Nghiên cứu lựa chọn giải pháp hợp lý cho các công trình đê biển điển hình trong môi trường xâm thực nhằm bảo vệ bờ biển việt nam

Đề tài : Nghiên cứu lựa chọn giải pháp hợp lý cho các công trình đê biển điển hình trong môi trường xâm thực nhằm bảo vệ bờ biển việt nam thuộc công trình nghiên cứu khoa học cấp bộ .Nội dung gồm

Trang 1

LIEN HIEP CAC HOI KHKT VIET NAM

HO! KHKT AN MON & BAO VE KIM LOAI VN

Đề tài nghiên cứu khoa hoc

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP HỢP LÝ CHO

CAC CONG TRINH Dé BIEN DIEN HINH TRONG MOI TRUONG XÂM THỰC

NHAM BAO VE BO BIEN VIET NAM BAO CAO TONG HOP

LUA CHON GIAI PHAP HOP LY

CHO CAC CONG TRINH ĐỀ BIỂN DIEN HINH Ở VIỆT NAM

Cơ quan chi tri Dé tai : HOI KHKT AN MON & BAO VE KIM LOAI VN

Chủ nhiệm Đề tài: GS.TS.Pham Khac Hing

Thư ký Đề tài : Ths Nguyén Quang Tao

Viện Xây dung Công trình Biển — Trường DH Xây dựng

Chủ trì Nhánh Dé tai: GS.TS Ngé Tri Viéng (Trudng DH Thuy Loi) CVCC Tôn Thất Vĩnh (Cộng tác viên, Viện XDCTB)

Ths Vũ Văn Quý (Ban QL CT.NT&PTNN.Hải Phòng) Ths Nguyén Ba Tién (Chi Cuc PCBL& QLD D.HP)

Hà Nội * 11 - 2005

Hội KHKT ăn Mòn & BVKL»- VN: Báo cáo tống hợp lựa chọn giải pháp hợp lý cho các CT đê bến điển hình VN

Trang 2

BAO CAO TONG HOP

LUA CHON GIAI PHAP HOP LY

CHO CAC CƠNG TRÌNH ĐÊ BIỂN ĐIỂN HÌNH Ở VIỆT NAM

Chương 1: Tổng quan về công trình bảo vệ bờ biển

1.1 Lịch sử hình thành chuyên ngành khoa học “công trình bảo vệ bờ biển” 4

1.2 Cơ chế tổng quát về sự dịch chuyển đường bờ biển 9

1.3 Nghiên cứu về công trình bảo vệ bờ sieeiiree 11 1.4 Phân loại các giải pháp bảo vệ bờ biển ii 1

1.4.1 Mô hàn (bao gồm loại cọc) coi TỔ 1.4.2 Đê tiêu sóng 2 E2 2e ee

1.4.3 Tường kè- Kè lát mái 1.4.4 Đê biển

1.4.5 Dun cát

1.4.6 Giải pháp động (không dùng công trình) .ec.cc.e 21

1.5 Công tác quản lý và các Tiêu chuẩn, Quy phạm điển hình cho thiết kế các công

I8

Tài liệu tham khảo

Chương 2: Lựa chọn giải pháp công trïnh đê biển Hai Phéng-Cat Hai Phần A: Lựa chọn giải pháp công trình đê biển Hải Phòng

1 Đặc điểm về điều kiện xã hội và phát triển kinh tế vùng ven biển HP 26

1.1 Mật độ dân cư

1.2.Phát triển kinh tế, sản xuất L2 eeerre

II Đặc điểm về điều kiện tự nhiên vùng ven bờ Hải Phòng 2.1 Đặc điểm khí hậu 2.2 Đặc điểm thủy - hải văn S27 2.2.1 Chế độ mực nước 2.2.2 Chế độ gió, sóng 2.2.3 Dòng chảy vùng cửa sông 27 wee 27 28

Hội KHKT ăn Mòn & BVKL- VN: Báo cáo tổng hợp lựa chọn giải pháp hop ly cho cdc CT đê bén điển hình VN

Trang 3

-2.3 Địa hình, địa mạo ven bờ eeeieiriiiiiirrreiiiiireirrirrriee

2.4 Hiện trạng bởi tụ, xói lở vùng ven đê biển Hải Phòng

2.4.1 Đoạn từ cửa Thái Bình đến cửa Văn Úc (Dé bién II)

2.4.2 Đoạn từ cửa Văn úc đến cống Họng (Đê biển II) 30

2.4.3 Đoạn từ cửa Họng đến đồi Độc (Khu du lịch Đồ Sơn) 30 2.4.4 Đoạn từ đổi Độc đến cửa Lạch Tray (Đê biển ]) - ee 30 2.4.5 Đoạn từ cửa Lạch Tray đến cửa Nam Triệu (Đê biển Tràng Cát và

Đảo Đình Vũ) LH re sererrrrrerrraror OL

2.4.6 Đoạn từ cửa Nam Triệu đến cửa Lạch Huyện (Đê biển Cát Hải) 3]

TII Các loại giải pháp công trình đã được sử dụng trước đây để bảo vệ bờ biến HP 3.1 Hệ thống đê biển và cấu tạo các loại giải pháp công trình ở Hải Phòng 31

3.2 Phân tích ưu nhược điểm của từng giải pháp ằ.cceiee 31

3.2.3 Cay chắn sóng à nà reo TỔ

3.2.4 Mỏ hần ke HH HH Hà HH ke re

3.3 Đánh giá hiệu quả bảo vệ bờ của từng loại giải pháp

1V Lựa chọn giải pháp thích hợp nhất cho công trình bảo vệ bờ biển Hải Phòng

Fìn cố 37

4.1.1 Phân loại đê để thực hiện các biện pháp thích hợp cho từng loại đê 37

4.1.2 Tiếp tục củng cố, nâng cấp đê kè biển để phát huy hiệu quả

4.1.3 Sửa chữa, làm lại các cống dưới đê

4.1.4 Bảo vệ rừng cây ngập mặn nh Hee

4.2 Nguyên lý tổ chức thi công HH HH HH 40

` () a 40

' Win 40

4.3 Đánh giá hiệu quả của giải pháp thông qua trải nghiệm thực tế 41

4.4 Một số hình ảnh khảo sát thực địa đê biển HP ae Al

V, Kết luận và kiến nghị che ereeeeeree.đ4, Phần B: Lựa chọn giải pháp công trình đê biến đảo Cát Hải

I Dac điểm về điều kiện xã hội và phát triển kinh tế đảo Cát Hải 45

BhĐ rổ con

1.2 Phát triển kinh tế con rHt—aarirraroe đỔ II Đặc điểm về điều kiện tự nhiên vùng biển đảo Cát Hải

2.1 Chế độ sóng

Hội KHKT ăn Mòn & BVKL- VN: Báo cáo tổng hợp lựa chọn giải pháp hợp lý cho các CT đê bến điển hình VN

Trang 4

-2.2 Vận chuyển bùn cát ven bờ đảo

2.3.Đặc điểm địa hình, địa mạo 2.4 Diễn biến xói lở bờ đảo

2.4.1 Hiện tượng xói lở trước khi xây đựng công trình 48 2.4.2 Phân tích cơ chế, nguyên nhân xói lờ - 2-2 Í

II Các loại giải pháp công trình đã xây dựng để bảo vệ đảo Cát Hải 55

3.1 Cấu tạo các loại giải pháp công trình LH T111 HT tr HH cuÐ Ð

3.2 Phân tích ưu nhược điểm của từng giải pháp T111 1111111 011112111 reo

3.2.1 Công trình đê đá, kè đá hộc lát khan bảo vệ mái đê eee cssssteeteeesensersenes DD 3.2.2 Céng trinh bao vé mdi dé bang hinh thifc d4 hdc xay vita ximang cat 56 3.2.3 Công trình bảo vệ mái đê bằng hình thức xếp đá hộc trong rọ thép

b9 00:8 3.2.4 Công trình kè viên bêtông liên kết mảng bảo vệ mái đê: 56

3.2.5 Công trình kè mỏ hằn 2 Q20 222 SnnHnnH nh nh go 7 3.3 Đánh giá hiệu quả bảo vệ bờ của từng loại giải pháp Ð7

IV Lựa chọn giải pháp thích hợp nhất cho công trình bảo vệ bờ đảo Cát Hải

4.1 Mơ tả giải pháp ¬

4.1.1 Nâng cấp hệ 6 thong dé ké

4.1.2 Giải pháp chống xâm thực bãi biển ằ no cceieee.ÔO 4.2 Cơ sở tính toán sec ¬ 60 4.2.2 Kè lát mái 4.2.3 Kè mỏ hàn 4.3 Nguyên lý tổ chức thi công các công trình - 2o seseeerreeuÔl

4.4 Đánh giá hiệu quả bảo vệ bờ của các giải pháp ii BD

4.5 Một số hình ảnh khảo sát thực địa đê biển Cát Hải

V Kết luận và kiến nghị neo

Chương 3: Lựa chọn giải pháp công trình đề biển Hỏi Hậu

1 Đặc điểm về điều kiện xã hội và phát triển kinh tế ven biển huyện hải Hậu 1.1 Mật độ dân cư vùng ven biển cần bảo vệ

1.2.Phát triển kinh tế

Hội KHKT ăn Mòn & BVKL- VN: Báo cáo tổng hợp lựa chọn giải pháp hợp lý cho các CT đê bển điển hình VN

Trang 5

-II Đặc điểm tự nhiên và điều kiện khí tượng, thuỷ văn vùng ven biển Hải Hậu

2.1 Khí tượng và thủy văn ii 2.2 Địa hình và địa mạo

2.3 Diễn biến xói lở bờ biển

II Lịch sử các giải pháp công trình đã được sử dụng để bảo vệ bờ biển Hải Hậu

3.1 Quy hoạch và cấu tao các giải pháp công trình esesrree

3.2 Phân tích ưu nhược điểm của từng giải pháp

3.3 Đánh giá hiệu quả bảo vệ bờ của các giải pháp công trình đã áp dụng

3.3.1 Dé 4

3.3.2 Kè lát r mái "_ ‹< 3.3.3 Các giải pháp hỗ tr trợ giữ ữ bãi —

IV Lựa chọn giải pháp hợp lý cho công trình bảo vệ bờ biển Huyện hải Hậu

LẴN lái nổ 85

'Vsu ải nổ ốc 85

4.2.1 Điều kiện biên thiết kế Sun Hee §5

4.2.2 Thiết kế kè bảo vệ mái

4.4 Đánh giá hiệu quả của giải pháp thông qua trải nghiệm thực tế .21

V, Kết luận và kiến nghị Tre aG

Chương 4: LỰA CHỌN GIẢI PHẤP CƠNG TRÌNH ĐỂ BIEN HA TINH

I8 0.0 .Ô 95

Il Đặc điểm về điều kiện xã hội và phát triển kinh tế các vùng ven biển Hà Tĩnh trong khu vực cần bảo vệ bờ

2.1 Nguồn lực tự nhiên của tỉnh và vùng ven biển có đề ~cee 95 2.2 Nguồn lực kinh tế 2.3 Tổng thu nhập 2.4 Cơ sở hạ tầng

2.5 Tình hình thực hiện các dự án ĐT NN& PTNT từ năm 1996-2000 ĐỐ

II Đặc điểm về điều kiện tự nhiên của vùng ven biển Hà Tĩnh

3:1 Tình hình khí tượng thuỷ văn

3.2 Chế độ khí tượng thuỷ văn

Hội KHKT ăn Mòn & BVKL- VN: Báo cáo tổng hợp lựa chọn giải pháp hợp lý cho các CT đê bền điển hình VN

Trang 6

-3.3 Tình hình gió, bão, thuỷ triều - 22222122224.122222172171.71.1 2021 99

3.4 Phân tích tổ hợp tần suất triều và bão ii 103

1V Đánh giá và các giải pháp công trình đã sử dụng để bảo vệ đê biến Hà Tĩnh

4.1 Tình hình chung về đê kè bờ biển Hà Tĩnh 104

4.2 Đánh giá đê kè bờ biển Hà Tĩnh se

4.3 Các giải pháp công trình đã được sử dụng .- sccserniiririirrrrirr ill

V Lựa chọn giải pháp hợp lý cho một số tuyến dé kè bờ biển Hà Tĩnh

SL MG GA — Ô

5.2 Các chỉ tiêu tính toán

5.3 Giải pháp kỹ thuật đê Đồng Môn

5.4 Giải pháp kỹ thuật đê Tả Nghèn và Hữu Phú

5.5 Giải pháp kỹ thuật đê Hội Thống

5.6 Giải pháp kỹ thuật đê Kỳ Anh

5.7 Giải pháp kỹ thuật kè bờ biển Cẩm Nhượng 5.8 Kiểm tra ổn định của các tuyến đê và kè 5.9 Yêu cầu thi công một số hạng mục chính .cieiri.iee VỊ Kết luận và kiến nghị

