Đánh giá mức độ dễ bị tổn thương bờ biển tỉnh Phú Yên

Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu cơ bản trong “Khoa học Trái đất và Môi trường” DOI: 10.15625/vap.2019.000128 252 ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ DỄ BỊ TỔN THƢƠNG BỜ BIỂN TỈNH PHÚ YÊN Bùi Minh Chung 1,2 , Phạm Bá Trung2, Ngô Minh Thiện1 1Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM, Email:buiminhchung14@gmail.com 2 Viện Hải dương học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Email: batrungpham@gmail.com, nmthien@hcmus.edu.vn TÓM TẮT Vùng biển tỉnh Phú Yên có hình thái địa hình địa mạo với nhiều đầm, vịnh, bãi cát xen với mũi đá nhô sát ra biển và khá nhạy cảm với những tác động của các yếu tố ngoại sinh và nội sinh của biến đổi khí hậu như mực nước biển dâng. Do đó, chỉ số mức độ dễ bị tổn thương bờ biển (Coastal Vulnerability Index) được áp dụng để đánh giá khả năng tổn thương bờ biển tỉnh Phú Yên, trong hai trường gió mùa điển hình Đông Bắc và Tây Nam góp phần vào công tác quản lý tổng hợp đới bờ. Chỉ số CVI được tính dựa trên 6 biến số sau: địa mạo, độ dốc (%), tốc độ xói lở/bồi tụ trung bình năm (m/năm), độ cao sóng trung bình (m), độ cao triều trung bình (m), tốc độ thay đổi mực nước biển dâng tương đối (mm/năm). Dựa vào giá trị của CVI tính được cho từng đoạn bờ cụ thể trong mùa gió Đông Bắc trong khoảng 2,58 đến 32,66; mùa gió Tây Nam từ 2,58 đến 28,28, đường bờ biển tỉnh Phú Yên được chia thành 5 mức độ dễ bị tổn thương là: rất thấp, thấp, trung bình, cao và rất cao. Từ khóa: Chỉ số mức độ dễ bị tổn thương bờ biển, xói lở, bồi tụ, Phú Yên. 1. GIỚI THIỆU Phú Yên là một tỉnh ven biển Nam Trung Bộ có đường bờ biển dài khoảng 189 km, hình thái địa hình địa mạo với nhiều đầm, vịnh, các bãi ngang nằm xen mũi đá nhô sát ra biển. Vùng bờ này tương đối nhạy cảm với những tác động của các yếu tố ngoại sinh và nội sinh. Hiện nay, việc đánh giá mức độ tổn thương bờ biển bằng chỉ số mức độ dễ bị tổn thương bờ biển (Coastal Vulnerability Index – CVI) đã được áp dụng tại nhiều khu vực trên thế giới [5], [6] cùng với sự trợ giúp rất đắc lực và hiệu quả của công cụ viễn thám và GIS. Trên cơ sở đó, phương pháp trên được áp dụng để nghiên cứu mức độ dễ bị tổn thương bờ biển tỉnh Phú Yên góp phần phục vụ cho công tác quản lý tổng hợp đới bờ, ứng phó với biến đổi khí hậu, mực nước biển dâng hiện tại và tương lai. 2. PHƢƠNG PHÁP 2.1. Phƣơng pháp chỉ số mức độ dễ bị tổn thƣơng bờ biển Đây là một chỉ số sử dụng để đánh giá mức độ dễ bị tổn thương bờ biển (Coastal Vulnerability Index – CVI). CVI được tính toán dựa trên điểm trọng số của từng đoạn bờ cụ thể với 6 biến số tương ứng được chia theo các cấp độ tổn thương khác nhau [5]: (a) địa mạo, (b) độ dốc (%), (c) tốc độ xói lở/bồi tụ bờ (m/năm), (d) độ cao sóng trung bình (m), (e) độ cao triều trung bình (m), (f) tốc độ thay đổi mực nước biển dâng tương đối (mm/năm) bằng công thức sau (theo Thieler và Hammar-Klose, 2001): CVI = √ (1) 2.2. Phƣơng pháp viễn thám và GIS Trong