Đặc Điểm Biến Động Địa Hình Các Vùng Cửa Sông Ven Biển Bắc Trung Bộ

Tài liệu nghiên cứu Đặc điểm biến động địa hình các vùng cửa sông ven biển bắc trung bộ, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

• Tác giả: Nguyễn Công Quân
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
• Chuyên ngành: Địa mạo và Cổ địa lý
• Đề tài: Đặc Điểm Biến Động Địa Hình Các Vùng Cửa Sông Ven Biển Bắc Trung Bộ
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH SÁCH CÁC BẢNG
• DANH SÁCH CÁC HÌNH
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐỊA HÌNH VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN
• 1.1. Những vấn đề chung
• 1.1.1. Khái niệm về cửa sông
• 1.1.2. Phân loại cửa sông ở khu vực nghiên cứu
• 1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu vùng cửa sông ven biển
• 1.2.1. Trên thế giới
• 1.3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 1.3.1. Cách tiếp cận
• 1.3.2. Các phương pháp nghiên cứu
• 1.4. Tiểu kết chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM VÀ VAI TRÒ CỦA CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG ĐẾN BIẾN ĐỘNG ĐỊA HÌNH VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN BẮC TRUNG BỘ
• 2.1. Yếu tố nội sinh
• 2.1.1. Cấu trúc tân kiến tạo
• 2.1.2. Hoạt động của đứt gẫy tân kiến tạo và hiện đại
• 2.2. Yếu tố ngoại sinh
• 2.2.1. Dao động mực nước biển trong Holocen
• 2.2.2. Chế độ khí hậu
• 2.2.3. Chế độ dòng chảy sông và dòng bùn cát
• 2.2.4. Sóng, triều và dòng chảy ven bờ
• 2.2.5. Nước biển dâng hiện đại do biến đổi khí hậu
• 2.3. Yếu tố nhân sinh
• 2.3.1. Xây dựng các công trình hồ chứa, đê, kè, đập, cống thoát nước
• 2.3.2. Hoạt động nuôi trồng thủy, hải sản, khai hoang lấn biển, khai khoáng và khai thác cát
• 2.3.3. Hoạt động xây dựng các khu tập trung dân cư, khu kinh tế
• 2.4. Tiểu kết chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO CÁC VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN BẮC TRUNG BỘ
• 3.1. Khái quát địa hình, địa mạo khu vực
• 3.1.1. Đặc điểm địa hình, địa mạo
• 3.1.2. Nhận xét chung
• 3.2. Đặc điểm địa mạo một số vùng cửa sông
• 3.2.1. Xây dựng bản đồ địa mạo ở vùng cửa sông ven biển
• 3.2.2. Đặc điểm địa mạo vùng cửa sông ven biển sông Mã
• 3.2.3. Đặc điểm địa mạo vùng cửa sông ven biển sông Thạch Hãn
• 3.2.4. Đặc điểm địa mạo vùng cửa sông ven biển sông Hương
• 3.3. Tiểu kết chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐỊA HÌNH VÀ VẤN ĐỀ SỬ DỤNG HỢP LÝ TÀI NGUYÊN LÃNH THỔ CÁC VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN BẮC TRUNG BỘ
• 4.1. Lịch sử phát triển địa hình các vùng cửa sông ven biển Bắc Trung bộ
• 4.1.1. Thời kỳ Pleistocen giữa - muộn
• 4.1.2. Thời kỳ Holocen sớm - giữa
• 4.1.3. Thời kỳ Holocen muộn - hiện đại
• 4.2. Đánh giá biến động địa hình
• 4.2.1. Đánh giá biến động địa hình vùng cửa sông ven biển sông Mã
• 4.2.2. Đánh giá biến động địa hình vùng cửa sông ven biển sông Thạch Hãn
• 4.2.3. Đánh giá biến động địa hình cửa sông ven biển sông Hương
• 4.3. Khuyến nghị giải pháp sử dụng hợp lí tài nguyên lãnh thổ
• 4.3.1. Khai thác, sử dụng hợp lý và bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên
• 4.3.2. Đảm bảo hành lang thoát lũ ven biển
• 4.3.3. Khai thác sử dụng có hiệu quả hệ thống luồng lạch giao thông thủy
• 4.3.4. Khai thác các loại hình du lịch biển
• 4.4. Tiểu kết chương 4
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Biến Động Địa Hình Cửa Sông Bắc Trung Bộ 55 ký tự

Vùng cửa sông ven biển có vai trò quan trọng đối với sự sống và phát triển của xã hội. Khu vực Bắc Trung Bộ, với 23 cửa sông đổ ra biển, đang chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các đô thị, gắn liền với biến động địa hình hiện đại. Điều này tác động trực tiếp đến quy hoạch sử dụng tài nguyên đất, nước và bảo vệ môi trường. Địa hình các vùng cửa sông ven biển ở Bắc Trung Bộ chịu tác động tương hỗ của các quá trình nội, ngoại sinh và nhân sinh, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Nghiên cứu này tập trung làm rõ đặc điểm biến động địa hình tại khu vực này.

1.1. Khái Niệm và Phân Loại Cửa Sông Ven Biển Bắc Trung Bộ

Cần làm rõ khái niệm cửa sông trong bối cảnh nghiên cứu. Theo tài liệu gốc, các vùng cửa sông ven biển ở Bắc Trung Bộ hình thành theo kiểu "Delta" và "Liman". Nghiên cứu tập trung vào 3 khu vực chính: vùng cửa sông ven biển sông Mã (Delta), vùng cửa sông ven biển sông Thạch Hãn và sông Hương (Liman). Phạm vi nghiên cứu giới hạn từ nơi sông chính phân nhánh đến bãi triều thấp khi triều kiệt. Việc phân loại này giúp xác định đặc trưng địa hình và quá trình biến động khác nhau.

1.2. Tầm Quan Trọng của Nghiên Cứu Biến Động Địa Hình

Nghiên cứu biến động địa hình các vùng cửa sông ven biển có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và tác động của con người. Sự thay đổi địa mạo ven biển ảnh hưởng trực tiếp đến hệ sinh thái cửa sông, kinh tế biển, và an ninh quốc phòng. Việc đánh giá chính xác biến động địa hình giúp đưa ra các giải pháp quy hoạch ven biển và quản lý tổng hợp vùng bờ hiệu quả, đảm bảo phát triển bền vững.

II. Yếu Tố Tác Động Biến Động Địa Hình Cửa Sông 58 ký tự

Sự biến động địa hình các vùng cửa sông ven biển Bắc Trung Bộ chịu tác động của nhiều yếu tố. Các yếu tố nội sinh như cấu trúc tân kiến tạo và hoạt động đứt gãy đóng vai trò quan trọng. Bên cạnh đó, các yếu tố ngoại sinh như dao động mực nước biển, chế độ khí hậu, dòng chảy sông, sóng, triều và nước biển dâng do biến đổi khí hậu cũng ảnh hưởng đáng kể. Đặc biệt, yếu tố nhân sinh, bao gồm xây dựng công trình, khai thác cát, và nuôi trồng thủy sản, ngày càng có tác động lớn đến địa hình cửa sông.

