phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ĐỊA MẠO TRONG QUẢN LÝ XÓI LỞ BỜ BIỂN VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Chƣơng 2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO KHU VỰC NGHIÊN CỨU Chƣơng 3. BIẾN ĐỘNG ĐỊA HÌNH VÀ CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ Hình 1.
Sơ đồ khu vực nghiên cứu 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ĐỊA MẠO TRONG QUẢN LÝ XÓI LỞ BỜ BIỂN VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Một số khái niệm trong nghiên cứu địa mạo bờ biển Địa mạo bờ biển thuộc nhánh địa mạo động lực trong khoa học địa mạo nói chung và trong lĩnh vực khoa học về bờ biển nói riêng. Địa mạo bờ biển nghiên cứu mối tƣơng tác lẫn nhau giữa hình dạng địa hình và các quá trình bờ.
Còn các quá trình hoạt động trên một đoạn bờ nào đó là hàm số của các nhân tố khí hậu và hải dƣơng, bản chất của phần đất liền phía trong và địa hình đang tồn tại trƣớc đó. Hoạt động của các quá trình sóng và dòng chảy dẫn đến tích tụ ở nơi này và xói lở ở nơi khác làm biến đổi hình dạng địa hình. Ngƣợc lại, hình thái địa hình lại có tác động ngƣợc trở lại các quá trình, đặc biệt là hƣớng và cƣờng độ của chúng. Điều đó cho thấy mối tƣơng tác của các yếu tố động lực và các kết quả của chúng là hình thái bờ.
Do hiện nay có khá nhiều khái niệm và thuật ngữ đƣợc sử dụng trong nghiên cứu địa mạo bờ biển nói chung và động lực-hình thái bờ nói riêng, cho nên, một số khái niệm và thuật ngữ sử dụng trong luận văn này sẽ đƣợc trình bày dƣới đây. Vùng bờ biển Có thể nói vùng bờ biển (coastal area) là một đối tƣợng đƣợc nhiều lĩnh vực khác nhau quan tâm, nghiên cứu. Vì vậy, có rất nhiều quan niệm khác nhau về khoảng không gian tiếp giáp giữa đất và biển này. Ở mức độ khái quát nhất, Ketchum H., đã đƣa ra định nghĩa nhƣa sau: “vùng bờ biển (Coastal area hoặc coastal region) là một dải đất liền và không gian biển bên cạnh (bao gồm cả nƣớc và đất dƣới đáy) mà trong đó các quá trình trên lục địa và việc sử dụng đất có ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình và việc sử dụng đại dương, và ngược lại” [theo Kay R.
Còn theo các nhà địa mạo Cộng hòa Liên bang Nga (Liên Xô trƣớc đây), vùng bờ biển lại đƣợc chia thành 3 bộ phận: Vùng bờ biển hiện đại, vùng bờ cổ đƣợc nâng lên và vùng bờ cổ bị hạ xuống. Trong đó, vùng bờ biển hiện đại là nơi địa hình đang chịu tác động bởi các yếu tố động lực hiện đại của tất cả các quyển trên Trái đất (thạch quyển, thủy quyển, khí quyển, sinh quyển và quyển kỹ thuật-technosphere). 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trong nghiên cứu này, tác giả đã theo trƣờng phái của các nhà địa mạo phƣơng tây [36,37], từ đó xác định đƣợc các đối tƣợng chính là bờ biển, đƣờng bờ biển để tính toán biến động. Ở vùng bờ biển hiện đại có rất nhiều dạng địa hình khác nhau đƣợc thành tạo bởi các nhân tố động lực khác nhau, trong đó quan trọng hơn cả là: Sóng và dòng chảy do sóng sinh ra, thủy triều, vai trò của sông.
Do vậy, khi nghiên cứu xói lở bờ biển, các nhà khoa học đã chia ra: - Bờ biển sóng chiếm ưu thế (wave-dominated coast) ở mức độ chung nhất, là bờ biển có năng lƣợng sóng cao hơn so với các dòng năng lƣợng khác và hầu hết đều phân bố trong các vùng bờ biển có độ lớn thủy triều nhỏ (dƣới 2,0 mét). - Bờ biển thủy triều chiếm ưu thế (tide-dominated coast) là những bờ biển mà ở đó thủy triều giữ vai trò quan trọng trong việc quyết định đối với hình thái của các dạng địa hình (kích thƣớc, sự định hƣớng, đặc điểm trầm tích, v. Trong trƣờng hợp này, độ lớn thủy triều đạt trên 2,0 mét. Trong nghiên cứu địa mạo bờ biển, cụ thể là hình thái đƣờng bờ, vấn đề đƣợc quan tâm nhiều hơn cả là các bộ phận của bãi và hành vi của chúng phản ứng lại những biến đổi về môi trƣờng.
Do đó, bãi đƣợc định nghĩa nhƣ sau: “Bãi là một tích tụ trầm tích được lắng đọng do sóng, nằm giữa đường sóng vỡ về mặt hình thức và giới hạn sóng vỗ trên cùng (còn gọi là đường sóng leo). Vì thế, bãi biển có thể được tạo nên bởi vật liệu từ cát mịn cho đến tảng và có thể từ những dải hẹp, năng lượng thấp và giao động từ năng lượng thấp được tạo ra bởi sóng gió nhỏ đến các hệ năng lượng cao lộ ra khi có sóng lừng cao tới 2-3 mét một cách liên tục có đới sóng vỗ bờ rộng tới 500 mét” [43]-Greenwood B, 2005, Bar,. Bãi biển đƣợc cấu thành bởi nhiều bộ phận khác nhau, theo hƣớng về phía đất liền, bao gồm bar dọc bờ (longshore bar), máng trũng (trough), val (beach ridge), rãnh trũng 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Quan hệ giữa các bộ phận bờ với sóng và thủy triều [44] Từ hình 2 thấy rằng, tất cả các bộ phận cấu thành hệ thống bãi biển nêu trên đều nằm trong phạm vi đới sóng vỡ (breaker wave) hay cũng còn gọi là đới sóng vỗ bờ (surf zone).
Còn các bộ phận khác nằm trong phạm vi đới sóng vỗ bờ. Về mặt không gian, đới này nằm giữa đƣờng sóng vỡ ngoài cùng (hay đầu tiên trong trƣờng hợp bãi thoải) và đƣờng thủy triều cao, mà tại đó sóng dồn lên trên bãi. Mặc dù là lý thuyết, nhƣng sơ đồ này hoàn toàn phù hợp với vùng nghiên cứu nói riêng, cũng nhƣ cho toàn bộ dải bờ biển Trung Bộ nói chung trong giai đoạn hiện nay. Tuy nhiên, đặc điểm trắc lƣợng hình thái của các bộ phận bãi hoàn toàn không giống nhau tùy thuộc vào chế độ động lực (chủ yếu là sóng) của từng đoạn bờ cụ thể trong một khoảng thời gian nào đó.
Di chuyển trầm tích Trầm tích là những mảnh vật liệu đƣợc hình thành bởi sự phá hủy vật lý, hóa học của các loại đá lộ ra trên bề mặt trái đất, các nguồn cung cấp do phun trào núi lửa, vụn vỏ sinh vật, v. [45] 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Sự di chuyển của trầm tích đƣợc hiểu là sự chuyển dịch của các hạt vật liệu rắn (sediment) trong môi trƣờng chất lƣu chuyển động. Nghiên cứu về di chuyển trầm tích là một trong những nghiên cứu đặc thù của hệ thống tự nhiên. Ở đó các hạt vật liệu là các mảnh của các loại đá silic (cát, sỏi, cuội…) hay bùn và chất lƣu là không khí hoặc nƣớc.
Khi sự di chuyển trầm tích xảy ra trong môi trƣờng nƣớc, thì đƣợc gọi là di chuyển trầm tích sông hoặc di chuyển trầm tích biển [45]. Sự di chuyển của trầm tích có tầm quan trọng lớn trong các lĩnh vực trầm tích học, địa mạo, kỹ thuật công trình, hay kỹ thuật môi trƣờng. Các hình thức di chuyển của trầm tích Trong môi trƣờng chất lỏng, có 3 kiểu di chuyển hạt: - Hạt chuyển động lăn hoặc trƣợt (roll/slide) - Hạt chuyển động nhảy cóc (saltation) - Hạt chuyển động lơ lửng (suspension) Khi giá trị vận tốc kéo đáy vƣợt quá giá trị tới hạn bắt đầu chuyển động thì các hạt vật liệu đáy sẽ lăn hoặc trƣợt liên tục trên đáy. Khi tăng giá trị vận tốc kéo đáy thì hạt sẽ chuyển động dọc trên đáy bởi nhiều hoặc ít các bƣớc nhảy đều đặn gọi là chuyển động nhảy cóc.
