Nguyên Nhân Bồi Xói và Các Yếu Tố Tác Động Gây Sạt Lở Cửa Sông Gành Hào Bạc Liêu – Cà Mau

Luận văn về nguyên nhân bồi xói, sạt lở cửa sông Gành Hào (Bạc Liêu - Cà Mau). Nghiên cứu quản lý tài nguyên và môi trường, giải pháp thích ứng biến đổi khí hậu.

• Tác giả: Bùi Hồng Nhật Linh
• Người hướng dẫn: PGS.TSKH Bùi Tá Long
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường
• Đề tài: Nguyên Nhân Bồi Xói Và Các Yếu Tố Tác Động Gây Sạt Lở Cửa Sông Gành Hào Bạc Liêu – Cà Mau
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Vị trí địa lý
• 1.2. Điều kiện tự nhiên
• 1.2.1. Đặc điểm địa hình
• 1.2.2. Đặc điểm địa chất
• 1.2.3. Đặc điểm khí hậu
• 1.2.4. Đặc trưng chế độ thủy văn, thủy lực
• 1.2.5. Đặc trưng chế độ bùn cát vùng nghiên cứu
• 1.3. Hiện trạng bồi xói
• 1.3.1. Hiện trạng và nguyên nhân gây bồi xói ở tỉnh Cà Mau – Bạc Liêu
• 1.3.2. Hiện trạng và nguyên nhân gây bồi xói ở khu vực nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC
• 2.1. Tình hình nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu trong nước
• 2.2. Tình hình nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu ngoài nước
• 2.3. Phương pháp, mô hình nghiên cứu
• 2.3.1. Mô hình thủy lực HD (Hydraulic models)
• 2.3.2. Module tính sóng SW (Spectral Wave module)
• 2.3.3. Module vận chuyển bùn cát MT (Mud Transport)
• 3. CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ THỰC HIỆN
• 3.1. Điều tra, khảo sát
• 3.1.1. Kết quả khảo sát các hộ dân vùng sạt lở
• 3.1.2. Kết quả khảo sát cán bộ, cơ quan quản lý
• 3.2. Mô hình mô phỏng
• 3.2.1. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực MIKE 21/3 HD
• 3.2.2. Hiệu chỉnh và kiểm định module mô phỏng sóng MIKE 21 SW
• 3.2.3. Hiệu chỉnh và kiểm định module mô phỏng vận chuyển trầm tích MIKE21 MT
• 3.3. Xây dựng kịch bản mô phỏng
• 3.3.1. Kịch bản 1: Mô phỏng hiện trạng
• 3.3.2. Kịch bản 2: Kịch bản biến đổi khí hậu (KB BĐKH)
• 3.3.3. Kịch bản 3: Kịch bản hiện tượng cực đoan
• 3.4. Đề xuất giải pháp thích ứng, hạn chế và khắc phục tác động của sạt lở
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1: NỘI DUNG PHIẾU KHẢO SÁT
• PHỤ LỤC 2: DỮ LIỆU CỦA BÃO LINDA NĂM 1997
• PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ MỰC NƯỚC MÔ PHỎNG CỦA CÁC KỊCH BẢN
• PHỤ LỤC 4: TÌNH HÌNH KINH TẾ - XÃ HỘI

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Bồi Xói Cửa Sông Gành Hào

Nghiên cứu bồi xói và sạt lở cửa sông Gành Hào tại khu vực bán đảo Cà Mau ngày càng trở nên cấp thiết do những tác động tiêu cực đến đời sống và kinh tế của người dân địa phương. Tình trạng sạt lở diễn ra với tần suất và phạm vi ngày càng mở rộng, đe dọa trực tiếp đến các công trình công cộng, đất nông nghiệp và nhà ở. Khu vực giáp biển Cà Mau và Bạc Liêu, đặc biệt là cửa sông Gành Hào, được đánh giá là một trong những khu vực chịu tác động mạnh mẽ nhất của biến đổi khí hậu. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc xác định nguyên nhân và các yếu tố tác động, từ đó đề xuất các giải pháp phù hợp để giảm thiểu thiệt hại cho cộng đồng. Hiện tượng bồi xói gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động sinh hoạt của người dân, đặc biệt là tại đoạn sông ranh giới giữa hai tỉnh Bạc Liêu và Cà Mau. Sự cố sạt lở kè ở Gành Hào liên tiếp xảy ra trong những năm gần đây, đặc biệt vào mùa gió chướng khi triều cường kết hợp với sóng lớn. Điều này đòi hỏi các biện pháp bảo vệ bờ biển hiệu quả và kịp thời.

1.1. Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình cửa sông Gành Hào

Khu vực nghiên cứu nằm tại thị trấn Gành Hào, huyện Đông Hải, Bạc Liêu, tiếp giáp với xã Tân Thuận, huyện Đầm Dơi, Cà Mau. Vùng này là vùng bồi tích ven biển được hình thành do quá trình biển lùi và bồi tụ phù sa. Địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ thay đổi từ +0,40 đến +1,00, phần lớn nằm trong vùng lên xuống của mực nước triều. Đây là khu vực đặc trưng cho xói lở bờ biển, với các bậc xói lở có chiều cao trung bình 0,5-1m, đặc biệt có những đoạn sâu tới 1,5-2m (khu vực giáp cửa sông Gành Hào). Cao độ bãi biến động mạnh theo mùa, trung bình khoảng 0,2m, tập trung ở các khu vực không có công trình bảo vệ bờ.

