Địa chất đới bờ ( ĐH Quốc Gia HN ) - Chương 5 pptx

CHƯƠNG 5 KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT ĐỚI BỜ 5.1. GIỚI THIỆU a. Để đánh giá những biến đổi địa chất và địa mạo của đới bờ, người ta thường lồng ghép các nhóm nghiên cứu theo 3 thể loại sau: (1) Những nghiên cứu đương đại về các qúa trình xảy ra trong điều kiện tự nhiên dựa trên các số liệu khảo sát thực địa và phân tích trong phòng thí nghiệm; (2) Những thông tin, tư liệu thu thập từ các nguồn lưu trữ như ảnh, bản đồ,…; (3) Những nghiên cứu trước đây dựa trên cơ sở địa tầng học và các nguyên lý địa chất liên quan (H.5.1). Trong phạm vi mỗi nhóm, những dấu hiệu thể hiện sự biến đổi của đới bờ có thể xuất hiện trong một quy mô thời gian nào đó. Chẳng hạn, những biến đổi theo thuỷ triều và theo mùa thường rất quan trọng trong các nghiên cứu hiện đại, nhưng những biến đổi mực nước trong thời Holocene thì lại có ý nghĩa lớn đối với các nghiên cứu môi trường cổ. Trong các nghiên cứu về những biến đổi diễn ra ở môi trường cổ, những dao động thủy triều thường rất khó xác định, nhưng với quá trình nghiên cứu đương đại thì sự biến đổi của mực nước biển chỉ là yếu tố thứ yếu vì nó diễn ra quá chậm chạp. b. Có rất nhiều kênh thông tin sẵn có giúp chúng ta có thể dễ dàng tiếp cận được lịch sử địa chất và địa mạo của đới ven bờ. Một trong những phương pháp tìm kiếm các nguồn thông tin đó là dựa vào việc thu thập các tư liệu nghiên cứu và số liệu khảo sát tại thực địa. Những dữ liệu này có thể là dưới dạng số hoặc thông tin nghiên cứu được xử lý, phân tích tại thực địa, trong phòng thí nghiệm hoặc tại văn phòng. Những nghiên cứu trong phòng thí nghiệm được dùng để thu thập dữ liệu thông quá các cuộc thí nghiệm mô hình vật lý, chẳng hạn như bể tạo sóng, hoặc để phân tích các đặc điểm địa chất theo số liệu thực địa, chẳng hạn như phân tích độ hạt và thành phần khoáng vật. Những nghiên cứu trong phòng gồm luận giải các bản đồ thời xưa, ảnh và các tài liệu tham khảo cũng như phân tích và mô phỏng số hoá các dữ liệu thực địa, thực nghiệm và văn phòng. Tiêu bảng nhất là phải có được nhận thức tổng thể đầy đủ về các quá trình môi trường và lịch sử địa chất của các bờ thông qua một tổ hợp rộng rãi các phương pháp và các kênh thu thập thông tin. c. Chất lượng của kết quả phụ thuộc một số yếu tố, kể cả những dữ liệu hiện có. Nếu các nghiên cứu dữ liệu đã được xử lý (các bản đồ, ảnh và văn liệu hiện có) là hạn chế thì việc đánh giá lịch sử địa chất sẽ khó khăn, tốn kém hơn và chính là ít chính xác hơn. Do đó, trước khi tiến hành các nghiên cứu tại thực địa, trong phòng thí nghiệm hay trong văn phòng, cần phải tổng hợp tài liệu thật chu đáo và tìm kiếm những nguồn dữ liệu đã được xử lý. Phụ lục E và F liệt kê những nguồn và cơ quan có thể tư vấn cho việc tìm kiếm những nguồn dữ liệu đã được xử lý. d. Chất lượng của các thiết bị và công cụ, tiện nghi kỹ thuật cũng ảnh hưởng đến chất lượng đánh giá lịch sử địa chất và địa mạo. Thí dụ, các thiết bị đi biển và máy đo độ sâu bằng dò tiếng dội (echo sounding) mới đây đã được cải tiến. Khi sử dụng những công cụ này việc vẽ bản đồ địa chất và địa mạo có thể tiến hành được ở những vùng ngoài biển xa hơn, với độ chính xác cao hơn so với trước đây. Điều quan trọng là các nhà nghiên cứu bờ phải sử dụng được những thiết bị và phương pháp mới như viễn thám và các máy móc địa vật lí, các phương tiện máy tính điện tử, phần cứng cũng như phần mềm và các phương pháp trong phòng thí nghiệm. Thí dụ Hệ thống Thông tin Địa lý GIS vừa mới