Đánh giá biến động lòng dẫn sông gianh, đoạn từ cảnh hóa đến cửa gianh bằng phương pháp phân tích ảnh viễn thám & gis kết hợp với công cụ dsas

Tạp chí Khoa học và Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế ISSN 1859-1612, Số 04(36)/2015: tr. 77-87 ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LÒNG DẪN SÔNG GIANH, ĐOẠN TỪ CẢNH HÓA ĐẾN CỬA GIANH BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ẢNH VIỄN THÁM & GIS KẾT HỢP VỚI CÔNG CỤ DSAS ĐỖ QUANG THIÊN - HỒ TRUNG THÀNH Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế TRỊNH THỊ GIAO CHÂU Viện TNMT & PTBV tại TP Huế Tóm tắt: Mục tiêu của bài báo này là sử dụng ảnh viễn thám các năm 1988, 1994, 2006, 2013 và GIS, kết hợp với công cụ phân tích đường bờ kỹ thuật số để đánh giá tốc độ và dự báo xu thế xói lở, bồi lấp đoạn hạ lưu sông Gianh từ Cảnh Hóa đến Cửa Gianh. Kết quả nghiên cứu cho thấy hoạt động xói lở và bồi lấp luân phiên nhau trên suốt đoạn sông với tốc độ nhỏ hơn 2m/năm đến 5m/năm, hệ số xói lở từ 24.3% đến 45.2%,nhưng hệ số bồi lấp đạt 39.3% đến trên 100%, động lực xói lở - bồi lấp sông Gianh thuộc cấp độ nhanh, mạnh, rất nguy hại và rất nghiêm trọng. Trong thời gian tới, hoạt động xói lở và bồi lấp sông Gianh sẽ diễn ra với tốc độ từ yếu đến trung bình, cửa Nam sông Gianh sẽ xói lở với tốc độ < 2-5m/năm và tiếp tục di chuyển về phía Nam. Từ khóa: lòng dẫn sông Gianh, ảnh viễn thám, GIS, DSAS 1. MỞ ĐẦU Sông Gianh nằm phía Bắc Quảng Bình, bắt nguồn từ vùng núi Phu Cô Pi cao 2.017m, chảy qua huyện Minh Hóa, Tuyên Hoá, Quảng Trạch, Bố Trạch rồi đổ ra Cửa Gianh. Ngoài việc cung cấp phù sa cho đồng bằng Quảng Bình, vào mùa lũ hàng năm, con sông này đã gây bồi - xói nghiêm trọng nhiều nơi, làm biến đổi hình thái, cấu trúc lòng sông, chế độ dòng chảy, gây thiệt hại lớn về dân sinh, hoạt động sản xuất và kinh tế - xã hội. Do vậy, việc đánh giá và dự báo hoạt động xói lở, bồi lấp lòng dẫn sông Gianh có ý nghĩa lớn trong công tác định hướng các giải pháp phòng chống, giảm nhẹ thiên tai, cũng như qui hoạch xây dựng, ổn định dân sinh và phát triển kinh tế lãnh thổ. Trên cơ sở các ảnh Landsat 5 và Landsat 8 vào các năm 1988, 1994, 2006 và 2013, chúng tôi tiến hành chồng ghép, phân tích ảnh giai đoạn 1988 - 2013. Sau đó sử dụng công cụ DSAS (hệ thống phân tích đường bở kỹ thuật số) của Cục khảo sát Địa chất Hoa Kỳ để tính toán tốc độ xói lở, bồi lấp và dự báo xu thế xói - bồi đoạn sông nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu kết hợp với điều tra thực trạng, cho phép đưa ra một bức tranh toàn cảnh về hoạt động xói lở và bồi lấp trên đoạn sông nghiên cứu. 2. CƠ SỞ TÀI LIỆU Để thực hiện các mục tiêu đề ra, tập thể tác giả đã tiến hành thu thập các nguồn tài liệu dưới hai dạng chính như sau: 78 ĐỖ QUANG THIÊN và cs. - Dữ liệu thuộc tính gồm đặc điểm tự nhiên (địa chất, địa mạo, lớp phủ thực vật, địa chất thủy văn, khí tượng, thủy - hải văn,...), phân bố dân cư và cơ sở hạ tầng, cũng như các tài liệu liên quan đến hiện trạng xói lở và bồi lấp lòng dẫn trên đoạn