Nghiên cứu biến động đường bờ khu vực tỉnh Bình Thuận sử dụng công nghệ viễn thám và GIS

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus áp dụng công nghệ viễn thám và gis nghiên cứu biến động đường bờ khu vực tỉnh bình thuận, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp

• Tác giả: Hoàng Lê Long
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Ngọc Thạch
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Bản đồ viễn thám và GIS
• Đề tài: Nghiên Cứu Biến Động Đường Bờ Khu Vực Tỉnh Bình Thuận
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• PHẦN MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ
• 1.1. Tổng quan về biến động đường bờ
• 1.2. Một số khái niệm về đường bờ
• 1.3. Cơ sở để xác định đường bờ biển
• 1.4. Biến động đường bờ ở Việt Nam
• 1.5. Các phương pháp nghiên cứu biến động đường bờ
• 1.5.1. Phương pháp mô hình Bruun
• 1.5.2. Phương pháp GIS
• 1.5.3. Phương pháp viễn thám
• 1.5.4. Phương pháp chỉ số mức độ tổn thương bờ biển
• 1.5.5. Phương pháp địa mạo
• 1.6. Ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý trong nghiên cứu biến động đường bờ
• 1.6.1. Trên thế giới
• 1.6.2. Tại Việt Nam
• 1.7. Lựa chọn phương pháp sử dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý để đánh giá biến động đường bờ
• 2. CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ VÀ NHỮNG TÁC ĐỘNG ĐẾN BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 2.1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
• 2.2. Điều kiện tự nhiên
• 2.2.1. Vị trí địa lý
• 2.2.2. Đặc điểm địa hình, địa chất, địa mạo
• 2.2.3. Đặc điểm về khí hậu
• 2.2.4. Đặc điểm về thủy văn-hải văn
• 2.2.5. Tài nguyên khoáng sản
• 2.3. Đặc điểm kinh tế, văn hóa xã hội
• 2.4. Hiện trạng xây dựng, sử dụng các công trình ven biển
• 2.5. Những tác động làm gia tăng biến động đường bờ khu vực nghiên cứu
• 2.5.1. Tác động của thủy triều
• 2.5.2. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu
• 2.5.3. Tác động của con người
• 3. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀO CÁC GIAI ĐOẠN 2003-2010-2018
• 3.1. Xử lý ảnh và thành lập bản đồ biến động đường bờ
• 3.1.1. Tiền xử lý ảnh
• 3.1.2. Nắn chỉnh hình học
• 3.1.3. Cắt ảnh và tổ hợp màu tự nhiên
• 3.1.4. Phân loại ảnh
• 3.1.5. Tính toán biến động
• 3.1.6. Thành lập bản đồ biến động
• 3.2. Kết quả nghiên cứu
• 3.2.1. Tình hình biến động đường bờ TP Phan Thiết
• 3.2.2. Nguyên nhân và cơ chế bồi tụ - xói lở bờ biển
• 3.2.3. Giải pháp phòng chống sạt lở bờ biển TP Phan Thiết
• 3.2.4. Dự báo xu thế bồi tụ - xói lở bờ biển TP Phan Thiết
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu biến động đường bờ tỉnh Bình Thuận

Nghiên cứu biến động đường bờ tỉnh Bình Thuận là một vấn đề quan trọng trong quản lý tài nguyên ven biển. Biến động này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường sinh thái mà còn tác động đến đời sống của người dân địa phương. Việc áp dụng công nghệ viễn thám và GIS giúp theo dõi và đánh giá chính xác tình hình biến động này. Công nghệ viễn thám cung cấp dữ liệu đa dạng và phong phú, trong khi GIS cho phép phân tích không gian hiệu quả.

1.1. Khái niệm về biến động đường bờ và tầm quan trọng

Biến động đường bờ là sự thay đổi vị trí của đường bờ biển do các yếu tố tự nhiên và nhân tạo. Tầm quan trọng của việc nghiên cứu biến động này nằm ở việc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững cho các khu vực ven biển.

1.2. Công nghệ viễn thám và GIS trong nghiên cứu

Công nghệ viễn thám cho phép thu thập dữ liệu từ xa, trong khi GIS giúp phân tích và trực quan hóa dữ liệu đó. Sự kết hợp này mang lại cái nhìn tổng thể về biến động đường bờ, từ đó đưa ra các giải pháp quản lý hiệu quả.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu biến động đường bờ

Biến động đường bờ tại tỉnh Bình Thuận đang đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm tác động của biến đổi khí hậu, hoạt động xây dựng ven biển và sự gia tăng dân số. Những yếu tố này làm gia tăng tình trạng xói lở và bồi tụ, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và kinh tế địa phương.

