Luận văn thạc sĩ nghiên cứu diễn biến xói lở và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển đồi dương tỉnh bình thuận

Nghiên cứu xói lở bờ biển Đồi Dương, Bình Thuận và các giải pháp bảo vệ hiệu quả, giảm thiểu tác động từ biến đổi khí hậu và thiên tai.

• Tác giả: Nguyễn Minh Đức
• Người hướng dẫn: PGS. Vũ Minh Cát
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Xây dựng công trình biển
• Đề tài: Nghiên cứu diễn biến xói lở và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển Đồi Dương, tỉnh Bình Thuận
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• BẢN CAM KẾT
• MỞ ĐẦU
• Tính cấp thiết của đề tài
• Mục tiêu của đề tài
• Phương pháp nghiên cứu
• Kết quả đạt được
• Nội dung luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình, địa chất
• 1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo
• 1.2. Đặc điểm khí tượng, thủy hải văn
• 1.2.1. Đặc điểm khí tượng
• 1.2.2. Đặc điểm thủy hải văn
• 1.3. Đặc điểm dân sinh, kinh tế - xã hội
• 1.3.1. Hiện trạng kinh tế Bình Thuận
• 2. CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG BỒI TỤ, XÓI LỞ BỜ BIỂN ĐỒI DƯƠNG, PHAN THIẾT, TỈNH BÌNH THUẬN
• 2.1. Hiện trạng diễn biến bờ biển khu vực Đồi Dương
• 2.1.1. Đoạn bờ Mũi Né – Phú Hải (Phan Thiết)
• 2.1.2. Đoạn bờ Đồi Dương – Phan Thiết
• 2.1.3. Đoạn bờ biển cảng Phan Thiết – Kê Gà
• 2.2. Kết luận chương
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG LỰC VÀ DIỄN BIẾN HÌNH THÁI KHU VỰC ĐỒI DƯƠNG, PHAN THIẾT, TỈNH BÌNH THUẬN
• 3.1. Giới thiệu mô hình Mike 21
• 3.2. Thiết lập mô hình dòng chảy và vận chuyển bùn cát cho khu Phan Thiết
• 3.3. Hiệu chỉnh mô hình
• 3.3.1. Hiệu chỉnh mô hình triều
• 3.3.2. Hiệu chỉnh mô hình sóng
• 3.4. Xây dựng kịch bản mô phỏng
• 3.4.1. Điều kiện biên và điều kiện ban đầu
• 3.5. Kết quả mô phỏng chế độ thủy động lực khu vực Đồi Dương
• 3.6. Kết quả mô phỏng diễn biến hình thái
• 3.6.1. Diễn biến hình thái trong thời kỳ gió mùa Đông Bắc
• 3.6.2. Diễn biến hình thái trong thời kỳ gió mùa Tây Nam
• 3.7. Phân tích cơ chế xói lở, bồi tụ cửa sông bờ biển Đồi Dương, Phan Thiết
• 4. CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH NHẰM ỔN ĐỊNH BỜ BIỂN PHAN THIẾT
• 4.1. Các phương án đề xuất
• 4.2. Phân tích các phương án
• 4.2.1. Giải pháp “số 0”
• 4.2.2. Di dời tới nơi an toàn
• 4.2.3. Giải pháp sử dụng các công trình “mềm”
• 4.2.4. Giải pháp sử dụng công trình “cứng”
• 4.3. Phân tích các tác động đối với các phương án
• 4.4. Khái niệm và các hình thức nuôi bãi
• 4.5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của giải pháp nuôi bãi
• 4.6. Các đặc tính của giải pháp nuôi bãi
• 4.7. Cơ sở lý thuyết của giải pháp nuôi bãi
• 4.8. Nuôi bãi khu vực bờ biển Phan Thiết
• 4.8.1. Vị trí nuôi bãi
• 4.8.2. Thời gian nuôi bãi
• 4.8.3. Vật liệu nuôi bãi
• 4.8.4. Hình thức nuôi bãi
• 4.8.5. Diện tích nuôi bãi
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH ẢNH

Tóm tắt

I. Tổng quan về khu vực nghiên cứu

Khu vực Đồi Dương, tỉnh Bình Thuận, nằm ở phía Nam Trung Bộ Việt Nam, có bờ biển dài 192 km. Địa hình nơi đây chủ yếu là các bãi biển đẹp, là nơi tập trung dân cư và các hoạt động kinh tế. Tuy nhiên, khu vực này cũng thường xuyên chịu tác động của các yếu tố tự nhiên như sóng, gió, và bão, dẫn đến hiện tượng xói lở bờ biển. Việc nghiên cứu và quản lý bờ biển là rất cần thiết để bảo vệ môi trường và an sinh xã hội. Theo các nghiên cứu trước đây, hiện trạng xói lở bờ biển tại Đồi Dương đã gây ra nhiều thiệt hại cho nhà cửa và cơ sở hạ tầng. Do đó, việc tìm ra các giải pháp bảo vệ bờ biển là một nhiệm vụ cấp bách.

