng như dài hạn,
cũng có thể được ghi lại bằng băng ghi hình. Điều quan trọng là những thông tin liên quan
chụp ảnh phải được ghi lại trong nhật ký thực địa:
- Ngày tháng
- Thời gian
- Vị trí đặt máy
- Hướng của mỗi tấm ảnh
- Những mốc tiêu nổi bật, nếu có.
Ngày tháng, địa điểm và hướng phải được đánh dấu trên khung mỗi tấm ảnh.
d. Quan trắc và đo đạc sóng
Để nghiên cứu các quá trình thuộc quá khứ hoặc nghiên cứu quy mô thời gian của quá
trình thì một việc làm rất thích hợp là thu thập dữ liệu liên quan các đặc điểm sóng ở địa
điểm đó. Những dữ liệu đo sóng bằng thiết bị đo thường cung cấp dữ liệu về sóng với độ
chính xác cao nhất. Đáng tiếc là chi phí khá tốn kém cho việc mua sắm, triển khai và bảo
dưỡng thiết bị đo sóng cũng như phân tích các số đo. Thường chúng được sử dụng trong thời
gian ngắn để xác nhận các dữ liệu thu thập được bằng quan sát mắt thường hay bằng các
phương pháp dự báo quá khứ (hindcasting methods). Những dữ liệu được các thiết bị đo đặt

DM
635-12 dùng lắp đặt dưới đáy biển
(2) Lắp đặt các thiết bị đo
Việc lắp đặt thiết bị đo dọc bờ phụ thuộc mục đích của dự án kiểm soát, kinh phí và thời
gian, tai biến môi trường và sự có sẵn những tài liệu đã thu thập được trước đây. Không có
một hướng dẫn cứng nhắc nào cho việc lắp đặt các thiết bị đo ở một địa điểm và mỗi dự án
là một trường hợp riêng biệt. Có hai cách tiếp cận việc đo sóng bằng thiết bị đo. Một là triển
khai các thiết bị ở gần vùng dự án để đo sóng và các điều kiện biển trực tiếp tác động đến
công trình đó hoặc phải được tính toán đến khi thiết kế dự án. Cách tiếp cận thứ hai là lắp
một thiết bị đo ở xa ngoài khơi để thu thập dữ liệu đo các sóng tới có tính khu vực. Trước
đây, khi thiết bị đo sóng còn rất đắt các nhà nghiên cứu thường thu thập dữ liệu bằng một
thiết bị duy nhất. Ngày nay, các phần cứng cũng như phần mềm có giá thấp hơn, chúng tôi
khuyên nên lắp một vài máy ở gần bờ có tiếp giáp với vùng dự án. Những hiểu biết có trước
về một vùng hoặc những toan tính thực tế có thể mách bảo vị trí lắp đặt các máy đo. Người
sử dụng phải luôn luôn dung hoà được giữa nhu cầu thu thập được một khối lượng lớn dữ
liệu, làm được thật nhiều thí nghiệm trong một thời gian ngắn với việc duy trì các thiết bị
này trên biển trong một thời gian dài hơn nhằm quan sát các biến đổi theo mùa. Bảng 5.2 tập
hợp một vài gợi ý giải pháp thực tiễn dựa trên kinh phí và mục đích nghiên cứu. Những gợi
ý về mạng quan trắc để thu thập dữ liệu sẽ đề cập ở phần 5.5.
