BIẾN ĐỔI BỜ BIỂN TỈNH THỪA THIÊN HUẾ DƯỚI ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

BIẾN ĐỔI BỜ BIỂN TỈNH THỪA THIÊN HUẾ
DƯỚI ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG
DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
PGS. TS Nguyễn Hiệu, Đỗ Trung Hiếu
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN
Phạm Xuân Cảnh, Trần Phương Hà
Viện Tài nguyên, Môi trường và Phát triển bền vững tại Tp. Huế,
Viện Hàn Lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam

1. Mở đầu
Địa hình đồng bằng ven biển Thừa Thiên - Huế có độ dốc chung rất
nhỏ, nhiều nơi còn tồn tại các dải trũng giáp chân sườn đồi núi (nguyên là
các thế hệ đầm phá cổ). Phía đông của đồng bằng thường được giới hạn
với biển bởi đê cát thiên nhiên cao từ 5 - 8m đến vài chục mét, các cửa sông
đều hẹp và thường lại bị thu lại đáng kể vào mùa khô bởi sự kéo dài của
các doi cát biển. Với những đặc trưng địa hình như vậy, đới bờ biển tỉnh
Thừa - Thiên Huế tiềm ẩn nhiều tai biến nguy hiểm, như lũ lụt, xói lở bờ
sông, bờ biển…, và trong bối cảnh của sự biến đổi khí hậu toàn cầu, các tai
biến này có xu hướng gia tăng và diễn biến phức tạp hơn dưới tác động bởi
sự dâng lên của mực nước biển.
Những nghiên cứu cổ địa mạo cho ta thấy, trong quá khứ mực nước biển
đã nhiều lần thay đổi ứng với các thời kỳ băng hà - gian băng. Sự thay đổi đó
còn để lại những dấu tích toàn diện của cảnh quan: địa hình, trầm tích, sinh
vật,… trên phạm vi không chỉ ở những vùng băng hà và rìa băng hà mà là
trên phạm vi toàn trái đất. Phân tích về cổ địa mạo và các đặc trưng của địa
hình, trầm tích cho thấy bức tranh tổng thể về sự biến đổi địa hình trong quá
khứ và mối quan hệ với sự thay đổi mực nước đại dương trong quá khứ. Việc

| 589

25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

sử dụng chỉ số đánh giá tổn thương bờ biển (CVI) do mực nước biển dâng
kết hợp với phân tích các quá trình động lực và ứng dụng công nghệ Viễn
thám - GIS giúp ta có những cơ sở để đánh giá xu thế biến đổi địa hình đới bờ
tỉnh Thừa Thiến Huế do ảnh hưởng của mực nước biển dâng làm cơ sở cho
công tác quy hoạch và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên.

2. Dữ liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1 Các dữ liệu được sử dụng
- Các báo cáo về đặc điểm tự nhiên (địa chất, địa mạo, khí tượng, hải - thủy
văn….), KTXH, các nghiên cứu liên quan tới bờ biển tỉnh Thừa Thiên Huế.
- Các bản đồ địa hình, bản chuyên đề và hệ thống ảnh vệ tinh Landsat:
+ Dữ liệu bản đồ: các dữ liệu địa hình, hành chính, địa mạo, sử dụng
đất tỉnh Thừa Thiên Huế của Dự án GIS Huế; bản đồ đẳng sâu với khoảng
cao đều 5m do Bộ TN&MT cung cấp.
+ Dữ liệu ảnh Viễn thám: Ảnh vệ tinh Landsat 5 TM (LT5) và Landsat
7 ETM khu vực Thừa Thiên Huế (path 125/row 48 và path 125/row 49) chụp
các năm 1989, 1996, 2000, 2005 và 2010; được tải từ website của Cục Khảo sát
Địa chất Hoa Kỳ - USGS (bảng 1) có độ phân giải mặt đất là 30m
Bảng 1. Thông tin ảnh viễn thám sử dụng trong nghiên cứu
TT

Vị trí

Năm

Vệ tinh

Bộ cảm

Datum

Nguồn

1

1989

Landsat 5

TM

WGS84

USGS

2

1996

Landsat 5

TM

WGS84

USGS

2000

Landsat 7

ETM+

WGS84

USGS

4

2005

Landsat 5

TM

WGS84

USGS

5

2010

Landsat 5

TM

WGS84

USGS

Zone 48N - path 125/ row 48
3 Zone 48N - path 125/ row 49

2.2 Các phương pháp nghiên cứu
* Phương pháp nghiên cứu địa mạo
Theo những nghiên cứu cổ địa mạo, vào thời kỳ băng hà, khí hậu
trái đất rất lạnh, mực nước đại dương bị hạ thấp xuống, theo như một số
nghiên cứu thì mực thấp nhất có thể tới 110m (Markov & Xuetova, 1964)
sự hạ thấp này ảnh hưởng vừa trực tiếp vừa gián tiếp tới toàn bộ vỏ trái
đất. Ảnh hưởng trực tiếp là ở chỗ làm phơi ra những bộ phận lớn của thềm
590 |


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

lục địa, do vậy các đại lục và các đảo mở rộng vì có thêm diện tích đất nổi
mà chúng có hình thái khác. Một số quần đảo hợp thành một đảo, một số
đảo nhập vào các đại lục, một số đại lục rời rạc nối liền với nhau bởi những
con đường cạn. Ảnh hưởng trực tiếp là ở chỗ sự hạ thấp của mực nước đại
dương thế giới có nghĩa là sự hạ thấp mực cơ sở xâm thực của các con sông
đổ ra đại dương gây ra sự tăng cường mạnh mẽ của hoạt động xâm thực
theo chiều sâu, sự đào lòng của các con sông và nói chung là sự chia cắt địa
hình đất nổi với một cường độ mạnh mẽ hơn.
Còn trong các thời kỳ gian băng, các băng tan của băng hà rút lui quay
trở lại đại dương nơi mà nó bắt nguồn từ nhiều nghìn năm về trước và làm
mực nước đại dương tăng lên. Các biển ven lục địa xuất hiện, các đại lục và
các đảo bị phân rời, mực cơ sở xâm thực của các con sông được dâng cao,

