Áp dụng công nghệ viễn thám và GIS nghiên cứu biến động đường bờ khu vực tỉnh Bình Thuận

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - HỒNG LÊ LONG ÁP DỤNG CƠNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ KHU VỰC TỈNH BÌNH THUẬN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - HỒNG LÊ LONG ÁP DỤNG CƠNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ KHU VỰC TỈNH BÌNH THUẬN Chuyên ngành: Bản đồ viễn thám GIS Mã số: 8440211.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Hà Nội - 2019 LỜI CẢM ƠN Nguyễn Ngọc Thạch Với lòng biết ơn sâu sắc, xin chân thành cảm ơn PGS.TS.Nguyễn Ngọc Thạch trực tiếp, tận tình hƣớng dẫn tạo điều kiện để thực thành công luận văn Đồng thời, xin gửi lời cám ơn tới thầy cô môn Bản đồ, viễn thám GIS thầy cô khoa Địa lý trƣờng Đại học tự nhiên – Đại học quốc gia Hà Nội tận tình bảo giúp đỡ tơi q trình thực hồn thiện luận văn Do thời gian trình độ cịn nhiều hạn chế nên luận văn chắn không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đƣợc góp ý tích cực quý th ầy cô bạn để luận văn đƣợc hoàn thiện Xin chân thành cám ơn! Hà nội, tháng năm 2019 Hoàng Lê Long ii MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 10 Tính cấp thiết đề tài .10 Mục tiêu nghiên cứu 11 Nội dung nghiên cứu 11 Phạm vi nghiên cứu .12 Phƣơng pháp nghiên cứu 12 Cơ sở tài liệu 13 Cấu trúc luận văn: .14 CHƢƠNG - TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ 16 1.1 Tổng quan biến động đƣờng bờ 16 1.1.1 Một số khái niệm đường bờ .16 1.1.2 Cơ sở để xác định đường bờ biển 18 1.1.3 Biến động đường bờ Việt Nam 22 1.2 Các phƣơng pháp nghiên cƣ́u biến động đƣờng bờ 23 1.2.1 Phương pháp mơ hình Bruun .23 1.2.2 Phương pháp GIS 25 1.2.3 Phương pháp viễn thám .26 1.2.4 Phương pháp số mức độ tổn thương bờ biển .33 1.2.5 Phương pháp địa mạo 34 1.3 Ứng dụng công nghệ viễn thám hệ thống thông tin địa lý nghiên cứu biến động đƣờng bờ 35 1.3.1 Trên giới 35 1.3.2 Tại Việt Nam 38 1.4 Lựa chọn phƣơng pháp sử dụng công nghệ viễn thám hệ thống thông tin địa lý để đánh giá biến động đƣờng bờ 44 CHƢƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ VÀ NHỮNG TÁC ĐỘNG ĐẾN BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 46 2.1.Tổng quan khu vực nghiên cứu 46 2.1.1 Điều kiện tự nhiên 46 2.1.1.1 Vị trí địa lý 46 iii 2.1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa chất, địa mạo 47 2.1.1.3 Đặc điểm khí hậu 48 2.1.1.4 Đặc điểm thủy văn-hải văn 49 2.1.1.5 Tài nguyên khoáng sản 51 2.1.2 Đặc điểm kinh tế, văn hóa xã hội 52 2.1.3 Hiện trạng xây dựng, sử dụng công trình ven biển .54 2.2 Những tác động làm gia tăng biến động đƣờng bờ khu vực nghiên cứu 59 2.2.1 Tác động thủy triều .59 2.2.2 Ảnh hưởng biến đổi khí hậu 59 2.2.3 Tác động người 61 CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀO CÁC GIAI ĐOẠN 2003- 2010-2018 .63 3.1 Xử lý ảnh thành lập đồ biến động đƣờng bờ 63 3.1.1 Tiền xử lý ảnh 63 3.1.1.1 Nắn chỉnh hình học 63 3.2.1.2 Cắt ảnh tổ hợp màu tự nhiên 64 3.1.2 Phân loại ảnh .66 3.1.3 Vector hóa 68 3.1.4 Tính tốn biến động .69 3.1.5 Thành lập đồ biến động 71 3.2 Kết nghiên cứu 75 3.2.1 Tình hình biến động đường bờ TP Phan Thiết 75 3.2.2 Nguyên nhân chế bồi tụ - xói lở bờ biển 82 3.2.3 Giải pháp phòng chống sạt lở bờ biển TP Phan Thiết 86 3.2.4 Dự báo xu bồi tụ - xói lở bờ biển TP Phan Thiết 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu GIS Geographic Informations System – Hệ thống thông tin Địa lý MNDWI Modified Normalized Difference Wate Index NDVI Normalised Difference Vegetation Index NDWI Normalized Difference Water Index TP Thành phố TW Trung ƣơng TN&MT Tài nguyên môi trƣờng UBND Ủy ban nhân dân v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Trang 1.1 Mức thủy triều thời điểm thu ảnh 19 2.1 Thông báo Quốc gia biến đổi khí hậu Việt Nam (so với năm 1990) 