Tổng quan nghiên cứu

Biến động đường bờ biển là một hiện tượng địa chất cơ bản, bao gồm quá trình xói lở và bồi tụ, ảnh hưởng sâu sắc đến môi trường sinh thái ven biển và đời sống cộng đồng dân cư. Tại Việt Nam, đặc biệt là khu vực tỉnh Bình Thuận với bờ biển dài 192 km, biến động đường bờ diễn ra phức tạp do tác động của biến đổi khí hậu, thủy triều, sóng biển và hoạt động của con người. Thành phố Phan Thiết, trung tâm kinh tế - xã hội của tỉnh, có đường bờ biển dài 57,4 km, đang chịu ảnh hưởng nghiêm trọng từ các hiện tượng này, gây thiệt hại về kinh tế và môi trường.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là đánh giá tình hình biến động đường bờ biển TP Phan Thiết qua các giai đoạn 2003-2010 và 2010-2018 bằng công nghệ viễn thám đa thời gian kết hợp GIS. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào đoạn đường bờ biển TP Phan Thiết, với dữ liệu ảnh vệ tinh SPOT5 và Sentinel-2, nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý và bảo vệ môi trường ven biển. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ phòng tránh thiên tai, giảm thiểu thiệt hại do xói lở và bồi tụ, đồng thời góp phần xây dựng quy hoạch phát triển bền vững vùng ven biển.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu biến động đường bờ biển, trong đó có:

  • Mô hình Bruun: Mô hình dự báo biến động bờ biển do mực nước biển dâng, giả định hình dạng trắc diện ngang của bãi biển duy trì cân bằng động, với công thức tính toán sự dịch chuyển bờ theo chiều ngang dựa trên độ dốc bãi và mức dâng nước biển.

  • Chỉ số mức độ tổn thương bờ biển (Coastal Vulnerability Index - CVI): Đánh giá mức độ nhạy cảm của đường bờ với sự dâng lên của mực nước biển dựa trên 6 biến số gồm địa mạo, tốc độ biến động đường bờ, độ nghiêng bờ, thay đổi mực nước biển, độ cao sóng và thủy triều.

  • Các khái niệm chính: Đường bờ trong (coastline), đường bờ ngoài (shoreline), bãi biển (beach), biến động đường bờ (bao gồm xói lở và bồi tụ), thủy triều và các yếu tố địa mạo, thủy văn ảnh hưởng đến biến động.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Sử dụng ảnh vệ tinh đa thời gian gồm ảnh SPOT5 năm 2003 và 2010 với độ phân giải 2.5m, ảnh Sentinel-2 năm 2018 với độ phân giải 10m, cùng các bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000 và bản đồ đáy biển tỷ lệ 1:50.000. Dữ liệu thủy triều được thu thập từ trạm khí tượng Phan Thiết và phần mềm wxtide32.

  • Phương pháp phân tích: Ảnh vệ tinh được tiền xử lý (nắn chỉnh hình học, cắt ảnh) bằng phần mềm ENVI, SNAP, PCI. Đường bờ được chiết tách bằng phương pháp phân loại không kiểm định K-means bán tự động, sau đó vector hóa và chồng xếp trong phần mềm ArcMap để tính toán diện tích và chiều dài biến động. Tốc độ biến động trung bình được tính theo công thức:

$$ R = \frac{A}{L \times T} $$

trong đó $A$ là diện tích biến động (m²), $L$ là chiều dài đường bờ (m), và $T$ là khoảng thời gian (năm).

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu tập trung phân tích biến động đường bờ trong hai giai đoạn 2003-2010 và 2010-2018, kết hợp khảo sát thực địa bổ sung nhằm xác minh và làm rõ nguyên nhân biến động.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Tình hình biến động đường bờ TP Phan Thiết: Qua phân tích ảnh vệ tinh, diện tích xói lở và bồi tụ biến động rõ rệt trong các giai đoạn nghiên cứu. Giai đoạn 2003-2010, diện tích xói lở chiếm khoảng 60% tổng diện tích biến động, với tốc độ xói lở trung bình đạt khoảng 1,2 m/năm. Giai đoạn 2010-2018, tốc độ xói lở giảm nhẹ còn khoảng 0,9 m/năm, trong khi diện tích bồi tụ tăng lên chiếm 45% tổng diện tích biến động.

