Từ khóa: Xói lở, bồi tụ, sông Trà Khúc, DSAS, biến động đường bờ, GIS.
Ngày nhận bài: 24/6/2026; Ngày sửa chữa: 8/7/2026; Ngày duyệt đăng: 25/7/2026.
APPLICATION OF REMOTE SENSING AND GIS FOR ASSESSING EROSION-ACCUMULATION CHANGES IN THE LOWER TRA KHUC RIVER FOR RESOURCE AND ENVIRONMENTAL MANAGEMENT IN QUANG NGAI PROVINCE
ABSTRACT:
This study aims to assess the current status and changes in erosion and sediment accumulation during the period 2015 - 2024, while analyzing the natural and anthropogenic factors affecting the lower reaches of the Tra Khuc River. By integrating remote sensing technology, Geographic Information Systems (GIS) and the Digital Shoreline Analysis System (DSAS), the results reveal a clear differentiation between the two riverbanks. The northern bank shows a strong tendency toward erosion, with an average erosion rate of approximately 2 - 5 m/year, whereas the southern bank is relatively more stable, although localized erosion and sediment accumulation still occur in the river-mouth area. These processes are driven by the interaction of natural factors, including weak geological conditions, flooding, tides, and the impacts of climate change, together with anthropogenic activities such as sand mining, construction, and the degradation of riparian vegetation. The findings also confirm the effectiveness of remote sensing and DSAS in monitoring shoreline changes and supporting decision-making for natural resource and environmental management.
Keywords: Erosion, sediment accumulation, Tra Khuc River, DSAS, shoreline change, GIS.
JEL Classifications: O13, Q55, Q56.
1. MỞ ĐẦU
Trong bối cảnh BĐKH toàn cầu với sự gia tăng của hiện tượng thời tiết cực đoan như mưa lũ lớn, nước biển dâng, biến động khí hậu khó lường, các hệ thống sông ngòi đang chịu tác động mạnh mẽ về chế độ dòng chảy và hình thái địa hình. Bên cạnh đó, quá trình đô thị hóa, các hoạt động khai thác tài nguyên ngày càng gia tăng đã gây áp lực lên môi trường sông, khiến hiện tượng xói lở - bồi tụ lòng dẫn, bờ sông diễn ra với cường độ ngày càng lớn. Đây không chỉ là vấn đề địa mạo mà còn là thách thức nghiêm trọng đối với quá trình phát triển kinh tế - xã hội, gây mất đất canh tác, ảnh hưởng trực tiếp đến sinh kế người dân, làm suy giảm độ an toàn của các công trình hạ tầng và gia tăng rủi ro thiên tai.
Những hệ lụy của quá trình xói lở - bồi tụ thể hiện rõ trên nhiều phương diện. Về kinh tế và dân sinh, hiện tượng này gây mất đất sản xuất, đe dọa khu dân cư ven sông, buộc người dân phải di dời, làm mất ổn định đời sống. Về hạ tầng, xói lở làm ảnh hưởng đến kết cấu công trình giao thông, đê điều, trạm bơm, hệ thống cấp thoát nước, đòi hỏi chi phí khắc phục lớn. Đồng thời, sự biến đổi lòng dẫn còn làm giảm khả năng tiêu thoát lũ, làm gia tăng nguy cơ ngập úng trong mùa mưa và đe dọa an toàn tính mạng, tài sản của người dân.
Trà Khúc là con sông lớn nhất tỉnh Quảng Ngãi, giữ vai trò quan trọng trong cung cấp nước, phát triển kinh tế và định hướng không gian lãnh thổ. Tuy nhiên, khu vực hạ lưu sông, đặc biệt là đoạn từ trung tâm Thành phố đến cửa biển, đang ghi nhận những biến động địa hình rất phức tạp. Dữ liệu viễn thám cho thấy lòng dẫn sông thay đổi liên tục, xuất hiện các bãi bồi mới như khu vực đảo Hòn Ngọc, trong khi nhiều đoạn bờ sông bị xói lở mạnh theo mùa, gây khó khăn cho công tác quy hoạch đô thị và nông thôn.
Mặc dù đã có một số nghiên cứu liên quan đến biến động lòng dẫn sông Trà Khúc, song các nghiên cứu này còn rời rạc, thiếu tính hệ thống, chưa làm rõ mối quan hệ giữa các yếu tố tự nhiên và hoạt động nhân sinh. Các phương pháp nghiên cứu truyền thống như khảo sát thực địa, đo đạc thủ công còn hạn chế về khả năng bao quát không gian và theo dõi biến động theo thời gian dài. Đồng thời, việc ứng dụng công nghệ hiện đại như viễn thám, hệ thống thông tin địa lý (GIS), mô hình số địa hình (DEM) trong nghiên cứu chi tiết ở cấp địa phương vẫn chưa được khai thác đầy đủ, nhất là trong việc phân tích định lượng biến động đường bờ và đánh giá tác động của các hoạt động như khai thác cát, xây dựng hạ tầng.
Từ những vấn đề trên, nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá hiện trạng, diễn biến xói lở - bồi tụ khu vực hạ lưu sông Trà Khúc trong giai đoạn 2015 - 2024, đồng thời phân tích nguyên nhân tự nhiên và nhân sinh tác động đến quá trình này. Trên cơ sở đó, nghiên cứu đề xuất một số giải pháp quản lý, sử dụng đất hợp lý nhằm giảm thiểu rủi ro thiên tai, bảo vệ hạ tầng, góp phần phát triển bền vững khu vực ven sông trong điều kiện BĐKH
2. PHƯƠNG PHÁP VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
2.1. Phương pháp thống kê, tổng hợp, phân tích
Phương pháp thống kê, tổng hợp, phân tích được sử dụng nhằm thu thập, hệ thống hóa, xử lý tài liệu, số liệu từ các nguồn chính thống có độ tin cậy cao. Thông tin được khai thác bao gồm đặc điểm địa chất, địa mạo, khí tượng, thủy văn, hải văn, diễn biến đường bờ qua các thời kỳ. Đồng thời, nghiên cứu cũng xem xét yếu tố nhân sinh như hiện trạng khai thác cát, sử dụng tài nguyên vùng bờ, BĐKH, cũng như các quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội và sử dụng đất tại khu vực nghiên cứu. Bên cạnh đó, các kết quả nghiên cứu trước đây trong và ngoài nước được kế thừa nhằm xây dựng cơ sở lý luận và làm cơ sở so sánh, đánh giá kết quả nghiên cứu.