1.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình

Bình Thuận có vị trí địa lý thuận lợi, tiếp giáp với biển Đông. Địa hình nơi đây đa dạng với các bãi biển, đồi cát và hệ thống sông ngòi. Đặc điểm địa chất của khu vực này chủ yếu là cát thạch anh, có khả năng bị xói lở mạnh mẽ trong mùa mưa. Các yếu tố như dòng chảy, sóng và gió mùa ảnh hưởng lớn đến sự ổn định của bờ biển. Việc nghiên cứu các yếu tố này giúp xác định nguyên nhân và cơ chế của hiện tượng xói lở bờ biển tại Đồi Dương.

1.2 Đặc điểm khí tượng thủy hải văn

Khí hậu tại Bình Thuận có hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, trong khi mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Độ ẩm và nhiệt độ cao trong mùa mưa tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các hiện tượng xói lở bờ biển. Các yếu tố khí tượng như gió mùa Đông Bắc và Tây Nam cũng ảnh hưởng đến chế độ thủy động lực của khu vực, làm gia tăng tình trạng xói lở. Nghiên cứu các yếu tố này là cần thiết để đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ biển hiệu quả.

II. Hiện trạng bồi tụ xói lở bờ biển Đồi Dương

Hiện trạng xói lở bờ biển tại Đồi Dương đang diễn ra nghiêm trọng, đặc biệt là trong các mùa bão. Các đoạn bờ biển như Mũi Né - Phú Hải và Đồi Dương - Phan Thiết thường xuyên bị xâm thực, gây mất đất và thiệt hại cho các công trình ven biển. Theo số liệu khảo sát, tốc độ xói lở bờ biển có thể lên đến vài mét mỗi năm. Các yếu tố như dòng chảy, sóng và tác động của con người đã làm gia tăng tình trạng này. Việc đánh giá hiện trạng bồi tụ và xói lở là rất quan trọng để có cái nhìn tổng thể về tình hình bờ biển.

2.1 Diễn biến bờ biển khu vực Đồi Dương

Khu vực Đồi Dương có nhiều đoạn bờ biển bị xói lở nghiêm trọng. Đoạn bờ từ Mũi Né đến Phú Hải là một trong những khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề nhất. Các công trình như kè biển đã được xây dựng nhưng chưa đủ để ngăn chặn hoàn toàn hiện tượng xói lở bờ biển. Việc theo dõi và đánh giá diễn biến bờ biển là cần thiết để có các biện pháp can thiệp kịp thời.

2.2 Nguyên nhân gây xói lở

Nguyên nhân chính gây ra xói lở bờ biển tại Đồi Dương bao gồm tác động của sóng, gió, và các hoạt động của con người. Các công trình xây dựng ven biển, như khách sạn và khu du lịch, đã làm thay đổi dòng chảy tự nhiên, dẫn đến tình trạng xói lở. Ngoài ra, biến đổi khí hậu cũng góp phần làm gia tăng tần suất và cường độ của các cơn bão, gây thiệt hại lớn cho bờ biển. Việc phân tích nguyên nhân là cần thiết để đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ biển hiệu quả.

III. Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển Đồi Dương

Để bảo vệ bờ biển Đồi Dương, cần có các giải pháp bảo vệ bờ biển tổng thể và hiệu quả. Các phương án như xây dựng kè mềm, kè cứng, và các biện pháp nuôi bãi cần được xem xét. Việc sử dụng công nghệ hiện đại trong việc mô phỏng và dự đoán diễn biến bờ biển cũng rất quan trọng. Các giải pháp này không chỉ giúp ổn định bờ biển mà còn bảo vệ môi trường sinh thái và an sinh xã hội cho người dân địa phương.

3.1 Các phương án đề xuất

Các phương án bảo vệ bờ biển Đồi Dương bao gồm xây dựng kè mềm và kè cứng. Kè mềm có thể giúp giảm tác động của sóng mà không làm thay đổi dòng chảy tự nhiên. Kè cứng, mặc dù hiệu quả trong việc ngăn chặn xói lở, nhưng có thể gây ra các vấn đề về môi trường. Cần có sự cân nhắc kỹ lưỡng giữa hiệu quả và tác động môi trường khi lựa chọn phương án.

3.2 Phân tích các tác động đối với các phương án

Mỗi phương án bảo vệ bờ biển đều có những tác động khác nhau đến môi trường và cộng đồng. Việc xây dựng kè cứng có thể gây ra hiện tượng bồi tụ ở một số khu vực, trong khi kè mềm có thể giúp duy trì dòng chảy tự nhiên. Cần phải thực hiện các nghiên cứu sâu hơn để đánh giá tác động lâu dài của các phương án này, từ đó đưa ra quyết định hợp lý nhất cho việc bảo vệ bờ biển Đồi Dương.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu dải bờ biển dài hơn 3.200 km đóng vai trò chiến lược trong an ninh quốc phòng và phát triển kinh tế biển. Tuy nhiên, tình trạng xói lở bờ biển dưới tác động của biến đổi khí hậu và can thiệp nhân sinh đang đe dọa trực tiếp đến đời sống dân sinh cùng cơ sở hạ tầng ven bờ. Tỉnh Bình Thuận với 192 km bờ biển là một trong những trọng điểm về xói lở tại khu vực Nam Trung Bộ, trong đó thành phố Phan Thiết chiếm 57,4 km đường bờ chịu tổn thương sâu sắc. Bãi biển Đồi Dương thuộc phường Hưng Long là trung tâm du lịch nghỉ dưỡng trọng điểm của thành phố nhưng liên tục đối mặt với nạn biển xâm thực và suy giảm nghiêm trọng diện tích bãi tắm.

