Nghiên cứu hệ thống bãi triều đã được tiến hành trước đây với các cơng trình nghiên cứu của Nguyễn Đức Cự (1993), trong luận án PTS: “Đặc điểm địa hóa trầm tích bãi triều cửa sơng ven biển Hải Phòng – Quảng Yên” đã chỉ ra những nội dung cơ bản nhất của một hệ thống bãi triều, bao gồm các đặc điểm địa hình vùng triều như địa hình bãi biển, địa hình bãi triều cao, địa hình bãi triều thấp, địa hình các hệ thống lạch triều…, đặc điểm địa chất, những giai đoạn phát triển của bãi triều, chủ yếu tập trung vào nghiên cứu mơi trường địa hóa trầm tích bãi triều, địa hóa một số các nguyên tố như sulfua, lưu huỳnh…
Đặc biệt trong các dự án do Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển thực hiện: “Nghiên cứu tổng hợp các điều kiện tự nhiên và tài nguyên phi sinh vật vùng biển ven bờ 0-30m nước phục vụ phát triển đới duyên hải tỉnh Hà Tĩnh (năm 2001)” do TS.Đào Mạnh Tiến làm chủ nhiệm và đề tài: “Điều tra nguồn tài nguyên khoáng sản ilmenit - zircon, vật liệu xây dựng và hiện trạng môi trường đới duyên hải tỉnh Hà Tĩnh (2002-2004)” do TS. Vũ Trường Sơn làm chủ nhiệm đã nghiên cứu khá chi tiết đặc điểm điều kiện tự nhiên, hiện trạng môi trường, đánh giá tiềm năng nguồn tài nguyên thiên nhiên và khống sản đới dun hải, biển nơng ven bờ tỉnh Hà Tĩnh trong đó có bao gồm vùng ven biển từ Cửa Hội đến Cửa Sót, các cơng trình nghiên cứu trên bước đầu đạt được kết quả tốt làm cơ sở cho việc định hướng nghiên cứu của học viên.
Địa tầng Holocene và cấu trúc bãi triều ven bờ Hải Phòng được nghiên cứu chi tiết với cơng trình của Trần Đức Thạnh. Dựa vào phân tích mẫu lõi khoan, các tài liệu cổ sinh, địa tầng Holocene khu vực được miêu tả rất tỉ mỉ với 6 kiểu mặt cắt cơ bản địa tầng trầm tích ở đới triều hiện đại.
Trần Đình Lân (2007) trong nghiên cứu: “Ứng dụng viễn thám đánh giá các chỉ thị phát triển bền vững hệ sinh thái vùng triều Hải Phòng – Quảng Ninh” đã sử dụng phương pháp Viễn thám và công nghệ GIS nghiên cứu các chỉ thị về diện tích rừng ngập mặn, diện tích đầm ni thủy hải sản, diện tích bãi triều áp dụng để xây
dựng mơ hình cho việc quản lý, sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên đới bờ khu vực Đồ Sơn (Hải Phòng) đến Trà Cổ (Quảng Ninh).
Trong 2 năm 2008 - 2009, Trần Đình Lân và nnk thực hiện đề tài cấp Viện KHCN Việt Nam “Xây dựng các chỉ số phát triển bền vững tài nguyên đất ngập nước vùng bờ biển phía Tây vịnh Bắc Bộ” với khu vực thực hiện chính là ven bờ đồng bằng Sông Hồng. Cũng thời gian này, Nguyễn Bá Xuân chủ trì thực hiện đề tài “Nghiên cứu hiện tượng dòng rút (rip current) khu vực bãi biển Nha Trang và Cam Ranh, đề xuất giải pháp cảnh báo và phòng tránh phục vụ hoạt động du lịch biển”.
