Đang tải... (xem toàn văn)
: Địa mạo là một khoa học liên ngành và hệ thống, nghiên cứu địa hình và các cảnh quan của chúng, cũng như các quá trình tạo ra và làm thay đổi chúng (Báo cáo khoa học): Địa mạo là một khoa học liên ngành và hệ thống, nghiên cứu địa hình và các cảnh quan của chúng, cũng như các quá trình tạo ra và làm thay đổi chúng (Báo cáo khoa học): Địa mạo là một khoa học liên ngành và hệ thống, nghiên cứu địa hình và các cảnh quan của chúng, cũng như các quá trình tạo ra và làm thay đổi chúng (Báo cáo khoa học): Địa mạo là một khoa học liên ngành và hệ thống, nghiên cứu địa hình và các cảnh quan của chúng, cũng như các quá trình tạo ra và làm thay đổi chúng (Báo cáo khoa học): Địa mạo là một khoa học liên ngành và hệ thống, nghiên cứu địa hình và các cảnh quan của chúng, cũng như các quá trình tạo ra và làm thay đổi chúng (Báo cáo khoa học): Địa mạo là một khoa học liên ngành và hệ thống, nghiên cứu địa hình và các cảnh quan của chúng, cũng như các quá trình tạo ra và làm thay đổi chúng (Báo cáo khoa học): Địa mạo là một khoa học liên ngành và hệ thống, nghiên cứu địa hình và các cảnh quan của chúng, cũng như các quá trình tạo ra và làm thay đổi chúng (Báo cáo khoa học): Địa mạo là một khoa học liên ngành và hệ thống, nghiên cứu địa hình và các cảnh quan của chúng, cũng như các quá trình tạo ra và làm thay đổi chúng (Báo cáo khoa học): Địa mạo là một khoa học liên ngành và hệ thống, nghiên cứu địa hình và các cảnh quan của chúng, cũng như các quá trình tạo ra và làm thay đổi chúng (Báo cáo khoa học)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI BÁO CÁO KHOA HỌC BƯỚC ĐẦU TÌM HIỂU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Vũ Văn Phái Sinh viên: Lê Thị Hồng Phượng Lớp: K54 Địa lý – môi trường biển Hà Nội, 04/2013 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Vũ Văn Phái – người thầy tận tình bảo, hướng dẫn em suốt trình thực báo cáo Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới tất thầy cô khoa Địa lý, đặc biệt thầy môn Địa mạo dạy dỗ cho em kiến thức vững suốt thời gian học tập trường Cuối em xin có lời cảm ơn với anh chị Nghiên cứu sinh môn Địa mạo có giúp đỡ lời động viên em suốt thời gian qua Vì thời gian kiến thức thân hạn chế nên báo cáo tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp thầy, cô anh, chị để hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 04 /2013 Sinh viên Lê Thị Hồng Phượng MỤC LỤC MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA MẠO TRUYỀN THỐNG 1.1 Phân tích hình thái - động lực 1.2 Phân tích trắc lượng hình thái 1.3 Phân tích hình thái – thạch học 1.4 Ưu điểm hạn chế địa mạo truyền thống CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYÊN NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ 10 2.1 Phương pháp công nghệ 10 2.2 Nhóm phương pháp định lượng bán định lượng 11 2.2.1 MÔ HÌNH BRUUN 11 2.2.2 XÂY DỰNG CHỈ SỐ MỨC ĐỘ TỔN THƯƠNG BỜ BIỂN – CVI 17 2.2.3 MÔ HÌNH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG DỄ BỊ TỔN THƯƠNG BỜ MỜ (FUZZY COASTAL VULNERABILITY ASSESSMENT MODEL-FCVAM) 20 KẾT LUẬN 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO 23 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Bờ biển môi trường đa dạng nhạy cảm đới cảnh quan lẽ nơi có giao lưu, tiếp xúc tất có Trái Đất: thủy quyển, thạch quyển, khí sinh quyển, bao gồm người Nó tạo không gian sống, sinh hoạt, sản xuất, vui chơi giải trí cho người từ công trình xây dựng nhà cửa, cảng biển, khu du lịch nghỉ mát, khu bảo tồn thiên nhiên Ngày nay, sức ép lên đới bờ biển ngày gia tăng nhiều tác nhân, bao gồm tự nhiên nhân sinh, gây biến động đường bờ ngày lớn mà tượng xói lở bồi tụ bờ Những hoạt động làm gia tăng nguy tốc độ xói lở đường bờ, chẳng hạn khai thác khoáng sản ven biển, xây dựng công trình bờ biển, xây dựng đập, hồ chứa sông làm giảm nguồn trầm