Luận án tiến sĩ Chính trị sông và bờ biển: Nghiên cứu diễn biến hình thái khu vực cửa sông Thu Bồn và đề xuất các giải pháp giảm thiểu tác động bất lợi phục vụ phát triển kinh tế xã hội

Mục tiêu của luận ám ~ Nghiên cứu tương tác của các yếu tổ thủy thạch động lực, làm sáng tó các nguyên nhân và cơ chế diễn biển hình thi khu vực cia sông Thu Bồn ~ Dé xuất các giải pháp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP &PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

DANG ĐÌNH DOAN

LUẬN AN TIEN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

DANG ĐÌNH DOAN

NGHIÊN CUU DIEN BIEN HÌNH THÁI KHU VUC CUA SONG THU BON VA DE XUAT CAC GIAI PHAP GIAM THIẾU TÁC DONG BAT LỢI PHUC VU PHAT TRIEN

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các nội dung va

kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa được ai công bồ trong bất kỳ

công trình khoa học nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu ( nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Tác giả luận án

le

Dang Dinh Doan

LOI CAM ON

Với lòng kính trong va biết on sâu sắc tác giả xin gửi lời cảm ơn tới PGS.TS.

Vũ Minh Cát - Dai học Thủy Lợi; TS Phạm Quang Sơn- Viện Dia chấtđã hướng dẫn

tác giả trong suốt quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thiện luận án.

Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô giáo và đồng

nghiệp ở trường Đại học Thủy lợi; Viện khoa học thủy lợi Việt Nam;Viện khoa học

thủy lợi miền Trung và Tây Nguyên, Trường Cao đẳng Công nghệ Kinh tế và Thủy lợi miền Trung đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt quá trình học tập va

thực hiện luận án.

Tác giả cũng trân trọng cảm ơn các cơ quan: Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn tỉnh Quảng Nam và Thành phố Đà Nẵng; Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Trung Trung Bộ đã giúp đỡ tác giả trong quá trình thu thập tài liệu, các thông tin cần thiết liên quan đến vấn đề nghiên cứu.

Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp và người thân đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt thời gian học tập, nghiên

cứu và thực hiện luận án.

Tác giả luận án

Đặng Đình Đoan

Danh mục các ký hiệu, các từ viét tat

MO ĐẦÂU 5 SE E1211211211111011211211211 11111 11 1 121211 1 121212111 rau |

2 Mục tiêu của luận án - - 2211111112211 11 1111000111111 1kg 1 ngư 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án -:-2¿©5z52++2zx+zxzszxzee 3

5 Cấu trúc của luận án - - + St+k‡EE*EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEESEEEkErtkrrrsker 3

1.1.2 Phân vùng cửa SONG - c 11111111 TH TH ng 7

1.2 TINH HÌNH NGHIÊN CUU DIEN BIEN HÌNH THAI VUNG CUA SONG

TREN THE GID 0 ccceccesccssesssssessessssvessessessessuessessessessesssessessessssssessessessesaessessesseeases 8

1.3 CAC NGHIEN CUU VE DIEN BIEN HINH THAI CUA SONG O VIET NAM

¬ = 13

1.4 CAC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU Ở VUNG CỬA SONG THU BỎN 18

1.4.2 Các chương trình KHCN Nhà nước và các đề tài nghiên cứu khoa học công

NGhE CO NSN QUAN 027277 ẠẶẠ(:ỐÔÔÔÔ 19 1.4.3 Cac dự án khu vực cửa SÔng eee ee ceecccceesscescesseeseeeseeesecseceseeesecseeeseeeeeeseeeeeas 21

1.5 NHUNG HAN CHE RUT RA VA HUONG TIEP CAN CUA LUAN AN 21

1.6 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CUU TRONG LUẬN ÁN 23

1.6.2 Phương pháp phân tích viễn thám, hệ thông tin địa lý (GIS) - 24

CHUONG 2 DAC DIEM TỰ NHIÊN, TINH HÌNH DIEN BIEN VÀ CÁC NHÂN

TO ANH HUONG DEN BIEN DOI HÌNH THAI VUNG CUA SONG THU BON27

2.1 KHÁI QUAT VE ĐẶC DIEM TỰ NHIÊN LƯU VỰC NGHIÊN CỨU 27

2.1.1 Vị trí địa lý ©5c 2c 2x22 2212 2122112211271211211211212121121212e re 27

2.2 TINH HÌNH DIEN BIEN HINH THÁI CỬA SONG THU BỎN 40 2.2.1 Diễn biến hình thái khu vực phía trong sông -¿- 2¿2zz+sz+cxzz+ 40 2.2.2 Biến đồi hình thái dai ven biển vùng cửa sông nghiên cứu -. 44 2.3 CÁC NHÂN TO ANH HUONG DEN BIEN DOI HÌNH THÁI 45

2.3.3 Các nguyên nhân do con ñBƯỜII - - + về ng nh nrưp 50

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CUU DIEN BIEN VUNG CUA SONG THU BON BANG PHƯƠNG PHAP VIÊN THÁM, GIS VA MÔ HINH SO TRỊ -: 56 3.1 Nghiên cứu diễn biến hình thái bằng phương pháp viễn thám - GIS 56

3.1.2 Phương pháp thực hiỆn - - G1 2222211211 1211111 1111111111111 1111 1111111 rrkp 58

3.1.4 Diễn biến khu vực cửa sông Thu Bồn qua phân tích thông tin viễn thám 63

3.2 Nghiên cứu diễn biến hình thái bằng mô hình số trị -. :-5- 79

3.2.1 Lựa chọn mô hình - - E122 22211312311112531 1115211112811 18211111811 net 79

3.2.2 Mô phỏng diễn biến đáy sông và đáy biển trước cửa sông bằng MIKE2I 81

3.2.3 Xây dung tập kịch bản và mô phỏng 5 +2 3213 Essvxseerseeeress 91

3.2.4 Mô phỏng sự thay đôi đường bờ bién băng mô hình LITPACK 98

3.3 KET LUẬN CHUONG 3.0.occcccsscssessssssessessscssessessessvsssessessessessssanessessesassanesseeses 114

CHƯƠNG 4 DE XUẤT CAC GIẢI PHÁP ĐỊNH HƯỚNG PHONG TRÁNH,

GIẢM NHẸ XOI LO, BỎI TỤ VUNG CUA SONG VEN BIEN 116

4.1 Nhóm giải pháp phi công trình - ceccescceeseceeeeesseeeeseeeeneceseeeneeeeseenees 116 4.2 Nhóm giải pháp công trÌnh - - ¿c3 +21 3321113511195 E1 E11 ExeE 117

4.3 Giải pháp cho đoạn sông từ Giao Thuy tới Cửa Đại - ccSsc sec 118

4.3.1 Phân tích cơ sở khoa học và thực tiễn dé lựa chọn các biện pháp 118 4.3.2 Lựa chọn các giải pháp áp dung cho các điểm xói lở - 2-2-5: 120

4.4 Giải pháp công trình cho vùng cửa SONG ee eceecccsscesseeseeseeeseceseeeseeseesseenees 125 4.4.1 Giải pháp cho cửa SÔNnG G12 32111211 1 1111911111111 1111111111111 111 xe 125

PHAN KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ ¿¿2252+222+vt22Exxvttrrtrrrrrrrrrrrrreg 132 c0 132

ĐANH MỤC HÌNH ANH

Hình 1-1: Sơ đồ tiếp cận 2Hình 1-2: Sơ db nghiêncứu phn ích tổng hợp 3Hình 1-3: Sơ đồ nghiên cứu của phương pháp viễn thẩm : 24

Hình 1-4: Sơ đồ nghiên cứu của phương pháp mô hình số trị - 25

Hình 2-1; Khu vực nghiên cứu sông Thu Bồn - ° 27

Hình 2-3: Thống kê chiều dài xói lở (m) 4 Hình 2-4: Tốc độ xói lở (m/năm), 4 Hình 2-5: Xói lỡ do dòng xoáy tạo thành các hỗ xói ở Bãi Mộ thôn An Hà - ĐiệnPhong với độ rộng 10-20m, sâu từ 3-5m(5/2009) 43Hình 2-6: Hồ xói Ong Phật, trước 16 1999 với điện tích 250m”, sâu 2-3m, đến nay

là 4000 m?, sâu 7-10 m tai thôn An Ha (5/2009) 43Hình 2-7: X6i lở trên đoạn bờ hữu dài 3km ở thôn An Hà Thôn Thi Phương vàThôn Cảm Phú - Điện Phong (52009) 43Hình 2-8:X6i lờ do đồng chiy dồn vào sông nhánh Vĩnh Điện (Diện An) trên đoạn

bờ dai hơn 1km (5/2009) 4Hình 2-9: Sat lở bờ biển khu vue bi phải Cita Đại do sóng xiên góc với đường bờ

(Golden Sand Resort Hội An thing 10/2010), 44Hình 2-10: X6i ở bử biển Duy Hải (bờ phải Cita Dai sau 19/2009), 44Hình 2-11: Các đứt gay điễn hình có vai trồhình thành các sông chính, 45Hình 2-12: Dot rừng làm nương ở Qué Sơn; khai thác khoảng sản ở Phước Sơn vàxây dựng Thủy điện Sông Bung 2 si

Hình 2-13: Nuôi trồng thủy sản trên sông và canh tác trên nhất bồi ở hạ lưu sông Thu.

Bồn 32

Hình 3-1: So đồ tôm tắt quy trình xử If thong tin anh và ban đồ 38Hình 3-2: Xác định đồng chủ lưu từ phổ phản xạ của các nhánh sông ở Band 4 62Hình 3-3: Xác định đồng chủ lưu từ phổ phản xạ của các nhánh sông ở Band4 62Hình 3-4: Xác định đồng chủ lưu từ phổ phản xạ của các nhánh sông ở Band 4 63Hình 3S: Biế động lòng sông Thu Bản ga dạn 1965 in 2013, 6Hình 3-6: Ảnh vệ tinh đoạn từ Giao Thủy đến cầu đường sắt 6Hình 3-7: Biến đổi dòng sông đoạn từ Giao Thủy đến cầu đường sắc ó6Hình 3-8: Xu th biển đổi dòng sông đoạn từ Giao Thủy đến cầu đường sà 66Hình 3-9 Sự di chuyển của đồng chủ lưu tại đoạn Giao Thủy 67Hình 3-10: Sự di chuyển của đồng chủ lưu tại đoạn Duy Châu (Duy xuyên) 68

Sự di chuyển của đồng chủ lưu ại đoạn Phú Đông, Điện Quang,

“Xu hướng diễn biến đường bờ tai KY Long

Ảnh viễn thâm khu vực từ cầu đường s

Sự di chuyển của dòng chủ lưu tại đoạn thôn Nh Dinh!

Sự di chuyển của dng chi ta dgn thôn Nhị Dinh

ễ cửa sông từ năm 1973 đến 2013.

Điễn biển dòng chủ lưu đoạn sông gin cửa Đại năm 1973 đến 2013.

Diễn biến dong chủ lưu đoạn sông cửa Dai năm 1973 đến 2013.

Diễn biển đoạn bờ cửa Dai năm 1973 đến 2013

Diễn biến đường bờ tại đoạn phía Bắc cửa Đại, năm 1973 đến, 2013.

Diễn biến đoạn cửa Dại năm 1999 đến 2013 qua ảnh vệ tỉnh.

Din biến bờ biển đoạn bờ phía Nam cửa Đại từ năm 1973 đến 2013

7474

7516

178

8485858787Kết quả so sinh chiều cao sóng tính toán và thực do (chỉ số NASH =

Kết quả hiệu chỉnh lưu tốc tại cửa Đại (chỉ số NASH = 86.2%)

Địa hình cita Đại đo thing 9/2009

Địa hình cửa Dai đo tháng 10/2008

“Các mặt cit chiết xuất kết quả mô phỏng

Địa hình đáy thực đo và tính toán (MC]).

Địa hình đáy thực do và tính toán (MC2).

Địa hình đáy thực đo và tính toán (MC3).

Các mặt cắt tính toán biến đổi địa hình đáy

Biến đổi địa hình đáy MCI

Biển đổi địa hình đáy MC2.

