biến động đường bờ sông ba lai trước và sau khi xây dựng cống đập ba lai, tỉnh bến tre (gđ 1990 2016)

MỤC LỤC
TÓM TẮT........................................................................................................................1
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................2
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .......................................................2
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ..................................................................3
3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU ..........................................................................................4
3.1. Phạm vi không gian ..................................................................................................4
3.2. Phạm vi thời gian ......................................................................................................4
3.3. Phạm vi đề tài ...........................................................................................................5
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................................................................5
4.1. Phương pháp viễn thám ............................................................................................5
4.2. Phương pháp hệ thông tin địa lý ...............................................................................5
4.3. Phương pháp thu thập và tham khảo tài liệu ............................................................5
4.4. Phương pháp thống kê, xử lý số liệu ........................................................................6
4.5. Phương pháp khảo sát thực địa .................................................................................6
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ............................................................................................8
1.1. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC CÓ LIÊN QUAN ..................8
1.1.1. Các nghiên cứu ngoài nước ...................................................................................8
1.1.2. Các nghiên cứu trong nước....................................................................................9
1.2. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU .....................................................10
1.2.1. Đặc điểm về điều kiện tự nhiên ...........................................................................10
1.2.2. Đặc điểm về kinh tế- xã hội .................................................................................13
1.2.3. Tổng quan về cống đập Ba Lai ............................................................................14
1.3. CÁC KHÁI NIỆM ..................................................................................................16

ii


CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................18
2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .............................................................................................18
2.1.1. Phương pháp viễn thám .......................................................................................18

2.1.2. Phương pháp hệ thông tin địa lý ..........................................................................20
2.2. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN .............................................................................22
2.2.1. Dữ liệu .................................................................................................................22
2.2.2. Phân tích và xử lý ảnh .........................................................................................25
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................32
3.1. KẾT QUẢ XỬ LÝ VÀ PHÂN TÍCH ẢNH...........................................................32
3.2. DIỄN BIẾN ĐƯỜNG BỜ THEO THỜI GIAN .....................................................39
3.3. HIỆN TRẠNG ĐƯỜNG BỜ SÔNG BA LAI GIAI ĐOẠN 1990-2002 VÀ 20022016 ...............................................................................................................................43
3.4. MỨC ĐỘ XÓI LỞ ĐƯđNG BỜ SÔNG BA LAI QUA HAI GIA ĐOẠN TRƯỚC
VÀ SAU KHI XÂY ĐẬP..............................................................................................48
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................54
KẾT LUẬN ...................................................................................................................54
KIẾN NGHỊ ...................................................................................................................54
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................56
PHỤ LỤC ......................................................................................................................58

iii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
GIS

Geographic Information System - Hệ thống thông tin địa lý

USGS

U.S. Geological Survey - Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ

ĐBSCL

Đồng bằng Sông Cửu Long

DSAS

Digital Shoreline Analysis System

iv


DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ
Hình 1. Vị trí cống đập Ba Lai. .......................................................................................2
Hình 2. Vị trí khu vực nghiên cứu ...................................................................................4
Hình 3. Sơ đồ các bước tiến hành nghiên cứu .................................................................7
Hình 1.1. Vị trí khu vực nghiên cứu ..............................................................................11
Hình 1.2. Cống đập Ba Lai ............................................................................................15
Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý thu nhận ảnh viễn thám ......................................................18
Hình 2.2. Đặc điểm phổ phản xạ của các đối tượng tự nhiên chính .............................19
Hình 2.3. Những thành phần cơ bản của GIS ................................................................20
Hình 2.4. Phương pháp chồng lớp bản đồ .....................................................................21
Hình 2.5. Ảnh Landsat lấy từ USGS .............................................................................23
Hình 2.6. Ảnh 14 thời điểm của khu vực nghiên cứu ...................................................24
Hình 2.7. Sơ đồ phương pháp thực hiện ........................................................................25
Hình 2.8. Cửa sổ Resample ...........................................................................................25
Hình 2.9. Cửa sổ Reference Parameter .........................................................................26
Hình 2.10. Cửa sổ Stretch..............................................................................................27
Hình 2.11. Cửa sổ Filter ................................................................................................27
Hình 2.12. Tạo ảnh tỷ số ([kênh 5 + kênh 7] / kênh 2) .................................................28
Hình 2.13. Cửa sổ Digitize ............................................................................................29
Hình 2.14. Khai tên cho vùng mẫu và chọn kênh ảnh để tiến hành phân loại ..............29
Hình 2.15. Cửa sổ Classify ............................................................................................30

Hình 2.16. Raster Painting Toolbar ...............................................................................30
Hình 2.17. Cửa sổ công cụ Raster to Polygone .............................................................31
Hình 2.18. Cửa sổ công cụ Polygone to Line ................................................................31

