BÁO CÁO KHOA HỌC, NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG, ĐẠI HỌC BÁO CÁO KHOA HỌC, NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG, ĐẠI HỌC BÁO CÁO KHOA HỌC, NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG, ĐẠI HỌC BÁO CÁO KHOA HỌC, NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG, ĐẠI HỌC BÁO CÁO KHOA HỌC, NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG, ĐẠI HỌCGIẢI PHÁP CHO NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG TRONG ĐIỀU KIỆN NGẬP LŨ DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TS Dương Hồng Thẩm1 TÓM TẮT Bài viết này đề cập đến một số ý tưởng về a) Ảnh hưởng của Biến.
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM - SỐ (1) 2012 GIẢI PHÁP CHO NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG TRONG ĐIỀU KIỆN NGẬP LŨ DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TS Dương Hồng Thẩm1 TÓM TẮT Bài viết đề cập đến số ý tưởng về: a) Ảnh hưởng Biến đổi khí hậu (BĐKH) lên số phát triển đường sá Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL), b) tình hình gia cố cho đường ven sơng ĐBSCL nguyên nhân giải pháp giảm thiểu sạt lở cho đường ven sông, c) giải pháp kỹ thuật sử dụng vật liệu nhẹ trồng cỏ Vetiver việc xây dựng đường qua đất yếu vùng Đồng Bằng sơng Cửu Long Từ khóa: Cỏ Vetiver, Geofoam (EPS), Biến đổi khí hậu ABSTRACT This article deals with some ideas about a) The effect of Climate change on the development of route construction in Mekong Delta, b)The status of strengthening route along the riverbank in Mekong Delta, cause and measure for mitigating its erosion; and c)Technical measure of using light material and Vetiver grass in route construction over soft soil in Mekong Delt Keywords: Vetiver grass, Geofoam (EPS), climate change VAI TRỊ CỦA ĐƯỜNG GIAO THƠNG Đường giao thông ưu tiên số quy hoạch phát triển hạ tầng kỹ thuật nào, quy mô nào, từ địa phương nhỏ huyện hay lớn cấp tỉnh Đường làm tốt lại sn sẻ an tồn, mua bán dễ dàng, phát triển dân sinh; đường xấu lại ngán ngại, giao lưu khó khăn, hàng nên giá đắt đỏ, sinh kế chật vật Đường giao thông thủy lẫn ln chiếm tỉ lệ lớn tồn hệ thống hạ tầng kỹ thuật, yếu tố tiên để phát triển kinh tế Tầm quan trọng đường giao thông nhiệm vụ quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội khu vực Đồng Bằng sông Cửu Long TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM - SỐ (1) 2012 nêu sau “…nối liền miền Đông Nam Bộ với tỉnh phía Nam sơng Hậu đến mũi Cà Mau… mở mối giao lưu kinh tế xã hội trực tiếp vùng kinh tế trọng điểm phía Nam vùng kinh tế biển động Đồng Bằng sông Cửu Long …” (trang 1, [1] ) Một định hướng phát triển tổng thể kinh tế xã hội trung đến dài hạn phải Trường Đại học Mở Tp.HCM tính đến việc phát triển bền vững giao thơng, bên cạnh Đơ thị hóa phát triển nơng thơn Từ tảng hạ tầng_trong giao thơng đứng đầu_ hoàn thành kết cấu hạ tầng bền vững kéo theo phát triển kết cấu thượng tầng (Nâng cao dân trí chất lượng nguồn nhân lực, nâng cao đời sống văn hóa xã hội người dân) Vậy, cần phát triển xây dựng Giao thông để phục vụ phát triển kinh tế xã hội ĐBSCL ? Nhất điều kiện Biến đổi khí hậu (BĐKH) nay, vốn ngày gây nhiều ảnh hưởng tiêu cực hay làm xấu