Phân tích nguyên nhân dẫn đến diễn biến bồi lắng xói lở cửa sông cà ty tỉnh bình thuận và đề xuất biện pháp chỉnh trị

1 MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT Kinh tế phát triển, ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường tự nhiên môi trường đầu tư Những ảnh hưởng thường mang tính tiềm tàng đến bộc phát khó khăn để khắc phục Cảng cá Phan Thiết xây dựng hoàn thành vào năm 2001 vào hoạt động từ năm 2004 nằm khu vực cửa sông Cà Ty Hàng ngày lượng tàu bè cập cảng đông đúc, sản lượng thủy hải sản đánh bắt thông qua cảng cung cấp cho xã hội nhiều, mang lại giá trị kính tế cao cho khu vực Sản lượng thủy sản: Năm 2008 Năm 2009 Năm 2010 Năm 2011 Thủy sản khai thác (tấn) 128.096 131.719 152.867 148.941 + Cá (tấn) 79.707 83.179 90.689 93.290 + Tôm (tấn) 1.871 1.143 1.909 1.470 H U TE C H Năm 1993, hệ thống bờ kè dài km hai bên bờ sông Cà Ty xây dựng nhằm bảo vệ bờ chống sạt lở, bảo vệ diện tích đất khu vực, tạo mỹ quan thị Hiện nay, trình khai thác tài nguyên mức khu vực hạ lưu sông, ảnh hưởng môi trường tác động người tác động gây nên diễn biến phức tạp hình thái cửa sơng Cà Ty Hiện tượng bồi lắng - xói lở xảy mạnh gây tác động bất lợi cho cơng trình thuộc khu vực Vì vậy, phân tích ngun nhân ảnh hưởng đến xói lở - bồi lấp khu vực cửa sông Cà Ty từ có biện pháp chỉnh trị phù hợp có vai trò quan trọng, bảo vệ giá trị mà khu vực cửa sông Cà Ty mang đến MỤC TIÊU Khảo sát, phân tích nguyên nhân dẫn đến diễn biến bồi lắng, xói lở cửa sơng Cà Ty Tỉnh Bình Thuận đề xuất biện pháp chỉnh trị NỘI DUNG − Thu thập tài liệu khí tượng thủy văn Tỉnh Bình Thuận (Hệ thống sơng Cà Ty) − Điều tra trạng diễn biến cửa sông Cà Ty Tỉnh Bình Thuận − Phân tích ngun nhân dẫn đến xói lở cửa sơng Cà Ty Tỉnh Bình Thuận − Hậu xói lở ảnh hưởng đến môi trường, giao thông, kinh tế − Đề nghị biện pháp chỉnh trị PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU − Phương pháp hồi cứu − Phương pháp khảo sát thực địa + Khảo sát trạng + Phịng thí nghiệm − Thống kê phân tích số liệu − Ý kiến chuyên gia GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 5.1 Đối tượng nghiên cứu Cửa sơng Cà Ty Tỉnh Bình Thuận 5.2 Phạm vi nghiên cứu Thời gian : Nghiên cứu, phân tích đáp ứng nhu cầu đến năm 2020 Khơng gian : Cửa sơng Cà Ty Tỉnh Bình Thuận (3km tính từ bờ biển trở vào đất liền.) TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Đặc điểm chung cửa sông ven biển ln xảy q trình xói lở - bồi lắng, làm thay đổi hình thái cửa sơng Xói lở bờ, hình thành bãi bồi ln xảy liên tục Quá trình ảnh hưởng nhiều đến kinh tế khu vực Các cảng biển xây dựng khu vực cửa sông phải gánh chịu thiệt hại từ thay đổi Cảng cá Phan Thiết phải thường xuyên phải tổ chức nạo vét bãi bồi cửa sông tạo luồng – lạch để tàu thuyền vào cảng Bên cạnh đó, hệ thống bờ kè khu vực cửa sông Cà Ty xây dựng từ năm 1993, trình phát triển kinh tế hệ thống bờ kè phải gánh chịu nhiều tác động từ hoạt động người thiên nhiên Dẫn đến, hệ thống bờ kè bị hư hại dần Chống xâm thực, nạo vét bãi bồi, gắn với tổ chức, xếp lại khu dân cư ven biển; với phân tích ngun nhân xói lở cửa sơng từ đề xuất biện pháp chỉnh trị có vai trị quan trọng nhằm giảm thiểu thiệt hại xảy Chương TỔNG QUAN VỀ CỬA SÔNG H 1.1 Lịch sử nghiên cứu cửa sông Những nghiên cứu điển hình vào kỷ XIX - đầu kỷ XX mang tính chất xây dựng sở phương