2.1. Ảnh Hưởng của Yếu Tố Nội Sinh Đến Địa Hình

Cấu trúc tân kiến tạo và hoạt động đứt gãy hiện đại tạo nên sự nâng hạ địa hình không đồng đều, ảnh hưởng đến quá trình xói lở bờ biển và bồi tụ. Các đứt gãy có thể tạo ra các vùng trũng, nơi trầm tích tích tụ, hoặc các vùng nâng cao, dễ bị sạt lở. Nghiên cứu cần đánh giá chi tiết vai trò của các yếu tố này trong việc định hình địa mạo ven biển.

2.2. Tác Động của Yếu Tố Ngoại Sinh và Biến Đổi Khí Hậu

Dao động mực nước biển trong Holocen, chế độ khí hậu, dòng chảy sông, sóng, triều và nước biển dâng là những yếu tố ngoại sinh quan trọng. Biến đổi khí hậu làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan, gây ra xói lở nghiêm trọng. Nước biển dâng làm thay đổi đường bờ biển, ảnh hưởng đến hệ sinh thái ven biển và đời sống của người dân. Cần phân tích cụ thể tác động của từng yếu tố này đến biến động địa hình.

2.3. Vai Trò của Yếu Tố Nhân Sinh Trong Biến Động Địa Hình

Hoạt động của con người, như xây dựng các công trình hồ chứa, đê, kè, khai thác cát, nuôi trồng thủy sản, và xây dựng khu dân cư, khu kinh tế, có tác động lớn đến biến động địa hình. Khai thác cát làm thay đổi cân bằng trầm tích, gây ra xói lở. Xây dựng công trình ven biển làm gián đoạn dòng chảy và quá trình bồi tụ. Cần đánh giá tác động của các hoạt động này để đưa ra các giải pháp quản lý phù hợp.

III. Đặc Điểm Địa Mạo Vùng Cửa Sông Ven Biển Bắc Trung Bộ 59 ký tự

Khu vực Bắc Trung Bộ có địa hình đa dạng, từ đồng bằng ven biển đến đồi núi thấp. Địa mạo các vùng cửa sông ven biển phản ánh sự tương tác phức tạp giữa các quá trình sông, biển và gió. Nghiên cứu tập trung vào địa mạo các vùng cửa sông ven biển sông Mã, sông Thạch Hãn và sông Hương, đại diện cho các kiểu hình thành khác nhau. Việc xây dựng bản đồ địa mạo chi tiết là cơ sở để đánh giá biến động địa hình.

3.1. Địa Mạo Vùng Cửa Sông Ven Biển Sông Mã

Vùng cửa sông ven biển sông Mã phát triển theo kiểu Delta, với nhiều cồn cát, bãi bồi và đầm lầy. Quá trình bồi tụ diễn ra mạnh mẽ, lấn biển. Địa hình khu vực này chịu ảnh hưởng lớn của dòng chảy sông và sóng biển. Cần phân tích chi tiết các dạng địa hình và quá trình hình thành để hiểu rõ biến động địa hình.

3.2. Địa Mạo Vùng Cửa Sông Ven Biển Sông Thạch Hãn

Vùng cửa sông ven biển sông Thạch Hãn phát triển theo kiểu Liman, với cửa sông bị chắn bởi các dải cát ven biển. Địa hình khu vực này chịu ảnh hưởng của cả quá trình xói lở và bồi tụ. Cần phân tích sự phân bố của các dạng địa hình do sóng, gió và dòng chảy tạo nên để đánh giá biến động địa hình.

3.3. Địa Mạo Vùng Cửa Sông Ven Biển Sông Hương

Vùng cửa sông ven biển sông Hương cũng phát triển theo kiểu Liman, tương tự như sông Thạch Hãn. Địa hình khu vực này có sự xen kẽ giữa các bãi biển, cồn cát và đầm phá. Quá trình xói lở bờ biển diễn ra khá mạnh mẽ. Cần nghiên cứu sự thay đổi của đường bờ biển và các dạng địa hình ven biển để đánh giá biến động địa hình.

IV. Đánh Giá Biến Động Địa Hình và Sử Dụng Tài Nguyên 59 ký tự

Đánh giá biến động địa hình các vùng cửa sông ven biển Bắc Trung Bộ là cần thiết để sử dụng hợp lý tài nguyên lãnh thổ. Lịch sử phát triển địa hình khu vực trải qua nhiều giai đoạn, từ Pleistocen đến Holocen. Hiện nay, các vùng cửa sông đang chịu tác động mạnh mẽ của biến đổi khí hậu và hoạt động của con người. Cần đưa ra các khuyến nghị về khai thác, sử dụng và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên.

4.1. Lịch Sử Phát Triển Địa Hình Các Vùng Cửa Sông

Nghiên cứu lịch sử phát triển địa hình từ thời kỳ Pleistocen giữa - muộn đến Holocen muộn - hiện đại giúp hiểu rõ quá trình hình thành và biến động của các vùng cửa sông. Các giai đoạn biển tiến, biển thoái, và tác động của các yếu tố tự nhiên và con người đã tạo nên địa hình hiện tại. Cần phân tích các dấu vết địa mạo và địa chất để tái hiện lịch sử phát triển.

4.2. Đánh Giá Biến Động Địa Hình Hiện Tại và Tương Lai

Đánh giá biến động địa hình hiện tại và dự báo xu hướng tương lai là cơ sở để đưa ra các giải pháp ứng phó. Cần xác định các khu vực xói lở nghiêm trọng, các khu vực bồi tụ mạnh mẽ, và các khu vực có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi nước biển dâng. Sử dụng các mô hình dự báo để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và hoạt động của con người.

4.3. Giải Pháp Sử Dụng Hợp Lý Tài Nguyên Lãnh Thổ

Cần đưa ra các giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên lãnh thổ, bao gồm khai thác, sử dụng và bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên, đảm bảo hành lang thoát lũ ven biển, khai thác hiệu quả hệ thống luồng lạch giao thông thủy, và phát triển các loại hình du lịch biển. Các giải pháp cần dựa trên cơ sở khoa học và phù hợp với điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội của từng khu vực.

V. Kết Luận và Kiến Nghị Về Biến Động Địa Hình 52 ký tự

Nghiên cứu về biến động địa hình các vùng cửa sông ven biển Bắc Trung Bộ cung cấp những hiểu biết quan trọng về quá trình hình thành và phát triển của khu vực. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, góp phần vào việc quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên ven biển. Cần tiếp tục nghiên cứu và giám sát biến động địa hình để ứng phó hiệu quả với biến đổi khí hậu.

5.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu Chính Về Địa Hình

Tóm tắt các kết quả nghiên cứu chính về đặc điểm địa mạo, quá trình biến động địa hình, và các yếu tố tác động. Nhấn mạnh những điểm mới của nghiên cứu so với các nghiên cứu trước đây. Đánh giá ý nghĩa khoa học của các kết quả nghiên cứu.

5.2. Kiến Nghị Giải Pháp Quản Lý và Ứng Phó

Đưa ra các kiến nghị cụ thể về giải pháp quản lý và ứng phó với biến động địa hình, bao gồm quy hoạch sử dụng đất, xây dựng công trình phòng chống thiên tai, và bảo vệ hệ sinh thái ven biển. Các kiến nghị cần dựa trên cơ sở khoa học và có tính khả thi cao.