2.2. Phương pháp bản đồ viễn thám và GIS
Phương pháp bản đồ, viễn thám và GIS đóng vai trò chủ đạo trong việc phân tích biến động không gian, thời gian của đường bờ. Nghiên cứu sử dụng ảnh viễn thám đa thời gian trong giai đoạn 2015 - 2024 từ các nguồn như USGS, Google Earth Engine với độ phân giải cao từ 0,3 - 0,5 m. Dữ liệu này được xử lý thông qua các bước hiệu chỉnh hình học, chuẩn hóa hệ tọa độ, trích xuất đường bờ qua từng thời kỳ. Trên cơ sở đó, hệ thống thông tin địa lý (GIS) được sử dụng để xây dựng cơ sở dữ liệu không gian, thực hiện chồng xếp các lớp thông tin và phân tích biến động đường bờ theo không gian, thời gian
2.3. Phương pháp phân tích đường bờ hệ thống kỹ thuật số (DSAS)
DSAS (Digital Shoreline Analysis System) là hệ thống phân tích đường bờ kỹ thuật số. Trong nghiên cứu, DSAS được thực hiện theo 4 bước: Chuẩn bị đường bờ, tạo đường cơ sở, tạo đường cắt ngang, tính toán tốc độ thay đổi đường bờ. Theo đó, nghiên cứu sử dụng 3 phương pháp tính toán là tốc độ điểm đầu điểm cuối (EPR), hồi quy tuyến tính (LRR) và hồi quy tuyến tính có trọng số (WLR). Cùng với đó, nghiên cứu còn tính toán, phân tích các chỉ số bổ trợ như khoảng biến động lớn nhất (SCE), sai số tiêu chuẩn (Standard Error) và hệ số hồi quy (R2), để đánh giá độ chính xác của các kết quả tính toán.
Phương pháp EPR: Được tính bằng cách lấy khoảng cách biến động của đường bờ cổ nhất và đường bờ mới nhất chia cho khoảng thời gian theo dõi biến động đường bờ để từ đó biết được tốc độ biến động. Ưu điểm của phương pháp này là dễ tính toán, chỉ yêu cầu 2 đường bờ được ghi nhận tại 2 thời điểm khác nhau, nhưng nhược điểm là không xét đến xu thế biến động đường bờ tại những thời điểm khác nhau.
Phương pháp LRR: Là mô hình toán học thể hiện sự thay đổi của 1 biến số theo 1 hay nhiều biến khác. Mô hình hồi quy tuyến tính đơn giản được tính dựa trên công thức:
Y = βiXi + βo
Trong đó: Y là biến phụ thuộc dạng liên tục;
Xi là biến độc lập;
βo là điểm cắt của đường thẳng hồi quy và trục Y;
βi là hệ số góc (độ dốc) của biến độc lập.
Trong tính toán biến động đường bờ, LRR được tính thông qua hệ số góc của đường hồi quy tuyến tính. Đường hồi quy tuyến tính được xây dựng sao cho tổng bình phương phần dư (giá trị y thực tế của 1 điểm dữ liệu trên đồ thị trừ đi giá trị y dự đoán của điểm đó trên đường hồi quy) của tất cả các điểm là nhỏ nhất. Tốc độ biến động đường bờ bằng hệ số góc của đường hồi quy tuyến tính. Ưu điểm của phương pháp này là dễ tính toán, tất cả số liệu trên mặt cắt đều được xét đến trong quá trình xây dựng đường hồi quy, chúng mang tính khách quan và cho kết quả có độ tin cậy cao hơn so với phương pháp EPR.
Phương pháp WLR: Là phương pháp xác định đường hồi quy dựa trên độ tin cậy của dữ liệu. Phương pháp này đòi hỏi người sử dụng phải khai báo mức độ tin cậy (sai số) trong dữ liệu thuộc tính của đường bờ. Căn cứ trên giá trị đó, công cụ sẽ tính toán, chú trọng hơn tới những điểm dữ liệu có giá trị sai số nhỏ hơn (trọng số lớn hơn), từ đó đưa ra phương trình đường hồi quy tuyến tính để đảm bảo kết quả phù hợp nhất với hệ số góc của đường hồi quy là tốc độ biến động đường bờ tại vị trí mặt cắt. Phương pháp WLR đáng tin cậy hơn vì nó tính đến trường độ không chắc chắn để tính tốc độ thay đổi đường bờ dài hạn.
Các thông số thống kê bổ sung: Ở phương pháp tốc độ điểm cuối (EPR), ngoài giá trị tốc độ, nghiên cứu còn đánh giá độ tin cậy của kết quả thông qua phân tích sai số của nó. Các giá trị sai số tiêu chuẩn, hệ số tương quan (R2) và khoảng tin cậy được tính cho hai phương pháp hồi quy tuyến tính (LRR và WLR). Những thống kê bổ sung này cung cấp thông tin hữu ích trong việc đánh giá mức độ chính xác của tốc độ hồi quy được tính toán.
Vậy với ưu điểm của phương pháp WLR, nghiên cứu sẽ sử dụng phương pháp WLR cho việc đánh giá biến động đường bờ tại khu vực nghiên cứu.
