Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu biến đổi hình thái vùng ven biển Nam Trung Bộ do nước biển dâng

Luận án tiến sĩ phân tích nghiên cứu diễn biến hình thái vùng ven biển nam trung bộ trong điều kiện nước biển dâng do biến, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực nghiệm, đóng

• Tác giả: Phạm Trung
• Người hướng dẫn: PGS.TS Trịnh Công Vấn
• Trường học: Viện Khoa Học Thủy Lợi Việt Nam
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Thủy
• Đề tài: Nghiên Cứu Diễn Biến Hình Thái Vùng Ven Biển Nam Trung Bộ Trong Điều Kiện Nước Biển Dâng Do Biến Đổi Khí Hậu
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của luận án
• 1.2. Mục đích nghiên cứu
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.3.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 1.4.1. Cách tiếp cận
• 1.4.2. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
• 1.5.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.6. Những đóng góp mới của luận án
• 1.7. Cấu trúc luận án
• 2. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 2.1. Tổng quan về vùng nghiên cứu
• 2.1.1. Vị trí địa lý
• 2.1.2. Thực trạng xói lở-bồi tụ dải ven biển Nam Trung Bộ
• 2.1.3. Nguyên nhân chính gây xói lở-bồi tụ vùng ven biển Nam Trung Bộ
• 2.2. Nghiên cứu trên thế giới về ảnh hưởng của nước biển dâng đến diễn biến hình thái vùng ven biển
• 2.2.1. Mô hình xác định hình thái dài hạn
• 2.2.2. Mô hình xác định hình thái ngắn hạn
• 2.3. Nghiên cứu liên quan thực hiện ở Việt Nam và Nam Trung Bộ
• 2.4. Hướng tiếp cận của luận án
• 3. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN HÌNH THÁI VÙNG VEN BIỂN NAM TRUNG BỘ
• 3.1. Cơ sở lý thuyết về diễn biến hình thái vùng ven biển
• 3.1.1. Khái niệm chung về mô hình vận chuyển bùn cát
• 3.1.2. Mô hình mặt cắt bờ biển cân bằng
• 3.1.3. Mô hình vận chuyển bùn cát dọc bờ
• 3.2. Cơ sở lý thuyết về năng lượng sóng
• 3.2.1. Sự hình thành và lan truyền của sóng biển
• 3.2.2. Năng lượng sóng đơn sắc
• 3.2.3. Phổ năng lượng sóng
• 3.2.4. Công thức tính thông lượng năng lượng sóng
• 3.2.5. Đường cơ sở và trình tự tính toán trong luận án
• 3.3. Cơ sở khoa học các mô hình tính toán
• 3.3.1. Phân cấp các mô hình trong luận án
• 3.3.2. Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE21/3 Couple Model FM
• 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ DIỄN BIẾN HÌNH THÁI VÙNG VEN BIỂN NAM TRUNG BỘ
• 4.1. Xây dựng bản đồ phân vùng năng lượng sóng dải ven biển Nam Trung Bộ
• 4.2. Mô hình tính sóng toàn vùng biển Đông
• 4.3. Mô hình nghiên cứu chính vùng ven biển Nam Trung Bộ
• 4.4. Kết quả tính toán dòng năng lượng sóng dải ven biển Nam Trung Bộ
• 4.5. Mối liên hệ giữa dòng năng lượng sóng Pt dọc bờ và Pn hướng bờ với hiện tượng xói lở-bồi tụ ở khu vực Nam Trung Bộ
• 4.5.1. Đoạn bờ khu vực cửa Đại – Hội An (Quảng Nam)
• 4.5.2. Đoạn bờ khu vực Bãi Xép-cửa Đà Rằng- Đà Nông (Phú Yên)
• 4.5.3. Đoạn bờ từ mũi La Gàn-mũi Yến (Bình Thuận)
• 4.5.4. Đoạn bờ từ mũi Né-mũi Kê Gà (Bình Thuận)
• 4.5.5. Nhận xét chung
• 4.6. Nghiên cứu điển hình khu vực ven biển LaGi
• 4.6.1. Hiện trạng khu vực nghiên cứu
• 4.6.2. Sơ đồ và điều kiện biên tính toán
• 4.6.3. Diễn biến hình thái khu vực ven biển LaGi
• 4.7. Tác động biến đổi khí hậu - nước biển dâng đến diễn biến hình thái dải ven biển Nam Trung Bộ
• 4.7.1. Kịch bản biến đổi khí hậu - nước biển dâng cho Việt Nam
• 4.7.2. Kịch bản nước biển dâng sử dụng tính toán cho khu vực Nam Trung Bộ
• 4.7.3. Kết quả tính toán đặc trưng sóng và diễn biến hình thái khu vực ven biển Nam Trung Bộ dưới tác động của nước biển dâng do biến đổi khí hậu
• 4.8. Định hướng giải pháp nhằm cải tạo, ổn định hình thái các khu vực ven biển Nam Trung Bộ trong điều kiện nước biển dâng do biến đổi khí hậu
• 4.8.1. Giải pháp công trình
• 4.8.2. Giải pháp phi công trình
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Nghiên cứu biến đổi hình thái vùng ven biển Nam Trung Bộ là một vấn đề cấp thiết trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Vùng ven biển này không chỉ có vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế mà còn là nơi sinh sống của hàng triệu người. Tình trạng sạt lở và bồi tụ diễn ra ngày càng nghiêm trọng, ảnh hưởng đến đời sống và hoạt động kinh tế của người dân. Việc nghiên cứu diễn biến hình thái bờ biển giúp hiểu rõ hơn về các yếu tố tác động, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý hiệu quả.

1.1. Tính cấp thiết của nghiên cứu

Vùng ven biển Nam Trung Bộ có đường bờ biển dài hơn 1.100 km, là khu vực phát triển kinh tế xã hội quan trọng. Tuy nhiên, dưới tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng, tình trạng xói lở diễn ra nghiêm trọng. Nghiên cứu này nhằm đánh giá mức độ ảnh hưởng của các yếu tố từ biển và con người đến hình thái bờ biển, từ đó đề xuất các giải pháp bảo vệ và phát triển bền vững.

II. Cơ sở lý thuyết

Cơ sở lý thuyết về diễn biến hình thái vùng ven biển bao gồm các mô hình vận chuyển bùn cát và năng lượng sóng. Các mô hình này giúp phân tích sự tương tác giữa nước biển dâng và hình thái địa lý. Việc áp dụng các mô hình này cho phép dự đoán xu hướng biến đổi hình thái bờ biển trong tương lai, từ đó có thể đưa ra các chính sách quản lý hiệu quả. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, sự thay đổi của hệ sinh thái ven biển có thể dẫn đến những tác động tiêu cực đến kinh tế và xã hội.

