CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 7 Cửa sông là miệng của con sông hay là khu vực có sự pha trộn giữa nước biên và nước ngọt. Dionne (1963) [2] dựa trên đặc tính ảnh hưởng của triều và sự xàm nhập của nước biển cho ràng: cửa sông được tính từ điểm vào của nước biển đến thượng lưu nơi mà ảnh hường cua triều bị suy yếu, thường được chia thành ba đoạn: (1) đoạn cuối của cứa sông tiếp xúc với biên, (2) đoạn giừa cứa sông nơi mà sự pha trộn có phần chiếm ưu thế cúa nước biển với nước sông, (3) đoạn cứa sông thuộc sông nơi mà vẫn còn sự ảnh hưởng của triều. Dyer (1986) [3] định nghĩa cửa sông theo một cách đơn gián hơn, theo đó cứa sông là khu vực cỏ sự pha trộn giữa nước biền và nước sông. 1-1: Mô tá các thành phân cửa sông theo Dionne (1963) Gần hơn nữa, định nghĩa về cửa sông được kế thừa và bổ sung thêm những đặc tính về môi trường tại cửa sông.
Dalrymple et al. (1992) đã đưa ra định nghĩa về cửa sông dựa trên phương diện về mặt địa chất và làm cơ sở cho việc xây dựng mô hình cửa sông (H. Cửa sông được định nghía là nơi nhận bùn cát bao gồm cả sông và biến, chịu ảnh hương đồng thời cua triều, sóng và các quá trinh động lựe cùa sông [4J. Kế thừa từ những định nghĩa trước, Perillo (1995) đã đưa ra định nghĩa mới và có xem xét đến đặc điềm môi trường sống của sinh vật vùng cửa sông.
Theo đó, cửa sông được định nghĩa là khu vực ven biển được giới hạn bời phạm vi anh hướng cùa triều, trong 1 cửa sông nước biển có thể đi vào từ một hoặc nhiều nhánh, hoặc nơi có sự pha trộn giữa nước biển và nước sông, là nơi mà các loài sinh vật nước lợ có thể tồn tại hoặc một phần hoặc cá vòng đời cua chúng [5]. Đây là định nghĩa bao hàm khá đầy đú các đặc tính cua cửa sông. 32% SALINITY FACIES BOUNDARY BETWEEN ESTURINE SAND BODY ANO LIMIT OF NORMAL MARINE SEDIMENTS TIDAL INFLUENCE 0.1 %0 WAVE SALINITY / PROCESSES / TIDAL RIVER PROCESSES PROCESSES IẠỊ FACIES BOUNDARY BETWEEN SEDIMENT MARINE (TIDALLY-) INFLUENCED SOURCE AND fluvial sediments MARINE ESTUARY (Dalrymple et al, 1992) MARINE f4 ESTUARY (Pritchard, 1967) RIVER H. 1-2: Mô tả các thành phần cưa sông theo Dalrymple et al (1992) 1.
Các tác động của tự nhiên và các hoạt động của con người đến sự biến đổi hình thái cửa sồng 1. Nhũng tác dộng từ tự nhiên Những yếu tố tự nhiên tác động đến sự biến đôi hình thái cửa sông có thê được tông hợp thành các yếu tố chính sau: •» Tương tác thúy dộng lực sông biên Sự hình thành và phát triển cửa sông đều chịu sự ảnh hường mạnh cứa quá trình tương tác lẫn nhau giữa các yếu tố động học vùng cứa sông ven biến gồm: thủy triều, sóng, dòng chảy trên sông, dòng cháy dọc bờ. Hầu hết các cừa sông trên thế giới đều chịu ảnh hưởng cùa thủy triều. Năng lượng triều như là một tác động cơ học đến sự vận chuyển bùn cát, tạo ra dạng đáy, làm sạch và phân phối lại các chất ô nhiễm [6].
