Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp công trình bảo vệ bờ sông thủy triều vùng bán đảo cà mau áp dụng cho đoạn bờ hữu của sông gành hào

Do nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa và chịu ảnh hưởng trực tiếp của biến đổi khí hậu và nước biển dâng nên bờ biển, cửa sông chịu ảnh hưởng mạnh của các yếu tố: sóng, gió, bão, d

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 9

1.1 Các thành tựu khoa học trong và ngoài nước liên quan đến vấn đề nghiên cứu 9

1.1.1 Các thành tựu nước ngoài 9

1.1.2 Các thành tựu trong nước 11

1.2 Giới thiệu chung về các giải pháp bảo vệ bờ sông, bờ biển ở ĐBSCL 12 1.2.1 Nhóm giải pháp phi công trình 12

1.2.2 Nhóm giải pháp công trình 13

1.2.3 Một số nhận xét, đánh giá 19

1.3 Thực trạng xói lở bờ sông thủy triều vùng BĐCM 20

1.3.1 Thực trạng xói lở 20

1.3.2 Phân loại xói lở bờ hệ thống sông rạch ở BĐCM 22

1.3.3 Nhận xét về xói lở bờ hệ thống sông rạch ở BĐCM 23

1.4 Định hướng các giải pháp kỹ thuật phòng chống xói lở bờ sông thủy triều vùng BĐCM 24

1.4.1 Một số vấn đề cần xem xét trong công tác bảo vệ bờ chống xói trên sông vùng triều 24

1.4.2 Kiến nghị về chủ trương và định hướng các giải pháp kỹ thuật chống xói lở bảo vệ bờ trên sông vùng triều 25

1.5 Kết luận chương 1 26

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG THỦY TRIỀU VÙNG BÁN ĐẢO CÀ MAU 27

2.1 Phân tích những ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên đến xói lở bờ sông thủy triều vùng BĐCM 27

2.1.1 Ảnh hưởng của địa hình, địa mạo khu vực 27

2.1.2 Ảnh hưởng của điều kiện địa chất khu vực 30

2.1.3 Ảnh hưởng của điều kiện thủy văn, thủy lực sông kênh khu vực 33

2.2 Xác định các nguyên nhân, yếu tố ảnh hưởng tới sạt lở bờ sông thủy triều vùng BĐCM 37

2.2.1 Nguyên nhân của hiện tượng xói lở bờ sông thủy triều 37

2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới xói lở bờ sông thủy triều vùng BĐCM 39 2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của dòng chảy do thủy triều tác động đến bờ sông vùng BĐCM 39

2.3.1 Cơ chế xói lở bờ sông thủy triều 39

2.3.2 Đặc điểm của quá trình xói lở bờ sông 40

2.3.3 Ứng dụng mô hình Mike trong nghiên cứu dự báo xói lở bờ sông thủy triều vùng BĐCM cho một số khu vực trọng điểm 41

2.4 Đề xuất lựa chọn các giải pháp công trình bảo vệ bờ sông thủy triều 54

2.4.1 Nguyên lý chung về bảo vệ bờ sông 54

2.4.2 Tổng hợp các giải pháp phòng chống xói lở bờ 54

2.4.3 Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông thủy triều vùng BĐCM 55

2.5 Kết luận chương 2 62

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ HỮU CỬA SÔNG GÀNH HÀO TỈNH CÀ MAU 63

3.1 Diễn biến xói lở cửa sông Gành Hào 63

3.1.1 Diễn biến đường bờ cửa sông Gành Hào 63

3.1.2 Sạt lở bờ sông, bờ biển Gành Hào 66

3.1.3 Nguyên nhân gây sạt lở bờ cửa sông Gành Hào 68

3.2 Nghiên cứu phương án thiết kế công trình bảo vệ bờ hữu cửa sông Gành Hào 69

3.2.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản 69

3.2.2 Các phương án thiết kế công trình 69

3.2.3 Phân tích và lựa chọn phương án 74

3.3 Đề xuất giải pháp kết cấu kè bảo vệ bờ hữu cửa sông Gành Hào 75

3.3.1 Đoạn trong sông L 1 và L 2 75

3.3.2 Đoạn cửa sông ven biển L 3 78

3.4 Đánh giá hiệu quả của giải pháp công trình đề xuất 83

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

PHẦN PHỤ LỤC 88

THỐNG KÊ HÌNH VẼ

Hình 0-1: Bản đồ vùng BĐCM 6

Hình 1-1: Trồng cây chống sóng, chống xói, gây bồi bảo vệ bờ ở ĐBSCL 13

Hình 1-2: Một số hình thức bảo vệ bờ bằng phên liếp, cọc, cừ gỗ ở ĐBSCL 14

Hình 1-3: Một số công trình bán kiên cố trên hệ thống sông Cửu Long 15

Hình 1-4: Một số công trình kiên cố trên hệ thống sông Cửu Long 16

Hình 1-5: Công trình gia cố bờ trực tiếp 16

Hình 1-6: Xây dựng và gia cố đê biển 18

Hình 1-7: Sạt lở tại Đất Mũi, tỉnh Cà Mau 21

Hình 1-8: Sóng đánh sạt lở bờ kè biển Nhà Mát - Tp.Bạc Liêu 21

Hình 2-1: Bản đồ địa hình khu vực bán đảo Cà Mau 28

Hình 2-2: Vết tích còn lại của các vụ sạt lở tại chợ Vàm Đầm và xã Đất Mới 30

Hình 2-3: Bản đồ mạng lưới sông ngòi khu vực ĐBSCL 33

Hình 2-4: Các thành phần thủy lực tại một điểm trong hệ toạ độ trực giao lưới vuông, và hệ toạ độ Đề Các 43

Hình 2-5: Sự liên tục của chuyển động bùn cát trong một ô lưới 45

Hình 2-6: Sự ảnh hưởng tới hướng chuyển động của bùn cát đáy 45

Hình 2-7: Sơ đồ khu vực Năm Căn và vị trí đo thủy văn 47

Hình 2-8: Lòng dẫn trên mặt bằng sau 3 năm (2007-2010) tại khu vực Năm Căn 48

Hình 2-9: Diễn biến mặt cắt ngang tại vị trí ngã ba sông Cái Nai, Xẻo Thùng và vị trí giao nhau của sông Cái Nai với sông Cửa Lớn 49

Hình 2-10: Sơ họa khu vực chợ Tân Tiến và trạm đo thủy văn 49

Hình 2-11 Lòng dẫn trên mặt bằng sau 3 năm (2008-2011) tại khu vực chợ Tân Tiến - sông Đầm Chim 50

Hình 2-12: Diễn biến lòng dẫn trên mặt cắt ngang sau 3 năm (2008-2011) tại hai tâm xói khúc sông cong - khu vực chợ Tân Tiến 50

Hình 2-13: Sông Đốc và trạm đo lưu lượng, mực nước 50

Hình 2-14: Lòng dẫn trên mặt bằng sau 3 năm (2008-2011) tại khu vực cửa ra Sông Đốc 51

Hình 2-15: Diễn biến xói bồi tại 3 mặt cắt đọan mở rộng ở cửa ra sông Đốc, giai

đọan 2007-2010 51

Hình 2-16: Vị trí các mặt cắt so sánh trên bản vẽ quy hoạch phòng chống sạt lở khu vực cửa Gành Hào 52

Hình 2-17: Lòng dẫn trên mặt bằng sau 3 năm (2007-2010) tại khu vực cửa Gành Hào 52

Hình 2-18: Diễn biến xói bồi tại MC1 ở cửa Gành Hào, giai đọan 2007-2010 53

Hình 2-19: Diễn biến xói bồi tại MC2 ở cửa Gành Hào, giai đọan 2007-2010 53

Hình 2-20: Diễn biến xói bồi tại MC3 ở cửa Gành Hào, giai đọan 2007-2010 53

Hình 2-21: Sơ đồ tổng quát các giải pháp phòng chống sạt lở bờ 55

Hình 2-22: Kết cấu kè bảo vệ bờ khu vực đông dân cư, thị trấn 56

Hình 2-23: Phối cảnh quy hoạch công trình kè chống xói lở 57

Hình 2-24: Dạng công trình bảo vệ trước tác động của dòng chảy 58

Hình 2-25: Phạm vi bảo vệ bờ do nguyên nhân sóng tàu 59

Hình 2-26: Bảo vệ mái bờ và lòng sông bằng thảm đá 60

Hình 2-27: Giải pháp thảm bê tông FS bảo vệ bờ 61

Hình 2-28: Giải pháp xây dựng kè bằng kết cấu tơi rời linh hoạt 61

Hình 2-29: Giải pháp thảm bê tông tự chèn P.Đ.TAC 62

Hình 3-1: Diễn biến đường bờ khu vực cửa Gành Hào 65

Hình 3-2: Sạt lở bờ sông khu vực cửa sông ven biển Gành Hào 67

Hình 3-3: Mặt cắt ngang kè điển hình đoạn L3 - PA1 71

Hình 3-4: Sơ đồ vị trí các đoạn kè PA1 71

Hình 3-5: Phương án kết cấu công trình kè bằng BTCT dự ứng lực 76

Hình 3-6: Phương án kết cấu kè tường bản chống 77

Hình 3-7: Kết cấu tấm lát mát kè - cấu kiện 7775 77

Hình 3-8: Các loại cấu kiện tơi rời linh hoạt tự điều chỉnh 79

Hình 3-9: Mặt cắt ngang kè đoạn L3A&B – PA1 80

Hình 3-10: Mặt cắt ngang kè đoạn L3A&B – PA2 80

Hình 3-11: Stabiplage chống sóng, gây bồi bảo vệ bờ ở công trình kè Lộc An, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tầu 81

THỐNG KÊ CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2-1: Đặc trưng mực nước sông Gành Hào - Cà Mau 34 Bảng 2-2: Đặc trưng mực nước trạm Năm Căn, sông Cửa Lớn 36 Bảng 2-3: Phạm vi bảo vệ mái bờ sông chịu tác động chủ yếu của sóng tàu 60 Bảng 3-1: Thời gian tác động của sóng theo hướng Đông và Đông Bắc với Hs = 0,8m và T=6s 63 Bảng 3-2: Thống kê các đoạn kè bờ hữu cửa sông Gành Hào - PA1 70 Bảng 3-3: Thống kê các đoạn kè bờ hữu cửa sông Gành Hào - PA2 72

LỜI MỞ ĐẦU

Bán đảo Cà Mau, vùng đất cực Nam của Tổ quốc, rộng 1,6 triệu ha (trong gần 4 triệu ha của Đồng bằng sông Cửu Long), gồm thành phố Cần Thơ, các tỉnh Hậu Giang, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau và một phần tỉnh Kiên Giang Đây là vùng đất có nhiều tiềm năng để phát triển kinh tế ở vùng Nam bộ với đặc điểm sông rạch chằng chịt và có nhiều cửa sông thông ra biển Do nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa và chịu ảnh hưởng trực tiếp của biến đổi khí hậu và nước biển dâng nên bờ biển, cửa sông chịu ảnh hưởng mạnh của các yếu tố: sóng, gió, bão, dòng chảy,… là những nguyên nhân gây ảnh hưởng và tác động mạnh mẽ đến sự biến đổi của đường bờ biển, cửa sông tạo ra nơi bồi, nơi xói lở và có những đoạn bị xói lở khá mạnh và tập trung nhiều ở những cửa sông lớn [2]

