Bảo vệ bờ biển chống nước biển dâng

TÔN THẤT VĨNH

BẢO VỆ BỜ BIÊN
CHỐNG NƯỚC BIÊN DÂNG

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
HÀ NỘI - 2011


LỜ I NÓ I Đ Ẩ U
Viọt N;im cỏ trẽn 3600 kĩìi đường hờ biển, nơi vùng đất thấp rất nhạy
can VỚI thiên tai như hão ui ỏ, II ước biển dâng, nhưng cũng là nơi tập trung

dân cư, cơ sớ cònII imliiệp, canu, thành pho lớn như Hái Phòng, Đà Năng,
H( c 'hí Minh.
Đè pliòim chốim imập lụt, dỏ bién dược xây dựng qua nhiều thế kỷ,
hii.il thành một hệ thống dọc theo đường bờ dài 2700 kni và không ngừng
cùniỉ eo nâim cao, kè đá hoặc hê tỏrm ở nơi XIIIIU yếu trực tiếp với sóng gió.
Tuy nhiên, dê hiên Iliưừng bị hư hỏng năng sau cấc cơn bào, chưa đáp ứng

yêu CUII báo vệ dân sinh, kinh tố vìum sau đê và việc phất triển bền vững
kinh lè*đài nước.
Đụn cát ven biến là đê biên tự nhiên, làm nhiệm vụ ngăn mặn giữ ngọt,
háo tôn sinh thúi, Iilìicu nơi ở miền Trung còn là nguồn ciinq cấp nước sạch
thum cho sinh hoại của nhân dàn Nhưng do phất triến mạnh mẽ các cơ sở
du lịch, khai thác quặng titan, caim biến và đường ven biển, dân chật cây cỏ
trôn đụn (lc làm chất dốt đã mài mòn, tàn phá dan cấc dụn cất vốn có từ ngàn
đùi nay đen mức háo đỏnu.
Nliữnsỉ nam tiần đây, hiện lượng xói lừ bờ biển xây ra ở nhiều nưi khõim chi ó' khu vực bờ Hài Hậu (Nam Đ ịnh), Gò Công (Tiền Giang) vốn đã

(liễn la nhiều nám nay - mà iiiMV ư vùnÍZ, bừ biên bồi như Cà Mau cũng đang
bị xói lớ. X ói lở với ctrờng độ mạnh, biến ăn sâu vào đất liền hàng chục mét
111)11*1 các CƯI1 bão có triều và nước dâng cao, đã ảnh hưởng lớn đến đời sống

nhân dàn và tốn kém liền của Nhà nước xây dựng công trình chống xói lở.
Cùnti với xói lớ bờ hiên, hiện tượng bồi lắng vùng cửa sóng và việc quai đê

lân biên, ilũp dập Iigãn sông, phá bỏ rừng ngập mặn ven bờ để nuôi trồng
iluiý sân, khai thác san hô hay đánh bát cá bằng chất nổ, và ngay cả việc
nâng cáp dê biến, xây kè, càng cũ nu làm thay dổi hình thái tlirừng bờ, lăng
khá Iiãiii’ xói nhiều hơn.

Mục đích CIKI cuốn sách này là chuyên tải, cung cấp những kiến thức
múi và kinh imliiộm hiện có trên thế giới và ử mrớc ta về nguyên nhân xói lử

hờ hiên, các biện pháp phòng chống xói lớ, không chi bằng biện pháp cóng
trình (hiện pháp cứng) mà còn có biện pháp phi cồng trình (biện pháp mềm),
cỏnti tác thi COI IU, duy lu bão (lưỡng và quán lý, và khá năn g tổn thương của

hai tloim báim lớn cua dát nước do nước biến dâng nhằm góp phần nâng cao
kiên thức cộ n u dồn tỉ vé phòng chống thiên tai, ứng phó với mrớc biển dâng

3


do biến đổi khí hậu toàn cẩu. Thcm nữa, nhằm năng cao năng lục của cán
bộ, kỹ sư trong lĩnh vực thiết kế, thi công, quản lý ứng phó có hiệu quả trước
tác động của của các yếu tố của thicn nhiên.
Vì lĩnh vực đề cập rất rộng, nhưng trong khuôn khổ một cuốn sách,
không thê trình bày dược hết, trình độ và hiểu biết của tác giá còn hạn chê

nên không thê tránh khỏi những sai sót. Tuy nhiên, tác giả hy vọng cuốn
“Bảo vệ bờ biển chống nirớc biển dâng” này có thể hữu ích đối với các nhà
quản lý và hoạch định chính sách, các nhà nghiên cứu và giảng dạy, kỹ sư,
sinh viên khi xem xét những vấn đề liên hệ đến bờ biển, thiết kế các biện
pháp phòng chống xói lở, phát triển đường ven biên, cầu cảng, thuỷ lợi và
môi trườn".
Nhân xuất bàn cuốn sách này, cũng như cuốn “Thiết kế công trình báo
vệ bờ, đê” đã xuất bản năm 2003, xin chân thành cảm ơn Crystian
w. Pilarczyk, nhà khoa học, tác giả của nhiều cuốn sách về công trình thuý
đã trao đổi các thông tin liên quan.

Tác Ị>iá

4


Chưưng I

XÓI LỞ BỜ BIỂN - NGUYÊN NHÂN

1.1.

KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO ĐƯỜNG BỜ BIỂN

VIỆT NAM
Phục vụ cho việc nghiên cứu xói lở đường bờ liên quan đến phòng
chỏng thiên tai và nước biển dâng, đường bờ biển có thể phân chia theo các
dạng sau:
- Dạng đường bờ đá dốc đứng (cliff). Trong đó có thê chia ra hai loại:
+ Bờ đá dốc đứng có bãi biển phía trước.

+ Bờ đá dốc đứng không có bãi biển phía trước.
- Dạng đường bờ đá thấp. Trong đó chia hai loại:
+ Đường bờ đá thấp có bãi phía trước.
+ Đường bờ đá thấp không có bãi phía trước.
- Dạng đường bờ biển có đụn cát và bãi cát.
- Dạng đường bờ bãi thấp.