Biến dồi địa hình đáy MC4

Biến đổi địa hình đáy MC3

Biến di địa hình dy MCS

Biến di địa hình day MC2

Biển đôi địa hình day MC3

Bin đôi địa hình day MCA,

Bign đôi địa hình day MCS

888889

89

909090

909

94949%9%995969696

Hình 3-47: Vận the đồng chảy tổng cộng các kịch bản C1, C2 tại điểm 1

Hình 3-48: Địa hình đầy ~ Kịch bản CL

Hình 3-49: Địa hình đáy ~ Kịch bản C2

Hình 3-50: Mô hình hỏa đường bờ khu vực nghiên cứu,

Hình 3-51: Mô hình hóa mặt cất ngang đại điện khu vực nghiên cứu

Hình 3-52: Hiệu chỉnh mô hình LITLINES

Hình 3-53: Đường bi biển sau 10 năm

Hình 3-54: Đường bờ biển sau 20 năm.

Hình 3-55: Đường bờ biển sau 10 năm, có thêm 2 dap hướng dong tại cửa

Hình 3-56: Dường bờ biển sau 20 năm.

Hình 3-57: Các mặt cắt điễn hình chiết xuất trên miễn tính toán LITPROF

Hình 3-58: Diễn biển cao độ đáy MC2 ứng với các kịch bản E1, E2 trong 1 nấm Hình 3-59: Diễn biển cao độ đáy MC3 ứng với các kịch bản E1, E2 trong 1 nấm

Hình 3-60: Diễn biển MCI theo kịch bản có kẻ trong 1 năm.

Hình 3-61: Diễn biển MC theo kịch bản có kẻ trong 1 năm.

Hình 3-62: Diễn biển MC3 theo kịch bản cổ kẻ trong 1 năm.

Hình 3- 63: Diễn biến MC4 theo kịch bản có kẻ trong 1 năm.

Hình 4-1: Ké kết hop các loại vải địa kỹ thuật va bằng thực vật

Hình 4-20: BS tri cây ở nơi không ngập nước thường xuyên

Hình 4-2b: Bồ tí cây

Hình 4-3: Sơ

Hình 4-ta: Mô hàn nghiêng với dòng chảy

Hình 4-4b: Mỏ hin vuông gốc đồng chảy

Hình 4-5: Phân đoạn diễn biển đường bờ biển

Hình 4-6: Mặt cắt điền hình kiểu kè mái nghiêng.

Hình 4-7: Giải pháp tong thé bảo vệ bờ khu vực nghiên cứu.

iu kế mái

99

98

100100102103104105106108Homm13HatáHausnọnọnọ120120124129130

DANH MỤC BANG BIEU

Bang 2-1: Các đặc trưng dong chảy sông Thu Bon 32

Bang 2-2: Lưu lượng đồng chảy năm img với các tin suất 32Bảng 2-3: Lưu lượng Ia thiết kế ứng với các tin suất quy định như sau 32

Bang 2-4: Giá trị Vmax đặc trưng trạm Cửa Đại - - 33

Bảng 2-S: Lưu lượng tai mặt cắt Cửa Đại 3Bang 2-6: Các đặc trưng dong chảy bùn cát tại Nông Sơn 34Bang 2-7: Thông kế các đặc trưng mực nước và độ lớn tiểu tại Hội An (em) 35

Bảng 2-8: Tham số sóng do các cơn bão ngoài khơi vùng bờ Hội An gây ra [ 5

Bảng 2-9: Bảng thing ké sóng chế độ ngoài khơi khu vực nghiên cứu 36Bảng 2-10: Hằng số đi

Bang 2-11: Hing số điều hòa dong triéu vùng ven bờ phía Bắc, tháng IX/2009 39 Bảng 2-12 :Hing số diễu hòa đồng tiểu vũng ven bở phía Nam, tháng IX/2008 39

hòn đông tiễu ving trong sông, thing /2009, 39

Bảng 2-13: Kết quả quan rắc dòng chảy ven bi biến Cửa Đại (3/10/2010) orn 40Bảng 2-14: Vị tí xôi lỡ trên khu vue của sông Thu Ban 41Bảng 2-15: Tổng hợp các nguyên nhân gây xối lở tại các vị tr rong sông 33Bảng 3-1: Dang vệ tinh Landsat (NASA) được đưa vio quan sit Trái Bit 37Bảng 3-2: Độ phân giải các Band ảnh của vệ tỉnh Landsat S TM 39Bang 3-3: Dộ phân giải các Band ảnh của vệ tinh Landsat 7 ETM+ 39Bảng 3-4: Các ảnh vệ tinh sử dụng trong nghiên cứu 60Bang 3-5: Tọa độ các mặt cat cl để so sánh kết qua ° 89Bảng 3-6: Toa độ các mt cit tinh toán 92Bảng 3-7: Diễn biến đường bir mô phỏng theo modul Litlines 107

Bang 3-8: DiỄn biến đường ba tự nhiên (tính cho | năm) 108Bảng 4-1: Các giải pháp áp dung cho các vị trí x6i lở trên sông lạiBang 4-2: Cân bằng bùn cát trung bình năm (mẺ/năm) bờ biển cửa sông Thu Bén.125

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TAT

Ủy ban Châu âu

Uy ban nhân dânĐồng bằng sông cin long

MỠ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Quảng Nam là nh có tải nguyên biển phong phú và da dạng, có tim năng lớn

«48 phát triển kính tế biển Với chiều dai bờ biển trên 125km và ở bit cứ đầu cũng cóthể trở thành bãi tắm lý tướng bởi bờ biển thoải, cát trắng, nước trong, nhiệt độnước bién từ 20 - 29°C và ánh nắng chan ha là những điều kiện hip dẫn, thuận lợi cho du lịch và nghỉ dưỡng Với thém lục địa rộng lớn, kiện khí hậu thuận lợitạo điều kiện thích hợp cho sự phát triển của các loài cá, tôm và các sinh vật biển và

là điều kiện thuận lợi cho nuôi trồng và khai thác thủy hải sản Đặc biệt, cụm dio

Củ Lao Chim với các hệ sinh thái biển nhiệt đới như rạn san hộ, thảm cỏ biển, sinhvật đáy, Có tính đa dạng sinh học cao và đã được công nhận là khu bảo tồn biển.

quốc rỉ 1 năng lớn cho phát iển kinh ế biển của dia phương,

Quảng Nam có hệ thông sông ngôi gồm 2 sông lớn la Thu Bồn và TrườngGiang với 2 cửa sông lớn là Cửa Đại (Hội An) và cửa An Hòa (Núi Thành) hàng.năm mang ra biển một lượng phủ sa bồi dip cho vùng đồng bằng hẹp ven biển Bên

cạnh đó là các thủy vực nước Ig, nước ngọt rộng lớn với trên 27.680ha, trong đó.

diện tích mặt nước lợ trên 5.000ha, nước ngọt trên 000ha và hàng chục nghìn hamặt nước biển ven bờ, rất thuận lợi cho phát triển nuôi trồng thủy sản.

ẩn nhiều rủi ro như bão, lũ, sat lở, bồi tụ và đặc b

của thời tiết gây ra sự tương phản ngày cing khốc liệt giữa mùa mưa và mùa khô,Các hoạt động kinh tế xã hội thiếu quản lý, quy hoạch làm rừng bị chặt phá rừng,đầu nguồn, các công trình xây dựng nhằm phát triển kinh tế xã hội trên lưu vực như

hồ chứa, đường giao thông v.v Kết quả là vin đề xói lở và bồi lắp lòng dẫn, vùng cửa sông các sông miỄn Trung nói chung và sông Thu Bồn nói riêng h

trọng trong thời gian qua

"Về mặt tự nhiên, của sông Thu Bồn nối với biễn là nơi chịu tác động tổng hop

sức ngh m

của cả yếu tổ động lực sông cũng như các yếu tổ động lực biển Dòng chảy vùng cửasông thay déi theo mua; bùn cát vùng cửa sông hình thành do dòng nước mang ra từlưu vực; đồng trigu, đồng do giómangnước mặn ngược từ biển vào sông

"Về mặt kinh tế xã hội thì cửa sông Thu Bồn lả điểm trung chuyển của conđường giao thông thủy nối liền vùng đồng bằng ven biển với vùng núi ở thượngnguồn của lưu vực Khu vực ngay phía trong cửa sông khá rộng thuận lợi cho việc

xây dựng cảng giao hương giữa Quảng Nam với các tinh khác và quốc tế với hàngtrăm tàu thuyén lớn nhỏ đánh bắt hải sản, du lịch đi lại hàng ngày, đó là một trong những hoạt động phát iển kinh tẾ chính của tinh, Thành phổ Hội An nằm ngay cửasông nên phát triển du ch đường thủy từ đây tới các đảo Cù Lao Chim, thành phố

i Nẵng và các cing của các tinh lần cận cũng là một thé mạnh của Quảng[Nam Mặt khác, ving cứa sông dang dfn ra cúc hoạt động kín tẾxã hội như sản xất

đánh bắt và nuôi trồ

nông nghiệ mng thủy sản, vận tải thủy, xây dựng các công trình

cco sở ha ting cho dân sinh, du lịch, dich vụ v.v Tổ hợp các điều kiện tự nhiên vàcác hoạt động kinh tế xã hội của con người là nguyên nhân gây ra các điễn biến phứctạp tại vùng cửa sông

Tóm lại, lợi ch mang lại của vùng cửa sông Thu Bồn đối với phát triển kinh tế

và xã hội của Quảng nam lả rất lớn Tuy nhiên trong những năm qua, ving cửa sông

và dai ven biễn lân cận cửa sông có nhiễu diễn in phúc tạp:hiện tượng xói lở bờ sông, dai ven biển kể cận; hiện tượng di động của các đảo phía trong cửa sông, bồi lắp của sông v.v Củn trở tâu thuyén ra vio, đặc biệt trong thời kỳ tiều thấp gây khó khăn cho các hoạt động phát triển kinh tế xã hội tại địa phương.

Xuất phát từ những lý do trên, tác giá đã chọn đề tà:“Nghiễn cứu biếnHình thi khu vục cửa sông Thu Bén và đề xuất các giải pháp giảm thiếu tác động

bắt lợi phụe vụ phat triển linh tế xã hội "nhằm đánh giá điễn biên hình thái khu vực

của sông, xác định nguyên nhân và quy luật diễn biển để từ đó đề xuất các giải pháp

nhằm ổn định vùng cửa sông phục vụ phát tiễn kin t xã hội vùng nghiền cứu,

2 Mục tiêu của luận ám

~ Nghiên cứu tương tác của các yếu tổ thủy thạch động lực, làm sáng tó các nguyên nhân và cơ chế diễn biển hình thi khu vực cia sông Thu Bồn

~ Dé xuất các giải pháp nhằm giảm thiểu các tác động bat lợi đến quá trình

ign biến inh thái khu vực cửa sông phục vụ phátiển kính tế xã hội

3 Nhiệm vụ và nội dung cũa lưận án

= Tha thập, khảo sit bổ sung, chính ý các tr iệu sổ iệu phục vụ cỉ

- Ứng dung các phương pháp viễn thám, GIS và mô hình sổ trị để đánh giá, dự báo các quy luật diễn biển và phát triển vùng cửa sông Thu Bon.

- ĐỀ xuất các giải pháp khoa học công nghệ cổ tinh định hướng nhằm én định

vũng cửa sông Thu Bồn phục vụ phát triển kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trường.

