Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu, đánh giá biến động bờ biển phía nam tỉnh Phú Yên phục vụ quản lý tổng hợp đới bờ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:112

Thêm vào BST

Báo xấu

43
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là làm sáng tỏ hiện trạng, nguyên nhân và xu thế biến đổi bờ biển khu vực thành phố Tuy Hòa và huyện Đông Hòa, đồng thời thực hiện đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng của khu vực nghiên cứu trƣớc các tác động tiêu cực gây ra do mực nƣớc biển dâng, xây dựng cơ sở khoa học phục vụ cho việc quản lý tai biến thiên nhiên (chủ yếu là xói lở bờ biển).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu, đánh giá biến động bờ biển phía nam tỉnh Phú Yên phục vụ quản lý tổng hợp đới bờ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ LÊ PHƢƠNG NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG BỜ BIỂN PHÍA NAM TỈNH PHÚ YÊN PHỤC VỤ QUẢN LÝ TỔNG HỢP ĐỚI BỜ Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trƣờng Mã số: 60850101 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC HÀ NỘI - 2013
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ LÊ PHƢƠNG NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG BỜ BIỂN PHÍA NAM TỈNH PHÚ YÊN PHỤC VỤ QUẢN LÝ TỔNG HỢP ĐỚI BỜ Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trƣờng Mã số: 60850101 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS. PHAN ĐÔNG PHA HÀ NỘI - 2013
LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên tác giả xin gửi lời cảm ơn trân trọng và biết ơn sâu sắc đến ngƣời hƣớng dẫn luận văn TS. Phan Đông Pha đã hết lòng giúp đỡ từ những xây dựng ý tƣởng nghiên cứu và trong suốt quá trình thực hiện cho đến hoàn thiện luận văn thạc sỹ “Nghiên cứu, đánh giá biến động bờ biển phía nam tỉnh Phú Yên phục vụ quản lý tổng hợp đới bờ”, cũng nhƣ luôn luôn hỗ trợ, động viên và tạo điều kiện tốt nhất để tác giả hoàn thành luận văn. Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các giảng viên, cán bộ khoa Địa lý, đặc biệt là bộ môn Địa mạo và Địa lý – Môi trƣờng biển, cũng nhƣ các cán bộ của phòng Sau đại học, trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên đã tận tâm giảng dạy, giúp đỡ và tạo điều kiện giúp hoàn thành khóa học và luận văn. Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn bè và ngƣời thân đã hết lòng động viên, giúp đỡ về các vấn đề học thuật, đóng góp những ý kiến thiết thực, cũng nhƣ tạo mọi điều kiện thuận lợi và hỗ trợ trong cuộc sống và công việc trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Đề tài luận văn đƣợc thực hiện trong khuôn khổ đề tài “Tiến hóa trầm tích đới ven bờ khu vực Tuy Hòa – Nha Trang trong môi liên quan với biến đổi khí hậu và dao động mực nước biển kỷ Đệ Tứ”(2013-2014), mã số VAST06.01/13-14 do TS. Phan Đông Pha làm chủ nhiệm, cùng với sự hỗ trợ quý báu từ Th.S. Vũ Hải Đăng, chủ nhiệm đề tài “Nghiên cứu đặc điểm thủy thạch động lực làm cơ sở khoa học cho bảo vệ hệ sinh thái vùng biển Cô Tô – Vĩnh Thực” – mã số VAST06.04/12-13. TÁC GIẢ Vũ Lê Phƣơng i