Hình 0-1: Bản đồ vùng BĐCM

(Nguồn Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam)

Sông thủy triều là sông không có nguồn từ trên các lưu vực về mà nguồn của nó chủ yếu là thủy triều Ở đồng bằng sông Cửu Long khu vực bán

đảo Cà Mau tồn tại nhiều sông thủy triều như: sông Gành Hào, sông Bồ Đề, sông Ông Đốc, sông Cái Lớn, sông Cái Bé, sông Bảy Háp,… các sông này có khi được nối liền với nhau qua các kênh rạch Nguồn của các sông này chủ yếu là thủy triều chứ không phải là do dòng chảy từ các lưu vực ở thượng nguồn về Các sông thủy triều ở Nam bộ đa phần đều tập trung ở vùng bán đảo Cà Mau [1]

Quá trình xói bồi biến hình lòng sông và sạt lở mái bờ sông do tác động của dòng chảy ngược xuôi của thủy triều, của các điều kiện dòng chảy cục bộ, của sóng do gió, sóng do thuyền bè và tác động của con người cùng với điều kiện địa chất, địa hình cụ thể các sông thủy triều là rất phức tạp Hiện tượng sạt lở bờ sông, kênh rạch ở vùng bán đảo Cà Mau đã xảy ra hàng trăm điểm xói lở, phạm vi xói lở từ vài ba chục mét đến 78 km đã làm cho hàng trăm ngôi nhà bị sụp đổ xuống sông, phá hoại các cơ sở hạ tầng, uy hiếp đe dọa tính mạng và cuộc sống của người dân,… gây thiệt hại tài sản hàng chục tỷ đồng, ảnh hưởng xấu đến điều kiện phát triển dân sinh, kinh tế, xã hội, môi trường bền vững ở bán đảo Cà Mau

Thực tế cho ta thấy bằng những giải pháp thi công thông thường và đơn giản không thể giải quyết được các vấn đề xói lở bờ biển của khu vực đồng bằng sông Cửu Long nói chung nhất là các cửa sông chịu ảnh hưởng của thủy triều Do vậy để có cơ sở khoa học khi thiết kế xây dựng công trình đáp ứng được các vấn đề trên cần nghiên cứu đưa ra một giải pháp công trình bền vững trên cơ sở tính toán một cách hợp lý và khoa học

Mục đích của đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp công trình

bảo vệ bờ sông thủy triều vùng bán đảo Cà Mau, áp dụng cho đoạn bờ hữu cửa sông Gành Hào” nhằm đáp ứng các yêu cầu sau:

- Làm rõ được nguyên nhân, các nhân tố ảnh hưởng đến xói lở bờ

sông thủy triều vùng bán đảo Cà Mau

- Đề xuất các giải pháp kỹ thuật bảo vệ và ổn định bờ sông thủy triều

vùng bán đảo Cà Mau nói chung, áp dụng cho đoạn bờ hữu cửa sông Gành Hào, huyện Đầm Dơi, tỉnh Cà Mau nói riêng

* Cách tiếp cận

- Xem xét quá trình diễn biến xói lở bờ sông thủy triều dựa trên các

tài liệu, số liệu thực tế có được và phân tích trên quan điểm tổng quan và toàn diện

- Kế thừa có chọn lọc những kết quả đã được nghiên cứu ở trong và

ngoài nước về công trình bảo vệ bờ sông, bờ biển để ứng dụng và giải quyết cho vùng nghiên cứu

* Phương pháp nghiên cứu

- Điều tra khảo sát thực tế về: địa hình, địa mạo, địa chất, khí tượng

thủy văn, các tài liệu về dòng chảy, biến hình lòng dẫn, dân sinh kinh tế và xu hướng phát triển của khu vực trong tương lai

- Tổng hợp, phân tích và đánh giá các tài liệu, số liệu có liên quan đến

đề tài luận văn để xác định các quy luật tác động, biến hình lòng dẫn, vai trò các nhân tố chính đối với diễn biến xói lở bờ sông thủy triều

- Sử dụng mô hình Mike 21 để tính toán, dự báo xói lở bờ sông thủy

triều ở một số đoạn sông điển hình

- Ứng dụng, kế thừa các kết quả nghiên cứu

* Kết quả dự kiến đạt được

- Đưa ra được nguyên gây xói lở bờ sông thủy triều vùng bán đảo Cà

Mau

- Xác định được phạm vi và mức độ xói lở của sông thủy triều vùng

bán đảo Cà Mau ở một số khu vực trọng điểm

- Đề xuất lựa chọn được các giải pháp công trình phù hợp để bảo vệ

bờ sông chịu ảnh hưởng thủy triều vùng BĐCM

- Đề xuất được tuyến và giải pháp công trình phù hợp để bảo vệ đoạn

bờ hữu cửa sông Gành Hào thuộc xã Tân Thuận, huyện Đầm Dơi, tỉnh Cà Mau

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Các thành tựu khoa học trong và ngoài nước liên quan đến vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Các thành tựu nước ngoài

Những nghiên cứu liên quan tới vấn đề xói lở bờ sông, bồi lắng lòng dẫn như: xác định rõ nguyên nhân, cơ chế, xác định quy luật diễn biến lòng dẫn, nghiên cứu đề xuất các giải pháp phòng chống giảm nhẹ thiệt hại do xói

lở bờ, bồi lắng lòng dẫn gây ra, đều là các lĩnh vực khoa học động lực học dòng sông, chuyển động bùn cát và chỉnh trị sông

Trên thế giới khoa học về động lực dòng sông, được phát triển mạnh trong nửa thế kỷ thứ XIX ở các nước Âu Mỹ Những nghiên cứu của các nhà khoa học Pháp như Du Boys về chuyển động bùn cát, Barré de Saint - Venant

về dòng không ổn định, L Fargue về hình thái sông uốn khúc vẫn giữ nguyên giá trị sử dụng cho đến ngày nay

Vào những năm đầu thế kỷ XX, với những đóng góp lớn của các nhà khoa học Xô Viết, những tên tuổi gắn liền với các thành tựu khoa học lớn là Lotchin V.M về tính ổn định của lòng sông; của Bernadski N.M về chuyển động hai chiều; của Makkavêep V.M về dòng thứ cấp; của Velikanôp M.A.,

về quá trình diễn biến lòng sông của Gôntrarôp V.N và Lêvi I.I., về chuyển động bùn cát; của Altunin S.T., của Grisanin K.B., của Kariukin S.N về chỉnh trị sông, Chính trong thời gian đó đã nổ ra những cuộc tranh luận gay gắt giữa lý thuyết khuếch tán và lý thuyết trọng lực, giữa hai trường phái ngược nhau khi đánh giá tổn thất năng lượng trong dòng chảy có và không mang bùn cát, giữa các chỉ tiêu khởi động của bùn cát và giữa các chỉ tiêu ổn định của lòng dẫn Tham gia gián tiếp vào các cuộc tranh luận đó, từ những năm 50 đến giữa những năm 60, có các nhà khoa học Trung Quốc như Trương Thụy Cẩn, Tiền Ninh, Tạ Giám Hoành, Đậu Quốc Nhân, Sa Ngọc Thanh,… Trong thời gian này, ở Tây Âu có những công trình về chuyển động bùn cát của E Meyer Peter và Muller; về hình thái lòng sông ổn định có các nhà khoa học Anh Kennedy R.G., Lindley E.S và Laccy G với "Lý thuyết chế độ" (Regime theory) nổi tiếng Các nhà khoa học Mỹ như Einstein H.A.,

Ven-te-Chow, Ning-chien,… có nhiều công trình nghiên cứu về dòng chảy và chuyển động bùn cát

Từ những năm 60 thế kỷ XX đến nay, do ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật và đặc biệt là những tiến bộ trong kỹ thuật tính toán, động lực học dòng sông có những bước phát triển mới, sâu sắc trong việc hoàn thiện

mô hình hoá các hiện tượng thủy lực phức tạp Một số mô hình tóan, mô phỏng dòng chảy hai chiều 2D, ba chiều 3D, mô phỏng quá trình diễn biến lòng dẫn như Mike 11, Mike 21 và Mike 21C cho kết quả tính tóan dòng chảy, dự báo biến hình lòng dẫn khá chính xác Về nghiên cứu thực địa đã có những thiết bị đo đạc hiện đại, nhanh chóng, chính xác Có thể nhân được trường vận tốc dòng chảy ở độ sâu khác nhau, xác định được độ sâu lòng dẫn cùng với tọa độ địa lý mong muốn Việc khảo sát đường đi của hạt bùn cát bằng chất đồng vị phóng xạ khi nghiên cứu bồi lắng lòng dẫn tại các vùng cửa sông cũng đạt được một số kết quả Nghiên cứu biến hình lòng dẫn trên mô hình vật lý đã có những tiến bộ vượt bậc đã thực hiện được những tiêu chuẩn tương tự khó, trên cơ sở xây dựng mô hình lòng động với các chất liệu mô phỏng bùn cát đáy, bùn cát lơ lửng bằng vât liệu mới đảm bảo độ chính xác cao Ngòai ra trong mấy thập niên gần đây các nhà khoa học đã ứng dụng GIS vào việc nghiên cứu dự báo biến hình ngang lòng dẫn,…

Bên cạnh những tên tuổi mới xuất hiện như Cunge J.A (Pháp), Borgadi J.L (Hungari), Hâncu Simion (Rumani), Mamak W (Ba lan), Grisanihin K.V (Liên Xô),… đã xuất hiện những công trình của tập thể tác giả hoặc tên của một cơ quan nghiên cứu như Bureau of Reclamation (Mỹ), SOGREAN (Pháp), VNIIG (Liên Xô), DELFT (Hà Lan), DHI (Đan Mạch), Đ H Vũ Hán (Trung Quốc) [6]

Về công trình trình chỉnh trị sông đã có bước tiến khá ấn tượng trong những năm gần đây, đặc biệt vào thời kỳ công nghệ mới vật liệu mới phát triển, những công trình chỉnh trị sông không còn nặng nề, phức tạp như trước đây Về kết cấu đã gọn nhẹ hơn nhưng hiệu quả hơn như hệ dàn phao hướng dòng thay cho kè mỏ hàn, thảm bê tông bơm trực tiếp trong nước thay cho rồng tre, rọ đá,…

