(LUẬN văn THẠC sĩ) ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá biến đổi địa hình và phân tích ảnh hưởng của nước biển dâng do biến đổi khí hậu khu vực cửa sông bạch đằng phục vụ quản lý đới bờ

4 TỔNG QUAN ỨNG DỤNG VIỄN THÁM – GIS TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI ĐỊA HÌNH VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG Ở KHU VỰC ĐỚI BỜ .... Hiện nay, nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT iii

DANH MỤC HÌNH VẼ iv

DANH MỤC BẢNG v

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 4

TỔNG QUAN ỨNG DỤNG VIỄN THÁM – GIS TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI ĐỊA HÌNH VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG Ở KHU VỰC ĐỚI BỜ 4

1.1 Tổng quan ứng dụng công nghệ viễn thám – GIS trong nghiên cứu biến đổi địa hình ở đới bờ 4

1.1.1 Cơ sở ứng dụng viễn thám - GIS trong nghiên cứu địa hình 4

1.1.2 Tình hình ứng dụng viễn thám - GIS trong nghiên cứu địa hình ở đới bờ trong nước và trên thế giới 10

1.2 Sự dâng lên của mực nước biển do biến đổi khí hậu và những ảnh hưởng của nó tới địa hình bờ biển và các hoạt động KTXH ở đới bờ 14

1.2.1 Sự thay đổi mực nước biển do biến đổi khí hậu 14

1.2.2 Các kịch bản nước biển dâng ở Việt Nam 18

1.2.3 Những hệ lụy của nước biển dâng do biến đổi khí hậu tới địa hình và hoạt động kinh tế xã hội ở đới bờ biển 22

1.3 Quan điểm tiếp cận và các phương pháp nghiên cứu 24

1.3.1 Quan điểm tiếp cận 24

1.3.2 Các phương pháp nghiên cứu 25

CHƯƠNG 2 28

CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN BIẾN ĐỔI ĐỊA HÌNH KHU VỰC CỬA SÔNG BẠCH ĐẰNG 28

2.1 Khái quát khu vực nghiên cứu 28

2.2 Điều kiện tự nhiên 30

2.2.1 Địa chất - kiến tạo 30

2.2.2 Đặc điểm địa mạo 34

2.2.3 Đặc điểm khí hậu 40

2.2.4 Đặc điểm thủy văn lục địa 43

2.2.5 Đặc điểm hải văn 45

2.2.6 Thực vật 53

2.2.7 Sự thay đổi mực nước đại dương 54

2.3 Hoạt động nhân sinh 54

CHƯƠNG 3 57 ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI ĐỊA HÌNH VÀ PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC

3.1 Cơ sở dữ liệu và quy trình đánh giá 57

3.1.1 Cơ sở dữ liệu 57

3.1.2 Quy trình đánh giá 59

3.2 Hiện trạng biến đổi địa hình (xói lở - bồi tụ) và nguyên nhân 61

3.2.1 Hiện trạng biến đổi địa hình bờ 61

3.2.2 Biến đổi địa hình đáy 70

3.3 Ảnh hưởng của nước biển dâng do biến đổi khí hậu tới khu vực cửa sông Bạch Đằng ……… 76

3.3.1 Ảnh hưởng của mực nước biển dâng tới xu thế biến đổi địa hình 76

3.3.2 Ảnh hưởng của mực nước biển dâng tới hoạt động kinh tế - xã hội 77

KẾT LUẬN 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

BĐKH Biến đổi khí hậu

DEM Digital evaluation model - Mô hình số độ cao

GIS Geographic Information System - Hệ thông tin địa lý

IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change –

Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu

UNESCO United Nations Educational Scientific and Cultural

Organization – Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc

QLTHĐB Quản lý tổng hợp đới bờ

RS Remote sensing - Viễn thám

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Quá trình thu nhận thông tin của hệ thống viễn thám 4

Hình 1.2 Các thành phần của hệ thống GIS 6

Hình 1.3 Sự thay đổi nhiệt độ toàn cầu 1860-1999 16

Hình 2.1 Giới hạn khu vực nghiên cứu 29

Hình 2.2 Bản đồ địa mạo khu vực cửa sông Bạch Đằng 35

Hình 2.3 Địa hình bóc mòn tổng hợp trên đá trầm tích lục nguyên 39

Hình 2.4 Địa hình bóc mòn rửa lũa trên đá vôi 39

Hình 2.5 Đồng bằng nguồn gốc sông – biển tại cửa sông Lạch Tray 39

Hình 2.6 Lạch triều phát triển trên bề mặt bãi triều thấp 39

Hình 2.7 Bãi triều thấp hiện đại do tác động của thủy triều - sông 39

Hình 2.8 Bãi biển tích tụ - xói lở do tác động của sóng chiếm ưu thế tại Cát Hải 39

Hình 2.9 Sơ đồ các cơn bảo đổ bộ vào vùng biển Quảng Ninh - Thanh Hóa từ 1961-2007 43

Hình 2.10 Cấu trúc các mối liên hệ tự nhiên trong điều kiện có các tác động nhân sinh 56

Hình 3.1 Quy trình xác định biến đổi đường bờ, địa hình đáy và kịch bản ngập theo kịch bản NBD 60

Hình 3.2 Biến động đường bờ VCS Bạch Đằng giai đoạn 1965 – 2001 62

Hình 3.3 Biến động đường bờ khu vực Cát Hải giai đoạn 1965 - 1988 63

Hình 3.4 Biến đổi đường bờ kv Cửa Cấm – Đình Vũ giai đoạn 1965-1989 64

Hình 3.5 Đường bờ cửa Cấm – Lạch Tray giai đoạn 1988 – 2001 66

Hình 3.6 Đường bờ khu vực cửa Cấm - Đình Vũ, 1988 – 2001 67

Hình 3.7 Biến đổi đường bờ giai đoạn 2001-2008 69

Hình 3.8 Sơ đồ biến đổi địa hình bờ và đáy biển ven bờ khu vực cửa 71

Bạch Đằng thời kì 1965 - 2008 71

Hình 3.9 Mặt cắt địa hình đáy biển khu vực cửa sông Bạch Đằng năm 1965 và 2004 74

Hình 3.10 Phân bố dòng triều tạo nên dòng liên tục qua khu vực nước nông ngoài khơi Cát Hải trong hai pha triều cao và thấp ……… 73

Hình 3.11 Bản đồ phân bố độ cao mực nước với tác động của gió bão và không có gió trong pha triều cường 74

Hình 3.12 Bản đồ phân bố vùng bồi-xói đáy với tác động của gió bão và không có gió 75

Hình 3.13 Bản đồ ngập năm 2020 79

Hình 3.14 Bản đồ ngập năm 2050 79

Hình 3.15 Bản đồ ngập năm 2060 80

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thông tin liên quan đến khả năng sử dụng ảnh vệ tinh trong nghiên cứu các

đối tượng ở vùng ven biển 10

Bảng 1.2 Kịch bản nước biển dâng cho Việt Nam 19

Mực nước biển dâng theo kịch bản thấp 19

Bảng 1.3 Kịch bản nước biển dâng cho Việt Nam 20

Mực nước biển dâng theo kịch bản trung bình 20

Bảng 1.4 Kịch bản nước biển dâng cho Việt Nam 20

Mực nước biển dâng theo kịch bản cao 20

Bảng 2.1 Chế độ mưa VCS Bạch Đằng 40

Bảng 2.2 Lượng mưa trung bình năm VCS Bạch Đằng (mm) 40

Bảng 2.3 Đặc trưng tốc độ gió trạm Hòn Dấu (m/s) 41

Bảng 2.4 Tần suất gió nhiều năm tại trạm Hòn Dấu trong mùa đông (%) 41

Bảng 2.5.Tần suất gió nhiều năm tại trạm Hòn Dấu trong mùa hè (%) 41

Bảng 2.6.Tần suất gió nhiều năm tại trạm Hòn Dấu trong mùa chuyển tiếp (%) 42

Bảng 2.7 Đặc trưng độ cao sóng trạm Hòn Dấu (m) 46

Bảng 2.8.Đặc trưng mực nước trạm Hòn Dấu (cm) 47

Bảng 2.9 Các mực nước triều đặc trưng ở vùng cửa sông Bạch Đằng 47

(so với mực triều cực tiểu) 47

Bảng 3.1.Biến đổi bờ biển giai đoạn 1965-2001 61

Bảng 3.2 Biến đổi bờ biển giai đoạn 2001-2008 69

Bảng 3.3 Diện tích ngập thành phố Hải Phòng theo kịch bản nước biển dâng 81

Bảng 3.4 Chiều dài đường bờ khu vực nghiên cứu theo các kịch bản NBD 83

Bảng 3.5 Diện tích và dân số khu vực nghiên cứu 84

Bảng 3.6 Diện tích và dân số các quận, huyện thuộc tỉnh Hải Phòng 84

Bảng 3.7 Ước tính diện tích khu vực nghiên cứu theo kịch bản NBD 85

Bảng 3.8 Ước tính dân số khu vực nghiên cứu theo kịch bản NBD 86

Bảng 3.9: Tính toán hệ số thắt hẹp và hệ số tổn thương khu vực nghiên cứu theo kịch bản NBD 86

