Nghiên cứu diễn biến hình thái khu vực cửa sông Thu Bồn và đề xuất các giải pháp giảm thiểu tác động bất lợi phục vụ phát triển kinh tế xã hội (tóm tắt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NƠNG NGHIỆP VÀ PTNT
Cơng trình được hồn thành tại: Trường Đại học Thuỷ lợi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
ĐẶNG ĐÌNH ĐOAN
Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS. Vũ Minh Cát
TS. Phạm Quang Sơn

Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Thọ Sáo Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội

Phản biện 2:PGS.TS. Đinh Văn Mạnh Viện Cơ học Viện Hàn lâm
KH&CN Việt Nam

NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN HÌNH THÁI KHU VỰC CỬA SƠNG
THU BỒN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU TÁC
ĐỘNG BẤT LỢI PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI
Chuyên ngành: Chỉnh trị sông và bờ biển
Mã số: 62 44 94 01

Phản biện 3:PGS.TS. TRần Văn Sung Trường Đại học Xây dựng Hà Nội

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp trường tại:
Trường Đại học Thủy lợi.
Vào hồi………. giờ………ngày……. Tháng ……năm 2014.

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội - Năm 2014

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:………………………………


1. Mở đầu
Cửa sông Thu Bồn là cửa sông quan trọng không chỉ của Quảng Nam, mà
là cửa ngõ từ phía biển cho các hoạt động kinh tế xã hội ở miền Trung. Vùng
cửa sông này hàng ngày đang diễn ra rất nhiều hoạt động kinh tế xã hội như
vận tải thủy, đánh bắt và nuôi trồng thủy sản, sản xuất nơng nghiệp, xây dựng
các cơng trình cơ sở hạ tầng cho dân sinh, du lịch, dịch vụ v.v…
Tuy nhiên, những năm gần đây vùng cửa sông nghiên cứu và dải ven biển
lân cận cửa sơng có nhiều diễn biến phức tạp. Đó là hiện tượng xói, bồi lấp cửa
và dịch chuyển cửa sơng cũng như xói bồi đường bờ biển, bãi biển ven bờ phía
biển và xói bờ sơng phía trong. Thêm vào đó, các đảo hình thành và đã tồn tại
khá lâu phía trong cửa sơng, nhưng có hiện tượng xói và di chuyển chậm chạp
ra phía cửa. Tất cả các hiện tượng đó cản trở rất lớn cho các hoạt động kinh tế
xã hội, đặc biệt trong thời kỳ triều thấp.
Cửa sông nối trực tiếp với biển, là nơi chịu tác động tổng hợp của các yếu
tố thủy thạch động lực sông - biển cũng như các hoạt động kinh tế xã hội của
con người và đó cũng chính là nguyên nhân gây ra các diễn biến phức tạp tại
vùng cửa sông.
Việc đánh giá thực trạng bồi xói, xác lập được qui luật diễn biến và lượng
hóa được mức độ ảnh hưởng của các yếu tố sẽ giúp chúng ta đề xuất được các
giải pháp hợp lý nhằm ổn định vùng cửa sơng, kiểm sốt và giảm thiểu tác
động bất lợi phục vụ phát triển kinh tế xã hội bền vững.
Xuất phát từ những lý do trên, tác giả đã chọn đề tài: “Nghiên cứu diễn
biến hình thái khu vực cửa sông Thu Bồn và đề xuất các giải pháp giảm thiểu
tác động bất lợi phục vụ phát triển kinh tế xã hội” để nghiên cứu.

2. Mục tiêu của luận án
- Nghiên cứu tương tác của các yếu tố thủy thạch động lực, làm sáng tỏ các
nguyên nhân và lượng hóa mức độ ảnh hưởng gây diễn biến hình thái khu vực
cửa sơng Thu Bồn.
- Đề xuất các giải pháp nhằm giảm thiểu các tác động bất lợi đến quá trình
diễn biến hình thái khu vực cửa sông phục vụ phát triển kinh tế xã hội khu vực.
3. Nội dung của luận án
- Thu thập, khảo sát bổ sung, chỉnh lý các tư liệu, số liệu phục vụ các nội
dung nghiên cứu.
- Phân tích, đánh giá các yếu tố ảnh hưởng tới diễn biến hình thái vùng cửa
sông Thu Bồn.
- Ứng dụng các phương pháp viễn thám, GIS và mơ hình tốn để xác định
các quy luật diễn biến và phát triển vùng cửa sông Thu Bồn.

- Đề xuất các giải pháp khoa học cơng nghệ có tính định hướng nhằm ổn
định vùng cửa sơng Thu Bồn phục vụ phát triển kinh tế, xã hội và bảo vệ môi
trường.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án
Đối tượng nghiên cứu trong luận án bao gồm các quá trình thủy động lực,
vận chuyển bùn cát, quá trình xói lở, bồi tụ bờ sơng, bờ biển, cửa sơng, biến
động địa hình đáy vùng ngay phía trong cửa sông và đáy biển ven bờ trước cửa
sông trong các tổ hợp nghiên cứu khác nhau.
Phạm vi không gian nghiên cứu của luận án được giới hạn như sau:
- Phía trong sông: Từ Giao Thủy là điểm hợp lưu giữa sơng Thu Bồn và sơng
Quảng Huế đến cửa sơng.
- Phía ngoài biển: Nằm trong giới hạn độ sâu đến 10m nước gồm cửa sông
và đáy biển ven bờ và đường bờ biển được mở rộng 20 km từ cửa sông về 2
phía bắc và nam.
5. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp (i) phân tích thống kê từ tài liệu lịch sử, tài liệu quan

trắc, (ii) viễn thám, GIS và phương pháp mơ hình tốn được sử dụng để đánh
giá và mơ phỏng định lượng diễn biến hình thái khu vực nghiên cứu.
6. Cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, luận án được cấu trúc thành 4
chương như sau:
Chương 1: Tổng quan về nghiên cứu diễn biến cửa sông vùng ảnh hưởng triều
Chương 2: Đặc điểm tự nhiên, hiện trạng, nguyên nhân và các nhân tố ảnh
hưởng đến diễn biến hình thái vùng cửa sơng Thu Bồn
Chương 3: Nghiên cứu diễn biến vùng cửa sông Thu Bồn bằng phương pháp
viễn thám, GIS và mơ hình tốn
Chương 4: Đề xuất định hướng giải pháp phịng tránh, giảm nhẹ xói lở, bồi tụ
vùng cửa sơng, ven biển
7. Những đóng góp mới của luận án
1) Luận án đã phân tích, đánh giá được các yếu tố tác động, làm sáng tỏ
nguyên nhân cơ chế gây diễn biến hình thái vùng cửa sông Thu Bồn.
2) Luận án xác lập được xu thế diễn biến đường bờ biển, cửa sông một
cách định lượng và chi tiết cho từng tiểu vùng theo cả chiều dọc bờ và ngang
bờ phục vụ xây dựng định hướng quy hoạch chỉnh trị.
3) Bước đầu đề xuất được “hành lang thốt lũ” cho vùng phía trong cửa
sông làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp định hướng phịng chống xói lở,
bồi tụ, ổn định bờ sơng và cửa sơng, tăng khả năng thốt lũ và thơng luồng ra
vào cảng phía trong sơng.

1

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN CỬA SƠNG
ẢNH HƯỞNG TRIỀU

1.1 Tình hình nghiên cứu cửa sơng trên thế giới
Các nghiên cứu vùng cửa sông ven biển đã được quan tâm từ thế kỷ XIX,
nhưng phát triển mạnh từ những năm thập kỷ 30 đến thập kỷ 60 thế kỷ thứ XX
ở các nước Âu Mỹ với các nghiên cứu cơ bản của các nhà khoa học như Du
Boys (Pháp) về chuyển động bùn cát, Barrede Saint – Venant về dịng khơng ổn
định; L. Fargue về hình thái đoạn sông uốn khúc. Các nhà khoa học Liên Xô
như Lotchin V.M, Bernadski. N.M, Gontrarop V.N. có các cơng trình về vận
chuyển bùn cát; Antunin S.T, Grisanin K.B, Kariukin S.N. có các nghiên cứu
chỉnh trị sơng.
Các cơng trình nghiên cứu theo hướng thủy động lực vùng cửa sông ven
biển và mối tương tác sơng - biển, có xét đến tác động của con người điển hình
là các cơng trình của N.Ya. Danilevxki, I.V. Xamoilov, T. Elliot, A. Volker.
Nghiên cứu về động lực vận chuyển bùn cát, bồi tụ, xói lở tại vùng cửa
sông ven biển là của các tác giả Bijker E.W, Engelund F. và E. Hansen, MeyerPeter E. và R. Muller, Van Rijn L. C, Yang C. T. …
Các nghiên cứu sử dụng công cụ viễn thám và GIS để đánh giá xói lở,
bồi tụ, sự thay đổi đường bờ, xác định các vùng ngập nước do bão, nước dâng
giúp cho các nhà quản lý hoạch định kế hoạch sử dụng đất đai và phát triển
kinh tế cho dân cư ven bờ biển.
Những năm gần đây rất nhiều các mơ hình số trị thủy thạch động lực,
vận chuyển bùn cát và diễn biến hình thái được phát triển. Ban đầu là các mơ
hình một chiều như MIKE11, HEC-RAS để mơ phỏng các q trình mang tính
bình qn hóa trên mặt cắt. Khi nhu cầu tính tốn phân bố theo không gian của
các yếu tố thủy thạch động lực không chỉ theo chiều dòng chảy, mà còn cần
trên cả độ sâu thì các mơ hình 2D, 3D cũng lần lượt ra đời chẳng hạn như mơ
hình DELFT3D (Hà Lan), MECCA (Mỹ),... Đây có thể xem là một bước tiến
dài của khoa học công nghệ trong việc mô phỏng và xây dựng bức tranh đầy đủ
hơn về sự biến đổi thủy động lực, hình thái của lịng dẫn, bờ bãi sơng biển cũng
như dự báo sự biến đổi của nó ở các hạn vừa và dài.
Nhiều nghiên cứu đã được ứng dụng cho việc lập dự án xây dựng cầu,
cống, các cơng trình chỉnh trị sơng, tính xói phổ biến hay xói cục bộ như 26

