Đánh giá ảnh hưởng của các hướng sóng gió đến diễn biến hình thái đoạn bờ biển Bình Thuận

Quy luật kinh nghiệm về dạng của đường bờ giữa hai điểm cố định, chịu tác động của một hướng sóng chủ đạo, được sử dụng để so sánh với các cung bờ đặc trưng của bờ biển BÌnh Thuận và đánh giá tác động của các hướng sóng gió khác nhau đến khuynh hướng diễn biến của các cung bờ biển. Kết quả phân tích khuynh hướng diễn biến bờ theo mùa trên cung bờ lớn từ Mũi Né đến mũi Kê Gà phù hợp với xu hướng diễn biến thực tế, kết quả này cho thấy có thể áp dụng phương pháp tương tự cho các cung bờ khác.

I. Đặt vấn đề

Bình Thuận là tỉnh duyên hải cực Nam Trung Bộ Việt Nam, với bờ biển dài 192 km từ mũi Đá Chẹt giáp Cà Ná (Ninh Thuận) đến bãi bồi Bình Châu (Bà Rịa - Vũng Tàu). Phía Bắc giáp tỉnh Ninh Thuận, phía Tây Bắc giáp tỉnh Lâm Đồng, phía Tây giáp tỉnh Đồng Nai, phía Tây Nam giáp tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu (Hình 1). Tỉnh lỵ của Bình Thuận là thành phố Phan Thiết, cách thành phố Hồ Chí Minh 198 km.

Khu vực Bình Thuận chịu ảnh hưởng của gió mùa, hàng năm có hai mùa gió chính là gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam. Gió mùa Tây Nam từ tháng VI đến tháng IX , hướng thịnh hành là Tây, Tây Nam. Gió mùa Ðông Bắc từ tháng IX đến tháng IV năm sau, hướng thịnh hành là Ðông, Ðông Bắc.

Hướng gió và sóng thay đổi trong năm là như vậy, tuy nhiên số liệu khảo sát thực tế cho thấy dòng chảy ven bờ của tỉnh Bình Thuận luôn có hướng chủ đạo từ Bắc xuống Nam: mùa gió Đông Bắc (tháng 11/2009) dòng chảy lệch về Tây Nam áp sát bờ, mùa gió Tây Nam (tháng 6/2009) dòng chảy vẫn hướng từ Bắc xuống Nam, lệch về phía Đông Nam xa bờ. Các số liệu đo đạc trước đây (1993, 1997) cũng cho thấy cùng quy luật về dòng ven bờ.

Về mặt thủy triều, Bình Thuận có chế độ rất phức tạp: Khu vực phía Nam của tỉnh giáp với Bà Rịa - Vũng Tàu là bán nhật triều không đều với biên độ triều từ 2,0÷2,5 m; khu vực phía Bắc gồm các huyện Tuy Phong, Bắc Bình, thành phố Phan Thiết và Hàm Thuận Nam lại có chế độ nhật triều không đều, độ lớn thủy triều vào những ngày nước cường từ 1,5÷2,0 m.

Đặc điểm về địa hình của Bình Thuận cũng có nhiều đặc biệt. Bờ biển Bình Thuận chạy theo hướng Đông Bắc – Tây Nam, địa hình bị chia cắt bởi phần cuối của dãy núi Trường Sơn nhô ra biển tạo thành nhiều mũi đá lớn nhỏ, xen kẽ giữa các mũi đá là các dạng địa hình đất cồn cát, đất mặn ven biển. Các mũi đất lớn như mũi Sừng Trâu (phía Bắc gần giáp với Ninh Thuận), mũi La Gàn, mũi Đá Dựng, mũi Né, mũi Kê Gà tạo thành các điểm cứng phân chia đường bờ thành các cung đường cong lớn có dạng vịnh (bay-shaped shore line). Các mũi đá nhỏ hơn phân chia cung bờ lớn thành các cung bờ nhỏ hơn. Các cung bờ biển giữa các mũi đá có một số đặc điểm hình thái chung như sau:

- Phía Tây các mũi đá có đoạn đường bờ cong hầu như nằm ngang theo hướng Đông Tây, ví dụ đoạn bờ Cà Ná sau mũi Sừng Trâu, đoạn bờ Phan Rí Cửa sau mũi La Gàn, đoạn bờ Hàm Tiến, Phú Hài sau mũi Né…

- Phía Đông các mũi đá có đoạn đường bờ tương đối thẳng xuôi theo hướng Đông Bắc – Tây Nam, ví dụ đoạn bờ Liên Hương – Bình Thạnh trước mũi La Gàn, đoạn bờ phía Đông mũi Đá Dựng, đoạn bờ Tiến Thành phía Đông mũi Kê Gà…

Các cung đường bờ cong hình thành ở khu vực Bình Thuận thể hiện rõ qui luật kinh nghiệm của đường bờ dạng xoắn ốc giữa hai điểm cố định (mũi đá hay đầu đê), chịu tác động của một hướng dòng bùn cát ven bờ chủ đạo. Bài viết sẽ tóm tắt quy luật kinh nghiệm này và áp dụng vào việc đánh giá ảnh hưởng của các hướng sóng đến một số cung bờ tiêu biểu của khu vực Bình Thuận, qua đó phác họa xu hướng diễn biến đường bờ theo mùa sóng gió hàng năm.

