phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn đƣợc chia thành 3 chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu Chƣơng 2. Phƣơng pháp nghiên cứu và tài liệu sử dụng Chƣơng 3. Kết quả nghiên cứu 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1.
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Một số khái niệm - Đường bờ biển Hiện nay, cả trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam, một số khái niệm đƣợc sử dụng trong nghiên cứu bờ biển còn đƣợc hiểu rất khác nhau giữa các nhà khoa học cũng nhƣ các nhà quản lý. Do vậy, để rõ ràng hơn, một số khái niệm sử dụng trong luận văn sẽ đƣợc trình bày dƣới đây. Bờ biển (Coast) là một dải đất có chiều rộng không xác định mở rộng từ đƣờng bờ vào sâu trong đất liền tới sự thay đổi đầu tiên về địa hình.
Các vách, các cồn cát tiền tiêu, hoặc đƣờng thực vật có mặt thƣờng xuyên. Trên các bờ có các đảo/cồn chắn (barrier), một tổ hợp đầm phá sau barrier, bãi lầy, lạch triều cũng đƣợc xem là một phần của bờ. Trên các vùng đồng bằng châu thổ (delta), ranh giới về phía đất liền khó xác định hơn. Còn ranh giới về phía biển vƣơn tới vị trí mức sóng bão - đó chính là đường bờ trong (coastline).
Trên các đoạn bờ dốc đứng, thì đƣờng bờ trong và đƣờng bờ ngoài (shoreline) có thể trùng nhau. Theo Bách khoa Toàn thƣ về Địa lý Xô-Viết thì bờ biển là một dải hẹp gồm có cả bãi biển chạy dọc theo đƣờng bờ có giới hạn về phía biển là đƣờng mực triều thiên văn thấp nhất. [1] Đường bờ biển. Theo quan niệm chung, đƣờng bờ biển là ranh giới tiếp xúc giữa biển và đất liền.
Đƣờng này luôn dịch chuyển phụ thuộc vào dao động của mực nƣớc biển theo các chu kỳ ngắn (triều khí tƣợng), chu kỳ dài (chu kỳ thiên văn) hoặc không theo chu kỳ. Trong thực tế, ngƣời ta thƣờng lấy đƣờng bờ biển là mực nƣớc triều trung bình nhiều năm, tuy nhiên đƣờng này cũng rất khó xác định, do vậy trong nghiên cứu biến động đƣờng bờ biển, ngƣời ta xác định thêm các đƣờng bờ khác, trong đó có 2 đƣờng bờ: đƣờng bờ trong và đƣờng bờ ngoài. [1] Đường bờ trong (coastline) là ranh giới tác động cao nhất của sóng trong năm (thƣờng là sóng bão) với đất liền; hoặc đơn giản hơn, là đƣờng ranh giới giữa bờ và bãi, hoặc giữa đất và nƣớc. [1] Đường bờ ngoài (shoreline) là đƣờng giao nhau giữa mặt nƣớc với bãi biển nằm ở vị trí mực nƣớc cao trung bình.
[1] 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trong luận văn này, đƣờng bờ biển trên ảnh vệ tinh đƣợc lựa chọn là đƣờng trùng với đƣờng mực biển cao trung bình nhiều năm (0 lục đồ). Sơ đồ biểu diễn các thuật ngữ về bờ biển đƣợc sử dụng [1] - Biến động đường bờ biển Biến động đƣờng bờ đó là sự thay đổi vị trí đƣờng bờ theo không gian và thời gian. Có hai dạng biến đổi đƣờng bờ, một là quá trình tích tụ ứng với hiện tƣợng đƣờng bờ lấn dần ra phía biển và hai là quá trình xói lở ứng với hiện tƣợng đƣờng bờ lấn dần về phía lục địa. Biến động bờ biển tự nhiên bao gồm hiện tƣợng xói lở bãi cũng nhƣ vùng đất ven biển và tích tụ trầm tích để tạo ra một vùng đất mới là một hiện tƣợng tự nhiên trong quá trình tiến hóa vùng bờ biển.
