q rjhröekkj

I. MỞ ĐẦU

Đến năm nay (2006), công trình đầu mối thuỷ lợi - thuỷ điện Hoà Bình (TĐHB), có tổng công suất lắp máy 1920 MW, đã vận hành được 17 năm. Sau khi đưa vào vận hành khai thác, công trình TĐHB đã góp phần quan trọng trong việc chế ngự lũ sông Hồng và có tác động mạnh tới vùng hạ lưu, trong đó có các cửa sông. Những thay đổi về chế độ dòng chảy, dòng bùn cát sông Hồng sau khi vận hành công trình TĐHB đã có ảnh hưởng lớn tới việc khai thác, chỉnh trị dòng sông sau đập và các vùng đất thấp ven biển trong điều kiện môi trường toàn cầu đang có những thay đổi; đó là hiện tượng nước biển và đại dương dâng lên, các dạng tai biến lũ lụt, xói lở bờ xẩy ra liên tục ở vùng ven biển nước ta. Trong tương lai không xa, sẽ có các công trình thuỷ điện lớn khác trên hệ thống sông Hồng đưa vào hoạt động, như thuỷ điện Tuyên Quang (tổng công suất lắp máy 342 MW), thuỷ điện Sơn La (tổng công suất lắp máy 2400 MW), vv... Các công trình này giữ vai trò rất quan trọng trong sản xuất điện năng và điều tiết lũ, hạn hán ở hạ lưu sông Hồng.

Trên cơ sở phân tích các số liệu thuỷ văn, địa hình lòng dẫn, các ảnh vệ tinh phân giải cao đa thời gian và các tài liệu nghiên cứu khác có liên quan, chúng tôi đã phân tích, đánh giá quy mô phát triển cửa sông Hồng - sông Thái Bình và đưa ra những nhận định về khả năng biến động cửa sông, góp phần phục vụ quy hoạch khai thác, sử dụng hợp lý các vùng đất thấp ven biển đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) .

II. NGUỒN TƯ LIỆU SỬ DỤNG VÀ CÁC VÙNG NGHIÊN CỨU CHÍNH

Trong bài nghiên cứu này đã sử dụng các nguồn tài liệu dưới đây:

- Số liệu quan trắc dòng chảy, dòng bùn cát trên hệ thống sông Hồng, sông Thái Bình;

- Số liệu đo địa hình các mặt cắt dọc và ngang lòng dẫn sông Hồng và các nhánh sông chính ở châu thổ trong các năm 1992, 1997, 2000, đoạn sau đập Hoà Bình tới cửa sông;

- Các ảnh vệ tinh Spot, Landsat, Radarsat chụp trong các năm 1987, 1988, 1989, 1991, 1994, 1995, 1996, 1999, 2001, 2003;

- Tư liệu khảo sát thực địa tại các vùng cửa sông;

- Kết quả nghiên cứu của một số đề tài khoa học có liên quan.

Các vùng nghiên cứu chính được lựa chọn bao gồm 3 vùng cửa sông lớn nhất thuộc hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình (Hình 1):

1- Vùng cửa Văn Úc - cửa Thái Bình (thành phố Hải Phòng; tỉnh Thái Bình);

2- Vùng cửa Ba Lạt (các tỉnh Thái Bình và Nam Định);

3- Vùng cửa Lạch Giang - cửa Đáy (các tỉnh Nam Định và Ninh Bình).

III. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÙNG VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG

1. Địa hình vùng ven biển

Bề mặt ven biển ĐBSH tương đối bằng phẳng, hơi nghiêng về phía biển, độ dốc nhỏ, dao động từ 0,04 đến 0,05 m/km. Đỉnh châu thổ sông Hồng được tính từ vùng Việt Trì; đỉnh châu thổ sông Thái Bình được tính từ vùng Phả Lại. Độ cao trung bình vùng ven biển ĐBSH dao động từ 0 đến 2 m. Địa hình nhân tạo tiêu biểu ở ĐBSH và vùng ven biển là hệ thống đê ngăn lũ ven sông và đê biển có tổng chiều dài tới 2.700 km. Hệ thống đê và các trục giao thông chính đã chia cắt ĐBSH ra những ô đất thấp khác nhau.

2. Chế độ khí hậu

Vùng ven biển ĐBSH chịu ảnh hưởng của hai hệ thống gió mùa đông bắc và gió mùa tây nam có tính chất đối ngược nhau.

- Bức xạ, nhiệt. Tổng bức xạ dao động từ 110 đến 120 kcal/cm²/năm. Số giờ nắng dao động từ 1630 đến 1815 giờ/năm. Nhiệt độ không khí trung bình: 22,2 - 23,6^oC; tháng 7 có nhiệt độ cao nhất (28,2 - 29,4^oC) và tháng 1 thấp nhất (14,7¸16,8^oC).

- Gió ven biển. Mùa đông thịnh hành các hướng gió B (22,4%), ĐB (17,3%) và Đ (37,1%). Mùa hè thịnh hành các hướng gió N (25,2%) và ĐN (23,4%). Thời gian chuyển mùa, gió đông là hướng gió chính. Khi xuất hiện các nhiễu động thời tiết đặc biệt như dông, lốc, bão,… tốc độ gió có thể tới 40¸45 m/s.

- Mưa. Lượng mưa hàng năm dao động từ 1520 đến 1850 mm. Mùa mưa bắt đầu từ cuối tháng IV và kết thúc vào tháng X, chiếm 82¸90% lượng mưa cả năm. Mưa lớn tập trung vào hai tháng VII-VIII. Lượng mưa ngày lớn nhất đạt tới 350¸500 mm. Mưa lớn thường xuyên gây ra lũ lụt và ngập úng ở ĐBSH.

