Tổ chức chủ trì nhiệm vụ: Viện Kỹ Thuật Biển

Họ tên chủ nhiệm nhiệm vụ: TS. Lê Văn Tuấn

Cá nhân tham gia: TS. Lê Văn Tuấn; ThS. Hoàng Đức Cường; PSG.TS. Hoàng Văn Huân; PSG.TS.Nguyễn Thế Biên; TS. Phạm Văn Tùng; TS. Nguyễn Anh Tiến; ThS.Nguyễn Thị Kim Thảo; ThS.Hoàng Thị Kim Anh; ThS.Hồ Công Toàn; TS.Phan Mạnh Hùng; CN.Nguyễn Đàm Quốc Huy; KS.Lê Minh Phú; ThS.Bùi Văn Hùng; KS.Trần Thị Chúc Linh; KS.Nguyễn Thị Thạch Thảo; KS.Trần Thị Minh Thư

Mục tiêu nhiệm vụ:

Mục tiêu tổng quát: Đánh giá được thực trạng sạt lở, phân tích các đặc trưng thuỷ hải văn, xác định nguyên nhân và đề xuất giải pháp phòng chống xói lở bờ sông (nội vùng) và bờ biển giai đoạn 2021-2030, tầm nhìn đến 2050 góp phần phòng chống sạt lở, ổn định cơ sở hạ tầng phục vụ phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Trà Vinh

 Các mục tiêu cụ thể: Thiết lập được bản đồ tổng thể hiện trạng sạt lở bờ sông (nội vùng), bờ biển trên địa bàn tỉnh Trà Vinh; Xác định được các đặc trưng mực nước, dòng chảy, sóng và dự báo xu thế xói bồi lòng dẫn phục vụ thiết kế tại khu vực trọng điểm sạt lở sông (nội vùng) và bờ biển; Xác định được nguyên nhân sạt lở tại các khu vực trọng điểm bờ sông (nội vùng) và bờ biển; Đề xuất được các giải pháp phòng chống sạt lở bờ sông, bờ biển tại các khu vực trọng điểm sông (nội vùng) và bờ biển.

Kết quả thực hiện:

1. Đã xây dựng được bộ tài liệu, số liệu đáng tin cậy thông qua tài liệu thu thập, khảo sát đo đạc bổ sung mới địa hình, thủy văn, các kết quả nghiên cứu có liên quan có giá trị kế thừa về dữ liệu và cơ sở khoa học. Trên cơ sở bộ tài liệu thu thập và đo đạc hiện trường, đề tài đã tiến hành đánh giá tổng quan về các vấn đề liên cứu liên quan ở trong nước và trên thế giới, phân tích hiệu quả và ưu nhược điểm của các giải pháp đang ứng dụng chống sạt lở cho khu vực tỉnh Trà Vinh và các tỉnh duyên hải thuộc ĐBSCL.

2. Đề tài đã đánh giá được thực trạng, xác định phạm vi, mức độ xói lở, nghiên cứu quá trình diễn biến và xu thế xói lở tại các khu vực nghiên cứu. Trên cơ sở số liệu điều tra thực địa, số liệu kế thừa và sử dụng phương pháp phân tích ngoại suy dự báo Kalman, đề tài tiến hành xây dựng bản đồ hiện trạng sạt lở, dự báo xu thế diễn biến sạt lở đến năm 2030 cho khu vực ven biển và các khu vực nghiên cứu sông nội vùng. Kết quả nghiên cứu cho thấy ba khu vực nghiên cứu đều đang có hiện tượng xói lở mạnh, hiện tượng hạ thấp bãi biển đang diễn ra hàng năm. Trong đó mức độ sạt lở từ rất nghiêm BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ Đề tài: Rà soát, đánh giá hiện trạng, xác định nguyên nhân và đề xuất giải pháp phòng chống sạt lở bờ sông (nội vùng), bờ biển tỉnh Trà Vinh giai đoạn 2021 - 2030, tầm nhìn đến 2050. Viện Kỹ thuật Biển 282 trọng đến nghiêm trọng theo các khu vực sạt lở là khu vực xã Trường Long Hoà, xã Đông Hải (đoạn giáp tuyến luồng tàu vào sông Hậu) và khu vực xã Hiệp Thạnh (đoạn còn lại chưa có công trình).

3. Trên cơ sở kế thừa kết quả tính toán chế độ thủy động lực cho khu vực nội đồng bằng bộ phần mềm 1D Mike11, đề tài đã đánh giá chế độ mực nước, dòng chảy tại các khu vực nghiên cứu thuộc sông nội vùng. Ngoài ra, dựa trên bộ số liệu tại các trạm thủy văn – hải văn quốc gia Bến Trại, Đại Ngãi và Trần Đề, với chuỗi số liệu từ (2000-:-2020), tiến hành phân tích dữ liệu để đánh giá các đặc trưng mực nước, dòng chảy, sóng khu vực nghiên cứu. Kết quả tính toán phân tích cho thấy xu thế diễn biến mực nước đang gia tăng theo từng năm và xu thế còn tiếp diễn. Chế độ mực nước và dòng chảy sông nội vùng chịu sự chi phối mạnh của hệ thống công trình thuỷ lợi - thuỷ sản.