4 ĐT mpng và phạm vi nghiên cứu của luận án

Đối tượng nghiên cứu là các quá tình diễn biến ving của sông gằm quá tình

thủy động lực, vận chuyên bùn cát, xói lở, bồi tụ bờ sông, bờ bién, động địa

hình day vùng ngayphia trong cửa sông và vùng biển ven bờ trước cửa sông

Pham vi không gian nghiên cửu của luận án:

- Phia trong sông: Từ Giao Thủy là điểm hợp lưu giữa sông Thu Bn và sông

(Quảng Huế đồn của sông

= Phia ngoài bi

Theo hướng vuông góc với đường bờ: Từ đường bờ đến độ sâu 10m nước.Doc theo bờ biển: Mở rộng 15km tính từ mỗi phía của cửa sông về phía Nam.

và phía Bắc doe theo đườ

Tuy nhiên, khi phân tích, đánh giá các yếu tổ thủy thạch động lực ảnh hưởng.

tới cửa sing phim rộng hơn đến khu vực lân cận

ở biển

5 Cẩu trúc cia luận án

Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghi, luận án được cấu trúc gồmchương:

Chương 1: Ting quan về nghiễn cửu diễn biển của xông vùng ảnh hưởngtriểu: ĐỀ cập đến những khái niệm cơ bản, tỉnh hình nghiên cứu cửa sông trén thể giới, ở Việt Nam và vùng cửa sông Thu Bồn.

Chương 2: Đặc điền tự nhiên, tình hình diễn bién và các nhân tổ ảnh hướngđến biến đổi hình thái vùng cửa sông Thư Bằn:Dựa vào các tải liệu lịch sử về diễnbiến địa bình ba và day, các yêu tổ thủy thạch động lực gồm sống, gió, đồng chảy,bùn cát iến hành phân ích và đánh giá mỗi tương quan giữa s thay đổi hình thi với

u tổ thủy động lực, bùn cát cũng như ảnh hưởng của hoạt động kinh tế xã hộitới xói lỡ, bồi tụ cửa sông, bờ biển

Chương 3: Nghiên cứu diễn biển vùng cửa sông Thu Bồn bằng phương pháp viễn thám, GIS và mô hình số trị

ya vào các ảnh may bay, ảnh vệ tỉnh, bản đồ địa hình trong vòng 50 năm, từ cuối thập ky 60 thé ky 20 đến nay, sử dụng các phần mềm chuyên dụng, tiến hành nắn chỉnh lưới tọa độ, nắn chỉnh hình học, tich xuất các thông tin, lập bản đồ

chuyên để, tinh toán và đánh giá diễn biến hình thai khu vue nghiên cứu theokhông, thời gian

Ứng đụng mô hình toán để mô phỏng và lượng hóa sự biển đổi hình thái vùng cửa sông Thu Bồn ở những thời đoạn xác định Đồng thời dự báo xu thé phát triển cửa sông theo các kich bản để xuất

“Chương 4:08 xuất giải pháp định hưởng phòng trinh, giảm nhẹ xói lở, bồi tụvăng của sông, ven biển Từ cc kết quả nghiên cứu cô được trong các chương 1, 2,

3, đề xuất ác giải pháp chỉnh trị vùng của sông Thu Ban phục vụ phát triển kính tế

ội của địa phương,

6 Những đồng góp mới của luận ám

1) Phân tích, đánh giá và xác định được các yếu tổ tác động chínhgây diễnbiến hình thái vùng cửa sông Thu Bồn, đó là các yêu tổ thủy thạch động lực tựnhiên như dong chảy sông về mùa lũ; thủy triều và dòng chảy tổng hợp do sóng và thủy tiều biển vỀ mùa kiệt và các hoạt động kính tẾ xã hội như xây dựng hỗ chứa, các công trình cơ sở hạtằng giao thông, thủy lợi và hoạt động khai thác cát

2) Xây dựng được bộ công cụ bao gôm viễn thảm ~ GIS và mô hình s6 tị để

đánh giá và dự báođịnh lượng diễn biến đường bờ sông, bờ biểnvà đề xuất được cácgiải pháp chỉnh t theo hưởng da mục tiêu, phục vụ phát iển bén vũng cho vùngcửa sông Thu Bồn

EN VUNG CUA

1.1.Đặc điểm và phân ving cửa song

1.1.1 Đặc điểm ving cửa sông

Theo các tác giả Nguyễn Văn Cu, Hoa Mạnh Hùng, Nguyễn Bá Quy.[11, 29,36) thì thuật ngữ "cử sng” được higu theo hai nghĩa

Cửa sông là nơi sông đồ ra biễn, ra hỗ (hay kho nước) và cửa sông là đoạncuối cig của một con sông thông ra biển

Cửa sông lả nơi tranh chấp giữa nước mặn của biển và nước ngọt của sông trong lục địa, đó li sự thay đổi từ chế độ thủy văn sông sang chế độ thủy vẫn biễn, chế độ nước ở cửa sông biển động kéo theo các đặc tính lý hóa, sinh học môi trường nước, ding thủy thạch cũng biến động theo Do vậy, giới hạn cửa sông thường được

xác định bởi các đấu hiệu đặc điểm như sau:

Giới hạn phía trong cửa sông: La nơi hầu như không còn chịu ảnh hưởng của dang chay ngược do thủy triều tạo ra hay v= 0

Giới hạn phía ngoài cửa sông: Đến giới hạn xa nhất của khối nước ngọt tử trong sông chảy ra được xắc định thông qua qué tình nhiệt muối và bản cát

"Những đặc điểm cơ bản của vùng cửa sông bao gồm:

~ Chế độ thủy văn vùng cửa sông được hình thành dưới tác động tổng hợp của các.quá trình sông - biển, hay nồi cách khác sự phát triển của cửa sông phụ thuộc vào chế

độ thủy văn lưu vực sông (đồng chảy và dòng bùn cắt từ thượng nguồn mang ra cửasông) và ch độ hải văn biển (dao động mực nước, sống, gi )

~ Ảnh hưởng của sông được thể hiện qua chế độ dong chảy va bùn cát Dòng.

nước sông mang theo bùn cát từ thượng nguồn xuống ving đồng bằng và cửa sông

Quá trình bồi tụ hay xói lở thay đối theo mùa trong năm phụ thuộc vào hình thái

lòng sông và mùa dòng chảy, Mùa lũ do lưu tốc dng chảy lớn, nên mặc dù him

lượng bùn cát do ding nước mang theo lớn, nhưng hiện tượng xói lòng dẫn xảy ra ở.

phần cửa sông phía trên và bùn cất được ling đọng ở ving biển phía rước cửa sôngkhi ưu tốc đột ngột giảm xuống

~ Ảnh hưởng của biển được thể hiện qua sự dao động của mực nước (thủy.

triều và nước ding do gi, bão) và sóng, giớtao nên dòng chảy sóng và dòng chảygió Tổng hợp của các thành phần dòng chảy tạo ding chảy 2 chiều vùng cửa sông

+ Vũng cửa sông ảnh hưởng triểu còn được phân biệt với các của sông khác

thông qua đặc trưng độ muối Dưới tác động dòng chảy tổng hợp, trong đó vai trò của triều là đáng kể nhất đã mang nước biển vào ota sông hỏa với nước ngọt từ thượng

nguồn mang xuống tạo ra khối nước lợ Mùa kiệt mặn xâm nhập vào sông sâu hơn

mia lũ: triều cường nước mặn lin vio sâu hơn hay nồi cách khác biển động của độmặn phụ thuộc vio mùa trong năm, pha tru và hình dang cửa sông lồng sông

'Vùng cửa sông là nơi tranh chấp mãnh liệt giữa dat liền và biển, thường xuyên.xây ra hai quả trình ti ngược nhau là bồi tụ và xối lở Bùn cat tai cửa sông do đồngnước mang từ thượng nguồn xuống và do dòng chảy sóng, ding triều mang theodưới dang đồng chảy ven bờ và vuông góc với bờ và khi tương tác với các quá trìnhthủy động lực sẽ gây bồi xi, tạo ra các edn cát ngằm, các bãi bồi ở các cửa sông,

cũng như việc mở rộng cia đồng bằng châu thd ra biển

Dé nghiên cứu diễn biến vũng cửa sông, tước htta phân chia ra các Khu vực

đặc trưng và ranh giới của chúng.Hiện nay, việc phân định ranh giới vùng cửa sông.

côn nhiều ý kiến khác nhau, song đều thẳng nhất dựa trên 3 dẫu hiệu cơ bản là: 6) điều kiện thủy văn, (ii) điều kiện thủy hóa và (iii) hình thái cửa sông.

Theo các nhà chuyên môn nghiên cứu về hóa học và sinh học thì ving cửasông được giới han từ điểm có độ mặn từ 0,5%e phía thượng nguồn đến điểm xa

én đổi hoàn toàn thành nước biển có độ mặn từnhất ngoài khơi, nơi nước lợ

30+32%ø Như vậy, vùng cửa sông bao gồm phan cuỗi của dòng sông và một phần.biễn nông ven ba

Các chuyên gia thủy vancho rằng điểm xa nhất về phía trong sông của vùng cửa sông là nơilòng dẫn chính bit đầu phân nhánh, nơi không cin hoặc rất ít ảnh hưởng của dòng iều vào mia kiệt và ranh giới ngoài phía biển là nơi có chế độ

thủy hóa bi h mạnh nhất trong mùa lũ (thường lấy gradient độ mặn vùng nước.

pha trộn làm ch i đặc trưng) [14,73]

Dựa vào quan điểm phân ving cửa sông của các tc gi trong và ngoài nước

tao ra

thì giới hạn phía trong sông sẽ đến điểm không còn dòng chảy ngược do triề

= 0) 6 những cửa sông miễn Trung Việt Nam, do độ dốc lòng sông lớn, độ lớn

thủy triều không lớn thì điểm vụ = 0 gin với điểm dao động của thủy triều bingkhông (AH = 0) và phía

mùa lũ Dựa vào quan điểm trên, nghiên cứu sinh đã xác định giới hạn phía trong.

in Ia nơi kết thúc của khối nước ngọt từ sông mang ra vào

sông của vũng cửa sông Thu Bon tại Giao Thủy - điểm nhập lưu giữa sông Thu Bồn va sông Quảng Huế và giới hạn phía biển được mở rộng ra tới vùng nước có độ sâu IÔmvà khoảng 20 km về 2 phía của sông

1.1.2 Phân ving cứa sông

Theo LV Xamoiloy [79], vùng cửa sông được chia thành ba đoạn: Đoạn thuộcsông, đoạn cửa sông và ving biển ven bờ trước cửa sông Ba đoạn của vùng cửasông là một hệ thống nhất, tổn tại không chỉ có các đặc trưng hình thái khác nhau,

mà chế độ thủy động lực và điều kiện cảnh quan tự nhiên cũng khác nhau

X.X.Baidin [77] phân vùng cửa sông gồm 3 đoạn chính:

= Đoạn trong cửa sông: Đoạn này được chia làm hai dang gồm một nhánh.

sông và nhiều nhánh sông, Với dạng một nhánh, chiều dài của đoạn được xác định

từ điểm thượng lưu nơi vụ=0 có độ muối § = 0,5% và với dạng nhỉnhánh thì giới hạn đưới được nhận biết thông qua sự phân nhánh từ dong sôngchính thành nhiều nhánh, trong đó thường có 1 đến 2 nhánh chính và nhiều nhánh phụ ma lòng dẫn bị thoái hóa, hình thành các hồ mồng ngựa, đầm lẫy cửa sông.