1.1.2 Các thành tựu trong nước

Ở Việt Nam, nghiên cứu động lực học dòng sông được bắt đầu vào cuối những năm 60 thế kỷ trước với các công trình phòng chống lũ lụt, giao thông thủy và chống bồi lắng cửa lấy nước tưới ruộng trên các sông miền Bắc Các nghiên cứu ban đầu thường được tiến hành trong các phòng thí nghiệm của Viện Khoa học Thủy lợi, Viện Thiết kế Giao thông Vận tải, Trường Đại học Xây dựng, Trường Đại học Thủy lợi Cách đây vài chục năm, các nghiên cứu trên mô hình toán mới được phát triển, với sự tham gia của các nhà khoa học thuộc Viện Cơ học Việt Nam, Viện Khí tượng Thủy văn,… Những vấn đề của động lực học dòng sông và chỉnh trị sông cũng được đưa vào đề tài trong các chương trình trọng điểm cấp nhà nước

Những nghiên cứu về dòng chảy sông ngòi, nổi bật có các công trình về chuyển động không ổn định của Nguyễn Văn Cung, Nguyễn Cảnh Cầm, Nguyễn Như Khuê, Nguyễn Ân Niên, Lương Phương Hậu và sau này là Nguyễn Văn Điệp, Trịnh Quang Hoà, Nguyễn Tất Đắc,… Những nghiên cứu

về chuyển động bùn cát có các công trình của Lưu Công Đào, Vi Văn Vị, Hoàng Hữu Văn, Võ Phán,…

Trong giai đoạn 1970 đến 2001, xuất hiện nhiều công trình nghiên cứu

về diễn biến lòng sông và chỉnh trị sông Các vấn đề của các sông vùng đồng bằng Bắc bộ xuất hiện nhiều trong các nghiên cứu của Vũ Tất Uyên, Lương Phương Hậu, Nguyên Văn Toán, Trần Xuân Thái, Trịnh Việt An, Trần Đình Hợi, Tôn Thất Vĩnh, Nguyễn Văn Phúc Các vấn đề của các sông vùng ĐBSCL được Lê Ngọc Bích, Lương Phương Hậu, Nguyễn Ân Niên, Nguyễn Sinh Huy, Lê Mạnh Hùng, Hòang Văn Huân, Lê Xuân Thuyên,… nghiên cứu nhiều trong mười năm gần đây, các vấn đề sông ngòi miền Trung có các nghiên cứu của Ngô Đình Tuấn, Đỗ Tất Túc, Nguyễn Bá Quỳ, Lương Phương Hậu, Trịnh Việt An, Nguyễn Văn Tuần, Lê Mạnh Hùng,…[6]

Hiện nay, nhà nước đang đầu tư các cơ sở nghiên cứu thí nghiệm chuyên sâu như phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về động lực sông biển, phòng thí nghiệm phòng chống thiên tai Hoà Lạc, phòng thí nghiệm Động lực

và Chỉnh trị sông của Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, tại Bình Dương,…

Về nhân lực, một lực lượng cán bộ khoa học trẻ được đào tạo trong nước và ngoài nước, đã nắm bắt được một số thành tựu khoa học - công nghệ tiên tiến

trên thế giới, chắc chắn sẽ có những đóng góp tích cực cho sự phát triển ngành khoa học động lực học dòng sông và chỉnh trị sông ở nước ta

1.2 Giới thiệu chung về các giải pháp bảo vệ bờ sông, bờ biển ở ĐBSCL

1.2.1 Nhóm giải pháp phi công trình

Đây là giải pháp mang tính xã hội cao, kết hợp các hoạt động nắm bắt thông tin, theo dõi, dự báo nguy cơ sạt lở bờ, cảnh báo kịp thời từ các cấp quản lý tới nhân dân trước nguy cơ của thiên nhiên để kịp thời phòng tránh Các giải pháp thường được áp dụng như:

- Tiến hành theo dõi sạt lở theo định kỳ về quy mô, cường độ, biên độ, hướng dịch chuyển kết hợp đo đạc đánh giá bất thường với các tình huống xảy ra

- Xây dựng cơ sở dữ liệu số, cập nhật và thông tin, lưu trữ bằng máy tính theo năm, tháng, ngày, giờ Kết nối mạng thông tin giữa các cấp cơ quan quản lý với các cơ quan nghiên cứu khoa học và cộng đồng nhân dân nhằm cập nhật thông tin và có những quyết định ứng xử kịp thời, phù hợp

- Tổ chức xây dựng các kịch bản ứng cứu, lực lượng ứng cứu, phương tiện

kỹ thuật, cơ sở vật chất chủ động, bảo vệ an toàn cho nhân dân khi có sự

cố xảy ra

- Điều chỉnh quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội cấp tỉnh, huyện, xã Phân cấp mức độ sạt lở để bố trí các khu dân cư, công trình dân sinh Tổ chức di dời dân ra khỏi khu vực nguy hiểm theo các hình thức di dời vĩnh viễn theo quy hoạch, di dời tạm thời khi có cảnh báo và khẩn cấp khi gặp sự cố Tất các các bước thực hiện trên chỉ thực hiện tốt khi có sự hiểu biết và đồng thuận của nhân dân Sự tham gia của cộng đồng với những kinh nghiệm sống của cư dân ven sông, ven biển, tuyên truyền cho họ hiểu về nguy cơ và tác hại của sạt lở bờ từ đó họ sẽ đưa ra quyết định ứng cứu khi có thông tin cảnh báo của các cấp quản lý Với chi phí tổ chức thấp giải pháp phi công trình là sự lựa chọn đầu tiên cho phòng chống giảm nhẹ thiên tai, nhưng trước những diễn biến phức tạp của tình hình sạt lở bờ, nếu cứ để tự nhiên thì xu hướng mất đất, mất nhà, ngày đêm đe dọa tính mạng của nhân dân vẫn sẽ tiếp tục diễn ra Khi buộc phải di dời dân sẽ làm thay đổi tập quán sinh hoạt, thay

đổi cơ cấu ngành nghề,…Vì vậy phải có giải pháp phòng tránh, bảo vệ tại chỗ đảm bảo cảnh quan môi trường bằng cách kết hợp giải pháp phi công trình và công trình bảo vệ bờ

1.2.2 Nhóm giải pháp công trình

1.2.2.1 Công trình dân gian

Công trình đơn giản (còn gọi là công trình dân gian) là những công trình bảo vệ bờ sông được xây dựng một cách đơn giản bằng các loại vật liệu sẵn có ở địa phương Các công trình dân gian có thể phân loại như sau:

(Nguồn Viện KHTL Miền Nam)

Loại hình này được ứng dụng rộng rãi dọc theo hệ thống sông ở ĐBSCL Các dạng cây này thường trồng nhiều nhất ở các vùng cửa sông, trong các sông, kênh rạch nhỏ, ở cồn (cù lao), bãi dọc các cửa sông

b Bảo vệ bờ bằng phên liếp, cọc cừ gỗ

Các loại vật liệu để bảo vệ bờ gồm phên tre, phên cừ tràm, cừ tràm đóng ken sát nhau cùng với bao tải cát, xà bần (gạch vỡ), đất,…tạo thành những bờ tường tạm thời bảo vệ bờ (xem hình 1-2)

Cọc tràm đóng ken sít để chắn sóng ở

tỉnh Cà Mau

Cọc, cừ gỗ chống sóng vùng Tắc Cậu -

Xẻo Rô tỉnh Kiên Giang

Bảo vệ bờ bằng cừ tràm, tre đóng ken sát

- bên trong thả bèo, Tp Cần Thơ

Bảo vệ bờ bằng cừ tràm, tre đóng ken

sát tại Hậu Giang Hình 1-2: Một số hình thức bảo vệ bờ bằng phên liếp, cọc, cừ gỗ ở ĐBSCL

(Nguồn Viện KHTL Miền Nam)

1.2.2.2 Công trình bán kiên cố

Đó là những công trình có quy mô không lớn, chưa hoàn toàn giải quyết triệt để tất cả các nguy cơ gây nên sạt lở bờ, chưa chống xói chân kè vì khối lượng lớn, kinh phí nhiều, do đó tuổi thọ công trình không cao Vật liệu xây dựng chủ yếu là đá xây, rọ đá, tấm bê tông, cọc, cừ bê tông ngắn Kết cấu

có dạng tường thẳng đứng, tường nghiêng,…

Ưu điểm của loại này là kỹ thuật bình thường không đòi hỏi cao, dễ thi công, vật liệu tương đối phổ biến, dễ tìm Nhược điểm dạng công trình này là

dễ bị xói chân, dễ bị lún, nứt,… và dễ bị hư hỏng phần chân kè do chưa được chống xói Loại này được ứng dụng nhiều dọc theo hệ thống sông ở ĐBSCL

và trên các kênh rạch, nhằm mục đích bảo vệ nhà ở, xưởng sản xuất, vườn cây, trụ sở cơ quan, đường giao thông,…(xem hình 1-3)

Kè xây đá ở tỉnh Kiên Giang Rọ đá tại quốc lộ 80- tỉnh Đồng Tháp

Kè đá xây mái nghiêng, chân có cừ tràm

tại tỉnh Trà Vinh

Tường cừ tại xã Đại Ngãi - Long Phú-

Sóc Trăng Hình 1-3: Một số công trình bán kiên cố trên hệ thống sông Cửu Long

(Nguồn: Viện KHTL Miền Nam) 1.2.2.3 Công trình kiên cố

Công trình kiên cố có quy mô lớn, kết cấu vững chắc, được bảo vệ chống xói chân kè, cơ bản đã tuân thủ các quy trình, quy phạm hiện hành, do

đó tuổi thọ công trình cao Vật liệu chủ yếu là đá xây, rọ đá, tấm bê tông, cừ

bê tông, cọc BTCT, cừ thép Gần đây, vật liệu mới và công nghệ mới cũng được nghiên cứu ứng dụng như thảm bê tông, cừ bê tông ứng suất trước Kết cấu công trình kiên cố đa số là dạng tường thẳng đứng bằng cọc bản kết hợp, tường nghiêng (xem hình 1-4)

Tường bê tơng tại Cà Mau Kè Nhà Mát, tỉnh Bạc Liêu

Kè phường 5, thành phố Vĩnh Long Kè bảo vệ bờ Bắc sơng Bến Tre

Kè bờ khu vực Tỉnh ủy An Giang Kè cửa biển Gành Hào - Bạc Liêu Hình 1-4: Một số cơng trình kiên cố trên hệ thống sơng Cửu Long

+1.80

Cọc BTCT M300#; (35x35x2400)

KC đóng 2m/cọc theo tuyến kè

KẾT CẤU TƯỜNG CỪ BÊTÔNG CỐT THÉP

1 Tường ; 2 Dầm ốp ; 3 Dầm mũ ; 4 Dầm giữ neo ; I Đáy thiết kế

Kết cấu cừ thép chữ Z một neo

6800

3 500

I 1

-10.9 -6.5

2 0.00

-11.9

3:12 , =

1,8 M 3 :1

2 , l =

13,2 M

Công trình kè kiên cố chống xói lở tại các điểm tập trung dân cư, thành phố, thị xã, thị trấn, các trọng điểm xói lở trên hệ thống sông ở ĐBSCL mà nếu không có công trình, thiệt hại do sạt lở bờ sông sẽ rất lớn Công trình bảo

vệ bờ kiên cố trước đây chủ yếu bằng đá, đến nay dần được thay thế bằng bê tông, BTCT (đổ tại chỗ hoặc lắp ghép) Khi nghiên cứu xây dựng, các công trình này được phân tích theo các yếu tố sau:

- Nhằm giữ ổn định cho đường bờ khỏi tác động xâm thực của dòng chảy, của sóng, của nước ngầm và những tác nhân phá hoại khác

- Tăng khả năng chống đỡ của nó mà không phá hoại kết cấu dòng chảy sóng, dòng chảy triều, cho nên đây là loại công trình phòng ngự mang tính chất bị động

- Ứng dụng cho những nơi có điều kiện thuận lợi về địa chất công trình, ảnh hưởng của sóng triều ở những cấp độ cho phép

- Công trình gia cố bờ phổ biến là mái nghiêng, cũng có trường hợp sử dụng kết cấu thẳng đứng hoặc hỗn hợp vừa đứng vừa nghiêng

- Giải pháp kè bảo vệ sát bờ mái nghiêng phổ biến ở nước ta với vật liệu là

đá hộc và bê tông Loại kết cấu bằng đá hộc thi công đơn giản, rẻ tiền nhưng tuổi thọ không cao Đối với loại áp mái bằng các kết cấu bê tông đúc sẵn hay đổ tại chỗ thường thi công phức tạp do xây dựng trên nền đất yếu, phương tiện thi công phải chuyên dụng, giá thành cao, khó thay thế khi bị hư hỏng cục bộ, dễ bị xâm thực do sóng và nước mặn,…

- Giải pháp bảo vệ sát bờ tường đứng gần đây đang được nghiên cứu ứng dụng với các kết cấu cừ bản BTCT dự ứng lực hay kết cấu tường góc trên

hệ cọc bê tông,… Ngoài ra có có dạng kết cấu hỗn hợp tường đứng và mái nghiêng bảo vệ chân kè đang được xây dựng ở nước ta

- Dạng kết cấu công trình được lựa chọn theo mục đích xây dựng, các yêu cầu chuyên dụng, mức độ cần gia cố, tính chất đất, điều kiện chịu lực, khả năng cung cấp vật liệu, tận dụng vật liệu địa phương, tiết kiệm chi phí

- Công trình gia cố bờ có thể ảnh hưởng đến dòng chảy thông qua độ nhám

bề mặt (nhẵn sẽ làm tăng vận tốc, gồ ghề nhám ráp giảm vận tốc)

- Ngoài ra công trình gia cố bờ trong phạm vi định hướng quy hoạch đô thị còn có yêu cầu về thẩm mỹ, môi trường

- Không ảnh hưởng đáng kể đến ổn định của toàn bộ khối bờ Vì vậy, mái dốc ổn định của công trình gia cố bờ được xác định qua tính toán ổn định của bờ đất bằng các phương pháp cơ học đất thông thường

 +5m, đê thiết kế tiêu chuẩn cấp 3 chống đỡ được bão cấp 9 có triều thấp, tuyến đê ĐBSCL gần 1.400 km trong đó đê trực tiếp với biển 620 km nhưng phần lớn mới hình thành, có cao trình phía biển Đông +3,5  +4m, phía biển Tây +2,5  +3m đê thiết kế tiêu chuẩn cấp 4 Đê ở BĐCM đang trong quá trình tích tụ dần do quá trình sụt lún của vùng đất mới bồi.[4]

Phần lớn đê biển ở ĐBSCL đều đi qua vùng đất có điều kiện hình thành rừng ngập mặn, một số vùng biển bị xâm thực mạnh như Gò Công, Ba Động, Gành Hào, Mũi Cà Mau, Mũi Rảnh,… cần phải đầu tư công trình giảm sóng

để giữ chân đê, tạo bãi bồi để trồng rừng Kinh nghiệm truyền thống và các nghiên cứu khoa học cho thấy cần thiết phải đầu tư lâu dài hệ thống đê biển - rừng ngập mặn để đối phó với nước biển dâng và sạt lở đường bờ, đó cũng là giải pháp thích nghi dần với các diễn biến tiêu cực của thiên nhiên.[5]

Hình 1-6: Xây dựng và gia cố đê biển

1.2.3 Một số nhận xét, đánh giá

Nhìn chung, những nghiên cứu về xói lở bờ trên hệ thống sông ở ĐBSCL trong những năm qua mới chỉ tập trung vào khu vực có tốc độ xói lở lớn trên sông Tiền, sông Hậu, nhất là khu vực thượng nguồn (từ Mỹ Thuận và Cần Thơ trở lên) là sông chịu ảnh hưởng của dòng chảy phía thượng nguồn là chính Xói lở bờ các sông khác trên hệ thống gần như chưa được chú ý tới, đặc biệt là ở các sông vùng chịu ảnh hưởng chính của thủy triều Vì sông chịu ảnh hưởng của thủy triều là chính, vấn đề xói lở do dòng chảy gây ra không nhiều, nhưng sạt lở bờ sông, kênh rạch do giao thông thủy gây ra là một vấn

đề lớn, chưa được quan tâm đúng mức Nghiên cứu bồi lắng lòng dẫn cũng chưa được quan tâm nghiên cứu ngọai trừ những đo đạc, khảo sát phục vụ công tác nạo vét luồng lạch chạy tàu

Đánh giá về phương tiện thiết bị nghiên cứu trước đây (thế kỷ XX) ở nước ta rất lạc hậu, đo đạc dòng chảy, địa hình lòng sông, hàm lượng bùn cát vẫn theo phương pháp cổ điển với độ chính xác thấp, nhất là trong điều kiện sông sâu, dòng chảy có vận tốc lớn Mô hình vật lý chỉ được tiến hành trên đọan sông ngắn có công trình đặc biệt quan trọng, nhưng cũng mới dừng lại ở những nghiên cứu trên mô hình lòng cứng

Tài liệu đo đạc trước đây về địa hình, địa chất, thủy văn, bùn cát, không được lưu giữ, bảo quản cẩn thận, đo đạc không thực hiện trên một quy định chung (cao độ, tọa độ chuẩn) bởi vậy khả năng sử dụng rất hạn chế Các sông khác ngòai hệ thống sông Tiền và sông Hậu chưa được nghiên cứu, không có tài liệu địa hình và dòng chảy lịch sử

Nghiên cứu diễn biến lòng sông, dự báo xói bồi biến hình lòng dẫn ở nước ta nói chung và trên hệ thống sông ở ĐBSCL nói riêng đã có nhiều cố gắng, dần từng bước tiếp cận với khoa học hiện đại như mô hình tóan, hệ thống thông tin địa lý GIS, tuy vậy mới chỉ trong giai đọan học hỏi, thử nghiệm, chưa có kết quả tính tóan cụ thể

Kỹ thuật xây dựng công trình chỉnh trị sông hiện vẫn áp dụng các lọai dạng cổ điển, truyền thống Những công trình chỉnh trị ứng dụng công nghệ

mới, vật liệu mới chỉ là những công trình thử nghiệm, xây dựng tại các vị trí không phức tạp, mặt khác giá thành cao do phải nhập khẩu vật tư, thiết bị và chi phí chuyên gia hướng dẫn nên chưa đủ cơ sở khẳng định chỗ đứng

1.3 Thực trạng xói lở bờ sông thủy triều vùng BĐCM

1.3.1 Thực trạng xói lở

Hiện tượng xói lở bờ sông thủy triều vùng BĐCM đang có xu thế ngày một gia tăng, cả về mức độ và phạm vi Sạt lở bờ, bồi lắng lòng dẫn thường xảy ra dọc theo các tuyến sông rạch là trục giao thông thủy chính, có mật độ tàu thuyền lưu thông lớn, tại các khu vực ngã ba sông, khu vực cửa sông Thiệt hại do sạt lở bờ gây ra là rất lớn, nhiều công trình cống, đập, bờ bao bị

hư hỏng, khiến cho nhiều khu vườn cây, ruộng lúa bị ngập và nhiễm mặn, hàng trăm nhà cửa của người dân bị sập xuống sông, hàng ngàn hộ dân phải

di dời đi nơi khác,… Sạt lở bờ còn làm tăng lượng bùn cát trong dòng chảy và gây bồi lòng dẫn ở một số khu vực khác gây cản trở đến giao thông thủy, ảnh hưởng đến dẫn nước tưới, tiêu thóat lũ

Tại Cà Mau, theo thống kê của các cơ quan chức năng, mỗi năm sạt lở khoảng 900 ha đất trong đó phần lớn là diện tích đất ven biển, có trên 300 điểm sạt lở, trong đó có 36 điểm có nguy cơ cao cần phải thường xuyên đề phòng Tại tuyến bờ biển Tây tỉnh Cà Mau có chiều dài khoảng 93 km, trong

đó 8 km đang bị sạt lở nghiêm trọng (tập trung ở các huyện U Minh, Trần Văn Thời) Tuyến bờ biển Đông có chiều dài khoảng 150 km, nhiều đoạn đã

bị xói lở, ăn sâu vào đất liền, gây sạt lở từ 10m đến hơn 30m, trong đó cửa Gành Hào, Hố Gùi và gây nhiều sự chú ý nhất trong thời gian qua là tình trạng sạt lở khu vực Đất Mũi (xã Đất Mũi, huyện Ngọc Hiển), nơi trước kia mỗi năm bồi lấn ra biển hàng trăm mét nhưng hiện nay đang đối mặt với thực trạng sạt lở, ảnh hưởng nghiệm trọng đến khu du lịch Đất Mũi của tỉnh Hậu quả của tình trạng xâm thực là hàng ngàn ha rừng phòng hộ đã bị cuốn trôi ra biển; hàng trăm công trình phúc lợi xã hội, cơ sở hạ tầng nông thôn, nhà ở của người dân bị phá hủy

Hình 1-7: Sạt lở tại Đất Mũi, tỉnh Cà Mau Tại Bạc Liêu, theo thống kê của Sở Nông nghiệp & PTNT Bạc Liêu, từ năm 1999 đến nay đã xảy ra 35 lần sạt lở, 128 căn nhà trôi xuống sông, 29 căn khác bị hư hại nặng, 19 căn nhà phải di dời Tổng diện tích đất, đá bị dòng nước lấy mất lên đến 40 ha, thiệt hại ước tính trên 25 tỉ đồng Bạc Liêu

có trên 30 điểm hàng năm bị sạt lở, nhưng nghiêm trọng nhất là cửa biển Gành Hào, cửa biển Nhà Mát Tại cửa biển Gành Hào, huyện Đông Hải, trung bình hàng năm biển xâm thực vào đất liền 3m đất Trong vòng chưa đến 10 năm, biển đã lấy mất của người dân vùng ven biển này 33 ha đất, 50 căn nhà Tại cửa biển Nhà Mát (Tp.Bạc Liêu), tình trạng biển xâm thực đã đến hồi báo động Tuyến đê biển từ Nhà Mát đến Vĩnh Châu (Sóc Trăng) năm nào cũng bị lấn vào đất liền từ 35 m Đáng báo động, vào tháng 2 năm 2011, nước dâng cao, sóng đánh làm sạt lở nghiêm trọng đoạn đê từ cửa biển Nhà Mát đến Đồn biên phòng - Hải đội 2 làm cho hàng trăm căn nhà dân trôi lềnh bềnh trong nước, hàng trăm căn nhà khác bị ngập sâu trong nước

