Dự thảo tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học môi trường: Ảnh hưởng của một số quá trình địa chất môi trường đến môi trường đất khu vực cửa sông Mã, Thanh Hóa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------

LƢU ĐỨC DŨNG

ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH
ĐỊA CHẤT MÔI TRƢỜNG ĐẾN MÔI TRƢỜNG ĐẤT
KHU VỰC CỬA SÔNG MÃ, THANH HĨA

Chun ngành: Mơi trường đất và nước
Mã số: 62440303

DỰ THẢO TĨM TẮT ḶN ÁN TIẾN SĨ
KHOA HỌC MƠI TRƯỜNG

HÀ NỘI, 2017


Cơng trình được hồn thành tại:
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Nguyễn Đình Hịe
2. PGS.TS. Trương Mạnh Tiến

Phản biện:
Phản biện:
Phản biện:

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận án Tiến sĩ

cấp Đại học Quốc gia, họp tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
vào hồi ........., ngày .... tháng .....năm .........

Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Quốc gia Việt Nam;
- Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội.


MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Vùng cửa sơng (VCS) Mã nằm trọn trong tỉnh Thanh Hóa, có diện tích
rộng khoảng 700 km2. Đây là khu vực cửa sông tương đối đặc biệt, với cấu
trúc địa chất phức tạp và lịch sử biến động lâu dài. Các quá trình địa chất
nội sinh, ngoại sinh và nhân sinh đã và đang tác động khá mạnh mẽ đến
biến động sử dụng đất trong khu vực, ảnh hưởng tới một lượng lớn cư dân.
Chỉ quan sát biểu hiện đơn lẻ biến động môi trường địa chất (MTĐC) khó
để hiểu đầy đủ những thay đổi sử dụng đất khu vực.
Trên thực tế, biến động trong kỷ Đệ tứ, đặc biệt từ đầu Công nguyên đến
nay đã tác động mạnh mẽ tới sử dụng đất VCS Mã. Hiện nay, phần lãnh thổ
phía bắc sơng Lạch Trường khi khơng cịn được bổ sung phù sa đã dẫn tới
bờ biển bị xói lở, đất bị nhiễm mặn, khiến cư dân phải dần dần chuyển dịch
sản xuất nông nghiệp từ trồng lúa sang nuôi trồng thuỷ sản. Trong khi đó,
phần phía Nam sơng Lạch Trường lại tiếp nhận phần lớn phù sa, theo thời
gian đang trong quá trình tiếp tục bồi đắp về phía biển. Khi được quy hoạch
trở thành trung tâm kinh tế, chính trị lớn nhất của tỉnh Thanh Hóa trong
tương lai, VCS Mã đối mặt với những rủi ro và thách thức về thay đổi địa
hình, biến đổi về địa chất cơng trình, khó khăn về cấp thoát nước, phát huy
giá trị của cảnh quan thiên nhiên, đất đơ thị và văn hóa. Nhìn chung, các
đặc điểm MTĐC gắn với sử dụng đất, và các nguy cơ liên quan tới xâm
nhập mặn, biến đổi địa hình địa mạo, nước biển dâng do biến đổi khí hậu

của VCS Mã chưa được hiểu một cách đầy đủ.
Các q trình địa chất mơi trường (ĐCMT) vừa tồn tại riêng rẽ, vừa có
mối quan hệ nhân quả và tương tác nhau theo thời gian và không gian. Cho
tới nay, dù đã có nhiều cơng trình nghiên cứu trong và ngoài nước về
MTĐC tại VCS Mã, chúng đa phần chỉ tập trung vào một vài đặc điểm địa
chất nhất định, hoặc chỉ đánh giá khía cạnh nào đó của sử dụng đất; trong
khi mối quan hệ giữa các đặc điểm MĐCT VCS Mã với sử dụng đất chưa
được làm rõ. Từ đó dẫn tới yêu cầu cấp thiết về một nghiên cứu nhằm đánh
giá một cách đầy đủ hơn ảnh hưởng của các quá trình ĐCMT tới sử dụng
đất VCS Mã, Thanh Hóa.
1


Mục tiêu nghiên cứu
Luận án có mục đích nhằm xác lập mối liên hệ giữa một số quá trình
ĐCMT với những biến động về sử dụng đất VCS Mã, từ đó phân tích rủi
ro, thách thức gắn với quy hoạch, phát triển. Các mục tiêu luận án như sau:
i. Đánh giá những đặc điểm MTĐC chính và nổi bật của VCS Mã từ các
nguồn tư liệu khoa học, lịch sử, bản đồ và khảo sát mới. Từ đó, phân tích và
lý giải sự hình thành đồng bằng sơng Mã gắn với biến động sử dụng đất.
ii. Đánh giá một số nguy cơ tác động tới đặc điểm sử dụng đất hiện tại
và trong tương lai từ phân tích các dữ liệu vệ tinh, quan trắc và mơ hình
hóa. Trên cơ sở đó, thảo luận phương hướng sử dụng hợp lý đất VCS Mã
nói chung và quy hoạch thành phố Thanh Hóa nói riêng.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học: Thứ nhất, luận án đã giúp tái hiện một bức tranh về
cấu trúc MTĐC phức tạp trong tác động tới biến động sử dụng đất VCS
Mã. Thứ hai, luận án đã chỉ ra VCS Mã đang đối diện nhiều nguy cơ về sử
dụng đất gắn với ĐCMT, đặc biệt là: biến đổi đường bờ, xâm nhập mặn,
nước biển dâng do biến đổi khí hậu, sử dụng hợp lý tài nguyên đất và nước.

Ý nghĩa thực tiễn: Những kết quả thu được là cơ sở khoa học giúp cho
các nhà quy hoạch hoạch định được các phương án tổ chức lãnh thổ, triển
khai các dự án khả thi trong tương lai, từ đó xây dựng các phương án phịng
tránh, giảm thiểu thiệt hại theo định hướng phát triển bền vững VCS Mã.
Những đóng góp mới
1. Qua phân tích một số dữ liệu về kiến tạo hiện đại, trầm tích, địa hình
địa mạo kết hợp với tư liệu lịch sử, luận án đã củng cố thêm nhận định:
VCS Mã có đặc điểm và cấu trúc MTĐC phức tạp. Các yếu tố nội sinh gắn
với đứt gãy và chuyển động khối tảng giữ vai trò chủ đạo, tạo nên đặc trưng
của VCS hình thành do đứt gãy.
2. Qua tư liệu ĐCMT kết hợp với lịch sử về biến động địa hình, thay đổi
dòng chảy, cùng sự phát triển và hoạt động sống của dân cư hai bên lưu vực
sông Mã, luận án đã cho thấy: khơng chỉ có cấu trúc phức tạp, VCS Mã đã
có những biến động mạnh mẽ về sử dụng đất dưới tác động của các quá
trình ĐCMT trong tiến trình lịch sử. Cụ thể, luận án đã chỉ ra rằng: vai trị
chi lưu chính của sơng Mã đã chuyển từ cửa Lạch Trường sang cửa Lạch
2


Trào, và quá trình biến đổi xảy ra cùng với sự hợp lưu của sông Chu với
sông Mã đi liền với mất nước hồn tồn trên sơng Âu. Vùng đất phía Bắc
cửa Lạch Trường đã mất vai trị tiếp nhận chủ yếu nước và phù sa sông Mã
để chuyển sang cho vùng đất phía Nam cửa Lạch Trường, khiến vùng này
trở nên bị xói lở và nhiễm mặn. Q trình chuyển đổi vai trị đó bắt đầu từ
đầu thế kỷ 13, kết thúc vào đầu thế kỷ 18.
3. Qua các phân tích sử dụng quan trắc hiện đại kết hợp với mơ hình số
trị, luận án đã chỉ ra: VCS Mã đang chịu rất nhiều rủi ro gắn với các tai biến
ĐCMT. Cụ thể, luận án đã mô tả quá trình biến động đường bờ của VCS
Mã trong giai đoạn 1989 đến 2015 nhờ ảnh vệ tinh. Luận án cũng phân tích
quy mơ ảnh hưởng của hiện tượng xâm nhập mặn lên các lưu vực dọc sông