DANH MỤC HÌNH Trang số Hình 0.1: Vị trí và phạm vi khu vực nghiên cứu 2 Hình 1.1: Diễn biến nhiệt độ quy mô toàn cầu và khu vực 5 Hình 1.2: Phân bố tốc độ tăng mực nước biển giai đoạn 1992 – 2010 6 dựa trên dữ liệu vệ tinh TOPEX, Jason 1 và Jason 2 Hình 1.3: Kịch bản mực nước biển dâng theo 4 kịch bản 9 Hình 1.4: Tỉ lệ thiệt hại của các vùng đất ngập nước trên thế giới do 10 mực nước biển dâng 1m Hình 1.5: Mức tăng nhiệt độ trung bình mùa đông vào cuối thế kỉ 21 12 theo 3 kịch bản phát thải A1, B2, A1FI Hình 1.6: Mức tăng nhiệt độ trung bình mùa hè vào cuối thế kỉ 21 13 theo 3 kịch bản phát thải A1, B2, A1FI Hình 1.7: Bản đồ nguy cơ ngập tỉnh Phú Yên với mực nước biển dâng 15 1m Hình 1.8: Các nguyên nhân gây biến động bờ biển 15 HÌnh 1.9: Sơ đồ biểu diễn các thuật ngữ về bờ biển 16 Hình 1.10: Bản đồ chỉ số dễ bị tổn thương của các hệ sinh thái trước 24 BĐKH Hình 2.1. Bản đồ địa mạo khu vực Tuy Hòa 36 Hình 2.2. Bản đồ địa mạo khu vực Bàn Nham 36 Hình 2.3: Quá trình lũ tháng VIII – tháng I năm sau tại trạm Củng 39 Sơn Hình 2.4. Đặc điểm lưu lượng đỉnh tại trạm Củng Sơn 41 Hình 2.5. Hoa sóng tính theo gió tại trạm Phú Lâm 44 Hình 2.6. Hệ thống hồ, đập chứa trên hệ thống sông Ba 50 Hình 3.1. Ánh Landsat năm 2000 56 Hình 3.2. Ảnh Landsat năm 2010 56 Hình 3.3: Mũi đá tại xã An Chấn, Tuy An 57 Hình 3.4: Công trình kè biển đang thi công tại xã An Phú, TP. Tuy 57 Hòa Hình 3.5: Xói lở bờ biển khu vực phường Đông Tác, TP. Tuy Hòa 57 Hình 3.6: Xói lở tại khu vực nhà máy đóng tàu Phú Yên, TP. Tuy Hòa 57 ii
Hình 3.7: Bản đồ biến động đường bờ biển khu vực cửa sông Ba (Đà 58 Rằng) từ 1965 - 2013 Hình 3.8. Bản đồ biến động đường bờ phía nam tỉnh Phú Yên 59 Hình 3.9: Hiện trạng biến động đường bờ biển phía Nam tỉnh Phú 60 Yên Hình 3.10: Biến động địa hình đáy cửa sông Ba (mùa khô) 62 Hình 3.11: Biến động địa hình đáy cửa sông Ba (mùa mưa) 62 Hình 3.12. Phân bố tần số tích lũy giá trị CVI 73 Hình 3.13. Bản đồ chỉ số dễ bị tổn thương của dải bờ biển phía nam 74 tỉnh Phú Yên Hình 3.14: Chỉ số dễ bị tổn thương của bờ biển khu vực cửa sông Ba 75 (Đà Rằng) với các tham số tương ứng Hình 3.15: Địa hình ven biển còn nguyên trạng tại xã An Phú, TP. 77 Tuy Hòa Hình 3.16: Khai thác địa hình ven biển để nuôi tôm trên cát tại xã 77 Hòa Hiệp Bắc (Đông Hòa) Hình 3.15- 3.16: Bờ sông Ba khu vực TP. Tuy Hòa hiện tại không có 78 các biện pháp bảo vệ bờ Hình 4.1. Các hợp phần chính của ICAM 82 Hình 4.2: Mối quan hệ giữa đánh giá tính dễ bị tổn thương trong 83 quản lý rủi ro theo mô hình ICAM Hình 4.3: 3 chiến lược giảm thiểu rủi ro: bảo vệ, thích ứng và rút lui 86 iii
DANH MỤC BẢNG Trang số Bảng 1.1: Các tham số khí hậu theo các kịch bản BĐKH so với thời kì 8 1980 – 1999 Bảng 1.2: Tóm tắt một số ảnh hưởng và biểu hiện của BĐKH trên toàn 11 cầu Bảng 1.3: Dự báo 10 thành phố lớn chịu thiệt hại kinh tế - xã hội lớn 11 nhất do nước dâng tính đến năm 2070 Bảng 1.4: Mực nước biển dâng tại các khu vực ở Việt Nam theo kịch bản 14 A1 Bảng 1.5: Mực nước biển dâng tại các khu vực ở Việt Nam theo kịch bản 14 B2 Bảng 1.6: Mực nước biển dâng tại các khu vực ở Việt Nam theo kịch bản 14 A1FI Bảng 1.7. Trọng số các tác động do mực nước biển dâng 25 Bảng 1.8. Đánh giá tác động thay đổi chế độ dòng chảy 28 Bảng 1.9. Tác động của mực nước biển