Chương 5: LỰA CHỌN GIẢI PHẮP CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN HAM TIẾN - MŨI NỀ (tỉnh Bình Thuận)

I Điều kiện tự nhiên 1.2 Đặc điểm địa hình

1.3 Điều kiện địa chất 1.4 Điều kiện khí hậu 1.5 Điều kiện hải văn

II Tình hình dân sinh kinh tế và phương hướng phát triển của khu vực

2.1 Phương hướng phát triển

2.2 Sự cần thiết phải bảo vệ bờ biển Hàm Tiến - Mũi Né_

1H La chọn giải pháp công trình bảo vệ bờ Hàm Tiến —- Mũi Né

3.1 Hiện trạng bờ biển Hàm Tiến —- Mũi Né

3.2 Nguyên nhân sạt lở bờ Hàm Tiến - Mũi Né 3.3 Các phương án bảo vệ bờ Hàm Tiến —- Mũi Né 3.4 Kết luận

Chương 6 : KẾT LUẬN CHUNG 2222222722 eeecee 130

Tài liêu tham khảo

Hội KHKT ăn Mòn & BVKL- VN: Báo cáo tổng hợp lựa chọn giải pháp hợp lý cho các CT đê bển điển hình VN

Trang 7

- +

BAO CAO TONG HOP GIAI PHAP HOP LY CHO

CAC CONG TRINH DE BIEN DIEN HINH Ở VIỆT NAM

MO DAU 1 MUC TIEU NGHIEN CUU CUA DE TAI

Nước ta có bờ biển dài trên 3200 km, chịu nhiều yếu tố khắc nghiệt của thiên nhiên Nhiều khu vực bờ biển đòi hỏi đầu tư xây dựng công trình chống xói lở hoặc

ngăn mặn, nhằm bảo đất đai khu vực dân cư, ngăn mặn phục vụ sản xuất, bảo vệ các khu du lịch, các khu công nghiệp ven biển, phục vụ bản vệ an ninh quốc phòng trên

biển

Mục tiêu của Đè tài là thu thập đánh giá hiện trạng xói lở bờ biển nước ta và

hiện trạng một số đê biển đã xây dựng điển hình, tiếp thu kinh nghiệm và công nghệ

của thế giới về xây dựng đê biển, đánh giá và lựa chọn giải pháp hợp lý cho một số

công trình đê biển điển hình, có tính khả thi cao về kỹ thuật và kinh tế, đảm bảo bền

vững trong phạm vi quy định của Tiêu chuẩn Thiết kế Đê biển nước ta

2 NHŨNG ĐƠN VỊ VÀ CÁ NHÂN THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Các cơ quan tham gia:

- Viện Xây dựng Công trình Biển (Trường ĐH Xây dựng)

- Sở Nông nghiệp & PT.NT TP Hải Phòng

- Chỉ Cục Phòng chống bão lụt và QL Đê điều, TP Hải Phòng - Ban Quản lý Dự án các Công trình NN&PTNT, TP Hải Phòng Các cá nhân tham gia:

- TS Định Quang Cường, Viện Xây dựng Công trình Biển (ÐĐHXD) - TS Nguyễn Quốc Hoà, Viện XDCTB

- Ths Nguyễn Quang Tạo, Viện XDCTB

- Ths Thái Mạnh Cường, Viện XDCTB - KS Dương Thanh Quỳnh, Viện XDCTB

- GS.TS.Ng6 Tri Viéng, Truéng DH Thuy Loi

- CVCC Tôn Thất Vĩnh, Công tác viên của Viện XDCTB, Nguyên CB Cục

PCBL & QL Đề điều, Bộ NN&PTNT - Ths Tôn Thất Anh Vũ, TEDI

- Ths.Đỗ Trung Thoại, Phó Giám đốc Sở NN&PTNT Hải Phòng

Trang 8

-1 Ths.Vũ Văn Quý Giám đốc Ban QL DA céc CT.NN&PTNT.HP

- KS Lê Văn Hiến, Chỉ cục trưởng, Chi cục Phòng chống BL& QLĐĐ.HP

~ Ths Nguyễn Bá Tiến, Chỉ cục phó, Chi cục PCBL & QLDD.HP

GS.Phạm Khắc Hùng làm việc với P.Giám đốc Sở NN& PTNT.HP, Chi cuc PCB&QLDD, Ban QLDA CT NN&PTNT, va DH Hang Hải 3 TỔ CHỨC THỰC HIỆN + Lập Ban chủ nhiệm Đề tài: GS.Phạm Khắc Hùng, Chủ nhiệm TS Định Quang Cường, Phó CN Ths Nguyễn Quang Tạo, Thư ký Ths Thái Mạnh Cường, UV Ks Duong Thanh Quynh, UV CN Trần Thị Quân, Kế toán

+ Mời một số Cơ quan và Chuyên gia tham gia Đề tài

+ Lựa chọn 1 số tuyến đê điển hình để khảo sát và nghiên cứu (Khu du lịch, đo thị và ngư nghiệp: Hải Phòng, Đảo Cát Hải; Khu Nông nghiệp: Hải Hậu, Hà Tĩnh; Khu Du Lịch; Hàm Tiến — Mũi Né)

+ Thu Thập tài liệu hiện trạng về điều kiện tự nhiên của một số tuyến đê biển

điển hình

+ Khảo sát thuc dia bé sung (2 dot)

Trang 9

-2-+ Tập hợp tài liệu về thành tựu bảo vệ bờ trên thế giới + Phân tích đánh giá hiện trạng đê biển VN

+ Lựa chọn giải pháp hợp lý cho một số tuyến đê biển điển hình Việt Nam + Tế chức Hội thảo (2 lần)

+ Nghiệm thu kết quả nghiên cứu của Để tài + Ứng dụng kết quả nghiên cứu

(1) trong đào tạo: 1 luận văn Thạc sĩ đã bảo vệ thành công, 2 Đề cương nghiên cứu sinh Châu Âu

(2) Trong thực tế: Đề nghị áp dụng nâng cấp L số đoạn Đê đã bị phá huỷ sau cơn baozx số 6 va 7 năm 2005

4, CAC SAN PHAM CUA DE TAI

1) Tổng quan về công trình bảo vệ bờ biển

2) Đánh giá và lựa chọn giải pháp công trình cho tuyến đê biển Hải Phòng

3) Đánh giá và lựa chọn giải pháp công trình cho tuyến đê biển Cát Hải 4) Đánh giá và lựa chọn giải pháp công trình cho tuyến đê biển Hải Hậu 5) Đánh giá và lựa chọn giải pháp công trình cho tuyến đê biển Hà Tĩnh

6) Lựa chọn giải pháp công trình cho tuyến đê biển Hàm Tiến Mũi Né

5 LỜI CÁM ƠN

Đề tài đã triển khai trong 24 tháng, với sự nỗ lực của tập thể cán bộ tham gia thực hiện, đã hoàn thành công việc nghiên cứu gồm l1 chuyên đề (năm 2003 - 5 Chdé, năm 2004 - 6 Chđề), với 6 Sản phẩm

Chủ nhiệm đề tài chân thành cám ơn các chuyên gia đã tham gia Đề tài một cách

tích cực, nhiệt tình và hoàn thành đúng Đề cương nghiên cứu và thời hạn quy định

Chủ nhiệm Để tài đặc biệt cám ơn GS.TS.Ngô Trí Viêng (chủ trì các Chuyên để 5 và

6), CVCC Tôn Thất Vĩnh (chủ trì các Chuyên dé 1,2,3,4), Vién XD Công trình Biển, Số

NN & PTNT TP Hải Phòng (trực tiếp là Ban QLDA CT.NN & PTNT và Chỉ cục

PCBL & QLĐĐ: (ham gia các chuyên dé 2 và 3) đã nhiệt tình tham gia thực hiện

những phần nội dung quan trọng của Để tài, cũng như cung cấp các số liệu phục vụ cho

việc triển khai nghiên cứu và tạo điều kiện tham quam khảo sát thực địa

Chủ nhiệm Đề tài cũng xin chân thành cám ơn Thường Trực Hội KHT Ăn mon & Bao vé kim loai VN, đặc biệt là Liên Hiệp các Hội KHKT VN (trực tiếp là Ban Khoa học CN và KT) đã tạo điều kiện thuận lợi và động viên hỗ trợ trong quá

trình Triển khai Đề tài

Hội KHKT AM & BVKL-VN: Bao cáo Tổng hợp -Luựa chọn giải pháp hợp lý cho các CT đê biển điển hình VN

Trang 10

-Chuong 1: ,

TONG QUAN VE CONG TRINH BAO VE BO BIEN

1.1 LICH SU HINH THANH CHUYEN NGANH KHOA HOC “CONG TRINH

BẢO VỆ BỜ BIỂN ”

Công trình bảo vệ bờ biển hình thành rất sớm khi con người có ý thức cộng đồng

bảo vệ sinh mạng do rủi ro ngập lụt vì nước dâng, thủy triều cao bằng xây dựng công

trình đê biển Nhưng khoa học ngành công trình bờ biển chỉ mới hình thành và thực sự

trở nên chú ý trong những năm 50 của thế kỷ 20 được đánh dấu bởi hội nghị quốc tế

đầu tiên về công trình biển tại Long Beach, California năm 1950 Sau 1968 ngành công trình biển được làm rõ thành một lĩnh vực kỹ thuật riêng của Civil Engineering, các nhà khoa học và chuyên gia thường xuyên trao đối kinh nghiệm, nghiên cứu thông qua các

hội nghị quốc tế được tổ chức 2 năm một lần ở các nước có điều kiện tổ chức và quan

tâm đến lĩnh vực trên

Lịch sử phát triển công trình bảo vệ bờ biển của một số nước có thể làm ví dụ được nêu tóm tất như sau:

1) Australia:

Vì 2/3 đất nước là vùng khô cằn nên không ngạc nhiên khi có 86% dân số sống tập trung vùng bờ biển nơi có nguồn nước đồi dào cho sinh hoạt và sản xuất Sự hình

thành và phát triển công trình biển gắn liền với việc phòng chống thám họa thiên tai đến từ biển và phát triển kinh tế đất nước Có thể chia các giai đoạn thời gian như sau:

Trước đến chiến tranh thế giới thứ II:

Khoảng 400 năm trước đây khi những người châu Âu bằng đường biển đầu tiên đặt chân lên nước này đã tìm kiếm những nơi tự nhiên có thể làm bến cảng để neo đậu tàu bè trong các vịnh, cửa sông, đảo v.v Cảng của người châu Âu đầu tiên được đặt tại

Sydney 1788 và Hobart 1804 là cảng tự nhiên dùng làm nơi trú tàu và cung cấp nước ngọt Năm 1797 cảng cửa sông Hunter được dùng để bốc đỡ than sau khi mỏ than tại

Newcastle cách Sydney 100 km về phía bắc được phát hiện Theo thời gian các con tàu

lớn hơn không thể hoạt động có hiệu quả ở các cảng tự nhiên, đến cuối thế kỷ 19 và

đầu thế kỷ 20 dần dần tại vùng cửa sông Hastings, Clarence, Richmond và Tweed

những mỏ màn và tường kè được xây dựng Nhưng nổi bật nhất là công trình mo han

phá sóng lớn đầu tiên được xây dựng ở Australia là vào năm 1858 tại Port Elhiot Thiết

kế và thi công công trình này được trình bày và thảo luận tại Hội kỹ sư dân dụng Luân

đôn (Tnstitution of Civil Engineers) 1858 và được đánh dấu nhờ sự bắt đầu của ngành

khoa học công trình biển của Australia (theo Corbett 1973)

Trang 11

-4-Vùng ven biển, cửa sông nhiều thành phố mọc lên cùng dân cư tập trung đông đúc cũng là vùng thường chịu rủi ro bão lũ Cơn bão Mahina năm 1899 đổ vào vịnh

