Nghiên cứu áp dụng khối bảo vệ mái stone block nhật bản cho bờ biển việt nam trường hợp bờ biển xã hải dương thị xã hương trà tỉnh thừa thiên huế

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Kim Dũng LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc lòng biết ơn chân thành tới thầy giáoTS PHẠM THANH HẢI Cảm ơn thầy hướng dẫn, bảo giúp đỡ tận tình suốt trình tác giả học tập hoàn thành luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoa Thủy Văn Tài nguyên nước, môn Kỹ thuật sông Quản lý tiên tai thầy cô Khoa Kỹ thuật Bờ biển hết lòng giúp đỡ tác giả suốt thời gian học tập trường trao đổi ý kiến khoa học quý báu để tác giả hồn thành luận văn Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình bạn bè ln động viên tác giả suốt q trình học tập hồn thành luận văn Do thời gian kiến thức hạn chế nên chắn luận văn có nhiều thiếu sót Tác giả mong nhận bảo, góp ý thầy cô bạn Xin trân trọng cảm ơn! HàNội,n g y tháng 07 năm2016 Học viên Nguyễn Kim Dũng MỤC LỤC LỜICAMĐOAN i LỜICẢMƠN ii MỞĐ Ầ U 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦAĐỀ TÀI MỤC TIÊUNGHIÊNCỨU .2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VINGHIÊNCỨU PHƯƠNG PHÁPNGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐÊ, KÈ BIỂN VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊNKHU VỰCNGHIÊNCỨU 1.1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ NGHIÊN CỨU ĐÊ,KÈBIỂN 1.1.1 Tổng quan chung đê,kèbiển .3 1.1.2 Tình hình nghiên cứu đê, kè biển Việt Nam vàthếgiới 1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰCNGHIÊN CỨU 1.2.1 Điều kiệnđịahình .9 1.2.2 Điều kiện khítượng[9] 11 1.2.3 Điều kiện thủy, hảivăn[9] .14 1.2.4 Điều kiệnđịachất 15 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG1 16 CHƯƠNG 2: CƠ CHẾ XÓI LỞ VÀ GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜBẰNGKÈ 17 2.1 TÌNH HÌNH DIỄN BIẾN SẠT LỞ VÙNG BỜ BIỂNHẢIDƯƠNG .17 2.1.1 Giai đoạn trước lũ lịch sửnăm1999 17 2.1.2 Giai đoạn sau lũ lịch sử 1999đến2002 19 2.1.3 Giai đoạn từ 2002đến2012 20 2.2 CƠ CHẾ NGUYÊN NHÂN XÓI LỞBỜ BIỂN 23 2.2.1 Cơ chếxóilở 23 2.2.2 Nguyên nhân gây xóilởbờ 23 2.3 CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆBỜBIỂN 25 2.3.1 Các giải pháp kỹ thuật bảo vệbờbiển .25 2.3.2 Các dạng công trình bảo vệbờbiển 25 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG2 30 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ VÀ GIỚITHIỆU CẤU KIỆN KHỐI STONE-BLOCK 31 3.1 ĐỀ XUẤT CÁCPHƯƠNGÁN 31 3.1.1 Phương án mặt cơngtrình1 31 3.1.2.Phương án mặt cơng trình2 34 3.2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌNPHƯƠNGÁN 37 3.3 GIẢI PHÁP KẾT CẤUCƠNGTRÌNH 37 3.4 GIỚI THIỆU CẤU KIỆN KHỐI STONE – BLOCK[10] .40 3.5 KẾT LUẬNCHƯƠNG3 48 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ ÁPDỤNGKHỐI .49 STONE – BLOCK CHO ĐOẠN BỜ BIỂNHẢIDƯƠNG .49 4.1 TÍNH TỐN CÁC ĐIỀU KIỆN BIÊNTHIẾT KẾ 49 4.1.1 Tần suấtthiếtkế .49 4.1.2 Mực nướcthiếtkế 49 4.1.3 Xác định tham số sóngnướcsâu .49 4.1.4 Xác định tham số thiết kế châncơngtrình 50 4.2 THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANGCƠNGTRÌNH 64 4.2.1 Caotrìnhđỉnh 64 4.2.2 Xác định lớpbảovệ 