Giải pháp thuận tự nhiên trong thủy lợi, PCTT khái niệm và phương pháp tiếp cận

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Giải pháp thuận tự nhiên trong thủy lợi, PCTT khái niệm và phương pháp tiếp cận tập trung thảo luận về khái niệm giải pháp thuận tự nhiên trong lĩnh vực xây dựng công trình thủy lợi, PCTT. Đồng thời, một trong những phương pháp tiếp cận thường được cân nhắc sử dụng khi xem xét vấn đề này sẽ được giới thiệu cùng với những phân tích về khả năng và hạn chế.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giải pháp thuận tự nhiên trong thủy lợi, PCTT khái niệm và phương pháp tiếp cận

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 GIẢI PHÁP THUẬN TỰ NHIÊN TRONG THỦY LỢI, PCTT KHÁI NIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN Trương Hồng Sơn1, Nguyễn Đức Thành2, Lê Hải Trung1 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: truonghongson@tlu.edu.vn 2 Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam 1. GIỚI THIỆU CHUNG đổi nhằm giải quyết các thách thức của xã hội một cách hiệu quả, mang lại lợi ích đồng thời Các giải pháp công trình dựa trên các yếu cho con người và thiên nhiên”. Lấy ví dụ, ở tố tự nhiên, hay các giải pháp thuận với môi các vùng ven biển bị ngập lụt do hiện tượng trường tự nhiên (nature-based solutions) đang bão biển dâng hay xói lở bờ biển, giải pháp được quan tâm nghiên cứu và áp dụng thử trồng và khôi phục rừng ngập mặn thường nghiệm ngày càng nhiều hơn [1]. Thậm chí được đề xuất và có thể giảm nhẹ tác động của có thể nói, đây đã, đang và sẽ là xu hướng bão, đồng thời mang lại lợi ích sinh thái cho chủ đạo của ngành kỹ thuật xây dựng bao người dân trong vùng [2]. Mặc dù đây là định gồm ngành kỹ thuật xây dựng công trình thủy nghĩa được thừa nhận và sử dụng rộng rãi hiện lợi, phòng chống thiên tai (PCTT) trong nay, nhưng bản thân cách định nghĩa này chưa những thập niên sắp tới. Do vậy, bài báo này thực sự phù hợp trong lĩnh vực thủy lợi, tập trung thảo luận về khái niệm giải pháp PCTT. Các công trình thủy lợi như đập dâng, thuận tự nhiên trong lĩnh vực xây dựng công công trình kiểm soát nguồn nước hay đê bao trình thủy lợi, PCTT. Đồng thời, một trong là những công trình mang nặng tính chất ‘kết những phương pháp tiếp cận thường được cấu’ nhằm khống chế, kiểm soát sự phân bố cân nhắc sử dụng khi xem xét vấn đề này sẽ nguồn nước, bảo vệ khu vực trũng thấp trước được giới thiệu cùng với những phân tích về các thảm họa thiên tai với cường độ lớn. Theo khả năng và hạn chế. cách định nghĩa thông thường, chúng được coi là các giải pháp không hoặc ít thân thiện với 2. KHÁI NIỆM GIẢI PHÁP THUẬN môi trường, không dựa trên tự nhiên. Cần TỰ NHIÊN nhận thức một cách rõ ràng rằng mặc dù các Vậy các giải pháp thuận với môi trường tự giải pháp thuận tự nhiên được ưa chuộng, và nhiên hay giải pháp dựa trên tự nhiên là gì? được khuyến khích áp dụng trong các dự án Hiện đây vẫn là một chủ đề gây ra khá nhiều hiện nay, nhưng khả năng & hiệu quả thực tế tranh cãi trong giới nghiên cứu. Khái niệm về của loại hình giải pháp này vẫn còn nhiều hạn các giải pháp thuận tự nhiên vẫn đang được chế. Đặc biệt là khi vấn đề cần giải quyết xảy phát triển và chứng minh dù đã được sử dụng ra ở quy mô và cường độ lớn. Trong rất nhiều trong nhiều bối cảnh khác nhau bởi các tổ trường hợp, việc sử dụng các giải pháp thuận chức, nhóm nghiên cứu khác nhau. Theo định tự nhiên như trồng cây, khôi phục rừng ngập nghĩa chính thức của tổ chức Liên minh Quốc mặn… là không đủ để chống lại ngoại lực lớn tế Bảo vệ Thiên nhiên (IUCN) cũng như Ngân do dòng chảy, sóng bão gây xói lở, ngập lụt hàng Thế giới World Bank, “các giải pháp cho các khu vực ven biển. Nói cách khác, các thuận tự nhiên là những giải pháp, hoạt động giải pháp thuận tự nhiên cần tiếp tục được nhằm bảo vệ, quản lý bền vững và tái tạo hoặc nghiên cứu, chứng thực. Đồng thời, khái phục hồi hệ thống sinh thái tự nhiên đã bị biến niệm về giải pháp này trong lĩnh vực thủy lợi, 236
