Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Viễn Thám và GIS Nghiên Cứu Tai Biến Xói Lở Ven Biển Hải Phòng

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus ứng dụng công nghệ viễn thám và gis nghiên cứu tai biến xói lở bồi tụ đới ven biển hải phòng, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Vũ Thị Thu Thủy
• Người hướng dẫn: Ts. Nguyễn Thị Thu Hà
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Địa Chất Học
• Đề tài: Ứng Dụng Công Nghệ Viễn Thám Và Gis Nghiên Cứu Tai Biến Xói Lở - Bồi Tụ Đới Ven Biển Hải Phòng
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.1. Giới thiệu chung về đới ven biển Hải Phòng
• 1.2. Lịch sử nghiên cứu
• 1.2.1. Giai đoạn trước năm 1975
• 1.2.2. Giai đoạn sau năm 1975
• 2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN TAI BIẾN XÓI LỞ - BỒI TỤ ĐỚI VEN BIỂN HẢI PHÒNG
• 2.1. Các yếu tố tự nhiên
• 2.1.1. Đặc điểm địa hình, địa mạo
• 2.1.2. Đặc điểm địa chất
• 2.1.3. Đặc trưng khí hậu
• 2.2. Các tài nguyên ven biển
• 2.3. Các hoạt động nhân sinh
• 2.3.1. Mở rộng khu đô thị, khu dân cư
• 2.3.2. Xây dựng khu nuôi trồng thủy, hải sản
• 2.3.3. Khai hoang nông nghiệp
• 2.3.4. Xây dựng các khu công nghiệp và du lịch
• 2.3.5. Khai thác khoáng sản ven biển
• 2.3.6. Giao thông vận tải thủy
• 3. BIẾN ĐỘNG ĐƢỜNG BỜ ĐỚI VEN BIỂN HẢI PHÒNG
• 3.1. Biến động đới ven biển theo hình thái, cấu tạo đƣờng bờ
• 3.2. Biến động khu vực đường bờ cấu tạo bởi đá rắn chắc
• 3.3. Biến động tại khu vực đường bờ là các bãi bồi
• 3.4. Biến động đường bờ tại khu vực cửa sông
• 3.5. Biến động đƣờng bờ biển theo ranh giới hành chính
• 3.5.1. Quận Hải An
• 3.5.2. Quận Dương Kinh
• 3.5.3. Huyện Kiến Thụy
• 3.5.4. Huyện Tiên Lãng
• 3.6. Biến động đƣờng bờ biển theo các giai đoạn nghiên cứu
• 4. HIỆN TRẠNG TAI BIẾN XÓI LỞ - BỒI TỤ ĐỚI VEN BIỂN HẢI PHÒNG
• 4.1. Tổng quan hiện trạng xói lở - bồi tụ đới ven biển Hải Phòng trong các nghiên cứu trước
• 4.2. Hiện trạng xói lở-bồi tụ đới ven biển Hải Phòng giai đoạn 1989 - 2011
• 4.3. Tai biến xói lở đới ven biển Hải Phòng giai đoạn 1989 - 2011
• 4.4. Tai biến liên quan đến bồi tụ gây biến động luồng lạch đới ven biển Hải Phòng
• 4.5. Bồi tụ mở rộng quỹ đất
• 5. CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU TAI BIẾN
• 5.1. Giải pháp kinh tế - kỹ thuật
• 5.2. Các giải pháp về quy hoạch
• 5.3. Các giải pháp về chính sách
• 5.4. Các giải pháp về tuyên truyền giáo dục
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Ứng Dụng Công Nghệ Viễn Thám và GIS Trong Nghiên Cứu Tai Biến Xói Lở

Công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) đã trở thành công cụ quan trọng trong việc nghiên cứu và phân tích các tai biến xói lở ven biển. Tại Hải Phòng, với vị trí địa lý đặc biệt và sự phát triển kinh tế mạnh mẽ, việc ứng dụng các công nghệ này giúp theo dõi và đánh giá tình hình xói lở một cách hiệu quả. Nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin về hiện trạng mà còn dự đoán các xu hướng biến động trong tương lai.