- Dạng đường bờ biển vũng, vịnh, cửa sông và có đảo cát chắn.
- Dạng đường bờ vũng, vịnh, cửa sông và không có đảo cát chắn.
- Dạng đường biển có thực vật ngập mặn.
- Dạng đường bờ biển ám tiêu san hô.
Đường bờ đá dốc đứng là đường bờ được cấu tạo bởi các loại đá cứng
(đá biến chất, đá mac ma, và đá trầm tích gắn kết trước Đệ tứ) có vách đứng
nằm sát bờ biển.
Đường bờ đá dốc đứng có bãi biển là những đường bờ cliff mà khi
triều kiệt tạo nên bãi biển, thường là bãi cát cũng có nơi là bãi bùn - cát hoặc
sét bùn.
5


Đường bờ đá đốc đứng không có bãi bicn là những đường bờ biển cliíì
khi triều kiệt không xuất hiện bãi biên.
Đường hờ đá thấp là dạng đường bờ dược cấu tạo bằng các loại đá
cứng (đá biến chất, đá mac ma, đá trầm tích gắn kết trước Đệ tứ) có độ cao
thấp và không có vách dựng đứng, là những khối đá thấp nằm sát bờ biến.
Đường bờ thấp có bãi biên là những khối đá thấp mà khi triều kiệt tạo
nên bãi biển.
Đường bờ đá thấp không có bãi biển là những khối đá thấp mà khi
triều kiệt tạo nên bãi biển.
Đường bờ đá thấp không có bãi biển là khôi núi đá thấp mà triều kiệt

không tạo nên bãi biển.
Đường bờ đụn cát và bãi cát là những đường bờ cấu tạo bời các đụn
cát, cồn cát, hoặc bãi cát. Chúng có độ cao tương đối 20 - 30m đối với đụn
cát, cồn cát, tiếp theo chúng về phía biên là những bãi cát thoái. Khi triều
cường, mực nước có thê đạt tới thân cồn cát còn khi triều kiệt thì bãi cát phát
triển rộng về phía biển.
Đường bờ bãi thấp là những đường bờ biển được cấu tạo bởi các bãi
cát có độ cao thấp. Khi triều cường, biển có thể lấn sáu vào trong đất liền và
khi triều kiệt biển rút ra rất xa. Chúng có thổ là bãi cát, có khi là bãi bùn sct.
Dạng đường bờ vũng vịnh là những đường bờ ven vũng vịnh có cứa
thông ra với biển cả.
Đường bờ có đảo cát chắn là những đường bờ biển phát triển ớ những
nơi hoặc dòng ven bờ, hoặc vùng cửa sông, hoặc vùng do sóng gió. bão tạo
nên các đảo cát chắn ờ phía biển vào đường bờ.
Dạng đường bờ phát triển thực vật ngập mặn là những đường bờ thấp
cấu tạo bởi sét bùn, thích hợp cho việc phát triển thực vật ngập mặn.
Đường bờ rạn san hô là những đường bờ được cấu tạo bởi san hô sống
hoặc chết.
Dạng đường bờ biển ám tiêu san hô thực thụ gặp ở quần đảo Trường
Sa, một vài nơi ờ Nam Trung Bộ, là đường bờ đá có san hô bám, hoặc có
diện phân bố nhỏ.
Với phân chia dạng dường bờ biển trên, cá nước có dường bờ biển dài
3670.8 km. Trong đó:

6


Bờ biên thấp và bãi biến:

1245 km

Bờ biên thấp bị xói lở:

372 km

Bờ đụn cát, bãi cát:

560 km

Bờ đụn cát và bãi cát bị xói lở:
Bờ vũng vịnh, cửa sông bị chắn bới cồn cát thấp:

228.5 km
122.8 km

Bờ vũng vịnh:

284 km

Bờ đá thấp có bãi biên:

62.5 km

Bờ đá thấp không có bãi biển:

89.5 km

Bờ có đá dốc đứng có bãi biển:

139 km

Bờ có đá dốc đứng không có bãi biển:

567.15 km

Như vậy, bờ biên Việt Nam có bãi hoặc không có bãi chiếm đa phần
là thấp, có cấu tạo cát tập trung ven biến đồng bằng sòng Hồng, sông Cửu
Long và các đụn cát ven biển các tính miền Trung là rất đỗ bị xói lờ.
1.2. XÓI LỞ BỜ BIỂN, ĐỤN CÁT - NGUYÊN NHÂN
1.2.1. Bờ hicn
Vật liệu ở bờ biến có nguồn gốc từ trong đất liền cách xa đường bờ
được sông suối mang ra tích tụ, có khi do cát từ nơi nước sâu chuyển vào bờ.
Đất cát bờ biên có kích thước rất khác nhau, từ cát mịn đến sỏi cuội, sản
phám của núi lửa, sinh vật chết (mảnh vỡ san hô), hiếm hơn có bùn, sét.
Kích thước hạt cát, phân bố, độ chặt, loại thềm vùng gần bờ và xa bờ, cồn
cát ngầm xa bờ mang những đặc tính của các bãi bờ khác nhau. Những đặc
điểm hình thái bao gồm vũng vịnh, lạch, bờ có doi cát chắn. Đụn cát hình
ihành do gió thổi qua bờ, bãi, thềm mang theo cát vào trong, dần dần hình
thành những “con đê” ’ cát, được giữ lại do cỏ, cây bụi và cây. Đụn cát là
nguồn dự trữ cho bờ bãi biển và có tác dụng như đê biển ngăn sóng và ngập
lụt cho vùng phía sau.
Một hờ hicn phải điều chính liên (ục đối với các mức nước và năng
lượng sóng. Bờ biển, trong nhiều trường hợp là vật hy sinh cho việc tạo nên
các bãi cát ngầm nơi xa bờ. Thcm bờ được tạo thành do sóng, đến một cao
độ cao nhất ngang với chiều cao của những con sóng trung bình như dải cát
bảo vệ, và giá trị của nó giảm khi cát bị lôi ra xa bờ.

7

1.2.2. Một sò ví dụ về xói 1« hờ hiên
Hái Hậu là nơi có hiện tượng xói lớ mạnh nhất ở Việt Nain với dường
bờ biển dài khoảng 30 km theo hướng đông - đỏng nam, trong đó có 75% bờ
bị xói lở. Bờ bị xói lớ trong 100 năm nay, là nơi biển làn vào đất liền sâu
nhất ở nước ta (khoảng 10 km). Tuy vậy, bờ có độ dốc khá thoái 1: 40 nơi bờ
xói, và 1: 200 ớ nơi khác. Cấu tạo địa chất mặt, là một lớp cát hạt mịn nơi bờ
xói ít và thô hơn ớ bờ bị xói mạnh.
Biến đổi đường bờ biên khu vực Hái Hậu xem ở hình 1.1

