klaus schmitt bảo vệ bờ biển ở Đồng bằng sông cửu long
TRANSCRIPT
I
Thor
sten
Alb
ers
- Din
h Co
ng S
an -
Klau
s Sc
hmitt
Hướng dẫn quản lý bờ biển
Thorsten Albers - Đinh Công Sản - Klaus Schmitt
Bảo vệ bờ biển ở Đồng Bằng Sông Cửu Long
Sho
relin
e M
anag
emen
t Gui
delin
es
Coas
tal P
rote
ctio
n in
the
Low
er M
ekon
g D
elta Đồng tài trợ bởi
Xuất bản bởi
II 1
Hướng dẫn quản lý bờ biển
Bảo vệ bờ biển ở Đồng Bằng Sông Cửu Long
Thorsten Albers, Đinh Công Sản và Klaus Schmitt
Tháng 10, 2013
Là một tổ chức thuộc chính phủ Đức, Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH hỗ trợ Chính phủ Đức hoàn thành các mục tiêu của mình trong lĩnh vực hợp tác quốc tế hướng tới phát triển bền vững. GIZ cũng tham gia vào công tác giáo dục quốc tế trên toàn cầu.
Từ năm 1993, GIZ đã và đang triển khai tích cực các hoạt động với đối tác tại Việt Nam, hiện tại thông qua hơn 20 chương trình và dự án hoạt động trên 3 lĩnh vực ưu tiên của hợp tác phát triển: 1) Phát triển Kinh tế Bền vững và Đào tạo Nghề (tập trung đặc biệt vào cải cách kinh tế vĩ mô, an sinh xã hội và cải cách đào tạo nghề); 2) Chính sách Môi trường, Nguồn tài nguyên Thiên nhiên và Phát triển Đô thị (với trọng tâm hướng tới đa dạng sinh học, quản lý rừng bền vững, ứng phó với biến đổi khí hậu và quản lý tổng hợp các hệ sinh thái ven biển, quản lý nước thải, phát triển đô thị và năng lượng tái tạo); và 3) Y tế.
Hơn nữa, GIZ còn thực hiện các chương trình về phát triển quan hệ đối tác với khu vực tư nhân, cung cấp các dịch vụ tư vấn cho Văn phòng Chính phủ Việt Nam trong khuôn khổ đối thoại Việt – Đức về các quy định của pháp luật cũng như thúc đẩy sự phát triển của xã hội dân sự. GIZ đồng thời có các dự án trong mảng đào tạo nghề không chính thức và các công tác hướng tới người khuyết tật. Ngoài ra, GIZ còn thực hiện chương trình tình nguyện viên weltwärts.
Thay mặt Bộ Hợp tác Kinh tế và Phát triển CHLB Đức (BMZ), GIZ hỗ trợ Chính phủ Việt Nam trong các nỗ lực đưa Việt Nam trở thành quốc gia công nghiệp hóa tới năm 2020. GIZ cũng thực hiện các dự án dưới sự ủy quyền của Bộ Môi trường, Bảo tồn Thiên nhiên và An toàn Hạt nhân CHLB Đức (BMU), tập trung vào các hoạt động thích ứng với biến đổi khí hậu và hỗ trợ các nguồn năng lượng tái tạo. Bên cạnh đó, GIZ còn hợp tác với Cơ quan Phát triển Quốc tế Ôxtrâylia (AusAID) và Liên minh Châu Âu (EU) thông qua các dự án đồng tài trợ, cũng như phối hợp chặt chẽ với Ngân hàng KfW của Đức.
GIZ sử dụng rất nhiều nguồn lực khác nhau như nguồn nhân lực (chuyên gia dài hạn, nhân sự bản địa, cố vấn phát triển và chuyên gia hòa nhập), các hình thức nâng cao năng lực đa dạng, hỗ trợ tài chính (như trợ cấp địa phương) và trang bị vật tư, thiết bị.
Để biết thêm thông tin, xin ghé thăm Website của chúng tôi www.giz.de/en
GIZ tại Việt Nam
2 3
4 XÓI MÒN BỜ BIỂN VÀ LŨ LỤT 424.1 Nguyên nhân gây xói mòn bờ biển tự nhiên 434.2 Nguyên nhân gây xói mòn bờ biển do con người 434.3 Nguyên nhân của lũ lụt tự nhiên 444.4 Nguyên nhân gây ra lũ lụt do các hoạt động của con người 454.5 Cân nhắc trong thiết kế bảo vệ bờ biển 45
5 BẢO VỆ BỜ BIỂN 465.1 Hệ thống bảo vệ bờ biển 475.2 Các công trình bảo vệ chống xói mòn 495.2.1 Công trình dọc bờ 495.2.1.1 Đê phá sóng tách rời 495.2.1.2 Kè 565.2.1.3 Tường chắn sóng 615.2.1.4 Hàng rào cọc tràm 625.2.2 Công trình vuông góc với bờ 645.2.3 Bảo vệ khu vực ven biển 675.2.3.1 Quản lý vùng bãi ngập lũ 695.2.3.2 Nuôi bãi 805.3 Các công trình bảo vệ lũ 815.3.1 Đê điều 815.3.1.1 Thiết kế đê 815.3.1.2 Xây dựng đê 825.3.1.3 Khôi phục khẩn cấp đê biển 835.3.2 Công trình ngăn nước dâng trong bão 845.4 Các công trình thoát nước 865.4.1 Cống 875.4.2 Trạm bơm 89
6 QUẢN LÝ BỜ BIỂN 906.1 Xung đột và khả năng tương thích 916.2 Chiến lược bảo vệ 926.3 Thiết kế bờ biển 93
7 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ BỜ BIỂN 947.1 Trường hợp nghiên cứu từ tỉnh Sóc Trăng 957.1.1 Phương pháp chung 957.1.2 Kết quả nghiên cứu 967.1.2.1 Kết quả đo đạc thực địa 967.1.2.2 Kết quả của mô hình toán số 977.1.2.3 Kết quả của mô hình vật lý 977.2 Thu thập các dữ liệu hiện có 987.2.1 Dữ liệu địa chất 987.2.2 Bản đồ địa hình 987.2.3 Bản đồ độ sâu và các khảo sát đặc biệt 987.2.4 Không ảnh 987.2.5 Ảnh vệ tinh 987.2.6 Sự phát triển đường bờ biển 987.2.7 Nguồn cấp và thu trầm tích trong khu vực 997.2.8 Bản đồ sử dụng đất 997.2.9 Dữ liệu khí tượng biển 997.3 Đo đạc hiện trường 1017.3.1 Khảo sát địa chất và đặc điểm đáy biển 1017.3.2 Khảo sát địa hình 1017.3.3 Khảo sát độ sâu 1017.3.4 Dữ liệu khí tượng biển 1017.4 Mô hình toán số 1037.4.1 Giới thiệu 1037.4.2 Vòng lặp hình thái 1047.4.3 Mô hình thuỷ lực 1057.4.4 Mô hình vận chuyển bùn cát 1077.4.5 Mô hình biến đổi đường bờ biển 1087.4.6 Mô hình vận chuyển bùn cát mặt cắt 1087.4.7 Nhận xét kết luận 1087.5 Mô hình vật lý 1097.5.1 Giới thiệu 1097.5.2 Mô hình đáy cố định 1107.5.3 Mô hình biến đổi đáy 110
8 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112
Phụ lục 120
GIZ tại Việt Nam Lời tựa 2Mục lục 2Danh mục hình 4Những chữ viết tắt 6Danh mục bảng biểu 6Tóm tắt 8
1 GIỚI THIỆU 10
2 QUÁ TRÌNH BỜ BIỂN 142.1 Sóng 152.1.1 Các loại sóng 152.1.2 Sự tạo sóng 152.1.3 Sự chuyển hóa sóng 162.1.4 Mô tả thống kê các tham số sóng 172.1.5 Phân loại môi trường sóng 172.2 Biến đổi mực nước 192.2.1 Thủy triều 192.2.2 Sự thay đổi theo mùa 212.2.3 Nước dâng trong bão 212.2.4 Nước biển dâng và lún nền 212.2.4.1 Nước biển dâng 222.2.4.2 Lún nền đất 232.3 Dòng chảy 242.4 Hình thái thủy động lực ven biển 242.4.1 Vận chuyển bùn cát dọc bờ 252.4.2 Vận chuyển bùn cát vuông góc với bờ 272.4.3 Vận chuyển bùn cát 282.5 Sự phát triển bờ biển tổng thể 30
3 PHÂN LOẠI BỜ BIỂN 323.1 Mặt cắt bờ biển 333.1.1 Bờ biển bùn cát trung bình 333.1.2 Bờ biển được bảo vệ hoặc đầm lầy 333.1.3 Bờ biển phẳng bãi thủy triều 333.1.4 Bờ biển gió mùa hoặc bờ biển nước dềnh 343.1.5 Bờ biển bùn với thảm thực vật ngập mặn 363.2 Cửa sông 373.3 Vùng đồng bằng 383.4 Địa chất của bờ biển phía nam Việt Nam 40
Mục lục
“Đồng bằng là các vùng liên kết giữa các lục địa, bờ biển, biển và các nền văn hóa và là những khu vực năng động, có năng suất cao về phát triển sinh vật biển, động vật hoang dã, và con người. Nét rất đặc sắc riêng của những khu vực này cũng làm cho vùng đồng bằng dễ bị tổn thương bởi nước biển dâng, lún nền và ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, các thách thức đe dọa sự tồn tại cơ bản, ... Tăng nhu cầu đối với thủy điện và bảo vệ chống lũ lụt và sự gia tốc có thể xảy ra cao của nước biển dâng, sự thay đổi dòng chảy sông và cường độ các cơn bão do biến đổi khí hậu sẽ tạo ra tình huống khẩn cấp ở mức độ hành tinh trong thế kỷ 21. Sự công nhận quốc tế cao và năng lực quản trị, nghiên cứu, hành động và khoa học kỹ thuật vững chắc nhiều hơn để hỗ trợ thì cần thiết để đảm bảo khả năng phục hồi xã hội và môi trường” (Thông cáo Hợp tác, DELTAS 2013 Việt Nam: Đối thoại Vùng đồng bằng Thế giới II, tháng 05/2013, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam).
Một trong những thách thức Đồng Bằng Sông Cửu Long ở Việt Nam đang đối mặt là xói lở. Vì Đồng bằng đông dân cư và đóng một vai trò quan trọng đối với nền kinh tế của Việt Nam, nhiều nỗ lực khác nhau đã được thực hiện để bảo vệ bờ biển khỏi bị xói lở và đất khỏi ngập lụt. Mặc dù những nỗ lực này, xói lở vẫn còn phá hủy rừng ngập mặn và gây nguy hiểm cho đê và do đó cho con người và cơ sở hạ tầng phía sau đê. Vì vậy, một cách tiếp cận mới để bảo vệ bờ biển đã được thí điểm dọc theo bờ biển các tỉnh Sóc Trăng và Bạc Liêu, được gọi là chiến lược bảo vệ khu vực ven biển sử dụng quản lý bãi bồi như một cách bền vững và hiệu quả để bảo vệ chống xói lở và lũ lụt. Việc thiết kế và xây dựng các biện pháp bảo vệ cấu trúc dựa trên mô hình toán số mô phỏng thủy động lực học và phát triển bờ biển cũng như mô hình vật lý để đảm bảo tính hiệu quả và tránh những tác động tiêu cực như xói lở sau công trình càng xa càng tốt.
Chương 5 của hướng dẫn quản lý bờ biển cung cấp một cái nhìn tổng quan toàn diện về các công trình bảo vệ chống xói lở và lũ lụt khác nhau và đưa ra các ví dụ ứng dụng ở Đồng Bằng Sông Cửu Long. Chương này được viết cho những nhà hoạch định và ra quyết định để sử dụng hướng dẫn này cho việc lựa chọn các biện pháp chống xói lở phù hợp theo từng địa điểm cụ thể. Ngoài ra, các chương khác cung cấp một cái nhìn tổng quan cơ bản về kỹ thuật bờ biển, các chiến lược quản lý bờ biển và vùng ven biển và thiết kế bờ biển.
Ts. Klaus Schmitt
Cố Vấn Trưởng, Dự án Quản lý Vùng Ven biển GIZ, Sóc Trăng
Lời tưa
4 5
Hình 38: Quy trình tính toán khoảng cách giữa các mỏ hàn
65
Hình 39: Ví dụ về các mặt cắt mỏ hàn 66
Hình 40: Tác động của bãi ngập lũ trong việc tiêu hao năng lượng sóng
68
Hình 41: Cải tạo đất sử dụng hàng rào trên miền biển Bắc nước Đức trên đảo Amrum(Ảnh: Albers)
69
Hình 42: Cải tạo đất bằng cách sử dụng hàng rào ngang và dọc bờ
70
Hình 43: Phân bố dòng chảy và vận chuyển bùn cát trong ô được bảo vệ bởi hàng rào
71
Hình 44: Xây dựng hàng rào trong một khu vực bồi lắng (mặt cắt ngang và mặt bằng)
72
Hình 45: Mối buộc với các dây thép không gỉ; (Ảnh: Albers)
73
Hình 46: Hàng rào tre hình chữ T tại bờ biển của tỉnh Bạc Liêu (Ảnh: GIZ Bạc Liêu)
74
Hình 47: Xây dựng giai đoạn 2 hàng rào chữ T trên bờ biển tỉnh Bạc Liêu (Ảnh: Cong Ly và GE Wind)
74
Hình 48: Chuỗi thời gian của chiều cao sóng có nghĩa
76
Hình 49: Hệ số truyền sóng bắt nguồn từ số liệu mô hình vật lý và đo đạc thực địa
76
Hình 50: Thay đổi tại vị trí 4 tại bờ biển của tỉnh Bạc Liêu sau khi lắp đặt hàng rào tre hình chữ T, ảnh tháng 5 năm 2012 (trái), tháng 9 năm 2012 (giữa) và tháng 12 năm 2012 (phải); (Ảnh: Steurer)
77
Hình 51: Thay đổi của độ cao bùn tại vị trí 4 và vị trí 3.1 tại bờ biển của tỉnh Bạc Liêu sau khi lắp đặt hàng rào tre hình chữ T (Nguồn số liệu: Lisa Steurer, Đặng Công Bửu & Phong Triệu; GIZ Bạc Liêu, Thích ứng với Biến đổi Khí hậu thông qua Thúc đẩy Đa dạng)
78
Hình 52: Kết quả của các thí nghiệm kéo 79
Hình 53: Mặt cắt ngang điển hình đê biển 82
Hình 54: Công trình ngăn nước dâng trong bão 85
Hình 55: Cống trong đê và nguyên tắc của hệ thống thoát nước của vùng nội địa
87
Hình 56: Cống bị hư hỏng (trái) và xói mòn vùng ven biển xung quanh cống (bên phải) tại huyện U Minh, tỉnh Cà Mau (Ảnh: Albers)
88
Hình 57: Xói mòn hình phễu tại cửa cống số 3 tại tỉnh Sóc Trăng (ảnh vệ tinh IKONOS năm 2012; Ảnh: Albers)
88
Hình 58: Chiến lược bảo vệ bờ biển 92
Hình 59: Phương pháp thiết kế các biện pháp bảo vệ bờ biển, một ví dụ tại tỉnh Sóc Trăng
95
Hình 60: Phần bản đồ của một biểu đồ Biển Đông từ năm 1973 (cửa sông Hậu và bờ biển của Sóc Trăng); Nguồn: Xuất bản tại Hải quân, ngày 26 tháng 8 năm 1960 dưới sự giám sát của Chuẩn Đô đốc EG Irving, O.B.E. Hydrographer, Luân Đôn, Crown Copyright 1974
99
Hình 61: Vòng lặp hình thái (điều chỉnh từ Mangor, 2004)
104
Hình 62: Tính dòng chảy thủy triều ở bờ biển của tỉnh Sóc Trăng
105
Hình 63: Chiều cao sóng có nghĩa mô phỏng (trái) và hướng sóng trung bình (phải) trong khu vực mô hình trong thời gian gió mùa Đông Bắc
106
Hình 64: Mô hình vật lý thí nghiệm truyền sóng với hàng rào bằng tre (Ảnh: Albers)
110
Hình 1: Bản đồ Đồng Bằng Sông Cửu Long 10
Hình 2: Mặt cắt theo phương đứng của sóng lý tưởng
15
Hình 3: Sơ đồ minh họa quá trình sóng ven bờ biển
16
Hình 4: Hoa sóng tại Côn Đảo 18
Hình 5: Thủy triều bán nhật triều và chu kỳ triều cường triều kém tại cửa Mỹ Thanh (trên) và chế độ nhật triều tại các cửa sông Sông Đốc trên bờ biển phía tây của tỉnh Cà Mau (dưới) (Nguồn: SIWRR)
20
Hình 6: Sơ đồ vận chuyển bùn cát dọc bờ biển 25
Hình 7: Hệ thống vận chuyển bùn cát đóng và mở (CEM, 2002)
26
Hình 8: Sơ đồ hóa sự thay đổi của mặt cắt bờ biển do một sự kiện bão (điều chỉnh từ CEM, 2002)
27
Hình 9: Quá trình vận chuyển bùn cát (điều chỉnh từ Soulsby, 1997)
28
Hình 10: Bờ biển được bảo vệ ở tỉnh Kiên Giang (Ảnh: GIZ Kiên Giang)
33
Hình 11: Bờ biển phẳng bãi thủy triều tại Sóc Trăng (Ảnh: Schmitt)
34
Hình 12: Bờ biển gần cửa Định An tại phía đông bắc tỉnh Sóc Trăng (Ảnh: Albers)
35
Hình 13: Thảm thực vật rừng ngập mặn trên bờ biển của tỉnh Sóc Trăng (trái: xã Trung Bình, huyện Trần Đề, phải: xã Lai Hòa, huyện Vĩnh Châu); (Ảnh: Schmitt)
36
Hình 14: Xói mòn vành đai rừng ngập mặn ở bờ biển Sóc Trăng (xã Vĩnh Tân) (Ảnh: Albers)
36
Hình 15: Nhánh của sông Hậu tại tỉnh Sóc Trăng (Ảnh: Schmitt)
37
Hình 16: Quan điểm về một vùng đồng bằng hiển thị các thành phần chủ yếu (điều chỉnh từ The Open University,2006)
38
Hình 17: Lũ lụt ở đảo Cù Lao Dung trong tháng 10 năm 2011 (Ảnh: Huyện Cù Lao Dung)
44
Hình 18: Các công trình của một hệ thống bảo vệ bờ biển
48
Hình 19: Tác đụng của đê chắn sóng tách rời 49
Hình 20: Đê phá sóng đá đổ (CEM, 2002) 50
Hình 21: Đê chắn sóng đá đổ tại Hà Tiên, tỉnh Kiên Giang (Ảnh: Russell)
50
Danh mục hình
Hình 22: Đê chắn sóng tách rời bao gồm các rọ đá tại bờ biển phía Tây ở Vàm Kênh Mới (gần Đá Bạc), tỉnh Cà Mau (Ảnh: SIWRR)
51
Hình 23: Ví dụ về ống vải địa kỹ thuật (geotubes) kích thước khác nhau (điều chỉnh từ PILARCZYK, 1999)
54
Hình 24: Bảo vệ bãi biển sử dụng Geotubes tại Lộc An, Bà Rịa Vũng Tàu (Ảnh: SIWRR)
55
Hình 25: Hàng rào tre phá sóng tại Vĩnh Tân tỉnh Sóc Trăng (Ảnh: Albers)
55
Hình 26: Kè đá tự nhiên tại bờ biển của huyện Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh (Ảnh: SIWRR)
56
Hình 27: Kè bằng các khối bê tông tại bờ biển của huyện Gò Công, tỉnh Tiền Giang (Ảnh: SIWRR)
56
Hình 28: Kè khối bê tông kết hợp với một bức tường biển thấp ở bờ biển của tỉnh Trà Vinh (Ảnh: Phạm Thùy Dương)
57
Hình 29: Rọ đá kè tại một cửa cống ở tỉnh Sóc Trăng (trái), rọ đá kè bị hư hỏng ở huyện Vĩnh Tân, tỉnh Sóc Trăng (phải); (Ảnh: Albers)
57
Hình 30: Dự án bảo vệ bãi biển tại Đồi Dương, thành phố Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận bằng Geotubes (Ảnh: SIWRR)
58
Hình 31: Mái dốc và bề mặt thô của kè cản trở các hoạt động vui chơi giải trí tại Gành Hào, tỉnh Bạc Liêu (Ảnh: GIZ Bạc Liêu)
59
Hình 32: Kè được xây dựng tại tỉnh Sóc Trăng; các lớp khác nhau (trái) và xây dựng các công trình bảo vệ chân (phải); (Ảnh: Albers)
59
Hình 33: Kè bị hư hại tại cửa cống số 2 ở tỉnh Sóc Trăng (Ảnh: Albers)
60
Hình 34: Cấu trúc của một tường chắn sóng ở Gành Hào, tỉnh Bạc Liêu (Ảnh: GIZ Bạc Liêu)
61
Hình 35: Hàng rào phá sóng bằng cọc tràm ở tỉnh Kiên Giang (RUSSELL et al., 2012; Ảnh: GIZ Kiên Giang)
65
Hình 36: Hàng rào bẫy trầm tích ở tỉnh Kiên Giang (RUSSELL et al., 2012; Ảnh: GIZ Kiên Giang)
63
Hình 37: Hệ thống mỏ hàn đá đổ tại huyện Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh (Ảnh: Google và SIWRR)
64
6 7
Ký hiệua Biên độ sóng [m]d Chiều cao trung bình của túi địa kỹ thuật [m]DN50 Đường kính trung bình của lớp đá bảo vệ [m]d50,p Đường kính trung bình của cát thực tế [m]d50,m Đường kính trung bình của cát trong mô hình
[m]e Giới hạn xói mòn chấp nhận được [m]F Lực [N]H Chiều cao sóng [m]HS Chiều cao sóng có nghĩa [m]HT Chiều cao của sóng truyền [m]KD Hệ số ổn địnhKT Hệ số truyền sóngL Chiều dài sóng [m]l Thông số chiều dài chungLB Chiều dài của đê phá/giảm sóng [m]ln Chiều dài của mỏ hàn [m]L0 Chiều dài khoảng trống giữa hai đê phá/giảm
sóng [m]N Số con sóng trong sự kiện sóng thiết kến Độ rỗngP Độ rỗng của lớp bảo vệ RC Phần tự do [m]S Mức độ phá hủy của lớp bảo vệ sN Khoảng cách giữa các mỏ hàn ngang [m]T Chu kỳ sóng [s]Tm Chu kỳ sóng trung bình [s]TP Chu kỳ đỉnh sóng [s]W50 Trọng lượng của một viên đá lát [N]x Tham số chiều dài; khoảng cách của đê phá/
giảm sóng và bờ biển [m]y Tham số chiều dài chung
Các ký tư Hy lạpα Góc tới của sóng tại đường sóng vỡ [°]b Betaθ Hệ số độ rỗngθm Hướng sóng trung bình [°]γS Trọng lượng riêng của vật liệu đá lớp bảo vệ
[N/m³]γW Trọng lượng riêng của nước [N/m³]Θ Độ dốc (của kè) [°]ξ Số Irribaren (tương tự sóng vỡ)ρ Khối lượng riêng (của bùn) [g/cm³]ρd Khối lượng khô (của bùn) [g/cm³]ρs Khối lượng riêng của bùn cát [kg/m³]ρw Khối lượng riêng của nước [kg/m³]Δ Tỷ trọng (của nước và bùn cát)ε Biến dạng [m]µ Hệ số tỷ lệ (đối với các mô hình vật lý)
Các đơn vị cm, cm³ Xăng ti mét, xăng ty mét khối g Gamha Héc taHz Héckg Ki lô gamkm, km² Ki lô mét, ki lô mét vuôngkN Ki lô Niu tonl Lítm, m², m³ Mét, mét vuông, mét khốimin Phúts GiâyUSD Đô la Mỹ° Độ
Hàm số toán họcsin sintan tangcot cotang
Bảng 1: Mực nước biển dâng ở Đồng Bằng Sông Cửu Long với các kịch bản phát thải (cm)
22
Bảng 2: Phân loại các công trình bảo vệ bờ biển theo hình dạng
47
Bảng 3: Phân loại các công trình bảo vệ bờ biển theo chức năng
47
Bảng 4: Phân tích tỷ trọng bùn ở Vĩnh Tân, tỉnh Sóc Trăng
78
Bảng 5: Kích thước hình học trước và sau khi khôi phục đê
83
Danh mục bảng biểu
AcronymsADB Ngân hàng phát triển châu ÁADCP Máy đo dòng chảy tổng hợp ADCPBMU Bộ Môi trường, Bảo tồn Thiên nhiên và
An toàn hạt nhânBP Trước hiện tạiBWK Hiệp hội Kỹ sư quản lý nước, quản lý chất thải
và đất eVCEM Sổ tay kỹ thuật bờ biển của hiệp hội kỹ sư quân
đội Mỹ DGPS Hệ thống định vị toàn cầu sai phânDSS Hệ thống hỗ trợ ra quyết địnhEAK Khuyến nghị của Ủy ban Hoạt động Bảo vệ bờ
biển - Khuyến nghị cho hoạt động bảo vệ bờ biển
GIZ Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit GmbH
GPS Hệ thống định vị toàn cầuHD Thủy động lựcICAM Quản lý Tổng hợp Vùng Ven biểnIPCC Ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu LAT Thủy triều thiên văn thấp nhấtLIDAR Phát hiện và phân loại ánh sángMARD Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thônMHW Mực nước cao trung bìnhMLW Mực nước thấp trung bìnhMoNRE Bộ Tài nguyên và Môi trườngMRC Ủy ban sông Mê KôngNGI Viện địa kỹ thuật Na UyRTK Động học Thời gian thựcSIWRR Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam2D Hai chiều3D Ba chiều
Chữ viết tắtetc. Vân vâne.g. Ví dụi.e. Đó làN BắcNE Đông BắcNW Tây NamS NamSE Đông NamSW Tây NamW Tây
Những chữ viết tắt
8 9
và xây dựng đê biển hợp lý là hệ thống bảo vệ bờ biển bền vững nhất cho các khu vực trũng thấp.
Trong nhiều trường hợp, đai rừng ngập mặn ở bờ biển đã bị phá hủy nghiêm trọng do chặt cây rừng ngập mặn, do ô nhiễm môi trường hoặc thay đổi chế độ thủy văn. Trong những trường hợp này, việc tái thành lập bãi ngập lũ bao gồm vành đai rừng ngập mặn đã được thực hiện. Việc xây dựng hàng rào tre hình chữ T, như tại tỉnh Sóc Trăng và tỉnh Bạc Liêu, là một biện pháp hiệu quả để làm điều này. Do các vật liệu được sử dụng, biện pháp này có tính bền vững với chi phí thấp. Nguyên tắc của các biện pháp này có thể điều chỉnh và chuyển giao cho các vùng ven biển khác nhau, nhưng điều quan trọng là phải biết được các điều kiện biên thủy động lực học và hình thái học trong vùng đó. Đối với tất cả các dự án có liên quan với hình thái bờ biển, điều cần thiết là phải có được dữ liệu có sẵn và phân tích dữ liệu để bắt đầu cho việc thiết kế giải pháp.
Trong bối cảnh các hoạt động kỹ thuật bờ biển, nghiên cứu thủy động lực học và hình thái học phải được tiến hành để cung cấp một cách toàn diện về cơ sở để có thể ra quyết định. Các nghiên cứu này có thể được chia thành thu thập các dữ liệu hiện có, đo đạc thực địa và khảo sát, mô hình số và mô hình vật lý. Tùy thuộc vào vị trí, thông tin có sẵn và các hoạt động theo quy hoạch đã có, một hoặc nhiều loại nghiên cứu khác nhau có thể được áp dụng trong quá trình thiết kế biện pháp bảo vệ.
Đối với nhiều khu vực ven biển, các dữ liệu sẵn có không đủ để thực hiện một thiết kế toàn diện các biện pháp bảo vệ bờ biển. Trong những trường hợp này, đo đạc thực địa phải được thực hiện để hiểu các điều kiện biên thủy động lực học và hình thái học. Đo đạc thực địa rất phức tạp và tốn nhiều thời gian và đòi hỏi phải phân tích tổng hợp, toàn diện của dữ liệu, nhưng thông thường không thể hoàn toàn thay thế bằng mô hình số.
Việc áp dụng mô hình số trong kỹ thuật bờ biển đã phát triển trong ba thập kỷ qua. Mô hình số chỉ hữu ích khi sử dụng kết hợp với đánh giá kỹ thuật có chất lượng. Chúng cung cấp thông tin về nguyên nhân của các vấn đề hiện tại và hậu quả của các biện pháp quy hoạch khác nhau, nhưng yêu cầu dữ liệu đầu vào hợp lý, một phân tích thỏa đáng của các kết quả mô phỏng và sự hiểu biết toàn diện về các quá trình vật lý.
Khi lập kế hoạch các biện pháp quản lý bờ biển, điều rất quan trọng là hiểu và định lượng các quá trình thủy động lực và vận chuyển bùn cát. Mặc dù mô hình vật lý là chi phí khá cao và đòi hỏi thiết bị phòng thí nghiệm đầy đủ và đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm, nó là một phương pháp thích hợp để nghiên cứu các quá trình này. Như vậy, mô hình vật lý nên được xem xét thêm ngoài việc đo đạc thực địa và mô hình số. Nó có thể giúp phát triển và cải thiện các mô hình số.
Trong quá trình tạo ra các biện pháp bảo vệ bờ biển, những người chịu trách nhiệm điều phối và giám sát các hoạt động này cần có kinh nghiệm và tay nghề cao, và có mặt thường xuyên tại hiện trường. Một tài liệu chi tiết và giám sát xây dựng là cần thiết để có được thông tin cho công trình xây dựng trong tương lai. Để có thể đánh giá hiệu quả của cấu trúc bảo vệ bờ biển, một chương trình giám sát toàn diện là điều cần thiết. Tuy nhiên, giám sát nên đã bắt đầu trước khi xây dựng thêm các công trình. Nó giúp để rút ra kết luận về chính kết cấu công trình này, hiệu quả giảm sóng của nó và ảnh hưởng của nó đến các trầm tích xung quanh.
Đường bờ biển rất năng động của Đồng Bằng Sông Cửu Long bị ảnh hưởng của sóng, dòng chảy thủy triều, thay đổi tải lượng phù sa từ sông Mê Kông, và yếu tố khác như nước dâng trong bão. Ngoài ra, tác động của con người thông qua việc xây dựng đê, thoát nước, nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản và nghề cá đã ảnh hưởng đến quá trình và hình thức hiện tại của bờ biển.
Dự báo liên quan đến sự phát triển tương lai trong khu vực ven biển của Đồng Bằng Sông Cửu Long có sự không chắc chắn lớn do quá trình hình thái học và thủy động lực học phức tạp. Hơn nữa, sự biến đổi khí hậu toàn cầu sẽ có ảnh hưởng lớn trên hạ lưu sông Mê Kông, ví dụ như sự gia tăng tần suất và cường độ của nước dâng do bão và thay đổi điều kiện vận chuyển bùn cát và hình thức xói mòn. Mức độ của sự thay đổi, tuy nhiên, là không rõ ràng.
Việc khai thác những khu vực ven biển ở Đồng Bằng Sông Cửu Long đòi hỏi các biện pháp kỹ thuật. Trong hầu hết các trường hợp, động lực tự nhiên của bờ biển phải được kiểm soát. Các biện pháp bảo vệ bờ biển - chia thành các biện pháp chống xói lở, chống lũ lụt và thoát nước của vùng nội địa - là cần thiết để đáp ứng các yêu cầu áp lực phát triển ngày càng tăng. Mỗi can thiệp trong hệ thống bờ biển đều gây ra những phản ứng. Tác động tiêu cực phải được giảm thiểu càng nhiều càng tốt. Do đó, tất cả các biện pháp phải được lên kế hoạch cẩn thận và dựa trên một sự hiểu biết hợp lý của các quá trình bờ biển. Phạm vi rộng lớn các lợi ích trong khu vực ven biển làm cho việc quản lý bờ biển và thiết kế các biện pháp kỹ thuật bờ biển trở thành một quá trình rất phức tạp.
Hợp tác giữa các chuyên gia trong các lĩnh vực hình thái bờ biển, kỹ thuật bờ biển, kiến trúc cảnh quan và quy hoạch, và quản lý môi trường là điều cần thiết cho việc quản lý bờ biển thành công và thích ứng với biến đổi khí hậu. Mặc dù quản lý bờ biển mang tính liên ngành, cuối cùng, cơ sở cho tất cả các quyết định là cơ sở kỹ thuật.
Kỹ thuật và quản lý bờ biển là lĩnh vực mà chỉ có một vài quy phạm hoặc hướng dẫn sử dụng thiết kế là có sẵn. Một số quy trình tiêu chuẩn tồn tại, nhưng bất kỳ áp dụng quy trình tiêu chuẩn nào cũng có hạn, vì các giải pháp nói chung là phụ thuộc các địa điểm cụ thể.Trước khi thực hiện biện pháp bảo vệ bờ biển, một mô
Tóm tắt
tả chi tiết về hiện trạng và các vấn đề giải quyết rõ ràng là rất cần thiết cho việc phát triển một thiết kế thành công. Các biện pháp bảo vệ bờ biển được áp dụng phải được lựa chọn theo tình hình khu vực cụ thể.
Trong quá trình thiết kế, người ra quyết định phải được cung cấp các thông tin cần thiết về tác động của các biện pháp quy hoạch. Mô hình số và và các kỹ thuật giám sát và đo đạc hiện đại tạo ra một lượng lớn dữ liệu. Phân tích và đánh giá của tất cả các dữ liệu cũng như việc chuẩn bị thông tin liên quan và đối thoại với người ra quyết định cần phải được thực hiện bởi các chuyên gia. Hệ thống hỗ trợ quyết định (DSS) dựa vào máy tính cho phép phân tích liên ngành và ứng dụng có hiệu quả các dữ liệu và do đó giúp cải thiện việc ra quyết định. Tuy nhiên, việc duy trì hệ thống DSS và đào tạo đầy đủ cho các cán bộ nhân viên là điều cần thiết để đảm bảo lợi ích bền vững của một hệ thống như vậy.
Trong kỹ thuật bờ biển, ứng dụng chỉ một yếu tố bảo vệ bờ biển là khó khăn về mặt kỹ thuật và chi phí khá cao trong xây dựng và bảo trì. Đê là yếu tố bảo vệ chống lũ chính ở Đồng Bằng Sông Cửu Long, nhưng nếu nó là yếu tố duy nhất mà không có bất kỳ bãi ngập lũ nào, việc xây dựng chúng phải chắc chắn và cao. Thực hiện trên diện rộng một hệ thống đê điều như vậy thì không thích hợp, đặc biệt là trong các kịch bản tương lai với một tần số và cường độ gia tăng của các sự kiện cực đoan. Yếu tố quyết định bao gồm chẳng những là kinh phí hạn chế, mà còn điều kiện biên kỹ thuật như khả năng chịu tải hạn chế của nền. Điều này phải được xem xét khi các chiến lược bảo vệ bờ biển nói chung được định nghĩa. Do vấn đề sử dụng đất hiện trạng và cơ sở hạ tầng, trong hầu hết các trường hợp, chiến lược bảo vệ sẽ được áp dụng. Kết quả là, các yếu tố bảo vệ bờ biển khác nhau nên được kết hợp thành một hệ thống bảo vệ bờ biển.
Vùng bãi ngập lũ ven biển, bao gồm một đầm lầy hoặc một đai rừng ngập mặn, là một yếu tố ổn định quan trọng của hệ thống bảo vệ bờ biển. Chúng bảo vệ chống xói lở bờ biển và lũ lụt. Bãi ngập lũ càng cao, sự tiêu hao sóng càng lớn ở bãi ngập lũ và bãi ngập triều. Kết quả là, tải trọng sóng tác động trên đê được giảm đáng kể. Với sự hiện diện của rừng ngập mặn, ảnh hưởng của sóng giảm thậm chí còn lớn hơn. Vì vậy, một hệ thống bảo vệ bờ biển trong khu vực bao gồm cả bãi ngập lũ với thảm thực vật rừng ngập mặn
10 11
Bờ biển Việt Nam trải dài khoảng 3.260 km chưa tính đường bờ của hải đảo, bao gồm hai vùng đồng bằng sông lớn được hình thành từ trầm tích Holocene: đồng bằng sông Hồng (Red River) ở phía Bắc và Đồng Bằng Sông Cửu Long ở phía Nam. Vì vậy, kỹ thuật và quản lý vùng ven biển là rất quan trọng đối với đất nước Việt Nam.
Thủy triều, nước dâng do bão, thay đổi vận chuyển phù sa từ các sông lớn và nhiều yếu tố khác dẫn đến hình dạng đường bờ biển ổn định từ lâu đời. Những tác động của con người, thông qua đắp đê, thoát nước, thông qua ngư nghiệp và ngành công nghiệp vận tải thủy cũng như tạo ra tế khu vực giải trí ảnh hưởng đến hình dạng hiện tại của bờ biển. Thay đổi tự nhiên và tác động của con người ảnh hưởng đến sinh thái nhưng cũng ảnh hưởng đến phát triển thủy động lực hình thái, trong đó nhiều yếu tố có tác dụng tương tác lẫn nhau (Gätje & Reise, 1998).
Một số lượng lớn của các lực có ảnh hưởng đến bờ biển cho thấy rằng những dự báo liên quan đến sự phát triển trong tương lai là rất phức tạp. Hơn nữa, một cách tiếp cận rõ ràng để giải quyết các xung đột về việc sử dụng tài nguyên ven biển phát triển, đặc biệt là trong những thập kỷ gần đây vẫn còn thiếu (BMU, 2006). Những tác động của biến đổi khí hậu trong những thập kỷ trong tương lai cũng không rõ ràng. Nhiều khả năng tần suất và cường độ của nước dâng do bão sẽ tăng lên. Quá trình hình thái học bao gồm cả trầm tích và xói mòn sẽ thay đổi cùng với dòng chảy và điều kiện vận chuyển bùn cát (Woth et al., 2006, IPCC, 2007).
Các động lực tự nhiên của bờ biển phải được giới hạn bởi các biện pháp thỏa đáng, nếu, ví dụ như sự sẵn có của các kênh giao thông thủy hoặc các chức năng bảo vệ bờ biển bị hạn chế. Đặc biệt là các cửa của cửa sông lớn và các khu vực bãi triều cụ thể phụ thuộc vào hình thái phát triển lớn mặc dù có các biện pháp kỹ thuật riêng. Mỗi can thiệp vào hệ thống ven biển đều gây ra phản ứng. Trong nhiều trường hợp, các biện pháp kỹ thuật bờ biển có hậu quả tiêu cực bởi vì vấn đề cần giải quyết ban đầu đã được chuyển dọc theo bờ biển đi chỗ khác. Như vậy, tất cả các biện pháp phải được lên kế hoạch cẩn thận và dựa trên một sự hiểu biết hợp lý của các quá trình ven biển (Albers, 2012).
Hướng dẫn này cung cấp một nền tảng để hiểu các nguyên tắc chung của vùng ven biển, tạo ra một cơ sở kiến thức quản lý bờ biển và hỗ trợ những người ra quyết định trong quá trình thiết kế. Hướng dẫn này có sự tham khảo rõ ràng đối với Đồng Bằng Sông Cửu Long.
Sông Mê Kông bắt nguồn từ Tây Tạng và chảy qua Trung Quốc, Myanmar, Lào, Thái Lan, Campuchia và Việt Nam trước khi đổ vào Biển Đông. Sông Mê Kông khi về đồng bằng chia thành chín nhánh và một mạng lưới kênh rạch dày đặc. Ở Việt Nam, sông Mê Kông chia tách thành hai nhánh lớn, sông Tiền và sông Hậu. Sông Tiền chia thành sáu sông nhánh và sông Hậu thành ba nhánh. Chúng cùng nhau tạo thành “Cửu Long” trong tiếng Việt (xem Hình 1).
Khu vực được gọi là Đồng Bằng Sông Cửu Long nằm ở hạ lưu của Kompong Cham, Campuchia. Kích thước của lưu vực của các sông Mê Kông ở Việt Nam là 65.000 km² và Đồng Bằng Sông Cửu Long có 4 triệu ha đất canh tác cho gần 18 triệu người dân Việt Nam, vào khoảng 22% của các dân số toàn bộ quốc gia (Tuấn et al., 2007).
Đồng Bằng Sông Cửu Long đóng vai trò quan trọng như là “vựa lúa” cho toàn bộ Việt Nam. Sự phát triển nhanh chóng của nghề nuôi tôm ở Đồng Bằng Sông Cửu Long đã góp phần vào tăng trưởng kinh tế và giảm nghèo, nhưng đã được đi kèm với các mối quan ngại đang dâng cao hơn là tác động môi trường và xã hội (Phan & Hoàng 1993; de Graaf & Xuân, 1998; Páez-Osuna, 2001; Primavera, 2006). Việc thiếu một cách tiếp cận tích hợp để sử dụng bền vững, quản lý và bảo vệ vùng ven biển và lợi ích kinh tế trong nuôi tôm đã dẫn đến việc sử dụng không bền vững các nguồn tài nguyên thiên nhiên, do đó đe dọa chức năng bảo vệ của vành đai rừng ngập mặn và, lần lượt, giảm thu nhập cho các cộng đồng địa phương (Schmitt et al., 2013). Vùng ven biển cũng bị ảnh hưởng bởi các tác động của biến đổi khí hậu (IPCC, 2007; Carew-Reid, 2007; MONRE, 2009; MRC, 2009). Biến đổi khí hậu được dự đoán sẽ gây ra gia tăng cường độ và tần suất của các cơn bão, lũ lụt và hạn hán, tăng xâm nhập mặn, lượng mưa cao hơn trong mùa mưa và nước biển dâng.
Hình 1: Bản đồ Đồng Bằng Sông Cửu Long (trang đối diện)
GIỚI THIỆU 1
12 13
Mười ba tỉnh ở Đồng Bằng Sông Cửu Long có tổng chiều dài bờ biển xấp xỉ 600 km trải dài dọc theo Biển Đôngvà Biển Tây (Vịnh Thái Lan). Phần lớn của Đồng Bằng Sông Cửu Long chịu ảnh hưởng của thủy triều, ví dụ như thông qua xâm nhập mặn ở các sông nhánh. Theo phân loại của Davis & Hayes (1984) bờ biển của đồng bằng này là loại môi trường hỗn hợp năng lượng (thủy triều chi phối) bị ảnh hưởng bởi chế độ dòng chảy của sông Cửu Long và vận chuyển bùn cát của nó, chế độ thủy triều của Biển Đôngvà Vịnh Thái Lan cũng như các dòng chảy ven biển dọc bờ chịu sự chi phối bởi hướng thịnh hành của gió mùa và điều kiện sóng tương ứng (Delta Alliance, 2011). Bờ biển từ phía bắc của tỉnh Bến Tre đến mũi Cà Mau chịu ảnh hưởng của bán nhật triều không đều của Biển Đông với biên độ 3,0 - 3,5 m. Từ mũi Cà Mau đến Kiên Giang chế độ thủy triều là nhật triều không đều với biên độ khoảng 0,8 - 1,2 m.
