Luận án tiến sĩ Khoa học môi trường và bảo vệ môi trường: Nghiên cứu sự phát triển vùng ven biển cửa sông Hồng - sông Thái Bình trên cơ sở ứng dụng thông tin viễn thám và hệ thông tin địa lý (GIS) phục vụ khai thác, sử dụng hợp lý lãnh thổ

Bang 1.9Bang 1.10 Bang 1.11 Bang 1.12 Bang 1.13 Bang 1.14 Bang 1.15 Bang 1.16 Bang 2.1 Bang 2.2 Bang 2.3 Bang 2.4 Bang 2.5 Bang 2.6 Bang 2.7 Bang 3.1 Bang 3.2 Bang 3.3 Bang 3.4 Bang 3.5

Mục lục

TrangCác thuật ngữ, ký hiệu viết tat iii

Danh mục các ban đồ, sơ đồ, hình vẽ V

Danh mục các bảng số liệu viii

Danh mục các ảnh minh họa ix

Mo dau |

Chương 1- Tổng quan vẻ cửa sông và các nhân to dong lực chính

có ảnh hưởng tới phát triển cửa sông ở ven biển DBSH 1.1 - Vai trò của cửa sông và lịch sử nghiên cứu _ Ô

1.1.1- Khái quát tình hình nghiên cứu cửa sông - - 6

1:1.2-NghiÊh cứu cửa sông Ở HƯỚC E8 eeeisinsdnsieieediileodoinlndehno 7

1.2 - Khái niệm về cửa sông và phạm vi nghiên cứu lÏ

1.23.1- Khái niềm CLEA SðHE iŸsiieeeeiskedibiiieonndisdigst408i8560400018418086 II 1.2.2- Phân định ranh giới vùng cửa sông 12

1.3.3: Phản chia các đơn vị Vùng CUE SOG - aei-ieiiiiiiieiiiaaddenodno 12

1.2.4- Phân loại cửa sôtig vùng righiên CỨU eeoceiSiieseieoo 14

1.2.5- Pham vi nghiên cứu biến động cửa sông - 15

1.2.6- Lựa chon vùng nghiên cứu trọng điểm .iiaeieoieasao-ieo 16

1.3 - Phương pháp nghiên cứu biến động vùng cửa sông 7

1.3.1- Các phương pháp nghiên cứu truyền thống - 17

1.3.2- Các phương pháp ứng dụng công nghệ mới 18

1.4 - Điều kiện tự nhiên vùng ven biển DBSH ee eee

1.4.1- Khái quát lịch sử phát triển vùng ven biển DBSH 21

12 Địa Hình ĐH cenensconscnsmcersonsenconnessvversemrsenesnsnenrnnenrsennorasnntencontensessmenssneehnthennastonnorsnt 22 14.3- CHế độ Khí hậu oe ecsctsonce onenrnsenestencorsczanscerereescororomnanttesseyareehvererannnnhdsomresnvanavenbiskatitaghibons 23

LA HE VUVNH v.eaaaaaaiaaaaaaaararoarododttodtGtiliiegigtzcaB0aiNBBai 26

1.5 - Các nhân tố tự nhiên và nhân tạo chính có ảnh hưởng tới phát triển và

biến động cửa sông 1.5.1- Vai trò cua các yếu tố tự nhiên và nhân tạo ở vùng cửa sông 27

1.5.2- Đặc điểm các yếu tố tự nhiên và nhân tạo chính có ảnh hưởng

tới biến động cửa sông Hồng - sông Thái Bình

1.6 - Đánh giá vai trò các nhân tố tự nhiên và nhân tạo 57 Chương 2 - Phân tích biến động không gian vùng cửa song Hong- sông Thái

Bình trên cơ so“.ch hop thông tin viên thám và thông tin dia lý 2.1- Cơ sở lý luận của phương pháp tích hợp thông tin không gian 60

2.1.1- Thông tin thu nhận từ các hệ thống vệ tinh quan sát Trái Đất 60 2.1.2- Hệ thông tin địa lý (GIS) -. .-2222222222222222222222222222222222222 2 65 2.1.3- Co sở dữ liệu trong GIS ooo eecccccccsssssseesssssseesssssseessssuesssssssessssssecsessecsessseessnvesses 66

2.2- Tích hợp thông tin không gian trong nghiên cứu vùng cửa sông

|

2.2.1- Các kiểu dữ liệu và chuyển đổi cấu trúc dữ liệu không gian 67

2.2.2- Vấn dé toa độ địa lý -s 22222221222222.221 68 2.2.3- Vấn đề khuôn dang cua dữ liệu thông tin không gian 69

2.2.4- Những bước xử lý ảnh chính -+-c-c: 69 2.2.5- Các bước xử lý tư liệu ban đồ va thông tin địa lý 74

2.2.6- Số liệu địa hình và việc xây dung mô hình số độ cao (DEM) 75

2.3- Kết quả xử lý thông tin không gian trong nghiên cứu biến động cửa sông thuộc sông Hồng - s.Thái Bình -22-ccccccccerrrrrrree 78 2.3.1- Khái quát về nguồn tư liệu ảnh và ban đồ sử dụng trong luận án 78

2.3.2- Mô phỏng địa hình ĐBSH trên mô hình số độ cao _ 80

2.3.3- Kết qua xử ly anh và ban đồ trong nghiên cứu biến động cửa sông 80

2.34- Dank g]á về vai wo của của Be Lat siccpeacmencncnmancenmmmamncammacnwnras 101 2.4 -Tinh hình xói lở - bồi tu ở cửa sông và việc su dụng các vùng đất thấp 102

2.4.1- Đánh giá về diễn biến xói lở - bồi tụ trong 90 năm qua 102

2.4.3- Sử dụng Khai thác các vùng cửa SÔNE coseaeeeeeioeiiaiiiddaiesanee 104 2.5- Mô phỏng và nghiên cứu biến động cửa sông trên mô hình số độ cao 110

2.5.1- Nghiên cứu vết tích các lòng sông cổ ở ha lưu sông Thai Binh 110

2.5.2- Kịch bản ngập nước ở vùng đất thấp ven biển DBSH 111

Chương 3 - Định hướng khai thác, sử dung hop lý lãnh tho, tai nguyên vùng ven biển cửa sông Hồng - sông Thái Bình 3.1- Hiện trạng lòng dan sông ngòi và việc sử dụng luồng lach cửa sông 115

3.2- Du báo về kha năng biến động các vùng cửa sông 119

3.2.1- Nhận định về những điều kiện tự nhiên và nhân tạo 119

3.2.2- Cơ sở dự báo từ phân tích xu thế phát triển cửa sông qua 90 năm 121

3.2.3- Dự báo về chiều hướng phát triển cửa sông trong 50 năm tdi 123

3.3- Kiến nghị hướng khai thác sử dụng hợp lý lãnh thổ, các nguồn tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường ven biển ĐBSH 126

3.3.1- Tài nguyên đất reo 126 3.3.2- Tài nguyên MUGC - : -++22222++2222221111222311117221111211111.Ecrrrrveg 130 3.3.3- Tài nguyên rừng -.: 2222222 221222111222111122111121111 111 1 xe 134 3.3.4- Khai thác và bảo vệ các nguồn tài nguyên khác 136

3.3.5- Đảm bảo hành lang thoát lũ ven biển 137

3.3.6- Khai thác, sử dụng hiệu quả luồng lạch giao thông 138

T7 nssteeeaeeeternsseeeueetrrotgtrerogsosaongtogSeaSOAISVRGSASG0N 144 Danh mục các công trình khoa học đã công bố có liên quan tới luận án 145 TAL ROG em HO saeeeesowonaeeeonronn.anbnorondidtotioioooitaigDAgagaNakdiiapgtteeapia 146

il

Các thuật ngữ ký hiệu viết tắt

Phân tích thành phan chính (Analyse Component Principal)

Hướng Đông Nam

Dai hội tụ nhiệt đới

Chỉ số độ chiếu sáng

Hệ toạ độ bản đồ Gauss

Hệ thông tin địa lý (Geographical Information System)

Gió mùa Đông Bắc

Gió mùa Tây Nam

Khu công nghiệp Khoa học - Công nghệ

Khí tượng - Thuỷ văn

Kinh tế - Xã hội

Cỡ hạt trung bình

Mô hình số độ cao (hoặc DEM)

Kênh ảnh hồng ngoại trung (Middle Infra-Red) Kênh anh cận hồng ngoại (Near Infra-Red)

Nghiên cứu sinh

Hướng Đông Bac (hoặc DB)

Nhật triều đều Nhật triều không đều

Kênh ảnh (hoặc phổ) cận hồng ngoại (Poche Infra-Rouge)

ili

Q Lưu lượng dòng chảy

QSTĐ Quan sát Trái Đất (vệ tinh)

Qtl Luu luong tao long

TCVN Tiéu chuan Viét Nam

Ther.IR Kénh anh Hong ngoai nhiét (Thermal Infra-Red)

PC May tính cá nhân (Personal Computer)

R Kênh anh sắc đỏ (Red)

RGB Ảnh tổ hợp mau gia: Red (đỏ)-Green (luc)-Blue (lam)

RS Vién tham (Remote Sensing)

UBND Uy Ban Nhan Dan

UTM Hệ lưới chiếu bản đồ UTM (Universal Transverse Mecator)

VỊ (IV) Chỉ số thực vật (Vegetal Index)

Vụ Tốc độ thành phần dòng chảy tuần hoàn

Ta Tốc độ dòng chảy không tuần hoàn (dòng dư)

W Tổng lượng bùn cát

XLA Xử lý ảnh

p Độ đục nước sông

IV

Hình 1.9

Hình 1.10 Hình I.II

Hình 1.12

Hình 2.1 Hình 2.2

Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11

Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14

Cấu tạo vùng cửa sông, theo Baidin (1971)

Đồng bằng sông Hồng và các vùng nghiên cứu cửa sông

Tóm tắt các bước xử lý ảnh và bản đồ trong nghiên cứu cửa sông

Địa hình đồng bang sông Hồng va vùng lân cận

Hệ thống đê và các tuyến giao thông chính ở ĐBSH

Hệ thống thuỷ văn đồng bằng sông Hồng

Diễn biến đỉnh lũ lớn nhất hàng năm trên sông Hồng (1905-2000)

Quan hệ giữa các nhóm yếu tố tự nhiên và nhân tạo ở cửa sông

Biến trình mực nước tai một số trạm thuy văn trong tran lũ tháng 8-197

Sơ đồ xâm nhập mặn vùng ven biển ĐBSH

Diễn biến các thành phần dòng chảy tại cửa Ba Lạt

Sơ đồ phân bố hướng dòng chảy vùng ven biển ĐBSH

Hai kiểu qui đạo của các hệ thống vệ tinh quan sát Trái Dat

Phân bố các kênh ảnh của một số vệ tinh trên dai phổ phan xa tự nhiên

Chia lưới toa độ theo kinh - vĩ tuyến và phép chiếu trụ ngang hệ UTM

Đường phân phối phổ phản xạ của các đối tượng trên kênh ảnh SPOT

Quan hệ giữa các chỉ số vật lý trên kênh ảnh Near IR và IR

Sơ đồ khái quát mô hình quản lý và tích hợp thông tin không gian

BD phân bố vùng xói lở-bồi tụ cửa Ba Lạt trong các năm 1912-1935

BD phân bố vùng xói lở-bồi tụ cửa Ba Lat trong các năm 1935-1965

BD phân bố vùng xói lở-bồi tụ cửa Ba Lat trong các nam 1965-1989

Diễn biến xói lở - bồi tụ theo chiều thẳng đứng cửa Ba Lạt (mặt cắt AA

BD phân bố vùng xói lở-bôồi tụ cửa Ba Lat trong các năm 1989-1995

BD phân bố vùng xói lở-bồi tụ cửa Ba Lat trong các năm 1995-2001

BD phân bố vùng xói lở-bồi tụ cửa Day trong các năm 1921-1935

BD phân bố vùng xói lở-bồi tụ cửa Day trong các năm 1935-1953

BD phân bố vùng xói lở-bồi tụ cửa Day trong các nam 1953-1965

BD phân bố vùng xói lở-bồi tụ cửa Day trong các nam 1965-1989

BD phân bố vùng xói lở-bồi tụ cửa Day trong các năm 1989-1995

BD phân bố vùng xói lở-bồi tụ cửa Day trong các nam 1995-2001

BD phân bố vùng xói lở-bồi tụ cửa Van Úc trong các năm 1912-1935

BD phân bố vùng xói lở-bồi tụ cửa Van Úc trong các nam 1935-1965

BD phân bố vùng xói lở-bồi tụ cửa Van Úc trong các năm 1965-1989

BD phân bố vùng xói lở-bồi tụ cửa Văn Úc trong các năm 1989-1995

BD phân bố vùng xói lở-bồi tụ cửa Văn Úc trong các năm 1995-2001

BD anh khu vực cửa Ba Lat năm 1988

BD ảnh khu vực cửa Ba Lạt năm 199]

