Các tài liệu và số liệu quan trắc chưa công bố của Nhiệm vụ Khoa học Công nghệ do PGS. TS. Đỗ Minh Đức chủ trì chỉ ra rằng khu vực nghiên cứu chịu chi phối của hai chế độ gió thịnh hành tạo ra sóng bề mặt có tính chất tương ứng là Đông (S), Đông Bắc (SE) (tháng 11 đến tháng 4 chiếm 81.6 %) và Nam (S), Tây Nam (SW) (tháng 6 đến tháng 10 chiếm 89%).
Vào mùa sóng Đông Bắc dòng chảy ven bờ trong khu vực tạo ra các xoáy thuận chiều kim đồng hồ hình elip do ảnh hưởng của cấu trúc địa hình là mũi đá Trường Xuân và kè mỏ hàn dài 850 m. Xoáy thuận tạo ra vùng lắng đọng trầm tích. Trong tổng thể dòng ven bờ có hướng Bắc - Nam, dòng chảy hình móc câu được tạo ra do ma sát đáy kết hợp địa hình khuất gió làm giảm vận tốc dòng, tạo thành các xoáy thuận gây ra lắng đọng trầm tích ngay tại cửa. Khi chưa kè phía Nam dài 850 m thì vùng xoáy thuận phân bố trên diện rộng, tốc độ bồi lấp cục bộ không lớn. Khi có kè dài 850 m làm hẹp đáng kể vùng xoáy thuận trước cửa, dẫn đến mức độ bồi lấp cục bộ ở cửa Tam Quan tăng mạnh. Vùng xoáy thuận sau mũi phía sau kè phía Nam tạo vùng chịu ảnh hưởng của kè phản ảnh cách kè từ 900 m đến 2.200 m gây xói lở cục bộ. Phân bố độ chọn lọc tốt ở bờ phía Nam cửa đã minh chứng xoáy thuận hình thành sau kè mỏ hàn. Lượng trầm tích tụ tại cửa xấp xỉ đạt ít nhất từ 47.000 m3 đến 100.000 m3 mỗi năm. Dòng ven bờ có hướng Nam - Bắc là một nhánh phía Tây của xoáy thuận phía Nam kè mỏ hàn. Dòng vận chuyển này phân bố lại trầm tích từ phía Nam lên phía kè mỏ hàn. Tuy nhiên, lượng trầm tích này không thể vận chuyển từ phía Nam sang bên phía Bắc kè mở hàn, bởi theo mặt cắt địa chất bờ phía Nam nhận thấy trầm tích hạt mịn phân bố ở độ sâu nhỏ hơn 21 m không thể vận chuyển vào trong luồng với lượng lớn, do ở đây chủ yếu là các lớp trầm tích hạt trung xen lẫn lớp mỏng hạt mịn. Mũi đá Trường Xuân không có tác dụng là kè tự nhiên giúp ngăn cát từ phía Bắc đưa xuống gây bồi lấp cửa. Dòng ven bờ hướng Bắc - Nam là nguyên nhân chính gây bồi lấp cửa.
Vào mùa sóng Nam, Tây Nam dòng chảy ven bờ tái phân bố lại lượng trầm tích được đưa xuống vào mùa sóng Bắc, Đông Bắc gây bồi lấp bờ phía Nam kè mỏ
66
hàn. Kè mỏ hàn có chức năng ngăn cản trầm tích đi từ phía Nam lên bồi lấp cửa ra vào.
Vào mùa sóng Đông, Đông Nam là mùa sóng không thịnh hành trong khu vực và có chiều cao sóng nhỏ hơn 1 m. Chính vì vậy, mùa sóng này chỉ góp phần phân bố lại lượng trầm tích tích tụ trước cửa.
Mặt khác, theo các tính toán nghiên cứu về thủy động lực cho thấy vùng cửa sông là một thực thể địa chất tự nhiên, tiến triển phụ thuộc vào nhiều tác động. Quá trình bồi lấp-xói lở cửa sông là kết quả của phản ứng theo thời gian giữa thủy quyển, thạch quyển và phức tạp thêm bởi tác động của con người.