Nó xảy ra sau những thay đổi về mực nƣớc biển tƣơng đối, khí hậu và các nhân tố khác trên những quy mô thời gian - không gian khác nhau từ các sự kiện theo thời gian địa chất đến các hiện tƣợng cực đoan trong khoảng thời gian ngắn. Nó cũng có thể đƣợc làm tăng lên bởi các hoạt động của con ngƣời hoặc là ngay tại bờ, hoặc trên các lƣu vực sông lân cận bờ biển. Biến động địa hình bờ biển, đặc biệt là do xói lở bờ, có tác động rất lớn đến các cộng đồng dân cƣ và các hệ sinh thái ven bờ trên toàn thế giới. Nghiên cứu biến động địa hình bờ biển, thực chất, là nghiên cứu các quá trình địa mạo bờ nhằm tìm 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ra những đặc điểm hình thái và động lực hiện nay, lịch sử tiến hóa trong quá khứ và dự báo xu hƣớng phát triển của nó trong tƣơng lai.
Cũng nhƣ trên đất liền, hoạt động của các quá trình địa mạo ở bờ biển đƣợc biểu hiện cụ thể ở sự hình thành một dạng địa hình nào đó (quá trình xây dựng - tích tụ) hoặc ở sự phá hủy một thành tạo địa hình khác (quá trình phá hủy - xói lở) dƣới tác động của rất nhiều nhân tố động lực khác nhau từ phía biển cũng nhƣ từ phía lục địa, cả các nhân tố tự nhiên cũng nhƣ các tác động của con ngƣời. Xói lở và bồi tụ là hai mặt đối lập trong một quá trình địa mạo gây nên tình trạng biến đổi hình thái bờ biển. Vai trò của viễn thám giám sát biến động địa hình vùng bờ biển Công nghệ viễn thám có những ƣu điểm vƣợt trội so với các phƣơng pháp truyền thống khác trong nghiên cứu tài nguyên và môi trƣờng nói chung. Là công cụ có hiệu quả cao trong giám sát tài nguyên môi trƣờng biển và hải đảo bởi thông tin không gian rộng, đa thời gian, độ chính xác cao, đồng nhất thông tin và thời gian xử lý nhanh.
Các phƣơng pháp nghiên cứu truyền thống khó thu thập đƣợc các thông tin đồng thời về động lực biển, phân bố các hệ sinh thái biển, vị trí, hình dáng, diện tích các đảo, công trình trên các hải đảo tại vùng xa bờ. Ngƣợc lại, với dữ liệu viễn thám có thể thu thập đƣợc các thông tin này một cách hiệu quả. Công nghệ viễn thám với việc thu ảnh liên tục trên vệ tinh, cung cấp chuỗi các hình ảnh trực quan, khách quan, bao quát, chi tiết về bề mặt Trái đất trong thời gian dài. Nhƣ vậy, với việc khai thác các thông tin từ ảnh viễn thám cho thấy, bức tranh tổng quát về diễn biến biến động bờ sông, bờ biển trên khu vực các tỉnh ven biển từ quá khứ cho tới hiện tại.
Với độ phủ trùm của ảnh viễn thám lớn nên các thông tin về biến động bờ sông, bờ biển thu chụp đƣợc là đồng nhất. Thông tin khai thác đƣợc từ ảnh viễn thám không chỉ là biến động bờ sông, bờ biển mà cả là các đối tƣợng liên quan nhƣ thông tin về kè, đê, đập, lớp phủ mặt đất… Phân tích các thông tin về biến động đƣờng bờ sông, bờ biển trong quá khứ và hiện tại cũng nhƣ các thông tin liên quan khác nhƣ việc xây các hồ chứa lớn trên các sông chính… cho phép đánh giá đƣợc xu thế của biến động trong tƣơng lai. Thông tin về biến động bờ sông, bờ biển trƣớc và sau khi áp dụng các giải pháp chống xói lở đƣờng bờ có thể đánh giá đƣợc tác động của các giải pháp đến xói lở bờ sông, bờ biển. 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Theo kết quả nghiên cứu của PGS.TS Phạm Huy Tiến [15], xói lở bờ biển ở nƣớc ta có 3 nhóm nguyên nhân chính gồm: Nhóm nguyên nhân nội sinh (hoạt động kiến tạo, cấu trúc địa chất); Nhóm nguyên nhân ngoại sinh (Sóng, dòng chảy, bão,v.); Nhóm nguyên nhân do hoạt động của con ngƣời (công trình thủy lợi, khai thác khoáng sản, chặt phá rừng,v.
