Nghiên cứu ứng dụng công nghệ 3s (RS GIS GPS) trong giám sát và cảnh báo tai biến địa môi trường

Trong hội nghị hàng năm về áp dụng tổ hợp 3S để cảnh báo và phản ứng nhanh với các tai biến địa môi trường 2005 Lusiana, America đã chỉ rõ ưu diểm và khả năng của tổ hợp 3S trong giám sá

VIỆN ĐỊA CHẤT VÀ ĐỊA VẬT LÝ BIỂN

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 3S (RS-GIS-GPS)

TRONG GIÁM SÁT VÀ CẢNH BÁO TAI BIẾN

ĐỊA MÔI TRƯỜNG

CNĐT: ĐỖ HUY CƯỜNG

8106

HÀ NỘI – 2009

Mở đầu

Từ những năm 90, các nhà khoa học của Đại học Vũ Hán Trung Quốc đã

và đang thực hiện nhiều chương trình quốc gia về vấn đề giám trắc và cảnh báo các tai biến địa môi trường dựa vào các công nghệ giám trắc từ không gian trên cơ sở tổ hợp công nghệ 3S đó là viễn thám (RS), hệ thống thông tin địa lý (GIS)

và hệ thống định vị toàn cầu (GPS) (WHUJ - LIESMART) Họ đã thiết lập được

hệ thống xử lý dữ liệu cập nhật động rất hiệu quả, và đã đưa ra được các biện pháp phòng chống rất hữu hiệu cho các cơ quan chức năng của Nhà nước Điển hình là các giải pháp tổng thể về dự báo lũ lụt tại trung lưu và hạ lưu sông Trường Giang (Chang Jiang, ROE-2004); dự báo trượt lở đất tại các khu vực miền Tây (Xi Bu Kai Fa, ROCJE-2005); giám sát và phòng chống sa mạc hoá tại thượng lưu sông Hoàng Hà (Hoang He, ROHE-2004); dự báo sự biến động mực nước tại các con sông lớn (CJHJ-2004); giám sát và dự báo xói lở bờ biển ( Zhang W Q 2004); các giải pháp di dân, cải tạo đất, cải canh tại các vùng hạn hán (Xi Bu Kai Fa – ROCJE – 2004), v.v Và gần đây là nghiên cứu, giám sát tai biến, cứu hộ tại khu vực Văn Xuyên thuộc Huyện Tứ Xuyên Trung Quốc trong trận động đất năm 2008

Hai nước Việt Nam và Trung Quốc có chung đường biên giới trên lãnh thổ và lãnh hải Điều kiện địa chất, địa lý tự nhiên, tai biến môi trường có tính tương đồng và có quan hệ tương hỗ chặt chẽ Khu vực đồng bằng ven biển phía bắc Việt Nam và phía nam Trung Quốc đều chịu ảnh hưởng chung của chế độ khí hậu, gió mùa, chế độ động lực biển và vành đai bão nhiệt đới khu vực Tây Thái Bình Dương Do đó, các dạng tai biến địa môi trường xảy ra đều có nguồn gốc khá tương đồng

Các nhà khoa học Trung Quốc đã ứng dụng tổ hợp 3S để giải quyết hiệu quả và thành công các vấn đề liên quan đến tai biến thiên nhiên và địa môi trường Việc hợp tác nghiên cứu khoa học và công nghệ với Trung Quốc sẽ giúp chúng ta học tập được nhiều kinh nghiệm từ phía bạn, đồng thời cũng là cơ hội để các nhà khoa học Việt Nam nắm bắt được một hệ thống công nghệ tối ưu,

và phương pháp giải quyết tổng thể vấn đề giám sát và nghiên cứu dự báo các tai biến địa môi trường ở nước ta Dựa vào các loại hình tai biến đang ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường dân sinh và phát triển kinh tế của khu vực đồng bằng ven biển Chúng tôi đã lựa chọn 2 dạng tai biến để nghiên cứu triển khai là ngập lụt và xói lở bờ biển

Đề tài được xây dựng trên cơ sở bản ghi nhớ về hợp tác nghiên cứu khoa học và công nghệ, ký năm 2005, giữa Viện Địa Chất & Địa Vật Lý biển ( thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) với Viện công nghệ Viễn thám & GEOMATCS (thuộc đại học tổng hợp Vũ Hán, Trung Quốc), và được đưa vào “ Nghị định thư về hợp tác khoa học và công nghệ giữa Việt Nam và Trung Quốc” từ năm 2005 Năm 2006 Bộ Khoa học và Công nghệ và Viện Khoa học

và Công nghệ Việt Nam tiến hành các thủ tục khoa học và pháp lý để thực hiện

đề tài, và quyết định thực hiện đề tài trong thời gian 2 năm từ tháng 6 năm 2007

Trong quá trình thực hiện, đề tài đã nhận được sự ủng hộ toàn diện của các

Vụ và Ban quản lý thuộc Bộ Khoa học Công nghệ, Viện Khoa học và Công nghệ

Việt Nam và Viện Địa chất và Địa vật lý biển, cũng như Sở Khoa học Công nghệ các tỉnh Nghệ An và Thanh Hoá

Mặc dù tập thể cán bộ thực hiện đề tài đã có nhiều cố gắng để đề tài đạt kết quả tốt nhất, nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót Chúng tôi mong nhận được các ý kiến đóng góp của các chuyên gia trong ngành

Tập thể cán bộ thực hiện đề tài trân trọng cảm ơn những sự giúp đỡ để đề tài thành công

Chương 1 Tình hình, phương pháp và Nội dung nghiên cứu

1.1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu ngập lụt và xói lở bờ biển khu vực Thanh Hoá và Nghệ An

1 1.1 Tình hình nghiên cứu ở trong nước

Tại Việt Nam, các nhà khoa học trong lĩnh vực RS – GIS - GPS đã triển khai các nghiên cứu và ứng dụng có hiệu quả các thành tựu KHCN của thế giới vào điều kiện cụ thể của Việt Nam Các cơ quan đang có những nghiên cứu thành công và ứng dụng có hiệu quả trong lĩnh vực này có thể kể đến các cơ quan như thuộc Viện KH&CN Việt Nam như: Viện Vật lý, Viện Địa Chất, Viện

Địa Lý, Viện Địa chất và Địa vật lý biển, Viện Cơ học; thuộc Bộ tài nguyên và môi trường như: Tổng cục Địa chính, Viện nghiên cứu Địa chính, Trung tâm

Viễn Thám, Trung tâm khí tượng biển, v.v.; thuộc Đại học Quốc gia như: Trung tâm Viễn thám và GIS v.v

Chúng ta đã tận dụng được ưu điểm của từng phương pháp trong công nghệ 3S, đó là ảnh viễn thám RS có diện tích bao phủ rộng, không bị ngăn cách bởi các biên giới quốc gia Khả năng thu thập các số liệu phong phú từ đa phổ, siêu phổ Từ viễn thám chủ động đến viễn thám bị động Có thể phân tích nhiều yếu

tố địa môi trường trên một vùng rộng lớn mà các phương pháp khác không thực hiện được Phương pháp GIS quản lý thông tin theo toạ độ và thuộc tính, cho phép xử lý tích hợp nhiều lớp thông tin theo các kịch bản đã có Phương pháp GPS cho phép xác định nhanh và chính xác toạ độ của các điểm quan sát ngoài thực địa, thiết lập mạng lưới các điểm chuẩn toạ độ làm cơ sở chuẩn hoá và hiệu chỉnh hình học ảnh viễn thám các loại

Cho đến nay, hiện có rất ít các công trình nghiên cứu nào của các nhà khoa học trong nước công bố trên các tạp chí, hội nghị hội thảo hoặc thông báo khoa học trong và ngoài nước về ứng dụng công nghệ 3S trong giám sát và cảnh báo nhanh các tai biến địa môi trường Khó khăn gặp phải khi triển khai các nhiệm

vụ khoa học thuộc lĩnh vực 3S tại Việt Nam do những nguyên nhân sau: chúng ta không có nhiều các kết quả nghiên cứu cơ bản theo các chuyên đề có liên quan

đến tổ hợp 3S; không được cung cấp đủ kinh phí để thu thập số liệu ảnh viễn thám một cách đầy đủ và chính xác theo yêu cầu nghiên cứu đặt ra; chúng ta chưa tập trung được tiềm lực khoa học tổng hợp của các nhà KH đang nghiên cứu các vấn đề liên quan đến công nghệ 3S; phương pháp luận cũng như kinh nghiệm triển khai công nghệ này còn nhiều hạn chế