59 2.2 Nguy nƣớc dâng bão mực nƣớc tổng cộng bão cho khu vực nghiên cứu 60 3.1 Sai số nắn ảnh hình học ảnh SPOT5 63 3.2 Bảng tổng hợp diện tích bồi tụ xói lở bở biển TP Phan Thiết 2003-2010 69 3.3 Bảng tổng hợp diện tích bồi tụ xói lở bở biển TP Phan Thiết 2010-2018 70 3.4 Bảng tổng hợp diện tích bồi tụ xói lở bở biển TP Phan Thiết 2003-2018 70 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Tên hình Trang 1.1 Sơ đồ biểu diễn thuật ngữ bờ biển 15 1.2 Ảnh chụp Rạch Gốc, xã Tân An, huyện Ngọc Hiển, Cà Mau cho thấy, sau 15 năm, bờ biển khu vực bị xói lở khoảng 1km (Vũ Văn Phái) 17 1.3 Số liệu thủy triều ngày 29/12/2003 từ phần mềm wxtide32 18 1.4 Số liệu thủy triều ngày 31/5/2010 từ phần mềm wxtide32 18 1.5 Số liệu thủy triều ngày 18/5/2018 từ phần mềm wxtide32 18 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 Độ dốc khoảng cách đƣờng mép nƣớc với vị trí tác động cao sóng thời điểm thu ảnh 2003 đoạn Hòn Rơm-Mũi Né Độ dốc khoảng cách đƣờng mép nƣớc với vị trí tác động cao sóng thời điểm thu ảnh 2003 đoạn Hàm Tiến Độ dốc khoảng cách đƣờng mép nƣớc với vị trí tác động cao sóng thời điểm thu ảnh 2003 đoạn Đồi Dƣơng Độ dốc khoảng cách đƣờng mép nƣớc với vị trí tác động cao sóng thời điểm thu ảnh 2003 đoạn Tiến Thành Đƣờng bờ lựa chọn theo năm (Từ trái qua phải: 2003,2010,2018) 19 20 20 20 21 1.11 Sơ đồ minh họa quy tắc Bruun 23 1.12 Sơ đồ phân tích biến động GIS 24 1.13 Sơ đồ phân tích DSAS cho đoạn bờ huyện Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng 25 1.14 Tổ hơ ̣p màu RGB=542 ảnh Landsat khu vực ven biển Cà Mau 26 1.15 Ảnh LANDSAT kênh (a), kênh (b) ảnh sau xƣ̉ lý ngƣỡng (c) khu vực hồ núi Cố c (04/11/2000) 28 1.16 Ví dụ số MNDWI khu vực nội thành Hà Nội 29 1.17 Dữ liệu viễn thám đa thời gian phục vụ nghiên cứu biến động 32 1.18 Ảnh vệ tinh Spot khu vực bờ sông Amazon (Nam Mỹ ) 36 1.19 Biến động đƣờng bờ giai đoa ̣n 1989 – 2001 nghiên cƣ́u của Alesheikh 36 vii 1.20 Ảnh vệ tinh đa thời gian khu vực cửa Tƣ Hiền, Thƣ̀a Thiên Huế 39 1.21 Biến động đƣờng bờ khu vực Hàm Tiến, Phan Thiết 40 1.22 Kết xác đinh ̣ biến động đƣờng bờ hồ Núi Cố c giai đoa ̣n 1993 – 2007 41 1.23 Biến động baĩ bồ i khu vực Cƣ̉a Đáy giai đoa ̣n 1966 – 2011 41 1.24 1.25 Quá trình xói lở, bồ i tụ khu vực Ngo ̣c Hiển tƣ̀ ảnh vệ tinh Landsat giai đoa ̣n 1995 – 2000, 2000 – 2005, 2005 – 2010 (tƣ̀ trái sang) Chiết tách thông tin đƣờng bờ khu vực Cƣ̉a Đa ̣i tƣ liệu ảnh Landsat đa thời gian 42 43 1.26 Sơ đồ bƣớc đánh giá biến động đƣờng bờ đƣợc sử dụng 44 2.1 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu 45 2.2 Đặc điểm địa mạo khu vực nghiên cứu (Nguyễn Ngọc Thạch) 47 2.3 Phân bố dịng chảy mặt mùa đơng ( tháng 12 /2015 ) đồ độ sâu vùng biển Bình Thuận 49 2.4 Phân bố bão Việt Nam ( Phan Văn Tân ) 50 2.5 Mỏ khai thác Titan Mũi Né –Bình Thuận 51 2.6 Tuyến đƣờng dọc bờ biển Phan Thiết 53 2.7 Đoạn kè khu vực bờ biển Hải Tiến 55 2.8 Đoạn kè biển Đồi Dƣơng 56 2.9 Khối bê tông TETRAPOD bảo vệ cửa sông, cửa cảng 57 3.1 Các bƣớc thành lập đồ biến động đƣờng bờ từ ảnh vệ tinh 62 3.2 Ảnh SPOT 2003 khu vực nghiên cứu 64 3.3 Ảnh SPOT 2010 khu vực nghiên cứu 64 3.4 Ảnh Sentinel-2 năm 2017 khu vực nghiên cứu 65 3.5 Ảnh SPOT 2003 khu vực nghiên cứu sau phân loại 66 3.6 Ảnh SPOT 2010 khu vực nghiên cứu sau phân loại 67 3.7 Ảnh Sentinel-2 2018 khu vực nghiên cứu sau phân loại 67 viii 3.8 Chồng xếp đƣờng bờ giai đoạn 68 3.9 So sánh đƣờng bờ năm 2010, 2018 xác định vùng biến động 69 3.10 Bản đồ biến động đƣờng bờ thành phố Phan Thiết 2003-2010 71 3.11 Bản đồ biến động đƣờng bờ thành phố Phan Thiết 2010-2018 72 3.12 Bản đồ biến động đƣờng bờ thành phố Phan Thiết 2003-2018 73 3.13 Biến động đƣờng bờ khu vực Hòn Rơm – Mũi Né 2003-2010-2018 75 3.14 Đoạn bờ khu vực Mũi Né 75 3.15 Biến động đƣờng bờ Hàm Tiến - Cảng Phan Thiết 2003-20102018 76 