BD ảnh khu vực cửa Ba Lat năm 1994

BĐ ảnh khu vực cửa Ba Lạt năm 1996 Kết quả trộn ảnh các thời kỳ 1991-1994-1996 khu vực cửa Ba Lạt Kết quả xử lý phân loại ảnh (trích anh SPOT ngày 25-5-1991)

Biến đổi bề mặt cồn Vành trong các năm 1986.1991

Biến đổi hình thái Con Vanh trong các năm 1988,1991,1994,1996

Khái quát phân bố xói lở-bồi tụ cửa Ba Lat trong các năm 1912-1965 Khái quát phân bố xói lở-bồi tụ cửa Ba Lạt trong các nam 1965-2001

Khái quát phân bố xói lở-bồi tụ cửa Day trong các nam 1921-1965

Khái quát phân bố xói lở-bồi tụ cửa Day trong các năm 1965-2001

Khái quát phân bố xói lở-bồi tụ cửa Văn Úc trong các năm 1912-1965 Khái quát phân bố xói lở-bồi tụ cửa Văn Úc trong các năm 1965-2001

Vết tích các lòng sông cổ ở hạ lưu sông Thái Bình

BD phân bố vùng ngập nước ở hạ lưu s.Thái Bình khi nước cao 1.0m

BD phân bố vùng ngập nước ở hạ lưu s.Thái Bình khi nước cao l.5m

BD phân bố vùng ngập nước ở hạ lưu s.Thái Bình khi nước cao 2,0m

BD phân bố vùng ngập nước ở khu vực cửa Day khi nước cao 1,0m

VI

Hinh 3.8 Hinh 3.9 Hinh 3.10 Hinh 3.11 Hinh 3.12

Hinh 3.13 Hinh 3.14 Hinh 3.15

Hinh 3.16 Hinh 3.17 Hinh 3.18

BD phân bố vùng ngập nước ở khu vực cửa Day khi nước cao 1,5m

BD phân bố vùng ngập nước ở khu vực cửa Day khi nước cao 2.0m

Mot số kiểu hình thái lòng dan qua các giai đoạn phát triển

Hình thái lòng dẫn sông ngòi ở khu vực cửa Văn Úc

Mặt cắt ngang đặc trưng lòng dẫn đoạn cửa sông Văn Úc

Mat cắt ngang đặc trưng lòng dan sông Hồng đoạn cửa Ba LatMat cắt ngang đặc trưng lòng dan đoạn cửa sông Day

Diễn biến độ sâu tự nhiên của bar chắn cửa sông

Dự kiến vùng bồi tụ phát triển cửa Ba Lạt đến năm 2050

Dự kiến vùng bồi tụ phát triển cửa Đáy đến năm 2050

Dự kiến vùng bồi tụ phát triển cửa Văn Úc đến năm 2050

BD diễn biến rừng ngập man ở cửa Day trong năm 1989-1995

BD diễn biến rừng ngập man ở cửa Day trong nam 1995-2001

BD diễn biến rừng ngập man ở cửa Ba Lat trong năm 1989-1995

BD diễn biến rừng ngập man ở cửa Ba Lat trong năm 1995-2001

BD diễn biến rừng ngập mặn ở cửa Van Uc trong năm 1989-1995

BD diễn biến rừng ngập mặn ở cửa Van Úc trong năm 1995-2001

Phân bố vùng nuôi thủy sản nước lo ở cửa Day, nam 2001

Phân bố vùng nuôi thủy sản nước lợ ở cửa Ba Lạt, năm 2001

Phân bố vùng nuôi thủy sản nước lợ ở cửa Văn Úc, năm 2001

VII

Bang 1.9

Bang 1.10 Bang 1.11

Bang 1.12 Bang 1.13 Bang 1.14

Bang 1.15 Bang 1.16

Bang 2.1

Bang 2.2 Bang 2.3 Bang 2.4

Bang 2.5

Bang 2.6

Bang 2.7 Bang 3.1

Bang 3.2

Bang 3.3 Bang 3.4 Bang 3.5 Bang 3.6 Bang 3.7

Danh mục các bang số liệu

Đặc trưng một số hệ thống sông lớn ở Việt Nam

Dac tính cua một số hệ thống vệ tinh quan sát Trai Đất

Một số đặc trưng cơ bản của hệ thống sông Hồng và các sông lớn

Các hướng gió chủ đạo và tần suất trong tháng ở ven biển ĐBSH

Các dao động thủy triều và phi thủy triều ở vùng ven biển Việt Nam

Đặc trưng độ cao và pha của một số sóng triều ở ven biển ĐBSH

Chiều dài xâm nhập mặn vào cửa sông ĐBSH

Phân bố tan suất sóng theo độ cao trên các hướng ở ven biển DBSH Phân bố tần suất sóng theo độ cao trên các hướng ngoài khơi ĐBSH Đặc trưng hình thái mặt cat bãi bồi khu vực cửa sông

Tổng lượng bùn cát lơ lửng của sông Hồng đo tại các trạm thuỷ văn

Tỷ lệ phân phối dòng bùn cát trên các nhánh sông Hồng

Diễn biến độ đục trung bình tháng dọc sông Hồng trong mùa lũ

Số lượng bão đổ bộ vào lãnh thổ Việt Nam trong hơn 100 năm qua

Những năm bão và ATND hoạt động mạnh ở DBSH

Biến động tỷ lệ che phủ rừng ở các tỉnh thượng nguồn sông Hồng

So sánh khả năng sử dụng thông tin ảnh máy bay và ảnh vệ tỉnh

Kết quả tính diện tích các đối tượng trên ảnh Spot

Đánh giá tỷ lệ chon lọc, mức độ lần các đối tượng trong các 6 mau Biến động diện tích các đối tượng trên Con Vanh, năm 1986-1991

Đánh giá diễn biến phát triển cửa sông trong giai đoạn 1912-2001

Diện tích vùng ngập nước ở cửa Văn Úc khi nước biển dâng

Diện tích vùng ngập nước ở cửa Day khi nước biển dâng

Dự kiến diện tích bãi bồi phát triển ở cửa Ba Lạt đến năm 2050

Dự kiến diện tích bãi bồi phát triển ở cửa Đáy đến năm 2050

Dự kiến diện tích bãi bồi phát triển ở cửa Văn Úc đến năm 2050

Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước mặt (theo TCVN)

Tiêu chuẩn đánh giá nước ven biển (theo TCVN)

Diễn biến tình trạng rừng ngập mặn ở cửa sông (năm 1989-2001)

Phân cấp luồng thông tau thủy ở đồng bằng (theo TCVN)

Vili

anh 3

anh 4

anh 5

anh 6 anh 7

anh 15

anh 16

anh 17

Danh mục các anh mình hoa

Bão số 3 nam 2003, sau khi đổ bộ vào khu vực phía nam cửa Day

Tuyến đê Bình Minh-3 được xây dựng trong năm 2000-2001

Vết tích lạch triều còn sót lại trên vùng đất thấp ven biển cửa Đáy

Cống tiêu nước và ngăn mặn trên tuyến đê Bình Minh-3

Đoạn đê Bình Minh-3 được bảo vệ bằng kè lát mái chống sóng biển

Dé biển tại khu vực cửa sông Van Úc được tu bổ định kỳ

Đoạn đê biển cửa Văn Úc được bảo vệ bằng kè và tường chắn sóng

Rừng ngập mặn được trồng do sự trợ giúp của các tổ chức quốc tế

Rừng ngập mặn được trồng tại khu vực cửa sông Văn Úc

Vùng đất ngập nước ở cửa Ba Lạt trong thời gian triều thấp (cồn Lu) Vùng nuôi thủy sản nằm xen kẽ giữa rừng ngập mặn (cồn Ngạn)

Đầm nuôi tôm được xây dựng sau khi phá bỏ rừng ngập mặn

Khu bảo tồn tự nhiên ven biển huyện Giao Thủy (dự án RAMSAR)

Vùng đất trồng lúa đã bị chuyển đổi thành các đầm nuôi thuỷ sảnRừng phòng hộ ven biển bị chặt phá bất hợp pháp để làm đầm nuôi

Rừng ngập mặn mọc tự nhiên còn sót lại ở khu vực cửa Văn Úc Rừng ngập mặn đã nhường ché cho dam nuôi ở cửa Văn Uc

ix

Mở đầu

I- Tính cấp thiết của đề tài

Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) còn gọi là cháu thổ sông Hồng, tam giác

châu hay delta sông Hồng, là một trong hai châu thổ lớn nhất ở Việt Nam được

các hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình bồi đắp nên DBSH rộng gan bằng

4.8% diện tích lãnh thổ nước ta nhưng tập trung tới 21% dân số của cả nước với nền kinh tế đang phát triển đa dạng ĐBSH có vùng ven biển thấp đang phát triển

mạnh, có các cửa sông lớn đang biến động phức tạp và cũng là nơi thiên tai

thường xuyên đe dọa, gây ra những tác động xấu tới sản xuất và đời sống của

nhân dân Vì vậy nghiên cứu sự phát triển và những biến động các cửa sông ở ven

biển ĐBSH dưới tác động của các nhân tố tự nhiên và hoạt động của con người làmột nhu cầu cấp thiết, phục vụ sử dụng hợp lý và có hiệu quả hơn các nguồn tài

nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường, đáp ứng chiến lược phát triển bền vững ở

vùng tam giác kinh tế Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh

Các nghiên cứu khoa hoc ở vùng ven biển DBSH từ trước tới nay dưới những

chuyên đề khác nhau đã thu được những kết quả quan trọng Tuy nhiên, những kết

quả trên chưa hoàn toàn đáp ứng các nhiệm vụ phát triển kinh tế - xã hội đặt ra

trong giai đoạn hiện đại hoá, công nghiệp hoá đất nước ở những năm đầu thế kỷ

XXI Nhằm khai thác tốt hơn tiềm năng tài nguyên vùng ven biển DBSH, phục vụ

có hiệu quả cho công cuộc phát triển kinh tế-xã hội ở Miền Bắc thì việc phân tích,

đánh giá diễn biến các vùng cửa sông bằng những phương pháp và công nghệ hiện

đại sẽ bổ sung thêm và góp phần hoàn thiện hơn những nhận thức về qui luật pháttriển của những vùng đất mới còn chưa ổn định ở ven biển Bac Bộ, vì vậy NCS đã

chọn luận án có tên là: “Nghién cứu sự phát triển vùng ven biển cua song Hồng

- song Thái Bình trên cơ sở ứng dụng thông tin viên thám và hệ thông tin dia lý

(GIS) phục vụ khai thác sử dụng hop lý lãnh tho’”’

II- Mục tiêu nghiên cứu Làm rõ qui mô biến động không gian ở các vùng cửa sông và chiều hướng

phát triển của chúng, phục vụ khai thác sử dụng hợp lý lãnh thổ, bảo vệ tài nguyên

đất - nước - rừng va môi trường ở ven biển DBSH.

II- Nhiệm vụ nghiên cứu

I- Phân tích, đánh giá các yếu tố động lực chính (yếu tố tự nhiên và hoạt động của

con người) có ảnh hưởng tới sự phát triển và biến động khu vực cửa sông:

2- Xây dựng mô hình xử lý thông tin không gian trong nghiên cứu vùng ven biển

và cửa sông Tích hợp thông tin không gian trên các hệ thống xử lý ảnh số (XLA)

và Hệ thông tin địa lý (GIS);

3- Dự báo khả năng phát triển các vùng cửa sông chính ở ĐBSH có liên quan tới

quá trình xói lở - bồi tụ, an toàn các vùng dân cư ven biển và các tuyến đê, đảmbảo hành lang thoát lũ, khai thác và sử dụng hợp lý rừng ngập mặn (RNM), nuôi

trồng thuỷ sản, du lịch sinh thái ven biển, khai thác các luồng lạch cửa sông phục

vụ giao thông thuỷ nội địa, vv

4- Đề xuất hướng khai thác và sử dụng hợp lý tài nguyên ở vùng cửa sông nhằmbảo vệ môi trường và các nguồn tài nguyên thiên nhiên trên những vùng đất mới ở

ven biển châu thổ sông Hồng.