pháp luận Những nghiên cứu chủ yếu dừng lại phân tích điều kiện tự nhiên vùng cửa sơng, chưa đề cập đến chế tác động qua lại yếu tố động lực sông - biển Trong cơng trình nghiên cứu hình thành châu thổ (delta) phát triển cửa sông, phải kể đến cơng trình Zenkovic V P (1960-1962), Leontiev I O (1961), Koleman J M (1974), Wright L D (1974) Các nghiên cứu vùng ven biển cửa sơng có sử dụng công nghệ viễn thám hệ thống thông tin địa lý (GIS) phát triển năm cuối kỷ XX Hình 1.1: Các thành phần cửa sông, lạch triều (Boothroyd, 1985) H U TE C 1.2 Khái niệm Vùng cửa sông ven biển (Estuarine area) vùng chịu tương tác môi trường nước biển nước ngọt, hình thành mơi trường nước lợ (brackishwater) với pha trộn tính chất mơi trường nước biển nước nội địa 1.2.1 Định nghĩa cửa sông ven biển (Estuary) Định nghĩa Pritchard đưa năm 1967 dùng rộng rãi nhất, là: “Cửa sông ven biển thủy vực nước lợ bán kín ven bờ nối liền với biển khơi, giới hạn nơi mà nước biển vươn tới pha trộn với dòng nước bắt nguồn từ nội địa” Định nghĩa Fairbridge đưa năm 1980: “Một cửa sông nhánh biển vào dịng sơng đến nơi mà mực nước cao thủy triều vươn tới, thường chia thành phần khác nhau: − Phần biển hay phần cửa sông thấp, nối liền với biển khơi; − Phần cửa sông trung, nơi diễn pha trộn nước biển nước ngọt; − Phần cửa sơng cao, chi phối nước cịn tác động thủy triều Giới hạn phần không cố định biến động theo lượng nước đổ từ sông” 1.2.2 Phân loại cửa sông 1.2.2.1 Phân loại CSVB theo kiểu đối lưu nước Có loại CSVB CSVB dương, âm trung tính Phân loại vùng CSVB phương diện cân nước, ngày khơng cịn sử dụng nhiều Thay vào đó, người ta thường dựa vào hình thái địa lý CSVB để phân loại 1.2.2.2 Phân loại theo hình dạng lịng sơng ( mặt hình chiếu bằng) Đây cách phân loại phổ biến Căn vào hình dạng mặt bằng, cửa sông phân biệt thành loại: cửa sông tam giác châu thổ (delta) cửa sơng hình phễu (estuary) Tuy nhiên phương pháp phân loại địa mạo, hình thái động lực nêu ý đến hình dạng mặt cửa sông mà chưa đề cập đến ngun nhân hình thành Fridman G M Sanders J E đề xuất phân loại cửa sông theo hàm lượng bùn cát (S) nước sông đổ biển sau: − Nếu S (kg/m3) < 0,16 cửa sông thuộc loại Estuary; − Nếu S (kg/m3) > 0,20 cửa sông thuộc loại delta; − Nếu 0,16≤S (kg/m3) ≤ 0,20 cửa sông thuộc loại trung gian Estuary delta H U TE C H Hình 1.2: Các loại cửa sơng chịu ảnh hưởng dịng chảy dọc bờ dòng triều (Oertel,1988) 1.2.2.3 Phân loại theo quan hệ yếu tố dịng chảy, sóng triều W.E.Galloway vào quan điểm yếu tố dịng chảy sơng, sóng thủy triều đề xuất tam giác phân loại cửa sông delta Cửa sông delta chia thành loại : loại chịu tác động dịng chảy sơng chủ yếu, loại chịu tác động sóng chủ yếu, loại chịu tác động triều chủ yếu 1.2.2.4 Phân loại theo cấu trúc độ mặn Căn vào mức độ xáo trộn nước mặn nước ngọt, Cameron Pritchard dựa vào tham số phân tầng để phân loại cửa sông 1.3 Môi trường vùng ven cửa sông 1.3.1 Khí hậu Tần suất xuất gió bão cao, có chế độ gió mùa ảnh hưởng rõ chế độ Biên độ nhiệt độ dao động ngày đêm không lớn Lượng mưa độ ẩm khơng khí thường cao 1.3.2 Mơi trường đất Có thể có dạng đất đất nhiễm mặn, đất cát, cồn cát ven biển Đất vùng mẫn cảm với điều kiện biến đổi môi trường dễ bị xói lở tác động sóng gió Mơi trường đất bị ảnh hưởng mạnh độ mặn nước biển thủy triều 1.3.3 Môi trường nước 1.3.3.1 Tính chất hóa học