Khảo sát chuyển tải trầm tích vào, ra rừng ngập mặn thuộc vùng cửa sông Đồng Tranh huyện Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh

Science & Technology Development, Vol 11, No.04- 2008 Trang 12 Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM KHẢO SÁT CHUYỂN TẢI TRẦM TÍCH VÀO, RA RỪNG NGẬP MẶN THUỘC VÙNG CỬA SÔNG ĐỒNG TRANH HUYỆN CẦN GIỜ, TP. HỒ CHÍ MINH La Thị Cang, Nguyễn Công Thành Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, ĐHQG-HCM (Bài nhận ngày 15 tháng 04 năm 2007, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 22 tháng 02 năm 2008) TÓM TẮT: Cây ngập mặn là loại thực vật tồn tại ở ranh giới của hai môi trường sống khác nhau. Rừng ngập mặn đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong hổ trợ nghề cá, trong ổn định các vùng bờ biển nhiệt đới, trong lưu giữ trầm tích. Báo cáo trình bày một số khảo sát thực nghiệm về một số đặc trưng thủy động lực trong vùng cửa sông Đồng Tranh, rừng ngập mặn Cần Giờ, thuộc huyện Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh. Từ các đo đạc khác nhau được thực hiện trong ba năm, từ năm 2003 đến năm 2005 tại khu vực khảo sát, rút ra một số kết luận về nồng độ trầm tích. Từ khóa: Nồng độ trầm tích, rừng ngập mặn Cần Giờ 1.ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng ngập mặn (RNM) đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ vùng ven bờ trước những tác động của các yếu tố thủy-thạch-động-lực học, trong bảo tồn đời sống hoang dã và được xem là nguồn chủ đạo cung cấp các vật liệu hữu cơ và chất dinh dưỡng cực kỳ quan trọng cho một dải rộng các quần thể thuộc biển. Tuy nhiên, RNM vẫn tiếp tục bị tàn phá. Hoạt động phá rừng vẫn tiếp tục diễn ra một cách nghiêm trọng trên toàn thế giới. Đặc biệt, ở nước ta, do các nhu cầu về nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, xây dựng, và nhất là sự mất gỗ do đã bị rãi chất độc làm rụng lá trong các cuộc chiến tranh, đã làm mất đi một lượng rất lớn diện tích RNM. Hiện nay, nước ta là nước có các chương trình trồng rừng lại lớn nhất thế giới (Tuấn và c.s., 2002). Dù vậy chúng ta vẫn rất cần hiểu rõ hơn vai trò và cấu trúc của RNM. Vài năm trước đây ở khu vực Châu Á đã xảy ra thảm họa sóng thần. Vậy cũng có thể đặt câu hỏi RNM có thể có tác dụng tích cực trong giảm thiểu sức tàn phá của sóng thần ở những vùng bãi biển có RNM mà sóng thần đi qua? Do vậy, những nghiên cứu về ảnh hưởng của RNM trong việc làm thay đổi các quá trình ven bờ và sự phát triển đường bờ là vô cùng cần thiết. Nghiên cứu “chuyển tải trầm tích vào, ra RNM” là một đóng góp rất nhỏ vào bức tranh tổng thể to lớn này. 2. PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ ĐO ĐẠC Các đo đạc động lực trầm tích lơ lửng được thực hiện bằng máy OBS (Optical Backstattered Sensor) được đặt ở bìa RNM (Hình 1.a). Động lực học trầm tích bề mặt được đo bằng cách sử dụng các que đánh dấu (tracer stick) (Hình 1.c) (Schwarzer, K. Và c.s., M., 2001). Dao động mực nước và sóng được đo bằng các máy CTD (Hình 1.b) (Concentration