ĐIỀU KIỆN MẶT ĐỆM ĐỊA CHẤT VÀ HOẠT ĐỘNG ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI
5. Xói lở và bồi tụ bờ biển
Qua điều tra và tổng hợp tài liệu từ nhiều nguồn khác nhau thấy rằng, trừ các đoạn bờ đá vẫn thường xuyên xảy ra mài mòn và trượt lở (đặc biệt ở khu vực mũi Ba Làng An, Quảng Ngãi), trên các đoạn bờ cát, từ nhiều năm nay, hoạt động xói lở cũng đang diễn ra khá mạnh mẽ. Bờ biển trong phạm vi tỉnh Quảng Ngãi được chia thành 5 đoạn, mỗi đoạn có đặc trưng xói lở bồi tụ khác nhau:
- Đoạn thứ nhất thuộc phạm vi bờ vịnh Dung Quất. Đây là đoạn bờ bồi tụ vũng vịnh với trắc diện bãi biển thoải.
- Đoạn bờ thứ hai kéo dài từ mũi Nam Trâm ở cực đông bắc của khu vực đến cửa Sa Kỳ, thuộc kiểu bờ mài mòn - tích tụ trên đá rắc chắc. Trong phạm vi này, bờ tớch tụ chỉ được hỡnh thành trong cỏc cung bờ lừm, trờn bờ mài mũn phổ biến các vách cao 15 - 30 dốc đứng, thường xảy ra quá trình đổ lở trên vách này, phần chân vách là nền mài mòn hiện đại. Mặc dù quá trình mài mòn xảy ra thường xuyên với năng lượng địa hình lớn, song nói chung đây là đoạn bờ tương đối ổn định.
- Đoạn bờ thứ ba kéo dài từ cửa Sa Kỳ tới Tân Định ở nam cửa sông Vệ, thuộc kiểu bờ tích tụ - mài mòn - xâm thực vùng cửa sông. Đây là đoạn bờ có mức độ biến động cao nhất vùng. Phần giữa các cửa sông trong đoạn này thường là các bờ tích tụ thoải có thể sử dụng làm các bãi tắm rất tốt như bãi biển Mỹ Khê. Cửa sông Trà Khúc vào mùa mưa lũ được mở rộng trên 500m, song lại bị thu hẹp còn 100 - 200m bởi sự kéo dài các doi cát vào mùa khô. Hiện tượng xói lở bờ biển ở phía bắc cửa sông Vệ vào mùa mưa bão năm 1998 đã phá huỷ trên 40 hộ gia đình tại xóm 1 xã Tân Mỹ (huyện Tư Nghĩa). Bờ bị xói lở mạnh trên chiều dài khoảng 1000m từ cửa Lở về phía bắc. Vách xói lở cắt cả vào bãi triều cao và bãi trên triều vốn đã được ổn định trên 30 năm nay và là nơi đã được dân định cư.
- Đoạn bờ từ Tân Định tới mũi Sa Huỳnh thuộc kiểu bờ tích tụ - mài mòn trên bờ cát. Vào mùa mưa bão, sóng do gió bão đã gây xói lở vào tới bãi trên triều, hình thành các vách dốc vào địa hình gò đụn cát, song vào mùa khô, các đoạn bờ này lại được tích tụ lại, do vậy, nhìn tổng thể đường bờ trong khu vực này tương đối ổn định.
- Đoạn bờ thứ năm từ mũi Sa Huỳnh tới Vĩnh Tuy thuộc kiểu bờ mài mòn - tích tụ. Bờ biển kéo dài phương á kinh tuyến. Đồng thời với các doi cát nối đảo, trên đoạn bờ này còn khá phổ biến các khu vực lộ đá gốc với các vách mài mòn dốc. Hiện tượng xói lở đang xảy ra mạnh.
Hoạt động xói lở các bờ cát đã gây nhiều tổn thất về đất đai và sạt lở các công trình. Do tính chất nghiêm trọng của loại tai biến thiên nhiên này, trong mấy năm trở lại đây, Nhà nước đã đầu tư cho các tổ chức và các nhà khoa học nghiên cứu tìm ra nguyên nhân và giải pháp phòng tránh giảm thiểu thiệt hại. Đến nay, cũng đã có một số công trình nghiên cứu và đưa ra các nguyên nhân xói lở bờ biển ở khu vực miền Trung, trong đó có đoạn bờ Quảng Ngãi và cho toàn bờ biển Việt Nam. Ở mức độ khái quát nhất, các nguyên nhân đều đề cập tới quá trình nội sinh và ngoại sinh, hay đưa ra các nguyên nhân do bão hoặc áp thấp nhiệt đới, sóng, dòng chảy, giao động mực nước, hoạt động nhân sinh. Tuy nhiên, những công trình này vẫn chưa phân tích được cơ chế xói lở gây ra do các nguyên nhân này cũng như sự kết hợp giữa chúng ra sao. Các nhân tố nội sinh, thực chất chỉ giữ vai trò gián tiếp thúc đẩy hay kìm hãm hoạt động xói lở và bồi tụ ở bờ biển cũng như ở các khu vực khác trên bề mặt Trái Đất, còn các nhân tố ngoại sinh thường trực tiếp gây ra hiện tượng này. Ở bờ biển, chính năng lượng sóng và dòng chảy do sóng sinh ra là nguyên nhân trực tiếp gây ra xói lở hoặc bồi tụ. Trong khi đó, nguồn năng lượng sóng tới bờ cũng không đồng nhất theo không gian và thời gian phụ thuộc vào hình thái vùng bờ và độ sâu đáy biển ven bờ. Vỡ vậy, để xỏc định rừ được nguyờn nhõn, đặc biệt là cơ chế của hoạt động xói lở bờ biển, trước hết cần quan sát đầy đủ bức tranh hiện trạng và sự phân bố của chúng với qui mô như thế nào. Với cách nhìn như vậy, thì ngoài những nguyên nhân chung như các nhà khoa học đã đề cập thì ở mỗi đoạn bờ cụ thể sẽ có một hoặc vài nguyên nhân đặc thù riêng.