2.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến đường bờ

Biến đổi khí hậu dẫn đến mực nước biển dâng cao, làm gia tăng tình trạng xói lở bờ biển. Các hiện tượng thời tiết cực đoan cũng làm tăng nguy cơ thiệt hại cho các công trình ven biển.

2.2. Hoạt động xây dựng và quản lý tài nguyên

Hoạt động xây dựng không kiểm soát có thể làm thay đổi cấu trúc tự nhiên của bờ biển, dẫn đến tình trạng xói lở nghiêm trọng. Cần có các biện pháp quản lý tài nguyên hợp lý để bảo vệ môi trường.

III. Phương pháp nghiên cứu biến động đường bờ hiệu quả

Để nghiên cứu biến động đường bờ tỉnh Bình Thuận, các phương pháp như phân tích ảnh viễn thám, mô hình Bruun và GIS được áp dụng. Những phương pháp này giúp xác định chính xác tình trạng biến động và đưa ra dự báo cho tương lai.

3.1. Phân tích ảnh viễn thám trong nghiên cứu

Phân tích ảnh viễn thám cho phép thu thập dữ liệu về biến động đường bờ qua các thời kỳ khác nhau. Dữ liệu này giúp xác định xu hướng xói lở và bồi tụ một cách chính xác.

3.2. Mô hình Bruun và ứng dụng của nó

Mô hình Bruun được sử dụng để dự đoán sự thay đổi của đường bờ dựa trên các yếu tố như mực nước biển và sóng. Mô hình này giúp hiểu rõ hơn về cơ chế xói lở và bồi tụ.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy biến động đường bờ tại tỉnh Bình Thuận diễn ra phức tạp, với nhiều khu vực bị xói lở nghiêm trọng. Những thông tin này có thể được sử dụng để xây dựng các kế hoạch quản lý và bảo vệ bờ biển hiệu quả.

4.1. Tình hình biến động đường bờ tại TP Phan Thiết

TP Phan Thiết là một trong những khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề nhất từ biến động đường bờ. Các số liệu cho thấy sự thay đổi rõ rệt trong các giai đoạn 2003-2010 và 2010-2018.

4.2. Giải pháp phòng chống sạt lở bờ biển

Để giảm thiểu thiệt hại do sạt lở, cần áp dụng các giải pháp như xây dựng kè bảo vệ, trồng cây xanh và quy hoạch sử dụng đất hợp lý.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu biến động đường bờ tỉnh Bình Thuận không chỉ cung cấp thông tin quan trọng cho quản lý tài nguyên mà còn giúp nâng cao nhận thức về bảo vệ môi trường. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và áp dụng công nghệ mới để theo dõi biến động này một cách hiệu quả hơn.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu liên tục

Nghiên cứu liên tục về biến động đường bờ là cần thiết để cập nhật thông tin và đưa ra các biện pháp kịp thời nhằm bảo vệ môi trường.

5.2. Hướng đi mới trong nghiên cứu và quản lý

Cần áp dụng các công nghệ mới và phương pháp quản lý bền vững để đảm bảo sự phát triển kinh tế - xã hội mà không làm tổn hại đến môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Dải bờ biển tỉnh Bình Thuận sở hữu chiều dài 192 km trải dài từ mũi Đá Chẹt đến bãi bồi Bình Châu, nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam với diện tích vùng lãnh hải rộng trên 52.000 km2. Trong đó, dải ven biển thành phố Phan Thiết đóng vai trò là trung tâm kinh tế, du lịch và đô thị dịch vụ với tổng chiều dài đường bờ 57,40 km trên diện tích tự nhiên 206,45 km2. Tuy nhiên, trước tác động sâu sắc của biến đổi khí hậu toàn cầu cùng áp lực phát triển nhân sinh, dải bờ biển nơi đây đang chịu sức ép nghiêm trọng từ hiện tượng xói lở và bồi tụ. Theo báo cáo hiện trạng xói lở bờ biển Việt Nam, toàn vùng duyên hải miền Trung đã ghi nhận hơn 8.840 ha bờ biển bị xâm thực, đồng thời tồn tại 186 đoạn bờ bồi tụ gây sa bồi luồng lạch với quy mô từ 2,7 ha đến hơn 342 ha.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của luận văn là làm rõ cơ chế, quy luật phân hóa không gian và tốc độ dịch chuyển của đường bờ biển thành phố Phan Thiết dưới tương tác phức tạp giữa động lực biển và công trình nhân tạo. Đề tài hướng tới mục tiêu định lượng chính xác biến động đường bờ qua các thời kỳ, phân tích nguyên nhân cốt lõi và xây dựng cơ sở khoa học phục vụ công tác quy hoạch, giảm thiểu rủi ro thiên tai. Phạm vi không gian nghiên cứu giới hạn từ 10°42'10" đến 11°00'00" vĩ độ Bắc và 108°02' đến 108°21' kinh độ Đông; phạm vi thời gian tập trung vào chuỗi dữ liệu 15 năm qua ba mốc then chốt: 2003, 2010 và 2018. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa chiến lược khi cung cấp bộ bản đồ chuyên đề và chỉ số định lượng phục vụ công tác quản trị đới bờ bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết cân bằng động đới bờ và mô hình quy tắc Bruun. Mô hình Bruun giải thích phản ứng dịch chuyển ngang của đường bờ cát tương ứng với sự gia tăng mực nước biển dựa trên giá trị góc nghiêng bãi biển tan alpha dao động từ 0,01 đến 0,02, cho phép dự báo phạm vi thoái lui đường bờ gấp 50 đến 100 lần độ dâng mực nước thẳng đứng. Bên cạnh đó, luận văn áp dụng lý thuyết địa mạo bờ biển và thủy thạch động lực học nhằm làm rõ mối tương quan giữa năng lượng sóng tác động, độ dốc sườn bờ ngầm và kích thước hạt trầm tích có đường kính trung bình từ 0,12 mm đến trên 2,0 mm tương ứng độ dốc bãi từ 2 độ đến 12 độ.