Toàn bộ bờ biển được đặc trưng bởi một quá trình bồi tụ và xói mòn năng động. Ở một số vùng, diện tích mất đất lên đến 30 m mỗi năm do xói mòn đã được ghi nhận, trong khi ở những vùng khác diện tích đất tạo ra thông qua bồi tụ có thể lên tới 64 m mỗi năm (Phạm et al., 2009; Joffre, 2010, Phạm et al., 2011).
Dọc theo bờ biển năng động như vậy, một vành đai rừng ngập mặn hẹp thường là không đủ để bảo vệ bờ biển và đê biển bằng đất khỏi bị xói mòn. Việc quản lý rừng ngập mặn có thể không hiệu quả thông qua một phương pháp tiếp cận ngành, mà nó phải là một phần của một cách tiếp cận quản lý tổng hợp vùng ven biển (ICAM) trong đó bao gồm các biện pháp thích ứng với biến đổi khí hậu. ICAM đòi hỏi phải quản lý rủi ro của vùng ven biển như một toàn thể - không chỉ ở các vùng xói mòn đơn lẻ - bằng cách xem xét các lựa chọn khác nhau tùy thuộc vào điều kiện cụ thể và đặt ở nơi có nguy cơ lan rộng chiến lược theo không gian và thời gian để giải quyết bất ổn, chẳng hạn như đối phó với dự đoán tiêu cực tác động của biến đổi khí hậu.
Đối với quản lý bền vững, toàn diện và thiết kế bảo vệ bờ biển trong một môi trường phức tạp, điều cần thiết là phải hiểu rõ các quá trình thủy động lực học và hình thái học trong vùng ven biển. Các lực tác động, chẳng hạn như sóng và thủy triều do đó cũng phải được biết. Phần giới thiệu về Hướng dẫn này (Chương 1) bao gồm các khía cạnh chung và một số vấn đề hiện trạng về Đồng Bằng Sông Cửu Long, và theo sau là một mô tả
toàn diện về thủy động lực học ven biển và các quá trình thủy động lực hình thái học trong Chương 2. Các nguyên tắc của sóng, thủy triều và thay đổi mực nước tạo ra các dòng chảy được giải thích. Thủy động lực học ven biển cơ bản và các quá trình vận chuyển bùn cát được trình bày và sự phát triển chung của bờ biển được thảo luận. Trong Chương 3, một phân loại chung của các loại bờ biển khác nhau, cửa sông và vùng đồng bằng sẽ giúp hiểu được đặc điểm địa điểm cụ thể của phần ven biển khác nhau. Chương 4 cung cấp thông tin tổng quan về các nguyên nhân do con người và tự nhiên gây ra xói lở bờ biển và lũ lụt. Vì vậy, Chương 2-4 cung cấp kiến thức cơ bản về kỹ thuật bờ biển.
Trong kỹ thuật bờ biển, có những yếu tố khác nhau để chống xói lở, bảo vệ lũ và các yếu tố của hệ thống thoát nước. Chúng được mô tả trong Chương 5 và cung cấp các ví dụ về các ứng dụng ở Đồng Bằng Sông Cửu Long. Chương 6 đưa ra cái nhìn tổng quan về các chiến lược quản lý bờ biển và đường bờ khác nhau và tóm tắt một số khía cạnh chung của thiết kế ven biển và Chương 7 mô tả các phương pháp thiết kế bờ biển bao gồm cả các phương pháp điều tra có thể. Điều này rút ngắn khoảng cách giữa việc xác định một vấn đề và thực hiện các biện pháp kỹ thuật bờ biển.
1
14 15
Gió và sự thay đổi trong áp suất khí quyển tạo ra sóng, gió, nước dâng cũng như dòng chảy do gió tạo ra.
Sóng ngắn, với chu kỳ ít hơn khoảng 20 giây, và sóng dài, với chu kỳ từ 20 giây và 40 phút, có thể được phân biệt. Sóng với chu kỳ lớn hơn, chẳng hạn như dao động thủy triều, được xem như sự thay đổi mực nước. Đối với hình thái ven biển và thiết kế để bảo vệ bờ biển sóng ngắn là một trong những thông số quan trọng nhất.
Trong tự nhiên sóng có thể được xem như là một số lượng lớn của các sóng đơn mà mỗi sóng đặc trưng bởi chiều cao sóng, chu kỳ sóng, chiều dài sóng và một hướng truyền sóng (Hình 2). Trường sóng với các chu kỳ và chiều cao sóng khác nhau được gọi là không đều, và trường sóng với nhiều hướng sóng được gọi là hướng sóng. Các điều kiện sóng khác nhau từ nơi này tới nơi khác tùy thuộc vào chế độ sóng và các loại dạng mặt nước (The Open University, 2006).
2.1.1 Các loại sóngSóng ngắn có thể được chia thành sóng gió và sóng nước dâng (Mangor, 2004):
• Sóng gió: Đây là những sóng tạo ra và chịu ảnh hưởng của trường gió địa phương. Sóng gió bình thường tương đối dốc (cao và ngắn) và thường là cả hai, không đều và định hướng. Sóng gió tạo ra sự vận chuyển bùn cát từ bờ ra ngoài khơi.
1 Đà của trường gió, thường được gọi là chiều dài đà gió, là chiều dài của nước trên đó một cơn gió đã thổi.
Hình 2: Mặt cắt theo phương đứng của sóng lý tưởng
• Sóng nước dâng (Swell) cũng là sóng, được tạo ra bởi trường gió xa và có khoảng cách di chuyển dài trên mặt nước sâu xa hơn trường gió, mà tạo ra những con sóng. Hướng truyền của sóng nước dâng không nhất thiết phải giống như hướng gió cục bộ. Sóng nước dâng thường tương đối dài, chiều cao vừa phải, đều và theo một hướng (đơn hướng). Sóng nước dâng có xu hướng hình thành mặt cắt ven biển.
2.1.2 Sư tạo sóngSóng gió được tạo ra như là một kết quả của việc áp năng lượng gió trên bề mặt của nước. Chiều cao sóng, chu kỳ và hướng truyền phụ thuộc vào:
• Trường gió (tốc độ, hướng, thời gian duy trì).
• Đà của trường gió1 (đà khí tượng) hoặc đà của mặt nước (đà địa lý).
• Độ sâu nước trong khu vực tạo ra sóng.
Sóng nước dâng, như đã nói trước đây, sóng gió được tạo ra ở nơi khác nhưng chuyển đổi khi chúng truyền đi ra khỏi khu vực đã tạo ra nó. Các quá trình tiêu tán sóng, chẳng hạn như sóng vỡ, triết giảm chu kỳ ngắn hơn thành phần chu kỳ dài. Quá trình này hoạt động như một bộ lọc, theo đó sóng nước dâng có đỉnh dài được tạo ra sẽ bao gồm sóng tương đối dài với chiều cao sóng trung bình (The Open University, 2006).
2.1 Sóng
QUÁ TRÌNH BỜ BIỂN
Địa mạo ven biển ở Đồng Bằng Sông Cửu Long chịu ảnh hưởng của sóng, thủy triều, chế độ dòng chảy của sông Mê Kông, sức tải trầm tích của nó và chu kỳ gió mùa. Tất nhiên có nhiều yếu tố tương tác. Vì vậy, gió mùa có ảnh hưởng trưc tiếp trên sóng và trong mùa mưa dòng chảy và bùn cát của sông Cửu Long là lớn nhất. Tuy nhiên, có sư khác biệt cục bộ ở Đồng Bằng Sông Cửu Long, đặc biệt là giữa bờ biển của Biển Đông ở phía đông và bờ biển của Vịnh Thái Lan ở phía tây của Đồng Bằng Sông Cửu Long.
Trong mùa gió đông bắc giữa tháng Mười Một và tháng Ba hướng sóng chính dọc theo bờ biển phía đông của Đồng Bằng Sông Cửu Long là phía đông bắc. Xung quanh mũi Cà Mau, ở Vịnh Thái Lan, hướng sóng thay đổi về phía tây bắc trong thời kỳ này. Trong mùa gió tây nam giữa tháng Bảy và tháng Tám, sóng tới bờ biển phía đông và phía tây chủ yếu từ hướng tây nam (Schwartz, 2005).
2
Tại bờ biển phía đông những con sóng cao nhất xảy ra từ hướng đông bắc vào mùa đông. Tại bờ phía đông của Vịnh Thái Lan, nói chung gió mùa thống trị, nhưng có một thay đổi luân phiên thường xuyên của gió biển ban ngày và gió đất ban đêm. Vịnh Thái Lan ở một mức độ nào đó bị che chắn bởi gió phía tây nam và gió đông bắc. Bão vào từ phía đông-đông nam và tạo ra những đợt sóng cao, nước dâng, hiếm khi vào Vịnh Thái Lan. Bão chủ yếu xảy ra từ tháng Năm đến tháng Mười Hai và rất hiếm xảy ra từ tháng Một đến tháng Năm (Eisma, 2010).
Các chương sau đây mô tả các lưc tác động chính đến hình thái ven biển và các nguyên tắc của thủy động lưc học ven biển và vận chuyển bùn cát dẫn đến sư phát triển bờ biển.
16 17
2.1.4 Mô tả thống kê các tham số sóng Do sự xuất hiện ngẫu nhiên của sóng tự nhiên, một mô tả thống kê là bắt buộc. Độ cao của sóng đơn thường theo một phân phối Rayleigh. Các thông số sóng thống kê được tính toán dựa trên sự phân phối đó. Các tham số được sử dụng phổ biến nhất trong kỹ thuật bờ biển (CEM, 2002) là:
• Chiều cao sóng có nghĩa, Hs, là giá trị trung bình của chiều cao một phần ba các sóng sóng lớn nhất trong một chuỗi thời gian của sóng đại diện cho một trạng thái biển nhất định. Điều này tương ứng với chiều cao trung bình của những con sóng cao nhất trong một nhóm sóng.
• Chu kỳ sóng trung bình, Tm, là giá trị trung bình của tất cả các chu kỳ sóng trong một chuỗi thời gian đại diện cho một trạng thái biển nhất định.
• Chu kỳ sóng lớn nhất, Tp, là chu kỳ sóng có năng lượng cao nhất. Các phân tích về sự phân bố của năng lượng sóng như là một hàm của tần số cho một chuỗi của các sóng đơn được gọi là phân tích phổ. Chu kỳ lớn nhất được chiết xuất từ phổ.
• Hướng sóng trung bình, θm, được định nghĩa là trung bình của tất cả các hướng sóng riêng trong một chuỗi thời gian đại diện cho một trạng thái biển nhất định.
Những thông số này thường được tính liên tục hoặc định kỳ chuỗi thời gian của cao độ bề mặt nước biển.
2.1.5 Phân loại môi trường sóngChế độ gió thống trị gây ra một chế độ sóng đặc trưng tương ứng. Khí hậu nhiệt đới gió mùa được đặc trưng bởi hướng gió thịnh hành theo mùa. Tại khu vực Đông Nam Á gió mùa mùa hè được gọi là gió mùa tây nam (SW). Gió mùa tây nam ấm áp và ẩm ướt. Gió mùa mùa đông, được gọi là gió mùa đông bắc (NE) là tương đối mát mẻ và khô ráo. Bờ biển phía đông của Đồng Bằng Sông Cửu Long, chủ yếu là tiếp xúc với sóng trong gió mùa đông bắc (Phạm, 2011).
Gió mùa tương đối vừa phải và liên tục cho mỗi mùa gió. Điều này có nghĩa rằng chế độ sóng tương ứng cũng theo mùa.
Hình 4 cho thấy dữ liệu sóng từ Côn Đảo, 230 km về phía đông nam thành phố Hồ Chí Minh. Nó làm nổi bật hai hướng sóng chính, được gây ra bởi gió mùa đông bắc và gió mùa tây nam tương ứng. Vào mùa đông, một số lượng lớn của sóng cao hơn từ phía đông bắc chi phối chế độ sóng. Trong mùa hè sóng tiếp cận từ phía tây nam và sự xuất hiện của sóng lớn hơn thì giảm đi. Tuy nhiên, gió mùa tây nam thỉnh thoảng tạo ra sóng lên đến chiều cao 3 m (Dat & Son, 1998).
Những điều kiện sóng ngoài khơi được chuyển đổi do quá trình nước nông khi sóng tiếp cận bờ biển của Đồng Bằng Sông Cửu Long. Độ cao của sóng tương ứng tại bờ biển phía đông của Cà Mau có thể lên đến 2 m gần bờ trong gió mùa đông bắc (ADB, 2011).
Bão nhiệt đới được gọi là bão gần Đông Nam Á và Úc. Chúng được tạo ra trên các vùng biển nhiệt đới, nơi nhiệt độ nước cao hơn 27 ° C. Bão thường được tạo ra từ 5 ° N và 15 ° N và giữa 5 ° S và 15 ° S. Từ đó, chúng tiến theo hướng W-NW ở Bắc bán cầu và hướng tới W-SW ở Nam bán cầu. Trung bình 60 cơn bão được tạo ra mỗi năm. Cơn bão nhiệt đới được đặc trưng bởi tốc độ gió vượt quá 32 m/s và chúng gây ra sóng rất cao, bão và sấm chớp. Các cơn bão nhiệt đới xảy ra như các sự kiện duy nhất, đạt đỉnh điểm trong tháng Chín ở Bắc bán cầu. Chúng rất hiếm và do đó các chương trình ghi lại rất ít tài liệu sóng do chúng gây ra (Schwartz, 2005).
Năm 1997, bão Linda di chuyển qua mũi phía nam của bán đảo Cà Mau và gây ra thiệt hại nghiêm trọng trên khắp hai tỉnh Cà Mau và Kiên Giang. Nó gây ra lũ lụt, phá hủy rừng ngập mặn và ngập lụt bao gồm thiệt hại liên quan đến sản xuất nông nghiệp. Nơi ở và cơ sở hạ tầng cũng bị ảnh hưởng bởi gió mạnh và lũ lụt. Sự hủy diệt này kèm theo xói mòn bờ biển nặng nề.
Trong cơn bão Linda gió mạnh hơn 140 km/h trên đất liền đến bờ biển phía đông của tỉnh Cà Mau. Nội địa Cà Mau và phía nam tỉnh Kiên Giang đã trải qua những cơn gió rất mạnh với tốc độ gió trên 70 km/h.
Hiệu quả vật chất lớn nhất của bão Linda trên đất liền ở bờ biển là mật độ dân cư phía đông Cà Mau không lớn khi cơn bão tiếp cận và vượt qua bờ biển. Điều này xảy ra khi thủy triều lên cao và gió mạnh trên đất liền và liên quan đến áp suất khí quyển thấp dẫn đến điều kiện gia tăng nước dâng nghiêm trọng. Trường sóng đi kèm đã có một đà dài, nghĩa là sóng hơn 3 mét đã được hướng vào bờ (ADB, 2011).
2.1.3 Sư chuyển hóa sóng Khi sóng tiếp cận bờ biển, chúng bị ảnh hưởng bởi đáy biển thông qua các quá trình nước nông như khúc xạ, dềnh sóng, ma sát đáy, và sóng vỡ (Hình 3). Nếu sóng gặp công trình lớn hoặc thay đổi đột ngột trong đường bờ biển, chúng sẽ được chuyển đổi bằng sự nhiễu xạ. Nếu sóng gặp một công trình dốc, phản xạ sẽ xảy ra, và nếu sóng gặp một công trình cho nước xuyên qua, một phần truyền sóng sẽ diễn ra (Mangor, 2004).
• Khúc xạ là một sự thay đổi hướng truyền sóng. Nó xảy ra nếu mặt sóng không tiếp cận các đường đẳng sâu song song trong vùng nước nông. Khúc xạ gây ra bởi thực tế sóng truyền chậm hơn trong vùng nước nông so với trong vùng nước sâu. Kết quả là các mặt sóng có xu hướng tiếp cận song song với bãi biển.
• Sóng dềnh (Shoaling) là biến dạng của sóng, bắt đầu khi độ sâu của nước nhỏ hơn khoảng một nửa chiều dài sóng. Sóng dềnh gây ra sự giảm vận tốc truyền sóng cũng như rút ngắn và làm dốc sóng.
• Nhiễu xạ xảy ra khi sóng đụng vào các kết cấu lớn như đê chắn sóng. Bản chất vật lý của phần nhỏ của đê phá sóng là nguồn gốc của một làn sóng mới sau đó. Nhiễu xạ là quá trình mà sóng truyền vào vùng khuất sóng đằng sau công trình.
• Ma sát đáy làm tiêu hao năng lượng và giảm chiều cao sóng do chiều sâu nước trở nên nông hơn.
• Độ sâu gây ra sóng vỡ đối với các sóng đơn lẻ bắt đầu khi chiều cao sóng đến lớn hơn một phần nhất định của chiều sâu nước. Như một quy luật, chiều cao sóng đơn lẻ bị phá vỡ thường được cho là tại khoảng 80% độ sâu nước.
• Sóng leo là mức tối đa sóng đạt trên bãi biển so với mực nước tĩnh. Nó phụ thuộc vào độ dốc bãi biển, chiều cao sóng có nghĩa và chu kỳ của sóng trong nước sâu.
• Sóng tràn xảy ra khi những đợt sóng gặp một dải đá ngầm chìm hoặc cấu trúc công trình, nhưng cũng có khi sóng gặp một rạn san hô hoặc một kết cấu thấp hơn so với gần bằng chiều cao sóng. Trong quá trình tràn hai quá trình quan trọng xảy ra: truyền sóng và sự tràn nước vượt qua trên kết cấu.
Hình 3: Sơ đồ minh họa
quá trình sóng ven bờ biển
2
18 19
Những biến đổi mực nước có thể được chia thành các biến đổi thường xuyên dao động với khoảng thời gian từ nửa ngày đến một năm (ví dụ như thủy triều) và vào các biến đổi không thường xuyên với khoảng thời gian lặp lại từ ngày lên đến vài năm (ví dụ như bão).
Biến đổi mực nước là rất quan trọng bởi vì họ tạo ra các dòng chảy, dẫn đến quá trình vận chuyển và thay đổi hình thái. Lũ lụt là một khía cạnh quan trọng của mực nước cực đoan.
2.2.1 Thủy triềuTriều thiên văn được tạo ra bởi sự quay của trái đất kết hợp với các tác động khác nhau của hấp dẫn của mặt trời, mặt trăng và các hành tinh trên mặt nước. Những thành phần thủy triều xác định thủy triều tại một vị trí nhất định. Thủy triều chủ yếu là được tạo ra trong đại dương sâu, từ đó nó di chuyển đến các vùng nước ven biển.
Chiều cao của sóng thủy triều ở vùng nước sâu là bình thường nhỏ hơn 0,5m. Trong vùng nước nông ven biển, nó được biến đổi bởi nước dềnh và ma sát. Trong vùng nước hạn chế, chẳng hạn như các cửa sông, thay đổi mặt cắt và phản xạ biên độ triều có thể lên đến 15 m.
Các triều thiên văn tại một địa điểm cụ thể có thể được dự đoán bằng các phương pháp toán học và thường được công bố trong bảng thủy triều. Điều kiện thủy triều tại một địa điểm khác nhau chủ yếu là theo các thành phần bán nhật triều và nhật triều. Nếu các thành phần bán nhật triều chiếm ưu thế tại một vị trí, thủy triều được mô tả như là thủy triều bán nhật triều, và nếu thành phần nhật triều là chủ yếu, nó được mô tả như là nhật triều. Bán nhật triều có hai chân nước thấp và hai đỉnh cao mỗi ngày, trong khi nhật triều chỉ có một trong mỗi mỗi ngày. Hơn thế nữa, có thủy triều hỗn hợp xảy ra (Mangor, 2004).
Ngoài ra, diễn biến hai tuần một lần phải được xem xét. Thuỷ triều cao hơn bình thường lúc trăng tròn và trăng non (triều cường) và thấp hơn tại các quý (triều kém).
Triều tại một địa điểm cụ thể có thể được mô tả với một số giá trị đặc trưng, chẳng hạn như nước cao trung bình (MHW), nước thấp trung bình (MLW), biên độ triều (MHW-MLW) hoặc thấp nhất triều thiên văn (LAT). Giá trị sau (thấp nhất triều thiên văn) là quan trọng trong giao thông thủy và ví dụ được hiển thị trên hải đồ. Mức tham chiếu là rất quan trọng cho việc sử dụng chính xác của các thông tin thủy triều (The Open University, 2006).
Một vị trí với biên độ triều >1,5 m được định nghĩa như là một chế độ thủy triều vĩ mô. Hình thái ven biển với một chế độ thủy triều vĩ mô và một trường sóng tương đối nhẹ là bình thường chủ yếu chịu ảnh hưởng bởi triều (Mangor, 2004). Chế độ này thường được phản
2.2 Biến đổi mưc nước
Gần đây, trong năm 2006, cơn bão Durian vào Đồng Bằng Sông Cửu Long gây thiệt hại rất lớn cho khu vực. Dữ liệu từ tỉnh Tiền Giang được liệt kê có 25 tàu bị chìm, 21 lồng nuôi cá bị cuốn trôi, 82 ha ruộng lúa và 416 ha cây trồng bị hư hỏng. Mất mát nghiêm trọng nhất được ghi nhận ở thành phố Mỹ Tho, huyện Châu Thành với 2 người chết và 26 người mất tích. 8.977 ngôi nhà bị sập hoặc bị hư hỏng nghiêm trọng. Đường đi của bão rất bất thường và không thể dự báo chính xác và do đó cũng không thể đặt biện pháp phòng ngừa thảm họa thích hợp tại chỗ. Khi vào đồng bằng, vận tốc của cơn bão đạt 23 m/s (82,8 km/h). Hướng gió xung quanh cơn bão dẫn tới gió ngoài khơi vào bờ biển phía Tây của đồng bằng hạn chế sự hình thành nước dâng và giảm chiều cao sóng xảy ra2,3.
Hình 4: Hoa sóng tại
Côn Đảo
2 http://vietbao.vn/Xa-hoi/Bao-so-9-
Ben-Tre-Tien-Giang-bi-thiet-hai-nang-ne/70070577/157/
3 http://caimon.org/Tintuc/BaoSo9.htm
2
20 21
2.2.2 Sư thay đổi theo mùaỞ Đồng Bằng Sông Cửu Long chu kỳ gió mùa với những thay đổi theo mùa trong gió và áp suất của hệ thống và lượng mưa dẫn đến thay đổi theo mùa của mực nước, đặc biệt là tại các trạm đo của các nhánh sông Cửu Long có những đỉnh cao vào cuối mùa mưa.
2.2.3 Nước dâng trong bãoMực nước cũng thay đổi như là một hàm với tác động gió và áp suất khí quyển thay đổi trên mặt nước. Nước dâng trong bão là kết quả của tác động kết hợp của áp lực gió trên bề mặt nước, sự giảm áp lực của khí quyển, giảm độ sâu của nước tại bờ biển và ranh giới của nước biển ven bờ. Nước dâng trong bão không bao gồm các ảnh hưởng của thủy triều thiên văn. Tuy nhiên, hiệu ứng kết hợp của thiên văn và khí tượng nước dâng thường được gọi là nước dâng do bão - biểu hiện phổ biến cho một mức độ nước cao bất thường và phá hoại dọc theo bờ (Mangor, 2004).
Gió mùa mạnh có thể dẫn đến độ cao nước cao hơn ở Đồng Bằng Sông Cửu Long. Trong sự kết hợp với triều cường này tạo ra nước dâng trong bão với mực nước được nâng lên đến 0,8 - 0,9 m.
Sóng lớn trong một cơn nước dâng trong bão có thể gây ra phá hủy cơ sở hạ tầng tiếp xúc dọc theo bờ biển. Sóng phá hoại rừng ngập mặn, xuyên qua vành đai mỏng của rừng ngập mặn và xói mòn đê biển bằng đất. Đê đất bị lộ ra bởi sự phá hủy rừng ngập mặn đặc biệt nguy hiểm và có thể bị vỡ trong một sự kiện cực đoan. Việc chuyển đổi rừng ngập mặn thành ao nuôi thủy sản đã làm cho nhiều cơ sở hạ tầng bị tiếp xúc với nước dâng trong bão nhiều hơn.
Sự gia tăng mực nước biển theo dự tính của các mô hình khí hậu sẽ làm tăng chiều cao của mực nước dâng trong bão lên tới 1 m. Mực nước này với chiều cao kết hợp với sóng của 1 - 2 m sẽ dẫn đến tràn đê vốn được xây dựng theo đề nghị hiện tại của tiêu chuẩn. Sóng cũng sẽ có thể xâm nhập sâu hơn vào rừng ngập mặn và một vành đai rừng khoảng 20 - 30 m sẽ không bảo vệ đầy đủ đối với đê đất.
Khi gió thổi từ phía tây bắc, huyện Ngọc Hiển (bán đảo ở mũi Cà Mau) thì theo hướng gió của một đà gió đáng kể và mực nước cao hơn. Tương tự là trường hợp của gió đông bắc mạnh. Ngọc Hiển như vậy và đặc biệt là tiếp xúc với nước dâng do bão từ gió mùa mạnh từ cả hai, gió SW và gió NW và rất dễ bị tổn thương do nước dâng trong bão (ADB, 2011).
2.2.4 Nước biển dâng và lún nềnNước biển dâng và lún là những thay đổi dài hạn tương ứng của mực nước và độ cao của đất.
đường thủy triều tại Mỹ
Thanh
đường thủy triều tại Sông
Đốc
thời gian
thời gian
Figure 5: Semi-diurnal tide and spring-neap cycle at My Than River
200
-200
0
0
ngày thứ 5 ngày thứ 10 ngày thứ 15 ngày thứ 20 ngày thứ 25 ngày thứ 30
ngày thứ 5 ngày thứ 10 ngày thứ 15 ngày thứ 20 ngày thứ 25 ngày thứ 30
mực
nướ
c [c
m]
mực
nướ
c [c
m]
40
20
-20
-40
C
M
Y
CM
MY
CY
CMY
K
Mekong_RZ_Teil_A6b.pdf 5 10.10.13 12:24
Hình 5: Thủy triều bán nhật triều và chu kỳ triều cường triều kém tại cửa Mỹ Thanh (trên) và chế độ nhật triều
tại các cửa sông Sông Đốc trên bờ biển phía tây của
tỉnh Cà Mau (dưới) (Nguồn: SIWRR)
ánh trong những khu vực bãi thủy triều rộng và có thể được tìm thấy ví dụ ở bờ biển phía đông của Đồng Bằng Sông Cửu Long.
Bờ biển của Đồng Bằng Sông Cửu Long bị ảnh hưởng bởi hai chế độ thủy triều: Khu vực từ cửa sông Mê Kông đến mũi Cà Mau tại điểm cực nam của Việt Nam được thống trị bởi thủy triều bán nhật triều. Ở cửa sông Hậu (Bassac River) biên độ thủy triều là 3,5 m khi triều cường và giảm về hướng mũi Cà Mau. Bờ biển phía tây của Đồng Bằng Sông Cửu Long chủ yếu là nhật triều. Ở đây, biên độ thủy triều là khoảng 1,0 m.
Biểu đồ phía trện của Hình 5 diễn tả mực nước thủy triều tại cửa sông Mỹ Thanh ở bờ biển phía đông bắc của tỉnh Sóc Trăng. Sự thay đổi mực nước của bán nhật triều với triều cường và triều kém có chu kỳ hai tuần một lần là rõ ràng. Biểu đồ phía dưới của Hình 5 cho thấy nhật triều tại cửa sông Đốc ở bờ biển phía tây nam của tỉnh Cà Mau. Việc so sánh hai đường cong thủy triều không những cho thấy sự khác biệt chung giữa bán nhật triều và nhật triều, mà còn là biên độ khác nhau của thủy triều ở Biển Đông và Vịnh Thái Lan (Xin lưu ý sự khác biệt đối với quy mô của mực nước).
2
22 23
2.2.4.2 Lún nền đấtLún của mặt đất ở vùng ven biển sẽ được trải nghiệm như là một mực nước biển dâng lêntương đối và sẽ gây ra xói mòn ở phần trên của mặt cắt bờ biển. Lún có thể là một hiện tượng tự nhiên trong vùng đồng bằng bao gồm bùn cát mịn, nhưng cũng có các hoạt động của con người gây ra, chẳng hạn như bơm hút nước ngầm và / hoặc dầu khí và đã dẫn đến sụt lún nghiêm trọng (Mangor, 2004).
Lún do khai thác nước ngầm ở hạ Đồng Bằng Sông Cửu Long không có dữ liệu, ngoại trừ kết quả ban đầu của Viện Địa kỹ thuật Na Uy (NGI) ở tỉnh Cà Mau. Trong năm 2012, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (MARD) và Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam (SIWRR) đã cung cấp cho NGI với một số dữ liệu theo mức độ bơm nước ngầm ở Cà Mau. Thông tin thu thập cho thấy nước ngầm bơm từ các tầng ngậm nước sâu là khá phong phú. Tổng cộng có 109.096 giếng tồn tại trong khu vực, và tổng số lượng nước ngầm được bơm ra tương ứng với 373.000 m3/ngày đêm. Số liệu này làm cho NGI rất lo ngại về khả năng sụt lún trên hoặc cố kết của mặt đất do nước ngầm đang bơm. Dựa trên dữ liệu này, NGI thực hiện dự tính ban đầu cho lún hoặc cố kết với tốc độ 1,9 đến 2,8 cm/năm.
Kịch bản Khu vực Mốc thời gian trong thế kỷ 21
2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100
Phát thải thấp (B1)
Kê Gà – Mũi Cà Mau 8-9 11-13 17-19 22-26 28-34 34-42 40-50 46-59 51-66
Mũi Cà Mau – Kiên Giang 9-10 13-15 18-21 24-28 30-37 36-45 43-54 48-63 54-72
Phát thải trung bình (B2)
Kê Gà – Mũi Cà Mau 8-9 12-14 17-20 23-27 30-35 37-44 44-54 51-64 59-75
Mũi Cà Mau – Kiên Giang 9-10 13-15 19-22 25-30 32-39 39-49 47-59 55-70 62-82
Phát thải cao (A1FI)
Kê Gà – Mũi Cà Mau 8-9 13-14 19-21 26-30 35-41 45-53 56-68 68-83 79-99
Mũi Cà Mau – Kiên Giang 9-10 14-15 20-23 28-32 38-44 48-57 60-72 72-88 85-105
2.2.4.1 Nước biển dângTheo báo cáo đánh giá lần thứ tư của Ủy ban liên chính phủ về lĩnh vực biến đổi khí hậu ven biển ở châu Á, đặc biệt là vùng đồng bằng đông dân cư trong khu vực Đông Nam Á, sẽ là nguy cơ cao nhất do lũ lụt tăng lên từ biển và từ các con sông (IPCC, 2007). Mực nước biển dâng cũng sẽ có tác động rất lớn về hình thái ven biển lâu dài. Độ lớn của mực nước biển dâng này vẫn là chủ đề của nghiên cứu và thảo luận quốc tế. Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu nói rằng trong suốt 100 năm qua, mực nước biển trung bình đã tăng từ 10 đến 25 cm.
Các mô hình khí hậu đại dương-khí quyển tích hợp dự báo sự gia tăng mực nước biển toàn cầu là 18-38 cm cho một kịch bản phát thải thấp và 26-59 cm cho một kịch bản phát thải cao trong quá trình của thế kỷ này. Tất nhiên nước biển dâng dự kiến sẽ thay đổi từ vùng này đến vùng khác. Phạm vi của 9-88 cm đã được chỉ ra trong Báo cáo đánh giá thứ ba (IPCC, 2001) đã được sửa chữa bởi vì tính chưa chắc chắn của một số tham số có thể được giảm.
Đối với Đồng Bằng Sông Cửu Long một thống kê của các mô hình biến đổi khí hậu chi tiết đã được đưa ra. Chi tiết vùng khu vực này trong các kịch bản nước biển dâng mực khác nhau tùy thuộc vào kịch bản phát thải. Vào cuối thế kỷ 21, mực nước biển từ Cà Mau đến Kiên Giang có thể tăng lên đến 72 cm (kịch bản phát thải thấp) và 105 cm (kịch bản phát thải cao) tương ứng (IMHEN, 2011).
Trong năm 2012, Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố tỷ lệ ước tính mực nước biển dâng tùy thuộc vào
các kịch bản phát thải khác nhau. Các dữ liệu của mực nước biển dâng ở hạ Đồng Bằng Sông Cửu Long được trình bày trong Bảng 1.
Mực nước biển dâng sẽ làm gia tăng nguy cơ lũ lụt của các vùng trũng thấp và các khu vực được bảo vệ bờ biển. Vì vậy, các dự án quốc phòng biển trong tương lai nên xem xét sự gia tăng mực nước biển dự kiến. Một giá trị dự kiến mực nước biển dâng nên được bao gồm trong suốt cuộc đời nhất định của hệ thống bảo vệ. Một khả năng khác là để theo dõi sự gia tăng mực nước biển và điều chỉnh hệ thống phòng thủ theo yêu cầu. Trong mọi trường hợp, sự gia tăng mực nước biển được đưa ra cho các thiết kế linh hoạt.
Một tác động nữa của mực nước biển dâng là chế độ trầm tích thay đổi trong các đoạn thấp của các cửa sông sẽ làm tăng sự thiếu hụt trong việc cung cấp cát đến bờ biển trong khi cũng làm gia tăng trực tiếp xói mòn bờ biển gây ra bởi mực nước biển.
Song song với mực nước biển dâng cao, vận tốc gió sẽ tăng lên. Điều này có nghĩa rằng các sự kiện cực đoan như nước dâng trong bão sẽ còn nghiêm trọng hơn. Nếu một cơn bão với cùng một đặc điểm của bão Linda đã đi qua bán đảo Cà Mau khi thủy triều lên, mực nước dự dự báo kết hợp với sóng lớn hơn sẽ dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng của đê biển và làng cá ở các cửa sông và cửa kênh dọc theo bờ biển. Huyện Ngọc Hiển sẽ gần như hoàn toàn ngập nước và dòng chảy rất mạnh được dự đoán sẽ chảy qua sông Cái Lớn dẫn đến xói mòn dọc theo biên giới phía nam của huyện Năm Căn (ADB, 2011).
2
4 http://tnmtcaobang.gov.
vn/index.php/vi/download/Du-lieu/Kich-ban-bien-doi-khi-hau-nuoc-bien-
dang-cho-Viet-Nam-Phan-2-Ban-do-va-
bang-bieu-cua- Kich-ban/
Bảng 1: Mực nước biển dâng ở Đồng Bằng Sông Cửu Long với các kịch bản phát thải (cm) 4
24 25
Hình 6: Sơ đồ vận chuyển bùn cát dọc bờ biển
2.4.1 Vận chuyển bùn cát dọc bờVận tải trầm tích ven biển là một thuật ngữ được sử dụng cho vận chuyển bùn cát dọc theo bờ biển. Việc vận chuyển ven biển còn được gọi là vận chuyển bùn cát dọc bờ hoặc trôi dạt ven biển. Vận chuyển bùn cát thường được mô tả theo giả định rằng bờ biển gần như là thẳng gần như song song với đường đẳng độ sâu. Giả định này thường là rất hợp lý, đặc biệt là nếu các phần của bờ biển không phải là quá dài và nếu một sự chuyển tiếp dần dần giữa các phần này được giả định (Mangor, 2004).
Dòng chảy dọc bờ chi phối trong khu vực gần bờ. Dòng chảy dọc bờ được tạo ra bởi các thành phần song song bờ của ứng suất tiếp liên quan đến quá trình phá vỡ của sóng xiên đến. Dòng chảy dọc bờ trong bão có thể đạt quá tốc độ 2,5 m/s. Khi sóng hướng vào bờ biển xiên góc, khúc xạ có xu hướng biến các mặt sóng để chúng gần như song song với đường bờ biển. Cùng lúc, khi tiếp cận khu vực sóng vỡ, chúng tạo dềnh sóng, có nghĩa là chúng trở nên dốc hơn và cao hơn. Cuối cùng, những con sóng bị phá vỡ. Trong quá trình sóng vỡ, những nhiễu động liên quan gây ra một số trầm tích đáy biển ở dạng lơ lửng. Những trầm tích lơ lửng này, cộng với một số các lớp trầm tích dưới đáy biển, sau đó được vận chuyển dọc theo bờ
biển cùng với dòng chảy dọc bờ, chúng đạt lớn nhất ở đường sóng vỡ. Hai cơ chế vận chuyển được gọi là vận chuyển lơ lửng và vận chuyển bùn cát đáy, tương ứng. Tổng của các vận chuyển là vận chuyển bùn cát ven biển (xem Hình 6, The Open University, 2006).
Mức độ vận chuyển bùn cát ven biển phụ thuộc vào chiều cao sóng, hướng sóng và kích thước hạt của trầm tích hiện có. Vận chuyển bùn cát cũng phụ thuộc vào dòng chảy biển, mặc dù ở một mức độ nhỏ hơn phụ thuộc vào các điều kiện sóng. Tuy nhiên, thủy triều và cả dòng chảy biển có thể có một ảnh hưởng đáng kể các điều kiện vận chuyển đối với môi trường thủy triều vĩ mô. Tích cực hay tiêu cực tương quan giữa sóng và biến đổi mực nước có thể là quan trọng cho các trầm tích gần công trình lớn. Độ lớn của dòng dọc bờ thay đổi tỷ lệ thuận với căn bậc hai của chiều cao sóng và với sin(2α), với α là góc tới của sóng tại đường sóng vỡ. Vì vị trí của đường sóng vỡ liên tục thay đổi do sự bất thường của trường sóng tự nhiên, phân bố dòng chảy dọc bờ biển cũng thay đổi tương ứng (The Open University, 2006).
Bùn cát mịn có tính dính, mà nó có thể có mặt trong các phần bên ngoài của mặt cắt, sẽ bị lơ lửng trên toàn bộ cột nước và cũng sẽ có xu hướng lan truyền qua
Biến đổi mực nước gây ra bởi thủy triều thiên văn tạo ra các dòng thủy triều. Dòng thủy triều mạnh nhất trong eo biển nơi mà dòng chảy bị ép vào một khu vực hẹp. Dòng thủy triều quan trọng nhất liên quan đến hình thái ven biển là dòng chảy được tạo ra trong các cửa triều. Vận tốc điển hình tối đa hiện nay ở các cửa thủy triều khoảng 1 m/s, trong khi dòng chảy thủy triều trong eo biển ở các cửa sông có thể đạt tốc độ cao như khoảng 3 m/s (The Open University, 2006).
Các phần tử nước dưới sóng ở nước sâu di chuyển trên quỹ đạo gần như tròn. Ở bề mặt, đường kính quỹ đạo tương ứng với chiều cao sóng. Đường kính giảm theo hàm số mũ với độ sâu tăng, cho đến khi đạt được độ sâu khoảng một nửa chiều dài sóng. Ở vùng nước nông, nơi độ sâu của nước nhỏ hơn một nửa chiều dài sóng, các quỹ đạo trở nên dần dần phẳng với độ sâu. Các quỹ đạo gần như ngang tạo ra các dòng chảy với vận tốc (vận tốc quỹ đạo) của cùng một độ lớn như các dòng thủy triều.
Gió tạo ra dòng chảy được gây ra bởi các hành động trực tiếp của ứng suất gió trên mặt nước. Dòng chảy do gió được tạo ra thường nằm ở lớp trên mặt của khối nước và do đó không quan trọng đối với hình thái học của đáy biển. Trong vùng nước ven biển và đầm phá rất nông, gió tạo ra hiện tại có thể, tuy nhiên, có một vài tầm quan trọng. Gió tạo ra dòng chảy tốc độ thường là ít hơn 5% của tốc độ gió (Mangor, 2004). Trong gió mùa Đông Bắc, các dòng hải lưu ở Biển Đông đang hướng về phía Tây Nam, trong khi vào mùa gió mùa Tây Nam, dòng chảy ven bờ biển của Việt Nam lại hướng đến phía Đông Bắc (Hu et al., 2000).
Dòng chảy trong bão được tạo ra bởi hiệu ứng tổng ứng suất cắt gió và chênh lệch áp lực khí quyển trên toàn bộ diện tích nước bị ảnh hưởng bởi một cơn bão cụ thể. Loại dòng chảy này là tương tự như các dòng thủy triều. Vận tốc dòng chảy hướng ngang tuân theo một phân phối logarit trong mặt cắt và có những đặc điểm tương tự như dòng chảy thủy triều. Nó mạnh nhất ở độ sâu nước lớn xa đường bờ biển và trong khu vực kín, chẳng hạn như eo biển và cửa thủy triều (Mangor, 2004).
Xói mòn và bồi tụ ven biển là những quá trình phức tạp tùy thuộc vào ảnh hưởng khác nhau. Các yếu tố chính là vận chuyển bùn cát dưới ảnh hưởng của dòng chảy và sóng, động lực tổng thể của các bãi biển trong một vùng ven biển mà cũng còn tác động của con người (Prasetya, 2006).
Do tính chất có hướng, vận chuyển bùn cát ở bờ biển có thể được chia thành:
• Vận chuyển bùn cát vuông góc với bờ (vào và xa bờ) và
• Vận chuyển bùn cát dọc bờ.
Vận chuyển bùn cát ven biển qua vuông góc với bờ gây ra thay đổi hình thái ngắn hạn, ví dụ như trong các cơn bão. Vận chuyển dọc bờ biển ven biển gây ra những thay đổi dài hạn của hình thái một vùng ven biển.
Bùn cát được vận chuyển khi ứng suất tiếp, gây ra bởi sự chuyển động của nước, đủ lớn để bắt đầu một sự chuyển động của các hạt đơn lẻ. Ứng suất tiếp có thể được gây ra bởi dòng chảy, vận tốc quỹ đạo của sóng hoặc kết hợp cả hai.
2.3 Dòng chảy 2.4 Hình thái thủy động lưc ven biển
2
26 27
2.4.2 Vận chuyển bùn cát vuông góc với bờTại một bờ biển thẳng, sóng trực giao vào bờ tạo ra vận chuyển nước tổng theo hướng sóng. Điều này dẫn đến nước vật ở trong vùng sóng vỡ, được gọi là tạo sóng và có thể tăng lên trong những trận bão do gió thổi. Độ chênh lệch của mực nước tại khu vực sóng vỡ dẫn đến dòng chảy hướng ra biển, và nó cân bằng với các dòng chảy hướng vào bờ. Dòng chảy hướng vào đất liền chảy ở bề mặt, dòng hướng ra biển hướng chạy ở phía dưới đáy. Dòng chảy phụ thuộc vào chiều dài và chiều cao của sóng, dòng thủy triều và ma sát đáy. Nếu chênh lệch mực nước và các thông số của sóng là hằng số, mặt cắt bãi biển được hình thành, nó ở trạng thái cân bằng với sóng và ổn định miễn là điều kiện sóng không thay đổi (Dean, 1987; Dean, 1991).
Bờ biển tự nhiên với thủy triều hàng ngày cũng như theo mùa thay đổi điều kiện sóng để tránh cấu hình cân bằng. Mặt cắt bãi biển phản ứng trên tất cả các thay đổi của các tham số sóng với các nỗ lực để tạo thành một mặt cắt cân bằng mới. Kết quả là một sự vận chuyển bùn cát ngang bờ dao động.