Vấn đề nghiên cứu then chốt xuất phát từ sự mất cân bằng cán cân bùn cát ven bờ và tác động bất lợi của các công trình bảo vệ bờ dạng kè cứng đơn lẻ. Điển hình tại đoạn bờ phía bắc cửa Phú Hải, tốc độ xói lở thực tế đạt từ 7 đến 10 m/năm, gây sạt lở hơn 1,1 km bờ biển và đe dọa trực tiếp hơn 40 hộ dân. Khu vực lân cận như phường Đức Long từng chứng kiến đợt triều cường làm sập 69 ngôi nhà và cuốn trôi sâu hơn 100 m đất liền. Mục tiêu cụ thể của luận văn là ứng dụng mô hình số trị MIKE 21 để mô phỏng chế độ thủy động lực, làm rõ cơ chế vận chuyển bùn cát và đề xuất giải pháp công trình chỉnh trị tổng thể bảo vệ bãi biển Đồi Dương. Phạm vi không gian nghiên cứu giới hạn từ tọa độ 10°42'10" đến 11°00'00" vĩ độ Bắc và 108°00'10" đến 108°21'30" độ kinh Đông, kế thừa chuỗi số liệu khí tượng hải văn từ năm 1990 đến năm 2010. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để giảm thiểu xói lở trên 80%, bảo vệ hơn 1,4 km bờ biển du lịch và bảo đảm an sinh cho hơn 216.500 dân cư tại đô thị Phan Thiết.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết thủy động lực học vùng ven bờ và cơ học trầm tích biển. Trọng tâm của khung lý thuyết là hệ phương trình vi phân Navier-Stokes hai chiều trung bình theo độ sâu, bao gồm phương trình liên tục bảo toàn khối lượng và hệ phương trình bảo toàn động lượng theo phương ngang có xét đến lực ma sát đáy, hiệu ứng gia tốc Coriolis và gradient ứng suất bức xạ sóng. Bên cạnh đó, mô hình vận chuyển bùn cát phi cố kết dựa trên lý thuyết tương tác giữa sóng và dòng chảy ven bờ được áp dụng để xác định trường phân bố nồng độ trầm tích và tốc độ xói bồi đáy biển.

Khung lý thuyết tích hợp ba khái niệm cốt lõi: chế độ nhật triều không đều ven bờ biển Bình Thuận với độ lớn triều từ 1,5 đến 2,0 m trong kỳ nước cường; ứng suất bức xạ sóng sinh ra do sóng biến dạng và vỡ khi truyền vào vùng nước nông; và cán cân bùn cát ven bờ. Động lực học hình thái bờ biển được nhìn nhận là kết quả tương tác phức tạp giữa trường sóng hỗn hợp gió - lừng có độ cao cực đại ngoài khơi vượt 7,0 m với dòng chảy dọc bờ có vận tốc lên tới 0,65 m/s.

Phương pháp nghiên cứu

Về nguồn dữ liệu và phương pháp chọn mẫu, luận văn thiết lập miền tính lưới phi cấu trúc bao gồm 12.268 phần tử tam giác với kích thước mắt lưới biến thiên từ 40 m ở sát bờ Đồi Dương đến 400 m ở ngoài khơi nhằm bảo đảm độ chi tiết hình học tại khu vực ven bờ. Dữ liệu địa hình đáy biển được thu thập từ đợt đo đạc thực tế tháng 8 năm 2009 của Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam kết hợp hải đồ tỷ lệ 1:25.000 do Hải quân cung cấp. Dữ liệu khí tượng thủy văn được chọn lọc từ chuỗi quan trắc 17 năm giai đoạn 1990-2007 tại trạm Phú Quý và trạm hải văn Bạch Hổ.