II. Hình dạng đường bờ giữa 2 mũi đất

Đường bờ giữa hai mũi đất thường có dạng cong do tác động xói mòn của sóng và dòng chảy ven bờ. Khi sóng và dòng ven bờ có một hướng chủ đạo thì đường bờ phía hạ lưu của mũi đất thượng lưu có dạng cong đặc biệt hình xoắn ốc, trong khi đó đường bờ phía thượng lưu của mũi đất hạ lưu có khuynh hướng tiệm cận với hướng của đường đầu sóng tới (vuông góc với hướng sóng tới). Nhiều nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm cũng như kinh nghiệm đã được tiến hành để đưa ra các hướng dẫn thực hành về dạng của đường bờ giữa hai điểm cố định khi sóng có một hướng chủ đạo. Bài viết này sử dụng kết quả thực nghiệm của Silvester và Hsu (1993), theo đó cung đường bờ xoắn ốc giữa hai điểm cố định O và O’ có dạng sau (Hình 2):

Hình 2

Hướng OO’ có thể xem là hướng đường bờ ban đầu và dòng bùn cát ven bờ có hướng từ O đến O’. Như vậy các cung bờ cong giữa các mũi đá ở khu vực Bình Thuận có dạng đặc trưng chung của cung bờ chịu ảnh hưởng của các hướng sóng có thể tạo ra dòng chảy chủ đạo ven bờ theo hướng từ Đông Bắc xuống Tây Nam.

Hình 3

Hình 4

Để áp dụng công thức (1) cho các cung đường bờ hiện hữu, dạng đường bờ ứng với các góc sóng tới b từ 100 đến 800 được thể hiện trên Hình 4. Điểm O ở vị trí (0,0), điểm O’ ở vị trí (0,1), các đường đầu sóng là các đoạn thẳng từ O hợp với OO’ các góc b lần lượt bằng 100, 200,…, 800, Các cung đường cong là dạng đường bờ tương ứng với các góc sóng tới b khác nhau.

Sau đây là các phân tích cụ thể cho một số cung bờ điển hình vùng biển Bình Thuận.

III. Ảnh hưởng của hướng sóng đến các cung bờ biển Bình Thuận

1. Cung bờ lớn Mũi Né – Kê Gà:

Đây là một cung bờ đặc trưng lớn, bao quanh vịnh Phan Thiết, chịu ảnh hưởng che chắn của Mũi Né ở thượng lưu. Đặt điểm O vào Mũi Né, điểm O’ vào mũi Kê Gà, ta có dạng đường bờ tương ứng với các hướng sóng chủ đạo khác nhau như Hình 5.

Đoạn bờ từ Kê Gà đến Phan Thiết phù hợp với cung bờ do sóng tới có đường đầu sóng tạo với đường nối Mũi Né-Mũi Kê Gà một góc 40-50 độ, hay sóng tới là sóng hướng Đông-Đông Nam.

Ứng với các sóng Đông-Nam và lệch về phía Nam, đoạn bờ Kê Gà – Phan Thiết có xu hướng được bồi (các đường màu sẫm liền nét). Ứng với các sóng Đông và lệch về hướng Đông Bắc, đoạn bờ này có xu hướng bị xói (các đường đứt nét).

Hình 5

Đối chiếu với diễn biến thực tế, khu vực Đức Long, Tiến Thành trên đoạn bờ này có khuynh hướng bồi tụ vào mùa mưa khoảng tháng 5 đến tháng 10 với gió thịnh hành là gió hướng Tây Nam và Tây. Ngược lại vào mùa khô từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau với gió thịnh hành hướng Đông và Đông Bắc, đoạn bờ này thường bị xâm thực mạnh, các cơn bão cuối mùa mưa, đầu mùa khô vào tháng 10-11 làm tình trạng xói lở thêm trầm trọng. Điển hình là các đợt xâm thực đầu năm 1997, cuối năm 2007, cuối năm 2008, đầu năm 2009, số nhà cửa bị sạt lở ven biển đã lên đến mức báo động, tịnh xá Ngọc Bình bị mất gần 1/3 diện tích và UBND Tỉnh đã phải lập dự án xây dựng kè Đức Long để bảo vệ khu vực dân cư ven biển. Khu vực giáp ranh phường Đức Long và Lạc Đạo bị ảnh hưởng xâm thực mạnh còn do ảnh hưởng của cung bờ cong hạ lưu đê chắn sóng cửa sông Cà Ty. 

