Kè mỏ hàn là công trình nhô từ bờ ra lòng sông hoặc ra biển, như một cánh tay chìa ra giữa dòng. Nó không chắn nước mà đẩy dòng chảy mạnh ra xa bờ, làm nước giữa các mỏ hàn chảy chậm lại để phù sa lắng xuống, nhờ đó bờ sông được bồi thay vì bị xói. Mỏ hàn thường làm thành cụm vài chiếc nối nhau, bằng đá đổ, rọ đá, cọc tre hoặc cọc bê tông.
Đi thuyền dọc sông Hồng, sông Đà hay các sông lớn miền Tây, thỉnh thoảng sẽ thấy những doi đá dài chạy xiên ra giữa sông, mùa cạn lộ hẳn lên, mùa lũ chỉ thấy mặt nước gợn sóng phía trên. Đó là mỏ hàn. Ven biển, những dãy mỏ hàn chữ T, chữ I vuông góc bờ cũng là họ hàng của nó.
Vì sao bờ sông bị lở
Muốn hiểu mỏ hàn, phải hiểu bờ sông lở thế nào. Sông đồng bằng hiếm khi thẳng. Nó uốn khúc, và ở mỗi khúc uốn, dòng chủ lưu, tức phần nước chảy mạnh và sâu nhất, bị lực ly tâm đẩy về phía bờ lõm. Ở đó nước khoét chân bờ, tạo thành vực sâu. Bờ lồi bên kia thì nước chậm, phù sa lắng thành bãi bồi.
Năm này qua năm khác, bờ lõm lùi dần, bờ lồi tiến dần, khúc sông cứ thế dịch chuyển. Nếu bờ lõm là ruộng vườn, làng mạc hay chân một tuyến đê, đó là chuyện lớn. Đê sông Hồng có nhiều đoạn mà dòng chủ lưu áp sát, bãi trước đê bị ăn mòn dần đến tận chân đê.
Có hai cách chính để giữ bờ: bọc bờ lại cho nước không ăn được, gọi là kè lát mái hay kè bảo vệ bờ; hoặc đẩy dòng nước mạnh ra xa, gọi là chỉnh trị dòng chảy. Mỏ hàn thuộc cách thứ hai.
Mỏ hàn hoạt động thế nào
Một mỏ hàn nhô ra cắt ngang một phần dòng chảy. Nước gặp nó phải đổi hướng, dòng chủ lưu bị đẩy dịch ra phía giữa sông. Ở phía sau mỏ hàn, nước tạo thành vùng xoáy quẩn, chảy chậm. Khi nhiều mỏ hàn đặt nối tiếp nhau, khoảng giữa hai mỏ hàn thành một ô nước lặng. Phù sa trong nước lắng xuống ô đó, bồi dần thành bãi.
Kết quả sau vài mùa lũ: bờ không những thôi lở mà còn được bồi ra. Dòng chảy sâu bị giữ ở xa bờ, theo một tuyến mà người thiết kế mong muốn. Vì vậy mỏ hàn còn được dùng để luồng tàu ổn định, thu hẹp lòng sông quá rộng cho nước sâu hơn ở giữa.
Hố xói ở đầu mỏ hàn
Cái giá phải trả là đầu mỏ hàn. Dòng nước bị ép vòng qua đầu mỏ hàn chảy rất mạnh, xoáy sâu xuống đáy, khoét thành một hố xói. Hố này có thể sâu hơn hẳn lòng sông xung quanh. Nếu đầu mỏ hàn không được gia cố đủ, hố xói sẽ làm sụt chính đầu mỏ hàn. Vì vậy đầu mỏ hàn thường được làm to hơn, đổ đá dày hơn, có khi lót thảm đá hoặc rọ đá rộng ra xung quanh để chống xói.
