Tổng quan nghiên cứu

Dải bờ biển Việt Nam kéo dài trên 3.260 km đang đối mặt với nguy cơ suy thoái địa mạo nghiêm trọng, trong đó hơn 70% các bờ biển cấu tạo bởi cát đang trong tình trạng xói lở chiếm ưu thế so với bồi tụ. Tỉnh Phú Yên sở hữu khoảng 190 km đường bờ biển với phần lớn là các bãi cát mịn và trầm tích bở rời phân bố tập trung tại thị xã Sông Cầu, thành phố Tuy Hòa, huyện Tuy An và huyện Đông Hòa. Trong giai đoạn từ năm 2000 đến 2013, diễn biến xói lở tại khu vực phía Nam tỉnh Phú Yên diễn ra vô cùng phức tạp và khốc liệt. Điển hình tại thôn Phú Hội, xã An Ninh Đông, hiện tượng sóng biển khoét sâu vào đất liền hơn 100 mét đã buộc hơn 300 hộ dân trên tổng số 400 hộ phải khẩn cấp di dời chỗ ở. Cùng thời điểm, hạ lưu và cửa sông Đà Rằng thuộc lưu vực sông Ba với diện tích 13.900 km2 cùng sông Bàn Thạch liên tục bị bồi lấp luồng lạch theo mùa, gây cản trở nghiêm trọng cho các tàu cá công suất lớn ra vào cảng.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là làm sáng tỏ bức tranh toàn cảnh về hiện trạng, cơ chế động lực và xu thế biến động đường bờ giai đoạn 1965 – 2013 tại khu vực thành phố Tuy Hòa và huyện Đông Hòa. Thông qua việc lượng hóa mức độ tổn thương bằng các bộ chỉ số chuyên dụng, đề tài cung cấp luận cứ khoa học thực tiễn nhằm tối ưu hóa công tác quản lý tai biến xói lở và bảo tồn tài nguyên đới bờ. Về mặt ý nghĩa ứng dụng, kết quả nghiên cứu góp phần giảm thiểu thiệt hại kinh tế do thiên tai ven biển, nâng cao năng lực ứng phó với kịch bản nước biển dâng từ 0,2 mét đến 1,0 mét vào cuối thế kỷ 21, bảo vệ không gian sinh kế cho hơn 200.000 cư dân vùng duyên hải hạ lưu sông Ba.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết Quản lý tổng hợp đới bờ (ICZM/ICAM) được khởi xướng từ Hội nghị Thượng đỉnh Trái Đất Rio de Janeiro năm 1992 và các hướng dẫn của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC). Khung lý thuyết này tiếp cận vùng bờ như một hệ thống sinh thái - kinh tế - xã hội thống nhất, nơi các quá trình tự nhiên tương tác chặt chẽ với hoạt động khai thác của con người. Ba khái niệm then chốt được vận dụng xuyên suốt bao gồm: trạng thái cân bằng động đới bờ, cán cân bồi tích ven bờ và tính dễ bị tổn thương của hệ sinh thái trước biến đổi khí hậu.

Theo định nghĩa của IPCC, tính dễ bị tổn thương là một hàm số phụ thuộc vào ba thành phần chính: mức độ phơi bày trước hiểm họa, độ nhạy cảm tự nhiên của hệ thống và năng lực thích ứng của cộng đồng địa phương. Trong nghiên cứu này, mô hình đánh giá rủi ro đới bờ tích hợp ba chiến lược can thiệp nền tảng gồm: bảo vệ công trình và phi công trình, thích ứng mềm với các biến đổi tự nhiên, và chủ động rút lui khỏi các vùng hiểm họa cao nhằm tái thiết không gian an toàn sinh thái.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn cơ sở dữ liệu phục vụ nghiên cứu bao gồm chuỗi tư liệu ảnh viễn thám vệ tinh đa thời kỳ Landsat các năm 2000, 2010 kết hợp bản đồ địa hình và bình đồ bờ biển giai đoạn 1965 – 2013. Cỡ mẫu nghiên cứu thực địa bao gồm 20 mặt cắt địa mạo dọc theo dải bờ biển dài hơn 35 km từ phường An Phú qua cửa Đà Rằng đến mũi Đèo Cả, kết hợp số liệu quan trắc khí tượng thủy văn nhiều năm tại 6 trạm đo chuyên dụng gồm trạm Củng Sơn, Tuy Hòa, Phú Lâm, Sơn Hòa, Sông Hinh và Nha Trang. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu định đoạn theo địa hình đại diện, ưu tiên các điểm nóng xung yếu có hoạt động kinh tế cao và xói lở cục bộ dữ dội.

