Các thuật ngữ khoa học và môi trường địa chất đới bời

t người ta đã đưa ra một số mô hình dự báo khác nhau, trong đó mô hình xây dựng theo nguyên lý Brunn được sử dụng nhiều nhất (xem chương 3, mục 3-9). (b) Qúa trình lùi của vách biển. Sự giật lùi của các vách bờ dựng đứng ở Great Lake, Thái Bình Dương và một số vùng bờ biển của New England và New York luôn là một vấn đề lớn. Nguyên nhân gây giật lùi vách rất đa dạng, ở Great Lake, qúa trình này thường xuyên xảy ra do ảnh hưởng của mực nước dâng khiến tốc độ xói lở bờ tăng lên (Hands, 1983). Nhưng ở nam California, các vách bờ chỉ bị giật lùi vào những thời điểm nhất định như khi xuất hiện các trận bão mùa đông hay có sự thất thoát nước ngầm, nước mặt hoặc có hoạt động đứt gãy và động đất xảy ra (Kuhn và Shepard, 19840). Đối với các vách có cấu tạo là đá kết tinh, do đặc tính bền vững nên qúa trình giật lùi của chúng diễn ra khá chậm chạp so với kiểu vách của bờ cát (xem chương 3, mục 3.8). (c) Đầm lầy và đất ngập nước. Đầm lầy và rừng ngập mặn là hai hệ sinh thái xuất hiện khá nhiều ở các vùng đới bờ ven vịnh Mexico và bờ Đại Tây Dương. Đầm lầy có khả năng phát triển theo độ cao của mực nước. Tuy nhiên, khi mực nước dâng với tốc độ nhanh, mặc dù có khả năng tự sinh ra trầm tích hữu cơ, các đầm lầy vẫn cần thêm nguồn trầm tích bổ xung từ bên ngoài để có thể theo kịp tốc độ của mực nước. Mục 3.11, chương 3 chúng tôi sẽ đề cập tới đầm lầy nước mặn, mục 3.12 là các hệ sinh thái đất ngập nước, rạn san hô và rừng ngập mặn. Nhìn chung, các hệ sinh thái đều có khả năng tự điều chỉnh với sự dâng cao của mực nước nếu chúng không bị suy thoái do những hoạt động của con người như phá rừng, ngăn hồ, xây đập, xả rác, nước thải sinh hoạt và công nghiệp hoặc biến động mạnh của nguồn trầm tích. Hình 2-17 : Đồ thị biểu diễn mực nước trung bình hàng năm ở Galveston, Texas (1908-1986). Qúa trình hạ lún của Galveston là do nguyên nhân khai thác nước ngầm và trầm tích bị nén ép (nguồn dữ liệu của Lyles, Hickman và Debaugh, 1988) Bảng 2-7: Mối tương quan giữa nguồn cung cấp trầm tích và sự biến đổi của mực nước đối với vị trí đường bờ Sự biến đổi của mực nước biển Mực biển hạ Ổn định Mực biển dâng Nguồn trầm tích Nhanh Chậm Chậm Nhanh Khối lượng xói mòn nhanh Đường bờ không thay đổi Lùi vào bờ chậm Lùi vừa phải Lùi nhanh 4 Lùi rất nhanh2 Khối lượng xói mòn chậm Tiến ra biển nhanh Không thay đổi Lùi chậm Lùi vừa phải6 Lùi nhanh Khối lượng xói mòn cân bằng với khối lượng tích tụ (=0) Tiến vừa phải Tiến chậm Không thay đổi 8 Lùi chậm Lùi vừa phải Khối lượng tích tụ chậm Tiến chậm Tiến vừa phải10 Tiến chậm 7 Không thay đổi 3,5 Lùi chậm Khối lượng tích tụ nhanh Tiến rất nhanh Tiến nhanh9 Tiến vừa phải Tiến chậm1 Không thay đổi Các khu vực có đường bờ biển bị biến đổi trong thời gian dài 1. Châu thổ sông Missisipi – có các nhánh sông lưu hoạt động. 2. Châu thổ sông Missisipi – có các nhánh sông đổi dòng. 3. Vùng bờ Panhandle ở Florida, giữa Pensacola và thành phố Panama. 4. Bờ biển của Sargent, Texas. 5. Bờ biển khu vực Trạm Nghiên cứu Thực địa ở Duck, NC 6. Bờ biển của New Jersey. 