tích đưa biển Tác nhân tự nhiên bao gồm nhiều yếu tố sóng, gió, thủy triều Bài toán biến động đường bờ chưa hết nóng, đặc biệt xói lở bờ gây tổn thất lớn kinh tế - xã hội bồi lấp cửa sông, cảng biển, phá hủy nhiều công trình kinh tế ven bờ, phá vỡ nhiều cấu trúc hệ sinh thái ven biển rừng ngập mặn, gây khó khăn cho hoạt động sản xuất, đời sống người dân vùng ven biển… Các nhà khoa học đưa nhiều phương pháp nghiên cứu nhằm theo dõi, dự báo xác mức độ, quy mô xói lở bờ, từ có kế hoạch quản lý đới bờ hợp lý, phục vụ cho phát triển bền vững, ổn định mặt tự nhiên lẫn nhân sinh Để áp dụng phương pháp cách xác mang lại hiệu cần phải hiểu nội dung, cách thực ưu, nhược điểm phương pháp Trong khuôn khổ báo cáo khoa học “Bước đầu tìm hiểu số phương pháp nghiên cứu biến động đường bờ” sinh viên xin tổng hợp trình bày số phương pháp nghiên cứu thường sử dụng mang lại hiệu cao ưu, nhược điểm chúng, bao gồm nhóm phương pháp truyền thống nhóm phương pháp định lượng bán định lượng sử dụng phổ biến Cơ sở phương pháp luận Đến nay, với phát triển theo thời gian khoa học địa mạo, có số định nghĩa lĩnh vực khoa học Gần đây, Hội Địa mạo Quốc tế đưa định nghĩa sau: Địa mạo khoa học liên ngành hệ thống, nghiên cứu địa hình cảnh quan chúng, trình tạo làm thay đổi chúng Từ định nghĩa cho thấy, nghiên cứu biến đổi địa hình mặt đất nói chung nghiên cứu biến đổi địa hình bờ biển nói riêng nội dung thiếu địa mạo học nói chung địa mạo bờ biển nói riêng Do đó, nghiên cứu biến động đường bờ tách khỏi nghiên cứu địa mạo Xem đối tượng nghiên cứu, cụ thể đới bờ, hệ thống hoàn chỉnh mà thành phần hệ thống có mối liên quan mật thiết với nhau, tác động đến thành phần làm thay đổi hệ thống Tiếp cận hệ thống cách tiếp cận nghiên cứu địa mạo học sở phương pháp luận sử dụng xuyên suốt trình làm việc Phân tích hệ thống cho phép ta có nhìn toàn diện đầy đủ đối tượng, vấn đề nghiên cứu bắt buộc phải xem xét đầy đủ đối tượng, tránh bỏ qua mối liên hệ đối tượng với khách thể khác Theo sở phương pháp luận này, đới bờ xem hệ thống mở nằm hệ thống khoa học Trái Đất Trong trình tiến hóa, đới bờ chịu tác động tương hỗ qua lại thành phần hệ (chủ quan) trao đổi hệ hệ lân cận khác (khách quan) Theo sơ đồ khái quát mối quan hệ yếu tố đới bờ, muốn quản lý thống đới bờ cần hiểu rõ biến động trình bờ đã, xảy Và biểu cụ thể biến đổi hoạt động xói lở bồi tụ Sự phát triển địa hình bờ phụ thuộc vào tương tác nhiều nhân tố từ phía biển phía lục địa Các nhân tố phải phân tích đánh giá cách đầy đủ theo tinh thần phân tích hệ thống Hình Sơ đồ khái quát mối quan hệ yếu tố đới bờ biển Như vậy, nhìn nhận cách tổng quan ta xếp phương pháp vào nhóm lớn sau: Hình thái – động lực Nhóm phương pháp địa mạo truyền thống Trắc lượng hình thái Hình thái – thạch học Phương pháp nghiên cứu Nhóm phương pháp chuyên nghiên cứu biến động Phương pháp công nghệ: viễn thám GIS Các mô hình toán định lượng bán định lượng Hình Sơ đồ nhóm phương pháp nghiên cứu biến động đường bờ Mục tiêu Nêu lên số phương pháp nghiên cứu đường bờ truyền thống đại ưu điểm hạn chế Nội dung Báo cáo trình bày theo mục sau: - Mở đầu - Các nhóm phương pháp nghiên cứu biến động đường bờ + Nhóm địa mạo truyền thống + Nhóm chuyên nghiên cứu biến động - Kết luận Chương CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA MẠO TRUYỀN THỐNG 1.1 Phân tích hình thái - động lực Thực chất phương pháp hình thái – nguồn gốc, địa hình bờ biển hình thành chủ yếu tác nhân động lực biển, sóng dòng chảy sinh ra, thủy triều, có kết hợp sóng thủy triều biển sông Giữa hình thái địa hình bờ biển nhân tố động lực thành tạo chúng có mối liên quan mật thiết với theo quan hệ nhân – Chẳng hạn có đoạn bờ từ tích tụ chuyển sang xói lở hằn dòng vật chất giảm so với khả vận chuyển dòng lượng dòng lượng tăng lên Trong trường hợp thường gọi thiếu hụt trầm tích Đặc điểm hình