1.1. Công Nghệ Viễn Thám Khái Niệm và Ứng Dụng

Công nghệ viễn thám sử dụng các thiết bị như vệ tinh và máy bay không người lái để thu thập dữ liệu về bề mặt trái đất. Tại Hải Phòng, công nghệ này giúp xác định các khu vực xói lở và bồi tụ, từ đó đưa ra các giải pháp quản lý hiệu quả.

1.2. GIS Hệ Thống Thông Tin Địa Lý Trong Phân Tích Tai Biến

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) cho phép tích hợp và phân tích dữ liệu không gian. Việc sử dụng GIS trong nghiên cứu tai biến xói lở giúp hình thành các bản đồ trực quan, hỗ trợ trong việc ra quyết định và quy hoạch.

II. Vấn Đề Xói Lở Ven Biển Hải Phòng Thách Thức và Nguyên Nhân

Tai biến xói lở ven biển Hải Phòng đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến môi trường và kinh tế địa phương. Các yếu tố tự nhiên và nhân sinh đều góp phần vào tình trạng này. Việc hiểu rõ nguyên nhân và tác động của xói lở là rất cần thiết để có các biện pháp ứng phó kịp thời.

2.1. Các Yếu Tố Tự Nhiên Gây Xói Lở

Đặc điểm địa hình, địa chất và khí hậu là những yếu tố tự nhiên chính ảnh hưởng đến xói lở. Sự thay đổi mực nước biển và các hiện tượng thời tiết cực đoan cũng làm gia tăng tình trạng xói lở tại khu vực này.

2.2. Hoạt Động Nhân Sinh và Tác Động Đến Xói Lở

Các hoạt động như xây dựng khu đô thị, khai thác khoáng sản và giao thông vận tải thủy đã làm gia tăng áp lực lên môi trường ven biển. Những hoạt động này không chỉ làm thay đổi cấu trúc địa hình mà còn làm giảm khả năng tự nhiên của hệ sinh thái trong việc chống lại xói lở.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Tai Biến Xói Lở Ven Biển Hải Phòng

Để nghiên cứu tai biến xói lở ven biển Hải Phòng, nhiều phương pháp đã được áp dụng. Trong đó, công nghệ viễn thám và GIS đóng vai trò chủ chốt trong việc thu thập và phân tích dữ liệu. Các phương pháp này giúp xác định chính xác các khu vực bị ảnh hưởng và đánh giá mức độ xói lở.

3.1. Phương Pháp Viễn Thám Trong Nghiên Cứu

Viễn thám cung cấp hình ảnh và dữ liệu không gian về khu vực nghiên cứu. Các ảnh vệ tinh Landsat và Sentinel được sử dụng để theo dõi sự thay đổi của đường bờ biển qua các thời kỳ.

3.2. Phân Tích Dữ Liệu Bằng GIS

GIS cho phép phân tích và trực quan hóa dữ liệu không gian. Việc lập bản đồ xói lở và bồi tụ giúp các nhà nghiên cứu dễ dàng nhận diện các khu vực có nguy cơ cao và đề xuất các biện pháp quản lý hiệu quả.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Biến Động Đường Bờ Biển Hải Phòng

Kết quả nghiên cứu cho thấy đường bờ biển Hải Phòng đã có nhiều biến động trong giai đoạn từ 1989 đến 2011. Sự thay đổi này không chỉ do yếu tố tự nhiên mà còn bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi các hoạt động nhân sinh. Việc phân tích dữ liệu từ viễn thám và GIS đã giúp xác định rõ ràng các khu vực xói lở và bồi tụ.

4.1. Biến Động Đường Bờ Theo Thời Gian

Dữ liệu từ các ảnh vệ tinh cho thấy sự thay đổi rõ rệt của đường bờ biển qua các năm. Các khu vực xói lở nghiêm trọng đã được xác định, từ đó có thể đưa ra các biện pháp khắc phục kịp thời.

4.2. Đánh Giá Tác Động Môi Trường

Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng xói lở không chỉ ảnh hưởng đến cảnh quan mà còn tác động đến hệ sinh thái và các hoạt động kinh tế ven biển. Việc đánh giá tác động môi trường là cần thiết để xây dựng các chính sách bảo vệ hiệu quả.

