Kỹ thuật biển ( dịch bởi Đinh Văn Ưu ) - Tập 1 Nhập môn về công trình bờ - Phần 9 pot

166

24 Ô nhiễm
J. de Nekker, W.W. Massie
24.1 Định nghĩa
A.F. Spilhaus đã định nghĩa ô nhiễm là bất cứ điều gì động hay tĩnh mà nếu
vợt quá đó sẽ làm cho chất lợng sống bị suy giảm. Định nghĩa này chỉ mang
tính đại cơng; bởi vì theo đó sự tăng dân số quá mức cũng đợc xem nh một
vấn đề ô nhiễm. Từ quan trọng nhất trong định nghĩa này chính là vợt quá.
Chúng ta thờng hay quên rằng có rất nhiều chất ô nhiễm đợc xuất hiện và lan
truyền thông các quá trình tự nhiên và cả con ngời.
Một định nghĩa cụ thể hơn đợc đa ra trong báo cáo trình Chủ tịch Quốc Hội
Hoa Kỳ do Uỷ ban Quốc Gia về nớc soạn thảo tháng 6 năm 1973: Nớc bị ô
nhiễm nếu nh không đảm bảo chất lợng cao cho đáp ứng yêu cầu sử dụng bền
vững mà con ngời cần hiện tại cũng nh tơng lai.
Định nghĩa này liên quan tới sử dụng trên quan điểm chất lợng nớc đợc
xem là tốt nếu nó đáp ứng các mục đích khác nhau.
Đó cũng là mục đích của chơng này nhằm vạch ra một số vấn đề về ô nhiễm
biển. Hy vọng sẽ tránh đợc một số bàn cãi ngoài phạm vi của vấn đề.
Mức độ của vấn đề có thể căn cứ vào ví dụ hai bài báo xuất hiện trên tạp chí:
Civil Engineering của Gould (1973) và Thomas (1974). Có thể các ý kiến hiện nay
hoặc từ các nguồn khác sẽ trái ngợc nhau.
24.2 Các chất ô nhiễm
Các chất làm cho biển ô nhiễm có thể đợc tập hợp theo một số nhóm. Đó là:
chất thải dân dụng, dầu khí, các hydrocacbon halogen, các chất hữu cơ khác, kim
loại nặng, nhiệt, và các chất phóng xạ. Những liệt kê chi tiết đợc trình bày sau
đây. (Các vật liệu do nạo vét đã đợc trình bày riêng trong chơng 7).
Các chất thải từ con ngời đợc quan tâm nhiều nhất bởi vì nó dẫn đến
những hậu quả trực quan vì con ngời không thích đợc thấy hay đợc ngửi phải

các mùi khó chịu. Mặt khác, loại chất thải này là các sản phẩm tự nhiên không
chỉ từ con ngời mà còn từ các sinh vật trong biển. Sáu triệu tấn cá trỏng tại bờ
biển California (Hoa Kỳ) có thể đa ra một lợng thải lớn hơn từ 90 triệu ngời
(Bascom, 1974). Có hai vấn đề quan trọng liên quan tới loại chất thải này đó là
các chất thải có thể tiêu thụ ô xy từ nớc và chứa nhiều vi khuẩn. Yêu cầu ô xy có
thể nhỏ hơn mức ô xy hoà tan cần thiết đối với các sinh vật biển. Trong khi các vi
khuẩn bị chết ngay sau tiếp xúc với nớc biển (trong vòng ít giờ), không thể hoàn
toàn chắc rằng điều đó sẽ xẩy ra đối với tất các các loài vi khuẩn, điều đó cho thấy
vẫn có nguy cơ lan truyền.


167

Các sản phẩm dầu và khí là những chất ô nhiễm có nhiều điểm tranh cãi.
Các phản ứng của cộng đồng đối với các vệt dầu loang thờng rất gay gắt. Tàu
thuyền đi lại không phải là nguyên nhân duy nhất tạo nên ô nhiễm dầu. Một
lợng dầu khó xác định đợc đi vào đại dơng theo con đờng tự nhiên. Một báo
cáo của Chính quyền bang Connecticut (Hoa Kỳ) cho rằng gần hai phần ba lợng
dầu mà con ngời đa ra đại dơng lại từ các nhiên liệu ô tô và các động cơ máy
móc khác. Lợng dầu này không gây ra vấn đề gì lớn vì tỷ lệ rất nhỏ nên dễ dàng
phân tán và phân huỷ một cách tự nhiên.
Ô nhiễm dầu từ các vệt dầu loang thờng mang tính cục bộ và tạm thời. Các
hậu quả sinh học và thẩm mỹ có thể rất lớn, song trạng thái ổn định có thể tự tái
sinh không cần con ngời can thiệp sau một số năm nhất định. Điều này sẽ không
đúng đối với các loại ô nhiễm sau đây.
Các hydrocacbon halogen là thành phần của các thuốc bảo vệ thực vật hữu
cơ. Trong khi một số ít các hoá chất đó, ví dụ TEPP nhanh chóng mất các độc
tính, thì các hoá chất khác nh DDT dờng kh không bị phân huỷ trong tự
nhiên. Quá trình tích tụ các độc chất trong một số loài sinh vật biển là điều đã
đợc khẳng định. Do không bị phân huỷ, nên việc sử dụng các loại chất này cần

đợc đặt dới sự kiểm tra chặt chẽ.
Các hiệu ứng không mong đợi của việc đổ các chất hữu cơ vào một số thuỷ vực
nhất định nh các ao hồ đã đợc nhiều ngời nói đến. Tuy nhiên những tác động
của các chất hữu cơ đối với biển lại có chiều ngợc lại. Theo Isaacs thì đây là một
điều kỳ lạ của đại đơng đợc thể hiện thông qua các thực vật trong nớc.
Với việc đổ các chất dinh dỡng ra bờ biển, chúng đợc các sinh vật biển hấp
thụ và trở thành thức ăn của cá. Việc bổ sung nhân tạo lợng dinh dỡng này có
thể so sánh nh phản ứng của các vùng nớc trồi đã tạo nên sự phát triển của
công nghiệp đánh bắt hải sản trên một số vùng của thế giới (ví dụ Nhật bản).
Do lợng ô xy sẽ bị giảm do quá trình phân huỷ sinh học của các chất dinh
dỡng nên việc đổ các chất dinh dỡng cần đợc quản lý sao cho mức ô xy hoà tan
không đợc thấp hơn mức chịu đựng của cá.
Các kim loại nặng nh đồng, chì luôn tồn tại tự nhiên trong nớc biển và
trầm tích đáy. Nồng độ thấp của một số chất đó sẽ có lợi và có thể còn kích thích
tốt đối với một số sinh vật. Ví dụ đồng là nguyên tố dinh dỡng cơ bản của các
loại cua.
Nồng độ các kim loại nặng trong trầm tích đáy có thể cao hơn so với trong
nớc (bảng 24.1). Các kim loại nặng thông qua ion hoá với các phần tử trầm tích
đáy có xu thế hoà tan trong nớc biển nh những thành phânf ion của nớc và
làm biến đổi thành phần lý hoá của các phần tử trầm tích xem mục 7 của
chơng 22. Bảng 24.1 cho ta so sánh giữa nồng độ kim loại nặng trong trầm tích
và trong nớc. Các kim loại nặng có thể đợc đa vào đại dơng thông qua khí
quyển. Ví dụ, khi cháy rừng, một lợng lớn ô xít kim loại đợc đa vào khí quyển
và sau đó bị mang đi và rơi xuống trên khắp thế giới.
Tơng tự nh sự tích luỹ các độc tố từ thuốc bảo vệ thực vật, ảnh hởng của
kim loại nặng cũng có tính tích luỹ. Do đó việc thải các kim loại nặng vào biển
cần đợc tránh. Một ví dụ về sự tích luỹ do tác động của con ngời đợc thể hiện