7. Bờ biển của quần đảo Hawaii – thuộc kiểu bờ san hô và núi lửa. 8. Bờ biển của các đảo thuộc quần đảo Hawaii hiện nay không có hoạt động núi lửa. 9. Bờ biển gần các vùng cửa sông ở Alaska. 10. Đường bờ của Great Lake khi mực nước thấp được duy trì (Bảng dựa trên một hình vẽ trong tài liệu của Curray, 1964) e. Các hoạt động kỹ thuật và kinh tế xã hội làm biến đổi mực nước (1) Dao động dâng địa tĩnh (a) Khi bắt đầu bước vào xây dựng một dự án kỹ thuật hay quản lý liên quan đến đới bờ, người thực hiện bao giờ cũng phải chú ý đến sự biến đổi của mực nước biển ven bờ trong khu vực đó. Trong thập niên gần đây, các phương tiện thông tin đại chúng thường xuyên đề cập đến vấn đề nóng lên toàn cầu hay “hiệu ứng nhà kính”, và theo các nhà khoa học hiện tượng này chính là nguyên nhân dẫn đến sự dâng cao của mực nước biển và sự gia tăng bão lụt ở các vùng duyên hải. Năm 1983, theo khuyến cáo của Ủy ban Bảo vệ Môi trường, lượng khí CO2 có mặt trong khí quyển có khả năng làm cho mực nước biển sẽ tăng cao từ 0,6 đến 3,5m (Hoffman, Keyes, và Titus, 1983). Nhưng sau đó, các kết qủa điều tra nghiên cứu cho thấy rằng tốc độ dâng cao của mực nước đã có xu hướng giảm đi và mức nước biển địa tĩnh có thể hạ thấp trong tương lai (Houston,1993). (b) Những dấu vết cho thấy sự biến đổi của mực biển trong thời kỳ Holocene có thể dễ dàng tìm thấy trong các di chỉ khảo cổ trên những bậc thềm mài mòn và vật liệu hữu cơ. Dựa vào phương pháp phân tích phóng xạ, Stone và Morgan (1983) đã xác định được độ dâng cao trung bình của mực nước là 2,4mm/năm trên cơ sở các mẫu than bùn lấy ở đảo Santa Rosa, vịnh Mexico thuộc Florida, một địa điểm có kiến tạo ổn định.Tuy nhiên, theo Tanner (1989) việc áp dụng phương pháp đồng vị phóng xạ để xác định tuổi địa chất không đủ cơ sở phân tích cho việc xác định những dao động của mực nước cổ. (c) Trên cơ sở theo dõi nguồn số liệu thủy triều từ nhiều nơi trên thế giới, Emery và Aubrey (1991) cho rằng không thể kết luận được qúa trình dâng cao địa tĩnh của mực biển đang tiếp tục, bởi ở nhiều nơi số liệu quan trắc cho thấy mực nước biển hiện tại có xu hướng dâng, những ở nhiều nơi khác số hiệu quan trắc lại thể hiện sự hạ thấp của mực nước. Theo họ “thực chất các tín hiệu nhiễu trong dữ liệu là do những chuyển động kiến tạo và ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng hải văn và điều này tạo điều kiện thuận lợi cho các nghiên cứu về kiến tạo mảng hơn là tác động ảnh hưởng của khí nhà kính với sự nóng lên của khí quyển, tan chảy băng và sự dâng cao của mực nước biển” (tr.178). (d) Tóm lại, những cố gắng của các nhà hoa học trong việc nghiên cứu vấn đề này hiện vẫn chưa đưa ra được những bằng chứng xác thực về sự dâng cao mực nước biển địa tĩnh trên toàn cầu. Mặc dù theo tính toán của một số nhà khoa học, tốc độ dâng trung bình có thể đạt từ 0 đến 3mm/năm, nhưng kết qủa này vẫn bị nhiều nhà nghiên cứu bác bỏ và không công nhận do chưa đủ độ tin cậy. Vào thời Holocene muộn những biến đổi mực nước còn diễn ra phức tạp hơn nhiều so với những gì chúng ta biết hiện nay. Theo