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết

Vùng cửa sông (VCS) Bạch Đằng giữ một vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội của Hải Phòng nói riêng và của miền Duyên hải phía Bắc Việt Nam nói chung Với nguồn tài nguyên thiên nhiên đới bờ phong phú, đây là nơi tập trung dân cư đông đúc và các hoạt động kinh tế sôi động gắn với khai thác và sử dụng địa hình, như công nghiệp cảng, du lịch, nuôi trồng thủy hải sản Đây là một cửa sông hình phễu điển hình với dao động của biên độ triều được xếp vào loại lớn nhất thế giới Các biến động địa hình, cả ở phần bờ và đáy, đang diễn ra phức tạp trong mối tương tác giữa các quá trình sông - biển dưới sự chi phối của nền địa lý - địa chất và các hoạt động nhân sinh Trong bối cảnh ấm lên của khí hậu toàn cầu, sự dâng lên của mực nước biển với tốc độ trung bình 3.8mm/năm và còn có thể hơn nữa, kết hợp với các hoạt động lấn biển, nạo vét sẽ gây ra những tác động không nhỏ đến địa hình và tài nguyên môi trường ở VCS Bạch Đằng Đó là sự gia tăng áp lực của sóng biển gây xói lở cho các đoạn bờ ở Đình Vũ, Cát Hải, Phù Long, gây xói chân các kè hiện tại, làm tăng mực nước dâng trong bão, tăng xâm nhập mặn và sẽ làm ngập thêm các vùng đất thấp

Để duy trì tiềm năng phát triển kinh tế ven biển theo hướng bền vũng, việc quản lý các tai biến thiên nhiên, trong đó nhu cầu về thông tin, dữ liệu về hiện trạng

và xu thế sự biến đổi của địa hình khu vực đới bờ trong khung cảnh biến đổi khí hậu hiện nay là hết sức cần thiết cho công tác quản lý tổng hợp đới bờ

Hiện nay, nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong lĩnh vực điều tra nghiên cứu, khai thác sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường, đặc biệt trong đánh giá biến đổi địa hình (các hoạt động xói lở, bồi tụ) và phân tích các kịch bản ảnh hưởng của nước biển dâng ở đới bờ ngày càng gia tăng không những trong phạm vi quốc gia, mà cả phạm vi quốc tế Tiềm năng kỹ thuật của viễn thám

và GIS trong lĩnh vực ứng dụng có thể chỉ ra cho các nhà khoa học và các nhà

hoạch định chính sách, các phương án lựa chọn có tính chiến lược về sử dụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường

Vì những lý do trên, học viên đã lựa chọn đề tài: “Ứng dụng viễn thám và

GIS đánh giá biến đổi địa hình và phân tích ảnh hưởng của nước biển dâng do biến đổi khí hậu khu vực cửa sông Bạch Đằng phục vụ quản lý đới bờ”, nhằm

đánh giá hiện trạng xói lở - bồi tụ địa hình và phân tích nguy cơ ảnh hưởng của mực nước biển dâng do biến đổi khí hậu tới khu vực cửa sông Bạch Đằng

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá được hiện trạng biến đổi địa hình (bồi tụ, xói lở) bờ và đáy biển ven bờ khu vực cửa sông Bạch Đằng;

- Phân tích ảnh hưởng của nước biển dâng do biến đổi khí hậu tới xu thế biến đổi địa hình và kinh tế xã hội khu vực cửa sông Bạch Đằng

3 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu trên, luận văn tập trung giải quyết các nội dung sau:

- Tổng quan và xác lập cơ sở ứng dụng công nghệ viễn thám - GIS trong nghiên cứu biến đổi địa hình và ảnh hưởng của nước biển dâng do biến đổi khí hậu

4 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn được cấu trúc thành 3 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan ứng dụng viễn thám - GIS trong nghiên cứu biến đổi

địa hình và ảnh hưởng của nước biển dâng ở khu vực đới bờ

Chương 2: Các nhân tố ảnh hưởng đến biến đổi địa hình khu vực cửa sông Bạch Đằng

Chương 3: Đánh giá biến đổi địa hình và phân tích ảnh hưởng của nước biển dâng do biến đổi khí hậu tới khu vực cửa sông Bạch Đằng

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ỨNG DỤNG VIỄN THÁM – GIS TRONG NGHIÊN CỨU

BIẾN ĐỔI ĐỊA HÌNH VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG

Ở KHU VỰC ĐỚI BỜ 1.1 Tổng quan ứng dụng công nghệ viễn thám – GIS trong nghiên cứu biến đổi địa hình ở đới bờ

1.1.1 Cơ sở ứng dụng viễn thám - GIS trong nghiên cứu địa hình

1.1.1.1 Khái quát những đặc trưng của viễn thám – GIS

Viễn thám (RS)

Viễn thám là công nghệ thu nhận thông tin về các đối tượng trên bề mặt trái đất mà không cần phải tiếp xúc trực tiếp với chúng Quá trình thu nhận thông tin này được thực hiện thông qua bộ cảm (máy ảnh, máy quét, sóng điện từ, sóng radar…) được đặt trên máy bay hoặc vệ tinh Thông tin thu nhận được ghi lại trên các thiết bị chuyên dụng như film ảnh hoặc được

số hóa trên các băng đĩa từ (hình 1.1)

Hình 1.1 Quá trình thu nhận thông tin của hệ thống viễn thám

Các thông số đặc trưng của dữ liệu viễn thám bao gồm:

Độ phân giải không gian: Là khoảng cách nhỏ nhất có thể phân biệt được

giữa 2 đối tượng Độ phân giải không gian cho biết kích thước của phần tử ảnh viễn thám (pixel) che phủ bề mặt đất Có thể chia thành 3 cấp độ phân giải không gian: (1) Độ phân giải cao: 0.6-4m; (2) Độ phân giải trung bình: 4-30m; (3) Độ phân giải thấp: 30-1000m

Độ phân giải thời gian: Cho biết khoảng thời gian (ngày hoặc giờ) mà hệ

thống cảm biến của vệ tinh sẽ quay lại để chụp cho một vị trí nhất định Có 3 cấp độ

độ phân giải thời gian: (1) Độ phân giải cao: <24h – 3 ngày; (2) Độ phân giải trung bình: 4-16 ngày; (3) Độ phân giải thấp: > 16 ngày

Độ phân giải phổ: Là số kênh phổ tương ứng với từng vị trí trong dãy phổ

điện từ Thường chia làm 3 cấp độ phân giải phổ: (1) Độ phân giải cao: >15 kênh; (2) Độ phân giải trung bình: 3-15 kênh; (3) Độ phân giải thấp: <3 kênh

Độ nhạy cảm bức xạ: Đó là khả năng phân biệt năng suất phản xạ phổ giữa

các mục tiêu Quá trình này phụ thuộc vào số lượng các lớp lượng tử hóa trong các kênh phổ Nói một cách khác là số lượng bit của dữ liệu trong kênh phổ sẽ quyết định độ nhạy cảm của bộ cảm

Ưu điểm của viễn thám:

- Tư liệu viễn thám ở dạng số dễ thu nhận và xử lý;

- Các đầu thu của hệ thống viễn thám chủ động có thể thu nhận thông tin với mọi điều kiện thời tiết;

- Kết hợp với các phương pháp điều tra truyền thống, các số thông tin phụ trợ, công nghệ viễn thám góp phần nâng cao độ chính xác thông tin, rút ngắn thời gian, giảm giá thành;

- Khả năng thu thập thông tin từ xa, không cần tiếp cận và tác động trực tiếp đén đối tượng quan sát;

- Tư liệu vệ tinh phủ trùm diện tích rộng và cung cấp cái nhìn tổng quát; -Viễn thám có khả năng cung cấp nhiều số liệu (độ che phủ, sinh khối, vị trí,

độ cao, nhiệt độ, độ ẩm…) trêm phạm vi rộng

Hệ thông tin địa lý (GIS)

Một hệ thông tin địa lý bao gồm các thiết bị phần cứng, phần mềm và các thủ tục hỗ trợ thuận tiện cho việc quản lý, vận hành, phân tích, mô hình hóa, miêu tả và hiển thị tham chiếu dữ liệu địa lý nhằm giải quyết các vấn đề phức tạp trong việc quy hoạch và quản lý tài nguyên (hình 1.2)

Hình 1.2 Các thành phần của hệ thống GIS

Chức năng của GIS bao gồm: truy cập dữ liệu, hiển thị dữ liệu, quản lý dữ liệu, phân tích và phục hồi thông tin GIS có nhiều ứng dụng trong việc xác định vị trí trên bản đồ, xác định định lượng (số lượng, mật độ), tìm khoảng cách và quan trắc những thay đổi trên bản đồ

Chức năng của một hệ thống thông tin là nâng cao khả năng đưa ra quyết định Một hệ thống thông tin là một chuỗi các hoạt động, bắt đầu từ việc lập kế hoạch quan sát và lựa chọn dữ liệu, lưu trữ và phân tích dữ liệu và cuối cùng là hỗ trợ ra quyết định dựa trên dữ liệu và thông tin đã xử lý Hệ thông tin địa lý được

thiết kế để làm việc với dữ liệu tham chiếu đến hệ tọa độ địa lý hay hệ tọa độ không gian GIS là một hệ thống vừa đảm bảo là hệ thống cơ sở dữ liệu tham chiếu, đồng thời là tập hợp các thao tác vận hành với dữ liệu GIS có 3 nhóm ứng dụng cơ bản, bao gồm:

- Ứng dụng trong kiểm kê: GIS ứng dụng trong việc đưa ra các số liệu kiểm

kê về các đặc tính trên một vùng địa lý Những đặc tính này được miêu tả trong một lớp dữ liệu Ứng dụng này có vai trò quan trọng trong việc phục hội, và cập nhật dư liệu