168

trong hình 24.1, trên đó cho ta nồng độ chì của lớp trầm tích trên của đáy đại
dơng gần Long Beach, California (Hoa Kỳ). Sự gia tăng nhanh của mật độ trong
những năm gần đây là do nguyên nhân khí quyển xuất phát từ các chất thải ô tô.
Các nguồn thải nhiệt có thể ấm hơn (từ nớc làm lạnh các nhà máy điện)
hoặc lạnh hơn (chuyển khí hoá lỏng) so với nóc xung quanh. Phần lớn sinh vật
biển có thể thích ứng đợc với sự biến đổi nhiệt xung quanh các nguồn đó, nhng
thờng vẫn có hiện tợng chết do cơ học hay do sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ
và áp suất. Các nguồn nhiệt đổ vào đại dơng chỉ có ý nghĩa cục bộ đối với sinh
vật biển. Chúng có thể kết hợp tốt cùng với thải các chất dinh dỡng làm kích
thích sinh vật tăng trởng phục vụ đời sống con ngời.
Bảng 24.1 Nồng độ của các kim loại nặng trong nớc biển và trầm tích
Nguyên tố

Nồng độ bằng phần triệu tại các địa điểm
Trung bình
nớc biển
California
lớp 10 cm
Europort Từ Botlek
đến
Eehaven
Waalhaven
đến
Rijnhaven

Sông
Rhine
Bùn Bùn Bùn Bùn
Cadmium

1 x 10
-4
0,3 2,7 19 36 45
Chromium

3,5x 10
-4
42 185 435 870 1240
Cobalt 4x 10
-4
7
Đồng 3x 10
-3
16 55 250 450 600

Chì 3x 10
-5
8 96 304 545 800
Mangan 1,8x 10
-3
290
Thuỷ ngân

2x 10
-4
0,04
Niken 6,6x 10
-3
13

Bạc 3x 10
-4
1
Kẽm 0,01 32 350 1300 2150 2900
Nguồn số liệu: Bascom (1974) và de Nekker & Int Veld (1975)

Năm lắng đọng
:
1972


1960

1940


1900


1800





Hình 24.1. Nồng độ chì trong trầm tích theo Bascom (1974)


169

Các chất thải phóng xạ là loại ô nhiễm thứ 7. Bởi vì cấu tạo của nớc có khả
năng liên kết đối với các chất phóng xạ, cho nên các nguồn thải này rất dễ bị liên
kết. Nguy hiểm trực tiếp đối với các sinh vật biển không lớn so với con ngời vì
sinh vật biển có thể chịu đựng một lợng phóng xạ lớn trớc khi bị tiêu diệt van
Staveren (1974). Nh vậy có thể thấy rằng điều này trở nên nguy hiểm vì con
ngời có thể bị một lợng phóng xạ độc hại gây chết ngời từ những con cá khoẻ
mạnh.
24.3 Các biện pháp kiểm tra
Các biện pháp chung nhất đó là các hình phạt hợp pháp đối với những ngời
gây ô nhiễm. Starbird (1972) mô tả những khả năng thành công đối với sông. Khi
sông chảy qua biên giới các nớc, thì vấn đề làm sạch chỉ có thể tiến hành do hợp
tác của tất cả các nớc liên quan. Các biện pháp làm sạch nớc sông Rhine là một
ví dụ thành công, nớc Anh cũng đạt đợc nhiều kết quả tốt đối với song Thames.
Tuy nhiên các giới hạn pháp quy cũng cần sát thực tế. Các mức giảm ô nhiễm
có thể đạt đơc và hiện thực nếu so sánh chúng với các tiêu chuẩn khác. Bascom
(1974) đã phân tích một ví dụ về sự không thành công của các giới hạn không
thực tế. Tại Los Angeles (Hoa Kỳ) mức ô nhiễm của thạch tín và đồng trong
nớc ăn thành phố cao hơn mức cho phép đổ vào biển. Đó là một thí dụ về giới
hạn quá cao đến mức không tởng.
Một ví dụ hài hớc khác, đó là các cuộc đua thuyền tại câu lạc bộ yacht ở Hoa
Kỳ vào đầu những năm 1970, khi các bộ luật chống ô nhiễm quá chặt đến mức các
yêu cầu đối với tã lót cũng áp dụng đối với hải âu!
24.4 Đề xuất hệ thống thu góp
Nh vậy có thể hình dung rằng đại dơng có thể trở thành bãi đổ lý tởng
cho một số loại rác thải. Trớc hết đó là nhiệt và các chất dinh dỡng có thể đổ
vào đại dơng làm tăng sản lợng thực phẩm thông qua nuôi hải sản.
Những chất thải nào đó cũng có thể đổ ra biển song bằng các cách khác. Một
số ngời đề xuất đổ một số các chất thải xuống phần sâu của biển. Các hệ quả của
các biện pháp này đã đợc nghiên cứu khá kỹ; nh nghiên cứu của Jannasch và

Wiersen, tạp chí Scientific American (1973) đã chỉ ra một số hệ quả không mong
muốn. Các quá trình phân huỷ sinh hoá có thể bị chậm lại do áp suất cao. Nh
vậy các quá trình chuyển hoá tự nhiên gần nh bị ngừng trệ tại các lớp nớc sâu
và do đó nơi đây không thể trở thành bãi đổ rác hữu cơ lý tởng đợc.
Kết luận trên có ý ngợc lại với đề xuất của Bostrom và Sherif cũng đợc
đăng trong tạp chí Scientific American (1972). Họ đề xuất ép và thả tất cả các loại
rác xuống đại dơng tại các khu vực đang chìm. Tại các địa điểm này thông
thờng là các rãnh trũng đại dơng các chất thải sẽ đợc đi vào lớp manti quả
đất. Họ còn cho rằng tất cả rác thải do con ngời chỉ bằng 1/250 khối lợng vật
chất đi vào lớp manti quả đất. Tất nhiên họ cũng cho rằng còn một số chi tiết cần
nghiên cứu bổ sung trong tơng lai.


170

Một trong những điều quan trọng hơn cả đó là một khối lợng lớn vật chất
lắng chìm trên một diện rộng với tốc độ rất nhỏ chỉ vài milimét trong một thập
kỷ. Nh vậy một phần các chất thải sẽ giữ lại rất lâu trên mặt và gây ra những
vấn đề liên quan khác.