điều này dẫn đến giai đoạn phát triển yếu của địa hình. Như vậy, dấu tích
của các thời kỳ băng hà và gian băng còn để lại toàn diện trong những di
tích của cảnh quan: địa hình, trầm tích, sinh vật,…trên phạm vị không chỉ
ở những vùng băng hà và rìa băng hà mà là trên phạm vi toàn trái đất. Rõ
ràng đây là một đặc điểm rất quan trọng đối với các nhà nghiên cứu kỷ Đệ
tứ nói riêng và địa chất cũng như cổ địa lý nói chung.
Trên cơ sở đó, những nghiên cứu địa mạo về nguồn gốc và tuổi địa
hình sẽ cho thấy bức tranh toàn cảnh về quá trình biến đổi của địa hình
dưới tác động của quá trình thay đổi mực nước đại dương. Hậu quả của
dao động mực nước biển là gây ra sự biến động độ sâu ở bờ ngầm, làm
cạn phần đáy ven bờ hoặc làm ngập phần lục địa ven bờ. Nếu những dao
động này xảy ra trong thời gian dài và có hướng chúng sẽ gây ra những
hiện tượng biển tiến (mực nước biển dâng lên) hoặc biển thoái (mực nước
biển hạ xuống). Thông qua những ảnh hưởng đến thủy - thạch động lực
khu bờ, các dao động của mực nước biển có ý nghĩa địa mạo rất quan trọng
trong quá trình tiến hóa đới bờ biển.
Trong quá trình biển tiến, nước đại dương dần dần tràn ngập những
miền đất ven biển rộng lớn, đương nhiên là những khu vực đất thấp ven
biển, những đồng bằng tích tụ có nguồn gốc khác nhau (sông, hồ, băng
hà…) bị tràn ngập nhiều nhất. Các bề mặt hầu như nằm ngang, có độ
nghiêng rất nhỏ về phía biển của những đồng bằng này đã bị các quá trình
sóng làm biến đổi rất đáng kể. Sóng bắt đầu tạo trắc diện sườn ngầm theo
những điều kiện cân bằng động phù hợp với những quy luật thủy động

| 591


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

lực của khu vực biển nông. Trong những điều kiện đó, trắc diện như vậy

chỉ được thành tạo bằng cách bào mòn mạnh mẽ trầm tích bở rời và di
chuyển khối vật liệu về phía bờ là chủ yếu. Như vậy hiện tượng biển tiến
sau băng hà đã gây ra sự phát triển cực kỳ rộng rãi quá trình di chuyển
ngang của bồi tích mà biển thừa kế được từ thời kỳ biển thoái trước đó.
* Phương pháp tính xu thế xói lở bờ biển
Định luật Bruun chỉ ra rằng, vật liệu bở rời bị xói lở từ bờ sẽ bị phát tán
ở ngoài khơi. Khi mực nước dâng lên, các đợt sóng vỗ vào và làm xói các
bờ phía trên làm cho đường bờ lùi vào trong. Quá trình xói lở đã cung cấp
thêm vật liệu cho việc đắp cao lên cho các phần phía ngoài của trắc diện.
Mô hình giả thiết rằng trắc diện ban đầu sẽ được tái lập về phía đất liền
nhưng ở một độ cao nằm trên vị trí mực nước biển ban đầu (hình 1).
Hình 1. Mô hình Bruun mô phỏng di chuyển bar chắn [2]

Tỷ lệ xói lở đường bờ (R) được tính theo công thức sau:
R = L / (h + D) * s (m)
Trong đó:
L = khoảng cách từ đường bờ tới điểm sâu nhất còn chịu tác động của sóng
h = chiều sâu của mặt nước hiện tại
D = chiều cao Dune cát
s = chiều cao đụn cát khi mực nước biển tăng

592 |


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

* Phương pháp đánh giá tổn thương bờ biển
Bài viết sử dụng phương pháp chỉ số tổn thương bờ biển CVI và công
thức tính chỉ số CVI tương tự của Hammar-Klose và Theler (2000) với 6
biến số được xác định gồm: 1) Hình thái bờ, địa mạo. 2) Độ dốc bờ biển. 3)

Xu hướng biến đổi bờ biển. 4) Chiều cao sóng trung bình. 5) Tốc độ thay
đổi mực nước biển trung bình. 6) Mực triều trung bình. Mỗi yếu tố được
cho điểm từ 1 đến 5 tương ứng với từng mức độ tổn thương khác nhau:
Rất thấp (1 điểm), Thấp (2 điểm), Trung bình (3 điểm), Cao (4 điểm), Rất
cao (5 điểm).
Chỉ số CVI được tính toán trong đề tài dựa theo công thức của Thieler
và Hammar-Klose (2000) [7]. Công thức tính chỉ số này như sau:

Trong đó:
Các biến liên quan đến địa chất

Các biến liên quan đến biến đổi quá trình vật lý

a: Địa mạo

d: Mực triều trung bình

b: Tốc độ xói/bồi bờ biển
c: Độ dốc bờ biển

e: Độ cao sóng trung bình
f: Sự thay đổi mực nước biển trung bình

3. Kết quả và thảo luận
Cũng giống với hầu hết dải địa hình vùng duyên hải miền Trung, địa
hình đới bờ biển Thừa Thiên Huế đặc trưng bởi kiểu cấu trúc đê cát - đầm
phá. Từ tây sang đông, địa hình chuyển từ các thành tạo địa hình biển,
sông - biển có độ cao 10-15m sang dải địa hình trũng thấp nằm ở phần
trung tâm (thường được người dân địa phương gọi là dải cát nội đồng) và
các đầm phá, tiếp đó là hệ thống các cồn cát nổi cao 5-8m, cuối cùng chuyển

xuống bề mặt bãi biển hiện đại. Với cấu trúc địa hình như vậy, xu thế biến
đổi địa hình của đới bờ biển Thừa Thiên Huế trong thời gian tới là sự gia
tăng xói lở bờ biển làm thu hẹp và dẫn tới phá huỷ các cồn cát ven biển,
tăng độ sâu các đầm phá và mở rộng các vùng đất ngập nước, xói lở bờ
sông và gia tăng tình trạng ngập lụt (hình 2).