Bên cạnh đó, vì cửa Tam Quan có hình dạng bất đối xứng, lại tiếp xúc trực tiếp với biển hở và chịu tác động chủ yếu của sóng nên cơ chế vận chuyển trầm tích tại đây khá phức tạp. Do đó hiện tượng bồi lấp-xói lở cửa biển Tam Quan cần phải nghiên cứu trong trạng thái cân bằng động. Trên thực tế vấn đề bồi lấp luồng đã có từ trước, được cải thiện từ khi có kè chắn phía Nam, nhưng lại tồi tệ hơn vào những năm sau đó.
Mặt khác, theo đánh giá của Viện Hải dương học Nha Trang, cho rằng các xoáy cục bộ sau kè và mũi nhô Trường Xuân đóng góp đáng kể trong việc hình thành các bãi bồi.
Hình 3. 8. Ảnh chụp khu vực cửa Tam Quan năm 2010
Hình 3. 9. Ảnh chụp khu vực cửa Tam Quan năm 2014
67
Theo ảnh vệ tinh 2 giai đoạn cách nhau 4 năm (2010 và 2014), nhìn chung không có sự khác biệt lớn về độ sâu và vị trí đường bờ ở phần phía Nam kè. Điều này dẫn tới suy đoán dòng vận chuyển trầm tích từ phía Nam lên là không đáng kể. Tuy nhiên, phần phía Bắc kè ở gần mũi kè và chỗ lõm mũi Trường Xuân lại có biến động lớn. Cũng có thể nhận định rằng, trầm tích được tích tụ ở phần lõm gần mũi Trường Xuân, sau đó tái phân bố lại trong luồng, gây bồi lấp phía bên phải luồng.
Sơ đồ nghiên cứu thủy động lực để phân tích các nguồn trầm tích có thể có trong khu vực này: từ phía Bắc xuống, từ phía Nam lên, từ biển vào, từ sông ra, sạt lở từ mái dốc và khai thác cát. Tuy nhiên khai thác cát và sạt lở mái dốc chưa thể đánh giá được.
Hình 3. 10. Các nguồn trầm tích ảnh hưởng đến bồi lấp cửa Tam Quan
Nguồn: Quách Thị Vân Anh, 2014
Kết quả tính toán thủy động lực và vận chuyển trầm tích cửa Tam Quan của nhóm nghiên cứu trong Nhiệm vụ Khoa học ở Tam Quan cho thấy, khu vực luồng tàu ra vào là nơi có nhiều biến động nhất. Vận chuyển trầm tích phụ thuộc chủ yếu vào trường dòng chảy, mà trường dòng chảy chịu ảnh hưởng của sóng và thủy triều là chủ yếu. Điều này đã được thể hiện qua việc phân tích số liệu thống kê và mô
68
hình toán. Dòng chảy do sóng đổ ven bờ trong các trường sóng đổ hướng Đông Bắc, Đông, Đông Nam là nhân tố quan trọng trong quá trình vận chuyển bùn cát, tuy nhiên hướng sóng Đông Bắc vẫn là chủ đạo (kéo dài 5 tháng) nên dòng vận chuyển trầm tích đi từ Bắc xuống phía Nam vẫn là chủ yếu gây hiện tượng bồi lấp cửa Tam Quan. Lấy ví dụ sóng NE:
-Trong trường hợp chưa xây dựng kè thì lượng trầm tích đi vào cửa Tam Quan sẽ lan tỏa rộng ra toàn bộ cửa, không tập trung vào một khu vực nhất định, ngư dân theo kinh nghiệm vẫn ra vào theo các rạch được tạo ra xen kẽ và theo con nước.
-Trong trường hợp có kè, lượng trầm tích được vận chuyển từ phía Bắc xuống vào luồng bị kè chặn lại một phần ở phía mũi kè, phần còn lại tiếp tục đi xuống phía Nam.