thêm điều kiện xây dựng BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Xưa nay, xây dựng địa phương dựa vào quy luật mà người biết tiên lượng được, vào a) mưa gió khí hậu thời tiết (Thiên thời), b) đất đai mầu mỡ, dẫn thủy nhập điền tốt (Địa lợi) c) tác động người nơng dân (Nhân hịa) để quy hoạch Ba yếu tố tạo thành hệ thống Thiên – Địa – Nhân mà biết Ngày vậy, hiềm nỗi nhiều số quy luật hệ thống Thiên – Địa – Nhân nói khơng cịn biết trước, khơng cịn làm chủ nữa, cụ thể Biến đổi khí hậu (Thiên), đất bị mặn xâm nhập nội đồng (Địa), dự án đủ loại kiểu đập xây dựng thượng nguồn nước Lào, Campuchia Thái Lan khu vực tiểu vùng sông Mêkông (Nhân)… câu hỏi đặt xây dựng đường giao thông thời gian tới phải tiên lượng nào? Biến đổi khí hậu làm nhiệt độ khí nhiệt độ nước tăng Tuy vòng 40 năm qua, nhiệt độ tăng xấp xỉ 1oC_tưởng chừng vô hại_ đủ làm tan băng Bắc cực tạo tình trạng nước biển dâng lên từ 0.2 đến 0.6m, xâm nhập nội đồng làm đất nhiễm mặn, ảnh hưởng đến sản lượng lúa gạo, lương thực, rừng thủy sản Thêm vào đó, nước biển dâng lên trở thành đê” biển chặn nước sơng biển Đơng, làm cho khu vực ngập lũ từ kéo dài, gia tăng chiều sâu ngập mà trải diện rộng (kéo dài đến tháng [2]) Ở thời điểm viết này, nước lũ đầu nguồn sông Cửu Long tăng cao nhanh, đập xả lũ, tổ hợp với mưa lớn diện rộng triều cường Đẩy mặn cho khu vực này, lại làm ngập lũ khu vực khác Hệ thống đê bao kè nên kiên cố tối đa có thể, để bảo vệ lúa hoa màu, cho giai đoạn từ đến năm 2020 Thời tiết thất thường thông số thủy văn lưu lượng, lượng nước mưa, thời điểm mùa mưa bắt đầu khơng cịn theo quy luật, ảnh hưởng đến thành tựu quy hoạch Hình Vị trí xói lở bờ sơng ĐBSCL [6] Hình Chiều sâu ngập lũ khu vực không bị xâm nhập mặn (là khu vực có màu sậm hơn) [9] Một số vấn đề khác cần quan tâm như: • BĐKH làm thay đổi thời điểm cày cấy mùa màng • BĐKH làm hạn (thiếu nước tưới cho lúa, giảm sản lượng) ngược lại lũ lụt quét trắng đồng • BĐKH làm gia tăng hộ nghèo vốn sống nhờ đồng ruộng sơng hồ • BĐKH làm tình hình giáo dục, thực thi sách kinh tế xã hội khó khăn • BĐKH làm thuận lợi trước trở thành bất lợi.Thí dụ: Kênh mương dẫn nước vào ruộng dẫn mặn sâu mau lẹ vào nội đồng, biên độ triều tăng khác thường… ĐƯỜNG GIAO THÔNG Ở ĐBSCL Về kinh tế, đường lộ trình làm ăn hai chiều, giao lưu mua bán trao đổi Về xã hội, tính phục vụ (tính trách nhiệm) cho cộng đồng dân sinh như: đường cho học sinh học, đường cho người dân lại vùng…Về kỹ thuật, ổn định bền chắc, điều kiện khó xảy (lũ xói) Sự ổn định bền vững Đường khu vực ĐBSCL nói chung ln ln ổn định sạt trượt, lở lói lún nứt, dẫn đến hư bể, hình dạng ban đầu lúc xây dựng Người ta gọi ổn định mà kỹ thuật thường gọi chữ trượt Do đất yếu nên chịu tải cụ thể trọng lượng khối đất đường đắp lên nặng so với sức chịu đựng nó, nên đất bị trượt đi, phá hỏng nguyên vẹn tình trạng cấu trúc ban đầu đất Ta gọi ổn định ĐBSCL có nhiều điểm sạt lở, tập trung ven sông Tiền (xảy nhiều hơn) sông Hậu (ít hơn, hình 1) Khi sạt lở ta gia cố lại, năm qua tháng công sức tiền bạc Với tổng chiều dài sạt lở toàn hệ thống đường cấp tỉnh Đồng tháp có đến 13 km/năm, tổng chiều dài đường nhựa hóa tồn tỉnh lên đến 150km có đến 826km đê bao Riêng huyện trung