Nghiên cứu chế độ động lực và bồi xói phục vụ tìm giải pháp bảo vệ bờ biển Đồi Dương, thành phố Phan Thiết

NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ ĐỘNG LỰC VÀ BỒI XÓI PHỤC VỤ TÌM GIẢI PHÁP BẢO<br /> VỆ BỜ BIỂN ĐỒI DƯƠNG, THÀNH PHỐ PHAN THIẾT<br /> Vũ Thanh Ca<br /> Viện Khí tượng Thuỷ văn<br /> Phạm Văn Long<br /> Công ty cổ phần tư vấn xây dựng VINAMEKONG<br /> <br /> <br /> Tóm tắt: Báo cáo này trình bày các kết quả tính toán chế độ động lực và xói mòn<br /> phục vụ tìm giải pháp bảo vệ bãi Đồi Dương. Trên cơ sở các số liệu quan trắc gió<br /> và sóng, đã rút ra giá trị độ cao và chu kỳ sóng tiêu biểu gây xói lở. Các mô hình<br /> số trị tính toán lan truyền sóng ven bờ, dòng chảy do sóng gây ra cũng như sự vận<br /> chuyển cát và sự thay đổi địa hình đáy đã được áp dụng để tính toán phục vụ lựa<br /> chọn giải pháp hiệu quả bảo vệ bãi Đồi Dương, Thành Phố Phan Thiết.<br /> I. Mục đích nghiên cứu<br /> Bãi biển Đồi Dương thuộc Thành phố Phan Thiết là một bãi biển đẹp về cảnh quan,<br /> thuận lợi về vị trí địa lý nên là một nơi nghỉ nghơi lý tưởng cho nhân dân Thành phố Phan<br /> Thiết và các vùng xung quanh. Trên bờ tại khu vực bãi biển có xây dựng rất nhiều khách sạn,<br /> nhà hàng với giá trị cao. Bởi vậy, khu vực bãi biển này có tầm quan trọng rất lớn về các mặt<br /> kinh tế, xã hội và môi trường không chỉ đối với Thành phố Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận mà<br /> còn với cả nước. Tuy nhiên, gần đây, bãi biển này bị xói lở một cách nghiêm trọng. Vào mùa<br /> đông, sóng lớn kết hợp với triều cường đánh trực tiếp và gây xói lở nhiều đoạn bờ, làm sập<br /> nhiều nhà cửa, đe doạ sự an toàn của nhiều công trình xây dựng trên bờ. Vì vậy, vấn đề<br /> nghiên cứu tìm giải pháp bảo vệ bờ và bãi biển là rất cấp thiết.<br /> Mục đích của nghiên cứu này là tính toán trường sóng vùng ven bờ, chế độ vận<br /> chuyển bùn cát và tìm nguyên nhân hiện tượng xói lở bờ biển. Trên cơ sở đó, đề xuất ra<br /> phương án bảo vệ bờ biển hợp lý nhất.<br /> II Tổng quan về nguyên nhân xói lở bờ biển<br /> Quá trình xói lở bờ biển là do mất cân bằng bùn cát. Nếu lượng bùn cát mang tới một<br /> vị trí nào đó của bãi biển lớn hơn lượng bùn cát mang đi, bờ biển sẽ được bồi đắp. Trong<br /> trường hợp ngược lại, bờ biển sẽ bị xói lở.<br /> Vì bãi Đồi Dương nói riêng và vùng Vịnh Phan Thiết – Mũi Né nói chung là bãi cát<br /> nên khi ta chỉ xét tới sự vận chuyển cát ven bờ. Sự vận chuyển cát vùng ven bờ biển là do<br /> sóng và dòng chảy gây ra. Tác dụng của sóng lên quá trình vận chuyển bùn cát có hai mặt.<br /> Một mặt, sóng trực tiếp tác động lên các hạt cát và làm cho chúng chuyển động. Mặt khác,<br /> sóng khuấy động hạt cát, nâng chúng lên để dòng chảy ven bờ vận chuyển chúng đi. Dòng<br /> ven bờ được tạo ra đồng thời do sóng, gió, dòng triều và sự biến đổi mật độ của nước biển.