vào mùa gió đơng bắc tại các vị trí trích xuất Trong thời gian gió mùa Tây Nam, chủ yếu khu vực bờ biển phía Nam (từ cuối xã Dân Thành và xã Đông Hải) là chịu sự tác động của sóng bởi hướng sóng trực diện, tuy nhiên chiều cao sóng mùa này khơng lớn, trung bình chỉ từ 0,2 – 0,5 m, cịn các khu vực phía Bắc ven biển tỉnh Trà Vinh, chiều cao sóng trung bình chỉ từ 0,1 – 0,4m.
Do vậy, xét đến tác động của sóng, khu vực nửa bờ phía bắc bị ảnh hưởng nghiêm trọng hơn và cần thiết phải có giải pháp giảm thiểu chiều cao sóng tới ở khu vực này.
Ngoài ra, do đặc điểm địa hình, khu vực ven biển Trà Vinh tồn tại một vách ngầm cách bờ khoảng từ 6-10km nên các con sóng lớn ngồi khơi bắt đầu vỡ ở khu vực này, điều này giúp làm giảm nguy hại do tác động sóng đối với bờ
biển Trà Vinh, đặc biệt trong điều kiện gió, bão cấp cao. Tuy nhiên, sau phạm vi vách ngầm đáy địa hình lại khá thoải khiến cho các con sóng có chiều cao >1m tiến sát vào bờ và vỡ ở phạm vi < 2km cách bờ. Địa hình đáy khu vực giữa bờ (cuối xã Trường Long Hòa và Dân Thành) dốc hơn nhiều so với khu vực bờ phía bắc, nên mặc dù trong mùa gió đơng bắc, vị trí này cũng có chiều cao sóng lớn nhất (>0,8m). Hiện tượng sạt lở ở khu vực này chủ yếu là xói bề mặt do tác động của sóng có chiều cao sóng lớn, nên cũng cần có giải pháp giảm thiểu chiều cao sóng tới ở khu vực này.
b) Dòng chảy:
- Vùng bờ biển Trà Vinh nằm giữa 2 cửa sông lớn của sông Mê Cơng nên đặc biệt bị chi phối bởi dịng chảy do thủy triều vào ra các cửa sông (Cung Hầu – Cổ Chiên và Định An). Các tác động này đối với bờ biển Trà Vinh có thể coi là lớn nhất so với các khu vực bờ biển lân cận và chiếm ưu thế trong các yếu tố tự nhiên chi phối chế độ thủy động lực học khu vực ven biển Trà Vinh.
- Độ lớn triều (từ 2m÷4m trong ngày) cộng thêm chế độ dịng chảy sơng Mê Công khác biệt rõ rệt giữa mùa mưa và mùa khô là các yếu tố làm cho vận tốc dòng chảy ra vào tại các cửa sơng khi triều dâng và rút có thể đạt tới 1,3 m/s. Vùng bờ biển đoạn giáp cửa Cung Hầu thuộc ấp Chợ, ấp Bầu của xã Hiệp Thạnh bị ảnh hưởng bởi dịng chảy của sơng Tiền cũng như triều vào ra cửa Cung Hầu.
- Trường dịng chảy khi triều rút có giá trị vận tốc cao nhất vào mùa gió tây nam do dịng nước lũ từ sơng Mê Công đổ về kết hợp với hướng triều rút trùng với hướng gió mùa (từ phía tây nam thổi tới). Đặc điểm rõ rệt ở thời điểm này là giá trị vận tốc tại khu vực cửa sông khá lớn (từ 1 – 1,3m/s) nhưng giá trị vận tốc tại các vị trí ven bờ thì khơng cao (từ 0,2 – 0,5 m/s), hướng dịng chảy không tác động trực diện lên bờ biển, hướng dịng chảy dọc bờ có xu thế mang bùn cát từ sông bổ sung cho bờ biển Trà Vinh. Do vậy, đối với diễn biến xói lở bờ biển, dịng chảy khi triều rút có thể coi là khơng nghiêm trọng (xem hình 3.40 và 3.41: Sơ đồ thủy động lực và vận chuyển bùn cát vùng biển ven bờ Trà Vinh).