Phương pháp phân tích số trị sử dụng bộ phần mềm MIKE 21 do Viện Thủy lực Đan Mạch phát triển, bao gồm các mô đun MIKE 21 HD tính toán thủy động lực, MIKE 21 SW mô phỏng phổ sóng và MIKE 21 ST mô phỏng vận chuyển cát. Lý do lựa chọn mô hình này là nhờ thuật toán Implicit ADI mạnh mẽ, cho phép mô phỏng chính xác miền tính phức tạp có đường bờ cong lõm dạng cánh cung và hiện tượng sóng vỡ ven bờ. Quá trình hiệu chỉnh mô hình được thực hiện liên tục trong 13 ngày với bước thời gian tính toán 30 giây. Kết quả so sánh mực nước thực đo tại trạm Phan Thiết cho chỉ số Nash đạt 0,87 và hệ số tương quan R vượt 0,80, khẳng định độ tin cậy khoa học cao của mô hình.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, mô phỏng chế độ thủy động lực trong mùa gió Đông Bắc từ tháng 10 đến tháng 4 chỉ ra rằng dòng chảy ven bờ chảy chủ đạo theo hướng từ Bắc xuống Nam với lưu tốc cực đại tại cửa sông Cà Ty đạt 0,65 m/s, tại cửa Phú Hải đạt 0,26 m/s và tại khu vực bãi biển Đồi Dương đạt 0,18 m/s. Trường sóng truyền theo hướng Đông Bắc tạo góc xiên với đường bờ cánh cung Đồi Dương, làm gia tăng ứng suất kéo đáy và vận chuyển một lượng lớn cát rời rạc ra khỏi bãi tắm về phía Nam, gây xói lở sâu từ 3 đến 5 m/năm dọc dải bờ.

Thứ hai, trong mùa gió Tây Nam từ tháng 5 đến tháng 10, sóng có xu hướng vuông góc với bờ với chiều cao sóng sát bờ tại Đồi Dương đạt 0,84 m và cửa Phú Hải đạt 0,88 m. Dù dòng chảy đảo chiều từ Nam lên Bắc với vận tốc triều lên tại Đồi Dương đạt 0,15 m/s và triều xuống đạt 0,095 m/s, lượng bùn cát bồi đắp chỉ phục hồi khoảng 20% đến 30% khối lượng cát bị xói mòn trong mùa đông, dẫn đến sự thâm hụt cán cân trầm tích thực tế hàng năm.

Thứ ba, phân tích địa chất công trình cho thấy lớp cát bề mặt bãi biển Đồi Dương chứa 99% cát thạch anh hạt mịn đến trung với tỷ trọng 2,67, góc ma sát trong 28,34 độ và lực kết dính gần như bằng không ở mức 0,03 kg/cm2. Do thiếu tính kết dính tự nhiên, bờ biển cực kỳ nhạy cảm trước tác động xói mòn của dòng triều và sóng lừng.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi của hiện tượng xói lở nghiêm trọng tại Đồi Dương bắt nguồn từ sự kết hợp bất lợi giữa động lực sóng gió tự nhiên và tác động cơ học của các công trình bảo vệ bờ. Dữ liệu địa hình đáy tại 5 mặt cắt đặc trưng từ MC1 đến MC5 qua các kịch bản mô phỏng phản ánh rõ sự xói sâu lòng dẫn và hạ thấp cao độ đáy biển từ 0,5 đến 1,2 m sau mùa gió Đông Bắc. Khi trình bày qua biểu đồ mặt cắt địa hình đáy và sơ đồ phân bố vector trường dòng chảy, người đọc dễ dàng nhận thấy sự dịch chuyển bùn cát cả theo phương dọc bờ lẫn phương ngang bờ, tạo ra các hố xói cục bộ sát chân công trình kè.

So sánh với các nghiên cứu ven biển tại khu vực duyên hải miền Trung, kết quả của luận văn khẳng định quy luật rằng các công trình kè cứng dạng tường đứng như kè cửa sông Cà Ty có hệ số phản xạ sóng cao từ 60% đến 80%, làm triệt tiêu bãi cát phía trước chân kè và chuyển dịch điểm xói lở ác liệt sang dải bờ kế cận phía hạ lưu dòng chảy bùn cát. Điều này lý giải tại sao việc kè cứng đơn lẻ tại Phan Thiết trong quá khứ đã làm biến mất dải bãi tắm cát thoải dài 1.400 m của bãi biển Đồi Dương.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, chuyển đổi định hướng từ giải pháp công trình cứng sang giải pháp công trình mềm thông qua kỹ thuật nuôi bãi nhân tạo. Thực hiện cấp cát bổ sung trực tiếp bằng hệ thống vòi rồng kết hợp phương tiện cơ giới với khối lượng khoảng 30.000 đến 50.000 m3 cát thạch anh hạt trung nhằm tái tạo dải bãi cát rộng từ 25 đến 35 m phục vụ tắm biển và tiêu tán năng lượng sóng tự nhiên. Chủ thể thực hiện là Ủy ban nhân dân thành phố Phan Thiết phối hợp Sở Xây dựng, hoàn thành giai đoạn thử nghiệm trong vòng 12 tháng.

Thứ hai, xây dựng hệ thống công trình tiêu năng kết hợp gồm tuyến đê ngầm phá sóng xa bờ bằng khối bê tông đúc sẵn hoặc ống địa kỹ thuật Geotube kết hợp hệ thống mỏ hàn mềm vuông góc với bờ. Target metric là triệt tiêu trên 60% năng lượng sóng tới trước khi tiếp cận mép bờ và giữ lại ít nhất 70% lượng cát nuôi bãi không bị dòng chảy dọc bờ cuốn trôi. Lộ trình triển khai kỹ thuật thực hiện trong giai đoạn 2024-2026 do Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn làm chủ đầu tư.

