Luận văn biến Đổi bờ biển tỉnh thừa thiên huế dưới Ảnh hưởng của nước biển dâng do biến Đổi khí hậu

và trang bái cảnh của sự biến đối khi hậu toần cẩn, các tai biển này có xu hướng gia tăng và diễn biến phức tạp hơn dưới tác động bởi sự dâng lên của mục nước biển.. 2B NHM Vi NAM 0c TH

BIEN BOI BO BIEN TINH THỪA THIÊN HUE

DUGI ANH HUONG CUA NUGC BIEN DANG

DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

PGS T5 Nguyễn Hiệu, tổ Trung Hiểu Trường Dại học Khoa học Tự nhiên, DỊ IQGIIN'

Phạm Xuân Cảnh, Trần Phương Hà

Viên Tài nguyên, Môi trường và Phát triển bền vững tại Tịn Huế,

idl Nam

Hàn Lâm Khoa học và công nghệ

1 Mỡ đầu

Địa hình đồng bằng ven biển Thừa Thiên - Huế có độ đốc chung rất nhỏ, nhiễu nơi còn lồn tại các dải trung giấp chân sườn đồi núi (nguyên là các thế hệ đầm phá cổ) Phía đông của đẳng bằng thường được giới hạn vot biển bởi đề cát thiên nhiên cao từ B - 8m đến vài chục mét,

c cửa sống,

dễu hẹp và thường lại bị thu lại dáng kế vào mùa khô bởi sự kén đài của

các đai cát biển Với những đặc trưng địa hình như vậy, đới bờ biển tình

Thừa - Thiên Huế tiểm ẩn nhiễu tai biến ngny hiểm, như tí lụt, xói lờ bờ

sông, bã biển và trang bái cảnh của sự biến đối khi hậu toần cẩn, các tai

biển này có xu hướng gia tăng và diễn biến phức tạp hơn dưới tác động bởi

sự dâng lên của mục nước biển

Những nghiên cứu cổ địa mạo cho ta thấy, trong quá khứ mực nước biển

đã nhiễu lần thay đổi ứng với các thời kỳ băng hà - gian báng, Sự thay đổi đó cồn để lại những dấu tích toàn điện của cảnh quan: địa hành, bẫm tích, sinh:

vật, trên phạm vi không chỉ ở những vùng băng hà và ra bằng hà mà là

trên phạm vì toàn trái đất Phân tích về cổ địa mạo và các đặc trưng của địa

hình, trầm tích chơ thấy bức tranh tổng thể về sự biến đổi địa hình trong quả

khứ và mỗi quan hệ với sự thay đổi mực nước đại dương trong quá khứ Việc

| 589

2B NHM Vi NAM 0c THEO SNH HUCNC UBN NCANH

sit dung đủ số đánh giá tấn thương bờ biển (CVI) đo mực nước biển dâng kết hợp với phân tích các quả trình động lực và ứng dụng công nghệ Viễn thám - GIS giúp ta có những cơ sở để đánh giá xu thế biến đổi địa hình đới bờ tỉnh Thừa Thiến Huế do ảnh hưởng của mực nước biển đâng làm cơ sờ cho

công tác quy hoạch và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên

? Dứ liệu à phương pháp nghiên cửa

2.1 Các dữ liệu được sử dụng

~ Các báo cáo về đặc điểm tự nhiên (địa chất, địa mạo, khí tượng, hải- thủy văn ),IKIXH, các nghiên cứu liên quan tối bờ biển tình Thừa Thiên Huế

- Các bàn đã địa hình, bản chuyên để và hệ thẳng ảnh vệ tỉnh Ïandsat:

+ Dữ liệu bản đỗ: các dữ liệu địn hình, hành chính, địa mạo, sử đụng, đất tình Thừa Thiên Huế của Dự án CIS Huế; bán để đẳng sâu với khoảng

cao đều 5m đo Bộ TN&MT cng cấp

+ Dữ liệu ảnh Viễn thám: Ảnh vệ tính Landsat 5 TM (T3) và Landsat 'M khu vực Thừa Thiên Huê (path 125/row 48 và path 125/row 49) chụp các năm 1989, 1996, 2000,2005 và 2010; được tải từ website của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ - USCS (oving 1) c dd phan gidi mặt dit la 30m

