Đánh giá chỉ số dễ bị tổn thương bờ biển tỉnh Bến Tre

Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu cơ bản trong “Khoa học Trái đất và Môi trường” DOI: 10.15625/vap.2019.000168 412 ĐÁNH GIÁ CHỈ SỐ DỄ BỊ TỔN THƯƠNG BỜ BIỂN TỈNH BẾN TRE Võ Hồng Sơn, Nguyễn Đình Thanh, Trương Minh Hoàng Trường Đại học Khoa học Tự nhiên HCM, Email: vhson206@gmail.com TÓM TẮT Mục đích nghiên cứu là để đánh giá sự tổn thương của bờ biển tỉnh Bến Tre bằng chỉ số dễ bị tổn thương (Coastal Vulnerability Index - CVI). Chỉ số CVI được tính dựa trên các đặc điểm địa chất (địa mạo, độ dốc, và tốc độ xói lở của đường bờ) và vật lý (chiều cao sóng, biên độ dao động triều, và mực nước biển dâng) của đường bờ. Kết quả xác định được diễn biến và mức độ tổn thương ở khu vực nghiên cứu. Từ khóa: Chỉ số CVI, biến động đường bờ, mực nước biển dâng. 1. GIỚI THIỆU Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là một trong những nơi chịu ảnh hưởng mạnh mẽ từ tác động của biển đổi khí hậu toàn cầu – cụ thể là mực nước biển dâng. Trong đó, tỉnh Bến Tre nằm ở vùng đồng bằng thấp thuộc ĐBSCL và tiếp giáp biển Đông có diễn biến đường bờ biển phức tạp. Đường bờ biển của tỉnh dài khoảng 65 km, có 3 huyện giáp biển: Bình Đại, Ba Tri, và Thạnh Phú. Theo thống kê đến năm 2019, toàn tỉnh có 8 điểm xói lở bờ biển với chiều dài 19km, trong đó có một số điểm xói lở mạnh như: khu vực Cồn Ngoài (xã Bảo Thuận, huyện Ba Tri) dài 1200 m; khu vực Cồn Lợi (xã Thạnh Hải, huyệnThạnh Phú) dài 1500 m; và bờ biển xã Thừa Đức dài 3000 m [1]. Do đó, việc đánh giá sự tổn thương đường bờ biển tại khu vực tỉnh Bến Tre là cần thiết nhằm đưa ra những dự báo về các khu vực dễ xảy ra xói lở, từ đó đề ra những giải pháp bảo vệ bờ biển. Vì vậy, tác giả đã tiến hành đánh giá sự tổn thương bờ biển bằng chỉ số dễ bị tổn thương (CVI), dựa trên 6 tham số: địa mạo, độ dốc, tốc độ xói lở, chiều cao sóng trung bình, biên độ triều trung bình, và mực nước biển dâng tương đối. Phương pháp chỉ số dễ bị tổn thương bờ biển (CVI) ban đầu được Gornitz và Kanciruk (1989) phát triển, sau đó được hiểu chỉnh bởi Thieler & Hammar-Klose (1999) [2] với mục đích là phát triển cơ sở dữ liệu tai biến bờ biển để cung cấp cái nhìn chính xác về khu vực dễ bị tổn thương. Đây là một trong những phương pháp đơn giản và đã được Cục Địa chất Mỹ sử dụng trên toàn bộ bờ biển nước Mỹ. Ngoài ra, một số phiên bản khác đã được phát triển tùy vào số lượng tham số sử dụng. Ở Việt Nam, một số tác giả đã và đang sử dụng phương pháp này nghiên cứu bờ biển các tỉnh: Bà Rịa – Vũng Tàu [3], Bình Thuận [4], Huế [5]. 2. DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1. Các tham số địa chất 2.1.1. Địa mạo Dựa vào bản đồ đặc điểm địa mạo ĐBSCL (Hình 1) [6], khu vực ven biển tỉnh Bến Tre có các đơn vị địa mạo: phẳng triều, mũi cát nhô, rải rác cồn cát ven biển chạy song song đường bờ và rừng ngập mặn. Các đơn vị địa mạo này được đánh giá ở mức rất cao đối với sự tổn thương đường bờ (điểm 5) dựa vào bảng phân loại mức độ tổn thương bờ (Hammar-Klose và Thieler, 1999) (Bảng 1). Tuy nhiên, hiện tại một số vị trí bờ biển đã được xây dựng kè bê tông, do đó, những vị trí có kè bê tông được đánh giá ở mức độ rất thấp đối với sự tổn thương đường bờ (điểm 1). 