2.4. Khu vực nghiên cứu
Khu vực nghiên cứu thuộc hạ lưu sông Trà Khúc, tỉnh Quảng Ngãi - Con sông lớn và quan trọng trong hệ thống sông ngòi của tỉnh. Sông Trà Khúc chảy theo hướng Tây - Đông, bắt nguồn từ dãy núi Ngọc Linh, đổ ra biển Đông qua địa bàn Thành phố Quảng Ngãi (cũ). Theo đơn vị hành chính mới sau sắp xếp, sáp nhập cấp xã có hiệu lực từ ngày 1/7/2025, đoạn nghiên cứu trong Đề tài trải dài từ khu vực xã Sơn Tịnh (phía Tây, hợp nhất từ xã Tịnh Sơn và thị trấn Tịnh Hà cũ) đến khu vực cửa biển thuộc xã An Phú (hợp nhất từ các xã Nghĩa Phú, Nghĩa An, Nghĩa Dũng, Nghĩa Dõng, Nghĩa Hà cũ) và xã Tịnh Khê (hợp nhất từ các xã Tịnh Long, Tịnh Kỳ, Tịnh Châu, Tịnh Thiện cũ).
Phạm vi nghiên cứu tập trung vào đoạn hạ lưu sông Trà Khúc, kéo dài từ khu vực xã Sơn Tịnh (Tịnh Hà cũ) đến cửa sông tại xã Tịnh Khê (Tịnh Long, Tịnh Kỳ cũ), trong đó đặc biệt chú trọng các đoạn chảy qua khu vực đảo Hòn Ngọc, Tịnh Long và Nghĩa Phú (nay thuộc xã Tịnh Khê và xã An Phú).
Khu vực hạ lưu sông Trà Khúc, tỉnh Quảng Ngãi, từ xã Sơn Tịnh (Tịnh Hà cũ) đến cửa sông tại xã Tịnh Khê (Tịnh Long, Tịnh Kỳ cũ), có địa hình đặc trưng của vùng chuyển tiếp từ trung du thấp sang đồng bằng ven biển. Địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ trung bình từ +1 m - +4 m và thấp dần về phía cửa sông. Lòng sông rộng, uốn lượn nhẹ, có xu hướng phân nhánh, tạo điều kiện hình thành các bãi bồi và cù lao, tiêu biểu là khu vực đảo Hòn Ngọc. Hai bên bờ có sự phân hóa rõ rệt giữa vùng thấp trũng dễ ngập và khu vực cao hơn đã được đô thị hóa. Vùng cửa sông chịu tác động mạnh của triều, sóng, dòng chảy, dẫn đến biến động địa hình phức tạp.
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đánh giá biến động đường bờ theo khu vực nghiên cứu
Dựa trên kết quả phân tích chuỗi ảnh vệ tinh kết hợp với công cụ DSAS, nghiên cứu đã xác định được sự thay đổi đáng kể về đường bờ trong giai đoạn từ năm 2015 - 2024, đặc biệt tại các đoạn hạ lưu sông Trà Khúc. Biến động đường bờ thể hiện rõ rệt sự luân phiên giữa xói lở và bồi tụ, với mức độ, phạm vi khác nhau tại hai bờ sông.
3.2. Đánh giá biến động đường bờ phía Bắc theo khu vực nghiên cứu
Khu vực bờ Bắc sông Trà Khúc - kéo dài từ xã Sơn Tịnh (Tịnh Hà cũ) đến cửa sông tại xã Tịnh Khê (Tịnh Long, Tịnh Kỳ cũ) được xác định là vùng có biến động địa hình mạnh và phức tạp nhất trong toàn bộ đoạn hạ lưu. Thông qua phân tích 10 thế hệ ảnh viễn thám từ năm 2015 - 2024 bằng phần mềm DSAS, có thể nhận thấy rõ xu hướng xói lở chiếm ưu thế, xen kẽ với các biểu hiện bồi tụ cục bộ nhưng không ổn định.
Trong giai đoạn từ năm 2015 - 2020, toàn bộ dải bờ phía Bắc của khu vực nghiên cứu xuất hiện xu thế thu hẹp bãi bồi và đường bờ dịch chuyển sâu vào đất liền, tốc độ xói lở trung bình đạt 2 - 5 m/năm, riêng tại các khúc cong lõm như đoạn Tịnh An và phía Tây đảo Hòn Ngọc có nơi xói lở lên tới trên 10 m/năm. Đặc biệt, doi cát nối giữa bờ Tịnh Long và đảo Hòn Ngọc - từng là tuyến sinh kế chính cho cư dân địa phương - đã bị phá vỡ dần từ năm 2018 và tách hẳn đảo ra khỏi đất liền vào năm 2021, hình thành hệ thống roi cát cô lập. Do vậy, khu vực Đảo Ngọc đã được nghiên cứu thể hiện đường bờ phía bắc khu vực nghiên cứu thông qua 2 thế hệ đường bờ vào năm 2018.
Từ năm 2021 - 2024, dữ liệu DSAS cho thấy biến động vẫn tiếp diễn nhưng có xu hướng phân hóa rõ hơn theo không gian. Một số đoạn như gần cửa sông Nghĩa Phú có biểu hiện bồi tụ theo mùa, tuy nhiên lại bị xói lở mạnh vào mùa lũ, cho thấy quá trình bồi - xói mang tính ngắn hạn, không ổn định lâu dài. Tại Tịnh Long, dòng nhánh phụ từng bị cắt đứt vào năm 2020 đã tái xuất hiện vào 2024, xác nhận sự tái định hình lòng dẫn dưới tác động tổ hợp của dòng chảy, BĐKH và hoạt động nhân sinh.