được xây dựng gần đây giúp các nhà nghiên cứu bờ trong việc phân tích và luận giải những tập dữ liệu không gian có độ phức tạp cao. Bài viết này đề cập một vài phát kiến và kỹ thuật mới được sử dụng để phân tích các tập dữ liệu về bờ. Hình 5-1: Các phương pháp nghiên cứu địa mạo dới bờ theo quy mô thời gian. Mũi ten chỉ quang thời gian tương ứng với phương pháp được ứng dụng. Không có đơn vị theo trục x. Độ đậm nhạt của các đường thể hiện tính mức độ ứng dụng của phương pháp trong các nghiên cứu đới bờ e. Các nhà khoa học phải phát hiện được những sai sót và những giả định khi thu thập và phân tích dữ liệu và phải chỉnh lí chúng trước khi có ý định luận giải chúng. Điều rất quan trọng là phải giải thích được nguồn gốc các sai sót trong việc đánh giá những biến đổi đã sảy ra và thấy được những giới hạn của việc lí giải và đưa ra kết luận khi chúng dựa trên những dữ liệu bao quát một thời gian ngắn hoặc cho một vùng hạn hẹp. f. Nhiều thiết bị và phương pháp được dùng để kiểm soát các quá trình và địa hình ở đới ven bờ là cực kỳ phức tạp. Chương này đề cập một vài trong số nhiều sai sót có thể xảy ra khi người sử dụng các thiết bị và phương pháp này còn thiếu kinh nghiệm, hoặc sử dụng các dữ liệu từ nguồn bậc hai mà không có một đánh giá có tính phê phán nào. Phần này không có ý định làm nản chí các nhà nghiên cứu bờ mà chỉ mong muốn hướng dẫn họ tìm kiếm những nguồn tham khảo khác hoặc dành cho những chuyên gia đang cần những lời khuyên chuyên gia. 5.2. CÁC NGUỒN THÔNG TIN HIỆN CÓ VỀ BỜ a. Các nguồn văn liệu (1) Các khoa ở các trường đại học và cao học và các thư viện Trong nhiều trường hợp sách, ấn phẩm định kỳ, luận văn, luận án và các báo cáo về các dự án nghiên cứu của khoa… đều chứa các dữ liệu. Những dữ liệu này có nhiều, đặc biệt ở những cơ quan đóng ở gần bờ, nơi các nhà khoa học được các ban ngành chính quyền của bang, liên bang cấp kinh phí (như Sea Grant), nơi mà trường thì dạy và các khoa thì tích cực tham gia nghiên cứu trong các lãnh vực thích hợp. Những trường đại học lớn đều có các kho lưu trữ của bang, nơi các tư liệu, ấn phẩm của chính quyền liên bang và bang được lưu trữ. (2) Các nguồn địa phương Các nguồn này có thể cung cấp dữ liệu chi tiết và đôi khi là duy nhất liên quan địa phương cục bộ này. Các nguồn này bao gồm báo chí địa phương, hồ sơ của các cơ quan địa phương, nhật ký lịch sử, hồ sơ của trạm đèn biển, báo chí địa phương, hồ sơ hợp đồng xây dựng, những cuộc mua bán đất và bảo tàng. (3) Các cơ quan chính phủ Các tư liệu địa chất miền ven bờ có thể tìm thấy trong các cơ quan chính phủ ở các cấp liên bang, bang và địa phương (phụ lục E và F). Những cơ quan liên bang có tư liệu gồm Sở địa chất Hoa Kỳ (USGS), Sở Trắc địa và Quản lý bờ Hoa Kỳ (USCGS), Cục Hải dương học và Khí quyển Quốc gia (NOAA), các đơn vị Công binh Hoa Kỳ (USACE) (gồm các trạm thí nghiệm đường thuỷ, các cơ quan của USACE và đơn vị quân đội), Bộ Vận tải, Cục Bảo vệ Môi trường, Cục Ngư nghiệp và Sinh vật hoang dã, và Phòng Nghiên cứu Thí nghiệm Hải quân (NRL). Phụ lục G cung cấp danh mục các báo cáo địa chất và kiểm soát ven bờ của CERC. Các cơ quan bang có thông tin về miền ven bờ bao gồm các cục địa chất bang (hoặc các sở địa chất), các sở vận tải, các sở tài nguyên môi trường và/hoặc tài nguyên nước, và các cơ sở kế hoạch. Một vài sở y tế cũng lưu trữ những tư liệu tốt. (4) Các cơ quan công nghiệp Các công ty năng lượng (dầu và khí) thường có các tư liệu mà các nhà khoa học có thể tiếp cận được. Đó là các tư liệu về các quá