tâm vùng ĐBSCL huyện Châu thành, tổng chiều dài hương lộ gần 43km có cấu trúc đơn giản (từ cấp VI trở đi), 24 km đường cấp V tải trọng nhỏ 12km đường cấp III tải trọng nặng (từ xe tải 30 trở đi), chưa kể chiều dài cụm tuyến dân cư vượt lũ [2] Tất đắp từ cao đến 4m hay để vượt lũ Toàn khu vực ngập lũ nông (từ 0.5 đến 1m) hay ngập sâu (hơn 1.5m, cá biệt lên đến 3.5m) từ đến tháng năm lên đến gần triệu diện tích, khiến tồn vùng Châu Thành tỉnh Đồng Tháp ngập lũ nơng đến vừa sâu (hình 2) Theo quy hoạch tổng thể đến 2020 phấn đấu đến cuối năm 2011 nhựa hóa bêtông xi măng không 151km (tức khoảng 1,2 triệu m2) bề mặt Riêng nói quốc lộ, có hai tuyến quốc lộ qua địa bàn huyện Châu Thành, Quốc lộ 80 (Một phần) Quốc lộ 30 (Từ Ngã An hữu Hồng Ngự) Đặc biệt, cặp mé sơng Tiền, nên có khu vực sạt lở từ nặng đến nặng (dọc quốc lộ 80 phải gia cố rọ đá lưới thép) Cá biệt thị xã Sađéc điểm nóng sạt lở nhì tồn tỉnh, đứng sau Huyện Hồng Ngự Thực tế đặt nhu cầu cấp bách bảo vệ đường giao thơng tồn huyện Vậy cách tốt để xây đường điều kiện sạt lở ngập lụt gì? Ơng bà ta có câu: Một lần không tốn bốn lần không xong Nhiều năm qua, nhiều công sức tiền của nhà nước người dân bỏ cho công gia cố chống sạt lở khắp nơi Thuật ngữ “Chống” e cách tốt vấn nạn tự nhiên: Gia cố chỗ này, sạt lở di chuyển sang chỗ khác, quanh năm suốt tháng, cuối giải pháp đành di dời sâu vào đất liền sống tạm vài năm, sạt tới di dời tiếp Tiền có ít, ta đành làm theo mức ít, nên sạt lở xảy Nhiều lý khác nhau, để bảo vệ lâu dài đường, lại việc quy hoạch đường giao thông cần phải kết hợp nhiều số giải pháp sau (phân tích từ nhiều khía cạnh): a Đáy sơng: Bảo vệ hố xói tự nhiên _vốn hình thành xốy sâu đáy sơng _ khơng phát triển rộng sâu Cát sâu thường hạt to, nên khai thác cát móc sâu làm hố xói nhân tạo hình thành (hình 3) Hình Mặt cắt ngang sơng minh họa hố xói Màu sậm nơi có vận tốc dịng lớn, gây xói chân xói ngang [3] b Dịng nước: đặc điểm phân bố vận tốc thủy trực nhiều năm qua [3] cho thấy: • Dưới mặt nước sát bờ sơng: Dịng chảy siết lại sát bờ khơng tác kích thẳng vào bờ sơng mà chảy dạng móc Cho nên phải kiểm sốt dịng lưu để khơng bị móc xốy ngầm mặt nước làm xuất hàm ếch Nạo vét để dịng lưu thẳng, thơng thống dịng chảy êm (khơng xiết) để giảm vận tốc gây xói cho khu sát bờ sơng, bảo vệ chân đường khơng bị xói chân • Trên mặt nước: giảm sóng tàu sóng gió thổi diện rộng sông cách dùng thảm thực vật kháng sóng có tác dụng dằn mặt nước lại Bè lục bình nhẹ nên có tác dụng giảm sóng (hình 4) Hình Cơ chế sụp lở lấn tiến sóng hàm ếch [8] Cũng nên thường xuyên đo vận tốc dòng để dự báo hướng độ lớn vận tốc dòng lưu Chỉ cần khơng lớn vận tốc gây xói đạt a) Bề mặt đất: Hạn chế phát sinh phát triển đường nứt nẻ xảy bề mặt đất (đất ĐBSCL luôn mặc định có vết nứt này) Neo cột cừ hay tre ngang giải pháp thực hành tốt để khâu vết nứt b) Mép đất đường vách dựng mái đất vừa xong: lở • Trong ngày, có lần nước rút, khiến mái dốc bị phơi hong ánh nắng mặt trời Sườn vách đất phơi hong, khô cứng chứa ống rỗng li ti đất bị khô nước; nước lớn, nước tràn ngập đường ống làm bã bèn, tan rã khối đất đất có dạng bụi sét nhiều Sập lở xảy Muốn tránh tình trạng này, phải nên trồng để trì độ ẩm đất • Trồng cỏ Vetiver (là loại có rễ dạng cột để giữ cung trượt, xem hình 5) bờ sơng Kè cừ tràm rẻ, thường ngắn (< 5m), nằm lớp đất yếu nên có tác dụng Hình Cỏ Vetiver loại có rễ dạng cột, độ chịu kéo 1/10 cốt thép [5a,b] e) Bên đường: Có vấn đề • Dịng thấm: nước lớn, khối đất ngập nước; nước rút, dòng thấm chảy ra, lôi theo hạt bụi _chiếm tỷ trọng lớn đáng kể thành phần hạt đại đa số tầng địa chất phổ biến Đồng Bằng sông Cửu Long _làm rỗng bọng xốp rỗng, thiếu đặc • Trọng lượng đường không nên nặng Nền đường đắp đất cao nặng lún nhiều tựa đất yếu Cho nên giải pháp bao cát cừ dựng để giữ bao cát (như sử dụng để gia cố số vị trí sạt lở nghiêm trọng Hồng ngự, Sa đéc…) giải pháp tạm thời bề mặt, có làm tăng sức nặng đè lên triền sườn mái dốc Dựa vào kinh nghiệm gia cố ta luy nước giới, nên sử dụng vật liệu nhẹ có độ bền cao (có tương đương với khả chịu tải sét cứng) Geofoam, EPS [4], hạn chế dùng đá ốp hai bên mép đường; giải pháp bơm hồn tồn khơng thích hợp làm tăng trọng lượng khối trượt (khối đất có trọng lượng riêng nặng làm mau trượt thêm lực gây trượt tăng lên Trọng lượng thân) tốn khơng bơm vào sét yếu f) Bên đường: Sử dụng cừ tràm ngang tre đặc (lồ ồ) tạo thành vỉ hay dạng bè nằm ngang lót đáy đường đắp thẳng đứng xuống hai bên mép đường hộp tốt (hình 6) g) Sử dụng vải địa kỹ thuật để bao bọc đường lại Nước ngập lũ lụt thấm vào bên đường đê bao, làm tan rã cấu trúc bơng xốp đất khu vực (Hình 7) h) Nắn tuyến đường quy hoạch để tránh tạo dạng địa hình bất lợi kiểu đường ven sông… i) Kết hợp quy hoạch mạng lưới kênh đào mương tưới tiêu, dẫn thủy nhập điền để có hướng thoát lũ nhanh cần Dành ngân sách cho nạo vét thường xun, chỉnh dịng j) Kiên cố hóa cơng trình đắp đất (đê bao, đường) để chịu đựng lâu dài nhiều năm Nền nhà phía có dòng nước cần bảo vệ cừ (cọc bản) cừ tràm kết thành bè đóng sâu, bên dùng Geofoam (xem ngun lý hình 8), khơng nên dùng cừ tràm Hình Cừ ngang đáy đắp đất yếu đứng gia cố mép đường [7] Hình 7: Cơ chế ổn định ngập lũ [8] Đỉnh lũ Xói hạ lưu Nước lũ Đỉnh tràn Nước nhảy Nước chảy êm Xói thượng lưu Nước xói chân ta luy bung Hình 7: Cơ Xói chế ổn định ngập lũ [8] Để tìm giải pháp vừa bền vừa đáng giá, tất mà số giải pháp riêng lẻ nêu chọn để quy hoạch, để tính toán giá thành để dự trù ngân sách Số lượng giải pháp kết hợp để tạo thành giải pháp tổng hợp tùy vào đặc điểm thực tế trường như: Địa hình khúc sơng (thẳng hay qnh), phân bố vận tốc mặt cắt ngang (thẳng dọc hay xiên so với đường bờ, sát bờ chảy xiết hơn) chiều sâu (bên có dịng ngầm hay khơng), tình trạng có hay khơng có hố xói (do khai thác cát chẳng hạn…) v v Đối với khu vực ngập lụt sâu, đường đắp cao đất yếu, đường quốc lộ có đoạn ven sơng (nguy sạt lở cao), giải pháp gia cố nên sử dụng vật liệu nhẹ (GEOFOAM) để mở rộng đường kết hợp vải địa kỹ thuật bọc đường lại thực vật chắn sóng (hình 8) Hình Kiểu thức giảm nhẹ trọng lượng mái dốc đường để giảm nguy sạt lở [4] Rãnh Đất đắp dằn lại Đan bêtơng cốt thép dàn lực Nền sỏi Các GEOFOAM nhẹ mật độ 35-48 kG/m3, độ bền nén ứng với biến dạng 5% 100kN/m2, ma sát với cát khoảng 20o Geotextile (Vải địa kỹ thuật) KẾT LUẬN Giao thông đứng đầu danh mục hạ tầng kỹ thuật tầm quan trọng có tính định phát