Hình 1.1: Biến đổi đường bờ biển khu vực Hải Hậu
Từ hình trên cho thây sự biến đổi đường bờ không đều. Vùng gần cửa
sông Hồng, sông Ninh Cơ và sông Đáy, phù sa sông bồi tích lấn dần ra phía
biến. Kết quả đường bờ hướng ra phía biển từ 2.5 - 6.5 km trong thời gian 78
nám. Nhung tại Hải Hậu, đường bờ phát triển theo hướng ngược lại. Cùng
trong thời gian trên, một dải đất dài khoảng 16 km, rộng 2.5 km bị mất do
biển lấn với trung bình 29 m/năm. Hình 1.1 cũng cho thấy xói lớ bờ biển này
đã xẩy ra 100 năm nay và có chiều hướng chậm lại từ sau nãm 1966. Điểu
này chứng tỏ, dường như việc đắp đập sông Ngô Đồng năm 1955 có thể
không phải là lý do chính gây xói bờ biển Hải Hậu do mất nguồn cung cấp
phù sa mà có thể có môi liên quan việc bổi khu vực cửa sông Hồng, sông
Đáy và biến đổi hình thái đường bờ, kê cả việc quai đè lấn biến làm thay đổi
chế độ dòng chảy ven bờ xảy ra mạnh mẽ hơn khi triều cao gặp gió mùa
Đông - Bắc, hoặc nước dâng trong bão.
Những nơi xói lớ khác có cường độ vài mét đến vài chục mét mỗi nãm
và có xu hướng gia tảng trong thập niên lại đày. Tại khu du lịch thành phô
Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận cũng xảy ra xói lớ nhiều năm nay, khoáng 10
m/năm. Tại trạm đo Vũng Tàu, sô liệu đo mực nước cho thấy tăng cao dần
trong vòng 50 năm lại đâv nên một số người cho là nguvên nhân chính gày
8

ngập lụt thành phô Hồ Chí Minh và gây xói lở bờ biển cho một số vùng lân
cận.

Trong 13 năm gần đây, hiện tượng xâm thực biến tại Lộc An, tỉnh Bà
Rịa - Vũng Tàu đã làm biến mất toàn bộ giồng cát có chiều cao trên 10 m,
rộng 50 m và xói lở bờ biển phía nam Lộc An.
Sạt lở bờ biển Đông và làm xói lở hư hỏng đê biên Tây ở Cà Mau diễn
biến trên tuyến bờ biển Đỏng dài 150 km. Trong đó, cửa Gành Hào và Hô
Gùi bị sạt lở nặng nhất.
Tại Hà Lan, hiện tượng xói lở bờ biển được ghi nhận năm 1995 cho
thấy xói lở bờ biển mạnh nhất dọc theo đường bờ Bác Hà Lan của Biển Bắc
đến Sluíter, Texel. Dọc theo bờ biển Nam Hà Lan và các miền đảo Zeeland
có một sô nơi bồi, nhung những nơi bờ trực diện với biển cũng bị xói mạnh.
Ví dụ về tác động của con người gây xói lở ở đồng bằng sông
Mississppi, Mỹ. Bình thường châu thổ được bồi đắp do phù sa sòng. Sau khi
hệ thống đè đập ở đây được đắp đã dẫn đến xói lở châu thổ khu vực
Louisiana, là nơi xói lở bờ biển mạnh nhất ở nước Mỹ. Từ 1900, có khoảng
4900 km2 vùng đất thấp ở Louisiana bị xói lở tốc độ 100 krrr/nãm. Tốc độ
90 krrr/năm từnãm 1978 - 1990.
Có đến 75.500 đập ngăn sông cao hơn 6 feet ở Mỹ, riêng Texas có
1971 cái. Các đập đã giữ lại nguồn bùn cát làm mất cân bằng cung cấp bờ
biên nên gây xói.
Nhiều công trình bảo vệ bờ biển chống xói mòn lại chính là tác nhân
gây nên xói trong thời gian dài cho đường bờ. Nhất là các đê chắn sóng, kè
mỏ hàn đã giữ lại một phần cát vận chuyển dọc theo bờ, và gây xói lở cho bờ
phụ cận. Tường kè biển xây dựng đê chống xói bờ, lại làm cho xói mạnh hon
khu vực bờ phía trước công trình do dòng chảy sóng phản xạ rối động mang
theo đất cát ra xa tường kè.
Thực tế quan sát hàng năm làm việc của hệ thống đê kè biển ở miền

Bắc nước ta dối với các tuyến đê trực tiếp chịu tác động của sóng đã được
nâng cấp bằng hình thức kè lát mái tấm bê tông, chân kè bảo vệ bằng ống
huy bê tỏng đổ đá rời bên trong, cũng cho thấy hiện tượng xói sâu chân kè
và bờ truớc đè sâu đến 0.2 - 0.8 m so với trước khi đc được nâng cấp.
Ví dụ về xói lớ bờ biển do bão: tại xã Hải Dương (tỉnh Thừa Thiên
Huế), cơn bão sô 8 năm 2009 gây xói lở bờ trên phạm vi 800 m, ãn sâu vào
đất liền 6 - 8 m đe doạ trực tiếp đến 150 hộ dân trong khu vực. Đoạn bờ từ
Thuận An đến Hoà Duân, biển lấn thcm 5 m vào đất liền, dài trên 500 m.
9


A n h ỉ.I: Một (loạn bờ biển bị xói là trong bão. (Nguồn báo Tuổi n é).
1.2.3. Đụn cát
Đụn cát ớ những vùng bờ biển có nguồn cát hạt nhó dổi dào, khi thuỷ
triều rút, bị mặt trời sấy nóng, thường xuyên gặp gió mạnh từ phía ngoài
biển thổi hướng vào bờ tạo thành nhữna cồn cát.
Ban đầu là những sóng cát gần mép nước song song với đường hờ. rối
phát triển dần về độ lớn (chiều cao và chiểu rộng) nhờ nhũng vật cản hiện
diện trên bờ bãi như xác táo biên, mảnh vụn gỗ tàu thuyền, vật thải khác trôi
dạt vv... Những sóng cát này có thể bị tiêu huv vì các con sóng hoặc mức
nước thuỷ triều biến đổi. Tuv nhiên, ớ trạng thái bình thường duv trì trong
một thời gian dài, sự xuất hiện trở lại các sóng cát, và có thè đạt đến kích
thước lớn hơn, ít chịu trực tiếp tác động của sóng, nước thuỷ triều. Nhờ vậy,
những loài thực vật dầu tiên xuất hiện trên bề mặt cồn cát sơ khai nhờ gió,
chim, động vật khác mang đến. Loại thực vật này thường là thân thảo, bò lan
trên mặt cát, có sức sống dẻo dai, chịu dược mặn, chịu gió, chịu cát vùi. Do
đó cát bav được tích tụ lại nhanh hơn nhờ lá, thân câv cản giữ cát lại, theo
thời eian cồn cát có thê cao đến 4 - 5 m.
Thám cỏ, cây leo có điều kiện thích hợp phát triển. Thân, lá già cỏi
rụng trên bc mặt tạo thành mùn làm tăng độ phì nhiêu của đất, giữ độ ấm