Đối với nguyên nhân nội sinh, viễn thám không trợ giúp đƣợc nhiều, tuy vậy, với việc cung cấp hình ảnh trên diện rộng, viễn thám có thể trợ giúp trong phân tích hình ảnh về cấu trúc địa chất. Với nguyên nhân ngoại sinh, viễn thám có thể cung cấp hầu hết các thông tin này nhƣ các thông tin về trƣờng sóng nhƣ hƣớng sóng, độ cao sóng, hƣớng dòng chảy, tốc độ dòng chảy, hàm lƣợng chất lơ lửng bề mặt nƣớc biển. Đối với các nguyên nhân do hoạt động của con ngƣời, viễn thám cho phép cung cấp các thông tin nhƣ hệ thống các công trình thủy lợi, hiện trạng sử dụng đất, chặt phá rừng, các công trình xây dựng chống xói lở, v. Bên cạnh đó, với lợi thế chụp ảnh liên tục, ảnh rộng viễn thám có thể cung cấp chuỗi thông tin phục về các yếu tố liên quan đến xói lở bờ biển, cũng nhƣ diễn biến xói lở từ quá khứ đến hiện tại.
Thông tin này là hết sức hữu dụng trong nghiên cứu xói lở bờ biển. Dựa vào các thông tin này có thể đánh giá nguyên nhân gây ra xói lở bờ biển, đánh giá hiệu quả các giải pháp áp dụng chống xói lở. Hơn nữa, thông tin chuỗi thời gian về hiện trạng xói lở còn giúp đƣa ra dự báo xói lở trong tƣơng lai. Nhƣ vậy, công nghệ viễn thám là hết sức hữu hiệu trong trợ giúp giảm nhẹ và ứng phó với xói lở bờ biển.
Tuy nhiên, bên cạnh những mặt tích cực, việc ứng dụng công nghệ viễn thám trong giám sát xói lở đƣờng bờ cũng có những mặt hạn chế, ví dụ nhƣ việc xác định chính xác vị trí của đƣờng bờ trên ảnh vệ tinh. Nếu nhƣ cứ sử dụng khái niệm đƣờng bờ biển là mực nƣớc triều trung bình nhiều năm thì việc ứng dụng viễn thám để theo dõi là kém khả thi. Hay là do đặc điểm khí hậu ở nƣớc ta là nƣớc có khí hậu nhiệt đới gió mùa nên mây mù quanh năm. Điều này gây cản trở việc quan trắc xói lở bằng dữ liệu viễn thám quang học.
Ngoài ra, vệ tinh viễn thám chỉ có thể chụp với tần suất khá hạn chế (một vệ tinh chỉ chụp lặp đƣợc trong 3 ngày là tối đa) nên việc cung cấp dữ liệu là không thƣờng xuyên. 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nhƣng vẫn có thể nói, công nghệ viễn thám cung cấp bức tranh tổng thể về xói lở bờ biển ở nƣớc ta. Chính vì vậy, đối với tình hình xói lở bờ biển ngày càng nghiêm trọng nhƣ hiện nay, việc ứng dụng viễn thám trong giám sát biến động bờ biển cần đƣợc triển khai rộng rãi. Ứng dụng công nghệ viễn thám trong nghiên cứu biến động đƣờng bờ 1.
Ngoài nƣớc Trƣớc những năm 1970, nghiên cứu biến động địa hình vùng bờ biển đã đƣợc thực hiện ở nhiều quốc gia nhƣ Mỹ, Trung Quốc, Thái Lan, Ấn Độ, Nhật Bản và các nƣớc châu Âu.