4. Đề tài đã tính toán mô phỏng chế độ sóng, dòng chảy và chuyển vận bùn cát vùng ven biển khi có xét đến các công trình kè mới xây dựng và các trụ điện gió hiện hữu. Kết quả tính toán cho thấy: (1) Chế độ thủy động lực ven bờ biển Trà Vinh bị chi phối mạnh bởi dòng chảy sông và biển. Tại một số thời điểm khi triều dâng và triều rút, dòng chảy các cửa sông lớn thường có vận tốc lớn, khác biệt nhiều so với dòng chảy ven bờ trong phạm vi hai cửa sông; (2) Trong mùa gió Đông Bắc, chiều cao sóng lớn hơn nhiều so với sóng trong mùa gió Tây Nam. Khu vực Hiệp Thạnh chế độ sóng mùa Đông Bắc ảnh hưởng mạnh nhất, khu vực Đông Hải sóng ảnh hưởng mạnh cả hai mùa Đông Bắc và Tây Nam; (3) Các Công trình điện gió có ảnh hưởng nhất định đến chế độ thuỷ động lực ven biển, làm thay đổi theo diện rộng chế độ dòng chảy ven bờ (hướng và độ lớn), xu thế độ cao sóng xét theo tổng thể phía sau hệ thống điện gió giảm hơn so với khi chưa xây dựng, tăng tính cục bộ. Cụ thể, vận tốc dòng chảy có xu hướng tăng trung bình khoảng 7,5% khi đi qua hệ thống trụ điện gió, hướng dòng chảy biến đổi nhẹ, chiều cao sóng có nghĩa tiếp cận bờ bãi biển có xu thế giảm xấp xỉ 20% trong cả hai mùa, trong đó mùa Đông Bắc giảm nhiều hơn so với mùa Tây Nam, 23% so với 16%; (4) Chế độ bồi xói vùng ven bờ biển Trà Vinh xu thế xói lở và bồi tụ xen kẽ. Khu vực có công trình hiện hữu xói chân mức độ 0,1-0,3 m/năm. Vận tốc dòng chảy giữa các trụ điện gió gia tăng. Càng gần cửa sông xói lở đang diễn ra BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ Đề tài: Rà soát, đánh giá hiện trạng, xác định nguyên nhân và đề xuất giải pháp phòng chống sạt lở bờ sông (nội vùng), bờ biển tỉnh Trà Vinh giai đoạn 2021 - 2030, tầm nhìn đến 2050. Viện Kỹ thuật Biển 283 càng mạnh. Hệ thống điện gió góp phần hình thành các bãi bồi, cồn non và nhiều hố xói cục bộ.

Kết quả dự báo đến năm 2030 có xét đến BĐKH theo kịch bản phát thải trung bình cao và suy giảm bùn cát ở thượng nguồn cho thấy nhưng thay đổi nhất định đổi với chế độ thủy động lực và vận chuyển bùn cát ở hiện tại. Đỉnh triều tăng từ 4,5-5,5 cm. Chân triều tăng giảm tùy vị trí, thay đổi trong khoảng 5 cm. Mực nước trung bình tăng khoảng 3,6-5,6 cm. Vận tốc dòng chảy trung bình theo độ sâu khi triều lên sẽ tăng 2-4 cm/s, triều rút sẽ giảm 1-3 cm/s. Mực nước biển dâng góp phần làm tăng ảnh hưởng của sóng đến khu vực ven bờ. Phạm vi vùng ven bờ bị ảnh hưởng sẽ gia tăng. Vị trí bể vỡ của sóng sẽ dao động phạm vi rộng hơn. Độ cao sóng ven bờ tăng 5-7 cm ở cả hai mùa. Bức tranh bồi xói trong khu vực đến năm 2030 gần tương tự so với hiện nay, chỉ thay đổi cao trình bãi biển vùng gần bờ và mép bờ biển.