  2. Phân bố biến động theo đoạn bờ: Đoạn bờ từ Hòn Rơm đến Mũi Né có xu hướng bồi tụ với diện tích bồi tụ tăng khoảng 15 ha trong giai đoạn 2003-2018. Ngược lại, đoạn bờ Hàm Tiến và Đồi Dương ghi nhận xói lở nghiêm trọng, với diện tích mất đất khoảng 10 ha, tốc độ xói lở có nơi lên đến 2 m/năm.

  3. Nguyên nhân biến động: Biến động đường bờ chịu ảnh hưởng phức tạp từ thủy triều, sóng biển, biến đổi khí hậu và tác động của con người như xây dựng kè chắn, khai thác khoáng sản và phát triển đô thị ven biển. Số liệu thủy triều cho thấy dao động khoảng 2 m, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xói lở và bồi tụ diễn ra mạnh mẽ.

  4. Dự báo xu thế biến động: Dựa trên mô hình Bruun và phân tích dữ liệu hiện tại, dự báo trong 10 năm tới, khu vực TP Phan Thiết sẽ tiếp tục chịu tác động của xói lở tại các đoạn bờ Hàm Tiến và Đồi Dương, trong khi các khu vực như Hòn Rơm - Mũi Né có xu hướng bồi tụ mở rộng bãi biển.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu phù hợp với các báo cáo ngành và nghiên cứu trước đây về biến động đường bờ tại Việt Nam, cho thấy xu hướng xói lở chiếm ưu thế tại các khu vực đô thị phát triển mạnh và bồi tụ tại các vùng có ít tác động nhân sinh. Việc sử dụng công nghệ viễn thám và GIS đã giúp đánh giá biến động với độ chính xác cao, tiết kiệm thời gian và chi phí so với phương pháp truyền thống. Biểu đồ so sánh diện tích xói lở và bồi tụ theo từng giai đoạn có thể minh họa rõ ràng sự thay đổi không gian và thời gian của biến động đường bờ. Bảng tổng hợp tốc độ biến động theo từng đoạn bờ cũng giúp xác định các khu vực ưu tiên can thiệp.

Nguyên nhân biến động được phân tích dựa trên đặc điểm địa hình, khí hậu và thủy văn khu vực, đồng thời so sánh với các nghiên cứu tại các tỉnh ven biển khác cho thấy sự tương đồng về tác động của biến đổi khí hậu và hoạt động con người. Kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong việc xây dựng các giải pháp phòng chống xói lở và khai thác bãi bồi hiệu quả.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng và củng cố hệ thống kè chắn tại các đoạn bờ xói lở nghiêm trọng: Tập trung vào khu vực Hàm Tiến và Đồi Dương, nhằm giảm tốc độ xói lở xuống dưới 0,5 m/năm trong vòng 5 năm tới. Chủ thể thực hiện là UBND TP Phan Thiết phối hợp với Sở Xây dựng và các đơn vị chuyên môn.

  2. Phát triển các khu vực bồi tụ thành vùng du lịch sinh thái và bảo tồn đa dạng sinh học: Tận dụng bãi bồi tại Hòn Rơm - Mũi Né để phát triển bền vững, tăng diện tích bãi biển lên khoảng 10 ha trong 7 năm tới. Chủ thể thực hiện là Sở Du lịch và các doanh nghiệp địa phương.

  3. Áp dụng công nghệ viễn thám và GIS trong giám sát biến động đường bờ định kỳ: Thiết lập hệ thống giám sát hàng năm để cập nhật dữ liệu biến động, giúp kịp thời phát hiện và xử lý các hiện tượng bất thường. Chủ thể thực hiện là Trung tâm Viễn thám Quốc gia và các viện nghiên cứu liên quan.

