TUYE
Å
N TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2016
VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM 255
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ SÔNG
BẰNG CÔNG NGHỆ MỀM – MỘT GIẢI PHÁP PHỤC VỤ XÂY DỰNG
NÔNG THÔN MỚI TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BẾN TRE
RESEARCHING AND APPLYING BANK PROTECTION SOLUTION BY SOFT
TECHNOLOGY –TO SERVE RENOVATING RURAL AREA BUILT IN BEN TRE
PROVINCE
[[[ễnPGS. TS. Trịnh Công Vấn(1), ThS. Trần Minh Tuấn(2),
ThS. Nguyễn Lê Huấn(2)
(1)Viện đổi mới công nghệ Thủy lợi MeKong
(2) Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam
TÓM TẮT
Cùng với xâm nhập mặn, lũ lụt; sạt lở bờ là một trong ba vấn đề trọng tâm cần
phải tiếp tục nghiên cứu hiện nay tại ĐBSCL nói chung và tỉnh Bến Tre nói
riêng. Sạt lở bờ là hiện tượng hiệu ứng của một tai biến trong tự nhiên, gây thiệt
hại nặng nề đến các hoạt động phát triển dân sinh, kinh tế và môi trường của khu
vực ven sông, ven kênh rạch.
Nhằm thực hiện nghị quyết số 26-NQ/TW của Ban Chấp hàng Trung ương.
Trong khuôn khổ đề tài Nghiên cứu khoa học cấp tỉnh Bến Tre, bài báo này đề
xuất ứng dụng một giải pháp bảo vệ bờ bằng công nghệ mềm nhằm góp phần ổn
định phát triển kinh tế- xã hội tại các khu vực bị sạt lở bờ phục vụ phát triển Nông
thôn mới trên địa bàn.
Từ khóa: Sạt lở bờ, bao cát sinh thái, thảm cát, Nông thôn mới.
ABSTRACT
Bank erosion so as to salinity, flood is one of three main issues that need being
researched at the moment in Cuu Long delta generally and Ben Tre province in
detail. Erosion is the effect of natural disaster which causes serious damage to
livelihood development activities, economy and environment of riverside areas.
Within the framework of the provincial science researching project for Ben Tre,
this newspaper will propose a bank protection solution by soft technology,
contribute to stable economic and social development at bank eroded areas,
serving development of renovating local rural area.
Keywords: Bank erosion, ecological sandbag, sandy carpet, renovating rural area.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hệ thống sông, kênh rạch phân bố chằng chịt là một trong những đặc điểm nổi
bật của vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nói chung, trong đó có tỉnh Bến Tre.
Toàn tỉnh có khoảng 340 km chiều dài kênh chính, kênh cấp 1; và hơn 6.000 km chiều
dài kênh cấp II, cấp III [1] đan xen vào nhau tạo thành một mạng lưới không chỉ thuận
TUYE
Å
N TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2016
256 VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM
lợi cho cấp, thoát nước mà còn là hệ thống giao thông thủy đặc biệt quan trọng đối với
mọi hoạt động kinh tế - xã hội trong khu vực. Dọc theo các dòng sông, các con kênh
rạch là nơi cư trú, sinh hoạt “trên bến, dưới thuyền” của hàng ngàn người dân. Ngày nay
các vùng dân cư nông thôn theo các tuyến sông, kênh rạch đã hình thành và ngày càng
phát triển.
Tuy nhiên, Bến Tre cũng như các vùng đất khác của ĐBSCL lại là vùng đất mới
phát triển nhờ sự bồi đắp phù sa của sông Mê Kông. Những con sông chính vẫn trong
thời kỳ biến đổi lòng dẫn. Các kênh rạch mới được đào trong vòng vài chục năm đến
nay cũng không ngừng bị biến đổi hình thái do sự tương tác giữa dòng chảy với lòng
dẫn vốn là đất mềm yếu. Hệ quả của sự thay đổi lòng dẫn chính là hàng trăm điểm sạt lở
bờ sông, kênh rạch gây thiệt hại nặng nề về tài sản, tính mạng con người và xáo trộn
cuộc sống người dân vùng ven sông; trong đó đã xác định có khoảng 8.928 hộ cần di
dời khẩn cấp và 4.580 hộ di dân do nguy cơ sạt lở bờ gây ra [2].