Mã trong giai đoạn 1990 đến 2012 nhờ các quan trắc độ mặn. Từ kết quả
mơ hình hải dương-khí hậu, luận án đã thử tính tốn quy mơ và tác động
của nguy cơ ngập lụt do nước biển dâng giai đoạn từ 2010 đến 2099 theo
các kịch bản biến đổi khí hậu.
4. Qua việc phân tích đặc điểm MTĐC VCS Mã và quy hoạch phát triển
thành phố Thanh Hóa 2025 và tầm nhìn 2035, luận án đã chỉ ra các thách
thức về địa hình, cảnh quan và môi trường trong sử dụng đất VCS Mã dưới
góc độ ĐCMT; đồng thời thảo luận phương hướng sử dụng hợp lý.
CHƢƠNG 1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN-XÃ HỘI VÀ TỔNG QUAN
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÙNG CỬA SƠNG MÃ
1.1. Khái quát đặc điểm tự nhiên-xã hội VCS Mã
1.1.1. Đặc điểm tự nhiên
VCS Mã có địa hình đa dạng và khơng đồng nhất, từ đồi núi thấp ở phía
tây bắc đến đồng bằng có phù sa cổ xen lẫn phù sa mới bồi đắp kéo dài đến
các bãi bồi và cồn cát ven biển hiện nay. Địa hình khu vực thấp dần từ Bắc
xuống Nam và từ Tây sang Đông. Khu vực ven biển tương đối bằng phẳng
với độ cao trung bình từ 3-6 mét; xen lẫn các vùng trũng khó thốt nước.
Chế độ nhiệt của VCS Mã mang đặc điểm chung của khí hậu nhiệt đới
của tỉnh Thanh Hóa: nhiệt độ trung bình cao và biên độ nhiệt trong một
ngày lớn. Nơi đây chịu ảnh hưởng của hai loại gió chính là gió mùa đơng
bắc và gió phơn tây nam. Lượng mưa khu vực tương đối cao, nhưng biến
3


động phức tạp không theo chu kỳ cả về không gian và thời gian. Hệ thống
thủy văn chịu ảnh hưởng trực tiếp của chế độ dịng chảy sơng Mã và dòng
triều từ các cửa biển. Độ mặn ảnh hưởng lớn do nước biển xâm nhập theo
đường bờ biển tương đối dài và qua ba cửa sông. Nguồn nước mặt ở khu
vực VCS Mã dồi dào, với lưu lượng đổ ra biển 16,1 tỷ m3. Hệ thống thủy
văn sông Mã phát triển đi liền với các hệ thống sông nhánh, bao gồm cả hệ

thống sông đào và kênh tưới tiêu nhân tạo hình thành từ thời nhà Tiền Lê.
1.1.2. Đặc điểm xã hội
VCS Mã là khu vực đông dân của tỉnh Thanh Hóa. Các huyện thuộc
VCS Mã tỉnh Thanh Hóa có tổng diện tích tự nhiên chỉ chiếm 6% diện tích
tồn tỉnh; nhưng là nơi cư trú của xấp xỉ 30% dân số toàn tỉnh. Mật độ dân
cư rất cao, trong khoảng 1.099 - 3.242 người/km2, trung bình đạt 1.804
người/km2. Dân cư phân bố ở ven biển và cửa sông, thuận lợi với các hoạt
động: canh tác nông nghiệp và đánh bắt, nuôi trồng thủy sản, du lịch, dịch
vụ cảng và công nghiệp. Riêng nuôi trồng thủy sản, sản lượng VCS Mã
chiếm trên 3/5 của cả tỉnh. Giá trị sản xuất công nghiệp đạt chừng 76 ngàn
tỷ đồng năm 2015 và liên tục tăng.
Tựu chung lại, có thể thấy VCS Mã là một khu vực tập trung đông dân
cư, nơi diễn ra nhiều kinh tế sơi động. Trong khi đó, điều kiện tự nhiên
VCS Mã tương đối phức tạp, và có tác động rõ rệt đến sự phát triển kinh tếxã hội khu vực. Ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên tới môi trường đất và
nước VCS Mã là một chủ đề nghiên cứu tương đối khó khăn, địi hỏi một
cách tiếp cận đa chiều, tổng hợp.
1.2. Tổng quan các cơng trình nghiên cứu về ĐCMT gắn với sử dụng
đất VCS Mã
1.2.1. Khái quát nghiên cứu về ảnh hưởng của các quá trình ĐCMT tới
sử dụng đất
Là một lĩnh vực liên ngành, giao thoa giữa các khoa học trái đất, môi
trường và tự nhiên khác, ĐCMT từ lâu đã là một đối tượng nghiên cứu rất
được quan tâm ở Việt Nam. Trong giai đoạn trước năm 1975, các nghiên
cứu tại Việt Nam chủ yếu tập trung vào cấu trúc địa chất phục vụ cho mục
đích khai thác khống sản, được thực hiện bởi các nhà địa chất người Pháp.
Giai đoạn 1975-1990, ĐCMT và địa chất tai biến đã dần thu hút được sự
4


quan tâm và trở thành đối tượng nghiên cứu của một số dự án, chương trình

và đề tài cấp Nhà nước như 16 đề tài thuộc “Chương trình biển Thuận Hải Minh Hải", 11 đề tài thuộc “Chương trình biển 48-06 (1981-1985)", 15 đề
tài thuộc “Chương trình biển 48B (1986- 1990)". Tuy vậy, các nghiên cứu
về ĐCMT trong thời gian này cịn khá ít, phần lớn là các tài liệu đơn lẻ,
nghiên cứu một số khía cạnh riêng về MTĐC biển. Từ năm 1990 đến nay,
các nghiên cứu về ĐCMT phong phú cả về số lượng lẫn chủ đề, một trong
những hướng trọng tâm là phân tích đặc điểm MTĐC vùng nước nông ven
bờ, chất lượng, tiềm năng, mức ô nhiễm nước, trầm tích cũng như các giải
pháp quản lý sử dụng đới duyên hải trên cơ sở ĐCMT.
Lĩnh vực ĐCMT gắn với sử dụng đất đã được các học giả trong và ngoài
nước nghiên cứu từ khá lâu. Trên thế giới, nhiều cơng trình đã được thực
hiện để nghiên cứu, ứng dụng ĐCMT phục vụ sử dụng hợp lý tài nguyên và
phát triển bền vững. Liên quan đến sử dụng đất, các nghiên cứu bắt đầu
được phát triển mạnh từ sau những năm 1990; trong đó có thể các nghiên
cứu của: Tan và Komoo (1990) cho Kuala Lumpur, Malaysia; Dai và cộng
sự (1994) về Tongchuan, tỉnh Shaanxi, Trung Quốc; UNESCO (1998) tại
Bandung, Indonesia; Cục Khảo sát Địa chất Anh cho các thành phố:
Manchester, Swansea, Glasgow; hay Davies (2016) về các thành phố Cairo,
Lagos, Kinshasa ở Châu Phi.
Tại Việt Nam, các nghiên cứu trong nước về ĐCMT gắn với sử dụng đất
quan tâm nhiều hơn cả đến địa chất đô thị. Có thể kể đến các cơng trình
nghiên cứu về Đà Nẵng - Hội An, Hạ Long (tỉnh Quảng Ninh), Huế, Đơng
Hà (tỉnh Quảng Trị), Đồng Hới (tỉnh Quảng Bình) (Vương Hồ Bính, 1994,
1995, 1997; Nguyễn Đình Uy, 1995). Các nghiên cứu này và một số nghiên
cứu khác ra đời sau tập trung khảo sát đặc điểm địa chất gắn với đô thị (địa
tầng, địa mạo, địa động lực, địa chất thủy văn, địa chất cơng trình, địa vật
lý, địa hóa), từ đó cung cấp cho nhà quản lý các tài liệu cơ bản phục vụ cho
công tác lập quy hoạch khơng gian, phát triển hạ tầng, cấp thốt nước, xây
dựng, quản lý đơ thị.
Nhìn chung, các nghiên cứu về ĐCMT gắn với sử dụng đất trong và
ngoài nước thường dừng lại ở việc đánh giá một số khía cạnh riêng của sử

dụng đất. Ảnh hưởng của tổng hợp các quá trình ĐCMT tới sử dụng đất
chưa được quan tâm nghiên cứu đúng mức và đầy đủ.
5