v


Hình 2.19. Vị trí các điểm nắn ảnh ................................................................................32
Hình 2.20: Ảnh trước và sau khi nắn.............................................................................32
Hình 2.21. Tọa độ các điểm giới hạn trong của sổ Reference Parameter .....................33
Hình 2.22: Ảnh trước và sau khi cắt. .............................................................................33
Hình 2.23. Ảnh trước và sau khi giãn............................................................................34
Hình 2.24. Ảnh trước và sau khi lọc..............................................................................34
Hình 2.25. Ảnh các kênh và ảnh tỷ số ...........................................................................35
Hình 2.26. Chọn vùng mẫu............................................................................................35
Hình 2.27. Phân loại có kiểm định ................................................................................36
Hình 2.28. Phân loại theo cấp độ màu ...........................................................................36
Hình 2.29. Ảnh trước và sau khi hiệu chỉnh ..................................................................37
Hình 2.30. Đường bờ được tạo nhưng vẫn còn phần thừa ............................................37
Hình 2.31. Đường bờ dạng polygone sau khi loại bỏ phần thừa ...................................38
Hình 2.32. Đường bờ hoàn chỉnh dạng line ..................................................................38
Hình 3.1. Bản đồ đường bờ sông Ba Lai từ năm 1990 đến 2016 ..................................40
Hình 3.2. Đường bờ năm 1990 và 2016 khu vực ngã tư sông Ba Lai-An Hóa .............41
Hình 3.3. Đường bờ năm 1990 và 2016 khu vực gần cửa sông Ba Lai ........................42
Hình 3.4. Đường bờ khu vực cửa Ba Lai giai đoạn 1990 - 2016 ..................................42
Hình 3.5. Vị trí xây dựng cống đập Ba Lai ...................................................................43
Hình 3.6. Bản đồ biến động đường bờ sông Ba Lai giai đoạn 1990 -2002 ...................44
Hình 3.7. Đường bờ vị trí ngã tư sông Ba Lai – An Hóa Giai đoạn 2002 – 2016 ........45
Hình 3.8. Đường bờ sông Ba Lai đoạn từ cống đập đến cửa sông Ba Lai giai đoạn 2002
-2016 ..............................................................................................................................46

Hình 3.9. Bản đồ biến động đường bờ sông Ba Lai giai đoạn 2002- 2016 ...................47
Hình 3.10. Tạo Baseline, Shoreline và mặt cắt tính toán ..............................................48

vi


Hình 3.11. Các bước tạo mặt cắt ...................................................................................48
Hình 3.12. Quá trình tính toán thành công ....................................................................49
Hình 3.13. Vị trí có biến động nhiều .............................................................................49
Hình 3.14. Vị trí có biến động sạt lở .............................................................................52
Hình 3.15. Đường bờ khu vực cửa Ba Lai ....................................................................53

vii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Thông tin các ảnh viễn thám được sử dụng ..................................................22
Bảng 3.1. Biến động về khoảng cách đường bờ qua các năm ( Bờ phải) .....................50
Bảng 3.2.Biến động về khoảng cách đường bờ qua các năm ( Bờ trái) ........................50
Bảng 3.3. Biến động đường bờ ở mặt cắt từ 1 đến 4 .....................................................52

viii


TÓM TẮT
Cống đập Ba Lai là một trong số những công trình thủy lợi lớn nhất ĐBSCL, việc
vận hành cống đập đem lại nhiều lợi ích cho cư dân của vùng. Tuy nhiên, sau khi cống
đập được hoàn thành, đường bờ sông Ba Lai xảy ra nhiều biến động, gây ảnh hưởng đến
đời sống người dân. Đề tài nghiên cứu “Biến động đường bờ sông Ba Lai trước và sau
khi xây dựng cống đập Ba Lai, tỉnh Bến Tre (giai đoạn 1990 – 2016)” đã sử dụng ảnh

viễn thám Landsat giai đoạn 1990 – 2016 để rút trích đường bờ sông Ba Lai, từ đó thành
lập bản đồ hiện trạng đường bờ của các năm và tiến hành chồng lớp bản đồ, phân tích,
xác định biến động đường bờ Ba Lai giai đoạn trước và sau khi xây dựng cống đập Ba
Lai. Kết quả nghiên cứu cho thấy mức độ biến động giai đoạn sau khi xây dựng cống
đập Ba Lai lớn hơn rất nhiều giai đoạn trước khi xây dựng cống đập, từ đó cũng gián
tiếp cho thấy được sự ảnh hưởng của cống đập Ba Lai đối với đường bờ của con sông
cùng tên.

1


MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trước tình hình biến đổi khí hậu ngày càng mạnh mẽ và phức tạp thì sẽ có ngày
càng nhiều các dự án cải tạo, bảo vệ, phục hồi môi trường được xây dựng. Lợi ích trước
mắt từ những công trình này thì đã rõ, nhưng về lâu dài thì chúng cũng gây ra nhiều tác
động tiêu cực đến tự nhiên như gây sạt lở bờ sông, ô nhiễm nguồn nước, bồi lắng lòng
hồ... Điển hình là công trình cống ngăn mặn trên sông Ba Lai ở Bến Tre, đây là một
công trình nằm trong dự án ngọt hóa vùng ven biển ở Bến Tre và cũng là một ví dụ về
sự tác động của con người đối với tự nhiên. Đi vào hoạt động từ năm 2002, đem lại
những lợi ích không nhỏ, giúp tháo chua, rửa phèn vào mùa mưa lũ và ngăn chặn nước
biển xâm nhập vào mùa khô. Nhưng cùng với những mặt tích cực thì công trình này
cũng làm thay đổi dòng chảy của con sông, gây ảnh hưởng xấu cho cả vùng trong và
ngoài đập. Vùng bên trong đập do sự thay đổi dòng chảy nên đã làm cho hai bờ sông bị
xói lở nghiêm trọng, gây nhiều ảnh hưởng xấu cho đời sống người dân. Còn vùng bên
ngoài đập, do không còn dòng nước chảy ra biển nên cửa Ba Lai – một trong chín cửa
của sông Cửu Long, đang bị bồi lấp nghiêm trọng và đến nay thì cửa sông này gần như
đã ngừng chảy.

Hình 1. Vị trí cống đập Ba Lai.

