Nghiên cứu đề xuất giải pháp tôn tạo, mở rộng bãi đảo nổi thuộc quần đảo Trường Sa

Chia sẻ: Thi Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

48
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo nhằm nghiên cứu các dạng công trình tôn tạo, mở rộng bãi đảo bao gồm đập mỏ hàn, đê chắn sóng, và đê quây tạo dạng vịnh kín gắn với bờ đảo. Ba giải pháp đều có khả năng giảm năng lượng sóng, dòng chảy và tác động vào quá trình vận chuyển vật liệu trầm tích quanh đảo. Theo đó, vật liệu sẽ tăng khả năng bồi tụ ở vùng lặng sóng phía sau công trình, dần dần nâng cao và mở rộng bãi.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu đề xuất giải pháp tôn tạo, mở rộng bãi đảo nổi thuộc quần đảo Trường Sa

BÀI BÁO T NG QUAN XU T GI I PHÁP TÔN T O, M R NG NGHIÊN C U BÃI O N I THU C QU N O TRƯ NG SA Lê H i Trung1 Tóm t t: H u h t các o n i thu c Qu n o Trư ng Sa có di n tích r t h n ch , thư ng nh hơn 0,5 km2, nhưng l i óng vai trò quan tr ng v qu c phòng và kinh t . Vi c tăng di n tích m t b ng o do v y có ý nghĩa thi t th c và c n ư c quan tâm nghiên c u. Trong giai o n hi n nay, gi i áp d ng các o n i v m t pháp lí và ch pháp nuôi bãi nhân t o chưa th c s phù h p trương c a Nhà nư c. Bài báo nh m nghiên c u các d ng công trình tôn t o, m r ng bãi o bao g m p m hàn, ê ch n sóng, và ê quây t o d ng v nh kín g n v i b o. Ba gi i pháp u có kh năng gi m năng lư ng sóng, dòng ch y và tác ng vào quá trình v n chuy n v t li u tr m tích vùng l ng sóng phía sau công trình, d n d n quanh o. Theo ó, v t li u s tăng kh năng b i t nâng cao và m r ng bãi. T khóa: b i t ; o n i; m r ng; v n chuy n, v t li u tr m tích. 1. M U1 Qu n o Trư ng Sa bao g m nhi u o san hô n i và o san hô chìm, có giá tr v tài nguyên và c nh quan. M c dù có ý nghĩa chi n lư c v an ninh qu c phòng, h u h t các o n i u có di n tích t 0,1 t i 0,5 km2 và kho ng cách gi a các o tương i l n. Di n tích nh h p d n t i nh ng h n ch v phát tri n kinh t xã h i và khó khăn trong b trí phòng th . N m khu v c phía ông c a Bi n ông, các o ch u tác ng tương i m nh m và ph c t p c a dòng ch y, sóng, gió. Bi n pháp b o v , ch ng xói l b o ã ư c nghiên c u, th nghi m và xây d ng m t cách kiên trì và c n th n trong vài th p k v a qua (Lai, 2012). Bên c nh ó, nhu c u tôn t o và m r ng o cũng ang thu hút nhi u s quan tâm nghiên c u. Do v y, bài báo nh m nghiên c u xu t m t s gi i pháp tôn t o, m r ng bãi o cho m t o n i (kí hi u N01) thu c Qu n o Trư ng Sa (Q TS). u tiên, c i m th y ng l c và qui lu t bi n i bãi o s ư c phân tích. ây chính là i u ki n làm vi c hay i u ki n biên tác ng t i các gi i pháp ch nh 1 Khoa Kĩ thu t Bi n – Trư ng 70 i h c Th y l i. tr xu t. D a vào ó, tính kh thi c a m t s gi i pháp công trình s ư c nghiên c u áp d ng cho o như p m hàn và ê ch n sóng. Ti p ó, bài báo s nghiên c u sơ b phương án b trí không gian cho các gi i pháp nh m t hi u qu trong vi c tích t v t li u tr m tích, nâng cao trình và m r ng d n bãi o. 2. C I MC A O N01 o l a ch n nghiên c u là m t o cát nh thu c