Đinh Văn Huy, Đỗ Đình Chiến, Trần Đức Thạnh, Bùi Văn Vượng, 2003 Đặc trưng hình thái, động lực biến dạng bờ Hải Hậu, Nam Định Tuyển tập Tài nguyên Môi trường biển, tập X, Tr.106-125 NXB Khoa học Kỹ thuật ĐẶC TRƯNG HÌNH THÁI, ĐỘNG LỰC VÀ BIẾN DẠNG BỜ HẢI HẬU, NAM ĐỊNH Đinh Văn Huy, Đỗ Đình Chiến, Trần Đức Thạnh, Bùi Văn Vượng Đinh Van Huy Mở đầu Khu vực Hải Hậu thuộc tỉnh Nam Định, kéo dài từ Hải Đông đến Hải Thịnh theo phương đơng bắc - tây nam (hình 1) Đới bờ Hải Hậu thực tế nằm hai cửa sông lớn hệ thống sông Hồng Cửa Đáy cửa Ba Lạt, hai nơi có tốc độ bồi tụ lớn châu thổ: 100 – 120m/ năm, trung bình 28m/năm Tuy nhiên suốt 70 năm qua, hầu hết 24 km chiều dài bờ biển Hải Hậu ln diễn q trình xói lở với tốc độ trung bình 6,7m/năm Tốc độ xói lở diễn ngày tăng: giai đoạn 1930 – 1960 3,4m/năm, 1965 – 1991 8,4m/năm 1991 – 2000 14, 5m/năm [13] Hiện tượng gây ảnh hưởng lớn cho khoảng vạn dân thuộc xã ven biển Hải Hậu Hiện nay, bờ biển Hải Hậu phải tồn hai hệ thống đê đê với hệ thống kè PAM kiên cố phòng thủ tốn Trên sở tài liệu thu thập đặc biệt kế thừa tài liệu khảo sát chi tiết địa hình, trầm tích, thuỷ văn đoạn bờ Hải Hậu [13], tác giả đề tài sâu phân tích hình thái - động lực để tìm hiểu đặc điểm biến dạng bờ, diễn biến bồi tụ - xói lở giúp tìm ngun nhân chế xói lở bờ Hải Hậu Bài báo trình bày phần kết nghiên cứu đề tài, góp phần làm sở khoa học để đưa giải pháp phịng chống xói lở hữu hiệu; góp phần ổn định tư tưởng yên tâm sản xuất cho người dân xã ven biển, tránh việc di dân vùng kinh tế đất, đảm bảo môi trường an ninh quốc phịng Bài báo hồn thành với tài trợ Hội đồng khoa học tự nhiên Tài liệu phương pháp 2.1 Nguồn tài liệu Bài báo sử dụng nguồn tài liệu phong phú chi tiết bao gồm: số liệu khảo sát, đo trắc địa bãi chi tiết theo mùa mưa mùa khô năm 2000 dự án KHCN-5a, tư liệu ảnh viễn thám, hải đồ, lục đồ [1, 2, 3], tài liệu lưu trữ [6, 9, 10, 13, 15] tài liệu công bố [4, 5, 7, 8, 11, 12, 14] 2.2 Phương pháp Phương pháp sử dụng chủ yếu gồm: - Thu thập, phân tích đánh giá tổng hợp tài liệu - Phân tích, giải đốn ảnh máy bay, ảnh vệ tinh, hiệu chỉnh đồ, sơ đồ, xác định vị trí vẽ mặt cắt - Chồng ghép mặt cắt, xác định đặc điểm biến dạng bờ bờ ngầm theo hai mùa năm, theo giai đoạn 70 năm - Phân tích hình thái - động lực - Phân tích thuỷ – thạch động lực - Tính khối lượng bồi - xói theo mơ hình thể tích - Vẽ đồ, sơ đồ lập bảng số liệu Kết nghiên cứu 3.1 Đặc trưng trắc lượng hình thái động lực đoạn bờ Khu vực Hải Hậu có chiều dài bờ xói lở khoảng 24km, theo đặc trưng trắc lượng hình thái (bảng 1), chia bờ ba đoạn: đoạn bắc (từ tuyến T.4 đến tuyến T.2) thuộc xã Hải Đông, đoạn trung tâm (từ tuyến T4 đến tuyến T18 thuộc xã Hải Đơng, Hải Lý, Hải Chính Hải Triều Hải Hòa) đoạn nam (từ tuyến T.18 đến tuyến T.22 thuộc xã Hải Hòa Hải Thịnh) (hình 1) Bảng 1: Đặc trưng trắc lượng hình thái bờ bờ ngầm khu vực Hải Hậu Bờ cao Bờ thấp Độ cao Khoảng Khoảng bờ cách từ Độ dốc cách từ Độ dốc Tuyến (m) đỉnh bãi sườn bờ MBTB tới sườn bờ tới MBTB 0m HĐ (m) (m) Khoảng cách từ Độ dốc 0mHĐ sườn bờ tới - 3m (m) Bờ ngầm Khoảng Khoảng cách từ Độ dốc cách từ Độ dốc - 3m sườn bờ -3m sườn bờ tới - 6m tới - 10m (m) (m) T2 4.0 350 0.00614 375 0.00493 525 0.00571 2850 0.00105 2500 0.00132 T4 2.5 75 0.00867 200 0.00925 425 0.00706 2825 0.00106 1825 0.00175 T6 4.0 175 0.01229 300 0.00617 875 0.00343 2300 0.00130 2850 0.00140 T8 2.5 62.5 0.01040 162.5 0.01138 475 0.00632 2400 0.00125 3000 0.00130 T10 2.5 175 0.00371 225 0.00822 850 0.00353 1250 0.00240 3200 0.00125 T12 2.5 75 0.00867 75 0.02467 1000 0.00300 1300 0.00231 2800 0.00143 T14 2.5 200 0.00325 75 0.02467 525 0.00571 1525 0.00197 2550 0.00157 T16 2.5 125 