Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu đề xuất giải pháp đê rỗng giảm sóng, gây bồi kết hợp trồng rừng ngập mặn bảo vệ bờ biển Tây tỉnh Cà Mau

Đã có nhiều các giải pháp được ‘ura ra trong thời gian qua để bảo vệ vùng bờ biển này như các giải pháp: kề bằng vật liệu địa phương, ké bản nhựa, kẻ ro đá, kè áp mai, kè ngầm tạo bãi, k

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

NGUYEN QUOC BI

NGHIEN CUU DE XUAT GIAI PHAP DE RONG GIAM SONG,

GAY BOI KET HOP TRONG RUNG NGAP MAN BAO VE

BO BIEN TAY TÍNH CA MAU

LUAN VAN THAC SI

TP.HCM - 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYEN QUOC BI

NGHIEN CUU DE XUAT GIAI PHAP DE RONG GIAM SONG,

GAY BOI KET HOP TRONG RUNG NGAP MAN BAO VE

BO BIEN TAY TỈNH CA MAU

CHUYEN NGANH: KY THUAT XAY DUNG CONG TRINH THUY

MA SO: 8580202

NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HỌC:

PGS.TS PHAM VAN SONG

Thanh phố Hồ Chí Minh, 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả

nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và đưới bat kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Tac giả luận văn

Nguyễn Quốc Bi

LỜI CÁM ƠN

Trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện đề tài này tôi được gia đình, bạn bẻ va

đồng nghiệp tận tình giúp đỡ về mọi mặt Bên cạnh đó, nhà trường đã tạo điều kiện cũng như quý thầy cô đã tận tình dạy bảo hướng dẫn.

Tôi xin chân thành cám ơn đến :

- Ban giám hiệu Truong Đại học Thuy lợi.

- Tất cả quý Thầy Cô Trường Đại học Thủy lợi.

- Tat cả quý Thầy Cô va các nhân viên Cơ sở 2 — Dai học Thủy lợi

Và lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn PGS.TS Phạm Văn Song đã tận tình giúp đỡ trong việc chọn đề tài, tìm tài liệu cũng như quá trình thực hiện luận văn.

Trong thời qian thực hiện dé tai bản thân tôi đã hết sức có gắng, nỗ lực dé đạt được

kết quả tốt nhất Tuy nhiên, vẫn còn nhiều sai sót kính mong sự đóng góp ý kiến của

quý Thay Cô và các bạn Một lần nữa, xin gởi đến quý Thay Cô, bạn bè và đồng nghiệp lời cảm ơn chân thành nhất.

Trân trọng cảm ơn!

il

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TU VIET TAT vsesscsssessessesssessessessusssessessessesssessessessessuessessessesaseeses viii

13 Kết luận chương l -©5-©c2EE2EEEEEEEEEEEEEEEEEEEkrrkerkerkrres 34

CHUONG 2_ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, XÁC ĐỊNH NGUYÊN NHÂN XÓI LỞ BỜ

?)09.9in/:0e.G7.10007 35

2.1 Phân tích hiện trang x61 lở khu vực nghiên cứu - -«++s<+>+<s+ 35

2.1.2 Đánh giá hiện trạng xói lở, bồi tụ bờ biển khu vực nghiên cứu theo phương

2.1.3 Phân tích xói lở, bồi tụ bờ biển khu vực nghiên cứu (KVNC) theo phương

J0i1989i1580909082141002190087:1-10 00000 40

2.2 Nghiên cứu xói lở, bồi lắng vùng nghiên cứu băng mô hình toán 44

2.2.2 Thiết lập mô hình 2© £++2+EE+EE£EE£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEkrrkrrkrrex 46

2.3 Phân tích nguyên nhân và cơ chế gây sat lở đoạn bờ biển tinh Ca Mau 57 2.3.1 Đánh giá các yếu tố tác động chung đến xói lở bờ sông, bờ biển DBSCL 57

2.3.3 Cơ chế sat lở bờ ccctttttthrtrrhtrrrrrrrrirrrro 59

11

CHƯƠNG 3_ NGHIÊN CỨU GIẢI PHAP CÔNG NGHỆ DE RONG GIẢM SÓNG, GÂY BOI TRONG RUNG NGAP MAN CHÓNG SAT LO DE BIEN TAY TINH CÀ

MAU 61

3.1 Phân tích ưu, nhược điểm các giải pháp công trình đã va đang thực hién 61 3.1.1 Kết quả nghiên cứu và ứng dụng công trình bảo vệ bờ biển trong vùng

DBSCL61

3.1.2 Phan tích các giải pháp chống sat lở đã áp dựng tại địa ban tinh Ca Mau 67

3.2 Xác định, lựa chọn giải pháp bảo vệ bờ bờ biển Tây thuộc xã Khánh Bình

3.2.2 Xác định giải pháp hợp lý bằng phương pháp phân tích đa tiêu chi MCA 72 3.3 Tính toán thiết kế cho giải pháp đê trụ rỗng áp dụng cho vùng nghiên cứu78 3.3.1 Cấu tạo giải pháp -c- tk 2 2E22112112111211211111211 21111111111 rre 78 3.3.2 Tính toán các thông số công trình -¿ -¿¿+++++zx++x++zx++zxezrxeex 81

3.4 Kết luận chương 3 -2-©c2+EkSEkEE2E1271271211211211 1121211 88

PHULUC 93

iV

DANH MỤC CÁC HÌNH ANH

Hình 1.1 Dự án nuôi bãi Sand Motor ở Hà Lan thời điểm mới thi công xong năm 2011 (trái) và thời điểm 2016 (phải) - 2 2 6£ ©E2E£+EE£EE£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEErrkrrkrrkrres 19

Hình 1.3 Hệ thống chuyền cát có định tại khu vực cửa sông Tweed, bang New South W0 1 1 21

Hình 1.5 Kè mỏ han ở New Jersey, Mỹ bị xói ở hạ lưu (trái) và kè mỏ hàn ở bờ biển

Cần Giờ, Tp Hồ Chí Minh - ¿2-2 +++EE++EE+EEE£EE+2EE2EEEEEEEEEEEEEEEEEEEsrkrrrrees 23 Hình 1.6 Kè mỏ hàn ở cho nước xuyên qua bằng cọc gỗ (ở Hà Lan) 23 Hình 1.7 Một số dạng kè mỏ hàn thông dụng trên mặt bang (US Army Engineering

09) 1200.)0017 7 -: 24

Hình 1.8 Sơ họa giải pháp công trình đê pha sóng dang rời (US Army Engineering

001200) 5a šä d -.-.-.- 26 Hình 1.9 Đập chắn sóng bảo vệ bờ và dang bờ kiêu salient ở Presque Isle,

Hình 1.10 Các khối Xbloc được dùng dé phá sóng, bảo vệ bờ biển ở Nigeria 28 Hình 1.11 Khối Tetrapod phá sóng ở cảng St Francis, Nam Phi (trái) và kè mỏ han

Hình 1.12 Dé giảm sóng bằng đá đồ ở vùng bờ biển cát Nam Khok (trái) và tường

giảm sóng bằng cọc tre ở bờ biển bùn Muang Samut Sakhon (phải), Thái Lan 29 Hình 1.13 Khối cấu kiện Reef Ball (trái) và ứng dụng làm đê ngầm giảm sóng (phải)

29 Hình 1.14 Cau kiện khối phá sóng dạng cọc (WAVE block) đúc sẵn 29 Hình 1.15 Một cụm ba mỏ hàn kết hợp đê ngầm giảm sóng (trái) và kè mỏ hàn ngang

Hình 1.16 Kè đá xếp bờ biển ở huyện Cần Giờ - Tp Hồ Chí Minh 30

Hình 1.17 Kẻ đá xây chia 6 bảo vệ mái đê biển Hải Thịnh II - Nam Định (trái) và Cù

Lao Dung — Sóc Trăng (phải) - - - c3 c 3211311211191 911 1 9111 111 111 11H ng ng re 31

Hình 1.18 Thảm đá bảo vệ mái đê biển Vĩnh Châu — Sóc Trăng (trái) và đê biển Trà

Vib 00 — 31 Hình 1.19: Một số loại cau kiện bê tông đúc sẵn lát độc lập -: :-: 32

Hình 1.21: Cấu kiện TSC của tác giả Phan Đức Tác -¿-¿©++cs++cx+zcxeex 33

Hình 1.22: Kè biển Nghĩa Phúc, Nam Định (trái) và kè đê biển Gò Công, Tiền Giang

0.00 33

Hình 2.1 Chap các ảnh vệ tinh dé nghiên cứu biến động đường bờ 40

Hình 2.2 Sơ đồ nghiên cứu thành lập bản đồ biến động đường bờ - 42

Hình 2.3 Phân vùng nghiên cứu mô hìnhn - - 5 + + ++ + * + E**kE#sEEskereeeskrreeerree 46