<br /> Vùng biển Phan Thiết không có các cửa sông đổ ra nên sự biến đổi mật độ theo phương nằm<br /> ngang là không lớn. Vì vậy, dòng ven sẽ chủ yếu gây ra bởi sóng, dòng triều và gió. Trong<br /> điều kiện sóng lớn (tức là khi có lượng vận chuyển cát lớn), đóng góp của sóng trong việc tạo<br /> ra dòng ven là lớn nhất. Với tính chất cát như tại bãi biển Đồi Dương, để có thể tự mình gây<br /> ra vận chuyển cát, vận tốc dòng ven phải vào khoảng lớn hơn 0,2 m/s. Tuy nhiên, trừ trường<br /> hợp sóng rất lớn, với các bãi biển nói chung, vận tốc dòng ven không vượt quá giới hạn này.<br /> Trong trường hợp này, sóng vỡ tại dải ven bờ sẽ có tác dụng khuấy động cát, nâng các hạt cát<br /> lên thành cát lơ lửng để dòng ven mang đi. Như vậy, trong bất cứ trường hợp nào, sóng cũng<br /> là yếu tố quyết định sự vận chuyển cát ven bờ. Với lý do này, trong nhiều trường hợp, để tính<br /> toán vận chuyển cát ven bờ và bồi xói, người ta bỏ qua ảnh hưởng của gió, thuỷ triều mà chỉ<br /> quan tâm đến sóng. Thông thường, hướng vận chuyển cát sẽ trùng với hướng sóng lan truyền<br /> trong đới sóng vỡ ven bờ. Nếu sóng có hướng vuông góc với bờ, sóng sẽ gây ra vận chuyển<br /> cát theo hướng vuông góc với bờ. Nếu sóng có hướng xiên góc với bờ, sóng sẽ gây ra dòng<br /> vận chuyển cát cả theo hướng vuông góc với bờ và dọc bờ.<br /> Tuỳ theo sự mất cân bằng cát là do vận chuyển cát theo hướng dọc bờ hay theo hướng<br /> vuông góc với bờ gây ra mà cần có giải pháp bảo vệ bờ khác nhau. Nếu xói lở bờ do mất cân<br /> bằng cát do vận chuyển theo hướng dọc bờ, cần ổn định bờ bằng các giải pháp giảm dòng vận<br /> chuyển này như xây dựng các kè mỏ hàn, đê phá sóng ngoài khơi hay kết hợp kè mỏ hàn với<br /> đê phá sóng ngoài khơi. Nếu xói lở bờ do vận chuyển cát theo hướng vuông góc với bờ gây<br /> ra, có thể dùng kè sát bờ có chân khay sâu, kè mềm, đê phá sóng ngoài khơi. Trong trường<br /> hợp này, không thể dùng kè mỏ hàn vì các xoáy do sóng và dòng chảy gây ra tại đầu kè sẽ<br /> làm gia tăng dòng vận chuyển cát theo hướng vuông góc với bờ, tức làm gia tăng xói. Kè bảo<br /> vệ bờ cũng cần phải có hệ số phản xạ sóng thấp vì kè với hệ số phản xạ sóng cao (như tường<br /> đứng) sẽ làm gia tăng xói trong điều kiện sóng lớn triều cường, do vậy không giữ được bãi và<br /> khó có thể bảo vệ được bờ.<br /> Để bảo đảm được điều kiện bảo vệ và tôn tạo bãi cát phục vụ du lịch và ổn định các<br /> công trình bảo vệ bờ, ngoài những giải pháp công trình như trên, cần kết hợp với các giải<br /> pháp phi công trình như nuôi bãi, trồng cây chống cát bay ven biển.<br /> III Điều kiện tự nhiên vùng biển Phan Thiết<br /> Tại vùng biển Phan Thiết có hai mùa gió rất rõ rệt: mùa gió đông bắc và đông bắt đầu<br /> vào khoảng tháng 10 hàng năm và kết thúc vào khoảng giữa tháng 3 năm sau và mùa gió mùa<br /> nam, đông nam và tây nam trong thời gian còn lại của năm. Tương tự như gió, vào mùa đông<br /> (mùa khô), hướng sóng chính là hướng bắc, đông bắc và đông. Sóng trong thời gian tháng<br /> Giêng và tháng 2 là rất mạnh, tạo ra nước dâng sóng rất đáng kể gần bờ. Cát tại vùng biển này<br /> thường là khá thô. Do vậy, độ dốc bãi cát ven bờ thường là khá lớn, cho phép sóng tấn công<br /> trực tiếp vào bờ mà không bị mất mát năng lượng một cách đáng kể. Nước dâng do sóng kết<br /> hợp với triều cường cho phép sóng tấn công trực tiếp vào bờ, gây xói lở bờ nghiêm trọng. Đặc<br /> biệt là trong thời gian gần đây, sự xây dựng một số công trình ven biển có thể làm giảm dòng<br /> vận chuyển cát dọc bờ và vấn đề xói lở bờ dưới tác dụng của sóng vào mùa đông trở nên<br /> nghiêm trọng hơn.