Nghiên cứu các dạng tai biến tự nhiên như ngập lụt và xói lở bờ biển đã

được tiến hành tương đối sớm và có hệ thống Các nghiên cứu khoa học và đánh giá tổng thể về tai biến tự nhiên có thể thấy được qua các kết quả đề tài nghiên cứu của Lê Đức An năm 1991 [11]; Trần Trọng Huệ năm 2001 [7]; Lê Duy Bách năm 1995, 1999 [12,13,14,15]; Nguyễn Thế Tiệp, Nguyễn Tứ Dần năm

2001[28]; Nguyễn Văn Cư [30]; Nguyễn Địch Dỹ năm 1995 [22,23] Các nghiên cứu về xói lở bồi tụ cử sông ven biển của Lê Xuân Hồng năm 1991, 1994,1996, 1997 [16,17,18,19] ; Hoa Mạnh Hùng năm 1991 [8]; Trần Minh Quang năm 1991 [34] Các nghiên cứu về lũ và ngập lụt có thể kể đến các báo cáo thống kê và công trình nghiên cứu tiêu biểu như các tài liệu về các hội thảo khoa học về phòng tránh ngập lụt, lũ quét tại Nghệ An và Thanh Hoá [1,2,3,4,5,6] Các công trình nghiên cứu của các tác giả Lê Duy Bách, Ngô Gia Thắng [12,13]; Nguyễn Tứ Dần năm 2001[]; Trần Đức Hải năm 1986 [32]; Trần Văn Tư năm 2000 [35]; La Văn Xuân năm 1996 [9]

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài

áp dụng tổ hợp các phương pháp 3S (RS-GIS-GPS) trong giám sát các tai biến địa môi trường đang được ứng dụng rộng rãi ở các nước phát triển, đạt được nhiều thành tựu trong lĩnh vực này là các nước như Mỹ, Ca Na Đa, Pháp, Đức, Nhật Bản, Trung Quốc v.v Trong hội nghị hàng năm về áp dụng tổ hợp 3S để cảnh báo và phản ứng nhanh với các tai biến địa môi trường (2005 Lusiana, America) đã chỉ rõ ưu diểm và khả năng của tổ hợp 3S trong giám sát, cảnh báo nhanh các tai biến tự môi trường nhiên như hạn hán (Ackerman S., 2002), đánh giá tích hợp sự biến động hệ sinh thái lớp phủ (Menzel P.,2003), giám sát và dự báo sự biến động đường bờ vùng của sông và ven biển (Strabala K , Frey R., 2005), nghiên cứu mô hình giám sát và phản ứng nhanh khi xảy ra ngập lụt (Moeller C., 2005)

Các vệ tinh mới được đưa lên quỹ đạo có khả năng cung cấp ảnh có khả năng cung cấp ảnh giám sát địa môi trường ngày càng chi tiết về phương diện phân giải không gian, thời gian lặp và số lượng các kênh quang phổ (Gumley L, 2003) Các ảnh viễn thám của các sensor mới như, số lượng kênh phổ biến đổi

từ vài kênh (đa phổ) cho đến trên vài chục kênh (siêu phổ) Các phương pháp phân tích và xử lý mới yêu cầu có độ chính xác cao hơn vì độ phân giải mặt đất cũng tăng đáng kể ( từ 1km đến 1m) Do đó, tham số xử lý các ảnh vệ tinh mới cũng có nhiều thay đổi

Các phương pháp xử lý mới nhằm nâng cao độ chính xác của các số liêu GPS thu được luôn được các nhà khoa học quan tâm Các phương pháp GPS tuyệt đối thường được kết hợp với GPS tương đối nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng của hệ thống các điểm toạ độ chuẩn GPS (Baum B, 2004)

Hệ thống thông tin địa lý với khả năng quản lý, cập nhật, phân tích tích hợp các lớp thông tin môi trường (Seeman S W , 2001)

Các thông tin 3S được xử lý theo phương thức độc lập, tổ hợp 2 hệ thống

và tổ hợp 3S (Zhang Li, 2005)

Trong 15 năm trở lại đây, Trung Quốc đang phải đối mặt với các tai biến

địa môi trường rất khắc nghiệt Các thảm họa môi trường này đến với người dân Trung Quốc theo cả hai hướng chủ quan và khách quan (Li Deng, CGHC -2004) Nguyên nhân chủ quan, đó là môi trường thiên nhiên bị tàn phá do Chính phủ chỉ

lo đẩy mạnh phát triển kinh tế mà không chú ý đúng mức đến công tác bảo vệ môi trường và phát triển bền vững Nguyên nhân khách quan đó là hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu đang diễn ra, các chu kỳ hàng năm của Elnino và Lanina đã tạo cho các yếu tố khí tượng thủy văn biến đổi ngày càng dữ dội và có diễn biến bất thường, ngoài ra còn có các dạng tai biến địa môi trường khác như hạn hán, lụt lội, trượt lở đất, xói lở bờ biển, động đất, sóng thần, v.v… Các dạng tai biến môi trường xảy ra đã có tác động rất lớn đến môi trường dân sinh và các mặt kinh tế xã hội khác (Shu Ning, Zhang Yan Ting WUJ – 2004)

1.2 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

1.2.1 Cách tiếp cận

ƒ Trên cơ sở các lớp thông tin địa môi trường được quản lý bằng hệ thống thông tin địa lý (GIS), các thông tin chuyên đề phân tích cập nhật từ ảnh viễn thám (RS), hệ thống định vị toàn cầu (GPS) và tích hợp các thông tin 3S để đánh giá tổng hợp tác động của các yếu tố môi trường và dự báo tai biến

ƒ Sử dụng hệ thống thiết bị và phần mềm để xây dựng các mô hình giám sát,

kịch bản diễn biến và dự báo ngập lụt, xói lở bờ biển

1.2.2 Phương pháp nghiên cứu

ƒ Phương pháp hệ thống thống tin địa lý (GIS): xây dựng cơ sở dữ liệu dưới dạng các lớp số liệu số có tọa độ địa lý chuẩn ( Mecator WGS-84) và các thuộc tính chuyên đề Các chức năng xử lý tổng hợp thông tin đa lớp theo các mô hình và các kịch bản trình diễn

ƒ Phương pháp viễn thám (RS): giám sát hiện trạng bề mặt địa cầu từ vệ tinh nhằm cung cấp thông tin chuyên đề về các yếu tố địa môi trường Khả năng cung cấp các ảnh số có độ phân giải mặt đất cao ( từ 1 mét đến 1 km), độ phân giải quang phổ cao ( từ đa phổ đến siêu phổ), đa thời gian ( thời gian chụp lặp lại ảnh là 1 ngày)

ƒ Phương pháp hệ thống định vị toàn cầu (GPS): Thành lập mạng lưới các

điểm tọa độ chuẩn với độ chính xác cao

ƒ Phương pháp mô hình nhằm giám sát tai biến, phân tích các dạng tai biến theo tổ hợp các lớp thông tin số của các yếu tố địa môi trường đã có Xây dựng kịch bản diến biến của từng loại hình tai biến theo các cấp độ thay đổi

ƒ Phương pháp ứng dụng tổ hợp các thông tin 3S (RS-GIS-GPS) nhằm cập nhật và xử lý nhanh các thông tin môi trường quan sát từ không gian ( vệ tinh, máy bay), xử lý tích hợp các thông tin đa lớp đối tượng môi trường theo các mô hình và kịch bản diễn biến về ngập lụt và xói lở bờ biển Đưa ra các thông tin dự báo dưới dạng sơ đồ, bản đồ

1.2.3 Kỹ thuật sử dụng

ƒ Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS cho các tham số địa môi trường cần nghiên cứu

ƒ Thu thập ảnh viễn thám (RS) đa thời gian và xử lý các thông tin chuyên đề liên quan

ƒ ứng dụng GPS trong thiết lập và xác định nhanh toạ độ các khu vực nhạy cảm có độ chính xác cao

