NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHO ĐOẠN SÔNG KONE CHẢY QUA THỊ TRẤN VĨNH THẠNHHọc viên: Nguyễn Thái BìnhChuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủyMã số: 8.58.02.02Khóa: K40Trường đại học Bách Khoa – Đại học Đà NẵngTóm tắt Sự thay đổi dòng chảy cùng sự phát triển của hệ thống cơ sở hạ tầng trong những năm qua đã gây ra xói lở và mất ổn định nghiêm trọng khu vực sông Kone, tỉnh Bình Định. Năm 2019, công trình kè chống xói lở bờ thuộc thị trấn Vĩnh Thạnh được đầu tư xây dựng với hơn 45 tỷ đồng từ nguồn vốn vay của Ngân hàng thế giới và vốn đối ứng từ ngân sách đã đem lại niềm vui cho rất nhiều người dân ở đây. Công trình có chiều dài gần 2,5 km từ cầu Hà Rơn đến cầu Định Bình. Tuy nhiên, việc chống xói lở cần diễn ra đồng bộ và tổng thể trên toàn bộ lưu vực sông. Điều này đặt ra một thách thức rất lớn cho chính quyền địa phương và người dân. Một giải pháp ổn định, tiết kiệm hơn cần được ưu tiên sử dụng như là giải pháp kè mềm (cỏ Vetiver) vừa giảm thiểu tối đa chi phí mà vẫn đảm bảo ổn định công trình, phù hợp với cảnh quan đô thị. Kết quả của đề tài sẽ là cơ sở quan trọng trong việc đề xuất các giải pháp chống xói lở bờ bằng cỏ Vetiver cho lưu vực sông Kone nói riêng và các lưu vực sông tỉnh Bình Định nói chung.Từ khóa – Dòng chảy, xói lở, ổn định, kè, lưu vực.DESIGNING SOFT SOLUTIONS FOR THE KONE RIVER THROUGH VINH THANH TOWNAbstract The change in flow along with the development of the infrastructure system in recent years has caused serious erosion and instability in the Kone river area, Binh Dinh province. In 2019, the embankment project against bank erosion in Vinh Thanh town was built with more than 45 billion VND from the loan of the World Bank and the counterpart fund from the budget, which brought joy to many people. people here. The project has a length of nearly 2.5 km from Ha Ron bridge to Dinh Binh bridge. However, erosion control needs to take place synchronously and comprehensively across the entire river basin. This poses a huge challenge for local authorities and people. A more stable and economical solution should be prioritized to be used as a soft embankment solution (Vetiver grass) that minimizes costs while ensuring the stability of the work and is suitable for the urban landscape. The results of the study will be an important basis in proposing solutions to prevent bank erosion with Vetiver grass for the Kone river basin in particular and the river basins of Binh Dinh province in general.Key words Flow, erosion, stabilization, embankment, basin.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN THÁI BÌNH TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KÈ CHO ĐOẠN SÔNG KONE CHẢY QUA THỊ TRẤN VĨNH THẠNH LUẬN VĂN THẠC SỸ Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Thủy Đà Nẵng, năm 2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN THÁI BÌNH TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KÈ CHO ĐOẠN SÔNG KONE CHẢY QUA THỊ TRẤN VĨNH THẠNH Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Thủy Mã số: 8580202 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS: VÕ NGỌC DƯƠNG Đà Nẵng, năm 2022 i LỜI CẢM ƠN Qua trình nỗ lực phấn đấu học tập