2.1. Mô hình vận chuyển bùn cát

Mô hình vận chuyển bùn cát là công cụ quan trọng trong việc phân tích sự biến đổi hình thái bờ biển. Mô hình này giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi sinh thái và địa chất ven biển. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, sự mất cân bằng trong nguồn bùn cát do hoạt động của con người có thể làm gia tăng tình trạng xói lở và bồi tụ. Việc áp dụng mô hình này trong nghiên cứu sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về các xu hướng biến đổi trong tương lai.

III. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy, nước biển dâng đã có tác động rõ rệt đến hình thái bờ biển Nam Trung Bộ. Các mô hình tính toán cho thấy, trong điều kiện biến đổi khí hậu, mức độ xói lở có thể gia tăng, đặc biệt ở các khu vực cửa sông. Việc xây dựng bản đồ phân vùng năng lượng sóng giúp xác định các khu vực dễ bị tổn thương và cần được bảo vệ. Các giải pháp đề xuất bao gồm việc xây dựng các công trình bảo vệ bờ biển và áp dụng các biện pháp phi công trình như trồng rừng ngập mặn.

3.1. Đánh giá tác động của nước biển dâng

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, nước biển dâng không chỉ ảnh hưởng đến hình thái bờ biển mà còn tác động đến kinh tế và môi trường. Các khu vực ven biển đang phải đối mặt với tình trạng sạt lở nghiêm trọng, ảnh hưởng đến đời sống của người dân. Việc đánh giá tác động này là cần thiết để có những biện pháp ứng phó kịp thời và hiệu quả.

IV. Giải pháp và khuyến nghị

Để ứng phó với tình trạng biến đổi hình thái vùng ven biển Nam Trung Bộ, cần có các giải pháp đồng bộ và hiệu quả. Các giải pháp công trình như xây dựng kè biển, đê ngầm cần được triển khai. Bên cạnh đó, các giải pháp phi công trình như trồng rừng ngập mặn cũng cần được chú trọng. Việc quản lý tài nguyên bờ biển một cách bền vững sẽ góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế xã hội khu vực.

4.1. Giải pháp công trình

Các giải pháp công trình như xây dựng kè biển và đê ngầm là cần thiết để bảo vệ bờ biển khỏi tác động của nước biển dâng. Những công trình này không chỉ giúp ổn định hình thái bờ mà còn bảo vệ các khu vực dân cư và cơ sở hạ tầng quan trọng. Việc thiết kế và thi công các công trình này cần dựa trên các nghiên cứu khoa học và thực tiễn để đảm bảo hiệu quả lâu dài.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Vùng duyên hải Nam Trung Bộ bao gồm thành phố Đà Nẵng và 7 tỉnh: Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận, với tổng chiều dài bờ biển trải dài hơn 1.119 km (chiếm 34,3% chiều dài bờ biển cả nước). Khu vực này có vị trí trọng điểm về kinh tế biển, hệ thống đầm phá, các khu kinh tế ven biển và hạ tầng cảng biển. Tuy nhiên, dưới tác động của biến đổi khí hậu (BĐKH), nước biển dâng (NBD) và các hoạt động can thiệp nhân sinh trên lưu vực sông, hiện tượng xói lở bờ biển cùng bồi lấp luồng lạch, cửa sông diễn ra nghiêm trọng, có xu hướng gia tăng theo thời gian. Sự mất cân bằng bùn cát và tác động thủy động lực trực tiếp từ sóng biển đòi hỏi phải xác định được cơ chế biến đổi hình thái bờ biển theo không gian và thời gian. Khoảng trống nghiên cứu đặt ra là việc định lượng trường năng lượng sóng ven bờ, phân tách các thành phần tiếp tuyến và pháp tuyến đối với đường bờ thực tế trong điều kiện nước biển dâng nhằm làm cơ sở khoa học cho công tác quy hoạch, ổn định dải ven biển.

Mục đích nghiên cứu của luận án là xác định xu hướng diễn biến đường bờ, bãi biển Nam Trung Bộ dưới tác động trực tiếp của các dòng năng lượng sóng trong điều kiện NBD do BĐKH; trên cơ sở đó đề xuất giải pháp nhằm ổn định hình thái vùng ven biển Nam Trung Bộ phù hợp với điều kiện tự nhiên và nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án được xác định cụ thể:

• Đối tượng nghiên cứu: Trường năng lượng sóng - yếu tố tác động chính và trực tiếp gây biến đổi hình thái vùng ven biển Nam Trung Bộ, cùng xu hướng thay đổi của yếu tố này trong tương lai ứng với các kịch bản BĐKH - NBD.
• Phạm vi nghiên cứu: Vùng bờ và bãi biển lân cận các cửa sông thuộc dải ven biển 8 tỉnh/thành phố khu vực Nam Trung Bộ (từ Đà Nẵng đến Bình Thuận).
• Phạm vi thời gian và tài liệu: Sử dụng chuỗi số liệu quan trắc khí tượng - hải văn lịch sử (bão giai đoạn 1951–2016 và 1961–2017, mực nước 1993–2014, số liệu đo sóng trạm Phú Quý năm 2009), số liệu viễn thám đường bờ (2006–2019) và Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam do Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố năm 2016.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án tổng kết các hướng tiếp cận nghiên cứu về diễn biến hình thái ven bờ dưới tác động của NBD trên thế giới và tại Việt Nam qua hai nhóm mô hình chính:

Nhóm mô hình xác định hình thái dài hạn: Khởi đầu từ mô hình cân bằng hình thái bờ của Per Bruun (1954, 1962), quy tắc Bruun được phát triển và kiểm chứng bởi Schwartz (1965, 1967), Rosen (1978), Pilkey và Davis (1987), Bruun (1988), List và cộng sự (1997). Mô hình tính độ dịch chuyển ngang của đường bờ $R$ theo độ dâng mực nước $S$: $$R = \frac{L}{B + h} S$$ Trong đó $L$ là khoảng cách ngang bờ tới độ sâu tới hạn xói $h$, $B$ là chiều cao cồn cát ven bờ. Năm 1991, nhóm nghiên cứu SCOR cải tiến công thức theo độ dốc trung bình ngang bờ. Dean và Maur-Meyer (1983), Dean (1991) mở rộng quy tắc Bruun áp dụng cho dạng bờ có đầm phá ($LO, LL$). Bray, Hooke và Carter (1997), French (2001) áp dụng cho bờ vật liệu dính. Mặc dù được ứng dụng rộng rãi, quy tắc Bruun thuần túy bỏ qua các đặc thù thủy động lực cục bộ và sự tương tác phức tạp của sóng ven bờ.