Bathurst làm 300 người thiệt mạng Năm 1918 một cơn bão khác đi qua Mackay với

chiều cao nước biển đâng 3.8 m kết hợp mưa lũ sông làm ngập lụt nhiều thành phố, phá hủy nhiều nhà cửa đo sức gió mạnh và nước ngập Sau các đợt lũ bão các công trình bảo vệ bờ và ngăn ngập lụt được xem xét củng cố nâng cao khả năng bảo vệ và phát

triển kinh tế Một số công trình khác như cảng được điều chỉnh vị trí thích hợp như

cảng tại Mackey sông Pioneer phía bắc của vùng Queensland đời năm 1930, vì chỉ hoạt động khi lúc triểu cao, đến nơi mới ở bờ biến với việc xây dựng 2 mỏ hàn phá sóng

mới

Trong và sau chiến tranh thế giới lần lĨ

Trong thời gian này tại Australia chủ yếu tập trung xây dựng các công trình

cảng phục vụ chiến tranh Đây cũng là thời gian mở rộng xuất khẩu các khống sản như than, sắt, bơ xít và nông sản như lúa mì, đường thông qua các cảng cửa sông, biển Công trình vật liệu cọc cừ thép được xây dựng cảng sông ở New South Wales va 2 mô hàn lớn bằng các khối bê tông nặng cùng hệ thống các mỏ hàn cải tạo luồng, ngăn cát xây dựng tại Port Kembla Năm 1850 cảng lớn ở Portland được xây dựng để phục vụ

mở rộng xuất khẩu vùng Victoria

Những năm gần đây vấn đề giữ đìn bảo vệ môi trường trở nên cấp bách, mặt khác các công trình bờ biển phục vụ dân sinh kinh tế tại Australia đã xây dựng đáp ứng

được nhu cầu nên công trình lớn, mới không nhiều Công trình vùng bờ chủ yếu cho

mục đích đi lại, du lịch, nghỉ ngơi nơi vùng đất mới mở rộng ven biển ở nam

Queensland và bắc New South Wales của dân từ Melbourne, Sydney đến Việc bảo vệ và dìn giữ các dải san hô và đụn cát ven bờ được chú ý

2) Đan Mạch :

Khái niệm về công trình biển ở Đan Mạch có vào thế kỷ 19 và phát triển mạnh

những năm đầu thế kỷ 20 Nhưng mang ngành khoa học chuyên sâu phải đến những năm 1950 và 1960 với tên tuổi gắn liền của các nhà khoa học như GS Helge Lundgren, Frank Engelund của trường đại học kỹ thuật Danmark Có thể nói Đan Mạch có các hoạt động về công trình biến trên 150 năm nay, tương tự các quốc gia Bắc Âu có bờ

biển dài đương đầu với sóng nước, phát triển nghề khai thác hải sản, gỗ v.v và chống

thiên tai ngập lụt

Những đê biển đầu tiên được xây dựng vào năm 1550 ở phía bắc biên giới Đan

Mạch - Đức vùng đất thấp đầm lầy Wadden chạy dọc theo bờ biển 1868 chức vị cục tr-

ởng cục cảng và bờ biển được chỉ định Những mỏ hàn đầu tiên được xây dựng năm

Hội KHKT AM & BVKL-VN: Báo cáo Tổng hợp -Lựa chọn giải pháp hợp lý cho các CT đê biển điển hình VN

Trang 12

-5-1862 Từ 1860 đến 1890 có 3 cảng lớn xây dung tại đảo phục vụ đánh bắt hải sản và vận chuyển gỗ Năm 1910 và 1930 một số công trình kè phá sóng đặt song song tuyến bờ được xây dựng bảo vệ bờ và làm nơi đậu tàu thuyền đánh bắt cá cho đến ngày nay vẫn còn sử dụng Những năm 1950 và 1960 có 2 dự án lớn: cảng cá Hanstholm và công trình cải tạo đường thủy nối Biển Bắc với Limfjord Năm 1967 cảng Hanstholm có thể

là cảng lớn cuối cùng được xây dựng ở biển Bắc của Đan Mạch Nổi bật về công trình

bờ biển là thuộc về Central West Coast với hệ thống mỏ hàn chiếm khoảng 25% đường bờ biển, có chiêu dài các mỏ là 125 km Những năm 1990 cho đến nay xu hướng sử

dụng các giải pháp công trình bảo vệ bờ biển bằng bảo trì đụn cát ven biển và thô hóa

những nơi bờ bị xói do đất cát bị sóng nước cuốn trôi

Công trình bảo vệ bờ của Đan Mạch là hệ thống đê biển Năm 1976 một cơn bão

mạnh đã đổ bộ vào vùng biển Wadden phá hủy nghiêm trọng các tuyến đê biển và gây ngập lụt vùng đất sau đê Sau thiên tai, một kế hoạch lớn nhằm khôi phục và nâng cấp

hệ thống đê biển do Uỷ ban lụt bão Quốc gia vạch ra Tuyến đê biển mới cũng được

đắp ở Tonder 1981 và Ribe 1980 với mặt cắt đê có mái đốc phía biển thoải (1:10), mái

phía trong 3:1, đê đắp bằng đất pha được bọc ngoài một lớp đất sét đày 1 m 3) Pháp:

Pháp có đườngbờ biển dài 5533 km Bờ tây dài 3830 km chạy dọc theo bờ Biển

Bắc, eo giữa Pháp và Anh và biển Đại Tây Dương Bờ gồm 40% bãi cát, 30% bờ đá và 30% đầm lầy Hàng năm có đến 30 triệu người đi du lịch đến các vùng bờ biển, trong đó 10 triệu người nước ngoài

ˆ Lịch sử phát triển khoa học công trình bờ biển của Pháp chủ yếu vào thế kỹ 19 và những năm đầu của thế kỷ 20 với các công trình nghiên cứu, xây dựng vẻ cảng, bảo vệ bờ không chỉ ở quốc nội mà cả ở các nước thuộc địa Hai trung tâm về khoa học

công trình bờ biển là một ở vùng Paris và một ở Grenoble và các đóng góp cho khoa học thế giới lĩnh vực trên nổi bật trong các năm 40, 50 và 60, đặc biệt trong Hội nghị

quốc tế công trình biển lần V tổ chức tại Grenoble năm 1954 (5'* ICCE)

Pháp là nước điển hình sử dụng các vật liệu có hình thức khác nhau đối với công

trình bờ biển Đến chiến tranh thế giới lần thứ II vật liệu sử dụng chủ yếu là đá tự nhiên hoặc khối bê tông Các công trình nhỏ ở các vùng sóng thấp đá được áp dụng rộng rãi, vùng còn lại sử dụng các khối bê tơng bọc ngồi Năm 1950 khối bê tông Tetrapod được phát minh và được áp dụng rộng rãi trên thế giới Theo nghiên cứu tổng kết của

các nhà khoa học Pháp thì sau 20 năm kể từ khi áp dụng có đến 300 công trình dùng dạng cấu trúc này với tổng khối lượng bê tơng là § triệu tấn và 54 năm sau kết cấu

này vẫn đang được nhiều nước áp dụng Thế hệ thứ 2 của khối bê tông là dạng

Hội KHKT AM & BVKL-VN: Báo cáo Tổng hợp -Luựa chọn giải pháp hợp lý cho các CT đê biển điển hình VN

Trang 13

-6-Accropode được phát minh năm 1979 Hình thức khối này khác với khối Tetrapod là

chỉ cần đặt 1 lớp trên bể mặt công trình, tạo được sự cân bằng giữa cường độ và ổn định

dưới tác dụng của sóng Một lớp tạo nên được một mặt ngoài đồng nhất và tự chuyển vị

nhỏ một cách linh hoạt không gây mất ổn định cho công trình Có khoảng 100 công trình xây dựng theo kết cấu này cho đến nay được đánh giá vẫn ổn định,

Từ sau năm 1980 hiện tượng xói lở bờ biển được xem xét một cách toàn diện, cùng với các khía cạnh quan hệ đến môi trường, trong các nguyên nhân gây xói lở có

tác động của công trình bờ biển Có thể nói những năm 1950 và 1970 là của công trình

đá và bê tông khối, ngày nay tại Pháp có xu hớng bảo vệ bờ bằng thô hóa bãi (beach

nourishment) là phổ biến

4) Đức :

Đức là một trong những quốc gia có công trình bảo vệ bờ biển sớm nhất trên thế

giới, ở bờ Biển Bắc, vào những năm 300 đến 1100 A.D được ghi nhận ban đầu gồm các

mô đất đắp cao trên mức nước biển khi có bão gọi là ‘warft’ Dan dan cdc mé cao nay

được nối lại với nhau thành đê bao quanh một làng hay một khu nhỏ bảo vệ ngập lụt

gọi là “Golden Ring' thuộc bờ biển Wadden phía nam của Biển Bắc Đất phần Biển Bắc

của nước Đức thấp, thấp hơn nước biển khi có nước dâng trong bão, thậm chí thấp hơn

những lúc triều cao Vùng này đê biển là công trình chủ yếu để bảo vệ Một số loại

công trình khác cũng được xây dựng tại đây như công trình cống đập ngăn nước biển

dâng (Storm surge barriers) cửa sông Eider Công trình kè bảo vệ mái và tường kè bảo

vệ bờ và đảo cũng được làm rất sớm như ở Norderney 1858 và hệ thống các mỏ hàn được xây dựng tại đây Mỏ hàn lớn dài 1460 m ở East Frisian xây dựng vào những năm trước chiến tranh thế giới thứ II Hình thức công trình thô hóa bãi ở Đức được sử dụng

rất sớm cũng tại Norderney trong những năm 1899 đến 1909,

Bờ biển Ban tích của Đức đê biển là công trình chủ vếu bảo vệ các miền đất thấp

được hình thành muộn hơn vào những năm của thé ky 18 va dau thé ky 19 như ở vùng Schleswig-Hokstein Hệ thống các mỏ hàn dạng cọc để tạo độ sâu lạch vào cảng xây

đựng vào năm 1811 ở Pillau và 1850 ở Warnemunde

Ngồi cơng trình bảo vệ bờ như trình bày ở trên công trình cảng và giao thông thủy ở Đức cũng phát triển rất sớm, nhất là trong thời gian thế kỷ 18, 19 Tuy vậy, phải đến những năm giữa chiến tranh thế giới thứ I và thứ II khoa học công trình biển mới được đánh dấu bằng những nghiên cứu và xuất bản các tài liệu về công trình biển Ngày

nay ở Đức có 2 Học viện là Hannover và Branswick chuyên giáo dục đào tạo nghiên

cứu sâu về lĩnh vực công trình biển

Trang 14

-7-5) Viét Nam:

Đê sông Hồng được đắp từ thế kỷ thứ 3 trước công nguyên nhưng phải đến thế

kỷ thứ 10 sau công nguyên khi dành độc lập sau gần 1000 năm bị Trung Hoa xâm

chiếm đê mới thành hệ thống nối từ sông ra cửa biển Vào thế kỷ thứ 13 nhà vua bổ

nhiệm quan trông mom về đê điều và đê biển đầu tiên được xây dựng, chủ yếu ở các vùng bờ biển thuộc các tỉnh Thái Bình, Nam Định và Hải Phòng ngày nay

Vào năm 1880, bắt đầu thời kỳ Pháp thuộc và tiếp những năm sau đó của thế kỷ

19 các cảng cửa sông và biển được xây dựng để phục vụ khai thác tài nguyên và vận

chuyển về Pháp Những năm 1930 các cảng như Hải phòng, Vinh, Đà Nẵng, Sài Gòn v.v được cải tạo xây dựng cùng với một số biện pháp công trình cải tạo luồng lạch như

mô hàn kè bảo vệ mái Những năm 60, để phục vụ chiến tranh một số cảng khác với hệ thống kè mỏ hàn dài được xây dựng ở cửa sông Hàn - Đà Nẵng bằng đá khối lớn đổ và

mỏ hàn cọc thép ở cửa Thién-Thita thién-Hué Dé bao vé tính mạng, tài sản nhân dân vùng ven biển , một hệ thống các tuyến đê biển chạy đọc theo đường bờ đài trên 1500

km từ Quảng ninh đến Kiên giang đã được xây dựng và củng cố hàng năm Đặc biệt hệ

thống đê biển này được nâng cấp ở các vị trí trọng điểm trong các năm cuối của thế kỷ

