(1) Địa hình bóc mịn: Các bề mặt sƣờn bóc mịn tổng hợp phân bố trên bán
đảo Đồ Sơn ở phía bắc khu vực nghiên cứu. Thành tạo địa hình này phát triển trên các đá trầm tích cát bột kết có tuổi Devon thƣợng thuộc hệ tầng Đồ Sơn (D2 đs). Do đá gốc có tính phân lớp và cắm nghiêng về một phía nên địa hình ở đây thƣờng có
phong hố trên sƣờn mỏng, lớp vỏ thổ nhƣỡng chủ yếu là feralit nâu vàng, có độ đá lẫn cao, chủ yếu đƣợc sử dụng để trồng thơng (Hình 2.3).
Các sƣờn rửa lũa hoà tan phát triển trên đá cacbonat của hệ tầng Cát Bà (C1
cb) và Bắc Sơn (C2 – P1 bs) phát triển rộng rãi trên và xung quanh đảo Cát Bà. Do
đá vôi của hệ tầng Cát Bà có lẫn nhiều tạp chất và đặc biệt giàu silic nên q trình rửa lũa hồ tan diễn ra chậm, sƣờn thƣờng thoải và có nhiều thực vật phát triển (Hình 2.4).
(2) Đồng bằng nguồn gốc hỗn hợp sông – biển :
Thực chất là dạng đồng bằng delta đƣợc tạo nên bởi hệ thống sông Bạch Đằng, có bề mặt khá bằng phẳng, cao 1-2m. Thành phần vật chất cấu tạo nên đồng bằng là cát bột, cát và bột sét chứa nhiều mùn thực vật đặc trƣng cho vùng tích tụ cửa sơng. Các thành tạo trầm tích có cấu tạo tầng sét dày từ 0,5-10m màu nâu xám xen lớp mùn thực vật dày 0,4-0,5m hình thành trong khoảng cuối biển lùi QIV3
nên các dạng vi địa hình nhƣ lạch triều, val cát , đầm phá còn thể hiện rõ trên bề mặt địa hình. Cơ chế thành tạo địa hình theo phƣơng thức delta lấp đầy gắn liền với q trình phát triển lịng dẫn cửa sơng (sơng Bạch Đằng, sơng Cấm, sơng Lạch Tray…) (Hình 2.5).
(3) Lịng sơng, lạch triều và bãi bồi thấp ven lòng hiện đại
Lịng sơng và lạch triều trong khu vực đặc trƣng cho vùng biển có thủy triều trung bình đến cao. Lịng dẫn sơng có dạng chữ “U” rộng từ 500-2000m, đƣờng trục đáy có dạng lƣợn sóng thay đổi từ 5-16m theo xu thế nâng dần về ngƣỡng dƣới của cửa sông. Do tác động tổng hợp của dịng chảy sơng và thủy triều, các sông trƣớc khi đổ ra biển đã khoét sâu lòng dẫn thành máng trũng từ 12-16m chạy dài ra phía biển. Các kênh triều tạo nên một hệ thống dày đặc phân bố trên bề mặt các bãi triều. Quá trình xâm thực ngang mở rộng lịng, xâm thực sâu duy trì độ sâu luồng phát triển mạnh, trong đó q trình xâm thực xói lở chiếm ƣu thế, tích tụ mang tính cục bộ (Hình 2.6).
(4) Bãi triều thấp hiện đại bằng phẳng do tác động của thủy triều – sơng
Địa hình bãi triều cao hiện đại do thủy triều phân bố dọc theo đƣờng bờ hiện đại, tạo thành các dạng đảo cửa sông tại cửa sông Bạch Đằng. Thành phần cấu tạo chủ yếu là dạng hạt mịn. Quá trình địa mạo chủ đạo tại đây là q trình tích tụ do thủy triều với cƣờng độ yếu do hoạt động đắp đê bao tạo diện tích đầm ni hải sản (Hình 2.7).
(5) Bề mặt tích tụ hiện đại sơng – triều chiếm ưu thế
Bề mặt tích tụ này phát triển và chiếm một diện tích khá lớn ở khu vực cửa sơng Nam Triệu (phía bắc bán đảo Đồ Sơn). Đây là loại bãi biển khá bằng phẳng và hầu nhƣ nằm ngang (độ dốc chỉ đạt khoảng 0,0002-0,0005) và bị chia cắt bởi một số lạch triều. Chiều rộng của bãi khoảng 1-1,5km đến 4-5 km.
