Thành phần thạch học và độ cao của địa hình bờ biển là hai yếu tố chính quyết định khả năng biến động của bờ biển, việc phân loại đƣờng bờ dựa vào các tiêu chí này giúp chỉ ra đƣợc các đoạn bờ có khả năng chống lại các lực tác động bên ngoài, chủ yếu là sóng biển, tác nhân chính dẫn tới biến đổi đƣờng bờ. Bờ biển vùng nghiên cứu có thể đƣợc chia ra thành các loại sau:
1. Bờ đá
Có thể dễ dàng nhận ra hình thái đƣờng bờ biển tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu có các mũi đá nhô ra biển xen lẫn với các đoạn bờ lõm vào. Bờ đá phát triển tại khu vực Núi Lớn, Núi Nhỏ tạo ra hình thái điển hình của thành phố Vũng Tàu, các mũi Cơm Thiều, Kỳ Vân, Hồ Tràm, Ba Kiềm. Phần bờ này là những đoạn vách dốc đứng hoặc những đoạn bờ đá thấp thoải dần ra phía biển, vật liệu tích tụ dƣới chân thƣờng chỉ là một lớp mỏng hoặc không có, đáy biển phía ngoài có độ dốc lớn, năng lƣợng sóng tác động rất mạnh, tuy nhiên với đặc điểm thạch học đƣợc cấu tạo chủ yếu bởi các đá xâm nhập thuộc phức hệ Đèo Cả và đá phun trào thuộc hệ tầng Nha Trang độ bền vững cao. Biến động đƣờng bờ chủ yếu là hoạt động mài mòn không đáng kể.
2. Bờ cát cao
Xen giữa các đoạn bờ đá là các dải bờ cát cao, loại bờ này chiếm chiều dài lớn nhất trong vùng nghiên cứu. Đây là các bờ đƣợc cấu tạo bởi cát thuộc các thềm biển có tuổi từ Holocen giữa đến Pleistocen muộn với độ cao từ 4-6 mét đến 20-50 mét. Tuy đó, phần lớn bờ cát cao đều đƣợc phát triển trên thềm biển có độ cao 4-6 mét, có tuổi Holocen giữa. Hiện nay, hầu nhƣ toàn bộ bờ biển loại này đang bị xói lở rất mạnh mẽ. Phần đất liền của các đoạn bờ này khá bằng phẳng và đƣợc cấu tạo chủ yếu bởi cát, phần lớn là đất trống, quá trình xói mòn và rửa trôi bề mặt xảy ra tƣơng đối mạnh. Về phía biển, đới sóng vỡ nằm cách bờ khoảng 100-200 mét.
46
Hình 3.1. Bờ đá ở mũi Kỳ Vân (trái) (ảnh Vũ Văn Phái, 2012)và phải (ảnh Bùi Quang Dũng, 2012)
Hình 3.2. Bờ cát cao phát triển trên trầm tích biển tuổi Q22-3
(ảnh Bùi Quang Dũng, 2012)
3) Bờ cát thấp
Bờ cát thấp cũng đƣợc cấu tạo bởi cát, nhƣng có độ cao thấp hơn (chỉ từ 1,5- 2,0m). Loại bờ này chiếm tỷ lệ không nhiều trong khu vực nghiên cứu, phân bố tại cửa Bình Châu, cửa Lộc An, cửa Lấp. Thực chất, các đọan bờ này, trƣớc đây cũng có các dải cát cao, nhƣng do xói lở, nên các dải cát cao đã bị phá hủy lấn vào các đầm phá, cửa sông, rồi trở thành bờ cát thấp. Phía đất liền của các đoạn bờ loại này là các đồng
47
bằng thấp hoặc hơi trũng, đƣợc cải tạo làm đầm nuôi hải sản, hoặc trồng màu (trƣớc đó, là hệ thống đầm phá chạy song song với bờ biển). Về phía biển, đáy biển thoải, do đó, đới sóng vỡ cách bờ vài trăm mét. Hầu hết loại bờ này đều đƣợc xác định là có tuổi Holocen muộn. Trên quan điểm địa mạo, loại bờ này cũng thuộc bờ biển xói lở-tích tụ phát triển trên trầm tích bở rời dƣới tác động của sóng.
