Tài liệu Nghiên cứu hiện trạng xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông tỉnh thanh hóa

LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập cũng nhƣ thực hiện đề tài này, em đã đƣợc gia đình, bạn bè tận tình giúp đỡ. Bên cạnh đó nhà trƣờng đã tạo điều kiện cũng nhƣ quý thầy cô đã tận tình dạy bảo, hƣớng dẫn. Em xin trân thành gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu trƣờng Đại học Tây Bắc, ban chủ nhiệm khoa và các thầy cô giáo trong khoa Sử - Địa cùng các phòng ban chức năng, thƣ viện nhà trƣờng đã giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu. Và biết ơn sâu sắc đến thầy giáo, Th.S Nguyễn Văn Minh đã tận tình giúp đỡ trong việc chọn đề tài cũng nhƣ tìm tài liệu phục vụ cho việc hoàn thành khóa luận. Trong quá trình thực hiện đề tài bản thân em đã hết sức cố gắng, nỗ lực để đạt đƣợc kết quả cao nhất. Tuy nhiên vẫn còn nhiều hạn chế, kính mong sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để khóa luận thêm đầy đủ và hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Ngƣời thực hiện Lƣu Văn Sinh DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT HĐTNKT : Hệ địa tự nhiên kĩ thuật TP : Thành phố Tx : Thị xã UBND : Ủy ban nhân dân DANH MỤC HÌNH ẢNH, BẢNG BIỂU HÌNH ẢNH STT Số hình 1 Hình 3.1 2 Hình 3.2 3 Hình 3.3 4 Hình 3.4 Tên hình Xói lở bờ biển Tx Sầm Sơn Bãi bồi mới đƣợc hình thành Đê biển xã Quảng Cƣ bị phá hủy sau bão Các tác nhân xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông Trang 23 27 28 32 Hội chữ thập đỏ kiểm tra rừng ngập mặn huyện 5 Hình 3.5 Nga Sơn 42 Đoạn đê biển mới đƣợc xây dựng tại huyện 6 Hình 3.6 Tĩnh Gia 43 BẢNG BIỂU STT Số bảng 1 Bảng 3.1 Tên Bảng Xói lở bờ biển, cửa sông tỉnh Thanh Hóa Trang 24 Diện tích bồi tụ - xói lở khu vực ven biển tỉnh 2 Bảng 3.2 Thanh Hóa 30 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU ................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài ................................................................................................ 1 2. Mục đích nghiên cứu ......................................................................................... 2 3. Đối tƣợng nghiên cứu ........................................................................................ 2 4. Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................................ 2 5. Giới hạn của đề tài............................................................................................. 2 6. Lịch sử nghiên cứu vấn đề ................................................................................ 2 6.1. Trên Thế Giới ................................................................................................. 2 6.2. Ở Việt Nam .................................................................................................... 3 7. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................... 4 7.1. Phƣơng pháp tổng hợp và phân tích tài liệu ................................................... 4 7.2. Phƣơng pháp bản đồ, biểu đồ ......................................................................... 5 7.3. Phƣơng pháp thực địa..................................................................................... 5 7.4. Phƣơng pháp phân tích hệ thống .................................................................... 5 8. Đóng góp của đề tài........................................................................................... 6 9. Cấu trúc đề tài ................................................................................................... 6 PHẦN NỘI DUNG ............................................................................................... 7 CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THƢ̣C TIỄN .............................................. 7 1.1. Cơ sở lí luận ................................................................................................... 7 1.1.1. Quan niệm về bờ biển, cửa sông ................................................................. 7 1.1.2. Đặc điểm của đới ven biển, cửa sông ......................................................... 8 1.1.2.1. Tính chất ................................................................................................... 