Dòng cháy trong sông luôn chày theo một hướng từ thượng lưu ra đến biển, lượng dòng chảy trong 2 sông cũng thay đôi theo mùa mưa và mùa khô. Lượng dòng cháy trong mùa lũ thường lớn hon rất nhiều so với dòng chảy trong mùa khô. Trái ngược với dòng chảy trong sông, dòng triều chảy theo hai chiều (chảy vào khi triều lèn và cháy ra khi triều xuống) và thay đổi hướng trong thời gian rất ngan trong ngày. Dòng chảy trong sông và dòng triều luôn tác động lẫn nhau, có lúc chủng hổ trự lẫn nhau và có lúc chúng lại triệt tiêu lẫn nhau [7].
Tuy nhiên, một sổ sông có biên độ triều lớn như sông Amazon, sự chi phối của triều không mạnh do năng lượng sóng lớn hoặc lưu lượng dòng chảy trong sông lớn [9]. Môi trường cửa sông luôn có sự pha trộn giữa nước biển và nước sông, sự pha trộn đó tạo nên sự khác biệt đối với môi trường nước tại cửa sông và anh hưởng đen chế độ thúy động lực và dòng cháy và quá trình bồi lang bùn cát tại đây [10J. Do trọng lượng riêng của nước biển nặng hon so với nước ngọt nên khi truyền vào vùng cửa sông, nó có xu hướng di chuyền xuống phía dưới và hình thành nên “nêm mặn” tại cửa sông, phía trước nêm mặn luôn xãy ra hiện tượng bồi rất mạnh [11]. Cứa sông vốn là nơi tiếp giáp giữa sông và biên nên ngoài chịu ánh hường của triều còn chịu ảnh hướng mạnh bởi sóng.
William Kamphuis (1991) [12] biểu diễn mối quan hệ giữa lưu lượng vận chuyền bùn cát với bước sóng, độ dốc đáy biển, kích thước hạt và góc sóng vỡ dưới dạng các biếu thức toán học. Sóng đóng vai trò quan trọng đối với động lực bùn cát trong vùng nước nông tiếp giáp với bờ [ 13]. Sự tương tác lần nhau giữa sóng và dòng cháy triều gây ra sự gia tăng ứng suẩt tại đáy, đặc biệt là đình cúa dãi cát và làm gia tăng sự vận chuyển cát [14]. Sóng gây ra sự vận chuyển bùn cát về phía bờ thường có tính chất theo mùa nhưng xét về mặt độ lớn vẫn nhò hơn vận chuyến bùn cát dọc bờ [15].
Xa cửa sông về phía biến, nơi mà triều và dòng cháy trong sông bị suy yếu và không đu khả năng để khởi động bùn cát, các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão đóng vai trò trong việc tạo ra sóng và dòng chảy gió tương tác lần nhau, làm cho các hạt bùn cát được 3 mang đi. Bão kèm gió mạnh gây ra ứng xuất gió tác động mạnh đến dòng chày tại lớp biên mặt và sinh ra các xoáy nước không những làm cho vận tốc dòng chảy tăng mạnh mà còn phá vỡ các kết cấu cua các hạt bùn cát tại đáy. Trong cơn bão, sóng không chi bốc các hạt bùn cát ĩừ đáy lên mà còn tương tác với dòng chảy làm thay đôi hướng và lưu lượng vận chuyển bùn cát [161. Hình thái vùng đồng bằng châu thổ có thể thay đối nhanh chóng dưới tác động cua bão mặc dù các cơn bão thường chỉ xãy ra trong một thời gian ngắn.
Bão gây ra sự xáo động bùn cát lơ lửng và vận chuyển bùn cát làm giảm sự phát triển cúa vùng đồng bàng châu thổ, gây bồi tại các vịnh và tái phân phối lại bùn cát dọc theo bãi cạn phía bên trong [17], Hầu hết các cơn bão mạnh có khả năng dịch chuyến bùn cát hơn có chiều dài 300 m từ bờ biển vào phía cửa sông [18]. Lượng bùn cát bô sung trên các lưu vực thượng lưu 9 Sông là nơi tiêp nhận và phán ánh đặc tính cùa lưu vực sông, do đó lượng bùn cát trên sông phụ thuộc vào đặc tính cùa lưu vực sông đó. Tùy theo đặc tính thảm thực vật và chế độ khi tượng thủy văn của từng lưu vực khác nhau mà lượng bùn cát cung cấp cho sông do quá trình xói mòn trên lưu vực sông không giong nhau. Trên lưu vực sông thường được chia thành ba khu vực có các đặc tính vận động bùn cát khác nhau được đề xuất bới G.