phương pháp này, sử dụng các ảnh vệ tinh thu thập được từ phần mềm Google Earth, các loại bản đồ và phần mềm GIS (Mapinfo 15.0, ArcGis 10.6) để trích xuất, giải đoán đường bờ, sau đó tính toán tốc độ xói lở/bồi tụ bờ trong giai đoạn từ năm 2002 – 2019 bằng công cụ DSAS 5.0 trong phần mềm Arcgis [4] cho từng đoạn bờ. Độ dốc bờ khu vực nghiên cứu được tính toán bằng Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu cơ bản trong “Khoa học Trái đất và Môi trường” 253 công cụ Vertical Mapper 3.7 trong phần mềm Mapinfo dựa trên bản đồ nền là bản đồ địa hình đáy ven biển tỉnh Phú Yên và kết quả khảo sát đo sâu địa hình đáy bằng máy đo sâu Lowrance LMS- 525CD khu vực đầm Cù Mông, một phần bãi Long Thủy, bãi Môn. Độ cao sóng trung bình phân loại cho từng khu vực bờ biển theo kết quả tính toán phân bố đặc trưng sóng tại vùng biển Phú Yên [2]; độ cao triều trung bình là 1,5-2,0 m (mức độ dễ bị tổn thương cao); tốc độ biến đổi mực nước biển dâng tương đối tỉnh Phú Yên nằm trong khu vực ven biển Nam Trung Bộ theo kịch bản biến đổi khí hậu 2016 của Bộ Tài nguyên và Môi trường [1] là 5,6 mm/năm (mức độ dễ bị tổn thương rất cao). Từ đó, kết hợp các dữ liệu thuộc tính và không gian của các đoạn bờ dưa trên 6 biến số để thành lập các bản đồ chuyên đề phục vụ cho việc tính toán chỉ số mức độ dễ bị tổn thương bờ biển (CVI) toàn khu vực nghiên cứu. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Đoạn bờ biển tỉnh Phú Yên dài 189 km, ở phía Bắc tỉnh bờ biển khúc khuỷu, tạo nên những đầm, vịnh như đầm Cù Mông, đầm Ô Loan, vịnh Xuân Đài. Phía Nam tỉnh chủ yếu là bãi ngang với các cồn cát dọc ven biển, riêng từ chân núi bãi Gốc (Hoà Tâm) đến Hòn Nưa có mũi Nạy và vịnh nước sâu Vũng Rô, nằm ở cực nam tỉnh. Dọc bờ biển từ bắc xuống nam có 5 cửa lạch từ 3 sông chính và 2 đầm chảy ra biển đó là: Cửa đầm Cù Mông; cửa Tiên Châu (sông Cái), cửa Lễ Thịnh (đầm Ô Loan), cửa Đà Rằng (sông Đà Rằng), cửa Đà Nông (sông Bàn Thạch). Đoạn bờ biển Phú Yên đặc trưng bởi các tích tụ cửa sông tạo thành các bãi cát tích tụ biển kéo dài, tương đối thẳng, độ dốc lớn. Phía sau các bãi này là các thành tạo tích tụ biển kiểu val bờ và đụn cát cao, kéo dài dọc theo đường bờ và các bãi cát hiện đại. Phần lớn chiều dài bờ biển là các bãi cát (bãi Tuy Hoà, Tuy Hoà – Phú Lâm), bãi có chiều dài lớn nhất là 15-20 km (bãi Tuy Hoà – Phú Lâm), trung bình 5 – 8 km, thành phần chủ yếu là cát từ cát thô đến cát nhỏ. hình thái địa mạo vùng ven bờ biển Phú Yên chủ yếu được phân loại các kiểu bờ sau: bờ cấu tạo bằng đá (mức độ tổn thương rất thấp như khu vực đầm Cù Mông; xã An Chấn); bờ cát (mức độ tổn thương rất cao tại các bãi biển như bãi Tuy Hòa, bãi Xuân Hải); bờ trong khu vực đầm (đầm Cù Mông, đầm Ô Loan), cửa sông (cửa Đà Rằng, cửa Đà Nông) ở mức độ tổn thương cao. Khu vực có bờ trong đầm, vịnh đã và đang được khai thác để nuôi thủy sản gần như ít biến động được đánh giá ở mức độ dễ bị tổn thương trung bình theo biến số tốc độ biến đổi bờ. Vùng biển ven bờ tỉnh Phú Yên chịu ảnh