IV- Cơ sở tài liệu thực hiện luận án

Các đề tài nghiên cứu khoa học do NCS tham gia thực hiện trong khuôn khổ

các đề tài cấp Nhà nước, cấp Bộ và tương đương trong hơn 20 năm qua Kết quả

của một số nghiên cứu đã được công bố trên các tạp chí khoa hoc ở trong và ngoài nước, trong các hội thảo quốc tế và các hội thảo chuyên đề.

- Nghiên cứu xói lở ven biển đảo Cát Hải (Hải Phòng) và đề xuất các giải pháp xử

- Nghiên cứu biến động vùng ven biển cửa sông Hồng trên cơ sở ứng dụng thông

tin viễn thám da thời gian va GIS (1995-2000), vv

Ngoài ra trong luận án còn sử dụng các nguồn tài liệu khác có liên quan đến

khu vực nghiên cứu, như:

- Các bản đồ địa hình tỷ lệ 1/100.000, 1/50.000, 1/25.000, 1/10.000 xuất bản

nhiều thời kỳ khác từ năm 1910 đến năm 2000;

- Các bản đồ hiện trạng sử dụng đất, bản đồ đo sâu và bình đồ đo địa hình trong các thời kỳ khác nhau, tỷ lệ từ 1/50.000 đến 1/10.000;

- Các số liệu khảo sát đo đạc các yếu tố thủy - thạch động lực ven biển (sóng gid,

dao động mực nước, dòng chảy, dòng bùn cat ven bờ, );

- Ảnh máy bay, ảnh vệ tỉnh (ảnh quang học và ảnh radar) như SPOT, LandSat TM,

ETM, RadarSat, NOAA, MODIS;

- Các số liệu thống kê về dân cư, kinh tế - xã hội các tỉnh ven biển DBSH

V- Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu truyền thống (thủy văn-thủy

lực, địa mạo-địa chất), phương pháp Viên thám và Hệ thông tin địa lý (GIS)

Các phương pháp truyền thống:

I-Nhóm phương pháp địa mạo - địa chat;

2-Nhóm các phương pháp thuỷ văn - thuỷ lực;

3-Phân tích thống kê và tổng hợp các tài liệu, số liệu về kinh tế-xã hội:

Các phương pháp Viễn thám và Hệ thông tin địa lý:

4-Phân tích ảnh, triết xuất thông tin viên thám trên các hệ thống xử lý ảnh số:

5-Tích hợp thông tin ảnh, bản đồ và các thông tin địa lý khác trên các phân

mềm GIS; kiểm tra các kết quả xử lý ảnh ngoài thực địa;

6-Mô phỏng biến động vùng cửa sông trên Mô hình số độ cao (DEM), wy

VỊ- Luận điểm bảo vệLuận điểm 1- Hoạt động xói lở-bồi tụ với khuynh hướng bồi tụ là chủ đạo ở vùngven biển cửa sông Hồng - sông Thái Bình là kết quả tương tác có tính hệ thống

giữa các yếu tố tự nhiên và hoạt động khai thác lãnh thổ Vùng cửa sông Hồng

-sông Thái Bình chịu anh hưởng ngày càng sâu sac các hoạt động của con người,

thông qua việc xây dựng các hồ chứa lớn, điều tiết dòng chảy, đắp đập chặn dòng

ở cửa sông, quai đê lấn biển, phá rừng ngập mặn ven biển, phát triển nghề nuôi

trồng thủy sản;

Luận điểm 2- Việc sử dụng phối hợp phương pháp phân tích ảnh viễn thám đa

thời gian với các dữ liệu ban đồ địa hình, thủy van, địa mao, sử dụng dat, cho

phép đánh giá được biến động vùng ven biển cửa sông Hồng - sông Thái Bình

trong giai đoạn từ năm 1912 đến 2001, còn là cơ sở cho dự báo chiều hướng phát

triển vùng bồi tụ - xói lở ở các cửa sông nghiên cứu trọng điểm là cửa Văn Úc,

cửa Ba Lạt và cửa Đáy.

VII- Những điểm mới của luận án

¡ - Luận án đã sử dụng thành công phương pháp phân tích dữ liệu đa thời gian

gồm các bản đồ địa hình, các dữ liệu ảnh vệ tỉnh, ảnh máy bay trong đánh giá

diễn biến xói lở - bồi tụ vùng ven biến cửa sông Hồng - sông Thái Bình trong thời

gian từ năm 1912 đến 2001;

2- Luận án đã góp phan chỉ ra sự biến đổi các vùng cửa sông DBSH thông qua xói

lở - bồi tụ trong các giai đoạn khác nhau từ năm 1912 đến 2001 và chỉ ra các

nguyên nhân gây ra biến động Trong đó, tác động của bão, lũ lớn; các hoạt động

của con người trong việc xây dựng các hồ chứa lớn ở thượng nguồn, hoạt động

quai đê lấn biển, khai thác rừng ngập mặn một cách thiếu qui hoạch, vv được xem như các nhân tố động lực có ảnh hưởng nhiều nhất tới khuynh hướng biến

đổi ở khu vực này

3- Luận án đã sử dụng mô hình số độ cao (DEM) để xây dựng các kịch bản ngập

lụt khu vực ven biển DBSH khi mực nước biển dâng lên cao ở các mức 1,0m,

1,5m và 2,0m Các kết qua này có thể được sử dụng trong việc định hướng quy

hoạch sử dụng dài hạn vùng ven biển ĐBSH, nhằm giảm thiểu tác động của thiên

tai và những sự cố môi trường khác.

VIII- Ý nghĩa khoa học-công nghệ và thực tiên

1- Ý nghĩa khoa học và công nghệ

Luận án góp phần phát triển và ứng dụng phương pháp xử lý ảnh đa thời

gian, phương pháp phân tích không gian trên Hệ thông tin địa lý trong nghiên cứu

biến động vùng ven biển và các cửa sông Kết quả nghiên cứu đã làm sáng tỏ

khuynh hướng phát triển và biến động trong không gian vùng cửa sông

Hồng-sông Thái Bình, giai đoạn từ năm 1912 đến 2001 Đồng thời các kết quả nghiên

cứu còn làm sáng tỏ mối tương tác giữa các quá trình tự nhiên và các hoạt động

của con người trong quy hoạch, khai thác lãnh thổ và tài nguyên trong thời kỳ nói trên, góp phan đánh giá khách quan nguyên nhân gây ra các biến động này:

2- Ý nghĩa thực tiễn

Luận án đã đánh giá được các biến động vùng ven biển cửa sông Hồng-sông

Thái Bình và chỉ ra được một số nguyên nhân có liên quan đến hoạt động của con

người, cũng như khuynh hướng xói lở - bồi tụ ở các vùng cửa sông Các kết quả,

số liệu thu nhận và phân tích trong luận án dưới dạng các bản đồ, số liệu thống kê

-4-không gian và phi -4-không gian sẽ giúp xây dựng cơ sở cho việc quy hoạch, khai

thác bền vững vùng ven biển cửa sông ở ĐBSH.

IX- Cấu trúc của luận án

Ngoài phần mở dau, kết luận, những kiến nghị, tài liệu tham khảo, luận án

có 3 chương được cấu trúc như sau:

Chương 1 - Tổng quan về cửa sông và các nhân tố động lực chính có ảnh hưởng

tới phát triển cửa sông ở ven biển DBSH;

Chuong 2- Phân tích biến động không gian vùng cửa sông Hồng - sông Thái Bìnhtrên cơ sở tích hợp thông tin viễn thám và thông tin địa lý;

Chương 3 - Định hướng khai thác, sử dụng hợp lý lãnh thổ, tài nguyên vùng ven

biển cửa sông Hồng - sông Thái Bình

Quá trình thực hiện luận án, NCS đã nhận được sự giúp quí báu của thây

hướng dẫn khoa học, các thây trong khoa Địa lý, khoa Địa chất, khoa Khí

tượng-Thuỷ văn - Hải dương học thuộc Trường ĐH Khoa học Tự nhiên (ĐH Quốc gia

Hà Nội), các đồng nghiệp ở các cơ quan nghiên cứu khoa học như Viện Dia chất,

Viện Địa lý, Viện Cơ học, Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật, Phân Viện Hải

Dương học Hà Nội, Phân Viện Hải Dương học Hải Phòng (thuộc Viện Khoa học

và Công nghệ Việt Nam), Viện Khoa học Thuỷ Lợi (Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn), Viện Khí tượng-Thuỷ văn (Bộ Tài nguyên và Môi trường), Khoa Thuỷ văn - Môi trường (ĐH Thuỷ lợi Hà Nội) và các đồng nghiệp ở các Sở Khoa học và

Công nghệ thuộc các tỉnh Thái Bình, Nam Định, thành phố Hải Phòng đã đóng

góp những ý kiến rất bổ ích và sự giúp đỡ động viên về tinh than NCS xin bay tỏ

lòng biết ơn tới các thây, bạn bè đồng nghiệp, các cơ quan quản lý khoa học và

gia đình đã giành cho NCS sự giúp đỡ quí báu về vật chất và tinh than để hoàn

thành bản luận án khoa học này.

Chương ]

Tổng quan về của sông vò cóc nhôn tố động lực chính

có anh hưởng tới phót triển cửa sông ở ven biển DBSH

I.1- Vai trò của cửa sông và lịch sử nghiên cứu

1.1.1- Khái quát tình hình nghiên cứu cửa sông

Đối với các quốc gia ven biển, cửa sông luôn là cửa ngõ quan trọng thông

thương với Thế giới bên ngoài Từ xa xưa, cửa sông đã gắn kết với đời sống của

con người và nhiều khu vực cửa sông lớn đã từng là những cái nôi của các nền văn

minh cổ đại Với người Việt Nam, dòng sông Hồng "đỏ nang phù sa" đã gan liền

với cuộc sống của nhiều thế hệ từ hàng nghìn năm nay; hay dòng Cửu Long hùng

vĩ đã đi vào lịch sử mở mang bờ cõi của cha ông ta, nó đang góp phần phát triển

kinh tế - xã hội và nuôi sống hàng chục triệu người dân đất Việt.

Do có vị trí quan trọng và vai trò đặc biệt như vậy, nên từ lâu cửa sông là đối

tượng nghiên cứu, khai thác phục vụ đời sống con người Những nghiên cứu điển

hình vào thế kỷ XIX - dau Thế kỷ XX mang tính chất xây dung cơ sở phương pháp luận, có các công trình của Danhinski A (1869), Cretner G.R (1878), Rusell

R.J (1936), chi dừng lại ở mức độ định hướng lý thuyết cơ bản Những nghiên

cứu về cửa sông trên cơ sở đánh giá điều kiện về địa chất, kiến tạo, thạch học có

các công trình điển hình của Zenkovic V.P (1946), Leontev O.K (1955), Nghiên

cứu các vùng cửa sông trên cơ sở đo đạc các đặc trưng thuỷ văn, có các tác giả là

Trekhovic P.S (1904), Apolov B.A (1930) Nghiên cứu, đánh giá các vùng cửa

sông thông qua các yếu tố hải văn (sóng gió, thuỷ triều, dòng chảy ven bờ ) có

các tác giả chính là Zubov N.N, Makarov S.O, những nghiên cứu trên chủ yếu

dừng lại ở phân tích điều kiện tự nhiên vùng cửa sông, chưa đề cập sâu cơ chế tác động qua lại giữa các yếu tố động lực sông - biển.

