Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu diễn biến đường bờ và giải pháp bảo vệ bãi biển TP Nha Trang

Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu diễn biến đường bờ biển Nha Trang, đề xuất giải pháp công trình bảo vệ bãi biển hiệu quả và bền vững.

• Tác giả: Lê Thanh Bình
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Trung Việt
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy
• Đề tài: Nghiên Cứu Diễn Biến Đường Bờ Biển Và Giải Pháp Bảo Vệ Bãi Biển Nha Trang
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ DIỄN BIẾN BÃI BIỂN VÀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BÃI BIỂN
• 1.1. Khái niệm chung
• 1.1.1. Khái niệm bãi biển
• 1.1.2. Khái niệm công trình bảo vệ bãi biển
• 1.2. Tổng quan nghiên cứu diễn biến bờ biển trên thế giới
• 1.2.1. Nghiên cứu từ số liệu thực đo
• 1.2.2. Công nghệ viễn thám
• 1.2.3. Công nghệ phân tích ảnh từ video-camera
• 1.2.4. Phương pháp phân tích EOF
• 1.2.5. Phương pháp sử dụng mô hình toán
• 1.2.6. Phương pháp sử dụng mô hình vật lý
• 1.2.7. Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS)
• 1.3. Tổng quan các nghiên cứu của Việt Nam về các vấn đề liên quan đến diễn biến bờ biển và công trình ven biển
• 1.3.1. Hiện trạng diễn biến bờ biển Việt Nam
• 1.3.2. Các nghiên cứu về lĩnh vực diễn biến bờ biển Việt Nam
• 1.3.3. Các công trình bảo vệ bờ, tôn tạo bãi
• 1.4. Hiện trạng bãi biển Nha Trang và những nghiên cứu liên quan
• 1.4.1. Các công trình xây dựng ở bãi biển Thành phố Nha Trang
• 1.4.2. Hiện trạng diễn biến bãi biển ở thành phố Nha Trang
• 1.4.3. Những nghiên cứu liên quan đến bờ biển Nha Trang
• 1.5. Kết luận chương 1
• 1.5.1. Các vấn đề tồn tại của các nghiên cứu trước đây
• 1.5.2. Định hướng nội dung nghiên cứu của luận án
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Phương pháp khảo sát thực địa
• 2.2. Phương pháp sử dụng công nghệ phân tích ảnh từ video - camera để phân tích diễn biến đường bờ và chiều cao sóng vỡ
• 2.2.1. Cơ sở khoa học của công nghệ phân tích đường bờ, trắc ngang bãi biển
• 2.2.2. Cơ sở khoa học của công nghệ xác định các đặc trưng sóng bằng hệ thống video-camera
• 2.3. Phương pháp phân tích EOF
• 2.4. Phương pháp mô hình toán mô phỏng diễn biến đường bờ
• 2.4.1. Phương trình cơ bản của mô hình
• 2.4.2. Lưu lượng vận chuyển bùn cát dọc bờ
• 2.4.3. Độ sâu vận chuyển bùn cát dọc bờ
• 2.4.4. Độ sâu giới hạn vận chuyển bùn cát Dc
• 2.4.5. Mô hình truyền sóng nước nông
• 2.4.6. Tính sóng vỡ khi có công trình
• 2.5. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ DIỄN BIẾN ĐƯỜNG BỜ TẠI BÃI BIỂN TRUNG TÂM THÀNH PHỐ NHA TRANG
• 3.2. Đánh giá diễn biến đường bờ bằng công nghệ phân tích ảnh video-camera
• 3.3. Phân tích diễn biến đường bờ bằng phương pháp EOF
• 3.4. Xác định chiều cao sóng vỡ từ ảnh video-camera
• 3.5. Xác định độ sâu giới hạn vận chuyển bùn cát khu vực bãi biển Nha Trang
• 3.5.1. Xác định độ sâu giới hạn vận chuyển bùn cát bằng công thức kinh nghiệm
• 3.5.2. Xác định độ sâu giới hạn vận chuyển bùn cát bằng số liệu đo địa hình
• 3.5.3. Thiết lập công thức tính độ sâu giới hạn vận chuyển bùn cát cho bãi biển trung tâm TP Nha Trang
• 3.6. Ứng dụng mô hình để mô phỏng diễn biến đường bờ
• 3.6.1. Hiệu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình
• 3.6.2. Phân tích diễn biến đường bờ tại bãi biển trung tâm thành phố Nha Trang
• 3.7. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BÃI BIỂN TRUNG TÂM THÀNH PHỐ NHA TRANG
• 4.1. Mục tiêu giải pháp công trình bảo vệ bãi biển thành phố Nha Trang
• 4.2. Quy hoạch mặt bằng không gian bố trí công trình
• 4.2.1. Tác dụng của đê ngầm phá sóng ở Nha Trang
• 4.2.2. Các căn cứ nghiên cứu phương án bố trí công trình
• 4.2.3. Các phương án quy hoạch mặt bằng không gian
• 4.2.4. Nhận xét kết quả
• 4.3. Kết luận chương 4
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Diễn biến đường bờ biển

Nghiên cứu diễn biến đường bờ biển tại Nha Trang cho thấy sự thay đổi đáng kể trong những năm gần đây. Các yếu tố như xói mòn bờ biển, biến đổi khí hậu, và tác động môi trường đã gây ra hiện tượng thu hẹp bãi biển. Cụ thể, việc xây dựng các công trình như cầu Trần Phú và kè bảo vệ bờ đã làm thay đổi đáng kể địa hình bờ biển. Hình ảnh từ năm 2006 đến 2013 cho thấy đường bờ đã tiến sâu vào đất liền, đặc biệt tại khu vực ngã ba đường Nguyễn Chánh - Trần Phú, với độ dốc đáy biển tăng lên, gây nguy hiểm cho người tắm biển.

1.1. Xói mòn bờ biển

Xói mòn bờ biển là một trong những vấn đề nghiêm trọng tại Nha Trang. Các nguyên nhân chính bao gồm sự gia tăng của các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão, triều cường, và nước dâng. Ngoài ra, việc khai thác trầm tích quá mức và xây dựng các công trình ven biển cũng góp phần làm gia tăng tình trạng này. Hậu quả là nhiều khu vực bãi biển bị thu hẹp, ảnh hưởng đến cảnh quan và hệ sinh thái biển.