Các khái niệm chuyên ngành then chốt được chuẩn hóa bao gồm: đường bờ ngoài (shoreline) xác định tại giao tuyến giữa mặt nước biển với bãi cát ở mức triều cao trung bình; đường bờ trong (coastline) đại diện cho ranh giới tác động cao nhất của sóng bão trong năm; chỉ số khác biệt nước chuẩn hóa NDWI và chỉ số khác biệt nước điều chỉnh MNDWI phục vụ tăng cường độ tương phản phổ giữa đối tượng nước và đất liền liền kề; cùng chỉ số mức độ tổn thương bờ biển CVI tích hợp sáu biến số hình thái và hải văn động lực.

Phương pháp nghiên cứu

Cỡ mẫu dữ liệu viễn thám bao gồm 2 cảnh ảnh vệ tinh quang học độ phân giải cao SPOT-5 chụp ngày 29/12/2003 và ngày 31/05/2010 (kích thước phủ trùm 60x60 km, độ phân giải kênh đơn sắc PAN đạt 2,5m) và 1 cảnh ảnh vệ tinh Sentinel-2 chụp ngày 18/05/2018 (kích thước phủ trùm 80x80 km, độ phân giải 10m). Nguồn tư liệu kiểm chứng gồm 5 mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000 dạng số hệ tọa độ VN-2000 và 3 mảnh bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ 1:50.000 xuất bản năm 2009.

Phương pháp chọn mẫu ảnh được thực hiện nghiêm ngặt dựa trên tiêu chí ảnh quang học có độ phủ mây dưới 10%, trạng thái mặt biển yên tĩnh không xuất hiện bão gió. Dữ liệu trạm khí tượng hải văn trạm Phan Thiết và phần mềm mô phỏng thủy triều wxtide32 được khai thác để chuẩn hóa mực nước triều: mốc năm 2010 đạt 1,98m, mốc năm 2018 đạt 2,05m và mốc năm 2003 đạt 1,02m (được hiệu chỉnh đường mép sóng tương đương mức 3,0m theo độ dốc bãi thực tế nhằm hạn chế sai số hình học dưới 0,5 pixel). Phương pháp phân loại không kiểm định K-means kết hợp giải đoán chuyên gia và thuật toán phân tích không gian GIS (ArcMap) được lựa chọn nhờ khả năng tự động hóa chiết tách đường bờ bán tự động, tính toán chính xác diện tích bồi xói và tốc độ dịch chuyển đường bờ trung bình hàng năm theo từng mặt cắt trắc diện.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích chồng xếp bản đồ chuyên đề đa thời gian giai đoạn 2003 - 2010 và 2010 - 2018 tại 57,40 km đường bờ biển thành phố Phan Thiết ghi nhận 4 phát hiện quan trọng:

• Thứ nhất, giai đoạn 2003 - 2010 diễn ra quá trình sạt lở mạnh mẽ tại khu vực Hàm Tiến và bãi biển Đồi Dương với tốc độ xâm thực mép nước trung bình từ 1,5 đến 3,2 m/năm. Ngược lại, đoạn bờ cánh cung Hòn Rơm - Mũi Né lại ghi nhận các vệt bồi tụ cục bộ với tổng diện tích tích tụ phù sa cát đạt 14,8 ha.
• Thứ hai, giai đoạn 2010 - 2018 thể hiện sự phân hóa không gian cực kỳ phức tạp. Đoạn bờ xã Tiến Thành chịu áp lực xói lở nghiêm trọng nhất khi mép bờ bị sóng biển ngoạm sâu vào đất liền từ 12 đến 25 m, làm biến mất hơn 18,5 ha diện tích đất ven bờ và gây hư hại cơ sở hạ tầng du lịch sinh thái.
• Thứ ba, khu vực cửa sông Phú Hài và cảng Phan Thiết (cửa sông Cà Ty) ghi nhận quá trình bồi lấp luồng tàu và biến đổi doi cát ngầm với tổng diện tích dịch chuyển trầm tích vượt trên 22 ha, làm thu hẹp khả năng thoát lũ trong mùa mưa bão có lượng mưa đo được lên tới trên 1335 mm/năm.
• Thứ tư, xét trên toàn bộ chu kỳ 15 năm (2003 - 2018), cán cân địa mạo nghiêng rõ rệt về phía xâm thực khi tổng diện tích xói lở cao gấp 1,6 lần tổng diện tích bồi tụ, khiến hình thái đường bờ chuyển dịch sâu về phía đất liền tại hầu hết các bãi biển du lịch trọng điểm.

Thảo luận kết quả

Diễn biến bồi xói phức tạp bắt nguồn từ sự tương tác bất đối xứng giữa các yếu tố tự nhiên và nhân tạo. Về mặt tự nhiên, chế độ thủy triều hỗn hợp với biên độ đỉnh triều từ 2,5 đến 3,5 m kết hợp trường sóng gió mùa Đông Bắc có vận tốc dòng chảy tầng mặt đạt 0,4 đến 0,6 m/s đóng vai trò lực đẩy cuốn trôi vật liệu cát hạt mịn có đường kính dưới 0,5 mm. Về mặt nhân vi, các hoạt động san lấp xây dựng resort sát mép nước và khai thác khoáng sản sa khoáng titan tại dải cồn cát Mũi Né đã cắt đứt nguồn bổ sung bùn cát tự nhiên.

Dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan qua hệ thống bảng tổng hợp diện tích biến động và các bản đồ đơn vị địa mạo tỷ lệ 1:25.000. Biểu đồ cột so sánh diện tích bồi - xói qua hai giai đoạn phản ánh sự suy giảm của các bãi cát tự nhiên khi bị chia cắt bởi hệ thống kè cứng bê tông tự phát. Đáng chú ý, việc xây dựng các đoạn kè thẳng dốc đứng tại một số khu nghỉ dưỡng ở Hàm Tiến đã tạo ra hiện tượng sóng phản xạ chân kè, gây xói lở thứ cấp nghiêm trọng ở hai đầu công trình tiếp giáp bãi cát tự nhiên. Phát hiện này tương đồng với các nghiên cứu biến động đới bờ tại Cửa Đại (Quảng Nam) và Gò Công Đông (Tiền Giang), khẳng định sự cần thiết phải từ bỏ giải pháp kè cứng manh mún để chuyển sang quản lý tổng hợp vùng bờ.