Đáng chú ý nhất là nghiên cứu cửa sông về mat lý thuyết của Xamoilov I.V

(1952), được khái quát hoá trong sơ đồ về mối tương tác giữa các yếu tố động lực

sông - biển trong cơ chế phát triển địa hình cửa sông Dựa trên ý tưởng về mối

tương tác này, các nhà khoa học Xô Viết đã phát triển nghiên cứu cửa sông theo

những hướng khác nhau Điển hình là Simonov A.I, trong nghiên cứu vùng biển

nông trước cửa sông với mô hình hoàn lưu do gió bề mặt, tính toán tốc độ dòng chảy và diễn biến độ mặn ở cửa sông Một tác giả khác là Mikhailov V.N đã phát

triển mô hình thuỷ văn về dòng chảy phân tầng ở vùng biển trước cửa sông do sự

a

thay đổi đặc tính hoá - lý của các lớp nước pha trộn Nghiên cứu động lực vùng

cửa sông thông qua tương tác gió - dòng chảy được Alsyler V.M, Sadrin I.F và

những tác giả khác phát triển trong các mô hình thủy văn, tính toán dòng chảy lớp

nước mặt, về vận chuyển của dòng bồi tích ở cửa sông

Trong nghiên cứu về sự hình thành châu thổ (delta) và phát triển các cửa

sông, phải đề cập đến các công trình của Zenkovic (1960-1962), Leontrev (1961),

Koleman J.M (1974), Wright L.D (1974) Về quá trình phát triển cửa sông và

phân nhánh lòng dan có các nghiên cứu của Makkavev N.I (1955), Baidin S.S

(1962.1971), vv Các nghiên cứu vùng ven biển và cửa sông có sử dụng công nghệ viễn thám và Hệ thông tin địa lý (GIS) được phát triển trong những năm cuối

thế kỷ XX Hướng nghiên cứu này gắn liền với thành tựu của công cuộc chinh phục vũ trụ và phát triển các ngành công nghệ mới như Tin học (Informatic) và

Địa tin học (Geomatic); có các công trình nghiên cứu điển hình của Regrain R.

(1980), Gross M.F (1983), Lessard G.L (1983), Lavoie A (1985), O’Neil R.A

(1985), Dubois J.M.M (1988),

1.1.2- Nghiên cứu cửa sông ở nước ta

Nước ta nằm trong vùng nhiệt đới ẩm gió mùa, nên hệ thống thuỷ văn rất

phát triển, có tới 2360 con sông lớn nhỏ độ có dài trên 10km [53] và trên đoạn bờbiển dài từ Móng Cái đến Hà Tiên có hàng trăm cửa sông, cửa suối, lạch triều

chảy ra biển Các cửa sông có mật độ khá dày ở hai khu vực đồng bằng châu thổ

lớn thuộc hệ thống sông Hồng và sông Cửu Long; trên hai vùng đồng bằng này

trung bình 10+15km đường bờ biển lại có một cửa sông lớn, có nơi khoảng cách

giữa hai cửa sông lớn chỉ khoảng 5+7 km như vùng ven biển Hải Phòng và vùng

ven biển Vũng Tàu - Gò Công Do đó, nghiên cứu cửa sông dưới các chuyên đề

khác nhau nhằm phục vụ khai thác hợp lý và chỉnh trị hiệu quả luôn là nhu cầu rất lớn ở nước ta.

Nghiên cứu vùng ven biển và các cửa sông ở Bắc Bộ được bắt đầu từ nhiều

triều đại phong kiến trước đây, điển hình vào thời nhà Trần (Trần Thái Tông - năm

1248) Ông cha ta đã rất chú trọng tới công việc phòng thủ bảo vệ đất nước và đắp

đê ngăn lũ, khai phá mở rộng vùng đồng bang ven biển Lịch sử mãi mãi ghi nhận chiến công của Tran Hung Đạo đánh thang đạo thuỷ quân từ phương Bắc ở cửa sông Bạch Đằng trong cuộc kháng chiến chống quân Nguyên Mông lần thứ ba

(năm 1288) với những bãi cọc nhọn và tài trí lợi dụng dòng chảy thuỷ triều Vào

SH.

dau thế ky XIX, đáng chú ý nhất là công cuộc khai khẩn nổi tiếng do Nguyễn Công Trứ lãnh đạo (năm 1828-1830) ở vùng ven biển cửa sông Hồng và lập ra các

huyện Tiên Hải (tỉnh Thái Bình), Kim Son (tinh Ninh Binh); cho đến nay bài học

của công cuộc khai khẩn này vẫn còn nguyên giá trị khoa học và thực tiên Những

công trình đắp đê và củng cố các tuyến đê ngăn lũ, đê bao, xây cống ngăn mặn ở

ven biển ĐBSH được tiến hành trong suốt các triều đại phong kiến trước đây và vẫn được tiếp tục cho đến ngày nay Vào đầu thế kỷ XX có những công trình khoa học của các nhà địa lý, thuỷ văn người Pháp như M Chassigneux (1918), M.

Jacob (1921), M Normandin (1925), J Gauthier (1930), P Gourou (1931) Nhưng

tài liệu khoa học để lại còn rất ít, chủ yếu là tổng kết các kinh nghiệm và đề xuất

các hướng chỉnh trị sông ngòi Hiện nay, những nghiên cứu khoa học vùng ven

biển - cửa sông ĐBSH và dải ven biển Việt Nam được thực hiện chủ yếu trongkhuôn khổ các đề tài khoa học thuộc các chương trình nghiên cứu do Nhà nước

đầu tư và phần lớn được tiến hành sau ngày hai miền Bắc-Nam thống nhất (1975).

Sau ngày hoà bình lập lại ở Miền Bac (1954) việc nghiên cứu vùng ven biển

Bac Bộ được chú ý quan tâm, phục vụ cho sản xuất và chiến đấu Đáng lưu ý nhất

là các đợt điều tra khảo sát phối hợp Việt - Trung ở vịnh Bắc Bộ (1960) và đợt

khảo sát hỗn hợp Việt - Xô nhằm mở rộng cảng Hải Phòng (1960 - 1963), nghiên

cứu chỉnh trị luồng tau biển khu vực sông Cấm- cửa Nam Triệu (1994-1999)

Ngành Khí tượng - Thuỷ văn (KTTV) đã thiết lập và duy trì hoạt động một mạng

lưới trạm quan trắc vùng ven biển và các cửa sông, trong đó có một số trạm được

xây dựng và hoạt động từ thời Pháp thuộc Điển hình là các trạm hải văn ven bờ

tai Cửa Ong, Hòn Gai, Hòn Dấu, Van Lý, Hòn Ne, Hòn Ngư; các trạm thuỷ văn

cửa sông chủ yếu giữ nhiệm vụ đo mực nước, độ mặn và nhiệt độ nước Nhìn

chung, mạng lưới các trạm KTTV phân bố không đồng đều ở các khu vực ven

biển Việt Nam, có những vùng khá thưa như ở ven biển Miền Trung

Ngoài ngành KTTV, còn có một số cơ quan chức năng phục vụ sản xuất đã

tiến hành nghiên cứu các cửa sông như ngành Giao thông đường thuỷ, Thuỷ lợi, xây dựng cảng đã cho tiến hành các đợt khảo sát đo đạc về thuỷ văn, địa hình,

địa kỹ thuật theo yêu cầu phục vụ cho việc nạo vét luồng lạch giao thông, lập luận

chứng kỹ thuật phục vụ các công trình xây dựng như cầu cảng, đê kè, cống lấy nước, kênh tiêu thoát nước Trong một số chương trình nghiên cứu khoa học cấp

Nhà nước và điều tra cơ bản ở vùng đồng bằng và ven biển, như điều tra tổng hợp

af

vịnh Bác Bộ (1960-1963), các chương trình nghiên cứu biển (1986-1990,

1991-1995, 1996-2000), nghiên cứu môi trường vùng ven biển, nghiên cứu qui hoạch khai thác sử dụng các vùng bãi triều va các bãi bồi ven biển ít nhiều có đề cập

đến các vùng cửa sông ở ĐBSH Trong đó, đáng chú ý là nội dung nghiên cứu động lực vùng ven biển cửa sông (VBCS) thuộc đề tai 48B-02-01 (1986-1990) do PGS.TSKH Nguyễn Văn Cư làm chủ nhiệm, NCS trực tiếp tham gia thực hiện và báo cáo tổng kết đề tài Ngoài những đề tài, chương trình nghiên cứu do Nhà nước

đầu tư nêu trên, còn có các nghiên cứu chuyên sâu dưới dạng các luận án khoa

học: những công trình khoa học này tập trung chủ yếu ở các lĩnh vực: thuỷ văn

-thuỷ lực, địa mạo - địa chất và nghiên cứu các hệ sinh thái ven biển.

Về nghiên cứu thuỷ văn cửa sông, những công trình có giá trị khoa học là

của các tác giả: Nguyễn Văn Cư (1979) nghiên cứu qui luật vận chuyển sa bồi khu

vực cửa Cấm (Hải Phòng); Nguyễn Ngọc Thụy (1985,1995) nghiên cứu đặc tính

thuỷ triều và nước dâng ở ven biển và các cửa sông Việt Nam; Do Tat Tuc (1982)nghiên cứu và dự báo dòng chảy ở hạ lưu sông MêKông; Nguyễn Ngọc Huấn

(1987) nghiên cứu chế độ thuỷ văn vùng triều khu vực đồng bằng sông Cửu Long

(ĐBSCL); Nguyễn Bá Quỳ (1996) nghiên cứu diễn biến cửa sông vùng triều dưới ảnh hưởng của bão - lũ; Nguyễn Thị Thảo Hương (2000) nghiên cứu diễn biến cửa

sông vùng luồng tau vào cảng Hải Phòng (sông Cấm - cửa Nam Triệu); Nguyễn

Bá Uân (2002) nghiên cứu diễn biến một số cửa sông Miền Trung và khả năng tiêu thoát lũ và khai thác kinh tế ven biển, vv

Nghiên cứu về địa mạo - địa chất vùng ĐBSH có công trình của các tác giả

như Vũ Đình Chỉnh (1977), Hoàng Ngọc Kỷ (1977), Đỗ Văn Tự (1986), Trần Đức Thạnh (1993) Những nghiên cứu chuyên sâu về đới ven biển châu thổ sông

Hồng có những công trình của các tác giả: Nguyễn Thế Tiệp (1993) nghiên cứu hình thái động lực dải ven bờ delta sông Hồng; Nguyễn Đức Cự (1993) nghiên

cứu đặc điểm địa hoá trầm tích ven biển Hải Phòng; Ngô Quang Toàn (1995) nghiên cứu đặc điểm trầm tích và lịch sử phát triển các thành tạo Đệ tứ phân đông bác ĐBSH; Định Văn Huy (1996) nghiên cứu đặc điểm hình thái - động lực khu

bờ biển hiện đại Hải Phòng; Hoa Mạnh Hùng (2002) nghiên cứu động lực hình

thái cửa sông đồng bang Bac Bộ: Doãn Dinh Lâm (2003) nghiên cứu lịch sử tiến

hoá trầm tích Holocen châu thổ sông Hồng Về nghiên cứu địa mạo - địa chấtkhu vực ven biển Miền Trung (vùng nằm kề cận ĐBSH) có các tác giả Đặng Văn

De

Bào (1996) nghiên cứu đặc điểm địa mạo đồng bằng Huế - Quảng Trị; Vũ Văn

Phái (1996) nghiên cứu đặc điểm địa mạo bờ biển hiện đại Trung Bộ Việt nam (từ

Đèo Ngang tới mũi Đá Vách); Lê Xuân Hồng (1996) nghiên cứu đặc điểm xói lở

bờ ở dải ven biển Việt Nam, vv

Trong số các công trình nghiên cứu về môi trường ven biển có báo cáo của

các tác giả: Phạm Văn Ninh (1996), Bùi Công Quế (1998) đề cập tới các tai biến xói lở - bồi lấp ven biển và các cửa sông, nguy cơ ô nhiém do sự cố tràn dầu Nghiên cứu các hệ sinh thái rừng ngập mặn có các tác giả: Phan Nguyên Hồng (1970, 1991); Nguyễn Hoàng Trí (1998), vv đã phân tích vai trò của rừng ngập

mặn và tình hình phân bố thảm thực vật ở ven biển Việt Nam

Những nghiên cứu vùng DBSH có ứng dụng công nghệ viễn thám kỹ thuật số

và hệ thông tin địa lý (GIS) chỉ mới xuất hiện trong những nam gan day; công

trình khoa học điển hình của tác giả Phạm Văn Cự (1996) về sử dụng phối hợp haicông nghệ xử lý ảnh số và GIS trong xây dựng bản đồ địa mạo vùng DBSH: Nguyễn Ngọc Thạch và các tác giả khác (1997) đề cập đến khả năng ứng dụngviễn thám trong nghiên cứu tài nguyên và môi trường ven biển Một số kết quảnghiên cứu biến động vùng ven biển có ứng dụng thông tin viễn thám và GIS doNCS tham gia trong khuôn khổ các đề tài khoa học về ĐBSH và vùng ven biển

Miền Trung Ngoài ra, còn có một số báo cáo khoa học khác của các cơ quan chức

năng và các địa phương thực hiện, như nghiên cứu các vùng nhậy cảm môi trường

ven biển từ ảnh máy bay va ảnh vệ tinh của Trung tâm viễn thám -Tổng cục Địa

chính (nay là Bộ Tài nguyên - Môi trường) nghiên cứu qui hoạch sử dụng vùng

bãi triều huyện Kim Sơn (Trung tâm nghiên cứu phát triển vùng, Bộ KHCN-MT).

