Chương 1. Tổng quan khu vực và vấn đề nghiên cứu: cung cấp thông tin tổng quan về các vấn đề nghiên cứu cũng như các thông tin về đặc điểm môi trường tự nhiên và KTXH liên quan ở khu vực nghiên cứu. Các kết quả đánh giá sơ bộ về tổng quan hoạt động khai thác cát và nạo vét luồng hàng hải ở vùng ven biển Hải Phòng cũng đã được trình bày trong chương này. Chương 2 trình bày cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu để thực hiện được các mục tiêu đã đặt ra của luận án, gồm: tiếp cận hệ thống; tiếp cận liên ngành và kế thừa các tài liệu đã có.
Các phương pháp nghiên cứu cũng được trình bày chi tiết. Chương 3 trình bày toàn bộ các kết quả nghiên cứu, gồm: ảnh hưởng môi trường của các hoạt động nạo vét luồng hàng hải, khai thác cát; các kết quả đánh giá hiện trạng hoạt động khai thác cát, nạo vét luồng hàng hải ở vùng biển ven bờ Hải Phòng; đánh giá về xu thế ảnh hưởng của hoạt động nạo vét luồng hàng hải, khai thác cát đến môi trường ở khu vực nghiên cứu và những đề xuất về giải pháp quản lý các hoạt động này ở vùng biển ven bờ Hải Phòng. TỔNG QUAN KHU VỰC VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội liên quan ở vùng bờ biển Hải Phòng 1.
Đặc điểm môi trường tự nhiên liên quan ở khu vực nghiên cứu 1. Vị trí địa lý, địa tầng và địa hình Khu vực nghiên cứu nằm ở vùng bờ biển phía tây vịnh Bắc Bộ, phía bắc Biển Đông, thuộc thành phố Hải Phòng (hình 1. Đây là nơi có các mỏ cát ở phía ngoài cửa Nam Triệu, phía nam đảo Cát Hải, Tây Nam cửa Lạch Huyện, phía ngoài cửa Lạch Tray, Văn Úc và Thái Bình. Ở khu vực này cũng thường xuyên diễn ra các hoạt động nạo vét luồng hàng hải ở khu vực cửa Cấm, Bạch Đằng, Nam Triệu và Lạch Huyện.
Ở ven bờ Hải Phòng, trầm tích thuộc hệ tầng Hải Hưng, tuổi Holocen sớm - giữa được phân chia thành 3 phần. Phần dưới (a, l Q21-2hh -a) là các trầm tích aluvi và hồ đầm. Phần giữa (mb, m QIV1-2hh - b) gồm các trầm tích đầm lầy biển và biển. Phần trên (lb, am Q21-2hh -c) gồm các trầm tích hồ đầm và sông biển.
Trầm tích thuộc hệ tầng Thái Bình cũng được chia thành ba phần. Phần dưới (m Q23tb - a) gồm các trầm tích biển. Phần giữa (m, bm, am Q IV3tb -b) gồm các trầm tích biển, đầm lầy biển và sông biển. Phần trên (Q23tb - c) gồm trầm tích có nhiều nguồn gốc khác nhau [1.
Vùng bờ biển Hải Phòng và khu vực nghiên cứu 7 Cấu trúc của các bãi triều được xem xét từ ngang mực triều thấp nhất trở lên, phân thành 6 kiểu. Kiểu 1 và 2 đặc trưng cho các đới nâng kiến tạo hiện đại ở Đông Bắc Đồ Sơn và trong cấu trúc bãi có mặt các lớp trầm tích thuộc hệ tầng Vĩnh Phúc (a Q13vp) và Hải Hưng. Kiểu 3 đặc trưng cho đới sụt hạ kiến tạo hiện đại Đông Bắc Đồ Sơn và cấu trúc bãi gồm đủ 3 phần của hệ tầng Thái Bình. Kiểu 4 đặc trưng cho đới sụt hạ mạnh kiến tạo hiện đại Tây Nam Đồ Sơn và cấu trúc bãi triều chỉ gồm các lớp thuộc phần trên của hệ tầng Thái Bình.
