Nguyên nhân sạt lở bờ sông và giải pháp công nghệ chống sạt lở cho khu vực cồn Phú Đa, huyện Chợ Lách

Ngày đăng: 03-08-2022 | Chuyên mục: Hoạt động Khoa học và Công nghệ | Tác giả: Nguyễn Thanh Tùng-Trung tâm Khoa học và Công nghệ

Cồn Phú Đa là một cù lao thuộc xã Vĩnh Bình, phía thượng nguồn cửa sông Cổ Chiên, huyện Chợ Lách có diện tích khoảng 878 ha với hơn 700 hộ dân sinh sống. Ngành nghề chính của nhân dân sinh sống trên Cồn gồm: Nuôi trồng thủy sản, trồng vườn và du lịch dịch vụ sinh thái vườn. Trong 10 năm gần đây, hiện tượng xói lở bờ sông tại Cồn Phú Đa diễn ra nghiêm trọng. Kết quả từ ảnh viễn thám và điều tra thực địa cho thấy, kể từ năm 2010 trở lại đây, bờ sông cồn Phú Đa có vị trí xói lở đã lấn sâu đến 30-40m, kéo dài trên phạm vi hàng chục km dọc theo bờ phải của Cồn; hậu quả là hàng chục ha đất ven cồn bị biến mất do hiện tượng xói lở bờ sông gây ra, hàng chục ngôi nhà và hạ tầng dân cư như đường xá, bến phà bị sạt lở phải di dời hoặc phá hủy.

Hình ảnh cồn Phú Đa. Nguồn Google Earth.

Các nguyên nhân chính gây sạt lở bờ sông tại khu vực cồn Phú Đa

 Do yếu tố dòng chảy: Tại các đoạn sông có các cù lao chắn dòng thì dòng chủ lưu thường ép sát bờ, đặc biệt vào những mùa lũ hướng vào bờ với một góc nhất định, có vận tốc dòng chảy khá lớn vượt quá giới hạn không xói cho phép của đất đường bờ và bùn cát lòng sông.

Do yếu tố hình thái (địa hình, địa mạo lòng dẫn): Phía mũi phân chia dòng chảy phía đầu cù lao bị xói lở khá mạnh dẫn đến mất cân bằng trong điều phối tỷ lệ dòng chảy. Tỷ lệ phân bố lưu lượng dồn về phía nhánh phải làm gia tăng vận tốc trung bình ở khu vực này dẫn đến lòng sông ngày càng mở rộng làm mái bờ sông ngày càng dốc dễ gây sạt lở. Việc hạ thấp lòng dẫn hình thành hố xói phía đầu cù lao cùng sự gia tăng lưu lượng qua nhánh này đã làm thay đổi hình thái dẫn đến sự xuất hiện của các lạch sâu áp sát vào bờ nên nguy cơ xảy ra sạt lở bờ là rất cao.

Do yếu tố bất lợi của địa chất bờ sông: Địa chất đất nền bờ sông khá phức tạp gồm nhiều lớp địa tầng khác nhau. Lớp trên cùng là lớp bùn sét yếu có chiều dày lớn, tiếp theo là lớp cát (hàm lượng hạt cát chiếm 91%). Như vậy địa chất cù lao chủ yếu là lớp cát hạt trung dưới lớp bùn sét dày khả năng chịu lực kém.

Do tác động của con người: Cát của sông Cổ Chiên xung quanh cồn Phú Đa được đánh giá là có chất lượng tốt. Theo phản ánh của người dân cồn Phú Đa hiện tượng khai thác cát trái phép cuối cồn vẫn còn xảy ra. Phía trước cồn khoảng 3km, tại phà Đình Khao có mỏ cát khai thác suốt ngày đêm. Đoạn sông Cổ Chiên này là khu vực giáp ranh giữa hai tỉnh Bến Tre và Vĩnh Long, nhiều thuyền ghe lợi dụng hút trộm cát trái phép chủ yếu vào ban đêm. Việc khai thác cát quanh khu vực cồn Phú Đa sẽ gây tình trạng sạt lở bờ sông và thay đổi dòng chảy. Các vị trí khai thác thường tạo thành các hố sâu nhân tạo gây sụt lún các khu vực xung quanh, tiềm ẩn nguy cơ sạt lở bờ hàng năm tại khu vực cồn.