<br /> Vào cuối mùa khô, vào tháng 4 và tháng 5, vì gió yếu nên biển rất lặng. Đầu hè, gió<br /> đổi hướng thành gió tây và tây nam, thổi từ bờ ra biển. Gió thổi từ bờ ra đã triệt tiêu đáng kể<br /> sóng lừng truyền từ biển vào bờ. Do vậy, sóng vào bờ có độ cao và độ dốc rất nhỏ. Các con<br /> sóng này có tác dụng vận chuyển cát bị xói trong mùa đông từ ngoài khơi vào bờ và bồi lại<br /> bãi. Cuối hè, mùa bão bắt đầu và sóng trở nên mạnh hơn. Tuy vậy, chỉ trừ trong thời gian có<br /> bão lớn, sóng vẫn chưa gây xói lở nghiêm trọng vùng ven bờ. Từ tháng 10, gió mùa đông bắc<br /> bắt đầu và gây ra biển động liên tục hầu như suốt mùa đông.<br /> Để làm cơ sở cho việc tính toán bồi xói phục vụ thiết kế công trình bảo vệ bãi biển Đồi<br /> Dương, cần xác định các thông số sóng thích hợp. Theo nguyên tắc thiết kế các công trình ven<br /> bờ, cần phải xác định các thông số sóng nước sâu trên cơ sở các số liệu quan trắc và sử dụng<br /> một mô hình số trị thích hợp để dẫn sóng từ nước sâu vào vùng ven bờ. Vì hiện tượng xói lở<br /> tại vùng bãi biển Đồi Dương chỉ xảy ra vào mùa sóng lớn kết hợp với triều cường nên điều<br /> kiện sóng lớn sẽ được sử dụng để tính toán. Độ cao và chu kỳ trung bình của sóng cực trị<br /> trung bình với tần suất hiếm xảy ra 1 lần trong 50 năm trong tháng X­I tại trạm Phú Quý trong<br /> cuốn Sổ tay tra cứu các đặc trưng khí tượng thuỷ văn vùng thềm lục địa Việt nam [3] tương<br /> ứng là 5.8m và 10.8s, tức là ứng với sóng hữu hiệu có độ cao là 9.3m. Các tác giả Nagai,<br /> Kono và Đào Xuân Quang [4] cũng tính được rằng, các kết quả tính toán sóng phục hồi dựa<br /> trên số liệu bão 27 năm từ 1961 tới 1997 cũng tìm ra rằng sóng hữu hiệu tại nước sâu trong<br /> bão với tần suất lặp lại là 50 năm có độ cao là 9.7m. Như vậy, giá trị độ cao sóng hữu hiệu<br /> này phù hợp với giá trị độ cao sóng hữu hiệu 9.3m trong bão trình bày ở trên. Tương tự như<br /> thế, độ cao và chu kỳ của sóng hữu hiệu cực đại tính theo gió mùa vào tháng II theo hướng<br /> Đông Đông Nam tương ứng là 4.3m và 9.8s, tương ứng với sóng cực đại có độ cao là 6.7m.<br /> Theo như kết quả quan trắc của các tác giả Nagai, Kono và Đào Xuân Quang [4] thì<br /> sóng cực đại trong bão có độ cao 9m, chu kỳ 8.7s đã được ghi bằng sóng ký ở độ sâu 24m tại<br /> cửa vịnh Đà nẵng vào ngày 25 tháng 9 năm 1997. Giá trị độ cao và chu kỳ của sóng hữu hiệu<br /> xác định theo phương pháp cắt đường không từ dưới lên tương ứng là 5.7m và 9.7s. Còn theo<br /> giản đồ sóng ký hiện được lưu trữ tại Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Biển, Bộ Tài nguyên và<br /> Môi trường thì vào