ƒ Xây dựng hệ thống xử lý các mô hình giám sát, phân tích đánh giá, dự báo ngập lụt tại đồng bằng ven biển, xói lở bồi tụ đường bờ thuộc tỉnh Ngệ An

và Thanh Hoá,

1.3 Nội dung thực hiện chính

1.3.1 Nội dung hợp tác quốc tế

Đề tài đã tổ chức 1 đoàn khoa học 8 người sang trao đổi kinh nghiệm và học tập phương pháp ứng dụng tổ hợp công nghệ 3S trong giám sát và cảnh báo tai biến địa môi trường Nhóm đối tác Trung Quốc đã trình bày và chuyển giao kinh nghiệm ứng dụng hệ thống 3S trong theo các nội dung sau đây:

ƒ Hiệu quả ứng dụng ảnh máy bay và ảnh vệ tinh ALOS và SPOT trong tổ hợp 3S nghiên cứu, giám sát biến động đường bờ khu vực cửa sông Châu Giang, tỉnh Quảng Đông

ƒ Hiệu quả ứng dụng ảnh vệ tinh MODIS, ALOS và SPOT trong tổ hợp 3S nghiên cứu, giám sát và cảnh báo tai biến ngập lụt vùng hạ lưu Sông Trường Giang

ƒ Hiệu quả ứng dụng ảnh vệ tinh MODIS đa thời gian trong tổ hợp 3S nghiên cứu, giám sát hiện trạng độ ẩm lớp phủ thổ nhưỡng nông nghiệp

ƒ Hiệu quả ứng dụng ảnh máy bay để phân tích hiện trạng địa hình địa mạo trong giám sát và cảnh báo ngập lụt, nghẽn dòng và sạt lở đất vùng núi tại khu vực Văn Xuyên, tỉnh Tứ Xuyên Trung Quốc

ƒ Các kinh nghiệm và hiệu quả ứng dụng tổ hợp 3S trong giám sát, cảnh báo sạt lở đất vùng núi Phục vụ cho công tác cứu nạn trong trận động đất năm

2008 tại Văn Xuyên, tỉnh Tứ Xuyên, Trung Quốc

ƒ Nâng cao hiệu suất xử lý thông tin Geomatics bằng hệ thống xử lý tích hợp nhiều CPU Hệ thống này cho phép nâng cao tốc độ xử lý thông tin Giảm thời gian xử lý từ vài chục đến vài trăm lần so với xử dụng 1 CPU như các

hệ thống thông thường, tuỳ thuộc vào kích thước số liệu đầu vào

ƒ Các phương pháp luận mới :

- Xử lý các thông tin chuyên đề từ ảnh viễn thám

- Giám sát và cảnh báo ngập lụt

- Giám sát và cảnh báo xói lở bờ biển

- ứng dụng tổ hợp 3S và kinh nghiệm thiết kế hệ thống 3S phục vụ công tác giám sát, cảnh báo tai biến và cứu hộ cứu nạn

1.3.2 Nội dung thực địa

Tổ chức 2 đợt khảo sát thực địa trong năm 2007 và 2008 Chúng tôi đã tiến hành khảo sát và thu thập số liệu các nội dung sau:

ƒ Khảo sát tại 30 khu vực xói lở – bồi tụ cửa sông ven biển cấp I và cấp II Các địa điểm khảo sát thuộc các xã ven biển thuộc hai tỉnh Thanh Hoá và Nghệ An

ƒ Lấy mẫu địa chất tại các khu vực có hiện tượng xói lở mạnh

ƒ Thu thập tư liệu ảnh và mô tả các đối tượng lớp phủ, các điểm đặc trưng, tại

32 địa điểm thuộc tỉnh Thanh Hoá và 36 địa điểm thuộc tỉnh Nghệ An Phục vụ cho xử lý phân loại ảnh viễn thám và hiệu chỉnh hình học

ƒ Thu thập tư liệu liên quan đến đợt ngập lụt lịch sử năm 2007 Các tư liệu thực tế phản ảnh đầy đủ các đặc trưng về vị trí, độ sâu ngập nước cực đại của 46 điểm ngập lụt đặc trưng thuộc 2 tỉnh Thanh Hoá và Nghệ An

ƒ Xác định hệ thống toạ độ GPS tại các điểm lấy mẫu xử lý ảnh viễn thám, các điểm đặc trưng ngập lụt và các điểm khống chế khu vực khảo sát xói lở

bờ biển

1.3.3 Nội dung GIS

ƒ Xây dựng cơ sở dữ liệu số không gian cho các thông tin môi trường, các lớp thông tin này được chuẩn hoá về tọa độ và các thuộc tính chuyên đề, như sau:

- Mô hình giám sát xói lở bờ biển

- Mô hình dự báo tai biến

- Kịch bản trình diễn

1.3.4 Nội dung RS

ƒ Các phương pháp phân loại đối tượng và xử lý ảnh viễn thám chuyên đề có

độ phân giải cao về quang phổ, không gian và thời gian

ƒ ¸p dông tæ hîp 3S trong gi¸m s¸t vµ c¶nh b¸o ngËp lôt

ƒ ¸p dông tæ hîp 3S trong gi¸m s¸t vµ c¶nh b¸o xãi lë bê biÓn

Chương 2 Đặc điểm điều kiên tự nhiên

2.1 Đặc điểm khí tượng, thuỷ văn, hải văn

Dải ven biển Thanh Hóa - Nghệ An kéo dài theo hướng á bắc – nam với địa hình chủ yếu là đồng bằng có độ cao nhỏ (đáy của các đồng bằng châu thổ) đan xen ít địa hình núi, đồi tạo thành các mũi nhô chạy ra tận biển và địa hình cồn cát nhỏ, thấp dọc theo đường bờ Trên dải này, phát triển nhiều cửa sông, lạch – nơi các dòng chảy sông, lạch đổ vào biển Với những đặc điểm như trên và tồn tại trong mối tương tác chủ yếu giữa các động lực biển, lục địa, khí hậu – thời tiết và thế giới sinh vật (chủ yếu thảm thực vật và con người); vì vậy, sự phát triển của dải ven biển này khá phức tạp và phụ thuộc rất nhiều yếu tố, trong đó nổi bật là vai trò của vật chất tạo nên đường bờ, động lực biển (mực nước và chế

độ sóng) và nhiễu động của thời tiết (giông, bão) Trong quá trình phát triển của

đường bờ, có nhiều quá trình, hiện tượng diễn ra theo quy luật của tự nhiên, nhưng do những biến động bất thường của các yếu tố tác động, nên tại khu vực

bờ này ẩn chứa nhiều nguy cơ biến động bất thường (thậm chí gây đột biến, tai biến), nhất là những biến động về hình thái, vị trí và bề mặt đường bờ Điều kiện khí tượng là nguyên nhân chính chi phối các quá trình thủy văn và hải văn, và là nhân tố quan trọng tạo nên ngập lụt, quá trình bồi tụ và xói lở bờ biển

Nghiên cứu với mục đích tìm kiếm các giải pháp nhằm ổn định lãnh thổ dải ven biển thì phải đối mặt với một quá trình lâu dài Do vậy thuật ngữ điều kiện thủy văn

và điều kiện hải văn cần được hiểu là chế độ thủy văn và chế độ hải văn, với hàm ý

là đặc điểm biến đổi của các điều kiện ấy theo thời gian; và thuật ngữ điều kiện thời tiết cũng cần được hiểu là chế độ thời tiết trong thời kỳ nhiều năm

Nhằm mục đích phối hợp nghiên cứu hiện tượng ngập lụt và xói lở bờ biển, chúng tôi không đề cập đến toàn bộ chế độ thời tiết mà chỉ tập trung xem xét một số yếu tố khí hậu có liên quan, đó là chế độ mưa, chế độ gió và hoạt động của bão ở khu vực nghiên cứu

2 1.1 Khí hậu, thời tiết

2.1.1.1 Chế độ nhiệt

Vùng từ Quảng Ninh đến Quảng Trị là khu vực có nhiệt độ trung bình năm

ít thay đổi, dao động từ 23,5o đến 23,9o Đặc điểm chính của nền nhiệt là lạnh

về mùa đông và nóng về mùa hè

2.1.1.2 Nhiễu động thời tiết

Nhiễu động thời tiết có tác động gây đột biến, gây tai biến cho cả vùng cửa sông, nhất là đới cửa biển – sông và cửa sông – biển