171

25 Vận chuyển trầm tích ra vào bờ
J. van de Graaff
25.1 Mở đầu
Vận chuyển trầm tích đóng một vai trò hết sức quan trọng trong hầu nh tất
cả các vấn đề liên quan tới kỹ thuật bờ. Thông thờng có sự thiếu hụt vật liệu tại
một vị trí nào đó (có sự xói lở ngoài ý muốn); thì cũng có một vị trí khác mà ở đó

có hiện tợng d thừa vật liệu gây ra các vấn đề lo ngại khác (ví dụ có sự bồi lấp
lạch tàu). Một mục đích quan trọng của nghiên cứu kỹ thuật biển đó là dự báo
lợng trầm tích vận chuyển dọc bờ. So với việc tính toán tơng tự trong sông,
công việc đối với biển có bậc khó khăn hơn; các chuyển động biến đổi dới tác
động của sóng và hàng loạt các lực tác động do dòng chảy làm cho số biến tăng
lên đáng kể. Trớc khi đi vào xem xét các dạng bãi và vận chuyển ngang bờ của
trầm tích, chúng ta chú ý trớc hết đến các tơng quan vận chuyển trầm tích cơ
bản xẩy ra dọc bờ.
25.2 Những nguyên lý cơ bản của vận chuyển trầm tích
Vận chuyển trầm tích trong đới ven bờ cũng đợc nghiên cứu tơng tự nh
đối với sông. Điểm tơng tự có thể rút ra trực tiếp từ lý thuyết đối với sông đó là
lợng trầm tích vận chuyển đợc mô tả thông qua tích của vận tốc, V, và nồng độ
trầm tích, c, đợc tích phân cho toàn cột nớc. Trong sông, cả V và c thờng biến
đổi rất chậm theo thời gian, t, hay khoảng cách x. Chúng biến đổi nh một hàm
của mực nớc, và chính sự biến đổi này đẫn đến yêu cầu sử dụng tích phân.
Trong dải ven bờ, sóng đóng một vai trò hết sức quan trọng đối với chuyển động
của nớc. Vận tốc nớc, V, và cả nồng độ, c, thờng biến đổi rất lớn theo thời gian,
nó có dạng phụ thuộc hàm tơng tự nh đối với chu kỳ sóng. Việc tính toán tốc độ
vận chuyển trầm tích có thể dựa trên cơ sở công thức:



0
),(),()(
h
dztzVtzctS

(25.01)

Đáng buồn là nồng độ c(z,t) thờng ít khi đợc đo đạc, trên hình 25.1 dẫn ra

100 lần đo khác nhau nhng tất cả đều đợc tiến hành với mực nớc không đổi và
với điều kiện sóng đơn.
Rất khó hình dung rõ quy luật của c(z,t) trong điều kiện sóng đổ phức tạp
hay gặp dọc theo bờ biển.


172


Hình 25.1. Nồng độ trầm tích nh một hàm của thời gian
Các tính toán vận chuyển trầm tích theo hớng truyền sóng gần nh không
thể thực hiện đợc trên cơ sở công thức 25.01; chúng ta chỉ mới biết rất ít về c(z,t)
và giá trị trung bình V(z,t), điều đó cho thấy khả năng tính toán với sai số nhỏ
gần nh không thể đợc. Vì hiện tợng khúc xạ làm cho góc tới của sóng gần bờ
nhỏ, dòng trầm tích theo hớng vuông góc bờ khó có thể tính theo công thức
25.01. Các phơng pháp thực nghiệm, hầu nh độc lập với công thức 25.01, đã
đợc sử dụng. Một trong số đó, công thức của Swart (1974 và 1976) sẽ đợc xem
xét trong tập II; trong phần còn lại của chơng này chỉ dành để mô tả định tính
về dạng trắc ngang đờng bờ.
25.3 Trắc ngang bãi biển
Dạng trắc ngang đặc trng của bãi biển đợc mô tả trên hình 25.2, trên đó
đa ra các thuật ngữ thông dụng mô tả bãi.
Các sóng đi vào bờ với đờng đỉnh sóng song song với bờ với các điều kiện
biên (mực nớc, độ cao sóng và chu kỳ sóng) không đổi sẽ dẫn đến một trắc ngang
bãi ổn định. Trạng thái này có thể tái tạo dễ dàng trong các máng sóng, sau một
thời gian thí nghiệm đủ lớn sẽ dẫn đến một trắc ngang không đổi. Các vật liệu sẽ
ở trong dạng lơ lửng nhng không có hiện tợng vận chuyển dọc theo trắc ngang
trong điều kiện ổn định này.

173






















H×nh 25.2 M« t¶ d¹ng tr¾c ngang b·i biÓn (kh«ng tu©n thñ tû lÖ)

174

Dạng của trắc ngang này phụ thuộc không những vào các điều kiện biên nêu

trên mà còn phụ thuộc vào kích cỡ trầm tích. Cho các điều kiện thuỷ lực không đổi,
các vật liệu thô tạo nên bờ dốc hơn; các bờ sỏi thờng dốc hơn bờ cát.
Mặt khác, đối với một loại kích cỡ trầm tích, sóng cao thờng tạo nên bãi ít dốc
hơn. Thêm vào đó, do độ sâu tại mép ngoài của trắc ngang, đờng sóng đổ trên hình
25.2 cũng sẽ lớn hơn khi sóng cao hơn, cả hai hiệu ứng này dẫn đến việc trắc ngang
bãi sẽ kéo dài trong điều kiện sóng lớn, nguy hiểm.
Thời gian cần thiết để hình thành nên một trắc ngang ổn định thờng phụ
thuộc vào điều kiện cụ thể. Các điều kiện sóng hay mực nớc (triều) biến đổi quá
nhanh không cho phép hình thành nên trắc ngang cân bằng. Nh vậy luôn có các
trắc ngang cân bằng biến đổi. Những biến đổi có thể dẫn đến dạng trắc ngang cho
một chu kỳ triều, trắc ngang mùa đông, hay mùa hè mà những ngời thờng
xuyên đến các bãi biển có thể nhận thấy đợc.
Nếu nh chu kỳ kéo dài với các điều kiện trung bình bao quát cho một vài năm,
ta có thể thấy các điều kiện biên thuỷ lực trở nên ổn định và dẫn đến trắc ngang
tơng ứng; những biến đổi của dạng trắc ngang bãi lâu năm thờng không đáng kể.
Những biến đổi với chu kỳ nhỏ hơn (mùa hay sau một cơn bão) có thể xem nh các
nhiễu. Tuy nhiên đối với các trắc ngang trong điều kiện cân bằng thuỷ lực, các
nhiễu đó có thể trở nên quan trọng, chúng ta sẽ trở lại vấn đề này ở phần tiếp theo
và trong chơng 30.
Mỗi khi có trạng thái cân bằng thuỷ lực, chuyển động trầm tích luôn xẩy ra dọc
theo đờng trắc ngang; các vật liệu bị xói tại một điểm nào đó sẽ dẫn đến bồi cho
một điểm nào khác. Sự xuất hiện và tốc độ xói, bồi cục bộ này hầu nh không thể
dự báo đợc.
Các đờng trắc ngang mùa nêu trên (mùa đông hay mùa hè) thờng đợc dẫn
ra trong các tài liệu về địa mạo biển. Các đờng trắc ngang mùa hè thờng thuộc
loại bồi tụ. Điều này chỉ đúng cho các các đới gần mép nớc yên tĩnh; các trầm tích
lắng đọng tại đây đợc lấy từ nguồn xói từ biển khơi nhằm đảm bảo cân bằng khối
lợng. Các đờng trắc diện mùa đông thờng đợc xem thuộc loại xói lở. Sự khác
biệt về các đờng trắc ngang nêu trên thờng xẩy ra đối với những khu vực có thuỷ
triều yếu với sự khác biệt rõ ràng của chế độ sóng trong năm. Dọc theo bờ biển Hà