- Ứng dụng phân tích: Kỹ thuật phân tích không gian và phi không gian được tiến hành trên nhiều lớp dữ liệu với nhiều truy vấn phức tạp

- Ứng dụng quản lý: Nhiều tiện ích của kỹ thuật mô hình hóa không gian được sử dụng hỗ trợ các nhà quản lý và các nhà hoạch định chính sách trong việc ra quyết định Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc giải quyết các vấn đề của thế giới thực liên quan đến những thay đổi quan trọng của dữ liệu địa lý

1.1.1.2 Những tính năng của viễn thám – GIS được khai thác cho nghiên cứu địa hình

Việc nghiên cứu, khảo sát ở vùng biển ven bờ, đồng bằng ven biển và nhất là các cửa sông hiện nay còn gặp nhiều khó khăn khi gặp thời tiết bất ổn, như trường hợp có bão, áp thấp, giông lốc hay khi có lũ lớn và gió mùa thổi mạnh Để khắc phục khó khăn này, một trong những phương pháp có hiệu quả hiện nay trong nghiên cứu đới ven biển – cửa sông là sử dụng kết hợp thông tin viễn thám và GIS

Công nghệ viễn thám – GIS được sử dụng để theo dõi, tổng hợp, phân tích các nguồn dữ liệu khác nhau để có cái nhìn tổng hợp, toàn diện về mặt không gian

và thời gian về các biến động của địa hình nói chung Đối với khu vực đới bờ biển, viễn thám – GIS hỗ trợ đắc lực trong việc nghiên cứu, xác định biến đổi đường bờ biển và biến đổi địa hình đáy biển

Trong nghiên cứu biến đổi đường bờ biển

Tư liệu ảnh viễn thám bao gồm cả ảnh máy bay, ảnh vệ tinh, ảnh quét radar,

điểm chụp Như vậy, để theo dõi biến động đường bờ, ta cần xác định vị trí của chúng trong không gian được phản ánh trên ảnh chụp tại một địa điểm chứa đối tượng trong từng thời điểm rồi so sánh để theo dõi, phân tích quá trình biến động của chúng Sử dụng ảnh viễn thám kết hợp với bản đồ địa hình được đo vẽ ở các năm khác nhau cho phép xác định hiện trạng của đường bờ biển ở các thời điểm khác nhau Cùng với sự hỗ trợ của GIS trong phân tích, tính toán các dữ liệu không gian và liên kết các tấm ảnh, được nắn chỉnh và đưa về cùng một hệ tọa độ chuẩn, tac có thể tính toán chính xác được tốc độ bồi tụ - xói lở của bờ biển theo thời gian, quan sát được bức tranh toàn cảnh về diễn biến bồi tụ - xói lở trên toàn bộ không gian khu vực nghiên cứu Ngoài ra công nghệ viễn thám – GIS còn cho phép tính toán được khối lượng trầm tích đã được tích tụ hoặc xói lở khi bổ sung thêm các thông tin về địa hình

Bên cạnh quan sát hiện trạng biến động đường bờ, sử dụng công nghệ viễn thám – GIS còn hiệu quả trong việc xác định các lòng sông cổ, các hệ thống val bờ

cổ trong khu vực nghiên cứu một cách trực quan, nhanh chóng và thuận lợi Kết hợp với các thông tin về nhân tố động lực như kiến tạo, hướng dòng chảy sông, hướng dòng bồi tích ven bờ, hướng sóng, thay đổi khí hậu toàn cầu,… để đưa ra xu hướng phát triển của địa hình bờ là xói lở hay bồi tụ

Trong nghiên cứu biến đổi địa hình đáy biển

Đối tượng thông tin chính giúp nghiên cứu biến động địa hình đáy biển là thông tin về độ sâu đáy biển trên các bản đồ địa hình, hải đồ khu vực nghiên cứu Trong thời gian gần đây, các thông tin này được bổ sung bởi nguồn số liệu thu thập thực tế từ các cuộc thực địa của các đoàn nghiên cứu biển Số liệu này gồm 2 dạng chính là số liệu độ sâu từ các máy đo sâu hồi âm và ảnh sonar quét sườn Số liệu đo sâu được biểu diễn trên băng đo sâu hồi âm là kết quả của quá trình phát – thu sóng

âm do thiết bị gắn trên các tàu khảo sát ghi lại Ảnh sonar quét sườn là dạng dữ liệu

“gần” tương đồng với ảnh viễn thám, vì chúng phản ánh rõ bề mặt địa hình theo tuyến khảo sát Từ những nguồn thông tin này, bằng các phần mềm GIS giúp xây

dựng mô hình số độ cao (DEM) mô phỏng lại hiện trạng địa hình đáy biển ở từng giai đoạn cụ thể

Từ mô hình số độ cao của khu vực nghiên cứu qua các thời kỳ khác nhau, có cùng độ phân giải, cùng cơ sở toán học cho phép tính toán và xác định các thông tin

về không gian tích tụ/xói lở, tốc độ tích tụ/xói lở và khối lượng trầm tích được tích tụ/xói lở

Trong thực tế, khi sử dụng ảnh vệ tinh nhiều người thường chỉ quan tâm tới

độ phân giải không gian (pixel) hơn là chú ý đến khả năng nhận biết đối tượng qua phổ phản xạ (spectre) Nhìn chung, cách tối ưu nhất để nhận biết đối tượng khi giải đoán là kết hợp được cả hai yếu tố về phổ phản xạ và độ phân giải không gian Để

dễ phân biệt các đối tượng, một giải pháp thường được sử dụng khi xử lý ảnh là kết hợp các loại ảnh có độ phân giải khác nhau bằng kỹ thuật trộn ảnh (fusion) Các thông tin viễn thám được sử dụng kết hợp với thông tin địa lý khác và tích hợp trên các hệ thống GIS; hai công nghệ quan trọng này bổ sung cho nhau những thông tin

có liên quan tới đối tượng nghiên cứu Thực chất đây là phương pháp khai thác thông tin nhiều chiều về đối tượng nghiên cứu có toạ độ địa lý trong một không gian xác định

Lựa chọn tư liệu ảnh vệ tinh trong nghiên cứu đới bờ biển

Mức độ sử dụng: 0-Không sử dụng đựơc

1-Khả năng sử dụng tốt nhất 2-Khả năng sử dụng khá 3-Khả năng sử dụng trung bình 4-Có thể sử dụng (nhưng hạn chế)

#-Chưa có thông tin chính xác

Bảng 1.1 Thông tin liên quan đến khả năng sử dụng ảnh vệ tinh trong nghiên

cứu các đối tượng ở vùng ven biển [20]

Tên vệ tinh: Landsat Landsat Seasat SPOT Nimbus NOAA

Nghiên cứu địa mạo

Tách đường bờ

Cảnh quan ven bờ

Độ sâu và địa hình đáy

Địa hình đới ven biển

Cửa sông và các châu thổ

Đầm lầy ven biển

Họat động nhân sinh

Quy hoạch vùng ven biển

Nguồn gây ô nhiễn nước biển

1.1.2.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Hiện nay, cấu trúc dữ liệu không gian đang được khai thác và sử dụng phổ biến ở nhiều quốc gia trên thế giới, đặc biệt trong lĩnh vực quản lý biển Ở Canada, trung tâm cộng đồng biển đã xây dựng hệ thống dữ liệu không gian phục vụ công tác quản lý tổng hợp vùng ven biển gọi là MGDI (Marine Geospatial Data Infrastructure) được ứng dụng có hiệu quản trong xây dựng các biểu đồ và hải đồ phục vụ kiểm soát ô nhiễm, quản lý tổng hợp và kiểm soát môi trường vùng ven biển Cấu trúc của hệ thống MGDI bao gồm:

- Mô hình dữ liệu không gian chung

- Quy trình tích hợp và mô hình hóa dữ liệu môi trường

- Ngôn ngữ không gian và định dạng chuyển đổi dữ liệu

- Phương thức quản lý, truy cập dữ liệu

- Công cụ mã nguồn mở đảm bảo quyền truy cập cho mọi đối tượng

Ở khu vực Châu Âu cũng có hệ thống dữ liệu không gian riêng mang tên INSPIRE (Infrastructure for Spatial Information in Europe) INSPIRE bao gồm một phạm vi rộng các thành phần dữ liệu biển và ven biển như: độ sâu, thông số về bờ biển, thủy văn, nguồn nước bề mặt, các lưu vực nước, đại dương và biển, thông tin hoạt động thủy sản, khu vực ô nhiễm…

Ở vùng South Wales, công nghệ Lidar được ứng dụng rộng rãi trong việc quan trắc môi trường biển và ven biển Công nghệ Lidar bao gồm nhiều hệ thống liên kết với nhau: hệ thống định vị vệ tinh GPS, hệ thống máy tính và hệ thống máy quán tính; bao gồm các phương pháp công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực định vị vệ tinh, lazer và ảnh số được kết hợp với nhau để xác định chính xác bề mặt địa hình của Trái đất và các địa vật trên nó trong một hệ tọa độ không gian thống nhất Hệ thống định vị vệ tinh xác định tọa độ không gian của máy quét lazer, hệ thống máy tính dùng lưu trữ, xử lý dữ liệu, còn máy quét lazer với việc xác định chính xác thời gian phản xạ của các tia lazer từ mặt đất quay trở lại cho phép xác định được khoảng cách từ máy phát lazer tới các đối tượng trên mặt đất Thông qua các chương trình xử lý để phân loại và lọc các dữ liệu, tạo các mô hình TIN,…cho phép lập được mô hình số độ cao (DEM) và mô hình số bề mặt (DSM) của các đối tượng trên mặt đất Kết quả này đang được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước tiên tiến trên thế giới Ở các nước Mỹ, Anh, Thụy Điển đã áp dụng rất có hiệu quả công nghệ Lidar cho đo vẽ địa hình, lập mô hình số độ cao (DEM) và mô hình số bề mặt (DSM) độ chính xác tới 15 cm cho các thành phố lớn, ngoài ra còn sử dụng để lập DEM dọc bờ biển tới độ sâu 50 m Ở Liên bang Nga, ngoài việc lập DEM các thành

sát phân loại cây rừng và khảo sát các đường cao tốc, các khu vực sạt lở đất và các lưu vực sông cho việc phòng chống lũ lụt,… Ở Trung Quốc, Nhật Bản công nghệ Lidar được ứng dụng nhiều trong phòng chống thiên tai như xác định DEM độ chính xác cao cho các khu vực ven biển, ven sông, xác định độ cao các con đập và khu vực ngập nước,…