2. Cung bờ nhỏ Mũi Né – Mũi Đá Ông Địa:

Đoạn bờ từ Phan Thiết đến Mũi Né có các mũi đá nhỏ nhô ra vì vậy đường bờ sẽ bị ảnh hưởng của dạng cung bờ nhỏ giữa các mũi đá liền kề. Ví dụ đoạn từ Mũi Né đến mũi Đá Ông Địa là một cung bờ nhỏ điển hình có vị thế gần như nằm ngang hoặc hơi chếch về phía Tây Bắc, được che chắn bởi một mũi đá lớn. (Hình 6)

Khảo sát chi tiết ảnh hưởng của Mũi Né đến cung bờ từ Mũi Né đến Mũi Đá Ông Địa trên Hình 6 cho thấy đoạn bờ khoảng 5 km phía Đông mũi Đá Ông Địa phù hợp với cung bờ ứng với sóng Đông Nam. Sóng hướng Nam hoặc Nam Đông Nam sẽ gây bồi, các sóng Đông Đông Nam và lệch về hướng Đông hoặc Đông Bắc sẽ gây xói cho đoạn bờ này. 

Trở lại với cung bờ lớn trên Hình 5, đoạn bờ khoảng 5 km phía Đông Mũi Đá Ông Địa cũng phù hợp với cung bờ do sóng hướng Đông Nam. Các hướng sóng khác cũng có cùng ảnh hưởng như phân tích từ Hình 6. Lưu ý khác biệt là sóng Đông Đông Nam có thể gây bồi cho đoạn bờ từ Phan Thiết đến Kê Gà trên cung bờ lớn, nhưng có thể gây xói cho đoạn bờ giáp phía Đông mũi Đá Ông Địa.

Hình 6

Do vị thế ngằm ngang hoặc hơi chếch về hướng Tây Bắc của đường nối Mũi Né - mũi Đá Ông Địa, vào mùa sóng gió hướng Tây Nam hoặc Tây, dòng ven bờ có khuynh hướng xuôi về phía Đông Nam. Khi đó mũi Đá Ông Địa trở thành mũi thượng lưu và Mũi Né trở thành điểm hạ lưu của cung bờ cong, diễn biến đường bờ sẽ có khuynh hướng ngược lại, khu vực phía Đông mũi Đá Ông Địa sẽ bị xói lở mạnh trong khi khu vực phía Tây Mũi Né có khả năng được bồi tụ.

Đối chiếu với diễn biến bờ thực tế, khu vực Hàm Tiến bị xói vào mùa khô, tháng 11, 12 đến tháng 4 năm sau do ảnh hưởng sóng và gió mùa Đông và Đông Bắc. Vào mùa mưa, gió Tây và Tây Nam khu vực này cũng bị xâm thực mạnh do dòng ven bờ xoay hướng về Đông Nam. Đoạn bờ này chỉ có khả năng được bồi vào lúc giao mùa tháng 9, 10 khi có gió Nam hoặc Nam Đông Nam. Nhìn chung đoạn bờ hàm Tiến bị xâm thực quanh năm, tốc độ xâm thực bình quân 3÷5 m/năm, bãi biển rất hẹp hoặc không còn bãi và từ năm 1998 đến nay khu vực này có rất nhiều kè bảo vệ bờ được xây dựng nhằm bảo vệ các khu du lịch ven bờ.

3. Cung bờ nhỏ Thanh Hải - Đồi Dương:

Đoạn bờ biển Thanh Hải – Đồi Dương dài khoảng 3,5 km từ cửa sông Phú Hài đến cửa sông Cà Ty. Trước khi có các đê chắn sóng ở các cửa sông, vào mùa khô, phía tả ngạn các cửa sông thường xuất hiện các bãi bồi kéo dài từ bờ về phía Nam gây cản trở luồng vào cửa sông. Vào mùa mưa, dòng chảy sông lớn có khả năng xói lở các bãi bồi này mở lại cửa sông. Diễn biến hình thái cửa sông này là một đặc trưng của các cửa sông ở Bình Thuận và chủ yếu cũng do đặc điểm là dòng ven bờ quanh năm có hướng chủ đạo từ Đông Bắc xuống Tây Nam.  