Qua khảo sát đoạn bờ biển Quảng Ngãi và vùng kề cận, chúng tôi thấy rằng, các đoạn bờ bị xói lở mạnh và đoạn bờ không bị xói lở (hoặc ít xói), thậm chí được bồi tụ nhẹ có sự phân bố xen kẽ nhau, nhưng không bằng nhau, các đoạn bờ bị xói lở luôn có qui mô lớn hơn. Để xem xét vai trò của sóng như thế nào đối với xói lở bờ biển cần dựa trên một số tiền đề sau:
- Do cấu tạo bởi cát và được phát triển trên cấu trúc địa chất có hướng song song với bờ, nên đường bờ biển khu vực nghiên cứu khá thẳng theo hướng chung tây bắc - đông nam, nhưng với một góc so với hương bắc luôn lớn hơn 135o, đoạn bờ Quảng Ngãi hơi thiên về bắc- nam;
- Độ sâu đáy biển khu vực này thuộc loại trung bình. Phần sát bờ đến độ sâu 10 mét, đáy biển hơi dốc hơn (0,007- 0,01 hoặc lớn hơn), trong khi ven rìa các đồng bằng tích tụ châu thổ (delta) đáy biển gần như nằm ngang, còn bờ đá lại hầu như dốc đứng;
- Hướng sóng tới bờ chiếm ưu thế trong năm là đông - bắc đến đông. Do vậy, hướng sóng tới luôn tạo với hướng đường bờ một góc nhọn làm cho dòng chảy
ven bờ do sóng sinh ra luôn có hướng lệch về phía nam đối với các đoạn bờ biển mở (Sơn Trà đến Dung Quất, mũi Ba Làng An đến Sa Huỳnh).
Trên cơ sở những điều vừa nêu, có thể tìm được giải pháp thích hợp và có hiệu quả ngăn chặn xói lở bờ biển. Tuy nhiên, đây là vấn đề phức tạp và có nhiều mối quan hệ, nên khi sử dụng luôn luôn phải thận trọng. Còn kết luận và kiến nghị đưa ra là tiến hành nghiên cứu đồng bộ trên qui mô chung và luôn chú ý đến tính đặc thù của khu vực nghiên cứu trên cơ sở cách tiếp cận hệ thống. Sau đó biện pháp kiểm soát và quản lý xói lở bờ biển mang tính bền vững là cố gắng đưa ra biện pháp phi công trình.
Hiện tượng xói lở bờ biển gây tai biến nghiêm trọng ở cửa Lở (sông Vệ) có nguyên nhân trực tiếp là sự tăng độ sâu của đáy biển, song nguyên nhân sâu xa của hiện tượng cũng được lý giải bởi sự hoạt động tích cực có tính chu kỳ của đứt gãy Sông Vệ. Cũng cần nhận thấy rằng toàn bộ khu vực bị xói lở ở đây đều nằm trong đới biến động cửa sông Vệ. Trên thực tế và ảnh hàng không còn quan sỏt khỏ rừ cửa sụng Vệ vào năm 1964 đó từng được mở cỏc cửa hiện tại 400m về phía bắc. Không có gì đảm bảo về sự an toàn của khu vực dân cư dày đặc trên một đới xung yếu này. Công tác quy hoạch dựa trên cơ sở khoa học với những nghiên cứu chuyên sâu ở các vùng dọc thung lũng sông và bờ biển sẽ có hiệu quả kinh tế và tránh được những tổn thất do thiên tai gây nên.
