Nghiên cứu quy luật tiến hóa, vùng cửa sông Hồng, trên cơ sở, phân tích ảnh viễn thám, và tài liệu địa chất
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN Nghiên cứu quy luật tiến hóa vùng cửa sơng Hồng sở phân tích ảnh viễn thám tài liệu địa chất SINH VIÊN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Tạ Thị Thanh Nga (NT) Trương Thị Hồng Nhung Lê Thành Tuyên Đinh Văn Trường Vũ Ngọc Tuyên TS Hoàng Văn LongGV Đào Văn Nghiêm ` HÀ NỘI – 20132014 [1] BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN Nghiên cứu quy luật tiến hóa vùng cửa sơng Hồng sở phân tích ảnh viễn thám tài liệu địa chất TRƯỜNG ĐH MỎ-ĐỊA CHẤT NHÓM TRƯỞNG Tạ Thị Thanh Nga HÀ NỘI – 20132014 [2] MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Sông Hồng sông lớn đồng Bắc Bộ Con sông chảy qua hầu hết tỉnh đồng Bắc Bộ Là nguồn cung cấp nước vật liệu trầm tích, tạo mơ hình sinh thái ven sơng Vì nên sơng Hồng có ý nghĩa lớn việc xây dựng phát triển dân cư đồng Bắc Bộ nói chung Sơng Hồng có từ nghìn năm nay, trải qua nhiều biến đối vận động kiến tạo tác động hoạt động nhân sinh đắp đập xây hồ làm thủy điện Các hoạt động tác động trực tiếp đến sông Hồng phần nguyên nhân gây nên biến đổi cửa sơng Hồng Dẫn tới việc tích tụ xói lở bờ sông thay đổi cửa sông dịch chuyển cửa sông Đối với tỉnh Nam Định tỉnh ven biển có đường bờ biển dài 72km Khu vực tỉnh Nam Định chủ yếu phát triển nghành nông, ngư nghiệp trồng lúa, nuôi ngao, tôm, cá Khu vực nơi có cửa Ba Lat, cửa sơng Hồng đổ biển Có đầm phá hình thành tích tụ vật liệu trầm tích cung cấp từ sơng Hồng Vườn quốc gia Xuân Thủy phần đầm phá bồi tụ lên từ vật liệu sông Hồng Tuy nhiên việc bồi tụ tạo nên đầm phá sơng có ảnh hưởng tới quy hoạch phát triển kinh tế vùng Nam Định cần phải nghiên cứu thêm Từ trước đến có nhiều cơng trình nghiên cứu xói lở bồi tụ cửa Ba Lạt ven biển Nam Định Nhưng chưa có đề tài nói rõ tính quy luật nguyên nhân gây bồi tụ xói lở mag tính quy luật Hầu hết cơng trình nghiên cứu trước dù có sử dụng phần mềm viễn thám GIS xơ xài Ngồi cơng trình nghiên cứu trước đưa kết vùng bồi tụ, xói lở Chưa có đề tài đưa ý kiến ảnh hưởng từ đưa định hướng phát triển kinh tế vùng Chính nên chúng em chọn đề tài “Nghiên cứu tiến hóa vùng cửa sơng Hồng [3] cở phân tích ảnh viễn thám tài liệu địa chất” để làm đề tài nghiên cứu khoa học Mục tiêu Đề tài có hai mục tiêu sau: - Diễn biến quy luật biến đổi hình thái bãi bồi vùng cửa sơng Ba Lạt tình trạng xói lở - bồi tụ đường bờ biển hai huyện Giao Thủy, Hải Hậu - Đánh giá nhân tố tác động tới quy luật biến đổi hình thái cửa sông đường bở Nội dung – nhiệm vụ đề tài Nội dung nghiên cứu: + Đánh giá điều kiện kinh tế xã hội tự nhiên vùng Nam Định ven sông gần khu vực cửa sông + Ứng dụng viễn thám: Sử dụng ảnh vệ tinh để kết hợp giải đốn hình ảnh xem xét biến động thay đổi đường bờ biển dịch chuyển dòng dòng sơng, cửa sơng Xem xét tới bồi tụ xói lở tạo nên bãi bồi đầm hồ + Phân tích biến đổi cửa Sông, nhân tố ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp tới hoạt động biến đổi khu vực Quất Lâm – Hải lý TP.Nam Định, tỉnh Nam Định + Đề xuất giải pháp nghiên cứu ổn định, quy hoạch phát triển cho vùng Nhiệm vụ đề tài: + Khảo sát thực địa + Xem xét tổng quan biến đổi sông Hồng lịch sử + Xác định nhân tố ảnh hưởng đến biến động + Làm rõ trạng biến đổi cửa sơng dịch chuyển dòng bồi tụ vật liệu trầm tích cửa Ba Lạt + Đề xuất giải pháp hạn chế khắc phục, quy hoạch phát triển phù hợp Phương pháp nghiên cứu [4] a Phương