- Trang Chủ
- Môi trường
- Bố trí không gian hệ thống công trình giảm sóng, gây bồi bùn để trồng cây ngập mặn ở bằng sông Cửu Long: Nguyên lý sơ bộ
Xem mẫu
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
BỐ TRÍ KHÔNG GIAN HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH GIẢM SÓNG,
GÂY BỒI BÙN ĐỂ TRỒNG CÂY NGẬP MẶN
Ở BẰNG SÔNG CỬU LONG: NGUYÊN LÝ SƠ BỘ
Thiều Quang Tuấn
Trường Đại học Thủy lợi, email: Tuan.T.Q@tlu.edu.vn
1. VẤN ĐỀ GÂY BỒI BÙN 2. NGUYÊN LÝ CƠ BẢN
Xói lở bờ biển kéo theo sự suy giảm diện Hiện nay trên thế giới và cũng như ở nước
tích rừng ngập mặn (RNM) ở khu vực Đồng ta vẫn chưa có hướng dẫn chung cho việc bố
Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) đã và đang trí không gian công trình giảm sóng gây bồi ở
xảy ra với diễn biến phức tạp, tốc độ ngày trên bãi biển bùn. Phần lớn các công trình
một gia tăng trong một vài thập kỷ gần đây. giảm sóng gây bồi hiện nay ở ĐBSCL vẫn
Có tới 68% tổng chiều dài đường bờ đang bị đang bố trí dựa theo nguyên lý của công trình
xói lở và đặc biệt là 91% đoạn đang xói lở có gây bồi trên bãi biển cát. Tuy nhiên việc gây
liên quan tới đai rừng ngập mặn. Ở nhiều nới bồi bùn phức tạp hơn so với gây bồi cát do
đai rừng đã hoàn toàn biến mất. Trong bối ngoài các yếu tố dòng chảy còn phụ thuộc
cảnh này, nhiều nỗ lực trong việc ứng phó vào nồng độ bùn lơ lửng đủ lớn cần thiết cho
khẩn cấp với xói lở đã và đang được thực phản ứng kết bông xảy ra. Sơ bộ thì lắng
hiện. Tuy nhiên phần lớn các dự án đều chỉ đọng bùn có thể xảy ra khi việc bố trí không
có thể dừng lại ở mục tiêu cố định vị trí gian hệ thống ĐGS có thể tạo ra đồng thời
đường bờ hoặc ngăn giảm sóng để giữ bờ và hai điều kiện: nồng độ bùn lơ lửng trung bình
phần còn lại của đai rừng đang bị xói lở; hiệu của dòng chảy SSC vượt quá ngưỡng
quả gây bồi tạo bãi, đặc biệt là gây bồi bùn 200mg/l và năng lượng rối của dòng chảy rất
còn đang rất hạn chế. Nhằm hướng tới giải nhỏ (gần như tĩnh lặng).
pháp mang tính bền vững cho bờ biển
ĐBSCL, việc nghiên cứu các giải pháp nhằm
gây bồi, nâng cao trình bãi bùn để có thể
trồng lại rừng mang tính cấp thiết.
Đã có một số nghiên cứu và phân tích về
giải pháp kết cấu đê giảm sóng (ĐGS) phù
hợp cho việc gây bồi bùn trên bãi rừng [1,2].
Dạng đê thân xốp rỗng (porous), thay vì dạng
đê thân rỗng (hollow), có các tính chất giảm
sóng thuận lợi, khả năng cho phép trao đổi
bùn cát qua tốt và do vậy phù hợp hơn đối Hình 1. Bể lắng bùn khi bãi nông
với việc gây bồi để trồng rừng. Vì có sóng nằm trong phạm vi bãi triều, dòng bùn cát
phản xạ khá nhỏ và cấu tạo rời rạc nên dạng đi vào theo hướng ngang bờ
kết cấu này có thể ổn định tốt hơn trên nền
đất bùn mềm yếu ở ĐBSCL. Tuy nhiên để Một cách tổng quát chúng ta có thể khống
thành công thì vấn đề mấu chốt vẫn là hiệu chế ứng suất tiếp đáy của dòng chảy trên bãi
quả gây bồi quyết định bởi phương án bố trí nằm trong giới hạn cho phép để gây bồi và
không gian hệ thống ĐGS (trên mặt bằng). trồng rừng:
178
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
b,max [ b ] (1) Hình 3 minh họa một ví dụ về thiết kế
ĐGS thân xốp rỗng theo điều kiện (1) [6]. Có
trong đó, b,max là ứng suất tiếp ở đáy tính thể thấy rằng yêu cầu gây bồi bùn trên bãi
toán (do sóng hoặc/và dòng chảy), [b] là ứng chặt chẽ hơn nhiều so với yêu cầu về điều
suất tiếp ở đáy cho phép xác định theo các kiện cho phép chồi cây sinh trưởng. Để gây
giai đoạn sinh trưởng tự nhiên của chồi cây bồi và không xảy ra xói trên bãi thì ĐGS cần
ngập mặn [3] hoặc theo chế độ thủy động lực có bề rộng đê rất lớn hoặc phải giảm độ rỗng
hình thái gây bồi hoặc chống xói [4]. thân đê. Tuy nhiên nếu độ rỗng quá nhỏ có
Để có thể gây bồi bùn hiệu quả, cần căn cứ thể làm giảm hiệu quả gây bồi do hạn chế
vào điều kiện thủy động lực và bùn cát cụ thể việc trao đổi bùn cát qua thân đê.
