CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ BIỂN XÓM RỚ TỈNH PHÚ YÊN
3.4 Lựa chọn giải pháp bảo vệ bờ biển xóm Rớ tỉnh Phú Yên
3.4.3 Phân tích, đề xuất giải pháp bảo vệ
Các giải pháp bảo vệ đều có mục đích giữ gìn và bảo vệ bờ biển tự nhiên. Tuy nhiên khi bờ biển chịu các tác động mạnh của tự nhiên bị xói lở và phá hoại nghiêm trọng thì phải dùng đến các giải pháp cứng mới có thể làm cho bờ biển ổn định trở lại được. Khi sử dụng biện pháp này cũng đồng thời phải hiểu rõ và đề phòng các tác động bất lợi, tiêu cực có thể xảy ra đối với bảo vệ môi trường sinh thái và lợi ích các ngành kinh tế khác có liên quan.
Đoạn bờ biển xóm Rớ - Tuy Hòa - Phú Yên bị xói do 2 nguyên nhân: xảy ra do quá trình vận chuyển bùn cát ngang bờ (trong điều kiện bão) và xói lở gây ra do sự thiếu hụt nguồn bùn cát dọc bờ.
Tác động của gió, sóng và thủytriều
Sóng sinh ra do gió, mà chế độ sóng ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển bùn cát dẫn đến biến đổi đường bờ. Vì vậy với hướng gió chủ đạo ở từng mùa khác nhau sinh ra vận chuyển bùn cát cũng là khác nhau. Qua Bảng 3.3 bên dưới ta thấy các hướng sóng chủ yếu chi phối đường bờ khu vực dự án là hướng Bắc, Đông Bắc và Đông. Do vậy ta có thể nhận xét một cách định tính rằng bùn cát sẽ được dòng ven bờ do sóng sinh ra vận chuyển từ Bắc xuống Nam chiếm ưu thế.
Bảng 3.3: Thống kê chiều cao sóng của các hướng chủ đạo
HS N NE E SE SW W NW Lặng sóng
≤ 0.5 7.7 10.7 2.8 4.5 5.7 8.9 4.2
0.5 ÷ 1.0 3.1 7.4 0.8 1.3 1.1 3.0 1
1.0 ÷ 1.5 0.8 1.4 0.2 0.2 0.08 0.6
1.5 ÷ 2.0 0.3 0.5
2.0 ÷ 2.5 0.3 0.4
Tổng 12.2 20.4
Bờ biển tỉnh Phú Yên chịu tác động thường xuyên hàng năm bởi sự chi phối của gió mùa Đông Bắc và gió Đông Nam. Tốc độ gió trung bình từ 3m/s đến 15m/s đủ để tạo ra sóng với lực sóng gây xói lở bờ. Trong những điều kiệnthời tiết bất thường như khi có bão, tốc độ gió đo được khoảng 24m/s đến 40m/s đã làm cho bờ biển bị xói lở nghiêmtrọng. Các yếu tố từ biển như gió, sóng do gió và thủy triều, dòng triều là những nguyên nhân rất cơ bản tác động đến diễn biến cửa Đà Rằng.
Trong đó bão đóng vai trò rất lớn gây ra những diễn biến đột xuất của cửa sông, chỉ tính riêng khu vực từ Bình Định đến Ninh Thuận trong vòng 45 năm qua (1961- 2006) đã chịu ảnh hưởng của 45 cơn bão chiếm tới 21,2% số bão ảnh hưởng toàn khu vực ven biển miền Trung. Ngoài tác động phá hoại trực tiếp (áp lực sóng vỗ), năng lượng sóng được truyền qua dòng chảy, sóng còn là nguyên nhân chủ yếu gây ra sự vận chuyển bùn cát đáy biển và tạo ra các vùng bồi xói. Ở khu vực nghiên cứu, nhìn chung chế độ sóng trong mùa hè không ổn định và độ lớn nhỏ hơn so với mùa đông.
