Cơ sở khoa học xác định tuyến đê biển ở Việt Nam

Hiện nay dọc ven biển Việt Nam đã có hệ thống đê biển với các quy mô khác nhau được hình thành qua nhiều thế hệ, bảo vệ cho sản xuất, dân sinh kinh tế của các vùng trũng ven biển. Nhằm giúp các bạn hiểu hơn về vấn đề này, mời các bạn cùng tham khảo nội dung bài viết Cơ sở khoa học xác định tuyến đê biển ở Việt Nam dưới đây.

Scientific bases for determining seadike lines in Vietnam Nguyen Ba Quy1, Vũ Thanh Te1, Marten Hillen2, Gerrit Jan Schiereck3 Cơ sở khoa học xác định tuyến đê biển Việt Nam Nguyễn Bá Quỳ1, Vũ Thanh Te1, Marten Hillen2, Gerrit Jan Schiereck3 Giới thiệu Hiện dọc ven biển Việt Nam có hệ thống đê biển với quy mơ khác hình thành qua nhiều hệ, bảo vệ cho sản xuất, dân sinh kinh tế vùng trũng ven biển Hệ thống đê sông, đê biển đảm bảo an toàn mức độ định tuỳ theo tầm quan trọng nhân sinh, kinh tế khu vực bảo vệ, số tuyến đê đầu tư khôi phục, nâng cấp thông qua dự án PAM dự án hỗ trợ ADB chống với gió bão cấp mức nước triều tần suất 5%, nhiều tuyến chưa tu bổ, nâng cấp đảm bảo an tồn với gió bão cấp Mặt khác, điều kiện kinh tế việc đầu tư chưa tập trung đồng bộ, kiên cố, lại chịu tác động thường xuyên mưa bão nên hệ thống đê, kè biển tiếp tục bị xuống cấp đê biển tỉnh Miền Trung, Nam Định, Hải Phòng, Thanh Hố, Hà Tĩnh Việc quy hoạch tuyến đê tiêu chuẩn an toàn đê biển chưa đề cập đầy đủ Theo xu phát triển chung, vùng ven biển nước ta vùng kinh tế trọng điểm động ngày đóng vai trò quan trọng kinh tế quốc dân an ninh quốc phòng Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ công nghiệp, du lịch, việc chuyển đổi cấu sản xuất (tăng nuôi trồng thuỷ, hải sản) khôi phục làng nghề truyền thống, tuyến đê nói chung đê biển nói riêng khơng có mục tiêu ngăn lũ, ngăn mặn chung mà phải kết hợp đa mục tiêu, vừa ngăn lũ, kiểm sốt mặn bảo đảm an tồn dân sinh, kinh tế cho vùng đê bảo vệ, đồng thời kết hợp tuyến đường giao thông ven biển quan trọng phục vụ phát triển kinh tế, du lịch, an ninh quốc phòng Hệ thống đê biển cần phải quy hoạch, đưa tiêu chuẩn an tồn theo trình độ giới điều kiện Việt Nam Quy hoạch tuyến đê biển 2.1 Hướng nghiên cứu Các lần thiết lập ban hành hướng dẫn thiết kế đê biển, nhà khoa học cố gắng áp dụng phương pháp, quy trình thiết kế hồn thiện, nhiên số vấn đềcần phải nâng cấp, hoàn thiện, cập nhật theo tài liệu đại giới, điều kiễn phát triển kinh tế Việt Nam tương lai Có nhiều hướng nghiên cứu khác để đến quy chuẩn thiết kế hồn thiện Mục tiêu đê biển bảo đảm an toàn cho người đê có bão lớn gặp triều cao Water Resources University; 175 Tay Son, Hanoi, Vietnam Delft University of Technology, Netherlands Project WRU CE, Delft University of Technology, Netherlands, E-mail: wruce@wru.edu.vn 197 Hiện không Việt Nam mà nhiều nước có biển khác giới xác định cao trình đỉnh độ ổn định cần thiết đê nhiều cách khác kết hợp, ứng dụng nhiều công thức khác Tiêu chuẩn an toàn cho đê biển đưa mức an toàn ứng với tần suất thiết kế mà mức độ rủi ro vùng đê bảo vệ chấp nhận Có nhiều cách để xác định tiêu chuẩn an toàn đê