(6) Bề mặt tích tụ delta thuỷ triều
Bề mặt tích tụ delta thuỷ triều là bề mặt tích tụ với vai trị thống trị của thuỷ triều. Bề mặt này đƣợc thành tạo theo phƣơng thức lấp đầy, trong điều kiện địa hình đáy bị sụt lún với tốc độ lớn hơn nhiều so với tốc độ lắng đọng trầm tích. Trong khu vực nghiên cứu thành tạo địa hình này phân bố trƣớc các cửa sông Nam Triệu, Lạch Huyện dƣới độ sâu 2 – 5m.
Do đặc điểm địa hình bờ có dạng cong lõm đƣợc tạo bởi đảo Cát Bà và mũi Đồ Sơn, nên trong q trình sóng truyền từ ngồi khơi vào đến bờ, năng lƣợng đã bị phân tán đáng kể. Đa số sóng có chiều cao 0,2 – 0,5m và năng lƣợng chỉ đạt từ 0,05 – 0,14kg/S2. Dịng chảy xuất hiện do sóng có hƣớng khác nhau nhƣng xu thế chung là chảy vòng quanh vịnh từ Đồ Sơn và Cát Bà vào đỉnh vịnh, tạo điều kiện thuận tiện cho q trình tích tụ trên các bãi triều và phần trên của delta thuỷ triều. Quá trình hoạt động của thuỷ triều ở khu vực này rất mạnh, với biên độ lớn trên 4m, tạo nên dịng chảy có tốc độ đạt 30 – 40cm/s khi lên và 50 – 60cm/s khi xuống. Do có hƣớng ngƣợc chiều nhau nên trong cấu tạo trầm tích bề mặt thể hiện tính phân lớp định hƣớng. Thành phần trầm tích cấu tạo nên bề mặt delta thuỷ trìeu là các thành
đƣợc các sơng từ lục địa mang ra và một phần do thuỷ triều mang vào bồi lấp nâng cao dần bề mặt của vùng trũng trƣớc cửa sông.
(7) Bãi biển tích tụ - xói lở do tác động của sóng chiếm ưu thế
Bãi biển dạng này phát triển mạnh ở khu vực bờ biển phía nam đảo Cát Hải, bãi Phù Long. Bãi cấu tạo chủ yếu bởi cát hạt trung-mịn. Động lực hiện tại chủ yếu là hoạt động phá hủy bờ do sóng gây tình trạng xói lở khá mạnh. Theo điều tra khảo sát ngƣời dân trong khu vực, hoạt động xói lở đặc biệt mạnh vào thời gian có bão. Lúc có bão, sóng bão có thể mang vật chất vào sâu phía trong đảo. Tuy nhiên do trong khu vực phía sau bãi vẫn cịn những khoảng rừng ngập mặn cịn sót lại nên quá trình phá hủy đƣợc giảm đi đáng kể (Hình 2.8).
(8) Bờ biển mài mịn – xói lở hiện đại
Bờ biển mài mịn – xói lở hiện đại thƣờng gặp ở đoạn bờ bán đảo Đồ Sơn, Tràng Cát, Đình Vũ, Cát Hải. Phần lớn đƣờng bờ có dạng thẳng hoặc lồi nhơ ra phía biển nên chịu ảnh hƣởng trực tiếp của sóng biển có tác động phá hủy lớn vào thời gian triều cƣờng. Tốc độ xói lở ở các bờ này từ 4-8m/năm, thậm chí có thể mạnh hơn. Trong q trình mài mịn xói lở, dịng chảy dọc bờ đóng vai trị di chuyển vật liệu bị phá hủy ra xa bờ , kết hợp với bồi tích sơng tạo thành các doi tích tụ ven cửa kéo dài thẳng góc với đƣờng bờ.
