CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG ĐÊ BAO LẤN BIỂN 1.1 Tổng quan về đê bao lấn biển ở Việt Nam. Lịch sử hình thành hệ thống đê biển nước ta có từ thế kỷ 13 ở đồng bằng Bắc Bộ. Từ thế kỷ 15, sau khi chiến thắng quân Minh xâm lược, triều đình nhà Lê đã có nhiều chính sách khuyến khích khai hoang lấn biển. Vào thời vua Lê Nhân Tông (1456), khi mảnh đất Giao Thủy (Nam Định) còn là vùng sình lầy chưa được khai phá, có dòng họ Nguyễn từ làng Hòe Nha ở thành phố Nam Định xuống đây khai hoang, lập ấp mới (xã Giao Tiến ngày nay).
Công cuộc lấn biển được tiếp tục dưới triều Hậu Lê, nhiều chính sách khuyến khích được ban hành cho dân khai khẩn vùng đất này để mở rộng bờ cõi ra phía biển Đông. Không chỉ có người Nam Định, nhân dân các nơi từ Hải Dương, Thanh Hoá, Sơn Tây và nhiều nơi khác nữa lần lượt đến đây quai đê, lấn biển, khai khẩn lập nên các làng xã. Công cuộc lấn biển cũng diễn ra mạnh mẽ tại Hải Hậu, mảnh đất đầu sóng, ngọn gió. Qua gần nửa thiên niên kỷ liên tục quai đê lấn biển, có thể nói, Hải Hậu là nơi sức mạnh và khí phách con người còn mạnh hơn biển cả.
Biển đã phải nhường bước, lùi ra xa, để lại cho con người ruộng lúa mênh mông, đồng muối bát ngát, cây trái xum xuê. Trong giai đoạn Pháp thuộc, việc đầu tư cho cải tạo, củng cố hệ thống đê điều ít được quan tâm, nhiều tuyến đê sông cũng như đê biển bị phá hỏng do bão, lũ. Ruộng đất canh tác bị bỏ hoang hóa, mất mùa, nạn đói triền miên. Từ sau năm 1954 - 2005, công cuộc quai đê lấn biển được quan tâm và do lực lượng quân đội, Thanh niên xung phong đảm nhiệm, đã hình thành các vùng đất mới.
Đến nay, hệ thống đê biển ở đồng bằng Bắc Bộ (Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định và Ninh Bình) có tổng chiều dài 267 km.Với hơn 70km bờ biển, công cuộc lấn biển diễn ra mạnh mẽ ở Nam Định (với 3 huyện Giao Thủy, Hải Hậu, Nghĩa Hưng). 12 Do biện pháp thi công đắp đê cho tới năm 1990 chủ yếu là thi công bằng thủ công, dùng sức người, lợi dụng thời tiết, thủy triều để quai đê lấn biển, nên trong quá trình thi công gặp rất nhiều sự cố. Chủ yếu là các sự cố sau: - Bão, thủy triều và sóng biển tràn qua các đoạn đê và đường trục vừa mới đắp chưa đủ cao trình vượt triều, làm cuốn đi toàn bộ khối lượng đất mới đắp (ví dụ như cơn bão số 2 (02/7/1981) đổ bộ vào bờ biển Ninh Bình với đỉnh triều cao nhất lên tới (+3,90) làm toàn bộ tuyến đê Bình Minh 1 vừa mới đắp ngập hoàn toàn trong nước và bị cuốn đi 3.600m đê; sóng đánh tuột mất 9. - Đê bị trượt ngang khi đắp: do lớp bùn dưới nền đê rất loãng và dày trên dưới không được vét đi, không gia cố lớp tiếp giáp với nền.
- Đê bị sạt trượt trong quá trình đắp do tốc độ thi công nhanh (tốc độ đắp nhanh để đảm bảo cao trình vượt triều) dẫn đến mất ổn định mái đê do đất chưa kịp cố kết. - Đê bị lún nhiều và quá trình lún kéo dài do đất nền, đất đắp là đất yếu, đất sét chảy có hệ số thấm nhỏ. Qua các thời kỳ lịch sử quai đê lấn biển, ông cha ta đã đúc rút ra được nhiều kinh nghiệm và những biện pháp xử lý các sự cố trong quá trình quai đê như sau: - Lựa chọn thời gian đắp đê khi có triều thấp, không có gió bão để tránh đê bị sóng biển và thủy triều tràn qua phá hoại. - Xử lý lớp tiếp giáp nền: vét sạch bùn loãng, lót nền bằng bó cây hoặc đá hộc.
