Nghiên cứu, đánh giá tai biến bồi tụ xói lở khu vực cửa tam quan, tỉnh bình định trong bối cảnh biến đổi khí hậu và đề xuất giải pháp thích ứng

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH i DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv MỞ ĐẦU 1 Chương 1 – TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4 1.1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4 1.1.1. Đới ven biển và tai biến bồi tụ - xói lở 4 1.1.2. Lịch sử nghiên cứu về bồi tụ - xói lở 6 1.1.3. Tổng quan về biến đổi khí hậu 18 1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 1.2.1. Phương pháp pháp thu thập, tổng hợp số liệu, tài liệu 24 1.2.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa 25 1.2.3. Phương pháp mô hình toán 26 1.2.4. Phương pháp phân tích tài liệu bản đồ và hệ thống thông tin GIS 28 Chương 2 – CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH BỒI TỤ - XÓI LỞ KHU VỰC CỬA TAM QUAN 29 2.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 29 2.1.1. Vị trí địa lý 29 2.1.2. Địa hình, địa mạo 31 2.1.3. Địa chất. 34 2.1.4. Khí hậu 39 2.1.5. Các yếu tố hải văn 39 2.1.6. Hệ thống sông suối 42 2.2. KINH TẾ - XÃ HỘI 42 2.2.1. Dân cư và sinh kế 42 2.2.2. Khai thác khoáng sản 43 2.2.3. Môi trường 43 CHƯƠNG 3-ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, NGUYÊN NHÂN BỒI TỤ - XÓI LỞ KHU VỰC CỬA TAM QUAN 45 3.1. PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM BỒI TỤ - XÓI LỞ 45 3.1.1. Phân tích biến động đường bờ 45 3.1.2. Đánh giá khối lượng bồi lấp cửa Tam Quan 52 3.2. XU THẾ VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN BỐ TRẦM TÍCH 56 3.2.1. Theo quan điểm địa chất - địa mạo 56 3.2.2. Theo quan điểm thủy thạch - động lực 65 3.3. TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG TỚI BỒI TỤ - XÓI LỞ KHU VỰC CỬA TAM QUAN 70 3.4. TÁC ĐỘNG CỦA BÃO TỚI BỒI TỤ - XÓI LỞ KHU VỰC CỬA TAM QUAN. 75 Chương 4 – ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG 79 4.1. KHẢ NĂNG VÀ GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG HIỆN TẠI 79 4.1.1. Chính quyền địa phương 79 4.1.2. Người dân 81 4.1.3. Các giải pháp hiện có 81 4.2. ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG VỚI TAI BIẾN BỒI TỤ - XÓI LỞ TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 84 4.2.1. Nhóm giải pháp công trình 85 4.2.2. Nhóm các giải pháp phi công trình 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 i DANH MỤC HÌNH Hình 1. 1. Cấu trúc chung của đới ven biển 4 Hình 1. 2. Sơ đồ các tác động của dâng cao mực nước biển 21 Hình 1. 3. Khảo sát thực địa tại cửa Tam Quan, tỉnh Bình Định 26 Hình 1. 4. Phạm vi áp dụng các mô hình phân tích biến động đường bờ 27 Hình 2. 1. Khu vực nghiên cứu cửa Tam Quan, tỉnh Bình Định 30 Hình 2. 2. Hoạt động và neo đậu tàu thuyền trong cửa Tam Quan 30 Hình 2. 3. Mặt cắt địa hình đáy biển phía Bắc cửa Tam Quan 32 Hình 2. 4. Mặt cắt địa hình đáy biển mũi Kim Bông 33 Hình 2. 5. Mặt cắt địa hình đáy biển phía Nam kè Tam Quan 34 Hình 2. 6. Mặt cắt địa hình đáy biển phía Nam cửa Tam Quan 34 Hình 2. 7. Bờ phía Bắc cửa Tam Quan 35 Hình 2. 8. Bờ phía Nam cửa Tam Quan 36 Hình 2. 9. Đất canh tác nông nghiệp 37 Hình 2. 10. Sơ đồ địa chất khu vực nghiên cứu thu nhỏ từ 1:10.000 38 Hình 2. 