Nghiên cứu ứng dụng kè sinh thái bảo vệ bờ sông ảnh hưởng thủy triều và giao thông thủy tại đồng bằng sông Cửu Long

Chia sẻ: Dạ Thiên Lăng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong nghiên cứu "Nghiên cứu ứng dụng kè sinh thái bảo vệ bờ sông ảnh hưởng thủy triều và giao thông thủy tại đồng bằng sông Cửu Long", nhóm tác giả đã vận dụng kinh nghiệm dân gian sử dụng hệ sinh thái đặc biệt của cây mắm, để thiết kế kè sinh thái bảo vệ bờ chống xói lở cho sông nhỏ hoặc kênh rạch nội đồng. Các thông số thiết kế được thực nghiệm trên mô hình toán và vật lý trong phòng thí nghiệm, để xác định bề rộng bãi rễ cây mắm thích hợp và mức độ giảm chiều cao sóng. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu ứng dụng kè sinh thái bảo vệ bờ sông ảnh hưởng thủy triều và giao thông thủy tại đồng bằng sông Cửu Long

273 Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 Nghiên cứu ứng dụng kè sinh thái bảo vệ bờ sông ảnh hưởng thủy triều và giao thông thủy tại đồng bằng sông Cửu Long Nguyễn Thị Bảy1,3,**, Hà Phương1,3, Phạm Ngọc,2,3, Nguyễn Trường Thọ4, Trà Nguyễn Quỳnh Nga1,3, Huỳnh Công Hoài1,3,* 1 Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM 2 Trường Đại học Quốc tế Tp. HCM 3 Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh 4 Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Viện Kỹ thuật biển *Tác giả liên hệ: Email: hchoai@gmail.com **Tác giả chính: Email: ntbay@hcmut.edu.vn Tóm tắt. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đã vận dụng kinh nghiệm dân gian sử dụng hệ sinh thái đặc biệt của cây mắm, để thiết kế kè sinh thái bảo vệ bờ chống xói lở cho sông nhỏ hoặc kênh rạch nội đồng. Các thông số thiết kế được thực nghiệm trên mô hình toán và vật lý trong phòng thí nghiệm, để xác định bề rộng bãi rễ cây mắm thích hợp và mức độ giảm chiều cao sóng. Kết quả nghiên cứu được ứng dụng xây dựng thí điểm kè sinh thái để bảo vệ đoạn kênh Lương Thế Trân (Cà Mau) đang bị xói lở do thủy triều và sóng tàu. Sau hơn 2 năm xây dựng, kết quả cho thấy hiệu quả của kè sinh thái sử dụng hệ sinh thái cây mắm đã phát huy tác dụng, có khả năng bảo vệ, chống xói lở cho đoạn kênh Lương Thế Trân dài 225m. Từ khóa: Xói lở, cây mắm, đồng bằng sông Cửu Long, thủy triều, sóng tàu 1. Giới thiệu Từ lâu nghiên cứu các giải pháp để bảo về bờ chống xói lở bờ sông ở đồng bằng sông Cửu long (ĐBSCL) đã được nhiều nhà khoa học trong và ngòai nước nghiên cứu và áp dụng [4][5]. Trong đó những giải pháp công trình cứng thường được sử dụng cho các khu vực trên sông lớn do điều kiện chế độ thủy lực phức tạp hoặc tại các vị trí quan trọng cần bảo vệ. Bên cạnh đó diễn biến xói lở trên sông nhỏ hoặc trên kênh nội đồng, thường có chế độ thủy lực không quá phức tạp nên các giải pháp công trình mềm, tận dụng các vật liệu địa phương có giá thành nhỏ thường được áp dụng [3]. Theo nghiên cứu về nghuyên nhân và cơ chế gây sạt lở bờ sông [2] và số liệu khảo sát [6] thì các vị trí sạt lở xảy ra tại ĐBSCL trên các sông nhỏ hoặc các kênh nội đồng chiếm một tỉ lệ khá lớn, nên các giải pháp công trình mềm là một yêu cầu khẩn thiết và hữu hiệu để bảo vệ xói lở cho ĐBSCL. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tận dụng tính chất đặc biệt của hệ sinh thái cây mắm [1] để thiết kế cho công trình bảo vệ bờ chống lại sự xói lở do tác động của sóng tàu và dòng triều. 2. Cơ chế xói lở khu vực sông ảnh hưởng triều và giao thông thủy Chế độ thủy lực của hệ thống sông ĐBSCL có thể chia thành 3 khu vực, khu vực ảnh hưởng của lũ ở thượng nguồn gồm sông rạch các tỉnh gần biên giới Campuchia như An Giang , Đồng Tháp và Long An, khu vực ảnh hưởng của lũ và triều gồm sông rạch các tỉnh Tiền Giang, Vĩnh Long, Hậu Giang và TP Cần Thơ, khu vực ảnh hưởng thủy triều gồm các sông rạch nằm các tỉnh gần cửa sông và ven biển như ở Kiên Giang, Bạc Liêu , Sóc Trăng, Trà Vinh, Bến Tre. Đối với sông nhỏ hay kênh rạch nội đồng trong khu vực ảnh hưởng triều, mực nước và vận tốc bị ảnh hưởng chính bởi giao động thủy triều ở biển Đông và biển Tây Nam. Biên độ triều trên sông rạch trong khu vực này dao động từ 1-2m và vận tốc dòng chảy trung bình khoảng 0,5-0,7 m/s. Với chế độ thủy lực này cùng với sự tác động của tàu thuyền, nhiều đoạn sông rạch đã bị sạt lở và giải pháp thích hợp nhất có thể bảo vệ bờ là sử dụng các công trình mềm.
274 Nguyễn thị Bảy,Hà Phương,Phạm Ngọc, Nguyễn Trường Thọ,Trà Nguyễn Quỳnh Nga, Huỳnh công Hoài Hình 1,2,3,4 mô tả cơ chế sạt lở của bờ sông do tác động của dòng triều và sóng tàu. Khi bờ sông có độ dốc nhỏ, chiều cao sóng tàu thường giảm rất nhanh khi tác động vào bờ nên hầu như bờ sông không bị xói lở. Tuy nhiên nếu dòng chảy do ảnh hưởng của dòng triều lớn, đường bờ sẽ bị xói lở ở chân mái dốc làm độ sâu tăng dần, sóng tàu có thể tác động vào bờ với biên độ lớn làm bùn cát bị lôi kéo xuống lòng sông và dần dần gây xói lở mái dốc. Diễn biến xói lở này tuy xảy ra chậm nhưng liên tục, làm cho bờ sông càng lúc càng bị xói sâu vào bờ. Vị trí xói do dòng triều Hình 1: Sóng tàu tác động vào bờ với Hình 2: Chân đường bờ bị xói do dòng biên độ nhỏ do mái dốc bờ nhỏ triều làm tăng độ sâu Hướng Vị trí xói do đường bờ sóng tàu và bị xói dòng triều Hình 3: Sóng tàu tác động vào bờ với Hình 4: Với biên độ sóng lớn tác động biên độ lớn do độ sâu tăng gây xói lở ở chân mái dốc Với cơ chế xói lở như phân tích ở trên, để bảo vệ được bờ sông, cần ngăn chặn sự xói lở chân mái dốc bờ sông và giảm biên độ sóng tác dụng vào bờ. Để đáp ứng được 2 nhiệm vụ trên, thì một số cây vùng ngập mặn có khả năng giữ đất và giảm biên độ sóng tốt như