Kiểu 5 đặc trưng cho những nơi động lực sóng và dòng chảy mạnh và trầm tích tạo bãi triều thuộc hệ tầng Thái Bình. Cuối cùng, kiểu 6 đặc trưng cho vùng triều có rạn san hô ở Đông Nam đảo Cát Bà [1. Kiểu 1: Mặt cắt có thành phần hệ tầng Vĩnh Phúc, phân bố ở phía bắc Thủy Nguyên. Bề mặt đới triều cao, tới 1 - 1,5 m (so với mực triều trung bình), mặt cắt gồm 4 lớp, theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau: 1 - Lớp mặt (am, bm Q23tb - c); 2 - (bm Q23tb - b); 3 - (mb Q21-2hh - b); 4 - (a Q13 - vp).
Kiểu 2: Mặt cắt có thành phần của hệ tầng Hải Hưng, phân bố ở rìa Tây Bắc Cát Bà, nơi biểu hiện nâng trong kiến tạo hiện đại. Bề mặt đới triều cao 0,8m - 1,2m. Mặt cắt gồm 3 lớp từ trên xuống: (am, bm Q23tb - c); (bm Q23tb - b); (mb, m Q11-2hh - b); (bm Q23tb - b). Kiểu 3: Mặt cắt gồm các lớp của hệ tầng Thái Bình, phân bố rộng rãi ở phía Đông Bắc Đồ Sơn (Cát Hải, Đình Vũ, Vũ Yên, Thủy Nguyên, An Hải), có bề mặt địa hình cao 0,3 - 0,8 m.
Mặt cắt gồm 3 lớp (hình 1. Kiểu 4: Mặt cắt chỉ gồm các lớp thuộc phần trên hệ tầng Thái Bình, phân bố ở Tây Nam Đồ Sơn, bề mặt cao 0,5 - 1 m, gồm hai lớp: (am Q23tb - c) và (ma, m Q23tb - c). Kiểu 5: Mặt cắt gồm các lớp thuộc hệ tầng Thái Bình và có lớp cát biển nằm ở phần trên mặt cắt, phân bố ở các bãi cát biển, doi cát biển, có thành phần lục nguyên ở Đông Bắc và Tây Nam Đồ Sơn, bề mặt địa hình cao 0 - 1,5 m. Mặt cắt gồm hai lớp: (m Q23tb - c) và (m, ma Q23tb).
Kiểu 6: Mặt cắt rạn san hô, phân bố chủ yếu ở Đông Nam đảo Cát Bà. Mặt thềm 8 rạn cao 0 - 0,5 m /0 mHĐ. Mặt bãi cát trên rạn cao 2 - 4 m/0 mHĐ. Mặt cắt gồm hai lớp cơ bản: (m Q23tb - c) và lớp dưới là đá vôi rạn san hô, nguồn gốc sinh học, tuổi được xếp vào phần giữa hệ tầng Hải Hưng, (m Q21-2hh - b), bề dày đá vôi tạo rạn hàng mét.
Địa hình nền đáy là yếu tố tự nhiên quan trọng liên quan đến các quá trình hải dương học nói chung và trực tiếp đến các hoạt động khai thác cát và nạo vét luồng hàng hải ở vùng bờ biển Hải Phòng. Theo các kết quả nghiên cứu đã có [2.], vùng biển Hải Phòng có hình thái địa hình rất đa dạng và hết sức phức tạp, trong đó có liên quan đến hoạt động nạo vét luồng hàng hải và khai thác cát bao gồm các dạng địa hình sau: Địa hình nguồn gốc hỗn hợp sông- biển, Địa hình nguồn gốc đầm lầy biển, Địa hình tích tụ do sóng, Tích tụ do triều hiện đại, Tích tụ do dòng hải lưu ven bờ, Địa hình xâm thực mài mòn, Các dạng địa hình xâm thực - bào mòn quy mô nhỏ. Địa hình vùng bờ biển Hải Phòng có sự phân hóa rõ rệt theo không gian và có thể được chia thành ba vùng tự nhiên: vùng Đông Bắc, vùng Tây Nam và vùng vịnh đảo. Trong giai đoạn hiện nay, địa hình ven bờ Hải Phòng liên tục bị biến dạng, vị trí đường bờ thường xuyên thay đổi do các quá trình bồi tụ, xói lở.
- Đoạn từ cửa Thái Bình đến cửa Văn Úc bồi tụ mạnh nhất, trung bình 30 m/năm trong nửa thế kỷ qua. Ở Thái Ninh (Tiên Lãng) trước đây bị xói lở, từ 1987 đến nay bồi tụ trở lại. - Từ cửa Văn Úc đến Đồ Sơn, bãi triều thấp bồi tụ rất mạnh, 40 m/năm. Ngược lại, bãi triều cao bị xói lở và đê kè xung yếu vào trước 1990.