(9) Bờ biển tích tụ hiện đại
Bờ biển tích tụ hiện đại gặp ở phía Nam cửa Lạch Tray và cửa Cấm do sự kết hợp của động lực sơng và biển. Ngồi ra cịn do thực vật ngập mặn che chắn trên cung bờ lõm nên quá trình bồi tích lấp đầy vùng lõm. Tốc độ bồi trung bình của đoạn bờ này đạt 8m/năm
Hình 2.3. Địa hình bóc mịn tổng hợp
trên đá trầm tích lục ngun Hình 2.4. Địa hình bóc mịn rửa lũa trên đá vơi
Hình 2.5. Đồng bằng nguồn gốc sơng – biển tại cửa sơng Lạch Tray
Hình 2.6. Lạch triều phát triển trên bề mặt bãi triều thấp bề mặt bãi triều thấp
Hình 2.7. Bãi triều thấp hiện đại do tác động của thủy triều - sông do tác động của thủy triều - sơng
Hình 2.8. Bãi biển tích tụ - xói lở do tác động của sóng chiếm ƣu thế tại
2.2.3. Đặc điểm khí hậu
Vùng cửa sơng Bạch Đằng nằm trong miền nhiệt đới gió mùa, có mùa đơng lạnh, ít mƣa từ tháng XI đến III; mùa hè nóng ẩm mƣa nhiều từ tháng V đến IX. Tháng IV, X mang tính chuyển tiếp.
Chế độ nhiệt ẩm : nhiệt độ trung bình nhiều năm là 23-24o
C, tháng VIII nóng nhất đạt 29,1oC, tháng I lạnh nhất xuống còn 16,9oC. Lƣợng mƣa trung bình đạt từ 1500 – 2000mm, tập trung vào mùa mƣa từ tháng VI đến IX, mùa khô từ tháng XI đến IV năm sau ít mƣa hơn (bảng 2.1 và 2.2). Độ ẩm trung bình nhiều năm là 84 %, trong đó tháng III và IV độ ẩm đạt tối đa tới 90% do ảnh hƣởng của gió mùa Đơng Bắc khi qua biển đƣợc cung cấp hơi ẩm. Tháng X – tháng I năm sau độ ẩm trung bình 77 – 81%, mùa hè độ ẩm đạt 84 – 86%.
Bảng 2.1. Chế độ mƣa VCS Bạch Đằng [16]
Mùa Lƣợng mƣa trung bình tháng (mm) Số ngày mƣa (ngày/tháng) Tổng lƣợng mƣa (mm) Mùa mƣa 180 – 220 10 - 12 1340 Mùa khô 30 – 40 8 – 10 219
Bảng 2.2. Lƣợng mƣa trung bình năm VCS Bạch Đằng (mm) [16]
Trạm Hải Phòng Thủy Nguyên Hòn Dấu Kiến An Đồ Sơn An Thái Lƣợng
mƣa 1808 1525 1589 1754 1660 1563
Chế độ gió :chế độ gió của khu vực mang đặc tính gió mùa rõ rệt. Mùa đơng
(tháng XI – II) chịu sự chi phối của hệ thống gió mùa ĐB với các hƣớng gió thịnh hành là B – ĐB – Đ, trong đó đầu mùa hƣớng gió chủ yếu là B – ĐB – B. Trung bình có 3-4 đợt gió mùa ĐB kéo dài từ 3-5 ngày. Do khu vực có đảo Cát Bà che chắn nên tốc độ gió mùa ĐB giảm chỉ cịn bằng 50-60% so với ngoài khơi vịnh Bắc Bộ, đạt từ 4,6 – 4,8m/s, lớn nhất đạt 34m/s. Mùa hè (tháng VI – X) chịu ảnh hƣởng của hệ thống gió mùa TN biến tính khi thổi vào vịnh Bắc Bộ với hƣớng chính là N – ĐN. Tốc độ gió trung bình đạt từ 4,5 – 6m/s, ngồi ra cịn có các hiện tƣợng thời
tiết cực đoan nhƣ bão, dơng, lốc…với tốc độ gió cực đại đạt tới 45m/s. Trong mùa chuyển tiếp (tháng III – V), hƣớng gió thịnh hành chủ yếu là Đ với tốc độ gió yếu hơn 2 mùa chính và kém tập trung. Tốc độ gió trung bình đạt 4,2 – 5,2m/s, tốc độ cực đại đạt 40m/s khi có bão cuối tháng V. Những ngày lặng gió ở trạm Hịn Dấu nhỏ hơn 1% (bảng 2.3; 2,4; 2.5 và 2.6).