Tanner (1989), tồn tại trên đồ thị biểu diễn mực nước biển “trung bình” sự kết hợp của các nhiễu động do nhiều nguyên nhân khác nhau. Vì vậy, vấn đề mực nước biển địa tĩnh vẫn là chủ đề còn nhiều tranh cãi. (2) Sự biến đổi mực nước biển tương đối Trung tâm Nghiên cứu mực nước biển thuộc Ủy ban nghiên cứu Quốc gia (Ủy ban Nghiên cứu Quốc gia, 1987) đã đưa ra một số bằng chứng về sự biến đổi mực nước biển tương đối. Theo kết qủa thống kê hàng năm, giá trị trung bình của mực nước biển tương đối tại phần lớn các trạm quan trắc thủy triều nằm ven bờ đều có xu hướng tăng và theo họ: “Sự tăng cao mực nước biển trung bình luôn là nguy cơ đe dọa tới các công trình và hoạt động kinh tế ven bờ. Mặc dù sự biến thiên của mực nước có thể mang tính chất cục bộ và các số liệu thống kê đôi khi không thống nhất nhưng vẫn cho thấy xu hướng dâng của mực nước tương đối trong trong thế kỷ qua ở một số khu vực của nước Mỹ như bờ biển phía đông là 30cm, bờ phía tây là 11cm, trừ khu vực Alaska mực nước có xu hướng giảm do hiện tượng giãn nở lớp vỏ trái đất khi băng tan. Còn ở khu vực bờ biển ven vịnh Mexico mực nước lại biến thiên rất mạnh, độ dâng cao từ trên 100cm/thế kỷ ở nhiều nơi trên đồng bằng châu thổ Missisipi đến 20cm/thế kỷ dọc theo bờ tây Florida” (tr.123). Đồng thời họ cũng đưa ra những lời khuyến cáo về các hoạt động quản lý: “Sự gia tăng tốc độ dâng của mực nước đồng nghĩa với nguy cơ xói lở và xâm thực bờ biển. Tuy nhiên, ở một số vùng bờ biển, hoạt động của con người mới là nguyên nhân chính gây ra xói lở và xâm thực bờ mạnh và tốc độ này lớn hơn rất nhiều so với tốc độ tự nhiên. Lấy ví dụ như việc quản lý ngăn sông đắp đập ở một số nơi do không chặt chẽ đã làm thay đổi dòng chảy dẫn đến sự thiếu hụt trầm tích nghiêm trọng tại các vùng ven bờ khiến qúa trình xói lở xảy ra mạnh mẽ. Như vậy, sự dâng cao mực nước sẽ càng thúc đẩy thêm qúa trình này”. (b) Hình 2.18 thể hiện sự biến đổi mực nước cục bộ ở các vùng bờ biển bao quanh nước Mỹ (Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia, 1987). Các giá trị trên hình mới chỉ là kết qủa tính toán dựa trên những nguồn số liệu thống kê từ 1940 đến 1980, vì vậy đây chỉ là những thông tin khái quát mang tính chất tham khảo. Để phục vụ cho dự án phát triển trong khu vực đới bờ, nguồn số liệu cần được chi tiết hóa, trong đó bao gồm cả số liệu thủy triều và sóng như trong Lyles, Hickman và Debaugh (1988). (H.2.16 và H.2.17 là hai ví dụ về số liệu đo đạc thuỷ triều quan trắc ở các trạm nghiên cứu). Hình 2-18 : Độ dâng cao của mực nước biển tương đối tại một số vùng bờ của nước Mỹ (mm/năm) (nguồn Ủy ban nghiên cứu Quốc gia, 1987) (3) Ý kiến của người thực hiện và các vấn đề về chính sách (a) Mặc dù vẫn còn nhiều ý kiến tranh cãi xoay quanh vấn đề mực nước biển địa tĩnh, nhưng đối với các công trình sư hay những các nhà quản lý và lập kế hoạch đới ven bờ, việc xác định các giá trị biến đổi của mực nước và dự báo mực nước dâng luôn là yêu cầu hàng đầu trong việc thiết kế các công trình và xây dựng các dự án liên quan đến đới bờ. (b) Do các kết qủa đánh giá sự