2


Đường bờ sông Ba Lai đã thay đổi như thế nào sau khi có công trình đập Ba Lai
là vấn đề quan trọng cần được nghiên cứu, làm rõ để có thể đánh giá mức độ ảnh hưởng
của con đập đối với dòng sông Ba Lai và từ đó có thể so sánh được những lợi ích và tác
động xấu của đập Ba Lai với con sông cùng tên.
Có rất nhiều nghiên cứu đã sử dụng kết hợp viễn thám và GIS để phân tích biến
động đường bờ của các vùng ven biển cũng như các con sông lớn và phương pháp này
đã thể hiện được sự ưu việt vượt trội so với các phương pháp khác như: có thể phân tích
một khu vực rộng lớn theo các giai đoạn thời gian hàng chục năm, có tính khách quan
cao, chi phí rẻ hơn các phương pháp khác, không cần tốn quá nhiều nhân lực. Ảnh viễn
thám có nhiều loại như ảnh Spot, Landsat, Modis, Quickbird…mỗi loại đều có ưu điểm
riêng, tuy nhiên khả năng ứng dụng cao nhất đó là ảnh Landsat.
Ảnh Landsat với các ưu điểm nổi trội như: ảnh miễn phí nên không tốn chi phí
cho nguồn dữ liệu đầu vào; nguồn ảnh từ USGS rất phong phú và tin cậy; các ảnh được
chụp liên tục theo chu kỳ; thời gian của các ảnh lên tới hàng chục năm và đã có rất nhiều
nghiên cứu dựa trên loại ảnh này nên ảnh Landsat là một lựa chọn hoàn hảo cho những
nghiên cứu của các cá nhân, tổ chức không có nhiều kinh phí cho hoạt động nghiên cứu.
Tuy nhiên vẫn có hạn chế ở ảnh Landsat là độ phân giải không gian của ảnh khá thấp
chỉ 30 m, tuy nhiên với con sông lớn có chiều rộng hàng trăm mét như sông Ba Lai thì
độ phân giải 30 m vẫn có thể rút trích được đường bờ của sông. Vì vậy ảnh viễn thám
Landsat mà cụ thể là ảnh Landsat 4-5 với bộ cảm TM, Landsat 7 với bộ cảm ETM+ và
Landsat 8 với bộ cảm OLI & TIR sẽ giúp phân tích biến động đường bờ một cách nhanh
chóng, có hiệu quả và độ chính xác, khách quan cao.
Chính vì những lý do trên, việc triển khai đề tài nghiên cứu “Biến động đường
bờ sông Ba Lai trước và sau khi xây dựng cống đập Ba Lai, tỉnh Bến Tre (giai đoạn
1990 – 2016)” là rất cần thiết. Nghiên cứu sẽ xác định những vùng bờ bị xói lở, bồi đắp
một cách nhanh chóng, hiệu quả và thành lập bản đồ biến động đường bờ qua các năm,

từ đó có thể xác định những khu vực đang có nguy cơ bị xói lở, bồi đắp nhằm cảnh báo
và đề xuất biện pháp phòng tránh, khắc phục phù hợp.

2. MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Thành lập bản đồ hiện trạng đường bờ của từng giai đoạn cụ thể và bản đồ biến
động đường bờ sông Ba Lai- An Hóa qua các năm.
3


- Phân tích biến động đường bờ sông Ba Lai trước và sau khi xây dựng cống đập
Ba Lai thông qua phương pháp Viễn thám và GIS.

3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
3.1. Phạm vi không gian
Phạm vi nghiên cứu được giới hạn ở đoạn sông Ba Lai chảy qua các huyện Giồng
Trôm, Ba Tri, Bình Đại dài khoảng 40 km, cách thành phố Bến Tre khoảng 7 km về
phía Đông Bắc và một phần sông An Hóa đoạn từ cầu Phong Nẫm đến sông Mỹ Tho
dài khoảng 5 km.
Tọa độ địa lý: 10o00’ đến 10o18’ Vĩ độ Bắc.
106o25’ đến 106o43’ Kinh độ Đông.

Hình 2. Vị trí khu vực nghiên cứu
3.2. Phạm vi thời gian
Thời gian của đề tài nghiên cứu được giới hạn từ năm 1990 đến năm 2016.
Khoảng thời gian này là 26 năm, gồm hai giai đoạn 12 năm trước khi vận hành đập và
14 năm sau khi vận hành cống đập Ba Lai. Cứ mỗi hai năm sẽ lấy một ảnh viễn thám để
phân tích, xử lý và rút trích đường bờ. Các ảnh viễn thám được sử dụng là ảnh Landsat
4, Landsat 5, Landsat 7 và Landsat 8 được lấy từ trang web của Cục Khảo sát Địa chất
Hoa Kỳ - USGS.

4


3.3. Phạm vi đề tài
Giới hạn của tài nghiên cứu chỉ dừng lại ở việc sử dụng ảnh viễn thám để xác
định biến động đường bờ sông Ba Lai, không đề cập đến những nguyên nhân khác gây
ra biến động đường bờ như nuôi trồng thủy sản, bơm hút cát, phá rừng và các nguyên
nhân khác. Việc xác định đường bờ trên ảnh viễn thám với độ phân giải trung bình (30m)
thì chỉ có thể xác định đường mép nước tức thời tại thời điểm thu nhận thông tin và xem
đó như là đường bờ. Do độ phân giải của ảnh viễn thám chỉ ở mức 30 m nên việc rút
trích đường bờ và phân tích biến động sẽ không thể chính xác tuyệt đối so với thực tế.