Nội dung chính

Tổng quan về luận án

Vùng cửa sông ven biển (VCSVB) là giao diện địa động lực đặc biệt nhạy cảm, nơi diễn ra các tương tác phức tạp giữa chế độ thủy văn lục địa và chế độ hải văn biển dưới sự khống chế của cấu trúc tân kiến tạo và áp lực nhân sinh. Trên thế giới, khoảng hai phần ba số siêu đô thị tập trung tại các vùng cửa sông ven biển. Tại Việt Nam, dải bờ biển dài trên 3.200 km đi qua 28 tỉnh, thành phố ven biển với 114 cửa sông lớn nhỏ. Trong đó, khu vực Bắc Trung Bộ trải dài 642 km từ vĩ độ 16°18'B đến 20°00'B (thuộc các tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế) sở hữu 23 cửa sông đổ trực tiếp ra Biển Đông. Công trình luận án tiến sĩ địa lý chuyên ngành Địa mạo và Cổ địa lý (Mã số: 09 44 02 18) của tác giả Nguyễn Công Quân (2019) tại Học viện Khoa học và Công nghệ thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Phạm Văn Hùng và TS. Phạm Quang Sơn, đã giải quyết khoảng trống học thuật then chốt: định lượng hóa quy luật biến động địa hình và phân hóa hình thái - động lực của các kiểu cửa sông châu thổ (Delta) và đầm phá (Liman) trong Đệ tứ muộn - hiện đại.

Literature quốc tế và trong nước trước đây bộc lộ research gap rõ rệt: các nghiên cứu thủy văn biển (Zubov, 1945; Trekhovic, 1950) hay địa mạo truyền thống (Lưu Tỳ, 1969; Lê Đức An, 1981; Đặng Văn Bào, 1996) thường tiếp cận đơn ngành, thiếu sự tích hợp đa thời gian giữa viễn thám phân giải cao, mô hình số độ cao (DEM) và địa tầng trầm tích Đệ tứ để xác lập bản đồ địa mạo theo nguyên tắc "Bề mặt đồng nguồn gốc và tuổi".

Luận án thiết lập và kiểm chứng hệ thống câu hỏi nghiên cứu và giả thuyết khoa học:

• Research Questions (RQ):
  1. RQ1: Cấu trúc địa mạo và các đơn vị hình thái tại các VCSVB Bắc Trung Bộ phân hóa không gian theo quy luật nguồn gốc nào?
  2. RQ2: Các yếu tố nội sinh (kiến tạo khối tảng, đứt gãy trượt bằng), ngoại sinh (dao động mực nước biển Holocen, sóng, triều, dòng bồi tích) và nhân sinh tương tác ra sao trong việc định hình cơ chế xói lở - bồi tụ?
  3. RQ3: Xu thế dịch chuyển đường bờ tại các VCSVB Bắc Trung Bộ diễn biến như thế nào qua các thời kỳ Pleistocen muộn - Holocen và giai đoạn quan trắc 1952 - 2017?
• Hypotheses (H):
  • H1: VCSVB sông Mã tiến hóa theo kiểu Delta lồi chịu sóng - sông hỗn hợp với xu thế bồi tụ lấn biển chiếm ưu thế.
  • H2: VCSVB sông Thạch Hãn và sông Hương tiến hóa theo kiểu Liman - đầm phá bị khống chế bởi đới hạ lún kiến tạo và dòng ven bờ, biểu hiện xu thế xói lở và biển lấn áp đảo trong hiện đại.

Khung lý thuyết của công trình tích hợp mô hình phân vùng cửa sông ba đoạn của Baidin (1963), lý thuyết địa mạo bờ biển của Zenkovich (1960, 1962), và tam giác phân loại cửa sông Dalrymple (1992). Phạm vi không gian nghiên cứu bao phủ từ điểm bắt đầu phân nhánh sông chính đến bãi triều thấp khi kiệt nước (sông Mã: 20-22 km; sông Thạch Hãn: 20 km; sông Hương: 15 km). Phạm vi thời gian trải từ 20.000 năm trước (Cực đại băng hà cuối cùng - LGM) qua Holocen đến chuỗi số liệu viễn thám 1952 - 2017.

Literature Review và Positioning

Nghiên cứu vùng cửa sông trên thế giới khởi đầu từ các khảo sát kinh nghiệm của Cretner (cuối thế kỷ XIX), sau đó được hệ thống hóa bởi trường phái Liên Xô với các công trình kinh điển của Zenkovich V.P. (1960, 1962) về động lực và hình thái đới bờ biển, Xamoilov I.V. (1952) về quy luật cửa sông châu thổ, Simonov A.I. (1958) về vùng biển nông trước cửa sông, và Leontiev O.K. (1961) về địa chất bờ biển. Các mô hình hiện đại phân loại cửa sông theo tiêu chí thủy văn - hóa học - hình thái được xác lập bởi Cameron & Pritchard (1963), Fairbridge (1980), và Dalrymple et al. (1992). Dalrymple định nghĩa cửa sông là phần tiếp giáp với biển của lòng sông bị ngập nước chứa đựng bồi tích, chịu sự tranh chấp động lực giữa sóng, thủy triều và dòng chảy sông. Trong kỷ nguyên số, các công cụ mô hình hóa số trị 3D như Delft3D (Hà Lan), MIKE 21/3 (Đan Mạch), MECCA (Hoa Kỳ) cùng các nghiên cứu viễn thám địa mạo của Marston (1995), Winterbottom (2000), Wadge (1995), Grosse (2009), và Desprats (2010) đã chuyển hóa phân tích định tính sang định lượng.

Tại Việt Nam, sau công trình khảo sát đầu tiên của Zenkovich (1960) về bờ biển Việt Nam Dân chủ Cộng hòa, các thế hệ nhà khoa học như Lưu Tỳ (1969), Trần Đức Thạnh (1985, 2010), Lê Đức An (1981, 2007), Đặng Văn Bào (1996), Lại Huy Anh (2001), Vũ Quang Lân (2003), và Phạm Huy Tiến (2001, 2005) đã làm rõ bức tranh trầm tích Holocen và tai biến xói lở đới bờ miền Trung. Tuy nhiên, tồn tại hai luồng quan điểm đối nghịch trong literature:

1. Trường phái Thủy - Hải văn: Nhấn mạnh động lực sóng, triều và suy giảm bùn cát sông là nguyên nhân quyết định biến động đường bờ.
2. Trường phái Tân kiến tạo: Coi chuyển động sụt lún khối tảng và hoạt động đứt gãy hiện đại là nhân tố chi phối chính.

Luận án định vị nghiên cứu tại điểm giao thoa của hai trường phái, vượt lên các hạn chế của phương pháp đo vẽ truyền thống nhờ tích hợp công nghệ ảnh vệ tinh đa thời gian (Landsat, SPOT, Sentinel, PlanetScope) với phân tích địa tầng Đệ tứ.

So sánh quốc tế cho thấy tính tương đồng và dị biệt sâu sắc:

• So với châu thổ sông Rhône (Pháp) hay châu thổ sông Po (Ý) ở Địa Trung Hải: VCSVB sông Mã tương đồng về mô hình delta chịu sóng chiếm ưu thế (Wave-dominated delta), nhưng dị biệt ở chế độ bão nhiệt đới cực đoan và hoàn lưu gió mùa Đông Bắc.
• So với hệ đầm phá Kursh (Biển Baltic) hay vịnh Chesapeake (Hoa Kỳ): VCSVB sông Hương (hệ Tam Giang - Cầu Hai) tương đồng về cơ chế chắn cát ven bờ tạo lagun, nhưng dị biệt căn bản vì được định hình trên đới đứt gãy hoạt động sâu Đakrông - Huế và chế độ nhật triều yếu với biên độ nhỏ dưới 1,2 m.