biến đổi của mực nước còn thiếu tính xác thực nên hiện chưa một phương pháp xác định nào được USACE công nhận. Vì vậy trong quy chế ER 1105-2-100 (28.12.1990) đối với các công trình sư, USACE đã nêu rõ: Khi nghiên cứu tính khả thi của một công trình, người thiết kế cần lựa chọn những phương án xác định dao động mực nước thích hợp nhất , có độ tin cậy cao, thể hiện được các giá trị dự báo trong tương lại, chú ý ưu tiên đến tính ứng dụng trên quy mô rộng và phổ biến hơn là tính tối ưu của phương pháp bởi đôi khi kết qủa nghiên cứu có thể không phùhợp với sự biến đổi của hoàn cảnh. Trong các nghiên cứu khả thi mà USACE chịu trách nhiệm việc xem xét khả năng dâng cao của mực nước ở các vùng ven bờ và cửa sông (tới giới hạn mực nước triều còn chạm tới ) luôn được coi trọng. Một quy hoạch dự án bao giờ cũng phải tính tới ảnh hưởng của mực nước cao nhất theo dự báo với các tham số khác nhau. (4) Ảnh hưởng của mực nước dâng đến cuộc sống của con người (a) Sự dâng cao của mực nước sẽ làm ngập lụt các vùng dân cư ven biển, đồng thời làm thất thoát qũy đất, phá hủy các công trình xây dựng và phát sinh bệnh dịch. Theo thống kê, có khoảng 50% dân số Mỹ sống ở vùng ven biển (số liệu điều tra dân số năm 1980 theo báo cáo của Emery và Aubrey,1991), và tỷ lệ này không ngừng tăng. So với một số quốc gia khác như Hà Lan hay Trung Quốc, các nghiên cứu về biến đổi mực nước biển và những ứng dụng trong công tác quy hoạch quản lý đới bờ ở Mỹ chỉ mới xuất hiện trong khi vấn đề này đã được hai quốc gia trên xem xét từ hàng ngàn năm nay (Ủy ban Nghiên cứu Quốc gia, 1987). Có ba biện pháp con người thường sử dụng để chống lại nguy cơ dâng cao của mực nước biển : Lùi vào lục địa Xây dựng đê biển Tôn nền và đóng cọc (b) Châu thổ delta là một trong số các vùng nhạy cảm nhất trước ảnh hưởng của nước biển dâng. Được hình thành từ những tích tụ trầm tích tự nhiên, các vùng châu thổ tạo nên những vùng đồng bằng ven biển rộng lớn và màu mỡ với những phần nằm thấp hơn là vùng đầm lầy và rừng ngập mặn. Vì vậy đây cũng là nơi quy tụ nhiều dân cư nhất, trong điều kiện hiện nay, qúa trình sụt chìm của nhiều vùng cửa sông đã và đang mang lại những bất lợi lớn cho cư dân ven biển, chẳng hạn như ở Bangladesh, tốc độ sụt chìm hàng năm của các vùng cửa sông là 10mm/năm hay ở vùng châu thổ sông Nile 2mm/năm. Đó là hai khu vực tập trung đông dân nhất trên thế giới (Emery và Aubrey,1991) nên ngay cả khi mực nước biển dâng chậm, tác động của chúng tới các vùng dân cư vẫn rất lớn, vậy làm thế nào để khống chế những ảnh hưởng đó? Người ta đã nghĩ đến việc xây dựng hàng ngàn km đê biển để bảo vệ những vùng đất rộng lớn này, nhưng xét trong hoàn cảnh thực tế ở một số quốc gia như Bangladesh việc xây dựng những công trình dân dụng ở quy mô lớn dường như qúa tốn kém và không hiện thực bằng biện pháp di dời dân cư và làng mạc vào sâu trong lục địa (Ủy ban Nghiên cứu Quốc gia, 1987). Tuy nhiên, với một chi phí lớn cho những giải pháp thiết thực, Hà Lan đã thành công trong việc khắc phục sự dâng cao của mực nước, giữ vững quỹ đất để phát triển sản