66 4.3 TÍNH TỐN ỔN ĐỊNHCƠNGTRÌNH 74 4.3.1 Giới thiệu phần mềm GEO -SLOPE 74 4.3.2 Các tiêu lýcủađất 75 4.3.4 Tính tốn ổn địnhcơngtrình 75 4.4 KẾT LUẬNCHƯƠNG4 77 KẾT LUẬN VÀKIẾNNGHỊ 78 TÀI LIỆUTHAMKHẢO 80 PHỤLỤC 81 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình1.1: Một số cơng trình để biển Việt Nam vàthếgiới Hình1.2: Hệ thống đầm phá Tam Giang –CầuHai .10 Hình 2.1: Biến động bờ biển trước lũnăm1999 18 Hình 2.2: Cồn Cát trạm Hải Đăng trướclũ1999 .19 Hình 2.3: Trạm Hải Đăng bị đổ xóilởbờ .20 Hình 2.4: Đoạn xung yếu bị xâm thực(tháng7/2012) 21 Hình 2.5: Biến động bờ biển giai đoạn từ 2002đến2012 22 Hình 2.6: Sóng đánh trực tiếp vào bờ gâymấtcát 24 Hình 2.7: Mặt cắt đê biển kiểutường đứng 26 Hình 2.8: Mặt cắt đê biển kiểu tường đứng có sân chống xói chothân đê 26 Hình 2.9: Hệ thống kèmỏhàn .27 Hình 2.10: Mặt đêchắnsóng .27 Hình 2.11: Mặt cắt đê biển kiểu hỗn hợp nghiêngdưới đứng .29 Hình 2.12: Mặt cắt đê biển kiểu hỗn hợp đứngdướinghiêng 29 Hình 2.13: Mặt cắt ngang kè mái nghiênglựachọn .29 Hình 3.1: Mặt bố trí cơng trình phươngán1 .33 Hình 3.2: Mặt bố trí cơng trình phươngán2 .35 Hình 3.3: Hệ thống cơng trình dự kiến xây dựng nhằm chống xóilởbờ .36 Hình 3.4: Tấm gia cố bờ biển vàbờsông 41 Hình 3.5: Kiểu vát nghiêng kiểu phẳng khối STONE-BLOCK .41 Hình 3.6: Cách xếp theo kiểu liên kết mảng khóa kiểu mảng song song.42Hình 3.7: Hình ảnh vai thi cônglắpđặt 42 Hình 3.8: Hình ảnh việc khơng sử dụng sử dụngtấmvai 43 Hình 3.9: Hình ảnh cơng trình đượcthicơng 44 Hình 3.10: Hình ảnh cơng trình sử dụng STONE–BLOCK cho cơng trình sơng4 Hình 4.1: Kết tính tốn truyền sóng cho mặtcắt1 51 Hình 4.2: Kết tính tốn truyền sóng cho mặtcắt2 52 Hình 4.3: Kết tính tốn truyền sóng cho mặtcắt3 53 Hình 4.4: Kết tính tốn truyền sóng cho mặtcắt4 54 Hình 4.5: Kết tính tốn truyền sóng cho mặtcắt5 55 Hình 4.6: Kết tính tốn truyền sóng cho mặtcắt6 56 Hình 4.7: Kết tính tốn truyền sóng cho mặtcắt7 57 Hình 4.8: Kết tính tốn truyền sóng cho mặtcắt8 58 Hình 4.9: Kết tính tốn truyền sóng cho mặtcắt9 59 Hình 4.10: Kết tính tốn truyền sóng cho mặt cắt10 60 Hình 4.11: Kết tính tốn truyền sóng cho mặt cắt11 61 Hình 4.12: Kết tính tốn truyền sóng cho mặt cắt12 62 Hình 4.13: Chiết suất kết traHstại mặt cắt nguy hiểmnhất(MC11) .63 Hình 4.14: Kích thước khối STONE-BLOCK 69 Hình 4.14: Kết chạy GEO-SLOPE mặtcắt1 76 Hình 4.15: Kết chạy GEO-SLOPE mặtcắt2 76 Hình 4.16: Kết chạy GEO-SLOPE mặtcắt3 77 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Hệ thống cơng trình phươngán1 32 Bảng 3.2:Hệ thống cơng trình phươngán2 34 Bảng 3.3: Chi phí dự kiến đầu tư theo phương án phươngán2 37 Bảng 4.1: Bảng tổng hợp kết cácmặtcắt 63 Bảng 4.2: Bảng tổng hợp kết tính tốn điều kiện biênchitiết 64 Bảng 4.3: Bảng xác định chỉsốIrribarren 65 Bảng 4.4: Bảng xác định kích thước khối STONE –BLOCK(m) 68 Bảng 4.5: Khối lượng viên đá bảo vệ chân kètheoVmax 70 MỞĐẦU TÍNHCẤP THIẾT CỦA ĐỀTÀI Trong bối cảnh biến đổi khí hậu bão, lũ lụt mối hiểm họa tự nhiên phổ biến, diễn biến ngày nguy hiểm phức tạp gây hậu nghiêm trọng cho người Những năm gần tượng bão, giông, lốc, mưa đá ngày nhiều với cường độ mạnh