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án đã mở rộng lý thuyết địa mạo động lực bờ biển của Zenkovich (1962) và mô hình phân vùng Baidin (1963) vào đới bờ nhiệt đới gió mùa có hoạt động tân kiến tạo phân khối mạnh:

[Khối nâng/Hạ lún Tân kiến tạo & Đứt gãy TB-ĐN] 
                     │
                     ▼
[Bình đồ cấu trúc & Năng lượng địa mạo cơ sở] ──┐
                     │                           │
                     ▼                           ▼
[Động lực ngoại sinh: Sóng, Triều, Bùn cát Holocen] ──► [Biến động địa hình: Delta (Bồi tụ) vs Liman (Xói lở)]
                     ▲                           │
                     │                           │
[Tác động nhân sinh: Hồ chứa, Đê kè, Khai khoáng] ┘

Công trình xác lập 3 mệnh đề lý thuyết nền tảng:

• Proposition 1: Kiểu tiến hóa hình thái cửa sông (Delta vs. Liman) bị kiểm soát bậc một bởi cấu trúc tân kiến tạo dạng khối tảng và trường ứng suất trượt bằng phải - thuận của các đứt gãy phương TB-ĐN.
• Proposition 2: Sự bất đối xứng trong cán cân bùn cát (Sediment budget) và động lực sóng ven bờ là cơ chế trực tiếp điều phối tốc độ tiến thoái của đường bờ.
• Proposition 3: Các nút giao đứt gãy tân kiến tạo là các điểm dị thường năng lượng bở rời, quyết định vị trí phát sinh các trung tâm xói lở cực đoan.

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích tích hợp 3 trụ cột: (1) Thuyết Địa mạo hệ thống mở, (2) Địa tầng phân tập Đệ tứ (Quaternary Sequence Stratigraphy), và (3) Địa động lực đứt gãy hiện đại.

Bản đồ địa mạo được thành lập dựa trên nguyên tắc "Bề mặt đồng nguồn gốc và tuổi", bóc tách chi tiết các phân vị địa tầng:

• Hệ tầng Hoằng Hóa ($aQ_1^1 hh$) nguồn gốc sông Pleistocen sớm.
• Hệ tầng Tân Mỹ ($amQ_1^1 tm$) nguồn gốc hỗn hợp sông - biển.
• Hệ tầng Triệu Sơn ($a, apQ_1^{2-3} ts$), Lệ Ninh ($mQ_1^{2-3} ln$), Quảng Điền ($amQ_1^{2-3} qđ$) tuổi Pleistocen giữa - muộn.
• Hệ tầng Phú Xuân ($ap, mQ_1^3 px$) Pleistocen muộn.
• Các trầm tích Holocen gồm Hệ tầng Thiệu Hóa ($amQ_2^{1-2} th$), Can Lộc ($amQ_2^{1-2} cl$), Phú Bài ($bmQ_2^{1-2} pb$), Yên Mỹ ($amQ_2^{2-3} ym$), Phú Vang ($abmQ_2^{2-3} pv$), và trầm tích bở rời Holocen muộn ($Q_2^3$).

Điều kiện biên (boundary conditions) của khung phân tích giới hạn trong phạm vi đới ven bờ hở và đầm phá ven biển thuộc đới khí hậu nhiệt đới gió mùa, nơi biên độ triều từ nhỏ đến trung bình (0,5 - 2,5 m).

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Nghiên cứu quán triệt triết lý thực chứng diễn dịch (empirical positivism) kết hợp hiện thực hóa phản biện (critical realism). Thiết kế nghiên cứu đa cấp độ (Multi-level design) vận hành đồng thời ở 3 cấp: cấp khu vực Bắc Trung Bộ (vĩ mô), cấp hệ thống lưu vực sông (trung mô), và cấp từng cửa sông cục bộ (vi mô).

Mẫu nghiên cứu bao trùm toàn bộ không gian 3 cửa sông trọng điểm:

• VCSVB sông Mã (Kiểu Delta lồi): 20-22 km từ biển vào đất liền (thuộc Hà Trung, Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa, Quảng Xương, TP. Sầm Sơn, TP. Thanh Hóa).
• VCSVB sông Thạch Hãn (Kiểu Liman): 20 km (thuộc Gio Linh, Triệu Phong, Cam Lộ, TP. Đông Hà).
• VCSVB sông Hương (Kiểu Liman - Đầm phá Tam Giang - Cầu Hai): 15 km (thuộc Phong Điền, Quảng Điền, Hương Trà, Phú Vang, Phú Lộc, TP. Huế).

Quy trình nghiên cứu rigorous

Quy trình nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa viễn thám, GIS và thực địa:

[Ảnh hàng không & Ảnh vệ tinh đa thời gian] ──► [Tiền xử lý: Nắn chỉnh hình học, Hiệu chỉnh khí quyển FLAASH]
                                                        │
                                                        ▼
[Mô hình số độ cao DEM (ArcMap/ENVI)] ◄── [Kỹ thuật Fusion nâng cao độ phân giải: Landsat (15m), SPOT (2.5m)]
               │                                        │
               ▼                                        ▼
[Phân tích trắc lượng hình thái & Đứt gãy] ◄── [Phân loại có kiểm định & Giải đoán chìa khóa địa mạo]
               │                                        │
               └───────────────────┬────────────────────┘
                                   │
                                   ▼
[Khảo sát thực địa 2011-2017: Đo trắc diện AB/CD, Khoan đối sánh Đệ tứ, C14]
                                   │
                                   ▼
[Thành lập Bản đồ Địa mạo: Bề mặt đồng nguồn gốc và tuổi & Chuỗi biến động đường bờ]

Bộ tư liệu viễn thám đa nguồn, đa thời gian bao gồm:

• VCSVB sông Mã: Ảnh máy bay (1965, 1975); Landsat TM (1990); SPOT-4 (2001); Landsat ETM (2001); Landsat-8 (2017); Sentinel-1/2 (2017); PlanetScope (2017).
• VCSVB sông Thạch Hãn: Ảnh máy bay (1952, 1965, 1979, 1999); Landsat TM (1989); Landsat ETM (1999); Landsat-8 (2017); Sentinel-1/2 (2017); PlanetScope (2017).
• VCSVB sông Hương: Ảnh máy bay (1965, 1978); Landsat TM (1989, 1994); Landsat ETM (1999, 2005); RadarSat (1999); Landsat-8 (2017); Sentinel-1/2 (2017); PlanetScope (2017).
• Bản đồ địa hình đối chiếu: Tỷ lệ 1:50.000 và 1:25.000 các năm 1965, 1972, 2010.

Quy trình kiểm chứng tam giác hóa (triangulation): đối soát kết quả giải đoán ảnh với 3 đợt khảo sát thực địa (2011-2012, 2013-2014, 2015-2017), đo vẽ trắc diện thực địa các tuyến AB, CD, kết hợp phân tích cổ sinh (bào tử phấn hoa Sonneratia - Lygodium - Castanopsis, Polypodium - Magnolia - Myrtus, vi cổ sinh Foraminifera, tảo Silic) và hơn 100 cột địa tầng lỗ khoan Đệ tứ.