Thứ ba, ban hành quy chế quản lý tổng hợp vùng bờ và xác lập hành lang bảo vệ bờ biển tối thiểu từ 50 đến 100 m tính từ mép nước triều cao trung bình nhiều năm. Nghiêm cấm hoàn toàn hoạt động khai thác cát trái phép và lấn chiếm bãi triều tự nhiên nhằm bảo vệ thảm thực vật rừng phi lao chắn gió ven bờ. Trách nhiệm triển khai thuộc về Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bình Thuận bắt đầu từ quý I năm 2025.

Thứ tư, thiết lập mạng lưới quan trắc thủy thạch động lực tự động ven bờ kết hợp ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS để cập nhật biến động đường bờ định kỳ 6 tháng một lần. Đo lường chính xác tốc độ bồi xói tại 5 mặt cắt kiểm soát nhằm đưa ra cảnh báo sớm cho cộng đồng dân cư. Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam chủ trì hỗ trợ kỹ thuật và chuyển giao công nghệ trong giai đoạn 2024-2025.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn mang lại giá trị thực tiễn và học thuật phong phú cho bốn nhóm đối tượng chuyên môn:

• Cơ quan quản lý nhà nước và nhà hoạch định chính sách ven biển: Bao gồm Ủy ban nhân dân các cấp, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bình Thuận. Kết quả mô phỏng giúp cơ quan quản lý xây dựng quy hoạch tổng thể chống sạt lở bờ biển, cấp phép xây dựng các công trình ven bờ và quản lý tài nguyên cát bền vững.
• Đơn vị tư vấn, kỹ sư thiết kế công trình thủy và cảng biển: Bao gồm các viện nghiên cứu, doanh nghiệp xây dựng công trình thủy lợi, đê kè ven biển. Bộ thông số thủy động lực học, trường sóng và phương pháp thiết kế nuôi bãi kết hợp đê ngầm là cơ sở lập hồ sơ thiết kế kỹ thuật cho các dự án bảo vệ bờ biển miền Trung.
• Doanh nghiệp đầu tư du lịch và nghỉ dưỡng ven biển: Các chủ đầu tư resort, khách sạn dọc dải bờ biển Đồi Dương - Phan Thiết - Mũi Né. Doanh nghiệp có thể lựa chọn giải pháp bảo vệ bãi tắm sinh thái, hạn chế tối đa việc xây kè cứng làm mất cảnh quan và suy giảm doanh thu du lịch.
• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Kỹ thuật Biển: Tài liệu cung cấp phương pháp luận thiết lập mô hình số trị MIKE 21 phi cấu trúc, kỹ thuật hiệu chỉnh thông số Nash và lý thuyết tương tác sóng - dòng chảy - trầm tích làm tài liệu giảng dạy và nghiên cứu chuyên sâu.

Câu hỏi thường gặp

Bờ biển Đồi Dương chịu xói lở mạnh nhất vào mùa nào trong năm và tại sao? Xói lở diễn ra khốc liệt nhất vào mùa gió Đông Bắc từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau. Gió mùa tạo ra trường sóng lớn với chiều cao cực đại trên 7,0 m ngoài khơi và dòng chảy dọc bờ đạt lưu tốc 0,18 đến 0,65 m/s chảy xiên góc hướng Bắc - Nam, bóc tách và cuốn trôi lớp cát rời rạc ra xa bờ.

Tại sao các giải pháp kè cứng truyền thống không giải quyết triệt để vấn đề xói lở bãi tắm Đồi Dương? Kè thẳng đứng bằng bê tông làm tăng phản xạ sóng từ 60% đến 80%, gây xói sâu chân kè và triệt tiêu hoàn toàn bãi cát khô dài 1.400 m. Đồng thời kè cứng chặn dòng bùn cát dọc bờ, gây xói lở lan truyền nghiêm trọng sang các đoạn bờ lân cận với chiều dài từ 1 đến 1,2 km.

Mô hình số trị MIKE 21 mang lại ưu thế gì trong đánh giá diễn biến đường bờ? MIKE 21 với lưới tam giác phi cấu trúc gồm 12.268 phần tử cho phép mô phỏng chính xác sự tương tác phức tạp giữa sóng, triều và bùn cát tại vùng bờ cong. Kết quả đạt chỉ số hiệu quả Nash 0,87, cung cấp kịch bản dự báo chuẩn xác phục vụ thiết kế công trình bảo vệ bờ.

Giải pháp nuôi bãi nhân tạo vận hành như thế nào tại bờ biển Phan Thiết? Nuôi bãi là phương pháp công trình mềm bằng cách bổ sung khoảng 30.000 đến 50.000 m3 cát thạch anh hạt trung trực tiếp qua vòi rồng để tái tạo dải bãi cát rộng 25 đến 35 m. Giải pháp này vừa tiêu hao năng lượng sóng tự nhiên vừa khôi phục bãi tắm du lịch sinh thái.