1.2.2. Tổng quan nghiên cứu về ĐCMT tại VCS Mã
Các nghiên cứu ban đầu về VCS Mã trong thời gian này đa phần được
thực hiện bởi một số nhà địa chất và địa lý người Pháp. Tuy nhiên, chúng
chỉ mô tả định tính về sự hình thành dải đồng bằng duyên hải Bắc Trung
Bộ, được xây dựng phục vụ cho việc cai trị của người Pháp; chưa có nhiều
thơng tin, dữ liệu chính xác về địa chất và mơi trường.
Trên các tạp chí quốc tế, Nguyễn Hồng Phương (1991) đã chỉ ra VCS
Mã là một trong những khu vực có nguy cơ xảy ra động đất cao nhất cả
nước, với cường độ M=7.0 trong chu kỳ 123 năm, nhưng nguyên nhân vẫn
chưa được giải thích cặn kẽ. Cùng năm đó, Trần Nghi và cộng sự đã cho
thấy VCS Mã trước kia đã bị nước biển dâng ngập. Findlay và Trịnh (1997)
và Findlay (1997) đã lập luận rằng, đứt gãy sông Mã là một phần của các
một hệ thống đứt gãy khu vực có phương tây bắc, theo đó phức nếp lồi
Sông Mã không phải là một phần của đới hút chìm thuộc pha tạo núi
Indosini mà là sản phầm của quá trình hậu va chạm sau Kreta. Trung và
cộng sự (2006) đã đi sâu phân tích thành tạo ophiolit Hịn Vắng trong vùng
đứt gãy sơng Mã, từ đó kết luận thành tạo ophiolit Sông Mã là phần tàn dư
của vỏ đại dương Paleotethys nằm giữa hai địa khối Đông Dương và Nam
Trung Hoa, sau đó tiếp tuc được Lai và cộng sự (2014) xác nhận. Lepvirier
và cộng sự (2008) sau đó chỉ ra q trình va chạm này bắt nguồn từ sự dịch
chuyển hội tụ liên tục theo hướng tây nam của mảng Đông Dương, với ranh
giới tại đới khâu Sông Mã và đới khâu Po Ko.
Các nghiên cứu về sau về định tuổi U/Pb and Sm/Nd đá ophiolit lấy từ
đới khâu Sông Mã của Nguyễn Văn Vượng và cộng sự (2013), về đới
ophiolit nói chung của Faure và cộng sự (2013), về phức hệ granite Điện

Biên Phủ của Roger và cộng sự (2013), về ophiolit thu được từ dãy núi
Aoshailan của Lai và cộng sự (2014), về đai uốn nếp Trường Sơn của Shi
và cộng sự (2015) đã cung cấp thêm những bằng chứng mới về tuổi thành
tạo của vỏ đại dương Sông Mã trong Paleozoi muộn vả ảnh hương trong tạo
núi Indossini, qua đó nhấn mạnh tầm quan trọng của đới khâu sơng Mã với
vai trị là ranh giới giữa hai địa mảng Nam Trung Hoa và Đông Dương.
Tựu chung lại, có thể thấy các cơng bố quốc tế đều nhận định sông Mã là
nơi tiềm ẩn những đặc điểm MTĐC rất phức tạp. Đặc điểm địa chất của
sơng Mã gắn liền với các q trình ĐCMT bắt nguồn từ hàng triệu năm
6


trước và tiếp tục diễn tiến hiện nay. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu đã
công bố trên các tạp chí quốc tế đều tập trung vào khía cạnh địa chất, trong
đó thậm chí ít những kết quả về kiến tạo hiện đại trong Kainozoi. Những
khía cạnh liên quan đến sử dụng đất, và các tai biến môi trường khu vực
chưa được nghiên cứu đầy đủ, nếu như không muốn nói là rất ít ỏi.
Trong các cơng trình nghiên cứu và báo cáo xuất bản ở trong nuóc, một
số nhà địa chất, địa lý Việt Nam như Nguyễn Đức Tâm, Trần Hương Văn
đã bắt đầu nghiên cứu về địa chất và động vật kỷ Đệ tứ đồng bằng miền
Trung, song cũng không nhiều dữ liệu về ĐCMT. Trong giai đoạn từ 1975
đến 1990, đã có một số cơng trình nghiên cứu quan trọng về ĐCMT VCS
Mã, bao gồm: “Báo cáo tìm kiếm nước dưới đất vùng Sầm Sơn”; “Báo cáo
tìm kiếm nước dưới đất vùng Hàm Rồng”; “Báo cáo Địa chất Đệ tứ tờ Ninh
Bình tỷ lệ 1:200.000”; “Báo cáo địa chất Đệ tứ tờ Thanh Hóa - Vinh tỷ lệ
1:200.000”; và “Báo cáo địa chất thủy văn và địa chất cơng trình tờ Thanh
Hóa - Vinh”. Chúng được xây dựng chủ yếu nhằm đánh giá khả năng khai
thác nước ngầm.
Từ năm 1990 đến nay, các cơng trình nghiên cứu tại VCS Mã nhiều lên.
như các nghiên cứu “Những nền văn hóa cổ đơi bờ sơng Mã” của Phạm

Văn Đấu và Phạm Hoàng Mạnh Hà năm 2006; Dự án “Nghiên cứu và lập
bản đồ ĐCMT biển nông ven bờ (0-30m nước) Đèo Ngang - Nga Sơn, tỉ lệ
1:500.000” của Mai Trọng Nhuận, Trương Quang Hải năm 1994; “Bản đồ
Địa chất và Khoáng sản tờ Thanh Hoá” được Lê Duy Bách và Đặng Trần
Quân thành lập năm 1995; Báo cáo “Địa chất khống sản đơ thị Thanh Hố,
báo cáo địa mạo - tân kiến tạo đơ thị Thanh Hố - Vinh” do Nguyễn Đình
Hịe và La Văn Xn thực hiện năm 1996; Báo cáo “Điều tra địa chất đô thị
Thành phố Thanh Hóa” do Cục Địa chất và Khống sản Việt Nam công bố
năm 1997; Luận án tiến sĩ kỹ thuật “Quản lý, khai thác sử dụng, bảo vệ tài
nguyên và môi trường nước lưu vực sông Mã” của tiến sĩ Hoàng Ngọc
Quang năm 2001; Dự án “Quy hoạch bảo vệ mơi trường tỉnh Thanh Hóa
đến 2020” năm 2009; Dự án “Nạo vét sông Lạch Trường, đoạn từ cầu Tào
đến cửa Lạch Sung, tỉnh Thanh Hóa” năm 2010; Đề tài “Nghiên cứu, đánh
giá hiện trạng, dự báo nguy cơ sụt lún đất và đề xuất các giải pháp phòng
chống, giảm nhẹ thiệt hại do sụt lún đất ở tỉnh Thanh Hóa” năm 2011; Dự
án “Quy hoạch tổng thể thuỷ lợi tỉnh Thanh Hoá đến năm 2020 và định
7


hướng đến năm 2030” năm 2012; Dự án “Xây dựng cơ sở dữ liệu tài
nguyên và môi trường biển tỉnh Thanh Hóa. Tập 1 - Điều kiện tự nhiên,
kinh tế - xã hội vùng bờ biển tỉnh Thanh Hóa” năm 2013; Đề tài “Nghiên
cứu đề xuất giải pháp giảm thiếu ảnh hưởng của dịng chảy kiệt phục vụ sản
xuất nơng nghiệp, thủy sản vùng hạ du sông Cả và sông Mã” năm 2014; Đề
tài “Nghiên cứu đánh giá tác động của hồ thượng nguồn đến biến động lòng
dẫn hạ du, cửa sông ven biển hệ thống sông Mã và đề xuất giải pháp hạn
chế tác động bất lợi nhằm phát triển bền vững” năm 2015.
Nhìn chung, các cơng trình nghiên cứu về cửa sông Mã khá phong phú,
nhưng các công trình trên có đề cập đến đặc điểm địa chất của VCS Mã
song lại chưa làm rõ được các quá trình địa chất ảnh hưởng như thế nào tới

