Rừng ngập mặn giảm chiều cao sóng khá nhanh: các tổng hợp khoa học quốc tế ghi nhận sóng thấp đi khoảng 13–66% sau mỗi 100 m rừng, tuỳ mật độ cây, loài cây, độ sâu nước và chiều cao sóng tới. Vì vậy một đai rừng rộng vài trăm mét trước đê biển có thể biến con sóng bão cao hơn một mét ngoài bãi thành sóng nhỏ khi chạm chân đê. Nhưng rừng giảm nước dâng do bão chậm hơn nhiều, nên đê vẫn phải đủ cao.
Bài này đi vào phần mà người làm đê quan tâm: rừng giảm sóng bằng cơ chế nào, con số đo được ra sao, đai rừng phải rộng bao nhiêu, và vì sao có những đoạn rừng trồng xong vẫn không cứu được con đê phía sau.
Sóng mất năng lượng ở đâu khi đi vào rừng
Sóng là năng lượng truyền qua nước. Muốn sóng nhỏ đi phải bắt nó tiêu hao năng lượng. Trong rừng ngập mặn có ba chỗ tiêu hao chính:
- Rễ cây sát mặt bùn. Rễ chống của đước, rễ thở của mắm, bần nhô lên dày đặc như rừng cọc. Khi nước thấp, đây là tầng cản lớn nhất.
- Thân cây. Khi nước lên cao hơn, sóng va vào thân, tạo xoáy nhỏ sau mỗi thân cây. Mỗi xoáy lấy đi một chút năng lượng.
- Tán lá và cành thấp. Trong bão, khi nước dâng tới tầng tán, cành lá cũng tham gia cản sóng. Cây càng nhiều cành thấp càng hiệu quả.
Ngoài ra, chính nền bãi trong rừng thường cao và thoải hơn bãi trống, vì rừng giữ phù sa. Sóng đi lên bãi nông thì vỡ dần, đây là phần giảm sóng do địa hình mà rừng gián tiếp tạo ra.
Một điều quan trọng: hiệu quả phụ thuộc mực nước. Khi nước ngập tới tầng rễ dày, rừng cản rất mạnh. Khi nước dâng cao vượt hẳn rễ, chỉ còn thân cây mảnh, sóng đi qua dễ hơn. Rừng già có thân to, tán rộng giữ được hiệu quả tốt hơn rừng non ở mực nước cao.
Các con số đo được ngoài thực địa
Năm 2012, tổ chức The Nature Conservancy và Wetlands International công bố tổng quan của McIvor và cộng sự về vai trò giảm sóng, giảm nước dâng của rừng ngập mặn. Những kết luận chính được trích dẫn nhiều:
| Hiện tượng | Mức giảm ghi nhận | Ghi chú |
|---|---|---|
| Chiều cao sóng gió | Khoảng 13–66% trên mỗi 100 m rừng | Giảm nhanh nhất ở 100 m đầu tiên; phụ thuộc mật độ cây và độ sâu nước |
| Nước dâng do bão | Khoảng 5–50 cm trên mỗi km bề rộng rừng | Cần đai rừng rộng nhiều km mới thấy rõ |
| Sóng thần | Giảm phần nào với sóng nhỏ; không chặn được sóng lớn | Bằng chứng sau sóng thần 2004 còn nhiều tranh luận |
Ở Việt Nam, nghiên cứu hay được nhắc là của nhóm Mazda (Nhật Bản) tại vùng ven biển Thái Bình cũ (nay thuộc Hưng Yên), công bố năm 1997. Nhóm đo sóng qua đai rừng trang trồng và ghi nhận sóng cao khoảng 1 m ngoài bãi chỉ còn vài centimet khi qua hết dải rừng rộng khoảng 1,5 km. Con số cụ thể của một nơi không áp được cho mọi nơi, nhưng nó cho thấy độ lớn của hiệu quả khi rừng đủ rộng và đủ dày.
Hai con số trong bảng cần đọc cho đúng. Sóng gió là sóng ngắn, giảm nhanh qua vài trăm mét rừng. Nước dâng do bão là mực nước biển dâng cao trên diện rộng do gió và áp thấp, kéo dài nhiều giờ, nên rừng chỉ làm chậm và hạ thấp một phần, và chỉ khi đai rừng rộng hàng km. Người dân hay nhầm hai chuyện này: rừng làm sóng hết hung dữ, nhưng nước vẫn có thể dâng gần như cũ.