Lý do lựa chọn phương pháp tích hợp hệ thông tin địa lý (GIS) cùng phương pháp Chỉ số tổn thương bờ biển cải tiến (CVIslr của Ozyurt và CVI của USGS) là khả năng chuẩn hóa đa tham số. Mô hình CVIslr sử dụng ma trận phân tích gồm 12 tham số tự nhiên (tốc độ nước biển dâng, độ dốc bờ biển, độ cao sóng, chế độ triều, đặc điểm địa chất tầng chứa nước) và 7 tham số nhân sinh (mức độ suy giảm bồi tích, chế độ dòng chảy nhân tạo, mật độ công trình ven bờ, tỷ lệ khai thác nước ngầm). Việc lượng hóa bán định lượng thang điểm từ 1 đến 5 và gán trọng số chuyên gia cho từng tác động (xói lở bờ biển chiếm trọng số 0,36; nước dâng do bão chiếm 0,18; ngập thường xuyên chiếm 0,13; xâm nhập mặn nước ngầm chiếm 0,16; xâm nhập mặn nước mặt chiếm 0,17) cho phép mô hình hóa chính xác các rủi ro không gian dù nguồn dữ liệu chuỗi thời gian tại địa phương còn gián đoạn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích không gian giai đoạn 1965 – 2013 chỉ ra rằng dải bờ biển phía Nam tỉnh Phú Yên đang chịu sự mất cân đối trầm trọng về cán cân bồi tích. Thứ nhất, hiện tượng xói lở chiếm ưu thế tuyệt đối dọc theo các bờ biển hở thuộc khu vực phường Đông Tác và xã An Phú với tốc độ xói lùi trung bình từ 2,5 đến 4,8 mét/năm, khiến mép nước tiến sâu vào đất liền hàng chục mét trong giai đoạn 2000 – 2010. Thứ hai, khu vực cửa sông Đà Rằng có địa hình đáy biến động liên tục qua các mùa: vào mùa khô, bãi cát ngầm bồi lấp chiếm tới hơn 60% tiết diện cửa sông, trong khi vào mùa lũ lưu lượng xả đạt đỉnh trên 5.000 m3/s tại trạm Củng Sơn lại cuốn trôi hàng vạn mét khối cát ra biển sâu, gây sạt lở mạnh ở hai bờ tả và hữu ngạn.

Thứ ba, kết quả tính toán chỉ số CVIslr cho thấy hơn 45% chiều dài dải bờ phía Nam Tuy Hòa nằm trong nhóm có nguy cơ tổn thương cao và rất cao. Các khu vực nhạy cảm nhất tập trung quanh các cửa sông và dải bãi cát mịn có độ dốc thấp dưới 2%. Thứ tư, sự can thiệp nhân sinh đóng góp tới hơn 50% mức độ gia tăng sạt lở: hệ thống các hồ chứa thủy điện và thủy lợi trên dòng chính sông Ba đã giữ lại khoảng 40% lượng bùn cát tự nhiên về hạ du, kết hợp với làn sóng đào đắp đìa nuôi tôm trên cát tại xã Hòa Hiệp Bắc làm phá hủy hơn 30% thảm thực vật rừng phi lao và các cồn cát phòng hộ tự nhiên.

Thảo luận kết quả

Cơ chế gây nên biến động đường bờ biển phía Nam tỉnh Phú Yên là sự tổng hòa giữa các yếu tố động lực nội sinh và ngoại sinh. Về mặt địa chất, khu vực nằm trên đới chuyển tiếp đứt gãy Tuy Hòa – Biên Hòa kéo dài 400 km với móng hạ lún dạng địa hào trong Đệ Tứ, tạo nên lớp trầm tích bở rời dày từ 80 đến 120 mét ở phía Nam đồng bằng Tuy Hòa. Về thủy thạch động lực, trường sóng biển mùa đông hướng Đông Bắc chiếm tần suất 50 – 60% với năng lượng sóng cao liên tục bào mòn bờ biển hở. Lượng mưa cực trị trong mùa lũ tập trung đạt trên 500 mm/ngày tại lưu vực sông Ba đã tạo nên những dòng chảy xiết phá vỡ cấu trúc bờ cửa sông.