dâng đến đới bờ 30 Bảng 2.1. Tần suất và hướng gió thịnh hành khu vực Phú Yên 38 Bảng 2.2: Số cơn bão và ATNĐ đổ bộ phía nam vĩ tuyến 17oB và Phú 40 Yên Bảng 2.3. Phân phối dòng chảy bình quân tại trạm Củng Sơn từ 1977 – 41 2005 Bảng 2.4. Đặc trưng triều tại trạm Phú Lâm 42 Bảng 2.5: Thống kê trữ lượng nước mặt khai thác trong các ngành năm 52 2012 Bảng 2.6: Trữ lượng tĩnh tự nhiên nước dưới đất 53 Bảng 2.7: Trữ lượng động tự nhiên nước dưới đất 53 Bảng 2.8: Trữ lượng khai thác tiềm năng nước dưới đất 54 Bảng 3.1. Đánh giá tham số tự nhiên phương pháp CVI(slr) 64 Bảng 3.2. Giá trị mực nước biển dâng theo 3 kịch bản BĐKH tại Phú 65 Yên Bảng 3.3. Đánh giá tham số nhân sinh phương pháp CVI(slr) 67 Bảng 3.4. Đánh giá tính dễ bị tổn thương theo phương pháp CVIslr 69 iv
Bảng 3.5. Đánh giá tham số phương pháp CVI 70 Bảng 3.6. Phân loại chỉ số CVI 72 Bảng 4.1. Các thành phấn chính trong quản lỷ tổng hợp đới bờ 81 v
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu CCP Chương trình hợp tác Việt Nam – Hà Lan về bờ biển CVI Chỉ số dễ bị tổn thương của bờ biển CVIslr Chỉ số dễ bị tổn thương của bờ biển do mực nước biển dâng DRR Giảm thiểu rủi ro tai biến ICZM Quản lý tổng hợp đới bờ biển ICM Quản lý tổng hợp (đới) bờ biển ICAM Quản lý tổng hợp vùng ven biển IPCC Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu IOC Ủy ban Liên chính phủ về Hải dương học NOAA Cục Quản lý Hải dương và Khí quyển Hoa Kỳ PEMSEA Chiến lược phát triển bền vững các biển Đông Á QLTHĐB Quản lý tổng hợp đới bờ WCC’93 Hội thảo bờ biển thế giới năm 1993 WB Ngân hàng Thế giới UNEP Chương trình Môi trường Liên hiệp quốc UNDP Chương trình Phát triển Liên hiệp quốc UNFCCC Công ước khung Liên hiệp quốc về Biến đổi khí hậu USGS Cục Điều tra Địa chất Hoa Kỳ. VNICZM Dự án hợp tác Việt Nam-Hà Lan về Quản lý tổng hợp đới bờ biển Dự án Đánh giá khả năng bị tổn thương của đới bờ Việt Nam và đề VVA xuất những hoạt động bước đầu tiên tới áp dụng Quản lý tổng hợp đới bờ vi
MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC HÌNH, ẢNH ii DANH MỤC BẢNG, BIỂU iv KÝ HIỆU VIẾT TẮT vi MỤC LỤC vii Mở đầu 1 0.1. Tính cấp thiết của đề tài 1 0.2. Nội dung và mục tiêu của đề tài 3 Chƣơng 1 Tổng quan chung về biến động và tính dễ bị tổn thƣơng 5 của đới bờ biển trƣớc biến đổi khí hậu – nƣớc biển dâng 1.1 Biến động bờ biển và đánh giá biến động bờ biển 5 1.1.1. Biến động bờ biển là gì? 5 1.1.2. Tình hình nghiên cứu, đánh giá biến động bờ biển 6 1.2 Đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng của bờ biển 8 1.2.1. Tổn thương và tính dễ bị tổn thương của bờ biển 8 1.2.2. Đánh giá tính dễ bị tổn thương của đới bờ biển do mực 9 nước biển dâng 1.3. Biến đổi khí hậu – mực nƣớc biển dâng và những tác 13 động chính 1.3.1. Biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng 13 1.3.2. Xu hướng biến đổi của khí hậu và mực nước biển dâng 15 1.3.3. Các tác động của biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng 17 1.3.4. Ảnh hưởngcuủa biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng 20 đến Việt Nam 1.4. Quan điểm tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu, đánh 23 giá 1.3.1. Phương pháp đánh giá biến động bờ biển 23 1.3.2. Các phương pháp đánh giá tính dễ bị tổn thương của đới 25 vii