Đai rừng phải rộng bao nhiêu
Không có một con số áp cho mọi nơi. Kỹ sư xác định bề rộng đai rừng trước đê dựa trên mấy câu hỏi:
- Sóng thiết kế tới bãi cao bao nhiêu? Bờ biển hở như ven biển Nam Định cũ, Thanh Hoá chịu sóng lớn hơn bờ trong vịnh, trong cửa sông.
- Đê phía sau chịu được sóng cao bao nhiêu? Đê đất mái cỏ chịu sóng kém hơn đê có mái kè đá, bê tông.
- Rừng gồm loài gì, mật độ bao nhiêu, bao nhiêu tuổi? Rừng trang, bần non mật độ thưa giảm sóng kém hơn nhiều so với rừng đước, mắm lâu năm.
- Nước dâng thiết kế bao nhiêu? Nước càng sâu, rễ càng chìm sâu dưới mặt nước, hiệu quả trên mỗi mét rừng càng giảm.
Tài liệu kỹ thuật trong và ngoài nước thường cho thấy vài trăm mét rừng trưởng thành đã giảm phần lớn sóng gió thông thường. Những đoạn đê biển quan trọng thường được khuyến nghị giữ đai rừng rộng hơn nữa để có dự trữ cho bão mạnh và cho những năm rừng bị hư hại. Nguyên tắc đơn giản: đai rừng rộng là bảo hiểm, đai rừng mỏng là may rủi.
Vì sao có những đai rừng không cứu được đê
Rừng bị chia cắt
Một kênh dẫn nước vào ao nuôi tôm cắt ngang đai rừng là một hành lang cho sóng và dòng chảy đi thẳng vào. Ở các khe hở đó, dòng chảy còn tập trung mạnh hơn, đào xói chân đê. Đai rừng liên tục hiệu quả hơn hẳn nhiều mảng rừng rời rạc có tổng diện tích bằng nhau.
Rừng chỉ có một tầng, một loài
Nhiều dự án trồng toàn một loài, cùng một tuổi, thẳng hàng. Kiểu rừng này dễ bị sâu bệnh tàn phá đồng loạt và khi bão quật thì đổ cùng lúc. Rừng tự nhiên nhiều loài, nhiều lứa tuổi có tầng rễ và tầng thân đa dạng hơn, cản sóng ở nhiều mực nước.
Bãi trước rừng đang xói
Rừng chỉ đứng được khi bãi bùn dưới chân nó đứng được. Nếu nguồn phù sa giảm, sóng bắt đầu ăn từ mép ngoài rừng vào, mỗi năm mất vài mét đến vài chục mét. Khi đó trồng thêm cây ở phía trong không giải quyết được gì; phải xử lý mép bãi trước, bằng hàng rào gây bồi, đê giảm sóng phá sóng xa bờ hoặc các giải pháp lai.
Trồng sai cao trình, sai loài
Cây ngập mặn chịu ngập theo một nhịp nhất định. Trồng ở chỗ quá thấp, ngập quá lâu mỗi ngày, cây con chết hàng loạt. Đây là nguyên nhân thất bại phổ biến nhất của các đợt trồng rừng ngập mặn trên thế giới, không riêng Việt Nam. Loài tiên phong như mắm, bần chua thường chịu được bãi thấp hơn đước, vẹt.
Rừng và đê: thiết kế cùng nhau
Cách nghĩ hiện đại là thiết kế đê và rừng như một hệ thống. Ở những đoạn có đai rừng tốt và ổn định, đê có thể dùng mái đất trồng cỏ thay cho mái kè bê tông đắt tiền, vì sóng tới chân đê đã nhỏ. Ngược lại, ở đoạn rừng đã mất hoặc đang xói, đê phải được gia cố để chịu sóng trực tiếp.
Sơ đồ mặt cắt ngang lý tưởng của một tuyến đê biển vùng bãi bùn, từ biển vào:
- Bãi bùn trống ngoài cùng, nơi sóng bắt đầu vỡ.
- Dải cây tiên phong như mắm, bần ở mép bãi.
- Đai rừng chính gồm đước, vẹt, trang… rộng vài trăm mét trở lên.
