Bảo vệ bờ biển, giảm nguy cơ sạt lở
Công trình giảm sóng bảo vệ bờ do các nhà khoa học thuộc Viện Sinh thái và Bảo vệ công trình (Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam) nghiên cứu phát triển vừa được Cục Sở hữu trí tuệ cấp Bằng bảo hộ độc quyền sáng chế. Công trình có ưu điểm cho bùn cát đi qua thân công trình; có khả năng tiêu tán năng lượng sóng, giúp việc thi công, sửa chữa tại khu vực địa chất yếu dễ dàng hơn…
Theo ThS Lê Ngọc Cương, trưởng nhóm nghiên cứu, Việt Nam với đường bờ biển dài 3.260km và có hệ thống sông dày đặc tới hơn 3.450 sông chiều dài từ 10km trở lên. Những năm gần đây, tình trạng xói lở bờ sông, bờ biển xảy ra phổ biến và ngày càng có diễn biến phức tạp ảnh hưởng tiêu cực rất lớn đến dân sinh, kinh tế, xã hội nước ta.
Công trình giảm sóng là các cấu trúc được xây dựng bao quanh vùng bờ đê để bảo vệ bờ khỏi tác động bằng cách phản xạ hoặc tiêu tán năng lượng của sóng. Ngoài ra, chúng còn có khả năng bẫy bùn cát, tăng khả năng bồi lắng, giảm xói mòn cho vùng bờ bảo vệ. Các công trình giảm sóng thường được bố trí song song hoặc vuông góc với bờ với cấu trúc như là vật cản sóng với nhiều kích thước và hình dạng khác nhau.
Các dạng cấu trúc của công trình giảm sóng thường ở dạng kín nên việc giảm sóng tác động vào bờ chủ yếu bằng cách phản xạ sóng trở lại. Điều này làm ảnh hưởng mạnh mẽ đến ngay vùng bãi phía trước công trình và các khu vực lân cận. Ngoài ra, với cấu trúc kín sẽ làm giảm khả năng trao đổi, lắng đọng bùn cát.
Các dạng công trình này thường là các công trình trọng lực tức là ổn định của công trình chủ yếu dựa vào trọng lượng bản thân. Vấn đề này sẽ gặp rất nhiều khó khăn khi khu vực đặt công trình giảm sóng có nền địa chất yếu như sét, bùn. Trọng lượng bản thân sẽ gây sụt lún công trình và làm công trình tự mất ổn định.
ThS Lê Ngọc Cương cho biết, giải pháp mềm chống xói lở bờ biển có thể được hiểu là tận dụng, mô phỏng, gia tăng chức năng bảo vệ bờ biển của các hệ sinh thái rừng ngập mặn nhằm gia tăng hiệu quả bảo vệ bờ của các tuyến đê biển.
Điển hình như tường mềm giảm sóng, dòng chảy bảo vệ bờ biển, hỗ trợ phát triển rừng ngập mặn. Tường mềm giảm sóng bao gồm các hàng cọc tre được mô phỏng theo khả năng bảo vệ bờ của cây ngập mặn với cọc được đóng sâu xuống đất như rễ cây, ở trên có bó cành cây như hệ lá.
Có 3 loại tường mềm. Loại 1 là kết cấu 2 hàng cọc tre đường kính trung bình thân cọc là D≥7cm, cách nhau 40cm, có lấp nhét các bó cành cây ở giữa. Loại 2 là kết cấu 3 hàng cọc tre đường kính trung bình thân cọc D≥7cm, cách nhau 40cm, có lấp nhét các bó cành cây ở giữa. Loại 3 là tường mềm cấu trúc nhiều hàng cọc đơn có tác dụng giảm sóng, gây bồi, gây tái sinh cây ngập mặn trong vùng bảo vệ.
Kết hợp với trồng rừng bảo vệ bờ biển
Một giải pháp đáng chú ý khác là trồng rừng ngập mặn bảo vệ bờ biển. Nhóm nghiên cứu đã xác định điều kiện bãi triều khu vực thiết kế đai cây ngập mặn giảm sóng, lựa chọn loài cây ngập mặn giảm sóng, chỉ tiêu cây giống ngập mặn đem trồng… Hoạt động trồng cây chắn sóng bảo vệ bờ biển đã cho thấy hiệu quả rõ rệt tại mũi Cà Mau, xã Vân Khánh Đông (An Minh, Kiên Giang), đê biển 5 (Thái Bình), đê Hà Nam, Quảng Ninh…
Ưu điểm của sáng chế là tạo ra công trình giảm sóng có cấu trúc rỗng cho bùn cát đi qua thân công trình (các cấu trúc rời rạc này phải đảm bảo có độ rỗng nhất định và kiểm soát được); công trình giảm sóng có khả năng tiêu tán năng lượng sóng, không phải là phản xạ sóng để giảm ảnh hưởng đến khu vực trước công trình và khu vực lân cận; có khả năng làm việc tại khu vực địa chất yếu: Cấu trúc rời rạc, có khả năng chuyển vị cao nhưng vẫn đảm bảo liên kết để công trình đảm bảo chức năng làm việc khi có chuyển vị, độ ổn định cao trước nền địa chất yếu.
Do nền địa chất yếu nên các cấu trúc dạng cọc đóng sâu xuống nền địa chất ổn định hơn sẽ làm tăng khả năng ổn định chống trượt, lật, lún là ba khả năng mất ổn định lớn nhất của công trình trên nền địa chất yếu.
“Các giải pháp mềm bảo vệ bờ biển bao gồm giải pháp tường mềm, trồng cây giảm sóng đã được Viện Sinh thái và Bảo vệ công trình nghiên cứu, thực nghiệm và triển khai thành công cũng như được xây dựng thành tiêu chuẩn Việt Nam.
Rất mong các giải pháp mềm sẽ được mở rộng ứng dụng cho các khu vực tương tự, chẳng hạn nghiên cứu cho khu vực Bắc Bộ, cũng như xây dựng thành tiêu chuẩn quốc gia để nâng cao hiệu quả, phạm vi áp dụng”, ThS Lê Ngọc Cương kiến nghị.
Do các cấu kiện rời rạc nên khi công trình gặp sự cố cần sửa chữa thì việc duy tu bảo dưỡng công trình trở nên đơn giản và rất hiệu quả kinh tế so với các công trình giảm sóng đồng nhất.
Cũng như việc gia tăng khả năng làm việc của công trình bằng việc thay đổi kích thước cũng đơn giản khi ta chỉ việc bổ sung các cấu kiện vào công trình. Điều này đặc biệt hữu ích trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nước biển dâng làm cho các thông số hải văn thay đổi mà ta không thể lường trước được.