sông nghiên cứu, - Dữ liệu không gian gồm các bản đồ và ảnh viễn thám. Trong đó bao gồm các dữ liệu địa hình, địa chất, hiện trạng xói lở - bồi lấp, Dữ liệu ảnh viễn thám gồm các ảnh Landsat TM và LC nằm trong phạm vi nghiên cứu vào các năm 1988, 1994, 2006, 2013. Các ảnh vệ tinh chụp tại các thời điểm khác nhau nằm cùng một hệ qui chiếu WGS-84 UTM vùng 48, với độ phân giải ảnh là 30m. Nội dung chi tiết các ảnh vệ tinh sử dụng để phân tích và giải đoán được thể hiện trên bảng 1. Bảng 1. Dữ liệu ảnh vệ tinh sử dụng cho lưu vực sông nghiên cứu TT Scene ID Thời gian Kỹ thuật Độ phân giải 1 LT51260481988165BKT00 13/06/1988 Landsat 5 30m 2 LT51260481994101BKT00 11/04/1994 30m 3 LT51260482006246BKT00 03/09/2006 30m 4 LC81260482013137LGN01 17/05/2013 Landsat 8 30m 3. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH, GIẢI ĐOÁN ẢNH VIỄN THÁM VÀ GIS KẾT HỢP VỚI DSAS ĐỐI VỚI ĐOẠN HẠ LƯU SÔNG GIANH . Hình 1. Sơ đồ khối phân tích, giải đoán ảnh viễn thám và GIS Trong báo cáo này, phần mềm Envi 4.7 được sử dụng để xử lý, giải đoán ảnh vệ tinh đa phổ Landsat TM và LC, kết hợp với các phép toán phân tích nhằm tách riêng tự động vùng nước và bờ bằng tỷ số ảnh của Gathot Winasor (2001), đồng thời loại bỏ được các hiệu ứng của bóng râm và góc mặt trời. Ba kênh b2, b4, b5 được sử dụng để lập ảnh tỷ số đối với ảnh Landsat TM, 3 kênh b3, b5, b6 đối với ảnh Landsat LC. Trong đó, sử dụng band b4/b2 để tách vùng bờ có thực vật, b5/b2 để tách vùng bờ không có thực vật, vì các band này có độ tương phản cao giữa đất và nước nên dễ dàng xác định được ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LÒNG DẪN SÔNG GIANH... 79 đường mép nước. Kết quả của 2 ảnh tỷ số nêu trên sẽ bổ sung cho nhau và tạo ra một ranh giới hoàn chỉnh giữa đất và nước. Trong đó, vùng bờ có màu trắng và nước có màu đen, sau khi phân loại được chuyển sang dữ liệu vecto để thực hiện việc tách đường bờ. Các giai đoạn giải đoán ảnh viễn thám và GIS được trình bày trên hình 1 [1], [2], [5] và kết quả phân tích ảnh viễn thám và GIS đoạn sông nghiên cứu trình bày trên hình 2. Hình 2. Bản đồ biến dạng đường bờ sông Gianh giai đoạn 1988-2013 Sau khi có đường bờ theo từng năm, nhằm tính toán tốc độ xói lở - bồi lấp và dự báo xu thế biến động lòng dẫn sông Gianh trong tương lai, bằng cách áp dụng công cụ DSAS (Digital Shoreline Analysis System) được tích hợp trong AcrGis10.1. DSAS hỗ trợ cho phần mềm ESRI ArcGIS để tính toán tốc độ thay đổi đường bờ theo thời gian bằng cách tạo ra các đường transect (tuyến) trực giao với khoảng cách được thiết lập, từ đó tính toán tốc độ thay đổi đường bờ kết hợp với thống kê được trình bày trong bảng thuộc tính (attribute table) [7]. Tiến hành tách đoạn sông nghiên cứu thành 2 đường bờ phía Bắc và Nam để vẽ đường gốc và thiết lập transect dễ dàng hơn. Khoảng cách giữa các transect là 30m và các transect được xây dựng vuông góc với đường bờ. Trong DSAS có một số phương pháp tính toán thống kê, tuy vậy chúng tôi chỉ sử dụng 2 phương pháp EPR và LRR để tính toán, dự báo tốc độ, xu thế xói – bồi sau đây: - Phương pháp EPR (End Point Rate): nhằm tính tốc độ xói lở và bồi lấp thông qua điểm đầu và điểm cuối theo công thức sau: - Phương pháp LRR (Linear Recurrent Rate): Nhằm dự báo xu thế xói lở và bồi lấp trong tương lai bằng phương pháp hồi quy tuyến tính. Kết quả tính toán bằng công cụ DSAS cho các đường bờ đoạn hạ lưu sông Gianh giai đoạn 1988 - 2013 được tác giả thể hiện trên hình 3, 4. 