Ứng dụng công nghệ địa không gian cho giám sát tổng chất rắn lơ lửng trong nước cửa sông, lấy ví dụ cửa Đáy - Ninh Bình
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.64 MB, 45 trang )
Header Page 1 of 126.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------------
Phạm Thị Nhung
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊA KHÔNG GIAN CHO GIÁM SÁT
TỔNG CHẤT RẮN LƠ LỬNG TRONG NƯỚC CỬA SÔNG,
LẤY VÍ DỤ CỬA ĐÁY - NINH BÌNH
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội - 2017
Footer Page 1 of 126.
Header Page 2 of 126.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------------
Phạm Thị Nhung
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊA KHÔNG GIAN CHO GIÁM SÁT
TỔNG CHẤT RẮN LƠ LỬNG TRONG NƯỚC CỬA SÔNG,
LẤY VÍ DỤ CỬA ĐÁY - NINH BÌNH
Chuyên ngành:
Mã số:
Địa chất Môi trường
Chương trình đào tạo thí điểm
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN THỊ THU HÀ
XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG
Giáo viên hướng dẫn
Chủ tịch hội đồng chấm luận văn
thạc sĩ khoa học
TS. Nguyễn Thị Thu Hà
PGS.TS. Chu Văn Ngợi
Hà Nội - 2017
Footer Page 2 of 126.
Header Page 3 of 126.
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, học viên xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Thị Thu Hà,
người đã trực tiếp giảng dạy, hướng dẫn học viên trong suốt thời gian hoàn thành
luận văn thạc sĩ khoa học.
Đồng thời, học viên cũng chân thành cảm ơn các thầy, cô trong khoa Địa
chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã luôn nhiệt tình giảng dạy cho học viên
trong suốt chương trình đạo tạo thạc sĩ. Học viên cũng xin gửi lời cảm ơn đến các
anh/chị/em và bạn bè đồng nghiệp trong nhóm nghiên cứu Địa chất môi trường đã
tạo điều kiện giúp đỡ cho học viên hoàn thành luận văn
Cuối cùng, học viên xin gửi lời cảm ơn đến gia đình đã luôn quan tâm, chia
sẻ mọi khó khăn và ủng hộ học viên trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Hà ội, ngà 26 tháng 01 năm 2017
Học viên
Phạm Thị Nhung
Footer Page 3 of 126.
Header Page 4 of 126.
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU VÀ LỊCH SỬ
NGHIÊN CỨU .......................................................................................................... 3
1.1. Vị trí địa lý vùng nghiên cứu ............................................................................. 3
1.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu......................................................................... 3
1.2.1. Đặc điểm tự nhiên......................................................................................... 3
1.2.1.1. Đặc điểm địa hình, địa mạo .................................................................. 3
1.2.1.2. Đặc điểm địa chất ................................................................................ 4
1.2.1.3. Đặc điểm khí hậu .................................................................................. 6
1.2.1.4. Đặc điểm thủ văn, hải văn ................................................................... 9
1.2.2. Tai biến thiên nhiên .................................................................................... 12
1.2.3. Hiện trạng bồi tụ - xói lở ............................................................................ 14
1.2.3.1. Giai đoạn trước năm 1989 .................................................................. 14
1.2.3.2. Giai đoạn 1989 - 1995 ........................................................................ 15
1.2.3.3. Giai đoạn 1995 đến nay ...................................................................... 15
1.2.4. Đặc điểm kinh tế - xã hội ........................................................................... 15
1.2.4.1. Dân cư ................................................................................................. 15
1.2.4.2. Nông nghiệp ........................................................................................ 16
1.2.4.3. Diêm nghiệp ........................................................................................ 17
1.2.4.4. Khai thác và nuôi trồng thủy sản ........................................................ 17
1.2.4.5. Công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp .................................................... 19
1.2.4.6. Du lịch và dịch vụ ............................................................................... 20
1.2.5. Cảng trên sông Đáy và kế hoạch nạo vét luồng ......................................... 21
1.3. Lịch sử nghiên cứu ........................................................................................... 22
1.3.1. Công nghệ địa không gian trong nghiên cứu môi trường........................... 22
1.3.2. Ứng dụng công nghệ địa không gian trong nghiên cứu TSS ..................... 23
1.3.3. Tổng quan các công trình nghiên cứu về khu vực cửa Đáy ....................... 28
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................. 31
2.1. Phƣơng pháp thu thập và tổng hợp số liệu .................................................... 31
2.2. Phƣơng pháp khảo sát thực địa ...................................................................... 31
2.3. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng TSS ......................................................... 33
Footer Page 4 of 126.
i
Header Page 5 of 126.
2.4. Phƣơng pháp viễn thám - bản đồ ................................................................... 33
2.4.1. Dữ liệu ảnh vệ tinh sử dụng........................................................................ 33
2.4.2. Các phần mềm sử dụng .............................................................................. 34
2.4.3. Phương pháp xử lý ảnh ............................................................................... 34
2.5. Phƣơng pháp lập bản đồ sử dụng mô hình địa thống kê trong ArcGis ...... 35
2.6. Phƣơng pháp thống kê, đánh giá độ chính xác ............................................. 37
CHƢƠNG 3. DIỄN BIẾN PHÂN BỐ HÀM LƢỢNG TSS VÙNG CỬA ĐÁY
THEO KHÔNG GIAN VÀ THỜI GIAN ............................................................. 38
3.1. Phƣơng trình tính toán hàm lƣợng TSS vùng cửa Đáy................................ 38
3.2. Phân bố hàm lƣợng TSS theo không gian và thời gian ................................ 42
3.2.1. Phân bố hàm lượng TSS các tháng mùa mưa ............................................. 42
3.2.1.1. Phân bố hàm lượng TSS ngày 22/09/2013 .......................................... 42
3.2.1.2. Phân bố hàm lượng TSS ngày 08/10/2013 .......................................... 43
3.2.1.3. Phân bố hàm lượng TSS ngày 23/07/2014 .......................................... 44
3.2.1.4. Phân bố hàm lượng TSS ngày 11/10/2014 .......................................... 45
3.2.1.5. Phân bố hàm lượng TSS ngày 10/07/2015 .......................................... 47
3.2.2. Phân bố hàm lượng TSS các tháng mùa khô .............................................. 48
3.2.2.1. Phân bố hàm lượng TSS ngày 27/12/2013 .......................................... 48
3.2.2.2. Phân bố hàm lượng TSS ngày 30/12/2014 .......................................... 49
3.2.2.3. Phân bố hàm lượng TSS ngày 15/01/2015 .......................................... 50
3.2.2.4. Phân bố hàm lượng TSS ngày 15/11/2015 .......................................... 51
3.3. Xu hƣớng phân bố hàm lƣợng TSS theo mùa ............................................... 52
CHƢƠNG 4. THỬ NGHIỆM MÔ HÌNH HÓA TSS TRONG NƢỚC
VÙNG CỬA SÔNG ĐÁY SỬ DỤNG DỮ LIỆU SENTINEL 2A ...................... 57
4.1. So sánh đặc trƣng của ảnh Landsat 8 và ảnh Sentinel 2A ........................... 57
4.2. Phân bố hàm lƣợng TSS trong nƣớc vùng cửa Đáy dựa trên dữ liệu ảnh
Sentinel 2A ............................................................................................................... 60
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 63
KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .......................................................... 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 64
Footer Page 5 of 126.
ii
Header Page 6 of 126.
