Dean & Work (1993) đã ứng dụng hàm chẵn - lẻ vào dữ liệu đường bờ biển. Tổng thể đường bờ biển (hay thể tích bờ biển) là x tại một mặt cắt ngang vuông góc với bờ được chia các khoảng cách cách đều x = 200 m đối xứng qua vụng Tam Quan (tâm).
y (x) = yE(x) + yO(x) (1) Hàm chẵn yE(x) không đổi dấu nếu như có đối số yE(x) = yE(-x); hàm lẻ yO(x)
đổi dấu thì có đối số yO(x) = -yO(-x). Hàm chẵn lẻ được tính toán dựa vào giá trị biến động thực tế qua các lớp thông tin bản đồ đại diện bởi:
-yE(x) = [y(x) + y(-x)]/2 (2) -yO(x) = [y(x) - y(-x)]/2 (3) Điểm tiếp xúc giữa đường biểu diễn hàm lẻ với chiều dài đường bờ biển (trục hoành) xác định phạm vi mà tại vị trí đó đường bờ biển bị biến động không phụ thuộc vào ảnh hưởng của cửa Tam Quan. Giá trị hàm lẻ phản ánh lượng trầm tích bị giữ lại tại cửa.
Kết quả tính toán, phân tích thu được như sau:
Với phương pháp phân tích hàm chẵn lẻ là phương pháp trực tiếp và dễ dàng áp dụng kiểm tra dữ liệu biến động đường bờ biển. Khả năng của phương pháp này là nó có thể phân biệt rõ ràng giữa hai khái niệm là biến động đường bờ biển và biến động thể tích bờ.
Tốc độ biến đổi đường bờ biển (m/năm, cột 2 – bảng 3.1 và bảng 3.2) đã được chuyển đổi từ biến động thể tích bờ biển trong mối quan hệ giữa tốc độ biến động đương bờ trên một đơn vị chiều dài của bãi biển (m3/m/năm) nhân với tổng của chiều cao vách bờ và độ sâu (close depth) tương ứng. Giá trị hàm chẵn và hàm lẻ (cột 3 và 4 – Bảng 3.1, bảng 3.2) được tính toán từ phương trình (2) và (3) tương ứng. Theo lý thuyết, phân tích hàm chẵn lẻ cho rằng sự biến động đường bờ biển là có tính đối xứng/bất đối xứng qua tâm cửa. Do đó, mức độ chính xác tùy thuộc vào
53
tính chất của cửa biển có thật sự đối xứng hay không. Khi bờ phía Nam cửa Tam Quan chỉnh trị kè mỏ hàn dài 850 m có hướng song song với núi Trường Xuân đã góp phần giúp thỏa mãn yêu cầu của phương pháp.
Giai đoạn 2010 - 2012
Từ các kết quả tính toán trong bảng 3.1 và hình 3.3 học viên xin đưa ra một số nhận xét như sau:
-Cửa Tam Quan thực gây ra xói lở đường bờ ven biển là 45.307,8 m3/năm (cột 5 – bảng 3.1) được chia đều cho cả hai bờ phía Bắc và phía Nam của cửa.
-Từ đồ thị hình 3.3, khi hàm lẻ bằng 0 tại vị trí cách cửa -2.200 và 2.200 m thì đường bờ biển hầu như không còn chịu ảnh hưởng của dòng chảy do sông/cửa Tam Quan đến dòng chảy ven bờ.
-Khối lượng bùn cát bồi lấp ở cửa Tam Quan trong giai đoạn này là 102.906,3 m3/năm.
-Tổng thể tích biến động do ảnh hưởng của cửa theo tính toán từ đường bờ thực đo từ dữ liệu phân tích biến động đường bờ là -43.822,8 m3/năm (cột 2).