nước Độ mặn: Độ mặn nước vùng CSVB nằm khoảng từ mặn lợ, độ mặn giảm từ biển vào đất liền Điều kiện nước thay đổi theo chế độ thủy văn cửa sông đổ biển pH: pH nước vùng CSVB thường nằm khoảng từ 7-9 Oxy hịa tan (DO): DO mơi trường CSVB tương đối cao đồng tầng nước 1.3.3.2 Tính chất vật lý mơi trường nước Độ đục (turbidity): Nước vùng CSVB thường chứa nhiều vật chất lơ lững Nhiệt độ: Nước lợ có thay đổi nhiệt độ theo điều kiện bên tương đối nhanh 1.3.3.3 Các loài thủy sản Vùng CSVB dồi loại thủy sản, gồm tôm, cua, cá, mực lồi Những nguồn lợi có nguồn gốc từ: − Những lồi có nguồn gốc từ nước ngọt, vào vùng nước lợ − Những loài thủy sản nước lợ thực sự, có tồn đời sống nước lợ − Những loài sống biển nước lợ − Những loài sống biển vào nước lợ kiếm ăn theo mùa giai đoạn trưởng thành − Những loài qua vùng nước lợ trình di cư xi dịng ngược dịng − Những xuất nước lợ không theo qui luật 1.3.3.4 Địa chất vùng CSVB Về học: thông thường đất trình bồi lắng tạo nên Quá trình bồi lắng nhanh hay chậm định tính chất học đất Về hóa học: đất thành lập nên hóa học đất thay đổi theo trình bồi lắng 1.3.4 Qui luật phân bố biên độ thủy triều Biên độ thủy triều tương đối lớn nơi có thềm lục địa tương đối rộng, nơi tận vịnh có miệng mở rộng eo biển Biên độ nhỏ ứng với nơi có vịnh kín Phân loại thủy triều gồm có bán nhật triều, nhật triều dạng trung gian bán nhật triều không đều, nhật triều không 1.3.5 Mơi trường khơng khí Thường chất lượng khơng khí vùng ven biển tốt Hàm lượng muối khơng khí cao dễ gây ăn mịn kim loại, cơng trình xây dựng vật liệu 1.3.6 Ô nhiễm môi trường vùng ven biển C H Ngày với tốc độ phát triển kinh tế mạnh mẽ, hoạt động sản xuất sinh hoạt người đa tác động mạnh mẽ đến môi trường sinh thái ven biển theo hướng ngày xấu Nguyên nhân ô nhiễm xuất phát từ: chất thải từ sinh hoạt; chất thải từ khu công nghiệp; chất thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp 1.3.7 Các dạng lượng môi trường ven biển Năng lượng sóng biển: vơ lớn đến người khai thác, sử dụng khoảng 1-2% Năng lượng gió: loại lượng có tiềm lớn dùng để phát điện, bơm nước, quay động cơ, Năng lượng ánh sáng mặt trời: sinh vật sử dụng lượng cho quang hợp, sinh trưởng phát triển, người sử dụng để sấy khô nguyên liệu, làm muối, v.v 1.4 Giá trị cửa biển kinh tế - trị - xã hội Vùng cửa sông xác định khu vực cửa mở, trao đổi thu hút đầu tư nước ngồi khuyến khích phát triển vùng nội địa Theo “Chiến lược phát triển vùng biển ven bờ Việt Nam đến năm 2020” cửa sông ưu tiên đầu tư để trở thành động lực thúc đẩy phát triển vùng nội địa Có vùng chịu tác động tượng xói lở, có vùng xảy sa bồi (các cửa sông, lạch triều, luồng lạch vào cảng) gây ảnh hưởng đến phát triển kinh tế xã hội vùng ven bờ Ngoài vùng ven bờ biển khu vực hứng chịu trực tiếp hậu biến đổi khí hậu tồn cầu thơng qua mực nước biển dâng Nước biển dâng dẫn đến hậu lớn sinh kế thịnh vượng cư dân vùng Những vùng đất có giá trị cao bị 1.5 Đặc điểm chung cửa sông Cà Ty Cửa sông Cà Ty bắt nguồn từ phía Tây chảy theo hướng tây bắc - đơng nam biển có cửa sơng Cửa sơng đổ biển có chế độ nhật triều chuyển tiếp từ nhật triều không sang bán nhật triều không điều với biên độ triều thấp dần Dịng ven bờ sóng yếu tố khác tạo thành doi cát ngầm sơng Ngồi tượng bồi tụ - xói lở, cịn xảy tượng mở - lấp dịch chuyển cửa sơng Chương HIỆN TRẠNG CỬA SƠNG