trong số 58 cửa sơng của Mỹ đã xây dựng được hệ thống kè hướng dòng, ngăn
cát chống sa bồi luồng vào cửa sơng và xói lở 2 bên bờ liền kề cửa sông. Ở
Nhật Bản, 72 trong số 139 cửa sơng có luồng tàu được xây dựng đê chắn cát
hay tại cửa sông Dunai, người ta đã xây dựng 2 đê chắn cát song song ở 2 phía
luồng, kéo dài bar chắn cửa đến độ sâu 6,5m, cắt các đoạn sông quá cong và
nạo vét duy trì độ sâu luồng và chống bồi lấp luồng tàu vào cảng cửa sơng v.v...

Tóm lại, mặc dù đã đạt được những tiến bộ vượt bậc trong nghiên cứu
vùng cửa sông, nhưng các nhà khoa học cũng khẳng định rằng “Khơng có một
lời giải chung cho mọi cửa sơng mà tùy thuộc đặc thù của mỗi cửa sông mà có
các lời giải riêng”, hay nói cách khác ngồi yếu tố địa đới thì các nét riêng của
mỗi khu vực cũng cần được nghiên cứu để chỉ áp dụng riêng cho cửa sơng đó.
1.2 Các nghiên cứu về biến đổi cửa sơng ở Việt Nam
Các cơng trình nghiên cứu điển hình cho các sơng phải kể đến các tác
giả như Vũ Tất Uyên, Lưu Công Đào, Nguyễn Văn Cư, Lê Ngọc Bích, Hồng
Hữu Văn, Trịnh Việt An, Nguyễn Bá Quỳ, Đỗ Tất Túc, Phạm Thị Hương Lan,
Lê Ngọc Bích, Lương Phương Hậu, Nguyễn Ân Niên, Nguyễn Sinh Huy,
Hoàng Văn Huân, Lê Mạnh Hùng, Lê Xuân Thuyên…Có nhiều đóng góp
nghiên cứu về thủy động lực và diễn biến sơng ngịi.
Các nghiên cứu về diễn biến cửa sơng, ven biển, biến hình lịng dẫn và
dự báo xói lở là các tác giả Ngơ Đình Tuấn, Đỗ Tất Túc, Lương Phương Hậu,
Trần Văn Túc, Lưu Cơng Đào, Lê Ngọc Bích, Hồng Hữu Văn.
Các nghiên cứu diễn biến hình thái trên quan điểm địa chất - địa mạo có
các cơng trình điển hình của các tác giả Lê Xuân Hồng, Lê Văn Ân, Trần Đức
Thạnh …
Các nghiên cứu về ô nhiễm vùng ven bờ có các tác giả Lê Phước Trình,
Nguyễn Tác An, Phạm Văn Ninh, Nguyễn Xuân Dục, Lưu Văn Diệu … Các
công trình đề cập tới nguy cơ ơ nhiễm do sự cố tràn dầu, nguồn thải từ sông ra
biển, biến động môi trường biển và xử lý ô nhiễm môi trường biển ven bờ.
Các nghiên cứu các hệ sinh thái rừng ngập mặn có các tác giả Phan

Ngun Hồng; Nguyễn Hồng Trí…Các nghiên cứu đề cập tới vai trị của rừng
ngập mặn, phân bố thảm thực vật ở ven biển Việt Nam và vai trò của các giải
pháp mềm tới việc bảo vệ các cơng trình cơ sở hạ tầng ven biển, các thành phố
và các khu kinh tế xây dựng dọc theo ven biển.
Việc ứng dụng công nghệ viễn thám kết hợp với phương pháp bản đồ và
GIS trong nghiên cứu biến động vùng bờ biển và phát triển cửa sông đã được
thực hiện vào những thập kỷ gần đây và đã có những đóng góp rất có ý nghĩa.
Trong những năm gần đây, với các tiến bộ vượt bậc của khoa học, công
nghệ cùng với sự phát triển của máy tính tốc độ cao, việc phát triển và ứng
dụng nhiều phần mềm để mơ phỏng các q trình thủy thạch động lực, vận
chuyển bùn cát, diễn biến hình thái đã được nhiều cơ quan khoa học, các nhà
khoa học ứng dụng phổ biến và đã có nhiều thành cơng đáng khích lệ.
1.3 Các nghiên cứu ở khu vực cửa sông Thu Bồn
Do là một trong số những cửa sông ở miền Trung đóng vai trị rất to lớn
đến sự phát triển kinh tế của Quảng nam - Đà Nẵng và xét về mặt khoa học thì
cửa sơng Thu Bồn là một kiểu cửa sông khá đặc biệt nên trong những năm gần
đây, nhà nước và các Bộ, ngành đã đầu tư đáng kể cho các dự án điều tra cơ
bản, các đề tài nghiên cứu nhằm đánh giá tình trạng diễn biến, các nhân tố tác

3

4


động để có những giải pháp hợp lý phục vụ cho ổn định cửa sông và dải bờ
biển kề cận.
1.3.1 Các dự án điều tra cơ bản
- Dự báo hiện tượng xói lở, bồi tụ bờ biển, cửa sơng và các giải pháp
phịng tránh, thuộc chương trình KC – 09 - 05 “Điều tra cơ bản và nghiên cứu
ứng dụng công nghệ biển”, do Viện Địa lý thực hiện từ năm 2005.

- Dự án điều tra hiện trạng cửa sông Thu Bồn và kiến nghị các giải pháp
bảo vệ (Dự án 47) do Viện Khoa học Thuỷ lợi thực hiện (2009-2010).
Mục tiêu của các dự án điều tra cơ bản là thu thập những số liệu đã có,
phân tích, chỉnh lý, hệ thống hóa và trên cơ sở đó đề xuất khảo sát, đo đạc bổ
sung các số liệu thủy thạch động lực cần thiết phục vụ cho các nghiên cứu
nhằm phát hiện các qui luật xói lở, bồi tụ, diễn biến hình thái của cửa Thu Bồn.
Những số liệu khảo sát là những tài liệu rất quý phục vụ cho các nghiên cứu,
đặc biệt cho hiệu chỉnh, kiểm định khi mơ phỏng các mơ hình tốn.
1.3.2 Các chương trình KHCN Nhà nước và các đề tài nghiên cứu KHCN
Các nghiên cứu khoa học về khu vực cửa Thu Bồn là những tư liệu rất
có giá trị khoa học và thực tiễn phục vụ cho xây dựng các kế hoạch phát triển
kinh tế xã hội tại khu vực cửa sông này
- Đặng Văn Bào, Nguyễn Vi Dân, 1996 thực hiện đề tài “Lịch sử phát
triển địa hình dải đồng bằng Huế - Quảng Ngãi” và đã công bố kết quả nghiên
cứu trong tạp chí Khoa học- Chuyên san Địa lý 1996 - Đại học Quốc gia Hà
Nội.
- Vũ Văn Phái, 1996 trình bày các kết quả nghiên cứu về địa mạo khu bờ
biển hiện đại Trung Bộ Việt Nam trong luận án PTS khoa học địa lý - địa chất
tại đại học quốc gia Hà nội.
- Phạm Quang Sơn và nnk, 1996 công bố kết quả “Đặc điểm động thái
vùng cửa sông Thu Bồn và khu vực phố cổ Hội An” trong tuyển tập Địa chất
tài nguyên -Tập I, Trung tâm Khoa học tự nhiên và công nghệ quốc gia.
- Báo cáo đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu nguyên nhân và các biện
pháp chống xói lở các sơng miền Trung” 1999-2000 do Trường Đại học Thủy
lợi thực hiện.
- Báo cáo “Qui hoạch phát triển và bảo vệ tài nguyên nước lưu vực sông
Vu Gia- Thu Bồn”, 1999 - 2001 do Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội.
- Nghiên cứu các giải pháp thốt lũ, phịng tránh xói lở và bồi lấp cửa
sông Vu Gia - Thu Bồn do PGS. TS Vũ Minh Cát chủ trì thực hiện năm 2007.
- Tác giả Vũ Tuấn Anh công bố kết quả “Nghiên cứu động lực hình thái

