Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH CỦA NỀN ĐƯỜNG - ĐÊ KẾT HỢP
1.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến ổn định nền đường - đê kết hợp
1.3.2. Các giải pháp bảo vệ nền đường - đê kết hợp thường gặp
Các giải pháp bảo vệ bờ biển khu vực trọng điểm được phân ra thành hai nhóm chính: Giải pháp phi công trình và giải pháp công trình.
Giải pháp phi công trình bao gồm các giải pháp chủ yếu mang tính chất xã hội như xây dựng thể chế chính sách, công tác quản lý, tuyên truyền vận động người dân trong công tác bảo vệ đê biển, bờ biển.
Giải pháp công trình là những tác động của con người nhằm phòng chống và giảm thiểu những tác động bất lợi của tự nhiên bằng các biện pháp công trình bảo vệ bờ để giữ cho bờ biển, đê biển ổn định.
a. Giải pháp phi công trình
- Cần có biện pháp quản lý và chế tài nhằm giảm các tác động trực tiếp như việc khai phá rừng ngập mặn và rừng phòng hộ quá mức (để làm vuông tôm, lấy nguyên liệu đốt,…) cũng như tác động gián tiếp như việc xây dựng các tuyến đê ngăn mặn đã làm thay đổi môi trường, khiến cho rừng ngập mặn bị suy thoái nghiêm trọng, mất chức năng giảm sóng hạn chế sạt lở.
- Cần quản lý việc khai thác cát tại bãi biển và cồn cát ven bờ biển thật chặt chẽ.
Cấm khai thác cát bừa bãi. Chỉ khai thác cát tại những khu vực được cấp phép dựa trên
nghiên cứu và quy hoạch cụ thể được phê duyệt.
- Tăng cường rà soát diện tích thảm rừng ngập mặn và thảm rừng phòng hộ theo từng thời điểm định kỳ, xác định các khu vực có nguy cơ suy thoái để có đề xuất tăng cường khả năng bảo vệ rừng.
- Chuyển đổi cơ cấu sản xuất trong vùng hợp lý, tăng cường tỷ trọng lâm nghiệp tại các khu vực ven biển, cửa sông ven biển, hạn chế việc khai thác dải đất ven biển phục vụ nuôi trồng hải sản.
- Thực hiện tốt việc quy hoạch xây dựng nói chung và quy hoạch chống biển lấn, quy hoạch tuyến đê biển nói riêng, khai thác sử dụng tổng hợp vùng ven biển, phạm vi bảo vệ yêu cầu tối thiểu khoảng 300m từ mép bờ biển trở vào.
- Tuyên truyền, vận động chính quyền, nhân dân, giáo dục học sinh ở nhà trường có ý thức bảo vệ các cồn cát ven bờ biển, tích cực trồng cây chắn sóng chắn cát, bảo vệ bờ biển, bảo vệ dải rừng ngập mặn, bảo vệ môi trường biển chung tại địa bàn.
b. Giải pháp công trình
Các giải pháp công trình bảo vệ đê biển bao gồm: giải pháp bảo vệ mái đê phía biển, giải pháp bảo vệ mái đê phía đồng và giải pháp bảo vệ bãi phía trước đê.
* Các giải pháp bảo vệ mái đê phía biển
- Đá lát khan, đá miết mạch, xây vữa, tấm bê chế tạo sẵn, cấu kiện bê tông lắp ghép tự chèn (interlocking)
Hiện nay, giải pháp đá lát khan, bê tông và cấu kiện bê tông lắp ghép tự chèn vẫn là lựa chọn phổ biến nhất để bảo vệ mái đê phía biển trên thế giới (hình 1.7). Cấu kiện bê tông tự chèn là dùng các cấu kiện bê tông có kích thước và trọng lượng đủ lớn đặt liên kết tạo thành mảng bảo vệ chống xói cho mái phía biển do tác động của sóng và dòng chảy (hình 1.6). Để gia tăng ổn định và giảm thiểu kích thước cấu kiện người ta không ngừng nghiên cứu cải tiến hình dạng cấu kiện và liên kết giữa các cấu kiện theo hình thức tự chèn [10].
Hình 1.6. Mái đê biển được bảo vệ bởi đá lát khan
Hình 1.7 Bê tông tự chèn bảo vệ mái đê phía biển
- Gia cố mái đê bằng phun nhựa đường (Bituminous Revetment), polymer, bê tông sợi cacbon
Vật liệu này thường dùng kết hợp với vật liệu khác để gia cường như nhựa đường/polymer - đá xếp, nhựa đường - bê tông khối, bê tông Asphalt được ứng dụng trong xây dựng công trình thủy lợi, đê biển của nhiều nước tiên tiến như Na Uy, Hà Lan, Mĩ và một số nước khác (hình 1.8).