sử dụng đất khu vực này. Một nghiên cứu nhằm đánh giá tổng hợp, đa
chiều tác động của đặc điểm và tác động của các quá trình ĐCMT tới biến
động sử dụng đất VCS Mã chưa được thực hiện.
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP LUẬN
2.1. Hƣớng tiếp cập và triển khai nghiên cứu
2.1.1. Cách tiếp cận
Luận án được thực hiện trên sự kết hợp từ hướng tiếp cận liên ngành và
theo quan điểm phát triển gắn với các yếu tố bền vững. Nghiên cứu ảnh
hưởng của ĐCMT dưới góc độ sử dụng đất trong luận án được triển khai
theo hai hướng: đi sâu vào đặc điểm và biến động ĐCMT VCS Mã dưới
góc nhìn về q khứ và đánh giá nguy cơ và tác động đến sử dụng đất hiện
nay và trong tương lai.
2.1.2. Cách hiểu về sử dụng đất
Trong luận án, khái niệm sử dụng đất đối với các giai đoạn lịch sử từ
4.000 năm trước đến khi xuất hiện tư liệu về bản đồ đất được hiểu là các
hoạt động của con người trên những khu vực đất liền mới nổi lên trên mực
nước biển, bao gồm: định cư và canh tác nông nghiệp. Đối với giai đoạn
hiện nay, khái niệm này được diễn giải dưới góc độ hiện trạng và quy hoạch

8


đất phục vụ các mục đích kinh tế xã hội, như: đất đô thị, đất ở nông thôn,
đất nông nghiệp, đất cơng nghiệp, đất giao thơng.
2.1.3. Quy trình triển khai nghiên cứu
Quy trình nghiên cứu được tóm lược theo khung logic với hai hướng
tiếp cận tổng hợp gồm tự nhiên và xã hội, mỗi nội dung tương ứng với đề
mục trong chương chính tiếp theo của luận án.
2.2. Nguồn dữ liệu


Thống kê, mô tả về tự nhiên, kinh tế xã hội; các nguồn sử liệu và nghiên
cứu văn hóa liên quan tới biến động môi trường đất VCS Mã; bài báo
khoa học trong nước và quốc tế, báo cáo về ĐCMT.



Dữ liệu khảo sát thực địa trong những năm 2012, 2015 và 2016 với 16
mẫu trầm tích, khoan và các ảnh chụp tai biến mơi trường. Mẫu trầm
tích được phân tích phóng xạ và kích hoạt ánh sáng để định tuổi.
Dữ liệu mẫu và thiết đồ lỗ khoan từ tài liệu lưu trữ, đo đạc của đoàn 2F
và các lỗ khoan nước của Trung tâm Điều tra và Quy hoạch Tài nguyên
Nước; bản đồ và các báo cáo đề tài KC.08-32/11-15, BĐKH.42.





Dữ liệu quan sát từ vệ tinh Landsat giúp đánh giá biến dạng đường bờ
trong giai đoạn từ năm 1989 đến 2015. Nền là các bản đồ địa hình DEM
tỷ lệ 1:10.000, 1:5.000 hoặc 1:2.000 (tùy vị trí).



Dữ liệu quan trắc mặn từ 1990 đến 2012 tại hai trạm thuộc mạng lưới
quan trắc quốc gia Hồng Tân (trên sơng Mã) và Ngọc Trà (trên sông
Yên); bổ sung thêm bộ dữ liệu quan trắc và khảo sát mặn hàng năm do
tỉnh Thanh hóa thực hiện tại 15 điểm trên hệ thống sơng Mã, sơng n.



Dữ liệu mực nước trích xuất cho VCS Mã từ mơ hình Storm Surge &
Tide (SST) phát triển tại Đại học Quốc gia Singapore dự báo cho giai
đoạn 2010-2099, thể hiện nguy cơ nước biển dâng (2011-2099) với các
kịch bản khí hậu: A1B (thấp), A2 (trung bình) và A1FI (cao).

2.3. Các phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp
Các tài liệu liên quan đến cấu trúc địa chất, địa tầng, kiến tạo, tân kiến tạo,
địa mạo, hiện trạng sử dụng đất, thảm thực vật, hệ thống thuỷ văn, điều kiện
kinh tế xã hội, các tài liệu khảo cổ và lịch sử của VCS Mã được cung cấp bởi
9


các Ủy ban Nhân dân (UBND) thành phố Thanh Hóa, Hậu Lộc, Hoằng Hóa;
các Sở: Tài ngun và Mơi trường, Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn;
Chi cục Thống kê tỉnh. Ngoài ra, luận án khai thác báo cáo từ: Thư viện Quốc
gia Việt Nam; Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Tổng cục Địa chất và
Khoáng sản Việt Nam; Viện Địa chất, Viện Địa lý, Viện Hàn lâm Khoa học
và Công nghệ Việt Nam; Viện Khoa học Địa chất và Khống sản, Viện Khoa
học Khí tượng Thủy văn và Môi trường, Bộ Tài nguyên và Môi trường; Viện
Khoa học Thủy lợi Việt Nam; và một số nơi khác.
2.3.2. Phương pháp khảo sát ĐCMT
Tái hiện các quá trình ĐCMT và ảnh hưởng của chúng tới MTĐC thông
qua các bước: nhận dạng thành phần vật chất, phân chia cấu tạo theo quan
hệ tương đối, xác định các mối quan hệ giữa các cấu tạo, xác định mối quan
hệ với các tai biến có liên quan.
2.3.3. Các phương pháp thu thập mẫu
Nguồn thứ nhất dựa trên 03 mẫu khảo sát độc lập thu được từ các lớp
giàu vật chất hữu cơ (mùn thực vật) nhằm xác định tuổi của lớp trầm tích thơng qua phân tích đồng vị phóng xạ. Nguồn thứ hai là các mẫu OSL

(Optically Stimulated Dating – định tuổi kích hoạt ánh sáng), được thu thập
với mục đích định tuổi các bậc thềm, nơi không thể thu thập được các mẫu
định tuổi đồng vị phóng xạ.
2.3.4. Phương pháp phân tích ảnh viễn thám
Phương pháp phân tích ảnh viễn thám (GIS) được áp dụng, thông qua
các bước: tổng hợp màu đa phổ, xử lý ảnh số, phân tích bằng mắt thường và
xử lý thông tin. Ảnh được thu thập tại nhiều thời điểm khác nhau cho cùng
một vùng quan tâm (ROI) nhằm xác định sự biến dạng địa hình theo thời
gian. Từ đó giúp đánh giá các hiện tượng xói lở, bồi tụ, thay đổi đường bờ,
xác định các dấu hiệu đứt gãy, kiến trúc nâng hạ, biến hình lịng sơng, các
bậc thềm và giải đốn cấu trúc địa chất.
2.3.5. Phương pháp xây dựng mơ hình số dộ cao
Mơ hình số độ cao (DEMs) được sử dụng để phân tích sự thay đổi các
yếu tố địa mạo trong khơng gian 3 chiều. DEMs được xây dựng từ bản đồ
địa hình tỉ lệ 1/10.000 khu vực nghiên cứu. Từ bản đồ địa hình dạng số, lớp
địa hình được chiết tách sang 2 lớp dữ liệu véc-tơ.
10


2.3.6. Phương pháp phân tích bề dày trầm tích
Thơng qua việc xác định thế nằm, sự thay đổi chiều dày của các lớp đất
đá, có thể xác định được quy luật vận động nâng - hạ của các khối địa chất
khác nhau. Phương pháp được áp dụng trong phân tích dữ liệu từ 17 lỗ
khoan sâu và khoan tay của đồn 2F và lỗ khoan nước, từ đó giúp xác định
quy luật phân bố, bề dày trầm tích của khu vực nghiên cứu.
2.3.7. Phương pháp địa mạo kiến tạo
Quan sát các biểu hiện hình thái bề mặt có thể tìm ra nguyên nhân hoặc
bản chất các hiện tượng địa chất đã tạo nên chúng: sự định hướng sông
suối, sự thay đổi đột ngột của dòng chảy, sự thay đổi đột ngột của bậc địa
hình... Phương pháp này được kết hợp giải đoán ảnh vệ tinh, khảo sát thực