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Vị trí vùng nghiên cứu (Google Earth) ...................................................... 3
Hình 1.2. Địa hình khu vực cửa Đáy [18].................................................................. 4
Hình 1.3. Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm tại trạm Ninh Bình (0C)............. 6
Hình 1.4. Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm tại trạm Nam Định (0C)............. 7
Hình 1.5. Lượng mưa trung bình các tháng trong năm tại trạm Ninh Bình (mm) ..... 7
Hình 1.6. Lượng mưa trung bình các tháng trong năm tại trạm Nam Định (mm) ..... 8
Hình 1.7. Trường mực nước và dòng chảy tổng cộng tại một số thời điểm trong
pha triều xuống đại diện cho đặc trưng mùa [18] ..................................................... 10
Hình 1.8. Độ cao và hướng sóng có nghĩa đặc trưng cho các tháng trong năm [18] ..... 11
Hình 1.9. Đường đi của bão Côn Sơn năm 2010 ............................................................. 13
Hình 1.10. Đường đi của bão Sơn Tinh năm 2012 ................................................... 13
Hình 1.11. Biến động đường bờ vùng cửa Đáy từ 2001 - 2011 [15] ........................ 14
Hình 1.12. Đầm nuôi tôm xã Kim Trung .................................................................. 19
Hình 1.13. Cơ sở thu gom ngao xã Kim Tân ............................................................ 19
Hình 1.14. Sản phẩm TTCN làm từ cói .................................................................... 20
Hình 1.15. Cơ sở sản xuất TTCN xã Kim Chính ...................................................... 20
Hình 1.16. Nhà thờ đá Phát Diệm ............................................................................. 21
Hình 1.17. Đền thờ Nguyễn Công Trứ ..................................................................... 21
Hình 2.1. Sơ đồ mạng lưới lấy mẫu nước trong hai đợt khảo sát thực địa tại
cửa Đáy ..................................................................................................................... 32
Hình 2.2. Ảnh gốc (a) và ảnh sau khi hiệu chỉnh khí quyển (b) ............................... 35
Hình 3.1. Mối quan hệ phổ đo ngoài thực địa (bước sóng 655 nm) và phổ chiết tách
từ kênh 4 ảnh Landsat 8 theo phương pháp FLAASH ............................................. 39
Hình 3.2. Mối quan hệ giữa phổ phản xạ bước sóng đỏ đo ngoài thực địa và
hàm lượng TSS tại cửa Ba Lạt .................................................................................. 39
Hình 3.3. Mối quan hệ giữa phổ phản xạ bước sóng đỏ và hàm lượng TSS [51] .... 40
Hình 3.4. Quan hệ giữa phổ phản xạ rời mặt nước với hàm lượng TSS theo hàm mũ
tại bước sóng 650 nm trong dải phổ đỏ vùng ven biển châu thổ sông Hồng [17] .... 40
Hình 3.5. Mối quan hệ giữa hàm lượng TSS và phổ phản xạ tại kênh 4 của ảnh
Landsat 8 ................................................................................................................... 41
Footer Page 6 of 126.
iii
Header Page 7 of 126.
Hình 3.6. Mối quan hệ giữa hàm lượng TSS phân tích từ mẫu nước và TSS
tính toán từ phương trình (8) ..................................................................................... 41
Hình 3.7. Phân bố hàm lượng TSS ngày 22/09/2013 ............................................... 43
Hình 3.8. Phân bố hàm lượng TSS ngày 08/10/2013 ............................................... 44
Hình 3.9. Phân bố hàm lượng TSS ngày 23/07/2014 ............................................... 45
Hình 3.10. Phân bố hàm lượng TSS ngày 11/10/2014 ............................................. 46
Hình 3.11. Phân bố hàm lượng TSS ngày 10/07/2015 ............................................. 47
Hình 3.12. Phân bố hàm lượng TSS ngày 27/12/2013 ............................................. 48
Hình 3.13. Phân bố hàm lượng TSS ngày 30/12/2014 ............................................. 50
Hình 3.14. Phân bố hàm lượng TSS ngày 15/01/2015 ............................................. 51
Hình 3.15. Phân bố hàm lượng TSS ngày 15/11/2015 ............................................. 52
Hình 3.16. Xu hướng biến động hàm lượng TSS theo mùa phía trong sông Đáy .... 53
Hình 3.17. Xu hướng biến động hàm lượng TSS theo mùa phía Đông Nam
cửa Đáy ..................................................................................................................... 53
Hình 3.18. Xu hướng biến động hàm lượng TSS theo mùa phía Đông Bắc
cửa Đáy ..................................................................................................................... 54
Hình 3.19. Xu hướng biến động hàm lượng TSS theo mùa khu vực biển xa bờ ..... 54
Hình 3.20. Phân bố hàm lượng TSS mùa mưa khu vực cửa Đáy ............................. 55
Hình 3.21. Phân bố hàm lượng TSS giai đoạn chuyển mùa khu vực cửa Đáy......... 55
Hình 3.22. Phân bố hàm lượng TSS mùa khô khu vực cửa Đáy .............................. 56
Hình 4.1. Sự tương đồng các kênh phổ trong dải ánh sáng nhìn thấy Landsat 8 và
Sentinel 2A................................................................................................................ 59
Hình 4.2. Phân bố hàm lượng TSS ngày 21/12/2015 ............................................... 60
Hình 4.3. Phân bố hàm lượng TSS ngày 18/07/2016 ............................................... 61
Footer Page 7 of 126.
iv
Header Page 8 of 126.
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Tần suất (%) của các hướng gió và lặng gió (%) trạm Văn Lý .................. 8
Bảng 1.2. Xác suất tốc độ gió theo các cấp tốc độ (tính bằng % của tổng số
trường hợp) trạm Văn Lý ............................................................................................ 9
Bảng 1.3. Độ cao trung bình h (m), chu kỳ trung bình (s) của sóng tại trạm
Văn Lý ...................................................................................................................... 11
Bảng 1.4. Thống kê các cơn bão đổ bộ vào vùng Cửa Đáy từ năm 1980 - 2012 ..... 12
Bảng 1.5. Thống kê các trận lũ lịch sử từ năm 1971 đến 2011 ................................ 13
Bảng 1.6. Diện tích, dân số và mật độ dân số của vùng Cửa Đáy năm 2015 ........... 16
Bảng 1.7. Diện tích một số cây lương thực có hạt và cây chất bột có củ (ha) ......... 16
Bảng 1.8. Diện tích đất làm muối huyện Nghĩa Hưng (ha) ...................................... 17
Bảng 1.9. Diện tích, sản lượng thủy sản vùng nghiên cứu năm 2015 ...................... 18
Bảng 1.10. Số cơ sở sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp trên địa bàn
năm 2015 ................................................................................................................... 19
Bảng 1.11. Tổng mức bán lẻ hàng hóa và doanh thu dịch vụ năm 2015
(triệu đồng)................................................................................................................ 21
Bảng 2.1. Các ảnh vệ tinh Landsat 8 sử dụng trong nghiên cứu .............................. 33
Bảng 3.1. Kết quả thống kê hàm lượng TSS trong hai đợt khảo sát tại cửa Đáy ..... 38
Bảng 4.1. So sánh các thông số của ảnh Landsat 8 và Sentinel 2A.......................... 57
Bảng 4.2. Dữ liệu kênh phổ Landsat 8 và Sentinel 2A ............................................. 58
Footer Page 8 of 126.
v
Header Page 9 of 126.
