- Các biện pháp bảo vệ: bao gồm giải pháp bảo vệ “cứng” và bảo vệ “mềm”,
trong đó các giải pháp bảo vệ cứng chú trọng đến các can thiệp vật lý, giải pháp kĩ thuật công trình xây dựng cơ sở hạ tầng như xây dựng tường biển, tôn cao các tuyến đê, kè sông, kè biển, xây dựng đập ngăn nước mặn hoặc kênh mương để kiểm soát lũ lụt…trong khi đó các biện pháp bảo vệ mềm lại chú trọng các giải pháp thích ứng dựa vào hệ sinh thái như tăng cường trồng rừng phòng hộ ven biển, đầu tư vào đất ngập nước,
bổ sung đất cho các bãi biển, cải tạo các cồn cát ven biển, trồng rừng ngập mặn…
- Các biện pháp thích nghi: các biện pháp này nhấn mạnh đến việc đầu tư cải
tạo cơ sở hạ tầng, chuyển đổi tập quán canh tác, chú trọng đến việc điều chỉnh các chính sách quản lý bao gồm những phương pháp quy hoạch đón đầu, thay đổi các tiêu chuẩn xây dựng, sử dụng đất, các tiêu chuẩn về bảo vệ môi trường... nhằm giảm thiểu tính dễ tổn thương, tăng cường khả năng thích nghi, sống chung với lũ của cộng đồng trước tác động của BĐKH.
- Các biện pháp di dời: phương án cuối cùng khi mực nước biển dâng lên làm
cho hiện hượng biển xâm thực ngày một nghiêm trọng mà không có điều kiện cơ sở vật chất để ứng phó là biện pháp di dời, rút lui vào sâu trong lục địa. Đây là phương án né tránh tác động của việc nước biển dâng bằng tái định cư, di dời nhà cửa, cơ sở hạ tầng ra khỏi vùng có nguy cơ bị đe doạ bị ngập nước. Phương án này bao gồm cả việc di dân từ vùng đất ngập nước vào sâu trong nội địa.
xxvii
CHƯƠNG 3
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Cở sở lý luận
3.1.1. Hiện tượng biển xâm thực a) Khái niệm
Biển xâm thực là hiện tượng thay đổi hình dạng bờ biển và sự chuyển dịch đường bờ, là một dạng tai biến tự nhiên, kết quả của việc tăng mực nước biển toàn cầu và sự phát triển không hợp lý ở khu vực bờ biển.
Bờ biển luôn bị thay đổi hình dạng do tác dụng của sóng vỗ, thủy triều, các dòng chảy có hướng và dọc theo bờ cũng như tác dụng vật lí, hóa học của nước, của sinh vật sống trong nước lên đất đá bờ. Quá trình làm thay đổi hình dáng bờ biển chủ yếu do sóng vỗ gọi là hiện tượng mài mòn.
b) Các yếu tố ảnh hưởng đến bờ:
Sóng do gió
Trong các nhân tố tham gia tích cực vào việc tạo bờ, đáng quan tâm nhất là các sóng do gió vì chúng có sức phá hủy lớn hơn so với các sóng do thủy triều, do dao động áp suất khí quyển, do động đất…
Tốc độ các dòng không khí, đặc biệt là tốc độ cơn gió thường không đều, có tính chất của chuyển động rối và dẫn đến áp suất không khí lên
mặt nước phân bố không đều, sóng sẽ có độ cao và chiều dài khác nhau, đồng thời các sóng nhỏ dần nhường chỗ cho các sóng lớn hơn vì các sóng lớn giữ được năng lượng do gió truyền cho tốt hơn. Khi có bão, từ những gợn nhỏ lăn tăn phát triển thành những sóng khổng lồ.