Trong những năm qua đã có một số nghiên cứu ứng dụng về công nghệ mới, vật
liệu mới phục vụ xây dựng công trình chỉnh trị sông nói chung và công trình bảo vệ bờ
sông nói riêng, được đánh giá cao về ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Tuy nhiên, hầu hết
các giải pháp đề xuất và đang áp dụng là kết cấu cứng hóa có quy mô lớn về kỹ thuật,
giá thành đầu tư cao nên phạm vi ứng dụng thường được lựa chọn đầu tư tại những khu
vực sạt lở trọng điểm, có cơ sở hạ tầng quan trọng, các khu vực sạt lở bờ khác chưa có
điều kiện tài chính để ứng dụng. Với diễn biến sạt lở bờ sông, kênh rạch như hiện nay
và dự báo sẽ tiếp tục gia tăng trong tương lai thì Bến Tre có nhu cầu xây dựng công
trình bảo vệ bờ chống sạt lở nhiều hơn nữa. Do đó, việc nghiên cứu ứng dụng giải pháp
kỹ thuật xây dựng các công trình chống sạt lở bờ có chi phí đầu tư thấp là rất cấp thiết,
cũng có nghĩa là với một giới hạn của tài chính chúng ta có thể đầu tư nhiều vị trí, bảo
vệ được nhiều đất đai, tài sản và con người hơn. Chính vì vậy, trong nội dung bài báo
này, nhóm nghiên cứu đề xuất ứng dụng một giải pháp bảo vệ chống sạt lở bờ sông,
kênh rạch bằng công nghệ mềm có chi thấp nhằm ổn định phát triển kinh tế- xã hội tại
các khu vực đã và đang có nguy cơ bị ảnh hưởng sạt lở bờ, góp phần phục vụ phát triển
Nông thôn mới trên địa bàn của tỉnh Bến Tre.
2. MỘT SỐ HÌNH THỨC BẢO VỆ BỜ HIỆN ĐANG ỨNG DỤNG TẠI ĐỒNG
BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ TỈNH BẾN TRE
Trong những năm qua chính quyền các cấp từ trung ương tới địa phương đã
quan tâm đầu tư xây dựng một số công trình bảo vệ bờ sông nhằm hạn chế những thiệt
hại do sạt lở đối với tài sản và tính mạng của nhân dân. Bên cạnh những nghiên cứu
“cảnh báo” phục vụ việc di dời dân cư, các hạ tầng cơ sở quan trọng ra khỏi vùng nguy
hiểm, việc nghiên cứu ứng dụng nhiều biện pháp kỹ thuật xây dựng các công trình bảo
vệ bờ sông cũng đã được áp dụng rộng rãi tại khu vực.
Một số hình thức gia cố bảo vệ bờ có quy mô kỹ thuật đã và đang được áp dụng
trong các dự án đầu tư bằng kinh phí của nhà nước có thể nêu ra sau đây:
(a) Gia cố mái sông tự nhiên (ổn định) bằng đá hộc thả rối;
(b) Gia cố mái sông tự nhiên bằng Thảm đá, rọ đá;
TUYE
Å
N TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2016
VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM 257
(c) Gia cố mái sông tự nhiên bằng các lăng trụ bê tông, hay tấm đan BTCT;
(d) Gia cố mái sông tự nhiên bằng thảm bê tông tự chèn (TAC);
(e) Kè đứng bảo vệ bờ bằng cừ BTCT dự ứng lực;
(f) Kè đứng bằng tường chắn đất BTCT trên nền cọc (cọc tràm hay cọc BTCT).
Trong điều kiện không có sự đầu tư của nhà nước, người dân đã áp dụng những
biện pháp công trình đơn giản hơn để bảo vệ bờ sông. Công trình chủ yếu được xây
dựng bằng các loại vật liệu sẵn có ở địa phương và do người dân tự làm để bảo vệ nhà,
giữ đất, ruộng vườn bao gồm (i) trồng cây, cỏ chống xói, chống sóng bảo vệ bờ ; (ii)
công trình sử dụng các loại phên liếp (tre, cọc tràm,...) kết hợp với cọc, cừ gỗ để bảo vệ
bờ ; (iii) sử dụng các bao tải cát, xà bần (gạch vỡ), đá hộc đổ kết hợp với cọc, cừ gỗ bảo
vệ bờ. Kinh phí xây dựng công trình khoảng 3 - 10 triệu đồng/1m dài, chủ đầu tư là
từng hộ dân sống ven sông. Các giải pháp do người dân thực hiện đã khắc phục kịp thời
tình hình sạt lở ở một số đoạn bờ sông. Tuy nhiên, các công trình đơn giản thường có
thời gian sử dụng ngắn, các loại phên liếp, cọc cừ gỗ dễ bị mục nát trong môi trường
mực nước, nhiệt độ thay đổi, nhất là ở các vùng có mực nước dao động do triều. Việc
trồng các loại cây chắn sóng cũng chỉ áp dụng ở một số vị trí phù hợp.
Hình 1. Công trình BVB kiên cố bờ Bắc sông Bến Tre (trái), sông An Hóa (phải)
Hình 2. Gia cố bờ bằng cọc gỗ có neo (trái) và các phên cây đơn giản (phải)
TUYE
Å
N TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2016
258 VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM
Hình 3. Giải pháp bảo vệ bờ bằng bao tải đất kết hợp cọc cừ gỗ
Một số giải pháp công trình bán kiên cố đã được xây dựng để bảo vệ xói lở bờ
sông dưới tác động của dòng chảy và sóng, tại các vị trí sông có độ sâu vừa phải, vận
tốc dòng chảy không quá lớn. Vốn xây dựng công trình do các địa phương hay ban quản
lý các khu công nghiệp, các cơ sở sản xuất hoặc do nhân dân địa phương đầu tư xây
dựng để bảo vệ cơ sở vật chất, cơ sở hạ tầng thuộc khu vực mình quản lý. Hình thức
công trình bảo vệ bờ thường gặp là tường chắn bằng rọ đá, đá hộc xây hay cọc bản bê
tông cốt thép loại nhỏ. Hầu hết các công trình bán kiên cố với mức đầu tư khoảng 10-15
triệu đồng cho một mét dài bờ sông. Khi xây dựng các công trình bán kiên cố, người
dân chỉ quan tâm bảo vệ phần trên mái bờ sông, chưa quan tâm hoặc ít quan tâm đến
việc chống xói chân kè. Vì vậy, chỉ sau thời gian ngắn, phần thân kè bị hư hỏng cho
chân kè bị xói sâu.
Hình 4. Hình thức bảo vệ bờ bán kiên cố và hư hỏng công trình sau một thời gian ngắn
3. ĐỀ XUẤT ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ CHỐNG SẠT LỞ BẰNG
CÔNG NGHỆ MỀM CHO VÙNG NGHIÊN CỨU
3.1. Cơ sở khoa học và thực tiễn ứng dụng
Hiện tượng sạt lở đất ven sông rạch trên địa bàn tỉnh Bến Tre là một bài toán hết
sức phức tạp, chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố tự nhiên như: Thủy văn, địa chất… và
những tác động do con người tạo ra. Tuy vậy, qua khảo sát tại một số điểm sạt lở, có thể
tổng kết các nguyên nhân chính như sau:
TUYE
Å
N TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2016
VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM 259
(i) Vận tốc dòng chảy lớn hơn vận tốc cho phép kháng xói của lòng dẫn, gây ra xói
lòng dẫn, tạo nên những thay đổi về cấu trúc của dòng chảy. Quá trình này phát
triển theo chiều hướng bất lợi là làm cho lòng kênh rạch bị nạo sâu hơn tạo nên
những hố xói. Các hố xói này dịch chuyển gần sát bờ tới mức giới hạn gây mất
ổn định toàn bộ khối đất bờ gây ra sạt lở.