CÀ TY TỈNH BÌNH THUẬN H U TE 2.1 Phân bố hệ thống sông Cà Ty Theo đồ Phan Thiết, lập giai đọan 1691 đến 1725, Sông Cà Ty biết đến Sông chảy qua Hamu Li'Thit gọ i sô n g PHAN Đến đ ời Tự Đức lại gọ i sông Mường Mán hay sông Bao Lân Thượng nguồn Sông Cái, hợp lưu Sông Mán, Sông Rao Ết, Sông Linh… Tổng chiều dài lưu vực 56 km Diện tích lưu vực 753 km2, độ cao trung bình 159 m, độ dốc 11,2%, mật độ lưới sông 0,32 km/km2 Hạ lưu sông Cà Ty dài 7,2 km, có tới km nhận nước thuỷ triều lên xuống, nên gần quanh năm nước lợ nước mặn Dịng sơng chảy không rõ rệt chiều hướng Đây điểm khác dịng sơng thuỷ triều Hình thái cửa sông Cà Ty : Cửa sông hẹp nông, hai mép bờ cửa sông giáp biển thường doi cát dạng đuôi sam, phát triển đối lập bồi, lấp cửa sơng Lượng bùn cát tích tụ hàng năm cửa thường lớn, gây khó khăn cho tàu thuyền vào cảng Ở cửa sông thường chịu áp lực nă ng lượng sóng biển cực lớn dịng VCBC vng góc từ biển vào bờ mạnh Vị trí cách cửa sơng 4km Vị trí cách cửa sơng khoảng 2km Vị trí cách cửa sơng 500m Vị trí cửa sơng Hình 2.1: Một số hình ảnh cửa sơng Cà Ty q trình khảo sát H U TE C H 2.2 Đặc điểm địa hình – Khí hậu 2.2.1 Đặc điểm địa hình Tỉnh Bình Thuận thuộc vùng rìa sườn đơng dãy Trường Sơn Nam, chuyển tiếp dần đến dải đồng ven biển Đại phận vùng đồi núi thấp, đồng ven biển nhỏ hẹp Do địa hình dốc, nghiêng nhanh phía biển nên dịng chảy bề mặt nhanh Mođul dịng chảy bình qn năm 40 m3/s.km2 2.2.2 Điều kiện khí hậu Đặc trưng khí hậu nhiệt đới, khơ nắng, nhiệt độ cao Tỉnh Bình Thuận có mùa rõ rệt năm: Mùa mưa từ tháng – 10, mùa nắng từ tháng 11 – Lượng mưa ít, trung bình 1.000 đến 1.600 mm/ năm (bằng ½ lượng mưa trung bình Nam Bộ) Độ ẩm trung bình hàng năm 79% 2.2.3 Tình hình kinh tế - xã hội Tỉnh Bình Thuận Qui hoạch tồn Tỉnh đến năm 2030 2.2.3.1 Tình hình kinh tế - xã hội Tỉnh Bình Thuận Kết thực tiêu kinh tế - xã hội − Tốc độ tăng GDP : 11,5% Trong đó, tốc độ tăng trưởng ngành: + Dịch vụ : 15,9% + Nông, lâm, thủy sản : 6,2% − Sản lượng hải sản khai thác :169.000 − Tổng thu ngân sách nhà nước : 6.870 tỷ đồng 2.2.3.2 Qui hoạch toàn Tỉnh đến năm 2030 Dự báo dân số Dân số toàn vùng: − Năm 2020: khoảng 1.400.000 - 1.450.000 người; − Năm 2030: khoảng 1.600.000 - 1.700.000 người Dân số đô thị: − Năm 2020: khoảng 750.000 - 800.000 người; − Năm 2030: khoảng 1.000.000 - 1.100.000 người Tỷ lệ thị hóa: − Năm 2020: khoảng 50 - 55%; − Năm 2030: khoảng 60 - 65% Quy hoạch sử dụng đất Vùng thủy sản: phát triển khai thác xa bờ, nuôi trồng bảo vệ nguồn lợi thủy sản, đầu tư sở hạ tầng nghề cá Hình thành khu vực chợ đầu mối thành phố Phan Thiết kết hợp trung tâm thương mại - dịch vụ nghề cá Định hướng phát triển hệ thống hạ tầng kỹ thuật Giao thông đường thủy − Đường biển: nâng cao lực tuyến đường biển nội tỉnh; đầu tư phương tiện có tốc độ nhanh − Đường thủy nội địa: nạo vét luồng lạch tuyến sông Cái, sông Cà Ty (Phan Thiết), cửa sông Lũy (Phan Rí Cửa), sơng Lịng Sơng (Liên Hương) − Hệ thống cảng: kiến nghị Chính phủ hồn thiện cảng Phan Thiết Nâng cấp cảng cá Phan Rí Cửa, La Gi, Liên Hương Định hướng bảo vệ môi trường − Tăng cường kiểm sốt, xử lý nhiễm mơi trường đô thị, xử lý triệt để loại nước thải, chất thải rắn, kiểm sốt khí thải khu đô thị khu công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp làng nghề, hoạt động sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản; − Bảo vệ hệ sinh thái rừng đầu nguồn thảm thực vật phịng hộ Khơi phục bảo vệ hệ sinh thái rừng tự nhiên thảm xanh hữu 2.3 Hiện trạng cửa sông Cà Ty Tỉnh Bình Thuận 2.3.1 Số liệu khí tượng – thủy văn 2.3.1.1 Số liệu khí tượng Hướng gió Phan thiết chịu ảnh hưởng hồn lưu gió mùa Hàng năm, khống chế khu vực hai mùa gió chính: − Mùa gió Đơng bắc: hoạt động từ tháng 11 đến tháng năm sau, gió chủ yếu hướng Đơng Đơng bắc − Mùa gió Tây nam: hoạt động từ tháng đến tháng 9, gió chủ yếu hướng Tây Tây nam Thời kỳ chuyển tiếp hai mùa gió tháng tháng 10, tháng gió chủ yếu hướng Nam, tháng 10 chủ yếu hướng Đông Phan Thiết thành phố ven biển, thường xuất gió Đất - Biển (thể rõ vào tháng tháng 5) ban đêm thổi từ đất li ền biển, ban ngày gió thổi từ biển vào đất liền gió chủ yếu có hướng Đơng mang khơng khí biển mát mẻ lành Tốc độ gió Theo số liệu gió quan trắc từ năm 1995 - 2010 cho thấy Phan Thiết có tốc độ gió lớn Để đánh giá đầy đủ khả xảy tốc độ gió lớn nhất, xét tốc độ gió lớn ứng với chu kỳ phục vụ cho việc thiết kế kỹ thuật cơng trình khai thác lượng gió; cơng trình tải điện; cơng trình xây dựng, Bảng 2.1: Kết tính tốn tần suất cho kết gió lớn với chu kỳ Chu kỳ (năm) 10 20 30 40 50 100 Tốc độ (m/s) 21 22 23 24 24 25 25 26 H Nguồn: Trạm Khí Tượng Thủy Văn Tỉnh Bình Thuận, 2011 2.3.1.2 Số liệu thủy văn Đặc điểm tự nhiên dòng chảy Hệ thống sơng: Do dịng sơng Cà Ty tạo thành Sơng Cà Ty có hai phụ lưu Suối Dầu Sơng Cát Bảng 2.2: Đặc trưng hình thái lưu vực hệ thống sơng Cà Ty Đổ vào Đ.cao n.sơng C.dài sơng (km) D.tích lưu vực (km2) Cà Ty Cát T.Chánh S.Cà Ty 1222 243 56 34 753 206 Đặc trưng trung bình lưu vực Đ.dốc Đ.rộng M.độ lưới (%) (km) sông km/km2 11,2 17 0,32 2,3 9,5 0,35 C Sông H U TE Nguồn: Trạm Khí Tượng Thủy Văn Tỉnh Bình Thuận, 2011 Đặc điểm thủy văn Do bị hàng loạt yếu tố tự nhiên, nhân tạo, đặc biệt khí hậu, địa hình chi phối, chế độ thủy văn không đồng theo tháng năm; đặc trưng thủy văn dòng chảy mực nước, vận tốc, lưu lượng, dòng chảy rắn biến đổi theo mùa rõ rệt Nguồn nước cung cấp cho khu vực nghiên cứu chủ yếu nước mưa − Dòng chảy năm: Quan hệ chuẩn dòng chảy năm mưa năm lưu vực nghiên cứu chặt chẽ: Y = 0.98 X – 940 Trên sở quan hệ mưa dòng chảy năm đây, kết hợp với đồ phân bố mưa trung bình nhiều năm tỉnh, cho phép tìm lớp dịng chảy TBNN lưu vực nghiên cứu − Dòng chảy mùa cạn: Lưu vực sông Cà Ty F = 205 vùng khô hạn nặng − Đặc trưng dòng chảy mùa kiệt: Theo tài liệu điều tra kiệt Q Min thường xuất vào tháng IV, với tần suất xuất 55,55% trạm Mương Mán − Dòng chảy mùa lũ: Mùa lũ tập trung - tháng cuối năm, 2.3.1.3 Số liệu lượng mưa khu vực Khu vực có lượng mưa tương đối thấp, phân bố không Thường xuất đợt mưa lớn kéo dài Hình 2.2: Bản đồ phân bố lượng mưa khu vực Tỉnh Bình Thuận 2.3.1.4 Chế độ hải văn vùng cửa sông Cà Ty Chế độ thủy triều thiên bán nhật triều không đều, ngày triều thường xuất đỉnh, chân chân, đỉnh Biên độ triều đạt từ 1,2 – 1,6m, vào thời kỳ triều cường đạt từ 2,0 đến 2,5m Do chế độ triều, lượng nước sơng đổ về, độ dốc lịng sơng vùng hạ lưu bị biến động theo không gian thời gian mà ranh giới ảnh hưởng triều phạm vi xâm nhập mặn hệ thống sông khác Bảng 2.3: Phạm vi ảnh hưởng triều xâm nhập mặn sông P.vi ảnh hưởng xâm nhập mặn Sông (km) Sông 5km / 56km Cà Ty Nguồn: Trạm Khí Tượng Thủy Văn Tỉnh Bình Thuận, 2011 Phạm