Đề tài Thực trạng xói lở bờ biển Việt Nam – Giải pháp công nghệ Stabiplage

c trưng của sóng đến cũng ảnh hưởng đến sự phát triển của chúng ở dọc bờ. Một trong những ảnh hưởng quan trọng nhất của dòng dọc bờ là sự di chuyển cát dọc theo bờ. Sự trôi dạt dọc bờ này là sự di chuyển của các ở vùng ven bờ bởi các dòng dọc bờ. Sự vận chuyển thực tế diễn ra có dạng zích zắc. Vật liệu trầm tích do sóng đến với góc nghiêng mang lên bờ, sau đó bị chuyển trở lại nước theo hướng vuông góc với bờ trong dòng nước ngược. Vì thế có một thành phần chuyển động dọc theo bờ biển. Sự tương tác giữa công trình ven bờ với dòng chảy ven bờ là một trong những vấn đề quan trọng nhất trong xây dựng ven biển. 1.2.2. Thủy triều Trong các bờ biển, thủy triều là một nhân tố quan trọng nhiều quá trình. Có khá nhiều yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến thủy triều nhưng yếu tố chủ yếu là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng. Nguyên nhân của thủy triều chính là sự khác nhau giữa lực hấp dẫn tổng và lực hấp dẫn cục bộ. Mặt trời dù có khối lượng lớn nhưng ở cách xa Trái Đất nên không ảnh hưởng lớn đến thủy triều. Thủy triều lớn nhất khi Trái Đất, Mặt Trăng và Mặt Trời cùng đường thẳng, còn thủy triều nhỏ khi Mặt Trăng và Mặt Trời vuông góc với Trái Đất. 1.2.3. Hiện tượng xói lở và phá hoại bờ: Xói lở và phá hoại bờ là một quá trình địa chất được biểu hiện bằng sự thay đổi hình thái: thay đổi mặt cắt, hình dáng bờ và tính ổn định của nó. Hiện tượng xói lở và phá hoại bờ có các đặc trưng sau: Tác dụng mài mòn của vực nước thể hiện sự rửa xói sườn bờ của sóng dẫn đến sự hình thành phần mài mòn của thềm bờ ngầm; dọc theo thềm bờ ngầm về phía bờ hình thành đới sóng trườn. Sự vận chuyển vật liệu rời rạc do các dòng chảy có hướng dọc theo bờ, trong một số trường hợp cũng thúc đẩy sự hình thành thểm bờ mài mòn. Tích tụ vật liệu do tác dụng của rửa xói bờ, vật liệu đó một phần được lắng đọng tạo nên phần tích tụ của thểm bờ. Vật liệu tích tụ do các dòng chảy có hướng dọc theo bờ. Cơ chế xói mòn bãi biển, bờ biển: Ru B A SWL Hình 8: Sơ đồ định nghĩa về mực nước leo Ru trên bãi biển Khác với mái đê, bãi biển thường có độ dốc thoải hơn nhiều, do đó khi vỡ mỗi con sóng tạo nên hiện tượng sóng cao hơn mực nước lặng. Ứng với một con sóng, nước leo lên rồi rút xuống trong phạm vi một trị số Ru khác nhau. Trị số Ru ứng với một đoàn sóng tới, chỉ xác định được theo số liệu thống kê. Ví dụ, một con sóng có H = 2,5m, chu kỳ T = 8s, bãi biển có độ dốc 1 : 4, không nhám, có tham số vỡ sóng:x = 1,58; theo công thức Van der Meer (1993) tính được trị số Ru(2%) như sau: R(2%a) = 3,2x R(2%a) = 1,6x H H với x £ 2 với 2 < x £ 4 Trong trường hợp này có x = 1,58 < 2, có Ru(2%) = 1,6 . 1,58 . 2,5 = 6,32m. Với trị số Ru = 6,32m và bãi biển có độ dốc 1 : 4, tính được chiều rộng bãi biển (theo phương ngang): L = 6,32 . 