Nhiều công trình nghiên cứu về ứng dụng của viễn thám – GIS trong nghiên cứu bờ biển đã được công bố như: Nghiên cứu ứng dụng GIS xây dựng hệ thống thông tin địa lý biển và ven biển trong quản lý vùng bờ của tác giả Bartlett (2000); Nghiên cứu về cấu trúc dữ liệu không gian địa lý biển của Trung tâm cộng đồng Biển Canada (1999); Mạng lưới thông tin đại dương và đới bờ của đồng tác giả Butler, M.J.A., LeBlanc, C and Stanley, J.M.(1998); Sử dụng công nghệ XML trong việc xây dựng hệ thống siêu dữ liệu trong quan trắc đại dương của tác giả Davis, D et al (2002)

1.1.2.1 Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam

Trong chiến lược phát triển kinh tế đầu thế kỷ 21, hướng kinh tế biển được đặt ra với nhiều nhiệm vụ rất quan trọng Ngày 01/3/2006 Thủ tướng Chính phủ đã

ra Quyết định phê duyệt “Đề án tổng thể về điều tra cơ bản và quản lý tài nguyên - môi trường biển đến năm 2010, tầm nhìn đến năm 2020”, trong đó có việc điều tra nghiên cứu, quản lý tổng hợp vùng ven biển đã đặt ra nhiều thách thức to lớn Một trong những phương tiện hiện đại trợ giúp việc quản lý tổng hợp tài nguyên và môi trường vùng biển ven bờ hiện nay là sử dụng thông tin viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý (GIS) Việc sử dụng công nghệ không gian có hiệu quả cao trong quản lý tài nguyên và môi trường, đặc biệt đối với các quốc gia có địa hình tự nhiên phức tạp và có vùng lãnh hải rộng lớn như Việt Nam

Hiện nay đã có nhiều công trình nghiên cứu vùng ven biển bao gồm cả địa hình có ứng dụng công nghệ viễn thám - GIS:

- Chi tiết hoá mô hình số độ cao trên cơ sở địa mạo phục vụ nghiên cứu lũ lụtvùng hạ lưu sông Thu Bồn Đặng Văn Bào, Nguyễn Hiệu (2004)

- Nghiên cứu biến động đường bờ khu vực cửa Ba Lạt và lân cận phục vụ cảnh báo tai biến xói lở - bồi tụ Nguyễn Hiệu, Vũ Văn Phái (2005)

- Nghiên cứu đánh giá biến đổi địa hình đáy vịnh Cửa Lục Nguyễn Cao

Huần, Nguyễn Hiệu, Đặng Văn Bào, Hoàng Danh Sơn (2006)

- Xói lở bờ biển Việt Nam và ảnh hưởng của mực nước biển đang dâng lên

Vũ Văn Phái, Nguyễn Hiệu, Đào Mạnh Tiến (2008)

- Phân tích xu thế biến đổi địa hình và các tai biến thiên nhiên đới bờ biển tỉnh Thừa Thiên Huế dưới ảnh hưởng của mực nước biển dâng Nguyễn Hiệu, Đỗ

Trung Hiếu (2010)

- Nghiên cứu và thành lập bản đồ địa mạo vùng đồng bằng sông Hồng trên

cơ sở sử dụng kết hợp hệ thống xử lý ảnh số và hệ thông tin địa lý (Phạm Văn Cự, 1996),

- Sử dụng ảnh SPOT, Landsat TM, Radarsat, bản đồ địa hình và các tư liệu khí tượng-thuỷ văn vào phân tích quá trình phát triển vùng cửa sông Hồng trong thời gian từ 1965-1997 (Phạm Quang Sơn, 1997)

- Sử dụng thông tin viễn thám trong nghiên cứu sự phát triển và biến động các vùng cửa sông thuộc ven biển đồng bằng sông Hồng (Phạm Quang Sơn, 2004), vv

Trong những năm gần đây, xảy ra hàng loạt thiên tai trên vùng đồng bằng ven biển do lũ lụt, nước dâng, sóng gió ven bờ… gây ra hậu quả nghiêm trọng tới đời sống và sản xuất ở nhiều địa phương, đã được nhiều người quan tâm Trung tâm Viễn thám và Geomatic (VTGEO) đã tham gia thực hiện một số đề tài nghiên cứu tai biến vùng đồng bằng ven biển và cửa sông có sử dụng thông tin Viễn thám và GIS như:

- Nghiên cứu xói lở và trượt lở bờ các sông miền Trung (năm 2000),

- Nghiên cứu tình trạng ngập lụt đồng bằng Huế - Quảng Trị từ ảnh vệ tinh Radarsat và GIS (năm 2001),

- Nghiên cứu xói lở bờ và bồi lấp lòng dẫn sông Hồng (năm 2001),

- Nghiên cứu biến động các cửa sông Miền Trung và vấn đề tiêu thoát nước

lũ ở vùng ven biển (năm 2002),

- Nghiên cứu tai biến xói lở - bồi lấp vùng ven biển tỉnh Quảng Ngãi và đề xuất các giải pháp xử lý, phòng tránh (năm 2000 - 2002) …

Năm 2006, Trung tâm Viễn thám Quốc gia đã phối hợp với Liên doanh giữa Công ty Credent và Công ty AAMHatch (Úc) tiến hành thành lập DEM độ chính xác 20 cm và DSM độ chính xác 30 cm khu vực Cần Thơ trong Dự án “Xây dựng CSDL địa hình – thủy văn cơ bản phục vụ phòng chống lũ lụt và phát triển kinh tế vùng đồng bằng sông Cửu Long” Dự án sử dụng hệ thống Lidar ALTM 3100C, sử dụng máy bay AN – 2 và bay chụp chủ yếu vào ban đêm

Các kết quả thu nhận được có ý nghĩa góp phần xây dựng cơ sở khoa học và phương pháp luận về ứng dụng công nghệ Viễn thám và GIS vào nghiên cứu, theo dõi và có thể cảnh báo sớm một số loại thiên tai ở vùng đồng bằng, ven biển và các cửa sông

1.2 Sự dâng lên của mực nước biển do biến đổi khí hậu và những ảnh hưởng của nó tới địa hình bờ biển và các hoạt động KTXH ở đới bờ

1.2.1 Sự thay đổi mực nước biển do biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu (BĐKH), với các biểu hiện chính là sự nóng lên toàn cầu

và mực nước biển dâng, đã được khẳng định là do các hoạt động công nghiệp và phát triển kinh tế của con người làm tăng quá mức nồng độ các khí nhà kính trong khí quyển

Cho đến nay, Ủy Ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) về BĐKH

đã đưa ra 4 báo cáo đánh giá tình hình BĐKH, nước biển dâng toàn cầu:

- Báo cáo đánh giá lần thứ nhất (1990) là cơ sở để Liên Hợp Quốc (LHQ) quyết định thành lập Ủy ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu và đã tiến hành tới Công ướng Khung của LHQ về BĐKH đã được kí kết tháng 6 năm 1992

- Báo cáo đánh giá lần thứ hai (1994) là cơ sở để thảo luận và thông qua

nghị quyết Kyoto tại Hội nghị lần thứ 3 các bên Công ước (1997)

- Báo cáo đánh giá lần thứ ba (2001), sau 10 năm thông qua Công ước Khung của LHQ về BĐKH

- Báo cáo đánh giá lần thứ tư (2007), sau 10 năm thông qua Nghị định thư Kyoto và một năm trước khi bước vào thời kì cam kết đầu tiên theo Nghị định thư (2008-2012) để chuận bị thương lượng về thời kì cam kết tiếp theo

Mỗi lần đánh giá đều có những tiến bộ mới về nguồn số liệu và phương pháp, làm giảm đáng kể những điều chưa chắc chắn tồn tại trước đây, do đó, nâng cao rõ rệt mức độ tin cậy của những kết luận về BĐKH trong quá khứ cũng như trong tương lại Nội dung chính trong báo cáo đánh giá lần thứ tư của IPCC [23] được công bố tháng 2 năm 2007 bao gồm:

(i) Sự nóng lên của hệ thống khí hậu Trái đất hiện nay là chưa từng có và rất

rõ ràng từ những quan trắc về sự tăng lên của nhiệt độ không khí và đại dương trung bình toàn cầu, sự tan chảy của băng và tuyết trên phạm vi rộng lớn và sự dâng lên của mực nước biển trung bình toàn cầu