nhờ nguồn nước mưa giúp cây cỏ phát triển tốt hơn, và tăng khá năng tích tụ
cát tốt hơn. Một sỏ loài động vật gặm nhâm, bò sát vv... xuất hiện nhừ có
nguồn thức ăn dổi dào và độ ám thích hợp. Cồn cát đạt độ cao đến 6 - 10 m.
Khi độ che phú bề mặt cùa cồn cát đạt đến 80 - 100% diện tích, độ
mùn tăng lên, độ ám tăng, độ mặn siám thích hợp cho các loại cây cỏ khác
10


sinh trướng như rêu, địa V và một sô loại cây hụi cồn cát trở thành những
đụn cát cao đến 10 m, rộng đến 100 m ké từ mcp nước hừ biên. Nước xuất
hiện ở cát sâu, có nguồn gốc từ nước mưa do cỏ câv. cồn cát giữ lại thích
nghi cho một sô loài cây có hộ rễ cắm sâu sinh trướng như cây phi lao ớ một
sỏ vùng bắc miền Trung.
Những lớp đất điển hình xuất hiện trên bc mặt đụn cát rộng hàng trãm
mét, đổng hành với xuất hiện một sỏ loài cây thân gỗ, cây bụi. là vùng canh
tác cư dân ven biển trồng các loại cây màu, cây ăn quả, lấy gỗ.
Trên bề mặt các dãy đun cát lớn có khi hình thành bàu nước, chất
lượng nước tuỳ thuộc từng vùng, như ở Bàu Tró, Quáng Binh là nguồn cung
cấp nước ăn chủ yếu cho thành phố Đồng Hới trước đây.
1.2.4. Một sô ví dụ về xói mòn đụn cát
Theo thông kê trên bản đồ của FAO và UNESCO, Việt Nam có
khoang 462 nghìn ha cát ven biển, 87800 ha trong sô này là các đụn cát, đồi
cát lớn di động.
Khu vực đụn cát, đồi cát di động tại các tinh ven biển miền Trung, tập
trung ớ 10 tỉnh từ Quảng Bình đến Bình Thuận với diện tích khoảng 419
nghìn ha. Đặc hiệt, ớ các tinh duyên hải Nam Trung Bộ như Ninh Thuận,
Bình Thuận, thời tiết đặc biệt khỏ nóng vào mùa khô, lượng mưa trung bình
hàng năm ớ một sô nơi chí đạt khoảng 700 mm, quá trình sa mạc hoá do cát
di dộng rất nghicm trọng.
Vùng Mũi Né có đến 50 khu du lịch và nhiều nơi khác ở tỉnh Phan

Thiết cũng như các tinh miền Trung khác cũng có tình hình tương tự. Mỗi
khu rộng vài hecta, trong đó ngoài các khôi nhà còn có bê bơi. hồ chứa nước,
khuôn viên, cây xanh, thảm cỏ. Việc xây dựng những công trình đó đã biêu
hiện hậu quá làm tổn hại đến môi trường sinh thái như sạt trượt, xói mòn cồn
cát. Cày cỏ trên cồn cát và nơi lân cận có chức năng giữ cát, chông xói mòn
bị chài đế tạo mặt bằng xây dựng hoặc tạo khoảng trống cho tầm nhìn.
Ngoài các hoạt động du lịch, làm sân gỏn, làm đường giao thông, khai
thác cát. sa khoáng như tilan, bơm hút quá mức nước ngầm và nhũng hoạt
động nòng nghiệp như nuôi tôm trên cát. chăn thả gia súc và người đi lại quá
nhiều không theo một lôi cô định, đã phá vỡ cấu trúc và làm mất ổn định
đụn cát.
Với những vùng cát hạt thô hơn. thêm những hoạt động của con người
như nói trên, đụn cát trở nén mênh mông không cây cỏ. (xem ảnh 1.2)
11


1.2.5. Nguyên nhân xói lở bờ biển, đụn cát
Có hai nguyên nhân gày xói lở, không kê đến tác động trực tiếp của
con người: lực tác động và vận chuyên cát.
1.2.5.1. Xét về lực tác động
Một đường bờ biên giới giữa đất và nước có thể có một quá trình biến
đổi tự nhiên theo thời gian. Đường bờ đó có thể tiến về phía biển (bồi) hoặc
lùi về phía đất liền (xói). Tiến trình này xuất hiện ở bất kỳ bờ biển nào. Tốc
độ của sạ biến đổi tuỳ thuộc vào cấu tạo và mức lộ diện của nó trước những
lực gây xói.
Xói lở đường bờ, xét về lực tác động, có 2 nguyên do căn bản là những
lực tự nhiên tác động dọc theo đường bờ và những tác động của con người.

9

Anh 1.2 (nguồn Tài nguyên - Môi trường)
Những Ịưc tư_nhịên gậy xói gồm :
Gió (trực giao chiếm ưu thế, hoặc tạo nên hướng sóng xiên
với đường bờ biển).
Sóng và thành phần dọc theo đường bờ của nàng lượng sóng.
Mực nước biến đổi, bao gồm thuỷ triều, nước dâng do gió bão
và sự tăng cao dần của mức nước biển.
Sự biến đổi lượng bùn cát cung cấp.
Chuyển động nước ngầm và nước mặt.
Hoạt động kiến tạo.
Tác động của bảng.

12


Trong đó, lực tự nhicn sóng, gió, biến đổi mực nước là những tác động
vưưt trội hơn cả.
QâVxói bỏi tác dông gián tiếp của con người theo_ những, cách sauj
Làm gián đoạn dòng chảy ven bờ (tức là sự vận động của cát
do tác động của sóng và dòng chảy dọc theo bờ biển).
Làm lệch các hình thức dòng chảy ven bờ.
Khai thác đất cát ở bờ biển.
Sự biến đổi chê độ sóng qua việc làm lệch hướng và nhiễu
động xung quanh các cấu trúc, công trình xây dụng.
* Phản tích tác dộng của gió, sóng, dòng chảy ... gây xói
Sóng
Sóng có nhiều loại, mỗi loại có tác động khác nhau đối với bờ khi sóng
vỡ. Sóng thần hiếm khi xẩy ra, có sức tàn phá rất lớn. Tuy nhiên, trong sách
này không xét đến sóng thần với việc xói lở bờ.
Sóng do gió

Sóng do gió có thể trực tiếp gây xói, hoặc do năng lượng được giữ lại
tạo nên các dạng dòng chảy gần bờ và các hình thức vận chuyên cát. Lượng
năng lượng tồn giữ phụ thuộc vào thời gian gió bão sản sinh ra sóng và phạm
vi đà gió. Để cụ thể hơn, ta xem xét các yếu tô' ảnh hưởng đến năng lượng
sóng. Công thức về năng lượng sóng (E):
E = ip g H 2