1.2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu về bồi xói

Mục tiêu của nghiên cứu là xác định nguyên nhân bồi xói và các yếu tố tác động gây sạt lở cửa sông Gành Hào. Nghiên cứu cũng đánh giá tình trạng bồi xói tại khu vực này, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý nhằm hạn chế tác động tiêu cực đến đời sống của người dân địa phương. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc tìm hiểu hiện trạng bồi xói bờ sông và các yếu tố tác động, ứng dụng mô hình MIKE 21/3 Couple Model FM để mô phỏng, xác định các điểm có nguy cơ sạt lở và đề xuất giải pháp hạn chế ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt.

1.3. Các phương pháp nghiên cứu sạt lở và bồi xói

Nghiên cứu sử dụng phương pháp luận dựa trên khảo sát hiện trạng bồi xói trên sông Gành Hào, ảnh hưởng đến đời sống của người dân. Ứng dụng mô hình MIKE 21/3 Couple Model FM để mô phỏng hiện trạng bằng các kịch bản, xác định các điểm bồi xói và nguyên nhân. Sau khi có kết quả và kết luận, nghiên cứu đề xuất giải pháp hạn chế tác động đến hình thái bờ sông, ảnh hưởng đến kinh tế-xã hội. Các phương pháp bao gồm: thu thập và kế thừa tài liệu để đánh giá hiện trạng, điều tra khảo sát người dân và cán bộ địa phương, thống kê và xử lý số liệu, và mô hình hóa.

II. Thách Thức và Nguyên Nhân Sạt Lở Cửa Sông Gành Hào

Hiện tượng sạt lở bờ biển và bồi lắng lòng dẫn sông tại Bạc Liêu và Cà Mau đang gia tăng về mức độ và phạm vi. Điều này gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường và đời sống của người dân. Đặc biệt, tại cửa sông Gành Hào, hiện tượng sạt lở diễn ra mạnh mẽ, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động sinh hoạt của người dân. Các sự cố sạt lở kè ở Gành Hào liên tiếp xảy ra trong những năm gần đây, đặc biệt vào mùa gió chướng khi triều cường kết hợp với sóng lớn. Việc bảo vệ bờ biển và phòng chống bồi xói trở thành một đòi hỏi cấp bách nhằm hạn chế các tác động ảnh hưởng đến đời sống của người dân địa phương. Ứng dụng các mô hình toán đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, trong đó có quản lý tài nguyên và môi trường.

2.1. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sạt lở ven biển

Khu vực biển ở Cà Mau và Bạc Liêu thuộc bán đảo Cà Mau là một trong những khu vực chịu tác động của tự nhiên, được đánh giá là khu vực chịu ảnh hưởng mạnh của các tác động do biến đổi khí hậu (BĐKH). Bên cạnh đó chế độ thủy văn, thủy lực trong hệ thống kênh rạch trên địa bàn tỉnh Bạc Liêu và tỉnh Cà Mau bị chi phối chủ yếu bởi chế độ thủy triều biển Đông và biển Tây. Vào mùa mưa còn phụ thuộc chế độ lũ ở thượng nguồn.

2.2. Tác động của các hoạt động nhân sinh đến bồi xói

Trong nhiều năm trở lại đây, các sự cố sạt lở bờ, bồi lắng lòng dẫn sông rạch trên địa bàn tỉnh Bạc Liêu và Cà Mau ngày càng tăng về mức độ và phạm vi. Gây ra nhiều tác động đến môi trường và đời sống sinh hoạt của người dân địa phương. Đặc biệt ở cửa sông Gành Hào, đoạn sông này cũng là ranh giới của hai tỉnh Bạc Liêu và Cà Mau. Hiện tượng sạt lở diễn ra mạnh mẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động sinh hoạt của người dân.

III. Phương Pháp và Mô Hình Nghiên Cứu Sạt Lở Cửa Sông

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp thu thập và kế thừa tài liệu, điều tra khảo sát, thống kê và xử lý số liệu, và mô hình hóa. Mô hình thủy lực MIKE 21/3 Couple Model FM được sử dụng để mô phỏng chế độ thủy lực vùng nghiên cứu, nghiên cứu trường lưu tốc trung bình thủy trực, vận tốc dòng chảy cửa sông Gành Hào và dọc ven biển khu vực nghiên cứu trong các kịch bản mô phỏng. Kết quả mô phỏng sẽ sử dụng các hệ số để mô phỏng sóng và vận chuyển bùn cát ở khu vực nghiên cứu. Dữ liệu chạy mô hình thủy lực bao gồm dữ liệu thủy văn (lưu lượng, mực nước), dữ liệu địa hình (cao trình đáy, đường bờ) và dữ liệu bản đồ (ảnh, shape file).