3. Hệ thống sông ngòi

Sông Hồng thuộc cỡ trung bình trên thế giới và lớn thứ hai ở Việt Nam, có diện tích lưu vực xấp xỉ 155000 km², diện tích đồng bằng hạ lưu (gồm cả hạ lưu sông Thái Bình) gần 16000 km². Tổng lượng nước trung bình hàng năm là 136 tỷ m³, trong đó từ sông Hồng là 126,3 tỷ m³ và sông Thái Bình là 9,7 tỷ m³. Tổ hợp lũ ở ĐBSH diễn biến rất phức tạp do sự lệch pha dòng chảy trên các nhánh sông chính và quá trình điều tiết cắt - xả lũ trên hồ Hoà Bình. Lượng dòng bùn cát sông Hồng khi chưa có hồ Hoà Bình đạt tới 113,6 triệu tấn/năm. Sau khi có TĐHB, lượng dòng bùn cát chỉ còn khoảng 50-60%. Hệ thống sông ngòi ở ĐBSH rất phát triển, có mật độ trung bình là 0,7¸1,0 km/km². Nhiều con sông đã thay đổi do hoạt động chỉnh trị trong 80 năm qua.

4. Các nhân tố tự nhiên và nhân tạo ảnh hưởng tới diễn biến cửa sông

a. Các yếu tố biển và sông ngòi

- Sóng biển: Có thể chia vùng ven biển ĐBSH ra 3 vùng, mỗi vùng có sóng tác động khác nhau: ven biển Hải Phòng, ven biển Thái Bình, ven biển Nam Định và Ninh Bình. Trong mùa đông (từ tháng XII đến tháng III năm sau), hướng sóng chính ngoài khơi là ĐB (51¸70%). Vùng ven bờ thịnh hành các hướng sóng B, ĐB và Đ; trong đó sóng Đ ở ven biển Hải Phòng (30¸37%), sóng Đ, ĐB ở ven biển Thái Bình và sóng Đ, ĐN ở ven biển Nam Định - Ninh Bình. Trong mùa hè (từ tháng VI-IX), hướng sóng N thịnh hành ngoài khơi (37¸60%) và vùng ven biển là các hướng sóng ĐN (24%), N (20%). Tính chung trong mùa hè sóng có độ cao lớn hơn trong mùa đông, do chịu tác động mạnh của bão và áp thấp nhiệt đới. Độ cao sóng ven bờ lớn nhất tới 4¸5 m và ở ngoài khơi là 9¸10 m.

- Dao động mực nước, thủy triều ở cửa sông: Dao động mực nước ở cửa sông là dao động tổng hợp, gồm các thành phần tuần hoàn và phi tuần hoàn .

+ Thuỷ triều (dao động mực nước tuần hoàn). Ven biển ĐBSH có chế độ nhật triều đều, chu kỳ trung bình 24 giờ 45 phút, thời gian nước dâng và rút gần bằng nhau (tương ứng là 11 giờ 11 phút và 13 giờ 34 phút). Biên độ dao động tối đa là 3,0¸3,5 m, trung bình là 1,7¸1,9 m và nhỏ nhất là 0,3¸0,5 m. Hàng tháng có hai kỳ nước lớn (kéo dài 11-13 ngày) và hai kỳ nước nhỏ (dài 2-3 ngày).

+ Một số loại dao động mực nước phi tuần hoàn:

· Nước dâng do bão. Giai đoạn nước dâng chính trong bão kéo dài một vài giờ với trị số mực nước dâng đột ngột khá cao, có thể đạt 150¸250 cm và lớn nhất tới 320 cm, gây ra hiện tượng dồn ứ nước trong các cửa sông. Đặc biệt nguy hiểm khi xuất hiện tổ hợp nước dâng + triều cường + sóng lớn có nguy cơ phá huỷ rất cao.

· Nước dâng do gió mùa. Hiện tượng nước dâng do gió mùa đông bắc đạt 30¸33 cm. Nước dâng do gió mùa tây nam biến tính đạt 15¸25 cm.

· Nước biển dâng có tính toàn cầu. Là hậu quả của quá trình Trái đất đang nóng dần và băng tan ở vùng cực. Hiện nay tốc độ nước biển dâng ở ven biển nước ta dao động khoảng 2,15¸3,20 mm/năm. Do địa hình vùng ven biển ĐBSH rất thấp, nên các vùng đất thấp không được tiếp tục bồi tụ có nguy cơ chìm ngập cao .

+ Xâm nhập mặn vào cửa sông. Nêm mặn xâm nhập vào các cửa sông Thái Bình sâu hơn so với các cửa sông Hồng, có thể giải thích do dòng chảy mùa kiệt ở sông Thái Bình rất thấp, nhưng thuỷ triều lại có biên độ lớn hơn so với sông Hồng.

+ Dòng chảy vùng cửa sông. Là dòng tổng hợp, bao gồm các thành phần chảy tuần hoàn VT(t) và chảy phi tuần hoàn VK(t) - còn được gọi là dòng dư. Thành phần dòng tuần hoàn bao gồm các loại dòng phát sinh do sóng thuỷ triều sinh ra, như dòng nhật triều, dòng bán nhật triều… Thành phần dòng chảy phi tuần hoàn gồm các loại dòng do lũ sông ngòi, sóng đổ vỡ ven bờ, gió thổi, v.v.

+ Dòng chảy tuần hoàn:

· Tại vùng ven biển cửa sông ĐBSH dòng nhật triều có vai trò chính; dòng bán nhật triều có tăng lên đáng kể ở các kỳ nước kém nhưng không mạnh; dòng chảy chu kỳ 6 giờ (1/4 ngày) có trị số tốc độ thấp.

· Trong cửa sông: tốc độ dòng triều khá lớn có thể đạt và vượt 1,3¸1,5 m/s, trong đó trị số dòng nhật triều vượt trội hơn các dòng khác, kể cả dòng chảy do lũ trong sông trong thời gian có lũ không lớn. Ngoài cửa sông, tốc độ dòng triều tuy khá cao nhưng ít khi vượt quá 1,0 m/s.

+ Một số loại dòng chảy phi tuần hoàn:

· Dòng chảy sông ngòi. Dòng chảy sông ngòi ở ĐBSH có hai mùa với thời gian dài gần như nhau nhưng lưu lượng rất chênh lệch. Mùa lũ dài gần 6 tháng (từ tháng VI đến đầu tháng XI), chiếm 75¸80% lượng nước cả năm. Mùa kiệt dài hơn 6 tháng (từ cuối tháng XI đến tháng V năm sau), chiếm dưới 25% lượng nước trong năm. Vào mùa kiệt tốc độ dòng chảy nước sông dao động khoảng 0,2¸0,4 m/s. Trong mùa lũ, dòng chảy sông ngòi lấn át dòng triều nên chỉ có một hướng chảy từ sông ra biển.

