Luận văn thạc sĩ về kỹ thuật xây dựng công trình biển và giải pháp giảm sóng khối rỗng

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu bố trí công trình giảm sóng dạng khối rỗng, bảo vệ bãi đảo nổi thuộc qđts trong kỹ thuật xây dựng công trình biển.

• Tác giả: Bùi Thị Kim Khánh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Quang Chiến
• Trường học: Viện Kỹ Thuật Công Binh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Biển
• Đề tài: Nghiên Cứu Bố Trí Công Trình Giảm Sóng Khối Rỗng Bảo Vệ Bãi Đảo Nổi
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Việt Nam

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC ĐN01 - QĐTS
• 1.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.1.1. Đặc điểm địa hình, địa chất, trầm tích
• 1.1.2. Đặc điểm khí tượng, thủy hải văn
• 1.1.3. Chế độ thủy thạch động lực
• 1.1.4. Phân tích các quy luật cơ chế diễn biến bờ biển
• 2. CHƯƠNG II: SO SÁNH ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ
• 2.1. Nghiên cứu các yêu cầu về giải pháp
• 2.2. Các giải pháp thông dụng trên thế giới
• 2.3. So sánh và lựa chọn giải pháp
• 3. CHƯƠNG III: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GIẢM SÓNG CỦA KHỐI RỖNG
• 3.1. Kết cấu khối rỗng Reefball
• 3.2. Thiết lập thí nghiệm
• 3.3. Tính toán ổn định kết cấu khối rỗng
• 3.4. Kết quả thí nghiệm
• 4. CHƯƠNG IV: NGHIÊN CỨU BỐ TRÍ MẶT CẮT CÔNG TRÌNH
• 4.1. Mục đích sử dụng mô hình
• 4.2. Giới thiệu mô hình toán Swash
• 4.3. Thiết lập mô hình
• 4.4. Hiệu chỉnh mô hình toán theo kết quả thu được từ mô hình vật lý
• 4.5. So sánh hiệu quả giảm sóng
• 4.6. Đề xuất bố trí mặt bằng giải pháp tôn tạo, mở rộng bãi đảo nổi
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC A

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung về công trình

Công trình nghiên cứu bố trí công trình giảm sóng khối rỗng nhằm bảo vệ bãi đảo nổi là một giải pháp quan trọng trong việc bảo vệ môi trường biển và đảm bảo an ninh quốc phòng. Đảo nổi DNO1 thuộc khu vực QDTS có vai trò chiến lược trong việc bảo vệ chủ quyền và phát triển kinh tế biển của Việt Nam. Việc giảm sóng thông qua các công trình này không chỉ giúp bảo vệ bờ biển mà còn tạo ra môi trường sống cho các sinh vật biển. Một trong những giải pháp hiệu quả được nghiên cứu là sử dụng các cấu trúc khối rỗng như Reef Ball để giảm tác động của sóng. Những nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng các cấu trúc này có khả năng giảm sóng đáng kể, đồng thời tạo điều kiện cho sự phát triển của hệ sinh thái biển.

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Tình trạng xói lở bờ biển và sự thay đổi môi trường biển đang ngày càng trở nên nghiêm trọng, đặc biệt là ở các đảo nổi. Việc nghiên cứu và phát triển các giải pháp bảo vệ bãi đảo là cần thiết để đảm bảo an toàn cho các công trình ven biển và duy trì sự ổn định của hệ sinh thái. Các giải pháp truyền thống như xây dựng kè bê tông không còn đủ hiệu quả và thường gặp khó khăn trong thi công. Do đó, nghiên cứu này hướng đến việc tìm ra các giải pháp mới, linh hoạt hơn, phù hợp với điều kiện tự nhiên và khả năng đầu tư của Việt Nam.

II. Phân tích điều kiện tự nhiên khu vực DNO1

Khu vực DNO1 nằm trong quần đảo Trường Sa với điều kiện tự nhiên đặc thù, bao gồm địa hình, địa chất và khí tượng thủy văn. Đặc điểm địa hình của khu vực này chủ yếu là các đảo san hô, với nền đất chủ yếu là cát san hô và có sự biến động theo mùa. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng bảo vệ bãi đảo của các công trình xây dựng. Đặc biệt, chế độ thủy thạch động lực tại khu vực này rất phức tạp, với sóng lớn và gió mạnh thường xuyên tác động. Việc nghiên cứu các quy luật diễn biến bờ biển là cần thiết để đưa ra các giải pháp giảm sóng hiệu quả. Các nghiên cứu trước đây cho thấy rằng việc áp dụng các giải pháp công trình phù hợp với điều kiện tự nhiên sẽ giúp duy trì ổn định cho các bãi đảo.