Do yếu tố nuôi trồng thủy sản ven bờ sông: Hiện tượng đào ao để nuôi trồng thủy sản dọc theo bờ sông khá phổ biến, vị trí đào ao nuôi luôn xuất hiện dòng thấm từ bờ ra dễ gây sạt lở.

Do sóng tàu: Xung quanh khu vực cồn Phú Đa chủ yếu là các nhà máy và các hộ tư nhân kinh doanh ao nuôi cá. Do đó, nhu cầu vận chuyện thức ăn, hàng hóa khá liên tục và thường xuyên. Đối với các thuyền có công suất lớn để phục vụ cho các nhà máy nuôi trồng và chế biến hải sản trong khu vực thì ảnh hưởng của sóng tàu là khá lớn.

Như vậy tại khu vực cồn Phú Đa nguyên nhân chính làm cho bờ sông bị xói lở là do tác động của dòng chảy, yếu tố hình thái, cấu tạo địa chất, hoạt động khai thác, xây dựng của con người. Trong đó 3 nguyên nhân đầu là chủ đạo, có quan hệ tương hỗ chặt chẽ với nhau. Nhân tố con người tác động bất lợi làm cho xói lở diễn biến xảy ra nhanh hơn. Khu vực cồn Phú Đa, là  khu vực có tình trạng xói lở đang diễn biến rất mạnh, có tổng chiều dài đường bờ xói lở gần 6km, trong đó xói lở tập trung ở đầu, đuôi cồn và bờ Nam cồn. Các đoạn bờ xói lở nghiêm trọng kéo dài khoảng 1.130m ở đầu cồn, 450m đuôi cồn và 4.000m phía bờ Nam cồn Phú Đa.

 Giải pháp công nghệ chống sạt lở bờ sông tại khu vực cồn Phú Đa

Bố trí tuyến chỉnh trị

Thực hiện Bạt mom đầu phía phải cù lao, nạo vét cồn Phú Bình khơi thông nhánh trái kết hợp bố trí công trình kè bảo vệ bờ sông. Quan điểm chỉnh trị của phương án là điều chỉnh lại lưu lượng giữa các nhánh trong cù lao, mục đích là giảm lưu lượng bên nhánh phải và tăng thêm lưu lượng bên nhánh trái (bằng giải pháp nạo vét quy mô lớn bên nhánh trái), đồng thời tạo ra sự trơn thuận cho dòng chảy tại các nhánh (bạt mom quy mô nhỏ tại phía đầu cù lao bên nhánh phải và một phần bờ đối diện với cù lao bên nhánh trái), ngoài ra nhằm đảm bảo cho ổn định cù lao cần thiết phải bố trí thêm các công trình bảo vệ tại các vị trí xói lở quanh cù lao, nhưng với quy mô và độ bền vững giảm thiểu để tiết kiệm chi phí xây dựng. Sử dụng kinh phí khai thác cát bù một phần vào chi phí xây dựng công trình bảo vệ bờ.

Phạm vi nạo vét (NV): Tại nhánh trái có chu vi khoảng 5.000m; bề rộng nạo vét đoạn rộng nhất tính từ mép bờ hiện hữu vào phía trong cù lao khoảng 500m; cao độ nạo vét là -5,00m, mái dốc nạo vét m=5.

Phạm vi bạt mom: Tại mép bờ cù lao phía đầu nhánh trái bạt mom quy mô nhỏ để tạo sự trơn thuận cho dòng chảy.

Phía đầu cù lao: Bố trí kè mỏ hàn cọc song song với mép bờ (tuyến màu xanh), chiều dài khoảng 900m.

Phía bờ bên nhánh phải bố trí kè bảo vệ bờ đến cuối cù lao, chiều dài kè khoảng 4,7km (trong đó có đoạn kè đang thi công khoảng 0,426km).

Phía bờ bên nhánh trái bố trí kè bảo vệ bờ nối tiếp với đoạn kè đang thi công (chiều dài khoảng 0,57km) với chiều dài khoảng 200m. 

Mặt bằng bố trí công trình khu vực cồn Phú Đa

Giải pháp công trình đối với khu vực cồn Phú Đa (PĐ) phù hợp nhất là giải pháp tổng hợp kết hợp nhiều loại công trình, bao gồm nạo vét (NV) lòng dẫn nhánh trái, bố trí giảm tốc dòng chảy ở đầu cù lao bằng hàng cọc tròn (PĐ1), phần phía Nam mũi cù lao tiến hành xây dựng công trình kiên cố, lấp hố xói chân bờ (đây là đoạn cần ưu tiên, PĐ2), cần bổ sung thêm phạm vi bảo vệ lòng sông đến cao trình -18m của đoạn kè đã xây dựng; tiếp theo cần đầu tư xây dựng tuyến kè phần bờ Nam cù lao trên chiều dài 4km thuộc nhánh phải với giải pháp lựa chọn là kè bảo vệ bờ dạng trực tiếp và trình tự thi công từ thượng lưu kéo dài về cuối mũi cồn.

Bảo vệ chống xói lở theo phương án kết cấu kè mỏ hàn cọc kết hợp nạo vét tăng lưu lượng nhánh trái.

- Phương án tuyến và giải pháp kết cấu:

+ PĐ1 (đoạn 1-2): Khu vực có mật độ dân ít, tập trung vài hộ gia đình, đa phần là ao nuôi trồng thủy sản. Giải pháp đề xuất là gia cố bờ dạng kè mỏ hàn song song với mép bờ, bố trí hai hai cọc so le nhau, L=670m mỏ hàn cọc (MHC).

+ PĐ2 (đoạn 2-3): Khu vực có mật độ dân ít, tuy nhiên khu vực chế độ động lực phức tạp, xuất hiện lạch sâu áp sát bờ và các hố xói cục bộ nên cần được bảo vệ kiên cố. Giải pháp đề xuất là gia cố bờ dạng tường đứng kết hợp mái nghiêng, L=900m kè tường đứng mái nghiêng (KTĐMN).

+ PĐ3 (đoạn 3-4): Khu vực đang triển khai thi công xây dựng công trình. Kết cấu dạng mái nghiêng bán kiên cố, L=426,50m kè mái nghiêng bán kiên cố (KMNBKC).

+ PĐ4 (đoạn 4-5-6): Kè gia cố bờ dạng kè mỏ hàn bố trí 1 hàng cọc bố trí vuông góc với tuyến bờ, 17 cái 200m/cái, chiều dài mỗi kè mỏ hàn là 80m.

+ PĐ5 (đoạn 7-8): Khu vực đang triển khai thi công xây dựng công trình. Kết cấu dạng mái nghiêng bán kiên cố, L=579,05m (KMNBKC).

+ PĐ6 (đoạn 8-9): Khu vực có mật độ dân trung bình, nằm tại vị trí ngã ba sông và tiếp giáp với đoạn kè đang được triển khai thi công. Giải pháp đề xuất dạng mái nghiêng kiên cố, L=200m (KMNKC).

+ Hạng mục nạo vét: Tuyến NV1-NV2: Phạm vi nạo vét cách bờ 50m. Chiều dài tuyến L=2.700m.Cao trình nạo vét tới cao trình -15,00m, bể rộng đáy nạo vét B=100m, hệ số mái nạo vét m=5. Tuyến NV2-NV3: Phạm vi nạo vét cách bờ 500 m. Chiều dài tuyến L=900m.Cao trình nạo vét tới cao trình -15,00m, bể rộng đáy nạo vét B=500m, hệ sốmái nạo vét m=5.

Đây là kết quả của đề tài “Nghiên cứu nguyên nhân sạt lở, giải pháp công nghệ phòng chống và dự báo hành lang an toàn bờ sông trong điều kiện biến đổi khí hậu ở khu vực cồn Phú Đa, cồn Hưng Phong và rạch Vàm Rỗng” do Viện Kỹ thuật Biển thuộc Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam thực hiện, đã được Hội đồng khoa học và công nghệ đánh giá nghiệm thu ngày 05 tháng 01 năm 2022.

Nhằm góp phần đưa nhanh kết quả nghiên cứu vào cuộc sống, trang thông tin điện tử-Sở Khoa học và Công nghệ xin giới thiệu để bạn đọc quan tâm theo dõi.