xuất nông nghiệp và mở rộng thành phố. (c) Giải pháp di dân có thể được thực hiện theo kế hoạch hoặc không theo kế hoạch hoặc liên tiếp tùy thuộc vào những biến chuyển bất lợi của mực nước (Ủy ban Nghiên cứu Quốc gia, 1987). Đa số các trường hợp, khi chỗ ở bắt đầu gặp nguy hiểm, người dân thường tự ý bảo nhau rời đi. Chính quyền bang Texas đã từng áp dụng biện pháp di dời sau khi cơn bão nhiệt đới Alicia đổ bộ lên đảo Galveston năm 1983. Việc xây dựng đê chắn hậu được xem là một trong những cách thức kiểm soát qúa trình biển tiến, tuy nhiên giải pháp này lại có những khó khăn riêng do việc quyết định vị trí tuyến đê thường bị các nhà đầu tư phản ứng vì đa số đều muốn các công trình đầu tư nằm sát bờ biển và càng gần bờ càng tốt. (d) Theo đánh giá chung của các nhà khoa học, phần lớn các bờ đại dương trên thế giới đều có nguy cơ bị ngập úng ngay cả khi nước biển dâng chậm, do vậy những yêu cầu bảo vệ tài sản, con người ở các vùng ven bờ đại dương đã trở thành một áp lực chính trị lớn. Một trong các biện pháp bảo vệ đang được sử dụng hiệu qủa như xây đê ở Hà Lan hay Tokyo, Osaka của Nhật Bản có thể áp dụng rộng rãi cho cả các vùng đất thấp trong nội địa để tránh lũ lụt khi nước sông lên. Với một số thành phố lớn nằm dưới mực nước biển New Orleans hay những thành phố gần vùng cửa sông như Rotterdam thì hệ thống đê điều là bức tường bảo vệ vững chắc nhất không gì có thể thay thế được và hàng năm những con đê này luôn được bồi cao theo nhịp dâng của nước biển. Ngoài chức năng chống lũ, ở một số nơi người ta còn xây dựng các đê, kè chắn sóng bão như ở New Bedford, MA, Providence,RI, và Thames, London. (e) Giải pháp san lấp và tôn nền cũng là một biện pháp được áp dụng khá phổ biến ở một số thành phố ven biển để mở mang diện tích và tận dụng các vùng đất bồi. Về cơ bản đây là các vùng đất yếu, dễ sụt lún khi bị ngập nước vì vậy ngay từ thời xa xưa để sử dụng các vùng đất hoang này cho việc xây dựng các công trình văn hóa nghệ thuật, con người đã biết cách khắc phục bằng việc gia cố đóng cọc và tôn cao nền. Chẳng hạn như các vùng đất được san lấp ở Boston năm 1800 (H. 2.19) và nhiều vùng rộng lớn quanh New York, kể cả một phần Manhattan và Brooklyn từ những năm 1600 (Leveson,1980). Ngày nay, nhiều công trình lớn như cụm cảng hàng không, nhà ở, các công trình vui chơi giải trí đã được xây dựng trên những nền đất đã được tôn cao nhưng đáng kể nhất vẫn là công trình xây dựng thủ đô Saint Peterburg của Nga trên cọc và đất bồi cửa sông Nêva từ những năm đầu 1700 thời Piôt Đại đế. f. Kết luận (1) Sự biến đổi của mực nước biển là do nhiều quá trình tự nhiên gây ra, trong đó bao gồm các lực kiến tạo làm thay đổi độ cao mặt đất, các yếu tố khí tượng hải văn làm mực nước dao động theo chu kỳ (bảng 2.5) và đến nay ảnh hưởng của mỗi qúa trình vẫn chưa xác định được một cách riêng rẽ. (2) Khoảng dao động của mực nước biển địa tĩnh theo số liệu sóng là 0 đến 3mm/năm. Theo Emery và Aubrey (1991) việc xác định tốc độ dâng của mực nước biển địa tĩnh không thể thực hiện được vì các tín hiệu băng tần thường bị nhiễu loạn