c m Nam Y t c a Q TS. o không có ngu n nư c ng t t nhiên. B m t là cát san hô ph m t l p mùn m ng l n phân chim nên tương i màu m . Nh v y, cây c i a d ng và xanh t t như bàng vuông, phi lao, s i… và m t s lo i ăn qu ang ư c tr ng m i. Khí h u có mùa hè mát và mùa ông m; mùa khô t tháng II t i tháng V còn mùa mưa t tháng V t i tháng I năm sau. Tương t như nhi u o n i Bi n ông, o N01 bao g m ph n n i và ph n chìm – ch l ra khi nư c xu ng th p. Tr c o theo hư ng Tây B c - ông Nam. Ph n n i nhìn như hình qu u. o có chi u dài kho ng 450 m, r ng 130 m, xem Hình 1. cao c a o t t i 3,5 3,8 m lúc m c nư c tri u th p nh t, n u so v i m c nư c trung bình thì t t i 2,5 - 2,8 m. KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR NG - S 58 (9/2017) Ph n chìm là vành san hô ng m bao quanh ph n n i, kho ng cách t mép ph n n i ra t i mép ngoài c a ph n chìm l n nh t là u mút tây b c c a o, trên 600 m; và h p nh t kho ng 230 m. Ph n o chìm lúc tri u rút xu ng m c th p nh t ư c l ra cao t 0,2 t i 0,6 m và có th l i b ư c. a hình b và khu v c g n b c a o luôn thay i. S thay i c a a hình liên quan m t thi t n hình thái a hình ph n o n i và các y u t ngo i sinh như sóng, gió, thu tri u tác ng. Cách b o n i kho ng 100 m tr ra, a hình th m san hô ít thay i. ây là y u t c n ư c l i d ng b trí gi i pháp tôn t o và m r ng bãi o. Quanh o, các bãi b i t phía Tây B c (TB) và ông Nam ( N) th hi n rõ vai trò c a dòng ven b mà ch y u là dòng c a sóng hư ng ông B c ( B) và Tây Nam (TN). Các bãi b i t theo cơ ch l ng ng t i ch mang tính t m th i v hình thái và v trí. V t li u ư c sinh ra t i ch nên tr lư ng là có gi i h n. V t li u tr m tích di chuy n theo dòng ch y, g n như vòng theo ư ng b o hai m t B và TN. Chính vì v y vi c ch n dòng ch y, gi v t li u có th làm phá v s d ch chuy n cân b ng gi a các mùa trong năm. Hình 2. Di n bi n các bãi cát quanh theo th i gian. Hình 1. o n i N01 thu c Q TS; tr c theo hư ng Tây B c – ông Nam. o Ngu n v t li u t i ch Tr m tích hi n i t ng m t o ch y u là các tr m tích h t thô có c p h t > 0,5 mm chi m ph n l n di n tích o n i. Tr m tích hi n i t ng m t o ư c chia làm 5 lo i bao g m cu i, s n, s n cát, cát thô, cát trung ( T TS02, 1997). Ngu n v t li u ây ch y u là ngu n v t li u ư c cung c p t i ch . Các s n ph m này do tác ng c a các quá trình phong hoá v t lý, quá trình phá hu c a sóng trên th m b ng m; r i ư c dòng ch y d c b , dòng tri u ưa lên b i t và l ng ng. c bi t, hư ng di chuy n c a dòng b i tích ph thu c ch t ch vào ch dòng ch y trong mùa ông và mùa hè. KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR o Quan sát cho th y v trí xu t hi n và di n tích các bãi cát tương i gi ng nhau qua các năm (Hình 2). Theo ó, t ng lư ng v t li u tr m tích quanh o có th nói là n nh. Nên khi b gi l i, v t li u s không th di chuy n theo qui lu t mùa. Khi b gi l i m t B, v t li u s không t i b sung nên bãi o m t TN có th s b xói, h th p cao trình và ngư c l i. Gió Gió Trư ng Sa khá n nh v i hai hư ng th nh hành chính là B và TN. V n