Đề xuất và khuyến nghị

• Triển khai xây dựng hệ thống kè mềm giảm sóng xa bờ kết hợp nuôi bãi cát nhân tạo tại các điểm nóng sạt lở Hàm Tiến và Đồi Dương, hướng tới mục tiêu triệt tiêu 40% đến 60% năng lượng sóng biển trước khi tiếp cận bờ, thực hiện trong khung thời gian 2026 - 2028 do Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp Sở Xây dựng tỉnh Bình Thuận đảm nhiệm.
• Thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển tối thiểu từ 50 đến 100 m tính từ đường mực triều cao nhất theo quy định của Luật Tài nguyên, môi trường biển và hải đảo, nghiêm cấm các hoạt động xây dựng công trình kiên cố trên đụn cát phòng hộ, hoàn thành cắm mốc ranh giới trước năm 2027 do Ủy ban nhân dân thành phố Phan Thiết chủ trì.
• Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng trạm quan trắc trực tuyến cập nhật biến động đường bờ định kỳ 6 tháng một lần bằng dữ liệu ảnh vệ tinh Sentinel-2 và ảnh radar độ phân giải dưới 3 m, vận hành liên tục từ năm 2026 do Chi cục Biển và Hải đảo tỉnh Bình Thuận quản lý.
• Phục hồi và trồng mới 35 ha rừng phi lao chắn sóng cùng thảm thực vật cố định cát tại các khu vực nhạy cảm xã Tiến Thành và ven vịnh Mũi Né nhằm nâng cao năng lực chống xói tự nhiên đến năm 2030, do các doanh nghiệp du lịch và cộng đồng địa phương chung tay thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Cơ quan quản lý nhà nước về biển và hải đảo, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bình Thuận: Sử dụng nguồn tư liệu định lượng và cơ sở dữ liệu GIS để tích hợp vào quy hoạch không gian biển và phê duyệt các dự án đầu tư ven bờ.
• Kỹ sư công trình thủy lợi, chuyên gia đê kè và tư vấn xây dựng công trình biển: Khai thác các phân tích thủy thạch động lực học và thông số xói lở để tính toán phương án kết cấu kè giảm sóng, khối Tetrapod bảo vệ luồng cảng đạt hiệu quả kinh tế - kỹ thuật tối ưu.
• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học thuộc khối ngành Địa lý, Bản đồ, Viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý: Tham khảo quy trình xử lý ảnh vệ tinh đa thời gian, phương pháp chuẩn hóa mức triều và thuật toán phân loại bán tự động K-means phục vụ nghiên cứu đới bờ.
• Doanh nghiệp kinh doanh dịch vụ du lịch, khu nghỉ dưỡng và bất động sản ven biển Phan Thiết: Đánh giá nguy cơ xói lở bờ biển dài hạn, từ đó chủ động lập giải pháp bảo vệ bãi tắm cảnh quan và đảm bảo an toàn kết cấu công trình nghỉ dưỡng.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao cần phải chuẩn hóa dữ liệu thủy triều khi chiết tách đường bờ từ ảnh vệ tinh? Thủy triều tại Bình Thuận có biên độ dao động lớn từ 1,0 đến 3,5 m khiến mực nước tại thời điểm chụp ảnh năm 2003 (1,02m) khác biệt so với năm 2010 (1,98m). Nếu không hiệu chỉnh vị trí mép nước về cùng một mức tác động sóng, kết quả so sánh sẽ tạo ra sai số xói lở giả định lên tới hàng chục mét.

2. Công nghệ viễn thám mang lại ưu thế nổi trội nào so với đo trắc địa truyền thống? Viễn thám cho phép bao quát toàn diện dải bờ biển dài 57,40 km trong thời gian tức thời với chi phí thấp hơn 70% so với phương pháp đo vẽ thủ công. Dữ liệu ảnh đa thời gian lưu trữ từ năm 2003 đến 2018 hỗ trợ đánh giá hồi quy lịch sử tiến hóa đường bờ mà trắc địa thực địa không thể tái hiện.

3. Kè cứng bê tông có phải là giải pháp bảo vệ bờ biển tối ưu tại Phan Thiết không? Không. Kè cứng dốc đứng thường gây ra sóng phản xạ làm xói sâu chân kè và gia tăng áp lực sạt lở sang các bãi cát lân cận. Nghiên cứu khuyến nghị sử dụng giải pháp công trình mềm như kè ngầm giảm sóng kết hợp tôn tạo bãi cát để duy trì cân bằng động tự nhiên.

4. Độ chính xác của thuật toán phân loại K-means trên ảnh SPOT-5 và Sentinel-2 đạt mức nào? Thuật toán K-means đạt độ chính xác phân tách nước và đất liền trên 85% nhờ sự tương phản rõ rệt ở kênh hồng ngoại. Khi kết hợp hiệu chỉnh đường bờ theo trắc diện đáy biển 1:50.000, sai số vị trí đường bờ được khống chế dưới 5m, hoàn toàn đáp ứng tiêu chuẩn nghiên cứu đới bờ.

5. Hiện tượng sạt lở bờ biển Tiến Thành diễn ra nghiêm trọng nhất vào khoảng thời gian nào? Hiện tượng sạt lở diễn ra mạnh nhất vào mùa gió Đông Bắc (từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau), khi triều cường kết hợp sóng lớn có hướng vuông góc với dải bờ cát thoải dốc 2 độ, làm xói lở sâu vào đất liền từ 12 đến 25 m.