trình diễn ra ở ven bờ có liên quan với các hoạt động khoan ở ngoài khơi. Các công ty xây dựng có tài liệu trong đĩa máy tính về các dự án xây dựng. Các hãng xây dựng và môi trường cũng có thể có những dữ liệu rút ra từ các dự án đã làm cho bang. Các báo cáo tác động môi trường của các nhà máy điện nguyên tử xây ở các miền ven bờ cũng có nhiều dữ liệu về các quá trình và địa chất ven bờ. (5) Các tạp chí và các biên bản hội nghị Nhiều thư viện của các trường đại học lớn đều có các tạp chí khoa học quốc gia và quốc tế. Số lớn văn liệu khoa học liên quan lịch sử địa chất ven bờ thuộc các lãnh vực địa chất, đại dương học, khoa học về biển, địa lý tự nhiên, khoa học về khí quyển, về trái đất và các nghiên cứu các miền cực trái đất. (6) Các văn liệu nghiên cứu trong máy tính Nhiều thư viện của các trường đại học lớn và cơ quan bang đều có các cơ sở dữ liệu máy tính có thể tiếp cận được. Những cơ sở dữ liệu này chứa các thông tin mà có thể thu thập được bằng các từ khóa, chủ đề, tên gọi và tên tác giả. b. Dữ liệu khí tượng và khí hậu. (1) Dữ liệu khí tượng và khí hậu nhiều khi rất hữu ích để nghiên cứu các quá trình môi trường quan trọng và để phát hiện những đặc điểm của những trận bão lớn. Những trận bão lớn hoặc những biến động bão trong nhiều năm đều tác động sâu sắc đến hình thái ven bờ (Carter,1998). Điều này được thể hiện, thí dụ, qua những biến đổi ở các bờ được che chắn gây ra bởi gió, sóng, sự dâng cao mực nước làm ngập lụt và bào rửa trong thời gian bão. (2) Dữ liệu khí tượng và khí hậu cũng có thể thu thập được từ các nguồn bậc hai hoặc bằng chương trình thu thập dữ liệu gốc. Như phần lớn các yếu tố môi trường quan trọng, số lớn thông tin hiện có đều thuộc loại những nghiên cứu có quy mô thời gian lâu dài thuộc quá khứ hoặc thuộc thời hiện đại. Trung tâm Dữ liệu Khí hậu Quốc gia và Trung tâm bão Quốc gia thuộc NOAA có nguồn dữ liệu khí tượng và khí hậu quan trọng. c. Dữ liệu về sóng. (1) Cần có dữ liệu về sóng để xác định quy mô của các phản ứng trước các quá trình diễn ra ở đới ven bờ. Những thông số sóng quan trọng bao gồm độ cao, chu kỳ, độ dốc và hướng của sóng và kiểu sóng xô. Người ta đặc biệt quan tâm đến tính chất của sóng ở bên trong đới sóng xô, nơi có đến 50% dòng di chuyển trầm tích, chủ yếu là trầm tích đáy (Ingle, 1966). Dữ liệu về sóng có thể: a) Được thu thập từ các nguồn hiện có; b) Được đánh giá tại văn phòng nhờ sử dụng phương pháp dự báo quá khứ (hindcast techniques) trên cơ sở bản đồ thời tiết, các quan trắc trên tàu thuỷ và các quan trắc môi trường ven bờ; hoặc c) Được trắc đạc tại thực địa bằng sử dụng các dụng cụ đo sóng. (2) Dữ liệu trắc đạc sóng được thu thập nhờ các cơ quan Bang và Liên bang cũng như các công ty tư nhân. Đối với những dự án nghiên cứu đòi hỏi dữ liệu sóng thì những dữ liệu thống kê sóng đã được xử lý có thể có được nếu như các phao, các cấu trúc ngoài khơi và các cầu tàu được trang bị máy đo được lắp đặt gần khu vực nghiên cứu. Những dữ liệu thuộc các vùng rải rác đã công bố bao gồm các số thống kê dữ liệu đo sóng, dự báo sóng quá khứ (wave hindcasting), và những quan sát bằng mắt thường từ boong tàu biển hoặc từ đới ven bờ. (3) Phương pháp dự báo sóng quá khứ là một thủ pháp được sử dụng rộng rãi để đánh giá các số liệu thống kê sóng nhờ vào phân tích các bản đồ thời tiết bằng các phương pháp kỹ thuật được xây dựng trên cơ sở tư duy lí thuyết và dữ liệu thực nghiệm. Một nhà khoa học ven bờ có thể sử dụng các dữ liệu dự báo quá khứ đã công bố hoặc có thể tự xử lí trên máy