CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CHUNG 1. Định nghĩa và phân loại cửa sông 1. Định nghĩa Theo các nhà thủy văn học, cửa sông được hiểu với nghĩa khá rộng, đó là nơi kết thúc một con sông.
Nơi kết thúc một con sông có thể là hồ, ao, đầm lầy, một con sông khác hoặc là biển. Trong khuôn khổ luận văn này, học viên tập trung nghiên cứu về các cửa sông ven biển. Việc nghiên cứu vùng cửa sông ven biển trên thế giới nói chung và trong nước nói riêng đã rất phổ biến từ rất lâu. Có rất nhiều những định nghĩa về cửa sông được đưa ra bởi các nhà khoa học.
Theo Cameron và Pritchard (1963) [12]: “Cửa sông là một thủy vực ven biển nửa kín có liên hệ trực tiếp với nước biển khơi và tại đây, nước biển bị pha loãng đáng kể với nước ngọt từ các khu vực thu nước trên đất liền”. Ngoài ra, trên cơ sở khoa học về hình thái và động lực học cửa sông, các nhà khoa học đã định nghĩa cửa sông như sau: “Cửa sông là vực nước ven bờ nửa kín có cửa thông với biển và trong đó nước biển xáo trộn với nước sông từ trong lục địa đổ ra”. Năm 1980, Fairbridge đã đưa ra định nghĩa mới về cửa sông, trong đó bổ sung sự phân vùng cửa sông ven biển như sau: “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 (i) phần biển hay phần cửa sông thấp, nối liền với biển khơi; (ii) phần cửa sông trung, nơi diễn ra sự pha trộn chính của nước biển và nước ngọt; và (iii) 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” [17].
Như vậy, có thể thấy cửa sông ven biển là một khu vực có đặc trưng động lực phức tạp do chịu tương tác của cả yếu tố sông và yếu tố biển. Đây cũng chính là khu vực có hệ sinh thái phát triển đa dạng và dồi dào dinh dưỡng. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Phân loại cửa sông Do chịu ảnh hưởng của hai thủy vực khác nhau hoàn toàn (sông, biển) nên cửa sông là khu vực khá phức tạp.
Vì vậy, việc phân loại cửa sông cũng đa dạng theo các hướng tiếp cận trong nghiên cứu vùng cửa sông ven biển. Hướng phân loại cửa sông theo địa hình và hình dạng Theo Pritchard (1952), cửa sông được phân thành 4 loại chính theo địa hình: (i) cửa sông đồng bằng ven biển (thung lũng ngập nước) hình thành trong thời kì biển tiến do sự ngập lụt các cửa sông bị chia cắt mạnh và tỷ lệ giữa độ rộng và độ sâu của cửa sông là lớn; (ii) cửa sông dạng Fjord (vịnh hẹp) hình thành ở vùng có sự hoạt động của băng, các cửa sông này thường rất sâu, hẹp và phân tầng mạnh; (iii) cửa sông có bar chắn xuất hiện trong thời kì băng hà, đặc trưng của các cửa sông này là các doi cát đặc trưng cắt ngang cửa sông, cửa sông thường nông, độ sâu khoảng vài mét, thường có các đầm phá và luồng tàu nông ở phía trong cửa; (iv) cửa sông kiến tạo hình thành do động đất, đứt gãy vỏ trái đất, hoạt động của núi lửa,… Một phương pháp phổ biến phân phân loại cửa sông dựa trên hình dạng mặt bằng và bờ. Theo cách phân loại này, cửa sông Việt Nam được chia thành ba loại chính là cửa sông lồi (Delta), cửa sông phẳng (Liman) và cửa sông lõm (Estuary) [3] - Cửa sông lõm (Estuary): là cửa sông có sự phát triển mạnh của các bãi bồi ven bờ do tác động của dòng chảy ven bờ trong quá trình phát triển cửa sông. Hay khi chịu tác động chính của dòng triều, cửa sông sẽ xuất hiện các bãi bồi phát triển mạnh hơn, tạo thành các doi cát, bar chắn thẳng góc với đường bờ.