Bảng 3. 1. Giá trị biến đổi theo phương pháp hàm chẵn - lẽ giai đoạn 2010 - 2012
1 2 3 4 5 6 7 x (m) Y(giá trị thức) YE(Hàm chẵn) YO(Hàm lẻ) y(Xói lở) y (bồi lấp) y (ảnh hưởng của cửa sông) -2200 -7,0 -9,0 2,0 -9,3 2,0 -7,3 -2000 29,6 -19,8 49,3 -20,1 49,3 29,2 -1800 25,3 -33,0 58,3 -33,3 58,3 25,0 -1600 -57,4 -98,1 40,7 -98,4 40,7 -57,7 -1400 -24,3 -83,1 58,9 -83,5 58,9 -24,6 -1200 -38,5 -79,2 40,7 -79,5 40,7 -38,8 -1000 74,8 2,8 72,1 2,4 72,1 74,5 -800 11,4 -7,4 18,8 -7,7 18,8 11,1 -600 15,6 0,8 14,8 0,5 14,8 15,3 -400 178,3 74,6 103,7 74,3 103,7 178,0 -200 153,2 119,8 33,4 119,5 33,4 152,9
54 -1 175,4 88,1 87,3 87,7 87,3 175,1 1 0,7 88,1 -87,3 87,7 -87,3 0,4 200 86,4 119,8 -33,4 119,5 -33,4 86,1 400 -29,0 74,6 -103,7 74,3 -103,7 -29,3 600 -14,0 0,8 -14,8 0,5 -14,8 -14,4 800 -26,2 -7,4 -18,8 -7,7 -18,8 -26,5 1000 -69,3 2,8 -72,1 2,4 -72,1 -69,7 1200 -119,9 -79,2 -40,7 -79,5 -40,7 -120,3 1400 -142,0 -83,1 -58,9 -83,5 -58,9 -142,3 1600 -138,8 -98,1 -40,7 -98,4 -40,7 -139,1 1800 -91,3 -33,0 -58,3 -33,3 -58,3 -91,6 2000 -69,1 -19,8 -49,3 -20,1 -49,3 -69,5 2200 -11,0 -9,0 -2,0 -9,3 -2,0 -11,3 Đơn vị (cu.m = m3 ) Thể tích (-x) 80.994,9 -21.911,4 102.906,3 -22.653,9 102.906,3 80.252,4 Thể tích (+x) -124.817,7 -21.911,4 -102.906,3 -22.653,9 -102.906,3 -125.560,2 Tổng -43.822,8 -43.822,8 0,0 -45.307,8 0,0 -45.307,8
Hình 3. 3. Tốc độ bồi tụ - xói lở của bờ Bắc và Nam cửa Tam Quan giai đoạn 2010 – 2012
Nguồn: Quách Thị Vân Anh, 2014
Giai đoạn 2012 -2014
Các kết quả được thể hiện ở bảng 3.2 và hình 3.4 đưa ra các nhận định sau: -Khối lượng bùn cát bồi lấp (cột 7) ở cửa Tam Quan trong giai đoạn này là
55
-Cửa Tam Quan thực sự gây mất bùn cát từ hệ thống ven bờ là -45.307,8 m3/năm (cột 5) chia đều cho cả bờ bắc và bờ nam.
-Từ đồ thị hình 3.4, khi hàm lẻ bằng 0 tại vị trí cách cửa -1.200 và 1.200 m thì đường bờ biển hầu như không còn chịu ảnh hưởng của dòng chảy do sông/cửa Tam Quan đến dòng chảy ven bờ.
-Tổng thể tích biến động do ảnh hưởng của cửa theo tính toán từ đường bờ thực đo từ dữ liệu phân tích biến động đường bờ là 64.453,6 m3/năm (cột 2).
