Nghiên Cứu Giải Pháp Hợp Lý Bảo Vệ Bờ Đảo Tỉnh Bình Thuận

• Tác giả: Mai Quang Khoát
• Người hướng dẫn: GS.TS Phạm Ngọc Quý
• Trường học: Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Xây dựng công trình thuỷ
• Đề tài: Nghiên Cứu Giải Pháp Hợp Lý Bảo Vệ Bờ Đảo Tỉnh Bình Thuận
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• I. Tính cấp thiết của đề tài
• II. Mục đích nghiên cứu
• III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• IV. Nội dung chính của luận văn
• V. Kết quả đạt được
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN, BỜ ĐẢO
• 1.1. Tổng quan chung về công trình biển
• 1.2. Nhiệm vụ và chức năng của công trình biển
• 1.3. Công trình bảo vệ bờ biển, bờ đảo
• 1.4. Yêu cầu về cấu tạo đê, kè biển
• 1.5. Đặc điểm của đê, kè biển Việt Nam
• 1.6. Các kết quả nghiên cứu về đê, kè biển, bờ đảo
• 1.7. Những nghiên cứu về hình dạng kết cấu mặt cắt đê biển
• 1.8. Công nghệ chống sạt lở bờ biển, bờ đảo, đê biển
• 1.9. Nhận xét chung
• 1.10. Đánh giá chung hiện trạng ổn định hệ thống đê, kè biển nước ta
• 1.11. Những vấn đề còn tồn tại
• 1.12. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN, BỜ ĐẢO
• 2.1. Đặc điểm, kinh tế, chính trị - xã hội, quốc phòng an ninh
• 2.2. Đặc điểm kinh tế, chính trị - xã hội
• 2.3. Đặc điểm về an ninh quốc phòng
• 2.4. Đặc điểm tự nhiên vùng biển đảo Việt Nam
• 2.5. Đặc điểm chung về vùng biển, đảo Việt Nam
• 2.6. Đặc điểm địa hình, địa mạo vùng biển Việt Nam
• 2.7. Đặc điểm khí tượng thủy văn vùng biển Việt Nam
• 2.8. Đặc điểm địa chất công trình vùng biển Việt Nam
• 2.9. Đặc điểm diễn biến vùng biển ven bờ. Ảnh hưởng của các yếu tố của điều kiện tự nhiên đến công trình biển
• 2.10. Ảnh hưởng điều kiện địa hình, địa mạo và địa chất
• 2.11. Điều kiện thủy động lực
• 2.12. Sóng và dòng chảy
• 2.13. Những vấn đề đặt ra
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU MẶT CẮT HỢP LÝ CỦA KÈ BẢO VỆ BỜ ĐẢO
• 3.1. Nghiên cứu cơ sở khoa học để lựa chọn giải pháp hợp lý kè bảo vệ bờ đảo
• 3.2. Yêu cầu về mặt cắt hợp lý
• 3.2.1. Yêu cầu kỹ thuật
• 3.2.2. Yêu cầu về quốc phòng an ninh
• 3.2.3. Yêu cầu lợi dụng đa mục tiêu
• 3.2.4. Yêu cầu về kinh tế
• 3.3. Tiêu chí đánh giá tính hợp lý
• 3.3.1. Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật
• 3.3.2. Đảm bảo các yêu cầu phục vụ an ninh quốc phòng
• 3.3.3. Thuận lợi trong việc lợi dụng đa mục tiêu và đạt hiệu quả kinh tế
• 3.4. Các dạng mặt cắt hợp lý
• 3.4.1. Mặt cắt ngang hình học kè bảo vệ bờ đảo
• 3.4.2. Mặt cắt hợp lý kè bảo vệ bờ đảo
• 3.5. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN MẶT CẮT HỢP LÝ CHO KÈ BẢO VỆ BỜ ĐẢO HUYỆN PHÚ QUÝ TỈNH BÌNH THUẬN
• 4.1. Đặc điểm tự nhiên huyện Phú Quý
• 4.1.1. Vị trí địa lý
• 4.1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo
• 4.1.3. Đặc điểm địa chất
• 4.1.4. Đặc điểm khí tượng và thủy văn công trình
• 4.2. Tính toán kỹ thuật
• 4.2.1. Nhiệm vụ công trình
• 4.2.2. Cấp công trình và các thông số tính toán
• 4.2.3. Chọn hình thức mặt cắt kè
• 4.2.4. Xác định các kích thước cơ bản của kè
• 4.2.5. Chọn chi tiết kết cấu kè
• 4.2.6. Thiết kế mái kè
• 4.2.7. Hình thức bảo vệ chân kè
• 4.2.8. Tính toán ổn định kè
• 4.2.8.1. Khi chưa kể đến nước biển dâng do BĐKH toàn cầu
• 4.2.8.2. Tính ổn định tường đỉnh khi kể tới nước biển dâng do BĐKH
• 4.3. Kết luận chương 4
• KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ
• Kết quả đạt được trong luận văn
• Hạn chế, tồn tại
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Bảo Vệ Bờ Biển Bình Thuận

