Nghiên cứu tác dụng giảm sóng của rừng cây ngập mặn ven biển Bắc Bộ phục vụ quy hoạch và thiết kế đê biển

Sáng 14/4/2017, Cơ sở Đào tạo Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đã tổ chức Hội thảo khoa học đóng góp ý kiến cho dự thảo báo cáo luận án của NCS. Nguyễn Tuấn Anh với đề tài “Nghiên cứu tác dụng giảm sóng của rừng cây ngập mặn ven biển Bắc Bộ phục vụ quy hoạch và thiết kế đê biển”

Tham dự Hội thảo có PGS.TS. Nguyễn Vũ Việt - Giám đốc Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam - Chủ tịch Hội đồng và các thành viên trong Hội đồng; TS. Đặng Hoàng Thanh - Trưởng Ban Tổ chức Hành chính; các nhà khoa học thuộc lĩnh vực kỹ thuật xây dựng công trình thủy và giáo viên hướng dẫn.

Phát biểu khai mạc Hội thảo, Chủ tịch Hội đồng PGS.TS. Nguyễn Vũ Việt - Giám đốc Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam cho rằng đây là Hội thảo rất quan trọng không chỉ đối với NCS mà còn đối với cơ sở đào tạo Viện. Qua Hội thảo sẽ nhận được rất nhiều ý kiến đóng góp của các thành viên Hội đồng, thầy, cô giáo, các nhà khoa học để NCS có thể chỉnh sửa, hoàn thiện tốt nhất cho luận án của mình trước khi bảo vệ cấp cơ sở. Chủ tịch Hội đồng đề nghị thầy giáo hướng dẫn và NCS cần ghi chép và tiếp thu đầy đủ các ý kiến đóng góp tại Hội thảo.

Tiếp theo đó, NCS. Nguyễn Tuấn Anh đã trình bày dự thảo luận án của mình. Theo NCS cho biết, Việt Nam có đường bờ biển dài, hơn 3260km chiếm khoảng 41,3% diện tích tự nhiên và 50,9% dân số của cả nước, là vùng trọng điểm phát triển kinh tế của Việt Nam. Tuy nhiên, đây cũng là nơi thường xuyên chịu tác đọng bất lợi từ thiên nhiên như sóng, lốc, nước biển dâng, xâm nhập mặn, sạt lở...

Nghiên cứu về cơ chế giảm sóng và quá trình lan truyền sóng qua rừng ngập mặn, theo NCS  thực chất là đi sâu nghiên cứu về mối liên hệ qua lại giữa một bên là các yếu tố động lực ven bờ với một bên là các đặc điểm của cây ngập mặn và cấu trúc rừng ngập mặn làm cơ sở khoa học đề xuất các giải pháp đồng bộ nhằm giảm thiểu tác động  của sóng và dòng chảy do sóng đến công trình ven biển.

NCS cho biết Giải pháp sử dụng rừng ngập mặn là một trong những giải pháp mềm quan trọng để thay thế một phần cho giải pháp cứng và giải pháp này có ý nghĩa khoa học và thực tiến cao đặc biệt trong điều kiện khi phải đối mặt nhiều hơn với các hiện tượng thời tiết cực đoan (tăng cả cường độ và tần suất xuất hiện), ứng phó với biến đổi khí hậu, nước biển dâng.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án đó là sử dụng công cụ là mô hình toán và mô hình vật lý để nghiên cứu về quá trình lan truyền sóng và tương tướng qua lại giữa sóng ven bờ và rừng ngập mặn nhằm đánh giá xu thế và xây dựng quan hệ thực nghiệm mô tả sự suy giảm chiều cao sóng qua rừng ngập mặn, trong đó thể hiện được mức độ ảnh hưởng của các yếu tố chi phối đến hiệu quả giảm sóng của rừng ngập mặn.

Qua quá trình nghiên cứu tác dụng giảm sóng của rừng cây thuần loài bần chua có xét đến các điều kiện tự nhiên đặc thù vùng  ven bờ khu vực ven biển Thái Bình, Nam Định, luận án đã đạt được một số kết quả có thể kể đến đó là:

NCS đã tổng quan nghiên cứu về vai trò giảm sóng và chắn sóng của cây ngập mặn ở trong nước và trên thế giới; khái quát được những tồn tại và kế thừa có chọn lọc các kết quả của các nghiên cứu đi trước, kết hợp hài hòa  nghiên cứu mô hình toán, mô hình vật lý.