4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
4.1. Phương pháp viễn thám
Đây là phương pháp xử lý và phân tích ảnh viễn thám nhằm giải đoán ảnh, xác
định đường bờ dựa trên khả năng tách biệt hoàn toàn của đất, thực vật với nước. Dữ liệu
ảnh được chọn là ảnh Landsat 4, Landsat 5 với bộ cảm TM, ảnh Landsat 7 với bộ cảm
ETM+, Landsat 8 với bộ cảm OLI & TIR của các thời điểm từ 1990 đến 2016.
Dữ liê ̣u ảnh Landsat đều có nguồ n từ U.S. Geological Survey (USGS - Cục Khảo
sát Địa chất Hoa Kỳ), tất cả ảnh này đều miễn phí và có độ phân giải không gian là 30
m (kênh 1,2,3,4,5,7) riêng kênh 6 của Landsat 5 có độ phân giải là 120 m, và của Landsat
7,8 là 60 m. Landsat 7 và Landsat 8 còn có thêm kênh toàn sắc với độ phân giải 15 m.
4.2. Phương pháp hệ thông tin địa lý
Đây là phương pháp dùng để phân tích biến động đường bờ nhờ sự chồng lớp các
bản đồ hiện trạng đường bờ, và tính toán diện tích đất bị mất đi hay bồi tụ qua thời gian.
Kết quả cuối cùng nhằm tạo ra bản đồ hiện trạng đường bờ các thời kỳ tương ứng và
bản đồ biến động đường bờ, sản phẩm cuối cùng cần có độ chính xác cao, phản ánh
đúng hiện trạng đường bờ các thời kỳ.
4.3. Phương pháp thu thập và tham khảo tài liệu
Thu thập những tài liệu có liên quan đến đề tài như các loại bản đồ của vùng

nghiên cứu, các thông tin về kinh tế, xã hội, khí hậu, tình hình sạt lở, bồi tụ của vùng.
Tham khảo những nghiên cứu trước đây có liên quan đến sông Ba Lai và cống đập Ba
Lai để có thể biết được những đặc trưng cơ bản của vùng nghiên cứu. Tham khảo những
tài liệu liệu liên quan đến viễn thám, GIS, và các tài liệu liên quan đến đường bờ để tìm
ra phương pháp thực hiện nghiên cứu một cách phù hợp.
5


4.4. Phương pháp thống kê, xử lý số liệu
Đây là phương pháp phổ biến trong các khóa luận nghiên cứu. Khi tiến hành
nghiên cứu phải tiến hành so sánh, phân tích, xử lý và chọn lọc các số liệu theo mục
nghiên cứu, phù hợp với nội dung đề tài.
4.5. Phương pháp khảo sát thực địa
Khảo sát thực địa để kiểm chứng kết quả của nghiên cứu, chụp hình khu vực sạt
lở, bồi đắp nghiêm trọng để đưa vào báo cáo nhằm tăng độ tin cậy của nghiên cứu.

6


Các bước tiến hành nghiên cứu được trình bày trong Hình 3:
Thu thập thông tin, tài liệu

Ảnh viễn thám các giai đoạn

Phương pháp thu thập
và tham khảo tài liệu

Nắn chỉnh, xử lý ảnh
Bản đồ nền, ảnh vệ
tinh

Phần mềm IDRISI,
ArcGIS, Google Earth…

Ta ̣o ảnh tỉ số
(kênh 5 + kênh 7) / kênh 2

Phương pháp viễn thám

Rút trích đường bờ

Chuyển sang dạng vector và
đưa sang GIS
Hiệu chỉnh đường bờ

Phần mềm Mapinfo,
ArcGIS, Exel…

Ta ̣o bản đồ hiện trạng đường bờ và chồng
lớp để tạo bản đồ biến động đường bờ
Bản đồ diễn biến đường bờ
1: 200.000

Phương pháp hệ
thông tin địa lý
Phương pháp khảo
sát thực địa
Phương pháp thống
kê, xử lý số liệu

Phân tích mức độ bồi tụ, xói

mòn
Hình 3. Sơ đồ các bước tiến hành nghiên cứu

7


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC CÓ LIÊN QUAN
1.1.1. Các nghiên cứu ngoài nước
Một số công trình nghiên cứu ngoài nước như:
Đề tài “Coasline change detection using remote sensing” của nhóm tác giả
Alesheikh A.A., Ghorbanali A., Nouri N., đã sử du ̣ng tư liê ̣u viễn thám để xác đinh
̣ diễn
biế n đường bờ thay đổ i theo thời gian của hồ Urmia, Iran. Nghiên cứu này có nhiều nét
tương đồng với đề tài đang thực hiện. Nghiên cứu cũng đưa ra phương pháp để xác đinh
̣
đường bờ cho ảnh Landsat TM và ETM+ là phương pháp kế t hơ ̣p của kênh ảnh đơn
(kênh 5) với ảnh tỉ số (kênh 2/kênh 4 >1 và kênh 2/ kênh 5 >1) (Alesheikh A.A.,
Ghorbanali A., Nouri N, 2006).
Đề tài “Change detection based on remote sensing information model and its
application on coastal line of yellow river delta” của tác giả XiaoMei Yang, ứng du ̣ng
viễn thám để xác đinh
̣ và theo dõi diễn biế n đường bờ khu vực châu thổ sông Yellow
(XiaoMei Yang, 2009).
“The potential application remote sensing data for coastal study” của Gathot
Winarso, Judijanto and Syarif Budhiman đã sử dụng ảnh Landsat để nghiên cứu biến
động đường bờ vùng quần đảo Riau của Indonesia. Nghiên cứu có thể tổng hợp thông
tin một cách dễ dàng và nhanh chóng bằng cách sử dụng ảnh viễn thám Landsat và bằng
cách sử dụng nhiều ảnh theo thời gian, nghiên cứu đã cho thấy được diễn biến của biến

động đường bờ khu vực này (Gathot Winarso, Judijanto and Syarif Budhiman, 2001).
Đề tài “Monitoring coastline change in the Red river delta using remotely sensed
data” của nhóm tác giả Nguyen Van Thao, Tran Duc Thanh, Yoshiky Saito and Chris
Gouramanis, đã sử dụng dữ liệu viễn thám để giám sát biến động bờ biển châu thổ sông
Hồng từ năm 1998 đến 2008. Nghiên cứu đã sử dụng công cụ GIS để phân tích định
lượng thay đổi đường bờ biển. Nghiên cứu cũng đưa ra công thức tính tốc độ bồi tụ, xói
mòn: R = A / L, với R là tốc độ xói mòn,bồi tụ; A là diện tích xói mòn, bồi tụ và L là
chiều dài khu vực bị xói mòn, bồi tụ (Nguyen Van Thao, Tran Duc Thanh, Yoshiky
Saito and Chris Gouramanis, 2013).