~ Doan cửa sông (vùng ngưỡng cửa sông): Là nơi tranh chấp mạnh mẽ giữa.quả trình động lực sông với biển va được đặc trưng bởi sự hình thảnh va phát triểncác val cát, bai bồi ngầm (bar), doi cát, đảo chin Đây là khu vực châu tho pháttriển mạnh nhất nên địa hình day và hình thai bờ luôn biển động

- Ving biễn nông trưác của sống: Đoạn này còn được gợi là ving thầm biểnnông trước cửa sông Theo thời gian phát triển của cửa sông, theo đấu hiệu hình tháicđoạn cửa sông được phân thành hai dangkin và dạng hở, Dạng kín ứng v cửa sông

chảy ven bd, sông gio, thủy tiểu, nước ding Vũng biển nông trước cửa sông baogẳm các khu vực chịu ảnh hưởng của các loại ding chảy khác nhau như dong chaytirtrong sông, dong triều, dong tréi, đồng do sóng, gió din tới vùng nước trước cửa sông,

bị pha trộn mạnh Ranh giới phân chia các khu vực biển nông cửa sông cũng là tương,đối, do chúng biến động tủy thuộc vào chế độ thủy lực va điều kiện địa hình vùngbiển nông ven bờ.Trên quan điểm dé vùng cửa sông Thu Bén chia làm 3 vùng như sau:

+ Đoạn trang cửa sông: Được xác định từ Giaa Thủy đến edu Câu Lâu,

+ Đoạn cửa sông: Được xác định từ cầu Câu Lâu đến cửa Đại:

+ Vũng biển nông trước cửu sông:Giới han phia biển được mở rộng ra tớivũng nước có độ sâu I0mvà khoảng 20 lơ về 2 phía của sông

Theo các phân chia và gii hạn của vũng cửa song như đã trình bày ở rên chothấy của sông có ch độ động lực đa nguồn gốc, rất phúc tạp, thể hiện mồi tương táccác yêu tổ từ Khí quyển, thủy quyển, thạch quyển và sinh quyển Các quá tinh độnglực vùng cửa sông là quá trình tương tác giữa các yếu tổ động lực từ hai khối nước mặn và ngot, giữa dòng cháy sông và biển, giữa các yêu tổ động lực sông biễn tớicác thành tao địa bình (quá ình tích tụ - mai man, vận chuyển bùn cát trong sông,vận chuyển bồi tích ven bờ, tạo thành bai, kéo dài và phá hủy dòng cửa

sông ) Do đổ việc nghign cứu động lực vũng cửa sông phải được đt tongnghiên cứu tổng hợp một cách hệ thống với nhiều chuyên môn, h vực khác nhau.Theo quan điểm hệ thông, các yếu tổ xác định cấu trúc động lực vùng cửa

sông có liên quan hữu cơ với nhau, tương tác qua lại lẫn nhau trong một hệ thống,

thing nhất là vùng cửa sông Mỗi tương tác này thể hiện thông qua 3 nhóm yêu tô

cơ bản bao gồm nhóm các yêu tổ nội động lực, nhôm các yêu tổ thủy thạch động lực

tự nhiên như sóng, gi, bão, ding chảy, mang theo vật chất, bin cất và nhóm các

yếu tô nhân sinh [14] Luận ánphân tích, đảnh giá các ảnh hưởng của từng nhóm.

ếu tổ tới vùng cửa sông

‘Tinh hình nghiên cứu diễn biến hình thái vùng cửa sông trên thé giới

CCác nghiên cứu vùng cửa sông ven bién nhằm tính toán diễn biến và phát tiển

hình thai chủ yếu tập trung vào nghiên cứu các quá trình thủy thạch động lực bao.

zim sóng, triều, đồng chảy, xâm nhập mặn v.v.và quá trình vận chuyển bùn cất gâydiễn biến hình thái Các vấn đề trên đều được thực hiện dựa trên số liệu quan trắc.ngoài hiện trường, các nghiên cứu trên mô hình vật lý, mô hình toán

Những nghiên cứu thuộc lĩnh vực khoa học động lực học dòng sông, chuyển.động bùn cát và vấn để chỉnh trị sông nhưnghiên cứu xác định nguyên nhân, cơ chế,

diễn bién lòng dẫn; nghiên cửu đề xuất các giải pháp phòng chống giảm nhẹ các

thiệt hại do xói lớ bờ, bồi lắng lòng dẫn.

Những nghiên cứu này đã được quan tâm từ thé kỹ XIX, nhưng phát triểnmạnh từ những năm thập kỷ 30 đến thập kỷ 60 thể kỷ thứ XX ở các nước Âu Mỹ Các nghiền cứu điễn hình là nha khoa hoe Pháp DuBoys về chuyển động bùn cát,

Barrede Saint — Venant về ding không én định; L Fargue về hình thấi đoạn sông

uốn khúc Vào những năm đầu của thế kỷ XX, các nhà khoa học Liên Xô như.Lotchin VM, Bemadski N.M, Gontrarop V.N, đã có các công trình về vận chuyểnbùn eit; các nhà khoa học Antunin ST, Grisanin K.B, Kariukin SN có nhiềunghiên cứu về chín trị sông,

Vào những năm 60, các nhà khoa học ở Tây Au đã có nhiều kết quả nghiên cứu về hình thai lòng din như Meyer - Peter và Muller, Kennedly R.G Các nhà khoa học của Mỹ như Binstein H.A.„ Ven te Chow, Ning chien Đã có nhiều côngtrình nghiên cứu về đồng chảy và chuyển động bin cát, trên cơ sở đó đánh giá đượcdiễn biến lòng dẫn Ngoài những nghiên cứu cơ bản về diễn biến, bồi ng, x6i lử lòng dẫn, thời kỳ nảy có những tiến bộ vượt bậc về phương pháp và kỹ thuật tính.toán cũng như các thiết bị do đạc

Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, các nha khoa học.

trên th giới vẫn tgp tue nghiên cứu về động lực học đồng sông và chỉnh trị sông, đặc biệt là ảnh hưởng của các công trình trên sông đến diễn biến, xói lở và bồi lắng.

lòng dẫn, điền hình la các nghiên cứu của Simons, Anbecson, De Viies Điễn hình

là các nghiên cứu về x6i ở hạ du công trình của Antunin hay tính toán x6i phổ biểntheo phương pháp trang thái ôn định tối han làm cơ sở khoa học cho việc phát triểncác mô hình inh toán hình thi và dự báo xóilở lòng dẫn của Levy.

Việc nghiên cứu ảnh hưởng của công trinh xây dụng trên sông đến diễn biễn lòng dẫn đã được các nhà khoa học như Tiên Ninh, Đậu Quốc Nhân, Lý Bao Chin

(Trung Quốc), Hiekin và Nauson, Vannon (Hoa Kỳ) quan tâm Các nghiên cứu.

này xoay quanh vấn dé tinh toán dự báo, đánh giá ôn định và đề xuất các giải pháp bảo vệ bòdựa trên cơ sở quan hệ dòng chảy và hình thái lòng sông dẫn tới sự thay đổi chiều rộng lòng sông, cao trình đấy sông, ôn định của mai dốc với các điều kiệndia chất khác nhau

Các nghiên cứu về ảnh hưởng của xây đựng cầu trên sông đến diễn biển lòng dẫn được phát tiễn cả về mặt lý thuyết cũng như các ứng dụng trực tiếp Nhiều

nghiên cứu có tính ứng dụng cao phục vụcho việc lập dự án xây dựng một hoặc.

nhiễu cầu trên sôngnhư nghiên cứu mức độ dng nước thượng lưu ciu của Bradley

(1970); Neil (1973), Karaki (1974) hay nghiên cứu xói phổ biển do dòng chảy bị

thu hẹp của Laursen(1960,1963), Komura (1966)

Các vin đề về động lực vũng cửa sông ven biển đã được nghiên cứu từ rtsớm, điễn hình là các công trình nghiên cứu của N.Ya, Danilevxki (1869) (78), LV.Xamoilov (1952) [79], T Elliot (1977) [69] A Volker (1966) [75] Những côngtrình này chủ yếu tập trung nghiên cứu các diễn biến về động lực vũng cửa sông,

¡ sự ligt động lực của các quá trình tương tắc sông - bixết đến tác động của con người

Các công trình tiêu biểu nghiên cứu về động lực vận chuyển bùn cát, bồi tụ,xối lỡ ti vùng cửa sông ven BiHà của các tác giá Biker EW (I971) [68]

Engelund Esã FE, Hansen (1972) (71), MeyerPeter E và R, Muller (1948) [73],

Văn Rijn Là C (1993) 74], Yang C T (1996) [76]

Vio cuối thé ky XX đã có hàng loạt các công trình nghiên cấu, dr tỉnh thaytrigu vùng ven biễn, của sông [10, 11, 12,17, 67] và các công trình nghiên cứu quátrình truyền triều, xâm nhập mặn vào trong sông, tương tác giữa thủy triều - nude

ding - lũ [14, 68] Các nhà nghiên cứu đã từng bước tiếp cận quá trình thực của sự.

phát tiễn hình thái và xem xét vai tr của mỗi yếu tổ trong các tổ hợp cổ chọn lọc

giữa các yếu tổ sông biển tạo ra mỗi kiểu cia sông và kiểu diễn biển đặc trưng của

nó Các nghiên cứu về biển hình lòng dẫn và biến dạng bãi chin, bar cũa sông [13,

14, 15, 26, 40, 69] đã bước đầu lam sáng tỏ cơ chế bình thành và phát trién của cácloại, dang cửa sông

"Những năm gần diy, rất nhiều Viện nghiên cứu, các nhà khoa học trên th giới

phát triển các mô hình số tị thủy thạch động lực, bit đầu là các mô hình một chiều

như MIKEI1, HEC-RAS để mô phỏng các quá tỉnh mang tính bình quân hóa trênmặt cắt Khi nhủ cầu tính toán phân bổ theo không gian của các yéu tổ thủy thạch động lực không chỉ theo chiều dòng chủy, ma côn cần trên cả độ sâu thi các mô hình2D, 3D cũng lần lượt ra đời như mô hình DELFT3D (Hà Lan), MECCA (HoaKỳ) Day có thể ến dài của khoa học công nghệ trong việc mô

phỏng và xây dựng bức tranh đầy đủ hơn vé sự biến đổi thủy động lực, hình thái của

lòng dẫn, bờ bãi sông biển cũng như dự báo sự biển đổi của nó ở các hạn vừa và dai.Các mô bình số tr thủy động cỏ đủ độ tin cây và mức độ ổn định cao sẽ làcông cụ mạnh giúp các nhà ra quyết định giải quyết các vấn dé rất phức tạp, biểnđộng, chịu nhiễu yếu tổ tác động,

xem là một bước

Một số chương trình đã và đang được thực hiện trên các cửa sông như ở Hoa

Kỳ có một chương trình nghiên cứu rất lớn về động lực các cửa sông, lạch triều và luồng lạch như (CIRP) đã được tiễn hành từ nhiều năm nay Ở Anh đã triển khaichương trình nghiên cứu tương tác sông - biển với mục đích đánh giá và dự báo.biển động luỗng lạch vio cảng cửa sông nỗi với biển Một số nước EC và Ucraina

đã nghiên cứu để khơi thông luồng vio cửa sông Dunai Các cảng nằm sâu trong

vùng cửa sông ở các nước như Ha Lan, Nga, Nhật, các nhà khoa học đã mô phỏng.

với các kịch bản khắc nhau để đánh giá quá tình sa bồi luồng và đỀ xuất ác giải pháp duy tu, nạo vét hợp lý đảm bảo cho các loại tàu có trọng tải lớn ra vào cửa sông Dra trên kết quả mô phỏng của các mô hình động lve, vận chuyỂn bản cát mà

26 trong số 58 cửa sông của Hoa Kỳ đã xây dựng được hệ thong kè hướng dong,

chin cất c ing sa bồi luỗng vio cửa sông và xói lờ 2 bên bir sta sông

“Tương tự, ở Nhật Bản 72 trong số 139 cửa sông có luỗng tầu được xây dựng để chắn cát Ở cửa sông Dunai, người ta đã xây dựng 2 dé chắn cát song song ở 2 phía.luồng, kéo dai bar chin của đến độ sâu -6,5m, edt các đoạn sông quá cong và nạovết duy trì độ sâu luồng và chống bồi lấp luồng tảu vio cảng cửa sông.

Jean - Francois Desprast etal, (2010) [72] đã sử dụng công cụ viễn thắm vi

để cảnh báo mỗi hiểm họa cho người dân sống ở vùng ven bi bién do sóng

biển (Coastal Engieering journal); Tạp chi Nek ru bở biển (Journal of coastal

reseach): hay Tap chi Khoa học cửa sông, bờ biển và thềm lục dia Journal of

istuarine, Coastal and Shelf Science),, Nghién cửu cửa sông, biển liên quan

đếndiễn biến hình thải đã có những thành tru

~ Phân đoạn, phân loại cửa sông.

~ Nghiên cứu sự hình thành và phát triển bar chắn cửa sông

~ Nghiên cứu biển đổi lòng dẫn.

~ Bai lắng luỗng vùng cửa sông.