hưởng đặc trưng của 2 trường gió mùa điển hình là Đông Bắc (hướng sóng NE) và Tây Nam (hướng sóng chính SE) với độ cao triều trung bình là 1,5- 2,0 m (mức độ dễ bị tổn thương cao), cho nên chỉ số mức độ dễ bị tổn thương bờ biển (CVI) của tỉnh Phú Yên được tính toán theo 2 mùa gió với đặc trưng sóng khác nhau cho từng đoạn bờ tương ứng theo kết quả phân tích ở trên và được chia ra 5 cấp mức độ dễ bị tổn thương là rất thấp, thấp, trung bình, cao và rất cao. Trong thời kỳ gió mùa Đông Bắc, kết quả tính được chỉ số mức độ dễ bị tổn thương bờ biển (CVI) toàn bộ bờ có giá trị từ 2,58 đến 32,66. Với mức độ dễ bị tổn thương rất thấp (2,58-6,32) chiếm 81% (Đầm Cù Mông, vịnh Vũng Rô); thấp (6,32-10,32) chiếm 10 % (bãi Xuân Hải, bãi Vinh Hòa – Từ Nham); trung bình (10,33-14,61) chiếm 6 % (phía bắc bãi Long Thủy, cửa Tiên Châu); cao (14,61-20,41) chiếm 1% (bãi An Hải, cửa sông Đà Rằng); rất cao (20,41-32,66) hầu như chiếm tỷ lệ rất nhỏ (cửa sông Đà Rằng) (Hình 1). Thời kỳ gió mùa Tây Nam, chỉ số mức độ dễ bị tổn thương bờ biển (CVI) có giá trị từ 2,58 đến 28,28. Với mức độ dễ bị tổn thương rất thấp (2,58-4,47) chiếm 78% (từ Mũi Điện tới vịnh Vũng Rô, đầm Cù Mông, đầm Ô Loan); thấp (4,48-7,07) chiếm 13% (phía nam bãi Xuân Hải, bãi Hòa Hiệp); trung bình (7,07-11,54) chiếm 6 % (phía nam bãi Long Thủy, bãi Gốc); cao (11,55- 15,81) chiếm 3% (bãi Tuy Hòa, cửa sông Đà Rằng, khu vực cửa Đà Nông); rất cao (15,81-28,28) chiếm tỷ lệ rất nhỏ (cửa sông Đà Rằng) (Hình 2). Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 254 4. KẾT LUẬN Bằng việc sử dụng chỉ số mức độ dễ bị tổn thương bờ biển (CVI) đã phân loại ra 5 mức độ tổn thương khác nhau theo 2 trường gió mùa điển hình Đông Bắc và Tây Nam của bờ biển Phú Yên là rất thấp, thấp, trung bình, cao, rất cao. Các đoạn bờ bãi An Hải, bãi Long Thủy, bãi biển từ cửa Đà Rằng đến cửa Đà Nông đều có mức độ dễ bị tổn thương từ thấp đến rất cao do các khu vực này có cấu tạo bờ chủ yếu là cát, chịu tác động mạnh mẽ của các yếu tố thủy động lực. Các đoạn bờ cấu tạo bằng đá, cũng như bờ trong các đầm, vịnh như vịnh Xuân Đài, vịnh Vũng Rô, đầm Ô Loan có mức độ dễ bị tổn thương từ thấp tới rất thấp (chiếm phần lớn độ dài đường bờ trong khu vực khoảng trên 50%). Các kết quả này đã phản ánh một cách chi tiết mức độ dễ bị tổn thương bờ biển tỉnh Phú Yên dưới tác động của các yếu tố ngoại sinh và nội sinh. Từ đó, có thể thấy rằng, phương pháp này có thể áp dụng cho nhiều vùng bờ biển khác nhau, phục vụ cho công tác quản lý tổng hợp đới bờ ở hiện tại và tương lai. Tuy nhiên, để tăng mức độ tin cậy và chính xác của kết quả tính toán, cần thiết tiến hành nhiều đợt khảo sát đo đạc, khảo sát ngoài thực địa trong khu vực nghiên cứu về các yếu tố như địa mạo, địa hình đáy biển ven bờ, độ cao sóng, độ cao triều. Lời cảm ơn Bài báo đã sử dụng một số dữ liệu của đề tài VAST 05/05-18-19 do Thạc sỹ Phạm Bá Trung làm chủ nhiệm. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn Viện Hải dương học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã hỗ trợ kinh phí và điều kiện vật chất để hoàn thành nghiên cứu này. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2016. Kịch bản biến đổi khí hậu 2016. Nhà xuất bản Tài nguyên - Môi trường và bản đồ Việt Nam. [2]. Lê Đình Mầu, Bùi Hồng Long, 2003. Đặc điểm phân bố các đặc trưng sóng tại vùng biển ven bờ tỉnh Phú Yên. Tạp chí Khoa học và Công nghệ biển, 3(3), tr. 32-46. [3]. Vũ Văn Phái, Dương Tuấn Ngọc, Bùi Quang Dũng, 2011. Sử dụng chỉ số mức độ dễ bị tổn thương bờ biển nghiên cứu biến đổi đường bờ biển tỉnh Bình Thuận. Hội nghị Khoa học và Công nghệ Biển toàn quốc lần thứ V, Quyển 3: Địa lý, Địa chất và Địa vật lý biển. Nxb. Khoa học tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội, tr. 159-164. [4]. Emily A. Himmelstoss, Rachel E. Henderson, Meredith G. Kratzmann, Amy S. Farris. 2018. Digital Shoreline Analysis System (DSAS) version 5.0 User Guide – An ArcGIS extension for calculating shoreline change. U.S Geological Survey Open-File Report 2018-1179. [5]. Thieler E.R. and Hammar-Klose E.S., 2001. Coastal Vulnerability to Sea-level Rise: A Preliminary database for the U.S. Atlantic and Gulf of Mexico coast. https://pubs.usgs.gov/dds/dds68/ [6]. Vasilis KOTINAS, Niki EVELPIDOU, Anna KARKANI, Miltiadis POLIDOROU. Modelling Coastal Erosion. Hellenic republic National and Kapodistrian University of Athens. Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu cơ bản trong “Khoa học Trái đất và Môi trường” 255 Hình 1. Bản đồ mức độ dễ bị tổn thương bờ biển CVI trong mùa gió Đông Bắc (hướng sóng NE). Hình 2. Bản đồ mức độ dễ bị tổn thương bờ biển CVI trong mùa gió Tây Nam (hướng sóng SE). ASSESSMENT OF COASTAL VULNERABILITY IN PHU YEN PROVINCE Bui Minh Chung 1,2 , Pham Ba Trung 2 , Ngo Minh Thien 1 1 University of Science, VNU-HCM, Email: buiminhchung14@gmail.com 2 Institute of Oceanography, Vietnam Academy of Science and Technology Email: batrungpham@gmail.com, nmthien@hcmus.edu.vn ABSTRACT The coastal area of Phu Yen province has diverse forms with many marshes, bays, sandy beaches and the rocky heads jutting into the sea and they are quite vulnerable to the impacts of exogenous and endogenous factors of climate change such as sea-level rise. Therefore, the Coastal Vulnerability Index (CVI) is used to assess the coastal vulnerability of Phu Yen province in the northeast and southwest monsoon periods. CVI is calculated based on the following 6 variables: geomorphology, coastal slope (%), shoreline erosion/accretion rates (m/year), relative sea-level change (mm/year), mean significant wave height (m) and mean tide range (m). Based on the value of CVI calculated for each specific section of shoreline in the Northeast monsoon season in the range of 2.58 to 32.66; Southwest monsoon season from 2.58 to 28.28, the shoreline of Phu Yen province is divided into five vulnerability classes of very low, low, moderate, high and very high. Keywords: Coastal vulnerability index, erosion, accretion, Phu Yen.