- Trường dòng chảy khi triều dâng có giá trị vận tốc cao nhất vào mùa gió đơng bắc do thời điểm này dịng chảy trong sơng Mê Công nhỏ và hướng triều dâng trùng với hướng gió mùa (từ phía đơng bắc thổi tới). Đặc điểm nổi bật thời điểm này là giá trị vận tốc tại khu vực cửa sơng nhỏ hơn trong mùa gió tây nam, nhưng giá trị vận tốc tại các vị trí ven bờ thì cao hơn trong mùa gió tây nam (từ 0,3 – 0,6 m/s), hướng dòng chảy tác động về phía bờ biển, hướng dịng chảy dọc bờ có xu thế mang bùn cát ra khỏi khu vực bờ biển Trà Vinh. Do vậy, dòng chảy khi triều dâng có ảnh hưởng đáng kể đối với diễn biến xói lở bờ biển.
- Với bờ biển Trà Vinh, hướng dịng triều dâng vào mùa gió đơng bắc và tây nam đều xuất phát từ phía đơng bắc, điều này góp phần làm cho dải bờ biển phía bắc có diễn biến xói lở phức tạp cả trong mùa gió tây nam (đặc biệt là khu vực bờ biển xã Hiệp Thạnh).
Dòng vận chuyển bùn cát
Các q trình chính là việc kết hợp của bồi lắng bùn cát từ các sông vào mùa hè, bùn cát tái lơ lửng do sóng (với sự tham gia của thủy triều) vào mùa đơng và vận chuyển tiếp về phía Nam của bùn cát lơ lửng, chủ yếu bởi dịng do gió gây ra. Đối với khu vực có biên độ triều lớn như bờ biển đơng ĐBSCL, ảnh hưởng của dòng triều là rất đáng kể. Mặc dù lượng nước chảy về phía bờ lúc triều lên tương đương với dòng chảy ra ngồi khơi khi triều xuống, nhưng dịng triều ngang bờ biển có xu hướng thúc đẩy vận chuyển bùn cát về phía bờ và bồi lắng trong khi sóng có xu hướng gây xói lở [23].
a) Vận chuyển bùn cát dọc bờ:
- Hướng vận chuyển bùn cát dọc bờ theo hướng của dòng chảy ven bờ. - Dòng chảy sơng Mê Cơng có sự khác biệt rõ rệt về hàm lượng phù sa trong mùa mưa và mùa khô, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến diễn biến xói lở và bồi tụ dải ven biển Trà Vinh.
- Vào thời điểm mùa gió tây nam (cũng là mùa mưa), lượng nước và bùn cát từ các sơng cung cấp cao, hướng dịng chảy chủ đạo có tính chất chi phối diễn biến bờ biển Trà Vinh trong mùa này là khi triều rút. Dòng bùn cát theo dịng
chảy dọc bờ có xu thế bổ sung cho bờ biển Trà Vinh nên hiện tượng bồi tụ xảy ra nhiều trong thời gian này.
- Vào thời điểm mùa gió đơng bắc (cũng là mùa khơ), lượng nước và bùn cát từ các sông cung cấp cho vùng nghiên cứu thấp. Sóng gây ra bởi gió mùa đơng bắc với mức độ tác động mạnh đã đào xới và làm tái lơ lửng phần lớn bùn cát được bồi tụ ven biển trong mùa gió tây nam. Phần lớn lượng bùn cát tái lơ lửng này theo dòng chảy ven bờ vận chuyển về phía Nam, một phần bùn cát theo dịng triều ngược vào các cửa sơng và gây ra bồi lắng tại các cửa sông.
- Xét theo chế độ toàn năm, bờ biển Trà Vinh được bồi đắp một lượng phù sa rất lớn từ sông Mê Công, đặc biệt qua cửa Định An.
- Xuất hiện độ dốc về lưu lượng tải sa bồi dọc bờ, do vậy diễn biến và nguyên nhân dẫn đến xói lở, bồi tụ của mỗi đoạn bờ biển là khác nhau.
b) Vận chuyển bùn cát ngang bờ:
Quá trình vận chuyển bùn cát ngang bờ chịu ảnh hưởng của khí hậu gió mùa, có vai trị lấy đi bùn cát bờ biển trong sóng gió mùa đơng bắc và đem bùn cát vào bờ trong sóng gió mùa tây nam. Kết quả tính tốn trong mục 3.1.5b. đã cho thấy vai trò quan trọng của dòng vận chuyển bùn cát ngang bờ, ảnh hưởng đến xu thế bồi, xói của từng đoạn bờ biển.