- Lựa chọn thời gian thi công, đưa ra tiến độ thích hợp, chiều dày các lớp đắp phù hợp để đắp các lớp trên đảm bảo thời gian cố kết ổn định lớp dưới không gây sạt trượt khi thi công. Lựa chọn hệ số mái phù hợp đảm bảo đê ổn định trong quá trình thi công và quản lý vận hành. 13 - Ngày nay ta có thể áp dụng đắp đê biển bằng đất có cốt, dùng vải địa kỹ thuật và các phương pháp mới…để tăng nhanh quá trình cố kết của đất, tăng sức chống cắt của đất làm cho đê sớm ổn định trong quá trình thi công và khai thác sử dụng. Việt Nam là một quốc gia nằm trong khu vực ổ bão Tây Bắc Thái Bình Dương với đường bờ biển dài trên 3.260 km, tỷ lệ giữa đường bờ biển so với diện tích lục địa là rất lớn.
Hiện nay dọc theo bờ biển đã có các hệ thống đê biển với quy mô khác nhau được hình thành qua nhiều thời kỳ, bảo vệ cho sản xuất, dân sinh kinh tế của các vùng trũng ven biển. Tuy nhiên, hiện nay Việt Nam chỉ có hệ thống đê ven bờ biển, chủ yếu có kết cấu là đê đất, cao trình đỉnh đê thấp, thường ở cao độ +5,0m; bề rộng đỉnh đê khoảng từ 2,0m đến 5,0m; điều này cũng gây khó khăn cho việc duy tu, bảo dưỡng đặc biệt là sau những trận sạt lở đê do bão lũ. Đê biển miền Bắc thuộc loại lớn nhất cả nước tập trung chủ yếu ở các tỉnh Hải Phòng, Thái Bình và Nam Định. Một số tuyến đê biển đã được nâng cấp hiện nay có cao trình đỉnh phổ biến ở mức +5,5 m (kể cả tường đỉnh).
Mặt đê được bê tông hóa 1 phần, nhưng chủ yếu vẫn là đê đất, sình lầy trong mùa mưa bão và dễ bị xói bề mặt.1 - Kết cấu điển hình của đê biển ở Việt Nam 14 (a) Đê biển Cát Hải, Hải Phòng (b) Đê biển Đồ Sơn, Hải Phòng (c) Đê biển Nghĩa Hưng - Nam Định Hình 1.2 - Một số công trình đê biển ở Hải Phòng, Nam Định Với ĐBSCL, tổng chiều dài tuyến đê là khoảng 1.359 km, trong đó 618 km đê biển và 741 km đê cửa sông. Chiều dài đê cửa sông là 30 km cho sông lớn và 10÷15 km cho các sông rạch nhỏ. Hầu hết các tuyến đê biển nằm dọc và cách bờ biển 200÷500m đối với tuyến biển Tây, 500÷2.000 m đối với các tuyến biển Đông. Theo dự báo, nếu không chủ động ứng phó trong một khoảng thời gian ngắn nữa do tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu, nước biển dâng cao sẽ làm cho khoảng 15.000 km2 tại ĐBSCL bị ngập, trong đó có 9/13 tỉnh bị ngập gần như hoàn toàn, làm cho sản xuất nông nghiệp gặp khó khăn lớn.Trong khi đó, độ cao và sức chịu đựng của hệ thống 15 tuyến đê biển tại ĐBSCL hiện chưa đáp ứng yêu cầu ngăn nước biển dâng và sức tàn phá của sóng biển với cường độ mạnh.