Sự vận chuyển hướng về đất liền được gây ra bởi sóng dài và phẳng (ví dụ như sóng dềnh). Sự vận chuyển hướng ra biển xảy ra chủ yếu trong quá trình sóng ngắn và dốc và dẫn đến xói mòn của bãi biển. Hình 8 cho thấy sơ đồ thay đổi bãi biển do một sự kiện bão. Nếu mặt cắt không phải là ở trạng thái cân bằng do gia tăng các hoạt động của sóng, đầu tiên là phần trên của mặt cắt sẽ bị xói mòn. Vật liệu lắng đọng ở phần dưới của mặt cắt và dẫn đến làm phẳng mặt cắt. Kết quả là năng lượng sóng được phân bố trên một diện tích lớn hơn và tốc độ xói mòn giảm. Khi mặt cắt đạt
tới cân bằng, tốc độ xói mòn trở nên gần như bằng không (CEM, 2002).
Khái niệm về mặt cắt cân bằng là một khái niệm khá thô thiển của mặt cắt ven biển vì nó không giải thích được sự tạo thành các bãi (bar) vv. Tuy nhiên, khái niệm về mặt cắt cân bằng là một “công cụ” thực tế cho việc phân tích các điều kiện ven biển và như đã đề cập, để cân nhắc trong thiết kế sơ bộ.
Mối tương quan giữa kích thước hạt, mặt cắt cân bằng và điều kiện sóng cho thấy rằng nó là rất quan trọng trong việc nuôi dưỡng bãi biển sử dụng vật liệu thô như hay thô hơn so với các vật liệu chính gốc. Nếu không lượng cát nuôi dưỡng ngay lập tức sẽ được vận chuyển ra ngoài trong nỗ lực của tự nhiên để hình thành mặt cắt cân bằng phẳng và mới hơn, phù hợp với cát mịn (Mangor, 2004).
Hình 8: Sơ đồ hóa sự thay đổi của mặt cắt bờ biển do một sự kiện bão (điều chỉnh từ CEM, 2002)
Hình 7: Hệ thống vận
chuyển bùn cát đóng và mở (CEM, 2002)
toàn bộ mặt cắt biển trong quá trình tiếp xúc với sóng mạnh. Bất kỳ sự thay đổi nào trong thủy động lực học, hay điều kiện độ sâu sẽ “ngay lập tức” gây ra sự thay đổi tương ứng trong khả năng vận chuyển và do đó cũng trong thay đổi hình thái (Mangor, 2004). Kết quả này, chẳng hạn thể hiện sự tích tụ trầm tích phía sau đê chắn sóng và hàng rào chắn.
Những tác động của thay đổi hình thái của một bờ biển gây ra bởi vận chuyển bùn cát dọc bờ phụ thuộc vào các đơn nguyên địa vật lý biển. Hệ thống mở và đóng bùn cát phải đượt phân biệt (xem Hình 7). Trong hệ thống mở, khu vực tiếp xúc lộ ra là một nguồn trầm tích và trầm tích xói mòn được vận chuyển trong khu vực sóng vỡ dọc bờ biển. Ở cuối của một đơn nguyên địa vật lý biển, các trầm tích rời khỏi vùng ven biển và tích tụ (ví dụ, mũi cát nhô ra) tạo thành các khu vực có dòng chảy và tác động của sóng giảm (CEM, 2002). Bờ biển phía Đông Nam của Đồng Bằng Sông Cửu Long
với mũi nhô của nó ở phía nam của mũi Cà Mau là một hệ thống mở như vậy. Trong hệ thống khép kín, đơn nguyên địa vật lý nằm giữa các mũi cố định, chẳng hạn như mũi đá. Trong hệ thống khép kín, vận chuyển bùn cát ngang và dọc bờ dẫn đến một bờ biển dao động, và các trầm tích không rời khỏi hệ thống. Xói mòn và bồi tụ được cân bằng, trong khi đó ở hệ thống mở xói mòn mất cân bằng ở phần ven biển nào đó.
2
28 29
chỉ được tìm thấy rất gần với đáy biển (Van Rijn, 2005).Trong quá trình của một chu kỳ thủy triều, trầm tích của các khu vực bãi triều nằm trong các quá trình vận chuyển khác nhau. Van Rijn (1993) phân biệt lắng chìm, bồi lắng, cố kết và xói mòn.
Parker (1986) đã phát triển một mô hình, trong đó cho thấy các quá trình và mối tương quan từ trầm tích di động cho đến nền đáy cố kết. Trong các giai đoạn hoạt động tăng lên của dòng chảy và sóng trầm tích cân bằng trong cột nước và được vận chuyển bằng chuyển động của nước (lơ lửng di động). Nếu cường độ của những biến động dòng chảy giảm (ví dụ như do các biện pháp công trình như hàng rào) và lực hấp dẫn quá cân bằng, bùn cát bắt đầu lắng đọng. Lực hút của các hạt kết dính gây ra sự hình thành của các kết tủa bao gồm một số các hạt trầm tích. Với sự gia tăng kích thước kết tủa, tốc độ lắng chìm gia tăng so với các hạt đơn lẻ. Nếu nồng độ bùn cát vượt quá mức nào đó, các kết tủa hạn chế bản thân chúng và vận tốc lắng chìm giảm một lần nữa (hindered settling). Giai đoạn vận chuyển nếu không thể có sự chuyển động ngang nào nữa, nhưng chỉ có lắng chìm theo phương đứng với vận tốc lắng chìm giảm đáng kể, được gọi là ổn định lơ lửng.
Dòng chảy và các tác động của sóng có thể vận chuyển các kết tủa từ trạng thái lơ lửng ổn định sang trạng thái di động một lần nữa. Trọng lượng của chính các hạt trầm tích ở phía dưới đáy làm đặc thêm vật liệu. Nước lỗ rỗng trong không gian rỗng giữa các hạt được đẩy ra trong quá trình này. Sự nén chặt của các trầm tích bằng chính trọng lượng riêng của mình cùng với với sự tách nước lỗ rỗng được gọi là cố kết.
Đất cố kết có thể tiến triển tiếp tục miễn là dòng chảy và sóng là không đủ mạnh để làm xói mòn các vật liệu lắng đọng. Điều này xảy ra trong thời gian nước đứng và thủy triều thấp, khi các bãi triều khô ráo. Sự cố kết trầm tích có tính dính dẫn đến tăng sự ổn định chống xói mòn, các trầm tích không tái lơ lửng ngay cả khi tăng vận tốc dòng chảy và nhiễu động. Độ cao đáy tăng đến một mức độ nhất định, và giai đoạn này của sự ổn định chống xói mòn được gọi là bùn lắng đọng hay đáy lắng đọng (Migniot et al., 1981).
2.4.3 Vận chuyển bùn cátPhần lớn nhất của bùn cát (hơn 90%) được vận chuyển trong trạng thái lơ lửng, phần còn lại được vận chuyển gần đáy trong trạng thái nhảy. Do vận tốc lắng chìm của bùn cát không kết dính như cát lớn, phần nhiều là vận chuyển như tải cát đáy. Bùn cát mịn, có tính dính chủ yếu vận chuyển trong trạng thái lơ lửng (xem Hình 9; Soulsby, 1997).
Nếu thay đổi điều kiện thủy động lực học, sự vận chuyển cát sẽ phản ứng về điều này ngay lập tức, sự vận chuyển bùn cát mịn sẽ chỉ phản ứng chậm. Đây là cái gọi là hiệu ứng trễ (Van Rijn, 1993).
Cảng, được xây dựng trong môi trường nơi mà vận chuyển bùn cát mịn diễn ra, sẽ được tiếp xúc với sự bồi lắng do bị trao đổi với nước và bùn cát mịn lơ lửng. Bồi lắng tỷ lệ thuận với việc trao đổi nước. Cát có thể hình thành mặt cắt ổn định và bờ biển ở trong một môi trường sóng chiếm ưu thế, nhưng không phải là với trường hợp với bùn. Bờ biển bùn do đó chỉ được tìm thấy trong môi trường khá yên tĩnh tương ứng với điều kiện sóng hoặc trong môi trường nơi có một nguồn cung cấp dồi dào bùn cát mịn.
Đường bờ biển bùn như vậy thường được che phủ bởi thảm thực vật, ví dụ như trong các dạng của rừng ngập mặn và thường được tạo bởi độ dốc thoải hoặc bãi thủy triều. Môi trường hỗn hợp với bờ biển sóng tiếp xúc bờ cát hoặc bãi triều cát xen kẽ với bãi thủy triều thống trị bởi bùn và khu vực bùn sâu hơn được nhìn thấy khá thường xuyên. Môi trường như vậy cần xem xét đặc biệt liên quan đến các dự án quản lý bờ biển (Mangor, 2004).
Hầu hết việc vận chuyển bùn cát không dính kết (cát) diễn ra trong môi trường sóng thống trị. Trong các kênh thủy triều tại các cửa sông và cửa thủy triều vận chuyển trầm tích cát chủ yếu là thống trị bởi dòng thủy triều (Soulsby, 1997).
Vận tốc lắng chìm của các hạt bùn cát vận chuyển là sự khác biệt lớn giữa môi trường bùn cát không dính kết và dính kết, thường được gọi là bùn. Tuy nhiên, một sự khác biệt lớn là các lực gắn kết giữa các hạt trầm tích đơn lẻ, nó là đặc trưng cho trầm tích dính kết. Vận tốc lắng chìm của các hạt cát là tương đối cao trong khi tốc độ lắng chìm của các hạt bùn là tương đối thấp. Điều này ngụ ý rằng bùn cát mịn bị lơ lửng gần như đồng đều trên toàn bộ cột nước, trong khi cát lơ lửng
Hình 9: Quá trình vận
chuyển bùn cát (điều chỉnh từ Soulsby, 1997)
2
30 31
Sự rút lui của đường bờ dẫn đến sự mất đất và đe dọa các cộng đồng ven biển. Vì vậy, sự phát triển của bờ biển là một chủ đề lớn và quan trọng là phải hiểu rõ nguyên nhân của sự xói mòn để có thể dự báo sự phát triển lâu dài của bờ biển và lập kế hoạch các biện pháp đối phó thích hợp.
Lý do cơ bản của hầu hết các thay đổi đường bờ là một sự chênh lệch trong vận chuyển bùn cát ven biển. Nếu một phần bờ nào đó có sự gia tăng sức tải với hướng vận chuyển tổng cộng, phần này sẽ gây ra xói mòn.
Trong các sự kiện cực đoan với sóng lớn, có thể từ hướng không điển hình, kết hợp với nước dâng trong bão, hai khía cạnh cần phải được xem xét trong mối quan hệ với sự phát triển bờ biển:
• Mất cát phía ngoài khơi: Mặt cắt sẽ không được ở trạng thái cân bằng trong điều kiện nước dâng do bão và vận chuyển cát ra nước ngoài sẽ gây ra xói mòn ở phần bên trong của mặt cắt ven biển dẫn đến sự rút lui của các bờ biển và bờ biển. Việc định hình lại của mặt cắt cân bằng sau khi cơn bão, thông thường sẽ được rất chậm và không hoàn chỉnh. Điều này có nghĩa rằng sự mất mát ra ngoài khơi trong các sự kiện như vậy là một khía cạnh quan trọng của sự xói mòn ven biển và đã được đưa vào xem xét trong việc thiết kế các biện pháp quản lý bờ biển. Tương tự như vậy, một mực nước biển dâng cao vĩnh viễn sẽ gây ra xói mòn ven biển vĩnh viễn.
• Mất cát dọc bờ: Điều này xảy ra trong một sự kiện cực đoan, khi điều kiện sóng khác với điều kiện sóng hiện hành, cả hai đều liên quan đến chiều cao, chu kỳ và hướng. Khí hậu sóng bình thường có thể, ví dụ, khí hậu gió mùa, trong đó khí hậu cực đoan có thể bị chi phối bởi các cơn bão. Thậm chí nếu các điều kiện cực đoan vẫn thể hiện chính xác đại diện thống kê trong khí hậu sóng bình thường, tần số xuất hiện sẽ là rất nhỏ, điều đó có nghĩa rằng nó sẽ chỉ đóng một vai nhỏ trong tổng lượng trầm tích. Tuy nhiên, vào ngày xảy ra sự kiện cực đoan, có thể có một tỷ lệ vận chuyển bùn cát ven biển lớn và chênh lệch, nó lần lượt sẽ gây ra những thay đổi lớn đến đường bờ và bờ biển.
Mô tả ở trên cho thấy rằng điều quan trọng là nghiên cứu “sự kiện bình thường” cũng như sự kiện cực đoan liên quan đến sự phát triển bờ biển và xói mòn bờ biển.Quá trình bùn cát dọc bờ và ngang bờ thường được phân tích một cách riêng biệt, mặc dù điều đó không phải là hoàn toàn chính xác, nhưng xem xét các công cụ có sẵn nó đã là khả năng duy nhất (Mangor, 2004).
2
2.5 Sư phát triển bờ biển tổng thể
32 33
Phần này đưa ra sự phân loại các cấu hình ven biển khác nhau. Các loại cấu hình được thảo luận giới hạn đến các cấu hình ven biển có thể được tìm thấy ở hạ du Đồng Bằng Sông Cửu Long.
3.1.1 Bờ biển bùn cát trung bìnhBờ biển vận chuyển bùn cát vừa phải được đặc trưng bởi một bãi biển hẹp. Bờ biển có thể bao gồm các cồn nhỏ hoặc vách đá.
Đây là loại mặt cắt bờ biển bình thường tồn tại trong kết nối với các đường bờ biển phải đối mặt với các mặt nước tương đối nhỏ với kích thước điển hình từ 10 đến 100 km. Môi trường sóng bão có chiều cao sóng có nghĩa Hs từ 1 đến 3 m và chế độ thủy triều là thủy triều nhỏ đến trung bình. Tổng vận chuyển ven biển là tương đối nhỏ, trong khoảng 10.000 đến 50.000 m³ mỗi năm, và khu vực vận chuyển cát ven biển là tương đối hẹp, thường 50 đến 300 m (Mangor, 2004).
3.1.2 Bờ biển được bảo vệ hoặc đầm lầy Bờ biển được bảo vệ có thể được tìm thấy trong sự kết nối với đường bờ biển bao quanh các khu nước nhỏ
như cửa sông và đầm phá với các kích thước điển hình ít hơn 10 km. Chúng có đặc điểm là một bãi biển hẹp hoặc rất thường xuyên thiếu bãi biển cát. Bờ biển này thường được có thảm thực vật ra tận bãi biển (xem Hình 10).
Bờ biển được bảo vệ có thể xảy ra dưới chế độ triều nhỏ đến trung bình và có thể đến chế độ nước dâng do bão vĩ mô. Việc vận chuyển bùn cát ven biển sẽ ít hơn 5.000 m³ mỗi năm và sẽ khó có bất kỳ khu vực vận chuyển bùn cát ven biển nào (Mangor, 2004).
Bờ biển được bảo vệ sẽ thường không bị xói mòn, nhưng nó có thể tiếp xúc với lũ lụt. Bờ biển được bảo vệ thông thường sẽ không có giá trị giải trí (Schwartz, 2005).
3.1.3 Bờ biển phẳng bãi thủy triềuBờ biển phẳng bãi triều được đặc trưng bởi một bãi biển rất rộng và bằng phẳng, gọi là bãi triều. Đây là loại mặt cắt biển phát triển khi quá trình thủy triều chi phối quá trình sóng (xem Hình 11).
Hình 10: Bờ biển được bảo vệ ở tỉnh Kiên Giang (Ảnh: GIZ Kiên Giang)
3.1 Mặt cắt bờ biển
PHÂN LOẠI BỜ BIỂN
Mặt cắt bờ biển chủ yếu là phụ thuộc vào các điều kiện sóng, chế độ thủy triều, điều kiện nước dâng do bão và loại trầm tích có sẵn trong khu vưc. Hơn nữa, các đặc điểm có hướng của môi trường sóng, sư cung cấp trầm tích khu vưc ven biển và các yếu tố địa chất và sinh học có một ảnh hưởng định hình bờ biển.
3
34 35
3.1.4 Bờ biển gió mùa hoặc bờ biển nước dềnhBờ biển gió mùa và bờ biển nước dềnh được đặc trưng bởi sự tiếp xúc với sóng liên tục. Chiều cao sóng trung bình thường vào khoảng Hs=1-2 m và sóng cực trị nhỏ hơn xấp xỉ Hs=3 m. Những điều kiện ven biển này thường xảy ra trong môi trường với một nguồn phong phú của cát và trầm tích hạt mịn từ các dòng sông nhiệt đới. Sự kết hợp của hỗn hợp trầm tích và môi trường sóng tương đối ổn định tạo ra một sự phân loại rất rõ ràng của các trầm tích. Điều này dẫn đến sự hình thành của một bãi biển cát hẹp và một bãi trước cát ra tới độ sâu 3 - 4 m. Chiều rộng của các bãi trước này thường là ít hơn 200 - 300 m (Mangor, 2004).
Các vật liệu bãi biển thường bao gồm cát trung bình được sắp xếp khá tốt. Ngoài mặt bãi cát này, vật liệu đáy thường chuyển đột ngột tới đất mịn hoặc bùn và độ dốc của bãi biển trở nên phẳng hơn nhiều. Vật liệu đáy mịn ngoài khơi chỉ trở nên lơ lửng và vận chuyển
Hình 12: Bờ biển gần cửa Định An tại phía đông bắc tỉnh Sóc Trăng (Ảnh: Albers)
trong phần thô của thời kỳ gió mùa. Dưới những điều kiện này, có sự vận chuyển vật liệu mịn đáng kể phía trên đỉnh của việc vận chuyển cát. Hình 12 cho thấy một ví dụ về một bờ biển gió mùa gần cửa Định An ở phía đông bắc của tỉnh Sóc Trăng.
Khí hậu sóng gió mùa thì theo mùa, trong khi điều này hiếm khi trường hợp với khí nước dềnh. Bờ biển gió mùa thường chỉ được sử dụng để giải trí trong thời gian yên tĩnh bởi vì những con sóng quá thô trong thời kỳ gió mùa. Hơn nữa, nước thường đục trong phần lớn của thời kỳ gió mùa (Schwartz, 2005).
Nếu không có nguồn cung cấp cát đến bờ biển, bờ biển gió mùa và nước dềnh thường tiếp xúc với xói mòn. Các vấn đề khác điển hình là bồi lắng tại các cảng và các vị trí đóng của các cửa sông do các mô hình mưa theo mùa và điều kiện sóng.
Chiều rộng và đặc tính của các vùng nội địa của các bờ biển bãi triều chủ yếu phụ thuộc vào điều kiện nước dâng do bão và điều kiện chung về địa chất và hình thái khu vực. Bờ biển nằm thấp được tiếp xúc với lũ lụt thường xuyên trong thời kỳ nước dâng do bão. Trong trường hợp này bảo vệ biển, chẳng hạn như đê điều thường đã được xây dựng để bảo vệ vùng nội địa.
Bờ biển bãi triều thường xuyên nhất được tìm thấy trong điều kiện kết nối từ tiếp xúc trung bình đến bảo vệ kết hợp với khí hậu nhiệt đới. Trong điều kiện nhiệt đới, các bãi triều thường được phủ rừng bởi rừng gập mặn, nó làm thay đổi đặc tính của các bãi triều (xem bên dưới).
Trong điều kiện được bảo vệ, ví dụ như ở các cửa sông, bãi triều thường bao gồm cát mịn và bùn. Trong điều kiện tiếp xúc nhiều hơn, bãi triều chủ yếu bao gồm cát mịn tới cát trung bình. Tuy nhiên, rất nhiều sự khác
nhau của bãi biển thủy triều tồn tại. Các đặc tính cụ thể phụ thuộc rất nhiều vào loại và số lượng của các trầm tích cung cấp từ con sông gần đó.
Quá trình vận chuyển trầm tích bãi triều bị ảnh hưởng bởi cả hai dòng thủy triều và sóng. Sự hiện diện của bùn cát không kết dính cũng như trầm tích kết dính làm cho các mô tả về quá trình vận chuyển bùn cát dọc bờ biển và vuông góc với bờ biển rất phức tạp (Schwartz, 2005).
Bờ biển bãi triều hiếm khi được sử dụng để xây dựng khu giải trí bãi biển truyền thống, vì chúng cung cấp bãi biển không hấp dẫn. Tuy nhiên, bãi triều thường tạo thành môi trường sống quan trọng (Mangor, 2004).
Hình 11: Bờ biển phẳng
bãi thủy triều tại Sóc Trăng
(Ảnh: Schmitt)
3
36 37
Theo định nghĩa, một cửa sông là một phần của một con sông chịu ảnh hưởng của thủy triều. Như vậy, giới hạn trên thường được coi là điểm xa nhất, nơi thủy triều có thể được phát hiện. Cửa sông được đặc trưng bởi chênh lệch độ mặn mạnh mẽ (và do đó chênh lệch mật độ nước) và độ đục tối đa của cửa sông do trầm tích có nồng độ lớn của bùn cát lơ lửng. Vùng cửa sông nhất có các đoạn uốn khúc và rất nhiều nhánh. Chúng thường có thể được chia thành ba phần: cửa sông (hay biển) thấp hơn, kết nối thoải mái với biển; cửa sông trung, nơi mà hầu hết có sự pha trộn giữa nước biển và nước sông diễn ra, và cửa sông trên (hay cửa sông trầm tích), chi phối bởi những ảnh hưởng nước ngọt nhưng vẫn bị thủy triều dâng và hạ (The Open University, 2006).
Cửa sông vận chuyển lượng trầm tích khác nhau và xả vào các vùng nước ven biển. Sóng và dòng chảy thủy triều phải thể đủ mạnh để phân tán các trầm tích. Một cửa sông ít có khả năng để phát triển khi trầm tích xả ra quá cao, sóng và dòng chảy không đủ mạnh để phân tán các lớp trầm tích. Trong trường hợp đó, một vùng đồng bằng có thể phát triển từ cửa sông về phía biển.Cửa sông có một ý nghĩa lớn cho quá trình thềm lục địa và đại dương vì sự trao đổi nước và trầm tích với
3.2 Cửa sông
Hình 15: Nhánh của sông Hậu tại tỉnh Sóc Trăng (Ảnh: Schmitt)
các vùng ven biển. Cửa sông hoạt động như một sự thanh lọc trầm tích cho đại dương. Nồng độ trầm tích lơ lửng nói chung là cao và các trầm tích thường đa dạng về hữu cơ (Schwartz, 2005).
Bãi thủy triều nội địa, tại khu vực ranh giới của các kênh thủy triều cửa sông, được luân phiên được bao bọc và phát hiện bởi sự lên xuống của thủy triều. Có sự phát triển trong kích thước hạt từ trầm tích bùn chiếm ưu thế tại mực nước thuỷ triều cao thống trị đến trầm tích cát chiếm ưu thế ở mức nước thủy triều thấp. Bãi thủy triều nội địa thường có độ dốc rất thấp, thường vào khoảng 1:1000.
Trong vùng nhiệt đới và xích đạo, bãi thủy triều nội địa của cửa sông thường bị xâm chiếm của cây rừng ngập mặn (xem Hình 15). Hệ thống rễ trên không của cây ngập mặn bẫy lại bùn (xem Hình 13). Đầm lầy rừng ngập mặn, chứ không phải là đầm mặn, thống trị vùng xung quanh ở mức nước cao trong các khu vực như vậy (Mangor, 2004).
3.1.5 Bờ biển bùn với thảm thưc vật ngập mặnBờ biển này được đặc trưng bởi một mặt biển bùn, đôi khi trong các hình thức của các bãi thủy triều bùn và thiếu một bờ cát. Khu vực tiếp xúc với sự thay đổi thủy triều, hoặc một phần của nó, được thảm thực vật rừng ngập mặn che phủ (Hình 13).
Bờ biển bùn với thảm thực vật ngập mặn xảy ra ở vùng khí hậu nhiệt đới nơi các con sông cung cấp dồi dào nguồn vật liệu mịn cho vùng ven biển. Thông thường sóng tiếp xúc từ thấp đến trung bình và chế độ thủy triều có thể là bất kỳ loại nào.
Hình 14: Xói mòn vành đai rừng ngập mặn ở
bờ biển Sóc Trăng (xã Vĩnh Tân); (Ảnh: Albers)
Hình 13: Thảm thực vật
rừng ngập mặn trên bờ biển của
tỉnh Sóc Trăng (trái: xã Trung Bình,
huyện Trần Đề, phải: xã Lai Hòa,
huyện Vĩnh Châu); (Ảnh: Schmitt)
3
Vùng nội địa thường bao gồm các vùng đất ngập nước nằm thấp tiếp xúc với lũ lụt. Đê điều thường được xây dựng trong những khu vực như thế.
Rừng ngập mặn là một bộ phận quan trọng của bờ biển như vậy, cả sinh học và cả đối với sự ổn định của mặt cắt ven biển. Phá rừng ngập mặn gây ra những vấn đề rất nghiêm trọng cho bờ biển như vậy vì nó làm giảm đa dạng sinh học và gây ra xói mòn và lũ lụt (Hình 14).
38 39
hoặc vùng nước nông (vùng đất ngập nước). Rất nhiều các kênh hoặc phân lưu trong phạm vi chiều rộng từ vài chục hoặc hàng trăm mét đến vài km.
Vùng đồng bằng là hệ thống rất năng động, có thể ảnh hưởng đến các khu vực rộng lớn của thềm lục địa. Về phía biển của vùng đồng bằng bao gồm bờ biển và một phần ngoài khơi của đồng bằng nằm ngay dưới mực nước biển, nơi trầm tích đáy sông được lắng đọng và các trầm tích bao gồm chủ yếu là cát.
Hầu hết các đồng bằng châu thổ lớn của thế giới hình thành các vùng đất ngập nước rộng lớn với năng suất sinh sản đa dạng sinh học cao. Nhiều vùng đồng bằng lớn là khu vực lún của vỏ trái đất hoạt động như một kết quả của điều chỉnh để đáp ứng tải trọng bởi khối lượng lớn trầm tích lắng đọng trên đồng bằng. Ở nhiều nơi trên thế giới, tích tụ trầm tích dày của chúng quan trọng như là nguồn và hồ đối với lắng đọng của dầu, khí đốt và than đá.
Lún trong vùng đồng bằng không chỉ từ tải trọng của sự tích tụ của các lớp kế tiếp của các trầm tích, mà còn từ sự nén chặt của những trầm tích. Kể từ khi vùng địa hình thấp của vùng đồng bằng vẫn còn gần với mực nước biển, tỷ lệ lắng đọng trầm tích và lún vẫn phải cân bằng trên diện rộng (The Open University, 2006).
Những nơi biên độ thủy triều nhỏ (khoảng dưới 0,5 m), đồng bằng bị chi phối chủ yếu là do lưu lượng nước sông. Quá trình pha trộn và lắng đọng trầm tích xảy ra chủ yếu là hướng ra biển của cửa sông.
Những vùng đồng bằng thống trị bởi thủy triều xảy ra khi biên độ thủy triều lớn (> 4 m). Mặc dù vận chuyển bùn cát tổng hướng về phía biển, ở đó cũng có sự vận chuyển về phía đất liền khi thủy triều thấp. Ở vùng đồng bằng thống trị bởi thủy triều, trầm tích vận chuyển bởi dòng chảy của sông và lắng đọng gần cửa sông thì nhanh chóng xáo động lại bởi dòng thủy triều trở thành một loạt các lằn gợn dưới nước.
Nếu năng lượng sóng tại bờ biển là đủ lớn, một đồng bằng thống trị bởi sóng có thể xảy ra. Trong tình huống như vậy, dòng chảy của sông và dòng chảy khi triều thấp tạm thời di chuyển về phía biển trái ngược với hướng truyền sóng, để sóng tốc độ và chiều dài sóng giảm và độ cao sóng gia tăng. Kết quả của những thay đổi này, sóng tiến về cửa sông dễ bị vỡ trước ở vùng
nước sâu hơn so với bình thường. Sự pha trộn mạnh mẽ của nước biển với nước sông trong vùng này dẫn đến lắng đọng nhanh chóng của các trầm tích. Các bờ biển của vùng đồng bằng sóng chiếm ưu thế được đặc trưng bởi những bãi biển cát thẳng.
Nhiều vùng đồng bằng bị can thiệp từ các hoạt động của con người, chẳng hạn như đắp đập ngăn dòng ở thượng lưu, hoạt động nông nghiệp hoặc khai thác dầu khí ở vùng đồng bằng. Nhiều khu vực đáng kể của đồng bằng đồng bằng đã được khai hoang để trở thành khu nhà ở, các kênh mới được đào và nạo vét kênh rạch sâu hơn cho vận tải thủy dễ hơn. Hậu quả của tất cả các biện pháp, từ những năm đầu của thế kỷ trước, tốc độ lún vượt quá tỷ lệ lắng đọng trầm tích. Độ cao của đồng bằng sấp sỉ với mực nước biển và do đó đồng bằng rất dễ bị tổn thương bởi lũ lụt, đặc biệt là nước dâng trong bão, có thể dẫn đến sự mất mát to lớn về cuộc sống giữa các cộng đồng nông nghiệp sống ở đây. Xác suất của lũ lụt nghiêm trọng tăng lên gần như hàng năm, do các hoạt động của con người trong khu vực đồng bằng. Lún có thể trở nên lớn hơn so với tốc độ lắng đọng trầm tích và mực nước biển dâng làm tăng tần suất và mức độ nghiêm trọng của các cơn bão nhiệt đới và nước dâng do bão.
Thủy động lực học và hình thái thủy động lực thì tương tự trong cả cửa sông và đồng bằng châu thổ. Lưu lượng từ các con sông tới đồng bằng là đủ lớn để vận chuyển lượng trầm tích đến cửa sông hoặc xa hơn. Nếu tỷ lệ cung cấp trầm tích vượt quá tỷ lệ phát tán trầm tích bởi sóng và dòng chảy thủy triều, bồi lắng các trầm tích ven biển tạo thành một vùng đồng bằng, thường kéo dài từ cửa sông về phía biển. Trong cửa sông mà không có đồng bằng châu thổ lưu lượng xả không đủ để vận chuyển trầm tích đến cửa sông. Do đó, trầm tích tích tụ trong các cửa sông và không hình thành vùng đồng bằng. Trong một số trường hợp sức tải bùn cát ở cửa sông có thể không đủ để tạo thành một vùng đồng bằng.
Vùng đồng bằng thường được nuôi dưỡng bởi con sông có lưu vực rộng lớn và các phụ lưu cung cấp cả
3.3 Vùng đồng bằng
Hình 16: Quan điểm về
một vùng đồng bằng hiển thị
các thành phần chủ yếu (điều
chỉnh từ The Open University,2006)
nước và trầm tích. Cấp nước và xả trầm tích được xác định bởi lượng mưa và xói mòn trong lưu vực và bản thân chúng phụ thuộc vào khí hậu, địa chất cục bộ và sử dụng đất.
Có một loạt các loại đồng bằng, tùy thuộc vào những ảnh hưởng tương đối của dòng chảy sông, tác động của sóng và dòng thủy triều. Nơi các sông đổ vào nước sâu và/hoặc nơi có một phạm vi thủy triều đáng kể, cửa sông có xu hướng giống như một cửa sông lớn và khá phức tạp, với các đảo và các kênh liên kết với nhau.Đồng bằng phức hợp có thể có kích thước hàng trăm km. Chúng thường bao gồm một khu vực đất thấp chỉ trên mực nước biển (vùng đồng bằng châu thổ), đi qua một mạng lưới các kênh năng động và bị thoái hóa (Hình 16). Các bờ được nâng lên của các rạch được gọi là bờ, và được phân cách bằng hoặc thảm thực vật
3
40 41
Đồng Bằng Sông Cửu Long bao gồm các khu vực trũng thấp rộng lớn với độ cao 0-4 m trên mực nước biển trung bình. Nó được hình thành từ các trầm tích bị xói mòn ở trên lưu vực lắng đọng ở hạ lưu. Một mạng lưới kênh mương đã được xây dựng trong 300 năm qua. Các công trình bao gồm 7.000 km kênh mương chính, 4.000 km kênh cấp hai của hệ thống nông nghiệp và hơn 20.000 km đê bảo vệ ngăn chặn lũ lụt (Tuấn et al., 2007).
Dựa vào ảnh hưởng của thủy triều đa dạng, Đồng Bằng Sông Cửu Long có thể được chia thành ba khu vực thủy văn khác nhau (Delta Alliance, 2011):
• Vùng đồng bằng phía Bắc, bao gồm cả các phần của các tỉnh An Giang và Đồng Tháp, diện tích khoảng 300.000 ha, nơi tác động của lũ lụt sông chiếm ưu thế.
• Khu vực kết hợp tác động lũ lụt gây ra bởi thủy triều và sông, khu vực này giới hạn bởi sông Cái Lớn – Xẻo Chit, kênh Lái Hiếu – sông Măng Thít và kênh Bến Tre-Chợ Gạo với diện tích khoảng 1,6 triệu ha.
• Vùng đồng bằng ven biển có ảnh hưởng trực tiếp của thủy triều là chính, bao gồm toàn bộ khu vực ven biển của Biển Đông với diện tích khoảng 2,0 triệu ha.
Bờ biển phía Nam Việt bao gồm gần như hoàn toàn trầm tích đệ tứ, như tại các cửa sông Cửu Long. Một số mỏm đá (đá granit) có thể được tìm thấy tại mũi Vũng Tàu (Eisma, 2010).
Tại cửa sông Cửu Long bờ biển được hình thành bởi các bãi bùn với thảm thực vật ngập mặn. Đồng Bằng Sông Cửu Long bao gồm các vùng đồng bằng ngập lũ thấp và lớn được tuyến đê bảo vệ. Dọc theo bờ biển một vành đai hẹp của rừng ngập mặn và một vài cồn cát hướng ra biển cấp vào bãi thủy triều rộng từ 1 đến 3 km. Ở đồng bằng này 10-20 m trầm tích Holocene nằm trên trầm tích cuối kỷ Pleistocene, nền đá cũ và chứa đầy trong thung lũng sông (hơn 70 m sâu), chúng có tuổi thời kỳ băng hà cuối cùng. Trong trầm tích Holocen sớm nhất trầm tích biển chiếm ưu thế (Eisma, 2010).
3.4 Địa chất của bờ biển phía nam Việt Nam
Sự phát triển của đồng bằng đã trở nên nhanh chóng trong thời gian nước biển cao (6,000-5,000 BP) và chịu ảnh hưởng bởi các biến động về nguồn cung cấp trầm tích sông, kiến tạo với các khu vực của nâng lên và hạ xuống, sự thay đổi mực nước biển tương đối, và thảm thực vật ngập mặn, đóng góp vào việc tích tụ trầm tích. Ảnh hưởng sóng gia tăng đã xảy ra sau khi các vòng trước đây đã được lấp đầy bởi đồng bằng tiến triển dẫn đến một hình thái đối xứng trong 3.000 năm qua. Dòng chảy dọc bờ biển, tăng do gió mùa Đông Bắc, vận chuyển số lượng lớn trầm tích về phía Tây Nam. Một khu vực xói lở ‘hạ lưu‘ lớn (bao gồm cả bán đảo Cà Mau) và khu vực ở dưới nước được tạo thành (Xue et al., 2010). Trong suốt 5.000 năm qua phía trước đồng bằng đã chuyển hướng ra biển hơn 90 km (hơn 20 m/năm) ở khu vực dọc theo sông Hậu, giảm khoảng 50 km trong cùng thời kỳ (khoảng 12 km/năm) về phía đông bắc (trung bình 17-18 m/năm giữa 5.300 và 3.000 BP và 13-14 m/năm sau năm 3.500 BP). Lưu lượng trầm tích của dòng sông trong suốt 3.000 năm qua đã trở về giống như là lưu lượng bùn cát hiện nay (Ta et al., 2002).
Hiện nay nhiều trầm tích sông được cung cấp trong suốt thời gian của dòng chảy cao (lũ) và trầm tích nhiều trầm tích được xả ra vào ven biển. Trong thời gian dòng chảy sông nhỏ (kiệt) độ đục dòng chảy của sông đạt đến tối đa ở cửa sông, nơi mà nhiều trầm tích bị lắng đọng. Cát ở dãy bờ biển tàn tích và cồn cát xảy ra chủ yếu từ thời kỳ băng cuối cùng, và đã được tái làm việc vài lần bởi hoạt động của gió. Điều này có lẽ liên quan đến sự hủy diệt thảm thực vật trong giai đoạn thay đổi khí hậu thời kỳ Pleistocen muộn (Murray-Wallace et al., 2002).
Trầm tích đưa ra biển ven bởi sông Mê Kông phần lớn di chuyển về phía nam, dưới ảnh hưởng của gió mùa đông bắc và đi xung quanh mũi Cà Mau vào Vịnh Thái Lan (Xue et al., 2010; Xue et al., 2012). Phía nam cửa sông bờ biển xuống đến Mum Bar Bung và bờ biển tây từ Mum Bar Bung đến Hòn Chông bao gồm rừng ngập mặn và bãi bùn, với bãi biển cát ngắn phía tây Cà Mau. Hòn Chông bao gồm đá vôi thuộc về cổ sinh giới và các đảo ngoài khơi bao gồm hình thành thuộc về cổ sinh giới và Đại Trung Sinh, với các vách đá dựng đứng tạo thành bờ biển. Đảo lớn Phú Quốc có những bãi biển cát giữa các tảng đá nhô lên và với các vách núi đá (Eisma, 2010).
3
42 43
Sự khác biệt trong điều kiện sóng tại một số vùng ven biển nhất định, đường bờ biển cong hoặc các điều kiện địa hình đặc biệt khác có thể dẫn đến tăng mức độ vận chuyển bùn cát và do đó dẫn đến xói mòn. Các điều kiện của nước dâng do bão với sóng lớn có thể dẫn đến sự thiếu hụt trầm tích ngoài khơi do mất cân bằng của mặt cắt trong cơn bão. Tại bờ biển với một con sóng rất xiên hướng vào sẽ có một xu hướng cho sự hình thành tự nhiên của các bãi song song với bờ biển.
Sự mất đi vật liệu từ một khu vực lộ thiên với một hoặc hai bên thường xảy ra ở mũi của vùng đồng bằng, mà nó không nhận được vật liệu đầy đủ từ sông. Điều này có thể do việc thay đổi tự nhiên của đường viền bờ sông mà còn do hoạt động của con người, sẽ được thảo luận sau.
Nước biển dâng cũng là một lý do tự nhiên cho xói mòn bờ biển. Mực nước biển dâng trên toàn cầu là một hiện tượng, đã được thảo luận trong nhiều thập kỷ. Mực nước biển toàn cầu dâng cao 0,10 m đến 0,25 m đã được ghi nhận trong thế kỷ qua. Một gia tăng mực nước biển sẽ gây ra sự thiết lập mới của bờ biển. Bờ biển trầm tích hạt mịn sẽ được tiếp sắp xếp lại cao hơn so với bờ biển trầm tích hạt thô hơn (Mangor, 2004).
Có một sự thay đổi tự nhiên trong việc cung cấp bùn cát từ sông đến bờ biển. Hạn hán ở lưu vực sông lớn có thể dẫn đến một thời gian dài giảm nguồn cung cấp cát cho bờ biển, dẫn đến xói mòn bờ biển.
4.1 Nguyên nhân gây xói mòn bờ biển tư nhiên
Mặc dù có rất nhiều nguyên nhân tự nhiên làm xói mòn bờ biển, hầu hết trong những nguyên nhân ảnh hưởng đến cộng đồng ven biển là do sự can thiệp của con người trong quá trình vận chuyển bùn cát dọc theo bờ biển và/hoặc giảm nguồn cung cấp cát đến các bờ biển:
• Các biện pháp bảo vệ bờ biển, bảo vệ xói mòn và kỹ thuật cảng biển
• Loại bỏ các thảm thực vật ven biển
• Giảm nguồn cung cấp trầm tích từ các cửa sông do các biện pháp kỹ thuật trên sông
• Nạo vét và xả thải các trầm tích
Các công trình ven biển can thiệp với việc vận chuyển ven biển là nguyên nhân phổ biến nhất gây ra xói mòn bờ biển. Sự hiện diện của các công trình có một loạt các hiệu ứng như mất cát để nước sâu hoặc bẫy cát ở đầu vào luồng đến bến cảng và bên ngoài bến cảng. Hơn nữa, bẫy cát trên phía thượng lưu của công trình làm thiếu hụt trong vận chuyển bùn cát, gây xói mòn dọc theo bờ biển liền kề. Hầu hết, tất nhiên, ở phía khuất sóng, các công trình lớn cũng có thể gây ra (ban đầu) xói mòn về phía thượng nguồn.
Các công trình có thể gây ra xói mòn loại này, là:
• Các mỏ hàn và công trình tương tự vuông góc với bờ
• Các cảng
• Cầu cảng tại các cửa triều và các cửa sông
• Đê phá sóng tách rời
Các dạng bồi lắng và xói mòn tiếp giáp với các công trình ven biển phụ thuộc vào loại đường bờ biển (tức là khí hậu sóng và định hướng của dải ven bờ), độ dài của các công trình liên quan đến chiều rộng của khu sóng vỡ, và hình dạng chi tiết của công trình ven biển v.v.. (CEM, 2002).
Lún làm hạ thấp bề mặt trong một khu vực cụ thể. Đó là một hiện tượng cục bộ ngược lại với sự gia tăng mực nước biển, là toàn cầu. Lún có thể được gây ra bởi các
4.2 Nguyên nhân gây xói mòn bờ biển do con người
XÓI MÒN BỜ BIỂN VÀ LŨ LỤT
Xói lở bờ biển và lũ lụt có thể có nguyên nhân tư nhiên hoặc do con người gây ra. Nhiều tác động, do quá trình tư nhiên cũng như gây ra bởi các hoạt động của con người, là vĩnh viễn và không thể đảo ngược.
Để xác định nguyên nhân của sư xói mòn và lũ lụt tại một số vùng ven biển các quá trình và các tham số mô tả ở Chương 2 và phân loại bờ biển như được mô tả trong Chương 3 phải được biết.
Hình xói lở ở Vĩnh Tân (Ảnh: Schmitt)
4
44 45
Các hoạt động của con người có thể làm tăng nguy cơ lũ lụt hoặc thậm chí có thể gây ra lũ lụt. Chế độ vận hành hoặc các công trình cải tạo trong một cửa thủy triều hoặc một cửa sông có thể thay đổi chế độ thủy triều và do đó thay đổi mức độ lũ lụt ở cửa sông. Việc xây dựng đê điều làm giảm khả năng trữ lũ trong một số khu vực nhất định và theo đó là thường xuyên làm tăng mức lũ lụt dọc theo cửa sông (Hoa et al., 2007). Vấn đề phá hủy diện tích các khu rừng ngập mặn lớn cũng có thể thay đổi các điều kiện lũ lụt trong nội địa.
Xu hướng dài hạn của nước biển dâng và sụt lún cũng có thể bị ảnh hưởng bởi hoạt động của con người. Điều này sẽ làm tăng nguy cơ lũ lụt ở các khu vực dễ bị lũ lụt định kỳ tự nhiên. Lún do sự can thiệp của con người ở các vùng ven biển có thể được gây ra bởi việc khai thác dầu mỏ, nước ngầm hoặc khí. Nó có thể xảy ra trên quy mô thời gian rất khác nhau (The Open University, 2006).