· Dòng trôi do gió (dòng Ekman). Có ảnh hưởng chủ yếu ở vùng nước nông ven bờ. Kết quả phân tích các chuỗi số liệu đo đạc cho thấy tốc độ dòng trôi không lớn, trung bình thay đổi từ 0,10¸0,20 m/s và tối đa không vượt quá 0,5m/s.

· Dòng chảy khi sóng đổ vỡ, vỗ bờ. Đóng vai trò chính trong quá trình tuyển chọn vật liệu đáy và vận chuyển bồi tích ven bờ. Tốc độ dòng sóng được tính toán gián tiếp thông qua các yếu tố sóng đặc trưng và tính theo một số phương pháp của Baskirov, Bijker, Bruun,vv… Kết quả tính toán dòng sóng ven bờ cho thấy dòng chảy do sóng vỡ ở mỗi vùng có đặc điểm riêng không giống nhau:

+ Vùng sóng đổ vỡ ở các cửa sông rất rộng, nằm giữa sườn bờ hiện đại và sườn bờ ngầm. Tốc độ lớn nhất khi sóng đổ vỡ ở các sườn bờ dốc, có thể đạt và vượt 1,3¸1,5 m/s, gây ra hiện tượng mài mòn và phá huỷ đới bờ biển.

+ Vào mùa đông, dòng chảy do sóng vỡ có hướng chính từ bắc xuống nam và vào mùa hè thì ngược lại từ nam lên bắc. Hướng chảy tổng hợp trong năm theo hướng BĐB - NTN (đưa sa bồi chuyển dịch về phía nam).

- Dòng bùn cát ở cửa sông

+ Bùn cát sông ngòi. Bùn cát có nguồn gốc sông ngòi là vật liệu chính bồi đắp châu thổ sông Hồng. Trước khi có hồ Hòa Bình, hàng năm có trung bình 113,6.10⁶ tấn bùn cát được dòng sông Hồng tải qua mặt cắt Sơn Tây, trong đó 90¸92% vận chuyển trong mùa lũ, cao nhất vào hai tháng VII-VIII (58¸60%). Sau khi có hồ Hoà Bình, lượng bùn cát trên sông Hồng giảm xuống, chỉ còn 57,3.10⁶ tấn/năm. Lượng bùn cát giảm còn có nguyên nhân khác, vào những năm 1989-2005 là thời kỳ ít nước trên sông Hồng và dòng bùn cát sông ngòi cũng giảm xuống.

+ Dòng bùn cát ở ven biển. Động lực vận chuyển bùn cát ven bờ do dòng sóng đổ vỡ đóng vai trò chủ đạo. So sánh số liệu tính toán của một số tác giả khác khi ứng dụng các phương pháp tính khác nhau (theo các phương pháp của Munx Peterson, Knap, CERC…) trên đoạn bờ biển nằm giữa các cửa sông lớn, đều có một kết quả chung là chiều hướng sự dịch chuyển dòng bùn cát ven bờ về phía nam.

b. Các yếu tố tự nhiên khác và hoạt động khai thác của con người

- Những hiện tượng thời tiết đặc biệt: Những dạng thời tiết đặc biệt có tác động mạnh tới các cửa sông là dông, lốc, bão, áp thấp nhiệt đới, gió mùa… Ở ven biển ĐBSH hàng năm có 100¸130 ngày có dông, khi xuất hiện dông kèm theo mưa lớn và gió mạnh trên 16m/s. Gió mùa đông bắc là hiện tương thời tiết gặp nhiều nhất ở ven biển ĐBSH; hơn 70% số đợt gió mùa này xuất hiện vào mùa đông. Bão và áp thấp nhiệt đới thường xuất hiện trong các tháng mùa hè. Hoạt động của bão và áp thấp nhiệt đới ở ĐBSH có tần suất rất cao (chiếm 28% số bão ở Việt Nam). Trong thời gian 118 năm (1884-2001) đã có 166 trận bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào ĐBSH (trung bình 1,40 trận/năm); năm nhiều có đến 3¸4 trận và nhiều năm không có trận nào. Trong hơn 10 năm gần đây, số bão đổ bộ vào ven biển ĐBSH tương đối ít, trung bình 1,0 trận/năm. Hoạt động của bão, áp thấp nhiệt đới đi kèm là lũ lớn ở ĐBSH có tác động rất lớn tới những biến động ở vùng của sông.

- Điều kiện địa chất - địa mạo: ĐBSH nằm trên đới sụt lún thuộc trũng Sông Hồng, có các đứt gẫy kiến tạo quan trọng chi phối là các đứt gẫy sông Hồng, sông Chảy, sông Lô và các đứt gẫy nhỏ hơn như Vĩnh Ninh, Thái Bình. Quá trình sụt lún ở châu thổ được bù đắp bởi lượng phù sa dồi dào. Tốc độ sụt lún trong Đệ tứ được xác định là 0,12 mm/năm ở vùng đông bắc và 0,06 mm/năm ở rìa tây nam. Trong đới cấu trúc võng sụt lún, các móng đá gốc thể hiện rất ít trên bề mặt đồng bằng (dạng đồi núi sót), hầu hết bị chôn vùi dưới lớp phủ của các lớp trầm tích từ Neogen đến Đệ tứ. Lớp trầm tích Holocen rất đa dạng về thành phần và nguồn gốc; trầm tích Holocen thượng (Q₂³) có tuổi trẻ nhất (cách đây 3000 năm) phân bố rộng rãi ở ĐBSH, bao gồm cát, bột, bột sét, bùn sét. Sau Holocen muộn là giai đoạn phát triển châu thổ hiện đại, chịu ảnh hưởng rất lớn bởi các hoạt động của con người, trong đó có việc đắp đê ngăn lũ đã làm mất mối trao đổi phù sa giữa sông và đồng bằng, làm cho bề mặt ĐBSH vốn chưa được bồi đầy lại có thêm nhiều ô trũng.