1.2. Tác động của biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu đã làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan, gây ra sự thay đổi lớn trong diễn biến đường bờ biển. Mực nước biển dâng cao và sự gia tăng của các cơn bão đã làm tăng tốc độ xói mòn bờ biển, đặc biệt tại các khu vực ven biển như Nha Trang. Điều này đặt ra thách thức lớn cho công tác quản lý bờ biển và bảo tồn bãi biển.

II. Giải pháp bảo vệ bãi biển

Để đối phó với tình trạng xói mòn bờ biển và thu hẹp bãi biển, nghiên cứu đã đề xuất các giải pháp bảo vệ hiệu quả. Các giải pháp này bao gồm việc xây dựng các công trình bảo vệ như đê ngầm phá sóng, kè bảo vệ bờ, và các biện pháp phục hồi bãi biển. Các công trình này không chỉ giúp giảm thiểu tác động của sóng và dòng chảy mà còn góp phần tái tạo và bảo tồn hệ sinh thái biển.

2.1. Công trình bảo vệ bờ biển

Các công trình bảo vệ bờ biển như đê ngầm phá sóng và kè bảo vệ bờ đã được nghiên cứu và áp dụng tại Nha Trang. Những công trình này có tác dụng giảm thiểu tác động của sóng lớn và dòng chảy, giúp ổn định đường bờ và ngăn chặn sự xói mòn. Ngoài ra, việc sử dụng các vật liệu thân thiện với môi trường cũng được khuyến khích để đảm bảo sự bền vững của các công trình.

2.2. Phục hồi bãi biển

Phục hồi bãi biển là một trong những giải pháp quan trọng để khắc phục tình trạng thu hẹp bãi biển. Các biện pháp như bổ sung cát, trồng rừng ngập mặn, và tái tạo hệ sinh thái biển đã được đề xuất. Những biện pháp này không chỉ giúp mở rộng diện tích bãi biển mà còn góp phần cải thiện môi trường sinh thái, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các loài sinh vật biển.

III. Quản lý và quy hoạch bờ biển

Quản lý bờ biển và quy hoạch bờ biển là những yếu tố then chốt trong việc bảo vệ và phát triển bền vững các khu vực ven biển. Nghiên cứu đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xây dựng các chính sách quản lý hiệu quả, kết hợp với việc sử dụng các công nghệ hiện đại như GIS và mô hình toán để dự báo và đánh giá diễn biến đường bờ biển. Điều này giúp các nhà quản lý đưa ra các quyết định chính xác và kịp thời trong việc bảo vệ và phát triển bờ biển.

3.1. Sử dụng công nghệ hiện đại

Việc sử dụng các công nghệ hiện đại như GIS và mô hình toán đã giúp nâng cao hiệu quả trong việc nghiên cứu và quản lý diễn biến đường bờ biển. Các công nghệ này cho phép thu thập và phân tích dữ liệu một cách chính xác, giúp dự báo các thay đổi trong tương lai và đưa ra các giải pháp phù hợp. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và sự gia tăng của các hiện tượng thời tiết cực đoan.

3.2. Chính sách quản lý bờ biển

Các chính sách quản lý bờ biển cần được xây dựng dựa trên cơ sở khoa học và thực tiễn, đảm bảo sự phát triển bền vững của các khu vực ven biển. Các chính sách này cần bao gồm các quy định về khai thác tài nguyên, bảo vệ môi trường, và phát triển cơ sở hạ tầng. Đồng thời, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý, nhà khoa học, và cộng đồng địa phương để đảm bảo hiệu quả của các chính sách.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ kỹ thuật với đề tài "Nghiên cứu diễn biến đường bờ biển và giải pháp công trình để bảo vệ bãi biển thành phố Nha Trang" do nghiên cứu sinh Lê Thanh Bình thực hiện tại Trường Đại học Thủy lợi (năm 2017), chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng công trình thủy (mã số: 62-58-02-02), dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Nguyễn Trung Việt và GS. Hitoshi Tanaka. Công trình được phát triển kế thừa và sử dụng nguồn số liệu từ Đề tài Nghị định thư cấp Nhà nước giữa Việt Nam và Cộng hòa Pháp: "Nghiên cứu chế độ thủy động lực học và vận chuyển bùn cát vùng cửa sông và bờ biển vịnh Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa".

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Bờ biển thành phố Nha Trang (tỉnh Khánh Hòa) có vị trí quan trọng về du lịch và kinh tế biển, nằm trong nhóm vịnh biển đẹp trên thế giới. Tuy nhiên, dải bờ biển này đang đối mặt với tình trạng biến động hình thái phức tạp do tác động cộng hưởng của các hình thái thời tiết cực đoan (bão, gió mùa, triều cường) cùng áp lực đô thị hóa, lấn biển và xây dựng công trình ven bờ.

Tại khu vực trung tâm thành phố Nha Trang dọc đường Trần Phú, đường bờ biển có xu hướng dịch chuyển sâu về phía bờ kè đường bộ, bãi cát bị thu hẹp dần và gia tăng độ dốc đáy biển ven bờ (điển hình tại ngã ba đường Nguyễn Chánh – Trần Phú, đường bờ đã tiến sâu vào 9 m từ năm 2006 đến tháng 5/2013, độ dốc đáy biển gần bờ xấp xỉ 4%). Các hoạt động can thiệp nhân tạo trước đây như kè lấn biển khu vực Ba Làng (thực hiện năm 2002 với diện tích 12.000 m², chiều rộng lấn biển lớn nhất 65 m, dài hơn 1.000 m) hay khu đô thị Đường Đệ (thực hiện 2004–2006 với diện tích trên 30 ha, đê lấn biển dài hơn 1.500 m) đã làm biến mất bãi cát tự nhiên và suy thoái hệ sinh thái san hô ven bờ. Việc xây dựng cầu Trần Phú và kè bảo vệ bờ trước trụ sở Ủy ban Nhân dân tỉnh Khánh Hòa cũng khiến đoạn bãi trước cơ quan này bị thu hẹp hoàn toàn.

Khoảng trống nghiên cứu đặt ra là các nghiên cứu trước đây tại khu vực vịnh Nha Trang hoặc chỉ mang tính định hướng quy hoạch chung, hoặc chỉ giới hạn phạm vi hẹp tại một khu vực nhỏ (như bãi tắm Xương Huân của Nguyễn Việt Đức, 2016), chưa làm rõ cơ chế diễn biến đường bờ theo mùa trên toàn tuyến bãi trung tâm dài 4,5 km và chưa xây dựng được cơ sở khoa học để lựa chọn giải pháp công trình bảo vệ bờ phù hợp với đặc thù thủy động lực địa phương.

