Phân tích nguyên nhân gây sạt lở bờ sông trên địa bàn tỉnh Bạc Liêu và Cà Mau

Bài viết này tập trung vào việc nhận diện các nhân tố có khả năng gây ra và tác động tới sạt lở, trên cơ sở đó phân tích, xác định các nhân tố chính là nguyên nhân gây ra sạt lở cho 4 loại hình sạt lở, với số điểm sạt lở nhỏ dần: chất tải mép bờ (xây nhà lấn chiếm bờ); ngã ba sông (có chế độ dòng chảy phức tạp, hoạt động con người sôi động); Đoạn sông cong; Đoạn sông gần biển (có dòng chảy thủy triều lớn, giao thông vận tải, tàu cao tốc đi lại nhiều).

KHOA HỌC CƠNG NGHỆ PHÂN TÍCH NGUN NHÂN GÂY SẠT LỞ BỜ SÔNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈ NH BẠC LIÊU VÀ CÀ MAU Trần Bá Hoằng, Lê Thị Phương Thanh Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam Tóm tắt: Hai tỉnh Bạc Liêu, Cà Mau có hệ thống sơng ngòi, kênh, rạch nội đồng chằng chịt, đan xen Tổng chiều dài sơng ngòi hai tỉnh khoảng 7700km, thuận tiện cho việc cấp nước, lũ, giao thơng đường thủy, đa dạng sinh học, du lịch Trong có nhiều sơng lớn, mực nước sâu, dẫn phù sa bồi đắp vào sâu đất liền kênh Quản Lộ - Phụng Hiệp, Giá Rai, Gành Hào, Sông Đốc, Đầm Dơi… Tuy nhiên, năm gần đây, tình hình sạt lở hệ thống sơng, kênh, rạch hai tỉnh xảy liên tục, khốc liệt, diễn biến bất thường ngày trầm trọng Bài báo tập trung vào việc nhận diện nhân tố có khả gây tác động tới sạt lở, sở phân tích, xác định nhân tố nguyên nhân gây sạt lở cho loại hình sạt lở, với số điểm sạt lở nhỏ dần: chất tải mép bờ (xây nhà lấn chiếm bờ); ngã ba sơng (có chế độ dòng chảy phức tạp, hoạt động người sôi động); Đoạn sơng cong; Đoạn sơng gần biển (có dòng chảy thủy triều lớn, giao thông vận tải, tàu cao tốc lại nhiều) Từ khóa:sạt lở, nhận diện nhân tố, sông, kênh rạch nội đồng, Bạc Liêu, Cà Mau ĐẶT VẤN ĐỀ* Bạc Liêu Cà M au hai tỉnh thuộc bán đảo Cà M au với địa hình tương đối phẳng Sơng, kênh, rạch địa bàn tỉnh Bạc Liêu Cà M au sông, rạch nội đồng Hệ thống lưới sông kênh rạch hai tỉnh chằng chịt Qua báo cáo định kỳ hàng năm, qua đợt khảo sát thực tế cán khoa học thuộc Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam cho thấy, địa bàn hai tỉnh có tới 78 vị trí sạt lở bờ sơng, kênh, rạch, Cà M au có 48 vị trí, Bạc Liêu có 30 vị trí Theo đánh giá nhà chuyên môn, nhà quản lý đặc biệt cán phụ trách vấn đề địa phương, cho diễn biến sạt lở bờ sông, kênh, rạch địa bàn hai tỉnh Bạc Liêu Cà M au, diễn ngày phức tạp có xu ngày gia tăng Thời gian thường xảy đợt sạt lở vào đầu mùa mưa khoảng tháng Ngày nhận bài: 18/01/201818/12/2017 Ngày thông qua phản biện: 28/02/2018 26/01/2018 Ngày duyệt đăng: 20/4/2018 4, tháng 5, thời điểm xảy sạt lở thường sau trận mưa lớn, nước triều xuống thấp Để có sở cho việc đề xuất giải pháp phòng tránh giảm nhẹ thiệt hại sạt lở bờ sông, ổn định đời sống nhân dân sống ven sơng, điều cần thiết phải nhận diện nhân tố có khả gây sạt lở, kích thích sạt lở, sở phân tích xác định nhân tố chính, nguyên nhân gây sạt lở cho số loại hình sạt lở điển hình vơ cần thiết Có nhiều cách phân loại sạt lở, theo mức độ, theo quy mơ, theo loại hình sạt lở …để tiện cho việc nhận diện sạt lở, phân tích nguyên nhân, báo cáo đề cập tới phân loại