- Đối với BBTV xu thế chung là lượng bùn cát bị mang ra xa khỏi bờ, chỉ riêng khu vực nửa bờ phía nam (gần cửa Định An) bùn cát được bổ sung vào bờ.
- Suất tải bùn cát ngang bờ là khác nhau giữa các đoạn bờ biển. Những khu vực có chiều cao sóng lớn và có cơng trình cứng (coastal squeeze) như kè bảo vệ bờ trực tiếp (tại xã hiệp Thạnh và xã Trường Long Hịa) xuất hiện tình trạng tải lượng bùn cát ngang bờ rất lớn.
Căn cứ vào bài toán cân bằng quỹ bùn cát cho từng đoạn bờ biển Trà Vinh như trong mục 3.1.5b., hình 3.36-37 có thể kết luận về xu thế xói lở như sau:
- Hai khu vực xói lở mạnh là vùng 1 (Hiệp Thạnh) và vùng 4 (Trường Long Hòa) đều do nguyên nhân tải bùn cát dọc bờ và ngang bờ rất lớn.
- Hai khu vực xói lở nhẹ hơn là vùng 5,6 (Trường Long Hịa, Dân Thành) khơng phải do nguyên nhân bùn cát dọc bờ mà do tải bùn cát ngang bờ.
Ảnh hưởng của cơng trình cứng (coastal squeeze) xây dựng xung
quanh vị trí mép nước
Nghiên cứu của Winterwerp [48], AFD [23] đã chứng minh, các cơng trình này ảnh hưởng đến q trình cân bằng bùn cát trong khu vực rừng ngập mặn theo hai cách:
- Dòng chảy phù sa mịn trên bờ giảm do kết quả của giảm dòng nước trên bờ;
- Chiều cao sóng gần các cấu trúc như vậy tăng lên do phản ánh của cấu trúc đó, gây ra sự lùng sục cục bộ ở phạm vi phía trước của cấu trúc.
Q trình xói mịn ở một quy mô lớn hơn tiếp tục diễn ra khi nền đáy dần dần bị lõm xuống làm tăng cường các hiệu ứng sóng hơn nữa.
Kết quả tính tốn của luận án cũng cho thấy, các cơng trình kè bảo vệ bờ trực tiếp tại xã hiệp Thạnh (vùng 1- hình 3.36) và Trường Long Hịa (vùng 5- hình 3.37) dường như là nguyên nhân làm tăng đột biết tải lượng bùn cát ngang bờ.
Do vậy, các cơng trình cứng bao chặt bờ biển trước hết là khơng thể hạn chế q trình vận chuyển bùn cát ngang bờ, dọc bờ hoặc là bẫy trầm tích, sau nữa là làm trầm trọng hơn tình trạng xói lở bờ biển.
3.3.2. Đề xuất giải pháp chỉnh trị a) Nguyên lý thiết kế a) Nguyên lý thiết kế
Trên phạm vi địa phương, xói mịn và bồi tụ bờ biển phụ thuộc vào sự cân bằng giữa sự lắng đọng trầm tích và tác động của sóng và dịng chảy. Việc ni bãi có thể phần nào bù đắp lại sự mất cân bằng này, do vậy nên ưu tiên các dạng cơng trình có hiệu quả trong việc giữ lại trầm tích, đảm bảo sự ra vào của thủy triều, vì thuỷ triều là tác động chính chịu trách nhiệm về trao đổi bùn cát.
Ngồi ra, cần đảm bảo cân bằng giữa việc giảm sóng năng lượng cao bất lợi và ngăn chặn các dòng có lợi. Trường hợp xói lở nghiêm trọng và sóng cao, chẳng hạn như ở Hiệp Thạnh, Trường Long Hịa, giảm sóng là ưu tiên hàng đầu. Lý tưởng nhất, nên kết hợp biện pháp công trình và phi cơng trình.