i) Thủy triều
Trong các bờ biển, thủy triều là một nhân tố quan trọng nhiều quá trình. Có khá nhiều yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến thủy triều nhưng yếu tố chủ yếu là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng. Nguyên nhân của thủy triều chính là sự khác nhau giữa lực hấp dẫn tổng và lực hấp dẫn cục bộ. Mặt trời dù có khối lượng lớn nhưng ở cách xa Trái Đất nên không ảnh hưởng lớn đến thủy triều. Thủy triều lớn nhất khi Trái Đất, Mặt Trăng và Mặt Trời cùng đường thẳng, còn thủy triều nhỏ khi Mặt Trăng và Mặt Trời vuông góc với Trái Đất.
ii) Hiện tượng xói lở và phá hoại bờ
Xói lở và phá hoại bờ là một quá trình địa chất được biểu hiện bằng sự thay đổi hình thái: thay đổi mặt cắt, hình dáng bờ và tính ổn định của nó.
Hiện tượng xói lở và phá hoại bờ có các đặc trưng sau:
- Tác dụng mài mòn của vực nước thể hiện sự rửa xói sườn bờ của sóng dẫn đến sự hình thành phần mài mòn của thềm bờ ngầm; dọc theo thềm bờ ngầm về phía bờ hình thành đới sóng trườn. Sự vận chuyển vật liệu rời rạc do các dòng chảy có hướng dọc theo bờ,
xxix
trong một số trường hợp cũng thúc đẩy sự hình thành thềm bờ mài mòn.
- Tích tụ vật liệu do tác dụng của rửa xói bờ, vật liệu đó một phần được lắng đọng tạo nên phần tích tụ của thềm bờ.
- Vật liệu tích tụ do các dòng chảy có hướng dọc theo bờ.
Cơ chế xói mòn bãi biển, bờ biển:
Khác với mái đê, bãi biển thường có độ dốc thoải hơn nhiều, do đó khi vỡ mỗi con sóng tạo nên hiện tượng sóng cao hơn mực nước lặng. Ứng với một con sóng, nước leo lên rồi rút xuống trong phạm vi một trị số Ru khác nhau. Trị số Ru ứng với một đoàn sóng tới, chỉ xác định được theo số liệu thống kê.
3.1.2. Khái niệm khả năng thích ứng với BĐKH
Thích ứng với BĐKH là tìm cách làm giảm thiệt hại nhiều hết mức có thể bằng các biện pháp thông minh, ít tốn kém, dễ thực hiện và làm tăng kết quả thuận lợi với các biện pháp được thực hiện ( S. Rahmstorf, Hans J. Schellnhuber, 2007). Thích ứng với BĐKH nhằm mục đích: làm giảm tổn thương, bồi thường thiệt hại tiềm năng, đối phó với những hậu quả, để nhận ra cơ hội.
Thích ứng với BĐKH có nghĩa là cộng đồng với sự nỗ lực hỗ trợ của Chính Phủ, sớm thực hiện hành động để giảm thiểu tác động gây hại mà BĐKH gây ra trong cuộc sống của họ ( Oxfam, 2008).
Một khái niệm khác:
Thích ứng BĐKH là một trong quá trình, trong đó những giải pháp được triển khai và thực hiện nhằm giảm nhẹ hoặc đối phó với tác động của các sự kiện khí hậu và lợi dụng những mặt thuận lợi của chúng ( IPCC.2007)
Thích ứng với BĐKH là một chiến lược cần thiết ở tất cả các quy mô, có vai trò bổ trợ quan trọng cho chiến lược giảm nhẹ BĐKH trên phạm vi toàn cầu bởi khả năng tiềm tàng của nó trong việc hạn chế và giảm nhẹ những tác động tiêu cực của BĐKH, kể cả biến đổi các trạng thái trung bình, những biến động khí hậu và các sự kiện cực đoan. Nhiều giải pháp thích ứng cũng góp phần giảm nhẹ BĐKH. Do đó, thích ứng những biến động khí hậu và các sự kiện khí hậu cực đoan hiện nay chẳng những mang lại hiệu quả thiết thực mà đồng thời còn tạo cơ sở cho việc ứng phó với BĐKH trong tương lai.
3.1.3. Công nghệ mềm stabiplage và ứng dụng chống xói mòn a) Công nghệ mềm Stabiphlage
i. Khái niệm
Stabiplage tiếng Pháp có nghĩa là ổn định bờ. Đây là công nghệ do ông Jean Cornic - một người Pháp - sáng chế và đưa vào ứng dụng từ năm 1986. Năm 1998, công nghệ này đã đăng ký bản quyền và được bảo hộ tại Cộng hòa Pháp. Từ đó đến nay, nhiều nước trên thế giới như Pháp, Tây Ban Nha, Thụy Sỹ, Tuynidi, Xyry... đã ứng dụng Stabiplage chống xói lở bờ biển đạt hiệu quả cao. Bản chất của công nghệ này là chống xói
xxxi
lở, sa bồi bờ biển không dùng đê kè cứng bằng bê tông cốt thép nhưng bền vững, thích ứng với nhiều tầng nền, trong nhiều loại môi trường.
Các mục tiêu của công trình Stabiplage là ổn định đường viền bờ biển; bồi đắp, phục hồi và mở rộng các bãi biển sạt lở; chỉnh trị tình trạng bồi lắng, xói mòn tại các cảng biển, cửa sông; bảo vệ các đụn cát thiên nhiên và môi trường phía sau các đụn cát; xử lý tình trạng bên lở bên bồi tại các triền sông, bán đảo; bảo vệ các đê đập và các công trình xây dựng dọc bờ biển…
Thuộc tính cơ bản là không gây tác động đến động lực học trầm tích bờ biển. Tôn trọng môi trường. Tích hợp một cách tối ưu vào hệ sinh thái, không làm biến đổi sự cân bằng hệ động thực vật trong khu vực.
Tôn trọng người sử dụng, không gây nguy hiểm cho người tắm biển, ngư dân… Giải pháp thực thi nhanh và hiệu quả. Một giải pháp bền vững và hạ giá thành.
ii. Cấu tạo của công trình Stabiplage
Công trình có dạng con lươn có vỏ bọc bằng vật liệu geo- composite (vải địa kỹ thuật) đặc biệt rất bền; phía dưới là các tấm phẳng làm bằng vật liệu đặc biệt nhằm chống lún và chống xói công trình; bên trong các con lươn được chưa đầy cát và được bơm vào tại chỗ; Khi cần thiết có hệ thống neo đặc biệt để giữ chúng không bị di chuyển. Chiều dài trung bình của Stabiplage từ 50 đến 80 m, có mặt cắt gần như hình elip chu vi khoảng 6,5 đến 10 m. Kích thước của Stabiplage cũng như
loại vật liệu được lựa chọn thích ứng với từng khu vực của công trình.
Vật liệu tổng hợp Geocomposite có hai lớp, lớp ngoài là lưới polyeste màu sáng, lớp lọc bên trong là polypropylene kiểu không dệt. Đặc tính cơ bản của Geocomposite là có độ bền kéo 400 kN/m và độ thấm 0,041 m/s.
iii. Các dạng công trình Stabiplage
Nguyên lý hoạt động chủ yếu của công nghệ Stabiplage là thu giữ, tích tụ và duy trì tại chỗ các trầm tích, không chống lại thiên nhiên mà trợ giúp thiên nhiên, thông qua hoạt động thủy động lực học ven biển và dịch chuyển trầm tích ngang và dọc bờ, tạo ra các trao đổi cho phép ổn định động lực các khu vực cần được xử lý. Quá trình hoạt động của các Stabiplage với kích thước thích hợp cho phép sóng vượt qua trầm tích, cát nhưng trích lại một lượng cát trong dịch chuyển ven bờ. Lượng cát thu giữ được tích tụ dần dọc theo công trình sau đó ổn định và nâng dần độ cao bãi biển để bồi đắp, tái tạo lại bãi biển, hình thành địa mạo mới.
Hoạt động Stabiplage không gây biến động bất thường, không làm xói lở ở các khu vực thuộc hạ lưu và chân công trình.