bởi nhiều yếu tố và số lượng các trạm quan trắc sóng và thủy triều còn qúa hạn chế và phân bố không đồng đều trên toàn thế giới. (3) Các báo cáo về biến động mực nước biển địa tĩnh mới chỉ là những nghiên cứu cơ bản chưa mang tính ứng dụng thực tiễn. Với mực nước biển tương đối ( ở Mỹ) phạm vi dao động khá lớn, vì vậy những nhà lập quy hoạch và xây dựng dự án đới bờ phải luôn chú ý tới các dự báo nước dâng để bảo đảm tính an toàn cho các dự án của mình kể từ các bước thực hiện ban đầu. (4) Cần chú trọng tới các hoạt động quản lý nói chung và đới bờ nói riêng để tránh tình trạng phá hủy môi trường, gia tăng tốc độ xói lở và thúc đẩy thêm qúa trình nước dâng (Emery và Aubrey, 1991); Ủy ban Nghiên cứu Quốc gia,1987). (5) Hiện tại, chưa một phương pháp nghiên cứu nào về sự biến động của mực nước được USACE công nhận. Tuy nhiên trong quy chế ER 1105-2-100 (USACE ,28.12.1990) vẫn yêu cầu trong các nghiên cứu khả thi phải xét đến biên độ biến đổi mực nước có thể xảy ra trong tương lai và người lập dự án được quyền tham khảo và lựa chọn những phương pháp dự báo thích hợp hoặc có thể sử dụng những số liệu mực tương đối đã xảy ra trong quá khứ. Hình 2-19: Sự phân bố của các vùng đất đã được bồi đắp ở Boston,MA từ năm 1630 (đồng thời với sự phát triển của các vùng đất mới là sự biến mất của các vùng đất ngập nước qúy giá, đáng lẽ có thể đem lại nhiều lợi ích cao cho con người) (nguồn Rosen, Brenninkmeyer và Maybury, 1993) 2.7. NHỮNG TÁC ĐỘNG CỦA CON NGƯỜI ĐẾN ĐỊA CHẤT ĐỚI BỜ a. Giới thiệu Có thể nói hoạt động của con người là một trong những yếu tố chủ quan gây ra sự biến đổi lớn của đường bờ. Dưới các tác động trực tiếp từ các công trình xây dựng nhà ở hay nạo vét sông ngòi hoặc gián tiếp qua các hoạt động làm biến đổi môi trường, thay đổi dòng chảy, giảm nguồn cung cấp trầm tích hoặc biến đổi khí hậu, con người đã can thiệp mạnh vào sự phát triển tự nhiên của đường bờ. Ở những nước công nghiệp phát triển và Mỹ, sự can thiệp đó là những biến đổi lớn về môi trường vùng đới bờ, còn với các nước kém phát triển là sự thất thoát qũy đất, suy giảm các hệ sinh thái hữu ích, thay đổi hướng dòng chảy… Tuy nhiên, đáng kể nhất vẫn là các hoạt động xây dựng nhà ở, các công trình đê điều chắn sóng hoặc các khu nhà nghỉ tư nhân ở sát bờ biển. Trong lịch sử đã có rất nhiều thành phố đã được xây dựng ngay trên bờ biển, mặc dù chỉ giới ban đầu là ven bờ các vịnh và những nơi có khả năng bảo vệ an toàn, song càng về sau theo đà phát triển, các thành phố ngày càng tiến ra sát bờ biển, những ví dụ điển hình như New York, Boston, San Diego và Los Angeles hay những thành phố lúc đầu chỉ là những cụm cư dân và những khu nghỉ mát nhỏ trên các đảo chắn sau phát triển thành thành phố như Atlantic City, Ocean City, Virginia Beach và Miami Beach. Ngoài ra, tập quán canh tác và sử dụng đất ở các vùng sâu trong lục địa cũng ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự bồi lắng ở đới ven bờ. Nhưng việc phân tích và xác định những yếu tố nhân văn không dễ dàng bởi nhiều khi nguồn tác động nằm cách xa bờ hàng trăm km, chẳng