- Xu thế tăng nhiệt độ trong chuỗi số liệu 100 năm (1906 - 2005) là 0,74oC, lớn hơn xu thế tăng nhiệt độ 100 năm thời kỳ 1901 - 2000, trong đó riêng ở Bắc cực nhiệt độ đã tăng 1,5oC, gấp đôi tỷ lệ tăng trung bình toàn cầu

- Xu thế tăng nhiệt độ trong 50 năm gần đây là 0,13oC/thập kỷ, gấp gần 2 lần xu thế tăng nhiệt độ của 100 năm qua Nhiệt độ tăng tổng cộng từ 1850 - 1899 đến 2001 - 2005 là 0,76o

C (0,58 - 0,95oC)

- 11/12 năm gần đây (1995 - 2006) nằm trong số 12 năm nóng nhất trong chuỗi số liệu quan trắc bằng máy kể từ 1850

Hình 1.3 Sự thay đổi nhiệt độ toàn cầu 1860-1999 [23]

Nguồn: IPCC (2007)

(ii) Mực nước biển toàn cầu đã tăng trong thế kỉ 21 với tốc độ ngày càng

cao với hai nguyên nhân chính làm tăng mực nước biển là sự giãn nở nhiệt của đại dương và sự tan băng

- Số liệu quan trắc mực nước biển trong thời kỳ 1961-2003 cho thấy tốc độ tăng của mực nước biển trung bình toàn cầu khoảng 1,80,5mm/năm, trong đó đóng góp do giãn nở nhiệt khoảng 0,420,12mm/năm và tan băng khoảng 0,70,50mm/năm

- Số liệu đo đạc từ vệ tinh TOPEX/POSEIDON trong giai đoạn 1993-2003 cho thấy tốc độ tăng của mực nước biển trung bình toàn cầu là 3,10,7mm/năm

(iii) Diện tích băng biển trung bình năm ở Bắc cực đã thu hẹp với tỷ lệ

trung bình 2,7%/1 thập kỷ Riêng trong mùa hè là 7,4%/1 thập kỷ Diện tích cực đại của lớp phủ băng theo mùa ở bán cầu Bắc đã giảm 7% kể từ 1990, riêng trong mùa xuân giảm tới 15%

Mới đây, các báo cáo tại Hội nghị Quốc tế về BĐKH họp ở Brucxen (Bỉ) vừa qua cho biết, trung bình mỗi năm, ở Bắc cực, khối băng có độ dày khoảng 3km đang mỏng dần và đã mỏng đi 66cm Ở Nam cực, băng cũng đang tan với tốc độ chậm hơn và những núi băng ở Tây Nam cực đổ sụp Ở Greenland, những lớp băng vĩnh cửu tan chảy Ở Alaska (Bắc Mỹ), nhiệt độ trung bình những năm gần đây đã tăng 1,50C so với trung bình nhiều năm, làm tan băng và diện tích lớp băng vĩnh

cửu giảm 40%, lớp băng hàng năm thường dày 1,2m nay chỉ còn 0,3m Báo cáo cũng cho biết, các núi băng trên cao nguyên Thanh Hải (Trung Quốc) bị giảm 7% khối lượng và 50-60m độ cao, uy hiếp nguồn nước của các sông lớn ở Trung Quốc Trong 30 năm qua, trung bình mỗi năm diện tích lớp băng trên cao nguyên Tây Tạng bị tan chảy khoảng 131km2, chu vi vùng băng tuyết bên sườn cao nguyên mỗi năm giảm 100-150m, có nơi tới 350m Tất cả đang làm cạn kiệt hồ nước Thanh Hải-1 hồ lớn nhất Trung Quốc - đe dọa sẽ bị biến mất trong vòng 200 năm tới Nếu nhiệt độ trái đất tiếp tục tăng, khối lượng băng tuyết ở khu vực cao nguyên sẽ giảm 1/3 vào năm 2050 và chỉ còn một nửa vào năm 2090, đe dọa hệ thống đường sắt trên cao nguyên

Tại Viêt Nam, theo các số liệu quan trắc trong 50 năm (1951-2000) cho thấy nhiệt độ trung bình đã tăng khoảng 0,5-0,70C, mực nước biển đã dâng khoảng

20 cm Hiện tượng El-Nino, La-Nina ngày càng tác động mạnh mẽ đến Việt Nam Biến đổi khí hậu đã thực sự làm cho các thiên tai, đặc biệt là bão, lũ, hạn hán ngày càng ác liệt Theo tính toán của Bộ Tài nguyên và Môi trường (2003), nhiệt độ trung bình ở Việt Nam có thể tăng lên 30C và mực nước biển có thể dâng 1 m vào năm

2100 Nếu mực nước biển dâng 1 m, khoảng 40 nghìn km2 đồng bằng ven biển Việt Nam sẽ bị ngập hàng năm, trong đó 90% diện tích thuộc các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long bị ngập hầu như hoàn toàn Theo đánh giá của Ngân hàng Thế giới (2007), Việt Nam là một trong các quốc gia dễ bị tổn thương trước tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng, trong đó vùng đồng bằng sông Hồng và sông

Mê Kông bị ngập chìm nặng nhất Nếu mực nước biển dâng 1m sẽ có khoảng 10,8% dân số bị ảnh hưởng trực tiếp, tổn thất đối với GDP khoảng 10,2% Nếu nước biển dâng 3m sẽ có khoảng 25% dân số bị ảnh hưởng trực tiếp và tổn thất đối với GDP lên tới 25%

Có thể thấy, hậu quả của biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng đối với Việt Nam là nghiêm trọng và là một nguy cơ hiện hữu cho mục tiêu xoá đói giảm nghèo, cho việc thực hiện các mục tiêu thiên niên kỷ và sự phát triển bền vững của

1.2.2 Các kịch bản nước biển dâng ở Việt Nam

Ở Việt Nam, trong khuôn khổ triển khai thực hiện Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu, Bộ Tài nguyên và Môi trường là đơn vị chủ trì xây dựng các kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam

Mục tiêu của việc xây dựng các kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam là đưa ra những thông tin cơ bản về xu thế biến đổi khí hậu, nước biển dâng của Việt Nam trong tương lai tương ứng với các kịch bản khác nhau về phát triển kinh tế - xã hội toàn cầu dẫn đến các tốc độ phát thải khí nhà kính khác nhau Các kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng là định hướng ban đầu để đánh giá các tác động có thể có của biến đổi khí hậu đối với các lĩnh vực kinh tế - xã hội, xây dựng và triển khai kế hoạch hành động nhằm thích ứng và giảm thiểu tác động tiềm tàng của biến đổi khí hậu trong tương lai

Theo Ủy ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC), kịch bản biến đổi khí hậu là bức tranh toàn cảnh của khí hậu trong tương lai dựa trên một tập hợp các mối quan hệ khí hậu, được xây dựng để sử dụng trong nghiên cứu những hậu quả của biến đổi khí hậu do con người gây ra và thường được dùng như là đầu vào cho các mô hình đánh giá tác động

Trên cơ sở sử dụng kịch bản NBD toàn cầu từ nhiều mô hình khác nhau, tính toán NBD theo số liệu quan trắc và số liệu vệ tinh trong quá khứ, tính toán NBD cho tương lai dựa vào xu thế của quá khứ và kịch bản NBD toàn cầu cho từng khu vực, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã hoàn thiện kịch bản biến đổi khí hậu - nước biển dâng cho các khu vực khác nhau trên toàn quốc Kịch bản nước biển dâng cho Việt Nam được xây dựng theo 7 khu vực với các đặc trưng địa lý khác nhau:

- Khu vực 1: Móng Cái – Hòn Dáu (Quảng Ninh và bắc Thành phố Hải Phòng);

- Khu vực 2: Hòn Dấu - Đèo Ngang (nam TP Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh);

- Khu vực 3: Đèo Ngang - Đèo Hải vân (Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên – Huế);

- Khu vực 4: Đèo Hải Vân - Mũi Đại Lãnh (Đà Nẵng, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên);

- Khu vực 5: Mũi Đại Lãnh - mũi Kê Gà (Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bắc Bình Thuận);

- Khu vực 6: Mũi Kê Gà - Mũi Cà Mau (Nam Bình Thuận, Bà Rịa – Vũng Tàu, TP HCM, Tiền Giang, Trà Vinh, Bến Tre, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau);

- Khu vực 7: Mũi Cà Mau - Hà Tiên (Cà Mau, Kiên Giang)

Bảng 1.2 Kịch bản nước biển dâng cho Việt Nam Mực nước biển dâng theo kịch bản thấp [24]

Khu vực

Năm 202

72

Bảng 1.3 Kịch bản nước biển dâng cho Việt Nam Mực nước biển dâng theo kịch bản trung bình [24]

Khu vực

Năm 202

1.2.3 Những hệ lụy của nước biển dâng do biến đổi khí hậu tới địa hình và hoạt động kinh tế xã hội ở đới bờ biển

Mực nước biển dâng cao theo như dự tính do trái đất ấm lên có thể gây ra những hệ lụy tới địa hình và hoạt động kinh tế - xã hội ở đới bờ biển

Biến đổi địa hình bờ:

Sự dâng lên của mực nước biển do hạ lún mặt đất hay dâng lên chân tĩnh cũng đẫn đến làm thay đổi độ nghiêng của trắc diện bãi biển, đặc biệt là phần trong của nó Khi độ nghiêng của trắc diện bãi tăng, năng lượng sóng tác động đến nó cũng tăng lên Vì thế, khả năng xói lở cũng tăng, đặc biệt đối với các bờ cấu tạo bằng trầm tích bở rời