Các loại mỏ hàn
| Cách phân loại | Loại | Đặc điểm |
|---|---|---|
| Theo vật liệu | Mỏ hàn kín (đá đổ, rọ đá, bê tông) | Nước không chảy xuyên qua; đẩy dòng mạnh, hố xói đầu lớn |
| Theo vật liệu | Mỏ hàn thấm (hàng cọc tre, cọc bê tông, cọc gỗ) | Nước chảy xuyên qua nhưng bị cản, giảm tốc êm hơn; rẻ, dễ làm, hợp với sông nhỏ và giai đoạn đầu |
| Theo cao độ | Mỏ hàn không ngập | Đỉnh cao hơn mực nước lũ thiết kế, lúc nào cũng nhô lên |
| Theo cao độ | Mỏ hàn ngập | Mùa lũ nước tràn qua đỉnh; ít cản lũ hơn, hay dùng ở sông lớn |
| Theo hướng đặt | Xiên về hạ lưu | Dòng chảy được dẫn êm, xói đầu ít hơn, hay dùng nhất ở sông |
| Theo hướng đặt | Vuông góc với bờ | Phổ biến ở bờ biển, hai bên đều chịu tác động |
| Theo hướng đặt | Xiên về thượng lưu | Ít dùng, đẩy dòng mạnh nhưng dễ gây xói phía sau |
Ven biển, mỏ hàn đặt vuông góc với bờ để chặn dòng cát chạy dọc bờ do sóng xiên đẩy đi. Cát bị giữ lại ở phía đón dòng, bãi rộng ra. Có nơi đầu mỏ hàn được làm thêm một đoạn song song bờ thành hình chữ T, vừa giữ cát vừa giảm sóng.
Thiết kế một cụm mỏ hàn cần tính gì
Mỏ hàn trông đơn giản, chỉ là đổ đá ra sông. Thực tế đây là công trình khó tính. Kỹ sư phải trả lời nhiều câu hỏi:
- Dài bao nhiêu: quá ngắn thì không đẩy được dòng; quá dài thì thu hẹp lòng sông quá mức, nước dâng lên ở thượng lưu, dòng chảy bị đẩy sang đánh vào bờ đối diện.
- Cách nhau bao xa: quá xa thì dòng chảy kịp quay lại ăn vào bờ giữa hai mỏ hàn; quá gần thì tốn kém. Khoảng cách thường bằng vài lần chiều dài mỏ hàn, tuỳ độ cong của bờ và tốc độ dòng chảy.
- Góc đặt và cao độ đỉnh: ảnh hưởng tới khả năng thoát lũ, độ sâu hố xói, mức bồi trong ô.
- Tác động lên bờ đối diện và hạ lưu: đẩy dòng khỏi bờ này nghĩa là dòng sẽ dồn về đâu đó. Không tính kỹ, giữ được làng bên này lại làm lở làng bên kia.
Với các sông lớn, phương án mỏ hàn thường được thử trên mô hình vật lý thu nhỏ trong phòng thí nghiệm thuỷ lực hoặc mô hình toán trên máy tính trước khi thi công. Đó cũng là lý do mỏ hàn phải do cơ quan chuyên môn thiết kế và được cấp phép, người dân không tự ý đổ đá, đóng cọc ra sông để giữ đất nhà mình.
Mỏ hàn so với kè lát mái
| Kè mỏ hàn | Kè lát mái | |
|---|---|---|
| Cách giữ bờ | Đẩy dòng chảy mạnh ra xa, gây bồi | Bọc bờ bằng lớp vật liệu cứng |
| Hiệu quả về lâu dài | Bờ được bồi thêm, có thể tạo bãi | Giữ nguyên vị trí bờ, không tạo bãi |
| Ảnh hưởng lòng sông | Lớn, thay đổi tuyến dòng chảy | Nhỏ hơn |
| Rủi ro chính | Hố xói đầu mỏ hàn, xói bờ đối diện | Xói chân kè, mất lớp lọc phía sau |
| Hay dùng khi | Sông rộng, cần chỉnh tuyến, có phù sa để bồi | Sông hẹp, bờ sát khu dân cư, không thể lấn ra lòng sông |
Trên thực tế, hai loại thường đi cùng nhau: lát mái đoạn bờ xung yếu nhất, rồi dùng một cụm mỏ hàn phía thượng lưu để giảm sức dòng chảy đánh vào. Ở nhiều đoạn đê sông Hồng, có thể thấy cả kè lát mái lẫn mỏ hàn trên cùng một khúc sông.