80 ĐỖ QUANG THIÊN và cs. Hình 3. Bản đồ tốc độ xói - bồi đoạn hạ lưu sông Gianh Hình 4. Bản đồ dự báo xu thế biến dạng đường bờ đoạn hạ lưu sông Gianh 4. ĐÁNH GIÁ TỐC ĐỘ XÓI LỞ - BÒI LẤP VÀ DỰ BÁO XU THẾ BIẾN ĐỘNG LÒNG DẪN SÔNG GIANH 4.1. Cơ sở đánh giá động lực xói lở - bồi lấp sông Gianh Để đánh giá mức độ nguy hại do hoạt động của sông gây ra, đã sử dụng 2 tiêu chí là hệ số xói lở (bồi lấp) và tốc độ xói lở (bồi lấp). Trong đó: - Hệ số xói lở (Ke - %), bồi lấp (Ka - %) là tỷ số phần trăm giữa tổng chiều dài các đoạn bờ sông bị xói lở (bồi lấp) đến thời điểm đo đạc với chiều dài đoạn sông nghiên cứu. ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LÒNG DẪN SÔNG GIANH... 81 - Tốc độ xói lở Ve (m/năm), bồi lấp Va (m/năm) được đánh giá bằng bề rộng bờ sông bị xói lở (bồi lấp) sau một đơn vị thời gian là năm hoặc một trận lũ (bảng 2). Bảng 2. Thang đánh giá động lực xói lở, bồi lấp bờ sông Gianh [3] Cấp độ Thang bậc Hệ số xói lở Ke và bồi lấp Ka (%) Tốc độ xói lở Ve, bồi lấp Va (m/năm) I Yếu, chậm ít nguy hại, ít nghiêm trọng < 10 < 2 II Trung bình, nguy hại, nghiêm trọng 10-20 2-5 III Mạnh, nhanh, rất nguy hại, rất nghiêm trọng 20-30 5-10 IV Rất mạnh, rất nhanh, cực kỳ nguy hại, cực kỳ nghiêm trọng > 30 > 10 4.2. Đánh giá biến động lòng dẫn sông Gianh đoạn từ Cảnh Hóa đến cửa Gianh Nhằm hiệu chỉnh và kiểm tra lại hoạt động xói lở - bồi lấp trên đoạn sông nghiên cứu, tập thể tác giả đã tiến hành khảo sát hiện trạng vào tháng 8/2011 và 4/2013 [4], [6] và tóm lược sự biến đổi lòng dẫn sông Gianh theo 4 đoạn tựa đồng nhất như sau: a. Đoạn 1 từ Cảnh Hóa đến Phù Hóa: có chiều dài đường bờ khoảng 8,4km, quá trình xói lở và bồi tụ xảy ra đan xen nhau. Từ năm 1988 - 1994, lòng dẫn sông có xu hướng dịch chuyển dần về phía Nam, bồi tụ xảy ra chủ yếu ở bờ Bắc xã Cảnh Hóa, ngược lại phía bờ Nam xã Văn Hóa lại diễn ra xói lở. Từ năm 1994 - 2006, quá trình xói lở lại xảy ra ở bờ Bắc xã Phù Hóa và Cảnh Hóa, ăn sâu vào diện tích đất canh tác trên 200m. Trong khi đó, đường bờ phía Nam tương đối ổn định. Từ năm 2006 - 2013, lòng dẫn thu hẹp lại và có xu hướng dịch chuyển về phía Nam, cả bờ Bắc lẫn bờ Nam đều xảy ra bồi tụ, phía bờ Bắc bồi tụ mạnh hơn và hình thành một số bãi bồi giữa sông. Hình 5. Xói lở trên một đoạn dài 2000m qua xã Phù Hóa (bờ Bắc) Nhìn chung, trên đoạn sông này quá trình xói - bồi xảy ra đan xen nhau. Tốc độ bồi lấp phổ biến thuộc cấp độ yếu (<2m/năm), một số nơi như xã Văn Hóa (600m), Phù Hóa (300m) có tốc độ bồi lấp trung bình (2-5m/năm), riêng xã Cảnh Hóa bồi lấp mạnh (5- 10m/năm). Ka đạt đến 39.3%, thuộc cấp độ rất