Hiệu quả giảm sóng của giải pháp công trình mềm vùng ven biển nhằm bảo vệ bãi và đê biển

Đê giảm sóng dạng kết cấu mềm ngoài những chức năng chính là giảm sóng, chống xói lở, bảo vệ bãi, bờ biển thì chúng còn có ưu điểm là tận dụng được nguồn vật liệu tại địa phương và thân thiện với môi trường tự nhiên, đây là loại công trình đang ngày được nhân rộng và áp dụng nhiều vào thực tế. Bài báo sẽ trình bày kết quả thực nghiệm trên hệ thống bể sóng triều kết hợp nhằm đánh giá hiệu quả của công trình, từ đó làm luận cứ khoa học về việc bố trí hợp lý công trình đê giảm sóng có kết cấu mềm nhằm bảo vệ bờ biển ứng với điều kiện cụ thể ở khu vực ven biển Việt Nam.

1. MỞ ĐẦU

Ở nước ta, loại sạt lở do kết hợp tác động trực tiếp của sóng vào bờ và tác dụng xâm thực bãi biển chiếm một tỷ trọng đáng kể, gây hậu quả rất nghiêm trọng, ảnh đến an toàn và phát triển kinh tế - xã hội, nên rất cần các giải pháp để phòng tránh và bảo vệ bờ.

Đê giảm sóng (ĐGS) là loại công trình được ứng dụng khá phổ biến trên thế giới nhằm giảm thiểu sự tác động của sóng biển vào đới ven bờ, bảo vệ bãi và bờ biển. Ở nước ta, tại một số vùng ven biển như: Hải Phòng, Nam Định, Thừa Thiên Huế, Thành phố Hồ Chí Minh,... đã áp dụng các giải pháp này vào việc bảo vệ bờ, bãi biển. Tuy nhiên, hầu hết các giải pháp này là những dạng công trình cứng (đá đổ, ống buy, hoặc khối bê tông đúc sẵn). Bên cạnh đó, những công trình này được xây dựng phần đa dựa vào các tiêu chuẩn hiện hành, tiêu chuẩn, sổ tay của các nước khác và kinh nghiệm của các chuyên gia. Hầu như không có những nghiên cứu một cách bài bản trước khi tiến hành xây dựng. Các nghiên cứu liên quan đến dạng công trình này ở nước ta vẫn còn rất ít, đơn lẻ và không có sự thống nhất. Một trong những ĐGS kết cấu mềm với tính năng giảm sóng, bảo vệ bờ biển mà đã được nhiều nước trên thế giới đưa vào áp dụng đó là công nghệ ống vải địa kĩ thuật (Geotube). Cùng với sự ra đời của vải địa kỹ thuật sử dụng sợi Polypropylene có khả năng chịu chọc thủng đạt 2,67kN, tuổi thọ đạt trên 50 năm. Ngoài thực tế loại công trình này đã được nghiên cứu thiết kế và ứng dụng thành công ở một số khu vực như: Refuge - Shallow Welder Bay, Texas, USA; Amwaj Islands, Bahrain; Hàn Quốc; Trung Quốc;...

Trong khoảng hơn 10 năm trở lại đây, ở một số vùng ven biển nước ta đã có các giải pháp mềm được đưa vào ứng dụng thay thế cho những công trình dạng cứng, như: ven biển Thừa Thiên - Huế, Quảng Nam, Bình Thuận, Bà Rịa -Vũng Tàu,... Nhưng đa số các giải pháp này là hệ thống mỏ hàn vuông góc với bờ, với chức năng chính là ngăn dòng bùn cát, chống xói lở gây bồi, về hiệu quả giảm sóng là không nhiều. Mới đây, đầu năm 2015 tại ven biển Hội An đã tiến hành thử nghiệm hệ thống đê giảm sóng mềm bằng ống vải địa kỹ thuật, Tuy nhiên về hiệu quả và cơ sở khoa học cho việc bố trí hệ thống công trình này vẫn chưa được rõ ràng, không có nghiên cứu trước khi xây dựng.

Việc nghiên cứu thực nghiệm trên bể sóng triều kết hợp sẽ đánh giá được hiệu quả giảm sóng, bảo vệ bờ biển để từ đó làm luận cứ khoa học về việc bố trí hợp lý công trình đê giảm sóng có kết cấu mềm nhằm bảo vệ bờ biển ứng với các điều kiện cụ thể ở khu vực ven biển Việt Nam. Đó là những nghiên cứu có ý nghĩa về khoa học và đáp ứng được đòi hỏi của nhu cầu thực tế hiện nay.

2. CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Cơ sở dữ liệu

2.2. Phương pháp, công cụ nghiên cứu

3. XÂY DỰNG VÀ THIẾT LẬP MÔ HÌNH

3.1. Loại mô hình và tỷ lệ mô hình

3.2. Các thông số thí nghiệm trên mô hình

3.3. Hiệu chỉnh và kiểm định và bố trí mô hình

4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1. Ảnh hưởng của các tham số công trình tới trường sóng quanh công trình

4.2. Ảnh hưởng của các tham số công trình tới giá trị vận tốc sau công trình

5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1. Kết luận

5.2. Kiến nghị

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]        Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2012), Tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển.

[2]        Doãn Tiến Hà (2015), Nghiên cứu diễn biến bãi do tác động của công trình giảm sóng, tạo bồi cho khu vực Hải Hậu-Nam Định, Luận án Tiến sĩ chuyên ngành Hải dương học, Hà Nội.

[3]        Lương Phương Hậu (1999), Công trình bảo vệ bờ biển và hải đảo, Tủ sách trường ĐH Xây dựng, Hà Nội.

[4]        Lương Phương Hậu, Trần Đình Hợi (2003), Lý thuyết thí nghiệm công trình thủy, Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội.

[5]        Nguyễn Thành Trung (2013), Nghiên cứu thực nghiệm xác định nguyên tắc bố trí không gian hợp lý công trình ngăn cát, giảm sóng bảo vệ đê biển và bờ biển khu vực Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ, Hà Nội.

[6]        U.S. Amrmy Corp, 1984, Shore Protection Manual (SPM).

[7]        U.S. Amrmy Corp, 2002, Coastal Engineering Manual (CEM).

[8]   Steven A Hughes (1993), Physical Models and Laboratory Techniques in Coastal Engineering, World Scientific 568pp.