Tổng quan nghiên cứu

Đảo Phú Quý, thuộc tỉnh Bình Thuận, là một huyện đảo có diện tích khoảng 16,4 km² với dân số gần 27.500 người, mật độ dân số lên đến 1.526 người/km², cao gấp gần 10 lần so với mật độ trung bình của tỉnh. Trong vòng 35 năm qua, diện tích đảo đã bị xâm thực khoảng 18%, tương đương mất gần 4 km² đất do hiện tượng sạt lở bờ biển. Tình trạng này gây thiệt hại nghiêm trọng về nhà cửa, cơ sở hạ tầng và ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống kinh tế - xã hội của người dân trên đảo. Đặc biệt, các khu vực như thôn 4 và thôn 5 xã Tam Thanh đã mất hơn 100 nhà và 2 km đường bờ biển bị sụp xuống biển.

Nghiên cứu tập trung vào việc xác định nguyên nhân, hiện trạng xói lở bờ biển và đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm bảo vệ bờ đảo và xây dựng khu neo trú tàu thuyền an toàn trên đảo Phú Quý. Phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ vùng bờ biển quanh đảo, dựa trên số liệu khí tượng thủy văn, địa hình, ảnh viễn thám và mô hình toán học. Mục tiêu cụ thể là xác định các thông số thiết kế công trình bảo vệ bờ và khu neo trú tàu thuyền, từ đó đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình phù hợp, góp phần ổn định đời sống dân cư, phát triển kinh tế biển và đảm bảo an ninh quốc phòng.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu, nước biển dâng và tần suất bão lũ gia tăng, ảnh hưởng trực tiếp đến sự bền vững của huyện đảo Phú Quý. Việc xây dựng các công trình bảo vệ bờ và khu neo trú tàu thuyền không chỉ giúp giảm thiểu thiệt hại do thiên tai mà còn tạo điều kiện phát triển kinh tế biển bền vững, đồng thời khẳng định chủ quyền quốc gia trên Biển Đông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết về biến động bờ biển và xói lở: Giải thích cơ chế diễn biến hình thái bờ biển, tác động của sóng, dòng chảy và thủy triều đến quá trình xói lở và bồi tụ. Các khái niệm chính bao gồm: sóng thiết kế, mực nước thủy triều, vận tốc dòng chảy ven bờ, và cơ chế cân bằng bùn cát.

  • Mô hình thủy động lực học và mô phỏng sóng biển: Sử dụng mô hình MIKE 21 SW để tính toán các thông số sóng thiết kế, mô phỏng tác động của sóng và dòng chảy đến công trình bảo vệ bờ và khu neo trú tàu thuyền.

  • Lý thuyết thiết kế công trình bảo vệ bờ: Áp dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật về kết cấu kè biển, đê chắn sóng, mỏ hàn và các dạng công trình bảo vệ bờ phổ biến tại Việt Nam, bao gồm kè mái bằng đá lát khan, kè bê tông đúc sẵn, và đê ngầm phá sóng.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng gồm: sóng thiết kế (T0), mực nước thiết kế, tần suất sóng, kè mái bảo vệ bờ, mỏ hàn, khu neo trú tàu thuyền, và biến đổi địa hình bờ biển.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa khảo sát thực địa, thu thập số liệu thứ cấp và mô hình toán học:

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu khí tượng thủy văn (gió, sóng, mưa, mực nước thủy triều) từ trạm Phú Quý giai đoạn 1980-2012; ảnh viễn thám Landsat và GeoEye; bản đồ địa hình và địa chất; số liệu thực tế về hiện trạng công trình bảo vệ bờ và khu neo trú tàu thuyền.

  • Khảo sát thực địa: Đánh giá hiện trạng xói lở bờ biển, khảo sát các công trình bảo vệ bờ hiện có, khảo sát khu neo trú tàu thuyền trên đảo.

  • Phân tích và mô phỏng: Sử dụng mô hình MIKE 21 SW để tính toán các thông số sóng thiết kế, mô phỏng tác động sóng và dòng chảy đến các công trình bảo vệ bờ và khu neo trú tàu thuyền. Phân tích diễn biến bờ biển qua ảnh viễn thám và bản đồ địa hình.

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Dữ liệu khí tượng thủy văn được lấy từ trạm quan trắc chính trên đảo Phú Quý với khoảng 30 năm quan trắc liên tục, đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy cao. Khảo sát thực địa tập trung vào các khu vực xói lở nghiêm trọng và các công trình bảo vệ bờ hiện hữu.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ năm 2013 đến 2017, bao gồm thu thập số liệu, khảo sát thực địa, mô phỏng và phân tích kết quả, đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng xói lở bờ biển nghiêm trọng: Diện tích đảo Phú Quý đã bị xâm thực khoảng 18% trong vòng 35 năm, tương đương mất gần 4 km² đất. Tốc độ xói lở tại một số đoạn bờ biển đạt từ 3 đến 5 m/năm, đặc biệt tại khu vực thôn 4 và thôn 5 xã Tam Thanh, nơi hơn 100 nhà dân và 2 km đường bờ biển đã bị cuốn trôi.