0.00520 75 0.01480 550 0.00545 1350 0.00222 2100 0.00190 T18 2.5 200 0.00325 50 0.03700 325 0.00923 1975 0.00152 1850 0.00216 T20 4.0 250 0.0086 175 0.01057 450 0.00667 925 0.00324 450 0.00356 T22 4.0 200 0.01075 175 0.01057 350 0.00857 1400 0.00214 - - Khu bờ trung tâm Hải Hậu dài 15.200m có trắc diện bờ dốc biểu động lực sóng tác động mạnh hơn, xói lở bờ bờ ngầm Đường 0mHĐ cách bờ trung bình 200 - 300m Trên đới bãi đê cát phát triển mạnh từ đến vài đê doi cát khơng phát triển Theo đặc điểm hình thái chi tiết chia khu bờ trung tâm hai đoạn bờ nhỏ Đoạn bắc trung tâm (từ tuyến T.4 đến tuyến T.12) dài 9.000m, có đường 0mHĐ cách bờ trung bình 250 - 350m, trắc diện bờ sườn bờ ngầm thoải đoạn nam trung tâm Trên đới bãi thường phát triển 01 đê cát Đoạn nam trung tâm (từ tuyến T.12 đến tuyến T.18) dài 6200m, có đường 0mHĐ cách bờ trung bình 150 - 250m, trắc diện bờ dốc nghiêng đoạn trung tâm bắc, sườn bờ ngầm dốc Trên đới bãi thường phát triển đê cát Đoạn bờ rìa nam Hải Hậu dài khoảng 4.200m (từ tuyến T.18 đến tuyến T.22), có trắc diện bờ thoải Q trình xói lở xảy bờ bờ ngầm yếu, có chỗ xảy bồi tụ yếu Trên đới bãi, doi cát bắt đầu phát triển chúng phát triển mạnh dần phía nam Đê cát vắng mặt đới bãi Đường 0mHĐ cách bờ trung bình 250 - 400m Đoạn bờ rìa bắc Hải Hậu dài khoảng 4km, có trắc diện bờ thoải với qúa trình bồi tụ bờ ngầm yếu Đường 0mHĐ xa cách bờ tới 725m tuyến T.2 Trên đới bãi, đê cát hình thành yếu khơng có, doi cát phát triển mạnh 3.2 Đặc điểm số yếu tố động lực Chuyển động tân kiến tạo kiến tạo đại Trong giai đoạn Tân kiến tạo, phần bờ vùng Hải Hậu lún hạ trung bình, biên độ lún hạ thay đổi từ 500 - 1000 đến 3000 m Tốc độ lún hạ trung bình suốt giai đoạn Tân kiến tạo bờ Hải Hậu đạt từ 0,04 mm/ năm đến xấp xỉ 0,10 mm/năm Trong kỉ Đệ tứ, Hải Hậu có biên độ vận động lún hạ đạt 200 m, tốc độ khoảng 0,10 mm/ năm (Nguyễn Cẩn nnk, 1997), với cường độ tương đối mạnh phần ngập nước, phần lục địa có xu giảm chút Đặc điểm khí hậu Vùng Hải Hậu khơng đảo ven bờ che chắn, địa hình thấp phẳng, đường bờ thẳng nên gió có điều kiện phát triển theo nhiều hướng Về mùa gió tây nam, gió hướng nam, đơng nam thịnh hành, phát triển mạnh vào tháng - 8, tốc độ trung bình hướng đạt 4,5-5,9m/s Về mùa gió đơng bắc, từ tháng 10-12 gió bắc, đơng đơng bắc thịnh hành, 3,5-4,9m/s Thời kì tháng 1-4, gió đơng chiếm ưu thế, tốc độ trung bình 4,24,8m/s; gió hướng bắc đơng bắc chiếm tần suất nhỏ Tốc độ trung bình hướng bắc 3,23,5m/s, hướng đông bắc tương đương hướng đông (4,2-4,8m/s) Tốc độ gió trung bình theo hướng mùa đông đạt 3,5-3,7m/s, nhỏ mùa hè (3,3-4,4m/s) Theo thống kê số liệu gió nhiều năm, tốc độ gió đơng bắc cực đại đạt tới 48m/s tháng 9, 10, 12, gió đơng nam đạt cực đại 18m/s Lượng mưa Văn Lý trung bình năm đạt 1759mm Mùa mưa khoảng tháng -10, lượng mưa cao vào tháng (325mm) (345mm) Các tháng có lượng mưa thấp 12 (29mm), (28mm) (35mm) ảnh hưởng bão lớn trình phá huỷ bờ, đê xói lở khu vực Bão thường xuất muộn khu vực phía bắc, tần suất cực đại rơi vào tháng đạt 32,2% Gió mạnh bão thường có hướng đơng bắc, đạt tốc độ 20m/s, mạnh tới 48m/s, hướng đông bắc vào năm 1963 1972 Cơn bão Oliver xảy vào năm 1960 cắt đôi cồn chắn trước cửa Ba Lạt bão 1984 phá huỷ gần hết phần cồn Đen (ở Thái Bình) Đặc điểm thuỷ văn ảnh hưởng phù sa bùn cát cửa sơng Ba Lạt, Lạch Giang tác động đến bồi tụ khu vực Hơn nữa, cửa sơng Ba Lạt, cửa Đáy có hình thái lồi, mở rộng xa biển làm khuyếch tán phù sa xa bờ Vì vậy, khu vực thiếu hụt bồi tích từ lục địa đưa nằm vùng bờ Châu thổ sông Hồng Độ mặn nước biển khu vực biến đổi mạnh năm, trung bình năm đạt 24%0, trung bình tháng cao đạt 28,3%0, thấp đạt 19,0%0 Trong tất tháng, độ mặn cao đạt 30,0%0, độ mặn thấp xuống 5,0%0 xuất thời gian tháng 7-11, chí xuống tới 1,4%0 tháng 11 Dao động mực nước khu vực mang tính chất nhật triều đều, đặc trưng mực nước trung bình, mực nước cao thấp nhỏ Hịn Dáu Cát Hải Mực nước trung bình năm đạt 184cm, thấp Hòn Dáu khoảng 2cm, cao vào tháng 10, đạt 192cm thấp vào tháng 3, đạt 150cm Mực nước cao đạt giá trị lớn vào tháng 9, 10 (305cm) nhỏ vào tháng (331cm) Dao động mực nước quan trắc đợt, đợt dài ngày (3-10/3/2000) đợt dài ngày (31/7-3/8/2000) Kết quan trắc cho thấy phù hợp với đặc trưng mực nước trung bình nhiều năm Trong mùa gió đơng bắc, biên độ triều lớn vào tháng 10-1 Đây thời kì sóng hướng đơng đơng bắc phát triển mạnh phát triển mạnh dòng bồi tích vận chuyển phía nam pha triều xuống Ngược lại, mùa gió tây nam, sóng hướng tây nam đơng nam phát triển tạo dịng chảy sóng kết hợp với dòng triều lên vận chuyển bồi tích lên phía bắc Sóng lớn vịnh Bắc Bộ truyền vào bờ Hải Hậu thường có chiều dài bước sóng 50 - 60 m Vì từ độ sâu 25 - 30 m trở ra, sóng khơng tác động đến đáy Độ cao sóng trung bình 0,88m, phổ biến phạm vi 0,5 - m, ứng với tốc độ gió - m/s chiếm tần suất lớn 15 - 17% chu kỳ sóng - s chiếm 30 - 35% Tính chất mùa sóng tương tự mùa gió Vào mùa hè, tháng - 9, hướng sóng ưu đông, đông nam nam với tần suất 19,42%; 17,70% 17,76% Độ cao sóng phổ biến khoảng 0,52,0m Vào mùa đơng (tháng 10 đến tháng năm sau), hướng sóng ưu bắc, đông đông bắc với tần suất 22,02%; 21,17% 12,85% % Độ cao sóng phổ biến khoảng 0,5-2,0m Như vậy, năm hướng sóng thịnh hành hướng đơng bắc (36,8%) đơng (27,6%), sau hướng nam (14,7%), sóng bắc đơng nam chiếm tần suất nhỏ (10 - 11%) cịn hướng khác khơng đáng kể Khu vực ven bờ Hải Hậu nơi tập trung lượng sóng cao sóng có điều kiện phát triển mạnh (hình 1) Khi xuất sóng hướng đơng nam, độ cao sóng (h): 1,0 - 1,5m, lượng sóng (E) Vạn Lý - Hải Thịnh đạt 1,77 kg/s đến 2,76 kg/s2 [14] Sóng hướng đơng - đơng nam lượng sóng Văn Lý E = 1,48 kg/s với h = 1,65m; E = 1,40 kg/s với h =1,1 - 1,4m Khi xuất sóng hướng đơng Bắc đoạn bờ từ cửa Ba Lạt đến Văn Lý bị tác động mạnh, với độ cao sóng 1,0m lượng tác động vào bờ 1,125 kg/s đoạn bờ từ cửa Đáy đến Nga Sơn phần phía đơng nam Đồ Sơn bị tác động không đáng kể Vào mùa hè, khu vực chịu tác động mạnh mẽ sóng bão có hướng NĐN, ĐN, ĐĐN với độ cao sóng từ 3,45 - 5,0m, tần suất xuất đạt 0,01% đến 0,1%, lượng lớn, - 6,49 kg/s2 gây nên đột biến q trình thành tạo trầm tích địa hình dải ven bờ Vào mùa gió đơng bắc, dịng chảy tầng mặt khu vực Hải Hậu có hai hướng chủ đạo chảy lên (hướng ĐB) chảy xuống (hướng N TN) Trong đó, dịng chảy xuống hoàn toàn chiếm ưu tần suất xuất lẫn vận tốc Tần suất xuất dòng chảy lên trạm VLI, VLII VLIII 8,4%, 21,6% 23,9% tần suất xuất dịng chảy xuống trạm nói 78,6%, 54,0% 44,1% Vận tốc trung bình dịng chảy lên trạm VLI, VLII VLIII 23,9cm/s, 14,1cm/s 33,3cm/s, vận tốc trung bình chảy xuống trạm sau: VLI - 39,9cm/s (hướng TN); VLII - 19,4 cm/s (N), 26,8cm/s (TN) VLIII - 40,9cm/s (TN) Giá trị cực đại dòng chảy lên quan trắc đạt 78cm/s, hướng ĐB trạm VLIII, dòng chảy xuống đạt 83cm/s hướng TN, trạm VLIII Dịng chảy tầng đáy mùa gió đơng bắc có trị số nhỏ so với tầng mặt, giá trị không vượt 40cm/s Giống tầng mặt, dòng chảy chiếm ưu Dòng chảy lên (hướng ĐB) tần suất trạm VLI, VLII VLIII 5,7%, 10,5% 18,2%, dòng chảy xuống (TN) trạm 50,6%, 9,1% 46,9% Tại trạm VLII, hai hướng ĐB TN, dịng chảy cịn có hướng sau: B, Đ N với tần suất 13,3%, 17,5% 16,8% Việc xuất dòng chảy hướng với tần suất lớn đáng ý trạm VLII nằm biên phía ngồi khu vực nghiên cứu, dịng chảy hướng Đ N dịng mang vật chất khỏi khu vực (hình 2, 3) Giá trị vận tốc dòng chảy lớn