- Các hoạt động kinh tế và chỉnh trị sông ngòi: Đắp đê và khai hoang lấn biển là hoạt động nhân tạo có ảnh hưởng nhiều nhất ở ĐBSH và vùng ven biển, xuất hiện từ triều đại nhà Lý (thế kỷ XI). Đi đôi với khai hoang lấn biển là việc nạo vét sông ngòi, xây đập chặn dòng chảy, xây dựng các vùng nuôi thủy sản. Việc nạo vét các luồng vận tải thuỷ ở đồng bằng và qua các cửa sông đã góp phần phân phối lại dòng chảy và dòng phù sa giữa hai hệ thống sông lớn ở châu thổ. Các hoạt động nhân tạo không chỉ diễn ra ở vùng đồng bằng và ven biển, mà còn từ vùng núi, điển hình là xây dựng các hồ chứa đa năng như hồ Thác Bà (3,60 tỷ m³), hồ Hoà Bình (9,45 tỷ m³); sắp tới là các hồ Sơn La (9,26 tỷ m³), hồ Tuyên Quang (2,25 tỷ m³)... Các hồ chứa đóng vai trò phát điện, điều tiết nước lũ và hạn; chúng làm thay đổi chế độ thuỷ văn đồng bằng và cán cân bùn cát sông ngòi. Ngoài việc xây dựng các hồ chứa, nạn chặt phá rừng đầu nguồn là hiện tượng rất phổ biến trong những thập kỷ qua. Độ che phủ rừng từ năm 1943 đến 1983 ở vùng núi phía Bắc giảm từ 50-60% xuống 10¸21%, có nơi chỉ còn 7¸8%; từ giữa những năm 1990 đến nay tỷ lệ che phủ rừng được cải thiện nhờ chính sách trồng và bảo vệ rừng phòng hộ của Nhà nước.

Tóm lại, thiên nhiên đã tạo ra hệ thống sông Hồng và châu thổ của nó trong thời gian dài hàng triệu năm; nhưng chỉ trong một thời gian ngắn, khoảng 1000 năm, con người đã làm thay đổi gần như hoàn toàn diện mạo tự nhiên của vùng châu thổ với tốc độ ngày càng nhanh hơn, trong đó cửa sông là nơi biến động mạnh nhất. Các cửa sông đang phát triển dưới sự chi phối tương hỗ phức tạp giữa các nhân tố tự nhiên và nhân tạo. Các hoạt động của con người ngày càng đa dạng hơn, có tác động ngày càng sâu sắc tới sông ngòi và các cửa sông. Những biến động ở cửa sông ĐBSH diễn ra dưới tác động trực tiếp của ba tác nhân quan trọng nhất, là bão, lũ và hoạt động khai thác của con người.

IV. DIỄN BIẾN CÁC VÙNG CỬA SÔNG SAU KHI CÓ CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN HOÀ BÌNH

1. Diễn biến xói lở - bồi tụ ở các cửa sông

Những biến động ở cửa sông luôn diễn ra rất phức tạp dưới tác động tương hỗ liên tục của các nhân tố tự nhiên và nhân tạo. Những phân tích dưới đây giúp chúng ta hiểu sâu hơn về diễn biến xói lở - bồi tụ ở các cửa sông nghiên cứu qua các giai đoạn khác nhau trong giai đoạn trước và sau khi có công trình thuỷ điện Hoà Bình.

a. Cửa Ba Lạt (Hình 2)

+ Giai đoạn trước năm 1989: Trong các năm 1965-1973, vùng ven biển ĐBSH phải hứng chịu tác động liên tiếp của các trận bão và lũ lụt rất lớn trong các năm 1968, 1969, 1971 và 1973. Vì vậy cửa Ba Lạt có nhiều biến động mang tính đột biến. Các bãi bồi cửa sông phát triển nhanh, nhiều bãi đã nổi cao khỏi mực nước biển và hình thái luôn biến động. Trước mùa lũ năm 1971, dòng chính sông Hồng nằm ở vị trí lạch Bắc hiện nay; trong lũ lớn tháng 8/1971 dòng chảy lũ chia cắt dải cát bồi giữa cồn Lu - cồn Vành và tạo ra lòng dẫn mới; sau trận bão số 5 tháng 8/1973 lòng dẫn mới được mở rộng và dòng chủ lưu sông Hồng chuyển hẳn từ phía bắc về vị trí hiện nay. Bên cạnh lòng dẫn chính còn cùng tồn tại các lòng dẫn phụ là các lạch nước lớn hai bên cửa sông như lạch Bắc, lạch Vọp, lạch Trà.

+ Giai đoạn 1989-1995: Cuối năm 1988, hồ Hoà Bình bắt đầu tích nước và tổ máy đầu tiên bước vào khai thác. Các tổ máy khác lần lượt được lắp đặt cho đến năm 1994. Đây là giai đoạn đầu vùng hạ lưu sông Hồng chịu tác động của quá trình cắt - xả lũ và phát điện theo chu trình ngày - đêm. Vào cuối những năm 1980, sự thay đổi cơ bản trong chính sách kinh tế nông nghiệp đã ảnh hưởng trực tiếp tới việc khai thác các vùng đất thấp ven các cửa sông ở ĐBSH. Từ đây ra đời các chính sách khoán mới (gọi tắt là Khoán 10, Khoán 100) đã góp phần tự do hoá trong sản xuất nông nghiệp và trao đổi sản phẩm hàng hoá. Khi có chủ trương giao đất giao rừng cho nông dân, thì đây là giai đoạn khai thác ồ ạt các thảm rừng ngập mặn (RNM) ở cửa sông và các vùng đất thấp ven biển phục vụ nghề nuôi thuỷ sản nước lợ. Phần lớn diện tích RNM trên cồn Ngạn (thuộc huyện Giao Thủy) bị chặt phá hoàn toàn, RNM trên cồn Lu (thuộc huyện Giao Thuỷ) và cồn Vành (thuộc huyện Tiền Hải) suy giảm nhanh chóng trong một thời gian ngắn; thay thế vào vị trí RNM trước kia là hàng loạt loạt các đầm nuôi tôm cá và các loại thuỷ sản nước lợ. Việc phát triển nghề nuôi trồng thủy sản một cách ồ ạt, thiếu tổ chức và thiếu kinh nghiệm trong giai đoạn này đã dẫn tới suy giảm nhanh chóng về năng suất và chất lượng sản phẩm, buộc các địa phương phải có biện pháp chấn chỉnh lại tình hình. Chính quyền và nhân dân các địa phương ven biển cửa Ba Lạt tiến hành trồng phi lao trên các bãi cát cao để chống cát bay, trồng RNM để giữ đất và củng cố thêm các tuyến đê biển bằng nguồn vốn đầu tư của Nhà nước và kinh phí hỗ trợ của một số tổ chức phi chính phủ. Trong giai đoạn này, các lạch nước lớn như lạch Bắc, lạch Vọp, lạch Trà tiếp tục bị bồi tụ mạnh và các bãi bồi lớn gần như đã nối liền với châu thổ. Hiện tượng xói lở sườn bờ phía đông cồn Lu, cồn Vành và cồn Thủ còn tiếp diễn trên chiều dài tới 20 km, biển tiếp tục lấn về phía lục địa với tốc độ chậm hơn trong giai đoạn trước.