Mực nước biển tăng lên làm biến đổi các thành tạo địa hình được hình thành trong thời kỳ biển thoái trước đây Xu thế biến đổi của địa hình là sự phá hủy những địa hình trẻ hơn phía ngoài và thành tạo địa hình có hình thái tương đồng nhưng lùi dần vào lục địa Nước biển dâng lên không chỉ làm ngập chìm làm mất đi các vùng đất thấp mà còn làm thay đổi các quá trình thủy – thạch động lực của đới bờ Việc tăng độ sâu của sườn bờ ngầm một mặt làm thay đổi trắc diện cân bằng, đồng thời cũng dẫn đến sự phân bố lại trầm tích ở đới bờ biển Quá trình dâng lên của mức nước biển là rất chậm chạp nhưng các quá trình biến đổi của địa hình đới bờ đang nằm trong tiến trình của một chu kỳ biển tiến mới Sự hiểu biết về quy luật biến đổi

và sự tiến hóa của địa hình ở đới bờ sẽ giúp cho chúng ta có được những giải pháp hiệu quả thích ứng với sự thay đổi của mực nước biển dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu như hiện nay

Ảnh hưởng tới các hoạt động kinh tế - xã hội

Việt Nam có 3.260 km bờ biển với 28/64 tỉnh, thành phố có biển Kinh tế

biển đã trở thành một yếu tố quan trọng không thể thiếu trong chiến lược kinh tế đất nước Biến đổi khí hậu sẽ tác động mạnh mẽ đến đời sống con người, song đối với một nước có đường bờ biển dài và hai đồng bằng châu thổ lớn thì mối đe doạ do

biến đổi khí hậu và nước biển dâng cao sẽ thực sự nghiêm trọng Các vùng ven biển Việt Nam sẽ phải chịu ảnh hưởng nhiều nhất do biến đổi khí hậu gây ra như bão, lũ lụt, xói lở bờ biển và xâm nhập mặn…Đó cũng là nguyên nhân làm chậm tốc độ tăng trưởng kinh tế của khu vực, tăng tỷ lệ nghèo khổ và làm giảm khả năng ứng phó đối với các thiên tai do biến đổi khí hậu gây ra

Đối với nước ta, các tác động của biến đổi khí hậu ban đầu có thể nhận thấy được thông qua những thay đổi về khí hậu theo mùa ở các vùng miền khác nhau; lượng mưa và mùa mưa cũng sẽ thay đổi Tuy nhiên, thách thức lớn nhất lại là khi mực nước biển dâng cao Dải ven biển thuộc vùng Đồng bằng sông Cửu Long và Đồng bằng sông Hồng - Thái Bình, hai vùng kinh tế trọng điểm của cả nước, mật độ dân cư cao và tập trung, địa hình bằng phẳng và thấp (80% diện tích Đồng bằng sông Cửu Long và 30% diện tích Đồng bằng sông Hồng có độ cao dưới 2,5m so với mặt nước biển) Những ảnh hưởng đầu tiên là gia tăng nguy cơ xâm nhập mặn, tình trạng ngập lụt trong mùa mưa bão, xói lở bờ biển, phá vỡ các hệ thống đê biển, hồ chứa nước và nhấn chìm những cánh đồng lúa ở vùng đồng bằng ven biển, gây tổn hại nhiều hơn đối với các khu vực đất ngập nước, rạn san hô, các hệ sinh thái và những ảnh hưởng quan trọng khác đến đời sống của người dân

Nước biển dâng cao khiến tình hình nhiễm mặn đã tác động không nhỏ tới sản xuất nông nghiệp tại các tỉnh ven biển Việt Nam Nhiễm mặn làm tăng độ dẫn điện tăng Quá trình nhiễm mặn không chỉ đem lại hậu quả khó khăn cho sản xuất

mà còn làm ảnh hưởng không nhỏ tới đời sống sinh hoạt của bà con nhân dân Những hậu quả của quá trình xâm nhập mặn là hết sức to lớn :

- Gây hạn nói chung với phạm vi ngày càng rộng hơn, trước hết là cho lúa đông xuân bởi vì không thể lấy nước ở kênh rạch để tưới

- Nước mặn tràn lên đồng ruộng sẽ làm chết hàng loạt trên những cánh đồng ruộng lớn Thậm chí ngay cả khi độ mặn còn thấp hơn 1% cũng có thể làm giảm năng suất cây trồng, hoa màu, cây ăn trái và nuôi trồng thủy sản Nước mặn tràn vào

các ao, đầm nuôi thủy sản nước ngọt, sẽ làm giảm năng suất hoặc thất thu hoàn toàn, nếu độ mặn cao quá cũng làm giảm năng suất nuôi trồng thủy sản

- Gây khó khăn trong cấp nước sinh hoạt: ở các vùng dân cư, nước ngọt trên các sông rạch là nguồn nước sinh hoạt duy nhất, khi nước mặn xâm nhập sẽ gây ra thiếu nước sạch

Hiện tượng ngập úng ở vùng châu thổ mở rộng vào mùa mưa lũ, các dòng sông tăng cường xâm thực ngang, gây sạt lở lớn ở các vùng dân cư tập trung hai bờ trên nhiều khu vực từ Bắc vào Nam Ở các vùng ven biển đã thấy rõ hiện tượng vùng ngập triều cửa sông mở rộng hình phếu trên diện rộng, nhất là ở hạ du các hệ thống sông nghèo phù sa như các hệ thống sông Thái Bình, Bạch Đằng, ven biển Hải Phòng, Quảng Ninh và hệ thống sông Đồng Nai ở vùng ven biển Bà Rịa-Vũng Tàu và Tp.Hồ Chí Minh

Biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng cao đe dọa nhiều nhất đến các hệ sinh thái vùng ven bờ như hệ sinh thái đất ngập nước, rừng ngập mặn, cỏ biển và rạn san hô Mực nước biển dâng cao do biến đổi khí hậu chắc chắn sẽ tác động mạnh đến các hệ sinh thái này do làm thay đổi thành phần của trầm tích, độ mặn của nước và mức độ ô nhiễm Ngoài những ảnh hưởng đến suy giảm đa sinh học, nguy

cơ nhấn chìm và phá huỷ cơ sở hạ tầng và suy giảm tiềm năng du lịch ở các vùng ven biển vốn được coi là ngành kinh tế mũi nhọn ở nước ta

1.3 Quan điểm tiếp cận và các phương pháp nghiên cứu

1.3.1 Quan điểm tiếp cận

Trên quan điểm tiếp cận hệ thống, toàn bộ phần đáy biển ven bờ khu vực nghiên cứu được xem như là một hệ thống địa mạo mở: bao gồm các nhân tố, các quá trình và các thành tạo cùng mối quan hệ phức tạp giữa chúng với nhau Sự phát triển và tiến hóa của cả hệ phụ thuộc vào mối tác động tương hỗ giữa nhiều nhân tố bên trong và bên ngoài hệ, các nhân tố hải dương và lục địa Tiếp cận hệ thống giúp

xử lý những vấn đề phức tạp khi có nhiều mối quan hệ phải nghiên cứu, nhiều phương diện phải xem xét, nhiều yếu tố bất định phải tính đến, nhiều phương án

khác nhau để cân nhắc, so sánh lựa chọn trong khi thông tin không đầy đủ Khái niệm hệ địa mạo được sử dụng nhằm mục đích phân tích, đánh giá và dự báo những biến động của các nhân tố tự nhiên và nhân sinh đối với các quá trình hình thành và phát triển địa hình đới bờ biển

1.3.2 Các phương pháp nghiên cứu

Phương pháp phân tích hệ thống

Phương pháp phân tích hệ thống cho ta cơ sở để mô tả cấu trúc của đối tượng nghiên cứu với sự đa dạng và phức tạp của nó trong các mối quan hệ Khi sử dụng phương pháp này, đối tượng nghiên cứu được coi như là một hệ thống dù ở quy mô nào đi nữa Phương pháp phân tích hệ thống cho phép đánh giá mối quan hệ giữa các nguồn năng lượng và vật chất tham gia trong quá trình phát triển địa hình của đới bờ biển khu vực nghiên cứu Sử dụng phương pháp này cho phép đánh giá

sự tham gia của các nhân tố vào quá trình hình thành và tiến hóa địa hình, cũng như vai trò của chúng một cách chính xác hơn

Phương pháp phân tích và tổng hợp tài liệu

Biến đổi khí hậu, nước biển dâng là quá trình phức tạp, tác động tới nhiều lĩnh vực khác nhau Biến đổi địa hình, di dân hay những biến động trong quy hoạch

sử dụng đất là những hệ lụy điển hình của biến đổi khí hậu nước biển dâng Những

hệ lụy đó diễn ra như thế nào, diễn biến, mức độ, phạm vi, xu thế phát triển,…phải được đánh giá dựa trên việc phân tích và tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau theo thời gian, không gian cũng như tích chất phức tạp của vấn đề cần đánh giá

Phương pháp khảo sát thực địa

Phương pháp nghiên cứu thực địa là phương pháp truyền thống của địa lý học, được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu địa lý nói chung và địa mạo nói riêng Phương pháp này giúp kiểm tra, đánh giá được những nhận định ban đầu về khu vực và đối tượng nghiên cứu, bổ sung, kiểm tra và hoàn thiện nhiệm vụ nghiên cứu,

hình thành, phát triển và đặc điểm của các dạng địa hình nói riêng

Các phương pháp địa mạo truyền thống

- Phương pháp hình thái và trắc lượng hình thái

Hình thái và trắc lượng hình thái là cơ sở định lượng của địa mạo học, giúp nghiên cứu nguồn gốc phát sinh và động thái của địa hình Nghiên cứu hình thái là nghiên cứu và mô tả định tính các dạng địa hình bên ngoài từ đơn vị nhỏ nhất, đơn giản nhất đến các đơn vị hình thái lớn nhất, phức tạp nhất và hình thái liên kết chúng, trong khi nghiên cứu định lượng giúp đo đạc, phân tích các thông số trắc lượng hình thái của chúng

