CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài 1. Tổng quan các nghiên cứu về diễn biến cửa sông Khu vực miền Trung Khu vực ven biển miền Trung Việt Nam gồm 14 tỉnh từ Thanh Hóa đến Bình Thuận có tổng diện tích 9.710 ha nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa Đông Nam Á với điều kiện tự nhiên đa dạng. Phía đông có chiều dài bờ biển gần 1500 km bên bờ tây biển Đông.
Dọc theo phía tây của miền này là dãy Trường Sơn, vùng núi cao của Lào và cao nguyên Trung Bộ. Khí hậu khu vực miền Trung chịu ảnh hưởng sâu sắc của chế độ gió mùa Châu Á do nằm trong vùng chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, và là nơi hội tụ của nhiều khối không khí có nguồn gốc lục địa và đại dương. Từ tháng 10 đến tháng 2 hàng năm, khu vực này chịu tác động của gió mùa thổi qua biển theo hướng đông bắc, với vận tốc gió trung bình duy trì ở cấp 5 cấp 6, cực đại lên tới cấp 8 cấp 9. Chế độ gió này được gọi là “gió mùa đông bắc” hay “gió mùa mùa đông”.
Vào các tháng mùa hè, từ tháng 5 đến tháng 8, khi các cao áp trên lục địa suy giảm thì gió mùa tây nam và các gió có hướng đông nam chiếm ưu thế với vận tốc gió trung bình ở cấp 3 cấp 4, cực đại lên tới cấp 7. Nhiệt độ trung bình ở dải ven biển miền Trung dao động từ 22°C đến 27°C, với xu thế nhiệt độ tăng dần về phía nam. Đáng lưu ý, vùng duyên hải miền Trung là nơi có bão và áp thấp nhiệt đới (ATNĐ) đổ bộ nhiều so với cả nước trong vài thập kỷ gần đây. Chỉ tính riêng từ năm 1972 đến năm 2005 có 39 cơn bão đổ bộ vào nước ta trong đó có 19 cơn bão đổ bộ vào miền Trung, chiếm 49% số cơn bão.
Những năm gần đây, tỷ lệ này lại càng cao hơn. Trong khoảng thời gian từ năm 1995 đến 2005 có 18 cơn bão đổ bộ vào nước ta có tới 11 cơn bão đổ bộ vào vùng duyên hải miền Trung. Bão đổ bộ vào vùng duyên hải với tốc độ gió vào khoảng 35÷40 m/s, nơi trung tâm bão đi qua tốc độ gió có thể đạt tới hơn 50 m/s. Bão gây ra sóng lớn, gây xói và tàn phá các công trình ven biển và trên bờ.
Sóng cao trùng hợp với triều cường gây ra vỡ đê biển trên một quy mô lớn. Bão và áp thấp nhiệt đới thường kéo theo mưa lớn. 11 Mưa tập trung khi có bão, ATNĐ thường gây ra lũ lụt trên các triền sông và ngập úng ở các vùng thấp đồng thời gây sạt lở bờ sông, cửa sông. Duyên hải miền Trung có 15 con sông chính với diện tích lưu vực lớn hơn 1000 km2 phân bố đều khắp các tỉnh, hầu hết là các sông bắt nguồn từ dãy Trường Sơn đổ ra biển Đông với độ dốc lớn, gặp chế độ thủy triều phức tạp và chế độ sóng biển, tạo dòng ven tác động mạnh mẽ tới chế độ bùn cát ở cửa sông.
Sông miền Trung có mùa kiệt dài nhưng lưu lượng bé, mùa lũ ngắn nhưng lưu lượng lớn (khoảng 70% lưu lượng cả năm), lên xuống đột ngột. Rừng đầu nguồn bị phá nghiêm trọng, nhiều nơi sinh ra lũ quét. Lũ thường đi đôi với bão gây ra xói bồi nghiêm trọng ở bờ sông nhất là ở vùng cửa sông. Hơn 60 cửa sông đổ trực tiếp ra biển đã và đang có vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế xã hội của khu vực duyên hải miền Trung nhưng cũng chính khu vực này diễn biến hình thái xảy ra mạnh mẽ gây những ảnh hưởng đáng kể đến kinh tế-xã hội và môi trường.