Data và phân tích

Dữ liệu ảnh thô được hiệu chỉnh phổ khí quyển (FLAASH), nắn chỉnh trực giao về hệ tọa độ VN-2000. Ứng dụng kỹ thuật tích hợp Fusion nâng độ phân giải ảnh Landsat từ 30 m lên 15 m, ảnh SPOT từ 10 m lên 2,5 m.

Trên mô hình số độ cao (DEM) xử lý bằng ArcGIS và Global Mapper, tác giả trích xuất các thông số trắc lượng: độ dốc sườn, độ chia cắt sâu, chia cắt ngang, facet tam giác và độ dịch chuyển sống núi/lòng suối. Biến động đường bờ được số hóa và tính toán tốc độ dịch chuyển ngang qua từng thời kỳ lịch sử.

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

Thứ nhất, phân lập định lượng chi tiết hệ thống các đơn vị địa mạo theo nguồn gốc hình thái:

• VCSVB sông Mã (13 dạng địa hình): Gồm 3 dạng nguồn gốc sông (bãi bồi hiện đại, thềm bậc I, lòng sông cổ); 7 dạng nguồn gốc hỗn hợp sông - biển - đầm lầy (đồng bằng tích tụ sông - biển, bề mặt tích tụ sông - đầm lầy TP. Thanh Hóa, bề mặt sông - biển - đầm lầy Quảng Xương, Quảng Tiến); 3 dạng nguồn gốc biển (cồn cát bãi biển Quảng Cư, đụn cát, bãi triều).
• VCSVB sông Thạch Hãn (17 dạng địa hình): Gồm 6 dạng nguồn gốc sông (bãi bồi Cam Lộ, thềm bậc I-II); 7 dạng nguồn gốc hỗn hợp (bề mặt tích tụ tam giác châu sông - biển, đầm lầy); 4 dạng nguồn gốc biển và biển - gió (cồn cát Triệu Vân, bãi biển hiện đại Gio Hải, doi cát Cửa Việt).
• VCSVB sông Hương (17 dạng địa hình): Gồm 4 dạng nguồn gốc sông; 9 dạng nguồn gốc hỗn hợp (bề mặt tích tụ sông - biển Phú Lộc, vùng trũng đầm phá Tam Giang - Cầu Hai); 4 dạng nguồn gốc biển (cồn cát Hải Dương, cồn cát phía ngoài Cửa Tư Hiền, bãi biển Thái Dương).

Thứ hai, cơ chế tương phản động lực giữa hai kiểu cửa sông: Luận án chỉ ra sự đối lập sâu sắc trong hiện đại: VCSVB sông Mã thể hiện xu thế bồi tụ lấn biển chiếm ưu thế ở cửa Hới và Lạch Trào nhờ nguồn bồi tích sông Mã lớn ($>0,2 \text{ kg/m}^3$). Ngược lại, VCSVB Thạch Hãn và sông Hương (kiểu Liman) có hàm lượng bùn cát lơ lửng rất thấp ($<0,16 \text{ kg/m}^3$), chịu tác động mạnh của sóng hướng Đông Bắc và dòng ven bờ, dẫn đến xói lở bờ biển nghiêm trọng, biển lấn sâu tại Cửa Việt, Hải Dương và Cửa Thuận An.

Thứ ba, quy luật khống chế của nút giao đứt gãy kiến tạo đối với tai biến xói lở: Nghiên cứu khẳng định: "Các đoạn bờ sông, bờ biển bị xói lở mạnh và rất mạnh chủ yếu phân bố ở những điểm giao nhau của các đứt gãy tích cực. Đó chính là những đoạn bờ biển bị phá hủy mạnh mẽ, quá trình xói lở bờ cũng diễn ra mạnh nhất, ví dụ như ở các cửa Lạch Trường, Lạch Ghép, Hới, Thuận An..." Cụ thể, bờ bắc Lạch Trường (Nga Sơn) xói lở cực mạnh tại nút giao đứt gãy Sơn La - Bỉm Sơn (TB-ĐN) và Hoằng Hóa - Nông Cống (ĐB-TN); bờ bắc Lạch Ghép xói lở do đứt gãy Sông Mã cắt qua; bờ biển Hải Dương - Thuận An xói lở dữ dội do hoạt động trượt bằng của đứt gãy Đakrông - Huế phá hủy các trầm tích bở rời $Q_2^3$.

[Đứt gãy chính phương TB-ĐN] ──┐
                                ├─► [Nút giao kiến tạo] ──► [Đá móng/Trầm tích bở rời bị nghiền vỡ]
[Đứt gãy phụ phương ĐB-TN]   ──┘                                       │
                                                                       ▼
[Xói lở cực đoan tại Lạch Trường, Lạch Ghép, Thuận An] ◄── [Năng lượng sóng & Dòng ven bờ bóc mòn mạnh]

Thứ tư, tái lập chính xác đường bờ cổ qua các thời kỳ địa chất: Tác giả đã khôi phục thành công ranh giới đường bờ biển thời kỳ cực đại biển tiến Flandrian (Holocen giữa, 6.500 - 4.000 năm BP) tại đồng bằng sông Mã, đường bờ thềm mài mòn biển Pleistocen muộn tại Thạch Hãn (Gio Linh, Cam Lộ) và sông Hương (Thủy Phương, Phú Lộc).

Vùng cửa sông ven biển	Kiểu hình thái cửa sông	Số lượng dạng địa hình bóc tách	Xu thế động lực hiện đại (1952-2017)	Đới đứt gãy tân kiến tạo khống chế
Sông Mã	Delta (Châu thổ lồi)	13 dạng (3 sông, 7 hỗn hợp, 3 biển)	Bồi tụ lấn biển chiếm ưu thế	Sơn La - Bỉm Sơn, Sông Mã (TB-ĐN)
Sông Thạch Hãn	Liman (Cửa thẳng/Lagun)	17 dạng (6 sông, 7 hỗn hợp, 4 biển)	Xói lở, biển lấn đất liền	Khe Giữa - Vĩnh Linh, Quảng Trị (TB-ĐN)
Sông Hương	Liman (Đầm phá Tam Giang - Cầu Hai)	17 dạng (4 sông, 9 hỗn hợp, 4 biển)	Xói lở dữ dội, cửa mở - lấp dịch chuyển	Đakrông - Huế, Thà Khẹt - Hải Vân (TB-ĐN)

Implications đa chiều

• Về lý thuyết: Bổ sung cơ sở khoa học về mối liên hệ nhân - quả giữa trường kiến tạo hiện đại và cán cân trầm tích đới bờ nhiệt đới.
• Về phương pháp luận: Cung cấp quy trình tích hợp chuẩn hóa giữa giải đoán viễn thám đa phổ/đa cảm biến và phân tích địa tầng - trắc diện địa mạo.
• Về ứng dụng thực tiễn: Cung cấp luận cứ quy hoạch sử dụng hợp lý tài nguyên lãnh thổ, phân vùng chức năng kinh tế biển, đắp đê lấn biển tại Thanh Hóa, bảo vệ hành lang thoát lũ ven biển Thừa Thiên Huế.
• Về chính sách công: Đề xuất tuyến công trình chỉnh trị luồng tàu Cửa Việt, Cửa Thuận An, giải pháp mỏ hàn/kè mềm bảo vệ bờ biển xã Hải Dương, chuyển đổi sinh kế nuôi trồng thủy sản đầm phá Tam Giang thích ứng nước biển dâng.