20 được Tổ chức Lương thực Thế giới tài trợ kinh phí ở các tỉnh Quảng ninh đến Quảng

Nam Để chống xói lở bờ các hình thức công trình như mỏ hàn bằng vật liệu đá đổ đã thực hiện một số nơi như Hải Hạu-Nam Định, Cát Hải-Hải Phòng và hình thức cọc cây

ở một số tỉnh nam trung bộ nhưng hiệu quả thấp do kiến thức về công trình biển còn

hạn chế, kinh phí không đáp ứng và vật liệu thiết kế không đảm bảo kích thước Có thể

nói trước những năm 2000 là thời đại đá và nay là thời đại của bê tông cho công trình

bảo vệ bờ biển Những năm gần đây cùng với phát triển kinh tế của đất nước một số công trình biển tương đối lớn được xây dựng ở đảo như cảng Bạch long vĩ, cảng nước sâu Dung quất và một số cảng khác với công trình mỏ hàn phá sóng bọc ngoài bằng khối lớn Tetrapod

Tuy công trình biển phôi thai có gần 1000 năm nay nhưng khoa học về chuyên ngành này đối với nước ta vẫn còn mới mẻ Trao đổi kinh nghiệm với các nước thông

qua các bài viết tại hội nghị quốc tế về công trình biển chỉ bắt đầu tại Hội nghị Quốc tế

lần thứ 25 tổ chức tại Orlando, Mỹ1996 Viện Xây dựng Công trình biển Thuộc Trường Đại học Xây dựng đã được thành lập cách đây 17 năm (1988) và Khoa Kỹ thuật bờ

biển thuộc ĐH Thuỷ lợi thành lập năm 2004 là các Đơn vị đào tạo và hoạt động trong lĩnh vực công trình bờ biển ở VN

Hội KHKT AM & BVKL~VN: Báo cáo Tổng hợp -Lựa chọn giải pháp hợp lý cho các CT đê biển điển hình VN

Trang 15

-8-12 CƠ CHẾ TONG QUAT VE SU DICH CHUYEN DUONG BO BIEN

Đường bờ biển chuyển dịch, về nguyên nhân tự nhiên là đo tác động tổng hợp của các yếu tố như hình thái, địa chất bờ, cung cấp nguồn bùn cát, năng lượng sóng, thủy triểu và tác động can thiệp của con người được biểu hiện bằng hiện tượng bồi, xới

Nghiên cứu tại Anh cho thấy tiểm tàng xói và bùn cát bị vận chuyển là do sóng

tạo ra bởi gió Số liệu thu thập trong 50 năm về chiều cao sóng lớn nhất tại phía tây bờ

biển nước Anh và biến đổi mức nước thủy triều (kế cả nước dâng) chứng minh cho nhận định trên Đặc biệt trong các trường hợp có nước đâng cao xuất hiện vào những

năm 1825, 1894, 1897, 1906, 1916, 1921, 1928, 1953 1978 với gió tây bắc mạnh gây

xói lở mạnh đường bờ biển Tại Đức hiện tượng xói lở làm dịch chuyển đường bờ có

cùng nguyên nhân trên vào năm có nước dâng lớn 1973 và 1976 Đặc biệt xói chân công trình biển và đụn cát khu vực đông các đảo Frisian Tại đây một vài tuần sau sự

kiện nước đâng một đường bờ mới được hình thành Tại Canada sự biến đổi mực nước và những năm mực nước cao nh 1973, 1986 và 1987 làm đường bờ xói lở mạnh xung

quanh vùng Great Lakes

Nghiên cứu ở Italia trong 40 năm về hình thái bờ biển bị biến đổi có tính mạnh

mẽ do tác động có liên quan đến các hoạt động của con người như đắp lấp sông, khai

thác vật liệu cửa sông, xây dựng công trình và nhà cửa ở bờ biển, khai thác làm hạ thấp

bờ v.v Tại Pháp hầu như nơi nào đường bờ biển đang bị lùi vào đất liền với mức độ

khác nhau Tốc độ xói lở trung bình hàng năm ở Pháp là I m/năm doc theo 850 km

đường bờ và 0,5 m trên 1000 km còn lại Trong đó nổi bật nhất thuộc vùng bờ tây nước Pháp đọc theo Atlantic Wall nơi đặt các công trình quân sự của Đức trong thời gian

chiến tranh thế giới lần thứ II được cho là gây ra xói lở và biến đổi đường bờ biển ở

đây Nhật bản một trong số ít nước mở rộng bờ cõi mạnh về phía biển đo đồi hỏi gia tăng đân số Khai hoang lấn biển được thực hiện hàng trăm năm trước đây Đặc biệt thời gian 1956 đến 1970 đã mở rộng 35000 ha, bằng khoảng 80% đất do công nghiệp

chiếm Từ 1970 đến 1988 mở rộng đất thêm 34337 ha Cảng Kobe chiếm 436 ha

(1981) và đảo mới Rokko làm xong 1990 Việc khai hoang và lấn biển đã làm biến đổi

đường bờ vốn có

Hầu như tất cả công trình biển kể cả công trình bảo vệ bờ như mỏ hàn, đê đặc biệt là đê quai lấn biển và tường kè biển đều tạo ra sự thay đổi đường bờ do gây bồi

hoặc xói cho nơi có công trình hay vùng lân cận nhưng chí có tính cục bộ

Vùng biển Hải Hậu tỉnh Nam định diễn biến xói lở mạnh đi cùng hiện tượng

bồi đấp vùng các cửa sông Hồng, Ninh cơ v.v xẩy ra trong nhiều năm nay (chuyên đề 4 đã để cập) Nguyên nhân bị mất cân bằng bùn cát vì không còn nguồn cung cấp từ sông Sò trong khi sóng và thủy triểu gây xói bờ và mang tải cát ra khỏi Hải Hậu Việc

Trang 16

-9-bồi đấp mạnh vùng cửa sông và quai đê lấn biển ở cửa Ba lạt và Ninh cơ làm thay đổi

dần hình thái đường bờ khó cho việc bồi dap lai nguồn bùn cát từ đông bắc nhưng theo thời gian với viéc bồi cửa sông Ninh cơ và Sông Day sẽ là nguồn cung cấp bùn cát để

có thể bồi dần lại bờ biển Hải Hậu trong một thời gian dài

Từ một số thí du về biến đổi va chuyển dịch đường bờ biển cho thấy nếu xuất

phát từ nguyên nhân tự nhiên cơ chế chuyển dịch xẩy ra từ từ và phạm vị rộng trong

trường hợp không có tác động đột xuất như nước dâng do bão Cơ chế xẩy ra nhanh hơn

và biến đổi đường bờ mang tính cục bộ thường gặp tại nơi có tác động của con người ị | i

d Đường bở sau khi chịu tác động của sóng bão, trở lại bình thường

Sơ đồ xâm thực bờ biển dưới tác động của sóng

Trang 17

10-1.3 NGHIEN CUU VE CONG TRINH BAO VE BO

Công trình bảo vệ bờ đã xuất hiện hàng trăm năn nay, trong đó đê biển ở một số

quốc gia được xây dựng trên đưới ngàn năm như Hà lan, Đức, Việt nam v.v Các

nghiên cứu và khảo sát về công trình và các điều kiện biên như sóng, thủy triều, vận

chuyển bùn cát và hình thái bờ v.v cũng có từ lâu nhưng chỉ trở nên nghiên cứu

chuyên sâu về ngành Coastal Engineerig phải đợi đến sau 1950, có thể lần đầu tiên sử dụng từ ngữ trên tại Hội nghị Quốc tế về vấn để này tháng 10-1950 tại Long Beach, California Hoa kỳ Lần đầu tiên tại đây các nhà khoa học, kỹ sư trình bày các kết quả nghiên cứu liên quan đến lập dự án, thiết kế, thi công công trình biển Sau 1950 nhiều

hội đồng, viện nghiên cứu, trường đại học ở các nước phát triển được thành lập hoặc có

trước 1950 nhưng thêm khoa công trình biển nghiên cứu, giảng dạy, ấn phẩm các vấn

đề liên quan đến Coastal Engineering Một số ví dụ các nước tiêu biểu như sau: 1) Hoa kỳ:

Các tổ chức, cơ quan nghiên cứu về Coastal Engineering là:

- ASBPA (American Shore and Beach PreservationAssociation) Năm 1920 một

Uỷ ban nghiên cứu đường bờ biển được thành lập trên cơ sở Hội đồng Nghiên cứu

Quốc gia (National Research Counci])

ASBPAIà cơ sở pháp lý của Ban xói lở đường bờ Hoa kỳ (USACE Beach Erosion Board)

- Hội đồng nghiên cứu sóng/ Hội đồng nghiên cứu công trình biển (Wave

Research Council/ Coastal Engineering Council) duoc thanh lap sau H6i nghi Quốc tế

lần 1 (1* ICCEC)

- Hội các kỹ sư dân dụng Hoa kỳ (ASCA - American Society of Civil Engineers)

1 Hydraulics Division

2 Technical Council on Ocean Engineering 3 Waterway,-Port, Coastal and Ocean Division

4 NAE Commitee on Ocean Engineering/ RNCMarine Board 5 NRCCommitee on Nation Disasters/ Board on National Disasters 6 NRC Ocean Studies Board

Một số cơ sở để nghiên cứu điển hình của Mỹ như:

- Các thiết bị tại các phòng thí nghiệm thủy lực, bể sóng v.v Một số bể tạo sóng biển loại nhỏ có ở một số trường đại học và viện nghiên cứu từ những năm 30 Một

máng sóng thời đó lớn hơn cả được xây vào năm 194Q có chiều đài 119 ft, rộng 5 ft và

Trang 18

-11-sau 4 ft để thí nghiệm về ổn định của mỏ hàn phá sóng Một máng thí nghiệm nghiên cứu về bờ biển kích thớc 150 đến 300 ft, sâu 3 ft được làm vào năm 1950 Bể tạo sóng lớn đài 635 ft, rộng 15 ft và sâu 20 ft tại Washington DClamf 1955 Một bể sóng loại lớn được xây tại Oregon State University năm 1972- 73 dai 342 ft rộng 12 ft sâu 15 ft và một số công trình khác để nghiên cứu sóng được tiếp tục xây dựng các năm tiếp

theo

- Mô hình thủy lực bờ biển

Mô hình thủy lực trớc đây tại Mỹ đùng nghiên cứu liên quan đến công trình mỏ

hàn, neo đậu tàu thuỳên, các cửa triểu, sóng do gió tạo ra với các phổ hớng khác nhau

Mô hình 2, 3.chiều được sử dụng nghiên cứu sóng, triều, dòng chảy có kết hợp với gió

WES, BEB, UCB là mô hình sử dụng nhiều để nghiên cứu

2) Nhật bản :

Nghiên cứu về công trình biển và các yếu tố liên quan về biển ở Nhật bản đã có

từ những năm 30 Tuy nhiên năm 1953 theo các chuyên gia của Nhật là năm mở ra kỷ nguyên mới về nghiên cứu với nhiều cơ sở mới và nhiều đóng góp khoa học của Nhật

cho thế giới về lĩnh vực công trình biển

Những cơ quan ở Nhật quản lý bờ biển có 4 cơ quan nhà nước chịu trách nhiệm

là: Bộ Xây dựng (MC), Bộ Giao thông (MT), Bộ Nông nghiệp, Rừng và Thủy sản (MAFF) và Sở cá (FA)

Các cơ quan nghiên cứu về công trình biển gồm: Viện nghiên cứu công trình

công cộng (MC), Viện nghiên cứu cảng (MT), Viện nghiên cứu công trình cá (FA) Tại các viện nghiên cứu này đều có các phòng thí nghiệm với thiết bị và mô hình hiện đại

Tại Viện nghiên cứu cảng có mô hình nghiên cứu về sóng, dòng chảy, vận chuyển bùn cát và biến đổi bờ biển, xói lở vật liệu khu vực công trình v.v vùng Hazaki Thái bình

dương Mô hình dài 427 m, rộng 3.3m Viện nghiên cứu công trình công cộng đặt cơ

sở quan trắc và nghiên cứu biến đổi bờ biển thái bình dương ở Ajigaura Ở Nhật bản có