tính những dữ liệu gốc về vùng nghiên cứu. Phụ lục D là danh mục các báo cáo nghiên cứu thông tin về sóng của USACE, bao trùm các vùng bờ Đại Tây Dương, Thái Bình Dương, Vịnh Mêxico và Hồ Lớn. Ưu việt của phương pháp dự báo quá khứ là có dữ liệu dài hạn của các bản đồ thời tiết và chi phí ít tốn kém. Điểm yếu là phải quy đổi sóng về vùng nước nông, đặc biệt là khi ta đang nghiên cứu tại các vùng có độ sâu phức tạp. (4) Những quan sát sóng bằng mắt thường từ tầu biển ở ngoài biển hoặc từ các trạm trên bờ dọc theo bờ biển nước Mỹ cũng đã được công bố trong một số ấn phẩm. Mặc dù số liệu kém chính xác hơn so với những số liệu trắc đạc, song, người quan sát có kinh nghiệm có thể thu được những kết quả với độ chính xác hợp lý và một khối lượng lớn các quan sát làm cho nó trở thành một nguồn đáng giá. Những dữ liệu quan sát sóng ngoài khơi trên boong tàu đã được cơ quan Nghiên cứu Hải dương học và Hoạt động triển khai Hải Quân Hoa Kỳ (nay là Phòng Nghiên cứu Hải quân (NRL) đúc kết và công bố dưới dạng các bản đồ và tổng hợp dữ liệu biển và vùng sóng lừng như Bản tổng hợp các dữ liệu quan sát khí tượng học từ tàu biển. Trong khi những dữ liệu này bao phủ một khu vực địa lý cực lớn, thì những quan sát trên các boong tầu biển và các vùng biển khác có tàu đi lại thì dữ liệu lại lớn về số lượng. (5) Đối với đới ven bờ, có một chương trình được cơ quan USACE tài trợ để thu thập dữ liệu đó là Chương trình Quan sát Môi trường ven bờ (LEO- Littoral Environment Observation Program) (Schneider, 1981; Sherlock và Szuwalski 1987). Chương trình này bắt đầu từ năm 1966, sử dụng những người quan sát tình nguyện, họ lập báo cáo hàng ngày về tình hình ở từng vùng cụ thể dọc theo bờ biển Hoa kỳ. CERC có số liệu từ hơn 200 vị trí quan sát khác nhau (H.5.2). Như đã thấy, dữ liệu theo LEO không chỉ bao gồm các thông số của sóng, mà còn là những thông tin về gió, dòng chảy và một số chi tiết địa hình. LEO được triển khai tốt đẹp ở từng vùng cụ thể, nhưng nó không cung cấp thông QUAN SÁT MÔI TRƯỜNG VEN BỜ Ghi chép mọi dữ liệu cẩn thận và rõ ràng Số hiệu vùng Năm Tháng Ngày Thời gian 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 CHU KỲ SÓNG Ghi thời gian bằng giây cho 11 sống sóng vượt qua một điểm cố định. 16 17 18 CHIỀU CAO CỦA SÓNG XÔ Ghi đánh giá đúng nhất về độ cao trung bình của sóng tính đến chân sóng. 19 20 21 GÓC SÓNG Ở ĐẦU SÓNG XÔ (at breaker) Dùng thước đo độ đo thật chính xác hướng sóng đến ( xem hướng dẫn dùng thước đo độ ở cuối bảng mẫu này). 22 23 KIỂU SÓNG 0 – Lặng sóng 3 – Sóng dồn (surging) 1 – Sóng tràn (spilling) 4 – Tràn/chúi đầu 2 – Sóng chúi đầu (plunging) 24 TỐC ĐỘ GIÓ Ghi tốc độ gió bằng m/h chính xác nhất. Nếu lặng gió ghi 0. 26 27 HƯỚNG GIÓ Ghi hướng gió đến, nếu lặng gió ghi 0 1 – Bắc ; 3 – Đông ; 5 – Nam ; 7 – Tây 2 – ĐB ; 4 – ĐN ; 6 – TN ; 8 – TB 28 ĐỘ DỐC BÃI TRIỀU TRUNG ĐỘ RỘNG CỦA ĐỚI SÓNG NHÀO (surf zone) Ghi độ dốc bãi tri ều trung chính xác nhất bằng độ Đánh giá khoảng cách từ bờ (shore) đến các đầu sóng xô (breakers) (m). Nếu lặng sóng ghi 0. 