mạnh. Xói lở trung bình (2-5m/năm) ở xã Cảnh Hóa (300m), Văn Hóa (200m), Phù Hóa (200m) và ở xã Quảng Tiên. Ke thuộc 82 ĐỖ QUANG THIÊN và cs. cấp độ rất mạnh và đạt đến 45.2% (hình 5). Như vậy, đoạn sông đang xét hoạt động bồi lấp thuộc cấp độ trung bình, nguy hại và nghiêm trọng (cấp độ 2), còn hoạt động xói lở thuộc cấp độ 3, mạnh, nhanh, rất nguy hại và rất nghiêm trọng (bảng 3). Trong thời gian tới, hoạt động xói - bồi yếu sẽ xảy ra luân phiên nhau dọc theo hai bờ sông. Trong đó, xói lở trung bình 2 - 5m/năm sẽ xảy ra rãi rác ở xã Cảnh Hóa, Văn Hóa và Quảng Tiên. Hoạt động bồi lấp với tốc độ trung bình đến mạnh sẽ xảy ra cục bộ tại Phù Hóa và hai bên bờ sông xã Cảnh Hóa (600m) và Văn Hóa (1200m). Bảng 3. Thống kê hoạt động xói lở - bồi lấp đoạn Cảnh Hóa – Phù Hóa Đoạn sông Tốc độ xói lở - bồi lấp (m/năm) Chiều dài bồi lấp - xói lở (m) Vị trí Hệ số xói lở Ke (%) Hệ số bồi lấp Ka (%) Đoạn 1 từ Cảnh Hóa đến Phù Hóa dài 8.4 Km, hoạt động xói lở xảy ra khá phổ biến với cấp độ mạnh, nhanh, rất nguy hại và rất nghiêm trọng (cấp độ 3), còn hoạt động bồi lấp thuộc cấp độ trung bình, nguy hại và nghiêm trọng (cấp độ 2), Chiều dài bồi lấp : 3300m, phổ biến với tốc độ yếu <2m/năm 45.2 39.3 5 - 10 500 500 Cảnh Hóa 2 - 5 600 900 Văn Hóa 300 Phù Hóa < 2 1900 1900 Phân bố rải rác ở 2 bờ Chiều dài xói lở : 3800m, phổ biến với tốc độ trung bình 2-5m/năm 2 - 5 300 1300 Cảnh Hóa 200 Văn Hóa 200 Phù Hóa 600 Quảng Tiên < 2 2500 2500 Phân bố rải rác ở 2 bờ b. Đoạn 2 từ Quảng Liên đến Quảng Thanh: với chiều dài 9.8km, dòng chính sông Gianh bị phân thành hai dòng chảy song song, ngăn cách với nhau bởi các bãi bồi, rộng trung bình 500 - 1.000m, dài 1.000 - 4.000m. Giai đoạn 1988 - 2006, xói lở xảy ra tương đối mạnh tại bãi bồi giữa sông. Đặc biệt ở xã Quảng Hải, quá trình xâm thực ăn sâu vào đất liền từ 5 - 7m với chiều dài vài km. Giai đoạn 2006 - 2013, đường bờ bắt đầu ổn định, có thể là do xây dựng các công trình bảo vệ bờ. Quá trình bồi tụ các cồn, bãi cát cũng diễn ra khá mạnh, tại thôn Tiên Xuân và cồn Quan được nối liền nhau, cồn Ngựa và cồn Quan được bồi đắp đã mở rộng thêm diện tích. Quá trình bồi lấp chủ yếu xảy ra ở bờ Bắc với tốc độ phổ biến từ yếu đến trung bình (<2-5m/năm) tại Quảng Trường (200m), Quảng Thanh (300m, 200m). Hệ số bồi lấp thuộc cấp độ mạnh, nhanh Ka =23.5 %. Ngược lại phía bờ Nam xói lở thống trị < 2 m/năm trên chiều dài 2100m, xói lở trung bình chỉ xảy ra tại Quảng Tân trên chiều dài 500m, Ke thuộc cấp độ nhanh, mạnh (hình 6). Tóm lại, đoạn sông từ Quảng Liên đến Quảng Thanh hoạt động xói lở và bồi lấp thuộc cấp độ trung bình, nguy hại và nghiêm ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LÒNG DẪN SÔNG GIANH... 