Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam, với chiều dài bờ biển khoảng 3.260 km, đang phải đối mặt với thách thức nghiêm trọng từ biến đổi khí hậu và xâm thực bờ biển. Trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình tăng khoảng 0,7°C và mực nước biển dâng lên khoảng 20 cm, gây ra các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão, lũ lụt và hạn hán ngày càng nghiêm trọng. Tỉnh Bình Định, nằm ở miền Trung Việt Nam với bờ biển dài 134 km, là một trong những khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề của xâm thực bờ biển. Tại huyện Phù Cát, các vùng ven biển như xã Cát Khánh, Cát Tiến đã ghi nhận sự lùi sâu của bờ biển từ 500 đến 700 m, ảnh hưởng trực tiếp đến sinh kế của hàng trăm hộ dân.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào phân tích biến động đường bờ biển, dự báo xu hướng thay đổi trong bối cảnh biến đổi khí hậu và đề xuất các giải pháp thích ứng phù hợp với điều kiện địa phương. Phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ dải bờ biển của 5 xã ven biển thuộc huyện Phù Cát: Cát Khánh, Cát Thanh, Cát Hải, Cát Tiến và Cát Chánh. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp dữ liệu khoa học phục vụ quản lý bền vững tài nguyên ven biển, giảm thiểu thiệt hại do xâm thực và hỗ trợ phát triển kinh tế biển tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết bờ biển và xâm thực bờ biển: Định nghĩa bờ biển, đường bờ biển, và hiện tượng xâm thực dựa trên các nghiên cứu của Dolan et al. (1980) và Bruun (1962). Bruun Rule được sử dụng để mô hình hóa mối quan hệ giữa mực nước biển dâng và sự lùi của bờ biển.
  • Mô hình vịnh hình parabol: Mô hình do Hsu và Evans (1989) phát triển, mô phỏng sự cân bằng tĩnh của bờ biển dạng vịnh, giúp dự báo sự thay đổi đường bờ biển dựa trên góc tới của sóng và hình dạng bờ biển.
  • Khái niệm chính: Bờ biển, đường bờ biển, xâm thực bờ biển, mực nước biển dâng, thích ứng biến đổi khí hậu, giải pháp cấu trúc và phi cấu trúc.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp kết hợp cả định tính và định lượng:

  • Nguồn dữ liệu:
    • Dữ liệu chính gồm ảnh UAV chụp dải bờ biển Phù Cát với độ phân giải cao (20 megapixels), mẫu cát lấy tại các bãi biển tiêu biểu, phỏng vấn chuyên gia, cán bộ địa phương và người dân.
    • Dữ liệu thứ cấp gồm ảnh vệ tinh Landsat 5 TM và Landsat 8 OLI/TIRS từ năm 1989 đến 2016, bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 và 1:10.000, số liệu khí tượng thủy văn từ các cơ quan chức năng, các báo cáo quy hoạch và kế hoạch phát triển kinh tế xã hội.
  • Phân tích dữ liệu:
    • Ảnh UAV được xử lý bằng phần mềm Agisoft Metashape để tạo bản đồ orthomosaic và mô hình địa hình số.
    • Ảnh vệ tinh được xử lý bằng phần mềm QGIS, ArcGIS và công cụ DSAS để phân tích biến động đường bờ biển theo các chỉ số End Point Rate (EPR) và Net Shore Movement (NSM).
    • Mô hình Bruun Rule và mô hình vịnh parabol được áp dụng để dự báo sự lùi của bờ biển trong tương lai dưới tác động của mực nước biển dâng.
    • Phân tích hạt cát bằng phương pháp sàng lọc thủ công để xác định đặc điểm vật liệu bờ biển.
  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Tổng cộng 1.517 ảnh UAV được chụp dọc theo 12 km bờ biển, 10 mẫu cát được lấy tại các vị trí đại diện. Phỏng vấn được thực hiện với ba nhóm đối tượng gồm người dân, cán bộ địa phương và chuyên gia.
  • Thời gian nghiên cứu: Dữ liệu thu thập và phân tích trong giai đoạn 2019-2021, với các ảnh vệ tinh từ 1989 đến 2016 để đánh giá biến động dài hạn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Tốc độ xâm thực bờ biển: Qua phân tích ảnh vệ tinh và UAV, tốc độ xâm thực trung bình trong mùa gió Đông Bắc giai đoạn 1989-2016 là khoảng 5-10 m/năm, có những đoạn bờ biển bị xâm thực lên đến 50-100 m/năm trong các khoảng thời gian ngắn. Ví dụ, tại xã Cát Khánh, bờ biển đã lùi sâu hơn 520 m, ảnh hưởng đến 550 hộ dân.
  2. Biến động theo mùa và giai đoạn: Tốc độ xâm thực có sự khác biệt rõ rệt giữa mùa gió Đông Bắc và mùa gió Tây Nam, với mùa Đông Bắc có tốc độ xâm thực cao hơn. Giai đoạn 1999-2008 ghi nhận tốc độ xâm thực cao nhất so với các giai đoạn khác.
  3. Dự báo biến động đường bờ biển: Áp dụng mô hình Bruun Rule dự báo trong 10-20 năm tới, bờ biển tại các khu vực như Cát Khánh, Cát Hải sẽ tiếp tục lùi sâu từ 30 đến 70 m do tác động của mực nước biển dâng và biến đổi khí hậu.
  4. Đặc điểm vật liệu bờ biển: Phân tích hạt cát cho thấy bờ biển Phù Cát chủ yếu là cát thô đến trung bình, có khả năng chịu tác động của sóng và dòng chảy, ảnh hưởng đến quá trình xâm thực và bồi tụ.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của xâm thực bờ biển tại Phù Cát là sự kết hợp của biến đổi khí hậu làm tăng mực nước biển, tác động của bão và gió mùa, cùng với các hoạt động khai thác cát và phát triển kinh tế ven biển chưa bền vững. So với các nghiên cứu tại các tỉnh miền Trung khác, tốc độ xâm thực tại Phù Cát tương đương hoặc cao hơn, đặc biệt trong các năm có bão mạnh. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tốc độ xâm thực theo năm và bản đồ biến động đường bờ biển để minh họa rõ ràng xu hướng thay đổi. Kết quả này nhấn mạnh sự cần thiết của các giải pháp thích ứng đồng bộ, kết hợp giữa biện pháp cấu trúc và phi cấu trúc, phù hợp với điều kiện địa phương và khả năng thích ứng của cộng đồng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng hệ thống công trình bảo vệ bờ biển kết hợp: Triển khai các công trình như kè chắn sóng, đê biển, và các cấu trúc T-groynes tại các điểm xâm thực nghiêm trọng trong vòng 5 năm tới, do Sở Xây dựng và Ban Quản lý dự án tỉnh chủ trì, nhằm giảm tốc độ xâm thực ít nhất 30%.
  2. Phát triển và bảo tồn hệ sinh thái ven biển: Trồng rừng phòng hộ ven biển, đặc biệt là cây phi lao và các loài cây bản địa có khả năng chống xói mòn, trong vòng 3 năm, do Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp với chính quyền địa phương thực hiện.
  3. Tăng cường quản lý khai thác cát và sử dụng đất ven biển: Áp dụng các quy định nghiêm ngặt về khai thác cát và quy hoạch sử dụng đất nhằm hạn chế tác động tiêu cực đến bờ biển, với sự giám sát của Sở Tài nguyên và Môi trường trong 2 năm đầu.
  4. Nâng cao nhận thức và năng lực cộng đồng: Tổ chức các chương trình đào tạo, tập huấn về biến đổi khí hậu và phòng chống xâm thực bờ biển cho người dân và cán bộ địa phương, nhằm tăng cường khả năng thích ứng và giảm thiểu rủi ro thiên tai trong vòng 1-2 năm.
  5. Tích hợp quản lý bờ biển vào quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội: Đưa các giải pháp chống xâm thực vào kế hoạch phát triển vùng ven biển và quy hoạch đô thị, đảm bảo phát triển bền vững, do UBND tỉnh và các sở ngành liên quan phối hợp thực hiện trong 5 năm tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch và các chương trình phòng chống xâm thực bờ biển hiệu quả.
  2. Các nhà nghiên cứu và học giả trong lĩnh vực biến đổi khí hậu và quản lý bờ biển: Tham khảo phương pháp luận, dữ liệu và mô hình dự báo để phát triển nghiên cứu sâu hơn về tác động của biến đổi khí hậu đến bờ biển.
  3. Chính quyền địa phương và các tổ chức cộng đồng ven biển: Áp dụng các giải pháp thích ứng phù hợp với điều kiện thực tế nhằm bảo vệ sinh kế và tài sản của người dân.
  4. Các nhà đầu tư và doanh nghiệp phát triển kinh tế biển: Hiểu rõ rủi ro và cơ hội trong phát triển bền vững, từ đó điều chỉnh kế hoạch đầu tư, khai thác tài nguyên và phát triển du lịch ven biển.

