So 5000014

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG SỐ 50 (9/2015) 83 NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG HẠ THẤP BÃI TRƯỚC ĐÊ, TỪ K0 ĐẾN K1+200, TUYẾN ĐÊ BIỂN BẠC LIÊU Trần Thanh Tùng 1 , Lê Thị Hiền 1 , Vũ Minh Cát 1 , Nguy[.]

NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG HẠ THẤP BÃI TRƯỚC ĐÊ, TỪ K0 ĐẾN K1+200, TUYẾN ĐÊ BIỂN BẠC LIÊU Trần Thanh Tùng1, Lê Thị Hiền1, Vũ Minh Cát1, Nguyễn Khắc Đoàn2 Tóm tắt: Trong năm gần đây, tượng xói lở bờ bãi trước đê tỉnh duyên hải Nam Bộ nói chung tỉnh Sóc Trăng, Bạc Liêu nói riêng ngày trở nên nghiêm trọng Các số liệu đo đạc địa hình bãi biển tháng 3/2011 tháng 1/2015 tuyến đê biển Bạc Liêu cho thấy bãi trước đê bị xói lở liên tục, làm gia tăng chiều cao sóng gây an toàn cho hệ thống đê biển Đặc biệt tượng xói lở cịn xuất vị trí có rừng ngập mặn (RNM) Kết nghiên cứu tượng hạ thấp bãi trước đê dùng để phân tích ngun nhân gây xói lở bờ sở phục vụ đề xuất giải pháp bảo vệ bãi trước hệ thống đê biển tại, đặc biệt điều kiện khí hậu, nước biển dâng Từ khóa: Đê biển Bạc Liêu, xói lở bãi trước, gia tăng chiều cao sóng, RNM MỞ ĐẦU1 Trong năm gần đây, tình hình xói lở bờ biển, cửa sông Bạc Liêu diễn liên tục với cường độ xói lở gia tăng theo thời gian, đặc biệt tượng xói lở cịn xảy đoạn bờ có RNM, nhiều nơi xói lở tiến sát vào chân đê biển, có đoạn đê biển bị vỡ mùa gió chướng năm 2014 Các kết nghiên cứu (Quế Hải, 2012) cho thấy đai RNM khu vực phát triển tốt, trồng 20 năm, với chiều rộng đai rừng lên tới 500m, đường kính trung bình ngập mặn từ 20  30cm rễ cắm sâu vào đất bãi bồi có hàm lượng sét cao, tượng xói lở RNM diễn nhiều đoạn bờ biển tỉnh Sóc Trăng, Bạc Liêu Hiện tượng xói sâu lấn dần vào đất liền theo kiểu rãnh với chiều rộng ban đầu khoảng 20  30m mở rộng dần sang hai bên diễn phổ biến Nếu khơng sớm có biện pháp bảo vệ khơi phục RNM hiệu nhiều đoạn đê biển khu vực bị xói lở, ổn định vỡ Bài báo trình bày kết nghiên cứu trạng xói lở bờ biển cho đoạn đê biển từ K0 đến K1+200 tỉnh Bạc Liêu nhằm xác định Khoa Kỹ thuật Biển, Đại học Thủy Lợi Viện Nghiên cứu Biển Hải đảo nguyên nhân xói lở, mức độ hạ thấp mặt bãi hậu việc hạ thấp mặt bãi tới tượng gia tăng chiều cao sóng trước đê ổn định hệ thống đê biển Các kết nghiên cứu góp phần tạo sở đề xuất giải pháp giảm thiểu xói lở, thảm RNM cho tuyến đê biển Sóc Trăng, Bạc Liêu tương lai GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặc điểm thủy động lực khu vực nghiên cứu Vùng biển nghiên cứu chịu ảnh hưởng lớn chế độ thủy triều với đặc trưng bán nhật triều có biên độ thủy triều 2,5 m vào thời điểm triều cường trung bình khoảng 1,5 m Đồng thời, chế độ động lực (sóng dịng chảy) khu vực chịu chi phối chế độ gió mùa: gió mùa đơng bắc mùa đơng gió mùa tây nam mùa hè Gió mùa đông bắc xuất từ tháng XI đến tháng IV năm sau, hướng gió Đơng, Đơng Bắc Gió mùa tây nam xuất mùa hè tháng V đến tháng X, hướng gió theo hướng Tây, Tây Nam Vùng biển ven bờ ĐBSCL cịn xuất loại gió mạnh thổi từ biển vào đất liền, địa phương gọi gió chướng Gió chướng thường thổi mạnh từ tháng 11 đến tháng năm sau, hướng gió từ Đơng đến Đơng Nam tốc độ khoảng 7m/s, lúc mạnh lên tới 11 - 17 m/s Gió KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MƠI TRƯỜNG - SỐ 50 (9/2015) 83 có hướng thổi ngược dịng sơng Tiền, sơng Hậu nên gọi gió chướng Chế độ sóng vùng biển Sóc Trăng - Bạc Liêu chịu chi phối rõ rệt chế độ gió mùa Vào mùa hè, sóng hướng Tây Nam chiếm ưu với độ cao trung bình từ 0,85  1,25m, độ cao cực đại từ 2,5  3m Vào mùa Đơng, hướng sóng thịnh hành Đơng Bắc với độ cao trung bình từ 0,7  1,25m, độ cao cực đại từ 2,5  3m 1.2 Hiện trạng bãi rừng ngập mặn Bãi biển khu vực Bạc Liêu có địa hình phía biển tương đối phẳng, bị chia cắt hệ thống kênh rạch chằng chịt che chắn rừng ngập mặn Dựa theo kết khảo sát thực địa (Tùng nnk, 2015), bãi biển thay đổi theo hướng hạ thấp dần từ ranh giới tỉnh Sóc Trăng Bạc Liêu đến khu vực kênh Nhà Mát Bãi biển nơng, thoải, bị xói mịn, lớp bùn cịn mỏng Các vùng bãi biển có thủy triều lên xuống liên tục ngày, gần RNM cao trình bãi bị hạ thấp nhiều giảm dần tiến biển Theo (Quế Hải, 2012), Bạc Liêu có tổng diện tích RNM 4.142 Phía bên đai RNM khơng chịu tác động sóng hồn tồn phát triển bình thường, điều kiện sinh trưởng phát triển tốt RNM với quần thể thực vật đặc trưng đước mắm, chiều cao đai rừng khoảng ÷ 5m Tuy nhiên tác động sóng, gió địa hình bãi thay đổi làm cho rừng bị tàn phá nghiêm trọng, diện tích rừng ngày suy giảm Điều dẫn đến suy giảm đa dạng sinh học Trồng RNM giải pháp tốt cho vùng ven biển Rừng ngập mặn làm giảm lượng sóng, bẫy trầm tích tăng cường khả bồi lắng Nghiên cứu (Quế Hải, 2012) cho thấy bờ biển ổn định với bề rộng RNM khoảng 300  400m Kết tính tốn dựa mối quan hệ thực nghiệm bề rộng RNM tiến hóa đường bờ từ năm 1965 đến năm 2002 TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 84 Hình Vị trí đoạn đê nghiên cứu, từ K0 đến K1+200, tuyến đê biển Bạc Liêu Khu vực nghiên cứu đoạn đê biển thuộc tỉnh Bạc Liêu từ K0 đến K1+200 Đây đoạn đê ranh giới tỉnh Sóc Trăng Bạc Liêu kéo dài phía nam với tổng chiều dài khoảng 1,2km Phía Bắc đoạn đê tiếp giáp với Dự án điện gió Bạc Liêu Phía Nam tiếp giáp với rừng phịng hộ biển Đơng, phía Đơng nối tiếp với đê biển Sóc Trăng Phía Tây nối tiếp với đê biển Bạc Liêu đoạn kênh Nhà Mát (Hình 1) 2.1 Tài liệu Để tính tốn đánh giá mức độ hạ thấp bãi trước đê, nghiên cứu sử dụng số liệu đo đạc đề tài Nghiên cứu sở khoa học đề xuất tiêu chuẩn thiết kế lũ, đê biển điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng Việt Nam giải pháp phòng tránh, giảm nhẹ thiệt hại (số liệu đo đạc tháng 1/2015) kế thừa tài liệu khảo sát Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam đo đạc tháng 3/2011 Hình Chập bình đồ địa hình 2011, 2015 (đường liền nét: đo đạc T1/2015, điểm chấm : đo đạc T3/2011) KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 50 (9/2015) Khu vực có bình đồ địa hình tỷ lệ 1:1000 sử dụng nghiên cứu đoạn đê biển tỉnh Bạc Liêu, có chiều dài khoảng 1200m, ranh giới tỉnh Sóc Trăng - Bạc Liêu kéo dài phía nam (Xem Hình 2) 2.2 Phương pháp nghiên cứu Dựa số liệu khảo sát địa hình, tiến hành xử lý, đồng hóa số liệu xây dựng mơ hình số độ cao cho khu vực nghiên cứu cho đợt khảo sát Mơ hình số độ cao (DEM) mơ hình số độ cao độ sâu địa hình biến thiên liên tục vị trí bề mặt trái đất Ở vị trí (ơ vng có diện tích khác nhau) mơ hình số địa hình đặc trưng z (độ cao địa hình) tọa độ x, y mặt phẳng Trong đánh giá biến động địa hình, DEM xây dựng từ liệu đẳng sâu đo sâu phương pháp lưới chiếu tam giác không theo quy luật (TIN) Từ DEM xây dựng cho đợt khảo sát, sử dụng phần mềm chuyên dụng tiến hành chồng ghép DEM với để tìm biến động địa hình đáy qua thời kỳ theo thời gian khu vực nghiên cứu Nghiên cứu sử dụng phần mềm MapInfo để đánh giá tính tốn biến đổi địa hình đáy, bao gồm giá trị bồi lớn nhất, giá trị xói lớn nhất, giá trị bồi - xói trung bình thể tích bồi xói cho khu vực xác định KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết tích hợp tính tốn hạ thấp bãi trước Chập đồ thời kỳ quan trắc, phần mềm MapInfo xác định mức độ xói lở bãi giai đoạn 2011 – 2015 (Hình 2) Từ kết thể Hình biến đổi địa hình đáy vùng bãi trước đê thấy toàn miền khu vực nghiên cứu xu hạ thấp bãi xuất chủ yếu ven bờ xói lở diễn tồn miền Xói lở lớn xảy khu vực chân bãi nơi có RNM bị suy thối độ sâu xói lở lên đến  1,5m Hình Biến đổi địa hình đáy mặt cắt 1,3 giai đoạn 2011 đến 2015 Hình Vị trí mặt cắt lựa chọn để tính tốn định lượng xói bãi Để đánh giá rõ mức độ xói theo chiều ngang dọc bờ, chọn mặt cắt đại diện, mặt cắt cách 200m lượng hóa mức độ xói ngang xói sâu khu vực (xem Hình 3) Kết tính tốn xói bãi trước đê giai đoạn 2011 đến 2015 thể Bảng Hình KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 50 (9/2015) 85 Bảng Kết tính tốn hạ thấp bãi mặt cắt ngang Tên mặt cắt MC MC MC MC MC Độ hạ thấp lớn (m) -1.3 -1.3 -1.3 -0.9 -1.1 Độ hạ Chiều thấp trung dài hạ bình (m) thấp (m) -0.7 150 -0.3 550 -0.4 670 -0.3 590 -0.3 650 3.2 Phân tích ngun nhân xói bãi trước đê Hiện tượng xói bãi liên quan tới gia tăng sóng dịng chảy sóng dải ven bờ: tượng xảy chậm chạp ban đầu, gia tăng xuất hố sâu phía trước bãi biển Hiện tượng xói xảy mãnh liệt dải ven bờ dừng lại khoảng cách 900  1000m cách chân đê Như khẳng định ngồi dịng chảy dọc bờ dịng chảy ngang bờ gia tăng sóng nguyên nhân vận chuyển bùn cát khỏi khu vực tính tốn xa bờ Các phân tích ngun nhân xói lở tương đồng với kết nghiên cứu xu hướng vận chuyển trầm tích động lực dòng chảy ven bờ (Thành nnk, 2011) Vào thời kỳ mùa đơng, ảnh hưởng gió mùa Đơng Bắc ưu dịng chảy ven bờ có hướng Đơng Bắc - Tây Nam, từ cho phép khẳng định ưu trình vận chuyển trầm tích dọc bờ phía Tây Nam Hình Xu vận chuyển trầm tích (Thành nnk, 2011) 86 Sơ đồ tích tụ vận chuyển trầm tích Hình (Thành nnk, 2011), cho thấy vùng châu thổ ngầm khu vực Sóc Trăng - Bạc Liêu có phần địa hình sườn châu thổ rộng tiến sát vào bờ biển, khu vực trước cửa sơng sơng Mê Kông, phần mặt châu thổ ngầm (delta front platform) có diện tích rộng trầm tích cát phân bố phổ biến trầm tích cát chủ yếu vận chuyển dọc bờ biển Sóc Trăng - Bạc Liêu phía Tây Nam Vùng tiềm ẩn nhiều nguy bào mịn, xói lở khu vực ven bờ biển Sóc Trăng - Bạc Liêu, đặc biệt tình trạng mực nước biển gia tăng Căn vào kết nghiên cứu (Tùng nnk, 2015), với hạ thấp bãi trước, làm gia tăng độ sâu nước trước đê chiều cao sóng bãi trước đê gia tăng thêm từ 0,45  0,5m điều kiện lớn biến đổi khí hậu, nước biển dâng Sự gia tăng sóng bãi trước tiếp tục tạo tượng xói mặt bãi thành vùng xen kẽ nhau, loang lổ kiểu da báo, từ bìa RNM vào bên bờ Nếu nhìn vào kết tính tốn Bảng thấy mặt cắt tích xói lớn Đây tượng xói lở gia tăng cục khu vực xây dựng cống phá đoạn RNM để thi công nước từ đồng thoát ra; vận tốc dịng tháo lũ đồng tính chất nước từ đồng khác với ngồi biển đóng góp phần làm tăng nhanh q trình xói lở bãi điểm xung yếu Từ xói lan rộng sang hai phía làm đổ ngập mặn xói sâu xuống bãi KẾT LUẬN Sử dụng bình đồ địa hình đo đạc năm 2011 2015 tuyến đê Sóc Trăng – Bạc Liệu, sử dụng phương pháp chập đồ sau số hóa tính tốn lượng hóa tình trạng xói lở hạ thấp bãi biển từ năm 2011 đến 2015 Kết nghiên cứu cho thấy chiều hướng phát triển xói tăng dần từ ranh giới tỉnh Sóc Trăng Bạc Liêu (với bề rộng xói lở KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MƠI TRƯỜNG - SỐ 50 (9/2015) khoảng 150m) tăng dần phía Nhà Mát (với bề rộng xói lở lên tới 650m) Đồng thời đường bờ bị