48 3.2. HIỆN TRẠNG BIẾN ĐỔI BỜ BIỂN
Trên cơ sở bản đồ địa hình năm 1965 và các ảnh vệ tinh năm 1990 và 2010, học viên tiến hành xây dựng bản đồ biến động bờ biển giai đoạn 1965 – 2010, sử dụng đƣờng bờ ngoài (shoreline) đã đƣợc định nghĩa ở trên, kết hợp với quá trình đi thực địa, hiện trạng biến đổi bờ biển tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu nhƣ sau:
Trên các bờ đá
Nhìn chung các đoạn bờ đá: Núi Lớn, Núi Nhỏ, Mũi Cơm Thiêu, Mũi Kỳ Vân, Mũi Hồ Tràm và Mũi Ba Kiềm qua biến đổi không lớn. Quá trình biến đổi ở đây chủ yếu chỉ xảy ra do mài mòn cơ học dƣới tác động của sóng. Mặc dù năng lƣợng sóng tác động đến các khu vực này rất lớn, cho thấy tầm quan trọng của cấu trúc thạch học. Các bờ biển này là tiền đề quan trọng để ngăn đƣờng bờ biển tiến sâu hơn vào đất liền, do khi năng lƣợng sóng tác động đến bờ, nó có chức năng tƣơng tự kè mỏ hàn, giúp chia cắt các front sóng, qua đó giảm năng lƣợng sóng tác động đến vùng lân cận.
Tuy nhiên, thời gian gần đây khu vực mũi Hồ Tràm và mũi Ba Kiềm cũng đang xảy ra xói lở, do đây là những đoạn bờ đá thấp, lớp trầm tích cát Holocen phủ lên trên đang bị bóc dần đi để lộ phần đá gốc, tuy nhiên tốc độ không đáng kể.
Xói lở trung bình tại các đoạn bờ này trung bình 1,4m/ năm, trong đó nhỏ nhất tại khu vực Núi Lớn, 0,044m/năm và lớn nhất tại phía Bắc mũi Kỳ Vân lên tới 3,4m/năm.
Đối với các bờ cát
Giai đoạn 1965 – 1990: Nhìn chung trong giai đoạn này, xói lở và bồi tụ diễn ra đan xen, trải dài trên toàn vùng bờ cát, điều này phản ảnh đúng qui luật, vật liệu bị sóng biển phá hủy không mang đi xa mà đƣợc tích tụ ở các đoạn bờ bên cạnh, cùng với lƣợng trầm tích phong phú từ lục địa mang ra, xu hƣớng bồi tụ chiếm ƣu thế hơn.
49
Giai đoạn 1990-2010: Biến động các bờ cát biểu hiện rất rõ rệt và phổ biến rộng rãi trong những năm gần đây với tốc độ ngày càng tăng. Điều này thấy đƣợc cả trên các bờ cát cao lẫn các bờ cát thấp, hầu hết các đoạn bờ cấu tạo bằng cát trong vùng nghiên cứu đều đang bị xói lở. Xói lở các bờ cát đã trở thành tai biến thiên nhiên làm mất đất, làm sập đổ các công trình cộng công và dân sinh, gây hoang mang cho cộng đồng dân cƣ. Các đoạn bờ có xu thế bồi tụ rất it, phân bố rải rác thành những đoạn ngắn và lấn ra biển với tốc độ không cao. Vì vậy, có thể nói rằng, trong giai đoạn 1990-2010, xu thế xói lở làm cho đƣờng bờ giật lùi về phía đất liền và làm mất đất chiếm ƣu thế hơn hẳn so với bồi tụ.