địa và luận giải địa mạo tại thực địa.
2.3.8. Phương pháp mơ hình hóa và tính tốn mực nước biển cực đại
Luận án áp dụng thử tính tốn chi tiết sự thay đổi mực nước biển cao
nhất (cực đại) hàng năm tại cửa sông Mã theo một số kịch bản do Ủy ban
Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu đề xuất. Để xây dựng bản đồ ngập lụt,
nghiên cứu đã sử dụng công cụ ArcGIS và bộ số liệu DEM với độ phân giải
10 x 10 m2, qua đó đánh giá được nguy cơ do biến đổi khí hậu.
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đặc điểm MTĐC VCS Mã và đặc trƣng đứt gãy
3.1.1. Cấu trúc MTĐC VCS Mã
Cấu trúc MTĐC VCS Ma gồm hai phương: thẳng dứng và ngang. Cấu
trúc thăng đứng được mô tả từ dưới lên và được chia thành hai các đơn vị
ĐCMT: nhóm có thành phần là các loại đá gốc khác nhau (sau đây gọi là
tầng đá gốc) và nhóm có thành phần là trầm tích bở rời. Cấu trúc ngang là
tập hợp sự phân bố các cấu trúc thẳng đứng theo chiều ngang, căn cứ vào
đặc điểm địa hình hoặc các hành động phát triển. Các đơn vị địa chất môi
trường được thể hiện trên bản đồ bằng nền màu, kèm theo ký hiệu bằng chữ
thể hiện địa hình và nguồn gốc (Hình 3.1).

11


Hình 3.1. Sơ đồ ĐCMT khu vực cửa sơng Mã, Thanh Hóa
Tầng đá gốc tại VCS Mã có thể phân chia thành 04 loại khác nhau dựa
theo thành phần thạch học và địa hình. Tầng đất đá bở rời VCS Mã bao
gồm chủ yếu là trầm tích Đệ tứ có 09 nhóm thành phần, nguồn gốc và địa
hình khác nhau.
Nằm trong khu vực phức tạp với hệ thống đứt gãy phát triển theo các
phương tây bắc - đông nam, đông bắc - tây nam và á kinh tuyến, hoạt động
12

tân kiến tạo của VCS Mã bị phân cắt thành 06 vùng nâng - hạ riêng biệt: (1)
Vùng nâng trung bình phía tây bắc; (2) Vùng hạ trung bình phía bắc; (3)
Vùng hạ yếu phía tây; (4) Vùng hạ trong Đệ tứ phía tây nam; (5) Vùng
nâng yếu phía tây nam; và (6) Vùng hạ mạnh ở phía đơng. Ngồi ra, cịn
thấy xuất hiện một số khơi nâng nhỏ, như khối nâng trồi núi Lạch Trường
và khối nhô trên nền sụt hạ kiến tạo núi Trường Lệ.
3.1.2. Biến động môi trường đất khu vực nghiên cứu qua các tư liệu khoa
học và lịch sử

Sự hình thành đồng bằng sơng Mã
Giai đoạn cuối Holocen, các q trình biển tiến, biển thối diễn ra liên
tục. Đến khoảng 6.000 năm trước, mực nước biển dâng đến độ cao cực đại
khoảng 4,0 - 5,0 m so với hiện nay. Trong khoảng 1.500 năm sau đó, mực
nước biển tương đối ổn định để tạo nên tầng trầm tích của hệ tầng Hải
Hưng ở đồng bằng Bắc Bộ và hệ tầng Thiệu Hóa ở đồng bằng Thanh Hóa
có tuổi Holocen sớm-giữa (Q21-2).
Tác giả đã tiến hành xây dựng bản đồ số độ cao của khu vực nghiên cứu
kết hợp với bản đồ địa mạo, các di tích lịch sử đã được cơng bố, các mặt cắt
địa chất để tái hiện sơ đồ mô tả đường bờ cổ VCS Mã (Hình 3.3, đường
màu xanh). Theo đường bờ cổ đã xác định, vào thời điểm đó, sơng Mã chỉ
có 02 cửa chính là cửa sơng Lèn và sơng Lạch Trường. Khi mực biển tiếp
tục hạ thấp, biển dần dần rút ra khỏi đồng bằng, kéo theo lượng nước của
sông Mã đổ ra mạnh, đi kèm với thủy triều ở khu vực dạng trung bình, dẫn
tới việc hình thành các val ngầm ven bờ ở phía ngồi cửa sơng (có tuổi Q223
hệ tầng Thái Bình). Các val ngầm dần phát triển chủ yếu về phía Bắc. Phía
ngồi cửa sơng Lạch Trường vào thời điểm đó là khối nâng Hoằng Trường,
nên trầm tích chủ yếu phát triển dọc theo hướng này. Từ đó dần hình thành
hệ thống doi cát, ngày nay là các xã: Đa Lộc, Hưng Lộc, Minh Lộc, Phú

Lộc của huyện Hậu Lộc. Các doi cát này dần nổi cao thành các bar dọc bờ.

13


Hình 3.3. Sơ đồ mơ tả đường bờ cổ (4.000 năm) VCS Mã
Một điểm hết sức quan trọng trong quá trình phát triển đồng bằng sơng
Mã, đó chính là q trình thay đổi các dịng sơng nơi đây. Sự thay đổi đáng
kể của các dịng sơng liên quan đến hạ lưu sông Mã trong giai đoạn lịch sử
từ thế kỷ 13 đến thế kỷ 18, bắt đầu từ việc sông Chu nhập vào sông Mã ở
ngã ba Dầu, đến việc sông Mã mở thông cửa qua Hàm Rồng - Núi Ngọc;
kéo theo việc mất nước từ từ các nhánh hạ lưu sông Âu và sông Lạch
Trường. Cửa Lạch Trường từ vai trị là cửa sơng chính của sơng Mã đã
chuyển dần vai trị cho cửa Lạch Trào. Phù sa sơng Mã và sông Chu đã
chuyển dần từ vùng đồng bằng phía Bắc sơng Lạch Trường thuộc các
huyện Hậu Lộc, Nga Sơn và một số xã phía Bắc sơng Lạch Trường thuộc
Hồng Hóa sang vùng đồng bằng phía Nam sơng Lạch Trường thuộc các
huyện Hồng Hóa và Quảng Xương. Lớp đất trên mặt của vùng đồng bằng
phía bắc sơng Lạch Trường thuộc Hậu Lộc - Hồng Hóa - Nga Sơn nhìn
chung bị mất dần cơ hội bổ sung phù sa. Thay thế cho nó, vùng đất trũng
nằm cạnh dịng chính sơng Mã chạy ra cửa Lạch Trào (thuộc huyện Hồng
Hóa và huyện Quảng Xương) được tập trung phù sa để dần nổi cao hơn
mực nước biển, trở thành nơi tiến ra biển của cư dân Thanh Hóa.
14


Biến động các dịng sơng thuộc VCS Mã
Biến động dịng chảy sơng Chu được Nguyễn Đình Thực cho rằng: sơng
Lường vào mùa lũ, do lượng nước ở thượng nguồn đổ về lớn, nước tiêu ra
biển bằng nhiều nhánh sông nhỏ nhưng vịng vèo, việc nạo vét khơng được

