Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8

CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM VỀ SỰ SUY GIẢM
CHIỀU CAO SÓNG QUA HÀNG RÀO TRE Ở BÃI TRƯỚC
RỪNG NGẬP MẶN VÙNG BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
Thiều Quang Tuấn
Trường Đại học Thủy lợi, email:

1. GIỚI THIỆU

Hàng rào được làm từ các bó cành và thân
cây sẵn có ở địa phương như tre, tràm… (sau
đây gọi chung là hàng rào tre) đã và đang
được sử dụng phổ biến như là một giải pháp
giảm sóng, gây bồi nhằm hỗ trợ trồng tái sinh
rừng ngập mặn ở những nơi thích hợp trên
các bãi biển bùn ở ĐBSCL. Bài này giới
thiệu công thức thực nghiệm về hiệu quả
giảm sóng của hàng rào tre, được xây dựng
từ các bộ số liệu đo đạc hiện trường do Tổ
chức hợp tác phát triển Đức (GIZ) và Viện
Sinh thái và Bảo vệ Cơng trình (WIP) thực
hiện trong các năm qua ở các tỉnh Bạc Liêu
và Sóc Trăng. Bên cạnh các tham số hình học
như chiều cao và bề rộng rào, cơng thức này
cịn kể đến ảnh hưởng của độ rỗng của kết
cấu rào đến sự suy giảm chiều cao sóng.

tới trước rào tại vị trí STA2 với chiều cao đủ
lớn (> 0.3m) và góc sóng tới nhỏ (gần vng
góc với rào). Mơ hình rào tre có chiều cao

1,45m (chiều cao hữu ích tính tới đỉnh lớp
nhét H = 1,30m) với ba bề rộng khác nhau B
= 0,8; 1,2 và 1,6m. Độ rỗng khối trung bình
của rào được xác định theo phương pháp đo
mẫu là n = 70%. Sóng được đo đạc trước và
sau rào (cách tim tuyến rào 10m) với máy đo
sóng nước nơng TWR-2050, tần số 4Hz.

2. BỘ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM HIỆN
TRƯỜNG

Thí nghiệm hiện trường được thực hiện
bởi WIP tại Nhà Mát (Bạc Liêu) trong năm
2016 với ba loại hàng rào tre có bề rộng khác
nhau (xem sơ đồ bố trí thí nghiệm Hình 1 và
chi tiết ở WIP, 2017).
STA‐1 
STA‐5 

STA‐2 

Hình 1. Mơ hình thí nghiệm hiện trường
tại Nhà Mát (WIP, 2017)
Liệt số liệu lựa chọn cho nghiên cứu ở đây
là sóng đo đạc trong đợt gió mùa Đơng Bắc


Hình 2. Số liệu thí nghiệm hiện trường GIZ
tại Sóc Trăng
Trước đó, trong khn khổ Dự án QLTH

vùng bờ, GIZ đã xây dựng hệ thống rào tre và
mỏ hàn chữ T nhằm giảm sóng gây bồi cho
một số khu vực bờ biển bị xói tại Sóc Trăng.
Đo đạc hiện trường nhằm đánh giá khả năng
giảm sóng của hàng rào tre được tiến hành
liên tục trong khoảng 3 tháng từ 29/5/12 đến
tháng 7/9/2012 (Albers và nnk, 2013). Hàng
rào của GIZ có kết cấu tương tự như của WIP,
nhưng có bề rộng chỉ 0,5m. Lớp nhét thân rào
là các bó cành cây bụi hoặc cành tre nhỏ, do
vậy rào của GIZ nhìn chung là có độ rỗng nhỏ

759


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8

hơn đáng kể so với của WIP (khơng có số liệu
đo thực tế). Vì ở biển Sóc Trăng nên hàng rào
GIZ chịu tác động của sóng và mực nước cao
hơn. Hình 2 biểu diễn kết quả đo đạc hệ số
truyền sóng qua rào Kt (tỷ số giữa chiều cao
sóng phía sau so với phía trước rào) trong liên
hệ với chiều cao lưu không tương đối Rc/Hs
(Rc là chiều cao lưu khơng, Hs là chiều cao
sóng tới). Có thể thấy rằng ngoại trừ hai đợt
đầu (29/5-3/6 và 2/7-7/8) Kt có quan hệ
nghịch biến rõ ràng với Rc/Hs, ở các đợt sau
hệ số Kt chỉ dao động xung quanh một giá trị
trung bình khơng đổi (Kt  0,80 cho đợt 9/816/8 và Kt  0,65 cho các đợt còn lại từ 17/87/9), mặc dầu tham số Rc/Hs dao động trong

một khoảng rộng từ 2.0 đến 2.0. Sự bất
thường này có thể được lý giải với nhiều
nguyên do khác nhau liên quan tới tình trạng
kết cấu bất định của rào sau một thời gian dài
ở mơi trường biển (như lớp nhét bó cành cây
bị mất hoặc thối hóa, độ rỗng rào thay đổi do
sự phát triển của các sinh vật biển, biến đổi
hình thái của bãi,…) và thậm chí cịn có thể là
do sự cố kỹ thuật của các thiết bị đo. Do đó bộ
số liệu từ thí nghiệm của GIZ được lựa chọn
cho nghiên cứu ở đây chỉ bao gồm số liệu của
hai đợt đo đầu.

Hình 3. Kết hợp bộ số liệu WIP và GIZ
Hai bộ số liệu của WIP và GIZ được kết
hợp lại với nhau như thể hiện trên Hình 3
(416 điểm số liệu) cho thấy có sự thống nhất
rất cao giữa chúng về xu thế nghịch biến của

Kt so với Rc/Hs, phù hợp quy luật chung của
sóng truyền qua cơng trình biển.
Tuy nhiên vẫn tồn tại một khoảng cách
phân tán giữa hai bộ số liệu. Các số liệu của
WIP đều nằm cao hơn (tức là Kt lớn hơn) so
với của GIZ, mặc dầu hàng rào của WIP có
bề rộng lớn hơn của GIZ vài lần. Sự mâu
thuẫn này chỉ có thể được giải thích là do
giữa hai loại hàng rào này có sự khác nhau về
độ rỗng. Bên cạnh các yếu tố hình học thì sự
suy giảm chiều cao sóng qua rào cịn chịu

ảnh hưởng chi phối quan trọng của độ rỗng
của rào (xem Tuấn và Luân, 2018). Như vậy,
như đã trình bày ở trên, dù có bề rộng nhỏ
hơn nhưng kết cấu hàng rào của GIZ có độ
rỗng khá nhỏ do vậy đem lại khả năng giảm
sóng cao hơn đáng kể so với của WIP.
3. CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM

Tuy có vai trị quan trọng nhưng độ rỗng
của hàng rào GIZ lại không được đo đạc xác
định. Ở đây nghiên cứu đã sử dụng mơ hình
máng sóng số (COBRAS-UC) được kiểm
định và hiệu chỉnh với các số liệu của WIP để
đánh giá ảnh hưởng và ước lượng giá trị sơ bộ
của độ rỗng rào của GIZ (xem Tuan and Luan,
2019). Kết quả cho thấy độ rỗng của hàng rào
GIZ thực tế nhỏ hơn nhiều so với của GIZ (độ
rỗng khối n chỉ vào khoảng 0,40 đến 0,50). Ở
đây giá trị độ rỗng của hàng rào GIZ cuối
cùng sẽ được lựa chọn dựa trên sự phù hợp
chung của hai bộ số liệu trong phân tích hồi
quy xây dựng cơng thức thực nghiệm.
Sự suy giảm chiều cao sóng qua rào phù
hợp với quy luật chung của sóng truyền qua
các cơng trình biển. Như vậy có thể sử dụng
dạng cơng thức kinh nghiệm của Angremond
và nnk. (1996) cho đê đá đổ để miêu tả hệ số
truyền sóng qua rào, tuy nhiên ở đây độ rỗng
rào được kể đến một cách trực tiếp như sau:
c

 c 
R
B1

K t  a1 c  a2  Pf   1  exp  2   (1)
 s0 p  
Hs
d 




trong đó, a1 và a2 là các hằng số hồi quy, B là
bề rộng rào, d là độ sâu nước tại vị trí rào, s0p
(=2Hs/g/Tp2) là độ dốc sóng tượng trưng

760


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8

theo chu kỳ đỉnh phổ Tp, Pf là tham số độ
thấm của rào được xác định từ độ rỗng khối n
của rào (xem Tuan and Luan, 2019).
Pf 

1 n 

2


(2)

n3

Hình 4. Phân tích hồi quy với các độ rỗng
rào GIZ khác nhau: (a) n = 0.40
(b) n = 0.50 (c) n = 0.60 (d) n = 0.70

Cuối cùng PT (1) được viết lại như sau với
các hằng số thực nghiệm a1 và a2 được xác
định từ phép phân tích hồi quy với các bộ số
liệu thực nghiệm:

Rc
Hs

B

0.60  Pf  
d




0.20


 0.30  
1  exp  




s

0
p




Mặc dù tồn tại một số tính chất khác biệt
về cấu tạo hàng rào nhưng hai bộ số liệu thí
nghiệm hiện trường của GIZ và WIP đã được
phân tích và kết hợp rất tốt với nhau để xây
dựng được một công thức thực nghiệm cho
phép đánh giá tin cậy sự suy giảm chiều cao
sóng qua hàng rào tre. Bên cạnh các thơng số
hình học như chiều cao và bề rộng rào, cơng
thức mới đã trực tiếp kể đến ảnh hưởng quan
trọng của độ rỗng của hàng rào. Ảnh hưởng
chi phối của độ rỗng rào đến hiệu quả giảm
sóng cũng như là đến khả năng trao đổi bùn
cát qua rào cho thấy đây là một tham số thiết
kế quan trọng, cần thiết phải được kể đến
tường minh trong quá trình thiết kế hàng rào
với chức năng hỗ trợ trồng tái sinh rừng ngập
mặn ở các bờ biển bùn vùng ĐBSCL.
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO

Kết quả phân tích hồi quy PT.(1) được thể

hiện trên Hình 4 với giá trị tham số độ thấm
rào Pf từ PT.(2) xác định với n = 0.70 cho rào
của WIP và một số giá trị độ rỗng khác nhau
n = 0,40 - 0,70 cho rào của GIZ. Như vậy độ
rỗng n = 0.50 của rào GIZ đem lại kết quả
hồi quy và sự phù hợp giữa hai bộ số liệu tốt
nhất (sai số tương đối  = 0.085 là nhỏ nhất,
Hình 4b).

K t  0.06

4. KẾT LUẬN

(3)

[1] Albers, T., San, D.C., and Schmitt, K.,
2013. Shoreline Management Guidelines:
Coastal Protection in the Lower Mekong
Delta. Report GIZ Soc Trang Coastal Zone
Management Project, 124pp.
[2] WIP, 2017. Đánh giá hiệu quả giảm sóng,
giảm dịng chảy ven bờ, ổn định bãi của các
dạng tường mềm đã được xây dựng tại Bạc
Liêu. Báo cáo tổng hợp,130 Tr.
[3] Thiều Quang Tuấn và Mai Trọng Ln,
2018. Mơ hình tốn đánh giá hiệu quả giảm
sóng của tường rào tre. Tuyển tập Hội nghị
KHTN năm 2018, Đại học Thủy lợi.
[4] Thieu Quang Tuan and Mai Trong Luan,
2019. Monsoon wave transmission at

bamboo fences protecting mangroves in the
Lower Mekong Delta. Enriromental Fluid
Mechanics, Springer, in revision.
[5] Angremond, K.D., van der Meer, J.W., De
Jong, R.T., 1996. Wave transmission at
low-crested structures. In proceedings of
25th International Conference on Coastal
Engineering, ASCE, pp. 2418-2426.

761