(3) Thiết bị đo sóng địa chấn
Những đánh giá về sóng dựa trên đo lường vi sóng địa chấn là một giải pháp thay thế để
thu thập dữ liệu sóng trong môi trường năng lượng cao. Vi sóng địa chấn là những di động
(motions) đất rất nhỏ mà có thể phát hiện được bằng các máy địa chấn ký đặt trong phạm vi
cách bờ vài km. Điều được thừa nhận chung là các vi sóng địa chấn được sinh ra bởi các
sóng đại dương và rằng biên độ và chu kỳ của những di động này tương ứng với khí hậu
sóng toàn khu vực (regional wave climate). Kết quả so sánh các số đo của các thiết bị đo
sóng địa chấn đặt ở vùng Oregon với các số đo thu được từ các máy đo lắp tại chỗ cho kết
quả tốt (Howell và Rhee,1990; Thompson,Howell và Smith,1985). Các hệ máy địa chấn vốn
có những hạn chế, song sự thiếu hụt các dữ liệu về chu kỳ sóng có thể giải quyết được bằng
các phương pháp xử lí dữ liệu tiên tiến tinh xảo hơn. Việc sử dụng địa chấn kế vào mục đích

phóng xạ. Các nhà địa chất dầu khí sử dụng dữ liệu nghiên cứu địa tầng bằng phương pháp
địa chấn để xác định mực nước biển cổ (Payton,1977; Sheriff,1980).
Bảng 5-1: Ưu điểm và nhược điểm của các thiết bị đo sóng tự ghi và đo xa bằng cáp
I. Các thiết bị tự ghi (có bộ ghi lắp sẵn)
A. Ưu điểm
1. Triển khai thường đơn giản vì thiết bị gọn, một đội nhỏ thợ lặn có thể xử lí được.
2. Thiết bị đo dễ lắp vào cọc, cấu trúc xây dựng hoặc giá ba chân.
3. Thiết bị đo tại thực địa có thể chuyên chở đến vùng xa bằng máy bay.
4. Thiết bị đo tiếp tục hoạt động trong bão lớn chừng nào giá đỡ còn đứng vững.
5. Dễ xin giấy phép lắp đặt (đặc biệt là trên các biển báo đường biển).
B. Nhược điểm
1. Thiết bị đo phải được định kỳ tháo gỡ ra để thu dữ liệu hoặc thay thế các bộ lưu dữ liệu.
2. Thời gian thu thập thông tin bị hạn chế vì công suất của bộ nhớ trong hoặc băng dữ liệu. Nhà nghiên cứu
phải dung hoà giữa mật độ quan trắc với khoảng thời gian mà thiết bị có thể ghi dữ liệu giữa các chuyến thăm
bảo dưỡng theo lịch bảng.
3. Công suất của pin có thể là yếu tố hạn chế thời gian sử dụng.
4. Nếu thời tiết sấu buộc phải trì hoãn việc bảo dưỡng đúng lịch bảng thì thiết bị đo có thể sử dụng hết công
suất lưu trữ. Điều này sinh ra các khoảng thời gian không được đo đạc.
5. Không thể kiểm soát được các thiết bị đo khi chúng ở dưới nước. Nếu hỏng hóc, dữ liệu thường là bị mất
vĩnh viễn.
6. Thiết bị đo có thể bị mỏ neo hoặc tàu đánh cá va chạm gây hỏng hoặc mất hoàn toàn mà không được
phát hiện cho đến khi có chuyến thăm tiếp sau.
C. Ghi chú
. Các phương pháp ép nén dữ liệu, xử lí dữ liệu trên boong và những tiến bộ của bộ nhớ tiết
kiệm năng lượng đã nâng cao đáng kể công suất lưu trữ của các thiết bị đặt dưới nước. Một số tồn tại được đến
12 tháng.
II. Các thiết bị truyền dữ liệu bằng cáp.

A. Ưu điểm
1. Có thể kiểm soát liên tục việc thu thập dữ liệu. Nếu hỏng hóc được phát hiện (bằng người phân tích hoặc

không gian và thời gian của nó. Cách khác, Eulerian, là xác định sự vận động của nước tại
một điểm cố định và xác định quá trình tiến hoá của nó theo thời gian. Các công cụ đo dòng
theo cách Lagrangian thường được dùng cho các nghiên cứu vận tải trầm tích, để kiểm soát ô
nhiễm môi trường hoặc để theo dõi băng trôi. Dữ liệu đo dòng chảy bằng phương pháp
Eulerian hay phương pháp cố định là quan trọng để xác định những biến động của dòng chảy
theo thời gian tại một vị trí cố định. Những thiết bị đo mới sản xuất gần đây đã phối hợp cả
hai cách tiếp cận này.
b) Hiện nay đang sử dụng 4 dòng công nghệ đo dòng chảy (Appell và Curtin,1990):
Các phương pháp rada và Lagrangian
Các phương pháp hợp nhất không gian
Điểm nguồn (Point sourse) và các công nghệ liên quan.
Các thiết bị đo biên dạng của dòng bằng hiệu ứng Doppler của sóng âm thanh (Acoustic
Doppler current Profilers (ADCP) và công nghệ liên quan.
Số lớn thiết bị và phương pháp được dùng để đo dòng chảy cho thấy việc phát hiện và
phân tích sự vận động của dòng chất lỏng trong biển là một quá trình cực kỳ phức tạp.
Những khó khăn phát sinh là do quy mô vận động trong nước là liên tục và rất lớn. Như
McCullough (1980) đã phát bảng “Trong nước không chỉ có một vận tốc duy nhất mà còn
rất nhiều vận tốc khác, chúng có những đặc trưng riêng theo không gian và thời gian. Vậy,
trong khái niệm về “vận tốc” của dòng chảy lỏng có sự hiểu ngầm là thừa nhận quá trình
bình quân hoá về không gian và thời gian được vận dụng để đo vận tốc. Những phương thức
trung bình hoá không gian và/ hoặc thời gian sử dụng ngày nay là không chính xác hoặc
không thích ứng chính là nguồn gốc phong phú của những sai sót đo lường dòng chảy ở gần
mặt nước. Nhận xét của McCullough là nhằm vào việc đo lường các dòng chảy ở đại dương.
Ở vùng nước nông, đặc biệt là đới sóng nhào (surf zone) còn có những khó khăn bổ sung do
có sự chảy rối và dòng không khí cuốn theo do các sóng xô tạo ra, do có sự trôi nổi lơ lửng
của một khối lượng lớn trầm tích, sự can thiệp của môi trường tự nhiên. Việc đo dòng sao
cho chính xác trong những điều kiện như thế này quả là một nhiệm vụ đáng sợ.
(2) Cách tiếp cận kiểu Lagrangian.
(a) Thuốc nhuộm, thuốc thử, tầu trôi, chai lọ, cấu trúc mang nhiệt (temperature
structures), vết dầu tràn, vật liệu phóng xạ, giấy, gỗ vụn, băng, cây cối, thực vật và sinh

gần một lạch triều – inlet). Mặc dù gọi là gần bờ, song thiết bị đo cần phải đặt ở vùng nước trung hoặc bãi sâu,
căn cứ vào chu kỳ sóng phổ biến nhất có thể xảy ra. Độ sâu này phải được tính toán theo công thức nêu trong
sách hướng dẫn bảo vệ bờ (1984).
2. Ngoài ra, một thiết bị đặt ở vùng nước sâu, nếu cần, để xác định các điều kiện biên của mô hình.
B. Lịch thời gian.
1. Tối thiểu: 1 năm. Kiểm soát mô hình sóng mùa đông/mùa hè (đặc biệt cần thiết đối với các dự án ở Ấn
Độ Dương)
2. Tối ưu: 5 năm hoặc đủ lâu để xác định được liệu ở đây có những biến đổi đáng kể về khí hậu hay không.
Cố gắng có một mùa El Nino đối với những dự án vùng Bắc Mỹ.
C. Ghi chú.
1. Lập mô hình đông quy vật lí hoặc mô hình số: khi đặt một thiết bị đo cần tính đến yêu cầu của nhà lập
mô hình về đầu vào hoặc việc chia độ mô hình (model calibration).
2. Những dữ liệu về sóng trước đây có thể mách bảo những địa điểm cụ thể để đặt máy. Một giải pháp thay
thế là có thể đặt thiết bị đo ở nơi tương tự như đã đặt trước đây để có những dữ liệu mới đối sánh được với những
dữ liệu cũ. Một tập hợp dữ liệu liên tục dài hạn là cực kỳ quý giá!
II. Dự án kinh phí trung bình.
A. Vị trí được khuyến nghị.
1. Đặt một thiết bị đo sóng ở sát bờ gần địa điểm dự án.
2. Thu thập dữ liệu từ phao gần nhất của Trung tâm Dữ liệu phao Quốc gia (NDBC) thuộc NOAA để tìm
hiểu khí tượng học miền nước sâu.
B. Lịch bảng: triển khai 1 năm là tối thiểu; dài hơn nếu có thể.
C. Ghi chú: như 1C nói trên. Đối chiếu với dữ liệu hiện có là rất hữu ích.
III. Những dự án ngắn hạn, ít kinh phí.
A. Vị trí đặt máy: một máy sát gần khu dự án.
B. Lịch bảng: Nếu không thể lắp đặt trong một năm, cố kiểm soát trong 1 mùa khi có sóng cao nhất
(thường là mùa đông, mặc dù có thể không đúng đối với những vùng có băng).
C. Ghi chú: như 1C ở trên. Rất cần sử dụng moi dữ liệu thuộc các vùng kề cận, sử dụng bất kỳ tài liệu nào
có thể cung cấp thông tin bổ sung về khí hậu sóng (wave climatology) của vùng.
(Fredette et al. 1990).
(c) Các lưu tốc kế điện tử có nhiều điểm chung, mặc dù khác nhau về nguyên lý hoạt
động. Ưu việt phổ biến lớn nhất của chúng là phản ứng nhanh và thuộc loại tự ghi, không có
các bộ phận chuyển động lòi ra ngoài. Chúng có thể sử dụng trong hệ thời gian thực và đo
được ít nhất hai hợp phần của tốc độ dòng chảy. Trình độ của người sử dụng máy có lẽ có
ảnh hưởng nhiều hơn đến loại máy được dùng (Fredette et al.,1990). Lưu tốc kế điện từ S4
thuộc Hệ Liên Đại dương được CERC sử dụng có hiệu quả cho các thí nghiệm ngoài thực
địa.
(5) ADCP – Biên dạng ký Doppler hoạt động trên nguyên lý dịch chuyển Doppler của
năng lượng âm thanh tán xạ phản hồi từ các hạt lơ lửng đang vận động trong nước
Giả thử rằng các hạt có cùng vận tốc như nước vây quanh, độ dịch chuyển Dopper sẽ tỷ
lệ với các vận tốc hợp phần của nước trong đường đi của xung âm thanh phát ra từ máy đo
(Boss,1990). Tín hiệu âm thanh tán xạ phản hồi được chia thành hai phần tương ứng với các
hộp (cells) đặt ở các độ sâu được xác định mà thường gọi là các “thùng” (bins). Các thùng
này có thể có kích thước khác nhau tuỳ thuộc vào độ sâu nước nơi đặt máy, vào tần số của
xung tín hiệu, thời gian thu tín hiệu của mỗi thùng được và sai số cho phép của vận tốc dòng
ta đo. Phương pháp ADCP đã gây nhiều điều lý thú đối với các nhà khoa học hoạt động ở
vùng nước nông cũng như ở đại dương nước sâu (Gordon et al.,1990, đã liệt kê danh sách
lớn các nhà khoa học này). Ưu điểm lớn nhất của ADCP sử dụng ở vùng nước nông là nó
cho ta profin của các tốc độ trong toàn bộ cột nước, và do đó cho ta hình ảnh toàn diện hơn
về sự vận động của nước hơn là chuỗi các lưu tốc kế kiểu điểm nguồn. Dữ liệu ADCP vốn dĩ
có tiếng ồn và việc xử lí tín hiệu cũng như tính toán đại lượng trung bình là điều rất quan
trọng ảnh hưởng đến chất lượng hoạt động của máy (Trump,1990)
(6) Những đánh giá gián tiếp vận tốc dòng
Vận tốc và chiều hướng dòng có thể được đánh giá gián tiếp nhờ vào chiều hướng, kích
thước và hình dáng của các dạng địa hình đáy biển, đặc biệt là ở vùng nước nông. Các máy
Sonar quét biên (Sonar = Sound Navigation And Ranging = hệ thống máy định vị bằng thuỷ
âm) được sử dụng rộng rãi làm cho dạng nghiên cứu này có thể thực hiện được ở vịnh, lạch
triều và ngoài khơi. Các cấu tạo trầm tích ở đáy biển được hình thành bởi lực cản thuỷ động
lực của dòng nước tác động lên các hạt trầm tích. Hình thể và diện dạng của các cấu tạo ở

sâu nhỏ hơn 15cm xuyên vào lớp trầm tích. Nói chung, xét về chi phí thì việc thực hiện các
tuyến lấy mẫu ở vùng ven bờ chỉ để lấy mẫu trầm tích bề mặt không thôi thì không kinh tế,
trừ phi có thể sử dụng các tầu rẻ tiền. Đôi khi các mẫu gầu múc và mẫu ống hút được thu
thập trong khi khảo sát địa vật lí, song việc lấy mẫu lại đòi hỏi tầu phải dừng lại ở mỗi điểm
lấy mẫu và như vậy sẽ làm mất thời gian khảo sát và làm cho việc thu thập dữ liệu bị gián
đoạn. Phương pháp định vị chính xác ở ngoài khơi hiện nay cho phép lấy mẫu gầu múc ở
những địa điểm đặc biệt dọc theo tuyến tàu chạy sau khi đã hoàn thành khảo sát và dữ liệu
đã được xử lý.
h. Lấy mẫu địa tầng
(1) Trình tự các lớp trầm tích (bỏ rời) và đá trầm tích là bản ghi chép lịch sử trái đất và
sự biến động môi trường của nó, bao gồm biến động mực nước biển, cổ khí hậu, sự lưu
thông ở đại dương, những biến động của khí quyển và địa hoá của đại dương và lịch sử từ
trường của trái đất. Bằng phân tích dữ liệu địa tầng, ta có thể xác định tuổi tương quan của
các lớp đá, thế nằm và sự phân bố nham thạch, thành phần trầm tích, hoá thạch, cổ địa lí sinh
vật học và các giai đoạn bào mòn và lắng đọng ở đới bờ. Sự bào mòn xoá đi một phần của
bản ghi tự nhiên này và nó tạo ra các bất chỉnh hợp. Nhiều khi có thể thu thập được các bằng
chứng về sự xói mòn bằng các dấu hiệu tự nhiên hoặc bằng các phương pháp xác định tuổi
nham thạch/trầm tích.
(2) Những tích tụ trầm tích phân bố cắt ngang một đới từ điểm nước dâng cao nhất kéo
dài suốt đến độ sâu chân sóng (to the depth of the wave base) được coi là những dấu hiệu về
các quá trình hiện đại. Có nhiều phương pháp khảo sát thực địa đơn giản để thu thập dữ liệu
trong phạm vi đới trầm tích bở rời này. Các phương tiện kỹ thuật thường dùng các thiết bị có
kết cấu thông thường hay công cụ cầm tay. Những công cụ như xẻng, gầu xúc tay, khoan tay
hoặc những loại khác vận hành thủ công không đòi hỏi tốn sức lắm. Tốn công sức hơn là đào
hào, giếng và các nạo vét vết lộ để quan sát được bằng mắt thường, lấy mẫu và chụp ảnh
(H.5.7). Mẫu lớp bề mặt có thể lấy trực tiếp ở bề mặt trầm tích được lộ ra. Lớp vỏ ngoài này
bảo tồn sự sắp xếp ban đầu các tính chất của quá trình trầm tích (Bouma,1969). Nhiều khi
người ta thu thập các mẫu nguyên khối hoặc các mẫu lớn từ các công trình nạo vét vết lộ để
làm xét nghiệm.
(3) Có thể sử dụng các tầng đánh dấu để xác định tốc độ và mô hình trầm tích. Các tầng