KÍ HIỆU VIẾT TẮT
Footer Page 9 of 126.
TSS
Tổng chất rắn lơ lửng
ISS
Chất vô cơ lơ lửng
OMC
Hàm lượng chất hữu cơ
CN-TTCN
Công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp
TTCN
Tiểu thủ công nghiệp
RNM
Rừng ngập mặn
NTTS
Nuôi trồng thủy sản
SLR
Nước biển dâng
UBND
Ủy ban nhân dân
GIS
Hệ thông tin địa lý
TN & MTB
Tài nguyên và môi trường biển
ĐNN
Đất ngập nước
GTNN
Giá trị nhỏ nhất
GTLN
Giá trị lớn nhất
vi
Header Page 10 of 126.
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của luận văn
Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) là tập hợp các phần tử vô cơ và hữu cơ không bị
hòa tan trong nước, hình thành do quá trình vận chuyển, tái lắng đọng trầm tích và
xác chết của các sinh vật phù du. TSS là một chỉ tiêu quan trọng trong đánh giá chất
lượng môi trường nước cửa sông, ven biển. Phân bố hàm lượng TSS tại vùng cửa
sông ven biển là một trong những yếu tố quan trọng để đánh giá tương tác sông biển, đồng thời cũng là nhân tố có vai trò quan trọng trong chu trình sinh địa hóa
bởi chúng chứa đựng thành phần hóa học khác nhau của môi trường nước. Hàm
lượng TSS trong nước vùng cửa sông, ven biển thường xuyên biến đổi theo không
gian và thời gian do ảnh hưởng của thủy triều, sóng, gió, dòng chảy và hoạt động
của con người [38].
Cửa Đáy là một cửa sông lớn ở phía bắc Việt Nam, đây là khu vực có chế độ
thủy lực tương đối phức tạp, chế độ dòng chảy dọc bờ và dòng chảy từ sông Đáy
chảy ra là yếu tố quyết định đến quá trình bồi lắng. Ở khu vực này, trầm tích chủ
yếu là cát hạt nhỏ và mịn với đường kính hạt trung bình là 0,17 mm. Lưu lượng
dòng chảy từ sông Đáy đưa ra khoảng 195.000 m3/năm. Ngoài ra, lưu lượng dòng
chảy tổng hợp cả năm qua mặt cắt tại bờ khu vực Nghĩa Hưng - Nam Định có
hướng đi từ bắc xuống nam với lưu lượng khoảng 1.807.000 m3/năm. Lượng bùn
cát của cửa Đáy được tiếp nhận từ hai nguồn lớn: nguồn thứ nhất là nguồn từ sông
Đáy đưa ra khoảng 34.000 tấn bùn cát/năm và nguồn thứ hai là dòng dọc bờ mang
bùn cát từ phía bắc trở xuống khoảng 220.000 tấn bùn cát/năm [18]. Hàm lượng
TSS cao ảnh hưởng đến sự phát triển của hệ sinh thái và năng suất sinh học của
chúng. Do đó, thường xuyên quan trắc sự thay đổi hàm lượng TSS là việc làm cần
thiết để hiểu rõ hơn về quá trình tương tác giữa sông - biển và hoạt động của con
người tác động lên khu vực ven biển. Tuy nhiên, các phương pháp truyền thống để
quan trắc hàm lượng TSS trong nước một vùng rộng lớn như cửa Đáy thường gây
tốn kém về mặt thời gian và kinh phí. Ngày nay, trên thế giới, ứng dụng các dữ liệu
ảnh vệ tinh để quan trắc chất lượng môi trường nước (cụ thể là TSS) là một trong
những giải pháp hữu hiệu để giải quyết vấn đề nêu trên. Xuất phát từ thực tiễn đó,
học viên lựa chọn đề tài “Ứng dụng công nghệ địa không gian cho giám sát tổng
chất rắn lơ lửng trong nước cửa sông, lấy ví dụ Cửa Đá - Ninh Bình” làm đề tài
nghiên cứu luận văn.
Footer Page 10 of 126.
1
Header Page 11 of 126.
Mục tiêu nghiên cứu
-
Xác định mối quan hệ giữa hàm lượng TSS trong nước cửa sông Đáy và phổ
phản xạ kênh phổ đỏ (kênh 4) của ảnh Landsat 8;
-
Sử dụng dữ liệu ảnh Landsat 8 để mô hình hóa sự phân bố không gian của TSS
trong nước mặt Cửa Đáy các mùa trong năm;
-
Xác định quá trình vận chuyển vật chất của sông Đáy ra biển Đông theo mùa.
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: biến động hàm lượng TSS trong nước Cửa
Đáy tính toán từ ảnh Landsat 8
Phạm vi nghiên cứu: Vùng nước cửa sông, ven bờ kéo dài từ cửa sông
Ninh Cơ (Nam Định) đến cửa Lạch Sung (Thanh Hóa)
Bố cục luận văn
Luận văn không kể phần mở đầu và kết luận gồm 4 chương chính như sau:
Chương 1: Tổng quan về vùng nghiên cứu và lịch sử nghiên cứu
Chương 2: Phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Diễn biến phân bố hàm lượng TSS vùng cửa sông theo không
gian và thời gian
Chương 4: Thử nghiệm mô hình hóa TSS trong nước sông vùng Cửa Đáy sử
dụng dữ liệu ảnh vệ tinh Sentinel 2A
Luận văn được thực hiện tại bộ môn Địa chất Môi trường - Trường Đại học
Khoa học Tự nhiên dưới sự hướng dẫn của TS.Nguyễn Thị Thu Hà.
Footer Page 11 of 126.
2
Header Page 12 of 126.
CHƢƠNG 1 . TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU
VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU
1.1.
Vị trí địa lý vùng nghiên cứu
Vùng nghiên cứu bao gồm các xã, thị trấn thuộc hai huyện Kim Sơn (Ninh
Bình) và huyện Nghĩa Hưng (Nam Định). Phía đông vùng nghiên cứu giáp huyện
Hải Hậu (Nam Định); phía tây nam giáp huyện Nga Sơn (Thanh Hóa); phía bắc và
tây bắc giáp huyện Yên Khánh, Yên Mô (Ninh Bình) và huyện Nam Trực (Nam
Định); phía nam giáp biển Đông (Hình 1.1)
Hình 1.1. Sơ đồ vị trí vùng nghiên cứu
1.2.