quan trắc đạt 37cm/s hướng TN trạm VLI Về bản, hướng dịng chảy tầng mặt mùa gió tây nam khơng khác nhiều so với mùa gió đơng bắc, hai hướng chủ đạo ĐB TN Tuy nhiên tần suất xuất dòng chảy theo hướng có nhiều thay đổi, khác với mùa khơ dịng chảy lên có xu hướng thống trị Trong số trạm quan trắc có đến trạm dịng chảy lên chiếm ưu với tần suất xuất dòng chảy lên, xuống trạm sau: hướng ĐB trạm VLI - 50%, VLII - 23,1%, VLIII - 53,9%, VLV - 15,4% VLIV - 53,9%; hướng TN tần suất xuất dòng chảy theo thứ tự trạm là: 32,2%, 69,3%, 15,4%, 77,0% 15,4% Giá trị cực đại dịng chảy mùa gió tây nam nhỏ so với mùa gió đơng bắc, cụ thể dịng chảy lên đạt 53cm/s hướng ĐB, trạm VLI dòng chảy xuống đạt 37cm/s hướng TN, trạm VLI Sự phân bố vận tốc dòng chảy khu vực nghiên cứu tương đối khác Tại hai trạm VLII VLV giá trị vận tốc dịng chảy khơng vượt q 30cm/s, trạm cịn lại giá trị vận tốc đạt cao, cụ thể trạm VLI suất bảo đảm vận tốc dòng chảy lớn 20cm/s đạt tới 85,3%, hai trạm VLIII VLIV đạt 100% Cũng giống mùa gió đơng bắc, dịng chảy tầng đáy có giá trị nhỏ so với tầng mặt, vận tốc dịng chảy khơng vượt q 30cm/s Dòng chảy hướng ĐB TN dòng chiếm ưu so với hướng khác Giá trị vận tốc cực đại quan trắc đạt 27cm/s hướng ĐB, trạm VLIII Như dòng chảy tổng hợp bị chi phối lớn chế độ thủy triều Hướng dòng chảy tổng hợp hai mùa trùng với hướng elip triều Do đó, dịng chảy tổng hợp có tốc độ cao trùng vào lúc triều lên triều xuống Hướng dịng chảy gió vào mùa gió tây nam trùng với hướng dịng triều lên, vào mùa gió đơng bắc hướng dịng chảy gió trùng hướng dịng triều xuống Vì vào mùa gió đơng bắc dịng chảy tổng hợp có tốc độ lớn vào lúc triều xuống, ngược lại vào mùa gió tây nam dịng chảy tổng hợp có tốc độ lớn vào lúc triều lên (hình 2, 3) Dịng chảy khu vực Hải Hậu có hướng chủ đạo song song với đường bờ (ĐB - TN), vận tốc cực đại lên tới 83cm/s tầng mặt lớn so với tầng đáy Vào mùa đông bắc, dịng chảy có hướng TN ưu thế, ngược lại vào mùa tây nam dòng chảy hướng ĐB ưu Phân tích điều hồ dịng chảy trạm cho thấy thành phần nhật triều có vai trị chủ đạo, tốc dộ khoảng 10-20cm/s, thành phần khác không đáng kể Dịng dư cỡ 10cm/s Elíp triều dẹt định hướng đông bắc - tây nam trạm sát bờ, cân đối trạm nằm xa bờ Dịng tồn nhật có vai trị chủ đạo khu vực, độ lớn cỡ 10-30 cm/s, dòng bán nhật khoảng 1/2 dịng tồn nhật Thành phần dịng dư cỡ vài cm/s có vai trị lớn cân vận chuyển bồi tích khu vực Elíp triều tất trạm có bán trục lớn theo hướng đông bắc - tây nam, song song với đường bờ Dòng dư lớn tầng mặt, đạt khoảng 1012cm/s, tầng đáy cm/s Trường dòng chảy triều khu vực tính theo khác cho thấy, pha triều lên dịng chảy hướng đơng bắc song song với đường bờ, tốc độ khoảng 20cm/s nhỏ vùng sát bờ Trong pha triều xuống, dòng chảy hướng tây nam, tốc độ lớn dòng chảy lên, đạt khoảng 15cm/s đới sóng nhào 30-40cm/s vùng xa bờ Dịng chảy gió chủ yếu phát triển trường gió nam đơng bắc Trong gió nam, dóng chảy hướng đơng bắc, tốc độ 10cm/s Trong gió bắc, hướng dịng chảy gió ngược lại, tốc độ nhỏ đơi chút (hình 2, 3) Sự dâng dao động mực nước Những công bố gần cho thấy, mực nước đại dương giới vòng 100 năm qua (1890 - 1990) dâng cao trung bình 1,5 mm/năm (Gibb J.G 1986) Tại trạm thuỷ văn Hịn Dáu, phía bắc đoạn bờ nghiên cứu khoảng 45km, qua số liệu đo đạc 34 năm (1957 1991), cho thấy mực nước dâng cao trung bình 2,24mm/năm (Nguyễn Ngọc Thuỵ, 1993) Ngoài dâng cao mực nước lâu dài trình bày trên, dâng cao mực nước tức thời bão thường đạt 180-190cm, với sóng mạnh tạo nên lượng phá huỷ vận chuyển bồi tích lớn thời kì ngắn, gây xói lở chân đê, vỡ đê xói lở bờ mạnh 3.3 Các dạng địa hình theo động lực thành tạo Dựa vào q trình tương tác sơng - biển, địa hình ven bờ Hải Hậu chia thành nhóm thành tạo khác biệt (hình 4): nhóm chịu tác động mạnh mẽ q trình bờ (đới bãi), nhóm chịu ảnh hưởng mạnh bồi tích sơng (đới tiền châu thổ) nhóm chịu ảnh hưởng bồi tích sơng đại (đới biển nơng ven bờ) Địa hình cao ven bờ Hải Hậu có hai dạng thành tạo chủ yếu vào khoảng vài trăm năm trước hệ thống đê biển quốc gia bao bọc phía ngồi Đồng thấp tích tụ sơng - biển có độ cao bề mặt trung bình 0.7 - 0.8m, phân bố thành diện rộng khắp khu vực Bề mặt đồng có dạng trũng nghiêng biển, cấu tạo trầm tích bột - sét màu nâu Đê cát biển dạng địa hình kéo dài song song với đường bờ lùi sâu đồng có phương vng góc với đường bờ Chúng có độ cao 2.5 - 3.0m cấu tạo trầm tích cát nhỏ, di tích sinh vật, đơi chỗ có thành phần khống vật nặng cao Trong đới bãi nhóm thứ chủ yếu có hai dạng địa hình doi cát bãi cát Doi cát hình thành dịng sóng dọc bờ Chúng phân bố phần cao sát chân đê quốc gia chủ yếu hai phía đầu bắc (Hải Đơng, Hải Lý) đầu nam (cuối Hải Hịa, Hải Thịnh) khu vực Hình dạng chúng thể động lực dịng chảy dọc bờ sóng theo mùa Bãi cát dạng địa hình phân bố phổ biến đới bãi, rộng trung bình 150 - 300m, kéo dài khoảng 24km từ Hải Đông đến Hải Thịnh Bề mặt bãi nghiêng thoải 0.008 - 0.01, cấu tạo cát hạt nhỏ lẫn vỏ sinh vật biển Trên đới bãi có đê cát sóng vun tụ, cao 0.5 - 1.5m Chúng lộ hay vài đê cát chạy gần song song với bờ thủy triều rút thấp Đới tiền châu thổ biến đổi từ 0mHĐ đến độ sâu 10 - 15m gồm ba dạng địa hình Đồng nghiêng gợn sóng phát triển hệ thống đê cát ngầm tích tụ tác động mạnh triều sóng Chúng phân bố thành dải, kích thước 4.000 - 5.000m phía ngồi bãi tích tụ tới độ sâu 10 - 15m Sự xuất đê cát ngầm cao tương đối 0.3 - 0.8m làm cho bề mặt có dạng gợn sóng nhấp nhơ độ dốc chung bề mặt thoải phía đơng, đơng nam khoảng 0.0016 Các dịng bồi tích sinh sóng tầng nước làm cho vật liệu trầm tích bị xáo trộn mạnh chọn lọc tốt, đê cát ngầm (So = 1.15) Đồng bào mịn - tích tụ tác động sóng triều Chúng phân bố thành dải hẹp, kích thước 700 - 1.500m phía ngồi đới bãi tới độ sâu - 8m độ sâu này, sóng biển tác động trực tiếp xuống đáy mạnh tạo bề mặt hệ thống đê cách bờ cao 0.5 - 1m bào mòn đáy theo mùa tới 1.3mm/năm Đoạn bờ từ Văn Lý đến Hải Hịa, biên độ xói theo mùa mạnh tới 22,4cm Bề mặt đồng nghiêng thoải phía đơng khoảng 0.0018 - 0.008 Đồng tích tụ nghiêng gợn sóng, phát triển hệ thống đê cát ngầm Chúng phân bố thành dải, kích thước 5.000 - 6.000m từ độ sâu 10 - 15m đến 20 - 25m Thực chất phần ngồi đới sóng phá hủy biến dạng, bề mặt đáy bị tác động trực tiếp có sóng bão Bề mặt dốc thoải phía đơng khoảng 0.001 - 0.0017, cấu tạo bùn sét bột màu nâu hồng Đới biển nông ven bờ chủ yếu có dạng địa hình Đồng Prodelta tích tụ - bào mịn ưu nhờ dịng hải lưu ven bờ chịu ảnh hưởng bồi tích sơng đại Chúng phân bố phía ngồi độ sâu 20 - 25m Bề mặt đồng bằng, gợn sóng có nếp nhăn dịng hải lưu ven bờ tạo nên Hầu hết bề mặt đồng phủ sét sét bột đồng 3.4 Biến dạng bờ bờ ngầm bồi - xói Biến dạng mùa Kết khảo sát, quan trắc tuyến bãi cho thấy biến dạng bãi biển Hải Hậu lớn theo hai mùa theo ngày nước triều Nói chung, tuyến bờ, bãi bồi tụ vào mùa gió tây nam, xói sạt, bào mịn vào mùa gió đơng bắc Mức độ hạ thấp mặt bãi vào mùa gió đơng bắc so với mùa gió tây nam phổ biến 10 - 30cm, có chỗ tới 50cm Tuy nhiên, Hải Chính, Hải Triều nam Hải Lý thuộc phần khu vực, độ cao bãi biến động theo mùa trình bào mịn mặt bãi xảy vào hai mùa Hình thái bồi tụ bãi mùa mưa thể rõ phát triển một, hai có ba đê cát bờ Biến động mặt bãi theo kỳ triều cường đạt 20 - 30cm (hình 5) Ngày triều cường, bãi xói, trắc diện dốc, cao phần sát bờ hạ thấp phía ngồi Ngày triều kém, bãi bồi tụ với