Hình 2.4 Phạm vi, lưới tính của nhóm mô hình vùng nghiên cứu mở 4g Hình 2.5 Lưới tính chỉ tiết vùng nghiên cứu 49

2.6 Kết qua mô phòng phân bổ đồng chảy tổng hop thai điểm triều rút (a) và thời

điểm tiễu lên (by phía biển Đông 50 Hình 2.7 Hoa đồng chảy tổng hợp trung bình tại các vị tf đọc bờ biển thời kỳ gió mùa

‘Tay Nam (trái) và Đông Bắc (phải) sĩ

Hình 2.8 Dang chảy trung bình thẳng 11 năm 2009 (trái) và tháng 11 năm 2009 (phải)

52

Hình 29 Kết quà mô phỏng phân b6 dòng du trung bình (a thời kỳ gió mùa Tây Nam

và () thời kỳ gió mùa Đông Bắc 32

Hình 2.10 Chiều cao sóng trung bình (a) thing 9/2009 ( đặc trrng thời kỳ gió mùa

“Tây Nam) và chiều cao sống trung bình thang (b) 1/2010( đặc trưng cho thời kỹ gió mùa Đông Bắc) 32 Hình 2.11 Phan bổ bùn cát trên vùng nghiên cứu mỡ rộng tại các thời điểm tháng 8 (a), tháng 10 (b), tháng 11 (c),thẩng 1 (4) tháng 4 (e), và tháng 6 (f) 5

Hình 2.12 Phân bổ xói bai vùng ven biển tại các thời điểm (a) cuỗi thắng 7, (b) tháng

10 (c) thing 11, và (4) cudi tháng 4 54 Hình 2.13 Phân cao sóng thời diém khi bão dé bộ tại Bạc Liêu, Cà Man 4 Hình 2.14: Hàm lượng phù sa và chất rẫn lơ lùng trạm Karate từ năm 1995-2013 57 Hình 3.1 Công trình lần biển thị xã Hà Tiên, tỉnh Kiên Giang 62 Hình 3.2 Ke bở biển sử dụng thảm bê tông tự chèn 6

a n Lộc An, ing Tau vi bai biển Bạc Liêu 64

65 Hình 3.5 Rào te chắn sóng rồng rừng ngập mặn 66

Hình 3.6 Cấu kiện Tetrapod và cấu kiện Accropode 6

lình 3.7 Kết cầu kè cây gỗ địa phương 68

3.8 Kỳ bị nghiêng, gầy 68 Hình 3.9 Mat cắt ngang kề ro đã 6 Hình 3.10 Bồ trí kề ro đá 69 Hình 3.11 Ke cọc ly tâm T0

3.12 Kè cọc ly tâm thả rọ đá n

"Hình 3.13 Mat cắt ngàng kỳ cọc ly tam tha 19 đá 1

Hình 3.14 Bộ tiêu chi được đề xuất kim cơ sở cho việc lựa chọn phương ấn bio vệ bởi

iu 14

Hình 3.15 Chu tạo đề trụ rồng 19

3.16 Mặt bằng kết cầu để trụ rỗ 80Hình 3.17 Cắt ngang kết cầu si3.18 Ap lực tác dung lên đề bản nguyệt 84

Hình 3.19: Sơ đồ áp lực tác dụng lên đ trụ rỗng 86

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 2.1 Loại và đặc tinh anh viễn thám 41

Bảng 3.1: Bảng tổng hợp trong số các tiêu chi lựa chọn phương án bảo vệ bờ sông 75

Bảng 32: Bảng điểm làm cơ sở lựa chọn phương án bảo vệ bở tối tu 16

Bảng 3.3: Phiêu đánh giá điểm của thành viên Hội đồng cho các phương ân công tỉnh được đề nuit n Bảng 3.4 Bang so sánh cao trình các vị tí sau công tình 80

Bảng 3.5 Bang giá tr a theo cắp công tin, 82

ĐANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT

(Xép theo thứ tự A,B,C của chữ ái đu vết tí)

BICTDUL Bê tông cốt thếp dự ứng lực

ĐBSCL, Đồng bằng song Củu Long

DHTL Đại học Thủy lợi

KVNC Khu we nghiên cứu

VNC Vùng nghiên cứu.

1LVTh§ Luận văn Thạc sĩ

PHAN MỞ DAU

1, Tên đề tài

“Nghién cứu đề xuất giải pháp đê rông giảm sóng, gây bai kết hợp tring rừng

ngập mặn bảo vệ bờ biễn Tây tỉnh Cà Mau”

2 Tính cấp thiết của đề tài

(Ca Mau li một inh có đường bờ biễnrắt di 254 km, bao gồm 2 phần li phần phía

tăm gần đây tinh hình thời tết diễn biển hết

biển Đông, và phần phía bién Tây Nhữt

sức phức tạp và theo chiễu hướng ngày cing cực đoan và bắt lợi hơn, Ving biển phía

“Tây của tỉnh Ca Mau triểu cường thường xuyên dâng cao, kết hợp mưa, đông và sóng

với cường độ mạnh đã phá hủy làm mắt đi hàng trăm hecta diện tích rừng phòng hộ.

Một số nơi, rừng phỏng hộ không còn, sông biễn tác động trực tiếp vào thân để, làm sat

lờ rất nghiêm trọng hệ thống dé biển Tây, gây rit nhiều khó khan, tốn kém trong việc

xử lý khắc phục cũng như ảnh hướng rt lớn đến sản xuất, sinh hot của nhân dân Trước

su tan phá của sóng biển, hang loạt nhà cửa, đất đai sản xuất, rừng phòng hộ và thậm

ng bi sóng biển phá hủy, cuốn tồi [1] (2)

‘chi một số công trình đê kề

“heo thống kế của tỉnh Cả Mau, tổng chiều đãi ạt lở ven biển ở tỉnh đã trên 40km,

trong đó có 4 khu vực sạt lở nguy hiểm dài trên 17km thuộc các khu vực đê biển Tây

của biển Gảnh Hào, huyện Dim Doi: khu dự tr sinh quyển mỗi Cả Mau và bãi biển

Khai Long Mức độ sat lở trong $ năm qua, có nơi biển đã ăn sâu dat liền hơn 100m.

in hình, huyện U Minh có đường ba biển dải khoảng 3$km, nhưng phần lớn điện tích

rừng ven biển ở day da bị sóng biển Tây vốn bình lặng xóa s8 C6 nơi biển lẫn sâu vào

tt liền (rừng phòng hộ) gần 1km, Phin lớn nhà dân ở xã Khánh Tiến sống ven rừng,

phòng hộ trước kia nay phải di dời vào sâu trong đất liền để tránh thiên tai và sóng biển

cuốn trôi nha Năm 2014, thời tiết đã có dấu hiệu cực đoan vào các tháng đầu năm đã

liên tục xuất n những đợt thủy tiểu dâng cao, kẻm theo sóng to tiếp tục gây sat lỡ

cho khu vực nay Trước tỉnh hình trên, Chỉ cục Thủy lợi đã chỉ đạo cho Hạt Quan lý Đề

biển bắt lợi của thời tết, kiểm.

điều phả luôn túc trụ, bám sit địa bản, theo dõi mọi đi

tra, giám sát chặt chẽ các tuyến ké bảo vệ tuyến dé biển Tây đã và dang được triển khai

thực hiện để có giải pháp ứng phó kịp thời Hiện nay, qua kiểm tra, khảo sát trên toàn tuyển đã phát hiện một số vị trí có nguy cơ sat lờ rất cao (đai rừng còn rất mong, có nơi

chỉ côn khoảng 15* 20m), nếu không được xử lý sém sẽ rit nguy hiểm Đặc biệt là sat

lờ tại đoạn từ Kênh Mới dn Kênh Hòn, xã Khánh Bình Tây, huyện Trần Văn Thi, vớitổng chiều dai sat lở 140m (xem hình 1)

Hình 1: Hiện trạng vị tr sat lờ đoạn từ Kênh Mỗi đến Kênh Hin x Khánh Bình Tây,

“huyện Trần Văn Thời, tinh Cà Mau

“Trước tỉnh hình sat lở bờ biển nghiêm trọng vả mite độ ảnh hưởng sat lỡ năm sau cao hơn năm trước với dé biển Tây của tỉnh Cả Mau Đã có nhiều các giải pháp được

‘ura ra trong thời gian qua để bảo vệ vùng bờ biển này như các giải pháp: kề bằng vật

liệu địa phương, ké bản nhựa, kẻ ro đá, kè áp mai, kè ngầm tạo bãi, kẻ đồng hai hàng

cọc ly tâm Các giải pháp này phin nào đã phát huy hiệu quả ban đầu là bảo vệ bờ giám

sóng và các hiện tượng xâm thực ba Có thể tôm tắt các giải pháp như sau [2] [3]

LH Kẻ a phương (dra, trầm, bach đàn, mê bỖ tre )

Dũng cây gỗ địa phương cắm áp mái đê tại những vị t ạt lớ, liên kết với nhau

bằng đình, dây chỉ, sau đó thả các loại trả đệm bên trong kẻ để giảm sóng biễn (hinh 2).