Hình 1-8: Sóng đánh sạt lở bờ kè biển Nhà Mát - Tp.Bạc Liêu

Theo báo cáo của Sở Nông nghiệp & PTNT Bạc Liêu và Cà Mau, nước biển dâng năm sau cao hơn năm trước làm ngập hàng chục ngàn héc-ta đất ven biển tại các huyện ven biển U Minh, Ngọc Hiển, Năm Căn, Phú Tân, Cái Nước, Đầm Dơi (Cà Mau) và huyện Đông Hải, Hòa Bình, Tp.Bạc Liêu (tỉnh Bạc Liêu) Hiện tượng sạt lở các tuyến sông, ven biển ngày càng trở nên phức tạp, nghiêm trọng hơn, đe dọa đến sản xuất và dân sinh Tỉnh Cà Mau liên tục xây dựng kè chống sạt lở đê biển Tây nhưng chỉ là giải pháp tình thế do thiếu nguồn kinh phí Còn tuyến đê biển Đông, Cà Mau chưa xây dựng nên mỗi năm bị sạt lở từ 520 m đất

Ít nghiêm trọng hơn tỉnh Cà Mau và Bạc Liêu nhưng ở các tỉnh Kiên Giang, Sóc Trăng,… tình trạng xâm thực gây sạt lở bờ biển cũng xảy ra tại nhiều điểm ven biển khiến nhiều người dân thấp thỏm, không yên

1.3.2 Phân loại xói lở bờ hệ thống sông rạch ở BĐCM

Qua theo dõi, điều tra thực địa kết hợp với phỏng vấn người dân địa phương cho thấy xói lờ bờ diễn ra ở hầu hết các sông rạch ở vùng BĐCM, xói

lở xảy ra ở cả các sông có chế độ dòng chảy ảnh hưởng chủ yếu của thủy triều biển Đông, biển Tây, lẫn các sông ảnh hưởng lớn của chế độ dòng chảy thượng nguồn, xói lở diễn ra cả vào mùa mưa lẫn mùa khô,… nhìn chung diễn biến xói lở rất đa dạng và phức tạp Mỗi một khu vực, vị trí sạt lở cụ thể đều có những nét đặc thù khác nhau, tuy vậy có thể tạm phân loại theo loại hình xảy ra sạt lở như sau:

- Xói lở ở các đoạn sông cong, điển hình như: sông Gành Hào có các khu

vực xã Hòa Tân (Tp.Cà Mau), xã Tân Thuận (Đầm Dơi); sông Cửa Lớn

có các vị trí xã Tam Giang, Hàng Vịnh (Năm Căn),

- Xói lở bờ ở vùng phân lưu, nhập lưu gần nhau;

- Xói lở bờ đoạn sông gần biển, khu vực cửa sông, điển hình như: cửa Bồ

Đề, cửa Hố Gùi, Sông Đốc, Nhà Mát,…

- Xói lở đọan sông tập trung đông dân cư có mật độ tàu thuyền đi lại nhiều,

như: thị trấn Năm Căn, chợ Tân Tiến, thị trấn Đầm Dơi,…

1.3.3 Nhận xét về xói lở bờ hệ thống sông rạch ở BĐCM

Tình trạng xói lở bờ hệ thống sông ở BĐCM đang xảy ra khá phổ biến

và có chiều hướng ngày một gia tăng

- Xói lở bờ sông rạch xảy ra nhiều ở những khu vực chịu ảnh hưởng mạnh

của chế độ thủy triều biển Đông như các huyện Đầm Dơi, Ngọc Hiển, Năm Căn (Cà Mau), Đông Hải, Tp.Bạc Liêu (tỉnh Bạc Liêu),…

- Hầu hết các sông rạch là tuyến trục giao thông thủy chính trong khu vực

đều xảy ra hiện tượng sạt lở

- Các cửa sông đổ ra biển Đông như: cửa Gành Hào (15÷30 m/năm), cửa

Hố Gùi (5÷10 m/năm), cửa Bồ Đề (10m/năm) có tốc độ sạt lở mạnh hơn

so với các cửa sông đổ ra biển Tây như: cửa Ông Đốc (5m/năm), cửa Khánh Hội (5÷7m/năm)

- Bờ sông thuộc địa phận thành phố, thị xã, thị trấn, tập trung đông dân cư

sinh sống, nơi có nhiều họat động của con người khai thác dòng sông, có mật độ tàu thuyền đi lại nhiều đều bị sạt lở như: thị trấn Năm Căn, chợ Tân Tiến, thị trấn Đầm Dơi,…

- Các khu vực phân nhập lưu, ngã ba sông thường bị sạt lở bờ như: vàm

Lương Thế Trân, ngã ba Gành Hào - kênh Xáng Độ Cường, ngã ba Gành Hào - rạch Mương Điều, ngã ba sông Đầm Dơi - sông Hố Gùi (chợ Vàm Đầm), ngã ba Tam Giang (sông Cửa Lớn - kênh 17),…

- Thời gian xảy ra sạt lở thường vào đầu mùa mưa khoảng tháng 4, tháng 5,

thời điểm xảy ra sạt lở thường sau trận mưa lớn, ban đêm lúc mực nước triều xuống thấp Ngoài ra ở một số tuyến kênh rạch trên địa bàn các huyện phía Đông sạt lở còn xảy ra vào cuối mùa mưa, khoảng từ tháng 11 đến tháng 12

Để ứng phó với tình trạng xâm thực bờ biển, trước mắt các địa phương như Cà Mau, Bạc Liêu,…thường xuyên tiến hành gia cố các tuyến đê có nguy

cơ sạt lở cao; đắp thêm những tuyến đê mới; trồng rừng ngập mặn với những loại cây thích ứng với vùng ven biển, có tác dụng lấn biển như: bần, đước,

mắm,…Tuy nhiên, những biện pháp đó chỉ là tạm thời, vì những công trình này không thể trụ vững trước sóng to gió lớn Theo lãnh đạo các địa phương,

để giải quyết dứt điểm tình trạng xâm thực bờ biển cần tìm ra những giải pháp căn cơ, khoa học; đồng thời cần sự vào cuộc của các Bộ, ngành, sự đầu tư đúng mức, kịp thời của Chính phủ xây dựng những tuyến đê, kè biển kiên cố Thực tế, một số tuyến đê kè bê tông do Chính phủ đầu tư tại Bạc Liêu, Trà Vinh trong thời gian qua đã phát huy hiệu quả Tuy nhiên, việc xây dựng các công trình đê biển thường rất tốn kém, trên thực tế các công trình này mới được đầu tư ở những đoạn cấp bách

1.4 Định hướng các giải pháp kỹ thuật phòng chống xói lở bờ sông thủy triều vùng BĐCM

1.4.1 Một số vấn đề cần xem xét trong công tác bảo vệ bờ chống xói trên

sông vùng triều

+ Do hiện tượng sạt lở bờ xảy ra ở nhiều nơi và liên tục vì vậy chủ trương, biện pháp và vị trí bảo vệ bờ phải xem xét, cân nhắc tuyển chọn thật hợp lý

+ Do nơi sạt lở có địa hình thấp, không có chỗ để lùi và di dời buộc ta phải xem xét có khi nặng về phần ý nghĩa kinh tế xã hội và tính mạng của nhân dân

+ Biện pháp công trình phải tiết kiệm đất, không để bạt mái Công trình bảo vệ bờ ở thị trấn, thành phố phải bền vững và mỹ quan

+ Các biện pháp công trình không ảnh hưởng giao thông thủy Khi sử dụng các công trình mỏ hàn phải được xem xét kỹ và phải phù hợp với điều kiện ảnh hưởng thủy triều, ngay trong khu vực kè bảo vệ bờ cũng phải xem xét phần bến bãi, cầu tàu,…

+ Do bùn cát ít hạn chế đến việc sử dụng các biện pháp công trình gây bồi và cũng do ĐBSCL hiếm các vật liệu bảo vệ bờ truyền thống (đá,…) vì vậy phải xem xét các vấn đề vật liệu bảo vệ bờ hợp lý hơn + Do ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều trong ngày mực nước lên xuống hai lần, lòng sông rộng và sâu vì vậy biện pháp công trình phải chú ý đến điều kiện thi công trong vùng triều và cố gắng ứng dụng vật liệu mới, công nghệ mới, biện pháp thi công lắp ghép trong nước

1.4.2 Kiến nghị về chủ trương và định hướng các giải pháp kỹ thuật chống

xói lở bảo vệ bờ trên sông vùng triều

+ Trong giai đoạn hiện nay lấy việc dự báo di dời phòng tránh thiên tai làm chính, có kết hợp bảo vệ bờ ở những nơi có trọng điểm như: nơi có

ý nghĩa kinh tế xã hội quan trọng hoặc nơi quan trọng về hình thái sông

và quá trình biến đổi lòng dẫn (những điểm nút khống chế)

+ Công trình phải phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội, môi trường, công trình phải có quy hoạch chỉnh trị sông, lợi dụng tổng hợp Công trình phải bền vững và mỹ quan góp phần tôn tạo cảnh quan môi trường và chỉnh trang đô thị

+ Công trình bảo vệ bờ trên sông thủy triều cần phải được xem xét:

(i) Với đặc thù về điều kiện dòng chảy và lòng dẫn của sông vùng triều

ở ĐBSCL: lòng sông rộng và sâu, ảnh hưởng thủy triều mạnh, dòng chảy hai chiều, các công trình bảo vệ bờ sông phải dựa trên quy hoạch tuyến chỉnh trị, các công trình điều chỉnh từ xa chủ động tấn công vào điều kiện dòng chảy -

hệ thống các mỏ hàn lái - hướng dòng gây bồi,… phải đủ lớn, phải vuông góc với chiều dòng chảy, không ảnh hưởng đến vấn đề giao thông thủy,… Nói chung là phải thông qua thí nghiệm mô hình vật lý để xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật,… thường là rất tốn kém

(ii) Đối với sông vùng triều muốn ổn định mái bờ phải bảo vệ phần chân kè và trong công việc kè lát mái thì khối lượng phần chân kè chiếm tỉ lệ trên 80% toàn bộ khối lượng công trình

(iii) Trong điều kiện hiện nay khi ta chưa có điều kiện thực hiện được toàn bộ tuyến chỉnh trị thì việc bảo vệ bờ trực tiếp tại chỗ (theo quy hoạch tuyến chỉnh trị đã vạch) tuy là phương án bị động nhưng phát huy tác dụng ngay,… có ý nghĩa cực kỳ quan trọng