Tác động của dòng ven:
Khu vực thành phố Tuy Hòa là vùng ven biển tiếp giáp với cửa sông Đà Rằng nên chịu tác động trực tiếp bởi 2 dòng chảy là dòng chảy từ sông ra biển khi nước triều rút và dòng chảy do sóng và triều khi triều cao. Tốc độ dòng chảy lớn nhất có thể đạt đến 3,6 m/s. Với vận tốc này, dòng chảy bào mòn bãi để đạt được trạng thái cân bằng lượng bùn cát do vậy bờ biển dễ dàng bị xói nếu không có công trình bảo vệ đặc biệt khi chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc và gió mùa Đông Nam. Dòng
chảy ven bờ đóng vai trò chính trong việc phân bố lại bùn cát từ sông đưa ra và vận chuyển bùn cát được sóng bứt khỏi bờ đến vị trí khác. Dòng triều có tính nghịch thuận và dovậy có tác động tổng hợp vận chuyển bùn cát gần như bằng không sau mỗi chu kỳ triều. Dòng dư (dòng từ sông ra kết hợp với dòng chảy do sóng) tạo nên dòng chảy ven bờ có vai trò vận chuyển bùn cát dọc bờ từ Bắc xuống Nam.
Tác động của dòng chảy trong sông đến hiện tượng xói lở vùng cửa Đà Rằng Đoạn sông khu vực cửa Đà Rằng nhiều chỗ có bề rộng từ (1,57 ÷ 2,5)km nhưng về mùa khô dòng chảy bị thu hẹp chỉ còn (10 ÷ 15) m, nhiều đoạn chỉ thấy lòng sông là dải cát trải rộng ra hai phía và kéo dài cho đến cửa Đà Rằng. Nhìn chung, bãi bồi khu vực cửa Đà Rằng đang được bồi tụ với tốc độ trung bình khoảng 13 m/năm phía bờ Bắc và khoảng 6 m/năm phía bờNam. Các yếu tố động lực sông chủ yếu là dòng chảy, bùn cát sông và phân bốcủa chúng theo thời gian trong năm.
Hai yếu tố này lại phụ thuộc vào mưa và điều kiện lưu vực sông, đặc biệt là mưa lớn trong mùa mưa có tác động rất lớn đến bào mòn lưu vực, chuyển vận bùn cát trong sông. Vào mùa khô (từ tháng I đến tháng VIII) dòng chảy trong sông có lưu lượng tương đối nhỏ, cửa sông bị ảnh hưởng chủ yếu của dòng triều và dòng ven và gió mùa Tây Nam. Dòng chảy có lưu tốc khá nhỏ nên ở khu vực cửa sông các bãi bồi phát triển làm thu hẹp lòng sông và bồi lấp khu vực cửa sông. Mặt khác do trữ nước và điều tiết nước tại các hồ chứa phục vụ thủy lợi và thủy điện, dòng chảy sông càng nhỏ, kết hợp với kỳ triều kém nên có thời gian cửa sông hoàn toàn bị bồi lấp, gây rất nhiều khó khăn trong giao thông thủy. Vào mùa mưa (từ tháng IX đến tháng XII), dòng chảy trong sông đổ ra có lưu lượng lớn, có năm đỉnh lũ Qmax lên tới trên 20.000 m3/s, lưu tốc lớn đẩy các doi cát tập trung tại khu vực cửa sông ra ngoài biển. Vào thời gian này trong năm, khu vực Phú Yên chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của gió mùa Đông Bắc nên dòng ven có hướng Đông Bắc - Tây Nam. Dòng này kết hợp với dòng triều cường mang bùn cát từ sông đổ ra vận chuyển về phía Nam khu vực cửa sông.
Theo các đánh giá đã nêu trên thì khu vực vùng cửa sông Đà Rằng có đặc điểm thuỷ hải văn hết sức phức tạp, ngoài tác động trực tiếp của sóng biển, thuỷ
triều lên xuống còn chịu ảnh hưởng của dòng chảy thoát lũ khu vực hợp lưu của sông Ba. Cấu tạo địa chất ở đây thường gặp chủ yếu là các thành tạo bở rời như:
cuội, sạn, cát, bột sét ... tạo điều kiện thuận lợi cho sóng bão phá hoại, gây mất ổn định bãi biễn và các công trình ven bờ. Ngoài chịu tác động của dòng chảy ven vùng cửa sông còn chịu ảnh hưởng của dòng ven hình thành do sóng xiên góc với bờ nên việc sạt lở tiếp tục là điều chắc chắn xảy ra, trong đó đoạn sạt lở mạnh sẽ là khu vực xóm Rớ.
Những yếu tố trên là những đặc điểm quan trọng cho thấy việc bồi xói khu vực diễn ra theo mùa, đồng thời quan sát qua các nămcho thấythì cao độ bãi giảm dần, bãi cát trước biển hẹp dần chứng tỏ giải pháp giảm sóng, ngăn cát giữ bãi, chống xói do dòng ven là giải pháp duy nhất có thể giải quyết vấnđề.