2.1 Đặc điểm địa hình và địa chất

Khu vực DNO1 có địa hình đa dạng với các bãi cát và rạn san hô. Địa chất chủ yếu là các lớp cát san hô, có tác động lớn đến khả năng chịu lực của các công trình xây dựng. Việc hiểu rõ đặc điểm này sẽ giúp trong việc thiết kế các cấu trúc khối rỗng như Reef Ball để giảm sóng hiệu quả. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, với cấu trúc phù hợp, các công trình này có thể tạo ra một môi trường ổn định cho sự phát triển của các loài sinh vật biển, đồng thời giảm thiểu tác động của sóng đến bờ biển.

III. Đánh giá các giải pháp bảo vệ bờ biển

Nghiên cứu đã tiến hành so sánh và đánh giá các giải pháp bảo vệ bờ biển hiện có trên thế giới, từ các giải pháp truyền thống đến các công nghệ mới. Các giải pháp như công trình ven biển, đập chắn sóng và các kết cấu khối rỗng đã được đưa vào phân tích. Kết quả cho thấy rằng, việc sử dụng cấu trúc khối rỗng không chỉ giúp giảm sóng mà còn tạo ra môi trường sống cho các sinh vật biển. Điều này thể hiện rõ trong các nghiên cứu thực nghiệm tại khu vực DNO1, nơi mà các công trình này đã được áp dụng và cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc bảo vệ bờ biển.

3.1 So sánh và lựa chọn giải pháp

Việc lựa chọn giải pháp bảo vệ bờ biển phải dựa trên các tiêu chí như khả năng giảm sóng, tính bền vững và chi phí đầu tư. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, các giải pháp sử dụng khối rỗng như Reef Ball có nhiều ưu điểm hơn so với các giải pháp truyền thống. Không chỉ giúp giảm tác động của sóng, các cấu trúc này còn tạo ra một môi trường tự nhiên cho sự phát triển của hệ sinh thái biển. Điều này không chỉ mang lại lợi ích về mặt môi trường mà còn tăng cường khả năng chống chịu của bờ biển trước các hiện tượng thời tiết cực đoan.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Quần đảo Trường Sa (QDTS) là một quần đảo san hô nổi tiếng nằm ở Biển Đông, có diện tích phần nổi khoảng 3 km², trải rộng trên vùng biển rộng khoảng 180.000 km². Các đảo nổi tại đây có diện tích nhỏ, từ 0,1 đến 0,5 km², độ cao trung bình từ 3 đến 5 m so với mặt nước biển trung bình. Đảo ĐN01 thuộc cụm Nam Yết là một trong những đảo nổi tiêu biểu với chiều dài khoảng 555 m và chiều rộng gần 100 m, độ cao từ 2,5 đến 3,8 m tùy theo mực triều. Khu vực này chịu tác động mạnh mẽ của sóng gió, bão và dòng chảy ven bờ, gây ra hiện tượng xói lở và bồi tụ bãi cát theo mùa, ảnh hưởng nghiêm trọng đến diện tích sử dụng và khả năng phòng thủ quốc phòng.

Mục tiêu nghiên cứu là đề xuất giải pháp công nghệ linh hoạt, phù hợp với điều kiện tự nhiên và thi công tại đảo ĐN01 nhằm tôn tạo, mở rộng bãi đảo, đồng thời bảo vệ bờ biển, phục vụ an ninh quốc phòng và phát triển kinh tế biển. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào đảo ĐN01 thuộc quần đảo Trường Sa, với dữ liệu thu thập trong khoảng thời gian từ năm 1994 đến 2017, bao gồm khảo sát địa hình, địa chất, thủy hải văn và mô hình toán học.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ chủ quyền quốc gia, phát triển kinh tế biển bền vững và ứng phó với biến đổi khí hậu, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng các công trình phòng thủ và dân sinh trên các đảo san hô nổi nhỏ, đặc biệt trong điều kiện khắc nghiệt của Biển Đông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình kỹ thuật công trình biển, bao gồm:

• Lý thuyết thủy động lực học ven bờ: Phân tích tác động của sóng, dòng chảy và triều lên xuống đến sự biến động bờ biển và bãi cát, đặc biệt là cơ chế xói lở và bồi tụ theo mùa.
• Mô hình đê chắn sóng ngầm Reef Ball: Khối rỗng Reef Ball được thiết kế như rạn san hô nhân tạo, vừa giảm năng lượng sóng, vừa tạo môi trường sống cho sinh vật biển, góp phần ổn định bờ biển và cải thiện hệ sinh thái.
• Mô hình toán học SWASH: Mô phỏng truyền sóng và hiệu quả giảm sóng của các công trình chắn sóng ngầm, giúp đánh giá và tối ưu bố trí mặt cắt công trình.
• Các khái niệm chính bao gồm: trầm tích cát san hô, hệ số truyền sóng (Kt), hệ số giảm sóng (Ct), và các đặc trưng thủy hải văn như phổ sóng, mực nước thiết kế.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm khảo sát thực địa tại đảo ĐN01, số liệu thủy hải văn từ năm 1994 đến 2017, dữ liệu địa hình và địa chất, cùng các kết quả thí nghiệm mô hình vật lý và mô hình toán học.

• Cỡ mẫu: Dữ liệu mực nước và sóng được trích xuất từ chuỗi số liệu 20 năm (1998-2017) với khoảng 90 trị số vượt ngưỡng triều cường, đảm bảo tính đại diện và tin cậy.
• Phương pháp chọn mẫu: Lựa chọn các điểm khảo sát tại các vị trí đặc trưng quanh đảo, bao gồm các đầu mút và vùng bờ chịu tác động mạnh của sóng.
• Phương pháp phân tích: Kết hợp mô hình toán học SWASH và mô hình vật lý trên máng sóng để đánh giá hiệu quả giảm sóng của các cấu kiện Reef Ball, phân tích biến động bờ biển qua số liệu thực địa và mô phỏng.
• Timeline nghiên cứu: Khảo sát thực địa và thu thập số liệu từ 1994-1995, phân tích số liệu thủy hải văn và địa hình đến năm 2017, thực hiện mô hình toán học và thí nghiệm vật lý trong giai đoạn nghiên cứu luận văn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Biến động bờ biển và bãi cát quanh đảo ĐN01:

   • Đoạn bờ phía đầu mút Đông Nam năm 1994 có bãi cát rộng 50-55 m, dài 90 m, cao trung bình 1,5 m, nhưng đến năm 1995 bãi cát này thu hẹp còn dài 70 m, rộng 40 m, cao 0,8 m.
   • Khối lượng trầm tích bị mất do sóng và dòng chảy ven bờ ước tính khoảng 500-900 m³, gây thu hẹp và hạ thấp cao trình bãi cát.

2. Đặc điểm trầm tích và địa chất đảo ĐN01:

   • Trầm tích chủ yếu là cát san hô hạt thô với kích thước từ 0,1 đến 1 mm, phân bố theo quy luật mịn dần về trung tâm đảo.
   • Các loại trầm tích gồm cuội, sạn, sạn cát, cát thô và cát trung, với hàm lượng cát thô chiếm tới 69-76% diện tích bề mặt đảo nổi.
   • Nguồn vật liệu chủ yếu cung cấp tại chỗ, di chuyển theo dòng bồi tích ven bờ, phụ thuộc vào chế độ gió mùa Đông Bắc và Tây Nam.

3. Hiệu quả giảm sóng của khối rỗng Reef Ball:

   • Mô hình thí nghiệm và mô phỏng cho thấy hệ số giảm sóng Ct tại vị trí công trình VT2 (cách bờ 100 m) đạt giá trị 0,55 m, giảm đáng kể chiều cao sóng từ 1 m xuống còn 0,45 m.
   • Các khối Reef Ball có khả năng ổn định tốt trong điều kiện sóng lớn, không bị dịch chuyển sau các cơn bão mạnh như bão Georges và Mitch.
   • Chiều rộng bãi biển được cải thiện rõ rệt, ví dụ tại khách sạn Marriott, chiều rộng bãi tăng từ 0-9 m lên trung bình 22 m sau 4 năm lắp đặt Reef Ball.