pháp khảo sát nghiên cứu thực địa Là phương pháp truyền thống thực công tác điều tra tượng tai biến tự nhiên, phương pháp giúp ta có nhìn tổng quan khu vực nghiên cứu, trạng xói lở - bồi tụ khu vực cửa sơng ven biển Đồng thời thu thập số liệu, tài liệu thực tế phục vụ cho cơng tác phòng; xác định hình thái địa mạo ven biển Các số liệu kết thu từ phương pháp sở cho việc xác định trạng nguyên nhân gây xói lở - bồi tụ b Phương pháp nghiên cứu địa mạo Phương pháp cho phép phân tích định lượng địa hình, bề mặt địa hình khu vực nghiên cứu bao gồm: nghiên cứu đặc điểm hình thái biểu chúng ảnh viễn thám đồ địa hình, nghiên cứu hình thái địa hình, độ cao tuyệt đối, độ cao tương đối, độ dốc,…Từ nhận diện roi cát, vùng xói lở - bồi tụ để đưa nguyên dân, quy luật tiến hóa vùng cửa sơng c .Phương pháp viễn thám GIS Phương pháp viễn thám GIS phương pháp hữu ích nghiên cứu, đánh giá trạng dự báo biến động môi trường, có ý nghĩa nghiên cứu xói lở - bồi tụ đới ven biển Các hệ ảnh vệ tinh, ảnh máy bay chụp hệ thống đồ đo vẽ thời gian khác sở quan trọng công tác nghiên cứu Để nhận biết biến động đường bờ ta đối chiếu ảnh đồ tỷ lệ có thời điểm đo vẽ chụp khác Do đó, bờ dịch chuyển phía lục địa bờ bị xói, bồi bờ dịch chuyển phía biển Phương pháp chủ đạo xử dụng cáo giải đoán mắt máy tính với trợ giúp liệu liên quan đến đường bờ : địa hình, thủy văn, … lưu trữ sở liệu thị đồng thời với ảnh vệ tinh Để có tranh tổng quát trạng xói lở - bồi tụ bờ biển cửa Ba Lạt, sử dụng ảnh vệ tinh năm 1975,1989,2001,2003,2005 2013 để nắm bắt biến động khu vực ven bờ biển cửa sông Từ kết giải đoán ảnh vệ tinh tiến [5] hành truy nhập thông tin vào phần mềm Mapinfo để thành lập sơ đồ biến động đường bờ tính tốn số liệu bồi tụ xói lở qua giai đoạn Phần mềm EnVi 4.7 EnVi thiết kế dựa ngơn ngữ lập trình IDL (Interactive Data Language) ngơn ngữ lập trình có cấu trúc cung cấp khả thích hợp xử lý ảnh khả thị với giao diện đồ họa dễ sử dụng điểm mạnh EnVi : – khả kết hợp cách tiếp cận theo fule ảnh (file – based ) theo kênh ( bandbased); – khả xử lý phân tích đa kênh/ đa liệu; – khẳ mở rộng đưa thêm modul phân tích xử lý phân tích ảnh với kích cỡ định dạng ảnh khác nhau; – hồn thiện nhều cơng cụ phân tích phổ với thuật tốn hồn chỉnh khả tích hợp với GIS Sau quy trình xử lý ảnh viễn thám: B B B Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Ý nghĩa khoa học: Hiện phương pháp truyền thống gặp nhiều khó khăn việc nghiên cứu biến động đường bờ Bởi lẽ phương pháp nghiên cứu đường bờ tại, khó đưa quy luật chúng khoảng thời gian định Việc sử dụng công nghệ viễn thám GIS mang lại hiệu lớn Nó liên kết thơng tin khu vực nghiên cứu nhiều năm, giúp nhà địa chất rút ngắn thời gian nghiên cứu đánh giá thay đổi đường bờ khoảng thời gian dài cách nhanh chóng - Ý nghĩa thực tiễn: Từ kết nghiên cứu đề tài có ý nghĩa quan trọng việc định hướng, quy hoạch việc phát triển kinh tế vùng Nam Định [6] nói riêng tỉnh ven biển nói chung Đồng thời đưa biện pháp phòng chống giảm thiểu tai biến xói lở góp phần đảm bảo phát triển bền vững kinh tế vùng Đề tài thực hoàn thành tài trợ Trường Đại học Mỏ-Địa chất có hướng dẫn TS Hoàng Văn Long Tập thể tác giả xin chân thành cảm ơn đơn vị trợ Trường Đại học Mỏ - Địa chất, thầy giáo hướng dẫn bạn bè, đồng nghiệp cung cấp tài liệu tư vấn kỹ thuật để tập thể tác giả hoàn thành báo cáo [7] CHƯƠNG I : -TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU I.1 Khái quát điều kiện tự nhên, kinh tế - nhân văn I.1.1 Vị trí địa