3.16 Bãi biển đoạn xói lở Hàm Tiến 77 3.17 Đoạn bờ bị xói lở bãi biển Đồi Dƣơng nhìn từ Google Earth 77 3.18 Đoạn xói lở bãi biển Đồi Dƣơng 77 3.19 Sự thay đổi khu vực cửa sông Phú Hài năm 2003-2018 78 3.20 Cửa sông Phú Hài 79 3.21 Sự thay đổi cảng Phan Thiết – Cửa sông Cà Ty năm 2003-2018 79 3.22 Cảng Phan Thiết dự án Vietpearl City 79 3.23 Biến động đƣờng bờ xã Tiến Thành 2003-2010-2018 80 3.24 Khu vực xói lở xã Tiến Thành nhìn từ Google Earth 80 3.25 Một số hình ảnh xói lở khu vực bờ biển xã Tiến Thành 81 3.26 Bãi cát khu vực xã Tiến Thành 81 ix Đoạn đƣờng bờ phƣờng Đức Long có bồi tụ 100m với chiều dài khoảng 2km xuất phát từ cảng Phan Thiết xuống phía Nam từ 2003-2018 xuất dự án xây dựng khu nghỉ dƣỡng ven biển Vietpearl City - Khu vực 3: Đoạn bờ từ cảng Phan Thiết đến mũi Kê Gà có hƣớng Đơng Bắc – Tây Nam, có chiều dài khoảng 25-27 km Hình 3.23 Biến động đƣờng bờ xã Tiến Thành 2003-2010-2018 Khu vực xói lở mạnh dài khoảng 800m khu vực nhà dân sát biển thuộc xã Tiến Thành xuất xói lở với cƣờng độ mạnh Khu vực đƣợc đóng kè tạm kết hợp với bao cát nhằm hạn chế xói lở Hình 3.24 Khu vực xói lở xã Tiến Thành nhìn từ Google Earth 81 Hình 3.25 Một số hình ảnh xói lở khu vực bờ biển xã Tiến Thành Hình 3.26 Bãi cát khu vực xã Tiến Thành Đƣờng bờ phía dƣới bãi cát, cịn khu du lịch có cơng trình kè bảo vệ xen kẽ rừng chắn sóng nên đoạn bờ tƣơng đối ổn định Khu vực bãi triều tƣơng đối thoải, độ dốc trung bình 3°-4°, chiều rộng nơi rộng 35 40m, trung bình khoảng 15 - 20m Khu vực vừa có kết cấu bờ đá phong hóa, vừa có kết cấu cát bở rời, cát kết màu đỏ, hƣớng bờ hứng chịu gió Đơng nên q trình xói lở diễn với tốc độ khoảng 0,5-1m/ năm 3.2.2 Nguyên nhân chế bồi tụ - xói lở bờ biển Xói lở bồi tụ bờ biển q trình phức tạp, xảy tổng hòa 82 yếu tố tác động phụ thuộc vào nhiều yếu tố ảnh hƣởng khác Các yếu tố chủ yếu vận chuyển bùn cát dƣới tác động dịng ven bờ sóng, động lực chung vùng ven biển tác động ngƣời Các tác nhân gây bồi tụ – xói lở bờ biển, cửa sơng có liên quan hữu với nhau, tƣơng tác với hệ thống nhất, tuân theo quy luật tự nhiên chịu chi phối sâu sắc ngƣời Khi số tác nhân thay đổi tác nhân khác thay đổi theo nhằm lập lại cân Các tác nhân chia làm nhóm chính: Nguyên nhân nội sinh vận động vỏ Trái đất gây Đó trình hoạt động tân kiến tạo chuyển động nâng, tách dãn, trƣợt lớp mảng đất đá Nguyên nhân ngoại sinh tác động sóng, bão, gió, dao động mực nƣớc, vận chuyển tích tụ trầm tích, dịng chảy Ngun nhân nhân sinh hoạt động ngƣời gây Đó việc quai đê lấn biển, khai hoang mở rộng đất canh tác nông nghiệp, xây dựng khu dân cƣ cơng trình sở hạ tầng mới, chặt phá rừng, đào đắp đầm nuôi trồng thủy sản, khai thác cát loại khoáng sản khác ven biển Các nguyên nhân nêu tác động đơn lẻ tác động đồng thời, trình biến động xảy phức tạp Nhƣ vậy, để xác định nguyên nhân xói lở hay bồi tụ vùng bờ biển yếu tố cần phải biết là: - Hình thái bờ biển (xói lở, bồi) - Gió gây phát triển sóng - Sóng tác nhân gây thay đổi mặt cắt thời gian ngắn - Dòng chảy thủy triều tác nhân gây biến đổi xói lở, bồi tụ động lực giai đoạn dài - Vận chuyển bùn cát vng góc song song với bờ biển gây sóng, thủy triều dịng chảy gió - Thảm phủ thực vật nhƣ yếu tố cho ổn định mặt cắt - Các hoạt động ngƣời Qua nghiên cứu, phân tích cung đƣờng bờ khu vực nghiên cứu, nhận thấy 83 nguyên nhân chế bồi tụ - xói lở vùng bờ cửa sông đoạn TP Phan Thiết nguyên nhân sau: - Cơ chế bồi: Phần lớn trình thành tạo bãi bồi cửa sông khu bờ biển TP Phan Thiết yếu tố động lực sóng biển dịng chảy ven bờ vận chuyển bồi tích đƣa tới, cịn động lực dịng chảy sơng đóng vai trị thứ yếu Hệ thực vật khu vực đặc trƣng cho kiểu rừng nhiệt đới khơ, thƣa, chịu hạn, nhiều cho thấy lƣợng bùn cát lƣu vực sông thuộc loại nhỏ, lƣợng bùn cát hàng năm từ thƣợng nguồn mang bồi đắp cho vùng cửa sông ven