bờ biển 1.3.3. Các phương pháp đánh giá tính dễ bị tổn thương của đới 25 bờ biển 1.3.3.1. Phƣơng pháp chỉ số dễ bị tổn thƣơng của bờ biểndo mực 25 nƣớc biển dâng 1.3.3.2. Phƣơng pháp chỉ số dễ bị tổn thƣơng của bờ biển (CVI) 30 Chƣơng 2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến biến động bờ biển phía nam 32 tỉnh Phú Yên 2.1. Vị trí địa lý và các điều kiện tự nhiên khu vực nghiên 32 cứu 2.1.1. Vị trí địa lý 32 2.1.2 Điều kiện địa chất, địa mạo 32 2.1.2.1. Địa chất 33 2.1.2.2. Địa mạo 35 2.1.3 Điều kiện khí hậu, thủy – hải văn 37 2.1.3.1. Gió 37 2.1.3.2. Mƣa – lũ – lụt 38 2.1.3.3. Bão – Áp thấp nhiệt đới 40 2.1.3.4. Dòng chảy mặt 40 2.1.3.5. Thủy triều 43 2.1.3.6. Sóng biển 43 2.1.4. Đặc điểm địa chất thủy văn 45 2.1.5. Đặc điểm lớp phủ thực vật 46 2.2. Các yếu tố nhân sinh 46 2.2.1. Dân số và lao động 46 2.2.2. Kinh tế - xã hội 47 2.2.2.1. Khu công nghiệp 47 2.2.2.2. Các công trình thủy lợi, thủy điện 48 2.2.3. Tình hình khai thác sử dụng tài nguyên nước 49 2.2.3.1. Khai thác sử dụng nƣớc mặt 49 viii
2.2.3.2. Khai thác sử dụng nƣớc ngầm 52 Chƣơng 3 Đánh giá biến dộng và tính dễ bị tổn thƣơng đới bờ biển 55 phía nam tỉnh Phú Yên 3.1. Đánh giá biến động đới bờ biển phía nam tỉnh Phú Yên 55 3.1.1. Hiện trạng 56 3.1.2. Nguyên nhân biến động 61 3.2. Đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng bờ biển phía nam tỉnh Phú 63 Yên 3.2.1. Đánh giá tính dễ bị tổn thương của bờ biển 63 3.2.1.1. Cơ sở dữ liệu 63 3.2.1.2. Đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng của đới bờ biển trƣớc mực 63 nƣớc biển dâng 3.2.1.3. Đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng của bờ biển do xói lở bờ 70 biển 3.2.2. Nhận định về tính dễ bị tổn thương của dải bờ biển phía 76 nam tỉnh Phú Yên Chƣơng 4 Ứng dụng trong quản lý tổng hợp đới bờ biển 80 4.1. Quản lý tổng hợp đới bờ biển 80 4.1.1. Khái niệm 80 4.1.2. Quản lý rủi ro trong quản lý tổng hợp đới bờ 84 4.1.3. Quản lý tổng hợp đới bờ ở Việt Nam 86 4.2. Định hƣớng và giải pháp quản lý tổng hợp đới bờ biển 90 phía nam Phú Yên trên cơ sở đánh giá tổn thƣơng và quản lý rủi ro Kết luận 95 Tài liệu tham khảo 97 ix
MỞ ĐẦU 0.1. Tính cấp thiết của đề tài 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 một hiện tƣợng tự nhiên trong quá trình tiến hóa vùng bờ biển. Nó xảy ra sau những thay đổi về mực nƣớc biển tƣơng đối, khí hậu và các nhân tố khác trên những quy mô thời gian-không 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 đƣợc làm tăng lên bởi các hoạt động của con ngƣời hoặc là ngay tại bờ, hoặc trên các lƣu vực sông lân cận bờ biển. Trong giai đoạn hiện nay, xói lở bờ biển là xu hƣớng biến đổi chiếm ƣu thế hơn hẳn so với tích tụ. Theo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới cho thấy rằng, có tới trên 70% bờ biển trên thế giới đƣợc cấu tạo bởi cát, nghĩa là các bờ biển tích tụ trƣớc đây, đang bị xói lở. xu thế này càng gia tăng. Bờ biển Việt Nam cũng nằm trong tình trạng chung của thế giới. Các kết quả nghiên cứu gần đây đều cho thấy rằng, hâu hết các bờ cát và bùn-sét ở Việt Nam đều đang bị xói lở với tốc độ rất khác nhau và cũng diễn biến vô cùng phức tạp. Ngay cà mũi Cà Mau, trƣớc đây, vẫn đƣợc xem là nơi có tốc độ lấn ra biển với tốc độ cao nhất ở nƣớc ta, trong trong khoảng 10 năm trở lại đây, quá trình xói lở cũng diễn ra khá nghiêm trọng. Phú Yên là một trong 28 tỉnh và thành phố ở nƣớc ta có biển với chiều dài đƣờng bờ biển khoảng 190 km, trong đó hầu hết là bờ biến cấu tạo bởi cát đƣợc phân bố cở thị xã Sông Cầu, thành phố Tuy Hòa, huyện Tuy An và huyện Đông Hòa. Trong vài năm gần đây, xu hƣớng biến đổi bờ biển ở đây cũng là xói lở chiếm ƣu thế. Trong đó, bờ biển thuộc thành phố Tuy Hòa, huyện Đông Hòa và huyện Tuy An bị xói lở nặng hơn. Theo các thông tin truyền thông đại chúng, hiện tƣợng xói lở bờ biển ở An Vũ, thôn Phú Hội, xã An Ninh Đông, huyện Tuy An, đã khiến hơn 300 hộ dân phải di dời so với tổng số hơn 400 hộ dân 10 năm trƣớc. Tại đây, biển đã lấn sâu 1
vào đất liền hơn 100 mét. Bên cạnh đó, lòng sông Đà Rằng, Đà Nông cũng nhƣ một số địa điểm khác lại đang bị bồi tụ mạnh mẽ thay đổi theo mùa, làm mắc cạn tàu bè đánh bắt xa bờ và bồi lấp luồng lạch cũng nhƣ hoạt động nuôi trồng thủy sản tràn lan cũng gây biến động bờ biển mạnh mẽ. Rõ ràng, các biến động tiêu cực gần đây tại khu vực bờ biển phía Nam tỉnh Phú Yên đặt ra một yêu cầu cần có một đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng của nó trƣớc các hoạt đông ngày càng tăng của biến đổi khí hậu. Hình 0.1. Vị trí và phạm vi khu vực nghiên cứu Mô hình Quản lý tổng hợp đới bờ biển (ICZM) đƣợc đề xuất tại Hội nghị thƣợng đỉnh về Trái Đất tại Rio de Janeiro năm 1992, là một quá trình đánh giá trên nhiều phƣơng diện và tổng hợp nhằm quản lý bền vững đới bờ biển. Một trong những 2
nhóm vấn đề quan trọng của ICZM quan tâm là quản lý hiện tƣợng xói lở và ngập nƣớc ở các vùng đất thấp ven biển ngày càng tăng dƣới tác động của mực nƣớc biển dâng cao do biến đổi khí hậu toàn cầu. Việc nghiên cứu đánh giá biến động bờ biển, từ đó đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng của khu vực đới bờ biển trƣớc các thay đổi bất lợi từ mực nƣớc biển dâng là bƣớc đi ban đầu phù hợp cho quản lý tai biến nói riêng và quản lý sử dụng tổng hợp nói chung. Vì các lý do trên, học viên chọn đề tài “Nghiên cứu, đánh giá biến động bờ biển phía nam tỉnh Phú Yên phục vụ quản lý tổng hợp đới bờ” là tiêu đề luận văn Thạc sỹ khóa 2011-2013. 0.2. Nội dung và mục tiêu của đề tài Mục tiêu của đề tài là làm sáng tỏ hiện trạng, nguyên nhân và xu thế biến đổi bờ biển khu vực thành phố Tuy Hòa và huyện Đông Hòa, đồng thời thực hiện đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng của khu vực nghiên cứu trƣớc các tác động tiêu cực gây ra do mực nƣớc biển dâng, xây dựng cơ sở khoa học phục vụ cho việc quản lý tai biến thiên nhiên (chủ yếu là xói lở bờ biển). Trong đó nội dung bao gồm: - Tổng quan về nghiên cứu biến động bờ biển và đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng của đới bờ biển do mực nƣớc biển dâng - Phân tích các nhân tố ảnh hƣởng tới biến động bờ biển khu vực; - Đánh giá biến động và tính dễ bị tổn thƣơng của khu vực nghiên cứu, trên cơ sở đó phân tích đặc điểm và xu thế biến động, xác định những khu vực nhạy cảm, dễ bị tổn thƣơng. - Xây dựng cơ sở khoa học cho quản lý tai biến thiên nhiên phục vụ quản lý tổng hợp đới bờ biển. Nội dung luận văn đƣợc cấu trúc thành 4 chƣơng chính ngoài phần mở đầu và kết luận, cụ thể gồm: Chương 1: Tổng quan về biến đổi khí hậu và những ảnh hƣởng đến đới bờ biển. 3
