Dưới ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên, đặc biệt là Trái Đất nóng dần lên làm mực nước biển dâng theo từng năm, làm cho các vùng đồng bằng ở nước ta, đặc biệt là vùng đồng bằng sông Cửu Long, chịu ảnh hưởng trực tiếp từ hệ quả của hiện tượng này - đất bị nhiễm mặn. Bài viết này sẽ trình bày một số giải pháp về chống ngập mặn cũng như biện pháp cải tạo vùng đất này.

Đất mặn là đất có chứa nhiều muối hoà tan, bị mặn hoá là do quá trình xâm nhiễm và tích tụ các muối và kim loại kiềm trong môi trường đất, nước, xảy ra trong tất cả các châu lục và ở hầu hết các điều kiện khí hậu. Ở nước ta, đất mặn có nguồn gốc chủ yếu là do bị nước biển xâm lấn, đất bị nhiễm mặn, đất mặn chiếm phần diện tích tương đối lớn – khoảng 2 triệu ha, khoảng 6% diện tích đất tự nhiên, đặc biệt là ở các vùng đồng bằng thấp, ven biển như các vùng đồng bằng ven biển ở Hải Phòng, Nam Định, Huế,…và đặc biệt là khu vực đồng bằng sông Cửu Long- các vùng Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, ảnh hưởng xấu đến các việc canh tác, năng suất cây trồng của người dân…

Ở nước ta, đất mặn có nguồn gốc chủ yếu là do bị nước biển xâm lấn, đất bị nhiễm mặn, đất mặn chiếm phần diện tích tương đối lớn – khoảng 2 triệu ha, khoảng 6% diện tích đất tự nhiên, đặc biệt là ở các vùng đồng bằng thấp, ven biển như các vùng đồng bằng ven biển ở Hải Phòng, Nam Định, Huế,…và đặc biệt là khu vực đồng bằng sông Cửu Long- các vùng Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, ảnh hưởng xấu đến các việc canh tác, năng suất cây trồng của người dân.

Ruộng lúa bị ngập mặn làm giảm năng suất

Để giảm thiểu các tác động của nó, các giải pháp về kiến trúc và sinh thái đã, đang và sẽ được đề ra và thực hiện cả trong nước và quốc tế.

1. Công trình đập trụ nhằm kiểm soát và hạn chế ảnh hưởng của xâm nhập mặn

Công trình cống đập Ba Lai (Bến Tre)

Đập trụ đỡ là công trình ngăn sông gồm các trụ bằng bê tông cốt thép có móng cọc cắm sâu vào nền, giữa các trụ là dầm đỡ van liên kết với trụ. Dưới dầm đỡ van và trụ là cừ chống thấm cắm vào nền, các thanh cừ liên kết kín nước với nhau, đỉnh cừ liên kết với dầm van và trụ, trên dầm van là cửa van kết hợp với các trụ để điều tiết nước. Cửa van sử dụng trong đập trụ đỡ có thể là cửa van Clape trục trên, của van Clape trục dưới, cửa van phẳng, cửa van cánh cửa tự động thuỷ lực, cửa van cung, cửa van cao su hay cửa van phao các loại, cửa van được vận hành đóng mở bằng thiết bị đóng mở.

Cấu tạo của đập trụ

Công trình mở rộng khẩu độ để giảm tiêu năng đồng thời có mức đảm bảo cao hơn nhiệm vụ thoát lũ so với công nghệ truyền thống. Ngoài ra ít gây biến động môi trường tự nhiên.

Công trình ngọt hóa Gò Công phục vụ vụ hè thu

Đập được thi công ngay trong lòng sông, không phải dẫn dòng thi công, giảm thiểu chi phí đền bù giải phóng mặt bằng và không ảnh hưởng tới việc giao thông thủy trong quá trình thi công, đem lại hiệu quả kinh tế xã hội cao và thân thiện với môi trường.

Trên thế giới, công trình đập trụ cũng được áp dụng ở nhiều nước, điển hình là thành phố Nagoya (Nhật Bản).

Mặc dầu có dáng vẻ đẹp và khá độc đáo nhưng  ảnh bên không phải là một công trình kiến trúc thông thường như căn hộ, văn phòng... Đấy là một công trình kiến trúc hơi đặc biệt, là phần bao che bộ phận điều khiển hệ thống cửa van của một cống đập ngăn mặn. Bộ phận này cũng được đặt phía trên trụ pin được bao che kín để việc quản lý vận hành luôn thuận tiện ngay cả khi thời tiết giá lạnh hay giông bão. Những chuyên gia thiết kế Nhật Bản đã rất chú trọng nâng cao tính thẩm mỹ cho công trình thuỷ lợi, tạo nên một danh thắng  trên sông

Một phần kiến trúc của công trình: kết hợp để chống ngập mặn và là chỗ sinh sống cho người dân

Toàn cảnh đập trụ khi đã hoàn thành

2. Công trình sử dụng đập xà lan để phân ranh mặn ngọt

Đập xà lan có 2 dạng:

+ Đập xà lan dạng hộp phao: Kết cấu chính gồm hộp đáy, trụ pin là các hộp phao rỗng, bên trong được chia thành nhiều khoang hầm bởi hệ thống tường vách bê tông cốt thép, giữa hai trụ pin có gắn cửa van để điều tiết nước.

+ Đập xà lan bản dầm: Kết cấu bản đáy, trụ pin là các bản dầm đổ liền khối tạo thành hộp phao hở, giữa hai trụ pin có gắn cửa van để điều tiết nước.

Đập xà lan ở Phước Long- Bạc Liêu 

Cả 2 dạng đều là phao có thể nổi trên nước. Khi có yêu cầu về thay đổi vị trí, công trình có thể nổi lên nhờ hút nước ra và dùng tàu kéo di chuyển đến vị trí lắp đặt khác. Đập xà lan có thể đặt trên nền đất yếu, hoặc đặt trên nền đất đã xử lý. Đập xà lan được chế tạo trong hố móng, ở nhà máy hoặc trên ụ nổi tại một vị trí thuận lợi ở nơi khác, hạ thủy công trình và lai dắt đến vị trí xây dựng, định vị chính xác vào vị trí, bơm nước vào để hạ chìm đập xuống trên nền đã được chuẩn bị trước. Cuối cùng, tiến hành thi công phần mang cống, lòng dẫn và lắp đặt cửa van.

Quy trình thi công đập xà lan

3. Âu ngăn mặn Hiram M. Chittenden tại Seattle (Hoa Kỳ)

Âu ngăn mặn Hiram M. Chittenden được xây dựng năm 1906 và được sửa chữa, nâng cấp gần đây nhất vào năm 1978. Âu được đặt ở cửa sông nối các hồ nước ngọt bên trong TP cảng Seattle (bang Washington, Hoa Kỳ) và biển Thái Bình Dương. Âu có nhiệm vụ: giữ mức nước ngọt trong các hồ bên trong TP ở cao trình khoảng 6 – 7m (so với măt nước biển); duy trì vùng nước lợ vùng cửa sông, cho tàu bè qua lại.

Cách thức vận hành của công trình

Công trình có 2 cửa (1 và 2) và 2 van (thông với hồ và thông với biển), tàu thuyền từ hồ đi ra biển vào khoang điều tiết (trước cửa 1), cửa 2 và van thông với biển đóng lại, nước từ phía cao chảy xuống đầy khoang giữa 1 và 2.Thuyền di chuyển sang vị trí giữa cửa 1 và 2. Tiếp theo cửa 1 và van thông với hồ được đóng lại, van thông với biển được mở ra, nước chảy từ khoang chờ ra biển, mực nước khoang chờ hạ xuống bằng mực nước biển, cửa 2 mở và tàu đi ra biển. Quá trình tàu từ biển vào hồ vận hành theo chiều ngược lại.

Công trình khi hoàn thành

4. Phát triển hệ sinh thái rừng ngập mặn

Hệ sinh thái rừng ngập mặn

Hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển với tác dụng chắn sóng, gió có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ đường bờ biển, đê điều, tăng khả năng chống chọi với tác động của thay đổi khí hậu. Đặc biệt, rừng ngập mặn có vai trò bảo vệ đới bờ và cửa sông, hạn chế xói lở và tác hại của bão, sóng đối với hệ thống đê biển, góp phần làm hạn chế biển lấn, biển tiến làm mặn đất nông nghiệp.