Hình 7

Đoạn bờ giữa hai cửa sông khá ngắn và được hình thành trước khi có các đê chắn sóng, hai điểm đầu và cuối của đoạn bờ không phải là hai điểm cố định, vì vậy dạng và hướng của đoạn bờ chịu ảnh hưởng của các điểm cứng ở xa hơn như bãi đá ở Phú Hài, mũi Đá Ông Địa, hoặc xa hơn là Mũi Né. Như vậy, diễn biến của đoạn bờ này mang đặc trưng chung của cung bờ lớn từ Mũi Né đến Kê Gà, tức là có khuynh hướng bị xói và mùa khô, gió Đông Nam, Đông hoặc gió thiên về phía Bắc. Vào mùa mưa, gió Tây hoặc Tây Nam có thể gây bồi.

Nếu xem các đầu đê Phú Hài và Cà Ty là các điểm cứng, diễn biến đường bờ trong đoạn này ứng với các hướng sóng khác nhau có thể thể hiện trên Hình 7.

Ảnh hưởng của các hướng sóng đến đoạn bờ Thanh Hải – Đồi Dương trên Hình 7 cũng thể hiện khuynh hướng xói đối với các sóng từ Đông Nam về phía Đông, khuynh hướng bồi đối với các hướng sóng Nam và Tây Nam. Diễn biến thực tế cũng cho thấy khu vực này bị xói mạnh vào các tháng mùa khô, gió Đông hoặc Đông Bắc, ví dụ tháng 1/1996 khu vực Thanh Hải bị xâm thực đến 50m trên chiều dài hơn 1 km. Ngoài ra, độ cong của cung bờ Thanh Hải – Đồi Dương khác biệt khá lớn so với các cung bờ kinh nghiệm trên Hình 7, qua đó có thể đánh giá phía Thanh Hải, sau cửa Phú Hài, có khả năng bị xâm thực nhiều hơn so với khu vực Đồi Dương xuôi về phía Cà Ty. Khuynh hướng này cũng tương tự như khuynh hướng xói bồi phía Nam cửa sông Cà Ty, từ Đức Long xói lở mạnh giảm nhẹ dần về hướng Tiến Thành.

IV. Kết luận

Sử dụng quy luật kinh nghiệm về dạng xoắn ốc của đường bờ giữa hai điểm cố định, chịu tác động của một hướng sóng chủ đạo, có thể đánh giá được ảnh hưởng của các hướng sóng khác nhau đến điễn biến xói bồi của các cung bờ biển đặc trưng vùng Bình Thuận. Các kết quả phân tích trên đây cho thấy cung bờ biển từ Mũi Né đến mũi Kê Gà có khuynh hướng bồi vào mùa mưa, gió Tây Nam, xói vào mùa khô, gió Đông Bắc. Diễn biến chi tiết từng đoạn bờ phụ thuộc vào vị thế các cung bờ cong nhỏ giữa các điểm cố định tự nhiên hoặc nhân tạo trên đường bờ và tùy thuộc vào nhiều yếu tố khác như lượng bùn cát từ sông, ảnh hưởng tức thời của bão…, tuy nhiên xét về mặt tổng thể và dài hạn thì các kết quả về khuynh hướng diễn biến bờ trên đây phù hợp với diễn biến thực tế nhiều năm gần đây.

Các cung bờ khác ở Bình Thuận cũng có những đặc trưng hình thái tương tự, vì vậy có thể sử dụng quy luật kinh nghiệm này để đánh giá tác động của các hướng sóng khác nhau đến khuynh hướng diễn biến bờ của từng cung. Các kết quả phân tích này có thể góp phần định hướng quy hoạch các công trình ven biển hoặc công trình bảo vệ bờ.

Tài liệu tham khảo

[1] US. Army Corps of Engineers. 2007. Coastal Engineering Manual, Engineer Manual 1110-2-1100, Army Corps of Engineers, Washington, D.C. (in 6 volumes).

[2] Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, 2009-2010. Dự án:“Quy hoạch công trình chống xói lở bờ biển tỉnh Bình Thuận giai đoạn 2011-2020”

[3] Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Bình Thuận, 11/2009. Thuyết minh chung: “Dự án đầu tư xây dựng công trình kè bảo vệ bờ biển phường Đức Long, Tp. Phan Thiết”.

[4] Công ty Tư vấn và Chuyển giao Công nghệ, trường Đại học Thủy lợi – Chi nhánh miền Trung, 5/2009. Thuyết minh chung: “Dự án đầu tư xây dựng công trình kè bảo vệ bờ biển phường Phú Hài, Tp. Phan Thiết”.

Tác giả:

Phạm Trung - Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam
Trần Thu Tâm - Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh

Tạp chí KH&CN Thủy lợi