- Cửa sông lồi (Delta): Cũng có sự phát triển các bãi bồi ven bờ nhưng lại xuất hiện chắn phía trước cửa sông ở dạng doi cát hoặc dạng bãi ngầm. - Cửa sông phẳng (Liman): Ở loại cửa sông này, các bãi bồi phát triển chắn cửa và song song với đường bờ. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Hướng phân loại cửa sông theo tính chất vật lý, hóa học và sinh học Phân loại cửa sông trên cơ sở sự cân bằng nước: Cửa sông được chia thành ba loại là (i) cửa sông tích cực (có lượng nước được bổ sung từ mưa, dòng chảy sông, băng tan lớn hơn lượng nước bị bốc hơi hoặc đóng băng); (ii) cửa sông tiêu cực (có lượng nước bị bốc hơi lớn hơn lượng nước bổ sung từ mưa, không có hoặc ít có dòng chảy sông) và (iii) cửa sông có dòng chảy nhập lưu thấp (lượng bốc hơi cao, có chịu ảnh hưởng nhỏ của sông, mùa kiệt cửa sông xuất hiện vùng độ mặn tối đa) Theo cấu trúc độ muối, cửa sông được chia thành bốn loại: (i) Cửa sông phân tầng mạnh kiểu nêm mặn ở đó nước ngọt và nước mặn không xáo trộn mà bị ngăn cách bởi nêm mặn, (ii) cửa sông phân tầng mạnh kiểu Fjord có sự đồng độ mặn ở rất sâu do dạng cửa sông Fjord thường sâu và hẹp, (iii) cửa sông xáo trộn một phần xảy ra khi tốc độ dòng triều bắt đầu lớn và có khả năng gây ra sự xáo trộn giữa nước mặn với nước ngọt và (iv) cửa sông đồng nhất thẳng đứng là các cửa sông có lưu lượng dòng triều lớn hơn nhiều so với lưu lượng sông nên sự xáo trộn xảy ra tại cửa sông là hoàn toàn.
Dựa trên đặc điểm về độ đục, cửa sông được chia thành ba loại: Cửa sông có nhiều bùn cát (ρ > 0.2 kg/m3), cửa sông có ít bùn cát (ρ < 0.16 kg/m3) và dạng cửa sông quá độ (0. Hướng phân loại cửa sông theo ảnh hưởng của các yếu tố động lực học Năm 1975, Galloway đã đề xuất một tam giác phân loại cửa sông dựa trên mức độ chiếm ưu thế của ba yếu tố: sông, sóng và thủy triều. Theo đó, các cửa sông được phân theo bốn dạng chính gồm (i) sóng chiếm ưu thế, (ii) dòng chảy sông chiếm ưu thế và (iii) dòng triều chiếm ưu thế [18]. Với các cửa sông có yếu tố dòng triều chiếm ưu thế, độ ổn định của cửa sông tương đối cao, sự biến động cửa sông thường diễn biến chậm trong thời gian từ 10 đến hơn 1000 năm [35].
Cửa sông thường có tỷ lệ giữa độ rộng và độ sâu cửa khá lớn [34]. Đặc biệt khi dòng triều rút chiếm ưu thế, sự vận chuyển của trầm tích trong sông được đưa ra ngoài biển một cách mạnh mẽ tạo thành các doi cát ngầm phía biển, 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com khiến cho cửa sông không bị bồi lấp bởi bùn cát cung cấp từ thượng lưu sông [23]. Ảnh hưởng của triều thường được xét dựa trên độ lớn thủy triều và được phân loại thành ba mức độ: (i) cửa sông có triều mạnh (biên độ triều ∆h >4m), (ii) cửa sông có triều trung bình (2m< ∆h <4m) và (iii) cửa sông có triều yếu (∆h <2m). Các cửa sông có triều chiếm ưu thế thường là các cửa sông có chế độ triều mạnh.