~ Vận chuyển bùn cát trong các đoạn cửa sông

~ Quan hệ hình thái trong các đoạn cửa sông.

~ Xâm nhập mặn

~ Ngập lụt ving cửa sông và ven bờ biển

~ Mô bình hóa các hiện tượng thủy thạch động lực và vận chuyển bản cát

(trường sóng, thủy triều, dòng chảy, bùn cát )

Mô hình số tị 18 một công cụ có iện ích rit lớn, chính vi vậy nổ được rt

nhiều quốc gia quan tâm phát tiễn và đã có nhiều mô hình có tính thương mại cao,

được sử dụng khá phổ biễn ở nhiều nước, cho các dự án quan trọng ở các quốc gia khác nhau Tuy nhiền, cũng phải nói ring mô hình số ị không phải là một công eu van năng vi độ chính xác của nó phụ thuộc rit nhiều vào độ tin cây của các dikiện biên, các tập him vào mà chúng ta phái có trước khi áp dụng chúng

Chẳng hạn các mô hình thủy thạch động lực edn các số liệu mực nước, dòngchảy, sông, bùn cát ở các biên cũng như các điểm trong hệ thối

kiểm định các thông số với độ chính xác cho phép trước khi mô phỏng Tuy nhiên

18 bộ, độ chính xác

để hiệu chỉnh và

trong thực tế, ce số liệu mà chúng ta có vừa ngắn lại không

không cao thì khó có thể khẳng định mô hình sẽ cho kết qua tt

Việc ứng dụng các mô hình 2D hoặc 3D cũng còn gặp những trở ngại như:

khối lượng tinh toán quả lớn, trong khi tốc độ tinh toán của các máy tính thông thường hiện nay chưa đủ lớn dẫn tới thời gian mô phỏng quá dài Chẳng hạn việc.

mô phòng trường dng chảy thực 3 chiều cho một nămcÌn thời gian chạy mắy tới 6

~ 7 thing với các máy tính có dung lượng bộ nhớ và tốc độ tinh toán thông dụngnhư hiện nay Điễu này không dip ứng các nhủ cầu của thực t, đặc biệt là bài toán

dủự báo khi mà kết quả chạy ra đã lạc hậu về mặt thời gian

Mặt khác, về bản chất vat 9, tập các thông số thủy động lực vừa mang tinh địađới phụ thuộc vào vùng địa lý, khí hậu, ví như ở Việt Nam hết mia lũ lại sang mùacan, vừa chịu tác động của các yếu tổ phi địa đóihay còn gọi là các yêu tổ địaphương, chẳng hạn cũng là lũ, nhưng lũ năm nay khác lũ năm sau cả về thời điểmxuất biện, độ lớn và bình dang Do vậy, nếu chỉ sử dụng một công cụ riêng rẻ sẽ rất khó có những kết luận chính xác và việc sử dụng đồng thời nhiều công cụ khác

nhau, kiểm tra, so sánh dựa trên nguyên lý nhân quả và được thực hiện với nhiều

nghiên cứu khác nhau mới hy vọng phát hiện các quy luật và mới cổ các kết quả

gắn nhất với thự tế phản ánh đúng bản chất của hiện tượng

Tám lại, mặc dù đã đạt được những tiễn bộ vượt bậc trong nghiên cứu vùng

cửu sông, nhưng các nhà khoa học cũng khẳng định rằng “Không có một lồi giải

chung cho mọi cửa sông mà tity thuộc đặc thù của mỗi cửa sông mà có các lời giải

riêng” hay nói cách khác ngoài yéu tổ dja đối thi các nết riêng của mỗi kh vựcđịa lý cũng cẩn được nghiên cứ dé chỉ áp dụng riêng cho cửa sông đó

1.3 Các nghiên cứu vềdiỄn biển hình thái cửa sông ở Việt Nam.

Lịch sử nghiên cứu vùng cửa sông ven biển nước ta gắn liên với lịch sử dựng

nước và giữ nước, chỉnh phục đồng sông quai để lẫn biển, khai khẩn dit đai miễn Duyên hai, được bắt đầu từ triều đại phong kiến nhà Trần (Trần Thái Tông - 1248)

‘én thời Lê (1708), dé biển đã được tu bd và phát triển trên quy mô từng đãi chạydọc ven biển tr cửa sông này sang cửa sông khác DE thời Lê được người dân nângsắp din và quy mo lớn hon thời Trin, nhiễu đoạn được bảo vệ bằng kẻ đá [20] Nhà Nguyễn vẫn duy tri và phát tiễn các chính sách về đề điều, t thủy mở rộng đất đai của các vương triểu trước, nhưng có bố sung vả được nâng cao lên mọi mặt Vào đầu thế ky XIX, đáng chủ ý nhất là công cuộc khai khẩn nỗi tiếng do Nguyễn Công

Tair lãnh đạo (năm 1828-1830) ở vùng ven biển cửa sông Hỗng và lập ra hai huyện

mới là Tiên Hải tỉnh Thái Bình) và huyền Kim Sơn (tinh Ninh Bình) Cho đến naybài học công cuộc khai khẩn này vẫn còn nguyên giá trị khoa học và thực tiễn.

"Những công trình dip đề và cũng cổ các tuyễn đề ngăn lũ, đ bao, xây cổng ngăn mặn ở ven biển đồng bằng sông Hồng được tiến hành trong suốt các tiều dại phong kiến trước diy và vẫn được tiếp tục cho đến ngày nay Nhiing công trình đổ rắt cô giá trì để nghiên cứu lịch sử diễn biến ving ca sông.

Những năm 60 của thé ky XX, ở miễn Bắc Việt Nam đã có một các công.

trình phòng chống lũ lụt, chống bồi lắng cửa lấy nước phục vụ cắp nước tưới ung

“Các nghiên cứu ban đầu được tiền hành tong các phòng thi nghiệm như phòng thinghiệm của Viện Khoa học Thủy lợi, của trường Dai học Xây dmg Các nghiêncứu của các nhà khoa học trong nước về diễn biến lòng dẫn chủ yếu tập trung giải

“quyết các vẫn để (hực t, xây dựng cơ sökhoa học và phương pháp luận phủ hợp với

điều kiện Việt Nam đựa trên các phương pháp, công nghệ do cúc nh khoa học trên

thế giới đã phát triển.

hin thức rõ tằm quan trọng của vẫn đề xéi lờ, bai tụ bờ biển, cửa sông, saungày hòa bình lập lại, công tác nghiên cứu, chính tr và khai thác vũng cửa sông ởnước ta được nhà nước sức coi trọng Có nhiều công trình thuộc chương trình.biển, các để tài độc lập cấp Nhà nước, để tải cắp Bộ, để tải của các địa phương và

các ngành đã được thực hiện đã đề cập khá toàn diện đến các vin để như thoát lũ,xâm nhập mặn, giao thông thủy, quai dé lan biển, phỏng chống sat lở bờ sông, bờbiển, bồi lắp cửa sông v.v Có thể nêu một số công trình tiêu biểu đã được triểnkhai như sau

- Nghiên cứu các phương pháp dự bảo điễn biến bi biển và xây đựng các luận

cứ khoa học cho các giải pháp phòng chống của tác giả Lương Phương Hậu [22].

+ Nghiên cứu thuỷ động lục, trim tích vịnh Bắc bộ, chương tinh khảo sắt hỗn

hợp Việt - Trung (1959 - 1961)

~ Khảo sit hỗn hợp Việt - Xô nhằm mỡ rộng cảng Hai Phòng (1960 - 1963).

~ Nghiên cứu đặc trưng khí tượng- hải dương vùng ven biển từ cửa Thuận An đến

Kiên Giang của Viện Hải đương học Serips (Hoa Kỳ) và Hải quản Hoa Kỳ (1960-1974)

- Nghiên cứu chỉnh tị lòng dẫn sông Hồng từ Sơn Tây đến Ba Lạt giai đoạn (1980 - 1990) do viện Khoa học Thuỷ lợi thực hiện.

- Nghiên cứu chỉnh tị luồng tau biển khu vực sông Cắm - của Nam Triệu

(1994 - 1999) do Viện Địa Lý, Viện HLKHVN thực hiện

+ Điều tra nghiên cứu quả trnh sat lờ bờ sông Tiền - sông Hậu và kiến nghịgiải pháp phòng tránh do Viện Khoa học Thuỷ lợi miền Nam, phân Viện Địa lý tại

“TP Hồ Chí Minh thực hiện trong các năm 1990 ~ 19986, 25, 26, 27, 28]

- Nghiên cứu nguyên nhân và giải pháp phòng chống sat lở bờ biển Cát Hi,

Hai Phòng do Viện Các khoa học về Trái dat thực hiện, 1982 - 1986 [13].

Nghiên cứu động lực các vùng cửa sông Việt Nam, thuộc để tải KT-02-01[14] do Viện Địa Lý, Viện Hàn lâm khoa học Việt Nam thực hiện

- Để tài KT-03-14 “Nghiên cứu phòng chống xói lở bis biển Hai Hậu, CảnhDuong, Gò Công” (1990 - 1995) do Viện Khoa học thực hiện [33]

~ Một số để tải thuộc chương trinh nghiên cứu biển giai đoạn 1990 - 1995 và

1996 - 2000 cũng đề cập đến vin đề điều tra nghiên cứu quy luật vận chuyển bùn

cát ven bờ biển va cửa sông [6, 17, 18, 23, 24, 28].

- Nghiên cứu động lục vùng cửa sông ven biển thuộc đề ti KC-09-05

(2001-2005) do Viện Địa lý, Viện Han lâm khoa học Việt Nam chủ trì.

- Những công trinhed giá tị khoa học nghiền cứu ding chảy và nước ding

trong bão và động lực các ving cửa sông Việt Nam phải kể đến Nguyễn Văn Cư(1979, 1990) [14] Tác giả Nguyễn Ngọc Thụy (1985, 1995) [6, 17, 25, 49]e6 cáccông trình nghiên cứu về chế độ thủy triều biển đông và Việt Nam Các te giả

Nguyễn Bá Quỷ (1994) [37], Nguyễn Thị Thảo Hương (2000) [30], Nguyễn Bá Uân.

(2002) 64], Lê Đình Mẫu (2006), Nghiêm Tiên Lam (2009) [31], Trần Thanh Tùng

(2011) [59] có các nghiên cứu về thủy động lực cửa sông, diễn biển hình thái và quá.

trình đồng ma các cửa sông mign Trung

ĐỒ ti khoa học cắp nhà nước “Nghiên cứu dự báo xói 10, bỗi king và các giả pháp phòng chống trên hệ thống sông ở ĐBSCL” thực hiện năm 2001-2004 do.ViệnKhoa học Thủy lợi miễn Nam thự hiện đã sử dụng mô hình họMIKE, kết hợpvới phương pháp viễn thám và GIS đã xác định được nguyên nhân, cơ chế xói lở và

các nhân tổ ảnh hưởng đến sối lở và xác định vị tí, quy mô, tốc độ xôi lở bờ sông

vã xắc định các ving trọng điểm xó ở, bỗi cing như các giải phấp phòng trắnh

Dé tài nhà nước KC-08-29 “Nghiên cứu các giải pháp khoa học công nghệ dé

dn định lông dẫn hạ du hệ thống sông Đồng Nai- Sai Gòn phục vụ phát erin kinh tế

xã hội vùng Đông Nam bộ” do Viện Khoa học Thủy lợi miễn Nam chủ tì thực hiện

trong 2 năm (2004-2005) đã xác định được tỉnh trang diễn biển các sông thuộc hệ thống Đồng Nai ~ Sai Gon, xác định các trọng điểm xôi lở và từ kết quả nghiên cứu

khoa học đã xây dựng dự án quy hoạch chính trị sông Đẳng Nai, khu vực thành phố Biên Hoa và đã xây dựng được 1.500m ké bảo vệ bờ sông Đẳng Nai khu we trùng tâm thành phổ Biến Hỏa Đề ti cũng kiến nghị 8 giải pháp ôn định lòng dẫn hạ đu sông Đồng Nai - Sai Gon, đặc biệt kiến nghị ứng dung công nghệ mới thi công kè

bảo vệ bở sông Mương Chuối, huyện Nhà Bè, TP Hồ Chi Minh; kẻ khu vực thành.

phố Biên Hòa trên sông Đẳng Nai-Sãi Gòn.