Biển và đại dương chiếm phần lớn diện tích Trái Đất, chứa đựng nguồn tài nguyên phong phú. Nhiều quốc gia ven biển đang tập trung khai thác tiềm năng này để phát triển kinh tế biển. Việt Nam với bờ biển dài 3260 km, 89 cửa sông và hơn 3000 hòn đảo, có tiềm năng lớn để phát triển kinh tế biển và bảo vệ chủ quyền quốc gia. Các đảo đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế, bảo vệ biên giới và làm điểm tựa cho các hoạt động trên biển. Việc xây dựng và củng cố hệ thống công trình bảo vệ bờ đảo là vô cùng cần thiết để khai thác và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên biển, đồng thời đảm bảo an ninh quốc phòng. Các công trình này giúp chống lại sự xâm thực của sóng biển, bảo vệ các khu dân cư và cơ sở hạ tầng trên đảo. Bảo vệ bờ biển Bình Thuận là một nhiệm vụ quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

1.1. Vai Trò Của Công Trình Biển Trong Phát Triển Kinh Tế

Công trình biển đóng vai trò then chốt trong việc khai thác tài nguyên biển, phát triển du lịch và đảm bảo an ninh quốc phòng. Các cảng biển tạo điều kiện thuận lợi cho giao thương, vận tải hàng hóa. Các công trình bảo vệ bờ biển giúp bảo vệ các khu dân cư và cơ sở hạ tầng ven biển khỏi tác động của sóng biển và xói lở. Việc đầu tư vào công trình biển là yếu tố quan trọng để thúc đẩy phát triển bền vững vùng ven biển Bình Thuận.

1.2. Phân Loại Công Trình Biển Ven Bờ và Xa Bờ

Công trình biển được chia thành hai loại chính: công trình biển ven bờ và công trình biển xa bờ. Công trình biển ven bờ chịu tác động phức tạp của sóng vỡ, xói bồi và ảnh hưởng từ lục địa. Công trình biển xa bờ đối mặt với điều kiện khắc nghiệt của biển khơi, sóng to gió lớn. Cả hai loại công trình đều cần được thiết kế và xây dựng để chịu được tác động của môi trường biển. Giải pháp công trình bảo vệ bờ biển cần phù hợp với đặc điểm của từng khu vực.

II. Thách Thức Xói Lở Bờ Biển Giải Pháp tại Bình Thuận

Xói lở bờ biển là một vấn đề nghiêm trọng đe dọa các vùng ven biển trên toàn thế giới, trong đó có Bình Thuận. Tình trạng này gây ra nhiều hệ lụy như mất đất, hư hại cơ sở hạ tầng, ảnh hưởng đến đời sống của người dân và suy giảm đa dạng sinh học. Nguyên nhân của xói lở bờ biển rất phức tạp, bao gồm tác động của sóng biển, dòng chảy, biến đổi khí hậu, hoạt động khai thác tài nguyên và xây dựng công trình ven biển. Việc nghiên cứu và áp dụng các giải pháp chống xói lở bờ biển hiệu quả là vô cùng cần thiết để bảo vệ bờ biển Bình Thuận.

2.1. Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Xói Lở Bờ Biển

Biến đổi khí hậu làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão, lũ lụt, nước biển dâng, gây ra xói lở bờ biển nghiêm trọng hơn. Nước biển dâng làm ngập lụt các vùng ven biển, làm suy yếu hệ thống phòng thủ tự nhiên và đẩy nhanh quá trình xói lở. Các giải pháp thích ứng với biến đổi khí hậu cần được tích hợp vào các dự án bảo vệ bờ biển.