Bảng 2.3. Đặc trƣng tốc độ gió trạm Hịn Dấu (m/s) [16]
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Trung
bình 4.8 4.6 4.4 4.6 5.4 5.6 6.0 4.5 4.4 4.9 4.6 4.6 Lớn nhất 24 20 34 28 40 40 40 45 45 34 24 28
Bảng 2.4. Tần suất gió nhiều năm tại trạm Hịn Dấu trong mùa đơng (%)[16]
B BĐB ĐB ĐĐB Đ ĐĐN ĐN NĐN N NTN TN TTN T TTB TB BT B Tổng <2 10.3 1.4 4.7 2.8 8.3 2.0 2.1 0.4 1.1 0.2 0.2 0.2 0.3 0.2 1.9 1.9 37.9 3-5 6.7 1.3 5.5 2.5 9.2 1.6 1.4 0.2 0.2 0.2 0.2 0 0.2 0 0.5 0.7 30.2 6-10 5.5 1.2 4.5 3.7 11.9 1.3 0.5 0.1 0 0.1 0.2 0 0 0 0.3 0.3 29.7 11-15 0.4 0.1 0.3 0.2 0.9 0.2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.9 >15 0.1 0 0 0.1 0.2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.3 Tổng 23.1 3.8 15 9.2 30.4 5.1 3.9 0.7 1.3 0.5 0.5 0.2 0.4 0.2 2.7 2.9 100
Bảng 2.5.Tần suất gió nhiều năm tại trạm Hịn Dấu trong mùa hè (%)[16]
B BĐB ĐB ĐĐ B Đ ĐĐN ĐN NĐ N N NT N TN TT N T TT B TB BTB Tổng <2 5.2 1.0 2.1 0.9 4.1 1.3 4.1 1.4 2.9 0.7 1.7 0.5 2.2 0.5 3.1 2.5 34.3 3-5 2.5 1.7 1.7 1.1 3.0 1.6 4.4 1.5 2.6 1.2 0.8 0.1 0.6 0.1 1.2 1.2 25.3 6-10 2.6 0.7 2.2 1.0 4.5 1.5 5.4 3.6 5.2 2.5 1.8 0.1 0.3 0.2 0.6 0.8 33.2 11-15 0.5 0.2 0.2 0.2 0.5 0.1 0.4 0.2 1.3 0.6 0.2 0 0.1 0.1 0.1 0.5 5.3 >15 0.1 0.1 0.1 0.2 0.4 0.5 0.1 0.1 0.2 1.3 0.2 0 0.1 0.5 0.1 0.1 2.3 Tổng 10.9 3.7 6.3 3.4 12.5 5.0 14.4 6.8 12.2 5.1 4.7 0.7 3.3 1.1 5.1 5.1 100
Bảng 2.6.Tần suất gió nhiều năm tại trạm Hịn Dấu trong mùa chuyển tiếp (%)
Hoạt động của bão : khu vực nghiên cứu và lân cận chịu mật độ bão đổ bộ tƣơng đối cao so với các tỉnh ven biển khác (hình 2.9). Thơng thƣờng thì mùa bão thƣờng bắt đầu từ tháng V, kết thúc tháng XI. Bão tập trung hoạt động mạnh với tần suất cao vào các tháng mùa hè, nhiều nhất là tháng VII và VIII. Bão thƣờng gây mƣa lớn, lƣợng mƣa thƣờng từ 200 – 500mm/1 cơn bão. Mƣa to do bão kết hợp với nƣớc dâng trong thời kì triều cƣờng và gió, sóng bão mạnh gây biến động mạnh cho khu vực vùng cửa sông cả trên cạn và dƣới đáy biển.
B BĐB ĐB BĐB Đ ĐĐN ĐN NĐN N NTN TN TTN T TTB TB BTB Tổng <2 2. 7 0.5 2.0 1.6 11.9 2.5 3.6 1.0 1.6 0.5 0.5 0.1 0.5 0.2 1.2 0.6 30.8 3-5 1. 6 0.5 2.0 1.9 11.1 4.2 5.1 1.2 2.1 0.5 0.3 0 0.1 0 0.2 0.3 30.6 6-10 1. 4 0.4 1.3 1.2 12.0 3.2 4.0 1.8 5.3 1.8 1.1 0.1 0 0 0.5 0.1 34.0 11- 15 0. 1 0.1 0.2 0.08 0.33 0.08 0 0.3 2.46 0.52 0 0 0.07 0 0 0 4.2 >15 0. 1 0.1 0 0 0.07 0 0 0 0.11 0 0 0 0 0 0 0 0.4 Tổng 5. 9 1.5 5.3 4.8 25.3 9.9 12.6 4.3 11.7 3.2 1.8 1.2 0.7 0.2 1.9 1.5 100
Hình 2.9. Sơ đồ các cơn bảo đổ bộ vào vùng biển Quảng Ninh - Thanh Hóa từ 1961-2007
2.2.4. Đặc điểm thủy văn lục địa
Vùng cửa sông Bạch Đằng chịu ảnh hƣởng lớn của hệ thống sơng Thái Bình. Các sơng Cầu, sơng Thƣơng, sơng Lục Nam bắt nguồn từ miền núi Đông Bắc và sông Đuống từ sông Hồng hợp nhau tại Phả Lại, sau đó phân lại thành 2 nhánh là sơng Kinh Thầy và sơng Thái Bình. Sơng Kinh Thầy chảy đến khoảng Bến Triều
Nam Triệu, sông Cấm đổ ra cửa Cấm (hiện tại đã bị lấp) và sông Lạch Tray đổ ra cửa Lạch Tray. Tham gia hệ thống sơng này cịn có các nhánh sơng Bình Hƣơng, Gành Sy bắt nguồn từ Yên Lập. Sông Gành Sy hợp với sông Chanh đổ ra cửa Lạch Huyện. Các sông này đểu không lớn và ngắn nên lƣu lƣợng nƣớc và bồi tích của vùng cửa sơng Bạch Đằng chủ yếu bị chi phối bởi sông Đuống mang sang từ sông Hồng, mang ra chủ yếu qua cửa sông Cấm.