  2. Ảnh hưởng của sóng và gió mùa: Sóng có chiều cao cực đại lên đến 5 m trong điều kiện bình thường và có thể lên tới 10 m trong các trận bão lớn như năm 1988 và 2007. Gió mùa Đông Bắc chiếm tần suất 65,5%, với tốc độ trung bình 5,7 m/s, trong khi gió mùa Tây Nam chiếm 32%. Các yếu tố này tạo ra áp lực lớn lên bờ biển và công trình bảo vệ.

  3. Hiện trạng công trình bảo vệ bờ và khu neo trú tàu thuyền: Trên đảo hiện có hai đoạn kè bảo vệ bờ với tổng chiều dài khoảng 1.780 m, tuy nhiên một số đoạn kè đã bị sóng biển làm hư hỏng, không đảm bảo bảo vệ lâu dài. Khu neo trú tàu thuyền hiện có quy mô khoảng 1.000 chiếc tàu, chủ yếu tập trung ở phía Tây Nam đảo, chưa đáp ứng được nhu cầu neo đậu trong mùa gió Tây Nam.

  4. Thông số thiết kế công trình: Qua mô hình MIKE 21 SW, các thông số sóng thiết kế được xác định với tần suất phù hợp, chiều cao sóng thiết kế khoảng 3,5-4 m, mực nước thiết kế lấy theo mực nước triều cao nhất +4,7 m. Các kết cấu kè mái bằng đá lát khan, bê tông đúc sẵn và đê ngầm phá sóng được đề xuất phù hợp với điều kiện địa hình và thủy văn của đảo.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của hiện tượng xói lở bờ biển Phú Quý là do tác động kết hợp của sóng lớn, gió mùa mạnh và biến đổi khí hậu làm nước biển dâng. So với các nghiên cứu về bảo vệ bờ biển tại các đảo khác ở Việt Nam, mức độ xói lở tại Phú Quý cao hơn do vị trí địa lý đặc thù và thiếu các công trình bảo vệ đồng bộ. Việc xây dựng các công trình bảo vệ bờ hiện tại chưa đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật và chưa bao phủ toàn bộ vùng bờ bị xói lở.

Dữ liệu mô phỏng sóng và thủy triều cho thấy cần thiết phải áp dụng các công trình bảo vệ có khả năng chịu được sóng cao và dòng chảy mạnh, đồng thời kết hợp với các giải pháp phi công trình như trồng rừng ngập mặn để tăng cường khả năng chống xói lở. Việc quy hoạch khu neo trú tàu thuyền cũng cần mở rộng và nâng cấp để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của đội tàu đánh bắt xa bờ.

Kết quả nghiên cứu có thể được trình bày qua các biểu đồ chiều cao sóng theo mùa, bản đồ phân bố xói lở bờ biển, và bảng tổng hợp thông số thiết kế công trình, giúp minh họa rõ ràng các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp đề xuất.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng và nâng cấp công trình bảo vệ bờ: Thi công các tuyến kè mái bằng đá lát khan kết hợp bê tông đúc sẵn với chiều dài khoảng 3 km tại các khu vực xói lở nghiêm trọng, nhằm giảm tốc độ xói lở xuống dưới 1 m/năm trong vòng 5 năm tới. Chủ thể thực hiện là UBND tỉnh Bình Thuận phối hợp với Viện Khoa học Thủy lợi miền Trung và Tây Nguyên.

  2. Phát triển khu neo trú tàu thuyền mới: Mở rộng khu neo trú hiện có và xây dựng thêm khu neo trú phía Đông Nam đảo với quy mô đáp ứng khoảng 1.500 tàu, đảm bảo an toàn cho tàu thuyền trong mùa gió Tây Nam trong vòng 3 năm. Chủ thể thực hiện là Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Bình Thuận.

  3. Áp dụng giải pháp phi công trình: Triển khai trồng rừng ngập mặn ven biển với diện tích khoảng 50 ha trong 3 năm tới nhằm tăng cường chức năng phòng hộ, giảm sóng và hạn chế xói lở. Chủ thể thực hiện là Ban Quản lý Rừng phòng hộ tỉnh phối hợp với các địa phương.

  4. Nâng cao năng lực quản lý và giám sát: Xây dựng hệ thống quan trắc thủy văn, khí tượng và biến động bờ biển liên tục, áp dụng công nghệ viễn thám và GIS để theo dõi diễn biến xói lở và hiệu quả công trình bảo vệ. Thời gian triển khai trong 2 năm đầu. Chủ thể thực hiện là Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam và các cơ quan liên quan.