t c tương i l n, trung bình kho ng 5,4 t i 8,0 m/s (Lai, 2012). T n su t xu t hi n gió B là 20,6% v i v n t c l n nh t lên t i 55 m/s; t n su t gió TN là 17%. M c nư c o n i nghiên c u n m trong khu v c có ch nh t tri u không u. M t ngày có hai l n tri u lên xu ng vào kì tri u kém. Biên tri u l n nh t t 1,2 t i 2 m vào th i kì tri u cư ng; và ch t 0,2 t i 0,5 m vào kì tri u kém (Chi n & Trung, 2016). NG - S 58 (9/2017) 71 Như v y, a hình bãi quanh o có th b l ra khi nư c xu ng th p. Trên bãi quanh o, chi u sâu nư c l n nh t nh hơn 2 m. Do v y, chi u cao công trình ch nên nh hơn ho c b ng giá tr này. Sóng Sóng vùng bi n phía ông và ông Nam c a Bi n ông có hai mùa rõ r t. Mùa gió B t tháng 11 t i tháng 4 năm sau, sóng B chi m ưu th v i chi u cao trung bình 2,0 t i 2,8 m; c c i 8 m (Lai, 2012). Mùa gió TN, sóng TN có chi u cao trung bình 1,5 t i 1,7 m; c c i 6 m (không k sóng bão). Trong các tháng chuy n ti p như IV hay X, hư ng sóng ph thu c vào hư ng gió, không n nh. Hình 3 minh h a phân b sóng ngoài khơi Q TS tháng VII và XII, xét trung bình th i o n 2011 – 2015. (a) Tháng VI, sóng Tây Nam (b) Tháng XII, sóng B c và ông B c Hình 3. Phân b sóng ngoài khơi Q TS tháng VII và XII, th i o n 2011 – 2015. 72 Trong th i gian kh o sát th y h i văn và a hình, chúng tôi ã có nh ng quan sát v i u ki n sóng quanh o, ngoài vùng rìa san hô và lan truy n qua bãi chìm vào t i lõi o. Phía ngoài rìa san hô, a hình áy bi n h th p khá áng k t o ra vùng nư c sâu t mư i mét t i hơn m t trăm mét. ây là i u ki n thu n l i cho sóng t xa ti n t i và t p trung năng lư ng. Chi u cao sóng l n, c bi t hư ng ón gió th nh hành theo mùa. Quanh rìa o, sóng khá mãnh li t vùng th m xanh như minh h a Hình 1. Tuy nhiên, sau khi v sóng ti p t c lan truy n vào vùng nư c nông v i chi u sâu nh hơn 2 mét. Lúc này, năng lư ng sóng ã gi m i áng k , chi u cao sóng gi m i 70 – 80% so v i ban u. Hình 4. Phân b chi u cao sóng trên m t c t ngang b i di n, hư ng sóng t i B. Chương trình Wadibe (Tu n, 2015) ư c s d ng tính toán s suy gi m chi u cao sóng khi truy n t ngoài khơi qua vùng th m xanh vào b o. Hình 4 th hi n m t c t tính toán i di n cho phía B c a o. o n ti p giáp th m bãi, cách b 500 m t i 700 m, chi u cao sóng gi m m nh, t 2,35 m xu ng còn 0,6 m. Dòng ch y Quanh o, dòng ch y mang tính ch t xoáy ph m vi l n do bãi ng m chìm sâu, cách m t nư c t vài ch c t i 100 m. Vào u mùa hè, dòng ch y quanh o có hư ng B v i v n t c c c i t 0,67 t i 0,8 m/s (Lai, 2012). Giai o n chuy n ti p t hè sang ông, dòng ch y có hư ng ông v i v n t c trung bình 0,09 t i 0,18 m/s; th i kì chuy n ti p t ông sang hè thì có hư ng B c, v n t c trung bình 0,13 n 0,18 m/s. Trên bãi quanh ph n lõi o, dòng ch y có v n t c và hư ng ph thu c vào sóng và gió ch KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR NG - S 58 (9/2017) o. Nói chung, dòng ch y hai phía u o có hư ng c a sóng và gió th nh hành, B hay TN. t kh o sát tháng 12/2015 cho th y v n t c có th lên t i hàng trăm cm/s hai u o. m t B, giá tr nh hơn t 