( 1.1)

Trong đó:
E: nãng lượng sóng;
p: mật độ nước;
g: gia tốc trọng trường;
H: chiểu cao sóng.
Nếu Cn là tốc độ tổ hợp của các con sóng, trong đó n là tốc độ truyền
năng lượng, một hàm số của độ sâu nirớc (n = 1/2 với nước sâu và n = 1 ở
nước nông) thì:
p = EC,n

(1.2)
13


Hoặc

P = ( > g H 2)C„

(1.3)

p là năng lương trên đơn vị chiều dài đỉnh bờ biến khi sóng vỡ nơi

sóng tiến tới gần hờ.
Với li là độ sâu nước và c là tốc độ, sẽ có:

c = (gh)l/2

(1.4)

c =((g(h+H)),/2

(1.5)

Khi sóng tiến gần bờ, do địa hình đáy bờ, hoặc đắng sâu nên có
khuynh hướng đường đỉnh sóng và đường bờ làm thành một góc, nên:
p = (ECn)cosoc = constant

( i .6)

Vị trí của vùng sóng vỡ trên một vùng bờ cho trước, có thế xác định
theo công thức gần đúng sau:
Y = H h/hh s 0.75 _ 1.2

(1.7)

Trong đó, y là tỷ sô giữa độ cao vỡ (Hh) và chiều sâu nước (hb) biết
được do mối quan hệ của chiều cao sóng nước sâu (H„) và chu kỳ (T):
Hb = O.39gl/5(TH02)2/S

(1.8)

Trị sô trên có thể hiệu chỉnh do ảnh hướng khúc xạ sóng. Do đó, tính
chất sóng vỡ là hàm sô của độ dốc ban đầu biểu thị bằng tỷ sỏ H/L, độ dốc
bờ biển và kích thước của sóng.
Sóng do bão
Sóng trong bão tiến vào những bờ tương đỏi dốc có hướng thay đổi
nhiều, hầu như sóng liên tục tác động đến bãi bờ từng giây, hậu quả là một
khối lượng nước liên tục tràn ngập trên mặt bờ làm bão hoà, xói lở mặt lôi
cát ra phía ngoài. Theo tính toán, các cơn bão hàng năm đã đưa ra ngoài biển
một khối lượng lớn cát lấy từ bờ. Chỉ trong 1 năm, trung hình cũng lấy đi
4200-21000 m Vkm.
Một com bão trong thời gian không dài có thể làm lở một đoạn lớn bờ,
vì ứng với mực nước trung bình, dòng chảy đáy của nước tăng lên cháy ra
phía biển làm tăng khả năng hiện tượng cát chảy. Một cồn cát ngầm ớ phía
ngoài xa được hình thành do dòng tái sinh chứa cát có mật độ lớn hơn mức
bình thường chảy đáy ra hướng ngoài, cùng sự thúc đẩy hoạt động gió gần
bờ tạo nên một dòng chảy mặt hướng vào phía bờ.
14


Cát hổi ở bãi cát ngầm tồn tại cho đến khi đạt đốn độ cao dú đê làm vỡ
các con sóng đến. Khôi lượng cát phu thuộc chiều sâu xa bờ nơi dược bồi
lấp. Việc hình thành các bãi cát ngầm này có thê làm tăng khả năng xói lở
bờ: dòng nước chảv vòng từ hờ ra hãi cát ngầm rồi trớ lại hờ theo dòng mặt
đi vào trong, còn dòng chày đáy đi ra phía ngoài. Vật liệu cát ở trạng thái lơ
lửng, còn bãi cát ngầm rắn chắc hơn. Một cách thức như thế trong bão sẽ
làm hờ bị xói lở.
Hậu quả một cơn bão lớn, hoặc một sỏ cơn trung bình, bờ bãi có thc bị
phá sập hoàn toàn cho phép các con sóng tiếp theo gây xói đụn cát. thậm chí
cả đất đai phía trong đồng.
Sóng đứng

Sóng đứng cũng giống sóng trong bão gây xói lở mạnh. Độ dốc bãi
xác định mức độ phản xạ sóng, và vật liệu càng thò thì mặt bãi sẽ dốc hơn;
sự phản xạ sóng càng mạnh, sóng càng mạnh thì làm cát cuộn lên và lơ lửng
nhiều hơn. Phản xạ sóng ớ tường kè (do con người làm) và nơi có đá dốc
đứng (do thiên nhiên) tạo nên những chuỗi sóng xiên góc sẽ tạo ra xói lớ
mãnh liệt bãi, hờ hiên đối diện và khu vực gần đó.
Việc tháo tiêu nước mưa bão từ lưu vực ra biển, đường cao dọc theo bờ
đã ngàn cản dòng chảy trong mưa bão. Tích tụ nước bị ngăn cản bởi một
tường đứng cũng tạo ra sóng đứng làm tăng tốc độ xói lớ.
Sóng nhô
Sóng nhô là sóng dưa cát đến bờ, phú bề mặt bãi nơi sổng vỗ, nước
thấm xuống mặt nước ngầm qua cát làm tốc độ giảm nên cát lơ lửng lắng
đọng lại.
Bờ được bồi tiếp khi vật liệu cát xa bờ mà sóng mang đến còn tiếp tục.
Cát bồi cũng được đầm nén chặt hơn. Khi sóng nhỏ không còn cung cấp vật
liệu, mặt cắt ngang bãi bờ trớ nên giữ nguyên (ừ thềm ra đến xa bờ, chúng
đầm chặt bãi bờ bàng lừng đợt sóng nện lên bề mặt.
Sóng nhô đưa cát trở lại bờ bằng việc gọt đầu các bãi cát ngầm. Trong
khi bờ được hàn gắn, những dòng chảy ra xa hờ ví như inột dòng ven do
dòng chảy dọc bờ tạo nên ở phía khác, thì nước tập trung những nơi trũng đổ
ra biến gây xói.
Cường độ xói là một hàm số với độ dốc của mặt cắt ngang nhô. Thời
gian sóng nhô càng dài thì vật liệu ngoài xa được đưa vào bãi càng lớn và
cũng chờ đợi suy thoái của hờ bãi càng nhiều trong mùa bão tới.
15


Có thể nói, bờ biên hoạt động giống như một “ngân hàng” đổ “nuôi”
các bãi cát ngầm, do đó công trình như nhà, đường giao thông w ... cần xây
dựng xa cách với đường bờ.