(ii) Sóng do tàu thuyền chạy trên hệ thống kênh rạch gây ra sạt lở bờ. Theo kết quả
phân tích cho thấy, hầu hết các tàu thuyền có tải trọng từ 5 tấn trở lên đều tạo ra
sóng có tốc độ dòng chảy ngược lớn hơn lưu tốc khởi động bùn cát lòng dẫn.
(iii) Gia tải quá mức lên mép bờ kênh rạch, chủ yếu là do xây dựng các công trình bờ
bao, đê bao hoặc do neo đậu tàu thuyền, chất hàng hóa và xây dựng công trình dân
sinh. Ngoài ra mưa to, lũ xuống, triều rút cũng làm tăng tải trọng khối đất bờ.
(iv) Dòng chảy tại khúc sông cong và dòng chảy hợp lưu sông đã tạo nên lưu tốc cục
bộ lớn, phân bố không đều so với lưu tốc bình quân mặt cắt. Hậu quả của hiện
tượng trên là hình thành dòng chảy rối, dòng chảy xoắn di chuyển gần bờ nào thì
mất ổn định bờ đó.
Qua những số liệu thu thập đo đạc thực tế bằng các thiết bị đo dòng chảy hiện
đại tại một số kênh rạch ở ĐBSCL, kết quả cho thấy vận tốc dòng chảy lớn nhất thường
không vượt quá 2 m/s. Đặc điểm này rất quan trọng vì nó cho thấy những giải pháp gia
cố cứng như bê tông, đá xây… đang được áp dụng dường như quá “kiên cố”, cho phép
tìm được giải pháp nhẹ hơn đủ để chống xói với giá thành thấp.
Giải pháp bảo vệ bờ chống sạt lở bằng công nghệ mềm có tổ hợp kết cấu bao
gồm: (i) bảo vệ lòng sông bằng kết cấu thảm cát được nghiên cứu và áp dụng thử
nghiệm đầu tiên ở Việt Nam trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp
Bộ Nông nghiệp và PTNT “Nghiên cứu ứng dụng và làm chủ công nghệ thiết kế ở Việt
Nam để bảo vệ bờ sông Đồng bằng sông Cửu Long” năm 2002; (ii) Phục hồi và bảo vệ
bờ sông bằng kết cấu bao cát sinh được nhóm tóm tác giả do PGS.TS. Trịnh Công Vấn
chủ trì nghiên cứu chế tạo và làm chủ công nghệ, kỹ thuật xây dựng trong năm 2013.
3.2. Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ bằng công nghệ mềm cho vùng nghiên cứu
3.2.1. Các yêu cầu chung về giải pháp kết cấu
Kết cấu đảm bảo ổn định trước tác động của dòng chảy hai chiều, địa chất nền
mềm yếu; Có khả năng phục hồi tái tạo lại bờ sông, kênh bị xói lở và thân thiện
với môi trường;
Thời gian thi công nhanh (không phụ thuộc vào điều kiện khí tượng – thủy văn),
vật liệu sử dụng tại chỗ;
Kỹ thuật thi công đơn giản; dụng cụ phục vụ thi công thông dụng;
Kinh phí đầu tư xây dựng thấp.
3.2.2. Phạm vi ứng dụng
Hệ thống sông, kênh rạch có vận tốc dòng chảy ≤ 2m/s.