Góc nhìn hôm nay: mỏ hàn và lòng sông đang thay đổi
Lượng phù sa về đồng bằng sông Hồng và sông Cửu Long đã giảm mạnh so với trước, do hồ chứa thượng nguồn giữ lại và khai thác cát lòng sông. Với mỏ hàn, đây là chuyện quan trọng: mỏ hàn sống nhờ phù sa để bồi ô giữa các mỏ. Nước ít phù sa thì ô bồi chậm, còn hố xói đầu mỏ hàn và lòng sông lại sâu thêm. Nhiều cụm mỏ hàn cũ phải gia cố lại chân và đầu.
Ven biển, giới kỹ thuật ngày càng cẩn trọng với mỏ hàn: giữ được cát ở bãi này thì bãi phía dưới dòng có thể thiếu cát và lở. Xu hướng hiện nay là nhìn cả một đoạn bờ dài như một hệ thống, kết hợp mỏ hàn với đê giảm sóng xa bờ, nuôi bãi bằng cát bơm và trồng rừng ngập mặn ở nơi phù hợp.
Ai muốn tìm hiểu thêm có thể đọc các giáo trình chỉnh trị sông và bảo vệ bờ của trường đại học thuỷ lợi, hoặc ghé thăm phòng thí nghiệm thuỷ lực của các viện khoa học thuỷ lợi, nơi đôi khi có mô hình sông thu nhỏ đặt cả cụm mỏ hàn bằng đá cuội. Lần tới đi trên đê, hãy nhìn xuống bãi sông: chỗ có mỏ hàn thường có bãi bồi phía sau, chỗ không có thì bờ dựng đứng, nham nhở.
Câu hỏi thường gặp
Kè mỏ hàn là gì?
Kè mỏ hàn là công trình nhô từ bờ ra lòng sông hoặc ra biển, thường bằng đá đổ, rọ đá hoặc hàng cọc. Nó đẩy dòng chảy mạnh ra xa bờ và làm nước giữa các mỏ hàn chảy chậm để phù sa lắng xuống, nhờ đó bờ được bảo vệ và bồi thêm.
Mỏ hàn khác kè lát mái thế nào?
Kè lát mái bọc bờ bằng lớp đá, bê tông để nước không xói được. Mỏ hàn không bọc bờ mà đổi hướng dòng chảy, đẩy dòng mạnh ra xa và gây bồi. Hai loại thường được dùng kết hợp trên cùng một đoạn sông.
Vì sao đầu mỏ hàn hay bị sụt?
Dòng nước bị ép vòng qua đầu mỏ hàn chảy rất mạnh và xoáy sâu, khoét thành hố xói ngay cạnh đầu mỏ hàn. Nếu đầu mỏ hàn không được đổ đá dày, lót thảm chống xói, hố này sẽ làm sụt chính đầu công trình.
Mỏ hàn có làm lở bờ bên kia không?
Có thể, nếu thiết kế không tính kỹ. Mỏ hàn đẩy dòng chảy ra khỏi bờ này thì dòng sẽ dồn về phía khác. Vì vậy các cụm mỏ hàn trên sông lớn phải được tính toán, thử nghiệm mô hình và cấp phép, người dân không tự ý làm.
Mỏ hàn ven biển dùng để làm gì?
Ven biển, mỏ hàn đặt vuông góc bờ để giữ lại cát do sóng đẩy chạy dọc bờ, giúp bãi biển rộng ra và giảm xói lở. Có loại đầu làm thêm đoạn song song bờ thành hình chữ T để vừa giữ cát vừa giảm sóng.