4.4 Nguyên nhân gây ra lũ lụt do các hoạt động của con người
Nhiều vùng trũng thấp, đặc biệt là ở các vùng đồng bằng ven biển, đã được phát triển cho nông nghiệp, cơ sở hạ tầng và nơi cư trú do đất đai màu mỡ, dễ tiếp cân với biển và có tăng trưởng kinh tế tiềm năng. Do lũ lụt thường xuyên (mà ngược lại là tạo ra đất đai màu mỡ, vv.) công trình bảo vệ bờ biển được thiết kế, trong khi các thông số khác nhau như tuổi thọ của công trình, rủi ro chấp nhận khi công trình bảo vệ bờ biển hư hỏng trong thời gian tuổi thọ xem xét và thời gian xảy ra cho thiết kế với mực nước lũ thiết kế phải được đưa vào xem xét.
Nếu vùng bị lũ lụt là nhỏ hoặc kích thước trung bình và nếu nó chỉ phát triển đến một mức độ nhỏ, chẳng hạn như khu vực hẻo lánh hoặc canh tác, nguy cơ tương đối cao của lũ lụt có thể chấp nhận được. Sự cân nhắc này là một mối tương quan giữa tuổi thọ, chu kỳ thời gian xảy ra và nguy cơ hư hỏng có thể chấp nhận trong thời gian tuổi thọ của công trình bảo vệ.
Tuy nhiên, nếu các khu vực có nguy cơ bị ngập lụt lớn và nơi cư trú, cơ sở hạ tầng sử dụng nhiều, nguy cơ chấp nhận được của lũ lụt sẽ rất thấp. Nếu tuổi thọ lựa chọn của đê là 100 năm, chu kỳ xảy ra thiết kế yêu cầu là khoảng 10.000 năm trong trường hợp đó. Quy trình toàn diện hơn cho thiết kế chi tiết của công trình bảo vệ biển là có sẵn (Kamphuis, 2010).
Mực nước biển dâng có cả nguyên nhân tự nhiên và con người, rất khó để phân biệt. Trong mọi trường hợp mực nước biển dâng là một hiện tượng trên toàn thế giới, nó phải được xem xét ở các vùng trũng thấp khi thiết kế công trình bảo vệ biển và lập kế hoạch sử dụng đất.
4.5 Cân nhắc trong thiết kế bảo vệ bờ biển
hiện tượng khác nhau, tự nhiên cũng như con người. Nguyên nhân tự nhiên có thể là do sự nén chặt của các trầm tích mềm, hoạt động đứt gãy và các loại khác nhau của quá trình phục hồi. Nguyên nhân gây lún do con người có thể khai thác nước ngầm hoặc dầu, khí đốt ở khu vực ven biển. Lún tác động cùng một cách như mực nước biển dâng trong mối quan hệ với bờ xói mòn ngoại trừ thực tế rằng mực nước biển dâng sẽ luôn luôn là một quá trình dần dần và chậm chạp, trong khi lún có thể xảy ra nhanh chóng tùy thuộc vào nguyên nhân gây lún (Mangor, 2004).
4.3 Nguyên nhân của lũ lụt tư nhiên
Hình 17: Lũ lụt ở đảo
Cù Lao Dung trong tháng 10 năm 2011
(Ảnh: Huyện Cù Lao Dung)
Lũ lụt là một hiện tượng thậm chí còn nghiêm trọng hơn dọc theo vùng thấp bờ biển, so với xói mòn bờ biển. Nó xuất hiện rất nhanh chóng và thường bao gồm các khu vực rộng lớn. Lũ lụt ven biển gây thiệt hại lớn và rất thường xuyên cả nhân mạng. Chỉ có lũ lụt dọc theo bờ biển được xem xét trong Hướng dẫn này, nhưng ở các cửa sông và vùng đồng bằng, lũ lụt gây ra bởi lũ lụt sông cũng rất quan trọng.
Hình 17 cho thấy lũ lụt tại đảo Cù Lao Dung ở cửa sông Hậu. Trong tháng 10 năm 2011, nhiều đoạn đê bị vỡ khi triều cao ở các huyện Cù Lao Dung, Trần Đề và Vĩnh Châu. Nước sông tràn qua đê ở một số đoạn. Hơn 2.000 ha diện tích nông nghiệp bị ngập nước.
Lũ lụt chỉ xảy ra ở khu vực bờ biển và vùng nội địa ven biển thấp so với mực nước cực đoan. Mực nước cực đoan có thể được chia thành hai loại:
• Sự kiện định kỳ: hiệu ứng kết hợp của thủy triều và nước dâng do bão cùng với các hoạt động của sóng, vấn đề quan trọng, ví dụ như khi đê bị vỡ trong một cơn bão. Sóng thần cũng có thể gây ra lũ lụt.
• Xu hướng dài hạn: Mực nước biển dâng và lún tăng nguy cơ rủi ro do lũ lụt kết hợp với các hoạt động định kỳ.
Các sự kiện định kỳ bình thường sẽ xảy ra như là kết quả của sự kết hợp của thủy triều cực đoan, sự thay đổi theo mùa của mực nước và bão khí tượng tạo ra (ví dụ như bão). Các phương pháp sử dụng để phân tích các loại sự kiện khác nhau thì khác nhau, vì chúng tuân theo sự phân bố thống kê khác nhau. Tùy thuộc vào các phân tích cho một vị trí nhất định, các điều kiện lũ lụt thông thường sẽ được mô tả theo hình thức thời gian xảy ra (tính theo năm) đối với mực nước cực đoan.
Các xu hướng lâu dài sẽ thường không tự gây ra lũ lụt, nhưng chúng sẽ làm tăng mực nước lũ, hay nói cách khác, chúng sẽ giảm khoảng thời gian xảy ra của các sự kiện định kỳ (Kamphuis, 2010).
4
46 47
Các hoạt động của con người can thiệp vào sự phát triển tự nhiên của các vùng ven biển vào Đồng Bằng Sông Cửu Long bắt đầu vào thế kỷ 18 (Tuấn et al., 2007). Mục đích là để lùi các khu định cư, các nhà máy công nghiệp và các cơ sở bến cảng ra xa khỏi nước. Vì vậy, các khu vực ven biển của Đồng Bằng Sông Cửu Long hiện nay là cảnh quan văn hóa chịu ảnh hưởng của các biện pháp kỹ thuật. Chỉ có vài phần ven biển còn có thể xem là địa hình tự nhiên ven biển. Bờ biển hiện nay đã bị ảnh hưởng bởi việc xây dựng đê và hệ thống thoát nước. Ngay cả các bộ phận của các bãi triều được hình thành bởi những ảnh hưởng của con người. Dựa trên kinh nghiệm của địa phương về việc bảo vệ các bờ biển khác nhau các biện pháp bảo vệ bờ biển đã được phát triển bổ sung cho nhau.
5.1 Hệ thống bảo vệ bờ biển
Bảng 2: Phân loại các công trình bảo vệ bờ biển theo hình dạng
Chức năng Công trình
Các công trình bảo vệ bờ biển trên diện tích Nuôi bãi biển, bãi ngập lũ, đảo, đụn cát, bãi thủy triều
Các công trình bảo vệ bờ biển theo đường Đê, mỏ hàn, kè, đụn, rạn san hô, đê phá sóng
Các công trình bảo vệ bờ biển theo điểm Cửa ngăn nước dâng, cống, cửa thoát triều, trạm bơm bờ biển
Chức năng Công trình
Các công trình chống xói Mỏ hàn, bãi ngập lũ, nuôi bãi biển, kè, tường chắn sóng, đê phá sóng
Các công trình chống lũ Đê, cửa ngăn nước dâng
Các công trình thoát nước Cửa cống, cửa thoát triều, trạm bơm bờ biển
Các công trình bảo vệ bờ biển tự nhiên Đảo, bãi thủy triều, bãi ngập lũ
Bảng 3: Phân loại các công trình bảo vệ bờ biển theo chức năng
Các yếu tố đơn giản để bảo vệ biển có thể được phân loại dựa vào hình dạng của chúng (diện tích, đường, điểm) hoặc dựa trên chức năng (bảo vệ chống xói, chống lũ lụt, thoát nước) theo Bảng 2 và Bảng 3 (Von Lieberman, 1999).
BẢO VỆ BỜ BIỂN5
Những biện pháp bảo vệ bờ biển phụ thuộc vào đường bờ của đất liền và các đảo trong việc chống lại những ảnh hưởng mang tính phá hủy của biển. Những bờ biển bị xói lở có thể được bảo vệ bằng các công trình có chức năng hấp thu năng lượng sóng và dòng chảy. Các biện pháp về quản lý bãi bồi ngập triều tạo ra sư biến đổi ở phía biển về tải lượng bùn cát thủy động lưc học, và từ đó giảm các lưc tác động lên các phần bờ biển có nguy cơ.
48 49
Hình thái của hải đảo và các phần ven biển được đặc trưng bởi các quá trình thủy động lực học ven bờ. Ngoài các dòng thủy triều sóng có ảnh hưởng đáng kể trên trầm tích và xói mòn và do đó đến sự bồi lắng và rút lui của dải ven bờ. Kể từ giữa thế kỷ 19 các biện pháp mở rộng để làm giảm năng lượng sóng và dòng đã được xây dựng với các loại khác nhau.
Các công trình bảo vệ chống xói mòn có thể được phân loại theo liên kết chung và kích thước. Chúng bao gồm các công trình dọc bờ, chẳng hạn như đê chắn sóng, kè, các công trình ngang bờ, chẳng hạn như mỏ hàn, bảo vệ khu vực, chẳng hạn như bãi ngập lũ và nuôi bãi.
5.2.1 Công trình dọc bờCông trình dọc bờ như tường chắn sóng, đê, kè bảo vệ bờ biển hoặc các đụn cát chống xói mòn gây ra bởi dòng chảy và sóng. Những công trình này không làm gián đoạn hoặc giảm vận chuyển bùn cát ven biển dọc bờ. Để ảnh hưởng đến vận chuyển dọc bờ, các công trình dọc bờ được kết hợp với các công trình vuông góc với bờ như mỏ hàn hoặc với công trình nuôi bãi.
Liên quan đến việc thiết kế kè, kè thấm nước và không thấm nước phải được phân biệt. Tải trọng cơ học từ kết quả của trọng lượng riêng của kết cấu, tải trọng thủy tĩnh, tải trọng dòng chảy, sóng và tải trọng ngoài chẳng hạn như tác động của các vật nổi hoặc thuyền.
5.2 Các công trình bảo vệ chống xói mòn
5.2.1.1 Đê phá sóng tách rờiMột đê phá sóng tách rời là một cấu trúc song song, hoặc một phần song song với bờ biển, được xây dựng trong hoặc ngoài khu sóng vỡ. Đê chắn sóng tách rời chủ yếu được xây dựng với hai mục đích, hoặc là để bảo vệ một bến cảng hay bến du thuyền do tác động của sóng hoặc để bảo vệ bờ biển khỏi bị xói mòn.
Thông số quan trọng đặc trưng đê chắn sóng tách rời là chiều dài của đê chắn sóng (LB) và khoảng cách của đê chắn sóng đến bờ biển (x).
Dạng tích tụ bùn cát phát triển sau khi xây dựng đê chắn sóng có thể được “bồi nhô ra“ hoặc “tombolo“ (Hình 19):
• Bồi nhô ra: Khi kích thước chiều dài đê phá sóng LB* (Chiều dài tương đối của đê phá với khoảng cách từ đê chắn sóng với đường bờ biển) là ít hơn khoảng 0,6 đến 0,7 một bãi bồi nhô ra hình quả chuông ở bờ biển sẽ hình thành trong vùng khuất sóng của đê chắn sóng. Tuy nhiên, các thông số khác ngoài chiều dài đê chắn sóng và khoảng cách cũng ảnh hưởng đến các hình dạng bồi lắng.
• Tombolo: Khi kích thước chiều dài đê chắn sóng LB* lớn hơn khoảng 0,9 đến 1,0 sự tích tụ cát phía sau đê chắn sóng sẽ kết nối các bãi biển với đê chắn sóng để hình thành tombolo. Nhưng một lần nữa, các thông số khác ngoài chiều dài đê chắn sóng và khoảng cách ảnh hưởng đến các hình dạng bồi lắng.
Nếu có đê phá sóng như nhau trong một loạt, điều này được gọi là một đê chắn sóng phân đoạn, chiều dài của khoảng cách giữa các đê chắn sóng được định nghĩa là L0.
Hình 19: Tác đụng của đê chắn sóng tách rời
Các công trình đơn giản của bảo vệ bờ biển có thể được chỉ ra trong Hình 18. Các bãi triều và các bãi ngập lũ (với thảm thực vật rừng ngập mặn) làm giảm năng lượng thủy triều và sóng đến (để biết thêm chi tiết, xem McIvor et al., 2012A) và do đó tải trọng sóng trên đê giảm đáng kể. Đê điều mùa hè tránh lụt lội trong một mùa với một xác suất thấp của nước dâng trong bão và cho phép sử dụng trong những khu vực này trong thời gian đó. Đê chính tránh lũ lụt của các vùng nội địa do các sự kiện cực đoan với mực nước rất cao.Trong trường hợp của một sự kiện cực đoan như thế, khu vực giữa hai tuyến đê cung cấp vùng duy trì bổ sung và cũng làm giảm tải trọng sóng trên đê chính. Hình thức bảo vệ bờ biển này được mô tả có thể được tìm thấy ví dụ như một số phần của bờ biển Bắc (không có rừng ngập mặn). Nó cung cấp việc bảo vệ tối đa, nhưng rất đắt và tốn diện tích đất.
Hình 18: Các công trình
của một hệ thống bảo vệ bờ biển
5
50 51
Hình 22: Đê chắn sóng tách rời bao gồm các rọ đá tại bờ biển phía Tây ở Vàm Kênh Mới (gần Đá Bạc), tỉnh Cà Mau (Ảnh: SIWRR)
đê chắn sóng. Sự phát triển của tombolos là nhiều khả năng, nếu đê chắn sóng được xây dựng trong khu vực sóng vỡ.
Tombolo là một dạng rất ổn định bởi vì bờ biển mới là gần như hoặc vuông góc với sóng nhiễu xạ. Đê phá sóng tách rời được sắp xếp song song với bờ biển cho phép trầm tích vận chuyển đến một mức độ nhất định dọc bờ biển. Trong trường hợp có một xáo trộn lớn của vận chuyển dọc bờ theo do biện pháp công trình, chẳng hạn như các mỏ hàn ngang hoặc nuôi bãi, có thể được thiết kế bổ sung. Đê chắn sóng tách rời được sử dụng để bảo vệ bờ biển đơn giản, lộ thiên và có thể được sắp xếp trong một chuỗi nhiều đê phá sóng với những khoảng trống ở giữa hoặc là một đê chắn sóng với chiều dài giữa 100 m và 200 m. Đê chắn sóng khác nhau về vị trí (nước sâu/nông), kiểu xây dựng (đánh đắm, theo chiều đứng, nổi) và hiệu quả (phát triển salients hay tombolos). Sự kết hợp là có thể.
Hơn nữa, sự khác biệt về chiều cao xây dựng các công trình đê chắn sóng tồn tại. Một số đê chắn sóng được nổi lên, một số bị ngập. Các loại phổ biến nhất được sử dụng đê chắn sóng là đê chắn sóng dạng đánh đắm với chiều cao đỉnh cao hơn mặt nước trung bình (CEM, 2002; Kamphuis, 2010; EAK, 2002).
Đê phá sóng dạng đổ (đê chắn phá sóng đá đổ) bao gồm nhiều lớp đá xếp loại (Hình 20). Nói chung chúng được xây dựng như đê phá sóng tách rời. Các lớp sắp xếp được sử dụng để giảm chi phí xây dựng và giảm tính thấm.
Hình 21 thể hiện một đê phá sóng đá đổ tại Hà Tiên của tỉnh Kiên Giang. Góc nhìn là dọc theo phía Nam của vùng đất cải tạo mới tại phía Nam của cửa sông Đông Hồ.
Hình 22 cho thấy một đê chắn sóng tách ra bao gồm các rọ đá tại bờ biển Tây và Vàm Kênh Mới (gần Đà Bắc), tỉnh Cà Mau. Rọ đá là mạng lưới nệm đá đầy. Chúng chỉ được đề nghị tại các địa điểm khá được bảo vệ (xem Mục 5.2.1.2).
Một đê phá sóng tách rời cung cấp nơi trú ẩn sóng, trong khi vận tải bùn cát ven biển phía sau đê chắn sóng là giảm và các dạng vận chuyển bùn cát tiếp giáp với đê chắn sóng bị điều chỉnh. Những đặc điểm của đê chắn sóng được sử dụng trong nhiều cách khác nhau cho các loại khác nhau của đê phá sóng bằng cách thay đổi các thông số liên quan.
Tùy thuộc vào mặt cắt ngang của đê phá sóng, độ sâu nước và tham số sóng ban đầu chỉ một phần nhỏ của năng lượng sóng đến được phía đất liền của đê phá
sóng. Do đó, một khu vực bảo vệ được tạo ra. Các sóng đi qua các đê chắn sóng dưới dạng nhiễu xạ và chuyển hướng truyền của chúng hướng các khu vực được bảo vệ. Việc giảm chuyển động sóng trong khu vực bảo vệ kích thích bồi lắng và bờ biển được di chuyển về phía biển. Tùy thuộc vào độ dài của đê phá sóng, khoảng cách đến bờ biển và truyền sóng của công trình một phần hoặc tombolo hoàn toàn được phát triển. Hệ số truyền sóng được định nghĩa là tỷ lệ giữa chiều cao sóng truyền và chiều cao sóng ban đầu. Nó phụ thuộc vào chiều cao đỉnh, hình dạng và độ thấm nước của
Hình 20: Đê phá sóng đá đổ
(CEM, 2002)
Hình 21: Đê chắn sóng
đá đổ tại Hà Tiên, tỉnh Kiên Giang
(Ảnh: Russell)
5
52 53
𝐻𝐻𝑆𝑆� 𝛾𝛾𝑆𝑆𝛾𝛾𝑊𝑊
− 1� ⋅ 𝐷𝐷𝑁𝑁50= 𝑃𝑃−0.13 ⋅ �
𝑆𝑆√𝑁𝑁
�0.2
⋅ √cot𝛼𝛼 ⋅ 𝜉𝜉𝑚𝑚𝑃𝑃
𝐷𝐷𝑁𝑁50 =0.60
�2510 − 1� ⋅ 0.5−0.13 ⋅ � 8
√3600�0,2⋅ √3 ⋅ 2.90.5
= 0.19 [𝑚𝑚]
Kết quả của hai phương pháp tiếp cận có thể so sánh. Do số lượng lớn các thông số được xem xét, công thức của van der Meer nên được áp dụng nhưng nên có sự tham gia của một đánh giá rủi ro.
Trong thập kỷ qua vải địa kỹ thuật đã được sử dụng để xây dựng đê chắn sóng và mỏ hàn. Vải địa kỹ thuật là vải tổng hợp kết cấu phức tạp được làm đầy cát hoặc cát và chất lỏng hỗn hợp. Túi, đệm và ống được phân biệt (Pilarczyk, 2003). Đối với các hệ thống này chỉ có vài phương pháp thiết kế tồn tại. Kinh nghiệm từ các dự án thành công và không thành công được tích hợp vào các ứng dụng mới.
Geotubes (xem Hình 23) đã được áp dụng như là công trình bảo vệ xói mòn (đê chắn sóng) vài lần (Pilarczyk, 1999). Geotubes được cung cấp như là “ống sẵn sàng cho sử dụng“ với cửa vào có khoảng cách nhất định. Làm đầy các ống này được thực hiện bằng cách bơm chất lỏng hỗn hợp với cát vào ống. Một lợi thế lớn là vận chuyển vật liệu làm đầy với khoảng cách ngắn.
Thiết kế được thực hiện dựa trên cách tiếp cận của Pilarczyk (1999). Sự ổn định của một ống vải địa kỹ thuật được an toàn, nếu điều kiện sau đây được tuân thủ:
𝐻𝐻𝑆𝑆∆ ⋅ 𝑏𝑏
< 1
𝐻𝐻𝑆𝑆∆ ⋅ 𝑑𝑑
< 1
Do bất ổn nội bộ của cát chiều cao sóng tối đa cho Geotubes sử dụng như đê chắn sóng là từ 1,50 m đến 2,00 m.
Với những tải trọng hiện tại ở bờ biển bãi triều tại Sóc Trăng và Bạc Liêu (xem ở trên) kích thước của Geotube có thể được tính toán như sau:
∆ =𝜌𝜌𝑠𝑠 − 𝜌𝜌𝑤𝑤𝜌𝜌𝑤𝑤
=1.6 − 1.025
1.025= 0.56
→ 𝑑𝑑 >
𝐻𝐻𝑠𝑠∆
=0.600.56
= 1.07 𝑚𝑚
DN50 = đường kính trung bình của lớp đá áoP = Độ rỗng của lớp đá áo (0.1 … 0.6)S = Mức độ thiệt hại của lớp áoN = Số con sóng trong một trận bão (<7,500)ξ = số Irribaren (ξm = 2.9, ξcrit = 2.5)
∆ = Tỷ lệ mật độ của nước và vật liệu làm đầy túi b = Chiều rộng của túi [m]d = Chiều cao trung bình của túi [m]
Tham số quan trọng nhất cho việc thiết kế của một đê phá sóng đá đổ là kích thước đá yêu cầu của lớp áo. Kích thước này ảnh hưởng bởi:
• Chiều cao sóng thiết kế• Đặc điểm của lớp áo (độ dày, sắp xếp)• độ dốc của lớp áo • nước tràn có thể
Theo cách tiếp cận của Hudson (CEM, 2002) trọng lượng yêu cầu cụ thể có thể được tính toán bằng:
𝑊𝑊50 =𝛾𝛾𝑆𝑆𝐻𝐻𝑆𝑆3
𝐾𝐾𝐷𝐷 �𝛾𝛾𝑆𝑆𝛾𝛾𝑊𝑊
− 1�3
cot 𝜃𝜃=
25 ⋅ 0.603
1.2 ⋅ (2510 − 1)3 ⋅ 3
= 0.44 𝑘𝑘𝑘𝑘
Sau chiều dài của đê chắn sóng, khoảng cách đến bờ biển và một số đê chắn sóng được thiết lập, ví dụ như bằng mô hình toán số, việc xây dựng các công trình đê chắn sóng chính nó đã được thiết kế. Các thông số thiết kế là chiều cao đỉnh, chiều rộng đỉnh, tính thấm và độ dốc.
Đối với một chiều cao sóng thiết kế 0,60 m, có liên quan cho các bộ phận của bờ biển bãi triều của tỉnh Sóc Trăng và tỉnh Bạc Liêu, trọng lượng của một hòn đá lớp áo có thể được tính theo Công thức Hudson:
𝑊𝑊50 =𝛾𝛾𝑆𝑆𝐻𝐻𝑆𝑆3
𝐾𝐾𝐷𝐷 �𝛾𝛾𝑆𝑆𝛾𝛾𝑊𝑊
− 1�3
cot 𝜃𝜃=
25 ⋅ 0.603
1.2 ⋅ (2510 − 1)3 ⋅ 3
= 0.44 𝑘𝑘𝑘𝑘
Ngoài ra, đường kính trung bình của các loại đá áo có thể được tính:
𝐻𝐻𝑆𝑆𝐷𝐷𝑁𝑁50
= �𝛾𝛾𝑆𝑆𝛾𝛾𝑊𝑊
− 1� (𝐾𝐾𝐷𝐷 ⋅ cot 𝜃𝜃)1/3
𝐷𝐷𝑁𝑁50 =𝐻𝐻𝑆𝑆
� 𝛾𝛾𝑆𝑆𝛾𝛾𝑊𝑊− 1� (𝐾𝐾𝐷𝐷 ⋅ cot𝜃𝜃)1/3
=0.60
�2510− 1� (1.2 ⋅ 3)1/3
= 0.26 𝑚𝑚
Công thức Hudson có chứa một số đơn giản hóa. Ví dụ sóng thường xuyên được giả định, chu kỳ sóng và thời gian xuất hiện của một cơn bão không được đưa vào xem xét.
Để so sánh công thức của van der Meer có thể được áp dụng. Công thức này được sửa đổi của từ Công thức Hudson và bổ sung xem xét loại hư hỏng, độ xốp, hư hỏng của lớp áo và số lượng của sóng xảy ra trong sự kiện bão:
5
W50 = Trọng lượng viên đá xếp áoγs = Trọng lượng riêng của vật liệu đáHS = Chiều cao sóng thiết kếKD = Hệ số ổn địnhγw = Trọng lượng riêng của nướcθ = Độ dốc
54 55
Hình 24: Bảo vệ bãi biển sử dụng Geotubes tại Lộc An, Bà Rịa Vũng Tàu (Ảnh: SIWRR)
Hình 25: Hàng rào tre phá sóng tại Vĩnh Tân tỉnh Sóc Trăng (Ảnh: Albers)
Hình 23: Ví dụ về ống vải
địa kỹ thuật (geotubes) kích
thước khác nhau (điều chỉnh từ
Pilarczyk, 1999)
5
Kích thước của Geotubes có thể khác nhau. Do biến dạng chiều rộng của túi lớn là cần thiết để đạt được chiều cao mong muốn. Do đó, Geotubes là những công trình lớn. Đối với một chiều cao là 2,00 mà chu vi là 15 m là cần thiết để có một chiều rộng khoảng 6,00 m. Geotube đòi hỏi nền móng đảm bảo, có thể được làm từ lớp đệm sỏi cho đáy biển hoặc làm từ hai Geotubes nhỏ hơn.
Giá thành cho một đê chắn sóng được xây dựng từ Geotubes thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào nền móng, kích thước, chi phí nhân sự và các chi phí cho các thiết bị xây dựng. Giá cho một Geotube ở Việt Nam (bao gồm cả hải quan và thuế nhập khẩu) là khoảng 300 USD cho một mét dài cộng với chi phí xây dựng, chi phí cho cát và chi phí nhân sự 5 .
Ở Việt Nam, Geotubes đã được áp dụng thành công tại huyện Lộc An, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu vài năm trong phương diện kiểm soát xói mòn của mặt cắt bãi biển (Hình 24). Tuy nhiên, sau vài năm chịu đựng môi trường khí hậu nhiệt đới, geotube nghe nói là bị xé rách. Cùng một sản phẩm đã được áp-ứng dụng tại Hòa Duân, tỉnh Thừa Thiên Huế và không thành công do mài mòn của vải địa kỹ thuật trong môi trường khắc nghiệt.
Việc xây dựng đê chắn sóng truyền thống luôn luôn là một dự án lớn với chi phí tương đối cao. Hơn nữa, đặc biệt là trong môi trường nền móng là đất bùn kết cấu chắn sóng nặng như loại đá đổ và Geotubes là rất phức tạp.
Trong khuôn khổ của một nghiên cứu thí điểm dọc theo bờ biển của huyện Vĩnh Tân tại tỉnh Sóc Trăng, sự bố trí sắp xếp khác nhau, vị trí và thiết kế đê chắn sóng đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng mô hình tính toán và vật lý. Hiệu quả của các công trình xây dựng truyền thống cũng như các thiết kế khác nhau bằng cách sử dụng vật liệu thay thế, vật liệu địa phương đã được thử nghiệm. Hàng rào tre mang lại kết quả rất tốt và có lợi thế thêm là do độ bền, tính sẵn có và giá thành thấp của tre (Albers & Von Lieberman, 2011).
Thiết kế chi tiết của các cấu trúc tre được mô tả trong mục 5.2.3. Các phần của các kết quả của các mô hình tính toán và vật lý mà dẫn đến việc bố trí và kích thước của chúng, có thể được tìm thấy trong các mục 7.3 và 7.4. Trong tháng 5 năm 2012, một đê chắn sóng tre dài 100 m được lắp đặt tại bờ biển Vĩnh Tân tỉnh Sóc Trăng (Hình 25). Sau khi hoàn thành một chương trình giám sát được bắt đầu để đánh giá hiệu quả của biện pháp này.
5 Thông tin từ Huesker Synthetic
GmbH Germany
56 57
cứng được xây dựng thành một khối tăng cường trước khi việc nuôi bãi hoặc đụn cát được thực hiện.
Kè luôn luôn được xây dựng như là công trình mái dốc và rất thường được xây dựng như cấu trúc thoát nước bằng cách sử dụng đá tự nhiên (Hình 26). Việc áp dụng các khối bê tông như trong Hình 27 tăng cường hấp thu năng lượng sóng và giảm sóng leo. Nếu các khối bê tông không được lắp đặt đúng cách và nếu kích thước của chúng không được thiết kế tốt, chúng có thể là nguồn gốc cho sự xói mòn của đê điều, do động lực gây ra bởi sóng leo. Hình 28 cho thấy một kè không thấm nước bằng khối bê tông kết hợp với một bức tường biển hẹp ở Trà Vinh. Dạng cong của bức tường biển làm giảm sóng tràn. Các khối bê tông nhô ra tiếp xúc với sóng và có thể phải thay thế nếu không được cài đặt đúng cách và duy tu thường xuyên.
Thảm làm đầy đá có lưới, chẳng hạn như rọ đá, cũng thường xuyên được sử dụng (xem Hình 26). Tuy nhiên, chúng chỉ được sử dụng tại các địa điểm bảo vệ khá kiên cố (Mangor, 2004). Tại các địa điểm có tải trọng sóng cao hơn, lưới dây thép không thể chịu được các lực gây ra do đá di chuyển trong tình trạng bão (xem Hình 29, hình bên phải).
Hình 29: Rọ đá kè tại một cửa cống ở tỉnh Sóc Trăng (trái), rọ đá kè bị hư hỏng ở huyện Vĩnh Tân, tỉnh Sóc Trăng (phải); (Ảnh: Albers)
Hình 28: Kè khối bê tông kết hợp với một bức tường biển thấp ở bờ biển của tỉnh Trà Vinh (Ảnh: Phạm Thùy Dương)
5.2.1.2 KèKè là các khối mặt đá hoặc mặt bê tông, được xây dựng để bảo vệ đê, chân cồn cát, hoặc tường chắn sóng chống xói mòn bởi tác động của sóng bão, và dòng chảy. Định nghĩa này là rất tương tự như định nghĩa của một tường chắn sóng, tuy nhiên kè không bảo vệ chống lại lũ lụt. Hơn nữa, kè thường hỗ trợ các loại công trình khác như tường chắn sóng và đê. Kè có thể là một cấu trúc lộ ra cũng như bị chôn vùi. Một kè bị chôn vùi có thể được xây dựng như là một phần của một bảo vệ mềm, ví dụ như là một sự bảo vệ khẩn cấp
Hình 27: Kè bằng các khối
bê tông tại bờ biển của huyện Gò Công,
tỉnh Tiền Giang (Ảnh: SIWRR)
Hình 26: Kè đá tự nhiên tại bờ biển của huyện Cần Giờ,
thành phố Hồ Chí Minh
(Ảnh: SIWRR)
5
58 59
Kè, giống như tường chắn sóng sẽ làm giảm sự lôi kéo các trầm tích từ phần nó bảo vệ, do đó, nó sẽ có tác động tiêu cực đến khối lượng sự vận chuyển trầm tích dọc theo bờ kế tiếp. Kè như vậy là một biện pháp bảo vệ bờ biển thụ động và được sử dụng tại các địa điểm bị tiếp xúc với xói mòn hoặc như là một giải pháp bổ sung cho đê phá sóng, đê tại các địa điểm tiếp xúc với cả xói mòn và lũ lụt.
Kè đá đổ và các cấu trúc tương tự thì thấm nước và có độ dốc khá lớn. Thường thì độ dốc 1: 2 được sử dụng cho nên không thuận tiện cho việc sử dụng để giải trí hoặc là nơi đậu hoặc đi lại của các tàu thuyền đánh cá nhỏ. Do đó, loại công trình này không nên được sử dụng tại các địa điểm, nơi bãi biển được sử dụng cho các hoạt động vui chơi giải trí hoặc câu cá. Với các địa điểm như vậy, các loại biện pháp bảo vệ khác phải được xem xét, nhưng nếu kè đá đổ là được yêu cầu, thì mái dốc thoải hơn với một bề mặt nhẵn được khuyến khích.
Tại Gành Hào ở tỉnh Bạc Liêu hoặc tại Mũi Né, thành phố Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận công trình kè các với các độ dốc lớn và bề mặt thô được sử dụng như là bảo vệ bãi biển và hủy hoại bất kỳ ý định du lịch nào (Hình 31).
Tương tự như đối với đê phá sóng, đối với kè thì việc bảo vệ chân và ứng dụng của các lớp khác nhau chuyển tiếp là điều cần thiết cho sự ổn định và độ bền của công trình. Hình 32 cho thấy một kè tại cửa cống 16 ở tỉnh Sóc Trăng đang được xây dựng. Trong trường hợp này, tấm bê tông phẳng được sử dụng và tạo thành một cấu trúc tương đối không thấm nước có độ dốc nhẹ. Ở hình bên trái các lớp khác nhau có thể nhìn
Hình 31: Mái dốc và bề mặt thô của kè cản trở các hoạt động vui chơi giải trí tại Gành Hào, tỉnh Bạc Liêu (Ảnh: GIZ Bạc Liêu)
Hình 32: Kè được xây dựng tại tỉnh Sóc Trăng; các lớp khác nhau (trái) và xây dựng các công trình bảo vệ chân (phải); (Ảnh: Albers)
thấy: lớp phủ trên đê, vải địa kỹ thuật, lớp lọc và cân bằng (sỏi), lớp vỏ. Việc bảo vệ chân kè được hình thành bởi một bức tường bê tông tại chỗ và đá hộc. Bức ảnh bên phải cho thấy lớp vỏ của các bức tường bê tông.
Nếu tấm bê tông phẳng là quá lớn và tạo thành một bề mặt gần như không thấm nước, có mối nguy hiểm do tải trọng sóng phá vỡ các tấm bê tông do sự không hoàn hảo của lớp đất dưới hoặc do rửa trôi của các trầm tích từ lớp đất dưới (Hình 33). Vì vậy, một sự chuẩn bị hợp lý của lớp đất dưới, áp dụng các lớp khác nhau dần dần bao gồm các lớp lọc và sự ăn khớp của lớp bề mặt là rất cần thiết.
Kè cũng có thể bao gồm các túi chứa đầy cát vải địa kỹ thuật, thảm và ống cát. Các công trình như vậy phải được bảo vệ chống lại ánh sáng UV-để tránh thời tiết làm hỏng vải. Túi đóng bao cát thường được sử dụng trong trường hợp bảo vệ khẩn cấp. Kè vải địa kỹ thuật thì mong manh chống lại tác động cơ học và phá hoại và sự xuất hiện của chúng không phải là tự nhiên. Hình 30 cho thấy công trình kè bằng các bằng Geotubes tại dự án bảo vệ bãi biển tại Đồi Dương, thành phố Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận. Các tác động của thời tiết có thể thấy rõ ràng.
Tất cả các loại kè vốn có sự xuống cấp của bãi biển vì chúng được sử dụng tại các địa điểm nơi bờ biển được tiếp xúc với xói mòn. Kè sẽ cố định được các vị trí của các đường bờ biển, nhưng nó sẽ không ngăn chặn sự xói mòn liên tục của các mặt cắt bờ biển (Mangor, 2004). Nếu không có biện pháp nào kèm theo bãi biển ở phía trước kè sẽ dần dần biến mất. Tuy nhiên, kè thường như là một công trình thấm, có mái dốc, bình thường nó sẽ không đẩy nhanh sự xói mòn như tường chắn sóng. Ngược lại, kè đá đổ thường được sử dụng như gia cố cho tường chắn sóng mà nó đã được lộ ra do sự biến mất của bãi biển. Các biện pháp tăng cường như vậy bảo vệ chân của các tường chắn sóng và giảm thiểu sự phản xạ.
Hình 30: Dự án bảo vệ
bãi biển tại Đồi Dương, thành phố
Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận bằng
Geotubes (Ảnh: SIWRR)
5
60 61
5.2.1.3 Tường chắn sóngTường chắn sóng được định nghĩa là một cấu trúc tách rời vùng đất và nước, và được thiết kế để ngăn chặn xói mòn bờ biển và thiệt hại khác do tác động của sóng và nước dâng do bão, chẳng hạn như lũ lụt. Tường chắn sóng thường cấu trúc rất lớn bởi vì chúng được thiết kế để chống lại tất cả các tác động của sóng và nước dâng do bão.
Tường chắn sóng thường là một cấu trúc bê tông có mái dốc, nó có thể là mặt trơn, mặt bậc hoặc mặt cong. Một tường chắn sóng cũng có thể được xây dựng như một kè đá đổ, như một khối tường đứng, và như là một cấu trúc thép hoặc gỗ. Đặc điểm chung là công trình được thiết kế để chịu được tác động của sóng lớn và nước dâng trong bão. Một kè đá đổ thường bảo vệ chân tường chắn sóng cứng. Tường chắn khối đá đổ mang một sự tương đồng tuyệt vời với kè đá đổ, nhưng một kè đá đổ thường được sử dụng như là một sự bổ sung cho tường chắn sóng hoặc như là một cấu trúc độc lập tại các vùng ít tiếp xúc.
Các tường chắn sóng gần như dựng đứng chủ yếu được sử dụng trong quá khứ, có đặc điểm tiêu cực về phản xạ sóng, và dẫn đến sự biến mất nhanh của bãi biển. Tuy nhiên, tất cả các loại tường chắn sóng
đều liên quan đến suy thoái bãi biển, vì chúng được sử dụng tại các địa điểm nơi bờ biển được tiếp xúc với xói mòn. Các tường chắn sóng sẽ cố định các vị trí của bờ biển, nhưng nó sẽ không dừng được sự xói mòn tiếp tục trên mặt cắt bờ biển. Ngược lại, nó sẽ, đến một mức độ nhất định, đẩy nhanh sự xói mòn. Khá là bình thường khi mà bãi biển biến mất trước một tường chắn sóng và thường xuyên cần thiết, sau một vài năm, tăng cường chân tường chắn sóng với một kè đá đổ.
Tường chắn sóng sẽ làm giảm sự xói mòn của các trầm tích ở phần nó bảo vệ và sẽ có tác động tiêu cực đến tổng lượng trầm tích dọc bờ biển liền kề.
Tường chắn sóng là một cấu trúc thụ động, bảo vệ bờ biển chống xói mòn và lũ lụt. Chúng thường được sử dụng tại các địa điểm ở phía trước mặt tiền của thành phố, nơi cần phải được bảo vệ tốt và không gian bị hạn chế. Khu vui chơi thường được xây dựng trên đỉnh của các tường chắn sóng. Tường chắn sóng được sử dụng chủ yếu ở bờ biển tiếp xúc, nhưng cũng có thể được tìm thấy tại bờ biển tiếp xúc trung bình (Mangor, 2004).
Hình 34 cho thấy cấu trúc của một tường chắn sóng ở Gành Hào, tỉnh Bạc Liêu. Một ví dụ về tường chắn sóng ở tỉnh Trà Vinh được thể hiện trong Hình 28.
Hình 34: Cấu trúc của một tường chắn sóng ở Gành Hào, tỉnh Bạc Liêu (Ảnh: GIZ Bạc Liêu)
Hình 33: Kè bị hư hại tại
cửa cống số 2 ở tỉnh Sóc Trăng
(Ảnh: Albers)
5
62 63
mòn các phần trầm tích đã lắng đọng. Tốc độ lắng trung bình đằng sau hàng rào lên đến 0,20 m mỗi năm (Russell et al., 2012). Một phép ngoại suy không gian và thời gian của tốc độ này phải được coi là quan trọng và không có ý nghĩa.
Việc giảm năng lượng sóng phía sau hàng rào phá sóng lên đến 65% (Russell et al., 2012). Điều này có nghĩa là giảm chiều cao sóng khoảng 40% (do ảnh hưởng bậc hai của chiều cao sóng vào năng lượng sóng). Do các đặc tính bất thường của tình trạng mặt biển và nước dềnh giá trị này là không có ý nghĩa nếu không có sự đề cập của các thông số khác (độ cao trên không của hàng rào, chiều cao sóng).
Hàng rào liên tục mà không có những khoảng trống và các hàng song song của hàng rào, bao gồm cả hàng rào dày đặc bẫy trầm tích, có thể có tác động tiêu cực trên mối liên kết với các hệ thống lân cận. Kết nối là một vấn đề quan trọng về chức năng sinh thái và môi trường sống của rừng ngập mặn như cung cấp thức ăn môi trường sống cho các động vật di động và ghé thăm (Frey & Ewel, 2003; Sheaves, 2005; Meynecke et al., 2008; Nagelkerken et al., 2008).
Hình 36: Hàng rào bẫy trầm tích ở tỉnh Kiên Giang (Russell et al., 2012; Ảnh: GIZ Kiên Giang)
5.2.1.4 Hàng rào cọc tràmDự án GIZ “Bảo tồn và Phát triển Khu Dự trữ Sinh quyển Kiên Giang” đã thử nghiệm các hàng rào bảo vệ bờ biển khác nhau với mục đích là để giảm năng lượng sóng tại bờ biển và tăng lắng đọng trầm tích, trong khi hàng rào phá vỡ sóng ở khu vực tiếp xúc và hàng rào bẫy trầm tích trong khu vực ít tiếp xúc được phân biệt. Hàng rào được xây dựng bằng gỗ tràm, gỗ sẵn có và rẻ tiền ở Đồng Bằng Sông Cửu Long, và chạy song song với bờ biển để giảm tác động của sóng trên bờ. Chúng có thể được coi là một công trình dọc bờ đặc biệt.
Rào phá sóng bao gồm hai hàng cọc tràm với khoảng cách giữa các hàng 0,5 m (Hình 35). Cọc tràm được đóng xuống bùn ở độ sâu 2 m. Không gian giữa các hàng được làm đầy với các nhánh và cành cây nhỏ. Ở tỉnh Kiên Giang hàng rào phá sóng đã được xây dựng trong các khu vực xói lở lớn khoảng 30 m từ bờ hướng ra biển hoặc nằm ở độ sâu khoảng 1 mét chiều sâu nước trung bình cao. Tại các khu vực xói lở thấp hoặc bồi lắng hàng rào đã được xây dựng tại vị trí đường nước trung bình thấp (Russell et al., 2012).
Những hàng rào phá sóng này đã được thử nghiệm kết hợp với một hàng rào bẫy trầm tích (Hình 36) ở khu vực xói mòn mạnh. Hàng rào bẫy trầm tích nằm ở phía đất liền so với hàng rào phá sóng cách 20 m từ bờ biển hoặc ở độ sâu 0,5 m tại nước cao trung bình. Hàng rào này có một hàng cột tràm đường kính nhỏ đặt gần nhau. Một lớp phên tre (cao 1,0 m, dài 1,5 m) và lưới đánh cá bảo vệ được đặt ở phía trước của hàng này. Khung hỗ trợ được làm từ các cọc có đường kính nhỏ được gắn vào mặt trước và mặt sau của hàng cọc (Russell et al., 2012). Nói chung, loại hình xây dựng phức tạp và tốn thời gian.