Đây là giải pháp xử lý thường xuyên trước đây chi bảo vệ nhất thời đê biển không bị vỡ

"rước sóng to, én sẽ đánh tan, ió lớn, với khoảng thời gian trên dưới 10 ngày thi sóng

‘cudn trôi hết các vật liệu này ra biển

10

1.2 Kè bang civ Tràm đóng thành 02 hang:

Dùng cọc tram đóng thành hai hàng làm go sau đó tha đá học vào bên trong dé

tiêu hao năng lượng sóng biển, khắc phục tình trạng sạt lở cục bộ đê biển Nhưng chỉ

bảo vệ đê chỉ khoảng 01 năm, dưới tác động của thời tiết và đặt biệt là Hà biển ăn đứt mục coc tram tai vi trí ngập nước, cọc tram bị đứt, gãy đá học rơi ra ngoai kè bi phá vỡ,

đê biển tiếp tục bị sat lở, uy hiếp.

1.3 Kè bang go đá:

Dùng lưới dây kẽm lap thành go với kích thước (1 x 1 x 2 )m sau đó xếp đá học

với kích thước (30 x30)cm vào day go đậy nắp lại và đặt go vào các vị tri sat lở dé chắn

sóng bảo vệ đê, tùy theo vi trí sat lở sâu can, có thể đặt chồng nhiều lớp (hình 2), nhưng

chỉ sau 02 đến 03 năm do tác động của nước mặn kết hợp oxy hóa làm cho dây kẽm rĩ

đứt đá học rơi ra ngoài, do đó phải tiến hành thay day go, sửa chữa sắp xếp lại rất tốn kém gần như thi công mới.

1.4 Kè bằng cục bê tông áp mái PD - Tác:

Dùng cục bê tông định hình PD - Tác đan, lắp áp mái đê với hệ số mái: m= 2 +

3 nhằm giảm cường độ, chắn sóng dé bảo vệ đê khỏi bi sat lở đây là giải pháp khá hữu hiệu đồng thời tạo được cảnh quan khá đẹp cho mái dốc đê bién, nhưng do địa chất nền của đê biển Cà Mau quá yếu, khi thi công phải đắp tạo mái bằng đất đen trước nên rất khó thi công, tốn kém nhiều kinh phí, tuy nhiên với độ ôn định từ 03 đến 04 năm sóng

biển dần khoét sâu dưới chân cuốn trôi đất đá làm cho bên trong kè bị rỗng liên kết cục

bê tông bị sụp kẻ bị phá vỡ.

1.5 Kè bang civ bê tông ly tâm:

Kè được đóng hai hàng cọc bê tông ly tâm đút sẵn ( L = 8 + 10m ) cách nhau 2m,

clr nay cách cử kia 0,15m, các ctr được tiên kết nhau băng hệ dam BTCT trên đầu cọc,

sau đó thả đá hộc vào bên trong đến đỉnh kè, với cao trình đỉnh kè +1.5 + +1.6m cho

sóng biển tràn qua đỉnh kè và nước biển sẽ róc rách qua kẽ đá hộc vừa giảm năng lượng sóng, vừa mang phù sa vào bên trong gây bồi đến đủ cao trình hợp lý thì cây mắm sẽ mọc tái sinh, rừng phòng hộ được khôi phục và bảo vệ đê biển không bị sạt lở trước

sóng to gid lớn (hình 2).

11

Với kè bằng cọc ly tâm khá hiệu quả về mặt giảm sóng, gây bồi giải pháp này hiệu quả nhằm tái tạo rừng, chống sạt lở, nhưng chỉ phí khá cao (khoảng 40 - 50 triệu

đồng/m kè) Sau khi thi công phát huy hiệu quả thì khả năng tận dụng lại di chuyển đến

đoạn sat lở khác khó, chỉ tận dụng được 01 hang cọc ly tâm, tuy nhiên công tác nhồ,

đóng lại cọc mat nhiều công dẫn tới giá thành lớn và tốn kém.

16 Kè bằng hàng rào tre:

Giải pháp này đã được tô chức GIZ của Đức, Viện Sinh Thải và Bảo vệ môi trường

triển khai thử nghiệm ở các bãi nông có cao độ -0,2 trở lên dé vá các khoảng rừng bị

rách Giải pháp này có giá thành 5-7tr/m dài đê Nhược điểm là không đứng vững được

ở những nơi có cao độ bãi sâu dưới -0,2 ; càng không có khả năng thực thi tai bãi có cao

độ -1.0m Tuôi thọ của hàng rào tre khoảng 2 năm (hình 2).

Bang 1 Tóm tắt các các tồn tại của các giải pháp bảo vệ bờ đã thực hiện

Giải pháp Nhược điểm và tồn tại

Ké bằng cây gỗ địa Giải pháp xử lý tạm thời, không bên vững Vẻ lâu dai

phương: tram, bach gây ton kém.

dan

9-10 | La giải pháp tạm thời, đối với ro bằng cir tram chỉ tốn tại

triéwim | được 01 năm nước mặn, mua nắng và nhất là “ha biển”

sẽ ăn mục cây tram vả gay ngang, đá rơi ra, kẻ bị pha vớ.

Đổi với ro bằng đây kẽm thi sau thời gian 03 năm đây ro

đứt, đả rơi ra phải sửa chữa slip xép lai rat ton kém gần

như thi cũng mới.

Ké bằng cọc bê tông ly Chi phi xây dựng quả cao, ngắn sách nha nước va địa

Biên tây.

Kè sinh thái bằng hàng Chỉ áp dụng cho các bờ bai nông, không on định ở

rao, ire những noi củ cao độ bãi säu đưởi -0,2 ; cảng không củ

khả năng thực thi tại bài có cao độ -1.0m Tuải the của hang rao tre (tram) thấp.

12

"Để khác phục những nhược điểm trên, nhằm phát triển một công nghệ bảo vệ bở,

4n định, bên vững và giá thành rẻ, Viện KHTTL Việt nam đã tiễn hành nghiên cứu thử

"nghiệm trong phòng thi nghiệm giải pháp sử dụng khối bảo về bờ dạng hình tr rỗng

Giải pháp này đạt hiễu quả giảm sóng cao trong phòng thi nghiệm Tuy nhiền cần có

nghiên cứu sâu hơn và khái quát hơn khi áp dụng vào thực tế,

Vi vậy đề ải *Nghiên cứu đề xuất giải pháp để rỗng giảm sóng, gây bồi kết

hợp trồng rừng ngập mặn bio vệ bờ biển Tây, tỉnh Cà Mau” có ý nghĩa khoa học

và thực tign cao,

Hình 2 Các hình hành về giải pháp bảo vệ bờ hiện hữu tại Cả Mau (Kẻ bằng cây:

sỗ địa phương; Kẻ ro đá; Kẻ cọc ly tâm; Ke bằng rao tre)

3 Mục đích của đề tài

"Đề xuất giải pháp công trình đê rỗng giảm sóng, gây bồi kết hợp tring rừng ngập

mặn bảo vệ bờ biển Tây, tỉnh Cà Mau Giải pháp cần đảm bảo én định, bền vững, rẻ

i, th công và cổ tinh linh động

4, Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

4.1 Cách tiếp cận

1

4.2 Phương pháp ngh

‘Vin để nghiên cứu là các giải pháp kỹ thuật bảo vệ ba biển là những vẫn để đã

có nhiều kết quả nghiên cứu trên thé giới và ở Việt nam nên luận văn sử dụng cách tiếp cận kế thừa'ứng dụng, chon lọc những kiến thức khoa học, công nghệ

về giải pháp kỹ thuật bảo vệ ba

‘Van đề nghiên cứu được xem xét tiếp cận một cách toàn diện, hệ thống, thực.

tiễn và tổng hợp,

Vin để kỹ thuật bio vệ bờ biễn, công nghệ mới, tiếp cận bền vững, lý thuyết ồn

định ái là các vẫn đề được ring buộc lẫn nhau, vi vậy cách tiếp cận từ tổng

thể đến chi tiết sẽ được xem xét sử dụng trong luận văn.

en cứu.

Phuong pháp điều tra, đo đạc thực tế, cập nhật các thông tin từ địa phươngPhương pháp nghiên cửu lý thuyết Điều ta, thống kể và ting hợp ti liệu nghiêncứu đã có ở rong và ngoài nước có liên quan đến đ tài

ch én ảnh viễn thắm.

Phuong pháp phân.

Phương pháp chuyên gia: Tham khảo các tải liệu trong và ngoài nước, ÿ kiến

của các nhà khoa học có trình độ chuyên môn cao và nhiều kinh nghiệm thực tẾ

trong quá trình nghiên cứu.