"ĐỀ ti nghiên cứu khoa học cấp Bộ 2005-2007 “Nghiên cứu diễn biến lòng

fin và khả năng thoát lũ khi xây dựng cầu qua sông Hồng khu vực Hà Nội bằng mô

hình MIKE2IC” do PGS.TS.Nguyễn Ngọc Quỳnh, Viện khoa học thủy lợi

gm đã đánh giá được ảnh hướng cia cầu ới phân bổ lưu lượng trên bãi sông và nh; ảnh hưởng của cầu tới ôn định lòng dẫn và dự báo được diễn biển tổng

m chủ

lông a

thể lòng dẫn đoạn sông Hồng qua Hà Nội.

`VỀ nghiên cứu địa chất địa mạo có các công trình điễn hình của các tác giả

Lê Xuân Hồng (1996) [26], Lê Văn An (2004) [4], Trần Đức Thạnh (1993)/44),Các nghiên cứu về tai biển ving cửa sông ven biển tigu biểu li các công trìnhcủa Nguyễn Van Cư (1987, 1998, 2010) [13, 16, I8], Ngô Đình Tuần (1995, 1998)

57, 58], Nguyễn Thanh Nga (1995) [33], Phạm Văn Giấp (1996) [21], Quản Ngọc

An (1997) [1], Lê Phước Trinh (2000) [54], Pham Huy Tiến (2001, 2005/52, 53]

‘Trin Dinh Hợi (2001) [25], Lương Phương Hậu (2009) [23], Trin Đức Thạnh (1996,2001) [44, 45], Bùi Hồng Long (2001) [32], Trịnh Việt An (2000, 2006) [3, 2], TrinHữu Tuyên (2001, 2003) [61, 62], Nguyễn Thọ Sáo (2010) [39], Lê Dinh Thành.

(2010) [42] Các bảo cáo khoa học của các đề tai trên đề cập đến hiện trạng bai tu,

xói lở bờ biển, cửa sông, xác định nguyên nhân, quy luật, cơ chế bồi, xói và dự bảo

sự phát triển hình thái cửa sông cũng như bờ biển nước ta.

Nghiên cứu các hệ sinh thải rừng ngập mặn cổ các tác giả Phan Nguyễn Hồng

(1970, 1991); Nguyễn Hoàng Trí (1998) Các nghiên cứu để cập tới vai trò của

răng ngập mặn, phân bổ thảm thực vật ở ven biển Việt Nam và vai tr của các giảipháp mềm tới việc bảo vệ các công trình cơ sở hạ ting ven biển, các thành phố và

các khu kinh tế xây dựng dọc theo dai ven biễn.

Việc ứng dụng công nghệ viễn thám kết hợp với phương pháp bản đồ va GIS trong nghiên cứu biến động vùng bở biển và phát triển cửa sông đã được thực hiện vào những thập ky gần đây và đã có những đóng góp rit có ý nghĩa Tác giả Tô

‘Quang Thịnh (1990) [46] đã chủ ti một đề tài trong chương trình KHCN 2-01 lần đầu tiên sử dụng các ảnh viễn thắm qua các thoi điểm khác nhau và cáccông nghệ tiên tiền để xá lập vi trí đường bờ biển vào các năm (1930, 1965, 1985),

48B-07-“Trong khuôn khổ dé tài KHCN.06.08, nhóm tác gid Lê Phước Trinh {54] đã sử dung

các tư liệu viễn thám qua các thời điểm từ (1985-1995) và bản đồ địa hình năm

1965 để xây dựng bộ bản đồ hiện trạng và biến động đường bờ biển trong 30 năm (1965-1995) tỷ lệ 1:100.000 gồm 33 mảnh từ Móng Cái đến Hà Tiên Từ bộ bản đỏ này đã thành lập được bản đỗ hiện trang bồi tụ - x6i lở cho cả dải ven biển, cửa sông Việt Nam tỷ I 1:2.000,000 và các ban đổ chi tit cho các đoạn bờ xung yếu tỷ

lệ lớn 1:25.000 và 1:50,000, Pham Quang Sơn (2004) [40] đã sử dụng các loại ảnhviễn thám, các loại bản đỗ địa hình và các tư liều khác để phần ích quá trình phát triển và biển động các cửa sông thuộc ving ven biển đồng bing sông Hồng trong chuỗi thời gian 90 năm (tử năm 1921 đến 2001) Ngoài ra côn một số công trình của

cắc tác giãNguyễn Văn Cư (2008, 2010) [7, 17, 18}, Trịnh Việt An (2006) [2] Đã

sử dụng phương pháp viễn thám va GIS trong nghiên cứu sa bồi luỗng tàu, quá trình.

Đi tụ - xói Io bờ biển, bồi lắp và địch chuyển lòng din cũa sông ở các vũng của

sông ven biển ở nước ta

Các nghiên cửu tiêu biểu theo hưởng mô hình toán phải kể đến nhóm BaiHồng Long (Viện Hải dương học Nha Trang) nghiên cứu thủy động lực và bin cátvùng Phan Ri, Hàm Tiến, Phước Thế (Bình Thuận); Nhóm của Lê Ngọc BicLương Phương Hậu nghiên cứu vũng cảng Nhà Bê, Cần Giữ (TP Hỗ Chi Minh),

Gò Công (Tiền Giang) nhằm cung cấp các thông sôkỹ thuật phục vụ xây dựng các phương án tết kế và tỉ công đề, kề chẳng xốilớ, Nhóm nghiên cứu của Nguyễn

Mạnh Hùng, Viện Cơ họcứng dung các mô hình thủy thạch động lực mô phông bincát và biển đổi địa hình đáy vùng ven bờ, biến động đường bờ biển và cửa sông dưới tic động của sóng mực nước, dòng chảy ngoài biễn và bùn cát cung cấp từtrong sông cho các khu vục cửa Lech Huyện, cửa Nam Triệu (Hải Phòng), vùngbiễn Hải Hậu (Nam Định), vùng bở biển Cảnh Dương (Quảng Binh), Hồ TàiĐịnh An (Trà Vinh), Gảnh Hảo (Bạc Liêu) Nhóm nghiên cứu của Trường Dai họcKhoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Tho Sao, Dinh Van

Us Nghiên cứu các quá trình động lực học cia lớp gin đây, chính xác hỏa các hệ

số trong các công thức bán kinh nghiệm của các tác giả nước ngoài để tính vận chuyển bản cát ven bở biển nước ta, Nhỏm nghiên cứu của công ty Cổ phần Tư vinXây dựng Cảng, đường thủy (TEDI Port) mô phỏng chế độ sóng và dòng chảy khu.vực Nam Đình Vũ (Hải Phòng), diễn biến hình thái cửa Định An, lan truyền sóng.phục vụ thiết kế kể chin cất cảng Dung Quit (Quảng Ngãi), kẻ Mũi Né (Bình Thuận), kè biển Vũng Tau (Ba Rịa, Vũng Tàu), Nha Trang (Khánh Hòa) Nguyễn Hữu Nhân cùng một số tác gi khác phát tiễn modul dự báo sóng VINAWAVE và ứng dụng phần mềm Hydro GIS mô phỏng lũ lụt và xâm nhập mặn vùng đồng bằng.sông Cửu Long

ôm Nguy

Trong những năm gần đây, đã có nhiều chương trình, đề tài, đề án cắp Nhà

nước và dự ân hợp tác Quốc tế tiến hành nghiên cứu các quả tình thủy thạch độnglực và bồi ụ,xói lở ở vũng cửa sông, ven biển Trong 2 năm (1999-2001), nhà nướccho triển khai 8 nghiên cứu sot Io bờ sông, bờ biễn, tong đó có 3 4nghiên cứu về hiện tượng sat lở bir biển là KHCN-SA (miễn Bắc) do Viện Tài

nguyên và Môi trường biển chủ trì, KHCN-SB (miễn Trung) do Viện Địa lý chủ trì,

KHCN-SC (miền Nam) do Viện Hai dương học Nha Trang chủ trì Đề uyên nhân và giải pháp phòng chống sa bồi luồng tàu vùng cảng Hai Phòng” (1994-1996)

do Viện Địa lý chủ tri các dé tải KTO3.14, KHCN 06.08 (1996-2000), KC.09.05(2001-2005) nghiên cứu, dự báo hiện tượng xói lở, bồi tụ bờ biển, cửa sông Việt

Nam; ĐỀ ti nghiên cứu các giải pháp KHCN ching sa bồi, ôn định lòng dẫn cửaĐịnh An phục vụ giao thông thủy do Viện Khoa học Thủy lợi chủ tr thực hiện

(2003 2005) Các dự án hợp tác quốc tế “EC Cửu Long Project” năm 1997

-1998; dự án "Sự tiến tiễn và quản lý bên vũng các vũng ba biển Việt Nam” thuộc

chương trình hợp tác nghiên cứu Việt Nam - Thủy Dién giai đoạn (2004 - 2007) và

(2007 - 2011) nghiên cứu biển động bi biển, cửa sông Việt Nam là một chương

trinh nghiên cứu về biển động bở biển có quy mô lớn và dai hạn với sự tài to và

tham gia của các nha khoa học Thụy Dién Trong chương trình KC-08 giai đoạn.

(2006 - 2010) có đề tảiKC-08-07 do Trường Đại học Thủy lợi chủ trì thực hiện đãứng dụng bộ mô hình MIKE-21, SEDTRA, STWAVE - WABED, DELFT-3D,GENESIS Đề mô phỏng trường sóng, đồng chảy và vận chuyển bin cit, dự báo

sa bai hng tần, | cửa sông DỄ ti đã lý giải các nguyên nhân, cơ chế gây bổ ip và dịch chuyển lòng dẫn, cửa sông cáctinh ven biển miễn Trung nước ta và đề xuất các giải pháp khắc phục, giảm thiểu và

‘in định cửa sông trong vùng nghiên cứu.

Các chương trình, đề ti, đỀ án nghiên cửu kể rên đã thu được nhiều kết quả

có giá trị về mặt khoa bọc và thực tiễn góp phần không nhỏ vào việc chỉnh trị cửa sông, br biển giảm nhẹ hi ai xó a, bi tụ

Song do giới hạn vé kinh phí cũng như thiết bị nghiên cứu của mỗi đề tải nên

sự gắn kết giữa các vùng còn hạn chế, nhiều vẫn để về quy luật in biển cửa sông,

bờ biển, cơ chế của quả trình bồi tụ, x6i lở vẫn chưa được giải quyết thỏa dng Cho đến nay chúng ta chưa có được quy trình thống nhất trong khảo sát đo đạc dong bồitích và quả trình vận chuyển bùn cát vàng ven bi biển, cửa sông, Chưa có được quytrình công nghệ dự báo quá tinh bồi tụ,xói lở các vùng biến, cửa sông Nhiều giảipháp công trình đưa ra còn mang tính cục bộ, địa phương, nên khi áp dụng có thégiảm thiểu được xi 16, bồi tụ ở khu vực này thi lại xảy ra tai biển ở các ving lân

én kết các nghiên cứu của các ngành khác nhau theo cách tiếp cậnnhân quả chưa được quan tâm, còn bị giới hạn trong các mục tiêu ngành, Mối quancận, Vấn đề

hệ giữa các quá trình thủy động lực tại các cửa sông, ven biên với các hoạt động.khai thie bé mặt lưu vục như chặt phá rừng, xây dụng hệ thống hồ thủy lợi, thủy điện, xây dựng hệ thống cơ sở hạ tầng chưa nghiên cứu chỉ tiết, thỏa đáng, đặc biệt

Tà chưa xét đến ác động của biển đôi khí hậ i biển động các cửa sông, ven biển1-4 Các công trình nghiên cứu ở vùng ca sông Thu Bin