2.2. Các Hoạt Động Kinh Tế Gây Xói Lở Bờ Biển

Các hoạt động khai thác cát, xây dựng công trình ven biển không hợp lý có thể làm thay đổi dòng chảy, gây mất cân bằng trầm tích và dẫn đến xói lở bờ biển. Việc quản lý chặt chẽ các hoạt động này là cần thiết để giảm thiểu tác động tiêu cực đến bờ biển Bình Thuận. Cần có quy hoạch sử dụng đất hợp lý và đánh giá tác động môi trường kỹ lưỡng trước khi triển khai các dự án ven biển.

2.3. Nghiên Cứu Xói Lở Bờ Biển Cơ Sở Khoa Học Cho Giải Pháp

Việc nghiên cứu xói lở bờ biển là cơ sở khoa học để đưa ra các giải pháp bảo vệ bờ biển hiệu quả. Các nghiên cứu cần tập trung vào việc xác định nguyên nhân, cơ chế xói lở, dự báo diễn biến bờ biển và đánh giá hiệu quả của các giải pháp khác nhau. Kết quả nghiên cứu cần được chuyển giao cho các nhà quản lý và cộng đồng địa phương để nâng cao nhận thức và tham gia vào quá trình bảo vệ bờ biển.

III. Giải Pháp Công Trình Bảo Vệ Bờ Biển Bình Thuận Hiệu Quả

Các giải pháp công trình bảo vệ bờ biển bao gồm xây dựng kè chắn sóng, đê biển, tường chắn sóng, bãi nhân tạo và các công trình khác. Các công trình này có tác dụng giảm sóng, ngăn chặn xói lở và bảo vệ bờ biển. Việc lựa chọn giải pháp phù hợp cần dựa trên đặc điểm địa hình, địa chất, thủy văn và kinh tế - xã hội của từng khu vực. Cần xem xét cả các giải pháp mềm như trồng rừng ngập mặn, phục hồi thảm cỏ biển để tạo hệ sinh thái bền vững. Hợp lý hóa giải pháp bảo vệ bờ biển là yếu tố then chốt để đạt hiệu quả cao.

3.1. Xây Dựng Kè Chắn Sóng Ưu Điểm và Nhược Điểm

Kè chắn sóng là một giải pháp phổ biến để bảo vệ bờ biển khỏi tác động của sóng biển. Kè chắn sóng có thể được xây dựng bằng nhiều vật liệu khác nhau như đá, bê tông, gỗ. Ưu điểm của kè chắn sóng là khả năng giảm sóng hiệu quả, bảo vệ bờ biển khỏi xói lở. Tuy nhiên, kè chắn sóng cũng có nhược điểm là có thể gây ảnh hưởng đến dòng chảy, làm thay đổi hình thái bờ biển và gây tác động tiêu cực đến hệ sinh thái. Cần có đánh giá kỹ lưỡng trước khi xây dựng kè chắn sóng.

3.2. Bãi Nhân Tạo Giải Pháp Mềm Cho Bờ Biển Bình Thuận

Bãi nhân tạo là một giải pháp mềm để bảo vệ bờ biển, tạo không gian vui chơi giải trí và cải thiện cảnh quan. Bãi nhân tạo được tạo ra bằng cách bồi đắp cát vào khu vực bờ biển bị xói lở. Ưu điểm của bãi nhân tạo là thân thiện với môi trường, tạo không gian tự nhiên và có thể phục hồi hệ sinh thái. Tuy nhiên, bãi nhân tạo cũng có nhược điểm là cần được bảo trì thường xuyên và có thể bị xói lở nếu không được thiết kế và thi công đúng cách.

3.3. Trồng Rừng Ngập Mặn Bảo Vệ Bờ Biển và Hệ Sinh Thái

Trồng rừng ngập mặn là một giải pháp tự nhiên để bảo vệ bờ biển, giảm sóng, chống xói lở và tạo môi trường sống cho nhiều loài sinh vật. Rừng ngập mặn có khả năng hấp thụ năng lượng sóng, giữ đất và giảm thiểu tác động của bão lũ. Việc phục hồi và mở rộng diện tích rừng ngập mặn là một giải pháp hiệu quả và bền vững để bảo vệ bờ biển Bình Thuận.