Hiệu quả của hàng rào tràm thiết kế khác nhau liên quan đến sự suy giảm sóng, tỷ lệ bồi lắng và cây giống tăng trưởng và tỷ lệ sống sót đã được giám sát hơn hai năm. Qua mùa khô (tháng 11 đến tháng 4) khi gió ở ngoài khơi, thay đổi nhỏ về độ cao bùn đã được ghi lại. Vào mùa mưa (tháng 6 đến tháng 10) thay đổi lớn trong tỷ lệ lắng đã được quan sát, trong khi một làn sóng nhẹ và khí hậu gió ở đầu của mùa dẫn đến lắng đọng. Gió mạnh và sóng lớn ở giữa mùa mưa bị xói
Hình 35: Hàng rào phá sóng
bằng cọc tràm ở tỉnh Kiên Giang
(Russell et al., 2012; Ảnh: GIZ Kiên Giang)
5
64 65
Hình 38: Quy trình tính toán khoảng cách giữa các mỏ hàn
để giải thích các thích ứng hình thái khác nhau cơ bản bao gồm các tác động xói mòn bên khuất gió.
Mỏ hàn thường được xây dựng từ bờ biển cho tới một khoảng cách ra biển. Hiệu quả của chúng trong bẫy bùn cát ven biển phụ thuộc vào phần mở rộng của chúng, hay nói cách khác, phần bùn cát mà chúng chặn lại. Sự tích tụ bùn cát ở phía đầu gió và sự xói mòn phía khuất phụ thuộc vào các loại mỏ hàn.
Các mỏ hàn thường được thiết kế để vượt qua một phần của khu vực sóng vỡ. Bởi vì vận chuyển bùn cát khác nhau trên toàn mặt cắt, điều quan trọng cần phải biết đặc điểm vận chuyển trên mặt cắt để có thể để dự đoán phản ứng của bờ biển. Ở phía cuối đất liền, mỏ hàn phải được xây dựng trên bờ biển ở dưới chân vách đá / cồn cát để nó không bị cắt trở lại trong bão và những đợt sóng cao. Cao trình của nó vào cuối đất liền, không được thấp hơn đỉnh phía biển. Chiều cao của các mỏ hàn phía biển có thể thấp hơn, tùy thuộc vào các yêu cầu cho trầm tích đi qua v.v.
Mỏ đã thường được sử dụng phổ biến để bảo vệ ven biển. Trong nhiều trường hợp hiệu quả dự kiến đã đạt được. Tuy nhiên, trong các trường hợp khác, hiệu quả bị hạn chế và một số ví dụ được biết đến, nơi các mỏ
hàn đã gây ra thiệt hại nghiêm trọng do xói mòn sau công trình. Vì lý do đó việc xây dựng các mỏ hàn cần phải được lên kế hoạch cẩn thận. Các thiết kế một hệ thống mỏ hàn đòi hỏi phải quan tâm đặc biệt để tránh xói mòn tạm thời trong hệ thống. Cần nhớ rằng sự bảo vệ bởi hệ thống mỏ hàn thì luôn luôn bằng mức độ xói mòn phía khuất gió. Những điểm yếu hiển nhiên của mỏ hàn có nghĩa là chúng được sử dụng ngày nay ít hơn so với trước đây. Nếu, vì lý do này hay lý do khác, chúng được sử dụng trong dự án bảo vệ mới, thường sẽ có một phần của dự án để làm đầy cát nhân tạo vào hệ thống để tránh xói mòn tạm thời (CEM, 2012).
Như một quy luật chung mỏ hàn được xây dựng thành nhóm với ý định để bảo vệ phần ven biển lớn hơn. Trong một nhóm mỏ hàn khoảng cách giữa hai mỏ hàn phải được xác định để hiệu quả bảo vệ là đủ lớn để tránh xói mòn do dòng chảy và sóng. Khoảng cách giữa hai mỏ hàn không cho nước đi qua cùng chiều dài được xác định bởi sn = 2 • e • cot b (Hình 38).
Nếu một nhóm các mỏ hàn được xây dựng dọc theo bờ biển, chiều dài của chúng phải được điều chỉnh để phù hợp với phần chuyển tiếp giữa chúng và những đoạn không được bảo vệ của bãi biển. Chiều dài của các mỏ hàn phải được giảm từ chiều dài tối ta xuống
5.2.2 Công trình vuông góc với bờCác mỏ hàn thường xây dựng vuông góc với đường bờ biển. Chúng gián đoạn vận chuyển bùn cát dọc bờ tự nhiên và dẫn đến bồi tụ ở phía đầu gió. Cùng một số lượng trầm tích được giữ lại phía đầu gió, bùn cát vận chuyển phía khuất gió là giảm đi. Nếu tác động của các mỏ hàn là quá mạnh, xói mòn sau công trình xảy ra. Mỏ hàn có thể có hình dạng đặc biệt, chúng có thể được nổi lên lên trên mặt nước, dốc hoặc ngập nước. Sự sắp xếp của mỏ hàn có thể là mỏ hàn đơn hoặc theo nhóm mỏ hàn, gọi là “trường” mỏ hàn. Các mỏ hàn thường được xây dựng bằng đá đổ (Hình 37),
Hình 37: Hệ thống mỏ hàn
đá đổ tại huyện Cần Giờ, thành
phố Hồ Chí Minh (Ảnh: Google Earth
và SIWRR)
nhưng chúng cũng có thể được xây dựng với các vật liệu khác, chẳng hạn như các cục bê tông, gỗ, v.v.
Mỏ hàn không cho nước đi qua tạo thành một rào cản hoàn chỉnh chống lại việc vận chuyển bùn cát dọc bờ. Sau khi lắng đọng ở phía đầu gió được hoàn thành, vật liệu được vận chuyển qua và xung quanh vùng mỏ hàn. Mỏ hàn cho nước đi qua được xây dựng nếu có yêu cầu một lượng vận chuyển nhất định đi qua. Điều này dẫn đến một nguồn cung cấp trầm tích đủ để tránh xói mòn sau công trình. Mỏ hàn rất thích hợp
5
66 67
5.2.3 Bảo vệ khu vưc ven biểnBiện pháp tích cực để bảo vệ khu vực biển có thể được chia thành quản lý vùng đồng bằng và nuôi bãi. Quản lý đồng bằng ngập lũ là một phương pháp bền vững và hiệu quả chống xói mòn bờ biển và bảo vệ lũ. Cải tạo đất có hệ thống để tạo ra vùng ngập nước đã được thực hiện tại bờ biển phía Bắc nước Đức trong hơn 150 năm. Nguyên tắc cải tạo đất và quản lý đồng bằng ngập lũ đã được chuyển giao đến bờ biển phía Đông của Đồng Bằng Sông Cửu Long và đã được thích nghi với điều kiện biên ở địa phương, ví dụ bằng cách sử dụng vật liệu địa phương như tre.
Trên bờ biển với vùng đồng bằng ngập lũ thấp, bao gồm hoặc đầm lầy hoặc một vành đai rừng ngập mặn, bãi ngập lũ là một yếu tố quan trọng ổn định của hệ thống bảo vệ bờ biển. Nó bảo vệ chống xói mòn bờ biển và lũ lụt. Các bãi ngập lũ càng cao, sự tiêu hao sóng trên các vùng bãi ngập lũ càng cao. Kết quả là tải trọng sóng trên đê được giảm đáng kể. Với sự hiện diện của rừng ngập mặn, tác động giảm sóng thậm chí còn lớn hơn (Hình 40). Rừng ngập mặn cũng giảm chiều cao nước dâng trong bão do làm chậm hơn dòng chảy và giảm sóng trên mặt. Do đó, rừng ngập mặn đóng vai trò bảo vệ bờ biển, hoặc là bởi chính chúng hoặc các giải pháp khác như công trình kỹ thuật bảo vệ bờ biển (McIvor et al., 2012A và 2012B).
Trong nhiều trường hợp, đai rừng ngập mặn ở bờ biển đã bị hư hỏng nghiêm trọng bởi rừng ngập mặn bị chặt phá, ô nhiễm hoặc bằng sự thay đổi chế độ thủy văn, ví dụ như thông qua ngăn chặn dòng chảy tự nhiên của nước, trầm tích và chất dinh dưỡng bằng cách xây dựng đê biển hoặc các biện pháp trước đê.
Do đặc điểm đất ổn định của rừng ngập mặn và các tác động của chúng như là bẫy trầm tích, sự mất mát của rừng ngập mặn tương đương với sự mất mát của bãi ngập lũ. Sự gia tăng mạnh tải trọng sóng trên đê và do đó nguy cơ xói mòn và lũ lụt của vùng nội địa. Như vậy, phục hồi của nền tảng cây ngập mặn là một bước rất quan trọng trong việc bảo vệ bờ biển bền vững. Ngay cả tải trọng cao hơn do tăng cao tần số và cường độ của các cơn bão có thể được xử lý bằng cách sử dụng quản lý tổng hợp vùng bãi ngập lũ ven biển.
Rừng ngập mặn phát triển dọc theo các bờ biển nhiệt đới và cận nhiệt đới được che chắn. Chúng không phát triển tự nhiên ở những vùng với sự xói mòn mạnh. Ở các nơi mà xói mòn nghiêm trọng đã bị phá hủy vành đai rừng ngập mặn, bảo vệ vùng ven biển và thích ứng với biến đổi khí hậu thông qua phục hồi rừng ngập mặn chỉ có thể sau khi năng lượng sóng đã được giảm bởi các rào cản vật lý. Sự kết hợp các biện pháp kỹ thuật cứng và mềm ven biển có thể đạt được bằng các giải pháp kỹ thuật, giảm xói mòn, kích thích sự lắng đọng trầm tích và dựa trên vị trí của nó và thiết kế để tránh xói lở sau công trình càng xa càng tốt.
xấp xỉ một phần tư của chiều dài tối đa trước khi phần bảo vệ bằng các mỏ hàn kết thúc. Sổ tay kỹ thuật bờ biển (Herbich, 1999) cung cấp một số các gợi ý cho việc tính toán trong trường hợp này.
Hình 39 cho thấy mặt cắt kết cấu khác nhau của mỏ hàn. Thiết kế ảnh hưởng đến những tác động của kết cấu. Các mỏ hàn với một đỉnh rộng tránh tràn sóng, nó có thể dẫn đến xói mòn nhiều hơn trong khu vực khuất gió.
Hình 39: Ví dụ về các mặt
cắt mỏ hàn
5
68 69
5.2.3.1 Quản lý vùng bãi ngập lũ Trong nhiều trường hợp, việc xây dựng các công trình đê điều làm giảm chiều rộng của các vùng đồng bằng ngập lũ và tăng sự xói mòn của khu vực đầm lầy. Việc giảm các cánh đồng ngập lụt này ảnh hưởng đến các quá trình hình thái tự nhiên. Phục hồi vùng đồng bằng ngập lũ đầm lầy do đó rất quan trọng để tăng mức độ an toàn chống lũ, để ngăn chặn sự xói mòn của vùng đồng bằng ngập lũ.
Vùng đồng bằng ngập lũ ngập mặn có thể được phục hồi bằng cách áp đặt các hạn chế đối với việc phá rừng ngập mặn, bằng cách tái lập các điều kiện dòng chảy tự nhiên trong khu vực rừng ngập mặn, ví dụ bằng cách chuyển ngược đê điều, hoặc bằng cách trồng thảm thực vật rừng ngập mặn mới (Eisma, 2010; Schwartz, 2005).
Những biện pháp này đòi hỏi một mức độ cao về quản lý và hoạt động tham gia tích cực của cộng đồng ven biển địa phương. Chương trình như vậy nên, do đó, có liên quan đến giáo dục và nâng cao nhận thức (Kamphuis, 2010) và nên liên quan đến quản lý có sự tham gia với sự tham gia của cộng đồng địa phương. Trồng rừng ngập mặn thì chẳng ích gì nếu các rừng trồng không được bảo vệ có hiệu quả sau đó. Rừng trồng mới phải được bảo vệ khỏi tác động của con người như các phương pháp đánh bắt thủy sản hủy diệt, khai thác gỗ và xâm lấn. Hơn nữa, rừng ngập mặn tái lập phải được quản lý một cách hiệu quả và bảo vệ khỏi tác động của con người. Điều này thường có thể đạt được tốt nhất thông qua đồng quản lý rừng ngập mặn (Schmitt, 2012).
Tuy nhiên, trước khi có sự phục hồi của rừng ngập mặn tại các vùng xói mòn, một vùng đồng bằng ngập lũ ổn định phải được thành lập. Sự phát triển của vùng đồng bằng ngập lũ có thể được tăng cường bằng cách xây dựng các bẫy trầm tích trên các bãi triều cạn. Điều này có thể đạt được bởi các yếu tố làm giảm dòng chảy và sóng, chẳng hạn như đê chắn sóng, mỏ hàn hoặc sự kết hợp của cả hai.
Trầm tích lơ lửng và trầm tích đáy được vận chuyển bởi dòng thủy triều và sóng. Do giảm nhiễu động mà lực vận chuyển của dòng chảy giảm và các hạt trầm tích bắt đầu lắng đọng. Quá trình này ví dụ như diễn ra ở các hồ chứa và phía khuất của các hòn đảo. Có thể áp dụng cùng một nguyên tắc để làm lắng đọng trầm tích nhiều hơn một cách nhân tạo ở bờ biển bằng các biện pháp quản lý bãi ngập lũ có hệ thống. Một mạng lưới các ô vuông của vùng nước lặng có thể được hình thành qua việc xây dựng các cấu trúc thấm nước giống như hàng rào tạo thành một rào cản chống lại dòng chảy rối và sóngvà hỗ trợ sự lắng đọng trầm tích.
Cải tạo đất ở miền biển Bắc nước Đức Tại Biển Bắc, việc cải tạo đất bằng cách sử dụng hàng rào bắt đầu vào khoảng năm 1365 sau khi một số cơn bão dâng nước nghiêm trọng, gây thiệt hại mất đất lớn tại các vùng ven biển. Trong năm 1847 phương pháp cải tạo đất được thành lập bởi chính phủ Đan Mạch (Probst, 1996). Cho đến giữa thế kỷ 20, mục đích cải tạo đất là tạo ra các khu vực mới màu mỡ cho sản xuất nông nghiệp. Trong suốt ba thập kỷ qua, cải tạo đất đã được sử dụng như một biện pháp tích cực bảo vệ bờ biển (Kramer, 1989). Hình 41 cho thấy một ví dụ về cải tạo đất thành công bằng cách quản lý bãi ngập lũ trên
Hình 41: Cải tạo đất sử dụng hàng rào trên miền biển Bắc nước Đức trên đảo Amrum (Ảnh: Albers)
Hình 40: Tác động của
bãi ngập lũ trong việc tiêu
hao năng lượng sóng
5
70 71
Figure 44: Floodplain management Bamboo fences in the Mekong Delta
dòng triều kém
Ve.2
Ve.1 Ve.1
Ve.2Ve.3
bùn cát
dòng chảy lũ
vf,1 vf,1
vf,2
vf,4
vf,3
bùn cát
C
M
Y
CM
MY
CY
CMY
K
Mekong_RZ_Teil_C10b Kopie.pdf 9 09.09.13 13:02
Figure 44: Floodplain management Bamboo fences in the Mekong Delta
dòng triều kém
Ve.2
Ve.1 Ve.1
Ve.2Ve.3
bùn cát
dòng chảy lũ
vf,1 vf,1
vf,2
vf,4
vf,3
bùn cát
C
M
Y
CM
MY
CY
CMY
K
Mekong_RZ_Teil_C10b Kopie.pdf 9 09.09.13 13:02
hở, mà nó đặc biệt là cản trở bồi lắng tại các khu vực xa hơn về phía đất liền của hàng rào. Thêm vào đó, những khoảng trống như vậy giữa hàng rào cũng không làm gián đoạn mối liên kết môi trường sống cho các loài thủy sản.
Khi thuỷ triều thấp, sức cản của dòng chảy ở chỗ hở giảm so với dòng chảy qua hàng rào (ve,2 < ve,3). Dòng chảy hướng trực tiếp từ các ô về các khoảng hở, và như một hệ quả, hệ thống thoát nước được cải thiện và tăng tốc thông qua các khoảng hở, làm cho lượng nước trong đất giảm ở trong các ô trong thời gian thủy triều xuống thấp và do đó thúc đẩy quá trình cố kết trong các ô. Cố kết là vấn đề quan trọng để tăng tính ổn định chống xói mòn (xem mục 2.4.3).
Vận tốc dòng chảy trong các ô khi triều thấp (ve,1) thì nhỏ hơn vận tốc dòng chảy tới hạn gây ra xói. Do đó trầm tích vẫn còn trong các ô. Vận tốc dòng chảy tới hạn chỉ bị vượt quá ở trong các rãnh tiêu nước (được tạo ra hoặc do nhân tạo hoặc bởi dòng chảy; trong Hình 43 được diễn tả với các đường màu nâu nét đứt), duy trì sự thoát nước của các ô.
Nói chung hàng rào được xây dựng bởi hai hàng cọc gỗ và một số lớp bó cành cây ở giữa (Hình 44 xem thêm chi tiết ở phụ lục). Các bó được cố định với dây không gỉ. Xói lở xung quanh các cọc gỗ có thể tránh được bằng một lớp vữa thô tại chân của hàng rào hoặc bởi một lớp lọc. Thông thường đỉnh hàng rào xây dựng bằng với mực nước trung bình cao (MHW). Độ cao của các bãi triều không nên thấp hơn MHW -0,70 m đến -0,80 m.
Dọc theo bờ biển phía Đông của tỉnh Sóc Trăng, Bạc Liêu và Cà Mau, ở nhiều nơi, các mũi đất còn lại với thảm thực vật rừng ngập mặn đang bị gián đoạn bởi những khoảng trống là nơi bãi ngập lũ đang bị xói mòn và sóng đánh trực tiếp đến đê điều (xem Hình 11, khoảng cách giữa hai mũi đất bị xói mòn ở phía trước giữa ảnh). Mục tiêu chính của quản lý vùng bãi ngập lũ là đóng lại các khoảng trống này (Hình 42). Điều này sẽ tạo ra một bờ biển êm thuận (như đã chỉ ra với đường bờ biển lý tưởng) với các đường cùng cao độ ít nhiều song song với bờ biển. Kết quả là, tránh được dòng chảy hình trụ trong khoảng hở giữa các bãi ngập lũ tạo ra xói mòn nhiều hơn. Bờ biển lý tưởng là một tình trạng hình thái tương đối ổn định, mà thường thể hiện ở bờ biển trước đây. Việc xây dựng các rào chữ T thứ hai phía trước bờ biển lý tưởng với mục đích cải tạo đất, sẽ thay đổi các điều kiện thủy động lực đáng kể và sẽ dẫn đến xói mòn phía hạ lưu công trình. Cách mở rộng này cần phải tránh do tác động tiêu cực trên phần ven biển lân cận, với chi phí cao và nguy cơ thất bại cao.
Khi bãi ngập lũ đạt đến cao trình MHW -0,50 m đến MHW -0,30 m, hệ thống thoát nước nhân tạo có thể được tạo ra để tăng cường sự tách nước của các ô (Hình 42). Hệ thống thoát nước bao gồm mương chính (vuông góc với bờ) và mương thoát nước bên. Mương nhỏ hơn dẫn nước tiêu l vào mương bên. Để đảm bảo khả năng xả của mương nhỏ, chúng có thể được nạo vét nếu cần thiết. Vật liệu đào lên có thể được đổ ở giữa giữa các mương nhỏ để đẩy nhanh quá trình bồi lắng.
Hình 43: Phân bố dòng chảy và vận chuyển bùn cát trong ô được bảo vệ bởi hàng rào
miền biển phía Bắc nước Đức ở đảo Amrum. Ở đó, hai hàng công trình với hàng rào ngang bờ và hàng rào dọc bờ đã được xây dựng trong một khoảng thời gian mười lăm năm. Bức ảnh bên trái cho thấy công trình trẻ hơn, công trình hướng ra biển, nơi lắng đọng trầm tích xảy ra trong 5-6 năm. Bức ảnh bên phải cho thấy hàng rào dọc bờ hướng ra biển. Khu vực đã được phủ bởi thảm thực vật tiên phong “cây tô dã”, chúng thích nghi với môi trường nước mặn. Trong khu vực bị ảnh hưởng bởi sóng tràn và chỗ hở thoát nước của hàng rào dọc bờ, quá trình trầm tích và thực vật đã không phát triển nhiều. Hàng rào bao gồm hai hàng gỗ với bó bụi cây cột chặt giữa hai hàng.
Hàng rào tre ở Đồng Bằng Sông Cửu LongNguyên lý cải tạo đất này của bãi ngập lũ đã được chuyển giao đến bờ Biển Đông của Đồng Bằng Sông Cửu Long (Albers & Von Lieberman, 2011; Albers, 2011). Trong bối cảnh của một nghiên cứu thí điểm dọc theo bờ biển xã Vĩnh Tân ở tỉnh Sóc Trăng, bị xói mòn nghiêm trọng, các biện pháp bảo vệ bờ biển bền vững trong khu vực đã được thiết kế dựa trên mô hình số mô phỏng thủy động lực học và phát triển bờ biển. Đo đạc thực địa đã được sử dụng để hiểu các quá trình hình thái học và kiểm định các mô hình. Sắp xếp khác nhau, vị trí và thiết kế các biện pháp chống xói lở, đó là một điều kiện tiên quyết để phục hồi rừng ngập mặn tại các điểm xói mòn, đã được nghiên cứu sử dụng mô hình toán số và mô hình vật lý. Hiệu quả của các công trình xây dựng truyền thống cũng như các thiết kế khác nhau sử dụng vật liệu địa phương đã được thử nghiệm. Hàng rào tre mang lại kết quả tốt nhất và có lợi thế bổ sung do độ bền, tính sẵn có và chi phí thấp
của tre (Halide et al., 2004, Albers & Von Lieberman, 2011).
Công trình ngang và dọc bờ xây dựng hình thành các ô kích thước khoảng 50 m x 50 m, nơi dòng chảy và sóng đang giảm nhẹ và lắng đọng trầm tích được hỗ trợ (Hình 42). Các công trình xây dựng vuông góc với bờ làm giảm dòng chảy dọc bờ và các công trình xây dựng dọc bờ giảm năng lượng sóng đến. Hàng rào song song với bờ biển có chỗ hở 20 m chiều rộng để đảm bảo hệ thống thoát nước của các ô. Một hệ thống mương thoát nước sẽ được tạo ra một cách tự nhiên bởi dòng chảy, tăng cường hệ thống thoát nước của các ô và cũng giúp thúc đẩy quá trình cố kết. Có thể tăng tốc sự hình thành các mương thoát nước này qua hoạt động nạo vét.
Hình 43 cho thấy dòng chảy và vận chuyển bùn cát trong các ô trong thời gian triều cường (trái) và thủy triều kém (phải).Trong thời gian triều cường, và đặc biệt là trong khi mực nước thấp hơn đỉnh của hàng rào, sức cản dòng chảy giữa các khoảng hở giảm đi, tạo ra vận tốc dòng chảy vùng này lớn hơn so với dòng chảy ở phía đất liền của hàng rào (vf,1 < vf,2). Một khối lượng lớn hơn của dòng chảy và bùn cát vận chuyển đi qua các khoảng hở vào trong các ô so với vận chuyển xuyên qua hàng rào. Ở phía đất liền của các khoảng hở, mặt cắt ngang được mở rộng hơn, vận tốc dòng chảy giảm (vf,3 < vf,1 và vf,4 < vf,2) và bùn cát vận chuyển được phân bố dưới dạng hình quạt tới các ô (mũi tên màu nâu), và bắt đầu lắng đọng do hậu quả của vận tốc dòng chảy giảm. Điều này cải thiện đầu vào trầm tích đi vào các ô so với các kết cấu không cần khoảng
Hình 42: Cải tạo đất bằng
cách sử dụng hàng rào ngang
và dọc bờ
5
72 73
vi của milli-giây) và do đó không quan trọng cho việc thiết kế tổng. Lực bất thường có thể gây ra do kết quả của sự tác động của các vật nổi như mảnh vỡ tàu hoặc tàu thuyền. Tiêu chuẩn quốc tế cho các bức tường chống lũ di động giả định tác động của một lực 300 kg là chấp nhận được cho hệ thống (BWK, 2005). Giá trị này cũng đã được coi là đầy đủ cho việc thiết kế tĩnh các công trình xây dựng bằng tre có tính đến các điều kiện biên như độ sâu của nước và các tình huống bên ngoài. Ngoài ra trọng lượng của người là 1 kN được coi như là một tải trọng thẳng đứng được giả định cho mỗi cọc tre dựa trên tiêu chuẩn Đức (DIN 1055, Phần 3).
Hàng rào bao gồm hai hàng cột dọc tre với đường kính trung bình là 8 cm. Khoảng cách của hai hàng là 0,40 m cho kết cấu ngang bờ và 0,50 m tương ứng cho các phần dọc bờ. Khoảng cách giữa hai cọc trong một hàng là khoảng 0,30 m. Hai hàng cọc ngang được kết nối với các cọc đứng theo chiều dọc mỗi bên. Các bó cành cây bao gồm các nhánh tre. Vật liệu nối các khớp, nên được làm bằng dây thép không rỉ để đảm bảo kết nối bền và ổn định (Hình 45). Để bảo vệ chống xói ở đáy, một lớp kép lá dừa nước được đặt vào. Tuy nhiên, do luật thủy động lực xói lở luôn luôn xảy ra khi một cột hình trụ được đặt trong dòng chảy. Như vậy, chiều sâu ngập đất của các cọc thẳng đứng trong bùn được
chọn đủ lớn để xói lở cục bộ không ảnh hưởng đến sự ổn định của hàng rào. Ở Vĩnh Tân chiều dài của cọc tre thẳng đứng là ~ 4,70 m, trong khi đó độ sâu ngập đất là 3,40 m. Như một quy luật của độ sâu ngập đất không được ngắn hơn 1/3 của tổng chiều dài của cọc. Tất nhiên, độ sâu thực tế phải được lựa chọn theo đặc tính của đất tại chỗ và dựa trên phương pháp tiếp cận địa kỹ thuật chính xác (Albers, 2011).
Các hàng rào tre ngang và dọc bờ hình thành khu vực khoảng 50 mx 50 m. Việc bố trí cuối cùng luôn luôn phải được điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện cục bộ. Hàng rào đã được lắp đặt tại khoảng trống giữa các vùng bãi ngập lũ còn lại như được chỉ ra trong Hình 42. Khi thiết kế khoảng cách của các hàng rào chữ T, điều quan trọng là phải tạo được đường bờ biển phẳng và do đó giảm được “xói hạ lưu“. Do đó cuối hàng rào phía biển của các hàng rào không đi xa hơn đường nối liền giữa điểm nhô của bãi ngập lũ.
Giữa tháng 5 năm 2012 và tháng 9 năm 2012, tổng chiều dài 700 m hàng rào tre đã được lắp đặt tại bờ biển của Sóc Trăng. Với một điều chỉnh nhỏ, thiết kế đã được chuyển đến bờ biển của Bạc Liêu, nơi 500 m hàng rào tre đã được xây dựng tháng 5 năm 2012 (Hình 46). Ở giai đoạn hai trong tháng 10 và tháng 11 thêm
Hình 45: Mối buộc với các dây thép không gỉ (Ảnh: Albers)
Hình 44: Xây dựng hàng rào trong một khu vực
bồi lắng (mặt cắt ngang và mặt bằng)
5
Hàng trước của cọc tre chịu tác động trực tiếp của dòng chảy và sóng. Việc tính toán tải trọng do dòng chảy và sóng đã được thực hiện dựa vào phương pháp cộng tác dụng. Sóng vỡ có thể gây ra áp lực nén lên cọc ở phần trên mực nước tĩnh. Những “cái tát” hay “đập” xuất hiện trong thời gian rất ngắn (trong phạm
Trong quá trình thiết kế, tải trọng dòng chảy và sóng, sóng vỡ, những tác động chẳng hạn như các vật nổi hoặc tàu thuyền cũng như do người gây ra đã được đưa vào xem xét (Albers, 2011).
74 75
Hình 48 cho thấy một chuỗi thời gian của chiều cao sóng có nghĩa ở về phía biển và phía đất liền của hàng rào bằng tre từ các đo đạc thực địa. Nói chung, chiều cao sóng ở phía bên đất liền của hàng rào là thấp hơn so với chiều cao sóng ở phía hướng ra biển của hàng rào, nhưng tất nhiên các kết quả trong Hình 48 chỉ là một hình chụp. Việc giảm chiều cao sóng và do đó hiệu quả của hàng rào bằng tre rất nhiều phụ thuộc vào các tham số của các sóng đến và điều kiện thủy triều. Để lấy được kết luận về số lượng và có ý nghĩa từ kết quả đo đạc thực địa, một loại minh họa khác là cần thiết.
Hình 49 đáp ứng những yêu cầu này và cho thấy các kết quả của những đo đạc thực địa so với các kết quả của các mô hình vật lý (được mô tả trong mục 7.5). Hình 49 chỉ ra hiệu quả giảm sóng theo phần trăm của sóng đến độc lập với chiều cao sóng thực tế. Trên phía trái của hình thể hiện mực nước cao hơn đỉnh hàng rào, bên phải mực nước thấp hơn đỉnh hàng rào.
Hệ số truyền sóng KT hiển thị trên trục y. Hệ số truyền sóng là tỷ lệ giữa chiều cao sóng truyền (HT) ở phía bên đất liền và sóng chiều cao ban đầu (H) ở phía hướng ra biển (xem mặt cắt, mặt bằng Hình 44). Do đó, một hệ số truyền là 0,3 có nghĩa là chiều cao sóng truyền HT của sóng chiều cao H ban đầu là 30%, và do đó giảm chiều cao sóng là 70%.
Trên trục x được coi là ảnh hưởng của các điều kiện thủy triều (mực nước) và các đặc điểm của sóng đến (hiện rõ là chiều cao sóng và ẩn là chiều dài sóng) và được xem xét kết hợp trong một hệ số. Phần tự do RC là khoảng cách từ đỉnh của công trình đến mặt nước và do đó cho thấy mực nước liên quan đến hàng rào bằng tre (xem mặt cắt, mặt bằng Hình 44). Phần tự do âm diễn tả đỉnh công trình ngập nước và do đó, một hệ số âm Rc/H. Hơn nữa, chiều cao sóng ban đầu (H) thì được được xem xét trong hệ số này. Chiều dài sóng, đó cũng là quan trọng đối với hiệu quả của công trình, được coi ngầm định ở độ sâu nước.
Hình 49 trình bày kết quả của mô hình vật lý thí nghiệm trong máng sóng năm 2010 (hình tam giác màu đen; Albers & Von Lieberman, 2011) và từ đo đạc thực tế hiện trường ở Vĩnh Tân trong thời gian 6 tháng (hình tròn màu cam và xanh biển). Hệ số truyền sóng được lấy từ đo đạc hiện trường là vào khoảng 0,75 có nghĩa là chiều cao sóng ban đầu giảm 25%. Khi mực nước giảm xuống dưới đỉnh của hàng rào bằng tre (RC/H> 0), hệ số truyền sóng giữa 0,20 và 0,60 tùy thuộc vào kết cấu của bó cành cây. Sự mềm dẻo của bó cành cây dẫn đến hệ số truyền sóng nhỏ hơn (các điểm màu xanh) so với bó cành cây cứng (các chấm màu cam) và do đó hiệu quả giảm sóng lớn hơn. Chúng có thể đạt tới giảm 80% chiều cao sóng ban đầu. Đường màu xanh, màu cam và màu đen trình bày đường biểu diễn tốt nhất thông qua các giá trị đo đạc.
Hình 47: Xây dựng giai
đoạn 2 hàng rào chữ T trên bờ biển
tỉnh Bạc Liêu (Ảnh: Cong Ly và
GE Wind)
2.000 m đã được xây dựng tại bờ biển của Sóc Trăng và thêm 2.000 m ở bờ biển của Bạc Liêu (Hình 47).
Việc xây dựng các hàng rào tre ở Sóc Trăng và Bạc Liêu phục vụ như là một dự án thí điểm cho bảo vệ chống xói mòn và phục hồi rừng ngập mặn trong các vùng sạt lở, mà cũng sẽ được sử dụng để đạt được kiến thức cho các ứng dụng trong tương lai và tối ưu hóa thông qua các tài liệu chi tiết và quan trắc. Giám sát hàng rào treNgay sau khi xây dựng công trình xong, chương trình giám sát toàn diện đã được bắt đầu, bao gồm đo sóng để định lượng hiệu quả giảm sóng của hàng rào trong các điều kiện gió bão và thủy triều. Sự thay đổi của đường bờ biển cũng như mật độ của bùn và cao trình của bãi bùn được giám sát. Hơn nữa, các thí nghiệm về
độ bền được thực hiện để đánh giá độ bền của kết cấu hàng rào tre.
Đo sóngSóng được đo ở hai vị trí phía biển và về phía đất liền cách hàng rào dọc bờ bằng tre với khoảng cách khoảng 5 m.
Đầu dò áp lực được sử dụng cho việc đo sóng, nó cho phép đo liên tục trong khoảng 6 tháng với một tần số 10 Hz. Các dữ liệu sóng đã được phân tích và tóm tắt trong độ cao của sóng có nghĩa của thời gian 15 phút. Số liệu đo dài hạn này cung cấp các kết quả đại diện cho hiệu ứng giảm sóng của hàng rào tre trong các điều kiện thủy triều và sóng khác nhau.
Hình 46: Hàng rào tre hình chữ T tại bờ biển của tỉnh Bạc Liêu
(Ảnh: GIZ Bạc Liêu)
5
76 77
vùng Biển Đông của đồng bằng. Hiệu quả này, hầu như là theo mùa này là tạm thời vì vận chuyển bùn cát dọc theo bờ biển về phía Tây Nam, nhưng phải được xem xét khi đánh giá hiệu quả của vấn đề quản lý bãi ngập lũ. Do tính chất chung của khảo sát bờ biển (đánh giá chủ quan vị trí của bờ biển) và tính chính xác của các thiết bị sử dụng (tính chính xác của GPS tiêu chuẩn ~ 3m), cuộc khảo sát bờ biển phải được thường xuyên lặp đi lặp lại và thực hiện trong hơn hai hoặc ba năm trước khi có thể rút ra các kết luận vững chắc. Do đó, không có dữ liệu được trình bày trong hướng dẫn này, nhưng tất cả các dữ liệu ghi lại được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu và sẽ được phân tích để cung cấp thông tin chi tiết về sự thành công của các biện pháp. Ngoài ra, các dữ liệu có thể được sử dụng để hiệu chỉnh và kiểm tra các mô hình toán số.
Độ chặt và cao trình của bãi bùnMật độ bùn, đặc trưng bởi dung trọng tổng và dung trọng khô của một mẫu bùn và các thông số liên quan như hàm lượng nước, thể tích lỗ rỗng và tỷ lệ độ rỗng, mô tả các điều kiện hình thái của bùn. Các quá trình bồi lắng và cố kết có thể được theo dõi thông qua phân tích thường xuyên của dung trọng của bùn. Vật liệu bồi lắng mới có sự cố kết rất hạn chế, và do đó dung trọng tổng và dung trọng khô thấp cũng như hàm lượng nước cao, thể tích lỗ rỗng cao và tỷ lệ độ rỗng cao (số tương đối của độ rỗng).
Sau một thời gian, trọng lượng của bùn cát bồi lắng thêm ép nước ra khỏi các lớp bên dưới và do đó làm giảm hàm lượng nước và thể tích lỗ rỗng (và tỷ lệ độ rỗng), và làm tăng dung trọng khô và dung trọng tổng (xem mục 2.4.3). Quá trình này có thể xảy ra cùng với sự sụt giảm tạm thời cao trình bãi bùn. Đặc biệt là nếu việc cung cấp trầm tích là không liên tục, quá trình bồi lắng và cố kết trong một ô được bảo vệ bởi hàng rào được thể hiện bởi sự luân phiên, gia tăng, trì trệ, hoặc tăng, giảm một phần (trong quá trình cố kết) của độ cao của bùn. Vì vậy, giám sát cao trình bùn được đề nghị để rút ra kết luận về hiệu quả của việc quản lý vùng ngập.
Ở 2 vị trí trong ô được bảo vệ bởi các hàng rào tre thuộc bờ biển Vĩnh Tân ở tỉnh Sóc Trăng, tỷ trọng bùn lắng đọng đã được phân tích ba lần kể từ khi hoàn thành xây dựng vào tháng 11/2012 (Bảng 4). Tỷ trọng tổng và tỷ trọng khô đã tăng đáng kể trong 3 tháng đầu. Lượng nước trong đất đã giảm đáng kể trong ba
tháng đầu do nước đã được ép ra khỏi bùn trong quá trình cố kết. Như vậy, độ rỗng và hệ số rỗng cũng giảm. Bùn cát đã được cố kết và và khả năng xói lở của đất giảm. Quá trình cố kết mạnh này đi cùng với sự giảm nhẹ cao trình của lớp bùn.
Sự thay đổi về độ cao mặt bùn được ghi nhận với các mốc chuẩn đóng ở một số ô tại tỉnh Sóc Trăng và Bạc Liêu. Hình 50 cho thấy sự thay đổi về độ cao độ mặt bùn tại các địa điểm khác nhau trong tỉnh Bạc Liêu. Tại vị trí 4 khoảng 500 m hàng rào tre được xây dựng vào tháng 5 năm 2012. Bắt đầu của việc theo dõi tại vị trí này là vào tháng 7 năm 2012. Tại vị trí này, 12 mốc chuẩn đã được xây dựng. Các mốc chuẩn trong mương thoát nước phát triển một cách tự nhiên và phía ngoài biển của hàng rào đã không được xem xét trong sơ đồ bởi vì chúng không đại diện cho quá trình lắng đọng trầm tích trong các ô bảo vệ bởi hàng rào. Dữ liệu của 8 mốc chuẩn tại vị trí 4 được tính trung bình và được thể hiện trong Hình 51.
Bắt đầu từ sau tháng đầu tiên của giám sát, trầm tích liên tục bồi lắng được ghi nhận. Trong 7 tháng khoảng 17 cm trầm tích được lắng đọng. Tám tháng sau khi lắp đặt tốc độ bồi lắng giảm và đạt đến một trạng thái cân bằng tạm thời. Tại vị trí 4 việc phục hồi rừng ngập mặn được bắt đầu ngay sau khi xây dựng các hàng rào. Hình 50 cho thấy hình ảnh tại vị trí 4 từ tháng 5 năm 2012 trước khi xây dựng và từ tháng 9 và tháng 12 năm 2012 sau khi lắp đặt hàng rào và phục hồi rừng ngập mặn. Rừng ngập mặn phát triển tốt trong các khu vực được bảo vệ bởi hàng rào khỏi sóng và dòng chảy. Rừng ngập mặn cũng có ảnh hưởng tới tỷ lệ bồi lắng.
Tại vị trí 3.1 khoảng 400 m hàng rào tre được xây dựng trong tháng 9 năm 2012. Bắt đầu của việc giám sát tại vị trí này là vào tháng 10 năm 2012. Tại vị trí 3.1, 8 mốc chuẩn đã được xây dựng. Mốc chuẩn trong mương thoát nước phát triển một cách tự nhiên và phía ngoài biển của hàng rào đã không được xem xét trong sơ đồ bởi vì chúng không đại diện cho quá trình lắng đọng trầm tích trong các ô. Dữ liệu của 5 mốc chuẩn tại vị trí 3.1 được tính trung bình và được thể hiện trong Hình 51. Vị trí 3.1 tiếp xúc với sóng nhiều hơn vị trí 4. Sau một giai đoạn lắng đọng trong tháng đầu tiên của việc giám sát, cao độ bùn giảm. Điều này là do quá trình cố kết được mô tả ở trên, do mùa xây dựng khác nhau nhưng chủ yếu là do thiệt hại đến hàng rào do sà lan di chuyển trong giai đoạn thi công các tuabin gió gần
Hệ số truyền sóng có nguồn gốc từ các mô hình vật lý nhỏ hơn là vì cấu trúc của các hàng rào tre trong mô hình vật lý (xem mục 7.5) đã được xếp sát nhau hơn so với hàng rào xây dựng ở Vĩnh Tân, nơi mà khoảng cách các cọc tre là 0.3 m. Khoảng hở rộng hơn này đã được thí nghiệm ở hiện trường trong thiết kế và là tối ưu khi đưa vào các yếu tố thiết kế tĩnh định và do các lý do về kinh tế.
5
Figure 49: Wave transmission
coefficients derived from physical
modelling and field measurements
Hình 48: Chuỗi thời gian
của chiều cao sóng có nghĩa
Khảo sát đường bờ biểnNhư là một phần của chương trình giám sát, đo đạc thường xuyên được thực hiện để xem xét sự phát triển của đường bờ, các bãi ngập lũ và các bãi triều giữa đê và các công trình bằng tre. Để đánh giá hiệu quả của các kết cấu so với các địa điểm khác, nơi không có các biện pháp công trình, có một vị trí khác sẽ được theo dõi thường xuyên đồng thời với khu vực nghiên cứu. Điều này sẽ giúp để xác định các quá trình hình thái có liên quan đến xu hướng tốt hơn tạm thời, ví dụ như nếu tải lượng bùn cát gia tăng từ sông Mê Kông đến
78 79
Hình 52: Kết quả của các thí nghiệm kéo
Thí nghiệm độ bền kéo của cọc treMột phần mẫu của các hàng rào tre, đã được xây dựng trên một bãi biển ở tỉnh Sóc Trăng, được sử dụng để thực hiện các thí nghiệm kéo. Sử dụng một tàu cuốc, phần tre mẫu đã được kéo mạnh cho đến khi hư hỏng. Cần của tàu cuốc đã được sử dụng để kéo theo một hướng ngang vuông góc với hướng của phần tre mẫu và tải trọng tối đa là 6,6 kN (~ 660 kg) như được chỉ ra trong Hình 52. Tại tải trọng đó phần ngang của cọc bên trên đã phá vỡ do gãy thông qua lực kéo. Lực kéo này đã không phá hoại hoàn toàn kết cấu và biến dạng tối đa ε của cọc đóng đã chịu tải là khoảng 5 cm. Các kết quả chính của các bài kiểm tra độ bền kéo là:
• Ngay cả một tải rất cao không dẫn đến sự phá hoại hoàn toàn của cọc thử nghiệm của hàng rào tre.
• Biến dạng của cọc được giới hạn đối với cọc thử được chịu tải, và được giới hạn đến 5 cm.
• Module của nền cát là lớn hơn so với ước tính trong quá trình thiết kế.
Một lợi thế nữa của hàng rào chắn sóng tre và hàng rào tre là, các bộ phận bị hư hỏng có thể được thay thế dễ dàng. Chỉ có phần bị hư hỏng là phải được thay thế. Điều này có ý nghĩa trên các chi phí bảo trì của công trình.
