Mục lục
Giới thiệu
Việc bảo vệ bờ biển luôn là một thách thức lớn đối với nhiều quốc gia, đặc biệt là các vùng ven biển dễ bị xói mòn. Trong thời đại hiện nay, công nghệ lọc địa kỹ thuật đã trở thành một giải pháp tiên tiến và hiệu quả để giải quyết vấn đề này. Bài viết này sẽ khám phá chi tiết về cách công nghệ lọc địa kỹ thuật được ứng dụng trong việc bảo vệ bờ biển, đặc biệt là trường hợp của bãi biển “Amélie” trên bờ biển Aquitaine của Pháp.
Tổng quan về bờ biển Aquitaine
Bờ biển Aquitaine trải dài khoảng 240 km dọc theo Đại Tây Dương, từ cửa sông Gironde ở phía bắc đến cửa sông Adour ở phía nam. Với hướng từ nam lên bắc và không có các hòn đảo ngoài khơi, bờ biển này trực tiếp chịu tác động của sóng biển mạnh mẽ, dẫn đến việc xói mòn và tái tạo liên tục của bờ cát. Vùng này cũng được bao phủ bởi các đụn cát, và nền đất dưới nước ảnh hưởng đến sóng biển từ xa.
Từ giữa thế kỷ 18, bờ biển phía bắc Médoc đã chịu đựng xói mòn dữ dội từ gió và biển. Sự lùi dần của đường bờ biển đã trở thành một vấn đề nghiêm trọng vào giữa thế kỷ 19. Mực nước biển dâng lên khoảng 3 mm mỗi năm cũng góp phần vào việc thay đổi đường bờ biển, nhưng nguyên nhân chính của xói mòn là do sự giảm thể tích cát trên thềm lục địa. Cát từ bãi biển không đủ để bù đắp cho cát từ đụn cát bị cuốn trôi ra biển.
Vấn đề cụ thể của bãi biển “Amélie”
Tại bờ biển Médoc, sự lùi dần của đường bờ đã trở thành một vấn đề nghiêm trọng vào giữa thế kỷ 19. Bãi biển “Amélie” chỉ mới được xây dựng vào năm 1994, với một đê chắn sóng bằng đá dài 270 m để bảo vệ bờ biển sau những cơn bão năm 1994-1995. Tuy nhiên, đê chắn sóng này đã bị hư hại trong mùa đông tiếp theo.
Vào năm 1996, đê chắn sóng đã được ổn định và hai đập chắn nước vuông góc đã được xây dựng để ngăn chặn nước biển tràn qua hàng rào bảo vệ. Tuy nhiên, các công trình bảo vệ này đã đẩy vấn đề xói mòn vào sâu bên trong, nơi các đụn cát chịu tác động trực tiếp của sóng biển.
Lựa chọn cấu trúc thân thiện với môi trường biển
Từ mong muốn chung là giảm thiểu và kiểm soát vấn đề xói mòn biển, nhưng cũng nhận thức rằng các công trình cứng nhắc và lớn không phải là giải pháp tối ưu, các đại diện địa phương đã tự nhiên hướng tới các cấu trúc thân thiện với môi trường biển. Cấu trúc này không chỉ giúp giảm xói mòn mà còn có thể đảo ngược nếu không hiệu quả.
Vào năm 1998, một cấu trúc thí nghiệm bảo vệ đã được lắp đặt ở đầu bãi biển, bao gồm bốn hàng cọc gỗ được đóng vào cát, vuông góc hoặc song song với đường bờ biển. Do sóng mạnh của cơn bão tháng 12 năm 2002, đê chắn sóng bằng đá “L’Amelie” đã cho thấy dấu hiệu lún và các công việc ổn định đã được quyết định thực hiện khẩn cấp.
Đê chắn sóng bằng ống lọc địa kỹ thuật
Ống lọc
Các ống lọc địa kỹ thuật được tạo thành từ một cuộn vải lọc địa kỹ thuật dài 40 m và rộng 6 m, được gấp lại và may dọc theo toàn bộ chiều dài để tạo thành một hình trụ có đường kính 1,8 m. Một đầu ống được sử dụng để bơm cát và nước vào, trong khi đầu kia là đầu ra của nước.
Tính chất chính của vỏ lọc
Vỏ lọc của ống phải cung cấp cả tính chất thủy lực và cơ học, cần thiết trong giai đoạn xây dựng các ống. Về mặt thủy lực, vỏ lọc hoạt động như một bộ lọc công nghiệp, tách các hạt rắn khỏi chất lỏng. Kích thước mở lọc (FOS) kiểm soát kích thước của các hạt đất được giữ lại trong ống. Độ thấm của vải địa kỹ thuật cũng là một yếu tố quan trọng, giúp áp suất nước bên trong được giải phóng ngay lập tức qua thành ống, cho phép dòng chảy nước cao và tốc độ bơm cát nhanh.
Ứng Dụng Xơ Dừa Trong Ổn Định Đất: Trường Hợp Thực Tiễn
Tính chất cơ học
Vỏ địa kỹ thuật cũng phải chịu được các áp lực cơ học trong quá trình lắp đặt. Sự mài mòn của mặt trong của vỏ do các hạt đất chảy bên trong ống thường được bù đắp bằng độ dày của vải địa kỹ thuật. Khi ống được bơm đầy hỗn hợp đất và nước, áp suất thủy lực bên trong áp dụng một lực căng lên vải lọc, yêu cầu vải phải có độ bền kéo đủ lớn.
Tối ưu hóa tính chất của vỏ lọc
Sự lựa chọn vỏ lọc là một quá trình cần sự cân nhắc giữa nhiều đặc điểm:
- Kích thước mở lọc tối ưu: nhỏ hơn kích thước hạt đất chính để giữ đất bên trong ống, nhưng lớn hơn các hạt mịn để ngăn chặn tắc nghẽn.
- Số lượng khe hở tối ưu: lớn hơn 25 để đảm bảo đồng nhất của bộ lọc, nhưng nhỏ hơn 40 để giảm nguy cơ tắc nghẽn bên trong.
- Độ dày tối ưu để cung cấp đủ khả năng chống mài mòn và độ bền kéo, cùng với độ thấm nước tốt.
Vỏ lọc hai lớp
Vỏ lọc hai lớp phát triển cho việc lọc đất cũng có tính chất tối ưu để sử dụng làm vỏ ống. Vải địa kỹ thuật không dệt kim châm kết hợp cả lớp lọc với tính chất thủy lực tối ưu và lớp ngoài cho mục đích cơ học. Lớp ngoài làm từ các sợi thô hơn có kích thước lỗ lớn hơn, tăng độ thấm nước tổng thể của bộ lọc và giảm nguy cơ tắc nghẽn bên trong.
Tác dụng của lớp vải địa kỹ thuật
Đê chắn sóng bằng ống
Các ống được lắp đặt ở vị trí cuối cùng và được bơm đầy cát. Khi ống đầy cát, nó có hình dạng gần như tròn với hai phần phẳng nhỏ ở phía dưới và phía trên. Chiều cao của ống khoảng 1,4 m và chiều rộng 2,1 m. Đường may được đặt dưới ống tiếp xúc với đất.
Kết luận
Cấu trúc thân thiện với môi trường biển như đê chắn sóng bằng ống lọc địa kỹ thuật là một lựa chọn thay thế hấp dẫn cho các giải pháp truyền thống như đê chắn sóng bằng đá. Chúng có tốc độ lắp đặt nhanh, có thể đảo ngược nếu cần thiết và chi phí rẻ hơn từ 20% đến 30% so với các giải pháp truyền thống.
Đê chắn sóng bằng ống lọc địa kỹ thuật được xây dựng vào tháng 12 năm 2002 để kiểm soát xói mòn đụn cát dọc theo bãi biển “Amélie” đã cho thấy sự ổn định tốt, chịu được các cơn bão mạnh trong mùa đông. Giải pháp kỹ thuật này hứa hẹn sẽ được áp dụng cho các công trình thủy lực khác trong tương lai.
Thông số vải địa kỹ thuật không dệt – Báo giá từ nhà sản xuất
Tham khảo
- Delmas Ph., Artières O., Schörgenhuber H. Lugmayer R. 2000. Development of a new geotextile filtration system. In W. Wolski J. Mlynarek (eds), Proc. of the Third Int. Conf. Geofilters 2000, Warsaw, 5-7 June 2000: 51-58. Rotterdam: Balkema Publishers.
- Giroud J.P., Delmas P. Artières O. 1998. Theoretical basis for the Development of a Two-Layer Geotextile Filter. In R.K. Rowe (ed), Proceedings of the Sixth International Conference on Geosynthetics, Atlanta, 25-29 March 1998: 1037