thái chúng cho phép ta đoán số đặc điểm nguồn gốc, phát triển động lực địa hình Chẳng hạn, hướng dòng bồi tích phán đoán theo hướng phát triển mũi, doi cát, lệch cửa sông không lớn, lấp đầy góc lõm vào đường bờ hay tăng chiều rộng dải tích tụ 1.2 Phân tích trắc lượng hình thái Đây phương pháp nghiên cứu địa mạo truyền thống mang lại hiệu cao Tài liệu sử dụng phương pháp đồ địa hình năm xuất khác vùng nghiên cứu Dựa vào đồ địa hình quan sát thực tế cho ta thấy bờ biển dốc hay thoải Trên sở độ mau – thưa đường bình độ thấy hình dạng địa hình Vì độ chia cắt địa hình bờ biển yếu nên độ nghiêng nhỏ, thường tính % Dựa vào độ nghiêng bãi biển chia mức: Nghiêng: tan > 0,01 Nghiêng thoải: tan = 0,01 – 0,001 Hơi nghiêng: tan = 0,001 – 0,0001 Gần nằm ngang: tan < 0,0001 1.3 Phân tích hình thái – thạch học Cơ sở phương pháp dựa mối liên quan chặt chẽ đặc điểm hình thái với tính chất vật liệu (đất đá gắn kết hay bở rời, kích thước hạt ) tạo nên chúng Chẳng hạn độ dốc bãi phụ thuộc nhiều vào kích thước hạt Hạt thô độ dốc bãi lớn - Độ dốc 20 tương ứng đường kính trung bình Md = 0,12mm - Độ dốc 80 tương ứng đường kính trung bình Md = 0,5mm - Độ dốc 120 tương ứng đường kính trung bình Md = 2mm - Độ dốc 150 tương ứng đường kính trung bình Md = 5mm - Độ dốc 200 tương ứng đường kính trung bình Md = 64mm Mặt khác, lượng sóng lớn, vật liệu trầm tích có kích thước lớn độ nghiêng bãi lớn 1.4 Ưu điểm hạn chế Đặc điểm chung nhóm phương pháp truyền thống đánh giá, nghiên cứu biến động đường bờ sở phân tích, mô tả định tính yếu tố hình thái, nguồn gốc, động lực đới bờ Những phân tích, mô tả đúc kết từ quan niệm lý thuyết công nhận đắn địa mạo truyền thống, từ kinh nghiệm nhà nghiên cứu địa mạo Do đó, phương pháp có chỗ đứng vững mặt lý thuyết Tuy nhiên, nghiên cứu biến động đường bờ, lý thuyết không áp dụng triệt để vào thực tiễn Nếu dựa vào nhận định địa mạo truyền thống có nhìn tổng quát đầy đủ trình biến động từ bồi tụ dẫn đến xói lở ngược lại đường bờ Đây điểm hạn chế phương pháp địa mạo truyền thống Chương CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYÊN NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐƯỜNG BỜ Đây nhóm phương pháp sử dụng mô hình toán để đưa mức độ biến động đường bờ, tiêu biểu có hai phương pháp: 2.1 Phương pháp công nghệ Nhờ phát triển công nghệ viễn thám – GIS mà địa mạo bờ biển nói chung nghiên cứu biến động đường bờ nói riêng phát triển lên bậc Viễn thám khoa học sử dụng xạ điện từ phương tiện để nghiên cứu, điều tra, đo đạc thuộc tính đối tượng nghiên cứu bề mặt Trái Đất mà không cần tiếp xúc trực tiếp tới đối tượng Viễn thám biết đến với tính ưu việt chụp ảnh đa thời gian, đa phổ đa không gian Hình Phương pháp chập đồ để nghiên cứu biến động đường bờ (Internet) Tuy nhiên phương pháp có điểm hạn chế định, trước hết sở liệu đầu vào Như biết, liệu đầu vào viễn thám thu thập từ vệ tinh phóng lên không gian theo quỹ đạo thường bị hạn chế chất lượng yếu tố khách quan mây, 10 thời tiết, ánh sáng Có thể nói viễn thám công cụ hỗ trợ đắc lực cho công tác nghiên cứu biến động đường bờ Vì công cụ nên đương nhiên phải có người sử dụng công cụ Và điểm hạn chế viễn thám Bở lẽ, kết đầu có xác hay không xác phụ thuộc 50% vào khả người sử dụng Một người giỏi công nghệ viễn thám có khả xử lý liệu tốt, điều khiển “công cụ” theo ý cho sản phẩm tốt, ngược lại, người sử dụng không am hiểu thông thạo phần mềm viễn thám dù phần mềm có đại đến đâu kết đầu thỏa mãn yêu cầu 2.2 Nhóm phương pháp định lượng bán định lượng 2.2.1 Mô hình Bruun a Mô hình Bruun Được đưa để dự báo biến động bờ biển dâng lên mực nước biển Bruun đưa vào năm 1962 1988 Mô hình xem xét phản ứng đường bờ theo hai chiều (thằng đứng nằm ngang) dâng lên mực nước biển Giả định mô hình theo thời gian, hình dạng trắc diện ngang bãi có cân động dịch chuyển lên phía đất liền dâng lên