ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Trần Văn Bình
NGHIÊN CỨU ĐỊA MẠO PHỤC VỤ QUẢN LÝ MÔI TRƢỜNG
BỜ BIỂN TỈNH QUẢNG NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – 2014
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
GS. TS. Nguyễn Cao Huần, đã hƣớng dẫn và tạo điều kiện cho em trong quá trình
học tập, cũng nhƣ nghiên cứu khoa học để hoàn thành luận văn.
Tác giả bày tỏ lòng cảm ơn tới Ban lãnh đạo Viện, tập thể các cán bộ khoa
học phòng Địa chất - Địa mạo biển, phòng Vật lý biển, Viện Hải dƣơng học đã quan
tâm giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình học tập, nghiên cứu hoàn
thiện luận văn.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới TS. Lê Đình Mầu, chủ nhiệm đề tài
“Nghiên cứu cơ sở khoa học cho việc bảo vệ bờ biển, cửa sông phục vụ việc quản
lý, phát triển bền vững vùng ven biển tỉnh Quảng Nam”, đã cho phép sử dụng số
liệu của đề tài.
Tác giả xin chân thành cảm ơn sự góp ý, trao đổi của các nhà khoa học trong
và ngoài cơ quan, các bạn đồng nghiệp trong quá trình hoàn thiện luận văn.
Tác giả xin gửi lòng biết ơn sâu sắc nhất đến gia đình và bạn thân, những
ngƣời đã đồng hành cùng tác giả trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn
thiện luận văn.
Hà Nội, ngày 19 tháng 12 năm 2014
HỌC VIÊN Trần Văn Bình
i
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục tiêu 2
3. Nội dung và nhiệm vụ nghiên cứu 2
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2
2.3.2. Pha biển lùi Holocen muộn 62
2.3.3. Pha phát triển địa hình trong giai đoạn hiện nay 63
Chương 3: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI BỜ BIỂN 64
3.1. CÁC QUÁ TRÌNH THỦY THẠCH ĐỘNG LỰC 64
3.1.1. Các đặc trƣng sóng, gió và dòng chảy ven bờ khu vực nghiên cứu 64
3.1.2. Nguồn cung cấp trầm tích 66
3.1.3. Quá trình vận chuyển trầm tích 67
3.2. HIỆN TRẠNG BIẾN ĐỔI BỜ BIỂN VÀ CÁC CỬA SÔNG 69
3.2.1. Hiện trạng và xu thế biến đổi bờ bãi biển 69
A. Khu vực bãi biển Cửa Đại (Hôi An) 70
B. Khu vực Cửa Lở và bãi Bà Tình (Núi Thành) 76
3.2.2. Đặc điểm biến đổi địa hình đáy các khu vực cửa sông 84
3.2.3. Cán cân vật liệu trên mỗi đoạn bờ trong khu vực nghiên cứu 88
3.3. ĐÁNH GIÁ TAI BIẾN DO XÓI LỞ - BỒI TỤ 90
3.3.1. Biến động đƣờng bờ do quá trình xói lở - bồi tụ từ năm 1965 đến nay 90
A. Khu vực Cửa Đại (Hội An) 93
B. Khu vực Cửa Lở và bãi Bà Tình (Núi Thành) 101
3.3.2. Khai thác tài nguyên và tai biến địa mạo bờ biển 108
3.3.3. Những nguyên nhân gây ra xói lở và hậu quả 111
3.4. ĐỊA MẠO VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ MÔI TRƢỜNG BỜ 113