150 trường đạt học quốc gia và nhà nước quản lý, 400 trường đại học dân lập Trong số trên có 50 trường nghiên cứu công trình biển Một số trường đại học này cũng trang bị

các thiết bị nghiên cứu như máng sóng dài 205 m, cao 6 mrộng 3,4 m đặt tại Học viện nghiên cứu kỹ thuật năm 1982 có thể tạo ra con sóng cao 1 m đến 2 m, chu kỳ 5 đến I0

pidy

Những vấn đề Nhật bản quan tâm nghiên cứu gồm:

1 Các đặc tính của sóng truyền từ nước sâu vào vùng bờ Nghiên cứu tại phòng

thí nghiệm và khảo sát hiện trường thu thập các dữ liệu dùng cho việc tính toán với kỹ thuật mới nhất

Hội KHKT AM & BVKL~VN: Báo cáo Tổng hợp -Lựa chọn giải pháp hợp lý cho các CT đê biển điển hình VN

Trang 19

-12-2 Chuyển động bùn cát gần bờ và các vấn dé liên quan để nghiên cứu đánh giá tác động đối với bờ biển mà cho đến nay vấn đề này vẫn còn phức tạp

3 Tác động qua lại giữa công trình và sóng là mối quan tâm của các kỹ sư

thiết kế

4 Các vấn dé liên quan đến môi trường biển vùng gần bờ Trong vòng 30 năm gần đây mối quan tâm nhiều hơn về môi trường, nhất là các hoạt động của con người ảnh hưởng đến môi trường biển

5 Các tác động làm ảnh hưởng đến môi trường gây tác động nước dâng toàn cầu 3) Việt Nam:

Do chiến tranh và yêu cầu kinh tế chưa đặt ra cấp bách nên vấn đề nghiên cứu

công trình biển ở nước ta mới chỉ có kể từ cuối những năm 1990 Thời gian này được đánh dấu bằng Chương trình nghiên cứu về biển cấp nhà nước, trong đó có công trình biển (chủ yếu đê biển) do Viện Khoa học Việt nam chủ trì với sự tham gia của nhiều cơ quan khác nhau Thực ra trớc 1990 một số hoạt động liên quan đến nghiên cứu đã thực hiện như khảo sát địa hình đáy vùng bờ và các yếu tố hải văn như sóng, thủy triều, dòng chảy, nước dâng do bão, xói lở bờ ở một số vị trí đặc biệt v.v đã được Tổng cục Khí tượng Thủy văn, Bộ Giao thông Vận tải, Bộ Thủy lợi, Tổng cục Hậu cần, Viện Hải

dương, Viện Cơ và một số Viện nghiên cứu khác thực hiện

Hiện nay những cơ quan ở nước ta có liên quan đến công trình biển gồm: Cục

Phòng chống lụt bão và Quản lý đê điều, Cục Hậu cần quân đội, Viện XD Công trình

biển-Trường ĐHXD, Khoa Công trình biển Trường ĐHTL, Viện NCKHTL, Viện thiết

kế Đường thủy v.v Các kết quả nghiên cứu về công trình biển còn rất hạn chế, mặc đầu những năm gần đây một số công trình lớn đã và đang xây dựng ờ bờ biển như cảng

Vũng áng, Chân mây v.v

Khoa học và nghiên cứu công trình bảo vệ bờ ở một số nước khác cũng rất phát triển và có nhiều đóng góp cho tri thức thế giới phải kể đến các nước như Ytalia, Tây

ban nha, Nam phi, Ba lan v.v Nhưng đặc biệt là Hà lan có nhiều nhà khoa học cung

cấp nhiều tài liệu nghiên cứu quý giá về công trình biển trong các ICCE và công thức

xác định ổn định của viên vật liệu bảo vệ mặt ngồi cơng trình như Pilarczyk, Van đer Meer

Hội KHKT AM & BVKL-VN: Béo céo Téng hap -Lya chon giai pháp hợp lý cho các CT đê biển điển hình VN

Trang 20

13-1.4 PHÂN LOẠI CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ BIỂN

Bảo vệ bờ biển có thể phân thành 2 loại: giải pháp cóng trình và giải pháp phi công trình (structures or non structures) Giải pháp công trình là dùng công trình để ngăn chặn bờ biển lùi vào phía đất liền, chống ngập lụt, xói lở bờ Giải pháp phi công

trình là các giải pháp không dùng công trình, là loại giải pháp động, hay giải pháp mềm

(như trong cây ni bãi, thơ hố bãi, ) nhằm điều chỉnh luồng bùn cát để ổn định đường bờ theo ý muốn Ngoài ra, các hoạt động quản lý vùng bờ (xây dựng Tiêu chuẩn

Quy phạm, các Chính sách ) cũng được coi là giải pháp phì công trình

Thông thường phải cùng một lúc kết hợp cả 2 giải pháp mới mang lại hiệu quả cao Trước khi phân tích chỉ tiết hơn về giải pháp bảo vệ bờ cần thiết đề cập lại nguyên

nhân gây xói mà các kỹ sư quan tâm khi xây dựng và lựa chọn giải pháp bảo vệ bờ

thích hợp

Như đã để cập ở trên, xói do 2 nguyên nhân cơ bản là lực tự nhiên tác động dọc

theo bờ biển và tác động của con người

Tác đông tiêu cực đối với bờ biển do con người:

Những công trình do con người xây dựng làm biển đổi tiến trình đường bờ theo các cách:

1) Ngăn cản quá trình vận chuyển bùn cát, dòng chảy dọc theo bờ biển

2) Làm trệch cấu trúc dòng chảy ven bờ

3) Mất đất cát bổ sung cho bờ biển vì đập ngăn hay khai thác vật liệu

4) Biến đổi chế độ sóng qua phản xạ và khúc xạ vùng xung quanh khu vực công trình

Các tác đông tự nhiên ảnh hưởng đến đường bờ: 1) Gió (tạo ra sóng)

2) Sóng và thành phần năng lượng của nó dọc theo bờ

3) Mực nước bao gồm thủy triều, nước dâng và nước biển dâng cao do ảnh h- ưởng môi trường toàn cầu

4) Sự dao động lưu lượng và bùn cát cửa sông 5) Chuyển động của nước ngầm

6) Tác động của sinh vật

Hội KHKT AM & BVKL-VN: Báo cáo Tổng hợp -Lựa chọn giải pháp hp lý cho cdc CT dé biển điển hình VN

Trang 21

14-Các giải pháp bảo vê bờ biển: có thể tóm tắt trong bảng dưới đây Tha Biện pháp Chức nãng So dé minh hoa tự

1 Dé bién - Ngan khong cho nước biển

(Seadykes) xâm nhập khu vực bảo vệ ~ Tôn tạo các đảo chìm

- Lấn biển, mỡ mang đất mới

2 Gia cố bờ (kè biển) | - Chống sự phá hoại của các (Revetments) yếu tố biển làm sạt lở bờ đất

- Tạo cảnh quan,

3 Hệ thống mỏ hàn _ | - Chống sự xâm thực bãi biển

ngăn cất do mất cân bằng tải cát của Hướng vận chuyển bùn cật (Groins) đồng chảy đọc bờ

- Gây bồi, tôn tạo bãi - Chống bồi lấp cửa sông

4 Hệ thống Sóng (song song an - - đê chắ - Giảm sóng từ xa, không sóng lớn trực tiếp tác động để hướng sông

với bờ) vào bờ

(Breakwaters) - Gây bồi vùng gần bờ 5 Rừng cây ngập mặn | - Giảm sóng trước lúc đến bờ

(Mangrove) - Gây bồi

6 Bồi đắp nhân tạo - Dùng các phương tiện để (Artificial deposition) | mang bùn cát từ nơi khác đến bồi đắp cho vùng cần tôn tạo

(vùng bãi tắm, khu xây dựng ) 7 Trồng cây trên cồn cát dọc bờ (Dune reinforcement) Chấn gió, ngăn chặn cát bay

Trang 22

Sau đây sẽ để cấp đến một số giải pháp chính

1.4.1 Mỏ hàn (Groins)

Mô hàn thường xây dựng vuông góc với đường bờ để ngăn chặn việc vận chuyển bùn cat doc theo bờ, từ mép bờ ra vùng bờ nơi phần lớn vận chuyển dọc

bùn cát xdy ra, nhờ vậy giảm được gradient vận chuyển bùn cát đọc Nếu mỏ hàn xây dựng hợp lý có thể dẫn đến giảm gradient đến zero và hiện tượng xói lở bờ có thể ngừng Ví dụ hệ thống mỏ hàn vuông góc bờ ở hình 1-1

Hình 1-1: Hệ thống mỏ hàn vuông góc bờ ở Hà lan

1.4.2 Dé tiêu sóng (Breakwwaters)

Loại đê tiêu sóng xa bờ có trục mỏ song song với đường bờ (Detached breakwater), hình 1-2 Công trìmh loại này cũng làm ngăn cản tiến trình vận chuyển bùn cát dọc bờ, làm giảm kích cỡ các thông số về vận chuyển bùn cát Một loại khác có

trục mỏ làm với đườngbờ một góc nào đó thường được bố trí vùng cửa vào của cảng để

ngăn cản vận chuyển bùn cát đọc vào luồng tau ra vào cảng và tạo khu nước tương đối yên tĩnh cho tàu thuyền trú ngụ

Trang 23

Figure 2.23 Breakwater at Winthrop Beach, Massachusetts, in 198! (Dally & Pope 1986): (a) low

lide conditions showing periodic tombolo formations, (b) high de conditions displaying salients

with tomboles submerged

Hình 1-2: Đé tiêu sóng ở Tây Ban Nha (khi triểu cao và thấp)

Trang 24

17-1.4.3 Tường kè - Kè lát mái (Sea Walls)

Là loại công trình xây dựng dọc theo chiều đường bờ để bảo vệ bờ hoặc đụn cát Vì không có tác dụng ngăn cản vận chuyển bùn cát dọc trong điều kiện bình thường

nên không làm biến đổi năng lực xói lở bờ nên khi có công trình hậu quả về xói phía

trước và chân công trình tăng lên Một dạng tường kè ở Anh cho trong hình 1-3

Firarr 6Ä Crest wall at Queenborough

\ Hình 1-3: Tường kè biển ở Anh

1.4.4, Dé bién (Sea Dikes)

Là công trình đắp dọc theo bờ biển hay vùng cửa sông để ngăn nước thủy triều, nước dâng do bão nhằm chống xâm nhập mặn và bảo vệ dân cư sau đê

Những nơi sóng tác dụng trực tiếp, đê biển thường kết hợp kè bảo vệ mái phía

biển và tường kè (xem H 1-4)

Hội KHKT AM & BVKL.VN: Báo cáo Tổng hợp -Lựa chọn giải pháp hợp lý cho cdc CT dé biển điển hình VN

Trang 25

M

Faq 22 Cross section of an Waselneer paider dyke

Hình 1 — 4a: Mặt cắt Đề biển Hà Lan

Mechamesiy oaced BASALTON

Hình 1 ~ 4 b: Kè lát mái nghiêng đê biển Hà Lan

Đê biển phải thiết kế sao cho có khả năng chống được các dạng phá hủy như đã nêu trong tài liệu [3] của Giáo sư Krystian W Pilarczyk (TU Deft, Hà Lan), được trình bày trên các sơ đồ dưới đây

Trang 26

-~~ Ngập nước ZN Sóng tràn Trượt mái trong Mất ổn định cục bộ aS Mach dun — Trượt phẳng —=t—- Lat —~-—- Lún aI Trượt mái ngồi Hóa lơng Vật trôi nổi ST Tàu thuyền va đập —~—- Xam thực mái ngoài >

Xâm thực bãi ngoài

Hình 3-2: Cơ chế phá hoại dê biển (theo Pilarcayk) Các dạng phá hoại đê biển [3]

Trang 27

-1.4.5 Dun cat (Dunes)

Đụn cát tự nhiên (hay còn gọi là cồn cát) đọc theo bờ biển được xem như đê biển có tác dụng ngăn nước dâng, thủy triều cao Dun cat có chất liệu cấu trúc tương tự

đê cát nên dễ bị tổn hại, đặc biệt sau các đợt thiên tai có nước dâng cao sóng lớn nên

dun cat thing có giải pháp công trình đi kèm nhằm giữ đụn ổn định (xem H-1-5)

Figure 28, Comber sand chunen-— brastecood, planted tines of marram eee ` ”J.— rents -