83 trọng (cấp độ 2) (bảng 4). Trong thời gian tới, phía bờ Bắc hoạt động bồi lấp sẽ tiếp tục diễn ra với tốc độ yếu <2m/năm, bồi lấp từ trung bình đến mạnh chỉ xảy ra cục bộ tại Quảng Trường (400m), Quảng Thanh (500m). Ngược lại, ở bờ Nam hoạt động xói lở sẽ xảy ra phổ biến với tố độ yếu < 2m/năm trên suốt chiều dài đoạn sông, xói lở với tốc độ trung bình (2-5m/năm) chỉ xảy ra cục bộ tại xã Quảng Lộc với chiều dài không đáng kể. Hình 6. Xói lở trong đất sét pha, dẻo mềm trên đoạn bờ thuộc xã Quảng Hải (>3000m) Bảng 4. Thống kê hoạt động xói lở - bồi lấp đoạn Quảng Liên – Quảng Thanh Đoạn sông Tốc độ xói lở - bồi lấp (m/năm) Chiều dài bồi lấp - xói lở (m) Vị trí Hệ số xói lở Ke (%) Hệ số bồi lấp Ka (%) Đoạn 2 từ Quảng Liên đến Quảng Thanh dài 9.4 Km, hiện tượng xói lở xảy ra chủ yếu ở bờ Nam, còn bồi lấp chỉ xảy ra ở bờ Bắc. Hoạt động xói - bồi thuộc cấp độ trung bình, nguy hại và nghiêm trọng (cấp độ 2) Chiều dài bồi lấp : 2300m, phổ biến với tốc độ yếu <2m/năm 26.5 23.5 2 - 5 200 1100 Quảng Trường 300 Quảng Thanh 600 < 2 1200 1200 Phân bố rải rác ở bờ Bắc Chiều dài xói lở : 2600m, phổ biến với tốc độ yếu <2m/năm 2 - 5 500 500 Quảng Tân < 2 2100 2100 Phân bố rải rác ở bờ Nam c. Đoạn 3 từ Quảng Phong đến Quảng Thuận: có chiều dài 7 km, sông Gianh được hợp lưu thành dòng chính và nhận thêm một lượng nước tương đối lớn từ sông Son vào mùa lũ, nên quá trình xói lở – bồi tụ xảy ra khá mạnh mẽ và phức tạp. Cụ thể là giai đoạn 1988 - 1994, hầu như chỉ xảy ra xói lở cả bờ Nam lẫn bờ Bắc. Giai đoạn 1994 - 2006, 84 ĐỖ QUANG THIÊN và cs. bồi tụ chiếm ưu thế và đường bờ ổn định trở lại. Giai đoạn 2006 - 2013, quá trình xói lở hầu như không xảy ra trên suốt đoạn sông, điều này có thể là do sự hiện diện của các công trình bảo vệ bờ, nhất là đoạn uốn cong qua xã Hải Trạch. Bảng 5. Thống kê hoạt động xói lở - bồi lấp đoạn Quảng Phong - Quảng Thuận Đoạn sông Tốc độ xói lở - bồi lấp (m/năm) Chiều dài bồi lấp - xói lở (m) Vị trí Hệ số xói lở Ke (%) Hệ số bồi lấp Ka (%) Đoạn 3 từ Quảng Phong đến Quảng Thuận dài 7km. Hoạt động bồi lấp thuộc cấp độ rất mạnh, rất nhanh, cực kỳ nguy hại và cực kỳ nghiêm trọng (cấp độ 4), còn hoạt động xói lở thuộc cấp độ 2, trung bình, nguy hại, nghiêm trọng Chiều dài bồi lấp : 9000m, phổ biến với tốc độ mạnh 5-10m/năm 24.3 128.6 >10 2500 2800 Hải Trạch 300 Thị trấn Ba Đồn 5 - 10 300 1300 Hải Trạch 600 Thị trấn Ba Đồn 400 2 - 5 500 1500 Hải Trạch 600 Quảng Phong 400 Thị trấn Ba Đồn < 2 200 3400 Quảng Văn 300 2200 Quảng Thuận 700 Chiều dài xói lở : 1700m, phổ biến với tốc độ yếu <2m/năm 5 -10 200 200 Xã Quảng Văn < 2 1500 1500 Xã Quảng Văn Nhìn chung, hoạt động bồi lấp thực sự thống trị trên đoạn sông này và thay đổi từ yếu đến rất mạnh tùy thuộc vào từng khúc sông, phổ biến với tốc độ nhanh, mạnh 5- 10m/năm. Bồi lấp mạnh đến rất mạnh (5->10m/s) xảy ra tại điểm hợp lưu với sông Son, xã Hải Trạch và ở bờ Bắc thuộc thị trấn Ba Đồn, còn bồi lấp yếu xảy ra trong suốt đoạn cuối của sông ở Quảng Văn và Quảng Thuận với chiều dài 3400m, càng về hạ lưu tốc độ bồi lấp càng yếu, hệ số bồi lấp trên đoạn sông này rất lớn Ka=128,6%, thuộc loại rất nhanh, rất mạnh. Phía bờ Nam quá trình xói - bồi hầu như luôn phiên nhau, trong đó xói lở yếu xảy ra khá phổ biến tại Quảng Văn với chiều dài gần 1500m, xói lở mạnh xảy ra cục bộ, thuộc cấp độ mạnh Ke= 24.3%. Như vậy, đoạn