4. Phân tích mô hình toán học SWASH:

   • Mô hình mô phỏng truyền sóng qua các vị trí VT1, VT2, VT3 cho thấy chiều cao sóng giảm dần khi sóng truyền qua các hàng Reef Ball được bố trí hợp lý.
   • Các kịch bản bố trí 3-5 hàng Reef Ball cho hiệu quả giảm sóng khác nhau, với bố trí 3 hàng 2 lớp đạt hiệu quả tối ưu về giảm sóng và chi phí thi công.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của hiện tượng xói lở và bồi tụ bãi cát quanh đảo ĐN01 là do tác động của sóng gió theo mùa và dòng bồi tích ven bờ. Việc sử dụng các công trình chắn sóng bê tông kiên cố trước đây tuy có hiệu quả bảo vệ bờ nhưng gặp nhiều khó khăn về chi phí, thi công và ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường sinh thái.

Khối rỗng Reef Ball với thiết kế linh hoạt, thân thiện môi trường, vừa giảm năng lượng sóng hiệu quả vừa tạo môi trường sống cho sinh vật biển, là giải pháp phù hợp với điều kiện đặc thù của đảo ĐN01 và các đảo san hô nổi khác tại QDTS. Kết quả mô hình toán học và thí nghiệm vật lý đồng nhất, chứng minh tính khả thi và hiệu quả của giải pháp này.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế về đê chắn sóng ngầm và rạn san hô nhân tạo, giải pháp Reef Ball không chỉ bảo vệ bờ mà còn góp phần phục hồi và phát triển hệ sinh thái ven bờ, phù hợp với xu hướng phát triển bền vững và thích ứng biến đổi khí hậu.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ chiều cao sóng trước và sau khi lắp đặt Reef Ball tại các vị trí khảo sát, bảng so sánh biến động bãi cát qua các năm, và sơ đồ bố trí mặt bằng công trình chắn sóng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai hệ thống đê chắn sóng ngầm bằng khối Reef Ball tại đảo ĐN01

   • Mục tiêu: Giảm chiều cao sóng ít nhất 50% tại các vị trí trọng yếu, ổn định bãi cát và mở rộng diện tích sử dụng đảo.
   • Thời gian: Triển khai trong vòng 2 năm, ưu tiên các vị trí VT2 và VT3.
   • Chủ thể thực hiện: Viện kỹ thuật công binh phối hợp với các đơn vị quân sự và địa phương.

2. Tăng cường khảo sát và giám sát biến động bờ biển định kỳ

   • Mục tiêu: Theo dõi hiệu quả công trình, phát hiện sớm các hiện tượng xói lở mới và điều chỉnh giải pháp kịp thời.
   • Thời gian: Khảo sát 6 tháng/lần trong 5 năm đầu.
   • Chủ thể thực hiện: Các viện nghiên cứu biển và cơ quan quản lý địa phương.

3. Ứng dụng mô hình toán học SWASH để tối ưu hóa bố trí công trình

   • Mục tiêu: Tối ưu số lượng, kích thước và vị trí các khối Reef Ball nhằm tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả giảm sóng.
   • Thời gian: Nghiên cứu và cập nhật mô hình hàng năm.
   • Chủ thể thực hiện: Các nhóm nghiên cứu kỹ thuật công trình biển.

4. Phát triển nguồn vật liệu bê tông thân thiện môi trường và công nghệ sản xuất khối Reef Ball tại địa phương

   • Mục tiêu: Giảm chi phí vận chuyển, tăng tính bền vững và phù hợp với điều kiện thi công trên đảo.
   • Thời gian: Nghiên cứu và thử nghiệm trong 1-2 năm.
   • Chủ thể thực hiện: Các doanh nghiệp vật liệu xây dựng và viện nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và kỹ sư công trình biển

   • Lợi ích: Cung cấp cơ sở lý thuyết và thực nghiệm về giải pháp chắn sóng ngầm linh hoạt, thân thiện môi trường.
   • Use case: Thiết kế và thi công công trình bảo vệ bờ biển tại các đảo san hô.

