Hoàng Thị Phương Chi, Hà Quang Hải

1.Giới thiệu

Nhiều nghiên cứu trong khuôn khổ Tổ chức Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu – IPCC đã dự báo mức biển toàn cầu sẽ tăng từ 17,8 – 54,42 cm vào cuối thế kỷ (2090 – 2099 so với giai đoạn 1980 – 1999) [8]. Dựa vào các kịch bản của IPCC [8], Bộ Tài nguyên môi trường Việt Nam cũng đưa ra kịch bản dự đoán vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ ở nước ta có thể tăng 2,3^oC, và mực nước biển dâng 75cm so với trung bình thời kỳ 1980 – 1999 [2].

Mực biển dâng sẽ kéo theo các tai biến đới bờ mà nghiêm trọng nhất là ngập lụt trên diện rộng [10]. Một khu vực ngập dài hạn sẽ ảnh hưởng đến môi trường tự nhiên cũng như làm thay đổi điều kiện kinh tế xã hội của khu vực đó. Do đó đánh giá mức độ tổn thương đới bờ do mực biển dâng trong tương lai là cơ sở cho việc xây dựng hành động ứng phó. Phương pháp đánh giá tổn thương trong bài báo này được sử dụng dựa trên các yếu tố về hải văn và địa chất, địa mạo.

Bài báo này trình bày phương pháp thành lập bản đồ phân vùng tổn thương bờ biển do mực nước biển dâng với kịch bản 75 cm vào năm 2100. Các điểm đánh giá và thể hiện mức độ tổn thương trên bản đồ sẽ là cơ sở cho việc đánh giá rủi ro ven biển và là công cụ hữu ích phục vụ cho việc Quản lý tổng hợp đối bờ (ICZM – Integrated Coastal zone Management) [10].

2.Khu vực nghiên cứu

Khu vực nghiên cứu thuộc dải bờ biển từ Hà Tiên đến Kiên Lương, tỉnh Kiên Giang, dài 72,8 km. Khí hậu gió mùa cận xích đạo chịu ảnh hưởng của biển với đặc điểm chung là nóng ẩm, mưa nhiều theo mùa nhưng ít bão. Lượng mưa trung bình năm đạt 1.600 đến 2.000mm [3]. Nhiệt độ trung bình năm cao 27,3^oC [3]. Chế độ nhật triều là chủ yếu.

Đây là một vùng đất giàu tài nguyên: đất, nước, biển, khoáng sản và nhất là tài nguyên du lịch. Bên cạnh đó tính đa dạng sinh học và đa dạng địa học cũng là một thế mạnh của vùng [6]. Bảo tồn tính đa dạng sinh học cũng là một vấn đề được quan tâm ở khu vực này. Nhất là các hệ sinh thái mang tính chất đặc trưng của cả vùng như thảm thực vật trên núi đá vôi, hay hệ sinh thái đồng cỏ bàng [6].

Dân cư phân bố tập trung chủ yếu tại thị xã Hà Tiên, thị trấn Kiên Lương và các vùng đất thấp ven biển, hay dọc theo quốc lộ. Nền kinh tế địa phương phụ thuộc vào nông nghiệp trồng lúa, hoa màu, kết hợp nuôi trồng thủy sản cũng như du lịch, dịch vụ, khai thác khoáng sản.

3. Dữ liệu

Ngoài việc các tài liệu tổng quan về điều kiện tự nhiên khu vực, nghiên cứu này chủ yếu dựa vào các dữ liệu thuộc tính và không gian của các bản đồ và ảnh viễn thám. Các dữ liệu sử dụng chính được trình bày trong Bảng 1.

4.Phương pháp

Chỉ số tổn thương đới bờ (CVI) được V. Gornitz và cộng sự [11] xây dựng như là công cụ để đánh giá khả năng thay đổi của vùng bờ biển. Chỉ số này được áp dụng cho cả khu vực quy mô vùng hoặc quốc gia trong việc quản lý tài nguyên đới bờ.