trắc diện thoải hơn, mặt bãi hạ thấp phần sát bờ bồi tụ mở rộng phần phía ngồi Đặc điểm biến dạng bãi Hải hậu thể (bảng 2) Bảng 2: Biến động bồi - xói (m3) bờ Hải Hậu hai mùa năm 2000 Dải bờ Đoạn bờ T2 T6 Mực biển trung bình đến độ sâu m -11.684 T6  T8 Độ sâu 3 6m Độ sâu  10m Cân bồi - xói (m3) +28.761,9 -21.571,4 -4.494 -316.750 -1.784.562.5 -6.506.850 -8.608.163 T8 T10 -168.175 -1.017.975 -2.391.550 -3.577.700 T10T12 -224.577 -1.876.570 -543.762 -2.644.909 T12T14 -393.217,5 -965.885 -129.870 -1.488.973 T14T16 -1.048.555 107.930 +116.315 -824.310 T16T18 -448.382,5 +188.770 +3.979.327,5 +3.719.715 T18T20 +7.175 +512.295 +4.577.035 +5.096.505 T20T22 -465.885 +274.155 +3.445.680 +3.253.950 -3.070.051 -4.533.081 2.524.754 -5.078.378 Tổng từ T2 T22 (+): Bồi tụ; (-): Xói lở Biến dạng mùa bờ ngầm khu vực Hải Hậu bồi tụ đáy vào mùa gió tây nam bào mịn đáy vào mùa gió đơng bắc Tổng khối lượng bồi trừ tổng khối lượng xói lở từ MBTB đến độ sâu 10m khu vực Hải Hậu từ tuyến T.6 đến tuyến T.22 cho cân xói -5.073.884m3/năm từ tuyến T.2 đến tuyến T.22 cho cân xói -5.078.378m 3/năm biến dạng mùa (bảng 2) Tính trung bình tồn vùng biến dạng mặt đáy bồi xói theo hai mùa 4.6 cm Dựa vào tài liệu hải đồ Pháp đo đạc từ 1927 đến 1930, Hải quân nhân dân Việt Nam in lần thứ hai năm 1967 kết đo sâu tháng 3/2000 đề tài thấy biến dạng nhiều năm đoạn bờ khu vực Hải Hậu diễn phức tạp Có nơi chuyển pha bồi sang xói xói yếu sang xói mạnh (bảng 3) Đoạn bờ T.2 - T.4: Bờ bồi tụ giảm dần từ bắc xuống nam Bờ ngầm bào mòn yếu Đoạn bờ T.4 - T.18: Cả bờ bờ ngầm bị bào mòn mạnh Phần bờ bãi xói sạt mạnh phía bắc, giảm dần phía nam Đoạn bờ T.18 - T.22: Bờ bị xói lở yếu bờ ngầm bồi tụ mạnh dần từ bắc xuống nam Tính theo phương pháp thể tích, bề mặt đáy bị bào mịn trung bình 1.3mm/năm, cực đại 1.9mm/năm Trung bình năm vùng bờ bờ ngầm Hải Hậu bị thiếu hụt xói sạt bào mịn khoảng 1.553.326 m3 bồi tích, tương đương với 2.485.300 Trong đới ven bờ đến độ sâu 2m 1.122.300m3, tương đương 1.795.680 Vùng đáy khoảng độ sâu - 10m bị bào mòn 431.026m3, tương đương 689.641tấn/năm Bảng 3: Biến động bồi - xói bờ Hải Hậu giai đoạn 1930 2000 Đoạn bờ T2T6 T6  T12 Giai đoạn 70 năm (1930 - 2000) Trung bình 3 Bồi (m ) Xói (m ) Cân - bồi năm (m3 / năm) (m3) 16.460.664 -16.460.664 -235.152,3 - 18.186.795 -18.186.795 -259.811,4 T12 T16 4.218.592 11.026.027 -6.807.435 -97.249,1 T16  T18 1.474.792,5 5.848.172,5 -4.373.380 -62.476,9 T 18  T 22 Tổng t  T22 11.499.511 17.192.895 7.522.981,4 +3.976.530 59.044.639,4 - 41.851.744 (+): Bồi tụ; (-): Xói lở +56.807.5 -597.882,2 Biến động nhiều năm bờ ngầm (sâu - 10m) Nguyên nhân chế xói lở bờ Hải Hậu 4.1 Nguyên nhân Nguyên nhân sâu xa xói lở bờ biển Hải Hậu liên quan đến tiến hoá tự nhiên châu thổ sông Hồng tác động người tầm vĩ mô làm giảm hẳn nguồn cung cấp bồi tích dẫn đến xu ngập chìm khơng đền bù bồi tích Ngun nhân trực tiếp xói lở bờ bãi, đê kè Hải Hậu thiếu hụt bồi tích dịng bồi tích dọc bờ chủ yếu dịng sóng vào mùa gió đơng bắc kết hợp với dịng triều xuống đưa phía tây nam phân tán mạnh mẽ bồi tích từ bờ đáy theo chế di chuyển ngang để tạo cân trắc diện ngang điều kiện mực nước dâng cao chậm chạp dài lâu dao động triều lớn kỳ triều cường, nước dâng gió mùa dâng bão Sóng có vai trị hàng đầu gây xói, sạt bờ di chuyển bùn cát dọc bờ, mùa xói lở trùng vào đầu mùa gió đơng bắc (tháng 10 - 12) có bão 4.2 Cơ chế xói lở bờ Cơ chế di chuyển gây thiếu hụt bồi tích dẫn đến xói sạt bờ Hải Hậu sau: Dòng bùn cát vận chuyển dọc bờ sóng đới dịng ven phía tây nam vào mùa gió đơng bắc ngược lại vào mùa gió đơng nam tạo nên cân âm phía tây nam gây thiếu hụt 675.800 m3/năm Dòng bùn cát sườn bờ ngầm (lơ lửng di