vùng biển cửa sơng Thu Bồn” trong luận án tiến sĩ địa lý năm 2009.
Các nghiên cứu của Đặng Văn Bào, Vũ Văn Phái và Nguyễn Vi Dân dựa
trên quan điểm địa chất, địa mạo; Vũ Tuấn Anh lại dựa trên các quá trình địa
5

chất, thủy thạch động lực từ phía biển để lý giải sự hình thành và phát triển các
cửa sơng thuộc khu vực trung trung bộ, trong đó có cửa sơng Thu Bồn.
Nghiên cứu của Phạm Quang Sơn sử dụng phương pháp viễn thám, GIS
và các bản đồ trong một khoảng thời gian khá dài (từ 1965 đến 1996), để phân
tích và ước tính sự biến động theo phương ngang vùng cửa sơng Thu Bồn. Kết
quả nghiên cứu đã lượng hóa được diễn biến trên mặt ngang, tuy nhiên nó
khơng trực tiếp phát hiện được các nguyên nhân diễn biến hình thái của cửa
sông, đường bờ biển.
Các nghiên cứu của Trường Đại học Thủy lợi lại tập trung lý giải vai trò
của các yếu tố thủy động lực từ phía lục địa như biến đổi của chế độ mưa, dòng
chảy; khai thác bề mặt lưu vực như xây dựng các hồ chứa thủy lợi, thủy điện,
khai thác rừng, bề mặt lưu vực làm thay đổi chế độ bùn cát ra tới cửa sông, mà
chưa có các nghiên cứu từ phía ngồi biển.
1.3.3 Các dự án khu vực cửa sông
- Dự án kè bảo vệ bờ An Luơng và kè bảo vệ bờ biển Tam Thanh do
Viện Khoa học Thủy lợi năm 2003- 2005; Dự án nạo vét thốt lũ khẩn cấp sơng
Trường Giang và dự án nghiên cứu sạt lở bờ sông của hệ thống sông Vu Gia Thu Bồn do Viện KHTL Việt Nam năm 2012. Tuy nhiên, các dự án này chưa
được đặt trong tổng thể qui luật diễn biến của vùng cửa sơng, chính vì vậy có
dự án thì thành cơng, song cũng có dự án thất bại.
1.4 Những hạn chế của các nghiên cứu và hướng tiếp cận của luận án
Như đã phân tích ở trên, trong khu vực cửa sơng Thu Bồn đã có một số
đề tài, dự án nghiên cứu xói lở, bồi tụ và đã đạt được những kết quả nhất định.
Tuy nhiên có nghiên cứu chỉ quan tâm đến các q trình từ phía biển, trong khi
một số nghiên cứu khác lại chỉ tập trung vào các ngun nhân từ phía lưu vực.
Vì vậy, luận án sử dụng cách tiếp cận tổng hợp với việc phân tích các tài

liệu lịch sử, sử dụng cơng cụ viễn thám, GIS và mơ hình tốn để nghiên cứu và
mô phỏng mối tương tác giữa các yếu tố thủy, thạch, động lực, bùn cát có xét
tới tác động các hoạt động kinh tế xã hội gây nên diễn biến đường bờ.
CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, HIỆN TRẠNG, NGUYÊN NHÂN
VÀ CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN DIỄN BIẾN HÌNH THÁI
VÙNG CỬA SÔNG THU BỒN
2.1. Khái quát đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu
2.1.1 Vị trí địa lý
Lưu vực sông Thu Bồn giới hạn từ 140 54 đến 16013 vĩ Bắc và 107013
đến 108044 kinh Đơng. Phía Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên - Huế, phía Nam giáp
tỉnh Quảng Ngãi, phía Tây giáp tỉnh Kon Tum và nước Cộng hồ dân chủ nhân
dân Lào, phía Đơng là biển Đơng. Diện tích tự nhiên của lưu vực là 10035 km2
gồm địa phận tỉnh Quảng Nam và một phần tỉnh Kon Tum. Sông Thu Bồn bắt
nguồn từ vùng biên giới 3 tỉnh Quảng Nam, Kon Tum và Quảng Ngãi ở độ cao
hơn 2.000m chảy theo hướng Nam - Bắc, về đến Phước Hội sông chảy theo

6


hướng Tây Nam - Đông Bắc đến Giao Thuỷ sông chảy theo hướng Tây - Đông
và đổ ra biển tại cửa Đại.
2.1.2 Đặc điểm khí hậu
- Gió: Lưu vực nghiên cứu nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa hằng năm
cơ bản có 2 loại gió: Gió mùa đơng và gió mùa hạ. Vào mùa đông từ tháng X,
XI đến tháng III, IV năm sau có gió Đơng và Đơng Bắc là chủ yếu. Vào mùa hạ
từ tháng IV,V đến tháng IX, X có gió Đơng Nam và Tây Nam là chủ yếu. Tốc
độ gió bình qn hàng năm vùng núi đạt 0,8 1,7m/s, trong khi đó vùng đồng
bằng ven biển đạt 1,3  3,7m/s.
- Mưa: Với đặc trưng khí hậu nhiệt đới gió mùa trong năm hình thành hai
mùa rõ rệt:

- Mưa năm: Vùng mưa lớn 2.000  4.000mm chủ yếu ở vùng núi cao
Trà My, Tiên Phước và vùng đồng bằng ven biển chỉ còn 1.700 2.200mm.
- Mùa mưa từ tháng IX đến tháng XII hàng năm. Lượng mưa trong mùa
mưa chiếm 70 80% tổng lượng mưa năm.
- Mùa khô từ tháng I đến tháng VIII hàng năm, với lượng mưa chỉ chiếm
3035% tổng lượng mưa năm.
2.1.3 Đặc điểm thủy văn
- Dòng chảy: Căn cứ vào tài liệu thực đo của các trạm trên lưu vực các sông
thuộc vùng nghiên cứu từ năm 1977 đến năm 2012, có thể tính tốn các đặc
trưng dịng chảy như bảng dưới đây.
Bảng 2-1 : Các đặc trưng dịng chảy sơng Thu Bồn
Flv
X0
Y0
Q0
M0
W0
Sơng Tính đến
(km2) (mm) (mm) (m3/s) (l/s/km2) (109m3)
S.Thu Nơng Sơn
3150
3300
2686 268.3
85,2
8,461
Bồn
Giao Thuỷ
3825
2370
2390 234.0

61,2
7,378
2.1.4 Các yếu tố hải văn
Vùng ven biển Quảng Nam - Đà Nẵng có chế độ thủy triều khá phức tạp,
là vùng chuyển tiếp giữa chế độ bán nhật triều khơng đều ở phía Bắc và chế độ
nhật triều khơng đều ở phía Nam, trung bình mỗi tháng có 10 ngày nhật triều.
Theo số liệu quan trắc tại trạm thuỷ văn Hội An độ lớn triều thay đổi theo
tháng, nhỏ nhất vào tháng 3 (116cm) và lớn nhất vào tháng XI (201cm).
2.2. Hiện trạng diễn biến hình thái cửa sơng Thu Bồn
Đoạn hạ lưu sơng Thu Bồn có chiều dài khoảng 32 km. Trong nghiên
cứu này, căn cứ vào đặc điểm hình thái có thể chia thành 2 đoạn như sau:
- Đoạn từ Giao Thủy tới Câu Lâu dài 23,8km, đặc điểm nổi bật khu
vực này là lịng sơng uốn khúc rất mạnh với nhiều đảo cát, bãi ngầm và bãi bồi
hai bên bờ lịng dẫn chính.
7

- Đoạn sơng từ Câu Lâu tới Hội An dài 7,6 km, đặc điểm nổi bật là
hiện tượng tiếp tục phân chia ra các nhánh và tạo ra các bãi bồi lớn. Hiện tượng
xói lở và bồi tụ trên diện rộng xảy ra cả hai phía bờ sơng.
- Đường bờ và bãi biển ngồi cửa sơng được nghiên cứu có chiều dài
khoảng 20 km về mỗi bên cửa Đại. Các số liệu quan trắc chỉ ra rằng cường độ
biến động của đường bờ ở phía bờ Bắc và bờ Nam cửa sơng khơng như nhau.
Đoạn bờ biển phía Bắc xói, bồi xen kẽ, trong khi đoạn phía Nam bị xói ở phần
ngay sát cửa sơng, nhưng đoạn cách xa cửa sơng thì lại được bồi.
2.3. Nguyên nhân và các nhân tố ảnh hưởng
2.3.1 Các nguyên nhân nội động lực
Điều kiện địa hình, địa mạo: Vùng nghiên cứu chịu ảnh hưởng của các hoạt
kiến tạo với một số hệ thống đứt gãy theo phương Tây Bắc - Đơng Nam góp
phần hình thành đồng bằng Quảng Nam; Hệ thống đứt gãy phương Đông Bắc Tây Nam, phân chia các lưu vực sông Thu Bồn và sông Hàn và hệ thống đứt
gãy á vĩ tuyến được biểu hiện ở sự kéo thẳng đoạn hạ lưu sông Thu Bồn.