lí, đặc điểm địa hình Khu vực nghiên cứu thuộc hai huyện Giao Thủy Hải Hậu, dọc bờ biển từ cửa Ba Lạt đến xã Hải Lý (Hình I.1) Nằm phía Đơng Nam tỉnh Nam Định thuộc đồng sơng Hồng, phía Bắc huyện Tiền Hải( Thái Bình), phía Tây giáp huyện Trực Ninh Xn Trường, phía Đơng phía Nam giáp Biển Đơng, tọa độ từ 20 o13’03’’ vĩ độ bắc 106o28’46’’ kinh độ đông ( Bến cá Giao hải) đến 20o06’23’’ vĩ độ bắc 106o17’32’’ kinh độ đơng ( xã Hải Lý) Hình I.1.: Vị trí khu vực nghiên cứu Địa hình khu vực nghiên cứu chủ yếu địa hình đồng ven biển tương đối thấp, độ cao dao động từ 0,0 đến 1,5 m, số nơi cao 2,0-3,0 m đỉnh cồn cát cổ ven biển Địa hình nhân tạo bao gồm hệ thống đê biển I.1.2 Điều kiện khí hậu [8] Cũng tỉnh vùng đồng Bắc Bộ, Nam Định chịu tác động hai hệ thống gió mùa Đơng Bắc gió mùa Tây Nam.Nhiệt độ trung bình năm từ 23 – 24oC, tháng lạnh tháng 12, 1, nhiệt độ trung bình từ 16 – 17 oC; tháng nóng nhất, nhiệt độ khoảng 29oC Mùa đơng thịnh hành hướng gió bắc đơng bắc, mùa hè chủ yếu gió nam đơng nam.Thời gian chuyển mùa, gió đơng hướng gió Khi xuất nhiễu động thời tiết đặc biệt giông, lốc, bão,… tốc độ gió lên tới 40-45 m/s Lượng mưa trung bình năm từ 1.750 – 1.800 mm, chia làm mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng đến tháng 10, mùa mưa từ tháng 11 đến tháng năm sau Tỉnh Nam Định thuộc vịnh Bắc Bộ hàng năm chịu ảnh hưởng bão nhiệt đới hay áp suất thấp Mỗi năm trung bình có đến bão, chủ yếu từ tháng đến tháng 10 Năm 2005, Nam Định bị chịu thiệt hại bão lớn vòng 100 năm Nhiều khu vực tỉnh bị ngập lụt nhiều đoạn đê biển bị vỡ bão gây Thuỷ triều vùng biển Nam Định thuộc loại nhật triều, biên độ triều trung bình từ 1,6 – 1,7 m lớn 3,31 m nhỏ 0,11 m I.1.3 Chế độ hải văn Đặc điểm thủy văn sơng ngòi Là phận ven biển đơng nam châu thổ sơng Hồng, có khí hậu chí tuyến gió mùa ẩm, nguồn nước tỉnh Nam Định phong phú, biến đổi theo mùa chịu ảnh hưởng thủy triều Từ người đắp đê kiên cố để khai thác tự nhiên, giao lưu hai nguồn nước nguồn chỗ mưa cung cấp nguồn từ sông Hồng chi lưu bị xáo trộn Con người phải xử lý xáo trộn gây muốn sớm thâm canh đồng bãi bồi hàng năm bị ngập lụt, hệ thống kênh mương rải khắp đồng ruộng trạm bơm tưới, tiêu cống tưới tiêu dày đặc ven sơng, mà điển hình dọc sông Sắt sông Ninh Cơ Mật độ lưới sông tỉnh không đủ để tiêu dư thừa mùa mưa lũ, khiến cho rải rác khắp nơi có vùng úng ngập tạm thời, riêng ô trũng Vụ Bản – Ý Yên có thêm vùng ngập úng thường xuyên chưa tiêu thoát Tuy nhiên khai [9] thác hợp lý, phù hợp với điều kiện địa – sinh thái, vùng ngập úng có thuận lợi riêng, chưa thua hiệu kinh tế Trong tỉnh có khoảng 530,1km sơng ngòi, có 16 sơng ngòi dài 10km với tổng chiều dài 430,4km riêng bốn sông lớn (Hồng, Đáy, Nam Định, Ninh Cơ) dài 251km Như thế, mật độ đạt 0,33km/km2 Vì hệ thống kênh mương tỉnh phải bù vào, đặc biệt vùng giáp biển thêm nhu cầu rửa mặn Với địa hình bãi bỗi châu thổ, mà bồi đắp sơng chuyển dòng liên tục, hệ thống hồ móng ngựa – di tích khúc uốn cũ bị cắt qua bồi lấp phần, phải dầy đặc Nguồn nước ngầm tỉnh phong phú phân bố làm hai tầng Do lịch sử địa chất kiến tạo, có phân bố nước ngầm khác phần phía tây đứt gãy kiến tạo qua vùng núi Gôi sụt nông phần phía đơng sụt sâu Chế độ hải văn ven bờ Thủy triều Hoạt động thủy triều khu vực nghiên cứu mang đặc điểm chung vùng ven biển đồng Bắc bộ, trung bình thủy triều lên cao từ 1,6 – 1,7 m, cao 3,3 m, thấp 0,1 m Thủy triều gây tình trạng nhiễm mặn tăng mực nước sông gần bờ biển, đồng thời sông hệ thống