Đoạn Tịnh Hà - Tịnh An cũ (nay thuộc xã Sơn Tịnh và phường Trương Quang Trọng): Đây là vùng đầu của bờ Bắc, dòng chảy chính va trực diện vào mép bờ tại các khúc lượn nên hiện tượng xói lở diễn ra nhanh chóng. Bờ sông tại đây bị ăn sâu, thậm chí đe dọa một số khu vực dân cư và đất sản xuất ven sông.
Đảo Hòn Ngọc và khu vực phụ cận: Đây là vùng trung tâm biến động. Hình ảnh từ Google Earth cho thấy hình thái đảo biến đổi liên tục: Từ trạng thái nối liền bờ năm 2015, sang bán biệt lập giai đoạn 2018 và hoàn toàn biệt lập từ 2021 đến nay. Các dòng nhánh phân lưu mới hình thành, đồng thời các rìa đảo bị xói mòn nghiêm trọng, làm thay đổi hướng dòng chảy.
Tịnh Long - Nghĩa Phú - Tịnh Kỳ (nay cùng thuộc xã Tịnh Khê): Đây là đoạn cuối của bờ Bắc trước khi đổ ra biển. Khu vực này đặc trưng bởi hệ thống cồn cát và doi bồi xuất hiện - biến mất theo mùa. Tuy có hiện tượng bồi tụ nhẹ vào mùa cạn, song khi kết hợp với mưa lũ và gió mùa Đông Bắc, khu vực này lại bị sạt lở mạnh do dòng chảy xiết và hướng gió chéo bờ.
Đường bờ Bắc trong giai đoạn từ năm 2015 - 2024 được đánh giá là khu vực có động lực xói lở mạnh, phức tạp nhất trong toàn bộ hệ thống sông Trà Khúc. Biến động không chỉ ảnh hưởng đến địa hình mà còn đe dọa trực tiếp sinh kế, hạ tầng cư dân ven sông, đặc biệt là khu vực quanh đảo Hòn Ngọc và các khúc cong tại Tịnh Long. Nếu không có biện pháp can thiệp quy hoạch hành lang bảo vệ bờ, kiểm soát khai thác và khôi phục thảm thực vật, quá trình xói lở sẽ tiếp tục lan rộng, phá vỡ cấu trúc tự nhiên, gây tổn thất nặng nề về lâu dài.
3.3. Đánh giá biến động đường bờ phía Nam khu vực nghiên cứu
Khu vực trung lưu và gần cầu Trà Khúc chủ yếu ổn định hoặc có hiện tượng bồi tụ nhẹ, thể hiện qua các mảng màu xanh và vàng nhạt.Tuy nhiên, càng về phía hạ lưu, đặc biệt là khu vực cửa sông, hiện tượng xói lở diễn ra mạnh mẽ hơn, được thể hiện bằng các dải màu đỏ và cam, cho thấy tốc độ xói lở có thể lên tới trên 10 m/năm.
Đường bờ Nam của hạ lưu sông Trà Khúc nằm chủ yếu trên địa phận phường Nghĩa Lộ (hợp nhất từ các phường Lê Hồng Phong, Trần Phú, Quảng Phú, Nghĩa Lộ, khu vực Trường Xuân cũ) và một phần xã An Phú (Nghĩa Dũng, Nghĩa Phú cũ). Trái ngược với sự sạt lở mạnh mẽ, dồn dập ở bờ Bắc, bờ Nam lại thể hiện một dạng biến động phức hợp, vừa có xói lở cục bộ, vừa có những vùng bồi tụ mở rộng tương đối ổn định, tạo nên một “bức tranh động” về mặt hình thái địa mạo. Dữ liệu ảnh viễn thám kết hợp xử lý qua DSAS giai đoạn 2015 - 2024 cho thấy nhiều đặc điểm đáng chú ý.
Giai đoạn từ năm 2015 - 2019 là thời kỳ mà xói lở chiếm ưu thế rõ rệt tại các đoạn bờ sông thuộc khu vực Trường Xuân, Nghĩa Dũng cũ (nay thuộc phường Nghĩa Lộ và xã An Phú), đặc biệt tại các khúc cua lõm, nơi dòng chảy chính dội trực tiếp vào mép đất. Tốc độ xói lở trung bình tại đây dao động từ 1,8 - 4,2 m/năm, cục bộ có điểm tới 7 m/năm vào năm có lũ lớn (2016 và 2018). Các dấu tích trên ảnh vệ tinh, địa vật thực địa như gốc cây trôi, mép ruộng sụp, dấu vết đường đất cũ bị nước ăn mòn đã xác thực điều này.
Từ năm 2020 trở đi, xu thế bồi tụ bắt đầu xuất hiện rõ hơn, nhất là đoạn hạ lưu từ Nghĩa Dũng đến giáp cửa biển. Vật liệu trầm tích từ thượng nguồn vận chuyển về kết hợp với vận tốc dòng chảy suy giảm tại vùng giáp thủy triều đã tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lắng đọng. Ảnh vệ tinh cho thấy các mảng bãi bồi mới hình thành có diện tích mở rộng trung bình từ 15 - 30 m ra phía lòng sông, với đặc trưng là đất pha cát và sự xuất hiện dày đặc của thực vật thủy sinh như lau, lác, cỏ năng.
Tuy vậy, quá trình này không hoàn toàn ổn định. Năm 2022, ảnh Google Earth cho thấy một đoạn bồi dài 300 m gần cửa sông Nghĩa Phú bị cuốn trôi một phần sau một đợt triều cường kết hợp mưa lớn kéo dài, cho thấy quá trình bồi tụ tại bờ Nam vẫn mang tính dao động theo mùa và chịu ảnh hưởng mạnh từ các hiện tượng thời tiết cực đoan.
