Nghiên cứu, đánh giá tai biến bồi tụ xói lở khu vực cửa tam quan, tỉnh bình định trong bối cảnh biến đổi khí hậu và đề xuất giải pháp thích ứng

Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu của luận văn tập trung vào 3 vấn đề chính như sau: -Nguyên nhân chính gây ra bồi tụ – xói lở khu vực cửa Tam Quan, tỉnh Bình Định -Tác động của

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH i

DANH MỤC BẢNG iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 – TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4

1.1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1.1 Đới ven biển và tai biến bồi tụ - xói lở 4

1.1.2 Lịch sử nghiên cứu về bồi tụ - xói lở 6

1.1.3 Tổng quan về biến đổi khí hậu 18

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

1.2.1 Phương pháp pháp thu thập, tổng hợp số liệu, tài liệu 24

1.2.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa 25

1.2.3 Phương pháp mô hình toán 26

1.2.4 Phương pháp phân tích tài liệu bản đồ và hệ thống thông tin GIS 28

Chương 2 – CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH BỒI TỤ - XÓI LỞ KHU VỰC CỬA TAM QUAN 29

2.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 29

2.1.1 Vị trí địa lý 29

2.1.2 Địa hình, địa mạo 31

2.1.3 Địa chất 34

2.1.4 Khí hậu 39

2.1.5 Các yếu tố hải văn 39

2.1.6 Hệ thống sông suối 42

2.2 KINH TẾ - XÃ HỘI 42

2.2.1 Dân cư và sinh kế 42

2.2.2 Khai thác khoáng sản 43

2.2.3 Môi trường 43

CHƯƠNG 3-ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, NGUYÊN NHÂN BỒI TỤ - XÓI LỞ KHU VỰC CỬA TAM QUAN 45

3.1 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM BỒI TỤ - XÓI LỞ 45

3.1.1 Phân tích biến động đường bờ 45

3.1.2 Đánh giá khối lượng bồi lấp cửa Tam Quan 52

3.2.XU THẾ VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN BỐ TRẦM TÍCH 56

3.2.1 Theo quan điểm địa chất - địa mạo 56

3.2.2 Theo quan điểm thủy thạch - động lực 65

3.3 TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG TỚI BỒI TỤ - XÓI LỞ KHU VỰC CỬA TAM QUAN 70

3.4 TÁC ĐỘNG CỦA BÃO TỚI BỒI TỤ - XÓI LỞ KHU VỰC CỬA TAM QUAN 75

Chương 4 – ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG 79

4.1 KHẢ NĂNG VÀ GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG HIỆN TẠI 79

4.1.1 Chính quyền địa phương 79

4.1.2 Người dân 81

4.1.3 Các giải pháp hiện có 81

4.2.ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG VỚI TAI BIẾN BỒI TỤ - XÓI LỞ TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 84

4.2.1.Nhóm giải pháp công trình 85

4.2.2.Nhóm các giải pháp phi công trình 91

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 100

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Cấu trúc chung của đới ven biển 4

Hình 1 2 Sơ đồ các tác động của dâng cao mực nước biển 21

Hình 1 3 Khảo sát thực địa tại cửa Tam Quan, tỉnh Bình Định 26

Hình 1 4 Phạm vi áp dụng các mô hình phân tích biến động đường bờ 27

Hình 2 1 Khu vực nghiên cứu cửa Tam Quan, tỉnh Bình Định 30

Hình 2 2 Hoạt động và neo đậu tàu thuyền trong cửa Tam Quan 30

Hình 2 3 Mặt cắt địa hình đáy biển phía Bắc cửa Tam Quan 32

Hình 2 4 Mặt cắt địa hình đáy biển mũi Kim Bông 33

Hình 2 5 Mặt cắt địa hình đáy biển phía Nam kè Tam Quan 34

Hình 2 6 Mặt cắt địa hình đáy biển phía Nam cửa Tam Quan 34

Hình 2 7 Bờ phía Bắc cửa Tam Quan 35

Hình 2 8 Bờ phía Nam cửa Tam Quan 36

Hình 2 9 Đất canh tác nông nghiệp 37

Hình 2 10 Sơ đồ địa chất khu vực nghiên cứu thu nhỏ từ 1:10.000 38

Hình 2 11 Sóng cửa khu vực cửa Tam Quan 41

Hình 2 12 Sinh kế trong vùng 43

Hình 2 13 Bãi khai thác ilimenite tự phát phía Nam bờ Tam Quan 43

Hình 2 14 Rác thải sinh hoạt cửa Tam Quan 44

Hình 3 1 Quy trình xử lý thông tin hình và bản đồ 46

Hình 3 2 Bản đồ biến động đường bờ Tam Quan 51

Hình 3 3 Tốc độ bồi tụ - xói lở của bờ Bắc và Nam cửa Tam Quan giai đoạn 2010 - 2012 54

Hình 3 4 Phân tích hàm chẵn lẻ giai đoạn từ năm 2012 đến 2014 56

Hình 3 5 Mặt cắt và hình của hố khoan 1 61

Hình 3 6 Mặt cắt và hình của hố khoan 2 62

Hình 3 7 Bản đồ phân bố trầm tích tầng mặt khu vực cửa Tam Quan 64

Hình 3 8 Ảnh chụp khu vực cửa Tam Quan năm 2010 66

Hình 3 9 Ảnh chụp khu vực cửa Tam Quan năm 2014 66

Hình 3 10 Các nguồn trầm tích ảnh hưởng đến bồi lấp cửa Tam Quan 67

Hình 3 11 Hướng vận chuyển trầm tích khu vực cửa Tam Quan 69

Hình 3 12 Bản đồ nguy cơ ngập tỉnh Bình Định ứng với mức nước biển dâng 1m 71

Hình 3 13 Kịch bản nước biển dâng toàn cầu IPCC, 2014 (cm) 74

Hình 3 14 Biến đổi đáy khu vực Tam Quan trước bão (có kè) 77

Hình 3 15 Biến đổi đáy khu vực Tam Quan sau bão (có kè) 77

Hình 4 1 Công trình kè Tam Quan 83

Hình 4 2 Nạo hút cát khi cửa cạn 83

Hình 4 3 Trồng cây phòng hộ ven bờ biển 84

Hình 4 4 Biến đổi đáy khi xây dựng thêm kè phía Bắc 86

Hình 4 5 Giải pháp xây dựng kè cánh cung ở phía bắc 87

Hình 4 6 Xây dựng cửa Tam Quan thành cảng 87

Hình 4 7 Diễn biến trầm tích khi xây dựng kè cánh cung ở phía Bắc và phía Nam 88

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1 Nước biển dâng theo kịch bản phát thải trung bình 24

Bảng 1 2 Các mô hình toán sử dụng trong luận văn 28

Bảng 3 1 Giá trị biến đổi theo phương pháp hàm chẵn - lẽ giai đoạn 2010 - 2012 53 Bảng 3 2 Giá trị biến đổi theo phương pháp hàm chẵn - lẽ giai đoạn 2012 - 2014 55 Bảng 3 3 Tính tốc độ biến đổi đường bờ do yếu tố dâng cao mực nước biển theo kịch bản phát thải trung bình (B2) cho Việt Nam, Bộ Tài nguyên Môi trường, 2012 73

Bảng 3 4 Các thông số sóng đổ tại khu vực cửa Tam Quan theo các tần suất khác nhau với tốc độ gió cực đại hoàn kỳ 1 năm 77

Bảng 3 5 Tính toán các thông số biến đổi đường bờ trong bão 78

Bảng 4 1 Bảng tổng hợp kích thước luồng thiết kế 89

Bảng 4 2 Tổng hợp khối lượng nạo vét 90

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

1.ĐVB: Đới ven biển

2.BĐKH: Biến đổi khí hậu

3.NBD: Nước biển dâng

4.IPCC: Ủy ban Liên Chính phủ về Biến đổi khí hậu 5.MNBTB: Mực nước biển trung bình

MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài

Lợi thế của một quốc gia biển với dải bờ biển dài với nhiều vũng, vịnh, cửa sông, cửa biển, đã tạo ra cho Việt Nam tiềm năng phát triển kinh tế xã hội Đặc biệt, các vùng cửa sông, cửa biển là nơi neo trú của tàu thuyền đi biển, có triển vọng phát triển thành các khu cảng biển thuận lợi cho thông thương Tuy nhiên, hiện nay việc nghiên cứu cửa sông, cửa biển vẫn còn một số vấn đề được quan tâm nghiên cứu làm sáng tỏ

Theo các kết quả nghiên cứu, nhìn chung các cửa sông ở khu vực miền Trung được thành tạo trong bão, hoặc lũ và dịch chuyển theo hướng vận chuyển của dòng bùn cát ven bờ Do đặc điểm tạo thành, nên các cửa sông miền Trung đa phần nhỏ hẹp thường xuyên bị bồi lấp và không ổn định Cửa sông thường xuyên bị bồi lấp, về mùa lũ cửa sông được mở rộng hơn Tuy nhiên, sự mở rộng bởi dòng lũ là không đáng kể nên bồi lấp vẫn là thuộc tính cơ bản

Cửa Tam Quan, tỉnh Bình Định là nơi ra, vào thường xuyên của khoảng trên

2000 tàu thuyền là nơi neo đậu tàu thuyền lớn của tỉnh Bình Định và là một trong những cửa tấp nập nhất miền Trung Tuy nhiên, hiện tượng bồi tụ - xói lở ở khu vực cửa gây ảnh hưởn nhiều tới đời sống và các hoạt động trong khu vực Đặc biệt, luồng dẫn vào cảng thường xuyên bị bồi lấp nghiêm trọng khiến tàu thuyền dễ bị sóng lớn hất vào đê chắn sóng làm vỡ, khiến tàu thuyền không giám vào cảng và khu neo trú Mặc dù, hiện nay địa phương đã được đầu tư xây dựng 850 m đê chắn sóng ở bờ phía nam nhưng hiện tượng bồi lấp trong cửa vẫn tiếp tục diễn ra đặc biệt

là vào mùa Tây Nam và có xu hướng tăng lên từ năm 2010 đến nay, gây nhiều thiệt hại cho ngành thủy sản và giao thông vận tải thủy

Mặt khác, hiện nay quá trình biến đổi khí hậu, đặc biệt là sự dâng cao mực nước biển và bão ngày càng diễn ra phức tạp có nguy cơ thúc đẩy quá trình xói lở - bồi tụ tại các khu vực ven biển nói chung và khu vực cửa Tam Quan nói riêng

Như vậy, có thể thấy rằng, trong bối cảnh hiện nay, cửa Tam Quan đang chịu tác động nghiêm trọng của tai biến bồi tụ - xói lở, gây ảnh hưởng tới đời sống của người dân trong khu vực đòi hỏi các nhà khoa học cũng như chính quyền địa phương cần có sự nghiên cứu và đưa ra giải pháp thích hợp nhằm khắc phục và thích ứng với hiện tượng trên Với những lý do nêu trên, học viên đã thực hiện luận

văn với tiêu đề “Nghiên cứu, đánh giá tai biến bồi tụ - xói lở khu vực cửa Tam Quan,

tỉnh Bình Định trong bối cảnh biến đổi khí hậu và đề xuất giải pháp thích ứng”

Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn tập trung vào 3 vấn đề chính như sau:

-Nguyên nhân chính gây ra bồi tụ – xói lở khu vực cửa Tam Quan, tỉnh Bình

Định

-Tác động của yếu tố biến đổi khí hậu (dâng cao mực nước biển và bão) tới

bồi tụ - xói lở khu vực nghiên cứu

-Đưa ra giải pháp thích ứng với tai biến bồi tụ - xói lở khu vực nghiên cứu

trong bối cảnh BĐKH

Nhiệm vụ nghiên cứu

- Thu thập, tổng hợp và phân tích các tài liệu, số liệu liên quan tới việc nghiên cứu; đánh giá hiện trạng và nguyên nhân tai biến bồi tụ xói lở khu vực cửa Tam Quan và phụ cận; phân tích ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng tới quá trình bồi tụ, xói lở khu vực nghiên cứu

- Đề xuất các giải pháp thích ứng cho khu vực nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

1 Phương pháp thu thập, kế thừa và tổng hợp đánh giá: các kết quả tính toán,

nghiên cứu, thiết kế đã được thực hiện liên quan tới khu vực nghiên cứu

2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: tiến hành đi thực địa để trực tiếp

điều tra, khảo sát

3 Phương pháp viễn thám GIS: So sánh, đánh giá sự biến động đường bờ biển

khu vực nghiên cứu theo thời gian và không gian, trực quan hình ảnh khu vực nghiên cứu

4 Phương pháp mô hình toán: Tính toán khối lượng bồi tụ - xói lở trong khu

vực

Cơ sở tài liệu để thực hiện luận văn

- Báo cáo các đề tài, dự án, các số liệu phân tích, bản đồ, các công trình khoa học liên quan đến đề tài luận văn

- Kết quả điều tra, khảo sát thực địa, phỏng vấn, tham vấn cộng đồng

- Đặc biệt, đề tài được sự hỗ trợ của Nhiệm vụ Khoa học và Công nghệ cấp

thiết mới phát sinh ở địa phương “Nghiên cứu các giải pháp khoa học công nghệ để

khắc phục hiện tượng bồi lấp cửa ra vào khu neo trú bão của tàu thuyền – áp dụng cho cửa Tam Quan, Bình Định” do PGS TS Đỗ Minh Đức làm chủ nhiệm

Chương 1 – TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ CÁC PHƯƠNG

PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1.1 Đới ven biển và tai biến bồi tụ - xói lở

Ranh giới của khu vực ven biển được định xác định là đới chuyển tiếp giữa đất liền và biển, có độ rộng phụ thuộc vào quy mô và cường độ của sự tương tác giữa lục địa và đại dương Ranh giới của đới ven biển (ĐVB) rất khó xác định một cách rõ ràng vì phụ thuộc vào bản chất của các quá trình tương tác tự nhiên không

ổn định và thường xuyên thay đổi, phụ thuộc vào chế độ thuỷ triều, mùa, khí hậu, thiên tai (bão biển, các trận lũ lụt, sạt lở v.v.), chính sách của chính phủ, quan điểm của từng nước, từng chương trình quản lý ĐVB Cho đến nay, vẫn chưa có một quy chuẩn chung xác định ranh giới của ĐVB Căn cứ vào quá trình thủy thạch động lực diễn ra trong địa hệ, mức độ tác động của sóng biển, phân chia đới ven biển thành các cấu trúc nhỏ hơn (hình 1.1)

Hình 1 1 Cấu trúc chung của đới ven biển [2]

Đới ven bờ là dải đất hẹp kéo dài ven biển được đặc trưng bởi sự thay đổi đột ngột của địa hình bởi các cồn cát, đụn cát ven biển, được giới hạn bởi ranh giới của đới ven bờ và ngấn sóng vỗ cao nhất Về mặt động lực, đới ven bờ ít chịu động tác động trực tiếp của gió, ngoại trừ khi có bão hoặc áp thấp nhiệt đới lớn

Đới bãi biển được giới hạn từ mực nước biển thấp nhất cho đến ngấn sóng vỗ cao nhất Đới bãi biển được chia thành hai phụ đới: bãi triều cao và bãi triều thấp tương ứng với thềm biển và đới sóng vỗ

-Bãi triều cao (Backshore) là phần lục địa nằmg cao mực nước đỉnh triều có thể ngập khi gặp sóng bão, triều cường

-Bãi triều thấp (Inshore) là phần bãi trong dải sóng vỡ dưới đường chân triều,

vì vậy gọi là dải sóng vỡ, đây là phần bãi hoạt động nhất của bờ biển do chịu ảnh hưởng trực tiếp tác động của sóng vỗ và biến động mạnh nhất do có chuyển động bùn cát rất mạnh trong đới ven biển

Đới gần bờ là khu vực mà sóng bắt đầu biến dạng do ảnh hưởng của địa hình đáy và mực nước biển thấp nhất Các quá trình lan truyền sóng, sóng vỗ, vận chuyển bùn cát đều xảy ra trong đới này

Đới sườn bờ ngầm tương ứng phần thềm lục địa hoặc sườn bờ ngầm của biển, giới hạn bắt đầu khi sóng bị biến dạng (độ sâu 50m) cho đến vùng sóng vỗ Còn theo quan điểm địa chất thì đới sườn bờ ngầm còn là từ đường bờ biển ra tới độ sâu 200m Độ dốc của sườn bờ ngầm ảnh hưởng đáng kể đế sự xói lở hay tích tụ của bờ biển Quá trình động lực chủ yếu là lan truyền sóng Từ góc độ diễn biến bờ biển, có thể chia thành bờ biển bồi tích, bờ biển xâm thực và bờ biển cân bằng chuẩn Theo PGS.TS Vũ Uyển Dỉnh thì “ranh giới giữa lục địa và biển gọi là đường

bờ biển” Đường bờ biển luôn bị thay đổi hình dạng do tác dụng của các hiện tượng sóng vỗ, thủy triều, các dòng chảy có hướng và dọc theo bờ, cũng như tác động vật

lý, hóa học của nước, của vi sinh vật sống trong nước lên đất đá ven bờ Đồng thời, tại các khu vực ven cửa sông, dọc theo bờ có sự tích tụ vật liệu rời rạc do sự phá hoại bờ và do các dòng sông, dòng chảy có hướng mang đến

Vị trí đường bờ không phải bất biến, mà thay đổi từ thời gian địa chất này sang thời gian địa chất khác, đây là yếu tố biến đổi chậm, thời gian dài (do các chuyển động kiến tạo hiện đại của vỏ trái đất, các dao động đơn thuần của mực nước đại dương) Bên cạnh đó là các yếu tố biến đổi trong thời gian ngắn (năm,

tháng, ngày đêm) liên quan đến các đặc điểm của chế độ của phần nước như hiện tượng sóng, thủy triều, sự thay đổi mực nước… Các quá trình vận chuyển trầm tích, thủy thạch động lực hay sự phân bố trầm tích cũng ảnh hưởng tới vấn đề này Đây

là cơ sở cho hiện tượng bồi tụ - xói lở khu vực cửa sông, ven biển

Đối với việc nghiên cứu, đánh giá tai biến bồi tụ - xói lở khu vực cửa Tam Quan, Bình Định, học viên đã dựa vào cơ sở lý luận về phân bố trầm tích và xu thế vận chuyển trầm tích làm cơ sở chính để thực hiện nghiên cứu:

-Xu thế lắng đọng của vật liệu trầm tích được tuân theo quy tắc phân dị trầm tích Hiện tượng phân dị trầm tích sự phân chia trầm tích riêng biệt thành các thực thể trầm tích độc lập dưới tác dụng của các quá trình cơ học và hóa học xảy ra từ vận chuyển đến khi lắng đọng trầm tích Trầm tích trong khu vực đới ven biển được phân dị theo: Kích thước từ gần bờ ra xa bờ thì kích thước giảm dần; tỷ trọng từ gần

bờ ra xa bờ thì tỷ trọng khoáng vật giảm dần; do sóng thì với vùng biển hở giàu vật liệu cát, địa hình bờ phức tạp, sóng chiếm ưu thế và tồn tại dòng vuông góc với bờ thống trị thường tạo thành các thể cát độc lập có độ chọn lọc cao bao gồm: đê cát ven bờ, doi cát nối đảo (tombolo), val cát, cồn cát ngầm Cộng sinh với các thể cát này là các mỏ sa khoáng, gồm tổ hợp các khoáng vật nặng như zircon, inmenit, monazit, granat Vì vậy khi gặp các trường trầm tích hạt thô với hàm lượng khoáng vật nặng cao phân bố ở độ sâu lớn trên thềm lục địa là dấu hiệu nhận biết của đới đường bờ cổ do sóng phân dị cơ học [1]

-Quá trình vận chuyển và lắng đọng trầm tích ở biển và đại dương do ba yếu

tố cơ bản chi phối gồm sóng, dòng chảy và thủy triều Với bãi triều cát đặc trưng cho bờ biển miền Trung Việt Nam chủ yếu được tạo nên do phá hủy bờ cát cổ [2]

1.1.2 Lịch sử nghiên cứu về bồi tụ - xói lở

1.1.2.1 Tổng quan về nghiên cứu bồi tụ - xói lở vùng cửa sông, ven biển trên thế giới

Nghiên cứu biến đổi địa hình khu vực cửa sông nói chung, bồi tụ - xói lở nói riêng từ lâu đã thu hút được rất nhiều sự quan tâm nghiên cứu trên thế giới Liên quan đến vấn đề nghiên cứu, các nghiên cứu có liên quan tập trung vào một số vấn

đề như sau:

 Quy luật tiến hóa tự nhiên địa hình-địa mạo khu vực cửa sông

Theo quan điểm của TS Trịnh Việt An, khu vực ven biển và cửa sông giữ vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội, cho nên việc đầu tư thích đáng cho những nghiên cứu về địa chất, thủy văn, địa chất công trình, thủy - thạch động lực

và tai biến thiên nhiên là mối quan tâm hàng đầu của nhiều nước như Trung Quốc, Hàn Quốc, Mỹ, Hà Lan, Nhật Bản phục vụ cho việc phát triển kinh tế - xã hội vùng ven biển Đặc biệt nước Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa đã tiến hành hàng loạt nghiên cứu với sự đầu tư kinh phí lớn để nghiên cứu địa chất, địa chất công trình, địa chất môi trường (địa chất tai biến) châu thổ các sông Trường Giang, Hoàng Hà, phục vụ phát triển bền vững [1,7]

Mặt khác biến động vùng châu thổ đã được nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới đề cập đến trong các công trình nghiên cứu về châu thổ từ những năm đầu thế

kỷ 20 Các công trình tiêu biểu như công trình nghiên cứu kinh điển về châu thổ Mississippy của Barrell, 1912, 1914, Johnstons, 1921, 1922, Trowbridge, 1930, Russell, 1936, Fisk, 1944 [3]

Theo Elliott 1986, dựa vào động lực sóng, thủy triều và dòng ven bờ đã phân chia vùng ven bờ thành các kiểu bờ khác nhau Năm 1986, Elliott trong công trình

“Đường bờ lục nguyên” đã phân tích chi tiết quá trình thành tạo và tiến hóa các đê cát, giồng cát ven bờ (beach sand ridges) trong các đồng bằng cát ven bờ (chenier plain) Các thành tạo này có nhiều điểm chung với các thành tạo cát ven bờ châu thổ sông Mekong

 Mô hình hóa thủy động lực quá trình bồi xói ở khu vực cửa sông có giải

pháp công trình

Trong lĩnh vực nghiên cứu cấu trúc trường thủy động lực và xói bồi cục bộ xung quanh các khu vực ở cửa sông đã được bắt đầu cách đây rất lâu: (Garde và nnk, 1961; Laursen, 1963; Gill, 1972; Melville và Raudkivi, 1997; Rajaratnam và Nwachukwu, 1983a,b; Melville,1992; Rahman va nnk, 1998) và hiện vẫn đang nhận được rất nhiều sự quan tâm của giới khoa học trên toàn thế giới

Với sự phát triển nhanh chóng của máy tính điện tử cũng như bản thân ngành thủy động lực học, mô hình hóa đã và đang trở thành công cụ nghiên cứu thích hợp

và tin cậy hơn Một mô hình thủy động học có tính đến vận chuyển bùn cát cho phép mô tả trường thủy động, quá trình diễn biến lòng dẫn và hố xói cục bộ, và vì thế trở nên có ý nghĩa quan trọng đối với các ứng dụng trong thực tiễn công trình

Các mô hình đã có đều dựa trên việc rời rạc hóa hệ phương trình cơ bản sử dụng cố định, do đó chỉ thích hợp với địa hình lòng dẫn tương đối đồng đều (đơn giản) và ít có khả năng áp dụng trong các khu vực nghiên cứu thực tiễn phức tạp Trong nghiên cứu của mình Ge và Sotiropoulos (2005) đã sử dụng hệ lưới phức tạp, Zhang và cộng sự (2006) sử dụng lưới phi cấu trúc, vì vậy đã khắc phục được nhược điểm trên, tuy nhiên Ge và Sotiropoulos lại không đề cập đến vận chuyển bùn cát và biến hình lòng dẫn trong khi Zhang và cộng sự lại chỉ quan tâm đến vận chuyển bùn cát đáy mà bỏ qua bùn cát lơ lửng – vì thế chỉ áp dụng được trong những sông ngòi ở các nước phát triển, nơi mà phần lớn bùn cát lơ lửng đã được giữ lại trong hệ thống dày đặc các đập và hồ chứa thượng nguồn

Tuy nhiên, ở các nước đang phát triển có nhiều hệ thống kè mỏ hàn, các tấm hướng dòng mặt đã được xây dựng nhằm mục tiêu hướng dòng và chỉnh trị sông phục vụ đảm bảo luồng lạch vận tải thủy trong mùa kiệt Do những khó khăn về kinh phí hoặc chỉ đáp ứng duy nhất mục tiêu vận tải thủy cũng như một số lý do khác, cao độ đỉnh các kè mỏ hàn thường được thiết kế để chỉ đáp ứng với mực nước kiệt, và thường bị ngập hoàn toàn trong mùa lũ, mùa mà các hoạt động bồi xói diễn

ra manh mẽ nhất và thường dẫn đến việc phá hoại đường bờ và bản thân công trình (Lương Phương Hậu và cộng sự) [10] Cấu trúc dòng chảy và vận chuyển bùn cát của các công trình kè chìm có thể khác hẳn với trường hợp kè không ngập, vì vậy trong nhiều trường hợp dẫn đến sự kém hiệu quả trong vận hành và gây ra các thiệt hại về kinh tế

1.1.2.2 Tổng quan nghiên cứu bồi tụ - xói lở ven biển Việt Nam

Với đặc trưng là quốc gia ven biển, đường bờ biển chạy dài trên 3.200 km

Dải đất ven biển chạy dọc theo chiều dài đất nước, chiếm 1/6 diện tích, 1/5 dân số, với trên 2000 đảo ven bờ và 2 quần đảo ngoài khơi, là căn cứ hậu cần, kinh tế, kỹ thuật và an ninh quan trọng nhất cho công cuộc khai thác biển [6] Bên cạnh đó, chỉ thị 20-CT/TW của Bộ Chính trị Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam đã chỉ rõ “Phấn đấu trở thành một nước mạnh về biển là mục tiêu chiến lược xuất phát từ yêu cầu và điều kiện khách quan của sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc” Cửa sông, cửa biển là nơi giao thoa giữa sông và biển nên có đặc điểm hình thái, địa hình- địa mạo, chế độ thủy động lực, bùn cát, diễn biến bồi xói rất phức tạp

và đã có nhiều nghiên cứu chuyên sâu về cửa sông cũng như công trình chỉnh trị cửa sông nhằm phục vụ các hoạt động dân sinh – kinh tế Tuy nhiên, cho đến nay việc nghiên cứu về cửa sông vẫn được xem là bài toán khó và thu hút được rất nhiều

sự quan tâm

Mặt khác, theo kết quả nghiên cứu của Phân Viện Cơ học Biển (Viện Cơ học Việt Nam – Đề tài KHCN-06-10, 2001), dải bờ biển Việt Nam được chia thành 9 vùng địa mạo động lực hình thái, bao gồm: Vùng I: vùng từ Móng Cái đến Đồ Sơn gồm có: Phụ vùng 1 là bờ biển Danmat, với các đảo ven biển phân bố kéo dài song song với đường bờ từ Móng Cái đến Cửa Ông; phụ vùng 2 là đoạn bờ phát triển trên nền đá vôi tuổi Cacbon – Pecmi kéo dàn từ Cửa Ông đến Hồng Gai – Bãi Cháy; phụ vùng 3 là vùng nằm trong đới đứt gãy trượt bằng trũng Hải Phòng; vùng II: Đồ Sơn đến Nga Sơn; vùng III: từ Nga Sơn đến Đèo Ngang; vùng IV: từ Đèo Ngang đến Đà Nẵng; vùng bờ V: từ bán đảo Sơn Trà (Đà Nẵng) đến Sa Huỳnh (Quảng Ngãi); vùng VI: từ Sa Huỳnh (Quảng Ngãi) đến Cà Ná (Bình Thuận) gồm có: phụ vùng 1

từ Sa Huỳnh đến Đại Lãnh; phụ vùng 2 từ Đại Lãnh đến Cà Ná; vùng VII: từ Cà Ná đến Vũng Tàu; vùng VIII: từ Vũng Tàu đến Rạch Giá gồm có: phụ vùng 1 từ Vũng Tàu đến Tiền Giang; Phụ vùng 2 từ Tiền Giang đến mũi Cà Mau; Phụ vùng 3 từ Cà Mau đến Rạch Giá; và vùng IX: từ Rạch Giá đến Hà Tiên[7] Trên cơ sở tổng hợp các kết quả nghiên cứu đã tiến hành, nhất là “Báo cáo tổng kết các chương trình điều tra nghiên cứu biển cấp Nhà nước (1977-2000)”, để phục vụ cho việc nghiên cứu bồi tụ - xói lở, toàn bộ ĐVB Việt Nam được tích hợp và chia thành ba vùng: bờ

thuỷ triều chiếm ưu thế từ Móng Cái (Quảng Ninh) đến Đồ Sơn (Hải Phòng), bờ châu thổ (phía bắc là châu thổ sông Hồng - sông Thái Bình, phía nam là châu thổ sông Cửu Long - sông Đồng Nai) và bờ tích tụ - mài mòn từ Nga Sơn (Thanh Hoá) đến Vũng Tàu (Bà Rịa - Vũng Tàu)

 Tổng quan các nghiên cứu về bồi lấp và xói lở khu vực cửa sông

Hiện tượng bồi lấp và xói lở khu vực cửa sông ở Việt Nam đã được nhiều nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu như: Nguyễn Văn Cư và nnk đã nghiên cứu động lực vùng ven biển và cửa sông Việt Nam (1990); Nguyễn Ngọc Thụy năm

1984 , 1998 đã nghiên cứu về thủy triều của vùng cửa sông, vùng biển Việt Nam với quy mô rộng Bên cạnh đó, tác giả Nguyễn Ngọc Thụy trong các năm 1993 và

1998 đã đưa ra kết quả nghiên cứu về sự dâng lên của mực nước biển dâng và nước dâng do gió mùa và bão ở Việt Nam; Nguyễn Bá Quỳ đưa ra một số vấn đề về diễn biến vùng cửa sông dưới ảnh hưởng của triều và lũ (1999); Trần Minh Quang trong nghiên cứu năm 1992 đã chỉ ra đặc điểm diễn biến ở vùng cửa sông và vấn đề bảo

vệ ổn định cửa sông; Nguyễn Bá Quỳ cũng đã chỉ ra một số ảnh hưởng của các yếu

tố động lực biển trong quá trình ổn định bờ và đê biển (1995); Nguyễn Tiến Cảnh

và nnk đã nghiên cứu dòng chảy, ảnh hưởng của nước trồi tới sự phát triển của thực vật phù du tại vùng biển miền trung và Nam Trung Bộ (1997); Ngô Ngọc Cát và nnk đã đánh giá điều kiện Địa chất công trình phục vụ nghiên cứu sạt lở bờ biển miền Trung (2001); Nguyễn Văn Cư và nnk đã nghiên cứu hiện trạng, bước đầu xác định nguyên nhân lũ lụt các tỉnh vùng Nam Trung Bộ (từ Đà Nẵng đến Bình Thuận) (1999); Nguyễn Văn Cư, Nguyễn Đình Kỳ, Nguyễn Lập Dân đưa ra quan điểm tổng hợp trong nghiên cứu hoang mạc hóa và lũ lụt Nam Trung Bộ Việt Nam (1998); Nguyễn Lập Dân và nnk đã chỉ ra đặc điểm lũ lụt trong năm 1996 vùng Nam Trung

bộ (1997); Trương Đình Hùng đã nghiên cứu về lũ lụt miền Trung và đưa ra giải pháp phòng tránh (1999)[12], Nguyễn Thanh Ngà và nnk nghiên cứu về hiện trạng

và nguyên nhân bồi xói dải bờ biển Việt Nam và đề xuất các biện pháp khoa học kỹ thuật bảo vệ và khai thác vùng đất ven biển (1995); Phạm Huy Tiến, Nguyễn Văn

Cư và nnk đã nghiên cứu và đưa ra dự báo phòng chống sạt lở bờ biển miền Trung

(2001); Nguyễn Thế Tưởng dựa trên các yếu tố động lực khí tượng thủy văn biển chính đã phân vùng dải ven bờ biển Việt Nam (1996); Nguyễn Thanh Giang năm

2001 đã dự báo, phân tích nguy cơ sạt lở bờ biển các vùng Phú Yên, Quảng Ngãi, Thừa Thiên – Huế do nhân tố nội sinh gây ra; Vũ Thế Hùng và nnk với các nghiên cứu về lũ lụt miền Trung được công bố vào năm 2000; Lê Xuân Hồng đã xác định hiện trạng sạt lở bờ biển cửa sông miền Trung (2001)

Ngoài ra, một số nghiên cứu như: đánh giá mức độ tổn thương do lũ lụt mà tập trung vào đánh giá sự mất mát trong nông nghiệp (FAO, 2004); đánh giá mức

độ tổn thương xã hội và khả năng phục hồi ở Việt Nam khi môi trường thay đổi (Adger và nnk, 2000); dự án nghiên cứu “Giảm thiểu tổn thương do lũ lụt và bão ở tỉnh Quảng Ngãi” và “Khả năng phục hồi của cộng đồng dân cư ở đồng bằng sông Cửu Long do tai biến thiên nhiên” của chính phủ Úc thực hiện trong giai đoạn 2004

- 2009… Nghiên cứu về khả năng bị tổn thương xã hội ở một huyện ven biển miền Bắc Việt Nam (huyện Giao Thuỷ, tỉnh Nam Định) do sự hợp tác của Trung tâm Nghiên cứu, Giáo dục và Phát triển Môi trường của Việt Nam và Quỹ hỗ trợ Nghiên cứu Nhiệt đới của Hà Lan Kết quả nghiên cứu cho thấy, do sự đổi mới về kinh tế bắt đầu từ giữa thập kỷ 80 đã làm tăng tính bất công bằng trong thu nhập và phúc lợi địa phương gây ảnh hưởng tới năng lực thích nghi của người dân địa phương khi phải đối mặt với cả sự thay đổi tổ chức và những ảnh hưởng của sự thay đổi khí hậu Công trình nghiên cứu “Nghiên cứu, đánh giá mức độ bị tổn thương của đới duyên hải Nam Trung Bộ làm cơ sở khoa học để giảm nhẹ tai biến, quy hoạch sử dụng đất bền vững” do Mai Trọng Nhuận và nnk thực hiện từ 2001 – 2002 là công trình nghiên cứu chi tiết và đồng bộ về khả năng bị tổn thương đới duyên hải [15] Trong công trình này, lần đầu tiên các tác giả đã xây dựng được phương pháp luận, phương pháp và quy trình đánh giá mức bộ tổn thương áp dụng cho đới duyên hải Qua đó, bước đầu thiết lập được quy trình công nghệ thành lập bản đồ mức độ dễ bị tổn thương của tài nguyên và môi trường đới duyên hải (áp dụng cho đới duyên hải Nam Trung Bộ) Nhận định, đánh giá các yếu tố ảnh hưởng tới mức độ tổn thương

và đánh giá hiện trạng mức độ tổn thương và phân vùng mức độ tổn thương đới

duyên hải Nam Trung Bộ dựa trên các bản đồ phân vùng mức độ nguy hiểm do tai biến và phân vùng mật độ các đối tượng bị tổn thương (mật độ tài nguyên, kinh tế

xã hội, cơ sở hạ tầng ) Kết quả của công trình nghiên cứu là sản phẩm khoa học mang tính thực tiễn cao, là cơ sở đề xuất các biện pháp phòng tránh và giảm thiểu tai biến, bảo vệ TN-MT, quy hoạch và sử dụng bền vững lãnh thổ – lãnh hải cho đới duyên hải Nam Trung Bộ

 Tổng quan các nghiên cứu mô hình hóa biến động cửa sông và ven biển

Các mô hình toán đã được sử dụng trong nghiên cứu biến động cửa sông ven biển như một công cụ thay thế vừa rẻ, vừa đáng tin cậy

Nghiên cứu diễn biến lòng sông sử dụng các mô hình toán trong nước còn nhiều hạn chế, đặc biệt về các nghiên cứu phát triển mô hình diễn biến hai, ba chiều qua các công trình chỉnh trị Các chuyên gia trong nước chủ yếu nghiên cứu áp dụng các mô hình thương mại một và hai chiều để tính toán bồi lắng hồ chứa (Công ty khảo sát Thiết kế điện 1, Viện Khí Tượng TV &MT), tính xói lan truyền sau đập (Viện Nghiên cứu Thủy lợi, Công ty khảo sát Thiết kế Điện 1, Trường ĐH Thủy Lợi, Trường ĐH KHTN, v.v.), tính xói sâu quanh trụ cầu (TEDI), v.v Hai mô hình một chiều được sử dụng thông dụng nhất là HEC-6 và MIKE 21 Một vài mô hình hai chiều như TELEMAC, MIKE21C mới bước đầu được áp dụng thử nghiệm (Viện Địa Lý, Viện Khoa học Thủy lợi) Mô hình MIKE 21 SW FM (phổ sóng lưới linh động) đã được áp dụng thành công trong mô phỏng trường sóng khí hậu trên biển Đông (Lê Mạnh Hùng và nnk, 2011), tính toán các đặc trưng thủy văn Bình Thuận (Nguyễn Thanh Hùng, 2011) MIKE FLOOD đã được sử dụng mô phỏng lũ trên sông Lại Giang tỉnh Bình Định (Trịnh Việt An và nnk, 2011) [2], sông Hương, tỉnh Thừa Thiên-Huế (Lê Văn Nghị, 2009) Trong một công trình khác, Trịnh Việt

An và nnk (2011) cũng đã làm sáng tỏ Quy luật diễn biến và giải pháp công trình chống bồi lấp, ổn định thoát lũ cửa sông Lại Giang - Bình Định EFDC đã được áp dụng đánh giá vận chuyển bùn cát sông Hồng đoạn Đan Phượng - Vạn Phúc (Nguyễn Chí Thanh, 2009), sông Đà đoạn từ hồ Hòa Bình đến Việt Trì (Nguyễn Văn Hoàng và nnk, 2008)

Các nghiên cứu phát triển về mô hình diễn biến 2 hoặc 3 chiều, chủ yếu còn

ở giai đoạn sơ khai Viện nghiên cứu Thủy Lợi chủ yếu tập trung xây dựng mô hình vật lý lòng cứng và lòng động Nguyễn Kỳ Phùng và Nguyễn Thị Bảy (2001) sử dụng một mô hình diễn biến lòng dẫn 2 chiều xây dựng trên hệ tọa độ cong với hàm bùn cát tổng cộng của Van Rijn tính thử nghiệm cho một đoạn cong sông Lũy (là đoạn không có công trình chỉnh trị) N.T Giang và N Izumi (2001) đã xây dựng

mô hình diễn biến lòng dẫn trên hệ tọa độ cong phi trực giao sử dụng phương trình truyền tải khuếch tán cho bùn cát lơ lửng và phương trình Ikeda cho vận chuyển bùn cát đáy Mô hình này đang được phát triển để tính tới ảnh hưởng của các công trình chỉnh trị Tuy nhiên do tính chất 3 chiều nổi trội của dòng chảy qua các công trình chảy ngập nên chắc chắn giới hạn áp dụng sẽ là hạn chế

 Tổng quan về tình hình bồi lấp cửa sông miền Trung

Ở Việt Nam, vào đầu thế kỷ XX, các cửa sông đã được các nhà địa lý, thủy văn người Pháp nghiên cứu như: M Chassignenx (1918), M Jacob (1921), M Normandin (1925), J Ganthier (1930), P Gourou (1931) Hiện nay, những nghiên cứu khoa học vùng cửa sông chủ yếu được thực hiện thông qua các đề tài nghiên cứu khoa học (cấp Nhà nước, cấp Bộ); các luận văn Tiến sĩ, thạc sĩ; các dự án đầu

tư xây dựng Tuy nhiên cho đến nay việc nghiên cứu về cửa sông vẫn được xem là mới bắt đầu, sự hiểu biết về cửa sông vẫn còn nhiều vấn đề cần được tiếp tục quan tâm làm sáng tỏ

Theo các kết quả nghiên cứu, nhìn chung các cửa sông ở khu vực miền Trung được thành tạo trong bão, hoặc lũ và dịch chuyển theo hướng vận chuyển của dòng bùn cát ven bờ Do đặc điểm tạo thành, nên các cửa sông miền Trung đa phần nhỏ hẹp thường xuyên bị bồi lấp và không ổn định Cửa sông thường xuyên bị bồi lấp, về mùa lũ cửa sông được mở rộng hơn Tuy nhiên sự mở rộng bởi dòng lũ là không đáng kể nên bồi lấp vẫn là thuộc tính cơ bản

Thời gian gần đây, việc khai thác thủy sản, phát triển kinh tế biển ở miền Trung phải đối mặt với một khó khăn trở ngại rất đáng kể là tại một số cửa sông vào

cảng cá và khu vực neo đậu trú bão đang bị bồi lấp nghiêm trọng Hiện tượng này

đã và đang gây ra rất nhiều bức xúc trong dân cư và chính quyền địa phương và gây ảnh hưởng không nhỏ đến khai thác thủy sản, các hoạt động kinh doanh hậu cần nghề cá và đời sống của ngư dân Liên quan đến vấn đề này tác giả Trịnh Việt An (2012) đã có công trình nghiên cứu trình bày rất xúc tích và sâu sắc Công trình này

đã chỉ rõ hiện tượng bồi lấp và các vấn đề liên quan có thể thấy rất rõ rệt ở một số cửa sông điển hình như:

-Cửa Mỹ Á - xã Phổ Quang huyện Đức Phổ - Quảng Ngãi hiện cửa biển bị bồi lấp nghiêm trọng khiến tàu thuyền ra/vào rất khó khăn và nguy hiểm Mặc dù trong tháng 3-2005, địa phương đã huy động các chủ tàu thuyền đóng góp 100 triệu đồng và huy động trên 2.000 công lao động trên địa bàn nạo vét luồng để tàu đánh

cá vào neo đậu, nhưng hiện cửa biển này đã bị bồi lấp nghiêm trọng Tiếp theo, công trình cảng và khu neo trú vừa được xây dựng và nghiệm thu vào tháng 12/2011 với kinh phí 90 tỷ đồng Theo phản ánh của ngư dân, sau khi công trình hoàn thành cát vẫn liên tục bồi lấp thậm chí xảy ra tình trạng nhấn chìm tàu của ngư dân Bởi vậy chỉ có 150 tàu cá <90 CV quay về bến còn hơn 300 tàu cá lớn phải neo đậu ở nơi khác

-Cửa biển Sa Huỳnh - huyện Đức Phổ cũng tương tự như các cửa sông trên, đang tiếp tục bị cát biển bồi lấp dần, gây khó khăn cho hàng trăm tàu thuyền của ngư dân xã Phổ Thạnh và các xã lân cận khi ra vào biển đánh cá, nhất là khi tàu vào trú ẩn lúc trời mưa bão Tình trạng này đã diễn ra từ hồi tháng 5/2006 Tháng 9/2009 công trình “Thông biển và xây dựng cảng cá” hoàn thành đưa vào sử dụng với tổng số vốn đầu tư là 30 tỷ đồng, tuy nhiên sau một thời gian ngắn cửa Sa Huỳnh lại bị bồi lấp nghiêm trọng hơn, khiến nhiều tàu cá bị chìm khi ra/vào cửa

-Cửa sông Đà Rằng - Phú Yên thường xuyện bị bồi lấp khiến tàu đi không được về không song: Sau tết năm Nhâm Thìn 2012 do cửa bồi lấp mà hàng trăm tàu câu cá ngừ đại dương phải nằm bờ 1 thời gian dài, ngược lại những tàu “no” cá thì không thể vào phải vào các cảng khác như: Vũng Rô, Sông Cầu (Phú Yên) Khánh Hòa, hay Quy Nhơn tốn nhiều thời gian và chi phí Hiện có hơn 200 tàu chuyên

hành nghề câu cá ngừ đại dương gặp khó khăn do thường xuyên ra, vào cửa biển Đà Rằng Trước đây, cửa biển Đà Rằng rộng hàng trăm mét, nhưng hiện nay, vào buổi sáng, mực nước chỉ sâu 0,5m Khi thuỷ triều lên cao nhất vào buổi chiều, mực nước cũng chỉ tăng lên 1,5m; trong khi để tàu thuyền có thể ra vào an toàn, mực nước phải có độ sâu từ 2,5m trở lên

-Việc bồi lấp cửa Tùng và xói lở bải tắm “Nữ Hoàng” cũng đã là bức xúc nhiều năm nay của tỉnh Quảng Trị Hiện tượng bồi lấp được cho là đã diễn ra từ năm 2007 đến nay Những đụn cát từ phía Nam của bờ sông thuộc xã Trung Giang (Gio Linh) hình thành và bồi lấp dần kéo dài sang phía bờ Bắc, khiến cho cửa sông ngày càng hẹp lại và làm cho lòng sông ngày càng cạn hơn Hiện đang bị cát bồi lấp nghiêm trọng, làm chặn dòng hoàn toàn hơn một nửa chiều ngang của cửa sông từ phía bên bờ Nam sang bờ Bắc Hiện tượng này gây trở ngại cho việc đi lại của tàu thuyền, cũng như ảnh hưởng đến dòng chảy của sông Cho đến nay, cát đã bồi lấp hơn một nửa cửa sông Hiện tượng này vẫn còn tiếp tục làm cho phần còn lại của cửa sông đang bị thu hẹp và cạn hơn Ngay giữa lòng sông, vốn trước kia là nơi dành cho tàu thuyền đi lại, hiện nay những dải cát dài đã hình thành và người dân dễ dàng đưa cả xe ôtô ra để khai thác cát

Ngoài ra hiện tượng bồi lấp các cửa sông và luồng tàu vào cảng và các khu neo trú bão cũng xảy ra tại một loạt các cửa sông miền Trung như: Cửa Đông Hải,

La Gi, Phan Thiết, Nhật Lệ …vv

Theo tác giả Trịnh Việt An (2012), vùng cửa sông là nơi chịu tác động phức tạp của chế độ động lực của cả sông và biển Không phải bây giờ các cửa sông mới xảy ra hiện tượng bồi lấp mà từ thời xa xưa có thể nói từ khi nó được hình thành Mặt khác tại hầu hết các cửa sông bị bồi lấp, đại đa số đã được xây dựng các công trình chỉnh trị Để có thể giải quyết cần phải làm sáng tỏ hai vấn đề: nguyên nhân, các yếu tố cơ bản gây bồi lấp cửa sông và những vấn đề còn tồn tại của các công trình chỉnh trị đã xây dựng

 Một số nét cơ bản về đặc điểm điều kiện tự nhiên liên quan đến hiện

tượng bồi lấp cửa sông ven biển khu vực miền Trung

Các kết quả nghiên cứu của Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đối với vùng cửa sông ven biển miền Trung đã xác định một số nét cơ bản về đặc điểm điều kiện

tự nhiên và nhận định về nguyên nhân bồi lấp các cửa sông miền Trung (theo nghiên cứu tổng hợp của Trịnh Việt An, 2012) [1,2]như sau:

a) Đặc điểm địa hình: Dải ven biển miền Trung là vùng biển hở, trực tiếp với biển Địa hình bờ biển tương đối phức tạp do sự đâm ngang của các mỏm núi tạo ra các vùng lồi lõm bên cạnh đó là sự xen kẹp của các đầm phá và các vùng vịnh, đã tạo thêm cho sự phức tạp các chế độ động lực và vận chuyển cát ven bờ Phần bên trong, dải bờ biển cửa sông được nối tiếp với phần địa hình dốc dòng sông nhỏ hẹp dốc mang ít bùn cát

b) Thủy triều: Dọc theo dải bờ biển miền Trung thủy triều có những biến đổi phức tạp cả về tính chất lẫn độ lớn: Vùng biển Thừa Thiên Huế nằm trong vùng bán nhật triều không đều biên độ chiều thấp, trung bình 0.5 ÷ 0.6m Càng vào sâu về phía Nam biên độ thủy triều càng tăng lên cũng như đặc điểm cũng thay đổi: Tại Quy Nhơn thủy triều mang tính nhật triều đều biên độ trung bình khoảng 1.5m

c) Chế độ sóng: Có thể nói sóng là yếu tố động lực chính tại khu vực, hướng sóng thịnh hành chủ yếu nằm trong góc phần tư thứ nhất và thứ hai, theo hai hướng

là Đông Bắc và Đông Nam Dọc theo dải bờ biển từ Thừa Thiên Huế đến Bình Thuận cùng với sự thay đổi hướng của địa hình bờ biển chiều cao sóng cũng có sự thay đổi về sự phân bố cả hướng và độ lớn

+ Tại vùng biển Thừa Thiên Huế chiều cao sóng trung bình là 0.3 ÷ 1.5m và 7 ÷ 8m khi có bão Hướng sóng thịnh hành chủ yếu là Đông Bắc, Đông và Đông Nam

+ Tại vùng biển Quảng Ngãi – Quy Nhơn chiều cao sóng trung bình là 0.8 ÷ 2.2m và 8m trong bão Hướng sóng thịnh hành chủ yếu là Đông Bắc

d) Dòng ven bờ: Dọc theo dải ven biển từ Thừa Thiên Huế đến Bình Thuận dòng ven bờ do sóng khá lớn vào thời kỳ gió Đông Bắc vận tốc dòng ven có thể đạt

0.2 ÷ 03m/s, vào mùa gió Đông Nam vận tốc dòng ven nhỏ hơn từ 0.06 ÷ 0.15m/s Khi xảy ra bão vận tốc dòng ven >1m có thể đến 1.3m/s

e) Vận chuyển bùn cát: Bùn cát phân bố ở dải ven biển miền Trung chủ yếu thuộc loại cát mịn, cát trung, ít hạt thô, độ mài tròn và chọn lọc tốt Với các cửa sông miền Trung, nhìn chung lượng bùn cát vận chuyển ra cửa sông là rất nhỏ so với lượng vận chuyển cát ven bờ do sóng và dòng ven do sóng (đây cũng là điều khác biệt cơ bản so với các cửa sông ở đồng bằng Bắc Bộ và đồng bằng sông Cửu Long)

f) Đặc điểm và phân loại hình thái cửa sông miền Trung: Theo đặc điểm hình thái cửa sông miền Trung được phân ra hai loại hình thái chính:

-Cửa sông phẳng có mũi tên cát

-Cửa sông được hình thành trên dải cát ven biển

 Nguyên nhân và yếu tố cơ bản gây bồi lấp các cửa sông miền Trung bao gồm:

-Sóng và dòng bùn cát dọc bờ do sóng là yếu tố quyết định gây ra sự bồi lấp và chuyển dịch cửa sông

-Thủy triều là yếu tố nền cơ bản kết hợp với sóng tạo nên đặc điểm hình thái vùng cửa sông

-Bão lũ là các yếu tố động lực tạo ra tính đột biến gây bồi lấp hoặc chọc thủng cửa Bên cạnh các yếu tố tự nhiên kể trên, Trịnh Việt An (2012) đã đưa ra một số nguyên nhân hoặc lý do chính liên quan đến việc đã có công trình chỉnh trị nhưng vẫn xảy ra bồi lấp như sau:

- Bố trí công trình chỉnh trị còn chưa hợp lý: cửa Tam Quan, Mỹ Á, Sa Huỳnh, cửa Đà Nông, cửa Tùng

- Các công trình xây dựng do thiếu vốn đầu tư nên chưa xây dựng đầy đủ như thiết kế: Ví dụ như cửa Mỹ Á, cửa Tùng

-Các công trình chỉnh trị trước khi đưa ra xây dựng chưa được nghiên cứu đầy

đủ, chưa đánh giá đúng được hiệu quả công trình Mặt khác là sự thiếu hụt và

độ tin cậy của các số liệu cơ bản đặc biệt là số liệu về sóng

1.1.3 Tổng quan về biến đổi khí hậu

1.1.3.1 Biến đổi khí hậu và nước biển dâng trên thế giới

Sự nóng lên toàn cầu và những biểu hiện của sự tăng nhiệt độ ngày càng rõ nét trên toàn thế giới và chúng ảnh hưởng sâu rộng đến phát triển kinh tế xã hội Lĩnh vực này đã thu hút được rất nhiều các nghiên cứu khoa học, trong đó đáng lưu

ý nhất là các kết quả của Ủy ban Liên Chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC) Theo các dự báo của IPCC mực nước biển trung bình (MNBTB) được dự báo là sẽ dâng cao khoảng 50-100cm trong 100 năm tới Sự gia tăng mực nước biển do biến động khí hậu toàn cầu sẽ gây ngập lụt ở vùng đất thấp, ảnh hưởng nghiêm trọng đến một

số lượng lớn dân cư Ngoài ra, dâng cao mực nước biển dẫn đến gia tăng xói lở bờ biển sẽ có ảnh hưởng xấu nghiêm trọng đến sản lượng nông nghiệp

Các quan trắc cho thấy rằng nhiệt độ tăng trên toàn cầu và tăng nhiều hơn ở các vĩ độ cực Bắc Trong 100 năm qua (1906-2005), nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng khoảng 0,740C, tốc độ tăng của nhiệt độ trong 50 năm gần đây gần gấp đôi so với 50 năm trước đó

Theo báo cáo gần đây của WMO, 2010 là năm nóng nhất trong lịch sử, với mức độ tương tự như các năm 1998 và 2005 Ngoài ra, trong 10 năm tính từ năm

2001, nhiệt độ trung bình toàn cầu đã cao hơn nửa độ so với giai đoạn 1961 – 1990, mức cao nhất từng được ghi nhận đối với bất kỳ một giai đoạn 10 năm nào kể từ khi bắt đầu quan trắc khí hậu bằng thiết bị đo đạc (Michel Jarraud, 2011)

Trên phạm vi toàn cầu lượng mưa tăng lên ở các đới phía Bắc vĩ độ 300B thời kỳ 1901-2005 và giảm đi ở các vĩ độ nhiệt đới, kể từ giữa những năm 1970 Ở khu vực nhiệt đới, mưa giảm đi ở Nam Á và Tây Phi với trị số xu thế là 7,5% cho

cả thời kỳ 1901-2005 Ở đới vĩ độ trung bình và vĩ độ cao, lượng mưa tăng lên rõ rệt ở miền Trung Bắc Mỹ, Đông Bắc Mỹ, Bắc Âu, Bắc Á và Trung Á Tần số mưa

lớn tăng lên trên nhiều khu vực, kể cả những nơi lượng mưa có xu thế giảm đi (IPCC, 2007)

Trong thế kỷ 20 cùng với sự tăng lên của nhiệt độ không khí có sự suy giảm khối lượng băng trên phạm vi toàn cầu Từ năm 1978 đến nay, lượng băng trung bình hàng năm ở Bắc Băng Dương giảm khoảng 2,1-3,3% mỗi thập kỷ (IPCC, 2007) Theo các nhà khoa học về BĐKH toàn cầu và nước biển dâng cho thấy, đại dương đã nóng lên đáng kể từ cuối thập kỷ 1950 Các nghiên cứu từ số liệu quan trắc trên toàn cầu cho thấy, mực nước biển trung bình toàn cầu trong thời kỳ 1961-

2003 đã dâng với tốc độ 1,8 ± 0,5mm/năm, trong đó, đóng góp do giãn nở nhiệt khoảng 0,42 ± 0,12mm/năm và tan băng khoảng 0,70 ± 0,50mm/năm Nghiên cứu cập nhật năm 2009 cho rằng, tốc độ mực nước biển trung bình toàn cầu dâng khoảng 1,8mm/năm (Chuch và White, 2009) Mực nước biển thay đổi không đồng đều trên toàn bộ đại dương thế giới: Một số vùng tốc độ dâng có thể gấp một vài lần tốc độ dâng trung bình toàn cầu trong khi mực nước biển ở một số vùng khác lại có thể hạ thấp Xu thế tăng của mực nước trung bình xuất hiện hầu hết tại các trạm quan trắc trên toàn cầu, mặc dù, vẫn xuất hiện một số khu vực có xu hướng giảm như ở bờ biển phía Đông của Nam Mỹ và khu vực ven biển phía Nam Alaska và Đông Bắc Canada, vùng biển Scandinavia Theo một số báo cáo của các nhà khoa học, trong thập kỷ vừa qua, mực nước biển dâng nhanh nhất ở vùng phía Tây Thái Bình Dương và phía Đông Ấn Độ Dương

Kết quả nghiên cứu của nhiều nhà khoa học (Nicholls and Leatherman 1994,

F Rijsberman, 1996, A Hiramatsu, N Mimura, A Sumi, 2008, K Yasuhara, 2007, 2008) [11] cho thấy sự dâng cao mực nước biển sẽ dẫn đến sự phát triển mạnh mẽ của một loạt các tai biến liên quan như ngập, lụt, xói lở, xâm nhập mặn, biến đổi quá trình vận chuyển lắng đọng trầm tích Một trong những kết luận rất quan trọng

là tác động tiêu cực của dâng cao mực nước biển đến các hệ thống tự nhiên và kinh tế-xã hội chủ yếu được thông qua các tai biến này

Sự dâng cao mực nước dẫn đến tốc độ xói lở bờ biển tăng lên do đất cấu tạo

bờ suy yếu và cường độ tác động của các yếu tố sóng, dòng chảy mạnh mẽ hơn Theo nghiên cứu của Cục Địa chất Mỹ có tới 61% bờ biển ở vịnh Mexico bị xói lở kinh niên và trên toàn bộ bờ biển chưa được bảo vệ của nước Mỹ mức độ xói lở đang được gia tăng (http://pubs.usfs.gov/of/2004/1043) Xói lở và bồi lấp các cửa sông cũng được ghi nhận là đang có xu thế gia tăng ở nhiều nước châu Âu và châu

Á (Charlier & De Meyer, 1998) Khi hiện tượng này kết hợp với các thời tiết bất thường như bão, mưa lớn, sóng thần sẽ gây ra các tai biến phức hợp (Kokusko, 2005) Ở đây tai biến phức hợp được hiểu là tập hợp các tai biến xảy ra trước hoặc sau một tai biến khác, có sự tương tác qua lại với nhau, gây thiệt hại nghiêm trọng

Nhằm hạn chế ảnh hưởng tiêu cực của dâng cao mực nước biển và biến đổi khí hậu các giải pháp hiện nay được IPCC chia thành 2 nhóm là giảm thiểu và thích ứng Giảm thiểu được hiểu thống nhất là việc giảm phát thải các khí nhà kính, đặc biệt là CO2 vào khí quyển Thích ứng có rất nhiều định nghĩa khác nhau và được hiểu là các hành động nhằm làm giảm mức độ tổn thương của các hệ thống tự nhiên

và kinh tế - xã hội Đối với các nước đang phát triển hiện nay nhóm giải pháp cần được ưu tiên là thích ứng

Bên cạnh các giải pháp phi công trình, giải pháp công trình, nhất là đê biển

có vai trò quan trọng bảo vệ khu vực ven biển, chống lại ảnh hưởng của dâng cao mực nước, thủy triều và sóng bão Trên cơ sở các phương pháp nghiên cứu chính là

mô hình vật lý, mô hình toán và quan trắc thực tế, các nhà khoa học Nhật Bản, Hà Lan, Mỹ đã xác định các nguyên nhân chủ yếu dẫn đến đê biển bị phá hủy bao gồm tác động của sóng, sạt lở mái do ngập nước, tác động của dòng chảy và đặc biệt là xói lở hạ thấp địa hình bãi biển, phá huỷ chân khay đê biển

Tác động của sự dâng cao

mực nước biển ở khu vực

- Các tác động khác đến văn hóa, xã hội

Hình 1 2 Sơ đồ các tác động của dâng cao mực nước biển

1.1.3.2 Biến đổi khí hậu và nước biển dâng ở Việt Nam

Ở Việt Nam, xu thế biến đổi của nhiệt độ và lượng mưa là rất khác nhau trên các vùng Trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 0,50

Bắc (khoảng 0,6-0,90C/50 năm) Tính trung bình cho cả nước, nhiệt độ mùa đông ở nước ta đã tăng lên 1,20C/50 năm Nhiệt độ tháng 7 tăng khoảng 0,3-0,50C/50 năm trên tất cả các vùng khí hậu của nước ta Nhiệt độ trung bình năm tăng 0,5-0,60C/50 năm ở Tây Bắc, Đông Bắc Bộ, Đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ còn mức tăng nhiệt độ trung bình năm ở Nam Trung Bộ thấp hơn, chỉ vào khoảng 0,30C/50 năm

Xu thế chung của nhiệt độ là tăng trên hầu hết các khu vực, tuy nhiên, có những khu vực nhỏ thuộc vùng ven biển Trung Bộ và Nam Bộ như Thừa Thiên – Huế, Quảng Ngãi, Tiền Giang có xu hướng giảm của nhiệt độ Đáng lưu ý là ở những nơi này, lượng mưa tăng trong cả hai mùa: Mùa khô và mùa mưa

Mức thay đổi nhiệt độ cực đại trên toàn Việt Nam nhìn chung dao động trong khoảng từ -30C đến 30C Mức thay đổi nhiệt độ cực tiểu chủ yếu dao động trong khoảng -50C đến 50

C Xu thế chung của nhiệt độ cực đại và cực tiểu là tăng, tốc độ tăng của nhiệt độ cực tiểu nhanh hơn so với nhiệt độ cực đại, phù hợp với xu thế chung của biến đổi khí hậu toàn cầu

Bộ Tài nguyên và Môi trường năm 2009 đã xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam Tiếp theo đó năm 2012 Bộ tiếp tục xây dựng kịch bản BĐKH chi tiết cho các địa phương Theo các kịch bản, khí hậu trên tất cả các vùng của nước ta sẽ có biến nhiều biến đổi Vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm ở nước ta tăng khoảng 2,30C; tổng lượng mưa năm và lượng mưa mùa mưa tăng trong khi lượng mưa mùa khô lại giảm; mực nước biển dâng khoảng 75cm so với trung bình thời kỳ 1980 – 1999, cụ thể [18]:

Các kịch bản phát thải khí nhà kính được lựa chọn để xây dựng kịch bản nước biển dâng cho Việt Nam là kịch bản phát thải thấp (kịch bản B1), kịch bản phát thải trung bình của nhóm các kịch bản phát thải trung bình (kịch bản B2) và kịch bản phát thải cao nhất của nhóm các kịch bản phát thải cao (kịch bản A1FI)

-Theo kịch bản phát thải thấp (B1): Vào giữa thế kỷ 21, trung bình trên toàn

Việt Nam, nước biển dâng trong khoảng từ 18 đến 25cm Đến cuối thế kỷ 21, nước

biển dâng cao nhất ở khu vực từ Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 54 đến 72cm; thấp nhất ở khu vực từ Móng Cái đến Hòn Dấu trong khoảng từ 42 đến 57cm Trung bình toàn Việt Nam, nước biển dâng trong khoảng từ 49 đến 64cm