biển, hướng tiêu chuẩn an tồn sở tối ưu kinh tế nhiều nước tiên tiến chấp nhận phù hợp với điều kiện Việt Nam 2.2 Tiêu chuẩn an toàn rủi ro Khi lập quy hoạch đê biển, cao trình đỉnh đê tuyến đê phụ thuộc vào cấp cơng trình (theo thiết kê truyền thống, cấp cơng trình phụ thuộc vào diện tích, dân số vùng, độ ngập sâu có cố đê tính chất quan trọng khác vùng đê bảo vệ) Tuy nhiên cấp cơng trình đê biển chưa làm rõ ràng Hình Với cao trình đê thiết kế đó, vùng đê “an toàn”, mức độ an toàn Từ trước đến việc xác định tiêu chuẩn an toàn một vấn đề khó khăn, nhiên tiêu chẩn an tồn lại gắn liền với mức độ rủi ro Do việc xác đinh tiêu chuẩn an toàn đồng nghĩa với việc đánh giá rủi ro vùng đê bảo vệ Mực nước thiết kê tối ưu kinh tế mực thiết kế đê, mà tổng giá trị kinh tế xây dựng đê giá trị rủi ro vùng đê bảo vệ nhỏ (xem Vrijling and Hauer, 2000) Hình 198 Ctot = I + PV (Pf D) (1) Trong đó: - Ctot: Tổng giá trị xây dựng đê giá trị thiệt hại ngập lụt vùng đê - I: Tổng tiền xây dựng đê Với I = I(H) + PV(M): Tổng mức đầu tư xây dựng bảo vệ hàng năm - PV (Pf D): Tổn thất kinh tế ngập lụt đê T PV(M) =  (1Mr) (2) h 1 Hình Ví dụ tính cho đê biển Nam Định Hình 199 Bảng Mực nước có bão (m) Chu kỳ lặp Hòn Dáu (năm) Chu kỳ lặp Cửa Ba Lạt (năm) 0.5 2 1.0 3 1.5 2.0 16 13 2.5 36 26 3.0 79 54 3.5 173 109 4.0 381 220 4.5 837 447 5.0 1841 907 5.5 4049 1840 6.0 8905 3733 6.5 19584 7575 7.0 43070 15369 7.5 94722 31183 8.0 208319 63269 8.5 458150 128371 9.0 1007595 260462 9.5 2215971 528471 10.0 4873515 1072253 Áp dụng cho vùng đê biển Nam định, tiêu chuẩn an toàn thể đây: Trong tính tốn sơ bộ, chúng tơi chia ba nhóm cho ba vùng, với kịch phát triển kinh tế tương lai (theo mức độ phát triển kinh tế hàng năm Nam Định) Đối với ba Huyện Giao thủy, Hải Hậu Nghĩa Hưng tiêu chuẩn an toàn tại: Giao Thuỷ: 1/100 năm Hải Hậu: 1/30 năm Nghĩa Hưng: 1/50 năm Phát triển tương lai: Giao Thuỷ: 1/200 năm Hải Hậu: 1/100 năm Nghĩa Hưng: 1/150 năm Đối với vùng ven biển Bắc Bộ, tiêu chuẩn an tồn áp dụng: a) Mức độ an toàn cao: Đối với vùng phát triển kinh tế nhanh, tiêu chuẩn an tồn áp dụng: 1/1000 năm (Hải Phòng) b) Mức độ an tồn trùng bình: Đối với vùng mật độ dân số cao, phát triển kinh tế tốt, tiêu chuẩn an toàn áp dụng: 1/200 năm (Giao Thuỷ- Nam Định) c) Mức độ an tồn thấp: Đối với vùng nơng thôn, mức độ phát triển kinh tế vừa phải: Tiêu chuẩn an tồn 1/100 năm (Hải Hậu-Nam Định) 200 Hình 2.3 Hệ thống tuyến đê: Hình Hệ thống hai tuyến đê biển thường xây dựng số nơi nguy hiểm dọc vùng bờ biển nước ta Do số vấn đề đặt vấn đề tối ưu cách lựa chọn giữ hay hai đê, có đê khoảng cách hai tuyến bao nhiêu? Cách xác định chiều cao tuyến đê đê nào… Như vấn đề đặt (theo hướng nghiên cứu Dr Gerrit J Schiereck) làm để thiết kế hệ thống đê, có mức độ bảo vệ vùng đê hiệu nhất, giá thành lại thấp nhất: - Chỉ có tuyến đê thềm giám sóng, với lượng nước sóng tràn chấp nhận - Có tuyến đê, tuyến đủ vững để chống bão đủ chiều cao để giảm sóng cho tuyến đê đê có chiều cao vừa phải để giữ lượng nước hai tuyến đê - Diện tích hai tuyến đê đủ lớn để trữ toàn