V. Giải Pháp Quản Lý và Bảo Vệ Đới Ven Biển Hải Phòng

Để giảm thiểu tai biến xói lở, cần có các giải pháp quản lý hiệu quả. Việc kết hợp giữa công nghệ viễn thám, GIS và các biện pháp quản lý bền vững sẽ giúp bảo vệ đới ven biển Hải Phòng. Các giải pháp này không chỉ bảo vệ môi trường mà còn hỗ trợ phát triển kinh tế địa phương.

5.1. Giải Pháp Kinh Tế Kỹ Thuật

Các giải pháp như xây dựng kè chắn sóng và trồng rừng ngập mặn đã được đề xuất để bảo vệ bờ biển. Những biện pháp này không chỉ giúp giảm thiểu xói lở mà còn tạo ra môi trường sống cho các loài sinh vật.

5.2. Chính Sách và Quy Hoạch Bền Vững

Cần có các chính sách quy hoạch hợp lý để quản lý tài nguyên ven biển. Việc kết hợp giữa phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường là rất quan trọng để đảm bảo sự phát triển bền vững cho Hải Phòng.

VI. Kết Luận và Tương Lai Nghiên Cứu Tai Biến Xói Lở

Nghiên cứu tai biến xói lở ven biển Hải Phòng là một vấn đề cấp bách và cần thiết. Việc ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS đã mở ra hướng đi mới trong việc quản lý và bảo vệ đới ven biển. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn để có những giải pháp hiệu quả hơn trong việc ứng phó với các tai biến này.

6.1. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin quan trọng cho các nhà quản lý mà còn nâng cao nhận thức của cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường ven biển.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tương Lai

Cần tiếp tục phát triển các công nghệ mới và cải tiến phương pháp nghiên cứu để đáp ứng tốt hơn với các thách thức trong tương lai. Việc hợp tác giữa các cơ quan nghiên cứu và chính quyền địa phương là rất cần thiết để đạt được mục tiêu phát triển bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Đới ven biển Hải Phòng có chiều dài đường bờ khoảng 125 km, trải dài qua 6 quận, huyện gồm Cát Hải, Hải An, Dương Kinh, Đồ Sơn, Kiến Thụy và Tiên Lãng. Với hệ thống 5 cửa sông lớn đổ ra biển gồm Nam Triệu, Cấm, Lạch Tray, Văn Úc và Thái Bình, khu vực này quản lý tổng diện tích tự nhiên hơn 815,9 km2 cùng quy mô dân số đạt 497.400 người vào năm 2010. Đây là trọng điểm kinh tế biển chiến lược của tam giác phát triển Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh, sở hữu hệ thống cảng biển có năng lực bốc xếp hơn 8 triệu tấn/năm và khu kinh tế Đình Vũ quy mô 1.200 ha.

Sự bùng nổ của các hoạt động kinh tế ven biển như công nghiệp đóng tàu, du lịch nghỉ dưỡng và mở rộng hơn 8.413 ha diện tích nuôi trồng thủy hải sản đã tạo áp lực cực lớn lên cảnh quan đới bờ. Đi liền với đó là sự gia tăng đột biến của các tai biến xói lở bờ biển và bồi tụ luồng lạch hàng hải. Nghiên cứu được thực hiện nhằm mục tiêu định lượng hóa chính xác diễn biến biến động không gian đường bờ biển Hải Phòng giai đoạn 1989 - 2011. Phạm vi không gian nghiên cứu được giới hạn từ 20°35' đến 20°52' vĩ độ Bắc và từ 106°35' đến 107°05' kinh độ Đông. Việc ứng dụng công nghệ viễn thám và Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS) giúp làm rõ các quy luật xói lở - bồi tụ, cung cấp cơ sở khoa học tin cậy cho công tác quy hoạch đô thị ven biển, bảo vệ đê điều và định hướng phát triển bền vững kinh tế biển với mục tiêu bảo vệ quỹ đất và an toàn hạ tầng giao thông thủy.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng của hai lý thuyết khoa học chuyên ngành:

• Lý thuyết Động lực học Đới bờ (Coastal Morphodynamics): Khung lý thuyết này giải thích mối quan hệ tương tác hai chiều giữa các quá trình thủy động lực biển (sóng biển cao cực đại 3,0 - 4,0 m trong gió mùa, chế độ nhật triều thuần nhất có biên độ 2,6 - 3,6 m, tốc độ dòng chảy 25 - 100 cm/s) và hình thái đáy biển cùng trầm tích ven bờ.
• Lý thuyết Phân tích Hệ thống Địa mạo Ven biển: Đới bờ được nhìn nhận như một hệ thống động lực mở phức tạp, nơi 14 phân vị địa chất từ Paleozoi đến Kainozoi tương tác chặt chẽ với chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa có lượng mưa trung bình 1.457 - 1.566 mm/năm và các hoạt động nhân sinh mở rộng đô thị, đắp đầm thủy sản.

Các khái niệm then chốt được chuẩn hóa trong nghiên cứu bao gồm:

• Đường bờ triều chuẩn: Ranh giới phân định đất liền và mặt nước được quy chiếu đồng nhất tại mực nước triều trung bình 2,0 m so với mốc hải đồ.
• Tai biến xói lở đới bờ: Hiện tượng đường bờ bị sóng, dòng chảy bóc mòn và lùi sâu vào phía lục địa làm mất đất và hư hại đê kè.
• Quá trình bồi tụ luồng lạch: Sự lắng đọng vật liệu bùn cát mịn tại các cửa sông và vũng vịnh gây bồi lấp luồng hàng hải tàu thuyền ra vào.
• Độ phản xạ phổ viễn thám: Đặc tính hấp thụ và phản xạ bức xạ điện từ khác biệt giữa đất, nước và thảm thực vật ngập mặn.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu đầu vào của nghiên cứu bao gồm 6 cảnh ảnh vệ tinh Landsat đa thời gian gồm Landsat TM (năm 1989, 1995) và Landsat ETM+ (năm 1999, 2003, 2007, 2011) với độ phân giải không gian 30 m x 30 m. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm 6 mốc thời gian trải đều trên chu kỳ 22 năm, được chọn lọc khắt khe dựa trên chuỗi quan trắc mực nước triều trạm Hòn Dấu (giai đoạn 1956 - 1985 có mức chênh lệch triều cực đại 3,94 m) nhằm đảm bảo tất cả các ảnh đều có pha triều đồng nhất ở mức xấp xỉ 2,0 m, loại trừ sai số do thủy triều lên xuống.

Quy trình phân tích dữ liệu được thực hiện qua các bước kỹ thuật chuyên sâu:

• Xử lý ảnh số trên phần mềm ENVI 4.7: Kênh phổ hồng ngoại trung (Band 5: bước sóng 1,55 - 1,75 µm) và kênh cận hồng ngoại (Band 4: bước sóng 0,76 - 0,90 µm) được kết hợp để tách biệt tuyệt đối ranh giới giữa mặt nước và lục địa nhờ đặc tính nước hấp thụ mạnh bức xạ hồng ngoại.
• Phân tích không gian trên phần mềm ArcGIS 10: Vector hóa đường bờ chiết tách từ ảnh số, tiến hành chồng chập 6 lớp bản đồ đa thời kỳ để tính toán diện tích bồi tụ - xói lở và tốc độ dịch chuyển đường bờ (m/năm) cho từng phân đoạn hành chính và từng kiểu hình thái bờ.
• Khảo sát thực địa và đối soát: Thu thập số liệu đo đạc trắc địa thực tế, đối sánh với Niên giám thống kê thành phố Hải Phòng năm 2010 và các báo cáo khí tượng thủy văn để hiệu chỉnh kết quả giải đoán.