Mục tiêu nghiên cứu

Luận án xác định hai mục tiêu chính:

1. Xác định các tham số ảnh hưởng đến diễn biến đường bờ biển trung tâm thành phố Nha Trang (chiều cao sóng vỡ, độ sâu giới hạn vận chuyển bùn cát) và dự báo diễn biến đường bờ biển theo không gian và thời gian.
2. Đề xuất sơ đồ bố trí hệ thống công trình hợp lý nhằm ổn định hình thái bãi tắm thành phố Nha Trang, cải thiện chiều rộng và độ dốc bãi biển.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Chiều cao sóng vỡ vùng gần bờ và diễn biến đường bờ biển trung tâm thành phố Nha Trang.
• Phạm vi không gian: Bãi biển trung tâm thành phố Nha Trang dọc theo đường Trần Phú có chiều dài 4,5 km, giới hạn từ cầu Trần Phú đến công viên Bạch Đằng.
• Phạm vi thời gian và số liệu: Chuỗi số liệu đo đạc địa hình đáy biển, hải văn và hình ảnh video-camera liên tục từ năm 2013 đến năm 2015, kết hợp đối chiếu dữ liệu địa hình đường bờ năm 2006 và các đợt bão lớn năm 2013 (bão Nari ngày 14/10/2013 và bão Haiyan ngày 10/11/2013).

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã tổng kết các hướng nghiên cứu chính trên thế giới và tại Việt Nam liên quan đến động lực học vùng ven bờ, quan trắc và mô hình hóa đường bờ:

Các hướng nghiên cứu quốc tế

• Nghiên cứu chiều cao sóng vỡ và biến dạng sóng: Lý thuyết sóng tuyến tính của Airy; các nghiên cứu xác định chỉ số sóng vỡ $\gamma_b = H_b/h_b$ của Ippen và Kulin (1954), Kishi và Saeki (1966); công thức Munk (1949) dựa trên thông lượng năng lượng sóng với $\gamma_b = 0,78$; công thức bán kinh nghiệm Komar và Gaughan (1972) thiết lập mối quan hệ $H_b/H_0 = 0,365 / (H_0/L_0)^{1/5}$ và dạng thứ nguyên $H_b = 0,39 g^{1/5} (T H_0^2)^{2/5}$; các hiệu chỉnh của LeMehaute và Koh (1967) cùng Kaminsky và Kraus (1993) với công thức $\gamma_b = 1,20 \gamma_0^{0,27}$ và $H_b/H_0 = 0,46 / (H_0/L_0)^{0,28}$.
• Xác định độ sâu giới hạn vận chuyển bùn cát ($D_c$): Định nghĩa và phân vùng mặt cắt bãi của Hallermeier (1978, 1981); các hiệu chỉnh từ chuỗi quan trắc của Birkemeier (1985), Kraus và cộng sự (1999), Stive và cộng sự (1991), Stauble và cộng sự (1993), Capobianco và cộng sự (1997), Inman và cộng sự (1993), Pilkey và cộng sự (1993), Nicholls và cộng sự (1998a, 1998b), Hinton và Nicholls (1998), Larson và Kraus (1994) cùng công thức sóng trung bình năm của Houston (1995).
• Công nghệ quan trắc video-camera và hệ thống trạm tự động: Sự hình thành công nghệ đo đạc ven bờ từ Phòng Thí nghiệm Hình ảnh Ven bờ (CIL) thuộc Đại học Oregon (1980); ứng dụng video đo doi cát ngầm của Lippman và Holman (1989, 1990); trạm quan trắc Argus (1992); phân tích cồn cát ngầm và sóng leo của Konicki và Holman (2000), Plant và Holman (1997), Holman và Lippmann (1993); quan trắc cửa sông của Tanaka và Nguyen (2007).
• Phương pháp phân tích hàm trực giao thực nghiệm (EOF): Khởi nguồn từ Lorenz (1956) trong khí tượng học; ứng dụng phân tích mặt cắt bãi biển của Winant và cộng sự (1975) cùng các nghiên cứu mở rộng phân tích không gian – thời gian của đường bờ.
• Mô hình toán biến đổi đường bờ: Lý thuyết đường bờ một chiều (One-Line) của Pelnard-Considére (1956); mô hình GENESIS (USACE và Đại học Lund); mô hình GENCADE phát triển bởi Frey và cộng sự (2012) trên nền giao diện SMS 11.1; các mô hình hai chiều UNIBEST (Deltares) và LITPACK (DHI).

Các nghiên cứu tại Việt Nam

• Các chương trình nghiên cứu trọng điểm cấp Nhà nước KC.08 và KC.09; Đề tài KC-09-05 của Phạm Huy Tiến (2005) nghiên cứu bồi xói tại các khu vực trọng điểm (Hải Phòng, Cát Hải, Hải Hậu, Cửa Việt, Hải Dương, Định An); Đề tài KC.TN04/11-15 của Nghiêm Tiến Lam (2012) về công nghệ quan trắc camera 3 chiều vùng cửa sông Miền Trung.
• Các công trình ứng dụng mô hình: Doãn Tiến Hà và Mạc Văn Dân (2013) sử dụng mô hình CEDAS/GENESIS tại Sầm Sơn (Thanh Hóa); Nguyễn Ngọc Thạch và cộng sự (2007) ứng dụng LITPACK tại đảo Cát Hải (Hải Phòng).
• Các nghiên cứu động lực hình thái bờ biển và công trình bảo vệ bờ: Nguyễn Bá Quỳ (1994), Lương Phương Hậu và cộng sự (2001, 2016), Lê Phước Trình (2000), Bùi Hồng Long (2000), Trương Văn Bốn (2012), Trần Ngọc Anh và cộng sự (2012–2013).

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Các công trình tại Việt Nam trước đó thường thiếu chuỗi số liệu thủy hải văn đồng bộ trong điều kiện sóng cực đoan, chưa ứng dụng rộng rãi công nghệ phân tích ảnh video-camera để trích xuất liên tục đường bờ và chiều cao sóng vỡ, đồng thời các mô hình biến đổi đường bờ thường thiếu việc xác định chuẩn xác tham số độ sâu giới hạn vận chuyển bùn cát $D_c$ từ số liệu đo sâu thực địa. Luận án lựa chọn giải quyết trực tiếp các thiếu hụt này bằng việc tích hợp hệ thống video-camera, phân tích EOF và thiết lập công thức tính $D_c$ riêng cho khu vực bãi biển trung tâm Nha Trang để cung cấp đầu vào chính xác cho mô hình mô phỏng GENCADE.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án sử dụng hướng tiếp cận định lượng kỹ thuật công trình thủy, kết hợp số liệu đo đạc thực nghiệm với xử lý số liệu hình ảnh và mô hình hóa toán học.

