L�I C�M ƠN LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp cao học, được sự giúp đỡ của các thầy, cô giáo trường Đại học Thủy lợi, đặc biệt là cô giáo hướng dẫn PGS TS Phạm Thị Hương Lan[.]
LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập làm luận văn tốt nghiệp cao học, giúp đỡ thầy, cô giáo trường Đại học Thủy lợi, đặc biệt cô giáo hướng dẫn PGS.TS Phạm Thị Hương Lan nỗ lực thân Đến nay, tác giả hoàn thành luận văn thạc sỹ kỹ thuật, chun ngành Xây dựng cơng trình thủy Các kết đạt đóng góp nhỏ việc lựa chọn giải pháp kết cấu công trình hợp lý chống xói lở, bồi lấp cửa sơng tỉnh Bến Tre Tuy nhiên, khuôn khổ luận văn trình độ có hạn nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận lời bảo góp ý thầy, giáo đồng nghiệp Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo PGS.TS Phạm Thị Hương Lan hướng dẫn, bảo tận tình cung cấp kiến thức khoa học cần thiết trình thực luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy, giáo khoa Cơng trình, phịng Đào tạo Đại học Sau Đại học trường Đại học Thủy lợi tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành tốt luận văn thạc sĩ Tác giả xin chân thành cảm ơn bạn bè đồng nghiệp động viên, khích lệ tác giả trình học tập thực luận văn Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2014 Tác giả Lê Văn Đức BẢN CAM KẾT Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các thơng tin, tài liệu trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình trước Tác giả Lê Văn Đức MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết Đề tài Mục đích Đề tài 3 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Các kết dự kiến đạt CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN KHU VỰC CỬA SÔNG Tổng quan nghiên cứu diễn biến cửa sông 1.1 Tổng quan nghiên cứu giới 1.3 Các phương pháp nghiên cứu diễn biến cửa sông 1.3.2 Phương pháp viễn thám 1.3.3 Phương pháp mơ hình tốn 10 1.3.4 Phương pháp mơ hình vật lý 12 1.3.5 Phương pháp phân tích tổng hợp 13 1.3.6 Ưu nhược điểm phương pháp nghiên cứu 13 1.4 Các giải phápchỉnh trị cửa sông 14 Kết luận chương 21 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 22 2.1 Đặc điểm tự nhiên 22 2.1.1 Vị trí địa lý 22 2.1.2 Đặc điểm địa hình 23 2.1.3 Đặc điểm thổ nhưỡng 23 2.1.4 Đặc điểm khí tượng, thủy văn 25 2.1.5 Đặc điểm sơng ngịi 29 2.1.6 Bùn cát 30 2.1.7 Đặc điểm hải văn 30 2.2 Đặc điểm trạng, diễn biến khu vực nghiên cứu 33 Kết luận chương 39 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH QUY LUẬT DIỄN BIẾN KHU VỰC CỬA SÔNG TỈNH BẾN TRE 40 3.1 Lựa chọn mơ hình đánh giá diễn biến khu vực nghiên cứu 40 3.1.1 Giới thiệu mơ hình MIKE21/3 FM COUPLE 40 3.1.2 Cơ sở lý thuyết 41 3.2 Ứng dụng mơ hình 47 3.2.1 Phạm vi nghiên cứu 47 3.2.2 Thiết lập lưới tính tốn 47 3.2.3 