2. Cơ quan quản lý và hoạch định chính sách biển

   • Lợi ích: Hiểu rõ đặc điểm biến động bờ biển và các giải pháp phù hợp để bảo vệ chủ quyền và phát triển kinh tế biển.
   • Use case: Lập kế hoạch phát triển bền vững các đảo san hô và vùng ven biển.

3. Quân đội và các đơn vị phòng thủ trên đảo

   • Lợi ích: Tăng cường khả năng phòng thủ, mở rộng diện tích sử dụng đảo, đảm bảo an ninh quốc phòng.
   • Use case: Lựa chọn và triển khai các công trình phòng thủ kết hợp bảo vệ bờ biển.

4. Các tổ chức bảo tồn môi trường và phát triển sinh thái biển

   • Lợi ích: Nắm bắt công nghệ rạn san hô nhân tạo hỗ trợ phục hồi hệ sinh thái ven bờ.
   • Use case: Thực hiện các dự án bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển du lịch sinh thái.

Câu hỏi thường gặp

1. Giải pháp Reef Ball có phù hợp với điều kiện sóng lớn ở Biển Đông không?
   Có. Các nghiên cứu và thí nghiệm thực tế cho thấy Reef Ball ổn định tốt trong điều kiện sóng lớn, bao gồm cả các cơn bão cấp 3 trở lên, giảm năng lượng sóng ít nhất 50% và không bị dịch chuyển.

2. Khối Reef Ball có ảnh hưởng đến môi trường sinh thái không?
   Không những không ảnh hưởng mà còn hỗ trợ phát triển sinh vật biển nhờ vật liệu bê tông có pH tương tự nước biển tự nhiên, tạo môi trường sống cho san hô, cá và rong biển.

3. Chi phí thi công và vận chuyển các khối Reef Ball có cao không?
   Chi phí được giảm thiểu nhờ sản xuất tại địa phương sử dụng vật liệu sẵn có, đồng thời việc lắp đặt nhanh chóng và linh hoạt giúp tiết kiệm thời gian và chi phí vận chuyển.

4. Giải pháp này có thể áp dụng cho các đảo san hô khác không?
   Có. Giải pháp phù hợp với các đảo san hô nổi có điều kiện tự nhiên tương tự, đặc biệt là các đảo nhỏ chịu tác động mạnh của sóng và bão.

5. Làm thế nào để theo dõi hiệu quả của công trình sau khi thi công?
   Cần thực hiện khảo sát biến động bờ biển định kỳ, sử dụng mô hình toán học và thí nghiệm vật lý để đánh giá hiệu quả giảm sóng và sự ổn định của công trình, từ đó điều chỉnh kịp thời.

Kết luận

• Đảo ĐN01 thuộc quần đảo Trường Sa chịu tác động mạnh của sóng gió và dòng bồi tích, gây biến động bờ biển phức tạp với hiện tượng xói lở và bồi tụ theo mùa.
• Giải pháp đê chắn sóng ngầm bằng khối rỗng Reef Ball là phương án tối ưu, vừa giảm sóng hiệu quả, vừa thân thiện môi trường và tạo môi trường sống cho sinh vật biển.
• Mô hình toán học SWASH và thí nghiệm vật lý đã chứng minh hiệu quả giảm sóng và ổn định của các khối Reef Ball trong điều kiện thực tế.
• Đề xuất triển khai hệ thống Reef Ball tại đảo ĐN01 trong vòng 2 năm, kết hợp giám sát biến động bờ biển và phát triển công nghệ sản xuất địa phương.
• Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và kỹ thuật quan trọng cho việc bảo vệ, tôn tạo và phát triển bền vững các đảo san hô nổi tại Biển Đông, góp phần bảo vệ chủ quyền và phát triển kinh tế biển quốc gia.