Điều kiện địa chất, thổ nhưỡng: Khu vực nghiên cứu có đầy đủ các nhóm
đất dính, đất rời và nhóm đất có thành phần và tính chất đặc biệt, tuy nhiên các
nhóm này khơng nằm riêng lẻ mà phân bố xen kẽ tạo nên những kiểu cấu trúc
bờ khác nhau với mức độ kháng xâm thực không giống nhau được chia thành 2
nhóm: Nhóm đất rời và nhóm đất dính có nguồn gốc sơng - biển Holocen
(amQ2 2) phân bố dọc 2 bờ sông Thu Bồn đoạn từ Giao Thủy đến Cửa Đại có
liên quan trực tiếp đến quá trình xói - bồi của sơng Thu Bồn ở hạ lưu.
Điều kiện địa chất thuỷ văn: Do cấu tạo địa chất tuyến bờ chủ yếu là cát
pha, bở rời, đã bão hoà nước sau những trận mưa dài ngày nên khi mực nước
trong hệ thống sông lên, xuống nhanh làm gradient thuỷ lực của nước ngầm
lớn. Bên cạnh đó, do sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm, sự thay đổi trạng thái áp lực
của nước mặt (do dao động mực nước và sóng) và thảm thực vật kề cận bờ
sơng là các nguyên nhân làm cho địa chất tuyến bờ ngày càng yếu và dễ sạt lở.
2.3.2 Các nguyên nhân thủy động lực
Chế độ mưa: Sông Thu Bồn bắt nguồn từ vùng mưa lớn với tâm mưa Trà
My có lượng mưa trung bình trên 4000mm, lượng mưa ngày lớn nhất vượt 700
mm, cộng thêm với địa hình dốc tạo vận tốc dịng chảy lớn, thời gian truyền lũ
ngắn, q trình tập trung lũ xảy ra rất nhanh, cường suất lũ cao (24m/ngày),
tạo lưu tốc lớn là nguyên nhân chính gây xói lở vùng nghiên cứu.
Chế độ thủy văn: Do vùng thượng lưu sông khá hẹp, dốc và đột ngột mở
rộng xuống đồng bằng và khơng có trung lưu. Do vậy chế độ thuỷ văn thượng
và hạ lưu Thu Bồn tương phản sâu sắc. Thượng lưu, sông rất dốc (độ dốc tới 35
 60 m/km) thung lũng hẹp, lũ về đột ngột với dịng chảy xiết có vận tốc vượt
q 4  6 m/s. Ngược lại ở hạ lưu lịng sơng mở rộng, uốn khúc quanh co, độ
dốc rất thấp (J = 0,0002). Đặc điểm hội lưu, phân lưu trên hệ thống sơng khu
vực nghiên cứu cũng có tác động rất lớn đối với q trình xói - bồi lịng sơng.
Chế độ hải văn: Các sóng do gió hướng Bắc, Đơng Bắc và Đơng tạo với
đường bờ một góc khoảng 45o tác động mạnh tới quá trình vận chuyển bùn cát

8

dọc bờ có khả năng phá huỷ đường bờ lớn nhất vì tần suất và chiều cao sóng
đều lớn. Vào nửa cuối mùa đơng mặc dù gió mùa Đơng Bắc hoạt động với tần
suất yếu hơn, nhưng do dòng chảy trong sơng q nhỏ, bùn cát trong sơng đưa
ra ít nên dịng do sóng hướng vng góc với cửa sơng có vai trị trội hơn và kết
quả là các bar cát ngầm tiếp tục được vun cao lên phía trước cửa và di chuyển
chậm xuống phía Nam.
2.3.3 Các nguyên nhân do con người
Phá rừng: Phá rừng làm suy giảm độ che phủ và khả năng điều tiết dòng
chảy, đồng thời gia tăng xói mịn đất và khối lượng vật liệu phù sa đưa vào
sông suối. Các hoạt động phá rừng là do dân phát rẫy làm nương; đốt rừng lấy
than bán hay chặt rừng lấy gỗ, củi; khai thác khoáng sản trái phép ở thượng
nguồn sông Thu Bồn, đặc biệt là khai thác vàng ở các khu rừng nguyên sinh
cần được bảo tồn như Phước Sơn, Trà My.
Xây dựng các cơng trình cơ sở hạ tầng: Hệ thống đường giao thơng chắn
ngang dịng chảy từ dãy Trường Sơn chảy ra biển giống như những con đập, đê
làm dâng cao mực nước ở thượng lưu các điểm giao cắt; Xây dựng các cơng
trình thủy lợi, cơng trình dân dụng như nhà ở, nhà xưởng, cơng trình cơng cộng
khơng theo qui hoạch đã gây ảnh hưởng tiêu cực tới hệ thống sông, làm gia
tăng tình trạng xói lở nhiều đoạn sơng, gây cắt dịng khu vực phía hạ lưu.
Vận hành các cơng trình thủy điện: Các hồ chứa thủy điện trên lưu vực
sơng Thu Bồn đều khơng có dung tích phịng lũ và khi lũ về các hồ đều tranh
thủ tích nước cho tới khi mực nước hồ đạt mực nước dâng bình thường thì xả lũ
với lưu lượng bằng lưu lượng nước đến tự nhiên làm cho mực nước hạ lưu thay
đổi đột ngột, gây ngập lụt, xói lở bờ sơng. Vận hành tích - xả của các hồ chứa
chưa hợp lý cũng làm cho mực nước hạ lưu dao động lớn, gây xói lở nghiêm
trọng đáy và bờ sơng ở hạ lưu đập.
Các hoạt động kinh tế xã hội khác: Khai thác cát phục vụ xây dựng khơng
có qui hoạch làm biến đổi lịng sơng. Khai thác nước dưới đất từ các giếng

khoan sát bờ sông quá ngưỡng cho phép và canh tác khơng có qui hoạch cũng
tăng sụt lún nền, dẫn tới sạt lở bờ sông, bờ biển

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN VÙNG CỬA SÔNG THU BỒN
BẰNG PHƯƠNG PHÁP VIỄN THÁM, GIS VÀ MƠ HÌNH TỐN
3.1. Nghiên cứu diễn biến hình thái bằng phương pháp viễn thám ,GIS
Phương pháp viễn thám có ưu thế nổi trội là thơng tin bao quát một
không gian rộng lớn tại cùng một thời điểm. Trên cơ sở ảnh vệ tinh, máy bay,
thông qua các kỹ thuật khác nhau, tiến hành nắn chỉnh và đưa ảnh của một khu
vực xác định về cùng một hệ tọa độ để so sánh và đánh giá các lớp thông tin
khác nhau được thể hiện trên các ảnh. Sau đó, sử dụng các phần mềm chuyên
dụng chồng ghép ảnh sẽ đánh giá được sự thay đổi đường bờ sông, bờ biển trên
mặt bằng. Trong luận án, việc nghiên cứu sử dụng tài liệu ảnh từ năm 1973 đến
năm 2013. Sơ đồ logic của phương pháp nghiên cứu như dưới đây.