Dọc theo bờ biển, chế độ sóng, dòng chảy và sự biến thiên mực nước cũng bị ảnh hưởng và chịu sự chi phối của chế độ gió và chế độ bão. Thủy triều ở vùng biển miền Trung khá phức tạp, bao gồm cả chế độ nhật triều và bán nhật triều hỗn hợp với biên độ triều dao động từ 0,5m đến gần 2m. Vùng biển Thuận An, Huế là nơi có biên độ triều thấp nhất ở miền Trung, và thấp nhất cả nước với biên độ triều 0,5m. Dòng triều có sự dao động về cả hướng và độ lớn theo mùa và theo từng vị trí.
Tính chất phức tạp của chế độ thủy hải văn trong điều kiện thường xuyên chịu ảnh hưởng của bão và ATNĐ là nguyên nhân của tình trạng xói lở bờ biển, phá hoại nhiều công trình bảo vệ bờ đã được xây dựngBên cạnh tình trạng xói lở bờ sông, hiện tượng bồi lấp, dịch chuyển các cửa thường diễn ra tại những nơi có biên độ triều nhỏ, động lực sóng ven bờ chiếm ưu thế và dòng chảy của các sông đổ ra biển có sự biến đổi theo mùa rõ rêt. Các cửa biển này có thể bị bồi lấp theo chu kỳ vài tháng trong một năm hoặc vài năm trong một chu kỳ dài hơn, Hiện tượng bồi lấp, dịch chuyển các cửa biển tại những thời điểm không mong muốn đã và đang gây ra những ảnh hượng nghiêm trọng tới khả năng thoát lỹ trên lưu vực, gây ngập lụt vùng hạ du, ảnh hưởng tới môi trường biển và hệ sinh thái, làm cản trợ giao thông thủy, phát triển nghề cá và nuôi trồng thủy sản trong vùng, gián tiếp gây nên sự phát triển kinh tế xã hội không bền vững trong vùng và khu vực. 12 Hiện tượng bồi lấp, dịch chuyển các cửa thường diễn ra tại những nơi có biên độ triều nhỏ, động lực sóng ven bờ chiếm ưu thế và dòng chảy của các sông đổ ra biển có sự biến đổi theo mùa rõ rệt. Các cửa biển này có thể bị bồi lấp theo chu kỳ vài tháng trong một năm hoặc vài năm trong một chu kỳ dài hơn.
Hiện tượng bồi lấp, dịch chuyển các cửa biển tại những thời điểm không mong muốn đã và đang gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng tới khả năng thoát lũ trên lưu vực, gây ngập lụt vùng hạ lưu, ảnh hưởng tới môi trường biển và hệ sinh thái, làm cản trở giao thông thủy, phát triển nghề cá và nuôi trồng thủy sản trong vùng, gián tiếp gây nên sự phát triển kinh tế xã hội không bền vững trong vùng và khu vực. Các công trình chỉnh trị chống bồi lấp, ổn định vùng cửa sông ở khu vực miền Trung thường là công trình đa mục tiêu bao gồm giao thông thủy, khu neo trú bão cho tàu thuyền, thoát lũ, kết hợp phát triển kinh tế xã hội… Các công trình hướng dòng, ngăn bùn cát xây dựng ngoài cửa sông có vai trò tập trung dòng chảy theo đê, đẩy bùn cát ra phía ngoài biển để các cồn ngầm chắn bên ngoài cửa không làm ảnh hưởng tới luồng lạch, ngăn chặn dòng vận chuyển bùn cát dọc bờ, đảm bảo sự ổn định của luồng tàu trên mặt bằng. Nhiều công trình chỉnh trị cửa sông đã được xây dựng ở dải bờ biển miền Trung như công trình chỉnh trị cửa Lò tỉnh Nghệ An, cửa Nhật Lệ tỉnh Quảng Bình, cửa Tùng tỉnh Quảng Trị, cửa Thuận An, cửa Tư Hiền tỉnh Thừa Thiên Huế. Mặt khác, hiện tượng bồi lấp cửa sông còn do chính những tác động của các công trình chỉnh trị nhân tạo.
