Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. KHÁT QUÁT VỀ VÙNG CỬA SÔNG 1.1 Khái niệm về vùng cửa sông Có nhiều định nghĩa khác nhau được dùng để diễn tả một cửa sông ven biển. Theo quan điểm của các nhà địa mạo, cửa sông là cửa của một con sông mà ở đó đang có quá trình sụt lún kiến tạo không được đền bù hoặc là một thung lũng sông bị chìm ngập do mực nước biển dâng lên, thường có dạng hình phễu. Trong các từ điển, cửa sông được giải thích là “cửa các con sông lớn có thủy triều” (từ điển Oxford) hoặc “một vùng gần bờ được khống chế bởi nước biển khi triều cao, một vùng biển được tạo thành bởi cửa một con sông” (từ điển Larouse) [26].
Theo quan điểm của các nhà địa mạo thì: “Cửa sông là cửa của một con sông mà ở đó đang có quá trình sụt lún kiến tạo không được đền bù hoặc một thung lũng sông bị chìm ngập do mực nước biển nâng lên, chúng thường có dạng hình phễu” [26]. Theo quan điểm động lực, năm 1967, D. Pritchard đưa ra định nghĩa: “Cửa sông là một thủy vực ven bờ nửa khép kín, liên hệ trực tiếp với biển và ở trong đó, nước biển hòa trộn có mức độ với nước ngọt đổ ra từ các dòng lục địa”. Trong định nghĩa này đã đề cập tới các đặc trưng vốn có của vùng cửa sông như sự pha trộn giữa nước biển và nước ngọt, sự biến động của các nhân tố môi trường gây ra bởi các yếu tố động lực, đồng thời phân biệt được với các hồ nước mặn thường có độ muối ổn định theo thời gian.
Tuy nhiên, quan điểm này vẫn chưa đề cập đến tác động của thủy triều, các hệ cửa sông mù (Blind estuary) và các cửa sông quá mặn (Hyperhaline) bị loại trừ [26]. Day (1981) đã bổ sung và đề xuất một định nghĩa có nội dung rộng hơn: “Cửa sông là thủy vực ven bờ nửa khép kín về mặt không gian, liên hệ trực tiếp với biển một cách thường xuyên hay theo chu kỳ, trong đó độ muối biến đổi do sự hòa trộn có mức độ của nước biển với nước ngọt đổ ra từ các dòng lục 3 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Để xác định rõ tác động của thủy triều, đồng thời vẫn đề cập đến sự pha trộn giữa nước biển và nước ngọt, năm 1980, R. Fairbridge cũng đã đưa ra định nghĩa: “Một cửa sông là một nhánh của biển đi vào một dòng sông đến nơi mà mực nước cao nhất của thủy triều còn 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” [29, 39]. Ranh giới vùng cửa sông Vùng cửa sông ven biển được coi là vùng nước lợ, có độ mặn dao động trong khoảng rất rộng, từ 0,5 - 32 ‰. Theo sự phân loại các thuỷ vực được đưa ra tại Diễn đàn Venice năm 1959, dựa trên độ mặn, ta có các thủy vực ở bảng 1. Hệ thống phân loại các thuỷ vực nước lợ của Venice (1959) [27] TT Các dạng thủy vực Độ muối (o/ooNaCl) 1 Hyperhaline Quá mặn > 40 2 Euhaline Nước mặn 40 – 30 3 Mixohaline: Nước lợ: (40) 30 – 0,5 - Euhaline - Giáp ranh > 30 nhưng < nước biển kế cận - Polyhaline - Nước lợ mặn 30 – 18 - Mesohaline - Nước lợ chính thức 18 – 5 - Oligohaline - Nước lợ nhạt 5 – 0,5 4 Limnetic Nước ngọt < 0,5 Vùng cửa sông cũng là nơi tranh chấp mãnh liệt giữa đất liền và biển, ở đó luôn xảy ra hai quá trình trái ngược nhau là bồi tụ và bào mòn.