Jagure 29, Established marr grass on Camber saed dunex

Hình 1-4: Đụn cát ven biển

1.4.6 Giải pháp động (không dùng công trình)

Các giải pháp bảo vệ bờ biển như đã trình bày nói trên là các giải pháp có công trình (Solutions with Structures), nó cũng được xem là các “giải pháp tĩnh” (hay giải

pháp “cứng” ;

Sau đây, chúng ta sẽ dé cập đến loại “giải pháp động” (hay giải pháp "mềm”), là các giải pháp không dùng đến công trình, do vậy cũng có thể gọi là “giổi pháp phi công trình” (non-structure solutions) bao gồm các loại giải pháp:

- Giải pháp thô hoá bãi ;

- Giải pháp bồi đấp nhân tạo (Artificial Deposition);

- Giai phdp nudi bai bang tréng cay (Beach Nourishment Using Vegetations)

Trang 28

-21-1) Giải pháp thô hóa bãi biển

Bờ bãi bị xói do đồng chảy và sóng mang đi các vật liệu có đường kính nhỏ trên

bề mặt bãi Trong khi các bãi có vật liệu kích thước đường kính hạt lớn thi bề mặt

không bị xới mòn Do vậy, nếu đem vật liệu hạt thô có sẵn ở khu vực khác vận chuyển

đến thay thế cho lớp bề mặt hạt nhỏ, sẽ tạo nên một bãi mới không bị xói mòn Đó là nguyên tắc của giải pháp “Thơ hố bãi biển” Ví dụ ở Pháp dùng thô hóa bãi kết hợp công trình mô hàn dé bảo vệ bờ biến La Croisette, Cannnes 1962 Đã rải 250 000 m? sổi sạn kích thước đường kính 0.8 mm theo một đải 1040 m giữa các mỏ hàn dài 60 m Công trình trên đến nay vẫn ổn định, chỉ cần rải thêm trong quá trình bảo dưỡng 5000 mẺ sôi Thô hóa bãi cũng sử dụng ở Monaco trong các nam 1965 — 1967 rai dai

400 m với

80 000 m sỏi đườngkính 3 — 8 mm khu vực giữa 3 đoạn đê phá sóng độ sâu 6 — 10 m

nước Bãi biển của thành phố du lịch phía Nam nước Pháp (Nice), trước đây bị xói lở mạnh, đã được rải sỏi thay thế cho lớp cát, tạo nên nhiều khu vực du lịch đẹp nhờ có những bãi biển ổn định trong nhiều năm qua

2) Giải pháp bồi đắp nhân tạo

Sử dụng các phương tiện để vận chuyển bùn cát từ nơi khác đến bù đắp cho khu

vực bị xói mòn với các mục đích khác nhau (như du lịch, xây dựng, )

3) Giải pháp nuôi bãi bằng trồng cây

Bãi có thể sử dụng giải pháp trồng cây xú vẹt, hay trồng rừng ngập mặn

(Mangrowe), có 2 tác dụng: Tiêu sóng từ xa trước khi lan truyền vào bờ, và tạo khu trú

bồi lắng để bù đắp phân xói mòn trước đó Việc phục hồi hoặc tôn tạo bãi được thực

hiện nhờ quá trình bồi lắng bùn cát

Giải pháp trồng cây được sử dụng khả phổ biển do tính hiệu quả vẻ kỹ thuật và

kinh tế của nó

4) Giải pháp nuôi bãi bằng công nghệ Stabiplage

Đó là kỹ thuật “bđo vệ và phục hồi bãi biển bị sạt lở), có tên là “Stabiplage” (hay “con lươn địa chất”) của Hãng “ESPACE PUR"” (Pháp), xuất hiện từ thập kỷ 80 của thế kỷ 20 Nguyên lý chủ yếu của giải pháp này là sử dụng “kỹ thuật mềm” để điều chỉnh quá trình lắng đọng bùn cát theo ý muốn, trong đó vật liệu sử dụng lại chính là cát-sôi lấy ở các bãi biển Do vậy S/abiplage được gọi là “công trình mềm”, cũng có

thể coi như thuộc loại giải pháp “phi công trình” theo nghĩa tương đối vì trong đó không sử dụng các giải pháp công trình truyền thống để bảo vệ bờ biển (loại công trình “cứng”)

STABIPLAGE là một công cụ để điều khiển chủ động các khu trú trâm tích

Trang 29

-Thực chất việc điều khiển chủ động các khu trú trầm tích bao hàm sự khác nhau lớn về vận hành quá trình dịch chuyển trầm tích Vì những sự dịch chuyển trầm tích là tự nhiên, người ta thêm vào những sự dịch chuyển do kết cấu ngập trong nước (chìm

hay bán chìm)

Khu trú trầm tích là cơ sở của các vấn để xói mòn và bồi lắng bùn cát STABIPLAGE là một kỹ thuật để điều chỉnh một số trong những vấn đề trên

Nhưng như đã khẳng định, nguyên bản luôn luôn khác nhau, SFABIPLAGE

không phải là một sản phẩm cố định mà là một sản phẩm thích ứng với từng địa hình cụ thể cần xử lý

STABIPLAGE thích ứng bởi các vật liệu của nó và kích thước hoặc kỹ thuật neo của nó

Mỗi địa hình có một STABIPLAGE Đặc tính này rất quan trọng và chính nó

làm nên hiệu quả và các kết quả của sản phẩm mới này

Như vậy, tất cả đặt nền tang trên sự tính toán các nguyên nhân gây rối loạn sự

vận hành của các không gian ven biển hoặc sông ngồi đang xét

STABIPLAGE ® là một giải pháp đáp ứng các nhu cầu khác nhau cho các khu vực ven biển và sông

- bảo vệ các cồn cát và các cồn cát hạ lưu nhằm tránh gây xáo trộn

- làm ổn định thậm chí làm mở rộng các bãi biển

- bảo vệ bờ sông

- làm thay đổi hướng của mũi cát

- tác động để tránh sự bồi lắng ở các vùng cảng

Tóm tắt : STABIPLAGE là một “công trình mềm" bằng vật liệu composit-địa chất (cát-

sỏi) có khả năng chịu lực cao, với hình dạng ‘con luon’, cát-sỏi được nhồi vào bao

composit bằng phụt thủy lực

Sự phụt cát-sỏi vào bao composit tạo nên hình dạng của Stabiplage Kết cấu

được chế tạo với các kích thước cần thiết để bảo vệ địa hình cần xử lý

Stabiplage được xây dưng để bảo vê bờ biển: tùy theo nhu cầu bảo vệ, có

phương vuông góc với đường bờ biển, hoặc song song và ngập trong nước Stabiplage cũng được sử dung để bảo vê bờ sông: với mô hình vuông góc

Trang 30

: Mặt cắt ngang con lượn địa chất — Le fonctionnement du STABIPLAGE® en fleuve et riviére Amont — | Le captage se fait dés le départ en MN pied de na h A | benge de a qước - ou ~ Y fh ea haut de plage - |p 1 le STABIPLAGE® : —

Sơ đồ bố trí Suabiplage: Dòng chảy từ Thượng nguồn (Amont) xuống Hạ nguồn (Aval), các Stabiplage chính là nơi khu trú bùn cát khi di chuyển dọc lòng sông

Hội KHKT AM & BVKL-VN: Béo cdo Téng hop -Lua chon giải pháp hợp lý cho các CT đê biển điển hình VN

Trang 31

23,-COMMUNAUTE

D'AGGLOMERATION OU GRAWOLZION + CAUDAN @ CLEGUIA « GaAvAIS + GOSTEL + GRO

P AY Ss D E L oO R 1 E N T GUIDEL + MEWNEDENT » INZINZAL VÓCMPIST « LAHKSTLN & LANGMMOEC © [AKHOA-PLAC KORIEMT s PO CMEUR s POMT.SCONET + PORY-LƠUI ° QUEVEM & KEAMTT Olrection del'Aménagement, de

de SEnvironnement et des Transpor's

Affaire suivie par : c HOUISE

CH/NN (58 : 02.97.02.29.53) (R : 01.97.02.23.46)

ATTESTATION

Je soussigné, Jean-Yves LE DRIAN, Présideot de la Communauté du Pays de Lorient, aiteste que les travaux décrits ci-aprés ont été réalisés par :

la Société Espace Pur Pendreff Laé

29730 TREFFIAGAT (FRANCE)

Les travaux ont consisié en la pose de deux "STABIPLAGE” en pied de dune sur deux plages marquées par une Erosion littorale certaine sur la commune de Ploemeur (56)

Les travaux céalisés entre fin mai et début juin 1999 montrent dés a présent des résultats satisfaisants, conformes aux prévisions Atablies par la Société

Sur l'une des deux plages, fe rechargement en sable et la stabilisation du haut de plage sont d'ores et déja opérés Le STABIPLAGE en captant un important volume de sable

a évité une bréche amorcée dans la dune

De plus, le STABIPLAGE, compte tenu de som principe, est amené a étre enti€rement

recouvert par le sable, ce qui garantit la qualité estiétique de ce littoral trés fréquenté

Ainsi, la mise en place de STABIPLAGE a répondu 4 nos attertes

Fait a Lorient le, G8 FEY 2000

Le President,

[pu Oe

Jean-Yves sLE-BRIAN

Hội KHKT AM & BVKL~VN: Báo cáo Tổng hợp -Lưựa chọn giải pháp hợp lý cho các CT đê biển điển hình VN

Trang 32

1.5 CÔNG TÁC QUAN LY VA CAC TIEU CHUAN, QUY PHAM DIEN HINH

CHO THIET KE CAC CONG TRINH BAO VE BO

1.5.1 Cong tac quan ly:

Công tác quản lý vùng bờ (Coastal Zone Management) là một yếu tố rất quan trọng liên quan đến yêu cầu bảo vệ bờ biến nói chung, cũng như đảm bảo an toàn và khai thác hiệu quả các giải pháp bảo vệ bờ đã được thực hiện ở những khu vực có yêu câu Việc quản lý này được thực hiện thông qua các luật như luật bảo vệ đụn cát, luật

bảo vệ đê biển, luật bảo vệ bờ biển v.v Ví dụ ở Đan mạch luật bảo vệ bờ biển 1978 do Bộ Môi trường và Năng lượng đưa ra ngăn cấm xây dựng nhà cửa, khách sạn trong bể

rộng 3 km dọc theo đường bờ nơi không che chắn Năm 1994 một luật mới thay thế

cấm xây dựng tất cả các loại cơng trình trên tồn bộ bờ biển, trừ công trình bảo vệ bờ biển

trong phạm vi 300 m

1.5.2 Hệ thống Tiêu chuẩn Quy phạm :

Cơ sở khoa học để thiết kế công trình bảo vệ bờ là chung cho tất cả các nước

Tuy nhiên mỗi nước thường có các Tiêu chuẩn, Quy phạm riêng để phù hợp với tình

hình cụ thể Tại nước ta và ở một số nước có các Tiêu chuẩn nổi bật như được nêu sau đây:

Việt Nam :

Hướng dẫn thiết kế đê biển, Tiêu chuẩn Ngành 14 TCN 130 - 2002 ấn hành

năm 2002 Tiêu chuẩn có 8 chương và các phụ lục hướng dẫn tính toán

Nội dung tiêu chuẩn gồm những quy định chung, phân loại và phân cấp đê biển,

tuyến, thiết kế mặt cắt và kết cấu, thiết kế gia cố mái, công trình giảm sóng và giữ bãi, thi công, quản lý bảo dưỡng

Anh:

1 Maritime structures Guide to the design and construction of breakwaters BSI UK (Tiêu chuẩn này đã được dịch ra tiếng Việt)

2 CIRIA, 1986, Sea Walls Survey of perfornamce anr design practice

3 CIRIA, special Pblication 83 Hoa ky: 1.US Shore Protection Manual

2.Coastal Engineering Manual Ha Lan:

1 CUR, Centre for Civil Engieering and Codes

2 Manual on the use of rock in hydraulic engineering 1995

3 Manual on the use of rock in coastal and shroline engineering 1991

Canada: Shore Management Symposium Proceeding, Victoria 1978

Hoi KHKT AM & BVKL-VN: Bao cdo Téng hop -Lua chon giai pháp hợp lý cho các CT đê biển điển hình VN