3.2. Diễn biến khu vực cửa sông Thu Bồn qua phân tích thơng tin viễn thám
Từ kết quả phân tích chuỗi ảnh viễn thám từ năm 1973 đến 2013 cho thấy,
đoạn sơng Thu Bồn phía hạ lưu từ Giao Thủy đến Cửa Đại diễn biến mạnh
nhất. Tại khu vực này, dịng sơng bị xói bồi xen kẽ và thường xuyên xảy ra
hiện tượng uốn khúc và cắt dòng để đoạn sông trở lên thẳng hơn. Điều này làm
chế độ thủy động lực của sông bất thường hơn, kéo theo sự thay đổi của hiện
tượng bồi xói.
3.2.1. Khu vực từ Giao Thủy đến Câu Lâu

Đây là đoạn sông diễn biến rất phức tạp có rất nhiều đoạn sơng cong gấp
tiềm ẩn nguy cơ cắt dòng, sạt lở mạnh. Các điểm sạt lở tại thơn Hịa Thạch,
Giao Thủy với tốc độ sạt lở 30m/năm. So sánh ảnh năm 2013 với ảnh năm
1990 cho thấy vị trí bờ trái sơng Thu Bồn tại đoạn hiện nay nằm cách bờ trái
năm 1990 tới 320m. Đoạn sông tại khu vực thôn Nhị Dinh có chiều dài 2670 m,
từ năm 1973 đến năm 1990, khoảng cách dịch chuyển là 302 m; đến năm 2001

là 402m và đến năm 2013 là 594m lên hướng Bắc hay từ 1991 đến 2001 là 100
m và từ 2001 đến 2013 là 192m. Tại thơn Nhị Dinh, xói lở xảy ra ở phía bờ tả,
tuy nhiên phía sau cầu đường sắt và phía hạ lưu thơn Nhị Dinh giáp ngã ba
sơng Vĩnh Điện thì dịng sơng có xu hướng bồi bên phía bờ tả và xói bên phía
bờ hữu.

9

10


Đoạn ven biển phía Bắc cửa Đại: Bờ biển giữa huyện Điện Bàn và thành
phố Hội An, hiện tượng xói lở xảy ra liên tục trong thời gian dài. Xói lở vào tới
chân các cồn cát cao và tại một số đoạn cắt qua đỉnh cồn và cắt đứt tuyến tỉnh
lộ 603, là đường giao thông ven biển. Chiều dài đoạn xói lở khoảng 8 km và
đoạn xói mạnh nhất kéo dài khoảng 6km thuộc địa phận xã Cẩm Hà (thành phố
Hội An), với độ rộng vùng xói lở trung bình khoảng 80m và lớn nhất tới 200m.
Các trọng điểm xói lở gồm đoạn bờ thuộc xã Điện Dương (Điện Bàn) với
cường độ xói 60 m/năm và thành phố Hội An 32 m/năm.

3.2.2. Khu vực từ Câu Lâu đến Cửa Đại
Qua phân tích các date ảnh từ năm 1973 đến năm 2013 cho thấy xói lở bờ
phải sơng thuộc địa phận xã Duy Nghĩa (huyện Duy Xuyên) xảy ra trên chiều
dài tới gần 5km. Đoạn xói mạnh nhất nằm kề cửa sơng, đường bờ bị dịch
chuyển xuống phía Nam trong thời gian từ 1973 đến 2007 khoảng 550m và
hàng trăm hécta đất bãi bồi thuộc xã Duy Nghĩa đã bị nước cuốn trôi. Trận lũ
năm 2009 đã làm thay đổi chủ lưu của dòng chảy. Trong khu vực này, do sơng
rẽ nhánh khá nhiều, nên hình thành các đảo giữa dịng sơng. Các đảo này bị xói
ở phía thượng lưu và trơi chậm chạp ra phía cửa sơng.

Hình 3- 1 Diễn biến đoạn cửa Đại năm 1999 đến 2013 qua ảnh vệ tinh
Đoạn bờ biển phía Nam cửa Đại: Diễn biến bờ biển phía Nam trong ùng
nghiên cứu 15 km có thể chia thành 4 đoạn có chiều dài khác nhau với các q
trình xói - bồi – xói - bồi xen kẽ. Bắt đầu là đoạn kề cận với cửa sơng có chiều
dài nhỏ hơn 1 km liên tục bị biến động mạnh cùng với sự dịch chuyển của doi
cát ngầm trước cửa sơng; đoạn sau đó với chiều dài khoảng 2 km ở trạng thái
ổn định, có xu thế bồi nhẹ; đoạn thứ 3 có chiều dài khoảng 3km lại bị xói nhẹ
và phần cịn lại tương đối ổn định trong suốt hơn ba chục năm qua.
3.3. Nghiên cứu diễn biến hình thái bằng phương pháp mơ hình tốn
3.3.1. Lựa chọn mơ hình
Hiện nay có nhiều phần mềm nghiên cứu biến đổi đường bờ như MIKE 21,
LIPACK (Đan Mạch), GENESIS (Mỹ), DELFT3D (Hà Lan),… Mỗi phần mềm
có thế mạnh riêng, cũng như các hạn chế của nó. Do tính chất phức tạp của hệ
thống nghiên cứu và để phát huy thế mạnh của mỗi phần mềm, trong luận án
tác giả sử dụng bộ mơ hình MIKE với module MIKE21-FM để mô phỏng diễn

3.2.3. Khu vực ven biển cửa Đại
11

12


biến đáy sông và đáy biển trước cửa sông; module LITLINES mô phỏng diễn
biến đường bờ trên mặt bằng và module LITPROF mơ phỏng diễn biến địa
hình đáy biển dọc theo đường bờ 2 phía cửa sơng Thu Bồn. Kết quả mô phỏng
được kiểm nghiệm với tài liệu lịch sử và phương pháp viễn thám - GIS.
3.3.2. Mô phỏng diễn biến đáy sông, đáy biển trước cửa sông bằng MIKE21
Để mô phỏng chi tiết đáy sông, biển trước cửa sông cũng như tiết kiệm
thời gian tính tốn, luận án đã sử dụng kỹ thuật lưới lồng. Do tài liệu cần thiết
để hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình rất hạn chế, nên luận án phải sử dụng đồng

thời số liệu khảo sát thực tế tại khu vực nghiên cứu. Các tài liệu khác được lấy
từ số liệu toàn cầu. Kết quả mô phỏng từ lưới lớn sẽ được sử dụng làm số liệu
đầu vào của lưới nhỏ để mô phỏng chi tiết hơn địa hình khu vực nghiên cứu.
Mơ hình đã được hiệu chỉnh và kiểm định mực nước, trường lưu tốc,
trường sóng và địa hình đáy khu vực phía trong và ngồi cửa sơng. Với kết quả
hiệu chỉnh và kiểm định, đã chọn được các bộ thông số mô hình để tính tốn.
3.3.3. Kết quả mơ phỏng theo các kịch bản
Các kịch bản mô phỏng như sau:
a) Mô phỏng trận lũ tháng 10/1999 không xét đến điều tiết hồ chứa (Kịch bản A)
- Mô phỏng lũ tháng 10/1999 và không xét ảnh hưởng của nước biển dâng (A1)
- Mô phỏng lũ 10/1999 và có xét tới ảnh hưởng của nước biển dâng 50cm (A2)
b) Mô phỏng trận lũ tháng 10/1999 có xét đến điều tiết hồ chứa (Kich bản B)
- Lũ 1999 điều tiết và không xét ảnh hưởng của hiện tượng nước biển dâng (B1)
- Lũ 1999 điều tiết và có xét tới ảnh hưởng của nước biển dâng 50cm (B2)
c) Mơ hình dịng chảy mùa cạn (7/1999) (Kịch bản C)
- Dịng chảy từ 1 đến 18/7/1999, khơng xét ảnh hưởng của nước biển dâng (C1)
- Dòng chảy từ 1 đến 18/7/1999, có xét ảnh hưởng nước biển dâng 50cm (C2)

Kết quả mơ phỏng nhóm kịch bản A

Hình 3- 37 Biến đổi địa hình đáy MC1

Hình 3- 30 Biến đổi địa hình đáy MC3

Hình 3- 29 Biến đổi địa hình đáy MC4

Hình 3- 41 Biến đổi địa hình đáy MC5

Từ các hình vẽ 3-37 và 3- 38 cũng có thể thấy rằng khi mực nước biển
dâng lên thêm 50cm thì ở những đoạn sơng có độ rộng khá lớn, lớp bùn cát bồi

lắng dày hơn khi mực nước ngồi biển cao hơn, hay có thể lý giải khi đó độ dốc
mặt nước nhỏ hơn vì lưu lượng tại biên trên không thay đổi. Hiện tượng này
không rõ ràng ở đoạn sông sát cửa với mức co hẹp đáng kể, khi đó có thể lưu
tốc có giảm đi, nhưng vẫn cịn lớn hơn nhiều lưu tốc khơng lắng nên xói khơng
khác nhau nhiều trong các kịch bản.
Đối với các mặt cắt 4 và 5 trên các hình vẽ 3-39 và 3-41 đều cho kết quả là
đáy biển phía ngồi cửa sông được bồi sau mỗi trận lũ, nhưng mức độ bồi của
mỗi mặt cắt khác nhau. Sự khác nhau này phụ thuộc vào hướng và độ lớn của
sóng cũng như mực nước biển, do vậy mức độ bồi đáy biển phía ngồi cửa
khơng đều nhau.
Kết quả mơ phỏng nhóm kịch bản B
Các kết quả trung gian đã mô phỏng bao gồm q trình lũ có xét tới điều
tiết, cắt lũ của các hồ chứa thượng lưu tại cầu Câu Lâu, mực nước tại các biên
phía biển, trường sóng và trường lưu tốc được mơ phỏng từ các mơ hình triều,
sóng và dịng chảy.
Dưới đây xin trích một số kết quả đánh giá sự biến đổi địa hình đáy tại 5
mặt cắt điển hình từ hình 3-42 đến 3-46.