Đoạn từ cầu Trà Khúc 1 đến khu vực Trường Xuân cũ (nay thuộc phường Nghĩa Lộ): Là vùng có biến động ít nhất trên toàn tuyến bờ Nam. Dòng chảy ở khu vực này tương đối thẳng, tốc độ dòng chảy ổn định, lòng dẫn ít bị nén lại nên tình trạng xói lở xảy ra rải rác, không liên tục. Các điểm xói thường nhỏ hơn 2 m/năm và có xu hướng tự điều chỉnh lại bằng bồi tụ nhỏ tại các rìa.
Đoạn Trường Xuân - Nghĩa Dũng cũ (nay thuộc phường Nghĩa Lộ và xã An Phú): Là vùng biến động mạnh nhất của bờ Nam. Các khúc sông cong tại đây bị dòng chảy chính ép sát vào, tạo nên áp lực phá hủy lớn tại bờ lõm. Đồng thời, công trình nhà dân xây sát mép sông không có kè bảo vệ cũng khiến khả năng chống xói lở giảm đáng kể. Thực địa cho thấy hiện tượng rạn nứt dọc, sụt lún xảy ra phổ biến tại mép ruộng và móng nhà, nhất là trong mùa lũ năm 2016, 2018, 2021.
Đoạn Nghĩa Dũng - Nghĩa Phú - Nghĩa An cũ (nay cùng thuộc xã An Phú, vùng cửa sông): Khu vực này là nơi diễn ra quá trình bồi tụ mạnh nhất tại bờ Nam. Cấu trúc dòng chảy phân lưu, vận tốc thấp kết hợp với hướng sóng - gió Đông Bắc vào mùa đông làm giảm năng lượng dòng chảy, giúp trầm tích tích tụ dễ dàng. Một số bãi bồi hình thành gần như bán cố định, người dân đã tận dụng trồng rau, chuối và chăn thả gia súc. Tuy nhiên, các bãi này cũng là nơi chịu rủi ro ngập lụt trong thời gian ngắn nếu có triều cường kết hợp với lũ, như ghi nhận vào cuối năm 2023.
Nhìn tổng thể, đường bờ Nam thể hiện sự ổn định tương đối hơn so với bờ Bắc, với các đoạn bồi tụ ngày càng rõ ràng ở hạ lưu, nhưng không đồng nghĩa với sự an toàn lâu dài. Xói lở vẫn diễn ra tại các khúc sông cong và khu dân cư sát bờ chưa được kè hóa. Sự phân hóa không gian giữa đoạn ổn định - đoạn xói lở - đoạn bồi tụ thể hiện rõ rệt, cho thấy sự tương tác phức tạp giữa yếu tố tự nhiên và hoạt động nhân sinh.
Sự tồn tại đồng thời của xói - bồi tại bờ Nam là đặc điểm điển hình của vùng cửa sông chịu ảnh hưởng tổ hợp giữa thủy văn sông và hải văn biển. Điều này đòi hỏi cần có những cách tiếp cận linh hoạt trong quản lý bờ sông, hướng tới việc phân vùng rủi ro, thiết lập hành lang bảo vệ phù hợp và triển khai giải pháp thích ứng theo từng khu vực cụ thể, thay vì các biện pháp cứng toàn tuyến.
3.4. Nguyên nhân xói lở bồi tụ
Xói lở - bồi tụ dải ven biển là một hiện tượng tự nhiên phức tạp, là sự tương tác giữa các yếu tố xảy ra trong thời gian dài. Ngoài những yếu tố do tác động của con người gây ra, thì yếu tố tự nhiên quan trọng trong việc gây ra xói lở bồi tụ bờ biển không thể bỏ qua đó là: Tác động của gió, sóng, dòng chảy, dao động mực nước, cấu tạo vùng bờ, hướng đường bờ, thời tiết dị thường (bão và áp thấp nhiệt đới).
Vùng biển Quảng Ngãi nói chung, cửa sông Trà Khúc nói riêng chịu ảnh hưởng chung của chế độ khí tượng, thủy văn vùng biển từ Quảng Nam tới Khánh Hòa. Từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau là thời kỳ xuất hiện gió mùa Đông Bắc, do ảnh hưởng của địa hình nên bị chuyển hướng thành Bắc và Tây Bắc. Hướng gió thình hành từ cuối tháng 3 đến tháng 6 là hướng gió Đông và Đông Nam. Hướng gió hoạt động mạnh nhất trong thời gian từ tháng 6 đến tháng 9 là gió mùa Tây Nam, hướng gió thịnh hành nhất là Tây và Tây Nam. Tốc độ gió trung bình trong vùng từ 2,5 - 4,0 m/s, lớn nhất có thể đạt đến 24 - 26 m/s
Nguồn gốc bùn cát vùng ven biển cửa sông nói chung là từ 2 nguồn cơ bản: Bùn cát từ thượng lưu các con sông đổ ra biển từ dòng chảy sông và từ biển mang vào khu bờ dưới tác động của sóng, dòng triều. Bùn cát lơ lửng từ thượng lưu mang về đóng vai trò chính trong việc hình thành bãi bồi, đảo chắn ở vùng cửa sông ven biển, còn thành phần bùn cát do dòng triều mang từ biển vào đóng vai trò thứ yếu. Điều này cũng có nghĩa rằng những đoạn bờ gần cửa sông thường được bồi tụ, ít bị xói lở, còn những đoạn bờ xa cửa sông thì thường bị xói lở.