lùi sâu vào phía từ 50m đến 100m Hầu hết vị trí có cống tiêu nước nội đồng từ đất liền biển xảy tượng suy thối nghiêm trọng RNM, nhiều nơi khơng cịn RNM Hiện tượng xói sâu chủ yếu dải ven bờ từ mép RNM vào tới chân đê bùn cát mang khỏi dải bờ dòng dọc bờ mang xuống phía nam ngồi xa sóng theo chế vận chuyển bùn cát ngang bờ Độ sâu xói lớn từ đến 1,3m trung bình khoảng 0,7m giảm dần phía Nhà Mát với độ hạ thấp trung bình khoảng -0,3m Tình trạng xói tăng lên đáng kể nước biển tăng biến đổi khí hậu dẫn tới bão, nước dâng thường xuyên mãnh liệt LỜI CÁM ƠN Bài báo kết nghiên cứu thuộc Đề tài “Nghiên cứu sở khoa học đề xuất tiêu chuẩn thiết kế lũ, đê biển điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng Việt Nam giải pháp phòng tránh, giảm nhẹ thiệt hại”, Mã số: BĐKH 61 Các tác giả xin trân trọng cám ơn Ban Chủ nhiệm đề tài cung cấp số liệu, đóng góp ý kiến hỗ trợ nhóm tác giả trình nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO Chương L.T nnk (2014), Nghiên cứu đề xuất mặt cắt ngang đê biển hợp lý phù hợp với điều kiện vùng từ Tp Hồ Chí Minh đến Kiên Giang Báo cáo tổng kết đề tài Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam Quế N.Đ Hải V.Đ (2012), Xây dựng rừng phòng hộ ngập mặn ven biển thực trạng giải pháp Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, Trung tâm khuyến nông Quốc gia Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Thành, N.; Lân, N, Phách, P, Toán, D, Dũng, B, & Univerricht, D (2011), “Xu hướng vận chuyển tích tụ trầm tích phần châu thổ ngầm ven bờ biển đồng sông Mê Kông” Vietnam Journal of Earth Sciences, 33(4), 607-615 Tùng T.T, Cát, V.M, Trung L.H, Chien N.Q, Dung L.D, Doan N,K (2015), Nghiên cứu sở khoa học đề xuất tiêu chuẩn thiết kế lũ, đê biển điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng Việt Nam giải pháp phòng tránh, giảm nhẹ thiệt hại Báo cáo tổng kết đề tài, phần II, đê biển Sóc Trăng – Bạc Liêu Đại học Thủy lợi Abstract: REASEARCH AND EVALUATION OF EROSION-INDUCED FORESHORE LOWERING BETWEEN LOCATIONS K0 AND K1+200 OF BAC LIEU SEA DIKE ROUTE (2011 – 2015) In recent years, beach erosion and coastline retreat have become increasingly severe in Cuu Long river delta generally and in Bac Lieu province particularly Measured data of coastal profiles in March 2011 and January 2015 shows that the foreshore of the study area is continually eroded, both in alongshore and cross-shore directions Notably, beach erosion also occurs along coastline stretches protected by mangroves in the study area Calculation of beach erosion has been performed to analyse the cause of erosion and the growth of wave height due to foreshore lowering The results of these calculation serve as a basis for recommending solutions to foreshore protection and upgrading the present sea dike system, especially in the context of climate change and sea level rise Keywords: Bac Lieu sea dike, erosion, foreshore, wave height growth, mangroves forest BBT nhận bài: 24/8/2015 Phản biện xong: 17/9/2015 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 50 (9/2015) 87 ... area is continually eroded, both in alongshore and cross-shore directions Notably, beach erosion also occurs along coastline stretches protected by mangroves in the study area Calculation of beach... height due to foreshore lowering The results of these calculation serve as a basis for recommending solutions to foreshore protection and upgrading the present sea dike system, especially in the context