Đặng Hoài Nhơn và nnk (2011) với nghiên cứu “Lắng đọng trầm tích trên bãi triều Bàng La – Ngọc Hải, Hải Phòng” đã thiết kế đặt bẫy thu nhận trầm tích và áp dụng phương pháp nghiên cứu Pb210 Ra226, mơ hình tính tuổi xác định đặc điểm trầm tích tầng mặt và trầm tích lắng đọng trên bãi triều, tính tốn tốc độ lắng đọng, tuổi trầm tích của các thành tạo bãi triều khu vực nêu trên.
Trong các năm 2010 và 2011, Viện KH&CN Việt Nam cho triển khai thực hiện các nhiệm vụ: “Nghiên cứu, đánh giá quá trình địa mạo và biến đổi địa hình bờ biển Bắc Bộ (Móng Cái – Ninh Bình) do sự dâng lên hiện nay của mực nước biển Đông” (chủ nhiệm: Võ Thịnh, Viện Địa lý); “Nghiên cứu, xác định các dấu hiệu cổ sóng thần ở khu vực Bắc Trung Bộ (chủ nhiệm: Cao Đình Triều, Viện Vật lý Địa cầu, thực hiện chủ yếu ở khu vực Quỳnh Lưu, Nghệ An); “Nghiên cứu biến động các vùng cửa sông ven biển Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ từ thông tin viễn thám phân giải cao và GIS, phục vụ chiến lược phát triển kinh tế biển và bảo vệ tài nguyên- môi trường” (chủ nhiệm: Phạm Quang Sơn, Viện Địa chất, thực hiện chủ yếu ở các cửa sơng ở Hải Phịng, Cửa Hội và Thuận An).
Trong nghiên cứu về bãi triều, Nguyễn Văn Lập và Tạ Thị Kim Oanh (2012) chỉ ra được các đặc điểm trầm tích bãi triều và sự biến động đường bờ khu vực ven biển Cà Mau, châu thổ sông Cửu Long. Dựa trên cơ sở phân tích ảnh viễn thám,
nơng cho phép xác định thay đổi đường bờ biển và quá trình phát triển bãi triều ven biển. Trên cơ sở phân tích và tổng hợp tài liệu bản đồ, ảnh vệ tinh đã xây dựng chi tiết địa hình bãi triều góp phần quan trọng trong nghiên cứu đánh giá thay đổi đường bở biển. Nhìn chung nghiên cứu khá chi tiết các đới gian triều và dưới triều về đặc điểm trầm tích cũng như các q trình thay đổi về mơi trường và hình thái địa hình bãi triều.
Các nghiên cứu trên đều ít nhiều trình bày đến vấn đề dải ven biển khu vực nghiên cứu trong đó có ít nhiều đề cập đến đặc điểm và các quá trình diễn ra tại bãi triều, tuy nhiên chưa có một cơng trình nào nghiên cứu thật chi tiết về bãi triều từ Cửa Sót đến Cửa Hội.
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Tổng hợp, phân tích, kế thừa tài liệu
Thu thập các tài liệu hiện có về điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu, những nghiên cứu liên quan, tư liệu ảnh viễn thám nhằm kế thừa các kết quả nghiên cứu trước đây và định hướng cho nghiên cứu tiếp theo, phân tích những kết quả trước đây về vùng nghiên cứu, những vấn đề đã được làm rõ, những tồn tại cần giải quyết để tiếp tục nghiên cứu. Trên cơ sở nguồn tài liệu có thể đánh giá bao quát hết vấn đề tránh những trùng lặp và đem lại hiệu quả cao nhất. Việc thu thập và xử lí tài liệu được tiến hành trước và trong q trình thực hiện luận văn.