cây mắm, cây đước, cây bần, cây sú, cây dừa nước … trong đó loại cây mắm với đặc tính cho rễ cây mọc ngược lên trên mặt đất, tạo thành một thảm giảm sóng và giữ đất rất hữu hiệu. 3. Cơ chế chống xói lở và khả năng giảm sóng của bộ rễ cây mắm 3.1. Cơ chế chống xói lở cây mắm Cây mắm có tên khoa học là Avicennia là nhóm cây rừng ở vùng ngập mặn. Vùng ven biển ĐBSCL thường phổ biến hai loại mắm là mắm trắng và mắm đen. Cây mắm thuộc loại thân mộc, thân cây khi trưởng thành có thể có đường kính 20-30cm và cao trên 10 m. Cây mắm phát triển mạnh trong vùng đất bùn, cát, sét có nước mặn hoặc nước lợ và vùng đất ngập nước do thủy triều lên xuống. Cây mắm phát triển tốt nhất khi trong một ngày đất phơi khô trong 4-5 giờ. Cây mắm ra hoa vào tháng 4 đến tháng 6 và ra trái vào tháng 9 đến tháng 11, trái của cây mắm có dạng hình trái tim hay trái xoài, dài chừng 1,5cm – 3,5cm, khi trái chín rụng xuống theo dòng chảy trôi đi và sau khi bị tấp vào bờ, vài giờ sau cây mầm bên trong sẽ hút hết nước ra và làm vỡ vỏ bao, hình thành cây con và sinh trưởng thành cây ở vùng đất mới. Cây mắm có bộ rễ khá đặc biệt, đó là rễ đất và rễ phổi (aerial root). Rễ đất cắm sâu vào trong đất nhưng rễ phổi lại mọc ngược từ đất hướng lên khỏi mặt đất. Với bộ rễ này cho phép hấp thụ được oxy của không khí cho dù gốc cây mắm ngập trong nước. Rễ phổi có đường kính khoảng 1cm và cao khỏi mặt đất chừng 20-30 cm.
275 Nghiên cứu ứng dụng kè sinh thái bảo vệ bờ sông ảnh hưởng thủy triều và giao thông thủy tại đồng bẳng sông Cửu Long Bộ rễ đất của cây mắm cắm sâu vào trong đất có khả năng giữ đất và tạo những bãi bồi rất tốt, kết hợp với bộ rễ phổi hình thành nên một mảng lớn như một tấm thảm tự nhiên làm giảm sóng tàu và giữ lại các hạt bùn cát tạo nên bãi bồi. Do vậy tại những vùng cây mắm phát triển sẽ hình thành như một công trình giảm sóng, giữ đất, tạo bãi bồi và chống được sự xói lở. Hình 5: Cây mắm và bộ rễ phổi chung quanh Hình 6: Bộ rễ phổi tạo bề mặt cản sóng 3.2. Khả năng giảm sóng của bộ rễ phổi cây mắm Cây mắm có bộ rễ phổi mọc ngược lên khỏi mặt đất tạo thành một hàng rào làm tăng độ ma sát bề mặt làm dòng chảy giảm vận tốc và đồng thời làm giảm chiều cao sóng tàu khi vào bờ. Để đánh giá khả năng giảm sóng của bộ rễ phổi nhằm áp dụng cho việc thiết kế công trình chống xói lở, một thí nghiệm mô phỏng bộ rễ và sóng tàu được thực hiện trong phòng thí nghiệm, mục đích để xác định mức độ giảm chiều cao sóng theo biên độ sóng đến và theo bề rộng của diện tích phủ bởi rễ mắm. 3.2.1. Thiết lập mô hình thí nghiệm Do rễ cây mắm có kích thước khá nhỏ, dài chừng 20 cm và đường kính khoảng 1cm, nên trong mô hình thí nghiệm dùng đúng kích thước rễ mắm, tức là mô hình tỷ lệ 1/1. Rễ mắm không thể tồn tại dài ngày khi tách rời khỏi cây mắm, do đó trong