Sau năm1990, bãi triều cao bồi tụ mạnh trở lại cùng với sự phát triển của RNM trồng. - Khu bán đảo Đồ Sơn có bờ tương đối ổn định. Tuy nhiên, các bãi cát biển bị xói lở nhẹ, tốc độ 0,3 - 0,5 mm/năm. - Đoạn bờ Núi Độc - cửa Lạch Tray, bãi triều thấp chủ yếu bị xói lở với tốc độ 16 m/năm.
Trong khi đó bãi triều cao mở rộng 20 m/năm, chủ yếu do dịch chuyển đê biển. Do vậy, trắc diện ngang bờ bị thu hẹp và đê kè luôn có nguy cơ bị vỡ, đặc biệt là đoạn Cầm Cập. - Từ cửa Lạch Tray đến cửa Nam Triệu, bãi triều cao bồi 6 - 8 m/năm, bãi triều thấp bồi 4 m/năm. Đặc biệt, sau đắp đập Đình Vũ, khu vực này bồi tụ mạnh, Lạch Cấm cũ bị tàn hẳn, chỉ còn là một lạch nhỏ.
9 - Đoạn cửa Nam Triệu - Phù Long, các bãi triều cao bị xói lở trung bình 5 - 7 m/năm, các bãi triều thấp bị xói lở rất mạnh 24 - 32 m/năm, có hiện tượng biển lấn đẩy lùi đê cát hiện đại phủ lấn lên rừng ngập mặn ở bãi Đượng Gianh. Nằm ở hạ lưu sông Hồng -Thái Bình, vùng bờ biển Hải Phòng hằng năm tiếp nhận lượng bùn cát khá lớn từ lục địa, trung bình khoảng 32,8 triệu tấn/năm trong giai đoạn 1960-1979 và khoảng 14,6 triệu tấn/năm trong giai đoạn 1989-2010. Lượng bùn cát lớn từ lục địa đưa ra vùng biển ven bờ được tích lũy dần theo thời gian là một trong những điều kiện quan trọng tạo nên nền địa hình với đặc trưng là tương đối nông. Ở khu vực lòng sông và cửa sông, độ sâu phổ biến trong khoảng từ 5-15 m.
Ở khu vực các tuyến luồng vào cảng và cảng, do được duy tu nạo vét thường xuyên nên độ sâu ổn định trong khoảng 6-15m. Trong khi đó, ở phía ngoài các cửa sông, độ sâu phổ biến trong khoảng 2-4m, ngoại trừ các lạch chính đi vào phía trong các sông, có thể có độ sâu từ 4-6m. Một đặc điểm nổi bật khác về địa hình ở vùng cửa sông ven biển Hải Phòng là sự xuất hiện các cồn, bar cát ở khu vực phía ngoài cửa Nam Triệu, Lạch Tray, Văn Úc và Thái Bình. Ở nhiều thời điểm, độ sâu ở những khu vực này giảm xuống dưới 1,0 mét nước, cản trở nghiêm trọng đến hoạt động đi lại của các phương tiện giao thông thủy.
Hầu hết các khoảng thời gian trong ngày (trừ thời điểm nước lớn), các phương tiện giao thông thủy phải đi vòng tránh các cồn, bar cát này để có thể vào, ra các cửa sông. Những khu vực này cũng chính là nơi có các mỏ cát đã được quy hoạch và sẽ diễn ra hoạt động khai thác cát. Phân bố trầm tích đáy Thành phần và đặc điểm phân bố trầm tích trong các thủy vực ven biển thường khá phức tạp, phụ thuộc vào quá trình động lực [3.] và nguồn cung cấp [5. Theo các nghiên cứu liên quan [2.], trầm tích tầng mặt vùng nghiên cứu bao gồm: -Cát hạt nhỏ (Md=0,20-0,10mm): Cát nhỏ phân bố chủ yếu ở doi, bar cát trước các cửa sông (Văn Úc, Bạch Đằng, Lạch Huyện), tiêu biểu là chương cát Hoàng Châu và Hàng Dày (hiện nay đã được sử dụng trong xây dựng cảng Lạch Huyện).
Ở các bãi cát biển, cát nhỏ có giá trị trung bình Md=0,126-0,145mm, biến đổi thô dần từ Tiên Lãng đến Phù Long và Cát Bà, độ chọn lọc (So) bằng 1,2-2,56 và cũng giảm dần từ Tiên Lãng đến Phù Long và Cát Bà.