Bảng 3. 2. Giá trị biến đổi theo phương pháp hàm chẵn - lẽ giai đoạn 2012 - 2014
1 2 3 4 6 7 8 x (m) Y(giá trị thức) YE(Hàm chẵn) YO(Hàm lẻ) y(Xói lở) y (bồi lấp) y (tác động của cửa sông) -2200 -65,9 -23,1 -42,8 -23,5 -42,8 -66,2 -2000 13,6 33,6 -19,9 33,2 -19,9 13,3 -1800 -20,4 30,1 -50,5 29,7 -50,5 -20,7 -1600 62,9 100,9 -38,0 100,5 -38,0 62,6 -1400 0,7 32,3 -31,6 32,0 -31,6 0,4 -1200 29,7 33,5 -3,8 33,1 -3,8 29,3 -1000 -15,2 -7,1 -8,1 -7,4 -8,1 -15,5 -800 31,9 22,3 9,6 22,0 9,6 31,6 -600 8,3 -1,7 10,0 -2,1 10,0 7,9 -400 -92,2 -49,6 -42,6 -50,0 -42,6 -92,6 -200 -43,5 -20,4 -23,0 -20,8 -23,0 -43,8 -1 53,7 42,3 11,3 42,0 11,3 53,3 1 31,0 42,3 -11,3 42,0 -11,3 30,7 200 2,6 -20,4 23,0 -20,8 23,0 2,3 400 -7,1 -49,6 42,6 -50,0 42,6 -7,4 600 -11,7 -1,7 -10,0 -2,1 -10,0 -12,1 800 12,7 22,3 -9,6 22,0 -9,6 12,4 1000 1,0 -7,1 8,1 -7,4 8,1 0,7 1200 37,3 33,5 3,8 33,1 3,8 36,9 1400 63,9 32,3 31,6 32,0 31,6 63,6 1600 138,9 100,9 38,0 100,5 38,0 138,5 1800 80,5 30,1 50,5 29,7 50,5 80,2 2000 53,5 33,6 19,9 33,2 19,9 53,2
56 2200 19,6 -23,1 42,8 -23,5 42,8 19,3 Đơn vị (cu.m = m3 ) Thể tích (-x) -15.332,2 32.226,8 -47.559 31.484,3 -47.559 -16.074,7 Thể tích (+x) 79.785,8 32.226,8 47.559 31.484,3 47.559 79.043,3 Tổng 64.453,6 64.453,6 0,0 62.968,6 0,0 62.968,6
Hình 3. 4. Phân tích hàm chẵn lẻ giai đoạn từ năm 2012 đến 2014
Nguồn: Quách Thị Vân Anh, 2014 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.2.XU THẾ VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN BỐ TRẦM TÍCH 3.2.1. Theo quan điểm địa chất - địa mạo
Để xác định được nguyên nhân gây ra bồi lấp – xói lở khu vực cửa Tam Quan, cần xét trên nhiều phương diện, nhiều yếu tố khác nhau. Trong đó nghiên cứu về nguồn vật liệu gây bồi – xói trong phạm vi khu vực nghiên cứu là một yếu tố quan trọng, góp phần đưa ra nhận xét về hướng vận chuyển của nguồn trầm tích, từ đó đưa ra những nhận định về nguyên nhân. Trong quá trình thực hiện luận văn, học viên có cơ hội được tham gia Nhiệm vụ Khoa học Công nghệ nghiên cứu về bồi tụ ở cửa Tam Quan, do PGS. TS. Đỗ Minh Đức chủ trì. Do vậy, học viên có điều kiện tham gia nghiên cứu, phân tích mẫu trầm tích trong khu vực nghiên cứu.
57
Kế thừa các số liệu đã có như sơ đồ vị trí lấy mẫu, kết hợp với kết quả phân tích độ hạt các mẫu cát thu được trong khu vực nghiên cứu của Nhiệm vụ Khoa học Công nghệ nêu trên có thể đưa ra nhận xét sau:
Mặt cắt 1: Từ A001 đến A006 phân bố từ 3 đến 17 m nước. Kích thước hạt trầm tích phân dị lần lượt là 0,180; 0,165; 0,210; 0,195; 0,307 và 0,325 mm . Nhận thấy, từ A001 đến A002 và A003 đến A006 tuân theo quy luật phân dị cơ học, càng xa bờ hạt càng mịn. Tuy nhiên, từ A002 đến A003 trầm tích hạt thô hơn trầm tích phân bố ở độ sâu bé hơn trên thềm lục địa là dấu hiệu nhận biết của đới đường bờ cổ do sóng phân dị cơ học.
Mặt cắt 2: từ A012 đến A007 phân bố từ 3,5 đến 18 m nước. Kích thước hạt trầm tích trung bình phân dị lần lượt là 0,18; 0,16; 0,175; 0,380; 0,250 và 0,220 mm. Dựa theo quy luật phân dị cơ học thì từ A011 và A010 có thể là ranh giới của đới đường bờ cổ do phân dị cơ học.