Lan, sự khác biệt về chế độ sóng nh trên thờng không rõ nét vì vậy sự khác nhau
về dạng đờng trắc ngang bãi không thể hiện rõ.
Sử dụng các kiến thức trình bày tại đây, ta có thể hiểu đợc những gì xẩy ra đối
với bãi biển thông qua kết quả quan trắc nhiều lần. Trên hình 25.3 cho ta thấy
hớng vận chuyển cơ bản của nớc và trầm tích trên bãi biển.



175


Hình 25.3 Chuyển động của cát và nớc trong điều kiện thời tiết bình thờng trong đới sóng đổ.
25.4 Thành tạo các đụn cát
Các đụn cát thờng tạo nên một vai trò quan trọng trong đờng trắc ngang
phức tạp của bãi. Trong các điều kiện bình thờng, gió là nguyên nhân chủ yếu tạo
nên vận chuyển vật liệu của các đụn cát. (Vai trò chủ yếu này của sóng và dòng
chảy đợc khẳng định đối với các phần còn lại của trắc ngang). Các hạt cát khô và
nhiều khi cả cát ẩm đều bị gió cuốn theo. Gió thổi vào bờ chuyển các hạt cát từ bãi
vào các đụn, và các đụn này ở một số khu vực có thể đạt tới kích thớc rất lớn với độ
cao hàng chục mét.
Các đụn cát có thể đóng một vai trò quan trọng bảo vệ các vùng đất thấp phía
trong đối với các tác động trực tiếp của biển. Trong các điều kiện nh vậy- khá phổ
biến đối với Hà Lan- các biện pháp quản lý các đụn cát trở nên cốt lõi. Các đụn cát
có thể đợc ổn định thông qua việc trồng cây hoặc các công trình bảo vệ phổ biến
khác.
Hớng gió ngự trị so sánh tơng đối với hớng đờng bờ cũng có vai trò quan
trọng đối với sự hình thành và ổn định của các đụn cát. Điều này có thể minh hoạ
đối với bờ biển Hà Lan với hớng gió nam ngự trị. Các đụn cát phát triển tốt tại bờ
tây Hà Lan do gió thổi gần nh vuông góc bờ. Ngợc lại, các đụn cát trên bờ các đảo
Wadden phía bắc Hà Lan thờng không nhiều. Tại các khu vực này gió thổi gần

nh song song đờng bờ.
25.5 Xói mòn các đụn cát
Trong điều kiện thời tiết bình thờng phần đụn cát trong tổng thể trắc diện
ngang đợc xem tơng đối độc lập so với các phần còn lại. Trong điều kiện bão - đặc
biệt tại các khu vực nh phía nam Biển Bắc nơi bão có thể làm tăng mực nớc đáng
kể thì mức độ độc lập tơng đối bị phá huỷ. Mực nớc trong bão cao hàng mét
xuất hiện một cách thờng xuyên dọc bờ biển Hà Lan. Mực nớc dâng bão khoảng 3


176

mét so với mực nớc trung bình đo đợc vào thời kỳ lũ lụt lịch sử 1953; 4 mét là
mực nớc thiết kế đợc áp dụng hiện nay tại Hà Lan.
Dới các điều kiện nh vậy, các đụn cát bị sóng tác động trực tiếp dẫn đến sạt
lở - điều này đợc thể hiện trên hình 25.4. Vào thời điểm bắt đầu sạt lở, đờng trắc
diện bãi có thể dốc hơn so với đờng cân bằng tơng ứng với mực nớc bão và sóng.
Các vật liệu bị xói từ thân đụn sẽ bồi lắng phần ngoài theo hớng hình thành trắc
diện cân bằng. Sạt lở mép ngoài của đụn cát hình thành nên bờ dốc đứng đặc trng
cho các đụn cát bị sạt lở. Thông thờng do các cơn bão xẩy ra nhanh nên nó không
cho phép hình thành trắc diện cân bằng hoàn chỉnh. Nhiều trờng hợp, trong điều
kiện cực trị dọc bờ Hà Lan (mực nớc bao gồm cả triều vào khoảng 5 mét trên mực
trung bình và độ cao sóng đặc trng khoảng 8 mét) hàng trăm mét khối cát có thể
bị sạt lở trên 1 mét độ dài bờ chỉ trong vài ba giờ. Trờng hợp đặc biệt, có thể xói
đến 300 m
3
/m trong vòng 5 giờ, và trong 24 giờ lợng cát bị xói có thể đạt đến 400
m
3
/m.

Hình 25.4 Xói lở đụn cát
Quy định thiết kế đối với các đụn cát dọc bờ Hà Lan đã đợc đa ra vào năm
1982. Với quy định này việc thiết kế các công trình bảo vệ bờ trên cơ sở các đụn cát
đã trở thành một nhiệm vụ đầy thách thức.
Mỗi khi các phân tích cho thấy rằng sự hình thành các đụn cát có thể xem
tơng thích với các điều kiện thiết kế có thể sử dụng chúng nh công trình nhân tạo
bảo vệ bờ. Điều này sẽ đợc bàn luận thêm trong chơng 30.