Số liệu đầu vào cần thiết để mô phỏng thủy động lực học ven bờ gồm những gì? Mô hình cần kết hợp địa hình đáy biển tỷ lệ 1:25.000, chuỗi số liệu gió và sóng trạm Phú Quý từ 17 năm quan trắc, số liệu lưu lượng sông Cà Ty từ 18 đến 45 m3/s, cùng đặc tính bùn cát với đường kính hạt trung bình 0,25 mm để đảm bảo độ tin cậy.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích toàn diện hiện trạng xói lở bờ biển Đồi Dương, chỉ ra tốc độ sạt lở nghiêm trọng từ 7 đến 10 m/năm tại các điểm nóng ven bờ Phan Thiết.
• Ứng dụng thành công bộ mô hình số trị MIKE 21 với lưới phi cấu trúc 12.268 ô lưới, đạt độ chính xác cao với chỉ số hiệu quả Nash đạt 0,87.
• Làm rõ cơ chế động lực học theo hai mùa gió, chứng minh sự thâm hụt trầm tích thường niên do sóng mùa đông và tác động tiêu cực của kè cứng phản xạ sóng.
• Đề xuất đồng bộ giải pháp công trình mềm nuôi bãi nhân tạo từ 30.000 đến 50.000 m3 cát kết hợp đê ngầm giảm sóng và phân vùng quản lý tổng hợp vùng bờ.
• Định hình khung chính sách quản lý hành lang bảo vệ bờ biển tối thiểu từ 50 đến 100 m cho thành phố Phan Thiết trong giai đoạn phát triển bền vững.

Về lộ trình tiếp theo, địa phương cần sớm triển khai dự án thí điểm nuôi bãi nhân tạo và lắp đặt trạm đo sóng tự động trong vòng 6 đến 12 tháng tới. Đề tài mở ra hướng tiếp cận khoa học bền vững, hài hòa giữa kỹ thuật công trình biển và bảo tồn cảnh quan sinh thái cho toàn dải duyên hải Nam Trung Bộ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình, địa chất 1.1 Vị trí địa lý Bình Thuận là tỉnh duyên hải thuộc Nam Trung Bộ, phía Bắc giáp tỉnh Ninh Thuận, phía Tây Bắc giáp tỉnh Lâm Đồng, phía Tây giáp tỉnh Đồng Nai, phía Tây Nam giáp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu và phía Đông giáp biển Đông. Bình Thuận gồm 10 đơn vị hành chính và thành phố Phan Thiết là trung tâm hành chính, kinh tế, văn hóa chính của tỉnh. Thành phố Phan Thiết được công nhận là thành phố cấp 3 vào tháng 8 năm 1999 trên cơ sở thị xã Phan Thiết với tổng diện tích tự nhiên là 20.645,36 ha, chiếm 2,62% diện tích toàn tỉnh Bình Thuận, tiếp giáp với huyện Bắc Bình ở phía Bắc, huyện Hàm Thuận Bắc ở phía Tây, giáp với huyện Hàm Thuận Nam ở phía Nam và giáp với Biển Đông ở phía Đông.

Thành phố Phan Thiết có đường bờ biển dài 57,4 km kéo dài từ xã Tiến Thành đến Mũi Né. Khu vực nghiên cứu được giới hạn bởi tọa độ 10042’10” đến 11000’00” vĩ độ Bắc và 108000’10” đến 108021’30” độ kinh Đông. Sơ đồ hành chính thành phố Phan Thiết 5 1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo a. Các hệ tầng địa chất tại khu vực nghiên cứu Hình 1.

Sơ đồ địa chất khu vực Phan Thiết Phức hệ Đèo Cả, pha 3 (GK 2 -P 1 đc 3 ) Trong phạm vi khu vực Phan Thiết, các đá xâm nhập mới chỉ được phát hiện có một diện lộ rất nhỏ (khoảng 500m2) ở khu vực bãi biển gần cửa sông Cà Ty. Các đá lộ ra ở khu vực sát mép biển, dài không liên tục dài khoảng 150m, rộng khoảng 20-25m, bị phủ bởi các trầm tích biển tuổi Holocen muộn. Thành phần chủ yếu gồm các đá granite có biotite hạt trung có cấu tạo khối màu xám hồng. Hệ tầng Trà Mỹ (J 2 a-bjtm) Đá trầm tích hệ tầng Trà Mỹ không lộ ra trên mặt, bề dày khoảng 200m, thành phần chủ yếu là đá phiến sét màu đen xen bột kết và ít cát kết màu xám đen.

Các trầm tích hệ tầng Trà Mỹ thường bị phủ bất chỉnh hợp bởi các trầm tích của hệ tầng Liên Hương (N 2 lh), hệ tầng Mũi Né (mQ 2 1mn), hệ tầng Phan Thiết (mbQ 2 2-3pt). 6 Hệ tầng Nha Trang (K 2 nt) Các trầm tích hệ tầng Nha Trang phân bố ở khu vực đồi Ông Hoàng với bề dày khoảng 100m trên diện tích khoảng 0,8 km2. Thành phần thạch học chủ yếu các đá phun trào dacite, ryodacite porphyr và tuff của chúng. Các đá của hệ tầng bị phủ bởi trầm tích hệ tầng Phan Thiết (mbQ 2 2-3pt).