IV. Giải Pháp Phi Công Trình Bảo Vệ Bờ Biển Bình Thuận

Bên cạnh các giải pháp công trình, các giải pháp phi công trình bảo vệ bờ biển cũng đóng vai trò quan trọng. Các giải pháp này bao gồm quy hoạch sử dụng đất hợp lý, quản lý tài nguyên ven biển, nâng cao nhận thức cộng đồng và xây dựng cơ chế chính sách phù hợp. Các giải pháp phi công trình có ưu điểm là chi phí thấp, thân thiện với môi trường và có thể mang lại lợi ích kinh tế - xã hội lâu dài. Cần kết hợp các giải pháp công trình và phi công trình để đạt hiệu quả bảo vệ bờ biển cao nhất. Quản lý tổng hợp vùng bờ là một cách tiếp cận hiệu quả.

4.1. Quy Hoạch Sử Dụng Đất Ven Biển Hợp Lý

Quy hoạch sử dụng đất ven biển cần được thực hiện một cách khoa học, dựa trên các nghiên cứu về địa hình, địa chất, thủy văn và tác động của biến đổi khí hậu. Quy hoạch cần xác định các khu vực được phép xây dựng, các khu vực cần bảo tồn và các khu vực có nguy cơ xói lở cao. Việc tuân thủ quy hoạch là yếu tố quan trọng để đảm bảo phát triển bền vững vùng ven biển Bình Thuận.

4.2. Nâng Cao Nhận Thức Cộng Đồng Về Bảo Vệ Bờ Biển

Nâng cao nhận thức cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo vệ bờ biển là một yếu tố then chốt để đảm bảo sự thành công của các dự án bảo vệ bờ biển. Cần tổ chức các hoạt động tuyên truyền, giáo dục để người dân hiểu rõ về nguyên nhân, hậu quả của xói lở bờ biển và các biện pháp phòng tránh. Sự tham gia tích cực của cộng đồng là yếu tố quan trọng để bảo vệ bờ biển một cách bền vững.

4.3. Cơ Chế Chính Sách Hỗ Trợ Bảo Vệ Bờ Biển

Cần có các cơ chế chính sách hỗ trợ tài chính, kỹ thuật và pháp lý cho các hoạt động bảo vệ bờ biển. Các chính sách cần khuyến khích các doanh nghiệp và cộng đồng tham gia vào các dự án bảo vệ bờ biển, đồng thời xử lý nghiêm các hành vi vi phạm pháp luật về bảo vệ môi trường ven biển. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý nhà nước, các tổ chức khoa học và cộng đồng địa phương để xây dựng và thực thi các chính sách hiệu quả.

V. Ứng Dụng Nghiên Cứu Bảo Vệ Bờ Đảo Phú Quý Bình Thuận

Huyện đảo Phú Quý, tỉnh Bình Thuận, là một khu vực đặc biệt cần được bảo vệ bờ biển. Với vị trí địa lý quan trọng và tiềm năng phát triển kinh tế lớn, Phú Quý cần có các giải pháp bảo vệ bờ biển hiệu quả để đảm bảo an ninh quốc phòng và phát triển kinh tế bền vững. Các nghiên cứu về địa mạo bờ biển Bình Thuận, thủy văn bờ biển Bình Thuận cần được ứng dụng để lựa chọn các giải pháp phù hợp. Cần xem xét các yếu tố như sóng, gió, dòng chảy và tác động của biến đổi khí hậu để thiết kế các công trình bảo vệ bờ biển hiệu quả.

5.1. Đặc Điểm Tự Nhiên Huyện Đảo Phú Quý

Phú Quý có đặc điểm địa hình, địa chất và thủy văn riêng biệt, ảnh hưởng đến quá trình xói lở bờ biển. Cần nghiên cứu kỹ các đặc điểm này để lựa chọn các giải pháp bảo vệ bờ biển phù hợp. Các yếu tố như hướng gió, cường độ sóng và dòng chảy ven bờ cần được xem xét trong quá trình thiết kế công trình.