Theo Nguyễn Thế Tưởng và nnk, từ 1956 đến 1995 trong phạm vi các tỉnh Thanh Hóa – Nghệ An – Hà Tĩnh có 51 cơn bão và áp thấp nhiệt đới (ATNĐ) đổ

bộ vào (đứng hàng thứ 2, chiếm 19,47% lượng bão đổ bộ vào các tỉnh ven biển Việt Nam) Bão và ATNĐ thường hoạt động ở khu vực này trong các tháng từ tháng 6 đến tháng 8

ở vùng núi, tuy có những nơi rất ít mưa, nhưng nói chung lượng mưa trên lãnh thổ nhiểu hơn so với dải bờ biển

Số ngày mưa hàng năm biến thiên trong khoảng 120 – 140ngày, trong đó

có khoảng 10 – 15 ngày mưa to, trên 50mm/ngày; và 4 – 5 ngày mưa rất to, trên 100mm/ngày Có nhiều ngày mưa rất to như vậy là điểm đặc biệt của miền chịu tác động của bão và ATNĐ

Hàng năm ở Thanh Hóa – Nghệ An có sự luân phiên một mùa mưa và một mùa khô Tuy nhiên, cùng với đặc điểm chung đó thì chế độ mưa ở vùng này cũng có những khác biệt quan trọng

ở Thanh Hóa lượng mưa tập trung vào 2 tháng VIII và IX, tổng lượng mưa

2 tháng này xấp xỉ 50% tổng lượng mưa năm

ở Nghệ An lượng mưa cực đại đến muộn hơn một ít vào tháng X Tổng lượng mưa 2 tháng IX và X chiếm hơn 50% tổng lượng mưa năm Ngoài lũ

“chính vụ” (tháng IX, X) ở Nghệ An còn một đỉnh lũ thứ hai vào đầu hè, đây là

lũ tiểu mãn Lũ tiểu mãn xảy ra vào cuối tháng V đầu VI, liên quan với sự bột phát của gió mùa Tây nam

Tổng lượng mưa mùa mưa biến thiên trong khoảng từ 1000 – 1800mm, chiếm 10 – 15% tổng lượng mưa năm Bức tranh phân bố lượng mưa mùa mưa (V – X) cũng tương tự bức tranh phân bố lượng mưa năm Các vùng núi cao và các sườn núi đón gió đông bắc là những khu vực mưa lớn, tổng lượng mưa mùa mưa đạt đến 1600 – 1800mm Mưa ít nhất vẫn là vùng dọc sông ở thượng nguồn Sông Cả và Sông Mã, chỉ khoảng 1000 – 1200mm trong toàn mùa mưa

- Mùa khô:

Mùa khô trên phần lớn lãnh thổ Thanh Hóa – Nghệ An kéo dài từ tháng XI

đến IV Riêng ở vùng phía nam Sông Cả (vùng giáp Hà Tĩnh) mùa khô bắt đầu muộn hơn, từ tháng XII

Đặc điểm mùa khô cũng tương tự như ở Bắc Bộ, là thường có mưa nhỏ và mưa phùn, nên tình trạng khô hạn không quá gay gắt

Tổng lượng mưa mùa khô phổ biến là 200 – 300mm; ở các vùng núi tăng lên 300 – 350mm Đặc bhiệt là ở vùng phía nam Sông Cả lượng mưa mùa khô

đạt đến 350 – 450mm

2.1.1.4 Chế độ gió mùa

a) Gió mùa mùa hè: Gió mùa mùa hè ở nước ta là gió Tây Nam, bao gồm 2

luồng gió có tính chất khác nhau Đó là gió mùa tây nam và nguồn gốc xích đạo (còn gọi là gió mùa xích đạo) và luồng gió Tây Nam có nguồn gốc từ vịnh Ben Gan

+ Gió mùa xích đạo: Gió mùa xích đạo liên quan chặt chẽ với sự dịch chuyển của dải áp thấp xích đạo Về mùa hè dải áp thấp xích đạo dịch chuyển về Bắc bán cầu Trong quá trình dịch chuyển về phía Bắc, dải áp thấp xích đạo đến nước ta vào cuối tháng V, bắt đầu mưa lớn trên toàn lãnh thổ; ở Bắc Trung Bộ gọi là mưa tiểu mãn Sau đó dải áp thấp xích đạo tiếp tục dịch chuyển lên phía Bắc, tiến xa nhất vào tháng VII, đến vĩ tuyến 25 – 300B trên miền Đông á

Từ hè sang thu dải áp thấp xích đạo dịch chuyển ngược lại, tức là từ bắc vào nam Tháng VIII vị trí trung bình của dải áp thấp xích đạo nằm ở bắc Biển

Đông, tạo nên thời kỳ mưa ngâu ở đồng bằng Bắc Bộ Sang tháng IX, X dải áp thấp tiếp tục lùi về phía nam

Như vậy gió mùa tây nam có nguồn gốc xích đạo hoạt động ở nước ta từ cuối tháng V đến tháng IX ở miền Bắc và đến cuối X ở miền Nam

Gió mùa xích đạo với hàm lượng ẩm rất cao và đem lại thời kỳ mưa lớn trên khắp miền nó thống trị

+ Luồng gió vịnh Ben gan:

Thời kỳ xuân hè lục địa Châu á nóng lên dưới tác động của bức xạ mặt trời; khí áp gần mặt đất giảm sút

ở miền nam Châu á hình thành một vùng áp thấp ở tầng thấp khí quyển, giới hạn đến độ cao 2-3km kéo dài từ Pakistan đến miền Bắc bán đảo Trung ấn

Luồng gió vịnh Ben gan thường đem lại thời tiết nắng nóng với các cơn dông xuất hiện về chiều và tối Luồng gió vịnh Ben gan thịnh hành ở nước ta vào tháng IV, V và luân phiên thay thế gió mùa xích đạo trong suốt mùa hè

Một đặc điểm đáng lưu ý là ở miền Bắc Biển Đông gió mùa trong khí quyển lớp biên (đến độ cao khoảng 1km) dần dần đổi hướng thành gió nam rồi thành đông nam thổi vào vùng Bắc Bộ và vùng bờ nam Trung Quốc Sự chuyển

đổi hướng gió là do ảnh hưởng của vùng áp thấp nhiệt rộng lớn trên lục địa Châu

á

b) Gió mùa mùa đông

Gió mùa mùa đông ở nước ta cũng bao gồm 2 luồng là gió mùa đông bắc

Gió mùa đông bắc hoạt động trong thời kỳ đông xuân, chủ yếu từ tháng XI

đến III; chiếm ưu thế tuyệt đối trong các tháng giữa mùa: XII, I, II Trong những tháng khác gió mùa đông bắc hoạt động xen kẽ với tín phong

Tín phong có nguồn gốc biển nhiệt đới cho nên ấm áp và hàm lượng ẩm khá cao Tín phong là luồng gió ổn đỉnh, không gây biến động thời tiết.Tuy nhiên, khi có sự hội tụ với gió mùa đông bắc cũng có thể gây mưa, đôi khi mưa rất lớn

Trên biển khơi hướng gió tương đối phù hợp với hướng gió mùa còn trên

đất liền hướng gió thay đổi khá phức tạp

ở dải bờ biển Thanh Hóa, Nghệ An, hướng gió trong mùa gió đông bắc thường biến thiên trong 2 hướg: gió bắc và gió đông bắc Trong hướng gió biến

động mạnh nhưng hai hướng Bắc và đông bắc cộng lại cũng chiếm tần suất trên 50%, tức là chiếm ưu thế tuyệt đối trong thời kỳ từ X đến III

Tháng IV, V thịnh hành gió đông nam, phù hợp với tín phong Bắc Bán cầu

Trong thời kỳ gió mùa tây nam thì ở mặt đất tần suất gió tây nam cũng chiếm ưu thế nhưng không tuyệt đối cùng với gió tây nam thì gió nam và đông nam cũng có tần suất khá lớn

Các đặc trưng trung bình thường có ý nghĩa rất hạn chế Trong thực tế tốc

độ gió biến thiên trong phạm vi rất rộng, từ tình trạng lặng gió cho đến những cơn gió mạnh trong gió mùa đông bắc (đến 15 – 20m/s) và trong vùng bão (đến

20 – 30m/s)

