Tổng quan nghiên cứu

Hiện tượng sạt lở bờ sông tại khu vực thị trấn Mỏ Cày, huyện Mỏ Cày Nam, tỉnh Bến Tre đã trở thành vấn đề cấp bách trong bối cảnh phát triển kinh tế - xã hội nhanh chóng của địa phương. Với chiều dài tuyến kè dự kiến lên đến 2.967 mét dọc hai bên bờ sông Mỏ Cày, hiện tượng sạt lở đã gây thiệt hại lớn về đất đai, tài sản và ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của hơn 11.700 người dân trong khu vực. Lưu lượng tàu thuyền vận chuyển hàng hóa qua sông rất lớn, trong đó có nhiều sà lan trọng tải hàng trăm tấn, tạo ra sóng lớn tác động mạnh mẽ lên bờ sông, làm gia tăng nguy cơ sạt lở. Bên cạnh đó, việc xây dựng nhà cửa, cơ sở sản xuất trên nền cọc lấn chiếm bờ sông đã làm giảm khả năng thoát lũ và truyền triều, đồng thời gây ô nhiễm môi trường nước.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là phân tích nguyên nhân, cơ chế sạt lở bờ sông Mỏ Cày và đề xuất các giải pháp công trình kè chống sạt lở nhằm ổn định tuyến bờ, bảo vệ khu dân cư và kết cấu hạ tầng, góp phần phát triển kinh tế xã hội bền vững. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào khu vực thị trấn Mỏ Cày, với thời gian khảo sát và phân tích dữ liệu từ năm 2014, dựa trên các số liệu khí tượng thủy văn, địa chất và thực địa cập nhật.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ tài sản, nâng cao an toàn cho người dân, đồng thời hỗ trợ quy hoạch phát triển đô thị loại IV và hướng tới thành lập thị xã Mỏ Cày sau năm 2015. Các chỉ số khí tượng thủy văn như lượng mưa trung bình năm khoảng 1.400-1.600 mm, tốc độ gió trung bình 2,0 m/s và biên độ thủy triều 3,5-4,0 m được xem xét kỹ lưỡng để thiết kế công trình phù hợp với điều kiện tự nhiên đặc thù của vùng Đồng bằng sông Cửu Long.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về thủy động lực học, cơ học đất và kỹ thuật công trình thủy để phân tích hiện tượng sạt lở và thiết kế công trình kè bảo vệ bờ sông. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  1. Lý thuyết thủy động lực học: Giúp mô phỏng dòng chảy, sóng và tác động của tàu thuyền lên bờ sông, từ đó xác định các lực tác động gây sạt lở. Mô hình thủy lực Mike 11 được sử dụng để tính toán thủy động lực khu vực nghiên cứu.

  2. Lý thuyết cơ học đất và kết cấu công trình: Áp dụng các phương pháp tính toán ổn định mái dốc, tính toán kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực, tính toán lún nền và ổn định tường chắn nhằm đảm bảo an toàn và độ bền của công trình kè.

Các khái niệm chính bao gồm: sạt lở bờ sông, thủy triều, sóng tàu, ổn định mái dốc, kết cấu kè tường đứng, vật liệu xây dựng công trình thủy lợi, và mô hình toán mô phỏng thủy động lực.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa điều tra thực địa, thu thập số liệu và mô hình toán học:

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu khí tượng thủy văn từ các trạm Ba Tri, Mỹ Tho, Mỹ Thuận; số liệu địa chất, địa hình; khảo sát thực địa tại khu vực thị trấn Mỏ Cày; dữ liệu lưu lượng tàu thuyền và hiện trạng sạt lở bờ sông.

  • Phương pháp phân tích: Thống kê, xử lý số liệu thực đo, phân tích nguyên nhân sạt lở dựa trên tương tác giữa dòng chảy, sóng và hoạt động của con người. Sử dụng mô hình thủy lực Mike 11 để mô phỏng thủy động lực và tính toán các thông số thiết kế công trình.

  • Timeline nghiên cứu: Từ tháng 4 đến tháng 10 năm 2014, bao gồm thu thập tài liệu (15/4-15/5), khảo sát thực địa (13/5-15/6), phân tích nguyên nhân và đề xuất giải pháp (15/6-1/9), tổng hợp và hoàn thiện luận văn (1/9-15/10).

Cỡ mẫu khảo sát thực địa bao gồm các điểm sạt lở dọc tuyến sông Mỏ Cày và các khu vực tương tự trong tỉnh Bến Tre, đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy của số liệu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Nguyên nhân sạt lở chủ yếu do tác động của dòng chảy và sóng tàu: Dòng chảy xoáy và sóng do tàu thuyền tạo ra gây áp lực lớn lên mái bờ, hình thành hàm ếch và làm mất ổn định đất nền. Lưu lượng tàu thuyền qua sông Mỏ Cày lên đến hàng nghìn lượt mỗi ngày, trong đó nhiều sà lan trọng tải hàng trăm tấn, tạo sóng lớn liên tục.