29 30 31 32 33 34 DÒNG CHẢY DỌC BỜ THUỐC NHUỘM MÀU Đánh giá khoảng cách (m) từ đường bờ tới điểm phun thuốc màu. 36 37 38 V ẬN TỐC D ÒNG CH ẢY HƯ ỚNG D ÒNG CH ẢY Hình 5-2: Phiếu điều tra nghiên cứu môi trường đới bờ được sử dụng trong các cuộc khảo sát thuộc chương trình của LEO d. Nguồn dữ liệu mức nước Cục Hải dương học Quốc gia (NOS) thuộc NOAA chịu trách nhiệm về giám sát biến đổi mức nước biển ở 115 trạm trên toàn lãnh thổ quốc gia (Hicks,1972). Các văn phòng địa phương thuộc USACE thu thập dữ liệu về độ cao thuỷ triều ở các vùng ngoài các trạm trên. Những số đo hàng ngày được công bố trong các báo cáo mang tên “Stages and Discharges ở địa hạt …. (địa danh)”. Những mức nước được dự báo và thông tin về dòng triều từng ngày có thể thu thập được từ các ấn phẩm do NOS công bố hàng năm như “Bảng thống kê thuỷ triều (Tidal Tables….): Dự báo mức nước cao và thấp” và “Bảng thống kê dòng triều” (“Tidal current Tables”). Một cách thu thập số liệu nhật ký sóng khác là các chương trình máy tính thương phẩm. Nhiều chương trình kiểu này được cập nhật hàng quý hoặc hàng năm. Những thông tin cơ bản trong lãnh vực dữ liệu về thuỷ triều và các trạm quan trắc thuỷ triều có thể tìm thấy trong các ấn phẩm của NOS mang tên “Chỉ báo về các trạm thuỷ triều của Hoa Kỳ và các trạm hỗn hợp khác”, và “Sổ tay Công vụ và Các sản phẩm của NOS”. e. Dữ liệu địa chất và trầm tích. Trong nghiên cứu lịch sử địa chất và địa mạo đới ven bờ điều quan trọng là cần đánh giá dữ liệu địa chất và trầm tích hiện có. Loại thông tin này có rải rác ở nhiều cơ quan và nhiều nguồn cung cấp và bao gồm hàng loạt tư liệu như bản đồ địa chất, các khảo sát thổ nhưỡng, các tài liệu khoan làm đường cao tốc và các tư liệu về quá trình như hàm lượng và dòng trầm tích lơ lửng từ các sông kề cận. Những dữ liệu đã công bố thường có ở các cơ quan như Sở Địa chất Hoa Kỳ (USGS), Sở Bảo tồn Đất Hoa Kỳ, Viện Địa chất Mỹ và CERC. Những khác biệt về địa chất và loại hình đất có thể cung cấp những điểm chốt để tìm hiểu các mô hình bào mòn và bồi đắp. Những dữ liệu địa chất học và trầm tích luận thường là bổ ích để xác định các quá trình và các phản ứng môi trường quan trọng như tác động của các trận bão lớn đối với đường bờ. f. Ảnh hàng không. (1) Những ảnh hàng không chụp ngày nay và trước đây cung cấp những dữ liệu quý giá để lý giải lịch sử địa chất và địa mạo. Ảnh có thể thu thập được từ các cơ quan Bang và Liên Bang như USGS, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, Trung tâm Dữ liệu EROS và các cơ quan khác liệt kê ở các phụ lục E và F. Các cặp ảnh lập thể với độ chồng ghép tới 60% thường có sẵn, chúng chứa đựng những thông tin kỹ thuật trắc ký ảnh (photogrammetric techniques). Phạm vi thời gian của ảnh hàng không Hoa Kỳ là từ 1930 đến nay đối với nhiều vùng. Nội dung phân tích và luận giải ảnh phụ thuộc một phần vào tỷ lệ, độ phân giải và độ che phủ mây của ảnh. Những tác động của những biến cố lớn có thể được ghi nhận bằng phương pháp chụp ảnh hàng không vì các thiết bị chụp ảnh và máy bay có thể huy động được một cách nhanh chóng. Nhờ vào khả năng này, việc mở rộng diện che phủ ảnh hàng không trong một thời gian ngắn để giám sát các vùng mà hiện nay khả năng tiếp cận bằng đường bộ chưa sẵn sàng. (2) Đối với những nghiên cứu về các quá trình đương đại, có hàng loạt ảnh hàng không có thể cung cấp nhiều dữ liệu để xem xét các vấn đề khác nhau. Sử dụng ảnh hàng không có thể phân tích được những thông tin liên quan vẽ bản đồ môi trường và phân loại môi trường như bản chất của các dạng địa hình (landforms) và vật liệu ven bờ đến các công trình xây dựng, các tác động của các trận bão mới đây, vị trí của các dòng chảy khe trũng (rip currents), tính chất của sự bồi cạn do sóng (wave shoaling) và sự phát triển của các doi cát và các chi tiết địa hình ven bờ khác. Các phương pháp trắc ký ảnh cũng rất hữu ích để đánh giá một số chi tiết địa hình. Nói chung, nên có những ảnh chụp khi triều thấp để có thể lộ ra hoặc nhìn qua nước thấy