8 1.1.2.2. Sự tƣơng tác trong địa hệ ......................................................................... 9 1.2. Cơ sở thực tiễn ............................................................................................... 9 1.2.1. Xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông trên thế giới ............................................ 9 1.2.2. Xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông ở Việt Nam ........................................... 10 1.2.3. Xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông ở Bắc Trung Bộ .................................... 11 CHƢƠNG II: HOÀN CẢNH VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI TÁC ĐỘNG ĐẾN XÓI LỞ - BỒI TỤ BỜ BIỂN, CỬA SÔNG TỈNH THANH HÓA ..................................................................................................... 13 2.1. Hoàn cảnh tự nhiên ...................................................................................... 13 2.1.1. Vị trí địa lí ................................................................................................. 13 2.1.2. Địa hình, địa chất ...................................................................................... 15 2.1.3. Khí hậu ...................................................................................................... 17 2.1.4. Thủy văn .................................................................................................... 17 2.1.5. Đất đai ....................................................................................................... 19 2.1.6. Sinh vật ...................................................................................................... 20 2.2. Hoàn cảnh kinh tế - xã hội ........................................................................... 20 2.2.1. Dân cƣ ....................................................................................................... 20 2.2.2. Kinh tế ....................................................................................................... 21 CHƢƠNG III: HIỆN TRẠNG XÓI LỞ - BỒI TỤ BỜ BIỂN, CỬA SÔNG TỈNH THANH HÓA ........................................................................................... 24 3.1. Hiện trạng xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông ................................................ 24 3.1.1. Tình hình xói lở - bồi tụ ............................................................................ 24 3.1.1.1. Nga Sơn .................................................................................................. 27 3.1.2.2. Hậu Lộc .................................................................................................. 27 3.1.1.4. Sầm Sơn ................................................................................................. 29 3.1.1.5. Quảng Xƣơng ......................................................................................... 30 3.1.1.6. Tĩnh Gia.................................................................................................. 30 3.1.2. Tƣơng quan về xói lở và bồi tụ ................................................................. 31 3.2. Nguyên nhân xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông ............................................ 32 3.2.1. Yếu tố tự nhiên ......................................................................................... 33 3.2.1.1. Cấu tạo vùng bờ, hƣớng bờ .................................................................... 33 3.2.1.2. Sóng ........................................................................................................ 34 3.2.1.3. Gió .......................................................................................................... 35 3.2.1.4. Dòng chảy .............................................................................................. 36 3.2.1.5. Dao động mực nƣớc ............................................................................... 36 3.2.1.6. Sự phân bố không đều nguồn bồi tích.................................................... 37 3.2.2. Tác động của con ngƣời ............................................................................ 37 3.2.2.1. Mở rộng khu đô thị, khu dân cƣ ............................................................. 