5.2. Lựa Chọn Mặt Cắt Kè Bảo Vệ Bờ Đảo Phú Quý

Việc lựa chọn mặt cắt kè bảo vệ bờ đảo Phú Quý cần dựa trên các tiêu chí kỹ thuật, kinh tế và môi trường. Cần đảm bảo kè có khả năng chịu được tác động của sóng biển, ổn định và bền vững. Đồng thời, cần xem xét chi phí xây dựng, bảo trì và tác động đến môi trường. Cần tham khảo các kinh nghiệm xây dựng kè chắn sóng ở các khu vực tương tự.

5.3. Tính Toán Ổn Định Kè Bảo Vệ Bờ Đảo Phú Quý

Việc tính toán ổn định kè bảo vệ bờ đảo Phú Quý là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho công trình. Cần tính toán các yếu tố như trượt, lật và xói lở chân kè. Các kết quả tính toán cần được kiểm tra và đánh giá kỹ lưỡng trước khi thi công. Cần sử dụng các phần mềm chuyên dụng để hỗ trợ quá trình tính toán.

VI. Kết Luận Kiến Nghị Về Bảo Vệ Bờ Biển Bình Thuận

Việc bảo vệ bờ biển Bình Thuận là một nhiệm vụ cấp bách và lâu dài. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý nhà nước, các tổ chức khoa học và cộng đồng địa phương để xây dựng và thực thi các giải pháp hiệu quả. Cần kết hợp các giải pháp công trình và phi công trình, đồng thời chú trọng đến việc bảo vệ hệ sinh thái ven biển. Cần có các nghiên cứu khoa học sâu rộng để hiểu rõ hơn về quá trình xói lở bờ biển và tác động của biến đổi khí hậu. Phát triển bền vững vùng ven biển Bình Thuận là mục tiêu quan trọng.

6.1. Đề Xuất Các Giải Pháp Cụ Thể Cho Bình Thuận

Cần có các giải pháp cụ thể cho từng khu vực ven biển Bình Thuận, dựa trên đặc điểm địa hình, địa chất và thủy văn. Cần ưu tiên các giải pháp thân thiện với môi trường và có khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu. Cần có sự tham gia tích cực của cộng đồng địa phương trong quá trình lựa chọn và thực hiện các giải pháp.

6.2. Tăng Cường Hợp Tác Quốc Tế Về Bảo Vệ Bờ Biển

Cần tăng cường hợp tác quốc tế về bảo vệ bờ biển, học hỏi kinh nghiệm từ các nước có trình độ khoa học công nghệ tiên tiến. Cần tham gia vào các dự án nghiên cứu và chia sẻ thông tin về các giải pháp bảo vệ bờ biển hiệu quả. Cần kêu gọi sự hỗ trợ tài chính và kỹ thuật từ các tổ chức quốc tế.

6.3. Đầu Tư Nguồn Lực Cho Nghiên Cứu và Ứng Dụng

Cần đầu tư nguồn lực cho các nghiên cứu khoa học về bảo vệ bờ biển và ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn. Cần xây dựng các phòng thí nghiệm hiện đại và đào tạo đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật có trình độ cao. Cần khuyến khích các doanh nghiệp tham gia vào các hoạt động nghiên cứu và phát triển công nghệ bảo vệ bờ biển.

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu hơn 3.000 hòn đảo lớn nhỏ, với chiều dài bờ biển khoảng 3.260 km và 89 cửa sông, trong đó nhiều đảo nằm cách xa bờ hàng trăm km như Phú Quý, Bạch Long Vỹ, Thổ Chu, Hoàng Sa và Trường Sa. Hệ thống đảo này đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế biển, quốc phòng an ninh và bảo vệ chủ quyền quốc gia. Tuy nhiên, bờ biển và bờ đảo Việt Nam đang chịu tác động mạnh mẽ của sóng, dòng chảy, biến đổi khí hậu và nước biển dâng, gây ra hiện tượng xói lở, sạt lở nghiêm trọng, đe dọa an toàn các công trình ven biển và đời sống người dân.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xây dựng cơ sở khoa học để lựa chọn giải pháp hợp lý về mặt cắt, kết cấu và tuyến kè bảo vệ bờ đảo, đặc biệt áp dụng cho huyện đảo Phú Quý, tỉnh Bình Thuận. Nghiên cứu tập trung vào việc tổng hợp các kết quả nghiên cứu trước đây, đánh giá điều kiện tự nhiên ảnh hưởng đến công trình bảo vệ bờ biển, đồng thời đề xuất các tiêu chí đánh giá tính hợp lý và giải pháp kỹ thuật phù hợp với đặc điểm vùng biển đảo Việt Nam.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm khảo sát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, quốc phòng an ninh, đặc điểm địa hình, địa chất, khí tượng thủy văn vùng biển đảo Việt Nam, với trọng tâm là huyện đảo Phú Quý. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển kinh tế biển, bảo vệ môi trường, tăng cường quốc phòng và đảm bảo an toàn cho các công trình ven biển trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu.

