Chương 3 : PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI BỜ BIỂN
3.1. CÁC QUÁ TRÌNH THỦY THẠCH ĐỘNG LỰC
3.1.1. Các đặc trƣng sóng, gió và dịng chảy ven bờ khu vực nghiên cứu
3.1.1.1. Đặc trưng gió và gió bão
Vùng nghiên cứu chịu ảnh hƣởng mạnh bởi cấu trúc địa hình trong khu vực, đồng thời nằm trong vùng chịu ảnh hƣởng của gió mùa, gió mùa ĐB từ tháng 10 đến tháng 5 năm sau, gió mùa TN từ tháng 7 đến tháng 8. Nhìn chung, gió mùa ĐB chiếm ƣu thế hơn so với gió mùa TN cả về hƣớng lẫn cƣờng độ gió, gió cũng có sự biến động về hƣớng và cƣờng độ theo thời gian. Mùa gió ĐB có tốc độ gió lớn hơn đáng kể so với mùa gió TN và thời gian thịnh hành cũng dài hơn nhiều so với gió mùa TN. Tốc độ gió trung bình trong mùa đơng đạt từ 6-7m/s, cịn mùa hè 4-5m/s. Vào mùa hè, gió TN khi vào khu vực này, thƣờng bị suy yếu và biến tính, tốc độ gió yếu, nhƣng lại thƣờng có bão và áp thấp nhiệt đới hoạt động. Hàng năm trung bình tại vùng biển nghiên cứu chịu ảnh hƣởng từ 2-4 cơn bão và áp thấp nhiệt đới. Theo số liệu thống kê gió tại trạm Khí tƣợng-Thủy văn Đà Nẵng từ (1977-1997) cho thấy, đặc trƣng chế độ gió tại khu vực ven bờ Quảng Nam-Đà Nẵng đƣợc thể hiện trên (hình 3.1). Ngồi ra, cịn ghi nhận đƣợc với tốc độ gió bão 40m/s [39].
Hình 3.1: Hoa gió thời kỳ gió mùa đơng bắc tháng 11 (trái) và gió mùa tây
nam tháng 7 (phải) tại trạm Đà Nẵng (1977-1997) [27]
3.1.1.2. Đặc trưng sóng ven bờ
từ ngồi khơi Biển Đơng, nên có hai hƣớng chính là hƣớng B-ĐB và hƣớng T-TN (hình 3.2, trái). Hƣớng sóng chủ đạo là hƣớng B-ĐB, chiếm 22,5%; cịn lại có tần suất xuất hiện 13,6%. Độ cao sóng trong khoảng 0,5 – 1,0 m chiếm tần suất lớn nhất 33,5%, độ cao sóng trong khoảng 1,0-1,5m chiếm tần suất 24,2%, độ cao sóng >1,5m có tần suất là 24,9%. Thời gian chịu tác động của sóng hƣớng ĐB là 5 tháng (tháng 11, 12, 1, 2 và 3); tháng 4 và 5 là tháng chuyển tiếp từ sóng hƣớng ĐB sang T-TN; tháng 6, 7, 8 và 9 chịu tác động của sóng hƣớng T-TN; tháng 10 là tháng chuyển tiếp giữa hai chế độ gió.
- Thời kỳ gió mùa đơng bắc với đại diện là tháng 1. Phân bố sóng tập trung chủ yếu vào 3 hƣớng chính là hƣớng bắc, bắc đông bắc và hƣớng đông bắc; tần suất của 3 hƣớng này chiếm đến 97.6% (hình 3.2-giữa). Độ cao sóng trong khoảng 1.0 ÷ 1.5 m chiếm tần suất lớn nhất, chiếm 34.2%; độ cao sóng trong khoảng 1.5 ÷ 2.0 m chiếm 25.3%; độ cao sóng lớn hơn 2.0 m chiếm 21.8%.
- Thời kỳ gió mùa TN với đại diện là tháng 8. Phân bố tần suất sóng theo hƣớng chính TN chiếm đến 79,8% (hình 3.2-phải). Phân bố độ cao sóng lớn nhất trong khoảng 0,5 ÷ 1,0 m, chiếm 35,8%; độ cao sóng trong khoảng 1,0 ÷ 1,5 m chiếm 20,5%; độ cao sóng lớn hơn 1,5 m chiếm 24,5%.
Hình 3.2: Hoa sóng tính tốn ngồi khơi khu vực Quảng Nam (trái), tháng 1 (giữa) và
tháng 8 (phải) (1987-2012) [27]
3.1.1.3. Đặc trưng về chế độ dòng chảy ven bờ
Vùng biển ven bờ khu vực nghiên cứu có ảnh hƣởng bởi các đặc trƣng hoàn lƣu dịng chảy với qui mơ lớn thuộc hồn lƣu ven bờ phía tây Biển Đơng, đại diện cho dải ven bờ Nam Trung Bộ. Dịng chảy bị chi phối bởi gió mùa và cấu trúc địa
hình trong khu vực. Trong năm, thƣờng từ tháng 1-4 và từ tháng 10-12, dịng chảy có hƣớng tây nam và có tốc độ dịng chảy mặt từ 10-25cm/s, cịn từ tháng 5-9, dịng chảy có hƣớng đơng bắc với tốc độ đạt từ 25-75cm/s.