11. Sóng cửa khu vực cửa Tam Quan 41 Hình 2. 12. Sinh kế trong vùng 43 Hình 2. 13. Bãi khai thác ilimenite tự phát phía Nam bờ Tam Quan 43 Hình 2. 14. Rác thải sinh hoạt cửa Tam Quan 44 Hình 3. 1. Quy trình xử lý thông tin hình và bản đồ 46 Hình 3. 2. Bản đồ biến động đường bờ Tam Quan 51 Hình 3. 3. Tốc độ bồi tụ - xói lở của bờ Bắc và Nam cửa Tam Quan giai đoạn 2010 - 2012 54 Hình 3. 4. Phân tích hàm chẵn lẻ giai đoạn từ năm 2012 đến 2014 56 Hình 3. 5. Mặt cắt và hình của hố khoan 1 61 Hình 3. 6. Mặt cắt và hình của hố khoan 2 62 Hình 3. 7. Bản đồ phân bố trầm tích tầng mặt khu vực cửa Tam Quan 64 ii Hình 3. 8. Ảnh chụp khu vực cửa Tam Quan năm 2010 66 Hình 3. 9. Ảnh chụp khu vực cửa Tam Quan năm 2014 66 Hình 3. 10. Các nguồn trầm tích ảnh hưởng đến bồi lấp cửa Tam Quan 67 Hình 3. 11. Hướng vận chuyển trầm tích khu vực cửa Tam Quan 69 Hình 3. 12. Bản đồ nguy cơ ngập tỉnh Bình Định ứng với mức nước biển dâng 1m 71 Hình 3. 13. Kịch bản nước biển dâng toàn cầu IPCC, 2014 (cm) 74 Hình 3. 14. Biến đổi đáy khu vực Tam Quan trước bão (có kè) 77 Hình 3. 15. Biến đổi đáy khu vực Tam Quan sau bão (có kè) 77 Hình 4. 1. Công trình kè Tam Quan 83 Hình 4. 2. Nạo hút cát khi cửa cạn 83 Hình 4. 3. Trồng cây phòng hộ ven bờ biển 84 Hình 4. 4. Biến đổi đáy khi xây dựng thêm kè phía Bắc 86 Hình 4. 5. Giải pháp xây dựng kè cánh cung ở phía bắc 87 Hình 4. 6. Xây dựng cửa Tam Quan thành cảng 87 Hình 4. 7. Diễn biến trầm tích khi xây dựng kè cánh cung ở phía Bắc và phía Nam 88 iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1. 1. Nước biển dâng theo kịch bản phát thải trung bình 24 Bảng 1. 2. Các mô hình toán sử dụng trong luận văn 28 Bảng 3. 1. Giá trị biến đổi theo phương pháp hàm chẵn - lẽ giai đoạn 2010 - 2012 53 Bảng 3. 2. Giá trị biến đổi theo phương pháp hàm chẵn - lẽ giai đoạn 2012 - 2014 55 Bảng 3. 3. Tính tốc độ biến đổi đường bờ do yếu tố dâng cao mực nước biển theo kịch bản phát thải trung bình (B2) cho Việt Nam, Bộ Tài nguyên Môi trường, 2012 73 Bảng 3. 4. Các thông số sóng đổ tại khu vực cửa Tam Quan theo các tần suất khác nhau với tốc độ gió cực đại hoàn kỳ 1 năm 77 Bảng 3. 5. Tính toán các thông số biến đổi đường bờ trong bão 78 Bảng 4. 1. Bảng tổng hợp kích thước luồng thiết kế 89 Bảng 4. 2. Tổng hợp khối lượng nạo vét 90 iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 1.ĐVB: Đới ven biển 2.BĐKH: Biến đổi khí hậu 3.NBD: Nước biển dâng 4.IPCC: Ủy ban Liên Chính phủ về Biến đổi khí hậu 5.MNBTB: Mực nước biển trung bình 1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Lợi thế của một quốc gia biển với dải bờ biển dài với nhiều vũng, vịnh, cửa sông, cửa biển, đã tạo ra cho Việt Nam tiềm năng phát triển kinh tế xã hội. Đặc biệt, các vùng cửa sông, cửa biển là nơi neo trú của tàu thuyền đi biển, có triển vọng phát triển thành các khu cảng biển thuận lợi cho thông thương. Tuy nhiên, hiện nay việc nghiên cứu cửa sông, cửa biển vẫn còn một số vấn đề được quan tâm nghiên cứu làm sáng tỏ. Theo các kết quả nghiên cứu, nhìn chung các cửa sông ở khu vực miền Trung được thành tạo trong bão, hoặc lũ và dịch chuyển theo hướng vận chuyển của dòng bùn cát ven bờ. Do đặc điểm tạo thành, nên các cửa sông