Lý do lựa chọn phương pháp viễn thám kết hợp GIS là khả năng bao quát không gian rộng lớn 125 km bờ biển trong thời gian dài, cung cấp độ chính xác định lượng cao mà các phương pháp đo đạc truyền thống không thể thực hiện đồng bộ với chi phí hợp lý.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích định lượng dữ liệu viễn thám giai đoạn 1989 - 2011 mang lại các phát hiện cốt lõi:

• Sự phân hóa mạnh mẽ theo cấu tạo hình thái đường bờ: Đoạn bờ cấu tạo bởi đá rắn chắc tại quần đảo Cát Bà và mũi Đồ Sơn có độ ổn định cực cao, biến động vị trí mép bờ không đáng kể dưới 1,5% trong 22 năm. Ngược lại, khu vực bờ đảo Cát Hải trước năm 1990 từng ghi nhận tốc độ xói lở nghiêm trọng lên đến 38,4 m/năm; sau khi được kiên cố hóa bằng hệ thống kè đá, hiện tượng lùi đường bờ giảm rõ rệt nhưng chân đê vẫn chịu áp lực sóng bão đánh phá thường xuyên.
• Bồi tụ mở rộng diện tích bãi bồi cửa sông: Khu vực bãi bồi từ tây nam Đồ Sơn đến cửa sông Văn Úc và cửa sông Thái Bình (thuộc huyện Kiến Thụy và Tiên Lãng) bồi lấn mạnh mẽ ra biển. Tốc độ dịch chuyển đường bờ tiến ra biển trung bình đạt từ 15 m đến 35 m/năm, mở rộng hàng trăm hecta đất ngập triều mới.
• Hình thành luồng lạch xói xẻ mới: Tại phía bắc đảo Cát Hải, ảnh vệ tinh ghi nhận quá trình khoét sâu của lạch nước tự nhiên qua các xã Nghĩa Lộ và Đồng Bài, phát triển thành luồng Lạch Huyện với chiều dài từ 4,5 km đến 5,0 km và chiều rộng đạt 350 m đến 400 m vào năm 2007.
• Bồi lắng luồng tàu và biến động luồng hàng hải: Quá trình bồi tụ trầm tích diễn ra nghiêm trọng tại luồng vào cửa Cấm và luồng Nam Triệu, làm suy giảm độ sâu luồng chạy tàu, gây cản trở cho tàu trọng tải trên 10.000 tấn lưu thông ra vào cụm cảng Hải Phòng.

Thảo luận kết quả

Diễn biến biến động đường bờ đới ven biển Hải Phòng là kết quả của sự tương tác phức tạp giữa các yếu tố tự nhiên và hoạt động nhân sinh:

• Về mặt tự nhiên: Hệ thống sông Thái Bình với lưu vực 22.420 km2 hàng năm vận chuyển hàng triệu tấn bùn cát đổ ra 5 cửa sông ven biển Hải Phòng. Gặp chế độ nhật triều biên độ lớn (lên tới 3,6 m) và sóng mùa đông bắc mạnh, lượng phù sa này nhanh chóng bị giữ lại và bồi lắng tạo thành các bãi triều rộng lớn tại Kiến Thụy và Tiên Lãng.
• Về mặt nhân sinh: Việc phát triển ồ ạt các đầm nuôi trồng thủy sản (năm 2010 đạt 8.413 ha) kết hợp với hoạt động khai thác cát không kiểm soát trên sông Văn Úc và sông Lạch Tray đã làm biến đổi dòng chảy cục bộ, gây xói lở cục bộ ở một số đoạn bờ sông và gia tăng bồi lắng luồng lạch hàng hải.

Dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan thông qua hệ thống bảng số liệu thống kê biến động diện tích qua từng giai đoạn 4 năm (1989-1995, 1995-1999, 1999-2003, 2003-2007, 2007-2011) và các bản đồ chồng chập raster-vector trong ArcGIS. Khi so sánh với các khảo sát địa mạo trước năm 2000, việc ứng dụng công nghệ viễn thám đã nâng cao độ chính xác từ mô tả định tính sang đo đạc diện tích định lượng với sai số không gian dưới 1 pixel ảnh (30 m), giúp chính quyền địa phương có bức tranh toàn diện và khách quan về tài nguyên đới bờ.