sông đang xét, bồi lấp thuộc cấp độ rất mạnh, rất nhanh, cực kỳ nguy hại và cực kỳ nghiêm trọng (cấp độ 4), còn hoạt động xói lở thuộc cấp độ 2, trung bình, nguy hại, nghiêm trọng (bảng 5). Trong thời gian tới, bờ Bắc sẽ tiếp tục bị bồi lấp với tốc độ từ yếu đến rất mạnh tùy thuộc vào từng đoạn sông, riêng khu vực thị trấn Ba Đồn, bồi lấp thay đổi từ 2-5m/s đến trên 10m/năm trên suốt đoạn dài khoảng 3000m. Trong khi đó phía bờ Nam (đoạn ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LÒNG DẪN SÔNG GIANH... 85 Quảng Lộc - Quảng Văn) sẽ xảy ra xói lở yếu trên chiều dài 2000m. Đoạn tiếp theo đến cửa sông Son sẽ xảy ra bồi lấp yếu, riêng khu vực Hải Trạch (nơi hợp lưu của sông Son và sông Gianh) bồi lấp sẽ xảy ra mạnh nhất với tốc độ > 10m/năm với chiều dài 2500m. d. Đoạn 4 từ Quảng Phúc đến cửa Gianh: có chiều dài 5 km, là khu vực cửa sông ven biển, nên đường bờ gần cửa sông có sự biến động đáng kể. Cụ thể là từ năm 1988 – 1994, đường bờ phía Bắc bị xói lở mạnh, ngược lại đường bờ phía Nam tương đối ổn định và có xu hướng bồi nhẹ ở cửa sông. Từ năm 1994 - 2006, cửa Gianh được mở rộng hơn do đường bờ phía Bắc lẫn phía Nam bị xói lở mạnh. Từ năm 2006 - 2013, có thể do dòng chảy từ sông đổ ra biển kết hợp với các quá trình ven bờ, cùng với sự hiện diện của các công trình kè, cảng 2 bên bờ đã tạo nên quá trình lắng đọng trầm tích, bồi lấp và thu hẹp cửa sông, đồng thời tốc độ bồi tụ cửa sông phía Bắc mạnh hơn phía Nam. Bảng 6. Thống kê hoạt động xói lở - bồi lấp đoạn Quảng Phúc – Cửa Gianh Đoạn sông Tốc độ xói lở - bồi lấp (m/năm) Chiều dài bồi lấp - xói lở (m) Vị trí Hệ số xói lở Ke (%) Hệ số bồi lấp Ka (%) Đoạn 4 từ Quảng Phúc đến Cửa Gianh dài 5km. Hoạt động bồi lấp thuộc cấp độ rất mạnh, rất nhanh, cực kỳ nguy hại và cực kỳ nghiêm trọng (cấp độ 4), còn hoạt động xói lở thuộc cấp độ 2, trung bình, nguy hại, nghiêm trọng Chiều dài bồi lấp : 7420m, phổ biến với tốc độ mạnh 5-10m/năm 14.0 148.4 > 10 1200 1720 Quảng Phúc 500 Thanh Trạch 5 – 10 1500 2300 Bắc Trạch 500 300 Thanh Trạch 2 - 5 1600 2200 Quảng Phúc 600 Bắc Trạch < 2 1200 1200 Phân bố ở Cửa Bắc Chiều dài xói lở : 700m, phổ biến với tốc độ yếu <2m/năm 2 - 5 200 300 Cửa Nam 100 < 2 200 400 Cửa Nam 200 Trên đoạn sông này chủ yếu xảy ra bồi lấp phổ biến với tốc độ mạnh 5-10m/năm, có thể là do hầu hết 2 bên bờ sông đã được xây dựng hệ thống đê bao, kè chống xói lở cũng như trồng rừng ngập mặn. Hoạt động bồi lấp xảy ra trên khắp đoạn sông, cả bờ Nam lẫn bờ Bắc, bồi lấp mạnh nhất xảy ra tại Quảng Phúc (1200m) và bờ Nam Thanh Trạch (500+300m), Bắc Trạch (1500+500m), và ở phía Bắc Cửa Gianh với hệ số bồi lấp Ka= 148.4%, thuộc cấp độ mạnh. Còn hiện tượng xói lở hầu như không đáng kể và chỉ xảy ra ở bờ Nam Cửa Gianh với tốc độ yếu đến trung bình (<2-5m/năm), hệ số xói lở nhỏ Ke =14%. Cửa Gianh đang bị thu hẹp dần và có xu hướng dịch chuyển về phía Nam. Tóm lai, đoạn sông từ Quảng Thuận đến Cửa Gianh, hoạt động bồi lấp thuộc cấp độ rất mạnh, rất nhanh, cực kỳ nguy hại và cực kỳ nghiêm trọng (cấp