chú trọng nên có thể vào một đợt lũ nào đó bị ứ lại, dịng sơng chuyển theo
một đường thẳng hơn qua Hậu Hiền, qua Núi Đọ gặp sơng Bằng Trình rồi
đổ vào sông Mã qua sông Ngu (Lạch Trường).
Qua các bằng chứng gồm tư liệu lịch sử mô tả các trận đánh quân xâm
lược phương Bắc và địa lý về khoảng cách giữa 2 bờ đê, Lạch Trường trước
kia là dịng chính của sơng Mã, nhưng hiện nay đã mất vai trị này.
Biến động dịng chảy sơng Lạch Trào (dịng chính sơng Mã ngày nay):
q trình sơng Mã mở thơng cửa qua cầu Hàm Rồng có thể bắt đầu vào đầu
Thế kỷ 14, nhưng trở thành dịng chính nằm vào khoảng cuối thế kỷ 17 và
đầu thế kỷ 18. Khu vực phía tây bắc là đới nâng khối tảng, nên nhiều khả
năng khi quá trình nâng khối tảng liên tục, lượng nước về sông Lèn và sông
Lạch Trường thông qua sông Âu suy giảm, lượng nước theo đó dồn về sơng
Lạch Trường đoạn cua sông Lèn ngày nay. Cộng thêm khi sông Lường trổ
đường ra gặp sông Mã, lượng nước sông Mã càng lớn hơn. Hai ngách cũ
của sông Mã là sông Lèn và sông Ngu (Lạch Trường) đoạn sông Cầu Tào
không tiêu nước kịp, nhất là trong các đợt lũ nên trong những đợt lũ, khi thế
nước mạnh lên gấp bội đổ vào khoảng đất chật hẹp giữa núi Hàm Rồng và
Núi Ngọc, dần dà trổ được một đường tràn xuống xuôi, gặp sông Hải Hán
đổ ra biển, dần dần tạo ra một ngách mới, ngách Lạch Trào.
Dịng sơng Âu xưa có lẽ rất sâu và rộng do vết tích hai bờ đê có chỗ
rộng tới 1 km với nhiều di tích lịch sử như đền và mộ Bà Triệu, khu vực
Duy Tinh - Chợ Phủ từng lả tỉnh lị của Thanh Hóa trên 200 năm. Sự mất
nước và cạn kiệt của dịng sơng Âu vào thế kỷ 13 đã làm mất vai trị thủ
phủ tỉnh Thanh Hóa của khu vực Duy Tinh - Chợ Phủ và sự mất nước gần
như hồn tồn của sơng Âu vào những năm 70 của thế kỷ 20 sau khi đê xã
Hoàng Khánh, huyện Hoàng Hóa chặn dịng nước từ sơng Mã vào đây.
Xu hướng biến động môi trường và sử dụng đất VCS Mã về bản chất kế
thừa các xu hướng biến động tự nhiên của MTĐC của khu vực trong các thế
kỷ gần đây, nhưng được gia cường bởi các tác động nhân sinh ngày càng
mạnh mẽ hơn.

15


3.1.3. Các động lực môi trƣờng địa chất vùng cửa sông Mã
Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng động lực nội sinh tại khu vực
chủ yếu do sự dịch chuyển kiến tạo. Các vận động kiến tạo thường do thay
đổi sự cân bằng về lực xuất phát từ các tác động ép nén hoặc căng giãn khu
vực do dịch chuyển của các địa khối. Quá trình này dẫn tới sự biến dạng
của vỏ Trái đất, và là nguyên nhân gây ra các hiện tượng như nâng - hạ kiến
tạo do tích lũy ứng suất của các khối đá, sự tịnh tiến của các địa khối.
Chúng là nguyên nhân hình thành các tai biến, bao gồm: sụt lún, trượt đất,
xâm thực, xói mịn, thay đổi dịng chảy, ngập lụt, biến đổi nước ngầm, xâm
nhập mặn, hay thậm chí là cả động đất, sóng thần.
Động lực ngoại sinh lấy năng lượng từ các q trình khí quyển, thủy
quyển và sinh quyển, từ đó gây ra các q trình phong hóa, rửa trơi, thay
đổi đặc điểm trầm tích, chế độ thủy động lực của dòng nước mặt và thủy
triều, xâm nhập mặn, phá hủy đường bờ, sụp lở đất đá,… Có thể nói, yếu tố
này đóng vai trị chủ đạo trong hình thành tầng phủ đất đá bở rời cũng như
san bằng địa hình. Số liệu và nguồn tư liệu thu thập được ở VCS Mã cho
thấy nổi lên 03 loại chính: q trình phong hố trên đá gốc, q trình hoạt
động của sơng và q trình hoạt động của biển.
Các hoạt động nhân sinh cũng có thể gián tiếp hoặc trực tiếp hình thành
tai biến thơng qua việc phá vỡ sự cân bằng tự nhiên. Động lực nhân sinh ở
VCS Mã có thể quan sát được, hình thành từ các hoạt động của cư dân để
đáp ứng nhu cầu phát triển: đơ thị hóa, hoạt động nắn dịng sơng, xây dựng
đê sông, hoạt động quai đê lấn biển, xây dựng các cơng trình bảo vệ bờ
biển, hoạt động sản xuất nơng nghiệp, ni trồng thủy sản, khai thác cát ở
lịng sông, xây dựng hồ chứa ở thượng nguồn.
3.1.4. Đặc trưng đứt gãy VCS Mã
Sơ đồ địa chất VCS Mã, Thanh Hóa được xây dựng bằng cách trích xuất

một phần bản đồ nền địa chất Thanh Hóa tỷ lệ 1:50.000 vả bổ sung các dữ
liệu mới thu thập với các hệ thống mặt cắt địa chất. Qua phân tích sơ đồ địa
chất và các mặt cắt địa chất được xây dựng, có thể nhận thấy rằng VCS Mã
được đặc trưng bởi các thành tạo địa chất chủ yếu là các thành tạo địa chất
Đệ tứ (chiếm đến 90% diện tích vùng nghiên cứu).

16


Trầm tích Đệ tứ ở đây có sự gắn kết yếu, chủ yếu là trầm tích biển, sơng
và sơng - biển. Đá gốc trong vùng nghiên cứu lộ ra rất ít, thành phần chủ
yếu là đá vôi, phổ biến ở một số điểm ở phía tây khu vực.

Hình 3.5. Sơ đồ địa chất khu vực cửa sơng Mã, Thanh Hóa
17


Về đặc điểm kiến tạo, VCS Mã có cấu trúc phức tạp, hệ thống đứt gãy
phát triển theo nhiều pha, hình thành rất nhiều khối địa chất nâng, hạ khác
nhau. Hệ thống đứt gãy ở đây rất phát triển với 03 phương chính: tây bắcđơng nam, đơng bắc-tây nam và á kinh tuyến.
Để chứng minh cửa sông Mã - cửa sông đứt gãy là một cửa sông mới ở
Việt Nam, đã tiến hành so sánh, phân tích những điểm giống và khác nhau
giữa VCS delta thông thường và VCS Mã theo các đặc trưng về trầm tích,
đặc trưng về đứt gãy và vận động khối, các đặc trưng về thủy văn và đặc
trưng về tai biến được trình bày tóm tắt trên Bảng 3.3.
Phân tích sâu hơn cho thấy, các chi lưu này đều có hướng song song với
nhau và giao cắt với dịng chính của sơng Mã theo phương gần như vng
góc, trùng khớp với các hệ nhánh của hệ thống đứt gãy sông Mã. Thông
thường, để tiếp nhận nguồn nước từ dịng chính, các chi lưu phải tạo với
dịng chính một góc nhọn. Song ở đây, các chi lưu của hệ thống sơng Mã lại

tạo với dịng chính một góc gần như vng do đặc điểm MTĐC. Hệ quả là
nguồn nước chảy vào các dịng sơng nhánh này ngày càng giảm dần. Phân
bố nước có xu hướng dịch chuyển nhiều hơn xuống phía nam.
Từ đặc điểm nêu trên, có thể khẳng định khu vực nghiên cứu là một
VCS ít gặp: đứt gãy – nơi hoạt động bị các hệ thống đứt gãy chi phối.