37 3.2.2.2. Xây dựng khu nuôi trồng thủy hải sản ................................................... 38 3.2.2.3. Quai đê lấn biển, khai hoang nông nghiệp ............................................. 38 3.2.2.4. Xây dựng các khu công nghiệp và du lịch ............................................. 40 3.2.2.5. Khai thác khoáng sản ven biển............................................................... 40 3.2.2.6. Công trình giao thông - thủy lợi ............................................................. 40 3.3. Giải pháp phòng tránh hiện tƣợng xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông ........... 41 3.3.1. Giải pháp công trình .................................................................................. 41 3.3.2. Giải pháp phi công trình ............................................................................ 43 KẾT LUẬN ......................................................................................................... 46 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Thiên nhiên đã dành cho nƣớc ta một ƣu đãi rất lớn về biển, với đƣờng bờ biển dài hơn 3260 km và gần 4000 hòn đảo lớn nhỏ đã đƣa nƣớc ta trở thành nƣớc có tiềm năng về kinh tế biển. Vùng ven biển nƣớc ta có nhiều cửa sông đổ ra biển, trung bình cứ 20 km lại có một cửa sông mang theo một nguồn dinh dƣỡng khổng lồ từ trong lục địa nên nguồn lợi thủy hải sản phú và đa dạng với nhiều loài quý hiếm có giá trị kinh tế cao. Bên cạnh đó do địa hình bị chia cắt mạnh với những dãy núi chạy sát ra tận biển đã tạo cho bờ biển nƣớc ta có nhiều danh lam thắng cảnh đẹp với những bãi cát dài, phong cảnh sơn thủy hữu tình là điều kiện lí tƣởng cho du lịch dƣỡng nghỉ mát. Tuy nhiên bên cạnh những tiềm năng to lớn mà thiên nhiên ban tặng đó, hàng năm vùng ven biển nƣớc ta luôn phải hứng chịu nhiều thiên tai nhƣ bão, áp thấp nhiệt đới, gió mùa, triều cƣờng, nƣớc dâng... gây xói lở bờ, bồi lấp cửa sông, phá hủy nhiều công trình dân sinh, kinh tế ven bờ, phá vỡ cấu trúc hệ sinh tái ven biển, gây không ít khó khăn cho các hoạt động sản xuất, an ninh quốc phòng, phát triển kinh tế đất nƣớc và đời sống của những ngƣời dân ven biển. Thanh Hóa là một tỉnh ven biển thuộc khu vực Bắc Trung Bộ, với đƣờng bờ biển kéo dài 102 km. Trải qua nhiều dạng địa hình và cấu tạo đất đá khác nhau, dƣới sự tác động mạnh mẽ của các quá trình động lực học sông - biển đã làm cho khu vực ven biển tỉnh Thanh Hóa chịu ảnh hƣởng mạnh mẽ của hiện tƣợng xói lở và bồi tụ. Những năm gần đây, các hiện tƣợng thời tiết cực đoan xảy ra ngày càng phổ biến với xu hƣớng ngày càng gia tăng về cả tần xuất và cả cƣờng độ, cùng với việc khai thác tài nguyên của con ngƣời trên các lƣu vực sông tăng mạnh nên hiện tƣợng xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông ở ven biển tỉnh Thanh Hóa đang diễn biến rất phức tạp. Xuất phát từ thực trạng xói lở - bồi tụ ở ven biển tỉnh Thanh Hóa, phân tích những nguyên nhân, tác động để từ đó đề ra phƣơng hƣớng giải quyết có 1 hiệu quả và tối ƣu nhất, tôi đã lựa chọn đề tài: "Nghiên cứu hiện trạng xói lở bồi tụ bờ biển, cửa sông tỉnh Thanh Hóa" làm khóa luận nghiên cứu cho mình. 2. Mục đích nghiên cứu Làm sáng tỏ hiện trạng xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông tỉnh thanh Hóa. Đó là cơ sở cho mọi hoạt động dự báo, phòng tránh các tai biến địa chất liên quan. Đồng thời phát hiện, nắm đƣợc những quy luật thành tạo địa chất khu vực ven biển, cửa sông để khai thác và sử dụng hợp lí hơn. 3. Đối tƣợng nghiên cứu Hiện trạng xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông tỉnh Thanh Hóa. Các quá trình địa chất kiến tạo tác động đến bờ biển, cửa sông tỉnh Thanh Hóa. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu cấu trúc địa chất, địa mạo, địa hình, thảm thực vật, hiện trạng khai thác sử dụng rừng, khoáng sản, đặc điểm thủy văn biển của tỉnh Thanh Hóa và tác động của chúng đến quá trình xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông. Nghiên cứu hiện trạng xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông tỉnh Thanh Hóa từ đó đề xuất các giải pháp quản lí và bảo vệ đới ven biển, phòng tránh giảm thiểu các tai biến xói lở - bồi tụ khu vực này. 5. Giới hạn của đề tài Nội dung: Đề tài nghiên cứu hiện trạng xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông tỉnh Thanh Hóa. Không gian: Chủ yếu nghiên cứu trong phạm vi các huyện: Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa, Quảng Xƣơng, Tĩnh Gia và Tx Sầm Sơn, đặc biệt là các đoạn bờ biển, cửa sông bị xói lở - bồi tụ diễn ra mạnh mẽ tại khu vực ven biển tỉnh Thanh Hóa. Thời gian: Đề tài còn nhiều hạn chế nhất định, nên chỉ đề cập tới các quá trình địa chất hiện nay tác động đến bờ biển, cửa sông tỉnh Thanh Hóa. 6. Lịch sử nghiên cứu vấn đề 6.1. Trên Thế Giới 2 Các công trình nghiên cứu về xói lở và bồi tụ bờ biển, cửa sông đã đƣợc xuất bản trên các tạp chí định kì nhƣ: Jourual of coastal research (CERF - Mỹ), Natural disaster (Nhật), Proceeding của các hội thảo (University of Tokio press), Coastal Enginearing (Mỹ), Bordomer (Pháp). Trong nhiều chƣơng trình dự án quốc tế, vấn đề xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông đƣợc coi là trọng tâm của chƣơng trình Land Ocean Interactions in the coastal zone (LOCZ), chƣơng trình LOCZ - nghiên cứu tƣơng tác giữa đại dƣơng và lục địa ở dải ven biển, chƣơng trình đối sánh đại chất quốc tế (IGCP), ở khu vực (WESTPAC), chƣơng trình APN... hiện nay các nƣớc Đông Nam Á đang phối hợp xây dựng mạng lƣới quan trắc và từng bƣớc triển khai dự án EA LOICZ trong đó quá trình xói lở bồi tụ bờ biển là một trong những nội dung luôn đƣợc ƣu tiên. Ở nhiều nƣớc trên thế giới, đặc biệt là Mỹ, Anh, Liên Xô (cũ), Pháp, Hà Lan, Bungari, Nhật... đã khá thành công trong việc sử dụng các giải pháp kĩ thuật để bảo vệ bờ biển, cửa sông chống xói lở và bồi tụ. song do điều kiện tự nhiên và kinh tế khác nhau, nên việc áp dụng các thành quả của các nƣớc trên thế giới vào Việt Nam cũng còn nhiều hạn chế và khó khăn. 6.2. Ở Việt Nam Vùng ven biển, cửa sông nƣớc ta có vị trí địa lí đặc biệt, đa dạng và phong phú về tài nguyên, là nơi tập trung dân cƣ (chỉ tính riêng các huyện ven biển đã chiếm 24% số dân của cả nƣớc), các công trình dân sinh kinh tế, quốc phòng quan trọng. Xói lở bờ biển, cửa sông là dạng thiên tai nặng nề xảy ra ở cả 28 tỉnh duyên hải ven biển nƣớc ta, diễn biến hết sức phức tạp gây thiệt hại lớn về ngƣời và của, để lại hậu quả lâu dài về kinh tế - xã hội và môi trƣờng sinh thái. Hàng năm nhà nƣớc phải bỏ ra một khoản chi phí lớn để khắc phục, phòng chống, cứu hộ. Bồi tụ bờ biển, cửa sông thành tạo nên các bãi bồi quý giá cho nhiều vùng song nhiều nơi cũng trở thành tai biến nghiêm trọng, gây sa bồi luồng tàu, bến cảng, bồi lấp cửa sông làm giảm khả năng thoát lũ, gây ngập lụt trên diện rộng, ngọt hóa các đầm phá, vũng vịnh... 3 Nhận thức rõ tính bức xúc và tầm quan trọng của vấn đề xói lở, bồi tụ bờ biển - cửa sông. Nhà nƣớc và một số địa phƣơng đã cho triển khai một loạt các chƣơng trình đề tài, đề án nhằm điều tra, xác định hiện trạng xói lở - bồi tụ, theo dõi diễn biến các vùng trọng điểm, xây dựng các luận cứ khoa học cho các giải pháp phòng chống khắc phục. Trong đó có thể nói tới các công trình nghiên cứu nhƣ: Dự án độc lập cấp nhà nƣớc KHCN - 5A (2000), "Nghiên cứu dự báo, phòng chống sụt lở bờ biển Bắc Bộ từ Quảng Ninh đến Thanh Hóa" đƣợc phân viện hải dƣơng học Hải Phòng tiến hành, "Hiện trạng và dự báo sự biến động bờ biển và các cửa sông ven biển Việt Nam" của các tác giả Trịnh Thế Hiếu, Lê Phƣớc Trình, Tô Quang Thịnh (2005), "Nghiên cứu sự hình thành và biến đổi quá trình bồi tụ - xói lở ở đới ven biển Thái Bình - Nam Định" (2007) của tác giả Đỗ Thị Minh Đức hay "Đánh giá hiện trạng bồi - xói và đề xuất sử dụng khu vực Tây Nam bán đảo Đồ Sơn" (2008) của Đinh Văn Huy. Ngoài ra còn có một số công trình sử dụng công nghệ viễn thám nghiên cứu tai biến xói lở - bồi tụ nhƣ một số nghiên cứu của Phạm Văn Cự (1996), Phạm Quang Sơn (1997, 2004)... Các chƣơng trình, đề tài, đề án nghiên cứu này đã thu đƣợc nhiều kết quả có giá trị về mặt khoa học và thực tiễn góp phần không nhỏ vào việc giảm thiểu tai biến xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông. Song do hạn chế về mục tiêu, nội dung và kinh phí cũng nhƣ thiết bị nghiên cứu nên sự gắn kết giữa các vùng còn hạn chế, nhiều vấn đề về quy luật về diễn biến bờ biển, cửa sông, cơ chế xói lở bồi tụ vẫn chƣa đƣợc giải quyết thỏa đáng, nhiều giải