Ví dụ, sau khi xây dựng đê chắn sóng và chắn cát tại cửa sông Bến Hải tỉnh Quảng Trị, cửa sông đã bị bồi lấp hạn chế tàu thuyền ra vào đồng thời bãi biển Cửa Tùng bị xói lở nghiêm trọng. Trong những năm vừa qua, một số lượng lớn những công trình, đề tài, dự án KHCN… đã được thực hiện bởi các cá nhân, đơn vị nghiên cứu trong nước về vấn đề diễn biến vùng cửa sông, ven biển, nghiên cứu các giải pháp khoa học công nghệ chỉnh trị, ổn định vùng cửa sông ven biển và bảo vệ bờ biển. Sản phẩm thể hiện dưới nhiều dạng như sách, luận án, báo cáo khoa học trình bày kết quả nghiên cứu rất phong phú từ những kiến thức cơ bản tới những lí thuyết mới, mô hình mới… Về mặt lí thuyết, một số cuốn sách chuyên ngành của các tác giả như Lương Phương Hậu (2005), Trịnh Việt An, Nguyễn Mạnh Hùng (2010) cung cấp những khái niệm cơ 13 bản về động lực học vùng cửa sông ven biển; giáo trình của Thiều Quang Tuấn (2016) trình bày những vấn đề trong thiết kế đê, kè mái nghiêng. Việc điều tra nghiên cứu các vùng cửa sông, vùng biển ở nước ta phục vụ cho sản xuất và chiến đấu được chú ý quan tâm từ lâu.
Đáng chú ý nhất là các đợt điều tra khảo sát phối hợp Việt - Trung ở Vịnh Bắc Bộ (1959 - 1961), đợt khảo sát hỗn hợp Việt - Xô nhằm mở rộng cảng Hải Phòng (1960 - 1963), nghiên cứu đặc trưng khí tượng - hải dương vùng ven biển từ Thuận An đến Kiên Giang (1960 - 1974), nghiên cứu phòng chống xói lở bờ biển Hải Hậu, Cảnh Dương, Gò Công (1990 - 1995), nguyên nhân và giải pháp phòng chống sa bồi luồng tàu vùng cảng Hải Phòng (1993 - 1996), nghiên cứu chỉnh trị luồng tàu biển khu vực sông Cấm - cửa Nam Triệu (1994 - 1999),. Các dự án, đề tài cấp nhà nước, cấp Bộ đã giải quyết những vấn đề cụ thể hơn, như vấn đề động lực hình thái cửa sông, đề xuất giải pháp ổn định cửa sông, bảo vệ bờ biển, các giải pháp nâng cấp đê biển… Phân nhóm một số hướng nghiên cứu liên quan tới quy luật xói lở, bồi tụ vùng cửa sông ven biển và các giải pháp chỉnh trị, ổn định vùng cửa sông ven biển và bảo vệ bờ biển được tóm tắt như sau: • Nhóm các nghiên cứu về quy luật xói lở, bồi tụ vùng cửa sông, ven biển Nhóm các đề tài cấp Nhà nước liên quan tới qui luật xói lở, bồi tụ vùng cửa sông, ven biển tiêu biểu bao gồm các đề tài dưới đây Đề tài cấp Nhà nước KT 03-14 “Hiện trạng nguyên nhân gây xói lở bờ biển Việt Nam, đề xuất các biện pháp KHKT bảo vệ và khai thác vùng đất ven biển” được thực hiện từ năm 1991 – 1995 (Nguyễn Thanh Ngà và nnk, 1995). Nghiên cứu tập trung nghiên cứu hiện trạng sạt lở chung cho toàn dải ven biển Việt Nam, trong đó có trọng điểm Hải Hậu, tỉnh Nam Định. Đối với khu vực này, đề tài đã đưa tiến bộ khoa học vào tính toán, xây dựng các biện pháp công trình bảo vệ vùng bờ biển Hải Hậu bị xói lở.