tháng 12 năm 1991, tại dàn khoan Bạch Hổ đã ghi được một sóng có độ<br /> cao 10.5m, chu kỳ 10.5 giây. Đây là sóng do gió mùa Đông Bắc có tốc độ gió lớn hơn 25m/s<br /> gây ra ở ngoài khơi. Tuy không đủ số liệu để tính sóng hữu hiệu trong trường hợp này, nhưng<br /> cũng có thể ước tính là sóng hữu hiệu trung bình ở đây có độ cao khoảng chừng 6.3m. Vì dàn<br /> khoan Bạch Hổ khá gần với ngoài khơi Phan Thiết, về nguyên tắc, có thể lấy sóng nước sâu<br /> tại Phan Thiết có độ cao bằng độ cao sóng ghi được ngoài khơi Bạch Hổ.<br /> Từ các nhận xét trên, trong báo cáo này, sóng ghi được ngoài khơi Bạch Hổ với độ cao<br /> và chu kỳ sóng hữu hiệu tương ứng là 6.3m và 10.5s sẽ được dùng để tính sóng lan truyền vào<br /> bờ. Hướng sóng tới là hướng Đông và Đông Đông Nam.<br /> IV. Điều kiện và phương pháp tính<br /> Việc tính toán sẽ được thực hiện theo 2 bước. Trong bước 1, sự lan truyền sóng ngoài<br /> khơi vào gần bờ được tính toán bằng cách áp dụng mô hình cân bằng năng lượng sóng có tính<br /> đến hiệu ứng nhiễu xạ sóng [5]. Miền tính trong trường hợp này được lấy có kích thước<br /> 90kmX60km theo hai hướng Bắc­ Nam và Đông – Tây (hình 1) . Lưới tính cho miền tính này<br /> là 100m theo cả hai hướng trên. Trên cơ sở độ cao sóng tính toán được trên miền tính rộng,<br /> một miền tính gần bờ với bước lưới tính 5m (hình 2) được thiết lập. Sóng lan truyền trong<br /> miền tính này được tính bằng một mô hình số trị hiện đại có tính tới tất cả các hiệu ứng của<br /> quá trình sóng vùng ven bờ như hiệu ứng nước nông, khúc xạ, phản xạ, nhiễu xạ sóng[1,2].<br /> Mô hình tính dòng ven gây bởi thuỷ triều và sóng. Mô hình tính vận chuyển bùn cát và thay<br /> đổi địa hình đáy gần bờ có tính tới vận chuyển bùn cát di đáy, lơ lửng và thay đổi địa hình do<br /> mất cân bằng bùn cát. Chi tiết về các mô hình nói trên có thể tìm được trong các bài báo của<br /> tác giả Vũ Thanh Ca và Phùng Đăng Hiếu [2], Vũ Thanh Ca [1], Mase và cộng sự [5].<br /> Cần chú ý rằng vì chưa quy được số liệu hải đồ về mốc Quốc Gia nên trong thực tế tại<br /> miền tính nhỏ chỉ có các đường đẳng sâu từ bờ ra tới độ sâu 2m (ứng với độ cao đáy biển lấy<br /> theo mốc quốc gia) là được lấy từ số liệu đo đạc. Các độ sâu lớn hơn 2m đều được ngoại suy<br /> từ giá trị độ sâu gần bờ. Do vậy, các giá trị độ sâu dùng trong nghiên cứu này chỉ có thể được<br /> dùng để tính sóng gây dòng vận chuyển cát theo hướng vuông góc với bờ, và tương ứng là sự<br /> xói lở bờ biển hay xói chân kè trong điều kiện sóng lớn triều cường. Để tính toán dự báo<br /> những biến đổi dài hạn của địa hình đáy biển, đường bờ và tương ứng là độ ổn định của công<br /> trình trong một thời gian dài, cần những số liệu độ sâu đầy đủ hơn trên cơ sở kết hợp các số<br /> liệu đo đạc địa hình theo mốc Quốc Gia và số liệu độ sâu hải đồ.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1. Độ sâu miền tính rộng Hình 2 Độ sâu miền tính hẹp<br /> Các thông số để tính vận chuyển cát được lấy từ báo cáo đánh giá đặc điểm địa chất<br /> công trình công trình kè biển Đồi Dương. Cụ thể là độ lỗ rỗng của cát là 0.37, cấp độ hạt<br /> median d 50 =1.2mm, tỷ trọng trung bình 2580kg/m3.