Như đã phân tích ở chương 1 cho thấy hệ thống mỏ hàn có tác dụng ngăn chặn, hướng dòng chảy ven bờ ra xa để giảm tác động của dòng ven tới đường bờ.
Nhưng do các mỏ hàn thường song song với hướng truyền sóng (vuông góc với đường bờ) nênkhông hạn chế được những tác độngvuông góc với đường bờ như áp lực sóng và thủy triều. Tuy nhiên các công trình đê kè biển lại có tác dụng chống lại tác động sóng, dòng chảy trực tiếp lên khu vực bờcần bảo vệ. Với khả năng hấp thụ sóng tốt và không gây ra các ảnh hưởng, các tác nhân không mong đợi cho đường bờ, dễ dàng củng cố và sửachữa, tạo cảnh quan môi trường sạchđẹp.
Kết hợp các giải pháp trên sẽ hình thành giải pháp mang tính tổng thể, hài hoà vừa đáp ứng được yêu cầu hạn chế tác động của dòng ven vận chuyển bùn cát vừa đáp ứng được yêu cầu chống hiện tượng sạt lở bờ bãi.
Khu vực dự án nằm trong vùng cửa sông ven biển thay đổi theo hướng bị xâm thực bởi tác động của sóng và dòng chảy ven bờ. Do vậy, để đạt được hiệu quả chống xói lở bờ, giải pháp công trình phải đảm bảo đáp ứng được hiệu quả ổn định chống được 2 tác động trên. Căn cứ vào đặc điểm hiện trạng và nguyên nhân diễn biến hình thái thì biện pháp công trình cần phải kết hợp giữa: Kè bảo vệ bờ và hệ thống mỏ hàn.
Bảng 3.4: So sánh các phương án kè biển
Kè dạng mái nghiêng Kè dạng tường đứng
Ưu điểm
-Phù hợp với địa chất có chất lượng không cao
-Điều kiện thi công dễ dàng, không cần đầu tư công nghệ cao -Xói chân không nhiều
- Giá thành công trình rẻ - Dễ dàng thi công, sửa chữa, bảo dưỡng
-Tiết kiệm vật liệu xây dựng -Tiết kiệm không gian xây dựng
-Thời gian xây dựng nhanh
Nhược điểm
-Chiếm nhiều không gian xây dựng
-Yêu cầu vật liệu xây dựng lớn -Chi phí sửa chữa cao
-Yêu cầu địa chất cao -Yêu cầu thiết bị thi công chuyên dụng
-Khó sửa chữa, bảo dưỡng -Áp lực sóng ngang lớn, kém ổn định hơn khi làm việc trong điều kiện sóng vỡ
Bảng 3.5: So sánh các phương án mỏ hàn
Ưu điểm Nhược điểm
Dạng mái nghiêng, lõi đá đổ
-Có độ bền cao, chịu được môi trường và tác động từ biển.
-Kết cấu tổng thể khá linh hoạt, mềm dẻo
-Dễ dàng thi công, sửa chữa, bảo dưỡng
-Kích thước công trình lớn -Khối lượng vật liệu nhiều -Khó khăn về mặt vận chuyển, cần nhiều phương tiện thi công
Dạng ống buy lõi cát, đá bảo vệ chân
-Thời gian thi công nhanh -Ống buy được đổ trên bờ nên chất lượng tốt hơn
-Phải đào và san phẳng nền trước khi thi công -Diện tích tiếp xúc của ống buy không lớn nên lượng gia cố chân phải nhiều dẫn đến tải trọng lên nền là lớn
Dạng thùng chìm bên trong xếp cát, đá
-Độ ổn định cao
-Kết cấu liền khối chắc chắn, ít bị phá hủy cục bộ -Ít phải duy tu bảo dưỡng
-Chỉ thích hợp với vùng bờ có nền tương đối tốt -Giá thành xây dựng cao, thi công khó khăn
Sau khi so sánh ưu nhược điểm của các phương án và kết hợp với các điều kiện xây dựng thực tế ở địa phương thì phương án phù hợp nhất là: Kết hợp giữa kè lát mái cấu kiện bê tông phá sóng và hệ thống mỏ hàn đá đổ mái nghiêng.
Phương án này đảm bảo cho quá trình thi công dễ dàng, tiết kiệm hơn đồng thời vẫn đáp ứng được các yêucầu kỹ thuật.