Nhóm phương pháp	Công cụ / Thiết bị / Kỹ thuật	Đối tượng và mục đích phân tích
Khảo sát thực địa	- Máy toàn đạc điện tử, hệ thống DGPS, máy đo sâu hồi âm. - Cảm biến áp suất (Pressure Sensor), máy ADCP, thiết bị AWAC. - Thiết bị lấy mẫu trầm tích đáy bãi.	- Đo bình đồ địa hình, trắc ngang bãi và đáy biển (đợt đo tháng 5/2013, 12/2013, 12/2015). - Quan trắc mực nước, chu kỳ sóng, độ cao sóng ven bờ. - Phân tích đường kính hạt trung bình $D_{50}$ dọc bãi biển.
Phân tích ảnh Video-Camera	- Hệ thống 2 camera giám sát vịnh Nha Trang (Camera phía Bắc và Camera phía Nam). - Điểm khống chế mặt đất (GCP), hiệu chỉnh tiêu cự $f$. - Xử lý ảnh trung bình thời gian (timex).	- Thiết lập quan hệ hình học giữa tâm camera $(X_C, Y_C, Z_C)$, tọa độ ảnh $(u, v)$ và tọa độ thực $(X, Y, Z)$. - Giải đoán vị trí đường bờ mép nước và trắc ngang bãi theo thời gian thực. - Trích xuất chiều cao sóng vỡ $H_b$ và chu kỳ sóng $T$ dựa trên biến thiên cường độ sáng pixel.
Phân tích thống kê EOF	- Thuật toán hàm trực giao thực nghiệm (Empirical Orthogonal Function). - Phân tích chuỗi Fourier và hồi quy phi tuyến.	- Phân rã dữ liệu vị trí đường bờ $y(x, t)$ thành tích của các hàm không gian $E_n(x)$ và hàm thời gian $C_n(t)$. - Xác định các thành phần chiếm ưu thế chi phối diễn biến đường bờ theo mùa và biến động bất thường do bão.
Mô hình toán học One-Line	- Phần mềm GENCADE chạy trên môi trường SMS (Surface-water Modeling System) phiên bản 11.1. - Phương trình bảo tồn bùn cát dọc bờ của Pelnard-Considére (1956).	- Tính toán trường sóng nước nông, khúc xạ, nhiễu xạ sóng qua công trình. - Tính lưu lượng bùn cát dọc bờ $Q$ và độ sâu vận chuyển $D_c$. - Mô phỏng biến đổi đường bờ trong quá khứ (2006–2013) và dự báo hình thái đường bờ dưới tác động của các phương án công trình.
Hệ thông tin địa lý (GIS)	- Hệ tọa độ chuẩn quốc gia VN2000. - Các phần mềm quản lý bản đồ số và xử lý không gian.	- Tích hợp bình đồ địa hình đa thời kỳ, chồng lớp dữ liệu đường bờ và phân tích diện tích bồi xói.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan các nghiên cứu về diễn biến bãi biển và công trình bảo vệ bãi biển

Chương 1 hệ thống hóa các khái niệm cơ bản về cấu tạo bãi biển (gồm bãi phía sau, bãi phía trước/mặt bãi, thềm gần bờ) và cơ chế vận chuyển bùn cát (vận chuyển dọc bờ do sóng vỡ xiên góc và dòng ven; vận chuyển ngang bờ phụ thuộc độ dốc sóng $H/L$, kích thước hạt và độ dốc đáy). Tác giả tổng hợp chức năng của các dạng kết cấu bảo vệ bờ biển và phân loại nguyên nhân xói lở thành hai nhóm: tự nhiên (nước biển dâng, thay đổi lượng phù sa từ sông, sóng bão, xói mòn do gió, vận chuyển dọc bờ) và nhân sinh (khai thác tài nguyên ngầm gây lún sụt, nạo vét luồng tàu, đắp đập giữ cát thượng lưu, xây kè cứng tập trung năng lượng sóng, san lấp đụn cát và khai thác khoáng sản bãi).

Về hiện trạng khu vực nghiên cứu, chương này trình bày bức tranh suy thoái bãi biển Nha Trang:

• Đoạn Ba Làng bị mất hoàn toàn bãi cát sau khi xây kè lấn biển năm 2002 (lấn $12.000\text{ m}^2$, rộng tới $65\text{ m}$, dài $1.000\text{ m}$).
• Khu đô thị Đường Đệ hoàn thành năm 2006 với đê lấn biển dài hơn $1.500\text{ m}$ trên diện tích $30\text{ ha}$.
• Bãi tắm trước UBND tỉnh bị thu hẹp sau khi xây cầu Trần Phú và kè bảo vệ bờ.
• Đập mỏ hàn chữ Y tại Khách sạn 378 (kè Yersin, xây dựng năm 1993) sử dụng khối Tetrapod đầu tiên tại Việt Nam, duy trì ổn định góc ngoặt phía Nam.
• Cầu cảng bến phà Vinpearl kết cấu bê tông cốt thép dạng chữ $\Gamma$ (thân dài $50\text{ m}$, cánh dài $40\text{ m}$) bị gãy hỏng sau thời gian sử dụng.

Chương 2: Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày chi tiết các công thức toán học và quy trình xử lý dữ liệu:

1. Thiết lập công nghệ Video-Camera: Xây dựng hệ thống phương trình biến đổi tọa độ thấu kính camera sang tọa độ thực địa $(X,Y,Z)$ thông qua ma trận quay, vector tịnh tiến và các điểm khống chế mặt đất (GCP). Phân tích sai số hiệu chỉnh tiêu cự $f$ cho hai trạm camera phía Bắc và phía Nam vịnh Nha Trang. Trích xuất đường bờ mép nước từ ảnh trung bình thời gian (timex) và xác định trắc ngang bãi theo chu kỳ triều.
2. Nguyên lý giải đoán chiều cao sóng vỡ ($H_b$): Dựa trên quy luật biến thiên độ sáng pixel của vệt sóng vỡ và tốc độ pha đầu sóng, đối chiếu với lý thuyết sóng Airy và các quan hệ thực nghiệm.
3. Thuật toán phân tích EOF: Phân rã trường biến thiên đường bờ $y(x,t)$ theo biểu thức: $$y(x,t) = \sum_{n=1}^{N} E_n(x) \cdot C_n(t)$$ Trong đó $E_n(x)$ là hàm riêng không gian thể hiện dạng phân bố dọc bờ, $C_n(t)$ là hàm trọng số thời gian thể hiện quy luật dao động theo mùa hoặc biến cố bão.
4. Hệ phương trình mô hình GENCADE: Mô hình dựa trên phương trình cân bằng bùn cát một chiều: $$\frac{\partial y}{\partial t} + \frac{1}{(D_B + D_c)} \frac{\partial Q}{\partial x} + q_s = 0$$ Trong đó $y$ là vị trí đường bờ; $t$ là thời gian; $x$ là tọa độ dọc bờ; $D_B$ là cao trình đỉnh bãi; $D_c$ là độ sâu giới hạn vận chuyển bùn cát; $Q$ là lưu lượng vận chuyển bùn cát dọc bờ; $q_s$ là nguồn bùn cát bổ sung hoặc mất mát cục bộ. Lưu lượng $Q$ được xác định dựa trên năng lượng sóng vỡ dọc bờ, góc sóng tới và độ dốc đáy. Mô hình tính toán sóng nước nông và sóng nhiễu xạ sau các công trình bảo vệ bờ.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu về diễn biến đường bờ tại bãi biển trung tâm Thành phố Nha Trang

Chương 3 công bố các kết quả định lượng cụ thể:

• Phân tích đường bờ từ Camera và EOF: Chuỗi quan trắc 3 năm (từ tháng 5/2013 đến tháng 12/2015) cho thấy quy luật biến động theo mùa rõ nét. Thành phần mốt 1 ($E_1C_1$) chiếm ưu thế tuyệt đối trong tổng phương sai biến thiên, phản ánh sự dịch chuyển qua lại của bùn cát dọc bờ theo hai mùa gió (mùa hè bồi tụ phía Bắc, mùa đông xói lở và vận chuyển cát về phía Nam). Các mốt bậc cao ($E_2C_2, E_3C_3$) phản ánh tác động xáo trộn cục bộ trong các cơn bão mạnh (như bão Nari và Haiyan cuối năm 2013). Tác giả đã phân tích chuỗi Fourier cho $C_1(t)$ và xây dựng phương trình hồi quy cho $E_1(x)$, thiết lập thành công phương trình dự báo vị trí đường bờ theo chu kỳ năm tại bãi biển trước UBND tỉnh Khánh Hòa.
• Kiểm chứng chiều cao sóng vỡ ($H_b$): Dữ liệu giải đoán sóng vỡ từ video-camera trong tháng 12/2013 được so sánh với số liệu đo áp lực sóng thực tế tại các trạm gần bờ (trạm C) và trạm ngoài khơi (trạm A), cho hệ số tương quan tin cậy.
• Xác định độ sâu giới hạn vận chuyển bùn cát ($D_c$): Tác giả tổng hợp số liệu đo sâu trắc ngang lặp lại qua các thời kỳ (tháng 5/2013, 12/2013, 12/2015) trên toàn tuyến bãi từ Khách sạn 378 đến cầu cảng Vinpearl. So sánh kết quả tính từ các công thức kinh nghiệm của Hallermeier (1981) và Houston (1995) với vị trí ổn định thực tế của đáy biển. Từ đó, tác giả thiết lập công thức thực nghiệm tính $D_c$ (công thức 3-7) đặc thù cho vùng biển vịnh Nha Trang, giúp giảm thiểu sai số tính toán so với các công thức chuẩn quốc tế khi áp dụng tại địa phương.
• Mô phỏng đường bờ với GENCADE: Tiến hành hiệu chỉnh mô hình với chuỗi số liệu từ năm 2006 đến tháng 5/2013 và kiểm nghiệm với số liệu đo đạc thực tế tháng 12/2013 bằng máy toàn đạc điện tử. Kết quả so sánh giữa đường bờ tính toán và đo đạc thực tế có sự trùng khớp cao về xu thế và biên độ biến động.

Chương 4: Đề xuất giải pháp công trình bảo vệ bãi biển trung tâm thành phố Nha Trang

Dựa trên kết quả mô phỏng thủy động lực và hiện tượng bãi biển sau rạn san hô tự nhiên trước Khách sạn VDB duy trì được độ ổn định cao, luận án nghiên cứu giải pháp đê ngầm phá sóng tách rời (submerged breakwater) kết hợp nuôi bãi nhân tạo.

Tác giả đã lập ma trận mô phỏng đánh giá hàng loạt phương án bố trí không gian mặt bằng công trình trên mô hình GENCADE:

• Nhóm phương án 1 (1a đến 1e): Khảo sát sơ bộ vị trí, chiều dài và khoảng cách đê ngầm ở một số phân đoạn cục bộ.
• Nhóm phương án 2 (gồm các phương án 2a, 2a1, 2b, 2c, 2c1 đến 2c7, 2d, 2e, 2g, 2h): Thay đổi chi tiết khoảng cách từ đê đến bờ, chiều dài từng đoạn đê, khoảng hở giữa các đê nhằm kiểm soát mức độ bồi tụ, hạn chế hình thành tombolo quá mức gây chặn dòng cát dọc bờ làm xói lở phía hạ lưu.
• Phương án 3g toàn tuyến: Đây là phương án quy hoạch tổng thể bố trí hệ thống đê ngầm phá sóng liên hoàn dọc 4,5 km đường Trần Phú kết hợp nuôi bãi. Kết quả mô phỏng kiểm chứng với điều kiện sóng gió tháng 12/2013 cho thấy đường bờ sau công trình đạt trạng thái cân bằng động ổn định, độ rộng mặt bãi tăng lên đáng kể, độ dốc thoải dần, bảo vệ an toàn cho hệ thống kè đường Trần Phú và không gây ảnh hưởng tiêu cực đến cảnh quan du lịch vịnh Nha Trang.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học