2.3.2. Nhóm các phương pháp nghiên cứu ngồi thực địa
a) Khảo sát ngồi thực địa
Sau khi có các phân tích tổng quan về khu vực cần tiến hành đi thực địa. Đây là phương pháp được tiến hành phổ biến trong công tác nghiên cứu, nhằm kiểm chứng và đánh giá nguồn cơ sở tài liệu, độ tin cậy của số liệu, làm cơ sở cho việc định hình các hướng nghiên cứu. Nội dung thực địa là khảo sát, đo đạc hình thái đường bờ, xem xét sự thay đổi của chúng dưới tác động của các yếu tố động lực
biển, lấy mẫu phân tích, chụp ảnh mơ tả các đặc điểm thơng số đường bờ, q trình xói lở bồi tụ, đặc điểm thành phần vật chất đới bờ,… Nghiên cứu thực địa được tiến hành theo tuyến và theo các trạm cố định. Việc đi thực địa sẽ giúp thu thập những tài liệu về diện mạo bãi triều, xác định gianh giới giữa các dạng địa hình, thành phần vật chất trong khu vực, đặc điểm các dạng tai biến và tác hại thực tế do nó gây ra. Phát hiện chi tiết những đặc trưng của khu vực nghiên cứu, ghi nhận hiện trạng bằng cách chụp ảnh hay đo đạc, định vị bằng máy GPS. Việc đi thực địa được tiến hành đồng thời với việc sử dụng các phương pháp phân tích chuyên nghành để thu được kết quả tốt nhất cho nội dung nghiên cứu (Hình 2.4).
Hình 2.4. Một số hình ảnh khảo sát ngồi thực địa [6]
b) Điều tra, thu thập tài liệu ngoài thực địa
Thu thập các tài liệu liên quan đến khu vực bao gồm các số liệu về dân cư, khí hậu, nguồn lợi sinh vật, hiện trạng tai biến,.... Các tư liệu này được thu thập từ các sở, ban, ngành ở địa phương, các trung tâm, trạm nghiên cứu, quan trắc. Đây là
những tư liệu quý, đặc biệt là về hiện trạng các loại tai biến thiên nhiên, những thiệt hại về vật chất và con người trong nhiều năm ở khu vực nghiên cứu.
2.3.3. Nhóm phương pháp nghiên cứu địa mạo
a) Phương pháp trắc lượng hình thái
Mục đích của phương pháp này là phân tích định lượng địa hình bề mặt địa hình để góp phần giải quyết các vấn đề nguồn gốc và động thái địa hình. Trong đó, có thể nghiên cứu hình thái địa hình về: độ cao tuyệt đối, độ cao tương đối, độ dốc, hướng sườn, mật độ chia cắt ngang và chia cắt sâu… kết quả sẽ giúp cho việc xác định được các vị trí sẽ xảy ra các tai biến. Các đặc điểm địa hình như độ dốc, hướng sườn, mức độ bằng phẳng, độ chia cắt ngang, độ chia cắt sâu… là những chỉ số quan trọng trong đánh giá sự nguy hiểm của các loại tai biến như:
Độ dốc quy định tốc độ của dòng chảy cũng như ảnh hưởng tới sự trượt lở đất đá trên sườn, hướng di chuyển của vật liệu, hướng tác động của sóng, cường độ xói lở - bồi tụ.
Mức độ bằng phẳng quy định độ lớn, quy mơ tác động, tính chất vật liệu cấu tạo nên địa hình, độ bền cơ học của đất đá.
Độ chia cắt ngang địa hình đường bờ quy định kiểu dịng chảy sơng, hướng tác động, quy mô, cường độ tác động của các yếu tố sóng gió, thủy triều.
Độ chia cắt sâu quy định dạng tích tụ, hình thái hệ thống sơng suối.
b) Phương pháp kiến trúc hình thái
Phương pháp này nhằm xác định mối liên hệ giữa địa hình với cấu trúc địa chất, về các mặt cấu trúc kiến tạo và thạch học. Tìm ra sự phụ thuộc của hình thái địa hình đối với các điều kiện cấu trúc và thạch học như trên cơ sở của hiện tượng xâm thực chọn lọc (các loại đá mềm bị xâm thực mạnh hơn các loại đá cứng). Nhiều đặc điểm hình thái được quy định bởi đặc điểm thành phần vật chất. Căn cứ vào các dấu hiệu bề mặt có thể phân biệt được sự khác biệt giữa địa hình thành tạo
trên các đá magma xâm nhập, magma phun trào, đá trầm tích lục ngun có thế nằm ngang hoặc nghiêng, đá vơi….