Limitations và Future Research

Luận án thẳng thắn thừa nhận 4 hạn chế:

1. Độ phân giải không gian của ảnh vệ tinh thời kỳ trước 1980 còn hạn chế, phụ thuộc vào ảnh máy bay giải mã đơn sắc.
2. Chuỗi số liệu đo đạc bùn cát đáy và trường sóng tại các trạm hải văn đảo Cồn Cỏ chưa bao phủ liên tục 100% các mùa bão lũ cực đoan.
3. Chưa tích hợp mô hình số trị thủy thạch động lực 3D (Delft3D) để mô phỏng tương tác sóng - dòng chảy dưới các kịch bản nước biển dâng chi tiết cho từng mét vuông bờ biển.
4. Đánh giá tác động nhân sinh mới tập trung ở các công trình hồ chứa thượng lưu lớn, chưa lượng hóa toàn diện tác động của hàng nghìn hồ chứa thủy điện nhỏ phát triển sau năm 2010.

Chương trình nghiên cứu 10 năm tới cần tập trung:

• Ứng dụng ảnh vệ tinh radar khẩu độ tổng hợp (SAR) đa thời gian kết hợp trí tuệ nhân tạo (Deep Learning) để tự động hóa giám sát biến động đường bờ theo thời gian thực (Daily PlanetScope / Sentinel-1).
• Mô hình hóa tương tác Thủy - Thạch động lực 3D đa tỷ lệ kết hợp kịch bản biến đổi khí hậu RCP 8.5.
• Nghiên cứu cơ chế tích tụ carbon xanh (Blue Carbon) trong trầm tích đầm lầy - đầm phá ven biển Bắc Trung Bộ.
• Đánh giá định lượng tác động của hiện tượng cát tặc và nạo vét luồng hàng hải đến cân bằng động học đáy biển nông ven bờ.

Tác động và ảnh hưởng

Nghiên cứu tạo tác động học thuật sâu rộng với dự báo chỉ số trích dẫn cao trong các chuyên ngành Địa mạo, Địa chất biển, Viễn thám và Quản lý tổng hợp đới bờ (ICZM).

Về mặt kinh tế - xã hội:

• Cung cấp cơ sở khoa học cho các dự án chỉnh trị cửa sông, bảo vệ các tuyến đê biển xung yếu tại Nga Sơn, Hậu Lộc, Hải Lăng, Phú Vang.
• Giúp giảm thiểu thiệt hại hàng chục tỷ đồng mỗi năm do sa bồi luồng tàu tại cảng Cửa Việt và sạt lở khu dân cư ven biển Thừa Thiên Huế.
• Định hướng quy hoạch phát triển bền vững không gian du lịch sinh thái biển Sầm Sơn, Cửa Lò, bãi biển Thuận An và đầm phá Tam Giang - Cầu Hai.

Đối tượng hưởng lợi

• Nghiên cứu sinh / Học giả sau tiến sĩ: Tiếp cận phương pháp luận thành lập bản đồ địa mạo "Bề mặt đồng nguồn gốc và tuổi" và chuỗi dữ liệu đường bờ lịch sử 65 năm (1952-2017).
• Cơ quan quản lý nhà nước (Bộ TN&MT, Bộ NN&PTNT, UBND 6 tỉnh Bắc Trung Bộ): Ứng dụng bản đồ địa mạo và sơ đồ phân vùng tai biến xói lở vào quy hoạch sử dụng đất, phân bổ nguồn vốn xây dựng công trình kè biển chống sạt lở.
• Kỹ sư công trình thủy và quy hoạch cảng biển: Tiếp cận số liệu trắc lượng bồi tích, chế độ sóng triều và xu thế dịch chuyển lạch sâu phục vụ nạo vét và thiết kế đê chắn sóng.
• Cộng đồng dân cư ven biển: Hưởng lợi từ các kịch bản cảnh báo sớm tai biến bờ biển, bảo toàn diện tích đất canh tác nông - lâm - thủy sản và ổn định nơi cư trú.

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì? Trả lời: Luận án đã mở rộng lý thuyết địa mạo bờ biển Zenkovich bằng việc chứng minh quy luật khống chế cấu trúc của các đới đứt gãy trượt bằng tân kiến tạo (phương TB-ĐN và ĐB-TN) đối với hình thái tiến hóa cửa sông nhiệt đới. Hoạt động đứt gãy không chỉ kiểm soát bình đồ không gian mà còn tạo ra các đới nghiền vỡ bở rời, quyết định vị trí chính xác của các tâm điểm xói lở cực đoan tại Lạch Trường, Lạch Ghép và Thuận An.

2. Điểm đổi mới phương pháp luận so với các nghiên cứu trước đây là gì? Trả lời: So với các công trình địa mạo truyền thống chỉ dựa vào đo trắc diện thực địa đơn lẻ (Đặng Văn Bào, 1996; Lại Huy Anh, 2001), luận án đã thiết lập quy trình tích hợp chuẩn hóa: Tiền xử lý hiệu chỉnh khí quyển FLAASH $\rightarrow$ Tích hợp Fusion nâng độ phân giải ảnh vệ tinh đa thời gian (Landsat 15m, SPOT 2.5m) $\rightarrow$ Mô hình hóa số độ cao DEM $\rightarrow$ Kiểm chứng tam giác hóa bằng phân tích thạch học địa tầng Đệ tứ và khảo sát trắc lượng thực địa liên tục 3 giai đoạn (2011-2017).

3. Phát hiện bất ngờ và phản trực giác nhất trong nghiên cứu là gì? Trả lời: Mặc dù các hồ chứa thượng lưu sông Mã tích giữ một lượng bùn cát rất lớn sau khi vận hành, vùng cửa sông Mã vẫn duy trì xu thế bồi tụ tiến biển tổng thể nhờ nguồn cát tái phân phối đáy biển nông và động lực bồi tụ chiếm ưu thế của delta. Ngược lại, tại sông Thạch Hãn và sông Hương, dù lưu vực có độ che phủ rừng cao, cửa sông lại bị xói lở và biển lấn dữ dội do cấu trúc hạ lún kiến tạo cục bộ và sự thiếu hụt nghiêm trọng bùn cát mịn ($<0,16 \text{ kg/m}^3$).

4. Luận án có cung cấp quy trình tái lập (Replication protocol) chuẩn xác không? Trả lời: Luận án cung cấp sơ đồ quy trình công nghệ xử lý ảnh viễn thám chi tiết từ bước thu thập dữ liệu thô, nắn chỉnh hình học trực giao theo hệ tọa độ chuẩn VN-2000, hiệu chỉnh khí quyển, phân loại có kiểm định dựa trên mẫu chìa khóa thực địa, đến nguyên tắc phân lớp chuyên đề trong GIS theo "Bề mặt đồng nguồn gốc và tuổi", đảm bảo khả năng nhân bản hoàn toàn cho các đới bờ khác.