+ Giai đoạn 1995-2003: Tình hình vùng cửa Ba Lạt có thay đổi khi Việt Nam triển khai dự án bảo vệ vùng đất ngập nước trong khuôn khổ công ước RAMSAR. Chính quyền và nhân dân các huyện Tiền Hải, Giao Thủy đẩy mạnh công tác trồng RNM ở phía bắc cồn Vành và phía nam cồn Ngạn, khoanh vùng bảo vệ các thảm rừng tự nhiên trên cồn Lu và xây dựng Khu bảo tồn tự nhiên ven biển Giao Thủy. Việc khai thác các vùng đất bồi đã ổn định vào nuôi trồng thủy sản được quản lý chặt chẽ hơn, nhờ đó tình hình môi trường ven biển cửa Ba Lạt dần được cải thiện. Trước cửa sông, các bãi cát ngầm hình thành khoảng đầu năm 1990 đã phát triển rộng và nổi cao khỏi mặt nước, tạo thành vành đai bồi tụ mới phía đông cồn Lu; có thể xem đây là giai đoạn khởi đầu của quá trình bồi tụ mới ở cửa sông, cửa Ba Lạt tiếp tục kéo dài về phiá biển sau một thời gian xói lở và biển lấn vào lục địa.

b. Cửa Đáy (Hình 3)

Khác với cửa Ba Lạt, vùng cửa Đáy phát triển thiên về xu hướng bồi tụ mạnh nhờ có nguồn bồi tích rất dồi dào từ hệ thống sông Hồng và cửa sông nằm ở vùng bờ biển lõm, tránh được các hướng sóng chính có tác động mạnh ở ven biển ĐBSH.

+ Giai đoạn trước năm 1989: Cửa Đáy phát triển mạnh về phía biển và vùng bồi tụ diễn ra chủ yếu phía ven biển huyện Kim Sơn. Ở ven biển Kim Sơn, sau đợt quai đê Bình Minh-1 vào năm 1959 lấn ra biển tới 1100 ha đất mặn, đến năm 1980-1982 tiếp tục quai tuyến đê Bình Minh-2 có chiều dài 14,7 km và lấn biển tới 1.932 ha đất mặn sú vẹt. Tính chung, ở ven biển Kim Sơn trong thời gian 25 năm (1965-1989) bãi bồi mở rộng ra biển 2000¸3400 ha với tốc độ lấn biển đạt 80¸136 m/năm và trung bình là 108 m/năm. Ngược lại, vùng ven biển Nghĩa Hưng có tốc độ phát triển chậm hơn, vùng bồi chỉ rộng 900¸1800 m, tương đương tốc độ phát triển 37¸76 m/năm và trung bình là 57 m/năm. Vùng bồi tụ ở cửa sông trong giai đoạn này hiện nay là địa phận các xã Kim Hải, Kim Tiến, Kim Trung, Kim Đông (huyện Kim Sơn) và xã Nam Điền (huyện Nghĩa Hưng).

+ Giai đoạn 1989-1995: Đây là thời kỳ đầu nhà máy TĐHB bước vào hoạt động, có những thay đổi về chế độ dòng chảy và dòng bùn cát trong sông Hồng, nhưng cửa Đáy vẫn tiếp tục phát triển mạnh nhờ nguồn bồi tích ven biển còn dồi dào và trong thời gian này ít có bão và áp thấp nhiệt đới tác động. Vùng bồi tụ diễn ra chủ yếu phía ven biển huyện Kim Sơn. Bãi bồi Kim Sơn lấn thêm ra biển 900¸1800 m, tương đương tốc độ phát triển 150¸300 m/năm, trung bình là 225 m/năm. Vùng bồi tụ mạnh là tiền đề cho việc quai tuyến đê Bình Minh-3. Phía ven biển Nghĩa Hưng, vùng bồi tụ chủ yếu là các doi cát dọc cửa sông Đáy, nhưng tốc độ diễn ra chậm hơn phía ven biển huyện Kim Sơn.

+ Giai đoạn 1995-2003: Các bãi bồi cửa Đáy tiếp tục phát triển và đưa cửa sông kéo dài về phía biển. Ven biển huyện Nghĩa Hưng hình thành bãi bồi lớn với diện tích rộng tới 670 ha là tiền đề của vùng đất mới trong tương lai. Huyện Kim Sơn triển khai công cuộc quai đê lấn biển lần thứ 7 sau khi thành lập huyện vào năm 1829 với việc khởi công xây dựng tuyến đê Bình Minh-3 vào năm 2000; tuyến đê này có tổng chiều dài tới 15,5 km. Tốc độ phát triển bãi bồi phía huyện Kim Sơn đạt 100¸180 m/năm và trung bình là 140 m/năm. Bãi bồi ven biển huyện Nghĩa Hưng phát triển nhanh hơn, đạt tốc độ 300¸350 m/năm. Trong thời gian này cửa Đáy phát triển kéo dài nhanh, ngoài các nhân tố tự nhiên thuận lợi còn có các hoạt động nhân tạo gia tăng, đó là việc đẩy mạnh trồng RNM và quai đê lấn biển. Một điểm đáng chú ý là vùng đất mới ở huyện Kim Sơn nằm giữa các tuyến đê Bình Minh-2 và đê Bình Minh-3 có cao độ rất thấp, trung bình 0,3¸0,6 m và đây là điều kiện bất lợi cho qui hoạch phát triển trong tương lai trên vùng đất thấp ven biển tỉnh Ninh Bình .