Hệ tầng Liên Hương (N 2 lh) Các trầm tích hệ tầng Liên Hương có nguồn gốc vũng vịnh ven bờ, hình thành trong các graben. Trầm tích của hệ tầng không lộ ra trên mặt, chỉ gặp trong các hố khoan sâu. Hệ tầng gồm 3 tập: Tập 1: dày 3m, thành phần cuội sỏi lẫn cát sét có chứa di tích chứa tảo biển. Tập 2: dày 4,9m, bột sét loang lỗ chứa di tích tảo biển.

Tập 3: dày 7,1m, cát sỏi màu xám chứa di tích tảo nước ngọt và nước mặn ưu thế lục địa. Hệ tầng Mũi Né (mQ 2 1mn) Hệ tầng Mũi Né có thành phần chủ yếu là cát có pha bột sét màu xám, gắn kết trung bình, phần đáy có lớp mỏng sạn sỏi. Trầm tích của hệ tầng phủ bất chỉnh hợp trên các trầm tích hệ tầng Trà Mỹ và bị các trầm tích sông lũ tuổi Pleistocen, thời muộn (apQ II 2) phủ lên, dày 11,7m. Hệ tầng Phan Thiết (mbQ 2 2-3pt) Trầm tích hệ tầng Phan Thiết lộ ra tại khu vực sân bay Phan Thiết và phía bắc đồi Ông Hoàng.

Khu vực sân bay Phan Thiết, sự thay đổi màu sắc của trầm tích rõ rệt, có thể quan sát được tại các vách xâm thực và trong các lỗ khoan. Thành phần gồm thạch anh hạt nhỏ đến trung màu đỏ, phủ bất chỉnh hợp lên hệ tầng Liên Hương (N 2 lh). Bề dày hệ tầng khoảng 52m. Trầm tích biển (mQ 2 2-3) 7 Các trầm tích biển tuổi Pleistocen muộn phân bố hạn chế ở khu vực Phú Lâm, rìa phía Tây đô thị ở độ cao 10-20m, thành phần là cát thạch anh hạt mịn-trung màu trắng.

Bề dày của các trầm tích này chưa thể khống chế hết, chúng gối vào các trầm tích của hệ tầng Phan Thiết, bị các trầm tích sông biển tuổi Holocen sớm giữa cắt qua. Khu vực phía Nam bãi Đồi Dương, một phức hệ magma (phức hệ Đèo Cả - GK 2 -P 1 đc 3 ) lộ trên bề mặt với diện tích không lớn. Thành phần chủ yếu của các trầm tích này là cát thạch anh, hạt mịn, độ chọn lọc trung bình, có lẫn xác sinh vật. Đặc điểm địa chất công trình Tập thạch học nguồn gốc nhân tạo Tập thạch học này bao gồm các đất đá do các hoạt động của con người tạo nên chỉ với một phức hệ thạch học cát, cát pha, phân bố thành những khoảng nhỏ với diện tích khoảng 2km2, dọc theo quốc lộ 28, quốc lộ 1A và một phần Đông Bắc của đô thị.

Tập thạch học trầm tích sông Phức hệ thạch học cát trầm tích sông Holocen thượng (aQ IV 3): phân bố không liên tục, thường thấy ở các khu vực uốn khúc của sông Cà Ty và sông Cái dưới dạng các bãi bồi. Bề dày thay đổi từ 1-5m, thành phần thạch học chủ yếu là cát màu xám vàng, xám trắng. Phức hệ thạch học sét pha trầm tích sông Holocen trung-thượng (aQ IV 2-3): phân bố dọc theo sông Cái, sông Cà Ty với diện tích khoảng 7km2, bề dày thay đổi từ 2-10m, loại thạch học chủ yếu là sét pha màu xám nâu, xám vàng. Phức hệ thạch học cát trầm tích sông Holocen trung thượng (aQ IV 2-3): phức hệ này không lộ trên mặt, thường phân bố thành các lớp nằm xen kẽ kẹp giữa các phức hệ khác.

8 Tập thạch học trầm tích biển Phức hệ thạch học cát trầm tích biển Holocen thượng (mQ IV 3): phân bố thành dải hẹp chạy dọc theo bờ biển tạo thành các bãi triều với độ cao tuyệt đối 1-2m, bề dày thay đổi từ 2-5m, thành phần chủ yếu là cát thạch anh hạt mịn đến trung. Phức hệ thạch học trầm tích biển Holocen trung-thượng (aQ IV 2-3): phân bố trung tâm thành phố Phan Thiết, diện tích khoảng 6km2, bề dày từ 5-10m, thành phần chủ yếu là cát hạt nhỏ, hạt trung, màu xám trắng. Phức hệ thạch học sét pha, bùn sét pha trầm tích Holocen hạ-trung (Q IV 1-2): phức hệ này không lộ trên mặt mà chỉ xuất hiện trong các lỗ khoan sâu, thành phần chủ yếu là sét pha, đôi chỗ có chứa mùn hữu cơ màu xám xanh, xám đen. Đặc điểm thành phần vật liệu bờ Đường bờ khu vực bãi biển Đồi Dương có cấu tạo chủ yếu bởi các thành phần hạt mịn lẫn xác sinh vật chiếm ưu thế.

