Bãi triều hình thành và phát triển chịu nhiều tác động tổng hợp của các quá trình nội sinh, ngoại sinh và nhân sinh. Quá trình nội sinh là các hoạt động dịch chuyển, tân kiến tạo, động đất, núi lửa. Quá trình ngoại sinh là động lực biển (sóng, dòng chảy, thuỷ triều, nước dâng, nước dồn), các quá trình phong hoá, xâm thực, mài mòn, bóc mòn, xói lở,... Còn các quá trình nhân sinh là các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội của con người (Hình 3.13).
Địa hình nguyên sinh của bờ biển và bãi triều được sinh ra do các quá trình nội sinh và sau đó bị tác động bởi các quá trình ngoại sinh trong đó kể cả tác động của con người. Đây là một quá trình tổng hợp, phức tạp liên quan đến nhiều yếu tố khác nhau của các quyển: thủy quyển, thạch quyển, khí quyển và sinh quyển, trong đó thủy quyển đóng vai trò quan trọng hơn cả.
53
a. Nhóm yếu tố liên quan đến thành phần, cấu trúc bãi triều và hoạt động kiến tạo:
Tính chất vật liệu cấu tạo nên bãi triều Cửa Sót – Cửa Hội
Cấu tạo dạng đường bờ được thể hiện thông qua các đặc điểm, tính chất vật lý và thành phần vật chất. Các đặc điểm của vật liệu bao gồm kích thước, trọng lượng, hình dạng.... Đặc điểm và thành phần vật chất ảnh hưởng rất lớn đến khả năng chống chịu của thực thể trước các tác động. Vật chất bền vững cơ học (trong địa chất công trình được gọi là nhóm A) có khả năng chống chịu tác động xói lở (chỉ có thể xói mòn, mài mòn), vật chất bở rời (nhóm B) – dễ bị phá hủy xói lở có sự di chuyển của chúng trong tự nhiên dưới các tác động của tự nhiên. Vật liệu càng lớn, trọng lượng cao càng khó di chuyển, và ngược lại. Trong khu vực nghiên cứu, phần lớn đường bờ được tạo nên bởi vật chất nhóm B. Vật chất nhóm A chiếm diện tích không nhiều.
Đới bãi triều khu vực nghiên cứu được tạo nên từ nguồn vật liệu mang đến từ quá trình phong hóa tích tụ từ lục địa và thềm lục địa. Nguồn vật liệu gần nhất cung cấp cho bãi triều là từ bờ ra. Bờ biển nguyên sinh được cấu tạo bởi đất đá nguồn gốc khác nhau, được thành tạo bởi các quá trình tương tác diễn ra trên bề mặt Trái Đất và bị biến đổi theo thời gian dưới tác động của các động lực biển, động lực sông, yếu tố khí hậu, địa mạo. Bãi triều khu vực nghiên cứu bị biến đổi chủ yếu bởi quá trình tích tụ và mài mòn xói lở. Trong khu vực nghiên cứu những bãi triều mà bờ có cấu tạo đá cứng, đồng nhất (như đá magma, đá biến chất) khu vực xã Cương Gián, Thịnh Lộc thì ít biến đổi hơn và quá trình mài mòn diễn ra chậm chạp, tốc độ mài mòn bờ không đáng kể. Tại các khu vực khác cồn cát chạy song song với bờ biển có thành phần chủ yếu là cát, bột sét màu xám sáng, độ gắn kết yếu, dễ bị phá huỷ, tốc độ mài mòn xói lở diễn ra tích cực, mạnh mẽ hơn, hình thái bãi triều thay đổi phức tạp và nhanh hơn.
54
Hình thái địa hình bãi triều bao gồm các yếu tố: Độ lồi lõm, mấp mô của địa hình, bề mặt mái bờ và độ dốc của bề mặt bãi, chúng ảnh hưởng đáng kể đối với quá trình hình thành và phát triển các bãi triều.
Trong khu vực nghiên cứu, hướng của đường bờ là hướng Tây bắc – Đông nam theo kiểu vòng cung hướng vào phía trong, nó làm tăng sự ảnh hưởng của sóng và thuỷ triều đến hình thái đường bờ, mà tác động trực tiếp vào bãi triều. Độ dốc mái bờ một số đoạn ở Xuân Thành, Xuân Liên lớn, phẳng kết hợp với năng lượng sóng vỗ dồn vào mạnh làm cho khả năng phá huỷ bờ lớn hiện trạng mài mòn xói lở tăng. Ngược lại độ dốc mái bờ ở khu vực phía Bắc các xã Xuân Hội, Xuân Trường, Xuân Phổ, Xuân Đan thì nhỏ hơn, năng lượng sóng vỗ bờ càng yếu năng lượng tích tụ trầm tích bùn cát càng lớn. Đây chính là nguyên nhân hình thành các doi cát và các bờ biển đặc trưng của khu vực này.