thí nghiệm các sợi silicon đã được thay thế, các sợi silicon có cùng kích thước, có độ dẻo gần giống với rễ mắm (hình 10) và được bố trí với mật độ cách nhau 2cm. Sóng tàu tại khu vực nghiên cứu được tiến hành đo đạc để lấy thông số cho mô hình thí nghiệm. Hình 7 là đo sóng và hình 8 là một mẫu sóng tàu đo được tại kênh Lương Thế Trân (Cà Mau). Hình 7: Đo sóng tại kênh Lương Thế Trân Hình 8: Mẫu sóng tàu tại kênh Lương Thế Trân Từ kết quả phân tích các mẫu sóng tàu đo tại hiện trường cho thấy khi sóng tàu truyền vào bờ thường có một đỉnh sóng và sau đó đỉnh sóng giảm dần rất nhanh. Tùy theo loại tàu và tốc độ tàu chạy mà biên độ đỉnh sóng, chu kỳ sóng và chiều dài sóng thay đổi. Tại khu vực khảo sát ở kênh Lương Thế Trân tỉnh Cà Mau, cho thấy cao độ đỉnh sóng dao động từ 15cm đến 30cm, chu kỳ sóng 0,5-2 s và bước sóng từ 1-2m. Vì biên độ sóng nhỏ, nên trong mô hình thí nghiệm sẽ tạo sóng có biên độ sóng bằng với
276 Nguyễn thị Bảy,Hà Phương,Phạm Ngọc, Nguyễn Trường Thọ,Trà Nguyễn Quỳnh Nga, Huỳnh công Hoài sóng, chu kỳ và chiều dài sóng đúng với thực tế, hay nói cách khác là sử dụng mô hình 1/1. Tuy nhiên do sóng tàu là sóng ngẫu nhiên và do giới hạn của thiết bị tạo sóng nên trong thí nghiệm chỉ có thể tạo ra được sóng đơn, 1 chiều, có biên độ lớn nhất, chu kỳ và chiều dài sóng tương đương với sóng tàu thực thế. Quan sát thực tế cho thấy khi một nhóm sóng tác động vào bờ thì đỉnh sóng lớn nhất luôn gây sự xói lở nhiều nhất, do đó trong thí nghiệm sẽ xem xét với một sóng đơn có chiều cao sóng tương đương với một đỉnh sóng tàu khi truyền đến bãi rễ phổi của cây mắm và xác định khả năng giảm chiều cao sóng khi truyền qua bãi rễ phổi. Mô hình thí nghiệm được lắp đặt trong một kênh kính dài 11m, rộng 0,75m và cao 1,3m. Các thiết bị bố trí trên kênh như trên hình 9, gồm máy tạo sóng, cảm biến đo dao động sóng truyền đến máy tính và khu vực bố trí mô hình bãi rễ mắm làm bằng các sợi silicon. Ngoài ra trước bãi mắm có khu vực dùng để bố trí bộ khung tre giảm sóng làm bằng 2 hàng phên tre và các bó trúc đặt ở giữa (Hình 10) Hình 10: Sợi silicon thay thế rễ mắm và bộ khung tre giảm sóng để gia tăng mực độ giảm sóng khi cần thiết 3.2.2. Các thông số thí nghiệm và kết quả Mô hình thí nghiệm theo tỷ lệ 1/1 nên các kích thước trong mô hình thí nghiệm và ngòai thực tế bằng nhau cũng như kết quả của thí nghiệm cũng là kết quả ngòai thực tế. Các thông số thí nghiệm - Chiều dài rễ mắm (sợi silicon) cao 28 cm - Mái dốc mặt đất rễ mắm 4o , lấy theo thông số dự kiến trong thiết kế bãi mắm sẽ xây dựng - Bề rộng bãi mắm 0,7 m và 1,4 m - Thông số sóng: o Chiều cao sóng 5,1 cm – 8,2 cm, chu kỳ sóng 0,78s o Chiều cao sóng 3,87 cm – 96,7 cm chu kỳ sóng 0,78s - Có khung tre giảm sóng và không có khung tre giảm sóng Kết quả thí nghiệm:
277 Nghiên cứu ứng dụng kè sinh thái bảo vệ bờ sông ảnh hưởng thủy triều và giao thông thủy tại đồng bẳng sông Cửu Long Trường hợp 1: Chiều cao sóng từ 5,1cm đến 8,2 cm, chu kỳ 0,78s, bề rộng của bãi cây mắm 0,7m. Kết quả chiều cao sóng trước và sau khi qua bãi rễ mắm được trình bày trên bảng 1 và hình 11 Bảng 1. Chiều cao sóng trước và sau khi qua bãi rễ cây mắm có bề rộng 0,7m Chiều cao sóng trước bãi rễ Chiều cao sóng sau bãi rễ Mức độ % giảm chiều mắm (mm) mắm (mm) cao sóng 51,0 48,9 4,0 57,2 47,3 17,3 60,3 51,8 14,1 80,20 66,7 16,8 Hình 11: Khả năng giảm sóng (%) trước và sau khi qua bãi rễ cây mắm có bề rộng 0,7m Trường hợp 2: Chiều cao sóng từ 3,87cm đến 96,7 cm, chu kỳ 0,78s, bề rộng của bãi cây mắm 1,4m. Kết quả thí nghiệm được trình bày trên bảng 2 và hình 12 Bảng 2. Chiều cao sóng trước và sau khi qua bãi rễ cây mắm có bề rộng 1,4m Chiều cao sóng trước bãi Chiều cao sóng sau Mức độ % giảm chiều rễ mắm (mm) bãi rễ mắm (mm) cao sóng 38,7 29,2 24,4 52,1 40,6 22,0 60,9 40,1 34,1 68,1 38,1 43,9 77,3 33,7 56,3 89,8 42,7 52,3 96,7 42,9 55,6 Hình 12: Khả năng giảm sóng (%) trước và sau khi qua bãi rễ cây mắm có bề rộng 1,4m Trường hợp 3: Chiều cao sóng từ 3,5 cm đến 23,29 cm, chu kỳ 1,52 s chỉ có khung tre giảm sóng và không có bãi rễ mắm
278 Nguyễn thị Bảy,Hà Phương,Phạm Ngọc, Nguyễn Trường Thọ,Trà Nguyễn Quỳnh Nga, Huỳnh công Hoài Để đánh giá khả năng giảm sóng nếu chỉ bố trí khung tre giảm sóng bằng phên tre, trong thí nghiệm này đo chiều cao sóng trước và sau khung tre giảm sóng cho kết quả ở bảng 3. Bảng 3. Chiều cao sóng trước và sau khi qua bộ giảm sóng bằng phen tre Chiều cao sóng trước bộ Chiều cao sóng sau Mức độ % giảm chiều giảm sóng (mm) bộ giảm sóng (mm) cao sóng 35,6 23,0 35,4 49,2 26,6 45,8 97,9 32,3 66,9 99,4 46,8 52,8 157,4 34,8 77,8 160,5 26,6 83,3 232,9 40,8 82,4 Trường hợp 4: Chiều cao sóng từ 3,5 cm đến 23,29 cm, chu kỳ 1,52 s có khung tre giảm sóng kết hợp bãi rễ mắm có bề rộng 1,4m Trong trường hợp này để đánh giá khả năng giảm sóng nếu kết hợp bộ giảm sóng bằng khung tre và cả bãi rễ mắm, chiều cao sóng trước và sau khi qua khung tre giảm sóng kết hợp với bãi rễ mắm được đo đạc và trình bày trên bảng 4. Bảng 4. Chiều cao sóng trước và sau khi qua khung tre giảm sóng kết hợp bãi rễ mắm Chiều cao sóng trước khung Chiều cao sóng sau khung tre giảm Mức độ % giảm chiều tre và bãi rễ mắm (mm) sóng kết hợp bãi rễ mắm (mm) cao sóng 35,6 21,8 38,8 49,2 31,8 35,3 97,9 16,9 82,7 99,4 43,3 56,3 157,4 16,0 89,6 160,5 8,8 94,4 232,9 16,35 92,9 Từ kết quả thí nghiệm trường hợp 1 và 2 trên cho thấy khi tăng bề rộng diện tích rễ mắm từ 0,7m lên 1,4 m thì khả năng giảm sóng tăng hơn gấp 3 lần, như chiều cao sóng 8,02 cm chỉ giảm được 16,8% khi bề rộng bãi rễ mắm 0,7m, nhưng khi tăng bề rộng