vị trí sạt lở theo loại hình sạt lở đây: - Sạt lở đoạn bờ sông bị gia tải mức (xây cất nhà cửa mép bờ, đổ vật liệu đất bùn sau nạo vét lòng sơng …) Loại hình có tới 57 vị trí xảy sạt lở địa bàn hai tỉnh, gồm: thị trấn Năm Căn; chợ Tân Tiến; thị trấn Đầm Dơi; dọc tuyến Bạc Liêu – Cà M au (đoạn ấp 2, thị xã Giá Rai, huyện Giá Rai); dọc tuyến TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 43 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ kênh Cà M au – Cái Nước; Tuyến Cà M au – Năm Căn – Đất M ũi (đoạn sông Gành Hào – sông Bảy Háp – sông Cái Nai) … - Sạt lở bờ nơi gặp sơng Loại hình có vị trí sạt lở, gồm: vàm Lương Thế Trân, ngã ba Gành Hào – kênh Xáng Độ Cường; ngã ba Gành Hào – rạch Mương Điều; ngã ba sông Đầm Dơi – sông Hố Gùi (chợ Vàm Đầm); ngã ba Tam Giang (sông Cửa Lớn – kênh 17)… - Sạt lở bờ đoạn sơng gần biển, khu vực cửa sơng, có vị trí sạt lở: Cửa Gành Hào, Cửa Bồ Đề, cửa Hố Gùi, cửa Sông Đốc, cửa Khánh Hội… - Sạt lở đoạn sông cong, với vị trí: sơng Gành Hào, xã Hòa Tân (tp Cà M au), xã Tân Thuận (Đầm Dơi); sông Cửa Lớn có vị trí xã Tam Giang, Hàng Vịnh (Năm Căn) NHẬN DIỆN CÁC NHÂN TỐ CÓ KHẢ NĂNG GÂY RA VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN S ẠT LỞ Sạt lở bờ trình xảy liên tục theo không gian thời gian Đầu tiên tác nhân gây tổn thương vị trí mái bờ làm mái bờ tính hồn chỉnh, suy giảm khả chống đỡ trước tác động dòng chảy có vận tốc lớn vận tốc cho phép xói vật liệu cấu tạo lòng dẫn, sau đoạn bờ bị tổn thương, bị xói lở dần, tới thời điểm khối đất mái bờ ổn định, gây sạt lở Hiện tượng tiếp diễn dòng chảy tự khơng đủ mạnh, hay thực giải pháp gia cố bờ, điều chỉnh hướng dòng chảy… để tương quan sức mạnh dòng chảy khơng đủ khả bóc tách lớp vật liệu cấu tạo bờ M ột nhữ ng cách tiếp cận tổng hợp yếu tố đề tài KC08.15 [3] trình bày sơ đồ H ình thể đầy đủ chi tiết nguyên nhân, nhân tố ảnh hưởng tới s ạt lở bờ sông, rạch N ghiên cứu xét mối quan hệ nhân tượng trượt hay s ạt lở mảnh khối đất mái bờ kết q trình xói, bào mòn mái bờ theo khơng gian thời gian, tới thời điểm làm cân khối đất mái bờ sông, gây s ạt khối đất bờ Khi khối đất cân chuyển sang trạng thái cân (sạt lở), tức mô men khối chống trượt gây lớn mô men khối gây trượt, chuyển dần hốn đổi vị trí cho Nhưng với cách tiếp cận khơng hồn tồn thấy rõ yếu tố nào, nhân tố nguyên nhân gây loại hình sạt lở Vì mạnh dạn điều chỉnh sửa đổi sơ đồ với tên gọi Nhận diện nhân tố có khả gây ảnh hưởng tới sạt lở điều chỉnh số nhân tố cho phù hợp với đặc thù sông, kênh, rạch thuộc phạm vi nghiên cứu (Sơ đồ thể hình 1) Trên sở sơ đồ tổng quát tiến hành phân tích xác định rõ yếu tố nguyên nhân gây sạt lở cho loại hình sạt lở địa bàn hai tỉnh Do diễn biến q trình sạt lở bờ có tính chất thay đổi khơng gian thời gian, để xác định nguyên nhân nhân tố ảnh hưởng đến sạt lở bờ sơng, rạch cần tiến hành xem xét phân tích cụ thể yếu tố: Yếu tố làm tăng lực gây trượt mái bờ bao gồm: - Gia tải lên mép bờ sông san lấp mặt bằng, xây dựng nhà cơng trình lấn chiếm bờ sơng, neo tàu thuyền vào bờ, sóng (do tàu thuyền, gió) vỗ vào bờ … - Đất bờ sơng bị bão hòa nước mưa làm tăng trọng lượng khối đất bờ, phát sinh