vi xâm nhập mặn khoảng 5km (S=2,836‰) từ biển vào đất liền tổng chiều dài (56 km) lưu vực sông 2.3.1.5 Diễn biến độ mặn cửa sông Hệ thống sơng hầu hết sơng nội tỉnh, có chiều dài ngắn, độ dốc lớn, lưu vực nhỏ, lượng mưa năm lượng dịng chảy năm nghèo nàn Với điều kiện tự nhiên tạo điều kiện thuận lợi cho xâm nhập mặn độ nhiễm mặn vùng hạ lưu cửa sông Độ mặn mặt cắt II 25 25 5 Độ mặn mặt cắt III H 10 0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI I XII 15 15 10 10 20 20 15 15 25 25 20 20 Độ mặn mặt cắt IV 30 Đ ộ mặn 30 Đ ộ mặn 30 Đ ộ mặn 35 II III IV V VI VII VIII IX X XI XII I Thời gian II III IV V VI VII VIII Thời gian IX X XI XII 10 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Thời gian C Thời gian Đ ộ mặn Độ mặn mặt cắt I 35 Hình 2.3: Diễn biến độ mặn mặt cắt TE Diễn biến độ mặn theo không gian Diễn biến độ m ặn theo chiều dài sông 40 Đ ộ mặn (‰) 30 20 10 0 10 12 U Chiều dài (km ) Công thức tính độ mặn theo vị trí : Hình 2.4: Diễn biến độ mặn dọc sông H S/S = e-KX Công thức áp dụng khu vực cửa sông Cà Ty: S = 38,1.e-0,512.X Trong : X vị trí khảo sát (km) Diễn biến độ mặn theo độ sâu Qua tài liệu đo đạc sông, nhận thấy biến đổi độ mặn theo chiều sâu mặt cắt thay đổi Diễn biến độ mặn theo chiều sâu -0,5 10 15 20 25 -1 Chi -1,5 -2 -2,5 -3 Độ m ặn (‰) Hình 2.5: Diễn biến độ mặn theo chiều sâu 2.3.1.6 Số liệu chất lượng nguồn nước Kết khảo sát thu thập tài liệu nhận thấy: đa số sơng lớn có hạ lưu bị nhiễm mặn Khi thuỷ triều lên, sơng nước mặn dâng phía thượng nguồn cách cửa sông 3-7km Kết quan trắc tỉnh Bình Thuận qua năm cho thấy: − pH: dao động từ 7,5-8,1; − Hàm lượng dầu mỡ: dao động từ 0,05 – 0,15mg/l − Hàm lượng hữu cơ: BOD5 dao động từ 20 – 25 mg/l hạ lưu sơng Cà Ty có mức nhiễm hữu cao sông − Hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS): dao động 70-80mg/l vào mùa mưa thường cao mùa khô − Hàm lượng Amoni (NH4 +): dao động 0,15 – 0,3mg/l − Hàm lượng Nitrat: dao động 0,2 – 0,6mg/l − Hàm lượng kim loại nặng (As, Hg, Fe) Xyanua: thấp − Hàm lượng Oxy hoà tan (DO): dao động 5,2 – 7mg/l; − Vi sinh: khoảng dao động lớn từ 2500 – 15000MPN/100ml 2.3.2 Hiện trạng cửa sơng Cà Ty Tỉnh Bình Thuận Khu vực cửa sông, Cảng cá khởi công xây dựng ngày 22/12/1993 Chung quanh bến có kè bao bọc, bảo vệ kè chắn sóng C- dài 400m, kè C- dài 530m, kè bảo vệ bờ dài 404 m Diện tích tồn thể bến cảng 21.872 m2 Năm 1996, hệ thống bờ kè dọc hai bờ sơng xây dựng chống xói lở hai bờ, tạo vẻ mỹ quang, quy hoạch khu vực phát triển kinh tế Tại bờ kè sông Cà Ty nhiều hố sâu lớn xuất hiện, phá hủy mạnh hệ thống bờ kè Những thay đổi rõ ràng gần cửa sông Khu vực cửa sông bị bồi lấp, xói lở với mức độ đáng báo động Bên cạnh biến đổi tự nhiên gây ra, người góp phần phá hoại dịng sơng Dịng sơng đối mặt với ô nhiễm nặng nguồn nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý từ hệ thống cống ngầm, làm nguồn nước bị ô nhiễm nặng Chương PHÂN TÍCH NGUN NHÂN DIỄN BIẾN XĨI LỞ CỬA SÔNG CÀ TY VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP CHỈNH TRỊ H U TE C H 3.1 Phương pháp nghiên cứu Hầu quốc gia giới có diện tích biển có cơng trình nghiên cứu biển Khi đưa xác điều kiện thực tế khu vực vào cơng trình, mơ hình tính tốn, chương trình mơ có kết tương đối xác Từ có nhận định, định hướng phát triển, đề biện pháp khắc phục – giảm thiểu thiệt hại xảy 3.1.1 