triển kinh tế, xã hội văn hóa BĐKH có nhiều ảnh hưởng tiêu cực đến tự nhiên, xã hội mơi trường, đó, quan trắc gần cho thấy gián tiếp làm thay đổi chế độ thủy văn sơng ngịi ĐBSCL, gây ngập lụt kéo dài cho đường đất yếu Đúc kết từ đợt ngập lụt vừa qua cho thấy giải pháp gia cố cũ đóng cừ, rọ đá kè khơng tác dụng nhiều, chí lợi bất cập hại làm nặng thêm khối trượt Nếu chấp nhận sống chung với lũ, đường giao thơng phải tính tốn lâu dài, cơ, gia cố từ bên đến bên (kiểu “trong uống thoa”): Bên đường sử dụng vật liệu nhẹ Geofoam, kèm với bơm thường xuyên (công suất thấp) để hạ thấp mức nước ngầm xuống thấp nhằm giảm biên độ triều, giảm độ dốc thủy lực cho dòng thấm ngầm; bên ngoài, cần tiếp tục trồng thêm nhiều cỏ Vetiver để giảm sạt lở cho đường qua đất yếu Lợi ích việc sử dụng vật liệu nhẹ cho đường qua đất yếu hiển nhiên nhiều nước giới sử dụng Tuy nhiên, để đạt hiệu sử dụng thực tế, cần có tiến trình thơng tin, giới thiệu nhằm chuyển giao công nghệ để người thuộc bên liên quan hiểu biết đầy đủ tính kỹ thuật, lợi ích vật liệu này, từ đến đồng thuận phía việc quy hoạch thiết kế phê duyệt việc sử dụng vật liệu nước ta TÀI LIỆU THAM KHẢO Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội tỉnh Đồng Tháp – Đến năm 2020, tài liệu Ủy Ban Nhân Dân tỉnh Đồng Tháp, (2007) Báo cáo tổng hợp “Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội huyện Châu Thành – Đến năm 2020” (2011), tài liệu Ủy Ban Nhân Dân Huyện Châu Thành tỉnh Đồng Tháp Số liệu từ kết đo đạc thủy văn khu vực Hồng Ngự, tỉnh Đồng Tháp khuôn khổ đề tài NCKH cấp trường Dương Hồng Thẩm (2009) D Negussey (1997), Properties & Application of Geofoam, nguyên tiếng Anh (dịch nhan đề Tính chất ứng dụng Đất Vật liệu nhẹ” Viện Công nghệ Dẻo, Hoa Kỳ) gồm tài liệu: a.Le Viet Dung, Le Thanh Phong, Luu Thai Danh, Paul Truong (2010), Vetiver system for wave and current erosion control in Mekong Delta Vietnam, tài liệu mạng b.Paul Truong (2001), A Picturial Essay on Riverbank erosion in Mekong Delta Vietnam and a proposed Remediation Plan World Bank documents: Đánh giá tác động môi trường cho dự án nâng cấp Hệ thống kênh mương (EIA for Water way Network Improvement Projects), tác giả Lê Mạnh Hùng cộng (2004), Viện Khoa học Thủy Lợi miền Nam lập Pongsagorn Poungchompu (2009), Development of a timber raft and pile foundation for embankment on soft soil (Phát triển gia cố bè cọc gỗ cho đường đất yếu) Howell, J (2008), Study of embankment erosion and protection, Technical report No SEACAP 19, Cambodia (Ngày nhận bài: 05/06/2012; Ngày chấp nhận đăng: 05/10/2012) ... triển kinh tế xã hội ĐBSCL ? Nhất điều kiện Biến đổi khí hậu (BĐKH) nay, vốn ngày gây nhiều ảnh hưởng tiêu cực hay làm xấu thêm điều kiện xây dựng BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Xưa nay, xây dựng địa phương... chất phổ biến Đồng Bằng sông Cửu Long _làm rỗng bọng xốp rỗng, thiếu đặc • Trọng lượng đường khơng nên q nặng Nền đường đắp đất cao nặng lún nhiều tựa đất yếu Cho nên giải pháp bao cát cừ dựng để... bán trao đổi Về xã hội, tính phục vụ (tính trách nhiệm) cho cộng đồng dân sinh như: đường cho học sinh học, đường cho người dân lại vùng…Về kỹ thuật, ổn định bền chắc, điều kiện khó xảy (lũ xói)