7. Phƣơng pháp nghiên cứu
3.2.1. Yếu tố tự nhiên
3.2.1.1. Cấu tạo vùng bờ, hướng bờ
Đặc điểm địa hình bờ biển Thanh Hóa cũng tƣơng tự nhƣ các đồng bằng lớn của nƣớc ta, thuộc kiểu bờ tam giác châu nằm trong nhóm bờ biển thành tạo chủ yếu từ biển. Đồng bằng ven biển này hơi nghiêng về phía biển Đông. Độ cao địa hình từ 1 m đến 7 m, có nhiều núi đồi dạng đảo sót với độ cao từ vài chục mét đến vài trăm mét, trong đó có một số núi đá vôi dốc đứng. Đồng bằng này đƣợc cấu tạo từ đất đá bở rời Đệ Tứ với chiều dày từ 5 m đến 70 - 80 m, phủ trên các đá cổ Proterozoi đến Neogen. Hầu nhƣ toàn bộ vùng bờ đƣợc cấu tạo bởi đất cát bở rời, thô, màu vàng, hàm lƣợng silic cao, đôi khi có vệt loang lổ đỏ vàng hay kết von. Yếu tố tự nhiên - Cấu tạo bờ và hƣớng bờ - Sóng - Gió - Dòng chảy - Dao động mực nƣớc - Sự phân bố không đều nguồn bồi tích
Tác động của con ngƣời - Mở rộng khu đô thị khu dân cƣ
- Xây dựng khu nuôi trồng thủy hải sản
- Quai đê lấn biển, khai hoang nông nghiệp
- Xây dựng các khu công nghiệp và du lịch
- Khai thác khoáng sản ven biển
- Công trình giao thông và thủy lợi XÓI LỞ BỒI TỤ BỜ BIỂN, CỬA SÔNG
34
Các thành tạo trầm tích phù sa cát khi đƣợc lớp thảm thực vật phủ dày, trong điều kiện môi trƣờng ẩm ƣớt cao thì sẽ có độ kết dính khá tốt, còn những nơi thảm thực vật thƣa thớt hoặc không có lớp phủ thực vật che phủ, khi bị phơi nắng thiếu nƣớc thƣờng xuyên, chúng mất nƣớc dần, co rút lại, hậu quả là bị nứt nẻ, đất trở nên khô xốp và khi thấm nƣớc trở lại chúng sẽ bị bở rời, tơi vụn ra. khi đó chỉ cần một lực rất nhỏ, có thể là sóng hay gió chúng sẽ bị nƣớc làm dịch chuyển và mang đi. Đây là một điều kiện thuận lợi để quá trình xói lở bờ trong vùng diễn ra mạnh mẽ.
Cùng với cấu tạo bờ, hƣớng đƣờng bờ cũng là yếu tố quan trọng để quá trình bồi tụ hay xói lở diễn ra. Kết quả khảo sát phân tích cho thấy, tại các khu vực có đƣờng bờ mở nhƣ là phía nam Tx Sầm Sơn thì quá trình xói lở diễn ra với cƣờng độ mạnh còn những nơi có đƣờng bờ đƣợc che kín phần nào đó nhƣ huyện Nga Sơn thì diễn ra quá trình xói lở - bồi tụ xen kẽ hoặc chỉ diễn ra quá trình bồi tụ.
3.2.1.2. Sóng
Thềm lục địa ở ven biển tỉnh Thanh Hóa tƣơng đối rộng, vùng biển ít các đảo chắn ven bờ, do đó sóng có điều kiện phát triển mạnh, hơn nữa vùng biển Thanh Hóa còn chịu ảnh hƣởng mạnh của các hƣớng gió mùa và các hiện tƣợng nhiễu động thời tiết cực đoan nhƣ bão, áp thấp nhiệt đới, giông lốc... ngoài ra sóng cũng có thể hình thành hay tàu thuyền đi lại trên sông gây ra.