Cơ chế bồi lắng – xói lở Cơ chế bồi Do tác động sóng, dịng chảy dọc bờ, vật liệu chủ yếu vun lên vận chuyển ngang bồi tích chiếm ưu kéo dài phía cửa sơng tác động dịng dọc bờ Tuy nhiên, ngồi tác động sóng dịng chảy dọc bờ, cịn phải kể đến tác động dịng chảy sơng Cơ chế xói Cơ chế xói cửa sơng diển tương tự vùng bờ, sóng trườn lên liếm vào chân bờ cát bóc mịn cát chân, tạo nên “dãy hốc sóng” Cơ chế mở Thường xảy mùa mưa lũ lớn thường nơi bề ngang đụn cát hay gốc doi cát sát với mũi đá Cơ chế lấp Cơ chế diễn vào thời điểm mưa bão lớn hay nước sơng kiệt, sóng lớn Vật liệu hai bên bờ cửa di chuyển dọc bờ, phát triền hai mũi doi cát làm hẹp nông cửa dần 3.1.2 Đặc tính bùn cát Bùn cát cửa sơng Nguồn gốc bùn cát vùng cửa sông: Bùn cát vùng cửa sơng có hai nguồn gốc chính: bùn cát lưu vực dịng chảy sơng từ thượng nguồn mang đến bùn cát vùng ven biển thủy triều, sóng, dịng chảy đưa vào Khối lượng bùn cát khổng lồ ảnh hưởng lớn đến diễn biến địa hình biến động vùng cửa sơng 3.1.3 Phân loại bùn cát Trong sông thiên nhiên, bùn cát chia thành hai loại: bùn cát lơ lửng bùn cát di đ ẩy Tuy phân loại chi tiết có nhiều phương pháp khác 3.1.3.1 Phương pháp Sa Ngọc Thanh Dựa sở phân loại theo đường kính hạt đặc điểm thủy lực bùn cát 3.1.3.2 Phương pháp Đại học Thanh Hoa Dựa sở phân loại đất học đất 3.1.3.3 Dung trọng khô bùn cát bồi lắng Dung trọng bùn cát độ rỗng ε Dung trọng khô bùn cát γ’ (T/m3) trọng lượng đơn vị thể tích bùn cát khơ Độ rỗng bùn cát tỷ số thể tích rỗng bùn cát so với đơn vị thể tích Dung trọng khơ có quan hệ với dung trọng hạt cát γ S độ rỗng ε sau: γ’= γ S (1-ε) Độ rỗng bùn cát có quan hệ với đường kính hạt có mức dao động lớn Chỉ bùn cát bồi lắng ổn định độ rỗng ổn định bắng khoảng 0,4 dung trọng khô bàn cát đạt 1,6 T/m3 Quan hệ đường kính hạt độ rỗng: Độ rỗng lớn nhất: H Độ rỗng nhỏ U TE C Dung trọng khô bùn cát Dung trọng khơ bùn cát có quan hệ với đường kính hạt, độ rỗng, thời gian bồi lắng, độ phơi nắng áp lực nước 3.1.3.4 Tốc độ khởi động bùn cát Bùn cát thường có thành phần hạt có đường kính nhỏ Cát mịn, cát bụi có vận tốc khổi động thấp Những hạt bùn cát rời khơng kết dính sỏi khó khởi động Cơng thức tính tốc độ khởi động bùn cát khơng dính Lực làm cho bùn cát khơng dính khởi động sức đẩy dịng nước lực đẩy lên chảy vòng, lực tác động ngược lại trọng lực tác động lên hạt bùn- cát Công thức Sa Mốp (theo tài liệu thí nghiệm) H v o = 1,14 γS − γ gd  h  γ 1/ d  với sơng thiên nhiên, γ S = 2,65 T/m v o = 4,6d / h1 / Công thức ủy ban sông Trường Giang Công thức Viện Khảo sát thiết kế Thành Đô Tốc độ khởi động đa sỏi Công thức dựa số liệu thực đo sông Đại Độ, sông Trường Giang số liệu thí nghiệm 3.1.3.5 Bùn cát lơ lửng Cả nước ta có khoảng 90 trạm thủy văn đo bùn cát lơ lửng Bùn cát thường quan trắc muộn so với mực nước (H) lưu lượng (Q) song lại ngừng đo trước ngừng đo Q H nên số liệu bùn cát thường ngắn Mặt khác, chuỗi số liệu bùn cát biến động lớn chuỗi số liệu Q H Vì muốn đảm bảo đặc trưng ổn định bùn cát chuỗi số phải dài nhiều so với chuỗi Q H Tính tốn lượng bùn cát sơng tự nhiên chia hai trường hợp: có khơng có số liệu quan trắc Sơng có số liệu quan trắc H, Q, r Xây dựng quan hệ lưu lượng nước với lưu lượng nồng độ bùn cát Các quan hệ thường có dạng: Q S = aQ b 10 Để đánh giá ảnh hưởng thường sử dụng đường quan hệ Q ~ Q S hay đường