mực nước biển Kèm theo giả định: - Bãi biển phía bị xói lở dịch chuyển phía đất liền - Vật liệu bị xói lở từ phần bãi vận chuyển khơi tích tụ đó, khối lượng vật liệu bị xói lở bãi khối lượng vật liệu tích tụ phía - Sự nâng lên đáy biển gần bờ tích tụ dâng lên mực nước biển để trì độ sâu nước - Gradient vận chuyển dọc bờ không đáng kể 11 Về mặt toán học, mô hình có công thức: 𝑅= Lz + hz 𝑆 𝐵 R : mức giật lùi đường bờ theo chiều nằm ngang (m) hz : độ sâu mà trao đổi trầm tích mặt bãi (bờ) thềm lục địa phía coi cực tiểu Lz : chiều dài trắc diện bãi tới hz S : dâng lên thằng đứng mực nước biển (m) B : độ cao bờ (m) Hình Sơ đồ minh họa mô hình Bruun Từ hình giả định, ta thấy B hz có mối liên hệ với độ nghiêng bãi Vì lấy giá trị độ nghiêng bãi để dự báo thay đổi đường bờ biển biểu diễn sau: 𝑅= 𝑆 tan 𝛼 12 Trong đó, góc nghiêng bãi biển tính từ mực nước cao đến mực nước thấp (độ nghiêng mặt bãi) Tuy nhiên mô hình Bruun bỏ qua thành phần di chuyển bồi tích dọc bờ – phần quan trọng trình tiến hóa đường bờ biển Hơn giả thiết 2, khó xác định thực địa b Độ sâu kết thúc (Depth of Closure) Độ sâu kết thúc khái niệm đưa từ phương trình Hallermeier nhằm xác định độ sâu cho ba khu vực: vùng ven biển, vùng đệm bãi cát ngầm vùng khơi Gọi theo cách khác nơi hàng rào ngăn cách trầm tích Tại vị trí này, độ sâu nước coi đủ để vận chuyển trầm tích lượng sóng không đáng kể Trong phạm vi đới gần bờ nằm ranh giới độ sâu kết thúc, vận chuyển trầm tích dọc bờ từ bờ khơi cực tiểu Định nghĩa áp dụng cho bờ biển mở, nơi sóng gần bờ có dòng trầm tích sóng vận chuyển gây chiếm ưu thế, khu vực sóng, chẳng hạn bãi biển có đê chắn sóng dài, nơi mà vận chuyển trầm tích thực chủ yếu nhờ vào lên xuống thủy triều Trong mô hình Bruun, độ sâu kết thúc thể qua tham số hz Việc xác định tham số hz thực dựa theo hai phương pháp: tính toán theo đặc điểm sóng tính toán theo liệu trầm tích - Tính toán theo đặc điểm sóng Độ sâu thể qua phương trình Hallermeier 1981 (1): Trong đó: Hs chiều cao sóng hiệu tác động 12h năm g gia tốc trọng trường 13 T chu kỳ sóng Các nhà nghiên cứu thuộc tổ chức WorleyParsons Úc tiến hành tính toán độ sâu kết thúc cho bờ biển Sydney theo phương trình Số liệu đo Sydney cho Hs khoảng 5.6m Ts khoảng 17s, suy độ sâu kết thúc bên khoảng 12m Ngoài cách tính toán trên, vào năm 1987, Bộ Cơ sở hạ tầng môi trường Hà Lan – Rijkswaterstaat, đề cách ước tính đơn giản cho việc tìm độ sâu kết thúc công thức (2): dc = 1.75Hs Nếu theo công thức này, độ sâu kết thúc bờ biển Sydney vào khoảng xấp xỉ 10m - Tính toán theo liệu trầm tích Trong nghiên cứu New South Wales (NSW), liệu trầm tích cho thấy thay đổi rõ rệt đặc điểm trầm tích với khơi nước sâu (Nielsen, 1994) Những thay đổi bao gồm thay đổi kích thước hạt, phân loại, thành phần carbonate màu sắc Có hai đơn vị trầm tích đặc biệt cát gần bờ cát phạm vi thềm lục địa Bruun (1988) đề nghị độ sâu kết thúc nên lấy ranh giới cát gần bờ cát phạm vi thềm lục địa Theo nghiên cứu Sydney, phạm vi tìm thấy cát gần bờ khoảng độ sâu từ 11 – 15m (so với AHD – Australian Height Datum, mốc độ cao Úc) Trong phạm vi thềm lục địa cát tìm thấy độ sâu khoảng 18 – 26m Ranh giới cát gần bờ cát thềm lục địa tương ứng với phận đáy biển với đặc điểm chế độ động lực phận “hoạt động”, tức chế độ sóng tương đối mạnh phận “tích tụ”, tức chế độ sóng yếu Tại ranh giới đó, nước trở nên sâu để sóng di chuyển vật liệu có kích thước hạt thô bãi 14 Hình Xác định ranh giới đơn vị trầm tích điển hình bờ cát Nielsen (1994) dựa nghiên cứu tổng hợp lại độ sâu kết thúc cho bãi biển Sydney sau: + 12m 4m: giới hạn độ sâu đới sóng hoạt động, tương ứng với ranh giới cát gần bờ – bờ độ sâu kết thúc bên theo phương trình Hallermeier + 22m 4m: giới hạn tuyệt đối vận chuyển trầm tích có tác động sóng bão, tương ứng với ranh giới trầm tích thềm lục địa Như thấy việc xác