(iv) Với đặc điểm dòng chảy có vận tốc lớn, mực nước lũ cao, thời gian

lũ kéo dài ngày, mà địa chất lòng sông, bờ sông mềm yếu, ngâm lâu ngày trong nước và chỉ tiêu cơ lý thấp, độ tan rã cao, do đó hiện tượng xói ngầm, cát chảy xảy ra mạnh,…Từ đó phương án bảo vệ trực tiếp tại chỗ, phải tạo cho mái bờ một áo giáp, chống lại dòng chảy trong sông và dòng thấm khi lũ xuống triều rút là hết sức quan trọng

(v) Mục tiêu bảo vệ chống xói lở, ổn định mái bờ thường là nơi thị tứ, thị trấn, thành phố, khu tập trung dân cư, các công trình xây dựng ra sát mép

bờ sông có tải trọng trên bờ lớn,… Do đó không có điều kiện di dời, dịch lùi

để bạt mái tạo mái ổn định thì phương án chống xói bảo vệ bờ, ổn định mái

bờ sông có hình thức kết cấu: tường chắn đất, cừ bản bê tông cốt thép, cừ bản thép,… (có phần bảo vệ chân) cần phải được xem xét nghiên cứu, tôn tạo cảnh quan môi trường, chỉnh trang đô thị

(vi) Với ĐBSCL loại vật liệu bảo vệ truyền thống ngày càng cạn kiệt, lòng sông rộng và sâu, vì vậy cần thiết phải nghiên cứu ứng dụng vật liệu mới

và công nghệ mới trong công trình bảo vệ bờ sông

(vii) Đối với sông vùng triều, cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu chống xói bảo vệ bờ là phải có kế hoạch:

o Khảo sát đo đạc, thu thập các tài liệu cơ bản: thủy văn bùn cát, địa chất, địa hình, môi trường,…

o Nghiên cứu thấu đáo quy luật diễn biến lòng sông, quy luật hình thái sông, xác định rõ nguyên nhân xói lở bờ

o Nghiên cứu quy hoạch chỉnh trị, xác định các tham số, kích thước công trình chỉnh trị, bố trí hệ thống công trình để thực hiện trong quy hoạch chỉnh trị,…

1.5 Kết luận chương 1

Sạt lở - chống sạt lở bờ là quá trình đấu tranh liên tục giữa con người

và thiên nhiên Vấn đề chống sạt lở bờ là vấn đề vừa có tính cấp bách, vừa có tính lâu dài, gắn liền với quá trình phát triển của xã hội và của tự nhiên Vấn

đề chống sạt lở bờ bảo vệ trực tiếp tính mạng con người, sự ổn định và phát triển của xã hội nên đã thu hút được sự quan tâm nghiên cứu và hỗ trợ đặc biệt của nhà nước và các địa phương, các ngành có liên quan Nó cũng đặt ra những thách thức cho các nhà chuyên môn trong nghiên cứu và là tiền đề cho phát triển của luận văn

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG THỦY TRIỀU VÙNG BÁN ĐẢO CÀ MAU

2.1 Phân tích những ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên đến xói lở bờ sông thủy triều vùng BĐCM

2.1.1 Ảnh hưởng của địa hình, địa mạo khu vực

Là vùng đất trẻ do phù sa bồi lắng, BĐCM có địa hình bằng phẳng, tiếp giáp biển Đông và vịnh Thái Lan với chiều dài 453 km chiếm 14% chiều dài

bờ biển cả nước BĐCM có hệ thống sông ngòi, kênh rạch đan xen, chằng chịt, thông ra biển bằng hàng trăm cửa sông lớn, nhỏ và chịu ảnh hưởng chế

độ thủy triều khá đa dạng Điều này rất thuận lợi cho việc phát triển hệ thống giao thông đường thủy và tạo điều kiện cho phát triển sản xuất nông nghiệp

và nuôi trồng thủy sản của vùng Tuy nhiên, đặc điểm này cũng làm cho quy luật tự nhiên về bồi lắng và xói lở của các dòng chảy có điều kiện hoạt động mạnh, cộng với sự tác động chủ quan của con người trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội kéo theo những tác nhân làm gia tăng tình trạng sạt lở đất ven sông, ven biển, gây tác động xấu đến phát triển sản xuất, thiệt hại về tài sản của Nhà nước, của nhân dân và thậm chí đe dọa đến tính mạng của người dân sống ở những vùng đất ven bờ

Tuy nhiên, tại các cửa sông lớn như: Mỹ Thanh, Nhà Mát, Gành Hào,

Hố Gùi, Cửa Lớn, Bảy Háp, sông Đốc, Khánh Hội, ngoài nỗi lo nước tràn

đê sông gây thiệt hại cho sản xuất, hàng chục ngàn hộ dân còn canh cánh nỗi

lo lở đất mất nhà Thực tế, tại khu vực BĐCM, sạt lở ven biển diễn ra rất mạnh từ cửa Gành Hào đến cửa Hố Gùi, thuộc huyện Đầm Dơi, sạt lở ven sông tập trung ở khu vực chợ Tân Tiến - huyện Đầm Dơi, thị trấn Năm Căn, cảng Năm Căn, ấp Cái Nai, chợ Nhưng Miên, chợ Ông Trang,… là những khu vực chịu sự chi phối sụp lở do tác động của dòng chảy sông, biển tạo ra,

có nơi mỗi năm sạt lở vào đất liền 30÷40m

Hình 2-1: Bản đồ địa hình khu vực bán đảo Cà Mau

(Nguồn Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam)

Theo báo cáo của Sở Nông nghiệp & PTNT tỉnh Cà Mau tháng 7/2010 diện tích đất bị mất đi do tình trạng sạt lở đất ven sông trong những năm qua rất lớn, chỉ ước tính riêng các con sông lớn và kênh cấp I, II, III thì mỗi năm

có khoảng 300 ha đất bị sạt lở xuống sông Theo thống kê từ năm 1998 đến nay, trên địa bàn có hơn 30 vụ sạt lở đất ven sông với quy mô tương đối lớn, gây thiệt hại lớn về người và tài sản như: làm chết 4 người dân, 126 căn nhà

bị sập, 3 cửa hàng kinh doanh xăng dầu, 1 cột ăng ten bưu điện, 1 cầu sắt, 1

kè cảng, 1 cầu tàu, 3 ghe biển, 10 miệng đáy,…Chỉ tính riêng huyện Năm Căn, mới bắt đầu vào mùa mưa năm 2010 (cuối tháng 6/2010) đã xảy ra 3 vụ

sạt lở đất ven sông nghiêm trọng Cũng theo Sở Nông nghiệp & PTNT, hiện trên địa bàn tỉnh có nhiều khu vực đang tiềm ẩn nguy cơ sạt lở đất rất cao, tập trung ở các huyện Đầm Dơi, Năm Căn, Ngọc Hiển và tại các sông Gành Hào, Đầm Dơi, Đầm Chim, Cửa Lớn, Bảy Háp, Sông Đốc, kênh xáng Đội Cường, Thị Kẹo; các khu vực cửa sông ấp Hạp, Giá Cao, Hố Gùi, Tam Giang, chợ Vàm Đầm, Tân Tiến, Thanh Tùng, Cái Keo, Cả Nẩy, khu vực thị trấn Năm Căn và thị trấn Đầm Dơi,…

Cuối năm 2007, chỉ trong hai tuần lễ, từ ngày 25/10 đến 10/11 đã xảy

ra hai đợt triều cường làm cho trên 300 km bờ bao bị tràn, gây thiệt hại sản xuất 4.886 ha, 3.478 ha tôm nuôi chuẩn bị thu hoạch mất trắng, 510 ha cá nuôi đi theo sông, theo biển, 898 ha lúa bị nước mặn tràn đồng, tổng mức thiệt hại trên 4 tỉ đồng

Năm 2008, nước tràn đê gây thiệt hại cho trên 10.632 ha sản xuất trong

đó trên 7.000 ha tôm nuôi, 3.114 ha hoa màu, bị mất trắng, tổng mức thiệt hại lên đến 10 tỉ đồng

Năm 2009 chỉ tính riêng đợt triều cường có 3 ngày (từ 04-06/11/2009) nước đã đồng loạt tràn qua tuyến đê gây thiệt hại trên 14.795 đất sản xuất của người dân, trong đó gần 11.000 ha diện tích tôm nuôi, 3.867 ha lúa trên đất nuôi tôm gần như thiệt hại trắng, tổng mức thiệt hại lên đến 15 tỉ đồng Ngày 27/05/2009 có 13 căn nhà ở khu vực chợ ven sông xã Nguyễn Huân, huyện Đầm Dơi bị cuốn xuống sông Vết tích còn lại là đoạn nứt sâu 30 m kéo dài 150m Ngày 9/6/2009 đoạn sông Ông Búp xã Tân Tiến, huyện Đầm Dơi xảy

ra sụt lở đất nghiêm trọng với chiều dài sạt lở trên 35m làm cho 3 hộ dân trôi tuột xuống sông Ngay ngày hôm sau, trên tuyến sông Cửa Lớn, thuộc ấp 2,

xã Hàng Vịnh, huyện Năm Căn đất lở cả đoạn dài 27m, rộng tới 12m cuốn trôi một trại tôm giống

Năm 2010 theo tổng hợp chưa đầy đủ từ Chi cục Thủy lợi tỉnh Cà Mau,

từ ngày 16/6/2010 đến nay (tháng 9/2010), Cà Mau có khoảng 2.000 m2 đất ở khu vực dân cư thuộc các huyện Năm Căn, Ngọc Hiển, Đầm Dơi bị sụp xuống lòng sông, nhấn chìm 17 căn nhà, trại giống, gây thiệt hại vật chất gần

1 tỉ đồng Ngày 26/6/2010 xảy ra vụ sạt lở đất ở ven sông Trại Lưới, thuộc ấp

Trại Lưới A, xã Đất Mới, với chiều dài khoảng 48m, chiều rộng từ 20÷25m, sâu khoảng 3÷5m Tiếp theo ngày 28/6/2010 ven sông Trại Lưới tại ấp Biện Trượng xã Lâm Hải xảy ra sạt lở đất với chiều dài khoảng 20m, chiều rộng 5-6m, sâu khoảng 2,5m Vụ sạt lở đã gây thiệt hại toàn bộ 1 căn nhà và hư hỏng nặng 4 căn nhà khác của người dân

Hình 2-2: Vết tích còn lại của các vụ sạt lở tại chợ Vàm Đầm và xã Đất Mới

Đề tài nghiên cứu khoa học về sạt lở, bồi lắng trên địa bàn tỉnh Cà Mau tháng 10/2008 (Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam) nhận định: “Hiện tượng sạt lở, bồi lắng lòng dẫn sông rạch trên địa bàn tỉnh Cà Mau đang có xu thế ngày một gia tăng cả về mức độ lẫn phạm vi” [6] Ngoài ra, đề tài khoa học này còn chỉ ra những biến đổi lớn khác về dòng chảy, triều cường, cho thấy hiểm nguy lớn đang chực chờ các xóm làng ven cửa sông, cửa biển Cà Mau

