STT Tên điểm Đặc điểm Hệ tọa độ UTM
E N
1 Sx Xói nhiều 671329.1167 1077742.6050
2 Sb Bồi nhiều 672460.0955 1074017.0276
3 So Ổn định 673458.0181 1070091.8657
3.2.3. Xây dựng quan hệ đường giữa chiều dày bồi lắng theo thời gian tại một số khu vực đặc trưng bờ biển Trà Vinh
Giá trị thay đổi bề dày lớp bồi tụ (Total bed thickness changes) được trích xuất từ kết quả chạy mơ hình, lấy giá trị vào ngày cuối cùng của tháng, kí hiệu là “S”, đơn vị là “mét”. Kết quả trích xuất các giá trị về sự thay đổi bề dày lớp bồi tụ tại 03 điểm Sx – xói nhiều, Sb – bồi nhiều, So - ổn định của khu vực bờ biển Trà Vinh với các kịch bản khác nhau được thể hiện trong bảng 3.17.
Điểm xói nhiều – Sx
Hình 3. 47: Sự thay đổi bề dày lớp bồi tụ điểm Sx với kịch bản hiện trạng, NBD
13 – 23 cm
Hình 3. 48: Sự thay đổi bề dày lớp bồi tụ điểm Sx với kịch bản hiện trạng, bùn cát giảm 20 – 30%
Bảng 3. 17: Giá trị bề dày lớp bồi tụ tại các điểm Sx, Sb, So tương ứng với các kịch bản
Thời gian
Sự thay đổi bề dày lớp bồi tụ (mét)
Hiện trạng Nước biển dâng 13 cm Nước biển dâng 23 cm Hàm lượng phù sa sông Mê Công giảm 20% Hàm lượng phù sa sông Mê Công giảm 30%
tháng Sx Sb So Sx Sb So Sx Sb So Sx Sb So Sx Sb So 1 -0,049 0,054 0,012 -0,062 0,035 0,005 -0,067 0,034 0,005 -0,056 0,032 0,005 -0,055 0,032 0,005 2 -0,098 0,108 0,030 -0,118 0,070 0,017 -0,135 0,061 0,013 -0,106 0,062 0,015 -0,114 0,058 0,012 3 -0,164 0,172 0,044 -0,177 0,110 0,024 -0,222 0,091 0,018 -0,159 0,101 0,019 -0,188 0,087 0,017 4 -0,236 0,226 0,058 -0,239 0,145 0,034 -0,289 0,119 0,025 -0,211 0,133 0,028 -0,262 0,113 0,023 5 -0,272 0,272 0,075 -0,292 0,177 0,051 -0,324 0,149 0,038 -0,272 0,162 0,043 -0,296 0,143 0,035 6 -0,277 0,305 0,081 -0,315 0,207 0,058 -0,348 0,173 0,043 -0,293 0,183 0,048 -0,315 0,165 0,040 7 -0,296 0,345 0,088 -0,338 0,228 0,063 -0,368 0,202 0,049 -0,314 0,209 0,053 -0,334 0,192 0,045 8 -0,307 0,412 0,097 -0,348 0,272 0,071 -0,378 0,244 0,050 -0,329 0,251 0,059 -0,341 0,234 0,051 9 -0,300 0,496 0,110 -0,351 0,335 0,078 -0,384 0,302 0,062 -0,328 0,300 0,064 -0,341 0,279 0,057 10 -0,297 0,601 0,132 -0,359 0,392 0,081 -0,392 0,355 0,067 -0,332 0,362 0,076 -0,343 0,338 0,069 11 -0,297 0,676 0,151 -0,366 0,437 0,089 -0,401 0,401 0,078 -0,337 0,406 0,088 -0,348 0,382 0,081 12 -0,304 0,750 0,165 -0,379 0,478 0,099 -0,418 0,445 0,089 -0,347 0,449 0,097 -0,358 0,425 0,092
Hình 3.47 và 3.48 cho thấy, nước biển dâng cao và hàm lượng bùn cát sông Mê Công giảm đều làm gia tăng mức độ xói mịn tại khu vực bờ biển Trà Vinh, q trình xói phù hợp với thực tế. Những tháng đầu năm (tháng I – V) là vào thời gian cuối của mùa gió đơng bắc, lượng phù sa trong sơng đổ về kém dồi dào, sóng tác động mạnh đã làm q trình xói diễn ra mạnh mẽ. Các tháng tiếp theo vào mùa gió tây nam, nguồn phù sa dồi dào, sóng và dịng chảy ơn hịa hơn, q trình xói chậm lại. Đến tháng XII, diễn biến xói tăng dần và sẽ trở nên mạnh mẽ vào nửa đầu năm sau.