Mathias Kondolf (1993) [19]: (1) vùng thượng lưu chiếm ưu thế bởi quá trình xói mòn và sãn sinh ra bùn cát; (2) vùng trung lưu đóng vai trò vận chuyển bùn cát; (3) vùng hạ lưu bên dưới mực nước biến đặc trưng cho xu hướng bồi, là nơi tiếp nhận bùn cát. 1-3 minh họa đặc tính vận động bùn cát tại các khu vực. Lượng bùn cát được cung cấp từ sông đóng vai trò quan trọng trong việc biến đồi hình thái cưa sông và hình thành các vùng đồng bằng châu thố. Tuy nhiên, lượng bùn cát cung cấp từ sông thường thay đổi theo mùa, vào mùa lũ bùn cát cung cấp cho sông nhiều hơn so với mùa khô do nhận được lượng bùn cát đáng kể từ các lưu vực thượng lưu trong quá trình xói mòn bề mặt trên lưu vực chu yếu do mưa.
Lượng bùn cát và kích thước hạt bùn cát đến từ sông là khác nhau và phụ thuộc vào đặc tính của lưu vực sông. Phan lớn lượng bùn cát xói mòn do tác động chủ yếu của mưa, gió, nhiệt độ đố về các lưu vực sông và cuối cùng được dòng chảy mang đến cửa sông. Các dừ liệu quan trắc và dự báo mới cho thấy tông lượng bìm cát từ các con sông trên 4 thế giới cung cấp cho đại dương 13,5.109 tấn/năm bùn cát lơ lửng, 1 - 2.109 tấn/năm bùn cát đáy; khoảng 70% tổng lượng bùn cát đến từ phía nam Châu Á, Thái Binh Dương và Án Độ Dương [20]. Đối với khu vực Châu Á, ví dụ sông Hoàng Hà (Trung Quốc), kết quâ đo đạc tại vị trí cách biển 850 km cho thấy lượng vận chuyển bùn cát khoảng 1,5.
Trên sông Mê Công (Việt Nam), ước tinh lượng bùn cát lơ lửng trong bình hàng năm 160.106 tấn/năm, trong đó 50% bùn cát lơ lửng thuộc lưu vực thượng lưu thuộc lành thổ Trong Quốc [22]. ZONE OF DEPOSITION ZONE OF TRANSPORT ZONE OF EROSION H. 1-3: Sơ đồ minh họa các vùng cung cấp bùn cát, vận chuyên và lắng động trên lưu vực sông theo (Schunun s., ì 977) Hình dạng cửa sông, địa chất lòng dẫn, địa hình địa mạo Hầu hết sự biến đổi hình thái cửa sông là do chu trình tuần hoàn xói - vận chuyển - bồi cúa các hạt bùn cát [23], Phần lớn các cứa sông trên thổ giới đều có hình dạng tương tự nhau; chiều rộng của chúng thường có xu hướng giảm dần về phía thượng lưu. Nhiều nghiên cứu cũng cho thấy hình dạng cua cửa sông có ánh hưởng rất lớn đến quá trình động lực học của vùng cửa sông.
Cửa sông lý tưởng là cửa sông có chiều sâu nước không đối và bề rộng thay đối theo hàm số mũ được mô tả chi tiết theo w. Nghiên cứu của Rodriguez-Iturbe et al. (2001) cho rằng, có mối quan hệ giữa sự 5 giám chiều rộng của sông theo hàm mũ (về phía thượng lưu) với sự tăng diện tích thoát nước theo hàm mù của lưu vực sông (về phía hạ lưu) [25], Trần Đức Thạnh, Nguyễn Hữu Cư et al. (2007) [26] đà tống hợp hai kiếu vùng cửa sông gom: châu thố và vùng cửa hình phều.
Các châu thô được phân thành các vùng đồng bang châu thô do sông thống trị (tiêu biểu có đồng bằng châu thổ sông Hồng), sóng thống trị (đồng bằng châu thô sông Thu Bồn) và đồng bằng châu thô do triều thống trị (ticu biếu là châu thố sông Mê Công).