177

26 Vận chuyển trầm tích dọc bờ
J. van de Graaff
26.1 Mở đầu
Việc tính toán dòng trầm tích vận chuyển theo hớng song song đờng bờ về
nguyên lý có thể sử dụng công thức 25.01. Bài toán có thể trở nên đơn giản, bởi vì
vận tốc dòng chảy dọc bờ đợc xem nh không đổi cộng thêm phần dòng chảy sóng
tác động theo hớng gần nh vuông góc với dòng vận chuyển trầm tích. Thêm nữa
do ảnh hởng tơng đối nhỏ của sóng trung bình, vận tốc V(z,t) có giá trị trung bình
theo thời gian khác zero trong một chu kỳ sóng. Nồng độ trầm tích trong dòng chảy
cũng đợc xem là khá ổn định và là kết quả của dòng chảy không ổn định. Điều này
dẫn đến việc sử dụng phơng trình 25.01 trong dạng:



0
),(),()(
h
dztzVtzctS

(26.01)

Với sai số không lớn lắm có thể thay các gía trị trung bình theo thời gian (đợc
ký hiệu bằng gạch ngang trên đầu):



0
)()()(
h
dzzVzcStS

(26.02)

Việc xác định các số hạng trong 26.02 thờng dễ dàng hơn so với các số hạng
trong công thức 26.01. Dòng chảy trung bình dọc bờ có thể đo đợc bằng các cách
đơn giản trong đó có phao trôi, nồng độ trung bình của trầm tích có thể xác định
thông qua lấy các mẫu nớc liên tục bằng các ống hút áp lực.
Dòng chảy dọc bờ cần trong công thức 26.02 có thể gây nên bởi nhiều nguyên
nhân khác nhau, nhng với điều kiện bãi biển thì dòng này chủ yếu đợc hình
thành do sóng đổ khi đi vào bờ với một góc,
br

, trên mép ngoài của đới sóng đổ.
Dòng chảy dọc bờ này tập trung chủ yếu trong đới sóng đổ và chính nó gây nên vận
chuyển trầm tích tại đây. Phơng pháp tính toán dòng chảy này đợc trình bày kỹ
trong tập II; tại đây chỉ cần phân tích rằng dòng chảy trong đới sóng đổ dẫn đến
dòng vận chuyển trung bình đôí với trầm tích dọc bờ.
Do chuyển động sóng trong đới sóng đổ gần nh vuông góc với dòng chảy tổng

cộng, ảnh hởng chủ yếu của sóng dẫn đến mất mát vật liệu trên bãi và làm tăng
thành phần nồng độ trầm tích trong công thức 26.02.
Chỉ với những kiến thức vừa trình bày, việc tính toán tốc độ vận chuyển trầm
tích dọc bờ sử dụng công thức 26.02 là có tính khả thi. Do dòng dọc bờ có một ý


178

nghĩa quan trọng đối với quá trình xói lở hay bồi tụ quy mô dài hạn, vì vậy đã có rất
nhiều công trình nghiên cứu đợc tiến hành nhằm đa ra các công thức tính toán
dòng trầm tích với khả năng sử dụng tiện lợi. Một trong những công thức đó do
Trung tâm nghiên cứu kỹ thuật bờ (CERC), Hoa Kỳ đa ra, chúng ta sẽ xem xét kỹ
một số khía cạnh trong mục tiếp theo. Trình bày chi tiết hơn về công thức này cũng
nh các công thức khác sẽ có trong tập II.
26.2 Công thức CERC
Một số điều kiện đặc biệt đợc yêu cầu thoả mãn, cho rằng dòng chảy dọc bờ
trong công thức 26.02 đợc gây nên duy nhất do sóng, nh vậy cả c lẫn V trong công
thức này đều phụ thuộc vào các điều kiện của sóng tới. Theo cơ sở lý luận nh trên,
công thức tính toán dòng trầm tích vận chuyển dọc bờ đợc CERC dẫn ra trong
dạng sau:
S = f(H
2
, c,

) (26.03)

trong đó:
c là vận tốc sóng,
H là độ cao sóng,
S là dòng trầm tích vận chuyển,

góc giữa sóng và đờng đẳng độ sâu.
Một dạng cụ thể hơn của công thức này:


brbrbr
br
sig
cHS

cossin040,0
2

(26.04)

trong đó:
H
sig
là độ cao sóng đặc trng, và chỉ số
br
cho ta biết các đại lợng tơng ứng
biên ngoài của đới sóng đổ.
Nếu nh các đờng đẳng độ sâu trong vùng đều song song với nhau, thì phơng
trình 26.04 có thể biến đổi bằng cách sử dụng các kiến thức từ chơng 9 và chơng
5 dẫn về dạng:


00
0
2

cossin020,0

brsig
cHS
(26.05)

trong đó chỉ số o bây giờ tơng ứng các điều kiện biển sâu.
Nhiều ngời sử dụng độ cao sóng trung bình bình phơng trong công thức
26.04 và 26.05. Trong trờng hợp đó hệ số phải tăng lên gấp đôi, nh đã đề cập đến
trong phơng trình 10.03.
Giá trị hệ số sử dụng trong công thức CERC là một vấn đề cần tranh cãi thêm.
Giá trị dẫn ra đây đợc xem là hợp lý hơn cả theo hiện trạng đến đầu năm 1982.
Mặc dầu rất khó khăn trong việc dẫn ra ý nghĩa vật lý của công thức CERC,
công thức này rất có ích để hiểu và giải quyết nhiều vấn đề của thực tiễn. Tuy


179

nhiên để có đợc công thức đơn giản trên ta phải trả giá. Trớc hết đó là giả thiết
bỏ qua các tác động khác gây nên dòng chảy dọc bờ, ngoại trừ sóng.
Giới hạn thứ hai đó là vận chuyển cát ở đây không phụ thuộc vào các tính chất
của cát nh kích thứơc và mật độ cát. Bên cạnh đó, độ dốc bãi, và các loại sóng đổ
cũng đã bị bỏ qua. Điều này xẩy ra bởi vì các quan trắc để dẫn ra công thức CERC
đã đợc tiến hành trên bãi cát với các tính chất nh nhau. Độ chính xác của số liệu
đo không cho phép đa các biến này vào trong mô hình tính toán.
Giới hạn lớn cuối cùng đó là chỉ có dòng trầm tích tổng cộng trong đới sóng đổ
đợc tính toán. Thông thờng rất khó hiểu đợc sự phân bố của dòng trầm tích vận
chuyển trên toàn đới sóng đổ. Bijker và Svasek (1969) đã giải bài toán này bằng
cách cho rằng phần vận chuyển dọc bờ trên mỗi phần rộng của đới sóng đổ tỷ lệ với
tản mát năng lợng sóng, hay chuyển hoá năng lợng, trong phần đó. Giả thiết