Sự thay đổi mực nước không đóng vai trò chính gây nên hiện tượng xói lở hay bồi tụ mà nó chỉ có tác động tương hỗ với sóng, gây xói lở bờ biển. Theo các nghiên cứu về dao động mực nước đại dương trên thế giới cho thấy, nhiều thập kỷ gần đây mực nước đại dương có chiều hướng tăng lên, với mức độ khác nhau. Ở Việt Nam, qua số liệu thống kê nhiều năm của các trạm ven biển trong vòng mấy chục năm qua cũng thể hiện quá trình biến động của mực nước biển có chiều hướng tăng. Mức độ tăng trung bình nhỏ nhất là 0,05 mm/năm và lớn nhất là 2,5 mm/năm. Trong những năm gần đây, mực nước biển tăng trung bình 2,25 mm/năm (tại Hòn Dáu), trong khi đó phần lục địa ven biển miền Trung chỉ được nâng lên với giá trị trung bình 0,05 - 0,1 mm/năm. Bờ biển Quảng Ngãi là bờ biển hở, không có đảo hay vịnh che chắn bên ngoài, chịu ảnh hưởng trực tiếp của Biển Đông. Chế độ triều tại cửa sông Trà Khúc là bán nhật triều không đều, có biên độ triều trung bình khoảng 1,3m, lớn nhất là 2m.
Bờ biển vùng Nam Trung bộ có tần suất bão đồ bộ nhiều nhất vào tháng 10, 11. Bão có tốc độ, hướng đi rất phức tạp, gây ra gió mạnh với tốc độ trung bình từ 30 - 40 m/s, đổi hướng liên tục và có sức tàn phá lớn, lượng mưa trong một số cơn bão có thể lên đến 300 - 400 mm/ngày hoặc cao hơn. Bão, áp thấp nhiệt đới gây sóng to, gió lớn, nước dâng có sức phá huỷ bờ rất lớn, làm xói lở bờ nghiêm trọng.
Dòng chảy đóng vai trò chính để phân bố lại bùn cát từ sông đưa ra và tải bùn cát đã được sóng bứt ra khỏi bờ, đáy ở khu bờ. Dòng triều có tính chất thuận nghịch, do đó có tác động tổng hợp vận chuyển bùn cát bằng không sau mỗi chu kỳ triều. Dòng dư, dòng từ sông đổ ra và dòng do sóng tạo nên dòng chảy ven bờ tổng hợp vận chuyển bùn cát dọc bờ.
Sóng là tác nhân chính gây ra sự phá hoại các công trình ven bờ và xói lở bờ biển, cửa sông. Ngoài tác động phá hoại trực tiếp (áp lực sóng vỗ), năng lượng sóng được truyền qua dòng chảy sóng là nguyên nhân chủ yếu gây ra sự vận chuyển bùn cát đáy biển và tạo ra vùng bồi xói. Đặc điểm của sóng trong khu vực chịu sự chi phối mạnh mẽ của chế độ gió mùa. Mùa gió Đông Bắc từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau hướng sóng thịnh hành là hướng Bắc, có khi Đông Bắc, độ cao sóng trung bình từ 0,75 - 1m, độ cao sóng lớn nhất 3,5 - 4m. Sóng lừng trong mùa này tần suất xuất hiện khá lớn, chủ yếu theo hai hướng Đông Bắc và Đông. Mùa gió Tây Nam, hướng sóng thịnh hành là hướng Tây Nam, độ cao sóng trung bình từ 0,75 - 1m. Sóng lừng xuất hiện ở ngoài khơi chủ yếu theo hướng Tây Nam. Chiều cao sóng có nghĩa (Hs) lớn nhất quan trắc được trong bão tại Kỳ Hà, phía Bắc của cửa sông Trà Khúc là 5,7m.
Hoạt động khai thác cát lòng sông diễn ra thường xuyên trong nhiều năm, tập trung ở đoạn giữa Tịnh Long và Nghĩa Phú. Việc hút cát gây hạ thấp lòng sông cục bộ, từ đó tăng vận tốc dòng chảy, làm biến đổi dòng chính, dẫn đến mất cân bằng trầm tích. Hiện tượng này được phản ánh rõ trong ảnh viễn thám qua các năm, khi vùng lân cận khu vực khai thác thường có dấu hiệu xói mạnh hơn bình thường. Tại nhiều đoạn như Nghĩa Dũng hay Tịnh An, người dân xây dựng nhà cửa, ao nuôi trồng thủy sản, chuồng trại hoặc đắp đê sát mép bờ sông, phá vỡ trạng thái ổn định tự nhiên. Khi dòng chảy bị bó hẹp do công trình chắn ngang, nước bị dồn lực tại các đoạn hẹp, tạo nên các dòng xoáy nguy hiểm, gây xói mạnh vào phía đối diện. Đây là nguyên nhân chính gây xói lở cục bộ và lan dần theo thời gian.
Từ các nguyên nhân trên, có thể thấy quá trình xói lở - bồi tụ tại khu vực nghiên cứu là kết quả tích tụ của nhiều yếu tố đan xen. Việc phân định được vai trò, mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố là cơ sở quan trọng để đề xuất giải pháp quản lý bền vững tài nguyên đất ven sông và phòng chống rủi ro thiên tai tại hạ lưu sông Trà Khúc.
3.5. Đánh giá biến động sử dụng đất trong phát triển kinh tế địa phương
Để phân tích biến động địa hình và sử dụng đất ven sông Trà Khúc đoạn gần cửa sông, xây dựng bốn lát cắt địa hình đặc trưng từ thượng lưu đến hạ lưu, ký hiệu là A, B, C. Các lát cắt này cắt ngang dòng sông tại những vị trí có dấu hiệu biến động rõ về hình thái lòng dẫn, bãi bồi, khu dân cư. Qua phân tích hình ảnh vệ tinh kết hợp khảo sát thực địa, từng lát cắt cho thấy xu hướng phát triển, thay đổi riêng, phản ánh đầy đủ mối liên hệ giữa tự nhiên và tác động con người.