nghiên cứu thân với giúp đỡ tận tình thầy cô giáo Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng bạn bè đồng nghiệp, luận văn thạc sỹ “Nghiên cứu giải pháp kè cho đoạn sông Kone chảy qua thị trấn Vĩnh Thạnh” tác giả hồn thành Để có thành này, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Võ Ngọc Dương tận tình hướng dẫn, bảo cung cấp thông tin khoa học cần thiết trình thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo, giáo Khoa Xây dựng cơng trình thủy trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng giảng dạy, tạo điều kiện giúp đỡ tác giả suốt trình thực Mặc dù cố gắng hạn chế thời gian, kiến thức khoa học kinh nghiệm thực tế thân tác giả nên luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp trao đổi chân thành giúp tác giả hoàn thiện đề tài luận văn Xin trân trọng cảm ơn! Bình Định, tháng năm 2022 Nguyễn Thái Bình ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết tính tốn đưa luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Thái Bình iii NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHO ĐOẠN SÔNG KONE CHẢY QUA THỊ TRẤN VĨNH THẠNH Học viên: Nguyễn Thái Bình Mã số: 8.58.02.02 Khóa: K40 Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy Trường đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng Tóm tắt - Sự thay đổi dòng chảy phát triển hệ thống sở hạ tầng năm qua gây xói lở ổn định nghiêm trọng khu vực sơng Kone, tỉnh Bình Định Năm 2019, cơng trình kè chống xói lở bờ thuộc thị trấn Vĩnh Thạnh đầu tư xây dựng với 45 tỷ đồng từ nguồn vốn vay Ngân hàng giới vốn đối ứng từ ngân sách đem lại niềm vui cho nhiều người dân Cơng trình có chiều dài gần 2,5 km từ cầu Hà Rơn đến cầu Định Bình Tuy nhiên, việc chống xói lở cần diễn đồng tổng thể tồn lưu vực sơng Điều đặt thách thức lớn cho quyền địa phương người dân Một giải pháp ổn định, tiết kiệm cần ưu tiên sử dụng giải pháp kè mềm (cỏ Vetiver) vừa giảm thiểu tối đa chi phí mà đảm bảo ổn định cơng trình, phù hợp với cảnh quan thị Kết đề tài sở quan trọng việc đề xuất giải pháp chống xói lở bờ cỏ Vetiver cho lưu vực sơng Kone nói riêng lưu vực sơng tỉnh Bình Định nói chung Từ khóa – Dịng chảy, xói lở, ổn định, kè, lưu vực DESIGNING SOFT SOLUTIONS FOR THE KONE RIVER THROUGH VINH THANH TOWN Abstract - The change in flow along with the development of the infrastructure system in recent years has caused serious erosion and instability in the Kone river area, Binh Dinh province In 2019, the embankment project against bank erosion in Vinh Thanh town was built with more than 45 billion VND from the loan of the World Bank and the counterpart fund from the budget, which brought joy to many people people here The project has a length of nearly 2.5 km from Ha Ron bridge to Dinh Binh bridge However, erosion control needs to take place synchronously and comprehensively across the entire river basin This poses a huge challenge for local authorities and people A more stable and economical solution should be prioritized to be used as a soft embankment solution (Vetiver grass) that minimizes costs while ensuring the stability of the work and is suitable for the urban landscape The results of the study will be an important basis in proposing solutions to prevent bank erosion with Vetiver grass for the Kone river basin in particular and the river basins of Binh Dinh province in general Key words - Flow, erosion, stabilization, embankment, basin iv MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu .4 Phương pháp nghiên cứu .4 Cấu trúc luận văn CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU .6 I.