Xác định điều kiện biên 48 3.2.4 Kiểm định hiệu chỉnh mơ hình 50 3.3 Kết tính tốn nhận xét 52 Kết luận chương 60 CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ KHU VỰC CỬA SÔNG TỈNH BẾN TRE 61 4.1 Cơ sở đề xuất giải pháp ổn định cửa sông 61 4.2 Giải pháp phi cơng trình 61 4.3 Các giải pháp cơng trình 62 4.3.1 Phương án công trình đề xuất 62 4.3.2 Kết tính tốn cho giải pháp cơng trình 64 4.3 Thiết kế sơ đập mỏ hàn 65 4.3.1 Giải pháp kết cấu 65 4.3.2 Các thông số thiết kế 65 4.3.3 Trọng lượng, kích thước yêu cầu lớp phủ mái nghiêng 66 4.3.4 Kích thước đá lót lớp phủ mái 67 4.4.5 Tính tốn lớp thềm bảo vệ đầu mỏ hàn 67 4.4.6 Gia cố bờ, gốc mỏ hàn 68 4.4.6 Kiểm tra ổn định cơng trình 69 Kết luận chương 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 DANH MỤC HÌNH Hình1.1: kè lát khan kỹ thuật 16 Hình1.2:Cấu tạo Terrafix 16 Hình 1.3:Cấu tạo mặt ghép khối Armorflex 17 Hình1.4: Kè bảo vệ rọ đá 17 Hình1.5:Mỏ hàn khối Tetrapod đê biển Nghĩa Phúc (Nam Định) 18 Hình1.6: Mỏ hàn chữ T đê biển I (Hải Phòng) 18 Hình 1.7:Mỏ hàn hàn hình Γ ngắt quãng 19 Hình 1.8: Sơ đồ tiếp cận giải toán 20 Hình 2.1: Bản đồ hành tỉnh Bến Tre 22 Hình 2.2 Lượng mưa trung bình năm ĐBSCL 27 Hình 2.3 Bản đồ phân bố tốc độ gió trung bình (m/s) 31 Hình 2.4 Biến động đường bờ qua năm Bình Đại – Bến Tre 35 Hình 2.5 Biến động diện tích đất bãi bồi qua năm Bến Tre 36 Hình 2.6 Biến động diện tích bãi bồi qua năm Bình Đại – Bến Tre 36 Hình 3.1 Các cửa sơng thuộc tỉnh Bến Tre 47 Hình 3.2 Lưới địa hình cho mơ hình mơ 48 Hình 3.3Mực nước tính tốn thực đo trạm Bình Đại 50 Hình 3.4 Dịng chảy tính tốn thực đo điểm (Point 1) 50 Hình 3.5 Mực nước tính tốn thực đo trạm An thuận 50 Hình 3.6 Vận tốc tính tốn thực đo điểm (Point 2) 50 Hình 3.7 Mực nước tính tốn thực đo trạm Bến Trại 50 Hình 3.8 Vận tốc tính toán thực đo điểm 3(Point 3) 50 Hình 3.9 Nồng độ bùn cát thực đo tính tốn cửa Đại 51 Hình 3.10 Nồng độ bùn cát thực đo tính tốn cửa Tiểu 51 Hình 3.11 Nồng độ bùn cát thực đo tính tốn Cửa Hàm Lng 51 Hình 3.12 Nơng độ bùn cát thực đo tính tốn cửa Cổ Chiên 51 Hình 3.13 Kết tính tốn trường dịng chảy vận tốc mùa lũ 2000 53 Hình3.14 Kết tính tốn trường dịng chảy vận tốc mùa khô 2001 53 Hình 3.15 Sự thay đổi địa hình đáy tính tốn mùa lũ 2000 55 Hình 3.16 Sự thay đổi địa hình đáy tính tốn vào mùa khơ 2001 55 Hình 3.17 Sự thay đổi mặt cắt sông cửa Đại (CR1) 56 Hình 3.18 Sự thay đổi mặt cắt sông cửa Hàm Luông (CR2) 57 Hình 3.19 Sự thay đổi mặt cắt sơng cửa Đại – Cửa Tiểu (CR3) 57 Hình 3.20 Sự thay đổi mặt cắt cửa Hàm Luông (CR4) 57 Hình 3.21 Sự thay đổi mặt cắt sông cửa Cổ Chiên – Cung Hậu(CR5) 58 Hình 4.1: mặt bố trí cơng trình 63 Hình 4.2 trường dịng chảy biến động địa hình theo PA1 64 Hình 4.3: Trường dịng chảy biến động địa hình theo