biển không lớn Lƣợng bùn cát chủ yếu tập trung tháng mùa lũ (3 đến tháng), chiếm tới 90% lƣợng bùn cát năm, mùa cạn lƣợng bùn cát cung cấp cho vùng cửa sơng ven biển ít, chủ yếu xâm thực chỗ dòng nƣớc vùng hạ du Với lƣợng bùn cát mang cửa sông lại phân bố chênh lệch năm tạo cho vùng ven biển khu vực hệ cửa sông mang nhiều nét đặc thù riêng biệt so với vùng ven biển khác nƣớc ta Đó cửa sơng có kích thƣớc nhỏ, mặt biển thống rộng có độ ổn định lịng dẫn cửa sơng khơng cao, lạch thƣờng xun bị thay đổi Tình hình cịn xấu tồn bờ biển khu vực bị thiếu cát, tức lƣợng cát sông đƣa không đủ bù đắp lƣợng cát sóng dịng chảy đƣa khơi, nhiều khu vực bờ biển bị xói lở nghiêm trọng Các vùng bồi tụ thƣờng diễn với cƣờng độ yếu - Cơ chế xói lở: Sóng dịng chảy ven bờ tác nhân trực tiếp việc phá hủy đƣờng bờ di chuyển vật liệu gây nên tƣợng xâm thực bờ biển mùa gió Đơng – Bắc Tây – Nam TP Phan Thiết Hoạt động phá hủy bờ đạt đến trạng thái cực đại xảy có cộng hƣởng lúc đợt sóng lớn, ảnh hƣởng bão kết hợp với triều cƣờng Yếu tố sóng xung kích đập trực tiếp vào bờ nguyên nhân chủ yếu gây q trình xói lở lôi kéo vật liệu xa bờ Đặc trƣng rõ nét bờ biển TP Phan Thiết thƣờng xuất dịng ven bờ theo hai mùa có hƣớng ngƣợc nhau, cụ thể có đoạn bờ bị xói lở vào mùa gió Tây Nam lại đƣợc bồi mùa gió Đơng, Đơng Bắc (chẳng hạn nhƣ bờ 84 biển Đồi Dƣơng TP Phan Thiết, từ mũi Đá Ông Địa đến Hàm Tiến) ngƣợc lại đoạn bồi mùa gió Tây Nam xói lở mùa gió Đơng Bắc Đƣờng bờ diện hƣớng gió Đơng, Đơng Bắc thƣờng bị xói lở mạnh, ngƣợc lại đƣờng bờ có hƣớng diện với gió Tây Tây Nam thƣờng bị xói lở Các cung bờ có hƣớng vng góc với hƣớng gió Tây, Tây Nam Đông, Đông Nam bị tác động mạnh hƣớng gió Những cung bờ có hai mũi đá nhơ biển, dây cung chạy theo hƣớng Tây Nam - Đông Bắc Đông Tây thƣờng xuất cộng hƣởng sóng khúc xạ từ mũi đá với hƣớng sóng theo mùa gió Tây, Tây Nam Đơng, Đơng Bắc Điểm chịu ảnh hƣởng trực tiếp trình cộng hƣởng sóng thƣờng điểm cung bờ đó, điển hình số cung bờ Đồi Dƣơng, Hàm Tiến-Mũi Né, cung bờ bất lợi việc nghiên cứu giải pháp bảo vệ bờ thuộc vùng bờ biển TP Phan Thiết Mặt khác ngồi yếu tố sóng dịng chảy ven bờ, yếu tố địa chất địa mạo đƣờng bờ vị trí cụ thể nguyên nhân dẫn tới mức độ xói lở mạnh hay yếu Những nơi bờ đƣợc cấu tạo trầm tích bở rời gắn kết yếu thƣờng bị xâm thực mạnh Nhiễu động khí hậu thủy văn có tác động tiêu cực gia tăng xói lở gần đây, diễn biến khí hậu tỉnh Bình Thuận ngày phức tạp Trong vòng nửa kỷ qua, 10 năm nhiệt độ trung bình năm tăng 0,1 - 0,2oC Bão, áp thấp nhiệt đới tăng cƣờng độ, tần suất; bão trung bình tăng 0,31 cơn/năm; xu dao động mực nƣớc biển dâng hàng năm 3,1mm (riêng đảo Phú Quý dâng 3,6mm); độ cao mực nƣớc (biển, hồ, sơng, suối…) dâng có bão lớn khoảng 80cm Con số thống kê 20 năm trở lại đây, có 20 bão, áp thấp nhiệt đới đổ vào Bình Thuận Chính thay đổi phân bố, gia tăng số lƣợng, cƣờng độ tính thất thƣờng bão gây nên sóng lớn nƣớc dâng cao Dao động mực nƣớc tác nhân quan trọng gây xói lở bờ biển tạo chế di chuyển ngang bồi tích sâu tái tạo trắc diện ngang bờ trình trọng lực Vì xói lở bờ biển TP Phan Thiết nói riêng tỉnh Bình Thuận nói chung năm gần nhiều năm chịu ảnh hƣởng mạnh mẽ kịch nƣớc biển dâng 85 sóng lớn bão Xói lở bờ biển tăng lên gần cịn cơng trình bờ xây dựng làm thay đổi hình dạng, cấu trúc cân động lực bờ, gây tác động trực tiếp đến xói lở đƣờng bờ cục Dải ven biển TP Phan Thiết khu vực diện đầy đủ cơng trình bảo vệ bờ; nhiên nơi chịu tác động môi trƣờng mạnh đa dạng từ công trình bảo vệ Các q trình xói lở - bồi tụ chủ yếu tác động cơng trình bảo vệ bờ cửa sơng chƣa có giải pháp kỹ thuật hiệu Điển hình nhƣ xây kè lấn biển giai đoạn 2010 – 2018 đoạn đƣờng Trần Lê xã Đức Long, gây tƣợng xói lở mạnh xã Tiến Thành Từ kết nghiên cứu đánh giá trình xâm thực vùng bờ phân tích nguyên nhân gây xói