4 = 7,28m Vậy bãi biển trong phạm vi L = 7,28m này chịu tác dụng của sóng. Nước biển liếm lên trên bãi biển theo hướng đến của sóng và liếm xuống theo độ dốc của bãi biển. Hậu quả là bãi biển có nguy cơ bị xói. Khu vực mặt cắt Bờ biển Đường mép nước Hướng dịch chuyển cát ven bờ Hướng sóng đến Đỉnh sóng 16 14 12 10 8 6 4 2 17 15 13 11 9 7 5 3 1 Hình 9: Sơ đồ dịch chuyển hạt cát trên bãi biển do sóng leo và sóng rút (theo I.V.Popov) Trong một chu kì sóng, hạt đất ở vị trí 1 dịch chuyển lên đến vị trí 2 rồi dịch trôi xuống đến vị trí 3. Với nhiều chu kì, hạt đất có chiều dài dịch chuyền dọc bờ khá xa. Hạt thô di chuyền theo dạng kéo lê, hạt mịn theo dạng lơ lửng do dòng chảy ven bờ. Nếu hướng sóng đến không thay đổi, khu vực mất đất càng trầm trọng, bãi biển có thể bị biến mất nếu khu vực mất đất không được bổ sung đất nhờ dòng ven bờ hoặc do con người mang đến. Thực trạng xói lở bờ biển Việt Nam Việt Nam đang đứng trước nguy cơ phải đối diện với hiện tượng bờ biển đang bị xói lở với cường độ mạnh, mực nước biển ngày một dâng cao hơn. Thiệt hại 17 tỉ USD/năm nếu nước biển dâng cao thêm 1m. Các nhà nghiên cứu môi trường vừa cảnh báo, mũi Cà Mau - nơi vẫn được xem là có tốc độ lấn ra biển nhanh nhất nước ta (có năm tới 100m) - đã và đang có biểu hiện bị xói lở khá mạnh. Tuy nhiên, đây không phải là hiện tượng cá biệt. Hầu hết bờ biển nước ta đang bị xói lở với cường độ từ vài mét tới hàng chục mét mỗi năm và có xu hướng gia tăng mạnh trong một thập niên gần đây. Tại khu du lịch Đồi Dương ở TP Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận, nhiều năm nay cũng đã xảy ra tình trạng xói lở liên tục với tốc độ khoảng 10m/năm. Quá trình xói lở bờ biển đang diễn ra rất mạnh tại tất cả các tỉnh có bờ biển, nhưng với mức độ khác nhau: khu vực xói mạnh nhất là đồng bằng Bắc Bộ - Thanh Hóa, đồng bằng sông Cửu Long, còn khu vực ổn định là vùng bờ Móng Cái – Hòn Gai, Rạch Giá – Hà Tiên, Nam Trung Bộ. Có khoảng 249 đoạn bờ bị xói lở, với tổng chiều dài 250 – 400 km. Quá trình xói lở đang diễn ra ở hầu hết các kiểu cấu tạo có nền đá gốc, sỏi cát, sét, bùn sét, bùn, cát,…trong đó chủ yếu là bờ cát (chiếm 82% tổng số đoạn bờ bị xói). Trên 80 đoạn bờ đã có đê, kè, trồng cây vẫn tiếp tục bị xói. Hơn 50% đoạn xói có chiều dài hơn 1 km, gần 20% đoạn xói sâu vào đất liền 500m. Có 32% số đoạn xói tốc độ nhanh (10 – 30m/năm), có những đoạn tốc độ hơn 100m/năm. Phân vùng xói lở bờ biển Việt Nam dựa vào địa hình, địa chất vùng bờ biền, các yếu tố động lực biển (sông, dòng chảy, hướng vận chuyển bùn cát…) và các đặc điểm hiện trạng xói lở chia ra làm 8 vùng sau: Vùng I: từ Móng Cái đến Đồ Sơn – Hải Phòng. Vùng II: từ Hải Phòng đến Nga Sơn – Thanh Hóa. Vùng III: từ Nga Sơn đến đèo Ngang. Vùng IV: từ đèo Ngang đến mũi Ba Làng An (Quãng Ngãi). Vùng V: từ Ba Làng An đến Cà Ná (Ninh Thuận) Vùng VI: từ Cà Ná đến Vũng Tàu. Vùng VII: từ Vũng Tàu đến mũi Cà Mau. Vùng VIII: từ mũi Cà Mau đến Hà Tiên. Theo mức độ nguy hiểm về cường độ như tốc độ xói lở chia ra: Bờ xói lở yếu: <4m/năm Bờ xói lở trung bình: 5 – 10m/năm Bờ xói lở mạnh: 10 – 30m/năm Bờ xói lở rất mạnh: >30m/năm. Các bờ xói lở yếu là vùng bờ I, V, VIII. Các bờ xói lở trung bình và mạnh là vùng III, IV, và VI, còn bờ xói lở mạnh và rất mạnh là vùng bờ II và VII. Xói lở bờ biển đang thực sự gây nguy hại cơ sở hạ tầng, nhiều làng xóm, ruộng vườn, đất canh tác đã bị sóng biển phá hủy. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ STABIPLAGE KHẮC PHỤC TÌNH TRẠNG XÓI LỞ. 2.1 Giới thiệu công nghệ Stabiplage: 2.1.1 Khái niệm công nghệ Stabiplage: Stabiplage tiếng Pháp có nghĩa là ổn định bờ. Đây là công nghệ do ông Jean Cornic - một người Pháp - sáng chế và đưa vào ứng dụng từ năm 1986. Năm 1998, công nghệ này đã đăng ký bản quyền và được bảo hộ tại Cộng hòa Pháp. Từ đó đến nay, nhiều nước trên thế giới như Pháp, Tây Ban Nha, Thụy Sỹ, Tuynidi, Xyry... đã ứng dụng Stabiplage chống xói lở bờ biển đạt hiệu quả cao. Bản chất của công nghệ này là chống xói lở, sa bồi bờ biển không dùng đê kè cứng bằng bê tông cốt thép nhưng bền vững, thích ứng với nhiều tầng nền, trong nhiều loại môi trường. Các mục tiêu của công trình Stabiplage là ổn định đường viền bờ biển; bồi đắp, phục hồi và mở rộng các bãi biển sạt lở; chỉnh trị tình trạng bồi lắng, xói mòn tại các cảng biển, cửa sông; bảo vệ các đụn cát thiên nhiên và môi trường phía sau các đụn cát; xử lý tình trạng bên lở bên bồi tại các triền sông, bán đảo; bảo vệ các đê đập và các công trình xây dựng dọc bờ biển… Thuộc tính cơ bản là không gây tác động đến động lực học trầm tích bờ biển. Tôn trọng môi trường. Tích hợp một cách tối ưu vào hệ sinh thái, không làm biến đổi sự cân bằng hệ động thực vật trong khu vực. Tôn trọng người sử dụng, không gây nguy hiểm cho người tắm biển, ngư dân… Giải pháp thực thi nhanh và hiệu quả. Một giải pháp bền vững và hạ giá thành. 2.1.2 Cấu tạo của công trình Stabiplage Công trình có dạng con lươn có vỏ bọc bằng vật liệu geo-composite (vải địa kỹ thuật) đặc biệt rất bền; phía dưới là các tấm phẳng làm bằng vật liệu đặc biệt nhằm chống lún và chống xói công trình; bên trong các con lươn được chưa đầy cát và được bơm vào tại chỗ; Khi cần thiết có hệ thống neo đặc biệt để giữ chúng không bị di chuyển. Chiều dài trung bình của Stabiplage từ 50 đến 80 m, có mặt cắt gần như hình elip chu vi khoảng 6,5 đến 10 m. Kích thước của Stabiplage cũng như loại vật liệu được lựa chọn thích ứng với từng khu vực của công trình. Vật liệu tổng hợp Geocomposite có hai lớp, lớp ngoài là lưới polyeste màu sáng, lớp lọc bên trong là polypropylene kiểu không dệt. Đặc tính cơ bản của Geocomposite là có độ bền kéo 400 kN/m và độ thấm 0,041 m/s. 2.1.3 Các dạng công trình Stabiplage Nguyên lý hoạt động chủ yếu của công nghệ Stabiplage là thu giữ, tích tụ và duy trì tại chỗ các trầm tích, không chống lại thiên nhiên mà trợ giúp thiên nhiên, thông qua hoạt động thủy động lực học ven biển và dịch chuyển trầm tích ngang và dọc bờ, tạo ra các trao đổi cho phép ổn định động lực các khu vực cần được xử lý. Quá trình hoạt động của các Stabiplage với kích thước thích hợp cho phép sóng vượt qua trầm tích, cát nhưng trích lại một lượng cát trong dịch chuyển ven bờ. Lượng cát thu giữ được tích tụ dần dọc theo công trình sau đó ổn định và nâng dần độ cao bãi biển để bồi đắp, tái tạo lại bãi biển, hình thành địa mạo mới. Hoạt động Stabiplage không gây biến động bất thường, không làm xói lở ở các khu vực thuộc hạ lưu và chân công trình. Về cơ bản có ba kiểu công trình Stabiplage : - Stabiplage đặt nửa chìm, nửa lộ thiên vuông góc với bờ như kiểu