hạn như việc phá rừng đầu nguồn, đào kênh thuỷ có thể làm tăng lượng phù xa của sông, gây lắng đọng trầm tích và phá hủy nhiều hệ sinh thái ven bờ. b. Xây dựng đê và hồ chứa nước Nguồn cung cấp trầm tích cơ bản cho các vùng bờ là từ các nhánh sông (chỉ dẫn bảo vệ bờ biển,1984), vì vậy việc xây dựng các con đê và hồ chứa nước sẽ làm giảm lượng trầm tích tại các vùng cửa sông. Sự ra đời của các công trình này, một mặt gióp sẽ làm hạn chế các cơn lũ ở thượng nguồn tràn xuống vùng đồng bằng, nhưng mặt khác lại gây ra sự thiếu hụt trầm tích cho đới bờ khiến các qúa trình xói lở bờ gia tăng và hạ tháp độ cao bờ biển (Schwartz, 1982). Một ví dụ tiêu biểu là sự phát triển của các qúa trình bào mòn vùng châu thổ sông Nile từ khi đập Hạ Asuan (1902) và Thượng Asuan (1964) được xây dựng; hai con đập này đã hoàn toàn ngăn chặn con đường vận chuyển trầm tích từ sông ra biển (Frihy, 1992), tốc độ xói mòn trung bình của mũi Rosetta là 55 m/năm kể từ năm 1909 đến nay. Do bị mất đi nguồn phù sa lớn, năng suất nông nghiệp ở thung lũng và châu thổ sông Nile bị giảm mạnh. Nhiều đoạn bờ ở nam California trong thế kỷ này cũng bị mất đi nguồn trầm tích sông do các hoạt động xây dựng tương tự (Bowen và Inman, 1966). c. Các công trình ven bờ và sự kiểm soát xói mòn Các công trình ven bờ như đê chắn sóng, đê vòm (groin), đê biển, đê quai, kè đá được xác định là những nguyên nhân góp phần xói lở bờ biển (Chỉ dẫn bảo vệ bờ biển,1984). Các công trình này có thể được chia thành vài nhóm chính : Đê biển và đê quai nhằm ngăn qúa trình xói mòn vách và sườn bờ dốc Đê vòm được xây thẳng góc với bờ để bẫy các dòng trầm tích dọc Đập chắn sóng được thiết kế để bảo vệ lạch triều và cầu cảng. Sau đây những đề cập ngắn gọn về tác động của những công trình trên đối với địa chất đới bờ (1) Đê biển, đập chắn sóng và kè đá Đây là những công trình được xây dựng theo truyền thống để bảo vệ đoạn bờ có nguy cơ bị phá hủy do bào mòn hoặc xói lở. Tuy nhiên, cùng với việc xây dựng là những biến đổi đề môi trường bởi là những cấu trúc tĩnh, chúng không có khả năng phản ứng với các biến đổi động lực của đới bờ, đặc biệt là cản trở qúa trình trao đổi trầm tích giữa lục địa với biển và đại dương (Carter,1988). Mặt trước của các con đê (phía biển) sóng phản xạ có xu hướng mang trầm tích ra khơi và làm độ cao bờ dần dần bị hạ thấp. Ví dụ về trường hợp này là đê biển Revere, MA, và Galveston, TX. Các tác động bất lợi cũng có thể xảy ra ở phần mặt sau của con đê (phía đất liền) khi nước ngầm không được thoát đi một cách thích hợp, áp lực nước trong các lỗ hổng tăng cao sinh ra nguy cơ rạn nứt, mất bền vững và sập lở vách đá (Kuhn và Shepard, 1984). Ngoài ra sự xói mòn còn phát sinh ở khu vực gần hai đầu đê nếu chúng không được xây gắn chặt vào bờ. Do ảnh hưởng của sóng, phần bờ không được bảo vệ có thể bị phá hủy tạo thành một vũng vịnh nhỏ, sau đó phát triển lớn rộng dần bao bọc lấy đầu đê và làm lộ ra phần bờ sau đê và qúa trình xói mòn bắt đầu xâm nhập vào, chẳng hạn như Cape May ở New Jersey, đường bờ lấn sâu vào đất liền trên 1km và tàn phá một làng