miền Trung đa phần nhỏ hẹp thường xuyên bị bồi lấp và không ổn định. Cửa sông thường xuyên bị bồi lấp, về mùa lũ cửa sông được mở rộng hơn. Tuy nhiên, sự mở rộng bởi dòng lũ là không đáng kể nên bồi lấp vẫn là thuộc tính cơ bản. Cửa Tam Quan, tỉnh Bình Định là nơi ra, vào thường xuyên của khoảng trên 2000 tàu thuyền là nơi neo đậu tàu thuyền lớn của tỉnh Bình Định và là một trong những cửa tấp nập nhất miền Trung. Tuy nhiên, hiện tượng bồi tụ - xói lở ở khu vực cửa gây ảnh hưởn nhiều tới đời sống và các hoạt động trong khu vực. Đặc biệt, luồng dẫn vào cảng thường xuyên bị bồi lấp nghiêm trọng khiến tàu thuyền dễ bị sóng lớn hất vào đê chắn sóng làm vỡ, khiến tàu thuyền không giám vào cảng và khu neo trú. Mặc dù, hiện nay địa phương đã được đầu tư xây dựng 850 m đê chắn sóng ở bờ phía nam nhưng hiện tượng bồi lấp trong cửa vẫn tiếp tục diễn ra đặc biệt là vào mùa Tây Nam và có xu hướng tăng lên từ năm 2010 đến nay, gây nhiều thiệt hại cho ngành thủy sản và giao thông vận tải thủy. Mặt khác, hiện nay quá trình biến đổi khí hậu, đặc biệt là sự dâng cao mực nước biển và bão ngày càng diễn ra phức tạp có nguy cơ thúc đẩy quá trình xói lở - bồi tụ tại các khu vực ven biển nói chung và khu vực cửa Tam Quan nói riêng. 2 Như vậy, có thể thấy rằng, trong bối cảnh hiện nay, cửa Tam Quan đang chịu tác động nghiêm trọng của tai biến bồi tụ - xói lở, gây ảnh hưởng tới đời sống của người dân trong khu vực đòi hỏi các nhà khoa học cũng như chính quyền địa phương cần có sự nghiên cứu và đưa ra giải pháp thích hợp nhằm khắc phục và thích ứng với hiện tượng trên. Với những lý do nêu trên, học viên đã thực hiện luận văn với tiêu đề “Nghiên cứu, đánh giá tai biến bồi tụ - xói lở khu vực cửa Tam Quan, tỉnh Bình Định trong bối cảnh biến đổi khí hậu và đề xuất giải pháp thích ứng”. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu của luận văn tập trung vào 3 vấn đề chính như sau: -Nguyên nhân chính gây ra bồi tụ – xói lở khu vực cửa Tam Quan, tỉnh Bình Định -Tác động của yếu tố biến đổi khí hậu (dâng cao mực nước biển và bão) tới bồi tụ - xói lở khu vực nghiên cứu -Đưa ra giải pháp thích ứng với tai biến bồi tụ - xói lở khu vực nghiên cứu trong bối cảnh BĐKH Nhiệm vụ nghiên cứu - Thu thập, tổng hợp và phân tích các tài liệu, số liệu liên quan tới việc nghiên cứu; đánh giá hiện trạng và nguyên nhân tai biến bồi tụ xói lở khu vực cửa Tam Quan và phụ cận; phân tích ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng tới quá trình bồi tụ, xói lở khu vực nghiên cứu. - Đề xuất các giải pháp thích ứng cho khu vực nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu 1. Phương pháp thu thập, kế thừa và tổng hợp đánh giá: các kết quả tính toán, nghiên cứu, thiết kế đã được thực hiện liên quan tới khu vực nghiên cứu. 2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: tiến hành đi thực địa để trực tiếp điều tra, khảo sát. 3. Phương pháp viễn thám GIS: So sánh, đánh giá sự biến động đường bờ biển khu vực nghiên cứu theo thời gian và không gian, trực quan hình ảnh khu vực nghiên cứu. 3 4. Phương pháp mô hình toán: Tính toán khối lượng bồi tụ - xói lở trong khu vực. Cơ sở tài liệu để thực hiện luận văn - Báo cáo các đề tài, dự án, các số liệu phân tích, bản đồ, các công trình khoa học liên quan đến đề tài luận văn. - Kết quả điều tra, khảo sát thực địa, phỏng vấn, tham vấn cộng đồng. - Đặc biệt, đề tài được sự hỗ trợ của Nhiệm vụ Khoa học và Công nghệ cấp thiết mới phát sinh ở địa phương “Nghiên cứu các giải pháp khoa học công nghệ để khắc phục hiện tượng bồi lấp cửa ra vào khu neo trú bão của tàu thuyền – áp dụng cho cửa Tam Quan, Bình Định” do PGS. TS. Đỗ Minh Đức làm chủ nhiệm. 