này cũng cho thấy một khiếm khuyết khác của công thức CERC (cũng nh phần lớn
các công thức dựa trên cơ sở năng lợng): chỉ có một phần nhỏ năng lợng đã đợc
sử dụng trong vận chuyển trầm tích dọc bờ. Chỉ cần một thay đổi nhỏ trong tỷ lệ
này sẽ dẫn đến một thay đổi lớn trong vận chuyển trầm tích, đó là điều cha đảm
bảo của công thức này.
Một cách tiếp cận hoàn toàn khác đã đợc phát triển nhằm loại trừ các khiểm
khuyết trên. Cách tiếp cận này sẽ đợc đề cập sơ lợc trong mục tiếp theo.
26.3 Công thức Bijker
Bijker (1967) đã cho rằng tác động tổng hợp của tất cả các thành phần lực kể
trong mục 26.1 cần đợc xác định và vận chuyển trầm tích nên đợc tính theo các
tác động đó. Những phát triển mới nhất của ý tởng này sẽ đợc giới thiệu sơ bộ
trong phần này và sẽ đợc phân tích kỹ trong tập II.
Tác động của sóng lên dòng chảy dọc bờ đợc thể hiện thông qua gradient theo
hớng dọc bờ của động lợng sóng. Điều này sẽ đợc giải thích kỹ trong tập II. Về
nguyên lý, thành phần gradient theo hớng dọc bờ của động lợng sóng, kết hợp với
các lực khác ví dụ thuỷ triều, sẽ là lực cơ bản tác động lên khối nớc. Trong điều
kiện dừng, các lực này đợc cân bằng bởi lực ma sát đáy tác động lên dòng chảy dọc
bờ cũng nh bị nhiễu do sóng. Sự phát triển của quá trình cân bằng này cũng sẽ
đợc trình bày chi tiết trong tập II.
Kỹ thuật này cho phép đa tất cả các thành phần lực tác động khác nhau vào
trong quá trình xác định dòng chảy dọc bờ và sự phân bố của vận tốc trong đới sóng
đổ. Với những chi tiết về dòng chảy, đây là cơ sở hợp lý nhằm liên kết với công thức
tính toán vận chuyển trầm tích nhằm dự báo vận chuyển trong đới bờ. Cũng nh
vậy, sự phân bố của vận chuyển cát trong dải ven bờ cũng có thể đợc tính theo
cách này.


180

26.4 Các ứng dụng

Tính toán vận chuyển trầm tích dọc bờ thờng không chỉ là một vấn đề riêng
của kỹ thuật bờ. Thông thờng đây là một bớc trong phân tích một vấn đề tổng
quát hơn về địa mạo bờ. Phần lớn các vấn đề địa mạo này gắn liền với hiện tợng
xói lở bờ do các quá trình vận chuyển dọc bờ gây nên. Vấn đề bồi tụ cũng có thể
xuất hiện dẫn đến những hậu quả nhiều khi ngoài ý muốn của con ngời.

Hình 26.1 Tính liên tục của vận chuyển dọc bờ
Cần hiểu rằng bản thân sự tồn tại của các dòng vận chuyển dọc bờ, tự nó không
dẫn đến bồi tụ hay xói lở. Ta cho rằng một phần bãi biển đợc đợc xem là ổn định
lâu dài, đợc thể hiện trên hình 26.1, tơng ứng thời gian cân bằng giữa Sv và Sr.
Ngợc lại, nếu Sr lớn hơn Sv ( S tăng lên khi đi theo hớng bờ;
0f
x
S


) các vật liệu
bãi sẽ bị xói dọc theo bãi nhằm đảm bảo cân bằng trong vận chuyển trầm tích. Bây
giờ có thể thấy rằng, hiện tợng bồi tụ sẽ xẩy ra do kết quả giảm vận chuyển theo
hớng dọc bờ:
0p
x
S


.
Nh vậy gradient của dòng trầm tích vận chuyển dọc bờ là nguyên nhân biến
đổi địa mạo bờ. Ngợc lại, vận chuyển trầm tích theo hớng vuông góc bờ nh đã
trình bày trong phần trớc chỉ có tác dụng làm vật liệu chuyển dịch dọc theo trắc
diện đáy; nh vậy nó không ảnh hởng trực tiếp đến những biến đổi dài hạn của

đờng bờ tại một vị trí nhất định.
Các gradient của vận chuyển dọc bờ có thể gây nên bởi sự biến đổi một trong
các nhân tố tham gia vào phơng trình 26.04 trong suốt đoạn bờ, trong số đó hớng


181

sóng tới là dễ thay đổi nhất cũng nh độ cao sóng nhiều khi thay đổi rất đáng kể.
Các bờ lồi (nhìn từ biển vào) thờng bị xói và các bờ lõm lại thờng hay bị bồi. Nhìn
chung đờng bờ có xu thế thay đổi theo hớng song song với hớng đỉnh sóng tới.

Hình 26.2 Sơ đồ đờng bờ và tốc độ vận chuyển trầm tích dọc bờ
Do các vấn đề xói lở thờng cấp bách hơn các vần đề bồi tụ, nên chúng ta chú
trọng đến phần lồi của bờ nh đợc thể hiện trên hình 26.2. Lợng cát vận chuyển
tổng cộng đợc thể hiện nh một hàm của khoảng cách dọc bờ, x, trên phần dới
hình 26.2. Nh đã nêu, S sẽ tăng lên cùng với x (đờng 1) và hiện tợng xói lở xẩy
ra trên toàn đoạn bờ bao gồm cả đoạn bờ chúng ta quan tâm (đoạn bờ cần bảo vệ)
đợc thể hiện trên hình vẽ.
Vấn đề phổ biến của địa mạo bờ đợc trình bày thông qua quá trình xói lở đoạn
đờng bờ cần bảo vệ phần B trên hình 26.2. Có hai khả năng giải quyết vấn đề
nêu trên: làm giảm thiểu tác động xói lở hoặc biến đổi đờng cong vận chuyển trầm
tích dọc bờ bằng các biện pháp nhân tạo đợc thể hiện trên hình 26.2.
Phơng pháp thứ nhất đợc thực hiện bằng cách thờng xuyên thay thế các vật
liệu bị xói lở bằng các vật liệu từ các nới khác tới. Các công nghệ nạo hút bùn hiện


182

đại cho phép về mặt kỹ thuật giải quyết vấn đề này trong nhiều trờng hợp.
Phơng pháp này đợc xem nh một giải pháp tốt thân thiện đối với môi trờng.

Nhợc điểm của phơng pháp này là không đảm bảo tính ổn định vì vật liệu có khi
phải tìm kiếm từ các khu vực xa.
Phơng pháp thứ hai đa đến sự biến đổi đờng cong phụ thuộc giữa S và x-
đờng 1 trên hình 26.2 sao cho gradient dòng trầm tích trở nên bằng zero trong
khu vực bờ cần quan tâm. Một cách nói khác là chúng ta mong muốn có đợc sự ổn
định của dòng trầm tích vận chuyển dọc bờ trong đoạn B. Trên hình 26.2 điều này
có nghĩa đoạn B của đờng cong S cần theo hớng ngang; Các đờng 2, 3, và 4 đều
thoả mãn yêu cầu đó. Trong số đó đờng cong 2 cho ta giải pháp cuối cùng, song các
đờng 3 và 4 cũng có đợc khả năng ổn định nh nhau đối với đoạn bờ B. Vấn đề
quan trọng nhất ở đây nằm ở chỗ khi các gradient khác nhau của
x
S


, các đờng 2,
3 và 4 sẽ có các tác động khác nhau lến các đoạn bờ còn lại A và C.
Giải pháp theo đờng 2 hầu nh không gây tác động tới các đoạn bờ A. Hiện
tợng xói lở ở đây không dẫn đến hậu quả nghiêm trọng nào. Độ cong của đờng 2
tại C gần biên BC có thể gây nên hiện tợng xói lở cục bộ đáng kể đối với khu vực
kề cận B.
Giải pháp theo đờng 3 ổn định một phần dải A, toàn bộ dải B và cả đối với một
phần của C. Hiện tợng xói lở sẽ xẩy ra tại dải C cho đến khi đờng cong vận
chuyển trầm tích ban đầu đợc ổn định lại.
Điều gì sẽ xẩy ra đối với đờng cong 4? Bây giờ gradient âm của vận chuyển
trầm tích dọc bờ có nghĩa là cát sẽ tích tụ lại trong dải bờ A gần dải B. Nh vậy sẽ
không có trầm tích vận chuyển dọc bờ trong dải B - đây không phải là yêu cầu nhất
thiết cho sự cân bằng. Dải C bây giờ là đối tợng bị xói lở mạnh nhất so với tất cả
các giải pháp khác, tốc độ xói lở sẽ lớn nhất khi gradient
x
S

đạt giá trị cực đại.
Nh vậy ta có thể kết luận rằng giải pháp theo đờng cong 2 là giải pháp khả
thi nhất. Nó hạn chế vùng xói lở trên một phạm vi nhất định, song cũng đòi hỏi
phải xây dựng các công trình bảo vệ, chơng 30 sẽ thực hiện yêu cầu nêu trên.