Đoạn đê biển đi qua huyện U Minh, Trần Văn Thời, Phú Tân ở tỉnh Cà Mau và huyện Hòn Đất ở tỉnh Kiên Giang thuộc tuyến biển Tây, kéo dài từ Cà Mau đến Kiên Giang dài khoảng 260km hiện bị xói lở nghiêm trọng. Theo quy hoạch gần 620km đê biển và hơn 740km đê cửa sông tại vùng ĐBSCL được nâng cấp hoặc xây dựng mới với chiều rộng mặt đê 6m kết hợp giao thông, mái trong mt=2÷3, mái ngoài mn=3÷4, lưu không 10m phía đồng và 50m phía biển; bên ngoài đê là rừng phòng hộ để bảo vệ và giảm sóng. (a) Đê Hiệp Thạnh - Trà Vinh (b) Đê biển Rạch Giá - Kiên Giang Hình 1.3 - Một số công trình đê biển ở Trà Vinh, Kiên Giang Trước diễn biến phức tạp của việc biến đổi khí hậu, ngoài việc nâng cấp đê thì các dự án xây dựng đê quai lấn biển không chỉ là một giải pháp để mở rộng quỹ đất mà còn chủ động ứng phó với thực trạng biển đang ngày một ăn sâu vào đất liền. Kế thừa, phát huy những kinh nghiệm quai đê của ông cha và học hỏi khoa học kỹ thuật của các nước trên thế giới, Việt Nam đã và đang thi công một số công trình lấn biển như: - Khu du lịch Hòn Dáu Resort - Đồ Sơn - Hải Phòng gồm phần lấn biển mở rộng đảo Hòn Dáu với diện tích sử dụng khoảng 54 ha và phần lấn biển 16 mở rộng bán đảo Đồ Sơn với diện tích sử dụng trên 60 ha (đã hoàn thiện hạ tầng kỹ thuật phần lấn biển), khu vực lấn biển được bao bọc bằng hai lớp kè vững chãi, lớp thứ nhất được thiết kế đảm bảo cho các công trình vĩnh cửu, lớp kè thứ hai cách lớp kè thứ nhất 100m và bao quanh dự án đảm bảo tuyệt đối an toàn trước những cơn bão lớn cấp 15-16.
- Xây dựng tuyến đê biển Nam Đình Vũ thuộc Khu kinh tế Đình Vũ - Cát Hải - Hải Phòng có nhiệm vụ chủ động phòng chống lụt, bão, nước biển dâng, bảo vệ an toàn tính mạng và tài sản, các công trình của tổ chức cá nhân trong và ngoài nước kinh doanh, hoạt động tại đảo Đình Vũ, đảm bảo cho phát triển ổn định bền vững khu kinh tế Đình Vũ - Cát Hải. - Tuyến đê lấn biển tại Cần Giờ (thành phố Hồ Chí Minh) với chiều rộng lấn biển 300 mét, kết cấu tường chắn sóng, kè mái nghiêng, hành lang và đường giao thông ven biển dọc theo kè trên địa bàn thị trấn Cần Thạnh và xã Long Hòa, huyện Cần Giờ nhằm phục vụ dân sinh, phát triển kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng, thích ứng với nguy cơ nước biển dâng và những tác động bất lợi từ biển. -…v…v… Ngoài ra, còn một số dự án xây dựng đê bao lấn biển quy mô lớn như: - Dự án xây dựng tuyến đê lấn biển từ Vũng Tàu – Gò Công và các hạng mục công trình phụ trợ khác như cống kiểm soát triều, âu thuyền, cầu giao thông, v.v… không những sẽ tạo nên một hệ thống công trình phòng chống, bảo vệ vùng nội địa khỏi bị lũ lụt và thiên tai khác từ phía biển mà còn hình thành nên một khu vực rộng lớn đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội và du lịch sinh thái. - Dự án xây dựng tuyến đê bao lấn biển Tiên Lãng – Hải Phòng tạo hạ tầng xây dựng sân bay Quốc tế Tiên Lãng.v…v… 17 Nếu như từ xa xưa con người luôn sợ hãi trước sự khắc nhiệt của thiên nhiên thì nay - khi trải qua nhiều quá trình phát triển tư duy, tầm hiểu biết, con người đã tiến hành các phương pháp dần khắc phục, cải tạo, lợi dụng thiên nhiên để phục vụ cuộc sống của mình.