Tuy vậy, một số cửa sông có chế độ triều mạnh nhưng dòng triều không phải là yếu tố chiếm ưu thế, điển hình như cửa sông lớn Amazon [34]. Bên cạnh đó, cũng có các cửa sông ở chế độ triều yếu nhưng dòng triều lại là yếu tố chiếm ưu thế tại cửa sông. Khi yếu tố sông chiếm ưu thế, cửa sông được hình thành có dạng đồng bằng. Nhờ sự bồi tụ bùn cát thường xuyên từ dòng chảy sông lớn, mà các đồng bằng ven biển luôn dồi dào chất dinh dưỡng và là đặc điểm quan trọng thu hút dân cư đến sinh sống tại đây.
Cửa sông có yếu tố sông chiếm ưu thế thường có xu hướng mở rộng lấn biển theo thời gian, một lượng bùn cát khá lớn được vận chuyển về phía biển nhưng không bồi tụ tại trước cửa sông mà bị phân tán bởi sóng và dòng chảy ven bờ biển [13]. Tuy nhiên, do các cửa sông dạng đồng bằng phụ thuộc rất nhiều vào lượng bùn cát bồi đắp từ dòng chảy sông thượng lưu nên các cửa sông dạng này khá nhạy cảm với với các hoạt động khai thác [22] và sử dụng nước của con người cũng như ảnh hưởng của biến đổi khí hậu [36]. Khi so sánh hai dạng cửa sông có dòng triều chiếm ưu thế và yếu tố sông chiếm ưu thế có thể thấy, các cửa sông này có một số điểm tương đồng như: (i) tại một số cửa sông, sự rửa trôi các trầm tích tại cửa sông do dòng triều hoặc dòng chảy sông là khá lớn nhưng tại đây vẫn xuất hiện các bar cát chắn ngang kéo dài được hình thành do sự tác động của yếu tố sóng, (ii) tuy nhiên, các bar chắn cát này hoàn toàn không ổn định và sẽ bị phá vỡ bởi dòng chảy lũ hoặc dòng triều cường. Khi xét đến đoạn gần cửa sông, có thể thấy sự khác biệt giữa hai dạng cửa sông này.
Với cửa sông có yếu tố triều chiếm ưu thế, bùn cát bồi tụ tại đoạn gần cửa sông không gắn kết chặt chẽ với nhau mà thường bị dòng triều dịch chuyển hoặc phá vỡ liên kết theo chu kỳ triều [13], do đó, khi sông có xuất hiện lũ lớn kết hợp với dòng triều xuống sẽ làm xói mạnh đoạn gần cửa sông khiến cho khu vực gần cửa sông này trở nên sâu và rộng. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ngược lại, các cửa sông có yếu tố sông chiếm ưu thế lại có sự liên kết chặt chẽ giữa các trầm tích bồi tụ tại đoạn gần cửa sông, hình thành nên các bãi bồi lớn, khi xuất hiện lũ lớn, chỉ một phần bãi bồi bị phá vỡ và dịch chuyển theo dòng chảy sông ra biển [13]. Nếu như dòng triều và dòng chảy sông có xu hướng rửa trôi bùn cát, làm mở rộng cửa sông thì ảnh hưởng của yếu tố sóng lại khiến cho cửa sông bị bồi tụ thông qua dòng vận chuyển bùn cát dọc bờ mà nó gây ra [11]. Các cửa sông có yếu tố sóng chiếm ưu thế thường không ổn định và có xu hướng luôn dịch chuyển theo hướng chiếm ưu thế của sóng.
Xu thế này của cửa sông càng ngày càng khiến cho sự lưu thông của dòng triều và dòng chảy sông gặp khó khăn, từ đó bùn cát được sóng đưa tới càng lắng đọng nhiều hơn và gây ra hiện tượng lấp cửa sông [27, 29].