3.1. Ứng dụng mô hình MIKE 21 3 FM trong nghiên cứu bồi xói

Mục tiêu của công tác mô phỏng chế độ thủy lực vùng nghiên cứu trên mô hình MIKE 21/3 Couple Model FM là để nghiên cứu trường lưu tốc trung bình thủy trực, vận tốc dòng chảy cửa sông Gành Hào và dọc ven biển khu vực nghiên cứu trong các kịch bản mô phỏng. Kết quả mô phỏng sẽ sử dụng các hệ số để mô phỏng sóng và vận chuyển bùn cát ở khu vực nghiên cứu.

3.2. Mô phỏng sóng bằng Module MIKE 21 SW trong nghiên cứu sạt lở

Về cơ bản mô hình MIKE 21 SW được thiết lập dựa trên mô hình thủy động lực MIKE 21 HD. Mục tiêu của mô phỏng sóng vùng khu vực nghiên cứu trong mô hình MIKE 21 SW để nghiên cứu độ cao sóng, chu kỳ và hướng sóng trong các kịch bản mô phỏng. Kết quả mô phỏng giúp nhận xét và đánh giá đúng tác động đến vấn đề bồi xói ở khu vực nghiên cứu.

3.3. Đánh giá vận chuyển bùn cát với Module MIKE 21 MT

Module MIKE 21 MT sử dụng để mô phỏng diễn biến bồi xói và vận chuyển đối với các vật liệu đáy là đất dính mịn hay các hỗn hợp cát/bùn tại các khu vực cửa sông và ven biển dưới tác dụng của dòng chảy và sóng. Tuy nhiên, một số tác động ảnh hưởng tới chế độ thủy động lực khu vực dự án không được mô phỏng trong các mô hình như: tác động của sóng tàu lên bờ sông, tác động của dòng chảy do chân vịt tàu lên đáy...

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Đánh Giá Bồi Xói Sạt Lở Gành Hào

Kết quả nghiên cứu đã xác định được các khu vực có nguy cơ sạt lở cao trên đoạn sông Gành Hào thông qua việc mô phỏng hiện trạng và các kịch bản biến đổi khí hậu và hiện tượng cực đoan. Nghiên cứu cũng đã đánh giá tác động của các yếu tố tự nhiên và nhân tạo đến quá trình bồi xói và sạt lở. Cụ thể, các yếu tố như sóng, dòng chảy ven bờ, khai thác cát và xây dựng các công trình ven sông đều có ảnh hưởng đáng kể đến sự ổn định của bờ sông. Dựa trên kết quả mô phỏng, nghiên cứu đã đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình để giảm thiểu nguy cơ sạt lở và bảo vệ bờ biển.

4.1. Các khu vực có nguy cơ sạt lở cao cửa sông Gành Hào

Thông qua việc mô phỏng hiện trạng và các kịch bản biến đổi khí hậu và hiện tượng cực đoan, kết quả nghiên cứu đã xác định được các khu vực có nguy cơ sạt lở cao trên đoạn sông Gành Hào.

4.2. Tác động của yếu tố tự nhiên tới bồi xói sạt lở

Các yếu tố tự nhiên như sóng, dòng chảy ven bờ, biến đổi khí hậu, và mực nước biển dâng có tác động đáng kể đến quá trình bồi xói sạt lở.

4.3. Ảnh hưởng của hoạt động khai thác cát đến sạt lở ven biển

Các hoạt động nhân tạo như khai thác cát và xây dựng các công trình ven sông cũng góp phần làm gia tăng nguy cơ sạt lở.

V. Giải Pháp Chống Sạt Lở Ổn Định Bờ Sông Gành Hào

Để giảm thiểu nguy cơ sạt lở và ổn định bờ sông Gành Hào, nghiên cứu đề xuất một loạt các giải pháp công trình và phi công trình. Các giải pháp công trình bao gồm xây dựng kè, đê chắn sóng và mỏ hàn để bảo vệ bờ biển khỏi tác động của sóng và dòng chảy. Các giải pháp phi công trình bao gồm trồng rừng ngập mặn, quy hoạch sử dụng đất ven biển hợp lý và nâng cao nhận thức cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo vệ bờ biển. Ngoài ra, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng địa phương trong việc thực hiện các giải pháp này.

5.1. Giải pháp công trình chống sạt lở cửa sông

Các giải pháp công trình bao gồm xây dựng kè, đê chắn sóng và mỏ hàn để bảo vệ bờ biển khỏi tác động của sóng và dòng chảy.

5.2. Giải pháp phi công trình chống bồi xói ven biển

Các giải pháp phi công trình bao gồm trồng rừng ngập mặn, quy hoạch sử dụng đất ven biển hợp lý và nâng cao nhận thức cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo vệ bờ biển.

VI. Tương Lai Nghiên Cứu Quản Lý Bền Vững Bờ Sông Gành Hào

Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học cho việc quản lý bền vững bờ sông Gành Hào và các khu vực ven biển tương tự. Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để xây dựng các kế hoạch ứng phó với biến đổi khí hậu và giảm thiểu rủi ro thiên tai. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến bồi xói sạt lở và phát triển các công nghệ mới để bảo vệ bờ biển hiệu quả hơn. Đồng thời, cần tăng cường sự tham gia của cộng đồng địa phương trong quá trình quản lý và bảo vệ bờ biển.