Nhìn chung, những nghiên cứu về vùng ven biển ĐBSH theo những chuyên

đề khác nhau, ít nhiều có đề cập tới vấn đề sử dụng lãnh thổ - tài nguyên vùng cửa

sông Hồng, nhưng chưa phản ảnh đây đủ những yêu cầu thực tế phục vụ phát triển

kinh tế - xã hội đang tiến triển nhanh hiện nay, như chuyển đổi phương thức sử

dụng đất, mở rộng nghề nuôi trồng thuỷ sản nước lợ, phát triển giao thông thuỷ nội địa, đảm bảo hành lang tiêu thoát lũ qua cửa sông, phát triển du lịch sinh thái

ven biển, bảo vệ môi trường vùng đất ngập nước, vv Các nghiên cứu về vùng

ven biển và cửa sông ở Việt Nam có ứng dụng công nghệ viễn thám kỹ thuật số và

GIS chưa nhiều, do công nghệ này mới được phát triển ở nước ta và chưa có điều

kiện ứng dụng rộng rãi vì nhiều lý do, trước hết là những khó khăn về nguồn cung

ai LÌ=

cấp tư liệu ảnh vệ tinh Nội dung các nghiên cứu đề cập ở trên không trùng lặp với

đề tài do NCS lựa chon và mong muốn kết quả của luận án này ngoài ý nghĩa khoa

học - công nghệ còn đóng góp phan hữu ích cho công cuộc phát triển kinh tế - xã

hội ở vùng ven biển DBSH hiện nay

1.2 - Khai niệm về eửa sông và phạm vi nghiên cứu

1.2.1- Khái niệm cửa sông

“Cửa sông (hay vùng cửa sông) là nơi dòng sông đổ ra biển, ra hồ (hay kho

nước), được đặc trưng bởi quá trình chuyển hoá dan từ chế độ thuỷ van lục địa

sang chế độ thuỷ văn biển (hoặc hồ chứa); ở đây xảy ra các biến động rất lớn về

tính chất lý - hoá của các khối nước, các đặc trưng sinh học cũng như quá trình

phát triển lục địa và hình thành châu thổ” [13].

Vùng cửa sông có nét đặc trưng riêng khác với các đối tượng địa lý khác:

- Được cấu tạo bởi một phần hạ lưu con sông và một phần biển nông ven bờ.Giữa chúng là vùng "ngưỡng" phân định ranh giới tương đối, thường được đặc

trưng bởi đỉnh cồn cát chắn cửa sông (bar)

- Các thành tạo địa chất bao gồm vật liệu có nguồn gốc sông, nguồn gốc biển

và nguồn gốc sông - biển hỗn hợp bị xáo trộn trong quá trình tích tụ - mài mòn để

tạo nên châu thổ

- Đặc điểm thổ nhưỡng cũng như quần thể động - thực vật có nét riêng biệtmang tính pha trộn so với các vùng lục địa và vùng biển khơi

Về chế độ thuỷ văn, ving cửa sông có điểm đặc trưng cho quá trình chuyển

tiếp giữa hai chế độ thuỷ văn sông ngòi và thuỷ văn biển:

Trong quá trình tương tác giữa hai khối nước mặn và ngọt có tính chất lý

-hoá khác nhau, tạo thành khối nước pha trộn có ty trọng biến đổi rất phức tạp va

luôn tạo điều kiện cho các hoàn lưu phát triển.

- Ở cửa sông, trường tốc độ dòng chảy thay đổi đột ngột tạo điều kiện cho

các hạt nặng lắng đọng; sự thay đổi môi trường thuỷ hoá đưa đến kết tủa các ion muối khoáng thành vật liệu bổ sung vào trầm tích cửa sông, hình thành bộ phận

châu thổ mới với quá trình tích tụ thường vượt trội bào mòn.

Vùng cửa sông có đới bờ phát triển rất đa dạng, thường diễn ra hiện tượng

bồi tụ lấp đây lòng dẫn cũ, hình thành các lòng dẫn mới và đưa cửa sông phát triển

kéo dài về phía biển Các quá trình này luôn biến đổi theo không gian và thời gian,

Si lo

đôi khi là những biến động mang tính đột biến do ảnh hưởng của bão và lũ lớn

[13,54].

1.2.2 - Phan định ranh giới vùng cửa sông

Hiện nay, việc phân định ranh giới vùng cửa sông còn nhiều ý kiến chưa

thống nhất: tuy nhiên cách phân chia nào cũng dựa trên 3 dấu hiệu cơ bản là: điều

kiện thuỷ văn, điều kiện thuỷ hoá và hình thái cửa sông Theo cách nhìn nhận của

các nhà chuyên môn nghiên cứu hoá học và sinh học thì vùng cửa sông có giớihạn trong sông ở nơi nước lo có độ mặn từ 0,5 °/,, đến giới hạn ngoài khơi là nơi

nước lo biến đổi hoàn toàn thành nước biển có độ mặn từ 30+34 °/„ Ý kiến của

các chuyên gia nghiên cứu thuỷ van cho rang ranh giới trong sông là nơi lòng dan chính bắt đầu phân nhánh, hoặc là nơi có ảnh hưởng của hiện tượng thuỷ triều

(hay nước dâng) trong mùa kiệt Ranh giới ngoài phía biển là nơi có chế độ thuỷ

hoá biến tính mạnh nhất trong mùa lũ (thường là lấy độ mặn vùng nước pha trộn

làm chỉ tiêu đặc trưng [13,144,148,156,159,161,168]).

Nhu vậy, vùng cửa sông bao gồm phan cua hạ hat con sông và một phan

biển nông ven bờ Rõ ràng là bằng cách phân chia nào thì vị trí ranh giới vùng cửa sông cũng là tương đối, bởi lẽ đường biên về ảnh hưởng của hiện tượng thuỷ triều

(hay nước dâng) và ranh giới vùng nước lợ còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố ngoại

cảnh khác kể cả các tác động nhân tạo

1.2.3 - Phân chia các đơn vị vùng cửa sông Trong các công trình đã công bố về nghiên cứu các cửa sông trên thế giới

[134,140,144,152,162,163,168], với nhiều loại cửa sông khác nhau, từ cửa sông

ven biển hở, ven Đại dương tới các cửa sông ven biển nội địa và hồ chứa cho thấy rằng các vùng cửa sông khác nhau có cấu tạo các đơn vị tự nhiên không

giống nhau Các đơn vị tự nhiên vùng cửa sông như những bộ phận hữu cơ gắn

chặt với đời sống của cửa sông; chúng có quá trình hình thành và phát triển với

những quy luật riêng hoặc chuyển hoá từ dạng này sang dạng kia trong suốt lịch

sử hình thành và tồn tại, đặc trưng cho mỗi giai đoạn phát triển của cửa sông.

NCS sử dụng cách phân chia các đơn vị cửa sông của Baidin làm cơ sở chia

vùng nghiên cứu, nó phù hợp với đặc điểm các cửa sông vùng nhiệt đới ẩm Việt Nam Về nguyên tắc, cách chia vùng của Baidin cơ bản giống như phân chia của

Mikhalov [132,161,162] Cách chia vùng cửa sông của Baidin đặc trưng tổng hợp cho các loại cửa sông khác nhau, từ loại mới hình thành, đến loại đang phát triển

sÍ%.

hay loại đã trưởng thành Tuy nhiên, mỗi cửa sông cụ thể có nét đặc thù riêng bởi

hệ thống các đơn vị tự nhiên của nó

Theo cách phân chia của Baidin, vùng cửa sông gồm 3 phần chính môi phần

có các don vị nhỏ đặc trưng như sau (hình 1.1):

1- Đoạn sông thuộc cửa sông, gồm hai loại là một nhánh và nhiều nhánh

(delta) Với loại một nhánh, đặc trưng nhất là chiều dài của vùng ảnh hưởng nước dâng, thuỷ triều, xâm nhập mặn và vùng xuất hiện dòng chảy ngược Loại nhiều nhánh bao gồm 1+2 nhánh chính và nhiều nhánh phụ; các dòng dan bị thoái hoa,

hình thành các hồ móng ngựa, dam lay cửa sông, wv

2- Đoạn cửa sông (nơi có vị trí cửa sông) là nơi tranh chấp mạnh mẽ giữa

quá trình động lực sông - biển; đặc điểm đặc trưng nhất là sự hình thành và phát triển các val cát, bãi bồi ngầm (bar), doi cát, đảo chan Day là khu vực châu thổ

phát triển mạnh nhất, nên địa hình đáy và hình thái bờ luôn biến động.

I

Hình 1.1 Cấu tạo vùng cửa sông, theo Baidin (1971) A- đoạn sông thuộc cua sông; B- đoạn cửa sông; C- vùng biển trước cửa sông

3- Vùng biển nông trước cửa sông, theo dấu hiệu hình thái bao gồm hai loại

là dạng kín và dạng hở Dạng kín thường ứng với cửa sông đang phát triển ở những giai đoạn đầu (giai đoạn lấp đây vũng vịnh và hình thành delta); dạng hở

thường là cửa sông delta đang phát triển, có quá trình trao đổi nước giữa sông và

biển tự do và chịu ảnh hưởng mạnh của các yếu tố động lực biển (như dòng chảy

ven bờ, sóng gió, thuỷ triều, nước dâng, vv ) Vùng biển nông trước cửa sông bao

gồm các khu vực chịu ảnh hưởng của các loại dòng chảy khác nhau: dòng lũ, dòng

triều, dòng trôi, dong sóng vỗ bờ và vùng nước bị pha trộn mạnh (thường lấy độ

mặn làm chỉ tiêu đặc trưng) Ranh giới phân chia các khu vực biển nông cửa sông

-13-cũng là tương đối, do chúng biến động tuỳ thuộc vào chế độ động lực và điều kiện

địa hình vùng biển nông ven bờ.

1.2.4 - Phân loại cửa sông ở vùng nghiên cứu

Có nhiều nguyên tắc phân loại cửa sông theo các quan điểm nghiên cứu khác

nhau [13] Trong luận án, NCS sử dụng cách phân loại cửa sông trên cơ sở đánh giá đặc điểm địa hình, hình thái đường bờ, điều kiện khí hậu, các đặc trưng cảnh quan khác; có thể phân chia các cửa sông ở ven biển nước ta ra hai nhóm lớn:

- Cửa sông vùng đồng bằng châu thổ (delta hay tam giác châu);

- Cửa sông vùng đồng bằng ven biển và vùng núi ven biển.

Trong mỗi nhóm nêu trên, có các kiểu cửa sông đặc trưng khác nhau về hình

thái, giai đoạn phát triển và những nhân tố động lực chính chi phối đến tốc độ phat

triển của chúng

Bang 1.1: Đặc trưng một số hệ thống sông lớn ở Việt Nam [80]

Diện tích lưu vực (F, kin) Chiêu dài

I- Các cửa sông vùng châu thổ (delta) thường rộng, có lượng dòng chảy và

dòng bùn cát rất lớn, bao gồm các khu vực đồng bằng sông Hồng (Bắc Bộ) và

đồng bằng sông Cửu Long (sông Mê Kông, Nam Bộ) Lưu vực các sông này

thường rất rộng, bắt nguồn từ ngoài biên giới và chảy qua nhiều quốc gia Điển

hình là sông Mêkông, có diện tích lưu vực tới 795.000 km” (gấp hơn hai lần diện tích Việt Nam) và sông Hồng với lưu vực rộng 155.000km? (bảng 1.1).

