Cuối năm 2023, trả lời câu hỏi liên quan đến việc sử dụng cát biển thay thế cát sông trong các dự án cao tốc, ngành giao thông vận tải cho hay “có kỳ vọng”. Trước đó, theo Bộ Giao thông Vận tải, giai đoạn 2021-2025, đồng bằng sông Cửu Long có bốn dự án cao tốc, gồm Cần Thơ – Hậu Giang, Hậu Giang – Cà Mau, Châu Đốc – Cần Thơ – Sóc Trăng, Mỹ An – Cao Lãnh trong đó nhu cầu cát đắp cho bốn dự án này khoảng 47 triệu mét khối.
Ban quản lý dự án Mỹ Thuận, chủ đầu tư cao tốc Cần Thơ – Cà Mau cho biết nhu cầu cát san lấp cho dự án này là 18,5 triệu mét khối. Trong bối cảnh đó, nhiều cán bộ quản lý và chuyên gia cho rằng việc khai thác sử dụng cát biển trong xây dựng hạ tầng là xu hướng tất yếu(1) và có thông tin rằng khi đó đã khoanh định được chín vùng biển có tiềm năng khai thác với trữ lượng khoảng 196 tỉ mét khối. Đây là nguồn vật liệu lớn có thể giải quyết những vấn đề mà chúng ta sẽ phải đối mặt trong quá trình phát triển kinh tế – xã hội.
Tuy nhiên gần đây Bộ trưởng Bộ Xây dựng Trần Hồng Minh đã cảnh báo về việc sử dụng cát biển(2). Bài viết sau đây xin bổ sung một số khía cạnh liên quan đến vấn đề này.
Trước hết, nhu cầu sử dụng vật liệu cát trong xây dựng hạ tầng và nguy cơ khủng hoảng liên quan đến khai thác cát là vấn đề có tính toàn cầu, trong đó có Việt Nam. Chương trình Môi trường của Liên Hiệp quốc (UNEP) đã ước tính nhu cầu sử dụng vật liệu cát trên toàn cầu khoảng 50 tỉ tấn/năm vào thời điểm 2019, tăng gấp 3 lần so với nhu cầu của hai thập niên trước đó(3). Tác động của việc khai thác cát quá mức đã được hầu hết các nước trên thế giới nghiên cứu và cảnh báo, tuy vậy nhu cầu sử dụng cát làm vật liệu trong xây dựng hạ tầng ngày càng tăng do quá trình phát triển chung trong đó sự gia tăng dân số, quá trình đô thị hóa và xây dựng hạ tầng giao thông phát triển một cách đột biến, có tính “bùng nổ”. Việt Nam cũng không nằm ngoài bối cảnh chung của các nước đang phát triển. Các cơ quan nghiên cứu đã lao vào tìm kiếm các vật liệu có thể thay thế cát mấy năm gần đây, trong đó có ý tưởng sử dụng cát biển.
Khai thác sử dụng cát biển có phải là xu hướng tất yếu?
Nhiều nước đang phát triển đã khai thác cát biển một cách tùy tiện cho mục đích xây dựng và đã phải trả giá nặng nề về sự tàn phá môi trường sinh thái không thể phục hồi được bao gồm xói lở bờ biển, suy thoái hệ sinh thái ven biển, làm mất nguồn tài nguyên thiên nhiên của ngành du lịch… Các nghiên cứu đều kêu gọi các nước phải quản lý việc khai thác cát ven biển bằng các quy định của luật Nhà nước chứ không chỉ đơn giản là các quy định cấp phép của các cơ quan quản lý cấp bộ.
Về mặt kỹ thuật, cát biển có kích thước hạt đều và rất mịn, lại chứa hàm lượng muối và các tạp chất hữu cơ và bùn cho nên dù có được xử lý rửa mặn, loại bỏ bùn thì khả năng sử dụng cho xây dựng dân dụng hầu như không khả thi. Việc sử dụng cát biển sau xử lý để làm nền đường chắc chắn chi phí sẽ rất cao do các công đoạn khai thác, vận chuyển và xử lý vì điểm khai thác phải nằm ngoài khơi cách bờ trên 20 ki lô mét với độ sâu trên 10 mét, các phương tiện khai thác cát như vậy chưa sẵn có tại Việt Nam.
Ngoài ra, cát có kích thước rất nhỏ và đều hạt trong quá trình làm việc của nền công trình chịu tải rung động có nguy cơ bị “hóa lỏng” – tình trạng sức chịu tải của vật liệu trở nên rất yếu. Dù cát biển có thể sử dụng được thì những tác động của việc khai thác còn chưa được nghiên cứu đánh giá một cách khoa học cho nên còn cần nhiều năm nữa mới có thể ban hành được các quy định pháp luật liên quan.
Quản lý khai thác cát sông?