áp lực thấm - Khi lũ xuống triều rút, mực nước sơng xuống thấp trọng lượng khối đất áp lực nước thấm từ bờ sông tăng lên Yếu tố làm giảm tải trọng khối chống trượt là: TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 43 - 2018 KHOA HỌC khối chống trượt - Đất bờ sông bị thay đổi trạng thái liên tục, khô-ướt gây nứt nẻ làm giảm lự c liên kết chúng… + M Mc h o gán t ưr ït = Mg a ây rt ö ïtô Gi C o s i tg  Ci l i M K min = M - Dòng chảy sơng rạch có vận tốc lớn vận tốc cho phép khơng xói đất cấu tạo bờ sơng, lòng sơng lòng sơng, mái bờ sơng bị dòng nước bào xói, làm giảm trọng lượng CƠNG NGHỆ Các nhân tố có khả gây ảnh hưởng đến sạt lở Gi Sin  i Kmin - h e ä o s áo ån ñ n òh  - Go ùc n äio ma s a ùt C- l ïư c d íh n c u ûa ñ a át l - c ih e àu ad øi đ ao ïn c n ugt rơ ï to r ngg iô ùi h a ïn co ät đ a át th ùi  i - Go ù ch ïp b ûơ ip h áp t u e y án c ûau t a âmñ ao ïn c u g n t rư ït th ùi v ùi p hơg n t h ún a g đ ùư g n Gi - t o r ïn g lư ï g nc ät a át th ùư i Gi = V  - Du g n tro ïn g c ûau đ a át V - Th åe tíc h c ûu a k h a át Tâm t r ợ tO ( X, Y) Mư ïc n ùc Tăng lực gây trượt Khối đất gây tr ượt Giảm lực chống trượt Khối đất ch ố n g tr ượt Gia tải mép bờ sơng - Xây dựng cơng trình - Chất hàng hố - Nước thải Neo đậu thuyền bè Sóng vỗ Gió bão Trọng lượng thân khối đất gây trượt tăng Phương tiện vận tải thủy Áp lực thấm Triều xuống Mưa Trọng lượng khố i chống trượt giảm - Tốc độ xói - Độ sâu xói -Vị trí xói lòng dẫn so với bờ -V > Vkd (tại vị trí nghiên cứu) Lực liên kết lớp đất giảm Tác động người Đất trương nở, nứt nẻ mái bờ Dòng chảy, sóng tạo vận tốc lớn thời gian trì dài, hướng tác dụng bất lợi Tác động trực tiếp người tới lòng dẫn, dòng chảy: xây dựng cơng trình thủy lợi, ni trồng thuỷ sản Dòng triều Dòng chảy kiệt Tại đoạn sơng co hẹp, bờ lõm sơng cong, ngã ba Hình Sơ đồ tổng quát nhân tố có khả gây ảnh hưởng tới sạt lở bờ sông hai tỉnh Bạc Liêu Cà Mau PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH NGUYÊN NHÂN GÂY RA S ẠT LỞ CHO MỘT SỐ LOẠI HÌNH S ẠT LỞ ĐIỂN HÌNH TRÊN PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Như nêu có loại hình sạt lở điển hình, mục này, nhóm nghiên cứu phân tích xác định nhân tố nguyên nhân gây sạt lở 3.1 S ạt lở bờ bị gia tải mức Bờ sông trạng thái ổn định, có hệ số ổn định trượt [K]>1, xây cất nhà, đổ vật liệu, đổ đất, bùn nạo vét lòng sơng … lên mái bờ, tăng lực gây trượt Việc làm không làm ổn định mái bờ chúng có gia tải nhỏ, dẫn đến sạt lở gia tải lớn T ập quán ngư ời dân t ập trung s inh s ống mép nư ớc, ven s ông cộng với mở rộng mạng lư ới hạ t ầng xây dự ng, t iện cho giao t hông, sống s inh hoạt … ng khơng có chuy ên mơn s âu s ẽ gây s ạt lở bờ TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 43 - 2018 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Hình Khu vực nhà dân hai bên cống Giá Rai-Bạc Liêu có nguy sạt lở cao Các hình mơ q trình diễn biến sạt lở bờ sơng vị trí nhà xây cất mép bờ sơng Hình Khối đất bờ bị trượt nhà bị sụp xuống sông 3.2 Sạt lở bờ nơi giao sơng Hình Nhà cửa xây cất lấn lòng sơng, đầu gác lên mép bờ Nơi gặp sơng có chế độ phức tạp, với mạch động lưu tốc lớn, đặc biệt