C) PHƯƠNG PHÁP EDELMAN
BIẾN ĐỔI HÌNH DẠNG MẶT CẮT NGANG THEO MÙA
Hình 5-12 Mặt cắt ngang có dạng cồn ngầm hình thành trong bão và mặt cắt ngang dạng thềm xuất hiện sóng có năng lượng nhỏ
Sự biến đổi hình dạng mặt cắt ngang một cách có hệ thống rút ra từ các kết quả quan trắc chuỗi các mặt cắt ngang bờ biển hầu hết là các biến đổi hình dạng phản ánh sự biến đổi các trạng thái sóng. Các biến đổi trạng thái này có thể là kết quả của một trận bão đơn lẻ có độ lớn bất thường hoặc có thể là các hiện tượng kéo dài trong cả năm do sự biến đổi trạng thái sóng theo mùa, có thể bắt gặp ở rất nhiều bờ biển trên thế giới. Mô hình mặt cắt ngang bãi biển bị biến đổi dưới tác dụng của cường độ sóng được minh họa dưới dạng biểu đồ trong hình (5-12). Shepard (1950b) là người đầu tiên đưa ra các tài liệu trích dẫn về sự dịch chuyển hình dạng mặt cắt và sau đó là Bascom (1953) trên bờ biển tây của nước Mỹ, nơi mà các sóng do bão chiếm ưu thế trong thời kỳ mùa đông, còn trong mùa hè thì chủ yếu là các sóng có năng lượng nhỏ. Dựa trên tính mùa rõ rệt này, Shepard quy về hai dạng mặt cắt ngang chính trong năm là mặt cắt ngang mùa hè
và mặt cắt ngang mùa đông. Trong một nghiên cứu tại bể sóng trong phòng thí nghiệm, hình dạng mặt cắt cũng có sự biến đổi tương ứng với năng lượng sóng giống như những kết quả mà Shepard đã tìm ra. Johnson (1949) đã sử dụng hai thuật ngữ là “mặt cắt ngang của một trận bão” và “mặt cắt ngang thông thường” nhằm chỉ tính mùa trong sự
biến đổi hình dạng mặt cắt ngang. Trong phần này, thuật ngữ “mặt cắt ngang dạng cồn ngầm” và “mặt cắt ngang dạng thềm bãi” sẽđược sử dụng, đây là các thuật ngữ mà Larson, Kraus, & Sunamura (1988) đã sử dụng để phản ánh sự có mặt thường xuyên của các cồn cát ngầm cùng với sự phát triển của các thềm bãi trong hai loại hình dạng mặt cắt ngang này.
Trong thực tế thì các thuật ngữ trên chưa hoàn toàn thỏa đáng vì không phải lúc nào trên mặt cắt ngang cũng hình thành các cồn cát ngầm trong điều kiện sóng lớn cũng như các thềm bãi không thể hình thành trên các bãi biển có cấu tạo là bùn cát mịn. Bất kể là sử dụng thuật ngữ nào thì bản thân các quá trình diễn biến mới là quan trọng vì nó cho thấy xu hướng biến đổi về mặt hình thái của hình dạng mặt cắt tương ứng với các trạng thái cường độ sóng khác nhau, nhưđược minh họa ở hình (5-12). Với năng lượng sóng nhỏ, hình dạng mặt cắt điển hình được đặc trưng bằng một thềm rộng và phần mặt cắt ngang ngoài khơi trơn nhẵn, không có hoặc các cồn cát thành tạo là rất nhỏ ngoại trừ nó có thể xuất hiện ở vùng nước sâu tương đối. Ngược lại, dưới các điều kiện sóng lớn hơn, các thềm bãi biển bị phá hủy do tác dụng sóng vỗ mạnh mẽ, và bùn cát bị dịch chuyển ra vùng ngoài khơi để tạo thành một hoặc nhiều cồn cát ngầm kéo dài song song với đường bờ. Với điều kiện là lượng bùn cát vận chuyển dọc bờ là rất nhỏ, thì thể tích bùn cát tham gia vào quá trình biến đổi hình dạng mặt cắt hầu như không thay đổi; diện tích phần bên dưới hai mặt cắt ngang trong hình (5-12) gần như bằng nhau, đại diện cho thể tích bùn cát trên một đơn bị chiều dài bờ biển.
Các quan trắc chung hình dạng mặt cắt ngang cho thấy rằng, ít nhất trong giới hạn của bãi biển có cấu tạo cát, các bãi biển có hạt cát thô hơn sẽ có sự biến đổi cao trình bãi biển lớn hơn trong một chu kỳ mùa, cũng như dưới tác động của một trận bão đơn lẻ. Các kết luận trên được đưa ra trên cơ sở nghiên cứu một loạt các hình dạng mặt cắt ngang tại bãi biển Oregon, nơi bãi biển có cùng một điều kiện sóng theo mùa trong nhiều năm (Shift & Komar,1994). Các nghiên cứu trên đã chứng minh rằng, do có sự biến đổi lớn theo phương thẳng đứng của bãi biển có cấu tạo là các hạt cát thô và cũng do chúng nhanh chóng bị cắt bớt dưới tác dụng của sóng bão, bờ biển có cấu tạo là cát thô dễ bị tổn thương do xói lở hơn là các bãi biển có cấu tạo là bùn cát mịn được bồi tích lại. Trong nghiên cứu sự biến đổi của bãi biển, có một yếu tố cần lưu ý, mức độ thô hóa của hạt cát trên bãi biển, bãi biển có cấu tạo là các hạt cát thô sẽ phản xạ nhiều hơn có độ dốc mặt cắt ngang lớn hơn; vùng sóng vỡ hẹp hơn, thế nên với cùng một năng lượng sóng từ ngoài khơi tác dụng vào bờ biển, năng lượng sóng sẽ tập trung hơn trên bãi biển có cấu tạo là cát thô. Một yếu tố khác là sự khác biệt trong các đặc điểm của sóng vỗ, nó bị chi phối bởi các sóng tới trên bãi biển dốc và có tính phản xạ, khi mà các chuyển động của sóng vỗ bên dưới lực trọng trường là quan trọng hơn rất nhiều đối với các bãi biển có cấu tạo là các hạt mịn, chúng có xu hướng sàng lọc năng lượng của các sóng tới.