Chế độ dòng chảy. Theo các số liệu đo đạc thì hang năm, lƣợng nƣớc đổ ra
vùng cửa sơng Bạch Đằng khoảng 11 – 14km3, chia thành 2 mùa rõ rệt: mùa lũ từ tháng VI đến tháng X với lƣợng dòng chảy chiềm 70 – 75% tổng lƣu lƣợng cả năm. Mùa kiệt từ tháng XI năm trƣớc đến tháng V năm sau chiếm 25 – 30 lƣu lƣợng cả năm. Mùa lũ lƣu lƣợng dòng chảy tập trung lớn, chế độ chảy thất thƣờng, kéo dài thành đợt 6 – 18 ngày và xuất hiện trong các tháng mùa hè, tốc độ tối đa trong các đoạn sông đồng bằng đạt tới 3,0 – 3,5m/s, ở vùng cửa sơng là 2,0 – 2,5m/s, trung bình là 1,2 -1,4m/s. Dịng chảy lũ có lƣu lƣợng lớn và tốc độ cao, hang năm cung cấp hàng triệu tấn bồi tích từ q trình bào mịn lƣu vực và xâm thực lịng dẫn. Độ đục lớn nhất có thể lên tới 2500 – 3000mg/l. Mùa kiệt dịng chảy sơng ngịi giảm thấp, ít ảnh hƣởng tới chế độ dịng chảy chung ở những tháng nƣớc sông kiệt nhất, tốc độ dịng chảy sơng khơng vƣợt q 0,2 – 0,3m/s. Tuy nhiên thời kì đầu đơng dịng chảy sơng vẫn cịn mạnh do lũ muộn kéo dài.
Trong mùa lũ, nƣớc lũ thoát ra biển qua 3 đƣờng chính là Cửa Cấm, cửa Nam Triệu và cửa sông Chanh. Về mùa kiệt, nƣớc biển dễ dàng xâm nhập sâu vào trong đất liền, nhất là khi triều cƣờng. Lƣợng nƣớc chuyển qua sông Ruột Lợn chiếm 23-26% lƣợng nƣớc qua trạm thủy văn Cửa Cấm. Lƣợng nƣớc chuyển qua kênh Đình Vũ qua cửa Nam Triệu chiểm 33-36%, cịn lại gần 40% chảy qua cửa Cấm.
Chế độ bùn cát. Nguồn bồi tích cung cấp cho khu vực cửa sông Bạch Đằng
chủ yếu là đƣợc cung cấp bởi sông Bạch Đằng, ngồi ra cịn một phần của sơng Văn Úc, sơng Hốt (Quảng Ninh). Lƣợng bồi tích hàng năm do sơng cung cấp đổ ra cửa Nam Triệu là 4,2 triệu tấn, qua cửa Lạch Tray là 0,7 triệu tấn, qua cửa Lạch Huyện là 0,4 triệu tấn. Vào mùa hè, dòng chảy ven bờ vận chuyển lƣợng bồi tích khoảng
1,4 triệu tấn vào vùng nghiên cứu qua eo Đồ Sơn – Hịn Dấu. Ngồi ra, hàng năm q trình xói lở khu vực bờ biển Cát Hải, Đình Vũ và xâm thực đáy biển cung cấp