Khuyến khích các cơ quan chức năng và đơn vị nghiên cứu phối hợp triển khai thử nghiệm thực địa, đồng thời mở rộng nghiên cứu áp dụng cho các đảo san hô khác trong khu vực.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: HIEN TRẠNG KHU VỰC ĐN01 - QĐTS 1. Điều kiện tự nhiên QĐTS của Việt Nam nằm về phía Nam Biên Đông, ở trong khoảng từ 6°30’ đến 12°00 độ vĩ Bắc, 111900 đến 117920? độ kinh Đông, cách vịnh Cam Ranh (Khánh Hòa) khoảng 248 hải lý và cách đảo Hải Nam (Trung Quốc) gần 600 hải lý. Đây là quần thê gồm hơn 100 đảo, bãi ngầm, bãi san hô, trải rộng trên vùng biển khoảng 180.000 km? và án ngữ vùng biển rộng phía Đông Nam nước ta. Căn cứ vào vị trí và khoảng cách giữa các đảo, QDTS được chia thành tam cum: Song Tử, Thi Tứ, Loại Ta, Nam Yết, Sinh Tôn, TS, Thám Hiểm và Bình Nguyên.

Nhìn chung, các đảo thuộc QDTS có diện tích nhỏ (khoảng vài chục héc-ta trở xuống); trong đó, Ba Bình là đảo rộng nhất, có điện tích khoảng 0,6 km”. Về độ cao của các đảo (so với mặt nước biển trung bình) khoảng từ 3 m - 5 m; cao nhất là đảo Song Tử Tây, khoảng từ 4 m - 6 m (lúc thủy triều xuống). Tổng diện tích phần nổi của tất cả các đảo, đá, cồn, bãi ở QDTS chỉ khoảng 3km2 nhỏ hơn tổng diện tích của quan đảo Hoàng Sa (10km?) nhưng lại trải ra trên một vùng biển rộng gấp hơn nhiều lần quan đảo Hoàng Sa. TAUNG QUỐC Hình 1.

1 Ban đồ Việt Nam (bên trai) và QDTS (bên phải) 1. Đặc điểm địa hình địa chat 1. Địa hình QĐTS là một vỉ lục địa bị nhận chìm vào đầu đại Kainozoi do tách giãn lục địa Đông Nam Á, xoay chuyén va truot dan vé phia tay nam. Thêm lục dia TS là một dai địa hình tương đối hẹp, kéo dài tự nhiên của các đảo từ độ sâu 0-200 m quanh đảo, sâu từ 60 đến 80 m.

Thanh phan cấu tạo dai này thường là các mảnh vụn san hô, chủ yếu là hạt thô. Trong khi đó, sườn lục địa TS là một dải bao quanh thêm lục địa, kéo dài từ mép thêm lục địa đến độ sâu 2. Thành phần cấu tạo chủ yếu là từ đá gốc. Các bãi ngầm có bề mặt sườn là các bề mặt đồ dốc từ độ sâu 170 đến 1.

Sườn của các rạn đá ngầm như đá Tây, Vành Khăn, Phan Vinh có sườn dốc gần như thăng đứng. Cả quần đảo bị chia cắt bởi các hệ thống đứt gãy có phương đông bắc - tây nam và tây bắc - đông nam, gồm ba nhóm chính là nhóm đứt gãy đông bắc - tây nam (nổi bật nhất), nhóm đứt gãy tây bắc - đông nam và nhóm đứt gãy hướng kinh tuyến - á vĩ tuyến (lệch so với vĩ tuyến). Ba nhóm này chia QDTS thành ba cum đảo có quy mô khác nhau: - Cụm thứ nhất: tập hợp các thực thé ở phía bắc TS với mật độ phân bé dày và đồng đều, như cặp đảo Song Tử, bãi Dinh Ba, đảo Thi Tứ, Loại Ta, đá Cá Nham, dao Ba Bình, ĐN01, Nam Yết, Sinh Tén và đá Lớn. - Cum thứ hai: tập hợp các thực thé ở phía đông và đông nam TS với mật độ phân bố thưa và đều, như đảo Bình Nguyên, Vĩnh Viễn, đá Vành Khăn, bãi Cỏ Mây, bãi Suối Ngà, đá Suối Ngọc, đá Núi Le, Tốc Tan, Phan Vinh, đá Tiên Nữ và đá Công Đo.