Temperature Deepth) và máy đo sóng MWR-I (Hình 1.d) (Furukawa K. và c.s, 1996). TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 11, SOÁ 04 - 2008 Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM Trang 13 Hình 1. (a) Máy OBS; (b) Máy CTD; (c)Tracer stick; (d) Máy đo sóng 3. VỊ TRÍ NGHIÊN CỨU Các đo đạc thực địa được tiến hành ở bờ phía đông, vùng cửa sông Đồng Tranh, Huyện Cần Giờ, TP. Hồ Chí Minh thuộc Khu Dự Trữ Sinh Quyển RNM Cần Giờ (Hình 2). Science & Technology Development, Vol 11, No.04- 2008 Trang 14 Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM Hình 2. Sơ đồ và vị trí các điểm đặt Tracer Stick tại vùng cửa sông Đồng Tranh 4.KẾT QUẢ BÀN LUẬN Tracer Stick được đặt ở hai khu vực (Hình 3): một ở lạch Nàng Hai và một ở Khe Ốc. Trên mỗi lạch, chúng tôi đặt tổng cộng 18 vị trí trên ba lát cắt song song với bìa rừng. Các lát cắt này nằm ở ba vùng cây ngập mặn khác nhau. Theo hướng từ bìa rừng vào sâu trong lạch là vùng của nhóm cây mắm (Avicenia), vùng pha trộn các cây ngập mặn khác nhau (chủ yếu là mắm trắng và đước (Rhizophora)) và vùng cây đước. Mỗi lát cắt có ba điểm đặt Tracer Stick chia đều cho hai phía của lạch. 4.1.Động lực học trầm tích bề mặt Hình 4 và Hình 5 biểu thị sự tái bồi tụ tại hai khu vực Khe Ốc và Nàng Hai trong hai lần thu thập số liệu Tracer Stick. Một lần từ tháng 10/2004 đến tháng 01/2005 (đại diện cho mùa mưa) và một lần từ tháng 01/2005 đến tháng 03/2005 (đại diện cho mùa khô). Hình 4, 5 cho thấy, vào mùa mưa, động lực học trầm tích bề mặt khá mạnh so với mùa khô. Vào mùa mưa hầu hết các điểm đặt Tracer Stick ở hai khu vực Khe Ốc và Nàng Hai bị xói trong khi vào mùa khô là bồi tụ. Giá trị trung bình của cân bằng trầm tích bề mặt tại khu vực Khe Ốc là -3.6cm đối với mùa mưa và +1.2cm đối với mùa khô. Các giá trị này tương ứng cho khu vực Nàng Hai lần lược là -7.3cm và +1.1cm. Tại khu vực Khe Ốc, giá trị lượng trầm tích luân chuyển trung bình vào mùa khô và mùa mưa lần lược là 14.9cm và 4.7cm. Ở khu vực Nàng Hai, các giá trị này tương ứng là 15.6cm và 3.4cm. Các số liệu trên cho thấy ở khu vực nghiên cứu, xu thế xói diễn ra mạnh mẽ vào mùa mưa và xu thế bồi tụ xuất hiện vào mùa khô. Ngoài ra, vào mùa mưa, tại khu vực Nàng Hai bị xói mạnh hơn so với khu vực Khe Ốc. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 11, SOÁ 04 - 2008 Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM Trang 15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 RO- Avi-a1 RO- Avi-a2 RO- Avi-a3 RO- Avi-b1 RO- Avi-b2 RO- Avi-b3 RO- Mix-a1 RO- Mix-a2 RO- Mix-a3 RO- Mix-b1 RO- Mix-b2 RO- Mix-b3 RO- Rhi-a1 RO- Rhi-a2 RO- Rhi-a3 RO- Rhi-b1 RO- Rhi-b2 RO- Rhi-b3 Bồi - A [cm] Xói - E [cm] Luân chuyển - T [cm] Cần bằng - B [cm] Từ tháng 10/2004-01/2005 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 RO- Avi-a1 RO- Avi-a2 RO- Avi-a3 RO- Avi-b1 RO- Avi-b2 RO- Avi-b3 RO- Mix-a1 RO- Mix-a2 RO- Mix-a3 RO- Mix-b1 RO- Mix-b2 RO- Mix-b3 RO- Rhi-a1 RO- Rhi-a2 RO- Rhi-a3 RO- Rhi-b1 RO- Rhi-b2 RO- Rhi-b3 Bồi - A [cm] Xói - E [cm] Luân chuyển - T [cm] Cân bằng - B [cm] Từ tháng 01-03/2005 Hình 4. Sự tái bồi tụ tại khu vực Khe Ốc từ tháng X/04-I/05 và từ tháng I-III/05 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 NH- Avi-a1 NH- Avi-a2 NH- Avi-a3 NH- Avi-b1 NH- Avi-b2 NH- Avi-b3 NH- Mix-a1 NH- Mix-a2 NH- Mix-a3 NH- Mix-b1 NH- Mix-b2 NH- Mix-b3 NH- Rhi-a1 NH- Rhi-a2 NH- Rhi-a3 NH- Rhi-b1 NH- Rhi-b2 NH- Rhi-b3 Bồi - A [cm] Xói - E [cm] Luân chuyển - T [cm] Cân bằng - B [cm] Từ tháng 10/2004-01/2005 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 NH- Avi-a1 NH- Avi-a2 NH- Avi-a3 NH- Avi-b1 NH- Avi-b2 NH- Avi-b3 NH- Mix-a1 NH- Mix-a2 NH- Mix-a3 NH- Mix-b1 NH- Mix-b2 NH- Mix-b3 NH- Rhi-a1 NH- Rhi-a2 NH- Rhi-a3 NH- Rhi-b1 NH- Rhi-b2 NH- Rhi-b3 Bồi - A [cm] Xói - E [cm] Luân chuyển - T [cm] Cân bằng - B [cm] Từ tháng 01-03/2005 Hình 5. Sự tái bồi tụ tại khu vực Nàng Hai từ tháng X/04-I/05 và từ tháng I-III/05 Science & Technology Development, Vol 11, No.04- 2008 Trang 16 Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM 4.2.Động lực học trầm tích lơ lửng vào ra RNM Tại gần Khe Dinh, về phía nam (Hình 3), các thiết bị đo đạc nồng độ trầm tích lơ lửng được lắp đặt như ở Hình 6 trong hai lần khảo sát, một lần từ ngày 24-25/09/2003 và một lần từ ngày 07-09/01/2004. St.1: - MWH - Nephorometer St.2: St.3: 07-09/01/2004 Vùng cây mắm Vùng cây đước X=0 Bãi triều (Tidal flat) St.1: - MWH - Nephorometer St.2: - MWH - ACL St.3: - ACL 24-25/09/2003 Vùng cây mắm Vùng cây đước X=0 Bãi triều (Tidal flat) Hình 6. Sơ đồ đặt thiết bị đo trong hai đợt khảo sát vào tháng 09/2003 và tháng 01/2004 Từ Hình 7 chúng ta thấy độ cao sóng tương đối nhỏ, chỉ khoảng vài cm. Cũng có sự suy giảm độ cao sóng từ trạm ST2 đến trạm ST3, nhưng giá trị này vẫn nhỏ. Hình 7 và Hình 8 cho thấy với độ cao sóng tương đối nhỏ, vai trò của sóng trong vận chuyển trầm tích vào/ra rừng ngập mặn (RNM) tại vùng khảo sát không đáng kể. Nồng độ trầm tích lơ lửng tăng khi triều lên và giảm khi triều rút. Điều này nói lên rằng RNM đã giữ lại trầm tích được đưa đến trong chu kỳ triều lên. Thời điểm này rơi vào kỳ triều trực thế, dao động mực nước thấp, nên vận tốc dòng triều không lớn. Vì vậy, với các điều kiện động lực học yếu (sóng và dòng chảy yếu), khu vực khảo sát có xu thế bồi tụ. Hình 9 cho thấy độ cao sóng có nghĩa (H1/3) tương đối lớn – giá trị cực đại của H1/3 khoảng 38.4 cm, có nghĩa là năng lượng sóng tương đối lớn. Thời điểm này rơi vào kỳ triều sóc vọng, nên vận tốc dòng chảy cũng khá lớn. Lượng trầm tích lơ lửng vào RNM nhỏ hơn lượng ra khỏi RNM. Vì vậy, xu thế xói diễn ra dưới điều kiện động lực học mạnh (sóng, dòng chảy lớn). 