Dữ liệu nghiên cứu được trực quan hóa sinh động thông qua bản đồ phân vùng tính dễ bị tổn thương CVI chia thành 4 cấp độ (Thấp, Trung bình, Cao, Rất cao) và biểu đồ tần số tích lũy giá trị CVI. Kết quả này hoàn toàn tương đồng với các nghiên cứu trước đây tại duyên hải Nam Trung Bộ của các chuyên gia địa mạo hàng đầu, nhưng làm sáng tỏ hơn vai trò của việc suy giảm bồi tích thượng nguồn do các công trình thủy công. Các bảng ma trận trọng số trong luận văn chứng minh rằng nếu không có giải pháp điều tiết liên hồ chứa hiệu quả, nguy cơ xâm nhập mặn vào tầng chứa nước ngầm tại đồng bằng Tuy Hòa sẽ gia tăng hơn 25% trong vòng hai thập kỷ tới.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả phân vùng tổn thương đới bờ, nghiên cứu đưa ra 4 nhóm giải pháp chiến lược khả thi:

  1. Thiết lập và quản lý nghiêm ngặt hành lang bảo vệ bờ biển: Ủy ban nhân dân tỉnh Phú Yên cùng Sở Tài nguyên và Môi trường cần ban hành quy chế cấm hoàn toàn hoạt động san ủi cồn cát tự nhiên và khai thác cát trái phép tại các xã An Phú, Hòa Hiệp Bắc; đặt mục tiêu phục hồi 100% diện tích rừng ngập mặn và rừng phòng hộ ven biển trước năm 2026.
  2. Quy chuẩn hóa công trình bảo vệ bờ biển thích ứng: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cần chủ trì triển khai hệ thống đê mềm, mỏ hàn ngầm giảm sóng kết hợp công nghệ nuôi bãi cát nhân tạo tại phường Đông Tác và cảng cá Đông Tác trong giai đoạn 2025 – 2028, hướng tới mục tiêu giảm 70% mức độ xói lở trong mùa mưa bão.
  3. Quy hoạch vận hành liên hồ chứa đảm bảo dòng chảy bùn cát: Ban Quản lý Quy hoạch Lưu vực Sông Ba phối hợp với các chủ đầu tư thủy điện điều chỉnh quy trình xả lũ và xả đáy định kỳ từ năm 2024 đến 2030, đảm bảo duy trì tối thiểu 60% lượng phù sa thô tự nhiên vận chuyển về hạ du nhằm nuôi dưỡng bãi biển Tuy Hòa.
  4. Tích hợp khung quản lý tổng hợp vùng ven biển (ICAM) vào quy hoạch đô thị: Ủy ban nhân dân thành phố Tuy Hòa và huyện Đông Hòa cần lồng ghép bản đồ tính dễ bị tổn thương CVI vào quy hoạch sử dụng đất đến năm 2030, di dời dứt điểm các khu dân cư trong vùng xói lở nguy hiểm cao với chỉ tiêu giảm 50% thiệt hại kinh tế do tai biến đới bờ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên, môi trường và nông nghiệp: Các cán bộ thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Phú Yên và các tỉnh Duyên hải miền Trung sử dụng tài liệu này làm căn cứ pháp lý và khoa học để xây dựng kế hoạch quản lý tổng hợp đới bờ và cắm mốc hành lang bảo vệ bờ biển.
  2. Các kỹ sư quy hoạch đô thị và tư vấn thiết kế công trình thủy: Đơn vị thiết kế công trình cảng biển, đê kè, khu đô thị ven sông Ba có thể tra cứu số liệu địa mạo, dao động triều và lưu lượng lũ cực trị để tối ưu hóa thiết kế kết cấu chống ngập lụt và xói lở móng công trình.
  3. Các viện nghiên cứu, giảng viên và sinh viên sau đại học: Nhà nghiên cứu thuộc các chuyên ngành Quản lý Tài nguyên, Môi trường biển, Địa mạo, Hải dương học có thể kế thừa phương pháp luận CVIslr cải tiến cùng bộ dữ liệu viễn thám đối chiếu cho các công trình nghiên cứu tương đương tại khu vực biển Đông Á.
  4. Các chủ đầu tư dự án du lịch, nghỉ dưỡng và thủy sản ven biển: Doanh nghiệp khai thác nuôi tôm trên cát hoặc xây dựng resort ven biển Tuy Hòa – Vạn Giã sử dụng tài liệu để đánh giá rủi ro địa chất công trình, xâm nhập mặn và xói lở trước khi ra quyết định đầu tư dài hạn.