Trong giai đoạn này tốc độ xói lở trung bình tại các bờ cát cao lên tới 5m/năm, các bờ cát thấp lên tới 4,6m/năm. Trong đó xói lở mạnh nhất tại cửa Lộc An lên tới 12,7 m/năm và khu vực phía Nam mũi Hồ Tràm xói lở trung bình 11,7m/năm. Duy nhất có đoạn bờ tại Cửa Lấp bồi trung bình 0,3m/năm.
Nhìn chung biến động bờ biển từ 1965 đến 2010 có sự biến động rất phức tạp, cóđoạn bờ biến đổi rất ít, có đoạn bờ liên tục bị xói lở bờ cƣờng độ lớn. Nếu nhƣ giai đoạn 1965-1990 xu thế chung của đƣờng bờ có sự đan xen của xói lở và bồi tụ, trong đó quá trình bồi tụ chiếm ƣu thế hơn, thì sang giai đoạn 1990-2010, xói lở bờ biển đã phổ biến trên hầu khắp dải bờ biển, chỉ có duy nhất đoạn bờ Cửa Lấp còn bồi tụ với cƣờng độ thấp. Tốc độ xói lở trung bình trong giai đoạn này lên tới 4m/năm.
Hậu quả là phá hủy kè bao chống xói lở làm mất giá trị cảnh quan bãi tắm và đe dọa nhà cửa tài sản của cộng đồng dân cƣ địa phƣơng, đặc biệt là các khu du lịch có giá trị đầu từ rất lớn.
50
51
Hình 3.5. đoạn bờ từ Paradise đến khu du lịch Chí Linh (Ảnh Bùi Quang Dũng, 2012)
3.3. ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ DỄ BỊ TỔN THƢƠNG BỜ BIỂN
3.3.1. Quy trình tính toán chỉ số dễ bị tổn thƣơng bờ biển (CVI)
Để tính đƣợc mức độ dễ bị tổn thƣơng bờ biển (CVI) cần phải tiến hành xác định các tham số và điểm trọng số của chúng. Để làm đƣợc điều này, trên suốt chiều dài 82 km, đã chia ra các mặt cắt vuông góc với đƣờng bờ theo lƣới 1km chiều dài lấy một mặt cắt. Trên mỗi mặt cắt lại xác định giá trị của 6 tham số đã cho. Việc xác định giá trị cho từng tham số đƣợc thực hiện nhƣ sau.
a) Tham số địa mạo. Tham số địa mạo đƣợc hiểu là đặc điểm địa hình bờ biển,
trong đó quan tâm nhiều đến các loại đất đá tạo bờ, độ cao nhƣ đã phân loại ở trên. Từ đó xác định đƣợc 3 giá trị cho 3 loại bờ đã nêu. Cụ thể: bờ đá: 1; bờ cát cao: 3; bờ cát thấp 5 (bảng 3.1 ).
52
Hình 3.6. Quy trình tính toán chỉ số tổn thương đường bờ biển
Bảng 3.1.Bảng phân loại và tính điểm trọng số cho kiểu bờ
Kiểu bờ Bờ đá Bờ cát cao Bờ cát thấp
Điểm trọng số 1 3 5
b) Tham số độ dốc (%). Độ dốc chung đƣợc xác định bằng một mặt cắt với chiều dài 10 km, cắt vuông góc với bờ, từ bờ vào lục địa là 5km và từ bờ hƣớng ra phía biển là 5km. Độ dốc khu vực cho phép đánh giá không chỉ rủi ro tƣơng đối của ngập lụt, mà còn cả tốc độ giật lùi đƣờng bờ tiềm ẩn, bởi vì các khu vực bờ có độ dốc nhỏ có thể giật lùi nhanh hơn các khu vực dốc hơn (Pilkey và Davis, 1987).
53 Hình 3.7. Sơ đ ồ phâ n lo ại tham s ố đị a m ạo b ờ bi ển t ỉnh B à R ịa - V ũng Tà u
54
Để tính toán độ dốc từ đồng bằng ven biển không ngập nƣớc tới thềm lục địa ngập nƣớc, độ dốc cho mỗi ô lƣới đƣợc tính toán bằng việc xác định mực độ cao cực đại trong phạm vi bán kính 10 km cho mỗi ô lƣới riêng lẻ.