Lá chắn cho đất liền 

Theo một nghiên cứu tại Nhật Bản, một khu rừng ngập mặn có chiều rộng 100m có thể làm giảm 50% chiều cao của sóng triều và giảm 50% năng lượng của sóng. Nhờ có hệ thống rễ dày đặc trên mặt đất, rừng ngập mặn có thể làm chậm dòng chảy và thích nghi với mực nước biển dâng. Các cây con, quả và hạt có khả năng sống dài ngày trong nước nên cây ngập mặn sẽ phát tán rộng vào đất liền khi nước biển dâng ngập các vùng đó.

Hệ sinh thái rừng ngập mặn thích nghi với mực nước biển dâng

Khi rừng ngập mặn tự nhiên được bảo vệ hoặc các rừng trồng đủ rộng, sẽ tạo thành những bức tường vững chắc, bảo vệ bờ biển và chân đê khỏi bị xói lở do bão lụt và nước biển dâng.

5. Ứng dụng vườn thẳng đứng và vườn trong chậu ở Bangladesh

Đất nước Bangladesh phần lớn bằng hoặc thấp hơn mực nước biển, vì vậy quốc gia này rất dễ bị ảnh hưởng do khí hậu biến đổi. Bão thổi vào các vùng duyên hải tăng thêm tình trạng đất nhiễm mặn. Đây là vấn đề nan giải đối với một nước đông dân, phần lớn sinh sống bằng nghề nông. Tuy nhiên, cho dù đang sống trên đất nhiễm mặn, những người dân làng vẫn có thể phát triển rất nhiều “vườn cây thẳng đứng” từ đất được nước mưa tẩy mặn. Các loại cây dây leo như bí ngô và bầu đâm chồi phủ trên các mái nhà bằng tôn. Các chồi dây leo sum suê này mọc từ gốc mà có lẽ không ai nghĩ đến – đó là những túi nhựa đặt trên mặt đất, và các loại chậu, bình khác. Việc phát triển trồng “vườn thẳng” - rau củ chủ yếu được trồng trong các bao nhựa, các thùng làm bằng nhựa và tre lớn, cũng như các loại chậu, lọ, hũ khác.

Hệ thống vườn treo ở Bangladesh

Vườn trồng theo lối thẳng đứng đã có kết quả vì các cơn mưa mùa lớn làm giảm bớt độ nhiễm mặn trong đất. Từ khoảng tháng 7 cho đến tháng 10, lượng nước mưa khoảng 1,5 mét tẩy độ muối trong đất. Cuối mùa mưa, dân làng lấy đất này cho vào các đồ chứa rồi trồng rau. Trồng vườn thẳng rất đơn giản. Dân làng đổ đất “tốt” và phân bón thiên nhiên cùng với phân hữu cơ vào một cái bao loại tái chế. Họ đặt cái bao lên cao khỏi mặt đất trên các viên gạch và thêm vào các viên gạch nhỏ để thông nước, và thoát nước. Hai bên bao cắt các lỗ nhỏ để các loại rau có củ ngắn như rau bina có thể mọc, các loại như bầu bí mọc phía trên. Việc phát triển mô hình vườn thẳng đứng này nếu thành công thì sẽ mang lại niềm hi vọng cho tương lai thế giới về biện pháp hạn chế và sử dụng khi đất bị ngập mặn.

Đất ngập mặn ngày càng là vấn đề nan giải đối với nhiều quốc gia trên thế giới, việc trái đất đang nóng dần lên, khí hậu thay đổi thất thường, mực nước biển dân cao càng tạo điều kiện thuận lợi cho biển ngày càng lấn mạnh vào đất liền dẫn đến các vùng đất bị nhiễm mặn. Từ đây, cần phải có các giải pháp kiến trúc thích hợp với từng khu vực để tránh ảnh hưởng của nước mặn vào vùng đất bên trong nhằm bảo vệ nguồn nước ngọt, bảo vệ cây trồng bên trong. Từ các giải pháp kiến trúc bên trên có thể đấp đê, xây đập, trồng rừng ngập mặn,… nhằm chống hiện tượng biển tiến, biển lấn sâu vào vùng đất sử dụng, canh tác.