Vì vậy, việc thiết kế các cơng trình bảo vệ bờ biển nên nhằm giảm thiểu các hiệu ứng phá hoại của sóng trong khi cho phép sự bồi tụ nhờ vào việc kết hợp với thủy triều.
b) Đề xuất giải pháp chỉnh trị
Bờ biển Trà Vinh có một số khu vực sạt lở trọng điểm cần có giải pháp chỉnh trị tại các xã Hiệp Thạnh, Trường Long Hòa và Dân Thành như trên hình 3.54, đặc điểm và nguyên nhân xói lở tại mỗi khu vực thể hiện trong bảng 3.19.
Bảng 3. 19: Đặc điểm và nguyên nhân xói lở tại các khu vực trọng điểm
Khu vực 1 Khu vực 2 Khu vực 3
Vị trí Khu vực Hiệp Thạnh
(Vùng 1 và đoạn đầu vùng 4)
Khu vực Trường Long Hòa (Vùng 5)
Khu vực Dân Thành và đoạn đầu Đông Hải
(Vùng 6) Đặc điểm xói lở Xói lở mạnh, bao gồm xói đáy và xói bờ, bãi biển hạ thấp 0,3m/năm và biển lấn tốc độ 20m/năm.
Xói lở mạnh, hình thức xói lở bề mặt là chủ yếu, bãi biển hạ thấp 0,15m/năm và biển lấn tốc độ 10m/năm.
Xói lở nhẹ, hình thức xói lở bề mặt là chủ yếu, bãi biển bị hạ thấp 0,1m/năm và biển lấn tốc độ 2m/năm. Nguyên nhân xói lở (1) Thiếu hụt nguồn bùn cát do dòng vận chuyển bùn cát dọc bờ và ngang bờ. (2) Sóng MGĐB tác động trực diện (3) Ảnh hưởng của cơng trình cứng: kè xã Hiệp Thạnh. (1) Thiếu hụt nguồn bùn cát do dòng vận chuyển bùn cát ngang bờ. (2) Sóng có độ cao lớn (>0,8m). (3) Ảnh hưởng của cơng trình cứng: kè xã
Trường Long Hòa.
(1) Thiếu hụt nguồn bùn cát do dòng vận chuyển bùn cát ngang bờ. (2) Sóng có độ cao lớn. Yêu cầu chỉnh trị Cơng trình có khả năng giảm chiều cao sóng tới và hạn chế vận chuyển bùn cát dọc và ngang bờ.
Cơng trình có khả năng giảm chiều cao sóng tới và hạn chế vận chuyển bùn cát ngang bờ.
Cơng trình có khả năng giảm chiều cao sóng tới và hạn chế vận chuyển bùn cát ngang bờ.
Hình 3. 54: Vị trí các khu vực sạt lở trọng điểm và định hướng bố trí cơng trình chỉnh trị
Giải pháp chỉnh trị tổng hợp cho bờ biển Trà Vinh bao gồm (hình 3.54): - Khu vực 1: Sử dụng cơng trình bảo vệ bờ chủ động với thiết kế mỏ hàn dạng chữ T. Cơng trình này hoạt động theo ngun lý: tác động vào dòng bùn cát dọc và ngang bờ, giảm sóng và giữ lại bùn cát sau kè.
- Khu vực 2: Sử dụng cơng trình bảo vệ bờ chủ động với thiết kế đê phá sóng tách rời. Đây là một cấu trúc song song với bờ biển, được xây dựng trong đới sóng vỡ để bảo vệ bờ biển thơng qua giảm chiều cao sóng tới và gây bồi khu vực giữa tường và bờ.
- Khu vực 3: Sử dụng cơng trình dạng hàng rào rỗng bằng tre hoặc cừ tràm. Trong điều kiện bình thường, hàng rào loại này như một sự bổ sung rất hiệu quả cho việc trồng rừng ngập mặn, vì nó thúc đẩy sự bồi lắng bởi keo tụ và lắng đọng trong vùng nước tĩnh. Quan trọng hơn là, việc thi cơng các đê chắn sóng bằng bê tơng có thể rườm rà và tốn kém, giải pháp hàng rào mềm được thiết lập trong các vùng nước nơng, do đó tiết kiệm chi phí hơn và việc thực thi cũng dễ
Khu vực 3:
Hàng rào tre/cừ tràm Khu vực 2: Đê phá sóng Khu vực 1: Mỏ hàn chữ T
dàng hơn, lại thân thiện với mơi trường. Dạng cơng trình này đã được thử nghiệm hiệu quả ở U Minh, Kiên Giang.