5 Các kết quả đạt được

Đánh giá hiện trang sat lở bở biển, xác định được các nguyên nhân tác động đến

xi lữ bir biển khu vục nghiên cứu

Tổng quan chung về các giải pháp công nghệ bảo vệ bở biển.

Để xuất gi pháp bào vệ bờ, gây bồi, tạo bãi khu vực biển Tây tỉnh Cả Mau

Ap dụng tinh toán thiết kế cụ thể cho 01 ving điển hình

'CHƯƠNG 1 TONG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH BẢO VE BO BIEN

II Dat vin đề

"Để biển và các hang mục công trình phụ trợ khác hình thành nên một hệ thống công:

trình phòng chống, bảo về vùng nộ dia khỏi bị lũ lt va thiên ti khác từ phía biển Vi

tinh chất quan trọng của nó mà công tác nghiên cứu thiết kế, xây dựng để in ở trên thể

giới, đặc biệt là ở các quốc gia có biễn, đã có một lich sử phát triển rất âu đi Tuy

nhiên, tủy thuộc vio các điều kiện tự nhiên và trình độ phát trién của mỗi quốc gia mà

các hệ thông dé biển đã được phát triển ở những mức độ khác nhau

'Ở những năm gin đây trong bối cảnh biển đổi khí hậu và nước biển dâng hiện nay tr

duy và phương pháp luận thiết kểđẽ biển ở các nước phát triển đã và dang có sự biến

chuyển rõ Giai pháp kết cấu, chức năng và điều kiện làm vi của để biển được đưa

ra xem xét một cách chính thé hơn theo quan điểm hệ thông, lợi dụng tổng hợp bén

vũng và bài hòn với mỗi trường

‘An toàn của đê biển đã được xem xét trong một hệ thing chỉnh thể, trong đó ndi bật lên

"ai nhân tổ ảnh hưởng chủ yếu (1) bản thân cầu tạo hình học và kết cầu của đề và (2)

đu i làm việc và và tương tác giữa ti trong với công tình Các nỗ lực nhằm nâng

cao mức độ an toàn của để biển đều tập trung vào cải thiện hai nhân tổ này

về liều kiện làm việc va tương tắc giữa tải trong với công trình: đây chính là những giải pháp nhằm giảm thiểu các tác động của tải trong lên công trình, đặc biệt là của ông, Có

thé phân chia thành các giải pháp chính như: một là giải pháp tôn tạo và giữ bãithêm.

trước để và hai là giải pháp công trình nhằm giảm sóng hoặc cải tiện điều kiện tươngtác sóng và công trình Nhôm giải pháp thứ nhất, chủ yếu tập trung vào giảm thiểu edetác động của sông trong diễu kiện bình thường, ó th a ác giái php mm thân thiện

với môi trường như nu đường bãi (chống xói giữ bãi dé, chân để), trồng rừng ngập,mặn (giảm sóng lăng bồi lắng), hoặc giải pháp cứng như áp dụng hệ thống ké mỏ hin,

hoặc dé chắn sóng xa bờ để giữ bãi Tuy vậy các giải pháp này không thể áp dụng rộng.

ải ma còn phụ thuộc điều kiện cụ thể ở từng vùng Ở nhóm giải pháp thứ hai, các

công trình được được áp dung với mục dich giảm sóng trong bão từ xa (offshore wave

damping barriers, lâm sóng vỡ một phần trước khi tới đê) hoặc cản sóng bao trên bis(onshore wave damping barirs - OWDB) nhằm thay đổi tính chất tương tác gta sóng

15

với công trình theo hướng giảm tác động bat lợi lên công trình Hình 1 và hình 2 lần lượt minh họa các giải pháp giảm sóng xa bờ và trên bờ thuộc nhóm giải pháp thứ hai nhằm

16

Hình 2 Giải pháp cản sóng phù hợp với cảnh quan trên mái đê biển ở Norderney (biển Bắc, nước Đức) (theo Oumeraci, 2008)

Như vậy có thé thay rằng trong những năm gan đây phương pháp luận thiết kế và xây dựng đê biên trên thế giới đã có nhiều chuyền biến rõ rệt Dé biển đang được xây dựng theo xu thế chống đỡ với tải trọng một cách mềm dẻo và linh động hơn, do đó đem lại

sự an toàn, bền vững và thân thiện hơn với môi trường, và đặc biệt là có thể lợi dụng tổng hợp Hướng tiếp cận hiện đại là kết hợp các giải pháp giảm sóng gây bồi với giải pháp thân thiện với môi trường như trồng rừng ngập mặn (giảm sóng tăng bồi lắng).

1.2 Tổng quan chung về các giải pháp công nghệ bảo vệ bờ biến

Các giải pháp bảo vệ đê biển, bờ biển có thể được phân ra thành hai nhóm giải pháp

chính: Nhóm giải pháp quản lý (giải pháp phi công trình) và nhóm giải pháp kỹ thuật

(giải pháp công trình).

Giải pháp quản lý tiếp cận theo hướng tìm kiếm các giải pháp dé tránh thiệt hại trong tương lai trên cơ sở những kết quả dự báo xu thế diễn biến đường bờ, thông qua việc

quản lý quy hoạch phát triển kinh tế xã hội, quản lý sử dụng đất, giảm thiểu hoặc loại

trừ các thiệt hại trực tiếp về kinh tế xã hội cho các khu vực đang và có nguy cơ cao xảy

ra xói lở bờ biển Nó còn bao gồm việc tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ đê, rùng ngập mặn phòng hộ, ban hành và thực thi các văn bản pháp quy trong công tác quan lý, khai thác sử dụng tài nguyên vùng bờ biên.

Giải pháp kỹ thuật là những tác động của con người nhằm phòng chống và giảm thiêu những tác động bắt lợi của tự nhiên bằng các biện pháp công trình bảo vệ bờ đề giữ cho

bờ biển, đê biển 6n định Nhóm giải pháp kỹ thuật bảo vệ đê biển/bờ biển có thé được chia làm 03 loại chính: (i) Giải pháp mém, (ii) Giải pháp cứng (công trình), và (iii) Giải pháp kết hợp.

Nhìn chung cả hai nhóm giải pháp nêu trên đều đóng vai trò quan trọng trong việc bảo

vệ đê biển, bờ biển Lựa chọn giải pháp, phương án nào tùy thuộc vào các điều kiện tự

nhiên, xã hội, môi trường của từng khu vực cụ thể Ví dụ đối với những đoạn bờ chịu

tác động mạnh của các yếu tố tự nhiên gây xói lở nghiêm trọng thì buộc phải có biện

pháp công trình bảo vệ nhằm đảm bảo sự 6n định của bờ Các biện pháp công trình thường ít nhiều có những tác động tích cực lẫn tiêu cực đến môi trường sinh thái, kinh

17

tế xã hội của khu vực và thường rất tốn kém Vì vậy dé đảm bảo sự an toàn, ôn định cho

đê biển, bờ biển nhằm phục vụ mục tiêu phát triển kinh tế xã hội bền vững cần phải có

sự nghiên cứu phát triển hoàn thiện và kết hợp hài hòa giải pháp phi công trình và giải

pháp công trình

1.2.1 Nhóm giải pháp quan lý

1.2.1.1 Quản lý sử dụng đất và các hoạt động trong hành lang ven biển

Giải pháp quan lý sử dung đất là những biện pháp nhằm giảm thiéu các thiệt hại tiềm

năng bằng cách kiểm soát các quá trình đầu tư phát triển ở các khu vực có tiềm năng xói

lở Điểm cần nhắn mạnh ở đây là để giảm các tốn thất trong dai hạn bằng việc nhận biết

cơ chế động lực của biên, điều chỉnh các hoạt động của con người dé thích ứng với nó hơn là có gang dé đối chọi và điều chỉnh thiên nhiên nhằm duy trì một đường bờ 6n định băng các giải pháp công trình cứng Các công cụ quản lý sử dụng đất đai thông thường

bao gồm các quy định về diện tích không gian mở, việc ban hành và thực thi các tiêu chuẩn xây dựng, các quy định khác về sử dụng đất Các quy định về khoảng lùi xây

dựng so với đường bờ biển và các quy định về bảo vệ hệ thông côn cát/bãi biên là những biện pháp quản lý đất thông dụng nhất.

12.12 Giải pháp tuyên truyền cảnh báo

Xây dựng hệ thống tuyên truyền, cảnh báo được sử dung dé khuyến cáo các chủ thé sử dụng đất về các khu vực tiềm ấn kha năng bị ảnh hưởng của xói lở cũng như tác động của biển trong trường hợp thời tiết cực đoan như bão, áp thấp nhiệt đới, lũ, Các hoạt

động tuyên truyền và giáo dục cộng đồng dé nâng cao nhận thức cho người dân, các

doanh nghiệp, các nhà dau tư về công tác bảo vệ bờ biển, đê biên và phòng tránh giảm nhẹ thiệt hại do xói bồi gây ra.