<br /> Việc tính toán trường sóng và độ sâu bồi xói được thực hiện với ba điều kiện mực<br /> nước: mực nước triều cường cực đại với chu kỳ lặp lại 50 năm là 138 cm, mực nước triều<br /> trung bình –9 cm và mực nước triều cực tiểu (triều kiệt) với chu kỳ lặp lại 50 năm là –143cm.<br /> Các tính toán này nhằm kiểm tra các điều kiện sóng và bồi xói trong các điều kiện triều khác<br /> nhau để tìm ra phương án bất lợi nhất phục vụ cho cho việc tính toán độ ổn định của công<br /> trình.<br /> V Kết quả tính sóng cho miền tính rộng<br /> Kết quả tính toán với sóng nước sâu với độ cao 6,3m, chu kỳ 10,5s và hướng sóng tới<br /> là đông bắc, đông và đông nam được trình bày trên các hình 3 đến 5. Có thể thấy trên các hình<br /> trên, sóng gần bờ tại vùng bãi biển Đồi Dương có hướng rất gần với hướng vuông góc với bờ.<br /> Như vậy, sóng này sẽ tạo ra dòng vận chuyển cát chủ yếu theo hướng vuông góc với bờ. Sóng<br /> lớn kết hợp với gió từ ngoài khơi thổi vào bờ sẽ gây nước dâng ở vùng ven bờ. Ước tính, mực<br /> nước dâng này có thể từ 0,6m tới 1m. Nước dâng do sóng, gió mùa cùng với triều cường làm<br /> tăng mực nước biển một cách đáng kể. Do vậy, sóng lớn trong điều kiện triều cường có khả<br /> năng tấn công trực tiếp vào bờ, gây xói lở nghiêm trọng bờ biển. Sóng còn có thể đào các hố<br /> sâu ngay sát bờ, làm sập kè bảo vệ bờ và các công trình xây dựng trên bờ. Cát từ vùng xói sẽ<br /> được vận chuyển ra xa, tạo các bãi bồi phía ngoài.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 3 Trường sóng khi sóng Hình 4 Trường sóng khi sóng Hình 5 Trường sóng khi sóng<br /> tới hướng Đông Bắc tới hướng Đông tới hướng Đông Nam<br /> Trong những điều kiện như trên, để bảo vệ bờ, có thể xây các kè ven bờ với độ sâu<br /> chân khay đủ lớn để ngăn xói lở vào mùa đông và giúp bồi lấp vào mùa hè. Tuy nhiên, cần<br /> tránh xây kè bảo vệ bờ là tường đứng với hệ số phản xạ sóng lớn vì sóng phản xạ sẽ tăng<br /> cường vận chuyển cát ra xa bờ và do vậy bãi cát sẽ khó được hồi phục vào mùa lặng sóng.<br /> Tuy nhiên, giải pháp xây kè cứng tại bờ có nhược điểm là nó làm gia tăng xói trong mùa xói<br /> lở. Do vậy, bãi biển phía trước kè bị hạ thấp và không thể sử dụng được để phục vụ tắm biển.<br /> Một hướng khác là dùng biện pháp công trình (như dùng đê phá sóng mềm đặt ngầm phía<br /> ngoài bãi) để ngăn dòng vận chuyển cát, ổn định bờ. Các đê phá sóng này có thể là các công<br /> trình cứng (như các khối bê tông) hoặc công trình mềm (như các ống vải địa kỹ thuật được<br /> bơm cát). Nếu không có dòng vận chuyển cát dọc bờ, vào mùa lặng gió (mùa hè thu), sóng<br /> đông nam và nam sẽ mang cát lại bồi vào vùng bị xói ven bờ, giúp ổn định bờ biển.<br /> Ngoài ra, như nhận xét ở trên, vì hướng sóng vỡ gần bờ không phải là hướng vuông<br /> góc với bờ nên rất có khả năng dòng vận chuyển cát là theo hướng vuông góc với bờ kết hợp<br /> với theo hướng dọc bờ. Việc xây dựng kè sẽ làm tăng sóng phản xạ tại bờ, và do vậy sẽ làm<br /> tăng tốc độ xói lở bờ do tất cả các loại kè đều có hệ số phản xạ sóng lớn hơn bãi cát.