Câu hỏi thường gặp

Phương pháp CVIslr trong luận văn có điểm gì vượt trội so với phương pháp CVI truyền thống? Phương pháp CVIslr không chỉ đánh giá các tham số tự nhiên như độ dốc hay chiều cao sóng mà còn tích hợp 7 tham số tác động nhân sinh. Mô hình lượng hóa riêng biệt 5 tác động cụ thể gồm xói lở, ngập lụt, nước dâng bão và hai dạng xâm nhập mặn, mang lại độ chính xác cao hơn cho quy hoạch vùng.

Khu vực nào ở phía Nam tỉnh Phú Yên chịu rủi ro sạt lở bờ biển nghiêm trọng nhất? Phường Đông Tác (thành phố Tuy Hòa) và khu vực cửa sông Đà Rằng là những điểm nóng chịu mức tổn thương cao nhất. Tại đây, tốc độ xói lùi bờ biển cục bộ đạt gần 5 mét/năm vào mùa đông do năng lượng sóng lớn kết hợp nền địa chất cát bở rời và mất cân bằng bồi tích cửa sông.

Hoạt động nuôi tôm trên cát ảnh hưởng thế nào đến độ bền vững của bờ biển? Việc đào hồ nuôi tôm tự phát tại Hòa Hiệp Bắc đã triệt hạ các cồn cát phòng hộ và thảm thực vật phi lao. Hậu quả là làm giảm năng lực chắn sóng tự nhiên, khiến nước biển dễ dàng tràn sâu vào nội đồng và gây sụt giảm nghiêm trọng mực nước ngầm ngọt do khai thác quá mức.

Kịch bản nước biển dâng 1 mét sẽ tác động như thế nào đến đồng bằng sông Ba? Với kịch bản nước biển dâng 1 mét, vùng cửa sông và hạ lưu đồng bằng Tuy Hòa đối mặt nguy cơ ngập lụt sâu trên 2,5% diện tích đất canh tác. Phạm vi xâm nhập mặn có thể lấn sâu hơn 15 km vào nội địa sông Ba, đe dọa trực tiếp nguồn nước tưới tiêu nông nghiệp.

Ba chiến lược cốt lõi trong quản lý rủi ro đới bờ biển gồm những nội dung gì? Ba chiến lược nền tảng bao gồm: Bảo vệ (xây dựng đê kè, củng cố rạn sinh thái để giữ đường bờ), Thích ứng (chuyển đổi mùa vụ, nâng cao nền móng nhà cửa phù hợp với ngập lụt), và Rút lui (di dời các công trình và khu dân cư khỏi dải bờ có nguy cơ sạt lở nguy hiểm).

Kết luận

  • Luận văn đã xác lập bức tranh tổng thể về biến động đường bờ phía Nam tỉnh Phú Yên giai đoạn 1965 – 2013 với xu thế xói lở chiếm ưu thế ở bờ biển cát và bồi lấp phức tạp tại cửa sông Đà Rằng.
  • Ứng dụng thành công phương pháp CVIslr tích hợp 19 tham số tự nhiên và nhân sinh để phân vùng chi tiết mức độ dễ bị tổn thương của đới bờ trước tác động của biến đổi khí hậu.
  • Chỉ rõ tác động kép từ suy giảm bồi tích thượng nguồn do hồ chứa thủy điện và việc phá vỡ địa hình cồn cát phòng hộ ven biển do hoạt động nuôi tôm tự phát.
  • Đề xuất khung giải pháp quản lý tổng hợp đới bờ khả thi kết hợp giữa công trình kè giảm sóng, nuôi bãi và thiết lập hành lang an toàn sinh thái theo tiến trình 2024 – 2030.
  • Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo khoa học có giá trị cao, kêu gọi các nhà quản lý và nhà nghiên cứu tiếp tục cập nhật dữ liệu viễn thám độ phân giải cao để hoàn thiện hệ thống cảnh báo sớm tai biến ven biển miền Trung.