Phân loại trên cơ sở đánh giá hình thái và điều kiện động lực, các cửa sông

ĐBSH có 2 dang dạng chính: a-dang loa, mở rộng hình phéu (kiểu estuary) do

chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của thủy triều, b-dạng bồi tụ mạnh, nhờ có nguồn bồi

tích dồi dào nên phát triển rất lôi Ngoài ra, có thể phân chia thêm một dạng phụ,

trung gian giữa hai loại trên Ở khu vực phía bắc ĐBSH có các cửa sông mở rộng

-14-hình phéu như các cửa Lach Huyện, Nam Triệu, Lach Tray, Văn Úc Khu vực giữa

và phía nam ĐBSH có các cửa sông bồi tụ mạnh, phát triển rất lồi như cửa Trà Lý, cửa Ba Lạt, cửa Lach Giang, cửa Day Loại cửa sông đang thay doi hiện nay (dạng

trung gian) là cửa Thái Bình.

2- Các cửa sông vùng đồng bằng ven biển và vùng núi ven biển bao gồm các

cửa sông ở khu vực ven biển tỉnh Quảng Ninh và ven biển từ Thanh Hoá đến nam

Bình Thuận Các cửa sông khu vực này thường là cỡ vừa và nhỏ; với chiều dài

sông thường ngắn, lòng sông có độ đốc lớn, bắt nguồn từ vùng núi cao ven bờ vịnh

Bắc Bộ và dải Trường Sơn; lưu vực các sông nhỏ, diện tích dưới 30.000km”, lượng

dòng bùn cát và dòng chảy thấp và thất thường, do đó tốc độ bồi tụ phát triển đồng bằng ở hạ lưu rất cham chap (bảng 1.1) Một số cửa sông điển hình loại này là

cửa Hới (sông Mã), cửa Hội (sông Cả), cửa Thuận An (sông Hương), cửa Đại

(sông Thu Bồn), cửa Cổ Luỹ (sông Trà Khúc), cửa Da Rang (sông Ba),vv chúng

có vị trí tự nhiên và vai trò rất quan trọng, gắn liền với đời sống kinh tế - văn hoá ở

các tỉnh ven biển Miền Trung nước ta

1.2.5 - Phạm vi nghiên cứu biến động cửa sông Việc phân định phạm vi vùng cửa sông có tính tương đối, bởi lẽ ranh giới

phân chia vùng cửa sông và các đơn vị tự nhiên cửa sông cũng như phạm vi ảnh

hưởng của cửa sông khá rộng, phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện tự nhiên, như

địa hình, khí hậu kể cả hoạt động của con người Ở đồng bằng châu thổ (delta)

quá trình xâm nhập của thuỷ triều thường vào rất sâu Ở Bắc Bộ, dao động thuỷ

triều có thể quan trắc thấy vào mùa kiệt tại Hà Nội trên sông Hồng và ở Phủ Lạng

Thương trên sông Thương Ở Nam Bộ, thuỷ triều có thể xâm nhập sâu vào lục địa

hàng trăm kilômét, vượt qua biên giới Việt Nam - Cămpuchia, vào tới Kratié

(Campuchia) Ngược lại về ranh giới ngoài biển, nếu lấy vùng ảnh hưởng của nước

ngọt tir sông ngòi làm cơ sở, thì vào mùa lũ ranh giới này ở Bac Bộ ra cách bờ

40:50km, ở Nam Bộ 60:70km và ít nhất như ở Trung Bộ cũng từ 10:20km Như vậy rõ ràng phạm vi ảnh hưởng của các cửa sông ở vùng ven biển Việt Nam là rất lớn, bao gồm một dải nước nông rộng lớn ven bờ và phần lớn diện tích vùng châu

thổ thấp ven biển

Trên cơ sở tham khảo các công trình nghiên cứu đã được công bố [13,28,87,

sIŠz

134,162,168], trong luận án nay NCS lựa chọn giới hạn khu vực nghiên cứu trên

cơ sở ranh giới xâm nhập mặn phía trong sông, lấy chỉ tiêu độ mặn giới hạn sinh

trưởng của cây lúa nước vùng đồng bằng và ở đới biển nông ven bờ phía biển - tại

nơi thường xuyên chịu tác động mạnh của sóng biển, đó là những yếu tố động lực

có vai trò chính trong quá trình phát triển đới bờ biển:

- Phía trong sông lấy vị trí cơ sở là đường dang mặn trung bình 4°/,, trong

mùa kiệt; khoảng cách này ở cửa sông Bac Bộ dao động từ 10+15 km

- Phía ngoài biển, lấy ranh giới cơ sở là đường dang sau, ở đó sóng biển có

độ cao trung bình bị khúc xạ mạnh và đổ vỡ trong quá trình van động vào bờ; ở

ven biển DBSH là vùng có độ sâu từ 4z6m trở vào.

Mặc dù giới hạn vùng nghiên cứu như vậy, nhưng khi phân tích đánh giá các

yếu tố động lực chính có ảnh hưởng tới cửa sông không thể không đề cập đến khu

vực nằm ngoài phạm vi trên Đó là các quá trình tập trung nước, phân phối lại dong chảy va bùn cát trong các nhánh sông đồng bang, diễn biến của dòng bùn cát

trên đường vận chuyển từ trong lục địa ra biển, các quá trình lòng dân đoạn cửa

sông, hiện tượng truyền triều (nước dâng) và xâm nhập mặn trong sông, diễn biến

quá trình vận động của sóng biển từ ngoài khơi vào vùng bờ, thay đổi trường dòng

chảy ven bờ và các đặc trưng thuỷ hoá khác.

1.2.6 - Lựa chọn vùng nghiên cứu trọng điểm

Vùng nghiên cứu trọng điểm được lựa chọn là ba khu vực cửa sông lớn nhất

thuộc hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình Đó là các cửa Văn Úc, cửa Ba Lạt và

cửa Day (hình 1.2) Các cửa sông này là những đại diện cho hai kiểu cửa sông

chính hiện nay ở DBSH Các cửa sông này có điểm chung là hiện nay được nuôi

dưỡng bởi nước và phù sa sông Hồng, nhưng chúng có những điều kiện tự nhiên

riêng biệt, do đó chiều hướng và tốc độ phát triển không như nhau và cần có những định hướng khai thác riêng phù hợp.

- Cửa Văn úc (thuộc thành phố Hải Phòng), có vị trí địa lý khoảng kinh độ

106" 43' Ð - vi độ 20°43' B, thuộc địa phận huyện Kiến Thụy và Tiên Lãng.

- Cửa Ba Lạt (thuộc hai tỉnh Thái Bình và Nam Định), có vị trí địa lý trong

khoảng kinh độ 106° 33' Ð - vĩ độ 20°18' B, giữa dia phận hai huyện Tiền Hải

và Giao Thuỷ.

“AG.

Hình 1.2

Đồng bằng sông Hồng và cóc vùng nghiên cứu cửa sông

Tỷ lệ

M 10 20 30 40m

- Cửa Đáy (thuộc hai tỉnh Nam Định và Ninh Bình), có vị trí địa lý trongkhoảng kinh độ 106° 05' Ð - vi độ 19°57' B, nằm giữa dia phận hai huyện

Nghĩa Hưng và Kim Son.

Day là các vùng cửa sông giầu tiềm nang tài nguyên thiên nhiên và có vi tríquan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội ở Miền Bac nước ta Ba cửa sông quan trọng này vận chuyển xấp xi 75% lượng nước và bùn cát của hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình, có tốc độ phát triển nhanh và luôn biến động dưới

ảnh hưởng của các nhân tố tự nhiên và nhân tạo [13,25,53] Hiện nay việc sử dụng

lãnh thổ và tài nguyên ven biển ở đây rất đa dạng do nhu cầu phát triển kinh tế

-xã hội trong những năm đầu thế kỷ XXI.

1.3 - Phương pháp nghiên cứu biến động vùng cửa sông

Với quan niệm cửa sông là đối tượng địa lý đặc biệt về nhiều phương diện,

cần xem xét chúng một cách hệ thống, dưới góc độ khác nhau qua nghiên cứu,

đánh giá tổng hợp về mối tương tác giữa các yếu tố động lực nội và ngoại sinh

Biến động vùng cửa sông thể hiện qua diễn biến phát triển của các đối tượng thuộc

một trong 3 nhóm chính sau đây: I- các đối tượng thuộc nhóm nước; 2- các đối

tượng thuộc nhóm đất, đá; 3- các đối tượng thuộc nhóm thực vật Những biến

động và chuyển đổi qua lại giữa các nhóm đối tượng này phản ánh sự phát triển

của cửa sông trong không gian địa lý dưới tác động của các yếu tố tự nhiên và

hoạt động của con người Nhận biết sự biến đổi các đối tượng ở cửa sông bằng

nhiều phương pháp khác nhau, trong đó có thông tin viễn thám Tư liệu viễn thám

là nguồn cung cấp và cập nhật nhanh, chính xác thông tin về hiện trạng của các

đối tượng Dưới đây là một số phương pháp nghiên cứu sử dụng trong luận án:

1.3.1- Các phương pháp nghiên cứu truyền thống

-Nhém các phương pháp thuỷ văn - thuỷ luc:

a- Phương pháp phân tích điều hoà trong xử lý các chuỗi số liệu đo dòng chảy

tổng hợp ven biển (tách các thành phan dòng tuần hoàn và dòng phi tuân hoàn);

b- Phương pháp phân tích phổ trong nghiên cứu chu trình dao động mực nước (các

dao động có chu kỳ và không có chu kỳ) ở ven biển ĐBSH;

c- Phương pháp phân tích thống kê trong đánh giá các chuỗi số liệu thủy văn - hải

văn và khí hậu, quan trắc trong nhiều năm (bão, dòng chảy, sóng gió, thuỷ triều);

d- Phương pháp mô hình số trị trong tính toán quan hệ năng lượng gió - dòng

chảy, quan hệ năng lượng sóng - dòng chảy ven bờ;

-ñt:

e- Phương pháp đồ thị, tính toán đặc trưng sóng gió trong quan hệ độ sâu - trường

gió mặt biển - độ cao va chu kỳ sóng (ở ngoài khơi và vùng ven bờ), wv

-Nhóm các phương pháp địa mạo - địa chát:

a- Phương pháp phân tích hình thái - động lực, trong đánh giá quan hệ giữa các tác

nhân động lực (sóng, dòng chảy, thủy triều) và địa hình vùng ven biển;

b- Phương pháp phân tích, đánh giá đặc tính cơ lý các mau trầm tích, trong việc lýgiải điều kiện động lực hình thành các lớp trầm tích ở vùng cửa sông DBSH;

c- Phương pháp đo vẽ ngoại nghiệp, phân tích trác lượng hình thái lòng dẫn và đới

bờ biển trong nghiên cứu dia mạo vùng cửa sông DBSH;

1.3.2 - Các phương pháp có ứng dụng công nghệ mới, liện đại Khai thác thông tin viên thám da thời gian và thông tin địa lý với sự trợ giúp của hệ thống máy tính được cài đặt các phần mềm xử lý ảnh và bản đồ, theo các

bước khác nhau (hình 1.3):

TU LIEU NHẬP VÀO

Anh máy bay, ảnh vệ tinh Các tư liệu bổ trợ khác

Lựa chọn ảnh, chọn lưới chiếu

tiên xử lý các tư liệu nhập vào

Nanchinh ảnh theolưới chiếuUTM,

số hoa,tao cáclớp thong tin địa lý

Chiết xuất thông tin có toa độ, thành lặp các bản đó chuyên đẻ, tinh toán, phản tích két qua

<<

Hình 1.3: Tóm tắt các bước xử lý ảnh và bản dé trong nghiên cứu cửa sông

a- Phương pháp xử lý ảnh số, giải đoán, khai thác thông tin trên ảnh vệ tinh đa

phổ, ảnh radar, ảnh máy bay Trong luận án, đã sử dung một số loại ảnh vệ tinh daphổ phân giải cao như Spot, Landsat TM và ETM, ảnh Radarsat (SAR)

-18-b- Phương pháp tích hợp thông tin không gian, sử dụng kết hợp hệ thống xử lý ảnh