5. Chương trình nghiên cứu 10 năm tới được phác thảo như thế nào? Trả lời: Hướng tới xây dựng hệ thống giám sát thời gian thực đới bờ Bắc Trung Bộ bằng ảnh vệ tinh radar khẩu độ tổng hợp (InSAR/Sentinel-1), tích hợp mô hình thủy thạch động lực 3D Delft3D/MIKE 21 dưới các kịch bản nước biển dâng cực đoan, và lượng hóa trữ lượng trầm tích bở rời phục vụ cân bằng vật liệu xây dựng và bảo vệ đới bờ.

Kết luận

1. Xác lập hoàn chỉnh bản đồ địa mạo chi tiết tỷ lệ lớn cho 3 vùng cửa sông đại diện Bắc Trung Bộ theo nguyên tắc "Bề mặt đồng nguồn gốc và tuổi", phân lập sáng rõ 13 dạng địa hình tại VCSVB sông Mã, 17 dạng tại VCSVB sông Thạch Hãn và 17 dạng tại VCSVB sông Hương.
2. Chứng minh vai trò khống chế cấu trúc của các đới đứt gãy tân kiến tạo trượt bằng phải - thuận phương TB-ĐN (Sơn La - Bỉm Sơn, Sông Mã, Khe Giữa - Vĩnh Linh, Đakrông - Huế) và các khối nâng/hạ lún tảng đối với sự phân hóa hai kiểu hình thái cửa sông Delta và Liman.
3. Khôi phục thành công các thế hệ đường bờ cổ trong Pleistocen muộn và Holocen giữa (biển tiến Flandrian), đồng thời định lượng hóa quy luật dịch chuyển đường bờ hiện đại giai đoạn 1952 - 2017 với sự tương phản giữa bồi tụ lấn biển ở sông Mã và xói lở biển lấn ở Thạch Hãn - sông Hương.
4. Phát hiện quy luật phân bố của các tâm điểm xói lở cực đoan trùng khớp với các nút giao đứt gãy kiến tạo tích cực trên nền trầm tích bở rời Holocen tại Lạch Trường, Lạch Ghép và Cửa Thuận An.
5. Đề xuất hệ thống giải pháp công trình và phi công trình có cơ sở khoa học vững chắc nhằm quản lý tổng hợp đới bờ, bảo vệ hành lang thoát lũ, chỉnh trị luồng tàu và phát triển bền vững kinh tế biển 6 tỉnh Bắc Trung Bộ thích ứng với biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu biến động địa hình vùng cửa sông ven biển; Chương 2. Đặc điểm và vai trò các yếu tố tác động đến biến động địa hình vùng cửa sông ven biển Bắc Trung Bộ; Chương 3. Đặc điểm địa mạo các VCSVB Bắc Trung Bộ; Chương 4.

Đánh giá biến động địa hình và vấn đề sử dụng hợp lý tài nguyên lãnh thổ các VCSVB Bắc Trung Bộ. Luận án được thực hiện tại Học viện KH&CN thuộc Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam, dưới sự hướng dẫn của TS. Phạm Văn Hùng và TS. Trước hết, NCS xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới TS.

Phạm Văn Hùng và TS. Phạm Quang Sơn - những người Thầy đã dành cho NCS sự quan tâm, hướng dẫn tận tình và những định hướng khoa học hiệu quả trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án. Trong quá trình thực hiện luận án, NCS đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình, có hiệu quả của Ban Lãnh đạo Học viện KH&CN, Viện Địa chất. Ngoài ra, NCS còn nhận được những lời góp ý quý báu của các nhà khoa học, các đồng nghiệp ở trong và ngoài Học viện, lời động viên của gia đình và bạn bè.

NCS xin chân thành cám ơn. PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐỊA HÌNH VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN 1. Những vấn đề chung 1. Khái niệm về cửa sông Cửa sông (river mouth) là nơi con sông đổ vào biển, vào hồ (hồ chứa) hoặc vào một con sông lớn hơn [2], [3], [4], [5].

Trong công trình này, NCS tập trung nghiên cứu nơi cửa sông vào biển. Theo các chuyên môn nghiên cứu mà có nhiều cách hiểu về khái niệm cửa sông. Có thể hiểu theo nghĩa rộng thì cửa sông là khu vực có sự tương tác, tranh chấp giữa nước mặn của biển và nước ngọt của lục địa, nói cách khác là nơi sông đổ nước ra biển. Bên cạnh đó một số khái niệm về cửa sông được hiểu theo một số định nghĩa dưới đây: - Theo Cameron và Prichard (1963): Cửa sông là vùng nước nửa kín duyên hải có quan hệ tự do với biển và chịu ảnh hưởng của chuyển động thuỷ triều, nước biển được pha loãng bởi nước ngọt từ trong nội địa ra [3].

- Theo Fairbridge (1980): Một cửa sông là một nhánh của biển đi vào một dòng sông đến nơi mà mực nước cao nhất của thủy triều vươn tới, thường được chia thành 3 phần khác nhau: a) phần biển hay phần cửa sông thấp, nối liền với biển khơi; b) phần cửa sông trung, nơi diễn ra sự pha trộn chính của nước biển và nước ngọt; và c) phần cửa sông cao, chi phối bởi nước ngọt nhưng còn tác động của thủy triều. Giới hạn giữa 3 phần này không cố định và biến động theo lượng nước ngọt đổ ra từ sông [6]. - Theo Dalrymple (1992): thì định nghĩa cửa sông là phần tiếp giáp với biển của lòng sông bị ngập nước chứa đựng phù sa từ trong sông ra, bùn cát ven biển dưới tác động của thuỷ triều, sóng và các quá trình sông. Cửa sông được xem như phần đất kéo dài từ đất liền nơi không còn ảnh hưởng của thuỷ triều, về phía biển nơi không còn ảnh hưởng của sông [7].

Như vậy “Cửa sông là nơi dòng sông đổ ra biển, được đặc trưng bởi quá trình chuyển hoá dần từ chế độ thuỷ văn lục địa sang chế độ thuỷ văn biển; ở đây xảy ra các biến động rất lớn về tính chất lý - hoá của các khối nước, các đặc trưng sinh học cũng như quá trình phát triển lục địa và hình thành châu thổ” [9]. Vì cửa 10 sông là nơi xảy ra tranh chấp giữa nước biển và nước sông, đó là sự thay đổi từ chế độ thuỷ văn sông trong sự tiếp nhận chế độ thuỷ văn biển, nên giới hạn cửa sông thường được xác định bởi các dấu hiệu đặc điểm như sau: - Giới hạn phía trong cửa sông: ở vị trí đáy trục lòng dẫn sông đạt độ sâu lớn nhất, nơi bề mặt mực nước sông đạt tới tốc độ nhỏ nhất, ranh giới cuối cùng của vùng không bị nhiễm mặn. - Giới hạn phía ngoài cửa sông: ở ranh giới ngoài của các bar đảo cửa sông, nơi dòng chảy, dòng bồi tích sông bị tắt dần. Hiện nay, có rất nhiều quan điểm nhằm phân định ranh giới vùng cửa sông, song hầu hết đều thống nhất dựa vào 3 dấu hiệu cơ bản như: điều kiện thuỷ văn, điều kiện thuỷ hoá và hình thái cửa sông.