PA2 64 Hình 4.4 mặt cắt đập điển hình 66 Hình 4.5 mặt cắt dọc đập 66 Hình 4.6:Kè lát mái bêtông bọc vải địa kỹ thuật kết hợp trồng cỏ Vetiver mái dốc 68 Hình 4.7: Hệ số ổn định theo phương pháp Janbu Kminmin 70 Hình 4.8: Hệ số ổn định theo phương pháp Bishop Kminmin 70 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Lượng mưa (mm) bình quân tháng năm 1996 -2006 27 Bảng 2.2 Phân bố hướng gió theo tháng vùng ven Biển 29 Bảng 2.3 Biên độ triều sông Cửu Long vào thời kỳ mùa kiệt 32 Bảng 2.4 Biên độ triều sông vào mùa lũ 33 Bảng 3.1 Thông số lớp bùn cát đáy đưa vào mơ hình 49 Bảng 3.2 Kết vận tốc mô năm nhánh sông sông Tiền (m/s) 54 Bảng 3.3 Hàm lượng bùn cát lơ lửng tính tốn cửa sơng Tiền 56 Bảng 4.1 : Kích thước cơng trình 63 Bảng 4.1 : vận tốc lớn đầu kè 65 Bảng 4.1 Khối lượng khối đá phủ 66 Bảng 4.4: Tính tốn chiều sâu hố xói lớn đầu mỏ hàn 67 Bảng 4.5: Các tiêu lý vật liệu đắp kè: 69 Bảng 4.6: Kết tính toán ổn định mái kè 70 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Đề tài Tỉnh Bến Tre 13 tỉnh khu vực Đồng sơng Cửu Long, có diện tích tự nhiên 2.315 km2, hình thành cù lao An Hoá, cù lao Bảo cù lao Minh phù sa nhánh sông lớn sông MêKong bồi tụ gồm sông Tiền dài 83 km, sông Ba Lai 59 km, sông Hàm Luông 71 km sơng Cổ Chiên 82 km Địa hình Bến Tre phẳng, rải rác giồng cát xen kẽ với ruộng vườn, khơng có rừng lớn, có số rừng chồi dải rừng ngập mặn ven biển cửa sông Tỉnh Bến Tre có lợi lớn phát triển kinh tế, giao thơng, thủy lợi,…vì có hệ thống kênh rạch chằng chịt khoảng với tổng chiều dài 6,000 km mang phù sa bồi đắp nên cù lao đổ biển Đông với cửa Đại, cửa Ba Lai, cửa Hàm Luông cửa Cổ Chiên Theo số liệu thống kê, Bến Tre tỉnh đồng sơng Cửu Long có vùng ven biển bị biến đổi mạnh mẽ nhất, q trình bồi tụ chiếm ưu Tài liệu thống kê 21 năm (1968 – 1989) cho thấy tổng diện tích bồi tụ vùng ven biển 61,170 km2, huyện Bình Đại 19,807 km2, Ba Tri 16,989 km2, Thạnh Phú 24,373 km2 Trong 21 năm, diện tích đất tỉnh Bến Tre tăng thêm 68,9 km2 phía biển, tốc độ bình quân năm 2,33 km2 Các bãi bồi ven biển liên tục phát triển lợi lớn ngành nuôi trồng thủy sản Bên cạnh bồi lắng, tình trạng xói lở bờ cũ, hình thành bờ mới, tách ra, nhập vào cồn bãi sông diễn thường xuyên, liên tục Vùng cửa sơng Cửa Đại có độ sâu thay đổi từ - m Đáy sơng thuộc phía Bến Tre thường nơng, độ sâu trung bình từ – m; phía Tiền Giang, độ sâu từ – m Một dải bồi tụ sông nối tiếp cồn Bà Nở kéo dài tới km lệch phía Bến Tre, làm lệch dịng chảy gây xâm thực bờ sơng phía Bến Đình Đoạn từ Bình Thới đến Thừa Mỹ bị xâm thực mạnh Bến Đình (1,75 km), tây bắc rạch Bà Khoai (0,5 km), tây bắc rạch Thừa Mỹ (1,5 km), vách xâm thực cao trung bình từ – 1,5 m Về phía biển, q trình bồi tụ diễn mạnh Một dải bồi tụ kéo dài từ rạch Thừa