4. Cấu trúc của luận văn
2.2.2. Các yếu tố khí hậu-thủy văn lục địa
Khí hậu cũng là nhân tố có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến các quá trình hình thành và biến đổi địa hình cả trên đất liền, cũng như dưới đáy biển. Bởi lẽ các đặc trưng như gió, mưa, nhiệt độ, sâu xa hơn đó là những đặc điểm của hoàn lưu khí quyển và sự tương tác của chúng với địa hình khu vực không những gây ra những hiện tượng lũ lụt, bóc mòn, trượt lở... trên lưu vực tạo ra nguồn cung cấp vật liệu trầm tích cho biển, mà còn trực tiếp tạo ra các quá trình thủy động lực ở vùng cửa sông, có tác động trực tiếp hay gián tiếp đến các yếu tố động lực biển như sóng, dòng chảy, nước dâng... - những tác nhân gây ra sự biến đổi địa hình tại đới bờ. Khí hậu - thủy văn ảnh hưởng tới địa hình và các quá trình địa mạo ở đới bờ biển chủ yếu thông qua tác động gián tiếp của các yếu tố: mạng lưới thủy văn và chế độ mưa, chế độ gió và bão.
2.2.2.1. Chế độ mưa và thủy văn lục địa a. Chế độ mưa
Do chịu ảnh hưởng của địa hình (lãnh thổ huyện Kỳ Anh nằm về phía sườn Đông của dãy Hoành Sơn chắn ngang ra biển với những ngọn núi có độ cao lên tới 1.000m, tạo thành những tấm bình phong đón gió thổi từ biển vào) làm cho Kỳ Anh trở thành một túi mưa của cả nước. Trừ một phần ở phía Bắc lãnh thổ, còn lại các vùng khác có lượng mưa bình quân hàng năm đều lớn hơn 2.000mm, đặc biệt có một số nơi lên đến 3.200mm/năm. Tuy nhiên, lượng mưa phân bố không đồng đều trong năm, tập trung vào mùa hạ và mùa thu (Hình 2.3). Đối với những tháng mùa đông thì lượng mưa chỉ đạt khoảng 26% lượng mưa của cả năm mặc dù thời gian mưa có thể kéo dài nhưng vào cuối mùa đông chủ yếu là mưa phùn. Những tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng IX, X, XI; những tháng có lượng mưa thấp nhất vào tháng II, III, IV
30
(Bảng 2.1, Hình 2.4) nhưng vẫn chưa xuống dưới mức tháng khô bởi lượng mưa trung bình tháng luôn lớn hơn hai lần nhiệt độ trung bình tháng.
Số ngày mưa trung bình năm ở Kỳ Anh cũng khá cao, phổ biến từ 150 -160 ngày/năm. Nhìn chung, chế độ mưa khu vực này rất thất thường, do ảnh hưởng của bão và mưa nguồn, lượng mưa hàng năm cũng như hàng tháng có thể khác nhau từ năm này sang năm khác.
Hình 2.3. Biến thiên lượng mưa trung bình tháng trong nhiều năm (1963 - 2011) tại các trạm ở Hà Tĩnh. [1, 7]
Bảng 2.1. Số ngày mưa trung bình các tháng trong nhiều năm trạm Kỳ Anh [1]
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Số ngày
mưa (ngày) 22 5 14 16 12 4 3 11 17 17 14 18
Hình 2.4. Biến thiên số ngày mưa trung bình các tháng trong nhiều năm trạm Kỳ Anh [1]
0 5 10 15 20 25
31
b. Mạng lưới thủy văn lục địa
Kỳ Anh là một huyện có đồi núi chiếm phần lớn diện tích lãnh thổ, địa hình dốc nghiêng ra biển nên sông ngòi có đặc điểm là ngắn, lưu vực nhỏ, dốc và đều bắt nguồn từ những đỉnh núi cao nên tốc độ dòng chảy lớn nhất là về mùa mưa lũ; và đặc biệt mạng lưới sông ngòi ở đây khá dày đặc, có độ uốn khúc lớn (Hình 2.5).