3.4.1. Ảnh hƣởng của tai biến đến cảnh quan môi trƣờng vùng bờ 113
3.4.1. Đia mạo ứng dụng trong quản lý môi trƣờng bờ 115
3.5. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM NHẸ CÁC TAI BIẾN PHỤC VỤ QUẢN LÝ
MÔI TRƢỜNG BỜ 117
3.5.1. Phân vùng cảnh báo tai biến địa mạo bờ biển 117
3.5.2. Các giải pháp giảm nhẹ tai biến phục vụ quản lý môi trƣờng và phát . 121
triển bền vững vùng bờ tỉnh Quảng Nam 121
KẾT LUẬN 125
TÀI LIỆU THAM KHẢO 127
iii
TB-ĐN
Tây Bắc-Đông Nam
TN
Tây nam
QLTHĐB
Quản lý tổng hợp đới bờ
iv
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu 4
Hình 1.2: Sơ đồ biểu diễn các thuật ngữ về bờ biển đƣợc sử dụng [29]. 6
Hình 1.3: Sơ đồ khái quát mối quan hệ giữa các yếu tố ở đới bờ biển [28] 19
Hình 1.4: Mô hình nghiên cứu và các bƣớc thực hiện 27
Hình 2.1: Sơ đồ phân bố các đới cấu trúc địa chất kiến tạo vùng nghiên cứu 29
Hình 2.3: Hoa gió mùa đông (A) và mùa hè (B) tại trạm Đà Nẵng [2]. 32
Hình 2.4: Hoa gió mùa chuyển tiếp đông sang hè (A) và mùa hè sang đông (B) 32
Hình 2.5: Bản đồ địa mạo dải ven biển tỉnh Quảng Nam 40
Hình 2.12: Vách mài mòn bị ngập nƣớc thể hiện trên băng đo sâu hồi âm từ độ sâu
4-15m tại vùng biển xã Tam Quang (08/06/2014) 56
Hình 2.13: Đƣờng bờ biển trên thềm lục địa Sunda vào 21.000 năm trƣớc (trái) và
vào 4.2000 năm trƣớc (phải) [62] 60
Hình 3.1: Hoa gió thời kỳ gió mùa đông bắc tháng 11 (trái) và gió mùa tây nam
tháng 7 (phải) tại trạm Đà Nẵng (1977-1997) [27] 64
Hình 3.2: Hoa sóng tính toán ngoài khơi khu vực Quảng Nam (trái), tháng 1 (giữa)
khu vực Cửa Đại (Hội An); b - khu vực Cửa Lở và bãi Bà Tình (Núi Thành) 92
Hình 3.35: Sơ đồ xói lở-bồi tụ tại KV Cửa Đại giai đoạn 1965–1973 94
Hình 3.36: Sơ đồ xói lở-bồi tụ tại KV Cửa Đại giai đoạn 1973–1989 95
Hình 3.37: Sơ đồ xói lở-bồi tụ tại KV Cửa Đại giai đoạn 1989–2000 96
Hình 3.38: Sơ đồ xói lở-bồi tụ tại KV Cửa Đại giai đoạn 2000-2009 97
Hình 3.40: Sơ đồ xói lở-bồi tụ tại KV Cửa Đại giai đoạn 2009-2013 99
Hình 3.41: Sơ đồ xói lở-bồi tụ tại KV Cửa Đại thời kỳ 1965-2013 100
Hình 3.42: Biến động đƣờng bờ tại KV Cửa Đại (Hội An) vào các thời điểm khác
nhau từ năm 1965-2003 [24] 100
Hình 3.43: Sơ đồ xói lở-bồi tụ KV Cửa Lở và bãi Bà Tình giai đoạn 1965-1973 . 102
Hình 3.44: Sơ đồ xói lở-bồi tụ KV Cửa Lở và bãi Bà Tình giai đoạn 1973–1989 . 103
Hình 3.45: Sơ đồ xói lở-bồi tụ KV Cửa Lở và bãi Bà Tình giai đoạn 1989-2000 . 104
Hình 3.46: Sơ đồ xói lở-bồi tụ KV Cửa Lở và bãi Bà Tình giai đoạn 2000-2009 . 105
Hình 3.49: Sơ đồ xói lở-bồi tụ KV Cửa Lở và bãi Bà Tình thời kỳ 1965-2013 108
Hình 3.55: Mô phỏng quá trình xói lở bờ biển trong điều kiện thời tiết cực đoan . 113