Mỹ đến cồn Tàu Cửa Hàm Lng có đáy sơng nơng cửa Đại, trung bình từ - m, theo kiểu lòng máng cong đều, rãnh sâu lệch phía bờ nam (8 - 10 m) Từ giồng Gò Chùa đến cửa rạch Đùng (cồn Hố) dài - km, bị xâm thực mạnh điểmBà Hiền (1,8 km), khém Bắc Kỳ (0,5 km), tây rạch Đùng (1,75 km) Các vị trí cịn lại bờ bồi tụ Cửa Cổ Chiên có địa hình đáy sông sâu - m Bờ sông bị xâm thực mạnh khu vực từ cửa Cái Bai đến Eo Lói (2,25 km), nam rạch Eo Lói (0,7 km), đông rạch Khém Thuyền (0,3 km), nam rạch Khâu Băng (0,7 km) Một cồn cát tích tụ kéo dài từ cù lao Long Hịa (Trà Vinh) phía đơng nam tới km Cửa Ba Lai có trắc diện hình chữ U lõm, độ sâu phổ biến từ – m Khu vực cửa Ba Lai trình bồi tụ, mạnh bờ bên phải, từ cửa ấp Thạnh Phước đến Bảo Thuận (3 km) khu vực từ rạch Vũng Lng đến xóm Trên (1 km) Địa hình dãy tích tụ phân bổ độ sâu trung bình m triều cường phần lớn lộ triều kém, nước ròng, tạo thành bãi cát ngầm rộng tới 500 m Vùng sân nghêu lớn địa phương Sự xâm thực xuất đoạn bờ trái dài khoảng 500 – 800 m, chỗ rạch Thị Diễm đến cửa rạch Vũng Lng Tại đây, đáy sơng có lạch sâu từ 12 – 14 m Ở cửa sông Bến Tre, trình bồi tụ chiếm ưu thế, đặc biệt khu vực sông cửa Ba Lai cửa Cổ Chiên Hiện tượng xâm thực cửa sông diễn với qui mô nhỏ, liên quan chủ yếu đến hoạt động thủy triều, sóng tích tụ sơng, từ làm lệch dịng chảy 60 Kết luận chương Xác định quy luật diễn biến cửa sông để làm sở khoa học thực tiễn cho đề xuất giải pháp ổn định toán khó phức tạp Việc lựa chọn mơ hình tốn mà cụ thể mơ hình họ MIKE với việc xác định biên cho mơ hình chấp nhận được, đặc biệt mơ hình cho vùng cửa sông, nơi giao thoa yếu tố sông từ biển Các ưu điểm mạnh mơ hình ứng dụng cho thấy kết diễn biến cửa sông theo thời gian (các mùa năm năm) cho thấy diễn biến theo không gian vùng khác khu vực cửa sông 61 CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ KHU VỰC CỬA SÔNG TỈNH BẾN TRE 4.1 Cơ sở đề xuất giải pháp ổn định cửa sơng Theo kết tính tốn chương 3, cửa sông tỉnh Bến Tre, cửa sông Cổ Chiên - Cung Hầu bị ổn định nhiều có tượng bồi lắng hai cửa sơng tượng xói lở bên bờ trái sơng Cổ Chiên, nhiên điểm xói lở không lớn Hiện tượng bồi lắng vào mùa khơ dịng chảy sơng nhỏ phía trước cửa sơng có cù lao Nghêu doi cát nên dịng chảy sơng có vận tốc nhỏ khơng đẩy lượng phù sa khỏi cửa sông gây bồi lắng đáy cửa sơng Hiện tượng xói lở bên bờ trái cửa sơng Cổ Chiên dịng chảy sông Cổ Chiên gặp doi cát giữ hai cửa sơng có tác dụng đập hướng phần dòng chảy vào bờ trái nên gây tượng xói lở bờ, nhiên điểm xói lở khơng lớn Trong nghiên cứu này, tác giả lựa chọn đoạn bờ sông Cổ Chiên bị xói lở để chỉnh trị 4.2 Giải pháp phi cơng trình Các giải pháp phi cơng trình với mục đích góp phần ổn định cửa sơng, sở khoa học để đưa giải pháp điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực, yêu cầu bảo vệ môi trường, phát triển bền vững cửa sông Các giải pháp bao gồm: - Giải pháp nạo vét cửa sông bị bồi lấp nạo vét, nhiên giải pháp bị động phải làm thường xuyên vào mùa khô để phục vụ giao thông thủy, hay tàu thuyền đánh cá ngư dân -Tăng cường biện pháp quản lý bảo vệ bề mặt lưu vực nhằm giảm thiểu xói mịn lưu vực Lập quy hoạch khai thác vật liệu cát 62 vùng cửa sông lân cận nhằm tránh làm tăng thêm cân bùn cát làm phức tạp thêm tình hình diễn biến cửa sơng - Đối với khu vực xói lở có số giải pháp mang tính cơng nghệ sinh thái ni bãi bồi, trồng rừng chắn sóng,…Đứng mặt mơi trường giải pháp thân thiện, hiệu lâu dài, đầu tư không tốn giải pháp xây dựng cơng trình 4.3 Các giải pháp cơng trình 4.3.1 Phương án cơng trình đề xuất Đối với cửa sông tỉnh Bến Tre, chịu tác động tổ hợp nhiều ngun nhân, sóng, dịng chảy sơng, dịng triều Nếu dùng biện pháp phi cơng trình thực tế khơng thể giải vấn đề ổn định cửa sông, mà góp phần với giải pháp cơng trình nâng cao hiệu giải pháp cơng trình Với mục tiêu ổn định bờ trái cửa Cổ Chiên, giải pháp cơng trình chống xói lở ven sơng gồm có hai dạng, dạng cơng trình chủ động cơng trình bị động Dạng cơng trình chủ động cơng trình tác động trực tiếp vào dịng chảy hệ thống giàn phao hướng dòng, kè mỏ hàn, … Dạng cơng trình bị động cơng trình khơng tác động vào lịng dẫn cơng trình kè bảo vệ bờ, gia cố kết cấu đất bờ… Trên sở nghiên cứu quy luật diễn biến cửa sông, quy luật hoạt động tiềm lũ sông, quy luật vận chuyển bùn cát từ sông biển, đồng thời đảm bảo thoát lũ lại tàu thuyền đánh bắt thủy hải sản, biện pháp công trình đề xuất: xây dựng đập mỏ hàn lái dòng dòng chảy xa bờ Hiệu đập phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: chiều dài đập; vật chất bãi biển, lưu lượng bùn cát đáy; chiều cao, phương tần suất sóng; vận tốc dịng ven; hình dạng đường bờ, địa hình nước… Vì vậy, lựa chọn cần xét đến tính kinh tế hiệu sử dụng cơng trình 63 Hình 4.1: mặt bố trí cơng trình Tuyến đập mỏ hàn bố trí từ vị trí bắt đầu xói lở Cao trình mỏ hàn lấy cao trình bãi: + 2,3 m Chiều dài xác định cụ thể cho mỏ hàn dựa việc xác định biên chỉnh trị vị trí, hướng mỏ hàn bình đồ bố trí tuyến cơng trình Để lựa chọn phương án cơng trình tối ưu cần phải tính tốn thử dần với nhiều vị trí, chiều dài góc mở mỏ hàn Trong nghiên cứu tác giả đề xuất hai phương án để tính tốn: Phương án 1: mỏ hàn diện α = 90o Phương án 2: mỏ hàn chéo xi với góc α = 70o Khoảng cách mỏ hàn D = (1 - 2) L MH Bảng 4.1 : Kích thước cơng trình Tên mỏ hàn Chiều dài Phương án (α = 90 ) V1 70 V2 120 V3 150 Phương án ( α = 70 ) V1 75 V2 107 V3 159 STT Khoảng cách 70 120 90 129 64 4.3.2 Kết tính tốn cho giải pháp cơng trình Hình 4.2 trường dịng chảy biến động