bãi mắm lên 1,4 m (gấp đôi) thì với chiều cao sóng nhỏ hơn là 7,73 cm cũng đã giảm đến 56,3%. Với kết quả thí nghiệm trường hợp 3 cho thấy khi với khung tre giảm sóng thì khả năng giảm sóng đạt được 82,4% với sóng đến 23,29cm và với chiều cao sóng tàu trung bình trong khu vực khoảng 15,74 cm thì mức độ giảm sóng là 77,8%, tức sau khi qua khung tre giảm sóng chiều cao sóng còn 3,48 cm. Trong kết quả thí nghiệm trường hợp 4, kết hợp khung tre giảm sóng và bãi rễ mắm thì khả năng giảm sóng rất lớn, kết quả thí nghiệm cho thấy với chiều cao sóng 23,29 cm sau khi qua khung tre giảm sóng chỉ còn 1,63cm tức giảm đến 92,9%, và đối với chiều cao sóng tàu trung bình 15,74cm thì giảm đến 89,6 % tức chỉ còn 1,6 cm. Kết quả thí nghiệm được trình bày trên bảng 3, 4 và hình 13. Do điều kiện thiết bị thí nghiệm bị giới hạn, nên việc nghiên cứu khả năng giảm sóng qua bộ rễ cây mắm trong mô hình chỉ cho được những kết quả tương đối, chưa thực hiện được các thí nghiệm với các thông số sóng chính xác như ngoài hiện trường. Tuy nhiên với những kết quả thí nghiệm trên sẽ định hướng cho việc xác định các thông số thiết kế công trình bảo vệ bờ bằng cách sử dụng đặc tính giữ đất và giảm sóng của bộ rễ cây mắm.
279 Nghiên cứu ứng dụng kè sinh thái bảo vệ bờ sông ảnh hưởng thủy triều và giao thông thủy tại đồng bẳng sông Cửu Long Đồ thị khả năng giảm sóng Khả năng giảm sóng (%) 100 50 phên tre+Silicon 0 Phên tre 0 20 40 60 80 100 120 -50 Chiều cao sóng (mm) Hình 13: Khả năng giảm sóng (%) trước và sau khi qua bãi rễ cây mắm có và không có phên tre giảm sóng 4. Thiết kế và xây dựng thử nghiệm công trình bảo vệ bờ 4.1. Thiết kế Ý tưởng sử dụng cây mắm để bảo vệ bờ đã có từ kinh nghiệm của dân gian, nhưng vấn đề thiết kế làm sao cây mắm con có thể sống dưới tác động của sóng tàu, và kích thước bãi mắm như thế nào là hợp lý để có thể giảm được biên độ sóng tàu tránh xói lở thì chưa được nghiên cứu. Từ thí nghiệm trường hợp 3 cho thấy nếu sử dụng khung tre làm bộ phận giảm sóng thì khả năng sóng giảm từ 35% đến 83% (bảng 3) tùy theo chiều cao sóng đến, như vậy trung bình có thể giảm được 50% biên độ sóng đến. Với khả năng giảm biên độ sóng này, khung tre không đủ khả năng để bảo vệ bờ, tuy nhiên có thể giúp cây mắm con tồn tại dưới tác động của sóng. Do đó trong thiết kế đã sử dụng khung tre để bảo vệ cây mắm con dưới ảnh hưởng của sóng đến, khi cây mắm phát triển sau thời gian 1-2 năm, rễ phổi cây mắm sẽ hình thành tạo thành bề mặt giảm sóng. Từ thí nghiệm 4 kết quả cho thấy kết hợp khung tre và bãi mắm có bề rộng 1,4m cho khả năng giảm sóng khá tốt từ 38% đến 92% chiều cao sóng và từ thí nghiệm trường hợp 1 và 2 cho thấy khi tăng gấp đôi bề rộng bãi rễ mắm từ 0,7m đến 1,4m thì khả năng giảm sóng có thể tăng gấp 3 lần (bảng 1 và 2). Do