1.2.2 Nhóm giải pháp kỹ thuật

1.2.2.1 Nhóm giải pháp kỹ thuật mém

a Giải pháp nuôi bãi

Nuôi bãi là giải pháp khá phô biên trong việc hạn chê xói lở, bảo vệ bờ biên ở các nước phát triển từ những năm đầu thập niên 1970 Hanson và nnk (2002) đã tổng hợp, phân

18

tích đánh giá công tác nuôi bãi ở một loạt các nước châu Âu như Đức, Pháp, Hà Lan, Anh, Ý, Tây Ban Nha, Đan Mạch trên các khía cạnh về hiện trạng chung, loại và mục

tiêu của dy án, Quy trình đánh giá và thiết kế, khung pháp lý, cũng như góc độ tài chính Các tác giả đã chỉ ra răng trong những thập kỷ gần đây, giải pháp mềm bảo vệ bờ biển đang dần thay thế các giải pháp công trình cứng Giải pháp nuôi bãi lặp lại theo chu kỳ

đang càng ngày càng trở nên pho biến như là giải pháp chấp nhận được về mặt môi trường dé bảo vệ và tôn tạo bờ biển và các cồn cát ven biển trong các trường hợp khan

cấp ngắn hạn (như đối phó với xói lở do bão gây ra) cũng như trong đài hạn (xói lở do công trình và do do nước biên dâng).

Mục dich của giải pháp nuôi bãi là tạo ra một bãi biển rộng hơn bằng cách bé sung thêm lượng cát ở vùng bờ biển bị xói do thiếu hụt cát, tái tạo lại phương thức tiêu tán năng

lượng sóng một cách tự nhiên Nuôi bãi không làm giảm xói lở triệt để, nó chỉ đơn giản

là cung cấp nguồn cát dé sóng biến lấy đi qua đó tiêu tán bớt năng lượng, thay vì phá hủy hạ tầng giá trị bên trong Vì vậy, nuôi bãi phải thực hiện lặp lại theo chu kỳ dé duy

Hình 1.1 Dự án nuôi bai Sand Motor ở Hà Lan thời điểm mới thi công xong năm 2011

(trái) và thời điểm 2016 (phải)

19

b Giải pháp chuyển cát (sand by passing)

Chuyén cát là giải pháp lấy và vận chuyền cát một cách cơ học từ khu vực bồi tụ phía thượng nguồn công trình làm gián đoạn vận chuyển bùn cát dọc bờ (như mỏ hàn, đê chan cát ôn định luồng) sang khu vực bờ biển phía hạ nguồn công trình bị xói lở theo hướng vận chuyền bùn cát tịnh đọc bờ Nói cách khác, cát ờ vùng bồi tụ phía thượng

nguồn công trình được dùng dé nuôi bãi vùng xói lở phía hạ nguồn công trình Việc chuyên cát có thé băng hệ thống chuyền cát cô định thiết kế sẵn, bằng phương tiện nổi

hoặc băng các phương tiện vận chuyên trên bộ.

Giải pháp chuyển cát bằng hệ thống cố định được sử dụng khá phổ biến ở Úc, có thể kế đến như hệ thống chuyền cát ở cửa sông Nerang (Queenland), cửa sông Tweed thuộc bang New South Wales Hình 5-3 trình bày minh họa hệ thống chuyền cát cô định tại

cửa sông Tweed, được xây dựng và đưa vào vận hành từ năm 2001 Vốn xây dựng ban

đầu của hệ thống này là khoảng 1.9 triệu đô la Úc, chi phí vận hành, duy tu bảo dưỡng

hàng năm là khoảng 9 triệu đô la Úc Hàng năm hệ thống chuyên khoảng 500,000 m3

cát từ phía Nam cửa sông lên các bãi biển phía Bắc, giúp chống bồi lắng luồng vào sông Tweed cũng như ồn định bờ biển khu vực phía Nam, vốn là bờ biên du lịch rất nổi tiếng

của bang Queenland.

20

Hình 1.3 Hệ thống chuyển cát cố định tại khu vực cửa sông Tweed, bang New South

Wales của Uc

se Uudiém

Việc chuyên cát không chỉ có tác dụng làm giảm xói lở phía ha nguồn mà còn làm giảm

khả năng cát bị bồi tụ tuyến luồng bởi vì theo thời gian cát bồi tụ phía thượng nguồn công trình sẽ làm dich chuyền đường bờ ra phía ngoài, đến thời điểm nào đó cát sẽ được chuyên tới cửa và gây bồi lấp tuyến luéng.

e Nhược điểm

+ Chi phí đầu tư ban đầu, và chi phí duy tu bảo dưỡng hang năm khá lớn;

+ Chuyển cát phải thực hiện lặp lại theo chu kỳ;

+ Quá trình thực hiện có thé làm ảnh hưởng đến môi trường sinh thái ven biển;

c Giải pháp trông rừng

Giải pháp trồng rừng ngập mặn ven biển mang lại hiệu quả to lớn trong việc bảo vệ dai

ven biển trước các tác động tiêu cực của thiên nhiên Rừng ngập mặn ven biển có tác dụng giảm sóng và dòng chảy ven bờ, góp phần bảo vệ bờ biển không bị xói lở, làm tăng khả năng bồi lắng Đây là giải pháp bảo vệ bờ có nhiều tác động tích cực nhất về

mặt môi trường, sinh thái Nó làm tăng cường tài nguyên, đa dang sinh học, giảm thiểu

ô nhiễm môi trường, điều hòa khí hậu, mở rộng diện tích đất bồi, cải thiện cuộc sống

của cộng đồng ven biên, đây mạnh hoạt động du lịch sinh thái,

21

Tuy nhiên dé phát huy được hiệu quả của trồng rừng ngập mặn ven biển thường phải mất thời gian từ 5 — 10 năm Bên cạnh đó ở những khu vực có điều kiện sóng gió, dòng chảy mạnh, những vùng không có phù sa, chất đất phù hợp cho các loại cây, sẽ rất khó thực hiện thành công việc trồng rừng Đối với những khu vực này phải sử dụng các giải pháp kết hợp giữa giải pháp cứng và giải pháp mềm mới có thể phát huy được tác

dụng.

1.2.2.2 Nhóm giải pháp kỹ thuật công trình cứng

a Công trình bảo vệ gián tiếp

e Mo hàn

Đây là loại công trình xuất hiện sớm nhất, dạng liền bờ được sử dụng dé làm 6n định bờ biển Đây cũng là dạng công trình mà hay bị lạm dụng cũng như gặp phải các vấn đề về thiết kế không hợp lý nhất trong số các loại công trình ven biển (US Army Engineering Corps, 2006).

Giải pháp công trình này thường bao gồm nhiều mỏ hàn xây vuông góc hoặc gần như vuông góc với bờ (xem Hình 1.4) Các chức năng chính của mỏ hàn là: (i) giảm lưu tốc

và vận chuyền bùn cát dọc bờ; (1) tạo vùng nước tĩnh hoặc xoáy nhẹ dé giữ bun cát lại

gây bồi cho vùng bờ, bãi bi xi; (iii) che chắn bờ khi sóng xiên truyền tới, làm giảm lực

xung kích của sóng tác dụng vào bờ; va (iv) hướng dòng chảy ven bờ đi lệch xa bờ.

Chính vì thế mà ưu điểm của mỏ hàn là có khả năng giữ bãi, chống được xói lở bờ Một trong những tác động tiêu cực của mỏ han là làm giảm lượng bùn cát phía sau công trình Nếu tác động của mỏ hàn quá lớn, xói mòn do thiếu hụt bùn cát phía sau công trình theo hướng dòng chảy dọc bờ sẽ xảy ra (Hình 1.5, trái) Ngay phía sau mỏ hàn thành phan bùn cát vận chuyền vào bờ là nhỏ nhất Nó gia tăng với sự gia tăng khỏang

cách giữa các mỏ hàn Nếu khoảng cách giữa hai mỏ hàn quá nhỏ, bùn cát cung cấp cho

bờ sẽ không đủ.

22

Hình 1.5 Ké mỏ hàn ở New Jersey, Mỹ bị xói ở hạ lưu (trai) và kè mỏ hàn ở bờ biển

Cần Giờ, Tp Hồ Chí Minh

Theo khả năng cho nước xuyên qua, mỏ hàn được chia làm hai loại Mỏ hàn đặc (không

cho nước xuyên qua) tạo ra một rào cản hoàn tòan vận chuyên dọc bờ Sau khi bồi lắng hoàn toàn tại phía trước công trình, vật liệu vận chuyên qua và xung quanh mỏ hàn Mỏ

hàn khe rỗng (cho nước xuyên qua) được xây dựng cho phép vận chuyên một lượng nước yêu cầu qua mỏ hàn Điều này dẫn đến sự cung cấp bùn cát nhằm giảm xói lở do bùn cát thiếu hụt phía hạ lưu.