Đề xuất và khuyến nghị

• Xây dựng và nâng cấp hệ thống công trình bảo vệ bờ biển: Triển khai thi công hệ thống kè mỏ hàn giảm sóng tại quận Dương Kinh và tôn tạo tuyến kè biển Hoàng Châu - Văn Chấn (Cát Hải); ứng dụng đê mềm chắn sóng bằng ống địa kỹ thuật Geotube nhằm mục tiêu giảm hơn 80% năng lượng sóng tác động vào chân đê biển, hoàn thành trước mùa mưa bão năm 2014 dưới sự chỉ đạo của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Hải Phòng.
• Phục hồi và phát triển đai rừng ngập mặn phòng hộ: Trồng mới và bảo vệ tối thiểu 500 ha rừng ngập mặn tại bãi triều xã Đại Hợp (huyện Kiến Thụy) và dải ven biển huyện Tiên Lãng trong lộ trình 2013 - 2018; giao Ủy ban Nhân dân các huyện phối hợp cùng Chi cục Kiểm lâm quản lý nhằm tạo bẫy lắng đọng phù sa tự nhiên và gia cố đê biển sinh học.
• Quy hoạch không gian đới bờ tích hợp (ICZM): Thiết lập ranh giới hành lang bảo vệ bờ biển dựa trên bản đồ viễn thám GIS; kiểm soát chặt chẽ diện tích nuôi trồng thủy sản duy trì ở mức ổn định dưới 9.000 ha, quy hoạch vùng nạo vét luồng hàng hải Nam Triệu - Đình Vũ đảm bảo an toàn cho tàu biển 30.000 tấn cập cảng Đình Vũ định kỳ hàng năm.
• Kiểm soát hoạt động khai thác cát và khoáng sản ven bờ: Ban hành quy định cấm triệt để việc khai thác cát trái phép trên tuyến sông Văn Úc và Lạch Tray; tổ chức tuần tra liên ngành do Công an Thành phố và Sở Tài nguyên và Môi trường thực hiện với tần suất tối thiểu 2 lần/tuần nhằm bảo vệ cân bằng bùn cát tự nhiên.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Sở Tài nguyên và Môi trường Hải Phòng, Chi cục Biển và Hải đảo khai thác bộ bản đồ biến động đường bờ để phục vụ lập quy hoạch sử dụng không gian biển và cấp phép sử dụng khu vực biển.
• Ban quản lý các khu kinh tế và công nghiệp cảng biển: Ban Quản lý Khu kinh tế Hải Phòng, Tổng Công ty Cảng Hải Phòng sử dụng dữ liệu bồi lắng luồng lạch để hoạch định kế hoạch nạo vét luồng tàu vào cảng Đình Vũ, cảng Chùa Vẽ và bảo vệ các công trình cầu cảng quy mô 1.200 ha.
• Các viện nghiên cứu và trường đại học: Viện Địa chất, Viện Tài nguyên và Môi trường Biển, các khoa Địa chất học và Địa lý sử dụng luận văn làm tài liệu tham khảo chuyên sâu về quy trình xử lý ảnh Landsat trên ENVI 4.7 và ứng dụng GIS trong nghiên cứu tai biến địa chất bờ biển.
• Đơn vị tư vấn thiết kế công trình thủy công và đê điều: Các công ty tư vấn xây dựng thủy lợi sử dụng thông số xói lở thực tế và số liệu thủy hải văn trạm Hòn Dấu để tính toán giải pháp kè mềm Geotube và đê biển kiên cố.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao cần chuẩn hóa ảnh vệ tinh Landsat về cùng mức triều 2,0 m khi chiết tách đường bờ? Đới ven biển Hải Phòng có chế độ nhật triều thuần nhất với biên độ triều rất lớn từ 2,6 m đến 3,6 m, tốc độ triều lên xuống có thể đạt 0,5 m/giờ. Nếu không đồng nhất pha triều tại trạm Hòn Dấu về mức 2,0 m cho tất cả các ảnh từ 1989 đến 2011, sự chênh lệch mực nước tại thời điểm chụp ảnh sẽ làm sai lệch vị trí mép nước, dẫn đến đánh giá sai bản chất của hiện tượng xói lở hoặc bồi tụ thực tế.