Dịch vụ hệ sinh thái được cung cấp bởi rừng ngập mặn Rừng ngập mặn cung cấp một loạt các dịch vụ hệ sinh thái (lợi ích con người có được từ hệ sinh thái). Đánh Giá Sinh Thái Thiên Niên Kỷ (2005) nhóm các dịch vụ này theo bốn loại:
• Dịch vụ điều chỉnh: bảo vệ bãi biển và đường bờ biển do bão, sóng và lũ lụt, giảm xói mòn đất bãi biển, ổn định đất bởi bẫy phù sa, duy trì chất lượng nước; cô lập carbon dioxide và điều hoà khí hậu.
• Cung cấp dịch vụ: thủy sản thương mại và phụ vụ đời sống (thực phẩm, môi trường sống và dinh dưỡng cho đời sống thuỷ sinh); nuôi trồng thủy sản, mật ong, nhiên liệu gỗ, vật liệu xây dựng (gỗ); và các loại thuốc truyền thống.
Lực
[kN
]
Hình 51: Thay đổi của độ cao
bùn tại vị trí 4 và vị trí 3.1 tại bờ biển của tỉnh Bạc Liêu sau khi lắp đặt hàng rào tre
hình chữ T (Nguồn số liệu: Lisa Steurer,
Đặng Công Bửu & Phong Triệu; GIZ
Bạc Liêu, Thích ứng với Biến đổi Khí hậu thông qua Thúc đẩy
Đa dạng)
5
21. 11. 2012Vị trí
26. 02. 2013Vị trí
14. 08. 2013Vị trí
I II I II I II
Tỷ trọng tự nhiên ρ [g/cm³] 1,186 1,290 1,577 1,490 1,677 1,596
Tỷ trọng khô ρd [g/cm³] 0,378 0,488 0,872 0,746 0,847 0,733
Độ ẩm w 2,138 1,643 0,808 0,997 0,980 1,177
Độ rỗng n 0,859 0,819 0,676 0,723 0,685 0,728
Hệ số rỗng e 6,116 4,512 2,085 2,606 2,176 2,670
Bảng 4: Phân tích tỷ trọng bùn ở Vĩnh Tân, tỉnh Sóc Trăng
Hình 50: Thay đổi tại vị trí 4
tại bờ biển của tỉnh Bạc Liêu sau khi lắp
đặt hàng rào tre hình chữ T, ảnh tháng 5 năm 2012 (trái),
tháng 9 năm 2012 (giữa) và tháng 12
năm 2012 (phải);(Ảnh: Steurer)
đặc điểm địa điểm cụ thể phải được xem xét, ngay cả khi chuỗi thời gian dài hơn của dữ liệu được phân tích.
bờ. Sau khi sửa chữa các bộ phận bị hư hỏng của hàng rào, mức bùn đã ổn định. Tiếp tục giám sát sẽ cho thấy sự phát triển sẽ tiếp tục sau này như thế nào, rất có thể, tiến tới trạng thái cân bằng tạm thời. Nói chung,
Cao
trìn
h củ
a nề
n bù
n [c
m]
Tháng sau khi bắt đầu quan trắc
Vị trí 4Vị trí 3.1
80 81
5.3 Các công trình bảo vệ lũ
5.3.1 Đê điềuĐê là một công trình phòng thủ biển bảo vệ vùng đất thấp ven biển và nội địa ven biển bị ngập do nước dâng trong bão, triều cường và sóng leo. Nguy cơ lũ lụt là một khía cạnh quan trọng cho sự an toàn của con người và các giá trị kinh tế, văn hóa và sinh thái ở các vùng ven biển.
Vấn đề này đã rất quan trọng kể từ khi con người đầu tiên nghĩ về việc bảo vệ ngôi nhà của họ chống lại các mối nguy hiểm lũ lụt. Trong quá khứ xa xôi, gò ở đã được xây dựng để bảo vệ gia đình hay các cộng đồng nhỏ khỏi tác động từ biển. Chúng được biết đến từ nhiều vùng thấp ven biển trên thế giới, ví dụ, từ bờ biển Bắc của Đức và bờ biển liền kề ở Hà Lan, nơi họ đã sở hữu kể từ năm 2500 BP. Gia tăng dân số đòi hỏi một phương pháp năng động hơn trong công tác phòng chống lũ lụt. Người ta bắt đầu xây dựng đê điều để giữ cho nước ra khỏi toàn bộ vùng, do đó bảo vệ tính mạng và tài sản đối với biển. Vì vậy, lần đầu tiên các ụ nổi ở được kết nối và hình thành một đê vòng. Sau đó các đoạn đê khác nhau được kết nối và hình thành một hệ thống đê khép kín dọc theo bờ biển.
Từ đó, bảo vệ bờ biển đã ngày càng trở thành các hoạt động kỹ thuật. Hiện nay, tiêu chuẩn thiết kế xây dựng đê biển được xác định bởi ba nhóm yếu tố quan trọng: thủy lực, bề mặt và xây dựng. Hai nhóm yếu tố đầu tiên là xác định chiều cao và độ bền vững cần thiết của đê. Nhóm cuối cùng của các yếu tố đặc biệt quan trọng cho tuổi thọ của đê.
5.3.1.1 Thiết kế đê Yếu tố thủy lực ảnh hưởng đến sự thay đổi mực nước ở quy mô nhỏ theo thời gian là biên độ thủy triều, chiều cao sóng, sóng leo, và thiết lập mức nước trong điều kiện của gió. Đê phải được thiết kế ứng với mực nước cực đoan, đặc biệt là sự xuất hiện của triều cường, đặc điểm sóng và mực nước dâng lên trong những trận bão. Đối với việc thiết lập mực nước cực đoan, đường tần suất mực nước cao được sử dụng. Phương pháp này được dựa trên một mối quan hệ có hệ thống giữa chiều cao của mực nước và số lần mực nước này xảy ra trong một thế kỷ. Phép ngoại suy của mực nước quan sát cho phép một tính toán xác suất để cơ hội mực nước cực đoan không xảy ra trước đây, có thể xảy ra. Hơn nữa, những tác động của thay đổi dài hạn với mực nước biển và tần suất bão và cả lún phải được đưa vào xem xét (CEM, 2002; Mangor, 2004; EAK, 2002).
Nói chung việc thiết kế đê cần xem xét:
• Mực nước dâng trong bão thích hợp (được gọi là mực nước thiết kế)
• Chiều cao thích hợp của sóng leo
• Độ cao an toàn (khoảng 0,5 m)
Mức thiết kế nước có thể được tính toán dựa trên ba giá trị có thể:
• Phương pháp thống kê: Mực nước thiết kế bằng với mực nước dâng trong bão xảy ra một lần trong 100 năm.
• Phương pháp so sánh giá trị: Mực nước thiết kế là bằng mức nước cao nhất trong bão đã được ghi nhận cho đến nay.
• Phương pháp giá trị độc lập: Mực nước thiết kế là bằng tổng của nước trung bình cao thủy triều, mức tăng lớn nhất do triều cường và gió lớn nhất quan sát được.
Chiều cao sóng leo có thể được xác định bằng các công thức thực nghiệm đã được phát triển dựa trên mô hình vật lý và mô hình toán số. Một giá trị an toàn bổ sung của sóng leo để bao hàm tính không chắc chắn chung của thiết kế (EAK, 2002).
Mỗi 10 đến 15 năm phải được kiểm tra tình trạng an toàn của các công trình đê hiện có liên quan đến mực nước và sóng leo. Với những kiến thức hiện tại một con đê với thân đê hợp lý và có cỏ che phủ để có thể chống lại một khối lượng tràn 2 lít mỗi giây trên một mét dài thì không bị phá hoại. Giá trị này có thể được thiết lập như là một giới hạn cho phép tràn nhưng phải được đánh giá dựa trên cấu trúc đê hiện tại và chất lượng của đê.
Đối với mực nước biển dâng, việc thiết kế đê hiện nay cho thấy có bất lợi. Nó không xem xét khả năng lũ lụt và hậu quả về thiệt hại. Biến đổi khí hậu và do đó mực nước biển dâng cao sẽ có ảnh hưởng lớn tới thiết kế đê. Trong các dự án xây dựng đê hiện tại một giá trị cho sự gia tăng mực nước biển trong tương lai cần được xem xét.
• Dịch vụ văn hóa: du lịch và vui chơi giải trí và giá trị tinh thần.
• Dịch vụ hỗ trợ: Xoay vòng các chất dinh dưỡng và môi trường sống cho các loài.
Dịch vụ thiết yếu trong bối cảnh thích ứng với biến đổi khí hậu là bảo vệ bãi biển và đường bờ biển do bão, sóng và lũ lụt, giảm xói lở bãi biển và xói mòn đất, ổn định đất bởi bẫy trầm tích, và hấp thụ khí carbon dioxide (Barbier, 2007; Nagelkerken et al., 2008; Walters et al., 2008).
Rừng ngập mặn có thể hoạt động như những lá chắn sinh học để bảo vệ người và tài sản khỏi bị xói mòn và thiệt hại do bão. Hiệu quả của họ, tuy nhiên, phụ thuộc vào nhiều biến số và chúng không cung cấp bảo vệ hiệu quả chống lại tất cả các mối nguy hiểm chẳng hạn như sóng thần cực lớn (Wolanski, 2006; Mukherjee et al., 2010). Hiệu quả của việc bảo vệ rừng ngập mặn ven biển đã được chứng minh bởi Mazda et al. (1997), người đã chỉ ra rằng 1,5 km chiều rộng vành đai của rừng ngập mặn 6 năm tuổi làm giảm chiều cao (và mật độ năng lượng) của sóng đến từ 1,0 m còn 5 cm (ở bờ biển / đê). Trong khu vực không có rừng ngập mặn, chiều cao sóng giảm xuống còn 75 cm, do ma sát đáy. Chức năng bảo vệ này cũng có lợi ích tài chính rõ ràng: 1,1 triệu USD vốn đầu tư trong phục hồi rừng ngập mặn ở miền Bắc Việt Nam tiết kiệm được 7.3 triệu USD mỗi năm để bảo dưỡng đê điều (Brown et al., 2006.).
Các dịch vụ hệ sinh thái được cung cấp bởi rừng ngập mặn cũng có tác động đối với an ninh lương thực và thu nhập. 80% sản lượng đánh bắt cá toàn cầu trực tiếp hoặc gián tiếp phụ thuộc vào rừng ngập mặn (Hamilton & Snedaker, 1984) và một ha rừng ngập mặn khỏe mạnh sản xuất khoảng 1,08 tấn cá mỗi năm (Schatz, 1991). Để có cái nhìn toàn diện về giá trị kinh tế của rừng ngập mặn, xem Bảo Tồn Quốc Tế (2008) và Quốc Tuấn Voa et al. (2012).
5
5.2.3.2 Nuôi bãi Nuôi bãi có thể được coi như là một cách rất tự nhiên chống xói mòn bờ biển vì nó thay thế bùn cát bị thiếu hụt qua một giới hạn nào đó với một khối lượng cát phù hợp.Tuy nhiên, nguyên nhân của sự xói mòn vẫn chưa bị loại bỏ, xói mòn sẽ tiếp tục trong khu vực nuôi dưỡng. Điều này có nghĩa rằng nuôi bãi như là một phương pháp độc lập thông thường đòi hỏi một nỗ lực duy trì lâu dài. Nhìn chung, chất dinh dưỡng, chỉ thích hợp cho các phần chính của dải ven bờ, nếu không sự mất mát bùn cát cho khu vực lân cận sẽ là quá lớn. Nuôi bãi thường xuyên đòi hỏi một tổ chức có đầy đủ chức năng dài hạn, nó làm cho nuôi bãi như là một giải pháp độc lập phù hợp với đường bờ biển thuộc sở hữu tư nhân.
Sự thành công của một chương trình nuôi bãi phụ thuộc rất nhiều vào kích thước hạt cát làm vật liệu nuôi, vật liệu được gọi là vay mượn, liên quan đến kích thước hạt cát bản địa. Các đặc tính của cát quyết định hình dạng mặt cắt tổng thể của bờ biển được thể hiện trong các khái niệm về mặt cắt cân bằng. Hơn nữa, trong bản chất các quá trình thủy động lực học có xu hướng sắp xếp các trầm tích trên mặt cắt để giảm kích thước hạt với độ sâu tăng. Thiên nhiên sẽ cố gắng để tái lập một mặt cắt cân bằng mới nên các thay đổi sẽ luôn luôn xảy ra trong mặt cắt nuôi bãi. Điều này có nghĩa rằng trong thực tế không phải là có thể thực hiện ngắn hạn cũng như dài hạn không việc nuôi bãi tại một bờ biển bị xói mòn. Nếu cát vay (mượn) mịn hơn cát bản địa, nó sẽ có xu hướng tạo thành một mặt cắt phẳng hơn tự nhiên (Dean, 2002).
82 83
Để tránh sự xói mòn của các mái dốc phía biển và phá hoại của cơ thể đê, kè có thể được áp dụng. Kè thường được cung cấp một lớp lọc, để chống xói mòn của lớp vật liệu bên dưới. Kè thấm cũng như không thấm nước cũng được áp dụng (xem Mục 5.2.1.2).
Đê điều thường được xây dựng trong các khu vực với các bãi triều, vùng đồng bằng ngập lũ và khu vực bờ biển bao gồm đồng cỏ thấp hoặc rừng ngập mặn. Trong điều kiện như vậy kè là không cần thiết bởi vì phần tiêu hao lớn nhất năng lượng sóng xảy ra ở vùng đồng bằng ngập lũ chớ không phải ở chân đê (xem Hình 40). Điều quan trọng là các vùng đồng bằng ngập lũ, bãi triều và thảm thực vật của nó được duy trì tốt và là một phần tích hợp của hệ thống bảo vệ. Trong nhiều trường hợp phá rừng ngập mặn đã dẫn đến sự xói mòn của các vùng đồng bằng ngập lũ và do đó gây bất ổn cho đê (Schwartz, 2005).
5.3.1.3 Khôi phục khẩn cấp đê biểnTrong trường hợp bị xói mòn nghiêm trọng ở vùng đồng bằng ngập lũ ở phía trước của đê, các chân đê hoặc thậm chí trong trường hợp đê bị phá hoại, các biện pháp khẩn cấp phải được thực hiện. Khôi phục đê phải được nhanh chóng và có thể áp dụng và nên khả thi về mặt kinh tế.
Các biện pháp khôi phục đê điển hình không vượt quá chiều dài 500 m. Sự thiệt hại trong những cơn bão trước đây đã chỉ ra rằng đê bị vỡ với chiều rộng 100 -200 m (Von Lieberman, 2005) và sự khôi phục đê sẽ bao gồm cả các đoạn bị hư hỏng và các đoạn kế cận, nhưng không dài hơn đê.
Đối với một tuyến đê có nguy cơ bị nguy hiểm tại tỉnh Sóc Trăng, các biện pháp phục hồi khẩn cấp đê đã được lên kế hoạch (Roos et al., 2009). Để đảm bảo tính bền vững của khôi phục đê, việc lập lại các bãi ngập lũ và rừng ngập mặn ở phía trước của đê là cần thiết.
Roos et al. (2009) tóm tắt các khuyến nghị của họ như sau:Để kết nối các phần đê mới với đê hiện tại, đỉnh mái đê nên được điều chỉnh theo mặt cắt ngang đê hiện tại cùng một phần trung gian khoảng 10 m dài. Phần thân đê sẽ được xây dựng với một độ dốc 1:5 bằng cách cắt và đặt vật liệu trong khi lõi đê hiện hữu được giữ nguyên.
Mái dốc hướng ra biển sẽ được bảo đảm bằng cách đặt một kè bao gồm các khối đá trên một lớp lọc cơ bản bao gồm cát, sỏi. Thêm vào đó, một bức tường cừ có thể được xây dựng để bảo vệ chân kè ở hướng ra biển. Việc bảo vệ chân đê này sẽ được phủ thêm ở phía ngoài chân bởi đá đổ. Lớp lọc chân chống thấm sẽ được đặt ở chân đê phía bờ. Để tránh xói mòn bề mặt trong tương lai, mái dốc ở phía đất liền nên được che phủ hoàn toàn bằng cỏ. Đỉnh đê sẽ rộng 4,50 m có độ dốc 3% về phía đất liền để đảm bảo thoát nước và sẽ được bao phủ bởi một bề mặt sỏi mà không có vật liệu có tính dính.
Bảng 5 tóm tắt kích thước điển hình của đoạn đê đang bị đe dọa và kích thước hình học đê sau khi khôi phục:
Bảng 5:Kích thước hình học trước và sau khi khôi phục đê
Hiện hữu Kế hoạch
Cao trình đỉnh + 2,2 m đến + 3,5 m*
+3,5 m* (Hệ Hòn Dấu)
Chiều rộng đỉnh ~ 6 m 4,5 m
Hệ số mái dốc phía biển
< 1:2 1:5
Hệ số mái dốc phía đất liền
< 1:3 1:5
* Dựa trên mức tham chiếu Việt Nam; tương đương với mực nước biển trung bình tại Hải Phòng.
Điều kiện cụ thể có thể đòi hỏi một sự sắp xếp đặc biệt trước khi hoặc trong giai đoạn xây dựng. Ví dụ, các ao nuôi tôm hiện tại gần đê nên được tháo khô nước nếu có thể do sự thoát nước hợp lý của phía xây dựng công trình. Trong hầu hết các trường hợp khả năng tiếp cận tới khu vực xây dựng khó khăn - đặc biệt là trong mùa mưa và phải có kế hoạch một cách cẩn thận trước khi xây dựng.
Thảm thực vật trên đê và trong khu vực xây dựng phải được loại bỏ hoàn toàn, bao gồm cả rễ. Thảm thực vật trên đê - ngoại trừ cỏ che phủ - phải được tránh trong tương lai.
Lớp trên cùng (~ 20 cm) của đê phải được bỏ đi. Vật liệu này có thể được sử dụng như một lớp phủ sau khi xây dựng kè.
có sẵn để tiêu thoát sóng tràn. Một làn giao thông bảo vệ đê được đề nghị cho vận chuyển vật liệu và bảo trì trong trường hợp thiệt hại trong quá trình nước dâng trong bão.
Trong nhiều thiên tai lũ lụt ven biển (ví dụ như ở Hà Lan năm 1953), ảnh hưởng của tràn sóng trên mái đê phía đất liền lại là lý do thường gặp nhất trong các trường hợp đê bị phá hoại. Vì vậy, độ dốc của mái đê phía đất liền đã được giảm. Ngày nay, độ dốc phía đất liền của đê là khoảng 1:3 (EAK, 2002).
Một mặt cắt ngang đê điển hình thường được xây dựng trình bày trong Hình 53.
Thành phần lớp đất phải thích hợp đối với dòng chảy thấm. Đê có nghĩa là không thấm nước. Tuy nhiên, nước ngầm có thể chảy qua lòng đất bên dưới đê, do sự khác biệt trong áp lực thủy tĩnh trên cả hai mặt của đê. Vấn đề thấm gây ra xâm nhập mặn của đê về phía đất liền. Trong trường hợp các dòng chảy thấm đủ mạnh để làm xói mòn trầm tích dưới đê, quá trình này ảnh hưởng đến sự ổn định của đê và có thể dẫn đến sự phá huỷ hoàn toàn của đê.
Việc xây dựng một đê đòi hỏi một lượng lớn các vật liệu. Trong quá khứ, vật liệu sét thích hợp đã được đào tại địa phương. Ngày nay, đê điều thường có một lõi cát, được bao phủ bởi đất sét để làm cho nó không thấm nước. Đất sét thích hợp thường là rất hiếm, trong khi cát lại có với số lượng lớn hơn. Ưu điểm của phương pháp này là cát không cần thiết phải vận chuyển trên một khoảng cách dài.
Hình 53: Mặt cắt ngang
điển hình đê biển
5
5.3.1.2 Xây dưng đêChức năng chính của đê là để ngăn chặn lũ lụt ở vùng thấp ven biển nội địa, có nghĩa là chiều cao của đê là tham số thiết kế quan trọng nhất. Tuy nhiên, đê phải có khả năng để chống lại các lực lớn của sóng trong các sự kiện khắc nghiệt.
Nhiều thế kỷ kinh nghiệm trong thiết kế đê dẫn đến một thiết kế tối ưu (Hình 53). Đê biển là một hệ thống bao gồm các bộ phận khác nhau, bắt đầu với bãi biển hoặc vùng đồng bằng ngập lũ phía ngoài khơi. Độ dốc hướng ra biển đã được giảm để giảm năng lượng sóng và do đó giảm xói mòn gây ra do sóng leo và sóng tràn. Ngày nay, độ dốc phía biển của đê là 1:6 hoặc phẳng hơn. Trong một số trường hợp cơ đê được xây dựng để giảm sóng leo và đơn giản tviệc bảo dưỡng đê sau các đợt nước dâng trong bão. Chiều rộng của đỉnh đê nên là 3 m hoặc lớn hơn. Điều này làm giảm sóng tràn và cho phép bảo vệ đê hiệu quả.
Bảo vệ đê được định nghĩa là tổng các biện pháp để thường xuyên kiểm soát điều kiện và chất lượng của đê (ít nhất hai lần một năm, trước và sau mùa nước dâng trong bão, nhưng cũng sau các đợt nước dâng lớn trong bão) và trong thời gian nước dâng trong bão, để duy trì đê điều, để có hành động trong trường hợp thiệt hại nhỏ hơn hoặc nghiêm trọng trong các sự kiện cực đoan và để sửa chữa đê sau những sự kiện như vậy.
Một chân đê rắn chắc phía ngoài biển cũng như về phía đất liền, là rất quan trọng cho sự ổn định của đê. Ở phía đất liền, một hệ thống thoát nước hợp lý phải
84 85
nhất. Điều này tạo ra vận tốc dòng chảy lớn hơn xung quanh công trình và vận chuyển số lượng lớn hơn của các trầm tích ra biển, nhưng đồng thời làm tăng nguy cơ xói mòn. Sự thành công của các biện pháp thích ứng này phụ thuộc vào các điều kiện biên khác nhau, nhưng luôn có giới hạn.
Trong nhiều trường hợp, tác động tiêu cực sau khi xây dựng công trình ngăn nước dâng trong bão gây ra vấn đề nghiêm trọng trong hệ thống cửa sông. Nhiều giải pháp không phù hợp với tự nhiên và có tác động tiêu cực trên hình thái, thủy động lực học và hệ sinh thái xung quanh bãi thuỷ triều. Điều này dẫn đến những hiểu biết chung rằng công trình ngăn nước dâng trong bão nên được xây dựng xa hơn về thượng nguồn và tại
Hình 54: Công trình ngăn nước dâng trong bão
một địa điểm hẹp hơn để giảm bớt sự can thiệp với chế độ thủy triều.
5.3.2 Công trình ngăn nước dâng trong bãoĐể rút ngắn đường bờ biển dọc theo vịnh và những nơi cửa sông, công trình ngăn nước dâng trong bão có thể được xây dựng. Chúng được đóng cửa tạm thời trong bão và ngăn chặn làn sóng dâng do bão vào vịnh hoặc cửa sông (Hình 54). Vì vậy, chiều cao của đê phía sau công trình dọc theo vịnh hoặc cửa sông có thể thấp hơn so với ở trước công trình. Bên cạnh nhiệm vụ đóng cửa cản cơn bão công trình phải kiểm soát việc thoát nước xả ra từ cửa sông trong cơn bão. Mức thiết kế các công trình ngăn nước dâng trong bão phải bao gồm phát triển trong tương lai chẳng hạn như sự gia tăng mực nước biển, bởi vì tuổi thọ của công trình là 50 năm và hơn nữa.
Các vị trí của công trình ngăn nước dâng trong bão phải được lựa chọn rất cẩn thận đối với các tác động môi trường và giảm thiểu rủi ro. Công trình ngăn nước dâng trong bão được xây dựng ở cửa sông bảo vệ lũ lụt dọc theo đê điều ở phía đất liền của công trình. Ngoài ra, vị trí này cung cấp khả năng lưu giữ lớn nhất trong trường hợp các cửa đóng dài hơn của công trình và lưu lượng lớn. Một bất lợi lớn của một công trình ngăn nước dâng trong bão ở cửa sông có liên quan với chi phí cao hơn do chiều rộng cửa van lớn và tải trọng sóng lớn hơn. Hơn nữa, sự lựa chọn vị trí không được làm ảnh hưởng đến giao thông thuỷ và cống phải được quy hoạch trong công trình ngăn nước dâng.
Chế độ thủy triều và lưu lượng dòng chảy sông cũng đóng một vai trò rất quan trọng trong việc lựa chọn vị trí công trình. Trục của công trình nên vuông góc với hướng dòng chảy chính. Các vị trí của công trình và sắp xếp trong xây dựng cần được tối ưu hóa để dòng thủy triều có thể vượt qua công trình mà không bị cản trở.
Một công trình ngăn nước dâng trong bão luôn luôn có một can thiệp lớn vào thủy động lực học và hình thái của một hệ thống cửa sông hoặc ven biển. Trong gần như tất cả các trường hợp, lưu lượng trầm tích vào cửa sông tăng lên đáng kể sau khi xây dựng công trình. Vì vậy, bên cạnh chức năng về bảo vệ bờ biển, hầu hết trong những công trình này có thể được sử dụng để kiểm soát các động thái trầm tích cửa sông và giảm thiểu các tác động tiêu cực của công trình. Các cửa van phải được sử dụng để tăng hiệu quả rửa trong thời gian thủy triều lên xuống bằng cách mở chúng khi chênh lệch mực nước ở cả hai bên là lớn
5
Một tường cừ thì có hiệu quả nhưng rất tốn kém để bảo vệ chân kè. Việc ứng dụng nó phải được quyết định trước khi khôi phục đê. Tường cừ nên được đóng trước khi bắt đầu bất kỳ công tác làm đất nào. Cao trình trên cùng của bức tường được đóng ở độ cao + 1,50 m (Hệ cao độ Việt Nam) cho toàn bộ thời gian xây dựng. Đóng cừ qua nền đất nên được thiết kế theo yêu cầu kỹ thuật và thiết bị sử dụng. Sau khi xây dựng kè, tường cừ nên được cắt giảm xuống đến cao độ của mặt kè ở phía hướng ra biển. Ở phía trước của bức tường cừ, chân kè được lấp đầy bằng cách xếp đá từ các lớp bảo vệ hiện có. Để đặt lớp đá này, rãnh rộng 3,0 m nên được đào với độ sâu là 1,20 m thấp hơn so với cao trình đỉnh tường (sau khi cắt). Các tài liệu đào lên được đưa vào khu lưu trữ trung gian. Một lớp dày 0,25 m bao gồm lớp lọc cát nên được đặt trong rãnh này và được bao phủ bởi một lớp vải địa kỹ thuật. Sau đó, rãnh được đắp lại bằng cách sử dụng những hòn đá từ một lớp bảo vệ hiện có. Bất kỳ vật liệu đào lên nào cũng có thể được đặt trong khu vực của chân đê phía biển sau khi hoàn thành các công trình xây dựng, một phần bao phủ các kè.
Một dải bảo vệ có chiều rộng xấp xỉ 5 m nên được thiết lập ở hướng ra biển và phía đất liền, mà không nên được sử dụng cho bất kỳ canh tác nào, ngoại trừ màu xanh lá cây bao phủ và bảo trì thường xuyên.
86 87
5.4.1 CốngViệc xây dựng cống bắt đầu song song với việc xây dựng một đường đê khép kín dọc theo bờ biển. Các cống đầu tiên được xây dựng và thiết kế dựa trên kinh nghiệm. Với kiến thức kỹ thuật phát triển, mặt cắt của các cửa thủy triều mở rộng và số lượng của chúng đã được giảm do kích thước ngày càng tăng của các lưu vực.
Cống được đặt trong thân đê và bao gồm nắp hoặc cửa van kiểm soát lưu lượng (Hình 55). Trong hình thức đơn giản nhất của nó, cống bao gồm các ống bằng gỗ, sắt hoặc bê tông có nắp ở phía hướng ra biển sẽ tự động mở ra khi mức nước trong nội địa cao hơn phía biển. Với cống lớn hơn làm bằng bê tông, cửa van gỗ hoặc thép được sử dụng.
Trong Hình 55, hai trường hợp có thể được hiển thị. Khi mực nước biển cao, các cửa đều đóng và nước biển không thể chảy vào nội địa (cổng bên phải trong Hình 55 và nước biển xanh đậm hơn). Khi có mực nước biển thấp, lượng mưa và nước mặt từ các dòng chảy nội địa chảy qua buồng cống, đó là lối thoát thực tế từ bên trong đất liền ra biển (cửa bên trái trong Hình 55 và nước thể hiện màu xanh nhạt hơn). Cửa được mở và đóng tương ứng với mực nước, và các chức năng cơ chế hoặc tự động sử dụng áp lực thủy lực, hoặc được điều khiển bằng tay.
Các vị trí cống phải được bảo vệ khỏi sóng để tránh va đập không kiểm soát được của các cửa. Cửa cống luôn luôn là một điểm yếu trong đê và như vậy vùng chuyển tiếp giữa cống và đê phải được bảo vệ một cách đặc biệt. Hình 56 cho thấy một cửa cống bị hư hỏng và xói mòn vùng ven biển xung quanh cống ở huyện U Minh, tỉnh Cà Mau.
Hình 55: Cống trong đê và nguyên tắc của hệ thống thoát nước của vùng nội địa
biển trung bình. Trong trường hợp này, khi mưa nặng đòi hỏi lưu lượng thoát nước lớn hơn, các trạm bơm là cần thiết.
Lắng đọng trầm tích của các cửa thủy triều và mực nước biển dâng sẽ làm cho hệ thống thoát nước khó khăn hơn và các trạm bơm phải được cập nhật để chúng có thể xử lý khối lượng nước tăng. Dòng chảy từ nhiều khu vực mới giới hạn (phát triển cơ sở hạ tầng), sự tăng lượng mưa và mực nước biển dâng cao sẽ tiếp tục góp phần tăng khối lượng nước và do đó công suất của máy bơm cần phải được tăng lên một cách kịp thời (Naulin & Albers, 2010).
5
Việc bảo vệ các khu vực ven biển khỏi nước dâng do bão và lũ lụt bằng đê, công trình ngăn nước dâng trong bão, tường chắn sóng, v.v. gây ra một vấn đề khác quan trọng trong kỹ thuật bờ biển: hệ thống thoát nước của vùng nội địa.
Việc xả an toàn nước mặt từ nội địa ra biển là rất quan trọng để bảo vệ lũ lụt và nông nghiệp. Dọc theo rất nhiều vùng bờ biển thấp, hệ thống thoát nước đạt được thông qua hệ thống phân nhánh của các kênh mương. Đê điều tạo thành một rào cản nhân tạo và đòi hỏi giải pháp kỹ thuật thoát nước. Nước, nó được thu thập sau đê, được thải ra biển hoặc vào một cửa sông thông qua các cửa thủy triều (cống) hoặc các trạm bơm.
Thoát nước tự nhiên chỉ có thể xảy ra khi mực nước biển thấp hơn mực nước trong nội địa. Do điều kiện hình thái xảy ra tại bờ biển thiết kế của vùng đồng bằng, vùng nội địa có thể thấp hơn so với mực nước
5.4 Các công trình thoát nước
88 89
Cống lớn hơn là những công trình xây dựng lớn. Do đó, nền cống vững chắc là quan trọng. Hơn nữa, sự kiểm soát của các cống có thể có tác động nghiêm trọng trên bờ biển. Xung quanh các cửa cống mở vận tốc nước rất cao xảy ra do chênh lệch mực nước giữa nội địa và biển. Đặc biệt là nếu các cống không chỉ được sử dụng để thoát nước mà còn cho việc quản lý nước để nuôi trồng thủy sản nội địa, xói mòn nghiêm trọng xung quanh bãi ngập lũ và rừng ngập mặn có thể xảy ra. Trong trường hợp đó, các cống được mở trong thời gian mực nước biển cao để khối lượng lớn nước mặn có thể đi vào nội địa, nơi mà nước mặn có thể làm đầy các đầm tôm. Dòng chảy phát triển tạo ra một sự xói mòn hình phễu của vành đai rừng ngập mặn xung quanh. Hình 57 cho thấy sự xói mòn hình phễu tại 3 cửa cống tại tỉnh Sóc Trăng. Hướng của kênh phụ thuộc vào điều kiện thủy triều nói chung và chế độ sóng.
5.4.2 Trạm bơmTrong trường hợp nước dâng của cơn bão với mực nước biển cao khi hệ thống thoát nước tự nhiên thông qua các cống không thể được cho một số con triều, trạm bơm phải được hoạt động.
Nhiệm vụ chung của các trạm bơm là để nâng nước từ thấp đến một mức độ cao hơn, hoặc từ nội địa ra biển hoặc vào một khu chứa lũ trong nội địa. Trong nhiều trường hợp, cống, trạm bơm và khu chứa lũ được kết hợp. Các đê được sử dụng để lưu trữ nước tạm thời trong trường hợp mực nước triều cao. Như vậy, hệ thống thoát nước có thể được tối ưu hóa và thời gian bơm có thể được giới hạn.
Các trạm bơm đầu tiên đã được xây dựng vào giữa thế kỷ 19. Trong quá khứ, guồng nước, máy bơm chuỗi hoặc vít Archimedean đã được sử dụng để nâng cao nước, thường điều khiển bằng năng lượng gió. Ngày nay điện hoặc động cơ máy bơm nước với các loại khác nhau đã được sử dụng. Chúng được lựa chọn bởi các nguồn năng lượng có sẵn trong khu vực. Việc ứng dụng năng lượng gió để cung cấp cho các máy bơm điện phụ thuộc vào sự tương quan giữa địa phương của gió và thời gian bơm yêu cầu (Naulin & Albers, 2010).
Một trạm bơm phải hoạt động sẵn sàng 24 giờ một ngày, bảy ngày một tuần để điều chỉnh mực nước trong đê, ngay cả trong trường hợp mưa cường độ cao. Trong quá khứ, sự kiểm soát của các cửa triều và trạm bơm là trách nhiệm của các kỹ thuật viên có kinh nghiệm, mà họ sẵn sàng có mặt ngày và đêm. Ngày nay, công nghệ mới đã có sẵn, làm cho việc kiểm soát của con người không cần thiết.
5
Hình 56: Cống bị hư hỏng (trái) và xói
mòn vùng ven biển xung quanh cống
(bên phải) tại huyện U Minh, tỉnh
Cà Mau (Ảnh: Albers)
Hình 57: Xói mòn hình phễu
tại cửa cống số 3 tại tỉnh Sóc Trăng
(ảnh vệ tinh IKONOS năm 2012;
Ảnh: Albers)
Cống số 3
90 91
Quản lý bờ biển bền vững giải quyết sự tương tác của dòng chảy và xu thế phát triển ven biển và các cuộc xung đột ở khu vực ven biển. Điều đó nên được giảm thiểu tác động tiêu cực càng nhiều càng tốt. Quản lý bờ biển đã trở nên quan trọng hơn với áp lực phát triển gia tăng ở các vùng ven biển và sự đòi hỏi khắt khe của các ngành cho việc bảo tồn và phục hồi các nguồn tài nguyên thiên nhiên trong các vùng ven biển. Thách thức chính là để kết hợp các lợi ích công cộng như bảo vệ bờ biển và các tiện ích công cộng, lợi ích cá nhân như phát triển các dự án và bảo vệ ven biển và lợi ích công nghiệp như phát triển công nghiệp và vận tải thuỷ. Vì vậy, sự tham gia của cộng đồng trong việc lập kế hoạch và các dự án xây dựng, cân bằng trọng lượng các lợi ích xung đột và phân phối hợp lý của chi phí giữa tất cả các bên có liên quan là rất cần thiết.
Điều quan trọng cho một quy hoạch thành công là các chuyên gia trong các lĩnh vực hình thái ven biển, kỹ thuật bờ biển, kiến trúc cảnh quan và lập kế hoạch và quản lý môi trường tham gia vào việc xây dựng quản lý bờ biển.
Kỹ thuật ven biển đòi hỏi kỹ năng kỹ thuật để có thể đưa ra quyết định. Những kỹ năng này phải căn cứ vào địa chất, sinh học, pháp lý, kỹ thuật và đào tạo khác. Mặc dù quản lý này mang tính liên ngành, cơ sở cho tất cả các quyết định vẫn là những cơ sở kỹ thuật. Về điều này, các nhà hoạch định chính sách cần phải được thông báo đúng và cần thiết lập mạng lưới cần thiết và thích hợp với các ngành khác (Kamphuis, 2010).
6.1 Xung đột và khả năng tương thích
QUẢN LÝ BỜ BIỂN
Quản lý bờ biển và thiết kế các biện pháp kỹ thuật bờ biển là những thủ tục rất phức tạp không chỉ do quá trình vật lý phức tạp mà còn do các lợi ích đa lĩnh vưc ở các vùng ven biển. Bảo vệ bờ biển, công nghiệp vận tải thuỷ, du lịch và vui chơi giải trí, thuỷ sản và nông nghiệp một phần có những mục tiêu mâu thuẫn nhau và phải được phối hợp của các vùng ven biển trong khi sư an toàn phải được ưu tiên cao nhất. Trong môi trường hình thái
6
học rất năng động và môi trường có giá trị sinh thái tất cả các biện pháp bảo vệ bờ biển phải được quy hoạch một cách cẩn thận. Tác động tiêu cưc phải tránh được hoặc giảm thiểu. Việc thiết kế các biện pháp bảo vệ bờ biển phải được dưa trên một kiến thức hợp lý của các quá trình thủy động lưc học và hình thái học, cơ sở dữ liệu toàn diện và các công cụ hỗ trợ khác nhau như mô hình tính toán và vật lý.
92 93
Kỹ thuật và quản lý bờ biển là những ngành mà chỉ có vài tiêu chuẩn thực hành hoặc hướng dẫn sử dụng thiết kế có sẵn. Một số quy trình tiêu chuẩn tồn tại, nhưng bất kỳ ứng dụng các quy trình tiêu chuẩn nào cũng bị giới hạn bởi vì các giải pháp nói chung là tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của từng vùng.
Trước khi thực hiện một biện pháp bảo vệ bờ biển, một mô tả chi tiết về hiện trạng và thành lập các vấn đề rõ ràng là điều cần thiết cho việc thiết kế. Hơn nữa bằng cách nắm bắt các thực tế và những vấn đề trong vùng bao gồm các lợi ích khác nhau, chiến lược bảo vệ chung có thể được xác định và các biện pháp bảo vệ bờ biển có thể được điều chỉnh phù hợp và được thiết kế hiệu quả hơn.
Biện pháp bảo vệ bờ biển được áp dụng phải được lựa chọn theo tình hình địa điểm cụ thể và quá trình thiết kế phải được dựa trên dữ liệu với độ phân giải không gian đủ lớn. Các công trình bảo vệ khác nhau được kết hợp trong một hệ thống bảo vệ bờ biển và biện pháp này phải là một phần của chiến lược chung. Sau khi xác định một chiến lược bảo vệ bờ biển đầy đủ, phải sắp xếp theo thứ tự ưu tiên các biện pháp đơn lẻ dựa trên các công cụ như phân tích chi phí - lợi ích (Kinham & Nicholls, 2010).
Nhìn chung thiết kế của một biện pháp kỹ thuật bờ biển nên tham khảo:
• Các kế hoạch có liên quan và khuôn khổ pháp lý
• Thông tin về lịch sử khu vực quan tâm về quy mô không gian và thời gian khác nhau
• Hiện trạng thông tin về khu vực quan tâm về quy mô không gian và thời gian khác nhau lấy từ các dữ liệu hiện có, đo đạc thực địa, mô hình toán số và mô hình vật lý
• Xác định các điều kiện biên (khí tượng, thủy văn, địa chất, v.v.) và phân loại của dải ven bờ
• Đánh giá các quá trình hình thái học chính
• Tổng chiến lược phát triển và sự chấp thuận của các bên liên quan
6.3 Thiết kế bờ biển
• Phân tích lợi ích chi phí và đánh giá rủi ro
• Danh mục ưu tiên
Trong quá trình thiết kế, các nhà ra quyết định phải được cung cấp các thông tin cần thiết về các tác động của các biện pháp đã hoạch định. Sự phát triển trong tương lai, bao gồm tuổi thọ của các công trình nên được đưa vào xem xét.
Các công cụ hiện đại trong kỹ thuật bờ biển cho phép tạo ra một lượng lớn dữ liệu. Mô hình toán số thậm chí cho phép sử dụng số liệu và thông tin lịch sử để cải thiện các mô hình số mô phỏng các xu hướng trong tương lai. Thiết bị đo lường hiện đại ghi lại dữ liệu trong một độ phân giải ngày càng tăng về không gian và thời gian. Số liệu về lũ lụt phải được quản lý. Các phân tích và đánh giá các đo đạc thực địa, mô hình toán số hoặc mô hình vật lý phải được thực hiện bởi các chuyên gia. Việc biên tập các siêu dữ liệu và chuẩn bị và tóm tắt kết quả là cần thiết như là cuộc đối thoại giữa các chuyên gia và các nhà hoạch định chính sách.
Hệ thống hỗ trợ quyết định (DSS) dựa trên máy tính sẽ cấu trúc và liên kết dữ liệu khoa học tự nhiên, khoa học môi trường và kinh tế - xã hội. Bằng phương tiện tích hợp các mô hình toán học, DSS cho phép phân tích liên ngành và ứng dụng có hiệu quả những dữ liệu và do đó dẫn đến việc cải thiện các quyết định. Tuy nhiên việc duy trì hệ thống DSS và việc đào tạo đủ nhân sự là điều cần thiết để đảm bảo lợi ích bền vững của một hệ thống như vậy. Sản phẩm mã nguồn mở thúc đẩy ứng dụng thực tế phổ biến của DSS do sự có sẵn miễn phí của phần mềm. Giao diện chuẩn hóa dữ liệu cho phép tích hợp các dữ liệu riêng. Ứng dụng thực tế và mã nguồn có sẵn miễn phí thúc đẩy dự phát triển hơn hữa của DSS.
Hình 58: Chiến lược bảo
vệ bờ biển
Theo truyền thống, bốn chiến lược chung có thể được phân biệt trong việc bảo vệ ven biển (Hình 58). Vào khoảng năm 2300 BP con người sống gần bờ biển Bắc bị đe dọa nhiều hơn và nhiều hơn nữa bởi mực nước biển dâng và nước dâng trong bão. Sự xâm nhập nhanh chóng của biển đã trục xuất họ khỏi các khu định cư của mình, bởi vì độ cao tự nhiên của đất không đưa ra một sự bảo vệ đầy đủ nữa. Chiến lược này được gọi là “thoái lui”. Trong phương diện của một chiến lược “thích ứng” gò ở đã được xây dựng. Sau đó, chúng được kết nối với đê vòng nhỏ bảo vệ các khu định cư. Trong bước tiếp theo, đường đê đóng được xây dựng dọc theo bờ biển. Điều này được gọi là chiến lược “phòng thủ”. Sau khi nước dâng do bão rất nặng gây ra một sự mất mát lớn về đất, vùng lãnh thổ bị mất đã được cải tạo bằng cách thiết lập vùng đồng bằng ngập lũ và đắp đê liên tiếp của các khu vực cải tạo. Điều này được gọi là chiến lược “mở rộng” (CEM, 2002).