Hình 1.6 Kè mỏ hàn ở cho nước xuyên qua bằng cọc gỗ (ở Hà Lan)

23

Hình 1-7 giới thiệu một số dạng mỏ hàn thông dụng khác Mỏ hàn xiên có thể làm giảm

dòng tách (rip current) đọc phía trước mỏ hàn khi xiên góc với hướng vận chuyên bùn cát ven bờ thực Dạng mỏ hàn hình chữ T tương tự như đê chắn sóng ở phần cánh của

chữ T Ngoài những tác dụng như mỏ hàn dạng vuông góc với bờ, phần cánh chữ T có

tác dụng “phá sóng” do cao trình đỉnh thường ở cao trình mực nước trung bình, làm

giảm chiều cao sóng khi chúng tiến tới bờ, nhờ đó khả năng gây bồi, giữ bãi của các mỏ hàn chữ T hiệu quả hơn nhiều so với mỏ hàn thông dụng khác Tất nhiên, nhược điểm

của nó là tốn kém hon va dé có khả năng bị xói ở “cửa ra” — phần nối tiếp giữa hai cánh chữ T do dòng chảy tập trung khi triều xuống và cả khi triều lên.

Hình 1.7 Một số dạng kè mỏ hàn thông dụng trên mặt bang (US Army Engineering

Corps, 2008)

PAPE PIVLT IPL PAY.

Mỏ hàn là hệ thống bảo vệ bờ biển thông dụng được biết đến nhiều nhất Trong rat nhiều trường hợp hiệu quả mong muốn thì đạt được, nhưng cũng đã có nhiều trường hợp hiệu quả rất hạn chế, theo đó mỏ hàn gây ra thiệt hại nghiêm trọng do xói lở phía sau công

trình Vì lý do đó mà việc xây dựng các mỏ hàn cần phải được quy hoạch cẩn thận.

Mỏ hàn có thể không hiệu quả trong một số điều kiện sau (Kraus và nnk, 1994):

- _ Khi biên độ triều lớn cho phép quá nhiều bùn cát chuyên vòng qua khi triều

kém và vượt qua khi triều cường.

- Khi vận chuyên bùn cát ngang bờ chiếm ưu thé

- Khi xây mỏ hàn đặc quá dai, làm cho dòng bùn cát bị chuyển hướng ra biển

- _ Khi dòng tách mạnh (rip current) tạo ra bởi hệ thống mỏ hàn gây nguy hiểm

cho người tắm biển.

e Dé phá sóng dang rời

Dé pha sóng thường thường bao gồm nhiều phan rời nhau, được xây dựng song song với bờ nhằm làm giảm năng lượng sóng tác động lên vùng bờ được bảo vệ Chúng tương

24

tụ nhự các ồn cát các đảo tự nhiền gin bờ, Vi giảm năng lượng sóng sé làm giảm tốc độ dòng chảy dọc bờ, gia tăng quá trình bồi tụ, tạo ra bờ lỗi dang “salient” hay

\onbolø” phía bờ (Hình 1.8) Một phin bin cát dọc bờ vẫn tigp tục được vận chuyển

về phía hạ lưu của để phá sóng

Co chế làm việc của loại hình công trình này như sau (US Army Engineering Corps,

2008)

= Đê phá sống tạo ra vùng khuắt ngay phía sau công trình và vùng lân cận (nhiễu xạ)

đối với ác sóng tối

= Song vượt qua kết edu phá sóng dưới dạng nhiễu xạ, nó thay đổi hướng truyền

song Sóng tiền vào vùng khuất sóngthìđộ cao sóng bị giảm đi Ở các vịt khoảng

hở nằm giữa các dé, chiều cao sóng lớn hơn

= Mựe nước dng do sóng ở vùng hở sẽ lớn hơn ở vùng khuất, tạo ra gradient thủy

Mực

Dong chảy sẽ hình thành theo hướng từ vùng hở sang vùng khuất, làm gia tăng

dong chấy dọc bờ về vùng khuất theo hướng đồng chảy ven ở Hai hệ thống dng

chảy nảy (dòng do nước dng bởi sóng và dong ven bở) kết hợp với nhau phía sau công trình, hình thành dạng dong xoáy phúc tạp.

= _ Sự gia tăng đông chay ven bờ phía trước và phía sau công trình gây ra x6i bo ở

những khu vực này Các vật liệu bị xói sẽ được chuyển đến vùng khuất si công

trình và bai lắng ở đây, Đường bở biển dồi ra phía bin, Phụ thuộc vào chiều đài

của các kết cầu phá sóng, khoảng cách tới bờ và sự giảm sóng, bờ bồi “salients”

hay “tombolos” được hình thành Mức độ giảm sóng thì phụ thuộc vào chiễu cao

và độ thoát nước của kết cầu phá sóng

= Sựtạothành các dang bir bai “salients” hay “tombolos” là rat in dinh, bởi vì đường

bờ mới gần như vuông góc với hướng sóng đến Sự thiểu hụt bùn cát bên được giảm mạnh.

25

e's £4

=cane

Hình 1.8 Sơ họa giải pháp công trình dé phá sóng dạng rời (US Army

Engineering Comps, 2008)

Hinh 1.9 Đập chin sóng bio vệ bờ va dạng bi kiểu salient 6 Presque Isle,

Pennsylvania, Mỹ (US Army Engineering Corps, 2008)

Kết cấu dé phá sóng rời nhau cho phép vận chuyển bùn cát dọc bờ ở một mức độ nhấtđịnh phụ thuộc vào kết cầu, vị tí của tường phi sng và các thông số của sông, nghĩa

là chỉ te động một phần lên quá tình tự nhiên của bở biển Điễu này giảm được sự x6i

lở ở hạ lưu so với giải pháp kè mỏ hàn Trong những giai đoạn có bão, xói lở một phần.

alients” hay “tombolos” có thể cung cắp bùn cát cho ving xói lở hạ lưu.

và (ii) đề ngằm giảm sóng

ở bờ bỗi

Dang kết cầu này được chia làm hai loại: (i) đê phá sóng ni

"Để phá sng nổi có cao trình đình để cao hơn mục nước tiểu lớn nhất BE ngằm giảmsóng thường cỏ cao trình đình để cao hơn mực nước triều trung bình nhưng thấp hon

6

mực nước triều lớn nhất ít nhất bị ngập nước một thỏi đoạn xe định trong một chu kỳ

wid n Hiệu quả giảm sóng bảo vệ bở tăng lên khi ao trình định để tăng lên Tuy nhiên,

để cảng cao thì đồi hỏi chi phí cảng lớn, nhất là ở những vùng bờ biển có dia chất yêu

Do vậy việc lựa chọn để nỗi hay ngẫm, hay cao trình dé nồi chung cần được cân nhắc

kỳ lưỡng.

Ki cl đê phi sóng rời nhau được đùng để bảo vệ các phần bờ biển riêng biệt Những

tác động tiêu cực do vận chuyển bùn cát dọc bis bị chặn có thể điều chỉnh bằng cách nuôi bị cất (nhân tạo) Loại kết cất 6 lưu lượngnày chỉ thích hợp với ving bở bi

vân chuyển bùn cát đọc bở thấp, đồng chảy ven bir do triều nhỏ Đối với để ngằm, cần

lưu ý là nó có thé gây nguy hiểm cho tấu (huyền trong thời gian nước

« _ Vật liệu sử dụng trong xây dựng các công trình cứng bảo vệ gián tiếp

Vat liệu dùng để xây dựng các công trình bảo vệ bờ gián tiếp cũng khá đa dạng, từ các,

loại công trình truyền thông như: mổ bản gỗ (sọc gỗ, min chắn gỗ): công trình bằng đó

hộc, đá tang; bê tông, bê tông cốt thép với các cục bê tông đúc sẵn như tetrapod,

bên

‹ạuadripod, dolos, bar công tinh mô hin sử dụng ống buy b tông

trong xếp đá hộc, túi đắt, hoặc túi cát công trình sử đụng bê tông nhựa đường; cho tối

các hệ thống công trình sử dụng các công nghệ mới trong những thập ky gần đây công.

trình sử đụng túi Geotube (Stabiplape), gabions, Hình 1-10 đến Hình 1-11 mink họa một

số công trình bảo vệ gián tiếp trên thể giới với các loại ình vật liệu khác nhau.