Khi sóng đến gặp một chướng ngại sẽ phản ứng theo nhiều cách khác
nhau, với hai trạng thái đặc biệt là: tiêu tán hoàn toàn (bờ bãi cạn bằng
pháng chứa đầy cát) và phản xạ mạnh (bãi bờ dốc, chứa ít cát).
Sóng gờ
Bờ phản xạ gồm hai loại bờ nhô ra và đều đặn (có cả hai chu kỳ sóng
đến) với sóng gờ.
Bãi bờ cạn kết hợp những vùng sóng vỡ rộng tiêu hao rối động
Một thông số về sóng là:
Nếu ab: phạm vi sóng vỡ;
co: tần suất sóng đến, với chu kỳ co = 2n/T\
g: gia tốc trọng trường;
P: gradient bãi hay vùng sóng đổ (hay độ đốc);
e: thông số sóng vỗ;
Ta có

e= ah(ứ7gtairp

(1.9)

Phản xạ hoàn toàn xuất hiện với e < 1, nhưng kéo dài e <2 -2.5.
Sóng tiêu tán năng lượng khi e > 2.5, và khi e > 20 thì sóng vỡ.
Khi e > 3 - 300 thì một mặt cắt bão có thê xuất hiện, các cồn cát ngầm
cũng hình thành, và trạng thái tiêu tán xẩy ra.
Hiện tượng xói, bồi bờ bãi phụ thuộc chính vào độ dốc, chiều cao
sóng, và vai trò không kém quan trọng là tình trạng bãi bờ ngay trước lúc đó.
Có thê xẩy ra xói bờ do điều kiện sóng đặc biệt, nhưng lại bồi tụ cho bờ bãi
nơi lân cận. Lý thuyết thì một bờ phản xạ đầy đủ là điều kiện tối ưu cho bồi
tụ, rồi tiếp đến bị xói, vì bờ thiếu hụt cát được giữ lại và vì sự phản xạ có thể
dẫn đến phát triển những con sóng gờ mà những con sóng này thúc đẩy việc
sóng leo làm bờ tràn ngập nước, xói lở, chia cắt thềm bãi.

16


Năng lượng lớn nhất sóng trong bão tại điểm vỡ và nhỏ nhất tại đường
bờ. lìão thường dẫn đến xói lở mạnh mẽ. Sóng gờ là một loại của sóng trong bão.
Không giông sóng đến, bị giới hạn bới vỡ tại vùng sóng đổ, còn sóng
gờ có thể phát triên trong thời gian bão và có thê chiếm ưu thế cả vùng rộng.
Việc xem xét về hình thái đường bờ sau một cơn bão thường xét đến sự sản
sinh ra sóng gờ này. Vì vậy, có thể dẫn đến các kết luận về xói lở trong bão
là do chính loại sóng gờ này.
Các ảnh hưởng của thuỷ triều
Thuỷ triều và nước dàng do bão làm gia tăng mực nước biển, có thể
làm ngập lụt vùng đất thấp bên trong và sóng trực tiếp tác động vùng ngập
lụt. Thông thường, công trình đê kc biển được xây dựng đê ngăn chặn hiện
tượĩiii đó.
Dòng ven bờ
Các dòng ven hờ được hình thành do sự vỡ của sóng. Các con sóng tấn
công hờ có thể vuông góc hoặc làm với đường bờ một góc lớn hay nhỏ. Phần
cuối của phổ các góc là những con sóng song song với bờ, và dòng chảy nổi
trội gần bờ chảy vòng ra hướng biển, có och > 5° - 10", là một thành phần của
dòng chảy không ngừng dọc theo đường bờ.
Những dòng chảy ra phía biên tập trung xói mang nước, cát ra xa qua
vùng sóng vỡ, đặc biệt khi sóng cao vượt lên bờ.
Một sô công trình nhu tường biển làm dòng chảy tập trung thành rãnh
lớn trên mặt bãi, hay có thể do tác động qua lại của sóng.
Nói chung, dòng ven bờ mang vật liệu cát ra xa bờ, thậm chí ngoài
vùng sóng vỡ, và tạo ra những vũng với tiến trình và phạm vi khác nhau. Khi
dòng tháy này cắt qua thềm bãi, xói lở mạnh xảy ra sau đó. Dòng chảy dọc
bừ liên tục mang theo vật liệu ra ngoài khá xa. Trị số của dòng ven biến đổi
rất rộng từ điều kiện trong bão đến điều kiện bình thường. Bất kỳ một công

trình nào xây dựng tại vị trí đường đi của nó sẽ được bồi một phía, nhimg bị
xói ỏ phía khác bên dưới.
Ta có, công thức về dòng chảy v4n
Q, = 6.8 pc


Trong đó: Pc = (ECn)hsinocbcosocb

(1.10)

Qs: khối lượng đơn vị m Vngày;
Pc: thành phần dọc bờ của năng lượng sóng, w /m , được
định bằng một độ cao (Hn^);
ocb: góc của dòng chảy đối với bờ.
Có thể xác định khối lượng cát bị chặn lại do những công trình cứng
bằng đào hút cát nơi được bồi do che khuất tiếp giáp với bờ, và đánh giá biến
đổi của dòng ven dọc bờ.
Biến đổi mực nước
Mực nước biển biến đổi do thuỷ triều và nước dâng khi bão. Tuy
nhiên, ở đây đề cập đến cả vấn để nước biển dâng cao do thay đổi khí hậu
toàn cầu, đe doạ nghiêm trọng cho vùng ven biển. Hiện tượng nước biển
dâng không phải bây giờ mới có mà đã xuất hiện hơn 20000 năm trước, nước
dâng cao đến 100 m rồi rút dần xuống. Có thể truyền thuyết “Sơn Tinh Thuỷ Tinh” ra đời bắt nguồn từ sự kiện đó. Sự nóng lên của toàn cầu, theo
nhiều nhà khoa học, làm nước biển tãng 40 - 60 cm vào năm 2050 và thậm
chí đến 1 m vào cuối thế kỷ này, làm nhiều vùng đất thấp trên thê giới bị
chìm ngập.
1.2.5.2. Nguyên nhân - xét về vận chuyển cát
Theo Jan van de Graaff và Maarten j. Koster xói được chia thành 2
trường hợp: xói trong điều kiện bình thường và xói trong bão.
Xói trong điều kiên bình thường (xói cấu trúc):

Xói điểu kiện bình thường diễn biến trong thời gian dài của một đoạn
bờ mà khối lượng cát trong đoạn bờ đó giảm dần. Tại hình 1.2 biểu thị một
đoan bờ khống chế trong một diện tích ABA B để xem xét. Mặt cắt ngang
AA và BB tuỳ ý. Đường AB biểu thị phía bên trong bờ biển (phía trong AB
dao động khối lượng cát không xuất hiện). Đuờng A B được xem xa bờ và
không có vận chuyển cát đến vuông góc với nó.