183

27 Các loại bờ bùn
E.W. Bijker
27.1 Mô tả vật lý hiện tợng
Các loại bờ bùn xuất hiện gần các cửa sông với lu lợng nớc chứa nhiều trầm
tích mịn (bùn sét) đi ra biển. Lợng trầm tích mang ra này nhiều khi lớn hơn khả
khăng khuyếch tán chúng về phía biển khơi.
Bờ bùn nguyên thuỷ thờng rất thấp, nhiều khi chỉ cao hơn một ít so với mực
nớc cực đại. Nh vậy độ dốc đáy cũng rất nhỏ nhỏ hơn 1:1000 một miền đáy
phẳng rộng lớn nằm trớc bờ. Các quá trình bồi lắng, nếu có, thờng dẫn đến sự
hình thành các bãi lầy, lu thông nớc yếu và các đồng bằng. Thông thờng các
thảm thực vật bao phủ bề mặt. Các đồng bằng ven bờ này thờng có độ phì cao đối
với nông nghiệp nếu nh công tác tới tiêu và bảo vệ khỏi lũ lụt đợc triển khai tốt.
Một số cát có thể xuất hiện dọc theo các bờ bùn này. Do cơ chế vận chuyển của
hai loại trầm tích này khác nhau một cách cơ bản (xem mục 2 của chơng này) nên
hai loại vật liệu có xu thế tách rời nhau. Cát có thể tìm thấy tại các vùng riêng rẽ
của bãi, có thể kèm theo các đụn cát nh đã trình bày trong chơng 25. Các dạng
đụn cát nh vậy thỉnh thoảng nằm cách biệt trên đồng bằng ven biển - đó là tàn
tích của quá trình phát triển bờ.
27.2 Các tính chất và quá trình vận chuyển
Các phần tử sét (nhỏ hơn 2 micro mét) thờng đợc vận chuyển trong dạng lơ

lửng. Sóng và dòng chảy mạnh có thể làm cho lớp sét đáy trở nên lơ lửng, trong khi
chỉ cần có dòng chảy yếu cũng đảm bảo giữ chúng trong thể lơ lửng. Quá trình lắng
động của trầm tích lơ lửng đợc thể hiện qua phơng trình sau:
lắng đọng trầm tích =
0







z
dz
dc
Wc


(27.01)

trong đó:
c là nồng độ trầm tích tại độ cao z tính từ đáy,

là hệ số nhớt,
W là vận tốc lắng của phần tử trong nớc tĩnh.


184

Để xác định lợng trầm tích lắng đọng phơng trình 27.01 đợc đánh giá trên

đáy, z = 0 nh là một trờng hợp riêng. Một cách tổng quát hơn, phơng trình 27.01
có thể sử dụng để mô tả đờng phân bố nồng độ trầm tích, ví dụ cho điều kiện sông.
Bảng 27.1 Tính chất của bùn nhão
Nồng độ chất rắn

Mật độ Lợng nớc

mg/l

kg/m
3

Theo thế tích
%
Theo trọng lợng
%
Phân loại vật
liệu
0
100
200
500
1000
2000
5000
10000
20000
50000
100000
200000

300000
400000
500000
600000
700000
800000
900000
1000000
2000000
2650000
1000,00
1000,06
1000,12
1000,31
1000,62
1001,25
1003,11
1006,23
1012,45
1031,13
1062,26
1124,53
1186,79
1249,06
1311,32
1373,58
1435,85
1498,11
1560,38
1622,64

2245,28
2650,00
100,00



99,96


99,62


96,23
92,45
88,68
84,91
81,83
77,36
73,58
69,81
66,04
62,26
24,53
0,00
100,00



99,90

99,01


90,59
82,21
74,72
67,98
61,87
56,32
51,25
46,60
42,32
38,37
10,92
0,00





Bùn lơ lửng







Bùn nhão

sét


Vận tốc lắng đọng, W, là một tham số hết sức quan trọng trong phơng trình
27.01. Thông thờng, W tăng với kích thớc hạt. Tuy nhiên, nếu nồng độ trầm tích
lớn, thì nồng độ cũng gây ảnh hởng đến vận tốc lắng, do các phần tử xung quanh
hấp dẫn lẫn nhau. Thông thờng, đối với nồng độ nhỏ hơn 5000 phần triệu trọng
lợng, vận tốc lắng sẽ tăng nếu nồng độ phần tử tăng. Trên ngỡng 7000 phần


185

triệu, nồng độ trở nên đủ lớn, nên vận tốc lắng sẽ giảm dần khi nồng độ phần tử
tăng. Nớc mặn - nhớt hơn so với nớc tinh khiêt làm giảm vận tốc lắng ít hơn
khi nồng độ thấp so với trờng hợp nớc ngọt.
Hiện tợng liên kết nhũ tơng hoá, một hiện tợng độc lập, có thể làm tăng quá
trình lắng đọng (xem mục 22.7). Hiện tợng lắng đọng sét dạng nhũ tơng hoá tạo
nên vật liệu rất mềm đợc gọi là bùn nhão (sling). Sự phân loại dựa trên nồng độ
đợc dẫn ra trong bảng 27.1. Để tiện so sánh, trên hình 27.1 cũng đa ra một số kết
quả.
Biểu thị nồng độ mg/l không phải không thứ nguyên. Nồng độ không thứ
nguyên đợc thể hiện qua phần triệu (ppm). Đối với giá trị nhỏ của nồng độ sự khác
nhau không đáng kể, vì vậy nồng độ có thể biến đổi theo thể tích hay khối lợng.