8


1.1.2. Các nghiên cứu trong nước
Có nhiều nghiên cứu trong nước đường bờ và ứng dụng viễn thám để phân tích
đường bờ như:
Đề tài “Nghiên cứu những tác động của hệ thống thủy lợi Bắc Bến Tre đối với
môi trường lưu vực và đề xuất các biện pháp giảm thiểu tác động tiêu cực diễn biến môi
trường trong các vùng nhạy cảm của tỉnh Bến Tre” của PGS.TS Nguyễn Thế Biên đã
xác định được những vấn đề phát sinh của hệ thống thủy lợi Bắc Bến Tre: thoái hóa
vùng đầu nguồn, bồi lắng vùng lòng hồ - sông và vùng cửa sông Ba Lai, xói lở bờ sông
An Hóa và xâm nhập mặn thành phố Bến Tre, biến đổi môi trường các vùng nhạy cảm
ở Bến Tre. Và qua đó cũng đã đề xuất các biện pháp kỹ thuật để giải quyết các vấn đề
cũng như giảm thiểu tác động tiêu cực của hệ thống thủy lợi Bắc Bến Tre đến các vùng
nhạy cảm và đề xuất mô hình canh tác hợp lý. Tuy nhiên nghiên cứu không đưa ra diễn
biến của quá trình xói lở, bồi tụ bờ sông và cửa sông Ba Lai theo thời gian mà chỉ tập
trung vào hiện tại và tương lai (Nguyễn Thế Biên, 2011).
Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám độ phân giải cao các thời kỳ để đánh
giá biến động đường bờ sông Tiền, sông Hậu tại 2 tỉnh An Giang, Đồng Tháp” của K.S
Nguyễn Ngọc Lâm đã ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS để xây dựng bản đồ biến

động đường bờ sông và xác định những vùng sạt lở nghiêm trọng để ưu tiên theo dõi và
bảo vệ. Nghiên cứu đã sử dụng ảnh SPOT độ phân giải cao nên cho kết quả rất chính
xác về biến động đường bờ sông Tiền và sông Hậu, tuy nhiên nghiên cứu chỉ tập trung
ở hai tỉnh An Giang và Đồng Tháp, không nghiên cứu ở khu vực sông Ba Lai của tỉnh
Bến Tre (Nguyễn Ngọc Lâm, 2010).
Đề tài nghiên cứu: “Đánh giá tình hình sạt sở, bồi tụ khu vực ven biển tỉnh Cà
Mau và Bạc Liêu từ 1995 – 2010 sử dụng ảnh viễn thám và công nghệ GIS” của Phan
Kiều Diễm và đồng nghiệp được đăng trên tạp chí khoa học Trường Đại Học Cần Thơ
đã cho thấy quá trình sạt lở và bồi tụ luôn diễn biến phức tạp qua từng thời kì và với sự
giúp đỡ của Viễn Thám và GIS đã giúp cho việc tính toán và theo dõi biến động đường
bờ diễn ra nhanh chóng và hiệu quả. Và đề tài cũng cho thấy tiềm năng to lớn của công
nghệ viễn thám và GIS đối với các vấn đề địa chất môi trường (Phan Kiều Diễm, 2013).
Đề tài “Rút trích đường bờ mực nước từ ảnh Landsat” của tác giả Phạm Thị
Phương Thảo, Hồ Đình Duẩn, Đặng Văn Tỏ đăng trên tạp chí khoa học công nghệ đã

9


trình bày phương pháp rút trích đường mực nước khu vực Phan Thiết trong vòng 40 năm
từ các ảnh vệ tinh năm 1973, 1976, 1990 và 2002. Kết quả thu được tương đối phù hợp
với thông tin đường mực nước từ ảnh. Qua đó cũng đề nghị công thức cải tiến để tiến
hành rút trích đường bờ đối với ảnh Landsat TM và ETM+ là (B5+B7)/B2 thay vì B5/B2
như trước đây (Phạm Thị Phương Thảo, Hồ Đình Duẩn, Đặng Văn Tỏ, 2009).
1.2. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.2.1. Đặc điểm về điều kiện tự nhiên
Vị trí địa lý
Bến Tre là một trong 13 tỉnh đồng bằng sông Cửu Long, có diện tích tự nhiên là
2.315 km2, được hình thành bởi cù lao An Hoá, cù lao Bảo, cù lao Minh, Bến Tre được
hình thành do phù sa của 4 nhánh sông Cửu Long bồi tụ nên (gồm sông Tiền dài 83 km,
sông Ba Lai 59 km, sông Hàm Luông 71 km, sông Cổ Chiên 82 km). Điểm cực bắc của

Bến Tre nằm trên vĩ độ 9o48' Bắc, điểm cực nam nằm trên vĩ độ 10o20' Bắc, điểm cực
đông nằm trên kinh độ 106o48' Đông, điểm cực tây nằm trên kinh độ 105o57' Đông.
Phạm vi nghiên cứu được giới hạn ở đoạn sông Ba Lai chảy qua các huyện Giồng
Trôm, Ba Tri, Bình Đại dài khoảng 40 km, cách thành phố Bến Tre khoảng 7 km về
phía Đông Bắc và một phần sông An Hóa đoạn từ cầu Phong Nẫm đến sông Mỹ Tho
dài khoảng 5 km.
Tọa độ địa lý: 10o00’ đến 10o18’ Vĩ độ Bắc.
106o25’ đến 106o43’ Kinh độ Đông.