Bang 1 Thông n ảnh viễn thám sử dụng trong nghiên cứu

1989 landetS | TM WGSB4 | USGS

1996 Landsats | TM WGSB4 | USGS Zone 4BN - path 125/ row 48

Zone 4BN- path 125/row49 | 2000 Landsat7 | ETM+ wasea | USGS

2005 LandstS | TM WGSE4 | USGS

Ÿl>|x|—l3

2010 LandsatS | TM WGSE4 | USGS

2.2 Các phương pháp nghiên cứu

* Phuơng pháp nghiên citn dia maa Theo những nghiên cứu cổ địa mạo, vào thời kỳ bảng hà khí hận

trái đất rẤt lạnh, mục nước đại đương bị hạ thÃp xuống, thao như một số

nghiên cứu thủ mực thap nhat <6 thé ti 110m (Markov ác Xuetova, 1964)

sự hạ thấp này ảnh hưởng vừa trực tiếp vừa gián tiếp tới loàn bộ vỏ trái đất Ảnh hưởng trực tiếp là ở chỗ lầm phơi ra những bộ phận lớn của thêm

590 |

28 NăM VIỆT Naa Hoc THEO BINE HUONG LEN NGAGE

Inc dia, do vậy các dại lục và các đảo mở rộng vì có thêm điện tích đất nổi

mà chúng có hình thái khác Mật số quan đảo hợp thành một đảo, một số

đảo nhập vào các đại lục, một số đại lục rồi rạc nói liễn với nhau bởi những, con đường cạn Ảnh hường trực tiếp là ở chỗ sự hạ thắp của mực nước đại đương thể giới có nghĩa là sự hạ thắp mực cơ sở xâm thực của các con sông,

đổ ra dại đường gây ra sự tàng cường mạnh mề của hoạt động xâm thực

theo chiều sâu, sự đảo lòng của các cơn sông và nói chung là sự chia cất dia

hình đất nổi với mệt cường độ mạnh mẽ hơn

Còn trong các thời ky gian bùng, các bằng lan của bàng hà rút kủ quay

trở lại đại đương nơi mà nó bắt nguồn từ nhiễu nghồn năm về trước và làn mực nước đại đương táng lên Các biển ven lục địa xuất hiện, các đại lục và các đảo bị phân rời, mục cơ sở xâm thực của các con sông được dâng cao, điển này dẫn đến giai đoạn phát triển yêu của địa hình Như vậy, dấu tích của các thời kỳ bằng hà và gian băng côn để lại loan diện trong những di tích của cảnh quan: địa hình, uằm tích, sinh vật rên phạm vị không chỉ

ia bing ha mà là trên phạm ví toàn trải đất Rõ

ở những vùng báng hà

rằng đây là mật đặc điểm rất quan trong đối với các nhà nghiên cứn kỷ Đệ

tứ nói riêng và địa chất cũng như cổ địa lý nói chung

Tiên cơ sờ đổ, nhưng nghiên cứu địa mạo về nguồn gốc và luổi địa

hình sẽ cho thấy bức tranh toàn cảnh về qná trình biến đổi của địa hình

dưới tác động của quá trình thay đổi mực nước đại đương, Hậu quả của dao động mực nước biển là gây ra sự biến động độ sâu ở bở ngắm, lầm cạn phẫn đầy ven bờ hoặc làm ngập phẩn lục địa ven bờ: Nếu những đao

động này xây ra bong (hồi gian đài và có hướng chúng sẽ pấy za những,

hiện hượng biển tiến (mrc nước biển ding lên) hoặc biển thoái (mực nước

biển hạ xuống) Thông qua những ảnh hưởng đến thủy - thạch động lực khu bờ, các đao động của mực nước biên có ý nghĩa địa mạo tất quan trong

trong quá trình tiến hóa đổi bờ biển

Trơng quá trình biển tiễn, nước đại đương dẫn dan tan ngap những

miễn đất van biển rộng lớn, đương nl

biển, những đẳng bằng tích tụ có nguồn gốc khác nhau (sông, hỗ, bing

hà ) bị trần ngập nhiều nhất Các bễ mặt hấu như nằm ngang, có độ

lên là những kim vực đất thấp ven

nghiêng rãi nhỏ về phía biển của những đồng bằng này đá bị các quá trình:

sóng lâm biến đổi rất đáng kể Sóng bất đầu tạa trắc điện sườn ngắm theo những điển kiện cần bằng động phũ hợp với những quy luật thủy động

| 591

25 NAM Vitr Nata HOC THEO DINE HUONG LIÊN NGÀNH

lực của khu vực biển nông, Trong những điều kiện đó, trắc điện như vậy

chỉ được thành tạo bằng cách bào mòn mạnh mẽ trầm tích bở rời và dì

chuyển khối vật liệu về phía bở là chủ yếu Như vậy hiên tượng biển tiến

sau bang hà đã gây ra sự phát triển cực kỳ rộng rãi quá Hình đi chuyển

ngang của bổi tích mà biển thừa kế được từ thời kỳ biển thoái trước đó

* Phương pháp tính xu thế xối lở bờ biển

Định luật Druun chỉ ra rằng, vật liệu bở rời bị xói lở từ bờ sẽ bị phát tán

ở ngoài khơi Khi mực nước dâng lên, các đợt sóng vỗ vào và làm xói các

bờ phía trên làm cho đường bở lùi vào trong, Quá trình xói lở đã cung cấp

thêm vật liệu cho việc đắp cao lên cho các phẩn phía ngoài của trắc diện

Mô hình giá thiết rằng trắc điện ban đầu sẽ được tái lập về phía dat én

nhưng ở một độ cao nằm trên vị trí mục nước biển ban đầu (hình 1)

Hình 1 Mô hình Bruun mô phỏng dì chuyển bar chắn [2]

L

Mặc nước biểu _ Mực nước biển

sau khi tăng lên, banđầu

Trắc điện ban đầu Đáy biển sau khi

nước biển đâng ht

Trắc điện sau khi

mực nước biển dâng

Đáy biển bắn đâu

S=S' D6 cao mye nước biển dâng,

b -> b* Xói l và vận chuyển bồi tích

khi mực nước biển dâng

Độ sâu của lớp trầm tích,

"Tỷ lê xói lở đường bờ (Ñ) được tính theo công thức sau:

R=L/(h+ D)*s(m)

Trong đó:

L = khoảng cách tử đường bờ tới điểm sâu nhất còn chịu tác động của sóng

h= chiều sĩu của mặt nước hiện tại D= chiéu cao Dune cit

s= chiều cao đụn cát khi mực nước biển tăng

592|

28 NăM VIỆT Naa Hoc THEO BINE HUONG LEN NGAGE

* Phương pháp dánh giá tấn thương bờ biển

Bài viết sử dụng phương pháp chủ số tồn thương bở biển CVI và công Unite tinh chi sé CVI tong tự của Hammir-Klosc và Theler (2000) với 6

biến số được xác định gằm: 1} Tình thái bờ, địa mạo 2) Dô đắc bờ biển 3)

Xu hướng biển đổi bờ biển 4) Chiểu cao sóng trung bình 5) Tốc độ thay đổi mực nước biển trung bình 6) Mực biểu trung bình Mỗi yếu tổ được

cho điểm từ 1 đến 5 tương ứng với từng mức độ tần thương khác nhan Rất thấp (1 điểm), Thấp (2 điểm), Trung bình (3 điểm), Cao (4 điểm), Rất

cau (5 điểm)

Chỉ số CVI được tính toán trong để tài dựa theo công thức của 'Thúeler

và Hamumar-Klose (2000) (F] Công thức tính chỉ số này rứuử sau:

[exbxcxdxexƒ

‘Leong 46:

Cức biển liều qunt đến dia chi — Cac bide bbs quan đu biển đổi quú hich vit By

e Độ cao sống trung bình

b: Tc độ xóVbồi bở biển Í Sự thay đổi mực nước e: Độ đốc bờ hiển

lên trung bình

3 Kết quả và thảo luận

Cũng giống với hấu hết dài địa hình vùng duyên hải miễn Trung, địa hành đới bở biển Thừa Thiên Huế đặc trưng bởi kiểu cầu trúc đề cái - đểm

phú Từ tây sang đông, địa hình chuyển từ các thành lạo địa hình biển,

sông - biển có độ cao 10-15m sang đải địa hình trúng thấp nằm ở phần

trung tâm (thường được người dân địa phương gọi là dải cát nội đồng) và

các dẳm phá, tiếp đó là hệ thông các côn cát rối cao B-äm, cuối cùng chuyển

xuống bề mặt bái biển hiện đại Với câu trúc địa hình nhĩ vậy, xu thế biến

đổi địa hình của đới bờ biển Thừa Thiên Huế trong thời gian tới là sự gia ting xdi I bờ biển làm thu hẹp và dẫn tới phá huỷ các cẩn cát ven hiển,

tăng độ sâu các đầm phá và mở rộng các vùng đất ngập nude, xii le be

sông và gia tăng tỉnh trạng ngập but (itivh 2)

[593

2B NHM Vi NAM 0c THEO SNH HUCNC UBN NCANH

Trình 2 Sơ đỗ mô bà qua enh đương tăng lên (MSL1 mực nước biển ưng bình, MST2: mực nước biển đăng) [Ij

Bartier

Lageonring Xếildsðhiển

VỀ chu bé,

Với tính chất thắp trũng, độ nghiêng của địa hình không đáng kể, thêm vào đó là sự có mái của hệ thống các đê cát ờ phía biển và sự thu

hẹp đáng kể của các cửa sống vào mùa khó, Huế giống như một túi đựng nước vào mùa mưa Ï sưu vực sông Hương là một Irang những lựa

vực sông điển hình của miễn Trung, có phần thượng lưu dốc, gần như không có phần trung lưu Mùa mưa Hí, nước trần rất nhanh về đồng,

bằng, khả năng tiên thoát nước lại kẻm, nên Huế thực sự là nơi “chưa

mưa đã ngập” Tỉnh chất ngập lạt trở nên nghiêm trọng hơn khi mực nước biến dâng cao dẫn Sẽ có thêm nhiễu vàng đất thắp bị chìm ngập dưới mực nước biển, thêm nhiều vùng đất mới bị ngập lũ và độ sâu

ngập cũng gia Ling

Cho đến nay, các nghiên cứu liên quan đến ảnh hưởng do mực xước biển đẳng ở các quốc gia ven biến, hấu hết trong lĩnh trạng thiểu

dư liệu chính xác và loàn điện để có thể đánh giá được sự tác động, cũng như kha nang thi

h ứng của hệ thắng quản lý tài nguyên ở đới

bở trong xu thế biến đổi của môi trường, Nhiễu nghiên cứn tiến hành

đánh giá đơn giản theo tuyến tính bằng cách địch chuyển bờ biển theo

hướng sâu vào đi hễn với mội khối lượng tương ứng với các kịch bản

mực nước biển đẳng cao Các nghiền cứn thường ít để cập/đánh giá các

quả trình phi tuyến tỉnh phức tạp của đới bở biển cũng như những biến

đổi phức tạp theo thời gian của cảnh quan mới trường, đặc biệt là địa hành, ở đới bờ biển

Đi với đái bờ biển tỉnh Thừa Thiên Huế, để thẫy một cách trực quan không gian biến đổi địa hình khi mực biển tăng lên, bài viết đã xuất mô

hình giá định về các mức biển dâng khác nhau dựa trên nên dư liệu mô

hình số độ cao chỉ tiết xây đựng từ bản đổ địa hình 1:10000, cé bé sung

hình [1| Kết hợp với phân tích lịch sit

các điểm độ can và các yÊn tế vì đi,

594 |

25 Nhu Vier NAM HỌC THEO ĐINH HƯỚNG LIÊN NCANEE

phát triển địa hình và các quá trình động lực hiện tại có thé thay 10 hơn

quá trình biến đổi địa hình đối bờ biển, từ đó đưa ra những nhận định ban đầu về xu thể biến đổi của địa hình ở đới bờ biển trong tương lai Kết quả tính toán không gian ngập đo mực nước biển dâng theo các kịch bản

khác nhau được thể hiện trong bảng 2, hình 3,

Bảng 2 Diện tích và phần trăm bị ngập khi nước biển đăng,

Đỏ cao dâng lên của | Diện tích ngặp | Phấn trăm diện ngập | Phắn trãm diện ngập

mực nước biển (m) (km?) so với VNC (%) so với toàn tỉnh (%)