<br /> VI Kết quả tính toán cho miền tính hẹp<br /> Các nghiên cứu gần đây trên thế giới cho thấy rằng việc sử dụng các công trình mềm<br /> với các ống vải địa kỹ thuật có bơm cát trong việc bảo vệ bờ biển có hiệu quả khá tốt. Các<br /> ống vải địa kỹ thuật được bơm cát có khối lượng lớn, linh động nên có khả năng biến dạng<br /> phù hợp với hình dạng đáy biển khi bị xói. Các ống này cũng không bị chìm xuống cát như<br /> các khối tetrapot, tripot sau một thời gian chịu tác động của sóng. Có thể xếp các ống này để<br /> tạo thành các kè phá sóng với độ dốc nhỏ. Bản thân bề mặt vải địa kỹ thuật có khả năng hấp<br /> thụ sóng khá tốt. Với tính năng này của bề mặt vải địa kỹ thuật, khi xây dựng kè phá sóng với<br /> độ dốc nhỏ, công trình ống cát bằng vải địa kỹ thuật không tạo ra sự gia tăng đáng kể sóng<br /> phản xạ so với bãi cát. Do vậy, trong nghiên cứu này, phương án công trình mềm với các ống<br /> vải địa kỹ thuật bơm cát đã được đề xuất để bảo vệ bãi biển Đồi Dương. Các ống vải địa kỹ<br /> thuật đã được lắp đặt tại bãi theo phương án thiết kế là xây dựng một kè phá sóng phía ngoài<br /> khu vực bị xói lở với cao trình đỉnh kè là +0.5m. Phía trong ke, dùng cát để tôn tạo bãi và<br /> trồng dương. Biện pháp này là kết hợp nhiều giải pháp để vừa bảo vệ bãi, vừa tạo cảnh quan<br /> (Hình 6). Với cao trình của đỉnh kè lựa chọn như trên, khi sóng lớn triều cường, sóng sẽ vỡ tại<br /> kè, mất năng lượng và do vậy hầu như không còn khả năng tấn công gây xói lở tại bãi phía<br /> sau kè một cách đáng kể. Thiết kế chi tiết của kè phá sóng được cho trên hình 7.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 6 Phương án thiết kế kè phá sóng bảo vệ bờ<br /> <br /> <br /> Các tính toán được tiến hành với các giá trị mực nước triều cực đại, cực tiểu và trung<br /> bình. Tuy nhiên, ở đây chỉ trình bày các kết quả tính toán với giá trị mực nước triều cực đại,<br /> tức là ứng với điều kiện xói lở nguy hiểm nhất.<br />  Hình 7 Chi tiết về thiết kế kè<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 8. Trường sóng trong miền tính với Hình 9. Độ sâu bồi xói trong miền tính với<br /> phương án thiết kế kè phá sóng và phương án thiết kế kè phá sóng và hướng<br /> hướng sóng tới là hướng Đông sóng tới là hướng Đông<br /> <br /> Có thể thấy trên hình 8 rằng rằng sóng gần bờ lớn nhất trong trường hợp triều cường<br /> với độ cao sóng cực đại tại chân đê phá sóng ngoài khơi bằng ống vải địa kỹ thuật chứa cát<br /> đạt tới 2.5m. Tuy nhiên, đê phá sóng đã thực hiện được chức năng phá sóng rất hiệu quả. Độ<br /> cao sóng giảm rất mạnh sau khi vượt qua đê phá sóng và khi vào tới bãi phía sau đê, sóng chỉ<br /> còn có độ cao nhỏ hơn 0,5m. Trên hình 9, giá trị dương ứng với bồi và âm ứng với xói. Có thể<br /> thấy rằng trong điều kiện triều cường, cho dù sóng có thể vượt qua đê phá sóng ngoài khơi để<br /> tấn công vào bãi nhưng gây xói lở không đáng kể tại chân bãi. Chỉ có một khu vực không<br /> rộng lắm ở phía nam của bãi Đồi Dương là sóng có thể gây xói lở với độ sâu lớn hơn 2m ngay<br /> tại phía ngoài chân đê phá sóng. Tại tất cả các khu vực khác, sóng gây xói lở không đáng kể<br /> với độ sâu xói nhỏ hơn 1 m tại bãi và tại chân đê.