mỏ hàn, nhằm hạn chế dòng ven bờ, tăng cường bồi tụ phù sa mà dòng chảy ven bờ mang theo, duy trì tại chỗ lượng phù sa theo cơ chế bồi tụ. - Stabiplage đặt ngầm và song song với bờ, có tác dụng làm giảm bớt năng lượng sóng lừng mạnh, nguy hiểm, tạo vùng sóng lừng nhỏ hơn, cho phép phù sa mịn lắng đọng trong vùng bị xói lở. - Stabiplage đặt sát chân các đụn cát, có nhiệm vụ trực tiếp bảo vệ các đụn cát ven biển, ngoài ra có thể tạo ra sự phủ cát nhân tạo theo ý muốn bằng các biện pháp kỹ thuật đơn giản. 2.2 Các kiểu túi của hệ thống vải địa. 2.2.1 Giới thiệu về vải địa kỹ thuật tổng hợp và hệ thống vải đị 2.2.1.1 Đặc tính Vải địa kỹ thuật (Geotextiles) và vải địa kỹ thuật tổng hợp (Geosynthetics) được dùng ngày càng nhiều trong các công trình dân dụng, việc ứng các vật liệu này và các chế phẩm từ nó gọi là hệ thống vải địa (Geosystems). Việc ứng dụng hệ thống vải địa vào công trình biển sẽ rất có lợi do kết cấu công trình bằng đá và bê tông rất tốn kém trong xây dựng và duy tu bão dưỡng. Hệ thống vải địa với vật liệu mới, rẻ, nhẹ do có đủ độ bền chắc theo yêu cầu, rất thích hợp cho các vùng các nước thiếu đá. Vải địa kỹ thuật được chế tạo từ những sản phẩm phụ của dầu mỏ, từ một hoặc hai loại polymer sau polyester, polypropylene. Tùy theo hợp chất và cách cấu tạo , mỗi loại vải địa kỹ thuật có những đặc tính cơ lí hóa như sức chịu kéo, độ dãn, độ thấm nước, môi trường thích nghi… khác nhau. Một số vật liệu polymer cơ bản được dùng để chế tạo vải địa kỹ thuật tổng hợp và một số đặc tính của nó: Vật liệu cơ bản Khối lượng riêng (kg/m3) Cường độ chịu kéo ở 200C (N/mm2) Độ căng dãn lúc bị đứt (%) Polyester (PET) Polypropylene ( PP) Polyamide (PA) Polyvinylchlorine (PVC) 1380 900 1140 1250 800-1200 400-600 700-900 20-25 8-15 10-40 15-30 50-150 Bảng 1:Một số đặc tính của vật liệu cơ bản chế tạo vải địa kỹ thuật tổng hợp Nhìn chung vải Polyester tốt hơn vải Polyprolylene, còn vải Polyamide ở giữa hai loại vải trên. Hầu hết các sản phẩm có mặt tại Việt Nam đều bằng Polyester và Polyprolylene. Trong xây dựng công trình dân dụng, vải địa hay vải địa kỹ thuật tổng hợp có năm nhiệm vụ cơ bản là: cách ly, thoát nước, lọc, gia cố và bảo vệ Nhiệm vụ Đặc tính Ứng dụng Vật liệu Gia cố Bền, cứng, chắn đất, thấm ướt Củng cố mái dốc đứng, đất đắp trên nền đất yếu PET dệt Lọc, thoát nước, cách ly Dẻo, chắn đất, thấm nước Bảo vệ bờ và đáy, bảo vệ mái dốc chống xói, chắn lớp đất phía sau kết cấu, cách ly các lớp đất khác nhau hay thoát nước PET-, PP-, PE-, PA- dệt hay không dệt Màn chắn hay bảo vệ Dẻo, chắn đất, kín nước Chống thoát nước kênh và hồ chứa, bảo vệ hố đào và móng sâu, ngăn đất san lấp HDPE, LDPE, PVC-P, ECP, CPE Bảng 2: Mối quan hệ giữa nhiệm vụ, đặc tính và ứng dụng của vải địa kỹ thuật tổng hợp. Sản phẩm vải địa kỹ thuật tổng hợp thường được biết với loại dệt và loại không dệt. Loại dệt thường thấm nước nhưng lại có loại kín đất và không kín đất. Loại không dệt thì thấm nước và kín đất. 2.2.1.2 Tính bền lâu Vải địa tổng hợp và các sản phẩm của nó được dùng trong công trình đã hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ trong thời gian tuổi thọ nhất định. Về tuổi