Untitled TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ K1 2016 Trang 59 Xói lở bờ biển gò Công Đông – Tiền Giang Bùi Trọng Vinh Bộ môn Tài nguyên Trái Đất và Môi Trường, Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu Kh[.]
TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 19, SỐ K1- 2016 Xói lở bờ biển gị Cơng Đơng – Tiền Giang Bùi Trọng Vinh Bộ môn Tài nguyên Trái Đất Môi Trường, Khoa Kỹ thuật Địa chất Dầu Khí, Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG -HCM (Bài nhận ngày 10 tháng năm 2015; hoàn chỉnh sửa chữa ngày 15 tháng 10 năm 2015) TÓM TẮT Rừng ngập mặn hệ thống đê biển đóng vai trị quan trọng việc bảo vệ người dân sống vùng đất thấp đới bờ biển Đới bờ biển Gò Cơng Đơng nằm phía Đơng tỉnh Tiền Giang phải đối mặt với q trình xói lở nước dâng bão nghiêm trọng vào mùa gió Đơng Bắc Để tìm hiểu q trình xói lở khu vực này, ảnh vệ tinh phân tích từ năm 1991 đến 2014 Các mẫu trầm tích, mẫu nước biển ven bờ thu thập phân tích nhằm tìm kiếm nguyên nhân gây xói lở khu vực Các kết phân tích ảnh vệ tinh cho thấy bờ biển Gị Cơng Đơng (từ Vàm Láng đến Tân Thành) bị xói lở nghiêm trọng với tốc độ xói từ 10-15 m/năm Các kết mơ hình số cho thấy ngun nhân gây xói lở điều kiện tự nhiên sóng gió, dịng chảy thuỷ triều vào mùa gió Đơng Bắc Chiều cao sóng vào thời kỳ dao động lớn từ 0,7 đến 0,8 m; ngược lại, vào mùa gió Tây Nam, chiều cao sóng thấp khoảng 0,2 đến 0,3 m Tốc độ biến đổi khu vực Vàm Láng – Kiểng Phước dự báo bị xói lở nhanh chóng Sự xuất hàm lượng As cao trầm tích dọc bờ làm giảm phát triển ngập mặn gây xói lở bờ biển khu vực Từ khố: xói lở, bờ biển, Gị Cơng Đơng, ảnh vệ tinh, mơ hình số, ngập mặn, trầm tích, sóng, dịng chảy MỞ ĐẦU Gị Cơng Đơng huyện dun hải phía Đơng tỉnh Tiền Giang, với đường bờ biển dài 32km tính từ cửa Soài Rạp đến cửa Tiểu Và rừng ngập mặn ven biển yếu tố quan trọng huyện, với 2065 rừng phòng hộ lànguồn dự trữ sinh nơi trú ẩn, sinh sôi 300 giống loài thủy sản, tuyến bảo vệ sản xuất sốngnhân dân địa phương Tuy nhiên, nhiều năm qua tình trạng rừng ngập mặn chết bị xâm thực mãnh liệt bờ biển Gị Cơng Đông diễn ngày nghiêm trọng nhiều lý do, như: hậu tàn phá chất độc dioxin chiến tranh (19691972); chặt phá rừng phục vụ cho nông nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản, hoạt động kinh tế người dân Bờ biển Gị Cơng Đơng có hướng Bắc Nam, nên hàng năm phải đón chịu thiệt hại sóng gió Hậu rừng ngập mặn phòng hộ ven biển nơi ngày mỏng dần, biến hồn tồn, đe doạ đến sống người loài thuỷ sinh Chính quyền địa phương có chiến lược trồng lại rừng không thành công Trang 59 SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol 19, No.K1- 2016 Cửa Soài hành phân tích bờ biển sử dụng DSAS 4.3 (Digital Shoreline Analysis System) để đảm bảo kết thống kê có tính xác cao Rạp Go Cong Dong Cửa Tiêu Hình 13 Vị trí khu vực nghiên cứu PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Khảo sát thực địa – lấy mẫu Hình Vị trí lấy mẫu nước trầm tích ven bờ Khảo sát thực địa khu vực dọc bờ biển huyện Gị Cơng Đơng, tỉnh Tiền Giang để xác định