Hai quá trình này 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com xảy ra phụ thuộc vào các yếu tố động lực của dòng sông, dòng biển (sóng, thủy triều, hải lưu) và các quá trình địa chất. Tại đây có sự chuyển đổi tính chất của nước từ nước ngọt sang nước mặn. Vùng cửa sông cũng là cái bẫy, bẫy các chất dinh dưỡng từ lục địa, biển, bản thân nó cũng tạo nên nguồn thức ăn to lớn. Đây cũng là nơi tập trung của các chất gây ô nhiễm từ nhiều nguồn.
Do phân hóa cao về các điều kiện địa lý - khí hậu, thủy văn,… vùng cửa sông có mức độ đa dạng sinh học cao, mặc dù số lượng thực tế của các loài sinh vật không nhiều. Phân bố trong vùng cửa sông là những loài sinh vật rộng sinh cảnh, đặc biệt là loài rộng muối và rộng nhiệt. Những loài này trong quá trình thích nghi với điều kiện môi trường đầy biến động đã tạo nên những quần xã ổn định để tồn tại và phát triển hưng thịnh, làm xuất hiện ở đây một hệ sản xuất có năng suất sinh học rất cao so với hàng loạt hệ sinh thái khác [26]. Với sự dao động lớn của các thông số đặc trưng, vùng cửa sông được chia ra thành 5 phần khác nhau, không chỉ khác nhau về độ muối, đặc điểm cấu tạo nền đáy, tính chất và tốc độ dòng chảy mà còn tồn tại ở đó các nhóm sinh vật với những đặc tính sinh thái khác nhau (McLusky, 1974) [41]: - Phần đầu của vùng cửa sông - nơi nước ngọt đổ vào với sự xâm nhập của nước mặn, độ muối cao nhất lên đến 5‰ nhưng ưu thế vẫn là dòng nước ngọt.
Một số loài sinh vật nước ngọt có thể xâm nhập xuống kiếm ăn, nhất là khi nước ròng. - Phần trên của vùng cửa sông - tốc độ dòng giảm đi đáng kể do ở đó có sự hòa trộn giữa nước ngọt và nước mặn, nền đáy phủ bùn, độ muối biến đổi từ 5 đến 18‰. Đây cũng là nơi xâm nhập của nhiều loài sinh vật biển rộng muối đi vào kiếm ăn và sinh sản. - Phần giữa vùng cửa sông - đáy phủ bùn với một vài nơi là cát, dòng chảy mạnh lên, độ muối dao động trong khoảng 18-25‰.
- Phần thấp của vùng cửa sông - đáy được phủ bởi cát, một vài nơi là bùn. Dòng chảy mạnh hơn, độ muối 25-30 (32)‰. Đây cũng là giới hạn thấp đối với những loài sinh vật biển hẹp muối có thể xâm nhập vào kiếm ăn hay sinh sản. - Phần chuyển tiếp - phần tận cùng chuyển từ chế độ cửa sông sang vùng 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com biển ven bờ.
Đáy được phủ bởi cát sạch hoặc đá, dòng triều mạnh, độ muối cao gần với độ muối của vùng biển ven bờ, trên 30‰ hoặc có thể lên đến 32‰. Ranh giới của vùng cửa sông rất thay đổi, do khối nước toàn vùng dịch chuyển tuỳ thuộc vào lượng nước của dòng sông và hoạt động của thuỷ triều. Trong mùa nước kiệt, giới hạn trên của vùng cửa sông tiến sâu vào đất liền, còn giới hạn dưới ôm sát lấy các cửa sông. Trong mùa lũ, lưỡi nước ngọt xâm nhập xa ra biển.