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 PCTT cần phải được điều chỉnh. Vì vậy, quan 3. PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN điểm giải pháp thuận tự nhiên có thể được Khi nghiên cứu một dự án xây dựng công nhìn nhận từ một khía cạnh khác, áp dụng trực trình thủy lợi ở khu vực cửa sông, ven biển, tiếp cho lĩnh vực thủy lợi, PCTT. Xét từ góc các mô hình số chi tiết thường được sử dụng độ kỹ thuật xây dựng công trình, các giải pháp để giải đoán ứng xử của hệ thống. Ví dụ, các thường chỉ được cân nhắc xem xét chủ yếu mô hình giải đoán hệ phương trình nước nông dựa trên tính khả thi và tính bền vững của 2 chiều hay 3 chiều như Delft3D, MIKE21, công trình. Tính khả thi được cân nhắc dựa Telemac… thường được sử dụng để nghiên trên hiệu quả về kinh phí và an toàn của khu cứu chế độ thủy động lực học và hình thái khu vực dân cư xung quanh. Công trình khả thi sẽ vực dự án. Đây chính là phương pháp tiếp cận giúp giảm thiểu thiệt hại gây ra lên cộng đồng từ đáy, tức là từ dưới lên. Lưu ý rằng kết quả dân cư sinh sống trong vùng, nhờ đảm bảo của các mô hình số chi tiết phụ thuộc phần lớn chức năng của công trình với mức đầu tư tiết vào chất lượng của dữ liệu đầu vào. Các mô kiệm nhất. Tính bền vững được xem xét dựa hình số phức tạp có khả năng kể đến nhiều trên khả năng tồn tại của công trình với các quá trình vật lý phức tạp, bao gồm cả sự xuất mức độ tác động khác nhau, trong trường hợp hiện của các dạng cây cối trong mô hình tính không có và có duy tu, bảo dưỡng. Khi sử toán thủy lực. Mức độ hợp lý của mô phỏng, dụng khái niệm giải pháp thuận tự nhiên, Hiệp và việc phân tích, giải thích kết quả cuối cùng hội kỹ sư Hoa Kỳ cho rằng yếu tố hiệu quả về cần được thẩm định bởi những chuyên gia môi trường cần được đánh giá dựa trên hai trong ngành [4]. Trong thực tiễn, khả năng của mức độ. Ở mức độ thứ nhất đó là sự phù hợp các mô hình chi tiết thường được đánh giá của các yếu tố thiết kế đối với quá trình hình một cách quá mức, dẫn đến những sự giải thái, địa mạo của khu vực dự án. Ở mức độ thích và phán đoán sai lệch kết quả của dự án. thứ hai, đó là mức độ gián đoạn mà công trình Điển hình là các kết quả của mô phỏng trường gây ra đối với các môi trường sống ven khu vận tốc trung bình theo độ sâu dòng chảy tức vực dự án cũng như môi trường tự nhiên trong thời thường bị hiểu như là trường dòng chảy vùng. Ví dụ, các vấn đề về môi trường và đại diện của cả khu vực. Một ví dụ khác là sự cũng như tính bền vững liên quan đến đặc xuất hiện của các dòng chảy xoáy trong các điểm địa mạo và hình thái của dòng sông sẽ mô hình nói trên (các mô hình RANS thủy giảm nếu các giải pháp công trình chỉnh trị lực) thường được sử dụng như một nguyên được thiết kế không phù hợp với các đặc điểm nhân gây xói bồi bờ sông, bờ biển. Trên lý thủy lực và địa mạo, hình thái của dòng sông thuyết, các mô hình thủy lực RANS không [3]. Theo quan điểm này, các giải pháp thuận nên có sự xuất hiện của các cấu trúc dòng tự nhiên vẫn có thể được hiểu là các giải pháp chảy xoáy này. Đây là những sai lầm tinh vi mang tính chất công trình, trong đó kết hợp tối nhưng rất phổ biến khi sử dụng các mô hình đa trong phạm vi có thể các yếu tố thân thiện thủy động lực học phức tạp trong các dự án môi trường bao gồm cách thức bố trí như nghiên cứu và sản xuất. Một cách khác đó là thuận theo xu thế địa hình địa mạo tự nhiên, tiếp cận từ trên xuống (top - down) trước khi phương thức vận hành công trình, vật liệu xây sử dụng các mô hình số 2 chiều, 3 chiều để dựng, biện pháp thi công… nhằm giảm thiểu tính toán. Cách tiếp cận này thường sử dụng nhiều nhất có thể mức độ gián đoạn đến hệ kết hợp phương pháp mô phỏng khái niệm thống môi trường sinh thái trong khu vực dự (conceptual model) và phương pháp mô hình án. Theo quan điểm này, nếu các công trình đơn giản hóa (schematised model). Một mặt, kiểm soát nguồn nước (cống, đập) vận dụng mô hình khái niệm giúp làm rõ hơn quy luật các yếu tố bố trí, kết cấu và phương án vận tương tác, mối quan hệ giữa các thành phần hành hợp lý vẫn là những công trình thủy lợi trong hệ thống. Mặt khác, mô hình đơn giản thuận tự nhiên. hóa giúp loại bỏ các yếu tố có tác động, ảnh 237