lượng nước sóng tràn qua đê thời kỳ bão xảy Đê hai đủ chiều cao để giữ lượng nước sóng tràn Như biến số hệ thống là:  Sức bền đê  Chiều cao đê 201  Sức bền đê  Chiều cao đê  Diện tích hai tuyến đê Tổng giá trị đầu tư xây dựng bao gồm: kinh phí xây dựng đê (đất đắp thân đê, lớp phủ bảo vệ, kè bảo vệ mái, kinh phí đền bù đất, giá trị đất đai hai tuyến đê bị thiệt hại Tải trọng lên hệ thống đê bao gồm: tải trọng sóng lên mái phía biển đê 1và đê 2, phụ thuộc vào mực nước biển mực nước hai tuyến đê, sức bền đê xác định kích cỡ lớp kè bảo vệ lưu lượng sóng tràn cho phép Chương trình thiết lập Math Cad, thông số đầu vào, điều kiện biên trình bày kỹ dự án Chương trình áp dụng cho số tuyến đê biển Nam Định với đơn giá sơ cho hạng mục + 2.2 10 Ctot 10 : Costs of single dike with qm overtopping 4 k  l1 Ctot k  l2 Ctot 1.8 10 1.6 10 1.4 10 1.2 10 k  l3 Cdike1 kq 4 hc1 k  hc1 k  hc1 k  hc1 10 11 12 kq Hình Tổng mức đầu tư cho tuyến đê US$ m dài đê (bao gồm diện tích đê) kq 5000 2.3 10 1.6 10 10 4000 1.7 10 2.2 10 2.1 10 1.8 10 1.5 10 4 1.5 10 1.9 10 3000 4 4 1.5 10 1000 1.7 10 2.1 10 4 1.8 10 1.6 10 1.8 10 10 4 1.9 10 1.7 10 4 1.8 10 2000 1.9 10 1.4 10 10 1.6 10 1.4 10 4 1.5 10 1.6 10 1.7 10 1.9 10 10 4 4 1.7 10 1.4 10 1.5 10 1.6 10 4 1.8 10 1.4 10 1.5 10 1.6 10 1.7 10 4 0 Ctot Hình Tổng mức đầu tư(Hàm chiều cao đê chiều rộng đê) 202 Kết luận - Kết phương pháp trình bày dạng sơ bộ, số liệu đầu vào chưa hồn tồn xác (đơn giá đất, vật liệu xây dựng số thiệt hại dựa báo cáo điều tra) Tuy nhiên hướng cập nhật từ nước phát triển - Để cụ thể hơn, ta nên so sánh tổng mức đầu tư mức độ rủi ro tuyến đê có thềm giảm sóng (cơ đê phía biển) tuyến đê (có chiều rộng giữ tuyến 500m 1000m 3000m) - Đê biển Nam Định xây dựng dọc bờ biển tiến, nhiều đoạn khơng có rừng chắn sóng bảo vệ, phần đất bảo vệ hầu hết ruộng lúa, đồng muối khu dân cư Vì việc lựa chọn cao trình đê tối ưu kinh tế nên xem xét lựa chọn Mặt khác vùng biển tiến, việc đầu tư xây dựng tuyến đê cần thiết để giảm thiểu thiệt hại có bão lớn gặp triều cường Khoảng cánh tuyến ứng dụng mơ hình để tính tốn nhằm giảm thấp chi phí đầu tư References Vrilling, J.K., 2000 Probability in Civil Enginering Lecture notes Delft University of Technology Cong, M.V., et al., _ Risk analysics of coastal flood defence: a Vietnam case Hillen, M 2008 Risk analysics for new sea dike design guikline in Vietnam Schiereek, G.J., 2008 Two dike system along Vietnam coast, Project WRU, TU Deflt 203 ... tổng mức đầu tư mức độ rủi ro tuyến đê có thềm giảm sóng (cơ đê phía biển) tuyến đê (có chiều rộng giữ tuyến 500m 1000m 3000m) - Đê biển Nam Định xây dựng dọc bờ biển tiến, nhiều đoạn khơng có... tràn chấp nhận - Có tuyến đê, tuyến đủ vững để chống bão đủ chiều cao để giảm sóng cho tuyến đê đê có chiều cao vừa phải để giữ lượng nước hai tuyến đê - Diện tích hai tuyến đê đủ lớn để trữ tồn...Hiện khơng Việt Nam mà nhiều nước có biển khác giới xác định cao trình đỉnh độ ổn định cần thiết đê nhiều cách khác kết hợp, ứng dụng nhiều cơng thức khác Tiêu chuẩn an tồn cho đê biển đưa mức