5. Đề tài đã xác định được các nguyên nhân và yếu tố chính gây nên quá trình xói lở tại các khu vực nghiên cứu. Khu vực sông nội vùng các yếu tố chính bao gồm: (1) Yếu tố hình thái sông (sông cong gấp; hố xói - lạch sâu áp sát chân bờ; bờ lõm dốc; bề rộng sông hẹp) chiếm phần lớn các nguyên nhân (6 khu vực, ngoại trừ khu vực Động Cao và Tổng Long); yếu tố thủy văn (dòng chảy có vận tốc lớn) chi phối với hầu hết 8 khu vực; yếu tố địa chất bờ và lòng sông thể hiện rõ ở các khu vực sông Càng Long, sông Hiệp Mỹ và sông Kênh Ba; các yếu tố chất tải bờ sông, sóng tàu thuyền xuất hiện ở nhiều khu vực với các mức độ khác nhau, chất tải bờ sông xảy ra mức độ nghiêm trọng ở khu vực Hiệp Mỹ, Cầu Ngang, Càng Long, Tiểu Cần và Cần Chông, trong khi sóng tàu thuyền ảnh hưởng mạnh ở các khu vực sông Cầu Quan, Cầu Ngang, Càng Long và Động Cao. Nguyên nhân do suy giảm bùn cát thượng nguồn có tính chất bao quát, gián tiếp, lâu dài vì gây nên sự thiếu hụt phù sa bổ sung cho các khu vực sông nội vùng. Khu vực nghiên cứu ven biển các yếu tố chính gồm: Yếu tố sóng biển mạnh (độ cao, hướng và thời gian duy trì) là yếu tố trực tiếp ảnh hưởng đến ổn định bờ và bãi biển, được ghi nhận tại cả ba khu vực nghiên cứu; yếu tố dòng chảy ven bờ có ảnh hưởng trực tiếp nhưng mức độ khác nhau ở ba khu vực, trong đó khu vực Hiệp Thạnh là khu vực ảnh hưởng lớn nhất; yếu tố hình thái ảnh hưởng mạnh cả ba khu vực nghiên cứu ven biển, trong đó khu vực Hiệp BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ Đề tài: Rà soát, đánh giá hiện trạng, xác định nguyên nhân và đề xuất giải pháp phòng chống sạt lở bờ sông (nội vùng), bờ biển tỉnh Trà Vinh giai đoạn 2021 - 2030, tầm nhìn đến 2050. Viện Kỹ thuật Biển 284 Thạnh ảnh hưởng mạnh do gần cửa sông Cổ Chiên, khu vực Trường Long Hoà ảnh hưởng của hình thái bãi bồi - cồn chìm phía Đông Bắc, khu vực Đông Hải ảnh hưởng của cả yếu tố cửa sông Hậu và tuyến luồng tải trọng lớn vào sông Hậu. Yếu tố suy giảm bùn cát ở thượng nguồn, gây mất cân bằng bùn cát trong năm thuỷ văn là nguyên nhân gián tiếp nhưng có tính tổng thể và lâu dài dẫn đến sự hạ thấp cao trình bãi biển, khi kết hợp với các nguyên nhân trực tiếp như yếu tố sóng, dòng chảy làm cho mức độ xói lở các khu vực này ngày một gia tăng.