1. Ứng dụng thành công công nghệ Video-Camera và EOF trong quan trắc bãi biển tại Việt Nam: Xây dựng quy trình xử lý ảnh tự động từ hệ thống camera để giải đoán liên tục vị trí đường bờ và chiều cao sóng vỡ vùng gần bờ; kết hợp phân tích hàm trực giao thực nghiệm (EOF) để tách lọc quy luật biến đổi đường bờ theo mùa và thiết lập phương trình dự báo vị trí đường bờ theo chu kỳ năm.
2. Thiết lập công thức thực nghiệm tính độ sâu giới hạn vận chuyển bùn cát ($D_c$): Khai thác chuỗi số liệu đo sâu địa hình đáy biển đa thời kỳ để xác định giá trị $D_c$ thực tế và xây dựng công thức tính toán $D_c$ chuyên biệt cho bãi biển vịnh Nha Trang, cung cấp tham số đầu vào chuẩn xác cho các mô hình toán biến đổi đường bờ.
3. Ứng dụng và kiểm định mô hình GENCADE: Thiết lập quy trình ứng dụng mô hình một chiều GENCADE trong điều kiện thủy động lực phức tạp có công trình bảo vệ bờ tại dải ven biển Nam Trung Bộ.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn và giải pháp đề xuất

1. Làm rõ nguyên nhân xói lở bãi biển Trần Phú: Chứng minh quá trình suy thoái bãi cát dọc đường Trần Phú xuất phát từ sự thiếu hụt bùn cát do các công trình lấn biển phía Bắc (Ba Làng, kè UBND tỉnh, cầu Trần Phú) kết hợp với hiện tượng sóng vỡ trực tiếp chân kè làm tăng độ dốc đáy biển.
2. Đề xuất giải pháp công trình tối ưu (Phương án 3g toàn tuyến): Đưa ra giải pháp đê ngầm phá sóng tách rời kết hợp nuôi bãi nhân tạo cho toàn tuyến 4,5 km bờ biển trung tâm thành phố Nha Trang. Giải pháp vừa đảm bảo tiêu tán năng lượng sóng, giữ cát, giảm độ dốc bãi để phục vụ an toàn cho người tắm biển, vừa không làm che chắn tầm nhìn cảnh quan mặt nước vịnh Nha Trang.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Luận án tập trung phân tích động lực học dải bờ biển 4,5 km bãi trung tâm đường Trần Phú; chuỗi số liệu quan trắc hải văn sóng và dòng chảy tuy đã kéo dài trong nhiều đợt đo (2013–2015) nhưng các đợt đo liên tục bằng thiết bị đáy tự ghi trong điều kiện bão lớn cực đoan vẫn còn gặp khó khăn do nguy cơ trôi dạt và hư hỏng thiết bị.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  1. Tiếp tục duy trì và mở rộng mạng lưới trạm quan trắc camera tự động trên toàn bộ vịnh Nha Trang để tích lũy chuỗi dữ liệu dài hạn phục vụ hiệu chỉnh các mô hình dự báo biến đổi khí hậu.
  2. Triển khai nghiên cứu thực nghiệm mô hình vật lý trong máng sóng hoặc bể sóng để kiểm chứng chi tiết hơn mức độ ổn định kết cấu của khối đê ngầm phá sóng trong phương án 3g trước khi lập dự án đầu tư xây dựng thực tế.

---

Giá trị tham khảo

• Cơ quan quản lý và quy hoạch đô thị (UBND tỉnh Khánh Hòa, Sở KH&CN, Sở Xây dựng Khánh Hòa): Cung cấp luận cứ khoa học định lượng phục vụ công tác lập quy hoạch không gian biển, quản lý đới bờ bền vững và xây dựng dự án cải tạo, chỉnh trang bãi tắm đường Trần Phú.
• Các viện nghiên cứu và trường đại học chuyên ngành Thủy lợi, Công trình Thủy, Kỹ thuật Biển: Tài liệu tham khảo về phương pháp luận kết hợp giữa công nghệ video-camera, xử lý ảnh viễn thám ven bờ, phân tích thống kê EOF và mô hình toán GENCADE trong nghiên cứu động lực học đới bờ.
• Kỹ sư thiết kế công trình ven biển: Nguồn dữ liệu tham khảo về công thức xác định độ sâu giới hạn bùn cát $D_c$, tính toán sóng vỡ và kinh nghiệm bố trí mặt bằng đê ngầm phá sóng tách rời.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Phạm vi không gian nghiên cứu cụ thể của luận án nằm ở đoạn bờ biển nào?
Luận án tập trung nghiên cứu bãi biển trung tâm thành phố Nha Trang dọc theo đường Trần Phú với chiều dài 4,5 km, giới hạn từ vị trí cầu Trần Phú ở phía Bắc đến công viên Bạch Đằng ở phía Nam.

2. Phương pháp phân tích EOF được sử dụng nhằm mục đích gì trong luận án?
Phương pháp EOF (Hàm trực giao thực nghiệm) được dùng để phân tích chuỗi dữ liệu đường bờ trích xuất từ video-camera trong 3 năm thành các hàm thành phần không gian ($E_n$) và thời gian ($C_n$). Kết quả giúp tách lọc thành phần $E_1C_1$ chi phối quy luật biến đổi đường bờ theo hai mùa trong năm và thiết lập phương trình dự báo vị trí đường bờ định lượng theo chu kỳ năm.

3. Tại sao tác giả phải thiết lập công thức tính độ sâu giới hạn vận chuyển bùn cát ($D_c$) riêng cho Nha Trang?
Vì tham số $D_c$ quyết định độ rộng vùng tính toán bùn cát trong mô hình One-Line. Các công thức quốc tế (như Hallermeier, Houston) dựa trên dữ liệu bờ biển mở ở nước ngoài nên tạo ra sai số khi áp dụng cho vùng vịnh kín có rạn san hô như Nha Trang. Do đó, tác giả đã sử dụng chuỗi số liệu đo sâu trắc ngang thực địa qua các mùa để hiệu chỉnh và thiết lập công thức thực nghiệm (3-7) phù hợp với địa phương.