Điểm bồi nhiều – Sb
Hình 3. 49: Sự thay đổi bề dày lớp bồi tụ điểm
Sb với kịch bản hiện trạng, NBD 13 – 23 cm
Hình 3. 50: Sự thay đổi bề dày lớp bồi tụ điểm
Sb với kịch bản hiện trạng, bùn cát giảm 20 –
30%
Điểm ổn định – So
Hình 3. 51: Sự thay đổi bề dày lớp bồi tụ điểm
So với kịch bản hiện trạng, NBD 13 – 23 cm
Hình 3. 52: Sự thay đổi bề dày lớp bồi tụ điểm
So với kịch bản hiện trạng, bùn cát giảm 20 –
30%
Bảng 3. 18: Mức độ thay đổi bề dày lớp bồi tụ so với kịch bản hiện trạng (%)
Giá trị trung bình (%) Điểm NBD 13 cm NBD 23 cm Ước tính NBD 10 cm Phù sa giảm 20% Phù sa giảm 30% Ước tính phù sa giảm 10% Sx -3,7 -6,9 -2,9 -1,6 -3,3 -0,9 Sb -12,7 -15,3 -8,2 -14,7 -16,4 -6,4 So -3,1 -4,2 -2,1 -3,7 -4,3 -1,7
Các hình 3.49 – 3.52 và bảng 3.18 cho thấy, NBD làm tăng mức độ xói (hoặc giảm độ bồi tụ) khu vực ven biển. Trong đó ảnh hưởng mạnh nhất đến các điểm bồi nhiều, ước tính trung bình NBD lên 10cm sẽ giảm bồi đi 8,2% (so với kịch bản hiện trạng). Các điểm đang xói lở bị ảnh hưởng ít hơn, ước tính trung bình NBD lên 10cm sẽ tăng mức độ xói lên khoảng 2,9%. Nếu mỗi năm, mực nước biển tăng lên 1cm thì xói tăng thêm 0,29%. Mức tăng này là không đáng kể đối với sự xói lở do tác động của chế độ thủy thạch động lực hiện trạng (một năm xói 30cm - hình 3.47).
Cũng theo bảng 3.18, sự suy gảm phù sa sơng Mê Cơng làm tăng mức độ xói (hoặc giảm độ bồi tụ) khu vực ven biển. Sự ảnh hưởng mạnh nhất đến các điểm bồi nhiều, ước tính trung bình phù sa giảm 10% sẽ giảm bồi đi 6,4%. Các điểm đang xói lở bị ảnh hưởng ít hơn hẳn, ước tính trung bình phù sa giảm 10% sẽ tăng mức độ xói lên khoảng 0,9%. Điều này cho thấy, mức độ tăng xói ít hơn nhiều so với mức độ suy giảm phù sa sông và mức tăng này là không lớn so với
sự xói lở do tác động của chế độ thủy thạch động lực hiện trạng (một năm xói 30cm).
Nhận xét chung
Các đồ thị (hình 3.47 - 3.52) cho thấy ý nghĩa về mặt biểu diễn xu thế làm tăng mức độ xói (hoặc giảm độ bồi tụ) tại khu vực ven bờ biển Trà Vinh dưới tác động của sự gia tăng mực nước biển do BĐKH và sự suy giảm lượng phù sa sông Mê Công do xây dựng các cơng trình trên thượng nguồn. Các tác động này là không lớn so với sự xói lở do tác động của chế độ thủy thạch động lực hiện trạng.