Chương 2: Các yếu tố ảnh hƣởng đến biến động bờ biển phía nam tỉnh Phú Yên Chương 3: Đánh giá biến động và tính dễ bị tổn thƣơng đới bờ biển phía nam tỉnh Phú Yên Chương 4: Ứng dụng trong quản lý tổng hợp đới bờ biển 4
Chƣơng 1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ BIẾN ĐỘNG VÀ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƢƠNG CỦA ĐỚI BỜ BIỂN TRƢỚC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU – NƢỚC BIỂN DÂNG 1.1. Biến động bờ biển và đánh giá biến động bờ biển 1.1.1. Hiện tượng biến động bờ biển là gì? Biến động bờ biển là một quá trình tự nhiên nhằm đạt tới trạng thái cân bằng động tự nhiên giữa 2 hiện tƣợng xói lở và bồi tụ dƣới tác động tổng hợp của nhiều yếu tố tác động, kết quả là tạo nên các cảnh quan ven biển. Nghiên cứu xói lở - bồi tụ phải đƣợc đặt trên cơ sở đánh giá tổng hợp một cách có hệ thống các tác nhân gây xói lở - bồi tụ. Các tác nhân gây xói lở - bồi tụ bờ biển có liên quan hữu cơ với nhau, tƣơng tác qua lại lẫn nhau trong một hệ thống nhất, tuân theo qui luật tự nhiên và chịu sự chi phối sâu sắc của con ngƣời thiết lập nên sự cân bằng động giữa chúng. Khi một hay một số các tác nhân thay đổi thì các tác nhân khác cũng thay đổi theo nhằm lập lại sự cân bằng mới. NỘI SINH Hoạt động tân kiến tạo và chuyển động hiện đại Cấu trúc địa chất, địa mạo NGOẠI SINH Sóng và dòng chảy sóng, dòng sa bồi ven bờ BIẾN Dòng chảy sông + biển, dòng chảy bùn cát ĐỘNG Gió (bão, gió mùa) và các dạng thời tiết đặc biệt Mực nƣớc, thuỷ triều BỜ Tính chất cơ - lý của các thành tạo bờ BIỂN HOẠT ĐỘNG CỦA CON NGƢỜI Các công trình thuỷ lợi, dân sinh kinh tế Khai thác khoáng sản, vật liệu xây dựng Phá rừng (đầu nguồn và ngập mặn) Hình 1.8: Các nguyên nhân gây biến động bờ biển [15] 5
Nghiên cứu sạt lở bờ biển nói riêng và động lực biến dạng bờ biển cửa sông nói chung đã đƣợc hầu hết các nƣớc có biển trên thế giới quan tâm. Ở các nƣớc phát triển, ngƣời ta đã dự báo tƣơng đối chính xác diễn biến bờ biển và hiện tƣợng sạt lở, xói lở - bồi tụ bờ biển cửa sông; đã chủ động phòng tránh hữu hiệu xói lở - bồi tụ bờ biển cửa sông, chinh phục các lòng sông thiên nhiên. Ở các nƣớc đang phát triển, vấn đề trị thuỷ lòng sông đƣợc đặt lên hàng đầu, song do tài liệu điều tra cơ bản thiếu đầy đủ nên còn bị động trƣớc thiên tai xói lở - bồi tụ và biện pháp ứng phó chủ yếu là làm kè mỏ hàn và di dời dân cƣ. Về giải pháp phòng chống, khắc phục xói lở - bồi tụ ở hầu hết các nƣớc chủ yếu dựa vào giải pháp công trình và phi công trình. Trong đó, giải pháp phi công trình rất đƣợc coi trọng và ngày một nâng cao vấn đề cảnh báo, dự báo thiên tai bồi - xói. HÌnh 1.9: Sơ đồ biểu diễn các thuật ngữ về bờ biển [6, 7] 1.1.2. Tình hình nghiên cứu, đánh giá biến động bờ biển Các công trình nghiên cứu về xói lở và bồi tụ bờ biển đƣợc xuất bản trên các tạp chí định kỳ nhƣ: Journal of Coastal research (CERF - Mỹ), Natural disaster (Nhật), kỷ yếu của các hội thảo, Coastal Enginearing (Mỹ), Bordomer (Pháp). Trong nhiều 6