2.1.2. Độ dốc bờ Tham số độ dốc khá quan trọng trong việc đánh giá mức độ ngập lụt và khả năng thoát nước trong một khu vực. Với những bãi biển có độ dốc thấp thì độ rủi ro cao hơn do khi nước dâng có thể ngập lụt và ảnh hưởng trên diện rộng. Trong bài này tác giả sử dụng dữ liệu ETOPO 1 [7] để tính Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu cơ bản trong “Khoa học Trái đất và Môi trường” 413 độc dốc cho khu vực tỉnh Bến Tre. Theo đó toàn bộ đường bờ tỉnh có độ dốc trong khoảng 0.023 – 0.024 % ở mức tổn thương 4. H nh 1 Bản đồ đặc điểm địa mạo ĐBSCL [6] H nh 2 Sơ đồ đường bờ ven biển tỉnh Bến Tre giai đoạn 1990 - 2019 2.1.3. Xói lở bờ Tác giả tiến hành thu thập và phân tích các ảnh viễn thám Landsat từ năm 1990 đến năm 2019 (8 bộ ảnh: 1990, 1995, 2000, 2005, 2010, 2015, 2017, 2019) để tiến hành trích lược đường bờ biển và xác định vị trí các đoạn đường bờ ổn định, xói lở và bồi tụ. Hơn nữa, đề tài cũng tính toán tốc độ xói lở dựa trên công cụ DSAS (Digital Shoreline Analysis System, hệ thống phân tích đường bờ kỹ thuật số) và phần mềm ArcGIS (hình 3). Kết quả phân tích cho thấy, huyện Ba Tri xu hướng chính trong khoảng 20 năm là bồi tụ với tốc độ lớn nhất ~ 40 m/năm, một số nơi thuộc xã An Thủy và Bảo Thuận xảy ra hiện tượng sạt lở ~ 7 m/năm. Xã Thừa Đức (Bình Đại) có đoạn bờ ~ 6.5 km sạt lở rất mạnh tốc độ có nơi lên đến 38 m/năm. Ở huyện Thạnh Phú có 2 xã giáp biển với diễn biến trái ngược nhau, xã Thạnh Hải có đường bờ liên tục dịch chuyển vào trong đất liền tốc độ lớn nhất đạt 33.5 m/năm, trong khi xã Thạnh Phong có đường bờ dịch chuyển về phía biển nhưng khoảng từ năm 2010 tốc độ chậm dần. Dựa vào kết quả tính toán tốc độ xói lở - bồi tụ kết hợp với bảng 1, mức độ tổn thương đường bờ dựa trên tốc độ xói lở được thể hiện ở hình 4 với điểm số từ 1 đến 5. H nh 3 Kết quả phân tích đường bờ: a) Huyện B nh Đại b) Huyện Ba Tri c) Huyện Thạnh Phú 2.2. Các tham số vật lý Do sự hạn chế về việc tiến hành quan trắc và đo đạc các yếu tố chiều cao sóng, biên độ dao động triều, và mực nước biển dâng, tác giả đã tham khảo và sử dụng giá trị của các tham số này từ các bài nghiên cứu có trước để tính toán chỉ số CVI. a b c Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 414 2.2.1. Chiều cao sóng Khu vực bờ biển phía Đông ĐBSCL nói chung và bờ biển tỉnh Bến Tre nói riêng có chiều cao sóng trung bình là 0.9 m [8] so với phân loại cấp độ nguy hiểm trong bảng 1 là ở mức độ tổn thương trung bình với số điểm là 3. 2.2.2. Biên độ dao động triều Chế độ triều trong khu vực là bán nhật triều không đều, sự chênh lệch giữa triều cao và thấp là 2.5 m [8]. Do đó, biên độ triều ở khu vực tỉnh Bến Tre được đánh giá ở mức độ tổn thương trung bình với số điểm là 3. 