6.2 Chiến lược bảo vệ
Thậm chí ngày nay những chiến lược khác nhau vẫn có thể được áp dụng để thiết lập một hệ thống thích hợp bảo vệ bờ biển. Quyết định chung cho một chiến lược bảo vệ ảnh hưởng đến việc thiết kế các biện pháp bảo vệ. Linham & Nicholls (2010) nói rằng một chiến lược bảo vệ bờ biển thành công bao gồm nhiều hơn là chỉ thực hiện một trong những biện pháp can thiệp cơ bản. Thay vào đó, một chiến lược bảo vệ bờ biển là một chính sách và quy trình thực hiện liên quan đến việc hoạch định chính sách toàn diện và công nghệ.
6
94 95
Các biện pháp chống xói lở đầy đủ được kế hoạch trong bối cảnh của một nghiên cứu thiết kế bờ biển xã Vĩnh Tân ở tỉnh Sóc Trăng (xem Mục 5.2.3.1). Hình 59 cho thấy quá trình đó đã được áp dụng cho việc thiết kế của hàng rào tre ở tỉnh Sóc Trăng (Albers & Von Lieberman, 2011; Schmitt et al., 2012).
7.1 Trường hợp nghiên cứu từ tỉnh Sóc Trăng
Hình 59: Phương pháp thiết kế các biện pháp bảo vệ bờ biển, một ví dụ tại tỉnh Sóc Trăng
7.1.1 Phương pháp chungPhối hợp với Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam (SIWRR) tại thành phố Hồ Chí Minh, số liệu đã có có liên quan đến bờ biển của Sóc Trăng đã được nghiên cứu và phân tích. Mặc dù số liệu về độ sâu, mực nước, lưu lượng nước sông và tải lượng bùn cát đã có sẵn, dữ liệu cần thiết về các vị trí xói mòn tại xã Vĩnh Tân, đặc biệt là về trường sóng bị thiếu. Do đó, một khái niệm đã được phát triển để lấp đầy thông tin còn thiếu này và xây dựng cơ sở cho các biện pháp chống xói lở tinh tế và hiệu quả. Đo đạc thực địa bổ sung đã được thực hiện để hiểu các quá trình thủy động lực học và hình
PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ BỜ BIỂN
Trong khuôn khổ các hoạt động quản lý bờ biển, nghiên cứu thủy lưc phải được áp dụng.
Các nghiên cứu này có thể được chia thành bốn loại khác nhau: 1. Bộ sưu tập các dữ liệu hiện có2. Đo đạc và khảo sát hiện trường3. Mô hình toán số 4. Mô hình vật lý
7
Tùy thuộc vào vị trí, thông tin có sẵn và các hoạt động theo kế hoạch giữa một và tất cả các loại nghiên cứu có thể được áp dụng trong quá trình thiết kế của một biện pháp.
Mục 7.1 cung cấp một ví dụ về việc sử dụng các phương pháp thiết kế cho khu vưc ven biển tỉnh Sóc Trăng. Trong mục 7.2 đến 7.5 các bước thiết kế được giải thích chi tiết hơn.
96 97
7.1.2.2 Kết quả của mô hình toán sốCác mô hình số đã được thực hiện theo ba bước. Một mô hình sóng đã được thiết lập trong một khu vực nghiên cứu lớn hơn từ Vũng Tàu đến Gành Hào (khoảng cách xấp xỉ 250 km) và 40 km ra từ bờ biển ra biển. Các kết quả được sử dụng như các thông số thiết kế cho các biện pháp chống xói lở bờ biển.
Một kịch bản mô phỏng sóng trong mùa gió Đông Bắc với vận tốc gió cao nhất 25 m/s (Hình 63, bên trái). Đối với bờ biển tại Vĩnh Tân, chiều cao sóng có nghĩa 0,63 m đã được tính toán. Do sự khúc xạ, những thay đổi hướng sóng từ ngoài khơi hướng Đông Bắc sang Đông gần Vĩnh Tân (Hình 63, bên phải). Vấn đề này gây ra thành phần vận chuyển bùn cát dọc bờ lớn hơn.
Mô hình sóng được kết hợp với mô hình thủy động lực học, trong đó mô phỏng dòng thủy triều và dòng chảy do sóng gây ra. Kết quả mô hình cho thấy thủy triều tiến vào từ Đông Bắc đến Tây Nam gây ra vận tốc và hướng của dòng chảy. Dòng chảy khi triều cường chạy song song với bờ biển, và khi độ sâu nước thấp hơn cùng với ảnh hưởng ngày càng tăng của ma sát đáy làm giảm vận tốc dòng chảy với khoảng cách đến bờ giảm đi. Trong khu vực gần bờ, vận tốc hiện nay là giữa 0,20 và 0,50 m/s (Hình 62). Các kết quả đo đạc trong vùng trọng điểm được sử dụng để kiểm định các kết quả của mô phỏng.
Kết quả sau đó được sử dụng như là các thông số đầu vào trong mô hình hình thái, mô phỏng sự thay đổi đường bờ biển. Mô hình thứ ba này bao phủ bờ biển xung quanh các khu vực trọng điểm ở Vĩnh Tân. Nó mô phỏng sự thay đổi đường bờ dựa trên chế độ dòng chảy và sóng. Các biện pháp công trình khác nhau (chống xói lở) đã được tích hợp vào mô hình, và ảnh hưởng của công trình được mô phỏng. Mô hình này đã được sử dụng để có được một dự toán đầu tiên về hiệu quả của các biện pháp, các vị trí tối ưu và các giá trị đặc trưng tốt nhất. Mục đích của các biện pháp công trình là để giảm xói mòn và tăng bồi lắng. Tác động tiêu cực như xói mòn ở „hạ lưu“ phải được tránh càng nhiều càng tốt.
Kết quả của cả hai đo đạc thực địa và các mô hình số được sử dụng để xác định điều kiện biên quan trọng cho việc thiết kế biện pháp ứng phó (Albers & Von Lieberman, 2011).
7.1.2.3 Kết quả của mô hình vật lýNgoài các ứng dụng của đê chắn sóng thông thường, cách tiếp cận thích ứng sử dụng vật liệu địa phương đã được nghiên cứu. Thí nghiệm vật lý trong một máng sóng đã được thực hiện và phân tích cho mục đích này. Hình 64 cho thấy một bức ảnh của các thí nghiệm với những con sóng hướng đến từ phía bên trái. Ở bên phải của công trình, khu vực sóng yếu đi có thể rõ ràng nhận thấy. Sóng đều được tạo ra ở đầu bên trái của máng với một mái chèo sóng, và các thông số sóng được đo đạc ở phía trước và phía sau hàng rào tre. Các kết quả của các mô hình vật lý được thể hiện trong Hình 49 và giải thích chi tiết hơn ở Mục 7.5.
thái học trong khu vực trọng điểm và để kiểm định các kết quả của các mô hình toán số tiếp theo.
Dữ liệu được ghi nhận trong ba đợt đo, về dòng chảy, sóng, nồng độ trầm tích và độ sâu. Các đo đạc thực địa bao trùm trong mùa gió Đông Bắc và Tây Nam. Đo đạc di động trên tàu (độ sâu, dòng chảy, nồng độ trầm tích) được thực hiện cùng với đo đạc tại các điểm cố định. Tại các vị trí đo cố định gần đê đang bị đe dọa ở Vĩnh Tân, các thông số sóng, hàm lượng phù sa lơ lửng và dòng được ghi lại. Đo đạc di động trên tàu được thực hiện tại 17 mặt cắt ngang với chiều dài khoảng 2km mỗi mặt cắt dọc theo đoạn 20 km bờ biển Vĩnh Tân trong các giai đoạn thủy triều khác nhau.
Đo đạc thực địa không thể đo đạc tất cả các điều kiện thời tiết có thể xảy ra. Để có được những thông tin còn thiếu, các dữ liệu có sẵn và số liệu tạo ra được sử dụng để thiết lập, hiệu chỉnh và kiểm định các mô hình số khác nhau. Sự thay đổi đường bờ được tính toán có xét đến các biện pháp chống xói lở khác nhau.
Mô hình thủy động lực học và hình thái học đã được phát triển cho việc thiết kế các hàng rào chắn sóng. Trên cơ sở dữ liệu địa hình, một mô hình thủy động lực học số hai chiều độ sâu trung bình được thiết lập. Mã nguồn mở phần mềm RMA • KALYPSO đã được sử dụng cho mục đích này (http://kalypso.bjoernsen.de/), bao gồm các công cụ mô hình hóa tinh vi khác nhau về thủy văn, thủy lực, những thiệt hại và các công cụ hỗ trợ quyết định hiện đại cho quy hoạch không gian và quản lý nguy cơ lũ lụt. Mã nguồn là một phần mềm sửa đổi của mô hình số RMA-10S (King, 2006), dựa trên RMA2 (Donnell et al., 2006). Phát triển của các mô hình được thực hiện bởi Viện kỹ thuật sông biển của Đại học Công nghệ Hamburg (Schrage et al., 2009). Việc làm khô và tái ướt của các phần tử hữu hạn của khu vực bãi triều được mô hình hóa với phương pháp đầm lầy có độ xốp, là một dạng thức của các thuật toán khe mỏng (Nielsen & Apelt, 2003).
Để thiết kế đê chắn sóng, thông tin về chế độ sóng trong khu vực tập trung là cần thiết. Để có được các thông số sóng cho các kịch bản khác nhau, mô hình sóng số SWAN (www.swan.tudelft.nl), được tích hợp vào RMA • Kalypso và kết hợp với các mô hình thủy động lực học, đã được thành lập, hiệu chỉnh và kiểm định.
Kết quả của mô hình thủy động lực học đã được sử dụng trong mô hình hình thái GENESIS (HANSON & Kraus, 1989), được sử dụng để tính toán kết cấu yêu cầu và vị trí của các công trình chống xói lở tại khu vực tập trung.
Kết quả của cả đo đạc thực địa và các mô hình số được sử dụng để xác định điều kiện biên quan trọng cho việc thiết kế biện pháp đối phó. Ngoài các kỹ thuật thông thường, một cách tiếp cận khác là sử dụng vật liệu địa phương đã được điều tra. Thí nghiệm vật lý trong một máng sóng đã được thực hiện và phân tích cho mục đích này.
7.1.2 Kết quả nghiên cứu
7.1.2.1 Kết quả đo đạc thưc địaĐo sóng đo đạc được cho thấy một sự phụ thuộc rõ ràng vào mùa gió. Dòng chảy đo được cho thấy một thành phần dòng chảy dọc bờ khá mạnh do các sóng thủy triều dọc theo bờ biển miền Nam Việt Nam. Dòng chảy này được tăng gió mùa Đông Bắc.
Quá trình biến đổi nồng độ phù sa lơ lửng bị ảnh hưởng bởi dòng thủy triều, trong khi các giá trị lớn nhất của nồng độ phù sa lơ lửng bị ảnh hưởng bởi vận tốc dòng chảy và chiều cao sóng. Trong kỳ triều cường, dòng chảy dọc bờ biển xảy ra cùng một lúc với nồng độ lớn nhất của phù sa lơ lửng. Điều này cho thấy sự vận chuyển bùn cát dọc bờ biển, nó đạt giá trị cao nhất vào cuối mùa mưa do tải trọng trầm tích cao trong các nhánh của sông Cửu Long. Trong giai đoạn chính của gió mùa Đông Bắc, chiều cao sóng lớn hơn đã đo được trong khu vực trọng điểm. Những con sóng tiến gần bờ biển của Sóc Trăng và Bạc Liêu với một thành phần dọc bờ khá mạnh. Vào mùa đông, trong khi trầm tích của sông Mê Kông ít hơn và ít vật chất có sẵn hơn, những cơn gió mùa Đông Bắc gây ra sự gia tăng dòng chảy dọc bờ biển và xói mòn (Albers & Von Lieberman, 2011).
7
98 99
nguồn của các công trình ven biển, như các mỏ hàn hay Jetty tại cửa thủy triều/cửa sông, thì đặc biệt phù hợp làm cơ sở hiệu chuẩn cho các mô hình vận chuyển bùn cát ven biển và mô hình phát triển bờ biển.
7.2.7 Nguồn cấp và thu trầm tích trong khu vưcĐịnh lượng thông tin về các nguồn trầm tích vùng ven biển là rất quan trọng cho việc thành lập tổng lượng vận chuyển bùn cát ven biển. Nguồn hoạt động quan trọng nhất là cung cấp cát từ sông, nhưng chúng lại bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi tác động của con người trong lưu vực. Kết quả là sự phát triển trong lịch sử về nguồn cung cấp trong sông rất quan trọng cho sự phát triển của đường bờ trong lịch sử. Mặc dù nó chỉ là kết quả của sự thiếu hụt trong vận chuyển bùn cát, bùn cát tách ra có liên hệ với xói lở bờ biển cũng cần phải được xem xét. Khối lượng vật liệu nuôi bãi thì nhỏ so với vận chuyển bùn cát tự nhiên. Nuôi bãi thì 100% kiểm soát bởi hoạt động của con người và như là một giải pháp chống lại xói mòn. Tuy nhiên chúng là nguồn cung cấp cát và nên được đưa vào trong vận chuyển bùn cát.
Trầm tích mất đi có thể là tự nhiên (ví dụ như bị mất bùn cát ngoài khơi trong các sự kiện cực đoan) hoặc gây ra bởi sự can thiệp của con người (ví dụ như bẫy cát tại các công trình và trong các kênh giao thông thủy). Việc duy tu nạo vét tại các cảng, cửa thủy triều hay trong luồng giao thông thủy đóng góp vào nguồn mất đi của bùn cát. Nó cũng tương đương với sự mất đi của vận chuyển bùn cát, nếu chúng không được đổ trở lại ở bờ biển. Do đó, thông tin về nạo vét duy tu và cuối cùng là việc đổ xả bùn cát thì rất quan trọng cho việc đánh giá vận chuyển bùn cát.
7.2.8 Bản đồ sử dụng đấtCác biện pháp chống xói lở chỉ nên được thực hiện nếu cơ sở hạ tầng có giá trị, các tòa nhà hoặc các công trình khác đang bị đe dọa. Bản đồ sử dụng đất là cơ sở tốt cho việc đánh giá sự cần thiết của bảo vệ chống xói lở bờ biển và do đó rất hữu ích cho các hoạt động quản lý bờ biển.
Hình 60: Phần bản đồ của một biểu đồ Biển Đông từ năm 1973 (cửa sông Hậu và bờ biển của Sóc Trăng); Nguồn: Xuất bản tại Hải quân, ngày 26 tháng 8 năm 1960 dưới sự giám sát của Chuẩn Đô đốc EG Irving, O.B.E. Hydrographer, Luân Đôn, Crown Copyright 1974
Đối với tất cả các dự án đối phó với hình thái ven biển, điều cần thiết là thu thập và phân tích dữ liệu có sẵn để bắt đầu thiết kế một biện pháp. Các dữ liệu sẽ phục vụ các mục đích sau đây:
• Mô tả các điều kiện hiện trường và điều kiện lịch sử của sự phát triển ở các khu vực về công trình ven biển (công trình bảo vệ bờ biển, bến cảng, v.v.), sự phát triển đường bờ biển và phát triển của nhà cửa và cơ sở hạ tầng
• Mô tả cơ bản các điều kiện hiện tại ở khu vực
• Định nghĩa của sự cần thiết phải thu thập thêm dữ liệu và phát triển dữ liệu với các hình thức điều tra thực địa và nghiên cứu mô hình tương ứng
• Hiệu chỉnh cơ sở cho mô hình toán số
Các loại dữ liệu và thông tin được mô tả từ Mục 7.2.1 đến Mục 7.2.9 sau đây thường có sẵn. Một dự án quản lý bờ biển sẽ thường được bắt đầu bằng cách thu thập và phân tích các loại dữ liệu và thông tin (Mangor, 2004).
7.2.1 Dữ liệu địa chấtBản đồ địa chất cho thấy địa chất bề mặt của khu vực ven biển và thường là đủ để thực hiện một biện pháp kỹ thuật bờ biển.
Lún của các khu vực ven biển thường là kết quả của lịch sử địa chất của khu vực, tuy nhiên nó cũng có thể được gây ra bởi khai thác khí đốt, dầu hoặc nước ngầm. Lún đất ven biển trong tất cả các trường hợp sẽ gây ra sự rút lui của đường bờ biển. Cao trình mực nước thủy triều vẫn giữ nguyên sẽ tiến sâu hơn vào bờ, khi cao trình mặt bờ biển hạ thấp do lún. Sự tiến vào của đường bờ đối với mực nước triều cao tương đương với sự mất đất. Do đó thông tin lún là quan trọng cho việc phân tích sự phát triển hình thái của một khu vực.
7.2.2 Bản đồ địa hìnhBản đồ địa hình có sẵn trong hầu hết các nước trên thế giới trong các hình thức của bản đồ mới và hàng loạt các bản đồ lịch sử khác nhau. Trong nhiều trường hợp các bản đồ gần đây là có sẵn ở dạng kỹ thuật số.
7.2 Thu thập các dữ liệu hiện có
7.2.3 Bản đồ độ sâu và các khảo sát đặc biệtBản đồ địa hình trong các hình thức Biểu đồ biển quốc tế và quốc gia có sẵn cho tất cả các vùng biển của thế giới, tuy nhiên rất nhiều biểu đồ biển lại có một tỷ lệ tương đối lớn. Hơn nữa, chúng thường dựa trên các dữ liệu tương đối cũ và không được rất chi tiết tại vùng nước nông, như hải đồ chủ yếu được làm để hỗ trợ cho giao thông thuỷ (Hình 60). Biểu đồ biển là thường đủ cho bố trí chung của các biện pháp kỹ thuật bờ biển. Khảo sát đặc biệt độ sâu có thể có sẵn gần lối vào cảng và các cửa thủy triều, do bồi lắng bùn cát và duy tu nạo vét trong các khu vực này thường được yêu cầu khảo sát thường xuyên. Đối với vùng ven biển bãi triều, dữ liệu độ sâu là rất hiếm.
7.2.4 Không ảnhKhông ảnh ở độ phân giải đầy đủ thì có sẵn cho nhiều khu vực. Không ảnh lịch sử cũng thường có sẵn. Không ảnh có thể có rất nhiều thông tin để nghiên cứu phát triển bờ biển hoặc động thái rừng ngập mặn như đã trình bày cho tỉnh Sóc Trăng trong Joffre (2010).
7.2.5 Ảnh vệ tinh Ảnh vệ tinh thì có sẵn với chất lượng và độ phân giải khác nhau (xem Hình 57). Những lợi thế của ảnh vệ tinh là chúng có thể được lấy từ các trung tâm quốc tế trở lại trong thời gian quá khứ và bao phủ khu vực rộng lớn. Điều này làm cho các ảnh vệ tinh có khả năng áp dụng cho điều tra ở vùng sâu, vùng xa và chưa phát triển, nơi dữ liệu khác là rất hiếm. Một bất lợi là các hình ảnh vệ tinh cũ có độ phân giải tương đối thô so với các không ảnh. Các ảnh mới có độ phân giải cao thì đắt tiền. Do sự không chắc chắn trong các hệ toạ độ địa lý và độ phân giải thay đổi, hình ảnh được cung cấp bởi Google Earth cần phải được xem xét cẩn thận, nhưng chúng có thể hỗ trợ tốt mặt bằng tổng thể của các biện pháp kỹ thuật bờ biển.
7.2.6 Sư phát triển đường bờ biểnLịch sử phát triển của bờ biển thường là một công cụ rất có giá trị cho nghiên cứu phát triển ven biển nói chung và cho hiệu chuẩn tổng thể của các mô hình vận tải bùn cát ven biển. Sự phát triển bờ biển có thể được lấy ra từ các bản đồ lịch sử và các cuộc điều tra, từ các bức ảnh hàng không và từ hình ảnh vệ tinh. Việc xác định chính xác bồi tụ bờ biển ở phía thượng
7
100 101
Mức độ của vấn đề khảo sát thực địa chủ yếu sẽ phụ thuộc vào dữ liệu hiện tại và có sẵn. Tóm tắt các dạng điển hình về khảo sát hiện trường và sự phù hợp của chúng cho các hoạt động quản lý bờ biển khác nhau được thảo luận dưới đây.
7.3.1 Khảo sát địa chất và đặc điểm đáy biểnLấy mẫu vật liệu đáy biển và bãi biển để cung cấp thông tin về vật liệu hiện tại và đặc điểm địa chất sẽ được thể hiện trên đường thẳng vuông góc với đường bờ biển bao gồm bãi biển và vùng ven biển.
Khoan có thể được yêu cầu để cung cấp độ dày của lớp cát.
Khảo sát đáy biển trong hình thức khảo sát địa chấn và khoan lấy mẫu có thể được yêu cầu cho các dự án, bao gồm địa chất nền của công trình chính (trụ cầu và công trình cảng).
7.3.2 Khảo sát địa hìnhKhảo sát địa hình có thể được thực hiện dựa trên khảo sát mặt đất truyền thống sử dụng kỹ thuật DGPS (Hệ thống định vị sai phân toàn cầu). Dữ liệu ghi lại cung cấp thông tin về mặt cắt ven biển, các công trình ven biển như đê và cửa cống. Ngoài ra, cảm biến từ xa có thể được sử dụng. Các LIDAR (Phát hiện ánh sang và phân loại) trên không là một hệ thống với độ chính xác ngang và dọc rất tốt cho khảo sát địa hình của khu vực rộng lớn. Nó đặc biệt thích hợp cho các bãi triều, nơi nước quá nông cho việc khảo sát độ sâu của biển.
7.3.3 Khảo sát độ sâuDữ liệu độ sâu trong các bản đồ biển tiêu chuẩn được không đủ chi tiết cho việc thiết kế các biện pháp kỹ thuật bờ biển. Việc khảo sát bổ sung thường được yêu cầu cho các loại sau đây:
• Khảo sát mặt cắt ven biển bằng máy hồi âm kết hợp với một hệ thống định vị, chẳng hạn như DGPS (Differential Global Positioning System) hoặc Real Time Kinematics GPS (RTK-GPS). Ưu điểm của RTK-GPS là tài liệu mực nước không cần thiết trong quá trình đo hồi âm. Đo sâu hồi âm chỉ có thể được thực hiện cho các độ sâu lớn hơn khoảng 1,0 đến 2,0 m,
7.3 Đo đạc hiện trường
tùy thuộc vào loại thiết bị và tàu khảo sát. Tuy nhiên, người ta thường yêu cầu khảo sát bao gồm toàn bộ khu vực ven biển, hoặc ít nhất là bãi biển và bờ biển, tức là, từ độ sâu giới hạn bờ biển thông thường sẽ được yêu cầu bổ sung đo hồi âm với kỹ thuật khảo sát truyền thống các phần từ 1,0 đến 2,0 m nước sâu lên đến bờ biển.
• Hồi âm đa tần kết hợp với hệ thống định vị không chỉ cung cấp mặt cắt mà còn cả đáy biển hoàn chỉnh của một khu vực. Việc xét đến độ bù cho di chuyển của tàu là cần thiết. Vì thế, loại khảo sát này rất phức tạp và đắt tiền
Việc khảo sát độ sâu lặp lại, thường được kết hợp với khảo sát địa hình và / hoặc không ảnh, có thể được sử dụng để giám sát tác động của các công trình ven biển về sự phát triển bờ biển và độ sâu khu vực tiếp giáp với công trình (IHO, 2008; Jensen, 2008).
7.3.4 Dữ liệu khí tượng biểnPhân tích dữ liệu khí tượng biển là quan trọng trong việc kết nối với tất cả các nghiên cứu quản lý bờ biển, như các nghiên cứu về vận chuyển bùn cát ven biển sẽ luôn luôn là một phần quan trọng của các nghiên cứu như vậy. Mô tả các điều kiện khí tượng biển tổng thể trong một khu vực thường được thiết lập trên cơ sở các dữ liệu hiện có như mô tả ở trên. Tùy thuộc vào chất lượng và mức độ của dữ liệu hiện tại, đo đạc hiện trường bổ sung là cần thiết (Van Rijn, 2007).
GióDữ liệu gió dài hạn có sẵn thông thường từ các trạm lân cận, có nghĩa là tài liệu gió bình thường chỉ yêu cầu kết nối với khảo sát thực tế chuyên sâu. Gió ký cũng có thể có phù hợp tại các địa điểm nơi mà hiệu ứng gió biển và đất thống trị các phân bố gió hàng ngày, vì nó có thể không đại diện dữ liệu từ các trạm khảo sát mà nó không nằm trên bờ biển.
Thủy triều và nước dâng trong bãoĐo đạc mực nước là phù hợp trong các trường hợp sau đây:
• Như một tài liệu tham khảo cho việc khảo sát về độ sâu hoặc điều tra lĩnh vực khác trong khu vực.
7.2.9 Dữ liệu khí tượng biển Các điều kiện khí tượng biển trong một khu vực, chẳng hạn như gió, sóng, thủy triều, là các lực kiểm soát sự phát triển hình thái bờ biển. Dữ liệu có sẵn trên các đối tượng sau đây sẽ được thu thập như là cơ sở cho việc mô tả các điều kiện thủy hải văn hiện tại trong khu vực quan tâm và làm cơ sở để phân tích kỹ hơn và mô hình toán số.
Gió và áp suất khí quyểnMô tả chung về hệ thống áp lực và gió trong khu vực nên được nghiên cứu. Nếu khu vực quan tâm nằm trong một giới hạn một vùng nước với chiều dài đà gió tương đối nhỏ hơn khoảng 200 - 300 km, sóng nên được mô phỏng trên cơ sở các dữ liệu gió dài hạn từ các trạm khí tượng gần khu vực. Nếu vị trí của nó ở bên ngoài một vùng nước lớn với đà lớn hơn 300 km, sẽ chính xác hơn nếu dựa vào các mô hình sóng trên chuỗi thời gian của khí áp hoặc trường gió trong vùng.
Gió gây ra bởi cơn bão yêu cầu dữ liệu đặc biệt, vì bão là những sự kiện hiếm liên hệ tới ảnh hưởng tại một vùng cụ thể. Cơ sở dữ liệu mô tả cường độ, đường đi và tần suất của các cơn bão nhiệt đới nên được thu thập và phân tích.
Thủy triều và nước dâng trong bãoThuỷ triều cho một khu vực thường có thể được mô tả trên cơ sở của các thành phần thủy triều, nó được xuất bản trong các bảng thuỷ triều. Số liệu về nước dâng trong bão có thể được phân tích từ các số liệu thủy triều. Vì thế có thể cần thiết để mua chuỗi thời gian của bảng số liệu thủy triều từ các trạm thủy văn hoặc triều ký để phân tích. Chuỗi thời gian bao gồm nhiều năm cần có để phân tích điều kiện cực trị của nước dâng trong bão.
Phân tích nước dâng trong bão cực đoan có thể thu được bằng cách mô phỏng số đường đi của bão điển hình dựa trên các thông số cơn bão tiêu chuẩn tiếp theo là phân tích thống kê của các kết quả.
Nước biển dângMực nước biển dâng được phân tích bởi nhiều cơ quan thủy văn quốc gia. Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu tóm tắt rất nhiều nghiên cứu. Mức nước biển dâng cho một khu vực quan tâm có thể thu thập được
từ những nghiên cứu này. Vấn đề này rất quan trọng để bao gồm các ảnh hưởng của mực nước biển dâng trong thiết kế đê biển và các công trình khác nhạy cảm với lũ lụt.
SóngDữ liệu sóng là vô cùng quan trọng đối với quá trình thủy động lực hình thái của bờ biển và cho thiết kế bảo vệ bờ biển và do đó cho các cho hoạt động quản lý bờ biển. Chương trình giám sát hoặc các chương trình mô phỏng sóng hoạt động được điều hành bởi các cơ quan thủy văn hoặc ven biển ở nhiều nước, nơi mà dữ liệu có thể thu thập được. Những dữ liệu này có thể hữu ích nếu vị trí đo đạc gần với vị trí quan tâm. Nếu các trạm đo đạc xa hơn, một sự chuyển đổi các dữ liệu sóng này bởi phương pháp mô phỏng số là cần thiết. Việc đo đạc sóng bổ sung tại vùng quan tâm được đề nghị để kiểm định kết quả mô phỏng số.
Dòng chảySóng tạo ra dòng chảy dọc bờ trong điều kiện biến đổi của thời gian và không gian và phụ thuộc vào các điều kiện của sóng. Các đo đạc dài hạn và tin cậy về dòng chảy dọc bờ thường không có sẵn. Thông tin về dòng này thường được tính toán bởi mô hình toán số.
Thông tin về các dòng thủy triều ở các eo biển và cửa thủy triều đôi khi được cung cấp vì lý do hàng hải trong hải đồ. Thông thường các dữ liệu có sẵn không phù hợp để làm cơ sở cho các dự án quản lý bờ biển. Tuy nhiên, các hải đồ cung cấp thông tin hữu ích về các điều kiện dòng chảy chung trong khu vực.
Kết luận, dữ liệu dòng chảy có liên quan cho một dự án quản lý bờ biển sẽ bình thường không có sẵn. Dữ liệu dòng chảy cung cấp cho các dự án quản lý bờ biển thường là từ mô hình toán, nó đưa vào tính toán triều thiên văn, ứng suất gió dòng chảy trong bão, áp suất khí quyển và chênh lệch ứng suất bức xạ gây ra bởi sự phá vỡ của sóng. Thêm vào đó, đo đạc dòng chảy được đề nghị để kiểm định kết quả của mô hình toán số.
7
102 103
• Đo đạc dòng chảy bằng ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler):
- Lắp đặt trong một khung trên đáy biển để cung cấp chuỗi thời gian của dòng chảy, đặc biệt thường được sử dụng cho dòng chảy phân tầng trong các eo biển và cửa sông.
- Cài đặt ở đáy tàu khảo sát để cung cấp tài liệu dòng chảy trên một eo biển, sông lớn hoặc mặt cắt bờ biển. Khảo sát dòng chảy có thể cung cấp thông tin dòng chảy bằng cách ứng dụng các phần mềm tích hợp.
• Đo đạc dòng chảy bằng thuyền drifters để làm tài liệu của phân bố dòng chảy trong một khu vực có phân bố dòng chảy phức tạp. Trường hợp này thường được sử dụng như là một cơ sở hiệu chỉnh cho xây dựng mô hình toán số kết hợp với các tài liệu đo đạc dòng chảy tại các địa điểm cố định
Nhiệt độ và độ mặnNhiệt độ và độ mặn thường được đo đạc cùng với đo đạc dòng chảy trong kết nối với các điều tra hải dương học ở các vùng với dòng chảy phân tầng v.v.
7.4 Mô hình toán số
7.4.1 Giới thiệuTrong kỹ thuật bờ biển, việc áp dụng mô hình số đã tăng lên đáng kể trong 3 thập kỷ qua. Sự phát triển này được thúc đẩy bởi năng lực của máy tính ngày càng tăng, kết hợp với nghiên cứu và gia tăng sự hiểu biết vật lý (thủy động lực học và vận chuyển bùn cát.
Mô hình hình thái dự đoán sự phát triển địa hình đã trở thành một công cụ mạnh trong kết nối với các dự án quản lý bờ biển. Các mô hình được thiết lập và chạy trên cơ sở dữ liệu về độ sâu và điều kiện thủy hải văn. Tuy nhiên, mô hình hình thái đáng tin cậy là hiện nay chủ yếu áp dụng cho nghiên cứu kịch bản thời gian tương đối ngắn, chẳng hạn như cơn bão cực đoan, trong khi mô hình hình thái của phát triển địa hình lâu dài vẫn nhiều vấn đề không chắc chắn (Heyer et al., 1986).
Các mô hình có thể cung cấp thông tin về nguyên nhân của các vấn đề hiện tại và những hậu quả của các biện pháp quy hoạch khác nhau. Đọc kết quả từ mô hình đòi hỏi một hiểu biết sâu sắc về hình thái bờ biển trong vùng lớn và các quá trình vật lý bao gồm các vùng nhỏ. Mô hình vật lý chỉ có lợi khi áp dụng kết hợp với đánh giá kỹ thuật chất lượng. Những dự báo từ mô hình toán chỉ có ích nếu các điều kiện sau đây được đáp ứng:
• Các dữ liệu đầu vào phải có chất lượng tốt và có sẵn để chạy hiệu chuẩn, kiểm định và chạy các phương án.
• Các mô hình phải đáp ứng các tiêu chuẩn khoa học cao và bao gồm các đối tượng có liên quan, chẳng hạn như sóng, thủy động lực học và vận chuyển bùn cát.
• Tất cả các mô hình bao gồm các mô tả toán học của các hiện tượng vật lý được lựa chọn. Nghĩa là cũng có một số giả định đã được thực hiện và sự đơn giản hóa đã được đưa ra. Do đó, điều quan trọng là phải nhận ra những giả thiết này đã được giới thiệu và mô hình có thể trình bày với độ chính xác hợp lý.
• Tại các vị trí nằm xa trạm dự báo thủy triều và các vị trí có độ sâu phức tạp, làm cho dự báo thủy triều khó khăn. Để tính toán các thành phần thủy triều, tài liệu đo đạc khoảng 2 tháng là đủ cho mục đích này. Đánh giá mối tương quan đặc trưng giữa các điều kiện gió và nước dâng, đòi hỏi một khoảng thời gian đo đạc tối thiểu là một năm. Thiết lập mực nước cực đoan gây ra bởi bão đòi hỏi số liệu trong hàng chục năm. Phân tích này thường được thực hiện trên cơ sở tài liệu dài hạn từ các trạm đo đạc hiện có, hoặc từ mô hình thủy động lực học số các sự kiện cực đoan
• Khảo sát tại hai địa điểm để thành lập các điều kiện biên cho mô hình thủy động lực học của khu vực
• Khảo sát tại một hoặc nhiều địa điểm bên trong khu vực mô phỏng để cho hiệu chỉnh và kiểm định các mô hình thủy động lực.
• Khảo sát như một phần của hoạt động xây dựng
Nước biển dâng và lún sụtVề tổng thể, số liệu của nước biển dâng và sụt lún trên toàn bộ khu vực không phải là một phần của một dự án quản lý cụ thể đường bờ biển, vì điều này đòi hỏi chuỗi thời gian rất dài.
SóngSóng là tham số quan trọng nhất đối với hoạt động quản lý bờ biển. Chi tiết thông tin về sóng trong khu vực dự án thường được thiết lập theo mô hình toán số, đã làm giảm sự cần thiết cho việc đo đạc sóng trong kết nối với các dự án quản lý bờ biển trong những thập kỷ qua. Tuy nhiên, số liệu đo đạc sóng thực tế là cần thiết trong các trường hợp sau đây:
• Để cung cấp dữ liệu cho hiệu chuẩn và kiểm định của mô hình sóng số. Điều này thông thường sẽ yêu cầu đo đạc sóng tại một trong hai trạm từ 3 đến 6 tháng.
• Để cung cấp các dữ liệu cơ sở cho việc điều tra lĩnh vực khác trong khu vực, chẳng hạn như lấy mẫu nước để phân tích nồng độ trầm tích của bùn cát lơ lửng hoặc kết nối với các dạng dòng chảy cục bộ. Điều này nói chung sẽ yêu cầu đo đạc trong một vài tháng, có thể trong hai mùa đặc trưng (Bartholomä et al., 2009).
• Điều kiện sóng tại bờ biển đại dương rất khó để mô phỏng bằng mô hình sóng địa phương bởi vì các đặc tính sóng là phụ thuộc của lịch sử và sự biến đổi của gió trên các khu vực rất lớn. Do đó, nó có thể có phù hợp để thực hiện các đo đạc sóng ngoài khơi cho những khu vực như vậy. Dữ liệu sóng nhiều năm được yêu cầu để thành lập những mô tả đáng tin cậy của các điều kiện sóng bình thường và của dữ liệu thiết kế. Các chuỗi số liệu dài như vậy thường được thực hiện bởi chính quyền nhà nước tương ứng, nơi dữ liệu có thể mua. Môi trường sóng cục bộ do đó có thể được thiết lập bằng mô hình toán số, và điều kiện sóng ngoài khơi có thể được chuyển đến vùng cụ thể.
• Dữ liệu sóng ký gần bờ ngắn hơn (6 đến 12 tháng) là đủ để xác nhận các đặc điểm sóng cụ thể của địa phương tại các vùng mà các điều kiện sóng tổng thể đã được xác định bằng các phương tiện khác. Điều này đặc biệt áp dụng tại các khu vực thống trị bởi khí hậu sóng đều, chẳng hạn như khí hậu gió mùa.
• Tài liệu sóng ký có thể có liên quan như một tham số tham khảo kết nối với các chương trình giám sát được thực hiện sau khi xây dựng các biện pháp kỹ thuật bờ biển chẳng hạn như các hàng rào.
Dòng chảyDòng chảy dọc bờ và dạng của dòng chảy trong các vùng bờ nông gần với công trình là một thông số quan trọng cho các dự án quản lý bờ biển. Đo đạc dòng chảy là thích hợp trong các trường hợp sau đây:
• Khảo sát dòng chảy tại địa điểm cố định để: - cung cấp thông tin cơ bản cho quy hoạch hay
thiết kế, - hiệu chỉnh mô hình toán số, - xây dựng tài liệu dòng chảy trong kết nối với mẫu
bùn cát lơ lửng và tính toán vận chuyển bùn cát, - giám sát trước và sau khi thực hiện một dự án nào
đó, và - giám sát dòng chảy trong các eo biển và cảng cho
các mục đích giao thông thuỷ.
7
104 105
chuyển bùn cát sử dụng các trường dòng chảy và sóng như là đầu vào.
• Xói mòn / bồi lắng, sự phân kỳ trong vấn đề vận chuyển bùn cát quyết định sự thay đổi cục bộ của đáy biển và các lĩnh vực của sự xói mòn và lắng đọng.
Sự tương tác của các mô hình có thể bao gồm các vòng lặp. Các vòng lặp quan trọng nhất là vòng lặp hình thái (Hình 61), nơi mà các lĩnh vực xói mòn / lắng đọng được sử dụng để cập nhật các độ sâu cho các bước thời gian tiếp theo của hình thái. Một mô phỏng thuỷ động lực của sự phát triển của độ sâu với thời gian do đó có thể được thực hiện bằng cách lấy thông tin phản hồi từ sự phát triển hình thái vào tính toán trong các mô hình sóng, dòng chảy và mô hình vận chuyển bùn cát (Mangor, 2004; Plüß & Heyer, 2007)
Hình 62: Tính dòng chảy thủy triều ở bờ biển của tỉnh Sóc Trăng
7.4.3 Mô hình thuỷ lưcCác mô hình 2 chiều (2D) mô phỏng các điều kiện trong vùng hai chiều (ngang), có thể bao gồm bờ biển, công trình ven biển và, ví dụ như cửa sông. Một mô hình 2D phù hợp khi xảy ra những thay đổi đáng kể trong sóng/hoặc dòng chảy và/hoặc các điều kiện vận chuyển bùn cát trên một khoảng cách khá ngắn dọc theo bờ biển. Điều này có thể bao gồm mô phỏng một độ sâu phức tạp hoặc sự lắng đọng và xói mòn trầm tích tại các công trình ven biển.
Hình 62 cho thấy vận tốc và hướng dòng chảy khi triều cường dọc theo bờ biển của Sóc Trăng tính toán với một mô hình 2-D. Trong mô phỏng này, mô hình RMA • KALYPSO đã được sử dụng trong bối cảnh của nghiên cứu thiết kế ven biển dọc theo bờ biển xã Vĩnh Tân ở tỉnh Sóc Trăng (xem Mục 7.1.2.2). Cơ sở hình học cho các mô hình là độ sâu phức tạp của Đồng Bằng Sông Cửu Long các cửa sông của nó. Hướng thủy triều là từ phía Đông Bắc về phía Tây Nam và gây ra dòng chảy có thể nhận thấy rõ ràng. Dòng chảy triều cường
Tỉnh Sóc Trăng
Độ lớn vận tốc dòng chảy
7.4.2 Vòng lặp hình thái Nghiên cứu liên quan đến quản lý xói mòn bờ biển thường sẽ liên quan đến sự mô tả của một loạt các quá trình thủy động lực học và các quá trình vận chuyển bùn cát khác nhau ở quy mô rất khác nhau của thời gian và không gian. Không có mô hình duy nhất có sẵn nào mà bao gồm tất cả các quy trình và quy mô, vì vậy ở bất kỳ nghiên cứu nào sẽ được thực hiện bằng cách áp dụng một bộ các mô hình, trong đó mỗi mô hình sử dụng các kết quả từ các mô hình khác và lần lượt cung cấp dữ liệu cho các mô hình sau đây trong các hình thức dữ liệu biên. Thông thường, chuỗi mô hình này sẽ bao gồm các yếu tố sau:
Hình 61: Vòng lặp hình thái
(điều chỉnh từ Mangor, 2004)
• Mô hình sóng, mô phỏng trường sóng trên khu vực mô phỏng được xác định bởi độ sâu, mực nước, ứng suất gió và / hoặc sóng theo sự kiện
• Mô hình dòng chảy, có thể được điều khiển bởi thủy triều/nước dâng, gió và / hoặc bởi sóng vỡ ở vùng sóng vỡ. Như vậy, mô hình dòng chày dựa trên mô hình sóng do một phần quan trọng của các lực của nó.
• Vận chuyển trầm tích ở các vùng ven biển là một chức năng của các độ sâu và điều kiện đáy biển trong điều kiện dòng chảy và các điều kiện sóng như các yếu tố lực gây ra. Như vậy, mô hình vận
7
106 107
7.4.4 Mô hình vận chuyển bùn cátQuy mô chiều dài của quá trình vận chuyển bùn cát là theo bậc kích thước hạt. Kích thước này là nhỏ so với các mô hình sóng và dòng chảy, và mô phỏng chuyển động trầm tích thường không được kết hợp trực tiếp với các mô hình khác trong hệ thống mô hình khu vực. Thay vào đó, vận chuyển bùn cát được tính bằng một mô hình sử dụng các kết quả từ mô hình sóng và các mô hình dòng chảy như các thông số đầu vào. Việc vận chuyển cát có thể được tính toán bằng một mô hình số như là một hàm của vận tốc dòng chảy, độ sâu nước, điều kiện sóng và đặc điểm trầm tích (Davies et al, 2002).
Sự mô phỏng vận chuyển bùn cát là nguồn gốc quan trọng nhất của sự không chắc chắn trong mô hình tính toán liên quan đến nghiên cứu quản lý bờ biển. Điều này một phần là do việc dự tính vận chuyển bùn cát là rất nhạy cảm với sự thay đổi trong các tham số đầu
vào, nhưng ngay cả dưới điều kiện được kiểm soát tốt, các mô hình dự báo có thể khác xa với tốc độ vận chuyển bùn cát thực tế. Hệ số 2 giữa tính toán và đo đạc thường được coi như là một độ lệch chấp nhận được, và trong nhiều trường hợp hệ số này lớn hơn nhiều (Van De Graaff & Overeem, 1979; Bayram et al., 2001; Camenen & Larroude, 2003; Albers, 2012).
chạy song song với bờ biển, trong khi ở độ sâu thấp hơn và ảnh hưởng ngày càng tăng của ma sát đáy làm giảm tốc độ dòng chảy cùng với sự giảm khoảng cách đến bờ biển.