trạng đường bờ rừng ngập mặn Đồng thời lấy mẫu trầm tích để xác định vật liệu cấu tạo bờ lấy mẫu nước ven bờ để kiểm tra chất lượng môi trường nước khu vực nghiên cứu ứng với hai mùa đặc trưng, cụ thể 20/7/2014; 18&19/9/2014 (mùa mưa); 6&7/12/2014; 10/01/2015 08/3/2015 (mùa khơ) Các vị trí lấy mẫu phân bố hình 2.2 Viễn thám & GIS Phương pháp viễn thám GIS sử dụng để xác định biến động đường bờ, tốc độ bồi xói đới bời khu vực Gị Cơng Các ảnh viễn thám sử dụng nghiên cứu USGS cung cấp (Bảng 1) Để đạt hiệu việc xác định ranh giới mực nước đất, tổ hợp màu giả kênh kênh thành lập theo công thức (1) (Deguchi nnk,2005) TM5-2= B5 B2 B5 B2 (1) Để đánh giá cách định lượng tốc độ biến động đường bờ, tác giả tiến Trang 60 Bảng Dữ liệu ảnh viễn thám sử dụng STT Ngày chụp Loại liệu 22/11/1991 Landsat 4-5 TM 24/03/1996 Landsat 4-5 TM 19/09/2000 Landsat 4-5 TM 17/12/2006 Landsat 4-5 TM 18/05/2010 Landsat 4-5 TM 02/01/2014 Landsat 13/03/2015 Landsat Vị trí ảnh Độ phân giải 125/053 30m x 30m 2.3 Mơ hình số Các module phần mềm MIKE 21/3 sử dụng nghiên cứu Cụ thể module tính tốn thủy lực (MIKE 21 HD), module vận chuyển cát khơng dính kết (MIKE 21 ST), module tính tốn lan truyền sóng (MIKE 21SW) để đánh giá đặc trưng dịng chảy, sóng tác động đặc trưng lên trình xói lở đới đới bờ Gị Cơng Đơng Các phương trình mơ hình dựa định luật bảo toàn khối lượng định luật bảo tồn động lượng q trình biến đổi mực nước dòng chảy ven bờ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 19, SỐ K1- 2016 3.1 Diễn biến đường bờ Gị Cơng từ năm 1991 đến Dựa vào biến cố xảy khu vực nghiên cứu thời gian ảnh vệ tinh thu thập, diễn biến hình thái đường bờ biển Gị Cơng chia thành ba giai đoạn dựa thay đổi điều kiện tự nhiên ảnh hưởng người bao gồm 1991 – 2000; 2000 – 2010; 2010 – 2015 3.1.1 Giai đoạn 1991 – 2000 Trong giai đoạn này, tốc độ xói lở trung bình 11m/năm., cao 28m/năm vị trí giáp ranh xã Tân Thành xã Tân Điền Dải rừng phòng hộ giai đoạn gần khơng cịn vị trí xói lở nghiêm trọng, làm cho để biển phải chống chọi trực tiếp với sức tàn phá sóng biển Hình thể tốc độ diễn biến hình thái đường bờ thập kỷ Vam Lang Kieng Phuoc Tan Dien Bên cạnh điểm xói lở trên, có bồi tụ nhẹ Vàm Láng đoạn nhỏ gần Cửa Tiểu thuộc xã Tân Thành, với tốc độ bồi tụ 5m/năm Trong giai đoạn này, cơng trình bảo vệ bờ chưa xây dựng bờ biển Gị Cơng, thêm vào bão Linda (1997) góp phần gây xói lở nghiêm trọng khu vực 3.1.2 Giai đoạn 2000 – 2010 Trong giai đoạn từ năm 2000 đến năm 2010, mức độ xói lở cao thể hình với tốc độ trung bình 10,2m/năm Tuy nhiên khu vực Cửa Tiểu (mặt cắt C-D) lại có xu hướng bồi tụ với tốc độ cao lên đến 15,1m/năm.Trong giai đoạn này, tác động cong người rõ rệt khu vực Gị Cơng Đơng với mật độ dân cư cao hơn.Các cơng trình bảo vệ kè biển đê chắn sóng xây dựng giai đoạn Tan Thanh Hình Tốc độ xói lở bờ biển Gị Cơng Đơng giai đoạn 1991-2000 Vam Lang Tan Thanh Kieng Phuoc Tan Dien C D Hình Tốc độ xói lở bờ biển Gị Cơng Đơng giai đoạn 2000-2010 Trang 61 SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol 19, No.K1- 2016 Vam Lang