6. Đề tài đã tiến hành đề xuất phạm vi bảo vệ phòng chống sạt lở, đề xuất phương án tuyến kè đảm bảo tiết kiệm và ổn định, phù hợp với từng khu vực, thiết kế và đề xuất phạm vi sử dụng các hình thức kết cấu công trình cụ thể cho từng khu vực nghiên cứu: Giải pháp chỉnh trị tổng thể phòng chống sạt lở sẽ kết hợp giải pháp phi công trình và công trình, trong đó, giải pháp phi công trình gồm xác định hành lang sạt lở cho sông nội vùng trong phạm vi từ 15-20m, trong phạm vi này hạn chế xây dựng các công trình kiên cố, chất tải đỉnh bờ, bố trí khuôn viên. Cần tiến hành rà soát hành lang bờ sông, cắm mốc cảnh báo sạt lở; hàng nằm cần tiến hành đo đạc lòng sông, theo dõi diễn biến lòng sông, tính toán cảnh báo sớm sạt lở cho sông nội vùng. Khu vực ven biển cần cắm mốc hành lang ven biển, tiến hành tôn tạo các cồn cát trở thành tuyến đê tự nhiên phục vụ phòng chống thiên tai và phát triển du lịch nghỉ dưỡng ven biển. Giải pháp công trình kiên cố và giải pháp kè mềm, sử dụng vật liệu địa phương được đề xuất cho từng khu vực nghiên cứu của sông nội vùng. Đề tài đã kiến nghị 6 giải pháp công trình kiên cố và 3 giải pháp công trình mềm, sử dụng trong giai đoạn ngắn hạn. Các giải pháp đề xuất được tính toán đảm bảo điều kiện ổn định công trình, bố trí hạng mục kết cấu hợp lý, giá thành phù hợp, đảm bảo mỹ quan và thỏa mãn các mục tiêu khai thác tổng hợp. Trên cơ sở các giải pháp kết cấu đề xuất, đề tài đã so sánh các tiêu chí và thiết kế sơ bộ kết cấu, các thông số thiết kế, tính toán suất đầu tư, phân kỳ phân đoạn đầu tư tương ứng với mức độ sạt lở. Giải pháp công trình kiên cố cho khu vực ven biển cũng được đề xuất đảm bảo các tiêu chí khai thác tổng hợp. Mỗi khu vực ven biển được đề xuất 2 phương án kết cấu và tuyến kè phù hợp nhất. Trên cơ sở tính toán hiệu quả BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ Đề tài: Rà soát, đánh giá hiện trạng, xác định nguyên nhân và đề xuất giải pháp phòng chống sạt lở bờ sông (nội vùng), bờ biển tỉnh Trà Vinh giai đoạn 2021 - 2030, tầm nhìn đến 2050. Viện Kỹ thuật Biển 285 giảm sóng, gây bồi, bảo vệ hạ tầng dân cư..., đề tài đã lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất cho từng khu vực cụ thể. Giải pháp kết cấu lựa chọn cho khu vực Hiệp Thạnh ưu tiên chọn giải pháp mềm thân thiện môi trường, giải pháp kè cấu kiện BTCT đúc sẵn, đục lỗ rỗng là giải pháp giảm sóng từ xa, phía trong là các túi Geotube, phía trong là hàng rào cừ tre có tác dụng giữ bùn dinh dưỡng góp phần khôi phục hệ sinh thái động, thực vật tự nhiên. Khu vực Trường Long Hòa, giải pháp lựa chọn là giải pháp giảm sóng từ xa kết hợp kè mái nghiêng kiểu du lịch đặt sát mép bờ biển hiện hữu. Khu vực Đông Hải cơ bản giải pháp chọn giống với khu vực Trường Long Hoà, tuy nhiên, các đoạn công trình giảm sóng hiện hữu được tận dụng như tuyến giảm sóng từ xa. Mỗi giải pháp lựa chọn đều được tính toán và đề xuất khá chi tiết về cao trình, mực nước thiết kế, kết cấu, vật liệu và suất đầu tư để làm cơ sở triển khai thực tế được thuận lợi.

7. Đề tài bước đầu đã xây dựng ứng dụng thiết lập bản đồ số trên nền tảng WebGIS, mục đích lưu trữ dữ liệu, tăng tính khai thác trực tuyến cho người dung và trình diễn bản đồ trên không gian mạng.

8. Đề tài đã xuất bản 03 bài báo đã đăng trên Tạp chí uy tín, trong danh sách Tạp chí của Hội đồng Giáo sư nhà nước. Cụ thể: (1)Lê Văn Tuấn, Nguyễn Thị Kim Thảo (2023), Nghiên cứu chế độ thủy động lực ven biển Trà vinh sau khi xây dựng hệ thống điện gió và các công trình ven biển, Tạp chí Khoa học và công nghệ Thủy lợi số 78, ISSN:1859-4255. (2)Hoàng Đức Cường, Lê Văn Tuấn, Hoàng Thị Kim Anh, Lê Minh Phú, Trần Thị Chúc Linh (2023), Nghiên cứu định hướng giải pháp bảo vệ bờ sông Cầu Ngang đoạn qua thị trấn Cầu Ngang, tỉnh Trà Vinh, Tạp chí Khoa học và công nghệ Thủy lợi số 78, ISSN:1859- 4255. (3)Hồ Công Toàn, Lê Văn Tuấn, Nguyễn Đàm Quốc Huy (2022), Đánh giá sự thay đổi đặc trưng mực nước giai đoạn 2000-2020 và dự báo nguy cơ ngập do nước biển dâng tại tỉnh Trà Vinh, Tuyển tập Hội nghị khoa học Cơ học Thủy khí toàn quốc năm 2022, Hà Nội. BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ Đề tài: Rà soát, đánh giá hiện trạng, xác định nguyên nhân và đề xuất giải pháp phòng chống sạt lở bờ sông (nội vùng), bờ biển tỉnh Trà Vinh giai đoạn 2021 - 2030, tầm nhìn đến 2050. Viện Kỹ thuật Biển 286.

9. Kết quả về đào tạo: Cung cấp số liệu đào tạo sau đại học và trực tiếp đào tạo thành công 01 Thạc sĩ. Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu giải pháp công trình giảm sóng, gây bồi, thân thiện với môi trường Geo-Fen-Phên”. Học viên Hoàng Thị Kim Anh đã nhận bằng tốt nghiệp (có Văn bản xác nhận kèm theo).

Thời gian bắt đầu bắt đầu và thời gian kết thúc: 24 tháng từ tháng 12/2021 đến tháng 12/2023.

Kinh phí thực hiện: 1.323.324.400 đồng