thọ tối đa của chúng, tuy chưa có câu trả lời khẳng định, nhưng vấn đề được đề cập đến là niềm tin có hay không. Kinh nghiệm 30 năm của Hà Lan từ cuối những năm 70, thì tính chất thủy lực và cơ học trong các điều kiện khác nhau của khoảng 30 mẫu vải địa dệt thì các mẫu lâu nhất trong trong vòng 15 năm vẫn đảm bảo tốt (theo K & O, 1979). Kết luận tương tự cũng đã được nêu đối với vải địa không dệt trong dự án công trình bảo vệ bờ (Mannsbart & Christopher, 1997). Kinh nghiệm của Hà Lan cho biết, vải địa tổng hợp và hệ thống vải địa trong 30 năm vẫn đảm bảo tốt về mặt thủy lực, còn cường độ chịu kéo giảm khoảng 10%. Mặt khác, đáng quan tâm là trong những năm gần đây, chất lượng vải địa tổng hợp đã được đảm bảo và chắc chắn sẽ được nâng cao rất nhiều với các chất phụ gia và chất ổn định tia hồng ngoại UV hiện đại, do đó hiện tại những người không tin cho rằng tuổi thọ của vải địa tổng hợp chỉ khoảng 50 năm, còn những người tin tưởng thì cho là khoảng 100 năm đối với các công trình được chon và công trình ngầm. Về tính bền lâu của vải địa tổng hợp và hệ thống vải địa cần được nghiên cứu đánh giá tiếp, tuy nhiên ở mặt khác có vấn đề là người thiết kế và khách hàng vẫn có quan niệm sai về nhu cầu sử dụng vải địa tổng hợp trong những nhiệm vụ nhất định với các dạng kết cấu khác nhau và trong từng giai đoạn nhất định phục vụ dự án, thí dụ như ngoài yêu cầu kết cấu chịu lực, cần đến cường độ kéo cao để có thể chịu tải trong nặng hay chịu tải trọng va của đá rơi từ trên cao, vải địa tổng hợp với cường độ chịu kéo tương đối nhỏ cũng cần thiết cho trường hợp khi các khối mặt ngoài được đặt trên nó, cũng như nền đất sét vải địa có thể không đáp ứng các quy tắc về lọc trong thời gian dài do bị tắc nghẽn, nhưng vai trò của vải địa đã được khẳng định trong nhiệm vụ bảo vệ, cho phép gradient thủy lực cao và do đó cho phép kết cấu hở hơn của vải địa tổng hợp. Vấn đề là cần có sự lựa chọn sử dụng vải địa tổng hợp thích hợp với điều kiện thực tế, cụ thể là hình thức sử dụng, điều kiện tải trọng và tuổi thọ thiết kế. 2.2.1.3 Lắp đặt và các hư hỏng Việc sử dụng thành công vải địa tổng hợp phụ thuộc nhiều vào cách lắp đặt ban đầu. Vải địa tổng hợp có thể bị hư hỏng trước, trong và sau khi lắp và phần lớn là bị hư hỏng trong thời gian lắp đặt và hư hỏng có thể đến từ mặt cơ học, mặt vật lí, hóa học, sinh học do môi trường tạo ra và tất nhiên là phụ thuộc vào loại vải địa, hình thức sử dụng và điều kiện môi trường. Các hư hỏng về mặt cơ học trước và trong khi lắp đặt có thể tránh nhờ vào sự cẩn thận lúc vận chuyển, bảo quản và lắp đặt tại hiện trường, tránh làm rách, mặt bằng trải cần làm phẳng, tránh gồ ghề, đá nhọn đâm từ phía dưới hay đá rơi từ trên xuống, tránh cho tiếp xúc với các chất kiềm, chất dầu, chất bẩn… Vải địa tổng hợp không độc hại làm ảnh hưởng đến môi trường (trừ vài loại chất PVC), ảnh hưởng đến môi trường nếu có chỉ xảy ra trong quá trình lắp đặt, thay thế và hư hỏng công trình nên cần có thẩm tra, ngăn chặn. 2.2.2 Ba kiểu hình dáng và ứng dụng của hệ thống vải địa Ba dạng hệ thống vải địa (geosystems) đang được ứng dụng nhiều nhất hiện nay cho các công trình biển và thủy lợi đó là dạng ống (Geotubes), dạng túi (Geobags), dạng container (Geocontainers). 2.2.2.1 Dạng ống (Geotubes) Geotubes được tạo ra từ vải địa kỹ loại dệt làm thành dạng ống. Đường kính và chiều dài được xác định dựa vào yêu cầu của dự án (1-10m). Ống được bơm đầy cát lẫn nước biển bởi hệ thống bơm thủy lực (hình 10). Ống vải địa tổng hợp giữ lại cát còn nước được thấm qua lớp màng chảy ra ngoài. Geotube giữ lại một cách thường xuyên vật liệu dạng hạt ở cả hai loại công trình trên cạn và dưới nước. Để geotube không bị lún do nước xói mòn người ta đặt một tấm phẳng ở bên dưới (hình 11) Lớn nhất 50’ 5’ 5’ ống thay thế Hình 10: Mặt cắt ngang của túi Geotube đang chứa đầy cát Hình 11: Mặt cắt diễn tả mối quan hệ giữa geotube và tấm phẳng. Hình 12: Nước được chảy qua thành vải sau khi túi đã được căng đầy cát [Nguồn: ] Bước 1: Tiến hành đặt tấm phẳng chống lún Bước 2: Đặt tấm vải geotube phía trên Bước 3: Tiến trình bơm bắt đầu với việc lắp đầy geotube bằng nước đến khi ống căng phồng lên đến chiều cao yêu cầu Bước 4: Khi vật liệu được bơm đầy ống, nước dần được chảy ra ngoài.Tỉ lệ giữa nước và cát trong suốt quá trình bơm là 90% và 10%. Hình 13 Quy trình thực hiện một đoạn công trình geotube [Nguồn: ] 2.2.2.2 Dạng container (Geocontainers) Hình 14 Cách thức lắp đặt geocontainer [nguồn: ] tấm lót bằng vải địa tổng hợp Sà lan tách đáy tấm lót được gấp và khâu lại container được đặt ở đáy Sà lan lắp đặt geo- container Mô hình lắp đặt Geo- container Geocontainer là những ô vải địa chất khổng lồ chứa số lượng lớn cát và được thả xuống nước để hình thành những gờ nước, con đê hoặc những công trình bằng đất. Chúng được tạo ra từ vải địa kỹ thuật có độ bền cao và được lắp ráp lại nhờ công nghệ khâu nối đặc biệt. Chúng có thể được thiết kê cho thủy lợi hoặc công cụ chứa. Thể tích thông thường từ 100 đến 800 m3 (nhưng có cái 1000m3 đã được lắp đặt). Geocontainer có dung tích hình học kém, thường được lắp đặt bằng sà lan tách đáy (split-bottom barge). Các công trình dưới biển như đê chắn sóng (breakwater), công trình kiểu mỏ hàn (groin), vùng chắn sóng (spoil-containment areas) có giá cả hợp lí cho thiết kế. Ứng dụng geocontainer cho đập hoặc gờ dưới nước, bảo vệ khỏi sự xói mòn của sóng, lưu trữ trầm tích. 2.2.2.3 Dạng túi (Geobags) Được sản xuất từ vải địa kỹ thuật loại dệt sức bền cao, geobags đã chứng tỏ là có hiệu quả và kinh tế trong việc đặt những túi lớn giống nhau cho việc chống xói mòn cũng như các công trình dưới nước khác. Geobags có thể tích thông thường từ 0,05 đến 5m3, được sản xuất với nhiều hình dạng khác nhau: hình gối, hình hộp, hình nệm. Geobags ứng dụng để xây dựng đê hoặc gờ nước, các con đê tạm thời, bảo vệ đường bờ biển. Bước 1: Sau khi được lắp đầy cát, geobags được khâu lại để chuẩn bị cho việc lắp đặt. Bước 2: Dùng cần cẩu để thả những chiếc bao xuống biển. Hình 15 Tiến trình lắp đặt geobags [nguồn: ] 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng công trình 2.2.3.1 Sóng truyền qua công trình Khi gặp một công trình , một phần năng lượng sóng sẽ bị tiêu tán, một phần sẽ bị phản xạ trở lại, và một phần sẽ được truyền ra phía sau kết cấu. Sóng