- Phương pháp phân tích hình thái - trầm tích

Phân tích hình thái trầm tích là phân tích những đặc điểm và tính chất của

đá mẹ và lớp trầm tích trên bề mặt địa hình để giải thích các dạng địa hình do chúng tạo ra, các vùng bị bồi tụ, xói lở, từ đó tìm ra lịch sử và nguyên nhân thành tạo địa hình để đưa ra dự đoán hướng phát triển tương lai của địa hình khu vực

Đối tượng chủ yếu của phương pháp nghiên cứu hình thái - trầm tích là các lớp phủ trầm tích Đệ Tứ và dạng địa hình thành tạo nên chúng vì đây là đối tượng mới nhất, chưa bị biến đổi sâu sắc bởi các quá trình ngoại sinh hoặc biến chất, vì vậy có thể dễ dàng khôi phục được đặc điểm quá trình thành tạo cũng như môi trường thành tạo chúng

- Phương pháp nghiên cứu động lực hiện đại

Nghiên cứu động lực hiện đại của địa hình trong môi trường địa lý hiện đại

là phân tích các động lực hình thành dạng địa hình hiện đại trong môi trường cảnh quan văn hóa và mối liên hệ với các hoạt động kinh tế của con người, tù đó cung cấp tài liệu để đánh giá biến động địa hình và dự báo sự phát triển trong tương lai của địa hình

Đối với khu vực đới bờ, động lực chủ yếu là mối tương tác qua lại giữa các quá trình biển – quá trình sông và các hoạt động nhân sinh Ba yếu tố này tác động

lẫn nhau, ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình biến động địa hình, chủ yếu là khu vực

bờ biển và vùng biển có độ sâu nhỏ, khoảng dưới 30m

Phương pháp viễn thám và GIS

Phương pháp viễn thám & GIS tuy không phải là phương pháp địa mạo truyền thống, nhưng nó ngày càng được ứng dụng rộng rãi và trở thành một phương pháp quan trọng trong nghiên cứu địa mạo, đặc biệt là trong nghiên cứu và quan trắc đới bờ - một đối tượng có sự biến đổi thường xuyên theo cả không gian và thời gian

Đặc điểm của ảnh viễn thám là giúp chúng ta có thể thu nhận đồng thời đặc điểm của các đối tượng của bề mặt Trái Đất trên một diện tích rộng lớn tại thời điểm bay chụp Việc chiết xuất các lớp thông tin liên quan đến địa hình và hình thái của đường bờ biển từ ảnh giúp các nhà nghiên cứu thành lập được bản đồ hiện trạng địa hình đới bờ ở các thời điểm khác nhau một cách thuận lợi và kinh tế Từ những tấm ảnh hiện trạng ở những thời điểm khác nhau của cùng một khu vực, cho phép người sử dụng có thể so sánh được những thay đổi của các đối tượng theo không gian và thời gian Và nếu có đầy đủ các thông tin về địa hình, sử dụng công nghệ viễn thám & GIS còn có thể tính được khối lượng trầm tích được tích tụ hoặc đã bị

bị xói lở

Sử dụng phương pháp viễn thám còn có hiệu quả trong việc xác định các lòng sông cổ, các hệ thống val bờ cổ trong khu vực nghiên cứu, làm cơ sở cho việc xác định các đường bờ trong quá khứ một cách trực quan, nhanh chóng và thuận lợi Ngoài ra, phân tích các thông tin trên ảnh có thể biết được các yếu tố động lực như kiến tạo, hướng dòng chảy sông, hướng dòng bồi tích ven bờ, hướng sóng, và theo dõi được sự biến đổi của chúng theo từng thời kỳ khác nhau, đồng thời cũng có thể quan sát được động lực phát triển của địa hình bờ: xói lở hay tích tụ

Bên cạnh việc phân tích, tính toán và liên kết các dữ liệu viễn thám, GIS còn

có khả năng rất mạnh trong việc lưu trữ, quản lý và tích hợp thông tin Đây là một tính năng quan trọng có thể giúp các nhà quản lý đưa ra những quyết định cuối cùng cho công tác quy hoạch và quản lý đới bờ nhờ khả năng phân tích và tích hợp thông tin của hàng loạt các lớp thông tin chuyên đề khác nhau

CHƯƠNG 2 CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN BIẾN ĐỔI ĐỊA HÌNH KHU VỰC CỬA

SÔNG BẠCH ĐẰNG 2.1 Khái quát khu vực nghiên cứu

Vùng cửa sông Bạch Đằng nằm trong phạm vi nghiên cứu có hệ tọa độ địa lý 106037’ – 107000’E và 20037’ – 21000’N và nằm ở phần rìa ven biển phía đông bắc của đồng bằng Bắc bộ (hình 2.1) Trước đây, VCS Bạch Đằng được xếp vào phạm vi của dải ven bờ châu thổ của hệ thống Sông Hồng – Thái Bình, từ Yên Lập đến Nga Sơn, gần đây được xếp vào vùng ven bờ Đông Bắc, từ Móng Cái đến Đồ Sơn

VCS Bạch Đằng là phần hạ lưu của hệ thống sông Cầu bắt nguồn từ miền rừng núi phía Đông Bắc Nó nằm trên không gian phân nhánh của sông Kinh Thầy Các sông Lục Nam, Thương, Cầu và Đuống hợp lưu ở gần Phả Lại cách biển 90

km, sau đó phân thành hai nhánh chính là sông Kinh Thầy và sông Thái Bình Sông Thái Bình tiếp tục phân lưu thành các nhánh Văn Úc và Thái Bình hòa nhập với hệ thống sông Hồng ở phía Tây Nam dải núi Kiến An – Đồ Sơn Đến khoảng Bến Triều, cách biển chừng 48 km sông Kinh Thầy tiếp tục phân thành hai nhánh chính

là Đá Bạch và Kinh Thầy Gần đến sát biển, hai nhánh này hợp lưu rồi lại chia lưu phức tạp thành các sông Chanh đổ ra cửa Lạch Huyện, sông Bạch Đằng đổ ra cửa Nam Triệu và sông Cấm, Lạch Tray đổ ra của Ba Lạch VCS Bạch Đằng phân định tương đối rõ nhờ dải núi Kiến An – Đồ Sơn ở phía Tây Nam, dải Mạo Khê – Yên Lập phía bắc và quần đảo đá vôi Cát Bà phía đông Tham gia vào hệ sông lạch vùng cửa còn có các nhánh sông Bình Hương và Gành Sy bắt nguồn từ Yên Lập Sông Gành Sy hợp với Sông Chanh đổ ra cửa Lạch Huyện Đoạn Phả Lại – Bến Triều thuộc đới cận cửa sông, Bến Triều nơi giới hạn của độ mặn 1%0 là đỉnh vùng cửa sông Từ Bến Triều đến đường bờ cơ bản (Phù Long – Cát Hải – Đình Vũ, Tràng Cát – Đồ Sơn) là đáy cửa sông Đới bờ ngầm cửa sông hay đới avant – delta kể từ đường bờ cơ bản tới đường thẳng sâu 6m chạy từ mũi Đồ Sơn đến Tây Nam đảo Cát Bà Phía ngoài đường thẳng sâu 6m là đới biển nông ven bờ

Hình 2.1 Giới hạn khu vực nghiên cứu

2.2 Điều kiện tự nhiên

2.2.1 Địa chất - kiến tạo

Trên bình đồ kiến trúc địa chất cổ, vùng cửa sông Bạch Đằng nắm ở khu vực chuyển tiếp giữa vùng núi uốn nếp khối tảng Quảng Ninh có kiến trúc Caledonit phía Đông Bắc và trũng Kainozoi Hà Nội ở phía Tây Nam Tại đây có mặt các đá lục nguyên và carbonat tuổi MZ và PZ lộ ở các đồi núi thấp ven rìa Trong khu vực nghiên cứu, móng đá gốc chìm sâu đến 50 – 70m dọc trục sông Cấm Thống Pleistocen gồm 2 hệ tầng : hệ tầng Hà Nội (QII-IIIhn) dày 2 – 30m gồm cuội, sạn, cát nguồn gốc aluvi và hệ tầng Vĩnh Phúc(QIII2vp) nguồn gốc biển, đầm lầy biển, sông biển và aluvi, kiểu châu thổ dày 10 – 50m

Móng đá gốc trước Đệ Tứ: phân bố ở vùng cửa sông Bạch Đằng, lộ ra ở 2

khu vực:

Ở rìa Đông Bắc gồm các loại đá lục nguyên và carbonat tuổi PZ tạo nên các đồi núi thấp Khu vực này lộ thành 2 dải đá gốc: dải Mạo Khê – Yên Lập phân định ranh giới phía Bắc vùng cửa sông gồm các đá MZ, chủ yếu là cuội sạn kết, cát kết, bột kết thuộc điệp Hòn Gai (T3hg) và hệ tầng Hà Cối (Jhc) Dải thứ hai ở Thủy Nguyên – Quảng Yên, đá gốc lộ thành đồi núi thấp trên đồng bằng và các đảo hoặc các gò đống trên đới triều Đá gốc thuộc dải thứ hai có thành phần lục nguyên (cát kết, bột kết) và carbonat thuộc hệ tầng Dương Đông (D1,2dđ), Lỗ Sơn (D2gls) và Hà Cối (Jhc)