đáy) di chuyển phía tây nam tạo cân dương lưu giữ bồi tích gây bồi tụ đáy, mùa gió tây nam phân kỳ khu vực di chuyển hai phía với lưu lượng nhỏ phía tây nam lớn phía đơng bắc tạo nên cân âm gây bào mòn đáy khu vực, năm tạo cân âm hướng phía tây nam Dịng bồi tích di chuyển ngang có lưu lượng lớn di chuyển từ bờ sâu vào mùa gió đơng bắc từ phía biển vào bờ mùa gió tây nam, cân năm phân tán xa bờ Dòng bồi tích tổng hợp di chuyển phía tây nam Mỗi năm khu vực thiếu hụt 2.485.320 bùn cát Trong đó, di chuyển sóng đới dịng ven sát bờ 1.081.300 (675.800m 3) Mỗi năm, đới dòng ven sát bờ xói sạt, bào mịn khoảng 1.795.700 bùn cát (1.122.300m3), 60% di chuyển dọc bờ phía tây nam 40% phân tán xa bờ [13] Sự thiếu lớn bồi tích sườn bờ ngầm kích hoạt di chuyển ngang với di chuyển dọc làm bơì tích gây xói lở bờ Hải Hậu quy mô lớn đới bờ ngầm đến độ sâu 10m, dòng chảy năm bào mặt đáy 689.640tấn (431.000m3/năm), gây bào mịn mặt đáy trung bình 1.3mm/năm Trong đó, mặt đáy biến dạng bồi xói theo mùa biên độ đạt 4,6cm/2 mùa Kết luận Trong số yếu tố động lực gây xói lở bờ Hải Hậu động lực sóng dịng chảy sóng, thuỷ triều dòng triều hai yếu tố động lực Sóng động lực vừa trực tiếp phá huỷ bờ vừa di chuyển vật chất xa bờ theo hướng dọc hướng vng góc với bờ Thuỷ triều yếu tố động lực tạo điều kiện cho sóng phá huỷ nơi bờ cao di chuyển vật chất khỏi khu vực chủ yếu theo hướng dọc bờ Sự kết hợp triều cường với sóng, gió bão nước dâng bão triều cường với sóng, gió mùa thổi mạnh nước dâng gió mùa tổ hợp yếu tố động lực gây xói lở bờ mạnh nhất, gây thiệt hại nặng nề Đặc trưng hình thái đoạn bờ phản ánh rõ tính ưu yếu tố động lực Đoạn bờ trung tâm dài 15 km phản ánh tính ưu động lực sóng với trắc diện bờ dốc phổ biến địa hình bãi, đê bờ Đoạn bờ phía bắc dài 4km phía nam dài 4km phản ánh tác động ưu sóng dịng dọc bờ với trắc diện bờ thoải phổ biến địa hình bãi, doi cát Đặc trưng hình thái đoạn bờ phản ánh rõ cường độ tác động yếu tố động lực đoạn bờ trung tâm, nửa phía bắc động lực sóng tác động yếu tạo trắc diện bờ thoải đới bãi thường phát triển đê cát bờ; nửa phía nam sóng tác động mạnh tạo trắc diện bờ dốc bãi thường phát triển đê cát bờ Biến dạng bãi Hải Hậu có xu xói lở tạo trắc diện bờ dốc vào ngày triều cường bồi tụ tạo trắc diện bờ thoải vào ngày triều Trong năm, biến dạng bờ có xu hướng bồi tụ vào mùa gió tây nam, xói lở vào mùa gió đơng bắc Trong suốt giai đoạn 1930 – 2000, biến dạng bờ bờ ngầm thể xu ngày gia tăng Nguyên nhân xói lở bờ Hải Hậu liên quan đến tiến hoá tự nhiên châu thổ sông Hồng tác động người tầm vĩ mô làm giảm nguồn cung cấp bồi tích dẫn đến xu ngập chìm khơng đền bù bồi tích gây xói lở bờ Cơ chế gây xói lở bờ Hải Hậu phức tạp, phụ thuộc vào hồn lưu cân dịng bùn cát biến đổi theo mùa Dịng bồi tích tổng hợp di chuyển phía tây nam gây thiếu hụt bồi tích khu vực 2.485.320 tấn/năm Trong đó, di chuyển sóng đới dịng ven sát bờ 1.081.300 tấn/năm Mỗi năm, đới dịng ven sát bờ xói lở, bào mịn khoảng 1.795.700 bùn cát, 60% di chuyển dọc bờ phía tây nam 40% phân tán xa bờ Sự thiếu lớn bồi tích sườn bờ ngầm kích hoạt di chuyển ngang với di chuyển dọc làm bơì tích gây xói sạt bờ Hải Hậu quy mô lớn TÀI LIỆU THAM KHẢO ảnh máy bay ảnh vệ tinh SPOT chụp vùng bờ biển Hải Hậu năm 1998 – 2001 Lưu trữ Phân viện Hải dương học Hải Phòng Bản đồ địa hình (hải đồ) tỷ lệ 1/ 100.000 tỷ lệ 1/25 000 Hải Quân nhân dân Việt Nam xuất từ năm 1960 - 1997 Bản đồ địa hình (lục đồ) tỷ lệ 1/10 000, 1/25 000 1/50 000 Cục đo đạc Bản đồ Nhà nước, Tổng cục Địa xuất từ năm 1970 trở lại Bird, E.C.F, 2000 Coastal geomorphology John Wiley & Sons, Chichester, England Leonchetyev O.K., Nikiorov L.G., Xafianov G.A, 1975 Địa