Sóng do gió gây ra sạt lở bờ thƣờng xảy ra tại các vùng cửa sông, nơi có đà sóng dài, chế độ sóng tại khu vực nghiên cứu hình thành 2 mùa rõ rệt:
Mùa đông sóng có hƣớng thịnh hành là Đông Bắc, độ cao sóng trung bình từ 2 - 3 m. Sóng lớn có tần suất xuất hiện nhiều nhất vào tháng 11, với độ cao sóng cực đại có thể lên tới 4 - 5 m.
Mùa hè sóng chủ yếu có hƣớng Tây Nam hoặc Đông Nam, độ cao sóng trung bình khoảng 2 - 3,5 m. Sóng hƣớng Đông Nam có tần suất xuất hiện cực đại vào tháng 8 - tháng 9, với độ cao cực đại 5 - 6 m. thời gian lặng sóng yếu trong năm chỉ xấp xỉ 2%.
35
Sóng vỗ vào bờ tạo áp lực, tạo dòng chảy ven bờ gây sạt lở, có thể nhận thấy ở hầu hết các cửa sông và ven biển. Tác động của sóng sẽ tạo áp lực lên mái bờ, dòng chảy ven bờ đoạn cửa sông, ven biển gây nên sự mất ổn định của bờ dẫn tới hiện tƣợng bờ sạt lở.
3.2.1.3. Gió
Gió có tác động bằng hình thức mang vật chất từ bờ biển đi nơi khác gây ra hiện tƣợng cát bay, cát nhảy làm cho một lƣợng đáng kể cát ở ven bờ tràn vào đất liền, hiện tƣợng này thƣờng xảy ra ở ven biển huyện Tĩnh Gia, nơi có các bãi cát kéo dài.
Gió còn tác động gây xói lở và bồi tụ bằng cách tạo ra sóng. dòng chảy là những yếu tố trực tiếp gây ra hiện tƣợng đó. Gió trong giông, bão có thể bốc đi một khối lƣợng đáng kể cát ở bờ biển, song tác động chính gây xói lở vẫn do các hậu quả chính của gió bão, đó là sóng bão và các dòng chảy trong bão. Tuy nhiên thông thƣờng những thay đổi địa hình bờ biển do chúng tác động chỉ tồn tại trong một khoảng thời gian nào đó và sẽ đƣợc các yếu tố động lực thƣờng xuyên bồi đắp để đạt đƣợc xu thế cân bằng trƣớc bão. Sự xuất hiện hoặc biến mất của các doi cát ở một số cửa sông ở Hậu Lộc, Hoằng Hóa, Tx Sầm Sơn thuộc loại nguyên nhân này.
Ven biển tỉnh Thanh Hóa chịu sự chi phối mạnh mẽ của chế độ hoàn lƣu gió mùa và chịu ảnh hƣởng của địa hình sƣờn núi ven biển, có 2 mùa gió chính: Mùa Đông (từ tháng XI đến tháng IV năm sau), trùng với thời gian hoạt động của gió mùa Đông Bắc. Trong đất liền các hƣớng gió chính là Bắc, Tây Bắc sau đó đến Đông Bắc. Ngoài khơi hƣớng gió chính là Đông Bắc, sau đó đến các hƣớng gió Bắc và Tây Bắc. Đặc biệt là gió Đông Bắc có tốc độ cao ở ngoài khơi, có khả năng gây ra sóng lớn và khả năng chảy trôi trên bề mặt biển, hƣớng gió này có tác động khá mạnh đến vùng ven biển và cửa sông.
Mùa Hạ (từ tháng V đến tháng X), trùng với thời kì hoạt động của hệ thống gió mùa Tây Nam. Trong đất liền hƣớng gió chính là Đông và Đông Nam, ngoài ra còn xuất hiện gió Tây Nam với tần suất khá cao. Ngoài khơi hƣớng gió chính là Nam, Đông Nam và Tây Nam. So với thời kì mùa Đông, cƣờng độ gió mùa
36
Hạ mạnh hơn đồng thời chịu tác động mạnh bởi các áp thấp và bão nhiệt đới nên mức độ tác động vào ven biển, cửa sông vào mùa hạ lớn hơn thời kì mùa Đông.