2.1.2 ảnh hưởng của chế độ gió và bão đối với môi trường ven biển

2.1.2.1 ảnh hưởng của chế độ gió

a) Thổi mòn và bồi tụ cát ven biển

Những bãi cát ven biển thường không có thực vật che phủ nên rất dễ bị tác

động trực tiếp của gió Sự di chuyển cát diễn ra mạnh mẽ vào mùa khô, dưới tác

động của gió mùa đông bắc Vào mùa hè, tuy có mưa nhưng lớp cát trên mặt thường bị khô nên cũng dễ bay theo gió Kết quả của hiện tượng cát bay là sự dịch chuyển dần dần các đụn cát về phía đất liền, đe doạ sự ổn định của ruộng

đồng và làng mạc ở dải bờ biển

b) Hải lưu

Hoàn lưu gió mùa tạo nên hải lưu gió mùa ở Biển Đông.Hải lưu mùa đông chảy theo hướng đông bắc – tây nam với đường trục xuyên qua giữa Biển Đông, kéo dài từ vùng biển Đài Loan Qua vùng biển phía tây quần đào Trường Sa và tiếp tục hướng đến bán đảo Mã Lai Hải lưu mùa đông tương đối mạnh; tốc độ dòng chảy ở đường trục thường đạt tới 0,6 – 0,8m/s Trên các vùg biển nước ta hải lưu chảy men theo đường bờ, hướng từ bắc vào nam với tốc độ giảm đi rất nhiều; thường chỉ đạt 0,2 – 0,4m/s

Hải lưu mùa hè chảy theo hướng từ tây nam đến đông bắc, với cường độ tương đối yếu so với mùa đông Đáng lưu ý là ở bắc Biển Đông có mộtnhánh hải lưu từ biển khơi hướng vào vịnh Bắc Bộ, và tạo nên dòng hải lưu yếu ở gần bờ hướng từ bắc vào nam (dọc bờ biển Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ)

Như vậy ở vùng biển bắc Trung Bộ quanh năm có hải lưu chảy men theo

bờ, hướng từ bắc vào nam Cùng với dòng biển là dòng phù sa từ vùng biển Bắc

Bộ đến vùng biển Bắc Trung Bộ

c) Sóng vỗ bờ

Sóng vỗ bờ mạnh nhất liên quan với gió mùa đông bắc.Độ cao sóng trên biển thường đạt đến 3- 4 mét, công phá mạnh mẽ dải bờ biển nằm vuông góc với hướng gió Cũng may là bờ biển Thanh Hóa và Bắc Nghệ An lại nằm theo hướng

đông bắc tây nam nên sự công phá của sóng đông bắc cũng không mạnh lắm Chịu sự công phá mạnh của sóng đông bắc là bờ biển vùng nam Nghệ An

Vào mùa hè sóng vỗ bờ là sóng có hướng đông và đông nam Tuy vậy gió các hướng này có tần suất không lớn và cường độ không mạnh cho nên sóng vỗ

bờ trong mùa hè tương đối yếu

d) Biến động mực nước biển

ở vùng biển ve bờ mực nước có thể nâng lên hay hạ xuống tùy theo hướng gió đến với hướng bờ biển, cường độ và độ ổn định của gió

Khi gió thổi từ khơi hướng vào bờ, nước biển vận chuyển theo gió dẫn vào

bờ, làm cho mực nước ven bờ dâng cao Khi gió thổi theo hướng từ bờ ra khơi sẽ làm cho mực nước ven bờ hạ thấp

Khi gió thổi song song với đường bờ sẽ có 2 trường hợp khác nhau Nếu bờ biển nằm bên phải luồng gió thì nước dâng; nếu nằm bên trái thì nước hạ Hiện tượng này liên quan với lực Kôriôlis, là lực quán tính do vận động tự quay của Trái đất sinh ra Lực Kôriôlis tác động theo hướng vuông góc với vectơ vận tốc,

về phía bên phải vận tốc nếu là bắc bán cầu và về bên trái ở nam bán cầu

Theo các quy luật nói trên thì ở các vùng biển ven bờ phía đông nước ta có hiện tượng nước dâng vào mùa gió bắc và nước hạ vào mùa gió nam

e) Dòng chảy

Tại mỗi khu vực trên đới bờ hoặc vùng cửa sông, tổng hợp của các dòng chảy: dòng gió (dòng trôi), dòng triều, dòng sóng, dòng biển, dòng nhiệt độ, dòng muối….tạo nên dòng chảy tổng hợp Hướng, cường độ và phạm vi hoạt

động của dòng tổng hợp phụ thuộc chủ yếu vào dòng gió (theo mùa), vị trí (gần hay xa bờ) và dòng biển Mùa gió đông bắc, do hướng sóng chủ đạo là đông bắc – - > tây nam, nên dòng sóng phân bố dọc bờ có hướng chảy là bắc – - > nam; còn mùa gió đông nam, hướng sóng chủ đạo là đông nam – - > tây bắc, dòng sóng dọc bờ có hướng chảy là nam – -> bắc

2.1.2.2 Bão và hoạt động của bão

Bão là một vùng áp thấp; áp suất khí quyển (khí áp) ở trung tâm hạ xuống rất thấp, khoảng 950 – 960 miliba (mb)

Gió thổi vòng quanh tâm áp thấp theo hướng ngược với chiều quay kim

đồng hồ ở Bắc bán cầu và thuận theo chiều quay kim đồng hồ ở Nam bán cầu

Sức gió mạnh nhất trong vùng bão phân bố trong vành khuyên quanh tâm bão, cách tâm khoảng 50 – 60km Từ đó ra ngoài sức gió giảm dần Phạm vi gió mạnh và cực mạnh trong vùng bão phân bố trên khu vực từ khoảng 20 – 30km

đến 150 – 200km từ tâm bão

Gió vừa xoáy vòng quanh tâm áp thấp vừa vận động mạnh lên cao (thường

đến 15km), tạo nên hệ thống mây mưa dày đặc Phạm vi mưa lớn giới hạn trong bán kính 150 – 200km quanh tâm bão Các cơn bão lớn thường đem lại lượng mưa lên đến 300mm

Dọc bờ biển nước ta hoạt động của bão có xu thế chậm dần theo chiều từ bắc vào nam

ở vùng Thanh Hóa, Nghệ An, thời kỳ bão hoạt động mạnh là từ tháng VIII

đến X, cao điểm là tháng IX

Bán kính vùng bão thường vào khoảng 300km Do vậy vùng Thanh Nghệ không chỉ bị ảnh hưởng năng của những cơn bão đổ bộ trực tiếp mà còn chịu ảnh hưởng của những cơn bão đổ bộ vào trung trung bộ và vào phía nam đồng bằng Bắc Bộ

Tính trung bình, hàng năm trên Biển Đông có 11 cơn bão, trong đó có 6 cơn bão đổ bộ vào bờ Riêng vùng Thanh – Nghệ chịu tác động của 1 – 2 cơn bão trực tiếp và ảnh hưởng nhẹ Hoạt động của bão rất thất thường ở vùng này

có năm không co bão nhưng có những năm bão lại xuất hiện dồn dập

2.1.2.3 ảnh hưởng của bão đối với hiện tượng ngập lụt và xói lở

b) Sóng vỗ bờ

Trong vùng bão gió rất mạnh nên có sóng to ở biển khơi độ cao sóng thường đạt đến 5 – 10m; vào gần bờ độ cao sóng giảm sút nhưng cũng thường

đạt 3 – 4m; tạo nên sức công phá mạnh đối với bờ biển

Sóng dữ nhất trong bão là sóng hướng đông bắc, do vậy chịu tác động mạnh mẽ nhất của sóng trong bão là những đoạn bờ biển chạy theo hướng tây bắc - đông nam, như ở vùng phía nam Nghệ An

Nước dâng trong bão kết hợp với kỳ triều cường (đầu tháng và giữa tháng

âm lịch) có thể làm cho mực nước biển dâng cao 5m so với mực nước biển trung bình

Sau khi bão đổ bộ thì mực nước biển hạ xuống mức bình thường Riêng ở khu vực phía nam tâm bão đổ bộ mực nước lại còn thấp hơn trung bình vì gió đã

đổi hướng, thổi từ bờ ra khơi Trong khi mực nước lũ trên sông vẫn còn cao thì

sự hạ thấp mực biển sẽ làm cho dòng lũ mạnh hơn, do đó xâm thực vùng cửa sông sẽ tăng lên

