Địa chất đới bờ ( ĐH Quốc Gia HN ) - Chương 1 pot

Đại học Quốc gia Hà nội
Trờng đại học khoa học tự nhiên




Phòng quân sự
Tổng cục kỹ thuật quốc phòng Mỹ
Washington, DC 20314-1000






địa chất đới bờ






Ngời dịch: Trịnh Lê Hà

Hà nội - 2005
Chơng 1
Lời giới thiệu
1.1. Mục đích
Mục đích của tài liệu này là cung cấp cho ngời đọc khái niệm tổng hợp về
địa chất đới bờ, giới thiệu các nguồn thông tin, dữ liệu có liên quan và các
phơng pháp khoa học công nghệ có khả năng ứng dụng trong lĩnh vực nghiên
cứu địa chất bờ. Địa chất bờ là một ngành khoa học chuyên về nghiên cứu các
đặc điểm hình thái, cấu trúc, cấu tạo đá gốc và trầm tích ở khu vực đới bờ. Các
t liệu tham khảo của tài liệu đều nằm trong các cuốn sách giáo khoa kinh điển
và những t liệu chuyên môn trong các lĩnh vực địa chất, địa mạo, địa lý, hải
dơng, khí tợng hải văn và các công nghệ kỹ thuật địa vật lý. Hy vọng rằng,
cuốn sách này sẽ giúp cho ngời đọc, đặc biệt là những ngời hiện đang hoạt
động trong các lĩnh vực liên quan đến chuyên ngành này có đợc những khái
niệm tổng quát về mọi khía cạnh địa chất của khu vực đới bờ và các nguồn thông
tin liên quan.
1.2. ý nghĩa thực tiễn
Cuốn sách này đợc xuất bản nhằm đáp ứng nhu cầu chuyên môn và nâng
cao hiểu biết về khu vực đới bờ cho các hoạt động quản lý, nghiên cứu phục vụ lợi
ích kinh tế xã hội. Vì vậy đối tợng bạn đọc thờng là các kỹ s, các nhà địa chất
và hải dơng học, những ngời đã có ít nhiều những kiến thức và kinh nghiệm
hoạt động trong lĩnh vực đới bờ, muốn đợc mở rộng thêm những hiểu biết và
tiếp cận với một số vấn đề chuyên biệt liên quan đến qúa trình động lực đới bờ,
tơng tác biển khí và lục địa. ở đây Đới bờ đợc hiểu là một khu vực nằm giữa
rìa của thềm lục địa và phần đất liền tiếp giáp còn chịu ảnh hởng của các hoạt

động sóng, bão (chi tiết ở chơng II). Định nghĩa này có thể áp dụng cho các khu
vực nằm ven bờ các đại dơng, các hồ lớn, các thủy vực chứa nớc, các cửa sông
ven biển và cho một khu vực bờ biển bất kỳ nào có các qúa trình động lực ven bờ.
Với cách sử dụng linh hoạt nh vậy, chúng tôi hy vọng rằng cuốn sách này sẽ trở
thành tài liệu bổ ích cho các nhà nghiên cứu và là cuốn cẩm nang cho những
ngời hiện đang hoạt động trong các lĩnh vực liên quan.
1.3. Sách tham khảo
Danh mục sách và các tài liệu tham khảo sẽ đợc liệt kê ở phn phụ lục A.
Do nội dung của cuốn sách bao trùm nhiều vấn đề trên quy mô lớn và phục vụ
cho nhiều đối tợng bạn đọc nên trong phần phụ lục không có sự phân loại theo
chủ đề hoặc nội dung đợc xuất bản. Một số cuốn sách mang tính kinh điển nh
Môi trờng đới bờ của Carter (1988); Môi trờng trầm tích đới bờ của Davis
(1985) và Hình thái học bờ biển của Pethick (1984) nên đợc tìm đọc, nhất là đối
với những ngời hiện đang hoạt động trong các lĩnh vực liên quan tới đới bờ và
điều này giống nh một tấm chứng chỉ khoa học với những ai đã đọc nó.
1.4. Cơ sở lý luận
a. Kể từ khi con ngời biết tới biển cả, họ đã bị thu phục bởi sự đa dạng
phong phú của những cảnh quan địa mạo và các hệ sinh thái nằm ven bờ. Ngoại
trừ đỉnh núi cao Ampơ, tất cả những môi trờng đới bờ khác nhau đều đợc tìm
thấy ở khắp mọi nơi trên thế giới. Từ những bờ biển băng hà ở cực bắc tới những
bờ đá nằm trên các đứt gẫy, các barie cát ở vùng khí hậu ấm và những trảng cây
lùm cỏ ở vùng nhiệt đới với vô số các hình dạng trung gian và hỗn hợp. Con
ngời đã biết sử dụng biển cả để phục vụ cho các hoạt động của mình nh sản
xuất thực phẩm, mỹ phẩm, giao thơng và cả chiến tranh. Nhiều nhà cửa và
thành phố đã mọc lên ở các khu vực ven bờ, cũng vì vậy mà con ngời đã phải
chịu những tổn thất do biển cả gây ra, những thiệt hại do thiên tai ập đến bất
ngờ và những trở ngại bởi những thay đổi do biển cả tác động lên đất liền trong
những nhịp thời gian ngắn đáng chú ý nh sự biến mất của các bãi biển trong
từng giờ, sự biến mất của các lạch triều trong từng ngày và sự sụp đổ của các
vách bờ trong một thời kỳ nào đó. Nhiều công trình xây dựng của con ngời đã bị