Câu hỏi thường gặp

  1. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng như thế nào đến xâm thực bờ biển tại Phù Cát?
    Biến đổi khí hậu làm tăng mực nước biển và tần suất bão, gây ra sự lùi sâu của bờ biển từ 5-10 m/năm, thậm chí lên đến 50-100 m/năm trong các giai đoạn ngắn. Ví dụ, bờ biển xã Cát Khánh đã lùi hơn 520 m trong vài thập kỷ qua.

  2. Phương pháp nào được sử dụng để đo biến động đường bờ biển?
    Nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh Landsat, ảnh UAV độ phân giải cao và công cụ phân tích DSAS để đo tốc độ biến động đường bờ biển theo các chỉ số EPR và NSM, kết hợp mô hình Bruun Rule để dự báo tương lai.

  3. Giải pháp thích ứng nào hiệu quả nhất cho khu vực này?
    Giải pháp kết hợp giữa công trình bảo vệ cứng như kè chắn sóng và các biện pháp mềm như trồng rừng phòng hộ ven biển được đánh giá là hiệu quả nhất, vừa giảm xâm thực vừa bảo vệ hệ sinh thái.

  4. Tác động của hoạt động khai thác cát đến xâm thực bờ biển ra sao?
    Khai thác cát không kiểm soát làm mất nguồn vật liệu bờ biển, làm tăng tốc độ xâm thực và làm suy giảm khả năng tự phục hồi của bờ biển, góp phần làm tình trạng xâm thực nghiêm trọng hơn.

  5. Làm thế nào để cộng đồng ven biển tham gia vào công tác phòng chống xâm thực?
    Thông qua các chương trình đào tạo, nâng cao nhận thức và hỗ trợ kỹ thuật, cộng đồng có thể chủ động tham gia bảo vệ bờ biển, quản lý tài nguyên và ứng phó kịp thời với thiên tai.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã xác định rõ tốc độ và xu hướng xâm thực bờ biển tại huyện Phù Cát, với tốc độ trung bình 5-10 m/năm, có những điểm lên đến 100 m/năm trong các giai đoạn ngắn.
  • Mô hình Bruun Rule và mô hình vịnh parabol cho phép dự báo chính xác sự lùi của bờ biển trong bối cảnh biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng.
  • Giải pháp thích ứng cần kết hợp đồng bộ giữa biện pháp cấu trúc và phi cấu trúc, phù hợp với điều kiện địa phương và khả năng thích ứng của cộng đồng.
  • Nghiên cứu góp phần làm phong phú thêm kho tàng kiến thức về xâm thực bờ biển tại Việt Nam, đặc biệt là khu vực miền Trung.
  • Các bước tiếp theo bao gồm triển khai các giải pháp đề xuất, giám sát liên tục biến động bờ biển và nâng cao năng lực quản lý, thích ứng cho các bên liên quan.

Kêu gọi hành động: Các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu và cộng đồng cần phối hợp chặt chẽ để thực hiện các giải pháp thích ứng nhằm bảo vệ bờ biển và phát triển kinh tế biển bền vững tại Phù Cát và các vùng ven biển khác.