Nhóm mô hình xác định hình thái ngắn hạn và động lực sóng: Các nghiên cứu phát triển từ các công trình cơ bản về động lực bờ và bùn cát của Ven Te Chow, Popov, Bijker (1967), Engelund và Hansen (1967), Engelund và Fredsoe, Meyer-Peter và Müller (1948), Samoilov. Về lý thuyết hình thành sóng do gió, nền tảng bắt đầu từ Kelvin (1887), Helmholtz (1888), Phillips (1958) và Miles (1957), dẫn đến sự phát triển của các thế hệ mô hình sóng 1G, 2G và mô hình 3G tính toán tích phân phương trình cân bằng năng lượng sóng phổ (Hasselmann 1973, 1985; Snyder 1993) như WAM, WaveWatch-III, SWAN, MIKE 21 SW. Bộ Sổ tay Kỹ thuật Bờ biển (CEM, 2002/2008) của Quân đội Mỹ (CERC) hệ thống hóa toàn diện các công thức thông lượng năng lượng sóng và vận chuyển bùn cát. Các công trình đánh giá tiềm năng năng lượng sóng gồm bản đồ năng lượng sóng của Vương quốc Anh (2004), Zhifeng Wang và cộng sự (2018) cho Biển Đông, nghiên cứu quan hệ công suất sóng và tốc độ xói bờ tại Bangkhuntien (Thái Lan, 2008) và nghiên cứu không thứ nguyên của Đại học Boston (2015). Nghiên cứu dòng hoàn lưu Biển Đông có Dale (1956), Wyrtki (1961), Xu và cộng sự (1982), Shaw và cộng sự (1999).

Các nghiên cứu liên quan tại Việt Nam: Tại Việt Nam, các mô hình thủy triều được nghiên cứu trong đề tài KT03.03/91-95 của Nguyễn Ngọc Thụy và cộng sự. Đánh giá tiềm năng năng lượng sóng biển vùng khơi có Đỗ Ngọc Quỳnh (2002–2003), Nguyễn Mạnh Hùng (2009, 2010) với việc ứng dụng mô hình SWAN tính thông lượng năng lượng sóng nước sâu $P_0$. Nghiên cứu ứng dụng năng lượng sóng trong động lực bờ có Trần Thanh Tùng và cộng sự (2011) tính toán năng lượng sóng tương đương phục vụ nuôi bãi nhân tạo dải miền Trung bằng MIKE 21 SW; Phạm Huy Tiến (2005) dùng phần mềm CRESS tính vận chuyển bùn cát dọc bờ theo công thức CERC. Các tác giả Nguyễn Văn Cư (2003), Lê Đình Thành (2009), Nguyễn Kim Đan (2017), Nguyễn Thanh Hùng (2018), Võ Công Hoang và Tanaka (2016) nghiên cứu nguyên nhân bồi xói tại các cửa sông cụ thể.

Khoảng trống nghiên cứu được luận án lựa chọn giải quyết là: Các nghiên cứu năng lượng sóng trước đây tại Việt Nam chủ yếu tập trung vùng biển sâu nhằm đánh giá tiềm năng khai thác năng lượng, chưa đi sâu vào cơ chế phân rã thông lượng sóng thành các thành phần tác động trực tiếp lên bờ biển (dọc bờ $P_t$ và hướng bờ $P_n$) dọc theo một tuyến đường cơ sở liên tục cho toàn vùng Nam Trung Bộ. Luận án kết nối giữa trường sóng ven bờ, gradient dòng năng lượng sóng và hiện tượng bồi xói thực tế dưới các kịch bản NBD do BĐKH.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

• Lý thuyết mặt cắt bờ biển cân bằng: Ứng dụng lý thuyết của Dean (2001) với phương trình dạng $h(y) = A \cdot y^{2/3}$, trong đó $A$ là thông số hình dạng phụ thuộc đường kính hạt cát ($d = 0,1 \div 1,1$ mm).
• Lý thuyết vận chuyển bùn cát dọc bờ: Dựa trên tương quan giữa thông lượng năng lượng sóng dạt bờ $P_{ls}$ và lưu lượng bùn cát thể tích $I_{ls}$ theo hướng dẫn của SPM (1984) và CEM (2002).
• Lý thuyết sóng và thông lượng năng lượng sóng: Sóng truyền năng lượng bao gồm động năng và thế năng. Luận án áp dụng phương pháp phổ sóng ngẫu nhiên 2 chiều (phổ JONSWAP/Hasselmann 1973, Pierson-Moskowitz 1964). Thông lượng năng lượng sóng được xác định qua công thức: $$P_0 = \frac{\rho g^2}{64\pi} T_e H_s^2$$ Trong đó $\rho$ là khối lượng riêng của nước biển, $g$ là gia tốc trọng trường, $H_s$ là chiều cao sóng có nghĩa, $T_e$ là chu kỳ năng lượng sóng ($T_e = \alpha T_p$ với hệ số $\alpha = 0,9$).
• Khái niệm đường cơ sở và hệ trục tọa độ đường bờ: Tác giả thiết lập hệ trục tọa độ gắn với đường cơ sở của đường bờ biển thực tế. Vector thông lượng năng lượng sóng $\vec{P}$ được phân tách thành hai thành phần:
  1. $P_t$: Dòng năng lượng sóng tiếp tuyến (dọc bờ), chi phối dòng chảy ven bờ và vận chuyển bùn cát dọc bờ.
  2. $P_n$: Dòng năng lượng sóng pháp tuyến (hướng bờ/vuông góc bờ), tác động trực tiếp vào sườn bờ và chi phối vận chuyển bùn cát ngang bờ. Mối liên hệ xói bồi được xác định thông qua gradient không gian của dòng năng lượng sóng dọc bờ $\frac{\partial P_t}{\partial s}$ và đạo hàm theo thời gian của thành phần vuông góc bờ $\frac{\partial P_n}{\partial t}$.

Phương pháp nghiên cứu

1. Phương pháp kế thừa: Thu thập dữ liệu địa hình, hải văn, khí tượng, bão lịch sử, kịch bản BĐKH của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
2. Phương pháp điều tra khảo sát thực địa: Khảo sát hiện trạng xói lở bờ biển, cửa sông, kết cấu công trình bảo vệ bờ hiện hữu; đo đạc bổ sung địa hình đáy, đường bờ và các yếu tố thủy thạch động lực.
3. Phương pháp thống kê: Xử lý chuỗi số liệu gió, bão, mực nước, chiều cao sóng trung bình và cực trị qua các thời kỳ.
4. Phương pháp mô phỏng số trị: Sử dụng bộ mô hình toán hai chiều MIKE 21/3 Couple Model FM (gồm các module MIKE 21 SW mô phỏng phổ sóng linh hoạt, MIKE 21 HD mô phỏng thủy động lực dòng chảy triều và dòng do sóng, MIKE 21 ST mô phỏng vận chuyển bùn cát). Mô hình được thiết lập theo cấu trúc phân cấp lồng ghép 3 cấp:
   • Cấp 1: Mô hình toàn vùng Biển Đông (lưới phi cấu trúc, cung cấp điều kiện biên sóng ngoài khơi).
   • Cấp 2: Mô hình vùng biển Nam Trung Bộ (từ Đà Nẵng đến Bình Thuận).
   • Cấp 3: Mô hình chi tiết khu vực điển hình La Gi (tỉnh Bình Thuận).

