Tài liệu ảnh vệ tinh (Landsat, Spot,
Radasat, Alos)
Tài liệu bản đồ địa
hình (1965, 2004) địa và tài liệu thu thập Tài liệu khảo sát thực
Nắn chỉnh hình học cho ảnh
Giải đốn hiện trạng đƣờng bờ Tính tốn biến động đƣờng bờ Thành lập bản đồ địa mạo Xây dựng mơ hình số độ cao (DEM) Xây dựng mặt cắt địa hình Thành phần vật chất Hình thái địa hình
- Tai biến do xói lở - Tai biến do bồi tụ
Các yếu tố khí hậu, thủy văn, hải văn
Chƣơng 2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO KHU VỰC NGHIÊN CỨU 2.1. Các nhân tố thành tạo địa hình
2.1.1. Các nhân tố nội sinh
2.1.1.1. Các đới cấu trúc
Vùng nghiên cứu thuộc đới cấu trúc Nam Đơng. Đây là phần rìa đơng-nam của đai tạo núi Paleozoi muộn - Mesozoi sớm Trƣờng Sơn. Trong phạm vi vùng biển ven bờ của đới này, Nguyễn Biểu [6] đã phân chia ra hai cấu trúc nhỏ là:
Trũng Thuận An (Huế) đƣợc giới hạn từ đứt gãy cửa Tƣ Hiền đến hết diện
tích phía Bắc vùng nghiên cứu. Có đáy là đá gốc thuộc các hệ tầng Long Đại, Tân Lâm (?) trên đó là trầm tích Cenozoi có chiều dày 2-3km tạo nên phụ bể Huế (Phan Trung Điền, nnk, 1999). Chiều dày trầm tích Đệ tứ đạt 50m ở ven bờ và 136m ở độ sâu 40m nƣớc.
Đứt gẫy. Trong diện tích vùng nghiên cứu gặp đƣợc 2 hệ thống đứt gãy chính
sau: Tây Bắc - Đông Nam, Đông Bắc-Tây Nam và Á vĩ tuyến. - Hệ thống Đông Bắc - Tây Nam: Đứt gãy Quảng Điền,
- Phƣơng Á vĩ tuyến: Trong vùng nghiên cứu gặp đứt gãy Cửa Tƣ Hiền phát triển từ vụng Cầu Hai qua mũi Chân Mây Tây phát triển ra phía biển.
2.1.1.2. Đặc điểm thạch học
Tham gia cấu tạo địa hình và phát sinh tai biến thiên nhiên khu vực Thừa Thiên - Huế gồm các thành tạo trầm tích và trầm tích nguồn núi lửa có tuổi từ Neoproterozoi đến Kainozoi.
Đất đá chủ yếu là trầm tích Paleozoi, Meozoi, phân bố rộng rãi trong vùng. Trầm tích Paleozoi gồm hệ tầng A Vƣơng phân bố trên diện tích hạn chế ở vùng Đông Nam khu vực, hệ tầng Long Đại phân bố rộng rãi với hai phụ hệ tầng.
- Phụ hệ tầng trên, với thành phần chủ yếu là đá nhiều phiến sét, xen bột kết, cát kết.
- Phụ hệ tầng dƣới, có phân bố lớn hơn với hai thành phần trầm tích cát kết, ít khống sản và ít sét silic.
Mặc dù trong giai đoạn Cenozoi có khá nhiều các thành tạo địa chất xuất hiện trong vùng nghiên cứu, nhƣng phần lớn đều bị phủ bởi các thành tạo trẻ hơn và chỉ đƣợc xác định trong các lỗ khoan. Do đó, các thành tạo địa chất thạch học lộ ra trên bề mặt hiện nay đều có tuổi rất trẻ, phần lớn đều có tuổi Holocen. Cụ thể, trong phạm vi nghiên cứu cả trên đất liền và dƣới đáy biển chỉ có các thành tạo trầm tích tuổi Pleistocen muộn, phần trên và các trầm tích tuối Holocen. Thành phần độ hạt của các trầm tích này rất đa dạng thay đổi từ cát-sạn đến bùn sét đƣợc thành tạo trong nhiều môi trƣờng khác nhau: Sơng, sơng-biển, biển mở, đầm-phá, hoặc có cả sự tham gia của gió. Tất cả các trầm tích này đều ở trạng thái bở rời, rất dễ bị phá hủy do các nhân tố tự nhiên, cũng nhƣ con ngƣời trong giai đoạn hiện nay. Bởi vậy, các loại trầm tích này, cũng nhƣ địa hình đƣợc cấu thành bởi chúng đều rất không ổn định, thƣờng xuyên bị phá hủy, di chuyển và tích tụ để tạo nên những dạng địa hình mới [24].
Trầm tích Đê vơn tạo thành dải dài theo lƣu vực với thành phần biến đổi từ cuội sạn kết, đá phiến sét hoặc cát kết ở tầng dƣới, tới bột kết xen cát kết ở tầng giữa, chuyển dần nên bội kết, phiến sét, đá vôi sét và đá vôi ở tầng trên.
Xâm nhập mắc ma phân phối khá rộng rãi thành nhiều khối có kích thƣớc khác nhau. Trầm tích kỷ thứ tƣ chủ yếu trong vùng đồng bằng ven biển gồm cát cuội sỏi, cát, bột sét và mùn.
2.1.1.3. Vai trò của kiến trúc và chuyển động kiến tạo hiện đại
Phá Tam Giang nằm ở rìa đồng bằng Huế, phát triển trên nền kiến tạo hiện đại nâng yếu và chuyển tiếp với các đới sụt hạ trên thềm lục địa. So với các khối nâng mạnh tây Huế và Bạch Mã, nó trở thành vùng sụt hạ tƣơng đối. Trên nền nâng yếu này xuất hiện các bồn trũng cục bộ (bồn Cầu Hai, bồn cửa sơng Hƣơng) có vai trị thu nƣớc từ các sơng và các vịm nâng cục bộ (Thủy Thanh, An Hòa, Phú Vang và Hải Thanh) có khả năng làm dịch chuyển, suy tàn các nhánh sông đổ vào đầm phá. Hệ đứt gãy phƣơng gần á vĩ tuyến Phò Trạch, Hƣơng Long, Rào Trăng có vai trị phân định và phân dị đầm phá theo chiều dọc. Cuối cùng, chính sự nâng yếu của đồng bằng Huế trong điều kiện dâng chậm dần của mực nƣớc chân tĩnh vào nửa sau
biển tiến Flandrian đã tạo nên sự bình ổn tƣơng đối hoặc nâng rất chậm của mực biển khu vực, tạo tiền đề hình thành cồn cát chắn và đầm phá.
2.1.1.4. Vai trị yếu tố địa hình kế thừa
Đầm phá và hệ cồn đụn chắn khơng thể hình thành ở vùng biển ven bờ sâu và dốc. Chính bề mặt đồng bằng aluvi cổ Pleitoscen thoải và rộng ở ven bờ Huế là tiền đề quan trọng để hình thành các đầm phá cổ và phá Tam Giang hiện nay. Với điều kiện nhƣ vậy, hầu nhƣ khơng cịn khả năng xuất hiện đầm phá mới phía ngồi đầm phá hiện nay. Ngoài ra, dƣờng nhƣ là đầm Thủy Tú phát triển kế thừa lòng sơng cổ, cịn đầm Cầu Hai phát triển kế thừa một vịnh biển nhỏ
2.1.2. Các nhân tố ngoại sinh
2.1.2.1. Đặc điểm khí hậu
Thừa Thiên Huế nằm trọn trong các vĩ độ nhiệt đới và là khu vực chuyển tiếp từ miền khí hậu phía Bắc sang miền khí hậu phía Nam. Có vai trị quan trọng nhất đối với khí hậu Thừa Thiên Huế là các dãy núi phía Tây và phía Nam. Về mùa đơng, các dãy núi làm lệch hƣớng gió Đơng Bắc thành gió Tây Bắc, khơng khí lạnh tĩnh lại phía Đơng Trƣờng Sơn và Bắc đèo Hải Vân gây ra mƣa lớn, ngập lụt vào cuối thu–đầu đông, làm mùa mƣa lệch pha so với tình hình chung ở Bắc Bộ, Tây Nguyên, Nam Bộ và tạo ra một trong những trung tâm mƣa lớn của cả nƣớc.Về mùa hè, các dãy núi gây ra hiệu ứng “phơn” dẫn đến thời tiết khơ nóng gay gắt, kèm theo hạn hán.
Sự đa dạng và chia cắt của địa hình Thừa Thiên Huế cũng là nguyên nhân gây ra phân hóa khí hậu theo khơng gian tạo ra nhiều vùng tiểu khí hậu khác nhau. Nhìn chung điều kiện khí hậu rất khắc nghiệt, hàng năm bão tố, nắng, nóng, hạn hán, úng lụt, gây nhiều khó khăn cho mọi hoạt động kinh tế xã hội.
2.1.2.2. Đặc điểm thủy văn
Đồng bằng Huế chịu sự ảnh hƣởng chủ yếu bởi hệ thống sông Hƣơng gồm hai nguồn Tả Trạch và Hữu Trạch bắt nguồn từ sƣờn đông của dãy Trƣờng Sơn ở độ cao 900m. Lƣu vực sơng Hƣơng có tổng diện tích là 2830km2
suối đạt 0,6km/km2. Sông Hƣơng đổ vào hai đầm phá rộng Tam Giang và Phú Vang thông với biển qua cửa Thuận An. Gần tới biển sông Hƣơng nhận thêm nƣớc từ một phụ lƣu quan trọng là sông Bồ từ núi Động Ngàn đi xuống qua Cổ Bi, Quảng Điền. Sông Hƣơng chia nƣớc duy nhất qua con sông Đại Giang chảy vào Vụng Cầu Hai thông với biển bởi cửa Tƣ Hiền ở phía nam. Tổng lƣợng dịng chảy năm của sơng Hƣơng đạt 6,2 tỷ m3, trong đó dịng chảy mặt là 5,18 tỷ, cịn dịng ngầm là 1,02 tỷ. Mùa lũ trên sông tập trung từ tháng IX đến tháng XII, cực đại là tháng X, mùa cạn từ tháng I đến tháng VIII, cạn nhất vào 3 tháng III, IV và VII, cực tiểu vào tháng IV.
a. Dòng chảy mùa lũ
Tỷ lệ dòng chảy mùa lũ trên dòng chảy năm lên đến 69,1% trên sông Bồ, 66% trên sông Hữu Trạch và 64% trên sông Tả Trạch. Mùa lũ chỉ kéo dài 3 tháng song lũ có thể xảy ra vào nhiều tháng khác, bao gồm:
Lũ sớm: Xuất hiện vào tháng IX với tần suất 30%, thƣờng kéo dài 1–3 ngày. Lũ muộn: Xuất hiện từ cuối tháng XII đến đầu tháng I cƣờng độ lũ và biên độ nhỏ. Lũ Tiểu Mãn: Xuất hiện vào thời gian cuối thág IV đến đầu tháng VI, cƣờng độ nhỏ, ở mức báo động cấp I.
b. Dòng chảy mùa cạn
Tỷ lệ dòng chảy mùa cạn trên dịng chảy năm khoảng 30% ở sơng Bồ, 34% ở sông Hữu Trạch và 36% ở sông Tả Trạch.
Tuy là mùa cạn nhƣng lƣợng mƣa của cả mùa cũng lên đến 800-1000mm ở vùng núi Nam Đông–A Lƣới và 600–700mm ở vùng đồng bằng nhờ có mƣa khá lớn sau mùa mƣa chính (I) và mùa mƣa Tiểu Mãn ( IV-VI).
Biến trình dịng chảy mùa cạn có dạng 2 đáy tƣơng ứng với 2 thời kỳ cạn kiệt: từ tháng III đến tháng IV, trƣớc mùa mƣa tiểu mãn và từ tháng VII đến tháng VIII, thịnh hành gió Tây Nam khơ nóng (Bảng 3,4,5)
Sơng Trạm Diện tích lƣu vực tính đến trạm đo (km2) Q (m3/s) Y (mm) M (l/skm2) @ = Y/X Cv Tả Trạch Thƣợng Nhật 186 15,2 2580 81,7 0,73 0,302 Hữu Trạch Bình Điền 570 41,1 2274 72,1 0,73 0,312 Bồ Cổ Bi 720 56,0 2453 77,8 0,78 0,302 Truồi Truồi 74 11,6 2613 82,8 0,309
Bảng 4. Phân phối lƣợng dòng chảy theo mùa của một số trạm (trung bình nhiều
năm)[13] Trạm Mùa lũ Mùa cạn Thời gian Q(m 3 /s) W(106) α (%) Thời gian Q(m 3 /s) W(106) α (%) Thƣợng Nhật X-XII 36,6 291,1 63,6 I-IX 7,07 167 36,4 Cổ Bi X-XII 196,0 1.419,0 69,1 I-IX 27,3 637 30,9 Bình
Điển X-XII 123,0 971,0 67,4 I-IX 21,5 506 34,3
Ghi chú: α - Lượng dòng chảy mùa/ Lượng dòng chảy năm
Bảng 5. Lƣu lƣợng bình quân tháng trong mùa kiệt[13]
Sơng Vị trí quan trắc Q tháng III (m3/s) Q tháng IV (m3/s) Q tháng VII (m3/s) Q tháng VIII (m3/s) Q tháng kiệt nhất (m3/s) Bồ Cổ Bi 15,73 14,65 11,59 13,74 4,0 Tả Trạch Thƣợng Nhật 3,76 3,71 6,08 6,63 1,42 Hữu Trạch Bình Điền 15,04 13,40 14,30 14,90 4,53
Do sự chuyển tiếp nhanh từ vùng núi dốc xuống vùng hạ lƣu nên nƣớc dồn về vùng đồng bằng cũng rất mau chóng. Do khơng đổ thẳng trực tiếp ra biển mà bị dồn ứ lại trong các đầm phá do các hệ thống đê cát nổi cao nên diễn biến ngập lụt ở đây có thể xảy ra rất nhanh.
2.1.2.3. Đặc điểm hải văn
Chế độ thủy triều: Mang tính bán nhật triều khơng đều với biên độ thấp.
Dịng triều lên có hƣớng thịnh hành là Tây Nam, dịng triều xuống có hƣớng thịnh hành là Tây Bắc (bảng 6).
Ở phía Bắc, từ Nam Quảng Trị đến cửa Thuận An, thủy triều thuộc dạng bán nhật triều không đều, hầu hết ngày trong tháng là bán nhật triều với độ lớn trung bình 1,2–1,6m giảm dần về phía Nam. Vùng ven bờ, lân cận của Thuận An, thuộc chế độ bán nhật triều đều, mỗi ngày có hai lần triều lên và hai lần triều xuống. Dao động thủy triều nhỏ nhất so với toàn dải ven bờ biển nƣớc ta. Biên độ ngày của mực nƣớc tại cửa Thuận An chỉ khoảng 30–50cm, ở khu vực Tƣ Hiền lớn hơn cũng chỉ 55 - 100cm. Ở khu vực phía Nam, thủy triều chuyển sang bán nhật triều với 20-25 ngày bán nhật triều/tháng, biên độ dao động kỳ nƣớc cƣờng là 80cm.
Bảng 6. Các đặc trƣng chế độ thuỷ triều vùng ven biển nghiên cứu
Vùng Tính chất triều Độ cao thuỷ triều (cm)
Hmax Hmin
Cửa Thuận An Bán nhật triều điển hình, hầu hết các ngày trong tháng là bán nhật triều 50 35 Nam Thừa Thiên Huế -
Đà Nẵng Bán nhật triều không đều và chiếm hầu hết các ngày trong tháng 130 55
Nguồn: Nguyễn Ngọc Thụy
Chế độ sóng: Theo số liệu quan trắc sóng từ năm 1989 đến năm 2008 tại trạm Cồn Cỏ, thì tần suất sóng hƣớng đơng-bắc trung bình hàng năm là 14,83% [8]. Còn vào mùa hè, hƣớng sóng thịnh hành là tây-nam (với tần suất trung bình là 15,69%/năm). Tuy nhiên, do đƣờng bờ có hƣớng tây bắc-đơng nam, nên sóng hƣớng tây-nam khơng có khả năng tác động đến bờ. Bởi vậy, vào mùa hè, hƣớng sóng tác động đến bờ thịnh hành là đông và đông-nam (với tần suất trung bình
tƣơng ứng là 10,45%/năm và 15,20%/năm). Nhƣ vậy, tổng tần suất các hƣớng sóng có tác động đến bờ biển vùng nghiên cứu đạt tới 40,03%/năm. Độ cao sóng trung bình vào mùa đơng đạt giá trị 0,7-0,8 mét, riêng các tháng 11, 12 và tháng 1, độ cao sóng trung bình đạt 1,1-1,2 mét. Độ cao sóng lớn nhất có thể đạt tới 6,0 mét (bảng 7 [8]).