  2. Ảnh hưởng của hoạt động xây dựng và chiếm dụng bờ sông: Việc xây dựng nhà cửa, cơ sở sản xuất trên nền cọc lấn chiếm bờ sông làm giảm khả năng thoát lũ và truyền triều, đồng thời làm suy yếu kết cấu tự nhiên của bờ sông. Nhiều đoạn kè tạm bằng bê tông thấp, cừ tràm ngắn không đảm bảo ổn định, dẫn đến sạt lở nghiêm trọng.

  3. Điều kiện địa chất và thủy văn phức tạp: Địa chất khu vực gồm nhiều lớp đất sét, cát pha với độ dẻo và độ bền khác nhau, trong đó lớp đất nền yếu làm tăng nguy cơ sạt lở. Lượng mưa trung bình năm khoảng 1.400-1.600 mm, biên độ thủy triều 3,5-4,0 m, cùng với chế độ gió mùa Đông Bắc và Tây Nam tạo điều kiện thủy động lực phức tạp.

  4. Hiện trạng sạt lở gây thiệt hại lớn: Sạt lở đã làm mất hàng chục hécta đất ven sông, ảnh hưởng đến hơn 11.700 người dân, nhiều nhà cửa và cơ sở hạ tầng bị đe dọa nghiêm trọng. Các đoạn kè hiện hữu chưa đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật và chưa đồng bộ với quy hoạch phát triển đô thị.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân sạt lở bờ sông Mỏ Cày là sự kết hợp giữa yếu tố tự nhiên và nhân tạo. Dòng chảy xoáy và sóng tàu tạo ra lực tác động lớn lên mái bờ, làm mất ổn định đất nền yếu. Hoạt động xây dựng lấn chiếm bờ sông làm giảm khả năng thoát lũ và truyền triều, làm gia tăng áp lực thủy lực lên bờ sông. So với các nghiên cứu tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long khác, hiện tượng sạt lở tại Mỏ Cày có mức độ nghiêm trọng hơn do lưu lượng tàu thuyền lớn và mật độ dân cư cao.

Kết quả mô hình thủy lực Mike 11 cho thấy các vị trí sạt lở tập trung tại ngã tư sông, nơi có cao độ đáy sông sâu đến -16 m, tạo điều kiện dòng chảy xoáy mạnh. Phân tích cơ học đất cho thấy lớp đất nền yếu với góc ma sát trong thấp và lực dính tự nhiên nhỏ, làm giảm khả năng chịu lực của bờ sông.

Việc xây dựng công trình kè bê tông cốt thép dự ứng lực kết hợp mái nghiêng và sử dụng vật liệu mới như vải địa kỹ thuật, rọ đá, bê tông lát mái được đề xuất nhằm tăng độ bền, ổn định và mỹ quan công trình. Các giải pháp này phù hợp với điều kiện tự nhiên và quy hoạch phát triển của địa phương, đồng thời góp phần giảm thiểu thiệt hại do sạt lở gây ra.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ diễn biến mực nước thủy triều, bản đồ phân bố sạt lở, bảng so sánh chỉ tiêu kỹ thuật các phương án kè và mô hình mô phỏng thủy lực để minh họa rõ ràng hơn các kết quả nghiên cứu.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng tuyến kè bê tông cốt thép dự ứng lực kết hợp mái nghiêng: Thiết kế công trình dài 2.967 m dọc hai bên bờ sông Mỏ Cày, sử dụng vật liệu bền vững, đảm bảo ổn định cơ học và mỹ quan đô thị. Thời gian thực hiện dự kiến trong vòng 3 năm, do Ban Quản lý dự án đầu tư xây dựng tỉnh Bến Tre chủ trì.

  2. Ứng dụng công nghệ vải địa kỹ thuật và rọ đá: Sử dụng vải địa kỹ thuật để gia cố nền đất yếu, kết hợp rọ đá bảo vệ mái kè chống xói mòn hiệu quả. Giải pháp này giúp tăng tuổi thọ công trình và giảm chi phí bảo trì, triển khai đồng bộ trong giai đoạn thi công kè.

  3. Tăng cường quản lý và kiểm soát hoạt động xây dựng ven bờ sông: Ban hành quy định nghiêm ngặt về xây dựng, hạn chế lấn chiếm bờ sông, bảo vệ hành lang thoát lũ và truyền triều. Thực hiện kiểm tra định kỳ và xử lý nghiêm các vi phạm nhằm duy trì ổn định bờ sông lâu dài.