| 593


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

Hình 2. Sơ đồ mô tả quá trình biến đổi của lagoon và các đê cát khi mực nước đại
dương tăng lên. (MSL1 mực nước biển trung bình, MSL2: mực nước biển dâng) [4]

Với tính chất thấp trũng, độ nghiêng của địa hình không đáng kể,
thêm vào đó là sự có mặt của hệ thống các đê cát ở phía biển và sự thu
hẹp đáng kể của các cửa sông vào mùa khô, Huế giống như một túi
đựng nước vào mùa mưa. Lưu vực sông Hương là một trong những lưu
vực sông điển hình của miền Trung, có phần thượng lưu dốc, gần như
không có phần trung lưu. Mùa mưa lũ, nước tràn rất nhanh về đồng
bằng, khả năng tiêu thoát nước lại kém, nên Huế thực sự là nơi “chưa
mưa đã ngập”. Tính chất ngập lụt trở nên nghiêm trọng hơn khi mực
nước biển dâng cao dần. Sẽ có thêm nhiều vùng đất thấp bị chìm ngập
dưới mực nước biển, thêm nhiều vùng đất mới bị ngập lũ và độ sâu
ngập cũng gia tăng.
Cho đến nay, các nghiên cứu liên quan đến ảnh hưởng do mực
nước biển dâng ở các quốc gia ven biển, hầu hết trong tình trạng thiếu
dữ liệu chính xác và toàn diện để có thể đánh giá được sự tác động,
cũng như khả năng thích ứng của hệ thống quản lý tài nguyên ở đới
bờ trong xu thế biến đổi của môi trường. Nhiều nghiên cứu tiến hành

đánh giá đơn giản theo tuyến tính, bằng cách dịch chuyển bờ biển theo
hướng sâu vào đất liền với một khối lượng tương ứng với các kịch bản
mực nước biển dâng cao. Các nghiên cứu thường ít đề cập/đánh giá các
quá trình phi tuyến tính phức tạp của đới bờ biển cũng như những biến
đổi phức tạp theo thời gian của cảnh quan môi trường, đặc biệt là địa
hình, ở đới bờ biển.
Đối với đới bờ biển tỉnh Thừa Thiên Huế, để thấy một cách trực quan
không gian biến đổi địa hình khi mực biển tăng lên, bài viết đề xuất mô
hình giả định về các mức biển dâng khác nhau dựa trên nền dữ liệu mô
hình số độ cao chi tiết xây dựng từ bản đồ địa hình 1:10000, có bổ sung
các điểm độ cao và các yếu tố vi địa hình [1]. Kết hợp với phân tích lịch sử
594 |


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

phát triển địa hình và các quá trình động lực hiện tại có thể thấy rõ hơn
quá trình biến đổi địa hình đới bờ biển, từ đó đưa ra những nhận định
ban đầu về xu thế biến đổi của địa hình ở đới bờ biển trong tương lai. Kết
quả tính toán không gian ngập do mực nước biển dâng theo các kịch bản
khác nhau được thể hiện trong bảng 2, hình 3.
Bảng 2. Diện tích và phần trăm bị ngập khi nước biển dâng
Độ cao dâng lên của
mực nước biển (m)

Diện tích ngập
(km2 )

Phần trăm diện ngập
so với VNC (%)

Phần trăm diện ngập
so với toàn tỉnh (%)

0.5

272.2

17.8

5.4

1

374.2

24.5

7.4

1.5

418.5

27.4

8.3

2

474.0

31.1

9.4

3

646.1

42.3

12.8

5

1032.2

67.6

20.4

Hình 3. Sơ đồ phân cấp mức ngập đới bờ biển Thừa Thiên Huế
khi mực nước biển dâng lên 1m, 3m, 5m

Khi ngập ở mức 1m, toàn bộ các bãi bồi thấp và hầu hết diện tích của
các thành tạo địa hình là bề mặt tích tụ đầm phá hiện đại đều bị ngập, làm

| 595

25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

cho phần lớn diện tích đất thuộc huyện Phú Vang và Quảng Điền (gồm
các xã Quảng Thái, Quảng Lợi, Quảng Phúc, Quảng An) bị ngập chìm và
nhiễm mặn. Đối với vùng trũng thấp, lại nằm trong điều kiện được che
chắn bởi các đê cát, nên sự tác động của mực nước biển dâng là quá trình
chìm ngập một cách từ từ. Khi mực nước lũ đạt tới cấp 5m trừ các bậc thềm
biển hoặc sông - biển hoặc các cồn cát do gió cải tạo, còn toàn bộ các bãi
bồi, bề mặt tích tụ biển - vũng vịnh và các bề mặt tích tụ sông - biển đều bị
ngập. Với mức ngập này thì huyện Phú Vang và Quảng Điền, thành phố
Huế gần như bị ngập chìm, hầu hết diện tích canh tác và hoa màu đều bị
chìm ngập bởi nước biển.
3.1 Tăng cường xói lở, bồi lấp
Cả lý thuyết và thực tiễn đều cho thấy năng lượng sóng là nguyên
nhân trực tiếp của các quá trình địa mạo tham gia vào sự hình thành và
biến đổi địa hình bờ biển. Sự gia tăng của năng lượng sóng có thể bị ảnh
hưởng bởi một số nhân tố như: sự gia tăng của gió mạnh (đặc biệt là bão),
sự tăng độ nghiêng của bãi, sự thiếu hụt lượng bồi tích đưa vào bờ... Trong
nghiên cứu này, chỉ tập trung phân tích ảnh hưởng của mực nước biển
dâng đối với biến đổi địa hình.
Sự dâng lên của mực nước biển, dù theo nguyên nhân nào (hạ lún
mặt đất hay dâng lên chân tĩnh) cũng dẫn đến làm thay đổi độ nghiêng
của trắc diện bãi biển, đặc biệt là phần trong của nó. Khi độ nghiêng của
trắc diện bãi tăng, năng lượng sóng tác động đến nó cũng tăng lên. Vì thế,
khả năng xói lở bờ cũng tăng, đặc biệt đối với các bờ cấu tạo bằng trầm
tích bở rời.
Tuy nhiên không phải bất kỳ vị trí nào cũng xảy ra xói lở như nhau khi
mực nước biển tăng. Điều này phụ thuộc vào độ nghiêng phần trong của
bãi (thường ứng với điều kiện động lực thành tạo và kích thước hạt trầm

tích) có thể chia ra các loại như sau: xói lở các vách bờ với độ nghiêng của
trắc diện lớn hơn 0,01; xói lở bãi biển với độ nghiêng của trắc diện bãi trong
khoảng từ <0,01 đến 0,001 (tuân thủ theo nguyên tắc của Bruun); xói lở các
đoạn bờ delta bị mất nguồn trầm tích (bị bỏ rơi) với độ nghiêng từ <0,001
đến 0,0001 và biển lấn vào đất liền (làm mất đất), nhưng gây xói lở với độ
nghiêng của trắc diện bãi <0,0001.
Xói lở bãi là trường hợp rất phổ biến ở Việt Nam. Độ nghiêng phần
trên của bãi trong trường hợp này nằm trong khoảng từ <0.01 đến 0,001.
596 |


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

Đây là giá trị độ nghiêng rất phổ biến trên bãi biển các tỉnh miền Trung.
Một số nghiên cứu cho thấy rằng sau khi so sánh bản đồ UTM tỷ lệ
1:50000 được thành lập năm 1965 với tài liệu khảo sát từ cuối những năm
90 của thế kỷ trước cho đến nay cho thấy, độ nghiêng phần bãi trên trắc
diện bãi biển ở các tỉnh từ Quảng Bình đến Thừa Thiên Huế đã tăng lên
từ 0,001 lên 0,002. Trong trường hợp này, điểm sóng vỡ sẽ vào gần bờ hơn
và với năng lượng cao hơn. Các quan sát thực tế cũng như mô hình thực
nghiệm đều cho thấy, phía trong điểm sóng vỡ, vật liệu được di chuyển
về phía bờ nhiều hơn và thô hơn so với sự di chuyển về phía ngoài điểm
này. Nếu thời gian xói lở xảy ra lâu dài, chiều rộng bãi càng bị thu hẹp và
thậm chí các cồn cát tiền tiêu cũng bị chọc thủng, không có khả năng hồi
phục và đồng bằng phía sau tiếp tục bị nhiễm mặn. Trên những đoạn bờ
thấp có độ nghiêng quá nhỏ (nhỏ hơn 0,0001) xói lở không xảy ra mà bị
nước biển tràn ngập một cách thụ động. Xói lở không xảy ra do đáy biển
có độ nghiêng quá nhỏ, năng lượng sóng từ ngoài khơi truyền vào đã bị
triệt tiêu dần dần cho đến lúc bằng 0. Kết quả cuối cùng dẫn đến mất đất
và gọi là mất đất do biển lấn [5].

Mực nước biển và các vật liệu bồi tích được cho là những nguyên
nhân chính quyết định tới sự phát triển của các bar chắn. Khi mực nước
tăng lên mà lượng bồi tích không đổi hoặc giảm đi thì các bar sẽ xói lở
tuân theo định luật Bruun. Nhưng nếu như một lượng lớn vật liệu bở
rời được cung cấp thêm bởi phù sa sông thì bar chắn sẽ ổn định hơn
hoặc được bồi đắp cao hơn. Tuy nhiên, trong sự phát triển của các bar
chắn có rất nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng tới như điều kiện địa chất
địa phương, tốc độ biến đổi mực nước biển hay thậm chí là các yếu tố
sinh thái... Vì vậy, mỗi một khu vực lại có sự phát triển của các bar chắn
một cách riêng.
Trên cơ sở dữ liệu các điểm độ cao chi tiết và bản đồ hình tỉ lệ 1/10
000, thực hiện đo đạc và tính toán với sự phân chia thành 3 khu vực chính
(hình 4). Trong đó, lấy độ sâu trung bình mà sóng biển bắt đầu tác động
đến đáy đối với khu vực miền Trung là đường đẳng sâu 30m.

| 597


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

Hình 4. Sơ đồ khu vực phân tích mức độ xói lở bờ biển Thừa Thiên Huế

Các kết quả tính toán cho thấy rằng khu vực cửa biển Thuận An (bảng
3, 4, 5) có độ cao trung bình rất thấp khoảng trên dưới 2m và mức độ xói
mòn mạnh nhất so với các khu vực khác. Mặt khác, có thể suy ra được rằng
mức độ xói lở đối với các dải cát ven biển Thừa Thiên Huế được tính toán
thuần túy theo công thức của Bruun là khoảng từ 300 - 500m khi mực nước
biển dâng lên 1m. Con số này còn có thể tăng lên nữa bởi xu hướng biến
đổi khí hậu toàn cầu đang làm cho trái đất ấm lên, và lượng băng tan ngày
càng nhanh và nhiều hơn.

Bảng 3. Mức độ xói lở trung bình khu vực I khi mực nước biển dâng lên 1m
L (m)

h(m) s(m)

D(m)

Chiều rộng bờ b(m)

R(m)

Tỉ lệ xói lở(b/R)

13900

30

1

18.20

675

288.38

0.43

13630

30

1

17.80

718

285.15

0.40

14790

30

1

16.00

680

321.52

0.47

16210

30

1

19.40

930

328.14

0.35

598 |


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

16380

30

1

22.00

1278

315.00

0.25

16530

30

1

25.00

2150

300.55

0.14

16400

30

1

14.00

2140

372.73

0.17

18670

30

1

12.00

3570

444.52

0.12

18350

30

1

14.00

3590

417.05

0.12

17.60

1748

341.45

0.27

Trung bình

Bảng 4. Mức độ xói lở trung bình khu vực II khi mực nước biển dâng lên 1m
L (m)

h(m) s(m)

D(m)

Chiều rộng bờ b(m)

R(m)

Tỉ lệ xói lở(b/R)

15380

30

1

2.50

790

473.23

0.60

14820

30

1

1.20

568

475.00

0.84

14780

30

1

4.30

766

430.90

0.56

16090

30

1

1.40

628

512.42

0.82

2.35

688

472.89

0.70

Trung bình

Bảng 5. Mức độ xói lở trung bình khu vực III khi mực nước biển dâng lên 1m
L (m)

h(m) s(m)

D(m)

Chiều rộng bờ b(m)

R(m)

Tỉ lệ xói lở (b/R)

19380

30

1

26.50

800

343.01

0.43

19300

30

1

36.30

1060

291.10

0.27

19760

30

1

38.70

1376

287.63

0.21

20900

30

1

21.30

2143

407.41

0.19

19400

30

1

33.40

2820

305.99

0.11

19700

30

1

21.50

2880

382.52

0.13

29.62

1847

336.28

0.22

Trung bình

Thực tế cho thấy, tốc độ xói lở các đoạn bờ thấp thường cao hơn nhiều
so với các bờ cao. Điều đó được lý giải như sau, đối với các đoạn bờ cao,
xói lở làm sập xuống bãi một khối lượng vật liệu khá lớn. Sau đó, sóng biển
phải mất thời gian để “dọn sạch” đống vật liệu này dưới chân vách xói. Sau
đó mới tiếp tục đào khoét các chân vách. Quá trình cứ như thế lặp đi lặp
lại nhiều lần, ngày này sang ngày khác, tháng này sang tháng khác, năm
này sang năm khác và đường bờ cứ lùi dần vào phía đất liền. Còn trên các
đoạn bờ thấp thì ngược lại, khối vật liệu sập xuống bãi do xói lở ít, nên
trong thời gian ngắn hơn so với ở các bờ biển có độ cao lớn hơn, thậm chí

| 599


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

chỉ vài đợt sóng, khối vật liệu sẽ được dọn hết, và tình trạng xói lở lại bắt
đầu tiếp diễn [5].
3.2 Quá trình biến đổi địa hình và phát sinh tai biến
Đối với đồng bằng Huế, quá trình biến đổi địa hình bắt đầu bằng
việc phá vỡ các đê cát phía ngoài, tại những vị trí có chiều ngang hẹp và

độ cao thấp hơn. Sau đó, dưới tác động của sóng biển, các vị trí đê cát bị
chọc thủng được mở rộng dần, tạo điều kiện cho sóng tiếp tục tác động
mạnh hơn vào các thành tạo địa hình phía lục địa và mang vật liệu đã bị
phá hủy từ các đê cát phía ngoài bồi lấp lagoon hiện tại và hình thành
các bãi biển (cấu tạo bởi vật liệu cát) ở bờ phía lục địa của phá Tam Giang.
Trên hệ thống đê cát chắn thường có các vị trí xung yếu dễ bị phá vỡ hay
chọc thủng. Khi các đê cát bị phá vỡ trong các điều kiện cực đoan, có tính
chất đột biến, ví dụ như trường hợp ở Hoà Duân hay các cửa được khai
mở nhiều lần trong các trận lũ lịch sử, thì sau đó các đê cát thường được
phục hồi trở lại.
Hình 5. Sơ đồ dự đoán biến đổi địa hình đới bờ biển tỉnh Thừa Thiên Huế
dưới ảnh hưởng của mực nước biển dâng

600 |


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

Nhưng trong điều kiện mực nước biển dâng, sự gia tăng mực nước và
độ dốc của sườn bờ ngầm sẽ làm cho chúng bị phá vỡ mà không có khả năng
phục hồi trở lại, tạo tiền đề cho sự phá huỷ các cồn cát chắn và di chuyển vật
liệu vào bồi lấp các đầm phá ở phía trong. Sự biến đổi địa hình bờ biển tại
Chatham, Massachusetts (Mỹ) trong vòng 10 năm, từ 1985 đến 1995 thực sự
là một minh chứng cho tương lai gần của đới bờ biển Thừa Thiên Huế trong
xu thế mực nước biển dâng (hình 6) nếu không có những giải pháp tích cực.
Rõ ràng, mực nước biển tăng lên và đang làm biến đổi các thành tạo địa
hình được hình thành trong thời kỳ biển thoái trước đây. Xu thế biến đổi của
địa hình là sự phá hủy những địa hình trẻ hơn phía ngoài và thành tạo địa
hình có hình thái tương đồng nhưng lùi dần vào lục địa. Mực biển dâng lên,
không chỉ làm ngập chìm làm mất đi các vùng đất thấp mà còn làm thay đổi

các quá trình thủy - thạch động lực của đới bờ. Việc tăng độ sâu của sườn bờ
ngầm một mặt làm thay đổi trắc diện cân bằng, đồng thời cũng dẫn đến sự
phân bố lại trầm tích ở đới bờ biển. Quá trình dâng lên của mực nước biển là
rất chậm chạp, nhưng các quá trình biến đổi của địa hình đới bờ biển Thừa
Thiên Huế nói riêng và của cả Việt Nam và thế giới nói chung đang nằm
trong tiến trình của một chu kỳ biển tiến mới. Sự hiểu biết về quy luật biến
đổi và sự tiến hoá của địa hình ở đới bờ sẽ giúp cho chúng ta có được những
giải pháp hiệu quả để thích ứng với sự thay đổi của mực nước biển hiện nay.
Hình 6. Sự biến đổi địa hình đới bờ biển Chatham, Massachusetts (Hoa Kỳ)
vào các năm 1985, 1986, 1995 dưới tác dụng của gió và sóng biển. [6]

| 601


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

3.3 Nguy cơ tổn thương bờ biển Thừa Thiên Huế
Các biến liên quan đến địa chất
Hình thái bờ, địa mạo: Hình thái bờ, đặc điểm địa mạo bờ biển Thừa
Thiên Huế được chia làm 4 mức nguy cơ tổn thương tương ứng với thang
điểm từ 2 đến 5 dựa vào mức độ tổn thương của từng loại hình địa hình
do nước biển dâng: Mức độ tổn thương thấp đối với các khu vực sườn
bóc mòn đổ lở và sườn bóc mòn xâm thực trên đá xâm nhập. Loại địa
hình này tập trung chủ yếu tại xã Lộc Vĩnh và Lộc Hải. Mức tổn thương
trung bình đối với các khu vực có bề mặt tích tụ hỗn hợp sườn tích, lở
tích. Mức tổn thương cao nhất đối với những khu vực là vùng cửa sông
có địa mạo là thềm tích tụ cát biển tuổi đầu Holocen muộn và bãi biển
hiện đại (bảng 6).
Xu hướng biến đổi bờ biển (bồi/xói): Dựa trên kết quả phân tích đường bờ
từ dữ liệu ảnh viễn thám qua các năm: 1989, 1996, 2000, 2005, 2010 kết hợp

phần mềm DSAS đã tính toán được xu hướng bồi xói bờ biển tỉnh Thừa
Thiên Huế.
Theo đó, khu vực có xu hướng xói lở từ -2m/năm đến - 11.38m/năm;
chiếm 6% tổng chiều dài bờ biển Thừa Thiên Huế, tập trung tại cửa Thuận
An, bờ biển Thuận An - Hoà Duân - Phú Thuận, cửa Tư Hiền - Vinh Hiền,
Lộc Thuỷ.
Khu vực có xu hướng xói lở từ -2m/năm đến -1m/năm; chiếm 8,5%
tổng chiều dài bờ biển Thừa Thiên Huế, phân bố rải rác, trong đó chủ yếu
xảy ra tại bờ biển Phú Thuận, cửa chính Tư Hiền và bờ biển Lăng Cô.
Khu vực có xu hướng bồi xói từ -1m/năm đến +1m/năm; chiếm 48,5%
tổng chiều dài bờ biển Thừa Thiên Huế, xảy ra phần lớn tại bờ biển các
xã Hải Dương, Vinh Thanh - Vinh Mỹ. Khu vực có xu hướng bồi từ +1m/
năm đến +2m/năm; chiếm 25% tổng chiều dài bờ biển Thừa Thiên Huế,
tập trung tại khu vực bờ biển từ xã Điền Hương - Quảng Ngạn, bờ biển
Lộc Vĩnh.
Khu vực có xu hướng bồi từ +2m/năm đến +11.13m/năm, chiếm 11%
tổng chiều dài bờ biển Thừa Thiên Huế, xảy ra chủ yếu tại bờ Điền Lộc Phong Hải, bờ Lộc Vĩnh, và tại các khu vực có kè biển bảo vệ.
Từ kết quả này, biến số xu hướng biến đổi bờ biển được phân thành 5
mức tổn thương (bảng 6).
602 |


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

Bảng 6. Thang điểm và mức độ tổn thương các biến
Thang điểm - Mức tổn thương
Biến
Xu hướng xói/bồi
(m/năm)

1
Rất thấp

2
Thấp

3
Trung bình

4
Cao

5
Rất cao

> (+2)

(+1) - (+2)

(-1) - (+1)

(-2) - (-1)

< -2

<0.02

>0.02

Độ dốc bờ biển (%)

Tốc độ nước biển
dâng (mm/năm)

2.9

Chiều cao sóng
TB (m)

0.9

Hình thái bờ - địa
mạo

Sườn bóc
mòn đổ lở;
sườn bóc
mòn xâm
thực trên đá
xâm nhập

Bề mặt tích tụ
cát biển được gió
tái tạo, vùng cửa
sông có địa mạo
là sườn bóc mòn
xâm thực trên đá
xâm nhập, và các
khu vực có bề mặt
tích tụ hỗn hợp
sườn tích, lở tích

Mực triều TB (m)

Thềm tích tụ
cát biển tuổi
đầu Holocen
muộn và bãi
biển hiện
đại, bề mặt
tích tụ cát
biển được
gió tái tạo

Vùng cửa
sông có
địa mạo là
thềm tích
tụ cát biển
tuổi đầu
Holocen
muộn và
bãi biển
hiện đại

0.5 - 1

Độ dốc bờ biển: Mức độ tổn thương đường bờ cũng chịu sự chi phối bởi
độ dốc bờ biển. Độ dốc được tính trong phạm vi: từ nơi có độ sâu 30m đến
nơi có độ cao 25m. Độ cao trên đất liền xác định được từ bản đồ địa hình,
độ sâu ngoài khơi lấy từ bản đồ độ sâu của vùng biển Thừa Thiên Huế. Độ

dốc lớn nhất tính được là 2.32% và thấp nhất là 0%. Những khu vực có độ
dốc lớn hơn dễ bị tổn thương hơn so với nơi có độ dốc thấp do phải chịu
tác động lớn hơn của năng lượng sóng. Mức nguy cơ tổn thương của yếu
tố độ dốc được chia thành 2 mức: tổn thương cao đối với những khu vực
bờ biển có độ dốc lớn hơn 0,02% và tổn thương rất cao đối với những khu
vực bờ có độ dốc nhỏ hơn 0,02%
Các biến liên quan đến biến đổi quá trình vật lí
Độ cao sóng trung bình: Sóng biển với các đặc trưng theo mùa, hướng
sóng thịnh hành là hướng Đông Bắc, vuông góc với đường bờ có độ cao
sóng cực đại trung bình trong năm tại khu vực nghiên cứu là 1m. Độ cao
sóng lớn tác động vào đường bờ sâu, dốc nên năng lượng tác động mạnh,

| 603


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

ưu thế cho quá trình xâm thực phá huỷ bờ. Đặc điểm sóng sẽ đồng nhất
cho toàn bộ khu vực bờ biển Thừa Thiên Huế, lấy giá trị là 4 điểm - mức
tổn thương cao.
Mực triều trung bình: Biên độ thuỷ triều toàn dải bờ biển Thừa Thiên
Huế dao động từ 0,5 - 1m. Đây là khu vực có biên độ dao động triều nhỏ
nhất Việt Nam. Thang điểm cho mức độ tổn thương đối với yếu tố mực
triều trung bình lấy giá trị đồng nhất là 4 điểm.
Tốc độ thay đổi mực nước biển trung bình: Sự thay đổi của mực nước đại
dương liên quan đến những biến đổi của khí hậu toàn cầu diễn ra khá
phức tạp. Tốc độ tăng mực nước biển lấy giá trị là 2.9mm/năm [3] theo giá
trị tăng trung bình của Việt Nam, điểm tương ứng là 4 điểm đồng nhất cho
cả khu vực.
Sau khi tính toán CVI từ công thức phía trên, tiến hành phân chia chỉ

số CVI thành 4 nhóm tổn thương với các khoảng giới hạn 25%, 50%, 75%.
Kết quả cho thấy giá trị CVI lớn nhất là 41, nhỏ nhất là 15, giá trị CVI trung
bình là 33. Tiến hành phân chia chỉ số CVI thành 4 nhóm tổn thương với các
khoảng giới hạn (percentiles) 25%, 50%, 75% tương ứng là 22, 25 và 28.
Hình 7. Sơ đồ nguy cơ tổn thương bờ biển tỉnh Thừa Thiên Huế

604 |


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

Các nhóm tổn thương tương ứng là:
+ Mức 2: tổn thương rất thấp và thấp (CVI: 15 đến 22)
+ Mức 3: tổn thương trung bình (CVI: từ 22 đến 25)
+ Mức 4: tổn thương cao (CVI: từ 25 đến 28)
+ Mức 5: tổn thương rất cao (CVI: từ 28 đến 41).
Dựa vào kết quả tính toán chỉ số
tổn thương bờ biển CVI và bản đồ
Hình 8. Biểu đồ phân loại tổn thương
nguy cơ tổn thương bờ biển Thừa
theo chỉ số CVI
Thiên Huế, thấy rằng:
- Đoạn bờ có nguy cơ tổn thương
cao nhất (CVI = 5 - rất cao): Tập trung
tại vùng cửa biển như khu vực cửa
Thuận An, phía Nam bờ Hải Dương,
bờ biển Phú Thuận và Vinh Hiền. Là
những khu vực có bề rộng dãy cồn
đụng cát nhỏ (cửa Thuận An - Tư
Hiền) và những đoạn bờ có dạng

cánh cung lồi dễ bị tác động bởi sóng.
- Đoạn bờ có nguy cơ tổn thương cao: tập trung tại khu vực bờ Điền
Hương - Điền Môn, Hải Dương, Vinh Xuân, Vinh Thanh.
- Đoạn bờ có nguy cơ tổn thương trung bình: tập trung tại bờ biển các
xã Phong Hải, Quảng Ngạn, Quảng Công, Lộc Hải, Lộc Vĩnh.
- Đoạn bờ có nguy cơ tổn thương thấp: tập trung ở bờ biển có địa mạo
là sườn bóc mòn xâm thực trên đá xâm nhập, chủ yếu ở xã Lộc Vĩnh.
Chiều dài và tỉ lệ phần trăm của từng đoạn bờ biển tương ứng với các
nguy cơ tổn thương khác nhau được thống kê như trong bảng 7.
Bảng 7. Chiều dài các đoạn bờ biển ứng với từng mức độ nguy cơ tổn thương
Nguy cơ tổn thương

Chiều dài (km)

Tỷ lệ phần trăm

Rất cao

26,52

22,1

Cao

26,28

21.9

Trung bình

38.88

32.4

Thấp

28.32

23.6

Tổng

120

100

| 605


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

Từ bảng 7, thấy rằng: hơn 40% chiều dài bờ biển Thừa Thiên Huế có
nguy cơ tổn thương cao và rất cao, đây là những khu vực dễ bị tổn thương
hay khả năng thích ứng đối với những tác động của nước biển dâng do
biến đổi khí hậu là yếu nhất so với các khu vực khác của bờ biển Thừa
Thiên Huế. Điều này có nghĩa là khi nước biển dâng cao, những đoạn bờ
biển có mức độ tổn thương cao sẽ có xu hướng bị xói lở mạnh, các cồn cát
ven biển sẽ bị thu hẹp và dẫn tới phá huỷ.
Tác động của nước biển dâng không chỉ dừng lại ở đường bờ mà còn
ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động kinh tế - xã hội của khu vực. Các

tác động của mực nước biển dâng đối với đới bờ biển tỉnh Thừa Thiên
Huế là sự mở rộng vùng đất ngập nước trên khu đầm phá Tam Giang Cầu Hai và các dải đồng bằng ven biển, làm gia tăng ảnh hưởng của lũ lụt
trên vùng hạ lưu sông Hương, đe dọa vùng bờ và vùng đất thấp, các xí
nghiệp công nghiệp, các công trình xây dựng, các công trình giao thông,
công trình thuỷ lợi đặc biệt là đê biển. Đồng thời thu hẹp diện tích canh
tác và đất cư trú, tác động tiêu cực đến cuộc sống của dân cư địa phương,
bao gồm ngư dân, nông dân và cả ngành du lịch, đặc biệt ở vùng đầm
phá và hạ lưu sông Hương.

4. Kết luận
Địa hình đới bờ biển Thừa Thiên - Huế đang bị biến đổi trong một chu
kỳ biển tiến mới, có những nét tương đồng với quá trình biến đổi địa hình
trong quá khứ. Phân tích đặc điểm địa mạo, lịch sử biến đổi địa hình, chế
độ động lực hiện đại, kết hợp với ứng dụng công nghệ GIS là cách tiếp cận
hiệu quả trong nghiên cứu xu thế biến động địa hình đới bờ biển dưới sự
ảnh hưởng của mực nước biển dâng.
Xu thế biến đổi của địa hình đới bờ biển Thừa Thiên - Huế trong thời
gian tiếp theo là: 1) Mài mòn, phá huỷ các bờ, mũi đá gốc; 2) Tăng độ dốc
sườn bờ ngầm và xói lở các bờ cát, cồn cát; 3) Chọc thủng và mở rộng các
đoạn bờ xung yếu (đã từng bị khai mở trong các trận lũ lịch sử) và 4) Ngập
chìm dải đất nội đồng.
Các kết quả từ nghiên cứu hiện trạng biến động, lịch sử phát triển địa
hình đới bờ biển; từ phân tích trắc lượng hình thái bãi biển, sườn bờ ngầm;
từ phân tích hình mẫu biến đổi địa hình tại Chatham, Massachusetts; và
606 |


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

đánh giá xu thế biến động địa hình trên cơ sở vận dụng các quy luật địa

mạo bờ biển, mô hình Bruun và ứng dụng công nghệ GIS cho thấy: 1) Địa
hình đới bờ biển Thừa Thiên Huế, đặc biệt là bộ phận bãi biển và sườn bờ
ngầm có dấu hiệu rõ ràng bị biến đổi bởi mực nước biển dâng (trắc diện
bãi biển tăng lên từ 0,001 lên 0,002 từ sau 1965 đến nay); 2) Xu thế biến đổi
địa hình và các nguy cơ tai biến khi mực nước biển dâng với các kịch bản
khác nhau (từ 0,5-5m), gồm có xu thế xói lở ở các bãi biển và đụn cát (xói
vào 300-500m khi mực nước dâng thêm 1m), bị ngập chìm dần (mất thêm
203,5km2 khi mực nước tăng 1m), bồi lấp các đầm phá hiện đại, nguy cơ cao
bị chọc thủng đột ngột tại một số vị trí xung yếu của các đê cát (Hoà Duân,
Tư Hiền, Thuận An).
Đánh giá nguy cơ tổn thương bờ biển dưới ảnh hưởng của nước biển
dâng trên cơ sở sử dụng chỉ số CVI cho thấy đoạn bờ biển có nguy cơ tổn
thương cao nhất do nước biển dâng tập trung tại đoạn bờ Thuận An - Phú
Thuận và đoạn bờ Tư Hiền - Lộc Thuỷ, chiếm 22,1% tổng chiều dài bờ.
Trong đó nguy cơ tổn thương rất cao tại các vùng cửa sông, là nơi có biến
động bờ biển phức tạp và mạnh mẽ có xu hướng xói lở mạnh với tốc độ
xói lở khoảng 10m/năm. Các đoạn bờ lõm của vòng cung (xã Lộc Vĩnh) có
nguy cơ tổn thương thấp, tại đây có xu hướng bồi tụ với tốc độ bồi tụ từ
2 - 11m/năm.
Qua kết quả nghiên cứu, đánh giá có thể thấy rằng những biến đổi
của địa hình đới bờ biển Thừa Thiên Huế đang tiếp diễn một chu kỳ biển
tiến mới có những nét tương đồng với quá trình biến đổi địa hình trong
quá khứ. Từ đó, góp phần đề xuất hướng nghiên cứu các tai biến tự nhiên,
đánh giá tiềm năng tài nguyên, các tác động tới môi trường đới bờ phục vụ
cho sự quản lý, quy hoạch và phát triển vùng bờ biển, hướng tới mục tiêu
bền vững.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.

Đặng Văn Bào, Nguyễn Hiệu, 2004. Chi tiết hoá mô hình số độ cao trên cơ sở
địa mạo phục vụ nghiên cứu lũ lụt vùng hạ lưu sông Thu Bồn, Tạp chí Khoa
học ĐHQG Hà Nội, chuyên san KHTN&CN, số IVAP/2004, tr. 9-15.

2.

Benjamin T. Gutierrez, Basic Approaches for Shoreline Change Projections, Coastal
Sensitivity to Sea-Level Rise: A Focus on the Mid-Atlantic Region.

| 607


25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH

3.

Bộ Tài nguyên và Môi trường (2011), Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng
cho Việt Nam, Hà Nội.

4.

Eric C. F Bird, Submerging coasts: The effects of a rising sea level on coastal environments

5.

Vũ Văn Phái, Nguyễn Hiệu, Đào Mạnh Tiến, 2008, Xói lở bãi biển Việt Nam và
ảnh hưởng của mực nước biển dâng lên, Tuyển tập báo cáo hội nghị Toàn quốc
lần I: Địa chất biển Việt Nam & Phát triển bền vững, tr 658-666

6.

Rob L. Evans, Associate Scientist, Geology and Geophysics Department,
Woods Hole Oceanographic Institution, Rising Sea Levels and Moving Shorelines:
New tools and techniques show promise for better predictions and decisions about
coastline change

7.

Thieler, E.R., and Hammar-Klose, E.S. (2000), National Assessment of Coastal
Vulnerability to Sea-Level Rise: U.S. Pacific Coast. U.S. Geological Survey, Open
-11 File Report, 178 pp.

608 |