Xu thế bồi xói tại khu vực phụ thuộc mạnh mẽ vào thời kỳ hoạt động của 2 loại gió mùa. Về địa chất, khu vực nghiên cứu được chia thành 2 lớp: Lớp 1: là lớp cát thạch anh hạt trung, có lẫn vỏ sò, màu xám vàng, vàng nhạt, trạng thái rời rạc. Chiều dày của lớp không đều, ở vùng đá gốc lộ lên thì mỏng, từ 0,5 đến 1m, các vùng khác dày hơn, tùy theo mức độ bồi xói của đường bờ.1 là kết quả phân tích các chỉ tiêu cơ lý của lớp 1, qua đó cho thấy thành phần chủ yếu của lớp thứ nhất chủ yếu là cát với tỷ trọng 2,67. Chỉ tiêu cơ lý của lớp 1 Tên chỉ tiêu Giá trị Đơn vị Thành phần hạt % Sét 0 Bụi 0 Cát 99 Sạn 1 Cuội 0 Độ ẩm tự nhiên 12,6 % Dung trọng T/m3 Ướt 1,85 Khô 1,64 Tỷ trọng 2,67 Độ rỗng 38,6 % Hệ số rỗng 0,628 Độ bão hòa G 53,4 % Sức kháng cắt Lực kết dính 0,03 Kg/cm3 độ Góc ma sát trong 28,34 Hệ số thấm K 8*10-2 cm/s Lớp 2: đá gốc là đá granite lộ không đều, vùng gần cuối bãi (k1+400m) đá lộ trên mặt, nhô ra xa biển, cao độ mặt đá khoảng 0,5-1m.

Vào mùa bồi, dải đá lộ ít nhưng vào mùa xói, dải đá lộ rõ với cao độ khoảng 1m. Về địa hình, khu vực bãi biển Đồi Dương được chia thành 2 đoạn cơ bản: Đoạn 1: từ khách sạn Novotel đến dải đá lộ gần nhà thờ Lạc Đạo, dài khoảng 1400m, bờ biển phẳng, hình cánh cung lõm vào đất liền. Cao độ tự 10 nhiên khoảng +3 đến +5m. Bãi biển dài và thoải, được khai thác làm bãi tắm.

Bề dày lớp bồi tích mỏng dần theo chiều từ Bắc tới Nam.9 cho thấy sự thay đổi bề dày trầm tích dọc theo đường bờ. Đoạn 2: từ dải đá lộ gần nhà thờ Lạc Đạo đến kè C1 (kè cửa sông Cà Ty) bảo vệ cảng cá Phan Thiết, dài khoảng 234m cũng có dạng cánh cung, lõm về phía đất liền. Bãi biển dốc, vào mùa xói, đá lộ nhiều, bãi biển không phẳng. Kè C1 ra đời, tình trạng xói lở được cải thiện, nhưng không đáng kể.

Đặc điểm địa mạo khu vực nghiên cứu Trên khu vực thành phố Phan Thiết, địa hình gồm các tích tụ bar cát nổi cao 5-10m đến 80-120m, các đồng bằng tích tụ ven sông, biển cao 2-5m đến 15-30m. Trong quá khứ và hiện tại, đồng bằng Phan Thiết là nơi hoạt động tranh chấp của các hoạt động của sông, của biển và cả tác động của gió. Bên cạnh đó, dải cát đỏ chịu tác dụng xâm thực mạnh chiếm diện tích chủ yếu tại khu vực Phan Thiết.2 Đặc điểm khí tượng, thủy hải văn 1.1 Đặc điểm khí tượng a. Nhiệt độ Phan Thiết nằm trong vùng khí hậu cận xích đạo, nhiệt độ quanh năm cao và ít biến động, nhiệt độ trung bình quanh năm dao động khoảng 26~270.3 thể hiện nhiệt độ trung bình hàng tháng trong các năm từ 2005 đến 2010 đo tại trạm Phan Thiết.

Chế độ mưa Thành phố Phan Thiết có hai mùa tương đối rõ rệt: mùa mưa trùng với mùa gió mùa Tây Nam, thường bắt đầu từ giữa tháng 05 và kéo dài đến hết tháng 10. Mùa khô trùng với mùa gió mùa Đông Bắc, thường bắt đầu từ tháng 11 đến cuối tháng 04 năm sau. Nhiệt độ trung bình hàng tháng tại Phan Thiết Hình 1. Biểu đồ lượng mưa trung bình các tháng tại Phan thiết c.

Chế độ nắng Thành phố Phan Thiết năm trong vùng có vĩ độ thấp, thời gian chiếu sáng dài, trung bình hàng năm có khoảng trên 2. Mùa khô có số giờ nắng trung bình từ 6 - 8 giờ/ngày, tháng 4 có số giờ nắng cao nhất (>214 giờ). Mùa mưa số giờ nắng thấp, khoảng từ 120 – 185 giờ/ tháng, tháng thấp nhất là tháng 10 (khoảng 121 giờ).