Trang 33

-24-TAI LIEU THAM KHAO

1 Coastal Enginnering Proceedings of 25" Inter Conference, Sep 1996 Florida

Edited by Billy L-Edge ASCE (American Society Engineers) NY Vol.1,2,3

2 Coastal Protection Proceedings of the Short Course on Coastal Protection Delft University of Technology - 7/1990

3 Krystian W Pilarczyk (Delft) Sea Defences Dutch Ministry of Transport and Public Works — Road & Hydraulic Engineering Department April 1987

4 Krystian W Pilarczyk (Delft), Ryszard B.Zeidler (Polish Academy of Sciences, Gdansk) Offshore Breakwaters and Shore Evolution Control Rotterdam, 1996

5 Design manual for piched slope protection CUR (Centre for Civil Engineering Research and Codes) Ministry of Transport, Publis Works and Water

Management-Road & Hydraulic Engineering Division Gudar, Netherland, 2005 6 Roland Berkeley Thorn, J.C.F Simmons (Kent River Authority) Sea Defence

Works London, ButterWorths, 1971 Espace Pur StabiPlage / Dossier technique Coastal Engineering Manual CEM - USA - 2002

Keith R.Dyer (Institute of Oceanographic Sciences, Bidston,UK.) Coastal and Estuarine Sediment Dynamics 1990

10 John B Herbich (Ed.) Wave Phenomena and Coastal Structures Vol - Handbook

of Coastal and Ocean Engineering USA — 1990

11 Dossier technique‘STABIPLAGE’ Société “Espace Pur”, France - 2001

12 Lương Phương Hậu và nnk Công trình bảo vệ bờ biến và hải đảo HN.2001

13 Tôn Thất Vĩnh Thiết kế công trình bảo vệ bờ, đê NXB.KHKT HN-2003

Trang 34

-Chuong 2:

LUG CHON Giải PHáP CƠNG TRÌNH DE BIỂN Hải PHÒNG - CáT Hải

PHẦN A

LỰA CHỌN GIẢI PHẮP CƠNG TRÌNH ĐỀ BIỂN HẢI PHÒNG

I DAC ĐIỂM VỀ ĐIỀU KIỆN XÃ HỘI VÀ PHAT TRIEN KINH TE VUNG

VEN BIEN HAI PHONG

1.1 MAT DO DAN CU

Hải Phòng là một trong ít thành phố lớn của nước ta có hệ thống đê biển bảo vệ với chiều dài đê 104,1 km, trong đó có 60,6 km đê trực tiếp biển Chiều dài các tuyến

đê quan trọng là 812,5 km bảo vệ 398.200 ha diện tích canh tác, 147.035 hộ dân với

571.859 dân Vùng dân cư tập trung được đê bảo vệ sau các tuyến đê Biển I, Biển H và

đê Biển II

Hải Phòng có 1.507,6 km, dân số 1,8 triệu người, 50 phường, 9 thị trấn và 157

xã Mật độ dân số 1.124,4 người/km?, cao nhất là quận Lê Chân 33.728 người/km”

Mật độ dân số vùng nông thôn có đê biển bảo vệ cũng rất cao, bình quân là 1.100

người/km? Vùng đô thị như khu vực Đồ Son do đê Biển I bảo vệ mật độ chỉ 757,0

người/km? vì điện tích đổi núi chiếm đa số Mật độ trên chỉ tính đến dân định cư, nếu

kể đến đân vãng lai trong mùa hè ở Đồ Sơn thì mật độ dân số có thể gấp 3 lần

1.2 PHAT TRIEN KINH TE, SAN XUAT

Tổng sản phẩm nội địa (GDP) gồm sản xuất vật chất như nông lâm thuỷ sản, công nghiệp, xây dựng và sản xuất dịch vụ như kinh doanh (thương mại, giao thông bưu điện, kinh doanh khác) và dịch vụ phi kinh doanh (văn hoá, giáo dục, y tế v.v )

hàng nã tăng không ngừng Ví dụ năm 1998 tổng sản phẩm nội địa khoảng §.840,3 tỷ

đồng

Nhờ có tuyến đê biển mà sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản, sản xuất

muối, du lịch của thành phố Hải phòng được ổn định và không ngừng phát triển Ví dụ

sau khi nâng cấp các đoạn đê quan trọng của Dự án PAM 5325 diện tích sản xuất tăng

1.008 ha, diện tích tăng vụ 4.500 ha, tăng sản lượng lượng thực 22.425 tấn; Nuôi trồng

thuỷ sản tăng 800 ha với giá trị tăng bình quân năm là 30.050 triệu đồng

Hội KHKT Ăn Mòn & BVKL~VN: Báo cáo tổng hợp lựa chọn giải pháp hợp lý cho các CT đê biển điển hình VN

Trang 35

-II DAC DIEM VE DIEU KIEN TU NHIEN VUNG VEN BO HAI PHONG 2.1 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU

Khu vực Hải Phòng nằm trong chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa Mùa đông lạnh, ít mưa từ tháng 11 đến tháng 3 Mùa hạ nóng ẩm, mưa nhiều từ tháng 5 đến tháng 9; Giữa hai mùa là thời kỳ chuyển tiếp từ tháng 4 đến tháng 10 hàng năm

Nhiệt độ trung bình năm 23,5° Lượng mưa từ 1500 - 2000 mm/năm Độ ẩm không khí trung bình 80 - 88%

2.2 DAC DIEM THUY - HAI VAN

2.2.1 Chế độ mực nước a Mực nước triểu

Chế độ thuỷ triều khu vực Hải Phòng là chế độ nhật triéu déu tương đối thuần

nhất biên độ lớn Tính thuần nhất thể hiện ở hầu hết các ngày trong tháng (trên dưới 25 ngày) Mỗi ngày chỉ xuất hiện một lần đỉnh triểu và chân triều

Mỗi tháng có hai kỳ triểu cường, nước lớn mỗi kỳ kéo dài 11-:-13 ngày xen kế hai kỳ nước kém, mỗi kỳ 3-:-4 ngày

Độ lớn triều trung bình khoảng 3-:-4 m, cực đại đạt 4-:-4,5 m vào thời kỳ nước cường

b Nước dâng do bão

Trong thời kỳ 1960-1990, vùng ven bờ vịnh Bắc Bộ từ vĩ độ 16 trở lên có 101 cơn bão trong số 144 cơn bão và áp thấp nhiệt đới gây ra nước dâng trên dưới lm Số cơn bão đổ bộ vào khu vực này chiếm 17,8% Có tới 50% số cơn bão gây nước dâng trên L,5 m trong đó có khoảng 33% số cơn bão gây nước dâng lớn hơn 2 m

2.2.2 Chế độ gió, sóng

Trong thời kỳ mùa đông, gió mùa Đông Bắc thịnh hành chiếm ưu thế đã chỉ

phối chế độ khí hậu miền Bắc Gió mùa Đông Bắc đóng vai trò quan trọng ảnh hưởng tới chế độ thuỷ thạch động lực vùng ven biển và cửa sông hệ thống sông Thái Bình

Trung bình hàng tháng có 3-:-4 đợt gió mùa Đông Bắc; mỗi đợt kéo dài 3-:-5 ngày; tốc

độ gió đông bắc trong đất liền trung bình đạt cấp 5-:-6, mạnh nhất có thể đạt cấp 7-:-§

Chế độ gió, sóng mùa hè chịu sự ch: phối mạnh mẽ của hệ thống gió mùa Tây Nam có hướng gió chủ đạo là Đông Nam và Nam Đặc biệt, mùa hè là thời kỳ xuất

hiện bão và áp thấp nhiệt đới gây ảnh hưởng lớn các yếu tố thuỷ thạch động lực ở khu vực

Tương ứng với chế độ gió mùa hè, chế độ sóng do gió cũng có những đặc điểm

tương tự Sóng gió thịnh hành, ảnh hưởng lớn đến vùng cửa sông và ven biển Bắc Bộ có

nướng Đông Nam, Nam và Tây Nam, với tần suất xuất hiện cao, dao dong tir 38-:-70%

Trang 36

-2.2.3 Dòng chảy vùng của sông a Dong chảy sông

Dòng chảy sông có ảnh hưởng đặc biệt lớn đến đồng chảy chung ở vùng cửa sông vào mùa hè và cũng chính là mùa lũ trên thượng nguồn Khi hoà nhập vào khối nước biển, dưới sự tương tác giữa dòng triểu và đồng lũ, nước bị dồn ép mạnh ở pha

triểu lên và khi triều rút, đồng tổng hợp có lưu tốc lớn

Đồng chảy lũ trong sông có lưu tốc lớn thường xuất hiện vào tháng VIII Toc độ

cực đại ở những đoạn sông cong, hẹp vùng cửa có thể đạt tới 2,0 -:- 2,5 m/s va ving

cửa sông đạt 1.0 -:- 1,5 m/s Khu vực cửa Lạch Huyện và Nam Triệu đạt khoang 1,0 -:- 2,0 m/s

Thời kỳ mùa kiệt, dòng chảy trong sông giảm thấp Những tháng nước kiệt nhất, tốc độ dòng chảy sông ít vượt quá 25 cm/s Kết quả đo đạc dòng chảy mùa cạn các

năm 1993-1995 ở cửa Nam Triệu và Lạch Huyện do Viện Địa lý thực hiện cho thấy

dòng chảy đao động trong khoảng 15 - 30 cm/s và lớn nhất đạt

40 cm/s

b Dong triéu

Vận tốc lớn nhất của dòng triéu cd thé đạt 50 -:- 80 cm/s Dong triéu lớn ở vào thời điểm mực nước triều trung bình, khi mực nước cao nhất hoặc thấp nhất dòng triều đạt giá trị nhỏ nhất

c Dòng sóng ven bờ

Lưu tốc và lưu hướng dòng chảy sóng biến đổi tuỳ thuộc vào hình thái đới bờ

Vận tốc đồng ven bờ tương đối lớn khi có gió mùa Đông Bắc nhất là vào thời kỳ “nước rươi” (tháng 10 -:- 12 hàng năm) Vận tốc lớn nhất đo được: 0,6 m/s ở khu vực bãi đê đường 14 (cửa Lạch Tray); 0,55 m/s ở khu vực cửa Văn Ức

d Diễn biến dòng chảy tổng hợp

dl Khu vitc cửa sông

- Thời kỳ mùa lũ: Do ảnh hưởng lũ trong sông, dòng triều bị lu mờ, đôi khi quan trắc thấy dòng chảy chỉ có một hướng từ trong sông ra biển ngay cả pha triéu lên Hiện tượng dồn ứ nước ở pha triều lên đã xuất hiện những dòng chảy quần giữa các chương cát và bãi cát ngầm Đây là thời đoạn dòng chảy đạt giá trị nhỏ nhất, tạo điều kiện thuận lợi cho sự lắng đọng bùn cát, bồi lắng lòng dẫn Khi triều rút, tốc độ dòng chảy ở ngưỡng cửa sông rất lớn do sự cộng hưởng giữa dòng chảy lũ và dòng triểu, tốc độ đạt

tới 2,0 m/s ở cửa Nam Triệu; và 1,7 m/s ở cửa Lạch Huyện và 2,2 -:- 2,5 m/s ở cửa Văn

Ue

Khu vực cửa Lạch Tray, tốc độ dòng chảy trong mùa lũ khơng lớn Phía ngồi cửa sông đòng chảy có tốc độ trung bình 0,25-:- 0,45 m/s

Trang 37

Mùa kiệt: Dòng chảy trong sông giảm nhỏ, đòng chảy chủ yếu do dòng triểu và sự chênh lệch mực nước do khối nước bị sóng triểu đồn ép vào bờ Dòng chảy tổng hợp ít bị chỉ phối bởi dòng chây sông và biến đổi đều đặn theo các pha triều trong ngày Tuy vẫn còn ảnh hưởng của lũ muộn nhưng đồng chảy ở vùng cửa sông vẫn đo dòng triều quyết định

đ2 Khu vực ven biển

Dòng chảy tổng hợp bao gồm nhiều thành phần có tính chất khác nhau, trong đó đồng triểu chiếm ưu thế và thống trị ở sườn bờ ngầm, dong tổng hợp có tính thuận

nghịch, tốc độ dòng chảy trung bình 0,1 - 0,3 m/s, cực đại 0,9 m/s khi triểu lên và 1,2

m/s khi triều xuống

2.3 Địa hình, địa mao ven bờ

Dải ven bờ Hải Phòng nằm ở rìa phía biển đông bắc đồng bằng Bắc Bộ, bao

gồm toàn bộ hệ thống cửa sông hệ thống sông Thái Bình Theo hệ thống phân vùng tự

nhiên, đải ven biển Hải Phòng thuộc về hai vùng tự nhiên khác nhau, từ bán đảo Đồ