Về cơ bản có ba kiểu công trình Stabiplage :
- Stabiplage đặt nửa chìm, nửa lộ thiên vuông góc với bờ như kiểu mỏ hàn, nhằm hạn chế dòng ven bờ, tăng cường bồi tụ phù sa mà dòng chảy ven bờ mang theo, duy trì tại chỗ lượng phù sa theo cơ chế bồi tụ.
xxxiii
- Stabiplage đặt ngầm và song song với bờ, có tác dụng làm giảm bớt năng lượng sóng lừng mạnh, nguy hiểm, tạo vùng sóng lừng nhỏ hơn, cho phép phù sa mịn lắng đọng trong vùng bị xói lở.
- Stabiplage đặt sát chân các đụn cát, có nhiệm vụ trực tiếp bảo vệ các đụn cát ven biển, ngoài ra có thể tạo ra sự phủ cát nhân tạo theo ý muốn bằng các biện pháp kỹ thuật đơn giản.
b) Ứng dụng công nghệ mềm Stabiplege chống xói mòn tại biển Vũng Tàu.
Theo Nguyễn Thế Biên (2011) hiện có 4 công trình bảo vệ bờ biển đã được xây dựng tại Bà Rịa - Vũng Tàu gồm: đê Phước Tỉnh giai đoạn 1 dài 1.625m đưa vào sử dụng từ năm 2004; kè bảo vệ bằng công nghệ
“mềm” Stabiplage ở phía Nam Lộc An dài 600m từ năm 2005; công trình gia cố chống sạt lở bờ biển tại vòng cung mũi Ba Kiềm bằng đá hộc vào năm 2009 và khu neo đậu tránh trú bão tại cửa Bến Lội khánh thành vào năm 2011.
Khi tiến hành đánh giá tác động môi trường của 4 công trình trên, công nghệ “mềm” Stabiplage tỏ ra có ưu thế vượt trội, phù hợp với mục tiêu phát triển du lịch của địa phương. Sau 6 năm xây dựng, đến năm 2011, công nghệ Stabiplage đã chứng tỏ được hiệu quả trong việc chặn đứng xói lở, bịt các cửa mở trong khu vực dự án đồng thời phục hồi lại bãi cát và tiến ra phía biển một cách tự nhiên với trung bình khoảng 25- 30m/năm, có nơi từ 60-70m/năm. Dải đồi cát được bồi tụ mạnh, chiều
cao đồi cát có nơi hơn 6m. Ước tính tổng lượng cát được bảo vệ ổn định mỗi năm khoảng 42.000m3 với lượng cát tích tụ tự nhiên 145.000- 150.000m3. Trên chiều dài 600m của công trình kè Stabiplage Nam Lộc An, rừng phi lao và các loại thực vật tầm thấp như rau muống biển, cỏ biển phát triển tốt.
Thí điểm thực hiện công nghệ mới
Từ cuối năm 2003, Sở KH&CN BR-VT đã tiếp cận công nghệ Stabiplage. Nhận thấy đây là công nghệ thích hợp với việc bảo vệ vùng ven bờ biển của tỉnh, sau khi đề xuất với Lãnh đạo tỉnh và được Bộ KH&CN ủng hộ, Sở đã phối hợp với Công ty Espace Pur (Cộng hòa Pháp), ông Jean Cornic nghiên cứu, lập dự án khả thi và triển khai thi công công trình thí điểm ứng dụng công nghệ Stabiplage để chống xói lở ở cửa Lộc An (huyện Đất Đỏ) - khu vực bị xâm thực, xói lở nghiêm trọng nhất xảy ra trong nhiều năm qua. Mục tiêu của dự án là chống xói lở bờ biển trên chiều dài 600 m, bít cửa đã mở tại Lộc An, nơi đã bị xói lở trong khoảng 10 năm qua, xâm thực hơn 100 m. Bảo vệ khu vực đầm phá bên trong và khu dân cư. Từ kết quả thí điểm, tiến hành nghiên cứu khả thi chỉnh trị ổn định cho cửa Lộc An và các khu vực khác; từng bước tiếp nhận chuyển giao công nghệ Stabiplage. Từ mục tiêu trên, công việc lập dự án đã được thực hiện khá nhanh do có những công trình nghiên cứu trước đó, đồng thời phải đảm bảo thi công xong trước mùa mưa bão nên dự án đã được phê duyệt từ tháng 10/2004. Trong khoảng thời gian ngắn,