Cửa sông Thu Ban là một trong số những cửa sông ở miễn Trung đồng vai trò

rit to lớn đến sự phát tiễn kinh tế của Quảng Nam - Đà Nẵng và các tỉnh miễn

‘Trung và xét về mặt khoa học thì cửa sông Thu Bổn là một kiểu cửa sông khá đặcbiệt nên rong những năm gần đây, Nhà nước và các Bộ, ngành đã có những đầu tưđáng kế cho các dự án điều tra cơ bản, các đề tải nghiên cứu nhằm đánh giá tỉnh

trạng diễn biển, các nhân tổ ác động để cổ những giải pháp hợp lý phục vụcho én

định cửa sông và dải bờ biển kẻ cận Các hoạt động được chia thành các nhóm sau:1.4.1 Các die án điều tra cơ bản

Các dự án điển bình được thực hiện trên khu vực cửa sông Thu Bồn và các

vũng lân cận như sau:

- Dự báo hiện tượng xói lỡ, bồi tụ bờ biển, cửa sông và các giải pháp phòng,

tránh, thuộc chương trình KC - 09- 05 "Điều tra cơ bản và nghiên cứu ứng dụng

công nghệ biển”, do Viện Địa lý thực hiện từ năm 2005,

= Dự án điều tra hiện trang cửa sông Thu Bồn và kiến nghị các giải pháp bảo.

vệ (Du án 47) do Viện Khoa hoc Thuỷ lợi thực hiện (2009-2010),

Mục tiêu của các dự án điều tra cơ bản là thu thập những số liệu đã có, phân.

tích, chính lý, hệ thống bóa và trên cơ sở đó để xuất khảo sắt, đo đạc bổ sung các số liệu thủy thạch động lực cần thiết phục vụ cho các nghiên cứu nhằm phát hi

quy luật xói lở, bồi tụ, dién biến hình thái của cửa Thu Bồn Trong vòng 10 năm.

gn đây đã có 2 đề ti thuộc chương trình KHCN Nhà nước nghiên cứu về cửasông, ven biển, trong đỏ có cửa Thu Bên Các số liệu khảo sát địa hình, mực nước,sông, déng chảy, bùn et và chất lượng nước cửa sông là những ti iệ rất quý phục

9 cho các nghiên cứu, đc iệt nó là số liệu hiệu chin, kiễm định khỉ mô phông

1g các mô hình toán va phục vụ quy hoạch, thiết ké và xây dựng công trình

2 Các chương trình KHCN Nhà mước và các đề tài nghiên cứu khoa họccông nghệ có liên quan

Các nghiên cứu khoa học về khu vực cửa ng Thu Bồn là những tư liệu rắt có

giả trị khoa học và thực tiễn phục vụ cho xây dung các kế hoạch phát triển kinh tế

xã hội tại khu vực cửa sông nay

- Đăng Văn Bào, Nguyễn Vi Dân, 1996 thực hiện đề tài "Lịch sử phát triển địa bình dai đồng bằng Huế - Quảng Ngãi” và đã công bổ kết quả nghiên cứu trong Tạpchí Khoa họechuyên san Địa lý 1996 - Đại học Quốc gia Hà Nội

- Vũ Văn Phái, 1996 trình bây các kết quả nghiên cứu về địa mạo khu ba biển

biện dai Trung bộ Việt Nam trong luận án PTS khoa học địa lý - địa chất tại Đại học

Quốc gia Hà nội

- Phạm Quang Sơn và nhóm nghiên cứu, 1996 công bổ kết quả "Đặc điểm

động thái vùng cửa sông Thu Bồn và khu vực phd cổ Hội An” trong tuyển tập Dia chất tai nguyên -Tập 1, Trung tâm Khoa học Tự nhiên va Công nghệ Quốc gia

- Báo cáo nhánh đề tai cấp Nhà nước “Nghiên cứu nguyên nhân và các biện

pháp chống xói lở các sông miễn Trung"1999-2000 do Trường Dai học Thủy lợithực hiện

= Báo cáo “Quy hoạch phát triển và bảo vệ tải nguyên nước lưu vực sông VuGia- Thu Bôn", 1999 - 2001 do Trường Đại học Thủy lợi thực hệ

~ Nghiên cứu các giải pháp thoát lũ, phòng tránh xối lờ và bồi lắp cửa sông Vu

Gin - Thu Bồn do PGS TS Vũ Minh Cát chủ tì thực hiện năm 2007,

~ Tác giả Vũ Tuấn Anh công bổ kết quả “Nghiên cứu động lực hình thái ving

biển của sông Thu Bồn” trong luận án tién sĩ đị lý năm 2009

Các nghiên cứu của Đặng Văn Bio, Vũ Văn Phái và Nguyễn Vi Dân dựa trên

quan điểm địa chất, địa mạo, ong khi nghiên cứu của Vũ Tuần Anh lại đựa trên

các quá trình địa chất, thủy thạch động lực từ phía bién để lý giải sự hình thành vàphát triển các cửa sông thuộc khu vực Trung Trung bộ, trong đó có cửa sông ThuBồn Các nghiên cửu nảy mang tinh vĩ mô, nhưng các quá trình thay đổi nhanh và tương tic với các yu tổ thủy động lựcthì chưa được xem xét ti

Nghiên cứu của Phạm Quang Sơn sử dụng phương pháp viễn thám, GIS va các bản đồ trong một khoảng thời gian khá dii (tr 1965 đến 1996), để phân tích và ước tính sự biến động theo phương ngang vùng cửa sông Thu Bồn Hướng nghiên cứu này cho ta biết quá trình phát riển của cửa sông tử các tr liệu ảnh và nó là kếtquả của cúc tương tác nội lực, thủy thạch động lực tự nhiên và tác động các hoạtđộng kinh tế xã hội do con người, uy nhiên nó không trực tip phát hiện được các

nguyên nhân của diễn biển hình thái, mà chỉ hỗ trợ cho các phương pháp khác trong

việc phát hiện quy luật tién triển của cửa sông, đường bờ biển.

Các nghiên cứu của Trường Đại học Thủy lợi lạ tập trung ý giả vai td củacác yêu tô thủy động lực từ phía lục địa như biến đổi của chế độ mưa, dòng chảy; khai thấc bỀ mặt lưu vực như xây đơng các hỗ chứa thy lợi thủy điện, khai thác rừng, bề mặt lưu vực làm thay đổi chế độ bùn cát ra tới cửa sông, mà chưa có các.nghiên cứu từ phía ngoài biển

Nối t6m lại, tại khu vực cửa sông Thu Bén trong những năm gần đây đã cómột số nghiên cứu chuyên sâu trong lĩnh vực Thủy động lực, xói 16, lũ lục Đó là

cơ sở khoa học quan trong, giúp định hướng cho nghiên cứu tổng hợp hơn, nhìn tircác khia cạnh khác nhau gây ra các biển động cho cửa sông Thu Bon,

1.4.3 Các dự ám khu vực cửa sông Thu Bon

Do thực trạng xói bồi và các điễn biến bắt lợi đã diễn ra ở cửa sông Thu Bồn.

và do nhu cầu phát iển kinh t xã hội, nhiều dự ân đã được thực hiện, điễn hình là

- Báo cáo TKKT-TC kẻ bảo vệ bờ biển Tam Thanh - Viện Khoa học Thủy lợiViệt Nam năm 2003

- Báo cáo nghiên cứu khảthỉ, TKKT-TC kẻ bảo vệ bờ Án Lương - Viện Khoa

học Thủy lợi năm 2005

- Báo cáo Dự ân đầu tư - Thiết kể cơ sở: Dự án no vét thoát lũ khẩn cắp sông

“Trường Giang do trường Đại học Thủy lợi thực hiện năm 2009.

- Dự án nghiên cứu sạ lờ bờ sông của hệ thống sông Vu Gia -Thu Bồn -Viện

Khoa học Thủy lợiViệt Nam năm 2012

Do nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, ở vùng cửa sông Thu Bồn đã và đang cócác dự án do địa phương đặt ra, chẳng han do 2 bờ sông phía trong cửa sông thuộccác huyện Duy Xuyên và thành phố Hội An bị xói lở gây mắt đất, phá hủy các cơ sở

hạ ng hiện hãu trên khu vực nên đã có các dự án chống xói lờ bở sông: hay do như cầu giao thông thủy trên sông Trường Giang - con sông ngang đài 70km nồi từ phần cuối của sông Thu Bên thuộc khu vue cửa sông sang phía Tam Kỳ (Cita Hòa An)

mà dja phương 48 xuất dự én nạo vết con sông này hoặc do tỉnh trạng xối lở bờ biển ngay phia Bắc cửa sông thuộc thành phố Hội An và nhu cầu mở rộng thành phố nêncác nghiên cứu bảo vệ cũng được đưa ra

1.5 Những hạn chế rút ra và hướng tiếp cận của luận án

"Như đã phân tí

tải dự án được thực hiện và đã giải quyết được rất nhiều vấn đề cấp thiết trên lưu.

vue Tuy nhiên, mỗi nghiên cứu chỉ giải quyết những các vẫn đề riêng rẽ như địa

chất, hải văn, thủy văn „chẳng hạn có nghiên cứu chỉ quan tâm đến các quá trình từ

phía biển, trong khi một số nghiên cứu khác lại chỉ tập trungvào các nguyên nhân tit

phía lưu vực Ngoài ra, các tà liệu nghiên cứu không đồng bộ, thiết bị máy mócphục vụ cho nghiên cứu côn hạn chế Nêncác nghiên cứu chưa xem xét được mộtcách tổng thé mọi khía cạnh dẫn tới sự biển động của cửa sông, bờ biển, do vậy

thiếu cơ sở để đưa ra các giải pháp tổng thể giải quyết các vin đề xói lớ, bồi tụ chovũng nghiên cứu

Vi vậy, luận án, một mặt kế thừa các kết quả nghiên cứu đã dat được, mặt khác.

sử dụng cách tiếp cận tổng hợp với nhiều công cụ như tải liệu lịch sử, viễn thám,

ở trên, trong khu vực cửa sông Thu Bồn đã có nhiều các đề

GilSva mô hình ond’ nghiên cứu và mô phỏng mỗi tương tác giữa các yếu tổ thủy thạch, động lực, bùn cát có xét tới tác động các hoạt động kinh tế xã hội gây nên diễn biển đường baz Các kết quả nghiên này là cơ sử cho việc để xuất phương ân giảm

thiểu những tác động bắt lợi của tự nhiên, phục vụ cho phát triển dan sinh kinh tế vàbảo vệ "nguyên môi trường

Các kết quả điều tra cho thấy hiện tượng x6i lở, bi lắp ving cửa sông Thư Bồn là do tổ hợp của các yếu tố tác động liên quan đến các quá trình nội sinh, các

ếu tố ngoại sinh và yếu tổ nhân sinh, chính vì vậy để nghiên cứu toàn điện

sông Thu Bồn,ngoài việc nghiên cứu quy luật điển biển của các yếu tổ động lựcbiển như thủy tiểu, đồng ven bờ, sóng Cin phái xem xét đến các nhân tổ rong

sông có tác động lên vùng cửa sông, đó là:

= Dòng chay sông Thu Bồn, đặc biệt là sự phân bổ theo mùa li và cạn, các trận

It lớn trong năm có khả năng gây biển đổi địa hình ving cửa sông, vai trồ của đồng

chảy trong sông mùa cạn.

- Khả năng chuyển ải bản cát từ thượng nguồn vỀ vùng cửa sông, vẫn đề này

quyết định lượng bồi tụ vùng hạ lưu và cửa Thu Bổn, bin cát trong sông phụ thuộc.

vào nhiều yếu tổ mặt đệm lưu vực

~ Quy luật vận chuyển bùn cát từ sông ra, vận chuyển bùn cát ven bờ, sự tươngtúc giữa đồng chiy, bùn cát giữa sông vi biển,

= Các yếu tổ tự nhiên khác tác động đến vùng cửa sông Thu Hồn trong cácmùa, trong đó tổ như giỏ và hướng gi thịnh hành, sóng và thủy 0

hưởng của Cù Lao Chàm Những yếu tổ này quyết định đến khả năng vận chuyển

bùn cát đọc bờ vùng cửa sông Thu Bồn.