lở cung bờ chính, khẳng định tƣợng xói lở bờ biển TP Phan Thiết xảy chủ yếu kết hợp triều cƣờng sóng lớn, yếu tố nhƣ dịng ven bờ, dịng vng góc với đƣờng bờ thực chất sóng tạo Nƣớc biển dâng biến đổi khí hậu làm phức tạp thêm q trình xói lở Ngồi tác nhân nhân sinh làm diễn biến xói lở nhiều điểm cục diễn ngày lớn Trƣớc tình hình địi hỏi quyền địa phƣơng cần đƣa giải pháp toàn diện cho tuyến đƣờng bờ tỉnh thay giải pháp vị trí nhƣ 3.2.3 Giải pháp phịng chống sạt lở bờ biển TP Phan Thiết Phịng chống xói lở bờ biển cần đƣợc tiến hành đồng toàn diện giải pháp từ tầm vĩ mô đến cụ thể, trực tiếp gián tiếp, phi cơng trình cơng trình, giải pháp cứng giải pháp mềm, phù hợp với đoạn bờ cụ thể Các giải pháp tầm vĩ mô nằm nội dung quản lý lãnh thổ quy hoạch phát triển Các giải pháp phi cơng trình cần phải có tham gia cộng đồng Các giải pháp cơng trình phải dựa sở xác định rõ nguyên nhân sâu xa, nguyên nhân trực tiếp chế xói lở, phải có hiệu tác dụng lâu dài, phù hợp với điều kiện kinh tế xã hội tỉnh không gây tác động xấu đến môi trƣờng, đặc biệt gây bồi - xói đến khu vực lân cận Qua trình tìm hiểu nguyên nhân xu diễn biến xói lở TP Phan Thiết, tơi đƣa số giải pháp bao gồm: 86 - Quá trình xói lở, bồi tụ TP Phan Thiết nói riêng tỉnh Bình Thuận nói chung có nguồn gốc tự nhiên, nên can thiệp giải pháp cơng trình trƣờng hợp thật cần thiết Điều quan trọng phải dự báo đƣợc xác kịp thời khu vực, đoạn bờ có nguy để có biện pháp di dân, né tránh thích hợp, thiết lập vành đai giới cho quy hoạch dân cƣ, kinh tế ven biển Trong trƣờng hợp phải dùng biện pháp cơng trình, thiết phải dựa sở khoa học chắn để không gây xói lở, bồi tụ phá vỡ hệ sinh thái vùng bờ lân cận - Các giải pháp sinh thái kết hợp nhƣ bảo vệ phát triển rừng phịng hộ, bảo vệ rạn san hơ, trọng ven bờ - Nuôi bãi giải pháp mềm bảo vệ bờ biển cách sử dụng nguồn vật liệu có chất lƣợng phù hợp nhƣ đƣa cát từ nơi khác (từ bãi bồi cửa sông từ phía ngồi đới sóng vỗ độ sâu 10 m) đến bồi đắp vào vùng bãi bị xói để mở rộng bãi biển, giải pháp hữu hiệu nhiều ƣu điểm so với xây đê kè địa điểm du lịch - Tổ chức theo dõi diễn biến xói lở bờ biển qui mô, cƣờng độ, hƣớng dịch chuyển theo định kỳ (hàng năm, hàng tháng) không theo định kỳ với tình xảy Xây dựng sở liệu kiểm sốt xói lở theo địa bàn huyện, tỉnh bao gồm đồ trạng, đồ dự báo, cảnh báo khả xói lở Tất thơng tin xói lở phải đƣợc cập nhật thƣờng xuyên, phải đƣợc phân tích, đánh giá tổng hợp quan điểm hệ thống để cảnh báo kịp thời đƣợc lƣu trữ hệ thông tin địa lý (GIS) 3.2.4 Dự báo xu bồi tụ - xói lở bờ biển TP Phan Thiết Bờ biển hệ thống động lực, tồn ba trạng thái bồi tụ, ổn định xói lở phụ thuộc vào cân nguồn bồi tích đƣa đến mang dƣới tác động yếu tố ngoại sinh thƣờng xuyên biến đổi tác động chậm chạp, lâu dài yếu tố nội sinh Việc định lƣợng hóa q trình bồi tụ – xói lở cơng việc khó khăn phức tạp Tuy nhiên, ngày với phƣơng tiện đo đạc, quan trắc có độ xác cao với cơng cụ tính toán trực quan, mềm dẻo, ngƣời dần nắm bắt đƣợc quy luật nhiều tƣợng xảy 87 Để dự báo hay nhận định đƣợc xu bồi tụ – xói lở ngồi việc khảo sát thu thập xác số liệu trạng diễn biến trình này, cần phải hiểu rõ tác nhân gây bồi tụ – xói lở bờ biển, cửa sơng Các tác nhân có liên quan hữu với nhau, tƣơng tác với hệ thống nhất, tuân theo quy luật tự nhiên chịu chi phối sâu sắc ngƣời Khi số tác nhân thay đổi tác nhân khác thay đổi theo nhằm lập lại cân Về bản, xu hƣớng gia tăng tai biến sa bồi xói lở gần giới biến động bất thƣờng khí hậu tác động ngày tăng hoạt động ngƣời Mực nƣớc biển dâng cao trái đất ấm lên, theo dự báo đƣợc ghi nhận gần đây, mực nƣớc biển dâng cao trung bình 80 mm vào năm 2020, 200 mm vào năm 2050 490 mm vào năm 2100 (so với năm 1990) Thay đổi bất thƣờng khí hậu thủy văn tăng lên theo hƣớng bất lợi Những thay đổi có tác động đến q trình xói lở bồi tụ bờ biển ngày lớn Vì vậy, diễn biến xói lở bờ biển phức tạp thể gia tăng cƣờng độ tính bất thƣờng Trong khuôn khổ luận văn này, để đƣa số nhận định xu bồi – xói đƣờng bờ biển TP Phan Thiết, tơi chủ yếu sử dụng kết hợp phƣơng pháp phân tích đa thời gian, số liệu bồi – xói khứ đƣợc thu thập phân tích từ ảnh vệ tinh qua mốc thời gian, đồ biến động đƣờng bờ giai đoạn tƣ liệu tham khảo Tôi đƣa nhận định nhƣ sau: Tại vị trí trƣớc thƣờng xun xảy xói lở, tỉnh Bình Thuận tiến hành xây kè bảo vệ vị trí đến thời điểm tƣơng đối ổn định, cịn số vị trí có cƣờng độ xói lở yếu Tuy nhiên, số vị trí sau xây kè tác động đến hƣớng dịng chảy, hình thành nên số điểm xói lở Trong tƣơng lai, trọng điểm xói lở mạnh TP Phan Thiết đƣờng bờ xã Tiến Thành, Hàm Tiến bãi biển Đồi Dƣơng Tại vị trí khơng có giải pháp khắc phục, tình trạng xói lở diễn biến theo chiều hƣớng ngày xấu 88 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận văn áp dụng công nghệ viễn thám GIS để đánh giá biến động đƣờng bờ khu vực tỉnh Bình Thuận cụ thể TP Phan Thiết từ 2003-2018 Với trợ giúp đắc lực công nghệ này, việc theo dõi tính tốn thay đổi đƣờng bờ đƣợc thực nhanh chóng dễ dàng Theo kết phân tích, tơi đƣa số kết luận nhƣ sau: - Nhìn chung, giai đoạn 2003-2018, khu vực đƣờng bờ TP Phan Thiết bồi tụ xói lở đan xen với tốc độ nhỏ, có vài điểm nóng sạt lở Hàm Tiến, Đồi Dƣơng Tiến Thành ( khoảng 3-7m/1 năm), số vị trí cửa sơng Cà Ty, Phú Hài, cảng Phan Thiết đoạn bờ từ cảng Phan Thiết đến mũi Kê Gà đƣợc bồi tụ - Phần lớn trình thành tạo bãi bồi cửa sông khu bờ biển TP Phan Thiết yếu tố động lực sóng biển dịng chảy ven bờ vận chuyển bồi tích đƣa tới, cịn động lực dịng chảy sơng đóng vai trị thứ yếu - Sóng dịng chảy ven bờ tác nhân trực tiếp việc phá hủy đƣờng bờ di chuyển vật liệu gây nên tƣợng xâm thực bờ biển hai mùa gió Đơng – Bắc Tây – Nam TP Phan Thiết - Dƣới tác động BĐKH hoạt động ngƣời nhƣ xây dựng công trình bảo vệ bờ biển, khu du lịch, resort… làm cho tình hình biến động đƣờng bờ khu vực năm tới trở nên phức tạp - Các giải pháp đƣa nên kết hợp biện pháp cơng trình phi cơng trình Chỉ nên can thiệp giải pháp cơng trình trƣờng hợp thật cần thiết thiết phải dựa sở khoa học chắn để khơng gây xói lở, bồi tụ phá vỡ hệ sinh thái vùng bờ lân cận Ngoài ra, phải tổ chức theo dõi diễn biến xói lở bờ biển qui mô, cƣờng độ, hƣớng dịch chuyển theo định kỳ (hàng năm, hàng tháng) không theo định kỳ với tình xảy Xây dựng sở liệu kiểm sốt xói lở theo địa bàn huyện, tỉnh bao gồm đồ 89 trạng, đồ dự báo, cảnh báo khả xói lở Kiến nghị Mặc dù luận văn hoàn thành tƣơng đối đầy đủ mục tiêu nhiệm vụ nhƣ đề ra, song chắn tránh khỏi thiết sót cịn số vấn đề tồn Để nghiên cứu đƣợc đầy đủ xác hơn, tơi xin đƣa số kiến nghị sau : - Công nghệ viễn thám GIS công cụ để đánh giá biến động đƣờng bờ, để có kết xác đầy đủ cần phân tích khảo sát kĩ yếu tố ảnh hƣởng đến trình biến động đƣờng bờ nhƣ địa hình, địa chất sóng biển kết hợp với khảo sát thực địa - Khi sử dụng ảnh viễn thám để đánh giá đƣờng bờ, chất lƣợng ảnh thời điểm chụp ảnh quan trọng Ảnh viễn thám có độ phân giải cao, điều kiện thời tiết thuận lợi độ xác cao - Việc xác định đƣờng bờ sở ranh giới đất nƣớc tồn sai số lớn thủy triều sóng, cần phải có cách làm chi tiết cụ thể để khắc phục sai số - Sau phân tích biến động đƣờng bờ đề xuất giải pháp, cần đƣa giải pháp cho khu vực, vị trí cụ thể Để đƣa giải pháp phòng chống, khắc phục, giảm nhẹ tai biến cần địi hỏi nhiều lĩnh vực chun mơn nghiên cứu chuyên sâu 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2009), Kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam Đào Đình Châm, Nguyễn Thái Sơn, Nguyễn Quang Minh (2013) “Ứng dụng công nghệ viễn thám hệ thông tin địa lý đánh giá diễn biến bãi bồi ven biển Cửa Đáy qua thời kỳ (1996 – 2011)”, Tạp chí Các khoa học