2.1.3 Nhận định chung

Chế độ gió, hoạt động của bão và chế độ mưa là những yếu tố khí hậu có

ảnh hưởng rất lớn đến hiện tượng ngập lụ, bồi tụ và xói lở bờ biển Vì ảnh hưởng

to lớn đó mà khí hậu là một cơ sở thiết yếu trong quá trình nghiên cứu chống ngập lụt và xói lở bờ biển

Khí hậu có tính ổn định hàng trăm năm Vì vậy những đặc điểm khí hậu đã trình bày cũng vẫn giữ nguyên giá trị trong thời gian dài sắp tới

Tuy nhiên, có điều cần đặc biệt lưu ý là thời tiết luôn luôn biến đổi; còn khí hậu (là chế độ thời tiết trong nhiều năm) thì luôn dao động với chu kỳ dài ngăn khác nhau Do vậy sự lặp lại của chế độ thời tiết trong thời kỳ tới sẽ không hoàn toàn giống với trong thời kỳ đã qua như đã được trình bày

Trong những năm gần đây nhiều người rất lo ngại về tình hình phức tạp của thời tiết và thiên tai Để chủ động đối phó với tình hình đó cần phải hiểu rõ bản chất của vấn đề Trước hết về sự biến động phức tạp của thời tiết Đó chính

là bản chất của thời tiết từ xưa đến nay Thiên nhiên vẫn diễn ra theo quy luật vốn có, không thay đổi; còn về thiên tai, diễn biến theo xu thế tăng dần hay không là điều chưa ai chứng minh được Duy có điều là thiên tai ngày càng trầm trọng, gây tác hại ngày càng nặng nề cho xã hội Đây là điều rõ ràng và nguyên nhân của tình trạng này cần tìm kiếm trong các hoạt động của con người trong quan hệ với tự nhiên

2.2 Đặc điểm địa mạo, địa chất, trầm tích

Để phục vụ cho công tác nghiên cứu và ứng dụng công nghệ 3S trong nghiên cứu địa môi trường và cảnh báo tai biến thiên nhiên , các chuyên đề địa chất và trầm tích được triển khai với các mục tiêu chính: xây dựng bản đồ địa chất, bản

đồ trầm tích, bản đồ nhạy cảm tai biến (1/50.000) dải ven biển Thanh Hóa ữ Nghệ An, địa tầng trầm tích khu vực…

Trên cơ sở thu thập, tổng hợp, xử lý các tài liệu đã có trước đây của nhiều tác giả kết hợp với phân tích địa hình - địa mạo, mối tương quan địa hình - địa mạo -

địa chất và các yếu tố khí tượng – thủy văn, tài liệu khảo sát thực tế trong các năm 2007 và 2008

2.2.1 Đặc điểm địa hình - địa mạo

Dải ven biển Thanh Hóa – Nghệ An chiếm trên một nửa phần phía bắc (có hướng chủ đạo đông bắc – tây nam) đoạn bờ lõm ăn sâu nhất vào lục địa của phần phía tây vịnh Bắc Bộ Đặc điểm chung của địa hình - địa mạo dải ven biển này là địa hình đồng bằng có độ cao từ 1 ữ 2m đến 3 ữ 4m chiếm diện tích chủ yếu, trên đó có một số khối núi, đồi và dãy núi Địa hình đồi, núi ở một số khu vực (giữa Thanh Hóa và Nghệ An, giữa Diễn Châu và Nghi Lộc) phát triển kéo dài ra tới biển hoặc phân bố trên đồng bằng

2.2.1.1 Khu vực Thanh Hoá

Địa hình đồi, núi cấu trúc uốn nếp với sườn bị bóc mòn khá mạnh được tạo

nên chủ yếu là các thành tạo tuổi Trias muộn, Neoprotezozoi – Cambri sớm, Ordovic sớm, Devon sớm và đá magma tuổi Carbon sớm chiếm diện tích không lớn Địa hình này có độ cao phổ biến 100 ữ 200m (cao nhất là núi Bơm 330m ở xã Tân Dân, Tĩnh Gia) và phân bố chủ yếu ở phía nam: khu vực các xã Ninh Hải, Hải Nhân, Hải Thượng, Hải Yến…(Tĩnh Gia) và các đảo Biển Sơn, Hòn Mê, Hòn Vái…, bờ nam Trường Giang (núi Lạch Trường ở khu vực các xã Hoằng Yến, Hoằng Trường và Hoằng Hải thuộc Hoằng Hóa), núi Trường Lệ (nam Sầm Sơn), khu vực xã Hà Phú (Hà Trung)

Địa hình núi sót có độ cao từ vài chục mét đến ~200m và phân bố rải rác ở

bắc Hậu Lộc, khu vực TP Thanh Hóa, Quảng Xương…

Địa hình cồn, đụn cát ven biển: được tạo nên chủ yếu bởi các thành tạo cát

biển –gió, phân bố dọc theo bờ biển với độ cao 2 ữ3m ở phía bắc và 4 ữ5m ở phía nam Đặc điểm chính địa hình này có 2 sườn không đối xứng: sườn thoải quay ra biển, còn sườn dốc phía lục địa (hiện nay, nhiều nơi địa hình này bị biến cải nhiều do tác động của con người)

Địa hình san lấp do nhân sinh: Địa hình do con người san ở chỗ cao và lấp ở

chỗ trũng Địa hình này phân bố chủ yếu ở khu vực các đô thị như TP Thanh Hóa, Sầm Sơn…

2.2.1.2 Khu vực Nghệ An

Địa hình núi, đồi cấu trúc uốn nếp với sườn bị bóc mòn trơ chiếm diện tích

không lớn, phân bố rải rác ở khu vực núi Gà, núi Rồng, núi Đặt và núi Đầu Voi thuộc khu vực Cửa Lò và ranh giới giữa 2 huyện Diễn Châu và Nghi Lộc Địa hình này phát triển chủ yếu trên các đá lục nguyên bị vò nhàu Trias Đặc điểm chính của địa hình này là sườn dốc 30 ữ40o (có nơi tới 60 ữ 65o)

Địa hình núi sót và đồi thoải có bề mặt sườn khá thoải (do tác động rửa trôi),

và độ cao từ 20 ữ40 đến 60m, độ dốc sườn 10 ữ15o chiếm diện tích không lớn và phân bố rải rác tạo thành các núi sót thuộc vùng nâng cửa Lò, trong các đồng bằng Diễn Châu, Quỳnh Lưu và Nghi Lộc

Địa hình tích tụ: trong khu vực Nghệ An, địa hình có bề mặt khá bằng

phẳng được tạo nên chủ yếu bởi các thành tạo sông, proluvi, sông biển, sông - biển - đầm lầy và thành tạo biển Đây là loại địa hình phổ biến và chiếm diện tích lớn nhất - tạo nên bề mặt của các đồng bằng ở đây

Địa hình cồn, đụn cát ven biển: được tạo nên chủ yếu bởi các thành tạo cát

biển –gió, phân bố dọc theo bờ biển (từ Cửa Lò tới Cửa Hội dài ~9km và đoạn núi Gà - núi Rồng dài ~1km với độ cao dao động 3 ữ12m (cao nhất ở vùng Hải Giang) Đặc điểm chính địa hình này có 2 sườn không đối xứng: sườn thoải quay

ra biển, còn sườn dốc phía lục địa

Địa hình san lấp do nhân sinh: Địa hình do con người san ở chỗ cao và lấp ở

chỗ trũng Địa hình Này phân bố chủ yếu ở khu vực các đô thị Vinh, Cửa Lò và các thị trấn, khu vực dân cư…

2.2.2 Các thành tạo địa chất trước Đệ tứ

2.2.2.1 Địa tầng

a) Khu vực ven biển Thanh Hóa:

Địa tầng khu vực này gồm 10 phân vị địa tầng có tuổi Neoprotezozoi đến Trias, chúng phân bố ở dưới sâu hoặc lộ với diện tích không lớn trên bề mặt

Neoprotezozoi – Cambri hạ

Hệ tầng Nậm Cô (PR3- 1nc)

- Dovjikov A.E., Bùi Phú Mỹ (trong Dovjikov A.E và nnk, 1995)

Hệ tầng phân bố chủ yếu ở dưới sâu đồng bằng, trên bề mặt chúng lộ ra tạo thành dãy núi Lạch Trường có độ cao 202m kéo dài ~5km theo phương đông bắc – tây nam với chiều rộng trung bình là ~800m thuộc địa phận các xã Hoằng Yến, Hoằng Trường và Hoằng Hải (huyện Hoằng Hóa) ở bờ nam Trường Giang