Trên cơ sở kế thừa các nghiền cứu đã có và cách tiếp cận tổng hop như đãtrình bảy ở trên, luận án sẽ phân tích, đánh giá các nhóm yếu tổ tác động, từ đó làm sing tỏ nguyên nhân, cơ chế diễn in hình thi, dự báo xu thé diễn biến đường bờ biển, cửa sông làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp theo hướng đa mục tiêunhằm giảm thiêu các tác động bất lợi ôn định ving cửa sông

1.6 Các phương pháp nghiên cứu trong luận án

Sau khi nghiên cứu tổng quan

biến đổi hình thải, đánh giá ưu,

khuyết điểm và hướng phát triển,

"hướng tiếp cận trong luận ấn vita

thửa các kết quá của các nghiên cứu

đã có, vừa giải quyết những tổn tai

đã lý giải ở phần trên Diễn biến của

sông là sự tương tác của các quá

trình thủy thạch, động lục và hoại

động kinh tế xã hội của conngười,

nên luận án đã sử dụng các phương

lich sử được do đạc, quan trắc trong

nhiều năm, nhiều thời kỳ nhằm hệ

thống hóa các đặc trưng cơ bản, xác

lập các quy luật biến động đường

bở, biến động địa hình đáy, phân bổ

Xói lờ tên lưu vực,cửa sông Từ _ Hình L2: Sod ngiénein phn tch tng hop

46 thành lập các bản đỗ hiện trang

biến động, các biểu đồ, bảng số liệu tông hợp về thực trạng diễn biến vùng cửa sông

"nghiên cứu Phương pháp phân tích tổng hợp dựa trên các số liệu lịch sử để đánh giá

các yếu tổ ánh hưởng đến quá trình bồi - xói, điển biển vùng cửa sông và trên cơ sở.

46 đề xuất các giải pháp phòng chống bồi, xói, én định cửa sông phục vụ thoát lũ và giao thông ở vùng cửa sông Thu Bồn Sơ đồ nghiên cứu của phương pháp này được thể biên trong hình 1- 2.

1.6.2 Phương pháp phân tích viễn thám, hệ thông tin địa lý (GIS)

Bản chất của phương

pháp này là chồng ghép các

chuỗi dữ liệu ảnh vệ tỉnh, máy

bay hoặc tư liệu bản đỗ của các

thời điểm khác nhau nhằm xác

định sự thay đổi vị tí của

đường bờ theo thời gian Hình

1-3 là sơ đồ khối giải thích các

bước của phương pháp viễn

thám Phương pháp này cho

phép nghiên cứu sự biến động

ccủa các ving lãnh thổ rộng lớn

sau những thời khoảng đải

(năm hoặc nhiều năm).

Hệ thống thông tin địa

lý (GIS) giúp cho vi

diễn biển vùng cửa sông,

"Hình 1-3: Sơ đồ nghiên cứu của phương pháp viễn thám

lưu tr, cập nhật và sử dụng có iệu quả các dữ liệu đã có về

1.63 Phương pháp mô hình số mị

Cũng với sự phát tiễn nhanh chóng của công nghệ thông ti, sự ra đồi của cácmáy tính độ cao và các công cụ toán học hiện đại, phương pháp mô hình toán đãphát rién mạnh mẽ trong thời gian gn đây Mô hình toán với ưu điểm là tốc độ tính toán nhanh cho phép điều chinh và thay đổi các kịch bản khá linh hoạt có thể áp dung cho nhiều ving có điều kiện dầu vio khác nhau Phương pháp mô hình toán được sử dụng khá hiệu quả để nghiên cứu về cửa sông nơi chịu tác động tổ hợp của.sắc quá trình sông -

chuỗis liệu đầu vào phục vụ cho hiệu chỉnh và kiểm định mô hình.

Hiện nayrên thể giới đã phát triển và hoàn thiện nhiều bộ mô hình số trị để

jén, Tuy nhiên, độ chính xác của mô hình phụ thuộc vào

mô phỏng các quá trình thủy động lực và hình thai vùng cửa sông, ven biển Các bộ

mô hìnhthương mại như MIKE, LITPACK của Dan Mach, TELEMAX của Pháp,

UNIBEST, DELET-3D, SOBEK của Ha Lan, GENESIS, STWA VE, SMS của Hoa

Kỷ đã được ứng dụng ở nhiều nước trên thể giới cũng như ở Việt Nam và đã chứng.

tô tính ưu việt của chúng

Phương pháp mô hình số tị cho phép đánh giá được sự biến động của đường

bờ và đáy bằng mô bình thích hợp và trên cơ sở mô phỏng được một cách định.

lượng các thay đổi sẽ cho phép dự báo sự thay dBi trong tương li Sơ đổ logic của

phương pháp được tình bày trong hình 1-4

Hình 1-4: Sơ đồ nghiền cứu của phương pháp mô ình số tỷ

1.7 KẾt luận chương 1

Các công trình nghiên cứu vùng cửa sông ở trong và ngoài nước đã đạt được.

thành tu nhất định Nhiễu kết quả nghiền cứu được ứng dụng rộng trong việc

thiết kế các công trình thủy lợi, giao thông, các công trình quai dé lấn biển, khai thắc ti nguyên thiên nhiên ving eda sông ven biển, Trên lưu vực sông Thu Bồn,việc xác din nguyễn nhân, quy luật và cơ ch bồi tụ « xi lữ ở vũng cửa sông venbiễn đã giải quyết được nhiều vẫn để

ải nghiên cứu giải quyết các vẫn

li ru chưa đồng bộ,chưa đánh giá một cách định lượng các yếu tổ tác động chỉnh vi vậy nhiều giải pháp tinh thé mang tính cục bộ, lạm thời Việc xây dựng công trình phòng chồng bồi tụ - xói lở cho vùng nay lại ảnhhưởng xấu cho vũng lân cận Một hạn chế lớn nhất trong việc nghiên cứu cửa

p bích trên lưu vực, tuy nhiên các dự án để ing rẽ như dia chất, thủy văn, hãi văn Tài

sử dụng cho các nại

sông ven biển là số liệu quan ắc, đo đạc các đặc trưng về dòng chảy, bin cát, địahình lòng đ

luật điễn biến của chúng trong một chu ky gdm những biển đổi mang tính tắt định

vùng cửa sông côn rit it, lại không đồng bộ, chưa phản ánh được quy.

như ảnh hưởng của gió mùa, thủy tigu và những bị nhiên như bão, nước.đổi ng:

dang v.v Hoạt động kinh tế xã hội Lim thay đổi đáng kể hình thái vũng cửa sông,

do vậy ngoài những quy luật chung, đổi với cửa sông Thu Bồn cần xem xét nhữngyếu tổ đặc trưng chỉ tồn tại ở đây thi mới có thé tim ra nguyên nhân đúng, trước khi

8 xuất các giải pháp hữu hiệu nhằm én định cửa sông và dai ven biển ké cận

Điễn biển vũng của sông ven biển rit phúc tp thể hiện mỗi tương tác giữa các yếu tổ thủy động lực giữa nước mặn và nước ngọt, giữa dòng chảy sông và ding chảy biển, giữa lục địa và biển, là tổ hợp của nhiều yếu tố tác động từ các quyển:Khí quyển, thủy quyển thạch quyển, sinh quyển Vì vậy, nghiên cứu vũng cửa sôngven biển phải đặt trên cơ sở nghiên cửu tổng hợp các yếu tổ tác động trong mốitương tác giữa chúng,

Trong nghiên cứu cửa sông Thu Bồn tác giả đã lựa chọn ứng dụng một số.phương pháp nghiên cứu để xác định quy luật của các quá trình động lực vùng cửasông và xác định các nguyên nhân, cơ chế gây xói - bồi, biển động ving cửa sông,gồm phương pháp viễn thám, hệ thông tin vé hoạt động bồi tụ - xói 16 và biển động.vũng cửa sông vide biệt phương pháp mô hình toán để mô phỏng, tính toán định

lượng các qué trình thủy động lực và vận chuyển bùn cát vùng cửa sông Thu Bon,

TỰ NHI

‘TO ANH HUONG DEN BIEN DOI HÌNH THÁI VUNG CỬA SONG THU BON

2.1 Khái quất về đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu

2A Ví đu lý

Lưu vực sông Thu Bổn giới hạn từ 1454 đến 16°13 vĩ Bắc và 10713 đến

10844 kinh Đông Phía Bắc giáp tinh Thừa Thiên - Huế, phía Nam giấp tỉnh Quảng

"Ngãi, phia Tây giáp tinh Kon Tum và nước Cộng hoà dân chủ nhân dân Lao, phía

Đông là biển Đông Diện tích te nhiên của lưu vực là 4610km” gồm địa phận tính

Quang Namvả một phần tỉnh Kon Tum.

Lưu vực sông bao gồm Trà My, Tiên Phước, Phước Sơn, Hiệp Đức, NamGiang, Qué Sơn, Duy Xuyên, Hiên, Đại Lộc, Điện Bản, một phần của huyện Thang Bình, thành phố Hội An và Dak Glei (inh Kon Tum),

3.1.3 Đặc điểm địa hình

Nhin chung địa hình của lưu vực biến đổi khá phức tạp, bị chia cắt mạnh, có hướng dốc chính từ Tây sang Đông và có 5 dạng địa hình chính:

« _ Địa hình đồi núi

Chiếm phần lớn diện tích của lưu vực, thuộc dãy núi Trường Sơn với độ caophổ biển từ 500+2.000m Đường phân thuỷ của lưu vực là những đình núi có độ cao

từ 1.000+2.000m, kéo dai từ đẻo Hải Vin (ở phía Bắc có cao độ 1.700m) sang phía

‘Tay rồi Tây Nam và phía Nam, hình thin một cảnh cung bao lấy lưu vue, Dang địahình này hứng gió mùa Dông Bắc và các hình thi thời tiết từ biển Đông đưa lại nên thường hình thinh các tâm mưa lớn gây lũ quết ở miễn núi và ngập lụt ở vũng hạ du

+ Địa hình gò đồi

Phần kế tiếp các sườn

phia Đông Dinh đổi tròn, nhiều nơi khá bằng phẳng, sườn đồi có độ đốc 20 30,

+ Địa hình đồng bing

Tập trung ở phía Đông với dải đồng bằng hep chạy đọc theo hướng Bắc - Nam

là vùng gd đồi có địa hình lượn sóng, thấp dẫn về

và tương đổi bằng phẳng, it biển đổi Dat đai hình thành từ sản phẩm ti

sa cổ có nguồn gốc biển, sông biển và sông,

tụ của phù

« _ Địa hình ving cát ven biển

Ving ven bién là các cồn cát có nguồn gốc biển Cát được sóng gió đưa lên bờ

vã đướ tác dang của gid, cất được đưa dẫn về phía Tay to nên các độ cit có danglượn sóng, chạy dài hàng trim km dọc bở biển

+ Dia hình bờ và lồng sông

Sông Thu Bồn đoạn cửa sông gần biển có bãi giữa di chu

rút bở sông có những đoạn tương đối dốc do bị xối lờ ba

“Tép, phía Nam bởi đứt gầy Tam Kỳ - Phước Sơn Phức hệ này được đặc trưng bing

tổ hợp đá phun trio mafic xen trim ch silic Phúc hệ Paleozoi ha gồm đã phiến serict, sericitclorit, đá phiến thạch anh sericit xen thấu kính phun trio magic dn flasie, đã vôi bị hoạt hóa và quarit hóa Phúc hệ Paleozoi trung phân bổ ở ria cẩu

trúc, đặc trưng bởi các thành tạo granitoid phức hệ Đại Lộc, còn các teim tích lục

dia mẫu đô hệ ting Tân Lâm chỉ lộ ra ở đới Long Đại Phúc hệ Paleozoi thượng Mesozoi hạ bao gồm các thành tạo lục nguyên phun trào hệ ting sông Bung, magmaxâm nhập phúc hệ Bến Ging - Qué Son, grabroid phức hệ ChaVal, grantoid phức

-hệ Hải Văn đá ít biến chất, í bị in vi và các phúc -hệ hoạt hóa lục địa chủ yếu là

những thành tạo magma xâm nhập phức hệ Bả Nà.