Chế tạo vật liệu phòng chống xói lở, bồi lắng cho sông, rạch từ phụ phẩm nông nghiệp

Những năm gần đây, hiện tượng sạt lở, bồi lắng ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn ở khu vực ĐBSCL. Để duy tu, bảo dưỡng hệ thống sông, kênh, các công trình phòng chống xói lở, bồi lắng đã được xây dựng, với vật liệu chủ yếu là bê tông cốt thép có giá thành cao do phải vận chuyển từ nơi xa đến.

Trong khi đó, hằng năm, lượng rơm, rạ, trấu và các phụ phẩm nông nghiệp khác thải ra từ hoạt động sản xuất nông nghiệp ở ĐBSCL lên đến hàng chục triệu tấn. Tuy nhiên, việc tận dụng phế thải, phụ phẩm nông nghiệp vào mục đích bảo vệ bờ sông, kênh, rạch hiện còn rất ít, do đặc tính của chúng chủ yếu là chất hữu cơ, gặp môi trường nước dễ bị phân rã.

Trước thực tế đó, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu sử dụng phế thải, phụ phẩm từ rơm, rạ, trấu, thân cây để chế tạo vật liệu nhẹ, cấu kiện bảo vệ sông rạch thân thiện với môi trường tại ĐBSCL” (thuộc Chương trình KH&CN phục vụ phát triển bền vững vùng Tây Nam Bộ). Đề tài tập trung nghiên cứu ứng dụng phụ phẩm nông nghiệp, để chế tạo các cấu kiện không hoặc chậm bị phân rã, thích ứng với môi trường nước, giảm tác động của dòng chảy, của sóng tác động vào mái bờ. Từ đó, gia tăng ổn định mái bờ và tạo cảnh quan môi trường.

Sau gần 3 năm thực hiện, nhóm tác giả đã nghiên cứu, chế tạo được các sản phẩm: Cấu kiện bê tông có trộn phụ phẩm nông nghiệp dùng để lắp ghép thành tấm, khối nhằm bảo vệ mái tại các vị trí bị ngập nước; Thảm thực vật chống xói để bảo vệ mái phần mái bờ; Túi may bằng vải địa kĩ thuật không dệt, kích thước 0,4x0,6x0,15m, có thể đựng cát (hoặc đất), dùng để thi công lát mái, giống như xếp chồng bao cát.

Với cấu kiện bê tông, nhóm tác giả đã sử dụng vỏ trấu phối trộn với các vật liệu khác để sản xuất bê tông làm mái kè. Sau khi thử nghiệm ngâm trong 9 tháng các mẫu bê tông phối trộn các thành phần khác nhau, ở 3 môi trường thực tế (chua, ngọt tại Long An, mặn – tại Bến Tre), đề tài xác định được thành phần cấp phối bê tông có trấu để thi công ứng dụng vào thực tế. Hỗn hợp phối trộn gồm xi măng, cát vàng, cát mịn, đá dăm, đá mi bụi, trấu, nước. Sản phẩm có thể dùng để lát vỉa hè, mái kè nghiêng bảo vệ bờ, với kích thước 30x30x12cm, đạt yêu cầu của các tiêu chuẩn như TCVN 3106 – 1993, TCVN 10303:2014,...

Đối với thảm thực vật chống xói mòn, nhóm cũng tận dụng vật liệu địa phương như trấu, mùn, xơ dừa và các loại thực vật phổ biến trên đồng bằng, dễ sống, dễ chăm sóc, không phải loài ngoại lai. Thảm gồm các lớp như lưới địa kỹ thuật, xơ dừa, vải tự hủy, lớp ruột thảm, lưới nylon. Các loại cỏ dùng để trồng trên thảm như Bermuda, xuyến chi, cỏ lá gừng,.. Sau 18 tháng thử nghiệm trải mái bảo vệ bờ, cỏ đã mọc xanh tốt trên bề mặt thảm, chứng tỏ khả năng chống xói mòn tốt.

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, qua điều tra thực địa, và theo đề nghị của địa phương, đề tài sử dụng các sản phẩm đã chế tạo để xây dựng 1 tuyến kè bảo vệ bờ dài 120m tại xã Hậu Mỹ Bắc A, huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang. Tại vị trí sát khu vực xây dựng mô hình thực nghiệm, mỗi năm sạt lở mất 10 - 30cm.

Kết quả thử nghiệm cho thấy, đối với điều kiện thực tế ở vùng ĐBSCL, các sản phẩm của đề tài đều có khả năng ứng dụng tốt. Cấu kiện bê tông lắp ghép có thể dùng lắp ráp mái kè nghiêng, giúp xử lý các vị trí sạt lở bờ thay thế việc làm kè bằng bê tông truyền thống. Cấu kiện dạng túi dùng làm mái kè mềm và có khả năng trồng cỏ che phủ bề mặt. Túi có thể xếp chồng bảo vệ mái kè tạm thời hoặc lâu dài. Ngoài ra, cấu kiện túi còn có thể xây dựng mái taluy bảo vệ các công trình hoặc làm cấu kiện tạm thời phục vụ cho biện pháp thi công công trình khác. Cấu kiện dạng thảm dùng để che phủ bề mặt công trình, bảo vệ các kết cấu ngầm, có thể dùng để lát mái dốc giúp chống sạt lở, chống xói mòn do mưa hay dòng chảy.

Kết cấu kè có thể thích ứng với các môi trường nước mặn, phèn, ngọt, tuy nhiên không phù hợp cho những vùng có khả năng sạt lở mạnh, chỉ phù hợp với những khu vực có độ sạt lở trung bình và lưu lượng tàu thuyền lưu thông không quá cao.

Đề tài đã được Hội đồng KH&CN cấp Nhà nước tổ chức nghiệm thu vào cuối tháng 6 vừa qua, có thể chuyển giao được cho các địa phương ở ĐBSCL.