Quốc Lộ 1A) và xã Hoằng Sơn (Hoằng Hoá) và một số diện nhỏ ở 2 bên đường sắt Bắc – Nam thuộc địa phận Phương Liên (huyện Tĩnh Gia)

Thành phần: cát kết, bột kết, sét vôi và đá phiến sét, chứa hóa đá Inouyia sp

Chiều dày tổng hệ tầng 630m

Cambri thượng – Ordovic hạ

Hệ tầng Hàm Rồng ( 3- O1hr)

- Bùi Phú Mỹ (trong Vũ Khúc, Bùi Phú Mỹ và nnk, 1989)

Hệ tầng lộ trên bề mặt dưới diện nhỏ ở đầu nam Cầu Hàm Rồng (bờ nam sông Mã) và tập trung thành một số diện tích lớn - nhỏ phân bố ở 2 bên đường quốc lộ 1A với độ cao từ vài chục mét đến 230m thuộc các xã Châu Lộc, Triệu Lộc, Đồng Lộc, Cầu Lộc và Thành Lộc (phía tây bắc của huyện Hậu Lộc)

Thành phần gồm: cát kết, bột kết, đá vôi, đá vôi trứng cá, đá vôi silic, chứa

nhiều hóa đá Chuangia sp., Prosaukia sp., Calvinella walcotti Chiều dày hệ

Mặt cắt của hệ tầng gồm các thành phần: dưới là đá phiến, bột kết xám xanh, chuyển lên là cát kết hạt vừa đến thô xen bột kết nhiều vảy mica, chứa

Asaphopis sp; trên là cát kết có vảy mica hạt vừa đến thô dạng quarzit màu trắng

phân lớp rõ, chứa phong phú Bọ ba thùy, Chân rìu và Huệ biển: Annamitella

asiatica, Cypricardinia prisca… Chiều dày hệ tầng ~360m

Thành phần của hệ tầng, từ dưới lên: đá phiến sét vôi silic, đá phiến, bột kết

và cát kết quarzit, chứa hóa đá: Eryspirifer cf tonkinensis, Dicoelostrophia

annamitica Chiều dày hệ tầng ~150 ữ 200m

Devon trung

Hệ tầng Bản Páp (D2bp)

- Nguyễn Xuân Bao (1969)

Hệ tầng phân bố chủ yếu dưới sâu đồng bằng đồng bằng Thanh Hoá ~ 400

ữ500m, chủ yếu đoạn giữa TP Thanh Hóa và cầu Hàm Rồng Trên bề mặt, hệ tầng lộ tạo thành 2 khu vực nhỏ kéo dài theo hướng bắc – nam ở núi Đông Sơn

và xã Thiệu Dương (núi đầu nam cầu Hàm Rồng), kích thước mỗi nơi ~ 1000m

x (200 ữ 300m)

Thành phần vật chất của hệ tầng: dưới là đá vôi chứa cát, bột kết màu xám

đen phân lớp trung bình xen ít vôi silic màu đen phân lớp mỏng; trên là đá vôi

xám đen phân lớp trung bình đến dày, chứa hóa đá san hô: Amphibora ramosa,

Pachyfavosites cf polymorphus Chiều dày hệ tầng ~110m

Hệ tầng Bản Páp chuyển tiếp liên tục lên hệ tầng Bản Cải (D3bc)

Devon thượng

Hệ tầng Bản Cải (D3bc) Nguyễn Xuân Bao (1969)

Trong khu vực, hệ tầng lộ thành một diện nhỏ ở xã Đông Hưng (Nông Cống)

Mặt cắt hệ tầng có: đá phiến sét silic, đá vôi sét, vôi silic và đá vôi, chứa hóa

đá Răng nón: Palmatolepis glabra, P minuta… Chiều dày hệ tầng 100 200m

Carbon – Permi

Hệ tầng Bắc Sơn (C – P bs)

- Phan Cự Tiến (1980)

- Nguyễn Văn Liêm (1968)

Hệ tầng lộ thành nhiều khối nhỏ phía tây nam TP Thanh Hóa ~ 4km

Thành phần hệ tầng có 3 phần: dưới là đá silic xám đen phân lớp mỏng, bột kết màu tím, chiều dày 50m; giữa là đá vôi xám phân lớp dày xen silic xám phớt

hồng chứa hoá đá san hô Lithostrotionidae gen indet, chiều dày 125m; trên

cùng là đá vôi xám đen, xám sáng phân lớp dày chứa phong phú hóa đá Trùng

lỗ: Eostaffella sp., Pseudostaffella sp.,…, chiều dày 250m

Chiều dày chung của hệ tầng 250 - 800m

Thành phần:.Bazan màu xám đen, phớt lục phonh hóa kiểu bóc vỏ dạng khối hoặc phân phiến, cấu tạo hạnh nhân (đường kính 0,5 ữ1mm, đôi chỗ 3 ữ 4mm); chuyển lên trên là bazan dạng khối màu xám, xám lục, cấu tạo hạnh nhân, hạt nhỏ ữ vừa, dăm núi lửa Chiều dày hệ tầng 300 ữ 400m

Trias thượng

Hệ tầng Đồng Đỏ (T3n-r đđ)

- A.M Mareichev (trong Dovjikov A.E và nnk, 1965)

Trong KVNC, hệ tầng lộ nhiều trên bề mặt ở khu vực ven biển thuộc Tĩnh Gia (các xã Ninh Hải, Hải Nhân, Hải Thượng, Hải Yến…) giáp với Quỳnh Lưu (Nghệ An) và các đảo Biển Sơn, Hòn Mê, Hòn Vái… Chúng tạo nên các khối núi, dãy núi cao hàng trăm mét (cao nhất 560m)

Mặt cắt của hệ tầng gồm 2 phụ hệ tầng:

Phụ hệ tầng dưới (chiều dày 800 ữ 1.500m) gồm 2 tập: i) Tập 1 có 23 nhịp, mỗi nhịp bắt đầu bằng cuội kết, sạn kết thạch anh silic xám sáng phân lớp dày 1

ữ2m, chuyển lên là cát kết thạch anh, cát kết ít khoáng hạt trung bình – thô phân

lớp dày 0,5 ữ1m, chứa nhiều di tích hóa đá thực vật: Cycadites sanadini,

Taniopterisspathulata và Chân rìu Modilus sp.; ii) Tập 2 gồm 4 nhịp dày tới

360m với thành phần là sạn kết, cuội kết thạch anh silic, ximăng là cát, sét kết màu đỏ, kết thúc là cát kết màu đỏ

Phụ hệ tầng trên (chiều dày trên 200m): cát kết, cuội kết, sạn kết màu đỏ

b) Khu vực ven biển Nghệ An:

ở dải ven biển Nghệ An, các thành tạo địa chất - địa tầng phân bố chủ yếu ở dưới sâu Trên bề mặt chúng lộ ít và tạo nên địa hình chủ yếu là núi, đồi phân bố dọc rìa tây đồng bằng, có một số khối núi - dãy núi chạy ra biển và một số đồi, núi nhỏ phân bố rải rác trong đồng bằng

Ordovic thượng – Silur hạ

Hệ tầng Sông Cả (O3- S1sc)

- Mareichev A., Trần Đức Lương (trong Dovjikov A E và nnk, 1965)

Hệ tầng lộ tạo thành một số khối núi ở bắc thị xã Cửa Lò (bờ nam sông Cửa Lò)

Mặt cắt hê tầng, từ dưới lên có: Tập 1 (dày trên 400m) gồm đá phiến thạch anh biotit, đá phiến mica, quarzit; tập 2 (dày ~800m): đá phiến sericit, cát kết, bột kết, đá vôi và ryolit; tập 3 (dày ~1000m): cát kết, bột kết và đá phiến sét xen

kẽ

Trias trung

Hệ tầng Đồng Trầu (T2ađt)

- Jamoida, Mareichev A (trong Dovjikov A E và nnk, 1965)

Hệ tầng lộ nhiều trên mặt, tạo thành dải khá liên tục ở rìa tây của các đồng bằng từ Quỳnh Lưu đến Yên Thành, Nghi Lộc, Hưng Nguyên; ngoài ra, hệ tầng còn có mặt ở mũi Pha Lê (2 bên cửa Lạch Quèn, Quỳnh Lưu) và một số núi có diện tích nhỏ phân bố rải rác trong các đồng bằng Quỳnh Lưu, Diễn Châu, Nghi Lộc và đảo Hòn Ngư