Đối với nồng độ lớn, ta thấy có sự khác biệt giữa việc sử dụng theo thể tích hay
theo khối lợng.Thí dụ đối với nồng độ 300 000 ppm đợc dẫn ra sau đây trong các
thứ nguyên khác nhau.
a. 300 000 ppm theo khối lợng 300 000/10
6
= 0,3
Khối lợng chung 1000 kg
Bùn: 0,3 x 1000 = 300 kg
Thể tích bùn = 300/2650 = 0,113 m
3

Thể tích nớc = 0,7 m
3

Tổng = 0,813 m
3
,

= 1230 kg/m
3

b. 300 000 ppm theo thể tích
1 m
3
vật liệu
0,3 x 1 = 0,3 m
3
bùn
Khối lợng bùn = 0,3 x 2650 = 795 kg
Khối lợng nớc = 700 kg

Tổng = 1495 kg,

= 1495 kg/m
3



186




187


c. 300 000 mg/l
Tơng ứng 300 kg bùn trong mỗi mét khối thể tích
300/2650 = 0,113 m
3
bùn
lợng nớc còn lại = 0,887 m
3

trọng lợng toàn bộ = 887 + 300 =1187 kg,

= 1187 kg/m
3
.
Một vấn đề quan trọng khác đáng quan tâm: có bao nhiêu vật liệu khô chứa
trong một mét khối vật liệu hút lên với mật độ

s

cho trớc? Điều này có thể tìm
thấy câu trả lời trong phần tổng kết mục 23.7.
Nh đã dẫn ra trong chơng 22, bùn nhão là một hỗn hợp nhớt giữa sét và
nớc, nó có thể tìm thấy nhiều dọc bờ cũng nh trong các kênh lạch. Tàu thuyền với
sự cẩn trọng nhất định có thể vợt qua các dải bùn. Nó có thể làm sạch phần dới
thân tàu! Độ nhớt của bùn có thể làm cho sóng chóng bị tắt; ngay cả sóng trên mặt
cũng có thể bị hấp thụ. Với thời gian lợng bùn này sẽ liên kết dần và hình thành
nền đất rất mềm.
Ngợc lại, cát đợc vận chuyển chủ yếu do dòng di đáy chứ ít khi do dòng lơ
lửng. Điều này giải thích vì sao nó đợc phân bố chủ yếu dọc theo bờ. Quá trình vận
chuyển của phần cát hỗn hợp với bùn cũng tơng tự nh đã đợc mô tả trong hai
chơng trớc. Nếu có sự hiện diện nhiều cát, nó có thể hình thành nên một lớp liên
tục nằm trên đáy sét. Ví dụ về loại cấu tạo này có thể tìm thấy tại vịnh Venezuela.
27.3 Tác động của sông
Các sông và cửa sông đổ ra vùng bờ bùn thờng đợc đặc trng bằng cửa triều
sâu (khoảng 20 mét) chảy ra các doi ngầm tại cửa với độ sâu cực đại khoảng từ 3
đến 5 mét.
Cả doi ngầm lẫn cửa đều có vai trò quan trọng quyết định đối với vận chuyển
trầm tích. Các dòng chảy triều, dòng nớc ngọt từ sông đổ ra và sự biến đổi của
chúng, đồng thời với dòng chảy mật độ đều là các nhân tố quan trọng. Thông
thờng, trầm tích đợc vận chuyển từ các doi vào hớng cửa trong thời kỳ mùa khô
tơng ứng lỡi mặn cũng đi lên phía thợng nguồn. Khi lu lợng sông tăng lên,
vào thời kỳ bắt đầu mùa ma, các trầm tích này sẽ ra khỏi cửa sông cùng với các
trầm tích đợc sông mang đến. Điều này có thể dẫn đến hiện tợng bồi tụ nhanh
chóng khu vực doi kèm theo các hậu quả khác nhau đối với công việc nạo vét và lu
thông tàu thuyền.
27.4 Các ví dụ
Các bờ bùn có thể tìm thấy tại nhiều khu vực trên thế giới, sau đây là một số ví

dụ:
a. Bờ Languedoc, phía tây của sông Rhône tại miền nam nớc Pháp.


188

b. Bờ Louisiana, phía tây châu thổ sông Mississippi trên bờ Vịnh, Hoa Kỳ.
Bản đồ của khu vực này đợc dẫn ra trong chơng 29.
c. Bờ phía bắc của vịnh Thái Lan, gần cửa sông Chao Praya.
d. Bờ vịnh Martaban với trầm tích do các sông Irrawaddy, Sittang, và
Salween, Myanma, đổ ra.
e. Bờ bắc lục địa Nam Mỹ, phần giữa các cửa sông Amazon và Orinoco.
Một số vấn đề liên quan đến bờ Suriname với độ dài khoảng 1600 km sẽ
đợc đề cập đến trong mục tiếp theo.
27.5 Bờ biển Suriname
Bờ biển Suriname là một thí dụ về quá trình sông Amazon mang ra một khối
lợng trầm tích khổng lồ đợc phân tán trong điều kiện biển khá yên tĩnh. Mô tả
sau đây đợc lấy từ tổng quan của Allersma (1968).
Nớc sông Amazon với lu lợng khoảng 200 000 m
3
/s ( so với sông Rhine
2200 m
3
/s). Lợng trầm tích trong nớc vào khoảng 7.10
8
tấn trong một năm. Dọc
theo bờ Suriname, 98% vật liệu đáy có đờng kính nhỏ hơn 50 micromét, với đờng
kính trung bình khoảng 1 micro mét. Tổng lợng trầm tích vận chuyển về hớng
tây của bờ là vào khoảng 100 triệu tấn trong vòng một năm. Bờ bùn còn kéo dài ra
khơi đến độ sâu khoảng 20 mét và cách bờ khoảng 30 kilômét với độ dốc trung bình

1 : 1500.
Bờ biển này có các bức tranh sóng rất đặc biệt tơng tự nh các đờng đẳng
sâu. Bãi cạn Huge kéo dài từ bờ trên một các đoạn đều khoảng 45 kilômét - đợc
thể hiện trên hình 27.2A. Độ dốc trong đoạn này biến đổi từ 1: 1500 đến 1 : 3000.
Các bãi cạn chuyển động dọc bờ về phía tây với tốc độ vào khoảng 1,5 kilômét
/năm. Điều này xẩy ra bằng việc xói lở bờ đông của bãi và bồi bờ phía tây. Khoảng
100 x 106 m3 trầm tích chuyển động dọc theo bờ bằng phơng thức này. Hiện tợng
bồi xói nêu trên đợc thể hiện qua hình vẽ 27.2C. Tác động của sóng lên các quá
trình này đợc rút ra bằng cách so sánh các hình 27.2C và 27.2D. Hiện tợng lắng
đọng thờng xẩy ra tại các khu vực có độ cao sóng thấp- đợc thể hiện bằng bề rộng
tơng đối lớn giữa các hớng sóng (xem chơng 9).



189


A
Đờng đẳng sâu
mét so với mực nớc trung
bình




B
Độ dày của các doi
mét
thể tích 3 x 109 m3

C
Bồi tụ (đờng liền) và xói lở
(đờng vạch nối)
cm trong 1 năm
100 x 106 m3/năm

D
Khúc xạ sóng
Chu kỳ 8 giây
Hớng 60 độ


E
Các thành phần dòng chảy
Trên mặt đờng liền
Dới đáy đờng đứt


Hình 27.2 Sơ đồ các đặc trng của các bãi cạn bùn