6.1. Ứng dụng GIS và viễn thám trong quản lý bờ biển

Ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám trong nghiên cứu và quản lý bờ biển để theo dõi biến động đường bờ, đánh giá tác động của biến đổi khí hậu, và hỗ trợ quy hoạch sử dụng đất ven biển.

6.2. Vai trò của cộng đồng trong bảo vệ bờ sông

Tăng cường sự tham gia của cộng đồng địa phương trong quá trình quản lý và bảo vệ bờ biển, nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường và tài nguyên ven biển, và khuyến khích các hoạt động sinh kế bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hiện tượng sạt lở bờ sông và bờ biển tại khu vực bán đảo Cà Mau, đặc biệt là cửa sông Gành Hào (giáp ranh giữa tỉnh Bạc Liêu và Cà Mau), đã trở nên ngày càng nghiêm trọng trong những năm gần đây. Theo báo cáo của ngành thủy lợi miền Nam, khu vực này chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của biến đổi khí hậu, với tần suất và phạm vi sạt lở gia tăng, gây thiệt hại lớn đến đời sống sinh hoạt của hơn 8.000 hộ dân tại thị trấn Gành Hào. Tốc độ biến động đường bờ tại đây dao động từ 12 đến 15 m/năm, trong đó có những đoạn sạt lở sâu tới 30 m/năm, làm mất đất và ảnh hưởng nghiêm trọng đến các công trình dân sinh và kinh tế.

Mục tiêu nghiên cứu là xác định nguyên nhân bồi xói và các yếu tố tác động gây sạt lở cửa sông Gành Hào, đánh giá hiện trạng bồi xói, đồng thời ứng dụng mô hình thủy lực MIKE 21/3 Couple Model FM để mô phỏng và dự báo các khu vực có nguy cơ sạt lở. Phạm vi nghiên cứu tập trung tại thị trấn Gành Hào, huyện Đông Hải, tỉnh Bạc Liêu, tiếp giáp xã Tân Thuận, huyện Đầm Dơi, tỉnh Cà Mau, trong giai đoạn khảo sát từ năm 2010 đến 2017. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ quản lý tài nguyên và môi trường, giúp đề xuất các giải pháp phòng chống sạt lở hiệu quả, giảm thiểu thiệt hại cho cộng đồng dân cư và phát triển kinh tế - xã hội bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình thủy lực hiện đại nhằm phân tích quá trình bồi xói và sạt lở bờ sông, bao gồm:

• Mô hình thủy lực MIKE 21 HD (Hydrodynamic model): Mô phỏng dòng chảy hai chiều không đồng nhất, tính toán vận tốc dòng chảy, mực nước và áp lực thủy lực trong khu vực cửa sông và ven biển.
• Module phổ sóng MIKE 21 SW (Spectral Wave module): Tính toán sự phát triển, suy giảm và truyền sóng gió, sóng lừng, giúp đánh giá tác động của sóng đến quá trình vận chuyển bùn cát và biến đổi hình thái bờ.
• Module vận chuyển bùn cát MIKE 21 MT (Mud Transport): Mô phỏng quá trình vận chuyển trầm tích bùn cát dưới tác động của dòng chảy và sóng, xác định các khu vực có nguy cơ bồi tụ hoặc xói lở.

Các khái niệm chính được sử dụng gồm: bồi xói, sạt lở, vận chuyển trầm tích, thủy triều, sóng gió, biến đổi khí hậu, và mô hình thủy lực kết hợp.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa khảo sát thực địa, thu thập số liệu và mô hình hóa thủy lực:

• Nguồn dữ liệu: Bao gồm số liệu thủy văn (lưu lượng, mực nước), địa hình đáy sông, dữ liệu khí tượng (gió, mưa, nhiệt độ), khảo sát địa chất và khảo sát xã hội (20 phiếu khảo sát người dân, 10 phiếu cán bộ quản lý và chuyên gia).
• Phương pháp phân tích: Sử dụng mô hình MIKE 21/3 Couple Model FM để mô phỏng dòng chảy, sóng và vận chuyển bùn cát. Mô hình được hiệu chỉnh và kiểm định dựa trên số liệu thực đo tại trạm Gành Hào giai đoạn 2010-2017.
• Timeline nghiên cứu: Khảo sát và thu thập dữ liệu từ năm 2016-2017; mô phỏng và phân tích dữ liệu trong năm 2018; đề xuất giải pháp và hoàn thiện luận văn trong năm 2019-2020.

Phương pháp luận này cho phép đánh giá chính xác hiện trạng bồi xói, dự báo các kịch bản biến đổi trong tương lai, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý phù hợp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng sạt lở nghiêm trọng: Khu vực cửa sông Gành Hào có tốc độ sạt lở trung bình 12-15 m/năm, với những đoạn sạt lở sâu tới 30 m/năm, đặc biệt trong các tháng gió chướng (tháng 9 đến tháng 3). Từ năm 2008 đến 2010, đoạn cửa biển dài gần 1 km bị sạt lở nghiêm trọng, ảnh hưởng đến rừng phòng hộ và khu dân cư.