Kênh phổ nào của ảnh Landsat cho kết quả phân tách ranh giới đất và nước chính xác nhất? Kênh phổ hồng ngoại trung (Band 5: bước sóng 1,55 - 1,75 µm) và kênh cận hồng ngoại (Band 4: bước sóng 0,76 - 0,90 µm) mang lại độ chính xác cao nhất. Nước hấp thụ gần như toàn bộ bức xạ hồng ngoại nên hiển thị màu tối trên ảnh, tạo sự tương phản cực đại với đất bãi bồi và thực vật rừng ngập mặn, giúp việc số hóa đường bờ trên phần mềm ENVI 4.7 đạt độ tin cậy tuyệt đối.

Khu vực nào ghi nhận tốc độ bồi tụ mạnh nhất trong giai đoạn 1989 - 2011? Dải bãi bồi ven biển từ tây nam mũi Đồ Sơn đến cửa sông Văn Úc và cửa sông Thái Bình (thuộc huyện Kiến Thụy và Tiên Lãng) có tốc độ bồi tụ mạnh nhất. Nhờ nguồn phù sa dồi dào từ hệ thống sông Thái Bình kết hợp các bãi rừng ngập mặn rộng lớn, đường bờ tại đây tiến ra biển với tốc độ từ 15 m đến 35 m/năm, bồi tụ thêm hàng trăm hecta đất bãi triều.

Hoạt động nhân sinh nào gia tăng nguy cơ xói lở bờ biển Hải Phòng? Hoạt động khai thác cát tràn lan không theo quy hoạch trên sông Văn Úc và sông Lạch Tray làm thâm hụt nguồn trầm tích đổ ra biển, kết hợp với việc phá hủy rừng ngập mặn để đắp đầm nuôi tôm quy mô hơn 8.400 ha làm suy giảm khả năng chắn sóng tự nhiên. Điều này khiến đê biển tại các khu vực xung yếu như Cát Hải và Dương Kinh bị sóng bão tàn phá dữ dội.

Công nghệ đê mềm Geotube mang lại lợi ích gì trong việc chống xói lở bờ biển? Đê mềm Geotube sử dụng các ống vải địa kỹ thuật chứa đầy cát đặt ngầm dưới nước để tạo thành đê chắn sóng giảm năng lượng sóng biển từ 60% đến 80% trước khi truyền vào bờ. Giải pháp này thi công nhanh, tận dụng vật liệu cát tại chỗ, chi phí giảm 30 - 40% so với kè đá truyền thống và tạo môi trường nước tĩnh thuận lợi cho việc gây bồi trồng rừng ngập mặn.

Kết luận

• Ứng dụng thành công công nghệ viễn thám Landsat đa thời gian và GIS phân tích định lượng 22 năm biến động đới ven biển Hải Phòng (1989 - 2011).
• Xác lập quy luật phân hóa không gian rõ rệt giữa đường bờ đá ổn định (Cát Bà, Đồ Sơn) và các vùng bãi bồi cửa sông bồi lấn mạnh (Văn Úc, Thái Bình với tốc độ 15 - 35 m/năm).
• Định lượng hóa hiện trạng xói lở cục bộ đê biển Cát Hải và đánh giá nguy cơ bồi lấp luồng hàng hải Nam Triệu phục vụ cụm cảng biển công suất 8 triệu tấn/năm.
• Xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu số hóa hoàn chỉnh trên ENVI 4.7 và ArcGIS 10 phục vụ quản lý quy hoạch không gian bờ biển và bảo vệ an toàn công trình đê điều.
• Đề xuất đồng bộ 4 nhóm giải pháp gồm kè mềm Geotube, trồng phục hồi 500 ha rừng ngập mặn, quy hoạch không gian tích hợp và kiểm soát khai thác cát lòng sông.