Hình 3- 38 Biến đổi địa hình đáy MC2

13

14


Thời gian mô phỏng từ 1 đến 18/7/1999 là thời kỳ dịng chảy trong sơng
rất nhỏ, các số liệu mơ phỏng trên MIKE11 tại Câu Lâu trong thời kỳ này đều
có trị số lưu lượng dưới 50m3/s dẫn tới vận tốc dòng chảy tại khu vực cửa khá
nhỏ phổ biến 0,20 (m/s), lớn nhất 0,4(m/s).

Hình 3- 42 Biến đổi địa hình đáy MC1

Hình 3- 43 Biến đổi địa hình đáy MC2

Hình 3- 48 Địa hình đáy – Kịch bản C1

Hình 3- 45 Biến đổi địa hình đáy MC3

Hình 3- 44 Biến đổi địa hình đáy MC4

Hình 3- 46 Biến đổi địa hình đáy MC5

Về cơ bản diễn biến đáy sơng, đáy biển tại 5 mặt cắt chọn giống với
nhóm kịch bản A, nhưng lớp bồi ở mặt cắt 1,3,4 và 5 và lớp xói ở mặt cắt 2 đều
nhỏ hơn trường hợp các kịch bản tương ứng của nhóm kịch bản A. Đáy biển
phía ngồi cửa sơng cũng được bồi do bùn cát mang từ trong sông ra và qui luật
bồi phù hợp với điều kiện thủy động lực ngoài biển, vì khi mực nước biển dâng
lên, độ lớn của sóng cũng tăng lên, mặc dù hướng sóng khơng thay đổi dẫn tới
lớp bùn cát lắng động tạo thành các bar ngầm phía ngồi cũng mỏng hơn.
Kết quả mơ phỏng nhóm kịch bản C

Hình 3- 49 Địa hình đáy – Kịch bản C2
Sự biến đổi địa hình đáy khơng nhiều, lớn nhất khoảng 12 cm, phổ biến
khoảng 2 cm. Phía ngoài biển các doi cát ngầm bị phá vỡ khi mực nước biển
dâng lên và lý do có thể do sóng và dịng chảy ven bờ tác động gây nên. Khu
vực ngay phía trong cửa sơng hiện tượng bồi lớn hơn, các doi cát nổi lên khỏi
mặt nước và mở rộng ra khi mực nước biển tăng lên.
3.3.4. Mô phỏng sự thay đổi đường bờ biển bằng LITPACK
Trước khi mô phỏng, luận án tiến hành hiệu chỉnh và kiểm định. Việc
hiệu chỉnh, kiểm định được thực hiện với việc so sánh ảnh viễn thám các năm

2000, 2002, 2004, 2006, 2008 với kết quả mô phỏng. Kết quả cho thấy, các
đoạn đường bờ được mô phỏng khá phù hợp với nhau. Bảng 3-3 là khoảng lệch
lớn nhất giữa đường bờ mô phỏng với tài liệu ảnh viễn thám.

15

16


Bảng 3-3: Sai lệch lớn nhất giữa đường bờ tính toán và hiệu chỉnh
TT

Năm hiệu chỉnh

Chênh lệch ∆L lớn nhất (m)

1

Năm 2000

17

2

Năm 2002

15

3

Năm 2004

12

4

Năm 2006

12

5

Năm 2008

6

a) Mô phỏng diễn biến đường bờ bằng modul LITLINES
a-1. Tập kịch bản
- Đường bờ sau 10 năm với các điều kiện thủy động lực và bùn cát hiện tại (D1)
- Đường bờ biển sau 10 năm với các điều kiện thủy động lực hiện tại, nguồn bùn cát
cung cấp cho cửa sơng chỉ cịn 70% do bị giữ lại trên hồ chứa (D2)
- Đường bờ sau 20 năm với các điều kiện thủy động lực và bùn cát hiện tại (D3)
- Đường bờ biển sau 20 năm với các điều kiện thủy động lực hiện tại, nguồn bùn cát
cung cấp cho cửa sông chỉ còn 70% do bị giữ lại trên hồ chứa (D4)
- Đường bờ biển sau 10 năm với các điều kiện thủy động lực và bùn cát hiện tại, bố
trí 2 đập hướng dịng tại cửa sơng dài 700m để ổn định cửa sông (D5)
- Đường bờ biển sau 10 năm với các điều kiện thủy động lực như hiện tại, nguồn
bùn cát cung cấp cho cửa sơng chỉ cịn 70%, bố trí 2 đập hướng dịng tại cửa sơng
dài 700m để ổn định cửa (D6)
- Đường bờ biển sau 20 năm với các điều kiện thủy động lực và bùn cát như hiện

tại, bố trí 2 đập hướng dịng tại cửa sông dài 700m để ổn định cửa (D7)
- Đường bờ biển sau 20 năm với các điều kiện thủy động lực như hiện tại, nguồn
bùn cát cung cấp cho cửa sơng chỉ cịn 70%, bố trí 2 đập hướng dịng tại cửa
sơng dài 700m để ổn định cửa (D8)
a-2. Kết quả mô phỏng diễn biến đường bờ bằng modul LITLINES
Các kết quả mơ phỏng và phân tích được tiến hành theo cặp 2 kịch bản.
+) Với cặp kịch bản D1 và D2: Kết quả mô phỏng cho thấy:
- Khoảng 21 km đầu tiên đường bờ ổn định động và có xu thế được bồi với
tốc độ trung bình 1m đến 1.5m/năm. Khơng thấy có sự khác biệt nhiều khi
nguồn bùn cát cấp từ sông ra khác nhau. Điều này chứng tỏ ảnh hưởng của bùn
cát trong sông cho đoạn bờ xa cửa không đáng kể.
- Đoạn bờ từ Km21 đến Km26 bị xói nhẹ trong cả 2 kịch bản D1 và D2 với
tốc độ xói trung bình khoảng 2,5 m/năm và lớn nhất lên tới 5m/năm. Hiện
tượng xói ở đây chủ yếu do hướng sóng NE tác động vào đường bờ làm lượng
bùn cát chuyển động dọc bờ vào đoạn nghiên cứu nhỏ hơn lượng bùn cát ra
khỏi, chứ không liên quan tới nguồn bùn cát cung cấp từ trong sơng ra.
17

Hình 3- 53: Đường bờ biển sau 10 năm
Đường màu đỏ: Đường bờ hiện tại
Đường màu hồng: Đường bờ sau 10 năm theo kịch bản D1
Đường màu xanh: Đường bờ sau 10 năm theo kịch bản D2.

- Đoạn bờ từ km26 đến km29 được bồi đáng kể; khu vực cửa sông (từ km
27+200 đến km28+300) được bồi từ 300 đến 500m trong 10 năm. Vai trò
nguồn bùn cát từ trong sơng ra có ý nghĩa quyết định tới q trình mở rộng ra
phía biển của cửa sơng. Nếu lấy điểm giữa lịng sơng làm trục thì hiện tượng
bồi dường như có xu thế bồi lệch về phía Nam.
- Đoạn bờ từ km29+200 đến km30+600 lại là đoạn bờ bị xói nhẹ với tốc độ
khoảng 5 m/năm.

- Đoạn bờ phía Nam từ km31 đến km58: Hiện tượng bồi, xói nhẹ xen kẽ
nhau chiếm ưu thế và có thể khẳng định rằng hiện tượng diễn biến đường bờ ở
khu vực này có nguyên nhân chủ yếu do vận chuyển bùn cát dọc bờ dưới tác
động của sóng và hướng của đường bờ.
+) Với cặp kịch bản D3 và D4:
Diễn biến đường bờ trong 10 năm tiếp theo hay 20 năm kể từ thời điểm hiện
tại được thể hiện trong hình 3-54.

Hình 3- 4: Đường bờ biển sau 20 năm

18


- Đường màu đỏ: Đường bờ hiện tại
- Đường màu xanh: Đường bờ sau 20 năm theo kịch bản D3.
- Đường màu hồng: Đường bờ sau 20 năm theo kịch bản D4.

