Thiết kế chức năng cho công trình giảm sóng, gây bồi để trồng rừng ngập mặn ở đồng bằng sông Cửu Long

Bài viết Thiết kế chức năng cho công trình giảm sóng, gây bồi để trồng rừng ngập mặn ở đồng bằng sông Cửu Long phân tích quá trình tương tác sóng - công trình phản ánh qua sự cân bằng về năng lượng sóng truyền qua công trình để từ đó rút ra những gợi ý trong thiết kế chức năng đối với ĐGS cần thiết cho việc hỗ trợ trồng rừng ngập mặn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế chức năng cho công trình giảm sóng, gây bồi để trồng rừng ngập mặn ở đồng bằng sông Cửu Long Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8 THIẾT KẾ CHỨC NĂNG CHO CÔNG TRÌNH GIẢM SÓNG, GÂY BỒI ĐỂ TRỒNG RỪNG NGẬP MẶN Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Thiều Quang Tuấn Khoa Công trình - Trường Đại học Thủy lợi, email: tuan.T.Q@tlu.edu.vn1. MỞ ĐẦU hợp cho sự sinh trưởng của cây non được Công trình đê giảm sóng gây bồi (ĐGS) ở trồng trên bãi rừng ở phía sau:bãi trước của rừng với mong muốn hỗ trợ cho H s ,t  [ H s ] (1)việc trồng rừng, thì một mặt phải có kết cấu Trong đó Hs,t - chiều cao sóng truyền phíarỗng phù hợp nhưng mặt khác lại cần có khả sau đê, [Hs] (= 0.30m - 0.40m) là chiều caonăng hấp thụ năng lượng sóng hiệu quả, qua sóng cho phép không gây hại tới cây non.đó giảm được sóng phản xạ và đồng thời thúcđẩy quá trình trao đổi bùn cát hạt mịn quacông trình. Hiện nay ở vùng biển ĐBSCL đang ápdụng thử nghiệm một số giải pháp ĐGSdạng kết cấu rỗng được bố trí song song vớibờ nhằm giảm sóng, gây bồi tạo bãi. Nhìnchung các giải pháp này đều có hiệu quả Hình 1. Hiệu quả gây bồi của ĐGSgiảm sóng và gây bồi khá tốt. Tuy nhiên với cọc bê tông ly tâm đá đổmục đích hỗ trợ trồng rừng thì những giảipháp này vẫn chưa đem lại hiệu quả, thậm Lưu ý YCGS theo CT. (1) khá đơn giảnchí đôi khi còn gây bất lợi cho sự sinh khi không thể bao hàm các vấn đề khác vềtrưởng của cây rừng. trao đổi môi trường cần thiết cho sự sinh Trong nỗ lực nghiên cứu tìm kiếm giải trưởng của cây như trao đổi bùn và dưỡngpháp ĐGS phù hợp, bài báo này phân tích quá chất (vào, ra) qua công trình, năng lượngtrình tương tác sóng - công trình phản ánh qua sóng tối thiểu để duy trì và vận chuyển nồngsự cân bằng về năng lượng sóng truyền qua độ bùn lơ lửng (SSC) qua một khoảng cáchcông trình để từ đó rút ra những gợi ý trong nhất định về phía sau. Thậm chí nếu côngthiết kế chức năng đối với ĐGS cần thiết cho trình với mức độ che chắn quá lớn sẽ dẫn tớiviệc hỗ trợ trồng rừng ngập mặn. Hs,t  0, tuy thỏa mãn YCGS và gây bồi nhanh nhưng lại ngăn cản các quá trình trao2. YÊU CẦU GIẢM SÓNG đổi môi trường và có thể gây hại cho sinh Trước tiên chúng ta bắt đầu với yêu cầu trưởng của cây (ví dụ xem hình 1). Như vậygiảm sóng (YCGS) của công trình dạng này. trong thiết kế chức năng của công trình ĐGSCác tham số hình học và kết cấu