Tại các khu vực dạng địa hình cồn cát ven biển, có nhiều cồn cát chạy song song với nhau và song song với các bờ biển, các cồn cát cao dần từ bờ khi tiến vào lục địa từ 1000 - 1500m rồi sau đó lại thấp dần khi càng đi xa biển. Tại khu vực ở phía Nam là dạng địa hình xen kẽ các núi đá nhô ra biển và các bãi biển hình vòng cung vì vậy việc tích tụ các vật liệu ở đây là thô hơn ở khu vực cồn cát ven biển cũng như ở dạng địa hình đồng bằng bồi tụ.
Yếu tố chuyển động kiến tạo
Yếu tố kiến tạo nâng hạ bề mặt địa hình, ảnh hưởng đến nguồn vật liệu cung cấp hay mang đi từ bãi triều, các quá trình bồi tụ - xói lở. Nó làm thay đổi bề mặt cơ sở xâm thực - mài mòn ở các vùng cửa sông và ven bờ. Vấn đề này không chỉ xảy ra ở khu vực bãi triều khu vực nghiên cứu mà ở khắp dải ven biển Việt Nam, vấn đề này cần được nghiên cứu chi tiết và quan tâm đúng mức hơn nữa. Sự biến đổi địa hình bờ biển do hoạt động kiến tạo trẻ ở khu vực nước ta thường xảy ra từ từ và thời gian tác động đến sự phát triển địa hình thường kéo dài nhiều năm. Nhìn chung khu vực nghiên cứu có xu hướng nâng lên nhưng mức độ không nhiều, hoạt động Tân kiến tạo ở đây đóng vai trò quan trọng, làm cho đường bờ biển khu vực nghiên cứu
55
bị dịch ra phía sườn bờ ngầm, trên đó hoạt động của sóng biển đã dựng lên các cồn cát dài gần song song, đánh dấu những vị trí tuần tự của mực nước biển ở các độ sâu khác nhau.
b. Nhóm yếu tố hoạt động ngoại sinh: Yếu tố khí tượng
Quá trình biến động địa hình bãi triều chịu ảnh hưởng rất lớn của các yếu tố khí tượng nhưng chủ yếu là gián tiếp thông qua các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, chế độ gió, nhiễu động thời tiết.
Nhiệt độ, độ ẩm và mưa tác động mạnh mẽ đến quá trình phong hoá của đá gốc cấu tạo bờ, trong đó đặc biệt là quá trình phong hoả cơ học và lý học, Bãi triều Cửa Sót – Cửa Hội tuy sự thay đổi nhiệt độ ngày và đêm không lớn (1 - 2°C) nhưng do biên độ dao động nhiệt giữa các mùa tương đối lớn (5 - 6°C) làm cho quá trình phong hoá đất ven bờ ở đây tăng lên, các đá bị phong hoá thành các khe nứt, tạo điều kiện dễ dàng cho quá trình bóc mòn, mài mòn, xâm thực bởi các yếu tố động lực biển. Bờ bị phá huỷ tạo điều kiện thuận lợi cho biển lấn sâu vào lục địa làm thay đổi bề mặt bãi triều.
Trong khu vực nghiên cứu gió thường từ cấp 4 - 6 , đặc biệt là vào mùa Đông và có bão nhiệt đới cấp cao đã tác động thổi mòn trực tiếp lên bề mặt cấu tạo đất đá, vận chuyển bột, cát từ các bãi triều vào sâu trong đất liền, thậm chí trong bão cuội sỏi cũng có thể được cuốn đi. Mặt khác, phụ thuộc vào đặc điểm địa hình đường bờ, thảm, thực vật và độ ẩm khu vực, cát có thể được vận chuyển từ biển vào đất liền hình thành các cồn cát cao hàng chục mét và di động vào sâu trong đất liền hàng năm, có thể quan sát thấy các dạng địa hình này tại các khu vực ở Xuân Yên, Xuân Liên và Xuân Thành, Thịnh Lộc, Cương gián. Gió còn tạo ra sóng lớn, nước dâng, nước dồn và dòng chảy sóng ven bờ phá huỷ bờ biển. Phần lớn hiện tượng mài mòn xói lở xảy ra vào mùa Đông khi gió mùa Đông bắc hoạt động mạnh và những đột biến trong mùa mưa bão.
56
Yếu tố hải văn: Đây là yếu tố chính, trực tiếp hoặc gián tiếp gây ra các tai biến: di chuyển vật liệu, xói lở, bồi tụ, xâm nhập mặn....