Độ dốc trung bình khu vực nghiên cứu từ 0,09% đến 0,69%, giá trị trung bình đạt 0,279%. Từ đó tham số độ dốc đƣợc phân loại và tính điểm trọng số nhƣ trong bảng 3.2.
Bảng 3.2. Bản phân loại và tính điểm trọng số cho độ dốc
Độ dốc (%) <0,1 0,1-0,2 0,2-0,3 0,3 – 0,45 >0,45
Điểm trọng số 5 4 3 2 1
c) Tham số mực nước biển dâng (mm/năm). Tốc độ dâng lên trung bình của mực
nƣớc biển đƣợc xác định theo Kịch bản biến đổi khí hậu và mực nƣớc biển dâng cho Việt Nam của Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng năm 2011 [2]. Tại vùng nghiên cứu giá trị này đƣợc xác định là 3mm/năm và đƣợc cho 3 điểm trọng số.
d) Tốc độ biến đổi đường bờ biển giai đoạn 1990 - 2010(m/năm). Tốc độ xói lở - bồi tụ đƣờng bờ biển tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu đƣợc tính toán dựa trên khả năng giải đoán ảnh vệ tinh và kết hợp với bản đồ địa hình. Các ảnh vệ tinh và bản đồ địa hình đƣợc nắn chỉnh về cùng một hệ tọa độ VN2000 để tiến hành số hóa tách chiết các thế hệ đƣờng bờ, trên cơ sở đó xây dựng đƣợc không gian biến động đƣờng bờ cũng nhƣ tính toán đƣợc tốc độ xói lở đƣờng bờ biển từ đó phân loại đƣờng bờ biển ra các đoạn bờ có tốc độ biến động bờ biển khác nhau.
Trong khu vực nghiên cứu, xói lở chiếm ƣu thế rõ rệt, chi một đoạn bờ nhỏ tại khu vực Cửa Lấp bồi tụ. Xói lở thấp nhất tại khu vực Núi lớn, 0,44m/năm, cao nhất tại cửa Lộc An, 12,7m/năm và phía Nam mũi Hồ Tràm, 11,7m/năm, tốc độ xói lở trung
55
bình toàn dải bờ biển vùng nghiên cứu đạt 4m/năm. Trên cơ sở này giá trị đƣợc cho điểm trọng số nhƣ trong bảng 3.3.
Bảng 3.3 Phân loại và tính điểm trọng số cho tốc độ xói lở - bồi tụ
Tốc độ xói lở - bồi tụ
(m/năm) Bồi tụ Xói 0 - 3 Xói 3 - 5 Xói 5 - 7 Xói >7
Điểm trọng số 1 2 3 4 5
e) Đô cao trung bình của thủy triều. Đối với khu vực bờ biển tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu giá trị thủy triều trung bình đƣợc xác định là 3,3m. Tham số này đƣợc gán điểm trọng số là 3
f) Độ cao sóng trung bình. Trong vùng biển nghiên cứu, độ cao sóng trung bình đƣợc xác định là 1,5m. Điểm trọng số của sóng đƣợc đƣa vào tính toán giá trị CVI có giá trị là 3.
Trải dọc chiều dài hơn 82km đƣờng bờ Đông tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, xây dựng hệ thống các mặt cắt hƣớng vuông góc với đƣờng bờ và dài 10km. Các mặt cắt lấy vị trí giao cắt với đƣờng bờ làm tâm đối xứng và cách nhau đều nhau 1km.
Tại mỗi mặt cắt, xác định các thông số đầu vào của sáu biến số: độ dốc chung của địa hình khu vực, tốc độ xói lở bồi tụ, kiểu bờ biển, mực thủy triều trung bình, độ cao sóng trung bình, và mực nƣớc biển dâng trung bình.