Tổng quan khu vực nghiên cứu
1.2.1. Đặc điểm tự nhiên
1.2.1.1.
Đặc điểm địa hình, địa mạo
Địa hình vùng cửa Đáy tương đối bằng phẳng, hướng nghiêng về phía biển,
độ dốc nhỏ (dao động từ 0,04 đến 0,05 m/km). Độ cao trung bình vùng ven biển
dao động từ 0 đến 2 m [20]. Địa hình vùng nghiên cứu chịu tác động rất lớn bởi
hoạt động quai đê lấn biển. Hệ thống đê và các trục giao thông đã chia cắt vùng
nghiên cứu ra những ô đất thấp khác nhau. Ngoài đê là chịu ảnh hưởng của sóng
biển, thủy triều và dòng biển nên chủ yếu là các bãi triều, có địa hình khá thoải,
rộng khoảng 2 - 3 km.
Footer Page 12 of 126.
3
Header Page 13 of 126.
Vùng nghiên cứu còn có các địa hình âm là các lạch triều tự nhiên. Hiện
nay, dạng địa hình này chỉ còn tồn tại ở Nghĩa Hưng. Các lạch triều có vai trò
lớn trong việc phân bố lại các vật chất bở rời do sông ngòi đưa ra và qua chu
trình tiến vào và rút ra của thủy triều. Khu vực Kim Sơn gần như không còn lạch
triều tự nhiên, thay vào đó là hệ thống kênh rạch thủy nông phục vụ nuôi thủy
sản rất phát triển.
Hình 1.2. Địa hình khu vực cửa Đáy [18]
Đường bờ vùng nghiên cứu có hướng đông bắc - tây nam và bị chia cắt
mạnh bởi các cửa lạch và cửa sông Đáy, chiều dài bờ biển khoảng 30km. Đoạn bờ
biển Nghĩa Hưng, vùng tiếp giáp với cửa sông Ninh Cơ, có các bãi cát, các cồn
cát. Phía trong hệ thống doi cát này hệ sinh thái rừng ngập mặn, khá phát triển, có
nơi rộng đến gần 3km và kéo dài đến 6km.
Địa hình đáy biển có xu hướng thoải dần theo hướng đông bắc - tây nam.
Vị trí đường đẳng sâu 5 m nằm cách bờ từ 1,5 đến 2 km. Trước cửa Đáy, đường
đẳng sâu có mật độ cao nhất ở khoảng độ sâu 2 đến 6 m nước. Vật liệu trầm tích
đưa ra từ cửa Đáy tập trung lắng đọng ở ngay sát cửa sông, tạo thành các cồn cát,
bar cát (dài khoảng 2 km, rộng 1 km) làm thay đổi lòng dẫn cửa sông. Khu vực bờ
biển Kim Sơn, từ độ sâu 0 đến 2 m nước, địa hình gần như bằng phẳng.
1.2.1.2.
Đặc điểm địa chất
a. Đặc điểm địa tầng
Hệ tầng Vĩnh Bảo (N2vb): Trong khu vực Cồn Nổi đến Bến Bụt, hệ tầng
Vĩnh Bảo dự kiến nằm ở độ sâu trên 140 m. Trên toàn bộ diện tích đồng bằng ven
Footer Page 13 of 126.
4
Header Page 14 of 126.
biển Ninh Bình, hệ tầng Vĩnh Bảo không lộ trên mặt, chỉ gặp chúng ở độ sâu từ 130
đến 54 m trong các lỗ khoan ở phần diện tích phía đông. Bề dày trầm tích thay đổi
từ 4,5 đến 40 m. Hệ tầng gồm các đá hạt mịn (sét kết, bột kết) xen với các đá hạt thô
(cát kết, cát sạn kết, cuội kết). Tuy nhiên trầm tích hạt mịn vẫn chiếm chủ yếu. Bề
mặt hệ tầng thường bị phong hóa có màu sắc loang lổ chứng tỏ sau khi thành tạo,
các trầm tích hệ tầng lộ trên mặt chịu quá trình phong hóa bóc mòn [22]
Hệ tầng Lệ Chi (Q11lc): Hệ tầng Lệ Chi không lộ trên mặt địa hình hiện đại,
chúng phân bố hạn chế ở độ sâu từ vài chục mét đến trên một trăm mét, bề dày trầm
tích thay đổi từ 5 - 7 m đến vài chục mét, có quan hệ bất chỉnh hợp với hệ tầng Vĩnh
Bảo [22].
Hệ tầng Hà Nội (Q12-3hn): Trầm tích hạt mịn (bột sét) chiếm chủ yếu, trầm
tích hạt thô (cát, sạn) chiếm một lượng nhỏ, rất hiếm gặp cuội sỏi. Theo mặt cắt từ
dưới lên trên độ hạt trầm tích giảm dần, phản ánh xu thế biển tiến trong thời kỳ tích
tụ trầm tích hệ tầng Hà Nội [22]
Hệ tầng Vĩnh Phúc (Q13vp): có diện phân bố rộng. Chúng lộ rải rác ở ven rìa
đồng bằng, còn chủ yếu bị phủ bởi các trầm tích Holocen ở độ sâu nhỏ. Trầm tích
hệ tầng Vĩnh Phúc được chia thành 3 phần rõ rệt. Dưới cùng là trầm tích hạt thô lẫn
dăm sạn thạch anh hoặc sét, có màu xám xanh tương ứng với tướng sông. Phần giữa
trầm tích hạt mịn có màu xám, xám tro lẫn di tích thực vật tương ứng với trầm tích
sông - biển. Phần trên thường có màu xám xanh, xám vàng loang lổ tương ứng với
trầm tích biển. Các thành tạo phần dưới cùng có chứa nước ngầm. Nét đặc trưng của
hệ tầng Vĩnh Phúc là phần trên bị phong hóa mạnh mẽ tạo màu loang lổ, có nơi tạo
lớp laterit cứng chắc dày tới 1m [22]
Hệ tầng Hải Hưng (Q21-2hh1): bị phủ bởi các trầm tích đa nguồn gốc hệ tầng
Thái Bình. Ở phần bị phủ, bắt gặp trong hầu hết các lỗ khoan địa chất. Nhìn chung
trầm tích hệ tầng chủ yếu có độ hạt mịn, gồm sét bột có lẫn cát hạt mịn. Trầm tích
sông biển, trầm tích biển thường nhiều mùn thực vật. Chúng có màu xám, xám
vàng, xám ghi, loang lổ khá đặc trưng. Trầm tích Hải Hưng có hai phần rõ rệt, phần
dưới là các trầm tích sông - biển, phần trên là trầm tích biển [22]
Hệ tầng Thái Bình, tập trên (Q23tb3): Tạo nên các bề mặt địa hình ngập nước
và không ngập nước, độ cao thay đổi từ -1,5 m đến +0,5 m. Thành phần thạch học
của hệ tầng phụ thuộc vào nguồn gốc trầm tích. Trầm tích sông - biển - đầm lầy
chứa nhiều vật chất hữu cơ màu xám đen. Trầm tích sông biển chủ yếu là cát hạt
mịn màu xám nâu. Trạng thái đặc trưng của đất sét là dẻo và dẻo mềm, cát bở rời
chưa bị nén. Nhìn chung các trầm tích của hệ tầng đều nghèo di tích cổ sinh [22]
Footer Page 14 of 126.