được một phần các chi tiết địa hình gần bờ. (3) Đối với các nghiên cứu với quy mô thời gian thuộc quá khứ cần có các bộ ảnh hàng không chụp trong nhiều thời điểm khác nhau. Các ảnh và bản đồ thời xưa này là những phần thống nhất để đánh giá sự biến đổi đường bờ biển. Mực nước và từ đó, vị trí đường bờ, cho thấy những biến đổi lớn tương ứng với các thời điểm tiến hành các chuyến bay chụp ảnh hàng không. Do đó các nhà khoa học nghiên cứu ven bờ phải coi những biến động này là những nguyên nhân tiềm tàng của những sai sót khi lập và luận giải các bản đồ biến đổi đường bờ. Phần 5.5 đề cập chi tiết hơn về phép phân tích ảnh hàng không. g. Dữ liệu viễn thám từ vệ tinh. (1) Những dữ liệu thu được nhờ vệ tinh có ở các cơ quan Hoa Kỳ, mạng dữ liệu vệ tinh thuộc hệ thống của Pháp SPOT (Pour L’Observation de la Terre) và của Nga. Có thể có các ảnh vệ tinh Sojuzkarta của Nga thông qua chương trình hợp tác về ảnh SPOT (Phụ lục E). Những dữ liệu rada sử dụng ống kính (aperture) bằng kim cương tổng hợp có thể thu thập được qua chương trình hợp tác STX Hughes. Trong nhiều trường hợp có thể mua những dữ liệu này hoặc ở dạng các bản ảnh sao hoặc các tệp dữ liệu số để dùng cho các ứng dụng máy tính. Những dữ liệu số và ảnh có thể giúp tìm kiếm các hiện tượng có quy mô lớn, đặc biệt là những quá trình được coi là những chỉ thị cho các bối cảnh địa chất và động lực học ở đới ven bờ. Những cơ quan thu thập và phổ biến ảnh vệ tinh được liệt kê ở phụ lục E. Danh mục các dữ liệu vệ tinh có ở Trung tâm Dữ liệu Khoa học Vũ trụ Quốc gia (NSSDC) được in trong các sách của Horowitz và King (1990). Có thể truy cập những dữ liệu này qua máy tính. (2) Những dữ liệu vệ tinh đặc biệt hữu ích để đánh giá những biến đổi địa hình quy mô lớn ở đới ven bờ. Ở khu vực kề cận châu thổ, phương pháp viễn thám có thể phát hiện các cửa sông và các nơi khác mang trầm tích, mô hình không gian của các trầm tích lơ lửng (H.5.3). Có thể chụp được những dải đất, những chi tiết địa hình của đáy bờ, kể cả những sống của các doi hoặc bãi ngầm ở chỗ nước trong và nông. Có thể xác định phạm vi không gian của các dòng triều nhờ vào những dữ liệu hồng ngoại nhiệt; chúng rất hữu ích để phân biệt nhiệt độ của các dòng triều lên, triều xuống và nước ngọt thải ra ở cửa sông. Ở những vùng nước sâu hơn, vệ tinh cũng có thể cung cấp dữ liệu về các dòng chảy và sự lưu thông ở đại dương (Barrik, Evans, và Weber, 1977). Những dữ liệu rada đặt trên máy bay cũng cho thấy nhiều hứa hẹn trong việc phân tích trạng thái biển. (3) Chương trình vệ tinh Landsat được Cục Hàng không và Vũ trụ Quốc gia hợp tác với Bộ Nội Vụ Hoa Kỳ xây dựng. Năm 1972, khi mới triển khai chương trình, nó chỉ được thiết kế như một hệ thống thử nghiệm để kiểm tra tính khả thi của việc thu thập dữ liệu tài nguyên trái đất từ các vệ tinh không người lái. Các vệ tinh của Landsat sử dụng các loại cảm biến khác nhau có các đặc tính cảm thụ các bước sóng khác nhau từ ánh sáng nhìn thấy (lục) đến hồng ngoại nhiệt có bước sóng lớn nhất tới 12 μm. H.5.4 cho thấy biên độ của từng dải và độ phân giải không gian của các loại cảm biến khác nhau đặt trên vệ tinh. Trong số 5 vệ tinh của Landsat, chỉ riêng Landsat-4 và Landsat-5 hiện còn trên quỹ đạo. Được trang bị máy quét đa phổ, cả hai vệ tinh này đều có độ phân giải 82m đối với 4 dải sóng nhìn thấy và một dải hồng ngoại gần, còn máy vẽ bản đồ nhiệt có độ phân giải 30m trong 6 dải ánh sáng nhìn thấy và dải hồng ngoại giữa và độ phân dải 120m đối với dải sóng hồng ngoại nhiệt (10,4- 