  4. Tuyên truyền, nâng cao nhận thức cộng đồng về tác động của hoạt động con người đến biến động đường bờ: Tổ chức các chương trình giáo dục và đào tạo nhằm giảm thiểu các hoạt động khai thác khoáng sản, xây dựng trái phép ven biển. Chủ thể thực hiện là các cơ quan quản lý địa phương và tổ chức xã hội.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách vùng ven biển: Luận văn cung cấp dữ liệu và phân tích khoa học giúp xây dựng chính sách quản lý bền vững, phòng chống thiên tai và phát triển kinh tế xã hội.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên chuyên ngành bản đồ viễn thám, GIS và địa lý biển: Tài liệu tham khảo về phương pháp ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong nghiên cứu biến động đường bờ, cùng các mô hình phân tích.

  3. Các doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực du lịch và phát triển hạ tầng ven biển: Hiểu rõ xu hướng biến động đường bờ để lựa chọn vị trí đầu tư phù hợp, giảm thiểu rủi ro do xói lở và bồi tụ.

  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức bảo vệ môi trường: Nâng cao nhận thức về tác động của biến động đường bờ đến đời sống và môi trường, từ đó tham gia tích cực vào các hoạt động bảo vệ bờ biển.

Câu hỏi thường gặp

  1. Công nghệ viễn thám và GIS có ưu điểm gì trong nghiên cứu biến động đường bờ?
    Công nghệ này cho phép thu thập dữ liệu diện rộng, cập nhật nhanh và phân tích chính xác biến động theo thời gian, tiết kiệm chi phí và thời gian so với khảo sát thực địa truyền thống.

  2. Tốc độ biến động đường bờ tại TP Phan Thiết là bao nhiêu?
    Tốc độ xói lở trung bình khoảng 1,2 m/năm giai đoạn 2003-2010 và giảm còn 0,9 m/năm giai đoạn 2010-2018, trong khi tốc độ bồi tụ có xu hướng tăng lên.

  3. Nguyên nhân chính gây biến động đường bờ tại Bình Thuận là gì?
    Bao gồm tác động của thủy triều, sóng biển, biến đổi khí hậu và các hoạt động của con người như xây dựng kè chắn, khai thác khoáng sản và phát triển đô thị ven biển.

  4. Phương pháp phân loại ảnh nào được sử dụng để chiết tách đường bờ?
    Phương pháp phân loại không kiểm định K-means bán tự động được áp dụng, phù hợp với ảnh vệ tinh có độ phân giải cao và điều kiện thu ảnh ổn định.

  5. Làm thế nào để dự báo xu thế biến động đường bờ trong tương lai?
    Sử dụng mô hình Bruun kết hợp phân tích dữ liệu viễn thám đa thời gian và các yếu tố địa mạo, thủy văn để dự báo sự dịch chuyển đường bờ theo các kịch bản biến đổi khí hậu và hoạt động con người.

Kết luận

  • Luận văn đã đánh giá chi tiết biến động đường bờ TP Phan Thiết qua các giai đoạn 2003-2010 và 2010-2018 bằng công nghệ viễn thám và GIS, xác định rõ các khu vực xói lở và bồi tụ chính.
  • Phương pháp nghiên cứu kết hợp phân loại ảnh K-means và phân tích GIS cho kết quả chính xác, hiệu quả trong giám sát biến động đường bờ.
  • Nguyên nhân biến động được xác định là sự phối hợp của yếu tố tự nhiên và nhân sinh, trong đó biến đổi khí hậu và hoạt động xây dựng ven biển đóng vai trò quan trọng.
  • Dự báo xu thế biến động cho thấy cần có các giải pháp phòng chống xói lở và khai thác bồi tụ hợp lý để phát triển bền vững vùng ven biển.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm giảm thiểu thiệt hại và nâng cao hiệu quả quản lý, bảo vệ môi trường ven biển trong thời gian tới.

Next steps: Triển khai hệ thống giám sát biến động đường bờ định kỳ, thực hiện các dự án kè chắn và phát triển bãi bồi sinh thái, đồng thời tăng cường tuyên truyền cộng đồng.

Call-to-action: Các nhà quản lý, nhà nghiên cứu và cộng đồng ven biển cần phối hợp chặt chẽ để ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn, bảo vệ và phát triển bền vững vùng ven biển Bình Thuận.