Trái Đất, số 35(4), trang 349 – 356 Huỳnh Văn Chƣơng, Trần Huy Cƣơng, Phạm Gia Tùng (2014) “Ứng dụng viễn thám GIS đánh giá biến đổi địa hình bờ biển khu vực Núi Thành, tỉnh Quảng Nam giai đoạn 2000 – 2013”, Kỷ yếu Hội thảo Ứng dụng GIS toàn quốc 2014, trang – Lê Văn Trung, Viễn thám , Nhà xuất Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2005 Lê Mạnh Hùng, Nguyễn Duy Khang, Lê Thanh Chƣơng (2011), “Xói lở, bồi tụ bờ biển Nam Bộ tƣ̀ Thành phố Hồ Chí Minh đến Kiên Giang - Nguyên nhân giải pháp bảo vệ”, Tạp chí Khoa học Thủy lợi, số 02, trang – Lƣu Thành Trung, Vũ Văn Phái, Vũ Tuấn Anh (2014), “Đặc điểm địa mạo dải ven biển Sóc Trăng – Cà Mau (tƣ̀ cửa Định An đến cửa Tiểu Dƣ̀a )”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, tập 30, số 3, trang 55 – 72 Nguyễn Ngọc Thạch (2017), Giáo trình địa tin học ứng dụng (Applied Geoinfomatics), Nhà xuất đại học quốc gia Hà Nội Nguyễn Ngọc Thạch (Chủ biên) (2006), Cơ sở viễn thám, NXB Nông Nghiệp Nguyễn Ngọc Thạch (2012), Địa thông tin, NXB Đại học quốc gia Hà Nội 10 Nguyễn Ngọc Thạch (Chủ biên) (2017), Viễn thám - GIS: Nghiên cứu lớp phủ, sử dụng đất, NXB Đại học quốc gia Hà Nội 11 Nguyễn Ngọc Thạch (Chủ biên) (2013), Địa thông tin – Nguyên lý ứng dụng, NXB Khoa học tự nhiên công nghệ (Viện hàn lâm Khoa học tự nhiên Công nghệ), 2013 91 12 Nguyễn Duy Khang, Lê Mạnh Hùng (2012), “Thực trạng xói lở bờ biển , suy thối rƣ̀ng phòng hộ xu diễn biến đƣờng bờ khu vực ven biển Gò Công Đông, tỉnh Tiền Giang”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Thủy lợi 13 Nguyễn Văn Trung, Nguyễn Văn Khánh (2016) “Quan trắc biến động đƣờng bờ sử dụng ảnh vệ tinh Landsat đa thời gian khu vực Cửa Đại, sông Thu Bồn, Quảng Nam”, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ – Địa chất 14 Phan Nguyên Hồng, Lê Đức An (1992) “Bƣớc đầu nghiên cứu đă ̣c điểm môi trƣờng vấn đề sử dụng bãi bồi ven biển Ngọc Hiển - Minh Hải”, Báo cáo UBKH Nhà nước 15 Phạm Thị Phƣơng Thảo , Hồ Đình Duẩ n , Đặng Văn Tỏ (2011), “Ứng dụng viễn thám GIS theo dõi tính tốn biến động đƣờng bờ khu vực Phan Thiết”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ biển, tập 11, số 3, trang – 13 16 Phạm Vọng Thành Kỹ thuật viễn thám , Nhà xuất Đại học Mỏ – địa chất Hà Nội 17 Phạm Huy Tiến (2005) Dự báo tượng xói lở – bồi tụ bờ biển , cửa sông giải pháp phòng tránh , Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nƣớc , Viện Địa lý, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam 18 Trịnh Lê Hùng, Vũ Danh Tuyên (2013), “Nghiên cứu phƣơng pháp xác định biến động đƣờng bờ dựa kết phân loại ảnh viễn thám đa thời gian”, Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường, số 01, trang 42 – 47 19 Trần Văn Điện, Trần Đình Lân, Trần Đức Thạnh, Nguyễn Văn Thảo, Đỗ Thu Hƣơng (2005), “Ứng dụng viễn thám giám sát xói lở bờ biển biến động cửa đầm phá Tam Giang, Cầu Hai”, Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia đầm phá Thừa Thiên Huế, trang 277 – 287 20 Trung tâm giám sát tài ngun mơi trƣờng biến đổi khí hậu, cục viễn thám quốc gia (2017), dự án “ Xây dựng đồ biến động đƣờng bờ đảo khu vực tỉnh Bình Thuận” 21 Vũ Văn Phái (2013) “Nghiên cứu đánh giá biến động đƣờng bờ biển tỉnh Nam Bộ dƣới tác động biến đổi khí hậu mực nƣớc biển dâng”, Báo cáo tổng hợp đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp Nhà nước, mã số 92 BĐKH.07, Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQGHN 22 Viện Khoa học Khí tƣợng Thủy văn Mơi trƣờng (2013), Khảo sát, tính tốn chế độ động lực bồi lắng, xói lở khu vực Cà Mau tác động biến đổi khí hậu TIẾNG ANH 23 Alesheikh A.A., Ghorbanali A., Nouri A (2007), Coastline change detection using remote sensing, Int J Environ, Sci Tech 24 Bo-Cai Gao (1996), NDWI – “A normalized difference water index for remote sensing of vegetation liquid water from