Hình 3.59: Sơ đồ phân vùng cảnh báo tai biến địa mạo bờ biển tỉnh Quảng Nam . 118
Hình 3.61: Trƣờng độ cao sóng hữu hiệu tại vùng biển bãi Bà Tình (gió đông bắc, V
= 9m/s; kè nổi) [27] 124
vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Một số nguyên nhân gây xói lở bờ biển và hậu quả của chúng [17]. 20
Bảng 1.2 : Tƣơng quan giữa kích thƣớc hạt và độ dốc bãi [43] 24
Bảng 2.1: Đặc trƣng sóng do các cơn bão ngoài khơi vùng bờ Hội An gây ra. 34
Bảng 2.2: Tuổi và tốc độ tích tụ trầm tích tại một số điểm trên thềm lục địa Miền
Trung Việt Nam [63] 61
Bảng 2.3: Tƣớng trầm tích và độ sâu dự đoán vào lúc thành tạo chúng [64] 61
Bảng 3.1: Vị trí đo các trắc diện địa hình bãi biển tại Quảng Nam 70
Bảng 3.2: Thành phần độ hạt mẫu trầm tích bãi biển tại các (MC) KV Cửa Đại 71
Bảng 3.3: Thành phần độ hạt mẫu trầm tích bãi biển tại các (MC) KV Cửa Lở 78
bão số 11 tháng 10/2013) tại bãi biển phƣờng Cửa Đại 72
Hình 3.10: Bãi biển phƣờng Cửa Đại tại mặt 1 vào 7/2013 (trái) và 12/2013 (phải)
(ảnh Trần Văn Bình, 2013) 73
Hình 3.12: Bãi biển phƣờng Cửa Đại tại mặt căt 2 vào 7/2013 (trái) và 12/2013 74
Hình 3.16: Bãi biển bị đẩy lùi vào đất liền tại mặt cắt 2, phƣờng Cửa Đại 76
Hình 3.17: Vách xói lở trên cồn cát cổ tại xã Tam Hòa (trái, ảnh Trần Văn Bình,
2013) và xói lở ở bờ phía đông nam, tích tụ ở mũi bờ phía tây khu vực Cửa Lở
(phải, ảnh Lê Đình Mầu, 2013) 77
Hình 3.21. Bãi biển phía bắc xã Tam Tiến tại mặt cắt 5 vào 7/2013 (trên trái) và
12/2013 (trên phải); bãi biển phía bắc xã Tam Hòa tại mặt căt 7 vào 12/2013 80
Hình 3.24: Vách xói lở bờ Nam Cửa Lở tại mặt cắt 8a vào 7/2013 (trái) và vào
6/2014 (phải) (ảnh Trần Văn Bình) 82
Hình 3.26: Vách xói lở bờ biển Bà Tình tại mặt cắt 9 đợt 1 tháng 7/2013 (trái) và
đợt 3 tháng 6/2014 (trái) (ảnh Trần Văn Bình) 83
Hình 3.33: Vách xói lở chân cồn cát cổ ở độ cao 2–4m, (trái) và bờ kè bằng bao tải
chống xói lở trên bờ cao 2-4m (phải) tại xã Tam Tiến 91
Hình 3.47: Xói lở bờ phía nam Cửa Lở xã Tam Hải 2009 (trái) và 10/2013 (phải)
(ảnh Trần Văn Bình) 106
Hình 3.50: Bờ biển bị xói lở mạnh là hậu quả của việc khai thác vật liệu 109
Hình 3.51: Thân sa khoáng trên bãi biển xã Duy Hải (trái, ảnh Trịnh Thế Hiếu) và
có lẫn trong cát khu vực bờ phía mam Cửa Lở (phải, ảnh Trần Văn Bình, 2013) . 110
Hình 3.52: Khai thác cát quặng Ti – Zr tại vùng bờ biển xã Duy Hải (trái), xã Tam
Hiệp (giữa) và xã Tam Nghĩa (trái) (ảnh Trịnh Thế Hiếu, 2005, 2006, 2007) 110
Hình 3.53: Xói lở làm sập kè bảo vệ, đe dọa công trình khách sạn bên trong tại