  4. Phát triển hệ thống cảnh báo và giám sát sạt lở bờ sông: Lắp đặt các thiết bị quan trắc thủy văn, địa chất để theo dõi diễn biến sạt lở, cảnh báo kịp thời cho người dân và chính quyền địa phương. Thời gian triển khai trong vòng 1 năm, phối hợp giữa Sở Tài nguyên và Môi trường và UBND huyện Mỏ Cày Nam.

  5. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ bờ sông: Tổ chức các chương trình giáo dục, vận động người dân tham gia bảo vệ môi trường, không xả thải trực tiếp xuống sông và hạn chế các hoạt động gây tổn hại bờ sông. Thực hiện liên tục, phối hợp với các tổ chức xã hội và trường học địa phương.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về thủy lợi và môi trường: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bến Tre có thể sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch và giám sát các công trình bảo vệ bờ sông.

  2. Các nhà thiết kế và thi công công trình thủy lợi: Các đơn vị tư vấn, nhà thầu xây dựng công trình kè có thể áp dụng các giải pháp kỹ thuật, vật liệu và mô hình tính toán được đề xuất để nâng cao hiệu quả và độ bền công trình.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành xây dựng công trình thủy: Luận văn cung cấp cơ sở lý thuyết, phương pháp nghiên cứu và dữ liệu thực tế quý giá phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo về sạt lở bờ sông và công trình bảo vệ.

  4. Chính quyền địa phương và cộng đồng dân cư ven sông Mỏ Cày: Hiểu rõ nguyên nhân, tác động và giải pháp chống sạt lở giúp nâng cao nhận thức, phối hợp thực hiện các biện pháp bảo vệ bờ sông, giảm thiểu thiệt hại và phát triển bền vững.

Câu hỏi thường gặp

  1. Nguyên nhân chính gây sạt lở bờ sông Mỏ Cày là gì?
    Nguyên nhân chủ yếu là tác động của dòng chảy xoáy và sóng do tàu thuyền tạo ra, kết hợp với hoạt động xây dựng lấn chiếm bờ sông làm giảm khả năng thoát lũ và truyền triều. Ví dụ, hàng nghìn lượt tàu thuyền qua lại mỗi ngày tạo sóng lớn liên tục, làm mất ổn định mái bờ.

  2. Giải pháp công trình kè nào được đề xuất để chống sạt lở?
    Giải pháp chính là xây dựng kè bê tông cốt thép dự ứng lực kết hợp mái nghiêng, sử dụng vật liệu mới như vải địa kỹ thuật và rọ đá để gia cố nền và bảo vệ mái kè, đảm bảo ổn định và mỹ quan công trình.

  3. Phương pháp nghiên cứu nào được sử dụng trong luận văn?
    Luận văn sử dụng phương pháp điều tra thực địa, thu thập số liệu khí tượng thủy văn, địa chất, mô hình toán thủy lực Mike 11 để mô phỏng thủy động lực, cùng với phân tích cơ học đất và tính toán kết cấu công trình.

  4. Tác động của hoạt động xây dựng ven bờ sông đến hiện tượng sạt lở như thế nào?
    Việc xây dựng nhà cửa, cơ sở sản xuất trên nền cọc lấn chiếm bờ sông làm giảm khả năng thoát lũ và truyền triều, làm suy yếu kết cấu tự nhiên của bờ sông, từ đó làm gia tăng nguy cơ sạt lở và thiệt hại cho người dân.

  5. Làm thế nào để cộng đồng dân cư tham gia bảo vệ bờ sông hiệu quả?
    Cần tổ chức các chương trình tuyên truyền nâng cao nhận thức, vận động người dân không xả thải trực tiếp xuống sông, hạn chế xây dựng trái phép và phối hợp với chính quyền trong việc giám sát, bảo vệ hành lang thoát lũ.

Kết luận

  • Hiện tượng sạt lở bờ sông Mỏ Cày diễn ra nghiêm trọng, ảnh hưởng lớn đến đời sống và phát triển kinh tế xã hội địa phương.
  • Nguyên nhân chính là sự kết hợp giữa tác động thủy động lực của dòng chảy, sóng tàu và hoạt động xây dựng lấn chiếm bờ sông.
  • Giải pháp công trình kè bê tông cốt thép dự ứng lực kết hợp mái nghiêng, sử dụng vật liệu mới được đề xuất nhằm bảo vệ bờ sông hiệu quả và bền vững.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và kỹ thuật quan trọng cho việc quy hoạch, thiết kế và thi công công trình bảo vệ bờ sông tại khu vực thị trấn Mỏ Cày.
  • Các bước tiếp theo bao gồm triển khai thi công công trình, giám sát thực địa và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm đảm bảo hiệu quả lâu dài của giải pháp.

Quý độc giả và các đơn vị liên quan được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để bảo vệ bờ sông, phát triển kinh tế xã hội bền vững và giảm thiểu thiệt hại do sạt lở gây ra.