Kieng Phuoc Tan Dien Tan Thanh Hình Tốc độ xói lở bờ biển Gị Cơng Đơng giai đoạn 2010-2015 3.1.3 Giai đoạn 2010 – 2015 Hiện tượng xói lở với tốc độ nhanh liên tục quan trắc khu vực bờ biển Gị Cơng giai đoạn 2010 đến 2015 với tốc độ phổ biến từ 10m/năm đến 26m/năm Dọc bờ biển Gị Cơng, khu vực Vàm Láng, Kiểng Phước, Tân Điền Tân Thành xảy tượng xói lở mạnh mẽ gây suy thái nghiêm trọng hệ thống rừng ngập mặn khu vực ven biển Hình cho thấy xói lở nghiêm trọng diễn khu vực Kiểng Phước Tân Điền 3.2 Yếu tố gây xói lở 3.2.1 Vật liệu cấu tạo bờ hướng bờ Theo kết phân tích thành phần hạt (Bảng 2) cho thấy đoạn từ đê xung yếu đến bãi biển Tân Thành, thành phần trầm tích chủ yếu cát mịn chiếm 62 – 84% Với cấu tạo địa chất bùn sét yếu (c, φ nhỏ), cần động lực vừa phải sóng gió đủ phá vỡ kết cấu bề mặt bờ Nếu thảm thực vật phủ bề mặt khơng có hay thưa thớt lớp đất chịu tác động trực tiếp sóng gió dễ dàng bị phá vỡ Do thành phần hạt mịn nên phần lớn vật liệu bờ sau bị phá vỡ chuyển thành bùn cát lơ lửng, dễ dàng bị sóng dòng chảy ven bờ chuyển nơi khác Vào mùa gió chướng, từ tháng 11 đến tháng năm sau, gió thổi theo hướng Đơng Bắc chủ yếu, cho thấy đường bờ Gị Cơng Đơng có phương gần trực diện với hướng gió Trang 62 nên q trình xói lở diễn mạnh Đây điều kiện bất lợi cho phát triển sinh sôi ngập mặn Qua khảo sát, khu vực xói lở, lớp bùn sét bề mặt khơng cịn, thay vào lớp cát bùn lẫn vỏ sị với bề dày 0,5m 3.2.2 Hoạt động sóng Qua kết tính tốn mơ hình cho phương án đề ra, nhận thấy rằng, ứng với gió Đơng Bắc, trường sóng có hướng đến gần trực diện với đường bờ luồng sóng tập trung vị trí xói lở ngồi thực tế (đoạn đê xung yếu thuộc xã Tân Thành – Tân Điền phía Nam xã Kiểng Phước); ứng với gió Tây Nam trường sóng có hướng đến lại gần song song với bờ Điều cho thấy, sóng gió Đơng Bắc có tác động mạnh mẽ, mang khả xói lở lên đường bờ khu vực khảo sát Cũng tương tự hướng đến sóng, chiều cao sóng có nghĩa gió Đơng Bắc cao hẳn so với sóng mùa gió Tây Nam Vào mùa gió Đơng Bắc, ứng với cấp gió cấp 7, hướng gió Đơng Bắc (NE) gây sóng ven bờ có chiều cao trung bình khoảng 0,7 – 0,8m, cao lên đến 1,2m Trong đó, sóng ven bờ ứng với gió Tây Nam có cấp gió cấp chiều cao sóng thấp, trung bình 0,2 – 0,3m, cao đạt 0,3 – 0,4m, thấp nhiều so với thời điểm gió mùa Đơng Bắc TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 19, SỐ K1- 2016 Bảng Thành phần hạt mẫu trầm tích ven bờ Thành phần hạt (%) 0.3 0.050.01 0.010.005 =5 Trang 69 ... Dọc bờ biển Gò Công, khu vực Vàm Láng, Kiểng Phước, Tân Điền Tân Thành xảy tượng xói lở mạnh mẽ gây suy thái nghiêm trọng hệ thống rừng ngập mặn khu vực ven biển Hình cho thấy xói lở nghiêm trọng. .. đường bờ biển Gị Cơng Đơng qua giai đoạn từ năm 1991 đến phân tích đánh giá Q trình xói lở xảy suốt chiều dài đường bờ biển, với tốc độ xói lở trung bình 10-15m/năm, khiến cho đường bờ biển ngày... Dien Tan Thanh Hình Tốc độ xói lở bờ biển Gị Công Đông giai đoạn 2010-2015 3.1.3 Giai đoạn 2010 – 2015 Hiện tượng xói lở với tốc độ nhanh liên tục quan trắc khu vực bờ biển Gị Cơng giai đoạn 2010