Chỉ số tổn thƣơng CVI tại mỗi mặt cắt đƣợc tính theo công thức:
CVI = √
Giá trị CVI tính toán cho dải bờ biển tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu có giá trị từ 3 đến 23,7 giá trị trung bình đạt 10,3.
56 Hìn h 3 .8. Sơ đ ồ m ặt cắ t trong tín h toán độ d ốc t ỉnh Bà R ịa - Vũn g T àu
57 Hình 3.9. Sơ đ ồ phâ n l o ại đư ờng b ờ bi ển t ỉnh Bà R ịa - Vũ ng Tà u
58
Trên biểu đồ (hình 3.10) các giá trị CVI đƣợc chia thành 4 cấp: rủi ro thấp, trung bình, cao và rất cao. Trong đó khoảng giá trị 3-5,2 tƣơng ứng với khoảng 25% đƣợc quy là mức độ tổn thƣơng yếu, khoảng giá trị CVI từ 5,2-9 tƣơng ứng với khoảng 50% đƣợc quy là mức độ tổn thƣơng trung bình, khoảng giá trị CVI từ 9-12,7 tƣơng ứng với khoảng 75% đƣợc quy cho là mức độ tổn thƣơng cao và cuối cùng khoảng giá trị 12,7- 23,7 đƣợc quy cho là mức độ tổn thƣơng rất cao.
Bảng 3.4. Phân cấp giá trị tổn thương đường bờ tỉnh Bà Rịa –Vũng Tàu
CVI < 5,2 5,2-9 9-12,7 >12,7
Tổn thƣơng Thấp Trung bình Cao Rất cao
59
60
3.3.2. Đánh giá khả năng tổn thƣơng bờ biển tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu
Trên bản đồ khả năng tổn thƣơng bờ biển từ Bà Rịa – Vũng Tàu cho thấy một cách bao quát những khu vực có khả năng tổn thƣơng thấp, trung bình, cao và rất cao.
Những đoạn bờ có khả năng tổn thƣơng thấp chỉ xuất hiện tại đoạn bờ đá: Núi Lớn, Núi nhỏ, mũi Cơm Thiều, mũi Kỳ Vân, mũi Hồ Tràm, mũi Ba Kiềm và một đoạn nhở bờ biển phía Tây thị trấn Long Hải huyện Long Điền. Đây là những đoạn bờ đƣợc cấu tạo bởi đá magma xâm nhập thuộc phức hệ Đèo Cả và một số ít đá phun trào hệ tầng Nha Trang, có cấu tạo thạch học rắn chắc, độ dốc trung bình cao, giá trị tính toán CVI nằm trong khoảng 3-5,7. Quá trình giật lùi đƣờng bờ trong khu vực này thực chất là quá trình mài mòn trên các thành tạo thạch học rắn chắc do tác động của các quá trình động lực biển và dòng chảy mặt cũng nhƣ hoạt động khai thác của con ngƣời. Những đoạn bờ có mức độ tổn thƣơng trung bình là những đoạn bờ đƣợc cấu tạo bở các bờ cát cao 4- 6m, những đoạn bờ này phân bố gần những đoạn bờ có khả năng tổn thƣơng thấp, có thể nhận thấy các đoạn bờ này tuy cấu tạo thạch học không rắn chắc bằng, nhƣng độ dốc vẫn tƣơng đối lớn, giá trị CVI dao động từ 5,7 đến 9. Tuy nhiên tại những đoạn bờ này tình trạng xói lở bờ biển hiện vẫn tiếp diễn và chƣa có dấu hiệu dừng lại. Có thể quan sát thấy những đoạn bờ này tại những vị trí: Bờ biển nằm giữa Núi Lớn và Núi Nhỏ thuộc phƣờng 1 thành phố Vũng Tàu, các đoạn bờ thuộc xã Phƣớc Tỉnh, xã Phƣớc Hƣng và đoạn bờ khu vực du lịch Dinh Cô của thị trấn Long Hải huyện Long Điền, đáng kể nhất là hai đoạn bờ xã Bông Trang, Bƣng Riềng và xã