Nguồn tư liệu và dữ liệu kiểm định

• Dữ liệu trường gió tái phân tích khí hậu toàn cầu CFSR/NOAA.
• Dữ liệu sóng toàn cầu WaveWatch-III (WW3) và số liệu quan trắc độ cao sóng bằng vệ tinh AVISO tại 12 điểm ngoài khơi Biển Đông ($O_1 \div O_{12}$).
• Chuỗi số liệu đo sóng và mực nước liên tục năm 2009 tại trạm hải văn Phú Quý và hệ thống các trạm hải văn ven bờ duyên hải miền Trung.
• Dữ liệu địa hình đáy biển số hóa từ bản đồ hải đồ và đo đạc thực tế; hệ số nhám Manning đáy được phân bố theo tính chất trầm tích đáy.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Chương 1 phân tích vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên 8 tỉnh/thành phố Nam Trung Bộ, thực trạng và nguyên nhân gây xói lở - bồi tụ dải ven biển.

Về hiện trạng, theo thống kê đến tháng 7/2018, trên tổng số 1.119 km bờ biển Nam Trung Bộ có 61 điểm sạt lở với tổng chiều dài 80,72 km, chiếm 7,21% chiều dài đường bờ toàn vùng. Bờ biển cấu tạo bằng cát chiếm trên 94% tổng chiều dài các đoạn xói lở.

TT	Tỉnh / Thành phố	Chiều dài bờ biển (km)	Số điểm sạt lở (điểm)	Chiều dài sạt lở (km)	Tỷ lệ sạt lở (%)
1	Đà Nẵng	30	12	8,47	28,23
2	Quảng Nam	125	2	9,20	7,36
3	Quảng Ngãi	144	21	35,13	24,39
4	Bình Định	134	11	7,81	5,83
5	Phú Yên	189	7	8,50	4,50
6	Khánh Hòa	200	3	2,50	1,25
7	Ninh Thuận	105	1	2,50	2,38
8	Bình Thuận	192	4	6,61	3,44
-	Tổng cộng	1.119	61	80,72	7,21

Về phân cấp tốc độ xói lở bờ biển:

Phân cấp tốc độ xói lở	Toàn quốc (%)	Khu vực Miền Trung (%)
Yếu (< 5 m/năm)	21,4	52,2
Trung bình (5 ÷ 15 m/năm)	19,5	24,3
Mạnh (15 ÷ 30 m/năm)	28,3	10,0
Rất mạnh (> 30 m/năm)	30,7	13,5

Tác giả phân nhóm 3 nguyên nhân chính gây diễn biến bồi xói:

1. Yếu tố nội sinh: Địa hình dốc lớn từ dãy Trường Sơn đổ thẳng ra biển, bờ biển khúc khuỷu, chia cắt thành nhiều cung bờ lõm; cấu trúc địa chất gồm đá cứng xen kẽ trầm tích bở rời Đệ tứ độ gắn kết kém; độ đục sông thấp ($100 \div 500$ $\text{g/m}^3$).
2. Yếu tố ngoại sinh:
   • Hoàn lưu gió mùa Đông Bắc (tháng XI–III, vận tốc gió trung bình $4 \div 6$ m/s, cực đại $20 \div 25$ m/s) và gió mùa Tây Nam (tháng VI–VIII).
   • Tác động bão: Giai đoạn 1980–2017 có 126/177 cơn bão đổ bộ vào miền Trung (71,2%), trong đó 61 cơn vào Nam Trung Bộ (34,5%). Bão tập trung cao nhất vào tháng IX–XI (chiếm 80% từ Đà Nẵng đến Ninh Thuận) và tháng X–XII (chiếm 86% tại Bình Thuận).
   • Chế độ triều phân hóa: Bán nhật triều không đều tại Đà Nẵng (biên độ $1,0 \div 1,2$ m), nhật triều không đều tại Quảng Nam - Nha Trang ($1,2 \div 2,0$ m), triều hỗn hợp tại Phan Rang - Phan Thiết ($1,5 \div 2,5$ m).
   • Nước biển dâng: Tốc độ dâng mực nước quan trắc giai đoạn 1993–2014 đạt 3,34 mm/năm.
3. Yếu tố nhân sinh: Xây dựng hồ chứa thượng nguồn giữ lại phần lớn bùn cát; khai thác cát lòng sông và cửa biển trái phép; phá hủy rừng ngập mặn; xây dựng khu nghỉ dưỡng ven biển lấn bãi làm cản trở dòng vận chuyển trầm tích tự nhiên.

Chương 2: Cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu diễn biến hình thái vùng ven biển Nam Trung Bộ

Chương 2 trình bày khung lý thuyết toán học và cơ chế lan truyền sóng, tính toán thông lượng năng lượng sóng và thiết lập các mô hình số trị:

• Thiết lập công thức biến dạng sóng do khúc xạ, nhiễu xạ, sóng vỡ và ma sát đáy trong vùng nước nông dựa trên phương trình bảo toàn thông lượng năng lượng sóng.
• Định nghĩa đường cơ sở (baseline) dọc theo dải ven biển Nam Trung Bộ và phương pháp chiếu vector thông lượng sóng $\vec{P}$ lên hệ trục tọa độ tiếp tuyến và pháp tuyến, tạo ra 2 đại lượng $P_t$ và $P_n$.
• Thiết lập mô hình MIKE 21/3 Couple FM cho 3 miền tính toán:
  • Mô hình Biển Đông: Biên hở đại dương điều khiển bằng mực nước triều toàn cầu và trường gió CFSR; hiệu chỉnh tham số sóng với dữ liệu vệ tinh AVISO tại 12 vị trí và trạm đảo Phú Quý.
  • Mô hình dải ven bờ Nam Trung Bộ: Lưới phi cấu trúc tam giác mịn dần về phía bờ; hiệu chỉnh mực nước và dòng chảy với các trạm hải văn ven bờ.
  • Mô hình chi tiết La Gi: Độ phân giải cao, tích hợp tương tác giữa sóng biển, dòng chảy triều và vận chuyển bùn cát đáy.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu về diễn biến hình thái vùng ven biển Nam Trung Bộ