-Theo kịch bản phát thải trung bình (B2): Vào giữa thế kỷ 21, trung bình trên

toàn Việt Nam, nước biển dâng trong khoảng từ 24 đến 27cm Đến cuối thế kỷ 21, nước biển dâng cao nhất ở khu vực từ Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 62 đến 82cm; thấp nhất ở khu vực từ Móng Cái đến Hòn Dấu trong khoảng từ 49 đến 64cm Trung bình toàn Việt Nam, nước biển dâng trong khoảng từ 57 đến 73cm

-Theo kịch bản phát thải cao (A1FI): Vào giữa thế kỷ 21, trung bình trên toàn

Việt Nam, nước biển dâng trong khoảng từ 26 đến 29cm Đến cuối thế kỷ 21, nước biển dâng cao nhất ở khu vực từ Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 85 đến 105cm; thấp nhất ở khu vực từ Móng Cái đến Hòn Dấu trong khoảng từ 66 đến 85cm Trung bình toàn Việt Nam, nước biển dâng trong khoảng từ 78 đến 95cm

Với xu hướng BĐKH như vậy, đã có nhiều nhà khoa học tham gia nghiên cứu các tác động của chúng, một số nghiên cứu về tác động của biến đổi khí hậu đến thiên tai và giải pháp ứng phó như cho khu vực thành phố Hồ Chí Minh (Lê Mạnh Hùng, 2009), lưu vực sông Hồng – Thái Bình và sông Đồng Nai (Trần Hồng Thái và Trần Thục, 2010); Trần Thị Vân và Trần Hồng Thái nghiên cứu về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và đưa ra giải pháp về ứng phó với biến đổi khí hậu tại thành phố Quy Nhơn (2011); Hoàng Minh Tuyến đã đưa ra các kết quả nghiên cứu

về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đối với lụt lội và hiện tượng xâm nhập mặn tại đồng bằng sông Cửu Long (2011); Hoàng Trung Thành và Phạm Văn Huấn năm

2009 đã nghiên cứu về giá trị cực hạn và xu hướng dâng cao mực nước biển dọc bờ biển Việt Nam; Trần Thục đã nghiên cứu về những ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến nguồn tài nguyên nước lưu vực sông Hương và những giải pháp thích nghi (2010); Trần Thị Vân và Trịnh Thị Bình đã đưa ra phương pháp nghiên cứu viễn thám để phát hiện những biến đổi về đường bờ cửa sông Cửu Long (2009); Trần Hồng Thái và Lường Tuấn Anh đã đưa ra những kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến nguồn tài nguyên nước vùng đệm các lưu vực sông giữa

Trung Quốc và Việt Nam (2010) Kết quả nghiên của Đỗ Minh Đức và nnk (2010)

đã cho thấy biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng có thể đóng góp 10-30% tốc độ gia tăng xói lở bờ biển ở khu vực đồng bằng sông Hồng, đồng thời có ảnh hưởng rõ đến quy luật bồi xói của một số cửa sông, đặc biệt là các cửa có quy mô nhỏ [22]

Bảng 1 1 Nước biển dâng theo kịch bản phát thải trung bình [18]

Khu vực

Các mốc thời gian của thế kỷ 21

2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

Móng Cái – Hòn Dấu 7-8 11-12 15-17 20-24 25-31 31-38 36-47 42-55 49-64 Hòn Dấu – Đèo

Ngang 7-8 11-13 15-18 20-24 25-32 31-39 37-48 43-56 49-65 Đèo Ngang – Đèo Hải

Vân 8-9 12-13 17-19 23-25 30-33 37-42 45-51 52-61 60-71 Đèo Hải Vân – Mũi

Đại Lãnh 8-9 12-13 18-19 24-26 31-35 38-44 45-53 53-63 61-74 Mũi Đại Lãnh – Mũi

Kê Gà 8-9 12-13 17-20 24-27 31-36 38-45 46-55 54-66 62-77 Mũi Kê Gà – Mũi Cà

Mau 8-9 12-14 17-20 23-27 30-35 37-44 44-54 51-64 59-75 Mũi Cà Mau – Mũi

Kiên Giang 9-10 13-15 19-22 25-30 32-39 39-49 47-59 55-70 62-82

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.2.1 Phương pháp pháp thu thập, tổng hợp số liệu, tài liệu

Tất cả những tài liệu thu thập được cần được tổng hợp, phân tích và đưa ra các nội dung, số liệu cần thiết cho bài báo cáo cuối cùng Đây là phương pháp không phức tạp nhưng đòi hỏi khả năng tổng hợp, phân tích, xử lý số liệu một cách logic và khoa học Qua đó, sử dụng hiệu quả các nguồn tài liệu từ các đợt thực địa

và tài liệu thu thập, kế thừa trong các giai đoạn trước

Bằng các phương pháp tổng hợp, xử lý, kế thừa các số liệu, tài liệu, học viên

đã tiến hành phân tích, so sánh đánh giá để xác định những đặc điểm, tính đặc trưng phù hợp với từng nội dung nghiên cứu

1.2.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa

Thực địa là khâu quan trọng, nó giúp chúng ta nắm bắt đối tượng nghiên cứu một cách sát thực nhất, để từ đó có các nhận định đúng đắn trong vấn đề nghiên cứu

Trong quá trình thực hiện luận văn, học viên đã tiến hành hai đợt khảo sát thực địa trong vùng nghiên cứu nhằm tìm hiểu về đời sống người dân, hoạt động nhân sinh của người dân trong vùng và ghi lại những quan sát của người dân từ trước tới nay về sự bồi lấp và xói lở ở cửa Tam Quan Đồng thời ghi nhận lại các vị trí các điểm bồi tụ - xói lở mạnh

Công cụ hỗ trợ quá trình điều tra, khảo sát thực địa bao gồm:

- Định vị tọa độ điểm, tuyến khảo sát và các điểm bồi tụ - xói lở mạnh bằng GPS Garmin 62 sai số ± 3 m và Garmin 72 sai số ± 5 m., hệ toạ độ sử dụng nghiên cứu là Vn2000 múi 6 và UTM zone 49

- Đo khoảng cách bằng ống ngắm khoảng cách Nikon laser 550AS và thước dây Trong đó, ống ngắm Nikon 550 AS có khoảng cách đo từ 10 đến 500 m sai số 0.5 m Thước dây được sử dụng đo khoảng cách nhỏ hơn 10 m và sai số 0.01 m

- Máy ảnh: Chụp và quay lại tư liệu phục vụ báo cáo

- Phiếu điều tra, phỏng vấn

Công việc cụ thể trong từng đợt điều tra:

 Đợt điều tra khảo sát lần thứ nhất:10/2013

Các nội dung thực hiện

-Phỏng vấn trực tiếp người dân đi tàu thuyền nhiều năm tại địa phương hoặc những vùng lân cận neo đậu tàu, thuyền tại cửa Tam Quan (có thể

là chủ tàu hoặc không) theo mẫu phiếu

-Chụp hình, quay video làm tư liệu nghiên cứu

Cách thức tiến hành: Trong đợt khảo sát học viên đã tiến hành:

- Định điểm, xác định tọa độ các điểm khảo sát

- Quan sát, chụp ảnh các điểm bị bồi lấp – xói lở mạnh

- Ra bãi đậu tàu thuyền, phỏng vấn các ngư dân vừa đi đánh bắt về

- Đi phỏng vấn các ngư dân có kinh nghiệm đi biển lâu năm theo sự giới thiệu của người dân và chính quyền địa phương

Hình 1 3 Khảo sát thực địa tại cửa Tam Quan, tỉnh Bình Định

Ảnh: Quách Thị Vân Anh, 2013

Đợt điều tra khảo sát lần thứ hai: 3/2014

Trong đợt khảo sát này học viên chủ yếu tiến hành các điều tra về môi trường khu vực nghiên cứu Để thực hiện, học viên đã tiến hành lập phiếu điều tra

về hiện trạng môi trường cũng như những hậu quả do quá trình bồi tụ - xói lở gây

ra Từ đó đưa ra những đánh giá về tác động của quá trình bồi tu – xói lở tới môi trường sống của người dân và ngược lại

Đồng thời, trong đợt thực địa này, học viên đã thu thập và ghi nhận thêm những tư liệu về quá trình bồi tụ - xói lở trong khu vực nghiên cứu, góp phần củng

cố thêm luận chứng cơ sở khoa học cho các nghiên cứu

1.2.3 Phương pháp mô hình toán

Mô hình toán (mathematical model) là sự biểu diễn bằng toán học một tình huống hay đối tượng thực tế, đảm bảo độ tin cậy trong xác lập bản chất của tình huống hay đối tượng đó, đồng thời việc nghiên cứu được tiến hành dễ dàng hơn so với trực tiếp trên các đối tượng thực Trước đây, việc nghiên cứu biến động bờ biển

được dựa chủ yếu vào kinh nghiệm thu được từ các trường hợp tương tự đã diễn ra trong quá khứ và các kết quả thu được từ thí nghiệm mô hình thuỷ lực Tuy nhiên,

mô hình này chưa thật sự hiệu quả mà còn đòi hỏi chi phí tốn kém, mất rất nhiều thời gian và công sức để thực hiện

Những thiếu sót của các phương pháp trên từ lâu đã được nhận thấy và cùng với sự phát triển của máy tính điện tử, phương pháp mô hình toán đã và đang thay thế các phương pháp truyền thống này Việc áp dụng mô hình toán ngày nay lại càng được đẩy mạnh trước những đòi hỏi cao về độ chính xác trong dự báo sự biến đổi của đường bờ biển dưới ảnh hưởng của các hoạt động nhân sinh

Trong nghiên cứu biến động đường bờ biển, dựa vào đối tượng và phương pháp mô hình hoá, các mô hình toán được chia thành 2 nhóm: mô hình đường (line model) hay mô hình đường bờ và mô hình 3 chiều Hai nhóm mô hình này đều có các ưu nhược điểm riêng Các mô hình đường được sử dụng nhiều trong thực tế, tương đối đơn giản, dễ áp dụng cho nhiều trường hợp thực tế, không đòi hỏi nhiều thời gian tính toán Tuy nhiên, mô hình đường không dự báo được sự biến đổi của địa hình đáy Mô hình ba chiều khắc phục được nhược điểm này nhưng đòi hỏi nhiều thời gian tính toán và còn ít được kiểm chứng bằng thực tế Do vậy mô hình

ba chiều chỉ được áp dụng cho các trường hợp có khoảng không gian và thời gian

M« h×nh 2 ®-êng

M« h×nh lín (macro)

Quy m« thêi gian

Đến nay, các mô hình toán đã được ứng dụng ở nhiều khâu khác nhau, giải quyết các vấn đề liên quan đến biến động đường bờ Trong những trường hợp này, khi tính toán định lượng, các mô hình toán phân tích biến động đường bờ chủ yếu

xử lý các biến trạng thái và không thể đề cập đầy đủ được tất cả các yếu tố tác động cũng như sự tương tác giữa các yếu tố Vì vậy, để mô hình hoá đầy đủ diễn biến của

hệ thống, nhiều mô hình toán giải quyết các vấn đề khác nhau đã được học viên áp dụng (bảng 1.2)