Các đặc điểm của trầm tích bở rời (thành phần độ hạt, thành phần khoáng vật, đặc điểm tướng đá…) cũng có ý nghĩa quan trọng khi nghiên cứu các quá trình liên quan đới ven biển, trong đó có bãi triều. Các đặc điểm trầm tích nêu trên là một trong những chỉ tiêu để phân tích lịch sử phát triển địa hình bãi triều đang được nghiên cứu.
c) Phương pháp địa mạo động lực
Phương pháp này được sử dụng để phát hiện sự biến đổi của địa hình, tìm ra những động lực và quá trình tác động lên bãi triều trong mối liên hệ với điều kiện cấu trúc địa chất, vận động tân kiến tạo và những điều kiện khí hậu hiện đại. Phương pháp này khơng những giúp giải thích mà cịn dự báo được sự phát triển của địa hình như các khối trượt thường phát triển trên những cấu tạo địa chất có thể nằm trùng với hướng dốc của sườn và có những lớp đá thấm nước (cát, cát kết) xen kẽ với những lớp không thấm nước (sét, đá sét). Phương pháp này giúp chúng ta có thể dự báo sự hình thành và phát triển các loại hình tai biến xảy ra trên bãi triều.
2.3.4. Nhóm phương pháp địa chất trầm tích
Phân tích mẫu bằng kính soi nổi: Các mẫu sau khi thu được ở bãi triều được chọn đem đi phân tích dưới kính hiển vi soi nổi Cruss xác định kích thước, cấp hạt.
Phân tích độ hạt: phương pháp này sử dụng bộ rây và pipet (đối với trầm tích bở rời), bằng lát mỏng thạch học dưới kính hiển vi phân cực để tính hàm lượng % các cấp hạt (sạn, cát, bột, sét..) từ đó xây dựng các biểu đồ tích lũy độ hạt, biểu đồ phân bố độ hạt, tính tốn các tham số Md, So, Sk để xác định tướng trầm tích và chế độ thuỷ động lực của mơi trường, trong đó:
+ Hệ số chọn lọc: S0 = 75 25 Q Q ; So=1-1.58 chọn lọc tốt, So=1.58 – 2.15 chọn lọc trung bình, So > 2.12 chọn lọc kém. + Hệ số đối xứng: 25 275 k Md Q . Q S ; Sk > 1, cấp hạt lớn chiếm đa số, Sk < 1, cấp hạt nhỏ chiếm đa số.
Trong đó, Q25, Q50, Q75 là độ hạt tương ứng với hàm lượng tích lũy 25%, 50%, 75% trên đường cong tích lũy độ hạt.
2 1 0.5 0.25 0.1 0.01 25 50 75 100% Q25 Q50 Q7 5 Hàm l-ợng % kÝch th-íc h¹t d(mm) Bảng 2.4. Đồ thị đƣờng cong tích lũy độ hạt [15] Bảng 2.5. Đồ thị đƣờng cong phân bố độ hạt [15]
Thơng số độ mài trịn (Ro), độ cầu (Sf) để xác định nguồn gốc và chế độ thủy động lực của môi trường, quãng đường vận chuyển vật liệu trầm tích.
Kích thước độ hạt trung bình (Md) cho phép xác định chế độ thuỷ động lực, chế độ kiến tạo.