* Cụm thứ ba: tập hợp các thực thể ở phía nam và tây nam, phân bố rời rac va rat không đồng đều về mặt kích thước, như đá Lát, đảo TS, đá Tây, đá Đông, đá Châu Viên, đá Chữ Thập, đảo An Bang, đá Thuyền Chài, đá Kỳ Vân, bãi Kiêu Ngựa và bãi Thám Hiểm. Các nhà khoa học Việt Nam đã nghiên cứu một số đảo như Nam Yét, Song Tử Tây, TS và phân chia địa hình tại đây thành ba mực địa hình theo độ cao, gồm 0,5-1,5 m; 2,0-3,5 m và 4,5—6 m, trong đó mực địa hình 4,5—6 m chỉ có ở phía tây dao Song Tử Tây (cao nhất quần đảo). * Dao ĐN0OI Đảo ĐN0I cũng có phần nổi và phan chim. Phần nồi có hình quả đậu.

Theo sé tay chiến sĩ đảo TS và DKI thi đảo DNO1 có chiều dai khoảng 450 m, rộng chừng 130 m, qua thực tế đo đạc được, đảo có chiều đài đạt tới 555 m và chiều rộng chỉ 98 m ở chỗ rộng nhất (theo trắc địa). Độ cao của đảo theo số tay chiến sĩ đảo TS và DKI thì đạt tới 3,5 - 3,8 m lúc triều thấp nhất, nếu so với triều trung bình thì đạt tới 2,5 - 2,8 m. Phan chìm là vành san hô ngầm bao quanh phía Nam ngoài, hình thù dài hình quả đậu và chỗ rộng nhất từ mép đảo nổi ra mép dao chìm là ở đầu mút TB của đảo, có thé đạt trên 1000 m, còn thường rộng từ 300 - 600 m. Phần đảo chìm lúc triều rút xuống mức thấp nhất được lộ ra cao từ 0,2 - 0,6 m.

Địa chất Chất đất trên các đảo chủ yếu là cát san hô, có lẫn các lớp phân chim và mùn cây, dày khoảng 5 - 10 cm. Trên một số đảo có một số túi nước ngọt ngầm ở tang nông, hình thành khi nước mưa ngắm xuống. Tuy nhiên, trữ lượng và chất lượng loại nước này thay đổi theo không gian - thời gian và bị lẫn tạp chất ở tầng đất mặt cũng như lẫn nước biển; tính kiềm yếu là đặc trưng của nguồn nước này. Ngoài ra, diện tích các đảo cũng thay đổi tuỳ theo mùa; vào mùa đông diện tích giảm va tăng vào mùa hè.

Sự sống còn của đảo lệ thuộc vào sự phát triển của san hô; nếu san hô chết sẽ khiến đảo dễ bị sóng và gió bão bảo trụi. Ở đảo DNO1 nếu làm mặt cắt từ mép ngoài của phần đảo chìm đến hết phan đảo nổi, thì có thể thấy rõ như sau: Phần đảo chìm là nền san hô sống và chết, chủ yếu là san hô cành bị dẫm đạp gãy đi nhiều, nhiều nơi "phăng lì" như "sân bóng". Cùng với san hô cảnh có san hô cầu, san hô khối, san hô tán. Cũng như đảo Nam Yết, ở đây rất phong phú các loại sò ốc.

Trên các phần thấp, ranh thấp của phần đảo chìm có rất nhiều cát san hô và vụn sò ốc tram tích. Gần đảo nổi chủ yếu san hô chết, càng ra xa tỷ lệ san hô sống nhiều hơn, nhưng do dẫm đạp san hô chết cũng rất nhiều. Đó cũng là lý do để các xác san hô được sóng 6 tích tụ lại thành bãi xác san hô nổi lên lúc triều rút ở trên vành đai san hô ngầm. Ở phan đảo nổi cau tạo của đảo ĐN0I rất giống với đảo Nam Yết.

Xung quanh đảo nổi ở phần tiếp xúc với đảo chìm, đặc biệt là dọc theo suốt bờ Đông Bắc của đảo lộ ra các lớp cat san két ma nguyên liệu là các vụn cat sạn san hô, các mảnh vụn vỏ so ốc vỡ được gắn kết lại khá rắn chắc, có thế nằm nghiêng 100 đồ về phía Đông Bắc. Thế nằm này phản ánh các lớp trầm tích bãi biển có sóng. Phần trên của đảo nổi ĐN01 là tram tích cát hạt thô bở rời, kích thước hạt trung bình từ 0,1 - 1 mm, mịn hơn so với Nam Yết (ở Nam Yết kích thước hat từ 0,5 - 3 mm). Cát thô này phân bố khắp bề mặt của đảo và qua công trình khai đào làm nhà 2 tầng có chiều dày 3 - 3,5 m thì gặp nền san hô cứng.