5
Header Page 15 of 126.
b. Đặc điểm đứt gãy kiến tạo
Hệ thống đứt gãy kiến tạo của vùng nghiên cứu dựa vào các dấu hiệu mang
tính gián tiếp. Trên bản đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000 đã ghi nhận sự có mặt các đứt
gãy phương tây bắc - đông nam cắt quá khối đá vôi thuộc hệ tầng Đồng Giao. Tại
các mỏ đá khu vực Nga Sơn, các vết lộ tại moong khai thác đá cho thấy các đới cà
nát và biến dạng giòn-dẻo có chiều rộng đến 1,5 km. Tại đây, các mặt trượt cắm về
phía tây nam góc dốc 80 - 850, đường phương 310 - 3300. Phần trung tâm đới biến
dạng, quan sát các cấu tạo budina và vi uốn nếp hẹp, cục bộ. Đứt gãy có dấu hiệu
thuận, cánh tây nam hạ, cánh đông bắc nâng mạnh. Đứt gãy Bỉm Sơn - Quảng Tân
được ghi nhận là đứt gãy lớn, song song với đứt gãy sông Mã [22].
1.2.1.3. Đặc điểm khí hậu
Khí hậu vùng nghiên cứu mang tính chất nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, với hai
hệ thống gió mùa đông bắc và đông nam. Hàng năm, vùng nghiên cứu thường phải
hứng chịu nhiều tác động xấu của thời tiết như bão và áp thấp nhiệt đới, không khí
lạnh, ngập lụt cục bộ do mưa to trong bão và áp thấp nhiệt đới gây tác động trực
tiếp đến cuộc sống người dân và các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội.
a. Chế độ nhiệt
Chế độ nhiệt vùng nghiên cứu tương đồng với các tỉnh thuộc đồng bằng Bắc
Bộ. Nhiệt độ trung bình trong năm từ 22,9 - 25,0oC [3-4]
Hình 1.3. Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm tại trạm Ninh Bình (0C)
Nguồn: [4]
Giữa các mùa trong năm có chế độ nhiệt khác nhau rõ rệt. Mùa hè từ tháng 5
đến tháng 9, nhiệt độ trung bình tháng từ 26 - 30oC, các tháng 6 và 7 thường có
nhiệt độ cao nhất, xấp xỉ 30oC (Hình 1.3, Hình 1.4).
Footer Page 15 of 126.
6
Header Page 16 of 126.
Hình 1.4. Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm tại trạm Nam Định (0C)
Nguồn: [3]
Tổng số giờ nắng trong mùa hè chiếm gần 70% tổng số giờ nắng trong năm.
Mùa đông từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, do chịu ảnh hưởng của gió mùa đông
bắc nên nền nhiệt độ giảm, nhiệt độ trung bình tháng thường dưới 25oC, tháng lạnh
nhất là tháng 1, nhiệt độ trung bình từ 15 - 18oC (Hình 1.3, Hình 1.4). Số giờ nắng
trong giai đoạn này chỉ bằng 50% so với mùa hè.
b. Chế độ mưa
Tổng lượng mưa trung bình hàng năm từ 1300 - 1800 mm và sự phân bố
lượng mưa trong năm thể hiện sự khác biệt giữa các mùa. Mùa hè, lượng mưa
chiếm trên 70% lượng mưa cả năm, chủ yếu tập trung vào các tháng 7, 8, 9 (Hình
1.5, Hình 1.6)
Hình 1.5. Lƣợng mƣa trung bình các tháng trong năm tại trạm Ninh Bình (mm)
Nguồn: [4]
Vì vậy, độ ẩm thường xuyên đạt trên 80%. Vào mùa đông, do ảnh hưởng của
gió mùa đông bắc, khí hậu khô nên lượng mưa không lớn, chỉ chiếm khoảng 30%.
Đặc biệt, lượng mưa tháng 12 và tháng 1 thấp nhất trong năm, chỉ từ 0,1 - 42,7 mm
nên độ ẩm vào các tháng này đều dưới 75%.
Footer Page 16 of 126.
7
Header Page 17 of 126.
Hình 1.6. Lƣợng mƣa trung bình các tháng trong năm tại trạm Nam Định (mm)
Nguồn: [3]
Thời gian đầu tháng 2 đến giữa tháng 3 có nhiều ngày mưa phùn mưa bụi
cuối đông làm cho độ ẩm không khí lại tăng đến 85% [3-4]
c. Chế độ gió
Khu vực Cửa Đáy có chế độ gió theo mùa. Trong năm có hai mùa gió khác
nhau về bản chất và có hướng thịnh hành trái chiều nhau là gió mùa đông bắc (từ
tháng 11 đến tháng 4 năm sau) và gió mùa đông nam (từ tháng 5 đến tháng 10). Vào
mùa đông, gió có hướng thịnh hành là đông bắc, tần suất đạt 60 - 70%. Mùa hè, các
tháng 5, 6, 7 hướng gió ổn định, thịnh hành là đông và đông nam, tần suất đạt
khoảng 60 - 70%. Tháng 8 hướng gió phân tán, hướng thịnh hành nhất cũng chỉ đạt
tần suất 20 - 25%. Các tháng chuyển tiếp hướng gió không ổn định, tần suất mỗi
hướng thay đổi trung bình từ 10 - 15%.
Bảng 1.1. Tần suất (%) của các hƣớng gió và lặng gió (%) trạm Văn Lý
Tháng
N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
Lặng
33.1
10.8
22.9
9.5
5.3
0.8
11.6
6.0
I
4.8
7.2
32.0
28.7
19.2
1.0
0.8
1.8
4.5
IV
2.4
2.1
4.8
22.9
36.4
13.7
4.7
3.2
11.0
VII
30.3
11.9
16.9
9.2
6.0
0.5
1.4
12.9
10.8
X
19.6
7.9
19.7
17.3
16.6
4.0
1.4
7.4
8.0
Năm
Nguồn: [12]
Tốc độ gió trung bình năm trên 3m/s [26]. Tốc độ gió qua các mùa không
giống nhau. Vào mùa gió đông bắc, tốc độ gió từ 3 - 5m/s chiếm đại đa số với tần số
xuất hiện 70 - 80%, tốc độ gió trên 7m/s khá phổ biến, chiếm khoảng 20%. Mùa gió
đông nam, tốc độ gió trung bình 4 - 5m/s, đặc biệt khi xuất hiện các nhiễu động thời
tiết như dông, áp thấp nhiệt đới, bão tốc độ gió có thể đạt tới 25 - 30m/s [23].
Footer Page 17 of 126.
8
Header Page 18 of 126.