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 hưởng thứ yếu. Theo cách tiếp cận này, các trình trao đổi vận chuyển bùn cát giữa rừng yếu tố thân thiện môi trường như cây cối, hệ và kênh dẫn vẫn chưa được kiểm chứng. sinh thái được xem là một thành phần trong hệ Trong bối cảnh này, việc sử dụng cách tiếp thống đang nghiên cứu. Nhược điểm chính cận bằng mô hình đơn giản hóa hệ thống để của phương pháp này đó là cần được xây ước đoán tương tác của các thành phần bao dựng trên cơ sở kiến thức của chuyên gia ngay gồm cả hệ sinh thái thảm thực vật sẽ cung từ giai đoạn đầu tiên của dự án. Để hiểu, nắm cấp xu hướng ứng xử của hệ thống để việc bắt và phán đoán một cách chính xác ứng xử vận hành và kiểm định các mô hình số chi của công trình, hệ thống công trình thủy lợi tiết thủy lực được hiệu quả hơn. nói chung và những giải pháp công trình pháp thân thiên môi trường cần sử dụng kết hợp 4. KẾT LUẬN một cách hợp lý hai phương pháp tiếp cận Bài báo đã thảo luận khái niệm về giải trên. Theo quan điểm của một số nhóm nghiên pháp thuận tự nhiên trong lĩnh vực xây dựng cứu hiện nay, việc đưa thêm “yếu tố thân thiện công trình thủy lợi, PCTT. Trên quan điểm môi trường” như yếu tố cây cối, thảm thực vật mới, sự xem xét thay đổi cách bố trí không trong các tính toán mô phỏng có thể coi như gian, thiết kế, kết cấu, vật liệu hoặc nguyên việc bổ sung một chiều tính toán mới trong lý vận hành vẫn có thể được coi là các giải mô hình. Trong các mô hình thủy lực, hình pháp thuận tự nhiên. Phương pháp tiếp cận để thái trước đây, thực vật hay/ và hệ sinh thái nghiên cứu các giải pháp thuận tự nhiên cũng thường được đưa vào dưới dạng độ nhám thủy được đề cập một cách cụ thể đối với khu vực lực cf. Theo đó, sự xuất hiện của các yếu tố cửa sông, ven biển. Nhìn chung, việc sử dụng thân thiện môi trường dạng cây cối chỉ được kết hợp hai phương pháp tiếp cận từ dưới lên xem xét thông qua khả năng cản trở dòng và phương pháp tiếp cận từ trên xuống là cần chảy bằng độ nhám đáy. Trong hơn chục năm thiết khi chúng đều tồn tại những nhược trở lại đây, các mô đun mô phỏng cây cối điểm. Việc nắm bắt và hiểu rõ nhược điểm dạng lớp, ba chiều đã được phát triển. Theo của các công cụ tính toán này cũng là cần đó, sự xuất hiện của cây cối trong mô hình thiết để tránh việc đánh giá quá cao khả năng thủy lực được kể đến thông qua lực cản của cây lên dòng chảy Cd, theo các tầng dòng chảy tính đoán của mô hình, từ đó có những giải khác nhau [3] [4]. thích và phán đoán không đúng thực tế. Các mô hình dạng này vẫn dừng ở mức độ 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO hiệu chỉnh và kiểm định đối với giá trị vận tốc trung bình dòng chảy theo độ sâu và thời [1] IUCN. 2021. Nature-based solutions for gian. Sự xuất hiện của các cấu trúc dòng chảy climate change mitigation. dạng xoáy ở khu vực giao thao giữa hệ sinh [2] Alongi, D. M. 2008. Mangrove forests: thái thảm thực vật và kênh dẫn hở cũng được Resilience, protection from tsunamis, and responses to global climate change. Estuarine, quan sát thấy, nhưng chưa được minh chứng Coastal and Shelf Science, 76(1): 1-13. một cách định lượng. Các mô hình chi tiết [3] Nepf, H. M. 2012. Hydrodynamics of giải đoán dòng chảy như LES hay DNS cho vegetated channels. Journal of Hydraulic các khu vực tính toán với phạm vi > 1 km Research, 50(3):262-279. vẫn yêu cầu cấu hình máy tính rất cao, thời [4] Trương, S. H., and Uijttewaal, W. S. J. gian tính toán rất dài (> 1 tuần, 1 tháng) và 2019. Transverse momentum exchange do đó chưa thể ứng dụng trong thực tế sản induced by large coherent structures in a xuất. Một lưu ý nữa là khả năng của các mô vegetated compound channel. Water hình thủy động lực có kể đến cây cối và quá Resources Research, 55(1): 589-612. 238