4. Giải pháp công trình bảo vệ bờ nào được luận án lựa chọn là tối ưu cho bãi biển Trần Phú?
Phương án được lựa chọn là Phương án 3g toàn tuyến, gồm hệ thống đê ngầm phá sóng tách rời kết hợp nuôi bãi nhân tạo trên toàn bộ tuyến bãi 4,5 km. Giải pháp này giúp giảm năng lượng sóng truyền vào bờ, giữ bùn cát tạo bãi tắm thoải, bảo vệ chân kè đường Trần Phú mà không làm phá vỡ cảnh quan mặt nước của vịnh du lịch.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Lê Thanh Bình đã giải quyết trọn vẹn bài toán xác định quy luật diễn biến đường bờ và đề xuất giải pháp công trình bảo vệ bãi biển trung tâm thành phố Nha Trang dài 4,5 km. Bằng việc kết hợp đồng bộ các phương pháp khảo sát thực địa, công nghệ phân tích ảnh video-camera, phân tích thống kê EOF và mô hình toán GENCADE, công trình đã làm sáng tỏ cơ chế bồi xói theo mùa và xây dựng công thức tính độ sâu giới hạn vận chuyển bùn cát đặc thù cho khu vực vịnh Nha Trang. Đề xuất quy hoạch hệ thống đê ngầm phá sóng toàn tuyến (Phương án 3g) cung cấp luận cứ kỹ thuật phục vụ trực tiếp cho công tác bảo vệ và phát triển bền vững bãi biển Nha Trang.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ DIỄN BIẾN BÃI BIỂN VÀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BÃI BIỂN 1.1 Khái niệm chung 1.1 Khái niệm bãi biển Khu vực bị ảnh hưởng trực tiếp những tác động mạnh mẽ của đại dương lên đất liền là bãi biển và vùng ven bờ, vị trí thể hiện tương tác của thủy triều, sóng, gió lên đất liền là đường bờ biển. Một đặc điểm động lực học của các bãi biển và hệ thống vật lý gần bờ đã ảnh hưởng trực tiếp đến đường bờ biển là sự chuyển động của các trầm tích ở khu vực ven biển do sóng và dòng chảy. Vận chuyển trầm tích ven biển được chia thành 2 loại cơ bản: vận chuyển song song với bờ (vận chuyển dọc bờ) và vận chuyển vuông góc với bờ (vận chuyển vùng gần bờ ra ngoài khơi). Quá trình vận chuyển trầm tích từ vùng gần bờ ra ngoài khơi phụ thuộc chủ yếu vào độ dốc của sóng (tỉ số giữa chiều cao sóng và bước sóng), kích thước phù sa, và độ dốc bãi biển.

Khi độ dốc sóng lớn sẽ vận chuyển trầm tích từ bờ ra ngoài khơi và khi độ dốc sóng thấp chu kỳ dài thì sẽ vận chuyển trầm tích từ ngoài khơi vào gần bờ. Quá trình vận chuyển trầm tích dọc bờ là do tác động của sóng vỡ làm trầm tích bị khuấy động, sau đó chuyển động theo hướng dọc bờ bởi các thành phần của năng lượng sóng và dòng chảy dọc bờ được tạo bởi sóng vỡ [3]. Hình dạng mặt cắt ngang bãi biển, được định nghĩa là hình dạng của mặt cắt ngang lấy theo phương vuông góc với đường bờ, nói chung gồm bốn khu vực là: khu vực ngoài khơi, khu vực gần bờ, khu vực bãi và khu vực bờ biển. Khái niệm chung của vùng ven biển (Coastal area) là một bãi cát dài, thẳng với cồn cát có thảm thực vật (Hình 1.1 ) [3], [4] bao gồm: - Bãi phía sau: giới hạn từ phần nước cao đến giới hạn trên cùng về phía đất liền của sóng - Bãi phía trước (mặt bãi): phần bãi nằm trên ranh giới giữa mực nước cao và mực nước thấp khi sóng dồn lên bờ biển và khi sóng rút ra khỏi bờ.

- Thềm gần bờ có độ dốc thoải và đáy biển có độ dốc lớn. 8 Đây là khái niệm chung với đa số bãi biển, nhưng không phải đúng hoàn toàn với một số bãi biển có điều kiện bất thường: không phải tất cả các khu vực ven biển là cát, một số khu vực ven biển là đất sét có dốc lớn hoặc là những mũi đá nhô ra phía biển, một số nơi khác là lớp bùn đất ngập nước nông hay đầm lầy rậm rạp.1 Mặt cắt ngang điển hình của bãi biển [3] Đường bờ biển thường được định nghĩa là đường ranh giới, nơi giao thoa giữa đất liền và đại dương (Hình 1.1), tương ứng với sự dao động mực nước do hiện tượng thủy triều, ranh giới này cũng sẽ dịch chuyển sâu vào trong đất liền hoặc xa ra phía biển. Trong một thời đoạn nhất định, đường bờ là đường mép nước trung bình của thủy triều.Vị trí chính xác của đường bờ sẽ phụ thuộc trực tiếp vào trạng thái của thủy triều, điều kiện sóng tại đó và độ dốc của bãi biển [5].2 Khái niệm công trình bảo vệ bãi biển Công trình bảo vệ bãi biển được sử dụng trong các dự án bảo vệ bãi biển với mục tiêu ngăn ngừa xói mòn bờ biển và ngập lụt của vùng nội địa, bao gồm: bảo vệ bờ chống sạt lở, tạo bãi tắm, cải tạo cảnh quan, ổn định luồng lạch vùng cửa sông ven biển, bảo vệ các cửa sông, cửa lấy nước và bến cảng. Tổng quan về các loại khác nhau và ứng dụng của các loại kết cấu ven biển được đưa ra trong Bảng 1.1 Các loại cấu trúc và nhiệm vụ của công trình bảo vệ bãi biển [4] Loại cấu trúc Mục đích Nhiệm vụ chính Bảo vệ, ngăn ngừa hoặc làm Ngăn cách đất liền và biển bằng cấu Đê biển (Sea dike) giảm bớt ngập lụt do nước biển trúc ít bị thấm nước của vùng đất trũng Bảo vệ, ngăn ngừa, làm giảm Gia cố thêm cho bãi biển để phá Tường chắn sóng ảnh hưởng của bão và sóng sóng, tăng chiều cao bờ không cho (Seawall) cho vùng đất liền phía sau nước tràn qua Kè bảo vệ bờ Bảo vệ bờ biển không bị xói Gia cố thêm cho bãi biển (Revetment) mòn Bảo vệ chân hoặc ngăn chặn Vách ngăn (Bulkhead) trượt đất và chống lại sóng, Gia cố bờ đất bảo vệ vùng đất không lụt Đập mỏ hàn (Groin) Ngăn chặn xói mòn bãi biển Giảm bớt vận chuyển bùn cát dọc bờ Phá sóng và dòng chảy của: Tiêu hao năng lượng sóng, giảm tác Đê phá sóng công trình cảng, cửa vào của động sóng sau công trình, phản xạ (Breakwater) cảng, cửa lấy nước nhà máy năng lượng sóng về phía biển thủy điện, chống sóng thần.