2.3.5. Phương pháp viễn thám và GIS
Phương pháp viễn thám & GIS ngày càng được ứng dụng rộng rãi và trở thành một phương pháp quan trọng trong nghiên cứu và đánh giá các biến động đới ven biển. Các ảnh viễn thám giúp chúng ta có thể thu nhận đồng thời đặc điểm của các đối tượng trên bề mặt Trái Đất trên một diện tích rộng lớn tại thời điểm bay chụp. Công nghệ GIS giúp chúng ta giải quyết các bài tốn mang tính tích hợp thơng tin từ nhiều lớp thông tin khác nhau một cách nhanh chóng và chính xác. Hệ thơng tin địa lý là cơ sở quan trọng giúp xây dựng bản đồ và các mơ hình hố. Phân tích ảnh máy bay và ảnh vệ tinh bằng mắt thường và số hoá là một phương pháp quan trọng, giúp phân định ranh giới trên cơ sở độ tối sáng của ảnh đối sánh với tài liệu thực địa, xác định các yếu tố địa hình, địa mạo, sự biến động đường bờ,…
CHƢƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM VÀ XU THẾ BIẾN ĐỘNG HỆ THỐNG BÃI TRIỀU TỪ CỬA SÓT ĐẾN CỬA HỘI
3.1. Đặc điểm hệ thống bãi triều
3.1.1. Một số vấn đề chung
Theo điều kiện tự nhiên, Hà Tĩnh là nơi có nhiều điều kiện thuận lợi hình thành các bãi triều. Các kết quả nghiên cứu cho thấy: mặc dù địa hình ven biển phân dị (do các mũi nhô hoặc bán đảo được tạo nên bởi đá gốc bền vững về địa chất cơng trình như: Núi Hồng Lĩnh, khối Nam cửa Sót nhưng nhìn chung, hệ thống bãi triều dọc bờ biển có chiều rộng khá lớn (dao động từ vài chục mét đến hơn 100m) với sự có mặt khá đầy đủ các yếu tố bãi triều: bãi triều tàn dư, bãi trên triều, bãi triều cao, bãi triều thấp và bãi dưới triều (Bảng 3.1).
Thành phần vật chất tạo nên bề mặt hệ thống bãi triều trong khu vực: bãi triều tàn dư chủ yếu là cát đơn khoáng thạch anh hạt vừa - nhỏ nguồn gốc biển và biển - gió tuổi Holocene giữa - muộn màu xám vàng, xám trắng; bãi triều là cát tuổi Holocene muộn – hiện đại (mQ23) cát thạch anh màu xám trắng, xám nâu hạt vừa – nhỏ; bãi dưới triều là cát hạt nhỏ - bột màu xám trắng (Bảng 3.2). Nhìn chung, các thành tạo trên có độ mài trịn và chọn lọc tốt với thành phần thạch anh (Q) khá cao có chỗ đến 95% .
Bãi triều khu vực Cửa Sót – Cửa Hội chủ yếu được hình thành do sự bồi lắng, tích tụ từ sản phẩm mang ra từ dải ven biển, dòng vận chuyển của của hệ thống sơng Lam và sơng Cửa sót, sản phẩm phong hóa của dải Trường Sơn và núi Hồng Lĩnh dưới tác động tổng hợp của động lực sông, động lực biển, tác động của nhân sinh.
Trên cơ sở kích thước, đặc điểm địa hình – địa mạo…, có thể chia hệ thống bãi triều tỉnh Hà Tĩnh thuộc 2 nhóm: bãi triều vùng cửa sơng và bãi triều dọc biển (bãi triều thực thụ). Nhóm bãi triều vùng cửa sông gồm các bãi triều nội và ngoại
các cửa sơng: bãi Cửa Hội, bãi Cửa Sót; nhóm bãi triều dọc biển đoạn Cửa Hội đến Cửa Sót thường rộng về chiều ngang, bề mặt thoải, khá liên tục, vật chất là cát, bột màu xám, xám nâu, ít tàn tích sinh vật và được sử dụng nhiều phục vụ du lịch, nghỉ mát, tắm biển.
Bảng 3.1. Đặc điểm một số bãi vùng triều Hà Tĩnh
Stt Bãi vùng