Như vậy, biến động khu vực cửa sông, bao gồm bồi tụ và xói lở, là một quá trình tự nhiên. Nhưng, nó cũng có thể tăng lên hay giảm đi do các hoạt động của con người. Việc xác định nguyên nhân biến động vùng cửa sông là vấn đề rất quan trọng cả trong lý thuyết cũng như thực tiễn. Tuy nhiên, đây là vấn đề rất phức tạp, thậm chí có những quan niệm khác nhau. Thực tế cho thấy, biến động cửa sông ở bất kỳ quy mô nào, đều có một nhân tố được coi là nguyên nhân chính, còn lại được xếp vào các nhân tố ảnh hưởng.
Những nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn về động lực - hình thái bờ đều xác nhận rằng, năng lượng sóng và dòng chảy trong sông là nguyên nhân trực tiếp gây ra biến động địa hình cửa sông. Điều này xảy ra tuân theo định luật bảo toàn vật chất và năng lượng: khi năng lượng tập trung, thì vật chất được giải phóng và khi năng lượng phân tán, thì vật chất được tích tụ. Cụ thể là, khi năng lượng sóng tác động đến cửa sông lớn hơn dòng chảy trong sông, thì khu vực cửa bị phá hủy tạo ra địa hình mài mòn-xói lở dẫn đến bồi một lượng lớn vào trong luồng. Còn khi năng lượng sóng tác động tới cửa nhỏ hơn dòng chảy từ sông chảy ra, thì khu vực cửa sẽ tạo nên các dạng địa hình bồi tụ ở phía ngoài cửa.
69
Dòng chảy từ sông đổ ra cửa Tam Quan là khá nhỏ (chỉ có diện tích thu nước khoảng 271 km2, nên tác động của dòng chảy trong sông là không đáng kể so với năng lượng sóng từ ngoài vào. Do vậy, sóng là nguyên nhân chính gây lên hiện tượng bối lấp tại cửa Tam Quan. Như đã phân tích ở trên sóng Đông Bắc kéo dài 5 tháng (từ tháng 10 năm trước đến tháng 2 của năm sau) là hướng sóng chủ đạo tại khu vực cửa Tam Quan, do vậy, hiện tượng bồi lấp tại cửa Tam Quan chủ yếu là do hướng sóng Đông Bắc gây ra (hình 3.11). Với đặc thù địa hình cửa Tam Quan, sóng ngoài khơi dù lan truyền theo hướng nào, khi vào cửa sông đều theo 1 hướng. Trầm tích được vận chuyển chủ yếu dưới tác động trường sóng này.
Hình 3. 11. Hướng vận chuyển trầm tích khu vực cửa Tam Quan
Nguồn: Đỗ Minh Đức và nnk, 2014
Như vậy, các kết quả nghiên cứu ở trên cho thấy, dòng bùn cát vận chuyển dọc bờ theo hướng Bắc-Nam (hình thành trong mùa gió Đông Bắc) là nguyên nhân chính gây bồi lấp cửa đồng thời cũng là nguyên nhân chính tạo nên hiện tượng bồi tụ - xói lở dọc bờ khu vực nghiên cứu. Mũi đá Trường Xuân không có tác dụng là kè tự nhiên giúp ngăn cát từ phía Bắc đưa xuống gây bồi lấp cửa. Trầm tích là cát thô được vận chuyển qua mũi đá Trường Xuân có vai trò quan trọng của dòng rip, tương tự trường hợp vận chuyển cuội, sỏi qua mũi đá ở vùng biển Địa Trung Hải.
70
Trầm tích đưa từ sông Tam Quan ra không đáng kể do dòng sông nhỏ và hệ thống hồ chứa thượng nguồn đã ngăn đáng kể lượng trầm tích đưa xuống hạ lưu và ra cửa.
Kết quả này có thể được minh chứng rõ rệt hơn dưới góc độ thủy động lực. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});