Các mô hình khu vực có thể được phân loại theo lưới tính toán được sử dụng để đại diện cho độ sâu và tính toán thủy động lực học hoặc các thông số vận chuyển bùn cát được quan tâm. Các mô hình cấu trúc làm cho việc sử dụng các ô lưới hình chữ nhật có kích thước không đổi trên trong toàn bộ khu vực mô phỏng, trong khi các mô hình phi cấu trúc thường sử dụng các phần tử hình tam giác hoặc hình chữ nhật kích thước khác nhau. Ô lưới nhỏ hơn (tức là độ phân giải không gian cao hơn) được sử dụng trong trường hợp thứ hai trong khu vực quan tâm đặc biệt, chẳng hạn như cửa thủy triều, trong vùng lân cận của các công trình ven biển hoặc khu sóng vỡ.
Sóng là tham số quan trọng nhất đối với tất cả các điều tra liên quan đến quản lý bờ biển. Do đó nó là quan trọng để có được một mô tả đáng tin cậy của khí hậu sóng gần bờ cho một vị trí dự án cụ thể.
Một ứng dụng điển hình của một mô hình chuyển đổi sóng được trình bày trong Hình 63. Ở đây, các mô hình số sóng, SWAN được tích hợp vào RMA • Kalypso và được kết hợp với mô hình thủy động lực học, được thành lập, hiệu chỉnh và kiểm định (xem mục 7.1.2.2).
Hình 63: Chiều cao sóng có
nghĩa mô phỏng (trái) và hướng sóng
trung bình (phải) trong khu vực mô
hình trong thời gian gió mùa Đông Bắc
7
108 109
7.5.1 Giới thiệuMô hình vật lý là một hệ thống vật lý xây dựng lại với kích thước giảm nhỏ để lực chi phối chính điều khiển hệ thống và các quy trình quan trọng được trình diễn trong mô hình đúng tỷ lệ với hệ thống vật lý thực tế.
Tỷ lệ (µ) của một mô hình liên quan đến một tham số (y) được xác định là tỷ lệ của tham số trong mô hình với giá trị của tham số tương tự trong nguyên hình.
Khi nói về tỷ lệ của mô hình trong kỹ thuật ven biển tham số tham chiếu được sử dụng thông thường là chiều dài (l). Ví dụ, nếu một mô hình được thu nhỏ lại để 1 m trong mô hình tương ứng với 30 m trong thực tế, tỷ lệ chiều dài µ = 1:30.
Tăng tỷ lệ mô hình có nghĩa là tăng kích thước của mô hình. Ví dụ, tỷ lệ 1/20 là lớn hơn so với tỷ lệ 1/30.
Ưu điểm chính của mô hình vật lý là nó kết hợp tất cả các quá trình điều khiển mà không cần đơn giản hóa như giả thiết phải được làm cho các mô hình toán số. Các mô hình vật lý là hữu ích nếu quá trình là rất phức tạp mà một mô hình toán số không thể được phát triển, hoặc quá khó để sử dụng trong tính toán. Kích thước nhỏ của mô hình cho phép thu thập dữ liệu dễ dàng hơn so với ở hiên trường. Điều kiện trong mô hình có thể được kiểm soát, lặp lại và và đo đạc đồng thời có thể được tiến hành, mà không thể thực hiện được như ở thực tế hiện trường. Xem xét mô hình vật lý trong vận hành cung cấp cho các nhà nghiên cứu một ấn tượng định tính ngay lập tức của quá trình vật lý và cung cấp cảm nhận hợp lý cho việc tiến đến các giải pháp tốt nhất.
Nhược điểm của mô hình vật lý bao gồm ảnh hưởng của tỷ lệ trong mô hình, vì nó không thể luôn luôn có thể mô phỏng tất cả các các biến hợp lý và điều khiển có liên quan trong mối tương quan chính xác với nhau. Đôi khi rất là khó để tạo ra các điều kiện biên thực tế trong phòng thí nghiệm, ví dụ nếu mô hình sóng vô hướng như là xấp xỉ sóng có hướng thực tế xảy ra trong tự nhiên. Một số điều kiện biên, ví dụ như gió không thể mô phỏng trong phòng thí nghiệm. Các mô hình vật lý là bình thường đắt tiền hơn để xây dựng so với mô hình toán số. Tuy nhiên, một khi các mô hình vật lý được xây dựng, nó thường sẽ nhanh hơn và rẻ hơn để làm thêm một thí nghiệm so với một mô hình toán số.
7.5 Mô hình vật lý
Mô hình vật lý thông thường bao gồm các khu vực khá nhỏ vì chúng bị giới hạn trong kích thước của phòng thí nghiệm, mà thường là kích thước từ 20 - 40 m * 30 - 60m. Có thể thấy một mô hình vật lý điển hình chỉ bao gồm được một vùng có kích thước từ 1 đến 5 km. Điều này đặt ra giới hạn tự nhiên về sử dụng các mô hình vật lý. Cùng một lý do, mô phỏng vật lý ít khi được sử dụng trong sự nối kết với quy hoạch quản lý đường bờ (Mangor, 2004).
Tuy nhiên, trong các lĩnh vực kỹ thuật bờ biển, mô hình vật lý đôi khi được sử dụng trong kết nối với tối ưu hóa các thiết kế thuỷ lực của các dự án ven biển, như bến du thuyền và các công trình ven biển.
Trong kỹ thuật bờ biển, hai loại chung của mô hình được phân biệt:
• Mô hình đáy cố định, chúng có biên cứng (đáy biển) nó không thể chỉnh sửa bởi quá trình thủy động lực diễn ra trong mô hình, và
• Mô hình biến đổi đáy, chúng có đáy được cấu thành bởi vật liệu mà chúng có thể phản ứng lại đối với các lực thủy động lực học tác động lên chúng.
Một mô hình đáy cố định thực hiện chủ yếu với các vấn đề thiết kế thủy lực và nghiên cứu các quá trình thủy lực, trong khi các khía cạnh vật lý quan trọng nhất trong quản lý bờ biển, cụ thể là vận chuyển bùn cát ven biển và các quá trình liên quan, không thể nghiên cứu định lượng trong mô hình đáy cố định.
Một khía cạnh rất quan trọng của quản lý bờ biển là để hiểu, và để xác định số lượng, vận chuyển bùn cát và các quá trình ven biển, bao gồm cả phản ứng trong các hình thái ven biển của các can thiệp khác nhau như xây dựng cảng và các công trình ven biển bảo vệ, vv. Tuy nhiên, trước khi mô hình toán số có thể làm này, các quá trình này chỉ có thể được nghiên cứu trong các mô hình vật lý với đáy di động (Hướng dẫn thiết kế của IAHR, 2011).
7.4.5 Mô hình biến đổi đường bờ biểnMô hình biến đổi đường bờ biển tính toán sự thay đổi các đổi của các vị trí bờ biển theo thời gian bằng cách giải phương trình liên tục vận chuyển bùn cát dọc bờ trên toàn bãi biển, và giả định rằng việc tiến hoặc lui của bờ biển để đáp ứng bồi/xói bờ biển, trong khi bảo tồn hình dạng của nó.
Do những tính toán khá nhỏ kết hợp với tính toán tổng lượng bùn cát và phát triển đường bờ, những mô hình này có thể áp dụng nghiên cứu sự phát triển của đường bờ với quy mô thời gian của nhiều năm.
Một lần nữa, mô hình phải được hiệu chỉnh và kiểm định trước khi tính toán dự báo trong thời gian dài. Thời gian hiệu chỉnh và kiểm định càng dài, thời gian dự báo càng có thể lựa chọn dài hơn.
7.4.6 Mô hình vận chuyển bùn cát mặt cắtHình dạng của mặt cắt bãi biển thay đổi đáng kể để thích ứng với các điều kiện sóng tới. Việc điều chỉnh mặt cắt bãi biển chủ yếu liên quan đến sự thay đổi trong vận chuyển bùn cát ngang bờ. Hầu hết các mô hình biến đổi bờ biển đã được phát triển dựa trên giả định này.
Các mô hình số cho việc tính toán sự phát triển của bãi biển thường bao gồm việc tính toán truyền sóng và chuyển đổi theo mặt cắt bờ biển. Những kết quả này được kết hợp với một mô tả về thủy động lực và vận chuyển bùn cát dưới điều kiện sóng không vỡ và vỡ bên ngoài và bên trong khu vực sóng vỡ tương ứng. Sự thay đổi mức độ vận chuyển bùn cát ngang bờ được đưa vào phương trình liên tục vận chuyển bùn cát, được sử dụng để cập nhật mặt cắt bãi biển giả định độ sâu dọc bờ biển và điều kiện thủy động lực học không đổi.
Mô hình số vận chuyển bùn cát ngang bờ không phải là một nhiệm vụ dễ dàng, do số lượng và sự phức tạp của các quá trình có liên quan. Do đó, các mô hình phát triển mặt cắt bãi biển nên được áp dụng cẩn thận và chỉ sau khi được hiệu chỉnh và kiểm định trong phạm vi rộng.
7.4.7 Nhận xét kết luậnKhông có một bảo đảm nào rằng kết quả tính toán từ mô hình toán số sẽ là thực tế và chính xác đại diện cho các điều kiện tự nhiên, chỉ vì một mô hình đã được thiết lập và chạy một khu vực. Chất lượng của dữ liệu đầu vào là cần thiết, và kết quả của mô hình không bao giờ tốt hơn so với chất lượng của các dữ liệu đầu vào. Chất lượng của các mô hình cũng phụ thuộc vào các giả định cơ bản và sự đơn giản hóa của mô hình cần phải được biết và đánh giá (Davies et al., 2002; Mayerle & Zielke, 2005).
Đánh giá kỹ thuật hợp lý sẽ luôn luôn được áp dụng khi giải thích các kết quả mô hình và thu được các kết luận từ kết quả của các mô hình. Cũng như vậy, mô hình toán số nên luôn được xem như là các công cụ hỗ trợ tiên tiến cho kỹ thuật ven biển, nói chung, và quản lý bờ biển nói riêng, nhưng không bao giờ là một thay thế cho cảm nhận kỹ thuật thông thường.
7
110 111
trang bị tốt, sự hiểu biết đáng kể về ảnh hưởng của tỷ lệ mô hình và không ít kinh nghiệm.
Có thể được kết luận rằng bình thường không thể mô phỏng các điều kiện vận chuyển bùn cát định lượng đúng trong một mô hình. Số lượng vận chuyển bùn cát có thể được thành lập bằng cách sử dụng một mô hình toán số dựa trên các kết quả từ mô hình vật lý.
7.5.2 Mô hình đáy cố định Các mô hình đáy cố định được sử dụng để nghiên cứu sự tương tác của sóng và dòng chảy trong trường hợp kiểm soát cũng như sự tương tác của các lực thủy động lực với các bộ phận cứng, như các lớp phủ trên đê chắn sóng v.v... Tác động của tỷ lệ liên quan với các mô hình như vậy thường có thể đủ nhỏ trong đó các mô hình như vậy sẽ rất đáng tin cậy.
Các mô hình đáy cố định có thể được chia thành các mô hình hai chiều (mô hình máng sóng) và mô hình ba chiều (mô hình bể sóng).
Hình 64 cho thấy một bức ảnh của các thí nghiệm trong máng sóng được thực hiện trong bối cảnh của nghiên cứu thiết kế ven biển dọc theo bờ biển xã Vĩnh Tân ở tỉnh Sóc Trăng. Tỷ lệ của mô hình là 1/20 (Albers & Von Lieberman, 2011). Việc thiết lập các thí nghiệm được mô tả trong mục 7.1.2.3.
Hình 64: Mô hình vật lý thí
nghiệm truyền sóng với hàng
rào bằng tre (Ảnh: Albers)
7.5.3 Mô hình biến đổi đáyMột mô hình đáy biến đổi chủ yếu được sử dụng để nghiên cứu các quá trình trầm tích. Tuy nhiên, tỷ lệ hoá hạt cát nguyên mẫu theo quy định của luật mô hình Froude gây ra các vấn đề tỷ lệ cơ bản. Nếu, ví dụ, một mẫu thử nghiệm cát với DSO,p= 0,2mm được thu nhỏ lại để sử dụng trong một mô hình với tỷ lệ 1: 40, điều này sẽ dẫn đến đường kính cát mô hình với DSO, m = 0,005 mm. Đây là thành phần hạt bụi. Khi cát mô hình trở nên rất mịn, nó sẽ tác động hoàn toàn khác so với cát. Điều này có nghĩa rằng cát không thể thu nhỏ lại được một cách chính xác, nếu vật liệu cát được sử dụng như bùn cát trong mô hình.
Rất là tốn kém thời gian và phức tạp để thực hiện mô hình biến đổi đáy. Ví dụ, khảo sát sự thay đổi đáy đòi hỏi phải tháo cạn nước trong bể thí nghiệm và các quy trình khảo sát phức tạp khác. Thực hiện mô hình biến đổi đáy đòi hỏi phải có một phòng thí nghiệm được
7
112 113
Davies, A.G., Van Rijn, L.C., Damgaard, J.S., Van De Graaff, J., Ribberink, J.S. (2002)
Intercomparison of Research and Practical Sand Transport Models. Coastal Engineering 46: 1-23
Davis Jr., R.A., Hayes, M.O. (1984) What is a wave-dominated coast? Marine Geology
60: 313-329
De Graaf, G.J., Xuan T.T. (1998) Extensive Shrimp Farming, Mangrove Clearance
and Marine Fisheries in the Southern Provinces of Vietnam. Mangroves and Salt Marshes 2: 159-166
Dean, R.G. (1987) Coastal Sediment Processes: Toward Engineering
Solutions. In: Proceedings of Coastal Sediments ‘87, American Society of Civil Engineers, New Orleans, LA, Vol 1: 1-24
Dean, R.G. (1991) Equilibrium Beach Profiles: Characteristics and
Applications. Journal of Coastal Research 7(1): 53-84
Dean, R.G. (2002) Beach Nourishment: Theory and Practice.
Advanced Series on Ocean Engineering: Volume 18. World Scientific, USA
Delta Alliance (2011) Mekong Delta Water Resources Assessment Studies
– Vietnam-Netherlands Mekong Delta Masterplan Project.
http://wptest.partnersvoorwater.nl/wp-content/uploads/2011/08/WATERRESOURCESfinaldraft.pdf, accessed 17.04.2013
Dillion, C.P., Andrews, M.J. (1997) 1997 Annual Tropical Cyclone Report, U.S. Naval
Pacific Meteorology & Oceanography Center West/Joint Typhoon Warning Center
Donnell, B.P., Letter, J.V., Mcanally, W.H. (2006) Users Guide for RMA2 Version 4.5. U.S. Army,
Engineer Research and Development Center, Waterways Experiment Station, Valhalla, USA
EAK (2002) Empfehlungen des Ausschusses für Küstenschutz -
werke – Empfehlungen für Küstenschutzwerke. In: Kuratorium für Forschung im Küsteningenieur-wesen (Hrsg.): Die Küste, Heft 65. Heide in Holstein: Boyens, Korrigierte Ausgabe 2007
Eisma, D. (2010) Vietnam. In: Bird, E.C.F. (ed.): Encyclopedia
of the World’s Coastal Landform. Volume 1. ISBN 978-1-4020-8639-7 (e-book), Springer
Ekphisutsuntorn, P., Wongwises, P., Chinnarasri, C., Vongvisessomjai, S., Zhu, J. (2010)
The Application of Simulating Waves Nearshore Model for Wave Height Simulation at Bangkhuntien Shoreline. In: American Journal of Environmental Sciences 6 (3): 299-307
Fry, B., Ewel, K.C. (2003) Using stable isotopes in mangrove fisheries
research a review and outlook. Isot. Environ. Health Stud. 39: 191–196
Gätje, Ch., Reise K. (Hrsg.) (1998) Ökosystem Wattenmeer - Austausch-, Transport-
und Stoffumwandlungsprozesse. Berlin, Heidelberg, Springer Verlag, 1998
Giang, L.T. (2005) Damage caused by strong wind and wind loads
standard for building in Vietnam. Tokyo Polytechnic University - Graduate School of Engineering - Wind Engineering Research Center.
Halide, H., Brinkmann, R., Ridd, P. (2004) Designing bamboo wave attenuators for mangrove
plantations. In: Indian Journal of Marine Science, Vol. 33(3): 220-225
Hamilton, L.S., Snedaker, S.C. (eds.) (1984) Handbook for Mangrove Area Management.
Environment and Policy Institute, East-West Center; IUCN, UNESCO, UNDP. Honolulu, Hawaii
Hanson, H., Kraus, N.C. (1989) GENESIS: Generalized Model for Simulating
Shoreline Change, Report 1: Technical Reference. Tech. Rep. CERC-89-19, U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station, Coastal Engineering Research Center, Vicksburg, MS
Herbich, J.B. (1999) Handbook of Coastal Engineering. McGrawhill
Engineering Handbook, ISBN 9780071344029, USA
Heyer, H., Hewer, R., Sündermann, J. (1986) Die numerische Modellierung von Strömung und
Sedimenttransport in Wattgebieten. In: Kuratorium für Forschung im Küsteningenieurwesen (Hrsg.): Die Küste, Heft 43. Heide in Holstein: Boyens
ADB (2011) Technical Assistance Consultant’s Report
(Ca Mau Atlas) – Socialistic Republic of Viet Nam. Climate Change Impact and Adaptation Study in the Mekong Delta. http://www2.adb.org/Documents/Reports/Consultant/VIE/43295/43295-012-vie-tacr-01.pdf, accessed 17.04.2013
Albers, T. (2011) Design of Breakwaters. Deutsche Gesellschaft
für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH, Management of Natural Resources in the Coastal Zone of Soc Trang Province. http://czm-soctrang.org.vn/Publications/EN/Docs/Breakwater%20design%20 f ul l%20 rep or t %202011_ EN . p df, accessed 17.04.2013
Albers, T. (2012) Messung und Analyse morphologischer
Änderungen von Ästuarwatten – Untersuchungen im Neufelder Watt in der Elbmündung. Dissertation, in German. Hamburg, TuTech Verl., ISBN 978-3-941492-43-1. http://doku.b.tu-harburg.de/volltexte/2012/1148/, accessed 17.04.2013
Albers, T., Von Lieberman, N. (2011) Current and Erosion Modelling Survey. Deutsche
Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH, Management of Natural Resources in the Coastal Zone of Soc Trang Province, Vietnam. 72 pp. http://czm-soctrang.org.vn/Publications/EN/Docs/Erosion%20Control%202011_EN.pdf, accessed 17.04.2013
Balke, T., Bouma, T.J., Horstmann, E.M., Webb, E.L., Erftemeijer, P.L.A., Herman, P.M.J. (2011)
Windows of opportunity: thresholds to mangrove seedling establishment on tidal flats. Marine Ecology Progress Series 440: 1-9. http://www.int-res.com/articles/feature/m440p001.pdf, accessed 17.04.2013
Barbier, E.B. (2007) Valuing Ecosystem Services as Productive Inputs.
Economic Policy 22: 177–229
Bartholomä, A., Kubicki, A., Badewien, T., Flemming, B. (2009)
Suspended Sediment Transport in the German Wadden Sea – Seasonal Variations and Extreme Events. Ocean Dynamics 59: 213-225
TÀI LIỆU THAM KHẢO8
Bayram, A., Larson, M., Miller, H.C., Kraus, N. (2001) Cross-shore distribution of longshore sediment
transport: comparison between predictive formulas and field measurements. Coastal Engineering 44: 79-99
BMU – Bundesminsiterium Für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2006)
Integriertes Küstenzonenmanagement in Deutschland (IKZM) – Nationale Strategie mit Bestandsaufnahme. Kabinettsbeschluss vom 22. März 2006, Bonn
Brown, O., Crawford, A., Hammill, A. (2006) Natural Disasters and Resource Rights: Building
Resilience, Rebuilding Lives. International Institute for Sustainable Development, Manitoba, Canada
BWK – Bund der Ingenieure für Wasserwirtschaft, Abfall-wirtschaft und Kulturbau e.V. (2005)
Mobile Hochwasserschutzsysteme – Grundlagen für Planung und Einsatz. BWK-Merkblatt. ISBN 3-936015-19-8
Camenen, B., Larroudé, P. (2003) Comparison of Sediment Transport Formulae for
the Coastal Environment. Coastal Engineering 48: 111-132
Carew-Reid, J. (2007) Rapid Assessment of the Extent and Impact
of Sea Level Rise in Viet Nam. Climate Change Discussion Paper 1, ICEM International Centre for Environmental Management, Brisbane, Australia
CEM (2002) Coastal Engineering Manual. US Army
Corps of Engineers, Coastal & Hydraulics Laboratory. http://chl.erdc.usace.army.mil/chl.aspx?p=s&a=ARTICLES;104, accessed 17.04.2013
Conservation International (2008) Economic Values of Coral Reefs, Mangroves,
and Seagrasses: A Global Compilation. Center for Applied Biodiversity Science, Conservation International, Arlington, VA, USA
Dat, N.T., Son, N.M. (1998) Wave in the Marine Coastal Zone of the Mekong
River System. Proceedings of the International Workshop on the Mekong Delta, pp. 72 - 81. Chiang Rai, Thailand
114 115
Mazda Y., Magi, M., Kogo, M., Hong, P.N. (1997) Mangroves as a Coastal Protection from Waves in
the Tong King Delta, Vietnam. Mangroves and Salt Marshes 1: 127-135
Mcivor, A.L., Möller, I., Spencer, T, Spalding. M. (2012A) Reduction of wind and swell waves by mangroves.
Natural Coastal Protection Series: Report 1. Cambridge Coastal Research Unit Working Paper 40. 27 pages. http://www.naturalcoastalprotection.org/documents/reduction-of-wind-and-swell-waves-by-mangroves, accessed 17.04.2013
McIvor, A.L., Spencer, T. Möller, I., Spalding. M. (2012B) Storm surge reduction by mangroves. Natural Coastal Protection Series: Report 2. Cambridge Coastal Research Unit Working Paper 41. 36 pages. http://coastalresilience.org/sites/default/files/resources/storm-surge-reduction-by-mangroves-report.pdf, accessed 17.04.2013
Meynecke, J-O., Lee, S.Y. and Duke, N.C. (2008) Linking spatial metrics and fish catch reveals
the importance of coastal wetland connectivity to inshore fisheries in Queensland, Australia. Biological Conservation 141: 981-996
Migniot, C., Boulac, J., Boutitie, J., Meyer, J., Filliat, G., Rochmann, J. (1981)
La pratique des sols et fondations: captage, rabattement, drainage – mouvements de terrain – erosion et sedimentation en mer et en rivère – traitement des terrains. Editions du Moniteur, Paris
Millennium Ecosystem Assessment (2005) Ecosystems and Human Well-being: Wetlands
and Water Synthesis. World Resources Institute, Washington, DC
MONRE (2009) Climate Change, Sea Level Rise Scenarios for
Vietnam. Ministry of Natural Resources and Environment, Hanoi, Vietnam
MRC (2009) Adaptation to Climate Change in the Countries
of the Lower Mekong Basin: Regional Synthesis Report. MRC Technical Paper No. 24. Mekong River Commission, Vientiane, Laos
Mukherjee, N., Dahdouh-Guebas, F., Kapoor, V., Arthur, R., Koedam, N., Sridhar, A., Shanker, K. (2010)
From Bathymetry to Bioshields: A Review of Post-Tsunami Ecological Research in India and its Implications for Policy. Environmental Management 46(3): 329-339
Murray-Wallace, C.V., Jones, B.G., Tran Nghi, Price, D.M., Vu Van Vinh, Trinh Nguyen Tinh, Nanson, G.C. (2002)
Thermo-luminescence ages for a reworked coastal barrier, Southern Vietnam: a Preliminary Report. J Asian Earth Sci 20: 535–548
Nagelkerken, I., Blaber, S., Bouillon, S., Green, P., Haywood, M., Kirton, L.G., Meynecke, J.-O., Pawlik, J., Penrose, H.M., Sasekumar, A., Somerfield, P.J. (2008)
The Habitat Function of Mangroves for Terrestrial and Marina Fauna: A Review. Aquatic Botany 89(2): 155-185
Naulin, M., Albers, T. (2010) Feasibility Study for Optimisation of Land Drainage
by Using Renewable Energy. In: K. Schwarzer, K. Schrottke & K. Stattegger (Eds.): From Brazil to Thailand - New Results in Coastal Research, Coastline Reports 16 (2010), ISSN 0928-2734. ISBN 978-3-9811839-9-3, pp. 127-133
NGI (2012) Assessment of land loss in Ca Mau Province,
Vietnam. Main Report. Norwegian Geotechnical Institute
Nielsen, C., Apelt, C. (2003) Parameters Affecting the Performance of Wetting
and Drying in a Two-Dimensional Finite Element Long Wave Hydrodynamic Model. Journal of Hydraulic Engineering 128(8): 628 – 636
Páez-Osuna, F. (2001) The Environmental Impact of Shrimp Aquaculture:
Causes, Effects, and Mitigating Alternatives. Environmental Management 28(1): 131-140
Parker, W. R. (1986) On the observation of cohesive sediment behavior
for engineering purposes. In: Estuarine Cohesive Sediment Dynamics, Lect. Notes Coastal Estuarine Stud., vol. 14, edited by A. J. Mehta, pp. 270–289, AGU, Washington, D. C., doi:10.1029/LN014p0270
Hoa, L.T.V., Nhan, N.H., Wolanski, E., Cong, T.T., Shigeko, H. (2007)
The combined impact on the flooding in Vietnam’s Mekong River delta of local man-made structures, sea level rise, and dams upstream in the river catchment. Estaurine, Coastal and Shelf Science 71: 110-116
Hu, J., Kawamura, H., Hong, H., Qi, Y. (2000) A Review on the Currents in the South China
Sea: Seasonal Circulation, South China Sea Warm Current and Kuroshio Intrusion. Journal of Oceanography 56: 607–624
Iahr Design Manual (2011) Users Guide to Physical Modelling and
Experimentation. Eds: Frostick, Lynne E., J Kirkegaard, International Association of Hydro-Environment Engineering and Research. Boca Raton: CRC Press
IHO – International Hydrographic Organisation (2008) IHO Standards for Hydrographic Surveys. 5th
Edition, Special Publication No. 44, International Hydrgraphic Bureau, Monaco
IMHEN – Institute Of Meteorology, Hydrology and Environment (2011)
Ca Mau Atlas – Climate Change Impact and Adaptation Study in the Mekong Delta, Part A. Published by Ca Mau Peoples Committee and IMHEN, December 2011
IPCC (2001) Climate Change 2001. Synthesis Report. A
Contribution of Working Groups I, II, and III to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Watson, R.T. and the Core Writing Team (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom, and New York, NY, USA, 398 pp
IPCC (2007) Climate Change 2007. Synthesis Report.
Contribution of Working Groups I, II and III to the Fourth Assessment. Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, Pachauri, R.K and Reisinger, A. (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 104 pp
Jensen, F.B. (2008) Sonar Acoustics Handbook. NURC (Ed.), La Spezia,
Italy
Joffre, O. (2010) Mangrove Dynamics in Soc Trang Province 1889-
1965. Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH Management of Natural Resources in the Coastal Zone of Soc Trang Province, Vietnam. 35 pp. http://czm-soctrang.org.vn/Publications/EN/Docs/Mangrove%20history%201889-1965%20EN.pdf, accessed 17.04.2013
Joffre, O., Luu, H.T. (2007) A Baseline Survey in the Coastal Zone of Soc Trang
Province, Livelihood Assessment and Stakeholder Analysis. Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit (GTZ) GmbH. Management of Natural Resources in the Coastal Zone of Soc Trang Province. http://czm-soctrang.org.vn/en/Publications.aspx, accessed 17.04.2013
Kamphuis, J.W. (2010) Introduction to Coastal Engineering and
Management. Advanced Series on Ocean Engineering – Volume 16. World Scientific. ISBN 981-02-3830-4
King, I. (2006) A Finite Element Model for Stratified Flow and
Cohesive Sediment/Sand Transport – RMA 10S. Users Guide, Version 3.5D, Sydney, Australia
Kramer, J. (1989) Kein Deich, kein Land, kein Leben – Geschichte
des Küstenschutzes an der Nordsee. Leer, Verlag Gerhard Rautenberg
Linham, M.M., Nicholls, R.J. (2010) Technologies for Climate Change Adaptation –
Coastal Erosion and Flooding. TNA Guidebook Series, UNEP Riso Centre, Roskilde, Zhu, X. (Ed.), ISBN: 978-87-550-3855-4. http://tech-ac t ion .org /G uideb o o k s/ T NA _G uideb o o k _AdaptationCoastalErosionFlooding.pdf, accessed 17.04.2013
Mangor, K. (2004) Shoreline Management Guidelines. DHI Water &
Environment (DHI)
Mayerle, R., Zielke, W. (2005) Project Overview and Executive Summary.
In: Kuratorium für Forschung im Küsteningenieurwesen (Hrsg.): PROMORPH - Predictions of Medium-Scale Morphodynamics. Heide in Holstein: Boyens, pp. 1–24
8
116 117
Schmitt, K., Albers, T. and Von Lieberman, A. (2012) Bamboo breakwaters as site-specific erosion
protection and adaptation to climate change in Soc Trang Province, Viet Nam. - In: Proceedings of the 4th International Conference on Estuaries and Coasts. Science and Technics Publishing House, Ha Noi, Viet Nam. Volume 1: 337-344
Schmitt, K., Albers, T., Trinh, H., Dinh, C.S. (2013) Site-specific and integrated adaptation to climate
change in the mangrove zone of Soc Trang Province, Viet Nam. Journal of Coastal Conservation 17: 545-558. DOI 10.1007/s11852-013-0253-4 http://download.springer.com/static/pdf/451/art%253A10.1007%252Fs11852-013-0253-4.pdf?auth66=1380185908_479ef451a19fb2731f10decf5e44784f&ext=.pdf, accessed 23.09.2013
Schrage, N., Antanaskovic, D., Jung, T., Pasche, E. (2009) KALYPSO – An Open Source Software Tool for
Flood Studies in Rivers. 8. International Conference on Hydroinformatics, Concepción (Chile)
Schwartz, M.L. (Ed.) (2005) Encyclopedia of Coastal Science. ISBN-13 978-1-
4020-3565-4 (e-book), Springer, The Netherlands
Sheaves, M. (2005) Nature and consequences of biological
connectivity in mangrove systems. Marine Ecology Progress Series 302: 293-305
Soulsby, R. (1997) Dynamics of Marine Sands – A Manual for Practical
Applications. Thomas Telford Publications, London, UK
Ta, T.K.O., Nguyen, V.L., Tateishi, M., Kobayashi, I., Susumu, T., Yoshiki, S. (2002)
Holocene delta evolution and sediment discharge of the Mekong River, Southern Vietnam. Quat. Sci. Rev. 21: 1807–1819
The Open University (2006) Waves, tides and shallow-water processes.
ISBN: 978-0-08-036372-1, Elsevier
Truong, T.V., Ketelsen, T. (2008) Water Resources in the Mekong Delta: A History of Management, a Future of Change.
http://www.vncold.vn/Modules/CMS/Upload/13/Documents/ WRMK _T V TRUONG _ 30_03_09/WRMK_TVTRUONG.pdf; accessed 17.04.2013
Tuan, Le Anh, Hoang, Chu Thai , Miller, F., Bach Tan Sinh (2007)
Flood and salinity management in MD Vietnam. Ho Chi Minh: Can Tho university. www.sumernet.org/MekongDeltaMonograph/5Chapter1.pdf, accessed 17.04.2013
Van De Graaff, J., Van Overeem, J. (1979) Evaluation of Sediment Transport Formulae in
Coastal Engineering Practice. Coastal Engineering 3: 1-32
Van Rijn, L.C. (1993) Principles of Sediment Transport in Rivers,
Estuaries and Coastal Seas. Aqua Publications, The Netherlands
Van Rijn, L.C. (2005) Principles of sedimentation and erosion
engineering in rivers, estuaries and coastal seas. Aqua Publications, The Netherlands
Van Rijn, L.C. (2007) Manual Sediment Transport Measurements in
Rivers, Estuaries and Coastal Seas. Rijkswaterstaat/RIKZ, Aqua Publications, The Netherlands
Von Lieberman, N. (1999) Leitbildmodell für den Küstenschutz der
Nordseeküste am Beispiel der Vorländer. Dissertation. In: Mitteilungen des Franzius-Instituts für Wasserbau und Küsteningenieurwesen der Universität Hannover, H. 83, Hannover, pp. 1-291
Von Lieberman, N. (2005) Management of risk at the German North Sea Coast
with RISC – the Risk Information System Coast. In: Proceedings of the Solutions to Coastal Disasters Conference 2005, Charlston, South Carolina, USA
Walters, B.B., Rönnbäck, P., Kovacs, J., Crona, B., Hussain, S.A., Badola, R., Primavera, J., Barbier, E.B., Dahdouh-Guebas, F. (2008)
Ethnobiology, Socio-economics and Management of Mangrove Forests: A Review. Aquatic Botany 89(2): 220-236
Pham, C.H. (2011) Planning and Implementation of the Dyke
Systems in the Mekong Delta, Vietnam. Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Dissertation. http://hss.ulb.uni-bonn.de/2011/2479/2479a.pdf, accessed 17.04.2013
Pham, T.T., Hoang, T., Tran, H.M., Le Trong , H., Schmitt, K. (2009)
Tool Box for Mangrove Rehabilitation and Management. Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit (GTZ) GmbH, Management of Natural Resources in the Coastal Zone of Soc Trang Province, Vietnam. http://czm-soctrang.org.vn/en/Publications.aspx, accessed 17.04.2013
Pham, T.T., Meinardi, D., Schmitt, K. (2011) Monitoring of Mangrove Forests. Deutsche
Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH, Management of Natural Resources in the Coastal Zone of Soc Trang Province, Vietnam. http://czm-soctrang.org.vn/en/Publications.aspx, accessed 17.04.2013
Phan, N.H., Hoang, T.S. (1993) Mangroves of Vietnam. IUCN Bangkok, Thailand
Pilarczyk, K.W (1999) Geosynthetics and geosystems in hydraulic and
coastal engineering. Taylor & Francis, USA
Pilarczyk, K.W. (2003) Alternative Systems for Coastal Protection – An
Overview. In: Han, Z. (ed.): Proceedings of the International Conference on Estuaries and Coasts, Zhejiang Institute of Hydraulics and Estuary, Hangzhou, China, pp. 409-419
Plüß, A., Heyer, H. (2007) Morphodynamic Multi-Model Approach for the
Elbe Estuary. In: Dolmen-Janssen, C.M., Holster, S. (Hers.): International Symposium of River, Coastal and Estuarine Morphodynamics, 2007, pp. 113–118
Prasetya, G. (2006) The role of coastal forests and trees in protecting
against coastal erosion. In: Braatz, S., Fortuna, S., Broadhead, J. and Leslie, R. (eds.): Coastal Protection in the Aftermath of the Indian Ocean Tsunami: What Role for Forests and Trees? Proceedings of the Regional Technical Workshop, FAO, Khao Lak, Thailand, pp. 103-130
Primavera, J.H. (2006) Overcoming the Impacts of the Aquaculture on the
Coastal Zone. Ocean & Coastal Management 49: 531-545
Probst, B. (1996) Deichvorlandbewirtschaftung im Wandel der Zeit.
In: Kuratorium für Forschung im Küsten-ingenieurwesen (Hrsg.): Die Küste, Heft 58. Heide in Holstein. Boyens Verlag
Quoc Tuan Voa, Kuenzerb, C., Quang Minh Voc, Moderd, F., Oppelte, N. (2012)
Review of valuation methods for mangrove eco-system services. Ecological Indicators 23: 431-446
Roos, T., Schaarschmidt, L., Heiland, M. (2009) Emergency Sea Dyke Rehabilitation in Soc Trang
Province, Vietnam. Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH, Management of Management of Natural Resources in the Coastal Zone of Soc Trang Province. http://czm-soctrang.org.vn/Publications/EN/Docs/Dyke%20design%20EN.pdf accessed 25.04.2013
Russell, M., Michaels, K., Dart, P., Duke, N., To, H.H. (2012) Coastal rehabilitation and mangrove restoration
using melaleuca fences – Practical experience from Kien Giang Province. Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH, Conservation and Development of the Kien Giang Biosphere Reserve Project. http://kiengiangbiospherereserve.com.vn/project/uploads/doc/fencedesign-manual-print-pdf-web.pdf, accessed 17.04.2013
Schatz, R.E. (1991) Economic Rent Study for the Philippine Fisheries
Sector Program. Asian Development Bank Technical Assistance 1208, Philippines, Manila
Schmitt, K. (2012) Mangrove planting, community participation and
integrated management in Soc Trang Province, Viet Nam. - In: Macinthosh, D.J., Mahindapala, R., Markopoulos, M. (eds): Sharing lessons on mangrove restoration. Bangkok, Thailand: Mangroves for the Future and Gland, Switzerland: IUCN: 205-225. http://mangrovesforthefuture.org/assets/Repositor y/Documents/Call -for-Action-and-Proceedings-from-2012-Colloquium-Mamallapuram-India.pdf, 17.04.2013
8
118 119
Wolanski, E. (2006) Synthesis of the Protective Functions of Coastal
Forests and Trees against Natural Hazards. In: Braatz, S., Fortuna, S., Broadhead, J. and Leslie, R. (eds.): Coastal Protection in the Aftermath of the Indian Ocean Tsunami: What Role for Forests and trees? Proceedings of the Regional Technical Workshop, FAO, Khao Lak, Thailand, pp. 161-183
Woth, K., Weisse, R., Von Storch, H. (2006) Climatic Change and North Sea storm surge
extremes: An ensemble study of storm surge extremes expected in a changed climate projected by four different regional climate models. Ocean Dynamics 56: 3-15
Xue, Z., He, R., Liu, J.P., Warner, J.C. (2012) Modeling transport and deposition of the Mekong
River sediment. In: Continental Shelf Research 37: 66-78
Xue, Z., Liu, J.P., Demaster, D., Nguyen L.V., Ta, T.K.O. (2010) Late Holocene Evolution of the Mekong
Subaqueous Delta, Southern Vietnam. Marine Geology 369: 46-60
8
120 121
Rào chắn sóng bằng tre, mặt cắt A-A
Các dấu tròn đầu dòng sau đây tóm tắt các thông số kỹ thuật của các rào chắn sóng bằng tre. Các giá trị và kích thước đã được tính toán, và chỉ có hiệu lực đối với bờ biển của tỉnh Sóc Trăng. Độ sâu chôn và độ dài của cọc tre thì cụ thể theo từng địa điểm và phải được thích ứng với tình trạng cụ thể theo từng địa điểm của đất. Độ sâu của lớp bùn phải được xem xét. Đường kính của cọc tre phải được thích ứng với các thông số mực nước, độ sâu, sóng và dòng chảy cụ thể theo từng địa điểm.
Tóm tắt thông số kỹ thuật
• Hai hàng các cọc tre đứng
• Khoảng cách giữa hai hàng: 0,5 m
• Khoảng cách giữa từng cọc tre trong một hàng: 0,3 m
• Chiều dài các cọc tre đứng: 4,7 m
• Chiều sâu chôn trong cát của các cọc đứng: 3,4 m
• Đường kính các cọc đứng: 8 cm cho các phần dọc bờ; 6 cm cho các phần vuông góc với bờ
• Hai thanh ngang gắn kết với mỗi hàng cọc; một thanh buộc gần phía dưới cùng, một thanh buộc gần phía trên cùng theo đúng như các bản vẽ kỹ thuật
• Đường kính các cọc ngang: 8 cm cho các phần dọc bờ; 6 cm cho các phần vuông góc với bờ
• Chiều dài các cọc tre ngang: 3 - 5 m
• Tất cả các cọc ngang được buộc vào từng cọc đứng bằng dây inox đường kính 3.0 mm ± 1 mm; tính năng dẻo)
• Chiều dài đoạn gối lên nhau của hai cọc ngang liền nhau phải ít nhất là 30 cm
• 4 - 6 lớp bó chà (tùy thuộc vào mức độ nén) được đặt vào giữa hai hàng cọc đứng theo đúng như các bản vẽ kỹ thuật sao cho mặt phần trên cùng của các bó chà ngang bằng với ngọn các cọc đứng
• Đỉnh của đê chắn sóng bằng tre phải cao 1,3 m trên đáy
• Tất cả các lớp bó chà được buộc với các cọc đứng và các cọc ngang bằng dây inox (đường kính 3.0 mm ± 1 mm; tính năng dẻo)
• Cấu trúc các cành/nhánh cây được dùng làm bó chà phải mềm dẻo và có khoảng hở, các cành cây được dùng làm bó chà phải không quá lớn (<15 mm)
• Các cành/nhánh cây làm thành các bó chà phải được buộc đúng cách với dây inox ít nhất ở ba vị trí của các bó chà (hai đầu và chính giữa)
• Lớp đáy phía dưới cùng của các bó chà nên gồm các cành rất tốt
• Một lớp kép lá dừa nước phải được lót như lớp đáy phía dưới cùng của rào chắn sóng
• Ở cả hai đầu của rào chắn sóng, một cọc tre đứng có cùng thông số kỹ thuật như các cọc tre đứng như đã mô tả ở trên phải được đóng tại điểm trung tâm giữa hai hàng cọc đứng để tạo thêm sự ổn định bổ sung của các bó chà
PHỤ LỤC
122 123
Mặt bằng kết nối rào chắn sóng bằng tre, phần dọc bờ/vuông góc với bờ
Rào chắn sóng bằng tre dọc bờ, chi tiết 1
Rào chắn sóng bằng tre, mặt cắt B-B
124 125
Thông tin xuất bản
Xuất bản bởiDeutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH
Văn phòng đăng kýBonn và Eschborn, GermanyDự án Quản lý Nguồn tài nguyên Thiên nhiên vùng ven biển tỉnh Sóc Trăng134 Trần Hưng ĐạoTP Sóc Trăng, Việt NamT +84 79 3622 - 164F +84 79 3622 - 125www.giz.de/enwww.czm-soctrang.org.vn
Thời gian xuất bảnTháng 10, 2013
In bởi Công ty Golden Sky
Hình bìaẢnh vệ tinh Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) Minh họaChristoph [email protected]
Thiết kế và dàn trang Heidi Wö[email protected]
Đóng góp ảnhTất cả ảnh được chụp bởi:Albers, Cong Ly và GE Wind,Huyện Cù Lao Dung,GIZ Bạc Liêu,GIZ Kiên Giang,Phạm Thùy Dương,Russel, Schmitt, SIWRR, Steurer
Nôi dung Thorsten Albers, Đinh Công Sản và Klaus Schmitt
GIZ chịu trách nhiệm về nội dung của ấn phẩm này
Đại diện Bộ Hợp tác và Phát triển Kinh tế Cộng hòa Liên bang Đức (BMZ)
Giấy phép xuất bản số1636-2013/CXB/13-178/LĐ và 641/QĐLK-LĐ Nhà xuất bản Lao Động,ngày 11 tháng 11 năm 2013
ISBN978-604-59-0630-9
Quản lý cácgiải pháp kỹ thuật
Bảo vệ tổng hợp vùng ven biển và rừng ngập mặn nhằm thích nghi với biến đổi khí hậu tại các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long/ Biến đổi khí hậu và các hệ sinh thái ven biển (ICMP/CCCEP)