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 công trình biển ven bờ và xa bờ, bao gồm:

• Lý thuyết công trình biển ven bờ (Coastal Engineering): Nghiên cứu các yếu tố tác động như sóng, gió, triều, dòng chảy và ảnh hưởng của địa hình, địa chất đến công trình bảo vệ bờ biển.
• Mô hình kết cấu đê, kè biển: Phân loại các dạng mặt cắt đê biển gồm đê mái nghiêng, đê tường đứng và đê hỗn hợp, cùng các dạng kết cấu mái kè như đá lát khan, bê tông đúc sẵn, rọ đá, cấu kiện bê tông đặc biệt (Tetrapod, Dolos, Akmon).
• Khái niệm chính:
  • Cao trình đỉnh đê/kè: Xác định dựa trên mực nước tính toán, chiều cao nước dâng do bão, chiều cao sóng leo và trị số gia tăng an toàn.
  • Chân kè (chân khay): Bộ phận chuyển tiếp giữa mái kè và nền bãi biển, có dạng nông hoặc sâu tùy theo mức độ xâm thực.
  • Ổn định công trình: Tính toán chống trượt, chống lật, lún nền và thấm nước, đảm bảo an toàn trong điều kiện tự nhiên phức tạp.
  • Bảo vệ chủ động và bị động: Bảo vệ chủ động bằng các công trình như đập đinh, đê chắn sóng bờ; bảo vệ bị động bằng đê, kè xây dựng trực tiếp trên tuyến bờ.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu khí tượng thủy văn, địa chất, địa hình, kết cấu công trình từ các tài liệu thiết kế, báo cáo nghiên cứu, tiêu chuẩn kỹ thuật ngành xây dựng công trình thủy lợi và biển đảo.
• Phương pháp phân tích: Tổng hợp, phân tích các kết quả nghiên cứu trước đây; sử dụng phần mềm tính toán ổn định công trình Geo-Studio 2004 với phương pháp mặt trượt trụ tròn Bishop để đánh giá ổn định mái đê, kè.
• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian hai năm, tập trung vào khảo sát điều kiện tự nhiên, phân tích kỹ thuật và đề xuất giải pháp thiết kế mặt cắt kè bảo vệ bờ đảo huyện Phú Quý.
• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Lựa chọn các đoạn đê, kè điển hình tại các vùng biển miền Trung và Nam Bộ, đặc biệt là huyện đảo Phú Quý, để khảo sát và tính toán kỹ thuật nhằm đảm bảo tính đại diện và khả năng áp dụng thực tiễn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Đặc điểm công trình bảo vệ bờ biển Việt Nam:

   • Hệ thống đê, kè biển dài hàng nghìn km, trong đó khoảng 48% chiều dài đê trực tiếp với biển có kè bảo vệ.
   • Sau mỗi trận bão, chỉ khoảng 10-15% kè có khả năng chống chịu sóng cấp 9 triều cường, phần lớn còn lại bị hư hỏng, phải tu sửa thường xuyên.
   • Chiều rộng mặt đê phổ biến từ 2 đến 6 m tùy cấp công trình, cao trình đỉnh đê biến đổi từ +1,5 m đến +5 m, chưa đồng bộ và chưa đáp ứng đầy đủ yêu cầu chống nước dâng do bão và biến đổi khí hậu.

2. Ảnh hưởng điều kiện tự nhiên đến công trình:

   • Sóng, gió mạnh, dòng chảy ven bờ phức tạp, địa hình và địa chất biến đổi đột ngột gây khó khăn trong thiết kế và thi công.
   • Mực nước biển dâng do biến đổi khí hậu làm tăng nguy cơ xói lở, sạt lở mái đê, kè.
   • Tốc độ gió mạnh nhất tại trạm Khí tượng - Hải văn Phú Quý dao động từ 10 đến 20 m/s tùy tháng, ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế công trình.