phƣờng Cửa Đại (ảnh trái); xói lở mạnh tại Cửa Lở (ảnh giữa) và bãi Bà Tình (ảnh
trái), do sóng hoạt động và phá hủy bờ khi gió bão. 112
Hình 3.54: Xói lở bờ biển phƣờng Cửa Đại do sóng biển hoạt động trong khi gió
bão đã tàn phá và đe dọa nhiều công trình nơi đây 112
Hình 3.56: Xói lở làm sập đổ công trình ở phƣờng Cửa Đại (trái), và phá hủy công
trình kè chống xói lở ở xã Tam Hải (phải) (ảnh Trần Văn Bình, 2013) 116
nắng hạn kéo dài vào mùa khô, mùa mƣa bị tác động của gió mùa đông bắc, áp thấp
nhiệt đới và thƣờng có gió bão, điều này đã dẫn đến lũ lụt, nƣớc biển dâng kết hợp
với bão lũ đã tác động mạnh đến vùng bờ biển các tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ nói
chung và bờ biển tỉnh Quảng Nam nói riêng, làm thay đổi hình thái địa hình bãi, bờ
và địa hình đáy các vùng cửa sông rất nghiêm trọng nhƣ: đoạn bờ và bãi biển phía
bắc Cửa Đại (Hội An), bờ nam Cửa Lở thuộc xã Tam Hải và bờ biển bãi Bà Tình
thuộc xã Tam Quang (Núi Thành), những nơi này đã và đang bị xói lở mạnh mẽ.
2
Mặt khác, địa hình đáy tại các khu vực Cửa Đại và Cửa Lở lại đang bị bồi cạn và lấp
dần. Những hiện tƣợng này đã xảy ra hàng năm và ngày càng mạnh hơn, gây ra
những thiệt hại rất lớn về tài sản và tính mạng của nhân dân, cũng nhƣ của Nhà
nƣớc và chắc chắn sẽ còn gây ra thiệt hại lớn hơn nữa, nếu không có những giải
pháp xử lý kịp thời. Do đó, nghiên cứu điều kiện địa hình, các vấn đề về địa mạo
trong khu vực để đánh giá tai biến xói lở bờ biển, bồi cạn và lấp dần các cửa sông
trên toàn dải ven biển của tỉnh phục vụ quản lý môi trƣờng bờ biển là việc làm cấp
bách, nhằm giảm thiểu thiệt hại do tai biến địa mạo một cách hiệu quả và đề xuất
các giải pháp giảm nhẹ, chủ động ứng phó phù hợp là việc làm cần thiết.
Trên cơ sở các vấn đề nêu trên, tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu địa mạo
phục vụ quản lý môi trường bờ biển tỉnh Quảng Nam”
2. Mục tiêu: Làm rõ hiện trạng và nguyên nhân biến đổi bờ biển tỉnh Quảng Nam
phục vụ quản lý môi trƣờng bờ biển.
3. Nội dung và nhiệm vụ nghiên cứu
+ Nội dung: - Nghiên cứu đặc điểm địa mạo dải ven bờ biển tỉnh Quảng Nam,
các yếu tố động lực liên quan đến quá trình xói lở-bồi tụ vùng bờ biển, cửa sông.
- Xây dựng các sơ đồ biến động đƣờng bờ qua các giai đoạn từ năm 1965 đến
nay và các trắc diện địa hình bãi biển tại các khu vực Cửa Đại (Hội An), Cửa Lở
và bãi Bà Tình (Núi Thành).
- Phân tích, đánh giá các tai biến do xói lở bờ biển, bồi lấp cửa sông.
- Đề xuất các giải pháp thích hợp nhằm giảm nhẹ tai biến, phục vụ cho công tác
tham gia chính, đƣợc sử dụng số liệu từ các đợt khảo sát để thực hiện luận văn.