 NCS lựa chọn mô hình phi thủy tĩnh về động lực học sóng biển để đánh giá mức độ ảnh hưởng và xu thế của các tham số chi phối đến hiệu quả giảm sóng. Từ kết quả mô phỏng mô hình với các kịch bản mở rộng cho thấy chiều cao tương đối, mật độ cây và chiều rộng đai rừng là các tham số chi phối chủ yếu đến sự suy giảm chiều cao sóng  và xác định được giá trị cận trên của mật độ cây và chiều rộng đai trồng rừng phục vụ thiết lập các kịch bản thí nghiệm của mồ hình vật lý.

Dựa trên các kết quả tính toán về xu thế và mức độ ảnh hưởng của các tham số chi phối, NCS đã thí nghiệm mô hinh vật lý máng sóng về hiệu quả giảm sóng của rừng ngập mặn với 02 mật độ cây, trên 84 kịch bản, tổ hợp từ 28 sóng ngẫu nhiên. Kết quả thí nghiệm cho thấy các đặc trưng về cấu trúc cây hay kích thước đai rừng là các yếu tố quan trọng nhất quyết định hiệu quả giảm sóng của rừng ngập mặn và so với tăng mật độ cây, việc mở rộng đai rừng cho hiệu quả giảm sóng cao hơn, hiệu quả giảm sóng của mật độ cây và chiều rộng đai rừng còn phụ thuộc vào chiều sâu ngập hay chiều cao cây tương đối. Căn cứ từ kết quả thí nghiệm mô hình vật lý, NCS đã xây dựng được phương trình tổng quát tiêu hao năng lượng sóng và phương trình xác định hệ số cản tổng hợp.... Thông qua việc so sánh giữa công thức thực nghiệm của luận án với các số liệu từ kết quả thí nghiệm mô hình vật lý cho thấy mức độ tin cậy và khả năng ứng dụng kết quản ghiên cứu của luận án trong thiết kế rừng cây ngập mặn vùng ven biển.

Để có thể ứng dụng kết quả nghiên cứu của luận án vào thực tế tính toán thiết kế rừng ngập mặn giảm sóng, NCS đã đề xuất được quy trình và phương pháp tính toán thiết kế rừng ngập mặn giảm sóng sau khi đã xem xét đầy đủ các tham số chi phối ảnh hưởng đến sự suy giảm chiều cao sóng. NCS đã áp dụng quy trình và phương pháp tính toán đã đề xuất để tính toán thiết kế rừng cây ngập mặn bảo vệ đê biển tại xã Giao Xuân, huyên Giao Thủy, tỉnh Nam Định.

Tại Hội thảo, các đại biểu là các thành viên Hội đồng, các nhà khoa học thuộc lĩnh vực xây dựng công trình thủy  đều nhất trí cho rằng đề tài luận án phù hợp với chuyên ngành và mã số đào tạo, nghiên cứu và kết quả của đề tài không trùng lặp với những nghiên cứu đã công bố trước đây. Đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao trong quá trình khôi phục đai rừng ngập mặn để giảm sóng và bảo vệ bờ/ đê biển trong điều kiện biến đổi khí hậu hiện nay; Đã đánh giá, định lượng được sự ảnh hưởng của cá yếu tố chính đến hiệu quả giảm sóng của rừng ngập mặn; sử dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa mô hình số trị và mô hình vật lý, lượng hóa được tác động của rừng ngập mặn đến quá trình lan truyền sóng; Xây dựng được phương pháp và quy trình tính toán thiết kế rừng ngập mặn bảo vệ đê biển, cấu trúc của luận án phù hợp, logic và chặt chẽ.

Bên cạnh đó, các đại biểu cũng đã trao đổi, thảo luận đưa ra rất nhiều ý kiến có giá trị giúp cho NCS có thể hoàn thiện tốt nhất bản luận án của mình như chuẩn hóa các thuật ngữ và khái niệm sử dụng trong toàn bộ luận án; chỉnh sửa mục tiêu nghiên cứu, phần tổng quan, tài liệu tham khảo; chỉnh sửa đóng góp mới của luận án để làm nổi bật kết quả nghiên cứu; cụ thể hóa định nghĩa các phương pháp nghiên cứu, bổ sung đặc điểm sinh thái của cây ngập mặn; bổ sung phần phân tích, so sánh kết quả nghiên cứu bằng mô hình toán và mô hình vật lý; sơ đồ hóa quy trình tính toán, thiết kế rừng ngập mặn với nhiều trường hợp để dễ dàng áp dụng vào thực tế, tham khảo một số nghiên cứu sâu về mô hình toán gần đây...