định độ sâu kết thúc – tham số hz cho phương trình quy tắc Bruun công đoạn vô khó khăn lẽ thực tế bờ cát tìm độ sâu kết thúc thỏa mãn điều kiện di chuyển trầm tích dọc bờ Mặt khác, nhiều nơi độ sâu kết thúc ý nghĩa xác định giới hạn độ sâu sóng tác động gió lớn có bão c Những hạn chế quy tắc Bruun Những hạn chế quy tắc Bruun thể qua mặt 15 - Thứ hạn chế giả định Để áp dụng quy tắc Bruun đòi hỏi bờ biển phải có trắc diện cân mà trắc diện đòi hỏi phải kín, giới hạn hàng rào ngăn cản trầm tích (sediment fence) xác định ranh giới độ sâu kết thúc (Depth of Closure) Trên thực tế, bờ biển đáp ứng điều có số Hơn nữa, theo quan điểm Bruun mực nước biển dâng lên gây rút lui bờ Tuy nhiên, thực tế có nhiều chứng chứng minh điều ngược lại Trong nghiên cứu dâng lên thoái lui bờ biển khu vực đông nam Australia, B.G.Thom (1983) chi có đoạn bờ bồi tụ mực nước biển tăng lên có dồi lượng trầm tích - Thứ hai, quy tắc Bruun bỏ qua số biến số quan trọng địa chất hải dương học Đầu tiên thành phần di chuyển dọc bờ bị bỏ qua coi điều kiện để áp dụng công thức Bruun Rõ ràng thiếu sót nghiêm trọng di chuyển bồi tích dọc bờ đóng góp quan trọng tiến hóa bờ Một tham số bị Bruun bỏ qua, thành phần độ hạt cấu tạo bờ Theo quan điểm hình thái – thạch học, thành phần vật liệu liên quan đến khả găn kết bờ, tức khả bị xói khó hay dễ, độ hạt ảnh hưởng nhiều đến độ dốc bãi, thông thường kích thước hạt lớn độ dốc lớn - Thứ ba, hạn chế Bruun thể tảng quan niệm lỗi thời Quy tắc Bruun dựa vào hình dạng bãi mô tả trắc diện cân qua phương trình toán học Tiềm ẩn quy tắc Bruun cho địa chất tác dụng kiểm soát biến đổi đường bờ Có thể nói quy tắc Bruun đưa từ kỷ XX, mô hình định lượng nên quan điểm tảng đến lỗi thời chí quan điểm sai lầm Tuy nhiên, giới mô hình sử dụng tương đối nhiều lẽ mô hình đơn giản so với mô hình định lượng khác dễ thực nhiều Đặc biệt mô hình Bruun có ý nghĩa nhà quản lý cách làm dễ thực cho thấy tranh toàn cảnh xu hướng biến 16 đổi đường bờ để áp dụng phương pháp quản lý có hiệu quả, đối phó với biến cố xảy 2.2.2 Xây dựng số mức độ tổn thương bờ biển – CVI a Công thức tính CVI Đây phương pháp để đánh giá khả biến động bờ biển đưa từ đầu năm 1990 gần sử dụng rộng rãi nhiều nước giới Chỉ số mức độ tổn thương bờ biển (Coastal Vulnerability Index – CVI) tính toán theo biến số là: địa mạo, biến động đường bờ, độ nghiêng bờ, thay đổi mực nước biển tương đối, độ cao sóng có ý nghĩa độ lớn thủy triều Công thức: 𝐶𝑉𝐼 = √ 𝑎∗𝑏∗𝑐∗𝑑∗𝑒∗𝑓 a: địa mạo; b: tốc độ biến động đường bờ (m); c: độ nghiêng bờ (%); d: thay đổi mực nước biển tương đối (mm); e: độ cao sóng có ý nghĩa (m); f: độ cao trung bình thủy triều (m) - Biến số địa mạo (a): địa mạo hình thái thành tạo thạch học cấu tạo nên đường bờ khu vực Trên sở tài liệu địa chất, địa hình khu vực để đánh giá cho trọng số Nếu bờ có cấu tạo rắn chắc, bền vững nơi động lực sóng yếu cho trọng số nhỏ nhất, ngược lại khu vực có đặc điểm dễ dẫn đến nguy xói lở cao vật liệu cấu tạo cát, động lực sóng mạnh cho trọng số cao 17 - Tốc độ biến động đường bờ (b): cụ thể xác định mức độ xói lở - bồi tụ khu vực nghiên cứu tính mét Dựa sở tài liệu ảnh vệ tinh năm, giai đoạn khác khu vực, nắn chỉnh, giải đoán để đưa số liệu cụ thể tốc độ xói – bồi đoạn bờ cần nghiên cứu Sau có đánh giá tốc độ xói, bồi tiến hành tính điểm trọng số, nơi bồi tụ cho trọng số nhỏ nhất, tức 1, sau cho tăng dần trọng số tương ứng với khu vực nhạy cảm có mức độ xói mạnh - Độ nghiêng bờ (c): độ nghiêng, hay độ dốc bờ tính toán theo hai cách sử dụng lát cắt ngang lát cắt dọc Cách thực hai cách tương tự Đối với lát cắt dọc, tiến hành cách lấy điểm bờ biển làm điểm giữa, xác định điểm hai phía điểm giữa, điểm lấy phía lục địa điểm lấy phía biển cho khoảng cách ngang điểm đến điểm Tiếp theo tiến hành bước đo đạc để tính tan góc dốc Vì giá trị tan nhỏ nên đơn vị đo độ dốc quy % Đối với lát cắt ngang, cách làm tương tự, khác lấy lát cắt song song với đường bờ Do độc dốc lớn bờ bớt nguy bị ngập, giảm thiểu khả bị xói lở Bởi vậy, độ dốc lớn quy trọng số 1, tăng dần độ dốc nhỏ - Thay đổi mực nước biển tương đối (d): tính đơn vị milimet lấy theo số liệu trạm đo khu vực nghiên cứu - Độ cao sóng có ý nghĩa (e): độ cao sóng trung bình vùng biển nghiên cứu, tính mét - Độ cao trung bình thủy triều (f): lấy trạm nghiệm triều khu vực nghiên cứu, tính theo mét Nếu biên độ triều nhỏ cho điểm trọng số cao Khi khu vực có chế độ nhật triều, ngày có lần lên lần xuống biên độ triều (mức triều chênh lệch lần triều lên triều xuống) thấp Khi đó, phạm vi triều tác động rộng thời gian lâu (so với chế độ bán nhật triều) Do 18 đó, khả bị xói bờ cao so với khu vực có biên độ triều cao Sau có giá trị cho trắc diện, tiến hành tính tham số khác giá trị trung bình, độ lệch chuẩn, giá trị ứng với 25%, 50% 75% cho toàn đoạn bờ nghiên cứu Trên sở giá trị tích lũy ứng với phần trăm nêu tiến hành đánh giá mức độ rủi ro: thấp ứng với giá trị < 50%, trung bình 25 – 50%, cao từ 50 – 75% cao 75% Kết cuối thu đồ rủi ro cho đoạn bờ nghiên cứu Bởi số mức độ tổn thương bờ dâng lên mực nước biển nên dựa vào kịch mực nước biển dâng dự báo rủi ro tương lai b Ưu điểm, hạn chế CVI CVI phương pháp sử dụng phổ biến ưu điểm cho kết tương đối đánh giá tốt mức độ tổn thương đường bờ quy trình đánh giá tham số đầu vào tổ chức có hệ thống Mặt khác, CVI áp dụng cho loại bờ tham số địa mạo đưa vào để xem xét tất loại vật liệu, CVI áp dụng rộng rãi Ngoài ưu điểm trên, mô hình CVI có nhược điểm định Một nhược điểm dễ thấy CVI để có tham số đầu vào cần phải trải qua trình nghiên cứu, đánh giá kỹ lưỡng yếu tố Hơn nữa, việc đánh giá, cho điểm trọng số tham số mang tính chất chủ quan người làm mà biểu chung cho tất nghiên cứu sử dụng mô hình CVI, kết báo cáo, nghiên cứu mang tính chất tương đối Bên cạnh đó, tham số đầu vào chưa đầy đủ chưa tính đến tham số ảnh hưởng người yếu tố xã hội Đây thiếu sót lớn mô hình số tổn thương đường bờ 19 2.2.3 Mô hình đánh giá khả dễ bị tổn thương bờ mờ (Fuzzy Coastal Vulnerability Assessment Model-FCVAM) FCVAM mô hình Ozyurt phát triển năm 2007 từ mô hình CVI cập nhật vào năm 2010, sử dụng hệ thống chuyên môn mờ để tích hợp đặc trưng tự nhiên với họat động người cho quy mô dọc ngang vùng bờ biển (Ozyurt, 2010) Mô hình sử dụng tổng số 20 tham số (13 tham số tự nhiên tham số liên quan tới hoạt động người) để xác định trình xói lở bờ, ngập úng, lũ nước dâng bão xâm nhập mặn nguồn nước (nước ngầm nước sông) dọc theo vùng bờ biển FCVAM đánh giá vùng khác thông qua khả dễ bị tổn thương bờ kết hợp Đồng thời, khu vực đánh giá khả dễ bị tổn thương nhiều tác động khác nhau.Thêm vào đó, khả dễ bị tổn thương tham số nhân sinh đánh giá cho tác động riêng lẻ Các tham số vật lý xói lở bờ biển tích hợp tác động biến đổi khí hậu thông qua mực nước biển dâng, địa mạo thông qua địa hình trình bờ thông qua sóng, cán cân trầm tích thủy triều Các tham số đánh giá xây dựng tạo nên ma trận Các tham số vật lý Các tham số ảnh hưởng người Xói lở bờ biển Tốc độ dâng mực nước Giảm cung cấp trầm tích biển Yếu tố địa mạo bờ Độ dốc bờ Cơ chế dòng chảy sông Khoảng trống phía trước công trình Lượng trầm tích Bảo vệ suy thoái tự nhiên Độ lớn thủy triều Các cấu trúc bảo vệ bờ 20 Ngập nước Tốc độ dâng mực nước Khoảng trống phía trước công dâng bão biển trình Độ dốc bờ Bảo vệ suy thoái thiên nhiên Độ cao nước dâng Các cấu trúc bảo vệ bờ bão Độ lớn thủy triều Ngập úng Tốc độ dâng mực nước Bảo vệ suy thoái thiên nhiên Các cấu trúc bảo vệ bờ biển Độ dốc bờ Độ lớn thủy triều Xâm nhập mặn Tốc độ dâng mực nước Tiêu thụ nước ngầm vào nguồn biển nước ngầm Phương thức sử dụng đất Khoảng cách tới bờ Loại nước ngầm Thủy lực Chiều sâu lớp nước ngầm Xâm nhập mặn Tốc độ dâng mực nước Cơ chế dòng chảy sông vào sông estuary biển Khoảng trống phía trước công Độ lớn thủy triều trình 3.