2. Nguyên nhân chính: Sạt lở chủ yếu do tác động phối hợp của sóng gió mạnh, dòng chảy ven bờ, đặc điểm địa hình và địa chất yếu (đất bùn sét chưa cố kết, độ rỗng cao, cường độ chịu tải thấp). Sóng hướng Đông Bắc và Đông gây vận chuyển bùn cát mạnh, tạo gradient dòng bùn cát tăng, dẫn đến xói lở bờ.

3. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu: Biến đổi khí hậu làm tăng tần suất và cường độ các hiện tượng cực đoan như triều cường, sóng lớn, góp phần làm gia tăng mức độ sạt lở. Mô hình dự báo kịch bản biến đổi khí hậu cho thấy nguy cơ sạt lở sẽ tiếp tục tăng trong tương lai gần.

4. Hiệu quả mô hình MIKE 21/3: Mô hình thủy lực kết hợp sóng và vận chuyển bùn cát đã mô phỏng chính xác các hiện tượng thủy động lực và biến đổi hình thái bờ sông, phù hợp với số liệu thực đo. Mô hình giúp xác định các điểm có nguy cơ sạt lở cao, hỗ trợ công tác quản lý và phòng chống.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân sạt lở tại cửa sông Gành Hào là sự kết hợp phức tạp giữa yếu tố tự nhiên và nhân tạo. Đặc điểm địa chất yếu của lớp bùn sét chưa cố kết làm giảm khả năng chịu lực của bờ sông, trong khi sóng gió mạnh và dòng chảy ven bờ tạo ra lực xói mòn lớn. So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả này tương đồng với các khu vực cửa sông ven biển chịu tác động mạnh của sóng và biến đổi khí hậu.

Việc ứng dụng mô hình MIKE 21/3 Couple Model FM đã chứng minh hiệu quả trong việc mô phỏng và dự báo hiện tượng bồi xói, sạt lở, giúp các nhà quản lý có cơ sở khoa học để đưa ra các quyết định phù hợp. Dữ liệu mô hình có thể được trình bày qua biểu đồ biến động mực nước, vận tốc dòng chảy, chiều cao sóng và bản đồ phân bố nồng độ trầm tích lơ lửng, giúp trực quan hóa các khu vực nguy cơ cao.

Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao nhận thức về tác động của biến đổi khí hậu và các yếu tố thủy lực đến sạt lở bờ sông, đồng thời cung cấp công cụ hỗ trợ quản lý tài nguyên và môi trường hiệu quả hơn.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng và hoàn thiện hệ thống kè bảo vệ bờ: Tăng cường xây dựng các đoạn kè kiên cố tại các vị trí sạt lở nghiêm trọng, đặc biệt là khu vực cửa sông Gành Hào, nhằm giảm thiểu tốc độ sạt lở xuống dưới 5 m/năm trong vòng 5 năm tới. Chủ thể thực hiện: UBND tỉnh Bạc Liêu phối hợp với các đơn vị thi công.

2. Phát triển rừng ngập mặn ven bờ: Trồng và bảo vệ rừng ngập mặn nhằm giảm tác động sóng và ổn định bờ sông, hướng tới tăng diện tích rừng ngập mặn lên 20% trong 3 năm. Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, các tổ chức bảo vệ môi trường.

3. Ứng dụng mô hình thủy lực trong quản lý: Định kỳ cập nhật và sử dụng mô hình MIKE 21/3 để giám sát biến động bờ sông, dự báo sạt lở và lập kế hoạch ứng phó kịp thời. Chủ thể thực hiện: Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, các cơ quan quản lý địa phương.

4. Tuyên truyền và nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình đào tạo, tập huấn cho người dân và cán bộ quản lý về nguyên nhân, tác động và biện pháp phòng chống sạt lở, nhằm giảm thiểu thiệt hại và tăng cường sự tham gia cộng đồng trong vòng 2 năm. Chủ thể thực hiện: UBND huyện Đông Hải, các tổ chức xã hội.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cán bộ quản lý tài nguyên và môi trường: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và công cụ mô hình để quản lý, giám sát và dự báo hiện tượng sạt lở, hỗ trợ hoạch định chính sách và kế hoạch bảo vệ bờ sông.

2. Nhà nghiên cứu và học viên ngành thủy lợi, môi trường: Luận văn trình bày chi tiết phương pháp mô hình hóa thủy lực kết hợp sóng và vận chuyển trầm tích, là tài liệu tham khảo quý giá cho các đề tài nghiên cứu liên quan.

3. Chính quyền địa phương và các tổ chức phát triển: Giúp hiểu rõ nguyên nhân và tác động của sạt lở, từ đó xây dựng các giải pháp phát triển bền vững, bảo vệ sinh kế người dân vùng ven biển.

4. Cộng đồng dân cư ven sông: Nâng cao nhận thức về nguy cơ sạt lở, các biện pháp phòng tránh và ứng phó, góp phần giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản.

Câu hỏi thường gặp

1. Nguyên nhân chính gây sạt lở cửa sông Gành Hào là gì?
   Sạt lở chủ yếu do tác động phối hợp của sóng gió mạnh, dòng chảy ven bờ, đặc điểm địa chất yếu của lớp bùn sét chưa cố kết và biến đổi khí hậu làm tăng tần suất triều cường và sóng lớn.