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu I.1.1 Vị trí địa lý I.1.2 Đặc điểm địa hình I.1.3 Đặc điểm địa chất .7 I.1.4 Đặc điểm khí hậu, khí tượng I.1.4.1 Mạng lưới yếu tố thời gian quan trắc khí tượng khu vực vùng liên quan I.1.4.2 Nhiệt độ khơng khí (ToC): I.1.4.3 Độ ẩm khơng khí, (u%) .9 I.1.4.4 Số nắng, n (giờ/ ngày) I.1.4.5 Vận tốc gió, v ( m/s) I.1.4.6 Lượng bốc hơi, Z (mm) .10 I.1.4.7 Mưa 10 I.1.5 Tình hình gió, bão vùng 11 I.1.5.1 Gió 11 I.1.5.2 Bão 11 I.1.6 Đặc điểm thủy văn 11 I.2 Điều kiện kinh tế xã hội 11 I.2.1 Dân cư 11 I.2.2 Đặc điểm kinh tế 12 I.2.2.1 Sản xuất nông, lâm nghiệp thủy sản; tài nguyên môi trường 12 v I.2.2.2 Công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp xây dựng sở hạ tầng .12 I.2.2.3 Thương mại - dịch vụ du lịch, tài ngân hàng 12 I.2.3 Văn hóa - xã hội .13 I.2.3.1 Văn hóa thơng tin, thể dục thao 13 I.2.3.2 Giáo dục Đào tạo 13 I.2.3.3 Y tế Dân số - Kế hoạch hóa gia đình 13 I.3 Hiện trạng sạt lở bờ sông Kone .13 I.4 Tình hình nghiên cứu có liên quan đến nội dung đề tài 17 I.4.1 Hiện trạng ngập lụt thiệt hại bờ sông Kone 17 I.4.2 Vai trò Hồ chứa nước Định Bình điều tiết dịng chảy lũ hạ lưu sông Kone 18 I.5 Kết luận chương 19 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIA CỐ BỜ SÔNG SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ TRỒNG CỎ VETIVER 21 II.1 Nghiên cứu đánh giá nguyên nhân gây sạt lở 21 II.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến xói, sạt lở bờ sơng hạ lưu 21 II.1.1.1 Ảnh hưởng yếu tố tự nhiên địa hình, địa chất, khí tượng thủy văn, hình thái lịng sơng hạ lưu 21 II.1.1.2 Ảnh hưởng trình thi cơng xây dựng cơng trình 21 II.1.1.3 Ảnh hưởng q trình vận hành cơng trình tháo lũ 22 II.1.1.4 Việc lựa chọn giải pháp gia cố bảo vệ bờ chưa phù hợp, chưa xét đầy đủ yếu tố tác động nguyên nhân hư hỏng, sạt lở bờ 22 II.1.1.5 Các yếu tố khác 22 II.1.2 Đánh giá nguyên nhân gây xói lở 22 II.2 Cơ sở khoa học nghiên cứu giải pháp chống sạt lở 23 II.2.1 Nguyên lý ổn định mái dốc .23 II.2.1.1 Lực gây trượt 23 II.2.1.2 Lực kháng trượt .24 II.2.2 Các kiểu ổn định mái dốc 24 II.2.2.1 Tác động nhân sinh đến trượt lở .24 II.2.2.2 Giảm nhẹ trượt lở .25 vi II.2.3 Ổn định mái dốc thực vật .27 II.2.4 Ổn định mái dốc thực vật Việt Nam 29 II.3 Thiết kế kết cấu kè mềm cho khu vực 30 II.4 Tính tốn thủy động lực kết cấu 34 II.4.1 Tính tốn thủy động lực 34 II.4.1.1 Phương pháp tiếp cận .34 II.4.1.2 Thiết lập mơ hình .35 II.4.1.3 Kết mô 36 II.4.2 Tính tốn ổn định giải pháp kè mềm .42 II.4.2.1 Phương pháp tính tốn .42 II.4.2.2 Tính tốn kiểm tra ổn định giải pháp kè mềm 44 II.5 Kết luận chương 63 CHƯƠNG III: ĐÁNH GIÁ GIẢI PHÁP KÈ MỀM VÀ KÈ BÊ TÔNG 64 III.1 Giải pháp kè Bê tông 64 III.1.1 Về mặt kỹ thuật .64 III.1.2 Về mặt giá thành 64 III.2 Giải pháp kè mềm trồng cỏ Vetiver 65 III.2.1 Về mặt kỹ thuật .65 III.2.2 