ở từng khu vực để bố trí hệ thống ĐGS, trong
đó đặc biệt chú trọng tới yếu tố nguồn cung
bùn cát. Nguyên lý chung là có thể dẫn bùn
vào và lắng đọng ở “bể lắng bùn”. Bể lắng
bùn có cấu tạo chung là ô quây tạo bởi công
trình. Để có thể gây lắng đọng bùn, hệ thống
công trình cần bố trí sao để dòng chảy trong
phạm vi bể lắng cần có độ rối đủ nhỏ (ứng
suất tiếp đáy do vận tốc dòng chảy và sóng
đủ nhỏ, xem PT.1).
Trong trường hợp bãi cần gây bồi là bãi
xói nông, nằm trong phạm vi bãi triều (bãi
ngập lúc triều cao và cạn lúc triều thấp, thời
gian phơi bãi vẫn đạt khoảng 6 giờ/ngày
đêm), dòng chảy bùn cát chủ yếu được đem
vào theo dòng triều theo hướng ngang bờ. Do
vậy cần bố trí hệ thống đê giảm sóng song Hình 2. Bố trí hệ thống công trình giảm sóng,
song với bờ kết hợp với các mỏ hàn chữ T để gây bồi trường hợp bãi sâu
tạo thành các ô lắng. Đặc biệt cần có thêm
các cửa mở phía biển để dòng triều đi vào
đem theo bùn cát khi triều lên và cũng là nơi
để cho dòng triều rút ra (Hình 1). Với trường
hợp bãi xói sâu (phần lớn thời gian bãi bị
ngập nước, thời gian phơi bãi chỉ đạt khoảng
4 - 6 giờ/ngày đêm) thì cần bố trí hệ thống
công trình đê giảm sóng xa bờ có hoặc không
có các khoảng mở (Hình 2a). Lúc này nguồn
cung bùn cát phần lớn là do sự trao đổi bùn
cát theo phương dọc bờ, do vậy không nên bố
trí các mỏ hàn để tránh cản trở dòng bùn cát
đi vào. Bể lắng bùn sẽ được hình thành ở khu
vực khuất sóng phía sau các đê giảm sóng.
Với bãi rộng thì có thể bố trí thêm một đến
vài lớp hệ thống công trình giảm sóng, dòng Hình 3. Ví dụ đồ thị thiết kế ĐGS
chảy ở phía trong (song với hệ thống chính dạng xốp rỗng theo điều kiện khống chế
phía ngoài, Hình 2b). Nhìn chung bãi xói ứng suất tiếp đáy: Bf - bề rộng đê,
càng sâu thì khả năng gây bồi càng khó và n - độ rỗng đê, b,IG,max - ứng suất
mất nhiều thời gian hơn. tiếp đáy lớn nhât trên bãi [6]
179
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
Mặt khác cũng có thể sử dụng các công bố trí công trình làm cho lượng bồi lớn hơn
trình phụ trợ khác như các hàng rào tre / gỗ xói thì vẫn đem lại hiệu quả gây bồi.