Trong phạm vi huyện Kỳ Anh chỉ có duy nhất một cửa sông, đó là Cửa Khẩu do sông Trí và sông Nhà Lê đổ ra. Trên phạm vi đồng bằng ven biển, các sông, suối nhỏ đổ ra biển đều có hướng tây nam - đông bắc, nghĩa là các cửa sông gần như cắt vuông góc với đường bờ biển. Mặc dù mật độ sông ngòi trong phạm vi nghiên cứu tương đối lớn tuy nhiên, do các sông có đặc điểm ngắn, dốc, diện tích các lưu vực sông đều nhỏ, lượng nước sông phụ thuộc theo mùa, đặc biệt là vào mùa kiệt, ít mưa, dòng chảy trong các tháng này rất nhỏ nên lượng trầm tích cung cấp cho biển tương đối nhỏ, vai trò của chúng đối với các quá trình địa mạo bờ ở khu vực này không đáng kể và bị các quá trình biển, chủ yếu là quá trình sóng, lấn át. Chính vì vậy mà đường bờ biển tại khu vực nghiên cứu đều thẳng, thuộc loại bờ năng lượng sóng chiếm ưu thế.
2.2.2.2. Chế độ gió
Huyện Kỳ Anh nằm trong khu vực chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa nhưng tính chất phân mùa không rõ rệt như khu vực Bắc Trung Bộ hay Bắc Bộ. Hướng gió là một yếu tố bị địa hình chi phối sâu sắc nhất, trên căn bản khí hậu Kỳ Anh mỗi năm có hai mùa gió chủ yếu là gió mùa Đông Bắc thổi vào mùa đông (kéo dài từ tháng X đến tháng III năm sau), gió mùa Tây Nam và Đông Nam thổi vào mùa hè (từ tháng V đến tháng IX hàng năm).
Bảng 2.2. Tốc độ gió trung bình hàng tháng trong năm trạm Kỳ Anh [7]
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII TB
Năm Tốc độ
32
33
Tốc độ gió trung bình trong mùa đông lớn hơn trong mùa hè. Tốc độ gió trung bình năm tại đồng bằng ven biển từ 2,0 - 2.5m/s, tại vùng núi dưới 2,0m/s, tốc độ gió trung bình giảm dần từ đông sang tây, điều này thể hiện sự chi phối của địa hình đối với hướng gió và tốc độ gió.
Nhìn chung, tốc độ gió ở Kỳ Anh thuộc loại lớn nhất trong tỉnh Hà Tĩnh. Tốc độ gió trung bình năm dao động trong khoảng 1,4 - 2,4 m/s (cấp 2 theo thang Bo- pho) (Bảng 2.2). Gió mạnh là gió có tốc độ từ 10,8m/s tức là từ cấp 6 trở lên, theo số liệu đã quan sát được và tính toán cho thấy: ở đồng bằng gió mạnh xảy ra hầu khắp các tháng nhưng tần suất xuất hiện có sự khác nhau. Ngược lại ở miền núi các tháng I và tháng II không thấy có gió mạnh từ cấp 6 trở lên. Gió mạnh ở Kỳ Anh tập trung nhiều nhất vào các tháng X và XI, trùng với thời kỳ hoạt động của bão, áp thấp nhiệt đới và không khí lạnh. Tốc độ gió mạnh ở đồng bằng ven biển tập trung nhất ở cường độ cấp 7 - cấp 8 (15 – 20 m/s, chiếm đến 96 - 98%). Vào tất cả các tháng trong năm, vận tốc gió mạnh nhất đều 36m/s (cấp 12), đạt giá trị cực đại là 50m/s (cấp 15)
(Bảng 2.4). Các giá trị cực đại của vận tốc gió mạnh nhất thường quan trắc được vào thời kỳ bão hoạt động mạnh nhất trong năm là các tháng IX và X.