diện rộng Bờ biển Thừa thiên Huế đoạn xã Hải Dương – thị xã Hương Trà (phía Bắc cửa Thuận An) đoạn trị trấn Thuận An - huyện Phú Vang (phía Nam cửa Thuận An) vốn có tượng bị xâm thực, xói gây sạt lở từ trước lũ lịch sử XI/1999 lâu Từ sau lũ XI/1999 mức độ sạt lở bờ biển đoạn trở nên nghiêm trọng gây tổn thất nặng nề, đe dọa đến tính mạng, tài sản nhân dân môi trường sinh thái vùng Trước tình hình đó, từ năm 2000, Ủy ban nhân dân tỉnh Thừa Thiên Huế giao cho sở Giao thông vận tải, sở Nông nghiệp phát triển nông thôn nghiên cứu tổng thể khu vực đề xuất giải pháp chống xói lở bờ biển chỉnh trị luồng tầu vào cảng Thuận An Cùng nghiên cứu tượng có nhiều nhà khoa học, nhà tư vấn thuộc Viện khoa học Thủy lợi, Bộ GTVT phối hợp đề xuất giải pháp tổngthể Giải pháp tổng đề xuất xây dựng hệ thống cơng trình ngăn cát chắn sóng nhằm mục đích chỉnh trị luồng tầu vào cảng chống xói lở bờ Do tổng mức đầu tư lớn nên hệ thống cơng trình phân kỳ đầu tư xây dựng giai đoạn Đến hoàn thành giai đoạn 1với mục tiêu khắc phục tình hình xâm thực bờ biển diễn nghiêm trọng đoạn tập trung đông dân cư thuộc xã Hải Dương bước đầu ổn định tuyến luồng tàu qua cửa Thuận An, hiệu nhìn thấy rõ rệt Tuy nhiên đoạn bờ xã Hải Dương đoạn chưa che chắn xảy xói lở với tốc độ lớn Đoạn bờ xã Hải Dương bị xói lở phá hỏng nhiều đoạn đường bê tông giao thông xã, làm mỏng dần dải cát ngăn cách đầm phá biển gây ổn định sống dân cư sống khu vực lâncận Trước tình hình việc nghiên cứu giải pháp gia cố bảo vệ đoạn bờ đê biển tiếp tục bị xói lở theo công nghệ tiến tiến đại cho bờ biển Việt Nam cấp thiết, nhằm mục đích ổn định đời sống đảm bảo an toàn cho nhândâ n vùng cần thiết Vì học viên lựa chọn luận văn: “Nghiên cứu áp dụng khối bảo vệ mái STONE-BLOCK Nhật Bản cho bờ biển Việt Nam – Trường hợp bờ biển xã Hải Dương, thị xã Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế” cần thiết MỤCTIÊU NGHIÊNCỨU - Đánh giá trạng xói lở bờ biển khu vực nghiêncứu; - Giới thiệu biện pháp bảo vệ bờ biển, đề xuất phương án lựa chọn giải pháp cơng trình khu vực nghiên cứu; - NghiêncứpdụngkhốibảovệmáiSTONE-BLOCKNhậtBảnchobờbiểnViệt Nam - Trường hợp bờ biển xã Hải Dương, thị xã Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊNCỨU - Đối tượng nghiên cứu: Tuyến mặt cắt kè biển hợp lý để đảm bảo đê biển ổn định tác dụng sóng leo bãolũ - Phạm vi nghiên cứu: Khu vực bờ biển xã Hải Dương, thị xã Hương Trà, tỉnh Thừa ThiênHuế PHƯƠNG PHÁP NGHIÊNCỨU - Kế thừa, áp dụng có chọn lọc sản phẩm khoa học cơng nghệ có giới nước Kế thừa nghiên cứu khoa học, dự án liên quan đến khu vực nghiêncứu - Phương pháp điều tra, phân tích, đánh giá xác định nguyênnhân - PhươngphápsửdụngphầnmềmtínhtốnsóngthiếtkếtạichâncơngtrìnhSWAN 1D NỘI DUNG LUẬN VĂN Ngồi phần mở đầu phần kết luận, Luận văn gồm chương sau: Chương 1: Tổng quan đê, kè biển điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu Chương 2: Cơ chế xói lở giải pháp bảo vệ bờ kè Chương3 : Đ ề x u ấ t p h n g n c ô n g t r ì n h b ả o v ệ b v g i i t h i ệ u c ấ u k i ệ n k h ố i STONE-BLOCK Chương 4: Tính tốn thiết kế áp dụng khối STONE–BLOCK cho đoạn bờ biển xã Hải Dương