- Về cơ bản, hình thế của đường bờ sau 20 năm cũng không thay đổi
nhiều so với sau 10 năm. Các đoạn xói bồi xen kẽ cũng nằm trong các đoạn bờ
đã trình bày trong trường hợp 10 năm.
- Tại khu vực cửa sông, sau 20 năm không thấy có hiện tượng tiếp tục
bồi ra, có lẽ đây là giới hạn xa nhất ra phía biển vì độ sâu nước ở vùng này so
với mực nước biển trung bình cũng lớn hơn 8m, trong khi các đoạn bờ tiếp giáp
phía Bắc được bồi nhẹ thì đoạn bờ phía Nam cửa sơng lại bị xói trên độ dài
khoảng 1km.
+) Với cặp kịch bản D5 và D6
Kết quả mô phỏng đường bờ khi áp dụng 2 đập hướng dòng ở cửa sơng
chắn cát, ổn định cửa phục vụ thốt lũ và giao thơng thủy được thể hiện trong
các hình vẽ 3-55.

Hình 3- 5 Đường bờ biển sau 10 năm, có 2 đập hướng dòng tại cửa
- Đường màu đen: Đường bờ hiện tại
- Đường màu xanh: Đường bờ sau 10 năm theo kịch bản D5
- Đường màu đỏ: Đường bờ sau 10 năm theo kịch bản D6.

- Về cơ bản, diễn biến đường bờ giống như trường hợp chưa áp dụng đập
hướng dịng tại cửa sơng. Khoảng 21 km đầu tiên từ điểm A trên hình 3-51,
đường bờ ổn định và có xu thế được bồi với tốc độ trung bình 1 - 1.5m/năm.
- Đoạn bờ từ Km21 đến Km26 bị xói nhẹ trong cả 2 trường hợp với tốc độ
xói trung bình khoảng 2.5 m/năm và lớn nhất lên tới 5m/năm. Hiện tượng xói ở
đây chủ yếu do bùn cát vận chuyển dọc bờ, chứ không liên quan tới nguồn bùn
cát cấp từ trong sông ra.
- Đoạn bờ từ Km26 đến Km29 được bồi đáng kể. Khu vực cửa sông từ km
27+200 đến km28+300 được bồi từ 300m đến 500m trong 10 năm. Ở đoạn này,
nguồn bùn cát cấp từ trong sơng ra có ý nghĩa quyết định tới q trình kéo dài

ra phía biển của cửa sơng. Nếu lấy điểm giữa lịng sơng làm trục thì hiện tượng
bồi dường như có xu thế bồi lệch về phía Nam.
- Ngay tiếp theo đoạn bờ bồi thì từ km29+200 đến km30+600 lại là đoạn bờ
bị xói nhẹ với tốc độ khoảng 5 m/năm.
- Đoạn bờ phía Nam từ km31 đến km58 hiện tượng bồi xói nhẹ xen kẽ
chiếm ưu thế và có thể khẳng định rằng hiện tượng diễn biến đường bờ ở khu
vực này có nguyên nhân chủ yếu do vận chuyển bùn cát dọc bờ dưới tác động
của sóng và hướng của đường bờ.
+) Với cặp kịch bản D7 và D8
- Diễn biến đường bờ trong 10 năm tiếp theo hay 20 năm kể từ thời điểm
hiện tại được thể hiện trong hình 3-56.

Hình 3- 6 Đường bờ biển sau 20 năm, có 2 đập hướng dịng tại cửa
- Đường màu đen: Đường bờ hiện tại

- Đường màu xanh: Đường bờ sau 20 năm theo kịch bản D7.
- Đường màu đỏ: Đường bờ sau 20 năm theo kịch bản D8.
- Về cơ bản, hình thế của đường bờ sau 20 năm cũng không thay đổi nhiều
so với sau 10 năm. Các đoạn xói bồi xen kẽ cũng nằm trong các đoạn bờ đã
trình bày trong trường hợp 10 năm.
- Tại khu vực cửa sông, sau 20 năm không thấy có hiện tượng tiếp tục bồi ra,
có lẽ đây là giới hạn bồi xa nhất ra phía biển vì độ sâu nước ở vùng này lớn hơn
8m so với mực nước biển trung bình, trong khi các đoạn bờ tiếp giáp phía Bắc
được bồi nhẹ thì đoạn bờ phía Nam cửa sơng lại bị xói trên độ dài khoảng 1km.
b) Mô phỏng diễn biến đường bờ, đáy biển bằng modul LITPROF
b-1. Tập kịch bản mô phỏng
Kịch bản E – Mơ phỏng nhóm kịch bản đường bờ tự nhiên
E1: Mực nước biển lấy bằng giá trị mực nước biển trung bình
E2: Mực nước biển dâng cao thêm 50 cm
Kịch bản F - Mơ phỏng nhóm kịch bản đường bờ được gia cố
Căn cứ vào kết quả mô phỏng bằng modul LITLINES thấy rằng một số
đoạn bờ thuộc thành phố Hội An lên phía Bắc bị xói và giải pháp lựa chọn

19

20


chống xói cho các đoạn bờ đó là kè hộ bờ (kiểu tường đứng hoặc mái nghiêng).
Trong nghiên cứu này, luận án cũng mô phỏng theo 2 kịch bản:
F1: Mực nước biển lấy bằng giá trị mực nước biển trung bình
F2: Mực nước biển dâng cao thêm 50 cm
Trong miền tính tốn chọn 4 mặt cắt và chiết xuất các kết quả tính tốn
để minh họa và phân tích sự diễn biến của đáy biển thông qua 4 mặt cắt ngang
đã chọn. Sơ đồ các mặt cắt điển hình như hình vẽ 3-57.

b-2: Kết quả mơ phỏng nhóm kịch bản đường bờ tự nhiên

- Kết quả mô phỏng cho thấy tại mặt cắt 2 khi nước biển dâng cao thêm 50
cm đường bờ bị xói sâu vào thêm 25m so với đường bờ ban đầu.
- Mặt cắt 3 bị xói 20 m theo phương ngang khi nước biển dâng thêm 50cm.
- Vùng bị xói lở nhỏ hơn 200 m theo phương ngang tính từ đường mép nước
b-3: Kết quả mơ phỏng nhóm kịch bản đường bờ được gia cố
Kết quả trong luận án được tổng hợp từ các mô phỏng như sau:
- Khi đường bờ được kè thì hiện tượng xói ngang sâu vào trong đất liền (các
đụn cát) dừng lại, nhưng dưới tác động của dòng chảy tổng cộng do triều, sóng
và gió đáy biển phía trước chân kè đã bị xói.
- Giá trị xói trung bình < 100 cm xảy ra ngay trước chân cơng trình.
- Vùng xói nhiều nhất trong khoảng 50m kể từ chân cơng trình, nhưng vùng
ảnh hưởng xói mở rộng tới 120 m tính từ chân cơng trình.
- Khi mực nước dâng càng lớn thì độ sâu xói tăng lên, vùng xói mở rộng hơn.
Xin minh họa sự thay đổi địa hình đáy khi có kè tại mặt cắt 1 trong bảng 3-6
Bảng 3-6: Kết quả mô phỏng mặt cắt 1 với kịch bản nước biển dâng có kè
Cao độ đáy các kịch bản
Cao độ đáy các kịch bản
KC
KC
Hiện trạng
F1
F2
Hiện trạng
F1
F2
1.50

120

-0.93

-0.87

-0.82

10

0.00

0.00

-0.45

130

-0.98

-0.91

-0.87

-0.13

-0.13

-0.84

140

-1.03

-0.95

-0.92

-0.24

-0.53

-0.71

150

-1.07

-1.00

-0.97

-0.30

-0.80

-0.67

160

-1.11

-1.04

-1.02

50

-0.37

-0.73

-0.65

170

-1.15

-1.08

-1.08

60

-0.44

-0.71

-0.65

180

-1.18

-1.13

-1.13

70

-0.51

-0.72

-0.66

190

-1.21

-1.17

-1.17

80

-0.60

-0.74

-0.68

200

-1.23

-1.21

-1.21

90

-0.69

-0.77

-0.73

210

-1.26

-1.24

-1.24

100

-0.77

-0.81

-0.76

220

-1.28

-1.27

-1.27

110

21

1.50

40

Hình 3-59: Diễn biến cao độ đáy MC3 ứng với các kịch bản E1, E2

1.50

30

Hình 3-58: Diễn biến cao độ đáy MC2 ứng với các kịch bản E1, E2

0
20

Hình 3- 57 Các mặt cắt trích xuất trên miền tính mơ hình Litprof
Diễn biến mặt cắt 2 và 3 được thể hiện trong các hình vẽ 3-58, 3-59