Bảng 2.3. Tốc độ gió lớn nhất ứng với các chu kỳ (năm) tại trạm Kỳ Anh [29]
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Tốc độ
gió (m/s) 36 35 42 45 48 47 48 49 50 50 - -
Cấp gió 12 12 14 14 15 15 15 15 15 15 - -
Thời gian thịnh hành gió mùa mùa đông ở Kỳ Anh thường muộn hơn ở Bắc Bộ, song các đợt gió mùa Đông Bắc đều mạnh. Trong thời kỳ tháng XII, I, II, trên địa bàn huyện Kỳ Anh bị chi phối bởi hướng gió Đông Bắc tương đối đồng nhất. Thời kỳ cuối mùa đông, do sự di chuyển lệch về phía Đông của áp cao lục địa và quá trình biến tính ẩm qua vùng biển, nên hoạt động của gió mùa Đông Bắc cũng biến tính dần. Thời gian này khối khí lạnh di chuyển chậm hơn và biến tính nhanh hơn, hướng gió dịch chuyển dần từ Đông Bắc sang hướng Đông. Gió mùa mùa đông có tác động mạnh tới địa hình bờ biển bởi nó thổi vuông góc với khu vực nghiên cứu. Đặc biệt,
34
gió trong bão có năng lượng vô cùng lớn, có thể tạo ra những con sóng với độ cao tới 14m, có khả năng phá hoại nghiêm trọng bờ biển.
Vào mùa hè, các hướng gió thịnh hành là Tây Nam hoặc Đông và Đông Nam với tần suất đạt khoảng 14 - 35%, sau đó là các hướng Nam, Tây với tần suất mỗi hướng dao động trong khoảng 12 - 22%. Gió mùa Tây Nam thường phát triển mạnh vào thời kỳ giữa hè (tháng VI và VII). Đây là loại gió khô nóng, thường kèm theo giông vào chiều tối. Tháng IV là tháng chuyển tiếp từ gió mùa Đông Bắc sang Tây Nam.
2.2.2.3. Bão
Kỳ Anh là một trong những huyện của Hà Tĩnh cũng chịu ảnh hưởng mạnh của bão, trung bình mỗi năm có từ 0,8 - 1,0 cơn bão (Đài khí tượng thủy văn Bắc Trung Bộ). Theo số liệu lưu trữ của Trung tâm khí tượng thủy văn quốc gia, trong thời kỳ từ 1961 - 2013, đã có 42 cơn bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào dải bờ biển từ Nghệ An - Quảng Bình, trong đó có 2 cơn bão lịch sử là bão CLARA (bão số 10, 1964) và DAN (bão số 10, 1989) có sức gió giật cấp 13 (tốc độ >133km/h) (Hình 2.6). Thông thường bão xuất hiện từ tháng VIII đến tháng X, nhưng nhiều nhất là vào tháng IX (Bảng 2.4). Số lượng bão từ cấp 10 trở lên chiếm 42,9% trên tổng số 42 cơn bão/áp thấp nhiệt đới từng đổ bộ vào bờ biển các tỉnh từ Nghệ An - Quảng Bình giai đoạn từ 1961 - 2013 (Bảng 2.5). Theo số liệu khảo sát người dân tại địa phương, cơn bão số 10 vào cuối tháng 9/2013 (bão Wutip) - được coi cơn bão mạnh nhất trong vòng khoảng 20 năm qua với sức gió giật cấp 12, 13 sau đó tăng lên 16, 17 trước khi đổ bộ vào đất liền đã gây ra một đợt mưa vừa, mưa to và lũ lụt cho các tỉnh miền Trung Việt Nam. Cơn bão này cũng đã phá hủy hàng loạt phi lao ven biển, xói lở từ 5 - 15m bãi biển trên các đoạn bờ biển thuộc địa phận các xã của huyện Kỳ Anh.
Mùa mưa bão ở Hà Tĩnh thường tập trung từ tháng VII đến tháng X, tương ứng với các cơn bão số 7, 8, 9. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, quy luật đó có xu hướng thay đổi rõ rệt. Khoảng thời gian có khả năng xảy ra bão mở rộng đến tháng 12, không chỉ có bão số 7, 8, 9 mà ngay từ cơn bão số 1 đã có thể đổ bộ vào Hà Tĩnh [22].