xxxv
việc thiết kế và lập tổng dự toán cũng như các thủ tục đầu tư cho công trình đã hoàn tất. Tháng 3/2005, Sở đã ký hợp đồng với công ty Công ty Espace Pur cung cấp vật liệu, một số thiết bị, chuyển giao công nghệ và hướng dẫn thi công... Công trình thí điểm tại Lộc An được thực hiện với 8 Stabiplage đặt vuông góc với đường bờ (kiểu mỏ hàn), tiếp theo là các công việc: xây dựng ranh giới thi công tại công trường; xác định các vị trí lắp đặt công trình Stabiplage với các thiết bị định vị và các điểm chuẩn;
tạo đường hào để đặt Stabiplage và các neo; triển khai trải ống Stabiplage theo hào; định vị các công trình bằng máy laser; lắp hệ thống bơm nước và cát (máy bơm có công suất lớn và áp lực cao); phun cát đầy các công trình Stabiplage tạo thành các con lươn sẵn sàng hoạt động. Với tổng chi phí xây dựng công trình là 12 tỷ đồng. Từ cuối tháng 6/2005 đến cuối tháng 7/2005, Stabiplage cuối cùng đã được lắp đặt xong. Ngày 4/8/2005, Sở đã tổ chức nghiệm thu công trình và đưa vào sử dụng.
Bài học kinh nghiệm
Ứng dụng công nghệ Stabiplage chống xói lở bờ biển ở BR-VT là dự án thí điểm đầu tiên ở Việt Nam . Ngay sau khi hoàn thành, công trình bước đầu đã phát huy hiệu quả, với những ưu điểm cơ bản: không gây tác động xấu đến môi trường mà dựa vào tự nhiên để điều chỉnh; thời gian thực hiện được rút ngắn đáng kể so với các công trình cứng; giá thành rẻ;
thi công đơn giản; công trình không cần phải bảo trì, tiết kiệm nhân
công... Đặc biệt, công trình không chỉ có tác dụng chống xói lở mà còn tạo nên bãi bồi với cảnh quan mới.
3.1.4. Nhận thức và thái độ a) Khái niệm nhận thức
Nhận thức là quá trình con người tiếp thu mọi sự vật, hiện tượng.
Nhận thức là cơ sở của tri thức, có những nhận thức sẽ trở thành tri thức nhưng cũng có những nhận thức sau đó sẽ mất đi.
Nhận thức là một quá trình cảm nhận của con người về thế giới xung quanh, về tất cả các mặt khác nhau của đời sống. Từ quá trình nhận thức đó con người rút ra được những kinh nghiệm và từ đó dần dần hình thành môn triết học.
Nhận thức là quá trình tư duy con người đi từ cái riêng đến cái chung, từ hiện tượng đến bản chất.
Nhận thức là hành động (quá trình) con người tìm hiểu thế giới tự nhiên. Trong quá trình này, con người lý giải thế giới vạn vật theo từng giai đoạn nhận thức của mình. Từ đó, tìm ra qui luật vận động và phát triễn, thay đổi và tiến hóa, bản chất và hình thức, hình thành và tiêu vong của thế giới vật chất và tinh thần. Hoạt động nhận thức chủ yếu của con người là phản ánh thực tế khách quan, để thích nghi với nó hay cải tạo nó.
Quá trình hoạt động nhận thức đi từ chưa biết đến biết, từ các thuộc tính bên ngoài (cảm tính, trực quan, riêng rẽ) đến sự trọn vẹn (ổn định, có ý nghĩa trong các quan hệ của nó); sau đó đến các thuộc tính bên trong – đi
xxxvii