2. Mô hình MIKE 21/3 Couple Model FM có ưu điểm gì trong nghiên cứu này?
   Mô hình tích hợp thủy lực, sóng và vận chuyển bùn cát, cho phép mô phỏng chính xác các quá trình thủy động lực và biến đổi hình thái bờ, hỗ trợ dự báo và quản lý sạt lở hiệu quả.

3. Tốc độ sạt lở trung bình tại cửa sông Gành Hào là bao nhiêu?
   Tốc độ sạt lở trung bình dao động từ 12 đến 15 m/năm, có những đoạn sạt lở sâu tới 30 m/năm, đặc biệt trong mùa gió chướng.

4. Các giải pháp chính để hạn chế sạt lở là gì?
   Xây dựng kè bảo vệ bờ, phát triển rừng ngập mặn ven bờ, ứng dụng mô hình thủy lực để giám sát và dự báo, cùng với nâng cao nhận thức cộng đồng về phòng chống sạt lở.

5. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng thế nào đến sạt lở?
   Biến đổi khí hậu làm tăng tần suất và cường độ các hiện tượng cực đoan như triều cường, sóng lớn, góp phần làm gia tăng mức độ sạt lở và thay đổi hình thái bờ sông.

Kết luận

• Xác định rõ nguyên nhân sạt lở cửa sông Gành Hào là do tác động phối hợp của sóng gió, dòng chảy ven bờ và đặc điểm địa chất yếu.
• Hiện trạng sạt lở nghiêm trọng với tốc độ trung bình 12-15 m/năm, ảnh hưởng lớn đến đời sống hơn 8.000 hộ dân.
• Ứng dụng mô hình MIKE 21/3 Couple Model FM hiệu quả trong mô phỏng và dự báo hiện tượng bồi xói, hỗ trợ quản lý tài nguyên.
• Đề xuất các giải pháp xây dựng kè, phát triển rừng ngập mặn, ứng dụng mô hình và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm giảm thiểu thiệt hại.
• Khuyến nghị tiếp tục cập nhật mô hình và mở rộng nghiên cứu trong các khu vực ven biển khác để nâng cao hiệu quả quản lý và bảo vệ môi trường.

Các cơ quan quản lý và cộng đồng cần phối hợp triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời duy trì giám sát liên tục bằng mô hình thủy lực để ứng phó kịp thời với biến đổi môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Vị trí địa lý Khu vực nghiên cứu nằm tại thị trấn Gành Hào, huyện Đông Hải – cực Nam của tỉnh Bạc Liêu, tiếp giáp với xã Tân Thuận, huyện Đầm Dơi, tỉnh Cà Mau, được giới hạn bởi: Phía Đông và phía Bắc giáp xã Long Điền Tây; Phía Tây giáp sông Gành Hào và xã Tân Thuận huyện Đầm Dơi; Phía Nam và Đông Nam giáp biển Đông.1 Phạm vi nghiên cứu 1.2 Điều kiện tự nhiên 1.1 Đặc điểm địa hình Theo báo cáo nghiên cứu khả thi dự án khắc phục sự cố kè Gành Hào. Khu vực nghiên cứu là vùng bồi tích ven biển, được tạo thành trong quá trình biển lùi và bồi tụ của phù sa ven biển. Địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ thay đổi từ +0,40 GVHD: PGS.TSKH Bùi Tá Long 9 HVTH: Bùi Hồng Nhật Linh đến +1,00. Phần lớn vị trí dự kiến xây dựng công trình nằm trong vùng lên xuống của mực nước triều.

Đây là khu vực đặc trưng cho xói lở bờ biển ở Bạc Liêu với đặc điểm khu vực ranh giới giữa khu vực không có và có cây ngập mặn hình thành các bậc xói lở với chiều cao bậc trung bình là 0,5÷1 m, có đoạn đặc biệt bậc xói lở sâu tới 1,5÷2 m (khu vực giáp cửa sông Gành Hào). Cao độ bãi do diễn biến xói lở nên thường bị biến động mạnh theo mùa với trung bình cao độ bãi biến động là 0,2 m. Khu vực biến động mạnh tập trung ở những khu vực không có công trình bảo vệ bờ [1].2 Đặc điểm địa chất Theo báo cáo quan trắc Địa chất kè Gành Hào đoạn G1 khu vực thị trấn Gành Hào được thể hiện khá rõ trong “Báo cáo kết quả khảo sát địa chất” do Viện Khoa học Thuỷ lợi miền Nam lập tháng 03-04/2017, với 3 hố khoan ở độ sâu 30 m/hố và dự án trồng rừng Gành Hào có 6 hố khoan ở độ sâu 20 m/hố năm 2016 [5]. a) Về cấu tạo đất nền: Từ mặt đất xuống đến độ sâu 30 m bắt gặp các lớp đất: phần trên có độ sâu trung bình 22m là trầm tích mới cửa sông chưa cố kết, kế tiếp đó là trầm tích phù sa cổ - sét, sét pha ở trạng thái dẻo cứng.