Kết luận

• Ứng dụng thành công chuỗi dữ liệu viễn thám đa thời gian gồm ảnh SPOT-5 (2003, 2010) và Sentinel-2 (2018) nhằm định lượng toàn diện biến động 57,40 km đường bờ biển thành phố Phan Thiết.
• Làm rõ tính quy luật phân hóa không gian với hiện tượng xói lở chiếm ưu thế tuyệt đối tại Hàm Tiến, Đồi Dương, Tiến Thành và bồi tụ bồi lắng cục bộ tại các cửa sông Cà Ty, Phú Hài.
• Xây dựng quy trình xử lý ảnh và chuẩn hóa sai số thủy triều khoa học, tạo lập bộ bản đồ chuyên đề biến động tỷ lệ 1:25.000 có độ tin cậy vị trí cao.
• Cung cấp luận cứ khoa học quan trọng chỉ rõ tác động tiêu cực của các công trình kè cứng tự phát và hoạt động can thiệp nhân sinh lên dải cồn cát đới bờ.
• Đề xuất khung giải pháp quản trị tổng hợp tích hợp công nghệ quan trắc viễn thám trực tuyến, công trình kè mềm giảm sóng và hành lang sinh thái bảo vệ bờ biển.

Nghiên cứu khẳng định giá trị ứng dụng to lớn của công nghệ không gian trong giám sát tai biến đới bờ. Các nhà quản lý và chuyên gia quy hoạch nên ứng dụng ngay cơ sở dữ liệu này để định hình các quyết sách phát triển kinh tế biển bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

PHẦN MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI VÀ NHỮNG TÁC ĐỘNG ĐẾN BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ KHU VỰC NGHIÊN CỨU CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ VÀO CÁC GIAI ĐOẠN 2003 - 2010 - 2018 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ 1. Tổng quan về biến động đƣờng bờ 1. Một số khái niệm về đường bờ Hiện nay, cả trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam, một số khái niệm đƣợc sử dụng trong nghiên cứu bờ biển còn đƣợc hiểu rất khác nhau giữa các nhà khoa học cũng nhƣ các nhà quản lý. Theo hƣớng vuông góc với hƣớng đƣờng bờ, một trắc diện bao gồm 4 bộ phận: bờ biển (coast), bãi biển (beach), đới gần bờ (nearshore) và đới ngoài khơi (hoặc đới sƣờn bờ ngập nƣớc, sƣờn bờ ngầm, offshore) (hình 1.

Sơ đồ biểu diễn các thuật ngữ về bờ biển Bờ biển (Coast) là một dải đất có chiều rộng không xác định mở rộng từ đƣờng bờ vào sâu trong đất liền tới sự thay đổi đầu tiên về địa hình. Các vách, các cồn cát tiền tiêu, hoặc đƣờng thực vật có mặt thƣờng xuyên. Trên các bờ có các đảo/cồn chắn (barrier), một tổ hợp đầm phá sau barrier, bãi lầy, lạch triều cũng đƣợc xem là một phần của bờ. Trên các vùng đồng bằng châu thổ (delta), ranh giới về phía đất liền khó xác định hơn.

Còn ranh giới về phía biển vƣơn tới vị trí mức sóng bão - đó chính là đường bờ trong (coastline). Trên các đoạn bờ dốc đứng, thì đƣờng 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] bờ trong và đƣờng bờ ngoài (shoreline) có thể trùng nhau. Theo Bách khoa Toàn thƣ về Địa lý Xô-Viết, thì bờ biển là một dải hẹp gồm có cả bãi biển chạy dọc theo đƣờng bờ có giới hạn về phía biển là đƣờng mực triều thấp nhất. Bãi biển (beach) là một tích tụ trầm tích bở rời , nhƣ cát, cuội sỏi hoă ̣c tảng , đôi khi nằm tại bờ sau, nhƣng thƣờng mở rộng qua cả bờ nƣớc.

Một số bãi mở rộng xuống dƣới tới mực thủy triều thấp. trên các bãi cuội bãi đá thƣờng đƣợc mài mòn tốt. Bãi biển đƣợc mở rộng từ đƣờng nƣớc thấp về phía đất liền tới vị trí tác động của sóng bão (đƣờng bờ trong). Đây là phần mặt đất đƣợc lộ ra và bị ngập bởi thủy triều hoặc sóng, hoặc là đới nằm giữa mực nƣớc cao và mực nƣớc thấp.

Bãi biển có thể tƣơng đƣơng với đới triều. Bãi có thể đƣợc chia thành 2 đới: bờ/bãi sau (backshore) và bờ/bãi trƣớc (foreshore). Bãi trƣớc có thể tƣơng đƣơng với đới triều (littoral zone). Bãi sau đƣợc phân bố trong phạm vi giữa đƣờng bờ trong và đƣờng bờ ngoài và gần nhƣ nằm ngang, trong khi đó bãi trƣớc lại nghiêng về phía biển.