Chương 3 trình bày các kết quả mô phỏng số trị, tính toán năng lượng sóng và dự báo biến đổi hình thái:

1. Bản đồ phân vùng năng lượng sóng:

   • Xây dựng bản đồ phân bố thông lượng sóng $P$, dòng dọc bờ $P_t$, dòng hướng bờ $P_n$ theo mùa gió Đông Bắc, mùa gió Tây Nam và trung bình năm cho 4 phân vùng bờ biển:
     • Vùng 1: Bán đảo Sơn Trà đến Mũi Ba Làng An.
     • Vùng 2: Mũi Ba Làng An đến Mũi Đại Lãnh.
     • Vùng 3: Mũi Đại Lãnh đến Mũi Sừng Trâu.
     • Vùng 4: Mũi Sừng Trâu đến Mũi Nghinh Phong.
   • Năng lượng sóng mùa Đông Bắc có độ lớn và phạm vi chi phối vượt trội so với mùa Tây Nam trên toàn bộ dải bờ biển.

2. Mối liên hệ giữa gradient dòng năng lượng sóng và diễn biến bồi xói tại các cung bờ trọng điểm:

   • Khu vực Cửa Đại – Hội An (Quảng Nam): Gradient $P_t$ theo không gian và biến thiên $P_n$ theo thời gian cho thấy sự mất cân bằng năng lượng sóng lớn giữa mùa Đông Bắc và Tây Nam, giải thích hiện tượng xói lở nghiêm trọng bờ biển phía Bắc cửa Đại và bồi lấp dịch chuyển cửa sông về phía Nam.
   • Khu vực Bãi Xép – Cửa Đà Rằng – Đà Nông (Phú Yên): Gradient $P_t$ giải thích quá trình vận chuyển bùn cát dọc bờ gây bồi lấp cửa đà Rằng và xu hướng dịch chuyển luồng lạch lên phía Bắc.
   • Khu vực Mũi La Gàn – Mũi Yến và Mũi Né – Mũi Kê Gà (Bình Thuận): Phân tích gradient $P_t$ theo đường cơ sở chỉ ra các điểm hội tụ năng lượng gây xói lở mạnh cục bộ tại các đoạn bờ cong đón sóng.

3. Nghiên cứu điển hình khu vực La Gi (Bình Thuận):

   • Mô phỏng chi tiết chế độ sóng, dòng chảy và biến đổi địa hình đáy sau mùa gió Tây Nam và mùa gió Đông Bắc (kịch bản nền KB0).
   • Kết quả so sánh giữa chiều cao sóng có nghĩa $H_s$, chu kỳ đỉnh phổ $T_p$ tính toán và số liệu đo đạc thực tế tại trạm quan trắc đạt mức tương quan cao.
   • Đánh giá tác động BĐKH - NBD: Tính toán biến đổi đặc trưng sóng, dòng năng lượng $P_t, P_n$ và biến dạng địa hình theo các kịch bản NBD (RCP4.5 và RCP8.5). Khi mực nước biển dâng, vùng sóng vỡ dịch chuyển sâu vào phía bờ làm tăng công suất tác động trực tiếp lên chân bờ cát, gia tăng tốc độ và quy mô xói lở.

4. Định hướng giải pháp ổn định bờ biển:

   • Giải pháp công trình: Đề xuất bố trí đê ngầm giảm sóng dạng rời (như mô hình Palling/Elmer ở Anh, Alexandria ở Ai Cập), hệ thống mỏ hàn chữ T, mỏ hàn chữ G ngắt quãng, kết cấu mềm địa kỹ thuật Stabiplage, ống cát GST, kè biển dạng kết hợp mái nghiêng giảm sóng và giải pháp nuôi bãi nhân tạo. Ứng dụng cụ thể cho thiết kế công trình đê ngầm giảm sóng bảo vệ bờ biển La Gi (Bình Thuận).
   • Giải pháp phi công trình: Phục hồi và phát triển rừng ngập mặn chắn sóng, quản lý quy hoạch dải đệm ven biển, kiểm soát khai thác cát và điều tiết xả bùn cát từ các hồ chứa thủy lợi - thủy điện thượng lưu.

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án tự xác định các đóng góp mới về mặt khoa học lý luận và thực tiễn ứng dụng như sau:

1. Về mặt khoa học và lý luận:

   • Xây dựng phương pháp xác định giá trị các thành phần của dòng năng lượng sóng theo hai hướng: Dọc bờ ($P_t$) và vuông góc bờ ($P_n$) trên hệ trục tọa độ gắn với đường cơ sở của đường bờ biển thực tế.
   • Xác định được bản chất động lực học của việc biến đổi hình thái bờ biển thông qua gradient của dòng năng lượng sóng tiếp tuyến $\frac{\partial P_t}{\partial s}$ và biến thiên thành phần pháp tuyến $\frac{\partial P_n}{\partial t}$ theo không gian và thời gian.
   • Đánh giá có định lượng xu hướng biến đổi của các thành phần dòng năng lượng sóng ven bờ tại dải bờ biển Nam Trung Bộ dưới tác động của kịch bản NBD do BĐKH được Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố.

2. Về mặt thực tiễn:

   • Cung cấp bộ bản đồ phân bố các thành phần dòng năng lượng sóng ($P_t, P_n$) chi tiết theo từng mùa khí hậu cho toàn bộ dải ven biển Nam Trung Bộ (từ Sơn Trà đến Nghinh Phong).
   • Cung cấp cơ sở khoa học để định hướng quy hoạch và lựa chọn phương án bố trí hệ thống công trình bảo vệ bờ biển (hướng mỏ hàn, vị trí tuyến đê ngầm giảm sóng rời bờ, nuôi bãi nhân tạo).
   • Kết quả nghiên cứu đã được áp dụng trực tiếp vào công tác tính toán, thiết kế công trình đê ngầm giảm sóng bảo vệ bờ biển La Gi (tỉnh Bình Thuận); công trình ghi nhận hiệu quả ổn định bờ và tạo bãi bồi sau một năm đưa vào vận hành.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên nội dung trình bày và phạm vi nghiên cứu, các hạn chế và hướng phát triển của luận án gồm:

• Hạn chế:

  • Nghiên cứu tập trung chủ yếu vào năng lượng sóng như một yếu tố ngoại sinh nguồn từ biển đóng vai trò chủ đạo; chưa định lượng liên hợp đầy đủ sự suy giảm lưu lượng bùn cát từ toàn bộ hệ thống lưu vực sông bậc thang thượng nguồn đến từng cửa sông cụ thể trong mô hình dài hạn.
  • Số liệu địa hình đáy ven bờ và các trạm đo sóng ven bờ đồng thời còn hạn chế tại một số đoạn bờ địa hình phức tạp, nhiều vũng vịnh sâu.
  • Việc đánh giá hình thái chủ yếu thực hiện qua các mô phỏng theo mùa và kịch bản NBD tĩnh, chưa tích hợp kịch bản bão cực đoan kết hợp nước dâng do bão trong điều kiện triều cường cực đại kéo dài nhiều ngày.

• Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Phát triển mô hình liên kết tích hợp lưu vực sông - cửa sông - ven biển nhằm đánh giá cân bằng bùn cát toàn diện.
  • Nghiên cứu mở rộng việc cập nhật các kịch bản BĐKH - NBD chi tiết hóa mới nhất và xem xét tác động tổng hợp của bão mạnh dị thường đến độ ổn định của các công trình đê ngầm giảm sóng mềm.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu chuyên khảo có giá trị tham khảo cho các nhóm đối tượng:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Thuộc các chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng công trình thủy, Kỹ thuật bờ biển, Hải dương học, Quản lý tài nguyên và môi trường biển. Phần cơ sở lý thuyết về phân tách dòng năng lượng sóng ($P_t, P_n$), phương pháp thiết lập đường cơ sở và quy trình phân cấp mô hình MIKE 21/3 Couple FM từ Biển Đông đến dải ven bờ là tài liệu phương pháp luận hữu ích.
• Kỹ sư thiết kế và tư vấn công trình thủy: Tham khảo các thông số sóng, trường dòng năng lượng sóng ven bờ khu vực Nam Trung Bộ, công nghệ kết cấu mềm (Stabiplage, ống cát GST) và kỹ thuật bố trí đê ngầm giảm sóng kết hợp mỏ hàn.
• Cơ quan quản lý nhà nước và nhà hoạch định chính sách: Các Chi cục Thủy lợi, Ban Quản lý dự án nông nghiệp và giao thông các tỉnh Duyên hải Nam Trung Bộ có thể sử dụng bộ số liệu phân vùng sạt lở và bản đồ năng lượng sóng để xây dựng quy hoạch bảo vệ bờ biển, bố trí dải cây xanh phòng hộ và phân bổ vốn đầu tư chỉnh trị cửa sông hợp lý.

Câu hỏi thường gặp

1. Thực trạng sạt lở bờ biển vùng Nam Trung Bộ được ghi nhận trong luận án như thế nào? Tính đến tháng 7/2018, trên 1.119 km bờ biển Nam Trung Bộ có 61 điểm sạt lở với tổng chiều dài 80,72 km (chiếm 7,21% chiều dài đường bờ). Tỉnh có chiều dài sạt lở lớn nhất là Quảng Ngãi (35,13 km/21 điểm, chiếm 24,39% bờ biển tỉnh), tiếp theo là Quảng Nam (9,2 km), Phú Yên (8,5 km), Đà Nẵng (8,47 km/12 điểm, chiếm tỷ lệ sạt lở cao nhất là 28,23% bờ biển thành phố). Vật chất tạo bờ bị xói lở chủ yếu là cát (chiếm trên 94%).

2. Đại lượng dòng năng lượng sóng $P_t$ và $P_n$ được định nghĩa và tính toán nhằm mục đích gì? Vector thông lượng sóng $\vec{P}$ được chiếu lên hệ tọa độ gắn với đường cơ sở thực tế của bờ biển: $P_t$ là thành phần tiếp tuyến (dọc bờ) và $P_n$ là thành phần pháp tuyến (vuông góc bờ). Gradient của $P_t$ theo phương dọc bờ ($\frac{\partial P_t}{\partial s}$) phản ánh sự thay đổi lưu lượng bùn cát dạt bờ (nguyên nhân gây bồi hoặc xói dọc dải bờ), còn $P_n$ và sự biến thiên $\frac{\partial P_n}{\partial t}$ phản ánh cường độ sóng đánh trực diện vào sườn bãi gây xói lở ngang bờ hoặc hạ thấp bãi biển.

3. Luận án sử dụng các mô hình số trị nào và phân cấp tính toán ra sao? Tác giả sử dụng bộ mô hình MIKE 21/3 Couple Model FM (gồm các module SW, HD, ST) theo 3 cấp phân giải lồng ghép: Cấp 1 là mô hình toàn Biển Đông để lấy sóng và triều ngoài khơi; Cấp 2 là mô hình dải ven biển Nam Trung Bộ (từ Đà Nẵng đến Bình Thuận); Cấp 3 là mô hình chi tiết vùng ven biển La Gi. Dữ liệu biên được kiểm định qua số liệu vệ tinh AVISO, WaveWatch-III và số liệu trạm hải văn Phú Quý cùng các trạm ven bờ.

4. Tại sao sóng do gió được xem là nguyên nhân sơ cấp còn dòng chảy là nguyên nhân thứ cấp gây biến đổi hình thái bờ biển Nam Trung Bộ? Sóng biển khi lan truyền vào vùng nước nông và vỡ bờ sẽ giải phóng năng lượng, làm xáo động, bóc tách và nhấc các hạt bùn cát rời rạc khỏi đáy bãi biển (tác nhân khởi tạo/sơ cấp). Sau khi bùn cát ở trạng thái lơ lửng, dòng chảy ven bờ (do sóng tạo ra hoặc dòng triều) sẽ đảm nhận vai trò vận chuyển và tải lượng bùn cát này đi nơi khác (tác nhân vận chuyển/thứ cấp).

5. Kết quả nghiên cứu của luận án đã được áp dụng cụ thể vào công trình thực tế nào? Phương pháp phân tích dòng năng lượng sóng và mô hình hóa hình thái đã được ứng dụng trực tiếp vào tính toán thiết kế hệ thống công trình đê ngầm giảm sóng bảo vệ bờ biển khu vực La Gi, tỉnh Bình Thuận. Kết quả quan trắc thực tế sau một năm vận hành cho thấy công trình phát huy hiệu quả giảm sóng và gây bồi ổn định bờ biển tại khu vực.