Đến độ sâu 30 m chỉ gặp 2 lớp với thành phần và tính chất cơ lý như sau: Lớp 1: Bùn sét màu xám đen ở trạng thái chảy, phân bố đến độ sâu trung bình 21. Đây là lớp đất yếu, trầm tích mới, chưa cố kết. Hàm lượng hạt bụi và hạt sét chiếm tới hơn 90%. Tính chất nén lún rất cao, cường độ chịu tải nhỏ.

Lớp 2: sét màu vàng loang lổ xám ở trạng thái dẻo cứng, lớp đất này thường chứa các thấu kính sét pha trạng thái dẻo mềm, dẻo cứng, đến độ sâu 30 m chưa khoan thấy lớp này. b) Nước ngầm : Mực nước ngầm đo được tại các lỗ khoan trong thời gian khảo sát vào cuối mùa khô tồn tại ở độ sâu trung binh 0.50 m, tương ứng với cao trinh trung binh +1.00 và có liên quan trực tiếp dến mực nước sông Gành Hào và nước biển. Tầng bùn sét có tính thấm nước yếu, nước trong tầng này có thành phần hóa học là nước mặn, có tính GVHD: PGS.TSKH Bùi Tá Long 10 HVTH: Bùi Hồng Nhật Linh ăn mòn Sunphat mạnh đối với vật liệu xây dựng. Qua tài liệu khảo sát địa chất có thể rút ra các kết luận như sau: Bờ sông và bờ biển khu vực thị trấn Gành Hào được cấu tạo bởi lớp đất trầm tích phù sa trẻ mới hình thành, chưa chuyển qua quá trình biến đổi địa chất đầy đủ, được xem là loại đất yếu với với độ rỗng cao chưa nén chặt tự nhiên, đất dễ biến dạng, cường độ kháng cắt rất thấp.

Lớp đất bùn sét nằm ngay trên cùng của mặt cắt địa chất thường xuyên tiếp xúc với nước, luôn bị tác động trực tiếp của dòng nước. Bản thân đất bùn sét là đất kém chịu nước, dễ mất ổn định khi bị dòng chảy có biên độ dao động lớn từ 34 m tác động vào.3 Đặc điểm khí hậu ➢ Độ ẩm Mang đặc điểm của khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm và mưa nhiều, độ ẩm không khí khá cao. Độ ẩm trung bình tháng thấp nhất là 77% (tháng II, III, IV năm 2017), tháng cao nhất 86% (tháng VII, VIII, IX, X năm 2017). Độ ẩm trung bình tháng 90 85 80 % 75 70 65 2015 2016 2017 Hình 1.2 Độ ẩm không khí trung bình tháng qua các năm (Theo Niên giám thống kê tỉnh Bạc Liêu 2017) ➢ Nhiệt độ GVHD: PGS.TSKH Bùi Tá Long 11 HVTH: Bùi Hồng Nhật Linh Nhiệt độ trung bình tháng 32 30 28 oC 26 24 22 2015 2016 2017 Hình 1.3 Nhiệt độ không khí trung bình tháng qua các năm (Theo Niên giám thống kê tỉnh Bạc Liêu 2017) Nhiệt độ thấp khoảng từ 24 – 26oC vào khoảng tháng I, II và XII.

Năm 2017 có nhiệt độ thấp nhất 25,7oC (tháng XII). Nhiệt độ cao khoảng 28 – 30oC vào khoảng tháng IV, V. Năm 2017 có nhiệt độ cao nhất là 28,9oC (Tháng IV). ➢ Chế độ mưa Khí hậu Bạc Liêu có 2 mùa trong năm: mùa mưa và mùa khô.

Mùa mưa kéo dài từ tháng V đến tháng XI với lượng mưa chiếm khoảng 85÷90% tổng lượng mưa hàng năm. Mùa khô kéo dài từ tháng XII đến tháng IV, hầu như không có mưa. Mưa có cường độ lớn thường tập trung vào khoảng 3 – 5 ngày liên tiếp.TSKH Bùi Tá Long 12 HVTH: Bùi Hồng Nhật Linh Lượng mưa trung bình tháng 600 500 400 mm 300 200 100 0 2015 2016 2017 Hình 1.4 Lượng mưa trung bình tháng qua các năm (Theo Niên giám thống kê tỉnh Bạc Liêu 2017) Vùng dự án chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới gió mùa, một năm có 2 mùa rõ rệt; mùa mưa bắt đầu từ tháng V đến tháng XI, hướng gió chính theo hướng Tây- Nam, và mùa khô bắt đầu từ tháng XII đến tháng IV năm sau, hướng gió chính là Đông-Bắc. ➢ Chế độ gió Gió cũng là một yếu tố biến động rất lớn trong từng ngày, ở từng nơi trong khu vực.

Ở Đồng bằng sông Cửu Long nói chung trong đó có khu vực dự án nói riêng có hai mùa gió: mùa gió Tây Nam và mùa gió Đông Bắc, tương ứng với hai mùa gió có hai mùa khí hậu rõ rệt: mùa mưa và mùa khô. Theo báo cáo kết quả khảo sát thủy văn năm 2010. Hàng năm vùng khảo sát bị điều tiết bới gió mùa với các hướng chính là Đông Bắc và Tây Nam. - Gió mùa Tây Nam thường bắt đầu từ tháng 5 và kéo dài đến hết tháng 9.