Các tài liệu khác
- Các loại bản đồ liên quan: Bản đồ địa hình khu vực tỷ lệ 1:50.000 (xuất bản
2004); Hải đồ Mỹ tỷ lệ 1:50.000 (xuất bản 1965); Bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ
lệ 1:200.000 (xuất bản 1994); Sơ đồ phân bố các kiểu trầm tích tầng mặt vùng biển
Đà Nẵng-Dung Quất [10]; Các loại ảnh vệ tinh (Landsat MSS, TM, ETM
+
) vào các
năm 1973, 1989, 2000 và ảnh Alos 2009 tại dải ven biển tỉnh Quảng Nam.
- Các báo cáo tổng kết của các đề tài, dự án do Viện Hải dƣơng học thực hiện
ở khu vực nghiên cứu, các báo cáo chuyên đề đƣợc thu thập từ Trung tâm Địa chất
4
và Khoáng sản biển và các tài liệu của các thầy ở Bộ môn Địa mạo cung cấp.
- Ngoài ra, tác giả còn tham khảo hàng loạt các công trình nghiên cứu đã
đƣợc công bố có liên quan tới đề tài (xem tài liệu tham khảo).
7. Cấu trúc luận văn: Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, cấu trúc
của luận văn gồm 3 chƣơng:
Chương 1. Tổng quan vấn đề và các phƣơng pháp nghiên cứu
Chương 2. Đặc điểm địa mạo khu vực nghiên cứu
Chương 3. Phân tích và đánh giá quá trình biến đổi bờ bờ biển phục vụ quản lý môi
trƣờng bờ.
Hình 1.1: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu
5
Chƣơng 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN
Địa mạo bờ biển là nghiên cứu về địa hình, nguồn gốc và sự biến đổi địa
chu kỳ. Trong thực tế, ngƣời ta thƣờng lấy đƣờng bờ biển là mực nƣớc triều trung
bình nhiều năm.
Tuy nhiên, để nghiên cứu biến động đƣờng bờ biển cần phải xác định rõ 2
đƣờng bờ: đƣờng bờ trong và đƣờng bờ ngoài (hình 1.2). Đường bờ trong
(coastline) là ranh giới tác động cao nhất của sóng trong năm (thƣờng là sóng bão)
với đất liền, còn đường bờ ngoài (shoreline) là ranh giới tác động của sóng vào lúc
thủy triều cao trung bình.
Hình 1.2: Sơ đồ biểu diễn các thuật ngữ về bờ biển đƣợc sử dụng [29].
Khu bờ biển là đới tƣơng tác giữa 4 quyển trên bề mặt Trái đất là: thủy
quyển, thạch quyển, khí quyển và sinh quyển, trong đó sóng biển đƣợc xem là nhân
tố động lực chủ yếu trong sự hình thành và biến đổi địa hình của nó. Trong thời đại
ngày nay, các hoạt động kinh tế-xã hội của con ngƣời cũng có những tác động to
lớn đến khu bờ biển, thậm chí còn mạnh hơn cả các nhân tố tự nhiên. Giới hạn của
khu bờ biển đƣợc xác định nhƣ sau. Ranh giới phía lục địa đƣợc xác định là đƣờng
7
sóng sóng leo cao nhất (thƣờng là sóng khi có bão) trong năm; còn ranh giới về phía
biển đƣợc xác định tại độ sâu sóng bắt đầu tác động đến đáy và ngƣợc lại đáy biển
cũng ảnh hƣởng đến sự truyền sóng. Thông thƣờng, độ sâu này đƣợc lấy bằng một
nửa chiều dài (bƣớc) sóng, hoặc đƣợc xác định bằng biểu thức h/H = 0,14, trong đó
h là độ cao của sóng, còn H là độ sâu đáy biển. Khái niệm trên đây đƣợc hiểu là khu
bờ biển hiện đại để phân biệt với khái niệm khu bờ cổ được nâng lên (hiện nay là
phần lục địa ven biển) và khu bờ cổ bị hạ xuống (phần đáy biển nằm phía ngoài khu
bờ biển hiện đại). Những điều trình bày trên đây cho thấy, khu bờ biển là một nơi
động nhất và việc phạm vi không gian của nó thƣờng xuyên thay đổi hàng ngày
(theo thủy triều), hàng năm (theo mùa) và nhiều năm. Do đó, việc đƣa ra ranh giới
nhƣ vậy cũng chỉ là tƣơng đối để thuận lợi trong quá trình nghiên cứu.