độ 4), còn hoạt 86 ĐỖ QUANG THIÊN và cs. động xói lở thuộc cấp độ 2, trung bình, nguy hại, nghiêm trọng (bảng 6). Trong tương lai, quá trình bồi lấp lòng dẫn sẽ chiếm ưu thế trên khắp đoạn sông này. Tuy nhiên, ở khu vực cửa sông, phía bờ Nam vẫn bị xói lở với tốc độ từ yếu đến trung bình < 2 – 5 m/năm, đoạn bờ tiếp giáp với biển cường độ xói lở có thể tăng lên từ 2m/năm đến trên 10m/năm. Còn phía bờ Bắc hoạt động bồi – xói sẽ diễn ra phức tạp hơn, cụ thể là đoạn qua xã Quảng Phúc đến gần cửa sông, bồi lấp sẽ diễn ra với tốc độ yếu <2m/năm, nhưng ở khu vực cửa sông và đoạn bờ giáp biển xói lở sẽ diễn ra với tốc độ yếu đến trung bình <2 – 5 m/năm. Trong khi đó 2 đoạn bờ giáp biển nằm cách cửa sông khoảng 1500 - 2000m có bồi tụ với tốc độ chậm <2m/năm. Như vậy, trong thời gian tới, cửa Gianh vẫn tiếp tục di chuyển dần về phía Nam và tịnh tiến vào đất liền với tốc độ yếu đến trung bình. Điều này có thể là do nhiều yếu tố tác động tự nhiên và nhân sinh, đặc biệt là sự hiện diện của các công trình bảo vệ bờ ở khu vực cửa sông, vấn đề biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng, cũng như nhiều yếu tố khác sẽ làm cho khu vực cửa sông ven biển bị xâm thực sâu vào đất liền. 5. KẾT LUẬN Từ kết quả nghiên cứu, có thể đi đến các kết luận sau: 1. Tốc độ xói lở và bồi lấp giữa các đoạn sông có sự khác biệt đáng kể và thay đổi từ yếu đến mạnh. Xu thế biến động lòng dẫn sông Gianh thời gian tới sẽ không kém phần phức tạp: Hoạt động xói - bồi trên đoạn 1 sẽ xảy ra luân phiên với tốc độ <2m/năm, xói lở 2-5m/năm sẽ xảy ra rãi rác ở Cảnh Hóa, Văn Hóa và Quảng Tiên. Bồi lấp 2-5m/năm đến 10m/năm sẽ xảy ra cục bộ tại Phù Hóa và 2 bên bờ sông xã Cảnh Hóa và Văn Hóa. Bồi lấp trên đoạn 2 sẽ tiếp tục diễn ra ở bờ Bắc với tốc độ yếu, bồi lấp từ trung bình đến mạnh chỉ xảy ra cục bộ, xói lở sẽ xảy ra ở bờ Nam với tốc độ < 2m/năm trên suốt đoạn sông. Bờ Bắc trên đoạn 3 sẽ tiếp tục bồi lấp <2-5m/năm, tuy vậy bờ sông ở Ba Đồn, Hải Trạch diễn biến phức tạp với tốc độ 2-5m/s đến > 10m/năm trên chiều dài lớn, còn bờ Nam hiện tượng xói lở sẽ ngự trị < 2 m/năm. Cửa Gianh tiếp tục di chuyển về phía Nam và đất liền với tốc độ <2-5m/năm. 3. Kết quả khảo sát hiện trạng một số vị trí xói lở trên đoạn sông nghiên cứu trên đoạn sông nghiên cứu cho thấy, các vị trí, tốc độ và cấp độ xói lở khá phù hợp với kết quả nghiên cứu: xã Văn Hóa, Quảng Tiên, Quảng Tân, Quảng Lộc, Quảng Văn. Tuy nhiên, chiều dài và hệ số xói lở thực tế lớn hơn khoảng 20-30% so với kết quả nghiên cứu, có thể là do sai số trong quá trính phân tích, giải đoán ảnh hoặc sự hiện diện của các công trình bảo vệ bờ cũng như các yếu tố khách quan khác, song không ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu. Vì vậy có thể sử dụng rộng rãi công cụ DSAS để đánh giá tốc độ và dự báo xu thế xói lở đối với sông ngòi miền Trung. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hà Quang Hải, Trần Tuấn Tú (2006). Viễn thám cơ sở, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh. [2] Phạm Quang Sơn và nnk (1999). Một số đánh giá về tình hình lũ lụt Miền Trung qua ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LÒNG DẪN SÔNG GIANH... 