35 Tháng VI VII VIII IX X Số cơn 1 4 11 15 11 Tần suất (%) 2,38 9,52 26,19 35,71 26,19 Cấp bão 6 7 8 9 10 11 12 13 Tổng Số cơn 10 4 4 6 8 2 6 2 42 Tần suất (%) 23,8 9,5 9,5 14,3 19,0 4,8 14,3 4,8 100
Hình 2.6. Các cơn bão đổ bộ vào Nghệ An - Quảng Bình (1961 - 2004) [37] Bảng 2.4. Thống kê tần suất xuất hiện của bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào
Nghệ An - Quảng Bình từ 1961 - 2013 [37]
Bảng 2.5. Thống kê số lượng và cấp bão/áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào Nghệ An - Quảng Bình từ 1961 - 2013 [37]
36
Bão lớn thường đi kèm với gió lớn, có thể lên đến cấp 13, thậm chí hơn thế. Gió là tác nhân quan trọng ảnh hưởng tới năng lượng sóng tới bờ. Sóng trong bão và gió bão có tác dụng mài mòn/ thổi mòn bờ biển với tốc độ giật lùi đường bờ rất lớn (từ vài mét đến vài chục mét chỉ trong vòng vài giờ đến vài ngày). Một đặc điểm của xói lở bãi biển trong bão là là xói lở chỉ mang tính tạm thời và bờ biển sẽ được trả lại trạng thái cân bằng vào thời kỳ tiếp đó, trừ trường hợp trong một số sự kiện bão, bờ biển bị phá hủy quá lớn, khó có thể khôi phục.
Những hiện tượng cực đoan và các thiên tai có nguồn gốc khí tượng được cho rằng có xu hướng gia tăng do biến đổi khí hậu toàn cầu. Nghiên cứu của Phan Văn Tân và cộng sự (2010) [23] đã đưa ra nhận định rằng: Tần số bão trên Biển Đông có dấu hiệu tăng lên trên các vùng biển phía nam, có quĩ đạo phức tạp, khó dự đoán hơn. Tần số bão trên vùng bờ biển Việt Nam cũng có xu thế tăng lên, nhất là trên dải bờ biển Bắc Bộ, Thanh Nghệ Tĩnh và Nam Trung Bộ. Dựa trên số liệu thống kê của Vũ Thanh Hằng (2010) [32], dễ dàng nhận thấy số lượng các cơn bão của từng nửa thập kỷ sau nhìn chung cao hơn so với số lượng các cơn bão của từng nửa thập kỷ đầu và các cơn bão ở vùng biển Thanh Nghệ Tĩnh có xu thế tăng dần về số lượng từ năm 1946 - 2005 (Hình 2.7).
Bão lớn cũng thường đi kèm với nước dâng do bão. Đây là một hiện tượng thời tiết nguy hiểm ở ven biển. Nước dâng do bão có thể vượt qua các cồn cát cao phía ngoài, tràn ngập và gây úng ở các dải bờ trũng bên trong. Nước dâng do bão xảy ra trong thời kỳ triều cường trên nền nước cao là nguyên nhân gây ra những thiệt hại to lớn về người và của cải tại các khu vực bão đổ bộ và vùng lân cận. Ngoài ra, do ảnh hưởng của bão thường gây mưa lớn đến 100-200mm/cơn bão, có nơi 400- 500mm/cơn bão nên dễ gây lũ lụt lớn. Nước lũ kết hợp với nước dâng ven biển khi rút đi thường tạo vận tốc dòng chảy lớn gây xói lở bờ.
Đề tài nghiên cứu của Phân viện Cơ học Biển, Viện Cơ học đã đánh giá khả năng xuất hiện (tần suất) của độ cao nước dâng dọc bờ biển Việt Nam (từ năm 1954- 1993) như Bảng 2.6. Theo đó, mực nước dâng lớn nhất đã từng xảy ra tại khu vực nghiên cứu (vùng biển từ Cửa Vạn đến Đèo Ngang) là 3,4m và nước dâng lớn nhất dự báo có thể xảy ra là 4.0m.
37