Quá trình bồi tụ và xói lở gây nên biến động gianh giới bãi triều chủ yếu do tác động trực tiếp của động lực biển (sóng, dòng chảy và vận chuyển bùn cát).
Do đặc điểm địa hình ở đây vuông góc với hướng của các gió thịnh hành nên vai trò của sóng trong khu vực nghiên cứu có phần lớn hơn các khu vực khác trong Vịnh Bắc Bộ. Sóng hình thành do gió nên hướng và tần suất của sóng phụ thuộc nhiều vào hướng và tần suất của gió. ở đây sóng có sự thay đổi theo mùa:
Mùa Đông: sóng chịu ảnh hưởng nhiều của gió mùa Đông bắc nên có hướng thịnh hành là Đông bắc. Hướng này vượt trội xa so với các hướng khác như Đông, Đông – Đông bắc, bắc và đạt tới 70% thời gian. Trong thời gian này sóng thường có độ cao 0.94 - l.00 m, độ dài 14.0 - 17.3 m và chu kỳ là 3.00 - 3.33s.
Mùa hè: Tuy trong thời gian này khu vực thường có bão và gió Lào nhưng sóng có hướng Đông nam và Đông-đông nam vẫn là hai hướng chính. Hai hướng sóng này gần như có tần suất tương đương nhau. Sóng thường có độ cao 0.56 - 0,58m, dài 3.3 - 5.0m, chu kỳ 1.46 - 1.85s.
Khi đổ vào bờ, nhất là trong thời kì mùa Đông lúc gió mùa Đông bắc hoạt động mạnh, sóng phá hoại bờ và bứt các phần tử vật chất cấu tạo bờ ra khỏi bề mặt sườn bờ ngầm. Các phần tử này được vận chuyển đi chỗ khác dưới dạng các hạt vật chất lơ lửng, lăn và lăn sát dưói đáy do các dòng chảy ven bờ và dòng triều. Chúng có vai trò lớn trong quá trình tạo ra các bãi cát ven biển dọc từ Cửa Hội đến Cửa Sót, các doi cát và bãi bồi trước Cửa Hội và các cồn cát cao chạy song song với bờ dọc theo suốt chiều dài khu vực nghiên cứu, đặc biệt là các dạng địa hình mài mòn trên đá gốc, tạo các vách dốc bị tác động của sóng ở phía nam ở các xã Cương Gián huyện Nghi Xuân và Thịnh Lộc huyện Lộc Hà.
Sóng có năng lượng càng lớn thì lực sóng vỗ, đập vào thành bờ và đáy bờ càng mạnh, khả năng bứt phá các phần tử vật chất ở mặt bờ càng lớn, do đó các bờ
57
biển ở phía nam (từ Cương Gián dến Thạch Kim) thường bị biến đổi càng mạnh, mạnh hơn nhiều so với phía bắc.
Yếu tố dòng chảy và vận chuyển bùn cát
Dòng chảy trong khu vực đới bờ biển bao gồm: dòng trôi (do gió), dòng triều (do hoạt động triều), dòng sóng (do hoạt động của sóng), dòng rút (dòng rút do hoạt động nước dâng và sóng)… Vai trò chính của các dòng chảy là gây di chuyển vật liệu trầm tích (dọc theo bờ, ngang bờ…), xói bờ, xói đáy…Vai trò của dòng chảy như trên phụ thuộc tốc độ, mối tương tác giữa các loại dòng chảy, bản chất và tỷ trọng vật liệu, độ dốc và vật chất tạo nên đáy bờ,…
Dòng chảy rút xa bờ, còn gọi là dòng chảy xa bờ, dòng rip hay dòng rút bờ, là một dòng nước mạnh chảy từ bờ hướng ra biển. Sóng đánh và đưa nước biển vào bờ, nhưng khi nước biển được liên tục đưa vào bờ thì chúng tập hợp lại thành một dòng đi ngược ra biển. Vận tốc trung bình của dòng chảy có thể thay đổi từ 0,5m đến 1m/s (khi có những thay đổi đột ngột của sóng biển, vận tốc dòng chảy rút xa bờ có thể lên đến 2,5m/s). Dòng chảy rút xa bờ thường hẹp, có chiều ngang khoảng 1–3m (có thể đạt tới 10m). Trong một ngày chúng có thể di chuyển đến những vị trí khác nhau trong vùng đới sóng đổ và có thể xảy ra ở bất cứ vùng đới sóng đổ nào. Dòng rút có thể lôi, cuốn theo nhiều vật liệu từ bãi triều ra biển. Ven biển khu vực nghiên cứu dòng chảy có sự thay đổi theo mùa như sau:
Mùa Đông: Đặc trưng vào các tháng 1, 2 do ảnh hưởng của gió mùa Đông bắc, bãi triều khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng của dòng nước lạnh ở phía Bắc Vịnh Bắc Bộ chảy theo hướng Đông bắc-Tây nam xuống, đến địa phận ven biển Hà Tĩnh thì chảy song song với bờ theo hướng Tây bắc-Đông nam, sau đó uốn cong dần về phía Đông rồi cùng dòng nước nóng chảy lên phía bắc tạo thành một vòng tuần hoàn ngược chiều kim đồng hổ ở trong vịnh. Dòng chảy này gần bờ ở khoảng độ sâu 30m.