kênh thủy lợi khu vực xa bờ biển Thủy triều ảnh hưởng đến dòng chảy sơng Hồng sơng Đáy, gây bồi đắp phù sa hai sơng Nhiều bãi bồi hình thành Cồn Lu, Cồn Ngạn (huyện Giao Thủy), hay Cồn Xanh Cồn Mờ (huyện Nghĩa Hưng) Dòng triều Ở vùng bãi triều ngập nước triều lên, cạn triều xuống, qua quan sát thấy diện tích bãi triều có dòng triều lớn thường xun có nước, nơi có thuyền nhỏ vào, lại dòng tạm thời Độ dài dòng triều khơng lớn, thay đổi từ - km Hướng chảy gần bắc nam lệch đơng bắc - tây nam Dòng sóng, gió.Dọc theo đới ven bờ khu vực đồng Bắc Bộ thường có dòng chảy hoạt động sóng, gió tạo Hướng chảy chung dòng chảy đông bắc - tây nam Tuy nhiên qua quan sát nhiều nhà nghiên cứu thấy dòng chảy đến gần cửa Đáy lại đổi hướng bắc- nam tác động dòng chảy sơng Đáy Yếu tố phần hạn chế tương tác vật liệu dòng sóng dòng sơng đưa đến [10] Hình III.6 Sơ đồ đường bờ khu vực cửa Ba Lạt năm 2001 - 2003 III.1.2.5 Giai đoạn 2003 – 2005 Giai đoạn 2003 – 2005 hoàn toàn trái ngược với giai đoạn 2001 – 2003 giai đoạn 1989 – 2001 giai đoạn chủ yếu tượng xói lở Kết hợp với ảnh viễn thám tài liệu nghiên cứu trước so sánh đường bờ biển vùng bãi bồi thuộc khu vực Cồn Lu, Bãi Trong, Giao An đường bờ biển Giao An – TT.Cồn Khu vực cửa Ba Lạt Phần bãi bồi cửa Ba Lạt chủ yếu tượng xói lở (Hình III.7) Phần diện tích tương đối lớn, khu vực Bãi Trong gần cửa sơng Ba Lạt phần diện tích 1,322,000 m2, khu vực Cồn Lu bị xói lở với diện tích gần 22,390,000 m khu vực bãi bồi có biến động lớn diện tích Các doi cát hướng Đông Nam khu vực Cồn Lu bị Cho thấy lượng trầm tích từ sông Hồng từ biển mang tới có thay đổi rõ rệt, lượng trầm tích giảm khu vực lại chịu ảnh hưởng mạnh mẽ cửa nguyên nhân gây xói lở sóng biển… [45] HìnhIII.7 Sơ đồ đương bờ biển khu vực cửa Ba Lạtnăm 2003 năm 2005 Tại khu vực đường bờ biển Giao An kéo dài khu vực cửa sơng Sò đường bờ biển biến động lớn so với đường bờ biển cũ năm 2003 Đường bờ biển khu vực bị xói lở mạnh mẽ với tốc độ TB 190 m/năm diện tích bị 2,500,000m Vật liệu trầm tích ven bờ bị nhân tố gây xói lở mang với tốc độ nhanh Khu vực đường bờ biển từ Giao An – TT.Cồn Từ cửa sông Sò đến khu vực TT.Hải Đơng khu vực thay đổi lớn diện tích đường bờ so vơi năm 2003 Một diện tích đất lớn khu vực đường bờ biển bị xói mòn tốc độ xói mòn TB 225,6 m/năm với tổng diện tích bị 5,239,000 m2 (Hình III.8) Giai đoạn từ năm 2003 – 2005 nguồn vật liệu vận chuyển cửa sông bị giảm gây xói lở nghiêm trọng, bãi bồi Cồn Lu, Bãi Trong cửa sông Ba Lạt, sông Sò (Hình III.9), đường bờ biển từ Giao An tới TT.Cồn bị xói lở mạnh với tốc độ lớn cho thấy cân phải có giải pháp kip thời [46] Hình 21.III.8 Sơ đồ đương bờ biển khu vực cửa từ Giao An – Sơng Sò năm 2003 năm 2005 [47] Hình III.910 Sơ đồ đương bờ biển khu vực Hải Hậu năm 2003 năm 2005 III.1.2.6 Giai đoạn 2005 – 2013 Theo kết nghiên cứu giai đoạn từ 2005 đến 2013 có thay đổi lớn khu vực sông Ba Lạt Theo tài liệu thực tế so sánh ảnh viễn thám năm 2005 với năm 2013 số vị trí cửa sơng Ba Lạt nơi vật liệu trầm tích vận chuyển có bồi tụ với diện tích khoảng 2.686.400 m vật liệu trầm tích di chuyển theo hướng dòng chảy chúng bồi tụ hai bên ven bờ cửa sông Ba Lạt (Hình III.10) Đối với khu bãi bồi đối diện bến cá Giao Hải theo quan sát ảnh xử lý thấy bồi tụ lớn khu vực này.