pháp công trình đƣợc đƣa ra còn mang nặng tính cục bộ, địa phƣơng... đặc biệt đối với các đoạn bờ biển, cửa sông tỉnh Thanh Hóa - một trong những nơi phải hứng chịu nhiều thiên tai nhất của khu vực Bắc Trung Bộ. 7. Phƣơng pháp nghiên cứu 7.1. Phương pháp tổng hợp và phân tích tài liệu Là phƣơng pháp đƣợc sử dụng ở những bƣớc đầu tiên của quá trình nghiên cứu khoa học, đây còn là bƣớc đƣợc đánh giá nhằm mục đích khái quát chung về quá trình nghiên cứu, nguồn tài liệu thu thập dƣợc sẽ là cơ sở giúp cho ngƣời 4 thực hiện xác định đƣợc những định hƣớng nghiên cứu, mục tiêu nghiên cứu và các phƣơng pháp nghiên cứu cho phù hợp. 7.2. Phương pháp bản đồ, biểu đồ Trong quá trình nghiên cứu địa lí tự nhiên không thể thiếu nguồn tài liệu là bản đồ và biểu đồ. Các loại bản đồ, biểu đồ có liên quan nhƣ: Bản đồ địa lí tự nhiên Việt Nam, Bản đồ hành chính việt nam, bản đồ tự nhiên Bắc Trung Bộ... Việc nghiên cứu bản đồ, biểu đồ có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc tƣ duy logic, trực quan khoa học hơn, tăng sức thuyết phục và giá trị cho đề tài. Trong quá trình nghiên cứu đã sử dụng các bản đồ để đối chiếu, so sánh tìm ra không gian, vị trí rồi phân tích hiện trạng xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông tỉnh Thanh Hóa. 7.3. Phương pháp thực địa Phƣơng pháp này đƣợc sử dụng phổ biến trong hầu hết các công trình nghiên cứu khoa học, vì nó giúp thị sát tình hình thực tế, có cái nhìn khách quan trong quá trình nghiên cứu. Đồng thời bổ sung đƣợc những nội dung, những thông tin mà các nghiên cứu trên tài liệu có thể chƣa phản ánh đƣợc hết và kiểm chứng những kết quả đó. Công tác ghi chép, mô tả cá đoạn bờ biển, cửa sông khu vực ven biển, cửa sông tỉnh Thanh Hóa luôn đƣợc tiến hành, từ đó giúp chúng ta hiểu biết hơn trong thực tế, tạo khả năng vận dụng nhanh chóng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn. Vì vậy phƣơng pháp này ngày càng đƣợc chú trọng nhằm đạt kết quả nghiên cứu cao nhất. Khi nghiên cứu vấn đề này tôi đã may mắn đƣợc đi thực địa tại các tỉnh ven biển miền Trung trong chuyến đi thực địa học phần địa lý kinh tế xã hội của lớp K51- ĐHSP Địa Lý, năm học 2013-2014. Thời gian và điều kiện cho chuyến đi còn nhiều hạn chế nhƣng chuyến đi vẫn có ý nghĩa vô cùng quan trọng. 7.4. Phương pháp phân tích hệ thống Phƣơng pháp phân tích hệ thống là phƣơng pháp khoa học giúp xử lí những vấn đề phức tạp, những vấn đề tồn tại trong mối quan hệ hữu cơ, ràng buộc. Nó đƣợc vận dụng trong những trƣờng hợp khi có nhiều mối quan hệ phải nghiên 5 cứu, nhiều đối tƣợng phải xem xét, nhiều yếu tố bất định phải tính đến, nhiều phƣơng án cần cân nhắc, so sánh, lựa chọn trong khi lƣợng thông tin có thể không đầy đủ nhƣ mong muốn. phƣơng pháp phân tích hệ thống thƣờng rất phù hợp để nghiên cứu quá trình xói lở - bồi tụ. 8. Đóng góp của đề tài Thanh Hóa đƣợc đánh giá là một trong những tỉnh xảy ra hiện tƣợng xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông mạnh mẽ nhất cả nƣớc. Do đó, việc nghiên cứu các biến động của đới ven biển, bờ biển, cửa sông có ý nghĩa vô cùng quan trọng. Từ kết quả nghiên cứu chúng ta có thể xác định đƣợc các tiềm năng, thế mạnh và nguy cơ tiềm ẩn của các biến động địa chất, địa mạo. Đây là mối quan tâm hàng đầu của khu vực nhằm quản lý hiệu quả hơn các vùng bờ biển, cửa sông và hƣớng tới phát triển bền vững kinh tế - xã hội - môi trƣờng. Ngoài ra đề tài còn là tài liệu tham khảo cho sinh viên nói chung và sinh viên ngành địa lý nói riêng, để sau này vận dụng vào công tác giảng dạy ở phần địa lý tự nhiên Việt Nam và địa lý khu vực Bắc Trung Bộ. 9. Cấu trúc đề tài Ngoài phần mở đầu, kết luận, đề tài còn có phần nội dung gồm 3 chƣơng: Chƣơng I: Cơ sở lí luận và thực tiễn Chƣơng II: Hoàn cảnh về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tác động đến xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông tỉnh Thanh Hóa Chƣơng III: Hiện trạng xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông tỉnh Thanh Hóa 6 PHẦN NỘI DUNG CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THƢ̣C TIỄN 1.1. Cơ sở lí luận 1.1.1. Quan niệm về bờ biển, cửa sông Hiện nay có khá nhiều quan niệm về không gian phân bố của vùng tiếp giáp giữa đất liền và biển dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau nhƣ phạm vi ảnh hƣởng của thủy triều, ranh giới xâm nhập mặn, thềm lục địa, giới hạn của vùng nƣớc đục, nƣớc trong của biển làm ranh giới ven bờ. Trên quan điểm tổng hợp và hệ thống, V.I. Lymarev đã định nghĩa "Khu bờ hay còn gọi là đới tƣơng tác hiện tại giữa lục địa và biển là một dải tiếp giáp đất - biển không rộng lắm có bản chất độc đáo, tạo nên một lớp vỏ cảnh quan của Trái Đất và là nơi xảy ra mối tác động tƣơng hỗ rất phức tạp và đối lập giữa thạch quyển, khí quyển, thủy quyển và sinh quyển" còn "cửa sông là nơi các con sông đổ ra biển hoặc hồ chứa tạo nên sự chuyển tiếp giữa môi trƣờng cửa sông và môi trƣờng của biển và cả hai đều có khả năng ảnh hƣởng đến các thành phần của biển nhƣ thủy triều, sóng và độ mặn của nƣớc". Bản chất của sự phát sinh, phát triển của bất kì một quá trình nào trong tự nhiên đều là sự vận động nhằm giải quyết mâu thuẫn nội tại trong mối quan hệ giữa các quyển của Trái Đất: thạch quyển, thủy quyển, khí quyển và sinh quyển cùng với các hoạt động của con ngƣời. Sự tƣơng tác giữa các đối tƣợng nhân tạo và các bộ phận thuộc các quyển đòi hỏi phải xem xét chúng trong một hệ thống. Một hệ thống gồm các đối tƣợng nhân tạo và các hợp phần thuộc địa quyển hợp thành một thể thống nhất gọi là địa hệ tự nhiên kĩ thuật (ĐHTNKT). Các tƣơng tác trong ĐHTNKT làm cho thành phần, trạng thái và tính chất của môi trƣờng tự nhiên bị biến đổi do hoạt động của con ngƣời. Cũng nhƣ các quá trình khác trong tự nhiên, quá trình xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông là kết quả tƣơng tác bên trong của hệ thống, là kết quả vận động của ĐHTNKT. Cấu trúc hệ địa này bao gồm các hợp phần tự nhiên là các quyển của Trái Đất nhƣ: cấu trúc địa chất, tân kiến tạo, chế độ thủy, hải văn...và hợp 7 phần kĩ thật chủ yếu là các hoạt động của con ngƣời. Không gian đới ven biển chính là đới tƣơng tác các hợp phần trong địa hệ. Những tƣơng tác trực tiếp quyết định sự phát sinh, phát triển của quá trình là tƣơng tác giữa thủy quyển và thạch quyển. Biểu hiện cụ thể của sự tƣơng tác thủy - thạch đó là tác động sóng, gió thủy triều, nƣớc dâng do bão... đến đất đá, địa hình thềm bờ. Ranh giới này xảy ra sự tƣơng tác đƣợc xác lập thông qua độ sâu tƣơng tác đối với hoạt động của sóng, gió, nƣớc dâng do bão, thủy triều. Trong nghiên cứu xói lở - bồi tụ, độ sâu về phía biển thƣờng đƣợc xác định dựa trên tác động động học của sóng tới đáy biển còn về phía lục địa, thƣờng đƣợc lấy tại vùng sóng lên cao cực đại hàng năm. Tuy nhiên phạm vi xảy ra sự tƣơng tác và sự phân bố của các yếu tố cấu thành hợp phần tƣơng tác thƣờng không trùng nhau, đặc biệt đối với một khu vực nhạy cảm, dễ biến động nhƣ đới ven biển, cửa sông. Không gian phân bố các yếu tố cấu thành hợp phần tƣơng tác thƣờng rộng hơn gấp nhiều lần so với đới tƣơng tác giữa chúng. Rất nhiều tác động chỉ xảy ra ở đới ven biển nhƣng đó là kết quả tƣơng tác của nhiều yếu tố khác nhau trên toàn bộ lƣu vực sông nhƣ: địa hình - địa mạo, dòng chảy sông ngòi, dòng bùn cát, lớp phủ thực vật...và các hoạt động kinh tế của con ngƣời nhƣ: khai thác rừng, canh tác trên đất dốc, xây dựng các công trình điều tiết trên thƣợng nguồn... Do đó phạm vi nghiên cứu của một số yếu tố tự nhiên, kĩ thuật của hợp phần trong địa hệ không chỉ bó hẹp trong đới ven biển mà còn mang tính chất khu vực rộng lớn hơn rất nhiều. 1.1.2. Đặc điểm của đới ven biển, cửa sông 1.1.2.1. Tính chất Tính đa dạng: Địa hệ đới ven biển luôn xảy ra sự tƣơng tác phức tạp, đầy đủ giữa các quyển của Trái Đất: thạch quyển, thủy quyển, khí quyển, thổ nhƣỡng quyển và sinh quyển. Tính nhạy cảm cao: Địa hệ đới ven biển luôn biến đổi, vận động do sự thay đổi của các hợp phần, thậm chí chỉ một hợp phần hoặc do trao đổi, tác động của yếu tố bên ngoài hệ thống. 