space”, Remote Sensing of Environment, 58, pp 257 – 266 25 Feyisa, G L., Meilby, H., Fensholt, R., & Proud, S R (2014), “Automated Water Extraction Index: A new technique for surface water mapping using Landsat imagery”, Remote Sensing of Environment, 140, pp 23 – 35 26 Khalid M Dewidar, Omran E Frihy (2010), “Automated techniques for quantification of beach change rates using LANDSAT series along the Northeastern Nile delta, Egypt, Jpurna”; Oceanography and Marine Science, Vol 1(2), pp 028 – 039 27 Klemas V (2009), “Remote sensing of coastal resources and environment”, Environment Research, Engineering and Management, No.2 (48), pp 11 – 18 28 McFeetersS.K (1996), “The use of normalized difference vegetation index (NDWI) in the delineation of open water features”, International Journal of Remote Sensing, 17, pp 1425 – 1432 29 Nittrouer, C., Brunskill, G J., Figueirado, A G, (1995), “Importance of tropical coastal environments”, Geo-Marine Letters, 15, pp.121-126 30 Ngo Ngoc Cat, Pham Huy Tien, Do Dinh Sam, Nguyen Ngoc Binh (2005), “Status coastal erosion of Vietnam and proposed measures for protection”, pp 22 31 Phan Kieu Diem et al (2013), “Monitoring the shoreline change in coastal area of Ca Mau and Bac Lieu province from 1995 to 2010 by using remote 93 sensing and GIS”, Journal of Science, Can Tho University, Vol 26, pp.35 – 43 32 Pham Bach Viet, Pham Thi Ngoc Nhung, Hoang Phi Hung, Lam Dao Nguyen (2012), “Remote sensing application for coastline detection in Ca Mau, Mekong delta”, International Symposium on Geoinformatics for Spatial Infrastructure Development in Earth and Allied Sciences 33 Pham Huy Tien, Nguyen Van Cu, et al (2005), “Forecasting the erosion and sedimentation in the coastal and river mouth areas and preventive measures”, State level research project, Hanoi, pp.497 34 Proisy C., Souza Filho, Fromard F., F de Coligny (2003), “Monitoring the dynamic of the Amazon coast using a common methodology based on a spatial analysis coupled to a simulation tool”, proceeding of the Mangrove 2003 Conference, Brazil 35 Tran Thi Van, Trinh Thi Binh (2008), „Shoreline change detection to serve sustainable management of coastal zone in Cuu Long estuary‟, International Symposium on Geoinformatics for spatial infrastructure development and Earth Apllied Sciences, pp 351 – 356 36 Wenyu Li, Peng Gong (2016), “Continuous monitoring of coastline dynamics in western Florida with a 30-year time series of Landsat imagery”, Remote Sensing of Environment, 27(14), pp 3025 – 3033 37 Winasor G., Budhiman S (2001), “The potential application of remote sensing data for coastal study”, Proc 22nd, Asian Conference on Remote sensing, Singapore, pp 38 Pendleton E.A., Thieler E.R., and Williams S.J., 2010 Importance of coastal change variables in determining vulnerablity to sea- and lake-lavel change Journal of Coastal Research, Vol.26, No.1, pp.176-183 39 Doukakis E., 2005, “Coastal vulnerability and risk parameters” European Water 11/12, E.W Publications, pp 3-7 40 Mclean R.F., 2004 Bruun rule “Encyclopedia of Geomorphology”, Ed By Goudie A.S., Vol 1, A-I, Routledge, London and New York, pp.103-106 94 41 www.monre.gov.vn 42 www.phanthiet.binhthuan.gov.vn 43 www.vawr.org.vn 44 www.reatimes.vn 95 ... TỰ NHIÊN - HOÀNG LÊ LONG ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ KHU VỰC TỈNH BÌNH THUẬN Chuyên ngành: Bản đồ viễn thám GIS Mã số: 8440211.01 LUẬN VĂN THẠC... lại khu vực có thể vài ngày, không tốn nhiều thời gian, công sức nhƣ chi phí so với phƣơng pháp khác Vì tơi hy vọng đề tài ? ?Áp dụng công nghệ viễn thám GIS nghiên cứu biến động đƣờng bờ khu vực. .. LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 15 CHƢƠNG - TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ 1.1 Tổng quan biến động đƣờng bờ 1.1.1