địa hình theo PA1 Hình 4.3: Trường dịng chảy biến động địa hình theo PA2 Nhận xét hai kết tính tốn Từ kết mơ hình phân tích cho thấy tác dụng cơng trình lựa chọn chỉnh trị cho đoạn sơng nghiên cứu phù hợp đem lại hiệu Trong hai phương án, tác dụng đập mỏ hàn lái dòng chảy ven bờ xa bờ nên hai phương án bố trí cơng trình tạo bồi đoạn cần chỉnh trị đề xuất 65 Tuy nhiên, phương án đập mỏ hàn trực giao (α = 90o ) tạo vận tốc lớn đầu mỏ hàn so với phương án Vì vậy, có khả tạo hố xói cục đầu mỏ hàn lớn so với phương án Tác giả lựa chọn phương án cho công tác chỉnh trị Bảng 4.1 : vận tốc lớn đầu kè STT Tên kè Vận tốc lớn m/s Phương án 1 V1 1,5 V2 1,43 V3 1,32 V1 1,45 V2 1,38 V3 1,3 Phương án 4.3 Thiết kế sơ đập mỏ hàn 4.3.1 Giải pháp kết cấu Kết cấu đập dạng mái nghiêng: thân đập dạng mái nghiêng có lõi đập đá hộc khơng phân loại đổ tự do, phía ngồi có lớp đá hộc lát khan, phía chân đập bố trí chân khay chống xói, đỉnh đập lát bê tơng đổ chỗ Dọc theo thân kè đầu kè có thả rọ đá chống xói 4.3.2 Các thơng số thiết kế Chiều cao sóng h s = 0,6 m Cao trình đỉnh đập lấy cao trình bãi: 2,3 m Độ dốc mái: Thường kết cấu đá hộc thiết kế với mái dốc có hệ số mái m = 2,0 ÷ 3,0 Chọn hệ số mái m = 2,0 66 Cao trình đáy sông đầu mỏ hàn: Z = - 6.00 m Ðá h?c lát khan D> = 30 cm Hình 4.4 mặt cắt đập điển hình Hình 4.5 mặt cắt dọc đập 4.3.3 Trọng lượng, kích thước yêu cầu lớp phủ mái nghiêng Kết cấu bảo vệ mái đá đổ hai lớp Ta chọn lớp phủ mái đá hộc lát khan, phủ lớp hệ số mái lấy m = Trọng lượng khối gia cố tính theo công thức Hudson W= γ b H SD γ −γ KD b m γ H SD – Chiều cao sóng K d –Hệ số ổn định, lấy theo bảng 4-2 giáo trình thiết kế đê cơng trình bảo vệ bờ Trường Đại học Thủy lợi Bảng 4.1 Khối lượng khối đá phủ γd(T/m3) 2.65 γ (T/m3) 1.025 hs(m) kd m W(T) 0,6 0,02 67 D n : đường kính khối đá W=γb *D n D n = 0,2 m Tổng bề dày lớp phủ với n =2 (Số lớp cấu kiện); K t =1,04; Dn = 0,2 (m) t = n.K t Dn t = 0,4 m 4.3.4 Kích thước đá lót lớp phủ mái Lớp đá lót lớp phủ mái: cần bảo đảm kích thước để khơng bị sóng moi qua khe khối phủ gây lún sụt cho lớp phủ thời gian thi công không bị sóng chưa có khối phủ che chở Thường trọng lượng viên đá lớp lót lấy 1/10 đến 1/20 trọng lượng lớp phủ ngồi 4.4.5 Tính tốn lớp thềm bảo vệ đầu mỏ hàn Chiều sâu hố xói lớn đầu mỏ hàn: Chiều sâu hố xói ∆h max lớn xác định theo cơng thức sau: ∆h max = 27 *K *K *tg(θ/2) * U2 – 30d g Trong đó: - K1 = e −5,1 u2 g *l2 Với: - u: Lưu tốc lớn nhất, U max = 1,45 m/s - l : chiều dài hình chiếu mỏ hàn lên phương vng góc hướng chảy - K = e −0, m với m: hệ số mái dốc đầu mỏ hàn - d : đường kính hạt cát lịng sơng bình qn Bảng 4.4: Tính tốn chiều sâu hố xói lớn đầu mỏ hàn u (m/s) 1,45 l (m) K1 m K2 d (m) ∆h max (m) 75 0,88 2,0 0,67 0,0003 4,3 68 Để đảm