Bảng 1 2 Các mô hình toán sử dụng trong luận văn

1 Mô hình tổng quát tính cán cân bồi tích Đỗ Minh Đức, 2004

3 Biến động đường bờ do dâng cao mực

1.2.4 Phương pháp phân tích tài liệu bản đồ và hệ thống thông tin GIS

Phương pháp hệ thông tin địa lý (Geographic information system - GIS) được sử dụng xác định biến động đường bờ biển bằng cách chồng chập các lớp thông tin Hình vệ tinh và bản đồ địa hình ở các khoảng thời gian khác nhau, nhằm xác định vị trí bờ biển trong quá khứ và sự biến đổi địa hình theo không gian và thời gian

Phương pháp viễn thám và GIS là phương pháp hữu ích trong nghiên cứu, đánh giá hiện trạng và dự báo biến động môi trường, trong đó rất có ý nghĩa đối với nghiên cứu xói lở - bồi tụ đới ven biển Các thế hệ ảnh vệ tinh, ảnh máy bay được chụp và các hệ thống bản đồ đo vẽ trong các thời gian khác nhau là cơ sở quan trọng trong công tác nghiên cứu Đặc trưng của GIS có khả năng lưu trữ và xử lý một tập hợp lớn lượng thông tin không gian và thuộc tính của nó, tập hợp thông tin

từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau về nội dung, định dạng, lưới chiếu, tỷ lệ, khả năng chồng chập tạo nên một cơ sở dữ liệu thống nhất và sử dụng chúng dễ dàng

Trong quá trình thực hiện luận văn, học viên đã sử dụng công cụ GIS rất nhiều trong quá trình phân tích biến động đường bờ nhằm phân tích đặc điểm bồi tụ

- xói lở khu vực nghiên cứu

Chương 2 – CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH BỒI TỤ - XÓI

LỞ KHU VỰC CỬA TAM QUAN

2.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

2.1.1 Vị trí địa lý

Bình Định là một trong năm tỉnh, thành phố ở khu vực duyên hải Nam Trung

bộ, nằm trong vùng kinh tế trọng điểm miền Trung Bình Định là tỉnh có tiềm năng kinh tế biển với chiều dài bờ biển 134 km, vùng lãnh hải 2.500 km2, vùng đặc quyền kinh tế 40.000 km2 Có các cảng cá Nhơn Châu, Quy Nhơn, Tam Quan, Đề

Gi và khu trú đậu tàu thuyền Tam Quan

Khu vực nghiên cứu thuộc xã Tam Quan Bắc Xã Tam Quan Bắc có ranh giới hành chính là phía Bắc giáp huyện Đức Phổ (tỉnh Quảng Ngãi), phía Nam giáp

xã Tam Quan Nam, xã Hoài Hảo (tỉnh Bình Định), phía Tây giáp xã Hoài Phú, xã Hoài Châu, xã Hoài Châu Bắc (tỉnh Bình Định), và phía Đông giáp biển Đông

Khu vực nghiên cứu bao gồm 2 phần chính Thứ nhất, phần đất liền, có diện tích khoảng 20 km2 với trung tâm là cửa Tam Quan, kéo dài về 2 phía Bắc, Nam mỗi chiều khoảng 5 km, sâu về phía đất liền 2 km Phần biển, được tính ra tới độ sâu -20m nước ứng với chiều dài theo đường bờ biển của khu vực nghiên cứu Trong đó, luận văn tập trung phân tích chính ở trung tâm cửa Tam Quan và bờ phía Nam cửa Cửa Tam Quan là cửa sông chính - là cửa ra vào chính của khá nhiều tàu thuyền đánh bắt cá trong khu vực, phía trong là khu neo đậu, tránh, trú bão của tàu thuyền của tỉnh Bình Định cũng như của khu vực lân cận

Khu neo đậu tàu thuyền tránh trú bão cho tàu cá Tam Quan - Bình Định được xây dựng tại đoạn cửa sông Tam Quan từ cầu Thiện Chánh đến sát đồn biên phòng Tam Quan thuộc xã Tam Quan Bắc - huyện Hoài Nhơn - tỉnh Bình Định có vị trí địa lý (109°03’54” kinh Đông đến 109°03’54” kinh Đông và 14°34’36” vĩ Bắc đến 14°34’36” vĩ Bắc)

Hình 2 1 Khu vực nghiên cứu cửa Tam Quan, tỉnh Bình Định

(Nguồn: Google map, 2014)

Vụng Tam Quan có diện tích khoảng 300.000 m2 (tương đương với 30 ha), nối với biển Đông qua cửa Tam Quan rất hẹp với chiều rộng cửa khoảng 150 m Phía Đông Bắc của Tam Quan có núi Trường Xuân che chắn hướng gió mùa Đông Bắc, và phía Tây là dải bờ cát ven biển

Hình 2 2 Hoạt động và neo đậu tàu thuyền trong cửa Tam Quan

(Ảnh: Quách Thị Vân Anh, 2013)

-20 m

5 km

2 km

2.1.2 Địa hình, địa mạo

Vùng nghiên cứu nằm trong khu vực thấp ven biển phía Đông Bắc huyện Hoài Nhơn, thuộc vùng hạ du lưu vực hạ lưu sông Tam Quan, Trường Xuân Theo các tài liệu nghiên cứu, phân tích bản đồ và khảo sát thực địa thực tế cho thấy: Địa hình trong vùng nghiên cứu bao gồm các dạng chính sau:

Địa hình tích tụ nguồn gốc biển: Địa hình này chiếm diện tích khá lớn, phân

bố thành từng dải, kéo dài theo hướng á kinh, chủ yếu ven bở biển phía bắc cửa Tam Quan dọc thung lũng giữa các dãy núi cao, một phần nhỏ phân bố phía tây nam cửa Tam Quan

Địa hình tích tụ nguồn gốc sông: Địa hình này phân bố chủ yếu dọc theo hệ

thống sông trong vùng, chúng phân bố trên diện tích khá rộng ở phía tây, tây nam cửa Tam Quan thuộc địa hình thấp phân bố lân cận hệ thống sông hiện tại bao gồm tướng bãi bồi và tướng lòng sông

Địa hình tích tụ sông- biển- đầm lầy: Địa hình này khá phổ biến, chiếm phần

lớn diện tích khu vực đồng bằng phía nam cửa Tam Quan Các thành tạo này có địa hình cao hơn và phân bố hai bên trầm tích sông, có liên hệ mật thiết với tướng lòng sông, thường có địa hình cao hơn phân bố hai bên sông

Địa hình tích tụ nguồn gốc biển- gió: Đặc điểm địa mạo rõ nét của dạng địa

hình này là các cồn cát, đê đụn cát nhấp nhô trên bề mặt địa hinh Chúng phân bố gần bờ biển hiện đại và song song với đường bờ, phân bố rộng rãi ven bờ phía bắc

và nam cửa Tam Quan Nguồn gốc do biển nhưng dạng địa hình tồn tại lại chịu ảnh hưởng nhiều của gió, tác nhân gió tác động tạo thành những nét đặc trưng của trầm tích gió ven biển Phần địa hình thấp ven bờ chịu Ảnh hưởng của sóng biển, thuỷ triều nên có dạng địa hình thoải dần ra phía biển

Địa hình đường bờ vùng nghiên cứu có sự khác biệt giữa khu vực phía Bắc

và phía Nam cửa Tam Quan và bị phân chia bởi cửa sông Tam Quan, núi Trường Xuân

Phía Bắc cửa Tam Quan, đường bờ có hướng Đông Bắc - Tây Nam được cấu tạo thành do các doi cát và giới hạn bởi núi Trường Xuân Vật liệu trầm tích được đưa ra từ các của sông Sa Huỳnh được vận chuyển nhờ dòng chảy ven bờ có hướng Đông Bắc - Tây Nam về phía cửa Quan

Hình 2 3 Mặt cắt địa hình đáy biển phía Bắc cửa Tam Quan

Phía Nam cửa Tam Quan, đường bờ biển có dạng cánh cung lõm về phía Tây Địa hình bãi triều trong khu vực nghiên cứu khá dốc, chiều rộng bãi triều khoảng 70 - 80 m Trong khu vực không tồn tại các lạch triều tự nhiên nào Nhìn chung địa hình đáy biển khu vực nghiên cứu dốc dần theo hướng Đông Bắc - Tây Nam đối với bờ phía Bắc, một phần cuối bờ phía Nam cửa và theo hướng Tây Bắc - Đông Nam đối với đoạn bờ phía Nam gần kè mỏ hàn

Hình 2 4 Mặt cắt địa hình đáy biển mũi Kim Bông

Trên mặt cắt địa hình đáy biển có thể nhận thấy các đường đẳng sâu tại vùng biển Vĩnh Tuy và vùng biển Tam Quan có xu thế phân bố sát nhau hơn tại độ sâu từ

độ sâu +2 đến -3 m, sau đó mật độ phân bố đường đẳng sâu này giảm dần theo chiều sâu (Hình 2.3) Tại khu vực trước mũi Kim Bông, đường đẳng sâu này có mật

độ cao nhất ở khoảng độ sâu -1 đến -6 m, tương ứng với độ dốc ở đây là lớn nhất (Hình 2.4) Tại khu vực trước cửa ra vào luồng Tam Quan và 500 m bờ Tam Quan Bắc (bờ phía Nam kè), đường đẳng sâu có mật độ thấp nên địa hình thoải (hình 2.5

và 2.6)

Hình 2 5 Mặt cắt địa hình đáy biển phía Nam kè Tam Quan

Hình 2 6 Mặt cắt địa hình đáy biển phía Nam cửa Tam Quan

Như vậy, địa hình ven bờ vụng Tam Quan, có thể khái quát: trừ một số phần nhỏ thuộc núi Trường Xuân bờ biển dạng cứng, đã cố kết, còn lại hầu hết dạng mềm, chưa cố kết Điều này nói lên rằng hiện tượng bồi xói hoàn toàn có thể xảy ra

ở đây

2.1.3 Địa chất

Đặc điểm địa chất, địa mạo có ảnh hưởng không nhỏ tới quá trình bồi tụ - xói

lở khu vực nghiên cứu và có thể chia ra thành các nhóm như sau:

Đặc điểm cấu trúc địa chất

Yếu tố cấu trúc địa chất của vùng nghiên cứu có ảnh hưởng đến hệ thống sông suối, hướng chảy, độ dốc, đặc điểm chắn sóng Đặc biệt các hoạt động tân kiến