5 10322 676 204

Hình 3 Sơ đồ phân cấp mức ngập đới bờ biển Thừa Thiên Huế

khi nuực nước biển đâng lên 1m, 3n, 5n

Khi ngập ở mức 1m, loàn bộ các bái bồi thắp và hẳu hết điện tích của các thành tạo địa hình là bễ mặt tích tụ đấm phá hiện đại đều bi ngập, làm

| 595

2B NHM Vi NAM 0c THEO SNH HUCNC UBN NCANH

cho phần lớn diện tích đất thuộc huyện Phú Vang và Quảng Diễn (gồm các xã Quảng Thái, Quảng Lợi, Quảng Phúc, Quảng An) bì ngập chìm vả nhiễm mặn Đi với vùng trùng thắp, lại nằm trong điều kiện được che

chắn bởi các đề cát, nên sự tác động của mực nước biển đăng là quá trình

chìm ngập một cách từ từ Khi mực nước lũ đạt tới cắp 5m trừ các bậc thêm

biển hoặc sông - biển hoặc các côn cát do gió cải tạo, còn Loàn bộ các bài

bi, bể mắt tích tụ biển - vũng vịnh và các bể mặt tích tụ sông - biển đần bị

ngập Với mức ngập này thì huyện Phú Vang và Quảng Điền, thành phố

Huế gần nhất bị ngập chìm, hấu hết điện tích canh tác và hoa mâu đều by

chìm ngập bởi nước biển

3.1 Tăng cường aói lở, boi Lip

Cả lý thuyết và thực tiễn đến cho thay ning lượng sóng là nguyên

nhân trực tiếp của các quá trinh địa mạo tham gia vào sự hình thành vả biến đổi địa hình bờ biển Sự gia làng của năng lượng sóng có thế bị ảnh

hưởng bởi một số nhân tô như: sự gia tăng của gió mạnh (đặc biệt là bão),

sự tăng độ nghiêng của bài, sự thiểu hụt lượng bỗi tích đưa vào bờ Trong, nghiên cứu này, chỉ tập trung phân tích ảnh hưởng của mực nước

đãng đối với biến đổi địa hình

Sự đãng lên của mực nước biển, đà theo nguyên nhân nào (hạ lắn mat it hay dng lên chân lĩnh) cũng dẫn đến làm thay đổi độ nghiêng

1 bai biển, đặc biệt là phẫn trong của nó Khi độ nghĩ

ng của

trắc điện bãi tăng, năng lượng sóng tác động đến nó cũng tàng lên Vì thể, khả năng xối lẻ bờ cũng tăng, đặc biệt đối với các bờ cầu tạo bằng trầm

lich bờ ời,

Tuy nhiên kháng phải bất ky vị hí nào cũng xây ta xôi lở như nhau khi mực nước biển tăng, Điểu này phụ thuộc vào độ nghiêng phẩn trong của bãi (thường ứng với điều kiện động lực thành tạo và kích thước hạt trầm, tích) có thé chia va các loại như sau: xói lờ các vách bờ với độ nghiêng của trắc điện lớn hơn 0,01; xếi lở bài biển với độ nghiêng của trắc điện bai trong, khoảng từ «0/01 đến 0,001 (tuần thủ theo nguyễn tắc của Bruun); xói lở các

đoạn bờ delta bị mắt nguồn trầm tích (bị bà rơi) với độ nghiêng từ <0,D01

đến 0/0001 và biển lẫn vào đất bền (làm mắt dit), nhưng gây xói lờ với độ

«0/0001

nghiêng của trắc diện bã

Xôi lở bửi là trường hợp rất phổ biến ở Việt Nam Độ nghiêng phan

Ø1 đến 0,001

trên của bãi trang trường hợp này nằm trang khoảng từ

596 |

28 NăM VIỆT Naa Hoc THEO BINE HUONG LEN NGAGE

Dây là giá trị độ nghiêng rất phổ biến trên bãi biển các tình miễn Trung

Một số nghiên cứu cho thấy rằng sau khi so sinh ban dd UTM tỷ lệ 1:80000 được thành lập năm 1965 với lài liệu khảo sát từ cuỗi những năm

90 của thế kỷ trước cho đến nay cho thấy, độ nghiêng phần bãi trên trắc

diện bãi biển ở các tỉnh từ Quảng Bình đến Thửa Thiên Huế đã tăng lên

Lữ 0,001 lên 0,002 Trong trường hợp này, điểm sống vỡ sẻ vào gần bờ hơn

và với năng lượng cao hơn Các quan sát thực tẾ cũng như mô hình thực

nghiệm đều cho lhấy, phía trong điểm sóng vỡ, vật liệu được di chuyển

về phía bở nhiền hon và thỏ hơn sa với sự

chuyển về phía ngoài điểm

này Nếu thời gian xói lờ xảy ra lâu đài, chiều rộng bãi cảng bị thu hẹp và

đọc thủng, không có khả năng hồi

phục và đồng bằng phía san tiếp tục bị nhiễm mặn Trên những đoạn hờ

thấp có độ nghiêng quá nhỏ (nhỏ hơn 0,0001) xói lờ không xảy ra mà bị nước biển trăn ngập một cách thụ động, Xói lừ không xây ra do đầy biển

có độ nghiêng quá nhỏ, năng lượng sóng từ ngoài khơi truyền vào đã bị

triệt tiêu đần dẫn cho đến lúc bằng 0 KẾt quả cuỗi cùng din đến mắt đất

thậm chí các cỗn cất tiễn tiêu cùng bị

và gọi là mắt đất do biển lẫn [5]

Mực nước biển và các vậi liệu bởi tích được cho là những nguyên

nhân chính quyết định tối sự phát triển của các bar chắn Khi mực nước

táng lên mà lượng bồi tích không đổi hoặc giảm đi thì các bar sẽ xói lở tuin theo dinh Init Bruun Nhưng nếu như một lượng lớn vật liện bở

vời được cứng cẤp thêm bởi phố sa sông thì bar chấn số ấn định hơn hoặc được bồi đấp cao hơn Tuy nhiên, trong sự phát triển của các bar chắn có rất nhiễn yếu tổ có thể ảnh hưởng tới như điểu kiện địa chất địa phương, tốc đệ biển đổi mục nước biển hay thậm chí là các yếu tổ sinh thái Vì vậy, mỗi một khu vực lại có sự phát triển của các bar chán

một cách riêng,

Trên cơ sở đữ liệu các điểm độ cao chỉ tiết và bản đỗ hình tỉ lệ 1/10

000, thực hiên đo đạc và tính toán với sự phân chia thành 2 khu vực chính thành 4) Trong đó, lây độ sâu trung bình mã sống biển bất đầu tác động,

dén đáy dối với khu vực miền Trung là đường đẳng sân 30m

| 597

25 NĂM VIỆT NAM Hoc THEO OB HUONG LIEN NOANEE

Hình 4 Sơ đỗ khu vực phân tích mức độ xói lở bờ biển Thừa Thiên Huế

Các kết quả tính toán cho thay rằng khu vực cửa biển Thuận An (iug 3,4, 5) có độ cao trung bình rất thấp khoảng trên dưới 2m và mức độ xói mòn mạnh nhất so với các khu vực khác Mặt khác, có thể suy ra được rằng,

mức độ xói lở đổi với các đãi cát ven biển Thừa Thiên Huế được tính toán

thuần túy theo công thức của Druun là khoảng từ 300 - 500m khi mực nước

biển dâng lên 1m Con số này còn có thể tăng lên nữa bởi xu hướng biến

đổi khí hậu toàn cẫu đang lầm cho trái đất ấm lên, và lượng bang tan ngày

càng nhanh và nhiễu hơn Bang 3 Mức độ xói lở trung bình khu vực 1 khi mực nước biển đâng lên 1m

Lm) | him) | sim) | 0(m) | Chiều rộng bờ b{m) Rim) ‘Tile x6i lởt(b/R)

16210| 30 | 1 | 1940 930 32814 035

598 |