Một tong những giải pháp công nghệ bảo vệ bờ biển mang tính đột phá gin đây là “Reef

Ball", tạm dich là "khôi cầu ngân „ sử đụng để làm để ngẫm, vừa có tác đụng giảm

sóng, vừa có tác dụng tích cực về mặt môi trường (HìNR IETS) bán cầu rỗng phỏng theo

clu trúc của san hô tự nhiên, vừa it kiệm vật liệu, và sau khi được đục lỗ với các kích

thước khác nhau thì tạo ra môi trường sông phù hợp cho nhiều loai sinh vật biển Các.

khối cầu này có thể được chế tạo hàng loạt rong nhà máy, đồng thờ có thé dễ ding vận

chuyển lip đặt vào vị trí đễ dàng bằng việc sử dụng các phao nỗi (có thể bơm phòng

lên) đặt ở bên trong Tiêu chuẩn về tính toán thiết kế cho dạng kết cầu này đã được xây,

mg dua trên các kết quả nghiên cứ lý thuyết cũng như thực nghiệm (Pilarezyk, 2003)

“Trong nước, các dạng công trình kẻ trên đã được ứng dụng đẻ bảo vệ bờ biển ở nt

địa phương, loại hình công tình cũng khá đa dạng như sm hin bằng đã hộc xếp ở CinGiờ - Tp Hỗ í Minh, Nghĩa Hưng = Nam Định; mỏ hàn đá đổ ở Hải Hậu ~ Nam Định;

7

mỏ hin ống buy BTCT bên trong đổ đá hie ở Hà Tỉnh, Nghĩa Hưng - Nam Định; đề

ngăn cát

số LaGi, khu neo đậu thuyỂn trú bão Phú Hải (Phan Thiếg: mỏ hin bằng Geotube(Stabiplape) ở Lộc An - Vũng Tau, Mũi Né (xem Hình I-19 + Hình 1-24), Nguyễn KhắcNghia và nnk (2008) đã tổng kết kinh nghiệm, đánh giá ưu nhược điểm của một số loại

mỏ hàn đã xây dựng ở Nam Dinh,

âm sóng bằng các khối bê tông đúc sẵn (Tetrapod) ở cảng cá Phan Thiết, cảng

Tình 1.11 Khối Tetmapod phá sóng ở cảng St Francis, Nam Phi (tri) và ké mổ hin

bằng các khối bê tông khi tam giác ở Enoshima, Nhật Bản

Hình 1.12 Để giảm sóng bing đã đỗ ở vùng bờ biển cất Nam Khok (tri) và tường

giảm sóng bằng cọc tre ở bờ biển bùn Muang Samut Sakhon (phải), Thái Lan.

Hình 1.13 Khối cấu kiện Reef Ball (ti) và ứng dụng làm đề ngằm giảm sing (phải)

Hình 1.14 Cấu kiện khối pha sóng dang cọc (WAVE block) đúc sẵn

+ Dang kết cầu công trình

“Các dang công trình bảo vệ trực tiếp bờ biển, dé biển thường được áp dụng ở trong nước

và trên th giới gồm: dang mái nghiêng, thành đứng hay dạng hỗn hợp đứng nghiêng

29

Dang mái nghiêng: Kết cẫu dang mãi nghiềng cổ độ đốc mái thoải, có tinh ổn định cao,

hiện tượng phản xạ sống trước đê và kè nhỏ, bề rộng đáy lớn dẫn tới sự phân bổ ứng,

suất nền đều, đễ thích ứng với biển dạng thin công trình Dạng kết cẩu mái nghiêng thi

sông tương đối đơn giản, dễ duy tu sửa chữa Nhược điểm của dạng kết cầu mái nghiêng

là khối lượng vật liệu lớn, chiếm nhiều diện tích.

Dang kết cấu tưởng ding: Dang kết cấu này có wa điểm khỗi lượng nhỏ hơn so với dang,kết cấu mái nghiêng, tiết kiệm diện tích chiếm đắt sử dụng để xây dựng công trình, Kết

cấu tưởng đứng có những nhược diém lớn như ứng suit tip trung lớn,

phan xa sống trước bé mặt công trình sây xói cục bộ chân công trình Ngoài ra tinh biển

hình của bề mặt công trinh đứng tương đối kém, khi bị hư hỏng khó sia chữa và tốn kém

Dang kết cau hỗn hợp: Dạng kết cấu này là sự kết hợp giữa hai dạng trên, vì vậy nêu

chon được tổ hợp trên dưới phi hợp thì sẽ phát huy được tu điểm của mỗi loại

+ Hình thức gia cố mái

~_ Kè bảo vệ mái bằng đã dé, đã lát khan: Dạng này được sử dung 6 những khu vực có

nguồn đá dồi đào, mái đê thoải Yêu cầu vỀ mặt mỹ quan không cao Ua điểm của dạngnày là khả năng hắp thụ sóng mạnh, thi công đơn gián, tự biển dạng điều chỉnh khi nén

bị lún Nhược điểm của nó là kích thước đá không lớn, trong điều kiện sóng gió quá

mạnh có thể cuốn các viên đá đi

ltrs

Ranh xói phía trước kề

Hình 1.16 Kẻ đá xếp bờ biển ở huyện Cần Giờ - Tp Hỗ Chi Minh

= Kè lát mái bằng đá xây, dé chit mạch: Hình thức này khắc phục được nhược điểm của

kẻ đá đỗ là nhiều khe rỗng lớn Hạn chế của dạng này là không có khả năng tự diềuchỉnh, rong trường hợp nén lún không đều có thé gây sup đ

30

Hình 1.17 Kẻ da xây chia 6 bảo vệ mái dé biển Hải Thịnh II - Nam Định (tái) và Củ

hộc nhỏ để khai thác vận chuyển, dễ thích ứng với biến dạng của nén, Nhược điểm kè

bằng ro đá, (hâm đá (sản xuất ở nước ta là độ bén của rộ trong mdi trường nước mặn

không cao, nhanh bị ăn mòn và hư hông, khi lưới ro hay thảm bị phá hủy tì các hồn

4 không được liên kết, bi mắt ôn định và dẫn đến công ình bị phá hủy Trường hợp

“chất lượng lưới tốt (nhập ngoại) thi giá thành lại cao

4p dụng nhiều ở dé biển Hải Phòng, Nam Dinh Dạng này có wu điểm sử dụng đượctrong điều kiện sóng gió mạnh, mỹ quan hơn so với các dạng trên, tuy nhiên trong.trường hợp nền lún không đều tim bản đễ bi gay, sập

~_ Kè lat mái bằng cầu kiện bẻ tông đúc sẵn lắp ghép:

31

“C6 khá nhiề hình thức cấu kiện bê tông đúc sẵn được áp dụng để bảo vệ mái đê Dựa

vào hình thức ghép liên kết có thé chia thành 2 loại là cấu kiện ghép độc lập và cầu kiện

liên kết ming

Hình 1.19: Một số loại edu kiện bê tông đúc sẵn lát độc lập

“Cầu kiện bê tông ghép độc lập trong nước thường sử dụng có dạng bẵn (Hinh 1-20) Ở

một tước tiên tiến trên thể giới côn cổ các dạng cột như cấu kiện Basion® và

Hydroblock® của Hà Lan (fÑñB7EÖT) Ưu điểm chung của các cầu kiện ghép độc lập

lã cổ khả ning tự Bu chỉnh trong trường hợp nén bị lún không đều, sửa chữa thay thể

don giản Tuy al n đối với các edu kiện dang bản có hạn ché la dưới tắc động của dòngchảy, sóng mạnh néu trọng lượng các tắm không đủ lớn có thể bị nhắc ra khỏi mái kẻdẫn đến gây hư hỏng công trình Cúc cầu kiện dang cột khắc phục được nhược điểm củacấu kiện dạng tắm, do cau kiện dạng cột được thiết ké thiên vẻ bề dày, giảm tiết diện bề

mặt (giảm áp lực đẩy)

Dang cấu kiện liên kết tạo mảng được ứng dụng khá phổ biển ở nước ta, đặc biệt là trong.

khoảng tử năm 1995 trở lại đây với sự xuất hiện cúc cầu kiện bê tông đúc sẵn iên kết

hai, ba chiều lắp ghép tạo thành mang Điển hình cho dang cấu kiện liên ké tạo máng

là các cầu kiện bé tổng đúc sin tự chen ba chiều được sing chế bởi các tác giá: Phan

Đức Tác (Hình 1-22), Nguyễn Anh Tiền Ưu diém của cấu kiện này là có khả ning

liên kết tốt, chịu lực cao, tạo cảnh quan đẹp Hạn chế của nó là chỉ thi công được bằng.thủ công, khi cin thay thé một edu kiện bị hỏng phải gỡ cúc cầu kiện xung quanh, khả

năng biển dạng kém hơn so với cấu kiện ghép độc lập Một đặc điểm cần lưu ý nữa là

32

các mé gi giảm sóng thường bị bảo môn do tác động của sống và hà xâm thực, do đó

cẩn phải có nghiên cứu thêm các phụ gia cũng như tăng cường độ, mác bê tông để chẳng lại các tác động trên.