Sơn trở lên phía Bắc thuộc vùng ven bờ đông bắc; từ bán đảo Đồ Sơn trở về phía Nam thuộc vùng ven bờ châu thổ sông Hồng hiện đại

Địa hình ven bờ Hải Phòng khá đa dạng, phức tạp và có thể chia thành năm nhóm cơ bản: Địa hình đổi núi thấp ven biển; Đồng bằng ven biển; Hệ thống đảo (đá vôi, đảo cáU; Đới triều;

Đới dưới triểu (đến độ sâu 6 - 10 m)

Đới triều có điện tích khoảng 230 km”, chiếm 15% diện tích tự nhiên TP Hải Phòng và cũng có địa hình phân hoá phức tạp

Hình thái cửa sông

Theo quan điểm hình thái địa mạo và động lực có thể phân loại các cửa sông

khu vực Hải Phòng (hệ thống sông Thái Bình) như sau:

Loại cửa sông | Tên cửa sông Đông lực ưu thế Dang địa hình ưu thế

Cửa sônghình ¡ Lạch Huyện, Nam Triều - Sóng - Sông | Bãi triểu và các lạch

phéu (Estuary) | Triệu, Cấm, Lạch Và vai trò của thực triều, rất nhạy cảm với

Tray vat ngap man tác động của con người Cửa sông tam Bãi bồi ngập triều, nhạy

giác châu Văn Úc, Thái Bình Sông - Sóng - Triều | cảm với tác động của

(Delta) con ngudi

Hội KHKT Ăn Môn & BVKL-VN: Báo cáo tổng hợp lựa chọn giải pháp hợp lý cho các CT đê biển điển hình VN

Trang 38

-Hệ thống cửa sông Hải Phòng chuyển dần từ dạng cửa sông hình phễu sang dạng cửa sông châu thổ mà cửa sông Văn úc là một dạng trung gian chuyển tiếp giữa

hai dạng cửa sông kể trên

2.4 HIEN TRANG BOI TU, XOI LG VUNG VEN DE BIEN HAI PHONG

2.4.1 Đoạn từ cửa Thái Bình đến của Văn Úc (Đề biển II])

Đây là đoạn bờ đang được bồi tụ mạnh nhất của Hải Phòng, xen kế xói lở

yếu dần Xói lở chỉ diễn ra ở khu vực cồn cất giáp cửa Văn úc và khu vực đầu làng Thái Ninh đến cống Ngựa Trong 50 năm qua, xói lở đoạn bờ này chỉ là cục bộ, xu thế

chung là bồi tụ Tốc độ bồi tụ ở phía đông xóm Đông đến cống Ba Gian (tính theo đường mực biển trung bình - MBTP) là 1Om/năm, từ cống Ngựa đến cống Cl - 49 m/năm Đường 0mHÐ (tương ứng với chân triểu) ở phía biển bồi tụ mạnh đạt trung

bình 33m/năm, ở phía cửa Thái Bình đạt 9 m/năm Hiện nay, xói lở không còn là mối đe doa lớn với đoạn bờ này

2.4.2 Đoạn từ cửa Văn Úc đến cống Họng (Đề biển II)

Đây là đoạn bờ được bồi tụ rất mạnh ở phần bãi thấp, xói lở nhẹ phần bãi cao Trong 50 năm qua, tốc độ bồi lấn của đường 0mHĐ đạt trung bình 40m/năm Trong khi đó, đường MBTB bị xói lở trung bình 5m/năm Hiện nay hiện tượng xói lở đã yếu dần, nhiều chỗ đã chuyên sang bồi tụ và bình ổn Xói lở ở đoạn bờ này cũng không còn

là nguy cơ đe dọa lớn với tuyến đê biển quốc gia và các khu dân cư ven biển, bởi vì bồi

tích trể được mở rộng rất lớn cùng với việc phát triển rừng chắn sóng đã làm giảm năng

lượng sóng vào bờ

2.4.3 Đoạn từ cửa Họng đến đồi Độc (Khu du lịch Đồ Sơn)

La đoạn bờ bị xâm thực, mài mòn xen kế tích tụ thuộc bán đảo Đồ Sơn Doan bờ khúc khuỷu, nhiều mũi nhô và cung lõm tích tụ cát tạo thành các bãi tắm đẹp Ở các mũi nhô tạo ra các vách đốc đứng, dưới chân vách là các thém mai mòn Doc theo ba biển từ bãi tấm 1 đến đổi Độc, bờ được cấu tạo bởi cát của các cồn cát cổ nhưng được bảo vệ bởi tường kè đá xây chấn sóng nên tốc độ xói lở các cồn cát không đáng kể

2.4.4 Đoạn từ đổi Độc đến cửa Lach Tray (Dé bién I)

Trên mặt bằng, 50 năm qua, đoạn bờ này liên tục được bồi tụ lấn ra biển, xói lở chỉ là cục bộ Tối độ bồi tụ ở MBTB 20m/năm, đường 0mHÐ là 3m/năm Nhưng sự bồi lấn ở đây có liên quan đến hoạt động khai hoang lấn biển của con người như: khai

Hội KHKT An Mon & BVKL-VN: Báo cáo tổng hợp lựa chọn giải pháp hợp lý cho các CT đê biển điển hình VN

Trang 39

-hoang khu Nông trường Trung Dũng 1960, đấp đê biển I năm 1980 Do khai -hoang

vùng bãi bồi đê biển I (đường 14), tuyến đê được đắp thẳng từ cửa Lạch Tray đến đến đầu mũi Độc đã làm đi chuyển cát đọc bờ gây tai biến bồi lấp khu vực cống C4 và bến cá Ngọc Hải

2.4.5 Doan từ cửa Lạch Tray đến của Nam Triệu (Đề biển Tràng Cát và Đảo Đình Vũ) Đoạn bờ này bồi tụ mạnh ở phía nam Cửa Cấm và xói lở phần phía bắc cửa

Cấm, đặc biệt phía nam đảo Đình Vũ Ở Đình Vũ xói lở đang làm mất dần hệ thống cồn cát cổ, xa hơn nữa đã xóa đi cả cụm dân cư khoảng vài chục căn hộ trên hệ thống

cồn cát này Hiện nay xói lở phần bồi tích cổ cũng đang đẩy lùi các bãi cát, biển lấn vào và chia cắt phần bồi tích trẻ Trung bình trong 50 năm qua, xói lở ở Đình Vũ ở MBTB là 7 m/năm, ở ÔmHÐ là 16 m/năm Bồi tụ trung bình ở Tràng Cát ở MBTB là 6 m/năm, ở OmHÐ là 4 m/năm Sự bồi tụ dọc lòng sông Cấm và bãi triều Tràng Cát càng gia tăng khi đắp đập Đình Vũ

2.4.6 Đoạn từ của Nam Triệu đến cửa Lạch Huyện (Đề biển Cát Hải)

Đây là đoạn bờ bị xói lở mạnh toàn tuyến, mức độ xói lở lớn nhất so với toàn

đải ven bờ Hải Phòng Trong 50 năm qua, khu vực đảo Cát Hải bị xói lở nghiêm trọng,

ở MBTPB tốc độ xói lở 7 m/năm, ở mức 0mHĐÐ 32 m/näm Trên toàn tuyến của đoạn bờ

này đang xảy ra quá trình xói lở bồi tích cổ, hình thành bồi tích trẻ Quá trình xói lở

thực sự là mối đe đọa nguy hiểm đối với các khu dân cư của khu vực này cũng như tài

nguyên vùng triều

IH CÁC LOẠI GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRƯỚC ĐÂY

DE BAO VE BO BIỂN HAI PHÒNG

3.1 HE THONG ĐÊ BIỂN VÀ CẤU TẠO CÁC LOẠI GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH Ở HP

Các giải pháp công trình điển hình trong môi trường xâm thực nhằm bảo vệ bờ

biển Hải Phòng là đê biển, cỏ và cây rừng ngập mặn, kè bảo vệ mái đề mái bờ, kè mỏ

hàn Trong đó đê, kè mái hoặc trồng cỏ mái đê kết hợp trồng cây ngập mặn trước thềm

đê để chắn sóng là những giải pháp phổ biến 3.2 Phân tích ưu nhược điểm của từng giải pháp

3.2.1 Dé

Hệ thống đê biển Hải Phòng có 6 tuyến với chiều dài các tuyến bao gồm:

- Đê biển I: 17,591 km;

- Đê biển II: 10.660 km; - Đê biển II: 21.162 km; - Đê biển Tràng Cát: 19.726 km;

Hội KHKT Ăn Mồn & BVKL-VN: Báo cáo tổng hợp lựa chọn giải pháp hợp lý cho các CT đê biển điển hình VN

Trang 40

Dé Hitu Bach Đằng: 14,588 km; - Đê Biển Cát Hải: 20,401 km

Hiện trạng các tuyến đê biển có các chỉ tiêu như sau:

- Cao trình đỉnh đê từ +4.5 đến +5.5 m (cao độ lục địa) - Bề rộng mặt đê từ 4,0 m đến 5,0 m

- Hệ số mái dốc: Phía biểnm =3,0-:- 4,0

Phía đồng m = 2,0 Uu điểm:

Dé là giải pháp công trình thích hợp đối với vùng bờ biển Hải Phòng để bảo vệ

bờ, chống xâm thực nước mặn do triều, nước dâng và sóng gió do bão tương tự như các

tỉnh khác ven biển nước ta Hà Lan và một số nước khác để chống ngập mặn đê vẫn là

giải pháp chủ yếu Vẻ tổng thể, thì kết cấu tuyến, mặt cất đê và hình thức bảo vệ mái

như cỏ, cây chắn sóng, kè là phù hợp Nhờ vậy đê Hải Phòng có thể chống đỡ với gió bão cấp 9 có nước dâng cao khoảng l m gặp tiểu trung bình

Nhược điển: Đê biến Hải Phòng còn bộc lộ một số vấn đề sau:

- Kết cấu thân đê hầu hết các tuyến đê đều được đắp bằng đất tại chỗ, chất đất khác nhau nhưng mặt cắt đều giống nhau Một số đoạn là đất cát pha rất dễ bị tác động phá hoại, xói mòn của sóng và đồng chảy Nhiều tuyến đất đấp đê là đất chua mặn nên

không thể trồng được cỏ bảo vệ mái kể cả một số giống cỏ đặc biệt chịu mặn

- Mặt cắt đê nói chung chưa đảm bảo, mái phía biển chưa đạt m = 3,5 - 4, phía

đồng m = 2,5 - 3

- Cơ đê ở phía đồng (nhiều đoạn ở nhiều tuyến) là không phù hợp với yêu cầu

mặt cất đê làm việc của đê biển Vì đê biển khác đê sông cần có cơ đê để tăng khả năng ổn định do thấm, trong lúc đê biển đáng ra cần có cơ đê phía biển để giảm chiều cao sóng leo đo đó đê có thể thấp hơn như một số tuyến đê biển của Hà Lan

Riêng tuyến đê Cát Hải mặt cắt hiện trạng thấp nhỏ, năng lực phòng chống ngập lụt do bão hạn chế Hiện tuyến đê này đã có chủ trương lập dự án đầu tư riêng nên hầu như hàng năm thành phố không đề cập đến việc nâng cấp củng cố tuyến đê này

- Trên toàn tuyến đê biển Hải Phòng có 59 cống làm nhiệm vụ tiêu úng cho khu vực dân cư và điện tích canh tác nông nghiệp Hầu hết các cống này được xây dựng

đã lâu tuổi thọ của cống trung bình từ 30 đến 40 năm, nhiều cống đã xuống cấp, hư

hỏng, sửa chữa nhiều lần không đảm bảo an toàn cho phòng chống bão lụt

3.2.2 Kè

Hiện tại các vị trí xung yếu trên các tuyến đê biển đã có kè bảo vệ với các hình thức kết cấu sau:

Hội KHKT Ăn Mòn & BVKL~VN: Báo cáo tổng hợp lựa chọn giải pháp hợp lý cho các CT đê biển điển hình VN

Định dạng
Số trang	159
Dung lượng	5,72 MB