-0.86

-0.83

-0.78

230

-1.31

-1.30

-1.29

CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT CÁC ĐỊNH HƯỚNG GIẢI PHÁP PHỊNG TRÁNH,
GIẢM NHẸ XĨI LỞ, BỒI TỤ VÙNG CỬA SƠNG, VEN BIỂN
4.1 Nhóm các giải pháp phi cơng trình
Xuất phát từ những đặc điểm, nguyên nhân và xu thế diễn biến xói lở, bồi tụ
bờ biển, cửa sơng Thu Bồn, các giải pháp phi cơng trình bao gồm:
- Tổ chức theo dõi diễn biến xói lở hay bồi lấp bờ biển, bờ sông, cửa sông
- Xây dựng cơ sở dữ liệu kiểm sốt xói lở, bồi tụ vùng nghiên cứu

22


- Thông tin cảnh báo, dự báo phải được thông báo kịp thời đến người dân và
phát lệnh cấp báo trường hợp khẩn cấp

- Xây dựng các phương án ứng cứu các sự cố bất thường, chuẩn bị tốt cơ sở
vật chất kỹ thuật và nhân lực ứng cứu
- Điều chỉnh qui hoạch phát triển kinh tế xã hội trên cơ sở các kết quả dự
báo diễn biến cửa sông và kết quả tính tốn chi phí - lợi ích..
- Tăng cường bảo vệ và khôi phục rừng đầu nguồn:
- Cần tiếp tục xem xét hệ thống các hồ chứa đã và sẽ xây dựng trên quan
điểm các hồ chứa phải có qui trình vận hành.
- Xói lở, bồi tụ bờ biển, cửa sơng có nguồn gốc tự nhiên, do đó chỉ nên can
thiệp bằng giải pháp cơng trình khi thật sự cần thiết.
4.2 Nhóm các giải pháp cơng trình
4.2.1 Giải pháp cho đoạn sông từ Giao Thủy tới Cửa Đại
Giải pháp thân thiện với mơi trường đó là sử dụng cây cỏ thích hợp để chống
xói lở bờ sơng.
Giải pháp kè lát mái: Đây là giải pháp công nghệ dùng các loại vật liệu bền
vững làm lớp áo phủ phía ngồi, giữ cho đất bờ khơng bị xói trơi, bảo vệ trực
tiếp mái lở.
Cơng trình chuyển hướng dịng chảy: Chỉ áp dụng ở những đoạn sơng có
chiều rộng tương đối lớn hoặc bảo vệ bờ lõm của những đoạn cong.
Theo tính tốn thì độ rộng sơng tối thiểu đảm bảo thốt lũ cho đoạn sơng từ
Giao Thủy đến Câu Lâu là 750m, trong khi đoạn từ Câu Lâu tới cửa sơng là
1000m. Đây được gọi là hành lang thốt lũ và tuyệt đối không được áp dụng
bất cứ giải pháp cơng trình gì trong hành lang này, thậm chí lịng sơng tự nhiên
ở một số đoạn lớn hơn giới hạn này, cũng khơng được sử dụng vào mục đích
phục vụ cho dân sinh, kinh tế.
Ở phần cuối gần cửa sơng, có nhiều đảo nổi, trên đó là làng mạc, dân cư đã
tồn tại lâu đời, cần áp dụng giải pháp kè bờ để ổn định lâu dài.
4.2.2 Giải pháp cho cửa sông và bờ biển kề cận 2 bên cửa sông
- Giải pháp cho cửa sông: Xây dựng 2 đập hướng dịng ở 2 phía cửa sơng
xi thuận với trục động lực của sơng và vng góc với bờ biển. Thiết kế các
đập hướng dòng nhằm các mục tiêu: (i) Chặn được dòng bùn cát vận chuyển

dọc bờ mang đến tích tụ trước cửa sơng; (ii) Chắn được các hướng sóng chủ
yếu, đảm bảo lặng sóng cho tàu thuyền ra vào và việc vận hành cảng đặt phía
trong cửa sơng và (iii) thốt lũ thiết kế qua cửa sơng. Thiết kế chi tiết cần căn
cứ vào định hướng này.
- Giải pháp cho bờ biển: Vì khu vực phía bắc cửa sông nghiên cứu là khu
du lịch, nên giải pháp tốt nhất và hiệu quả nhất là gia cố bờ bằng kè lát mái.
Phía sau kè nên bố trí dải cây xanh khoảng 50m, tiếp đến là đường ven biển và
phía trong đó mới qui hoạch khơng gian cho các hoạt động kinh tế - xã hội.
Phía bờ nam chỉ cần chống xói cho khoảng < 3km ngay sau cửa sơng vì phía
trong là cảng. Đoạn bờ tiếp theo dường như khá ổn định, nên chỉ cần sử dụng
giải pháp trồng cây chắn cát bay đã có thể ổn định được đường bờ biển.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
1. Luận án đã đánh giá thực trạng diễn biến xói lở, bồi tụ bờ sông, cửa sông
và dải bờ biển khu vực nghiên cứu đã chỉ ra rằng các yếu tố dịng chảy sơng,
sóng, vận chuyển bùn cát ven bờ đóng một vai trị chủ yếu đến diễn biến vùng
cửa sơng.
2. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng dòng chảy lũ và điều kiện địa chất bở rời
vùng hạ lưu là ngun nhân chính gây ra q trình uốn cong - cắt thẳng - uốn
cong của đoạn sơng phía trong cửa. Tuy nhiên, quá trình diễn biến ấy chỉ diễn
ra trong phạm vi đứt gãy kiến tạo của lưu vực sông
3. Trên cơ sở tư liệu viễn thám và hệ thông tin địa lý (GIS), luận án đã phân
tích, tính tốn và xác lập được q trình diễn biến bờ sơng, bờ biển qua các giai
đoạn khác nhau từ năm 1973 đến 2013. Các quá trình diễn biến này phù hợp
với các số liệu lịch sử đã có trên khu vực nghiên cứu. Các kết quả định lượng
cho phép đề xuất các giải pháp định hướng phù hợp đối với từng đoạn sông,
hay đoạn bờ biển khác nhau.
4. Luận án đã ứng dụng bộ mơ hình MIKE21- FM để mơ phỏng các quá
trình thủy động lực,quá trình vận chuyển bùn cát cho đoạn sơng hạ lưu và đã

lượng hóa được mức độ bồi xói đáy sơng và đáy biển trước cửa sông. Bộ phần
mềm LITLINES và LITPROF tỏ ra khá hữu hiệu trong việc mơ phỏng và
lượng hóa q trình xói, bồi trên bình đồ, cũng như xói sâu (xói mặt cắt) theo
các kịch bản giả định khác nhau. Thông qua mô phỏng cho phép dự báo xu thế
diễn biến vùng cửa sông, ven biển.
5. Luận án đề xuất các định hướng giải pháp phịng tránh xói lở - bồi tụ, ổn
định bờ, cửa sông, đường bờ biển trên cơ sở kết quả nghiên cứu tổng hợp về
nguyên nhân xói lở, bồi tụ, sử dụng phương pháp viễn thám và phương pháp
mơ hình tốn.
Kiến nghị
Để phát triển các nghiên cứu diễn biến cửa sơng, đề xuất các giải pháp có
hiệu quả cao, nhà nước nên có các chương trình thu thập các dữ liệu cơ bản có
tính đồng bộ, có độ chính xác tin cậy và xây dựng cơ sở dữ liệu dùng chung
cho các nghiên cứu liên quan.
Trước khi sử dụng kết quả luận án vào thực tế sản xuất cần lập báo cáo đánh
giá tác động môi trường và tính tốn hiệu quả kinh tế cho các giải pháp cơng
trình.

23

24


CÁC BÀI BÁO ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ CỦA NGHIÊN CỨU SINH
1.

Vũ Minh Cát, Đặng Đình Đoan (2013), Nghiên cứu chế độ thủy lực vùng

cửa sông Thu Bồn và đề xuất giải pháp chống bồi lấp, tạo luồng vận tải thủy và
thoát lũ, Tiểu ban KTTV và động lực học Biển. Hội nghị KH và CN biển toàn

quốc lần thứ V, 2011.
2.

Nguyễn Hồng Sơn, Trần Thanh Tùng, Ngơ Lê Long, Dương Quốc Huy,

Đặng Đình Đoan (2013), Ứng dụng Viễn thám và GIS nghiên cứu diễn biến
lịng dẫn lưu vực sơng Vu gia Thu Bồn và đề xuất các giải pháp giám sát xói lở
-Tạp chí Hội địa lý Việt Nam NXB Đại học Thái Nguyên.
3.

Đặng Đình Đoan, vũ Minh Cát (2013), Nghiên cứu diễn biến đường bờ

biển khu vực cửa sông Thu Bồn, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi Môi
trường - Trường Đại học Thủy Lợi, 2013.
4.

Vũ Minh Cát, Đặng Đình Đoan (2013), Mơ phỏng vận chuyển bùn cát

và biến đổi địa hình đáy khu vực cửa sơng Thu Bồn, Tạp chí Khoa học kỹ thuật
Thủy lợi và Mơi trường - Trường Đại học Thủy Lợi, 2013.

25