Kết luận

Luận án của tác giả Phạm Trung đã nghiên cứu một cách hệ thống diễn biến hình thái vùng ven biển Nam Trung Bộ dựa trên việc định lượng trường năng lượng sóng và các thành phần $P_t, P_n$ gắn với đường cơ sở thực tế. Nghiên cứu đã làm rõ cơ chế xói lở bờ và bồi tụ cửa sông dưới tác động của chế độ gió mùa và kịch bản nước biển dâng do biến đổi khí hậu bằng công cụ mô hình số trị phân cấp MIKE 21/3 Couple FM. Các kết quả phân vùng năng lượng sóng không chỉ bổ sung cơ sở lý luận về động lực bờ biển miền Trung mà còn được ứng dụng thực tế trong việc định hướng giải pháp công trình đê ngầm giảm sóng bảo vệ dải bờ biển La Gi, tỉnh Bình Thuận.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Tổng quan về vùng nghiên cứu 1. Vị trí địa lý Hình 1.1: Vị trí vùng duyên hải Nam Trung Bộ trên bản đồ Việt Nam1 Duyên hải Nam Trung Bộ (Hình 1.1) có vị trí địa lý như sau: Phía Bắc là đèo Hải Vân, điểm cuối của dãy Trường Sơn Bắc, giáp với tỉnh Thừa Thiên Huế (vùng Bắc Trung Bộ); phía Tây là dãy Trường Sơn Nam với hệ thống cao nguyên đất đỏ bazan, giáp với Lào và các tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đăk Lăk, Đăk Nông, Lâm Đồng (vùng Tây Nguyên), phía Đông là biển Đông với hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa; phía Nam giáp với các tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa-Vũng Tàu (vùng Đông Nam Bộ).com/ luan an -8- Đây là một vùng lãnh thổ hẹp kéo dài theo hướng Bắc-Nam bao gồm các tỉnh từ Đà Nẵng ở phía Bắc cho đến tỉnh Bình Thuận ở phía Nam, đều là các tỉnh có phần đất tiếp giáp với biển.Với đặc điểm tự nhiên này, các tỉnh Nam Trung Bộ có lợi thế trong việc phát triển kinh tế-xã hội nhất là kinh tế biển nhưng cũng gặp nhiều khó khăn, trong đó vấn đề xói lở bờ biển và bồi tụ các cửa sông đã và đang trở thành vấn đề đặc biệt quan tâm của các cấp chính quyền và nhân dân địa phương. Thực trạng xói lở-bồi tụ dải ven biển Nam Trung Bộ Xói lở biển là một hiện tượng phổ biến ở ven bờ cả ba miền của nước ta, với 397 đoạn có tổng chiều dài trên 920 km, trong đó khu vực miền Trung xói lở xảy ra ở 233 đoạn có tổng chiều dài lên đến 492 km, chiếm 21,1% chiều dài đường bờ biển [28].

Xét riêng dải ven biển Nam Trung Bộ có tổng chiều dài đường bờ biển là 1.119 km (chiếm 34,3% của cả nước), theo thống kê đến thời điểm tháng 7/2018, trên khu vực có 61 điểm sạt lở với tổng chiều dài sạt lở 80,7km chiếm 7,21% chiều dài đường bờ biển (Bảng 1.1: Tổng hợp hiện trạng sạt lở bờ biển khu vực Nam Trung Bộ [18] Chiều dài bờ Số điểm sạt Chiều dài Tỷ lệ (%) TT Tỉnh/thành biển (Km) lở (điểm) sạt lở km) 1 Đà Nẵng 30 12 8,47 28,23 2 Quảng Nam 125 2 9,2 7,36 3 Quảng Ngãi 144 21 35,13 24,39 4 Bình Định 134 11 7,81 5,83 5 Phú Yên 189 7 8,5 4,50 6 Khánh Hòa 200 3 2,5 1,25 7 Ninh Thuận 105 1 2,5 2,38 8 Bình Thuân 192 4 6,61 3,44 Tổng cộng 1.119 61 80,72 7,21 Xói lở diễn ra trên các kiểu cấu tạo bờ là sỏi cát, bùn sét, bùn, cát…song xu thế xói bờ có vật chất thành tạo chủ yếu là cát (chiếm trên 94%) hiện đang tăng lên đáng kể và diễn ra trên hầu hết bờ biển, tại địa bàn của tất cả các tỉnh. Điển hình về xói lở bờ biển xảy ra tại các khu vực: phía Bắc cửa Đại-Hội An, Tam Hải, Xuân Hòa, Xuân luan an -9- Hải, Núi Thành (Quảng Nam); Đức Phổ, Sa Huỳnh (Quảng Ngãi); Sông Cầu, An Phú, An Hòa, Xóm Rớ (Phú Yên); Liên Hương, Phan Thiết, LaGi (Bình Thuận)… Quá trình xói lở bờ diễn ra với tốc độ khác nhau (Bảng 1. Đối với bờ biển Nam Trung Bộ có tốc độ xói phổ biến dưới 5m/năm, và có xu thế gia tăng. Nhiều nơi, xói lở có tốc độ đến 40÷60 m/năm (những năm 1999÷2000), thậm chí 150÷250 m/năm.

Tính trung bình xói lở bờ biển làm mất đi khoảng 389,9 ha/năm [32]. Chiều dài các đoạn xói lở có thể chỉ một vài trăm mét, cho đến hàng chục kilomet. Có những khu vực, xói lở xảy ra theo những thời khoảng xen kẽ với bồi tụ. Khu vực có địa hình khúc khuỷu, răng cưa nhiều vũng vịnh và bán đảo, đá gốc, các vùng cửa sông, hiện tượng xói lở xảy ra với quy mô nhỏ, cường độ yếu đến trung bình.

Khu vực bị xói lở mạnh thường xảy ra ở kiểu bờ biển lồi, thẳng hướng sóng và có vật chất tạo bờ chủ yếu là cát [31].2: Thống kê tỷ lệ chiều dài bờ biển theo phân cấp tốc độ xói lở [32] Chiều dài xói lở bờ biển theo tốc độ xói lở (%) Khu vực bị Yếu Trung bình Mạnh Rất mạnh xói lở < 5m/năm (5÷15 m/năm) (15÷30 m/năm) (> 30 m/năm) Toàn quốc 21,4% 19,5% 28,3% 30,7% Miền Trung 52,2% 24,3% 10,0% 13,5% Song song với quá trình xói lở bờ biển, hiện tượng bồi lấp các cửa sông, tuyến luồng, bến cảng,…ở Nam Trung Bộ cũng có xu hướng ngày càng gia tăng trong những năm gần đây. Một số cửa sông đã và đang xảy ra tình trạng bồi tụ và dịch chuyển luồng lạch phức tạp có thể kể đến là cửa Đại sông Vũ Gia-Thu Bồn, cửa Lở sông Trường Giang ở Quảng Nam, cửa sông Vệ, cửa sông Trà Khúc ở Quảng Ngãi, cửa sông Bàn Thạch và cửa đầm Ô Loan ở Phú Yên…Trong thời gian 1985÷1995 cửa Đại (Hội An) dịch về phía Nam 50m/năm; cửa Lở (sông Trường Giang) dịch về phía Đông Nam trên 50m/năm; cửa Vệ, cửa Đà Rằng, cửa Đà Nông dịch đáng kể về phía Bắc [18]. Như vậy, vùng duyên hải Nam Trung Bộ đang tồn tại hai vấn đề đối lập nhau. Trong khi dải ven biển bị xói lở mạnh thì hầu hết các cửa sông, đầm phá, bến cảng ở đây lại đang bị bồi lấp làm giảm khả năng thoát lũ, gây ngập lụt cục bộ và cản trở đến các hoạt động giao thông thủy trong khu vực.