58
Mùa Hè: Đặc trưng vào các tháng 7, 8 do ảnh hưởng gió Tây nam nên hình thành dòng hoàn lưu ven bờ, chảy song song với bờ ở phía Đông của vịnh còn phía Tây hình thành dòng gradient chảy về phía Nam.
Theo thống kê, dòng chảy ven bờ ở miền Trung đạt vận tốc 2-3 hải lí/giờ. Các dòng chảy này có tác dụng mang phù sa và các vật liệu phía Bắc đến cung cấp cho vùng. Lượng vật liệu vận chuyển từ Bắc xuống khu vực đạt 370.1 x l03 m3/năm và từ phía Nam lên là 766.7 x l03 m3/năm. Với lượng phù sa vận chuyển này, dòng chảy đã góp phần tích cực vào việc bồi đắp nên các bãi cát, bãi bồi và các doi cát ở khu vực phía Cửa Hội. Và đây cũng chính là lí do ở phía Bắc khu vực nghiên cứu xảy ra hiện tượng bồi tụ chủ yếu. Càng đi vào phía Nam nhất là ở địa phận các xã Xuân Liên, Cương Gián, thì hiện tượng mài mòn, Thịnh lộc, Thạch Kim hiện tượng xói lở càng xảy ra nhiều hơn.
Trên bãi triều khu vực nghiên cứu, việc vận chuyển phù sa dọc bờ xảy ra quanh năm. Vào mùa Hè vật liệu được vận chuyển từ Nam lên Bắc còn mùa Đông thì ngược lại. Phạm vi đới bờ tham gia vào vận chuyển vật liệu chỉ nằm trong đường giới hạn đẳng sâu 5m. Tuy nhiên những lúc trường sóng Đông bắc hoạt động mạnh, lượng bùn cát vận chuyển từ Bắc xuống Nam lớn thì ranh giới của đới bờ này có thể mở ra ngoài sâu hơn. Trên bản đồ địa hình cũng thể hiện các bãi cát lớn do quá trình này tạo nên.
Thủy triều
Thuỷ triều có ảnh hưởng chủ yếu đến quá trình phát triển bãi triều. Bãi triều khu vực nghiên cứu chịu tác động của năng lượng triều, năng lượng của dòng triều và sóng triều tác động vào quá trình vận chuyển bùn cát ở dọc bờ và cửa sông. Năng lượng thuỷ triều phụ thuộc vào chế độ thuỷ triều và biên độ triều lên xuống.
Thủy triều trong khu vực nghiên cứu khá phức tạp. Hơn một nửa số ngày trong tháng có 2 lần nước lên và 2 lần nước xuống. Khu vực biển nghiên cứu có biên độ triều 1 – 3 m, kì nước cường trung bình là 1.2 - 1.5m. Tại Cửa Hội đạt đến
59
3.2m, biên độ triều ở Cửa Sót: 0,2 – 2,7 m. Trong các ngày bán nhật triều xảy ra vào các thời kì nước kém, thủy triều lên không đồng đều và xuống kiệt, biên độ trung bình là 0.5m. Tại Cửa Hội thời gian triều lên là 8 - 9 giờ, triều rút là 5 - 6 giờ.
Ảnh hưởng của thủy triều đến quá trình hình thành và phát triển bề mặt bãi triều khu vực nghiên cứu thể hiện qua các hoạt động mở rộng phạm vi hoạt động của sóng vỗ bờ, quá trình tích lũy vật liệu bãi biển cũng như quá trình xâm nhập của nước mặn. Cũng như dòng chảy ven bờ, dòng triều cũng tham gia vào quá trình vận chuyển bùn cát ven bờ khi vật liệu được sóng bứt ra khỏi bề mặt bờ. Chính ở các bờ mài mòn phía Nam từ Cương Gián trở xuống, do sự thay đổi mực triều mà đã tạo ra trắc diện mài mòn sườn bờ ngầm với các vách mài mòn cao thấp khác nhau và các dạng trắc diện bậc thang độc đáo.
Thủy triều ở cửa sông còn tiến vào nội địa làm ứ đọng các cồn cát, ảnh hưởng đến độ pH của môi trường đất và nước cũng như sự phân bố của thực vật