10 t i vài ch c cm/s (Chi n & Trung, 2016). Phân b theo chi u sâu, dòng ch y càng g n m t nư c càng có xu hư ng l n hơn. Dòng ch y hình thành do sóng, c th là ng su t phát x c a sóng. Dòng ch y có xu hư ng phân t ng, l p m t ch y m nh hơn hư ng vào b và dòng h i qui nh hơn các l p nư c bên dư i. Càng g n b , chi u cao sóng gi m i, và v n t c dòng ch y cũng ch m hơn. ây, v n t c l p gi a có bi n ng r t m nh và l p g n áy thì nh hơn và n nh c v hư ng và l n (Chi n & Trung, 2016). S phân b dòng ch y trên m t b ng và theo chi u sâu cũng c n ư c cân nh c trong vi c l a ch n gi i pháp tôn t o, m r ng o. 3. XU T GI I PHÁP S hình thành và d ch chuy n bùn cát là y u t chi ph i vi c xu t gi i pháp tôn t o, m r ng bãi o. Nh ng y u t tác chi n òi h i công trình càng g n b càng có l i cho phòng th . V n c nh quan d n t i m t yêu c u là nh công trình nên ngang b ng hay th p hơn m c nư c trung bình. Hi n t i, lu ng tàu và c u tàu ư c b trí m t phía TN c a o và ho t ng hi u qu . Do v y, khu v c d ki n tôn t o và m r ng s là bãi cát phía B o, Hình 1. Căn c vào nh ng y u t chi ph i, ba gi i pháp công trình có kh năng ch nh tr b , bãi o s ư c xu t sau ây. ê ch n sóng xa b – PA01 Các ê ch n sóng xa b ư c áp d ng r ng rãi b o v b bi n. V i khu v c có biên tri u nh , ê ch n sóng có th t o ra m t vùng khu t sau ê v i năng lư ng sóng gi m nh ng th i t o ra các d ng dòng ch y ven b có tác d ng hình thành m t vùng b i l ng bùn cát ngay sau công trình dư i d ng bãi nhô ra. ê có th ư c thi t k v i nh th p ho c ng p nh m gi m t i thu l c m t m c nh t nh duy trì b bi n tr ng thái cân b ng ng (Pilarczyk, 2003). ê nh nhô cho phép KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR năng lư ng sóng ư c truy n qua m t ph n dư i d ng tràn qua nh và xuyên qua c u trúc r ng c a thân ê. Các công trình ng m làm v và tiêu tan năng lư ng khi sóng truy n qua nh. p m hàn – PA02 p m hàn là d ng công trình g n v i ư ng b và kéo dài ngang bãi bi n, có th vuông góc v i b . H th ng p tác ng vào dòng ven b cũng như quá trình v n chuy n bùn cát nh m gi và duy trì v t li u phía u dòng ch y c a công trình. H th ng p m hàn thư ng ư c xây d ng gi bãi t m nh ng khu du l ch, và cũng có th là m t h ng m c trong các d án phát tri n v nh c ng. Tương t ê ch n sóng, p m hàn cũng có th ư c thi t k v i cao trình nh th p, ví như ngang m c nư c bi n trung bình. p m hàn s làm gi m m t ph n t i tr ng nh m duy trì b , bãi tr ng thái cân b ng tương i. Công trình v i k t c u r ng cho phép năng lư ng sóng truy n qua nhưng l i gi ư c v t li u như cát san hô t o bãi. ê ch n sóng t o v nh kín – PA03 Qu n o Maldives ngoài khơi Thái Bình Dương có ch gió mùa bi n i t Tây TB sang B. Hình thái c a các bãi o bi n i m nh m theo s chuy n i c a ch gió và sóng (Kench & Robert, 2006). Gi a các mùa, di n tích bãi có th thay i 30% t i hơn 100%. S bi n ng hàng năm tương i nh , 2% t i 15%, th hi n s n nh ng l c c a các o. ây là nh ng i m khá tương ng v i các o n i thu c Q TS như N01. Hình 5. NG - S 58 (9/2017) o Velidhoo trư c