Theo V. Gornitz và cộng sự [8], CVI được tính toán như sau:

Chỉ số tổn thương đới bờ được xây dựng từ các biến mà có tác động lý học trực tiếp lên sự thay đổi đường bờ biển trong điều kiện mực nước biển dâng gồm: địa mạo bờ biển (đặc điểm hình thái các vách bờ), địa chất bờ biển (đặc điểm thạch học các đá cấu tạo bờ và bãi), độ dốc của bờ về phía biển, tốc độ bồi/ xói, độ cao địa hình, mực nước biển dâng trung bình, mực triều trung bình, độ cao sóng trung bình.

Sự định lượng tổn thương đới bờ dựa vào các biến sẽ phản ánh cụ thể vùng bị tác động lý học của nước biển dâng tùy theo mức độ. Do đó công thức tính CVI trong nghiên cứu sẽ là:

Địa mạo

Yếu tố địa mạo được phân chia làm 5 cấp, mô tả mối liên quan giữa đặc điểm hình thái các vách bờ và mức độ xói lở. Thang phân chia được tính điểm từ 1 đến 5 theo mức độ gia tăng sự tổn thương đới bờ đối với hiện tượng nước biển dâng. Trong nghiên cứu này, yếu tố địa mạo chủ yếu dựa vào khảo sát thực địa. Các phân cấp trong thang phân loại tổn thương được trình bày chi tiết ở bảng 2.

Địa chất

Yếu tố địa chất cũng được phân thành 5 cấp, mô tả mối liên quan giữa các loại đá/ trầm tích cấu tạo nên bờ biển và mức độ xói lở. Bờ có cấu tạo từ đá gốc của hệ tầng Núi Cọp (Đá tuff, ryolit xen phiến silic, cát kết, bột kết) hoặc hệ tầng Hòn Heo (Đá cát kết thạch anh, cát kết quazit, đá phiến bột kết) là các loại đá vững chắc nhất trong khu vực nghiên cứu, do đó mức độ tổn thương do biển dâng sẽ là thấp nhất (thang điểm 1). Dạng bờ có cấu tạo bởi trầm tích bở rời như cát, bột, sét kém ổn định nhất, do đó mức độ tổn thương sẽ là cao nhất (thang điểm 5). Các phân cấp trong thang phân loại tổn thương cũng được trình bày chi tiết ở bảng 2.

Tốc độ bồi/xói

Tốc độ bồi xói (mm/năm) được tính toán dựa trên dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat năm 1979, 1992 và 2009 (30 năm). Từ các ảnh trên, dùng phần mềm ENVI 4.0 để tách ra đường bờ của hai thời kỳ bằng phương pháp chọn ngưỡng cho band 4 của ảnh Landsat TM và ETM+. Từ bản đồ đường bờ hai thời kỳ, giải đoán sự thay đổi bằng mắt, đường bờ được chia thành 41 đoạn dựa theo hiện tượng bồi, xói. Tốc độ bồi xói sẽ được tính toán bằng cách đo các khoảng cách của các đường bờ trong một đoạn và tính trung bình. Đới bờ của khu vực nghiên cứu có tất cả 10/41 đoạn xói lở (11,95/72,80 km) với tốc độ cao nhất lên đến -3,2m/năm, có 16/41 đoạn bờ bồi tụ (41,25/72,80 km) với tốc độ cao nhất khoảng +6,38 m/năm, và có 14/41 đoạn bờ ổn định (17,32 km) (bao gồm khu vực bờ nhân tạo và các vùng có kè bảo vệ). Vùng bờ càng xói thì mức độ tổn thương do mực biển dâng trong tương lai càng cao và ngược lại. Các phân cấp trong thang phân loại tổn thương được trình bày chi tiết ở bảng 2.

Độ dốc bờ biển (%)

Độ dốc vùng bờ thể hiện mối tương quan giữa mức độ tổn thương do ngập đến khả năng thay đổi của đường bờ; vùng bờ thoải có thể thay đổi (lùi về phía đất liền) nhanh hơn vùng bờ dốc [10].