chôn vùi trong cát, quét sạch và bị nghiền vụn thành những đống gạch vỡ làm
nản lòng những phát kiến công nghệ của con ngời. Tại sao lại nh vậy? Điều gì
đã chi phối những tác nhân gây ra sự thay đổi này của biển cả?
b. Câu trả lời này đã bị lảng tránh, mặc dù trong nhiều thế kỷ qua, con
ngời cha bao giờ từ bỏ những nỗ lực để làm chủ biển cả. Bỏ qua các yếu tố tự
nhiên và sự qúa độ của thói hubris (đây là một từ Hy lạp không thể dịch đợc đủ
nghĩa, từ này dùng để chỉ thái độ kiêu căng tự phụ, sẵn sàng thách thức mọi
ngời và mọi thứ có thể xảy ra), con ngời đã xây dựng nhiều công trình để bảo
vệ những thành phố của họ ở những khu vực xung yếu. Nhng một điều đáng
tiếc là khi xây dựng những công trình đó họ đã không để ý đến những cấu trúc
vật lý tự nhiên của khu vực, sự cân bằng mỏng manh giữa các nguồn cung cấp
trầm tích, chất lợng nớc, các hệ sinh thái, những yếu tố không thể thiếu của
một môi trờng đới bờ.
c. Cho đến những năm cuối cùng của thế kỷ 20, ngời ta mới nhận biết đợc
tầm quan trọng của ba yếu tố cơ bản sau trong vùng đới bờ: cấu trúc địa chất
khu vực, các qúa trình vật lý - động lực ven bờ, sinh thái và sinh học của các loài
động thực vật ven bờ. Tuy nhiên, trong cuốn sách này chúng tôi chủ yếu tập
trung vào các nội dung liên quan đến chủ đề thứ nhất, đó là địa chất, trong đó sẽ
bao gồm cả phần địa mạo cảnh quan (hình dạng và hình thái) và cấu trúc của
các địa tầng cổ nằm bên dới hoặc lộ trên bề mặt. Mối tơng quan giữa các lực
tác động và dạng địa hình, các mô tả bờ biển nh là một phần của bức tranh
tổng quát trên cơ sở các khái niệm địa chất tổng hợp của các ngành khoa học trái
đất khác nhau nh khí tợng và hải dơng.


d. Mục đích của cuốn sách này là :
- Khái quát các đặc điểm địa chất, khí hậu và môi trờng vùng bờ biển trên
thế giới.
- Mô tả chi tiết một số kiểu bờ biển đặc trng
- Giải thích sự hình thành của các kiểu bờ khác nhau và mối tơng tác của

chúng với các qúa trình sóng, dòng chảy và biến đổi của thời tiết (đôi khi đợc
hiểu đơn giản là hình thái động lực.
- Trình bày các phơng pháp khảo sát thực địa và quy trình phân tích, xử lý
các số liệu điều tra phục vụ cho công tác nghiên cứu đới bờ.
e. Trong các nội dung trình bày, chúng tôi sẽ nhấn mạnh đến các đặc điểm
hình thái và các dạng địa hình có kích thớc khác nhau từ cm đến km cùng với
những qúa trình hình thành và biến đổi của chúng trên quy mô thời gian từ
phút đến hàng nghìn năm (hình 1-1). Và những tơng quan trên quy mô địa
chất nhỏ nh sự chyển động của các hạt trầm tích trong dòng chảy hoặc các lực
hấp dẫn- điện hóa học của các lớp ste trong các trầm tích gắn kết. Do giới hạn về
thời lợng của cuốn sách nên ở đây chúng tôi chỉ có thể giới thiệu với bạn đọc
một cách tóm tắt về các điều kiện khí tợng hải văn.
f. Ngoài ra, trong cuốn sách này còn đề cập đến một chủ đề cũng khá quan
trọng khác trong vùng đới bờ đó là sinh học. Các hoạt động của sinh học là một
thành phần không thể thiếu trong cấu trúc môi trờng địa chất đới bờ, không
những thế chúng còn tác động đến cấu tạo địa chất của khu vực theo nhiều cách:
- Sự có mặt của các rạn san hô và rừng ngập mặn đã tạo điều kiện cho đờng
bờ phát triển và lấn ra biển.
- Do hoạt động của các tổ chức sinh vật, lợng dung dịch hóa học đợc tiết ra
và những cơ chế đào mòn và đục khoét của một số loài đã thúc đẩy thêm qúa
trình xói mòn vách bờ.
- Sự có mặt của các loài thực vật đã giúp cho các bar cát và cồn cát đợc duy
trì ổn định.
- Tốc độ bồi lấp các vùng của sông và vũng vịnh giảm nhờ khả năng cản
trầm tích của các loài thực vật và đồng thời hình thành nên các vùng đất ngập
nớc.
Tất cả những vấn đề này sẽ đợc đề cập một cách đầy đủ trong cuốn sách,
song những chi tiết về thành phần các loài thực vật và động vật sẽ không đợc
nhắc đến ở đây.
g. Các khía cạnh địa kỹ thuật đới bờ nh việc khai thác và sử dụng các vật