c. Cửa Văn Úc (Hình 4)

+ Giai đoạn trước năm 1989: Trong khoảng thời gian từ năm 1965 đến 1989, vùng ven biển thuộc các xã Bằng La, Đại Hợp (huyện Kiến Thụy) và Vinh Quang (huyện Tiên Lãng) tiếp tục bị xói lở trên các tuyến dài 4,9¸5,7 km, chiều rộng 120¸300 m, tương đương tốc độ xói ngang 4,7¸14,3 m/năm. Vùng xói lở còn xuất hiện trên đoạn bờ phía nam cửa Thái Bình thuộc các xã Thụy Xuân, Thụy Trường trên tuyến dài 2,1 km, rộng 250¸280 m. Vùng được bồi tụ mạnh là vùng phía nam cửa Văn Úc thuộc xã Vinh Quang (huyện Tiên Lãng) và bãi triều hai bên cửa Thái Bình thuộc xã Đông Hưng (huyện Tiên Lãng), Thụy Trường (huyện Thái Thụy). Ngoài ra, trên các bãi bồi thấp ven sông việc quai đê lấn đất tiếp tục diễn ra phục vụ canh tác và nuôi thủy sản, làm cho nhiều đoạn lòng dẫn bị thu hẹp. Trong thời gian này, hiện tượng bồi tụ chủ yếu diễn ra phía cửa Thái Bình, ngược lại vùng ven biển cửa Văn úc tiếp tục bị xói lở. Hiện tượng xói lở bờ diễn ra trong nhiều năm đe doạ trực tiếp tới an toàn các tuyến đê biển vào mùa mưa bão ở cửa Văn Úc. Lòng dẫn cửa sông bị thu hẹp do bồi tụ và quai đê bối lấn đất có ảnh hưởng lớn tới vai trò thoát nước lũ và các luồng giao thông thủy đi qua cửa sông.

+ Giai đoạn 1989-1995: Đây là thời kỳ đầu vận hành nhà máy TĐHB, cũng là giai đoạn chuyển đổi cơ cấu kinh tế nông nghiệp với chủ trương giao đất giao rừng cho các hộ nông dân. So với ven biển cửa Ba Lạt, hoạt động khai thác ven biển cửa Văn úc ít mạnh mẽ hơn, do bờ biển vẫn trong tình trạng xói lở, có ảnh hưởng tới an toàn các tuyến đê biển. Ngành Thủy lợi Hải Phòng đã đầu tư củng cố các tuyến đê biển nằm trong vùng xói lở thuộc các xã Bằng La, Đại Hợp, Đoàn Xá (huyện Kiến Thụy), Đông Hưng, Vinh Quang (huyện Tiên Lãng). Bồi tụ ven biển chủ yếu diễn ra ở cửa sông Thái Bình. Các đoạn bờ trong sông Văn úc và sông Thái Bình ít có những biến động lớn, tương đối ổn định hơn giai đoạn trước.

+ Giai đoạn 1995-2003: Vùng ven biển cửa Văn Úc - cửa Thái Bình chuyển sang giai đoạn bồi tụ mới. Các bãi bồi ngầm trước cửa sông (bar) phát triển mở rộng và chia ra những nhánh chảy phụ bên cạnh lòng dẫn chính. Quá trình bồi tụ ven bờ diễn ra nhanh nhờ việc phát triển trồng RNM phòng hộ ven biển bằng vốn đầu tư của Nhà nước và kinh phí hỗ trợ của các tổ chức phi chính phủ của Nhật Bản; ngoài ra còn có điều kiện thuận lợi rất cơ bản là trong thời gian này vùng ven biển Hải Phòng nói riêng và ven biển ĐBSH nói chung rất ít chịu ảnh hưởng của bão và áp thấp nhiệt đới, ngoại trừ trận bão ngày 24/8/1996 gây ra mưa lớn ở ĐBSH và vỡ đê 6 xã phía đông nam huyện Thanh Hà (tỉnh Hải Dương). Bên cạnh việc trồng RNM, các hoạt động của con người chủ yếu phục vụ phát triển nghề nuôi thủy sản nước lợ và củng cố các tuyến đê biển. Vùng nuôi thủy sản phát triển nhanh trên các bãi bồi nằm giữa tuyến đê biển (ở phía trong) và RNM phòng hộ (phía ngoài biển). Đến năm 2003, nhờ đầu tư chăm sóc bảo vệ RNM phát triển khá tốt; các cây thân gỗ đạt chiều cao tới 5¸6 m .

Tóm lại, tương tự cửa Ba Lạt, trong giai đoạn 1995-2001 cửa Văn Túc phát triển bồi tụ trở lại sau một thời gian khá dài xói lở rất nghiêm trọng. Nằm kề bên Văn Úc, hiện tượng bồi tụ mạnh ở cửa Thái Bình đã làm cho cửa sông ngày càng bị thu hẹp lại và mất dần vai trò tiêu thoát lũ. Khác với các cửa Ba Lạt và cửa Văn úc, diễn biến phát triển cửa Đáy thiên về xu hướng bồi tụ mạnh và kéo dài nhanh ra phía biển do có nguồn bồi tích dồi dào từ hệ thống sông Hồng và các sông lân cận. Quá trình châu thổ phát triển nhanh ở ven biển các huyện Kim Sơn - Nga Sơn diễn ra theo kiểu bồi tụ lấp góc trên đoạn bờ lõm. Ngoài ra, vùng này phát triển nhanh còn nhờ vị trí thuận lợi tránh được tác động mạnh của sóng biển. Tuy nhiên, do địa hình bề mặt vùng bồi tụ còn khá thấp, bị ngập sâu khi thủy triều dâng lên nên việc quai đê lấn đất quá nhanh sẽ là một điều bất lợi cho quy hoạch phát triển ở vùng đất thấp ven biển, nhất là trong điều kiện khi mực nước biển và đại dương hiện nay đang tiếp tục dâng cao.