Việc quản lý khai thác nguồn cát sông đã nhiều năm được thực hiện dựa trên các quy định của pháp luật hiện hành về quản lý khai thác khoáng sản. Trong thực tế, việc quản lý khai thác cát trên sông của các địa phương còn gặp nhiều khó khăn, những hoạt động khai thác quá mức và gần bờ đang là một trong những nguyên nhân chính của tình trạng sạt lở bờ sông ngày càng nghiêm trọng.
Tuy nhiên, chúng tôi cho rằng khả năng khai thác cát trên sông còn khá lớn khi khu vực hạ lưu, gần cửa tất cả các con sông tích tụ trầm tích đã tạo ra các cồn ngầm; các cồn này là tác nhân phân lạch làm lệch hướng dòng chảy gây sạt lở bờ sông và cản trở giao thông đường thủy từ sông ra biển. Bộ Nông nghiệp và Môi trường nên thực hiện bản quy hoạch chỉnh trị sông bao gồm thanh thải các cồn cát kết hợp khai thác cát tạo nguồn cung cấp cho các dự án xây dựng.
Các đập thủy điện trên sông Mêkông đã và sẽ ngăn chặn nguồn cát di chuyển về hạ lưu. Nhiều nghiên cứu khoa học đã chỉ ra khi hàng loạt các đập trong đó có 11 đập trên dòng chính được xây dựng thì có tới 96% lượng bùn cát bị giữ lại trước khi dòng chảy vào Việt Nam, trong đó tỷ lệ phù sa lơ lửng là chủ yếu, lượng cát di chuyển dưới đáy sông gần như cạn kiệt. Chính phủ Việt Nam cần thông qua cơ chế hợp tác các nước trong Uỷ hội sông Mêkông để yêu cầu các đập thượng lưu phải có kết cấu xả đáy và thực hiện các quy trình vận hành bắt buộc để “thả” nguồn cát chảy về hạ lưu.
Vật liệu hay giải pháp thay thế?
Cần nhìn nhận thực tế là nguồn cát sông càng ngày càng cạn kiệt trước nhu cầu ngày càng tăng của ngành xây dựng hạ tầng. Trong khi cố gắng tìm kiếm “vật liệu thay thế” cần quan tâm đến các “giải pháp thay thế”, tức là các giải pháp xây dựng ít yêu cầu sử dụng vật liệu cát.
Giải pháp ở tầm quy hoạch, hệ thống kênh rạch dày đặc với tổng chiều dài lên tới hàng ngàn ki lô mét cần được quan tâm đúng mức như một hạ tầng giao thông vận tải để giảm bớt áp lực xây dựng các tuyến đường bộ. Quy hoạch tích hợp vận chuyển đa phương thức cần được triển khai làm cơ sở cho việc xây dựng các kết cấu hạ tầng đường thủy như bến, kè bảo vệ bờ, nạo vét thường xuyên các kênh rạch.
Trong ngành xây dựng, các kết cấu bê tông cốt thép có độ bền cao cần được đưa vào thiết kế để giảm khối lượng thể tích kết cấu, điều này đòi hỏi làm mới các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia.
Khu vực đồng bằng sông Cửu Long có nhu cầu xây dựng rất lớn nhưng điều kiện tự nhiên khá khó khăn bao gồm cao độ nền thấp, lớp đất nền mềm yếu dày trên 20 mét, đòi hỏi công tác xử lý nền mất nhiều thời gian và chi phí lớn. Thiết kế xử lý nền và đắp nền đường như hiện nay đòi hỏi sử dụng lượng cát rất lớn nhưng trong quá trình khai thác vận hành, đường sẽ tiếp tục lún, sạt lở vai đường vào mùa mưa lũ dẫn đến chi phí duy tu bảo dưỡng lớn. Nếu kết hợp thiết kế truyền thống với mô hình “cầu cạn” (elevated highway) xử lý nền cọc cho các đoạn đường có yêu cầu khối đắp cao có thể là một “giải pháp thay thế”. Kết cấu “cầu cạn” yêu cầu chi phí ban đầu lớn nhưng chi phí duy tu nhỏ, thích ứng với tác động của biến đổi khí hậu, nước biển dâng và tình trạng lún sụt đất, không cản trở các tuyến thoát lũ; khi đó chi phí cho cả đời dự án (50-100 năm) có thể sẽ là phù hợp.
Thực tế giải pháp cầu cạn đã được nhiều nước trong khu vực áp dụng; cao tốc TPHCM đi Trung Lương dài 41 ki lô mét cũng có các đoạn cầu cạn với tổng chiều dài khoảng 13 ki lô mét; các dự án đường vành đai khu vực Hà Nội và TPHCM đều có kế hoạch áp dụng kết cấu cầu cạn.
TS Trịnh Công Vấn – Viện Đổi mới Công nghệ Thủy lợi Mêkông