Đối với nguyên nhân do suy giảm lượng phù sa sông Mê Công, xu thế
này là điều dễ hiểu. Theo nhiều tài liệu nghiên cứu đã có, vùng đồng bằng sơng Cửu Long được hình thành từ những trầm tích phù sa của sông Mê Công. Lượng phù sa sông Mê Công giảm, dẫn đến lượng bùn cát cung cấp cho khu vực ven biển giảm đi, từ đó làm tăng mức độ xói và giảm độ bồi tụ khu vực ven biển Trà Vinh.
Với ảnh hưởng của sự gia tăng mực nước biển dâng đến biến động địa
hình dải ven biển, cần có mối liên hệ với các kết quả nghiên cứu trước đây để cho thấy bức tranh toàn cảnh.
Các kết quả nghiên cứu liên quan cho thấy tác động của sự dâng cao mực nước đến địa hình đáy vùng cửa sơng ven biển rất khác nhau và phụ thuộc vào các điều kiện địa hình, động lực và điều kiện vận chuyển trầm tích của mỗi khu vực [42]. Theo Dronkers (1998), sự dâng cao mực nước biển gây ra sự tích lũy trầm tích (tăng độ bồi) ở các bãi triều thấp để phục hồi trạng thái cân bằng động bị thay đổi do dâng cao mực nước. Sự tích lũy trầm tích này sẽ làm hạn chế di chuyển trầm tích ra xa các nguồn phát tán [39]. Nhưng, D. M. P. K. Dissanayake và nnk. [38] đã nghiên cứu về mối liên hệ giữa hình thái ven biển trong khoảng thời gian 110 năm với 3 kịch bản nước biển dâng: (i) Hiện trạng; (ii) NBD 0,2m đến năm 2100 so với năm 1990 và lún mặt đất 0,15m; (iii) NBD 0,7m đến năm
2100 so với năm 1990 và lún mặt đất 0,15m. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng mực nước biển càng dâng cao sẽ làm gia tăng mức độ xói mịn ven biển.
Ở vùng ven bờ châu thổ sông Mê Công, Vũ Duy Vĩnh đã nghiên cứu sự ảnh hưởng do dâng cao mực nước biển (BĐKH) đến biến động địa hình tại một số mặt cắt phía ngồi các cửa sơng chính [72], cho thấy rằng sự dâng cao mực nước biển làm tăng tốc độ bồi ở các cửa sơng phía nam (Trần Đề, Cung Hầu, Hàm Lng). Điều này có thể giải thích là do sự dâng cao mực nước biển làm hạn chế sự phát tán của dịng trầm tích về phía biển mà chỉ tập trung di chuyển quanh các cửa sông. Kết quả là làm tăng tốc độ bồi tại các bãi bồi khu vực phía ngồi các cửa sơng phía nam của vùng ven bờ châu thổ sơng Mê Cơng.
Việc dịng bùn cát bị giữ lại ở các cửa sông do nước biển dâng cao đã làm giảm lượng bùn cát cung cấp cho khu vực ven biển, dẫn đến xu thế làm tăng mức độ xói (hoặc giảm độ bồi tụ) tại khu vực ven bờ biển Trà Vinh như trong kết quả nghiên cứu của luận án.
Ngoài ra, việc nước biển cao hơn sẽ dẫn đến hiện tượng sóng tiến vào bờ có chiều cao lớn hơn (do sóng vỡ và giải phóng năng lượng ở phạm vi độ sâu ngập nước bằng khoảng 1,3 lần chiều cao sóng) và điều này cũng góp phần làm tăng mức độ xói (hoặc giảm độ bồi tụ) tại khu vực ven biển.
3.3. NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ TRỊ
3.3.1. Các q trình xói lở
Dựa trên các tính tốn kỹ lưỡng từ mơ hình, với nhiều kịch bản và các phân tích chuyên sâu, luận án đã xem xét lại một số q trình xói lở quan trọng. Ở một mức độ nào đó, luận án đã đóng góp các kết quả mới so với các nghiên cứu trước đây (về vai trò của các tác nhân) và ở mặt khác, là xem xét lại các quan điểm hiện tại (về các giải pháp bảo vệ).
Những phân tích dưới đây cho phép chúng ta ước tính được một phần thay đổi bờ biển do sự phân bố lại trầm tích tự nhiên bởi sóng và dịng chảy, và một
phần từ các nguồn khác (sự thiếu hụt nguồn cung bùn cát từ sông, biến đổi khí hậu,…) và sự ảnh hưởng của các cơng trình bảo vệ bờ hiện tại. Từ đó, đánh giá được mức độ quan trọng của các tác động, làm cơ sở cho đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ phù hợp.
Xác định vùng đại dương có liên quan đến xói lở
Các phân tích ở phần trên của luận án về đặc trưng địa hình đáy, phạm vi sóng vỡ, sự phân bố bùn cát ven biển theo khơng gian và các q trình trao đổi bùn cát ngang bờ cho thấy, sự xói lở chủ yếu là kết quả của tái lơ lửng do sóng và dịng vận chuyển do gió xảy ra trên một sườn dốc ngầm (clinoform) nông dọc theo bờ biển (rộng khoảng 6->10 km ngang bờ), thay vì giới hạn trong vùng nước nơng ven bờ (ít hơn 1 km).
Sự thiếu hụt nguồn cung bùn cát từ sông
Bùn cát từ sông là nguồn gốc tiến triển của ĐBSCL, việc giảm nguồn cung cấp này chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến hình thái của ĐBSCL, bao gồm Trà Vinh. Mục tiêu của luận án không phải là đánh giá ngân sách bùn cát tổng hợp của tồn bộ sơng Mê Cơng đổ về đồng bằng, cũng không phải đánh giá mức độ suy giảm bùn cát sông Mê Công (do nhiều nguyên nhân: đập thủy điện, khai thác cát,…) đến tồn bộ q trình thay đổi hàm lượng phù sa khu vực trong sông và cửa sông. Ở đây, luận án chỉ xem xét ảnh hưởng của suy giảm phù sa sông đến sự thay đổi địa hình tại khu vực ven biển, làm cơ sở so sánh đối với các tác nhân khác.
Kết quả tính tốn cho thấy, mức độ tăng xói ít hơn nhiều so với mức độ suy giảm nguồn cung bùn cát từ sông và mức tăng này là khơng lớn so với sự xói lở do tác động của chế độ thủy thạch động lực hiện trạng (một năm xói 30cm).
Mực nước biển dâng cao do BĐKH
Sự nóng lên tồn cầu có thể khơng đáng kể trong tình hình hiện tại vì tác động của nó vẫn cịn rất thấp so với sự xói lở do tác động của chế độ thủy thạch động lực hiện trạng (theo tính tốn ở mục 3.2.3).
Tuy nhiên, trong tài liệu hiện tại, quá trình này được coi là một nguy cơ nghiêm trọng gây lũ lụt và sạt lở bờ biển, cần được đánh giá tốt hơn trong tương lai.
Động lực học gần bờ
Sóng là yếu tố quan trọng hàng đầu trong các yếu tố động lực vùng biển nơng, các đặc trưng sóng và dịng chảy sinh ra do sóng có ảnh hưởng nhiều nhất đến diễn biến của bờ biển. Khi sóng tiến vào vùng nước nơng ven bờ, sóng sẽ vỡ ở độ sâu nước bằng 1,28 đến 1,5 lần chiều cao sóng. Trong q trình sóng vỡ những nhiễu động liên quan gây ra một số trầm tích đáy biển ở dạng lơ lửng. Những trầm tích lơ lửng này cộng với một số các lớp trầm tích dưới đáy biển, một phần bị sóng cuốn ra xa phía bờ, phần bùn cát còn lại bị dòng chảy ven bờ chuyển đi, đến một vị trí khác, nếu tại vị trí nào đó vận tốc dịng chảy yếu dần thì bùn cát bắt đầu bồi lắng. Hướng chuyển bùn, cát dọc bờ tuỳ thuộc vào hướng dịng chảy ven bờ, có liên quan mật thiết đến mùa khí tượng trong năm.
a) Sóng:
Các thơng số cơ bản của sóng ảnh hưởng đến diễn biến bờ biển là hướng sóng, chiều cao sóng và vùng sóng vỡ.