87 tư liệu viễn thám, Báo cáo tại hội thảo lũ lụt tại Miền Trung, Hà Nội. [3] Đỗ Quang Thiên (2007). Đặc điểm môi trường địa chất hạ lưu sông Thu Bồn và sự biến đổi của nó do ảnh hưởng của các hoạt động kinh tế - công trình, Luận án Tiến sỹ địa chất, trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội. [4] Do Quang Thien, Trinh Thi Giao Chau, Nguyen Thanh, Hoang Ngo Tu Do (2012). Effects of torrential rainfall on the Gianh river bank erosion in the context of climate change, Proceedings of the international workshop on geo-engineering for responding to climate change and sustainable development of infrastructure, p.54-60. [5] Phạm Phương Thảo (2010). Tích hợp viễn thám và hệ thống thông tin địa lý có kết hợp với mô hình số trị phân tích và đánh giá diễn biến đường bờ tỉnh Bình Thuận, Hồ Chí Minh. [6] Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn tỉnh Quảng Bình, Chi cục PCLB & QLĐĐ (2011). Báo cáo tình hình sạt lở bờ sông, cửa sông – biện pháp xử lý, Đồng Hới. [7] Thieler, E.R., Himmelstoss, E.A., Zichichi, J.L., and Ergul, Ayhan (2009). DSAS 4.0 Installation Instructions and User Guide in Digital Shoreline Analysis System (DSAS) version 4.0 – An ArcGIS extension for calculating shoreline change, U.S Geological Survey Open-File Report 2008-1278. Title: ASSESSMENT OF RIVER-BED CHANGING TENDENCY OF GIANH RIVER (CANH HOA - GIANH MOUTH SEGMENT) USING THE REMOTE SENSING PHOTOS AND GIS IN COMBINATION WITH THE DIGITAL SHORELINE ANALYSIS SYSTEM Abstract: This paper is to assess the annual rate and tendency of erosion - accretion processes occuring along downstream segment of Gianh River (from Canh Hoa to Gianh mouth) by using the remove sensing photos in 1988, 1994, 2006, 2013 and GIS technology in combination with the digital shoreline analysis system. It is shown from the obtained results that the studied segment is characterized by a combination of both erosion and accretion processes with the annual erosion and accretion rate is from 2m/year (weak) to 5m/year (moderate), the erosion coefficient is from 26.5% to 45.2% and the accretion coefficient is in the range from 39.3% to more than 100%, the motive of erosion-acrretion process of Gianh River is fast, strong, very hazardous and very seriour. The prediction results indicate that erosion and accretion seem to continuously occur on both sides of the studied segment with the same as current rate (from less than 2m/year to 5m/year), and that weak to moderate errosion will occur on the southern side of Gianh Mouth and so this Mouth will weakly and moderately move to the south. Keywords: river-bed changing tendency of Gianh river, remote sensing photos, GIS, DSAS PGS.TS. ĐỖ QUANG THIÊN ThS. HỒ TRUNG THÀNH Khoa Địa lý – Địa chất, trường Đại học Khoa học, Đại học Huế ThS. TRỊNH THỊ GIAO CHÂU Viện Tài nguyên Môi trường và Phát triển Bền vững tại TP. Huế