4 Chương 1 – TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.1. Đới ven biển và tai biến bồi tụ - xói lở Ranh giới của khu vực ven biển được định xác định là đới chuyển tiếp giữa đất liền và biển, có độ rộng phụ thuộc vào quy mô và cường độ của sự tương tác giữa lục địa và đại dương. Ranh giới của đới ven biển (ĐVB) rất khó xác định một cách rõ ràng vì phụ thuộc vào bản chất của các quá trình tương tác tự nhiên không ổn định và thường xuyên thay đổi, phụ thuộc vào chế độ thuỷ triều, mùa, khí hậu, thiên tai (bão biển, các trận lũ lụt, sạt lở v.v.), chính sách của chính phủ, quan điểm của từng nước, từng chương trình quản lý ĐVB. Cho đến nay, vẫn chưa có một quy chuẩn chung xác định ranh giới của ĐVB. Căn cứ vào quá trình thủy thạch động lực diễn ra trong địa hệ, mức độ tác động của sóng biển, phân chia đới ven biển thành các cấu trúc nhỏ hơn (hình 1.1). Hình 1. 1. Cấu trúc chung của đới ven biển [2] Đới ven bờ là dải đất hẹp kéo dài ven biển được đặc trưng bởi sự thay đổi đột ngột của địa hình bởi các cồn cát, đụn cát ven biển, được giới hạn bởi ranh giới của đới ven bờ và ngấn sóng vỗ cao nhất. Về mặt động lực, đới ven bờ ít chịu động tác động trực tiếp của gió, ngoại trừ khi có bão hoặc áp thấp nhiệt đới lớn. [...]... khong 20 km2 vi trung tõm l ca Tam Quan, kộo di v 2 phớa Bc, Nam mi chiu khong 5 km, sõu v phớa t lin 2 km Phn bin, c tớnh ra ti sõu -20m nc ng vi chiu di theo ng b bin ca khu vc nghiờn cu Trong ú, lun vn tp trung phõn tớch chớnh trung tõm ca Tam Quan v b phớa Nam ca Ca Tam Quan l ca sụng chớnh - l ca ra vo chớnh ca khỏ nhiu tu thuyn ỏnh bt cỏ trong khu vc, phớa trong l khu neo u, trỏnh, trỳ bóo ca... cng nh ca khu vc lõn cn Khu neo u tu thuyn trỏnh trỳ bóo cho tu cỏ Tam Quan - Bỡnh nh c xõy dng ti on ca sụng Tam Quan t cu Thin Chỏnh n sỏt n biờn phũng Tam Quan thuc xó Tam Quan Bc - huyn Hoi Nhn - tnh Bỡnh nh cú v trớ a lý (1090354 kinh ụng n 1090354 kinh ụng v 143436 v Bc n 143436 v Bc) 29 2 km -20 m 5 km Hỡnh 2 1 Khu vc nghiờn cu ca Tam Quan, tnh Bỡnh nh (Ngun: Google map, 2014) Vng Tam Quan cú... Kiờn Giang trong khong t 62 n 82cm; thp nht khu vc t Múng Cỏi n Hũn Du trong khong t 49 n 64cm Trung bỡnh ton Vit Nam, nc bin dõng trong khong t 57 n 73cm -Theo kch bn phỏt thi cao (A1FI): Vo gia th k 21, trung bỡnh trờn ton Vit Nam, nc bin dõng trong khong t 26 n 29cm n cui th k 21, nc bin dõng cao nht khu vc t C Mau n Kiờn Giang trong khong t 85 n 105cm; thp nht khu vc t Múng Cỏi n Hũn Du trong khong... t 40.000 km2 Cú cỏc cng cỏ Nhn Chõu, Quy Nhn, Tam Quan, Gi v khu trỳ u tu thuyn Tam Quan Khu vc nghiờn cu thuc xó Tam Quan Bc Xó Tam Quan Bc cú ranh gii hnh chớnh l phớa Bc giỏp huyn c Ph (tnh Qung Ngói), phớa Nam giỏp xó Tam Quan Nam, xó Hoi Ho (tnh Bỡnh nh), phớa