Đới bờ biển (Coastal zone) là đới chuyển tiếp từ đất liền ra biển chịu ảnh
hƣởng trực tiếp của các quá trình thủy động lực của biển. Đới bờ đƣợc mở rộng ra
Việc hiểu biết tiến hóa đƣờng bờ với quy mô lớn đòi hỏi những nghiên cứu không
những từ các sự kiện ngắn mà còn cả các quá trình lâu dài.
Quản lý môi trường bờ biển là một lĩnh vực vừa mang tính khoa học, vừa
mang tính nghệ thuật. Quản lý là một quá trình liên tục tìm kiếm các giải pháp
(gồm cả tổ chức hành động và các công cụ đƣợc sử dụng) thích hợp để đạt đƣợc
mục tiêu của quy hoạch đã đề ra. Do đó, trong quản lý cần ƣu tiên đến tính đặc thù
của lãnh thổ, cũng nhƣ tính đặc thù của các lĩnh vực kinh tế - xã hội.
1.2. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Bờ biển là nơi nhạy cảm của nhiều vấn đề, luôn chịu tác động giữa môi
trƣờng lục địa và biển, điều đó đã thu hút sự quan tâm rộng rãi trên thế giới. Những
năm gần đây do biến đổi khí hậu toàn cầu dẫn đến mực nƣớc biển dâng lên đã làm
gia tăng cả về cƣờng độ lẫn quy mô về hiện tƣợng xói lở bờ biển. Do đó, trên thế
giới đã xuất hiện nhiều công trình nghiên cứu về xói lở bờ biển.
Del Rio, L. và nnk, 2002 [46], định lƣợng các quá trình xói lở ven biển ở bờ
biển phía Nam Đại Tây Dƣơng Tây Ban Nha, đã đƣa ra nguyên nhân quan trong
gây ra xói lở bờ biển trong thời gian ngắn hạn (vài tháng, vài năm) là cơ cấu kỹ
9
thuật bờ biển tạo ra xói lở bờ biển khu vực nhƣ: xây dựng kè, cầu tàu, bến cảng, tạo
ra một số điểm bồi tụ nhanh chóng. Tuy nhiên, một tái cân bằng thƣờng đạt đến sau
một thời gian. Còn trong thời gian trung hạn (thập kỷ), đập và hồ chứa trên lƣu vực
sông làm gia tăng sự lƣu giữ trầm tích. Giảm trong việc cung cấp trầm tích sông
ngòi cũng góp phần làm xói lở bờ biển.
Keqi Zhang (2004) [58], toàn cầu nóng lên và xói lở bờ biển, đã xác định
rằng: nƣớc biển dâng hoạt động nhƣ một khả năng tạo xói lở, vì mực nƣớc cao hơn
thì sóng sẽ tác động tiếp tục lên phía trên mặt nghiêng bãi biển và mang trầm tích
hƣớng ra biển. Quy tắc Bruun mô tả các hình dạng bãi biển ứng phó với nƣớc biển
dâng, nếu các điều kiện khác (ví dụ, cung cấp phù sa) vẫn không thay đổi, thì quá
trình xói lở sẽ xảy ra khi có sự gia tăng mực nƣớc biển. Carter và Johnston (1982)
̉
a sông. Do việc
đo đạc, tính toán các quá trình ven bờ rất phức tạp, nên các phƣơng pháp thực
nghiệm, thống kê vẫn đóng vai trò chủ đạo. Những năm gần đây công nghệ ảnh
viễn thám đã đƣợc áp dụng rộng rãi, nhằm đánh giá sự biến đổi đƣờng bờ với độ
phân giải lớn. Cùng với sự phát triển của phƣơng pháp mô hình hóa, thống kê trong
việc nghiên cứu các quá trình thuỷ thạch động lực vùng ven bờ là sự phát triển các
thiết bị khảo sát, dựa trên các thành tựu mới nhất về quang học và sóng âm đo đạc
các đặc trƣng thuỷ thạch động lực ven bờ nhƣ, máy đo sóng-dòng chảy, máy đo lƣu
lƣợng nƣớc sông. Đặc biệt là máy đo hàm lƣợng trầm tích lơ lửng, đo vận chuyển
trầm tích đáy (bed load transport). Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân khác nhau nhƣ
độ nhạy cảm của sensor, độ bền,…nên các thiết bị hiện đại đo đạc suất vận chuyển
trầm tích lơ lửng đƣợc sử dụng rất hạn chế. Ngƣợc lại, các thiết bị đo đạc kinh điển
vẫn đƣợc sử dụng rộng rãi (White, 1998) [68].