10


Hình 1.1. Vị trí khu vực nghiên cứu
Đặc điểm địa hình, địa mạo
Địa hình Bến Tre bằng phẳng, có độ cao trung bình so với mực nước biển từ 1-2
mét, thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam. Tỉnh Bến Tre có hình giẻ quạt, nhánh quạt
nằm ở thượng nguồn, các nhánh sông có hình nan quạt xòe rộng ở phía Đông. Phần đất
cao hơn đi từ Chợ Lách đến Châu Thành, nằm về phía Bắc và Tây Bắc của thị xã Bến
Tre. Đây là khu vực cồn sông cổ bị lũ hằng năm đem phù sa bồi lắp lên (Nguyễn Thế
Biên, 2011).
Đặc điểm địa chất
Bến Tre nằm trong vùng trầm tích Holocen (Q4) có nguồn gốc sông đầm lầy hỗn
hợp, lớp trên là trầm tích, đầm lầy có thành phần sét lẫn bụi màu xám đen chứa nhiều
xác thực vật phân hủy và bán phân hủy. Lớp dưới là trầm tích sông có thành phần sét
pha, ít cát, hạt mịn, màu xám đen, cát có màu nâu vàng trắng, chủ yếu là thạch anh. Bề
dày trầm tích chưa xác định chính xác (Nguyễn Thế Biên, 2011).

11

Đặc điểm khí hậu, khí tượng
Chế độ nhiệt: Bến Tre ít chịu ảnh hưởng của bão lũ, khí hậu khá ôn hòa, mát mẻ
quanh năm, nhiệt độ trung bình hàng năm từ 26oC – 27oC. Nhiệt độ nhất là vào tháng 4
với 29,1oC, thấp nhất vào tháng 12 với 25,2oC (Nguyễn Thế Biên, 2011).
Lượng mưa: tỉnh Bến Tre nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích
đạo, với hai mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến
tháng 4 năm sau. Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1250 đến 1500 mm (Nguyễn Thế
Biên, 2011).
Gió: Trong mùa mưa, từ tháng 5 đến tháng 11, gió hình thành theo hướng Tây và
Tây Nam chiếm 60 ÷ 70%, tốc độ trung bình 2 ÷ 3,9 m/s, tối đa 20 m/s. Trong mùa khô
có gió "Chướng", hướng gió thống trị là Đông và Đông Bắc xảy ra từ tháng 12 đến tháng
4 năm sau. Vào các thời điểm giao mùa xuất hiện gió xoáy làm nước biển dâng cao, tần
suất xuất hiện ngày càng cao và đã gây thiệt hại lớn đối với cây trồng và vật nuôi
(Nguyễn Thế Biên, 2011).
Chế độ ẩm: Độ ẩm trung bình hàng năm ít thay đổi. Thống kê qua nhiều năm cho
thấy độ ẩm trung bình là 80%. Tháng 4 là tháng có độ ẩm thấp nhất trong năm (74,8%),
tháng 8 có độ ẩm lớn nhất trong năm (83%). Nhìn chung không có sự chênh lệch lớn về
độ ẩm, độ ẩm của các tháng mùa khô thấp hơn từ 5 ÷ 10% độ ẩm của các tháng mùa
mưa (Nguyễn Thế Biên, 2011).
Chế độ bốc hơi: Lượng bốc hơi trung bình hàng năm là 1.117 mm, trung bình 3,3
mm/ngày. Tháng 3 có lượng bốc hơi lớn nhất là 133 mm, trung bình là 4 mm/ngày.
Tháng 10 có lượng bốc hơi nhỏ nhất là 72 mm, trung bình là 2,5 mm/ngày (Nguyễn Thế
Biên, 2011).
Đặc điểm thuỷ, hải văn, nguồn nước
Sông Mê Kông khi chảy vào nước ta chia thành hai nhánh lớn là sông Tiền và
sông Hậu. Sông Tiền trước khi đổ ra biển lại tách ra làm bốn nhánh sông như hình nan
quạt, ôm gọn ba dải cù lao của Bến Tre. Đó là các sông Mỹ Tho, Ba Lai, Hàm Luông
và Cổ Chiên. Ngoài ra, Bến Tre còn có mạng lưới sông, rạch, kênh đào chằng chịt nối
liền nhau, tạo thành một mạng lưới giao thông và thủy lợi rất thuận tiện. Đi dọc theo các
sông chính, trung bình cứ cách khoảng 1 đến 2 km là có một con rạch hay kênh. Bến

12


Tre có hàng trăm sông, rạch và kênh, trong đó có trên 60 sông, rạch, kênh rộng từ 50–
100 m.
Khu vực nghiên cứu là sông Ba Lai, con sông chảy theo hướng Tây - Đông qua
vùng Ba Lai có chiều dài 76 km, tuy nhiên lòng sông bị thoái hóa rất nhanh sau khi có
kênh đào Bến Tre - Chẹt Sậy – An Hoá cắt ngang qua. Từ ngã tư sông Ba Lai – sông
An Hóa đến thượng nguồn dài 34 km thì chỉ có 12 km từ sông An Hoá lên phía thượng
lưu cao trình đáy sông từ -4 ÷ -1 m, còn lại khoảng 20 km thì cao trình đáy sông là từ 1 ÷ +1,4 m, chiều rộng lòng sông rất hẹp gần như bị thoái hoá hoàn toàn nên hầu như
ghe thuyền không thể đi lại được (Nguyễn Thế Biên, 2011).Vào mùa kiệt do lượng nước
sông Tiền đổ vào sông Ba Lai nhỏ nên mặn xâm nhập sâu vào phía thượng lưu và vào
các kênh, rạch nội đồng.
Sông Bến Tre – An Hoá - Chẹt Sậy: Là sông đào nối giữa sông Hàm Luông với
sông Mỹ Tho và cắt ngang qua sông Ba Lai theo hướng Bắc Nam thành trục giao thông
thủy Quốc gia, chiều dài sông là 15 km, lòng sông rộng trung bình từ 200 ÷ 300 m, cao
trình đáy sông từ -5.0 ÷ -10.0 m, chỗ sâu nhất hiện tại tới -16.0 m (Nguyễn Thế Biên,
2011).
Bến Tre là tỉnh duy nhất ở ĐBSCL có rất nhiều cửa sông lớn như cửa Đại, cửa
Ba Lai, Hàm Luông, Cổ Chiên. Tuy nhiên cửa Ba Lai hiện nay gần như đã chết, hầu như
không còn dòng chảy. Với hệ thống nhiều cửa như thế kết hợp với địa hình bằng phẳng,
cho nên vào mùa gió chướng đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc xâm nhập mặn vào sâu
trong nội địa của tỉnh, gây ảnh hưởng rất nhiều đến sản xuất và đòi sống của người dân.
Bến Tre có nhiều thuận lợi về giao thông thủy, nguồn thủy sản phong phú, nước
tưới cho cây trồng dồi dào, tuy nhiên điều đó cũng gây trở ngại đáng kể cho giao thông
bộ, cũng như việc cấp nước vào mùa khô, khi thủy triều biển Đông đưa mặn vào sâu
trong kênh rạch nội đồng (Nguyễn Thế Biên, 2011).
1.2.2. Đặc điểm về kinh tế- xã hội
Dân cư