tải ngã ba, ngã tư sông hai tỉnh Bạc Liêu Cà M au chịu tác động hai chế độ thủy triều biển Đông Biển Tây, điều dẫn tới chế độ dòng chảy sông phức tạp, nơi tập giao sơng thường có xốy nước, lòng sơng hình thành hố xói sâu, hố xói ổn định tiến sát bờ gây sạt lở Hình Chất tải hàng hóa nhà khiến ngơi nhà bị lún nghiêng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 43 - 2018 Hình Địa hình đáy ngã ba sơng có hố xói sâu KHOA HỌC 3.3 S ạt lở đoạn sông gần biển, khu vực cửa sông Sông Gành Hào xem vị trí sạt lở điển hình vùng sơng nối từ ngã ba sông Tắc Thủ kênh Quản Lộ - Phụng Hiệp đổ biển Đông qua cửa Gành Hào Qua khảo sát lưu lượng lưu tốc ngày từ 26/6 đến 29/6/2017 Vận tốc không xói cho phép trung bình thấp tính tốn theo ASCE TASK COMM ITTEE (1967) M EHROTA (1983) [V]ox = 0,78 m/s So sánh vận tốc khơng xói cho phép [V]ox vận tốc dòng chảy thực đo lớn Vmax vận tốc trung bình Vtb cho thấy (xem Hình 8) thời gian 26-29/06/2017, Vtb > [V]ox chiếm 47,22%, tổng thời gian thời gian trì Vmax> [V]ox khoảng 77,78 % thời gian, giá trị độ lớn dòng chảy (VmaxVₒ)/Vₒ trung bình tính theo phần trăm 50,18% CƠNG NGHỆ sóng biển, sóng tàu thuyền cao tốc lại nhiều sạt lở bờ khu vực hồn tồn khơng thể tránh khỏi lớp cỏ, đất cố kết mái bờ bị tổn thương Hình So sánh vận tốc khơng xói cho phép [V]ox, vận tốc lớn Vmax vận tốc trung bình Vtb, thời giai từ 26-29/06/2017 trạm Gành Hào Dựa kết tính tốn sóng ven bờ biển cửa sông vùng Đồng sông Cửu Long Viện KHTL miền Nam thực cho thấy, vùng cửa sơng phía Biển Đơngtỉnh Bạc Liêu, Cà M au chịu tác động lớn từ sóng biển Xem Hình cho thấy: Đối với khu vực biển Đơng, độ cao sóng cực đại ven bờ từ cửa Gành Hào đến cửa Bồ Đề lớn, có chiều cao sóng khoảng 0.4 -0.8m; Ở khu vực biển Tây độ cao sóng cực đại ven bờ khoảng từ 0.2-0.4 m, sóng lớn thường bị tan vỡ cách bờ biển khoảng 4-20km Hình Vị trí đo lưu tốc lưu lượng trạm Gành Hào sông Gành Hào Ta thấy vận tốc dòng chảy lớn vận tốc khơng xói cho phép lòng dẫn, mà lòng dẫn thường bị xói, bờ bị sạt khu vực Bên cạnh sơng Gành Hào chịu tác động Ngồi ra, để thỏa mãn nhu cầu lại, bn bán, vận chuyển hàng hóa ngày tăng, phương tiện giao thông vận tải thủy ngày phát triển, mật độ tàu thuyền qua lại sông kênh rạch với tốc độ cao ngày nhiều Sự gia tăng số lượng lẫn tốc độ loại tàu thuyền chạy kênh rạch tạo nên đợt sóng mạnh vỗ vào bờ, khiến cho sạt lở bờ nhiều kênh rạch xảy với mức độ ngày đáng lo ngại TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 43 - 2018 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Hình 9.Chiều cao sóng khu vực cửa sơng ven biển Nam Bộ, gió mùa Đơng Bắc (bên trái), giómùa Tây Nam (bên phải) Hình 10 Sóng tàu cao tốc gây sông Bảy Háp 3.4 S ạt lở xảy đoạn sơng cong Dòng chảy đoạn sơng cong chảy vòng ép sát phía bờ lõm, tác động lực ly tâm Vận tốc dòng chảy lớn, động lực dòng chảy ép vào bờ lớn Trường hợp ảnh hưởng thủy triều (dòng chảy hai chiều) làm cho đoạn sông cong diễn biến cân đối xong mứ c độ xói lở bờ cong với tốc độ nhanh Như nguyên nhân s ạt lở mái bờ đoạn sơng cong vận tốc dòng chảy lớn vận tốc cho phép vật liệu cấu t ạo lòng sơng ép sát bờ thời gian dài Trên địa bàn hai