Nguyên nhân chính gây xói lở-bồi tụ vùng ven biển Nam Trung Bộ Có nhiều nguyên nhân gây xói lở bờ biển và bồi lấp cửa sông ở miền Trung Việt Nam nói chung và vùng duyên hải Nam Trung Bộ nói riêng.2 trình bày về các yếu tố tác động chính gây xói lở-bồi tụ bờ biển và cửa sông trong khu vực, được đúc kết thông qua những công trình nghiên cứu gần đây như của Nguyễn Văn Cư và nnk (2003) [2], [3], Nguyễn Kim Đan (2017) [4], Đặng Đình Đoan (2014) [5], Nguyễn Thanh Hùng và nnk (2018) [13], Phạm Thu Hương (2012) [15], Võ Công Hoang, Hitoshi Tanaka và nnk (2016) [16], Nguyễn Bá Quỳ (1994) [22], Lê Đình Thành (2009) [26], Phạm Huy Tiến (2005) [31], Nguyễn Đức Vượng và nnk (2015) [39].2: Các yếu tố gây xói lở-bồi tụ bờ biển và cửa sông Theo Hình 1.2, nguyên nhân gây ra hiện tượng xói lở-bồi tụ gồm tương tác của 3 nhóm yếu tố sau: yếu tố nội sinh (cấu trúc địa chất địa mạo và chuyển động tân kiến tạo, hệ sinh thái ven biển, bùn cát), yếu tố ngoại sinh (điều kiện sóng, gió, bão, dòng chảy, BĐKH, …) và yếu tố nhân sinh (con người). Các nhóm yếu tố này có liên quan mật thiết, tương tác qua lại lẫn nhau trong một thể thống nhất, tuân theo quy luật của tự nhiên và chịu sự chi phối sâu sắc bởi hoạt động của con người. Khi có một hay luan an -11- một số yếu tố thay đổi thì các yếu tố còn lại cũng sẽ thay đổi theo nhằm thiết lập trật tự cân bằng mới. Vì bờ biển chỉ có tính chất cân bằng động, tồn tại ở ba trạng thái là ổn định, bồi tụ hoặc xói lở phụ thuộc vào sự cân bằng giữa nguồn trầm tích đưa đến và mang đi, dưới tác động của các yếu tố ngoại sinh thường xuyên biến đổi, trên nền tác động chậm chạp, lâu dài của yếu tố nội sinh [57].

Nguyên nhân do yếu tố nội sinh Các yếu tố nội sinh bao gồm đặc điểm địa hình, cấu trúc địa chất địa mạo và các hệ thống đứt gãy trong vùng, đặc biệt là các hệ thống đứt gãy hiện đại. Do tác động của hoạt động tân kiến tạo và chuyển động hiện đại gây nên chuyển động nâng, hạ, tách dãn, trượt của lớp hoặc các mảng đất đá dẫn tới xói lở hoặc bồi tụ ở khu bờ. Địa hình Về mặt địa hình, dãy núi Trường Sơn ở phía Tây chạy dọc theo đường bờ biển có hàng loạt các đỉnh cao trên 1.500m, đổ trực tiếp xuống biển Đông qua khoảng cách nhỏ hẹp vì vậy độ dốc địa hình trong vùng Nam Trung Bộ rất lớn. Cấu trúc của dãy Trường Sơn là các núi sắp xếp song song chạy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam cùng với hướng của đường bờ biển chuyển từ Tây Bắc-Đông Nam chếch sang hướng Bắc- Nam nên thường xuất hiện những nhánh núi chạy sát tới đường bờ biển khiến địa hình khu vực này thường bị chia cắt thành những ô nhỏ.

Kiểu đường bờ ở Nam Trung Bộ có hai dạng chính sau [31]: Đường bờ vùng núi ven biển: Dạng này phân bố chủ yếu từ Đà Nẵng đến mũi Cà Ná (Ninh Thuận). Đặc điểm chính là đường bờ phát triển trên nền đá gốc cứng chắc xen kẽ các đoạn phát triển trên các thành tạo bở rời Đệ tứ. Đường bờ khu vực từ Đà Nẵng đến mũi Cà Ná rất khúc khuỷu, có nhiều mũi, vịnh và bán đảo. Đây là khu vực biển sâu (đường đẳng sâu 20m nằm gần sát bờ, có nơi chỉ cách vài chục mét), đáy biển có độ dốc lớn.

Từ Đà Nẵng đến Quy Nhơn (Bình Định) có các mũi đâm ra biển như mũi Đà Nẵng, mũi An Hòa, mũi Ba Làng An (hay Batangan). Nhiều vịnh nước sâu như vịnh Đà Nẵng, vịnh Dung Quất, vịnh Nước ngọt và vịnh Quy Nhơn thuận tiện xây dựng các cảng biển. Từ Quy Nhơn đến mũi Dinh (Ninh Thuận) dãy Trường Sơn Đông đã tiến ra sát biển, bờ biển phát triển thành nhiều luan an -12- mũi, vịnh xen nhau. Một số vịnh có diện tích lớn như vịnh Xuân Đài, Vân Phong, Cam Ranh ăn khá sâu vào đất liền và được che chắn bởi các bán đảo.

Khu vực này còn có nhiều đảo ở ngoài như đảo Hòn Lớn, đảo Hòn Tre. Đường bờ vùng đồng bằng duyên hải có xen các núi sót ven biển: Phân bố chủ yếu từ mũi Cà Ná đến Bà Rịa-Vũng Tàu. Đường bờ phát triển chủ yếu trên các thành tạo bở rời chủ yếu là cát biển xen kẽ các mũi đá gốc nhô ra sát biển (Sừng Trâu, La Gàn, Kê Gà, Kỳ Vân…). Địa chất Về địa chất, đồng bằng ven biển Nam Trung Bộ nằm trong phạm vi 4 đới kiến tạo, 2 đới A Vương-Sê Công và Nông Sơn thuộc hệ uốn nếp Việt-Lào và 2 đới Kon Tum-Đà Lạt thuộc địa khối Indosinia (Nguyen Xuan Bao và nnk 1995) [17].

Trên các đới này phân bố khá đầy đủ những thành tạo trầm tích và trầm tích - nguồn núi lửa có tuổi từ Arkei đến ngày nay. Trong khu vực có sự hoạt động của các đứt gãy hiện đại hướng á tuyến và á kinh tuyến, các trũng hạ dạng chậu.