Ở những vùng ven bờ biển (Tp Bạc Liêu, huyện Giá Rai thuộc tỉnh Bạc Liêu; huyện Đầm Dơi, Ngọc Hiển, Năm Căn, Phú Tân, Trần Văn Thời, U Minh thuộc tỉnh Cà Mau), trong thời kỳ gió mùa Tây Nam hướng gió thịnh hành là Tây Tây Nam, Tây GVHD: PGS.TSKH Bùi Tá Long 13 HVTH: Bùi Hồng Nhật Linh Nam và Tây, trong đó chủ yếu là hướng Tây Nam chiếm tời 80%. Vận tốc gió trung bình theo hướng này là từ 4-6 m/s, tốc độ lớn nhất vào khoảng 8-10 m/s. - Gió mùa Đông Bắc thường bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Ở những vùng ven bờ biển gió thường thổi theo hướng: Đông Bắc, Đông và Đông Nam, trong đó chủ yếu là hướng Đông và Đông Bắc, vận tốc gió trung bình đạt khoảng 8-10 m/s, cao nhất là từ 12- 14 m/s.

Với tần suất xuất hiện vượt trội, tốc độ gió cũng là lớn hơn nhiều so với gió mùa Tây Nam.5 Hoa gió năm 2010 (Theo Báo cáo Thủy văn Gành Hào – Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam) Bạc Liêu thuộc khu vực ít bão, cơn bão lớn nhất trong lịch sử là bão Linda (năm 1997) quét qua tỉnh Bạc Liêu với sức gió lên đến 150 km/h. Trong khu vực có hai hướng gió chính: Mùa mưa thịnh hành hướng gió Đông - Bắc (15/V đến 15/XI); Mùa khô thịnh hành gió Tây - Nam (15/XI đến 15/V năm sau); Vận tốc gió trung bình V = 3÷4 m/s, trong cơn dông có gió giật cấp 6 (V=11÷13 m/s); Tốc độ gió lớn nhất thường xảy ra vào các tháng mùa khô, là thời kỳ nước mặn xâm nhập mạnh vào nội đồng.1 Đặc trưng chế độ thủy văn, thủy lực GVHD: PGS.TSKH Bùi Tá Long 14 HVTH: Bùi Hồng Nhật Linh Theo báo cáo kết quả khảo sát thủy văn ở trạm Gành Hào cho thấy khu vực nghiên cứu của đề tài chịu tác động của hai chế độ triều; các khu vực từ thành phố Bạc Liêu đến Mũi Cà Mau thuộc chế độ bán nhật triều không đều biển Đông. Triều biển Đông có biên độ triều lớn (300cm-350cm), biên độ dao động mực nước chân triều lớn (160-300 cm), biên độ dao động mực nước đỉnh triều nhỏ hơn (80-100cm), khoảng thời gian duy trì mực nước cao dài hơn khoảng thời gian duy trì mực nước thấp và đường mực nước bình quân ngày nằm gần với đường mực nước đỉnh triều. Trong một ngày có hai dao động, biến thiên với chu kỳ 24giờ 50’.

Thời gian nước lên và xuống bằng nhau và bằng 12 giờ 25’. Chu kỳ trong mỗi tháng âm lịch có hai kỳ triều cường và hai kỳ triều kém. Chu kỳ nhiều năm cho thấy thủy triều có một chu kỳ dài là 18,6 năm, nhưng độ chênh lệch thủy triều này tương đối nhỏ. Tài liệu mực nước triều tại trạm Gành Hào tương đối đầy đủ, số liệu mực nước lớn nhất, nhỏ nhất từ năm 1985 - 2014 được thống kê như sau: Bảng 1.1 Mực nước lớn nhất, nhỏ nhất của năm STT Năm Mực nước lớn nhất (cm) Mực nước nhỏ nhất (cm) 1 1985 179 -223 2 1986 178 -222 3 1987 179 -229 4 1988 177 -227 5 1989 189 -227 6 1990 173 -231 7 1991 181 -235 8 1992 197 -237 9 1993 179 -239 10 1994 179 -237 11 1995 177 -235 12 1996 172 -235 13 1997 214 -239 14 1998 183 -237 15 1999 202 -242 16 2000 186 -240 17 2001 196 -245 18 2002 200 -240 19 2003 194 -242 20 2004 190 -240 21 2005 190 -243 22 2006 196 -243 23 2007 203 -234 GVHD: PGS.TSKH Bùi Tá Long 15 HVTH: Bùi Hồng Nhật Linh STT Năm Mực nước lớn nhất (cm) Mực nước nhỏ nhất (cm) 24 2008 210 -231 25 2009 218 -227 26 2010 209 -224 27 2011 214 -219 28 2012 212 -219 29 2013 216 -234 30 2014 225 -236 Trong mùa khô, chế độ thủy văn thủy lực bị chi phối chủ yếu bởi chế độ thủy triều biển Đông và biển Tây.

Phía Gành Hào thuộc thủy triều biển Đông, đường mặt nước trung bình nằm gần với đường mặt nước bình quân đỉnh triều hơn so với đường mặt nước bình quân chân triều.