liệu phục vụ cho xây dựng hay tính toán độ dốc, sức bền trong địa chất công
trình cũng sẽ không đợc đề cập đến. Nhng các bạn có thể tìm đọc vấn đề này
trong cuốn sách của Eckert và Callender (1987) và cuốn Nghiên cứu trong công
nghiệp xây dựng và những thông tin liên quan (1991) về khai thác đá phục vụ
kỹ thuật xây dựng đới bờ và EM 1110-2-2302.
h. Cuốn sách này sẽ đạt đợc những mục đích của nó nếu cuối cùng nó
thuyết phục đợc các độc giả hiểu rằng không có một đặc điểm hoặc cấu trúc đới
bờ nào tồn tại độc lập, không nhng thế mỗi thành phần đều có những mối tơng
tác với nhau và đới bờ cũng là giống nh thực thể sống, có thể thay đổi, phát
triển và tiến hóa. Vì vậy những hiểu biết và sự tôn trọng những đặc điểm cấu
trúc địa chất tự nhiên của một khu vực đới bờ là cơ sở đảm bảo cho sự phát triển
ổn định thành công và kinh tế của bất kỳ một công trình quy hoạch phát triển
nào nh xây dựng thiết kế, bảo vệ quản lý và duy trì các dự án.
1-5. Cấu trúc và nội dung của cuốn sách
Cuốn sách tập trung vào 3 nội dung chính:
- Các khái niệm cơ bản liên quan đến địa chất đới bờ
- Mô tả đặc điểm hình thái đặc trng của bờ biển và môi trờng ven bờ
- Các hớng dẫn tiến hành khảo sát thực địa
a. Chơng 2 sẽ cung cấp một cách cơ bản và khái quát về những thuật ngữ
khoa học đợc sử dụng trong nghiên cứu đới bờ và những khái niệm cơ bản liên
quan nh cao độ chuẩn và biến trình của mực nớc, các hoạt động của sóng,
thủy triều và các qúa trình gây ra những biến động địa chất trong khu vực đới
bờ. Mục đích của chơng này là giúp cho ngời đọc có những kiến thức cơ bản về
các qúa trình liên quan đến sự biến đổi của đới bờ để có thể đi sâu vào các vấn đề
cụ thể sẽ đợc thảo luận tiếp trong các chơng sau.
b. Chơng 3 giới thiệu về cách phân loại đới bờ của Francis Shepard (1937;
1948; 1963; 1973) kèm các ví dụ cụ thể và những vấn đề xoay quanh phơng
pháp phân loại này.
c. Chơng 4 đề cập tới hình thái động lực của các đồng bằng châu thổ ven
biển (delta), các vũng vịnh, thềm cát (sandy shoreface) và thềm cố kết (cohesive

shoreface).
d. Chơng 5 mô tả các phơng pháp kỹ thuật đợc sử dụng trong qúa trình
nghiên cứu và đánh giá lịch sử địa chất, địa mạo đới bờ. Trong chơng này
không hớng dẫn các bớc tiến hành một cuộc điều tra nghiên cứu mà chỉ đề cập
tới các dạng số liệu cần thu thập, các công cụ kỹ thuật có thể trợ giúp và phơng
pháp hạn chế các sai số, cách phân tích số liệu khảo sát bao gồm cả nguồn số
liệu thứ cấp. Mục đích nhằm giúp ngời đọc hình dung đợc khối lợng các số
liệu sau mỗi cuộc điều tra khảo sát, cách tổ chức phân tích, xử lý, và sử dụng
một cách hiệu qủa trớc khi tiến hành các cuộc điều tra khác. Vì vậy nội dung
chính của chơng chủ yếu tập trung vào việc phân tích, xử lý các số liệu khảo sát
và kiểm tra độ sai số.
1-6. Lời đề xuất
Tổng cục kỹ thuật quân sự Mỹ đề xuất lu hành cuốn sách này nh một tài
liệu tham khảo chuyên môn về khoa học công nghệ, kỹ thuật địa chất đới bờ và
là cuốn sách hớng dẫn cho các nghiên cứu trong lĩnh vực địa chất đới bờ
(CECW-EG). Mọi ý kiến đóng góp hay thắc mắc liên quan đến nội dung của cuốn
sách, xin gửi trực tiếp về địa chỉ sau :
Headquater, US , Army Corps of egineers Attn : CECW-EG
20 Massachusetts Ave., NW
Washington, DC 20314-1000
1-7. Lời cảm ơn
Tên các tác giả cuốn sách và nhà phê bình sẽ đợc liệt kê trong phụ lục C


Hình 1-1 : Sơ đồ quy mô (không gian và thời gian) của các hiện tợng tự nhiên