Bảng 3.3. Bảng so sánh các đặc trưng VCS delta thường và VCS Mã.
Đặc điểm
VCS delta thường
VCS Mã (đứt gãy)
Hình dạng mạng
lưới thuỷ văn
VCS

Có một dịng chính,
có hiện tượng phân
nhánh dạng cành cây
về hai phía

Ngồi dịng chính, các chi lưu
bị phân nhánh, nằm về một
phía của dịng chính

Quan hệ giữa
dịng chính và
dịng nhánh

Các nhánh chi lưu tạo
với dịng chính một
góc nhọn

Các nhánh chi lưu tạo với
dịng chính một góc tù hoặc
gần như vng góc, trùng với
các hệ thống đứt gãy nhánh

Hệ thống đứt
gãy sâu

Thể hiện không rõ
ràng trên bề mặt

Thể hiện rõ ngay ở trên bề
mặt, đồng thời tạo ra mạng
lưới thủy văn dị thường

18


3.2. Ảnh hƣởng của một số quá trình ĐCMT tới sử dụng đất VCS Mã
3.2.1. Các dạng tai biến môi trường tại VCS Mã
Các dạng tai biến xuất hiện trong khu vực VCS Mã bao gồm: xói lở bờ
sơng và bờ biển, nhiễm mặn, nguy cơ ngập lụt do nước biển dâng. Một số
dạng tai biến khác như động đất, nứt đất ngầm, trượt đất, hoạt động karst.
Luận án đã tập trung phân tích ba tai biến phổ biến:
Xói lở bờ sơng, cửa sơng và bờ biển: Để tính tốn xói lở bờ sơng khu
vực nghiên cứu, luận án sử dụng các ảnh vệ tinh Landsat. Ảnh được thu
thập đa phần rơi vào khoảng tháng 8 và 9 hằng năm. Dựa vào các tư liệu
ảnh vệ tinh thu thập được tại VCS Mã từ năm 1975 đến nay này, việc phân
tích, giải đốn ảnh và xây dựng bản đồ diễn biến phát triển của đường bờ và

bãi sông trong khu vực này được tiến hành. Kết quả cho thấy, khu vực lịng
sơng Mã bị xói lở mạnh trong giai đoạn từ năm 1975-1989, đi kèm với bồi
đắp cả bờ tả và bờ hữu, nhiều nhất là tại xã Quảng Cư với chiều rộng bồi bờ
hữu 1.500 m và bờ tả là 720 m, bờ hữu cửa sơng có xu hướng xói rộng lên
đến 270 m. Trong giai đoạn 1989-2000, VCS Mã có biến động lớn. Đường
bờ biển của VCS có xu thế chung là bồi về hai phía với bề rộng bờ hữu
1.000 m và bờ tả là 630 m. Ngược lên phía sơng, xu hướng chung là xói ở
cả hai bên, nhưng biến động không đáng kể. Chuyển sang giai đoạn 20002009, VCS Mã bị xói mịn cả hai bờ, trái ngược lại với các giai đoạn trước,
với bề rộng xói hai bờ tả và hữu tương ứng là 650 m và 1.740 m. Đến giai
đoạn gần đây 2009 - 2015, VCS Mã có ít biến động nhất. Bờ tả đường bờ
biển phía trên có xu hướng bồi; ngược lại phía dưới có xu hướng xói mịn
(nhưng khơng đáng kể), với bề rộng bồi - xói đều khoảng 250m. Số liệu ảnh
vệ tinh hồn tồn trùng khớp với thơng tin có được khi trực tiếp phỏng vấn
người dân và quan sát tại khu vực khi thực hiện luận án.
Tại khu vực sông Lèn, đường bờ hai bên cửa sông biến động rất lớn,
nhất là đoạn giáp biển có xu hướng trồi ra theo hướng biển. Bờ tả có xu
hướng bồi nhiều hơn bờ hữu: phần bồi của bờ tả rộng 2.100 m, trong khi bờ
hữu có chiều rộng lớn nhất đạt1.100 m. Từ cửa sông dịch chuyển vào sâu
về phía thượng nguồn, xu thế biến động khơng nhiều. Tại khu vực sông
Lạch Trường, xu thế biến động chung đường bờ hai bên cửa sông Lạch
Trường là đáng kể trong giai đoạn 1975-2015. Nguyên nhân được cho là
phía bắc cửa sơng Lạch Trường, hệ thống đê đã được cứng hóa có tác dụng
19


bảo vệ, trong khi phía nam của sơng là mũi đá của dãy núi Hoằng Trường
nằm sát ra biển. Cửa sơng Lạch Trường biến động về luồng lạch, bãi bồi
phía Nam cửa sông phát triển, kéo theo bồi lấp biến đổi lạch nước nằm sâu
về phía sơng. Đoạn bờ biển Hoằng Hóa dài khoảng 12 km nằm kẹp giữa
cửa sơng Lạch Trường và cửa sơng Mã có xu thế tương đối ổn định, ít biến

động trong giai đoạn 2000 - 2015. Đoạn bờ ngay sát cửa sơng phía Nam bờ
biển từ năm 2000 đến 2015 được bồi tụ lấn ra biển chỉ khoảng 150 - 190 m.
Dọc bờ biển, từ cửa sơng Lèn (Lạch Sung) đến phía đơng xã Đa Lộc (huyện
Hậu Lộc), có bờ liên tục mở rộng. So với năm 1975, đường bờ năm 2015
mở rộng theo hướng tây bắc - đơng nam với kích thước 1.200 mét, do hiện
tượng bồi tụ, do lượng phù sa được bồi tích liên tục từ hai cửa sơng là cửa
Càn và cửa Lạch Sung. Các khu vực bờ biển và dọc sông khác, biến động
đường bờ trong khoảng 340 m đến 630 m.
Xâm nhập mặn: Để đánh giá hiện tượng xâm nhập mặn, dữ liệu quan
trắc mặn từ 1990 đến 2012 tại hai trạm thuộc mạng lưới quan trắc quốc gia
Hoàng Tân (trên sông Mã) và Ngọc Trà (trên sông Yên) cùng dữ liệu từ 15
điểm khảo sát trên hệ thống sơng Mã, sơng n đã được phân tích trong
luận án. Kết quả cho thấy, trong mùa kiệt lượng dòng chảy trên sơng nhỏ,
mực nước sơng hạ thấp, dịng triều xâm nhập sâu vào đất liền tạo nên nhiễm
mặn. Sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của nhân dân bị ảnh hưởng nghiêm
trọng, đặc biệt là ở hai huyện ven biển là Hậu Lộc và Hoằng Hóa (năm
2010). Cạn kiệt vào mùa khơ khiến xâm nhập mặn được cường hóa, điển
hình vào tháng 3/2010 khi nước trên sông Mã xuống thấp nhất lịch sử (còn
ghi lại được) với lưu lượng dòng chính chỉ 60 m3/s, tại nhánh sơng Lèn chỉ
đạt 3 m3/s. Khô hạn và xâm nhập mặn cũng hạn chế nguồn nước nước ngọt
cho khoảng 65.000 hộ dân Đông Kênh De (huyện Hậu Lộc).
Ngập lụt do biến đổi khí hậu: Để đánh giá ngập úng đơ thị, nghiên cứu
đã tính toán mực nước cực đại do nước biển dâng từ mơ hình số trị phát
triển tại Đại học Quốc gia Singapore với các kịch bản biến đổi khí hậu được
Bộ Tài nguyên và Môi trường áp dụng cho Việt Nam, gồm A1FI, A1B và
A2. Luận án thử ước tính nguy cơ ngập lụt do mực nước cực đại. Các kịch
bản nêu trên ứng với lượng khí nhà kính khác nhau, dẫn đến sự thay đổi
tương ứng giữa khí hậu và nước biển dâng. Luận án giả thiết dân cư phân
bố đều trong từng đơn vị hành chính, và bỏ qua tác dụng bảo vệ của đê
20

điều. Theo kịch bản phát thải A1B với chu kỳ lặp lại 10 năm, 50 năm và
100 năm, cửa sông Mã sẽ bị ngập lụt tương ứng là 0.45m, 0.65m và 0.74m.
Như vậy trong thập kỷ tới, sẽ có khoảng một lần mực nước tại cửa sông Mã
cực đại cao hơn 0.74m so với hiện nay. Một phần khu vực rộng 46,1 km2
kéo dài từ lưu vực sông đến huyện Hồng Hóa cũng như một phần huyện
Nga Sơn có nguy cơ bị ngập lụt trong ngắn hạn, ảnh hưởng đến khoảng ảnh
hưởng đến khoảng 65,341 người. Với kịch bản cao nhất A1FI, mực nước
cực đại tương ứng là 0.63m, 0.94m và 1.07m. Với mức dâng như vậy, khu
vực ngập lụt ngắn hạn mở rộng hơn lên đến 143,3 km2. trong khi tác động
của nó trong kịch bản A1FI lên tới 194.013 người, ở bốn huyện, thành phố
và thị xã lớn dọc lưu vực sông. Theo kịch bản A2, chu kỳ lặp lại 10 năm, 50
năm và 100 năm tương ứng là 0.58m, 0.85m và 0.96m. Nguy cơ ngập lụt
một lần trong ngắn hạn trong thế kỷ tới cao gấp 2 lần về diện tích và số
người so với kịch bản A1B. Khu vực đồng bằng cửa sơng Mã, Thanh Hóa
vốn là vùng đất thấp, hằng năm vẫn bị ngập, đặc biệt là sau các trận mưa
lớn. Mặc dù hệ thống kênh mương và sông đào nhiều đời (từ thời Tiền Lê)
ở đồng bằng Thanh Hố đã góp phần khá đắc lực để tiêu úng, nhưng với xu
thế sụt chìm kiến tạo cùng với dâng cao mực nước đại dương đã nói ở trên
thì nguy cơ VCS Mã sẽ bị ngập đáng kể. Tóm lại, tuy đã áp dụng các giả
thiết đơn giản, phân tích mơ hình hóa đã cho thấy nguy cơ VCS Mã sẽ phải
đối mặt với nguy cơ chịu tác động rất lớn do biến đổi khí hậu mang lại.
3.2.3. Nguyên nhân gây biến động sử dụng đất và tai biến mơi trường
VCS Mã
Q trình địa chất nội sinh gồm các hoạt động nâng hạ kiến tạo, dịch
chuyển các địa khối, là tiền đề gây ra các biến động trong quá trình hình
thành và sử dụng đất VCS Mã. Trong khi đó, q trình địa chất ngoại sinh
đã làm biến đổi môi trường đất khu vực nghiên cứu bởi ba yếu tố: q trình
phong hố trên đá gốc, q trình hoạt động của sơng và q trình hoạt động

của biển. Về khía cạnh địa chất nhân sinh: từ khi chiếm lĩnh khu vực đồng
bằng cửa sông Mã thời kỳ văn hóa Đơng Sơn, văn hóa Hoa Lộc, văn hóa
Đa Bút, cư dân nơi đây đã tiến hành các hoạt động biến cải tự nhiên, bắt tự
nhiên phục vụ cho cuộc sống của mình. Để phát triển, họ đã tiến hành trồng
trọt, sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, nắn dịng sơng, quai đê lấn
biển, xây dựng các cơng trình bảo vệ bờ biển. Khi xã hội phát triển, họ tiếp
21


tục quá trình khai thác tài nguyên, cải tạo khu vực sống bằng q trình đơ
thị hóa, bổ sung các cơng trình bảo vệ bờ sơng, bờ biển, xây dựng hồ chứa
ở thượng nguồn. Các quá trình địa chất nội sinh là ngun nhân chính của
các biến động nhưng đơi khi các yếu tố ngoại sinh, nhân sinh do một yếu tố
nào đó sẽ làm cường hóa hoặc thúc đẩy quá trình cải biến tự nhiên.
3.3. Sử dụng hợp lý đất vùng cửa sơng Mã và thành phố Thanh Hố
dƣới góc độ địa chất mơi trƣờng
3.3.1. Ảnh hưởng của các quá trình ĐCMT tới quy hoạch phát triển
thành phố Thanh Hóa
Theo quyết định số 84/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ Phê duyệt
Điều chỉnh quy hoạch chung xây dựng thành phố Thanh Hóa đến năm
2025, tầm nhìn đến năm 2035; phạm vi mở rộng không gian đô thị của
thành phố bao gồm 19 xã, thị trấn. Hướng phát triển chính là Đông - Nam
tiến tới sáp nhập với thành phố Sầm Sơn thành đơ thị loại 1; phát triển có
giới hạn về phía Đơng Bắc để hình thành thành phố hai bờ sông Mã. Tuy
nhiên, quy hoạch đứng trước một số thách thức về ĐCMT như sau:
Thách thức về địa hình: phần mở rồng về phía Đơng Nam có độ cao
thấp hơn 2m, để có độ cao san nền tối thiểu +3m thì cần khoảng 90 triệu m3
đất hoặc cát san nền. Chi phí thốt nước cũng sẽ tăng lên, chưa kể đến xu
thế nước biển dâng và sự sụt lún đới ven biển vùng đô thị đang diễn ra.
Thách thức về địa chất cơng trình: lớp phủ trầm tích Đệ Tứ khu vực

phía Đơng Nam thành phố Thanh Hố có chiều dày từ 80-130m, thành phần
chủ yếu là bùn sét và cát hạt mịn, dễ bị lún sụt trong quá trình xây dựng và
vận hành các cơng trình cao tầng khiến chi phí gia cố nền móng cơng trình
cao hơn nhiều so với vùng đất trên đá gốc hoặc đất có lớp trầm tích mỏng.
Thách thức về cấp nước: Do phần lớn nước ngầm trong khu vực Đông
Nam thành phố Thanh Hoá bị nhiễm mặn; các nhà máy nước hiện tại và
tương lai của thành phố Thanh Hoá đều được quy hoạch xây dựng và nâng
cấp ở khu vực phía Tây và Tây Bắc. Khi nguồn cấp nước xa khu vực tiêu
thụ, chi phí và tổn thất nước trong quá trình cấp nước gia tăng.
Thách thức về phát huy các gtrị lịch sử văn hoá và cảnh quan thiên
nhiên: các di tích lịch sử đều nằm ở phía tây nên việc mở rộng khơng gian
đơ thị về phía Đơng Nam làm giảm khả năng phát huy các giá trị văn hố
lịch sử đã được tích luỹ từ hàng nghìn năm lịch sử.
22


3.3.2. Một số đề xuất về sử dụng đất VCS Mã nói chung và thành phố
Thanh Hóa nói riêng
VCS Mã có tiềm năng lớn về đất đai, đặc biệt là đất nơng nghiệp và đất
rừng, mặc dù diện tích rừng cịn thấp để duy trì tính bền vững. Đất đơ thị và
cơng nghiệp hiện cịn chiếm tỷ lệ nhỏ so với tiềm năng. Quan điểm sử dụng
hợp lý đất đai VCS Mã là: duy trì đất nơng nghiệp, đặc biệt đất trồng lúa và
màu; phát triển và bảo vệ đất rừng; giảm nhẹ nguy cơ thiệt hại do thiên tai
và biến đổi khí hậu với cơng trình; bảo tồn và phát triển các giá trị lịch sử,
văn hóa, cảnh quan; phát huy lợi thế của đất đai và môi trường.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
VCS Mã là một trong những lưu vực sông lớn ở Việt Nam, nơi cư dân
tập trung đông đúc với lịch sử phát triển lâu dài. Các kết quả nghiên cứu
khoa học về vấn đề sử dụng đất dưới góc độ ĐCMT sẽ cơ sở vững chắc
giúp cho các nhà quy hoạch hoạch định tốt các phương án tổ chức lãnh thổ.

Luận án tiếp cận vấn đề bằng góc nhìn tổng hợp, đa chiều và quan niệm
phát triển bền vững. Kết quả chính của luận án như sau:
1. Luận án đã củng cố thêm nhận định rằng: VCS Mã có đặc điểm
MTĐC phức tạp, từ những phân tích mới sử dụng một số dữ liệu về kiến
tạo hiện đại, trầm tích, địa hình địa mạo kết hợp với tư liệu lịch sử. Luận án
đã chỉ ra: các quá trình nội sinh gắn với đứt gãy và chuyển động khối tảng
giữ vai trò chủ đạo, tạo nên đặc trưng của một VCS hình thành do đứt gãy.
2. Khơng chỉ có cấu trúc phức tạp, VCS Mã đã có những biến động
mạnh mẽ về sử dụng đất dưới tác động của các quá trình ĐCMT trong tiến
trình lịch sử từ tư liệu ĐCMT kết hợp với lịch sử về biến động địa hình,
thay đổi dịng chảy, cùng sự phát triển và hoạt động sống của dân cư hai
bên lưu vực sông Mã. Cụ thể, luận án đã chỉ ra rằng: vai trị chi lưu chính
của sơng Mã đã chuyển từ cửa Lạch Trường sang cửa Lạch Trào, và quá
trình biến đổi xảy ra cùng với sự hợp lưu của sơng Chu với sơng Mã đi liền
với mất nước hồn tồn trên sơng Âu. Khi ấy, dịng sơng Mã sau khi nhận
thêm nước sông Chu đã phá vỡ khoảng đất hẹp giữa Núi Hàm Rồng – Núi
Ngọc, nối với sông Hậu có trước ở khu vực cảng Lệ Mơn, thay thế vai trị
dịng chảy chính qua cửa Lạch Trường trước đó. Vùng đất phía Bắc cửa
23