- Dải chuyển tiếp, có thể là rừng xen với vùng nuôi trồng thuỷ sản kết hợp, không chặt trắng.
- Chân đê, mái đê có cỏ hoặc kè, đỉnh đê, rồi tới khu dân cư.
Mô hình nuôi tôm dưới tán rừng, khi giữ được tỷ lệ che phủ cây hợp lý, là một cách để người dân có thu nhập mà không phải phá đai rừng. Ở vùng biển Cà Mau, mô hình tôm – rừng đã tồn tại nhiều năm với nhiều biến thể.
Góc nhìn hôm nay: đi xem rừng chắn sóng ở đâu
Muốn thấy tận mắt rừng ngập mặn đứng trước đê biển, có thể ghé:
- Vườn quốc gia Xuân Thủy (Ninh Bình), ở cửa sông Hồng: có rừng trang, bần, sú, vẹt và hệ đê biển phía sau. Đi theo tuyến có hướng dẫn của vườn.
- Khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ (TP.HCM): rừng đước được trồng lại trên quy mô lớn từ cuối thập niên 1970, nay là một trong những vùng rừng ngập mặn lớn nhất cả nước.
- Vườn quốc gia Mũi Cà Mau (Cà Mau): nơi thấy rõ cả chuyện bãi bồi lấn ra và chuyện bờ biển bị xói.
Khi đi, để ý những chi tiết người làm đê hay nhìn: mép ngoài rừng là cây con đang lan ra hay thân cây trơ gốc đổ nghiêng; có khe hở cắt ngang đai rừng không; chân đê có dấu vết sóng đánh không. Từng đó đủ cho biết đoạn đê ấy đang được rừng che chở hay đang lộ ra trước biển.
Đọc thêm: báo cáo tổng quan về rừng ngập mặn và bảo vệ bờ biển của The Nature Conservancy và Wetlands International (2012), các tài liệu hướng dẫn trồng rừng ngập mặn của Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam.
Câu hỏi thường gặp
Rừng ngập mặn giảm sóng được bao nhiêu?
Theo tổng quan quốc tế năm 2012, chiều cao sóng giảm khoảng 13–66% sau mỗi 100 m rừng ngập mặn, giảm mạnh nhất ở đoạn đầu. Con số dao động lớn vì phụ thuộc loài cây, mật độ, tuổi rừng và độ sâu nước. Đai rừng rộng vài trăm mét có thể làm phần lớn sóng gió thông thường tắt trước khi tới đê.
Rừng ngập mặn có ngăn được nước dâng do bão không?
Chỉ một phần. Nước dâng do bão giảm chậm hơn sóng nhiều, khoảng 5–50 cm trên mỗi km bề rộng rừng theo các nghiên cứu tổng hợp. Vì vậy đê biển vẫn phải đủ cao, rừng chủ yếu giúp đê khỏi bị sóng đánh vỡ.
Rừng ngập mặn có chặn được sóng thần không?
Không chặn được sóng thần lớn. Rừng có thể làm chậm dòng chảy và giữ lại vật trôi, giảm thiệt hại phần nào với sóng nhỏ, nhưng bằng chứng sau sóng thần Ấn Độ Dương năm 2004 cho thấy hiệu quả rất khác nhau giữa các nơi. Với cảnh báo sóng thần, sơ tán lên cao vẫn là việc duy nhất đúng.
Vì sao trồng rừng ngập mặn hay thất bại?
Nguyên nhân thường gặp nhất là trồng ở bãi quá thấp, ngập quá lâu mỗi ngày, hoặc chọn sai loài so với điều kiện bãi. Bãi đang bị xói hoặc thiếu phù sa cũng làm cây con bị cuốn trôi. Trước khi trồng cần khảo sát cao trình, độ mặn và xu hướng bồi xói.
Cây nào giảm sóng tốt nhất trong rừng ngập mặn?
Không có một loài tốt nhất cho mọi nơi. Đước có rễ chống dày cản sóng tốt ở mực nước thấp, mắm và bần là cây tiên phong chịu được bãi thấp, trang được trồng nhiều ở miền Bắc vì chịu lạnh. Một đai rừng nhiều loài, nhiều tuổi thường bền hơn rừng trồng thuần một loài.