Độ sâu khu vực hạ lưu Phương thức sử dụng đất Lưu lượng Bảng Các tham số để đánh giá khả dễ bị tổn thương nước dâng bão Mô hình FCVAM mang ưu điểm CVI khả áp dụng rộng rãi cho tất loại bờ đưa kết tương đối xác Hơn nữa, FCVAM khắc phục thiếu sót lớn CVI đưa vào tham số liên quan đến hoạt động nhân sinh Tuy nhiên, lượng tham số đầu vào lớn nên việc sử dụng mô hình bị hạn chế phần nơi có đủ khả điều tra, nghiên cứu đầy đủ toàn tham số 21 KẾT LUẬN Qua tìm hiểu bước đầu số phương pháp nghiên cứu biến động đường bờ, bao gồm truyền thống đại, định tính định lượng rút số điều sau: - Các phương pháp địa mạo truyền thống phương pháp sở lý thuyết vững chúng, chúng dùng để đánh giá tổng quát tình hình xu hướng biến động vùng bờ rộng lớn, đánh giá dựa sở định tính - Hiện giới nhóm phương pháp định lượng trở nên phổ biến trọng dụng nhờ tính xác Vấn đề đặt để áp dụng mô hình đại (FCVAM) cần phải có đầu tư, nghiên cứu tham số đầu vào cách kỹ lưỡng Việc áp dụng mô hình Việt Nam khả thi có đủ điều kiện tiềm lực để đầu tư vào việc tìm tham số đầu vào cách nghiêm túc 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Vi Dân, 2003 Phương pháp nghiên cứu địa mạo NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, 328 trang Vũ Văn Phái Giới thiệu địa mạo bờ biển Tập giảng Vũ Văn Phái, 2007 Cơ sở địa lý tự nhiên biển đại dương NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, 240 trang Vũ Văn Phái, 2012 Đề tài “Nghiên cứu biến động bờ biển mối quan hệ với mực nước biển dâng phục vụ quy hoạch quản lý môi trường đới bờ biển tỉnh cực Nam Trung Bộ - Đông Nam Bộ” Vũ Văn Phái, Nguyễn Hoàn, Nguyễn Hiệu, 2003 Nghiên cứu mối tương tác đất – biển phục vụ quản lý thống đới bờ vịnh Bắc Bộ Tạp chí khoa học – Đại học Quốc Gia Hà Nội, phụ trương “Ngành: Địa lý – Địa chính” Tiếng Anh Cooper J.A.G, Pilkey O.H, 2004 Sea-level rise and shoreline retreat: time to abandon the Bruun Rule Journal Global and Planetary Change 43 (2004), 157–171 Özyurt G and Ergin E., 2012 Spatial and Time Balancing Act: Coastal Geomorphology in View of Integrated Coastal Zone Management (ICZM) Studies on Enviromental and applied geomorphology, publish by Intech Özyurt G and Ergín A., 2009 Application of Sea Level Rise Vulnerability Assessment Model to Selected Coastal Areas of Turkey Journal of Coastal Research, SI 56 (Proceedings of the 10th International Coastal Symposium), 248 – 251 Lisbon, Portugal, ISSN 0749-0258 23 Leontyev O.K., Nikiforov L.G., Xafianov G.A., 2002 Địa mạo bờ biển Do tập thể tác giả môn Địa Mạo - Địa Lý Biển khoa Địa Lý trường ĐHKHTN biên dịch 10 Worley Parson, 2012 Appendix E: Estimation of Depth of Closure for Use in the Bruun Rule Economics Website: http://www.coastalwiki.org/wiki/Closure_depth 24 [...]... số l : địa mạo, biến động đường bờ, độ nghiêng của bờ, thay đổi mực nước biển tương đối, độ cao sóng có ý nghĩa và độ lớn thủy triều Công thức: 𝐶𝑉𝐼 = √ 𝑎∗𝑏∗𝑐∗𝑑∗𝑒∗𝑓 6 a: địa mạo; b: tốc độ biến động đường bờ (m); c: độ nghiêng của bờ (%); d: thay đổi mực nước biển tương đối (mm); e: độ cao sóng có ý nghĩa (m); f: độ cao trung bình của thủy triều (m) - Biến số địa mạo (a ): địa mạo ở đây chính là hình. .. (m) hz : độ sâu mà tại đó sự trao đổi trầm tích giữa mặt bãi (bờ) và thềm lục địa phía trong được coi là cực tiểu Lz : chiều dài của trắc diện bãi tới hz S : sự dâng lên thằng đứng của mực nước biển (m) B : độ cao của bờ (m) Hình 4 Sơ đồ minh họa mô hình Bruun Từ hình và các giả định, ta thấy B và hz có mối liên hệ với độ nghiêng của bãi Vì thế nếu lấy giá trị độ nghiêng của bãi để dự báo sự thay đổi. .. đưa vào để xem xét trên tất cả các loại vật liệu, do đó CVI được áp dụng rộng rãi Ngoài những ưu điểm trên, mô hình CVI cũng có những như c điểm nhất định Một