Với các công trình nghiên cứu địa mạo nói chung và địa mạo bờ biển trong
các mối quan hệ động lực hình thái nói riêng, những năm gần đây đã đạt đƣợc nhiều
kết quả mới cả về lý thuyết cũng nhƣ ứng dụng trong thực tiễn nhờ những tiến bộ về
kỹ thuật quan trắc, thu thập số liệu và các mô hình số. Tuy nhiên, do khu bờ biển
nói chung, đặc biệt là bãi biển, chúng có tính linh động rất cao và rất nhạy cảm đối
với những yếu tố cực đoan, có chu kỳ ngắn và ngày càng gia tăng về tần suất, nên
các kết quả nghiên cứu về lĩnh 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
20, với sự ra đời công trình “Cơ sở học thuyết về phát triển bờ biển”, của Zencovich
V.P. (1962) [70], 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
11
thế kỷ 20, 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. (1963) [21], “Địa mạo bờ biển” của Leontyev O.K., Nikiforov
tần suất, cân bằng và tiến hóa và quy mô trong địa mạo. Liên quan đến nghiên cứu
xói lở bờ biển, nghiên cứu động lực hình thái bãi biển có vai trò rất quan trọng.
Nghiên cứu động lực hình thái bãi biển (nghiên cứu sự điều chỉnh lẫn nhau
giữa hình thái bãi và các quá trình bờ bao gồm cả di chuyển trầm tích) có thể đƣợc
tiến hành bằng đo đạc ngoài thực tế và phân tích với sự trợ giúp bằng những mô
phỏng trên máy tính. Phân tích biến dạng sóng khi vào vùng nƣớc nông và tới bãi
đã chỉ ra rằng, năng lƣợng sóng bị phản xạ một phần trên các bãi dốc (> 3
o
) (đặc
biệt đối với các bãi cuội), trong khi các bãi nghiêng thoải (là bờ cát) lại làm phân
tán năng lƣợng sóng, do sóng vỡ tràn qua đới vỗ bờ rộng. Kết quả là trạng thái của
bãi phù hợp với các loại quy mô vỗ bờ trên cơ sở kích thƣớc của sóng vỡ. Dean
R.G. (1991) [45], đã đề nghị tham số tỷ lệ sóng vỗ bờ (surf scaling parameter): Ω
trên cơ sở độ cao sóng vỡ Hb theo công thức:
Ω = H
b
/w
s
T
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
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
và tiêu tán cực đoan (Ω > 2 và RTR > 7) với nhiều đƣờng sóng vỡ chuyển động trên
trắc diện có gradient rất thấp.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc có liên quan về khu vực
Ở Việt Nam, vùng ven biển và cửa sông thƣờng là nơi tập trung các khu dân
cƣ lớn, các trung tâm kinh tế, văn hoá, chính trị rất quan trọng, nhƣng lại thƣờng
xuyên chịu tác động xấu do các tai biến thiên nhiên gây ra nhƣ xói lở bờ biển, bồi
lấp luồng lạch cửa sông, biến đổi lòng dẫn, dẫn đến suy thoái và thiệt hại nặng nề
đến tài nguyên môi trƣờng, tài sản của nhân dân và nhà nƣớc. Vì vậy, nhu cầu
nghiên cứu và đánh giá các tai biến xói lở bờ biển-bồi lấp cửa sông, quản lý tổng