<br /> Để tiện so sánh, một phương án bảo vệ bờ nữa là xây dựng các kè mỏ hàn bằng ống cát<br /> tại bãi được đưa ra để tính toán thử.. Phương án thiết kế này được gọi là phương án thiết kế 2.<br /> Các hình 10 và 11 cho các kết quả tương tự như trong các hình 8 và 9, nhưng với phương án<br /> thiết kế 2. Có thể thấy trên hình 10 rằng cũng tương tự như phương án thiết kế thứ nhất, do<br /> độ sâu của miền tính nhỏ nên sóng tới bị khúc xạ mạnh và chuyển hướng gần như vuông góc<br /> với bờ. Với hướng sóng như vậy, các đê phá sóng theo hướng vuông góc với bờ gần như<br /> không có khả năng ngăn sóng và sóng có thể tấn công trực tiếp vào bãi. Như thấy trên hình<br /> 10, trong trường hợp triều cường, độ cao sóng cực đại ngay tại bờ biển đạt tới 2.5m. Trong<br /> điều kiện này, nếu bãi được tôn tạo nhân tạo, sóng sẽ gây xói lở bãi rất mạnh. Tại một số khu<br /> vực, độ sâu xói cực đại tại bãi đạt tới 3m. Cho dù bãi đã được bảo vệ bằng các lớp vải địa kỹ<br /> thuật nhưng việc bảo vệ là không hiệu quả do sóng tới bãi quá lớn.<br /> Hình 10. Trường sóng trong miền tính với Hình 11. Độ sâu bồi xói trong miền tính với<br /> phương án thiết kế 2 và hướng sóng phương án thiết kế 2 và hướng sóng tới là<br /> tới là hướng Đông hướng Đông<br /> <br /> Cần nhấn mạnh rằng các kết quả tính toán theo phương án 2 phù hợp với các kết quả<br /> nghiên cứu và tính toán hiện có tại các nước khác trên thế giới như đã trình bày trong phần I.<br /> Theo các kết quả nghiên cứu và tính toán này thì các công trình có dạng kè mỏ hàn (kè vuông<br /> góc với bờ) chỉ có tác dụng ngăn chặn vận chuyển cát và ổn định bờ nếu như dòng vận<br /> chuyển cát chính là theo hướng dọc bờ. Trong trường hợp dòng vận chuyển cát theo hướng<br /> vuông góc với bờ thì các xoáy lớn phía đầu kè sẽ làm tăng lượng vận chuyển cát ra xa, tức là<br /> tăng cường quá trình lở bờ. Như vậy, nếu dòng vận chuyển cát gây xói lở là theo hướng<br /> vuông góc với bờ thì việc xây dựng các kè mỏ hàn không những không ngăn được xói lở bờ<br /> mà thậm chí còn làm tăng cường quá trình xói lở bờ.<br /> Cũng tương tự như phương án 1, với các trường hợp triều trung bình và triều kém, vì<br /> sóng vỡ phía ngoài chân đê phá sóng nên miền xói nằm phía ngoài chân đê và không gây ảnh<br /> hưởng đáng kể tới sự ổn định của đê và bãi.