như c điểm dễ thấy của CVI là để có được các tham số đầu vào cần phải trải qua quá trình nghiên cứu, đánh giá kỹ lưỡng từng yếu tố Hơn nữa, việc đánh giá, cho điểm trọng số các tham số này cũng mang tính chất chủ quan của người làm mà không có một. .. nghiên cứu được đầy đủ toàn bộ các tham số đó 21 KẾT LUẬN Qua những tìm hiểu bước đầu về một số phương pháp nghiên cứu biến động đường bờ, bao gồm cả truyền thống và hiện đại, định tính và định lượng có thể rút ra một số điều như sau: - Các phương pháp địa mạo truyền thống vẫn là những phương pháp cơ bản vì cơ sở lý thuyết vững chắc của chúng, hơn nữa chúng có thể dùng để đánh giá tổng quát tình hình và. .. Model-FCVAM) FCVAM là một mô hình đã được Ozyurt phát triển năm 2007 từ mô hình CVI và được cập nhật vào năm 2010, sử dụng hệ thống chuyên môn mờ để tích hợp các đặc trưng tự nhiên với các họat động của con người cho cả quy mô dọc và ngang của vùng bờ biển (Ozyurt, 2010) Mô hình sử dụng tổng số 20 tham số (13 tham số tự nhiên và 7 tham số liên quan tới hoạt động của con người) để xác định như các quá trình xói... Mô hình FCVAM cũng mang những ưu điểm của CVI là khả năng áp dụng rộng rãi cho tất cả các loại bờ và đưa ra kết quả tương đối chính xác Hơn nữa, FCVAM đã khắc phục được một thiếu sót lớn của CVI là đưa vào các tham số liên quan đến hoạt động nhân sinh Tuy nhiên, vì lượng tham số đầu vào khá lớn nên việc sử dụng mô hình này cũng bị hạn chế một phần vì không phải nơi nào cũng có đủ khả năng điều tra, nghiên. .. chung cho tất cả các nghiên cứu sử dụng mô hình CVI, bởi vậy kết quả của các báo cáo, nghiên cứu cũng chỉ mang tính chất tương đối Bên cạnh đó, 6 tham số đầu vào cũng chưa đầy đủ bởi chưa tính đến tham số ảnh hưởng của con người và các yếu tố xã hội Đây là một thiếu sót lớn của mô hình chỉ số tổn thương đường bờ 19 2.2.3 Mô hình đánh giá khả năng dễ bị tổn thương bờ mờ (Fuzzy Coastal Vulnerability Assessment... kiện và tiềm lực để đầu tư vào việc tìm ra các tham số đầu vào một cách nghiêm túc 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1 Nguyễn Vi Dân, 2003 Phương pháp nghiên cứu địa mạo NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, 328 trang 2 Vũ Văn Phái Giới thiệu về địa mạo bờ biển Tập bài giảng 3 Vũ Văn Phái, 2007 Cơ sở địa lý tự nhiên biển và đại dương NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, 240 trang 4 Vũ Văn Phái, 2012 Đề tài Nghiên cứu. .. lở bờ biển tích hợp tác động của biến đổi khí hậu thông qua mực nước biển dâng, địa mạo thông qua địa hình và các quá trình bờ thông qua sóng, cán cân trầm tích và thủy triều Các tham số sẽ được đánh giá và xây dựng tạo nên một ma trận Các tham số vật lý Các tham số ảnh hưởng của con người Xói lở bờ biển 1 Tốc độ dâng mực nước 1 Giảm cung cấp trầm tích biển 2 Yếu tố địa mạo bờ 3 Độ dốc bờ 2 Cơ chế dòng... động”, tức là chế độ sóng tương đối mạnh và bộ phận “tích tụ”, tức là chế độ sóng yếu hơn Tại ranh giới đó, nước trở nên quá sâu để sóng di chuyển vật liệu có kích thước là hạt thô như trên bãi 14 Hình 5 Xác định ranh giới các đơn vị trầm tích điển hình của bờ cát Nielsen (1994) dựa trên những nghiên cứu đã tổng hợp lại độ sâu kết thúc cho bãi biển ở Sydney như sau: + 12m 4m: là giới hạn độ sâu của đới ... gian khoa học địa mạo, có số định nghĩa lĩnh vực khoa học Gần đây, Hội Địa mạo Quốc tế đưa định nghĩa sau: Địa mạo khoa học liên ngành hệ thống, nghiên cứu địa hình cảnh quan chúng, trình tạo làm. .. tạo làm thay đổi chúng Từ định nghĩa cho thấy, nghiên cứu biến đổi địa hình mặt đất nói chung nghiên cứu biến đổi địa hình bờ biển nói riêng nội dung thiếu địa mạo học nói chung địa mạo bờ biển... nhau, tác động đến thành phần làm thay đổi hệ thống Tiếp cận hệ thống cách tiếp cận nghiên cứu địa mạo học sở phương pháp luận sử dụng xuyên suốt trình làm việc Phân tích hệ thống cho phép ta có nhìn