bảo yêu cầu kinh tế chiều rộng khơng q lớn Theo kinh nghiệm ta lấy chiều rộng lớp thềm bảo vệ lần chiều sâu hố xói B thềm = ∆h max = 2.4,3 = 8,6 (m) 4.4.6 Gia cố bờ, gốc mỏ hàn Do tượng dịng chảy xốy vị trí trước sau cơng trình chỉnh trị, nên bờ phía trước sau cơng trình chỉnh trị thường điểm xung yếu có nguy sạt lở nên cần gia cố bảo vệ Phạm vi bảo vệ bờ cần đạt chiều dài 20 m bảo vệ phía trước 10 m bảo vệ bờ phía sau cơng trình Dạng cơng trình bảo vệ bờ thuộc loại kè lát mái có khả chống xâm thực trượt lở Trên sở đó, tác giả đề xuất sử dụng cơng trình bảo vệ bờ dạng bê tông bọc vải địa kỹ thuật giúp bảo vệ bờ phía trước sau cơng trình kết hợp với trồng cỏ Vetiver dọc theo mái bảo vệ vừa giúp gia cố tạo cảnh quan Ưu điểm cơng nghệ sau hồn thiện lát mái liền khối, có trọng lượng lớn giúp ổn định trước tác động dịng chảy Bên cạnh đó, bêtơng bọc vải địa kỹ thuật có khả chống xâm thực tốt giúp tăng độ bền cơng trình Hình 4.6:Kè lát mái bêtông bọc vải địa kỹ thuật kết hợp trồng cỏ Vetiver mái dốc 69 4.4.6 Kiểm tra ổn định cơng trình Kiểm tra ổn định mái Thơng số vật liệu đắp Cấp cơng trình: Cấp V (Theo QCVN 04:05) Bảng 4.5: Các tiêu lý vật liệu đắp kè: Ký hiệu Dung trọngγ Góc ma sát Lực dính C (g/cm3) trongϕ (độ) (kg/cm2) Tự Bão Tự Bão Tự Bão nhiên hoà nhiên hoà nhiên hồ Nền sơng Đá đắp thân kè 1.78 2.0 2.2 16.0 32 30 0.15 0 Điều kiện an toàn ổn định Hệ số ổn định theo QCVN 04:05 [K ]od ≥ nc k n m Trong : n c : hệ số tổ hợp tải trọng Tổ hợp : n c = 1.0 kn: hệ số đảm bảo Cơng trình cấp V: kn = 1.15 m: hệ số điều kiện làm việc m =1.0 [K]cơbản= 1.15 Phương pháp tính tốn Chương trình sử dụng tính tốn GEO-SLOPE phương pháp tính toán áp dụng phương pháp Janbu Bishop Trường hợp tính tốn: kè thời kỳ vận hành Mực nước sơng cao độ +2,3 mực nước tính tốn 70 Kết tính tốn Bảng 4.6: Kết tính tốn ổn định mái kè Tổ hợp Cơ Phương pháp Hệ số an toàn Kminmin Bishop 2.231 Janbu 1.978 Kết tính tốn cho thấy, hệ số ổn định lớn hệ số ổn định cho phép Mặt cắt thiết kế đảm bảo an tồn q trình vận hành Hình 4.7: Hệ số ổn định theo phương pháp Janbu Kminmin Hình 4.8: Hệ số ổn định theo phương pháp Bishop Kminmin Kết luận: Đập mỏ hàn ổn định mái trượt 71 Kết luận chương Trong chương tác giả sâu vào nghiên cứu đề xuất cơng trình chỉnh trị cho đoạn sơng bị sạt lở Dựa kết tính tốn từ mơ hình MIKE 21 xác định nguyên nhân xói lở xu phát triển xói lở đoạn nghiên cứu lưu tốc dòng chảy áp sát bờ yếu tố gây nên tình trạng xói lở chương tác giả tính tốn xác định tuyến chỉnh trị ổn định đề xuất dạng cơng trình mỏ hàn để lái dịng chảy chống sạt lở cho đoạn sông Sau thiết kế, kiểm tra hiệu cơng trình với mùa lũ điển hiển sơ cho thấy cơng trình ổn định, tạo bãi nhanh việc lựa chọn hình thức cơng trình hợp lý đem lại hiệu 