Khu vực rìa Tây Nam vùng cửa sông, đá gốc tạo nên các đồi núi thấp không liên tục của dải Kiến An – Đồ Sơn Các đá có thành phần lục nguyên, có nơi là carbonat tuổi PZ thuộc các hệ tầng Xuân Sơn (S2 – D1 xs) và Đồ Sơn (D3 – C1 đs)

Các diện lộ đá gốc đều nằm trên các kiến trúc nâng tương đối trong tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại Trong phạm vị vùng cửa sông, móng đá gốc chìm sâu từ vài chục đến 70m Tại trung tâm vùng của sông, móng có thể chìm sâu hơn nữa

Trầm tích Đệ Tứ

Trầm tích Đệ Tứ chịu ảnh hưởng của quá trình hoạt động ngoại sinh chủ yếu

là trầm tích Holocen Các trầm tích này chủ yếu có thành phần hạt mịn với nhiều nguồn gốc khác nhau, thành tạo trong môi trường ven bờ cửa sông liên quan đến biển tiến Fladrian Trầm tích Holocene thuộc 2 hệ tầng:

Hệ tầng Hải Hưng (Q 2

1-2

hh)

Có bề dày 1 – 11m, trung bình 9m chia thành 3 phần

a/ Phần dưới giữa: dày 1,5 – 3m, trung bình 2m, không lộ trên mặt và phủ trực tiếp lên trên hệ tầng Vĩnh Phúc Có 3 kiểu nguồn gốc và phân bố hạn chế:

- Trầm tích alluvi: cát nhỏ xám vàng, nghèo di tích sinh vật Gặp ở đảo Cát Hải

- Trầm tích đầm lầy biển gồm sét bột, bột, cát bột dẻo ướt màu xám, xám đen, xám xanh chứa nhiều di tích thực vật ngập mặn, phong phú tảo silic biển, phấn hoa thực vật ngập mặn và trùng lỗ Trong các thấu kính cát bột gặp nhiều động vật thân mềm biển triều thấp và dưới triều Trầm tích phân bố rộng khắp, không lộ trên mặt

và phủ trực tiếp lên trên hệ tầng Vĩnh Phúc

- Trầm tích biển: cát hạt nhỏ - trung chứa vụn sinh vật biển, màu xám trắng, nâu đỏ, vàng lộ ra trên mặt tạo nên các thềm biển, đê cát biển cao 4 – 7m Cát phủ trên đá gốc bị phong hóa hoặc trên các trầm tích đầm lầy biển QIV1-2

b/ Phần trên: dày 1 – 6,5m, trung bình 4 m Có 2 kiểu nguồn gốc:

- Trầm tích hồ đầm lục địa ven biển : thành phần cát bùn – bùn lỏng, nhão màu xám, xám đen chứa nhiều mùn bã thực vật mục nát và tảo silic chủ yếu nguồn gốc lục địa Trầm tích dày 3 – 6,5m chỉ phân bố ở khu trung tâm vùng cửa sông và không lộ trên mặt, đồng thời phủ trực tiếp lên trầm tích đầm lầy biển phần giữa (QIV1-2)

- Trầm tích sông biển gồm bột, bột sét màu xám nâu, nghèo di tích sinh vật Trầm tích dày 1 – 2m, phân bố ở Thủy Nguyên, lộ trên mặt đồng bằng cao 2 – 4m quanh núi Đèo, sông Giá và phủ lên trầm tích đầm lầy biển thuộc phần giữa

Hệ tầng Thái Bình (Q IV

3

tb)

a/ Phần dưới: trầm tích biển với 2 kiểu nguồn gốc

- Trầm tích triều thấp và dưới triều gồm cát bột, bột màu xám, xám nâu có khi xám xanh chứa nhiều vỏ thân mềm và tảo silic biển Trầm tích dày 0,5 – 1,5m không lộ trên mặt, chủ yếu phủ lên trên trầm tích đầm lầy hồ thuộc phần trên hệ tầng Hải Hưng Nhiều chỗ phủ trên trầm tích đầm lầy biển (Nam Quảng Yên – Yên Lập) và trên trầm tích sông biển (Nam Thủy Nguyên) cũng thuộc phần trên hệ tầng Hải Hưng

- Trầm tích bãi biển, đê cát biển gồm cát nhỏ màu xám, xám vàng, tạo nên các thềm biển, đê cát biển cao 3 – 4m ở Quảng Yên, núi Đèo, Kiến An, Đồ Sơn và Cát

Bà Trầm tích dày 1 – 3m, phủ trên cát của thềm biển, đê cát biển hệ tầng Hải Hưng hoặc phủ chờm trên trầm tích triều thấp và dưới triều của hệ tầng Thái Bình

b/ Phần giữa: 3 kiểu nguồn gốc

- Trầm tích bãi biển, đê cát biển gồm cát nhỏ màu xám, xám vàng tạo nên các thềm biển, đê cát biển cao 3 – 4m ở Phù Long, Cát Hải, Đình Vũ, Tràng Cát, phủ trên trầm tích triều thấp và dưới triều của phần thấp hệ tầng Thái Bình, dày 2 – 3m

- Trầm tích đầm lầy biển phân bố rộng khắp gồm bột, bột sét dẻo quánh màu xám xanh chứa nhiều di tích thực vật ngập mặn mục nát, tảo silic lục địa ưu thế hơn biển, dày dưới 1m phủ trên trầm tích đầm lầy biển hệ tầng Hải Hưng (Bắc Thủy Nguyên, Quảng Yên, Yên Lập, Tây bắc Cát Bà) trên trầm tích triều thấp, dưới triều của hệ tầng Thái Bình Nhiều chỗ trầm tích này lộ trên mặt

- Trầm tích sông biển phân bố ở phía Tây vùng cửa sông, tạo nên lớp mặt của châu thổ hiện đại cao 0,5 – 1,5m gồm bột, bột sét xám nâu, nghèo di tích sinh vật, dày 1-2m

Phần trên: gồm nhiều trầm tích nguồn gốc khác nhau như biển, biển sông, sông biển, đầm lầy biển, hồ đầm dày 0 – 1,5m, có nơi lên đến 3 – 4m ở các bãi cát,

đê cát Phổ biến dạng hạt mịn bùn-sét-bột màu sắc thay đổi từ nâu xám, xám đen, xám tùy nguồn gốc Trầm tích biển được chia thành nhiều kiểu tướng khác nhau, phổ biến là:

- Trầm tích sông biển gồm bột, bột sét xám dày 1-2m tạo nên phần trẻ nhất của châu thổi và Tây Nam vùng cửa sông phủ trên trầm tích biển phần thấp của hệ tầng

- Trầm tích hỗn hợp sông biển – đầm lầy biển tạo thành lớp dày dưới 1m nằm dựa tiếp trên trầm tích đầm lầy biển xám xanh thuộc phần giữa của hệ tầng Trầm tích bột, sét có xu hướng mịn dần lên trên, phần dưới lớp là trầm tích sông biển, chuyển lên trên là đầm lầy biển

Hoạt động Tân kiến tạo: Các hoạt động Tân kiến tạo trong vùng cửa sông

Bạch Đằng bao gồm:

Hệ thống các đứt gãy: ở vùng cửa sông Bạch Đằng và các vùng lân cận tồn

tại ba hệ đứt gãy chính có phương đứt gãy TB-ĐN và phương á vĩ tuyến Trong đó các đứt gãy phương TB – ĐN đóng vai trò chủ đạo Các hệ thống đứt gãy này hoạt động trong 2 thời kì : đầu Oligocen – Miocen muộn (30 – 28 triệu năm đến 9,5 triệu năm trước), trường ứng xuất kiến tạo có trục nén ép theo phương vĩ tuyến và có các đứt gãy chủ đạo theo phương TB –ĐN trượt bằng trái Thời kì sau Pliocen – Đệ Tứ

ở phần Tây Nam bồn trũng Hải Phòng trường ứng xuất kiến tạo có trục nén ép δ1phương kinh tuyến trục tách giảm δ3 phương á vĩ tuyến và các đứt gãy chủ đạo phương TB –ĐN trượt bằng phải Ở phần Đông Bắc bồn trũng, trường ứng xuất kiến tạo có trục nén δ1 đổi thành phương vĩ tuyến Cơ chế dịch chuyển ngược chiều trên cùng với đứt gãy ĐB – TN đã gây ra tách giãn tạo nên một graben ở trung tâm vùng cửa sông Bạch Đằng, sụt với tốc độ tương đối nhanh : 0.2 – 0.8mm/năm Ở ngay rìa graben là đới hạ lún yếu với tốc độ từ 0 – 0,2mm/năm

Kiến trúc nâng hạ trong giai đoạn Tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại:

Các đới nâng mạnh: Ven rìa cửa sông có ba đới nâng lên với biên độ 100 –

250m trong Pliocen - Holocen, biên độ nâng tương đối (so với mực 0m lục địa hiện này) là 10 – 15m từ cuối Pleistocene muộn, 5-6m từ Holocen giữa Trên các đới nâng này có lộ đá gốc tuổi khác nhau Đới nâng Thủy Nguyên – Quảng Yên nằm ở rìa Bắc vùng cửa sông Trầm tích Pleistocen và đầm lầy biển Holocen phủ lên trên đới nâng này một diện tích đáng kể Ở đây phổ biển các thềm biển và đồng bằng