Mặt cắt 3: từ A013 đến A018 phân bố từ 3,2 đến 18 m nước. Kích thước trầm tích trung bình phân dị lần lượt là 0,165; 0,140; 0,330; 0,400; 0,365 và 0,342 mm. Ranh giới của đới hoạt động cùng thời gian địa chất hiện tại giữa A014 và A015.
Mặt cắt 4: từ A024 đến A019 phân bố từ 4 đến 18 m nước. Kích thước hạt trầm tích trung bình phân dị lần lượt là 0,170; 0,265; 0,287; 0,305 và 0,165 mm. Giữa A024 và A023 là ranh giới đới đường bờ cổ và hiện đại.
Mặt cắt 5: từ A025 đến A030 phân bố từ 5 đến 18 m nước. Kích thước hạt trầm tích trung bình phân dị lần lượt là 0,172; 0,157; 0,420; 0,340 và 0,405 mm. Giữa A026 và A027 là ranh giới đới đường bờ cổ và hiện đại.
Mặt cắt 8: từ A043 đến A039 phân bố từ 5 đến 18,5 m nước. Kích thước hạt trung bình phân dị lần lượt là 0,145; 0,280; 0,310; 0,250; 0,292. Giữa A043 và A042 là ranh giới đới đường bờ cổ và hiện đại.
Mặt cắt 9: gồm A044 và A045 có kích thước hạt trung bình lần lượt là 0,280; 0,153 mm. Ranh giới đới bờ cổ và hiện đại phân bố trong khoảng từ 10 m đến 13 m
58
Mặt cắt 10: từ A058 đến A49, phạm vi phân bố từ 6 đến 21,5 m nước. Ranh giới đới bờ cổ và hiện đại phân bố trong A056 (12m nước) và A057 (13 m nước) có kích thước hạt trung bình là 0,130 và 0,280 mm.
Mặt cắt 11: Kích thước hạt chuyển từ cát hạt mịn sang cát hạt trung là ở A062 và A063 là ranh giới đới bờ cổ và hiện đại, cụ thể là từ 0,150 và 0,307 mm, phân bố ở độ sâu 11 đến 12,5 m nước.
Mặt cắt 12: Kích thước hạt chuyển từ cát hạt mịn sang cát hạt trung là ở A062 và A063 là ranh giới đới bờ cổ và hiện đại, cụ thể là từ 0,150 và 0,307 mm, phân bố ở độ sâu 11 đến 12,5 m nước.
Mặt cắt 13: Kích thước hạt mịn chuyển sang hạt trung là ở giữa A093 và A094 phân bố ở độ sâu 10 đến 11 m nước.
Mặt cắt 14: Kích thước hạt mịn chuyển sang hạt trung là ở giữa A098 và A097 phân bố ở độ sâu 10,5 đến 11,7 m nước.
Mặt cắt 16: Kích thước hạt mịn chuyển hạt trung là ở giữa A111 và A110 phân bố ở độ sâu 10 đến 11 m nước.
Mặt cắt 18: Ranh giới đới bờ cổ và hiện đại là ở giữa mẫu A123 và A121, cụ thể là từ 0,109 đến 0,110 mm, phân bố ở độ sâu 11 và 14 m nước.
Từ các mặt đã thực hiện, tiến hành phân tích và thành lập bản đồ trầm tích tầng mặt như hình 3.7.
Khu vực cửa Tam Quan đến độ sâu -20 m chỉ có một trường trầm tích tầng mặt là trầm tích cát bụi và trầm tích cát. Kết quả khảo sát của nhóm đề tài Trường Đại học Khoa học Tự nhiên cũng cho thấy rằng, ra ngoài phạm vi nghiên cứu đến độ sâu -30 m có xuất hiện một vài điểm trầm tích bùn cát.
Như vậy, trầm tích cát trong vùng nghiên cứu phân bố thành 2 vùng chính: 1.Trường trầm tích cát hạt trung ven bờ và bãi triều có dạng kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. Độ sâu phân bố tối đa không quá 2,5 m nước.