vậy trong thiết kế để có thể triết giảm được hoàn toàn chiều cao sóng đến sẽ thiết kế một hàng rào khung tre và một bãi rễ mắm có bề rộng 3m gấp đôi so với thí nghiệm. Ngoài ra, mô hình toán đã được sử dụng để tính dòng chảy và mực nước dao đông trong khu vực chọn để thiết kế kè. Cao trình bãi mắm được xác định dựa vào biên độ mực nước triều, sao cho bề mặt đất được phơi khô từ 5g – 8g trong một ngày. Điều kiện này sẽ cho cây mắm phát triển rất nhanh. 4.2. Xây dựng thử nghiệm Khu vực lựa chọn để xây dựng thử nghiệm sử dụng cấy mắm để bảo vệ bờ là sông Lương Thế Trân thuộc thành phố Cà Mau. Đây là con sông có mức độ lưu lượng ghe tàu khá lớn, nhiều đoạn sông đã bị xói lở nghiệm trọng do dòng triều và sóng tàu. Vị trí xây dựng kè thử nghiệm nằm ở vị trí K0+325 đến K0+490 Km thuộc ở xã Lý Văn Lâm (Cà Mau), chiều dài kè thử nghiệm 225 m. Đoạn sông này đang có diễn biến xói lở khá lớn, có khả năng sẽ làm hư hỏng đường lộ song song với bờ. Công trình bảo vệ bờ bằng cây mắm được thiết kế với các thông số kỹ thuật và qui cách như bảng 5. Trong đó khoảng cách trồng giữa các cây mắm là 1x1m và trồng xen kẻ nhau theo kinh nghiệm của địa phương sẽ cho cây mắm phát triển tốt. Hình 14 là mặt cắt ngang thiết kế kè bảo vệ dùng khung tre kết hợp cây mắm và hình ảnh sau khi xây dựng xong. Hình 15 là hình ảnh tuyến kè bảo vệ bờ gồm hàng khung tre và bãi cây mắm con khi mới hoàn thành (ngày 18/9/2020). Hình 16 là hình ảnh tuyến kè bảo vệ bờ sau 4 tháng (ngày 11/1/2021), những cây mắm còn rất nhỏ nhưng đã chịu đựng được tác động của sóng trong 4 tháng. Hình 17,18,19 là hình ảnh tuyến kè bảo vệ sau hơn 1 năm 9 tháng và 1 năm 10 tháng, các cây mắm đã phát triển rất nhanh hình thành những bụi rậm, rễ đất đã cắm sâu xuống đất và rễ phổi đã phát triển chung quanh gốc
280 Nguyễn thị Bảy,Hà Phương,Phạm Ngọc, Nguyễn Trường Thọ,Trà Nguyễn Quỳnh Nga, Huỳnh công Hoài cây mắm hình thành một lớp thảm giảm sóng và giữ đất, cũng như tạo một lớp đất bồi vững chắc chống được sự xói lở do sóng và dòng triều. Bảng 5. Các thông số kỹ thuật và qui cách kè thử nghiệm TT Chỉ tiêu ĐV Ghi chú 1 Hình thức xây dựng Xây mới 2 Chiều dài tuyến trồng cây m 165,0 3 Chiều dài tuyến khung tre giảm sóng m 165,0 4 Kết cấu khung tre giảm sóng Cọc tre (l = 5m), bó cành cây 5 Bề rộng khung tre m 0,4 6 Cao trình đỉnh khung tre m +1,5 7 Bề rộng đai cây m 3,5 8 Loại cây trồng Cây mắm trắng 9 Khoảng cách: cây cách cây x hàng cách hàng (bxl) m 1,0x1,0 10 Cao trình trồng cây tối thiểu m +0,8 Hình 14: Mặt cắt ngang công trình bảo vệ hình ảnh sau khi xây dựng xong Hình 15: Toàn tuyến xây dựng kè bảo vệ và các cây mắm con lúc gần hoàn thành (ngày 18/9/2020)