Các đợt khảo sát thực địa đã được tiến hành vào tháng 9/1996, tháng 3/1999, tháng 7/2001 và tháng 3/2003 nhằm kiểm tra các kết quả xử lý ảnh vệ tinh. Các biến động mạnh mẽ ghi nhận được qua khảo sát thực địa chứng tỏ vùng nghiên cứu đang bị tác động mạnh không những bởi các nhân tố tự nhiên (do sóng gió, dòng chảy ven biển, dòng bùn cát...) mà còn có các hoạt động khai thác của con người, như việc chặt phá RNM, đào kênh dẫn nước, khoanh ô nuôi trồng thủy sản, vv... Kết quả khảo sát thực địa cho thấy những chuyển đổi về phương thức sử dụng đất ven biển cửa sông Hồng khi có những thay đổi về chính sách kinh tế. Các hoạt động khai thác của con người diễn ra ngày càng mạnh hơn, có tác động hai mặt tới quá trình phát triển tự nhiên ở vùng ven biển cửa sông Hồng. Việc phá RNM để làm các đầm nuôi tôm và các ô nuôi thuỷ sản nước lợ vào đầu những năm 1990 diễn ra một cách thiếu tổ chức đã để lại những hậu quả xấu đến môi trường ven biển. Từ năm 1995, việc tái trồng RNM ở ven biển đã có tác động tốt, hạn chế xói lở vùng đất mới bồi ở cửa sông. Hiện tượng bồi tụ trở lại sau nhiều năm diễn ra xói lở cục bộ ở cửa Ba Lạt và cửa Văn Úc còn có một nguyên nhân khác là trong thời gian từ năm 1990 đến 2003 ít có lũ lớn, bão và áp thấp nhiệt đới ít đổ bộ vào vùng ven biển ĐBSH (ngoại trừ trường hợp năm 1996).

2. Đánh giá chung về xói lở - bồi tụ các cửa sông Hồng và sông Thái Bình

- Giai đoạn trước khi thuỷ điện Hoà Bình hoạt động (trước 1989)

Khoảng thời gian từ năm 1965 đến 1989, vùng ven biển ĐBSH chịu tác động mạnh của bão, áp thấp nhiệt đới và lũ lớn. Có 43 trận tác động trực tiếp vào ven biển ĐBSH, trung bình 1,72 trận/năm, cao hơn hẳn mức bình thường. Đã xuất hiện lũ rất lớn vào các năm 1969, 1971 với đỉnh lũ lịch sử tại Sơn Tây là 16,3 m (tháng 8/1971). Hoạt động của con người tăng lên mạnh, qua việc khai thác và chặt phá rừng đầu nguồn, quai đê lấn đất ven biển. Các cửa sông phát triển không như nhau, ngoài cửa Đáy được bồi tụ, cửa Văn Úc thiên về xói lở, cửa Ba Lạt diễn ra xói - bồi xen kẽ bên phía bờ bắc và đã có biến động đột biến vào mùa lũ năm 1971.

- Giai đoạn 1989-1995. Khác với gia đoạn trước, thời gian này hoạt động của bão, lũ ở ĐBSH không cao, một phần lũ sông Hồng được điều tiết qua đập thủy điện Hoà Bình. Hoạt động khai thác vùng ven biển tăng nhanh với việc phá RNM và phát triển nghề nuôi thủy sản ven biển. Cửa Đáy tiếp tục phát triển bồi tụ mạnh, hiện tượng xói lở ven biển cửa Văn Úc đã giảm đi rất nhiều so với giai đoạn trước đó. Cửa Ba Lạt tiếp tục bồi tụ, ngoại trừ vùng bờ các cồn cát lớn (cồn Lu, cồn Vành, cồn Thủ) có biến động do xói - bồi xen kẽ.

- Giai đoạn 1995-2003. Hoạt động của bão, lũ ở mức trung bình - yếu. Điều tiết lũ sông Hồng qua đập thủy điện Hoà Bình đã làm giảm thấp các đỉnh lũ lớn. Hoạt động của con người ở vùng ven biển có chiều hướng tích cực hơn, thông qua việc trồng mới và khôi phục RNM để bảo vệ đất bồi và các vùng nuôi thuỷ sản ven biển. Các cửa sông đều trong trạng thái phát triển bồi tụ, mặc dù có biến động dòng bùn cát trên sông Đà. Sau khi nhà máy thuỷ điện Hoà Bình hoạt động, các vùng cửa sông ĐBSH có những thay đổi, phát triển thiên về trạng thái bồi tụ. Không chỉ do việc điều tiết lũ sông Hồng làm cho dòng chảy điều hoà hơn, còn có một nhân tố rất quan trọng là hoạt động của bão ít hơn bình thường và kèm theo là lũ không lớn. Ngoài ra, còn thấy được mặt tích cực của việc trồng lại RNM ở ven biển sau thời kỳ chặt phá để phát triển đầm nuôi thủy sản. RNM phát triển dầy, làm giảm bớt tác động của sóng biển và dòng chảy ven bờ, ngoài ra bùn cát lơ lửng có điều kiện lắng đọng nhanh hơn.

V. KẾT LUẬN

Qua phân tích diễn biến các vùng cửa sông chính thuộc hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình trong thời gian vận hành công trình thủy điện Hoà Bình (từ cuối năm 1988 đến nay) có thể đưa ra một số kết luận như sau:

1. Những biến động các cửa sông ở ven biển ĐBSH diễn ra không chỉ do thiên nhiên, mà còn do con người tác động với mức độ ngày càng sâu sắc hơn. Các vùng cửa sông có quá trình phát triển không như nhau, trong đó cửa Đáy phát triển theo hướng bồi tụ tích cực với tốc độ nhanh và ít có biến động đột biến; ngược lại các cửa Ba Lạt và Văn úc có những giai đoạn xói lở kéo dài và phát triển mang tính đột biến. Để đảm bảo ổn định cho vùng đất mới và an toàn cho các công trình xây dựng ven bờ (như đê biển, kè phòng hộ bờ, cống tiêu thoát nước, cống ngăn mặn,…) cần có những biện pháp hạn chế và giảm thiểu ảnh hưởng tác động của sóng và dòng chảy ven bờ; trong đó biện pháp trồng rừng ngập mặn ở các cửa sông ít tốn kém về chi phí và có hiệu quả tích cực.