18


s y «0

Hình 1.2: Tiến trình đường bờ biển.
Với dạng đường bờ biển xem xét trình bày như hình vẽ trên, hình 1.3a
và 1.3b dưới đây sẽ biểu thị mặt cắt ngang khả năng phát triển đường bờ
theo thời gian. Cả hai mật cắt cho thấy tiến trình phát triển dần dần (xói nơi
gần đường mực nước và khu vực bên trên).

Hình I.3a và 1.3b: Mặt cắt ngang biến đổi theo thời gian.
19


Tại hình 1.3a, đường bờ ở thời điểm t, biến đổi theo phương ngang
hướng vào trong đến thời điểm t| + ôt, biểu thị bằng đưừng nét gạch. Dạng
đường bờ vẫn không thay đổi, chiều sâu ít thay đổi, vì điều kiện biên (chế độ
sóng, triều và dòng chảy) không có biến đổi nhiều. Có thê thấy dạng đường
bờ không thay đổi theo thời gian, do đó được gọi “dạng cân bằng động”.
Tại hình 1.3b, xói tiếp tục tại khu vực mặt nước, nhưng đường bờ bị
xói ở phần trên đi sâu vào bờ hơn, đồng thời phần dưới được bồi. Dạng
đường bờ bị biến đổi, gọi là “dạng nông”. Một dạng đường bờ nông liên tục

có hệ thống, chừng nào các điểu kiện biên biến đổi có tính hệ thông. Ví dụ
do biến đổi tỷ lệ lớn có tính toàn cầu về điều kiện biên, hoặc do tác động qua
lại của những bãi ngầm mới hình thành nơi nước sâu phía ngoài, hay sự mài
mòn của chính những bãi cát ngầm đó.
Trở lại diện tích khống chế ABB A của hình 1.2. Nếu đường A B chọn
xa đường bờ biển thì vận chuyển cát thực đến vuông góc với A B có chỉ số
bằng 0. Một sự mất đi khối lượng cát ở ABB A không phải tự động, cũng
như sự xuất hiện xói đường bờ biển. Thường diện tích ABB A bao gồin một
phần (diện tích CDA B trong hình 1.2), nơi cát bị mất không ảnh hưởng tức
khắc đến vị trí đường bờ. Vận chuyển cát vuông góc với đường CD sẽ khác
0. Trái lại, đường A B thường liên quan đến mức nước sâu hơn, còn đường
CD thì cạn hơn.
Sự thụt lùi đường bờ biển thường được biểu thị bầng m/năm. Theo nãm
tháng, đường bờ bị lùi cùng khối lượng cát V trong một vùng khống chế, và
tính chất của một đường bờ có thể tìm thấy từ kiến thức về vân đề vận
chuyển cát.
Với hình 1.2 và 1.3a, 1.3ỒCÓ thể biểu thị:
dy
1 d s
ỉT
=
7
dt
f ( ~dxr - + s v)

O -1’ )

Trong đó:
y : vị trí đường bờ/đường mép nước;
t : thời gian;

f : hệ số;
s x: tổng lượng cát vận chuyển theo hướng X (vận chuyển dọc theo
đường bờ);
X: tọa độ x;
20


s : lượng cát vận chuyển trên một đơn vị chiều rộng qua đường CD.
Trường hợp dạng bờ xói song song đường bờ (hình 1.1 a), thì hệ số f sẽ là:
( 1. 12)

f = hd + htI)
Trong đó:

hd: chiểu cao đụn cát hoặc đất bờ phía trên mực nước (xem hình 1.3a);
hnỳ độ sâu của đường cong CD bên dưới đường mực nước (xem hình 1.3a).
Tại công thức (1.11), có thể thấy là gradient ở sx, độ lớn của sy và độ
lớn của f xác định tốc độ lùi của đường bờ. Nhờ đó, nếu chúng ta biết được tính
chất đường bờ (độ lớn dịch chuyên lùi) thì có thể biết độ lớn các thông số.
Giữa f và sy có mối quan hộ tồn tại, nếu tính chất của mặt cắt ngang
đường bờ biến biểu thị như ở hình 1.2. Nếu vị trí đường CD chọn gần hơn
với bờ (cùng với một đường cong chiều sâu), thì độ lớn của f tãng lên, trong
khi sy lại giảm. Hệ số f phụ thuộc vào điều kiện thực tế, nhưng thường nằm
trong phạm vi 1 5 -2 0 m (tức là 10 - 5 m phía trên mực nước, và 5 - 10 m ở
dưới mực nước). Khi (dy/dt) trong công thức (1.11) là 1 m/nãm, thì (ds/dt +
s) là bằng 15 m/nm. Nếu sy rất nhỏ và có thể bỏ qua, chỉ gradient vận chuyển
cát dọc đường bờ là quan trọng. Nhiều trường hợp trong nghiên cứu về xói
mòn đường bờ biển, sy thường bỏ qua và đơn giản chỉ xem xét đến gradient
vận chuyến cát dọc bờ.
Hình 1.4 là hai ví dụ về vấn đề xói mòn kinh điển, tại đó gradient vận

chuyển cát dọc bờ đóng vai trò quan trọng.
ị Hướng sóng

Mỏ h à n

Hình 1.4: Xói lở bờ biển kinh điển.
Gradient vận chuyên cát dọc bờ là lý do vấn để xói lở bờ biển. Vận
chuyển cát dọc bờ và cũng là gradient thê hiện trên bề mặt bãi (chính là khu
21


vực sóng đổ). Tại khu vực đó, tổn thất cát xuất hiện. (Xem vùng B ớ hình
1.5). Tổn thất cát tại vùng A (bãi hay bờ biển) và vùng c (phần sâu hơn của
mặt cắt ngang bờ bãi) là phần tổn thất gián tiếp. Trong điều kiện bình
thường, vùng A không bị ảnh hưởng sóng và khồng xẩy ra tiến trình vận
chuyển cát tại đó. Chỉ trong thời gian có bão, bờ bãi bị tác động mạnh của
sóng thì vận chuyển cát mới xuất hiện. (Tức từ khu vực A đến khu vực B).
Trong khi ở những phần bờ ổn định, tổn thất cát ở bờ lại được bù đắp trong
điều kiện bình thường. Vận chuyển cát theo phương ngang (từ A đến B và từ
c đến B) là chỉ do ảnh hưởng phân phối lại. Việc vận chuyển cát như thế,
không phải là lý do cơ bản của việc bờ biển bị xói lùi vào phía trong bờ.