tỉnh Bạc Liêu Cà M au có vị trí sạt lở bờ cong theo loại hình Hình 11 Sơ họa mặt cắt lòng dẫn đoạn sơng cong (mái bờ cong dốc hơn, mái bờ đối diện thoải hơn, sạt lở xảy bờ cong) KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Báo cáo nhận diện nhân tố cốt lõi có khả gây thúc đẩy trình sạt lở hai địa bàn khu vực tỉnh Bạc Liêu TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 43 - 2018 KHOA HỌC Cà M au nhiều lăng kính Bởi lẽ, sạt lở bờ sông, kênh, rạch hệ nhiều tác động khác Bên cạnh phân tích nhân tố cụ thể gây sạt lở sạt lở chủ yếu tập trung khu vực đông dân cư với chất gia tải lớn đè nặng lên đất yếu; đoạn ngã ba sơng có chế độ thủy động lực phức tạp; đoạn sông gần biển, khu vực cửa sơng có tác động sóng gió đà lớn cuối đoạn sơng cong có mật độ cao tàu thuyền lại cho số vị trí sạt lở trọng điểm hai tỉnh Bạc Liêu Cà M au Trên sở đề xuất giải pháp công nghệ chống sạt lở bờ sông địa bàn vùng nghiên cứu CÔNG NGHỆ nhằm đảm bảo ổn định bền vững, thân thiện với môi trường, phù hợp với điều kiện kinh tế, xã hội vùng Nhóm nghiên cứu xin kiến nghị nhà chức trách địa phương lưu ý việc quản lý bờ sông, khoảng đất ven sơng Tích cực giáo dục bà hiểu biết việc làm chất tải, xây dựng nhà lấn chiếm bờ sơng nguy hiểm cho tính mạng cải vật chất Cần tiếp tục theo dõi, đo đạc, cập nhật số liệu để phát đầy đủ xu diễn biến để có sở cho việc khác phục phòng tránh sạt lở ngày hiệu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bảo vệ tổng hợp vùng bờ phục hồi rừng ngập mặn Đồng Bằng Sông Cửu Long- GIZ [2] Edward J Anthony nnk (2015), Linking rapid erosion of the Mekong River delta to human activities, Scientific Reports 5, Article number: 14745 (2015), DOI:10.1038/srep14745 [3] Lê M ạnh Hùng, nnk, 2001-2004 “Nghiên cứu dự báo xói lở bồi lắng lòng dẫn đề xuất biện pháp phòng chống cho hệ thống sông ĐBSCL” Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Nhà nước KC-08.15 [4] Nguyễn Duy Khang, nnk, 2017 “Nghiên cứu giải pháp tổng thể chống xói lở bờ biển đoạn từ Vũng Tàu đến Bình Châu” [5] Tiêu chuẩn quốc gia “Yêu cầu thiết kế đê biển TCVN 9901: 2014” [6] Trần Thanh Tùng, nnk, 2012.” Nghiên cứu áp dụng giải pháp Nuôi Bãi Nhân Tạo cho đoạn bờ biển bị xói lở khu vực miền Trung Việt Nam” Báo cáo tổng kết đề tài KHCN tiềm cấp Nhà nước KC-08/11-15 Đại học Thủy lợi, Hà Nội [7] Verhagen, H.J., 1992 M ethod for artificial beach nourishment, p 2474-2485 23rd ICCE, Venice, Italy TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 43 - 2018 ... Tại đoạn sông co hẹp, bờ lõm sông cong, ngã ba Hình Sơ đồ tổng quát nhân tố có khả gây ảnh hưởng tới sạt lở bờ sông hai tỉnh Bạc Liêu Cà Mau PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH NGUYÊN NHÂN GÂY RA S ẠT LỞ CHO MỘT... (Sơ đồ thể hình 1) Trên sở sơ đồ tổng qt chúng tơi tiến hành phân tích xác định rõ yếu tố nguyên nhân gây sạt lở cho loại hình sạt lở địa bàn hai tỉnh Do diễn biến trình sạt lở bờ có tính chất thay... diện nhân tố cốt lõi có khả gây thúc đẩy trình sạt lở hai địa bàn khu vực tỉnh Bạc Liêu TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 43 - 2018 KHOA HỌC Cà M au nhiều lăng kính Bởi lẽ, sạt lở bờ sông,