Độ dốc bờ được tính toán dựa trên dữ liệu cao độ đáy biển của khu vực nghiên cứu. Đoạn bờ dùng để tính độ dốc được quy ước là phần bờ về phía biển và cách đường bờ 7,5 km. Độ dốc được tính bằng % tỷ số độ chênh cao mép bờ và vị trí cách bờ 7,5 km với khoảng cách giữa hai vị trí đó. Cứ mỗi đoạn bờ sẽ tính 3 điểm và lấy trung bình. Theo tính toán trong khu vực nghiên cứu, độ dốc lớn nhất là 0,95% và độ dốc nhỏ nhất là 0,44%. Theo phân cấp tổn thương, độ dốc càng thấp thì mức độ tổn thương càng cao. Các phân cấp trong thang phân loại tổn thương được trình bày chi tiết ở bảng 2.

Độ cao địa hình – Xây dựng kịch bản ngập 0,75 m

Nghiên cứu này sử dụng kịch bản mực biển dâng 0,75 m vào năm 2100 [2] làm cơ sở để dự báo. Phân vùng ngập do mực biển dâng được thực hiện dựa trên bản đồ địa hình, bản đồ sử dụng đất, ảnh Landsat và dữ liệu vệ tinh Google Earth. Khu vực nghiên cứu sẽ được phân thành hai vùng: trên 0,75 m và dưới 0,75 m.

Theo khảo sát thực địa, người dân đã tìm những vùng đất cao và an toàn để sinh sống, hầu như cao trình của các khu dân cư và đường giao thông đều trên 0,75 m. Vùng trên 0,75 m được xác định là các vùng: đất ở nông thôn và đô thị; đường giao thông; núi, đồi và các khu vực khác cao trên 0,75 m. Phần còn lại của khu vực nghiên cứu, bao gồm các kênh rạch, đầm hoặc các vùng trũng ngập nước, các khu vực RNM ven biển, các khu nuôi trồng thủy hải sản.

Theo kết quả tính toán (hình 11), vùng cao trên 0,75m có diện tích gần 170 km², khu vực có cao độ dưới 0,75 m là khu vực dự báo ngập vào năm 2010 có diện tích khoảng 373 km², chiếm tỉ lệ tới 68,84% toàn bộ khu vực nghiên cứu.

Dựa theo số liệu tính toán này, vùng bờ nào có độ cao địa hình trên 0,75m sẽ được xem là vùng ít bị tổn thương trong điều kiện mực biển dâng trong tương lai, và có thang điểm là 1 trong thang phân loại mức độ tổn thương; vùng bờ nào có độ cao địa hình dưới 0,75m sẽ có điểm đánh giá là 5 và là vùng có mức độ tổn thương rất cao.

Các thông số khác

Trong nghiên cứu này, các biến mực triều trung bình, chiều cao sóng trung bình và mực nước biển dâng toàn cầu được xem là đồng nhất cho tất cả 41 đoạn bờ. Điểm 3 cho ba biến này được cho theo thang phân loại nghiên cứu bờ biển Tây Ấn [10]: mực triều trung bình 0,95m [3], 5 điểm (mức độ tổn thương rất cao); chiều cao sóng trung bình 2,5m [3], mực nước biển dâng toàn cầu 3,1 mm/năm [3] đều 4 điểm (mức độ tổn thương cao).

5.Kết quả và thảo luận

Mức độ tổn thương được thể hiện trong hình 12. Giá trị CVI tính được trong khoảng 5,00 – 158,11. Giá trị trung bình là 38,63, trung vị 43,30, độ lệch chuẩn 46,83. CVI được chia thành 4 khoảng đều nhau theo giá trị của 25%, 50% và 75% là 13,69; 43,30; và 70,71. Mức độ tổn thương đường bờ sẽ được phân thành 4 cấp độ ứng với giá trị CVI như sau:

Tổng chiều dài đường bờ khu vực nghiên cứu là 72,80 km. Trong đó, vùng tổn thương rất cao dài 16,19 km chiếm 22,24%; vùng tổn thương cao dài 28,11 km chiếm tỷ lệ cao nhất 38,61%; vùng tổn thương trung bình dài khoảng 14,97 km, chiếm 20,56%, và vùng tổn thương thấp dài 13,53 km, chiếm 18,59%. Kết quả phân vùng tổn thương được thể hiện trên bản đồ hình 13.