Bảng 1.2. Xác suất tốc độ gió theo các cấp tốc độ
(tính bằng % của tổng số trƣờng hợp) trạm Văn Lý
Tốc độ gió
Tháng
6-7
8-9
10- 12- 14- 16- 1811 13 15 17 20
I
100 78,0 43,0 20,2
4,2
1,1
IV
100 79,0 44,0 20,8
4,4
1,2
VII
100 75,0 50,0 34,3 19,5
6,1
X
100 70,0 37,5 23,2
7,2
2,0
Năm
100 74,0 39,5 23,6
9,0
2,5
0-1
2-3
4-5
2124
2528
2934
3540
3,0
2,5
1,1
0,7
0,07
1,0
0,5
0,2
0,1
0,03 0,02 0,01 0,06
>40
0,07
Nguồn: [12]
1.2.1.4. Đặc điểm thủy văn, hải văn
a.
Thủ văn
Chế độ thủy văn vùng nghiên cứu chịu sự chi phối của sông Đáy. Dòng chảy
trên sông Đáy hàng năm dao động theo mùa, phù hợp với mùa mưa và mùa khô và
có lưu lượng phân bố không đều. Mùa lũ bắt đầu vào tháng 5 nhưng đôi khi có thể
bắt đầu từ tháng 4 và kết thúc vào tháng 9 hoặc tháng 10. Trong khoảng 4 tháng (từ
tháng 6 đến tháng 9) lượng nước chiếm khoảng 75 - 85% lượng nước cả năm. Trong
giai đoạn này, dòng chảy sông lấn át dòng triều nên chỉ có một hướng chảy từ sông
ra biển. Mùa kiệt từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Giai đoạn ổn định của mùa kiệt
kéo dài 3 tháng (từ tháng 1 đến tháng 3). Vào khoảng thời gian này, lưu lượng dòng
chảy khá nhỏ, chỉ bằng 7 - 8% lưu lượng dòng chảy cả năm. Đây là thời kỳ mặn có
điều kiện xâm nhập sâu vào lục địa [23].
b.
Hải văn
Chế độ dòng chảy
Dòng chảy khu vực cửa Đáy là dòng tổng hợp gồm dòng triều, dòng chảy gió
và dòng chảy sông (sông Đáy). Nhìn chung, dòng chảy ổn định ở vùng ven bờ có
hướng đông bắc - tây nam. Vào mùa đông, dòng chảy tổng cộng ở vùng này chủ
yếu là do sự đóng góp của dòng chảy gió và dòng triều. Vì vậy về mùa đông, dòng
chảy ở vùng xem xét thường có hướng dọc theo bờ, đó là hướng chủ đạo. Từ tháng
12 đến tháng 1 xuất hiện chế độ dòng chảy ngược chiều nhau tại khu vực nghiên
cứu. Ở vùng biển thoáng, dòng chảy có hướng nam do ảnh hưởng của gió mùa
Footer Page 18 of 126.
9
Header Page 19 of 126.
Đông Bắc, trong khi đó tại ven bờ, tồn tại dòng ven có hướng từ nam lên bắc. Tốc
độ dòng chảy tổng cộng thường không lớn, vào khoảng 20 - 40 cm/s. Vào mùa hè,
bức tranh dòng chảy khác với mùa đông. Ở gần bờ vùng này không quan sát thấy
dòng ven có hướng từ nam lên bắc nữa. Tốc độ dòng chảy vùng ngoài khơi và ven
bờ chỉ khoảng 20-30cm/s. Tốc độ dòng chảy trong cửa sông cao hơn, đạt tới gần
100cm/s, thậm chí cao hơn trong thời kỳ mùa lũ do ảnh hưởng mạnh bởi dòng chảy
trong sông.
0h ngày 15/1/2010 (Mùa đông)
0h ngày 15/8/2010 (Mùa hè)
Hình 1.7. Trƣờng mực nƣớc và dòng chảy tổng cộng tại một số thời điểm trong
pha triều xuống đại diện cho đặc trƣng mùa [18]
Sự giao thoa thủy thạch động lực của dòng chảy sông và dòng chảy dọc bờ là
yếu tố quyết định quan trọng đến quá trình bồi lắng. Lưu lượng dòng chảy từ sông
Đáy đưa ra khoảng 195.000 m3/năm. Ngoài ra, lưu lượng dòng chảy tổng hợp cả
năm qua mặt cắt tại bờ khu vực Nghĩa Hưng - Nam Định có hướng đi từ bắc xuống
nam với lưu lượng khoảng 1.807.000 m3/năm. Lượng bùn cát ở khu vực cửa sông
Đáy được tiếp nhận từ hai nguồn lớn: nguồn thứ nhất là từ sông Đáy đưa ra khoảng
34.000 tấn bùn cát/năm và nguồn thứ hai là dòng dọc bờ mang bùn cát từ phía bắc
trở xuống khoảng 220.000 tấn bùn cát/năm [18].
Chế độ sóng
Chế độ sóng tại khu vực nghiên cứu chịu sự chi phối mạnh bởi chế độ gió
và hướng sóng chủ đạo mang tính chất mùa. Vào mùa đông, sóng biển có hướng
thịnh hành là đông bắc với tần suất 51,7%, độ cao sóng trung bình 0,1 - 0,4m. Tuy
nhiên, do ảnh hưởng bởi địa hình có hướng đông bắc - tây nam, vùng ven bờ khu
vực cửa Đáy thịnh hành hướng sóng đông và đông nam. Mùa hè, hướng sóng nam
thịnh hành ngoài khơi chiếm 37,60% và vùng ven biển là các hướng sóng đông nam
chiếm 24% và nam chiếm 20%, độ cao sóng trung bình 0,1 - 0,45m.
Footer Page 19 of 126.
10
Header Page 20 of 126.
Bảng 1.3. Độ cao trung bình h (m), chu kỳ trung bình (s) của sóng tại trạm Văn Lý
Tháng trong năm
Các đặc
trưng
X-I
II - IV
V - VII
VIII - X
Năm
n năm
h
h
h
h
h
Suất
50
0.4
3.0
0.4
3.0
0.5
3.5
0.5
3.5
0.5
3.5
đảm
bảo
20
0.5
3.5
0.6
3.5
0.8
4.0
0.7
4.0
0.7
4.0
chế
độ F
5
0.8
4.0
0.9
4.0
1.1
4.4
1.1
4.4
1.0
4.4
(%)
1
1.0
4.3
1.1
4.4
1.5
5.5
1.5
5.5
1.5
5.5
Nguồn: [12]
Tháng 2 - 4
Tháng 5 - 7
Tháng 8 - 10
Tháng 11 - 1
Hình 1.8. Độ cao và hƣớng sóng có nghĩa đặc trƣng cho các tháng trong năm [18]
Nhìn chung, trong mùa hè sóng có độ cao lớn hơn trong mùa đông do chịu
tác động mạnh của bão và áp thấp nhiệt đới. Độ cao sóng ven bờ lớn nhất tới 4-5 m
và ở ngoài khơi là 9-10 m [23]
Footer Page 20 of 126.
11
Header Page 21 of 126.
Chế độ thủy triều
Thủy triều vùng nghiên cứu mang tính chất nhật triều đã kém thuần nhất,
trong tháng số ngày có hai lần nước lớn hai lần nước ròng tới 5 - 7 ngày. Diễn biến
mực nước triều trong một tháng thường có hai chu kỳ nước lớn, mỗi chu kỳ kéo dài
11- 13 ngày và hai chu kỳ nước nhỏ thường diễn ra vào giữa tháng và cuối tháng,
mỗi chu kỳ kéo dài 2 - 3 ngày. Độ lớn triều vùng này thuộc loại lớn nhất nước ta,
trung bình khoảng 3m vào kỳ nước cường, triều lên cao nhất tới 3,9m và xuống thấp
nhất tới 0,1m. Trong năm, độ lớn triều đạt giá trị cực đại trong các tháng 1, 6, 7 và
12 [29].
1.2.2. Tai biến thiên nhiên
Khu vực cửa Đáy chịu tác động của những loại hình tai biến chủ yếu sau:
bão, lũ lụt và dâng cao mực nước biển.
Bão: Trong giai đoạn 1980 đến 2012, khu vực Cửa Đáy chịu ảnh hưởng
của 29 cơn bão và áp thấp nhiệt đới (Bảng 1.4) trong đó chiếm phần lớn là các
cơn bão mạnh.
Bảng 1.4. Thống kê các cơn bão đổ bộ vào vùng Cửa Đáy từ năm 1980 - 2012
STT
Tên cơn bão
Thời điểm bắt đầu STT
Tên cơn bão
Thời điểm bắt đầu
1
JOE
18/7/1980
16
LOIS
26/8/1995
2
RUTH
14/9/1980
17
FRANKIE
22/7/1996
3
KELLY
30/6/1981
18
NIKI
18/8/1996
4
NANCY
11/10/1982
19
WILLIE
18/9/1996
5
GEORGIA
29/9/1983
20
KONI
18/7/2003
6
WAYNE
18/8/1986
21
WASHI
29/7/2005
7
DOT
05/6/1989
22
DAMREY
21/9/2009
8
IRVING
21/7/1989
23
MUJIGAE
10/9/2009
9
ED
12/9/1990
24
CONSON
12/7/2010
10
CHUCK
25/6/1992
25
HAIMA
21/6/2011
11
ELI
10/7/1992
26
NOCK-TEN
26/7/2011
12
LEWIS
08/7/1993
27
NESAT
24/9/2011
13
AMY
29/7/1994
28
KAI-TAK
13/08/2012
05/9/1994
29
SON TINH
23/10/2012
14 JOEL
Nguồn: [31]
Những năm qua do ảnh hưởng của BĐKH làm cho tần số xuất hiện bão ở
vùng nghiên cứu diễn biến ngày càng phức tạp. Trung bình mỗi năm có từ 1 - 2 cơn
bão lớn ảnh hưởng tới khu vực nghiên cứu. Sự gia tăng về tần số xuất hiện bão,
Footer Page 21 of 126.
12
Header Page 22 of 126.
hướng di chuyển và vị trí đổ bộ của các bơn bão cũng trở nên khó dự đoán hơn,
đường đi của các cơn bão liên tục thay đổi gây khó khăn trong việc phòng tránh và
giảm thiểu thiệt hại (Hình 1.9, Hình 1.10). Bão đổ bộ vào vùng nghiên cứu với
cường độ mạnh đã gây thiệt hại lớn về người và tài sản. Đặc biệt là cơn bão Sơn
Tinh, gió cấp 11, 12, giật trên cấp 13, 14, gây thiệt hại nặng cho nền sản xuất nông
và ngư nghiệp. Chỉ tính riêng 3 xã ven biển huyện Kim Sơn có 5 ngôi nhà bị sập,
160 nhà bị tốc mái, 350 lều lán và 150 cột điện bị gãy đổ. Hệ thống thông tin liên
lạc, đường điện hư hỏng [31]
Hình 1.9. Đƣờng đi của bão Côn Sơn năm 2010
Hình 1.10. Đƣờng đi của bão Sơn Tinh năm 2012
Nguồn: [31]
Nguồn: [31]
Lũ Lụt: Trong giai đoạn từ năm 1970 đến nay đã xảy ra 11 trận lũ vào các
năm 1971, 1985, 1996, 2002, 2007, 2008 với cấp báo động 3 ở trên hệ thống các
sông Đào, Ninh Cơ, Hoàng Long (Bảng 1.5).
Bảng 1.5. Thống kê các trận lũ lịch sử từ năm 1971 đến 2011
Trạm
Năm
Mực nƣớc lớn
nhất (cm)
Cấp báo
động
Vƣợt cấp
báo động
Đào
Nam Định
2002
448
Cấp 3
48
Đào
Nam Định
1996
481
Cấp 3
81
Đào
Nam Định
1971
530
Cấp 3
130
Ninh Cơ
Trực Phương
2002
285
Cấp 3
5
Ninh Cơ
Trực Phương
1996
314
Cấp 3
34
Ninh Cơ
Trực Phương
1971
370
Cấp 3
90
Hoàng Long
Bến Đế
2008
469
Cấp 3
69
Hoàng Long
Bến Đế
2002
253
-
-
Hoàng Long
Bến Đế
1996
481
Cấp 3
81
Hoàng Long
Bến Đế
1985
524
Cấp 3
124
Hoàng Long
Nguồn: [31]
Hưng Thi
2007
1849
Cấp 3
1299
Sông
Footer Page 22 of 126.
13
Header Page 23 of 126.
Trong đó, trận lũ lớn nhất xảy ra vào năm 1971 đã gây vỡ đê ở nhiều nơi và
ngập lụt trên diện rộng ở đồng bằng Bắc Bộ, trong đó vùng nghiên cứu cũng bị ảnh
hưởng nghiêm trọng. Tại trạm Trực Phương gần vùng nghiên cứu, mực nước lớn
nhất đo được là 3,7m, vượt cấp báo động 3 khoảng 0,9m.
ước biển dâng (SLR): Tác động trực tiếp của SLR là làm mất quỹ đất tại
các vùng đất thấp ven biển, ngoài ra, tác động gián tiếp của nó là cường hóa các
tai biến xói lở, ngập lụt, nhiễm mặn, suy giảm đa dạng sinh học. Tác động lâu dài
của SLR khiến các bãi triều ngập sâu hơn, ảnh hưởng đến phát triển của rừng ngập
mặn (RNM), và gây ảnh hưởng đến các hoạt động nông nghiệp, ngư nghiệp của
người dân.
1.2.3. Hiện trạng bồi tụ - xói lở
Vùng cửa Đáy có xu hướng bồi tụ mạnh nhờ có nguồn bồi tích rất dồi dào từ
hệ thống sông Hồng và cửa sông nằm ở vùng bờ biển lõm, tránh được các hướng
sóng chính có tác động mạnh.
Hình 1.11. Biến động đƣờng bờ vùng cửa Đáy từ 2001 - 2011 [15]
1.2.3.1.