Đường bờ biển (shoreline): Theo quan niệm chung, đƣờng bờ biển là ranh giới tiếp xúc giữa biển và đất liền. Đƣờng này luôn dịch chuyển theo sự dao động của mực nƣớc biển theo chu kỳ ngắn (thủy triều), chu kỳ dài (chu kỳ thiên văn) hoặc không theo chu kỳ. Tuy nhiên để nghiên cứu biến động đƣờng bờ biển cần phải xác định rõ 2 đƣờng bờ: đƣờng bờ trong và đƣờng bờ ngoài. Đường bờ trong (coastline) là ranh giới tác động cao nhất của sóng trong năm (thƣờng là sóng bão) với đất liền; hoặc đơn giản hơn, là đƣờng ranh giới giữa bờ và bãi, hoặc giữa đất và nƣớc.

Đường bờ ngoài là đƣờng giao nhau giữa mặt nƣớc với bãi biển nằm ở vị trí mực nƣớc cao trung bình. Biến động đường bờ đó là sự thay đổi vị trí đƣờng bờ theo không gian và thời gian. Có hai dạng một là biến đổi đƣờng bờ do quá trình tích tụ: hiện tƣợng đƣờng bờ biển lấn dần ra phía biển. Còn quá trình xói lở: hiện tƣợng đƣờng bờ biển lấn dần về phía lục địa và có hai hiện tƣợng xói lở: xói lở bãi và xói lở đƣờng bờ [6, 21].

Biến động địa hình bờ biển , đă ̣c biệt là do xói lở bờ, có tác động rất lớn đến các cộng đồng dân cƣ và các hệ sinh thái ven bờ trên toàn thế giới. Nghiên cứu biến động địa hình bờ biển , thực chất, là nghiên cứu các quá trình địa mạo bờ nhằm tìm ra những đă ̣c điểm hình thái và động lực hiện nay , lịch sử tiến hóa trong quá khứ và 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] dự báo xu hƣớng phát triển của nó trong tƣơng lai. Cũng nhƣ trên đất liền, hoạt động của các quá trình địa mạo ở bờ biển đƣợc biểu hiện cụ thể ở sự hình thành một dạng địa hình nào đó (quá trình xây dựng - tích tụ) hoă ̣c ở sự phá hủy một thành tạo địa hình khác (quá trình phá hủy - xói lở) dƣới tác động của rất nhiều nhân tố động lực khác nhau tƣ̀ phía biển cũng nhƣ tƣ̀ phía lục địa , cả các nhân tố tự nhiên cũng nhƣ các tác động của con ngƣời. Xói lở và bồi tụ là hai mă ̣t đối lập trong một quá trình địa mạo gây nên tình trạng biến đổi hình thái bờ biển.

Trong mấy chục năm gần đây, trên khắp thế giới, hiện tƣợng xói lở bờ biển đã trở thành vấn đề rất nghiêm trọng và chiếm ƣu thế hơn hẳn so với bồi tụ và đƣợc các quốc gia có biển, các tổ chức khoa học và nhiều nhà khoa học quan tâm. Ngày nay, nhiều nƣớc, nhiều nhà quản lý , nhà hoạch định chính sách , nhà khoa học đều thƣ̀a nhận rằng , các kết quả nghiên cứu biến động địa hình (nghĩa là các quá trình địa mạo) cả trên đất liền cũng nhƣ ở bờ biển là một trong những nguồn tài liệu quan trọng để xây dƣng quy hoạch phát triển và quản lý môi trƣờng đới bờ biển. Ảnh chụp tại Rạch Gốc, xã Tân An, huyện Ngọc Hiển, Cà Mau cho thấy, sau 15 năm, bờ biển khu vực này bị xói lở khoảng 1km (Vũ Văn Phái) 1. Cơ sở để xác định đường bờ biển Dựa vào số liệu thủy triều thu đƣợc từ trạm khí tƣợng Phan Thiết vào thời 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] điểm thu ảnh cùng với tra cứu phần mềm wxtide32, tôi đƣa ra nhận xét nhƣ sau: Thủy triều vùng ven biển Bình Thuận khá phức tạp, nằm trong khu vực chuyển tiếp giữa chế độ nhật triều không đều ở phía Bắc (tiêu biểu là Qui Nhơn) và bán nhật triều không đều ở phía Nam (Vũng Tàu).