Tõy giỏp xó Hoi Phỳ, xó Hoi Chõu, xó Hoi Chõu Bc (tnh Bỡnh nh), v phớa ụng giỏp bin ụng Khu vc nghiờn cu bao gm 2 phn chớnh Th nht, phn... s d liu thng nht v s dng chỳng d dng Trong quỏ trỡnh thc hin lun vn, hc viờn ó s dng cụng c GIS rt nhiu trong quỏ trỡnh phõn tớch bin ng ng b nhm phõn tớch c im bi t - xúi l khu vc nghiờn cu 28 Chng 2 CC YU T NH HNG TI QU TRèNH BI T - XểI L KHU VC CA TAM QUAN 2.1 IU KIN T NHIấN 2.1.1 V trớ a lý Bỡnh nh l mt trong nm tnh, thnh ph khu vc duyờn hi Nam Trung b, nm trong vựng kinh t trng im min Trung... dõng trong khong t 18 n 25cm n cui th k 21, nc 22 bin dõng cao nht khu vc t C Mau n Kiờn Giang trong khong t 54 n 72cm; thp nht khu vc t Múng Cỏi n Hũn Du trong khong t 42 n 57cm Trung bỡnh ton Vit Nam, nc bin dõng trong khong t 49 n 64cm -Theo kch bn phỏt thi trung bỡnh (B2): Vo gia th k 21, trung bỡnh trờn ton Vit Nam, nc bin dõng trong khong t 24 n 27cm n cui th k 21, nc bin dõng cao nht khu vc... Xu th chung ca nhit l tng trờn hu ht cỏc khu vc, tuy nhiờn, cú nhng khu vc nh thuc vựng ven bin Trung B v Nam B nh Tha Thiờn Hu, Qung Ngói, Tin Giang cú xu hng gim ca nhit ỏng lu ý l nhng ni ny, lng ma tng trong c hai mựa: Mựa khụ v mựa ma Mc thay i nhit cc i trờn ton Vit Nam nhỡn chung dao ng trong khong t -30C n 30C Mc thay i nhit cc tiu ch yu dao ng trong khong -50C n 50C Xu th chung ca nhit... gian khỏc nhau, nhm xỏc nh v trớ b bin trong quỏ kh v s bin i a hỡnh theo khụng gian v thi gian Phng phỏp vin thỏm v GIS l phng phỏp hu ớch trong nghiờn cu, ỏnh giỏ hin trng v d bỏo bin ng mụi trng, trong ú rt cú ý ngha i vi nghiờn cu xúi l - bi t i ven bin Cỏc th h nh v tinh, nh mỏy bay c chp v cỏc h thng bn o v trong cỏc thi gian khỏc nhau l c s quan trng trong cụng tỏc nghiờn cu c trng ca GIS cú... tng súng, thy triu, s thay i mc nc Cỏc quỏ trỡnh vn chuyn trm tớch, thy thch ng lc hay s phõn b trm tớch cng nh hng ti vn ny õy l c s cho hin tng bi t - xúi l khu vc ca sụng, ven bin i vi vic nghiờn cu, ỏnh giỏ tai bin bi t - xúi l khu vc ca Tam Quan, Bỡnh nh, hc viờn ó da vo c s lý lun v phõn b trm tớch v xu th vn chuyn trm tớch lm c s chớnh thc hin nghiờn cu: -Xu th lng ng ca vt liu trm tớch c tuõn... bin trờn th gii Nghiờn cu bin i a hỡnh khu vc ca sụng núi chung, bi t - xúi l núi riờng t lõu ó thu hỳt c rt nhiu s quan tõm nghiờn cu trờn th gii Liờn quan n vn nghiờn cu, cỏc nghiờn cu cú liờn quan tp trung vo mt s vn nh sau: 6 Quy lut tin húa t nhiờn a hỡnh-a mo khu vc ca sụng Theo quan im ca TS Trnh Vit An, khu vc ven bin v ca sụng gi vai trũ quan trng trong phỏt trin kinh t xó hi, cho nờn vic . biến bồi tụ - xói lở khu vực cửa Tam Quan, tỉnh Bình Định trong bối cảnh biến đổi khí hậu và đề xuất giải pháp thích ứng . Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu của luận văn tập trung vào. TỚI BỒI TỤ - XÓI LỞ KHU VỰC CỬA TAM QUAN 70 3.4. TÁC ĐỘNG CỦA BÃO TỚI BỒI TỤ - XÓI LỞ KHU VỰC CỬA TAM QUAN. 75 Chương 4 – ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG 79 4.1. KHẢ NĂNG VÀ GIẢI PHÁP THÍCH. hưởng tới vấn đề này. Đây là cơ sở cho hiện tượng bồi tụ - xói lở khu vực cửa sông, ven biển. Đối với việc nghiên cứu, đánh giá tai biến bồi tụ - xói lở khu vực cửa Tam Quan, Bình Định, học viên