Bãi triều phía Bắc kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam với chiều dài khoảng 2,5 km, rộng 120 m, nơi cao nhất là 2 m. Trường trầm tích này gần như mở
59
rộng. Trầm tích cát ở đây có màu nâu đất nhạt. Thành phần độ hạt chủ yếu là cát, chiếm 99,95 - 93,97%, trung bình 96,56 %. Trong đó cát hạt trung chiếm 90,41 - 72,84%, trung bình 79,98%; cát hạt mịn chiếm 23,52 - 7,01%, trung bình 13,23%. Hàm lượng bột thay đổi từ 0,05 - 6,03%, trung bình 3,44%.
Bãi triều phía Nam thuộc bãi biển Tam Quan chia làm hai dạng chính gồm: phía tiếp giáp trực tiếp với kè có hướng Đông Bắc - Tây Nam và phía tiếp theo phát triển theo hướng Tây Bắc - Đông Nam đến tận cửa Lại Giang. Trường trầm tích này gần như mở rộng. Trầm tích cát ở đoạn bờ hướng Đông Bắc - Tây Nam chủ yếu có màu xám. Thành phần độ hạt chủ yếu là cát, chiếm 99,92 - 99,97%, trung bình 99,35 %. Trong đó cát hạt trung chiếm 6,80 - 24,84%, trung bình 21,00%; cát hạt mịn chiếm 62,64 - 93,16%, trung bình 71,43%. Hàm lượng bột thay đổi từ 0,04 - 28,18%, trung bình 6,91%.
Đoạn bờ phát triển theo phương Tây Bắc - Đông Nam với chiều dài kéo dài và tiếp giáp với bờ của cửa Lại Giang, rộng 400 m, nơi cao nhất là 3,5 m. Trầm tích cát ở đây có màu nâu đất nhạt. Thành phần độ hạt chủ yếu là cát, trung bình 97,38 %. Trong đó cát hạt trung trung bình 57.37%; cát hạt mịn trung bình 32,03%. Hàm lượng bột trung bình 7,98%.
2.Trường trầm tích cát hạt mịn gần bờ kéo dài theo phương Tây Bắc - Đông Nam. Độ sâu phân bố từ 2,5 m ra không quá 11 m nước ở bờ phía Bắc, 10 m nước ở bờ phía Nam và 13 m nước ở phía trước cửa Tam Quan. Trầm tích cát ở đây có màu xám. Cát hạt trung chiếm 0,13 - 42,49%, trung bình 4,00%; cát hạt mịn chiếm 42,42 - 98,55%, trung bình 77,85%. Hàm lượng bột thay đổi từ 0,01 - 46,23%, trung bình 17,97%.
Trầm tích cát bột có diện phân bố hẹp, bên trong sông Tam Quan. Trường trầm tích này phân bố đến độ sâu 1 m nước. Thành phần trầm tích bao gồm: cát hạt trung 49,53 - 71,12 %, trung bình 66,82 %; cát hạt mịn 11,87 - 40 %, trung bình 22,46%; hàm lượng bột 0,4 - 9,4%, trung bình 5,5 %.
Mặt khác, kế thừa kết quả nghiên cứu khoan khảo sát trầm tích tại cửa tại 3 điểm với các đắc trưng địa chất chưa công bố của Nhiệm vụ Khoa học và Công (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
60
nghệ cấp thiết mới phát sinh ở địa phương “Nghiên cứu các giải pháp Khoa học công nghệ để khắc phục hiện tượng bồi lấp cửa ra vào khu neo trú bão của tàu thuyền – áp dụng cho cửa Tam Quan, Bình Định” thấy rằng:
1.Tại hố khoan TQHK1: Ngoài luồng kè
Bề dày mặt cắt chuẩn là 47 cm có các đặc trưng địa chất như sau: Thành phần ở trong mặt cắt này là cát hạt trung xen lẫn các lớp các hạt mịn màu xám khoảng 1 mm. Trầm tích chủ yếu là cát hạt trung chiếm 43,59 - 63,29 %; cát hạt mịn chiếm 35,93 - 56,31 %.
2.Tại hố khoan TQHK2: Trong luồng gần kè
Bề dày mặt cắt chuẩn là 61 cm. Ở độ sâu từ 0,0 - 9 cm là cát hạt trung đến nhỏ có đường kính hạt trung bình là 0,29 mm; ở độ sâu từ 9 - 12 cm là cát hạt trung