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Nghiên cứu diễn biến cửa sơng ln vấn đề khó phức tạp Các cửa sông tỉnh Bến Tre đoạn cuối sông Mê kông với đầy đủ yếu tố tự nhiên tác động đến diễn biến dòng chảy Qua nghiên cứu tính tốn, tác giả rút số kết luận sau: Ảnh hưởng yếu tố tác động đến diễn biến cửa sơng tỉnh Bến Tre bao gồm: dịng chảy lũ, dịng chảy bùn cát sơng, sóng, dịng triều Vào mùa khơ, dịng chảy sơng khơng có vai trị đáng kể, ngược lại nhân tố động lực biển giữ vai trị chủ đạo q trình biến động phát triển bồi tụ - xói lở cửa sơng Khu vực cửa sơng phía biển chủ yếu chịu ảnh hưởng tác động dịng ven bờ từ phía Bắc xuống phía Nam, kết hợp với lên xuống thủy triều gặp dịng chảy cửa sơng gây bồi lắng lại khu vực bờ Nam cửa sông Vào mùa mưa, dịng chảy ven bờ có xu hướng từ phía Nam xuống phía Bắc, dịng chảy sơng mang theo lượng bùn cát phù xa lớn nhiên dịng chảy sơng mạnh nên đẩy lượng bùn cát phù xa phía ngồi cửa sơng, lắng đọng chủ yếu khu vực ngồi cửa sơng Tuy nhiên, dịng chảy mạnh nên phía sơng có nhiều nơi bị xói Tác giả đề xuất biện pháp cơng trình để chống xói lở đoạn bờ sông Cổ Chiên Kiến nghị Kết nghiên cứu luận văn dừng lại mức độ nghiên cứu, phân tích xu hướng diễn biến cửa sông Để nghiên cứu vào thực tiễn cần phải có thêm khảo sát ngồi thực tế để có số liệu đo đạc xác để mơ hình thái diễn biến cửa sơng cần có thêm nghiên cứu, dự án đầu tư 73 Ngoài ra, luận văn chưa đề cập tới tác động mực nước biển dâng theo biến đổi khí hậu, giai đoạn nghiên cứu cần phải cập nhật thông tin triển khai nghiên cứu rộng 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng Việt Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn, 2012, Tiêu chuẩn thiết kế đê biển Vũ Kiên Chung, Đề tài nghiên cứu chế hình thành, phát triển, đề xuất giải pháp thủy lợi, phương thức khai thác bãi bồi ven biển Nam Bộ Cổng thông tin điện tử: www.bentre.gov.vn Phạm Thu Hương, Nghiên cứu sở khoa học cho việc đề xuất giải pháp ổn định Đà Rằng, tỉnh Phú Yên 5.Tổng cục Biển Hải đảo Việt Nam - Trung tâm Hải văn (2011) Bảng thuỷ triều năm 2013 NXB Khoa học tự nhiên Công nghệ Trường đại học Thủy Lợi, Giáo trình “Cơng trình bảo vệ bờ” Trường đại học Thủy Lợi, Giáo trình “Hình thái bờ biển” Trường đại học Thủy Lợi, Giáo trình “Sóng gió” Trường đại học Thủy Lợi, 2006, Giáo trình “Phương pháp luận thiết kế” 10 Viện Cơ học - 1998, Tài liệu khảo sát 11 Viện Kỹ thuật Biển, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, 2009 “Báo cáo kết khảo sát hải văn” II Tiếng Anh DHI Water and Environment, 2007 - MIKE 21 Flow Model FM is a modelling system based on a flexible mesh approach, User Guide DHI Water and Environment, Mike 21_FM_HD Le Trung Thanh, Morphological processes of the Tien River Estuaries, Mekong River, Vietnam