truyền ra phía sau công trình có thể gồm sẽ gồm 2 bộ phận là sóng tràn qua công trình và sóng xuyên qua công trình, đồng thời hay không đồng thời phụ thuộc vào kích thước và hình thức kết cấu công trình. Khi công trình có đỉnh ngập trong nước thì sóng sẽ dễ dàng vượt qua đỉnh công trình. Khi công trình có đỉnh nằm nhô trên mực nước tĩnh nhưng hơi thấp thì sóng sẽ tạo ra dòng tràn qua đỉnh công trình và tái tạo sóng ở phía sau công trình. Khi công trình có độ rỗng nhất định thì sóng sẽ đi xuyên qua công trình. Sóng truyền qua sau công trình cho chiều cao bé hơn chiều cao sóng tới. Trong thiết kế công trình đê bảo vệ, việc một ít sóng truyền qua công trình bảo vệ là cho phép. Mức truyền sau qua công trình được biểu thị bằng hệ số truyền sóng Ct hay K như sau: Ht, Hi – là chiều cao sóng truyền và chiều cao sóng tới. Ct = = Đối với sóng không đều, các chiều cao sóng H cần được thay thế bằng chiều cao sóng có nghĩa Hs tương ứng cho sóng truyền và sóng đi tới. Hệ số truyền sóng qua các dạng kết cấu thường được xác định thông qua thí nghiệm thủy lực. 2.2.3.2 Tính ổn định của bao (bags), đệm (mattresses) Lúc bảo vệ mái bằng bao vải địa (geobags) nhồi cát, đá dăm hoặc vữa, thông số ổn định giới hạn (H/DD)cr được xác định như sau: Trường hợp sóng đều: Trường hợp sóng không đều: Trong đó: H, Hs – chiều cao sóng và chiều cao sóng có nghĩa (H/Hs=1,4) D - mật độ tương đối D – chiều dày trung bình của lớp đỉnh xop – thông số sóng vỡ Đệm cát không dùng chiều cao sóng có nghĩa Hs>1,0 m (max là 1,5 m). Thông số ổn định là : Khi Hs £ 1,0m thì <1,5m được coi là giới han trên Trong đó : D – chiều dày trung bình của đệm (m), lấy theo mức độ nhồi vật liệu, theo tỉ số D/Dd, trong đó Dd(m) là đường kính lớn nhất của dạng xúc xích của đệm vải địa: lúc nhồi 100% thì D/Dd = 0,7 – 0,8; còn lúc nhồi 90% thì D/Dd = 0,6 – 0,7. 2.2.3.3 Chỉ tiêu thiết kế ống vải địa (geotubes): Thông số ổn định của ông cát khi bắt đầu mất ổn định có thể xác định gần đúng như sau: Trong đó: d - chiều dày trung bình của ống Ổn định của ống vải địa và container vải địa trên cơ sở l‎ thuyết và thực nghiệm có thể xác định trên quan hệ sau Trong đó: ucr – tốc độ giới hạn của dòng chảy (khi bắt đầu mất ổn định) D – chiều cao hay chiều dày của ống vải địa Ổn định của container vải địa dưới tác động của sóng và dòng chảy được xác định như sau: Dưới tác động của sóng nằm song song với trục công trình: Trong đó d – chiều dày hay chiều cao trung bình của container sau khi bẹp xuống. F – hệ số ổn định. F=1 khi container vải địa đặt ở đỉnh. F£2 khi container vải địa đặt chìm với đỉnh nằm dưới mực nước tĩnh ít nhất là bằng 1*Hs. Đối với container vải địa đặt thẳng góc với trục công trình thì cần có hệ số ổn định lớn hơn 1,5. Dưới tác động của dòng chảy khi container vải địa đặt song song với trục công trình: Trong đó ucr – là tốc độ giới hạn của dòng chảy trên đỉnh công trình (m/s). Hệ số ổn định chính xác phụ thuộc vào vị trí lồng ghép giữa các container vải địa. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ STABIPLAGE CHỐNG XÓI MÒN TẠI BÃI BIỂN PHAN THIẾT VÀ VŨNG TÀU. 3.1 Bãi biển Vũng Tàu 3.1.1 Thực trạng Với 156 km bờ biển, BR-VT là tỉnh có thế mạnh về kinh tế biển, nguồn tài nguyên phong phú và điều kiện địa lý tự nhiên thuận lợi. Nhưng ở đây thiên nhiên cũng gây nhiều tác hại, ảnh hưởng nghiêm trọng đến các hoạt động kinh tế - xã hội và đời sống của dân cư ven biển. Hơn 10 năm qua, Sở Khoa học và Công nghệ (KH&CN) BR-VT đã kết hợp với nhiều cơ quan khoa học nghiên cứu về các điều kiện tự nhiên, môi trường và động lực học vùng ven bờ, đã xác định từ Mũi Nghinh Phong (thành phố Vũng Tàu) đến Bình Châu (huyện Xuyên Mộc) có 6 khu vực bờ biển cửa sông bị xói lở và bồi lấp mạnh, đó là: bãi Thùy Vân, bãi Paradise, cửa Lấp, cửa Lộc An, Hồ Chàm, Bình Châu. Những năm qua, địa phương đã dùng nhiều biện pháp khắc phục nhưng không đạt hiệu quả. Một số công trình kè xây dựng đã bị sập đổ hoàn toàn, một số công trình nạo vét luồng lạch cũng nhanh chóng bị lấp đầy ( Paradise , Hồ Tràm, Cửa Lấp, Lộc An, Bến lội Bình Châu...). Trên thực tế, các nhà quản lý địa phương cũng như các nhà khoa học đã gặp nhiều khó khăn trong việc tìm biện pháp khắc phục nguy cơ này. 3.1.2 Thí điểm thực hiện công nghệ mới Từ cuối năm 2003, Sở KH&CN BR-VT đã tiếp cận công nghệ Stabiplage. Nhận thấy đây là công nghệ thích hợp với việc bảo vệ vùng ven bờ biển của tỉnh, sau khi đề xuất với Lãnh đạo tỉnh và được Bộ KH&CN ủng hộ, Sở đã phối hợp với Công ty Espace Pur (Cộng hòa Pháp), ông Jean Cornic nghiên cứu, lập dự án khả thi và triển khai thi công công trình thí điểm ứng dụng công nghệ Stabiplage để chống xói lở ở cửa Lộc An (huyện Đất Đỏ) - khu vực bị xâm thực, xói lở nghiêm trọng nhất xảy ra trong nhiều năm qua. Mục tiêu của dự án là chống xói lở bờ biển trên chiều dài 800 m, bít cửa đã mở tại Lộc An, nơi đã bị xói lở trong khoảng 10 năm qua, xâm thực hơn 100 m. Bảo vệ khu vực đầm phá bên trong và khu dân cư. Từ kết quả thí điểm, tiến hành nghiên cứu khả thi chỉnh trị ổn định cho cửa Lộc An và các khu vực khác; từng bước tiếp nhận chuyển giao công nghệ Stabiplage. Từ mục tiêu trên, công việc lập dự án đã được thực hiện khá nhanh do có những công trình nghiên cứu trước đó, đồng thời phải đảm bảo thi công xong trước mùa mưa bão nên dự án đã được phê duyệt từ tháng 10.2004. Trong khoảng thời gian ngắn, việc thiết kế và lập tổng dự toán cũng như các thủ tục đầu tư cho công trình đã hoàn tất. Tháng 3.2005, Sở đã ký hợp đồng với công ty Công ty Espace Pur cung cấp vật liệu, một số thiết bị, chuyển giao công nghệ và hướng dẫn thi công... Công trình thí điểm tại Lộc An được thực hiện với 8 Stabiplage đặt vuông góc với đường bờ (kiểu mỏ hàn), tiếp theo là các công việc: xây dựng ranh giới thi công tại công trường; xác định các vị trí lắp đặt công trình Stabiplage với các thiết bị định vị và các điểm chuẩn; tạo đường hào để đặt Stabiplage và các neo; triển khai trải ống Stabiplage theo hào; định vị các công trình bằng máy laser; lắp hệ thống bơm nước và cát (máy bơm có công suất lớn và áp lực cao); phun cát đầy các công trình Stabiplage tạo thành các con lươn sẵn sàng hoạt động. Từ cuối tháng 6.2005 đến cuối tháng 7.2005, Stabiplage cuối cùng đã được lắp đặt xong. Ngày 4.8.2005, Sở đã tổ chức nghiệm thu công trình và đưa vào sử