Khi giá trị vận tốc kéo đáy bắt đầu vƣợt quá vận tốc lắng của hạt thì các hạt vật liệu này sẽ bị nâng lên khỏi đáy một khoảng, ở đó lực rối hƣớng lên trên sẽ bằng hoặc lớn hơn trọng lƣợng chìm của hạt và kết quả là hạt vật liệu có thể rơi vào trạng thái lơ lửng [3]. Thông thƣờng sự di chuyển lăn, trƣợt hoặc nhảy cóc trên đáy đƣợc gọi là di chuyển vật liệu trên đáy (bed-load transport) còn các hạt lơ lửng di chuyển gọi là di chuyển vật liệu lơ lửng (suspended load transport). Ngoài ra, trong chất lơ lửng cũng bao gồm các hạt bùn mịn đƣợc đƣa vào từ lƣu vực gọi là phù sa (wash load) Di chuyển đáy và di chuyển lơ lửng có thể xuất hiện đồng thời, tuy nhiên đới chuyển đổi trạng thái giữa 2 dạng này vẫn chƣa hoàn toàn xác định. 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Cơ chế di chuyển của trầm tích Di chuyển dọc bờ: Là sự di chuyển của trầm tích trong đới sóng đổ theo hƣớng song song với bờ. Thông thƣờng, sự di chuyển trầm tích dọc bờ là do dòng chảy dọc bờ do sóng tạo ra. Nếu ngƣời quan sát đứng quay mặt ra biển thì các kí hiệu Qr, Ql để chỉ sự di chuyển về phía phải, trái. Di chuyển ngang bờ: Là sự di chuyển của trầm tích có hƣớng từ bờ ra khơi, hoặc ngƣợc lại đƣợc hình thành chủ yếu là do chuyển động quỹ đạo sóng.
Có thể nói, quá trình di chuyển trầm tích có liên quan trực tiếp và mạnh mẽ tới sự thay đổi bờ và bãi. Sự di chuyển này là kết quả của các quá trình tự nhiên, đó là: Dòng chảy do sóng, hình thành ở đới sóng vỡ. Dòng chảy triều, có tính chu kỳ. Dòng chảy gió có cƣờng độ và hƣớng phụ thuộc vào cƣờng độ, hƣớng và thời gian tác động của gió.
Sông không những tạo ra dòng chảy mà còn là nguồn cung cấp vật liệu, có thể làm cho quá trình biến đổi bờ và bãi rất nhanh ở cửa sông và vùng lân cận. Các công trình xây dựng của con ngƣời nhƣ kè, đê chắn sóng, cảng, v. cũng nhƣ các vật chắn tự nhiên ở ngoài khơi nhƣ bãi cạn, bar ngầm, đảo,…đều có ảnh hƣởng tới quá trình di chuyển của trầm tích. Các tác động của gió, mƣa,… sẽ trực tiếp tạo ra các dạng địa hình trên cạn (các cồn cát).
Tiến hóa địa hình bờ và bãi Sự tiến hóa đƣờng bờ ở tất cả các quy mô không gian và thời gian là biểu hiện một cách rõ ràng về một trong những lĩnh vực phức tạp nhất trong nghiên cứu địa mạo bờ biển. Bởi vì, tác động của các quá trình bờ với quy mô không gian và thời gian khác nhau đều có ảnh hƣởng lẫn nhau (sẽ đƣợc phân tích ở phần sau). Việc hiểu biết tiến hóa bờ với quy mô lớn đòi hỏi những nghiên cứu không những từ các sự kiện ngắn mà còn cả từ các quá trình lâu dài. Lịch sử nghiên cứu 1.