12,5μm). (4) SPOT là một chương trình vệ tinh thương mại. Vệ tinh đầu tiên được chính phủ Pháp tài trợ đã được phóng năm 1986. Vệ tinh SPOT-1 có hai bộ cảm biến phát hiện gọi là hệ chụp ảnh HRV (phân giải cao đối với ánh sáng nhìn thấy). Mỗi hệ HRV có thể có độ phân giải 10m khi hoạt động theo chế độ toàn sắc với một dải rộng ánh sáng nhìn thấy, hoặc có độ phân giải 20m theo chế độ đa phổ (ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại gần) với ba dải sóng (H.5.3). (5) Trong loạt của NOAA có vài thế hệ vệ tinh đã bay. Những vệ tinh gần đây nhất được trang bị bộ đo phóng xạ tiên tiến với độ phân giải cực lớn (AVHRR). Loại này có độ phủ không gian lớn nhưng độ phân giải kém hơn so với các vệ tinh của Landsat hay SPOT. Có thể tìm thấy nhiều thông tin khác về các loại vệ tinh trong các sách giáo khoa viễn thám (như Colwell,1983; Lillesand và Kiefer, 1987; Richards,1986; Sabins,1987; Siegal và Gillespic,1980; Stewart,1985). Hình 5-3: Ảnh vệ tinh SPOT, chụp ở vịnh Atchafalaya, LA. Trong ảnh có thể nhìn rõ các dòng chảy mang những hạt trầm tích lơ lửng (nguồn dữ liệu của phòng nghiên cứu các khoa học trái đất, thuộc trường đại học quốc gia Louisana, Baton Rouge, LA. (6) Những bộ quét lắp trên máy bay gồm các bộ cảm biến và rada nhiệt và các máy sử dụng vi sóng, cũng có thể có các ứng dụng trong nghiên cứu bờ. Các hệ LIDAR (hướng và biên độ ánh sáng), SLAR (Rada lắp trên máy bay quan sát sườn), SAR (Rada có ống kính bằng vật liệu tổng hợp – synthetic aperture), SIR (Rada con thoi chụp ảnh) và các hệ vi sóng thụ động cũng có các ứng dụng để vẽ đường đồng mức đới ven bờ ngầm dưới nước. Có một hệ LIDAR gọi là SHOALS (Hệ Lidar quét lắp trên máy bay hoạt động ở vùng nước) đang được Công binh Mỹ sử dụng để đo vẽ vùng ven bờ và lạch triều. Hệ này dựa trên nguyên lí truyền và khúc xạ ánh sáng laser cộng hưởng xung phát ra từ trực thăng được trang bị hệ máy SHOALS cùng với thiết bị xử lí dữ liệu và dẫn đường bay (Lillycrop và Banic, 1992). Khi hoạt động, laser SHOALS quét một cung cắt ngang đường bay của trực thăng, tạo ra một vệt quét rộng khoảng bằng nửa độ cao của đường bay. Chùm phản xạ mạnh từ mặt nước được ghi lại, tiếp sát sau là đợt phản hồi yếu hơn từ đáy biển. Chênh lệch thời gian giữa hai [...]... của USGS thường có ở loạt 7 ,5 (tỷ lệ 1:2400 0) và loạt 15 (tỷ lệ 1:6 250 0) Độ phân giải của những bản đồ này không đủ để phản ảnh nhiều chi tiết địa hình, nhưng cũng có thể đủ để đánh giá những địa hình quy mô lớn và những biến đổi lớn, đặc biệt là qua một thời gian dài (2 ) Những dữ liệu khảo sát thuỷ văn gần đây và trước đây cũng có sẵn ở Sở Hải dương học Quốc gia (NOS) Có thể thu thập được những... tải trầm tích ở cửa sông và đới ven bờ Hình 5- 1 0: Mẫu thiết kế thiết bị lấy mẫu trầm tích (bao gồm khung thép và túi lưới nhựa thu mẫu) được sử dụng ở Duck, NC trong chương trình DUCK- 85 của CERC (Krau, 198 7) d) Sự di chuyển trầm tích của cả hai loại - trầm tích đáy và tổng lượng trầm tích - đều có thể đo được bằng sử dụng các vật đánh dấu tự nhiên và nhân tạo (Dugdale,198 1) Các khoáng vật nặng là vật... vỉa, (foreset laminae) nhờ đó có thể đánh giá định lượng sức mạnh của các dòng chảy trầm tích cổ và hiện đại những dấu hiệu chỉ thị này gồm: (1 ) Góc dốc cực đại của tập đầu vỉa (với tốc độ thấp góc này có thể lớn hơn góc dốc tĩnh tự nhiên (static angle of repose) trong khi đó nếu tốc độ thấp thì góc này nhỏ hơn góc tĩnh); (2 ) Tính chất của ranh giới giữa tập đầu vỉa (foreset) và tập đáy (bottomset) (ranh... vị (1 ) Định vị chính xác là điều tối quan trọng đối với số lớn các nghiên cứu kiểm soát về địa chất Đã có một vài hệ thống định vị và hướng dẫn hàng hải phục vụ các nghiên cứu ven bờ, trong số đó phổ biến nhất là hệ Loran-C, và Hệ Định vị Toàn cầu (GPS) Các công nghệ khác như các hệ vi sóng tầm gần (short-range microwave) và hệ quang học cũng được sử dụng phổ biến (Fredette et al.199 0) (2 ) Hệ Loran-C... dạng tiếp tuyến đến dạng chữ sigma ( ∑ ) cùng với sự tăng vận tốc) (3 ) Tần suất phân lớp được đo theo đường vuông góc với mặt phân lớp (số lượng mặt phân lớp trên một đơn vị diện tích tăng cùng với sự tăng tốc đ ) (4 ) Độ rõ nét hay độ tương phản kiến trúc giữa các mặt lớp kề cận ( tốc độ cao không phân biệt rõ các lớp); và (5 ) Sự xuất hiện các vết gợn sóng thoái lui (gợn sóng thoái lui – regressive... môi trường địa phương như thế nào? Đây là vấn đề địa chất (tự nhiên) hay do con người làm ra? Những thảm hoạ, như dông bão nhiệt đới có ảnh hưởng như thế nào đối với khu vực? Trong thời gian khảo sát tại thực địa cần thu thập dữ liệu kiểm tra theo danh mục trình bày ở phụ lục H Sổ tay thực địa tiện dụng với các phiếu dữ liệu địa chất được Viện Địa chất Mỹ ấn hành (Dietrich, Durto và Foose,198 2) c Ảnh... cao) (b) Có thể đo các địa hình bề mặt (bed form) ở dải cát lộ ra ở vùng nước thấp với việc sử dụng các kỹ thuật trắc đạc hoặc chụp ảnh hàng không tỷ lệ lớn Các thông số phi thứ nguyên của gợn sóng và của các địa hình bề mặt khác có thể là chỉ thị môi trường trầm tích (Tanner, 196 7) Có thể được xác định chiều dòng chảy dựa vào đường sống của các gợn sóng (the trace of the crestline) (Allen,198 8) Các địa. .. trúc xây dựng hoặc các chi tiết địa hình cao (2 ) Những thông tin về mức nước biển trong các môi trường cổ đại cũng được nghiên cứu bằng sử dụng phương pháp khoan địa tầng, địa chấn và định tuổi bằng phương pháp phóng xạ Các nhà địa chất dầu khí sử dụng dữ liệu nghiên cứu địa tầng bằng phương pháp địa chấn để xác định mực nước biển cổ (Payton,1977; Sheriff,198 0) Bảng 5- 1 : Ưu điểm và nhược điểm của các... kém chất lượng sẽ là vô dụng hoặc có thể dẫn đến những kết luận sai sót ( ến lượt nó lại dẫn đến những sai sót trong thiết kết và có thể cả vấn đề pháp l ) (5 ) Bảng 5- 4 : trình bày sai số cho phép đối với mỗi nhóm khảo sát (6 ) Bảng 5. 5 trình bày các hệ thống định vị thích hợp cho từng cấp nhóm khảo sát Bảng này giả định một dự án tiêu bảng triển khai trong phạm vi 40km cách mốc quy chiếu đặt ở đường bờ. .. kỳ độ cao nào của cột nước Có hai loại thiết bị đo dòng: cơ học (kiểu cánh quạt) và điện tử Một vài loại công cụ đo dòng điện tử được sử dụng phổ biến, bao gồm các công cụ đo bằng điện tử, dụng cụ đo góc nghiêng (inclinometer) và thời gian hành trình âm thanh (accoustic travel-time) (Fredette et al.,1990; Mc Clullough,1980; Pinkel,198 0) (b) Các dụng cụ đo dòng có cánh quạt đo dòng bằng cánh quạt quay . CHƯƠNG 5 KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT ĐỚI BỜ 5. 1. GIỚI THIỆU a. Để đánh giá những biến đổi địa chất và địa mạo của đới bờ, người ta thường lồng ghép các nhóm nghiên cứu theo 3 thể loại sau: (1 ) Những. quân (NRL). Phụ lục G cung cấp danh mục các báo cáo địa chất và kiểm soát ven bờ của CERC. Các cơ quan bang có thông tin về miền ven bờ bao gồm các cục địa chất bang (hoặc các sở địa chất) , các. Quản lý bờ Hoa Kỳ (USCGS), Cục Hải dương học và Khí quyển Quốc gia (NOAA), các đơn vị Công binh Hoa Kỳ (USACE) (gồm các trạm thí nghiệm đường thuỷ, các cơ quan của USACE và đơn vị quân đội), Bộ