2.2.3. Mực nước biển dâng tương đối Trong nghiên cứu này, mực nước biển dâng trung bình được xác định theo “Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam – 2016” của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Dựa vào trạm hải văn gần nhất là trạm Vũng Tàu và chuỗi số liệu từ 1978 – 2014, vùng này có mực biển dâng tương đối là 3.19 mm/năm [9], và được đánh giá ở mức độ tổn thương cao với giá trị là 4. 2.3. Tính toán CVI Sau khi xác định các tham số về địa chất và vật lý của toàn bộ đường bờ biển và quy đổi sang điểm mức độ tổn thương (từ 1 đến 5) dựa vào bảng 1. Chỉ số CVI được tính theo công thức (1) [10]. Chỉ số CVI √ (1) Trong đó: a: địa mạo; b: độ dốc (%); c: tốc độ thay đổi đường bờ (m/năm); d: độ cao sóng trung bình (m); e: biên độ triều trung bình (m); f: tốc độ thay đổi mực nước biển dâng (mm/năm). ng 1. Phân loại mức độ tổn thương dựa trên 6 tham số (Hammar-Klose & Thieler, 1999) [10] Rất thấp Thấp Trung bình Cao Rất cao Điểm trọng số 1 2 3 4 5 Địa mạo Bờ đá, vách đá Vách đá trung bình, bờ biển răng cưa Vách thấp, đồng bằng bồi tích Bãi biển cuội sỏi, cửa sông, đầm phá Bãi biển đảo ngáng, bãi biển cát, đầm mặn, phẳng triểu, tam giác châu, rạn san hô Độ dốc (%) > 0.115 0.115 – 0.055 0.055 – 0.035 0.035 – 0.022 < 0.022 Thay đổi mực biển tương đối 3.4 Đường bờ xói lở/bồi tụ (m/năm) > 0 0 - -5 -5 – -10 -10 - -30 < -30 Mực triều trung bình (m) > 6.0 4.1 – 6.0 2.0 – 4.0 1.0 – 1.9 < 1.0 Chiều cao sóng trung bình (m) 1.25 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết quả tính CVI (hình 5) cho thấy rằng đường bờ tỉnh Bến Tre chủ yếu nằm ở mức tổn thương từ trung bình đến rất cao trong đó xã Thừa Đức (~6.5 km) và xã Thới Thuận (~6.0 km) của đường bờ huyện Bình Đại, một phần nhỏ (~2.0 km) xã An Thủy thuộc huyện Ba Tri, và khoảng (~16 km) bờ biển xã Thạnh Hải thuộc huyện Thạnh Phú nằm ở mức cao đến rất cao. Trong khi đó những phần bờ nằm lùi vô trong đất liền ít chịu ảnh hưởng hơn và tổn thương ở mức trung bình như phía Nam xã Thới Thuận, phần lớn huyện Ba Tri, và xã Thạnh Phong những đoạn bờ này có xu hướng bồi tụ. Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu cơ bản trong “Khoa học Trái đất và Môi trường” 415 Ta có thể thấy hai vùng bờ có chỉ số CVI cao (màu đỏ) có chung đặc điểm là nằm kế bên 2 cửa sông (Cửa Đại và Hàm Luông), và hơi nhô ra phía biển hơn các đoạn bờ còn lại. Có thể chính điều này góp phần làm cho hai đoạn bờ chịu tác động mạnh hơn từ hoạt động của sóng, triều, sông và dòng chảy ven bờ vào mùa gió Đông Bắc (dòng chảy có hướng Bắc Nam). H nh 4 Tham số địa mạo và xói lở/bồi tụ ven biển tỉnh Bến Tre. H nh 5 Kết quả tính toán CVI. 4. KẾT LUẬN Các dạng địa mạo kết hợp với độ dốc rất thoải là hai tham số chính dẫn đến mức độ dễ bị tổn thương của đường bờ tỉnh Bến Tre được đánh giá từ trung bình trong xã Thạnh Phong, An Thủy, Bảo Thuận, và Thới Thuận, cao đến rất cao trong xã Thạnh Hải và Thừa Đức. Hơn nữa, xói lở bờ xảy ra mạnh mẽ nhất ở xã Thừa Đức, xã Thạnh Hải với tốc độ lần lượt khoảng 38 và 33.5 m/năm. Kết quả đã chỉ ra các khu vực đường bờ với mức độ dễ bị tổn thương khác nhau, sẽ giúp chính quyền địa phương cũng như các nhà quản lý đưa ra các giải pháp hợp lý để phòng chống sự xói lở và bảo vệ bờ biển. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. https://baotainguyenmoitruong.vn/moi-truong/ben-tre-ban-bo-tinh-huong-khan-cap-sat-lo-bo-song-bo- bien-1274422.html [2]. Aysun Koroglu, Roshanka Ranasinghe, José A. Jiménez, Ali Dastgheib et al, 2019. Comparison of Coastal Vulnerability Index applications for Barcelona Province. Ocean and Coastal Management 178. [3]. Bùi Quang Dũng, 2012. Nghiên Cứu Biến Động Đường Bờ Biển Phục Vụ Quản Lý Tai Biến Xói Lở Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Luận văn Thạc sĩ. Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội. [4]. Lê Thị Thu Hiền, Hà Quang Hải, 2013. Thành Lập Bản Đồ Dự Báo Tổn Thương Bờ Biển Bình Thuận. Tạp chí phát triển KH&CN, tập 16, số M3-2013. [5]. Trần Phương Hà, Nguyễn Ngọc Đàn, 2015. Đánh Giá Nguy Cơ Tổn Thương Đới Bờ Tỉnh Thừa Thiên Huế Dưới Ảnh Hưởng Của Nước Biển Dâng. Tạp chí Khoa học và Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế. ISSN 1859-1612, số 04(36)/2015. [6]. Liu J. Paul, David J. DeMaster, Thanh T. Nguyen, Yoshiki Saito, Van Lap Nguyen, Thi Kim Oanh Ta, Xing Li, 2017. Stratigraphic Formation of the Mekong River Delta and Its Recent Shoreline Changes. Oceanography, Vol. 30, No.3. [7]. https://www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/ (ngày truy cập: 20/09/2019). [8]. Thi Kim Oanh Ta, Van Lap Nguyen, Masaaki Tateishi, Iwao Kobayashi, Yoshiki Saito, 2005. Holocene Delta Evolution and Depositional Models of the Mekong River Delta, Southern Vietnam. SEPM (Society for Sedimentary Geology), ISBN 1-56576-113-8, p. 453–466. [9]. Kịch Bản Biến Đổi Khí Hậu Và Nước Biển Dâng Cho Việt Nam, 2016. Nhà xuất bản Tài nguyên Môi trường và Bản đồ Việt Nam. [10]. Thieler E. Robert, Erika S. Hammar-Klose, 1999. National Assessment of Coastal Vulnerablility to Sea Level Rise; U.S. Atlantic Coast. U.S Geological Survey, Open File Report, 99-593pp. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 416 COASTAL VULNERABILITY ASSESSMENT IN BEN TRE PROVINCE Vo Hong Son, Nguyen Dinh Thanh, Truong Minh Hoang University of Science VNU-HCMC, Email: vhson206@gmail.com ABSTRACT The aim of this paper is to assess coastal vulnerability in Ben Tre province by Coastal Vulnerability Index (CVI). The CVI is calculated based on the geologic parameters (geomorphology, coastal slope, shoreline change rate) and physical parameters (mean wave height, mean tide range and relative sea-level change) of the coast. The result can support local government and managers proposing effective solutions for coastal erosion mitigation as well as coastal protection. Key words. Coastal vulnerability index, shoreline change, sea level rise.