Các nhà nghiên cứu hóa học và sinh học thì giới hạn vùng cửa sông là: giới hạn trong sông ở nơi nước lợ có độ mặn từ 0,5 ‰ đến giới hạn ngoài khơi là nơi nước lợ biến đổi hoàn toàn thành nước biển có độ mặn từ 3034 ‰. Bên cạnh đó các nhà nghiên cứu thủy văn thì đưa ra ranh giới trong sông là nơi lòng dẫn chính bắt đầu phân nhánh, hoặc là nơi có ảnh hưởng của hiện tượng thuỷ triều (hay nước dâng) trong mùa kiệt. Ranh giới ngoài phía biển là nơi có chế độ thuỷ hoá biến tính mạnh nhất trong mùa lũ (thường là lấy độ mặn vùng nước pha trộn làm chỉ tiêu đặc trưng). Theo Baidin vùng cửa sông gồm 3 phần là: đoạn gần cửa sông (A), đoạn cửa sông (B) và vùng biển nông trước cửa sông (C) (Hình 1.

Cấu tạo vùng cửa sông [10] Do đó, trên cơ sở phân vùng cửa sông của Baidin thì VCSVB sông Mã là phần lục địa từ biển vào đất liền khoảng 20 - 22km, sông Thạch Hãn khoảng 20km, sông Hương khoảng 15km (từ nơi sông chính bắt đầu phân nhánh tới bãi triều thấp khi mức triều kiệt). Như vây, phạm vi phân bố chung về mặt không gian của các 11 VCSVB Bắc Trung Bộ mà NCS tập trung nghiên cứu là phần đất liền từ bãi triều vào trong lục địa, khoảng 15 - 20km, gồm các đoạn A và B (Hình 1. Phân loại cửa sông ở khu vực nghiên cứu Vùng cửa sông ven biển là nơi thường xuyên diễn ra tương tác rất phức tạp của sông và biển; của nhóm yếu tố nội sinh, ngoại sinh và hoạt động kinh tế của con người. Do đó, việc phân loại cửa sông theo các tiêu chí phù hợp với mục đích nghiên cứu có một ý nghĩa quan trọng trong việc áp dụng các phương pháp nghiên cứu phù hợp, đạt kết quả tốt.

Hiện nay, có nhiều nguyên tắc phân loại cửa sông theo các quan điểm nghiên cứu khác nhau. Tuy nhiên cách phân loại cửa sông cũng rất khác nhau tuỳ thuộc vào mục đích nghiên cứu và các chỉ tiêu sử dụng trong phân loại. Hiện nay, các công trình trên thế giới đã trình bày một số cách phân loại cửa sông theo các tiêu chí khác nhau. Trong đó, phải kể đến một số công trình khoa học đã đề cập đến phân loại cửa sông ven biển theo các tiêu chí sau đây [3], [5], [9], [11], [12]: - Dựa vào các dấu hiệu địa mạo cơ bản các cửa sông được phân thành 3 nhóm: (1) cửa sông châu thổ (delta), (2) cửa sông hình phễu (estuary), (3) cửa sông dạng phẳng (liman); - Dựa vào hình dạng cửa sông và đường bờ biển, chia thành 3 loại: (1) cửa sông dạng thẳng và dạng phễu, (2) cửa sông dạng kín và dạng hở, (3) cửa sông dạng lõm, lồi và phẳng.

- Dựa vào dấu hiệu hoạt động kiến tạo khu vực, chia ra: (1) vùng cửa sông có hoạt động kiến tạo mạnh (sụt lún, nâng - hạ, tách giãn, v.v), (2) vùng cửa sông ít hoạt động kiến tạo hoặc ổn định. - Dựa vào đặc điểm tác động của chế độ thuỷ- hải văn chia ra 2 nhóm: (1) cửa sông ven biển hở (hay đại dương), (2) cửa sông ven biển kín (hay biển nội địa). - Dựa vào chế độ bùn cát chia ra các loại: cửa sông có nhiều bùn cát  > 0,2 kg/m3 thuộc loại cửa sông delta và cửa sông có ít hoặc rất ít bùn cát  < 0,16 kg/m3 thuộc loại cửa sông estuary, cửa sông có bùn cát 0,16≤  ≤ 0,2 kg/m3 thuộc loại cửa sông quá độ. Như vậy, theo các khía cạnh, chuyên ngành và mục tiêu khác nhau, các công trình đã đưa ra các cách phân loại VCSVB khác nhau.

Tuy nhiên, hầu hết các cách phân loại nêu trên đều xét tới tổng thể các yếu tố động lực nội sinh và ngoại sinh một cách trực tiếp hay gián tiếp tới hình thành địa hình các VCSVB. Khu vực Bắc Trung Bộ có đường bờ biển dài 642km, trải dài từ vĩ độ 16 o18’ VĐB đến 20o VĐB thuộc địa bàn các tỉnh Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên Huế. Khu vực này có tới 23 cửa sông đổ ra biển (Bảng 1.1), trong đó 12 phải kể đến các cửa sông chính như cửa Hới của sông Mã, cửa Hội của sông Cả, cửa Gianh của sông Rào Nậy, cửa Việt của sông Thạch Hãn và cửa Thuận An của sông Hương. Các sông này đổ trực tiếp ra biển Đông với một cửa duy nhất, riêng sông Hương đổ trực tiếp vào phá Tam Giang - đầm Cầu Hai trước khi đổ ra biển qua cửa Thuận An và Tư Hiền.

Thống kê các cửa sông ở khu vực Bắc Trung Bộ Stt Tên tỉnh Tên sông Cửa sông 1 Lèn Cửa Lạch Sung 2 Tào Xuyên Cửa Lạch Trường 3 Thanh Hoá Mã Cửa Hới 4 Yên Cửa Lạch Ghép 5 Khê Dứa Lạch Bạng 6 Hoàng mai Cửa Trập ( Cửa Cờn) 7 Độ Ông ( sông Hầu) Cửa Lạch Quèn 8 Dừa Cửa Thới Nghệ An 9 Bùng Cửa Vạn 10 Cửa Lò Cửa Lò 11 Cả Cửa Hội 12 Hạ Vàng Cửa Sót 13 Hà Tĩnh Rác Cửa Nhượng 14 Kinh Cửa Khẩu 15 Ròn Cửa Ròn 16 Gianh Cửa Gianh 17 Quảng Bình Lý Hoà Cửa Lý Hoà 18 Định Cửa Doanh 19 Kiến Giang Cửa Nhật Lệ 20 Bến Hải Cửa Tùng Quảng Trị 21 Thạch Hãn + Ô Lâu Cửa Việt Đầm Thanh Lam ( cửa Thuận 22 Sông Hương Thừa Thiên Huế An) 23 Nông +Truồi Vụng Cầu Hai (cửa Tư Hiền) Nguồn:[13], [63] 13 Trong công trình này, NCS sử dụng cách phân loại VCSVB theo tiêu chí tổng hợp các dấu hiệu địa chất - địa mạo và theo mức độ tác động của các yếu tố động lực ở các VCSVB Bắc Trung Bộ [1], [12]. - Cửa sông lồi (delta) có cửa Hới, Lạch Trào, Hội, Gianh với đặc trưng là phát triển các bãi ngầm trước cửa sông; - Cửa thẳng (liman) có cửa Việt và Thuận An với đặc trưng ít bồi tích, phát triển val cát song song với bờ tạo thành lagun. Trên cơ sở những phân loại các VCSVB Bắc Trung Bộ, NCS đã chọn lựa chọn các VCSVB: delta - VCSVB sông Mã, liman - VCSVB sông Thạch Hãn và sông Hương.