Tỉnh Bến Tre có khoảng 1,255 triệu người với 64,5% dân số trong độ tuổi lao
động. Mật độ dân số trung bình của toàn tỉnh là 532 người/km2,trong đó Thành phố Bến
Tre có mật độ dân số cao nhất là 1.731 người/km2, các huyện Châu Thành: 687
người/km2, Giồng Trôm 537 người/km2, Ba Tri 524 người/km2, Bình Đại 315

13


người/km2. Bến Tre có hai trường Cao đẳng và trên 60 cơ sở dạy nghề. Hàng năm Bến
Tre đào tạo và giới thiệu việc làm cho khoảng 30.000 lao động, tỷ lệ lao động qua đào
tạo chiếm 36%. Bến Tre hiện có 31 trường trung học với 40.000 học sinh, trong đó có
khoảng 12.000 học sinh trung học phổ thông tốt nghiệp hàng năm và khoảng 3.000 học
sinh bước vào các trường Đại học, Cao đẳng ( Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
tỉnh Bến Tre)
Kinh tế
Bến Tre là tỉnh có nhiều lợi thế về nguồn lợi thủy sản, với 65 km chiều dài bờ
biển nên thuận lợi cho việc đánh bắt và nuôi trồng thủy sản, tạo ra nguồn tài nguyên
biển phong phú với các loại tôm, cua, cá, mực, nhuyễn thể…Đây còn là vùng đất phù sa
trù phú, sản sinh ra vựa lúa lớn của đồng bằng sông Cửu Long và nhiều loại nông sản
mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Bến Tre có diện tích trồng dừa lớn nhất cả nước, khoảng 51.560 ha. Cây dừa đã
góp phần to lớn vào sự phát triển kinh tế của tỉnh, có thể nói là cây xóa đói, giảm nghèo,
giải quyết việc làm cho hàng ngàn lao động, giúp nâng cao thu nhập, cải thiện đời sống,
đồng thời góp một phần đáng kể vào ngân sách địa phương.
Toàn tỉnh Bến Tre hiện có trên 2.886 doanh nghiệp và hơn 44.000 hộ kinh doanh
cá thể đăng ký hoạt động trên các lĩnh vực. Bến Tre đã hình thành Khu công nghiệp
Giao Long và Khu công nghiệp An Hiệp và đưa vào hoạt động, thu hút nhiều dự án đầu
tư cả trong và ngoài nước. Hiện Bến Tre đang tập trung phát triển các loại hình du lịch
sinh thái, sông nước. Lĩnh vực sản xuất công nghiệp phát triển khá ổn định, thương mạidu lịch phong phú, đa dạng và ngày càng sôi động, tạo tiền đề cho sự tăng trưởng kinh
tế của địa phương trong thời gian tới. Đặc biệt, cống đập Ba Lai, cầu Rạch Miễu, Cầu

Cổ Chiên hoàn thành và đưa vào sử dụng có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, mở ra tương
lai phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội, đưa Bến Tre nhanh chóng hòa nhập với các tỉnh
đồng bằng sông Cửu Long, tạo đà phát triển các mặt kinh tế- xã hội và bảo đảm an ninh
quốc phòng cho toàn vùng (Sở Công thương Bến Tre).
1.2.3. Tổng quan về cống đập Ba Lai
Công trình cống đập Ba Lai là một trong 9 hạng mục của Dự án ngọt hoá Bắc
Bến Tre, và là một trong những công trình thủy lợi lớn nhất Đồng bằng Sông Cửu Long.
Nhiệm vụ của công trình là ngăn mặn, giữ ngọt, tạo nguồn ngọt, tiêu úng, tiêu chua, rửa

14


phèn, cải tạo đất cho 115.000ha đất tự nhiên, trong đó 88.500ha đất canh tác; Cấp nước
sinh hoạt cho cho dân các huyện Châu Thành, Giồng Trôm, thị xã Bến Tre và kết hợp
phát triển giao thông thủy, bộ và cải tạo môi trường sinh thái vùng dự án.
Công trình được hoàn thành năm 2002, tại đoạn sông Ba Lai thuộc huyện Bình
Đại, Tỉnh Bến Tre với kinh phí gần 67 tỷ đồng.Công trình gồm hai phần chính là Đập
và Cống ngăn mặn.
Đập Ba Lai dài 544 m, chiều rộng mặt đập là 10 m có thể làm đường cho xe di
chuyển, cao trình đập là + 3,5 m. Đập được thi công bằng đất có hàm lượng cát lớn đắp
đất trong nước. Chặn dòng bằng cừ thép, bao tải cát bọc trong vải lọc tạo khối lớn để
chống trôi đất.
Cống Ba Lai gồm 10 cửa, chiều rộng thông nước là 84 m,chiều dài thân cống là
16 m vận hành bằng van tự động 2 chiều, cửa van tự động kiểu chữ nhất bằng thép không
gỉ, cao độ đỉnh cửa : +3,0m, chiều cao là 7,2m. Trên cống có đường giao thông rộng 7m
cho dân cư lưu thông qua lại.