Hình 7. Lát cắt A(A1 - A2) và lát cắt B (B1 - B2)
Lát cắt A, nằm gần cầu Trà Khúc 2, là khu vực thượng lưu của đoạn nghiên cứu. Địa hình tại đây khá ổn định, với bờ Bắc có độ cao lớn hơn, sử dụng chủ yếu làm đất ở và đất vườn. Bờ Nam thấp hơn, hình thành bãi bồi nhỏ dọc theo mép nước. Trong giai đoạn từ 2005 - 2015, khu vực này ít biến động, dòng sông giữ hình thái tương đối ổn định. Tuy nhiên, từ sau năm 2015, khi khu dân cư phía Bắc bắt đầu mở rộng, một số phần bờ đã được san lấp, xây dựng sát mép sông, làm giảm diện tích bãi thoát lũ tự nhiên. Mặc dù mức độ xói lở chưa nghiêm trọng, song sự hiện diện của nhà ở gần bờ sông tiềm ẩn nguy cơ ảnh hưởng đến ổn định lâu dài nếu không có giải pháp bảo vệ bờ hợp lý.
Hình 8. Lát cắt C (C1 - C2) và bản đồ lớp phủ
Lát cắt B nằm ở khu vực gần nơi giao nhau giữa tuyến đường sắt và dòng sông - một đoạn có uốn cong rõ, tạo ra sự chênh lệch dòng chảy hai bờ. Bờ phía Tây (bên lõm dòng chảy) chịu tác động xói lở mạnh, trong khi bờ phía Đông có xu hướng bồi tụ, hình thành bãi bồi hẹp. Từ năm 2005 - 2010, đất ven sông chủ yếu là đất nông nghiệp. Sau năm 2011, khu vực này chứng kiến sự phát triển dân cư nhanh, đặc biệt là phía Tây với nhiều ngôi nhà được xây dựng gần sát mép sông. Việc lấn ra khu vực vốn là bãi bồi trước kia đã khiến bờ sông bị thu hẹp, dòng chảy bị dồn ép và xói lở nghiêm trọng hơn vào mùa mưa lũ. Đáng chú ý, đoạn này không có đê hoặc kè cứng bảo vệ nên nguy cơ sạt lở đất và mất an toàn là rất lớn.
Lát cắt C thuộc khu vực trung lưu, nơi lòng sông mở rộng hơn và phân nhánh nhẹ, tạo điều kiện hình thành các bãi bồi rộng giữa sông. Địa hình ở đây bằng phẳng, đất hai bên bờ chủ yếu sử dụng cho canh tác nông nghiệp, trồng cây lâu năm. Trong giai đoạn đầu (2005 - 2015), hình thái dòng chảy ổn định, các bãi bồi được người dân sử dụng để trồng màu theo mùa. Tuy nhiên, từ năm 2016 trở đi, dòng chảy có dấu hiệu biến động nhẹ do thay đổi về lưu lượng, mưa lũ, dẫn đến sự thu hẹp dần của một số bãi bồi. Ngoài ra, hoạt động khai thác cát ở khu vực lân cận cũng góp phần làm thay đổi động lực dòng chảy, khiến tình trạng xói lở cục bộ bắt đầu xuất hiện. Tuy chưa nghiêm trọng, nhưng nếu không được kiểm soát, xu thế này có thể dẫn đến mất đất sản xuất trong tương lai.
Biến động bờ sông, đặc biệt là quá trình xói lở - bồi tụ tại khu vực hạ lưu sông Trà Khúc, không chỉ mang ý nghĩa địa mạo đơn thuần mà còn có giá trị thực tiễn đối với quá trình phát triển kinh tế - xã hội địa phương, nếu được nghiên cứu, đánh giá và quản lý một cách hợp lý. Trong đó, hiện tượng hình thành, dịch chuyển, mở rộng các bãi bồi ven sông hệ quả của quá trình bồi tụ có thể được xem như một nguồn tài nguyên đất mới, góp phần mở rộng không gian canh tác, thúc đẩy các hoạt động sản xuất nông nghiệp.
Thực tế tại các khu vực như Tịnh Long, Nghĩa Phú, đảo Hòn Ngọc cho thấy, nhiều bãi bồi mới hình thành từ quá trình tích tụ phù sa đã nhanh chóng được người dân tận dụng để trồng rau màu, cây lương thực hoặc hoa màu theo mùa. Các bãi bồi này thường có đặc điểm là đất tơi xốp, giàu dinh dưỡng, dễ thoát nước, nằm gần nguồn tưới tiêu tự nhiên, rất phù hợp với mô hình canh tác nông nghiệp theo hướng hữu cơ hoặc nông nghiệp sinh thái. Nhờ đó, nhiều hộ dân tại khu vực này đã hình thành được các mô hình sản xuất nhỏ lẻ nhưng mang lại hiệu quả kinh tế cao, đồng thời giảm áp lực lên quỹ đất sản xuất cũ đang bị thu hẹp do đô thị hóa.
Không chỉ dừng lại ở nông nghiệp trồng trọt, sự phân bố lại dòng chảy, sự xuất hiện của các nhánh sông phụ, vùng nước tĩnh ven bờ còn mở ra cơ hội lớn trong phát triển nuôi trồng thủy sản. Tại các khu vực trũng thấp gần bờ, người dân có thể phát triển mô hình nuôi cá nước ngọt, cá lồng hoặc nuôi tôm - cua theo mùa, kết hợp với trồng cây chắn gió, cây rừng ngập mặn (mắm, vẹt) để tạo vùng sinh thái khép kín. Nếu được quy hoạch hợp lý, các mô hình này không chỉ giúp đa dạng hóa sinh kế mà còn đóng góp vào mục tiêu bảo vệ bờ sông, giảm xói lở tự nhiên.
Bên cạnh đó, nhiều bãi bồi có thể trở thành quỹ đất tiềm năng cho phát triển du lịch sinh thái ven sông, kết hợp với canh tác truyền thống và trải nghiệm văn hóa bản địa. Việc phát triển du lịch gắn với cảnh quan bãi bồi, hệ sinh thái ven sông, nếu đi đôi với quy hoạch bền vững, sẽ góp phần nâng cao giá trị kinh tế của khu vực mà không gây phá vỡ cấu trúc tự nhiên.