Ở năm 2005 khu vực doi cát nhỏ với diện tích không lớn Xong năm vùng bồi tụ lên diện tích lớn với 20.237.000 m2 Trong năm với lượng vật liệu trầm tích bồi tụ liên tục nhiều Ở khu vực xã Giao Thiện (Cồn Lu) có số doi cát hình thành bờ biển chúng kéo dài theo hướng Tây Bắc Hình 23III.10: Sơ đồ vùng cửa Ba Lạt năm 2005 -– 2013 a. _ Đường bờ năm 2013.b. _Đường bờ năm 2005 [48] Khu vực khu vực đường bờ biển từ Giao Hải tới Quất Lâm Từ năm 2005 – 2013 khu vực khơng có biến động lớn đường bờ biển đường bờ biển gần song song với đường bờ biển 2005 (Hình III.11) Nếu có biến động bồi tụ vật liệu trầm tích với tốc độ khơng lớn năm khoảng m/năm đến m/năm bồi tụ không đồng có chỗ xảy có chỗ lại không thay đổi khu vực biển Giao Thủy không thay đổi Khu vực từ TT.Quất Lâm đến TT.Cồn có biến đổi tương đối rõ rệt (Hình III.12) Tại khu vực xã Hải Đơng có quan sát phá hủy biến vào thời kỳ trước Nhưng lại thấy bồi tụ mãnh mẽ xảy Tại khu vực quan sát bồi tụ vật liệu trầm tích lấp đầy cống Thanh Niên năm khu vực đê biển Đường bờ biển khu vực liên tục lấn biển với tốc độ trung bình m/năm Nhưng nằm cách khơng xa phía TT.Cồn xói lở lại diễn mạnh mẽ với diện tích bị xói lở khoảng 135,000 m2 với vận tốc trung bình năm 10 m/năm Tiếp tục đoạn xã Hải Lý tới TT.Cồn đường bờ biện lại tiếp tục bồi tụ lấn biển với tốc độ 5,41 m/năm với tổng diện tích 80.360m2 [49] Hình 24III.11: Sơ đồ đường bờ biển từ Giao Hải – TT.Quất Lâm năm 2005 – 2013 a. _ Đường bờ năm 2013.b. _Đường bờ năm 2005 So sánh đường bờ biển từ năm 2005 đến năm 2013 với tài liệu thực tế giai đoạn đường bờ biển bãi bồi khu vực Cồn Lu, Bãi Trong, khu vực biển Giao An, xã Hải Đông bồi tụ mạnh mẽ nhờ vật liệu trầm tích Sự xói lở xuất giai đoạn không đáng kể không mạnh mẽ giai đoạn 2003 – 2005, 1989 – 2001 Vật liệu trầm tích đưa mạnh mẽ có phân vượt tốc độ xói lở đường bờ tác dụng sóng, bão hoạt động nhân sinh Nên tốc độ bồi tụ giai đoạn trở nên mạnh mẽ Các doi cát ngày hình thành nhiều, vận tốc lấn biển trung bình năm xã ngày tăng [50] Hình 13III.12.: Sơ đồ đường bờ từ TT.Quất Lâm – TT.Cồn năm 2005 – 2013 a. _Đường bờ năm 2013.b. _Đường bờ năm 2005 2III.2 Những nhận định nguyên nhân gây tai biến xói lở - bồi tụ đường bờ biển khu vực cửa sơng Ba Lạt Từ kết phân tích, giải đốn ảnh kết hợp với số liệu thống kê phần cho thấy nguyên nhân gây biến động đường bờ biển khu vực cửa sông Hồng tổng hòa nhân tố tác động liên quan đến tiến hóa vùng ven biển Nam Định III.2.1 Nguyên nhân nội sinh (Các trình địachất) Trên sở phân tích đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000 q trình khảo sát thực địa khơng quan sát thấy dấu hiệu đứt gãy thực thụ Một số đứt gãy dự kiến thể đồ địa chất vng góc với đường bờ (Hình III.13) Tuy nhiên lại khơng [51] trùng với điểm xói lở Liên quan đến hoạt động tân kiến tạo chuyển động đại hoạt động nâng hạ, tách giãn, trượt dẫn đến xói lở bồi tụ bờ biển Qua việc phân tích đồ địa chất tỉnh Nam Định, khu vực nằm đới sụt lún đồng sông Hồng Các đứt gãy cắt qua khu vực nghiên cứu thường đứt gãy dự đốn gần vng góc với đường bờ tác động đến cấu trúc, hình thái đường bờ biển.Từcác phân tích suy đoán nhân tố nội sinh liên quan đến yếu tố kiến tạo không tác động nhiều tới biến động đường bờ Hình III.13 Mối quan hệ yếu tố kiến tạo với vị trí xói lở bờ biển khơng thể rõ ràng đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000 Thành phần thạch học vật liệu nằm bờ biển hay bãi bồi nguyên nhân gây xói lở- bồi tụ Nguồn vật liệu trầm tích Holocen đa dạng thành phần nguồn gốc phân bố rộng rãi khu vực bao gồm cát, sét, bùn… Các vật liệu có tính chất bở rời dễ dàng bị sóng mang xa gây xói lở mang vào bờ Những đoạn bờ cấu tạo bờ cát cao, độ dốc trung bình mức