2.1.2 Ảnh hưởng của điều kiện địa chất khu vực

Sự phát sinh, phát triển của những hiện tượng sạt lở mất ổn định ở những vùng đất nằm dọc theo bờ sông vùng triều ở ĐBSCL được gắn liền với điều kiện địa chất công trình của đồng bằng Tây Nam bộ nói chung và điều kiện địa chất công trình cụ thể của những khu vực khác nhau nói riêng

2.1.2.1 Về cấu tạo địa chất

Như đã nêu trong chương 1, toàn bộ vùng nghiên cứu được phủ bởi các trầm tích trẻ, toàn bộ phần trên của nền đất ở ĐBSCL, từ độ sâu trên 100m lên đến mặt đất mới được hình thành trong kỉ Đệ Tứ Đặc biệt là phần trên cùng ở

độ sâu 3050m hoặc thậm chí 70m sâu lên đến mặt đất, đất nền mới được hình thành trong thời kì Holocen

Đặc điểm địa chất nêu trên phản ánh rất rõ nét trên mặt cắt địa chất của ĐBSCL gồm hai phần: Phần trên là những lớp đất được hình thành trong Holocen (QIV), thường được gọi là đất trầm tích phù sa trẻ, phần dưới kế nó là những lớp đất được hình thành trong Pleitocen cho đến một độ sâu nhất định nào đó, thường được gọi là đất trầm tích phù sa cổ

Lớp đất trầm tích phù sa trẻ mới hình thành, gần như chưa trải qua quá trình nén chặt tự nhiên, đất xốp, các hạt chưa được gắn kết, thêm vào đó, đất phù sa trẻ có nguồn gốc biển và sông biển hỗn hợp, thường có hạt mịn và hạt nhỏ chứa nhiều thành phần muối hòa tan, do đó đất có tính chất cơ lý và hóa

lý đặc biệt, dễ nhạy cảm với những tác động bên ngoài, tính chất của đất dễ biến đổi, là một yếu tố đầu tiên tạo tiền đồ cho quá trình sạt lở mất ổn định của đất nền một khi có những yếu tố khác cùng tác động đến nó

2.1.2.2 Về đặc điểm địa chất công trình của đất nền dọc theo sông vùng triều

Qua tài liệu các hố khoan địa chất (kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý

và mặt cắt địa chất cục bộ) dọc theo một số con sông vùng triều ở ĐBSCL cho thấy: đất nền của những khu vực đã xảy ra hiện tượng sạt lở bờ sông đều được cấu tạo bởi các lớp đất yếu thuộc trầm tích phù sa trẻ

Đất bùn sét hoặc đất dẻo chảy đều là sản phẩm trầm tích trẻ, mới ở giai đoạn khởi đầu của quá trình thành tạo đất - đá, hầu như chưa trải qua quá trình

cố kết nén chặt tự nhiên Chúng có độ ẩm tự nhiên vượt quá độ ẩm giới hạn chảy của bản thân

+ Giá trị dung trọng tự nhiên của đất bùn sét thường rất thấp, xấp xỉ 1,50 g/cm3, dung trọng khô nhỏ hơn 1g/cm3 Nếu chúng có chứa vật chất hữu

cơ thì giá trị dung trọng tự nhiên và giá trị dung trọng khô của chúng lại càng thấp Những đất bùn sét có chứa cát mịn thì giá trị dung trọng tự nhiên và dung trọng khô của chúng có phần cao hơn, nhưng không vượt quá 1,80g/cm3

và 1,3g/cm3 Những đất này có lực dính kết nhỏ, không vượt quá 0,1 kg/cm2, góc ma sát trong cũng chỉ đạt lớn nhất là 7o  8o

+ Đất bùn sét và sét dẻo chảy trước đây được hình thành trong môi trường nước biển, chứa ion Na+ Sau giai đoạn trầm tích, môi trường tồn tại của những loại đất này đã thay đổi, các ion Na+ dần dần bị rửa trôi, hàm lượng của chúng giảm dần và thay vào đó là các ion muối có hóa trị cao như Ca2+

Sự thay đổi môi trường hóa lý này dẫn đến kết quả là bề dày lớp nước liên kết quanh hạt cát sẽ giảm và lực dính kết giữa các hạt cũng sẽ giảm theo

+ Ngoài tính ổn định cơ học thấp, đất bùn sét và sét dẻo chảy ở ĐBSCL còn có tính tan rã cao, nghĩa là khi ở trong môi trường nước thì lực dính kết giữa các hạt giảm mạnh, khiến cho đất không có khả năng giữ được nguyên khối, khối đất sẽ bị tách nứt từng mảnh Quá trình tan rã của đất xảy ra kéo dài, làm cho nền đất tạo nên bờ sông mất ổn định Sự dao động của mực nước ngầm là những yếu tố thúc đẩy quá trình tan rã của đất càng thêm mãnh liệt

+ Đất bùn sét ở ĐBSCL có độ ẩm giới hạn chảy thấp, hàm lượng hạt sét cao, do đó chúng thường có tính xúc biến, nghĩa là chúng rất nhạy với những khuấy động do một nguyên nhân ngoại sinh nào đó, cường độ cơ học của chúng sẽ giảm mạnh Đây cũng là một trong những nguyên nhân làm cho nền đất dễ ở vào trạng thái mất ổn định

+ Lớp đất cát cấu tạo nên phần dưới của nền đất kể từ độ sâu 50m trở lên của bờ sông vùng ĐBSCL là cát hạt nhỏ có kích thước rất đều nhau, tròn cạnh, hạt mịn, trạng thái kém chặt đến chặt vừa Loại đất này gần như không

có lực dính kết giữa các hạt, góc ma sát trong cũng có giá trị thấp Vì vậy, chúng có cấu trúc xốp, nghĩa là độ rỗng của chúng khá cao Với kiểu cấu trúc xốp này, một khi ở vào điều kiện nước ngầm luôn luôn vận động, các hạt rất

dễ bị di chuyển, gây nên hiện tượng xói ngầm Quá trình xói ngầm liên tục tiếp diễn, kết quả là khối đất đi vào trạng thái mất ổn định

Do lớp cát nằm ở phần thấp của mặt cắt địa chất công trình, chúng luôn chịu tác dụng của một dòng chảy nước ngầm với một gradient thủy lực cao

Do đó quá trình xói ngầm càng phát triển mạnh mẽ Lớp cát có giới hạn của

“vận tốc cho phép xói” thấp, vì vậy dưới tác động của dòng chảy trong sông

có lưu tốc lớn (0,53,0m/s) làm cho lớp cát này bị xói rất nhanh so với lớp đất trên nó, có khi tạo thành hàm ếch,… làm cho mái bờ sông rất dốc mất ổn định, từ đó gây nên hiện tượng sạt lở mái bờ sông

Tóm lại, do đặc tính địa chất công trình của đất bùn sét và đất cát hạt mịn nên trong nền đất của ĐBSCL thường xuyên xảy ra quá trình tan rã cơ học, xúc biến cơ học và xói ngầm cơ học Cộng vào đó là tính ổn định cơ học của đất thấp do cường độ cơ học của bản thân những loại đất này thấp Những

yếu tố này là những nguyên nhân góp phần gây ra và thúc đẩy các hiện tượng mất ổn định của bờ sông Cửu Long

2.1.3 Ảnh hưởng của điều kiện thủy văn, thủy lực sông kênh khu vực

Vùng nghiên cứu là khu vực BĐCM thuộc ĐBSCL Do vậy, chế độ thủy văn ở khu vực chịu ảnh hưởng rất lớn của dòng chảy sông Mêkông, thủy triều biển Đông, thủy triều vịnh Thái Lan, chế độ mưa của từng tiểu vùng

Hình 2-3: Bản đồ mạng lưới sông ngòi khu vực ĐBSCL

Gần như toàn bộ diện tích BĐCM chịu ảnh hưởng mạnh của thủy triều biển Đông và vịnh Thái Lan Thủy triều biển Đông theo các sông: sông Mỹ Thanh, sông Gành Hào, sông Bồ Đề và các sông rạch nối thông với các sông này Thủy triều vịnh Thái Lan theo các sông: sông Ông Đốc, sông Cái Lớn và các sông rạch khác truyền mặn vào nội đồng làm ảnh hưởng đến một vùng đất rộng lớn ở phía Tây ĐBSCL

2.1.3.1 Đặc điểm thủy triều biển Đông

+ Chế độ triều biển Đông:

Mực nước biển như chúng ta đã biết dao động liên tục theo thủy triều

Có thể những dao động đó theo chu kỳ ngày, đêm, tháng, năm Trong những dao động nói trên thì chu kỳ dao động ngày, đêm đóng vai trò quyết định, trực tiếp có liên quan đến chế độ chảy trên biển vùng cửa sông và trong sông Sự dao động mực nước trong trường hợp này là nguyên nhân chính tạo nên động năng chuyển động của nước trên biển

Biển Đông là một biển lớn dạng kín, nằm trong Thái Bình Dương Thủy triều biển Đông có biên độ rộng (3,54,0m), lên xuống ngày 2 lần (bán nhật triều), với hai đỉnh xấp xỉ nhau và hai chân lệch nhau khá lớn Thời gian giữa hai chân và hai đỉnh vào khoảng 12,012,5 giờ và thời gian một chu kỳ triều ngày là 24,83 giờ

Hàng tháng, triều xuất hiện 2 lần nước cao (triều cường) và 2 lần nước thấp (triều kém) theo chu kỳ trăng Dạng triều lúc cường và lúc kém cũng khác nhau, và trị số trung bình của các chu kỳ ngày cũng tạo thành một sóng

có chu kỳ 14,5 ngày với biên độ 0,300,40 m

Các dao động với chu kỳ dài hơn trong tháng, năm tạo nên thế năng của biển ta gọi đó là mực nước nền làm cơ sở cho sự cộng hưởng với những dao động ngày

+ Dao động của thủy triều trong năm:

Trong năm, đỉnh triều có xu thế cao hơn trong thời gian từ tháng XII-I

và chân triều có xu thế thấp hơn trong khoảng từ tháng VII-VIII Đường trung bình của các chu kỳ nửa tháng cũng là một sóng có trị số thấp nhất vào tháng VII-VIII và cao nhất vào tháng XII-I Triều cũng có các dao động rất nhỏ theo chu kỳ nhiều năm (18 năm và 50÷60 năm)

Bảng 2-1: Đặc trưng mực nước sông Gành Hào - Cà Mau

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

TB 171 167 163 158 145 132 132 138 157 183 186 177 191

Như vậy, thủy triều biển Đông có thể xem là tổng hợp của nhiều dao động theo các sóng với chu kỳ ngắn (chu kỳ ngày), vừa (chu kỳ nửa tháng, năm), đến rất dài (chu kỳ nhiều năm) Theo hệ cao độ Hòn Dấu, triều ven biển Đông có mực nước đỉnh trung bình vào khoảng 1,1÷1,2 m, các đỉnh cao có thể đạt đến 1,3÷1,4 m và mực nước chân trung bình từ -2,8 đến -3,0 m, các chân thấp xuống dưới -3,2 m