Một nét đặc biệt là ở đây chưa phát hiện được tang phân chim. Có thé cũng có ở trên mặt như ở Nam Yết, nhưng do con người làm xáo trộn nhiêu lần nên không còn tôn tại rõ. Do câu tạo đã nêu ở trên và dao qua bé nhỏ nên cũng như đảo Nam Yêt, ở đây không có nước ngọt. Nước mưa thâm xuông gặp phải tang cát sạn kết ran chắc chúng chảy thâm ra biên.

Lớp cát bở rời ở trên quá mỏng không lưu giữ được nước ngọt, nước ngọt ở trên mặt chỉ đủ cho một số cây sinh sống. Vật liệu Trầm tích hiện đại tầng mặt đảo chủ yếu là các trầm tích hạt thô có cấp hạt > 0,5 mm, chiếm phần lớn diện tích đảo nồi. Trầm tích hiện đại tầng mặt đảo được chia thành 5 loại bao gồm cuội, sạn, sạn cát, cát thô, cát trung (ĐT TS02,1997). Nguồn vật liệu ở đây chủ yếu là nguồn vật liệu được cung cấp tại chỗ.

Các sản phẩm này do tác động của các quá trình phong hóa vật lý, quá trình phá hủy của sóng trên thềm bờ ngầm, rồi được dòng chảy dọc bờ, dòng triều đưa lên bồi tụ và lắng đọng. Đặc biệt, hướng di chuyên của dòng bồi tích phụ thuộc chặt chẽ vào chế độ dòng chảy trong mùa đông và mùa hè. Quanh dao, các bãi bôi tụ phía Tây Bắc và Đông Nam thé hiện rõ vai trò của dòng ven bờ mà chủ yếu là dòng của sóng hướng Đông Bắc và Tây Nam. Các bãi bồi tụ theo cơ chế lắng đọng tại chỗ mang tính tạm thời về hình thái và vị trí.

Vật liệu được sinh ra tại chỗ nên trữ lượng là có giới hạn. Vật liệu trầm tích di chuyên theo dòng chảy, gần như vòng theo đường bờ đảo ở hai mặt Đông Bắc và Tây Nam. Chính vì vậy, việc chặn dòng chảy, giữ vật liệu có thé làm phá vỡ sự dịch chuyên cân băng giữa các mùa trong năm. Quan sát cho thấy vị trí xuất hiện và hình dạng các bãi cát quanh đảo tương đối giống nhau qua các năm.

Theo đó tổng lượng vật liệu tram tích quanh đảo trong ngắn hạn có thể nói là tương đối 6n định và có xu hướng tăng theo thời gian, nên khi bị giữ lại, sự di chuyén theo quy luật mùa của vật liệu sé bi hạn chế lại so với trước. Khi bị giữ lại ở mặt Đông Bắc, vật liệu tới bố sung nên bãi đảo ở mặt Tay Nam bị ít đi, dẫn đến có thé sẽ bị xói, hạ thấp cao trình và ngược lại. Dac điểm khí tượng, thủy hải văn 1. Nhiệt độ Tại trạm khí tượng trên đảo TS, nhiệt độ trung bình đo được là 27,7 °C.

Về mùa hè (tháng V đến tháng X), nhiệt độ trung bình đạt 28,2 °C; giá trị cực đại đo được là 29,3 °C vào tháng IX. Về mùa đông (tháng X đến tháng IV), nhiệt độ trung bình là 26,8 °C, trong đó giá tri cực tiểu đo được là 26,4 °C vào tháng II. Nhiệt độ trung bình tháng IV (tháng chuyền tiếp từ mùa đông sang mùa hè) là 28,8 °C, còn nhiệt độ trung bình tháng X (tháng chuyền tiếp từ mùa hè sang mùa đông) là 27,8 °C, gần xấp xi với nhiệt độ trung bình năm. Nhìn chung biên độ dao động của nhiệt độ không khí vùng dao TS không quá 4 °C.