Bảng 7. Độ cao (m), độ dài (m) và chu kỳ (s) sóng lớn nhất tại trạm Cồn Cỏ [8] Đặc trƣng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm Độ cao (m) 4,4 4,0 4,4 4,0 3,5 4,0 3,5 3,0 4,0 6,0 6,0 4,4 6,0 Hƣớng ĐB ĐB ĐB B ĐB TB TB TN ĐB B B ĐB B Độ dài (m) 90 74 80 60 74 57 63 70 88 66 74 84 90 Hƣớng BĐB BĐB ĐB B ĐB ĐĐN ĐB ĐB Đ Đ ĐB ĐB BĐB Chu kỳ (s) 8,8 8,3 9,5 8,0 8,2 6,9 7,1 7,9 9,9 9,0 9,3 9,2 9,9
Chế độ dòng chảy: Dịng chảy ven bờ có hƣớng phù hợp với hƣớng sóng. Cịn dịng chảy gần đáy thịnh hành trong năm là đơng-nam. Tuy nhiên, do đƣờng bờ có hƣớng tây bắc-đơng nam, nên sóng các hƣớng đơng-bắc, đơng và đơng-nam đều có thể tác động đến bờ, trong đó, hƣớng đơng-bắc chiếm ƣu thế hơn. Vì thế, bờ biển vùng nghiên cứu đƣợc xếp vào loại bờ sóng chiếm ƣu thế.
Dịng triều có tính chất bán nhật triều khơng đều và nhật triều đều, riêng khu vực lân cận cửa Thuận An là bán nhật triều đều. Tốc độ dòng triều khá mạnh, trung bình 25–39cm/s ở vùng nƣớc sâu 10-15m và giảm dần ở ngồi khơi. Các dịng tồn nhật và bán nhật triều có cùng bậc ở cửa Thuận An, đạt 15–20cm/s. Vào sâu trong phá Tam Giang dịng tồn nhật triều chỉ 3cm/s, trong khi dòng bán nhật triều tăng lên đến 25–30cm/s. Ở cửa Tƣ Hiền dòng bán nhật triều đạt 35-40cm/s. Ở cảng Chân Mây dòng triều cực đại chỉ đạt 12–22cm/s. Dịng triều giữ vai trị chính trong q trình vận chuyển bùn cát trong đới sóng nhào. Hƣớng sóng khá ổn định dọc bờ theo mùa. Mùa hè, dịng sóng hƣớng dọc từ bờ phía Nam lên (SE–NW), mùa đơng, hƣớng ngƣợc lại (NW–SE). Tốc độ dịng sóng biến thiên từ 30–100cm/s và đạt trị
số lớn nhất vào mùa gió Đơng Bắc. Trong vịnh Chân Mây, tốc độ dịng dọc bờ đạt cực đại do sóng đổ về phía Tây lên tới 57cm/s và về phía Đơng là 31cm/s.
2.1.2.4. Thay đổi mực nước biển
Hiện nay, mực nƣớc biển lại đang dâng lên trên quy mơ tồn cầu do sự ấm lên của khí hậu làm cho các khối băng ở Nam cực và Bắc cực, cũng nhƣ trên các đỉnh núi cao tan ra. Nhiều nguồn tài liệu khác nhau đều cho rằng, mực nƣớc biển đã dâng lên trung bình 1,7-1,8 mm/năm trong thế kỷ 20 và đã tăng lên trên 3 mm/năm trong hơn mƣời năm qua. Ngƣời ta cũng dự báo rằng, tốc độ dâng mực nƣớc biển đạt tới trên 4mm/năm vào những năm cuối của thế kỷ 21.
Ở nƣớc ta, Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng cũng đã xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu và mực nƣớc biển dâng đến năm 2100 với các kịch bản phát thải thấp, trung bình và cao cho các vùng khác nhau, trong đó có vùng nghiên cứu (bảng 8).
Bảng 8. Các kịch bản mực nƣớc biển dâng (cm) cho vùng Đèo Ngang-Hải Vân [7] 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100
Thấp 7-8 11-12 16-18 22-24 28-31 34-39 41-47 46-55 52-63
Trung bình 8-9 12-13 17-19 23-25 30-33 37-42 45-51 52-61 60-71