Kết quả phân tích và đo đạc tại vùng ven biển, cửa sông tỉnh Thanh Hóa cho thấy trong điều kiện động lực của gió mùa Tây Nam, tại hầu hết các vùng bờ đều quan sát thấy hiện tƣợng xói lở, hiện tƣợng bồi tụ hầu nhƣ không diễn ra. Hiện tƣợng bồi tụ tại các vùng bờ biển thuần túy chỉ diễn ra vào thời kì gió mùa Đông Bắc.
3.2.1.4. Dòng chảy
Dòng chảy đóng vai trò chính để phân bố lại bùn cát từ sông đƣa ra và tải bùn cát đã đƣợc sóng bứt ra khỏi bờ, đáy ở khu bờ. Dòng triều có tính chất thuận nghịch và do đó có tác động tổng hợp vận chuyển bùn cát bằng không sau mỗi chu kì triều. Dòng dƣ, dòng từ sông đổ ra và dòng do sóng tạo nên dòng chảy ven bờ tổng hợp vận tải bùn cát dọc bờ.
Dòng chảy ven bờ Thanh Hóa nằm trong hoàn lƣu dòng chảy chung của biển Đông, đó là hệ thống dòng chảy phát sinh và chịu sự chi phối chính của 2 hệ thống gió mùa, đồng thời nó cũng chịu sự chi phối ở địa hình cục bộ ven biển và độ sâu đáy biển nông ven bờ.
Khi dòng chảy có vận tốc lớn hơn vận tốc khởi động bùn cát của lòng dẫn sẽ làm cho lòng dẫn bị đào xói, khối đất đá của mái bờ bị suy giảm dần. Đến một thời gian nhất định mái bờ sẽ bị mất ổn định và sạt lở sẽ xảy ra. Xói lở dạng này thƣờng xảy ra vào đầu thời kì mùa mƣa và thời điểm mực nƣớc kiệt. Các đợt sạt lở xảy ra ngắt quãng và có chu kì dài hơn so với dạng sạt lở do sáng thuyền bè gây ra.
3.2.1.5. Dao động mực nước
Sự thay đổi mực nƣớc không đóng vai trò chính gây nên hiện tƣợng xói lở hay bồi tụ mà nó chỉ có tác động tƣơng hỗ với sóng gây xói lở bờ biển.
Khi mực nƣớc dâng cao hơn thì khả năng sóng vỗ vào lớp đất cao hơn của bờ biển, đê biển (thƣờng là lớp kém bền vững hơn các lớp thấp hơn) sẽ lớn hơn. Do vậy dễ dàng gây xói lở hơn. Tuy nhiên, nếu sự dâng lên đó chỉ xảy ra trong
37
thời gian ngắn và hậu quả xói lở tức thì không quá nghiêm trọng thì bờ biển có thể trở lại trạng thái cân bằng nhƣ trƣớc đó (điều này thƣờng đúng với mực nƣớc dâng do bão, có thể cao tới trên 3 m, song chỉ tồn tại trong 2 - 3 giờ). Nƣớc dâng do gió mùa có thể chỉ dâng lên cỡ 30 - 40 cm song có thể tồn tại một tuần hoặc lâu hơn, tạo thời gian lâu dài hơn cho sóng đánh vào bờ ở mực cao hơn, đặc biệt là khi có cả mực triều cao. cũng nhƣ vậy có thể kết luận về tác động của mực nƣớc triều: Sự thay đổi của mực nƣớc triều không phải nguyên nhân trực tiếp, thƣờng xuyên gây xói lở bờ biển, cửa sông. Một bằng chứng khá rõ rệt là hiện tƣợng xói lở xảy ra ở mọi nơi, không hề phân biệt chế độ thủy triều và biên độ của nó, trong đó có ven biển, cửa sông Thanh Hóa nói riêng và cả nƣớc nói chung.