<br /> Như vậy, có thể thấy rằng phương án thiết kế thứ nhất hiệu quả hơn so với phương án<br /> thiết kế thứ hai trong việc bảo vệ bãi. Tuy nhiên, cần phải nhấn mạnh rằng các kết quả tính<br /> toán trên chỉ áp dụng được trong trường hợp dòng vận chuyển cát là theo hướng vuông góc<br /> với bờ. Trong trường hợp dòng vận chuyển cát là theo hướng vuông góc với bờ kết hợp với<br /> theo hướng dọc bờ thì việc xây dựng các đê phá sóng bên ngoài như theo phương án 1 có thể<br /> tạm thời ngăn cản được xói lở bờ trong thời gian ngắn, nhưng nếu tính dài hạn thì sự thiếu hụt<br /> cát do dòng vận chuyển dọc bờ sẽ làm các ống cát làm đê phá sóng chìm xuống và mất đi khả<br /> năng bảo vệ bờ. Đấy là chưa kể các đê phá sóng gây cản trở cho khách du lịch xuống tắm ở<br /> bãi, làm xấu cảnh quan bãi và trong trường hợp bãi phía trước đê bị phá hoại, khả năng sử<br /> dụng bãi phục vụ mục đích du lịch sẽ bị giảm một cách đáng kể.<br /> VII Kết luận và kiến nghị<br /> 7.1 Kết luận<br />  ­ Các kết quả tính toán cho thấy phương án 1 cho phép bảo vệ bãi hiệu quả. Tuy vậy,<br /> phải tính dến các khả năng các đê phá sóng cũng làm thay đổi trong một phạm vi nào đó chế<br /> độ động lực và cảnh quan bãi.<br /> ­ Việc tính toán sóng trên miền tính rộng cho thấy trong một số trường hợp, sóng có<br /> thể gây ra vận chuyển bùn cát một cách đáng kể theo hướng dọc bờ. Trong trường hợp sự xói<br /> lở gây ra do sự kết hợp giữa dòng vận chuyển cát theo hướng dọc bờ và vuông góc với bờ, bãi<br /> phía trước đê có khả năng bị phá hoại và do vậy khả năng sử dụng bãi phục vụ mục đích du<br /> lịch sẽ bị giảm một cách đáng kể nếu điều này xảy ra.<br /> 7.2 Kiến nghị<br /> Việc áp dụng một giải pháp bảo vệ bờ không đúng có thể mang lại nguy cơ tăng cường<br /> xói lở bờ và gây thiệt hại rất lớn về kinh tế và môi trường để khắc phục hậu quả của công<br /> trình. Do vậy, để tìm một giải pháp đúng đắn, hiệu quả và kinh tế nhất để chống xói lở cho bãi<br /> biển Đồi Dương nói riêng và Mũi Né nói chung, cần có một kế hoạch nghiên cứu chế độ thuỷ<br /> động lực học và vận chuyển bùn cát cho toàn khu vực. Việc này yêu cầu phải thu thập các tài<br /> liệu hiện có về bão, gió, sóng, dòng chảy, thuỷ triều, sự thay đổi địa hình đáy. Trên cơ sở đó,<br /> phân tích các tài liệu và kết hợp với việc mô phỏng số trị bằng các mô hình số trị hiện đại để<br /> xác định chính xác nguyên nhân xói lở cho vùng bờ biển. Do đó, cần phải xây dựng một dự<br /> án nghiên cứu phục vụ mục đích này.<br /> <br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1] Vị Thanh Ca (2004) Ph­¬ng ph¸p xư lý c¸c ®iỊu kiƯn biªn cng vµ biªn m trong c¸c m«<br /> h×nh sng tuyn tÝnh kh«ng dng. T¹p chÝ Thủ lỵi vµ M«i tr­ng, S 6, 49­58.<br /> [2] Vị Thanh Ca, Phng §¨ng Hiu, 2005, M« h×nh s trÞ tÝnh to¸n tr­ng sng cho vng ven b biĨn<br /> c ® dc tho¶i, T¹p chÝ Thủ lỵi M«i tr­ng, Th¸ng 6.<br /> [3] Sổ tay tra cứu các đặc trưng khí tượng thuỷ văn vùng thềm lục địa Việt nam. Tổng cục khí<br /> tượng thuỷ văn, Trung tâm khí tượng thuỷ văn Biển. Nhà xuất bản nông nghiệp. 2000.<br /> [4] Nagai K., Kono S. and Dao Xuan Quang (1998) Wave characteristics on the central coast<br /> of Vietnam in the South China sea. Coastal Eng. J., Vol. 40, No. 4, 347­366.<br /> [5] Mase H., Takayama T., Kunitomi S. and Mishima T. (1999) Multi – Directional Spectral<br /> Wave Transformation Model Including Diffraction Effect. J. JSCE, II­48, 177­187.<br />