8 Tính tự điều chỉnh, thích ứng nhanh: nhằm thiết lập một cơ chế cân bằng mới, mỗi khi có sự thay đổi của cá hợp phần trong địa hệ. 1.1.2.2. Sự tương tác trong địa hệ Tƣơng tác trực tiếp quyết định động thái của địa hệ và sự phát sinh, phát triển của hoạt động xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông không phải là sự tƣơng tác giữa hai hợp phần tự nhiên và kĩ thuật nhƣ là ĐHTNKT thông thƣờng khác, mà giữa hai quyển chính trong hợp phần tự nhiên, đó là thạch quyển và thủy quyển. chẳng hạn nhƣ khi xây dựng các công trình trên đới bờ, có thể làm thay đổi chế độ thủy động lực, gây xói lở - bồi tụ trên các hoạt động của sóng, trong trƣờng hợp này tác động trực tiếp của các giải pháp công trình đến thạch quyển nhƣ quá trình nén chặt đất đá dƣới móng công trình đê biển có tác động không đáng kể đến độ ổn định chung của khu vực. Tƣơng tác các hợp phần trong địa hệ đều là tƣơng tác đa chiều, có mối liên hệ nhân quả và chịu tác động tƣơng hỗ lẫn nhau. 1.2. Cơ sở thực tiễn 1.2.1. Xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông trên thế giới Biến động bờ biển tự nhiên bao gồm xói lở bãi cũng nhƣ vùng đất ven biển và tích tụ trầm tích để tạo ra một vùng đất mới là hiện tƣợng tự nhiên trong quá trình tiến hóa vùng bờ biển, cửa sông. Nó xảy ra sau những thay đổi về mực nƣớc biển tƣơng đối, khí hậu và các nhân tố khác trên những quy mô về không gian và thời gian khác nhau, từ các sự kiện theo thời gian địa chất đến các hiện tƣợng cực đoan trong khoảng thời gian ngắn. Nó cũng có thể tăng lên bởi các hoạt động của con ngƣời hoặc là ngay tại bờ, hoặc trên các lƣu vực sông, đặc biệt trên các lƣu vực sông lớn, vốn có nguồn cung cấp một lƣợng trầm tích to lớn cho bờ biển nhƣ sông Amazon, sông Nil, sông Hoàng Hà, sông Trƣờng Giang, sông Mê Kông, sông Hồng ở Việt Nam... Từ thời xa xƣa, trƣớc những biến động của tai biến xói lở và bồi tụ bờ biển, cửa sông con ngƣời đã biết tổ chức ngăn dòng để xây dựng các công trình ở vùng triều để phục vụ nông nghiệp, thoát lũ, hạn chế úng ngập nhƣ ngƣời Hy Lạp xây dựng công trình bảo vệ thành Babilon cổ kính, ngƣời Hà Lan xây dựng 9 nhiều đập bờ bảo vệ làng mạc, thành phố để tránh ngập lụt từ phía biển, mà sau này trong tên nhiều thành phố lớn có thêm từ "Dams" (đập) nhƣ Amsterdam, Rotterdam... đặc biệt là vào năm 1932 Hà Lan bắt đầu thực hiện dự án zuiderzee ở phía Bắc với 32 km để cắt biển và ngăn dòng, chia thành 5 vùng nhỏ để cải tạo đất nông nghiệp và một hồ chứa để phục vụ du lịch, từ đó các quốc gia khác nhƣ Nga, Pháp, Mĩ... lần lƣợt thực hiện các biện pháp để tăng cƣờng công tác phòng chống xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông. Thế kỉ XXI đƣợc coi là thế kỉ của biển và đại dƣơng đồng thời trƣớc thảm kịch biến đổi khí hậu, nƣớc biển dâng nhiều vùng bờ biển, cửa sông sẽ bị biến đổi theo chiều hƣớng tiêu cực và nó sẽ trở thành một trong những thiên tai gây thiệt hại lớn nhất cho cuộc sống của con ngƣời. 1.2.2. Xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông ở Việt Nam Việt Nam đang đứng trƣớc nguy cơ phải đối diện với hiện tƣợng bờ biển đang bị xói lở với cƣờng độ mạnh, mực nƣớc biển ngày càng dâng cao hơn. Thiệt hại 17 tỉ USD/năm nếu nƣớc biển dâng cao thêm 1 m. Các nhà nghiên cứu môi trƣờng vừa cảnh báo mũi Cà Mau nơi vẫn đƣợc xem là nơi có tốc độ lấn biển nhanh nhất nƣớc ta, có năm lên tới 100 m đã và đang có những biểu hiện xói lở mạnh. Tuy nhiên đây không phải là hiện tƣợng cá biệt, hầu hết đƣờng bờ biển nƣớc ta bị xói lở với cƣờng độ từ vài mét đến vài chục mét mỗi năm và có xu hƣớng tăng mạnh trong một thập niên gần đây. Quá trình xói lở đang diễn ra rất mạnh tại tất cả 28 tỉnh có bờ biển, nhƣng với các mức độ khác nhau: khu vực xói lở mạnh nhất là đồng bằng Bắc Bộ Thanh Hóa, đồng bằng sông Cửu Long, còn khu vực ổn định là vùng bờ Móng Cái - Hòn Gai, Rạch Giá - Hà Tiên, Nam Trung Bộ. Có khoảng 249 đoạn bờ bị xói lở, với tổng chiều dài 250 - 400 km. Quá trình xói lở đang diễn ra ở hầu hết các kiểu cấu tạo có nền đá gốc, sỏi cát, sét, bùn sét, bùn cát... trong đó chủ yếu là bờ cát, chiếm 82% trong tổng số bờ bị xói. Trên 80 đoạn bờ đã có đê, kè, trồng cây vẫn tiếp tục bị xói. Hơn 50% đoạn xói có chiều dài hơn 1 km, gần 20% đoạn xói vào đất liền 500 m. Có 30% đoạn xói 10 với tốc độ nhanh 10 m - 30 m/năm, có những đoạn tốc độ xói lên tới 100 m/năm. Phân vùng xói lở Việt Nam dựa vào địa hình, địa chất vùng bờ biển, các yếu tố động lực biển (sông, dòng chảy, thủy triều, sóng, hƣớng vận chuyển bùn cát...) và các đặc điểm hiện trạng xói lở chia ra thành 8 vùng sau: - Vùng I: Móng Cái (Quảng Ninh) đến Đồ Sơn (Hải Phòng) - Vùng II: Đồ Sơn đến Nga Sơn (Thanh Hóa) - Vùng III: Nga Sơn đến Đèo Ngang (Quảng Bình) - Vùng IV: Đèo Ngang đến Mũi Ba Làng (Quảng