3

13 Kế huận chương

Trong chương này, tổng quan các nghién cứu xối lở và bồi tụ vùng bở biển trong và

ngoài nước đã được giớthiệ bao gằm các công tình nghiễn cứu v cửa sông ven biển

trên co sở đánh giá các điều kiện về địa chit, kiến tạo, thạch học, các công tinh nghiên

cứu cơ bản dựa trên kết quả mô hình toán mô phòng và các giải pháp về công nghệ về bao vệ để biển, bở bi

Cae giải pháp bảo vệ dé biển, bờ biễn được phân ra thành hai nhóm chính: Giải pháp

‘quan lý (giải pháp phi công trình) va giải pháp kỹ thuật (giải pháp công trình).

Giai pháp quản ý ip cận theo hướng tim kiểm các giới pháp để tránh thiệt hại trong

tương Iai trên cơ sử những kết quả dự bảo su thế diễn biển đường bờ, thông qua việc

‘quan lý quy hoạch phát triển kinh tế xã hội, quản lý sử dụng đắt, giảm thiểu hoặc loại trừ các thiệt hại trực tiếp vé kinh tế xã hội cho các khu vực dang và có nguy cơ cao xây

ra x6i lỡ bờ biển Nó còn bao gm việc tuyên truyền nâng cao nhân thie cộng đồng về

bio vệ đê, rừng ngập mặn phòng hộ, ban hảnh và thực thi các văn bản pháp quy trong,

công tác quản lý, khai thác sử dụng tải nguyên ving bở biển.

“Giải pháp kỹ thuật là những tác động của con người nhằm phòng chống và giảm thiêu

những tác động bắt lợi của tự nhiên bằng các biện pháp công tình báo vệ bờ để git cho

bờ biển, để biển én định Nhóm giải pháp kỹ thuật bảo vệ dé biển bờ biển được chia làm

03 loại chính: (i) Giải pháp mềm, (ii) Giải pháp cứng (công trình), và (ii) Giái pháp kếthợp

34

CHƯƠNG 2 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, XÁC ĐỊNH NGUYÊN NHÂNXÓI LỞ BO BIEN TÂY TINH CA MAU

2.1 Phân ích hiện trang x6i lở khu vực ng

2L Giới thiệu các phương pháp nghiên cim

Điễn biển bờ biển bao gdm các qui trình bồi, xôi làm thay đổi đường bờ và nâng cao,

‘ha thấp cao trình bãi Day là kết quả của các quá trình tương tác rất phức tạp giữa cácyếu tổ thủy, thạch, động lực do các tác động nội sinh, ngoại sinh và nhân sinh

Những vấn đề được dé cập đến thuộc loại 3 chiều, nhiều pha, không ồn định, số liệu đầu.

vào rit khổ diy đủ và chính xác, Hiện chưa thể có một phương pháp nào cho các kết

qua chính xác Thông thường, để có được những thông tin đủ ti cậy về diễn biển bờ

biển phải nghiên cứu bằng nhiều phương pháp:

~ Chinh lý, phân tích số liệu theo phương pháp điều tra khảo sát thực trang;

= Giải đoán ảnh viễn thám (AVT);

= Nghiên cứu trên mô hình toán, mô hình vật lý.

Đối với phương pháp nghiên cứu trên mô hình toán, mô hình lý th đồi hỏi thời gian

nghiên cứu dải, phải thực hiện trên mô hình rất tổn kẻm vé thời gia và ti chính: cồn

với mô hình thực do cần nguồn ti liệu được do đạt thực tế qua các thời gian.

&n như một sản phẩm

“Trong những năm gần đây, ảnh vệ tinh đang ngày càng được

của khoa học công nghệ tiến bộ của thé giới Mặc dù ảnh viễn thám chưa đem lại một

kết quả nghiên cứu có tính chính xác cao nhưng về mặt xu thé, chúng ta cũng có théđăng các loại ảnh này để nghiên cứu diễn big hình thi của con sông bãi bia trên mặt

bằng

Việc ứng dụng ảnh vệ tinh trong công việc nghiên cứu diễn biển đường bờ biển Gành

Hào trên mặt bằng là có tính khả thi, đặc lệt với thời gian trong tương lai nhiều vệ tỉnh

được phóng lên làm cho giá thành của ảnh chấp nhận được, đồng thời độ phân giái của

‘nh cũng tốt hơn Điều đó cho phép chúng ta nghiên cứu về diễn biển hình thái đường

"bờ biển được chỉ tiết và chính xác hơn

35

2.12 Đánh giá hiện trang xói 16, bi tụ bờ biển khu vực nghiền cứu theo phương

hip điều tra khảo sát thực dia

"Những năm gần đây nh hinh thai tết diễn biến hết sức phúc tạp vàtheo chiềuhướng ngày càng bit lợi hơn Vùng biển phía Tây của tinh triểu cường thường xuyên.dng cao, kết hợp mưa, đông và sóng với cường độ mạnh đã phá hủy làm mắt đi điện

tích rat lớn rừng phòng hộ Một số nơi, rừng phòng hộ không còn, sóng biển tác động.

trực tiếp vào thân đề, làm sat lở rt nghiêm trong hệ thing để biển Tây, gây rt nhiều

khó khăn, tốn kém trong việc xử lý khắc phục cũng như ảnh hưởng rat lớn đến sản

xuất sinh hot của nhân dân Trước stn phá của sóng biễn, hàng loạt nha cửa, đất

ai sản xuất, rừng phòng hộ va thậm chi một số công trình để kẻ cũng bị sống biển

coun tồi.

“Theo thống kể của tỉnh Cả Mau, ting chi dai ạt lở ven biển ở tinh đã trên

40km, trong đỏ có 4 khu vực sgt lở nguy hiểm dài trên 17km thuộc các khu vực đê.

biển Tây: cửa biển Gảnh Hào, huyện Bim Do: khu dự rỡ sinh quyển mũi Cả Mau và

bai biển Khai Long Mức độ sat lở trong 5 năm qua, có nơi biển đã ăn sâu đất liền hon100m, Điễn hình, huyện U Minh có đường bờ biển dai khoảng 35im, nhưng phần lớn

diện tích rùng ven biển ở đây đã bị sóng bién Tây vốn bình lặng xóa số Có noi biển

ig ven rừng phòng

n sâu vio đất liền gin Ikm, Phin lớn nhà din ở xã Khánh Tí

hộ trước kia nay phải di đời vào sâu trong đất idm để trình thiên tai và sóng biển nuốtmắt nhà

36

Hình 1-1: Tink trạng xi lở ở biển DBSCL

[Naim 2014, thời tết đã có dầu hiệu cực đoan, vio các thing đầu năm đã lién tụcxuất hiện những đợt thủy triều dâng cao, kèm theo sống to tiếp tục gây sat lở cho khu

ve này Trước tỉnh hình trên, Chỉ cục Thủy lợi đã chỉ đạo cho Hat Quản lý Di

phải luôn túc trực, bám sát địa bản, theo dõi mọi diễn bién bắt lợi của thời ti

tra, giám sát chặt chẽ các tuyến kè bảo vệ tuyến dé biển Tây đã và đang được triểnkhai thực hiện để có giải pháp ứng phó kịp thời Hiện nay, qua kiếm tra, khảo sắt trên

toàn tuyển đã phát hiện một số vị trí có nguy cơ sat lỡ rất cao (đai rừng còn rit mong,

có nơi chỉ còn khoảng 15+ 20m), nếu không được xứ lý sớm sẽ rit nguy hiểm Đặcbiệt là sat lở tại đoạn từ Kênh Mới đến Kênh Hòn, xã Khánh Bình Tây, huyện Trin

Vin Thời, với tổng chiều đài sat lớ 140m Trong đó:

- Điểm cách cống Kênh Mới về hướng Bắc khoảng 300m: Do sóng biển tic

động trực tiếp vào dai rừng làm đai rừng phỏng hộ đoạn nay đang bị thu hẹp dần Cụ.thể: Chiều dai sat lở 50m, chiều rộng đai rừng bị mắt 60m, cách chân đề l5m (Hình 2-

2)

kiếm

3

Hình 1 - 2: Tinh hình sat lở điểm cách công Kênh Mới vẻ dp Kênh Hòn khoảng 300m

~ Điểm cách cống Kênh Mới về hướng Bắc khoảng 500m: Chiều dài st lở

660m, chiều rộng dai rừng bị mắt 50m, din ự đảo kênh tới chân để để neo đậu tầuthuyền (Hình 2-4)

30m, chiều rộng đai rừng bj mắt 20m, cách chân để 15m (Hìni:

yi ps

Hình 1-4: Tinh hin sa i từ Kénh Tôm vẻ hướng Kinh Mi khoảng 100m

"Ngoài ra côn có một số điểm sat lở nhanh, chiễu đài sạ lờ 20°30m, chỉ

dai rừng bị mắt !5:20m, cách chân để từ 20+30m.

38