2.1.3.2 Đặc điểm chế độ thủy triều biển Tây

Bảng 2-2: Đặc trưng mực nước trạm Năm Căn, sông Cửa Lớn

Đơn vị: cm Năm Hmax Ngày Min Ngày Trung bình

Thủy triều biển Tây có dạng nhật triều Biên độ triều biển Tây nhỏ hơn nhiều so với biên độ triều trên biển Đông, lớn nhất vào tháng 6 (trên 1m) và nhỏ nhất vào tháng 10 (0,20,3m) Những dao động lớn cũng xảy ra đồng thời với thời kỳ triều cường ở biển Đông Ở biển Tây trong ngày cũng có 2 chu kỳ, sóng dao động lớn chiếm ưu thế về biên độ và thời gian nên sóng triều mang tính nhật triều Nếu ở trên biển Đông triều có dạng M với mực nước bình quân lệch về phía đỉnh thì trên biển Tây có dạng W với mực nước bình quân lệch về phía chân Dạng triều này thuận lợi cho việc thoát nước

Do biên độ chu kỳ dài nên động năng của sóng biển Tây nhỏ hơn nhiều

so với sóng biển Đông do đó việc dồn nước vào kênh rạch yếu hơn

2.1.3.3 Đặc điểm sóng tại khu vực

Sóng tại vùng ven biển phía Đông ĐBSCL thường là sóng hỗn hợp gió lừng Độ cao trung bình năm là 1,6m với chu kỳ tương đương 5,5 giây, còn độ cao và chu kỳ sóng cực đại quan trắc được có thể lên đến 10,5m và chu kỳ tương đương 11,5 giây

Vào mùa gió Đông Bắc, tần suất sóng gió có độ cao nhỏ hơn 1m chiếm 82%, trong đó hướng Đông Bắc chiếm 49% và hướng Bắc 24%; còn sóng có

độ cao từ 11,5 m chiếm 12% Sóng lừng có độ cao từ 1,93,7m có tần suất 20% trong đó hướng Bắc chiếm 19% Sóng lừng có độ cao lớn hơn 3.7m chiếm 7% Tần suất lặng sóng là 65% Vào mùa gió Tây Nam, tần suất sóng

có độ cao nhỏ hơn 1m chiếm 77%, trong đó hướng Tây Nam chiếm 50% và hướng Nam 15%; còn sóng gió có độ cao từ 11,5m chiếm 14% Sóng lừng

có độ cao từ 0,31,8m chiếm 17%, trong đó hướng Nam 9% và Tây Nam 7%; các sóng lừng có độ cao từ 1,93,7m có tần suất 15% trong đó hướng Tây Nam chiếm 8%, hướng Nam 7% Sóng lừng có độ cao lớn hơn 3,7m chiếm 9% Tần suất lặng sóng là 69%

2.2 Xác định các nguyên nhân, yếu tố ảnh hưởng tới sạt lở bờ sông thủy triều vùng BĐCM

2.2.1 Nguyên nhân của hiện tượng xói lở bờ sông thủy triều

Một dòng sông bao gồm hai yếu tố cơ bản cấu thành: dòng nước chuyển động có mặt thoáng tự do và lòng dẫn do chính nó tạo ra trên bề mặt

của lục địa Trong hai yếu tố này thì dòng nước có tính năng động hơn, thay đổi liên tục trong phạm vi rộng hơn, mang tính ngẫu nhiên theo thời gian và không gian, thường chiếm vị trí chủ đạo, còn yếu tố lòng dẫn có tác dụng chi phối, khống chế dòng chảy Vì vậy nguyên nhân chính gây ra xói lở bờ sông

là do sự tác động cơ học, lý học, hóa học của dòng nước tác dụng vào lòng dẫn làm bùn cát, một bộ phận tạo thành lòng dẫn bị lôi cuốn đi theo dòng nước Tốc độ xói lở bờ tại một vị trí nào đó là do khả năng bào xói, công phá

và lôi cuốn đất cát lòng sông, bờ sông và thời gian duy trì khả năng đó của dòng chảy Mà khả năng của dòng chảy thì được đánh giá qua mức độ sai khác giữa vận tốc dòng chảy và vận tốc cho phép không xói của đất cấu tạo nên lòng dẫn tại vị trí đang xét [1]

Nhìn chung nguyên nhân gây nên xói lở bờ sông vùng triều là do sóng

và dòng chảy (dòng chảy ven bờ, dòng chảy ngược xuôi trong sông) có vận tốc quá lớn (vận tốc trung bình mặt cắt có thể đạt tới 23 m/s) đã tác động vào lòng sông, bờ sông có tính chất cơ lý thấp, đặc biệt vào thời gian lũ xuống, triều rút tại các đoạn sông thu hẹp, đoạn sông cong, vận tốc dòng chảy lại tăng lên rất nhiều, mặt khác khối đất bờ khi đó trong trạng thái bão hòa nước

có khối lượng lớn và có dòng thấm nên dễ gây nên mất ổn định Tuy nhiên nguyên nhân xói lở bờ sông được nêu trên chỉ là những nét chung mang tính khái quát Ở các vị trí sông khác nhau có những nét đặc thù riêng do các điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn, chế độ dòng chảy, kết cấu dòng ngay tại vị trí đó quy định Vì thế việc tìm ra các yếu tố chính, phụ, cơ bản, không cơ bản gây nên xói lở lòng sông bờ sông ở từng vị trí cụ thể là hết sức cần thiết nhằm làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất các giải pháp KHCN xây dựng công trình phòng chống và bảo vệ bờ phù hợp,…

Qua nghiên cứu, điều tra thực địa ở hệ thống sông rạch vùng BĐCM có thể tổng kết 4 nguyên nhân chính gây ra sạt lở bờ, đó là:

o Sạt lở do dòng chảy có vận tốc lớn hơn vận tốc cho phép không xói của lòng dẫn

o Sạt lở do sóng tàu thuyền chạy trong sông rạch gây nên

o Sạt lở do sóng gió gây ra ở vùng cửa sông

o Sạt lở do sự gia tải quá mức lên mép bờ sông rạch

2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới xói lở bờ sông thủy triều vùng BĐCM

Xét quá trình xói lở bờ cho thấy, các yếu tố tham gia vào quá trình xói

lở bờ có thể ở thời gian này, vị trí này giữ vai trò chính, đóng vai trò chủ đạo,

là nguyên nhân gây ra xói lở nhưng ở vào thời điểm khác, vị trí khác chỉ đóng vai trò thứ yếu, chỉ là nhân tố ảnh hưởng tới quá trình xói lở, vì thế sự phân định nguyên nhân và các nhân tố ảnh hưởng tới xói lở bờ chỉ mang tính chất tương đối Do diễn biến của qua trình xói lở bờ có tính chất thay đổi cả về không gian và thời gian, vì vậy để có thể xác được những nguyên nhân nhân

tố ảnh hưởng đến sạt lở bờ sông, rạch cần tiến hành xem xét phân tích cụ thể từng yếu tố:

2.2.2.1 Yếu tố làm tăng lực gây trượt mái bờ

- Gia tải lên mép bờ sông như san lấp mặt bằng, xây dựng nhà và công trình lấn chiếm bờ sông, neo tàu thuyền vào bờ, sóng (do tàu thuyền, do gió) vỗ vào bờ,…

- Đất bờ sông bị bão hòa nước do mưa làm tăng trọng lượng khối đất bờ, phát sinh áp lực thấm

- Khi lũ xuống hoặc triều rút, mực nước sông thấp xuống, khi đó trọng lượng khối đất và áp lực nước thấm từ bờ ra sông đều tăng lên

2.2.2.2 Yếu tố làm giảm tải trọng khối chống trượt

- Dòng chảy sông rạch có vận tốc lớn hơn vận tốc cho phép không xói của đất cấu tạo bờ sông, lòng sông vì thế lòng sông, mái bờ sông bị dòng nước bào xói, làm giảm trọng lượng khối chống trượt

- Đất bờ sông bị thay đổi trạng thái liên tục, khô-ướt gây nứt nẻ làm giảm lực liên kết giữa chúng

2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của dòng chảy do thủy triều tác động đến bờ sông vùng BĐCM

2.3.1 Cơ chế xói lở bờ sông thủy triều

Qua quan sát, nghiên cứu thực địa các điểm xói lở trên sông vùng ảnh hưởng thủy triều ở ĐBSCL nói chung, nhận thấy cơ chế xói lở bờ sông vùng

chịu ảnh hưởng chủ yếu của chế độ thủy triều diễn ra theo chu kỳ gồm hai giai đoạn: giai đoạn đầu là mở rộng lòng sông - kết quả của quá trình bào xói mái bờ sông dưới tác dụng của thủy triều, của sóng do gió, sóng do thuyền bè qua lại; giai đoạn cuối là đào sâu dần lòng sông dưới tác dụng lôi kéo của dòng chảy ven bờ Đặc điểm của quá trình sạt lở bờ sông thể hiện ở những vị trí sạt lở là:

- Vừa có xói phổ biến, vừa có xói cục bộ, vừa có sạt lở mái bờ sông

- Xâm thực vừa có tính xung kích thủy lực từ dòng chảy sông vừa có tác động của dòng nước ngầm

- Sạt lở vừa có tính chất mất cân bằng về sức tải cát, vừa có tính chất mất cân bằng về cơ học đất Phương thức chung là sạt lở cả về mùa mưa bão và mùa kiệt

2.3.2 Đặc điểm của quá trình xói lở bờ sông

Các kết quả phân tích ban đầu cho thấy:

1 Sự chênh lệch của cao trình lòng sông và bãi sông (Z) càng lớn sự biến đổi của biên độ nước trong sông càng lớn (H), vận tốc dòng chảy (V) càng lớn, lưu lượng (Q) càng lớn, tổng lượng nước về nguồn càng lớn (W), thời gian lũ (T) càng kéo dài thì tốc độ sạt lở bờ càng nhanh;

2 Sự phân bố của các lớp đất mềm yếu, lớp cát dễ xói càng nông thì tốc độ xói lở càng nhanh, ngược lại sự phân bố các lớp dễ xói càng chôn sâu, chiều dày độ chôn sâu càng sâu (chiều dày và độ chôn sâu) thì tốc độ sạt lở bờ sông càng chậm và khi sạt lở thường hình thành cung trượt lở lớn

Lớp đất mềm yếu, cát phía dưới bị xói nhanh hơn lớp đất trên mặt làm cho mái bờ sông rất dốc vượt qua mái dốc giới hạn, buộc bờ sông phải sạt lở

để tạo cho mái bờ sông ổn định tạm thời Sau đó lớp đất phía dưới lại tiếp tục

bị xói nhanh hơn lớp đất trên mặt làm cho mái bờ sông rất dốc, bờ sông lại lở một đợt lở mới,… Do đó, sông không phải bị bào mòn đều đều liên tục, mà bị sạt lở từng đợt Đường viền bờ sông không hình thành đường cong trơn