281 Nghiên cứu ứng dụng kè sinh thái bảo vệ bờ sông ảnh hưởng thủy triều và giao thông thủy tại đồng bẳng sông Cửu Long Hình 16: Toàn tuyến xây dựng kè bảo vệ và các cây mắm con sau 4 tháng từ ngày hoàn thành (ngày 11/1/2021) Hình 17: Toàn tuyến xây dựng kè bảo vệ và các cây mắm sau 9 tháng (ngày 11/6/2021) Hình 18: Toàn tuyến xây dựng kè bảo vệ và các cây mắm (bên phải) sau 1 năm 9 tháng (ngày 11/6/2022). Hình chụp từ phía đưòng đi
282 Nguyễn thị Bảy,Hà Phương,Phạm Ngọc, Nguyễn Trường Thọ,Trà Nguyễn Quỳnh Nga, Huỳnh công Hoài Hình 19: Toàn tuyến xây dựng kè bảo vệ và các cây mắm sau 1 năm 10 tháng (ngày 13/7/2022). Hình chụp từ phía sông 5. Kết luận: Kè bảo vệ bờ sử dụng cây mắm được xây dựng thực nghiệm tại đoạn sông ở kênh Lương Thế Trân, Cà Mau sau hơn 2 năm đã có có kết quả tốt. Cây mắm phát triển khá nhanh nếu cây con không bị chết do tác động của sóng, do đó để bảo đảm các cây con được phát triển tốt cần phải có hàng rào khung tre giảm sóng trong thời gian cây con phát triển, điều này rất quan trọng để bảo đảm đủ số lượng cây mắm, tạo được bãi cho rễ phổi hình thành đủ làm giảm sóng tàu khi truyền vào bờ. Các thí nghiệm trong nghiên cứu này được thực hiện với các thông số phục vụ cho khu vực xây dựng kè thực nghiệm tại kênh Lương Thế Trân, do đó nó sẽ phù hợp cho những công trình bảo vệ tại các vị trí có các chế độ thủy lực, sóng tàu và điều kiện thổ nhưỡng tương tự khu vực nghiên cứu. Đặc biệt đối với những kênh rạch nhỏ, kênh nội đồng khu vực gần cửa sông hoặc ven biển ở ĐBSCL thích hợp với sự phát triển của cây mắm, thì việc ứng dụng kè sinh thái sử dụng cây mắm sẽ cho hiệu quả rất cao. Lời cảm ơn Nghiên cứu này nằm trong chương trình Khoa học và Công nghệ phát triển bền vững vùng Tây Nam bộ. Mã số chương trình KHCN-TNB/14-19. Tài liệu tham khảo [1] https://socialforestry.org.vn/cay-mam-bien/ [2] Huỳnh Công Hoài, Nguyễn Thị Bảy, Đào Nguyên Khôi, Trà Nguyễn Quỳnh Nga. Phân tích nguyên nhân và cơ chế gây gia tăng xói lở bờ sông ở đồng bằng sông Cửu Long.Tuyển tập công trình hội nghị khoa học Cơ học thủy khí toàn quốc. 341-350. (2019) [3] Jean T. Ellis, Douglas J. Sherman, Bernard O. Bauer, and Jeffrey Hart. Assessing the Impact of an Organic Restoration Structure on Boat Wake Energy. Journal of Coastal Research, 36(sp1) 256-265. Special Issue 36. (2002) [4] Krystian W. Pilarczyk. Bank erosion Mekong Delta and Red River. Technical report , Delt (2003) [5] Matsuki Hirotada. Erosion control in Vietnam using Japanese river engineering. Vietnam-Japan Workshop on Estuaries, Coasts and Rivers, Hoi An, (2015) [6] Nguyễn thị Bảy và các thành viên. Nghiên cứu xác định nguyên nhân, cơ chế và đề xuất các giải pháp khả thi về kỹ thuật, hiệu quả về kinh tế nhằm hạn chế xói lở bồi lắng cho đồng bằng sông Cửu Long. Báo cáo tổng hợp đề tài công nghệ cấp quốc gia giai đoạn 2014-2019. Mã số đề tài: KHCN-TNB.ĐT/14-19/C10 (2021)