2.5- Nghiên cứu mặt đệm địa chất một số khu vực trọng điểm bằng phương pháp Địa vật lý
Nghiên cứu chi tiết điều kiện mặt đệm địa chất khu vực ven biển Quảng Ngãi là một trong những nhiệm vụ quan trọng, nhằm cung cấp thông tin về cấu trúc nền móng và cấu trúc bên trong của các khối địa chất; đánh giá khả năng kháng xói của chúng trước tác động của các nhân tố ngoại lực. Do tư liệu địa tầng các lỗ khoan địa chất phân bố thưa và không đồng nhất, chúng tôi đã lựa chọn giải pháp sử dụng phương pháp Địa vật lý với việc ứng dụng kỹ thuật thăm dò địa chấn. Đây là phương pháp kỹ thuật hiện đại đã được Viện Địa chất ứng dụng trong nhiều nghiên cứu về tai biến đổ lở, xói lở, trượt lở trên các loại địa hình khác nhau. Phương pháp này cho phép thực hiện thăm dò diện rộng trên các địa hình có cấu trúc phức tạp và những nơi khó tiến hành khoan. ưu điểm quan trọng của phương pháp thăm dò địa chấn là thực hiện được khối lượng công việc lớn với những chi phí hợp lý.
Thực hiện nhiệm vụ đặt ra, chúng tôi đã sử dụng phương pháp địa chấn với thiết bị thăm dò kỹ thuật số Bison- 5000 của Hoa Kỳ. Thiết bị này có thể thực hiện được 10 chế độ đo thăm dò khác nhau với việc gây nổ nhân tạo.
Công tác thăm dò địa chấn được tiến hành trong hai đợt: vào tháng 9/2000 (khu vực Sa Huỳnh) và tháng 8/2001 (các vùng cửa sông chính ở Quảng Ngãi).
Đặc điểm của công việc thi công thực địa là các tuyến đo đều nằm trên địa hình phức tạp. ở Sa Huỳnh các tuyến đi qua nhiều khu dân cư đông đúc, đường sắt đường bộ nhộn nhịp cộng với họat động của sóng biển... tạo nên phông nhiễu
thường trực rất cao. Tương tự như vậy, ở các vùng cửa sông tập trung đông dân cư và nhiễu do sóng biển là những yếu tố cản trở chính. Vì vậy các đợt khảo sát thăm dò địa chấn được tiến hành vào thời kỳ sóng biển tương đối lặng. Ngoài ra, để khắc phục những khó khăn do điều kiện khách quan chúng tôi đã áp dụng một số biện pháp kỹ thuật đặc biệt, như sử dụng một số bộ lọc tần số thích hợp trong cả quá trình thu sóng địa chấn và giai đoạn xử lý phân tích số liệu.
Mục tiêu của công tác khảo sát thăm dò địa chấn
- Xác định sự phân bố các lớp đất đá ở dưới sâu, trong đó chú ý đến đáy của lớp phủ phong hoá. ở đây có thể tạo nên mặt trượt tới độ sâu hàng chục mét.
- Thông qua các tham số địa chấn liên hệ với thành phần vật chất của đất đá để mô phỏng chúng và đánh giá mức độ rắn chắc của đất đá một cách định tính.
Tiền đề địa chất - địa vật lý của thăm dò địa chấn
Khu vực nghiên cứu là nơi phát triển các thành tạo xâm nhập axít thuộc phức hệ bị phong hoá cao, tạo nên địa hình phân cắt mạnh:
- Trên vùng núi: nằm bên dưới là đá granit rắn chắc và ở phần trên là granit nứt nẻ hoặc các tảng lăn;
- Vùng chân núi: phần trên cùng là các sản phẩm phong hoá hoặc trầm tích thềm sông - thềm biển, bên dưới là tầng phong hoá.
- Vùng đồng bằng và các cửa sông: thường có lớp vỏ Đệ tứ khá dày và móng đá gốc chìm sâu.
Tất cả các lớp này đều nằm trên mặt đá gốc rắn chắc; các lát cắt địa tầng đặc trưng gồm 3 lớp rừ rệt:
Trên cùng là lớp bở rời gồm đất trồng, hay sản phẩm phong hoá triệt để của đá gốc hoặc bồi tích, phổ biến nhất là cát hạt trung và cỡ hạt thô. Đặc tính của lớp này là có vận tốc chuyền sóng địa chấn (VTSĐC, ký hiệu là V) nhỏ hoặc rất nhỏ, biến động trong khoảng V= 300 - 600m/s.
Lớp thứ 2 là lớp trung gian nằm giữa hai lớp trên và dưới với VTSĐC vào khoảng V=1200 m/s đến > 2000 m/s, có liên quan đến tầng phong hoá nứt nẻ ở các mức độ khác nhau; vận tốc V thay đổi phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng sét cũng như độ ẩm của chúng.
Lớp thứ 3 là đá gốc là granit rắn chắc có mật độ lớn và VTSĐC cao, V=4000 đến >6000 m/s, biên độ dao động lớn phụ thuộc vào thành phần thạch học, tuổi địa chất và điều kiện thành tạo của chúng.
Ranh giới giữa các lớp cơ bản trên đều là các mặt khúc xạ mạnh do vận tốc tăng theo chiều sâu với độ phân dị lớn.
Bố trí các tuyến đo tại các khu vực trọng điểm