Ngồi ra, dịng chảy ven bờ ở đây còn bị chi phối bởi chế độ thủy văn trong lục địa qua các hệ thống sơng và dịng thủy triều (hình 3.3).
Hình 3.3: Đặc trƣng dịng chảy thời kỳ gió mùa đơng bắc, pha triều lên (trên
trái) và pha triều xuống (trên phải); thời kỳ gió mùa tây nam, pha triều lên (dƣới trái) và pha triều xuống (dƣới phải) [27].
3.1.2. Nguồn cung cấp trầm tích
Các nguồn bồi tích ở đây đƣợc xét đến bao gồm: dịng bồi tích từ trong sơng mang ra, nguồn bồi tích nhân tạo, xói lở do gió và nƣớc dâng trong bão, từ nơi khác
vận chuyển dọc bờ vào khu vực, đồng thời cũng có sự vận chuyển dọc bờ ra khỏi khu vực, xói lở từ cồn cát cổ đƣa xuống hay từ dƣới đáy đƣợc vận chuyển vào bờ sau cơn bão, vật liệu do các quá trình sƣờn đƣa đến hoặc do quá trình đƣa tới từ các đoạn bờ xói lở bên cạnh,.v.v...(hình 3.4). Do vậy, việc đánh giá chính xác cho từng hợp phần của nguồn cung cấp trầm tích là tƣơng đối phức tạp.
Hình 3.4: Các nguồn trầm tích cần xét đến khi đánh giá cơ chế vận chuyển [71]
3.1.3. Q trình vận chuyển trầm tích
Đo dịng vật liệu ven bờ với mục đích nghiên cứu xói lở - bồi tụ là cơng việc hết sức khó khăn, vì cần phải đo lúc có sóng tƣơng đối lớn. Điều này, thực tế cho thấy là việc làm nguy hiểm. Bởi vậy kết quả nghiên cứu về vấn đề này cịn hạn chế, các số liệu có đƣợc chỉ đại diện cho điều kiện thời tiết bình thƣờng, độ cao sóng ven bờ chỉ đạt từ 0,3-0,5m. Trong điều kiện nhƣ vậy thì tốc độ truyền sóng vào bờ chậm lại, hƣớng tia sóng thƣờng dịch gần về vị trí pháp tuyến của đƣờng mép bờ hoặc trong đới sóng đổ, dịng chảy sóng cũng nhƣ dịng vật liệu tăng cƣờng ở hƣớng trực giao và giảm dần ở hƣớng song song với đƣờng bờ. Chính vì vậy, trong các cơng trình nghiên cứu của Trịnh Thế Hiếu [9, 10], cũng đã nhận định rằng, trong vùng nghiên cứu tại khu vực Cửa Đại, dịng vận chuyển trầm tích có ƣu thế vận chuyển
ngang mạnh hơn dòng vận chuyển dọc bờ đối với các quá trình làm biến đổi địa hình đáy biển gần bờ và khu vực cửa sông. Tuy nhiên, phải thừa nhận một thực tế là vào những lúc biển động sóng lớn (gió và sóng đều có hƣớng đơng bắc) thì dịng chảy và dịng vật liệu trơi dạt dọc theo hƣớng đƣờng bờ trong đới sóng đổ khá lớn, chúng đã góp phần chủ yếu vào quá trình bồi tụ và tạo nên bãi bồi trƣớc Cửa Đại (hình 3.5, trên) và Cửa Lở (hình 3.5, dƣới).
Hình 3.5: Bar cát ngầm trên ảnh landsat ở khu vực Cửa Đại 2009 (trên trái) và 2013
(trên phải); ảnh Google Earth khu vực Cửa Lở 2011 (dƣới trái) và 2014 (dƣới phải) Trong lục địa, dòng bùn cát sau khi ra khỏi cửa sơng do đƣờng dịng mở rộng và phân tán bởi tác động của sóng, tốc độ giảm xuống nên trầm tích có kích thƣớc lớn thƣờng đƣợc lắng đọng tại cửa sơng. Do vậy, ở đây thƣờng hình thành các cồn cát ngầm. Cồn cát trƣớc cửa sơng thƣờng đƣợc hình thành theo cơ chế nhƣ vậy trong quá trình di chuyển cửa các cồn này cũng di chuyển theo, đôi khi quá trình này cịn nối vào mũi bờ phía nam làm cho quá trình bờ ở đây đƣợc bồi tụ.