2. Kết quả nghiên cứu sự phát triển và biến động vùng cửa sông Hồng - sông Thái Bình thời kỳ sau khi nhà máy thủy điện Hoà Bình hoạt động cho thấy, mặc dù có những thay đổi cán cân dòng chảy và dòng bùn cát ở châu thổ sông Hồng, nhưng không gây ra những biến động có tính đột biến ở các vùng cửa sông. Điều đó chứng tỏ quá trình điều tiết cắt - xả lũ và những thay đổi dòng bùn cát trên sông Đà ảnh hưởng không rõ ràng tới các cửa sông ven biển ĐBSH. Sau khi hồ Hoà Bình hoạt động, các cửa sông Hồng - sông Thái Bình tiếp tục phát triển bồi tụ mạnh, nhờ có nguồn bồi tích sông ngòi vẫn còn dồi dào. Ngoài ra, trong thời gian khoảng 17 năm qua hoạt động của bão, lũ lụt ở ĐBSH không mạnh so với cường độ hoạt động trung bình của chúng. Ngoài các yếu tố trên, còn có vai trò tích cực của con người ở vùng ven biển cửa sông Hồng - sông Thái Bình trong việc trồng RNM, chăm sóc và khôi phục lại diện tích rừng ven biển vốn bị chặt phá vào đầu những năm 1990 để phát triển nghề nuôi thủy sản. Những hoạt động nhân tạo tích cực này nếu được duy trì tốt, sẽ là những tác nhân quan trọng để đảm bảo ổn định lâu dài cho vùng đất mới ở ven biển châu thổ sông Hồng.

3. Diễn biến phát triển các cửa sông ở ven biển ĐBSH theo chiều hướng nào cũng cần phải đảm bảo được chức năng cơ bản của chúng là vai trò tiêu thoát nước lũ, vì hệ thống sông Hồng có chế độ thủy văn rất phức tạp, có tác động trực tiếp tới đời sống của cộng đồng dân cư đông đúc và là nơi có các trung tâm văn hoá - kinh tế - chính trị quan trọng của cả nước. Hạ lưu sông Hồng là vùng đông dân cư với nền kinh tế đang phát triển nên không tránh khỏi những tác động tiêu cực từ các hoạt động của con người. Các hoạt động của con người cần được kiểm soát chặt chẽ, đảm bảo cho hệ thống sông ngòi và các cửa sông ngoài chức năng tiêu thoát nước lũ, ngoài ra còn phải giữ an toàn cho các tuyến đê, các tuyến giao thông đường thủy và tạo cơ sở phát triển cho các ngành kinh tế khác ở ven biển như xây dựng, thủy sản, du lịch,... cũng như khai thác và bảo vệ hiệu quả các nguồn tài nguyên thiên nhiên ở ven biển ĐBSH.

VĂN LIỆU

1. Doãn Đình Lâm, 2002. Lịch sử tiến hoá trầm tích Holocen châu thổ sông Hồng. Luận án TSĐC. Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà Nội. 152 tr.

2. Foody G. & P. Curran, 1994. Environmental Remote Sensing from Regional to Global scales. John Wiley & Sons Ltd. England.

3. Gauthier J., 1930. Travaux de défense contre les inondations. Digues du Tonkin, 118 p.

4. Lê Văn Ánh, 1999. Sự ảnh hưởng lũ sông Hồng đến dòng chảy lũ ở hạ lưu hệ thống sông Thái Bình. Tuyển tập công trình Thuỷ văn - Môi trường, 2: 15-20. Đại học Thuỷ lợi Hà Nội.

5. Maire G. et Pham Quang Son, 1993. Aspects structurels de la dynamique fluviale du Fleuve Rouge (Song Hong) entre Son Tay et Ha Noi. L'Eau, la Terre et les Hommes. Presses Univ. de Nancy, pp 329-336.

6. Nguyễn Văn Cư, Phạm Quang Sơn và nnk, 1990. Động lực vùng ven biển cửa sông Việt Nam. Phần nghiên cứu cửa sông. Báo cáo đề tài 48B-02-01, Chương trình nghiên cứu biển 48B-02 (1986-1990). Lưu trữ Viện KHVN, Hà Nội. 355 tr.

7. Phạm Quang Sơn, 2001. Studying on the change of bed of the Red River lower course by applying GIS and multi-temporal remote sensing technologies. J. of Geology, B/18 : 86-93. Hà Nội.

8. Phạm Quang Sơn, 2004. Nghiên cứu sự phát triển vùng ven biển cửa sông Hồng-sông Thái Bình trên cơ sở ứng dụng thông tin viễn thám và Hệ thông tin địa lý (GIS) phục vụ khai thác sử dụng hợp lý lãnh thổ. Luận án TS Địa lý. Trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. 155 tr.

9. Phạm Quang Sơn, 2004. Diễn biến lòng dẫn hạ lưu sông Hồng trong 15 năm vận hành khai thác nhà máy thủy điện Hoà Bình. TC Các Khoa học về Trái đất, 26/4: 520-531. Hà Nội.

10. Tổng cục Khí tượng - thủy văn, 1989. Tập số liệu khí tượng - thủy văn: I, II. Phụ lục báo cáo chương trình TBKH cấp nhà nước 42A. Hà Nội.

11. Trần Nghi, Chu Văn Ngợi và nnk, 2000. Tiến hoá trầm tích Kainozoi bồn trũng sông Hồng trong mối quan hệ với hoạt động kiến tạo. TC Các Khoa học về Trái đất, 22/4: 290-305. Hà Nội

12. Trung tâm Khí tượng thủy văn biển, 1988. Khí tượng - thuỷ văn vùng biển Việt Nam. Nxb KHKT, Hà Nội. 117 tr.

13. Vũ Văn Phái, Nguyễn Hoàn, Nguyễn Hiệu, 2002. Tiến hoá địa mạo vùng cửa sông Ba Lạt trong thời gian gần đây. TC Khoa học, 18/2: 44-53, ĐH Quốc gia Hà Nội.