Hướng sóng vùng ven biển Trà Vinh bị chi phối bởi chế độ khí hậu gió mùa Đơng Bắc và Tây Nam, các hướng sóng chủ đạo đã được thống kê ở phần 3.1.4 và thể hiện trên hình 3.40 và 3.41: Sơ đồ thủy động lực và vận chuyển bùn cát vùng biển ven bờ Trà Vinh. Vào mùa gió đơng bắc, nửa bờ phía bắc sẽ bị tác động trực diện bởi hướng sóng tới (hướng sóng gần như vng góc với đường bờ tại các điểm T2, T4, T5, T6 – hình 3.53); vào mùa gió tây nam thì nửa bờ phía nam lại bị tác động trực diện.
Trong thời gian gió mùa Đơng Bắc, khu vực nửa bờ phía bắc (từ xã Hiệp Thạnh đến cuối xã Trường Long Hòa và đầu xã Dân Thành) thường xuyên hứng chịu tác động mạnh của sóng biển, bao gồm hướng sóng trực diện và chiều cao sóng lớn từ 0,6 – 1,4 m. Trong đó, hơn 50% các con sóng có chiều cao từ 0,6 –
1m có hướng Đơng đơng bắc, Đơng và Đơng đơng nam. Lực xung kích do sóng biển đã trực tiếp phá vỡ kết cấu bờ, chuyển kết cấu bờ chủ yếu là bùn sét cát mịn sang dạng lơ lửng và theo dòng ven bờ vận chuyển đi xa, gây ra hiện tượng xói lở ở khu vực này. Một điều đáng chú ý là địa hình đáy biển khu vực xã Hiệp Thạnh và nửa đầu xã Trường Long Hịa có dạng khá thoải (xem hình 3.26), nên vùng sóng vỡ rộng hơn các khu vực khác, làm nhiễu động và tái lơ lửng trầm tích đáy ở phạm vi rộng hơn. Cho nên, xói ở khu vực này bao gồm cả xói bề mặt (kết cấu bờ) và xói đáy.
Hình 3. 53: Hoa sóng vào mùa gió đơng bắc vào mùa gió đơng bắc tại các vị trí trích xuất Trong thời gian gió mùa Tây Nam, chủ yếu khu vực bờ biển phía Nam (từ cuối xã Dân Thành và xã Đông Hải) là chịu sự tác động của sóng bởi hướng sóng trực diện, tuy nhiên chiều cao sóng mùa này khơng lớn, trung bình chỉ từ 0,2 – 0,5 m, cịn các khu vực phía Bắc ven biển tỉnh Trà Vinh, chiều cao sóng trung bình chỉ từ 0,1 – 0,4m.
Do vậy, xét đến tác động của sóng, khu vực nửa bờ phía bắc bị ảnh hưởng nghiêm trọng hơn và cần thiết phải có giải pháp giảm thiểu chiều cao sóng tới ở khu vực này.
Ngoài ra, do đặc điểm địa hình, khu vực ven biển Trà Vinh tồn tại một vách ngầm cách bờ khoảng từ 6-10km nên các con sóng lớn ngồi khơi bắt đầu vỡ ở khu vực này, điều này giúp làm giảm nguy hại do tác động sóng đối với bờ
biển Trà Vinh, đặc biệt trong điều kiện gió, bão cấp cao. Tuy nhiên, sau phạm vi vách ngầm đáy địa hình lại khá thoải khiến cho các con sóng có chiều cao >1m