ở nam Cape May (Carter,1988). (2) Đê chắn sóng và đê vòm (jetty and groin) (a) Đê vòm được xây để ngăn ngừa hoặc giảm nhẹ tốc độ xói mòn dọc theo đường bờ Chức năng cụ thể của chúng là làm gián đoạn qúa trình vận tải trầm tích dọc bờ, bẫy giữ một phần lượng trầm tích đang được di chuyển. Tuy nhiên, các con đê này không ngăn chặn được các nguyên nhân gây xói mòn, chúng chỉ có ích đối với một số vùng bờ cụ thể nhất là ở các khu vực có lạch triều. Các đê vòm cũng có nhiều điểm yếu, trong đó rõ nhất là sự thiếu hụt trầm tích ở phía sau đê. (b) Đê chắn sóng được xây dựng với mục đích điều hướng và kiểm soát dòng triều hoặc dòng chảy sông theo một hướng nhất định để giảm thiểu qúa trình lắng đọng trầm tích của dòng chảy. Ngoài ra đê chắn sóng còn có tác dụng bảo vệ lạch triều và cửa bến cảng khỏi ảnh hưởng của sóng bão, ở Mỹ nhiều luồng lạch giao thông trên biển đều có đê bảo vệ. Sự có mặt của các đê chắn sóng cũng phần nào tác động đến cấu tạo địa chất trong khu vực (không phải ở tất cả mọi nơi) : Đê chắn sóng làm gián đoạn dòng trầm tích dọc bờ và gây qúa trình lắng đọng và thiếu hụt trầm tích ở các phần khác nhau của dòng chảy. Cửa lạch triều được ổn định, không bị đổi dòng. Thể tích triều có thể bị thay đổi do thường xuyên có các dòng chảy liên tục. Điều này đồng thời cũng tác động đến độ mặn và sự trao đổi nước, dinh dưỡng giữa các biển với vịnh. Sự di chuyển ra vào của các dòng trầm tích có thể bị gián đoạn gây ra qúa trình thừa và thiếu trầm tích ở những khu vực khác nhau. Sự phát triển của các bãi triều thấp khi xuất hiện đê chắn và sự ổn định của các cửa kênh. Tuy nhiên trên thực tế một số những tác động này không hoàn toàn do đê chắn sóng gây ra mà còn là hậu quả của sự nạo vét, sự lưu thông phương tiện hàng hải và các hoạt động bảo dưỡng đường hàng hải khác. Chương 4 đề cập chi tiết về các lạch triều. Hướng dẫn EM 1110-2-2904 đề cập thiết kế các đập chắn sóng và đê chắn sóng. d. Bảo vệ môi trường tự nhiên (1) Tác động hủy hoại. Sự biến mất của các dải cồn cát và thảm thực vật ven bờ cộng với sự phát triển của nhiều công trình xây dựng đã làm tăng tốc độ rửa trôi và xói mòn bờ biển. Ở nhiều nơi, nguồn cung cấp trầm tích bị giới hạn do diện tích bề mặt các đảo chắn bị lấn chiếm và che kín bởi các công trình xây dựng, kết quả là phần bờ nằm sau bị xói mòn. Phần lớn các vùng bờ biển nước Mỹ đều thấy sự phát triển đồ sộ của các công trình xây dựng và dự án phát triển trong khi yêu cầu bảo vệ thiên nhiên là phải đạt được sự dung hòa. Nhiều hệ sinh thái đới ven bờ đã bị suy thoái nghiêm trong do hậu quả của biến đổi dòng, thiếu hụt trầm tích và gia tăng ô nhiễm đới ven bờ. (2) Những cố gắng có tính xây dựng Để bảo vệ các cồn cát và giữ được sự ổn định lâu dài của chúng, người ta đã sử dụng các hàng rào bằng cây xanh và phát triển các loài thực vật rễ bám sống trên cát. Ngoài chức năng bảo vệ các vùng đất thấp nằm bên trong, các dải cồn cát còn có tác dụng duy trì môi trường tự nhiên vùng ven biển (xem chương 3, mực 3.6). e. Sự bồi đắp bờ biển Là một trong những giải pháp được coi là hữu hiệu đ