Về mặt giá thành 66 III.2.3 Về thời gian thi công .67 III.2.4 Về tác động môi trường 67 III.3 Kết luận chương 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng I-1: Mạng lưới trạm quan trắc yếu tố khí tượng - thủy văn Bảng I-2: Các đặc trưng nhiệt độ khu vực nghiên cứu Bảng I-3: Các đặc trưng độ ẩm khơng khí trung bình khu vực Bảng I-4: Số nắng bình quân ngày tháng năm Bảng I-5: Vận tốc gió bình quân tháng năm .9 Bảng I-6: Lượng bốc đo ống Piche Zpic (mm) .10 Bảng I-7: Các thông số chủ yếu hồ chứa nước Định Bình 18 Bảng II-1: Các kiểu ổn định mái dốc 25 Bảng II-2: Một số tác động vật lý lớp phủ thực vật đến mái dốc 28 Bảng II-3: Độ dốc khả tạo lớp phủ thực vật mái dốc 29 Bảng II-4: Thông số thiết kế giải pháp kè mềm khu vực nghiên cứu 31 Bảng II-5: Yêu cầu kỹ thuật giải pháp trồng cỏ Vetiver 32 Bảng II-6: Tổng hợp kết vận tốc dòng chảy lớn vị trí theo kịch tính tốn 37 Bảng II-7: Tổng hợp kết cao trình mực nước lớn nhất, nhỏ (m) điểm P2 (đoạn 1) điểm P5 (đoạn 2) – Hiện trạng 39 Bảng II-8: Tổng hợp kết vận tốc dịng chảy lớn vị trí theo kịch tính tốn 39 Bảng II-9: Tổng hợp kết cao trình mực nước lớn nhất, nhỏ (m) điểm P2 (đoạn 1) điểm P5 (đoạn 2) – Trồng cỏ Vetiver 41 Bảng II-10: Các kịch tính tốn ổn định bờ sông Kone, đoạn qua thị trấn Vĩnh Thạnh 45 Bảng II-11: Chỉ tiêu lý tính tốn 45 Bảng II-12: Tổng hợp kết tính toán thấm ổn định 46 Bảng III-1: Bảng tổng hợp chi phí thực giải pháp kè lát mái cho dự án 64 Bảng III-2: Tổng hợp chi phí xây dựng hạng mục cơng trình 65 Bảng III-3: Định mức chi phí cho 100m2 gia cố mái cỏ Vetiver .66 viii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình I-1: Xây dựng kè chống sợt lở bờ sông Kone, thị trấn Vĩnh Thạnh năm 2019 Hình I-2: Sạt lở bờ sơng mùa lũ 2020 bờ Đơng (đối diện kè chống sạt lở) Hình I-3: Ảnh sạt lở bờ sông Kone đoạn chảy qua thị trấn Vĩnh Thạnh .2 Hình I-4: Ảnh sạt lở bờ sông gây ảnh hưởng đến nhà dân Hình I-1: Bản đồ hành tỉnh Bình Định Hình I-2: Bản đồ đẳng trị mưa năm tỉnh Bình Định 10 Hình I-3: Bờ sơng Kone qua xóm 3, thơn Hịa Thuận, xã Tây Thuận bị sạt lở nghiêm trọng, trôi nhiều diện tích đất canh tác dọc triền sơng bà địa phương [10] 14 Hình I-4: Nhiều nhà thôn Tả Giang 1, xã Tây Giang nằm bên mép sông Kone đối diện với nguy sạt lở bờ sông 14 Hình I-5: Tình trạng sạt lở đất canh tác, xâm thực khai thác cát gây diễn nghiêm trọng khối Hòa Lạc, thị trấn Phú Phong (huyện Tây Sơn, Bình Định) 15 Hình I-6: Bờ kè phía Tây sơng Kone đoạn qua thị trấn Vĩnh Thạnh xây dựng kiên cố 17 Hình II-1: Kè kết hợp loại vải địa kỹ thuật thực vật 28 Hình II-2: Kết hợp cọc cừ ván thép chân kè với cuộn sợi đai giữ ổn định phát triển thực vật .28 Hình II-3: Mặt tổng thể đoạn gia cố 32 Hình II-4: Mặt cắt ngang trạng bờ sông sạt lở - Đoạn 33 Hình II-5: Mặt cắt ngang đại diện mái gia cố bờ sơng – Đoạn .33 Hình II-6: Mặt cắt ngang trạng bờ sông sạt lở - Đoạn 34 Hình II-7: Mặt cắt ngang đại diện mái gia cố bờ sông – Đoạn .34 Hình II-8: Phạm vi xây dựng mơ hình thủy lực 2D 35 Hình II-9: Biểu đồ đường lưu lượng Q~t theo kịch lũ thiết kế kiểm tra biên 36 Hình II-10: Biểu đồ đường mực nước Z~t theo kịch lũ thiết kế kiểm tra biên 36 Hình II-11: Vị trí điểm trích xuất kết thủy lực dọc tuyến kè 37