Nghiên cứu ứng dụng kè sinh thái bảo vệ bờ sông ảnh hưởng thủy triều và giao thông thủy tại đồng bằng sông Cửu Long

Trong nghiên cứu "Nghiên cứu ứng dụng kè sinh thái bảo vệ bờ sông ảnh hưởng thủy triều và giao thông thủy tại đồng bằng sông Cửu Long", nhóm tác giả đã vận dụng kinh nghiệm dân gian sử dụng hệ sinh thái đặc biệt của cây mắm, để thiết kế kè sinh thái bảo vệ bờ chống xói lở cho sông nhỏ hoặc kênh rạch nội đồng. Các thông số thiết kế được thực nghiệm trên mô hình toán và vật lý trong phòng thí nghiệm, để xác định bề rộng bãi rễ cây mắm thích hợp và mức độ giảm chiều cao sóng. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ứng dụng kè sinh thái bảo vệ bờ sông ảnh hưởng thủy triều và giao thông thủy tại đồng bằng sông Cửu Long 273 Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 Nghiên cứu ứng dụng kè sinh thái bảo vệ bờ sông ảnh hưởng thủy triều và giao thông thủy tại đồng bằng sông Cửu Long Nguyễn Thị Bảy1,3,**, Hà Phương1,3, Phạm Ngọc,2,3, Nguyễn Trường Thọ4, Trà Nguyễn Quỳnh Nga1,3, Huỳnh Công Hoài1,3,* 1 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 2 Trường Đại học Quốc tế Tp. HCM 3 Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh 4 Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Viện Kỹ thuật biển *Tác giả liên hệ: Email: hchoai@gmail.com **Tác giả chính: Email: ntbay@hcmut.edu.vn Tóm tắt. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đã vận dụng kinh nghiệm dân gian sử dụng hệ sinh thái đặc biệt của cây mắm, để thiết kế kè sinh thái bảo vệ bờ chống xói lở cho sông nhỏ hoặc kênh rạch nội đồng. Các thông số thiết kế được thực nghiệm trên mô hình toán và vật lý trong phòng thí nghiệm, để xác định bề rộng bãi rễ cây mắm thích hợp và mức độ giảm chiều cao sóng. Kết quả nghiên cứu được ứng dụng xây dựng thí điểm kè sinh thái để bảo vệ đoạn kênh Lương Thế Trân (Cà Mau) đang bị xói lở do thủy triều và sóng tàu. Sau hơn 2 năm xây dựng, kết quả cho thấy hiệu quả của kè sinh thái sử dụng hệ sinh thái cây mắm đã phát huy tác dụng, có khả năng bảo vệ, chống xói lở cho đoạn kênh Lương Thế Trân dài 225m. Từ khóa: Xói lở, cây mắm, đồng bằng sông Cửu Long, thủy triều, sóng tàu1. Giới thiệu Từ lâu nghiên cứu các giải pháp để bảo về bờ chống xói lở bờ sông ở đồng bằng sông Cửu long(ĐBSCL) đã được nhiều nhà khoa học trong và ngòai nước nghiên cứu và áp dụng [4][5]. Trong đónhững giải pháp công trình cứng thường được sử dụng cho các khu vực trên sông lớn do điều kiện chếđộ thủy lực phức tạp hoặc tại các vị trí quan trọng cần bảo vệ. Bên cạnh đó diễn biến xói lở trên sôngnhỏ hoặc trên kênh nội đồng, thường có chế độ thủy lực không quá phức tạp nên các giải pháp côngtrình mềm, tận dụng các vật liệu địa phương có giá thành nhỏ thường được áp dụng [3]. Theo nghiêncứu về nghuyên nhân và cơ chế gây sạt lở bờ sông [2] và số liệu khảo sát [6] thì các vị trí sạt lở xảy ratại ĐBSCL trên các sông nhỏ hoặc các kênh nội đồng chiếm một tỉ lệ khá lớn, nên các giải pháp côngtrình mềm là một yêu cầu khẩn thiết và hữu hiệu để bảo vệ xói lở cho ĐBSCL. Trong nghiên cứu này,chúng tôi tận dụng tính chất đặc biệt của hệ sinh thái cây mắm [1] để thiết kế cho công trình bảo vệ bờchống lại sự xói lở do tác động của sóng tàu và dòng triều.2. Cơ chế xói lở khu vực sông ảnh hưởng triều và giao thông thủy Chế độ thủy lực của hệ thống sông ĐBSCL có thể chia thành 3 khu vực, khu vực ảnh hưởng củalũ ở thượng nguồn gồm sông rạch các tỉnh gần biên giới Campuchia như An Giang , Đồng Tháp và LongAn, khu vực ảnh hưởng của lũ và triều gồm sông rạch các tỉnh Tiền Giang, Vĩnh Long, Hậu Giang vàTP Cần Thơ, khu vực ảnh hưởng thủy triều gồm các sông rạch nằm các tỉnh gần cửa sông và ven biểnnhư ở Kiên Giang, Bạc Liêu , Sóc Trăng, Trà Vinh, Bến Tre. Đối với sông nhỏ hay kênh rạch nội đồng trong khu vực ảnh hưởng triều, mực nước và vận tốc bịảnh hưởng chính bởi giao động thủy triều ở biển Đông và biển Tây Nam. Biên độ triều trên sông rạchtrong khu vực này dao động từ 1-2m và vận tốc dòng chảy trung bình khoảng 0,5-0,7 m/s. Với chế độthủy lực này cùng với sự tác động của tàu thuyền, nhiều đoạn sông rạch đã bị sạt lở và giải pháp thíchhợp nhất có thể bảo vệ bờ là sử dụng các công trình mềm. 274 Nguyễn thị Bảy,Hà Phương,Phạm Ngọc, Nguyễn Trường Thọ,Trà Nguyễn Quỳnh Nga, Huỳnh công Hoài Hình 1,2,3,4 mô tả cơ chế sạt lở của bờ sông do tác động của dòng triều và sóng tàu. Khi bờ sôngcó độ dốc nhỏ, chiều cao sóng tàu thường giảm rất nhanh khi tác động vào bờ nên hầu như bờ sôngkhông bị xói lở. Tuy nhiên nếu dòng chảy do ảnh hưởng của dòng triều lớn, đường bờ sẽ bị xói lở ởchân mái dốc làm độ sâu tăng dần, sóng tàu có thể tác động vào bờ với biên độ lớn làm bùn cát bị lôikéo xuống lòng sông và dần dần gây xói lở mái dốc. Diễn biến xói lở này tuy xảy ra chậm nhưng liêntục, làm cho bờ sông càng lúc càng bị xói sâu vào bờ. Vị trí xói do dòng triều Hình 1: Sóng tàu tác động vào bờ với Hình 2: Chân đường bờ bị xói do dòng biên độ nhỏ do mái dốc bờ nhỏ triều làm tăng độ sâu Hướng Vị trí xói do đường bờ sóng tàu và bị xói dòng triều Hình 3: Sóng tàu tác động vào bờ với Hình 4: Với biên độ sóng lớn tác động biên độ lớn do độ sâu tăng gây xói lở ở chân mái dốc Với cơ chế xói lở như phân tích ở trên, để bảo vệ được bờ sông, cần ngăn chặn sự xói lở chân máidốc bờ sông và giảm biên độ sóng tác dụng vào bờ. Để đáp ứng được 2 nhiệm vụ trên, thì một số câyvùng ngập mặn có khả năng giữ đất và giảm biên độ sóng tốt như cây mắm, cây đước, cây bần, cây sú,cây dừa nước … trong đó loại cây mắm với đặc tính cho rễ cây mọc ngược lên trên mặt đất, tạo thànhmột thảm giảm sóng và giữ đất rất hữu hiệu.3. Cơ chế chống xói lở và khả năng giảm sóng của bộ rễ cây mắm3.1. ...