Mặt cắt của hệ tầng gồm 2 phụ hệ tầng:

Phụ hệ tầng dưới (chiều dày 100m): cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét than

và thấu kính than antracit

Phụ hệ tầng trên (dày 600m): đá vôi và sét vôi

Trias thượng

Hệ tầng Đồng Đỏ (T3n-r đđ)

Hệ tầng lộ trên mặt ở khu vực giáp Thanh Hóa (bắc Quỳnh Lưu), bờ bắc Cửa Cờn, trong đồng bằng Quỳnh Lưu, rìa nam đồng bằng Diễn Châu và khu vực mũi

Gà, mũi Rồng (bờ bắc sông Cửa Lò)

Mặt cắt hệ tầng: (như mô tả ở khu vực Thanh Hóa)

2.2.2.2 Magma:

a) Khu vực Thanh Hóa:

Khu vực này có mặt thành tạo thuộc phức hệ Mường Lát (γaC1 ml) Chúng lộ

trên bề mặt ở phường Trường Sơn (Sầm Sơn) tạo thành núi Trường Lệ cao 82m Phức hệ Mường Lát được Lê Đình Hữu mô tả năm 1977 (trong Phan Cự Tiến và nnk, 1977) với thành phần gồm: granit hai mica dạng gneis yếu, granit muscovit dạng porphyr, hạt vừa đến nhỏ

rời Gặp ở các độ sâu khác nhau, chủ yếu trong khoảng độ sâu 100 ữ40m Chiều dày 5 ữ 13m Nguồn gốc bồi tích sông

Pleistocen trung – thượng

Hệ tầng Hà Nội (Q12-3hn)

Trong KVNC, các thành tạo của hệ tầng không lộ trên mặt Dưới đồng bằng,

hệ tầng phân bố chủ yếu trong khoảng độ sâu 30 ữ 100m

Mặt cắt hệ tầng gồm (mô tả theo các LK: 12, 13, 14, 29, 31, 32):

- Phần dưới là trầm tích nguồn gốc biển: sét, bột có chứa ít cuội nhỏ phân bố

dưới sâu (~100 ữ 96m, LK 13 và 140) chứa bào tử phấn hoa: Plydium,

Polypodiacea gen indet… Chiều dày 7 – 12m

- Phần trên là trầm tích aluvi: cát thô, cuội sạn (kích thước cuội 1,5ữ2cm, có nơi 8ữ10cm)

Chiều dày tổng của hệ tầng 15 ữ 40m

Tập dưới: sét bột cát, cuội hạt nhỏ có nguồn gốc sông - biển hỗn hợp; cấu tạo

xiên chéo, màu nâu đỏ loang lổ, chứa di tích bào tử phấn hoa: Polypodiacea gen indet, Lythocarpus sp…

Tập trên: trầm tích lục địa nguồn gốc aluvi với thành phần cuội, sỏi, sạn và cát chuyển dần lên là hạt mịn

Chiều dày hệ tầng 7ữ50m

+ Trầm tích sông (aQ23):

Phân bố chủ yếu trên lòng các sông, suối lớn (sông Hiếu, sông Mã…) gồm cát, sạn, sỏi dưới dạng bãi bồi ( thành phần sạn, sỏi chủ yếu là sét, bột và cát) Chiều dày trầm tích từ 0,5 ữ 1m đến 5 ữ 10m

+ Trầm tích sông - biển (amQ23): phân bố ở vùng ven các sông lớn (sông Mã, sông Hiếu…) gồm sét, bột, cát tạo nên bãi bồi ven sông và giữa sông Trong trầm tích có mặt vụn thực vật chưa phân hủy thành than bùn

+ Trầm tích biển – gió (mvQ23): phân bố dọc theo bờ biển chủ yếu là cát, tạo nên địa hình cồn, đụn cát, doi cát Chiều dày trầm tích 2 ữ 4m

Gồm các trầm tích sông – biển (am) và sông (a) Trầm tích sông chủ yếu là

cuội, sỏi, cát Trầm tích sông – biển là cát, sét chứa Actinella sp., Thalassionema

sp.,…Chiều dày chung dao động 15 ữ 40m Các thành tạo của hệ tầng này không

lộ trên bề mặt mà phân bố chủ yếu ở dưới đồng bằng

Pleistocen thượng

Hệ tầng Vĩnh Phúc (Q13vp)

Thành tạo của hệ tầng này là các trầm tích sông – biển (am) gồm: sét bột, sét,

bột cát, màu sắc loang lổ chứa Thalassiothrix mediterranea Chiều dày 6 ữ 25m

Diện phân bố tạo thành các dải chạy dọc theo rìa tây các đồng bằng Quỳnh Lưu, Diễn Châu, Nghi Lộc và Hưng Nguyên

Holocen trung

Trầm tích Holocen giữa (Q22)

Trầm tích này gồm các thành tạo sông – biển (am), đầm lầy – biển (bm) và

biển (m) có thành phần chung gồm sét, bột sét, cát bột, chứa Lentidium sp.,

Balanus sp

+ Trầm tích sông – biển phân bố chủ yếu dọc theo các núi, đồi ở rìa tây đồng bằng và các trũng giữa núi huyện Hưng Nguyên và Nghi Lộc, một số diện nhỏ ở khu vực trung tâm đồng bằng Diễn Châu

+ Trầm tích biển phân bố trên bề mặt và tạo nên phần lớn diện tích các đồng bằng Diễn Châu, Quỳnh Lưu, Nghi Lộc, Hưng Nguyên và đô thị Vinh

Chiều dày tổng của trầm tích Holocen giữa dao động 5 ữ 40m

Holocen thượng

Trầm tích Holocen trên (Q23) Gồm các trầm tích sông, sông – biển và biển gió

+ Trầm tích sông (a): phân bố chủ yếu trên lòng các sông, suối trong khu vực gồm: sét, bột, cát tạo thành các bãi bồi ven sông Chiều dày trầm tích từ 0,5 ữ 1m

đến 5 ữ10m

+ Trầm tích sông - biển (am): phân bố chủ yếu ở các vùng cửa sông ven biển (sông Lam, sông Cửa Lò, sông Hoàng Mai…) gồm sét, bột, cát tạo nên bãi bồi

Trong trầm tích có mặt Elphidium hispidulum, Melosira islandica

+ Trầm tích biển – gió (mv): phân bố dọc theo bờ biển chủ yếu là cát, tạo nên

địa hình cồn, đụn cát, doi cát Chiều dày trầm tích 2 ữ 4m

Chiều dày chung của trầm tích Holocen trên dao động 5 ữ 25m

Trầm tích Đệ tứ không phân chia (Q):

Các trầm tích này phân bố chủ yếu dọc theo các suối, ven chân núi…tạo nên các thềm, bãi bồi, bãi đá sườn tích, lũ tích (tuổi không xác định) Thành phần chủ yếu là cuội, sỏi, sạn, cát

- Cát biển - gió tạo nên địa hình cồn, đụn

cát, doi cát Chiều dày 2 ữ 4m

sông-biển, chứa nhiều sinh vật Lentidium sp.,

Corbula sp., Ostrea sp.,…Chiều dày 2 ữ

20m

-Trên: sét, bột, cát đầm lầy – biển màu xám

đen có than bùn lẫn bột sét hoặc, chứa tảo vùng ven bờ và biển bị nhạt hóa:

- PhÇn d−íi: sÐt, bét biÓn chøa Ýt cuéi nhá;

chøa bµo tö phÊn hoa: Plydium,

Polypodiacea gen indet… ChiÒu dµy 7 –

Trong lĩnh vực giám sát, cảnh báo các tai biến tự nhiên, hệ thống 3 S cần

có mạng truyền tin dải rộng, hệ thống máy tính có cấu hình mạnh, các CPU đ−ợc kết nối để có thể đồng thời xử lý và tăng tốc đọ truyền dữ liệu Trong phạm vi hợp tác của đề tài, hệ thống 3 S sử dụng trong Viện công nghệ viễn thám và Geomatic bao gồm 30 vỉ CPU (CPU card), cho phép tăng tốc độ xử lý theo cấp

số nhân