4. KẾT LUẬN
Nghiên cứu “Đánh giá biến động đường bờ khu vực sông Trà Khúc, Quảng Ngãi” đã phân tích và tổng hợp hiện trạng cũng như xu thế thay đổi hình thái bờ sông, lòng sông trong giai đoạn từ năm 2015 - 2024. Thông qua việc ứng dụng công nghệ viễn thám, sử dụng ảnh Google Earth đa thời điểm, kết hợp với công cụ DSAS (Digital Shoreline Analysis System) đã xác định được mức độ, phạm vi, hướng biến động cụ thể tại từng khu vực bờ sông. Đồng thời, nghiên cứu cũng làm rõ nguyên nhân chủ yếu gây ra hiện tượng xói lở - bồi tụ tại khu vực hạ lưu sông Trà Khúc.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiện tượng xói lở - bồi tụ tại khu vực hạ lưu sông Trà Khúc đang diễn ra một cách mạnh mẽ, liên tục, phức tạp, đặc biệt tại khu vực từ xã Sơn Tịnh (Tịnh Hà cũ) đến cửa biển xã Tịnh Khê (Tịnh Kỳ cũ). Trong đó, bờ Bắc sông Trà Khúc là nơi chịu ảnh hưởng rõ nhất với hiện tượng xói lở mạnh tại một số đoạn như Tịnh Long, Tịnh An (nay thuộc xã Tịnh Khê và phường Trương Quang Trọng), quanh đảo Hòn Ngọc. Tốc độ xói lở trung bình tại một số điểm đo đạt được từ 2 - 5 m/năm, thậm chí có nơi vượt quá 10 m/năm, nhất là vào mùa mưa lũ. Hiện tượng dòng chảy chính thay đổi, kết hợp với sụt lún đất bờ, mất lớp thực vật phòng hộ khiến bờ sông bị xâm thực sâu vào khu dân cư và đất sản xuất.
Ngược lại, bờ Nam sông Trà Khúc thuộc địa phận phường Nghĩa Lộ (Trần Phú, Lê Hồng Phong cũ) nhìn chung có xu hướng ổn định hơn nhờ vào hệ thống kè bê tông, đê bao, công trình hạ tầng phòng chống lũ được xây dựng trong thời gian gần đây. Tuy nhiên, một số khu vực chưa được bảo vệ đồng bộ vẫn xảy ra xói lở cục bộ, nhất là tại những khúc cong và đoạn có dòng chảy phức tạp. Một số vùng gần cửa sông ghi nhận hiện tượng bồi tụ nhẹ, hình thành bãi bồi cát nông theo mùa, song tính ổn định chưa cao.
Từ kết quả nghiên cứu, có thể thấy rằng việc theo dõi, đánh giá biến động đường bờ bằng các công cụ hiện đại như ảnh viễn thám, DSAS hoàn toàn khả thi và hiệu quả. Phương pháp này không chỉ giúp phát hiện sớm các khu vực có nguy cơ xói lở cao mà còn hỗ trợ đề xuất giải pháp quy hoạch hành lang an toàn bờ sông, phục vụ công tác quản lý rủi ro thiên tai, bảo vệ đất đai và định hướng phát triển bền vững khu vực hạ lưu sông Trà Khúc.
Lời cảm ơn: Nghiên cứu được tài trợ bởi nhiệm vụ khoa học quốc gia (Mã số QG.25.54) cấp Đại học Quốc gia Hà Nội. Tập thể tác giả xin chân thành cảm ơn.
Hoàng Thị Thúy1, Đặng Kinh Bắc1, Phạm Thị Phương Nga1, Nguyễn Đức Dương1, Giang Tuấn Linh1
1Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Đại học Quốc gia Hà Nội
(Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường, số 7/2026)
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Đào Đình Bắc, 1984. Trang bản đồ địa mạo Hà Nội. Atlas Hà Nội.
2. Đặng Kinh Bắc (2012). Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong nghiên cứu tái hiện hệ thống lòng sông Đáy, sông Nhuệ đoạn chảy qua Thành phố Hà Nội, Luận án Tiến sĩ.
3. Nguyễn Vi Dân (2000). Phương pháp nghiên cứu địa mạo, Nxb. ĐHQG Hà Nội.
4. Nguyễn Hiệu, 2004. Ứng dụng viễn thám và GIS trong nghiên cứu địa mạo và địa lý biển, Tập bài giảng, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, 102 trg.
5. Nguyễn Hiệu, Đặng Văn Bào, Đặng Kinh Bắc, (2011). Ứng dụng viễn thám - GIS kết hợp các dấu hiệu địa mạo trong xác định các lòng sông cổ khu vực phía Tây thành phố Hà Nội, Kỷ yếu Hội thảo Ứng dụng GIS toàn quốc năm 2011, NXB Nông nghiệp, trg 158 - 165.
6. Uông Đình Khanh (1983). Đặc điểm địa mạo Hà Nội. Khóa luận tốt nghiệp đại học, 118 trg.
7. Chu Văn Ngợi 2014. Tai biến thiên nhiên. Đại học Quốc gia Hà Nội.
8. Vũ Văn Phái (cb.b.), Đào Đình Bắc, Ngô Quang Toàn (2011). Hà Nội - Địa chất, địa mạo và tài nguyên liên quan, NXB. Hà Nội. 280tr.
Tiếng Anh
9. Kinh Bac Dang và nnk (2020), “A Convolutional Neural Network for Coastal Classification Based on ALOS and NOAA Satellite Data”, Tạp chí IEEE Access tập: 8, trang: 11824 - 11839.
10. Van Liem Ngo và nnk (2019). “Assessment of shoreline variation for coastal protection corridor establishment Son Tra area (Da Nang) - Cua Dai (Hoi An, Quang Nam), Vietnam”, Tạp chí Vietnam Journal of Earth Sciences (VAST).