(XLA) và hệ thông tin dia lý (GIS) trong nghiên cứu biến động vùng cửa sông từ

ảnh máy bay, ảnh vệ tinh và ban đồ địa hình;

c- Phương pháp nghiên cứu trên mô hình số độ cao (DEM) trong mô phỏng một số

loại tai biến ven biển khi mực nước đại dương dâng lên, vv

Nhận xét chung Trong nghiên cứu vùng ven biển và các cửa sông bằng các

phương pháp truyền thống, những công việc đo đạc, khảo sát ngoại nghiệp gặp

nhiều khó khăn khi thời tiết bất ổn, như trường hợp có bão, áp thấp nhiệt đới

(ATND), giông lốc, gió mùa đông bac hay khi có lũ lớn trong sông Dé khác

phục những khó khăn trên, một trong những phương pháp rất có hiệu quả hiện nay

là sử dụng kết hợp thông tin Viễn thám và Hệ thông tin địa lý Tư liệu viễn thám

rất đa dạng về tính năng, chủng loại và độ phân giải không gian, bao gồm có các

loại ảnh máy bay, ảnh vệ tinh thu nhận theo các chu kỳ khác nhau; trong đó loại

ảnh đa phổ (Multispectral Image) được sử dụng rất rộng rãi (bang 1.2)

Bảng 1.2 - Đặc tính của một số hệ thống vệ tinh quan sát Trái Dat [96,124]

Vệ tỉnh Nam | Chu kỳ Độ phan | Độ phủ Lĩnh vực

Đầu thu phóng | lap lại giải (m) | ảnh (kn) ứng dụng

Nước SX

A-Ve tinh dia tinh (do cao H= 35900 km)

GMS (Geostationary Meteo System) dau thu: VISSR (Visible & Infrared Spin Scan Radiometer)

(Nhat Ban) 1977 30ph Thi tan 1,25km rong Khi tuong

Ther 1 R_| 5-7km Hai van

B Vệ tinh qũi dao cực (độ cao H<1000km)

I-Vê tỉnh địa cực mang đầu thu ảnh quang học

NOAA (Mỹ), seri, đầu thu AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) gồm 5 kênh

LandSAT (Mỹ), seri, các đầu thu (MSS, TM, ETM), 4+8 kênh

Tham thuc vat

LandSat-4 16 ngay | Thi tan 79m 185km Thuy van, thuc vat

NIR 79m Dia chat, Dia mao

Ther.[R | 237m Nhiệt độ bề mat

(MSS-Multi Spectral

16 ngay | Thi tan 185 km Thuy van, thuc vat

Scanner), 4 kênh

LandSat-5

(TM- Thematic Mapper) NIR Dia chat, Dia mao

7 kênh Ther.IR Nhiét do be mat

LandSat-7 16 ngày | Thi tan 185 km Thuy van, thuc vat

(ETM- Enhanced NIR Dia chat, Dia mao

Thematic Mapper), 8 kénh Ther.IR Nhiệt độ bề mat

Panchro Ban đồ dia hình

SPOT (Pháp), seri (1,2,3, ), đầu thu HRV (High Resolution Visible), 4+6 kênh

1986 26ngay | Thi tan 20m 60 km Thực vat,thuy van,

1990 NIR 20m Dia chat, Dia mao

1994 Panchro 10m Ban đồ địa hình

1998 |26ngày | Thitan | 10m 60km Thực vật.thuỷ van, |

NIR 10m Dia chat, Dia mao Panchro | 5m Ban do dia hinh

6.

Spot-5 2002 26ngay | Thi tan 10m Thực vat,thuy van,

NIR 10m Dia chat, Dia mao,

Panchro | 5m Ban do địa hình

IRS (Ấn Do), seri (1,2, ) đầu thu LISS (Linear Imaging Self-Scaning), có 4 kénh

IRS-la 1988 22ngay | Thi tan 20+70m 150km Thực vat,thuy van

la NIR Địa chất địa mạo

Nông nghiệ

MOS (Nhat Bản) - Marine Observation System, seri (1,2, ), nhiều dau thu (MESSR, MSR, SAR)

MOS-1 (Nghiên cứu biển) | 1987 I7ngày | Thitan | 50m s Phytoplanton

NIR - - Thuc vat,

Ther.IR 2.5km 1500km Nhiét do, hai luu, Band K 900m 700km Gió mat bien

II- Vệ tinh dia cực có thiết bị thu anh radar

ERS ( Cong đồng Châu Âu -EU), seri (1,2, ), đầu thu SAR (Synthetic Aperture Radar), Band C

ERS-1 7/1991 | 35ngay | Band C 15+50m 100km Thuy van, dia chat

NIR 30m Su dung dat, lam

Ther.IR Ikm 500km nghiệp

ERS-2 4/1995 | 35 ngày | Band C 15+50m 100km Thuy van, dia chat

NIR 30m Sử dung dat, rừng,

Ther.IR Ikm 500km Môi trường

JERS (Nhat Ban), seri (1 ,2 ), dau thu SAR và VNIR (Visible & Near IR)

JERS-1 12/1992 | 4Ingày | Band L 18+30m 75km Thuy van, hai van

Thi tan 24m 150km Nong nghiệp

RadarSAT (CANADA), seri (1,2) , đầu thu SAR

Radarsat-1 12/1995 | l6ngay | Band C 8+100m 35+500km

ALMAZ (LB Nga), seri(1,2 ), đầu thu SAR

Anh đa phổ được thu nhận trên các thiết bi quang học trong dai sóng điện từ

rất rộng, từ phổ thị tan (Visible) cho đến phổ hồng ngoại (/nfra-Red) và là nguồn

cung cấp thông tin rất quan trọng hiện nay phục vụ các nghiên cứu chuyên đề

khác nhau Vào cuối những năm 1970 của Thế ky XX đã ra đời viễn thám siêu tan (còn gọi là viên thám radar) Công nghệ viên thám radar cho phép chụp ảnh mặt đất trong thời gian cả ban ngày và đêm, khác phục được nhược điểm của loại đầu thu ảnh quang học khi gặp thời tiết xấu Như vậy, hiện nay ngoài các loại ảnh máy

bay, kha nang các vệ tinh quan sát Trái Đất có thể cung cấp nhanh thông tin về

môi trường mặt đất, trong đó có vùng cửa sông vốn luôn biến động Tư liệu viễn

thám hiện nay rất đa dạng về chủng loại và tính năng: vì vậy trong phương pháp

nghiên cứu có sử dụng thông tin viên thám cần phải xem xét tới khả năng ứng

dụng của mỗi loại tư liệu ảnh, công cụ xử lý và khai thác thông tin trên các hệ

thống xử lý anh số (XLA) và Hệ thông tin địa lý (GIS).

Việc ứng dụng thông tin viên thám và GIS trong ngành khoa học về Trái Đất

ở nước ta là một bước tiến mới về mặt công nghệ Tuy bước đi có chậm so với một

số nước trong khu vực và trên Thế giới, nhưng ứng dụng công nghệ mới cũng có

-20-những thuận lợi nhất định Một trong -20-những thuận lợi cơ bản là sự phát triển

nhanh của các hệ thống máy tính (phản cứng) và việc thương mại rộng rãi các

chương trình xử lý thông tin không gian (phần mém) nên người sử dung có thể tiếp

cận nhanh công nghệ trong khoảng thời gian không quá dài Hiện nay tại các cơ

quan nghiên cứu khoa học lớn đã được trang bị tương đối đồng bộ các hệ thống xử

lý ảnh với các phan cứng, thiết bị ngoại vi và phan mềm đủ mạnh, dam bảo giải

quyết các vấn đề kỹ thuật đặt ra, như tốc độ xử lý, dung lượng bộ nhớ và nhất là

việc lưu trữ dữ liệu ảnh số trong các nghiên cứu chuyên đề.

Một khó khăn thường gặp phải ở nước ta là vấn đề cung cấp dữ liệu ảnh vệ

tỉnh phân giải cao Trong các nghiên cứu có ứng dụng viên thám tại Việt Nam việc chi phí mua ảnh thường chiếm tỷ lệ cao, có khi tới 75+80% kinh phi; điều nay can

trở khá nhiều tới việc triển khai các dự án có ứng dụng thông tin viễn thám Đểkhác phục khó khăn này, về mặt quản lý Nhà nước cần có một chính sách định hướng phát triển vĩ mô lâu dài và đầu tư cho phát triển công nghệ Vũ tru; mat

khác, đối với các cơ sở nghiên cứu và ứng dụng cần thiết có mối liên kết hợp tác

để chia sẻ kinh nghiệm, khai thác tối đa nguồn dữ liệu hiện đang có trong nước và

quan trọng hơn là sử dụng chất xám của đội ngũ cán bộ khoa học - công nghệ về

ứng dụng thông tin không gian đã được đào tạo trong nhiều năm qua.

1.4 - Điều kiện tự nhiên vùng ven biển DBSH

1.4.1- Khái quát lịch sử phát triển vùng ven biển DBSH

Châu thổ sông Hồng hình thành do phù sa hệ thống sông Hồng và sông Thái Binh bồi đắp lên trên một đới sụt lún lớn (gọi là triing Sông Hồng) có cấu trúc địa

chất phức tạp Trũng Sông Hồng hình thành vào đầu Kainozoi; trước khi hình

thành châu thổ, ở đây là một vịnh lớn có chế độ biển kéo dài, chịu sự vận động sụt

lún từ từ làm cho trầm tích lắng đọng ở đáy vịnh dầy tới hàng nghìn mét, với một

hệ thống đứt gay kiến tạo chi phối, trong đó có những đứt gay đang tiếp tục hoạt

động [1,38,45,46,48,64,73,81,88,99].

Nhờ có khối lượng phù sa rất lớn do sông Hồng và sông Thái Bình tải ra

biển, qua hàng triệu năm bồi đắp, lấp đầy một vùng vịnh biển nông với những pha

biển tiến - thoái khác nhau, tạo thành đồng bằng châu thổ hiện đại; châu thổ này

đang tiếp tục được mở rộng về phía vịnh Bac Bộ Cấu tạo các lớp trầm tích ở châu

thổ sông Hồng rất đa dạng, lớp trầm tích Đệ tứ có độ dây ở vùng trung tâm đồng

bang từ 150+180 mét và mỏng dân về hai phía ven ria đông bắc và tây nam với

AP

diện tích châu thổ hiện nay rộng xấp xi 16000km” Hệ thống sông Hồng và sông

Thái Bình hiện đại phát triển trên châu thổ của nó, với mật độ sông ngòi khá cao

khoảng từ 0,7+1,0km/ km”; các sông đồng bằng có độ đốc lòng dan rất nhỏ, thay

đổi từ 0,02+0,05m/km

Bảng 1.3: Một số đặc trưng cơ bản của hệ thống sông Hong và các sông lớn

trên thế giới (theo Koleman va Wright [144])

| Kiéucita song | chau tho | chautho | thang | thang | thang | pheu |

_ Tan hơi a NTaea | ĐẠT BNT Ton hp | Hến be p_| Hon hop

vào bờ,%

1.4.2- Địa hình đồng bằng sông Hồng

Bề mặt DBSH tương đối bằng phẳng, hơi nghiêng về phiá biển, với độ dốc

rất nhỏ, dao động từ 0,04+0,05m/km Đỉnh châu thổ thuộc sông Hồng được tính từ

khu vực Việt Trì, nơi hợp lưu của ba nhánh chính là sông Đà, sông Thao và sông

Lô; đỉnh châu thổ thuộc sông Thái Bình được tính từ khu vực Phả Lại, nơi hợp lưu

của các nhánh chính là sông Cầu, sông Thuong va sông Luc Nam (hình 1.4) Sự có mặt của một số dạng địa hình đặc trưng ở ĐBSH là các gờ sông, cồn cát nguồn

gốc biển và các 6 trũng thấp, wv làm cho địa hình châu thổ bang phẳng bớt di

tính đơn điệu Trong tổng số diện tích gần 16000 km? ở ĐBSH có 58,4% điện tích

có độ cao thấp hơn 2m; 72% diện tích có độ cao dưới 3m và tới 84% diện tích có

9 19

Xu ly tai Trung tam VTGEO, 5-2003

Người thục hiện: Pham Quang Sơn

Xu lý tai Trung tâm VTGEO, 5-2003

Người thục hiện: Pham Quang Son

độ cao dưới 4m Độ cao trung bình vùng ven biển ĐBSH dao động từ 0+2,0m; các cồn cát ven biển có độ cao từ 2+4m là nơi tập trung các cụm dan cư được hình

thành trong quá trình khai hoang lấn biển Tại một số nơi đá gốc lộ ra dưới dạng

đồi núi thấp là các khối sót như ở thị xã Đồ Sơn, quận Kiến An (Hải Phòng).