và sau khi c i t o. 73 Cho t i nay, m t s o thu c Maldives và Q TS u ã ư c ch nh tr , tôn t o. M t trong nh ng hình th c áng chú ý là d i san hô t nhiên ư c k t h p v i công trình nhân t o. Ví d , Hình 5 so sánh o Velidhoo trư c và sau khi c i t o. V phía B c a o, m t d i san hô t nhiên có ch c năng như ê phá sóng gián o n, song song v i ư ng b . Kho ng cách gi a b và d i san hô t o i u ki n cho dòng ch y d c b phát tri n y , mang bùn cát d ch chuy n qua l i (Kench, 2010). Ti p ó, m t k t c u d ng p m hàn ã ư c xây d ng, n i li n m t phía c a d i san hô v i b o, t o d ng v nh kín ph c v neo u tàu thuy n. ây là g i ý cho m t gi i pháp g n như là k t h p gi a ê ch n sóng và p m hàn. M t tuy n ê ch n sóng có phương song song v i ư ng b k t h p v i hai p m hàn vuông góc v i b . Theo ó, m t d ng v nh ư c t o ra có hình ch C quây l y m t o n b o tương t như h th ng ê bao ngăn ô ư c miêu t trong TCVN 9901 – 2014. Gi i pháp v nh kín s có tác d ng b y v t li u tr m tích, d n tôn t o và m r ng bãi o. xu t k t c u v t li u Trong nh ng th p k g n ây, m t d ng k t c u khá c áo ã xu t hi n và liên t c phát tri n trong kĩ thu t công trình b o v b bi n, b o. Kh i bê tông r ng gi m sóng – Reef Ball là m t gi i pháp sáng t o k t h p ê ng m gi m sóng và các r n san hô t nhiên. Các kh i Reef Ball thư ng ư c b trí tr c ti p trên áy bi n g n b , nh m gi m năng lư ng sóng, dòng ch y và t o nơi cư trú cho sinh v t bi n cũng như kích thích s phát tri n c a san hô. Khi s p x p thành c m, c u ki n Reef Ball làm vi c như nh ng ê phá sóng ng m, có ch c năng gi m sóng nh m h n ch xói l ư ng b và ng th i b o v , c i thi n h sinh thái bi n g n b . D i ng m x p b ng Reef Ball ã ư c ng d ng m t s nơi như nam bi n Caribbe, Curacao, Indonesia, Khoa Kỳ và em l i hi u qu tích c c t i môi sinh, thu hút thêm khách du l ch. 74 Hình 6. D i ng m x p b i các kh i Reef Ball. i v i i u ki n và v trí c a Q TS, kh i Reef Ball hoàn toàn có th ư c áp d ng s p x p các sơ như ê ch n sóng, p m hàn hay m t tuy n ê t o v nh kín. Kh i này ư c úc b ng bê tông và có th s n xu t hàng lo t trong t li n r i v n chuy n ra o. Hàng ch c d ng Reef Ball v i hình d ng và kích thư c tiêu chu n ã ư c nghiên c u, ng d ng khá ph bi n trên th gi i (reefball.org). C u ki n thư ng cao trên dư i 1 m và n ng trong kho ng 1 t i dư i 2 T. V i kích thư c và tr ng lư ng khiêm t n như v y, vi c l p t s ư c th c hi n th công t i o. 4. B TRÍ KHÔNG GIAN SƠ B PA01 M t khi công trình ư c xây d ng lân c n vùng sóng như d i ng m hay ê ch n sóng thì ư ng b bi n phía sau s ư c che ch n ph n nào. Tác ng c a sóng và dòng ch y sau công trình s ư c gi m b t, t o i u ki n cho bùn cát l ng ng nhi u hơn so v i nh ng o n b bi n không ư c che ch n. Bùn cát b i t làm cho cao trình bãi tăng lên, l i khi n cho sóng gi m hơn. i u này ti p t c làm cho s b i t ư c thu n l i, t o ra bãi b i m r ng d n t b t i công trình. Hình 7. Gi i pháp ê ch n sóng gián o n xa b , PA01. KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR NG - S 58 (9/2017)