ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN


NGUYỄN ĐẮC VỆ NGHIÊN CỨU ĐỊA MẠO PHỤC VỤ QUẢN LÝ TAI BIẾN
XÓI LỞ BỜ BIỂN KHU VỰC TỪ CỬA THUẬN AN
ĐẾN MŨI CHÂN MÂY, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. TRẦN ĐÌNH LÂN HÀ NỘI - 2013 i
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ĐỊA MẠO TRONG QUẢN
LÝ XÓI LỞ BỜ BIỂN VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5
1.1. Một số khái niệm trong nghiên cứu địa mạo bờ biển 5
1.1.1. Vùng bờ biển 5
1.1.2. Di chuyển trầm tích 7
1.1.2.1. Các hình thức di chuyển của trầm tích 8
1.1.2.2. Cơ chế di chuyển của trầm tích 9
1.1.3. Tiến hóa địa hình bờ và bãi 9
1.2. Lịch sử nghiên cứu 9
1.2.1. Các nghiên cứu trên thế giới 9
1.2.2. Tổng quan các nghiên cứu có liên quan về khu vực 13
1.3. Nghiên cứu địa mạo phục vụ quản lý xói lở bờ biển 15
1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu 19
1.4.1. Cơ sở phương pháp luận 19
1.4.2. Các phương pháp nghiên cứu 21

3.1.1. Khu vực cửa Thuận An 67
3.1.2. Khu vực cửa Tư Hiền 73
3.2. Ảnh hƣởng của các yếu tố địa hình đến tai biến xói lở bờ biển vùng
nghiên cứu 78
3.2.1. Nguyên nhân gây xói lở bờ biển 78
3.2.1.1. Đặc điểm địa hình và thành phần vật chất của các phân vị địa mạo
vùng nghiên cứu 78
3.2.1.2. Đặc điểm các phân vị địa mạo và chế độ động lực vùng nghiên cứu
79
3.2.2. Phân vùng cảnh báo xói lở bờ biển 80
3.2.2.1. Các đoạn bờ có nguy cơ tai biến xói lở cao 80
3.2.2.2. Các đoạn bờ có nguy cơ tai biến xói lở trung bình 82
3.2.2.3. Đoạn bờ có nguy cơ tai biến thấp 82
3.2.2.4. Đoạn bờ không có nguy cơ tai biến 82
3.3. Một số giải pháp quản lý khắc phục giảm nhẹ thiệt hại do xói lở gây ra 82
3.3.1. Giải pháp công trình 84
3.3.2. Giải pháp khác 86
Kết luận 87
Tài liệu tham khảo 89 iii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Sơ đồ khu vực nghiên cứu 4
Hình 2. Quan hệ giữa các bộ phận bờ với sóng và thủy triều [44] 7
Hình 4. Sơ đồ các bƣớc thực hiện nghiên cứu 27
Chƣơng 2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO KHU VỰC NGHIÊN CỨU 28
Hình 5. Bản đồ địa mạo khu vực nghiên cứu 38
Hình 6. Cồn cát cổ đƣợc hình thành bởi gió, có đoạn vẫn đang hoạt động (ảnh
Nguyễn Đắc Vệ, 11/2011) 50

Hòa Duân, xã Phú Thuận (trái), nhƣng xói lở vẫn xảy ra ở phía trƣớc kè thứ nhất đặt
ở phía tây-bắc (phải) (ảnh Vũ Văn Phái, 2011) 85
iv

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1. Một số nguyên nhân gây xói lở bờ biển và hậu quả của chúng [14] 18
Bảng 2. Tƣơng quan giữa kích thƣớc hạt và độ dốc bãi [37] 23
Bảng 3. Đặc trƣng dòng chảy năm của một số sông chính của Thừa Thiên Huế [13]
31
Bảng 4. Phân phối lƣợng dòng chảy theo mùa của một số trạm (trung bình nhiều
năm)[13] 32
Bảng 5. Lƣu lƣợng bình quân tháng trong mùa kiệt[13] 32
Bảng 6. Các đặc trƣng chế độ thuỷ triều vùng ven biển nghiên cứu 33
Bảng 7. Độ cao (m), độ dài (m) và chu kỳ (s) sóng lớn nhất tại trạm Cồn Cỏ [8] 34
Bảng 8. Các kịch bản mực nƣớc biển dâng (cm) cho vùng Đèo Ngang-Hải Vân [7]
35
Bảng 9. Kết quả đánh giá biến động bồi xói giai đoạn 1983-1991 68
Bảng 10. Kết quả đánh giá biến động bồi xói giai đoạn 1991-1997 69
Bảng 11. Kết quả đánh giá biến động bồi xói giai đoạn 1997-2002 69
Bảng 12. Kết quả đánh giá biến động bồi xói giai đoạn 2002-2005 70
Bảng 13. Kết quả đánh giá biến động bồi xói giai đoạn 2005 – 2009 71
Bảng 14. Kết quả đánh giá biến động bồi xói giai đoạn 1975 – 1989 73
Bảng 15. Kết quả đánh giá biến động bồi xói giai đoạn 1989 – 1999 75
Bảng 16. Kết quả đánh giá biến động bồi xói giai đoạn 1999 – 2009 76
Bảng 17. Đánh giá tổng hợp các mức độ tai biến xói lở bờ biển 81


đáng kể vào mùa khô bởi sự kéo dài của các doi cát chạy vuông góc với trục thoát lũ.
Với những đặc trƣng địa hình nhƣ vậy, vùng bờ biển Thừa - Thiên Huế đã và đang đối 2
diện với những nguy cơ tiềm ẩn (lũ lụt, xói lở…) và vấn đề biến đổi địa hình sẽ càng
phức tạp hơn khi mực nƣớc biển dâng lên. Chi phối và tác động đến hầu hết các quá
trình phát triển và tiến hóa tự nhiên cũng nhƣ quá trình phá triển kinh tế - xã hội, môi
trƣờng vùng bờ biển này là hệ thống đầm phá ven bờ, trong đó hệ đầm phá Tam Giang
– Cầu Hai đóng vai trò trọng yếu.
Hệ đầm phá Tam Giang - Cầu Hai có tầm quan trọng đặc biệt đối với sự phát
triển kinh tế, dân sinh khu vực này nhờ các giá trị tài nguyên và các chức năng về
sinh thái, môi trƣờng. Các giá trị và chức năng này gắn liền với trạng thái phát triển
của hai lạch cửa chính Thuận An và Tƣ Hiền tồn tại nhiều năm thông nối đầm phá
với biển. Tuy nhiên, cửa lạch thƣờng không ổn định về vị trí và trạng thái đóng, mở,
gây ra những hậu quả tiêu cực về sinh thái, môi trƣờng và kèm theo những thiệt hại
lớn về kinh tế, dân sinh. Lấp cửa, chuyển cửa đầm phá là các dạng tai biến nặng nề
ở ven bờ miền Trung mà Thừa Thiên - Huế là điển hình. Sau lần lấp cửa Tƣ Hiền
vào tháng 12 năm 1994, đã xảy sự kiện lũ ngập khủng khiếp vào đầu tháng 11 năm
1999, mở ra đến 5 cửa, trong đó có cửa Hòa Duân mà việc ứng xử đối với cửa này
đã gây nên cuộc bàn luận sôi nổi giữa các nhà khoa học và quản lý. Khu vực cửa
biển Thuận An có lịch sử hình thành từ năm 1404 (Lê Quý Đôn, 1977) và là nơi có
nhiều hoạt động sống của con ngƣời. Từ khi hình thành đến nay, cửa biển Thuận An
đã nhiều lần xảy ra các hiện tƣợng di chuyển cửa, hoặc đóng – mở cửa biển ở khu
vực Hòa Duân gây ra nhiều thiên tai cho con ngƣời và các hoạt động sản xuất ở nơi
đây. Đóng mở và di chuyển các cửa đầm phá trực tiếp liên quan đến các quá trình
xói lở và bồi tụ trong vùng mà các quá trình này chịu chi phối của các yếu tố địa
hình, địa mạo cũng nhƣ động lực diễn ra trong khu vực. Tuy nhiên mối quan hệ
giữa các yếu tố và các quá trình trên vẫn còn chƣa đƣợc quan tâm nghiên cứu sâu để
có thể có những ứng xử hiệu quả trong công tác quản lý. Nhằm làm sáng tỏ các mối

hiện trong quá trình thực hiện luận văn. Ngoài ra, các tƣ liệu dƣới đây cũng đƣợc xử
lý, phân tích để giải quyết các nội dung liên quan, bao gồm:
- Các bản đồ chuyên đề về địa chất, địa hình, địa mạo, xói lở bờ biển, đó là:
+ Bản đồ địa chất tờ Hƣơng Hóa-Huế-Đà Nẵng tỷ lệ 1:200 000 xuất bản năm
1995.
+ Bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 50 000 xuất bản năm 2002
+ Các sơ đồ địa mạo, sơ đồ xói lở bờ biển đƣợc thu thập từ các đề tài, dự án đã
thực hiện ở khu vực.
- Ảnh viễn thám đƣợc thu ở các giai đoạn khác nhau, đó là:
+ Ảnh Landsat MSS thu năm 1975
+ Ảnh Landsat TM thu năm 1989
+ Ảnh Landsat ETM thu năm 1999
+ Ảnh ALOS thu năm 2009 4
Tất cả các loại ảnh này đều đƣợc lấy từ cơ sở dữ liệu ảnh viễn thám của Viện
Tài nguyên và Môi trƣờng biển.
- Các báo cáo tổng kết của các đề tài, dự án do Viện Tài nguyên và Môi
trƣờng biển thực hiện ở khu vực nghiên cứu, các báo cáo chuyên đề thu thập
từ Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển và các tài liệu do các thầy ở Bộ
môn Địa mạo cung cấp.
Luận văn đƣợc hoàn thành với cấu trúc thành 3 chƣơng, ngoài các phần mở đầu,
kết luận và tài liệu tham khảo.
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ĐỊA MẠO TRONG QUẢN LÝ XÓI
LỞ BỜ BIỂN VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Chƣơng 2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Chƣơng 3. BIẾN ĐỘNG ĐỊA HÌNH VÀ CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ
đại là nơi địa hình đang chịu tác động bởi các yếu tố động lực hiện đại của tất cả các
quyển trên Trái đất (thạch quyển, thủy quyển, khí quyển, sinh quyển và quyển kỹ
thuật-technosphere). 6
Trong nghiên cứu này, tác giả đã theo trƣờng phái của các nhà địa mạo
phƣơng tây [36,37], từ đó xác định đƣợc các đối tƣợng chính là bờ biển, đƣờng bờ
biển để tính toán biến động.
Ở vùng bờ biển hiện đại có rất nhiều dạng địa hình khác nhau đƣợc thành tạo
bởi các nhân tố động lực khác nhau, trong đó quan trọng hơn cả là: Sóng và dòng
chảy do sóng sinh ra, thủy triều, vai trò của sông. Do vậy, khi nghiên cứu xói lở bờ
biển, các nhà khoa học đã chia ra:
- Bờ biển sóng chiếm ưu thế (wave-dominated coast) ở mức độ chung nhất,
là bờ biển có năng lƣợng sóng cao hơn so với các dòng năng lƣợng khác và hầu hết
đều phân bố trong các vùng bờ biển có độ lớn thủy triều nhỏ (dƣới 2,0 mét).
- Bờ biển thủy triều chiếm ưu thế (tide-dominated coast) là những bờ biển mà
ở đó thủy triều giữ vai trò quan trọng trong việc quyết định đối với hình thái của các
dạng địa hình (kích thƣớc, sự định hƣớng, đặc điểm trầm tích, v.v.). Trong trƣờng
hợp này, độ lớn thủy triều đạt trên 2,0 mét.
Trong nghiên cứu địa mạo bờ biển, cụ thể là hình thái đƣờng bờ, vấn đề đƣợc
quan tâm nhiều hơn cả là các bộ phận của bãi và hành vi của chúng phản ứng lại
những biến đổi về môi trƣờng.
Bãi biển (beach) là một khái niệm để chỉ các thành tạo tích tụ dọc bờ biển
dƣới tác động của sóng để phân biệt với một số thành tạo ở bờ biển khác, nhƣ: bãi
bùn (mud flat) hay bãi triều (tidal flat), v.v. Do đó, bãi đƣợc định nghĩa nhƣ sau:
“Bãi là một tích tụ trầm tích được lắng đọng do sóng, nằm giữa đường sóng vỡ về
mặt hình thức và giới hạn sóng vỗ trên cùng (còn gọi là đường sóng leo). Vì thế, bãi
biển có thể được tạo nên bởi vật liệu từ cát mịn cho đến tảng và có thể từ những dải
hẹp, năng lượng thấp và giao động từ năng lượng thấp được tạo ra bởi sóng gió

trầm tích là một trong những nghiên cứu đặc thù của hệ thống tự nhiên. Ở đó các
hạt vật liệu là các mảnh của các loại đá silic (cát, sỏi, cuội…) hay bùn và chất lƣu là
không khí hoặc nƣớc. Khi sự di chuyển trầm tích xảy ra trong môi trƣờng nƣớc, thì
đƣợc gọi là di chuyển trầm tích sông hoặc di chuyển trầm tích biển [45]. Sự di
chuyển của trầm tích có tầm quan trọng lớn trong các lĩnh vực trầm tích học, địa
mạo, kỹ thuật công trình, hay kỹ thuật môi trƣờng.
1.1.2.1. Các hình thức di chuyển của trầm tích
Trong môi trƣờng chất lỏng, có 3 kiểu di chuyển hạt:
- Hạt chuyển động lăn hoặc trƣợt (roll/slide)
- Hạt chuyển động nhảy cóc (saltation)
- Hạt chuyển động lơ lửng (suspension)
Khi giá trị vận tốc kéo đáy vƣợt quá giá trị tới hạn bắt đầu chuyển động thì
các hạt vật liệu đáy sẽ lăn hoặc trƣợt liên tục trên đáy. Khi tăng giá trị vận tốc kéo
đáy thì hạt sẽ chuyển động dọc trên đáy bởi nhiều hoặc ít các bƣớc nhảy đều đặn
gọi là chuyển động nhảy cóc. Khi giá trị vận tốc kéo đáy bắt đầu vƣợt quá vận tốc
lắng của hạt thì các hạt vật liệu này sẽ bị nâng lên khỏi đáy một khoảng, ở đó lực rối
hƣớng lên trên sẽ bằng hoặc lớn hơn trọng lƣợng chìm của hạt và kết quả là hạt vật
liệu có thể rơi vào trạng thái lơ lửng [3].
Thông thƣờng sự di chuyển lăn, trƣợt hoặc nhảy cóc trên đáy đƣợc gọi là di
chuyển vật liệu trên đáy (bed-load transport) còn các hạt lơ lửng di chuyển gọi là di
chuyển vật liệu lơ lửng (suspended load transport). Ngoài ra, trong chất lơ lửng
cũng bao gồm các hạt bùn mịn đƣợc đƣa vào từ lƣu vực gọi là phù sa (wash load)
Di chuyển đáy và di chuyển lơ lửng có thể xuất hiện đồng thời, tuy nhiên đới
chuyển đổi trạng thái giữa 2 dạng này vẫn chƣa hoàn toàn xác định. 9
1.1.2.2. Cơ chế di chuyển của trầm tích
Di chuyển dọc bờ: Là sự di chuyển của trầm tích trong đới sóng đổ theo
hƣớng song song với bờ. Thông thƣờng, sự di chuyển trầm tích dọc bờ là do dòng

và rất nhạy cảm đối với những biến động cực đoan có chu kỳ ngắn và ngày càng gia
tăng về tần suất nên các kết quả nghiên cứu về khu vực này vẫn còn khá xa với
những gì mong đợi.
Mặc dù khoa học về bờ biển chỉ mới đƣợc hình thành từ khoảng giữa thế kỷ
XX với sự ra đời công trình “Cơ sở học thuyết về phát triển bờ biển”, của
Zencovich V.V. [35], nhƣng những nghiên cứu về mối quan hệ giữa địa hình bờ
biển và các quá trình động lực đã đƣợc các nhà khoa học đề cập đến từ lâu. Vào nửa
sau của thế kỷ XX, đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu về động lực và hình
thái bờ biển, trong đó đáng quan tâm hơn là “Động lực vùng bờ biển không có thủy
triều” của Longinov V.V. [18], “Địa mạo bờ biển” của Leontyev O.K., Nikiforov
L.G. và Safianov G.A. [48]. Ngoài ra, một số công trình của các tác giả Phƣơng Tây
về hƣớng nghiên cứu này [40, 41, 43, 44].
Từ cuối thế kỷ XX đến nay, việc nghiên cứu động lực hình thái bờ biển đã có
những bƣớc phát triển cao hơn: Đó là xây dựng các mô hình vật lý, mô hình toán,
mô hình mô phỏng, v.v. Đi tiên phong trong nghiên cứu các quá trình động lực ở
đới bờ, có thể nói, đó là những nhà nghiên cứu ở các nƣớc Nhật Bản, Hà Lan, Đan
Mạch, Mỹ Trong đó, nghiên cứu, áp dụng trực tiếp các kết quả có đƣợc vào thực
tế nhằm bảo vệ bờ, các công trình biển phát triển đặc biệt mạnh ở Nhật Bản, Hà
Lan,…
Nghiên cứu quá trình biến đổi địa hình ở đới bờ là một trong những hƣớng
phát triển của địa mạo học. Trong giai đoạn đầu, việc nghiên cứu chủ yếu dừng lại ở
mức mô tả, tiếp đó là đo vẽ. Trong quá trình đó, các nhà địa mạo nhận thấy rằng
mỗi hình thái địa hình ở đới bờ thƣờng do một quá trình động lực chủ đạo tạo ra
“hình thái nào, động lực ấy” (quả nào thì nhân ấy). Tức là từ các thành tạo địa hình
có thể phỏng đoán đƣợc các quá trình động lực trong quá khứ đã tạo ra chúng. Sau
này, từ nhu cầu thực tiễn, phải dự báo đƣợc các quá trình phát triển của các dạng địa
hình, đặt ra vấn đề phải hiểu biết các quá trình động lực cũng nhƣ cơ chế tạo ra 11

Trong đó w
s
tốc độ lắng chìm trung bình của trầm tích và T là chu kỳ sóng.
Điều này cho phép phân chia các bãi thành 3 trạng thái: trạng thái bãi phản xạ (Ω <
1), ở đó chúng nhận đƣợc sóng vỡ trào lên và có tỷ lệ cao về năng lƣợng sóng phản
xạ từ mặt bãi; trạng thái bãi tiêu tán (Ω > 5) ở đó, năng lƣợng sóng vỡ bị mất khi đi
qua các bãi rộng, thoải và trạng thái bãi trung gian (Ω = 1-5). Đối với các bãi phản 12
xạ, đới sóng vỗ bờ thƣờng có chiều rộng dƣới 10 mét, nhƣng có thể rộng ít nhất 100
mét đối với các bãi tiêu tán. Trắc diện bãi phản xạ có độ dốc ở phía trên giữa 6
o
và
12
o
, thông thƣờng với một bậc khác biệt và dốc hơn tại chân, sau đó độ dốc thoải
dần cho đến 0,5-1
o
và có nhiều ngấn cát đƣợc hình thành chạy song song với đƣờng
bờ. Các trắc diện bãi tiêu tán rộng hơn và phẳng hơn. Với độ dốc đặc trƣng nhỏ hơn
1
o
và đới gần bờ đa dạng bởi nhiều bar cát song song.
Việc phân chia thành các trạng thái bãi phản xạ, tiêu tán và trung gian đƣợc
đƣa ra bắt nguồn trên các bờ microtide. Vì khi độ lớn triều tăng lên, tác động sóng
bị phân tán trên những đới nằm ngang và thẳng đứng rộng hơn và dòng triều tƣơng
tác với sóng tới làm giảm gradient nằm ngang, làm phẳng địa hình bar và biến đổi
dòng rip. Trắc diện bãi lộ ra ở mức triều thấp cho thấy các bar và rãnh trũng rộng
hơn và thoải hơn, hoặc các thềm triều thấp.

công trình đo vẽ bản đồ địa chất còn có hàng loạt các công trình mang tính chuyên
đề, chuyên sâu về địa mạo và trầm tích Đệ tứ liên quan đến vùng nghiên cứu. Đáng
kể nhất là công trình bản đồ địa chất tờ Hƣớng Hóa-Huế-Đà Nẵng, tỷ lệ 1:200.000
do Nguyễn Văn Trang (1995) làm chủ biên, trong đó có kèm theo cả bản đồ địa
mạo phần đất liền.
Ở phần biển nông ven bờ có hàng loạt các chƣơng trình biển cấp quốc gia, có
thể kể đến: Chƣơng trình 48.06 (1981-1985), 48B (1986-1990), KT-03 (1990-
1995), KHCN-06 (1996-2000), KC-09 (2001-2005) và nhiều đề tài độc lập cấp Nhà
nƣớc và các cấp khác nhau đã đƣợc thực hiện. Các kết quả thực hiện các Chƣơng
trình, các đề tài, v.v. đã lần lƣợt đƣợc công bố trên nhiều loại ấn phẩm khoa học
khác nhau.
Riêng về địa mạo bờ và đáy biển Việt Nam nói chung cũng đã có khá nhiều
công trình: về các kiểu bờ biển Việt Nam; về địa mạo thềm lục địa của Lê Đức An
và đồng nghiệp [2], Đặng Văn Bát và đồng nghiệp [4], Lƣu Tỳ [31, 32], Nguyễn
Thế Tiệp và đồng nghiệp [29]; Về địa mạo hệ thống đảo ven bờ của Lê Đức An [1],
Võ Thịnh [28], Korotky [47], v.v.; Về xói lở bờ biển của Nguyễn Văn Cƣ và Phạm
Huy Tiến [9], của Vũ Văn Phái và đồng nghiệp [24], của Trần Hữu Tuyên [30],
v.v.; về sự tiến hóa của thệ thống đầm phá Tam Giang-Cầu Hai của Trần Đức 14
Thạnh và đồng nghiệp [26], v.v. Ngoài ra, trong phạm vi khu vực nghiên cứu còn có
các công trình về địa mạo đáy Vịnh Bắc Bộ của một số tác giả. Các công trình về
địa mạo và các vấn đề liên quan nêu trên là những tài liệu quan trọng có thể đƣợc sử
dụng và định hƣớng cho những nghiên cứu sắp tới, đặc biệt theo hƣớng địa mạo quá
trình (hay động lực trong các hệ địa mạo) và ứng dụng.
Bắt đầu từ năm 1991 - 2000, Đề án: "Điều tra địa chất, tìm kiếm khoáng sản
rắn biển ven bờ Việt Nam (0-30m nƣớc) tỉ lệ 1:500.000" do Nguyễn Biểu (chủ trì)
và đồng nghiệp [6], đã thành lập đƣợc bộ bản đồ tỉ lệ 1:500.000 cho các vùng biển
ven bờ Việt Nam trong đó có vùng nghiên cứu bao gồm: bản đồ địa chất trƣớc Đệ