mạo bờ biển NXB Đại học trung học chuyên nghiệp Matxcơva (Tiếng Nga) Nguyễn Thanh Ngà, Quản Ngọc An nnk, 1995 Hiện trạng xói lở, bồi tụ bờ biển Việt Nam biện pháp khoa học kỹ thuật khai thác vùng đất ven biển Đề tài cấp Nhà nước thuộc Chương trình biển KT - 03 Lưu trữ Viện Khoa học Kỹ thuật Thủy lợi Chu Văn Ngợi, Trần nghi nnk, 2000 Đặc điểm địa động lực vùng châu thổ sông Hồng Holocen Hội nghị Khoa học, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Tháng 11/2000 Phạm Văn Ninh, Lê Xuân Hồng, 2000 Hiện trạng xói lở bờ biển Việt Nam Báo cáo hội thảo bồi tụ, xói lở ven biển Việt Nam Hà Nội Tháng 5/2000, 12 Tr Đinh Văn Huy, Nguyễn Hữu Cử nnk, 1999 Đặc điểm địa động lực bờ châu thổ sông Hồng Báo cáo đề tài cấp sở năm 1999 Lưu trữ Phân viện Hải dương học Hải Phòng 10 Đinh Văn Huy, Bùi Văn Vượng, Nguyễn Thị Kim Anh, Nguyễn Quang tuấn nnk, 2000 Đặc trưng hình thái - động lực biến dạng bồi xói bờ bờ ngầm khu vực trọng điểm Văn Lý, Cát Hải Báo cáo chuyên đề đề tài KHCN-5a Lưu trữ Phân Viện Hải dương học Hải Phòng 11 Vũ Văn Phái, Nguyễn Xuân Trường, 1992 Lịch sử phát triển bờ rìa delta sơng Hồng thời kỳ gần Tạp chí Các Khoa học Trái đất 14 (2) 57 - 60 12 Trần Đức Thạnh, Đinh Văn Huy Trần Đình Lân, 1996 Đặc điểm phát triển vùng đất bồi ngập triều ven bờ châu thổ sơng Hồng Tạp chí khoa học trái đất Số 18(1) Hà Nội, trang 50 - 60 13 Trần Đức Thạnh, Nguyễn Đức Cự, Nguyễn Hữu Cử, Đỗ Đình Chiến, Đinh Văn Huy & nnk, 2000 Báo cáo tổng hợp dự án KHCN-5a Lưu trữ Phân Viện Hải dương học Hải Phòng 14 Nguyễn Thế Tiệp, 1993 Hình thái động lực dải ven bờ delta sơng Hồng (Holocen đại) Luận án PTS Khoa học Địa lý - Địa chất Hà Nội 180 Tr 15 Nguyễn Thế Tiệp, Đinh Văn Huy & Trần Xuân Lợi, 2000 Đặc điểm địa mạo đới bờ châu thổ sông Hồng (từ lạch Huyện đến Lạch Trường) Báo cáo chuyên đề đề tài KHCN-5a Lưu trữ Phân Viện Hải dương học Hải Phòng SUMMARY COASTAL MORPHODYNAMIC AND DEFORMATION OF HAI HAU Dinh Van Huy, Do Dinh Chien, Tran Duc Thanh, Bui Van Vuong Hai Hau coastal area is a part of Red River Delta (RRD) It is located between two biggest mouths of Red River System (Balat and Day Mouths) RRD expands seawards at the mean rate of 28m/y However, Haihau coast was erode at mean rate of 6,7m/y from 1930 2000 The coastal landform of Hai Hau area reflects obviously the role of dynamical factors The central area is over 15 km long from Hai Dong Villige to Hai Hoa Villige with the dominant wave dynamic The profiles of shore and nearshore are the most sloping The beach and beach ridge are main landforms in this area The North area is km long from Quat Lam Villige to Hai Dong Villige and the South area is over km long from Hai Hoa Villige to Hai Thinh Villige Both of them reflect obviously the predominant dynamic of wave and longshore drifts The profiles are less sloping than cetral profiles The beach and spits are main landforms here The cause of Haihau coastal erosion was determined a combination of human impact, tectonic subsidence, eustatic sea level rise, tide and wave actions in the condition of sedimentary lack 10 ...Chính Hải Triều Hải Hịa) đoạn nam (từ tuyến T.18 đến tuyến T.22 thuộc xã Hải Hòa Hải Thịnh) (hình 1) Bảng 1: Đặc trưng trắc lượng hình thái bờ bờ ngầm khu vực Hải Hậu Bờ cao Bờ thấp Độ cao... diện bờ dốc phổ biến địa hình bãi, đê bờ Đoạn bờ phía bắc dài 4km phía nam dài 4km phản ánh tác động ưu sóng dịng dọc bờ với trắc diện bờ thoải phổ biến địa hình bãi, doi cát Đặc trưng hình thái... Trong số yếu tố động lực gây xói lở bờ Hải Hậu động lực sóng dịng chảy sóng, thuỷ triều dịng triều hai yếu tố động lực Sóng động lực vừa trực tiếp phá huỷ bờ vừa di chuyển vật chất xa bờ theo hướng