Đê phá sóng tách rời Giảm bớt chiều cao sóng ở phía sau Ngăn chặn xói mòn bãi biển (Detached breakwater) và giảm vận chuyển bùn cát dọc bờ Đê ngầm phá sóng Giảm di chuyển trầm tích ra phía Ngăn chặn xói mòn bãi biển (Submerged sill) ngoài khơi Phá sóng, tiêu hao năng lượng và Rạn nhân tạo (Reef Ngăn chặn xói mòn bãi biển giảm tác động của sóng khúc xạ và breakwaters) nhiễu xạ. Tích tụ vật liệu bãi biển ở phạm vi Beach drain Ngăn chặn xói mòn bãi biển thủy triều Nuôi bãi và đụn cát Nuôi bãi nhân tạo và vật liệu đụn cát Ngăn chặn xói mòn bãi biển và (Beach nourishment and bằng sóng và dòng chảy thay cho chống lại ngập lụt dune contruction) nguồn cung cấp tự nhiên Phá sóng có chế độ sóng có kỳ Đê phá sóng nổi Giảm chiều cao sóng bằng sự phản ngắn của: khu neo đậu, cảng, (Floating breakwater) xạ và suy giảm sóng bến du thuyền Hạn chế dòng chảy trong sông, dòng Ổn định luồng lạch tại cửa Đê chắn sóng (Jetty) thủy triều. Chống lại dòng chảy sông, lạch vùng triều ngang và bão Ngăn chặn bồi tụ và xói mòn Tường hướng dòng Hướng dòng chảy tự nhiên hoặc nhân không mong muốn, bảo vệ nơi (Training walls) tạo di chuyển dọc theo công trình buộc thuyền Barier chống nước dâng Bảo vệ cửa sông khi bị nước Ngăn cách cửa sông và biển bằng hệ do bão (Storm surge dâng do bão thống cửa phai di động. barrier) Bảo vệ xói (Scour Bảo vệ công trình ven biển khi 10 Trước khi áp dụng công trình bảo vệ bờ biển, điều quan trọng là phải xác định và nghiên cứu được cả nguyên nhân ngắn hạn và dài hạn dẫn đến xói lở bờ biển (Những nguyên nhân xói lở bờ biển được thống kê trong Bảng 1.2), nếu không thì có thể dẫn đến việc thiết kế và bố trí các biện pháp bảo vệ bờ biển sẽ thúc đẩy thêm quá trình xói lở, bồi lấp trong khi mục tiêu đặt ra ban đầu là cần phải giảm bớt xói lở, bồi lấp.2 Nguyên nhân xói lở bờ biển [3] Tự nhiên Con người Lún sụt đất từ việc loại bỏ các nguồn tài nguyên dưới Mực nước biển dâng mặt đất: khai thác nước ngầm, dầu, ga, than đá.

Thay đổi trầm tích cung cấp cho khu Gián đoạn của vật liệu trong giao thông vận tải: nạo duyên hải: hạn hán hoặc lũ lụt sẽ làm thay vét cửa sông, luồng lạch. đổi lượng bùn cát từ sông ra biển Giảm trầm tích cung cấp cho khu vực ven biển: xây Sóng bão dựng đập dâng, hồ chứa Sóng mang theo bùn cát từ đất liền ra Sự tập trung của năng lượng sóng trên bãi biển: xây biển. tường kè bảo vệ bờ. Tăng chênh lệch cột nước: trong cảng và bãi biển liền Xói mòn do gió kề Thay đổi sự tự bảo vệ của bờ biển: phá hủy thảm Vận chuyển trầm tích dọc bờ phủ, san lấp đụn cát.

Phân loại trầm tích biển: kích thước, đặc Loại bỏ các vật liệu của bãi: khai thác khoáng sản. tích của trầm tích dưới tác dụng của sóng 1.2 Tổng quan nghiên cứu diễn biến bờ biển trên thế giới Sự phát triển của hình thái ven biển gây ra bởi hệ thống các quá trình vật lý phức tạp hoạt động trên một phạm vi rộng về quy mô không gian và thời gian. Do đó, việc xác định và phân tích các xu hướng trong quá trình biến đổi hình thái ven biển có tầm quan trọng rất lớn trong nghiên cứu, lập kế hoạch và thiết kế công trình ven biển. Quá trình quy hoạch và thiết kế các dự án kỹ thuật ven biển và quản lý lâu dài của khu vực ven biển đòi hỏi phải có kiến thức cơ bản của các diễn biến hình thái bãi biển có khả năng sẽ xảy ra khi có công trình.

Vì vậy, trước khi lập kế hoạch nghiên cứu và thiết kế rất cần thiết cần phải nghiên cứu về biến động bãi biển được thể hiện trực quan là diễn biến của đường bờ khi có công trình là rất cần thiết. 11 Để nghiên cứu những vấn đề khó khăn, phức tạp trong diễn biến bờ biển và tác động của công trình ven bờ tới bãi biển, các nhà nghiên cứu trên thế giới không thể chỉ dựa vào một vài phương pháp, mà thường sử dụng kết hợp từ nhiều phương pháp khác nhau. Nhưng tựu trung, gồm phương pháp cơ bản sau: Nghiên cứu từ số liệu thực đo; Công nghệ viễn thám; Phương pháp phân tích EOF; Sử dụng mô hình toán và mô hình vật lý; Hệ thông tin địa lý (GIS).1 Nghiên cứu từ số liệu thực đo Cho đến nay, các thiết bị đo địa hình đã có những cải tiến và hiện đại hóa, đảm bảo độ chính xác cho các số liệu đo. Khi đo địa hình trên cạn đã sử dụng các thiết bị GPS độ chính xác cao: Promark, Zmax, Trimble; Kinh vĩ, toàn đạc điện tử: Topcon, Leika, Nikon.

để tiến hành đo đạc địa hình theo thời gian nghiên cứu. Khi đo đạc địa hình đáy biển đã sử dụng các thiết bị hiện đại bao gồm: Hệ thống định vị vệ tinh, máy đo sâu-quét biển, hệ thống đo địa vật lý biển, thiết bị đo địa hình độ chính xác cao tích hợp DGPS với thiết bị định vị vệ tinh thu tín hiệu độ chính xác cao, các phần mềm, máy in-quét (scan) và các trang thiết bị khác. Từ số liệu đo đạc các thời điểm đo khác nhau sử dụng phương pháp GIS để trình bầy lên cùng một bản vẽ: bình đồ, các mặt cắt ngang, mặt cắt dọc.để phân tích các yếu tố: diễn biến đường bờ và diện tích bồi, xói. Để đo sóng và các đại lượng động lực học ven biển đã sử dụng các thiết bị: cảm biến áp suất (Pressure Sensor), máy đo tần số hồi âm ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler), AWAC (Acoustic Wave and Current).