độ bị phá hủy đường bờ thấp đoạn bờ cấu tạo trầm tích bở rời, độ cao [52] thấp, độ dốc thấp Tại bãi bồi, vật liệu bùn, cát có độ gắn kết yếu chịu tác động sóng gây xói lở nghiêm trọng bồi tụ cách nhanh chóng Đây nguyên nhân liên quan đến tiến hóa đường bờ khu vực cửa sơng qua thời kỳ III.2.2 Nguyên nhân ngoại sinh Gây tác động đến tai biến xói lở - bồi tụ bao gồm tác động sóng, dòng vật liệu, gió, bão, dao động mực nước biển Trong sóng loại dòng chảy sinh đóng vai trò chủ đạo trực tiếp q trình hình thành làm thay đổi địa hình bờ biển Sóng Khi lượng sóng tăng nhanh tốc độ sóng tác động vào bờ lớn gây phá hủy cơng trình đường bờ, gây xói lở làm thay đổi hình thái cấu trúc đường bờ Năng lượng sóng truyền qua dòng chảy mang vật liệu lại bồi tụ vị trí khác Dòng chảy Dòng chảy sóng vỗ bờ đóng vai trò trình tuyển chọn vật liệu vận chuyển bồi tích ven bờ Dòng chảy sóng vùng khơng giống tốc độ sóng khác Tại vị trí q trình bồi tụ vật liệu đóng vai trò chủ đạo vị trí khác tác động xói lở diễn cách nghiêm trọng Dòng vật liệu từ cửa sơng đóng vai trò cung cấp lượng lớn bùn cát bồi đắp bãi bồi Lượng bùn cát cung cấp phụ thuộc nhiều từ cơng trình thủy điện từ phía thượng nguồn Dòng bùn cát ven biển vận chuyển chủ yếu sóng Từ ảnh vệ tinh kết hợp với số liệu thống kê cho thấy chiều hướng dịch chuyển bùn cát ven bờ hường Nam Vào mùa đơng, dòng chảy sóng có hướng đơng bắc – tây nam vào mùa hè ngược lại Chính điều định hình hình thành bãi bồi, roi cát cửa Ba Lạt Gió [53] Gió mang vật liệu từ đất liền biển gây xói lở - bồi tụ gián tiếp cách tạo sóng, dòng chảy Gió giơng, bão bốc khối lượng lớn cát ven biển, xuất biến roi cát cửa sông có bão nguyên nhân Sự dâng lên mực nước biển Theo nghiên cứu mực nước đại dương giới, gần thập kỷ mực nước biển có xu hướng tăng lên với mức độ qui mô khác biến đổi khí hậu tồn cầu Điều nói lên q trình biển tiến phát triển, diện tích đất liền bị thu hẹp lại, mức độ xói lở đường bờ tăng lên Quá trình dâng lên mực nước biển thúc đẩy trình phá hủy bờ gây nhiễm mặn đồng ven biển Cửa sơng chìm sâu nước biển, hậu làm cho hệ sinh thái ven biển bị pha hủy; công trình ven biển, đập ni tơm, khu du lịch bị tàn phá; diện tích đất canh tác bị thu hẹp Ảnh hưởng bão áp thấp nhiệt đới Sự ảnh hưởng bão áp thấp nhiệt đới nguyên nhân gây tác động mạnh tới cửa sông đường bờ Hầu hết vùng chịu tác động bão lũ nhiều xảy biến động đường bờ biển vùng cửa sông Bão áp thấp nhiệt đới ngày mạnh lên tần suất xuất tăng Trong giai đoạn từ năm 1989 đến 2013 hầu hết bão đổ vào vùng duyên hải Nam Trung Bộ Nhưng vài năm trở lại tần suất bão ảnh hưởng tới vùng biển tỉnh phía Bắc ngày tăng đặc biệt xuất số bão lớn gây gió mưa to bão Hải Yến năm 2013 tàn phá làm xói lở phần lớn diện tích đường bờ tỉnh Nam Định, làm hư hỏng đê biển Điều chứng tỏ bão nguyên nhân quan trọng tới biến đổi vùng bờ biển cửa sông Ba Lạt tỉnh Nam Định III.2.3 Nguyên nhân nhân sinh Các hoạt động người góp phần ảnh hưởng tới q trình xói lở, bồi tụ Tuy gián tiếp tác động hậu lại to lớn, hoạt động khai thác rừng ngập mặn, ngăn dòng xây thủy điện tạo cân tốc độ bồi tụ xói lở khu vực cửa sơng đường bờ, làm giảm lượng vật liệu trầm tích đổ biển Các hoạt động khai thác cát nạo vét kênh rạch, đắp đập ni tơm làm giảm diện tích rừng ngậm mặn [54] tạo đê chắn sóng, gió có hiệu giảm bớt động lực tác động lên đường bờ Sự chi phối điều tiết nước từcác cơng trình thủy điện thượng nguồn làm giảm đáng kể lượng bùn cát vận chuyển hạ du bồi đắp cho cửa sông gây thiếu hụt lượng trầm tích cung cấp hàng năm cho khu vực dẫn đến tượng xói lở Trên nguyên nhân chung gây tượng xói lở - bồi tụ ven biển cửa sông, với đoạn bờ cụ thể có vị trí địa lý khác nhau, hình thái địa mạo khác nhau… chịu ảnh hưởng tác nhân trội khác nhau, tức có nguyên nhân khác III.2 Một số giải pháp khắc phục giảm thiểu xói lở Để giảm thiểu thiệt hại xảy xói lở-bồi tụ khu vực nhóm nghiên cứu xin đưa số giải pháp sau Các giải pháp chống xói lở, bảo vệ bờ biển chia làm hai nhóm: Nhóm giải pháp cơng trình (hay giải pháp cứng) nhóm giải pháp phi cơng trình (hay giải pháp mềm) Nói chung giải pháp chống sạt lở bờ biển cần phải có hai chức giảm lượng sóng, gió kiểm sốt dòng chảy ven bờ nhằm giảm thiểu vận chuyển bùn cát dọc theo bờ III.2.1 Giải pháp giảm thiểu xói lở Giải pháp cơng trình Giải pháp trồng rừng ngập mặn Chủ yếu sử dụng rừng chịu mặn, có tán cành rộng để cản sóng, tiêu hao lượng sóng, làm giảm chiều cao sóng; đồng thời cản dòng, làm giảm vận tốc dòng chảy, tạo bồi lắng; sử dụng rễ để cấu kết mặt bãi, dẫn đến tăng hiệu bảo vệ bờ chống sạt lở Giải pháp có ưu điểm sau: Có thể cải tạo mơi trường có lợi cho cân sinh thái; Có giá trị kinh tế, tạo chức tổng hợp; Đầu tư không lớn, hiệu nhanh Giải pháp nuôi bãi nhân tạo Thơng thường sử dụng vùng có nguồn cát rẻ tiền nằm khơng xa vùng xói lở, kết hợp với vùng lân cận có nhu cầu nạo vét Khi sử dụng giải pháp nuôi bãi nhân tạo [55] cần nghiên cứu phương chuyển động dòng cát dọc bờ, lượng bùn cát cần bổ sung đặc tính nó, cao trình, chiều rộng độ dốc ổn định mặt bãi Lượng bùn cát nuôi bãi ước tính từ lượng tải cát dọc bờ, cấp phối bùn cát chở đến độ dốc bãi biển để ước tính Cơng trình ngăn cát, giảm sóng Là giải pháp:hệ thống mỏ hàn ngăn cát di chuyển dọc bờ,đê chắn sóng ngồi bờ song song với bờ,cơng trình tổng hợp ngăn cát, giảm sóng Đó giải pháp ngăn cát, giảm sóng cơng trình có kết cấu ổn định, bố trí theo sơ đồ khác nhau, tuỳ theo điều kiện cụ thể mơi trường động lực Giải pháp phi cơng trình - Xây dựng trạm quan trắc khí tượng-thủy van văn khu vưc nghiên cứu nhằm theo dõi cung cấp nhanh chóng thơng tin diễn biến yếu tố khí tượng thủy văn Việc cung cấp đầy đủ xác thoongtin khí tượng thủy văn góp phần quan trọng cho cấp quản lí đưa định đạo đắn ứng cứu kịp thời vào vùng có nguy tai biến cao - Xây dựng sở liệu kiểm sốt xói lở địa bàn khu vực bao gồm đồ trạng, đồ dự báo cảnh báo khu vực thường xuyên bị xói lở - Trồng loại giữ đất chống cát bay cồn cát cửa sông ven biển - Tăng cường triển khai đề án trồng rừng phòng hộ đầu nguồn để giảm tốc độ tập trung nước lũ III.2.2 Giải pháp hạn chế bồi lấp cửa sông Để khu vực cửa sông không bị bồi lấp cần phải thực cơng trình như: kè hướng dòng, tập trung dòng chảy phía ngồi cửa sơng kè áp mái phía cửa sông [56] KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ kết nghiên cứu phân tích ảnh ta tông tổng kết sau: Các nhân tố tác động tới đường bờ biển cửa sông Ba Lạt bao gồm nhân tố tự nhiên (bão, sóng, thủy triều, gió…) nhân sinh (xây dựng đập hồ thủy điện, ngăn dòng, đắp đê, ni trồng ngao, tơm…) Hầu hết nguyên nhân chủ yếu gây biến đổi đường bờ cửa sông làm thay đổi địa hình địa mạo, hình thái chúng Theo tài liệu tổng hợp từ nghiên cứu trước q trình phân tích ảnh viễn thám từ năm 1975 – 2013 thấy thay đổi lớn qua giai đoạn Xói lở mạnh khu vực TT Quất lâm tốc độ khoảng 8m/năm, xói lở mạnh vào giai đoạn 2003 -2005 với tốc độ 225,6 m/năm Bồi tụ mạnh mẽ khu vực cửa Ba Lạt với tốc độ 90 -100 m/năm, giai