Ngoài địa hình tự nhiên, một điểm đặc biệt ở DBSH là các địa hình nhân tao, tiêu biểu là hệ thống đê ngăn lũ và đê biển được đáp bằng đất qua nhiều giai đoạn trong khoảng một nghìn năm trở lại đây, có tổng chiều dài lên tới gần 2.700km với cao trình mặt đê từ 3,8+4,5m ở ven biển cho đến 20+21m ở đỉnh châu thổ tại

Việt Trì Hệ thống đê va các trục giao thông đã chia nhỏ DBSH ra những 6 dat

thấp khác nhau (hình 1.5), là nơi sinh sống cua hơn 17 triệu người dân vùng “lúa

nước sông Hồng”, trong đó chỉ có khoảng 4 triệu người (chiếm 23%) sống tập

trung ở các đô thị trong đó có thành phố, thị xã như Hà Nội, Hải Phòng, Hải

Dương, Nam Định, Bác Ninh, Hưng Yên, Thái Bình, vv

1.4.3- Chế độ khí hậu

Vùng ven biển DBSH nằm trong khu vực nội chí tuyến bac bán cầu, chịu chi

phối mạnh mẽ của khí hậu nhiệt đới gió mùa Đông Nam Á Khí hậu trong năm có

hai mùa chính (mùa đông và mùa hè) và hai mùa chuyển tiếp với sự thống trị của

hai hệ thống gió mùa Đông Bac (GMĐB) và gió mùa Tây Nam (GMTN) có tính

chất đối ngược nhau chi phối [74]:

- Mùa đông lạnh, chịu ảnh hưởng của hệ thống GMĐB hoạt động có các

khối không khí biển Đông Trung Hoa và cực đới phía bác tràn về

- Mùa hè nóng ẩm, do chịu ảnh hưởng của hệ thống GMTN có hoạt động của

các khối không khí nhiệt đới biển phía nam tràn lên.

Chế độ khí hậu nhiệt đới 4m ở VBSH có một số đặc trưng như sau:

a- Chế độ bức xạ và nhiệt độ không khí

Lượng bức xạ tổng cộng trung bình năm dao động khoảng110+120kcal/cm”/năm và có xu hướng tăng dan từ bac xuống phía nam Tháng có

lượng bức xạ lớn nhất là thang VII (14.5+16.0kcal/cm”/tháng) và nhỏ nhất trong

tháng II (4.2+5.7 kcal/cm”/tháng) Số giờ nắng trung bình hàng năm dao động từ 1630+1815 giờ/năm, thuộc loại trung bình ở Việt Nam Số giờ nắng tập trung

trong các tháng mùa hè, mỗi tháng trung bình có 170 giờ nắng và cao nhất trong

thang VII (từ 190+230 giờ); thấp nhất trong hai tháng II và III, trung bình 3547

4.

giờ/tháng, nghĩa là chỉ có từ 1,1+1,6 giờ/ngày, do ảnh hưởng của hiện tượng mưa

phùn kéo dài.

Nhiệt độ không khí dao động trung bình 22,2+23,6 °C, tương đương tổng

nhiệt độ không khí khoảng 8100+8600°C/năm Tháng VII có nhiệt độ cao nhất,

trung bình từ 28,2+29,4 °C và tháng I có nhiệt độ trung bình thấp nhất, dao động

từ 14,7+16,8 °C Nhiệt độ tối cao dat tới 41,5 °C và tối thấp là 4,1°C [75] Tương

tự như chế độ bức xạ, nhiệt độ không khí có xu hướng tăng dân từ bác xuống phía nam Do địa hình VBSH bằng phẳng, ít có những đột biến phân dị chế độ nhiệt, ngoại trừ một số khu vực đồi núi sót ở các huyện Kiến Thụy, An Hải, thị xã Đồ

Sơn (Hải Phòng) và phía tây huyện Kim Sơn (Ninh Bình).

b- Chế độ khí áp và gió ven biển ĐBSH

- Khí áp Diễn biến khí áp phụ thuộc vào hoạt động hai hệ thống gió mùa; mùa

đông chịu ảnh hưởng của vùng cao áp phía Bắc (tâm ở Đông Xibêri - LB Nga) nên

trị số khí áp trung bình mùa đông thường cao Ngược lại, mùa hè chịu ảnh hưởng

chi phối của vùng áp thấp phía Nam, trị số khí áp trung bình giảm đáng kể so với

mùa đông Biến trình khí áp trong năm thường gặp một cực đại xuất hiện vào

thang I (giữa mùa đông) va một cực tiểu vào tháng VII (giữa mùa hè) Trị số khí

áp trung bình thay đổi giữa mùa hè và mùa đông dao động từ 1002 mb đến 1030

mb Vào mùa hè ở VBSH khi có bão mạnh, khí áp có thể giảm xuống thấp dưới

950 mb.

- Gió ven biển Diễn biến hướng và tốc độ gió phụ thuộc vào cường độ hoạt độngcủa hoàn lưu khí quyển Vào mùa đông thịnh hành các hướng gió từ phía bac,

ngược lại trong mùa hè thịnh hành các hướng gió từ phía nam Trong thời gian

chuyển mùa, trường gió có tính chất trung gian với hướng gió chính là gió đông.Mặc dù có tính phân mùa và ổn định khá cao, nhưng do sự gia tăng hoạt động các

khối không khí cực đới cũng như nhiệt đới biển, nên trong mùa hè vẫn có những

đợt gió mùa đông bắc tràn về và trong mùa đông vẫn xuất hiện gió mùa tây nam

Trong các trường hợp đột biến này, vào mùa hè thời tiết trở nên dịu mát, ngược lại

trong mùa đông thời tiết lại trở nên nồm ẩm Một đặc điểm quan trọng là vùng

ĐBSH chịu tác động mạnh của các nhieu động thời tiết như dong, lốc, bao,

ATND làm cho trường gió thay đối không tuân theo quy luật thường lệ với tốc

độ gió đột biến có khi đạt đến các giá tri cực đoan.

-24-Ở ven biển ĐBSH hướng gió thay đổi như sau (bảng 1.4): mùa đông (từ

tháng XII đến tháng III) có các hướng gió chủ đạo ven bờ là B, DB và D; ngoài

khơi là các hướng DB, Ð, trong đó hướng DB có tần suất rất cao va khá ổn định.

Mùa hè (từ tháng VỊ đến tháng IX): các hướng gió chủ dao ven bờ là N, DN vangoài khơi là N, TN Trong các mùa chuyển tiếp: các tháng IV-V có hướng gióchủ đạo ven bờ là D va DN; ngoài khơi là DNva DB; trong tháng X-XI ở ven bờ là hướng B va Ð, ngoài khơi là DB Nhu vậy, ngoài khơi ĐBSH hướng gió chính khá

ổn định trong hai mùa đặc trưng là gió DB trong mùa đông va gió N trong mùa hè.

Ngược lại vùng ven bờ có hướng gió ít ổn định hơn do ảnh hưởng của yếu tố địa hình và hoạt động của hoàn lưu đất - biển theo chu kỳ ngày - đêm; tuy tốc độ gió đất - biển không cao, nhưng chúng có vai trò làm thay đổi trường gió chung ở ven

biển Ở ĐBSH tốc độ gió trung bình thay đổi: từ 2+3 m/s trong đồng bằng đến 4+5

m/s ở ven biển và 6+7 m/s ở ngoài khơi Tốc độ gió lớn nhất trong các đợt gió

mùa DB thay đổi từ 10+15m/s ở ven biển, 15+18m/s ở ngoài khơi và tốc độ gió

lớn nhất trong trường hợp có bão mạnh đã đo được từ 40+45 m/s (tương đương 145+175km/h).

Bảng 1.4: Các hướng gió chủ đạo va tần suất (%) trong tháng ở ven biển DBSH

Vùng ven bờ Ngoài khơi

Hòn Dấu (%) Văn Lý (%) Bach Long Vỹ (%)

| Hướng chính | Hướngphu | Hướng chính | Hudngphu |

| I1 | ÐĐG83 | ĐB(93 | B93) | ĐƠ70)

| H_ | B66) | ĐB(76 | ÐĐG57 | B25) | ĐB(46

D (20.6)

c- Chế độ mưa - dm

Trong năm số ngày có mưa ở ven biển DBSH dao động từ 110+155 ngày với

lượng mưa hàng nam dao động từ 1520+1850mm, so với các vùng ven biển khác ở

Việt Nam thì lượng mưa ở đây vào loại trung bình Mùa mưa bắt đầu từ cuối tháng

IV và kết thúc vào tháng X, chiếm từ 82+90% tổng lượng mưa cả nam Đỉnh điểm

-25-của mùa mưa tập trung vào hai tháng VII-VIII với lượng mua tháng lớn nhất đạt từ

300+500mm Lượng mưa tháng thấp nhất rơi vào hai thang mùa đông là tháng XI

và thang I, chỉ đạt 30+50mm/tháng Lượng mưa ngày lớn nhất trong trường hợp

có bão, ATNĐ và hoạt động của dải hội tụ nhiệt đới (HTNĐ) có thể đạt tới

350+500mm; tại trạm Phủ Lién (Hai Phòng) đã ghi nhận được lượng mua một

ngày-đêm tới 490,5mm (ngày 22/9/1927) [75].

Vùng ven biển ĐBSH độ ẩm tương đối của không khí khá cao, trung bình

năm dao động trong khoảng 82+85% Trong các tháng cuối mùa đông (tháng

II-IV) do ảnh hưởng của thời tiết có mưa phùn, độ ẩm tương đối lên tới 88+92% Các

tháng tương đối khô rơi vào dau mùa đông (tháng XI-XII), độ ẩm tương đối dao

động khoảng 76+80% Do hoạt động của các khối không khí biến tính khi tràn

vào Bắc Bộ, độ ẩm tương đối của không khí có thể giảm xuống rất thấp, chỉ còn

20-30%, thời tiết khô hanh.

1.4.4- Hệ thống thủy van

Sông Hồng thuộc cỡ trung bình trên Thế giới và lớn thứ hai ở Việt Nam, sau

sông Mê Kông (bang 1.3), có diện tích lưu vực kể cả đồng bằng xấp xi 155000km”

(bằng 1/5 diện tích lưu vực sông Mê Kông) và diện tích đồng bằng hạ lưu (gồm cả

hạ lưu sông Thái Binh) gan 16000km? (bang 1/6 diện tích đồng bằng sông Mê

Kông), nhưng chế độ thuỷ văn sông Hồng rất đặc biệt, diễn biến thất thường Hiện

nay, hàng năm hệ thống sông Hồng-sông Thái Bình tải ra biển lượng nước trung

bình 136 ty mỶ; trong đó từ sông Hồng là 126,3 tỷ mỶ và từ sông Thái Bình xấp xi

9,7 ty mỶ [53] Tổng lượng nước sông Hồng chi bằng 1/4 lượng nước sông MêKông, nhưng khối lượng dòng bùn cát khổng lồ, tới 113,6 triệu tấn/năm (khi chưa

có hồ Hoà Bình), nghĩa là gấp 1,3 lần so với sông Mê Kông; độ đục nước sông

Hồng thuộc loại cao nhất Thế giới, trung bình đạt xấp xỉ 1000g/m' (khi chưa có

hồ Hoà Bình, nghĩa là gấp gần 5 lần độ đục nước sông Mê Kông) Diễn biến tổ

hợp lũ trên sông Hồng rất phức tạp do sự lệch pha dòng chảy từ các nhánh sông

chính và quá trình điều tiết cắt-xả lũ trên các hồ chứa lớn Trong gần 100 năm trở lại đây đã xuất hiện các đỉnh lũ rất lớn, như trận lũ lịch sử xay ra vào tháng 8/1971

(hình 1.7) Dòng chảy trên sông Hồng phân bố khá chênh lệch giữa các tháng với

đỉnh cao nhất trong thang VIII và nhỏ nhất trong thang III; lưu lượng dòng chảy

quan trắc nhiều năm tại trạm thuỷ văn Sơn Tây như sau [53,75]:

36.

25.li-H lưu sông Thới Bình

~—=——- Ranh giới lưu vục

©-e-e-e.ee Ranh giới đồng bằng

§ i ————

i L ` VỆ =—c:rạchGiong—i ẳ

Tỷ lệ È 2y

9 10 2 w 40Km

Xử lý tại Trung tâm VTGEO, 5-2003

Người thực hiện: Phạm Quang Sơn

giai đoạn năm 190:

ũ lớn nhất hàng năm trên sông Hồng (trạm Sơn Tây.

Hình 1.7: Diễn biến đỉnh l