0 10 20 30 40 50 60 9/24/2003 6:00 9/24/2003 12:00 9/24/2003 18:00 9/25/2003 0:00 9/25/2003 6:00 9/25/2003 12:00 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 H1/3 St.1 H1/3 St.2 H1/3 St.3 Độ sâu tại St.1 Độ sâu tại St.2 Độ sâu tại St.3 ` Hình 7. Độ cao sóng có nghĩa (H1/3) tại 3 trạm ST1, ST2, ST3 TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 11, SOÁ 04 - 2008 Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM Trang 17 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 9/24/2003 6:00 9/24/2003 12:00 9/24/2003 18:00 9/25/2003 0:00 9/25/2003 6:00 9/25/2003 12:00 Đ ộ đụ c [p pm ] -100 -50 0 50 100 150 Đ ộ sâ u [c m ] Độ đục tại ST2 Độ đục tại ST3 Độ sâu tại ST2 Độ sâu tại ST3 Hình 8. Lắng tụ cục bộ do năng lượng sóng nhỏ tại ST2 và ST3 0 50 100 150 200 250 7/01/04 6:00 7/01/04 12:00 7/01/04 18:00 8/01/04 0:00 8/01/04 6:00 8/01/04 12:00 8/01/04 18:00 9/01/04 0:00 9/01/04 6:00 9/01/04 12:00 Đ ộ sâ u và đ ộ ca o só ng [c m ] 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Đ ộ đụ c [F T U ] Độ sâu St.1 H1/3 St.1 Độ đục St.1 [FTU] Hình 9. Xói mòn cục bộ do năng lượng sóng cao tại St.1 từ 07-09/01/2004 5.KẾT LUẬN Qua các kết quả khảo sát trên chúng tôi rút ra một số kết luận sau: - Động lực học trầm tích bề mặt vùng khảo sát biến động khá phức tạp nhưng thể hiện rõ ở tính biến thiên theo mùa. Xu thế xói diễn ra vào mùa mưa trong khi xu thế bồi rơi vào mùa khô. Ở khu vực phía nam của vùng khảo sát, vùng gần cửa sông Đồng Tranh - khu vực Nàng Hai, hiện tượng xói xảy ra mạnh hơn vùng phía bắc - khu vực Khe Ốc. - Xu thế xói bồi còn diễn ra trong tháng ở các kỳ triều sóc vọng, trực thế tương ứng với các điều kiện động lực học mạnh, yếu khác nhau. Tuy nhiên, các chuỗi số liệu khảo sát trầm tích lơ lửng vào ra RNM vẫn chưa đủ nhiều, và liên tục để có thể khẳng định chắc chắc hiện tượng trên. Science & Technology Development, Vol 11, No.04- 2008 Trang 18 Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM IMPORTING AND EXPORTING SEDIMENT TO AND FROM MANGROVE FOREST AT DONG TRANH ESTUARY, CAN GIO DISTRICT HO CHI MINH CITY La Thi Cang, Nguyen Cong Thanh University of Natural Sciences, VNU-HCM ABSTRACT: Mangroves are a unique form of vegetation that exists at the boundary of two distinct environments. Mangrove forest plays a special role in supporting fisheries, in stabilizing tropical coastal zones, also in trapping sediment. This study outlines field experiments on some hydrodynamic characteristics at Dong Tranh estuary, Can Gio mangrove forest, adjacent to Ho Chi Minh City, Southern Vietnam. From the measurements carried out in three years (2003-2005), some preliminary experimental results indicate that sedimentation in this area is controlled by tide. Surface sediment dynamics change quite complexly but shown the seasonal variability. Keywords: Sediment concentration, Can Gio mangrove forest. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Lê Đức Tuấn và các cộng sự, Khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ. Nhà xuất bản Nông nghiệp, (2002). [2]. Furukawa K. & Wolanski, E., Sedimentation in mangrove forests. Mangrove and Salt Marshes, 1: 3 - 10; Amsterdam, (2002). [3]. Schwarzer, K. and Diesing, M. Sediment Redeposition in Nearshore areas-Examples from the Baltic sea. Coastal dynamics ’01, American Society of Civil Engineers, Proceedings of the Conference, 809-817, (2002).