đoạn bồi tụ mạnh vào giai đoạn 1989 -2001 vời diện tích bồi tụ 10 triệu m2 Từ đánh giá phân tích trạng tai biến xới lở - bồi tụ nguyên nhân gây nên tai biến vùng cửa sông Ba Lạt đường bờ, đề tài nghiên cứu sử dùng phương pháp phân tích xử lý ảnh viễn thám đồng thời đưa giải pháp phòng tránh tượng bồi tụ sạt lở Để kiểm sốt tượng tai biến địa chất vùng cửa sông Hồng giảm thiểu tác động tiêu cực gây cần phải có kết hợp hài hòa giải pháp kỹ thuật phi kỹ thuật cùn với các hoạt động tuyên truyền giáo dục cộng đồng dân cư ven biển để nâng cao ý thức bảo vệ thiên nhiên môi trường sống khu vực Kiến nghị Do đề tài thực thời gian ngắn, kiến thức chun mơn hạn chế nên mức độ khảo sát kết đưa chưa hồn thiện Để đửaa nhận định có tính định lượng xác hơn, thời gian tới cần triển khai đồng nghiên cứu, điều tra bổ sung hoạt động địa chất, phân tích địa hình địa mạovà nghiên cứu chế độ hải văn chi tiết Lời cảm ơn [57] Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên hoàn thành Ngoài ý nghĩa thực tế mà đề tài thu được, giúp tập thể sinh viên tham gia nghiên cứu đề tài có hội hồn thiện kiến thức chun mơn, kinh nghiệm thực tế biết cách xây dựng, triển khai đề tài nghiên cứu khoa học Đây kết quan trọng giúp tập thể tác giả hoàn thiện kỹ chun mơn trước tốt nghiệp sau trường tham gia vào công việc thực tế bên Tập thể tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Mỏ - Địa chất, Phòng Khoa học – Cơng Nghệ, Khoa Địa chất, Bộ môn Địa chất Biển, Thầy Đào Văn Nghiêm thầy cô, bạn bè tài trợ, giúp đỡ chun mơn để tập thể tác giả hồn thành cơng trình Bên cạnh đó, cơng trình nghiên cứu tài trợ kinh phí nguồn tài liệu từ đề tài KHCN cấp sở TS Hoàng Văn Long làm chủ nhiệm [58] TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Quang Sơn (2007), Diễn biến vùng cửa sông ven biển đồng sông Hồng năm đầu vận hành cơng trình thủy điện Hòa Bình, Tạp chí Các khoa học Trái Đất Tập 29, số 3, 267-276 Phạm Huy Tiến (2005), Dự báo tượng xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sơng giải pháp phòng tránh, Báo cáo Tổng kết đề tài NCKH cấp Nhà nước, Viện Khoa học công nghệ Việt Nam Quản Ngọc An nnk (1989), Nghiên cứu diễn biến động thái cửa Ba Lạt – sông Hồng kiến nghị kỹ thuật công tác quai đê lấn biển, Báo cáo đề tài cấp Nhà nước 06A_01_04, Viện nghiên cứu khoa học thủy lợi Vũ Thanh Ca, Nguyễn Quốc Trinh (2007), Nghiên cứu nguyên nhân xói lở bờ biển Nam Định, Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10, Viện khoa học khí tượng thủy văn môi trường Vũ Thị Thu Thủy (2012), Ứng dụng công nghệ viễn thám GIS nghiên cứu tai biến xói lở, bồi tụ đới ven bờ biển Hải Phòng, Luận văn Thạc sỹ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Hoàng Ngọc Kỳ nnk (1976), Bản đồ Địa chất Khoáng sản Việt Nam tỷ lệ 1:200.000, tờ Nam Định số F-48-XXXV, Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam xuất giữ quyền, Hà Nội, 1999 [59] ... chủ yếu địa hình đồng ven bi n tương đối thấp, độ cao dao động từ 0,0 đến 1,5 m, số nơi cao 2,0-3,0 m đỉnh cồn cát cổ ven bi n Địa hình nhân tạo bao gồm hệ thống đê bi n I.1.2 Điều kiện khí hậu... mặt địa hình khu vực nghiên cứu bao gồm: nghiên cứu đặc điểm hình thái bi u chúng ảnh viễn thám đồ địa hình, nghiên cứu hình thái địa hình, độ cao tuyệt đối, độ cao tương đối, độ dốc,…Từ nhận... bi n động mơi trường, có ý nghĩa nghiên cứu xói lở - bồi tụ đới ven bi n Các hệ ảnh vệ tinh, ảnh máy bay chụp hệ thống đồ đo vẽ thời gian khác sở quan trọng công tác nghiên cứu Để nhận bi t bi n