Chính sự tương tác sông - biển này đã đem đến hàng loạt hậu quả sinh thái như sự xâm nhập nước mặn vào hạ lưu, tạo ra cửa ngõ cho sự di nhập của các loài sinh vật biển vào nước ngọt và sinh vật nước ngọt ra biển, cũng như gây ra quá trình bồi tụ - bào mòn, sắp xếp lại các trầm tích ở vùng cửa sông ven biển,. Về phần đáy, ranh giới ngoài của vùng cửa sông chính là nơi diễn ra quá trình lắng đọng các vật liệu bào mòn do dòng sông đem ra và tuy ranh giới đó không thể tiến xa hơn ra biển so với lưỡi nước ngọt ở tầng mặt, nhưng có thể vượt khỏi độ sâu 15m. Như vậy, vùng cửa sông là nơi chuyển tiếp sông - biển thuộc đới biển ven bờ (coastal zone), nơi tương tác mãnh liệt của lục địa - đại dương, một trong 4 vùng tiếp xúc lớn nhất của hành tinh: Lục địa - đại dương (land - ocean), khí quyển - thủy quyển (atmosphere - hydrosphere), vùng tiếp xúc nước - đáy (pelago-benthos) và cuối cùng là đất ngập nước (Wetland), nơi chuyển tiếp từ nơi đất cao xuống nơi nước sâu ở vùng ven biển đến độ sâu 6m dưới mức triều kiệt [26]. Hệ thống cửa sông Việt Nam Với đường bờ biển dài và hệ thống sông ngòi dày đặc đổ ra biển, vùng cửa sông Việt Nam trải ra dọc bờ biển từ 8030’ đến 21030’ vĩ độ Bắc và quanh các đảo, tạo nên vùng nước lợ rộng lớn, liên hệ với hàng loạt các hệ thống sông lớn nhỏ.
Phần lớn các hệ thống sông đổ ra biển theo hướng Tây Bắc - Đông Nam với mật độ khoảng 15 - 20 km/cửa sông, trừ một số sông ở vùng Đông Bắc như Bằng Giang – Kỳ Cùng chảy sang Trung Quốc, các sông ở phía Tây Trường Sơn đổ vào sông Mê Kông. Hầu hết các sông là sông nhỏ, chiếm 90%, chỉ có 9 hệ thống sông lớn với diện tích lưu vực trên 10.000km2 như hệ thống sông Bằng Giang – Kỳ Cùng, sông Hồng, sông Thái Bình, sông Mã, sông Cả, sông Thu Bồn, sông Ba, sông Đồng Nai, 6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com sông Cửu Long. Trong đó, hai hệ thống sông lớn nhất nước ta là hệ thống sông Hồng - Thái Bình và hệ thống sông Cửu Long [26]. Các cửa sông ở nước ta có tuổi 2000 - 3000 năm, có lịch sử hình thành và phát triển gắn liền với lịch sử hình thành và phát triển của bờ biển, sự tương tác của dòng sông và dòng biển, hoạt động tương tác của các quần xã sinh vật, bao gồm cả các hoạt động của con người.
Hệ thống cửa sông Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa với sự phân hóa sâu sắc theo mùa trong năm: Mùa gió Đông Bắc và mùa gió Tây Nam. Tuy nhiên, do đặc điểm địa hình, ảnh hưởng của các giải áp thấp nhiệt đới và bão, hoạt động của các hoàn lưu khí quyển mà mỗi vùng có những nét riêng. Bên cạnh đó, hoạt động tương tác sông - biển cũng kéo theo những hệ quả đối với vùng cửa sông. Hệ thống sông nước ta hoạt động theo mùa, liên quan tới chế độ mưa của toàn lưu vực.
Mùa lũ các sông ở Bắc Bộ kéo dài từ tháng 6 - 10. Ở thời kỳ này, lượng dòng chảy chiếm 75 - 90% tổng lượng nước và 90% tổng lượng bùn cát cả năm, vùng cửa sông được mở rộng. Ngược lại, trong những tháng còn lại, lượng dòng chảy thấp, vùng cửa sông bị thu hẹp, thủy triều đưa nước biển xâm nhập sâu vào lục địa theo các triền sông.