Ngãi) - Vùng V: Mũi Ba Làng đến Cà Ná (Ninh Thuận) - Vùng VI: Cà Ná đến Vũng Tàu - Vùng VII: Vũng Tàu đến Mũi Cà Mau - Vùng VIII: Mũi Cà Mau đến Hà Tiên (Kiên Giang) Theo mức độ nguy hiểm về cƣờng độ nhƣ tốc độ xói lở chia ra: - Bờ xói lở yếu: <4 m/năm - Bờ xói lở trung bình: 5 - 10 m/năm - Bờ xói lở mạnh: 10 - 30 m/năm - Bờ xói lở rất mạnh: >30 m/năm Các bờ xói lở yếu là vùng bờ I, V, VIII, các bờ xói lở trung bình và mạnh là vùng III, IV và VI, còn bờ xói lở mạnh và rất mạnh là vùng bờ II và VII. Bên cạnh quá trình xói lở thƣờng diễn ra vào mùa mƣa thì quá trình bồi tụ cũng diễn ra khá phổ biến tại các cửa sông, ven biển vào mùa khô. Xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông đang thực sự gây nguy hại đến cơ sở hạ tầng, nhiều làng xóm, ruộng vƣờn, đất canh tác đã bị sóng biển phá hủy. 1.2.3. Xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông ở Bắc Trung Bộ Vùng ven biển Bắc Trung Bộ bị biến động mạnh mẽ trong những năm gần đây do hiện tƣợng xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông. Các tai biến xói lở mạnh và bồi lấp đã trở thành tai biến thiên nhiên có ảnh hƣởng lớn đến đời sống sản xuất của dân cƣ ở các địa phƣơng ven biển và nó không chỉ xảy ra trong những năm 11 có thời tiết không thuận lợi mà còn xảy ra cả những năm thời tiết tƣơng đối bình thƣờng. Hiện tƣợng xói lở- bồi tụ bờ biển diễn ra ngày càng gia tăng, theo viện nghiên cứu quản lí biển và hải đảo từ những năm 1991 trở lại đây khu vực Nghi Lộc, Nghi Xuân, Cẩm Xuyên (Hà Tĩnh), Cửa Càn, Cửa Lò (Nghệ An), Hoằng Hóa, Hậu Lộc, Sầm Sơn (Thanh Hóa), Phú Lộc, Phú Vang (Huế) bị xói xở nghiêm trọng. Còn cửa sông ở khu vực Bắc Trung Bộ đƣợc thành tạo trong bão hoặc lũ và dịch chuyển theo hƣớng vận chuyển của dòng bùn cát ven bờ. Do đặc điểm thành tạo nên các cửa sông Bắc Trung Bộ đa phần nhỏ hẹp nên thƣờng xuyên bị bồi lấp và không ổn định nhƣ cửa Lạch Trƣờng, cửa Hới (Thanh Hóa), cửa Lò, cửa Hội (Nghệ An), cửa Tùng, cửa Việt (Quảng Trị), cửa Tƣ Hiền, cửa Thuận An (Thừa Thiên Huế)... đã gây ra ách tắc các tuyến đƣờng giao thông đƣờng thủy, khó khăn cho tàu bè ra vào tránh gió mùa Đông Bắc, tránh bão và áp thấp nhiệt đới. Đặc biệt khi các cửa sông bị bồi lấp, nƣớc lũ chảy xuống nhanh và không thoát kịp đã gay ra nạn ngập úng rất nghiêm trọng cho các khu dân cƣ, không ít lần lũ lụt đã gây ách tắc các tuyến đƣờng giao thông đƣờng sắt, đƣờng bộ và nhất là tuyến đƣờng quốc lộ 1A nối liền 2 miền Bắc - Nam. 12 CHƢƠNG II: HOÀN CẢNH VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI TÁC ĐỘNG ĐẾN XÓI LỞ - BỒI TỤ BỜ BIỂN, CỬA SÔNG TỈNH THANH HÓA 2.1. Hoàn cảnh tự nhiên 2.1.1. Vị trí địa lí Thanh Hoá là tỉnh thuộc Bắc Trung Bộ, có tọa độ địa lí từ 19°18'B đến 20°40'B, và từ 104°22'Đ đến 106°05'Đ. Điểm cực Bắc nằm ở xã Trung Sơn, phía Đông Bắc huyện Quan Hóa (giáp tỉnh Hòa Bình) nằm ở vĩ tuyến 20°40'B. Điểm cực nam là xã Hải Hà gần bờ biển Tĩnh Gia (giáp Nghệ An) nằm ở vĩ tuyến 19°18'B. Điểm cực Tây là núi Pha Long, xã Quang Chiểu huyện Mƣờng Lát (giáp Lào) nằm trên kinh tuyến 104°22'Đ. Điểm cực Đông ở xã Nga Điềm huyện Nga Sơn (giáp Ninh Bình) trên kinh tuyến 106°06'Đ. Lãnh thổ về phía Bắc giáp với ba tỉnh Sơn La, Hoà Bình và Ninh Bình, với đƣờng danh giới dài 175 km. Phía Nam và Tây Nam giáp tỉnh Nghệ An, với đƣờng gianh giới dài 160 km. Phía Tây giáp tỉnh Hủa Phăn (nƣớc Cộng hoà Dân chủ Nhân dân Lào) với đƣờng biên giới dài 192 km và phía Đông là vịnh Bắc Bộ với chiều dài bờ biển 102 km. Thanh Hóa là tỉnh có diện tích lớn của vùng Bắc Trung Bộ và của nƣớc ta, diện tích tự nhiên là 11.116,34 km2 chiếm 3,37% diện tích cả nƣớc, đứng thứ 5 trong tổng số 63 tỉnh thành phố của cả nƣớc và đứng thứ 2 trong số các tỉnh ở khu vực Bắc Trung Bộ Bộ. Thời lập nƣớc đây là một bộ phận của nƣớc Văn Lang, mang tên Cửu Chân. Tiếp đó qua nhiều thời đại Thanh Hóa lần lƣợt mang tên Ái Châu, rồi Trại, Phủ, Trấn, Lộ Thanh Hóa. Thanh Hóa cũng là tỉnh có nhiều đơn vị hành chính nhất cả nƣớc chỉ đứng sau TP Hà Nội, hiện nay tỉnh có 1 thành phố, 2 thị xã, 24 huyện với 584 xã, 20 phƣờng, 30 thị trấn. Thành phố Thanh Hóa là trung tâm kinh tế, hành chính, văn hóa của tỉnh. 2 thị xã Bỉm Sơn nằm ở phía Bắc của tỉnh và Sầm Sơn nằm ở phía Đông của tỉnh ngày càng đóng vai trò quan trọng. 13 14