của công thì mỗi YCGS không thôi là vẫn chưa đủ.trình ĐGS (chiều cao, bề rộng, độ rỗng,…) 3. TƯƠNG TÁC SÓNG - CÔNG TRÌNHthường được xác định theo yêu cầu chứcnăng giảm sóng, tức là chiều cao sóng truyền Để có thể phân tích sâu hơn nữa về yêuphía sau đê được khống chế ở mức độ phù cầu đối với ĐGS, chúng ta xem xét phương 183Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8trình cân bằng năng lượng sóng truyền qua GIZ và n = 0.70 cho rào WIP. Với ĐGS kếtĐGS khi bỏ qua ma sát đáy [1]: cấu cứng n = 0.40 cho đê cọc ly tâm đá đổ và K R2  Kt2   D  1 (2) n = 0.62 cho đê khối xếp CASTLE. với Kt và KR lần lượt là các hệ số truyềnsóng và phản xạ tổng hợp trước đê, D là hiệusuất tiêu hao hay hấp thu năng lượng sóngbởi bản thân công trình (so với tổng nănglượng sóng tới). Từ PT. (2) có thể thấy rằng mặc dầu cùngđạt được YCGS (Kt) nhưng tùy vào đặc điểmkết cấu (rỗng hay xốp rỗng) và hình học(rộng, cao) của ĐGS mà tính chất tương tácsóng-công trình kéo theo chế độ thủy độnglực sóng phản ánh qua tương quan các thamsố Kt, KR và D có thể rất khác nhau. Với dạng ĐGS kết cấu thân rỗng (hollowstructures), như đê trụ rỗng hay đê thànhmỏng BUDSACO, thì D rất nhỏ do dạngcông trình này về cơ bản làm việc theo Hình 2. Cân bằng năng lượng truyền sóng quanguyên lý che chắn sóng, không cho phép rào tre: WIP - rào Viện ST, GIZ - rào GIZ [1]sóng đi qua nên không có khả năng hấp thụ,tiêu hao năng lượng sóng mà phần lớn nănglượng sóng được phản xạ lại phía biển (tứcKR lớn). Dạng kết cấu này mặc dầu vẫn cókhả năng giảm sóng gây bồi hiệu quả nhưngkhông thực sự phù hợp cho mục đích trồngtái sinh rừng vì những lý do đã nêu ở trên.Trái lại, với dạng ĐGS kết cấu thân xốp rỗng(porous structures), như đê cọc bê tông lytâm đá đổ hay đê cấu thành từ các cấu kiệnxếp rời rạc, thì sẽ có D lớn do năng lượngsóng bị tiêu hao nhiều bởi môi trường xốprỗng của thân đê và kéo theo KR nhỏ. Hình 2 và 3 lần lượt thể hiện các kết quảphân tích tương quan giữa các đại lượng Kt,KR và D trong PT. (2) với chiều cao lưu Hình 3. Cân bằng năng lượng truyền sóngkhông tương đối đặc trưng của đỉnh đê  cho qua ĐGS: LT - đê cọc ly tâm đá đổ, XE - đêđê kết cấu thân xốp rỗng đó là rào tre giảm khối xếp rời rạc CASTLE [2]sóng (hình 2), đê cọc bê tông ly tâm đá đổ(LT) và đê kết cấu khối xếp rời rạc CASTLE Có thể thấy độ rỗng của thân đê có ảnh(XE) (hình 3). Đây là kết quả từ các bộ số hưởng quan trọng đến quá trình tương tácliệu thí nghiệm hiện trường thực hiện với rào sóng - công trình và cân bằng năng lượngtre ở Bạc Liêu và Sóc Trăng giai đoạn 2012 - sóng truyền qua đê. Đây là một tham số cần2017 (xem [1]) và mô hình vật lý trong máng được xét tới trong thiết kế loại công trìnhsóng trong khuôn khổ đề tài WIWAT (với LT ĐGS ở đây. Thân đê xốp rỗng với độ rỗng nvà XE, xem [2]). Độ rỗng khối (tính theo tỷ nhỏ sẽ làm tăng hiệu quả hấp thụ năng lượng ...