chƣơng trình, dự án quốc tế, vấn đề biến động bờ biển, đƣợc coi là trọng tâm nhƣ Chƣơng trình Land Ocean Interactions in the coastal zone (LOICZ), chƣơng trình đối sánh địa 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 LOICZ trong đó quá trình xói lở - bồi tụ bờ biển là một trong các nội dung 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 kỹ thuật để bảo vệ bờ biển, 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 [7]. Tại Việt Nam, các chƣơng trình đề tài, đề án nhằm điều tra, xác định hiện trạng xói lở, bồi tụ, theo dõi diễn biến ở các vùng trọng điểm, xây dựng các luận cứ khoa học cho các giải pháp phòng chống khắc phục đã đƣợc triển khai ở các cấp từ Nhà nƣớc đến địa phƣơng. Có thể nêu một số công trình tiêu biểu đã đƣợc triển khai là: - Nghiên cứu nguyên nhân và giải pháp phòng chống sạt lở bờ biển Cát Hải, Hải Phòng do Viện Các khoa học về Trái đất thực hiện, 1982-1986. - Hiện trạng và nguyên nhân bồi – xói dải bờ biển Việt Nam và đề xuất các biện pháp khoa học kĩ thuật bảo vệ và khai thác vùng đất ven biển - mã số KT- 03-14 (1991 – 1995) - đề tài cấp Nhà nƣớc do Nguyễn Thanh Ngà chủ trì - Nghiên cứu, dự báo phòng chống sạt lở bờ biển miền Trung (từ Thanh Hóa đến Bình Thuận) mã số 5B (2000-2001) – Đề tài độc lập cấp Nhà nƣớc, do Nguyễn Văn Cƣ chủ trì. - Dự báo hiện tượng xói lở - bồi tụ bờ biển, cửa sông và các giải pháp phòng tránh – Đề tài cấp Nhà nƣớc, mã số KC-09-05 (2001-2005) do Nguyễn Văn Cƣ chủ trì. Các chƣơng trình, đề tài, đề án nghiên cứu kể trên đã thu đƣợc nhiều kết quả có giá trị về mặt khoa học và thực tiễn góp phần không nhỏ vào việc chỉnh trị cửa sông, bờ biển giảm nhẹ thiên tai xói lở - bồi tụ [15]. Trong thời gian gần đây, nghiên cứu biến động bờ biển thƣờng đƣợc đặt trong quy mô các dự án nghiên cứu tổng hợp về điều kiện tự nhiên vùng biển ven bờ. Hầu hết các kết quả nghiên cứu 7
đều đánh giá hiện trạng biến động trong giai đoạn gần đây, đƣa ra các dự đoán về xu thế gia tăng của biến động (xói lở - bồi tụ) trong tƣơng lai trong mối liên quan với BĐKH và mực nƣớc biển dâng. 1.2. Đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng của đới bờ biển 1.2.1. Tổn thương và tính dễ bị tổn thương của bờ biển Tính dễ bị tổn thƣơng theo định nghĩa của Ủy ban Liên chính phủ về BĐKH (IPCC) nhƣ sau: “Tính dễ bị tổn thương (vulnerability) là mức độ mà tại đó một hệ thống dễ bị ảnh hưởng và không thể ứng phó với các tác động tiêu cực của BĐKH, bao gồm các dao động theo quy luật và các thay đổi cực đoan của khí hậu. Tính dễ bị tổn thương là một hàm của các đặc trưng, cường độ và phạm vi của các biển đổi và dao động khí hậu mà hệ thống phải chịu, độ nhạy cảm và khả năng thích ứng của hệ thống đó” [41]. Về cơ bản, tính dễ bị tổn thƣơng của một hệ thống trƣớc BĐKH nói chung và mực nƣớc biển dâng nói riêng là một hàm tổng hợp của các yếu tố [26]: - Bản chất và độ lớn của tác động - Mức độ ảnh hƣởng của tác động tới hệ thống (exposure). - Mức độ nhạy cảm của hệ thống trƣớc các tác động tiềm tàng (sensivity) - Năng lực ứng phó của hệ thống (adaptive capacity) Nhƣ vậy nói một cách tổng quan, tính dễ bị tổn thƣơng đƣợc tính nhƣ sau: V = f(E, S, AC) Trong đó: V (Vulnerability) : tính/mức độ dễ bị tổn thƣơng S (Sensivity) : độ nhạy cảm AC (Adaptive Capacity): khả năng thích ứng Nhƣ vậy, khái niệm tính dễ bị tổn thƣơng có thể đƣợc hiểu là khả năng tổn thƣơng của hệ thống hoặc cơ chế gây ra tác động/ảnh hƣởng đến hệ thống đó. Mức độ của tính dễ bị tổn thƣơng đƣợc xác định bằng một hàm toán tỷ lệ của độ nhạy cảm và khả năng thích ứng của hệ thống trƣớc những tác động có thể xảy ra do BĐKH trong tƣơng lai. Đó là những tác động gây ra do hệ quả BĐKH bao gồm (1) mực nƣớc biển dâng; (2) nhiệt độ bề mặt biển tăng; (3) thay đổi giáng thủy và dòng chảy mặt; (4) thay đổi các dao động khí hậu; (5) thay đổi tần suất và cƣờng độ bão và (6) gia tăng tích lũy CO2 trong khí quyển và đại dƣơng. Theo IPCC 4, việc xác 8
định đƣợc mức độ tổn thƣơng chìa khóa (key vulnerability) là một yếu tố quan trọng trong việc hoạch định chính sách trong quản lý và sử dụng hợp lý, bền vững tài nguyên trong mối quan hệ phức hợp giữa các hệ thống sinh – địa lý và kinh tế xã hội [41]. Đối với đới bờ biển, các tác động gây ra do BĐKH nói chung và đặc biệt là do mực nƣớc biển dâng là rõ ràng, trong đó đa phần theo xu hƣớng tiêu cực. Các tác động này bao gồm (a) gia tăng xói lở bờ biển; (b) gia tăng ngập ở các vùng đất ngập nƣớc và đất thấp ven biển; (c) tăng cƣờng nguy cơ ngập lũ và thiệt hại do bão; (d) xâm nhập mặn vào các bồn nƣớc ngọt. Tuy nhiên, mức độ ảnh hƣởng của các tác động này tới đới bờ biển đƣợc quyết định bởi 2 nhóm yếu tố tự nhiên và nhân sinh. Các yếu tố tự nhiên ở đây đƣợc hiểu là các đặc trƣng địa chất, địa mạo, hải dƣơng và các đặc trƣng khí hậu – phi khí hậu có liên quan. Còn nhóm yếu tố nhân sinh đại điện cho các quá trình tác động của con ngƣời trong khu vực nghiên cứu cùng những ảnh hƣởng có liên quan nằm ngoài khu vực (ví dụ các tác động từ thƣợng nguồn dòng chảy nhƣng lại ảnh hƣởng đến vùng hạ du). Tất cả những yếu tố này đều đƣợc coi là tham số cần thiết để có thể đánh giá toàn diện tính dễ bị tổn thƣơng của bờ biển trƣớc BĐKH và đặc biệt là mực nƣớc biển dâng. 1.2.2. Đánh giá tính dễ bị tổn thương của đới bờ biển do mực nước biển dâng Nhƣ đã nói ở trên, việc xác định tính dễ bị tổn thƣơng của đới bờ biển đƣợc coi là một chìa khóa quan trọng nhằm nhấn mạnh khả năng quản lý, ứng phó rủi ro nhƣ một phần trong công tác hoạch định chính sách quản lý sử dụng hợp lý, bền vững tài nguyên vùng bờ. Để đánh giá đƣợc chính xác và toàn diện tính dễ bị tổn thƣơng, cần thiết phải xem xét đầy đủ và kỹ lƣỡng các nhóm yếu tố cấu thành nên nó. Tuy nhiên trên thực tế, hiệu quả của công tác đánh giá phụ thuộc và tính sẵn có của dữ liệu nên nhiều nghiên cứu từ trƣớc đến nay chỉ nhấn mạnh vào một hoặc một vài yếu tố chính, ví dụ nhƣ biến động đƣờng bờ hay mô phỏng kịch bản ngập. Vì vậy việc đánh giá tổng hợp tính dễ bị tổn thƣơng cần đƣợc tiến hành trên quan điểm hệ thống thì mới có thể mang lại hiệu quả. Hiện nay các phƣơng pháp đánh giá tổn thƣơng của đới bờ biển đối với các biển đổi của khí hậu trên Thế giới thƣờng theo 2 hƣớng tiếp cận là dựa trên tác động 9