Hình ỉ.5: Tổn thất cát do xói cấu trúc.
Với trợ giúp của công thức (1.11), tính chất của một đường bờ biển có
thể tính toán, và nếu chúng ta muốn giải quyết vấn đề xói lở cấu trúc thì
hoàn toàn có thể tính bằng tay theo công thức (1.12). Khắc phục xói có thê
sử dụng biện pháp cải thiện, bổ sung vật liệu cho bãi w ...
Xói do bão lớn (nước dâng trong bão}
Một dạng mặt cắt ngang bờ biển không đồng nhất theo thời gian (trạng
thái cân bằng động) và hình dạng đó phụ thuộc vào điều kiện biên (chủ yêu

là chế độ sóng). Trong một cơn bão lớn có kèm theo nước biển dâng cao,
đương nhiên dạng mặt cắt như trên không hoàn toàn cô' định theo những điều
kiện biên (mực nưóc biển cao và độ cao của sóng lớn). Vận chuyển ngang
của cát sẽ xuất hiện nhằm đạt đến một dạng đường bờ phù hợp hom với điều
kiện biên hiện hữu (trong bão). Có thể nói, cát xói lở bờ, bãi hay một đụn cát
biển và được đem đến bồi tụ cho bờ lân cận. Mặt cắt ngang bãi sẽ thoải hơn
(hình 1.6). Sự xói lở và mất cát trong trường hợp này hoàn toàn khác với xói
lở trong trường hợp điều kiện bình thường (xói cấu trúc). Nói chung, tổng
lượng cát bị xói trong một mặt cắt ngang là không thay đổi mà chỉ phân phôi
lại.
22


Đặc biệt, việc xói lở bờ biển hoặc đụn cát ven biển trong bão có nước
dâng là rất nhanh, ncn đáng quan tâm. Tuy nhiên, rất khó trong công tác dự
báo, vì liệu thời gian tới, năm tới có xảy ra bão hay không? Cũng không có
kha nãng để dự báo mức độ xói lở trong một cơn bão trong thời gian tới. Với
phương pháp thông kê tần suất, có thể vẽ như ở hình 1.7 theo điều kiện của
Hà Lan, có thể dùng tham khảo. Trong hình này, đụn cát bị lùi được biểu thị
trên trục đứng (tính bằng m) ià một hàm số của tần suất tương ứng theo năm
được biếu thị trên trục nằm ngang.

Hình 1.6: Tiến trình xói đụn cát.

Tán su át nám

Hình 1.7: Độ lùi là hàm số với thời gian.
1.2.6. Phương pháp tính xói đụn cát
1.2.6.1. Giới thiệu
Như trên đã giới thiệu, xói lớ bờ biển theo vận chuyển cát, có thể phân

thành 2 loại:


Xói dài hạn hay xói cấu trúc;
Xói ngắn hạn do bão.
Sau đây chỉ xin giới thiệu về phương pháp tính xói ngắn hạn do hão
lớn để tham khảo. Có thể tính toán này sẽ trả lời một số câu hỏi đặt ra nhiều
hơn so với trường hợp xói dài hạn, như là:
- Người ta quan tâm nhiều về nhà cửa cư dân nơi gần bờ biển, đụn cát
ven bờ, liệu có bị sập đổ ra biến trong lúc có bão và nước dâng?
- Một con đê mới đắp, hoặc vùng bãi mới được cải thiện với một bé
rộng tính đủ bảo đảm cho mục đích ổn định liệu bị tiêu tan?
- Một số nước như Hà Lan, và một số nơi ở miền Trung nước ta. đụn
cát có tác dụng như con đê để ngân nước biển tràn ngập vùng dất thấp phía
trong, câu hỏi chính là đụn cát có đủ khả năng chống ngập lụt được không?
Để trả lời những câu hỏi đó, có thế dùng nhiều phương pháp khác nhau
như từ hoàn toàn lý thuyết đến mô hình toán. Tuy nhiên, phương pháp đơn
giản hơn được áp dụng nhiều là dựa trên tính toán tần suất. Hình 1.8 trình
bày về tính mặt cắt xói đến xc theo toạ độ X với tần suất xuất hiện quy định
vượt trội.

Hình 1.8: Sơ đồ tính mặt cắt xói theo tần suất quy định.
Câu hỏi đặt ra là: cho một vị trí Xg trên toạ độ X, tần suất là bao nhiêu
để điểm xói xe theo mặt cắt ngang được xác định là lớn hơn X theo phương
phía đồng? :
Pr (xe > xg) = ?

24

(1.13)

Trong tính toán tán suất, thông thường người ta xác định một hàm sô
thực z. Hàm số đó sẽ cổ / < 0 biêu thị phá hoại hệ thống. Trong trường hợp
như vậy, hàm số thực phải thoá mãn yêu cẩu là:
z=

(1.14)

là một trị số xác định đối với toa độ X. Tuy nhiên, xc phụ thuộc
những thông sô gây nên mặt cắt xói. Do đó, vấn đề là tính Pr (z < 0), trong
dỗ /. là một hàm sô của các thông sô liên quan.
X.

Các thông số chính ảnh hưởng đến hình dạng mặt cắt ngang xói sau
một cơn bão là:
- Mực nước hiên (bao gồm nước dâng do bão).
- Chiều cao sóng trong bão.
- Thời gian bão.
- Đường kính hạt cát.
Giả sử. hình dạng mặt cắt xói có thê tính được cho một thông số cho
trước của các thông sô nói trên. Mặt cắt xói phải bị biến đổi trong nội tại mặt
cắt dó so với trước khi có bão và rằng xói cân hằng với bồi tụ.
Có thế thấy, hình dạng của mặt cắt ngang trước khi có bão ảnh hưởng
v ị tri c ủ a X tr ê n t o ạ đ ộ X.

1.2.6.2. Dạng mặt cắt xói có th ể xây ra
Công thức thông dụng dùng tính xói mật cắt ngang bờ biển là:
Y = aX"b. Trong đó, a và b phụ thuộc vào các thòng sô liên quan. Trong các
nghiên cứu gần đâv về mặt cắt xói trong bão dựa trên mô hình tại Delít

Hydraulics ở Hà Lan, trường hợp chân đụn cát hướng phía biển (x = 0 và y =
0), vuông góc với đường bờ, mặt cắt phát triển dạng parabol theo công thức
sau:
(7.6/H,)y = 0.4714 { (7.6/H,)12K(w/0.0268)",fix + 18}os - 2

(1.15)

Trong đó:
Hs: chiều cao sóng chuán ớ mực nước sâu;
W: vận tốc rơi của cát ờ đụn cát xuống nước biển;
X: khoảng cách đến chân đụn mới;
Y: độ sâu ớ dưới mực nước (bao gồm nước dâng).
25