Bản đồ phân vùng (hình 13) cho thấy: khu vực tổn thương cao đa phần là các khu vực phân bố trầm tích bở rời; khu vực không có rừng ngập mặn che chắn; khu vực có kè bờ nhưng vị trí thường nằm trong khu vực cung lõm có hai mũi chắn, ví dụ các đoạn bờ thuộc vịnh Ba Hòn, Vịnh Cây Dương. Khu vực tổn thương rất cao là các đoạn bờ thuộc vịnh Thuận Yên, vịnh Hòn Chông.

6. Kết luận

Dựa trên số liệu tính toán của tám yếu tố: địa chất, địa mạo, tốc độ bồi/xói, độ dốc bờ biển, độ cao địa hình, mực triều trung bình, chiều cao sóng trung bình và mực biển dâng trung bình, nghiên cứu này xác định được các mức tổn thương do mực biển dâng trong tương lai cho 41 đoạn bờ của vùng Hà Tiên – Kiên Lương. Kết quả cho thấy: 22,24% vùng bờ có mức độ tổn thương rất cao; 38,61% vùng bờ có mức độ tổn thương cao. Phần lớn bờ và bãi cấu tạo bởi trầm tích bở rời phân bố trong cung lõm giữa 2 mũi đều có mức độ tổn thương từ cao đến rất cao.

Tham Khảo

[1]. Hà Quang Hải và nnk (2009). Nghiên cứu, đánh giá và phân loại các Geosite phục vụ công tác bảo tồn các di sản thiên nhiên (Ví Dụ: Vùng Hà Tiên – Kiên Lương). Báo cáo Giai đoạn 1. Đề tài KHCN cấp Đại Học Quốc Gia trọng điểm.

[2]. Kịch bản Biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam (2009). Bộ tài nguyên và môi trường.

[3]. Mai Trọng Nhuận và nnk (2009). Điều tra đặc điểm địa chất, địa động lực, địa chất khoáng sản, địa chất môi trường và dư báo tai biến địa chất vùng biển Phú Quốc – Hà Tiên tỉ lệ 1:100.000.

[4]. Nguyễn Ngọc Trân (2009). Ứng phó với Biến đổi Khí hậu và nước biển dâng. Tham luận tại Hội nghị Hội người Việt Nam tại Pháp. Tháng 5 và 6 năm 2009.

[5]. Trần Thục (2009). Biến đổi Khí hậu ở Việt Nam. Hội thảo Việt Nam thích ứng với biến đổi khí hậu – Hội An – Quảng Nam.

[6]. Trần Triết (chủ biên) (2001). Kỷ yếu hội thảo Bảo tồn và sử dụng tài nguyên đa dạng sinh học vùng đất ngập nước Hà Tiên – Kiên Lương, tỉnh Kiên Giang. ĐH KHTN, ĐH QG TPHCM.

[7]. Trương Công Đượng (chủ biên) (1998). Báo cáo đo vẽ Địa chất và tìm kiếm khoáng sản. Nhóm tờ Hà Tiên – Phú Quốc. tỷ lệ 1:50.000. Tập III: Địa mạo, Tân kiến tạo, Địa chất thủy văn. Liên Đoàn bản đồ Địa chất Miền Nam.

[8]. IPCC Special Report. Emissions scenarios (2000). Intergovernmental Panel on Climate Change. ISBN: 92-9169-113-5

[9]. Jeremy Carew–Reid. ICEM – International Centre for Environmental Management (2008). Rapid Assessment of the Extent and Impact of Sea Level Rise in Viet Nam.

[10]. G.S. Dwarakish, S.A. Vinay, Usha Natesan, Toshiyuki Asano, Taro Kakinuma, Katta Venkataramana, B. Jagadeesha Pai, M.K. Babita  (2009). Coastal vulnerability assessment of the future sea level rise in Udupi coastal zone of Karnataka state, west coast of India. Ocean & Coastal Management 52 (2009) 467–478

[11]. Vivien M. Gornitz, Tammy W. Beaty, Richard C. Danielst (1997). A coastal hazards data base for the US. West Coast.

[12]. Integrated coastal zone management (ICZM) Glossary (2005).

[13]. Ảnh vệ tinh http://glovis.usgs.gov/;        http://glcfapp.glcf.umd.edu:8080/esdi/index.jsp