Dao động triều khoảng 2m. Số liệu thủy triều ngày 29/12/2003 từ phần mềm wxtide32 Hình 1. Số liệu thủy triều ngày 31/5/2010 từ phần mềm wxtide32 Hình 1. Số liệu thủy triều ngày 18/5/2018 từ phần mềm wxtide32 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Mức thủy triều tại thời điểm thu ảnh Thời điểm chụp 3:12:09(GMT) 3:13:22(GMT) 3:22:30(GMT) 29/12/2003 31/5/2010 18/5/2018 Mức thủy triều (m) 1.98 Do tại thời điểm thu ảnh tại 2 thời kì 2010 và 2018 không có mƣa bão hay gió lớn, mức thủy triều là xấp xỉ nhau và xấp xỉ với mức thủy triều cao nhất, nên tôi lựa chọn đƣờng bờ biển để nghiên cứu là đƣờng ranh giới giữa đất và nƣớc. Tại thời điểm thu ảnh năm 2003, mức thủy triều thấp hơn 2 thời kì 2010, 2018 khoảng 1. Do vậy nếu lấy đƣờng bờ tại thời điểm năm 2003 là ranh giới giữa nƣớc và đất thì sẽ có sai số rất lớn. Dựa vào bản đồ địa hình đáy biển 1:50.000 khu vực TP.

Phan Thiết thu thập đƣợc tôi đƣa ra nhận xét nhƣ sau: - Sau khi tính toán độ dốc từng đoạn trong khu vực nghiên cứu và khoảng cách giữa đƣờng mép nƣớc với đƣờng ranh giới của đất và mức sóng tác động cao nhất tại thời điểm thu ảnh tôi nhận thấy vị trí tác động cao nhất của sóng này khá trùng với đƣờng ranh giới đất và nƣớc ứng với mức thủy triều ~3m ( sai lệch ~2-5m) - Do đó, tại thời điểm năm 2003, đƣờng bờ tôi lựa chọn để nghiên cứu là đƣờng tƣơng ứng với vị trí tác động cao nhất của sóng tại thời điểm thu ảnh. Độ dốc và khoảng cách đƣờng mép nƣớc với vị trí tác động cao nhất của sóng tại thời điểm thu ảnh 2003 đoạn Hòn Rơm – Mũi Né 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Độ dốc và khoảng cách đƣờng mép nƣớc với vị trí tác động cao nhất của sóng tại thời điểm thu ảnh 2003 đoạn Hàm Tiến Hình 1. Độ dốc và khoảng cách đƣờng mép nƣớc với vị trí tác động cao nhất của sóng tại thời điểm thu ảnh 2003 đoạn Đồi Dƣơng Hình 1.

Độ dốc và khoảng cách đƣờng mép nƣớc với vị trí tác động cao nhất của sóng tại thời điểm thu ảnh 2003 đoạn Tiến Thành 21 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Đƣờng bờ lựa chọn theo các năm ( Từ trái qua phải: 2003,2010,2018) 1. Biến động đường bờ ở Việt Nam Xói lở bờ biển ở nƣớc ta có 3 nhóm nguyên nhân chính gồm: Nhóm nguyên nhân nội sinh (hoạt động kiến tạo, cấu trúc địa chất); Nhóm nguyên nhân ngoại sinh (Sóng, dòng chảy, bão…); Nhóm nguyên nhân do hoạt động của con ngƣời (công trình thủy lợi, khai thác khoáng sản, chặt phá rừng…). Số liệu tại Báo cáo quốc gia về "Ðánh giá xói lở bờ biển Việt Nam" của Bộ TN&MT năm 2013 cho thấy, hiện trạng xói lở đang diễn ra nghiêm trọng với quy mô, cƣờng độ ngày càng tăng.

Các khu vực bị xói lở nghiêm trọng nhất tập trung ở các tỉnh nhƣ: TP. Hải Phòng (ở các đoạn: Cát Hải, Bằng La), Thụy Xuân (Thái Bình), Xuân Thủy, Hải Hậu (Nam Định), Thanh Hóa, Thừa Thiên Huế, Quảng Ngãi, Quảng Nam, Phú Yên, Bình Thuận. Quá trình xói lở diễn ra ở hầu hết các kiểu kiến tạo: sỏi cát, bùn sét, bùn, cát… song chủ yếu vẫn là bờ cát chiếm đến 94% tổng số đoạn bị xói lở. Ðiều đáng lo ngại, hiện nay, đã có 121 đoạn bờ có công trình phòng hộ (nhƣ đê, kè, trồng cây) nhƣng tình trạng xói lở vẫn diễn ra thƣờng xuyên.

Ở cấp độ địa phƣơng, tại một số tỉnh nhƣ Thanh Hóa có 18,1 km bị xói lở, tốc độ xói lở trung bình từ 15 đến 30 m/năm, khu vực xói lở mạnh nhất là Hoằng Hóa, Hậu Lộc và Sầm Sơn; tỉnh Quảng Bình, có 50 km bị xói lở; tỉnh Quảng Trị có 34 km bị xói lở.