3. Tính ổn định công trình:

   • Kết quả tính toán ổn định mái đê khu Đông, huyện Tuy Phước, tỉnh Bình Định cho thấy hệ số ổn định trượt Fs > 1, đảm bảo an toàn về trượt.
   • Tuy nhiên, một số đoạn có hệ số thấm Jra vượt giới hạn cho phép, tiềm ẩn nguy cơ xói ngầm, sạt lở nghiêm trọng.
   • Hiện tượng lún, sạt mái đê đã xảy ra thực tế sau bão số 12 năm 2009, ảnh hưởng đến an toàn và giao thông.

4. Giải pháp mặt cắt kè bảo vệ bờ đảo:

   • Mặt cắt kè hợp lý cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, quốc phòng an ninh, lợi dụng đa mục tiêu và hiệu quả kinh tế.
   • Các dạng mặt cắt gồm đê mái nghiêng, đê tường đứng và đê hỗn hợp được lựa chọn tùy theo điều kiện tự nhiên và mục tiêu sử dụng.
   • Kè mái được bảo vệ bằng các loại vật liệu như đá lát khan, rọ đá, bê tông đúc sẵn (TSC-178), cấu kiện Tetrapod, Dolos, Akmon nhằm tăng khả năng chống sóng và xói lở.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc lựa chọn giải pháp kè bảo vệ bờ đảo phải dựa trên cơ sở khoa học vững chắc, kết hợp phân tích điều kiện tự nhiên đặc thù của từng vùng. So với các nghiên cứu trước đây, luận văn đã bổ sung tính toán ổn định chi tiết, đặc biệt chú trọng đến ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng, yếu tố còn thiếu trong nhiều công trình hiện tại.

Việc áp dụng các cấu kiện bê tông đúc sẵn có hình dạng đặc biệt như TSC-178 giúp tăng khả năng chịu lực, giảm thiểu hư hỏng do sóng lớn, đồng thời giảm khối lượng công trình và diện tích chiếm dụng so với đê mái nghiêng truyền thống. Tuy nhiên, chi phí đầu tư ban đầu cao hơn, đòi hỏi cân nhắc kỹ lưỡng về hiệu quả kinh tế.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh hệ số ổn định Fs và hệ số thấm Jra tại các đoạn đê khác nhau, bảng tổng hợp chiều rộng mặt đê, cao trình đỉnh đê theo cấp công trình và bản đồ phân bố tốc độ gió mạnh nhất tại huyện đảo Phú Quý. Những biểu đồ này giúp minh họa rõ ràng mức độ an toàn và các yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế công trình.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường khảo sát địa chất và khí tượng thủy văn chi tiết:
   Thực hiện khảo sát với mật độ hố khoan cao hơn, lấy mẫu và bảo quản mẫu đúng quy trình để nâng cao độ chính xác dữ liệu đầu vào cho thiết kế. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng. Chủ thể: Viện nghiên cứu và các đơn vị tư vấn chuyên ngành.

2. Áp dụng công nghệ kết cấu kè hiện đại:
   Sử dụng cấu kiện bê tông đúc sẵn TSC-178, Tetrapod, Dolos kết hợp với rọ đá và lớp lọc địa kỹ thuật để bảo vệ mái kè, tăng khả năng chống chịu sóng và giảm thiểu xói lở. Thời gian triển khai: 1-2 năm. Chủ thể: Chủ đầu tư, nhà thầu xây dựng.

3. Thiết kế mặt cắt kè phù hợp với điều kiện tự nhiên từng vùng:
   Lựa chọn dạng đê mái nghiêng, tường đứng hoặc hỗn hợp dựa trên đặc điểm địa hình, địa chất, thủy văn và mục tiêu sử dụng đa mục tiêu (quốc phòng, giao thông, du lịch). Thời gian: 3-6 tháng cho giai đoạn thiết kế chi tiết. Chủ thể: Các đơn vị thiết kế và quản lý dự án.

4. Xây dựng hệ thống quản lý và bảo trì đê, kè hiệu quả:
   Phân cấp rõ ràng trách nhiệm quản lý, tăng cường giám sát, bảo dưỡng định kỳ, xử lý kịp thời các hư hỏng để đảm bảo an toàn công trình. Thời gian: liên tục trong quá trình vận hành. Chủ thể: Ban quản lý đê, kè các địa phương, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn.