Giai đoạn trước năm 1989
Cửa Đáy phát triển mạnh về phía biển và vùng bồi tụ diễn ra chủ yếu phía
ven biển huyện Kim Sơn. Ở ven biển Kim Sơn, sau đợt quai đê Bình Minh-1 vào
năm 1959 lấn ra biển tới 1100 ha đất mặn, đến năm 1980-1982 tiếp tục quai tuyến
đê Bình Minh-2 có chiều dài 14,7 km và lấn biển tới 1.932 ha đất mặn sú vẹt. Tính
chung, ở ven biển Kim Sơn trong thời gian 25 năm (1965-1989) bãi bồi mở rộng ra
biển 2000¸3400 ha với tốc độ lấn biển đạt 80 -136 m/năm và trung bình là 108
m/năm. Ngược lại, vùng ven biển Nghĩa Hưng có tốc độ phát triển chậm hơn, vùng
Footer Page 23 of 126.
14
Header Page 24 of 126.
bồi chỉ rộng 900-1800 m, tương đương tốc độ phát triển 37-76 m/năm và trung bình
là 57 m/năm. Vùng bồi tụ ở cửa sông trong giai đoạn này hiện nay là địa phận các
xã Kim Hải, Kim Tiến, Kim Trung, Kim Đông (huyện Kim Sơn) và xã Nam Điền
(huyện Nghĩa Hưng) [20]
Giai đoạn 1989 - 1995
1.2.3.2.
Đây là thời kỳ đầu nhà máy thủy điện Hòa Bình bước vào hoạt động, có
những thay đổi về chế độ dòng chảy và dòng bùn cát trong sông Hồng, nhưng cửa
Đáy vẫn tiếp tục phát triển mạnh nhờ nguồn bồi tích ven biển còn dồi dào và trong
thời gian này ít có bão và áp thấp nhiệt đới tác động. Vùng bồi tụ diễn ra chủ yếu
phía ven biển huyện Kim Sơn. Bãi bồi Kim Sơn lấn thêm ra biển 900 - 1800 m,
tương đương tốc độ phát triển 150 - 300 m/năm, trung bình là 225 m/năm. Vùng bồi
tụ mạnh là tiền đề cho việc quai tuyến đê Bình Minh-3. Phía ven biển Nghĩa Hưng,
vùng bồi tụ chủ yếu là các doi cát dọc cửa sông Đáy, nhưng tốc độ diễn ra chậm
hơn phía ven biển huyện Kim Sơn [20]
1.2.3.3.
Giai đoạn 1995 đến nay
Các bãi bồi cửa Đáy tiếp tục phát triển và đưa cửa sông kéo dài về phía biển.
Ven biển huyện Nghĩa Hưng hình thành bãi bồi lớn với diện tích rộng tới 670 ha là
tiền đề của vùng đất mới trong tương lai. Huyện Kim Sơn triển khai công cuộc quai
đê lấn biển lần thứ 7 sau khi thành lập huyện vào năm 1829 với việc khởi công xây
dựng tuyến đê Bình Minh-3 vào năm 2000; tuyến đê này có tổng chiều dài tới 15,5
km. Tốc độ phát triển bãi bồi phía huyện Kim Sơn đạt 100¸180 m/năm và trung
bình là 140 m/năm. Bãi bồi ven biển huyện Nghĩa Hưng phát triển nhanh hơn, đạt
tốc độ 300 tới 350 m/năm [20]
Trong thời gian này cửa Đáy phát triển kéo dài nhanh, ngoài các nhân tố tự
nhiên thuận lợi còn có các hoạt động nhân tạo gia tăng, đó là việc đẩy mạnh trồng
rừng ngập mặn và quai đê lấn biển. Một điểm đáng chú ý là vùng đất mới ở huyện
Kim Sơn nằm giữa các tuyến đê Bình Minh-2 và đê Bình Minh-3 có cao độ rất thấp,
trung bình 0,3 tới 0,6 m và đây là điều kiện bất lợi cho qui hoạch phát triển trong
tương lai trên vùng đất thấp ven biển tỉnh Ninh Bình [20].
1.2.4. Đặc điểm kinh tế - xã hội
1.2.4.1. Dân cư
Quy mô dân số hai huyện ven biển vùng nghiên cứu liên tục tăng trong giai
đoạn vừa qua. Đến năm 2015, tổng dấn số ở vùng này là 345.167 người, trong đó
huyện Nghĩa Hưng có số dân đông hơn so với huyện Kim Sơn là 12.569 người. Tuy
Footer Page 24 of 126.
15
Header Page 25 of 126.
nhiên, mật độ dân cư của huyện Kim Sơn cao hơn mật độ dân cư huyện Nghĩa
Hưng (Bảng 1.6).
Bảng 1.6. Diện tích, dân số và mật độ dân số của vùng Cửa Đáy năm 2015
Mật độ
Huyện
Diện tích (km2)
Dấn số (ngƣời)
(ngƣời/km2)
Nghĩa Hưng
254,5
178.868
703,0
Kim Sơn
214,2
166.299
776,2
Nguồn: [3-4]
Phần lớn dân cư sinh sống tập trung ở xã, thị trấn nằm sâu trong đất liền, đặc
biệt dân cư tập trung cao tại các thị trấn có các hoạt động kinh tế phát triển như thị
trấn Phát Diệm (8.070 người/km2), thị trấn Liễu Đề (1.445 người/km2). Trái lại, các
xã ven biển có dân số tập trung thưa hơn, như xã Nghĩa Phúc (716 người/km2), xã
Nam Điền (811 người/km2) (huyện Nghĩa Hưng), xã Kim Hải (608 người/km2), xã
Kim Trung (726 người/km2) và xã Kim Đông (502 người/km2) (huyện Kim Sơn).
1.2.4.2. Nông nghiệp
Nông nghiệp là một trong những ngành kinh tế thế mạnh của vùng nghiên
cứu. Trong giai đoạn 2011 - 2015, giá trị sản xuất nông nghiệp thể hiện sự phát triển
vượt bậc. Năm 2015, tổng giá trị sản xuất nông nghiệp của hai huyện ven biển đạt
hơn 3.500 tỷ đồng, gấp hơn 2 lần so với năm 2010, trong đó giá trị sản xuất nông
nghiệp của huyện Nghĩa Hưng chiếm trên 60% tổng giá trị sản xuất nông nghiệp
của hai huyện, đạt trên 2 tỷ đồng [3-4]. Trong nông nghiệp, giá trị sản xuất trong
ngành trồng trọt chiếm tỷ trọng chủ yếu, khoảng 60%, còn lại là ngành chăn nuôi và
dịch vụ [3-4]. Trong đó, các cây lương thực (lúa, ngô), cây chất bột (khoai lang,
sắn), cây công nghiệp hàng năm (mía, lạc, đậu tương, đay, cói) và cây công nghiệp
lâu năm (nhãn, vải, na, cam) mang lại giá trị lớn cho ngành kinh tế.
Bảng 1.7. Diện tích một số cây lƣơng thực có hạt và cây chất bột có củ (ha)
Huyện
Lúa
Ngô
Khoai lang
Sắn
Nghĩa Hưng
22.170
625
252
37
Kim Sơn
16.560
617
168
7
Tổng
38.730
1.242
420
44
Nguồn: [3-4]
Footer Page 25 of 126.
16
