Việc ứng dụng các phương trình vận chuyển nêu trên cho kết quả cao hơn thực tế đối với lượng vận chuyển cát trong môi trường ven bờ. Lý do là những phương trình này được xây dựng từ các nghiên cứu trên sa mạc hay trong ống gió, nghĩa là trong môi trường lý tưởng. Hầu hết các tham số giới hạn không được xem xét đến, vì vậy việc sử dụng phương trình này sẽ cho lượng vận chuyển cát do gió cực đại trong các điều kiện lý tưởng. Lượng vận chuyển tối đa này được xem là lượng vận chuyển tiềm năng. Lượng vận chuyển thực là lượng vận chuyển trong các sự kiện diễn ra ngắn hạn, khoảng vài tiếng hoặc vài ngày, nhưng thường là rất nhỏ hoặc thậm chí bằng 0. Kết hợp phương trình vận chuyển với phân bố tần suất gió tại một vùng cụ thể, có thể tính được vectơ chuyển động tiềm năng (PDV). Đối với môi trường ven bờ, trong điều kiện khí hậu ôn hoà, giá tri của PDV nói chung nhỏ và chỉ nói lên tầm quan trọng tương đối của các khu vực gió khác nhau đối với sự sinh ra tổng lượng trầm tích.
Sự hình thành cồn cát
Nói chung, sự phát triển của các cồn cát ven biển bị chi phối bởi nguồn năng lượng, nguồn bùn cát và các công trình ngăn, chắn cát. Năng lượng sinh ra do chế độ gió hiện hành và hướng của đường bờ, cả hai quyết định loại gió và vận tốc gió tác động vào bờ. Các công trình ngăn giữ cát phụ thuộc vào sự có mặt của lớp phủ thực vật trong hệ thống khí hậu vùng ven biển. Sự tiến triển địa mạo cụ thể của các cồn cát liên quan đến cả sự cung cấp nguồn cát và khả năng giữ cát của thực vật.
Tại vùng ven biển, cồn cát được xem là điểm tích lũy cát. Tuy nhiên, trong quá trình biển tiến, các cồn cát lại là nguồn để biển lấy cát đi. Dọc theo bờ biển Hà Lan, quỹ bùn cát nói chung cân bằng. Ở một số nơi, các cồn cát nhận được thêm cát, trong khi ở một só nơi khác, chúng lại bị lấy bớt đi. Hầu hết các cồn cát ở Hà Lan khá ổn định, việc mất cát do biển tiến nói chung không xảy ra. Ở các nước mà độ cao mặt đất thấp hơn mực nước biển như Hà Lan, các cồn cát đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bờ biển.
Kiểu hình thành cồn cát
Có thể phân biệt hai cách thức hình thành cồn cát, một liên quan đến nguồn cát và một liên quan đến động lực ven bờ. Khi cát mới được vận chuyển đến bãi biển và tích tụ trên các cồn, chúng hình thành cồn cát sơ cấp (chưa có trước đây). Tuy nhiên, trên thực tế, hầu hết lượng cát này được tách ra từ những cồn cát bị xói mòn ở những nơi khác. Sự suy tàn của các cồn cát do lớp phủ thực vật bị tiêu diệt, do xói lở hay ảnh hưởng của khí hậu làm cho cát tiến sâu vào đất liền tạo nên các cồn mới ở bãi trong. Các cồn cát mới hình thành kiểu này được gọi là cồn cát thứ cấp.
Khi giá trị trung bình của quĩ trầm tích của cồn cát là dương, thì bờ biển có xu hướng tiến ra phía biển hay các cồn cát mới hình thành bên ngoài các cồn cũ. Đây là hình thức hình thành cồn cát luỹ tiến. Ngược lại, nếu quĩ trầm tích có gía trị âm hay các cồn cát bị thu hẹp lại do biển lấy mất cát. Trong trường hợp này, bề mặt của cồn cát luôn bị phơi ra trước gió sẽ là nguồn cung cấp cát để di chuyển sâu vào phía đất liền. Chân cồn cát sẽ bị đẩy lùi và đó là sự thoái hóa của các cồn cát.
2.3.3.4. Vận chuyển bùn cát do sóng và dòng chảy a. Công thức CERC a. Công thức CERC
Những ý tưởng của Watts(1954), Inman và Bagnold(1963) là tiền đề của việc ra đời công thức nổi tiếng CERC. Cách tiếp cận ở đây dựa trên cơ sở bảo toàn năng lượng và mối quan hệ của vận chuyển bùn cát với năng lượng được giải phóng khi sóng vỡ. Theo quan điểm của Bagnold, bùn cát chuyển động do sự tương tác giữa các hạt với nhau (vận chuyển đáy) và do dòng chảy thông qua cơ chế khuyến tán rối (vận chuyển lơ lửng). Về mặt nguyên tắc, Bagnold xác định phần năng lượng của dòng chảy gây nên vận chuyển đáy và lơ lửng dưới dạng các tham số hiệu suất áp dụng cho dòng dao động, Bagnold lý luận rằng tốc độ tán xạ năng luợng cục bộ là nguyên nhân chính khuấy bùn cát lên và nó bị đưa đi bởi dòng chảy, chẳng hạn như dòng ven bờ là dòng bùn cát được vận chuyển dọc bờ biển.
Một số mô hình vận chuyển trầm tích dọc bờ được xây dựng dựa trên quan điểm nêu trên và công thức CERC được áp dụng rộng rãi nhất. Trên thực tế, công thức CERC giả định mối quan hệ tuyến tính giữa dòng năng lượng sóng dọc bờ do sóng vỡ và sự vận chuyển bùn cát dọc bờ.
S = AH02c0Krb2 sinΦb cosΦb (2.15) Trong đó :
S = Lượng vận chuyển dọc bờ do sóng vỡ A = Hằng số thay đổi theo đơn vị của S H0 = Độ cao sóng ngoài vùng nước sâu C0 = Vận tốc sóng ngoài vùng nước sâu Krb = hệ số khúc xạ tại đường sóng vỡ
ϕb = Góc hợp bởi đường đỉnh sóng và đường bờ
Nhiều giá trị khác nhau được đề nghị đối với hằng số A và thường phụ thuộc vào việc chọn tham số độ cao sóng hữu hiệu H0. Nếu H0 nơi nước sâu được áp dụng thì giá trị của A thường được lấy là 0.025, mặc dù đôi khi không tìm được giá tri thực của A. Lý do là do sự thiếu chính xác của các dữ liệu liên quan đến sóng cũng như vận chuyển cát dọc bờ dùng trong mô hình. Hơn nữa,công thức CERC không tính đến sự khác nhau về kích cỡ của hạt bùn cát.
Có thể thấy rằng công thức CREC chỉ có hiệu lực đối với các bờ biển dài và thẳng vì ở những nơi này sự khác nhau của độ cao sóng lúc vỡ rất nhỏ. Hơn nữa công thức không tính đến các dòng chảy sinh ra không phải do sóng vỡ, ví dụ như dòng triều. Nếu các dòng c nhảy ngoài sóng là đáng kể thì cần sử dụng các công thức khác tính toán sự vận chuyển bùn cát ven bờ.