tích phân kép S X ~ S QS Trong X lượng mưa Q (Kg/s) ∑X 100 10 10 100 ∑QS QS(Kg/s) Hình 3.1: Quan hệ Q-Q S Hình 3.2: Quan hệ lượng mưa – lượng bùn cát H U TE C H Sông quan trắc bùn cát Trong tính tốn quy hoạch, thiết kế, lượng phù sa thường ước tính cách dùng đồ phân vùng l M S (T/năm.km2) Nói chung nh độ đục bình qn r (g/m3) hay moduyn phù sa lơ ửng ững thông tin có độ xác thấp xây dựng đồ dựa nguồn số liệu ỏi không đủ điều kiện đồng (thời gian quan trắc, cỡ diện tích lưu vực ) phạm vi vùng lưu vực khác cho khác Ngoài trạm thủy văn quan trắc phù sa, cịn có số trạm thực nghiệm xói mịn Cần lưu ý rằng, phần lượng vật chất bị xói mịn sườn dốc dồn xuống sơng, phần cịn lại bị chặn bồn trũng, barriere dọc đường 3.1.3.6 Tỷ số phân rải bùn cát (sediment delivery ratio) Tỷ số phân rải phù sa tỷ số lượng bùn cát chảy mặt cắt cửa (T/km2năm) so với lượng chất xói mịn (T/km2năm) sườn dốc Nó phụ thuộc vào yếu tố địa hình, độ dốc, hình thái lưu vực, điều kiện lịng dẫn, dịng nước, lớp phủ thực vật, sử dụng đất cấu đất Theo Bowie (Mỹ, 1975): DR = 0,488 – 0,006A + 0,010R O Theo Mou Meng (Trung Quốc, 1980): DR = 1,29 + 1,37ln R C – 0,025lnA Sự biến đổi theo thời gian trị số DR đơi có tính đột xuất Nó bị ảnh hưởng thực tế, có lượng chất xói mịn bề mặt đổ xuống nằm chờ lưới sông mà lũ đến kéo xuống mặt cắt khống chế DR cho lịng dẫn thường tính tỷ số lượng phù sa vào Tỷ số từ 20 - 50% mùa đông 100 - 350% mùa hè Các công thức kinh nghiệm thành lập dựa kết đo đạc nhiều coi cách đơn giản có hiệu để ước tính lượng bùn cát Vùng M Q < inches (50 mm) Các vùng lại Edmund Atkinson (1992) đề nghị ước tính tỷ số phân rải phù sa DR cách sử dụng kết đo phân bố cỡ hạt Để ước tính DR có độ tin cậy cao, tổ chức thu thập, phân tích hạt mẫu chất xói mịn chất liệu đáy cần lưu ý đến tính đại biểu mẫu kể khơng gian lẫn thời gian làm thỏa mãn yêu cầu giả thiết đặt Ở nơi tiến hành đo lượng phù sa bồi lắng thơng qua kết đo, liên hệ với đặc trưng lưu vực để khái quát Khi có lưu vực tương tự lấy mức độ bồi lắng có, với số hiệu chỉnh thích đáng để tính lượng bùn cát 3.1.3.7 Đặc tính bùn cát lơ lửng Bùn cát lơ lửng đặc trưng kích thước, phân bố hạt, hình dạng, nồng độ, tốc độ chìm lắng Kích thước hạt Hạt phù sa thiên nhiên có hình dạng đa dạng Giả sử hạt phù sa có kích thước ba chiều tương ứng a, b, c đường kính trung bình ước tính: W: tốc độ lắng chìm (m/s) d: đường kính hạt cát (mm) Qua nhiều thí nghiệm cho ta thấy: q trình dính cục đông tụ tỉ lệ thuận với số lượng bùn cát đơn vị thể tích tức lượng ngậm cát Vì dịng sơng mà nhiều bùn cát đặc biệt bùn cát mịn việc tồn bãi bồi, ghềnh cạn nói riêng bồi lắng cửa sơng nói chung điều tránh khỏi… Chuyển động di đẩy bùn cát khu vực cửa sông [4][5][6][7] Tốc độ dịng chảy vùng cửa sơng phụ thuộc vào tốc độ dịng sơng tốc độ H (hướng) dịng triều vào cửa sơng Bùn cát đáy từ thượng lưu chuyển động đến cửa sông chuyển động xuôi ngược xen kẽ phụ thuộc vào điều kiện C cụ thể thủy văn sông thủy triều Gặp trường hợp cửa sơng có dịng dị trọng nêm mặn, dòng chảy đáy thường hướng thượng lưu kéo theo bùn cát đáy TE Trong tình hình chung, bùn cát đáy từ thượng lưu hay từ ngồi biển tới tích tụ lại đoạn hai giới hạn nêm mặn Trong mùa lũ, khu vực bồi tích bị đẩy ngồi vùng xa Lịng dẫn cửa sơng U vùng triều có tượng sóng cát chuyển động dịng bùn cát đáy, dịng chảy có số Fr