hợp đới ven biển ngày càng cao, điều đó đã đƣợc nhiều nhà quản lý cũng nhƣ các
nhà khoa học quan tâm, trong đó có những công trình đáng chú ý nhƣ:
Nguyễn Văn Cƣ và nnk (1990) [7], đã nghiên cứu động lực vùng ven biển và
cửa sông Việt Nam. Ngô Ngọc Cát và nnk (2001) [5], đã đánh giá điều kiện Địa
14
chất công trình phục vụ nghiên cứu sạt lở bờ biển miền Trung; Lê Xuân Hồng
(2001) [18], đã xác định hiện trạng sạt lở bờ biển cửa sông miền Trung; Phạm Huy
Tiến và nnk (2005) [35], đã nghiên cứu và đƣa ra dự báo phòng chống sạt lở bờ
biển miền Trung. Tiếp đến, Nguyễn Thọ Sáo (2003) [32], đã đƣa ra dự báo hiện
tƣợng xói lở, bồi tụ bờ biển cửa sông Đà Rằng. Từ năm 1993 đến 1998, Nguyễn
Ngọc Thụy đã đƣa ra kết quả nghiên cứu về sự dâng lên của mực nƣớc biển dâng và
nƣớc dâng do gió mùa và bão ở Việt Nam. Trịnh Thế Hiếu và nnk (2005) [13], Hiện
trạng và dự báo sự biến động bờ biển-các cửa sông ven biển Việt Nam, đã nhận
định rằng, hầu hết các cửa sông lớn ở khu vực Trung và Nam Trung Bộ đều có sự
biến đổi phức tạp theo thời gian, với xu thế biến đổi chính là xu thế dịch chuyển
cửa. Đây là hậu quả của của quá trình hoạt động tân kiến tạo và tác động của các
yếu tố động lực đới bờ, điều này đƣợc thể hiện qua diễn thế của quá trình bồi tụ-xói
lở. Sự dịch chuyển cửa diễn ra theo quy luật, hƣớng dịch chuyển cửa luôn hƣớng về
các vùng bờ bị hạ lún.
Theo hƣớng nghiên cứu các giải pháp khoa học và công nghệ để chống bồi
đáng kể nhất là đề tài cấp nhà nƣớc KHCN.06.08: “Nghiên cứu qui luật và dự đoán
xu thế bồi tụ-xói lở vùng ven biển và cửa sông Việt Nam” (1996-2000); dự án hợp
tác quốc tế Việt Nam-Ấn Độ (2002-2003): “Nghiên cứu, dự báo quá trình xói lở-bồi
tụ tại dải ven biển Việt Nam” với khu vực nghiên cứu trọng điểm là vùng biển Hội
An do TSKH Lê Phƣớc Trình (chủ trì) (2000) [37], đã thành lập đƣợc tập bản đồ
biến động địa hình và đƣờng bờ cho khu vực cửa Đại - Hội An. Trong công trình
của Đào Đình Bắc (chủ trì) “Nghiên cứu tai biến thiên nhiên trên cơ sở phƣơng
pháp địa mạo phục vụ phát triển đô thị dải đồng bằng ven biển Đà Nẵng-Quảng
Ngãi” (1999-2000) [4], đã cung cấp một số tƣ liệu về tai biến thiên nhiên nhất là
hiện trạng xói lở, bồi tụ bờ biển, cửa sông tại khu vực cửa Đại. Đề tài cấp tỉnh
(2007-2008) [15] “Khảo sát, đánh giá và đề xuất các giải pháp bảo vệ, phục hồi các
hệ sinh thái đất ngập nƣớc ven biển Quảng Nam” (do Sở Thủy sản Quảng Nam chủ
trì thực hiện với sự phối hợp của Viện Hải dƣơng học và Chi cục Bảo vệ nguồn lợi
thủy sản tỉnh Quảng Nam) đã đo đạc 20 mặt cắt địa hình trải dài từ Điện Dƣơng đến
Cửa Lở. Đây là những số liệu rất quý phục vụ cho việc đánh giá biến động địa hình
Copyright: Tài liệu đại học ©