Đóng góp chính của luận văn là chuyển hóa các nghiên cứu mô tả định tính trước đây thành cơ sở dữ liệu không gian định lượng có độ chính xác cao, làm luận cứ khoa học thực tiễn cho công tác quản trị rủi ro thiên tai. Lộ trình tiếp theo đòi hỏi việc mở rộng ứng dụng ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao (dưới 5 m) cập nhật chu kỳ 2 năm/lần và kết hợp mô hình số trị thủy động lực 3D giai đoạn 2015 - 2020. Các nhà quản lý đô thị và nhà nghiên cứu tài nguyên biển cần tích cực ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS để nâng cao hiệu quả quản trị và phát triển bền vững dải ven biển Hải Phòng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Đới ven biển Việt Nam trải dài trên 3.200km, giàu có về tài nguyên thiên nhiên đã được con người khai thác từ lâu đời để tạo nên bức tranh trù phú và phát triển ngày nay. Hải Phòng là một trong những trung tâm kinh tế ven biển lớn nhất cả nước, là đầu mối giao thông quan trọng có vị trí chiến lược trong phát triển kinh tế - xã hội và an ninh quốc phòng của khu vực Bắc Bộ. Đới ven biển Hải Phòng dài 132km với 5 cửa sông lớn đã tạo nên nhiều cảnh quan và hệ sinh thái đa dạng, có nhiều tiềm năng, thế mạnh cho phát triển kinh tế - xã hội. Trong 30 năm trở lại đây, khi Việt Nam bắt đầu áp dụng chính sách Đổi mới (1986), đới ven biển Hải Phòng đã có nhiều chuyển biến quan trọng.

Các khu công nghiệp, khu đô thị, khu du lịch ven biển phát triển nhanh chóng. Hoạt động giao thông vận tải biển - một thế mạnh của Hải Phòng cũng có nhiều biến chuyển. Nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản mặn lợ cũng trải qua nhiều thời kỳ phát triển và biến động. Theo đó, đới ven biển Hải Phòng được khai thác tối đa để phục vụ cho những hoạt động phát triển kinh tế - xã hội này.

Có thể nói, kinh tế - xã hội Hải Phòng gắn liền với sự biến động của đới ven biển. Do đó, nghiên cứu các biến động của đới ven biển để từ đó xác định được tiềm năng, thế mạnh và nguy cơ tiềm ẩn là mối quan tâm hàng đầu của Thành phố Hải Phòng nhằm quản lý tốt hơn đới ven biển và hướng tới phát triển bền vững kinh tế - xã hội - môi trường thành phố. Để đáp ứng những nhu cầu thực tiễn cấp bách này, đề tài nghiên cứu“Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS nghiên cứu tai biến xói lở - bồi tụ đới ven biển Hải Phòng” được lựa chọn nhằm đưa ra những cơ sở khoa học chính xác nhất cho những biến động về mặt không gian của đường bờ biển Hải Phòng, qua đó đánh giá hiện trạng, tiềm năng của các tai biến xói lở, bồi tụ gây biến động luồng lạch trong khu vực phục vụ cho công tác quy hoạch và xây dựng những chính sách phát triển thành phố. Hiện nay, có nhiều phương pháp và cách tiếp cận được lựa chọn để nghiên cứu biến động không gian đới ven biển và các tai biến xói lở - bồi tụ đi kèm.

Song viễn thám và GIS là phương pháp hiện đại, là công cụ mạnh có khả năng giải quyết những vấn đề ở tầm vĩ mô trong thời gian ngắn nên được lựa chọn cho nghiên cứu 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Mặt khác, những nghiên cứu trước đây về tai biến xói lở - bồi tụ đới ven biển Hải Phòng chủ yếu tập trung mô tả và đánh giá những tai biến này mà chưa có cơ sở định lượng chúng. Như vậy việc lượng hóa trong nghiên cứu và đánh giá tai biến xói lở - bồi tụ đới ven biển sử dụng công nghệ viễn thám và GIS là hợp lý và rất có ý nghĩa. Với những cơ sở nêu trên, nghiên cứu này được thực hiện nhằm mục tiêu làm rõ và đánh giá biến động đường bờ biển Hải Phòng và tai biến xói lở - bồi tụ đi kèm từ năm 1989 đến năm 2011 thông qua việc lập các sơ đồ biến động diện tích các khu vực ven biển nghiên cứu theo không gian và thời gian.

Từ đó đề xuất các giải pháp quản lý và bảo vệ đới ven biển, phòng tránh và giảm thiểu tai biến xói lở - bồi tụ khu vực này.