giảm sóng / dòng chảy (Hình 2b),… trong
phạm vi bể lắng để giảm ứng suất tiếp đáy 3. KẾT LUẬN
thúc đẩy bồi lắng và do đó việc lựa chọn độ Nghiên cứu đã bước đầu đưa ra một số
rỗng đê thiết kế được dễ dàng hơn. nguyên lý cho việc bố trí không gian hệ thống
Để trồng khôi phục rừng thì bề rộng bãi yêu công trình ĐGS nhằm gây bồi, nâng cao bãi
cầu (khoảng cách từ tuyến ĐGS ngoài cùng tới bùn để có thể trồng rừng. Từ nguyên lý này
bờ) cũng là vấn đề cần phải xem xét. Về mặt cần căn cứ vào tính chất thủy động lực và bùn
lâm sinh, bề rộng tối thiểu Br,min để một đai cây cát cụ thể ở từng khu vực cùng với đặc tính
có thể sinh trưởng khỏe mạnh vào khoảng giảm sóng của dạng công trình ĐGS được lựa
200m - 300m [5]. Trên thực tế, bề rộng bãi yêu chọn để tính toán bố trí không gian hệ thống
cầu còn phụ thuộc vào độ sâu xói của bãi cần công trình ĐGS cho phù hợp. Kiến nghị trong
phải gây bồi trở lại (Hình 4). thời gian tới cần có thêm những nghiên cứu có
Br 2 L ib * d x 2 L Br ,min (2) chiều sâu về các quá trình thủy động lực và
trong đó Br là bề rộng bãi cần thiết cho hình thái bồi lắng bùn trên bãi rừng và đặc biệt
trồng rừng, ib là độ dốc bãi cần tái tạo, dx là là các phương án bố trí không gian hệ thống
chiều sâu xói trung bình của bãi cũng là chiều công trình giảm sóng gây bồi đáp ứng cho các
dày cần gây bồi, 2L (L - chiều dài sóng nước mục tiêu bảo vệ bờ khác nhau.
nông tại vị trí ĐGS) là khoảng cách an toàn
xét tới ảnh hưởng nhiễu động phía sau ĐGS. 4. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Tuan, T.Q., and Luan, N.M., 2020.
Monsoon wave transmission at bamboo
fences protecting mangroves in the Lower
Mekong Delta. Applied Ocean Research,
Elsevier, 101.
[2] Thiều Quang Tuấn, 2020. Thiết kế chức
năng cho công trình giảm sóng, gây bồi để
trồng rừng ngập mặn ở Đồng bằng Sông
Hình 4. Bề rộng bãi cần thiết cho trồng rừng Cửu Long. Hội nghị KHTN Đại học Thủy
lợi năm 2020.
Một vấn đề quan trọng khác của bố trí [3] Balke, T., Bouma, T.J., Horstman, E.M.,
không gian hệ thống công trình gây bồi đó là Webb, E.L., Erftemeijer, P.L.A., Herman,
nguồn cung bùn cát cho hệ thống. Nếu không P.M.J., 2011. Windows of opportunity:
có nguồn cung bùn cát thì không thể gây bồi. thresholds to mangrove seedling
Ở ĐBSCL thì nguồn cung bùn cát chịu sự chi establishment on tidal flats. Mar. Ecol.
phối của hai yếu tố: dòng bùn cát đổ ra từ hệ Prog. Ser., 440, 1-9.
thống sông Cửu Long và vai trò của sóng [4] Whitehouse, R., Soulsby, R.L., Roberts, W.,
trong việc khuấy động, tăng nồng độ bùn cát Mitchener, H., 2000. Dynamics of Estuarine
Muds. Thomas Telford, London, UK, 210 pp.
cho dòng chảy. Do vậy sẽ có sự khác biệt lớn
[5] Phan, K.L., van Thiel de Vries, J.S.M., and
giữa việc gây bồi ở phía biển Đông và biển Stive, M.J.F., 2015. Coastal mangrove
Tây do tính chất nguồn cung bùn cát khác squeeze in the Mekong Delta. J. Coastal
nhau. Sẽ rất khó gây bồi vào mùa lặng sóng Res., 31(2), pp.233-243.
do nồng độ bùn cát lơ lửng quá nhỏ (không [6] Tuan, T.Q., Luan, M.T., and Cuong, L.N.,
có hiệu ứng khuấy động của sóng làm bùn cát 2021. Wave-attenuation by permeable
tái lơ lửng), bùn không thể kết bông và tuy breakwaters in support of mangrove re-
sóng nhỏ nhưng vẫn đủ khả năng gây xói bãi. plantation: a laboratory investigation.
Mặc dù sóng lớn sẽ gây xói, nhưng nếu việc Natural Hards, submitted.
180
nguon tai.lieu . vn