Hình 1.2. Cống đập Ba Lai

15

Sau khi cống đập Ba Lai đi vào hoạt động lòng sông Ba Lai có sự thay đổi mạnh,
theo nghiên cứu của PGS. TS Nguyễn Thế Biên năm 2011:
-

Cao trình đáy lòng sông Ba Lai đã nâng lên 1,5 - 2 m, ước tính khối lượng
bùn cát bồi lắng là 18.375.000 m3.

-

Lượng bùn cát xâm nhập và bồi lắng từ cống đập đến biển là 2.565.873
tấn.

-

Bồi lắng vùng cửa sông Ba Lai hàng năm là khoảng 25 triệu tấn.

-

Cồn bà Ba Đáng rộng khoảng 300 ha đã biến mất.

-

Mố và chân các trụ cầu An Hóa bị xói lở nghiêm trọng, đã phải giảm trọng
tải cầu từ 25 tấn xuống 15 tấn.

1.3. CÁC KHÁI NIỆM
GIS: ( Geographic Information System - Hệ thống thông tin địa lý) là một công
cụ tập hợp những quy trình dựa trên máy tính để lập bản đồ, lưu trữ và thao tác dữ liệu

địa lý, phân tích các sự vật hiện tượng trên Trái Đất, dự đoán tác động và hoạch định
chiến lược (Vũ Xuân Cường và Vũ Minh Tuấn, 2016).
Viễn thám: (Remote sensing) là một khoa học công nghệ giúp thu thập thông tin
về các đối tượng trên bề mặt trái đất mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng. Nguyên
lý cơ bản của viễn thám đó là đặc trưng phản xạ hay bức xạ của các đối tượng tự nhiên
tương ứng với từng giải phổ khác nhau. Kết quả của việc giải đoán các lớp thông tin phụ
thuộc rất nhiều vào sự hiểu biết về mối tương quan giữa đặc trưng phản xạ phổ với bản
chất, trạng thái của các đối tượng tự nhiên. Những thông tin về đặc trưng phản xạ phổ
của các đối tượng tự nhiên sẽ cho phép các nhà chuyên môn chọn các kênh ảnh tối ưu,
chứa nhiều thông tin nhất về đối tượng nghiên cứu, đồng thời đây cũng là cơ sở để phân
tích nghiên cứu các tính chất của đối tượng, tiến tới phân loại chúng.
Landsat: là các vệ tinh thuộc chương trình Quan sát Trái Đất (hay chương trình
Landsat) do Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ quản lý và vận hành. Có 8 vệ tinh trong
chương trình này, và mới nhất hiện nay là Landsat 8. Trong nghiên cứu này sử dụng ảnh
của vệ tinh Landsat 4, Landsat 5, Landsat 7 và Landsat 8.
Đường bờ: Do tıń h chấ t, đă ̣c điể m đường bờ sông tương đố i phức ta ̣p, do vâ ̣y rấ t
khó để đưa ra mô ̣t đinh
̣ nghĩa rõ ràng về đố i tươ ̣ng đường bờ sông. Tùy theo, quy đinh
̣
của mỗi quố c gia và tùy theo mu ̣c đıć h nghiên cứu cũng như nguồ n dữ liê ̣u mà người ta
16


có những tiêu chuẩn riêng để xác đinh
̣ đường bờ. Trong nghiên cứu này có thể hiểu
đường bờ là đường tiếp giáp giữa mặt nước, đất và thực vật.
Biến động: Biến động là sự biến đổi, thay đổi, thay thế trạng thái này bằng một
trạng thái khác liên tục của các sự vật, hiện tượng tồn tại trong môi trường tự nhiên cũng
như môi trường xã hội.
Bồi tụ: là sự di chuyển và lắng xuống của các vật liệu trầm tích tạo ra lòng sông,

suối và các bãi bồi.
Xói lở: là sự rửa trôi trầm tích, đất đá do tác động của dòng chảy. Quá trình xói
lỡ vận chuyển vật liệu phong hóa từ nơi này và lắng đọng ở vị trí khác.

17


CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1.1. Phương pháp viễn thám
Khái niệm: Viễn thám được hiểu là một khoa học và nghệ thuật để thu nhận
thông tin về một đối tượng, một khu vực hoặc một hiện tượng thông qua việc phân tích
tư liệu nhân được bằng các phương tiện. Những phương tiện này không có sự tiếp xúc
trực tiếp với đối tượng, khu vực hoặc với hiện tượng được nghiên cứu. hay hiểu đơn
giản: Viễn thám là thăm dò từ xa về một đối tượng hoặc một hiện tượng mà không có
sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng hoặc hiện tượng đó (Nguyễn Ngọc Thạch, 2005)
Nguyên tắc cơ bản của viễn thám dựa trên sự phản xạ hoặc bức xạ sóng điện từ
của các đối tượng trên bề mặt Trái Đất ( Hình 2.1).

Nguồn: Nguyễn Ngọc Thạch, 2005
Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý thu nhận ảnh viễn thám
Nguồn năng lượng chính thường sử dụng trong viễn thám là bức xạ mặt trời, năng
lượng từ mặt trời đi đến các đối tượng trên Trái Đất sẽ được các đối tượng này phản xạ
hay bức xạ lại khí quyển. Sau đó những phổ phản xạ này sẽ được bộ cảm biến đặt trên
18