Hình 1.8 Bảo vệ mái đê phía biển bằng nhựa Asphalt - đá đổ - Trồng cỏ bảo vệ
Trồng cỏ trên mái đê là một giải pháp rất thân thiện với môi trường và tạo cảnh quan đẹp. Tuy nhiên giải pháp này chỉ có thể áp dụng tại những đoạn đê không chịu tác động trực tiếp của sóng biển, giải pháp này có thể làm giảm sự xói bề mặt của đê do tác động của mưa lớn.
Hình 1.9 Mái đê phía biển được trồng cỏ
* Các giải pháp bảo vệ mái đê phía đồng - Trồng cỏ trên mái đê
Giải pháp trồng cỏ bảo vệ mái đê phía đồng được áp dụng tại nhiều quốc gia trên thế giới. Lớp cỏ này có thể được trồng trực tiếp trên mặt đê hoặc được trồng trong các ô chia bởi cấu kiện bê tông hay các ô làm từ vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp (geo-cell) (hình 1.10). Rễ cỏ có khả năng chống xói bề mặt do sóng tràn rất hiệu quả.
Hình 1.10 Giải pháp trồng cỏ trong các ô lưới địa kỹ thuật tổng hợp - Kết cấu thuỷ công giảm vận tốc xói do sóng tràn
Để làm giảm tác động của sóng tràn, bể bê tông chứa nước có thể được xây dựng trên mặt đê. Các bể này được thiết kế có độ sâu đủ lớn để có thể lưu giữ lượng nước do sóng tràn gây ra (hình 1.11). Lượng nước này sau đó được xả ra mái phía đồng thông qua hệ ống thoát nước hoặc để chảy tràn nhưng trong trường hợp này năng lượng sóng tràn đã được giảm đáng kể khi đi qua các bể tiêu năng (hình 1.12) [11].
Hình 1.11 Bể bê tông trên mái đê bẫy sóng tràn
Hình 1.12 Bể tiêu năng trên đỉnh đê
* Các giải pháp bảo vệ bãi phía trước đê - Công nghệ đê mềm Geotube
Geotube (từ viết tắt của geotextile tube) là các túi vải địa kỹ thuật hình ống được bơm đầy cát bên trong, chúng có khả năng hoạt động như các đê mềm. Trên thế giới hiện nay công nghệ Geotube đã được ứng dụng hiệu quả cho việc phục hồi bãi biển bị xói lở (hình 1.13).
Hình 1.13 Geotube được sử dụng bảo vệ bờ biển Về cơ bản có ba kiểu công trình Geotube:
1- Geotube 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;
2- Geotube 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 bùn cát lắng đọng trong vùng bị xói lở;
3- Geotube đặt sát chân và trực tiếp bảo vệ các đụn cát ven biển.
- Kè mỏ hàn
Kè mỏ hàn là một loại công trình được xây dựng nhằm bảo vệ bờ biển, chúng có chức năng giảm lưu tốc dòng chảy, giảm vận chuyển bùn cát dọc bờ, tạo vùng nước tĩnh để giữ bùn cát bồi cho vùng bờ, bãi bị xói và có thể giảm lực xung kích của sóng tác dụng vào bờ.
Hình 1.14 Kè mỏ hàn được sử dụng bảo vệ bờ biển - Đê phá sóng ngầm từ xa, các khối BT phá sóng
Hình 1.15 Mô hình đê phá sóng ngầm bảo vệ bờ biển
Đây là giải pháp hiệu quả được sử dụng nhằm triệt tiêu năng lượng sóng. Các nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng năng lượng sóng có thể giảm từ 15 - 50% khi sử dụng các đê phá sóng ngầm này.
- Rừng ngập mặn
Rừng ngập mặn đóng vai trò rõ rệt trong việc giảm sóng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng chiều cao sóng giảm do rừng ngập mặn cao hơn từ 4 - 20 lần so với giảm sóng thuần túy bằng ma sát đáy. Tuy nhiên rừng ngập mặn chỉ phát huy vai trò giảm sóng khi cây đã trưởng thành và chiều rộng rừng đủ rộng.
Hình 1.16 Rừng ngập mặn bảo vệ bãi - Nuôi bãi nhân tạo
Tại một số nước phát triển giải pháp nuôi bãi (beach nourishment) đối với các khu vực bờ bị xói lở mạnh cũng được áp dụng. Phương pháp này thân thiện với môi trường tuy nhiên cần chi phí lớn và phải duy trì thường xuyên.
Hình 1.17 Giải pháp nuôi bãi chống xói lở