  5. Tuyên truyền và nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình đào tạo, tập huấn về phòng chống thiên tai, bảo vệ môi trường và sử dụng bền vững tài nguyên biển cho người dân trên đảo. Thời gian thực hiện liên tục hàng năm, chủ thể là UBND huyện Phú Quý và các tổ chức xã hội.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách: Giúp xây dựng các kế hoạch phát triển bền vững vùng ven biển, quy hoạch công trình bảo vệ bờ và khu neo trú tàu thuyền phù hợp với điều kiện thực tế và biến đổi khí hậu.

  2. Các kỹ sư và chuyên gia thủy lợi, xây dựng công trình biển: Cung cấp cơ sở khoa học và thông số kỹ thuật thiết kế công trình bảo vệ bờ, đê chắn sóng, khu neo trú tàu thuyền, giúp nâng cao hiệu quả và độ bền công trình.

  3. Các nhà nghiên cứu môi trường và biến đổi khí hậu: Hỗ trợ nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu, nước biển dâng và thiên tai đến vùng ven biển đảo, từ đó đề xuất các giải pháp thích ứng phù hợp.

  4. Ngư dân và cộng đồng địa phương: Nâng cao nhận thức về tác động của xói lở bờ biển và thiên tai, đồng thời hiểu rõ các giải pháp bảo vệ bờ và khu neo trú tàu thuyền, góp phần bảo vệ sinh kế và an toàn trong mùa bão.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao đảo Phú Quý bị xói lở nghiêm trọng trong thời gian qua?
    Xói lở do tác động kết hợp của sóng lớn, gió mùa mạnh, biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Thiếu các công trình bảo vệ bờ đồng bộ cũng làm tăng tốc độ xói lở.

  2. Các công trình bảo vệ bờ hiện tại có hiệu quả không?
    Hiện có hai đoạn kè bảo vệ bờ với tổng chiều dài khoảng 1.780 m, tuy nhiên một số đoạn đã bị hư hỏng do sóng biển tác động, chưa đủ để bảo vệ toàn bộ vùng bờ bị xói lở.

  3. Khu neo trú tàu thuyền trên đảo có đáp ứng nhu cầu không?
    Khu neo trú hiện tại có quy mô khoảng 1.000 tàu, chủ yếu ở phía Tây Nam đảo, chưa đáp ứng đủ nhu cầu neo đậu trong mùa gió Tây Nam, cần mở rộng và nâng cấp.

  4. Giải pháp phi công trình nào được đề xuất để giảm xói lở?
    Trồng rừng ngập mặn ven biển với diện tích khoảng 50 ha nhằm tăng cường chức năng phòng hộ, giảm sóng và hạn chế xói lở, đã có tỷ lệ sống cây trên 70% sau 2 năm trồng thử nghiệm.

  5. Làm thế nào để theo dõi hiệu quả các công trình bảo vệ bờ?
    Áp dụng hệ thống quan trắc thủy văn, khí tượng, sử dụng công nghệ viễn thám và GIS để giám sát liên tục diễn biến bờ biển và hiệu quả công trình, giúp điều chỉnh kịp thời các giải pháp quản lý.

Kết luận

  • Đảo Phú Quý đang chịu tác động nghiêm trọng của xói lở bờ biển với diện tích mất đất khoảng 18% trong 35 năm qua, ảnh hưởng lớn đến đời sống và kinh tế xã hội.
  • Các yếu tố khí tượng thủy văn như sóng lớn, gió mùa Đông Bắc và Tây Nam, cùng biến đổi khí hậu là nguyên nhân chính gây xói lở.
  • Hiện trạng công trình bảo vệ bờ và khu neo trú tàu thuyền chưa đáp ứng đủ yêu cầu kỹ thuật và quy mô, cần được nâng cấp và mở rộng.
  • Nghiên cứu đã xác định các thông số thiết kế công trình bảo vệ bờ và khu neo trú tàu thuyền phù hợp với điều kiện thực tế của đảo.
  • Đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình, đồng thời nâng cao năng lực quản lý, giám sát và nhận thức cộng đồng nhằm bảo vệ bền vững đảo Phú Quý trước tác động của thiên tai và biến đổi khí hậu.

Hành động tiếp theo: Triển khai xây dựng các công trình bảo vệ bờ và khu neo trú tàu thuyền theo thiết kế đã xác định, đồng thời phát triển hệ thống quan trắc và chương trình trồng rừng ngập mặn. Mời các nhà quản lý, chuyên gia và cộng đồng địa phương cùng tham gia để bảo vệ và phát triển bền vững huyện đảo Phú Quý.