5. Tích hợp giải pháp sinh thái:
   Kết hợp trồng cây chắn sóng, nuôi bãi nhân tạo và các biện pháp bảo vệ chủ động để giảm năng lượng sóng, bảo vệ bờ biển bền vững. Thời gian: 1-3 năm. Chủ thể: Các cơ quan quản lý môi trường, địa phương và cộng đồng dân cư.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách:
   Giúp xây dựng quy hoạch phát triển kinh tế biển đảo, chính sách bảo vệ bờ biển phù hợp với điều kiện tự nhiên và biến đổi khí hậu.

2. Các kỹ sư thiết kế công trình thủy lợi, công trình biển:
   Cung cấp cơ sở khoa học và kỹ thuật để lựa chọn giải pháp kết cấu, mặt cắt kè bảo vệ bờ đảo hiệu quả, phù hợp với từng vùng miền.

3. Các nhà nghiên cứu và học viên chuyên ngành xây dựng công trình thủy:
   Là tài liệu tham khảo quan trọng về lý thuyết, phương pháp tính toán ổn định và ứng dụng phần mềm trong thiết kế công trình biển.

4. Các đơn vị thi công và quản lý công trình ven biển:
   Hỗ trợ trong việc thi công, giám sát và bảo trì công trình, nâng cao chất lượng và tuổi thọ công trình bảo vệ bờ biển.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao phải lựa chọn mặt cắt kè phù hợp với điều kiện tự nhiên?
   Mặt cắt kè phù hợp giúp công trình chịu được tác động của sóng, gió, dòng chảy và biến đổi địa chất, đảm bảo ổn định lâu dài và hiệu quả kinh tế.

2. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến thiết kế kè bảo vệ bờ đảo là gì?
   Bao gồm đặc điểm địa hình, địa chất, khí tượng thủy văn, mực nước biển dâng, tốc độ gió, sóng và mục tiêu sử dụng công trình.

3. Phần mềm Geo-Studio 2004 được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
   Phần mềm dùng để tính toán ổn định mái đê, kè theo phương pháp mặt trượt trụ tròn Bishop, đánh giá hệ số ổn định và nguy cơ xói ngầm, sạt lở.

4. Giải pháp bảo vệ mái kè nào được khuyến nghị áp dụng tại Việt Nam?
   Sử dụng kết hợp đá lát khan, rọ đá, bê tông đúc sẵn (TSC-178) và các cấu kiện đặc biệt như Tetrapod, Dolos để tăng khả năng chống chịu sóng và giảm thiểu hư hỏng.

5. Làm thế nào để quản lý và bảo trì hệ thống đê, kè hiệu quả?
   Cần phân cấp rõ ràng, tăng cường giám sát, bảo dưỡng định kỳ, xử lý kịp thời hư hỏng và phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý và cộng đồng địa phương.

Kết luận

• Công trình bảo vệ bờ biển, bờ đảo có vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế, bảo vệ môi trường và quốc phòng an ninh của Việt Nam.
• Hệ thống đê, kè hiện nay còn nhiều hạn chế về mặt cắt, cao trình đỉnh, vật liệu và khả năng chống chịu biến đổi khí hậu.
• Nghiên cứu đã đề xuất các tiêu chí và giải pháp mặt cắt kè hợp lý, phù hợp với điều kiện tự nhiên và mục tiêu đa dạng của từng vùng biển đảo.
• Ứng dụng phần mềm tính toán ổn định giúp đánh giá chính xác nguy cơ mất ổn định và đề xuất biện pháp kỹ thuật phù hợp.
• Khuyến nghị tăng cường khảo sát, áp dụng công nghệ kết cấu hiện đại, xây dựng hệ thống quản lý bảo trì hiệu quả và tích hợp giải pháp sinh thái để bảo vệ bền vững bờ biển, bờ đảo Việt Nam.

Hành động tiếp theo: Các cơ quan quản lý, nhà thiết kế và thi công cần phối hợp triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời tiếp tục nghiên cứu cập nhật dữ liệu và công nghệ mới nhằm nâng cao hiệu quả bảo vệ bờ biển trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu.