Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu sự ổn định của đê biển khi có sóng tràn qua

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

Chuyên ngành: Xây dung công trình thủy Mã số: 60-58-40

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Trọng Tư

Hà Nội — 2011

Tuận văn Thục sĩ

LỜI CẮM ON

Qua một thời gian dai tập trung nghiên cứu va làviệc nghiêm túc, tácgiả đã hoàn thành luận văn đúng thời hạn theo quy định nhà trường đã giao.

Có được kết quả trên, trước tiên tác giả xin bảy tỏ lòng biết ơn đến.

thầy giáo PGS.TS: Nguyễn Trọng Tư đã dành nhiều thời gian, tâm huyết,

tận tình hướng dẫn để tác giả hoàn thành luận văn này.

Tác giả xin chân thành cảm ơn các giảng viên khoa sau Đại học,

trường Đại học Thủy lợi đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ, truyền đạt kiến thức.

tới tác giả trong suốt quá trình học tập ở Đại học cũng như trong quá trình họcCao học.

Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, cơ quan, người thân, bạn bé

đã động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất dé tác giả hoàn thành tốt

luận văn nay.

Hà Nội, ngày tháng năm 2011

HỌC VIÊN

Nguyễn Anh Sơn

Tuận văn Thục sĩ

Mục đích và nhiệm vụ của đ tài «eeeeeeeeerrererrrerreerE 1 Cách tig 2cận và phương pháp nghiên cứu.IV Nội dung của Luận vãi

'CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE SỰ PHÁT TRIEN & HÌNH THỨC DE BIEN.4 1.1: Tình hình đối với a biển trên thể gi 4 1.3: Tình hình đối với đê biển Việt Nam, 6

1.2.1 Để bin eat tinh Bắc bộ: Từ Quảng Ninh đến Ninh Bình 612.2 Đ biển Trung bộ 9

1.2.2.1 Dé biển Bắc trang bộ: Các Tinh từ Thanh hóa đến Hà nh 9

1.2.2.2, Để biển Trung trung bộ: các tin từ Quảng bình đến Quảng nam

1.2.3 Đề biển Nam bộ (từ Ba rịa- Vũng tàu đến Kiên giang) 13

1.2.3.1 Tình trạng kỹ thuật đ biển nam bộ “

1.2.3.2 Hiện trạng về én định để biển Nam bội 15

CHUONG 2: CƠ CHE PHA HOẠI ĐÊ BIEN DO SÓNG TRONG TRƯỜNG

Tuận văn Thục sĩ

2.4: Thim- Onđê biển khi có nước tràn qu:

2.4.1, Tim quan trọng tính thắm qua đê biển khi có nước trần qua

2.4.2 Các phương pháp tính thắm,

2.4.2.1 Nghiên cứu lý luận

2.4.2.2 Nghiên cứu thực nghiệm

2.4.2.3 Sự phát triển của các phương pháp tinh ồn định mái đốc

3.4.2.4 Cơ sở các phương pháp tính én định trượt mái

CHUONG 3: NGHIÊN CỨU SỰ ON ĐỊNH CUA DE BIEN NAM ĐỊNH KHI

CÓ SÓNG LEO TRAN QUA.

3.1.3.1 Đặc điểm địa chất khu vực cửa sông

n địa chất đường bờ tinh Nam Định.

3.1.33, Địa chit công trình khu vực bar biển Hải Hậu Nam Định3.14, Tình hình diễn biển đường bờ vùng biển Hai Hậu- Nam Dinh3.L5 Các cơ chế ph hoại để kẻ biển

3.1.5.1 Phá hoại ở mái dé phía biển

3.1.5.2, Phá hoại từ mái để phía trong đồng

3.2: Ứng dụng công nghệ tinh toán và thực tẾ scse+

3.3.1.2 Tinh toán các tham s6 song tuyển tính in3.3.1.3 Tinh toán truyền sóng vào bờ, 743.3.14 Tink toán sóng trần, sống leo n

3.32: Tinh toán Thắm và ôn định 1

3.3.2.1: Nhiệm vụ tính toán _ - soe TS3.3.2.2: Trường hop tính toán 18

3.3.2.3: Giả thuyết tính toán 1 3.3.2.3: Thông số phục vụ tinh toán 19

34.24: Kết quả tính toán so3.3.2.5: Đánh giá theo yêu cquy phạm 82

3.3.2.6: ĐỀ xuất biện pháp bảo vệ an toàn cho dé bién 2

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ

L Luận vin Thục sĩ

MỞ ĐÀU

1: sự cần thiết của đề tà

Hg thống dé biển là giải pháp bảo vệ đất liền mang tính chiến lược quốc gia

của các nước bên bờ đại đương.

Nước ta có đường bờ biển dải khoảng 3200 km trải dài từ móng cái đến hà tiền.

n xây dựng từ bao đời nay có nhiệm vụ ngăn mặn, giữ ngot,bảo vệ sinh mạng và tải sản của nhân dân vùng ven biễn, bảo vệ cho sản xuất nông,

nghiệp, ngoài ra còn bảo vệ một số vùng nồi rồng thủy sin hoặc sản xuất muối

“Theo xu thể ph tiễn chung, ving ven bién nước ta là một vùng kinh tế Họng

điểm năng động và ngày cảng đóng vai trỏ quan trọng hơn trong nền kinh tế quốc din và an ninh quốc phông Ngày nay, với sự phất iển mạnh me về công nghiệp, du lịch, việc chuyển đổi co cầu sản xuất (tăng nuôi trồng thủy, hai sản) và khôi phục các ngành nghề truyền thông, thì tuyển để biển nói chung và để biển nồi riêng sẽ không chỉ là mục tiêu ngăn lũ, ngăn mặn mà côn phái kết hợp da mục iêu, vừa ngĩn lũ, kiểm soát mặn bảo đảm an toàn dan sinh, kinh tế cho vùng được đê bảo vệ, đồng thời kết hợp là tuyến đường giao thông ven biển quan trọng phục vụ phát triển kinh tế, du lịch, an ninh quốc phông

Vĩ những nhiệm vụ quan trọng rên, hệ thống dé biển cần phải được bảo vệ an

toàn trước nguy cơ bị xuống cấp, phá vỡ, đồng thời tiếp tục cải tạo, củng cổ thêm.

một bước đề ning cao năng lực phòng chống thiên tai nhằm tạo tiên để thúc diy

hít triển kinh tổ, dim bảo phát triển bén vũng ving ven biển Do dé việc nghiên

cứu quá trình hoạt động của đê đòi hỏi phải thường xuyên, cắp thiết và có tính ứng.

dụng công nghệ thực tiễn cao, nhất li sự hoạt động của dé biển khi có sống trần qua

trong trường hợp bão lũ triều cường.

I: Mục và nhiệm vy của đề

1: Mục đích

2 Luận vin Thục sĩ

Nghiên cứu các yếu tổ ảnh hưởng của bão lớn và triều cường đến sự làm việc

để biển, đặc biệt 1a yêu tổ sóng tràn qua mặt đê, từ đó có cơ sở khoa học đánh giá.

được sự làm việc của đề biển và đề xuất giải pháp bảo vệ để biển trong trường hợp

sóng tràn qua đỉnh đề.

2: Nhiệm vụ

~ Xác định các yêu tổ truyền sng the động dén đ bién

~ Xác định được lượng nước trần vào thin để khi có sống leo trần qua

+ Lập thuật toán tinh toán thắm, ôn định cho để biển

~ Áp dụng cho vùng đê biển cụ thể ở Việt Nam.

~ Đề xuất các giải pháp bảo vệ đê biển khi cỏ sng trần qua.

1: Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

"Nghiên cứu ứng dụng lý luận và kết quả thực nghiệm.IV: Nội dung của Luận văn:

Mở đầu

Sự cần thiết của dé tài

“Chương 1: Tổng quan sự phát triển và hình thức dé biển 1.1: Tình hình đổi với để biển trên thể giới

1.2: Tình hình đi với để biển Việt Nam:

“Chương 2: Phương pháp xác định tác động của sóng tràn và ảnh hưởng của nó

tới đê biển.

2.1: Tình hình khí hậu biển va bão lũ:

2.2: Cơ chế phá hoại đề biển do bo

2.3: Sóng và các đặc trưng:

24: Thắm- dn định của đề biển khử cổ song tin qua

Ghaaén ngành: Xây đựng công mình thư)

3 Luận vin Thục sĩ

Chương 3: Ứng dụng tính toán cho đê biển Tinh Nam Định.

3G i thiệu về công trình cụ thé phục vụ cho việc tinh toán:3.2: Chon sơ đồ tính toán

3.3: Xác định lưu lượng thắm do sóng tràn tạo ra:

3.4: Ứng dung phần mém tinh toán sóng trần và tín toán thắm, ôn định Kết luận và kiến nghị.

qui của việc ứng dụng phần mềm tính toán cho để biển tinh Nam Dinh, bày những kết quả đạt được, những tổn tại và những kiến nghị

Để suất biện pháp xây dựng và bảo vệ để biển.

4 Luận văn Thục sĩ

CHƯƠNG 1

TONG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIEN VÀ HÌNH THỨC DE BIEN

1.1: Tình hình đối với dé biển trên thể giới:

văn mình, văn hóa của các quốc

số ảnh hưởng lớn đến sự phát triển n

gia sống ven biển Nghiên cứu về nén văn hóa biển đông Nam A các nhà khoa học đã khẳng định "Văn hóa biển là 1 trong 3 nền tảng của văn hóa bản địa Đông Nam: Nii, đồng bằng, và biển"

Van hóa biển có vai trd rit to lớn đối với sự phát tiển kinh tê- xã hội của các

quốc gia sông trên bờ các đại dương.

Việt nam là một nước thuộc các quốc gia vùng Đông Nam A Biển Đông Nam

Á có vị tr đặc biệt tên đường giao lưu quốc tế nó nỗi liên Thái Bình Dương với An Độ Dương trở thành của ngõ trên tuyển đường hing hải nỗi liền Đông A với Tây Au và Châu Phi Đối với các quốc gia Đông Nam A biển là con đường truyền giáo hiệu quả nhất, là con đường thương mại số 1, là nơi "Quyết từ cho tổ quốc quyết

sinh” và cũng như các vùng biển khác biển Đông Nam A là một kho báu về tảinguyên thiên nhiền

Các quốc gia ở vũng ven biển luôn phải đối mặt với bão tổ, triều đăng, sóng

gió, sóng thần nhất là những tác động do biển đổi khí hậu mà mức độ nguy hiểm.

của nó đang còn ta dự báo, Xây dựng hệ thông để bí và phát triển mạng lưới cảnh

báo sông thần là một trong những chiến lược quan trọng và cắp tết hiện nay của

các quốc gia có bir biển và đặc biệt quan trọng đối với các quốc gia có nhiều vùng,cất thấp hơn mực nước biển và những nơi chịu nhiều ảnh hưởng của thiên tai

Lãnh thổ Hà lan là một vùng đất thấp hơn mực nước biễn có nhỉ khu vực.„ là châu thổ chịu lũ chính của lưu vực, tiền tiêu chịu

ngập lụt, nhiễm mặn, phèn hi

triều cường của biển bắc, lịch sử phát triển của Hà lan là lịch sử đắp đẻ vả hứng.

chịu những thảm họa từ phía biển.

Ghaaén ngành: Xây đựng công mình thư)

Hình!.!: Dé bien AfRluitdifk đài hơn 32km, rộng 90m, cao 7.2Sm.

trên mực nước biển trung bình

Sau thảm họa lich sử năm 1953, chính phủ Hà Lan đã quyết tâm xây dựng dự án để

biển Dự án kéo dài từ năm 1958 đến năm 1997 với kính phí lên tới hàng ngần tý Guider (tiền Ha lan) Dự án

tuyển đề hiện đại (xem hìnhI.l)

1m cáo dip khôn, các đập phụ gần cia sông va các iu này làm cho Hà Lan không chỉ nỗ tếng bởi về hoa tulip, cối xay gió, những đôi giày gỗ mà còn nổi tiếng bởi những công tình biển vi đại hàng đầu t

‘Thanh tựu về chỉnh phục biển, Ha Lan xứng đáng vi đánh giá nên thể giới nhưng Hà Lan được tạo đựng bởi chính người Hà Lan"

‘Hau như các nước ven biển đều có những vùng đất thấp hơn mực nước biển vì

vậy kinh nghiệm va kỹ thuật để bién được sử dung và phát triển rất rộng rãi Taythuộc vào sự phát triển của nền kính.

các công trình để biển ở những mức độ khác nhau Ngoài Hà Lan các nước có kinh

nghiệm và

có Mỹ, Dan Mạch, Nhật Bản, Trung Quốc

và mức độ khoa học và mức độ hiện đại của

độ khoa học công nghệ về dé biển thu hút sự chủ ÿ của th giới còn Cho đến nay các nước ở rên bờ biển đều coi việc xây dưng hệ thống để biển là giải

pháp hữu hiệu nhất để đề phỏng, chống và thích ứng ngăn chặn nước biển dâng và

6 Luận vin Thục sĩ

ình hình đối với dé biểnNam:

Việt Nam, ngay từ thé ky XV ông cha ta đã xây dựng hệ thống để biển và

không ngừng tôn cao, mở rộng qua các thời ky giữ nước, xây dựng và phát triển đất

nước Đến nay dọc theo hơn 3200 km bờ biển, nước ta có khoảng 719 km dé biển

kiên cổ, hình thành hệ thông để biển bảo vệ cho 2# tinh thành phố bao gồm 110

huyện thị xã và đang phát buy hiệu quả phỏng tránh thiên tai tạo điều kiện cho các

địa phương miễn duyên hải phát triển kính tế xã hội.

fi sự nghiệp của quần chúng, gn ibn với lịch sử

Sự nghiệp xây dựng đê

phát tiển của đất nước nên nó mang đặc điểm kỹ thuật dân gian đúc rút kinh nghiệm và kỹ thuật hiện đại theo từng giai đoạn phát triển, Ở các nước dang phát

triển như nước ta tính hiện đại còn hạn chế Hệ thông dé biển nước ta hẳu hết được

phát triển trên các tuyển để biển hình thành từ lịch sử thiêu hẳn sự quy hoạch „

thống nhất khoa học để biển Hau hết dé biển được đắp bằng đắt không được lựa

chọn, nền để là nền dit yếu Chiễu đồi tuyến để mới chiếm khoảng 42.3% tổng chiều dai bờ biển và mới có khả năng chịu ti với gió cắp 9 trở xuống

Cụ thé là: Nước ta có tổng số hơn 2000 km để biển trải dài từ Quảng Ninh tới

Kiên Giang, trong đồ đoạn để biển từ Quảng Ninh tới Quảng Nam chịu tác động

của bão lớn nhiều nhắc Hiện nay các tuyến để biển, đê cửa sông từ Quảng Ninh đến

“Quảng Nam có tổng chiều đãi khoảng 1454 km, trong đó cổ khoảng 853 km để

biển, còn lạ là để của sông Để biển vùng đồng bằng bắc bộ phần lớn được xây

dựng từ thời nhà

930, phần lớn đề biển và đê cửa sông khu vực min trung được dip trước và sau

đê biễn Thanh Hóa, Nghệ An được hình thành từ những năm

năm 1975, các tuyển dé biễn ban đầu được đắp chủ yếu do nhân dân tự đắp nhằm bảo vệ sản xuất, nhà nước hỗ trợ kinh phí để đấp một số tuyền đề biển quan trọng

Các tuyển đê thường được đầu tư khôi phục, cải tạo, nâng cấp, tu bổ hàng năm

c khu vực có thể tóm tắt các

thông qua các dự án Hiện trạng các uyển đê biễ ti

.đặc điểm chung như sau:

Ghaaén ngành: Xây đựng công mình thư)

7 Luận văn Thục sĩ

1.2.1: Bé bién các tink Bắc bộ: Từ Quảng Ninh đến Ninh Bình

Ving ven biển ding bằng Bắc Bộ là nơi có địa hình thấp ting, là một tung

tâm kinh tế của cả nước - đặc biệt là sản xuất nông nghiệp, tập trung din cư đồng

diie, Day là vùng biển có biên độ thủy tru cao (3- 4 m) và nước dâng do bão cũnglớn Để bio vệ sản xuất và sinh hoạt của nhân dân, các tuyến dé biển, để cửa

sông ở khu vực này đã được hình thành tert sớm và cơ bản được khép kín Tổng chiều dài các tuyển để biển, để cửa sông khoảng 434 km trong đỏ có trên 350 km để

trực tiếp biển.

Để biển bắc bộ có bề rộng mặt để nhỏ từ 3- 4 m, nhiều đoạn đê <2 m, như một số

đoạn thuộc các tuyển dé Hà nam, đê bắc Của lục, dé Hoàng tân (Quảng ninh) để biển

số 5, số 6, số 7 và số 8 (Tinh Thái bình) để Cát hai (Hải phòng) mái đê phía biển

2/1-ia đồng từ 1,8/1-2/1 (đối vớiđoạn đã được nâng cấp từ 2/1-3/1) cao độ định để dao động từ 3,5-3 m, một số nơi3/1 (đối với đoạn dé đã được nâng cắp từ 3/1-4/1) mái pl

sau khi được đầu tư bởi dự án PAM 5325 có cao độ dinh đề (hoặc tường chin sóng)

là 5.5m như đề biển Hải hậu, Giao thủy (Nam định) dé biển sốI, I Hải phòng)

Chất lượng đất thân dé là đắt thịt nhẹ, đắt phù sa cửa sông Ham lượng cắt tăng đối với các tuyến xa din cửa sông Một số tuyển đoạn dé hoàn toàn bằng đất cất như

Hải thịnh (Nam định)

Mai dé cửa sông ven biễn bắc bộ được bảo vệ phần lớn ở các tuyển bằng trồng

cỏ Những đoạn chịu đoạn chịu tác dung trực tiếp của sóng, gió bảo vệ kè đã ltmắi, kết cầu kè đá đang sử dụng ở các địa phương là lớp đá hộc dày 30 em xếp khantrên một lớp đã dam dây 10 cm, áttừ chân để phía biển lên đến cao trình dinh đê.

“Trọng lượng mỗi viên đá khoảng 10- 40 kg, một số nơi bãi biển bị bào mòn, ngoài lit mai làm kẻ cin làm một số mỏ hàn dọc và ngang để bảo vệ bai Kế mỏ bằng đá

hộc mái hai phía I/I mặt rộng Ï m dài 70 m, xây dựng thành hệ thống như ở khuvực Văn lý- Hải hậu (Nam định).

Sau khi được đầu tu khôi phụe, ning cấp thông qua dự in PAM 5325 và quá

8 Luận vin Thục sĩ

triểu cao tần suất 5% cổ gió bão cắp 9 Tuy nhiên, tổng chiều đi các tuyển để biễn rt lớn, dự án PAM mới ch tập trung khôi phục, ning cấp các đoạn để xung yếu Mặt khác, do tác động thường xuyên của mưa, bão, sóng lớn nên đến nay hệ thông để biển Bắc bộ vẫn còn nhiều tồn ti, trong đó các tồn tại chính được tóm tắt như sau:

- Nhiều đoạn thuộc tuyển dé biển Hải hậu, Giao thủy thuộc Tinh Nam định

đang đứng trước nguy cơ bị vỡ do bãi biển liên tục bị bào môn, hạ thấp gây sat lở

chân, mái bảo vệ mái đt en, một sốđc doa rực tiếp đến an toàn của để

đoạn trước đây có rùng cây chin sóng bị phá hủy, dé trở thảnh trực tiếp chịu tác

động của sóng, thủy triểu nên nếu không được bio vệ sẽ có nguy cơ vỡ bắt cứ khi

nào Có đoạn trước đây đê có 2 tuyến nên tuyến dé trong không được bảo vệ mái,

đến nay tuyển đê ngoài đã bị vỡ nên tuyến dé trong cấp thiết phải được củng cổ, bảo.

ng vỡ,

- Còn 257,5 km dé biển, để cửa sông chưa dim bảo cao trình thiết kế cao độdinh để khoảng tử 3,5 m trong khi cao độ thiết ké là 5- 5.5m

- Đa số các tuyến dé ban đầu được đắp có chiễu rộng mặt đê < âm, đến nay trừ

các tuyến dé biển số I, I, II (chiểu dai khoảng 46,913 km) thuộc Hải phòng có.

chiều rộng mặt để B— 5 m, côn lại 152.5 km để có chiều rộng khoảng 4- 4,5 m, 150

km có chiều rộng 3- 4 m và 125 km có chiều rộng < 3 m, cá biệt có nơi chỉ rộng.

1,6- 3: m Chiều rộng mặt đê nhỏ gây khó khăn cho việc giao thông cũng như kiểm, tra, ứng cứu như các tuyến đề Hà nam (Quảng ninh), để bi

(Nam định) đề biển số 5, 6, 7, 8 (Thái bình).

Hai hậu, Giao thủy,

= Trừ một số đoạn đê đã được cải tạo ning cấp để kết hợp giao thông ở Hải

phỏng, hầu hết mặt dé chưa được gia cố cứng hóa nên khi mưa lớn hoặc trong mùa

mưa bão mặt đề thường bị sat 16, lẫy lội, nhiều đoạn không thé di lại được.

= én nay mới xây dựng được Khoảng gin 90 km kề bảo vệ mái /884km đểbiển, nên những nơi mái đê phía bién chưa có kỳ bảo về hoặc không còn cây chin

sông vẫn thường xuyên bị sat lở hoặc có nguy cơ sạt lở đe dọa đến an toàn của để

biển, đặc biệt là trong mila mưa bao.

Ghaaén ngành: Xây đựng công mình thư)

9 Luận vin Thục sĩ

- Dit dip đê chủ18 đất cát pha, có độ chua lớn không trồng cỏ được, có

được đắp chủ yếu bằng cát phú lớp đất thịt như dé biển Hải hậu, hẳu hết mái

48 phía đồng chưa có biện pháp bảo vệ, nên thường xuyên bị xói, sat khỉ mưa, bão,

đặc biệt tuyển đê Hải hậu.

- Dai cây chin sóng trước dé biển nhiều nơi chưa có, có nơi đã có nhưng do

công tác quản lý, bảo vệ còn bit cập nên bị phá hoại (như vụ phá rừng ngập mặn để

nuôi trồng thủy sin ở Kim sơn, Ninh bình), nhiễu nơi ở vùng xa cửa sông không thé trồng được cây chin sóng Vi vậy, để lên da phần chịu tác động trực tiếp của sóng.

gây sạ lỡ.

Niu vậy, có thể thấy rằng để biển Bắc bộ mặc dù đã được đầu tư tu bổ, nang sắp thông qua dự án PAM 5325 nhưng chưa đáp ứng được yêu cầu đặt ra hiện nay Nhiều đoạn chưa được nâng cắp nên côn thấp, nh thiếu cao trình: mặt để nhỏ, hẳu

hết chưa được cứng hóa nên dễ bị x6i, sa, lẫy lội khi mưa, bão nên không đáp ứng

được yêu cầu giao thông, gây khó khăn cho việc ứng cứu khi mưa bão, Đặc,một

số đoạn bai biển bị hạ thấp gây sạ lờ ké bảo vệ mái để biển, một số đoạn dé đang

đứng trước nguy cơ có thé bị phá vờ bắt cứ khi nào.

Hình 1.2: Mặt cắt điển hình đê biển Bắc bộ:

(1) Thân để: (2) Kẻ lát mái: (8) Tường chắn sóng; (4) Chân kẻ (chân khay)

1.3.2: Để biển Trung bội

1.2.2.1: Để biển Bắc trung bộ: Các Tinh từ Thanh hóa đến Hà tĩnh.

‘Ving ven biển Bắc trung bộ là vũng đồng bằng nhỏ hẹp của hệ thống sông Ma,

lo Luận vin Thục sĩ

Điễn thấp trăng và cao dẫn về phía ty, đây là vùng thường xuyên chịn ảnh hưởng của thiên tai (đặc biệt là bão, áp thấp nhiệt đới), biên độ thủy triểu nhỏ hon vùng biển Bắc bộ, vùng ven biển đã bit đầu xuất hiện các cồn cất có th tận dung được

như các đoạn dé ngăn mặn tự nhiên.

Chất lượng đất dip dé: phn lớn các tuyển là đất thị, nhẹ pha cát Một số tuyển nằm sâu so với cửa sông và ven đầm phá, đất thân để được dip là đất sét pha cát, đất thịt nặng, cũng có nhiều tuyén đê ven biển thân để là dt cát như các tuy

sắc huyện Quảng xương, Tinh gia (Thanh hồn) Diễn chau, Kỷ anh (Nghệ an) wv

Mặc dù đã được quan tâm đầu tư khôi phục, nâng cấp thông qua các dự án

PAM 4617, OXFAM, CEC,CARE, đặc biệt ADB hỗ trợ khôi phục sau trận bão số 4năm 2000, nhưng tuyển để biểnchung là thấp, nhỏ Một số tồn tại chính của

các tuyến đề biển Bắc trung bộ như sau:

Côn khoảng 222,8km dé biển, dé cửa sông thấp, nhỏ, chưa đảm bảo cao trình

chống lũ, bão theo tin suất thiết kế (cao độ đình để còn thigu từ 0,5: | m so với cao

độ thiết kế)

Chiều rộng mặt dé còn nhỏ: chỉ có khoảng 29 km có chiều rộng khoảng 4 m,

192 km có chiều rộng 3- 4 m, vẫn còn 185,4 km có chiều rộng mat để đưới 3 m,nhiều đoạn mặt dé còn nhỏ hơn 2 m gây khó khăn trong việc chống lũ, bao cũng

như giao thông (nhiều tuyển đề xe 6 tô không thé di lại đọc theo tuBãi bi

kẻ, de dọa

kẻ Cẩm nhượng, đề Hội thống (tinh Hà th)

ở một số đoạn vẫn có xu hướng bị bảo môn, hạ thấp gây sat I chân

an toàn của để biển như đoạn Ninh phú, Hậu lộc (Thanh hóa) đoạn

“Toàn bộ mặt dé chưa được gia cổ cứng hóa, lại không bằng phẳng nên về mùa mưa bão mặt để thường bị sat lớ iy lộ nhiễu đoạn không th đi a được.

Mái phía biển nhiều nơi chưa được bảo vệ, vẫn thường xuyên có nguy cơ sat lớ

de đạn đến an toàn cũa để, đặc biệlà rong mùa mưa bão

Mãi đê phía đồng chưa được bảo vệ nên bị xi, sat hi mưa lớn hoặc sóng tần qua

Ghaaén ngành: Xây đựng công mình thư)

" Luận văn Thục sĩ

Dài cây chắn sóng trước để biển, đặc bit la để cửa sông không có cỏ, cần tiếp tye tring cây chin sóng và ting cường công tác quản lý bảo vệ.

Một số vấn đề tồn tại lớn đối với các tuyển để biển Bắc trung bộ là hệ thống

về số lượng, bầu hết đã được xây dựng từ vài chục năm.

trước diy với kết cấu tạm bg và đang bị xuống cấp nghiêm trọng (năm 2002, Bộ

công đưới dé rất nh

nông nghiệp và PTNT đã chi đạo xử lý khẩn cấp cổng Hồi, cổng thuộc tinh Nghệ an

bị sập trước mia mưa bão) cin có quy hoạch li, sta chữa và xây dựng mới để dim

‘bao an toàn cho dé, phủ hợp với quy hoạch chung về phát triển sản xuất.

1.2.2.2: Để biển Trung trung bộ: các tinh từ Quảng bình đến Quảng nam.

‘Ving ven biển Trung trung bộ la ving có diện tích nhỏ hẹp, phần lớn các tuyến

đề biển đều ngắn, bị chia cắt bởi các sông, rạch, địa hình đồi cát ven biển Một số tuyển bao diện tích canh tác nhỏ hep dọc theo đầm phá Đây là vũng có biên độ thủy

triều thấp nhất, thưởng xuyên chịu ảnh hưởng của thiên tai Khác với vùng cửa sông,

thay đổi tủy theo Đồng bằng bắc bộ chỉ yẾ ác cửa sông MiỄn trung cổ 1

tinh chit của từng con lũ, do vậy tuyển dé được đắp theo một tuyển, không có tuyển

‘quai dé lin biển hoặc tuyến dự phòng.

Để biển, dé cửa sông khu vực trung trung bộ với nhiệm vụ ngăn mặn, giữ ngọi,

chống lũ tiểu man hoặc lũ sớm bao vệ sản xuất ăn chắc 2 vụ lúa đông xuân và hè

thu, đồng thời phảu dim bảo tiêu thoát nhanh lũ chính vụ một số ít tuyến đê, bảo vệ

các khu nudi trồng thủy sản đa số các tuyển để biển bảo vệ diện tích canh tác nhỏ

dưới 3000 ba Với mục Jn đắp cao, những cầnnhiệm vụ như trên, để không,

phải gia cổ 3 mặt để chống hư hông khi lũ sóng trin qua.

Phin lớn các tuyến đê biển được dip bằng đắt thịt nhẹ pha cát, một số tuyến nằm sâu so với cửa sông và đầm phá đắt thân đề là đắt sét pha cát như đề Tả Gianh

(Quảng bình) đề Vinh thái (Quảng trị Một số đoạn để biển đã được bảo vệ 3 mặt

hoặc 2 mặt bằng tắm bé tông để cho lũ tran qua như tuyển đề phá Tam giang (Thừa thiên huế) đê Hữu Nhật lệ (Quảng bình) ngoài ra đoạn đê biển trực tiếp chịu tác

ø Luận văn Thục sĩ

48 vũng cửa sông được bảo vệ bằng cây chin sóng với các loại cây si, vet đước Một sé tổn tại chính của các tuyến để biển trung trung bộ như sau;

Còn 238 ki để biển, để cửa sông chưa được đầu tư tu bổ, nâng cắp nên còn thấp và nhỏ, chưa đảm bảo cao độ thiết kể.

“Trữ 1.5 km đề Liên hiệp thuộc thành phố Ba nẵng có chiễu rộng mặt đề >4 m,

còn lại $62 km có chiều rộng mặt đê <3,5 m, trong đó có đến 272 km mặt dé chỉ

rộng 1,5-3 m, Chiều rộng mặt để nhỏ gây khó khăn lớn trong việc gia thông và cứu

hộ cũng như an toàn cho đề.

“Toàn bộ mat đê chưa được gia cổ cứng hóa, về mùa mưa bảo mặt dé bị lầy lội

và st cổ đoạn không thể di lại được

Đến nay mới có khoảng 165 km được xây dựng kẻ bảo vệ mái, phan lớn mái đê

phía biển chưa được bảo vệ, một số nơi đã được bảo về nhưng chưa đồng bộ hoặc

chưa đảm bảo kiên cổ nên vẫn thường xuyên bj sat lở de dọa đến an toàn của các

tuyển để biển

Ngoài 22.5 km để thuộc Thửa thiên hud và một số đoạn để thuộc Quảng nam

được gia cố 3 mặt, còn lại đa số mặt dé và mái dé phia đồng chưa được gia cố nên rit để bị xd, sat khi lũ, bão gây nước trần qua

Cn ip tụ trồng cỏ chống sóng và tăng cường công tác quản ý, bảo vệ

Cũng như vũng Bắc trung bộ, số lượng cổng dưới để rit lớn và đã được xây ng từ vài chục năm trước, với ết cấu tạm be, có khi công không có cánh mã dip tự đất, nhiều cổng không còn phù hợp với quy hoạch sản xuất, ngoài một số

cổng được tu nàng cấp thông qua dự án PAM 4611, hầu hết các cổng còn lại đang bị xuống cấp nghiêm trọng Can có quy hoạch lại, sửa chữa và xây dựng mới.

448 đảm bảo an toàn cho đê, phủ hợp với quy hoạch chung vé phát trién sản xuất

Ghaaén ngành: Xây đựng công mình thư)

B Luận vin Thục sĩ

Hình 1.3: Mat cắt dién hình dé biển Trung bộ:

(1) Thân đề (2) Kê it mis (3) Mặt đê cứng hón (4) Chân kề (chân khay)

1.2.3: Để biến Nam bộ (Tir Ba ria Vũng tầu đến Kiên giang)

Sự phát triển dé biển Nam bộ gắn liễn với quá trình khai thúc ruộng đất và phát

triển nông nghiệp của dai đất ven biển bà rịa- vũng tàu tới Kiên giang.

Phong trio dip để ngăn mặn, dé biển và xây cổng ngăn mặn, tiêu ding hẳu khắp,

các tinh có tiếp giáp với biển Trong giai đoạn từ năm 1976 đến năm 1985 đã dip

được khoảng 14 hệ thống dé biển, ngăn mặn bảo vệ trên 665000 ha đất nông nghiệp

thuộc các tinh Tiên giang, Bến tre, Cà mau, Bạc liêu, Kiên giang, Vĩnh long, Trà

vinh quy mô nhỏ nhất là vùng bản đảo Cà mau, đã dip 2 tuyển để biển, tuyến

phía tây dài 93,5km qua các huyện U minh, Phú tân, Trần băn thời, ngăn mặn cho.

163200 ha Tuyến phía đông dii $8 km, di qua huyện Giá rai, Vinh lợi và Thị xã

Bạc liêu từ năm 1986-2005, hầu hết các tuyến để biển đã hình thành, chủ yêu là tụbổ và cũng

Đến nay đồng bằng ven biển Nam bộ đã có 356.2 km để biển bảo vệ nhiệm vụ của các tuyển dé biển nam bộ là ngăn mặn, bảo vệ sản xuất 2 vụ lúa, nhiều tuyến bảo vệ diện tích rất lớn trên 10000 ba như để biển ở Huyện Hon dắt, Hà tiên (Kiên siang) iêng Tinh Cà mau có 239 km để biển trên chiều dài bờ 307 km ngăn mặn

cho 7 Huyện ven biển trên 11 Huyện thị của Tỉnh Đề biển Nam nộ ngoài bảo vệsản xuất và dân cư, côn có cúc loại đề hải sản do đó hoặc tập thé đầu tư bảo vệ đồng

muổi như Tỉnh Bến tre có 15 ngư trường và 1544 ha đồng muỗi Thành phổ Hỗ Chi

4 Luận vin Thục sĩ

Về tuyển đề Khác với đề biển Miễn trung, để biển Nam bộ đãi, có uyển đãi

1g như đê biển Bắc bộ có.

nhiều tuyển trực tip biển, một số tuyến dai chạy dọc theo bở biển phía đông và

trên 50-60 km (đê bién 2 Tỉnh Cả mau và Kiên giang) gi

biến Tây (Cả mau), biển Tây (Kiên giang) Nhiều tuyển đê ven cửa sông như các tuyển để biển phia đông (Sóc tring, Trả vĩnh, Bến tre) cũng có 2 loại tuyến để

không khép bao vùng đất thấp như tuyến Thanh phú, Ba ti, Bình đại (Bến tr);

“Tuyển 1 (tuyển trong) ngăn mặn và bảo về cho vùng lúa 1 vụ và 2 vụ, tyén này

cách bờ biển 10 km còn tuyển 2 nằm sát biển nhiệm vụ chống sóng gi , chống cát

bay, hạn chế mặm và phục vụ nuôi trồng thủy sản trong khu vực giữa tuyến 1 và

tuyến 2.

‘Vang biển đang bồi, đê được quai lần ra biển như vùng mũi ca Ca mau, Ving này hùng năm bồi lẫn ra biển, bình quân 50- 60 m, ở Tinh Sóc trăng có tuyến để

biển mới Mỹ thanh- Vĩnh châu- Lai hòa thay cho tuyển cũ ở sâu phía trong,1.2.3.1: Tinh trang kỹ thuật đểnam bộ:

= Về cao độ, mặt cắp

Khác với dé biển Bắc bộ, dé biển Nam bộ có sự khác nhau v cao trình đỉnh đề 6 tuyển chỉ trên +m, nhưng có tuyển *4 m

giữa các +8 m có tuyển

m, nhưng cũng có tuyến rộng 8-10 m Tuy nhiên, về tổng

iy: Cao độ đê bí.

.+1.8- 5 m như đề Gò Công đông (Tiền giang) để ở Bà rịa- Vũng tàu cao độ 4,5- Sm.mặt để chỉ rộng

{quan thì cao độ để phía biển Đông cao hơn đê phía Đông từ

Để biễn tây thuộc Tinh Cả mau và Kiên giang mặt dé rộng 1,5-2 m đối với các

tuyển để đất thịt và rộng 6-10 m đối với tuyển để biển kếp hợp với giao thông như đề quốc phòng Huyện Ba trí (Bến tre), đê Gò Quai đi Rạch giá (Kiên giang) một sé tuyén như đề Vinh châu (Sóc trang), Cin ngang (Tra vinh) Trần văn thời, U mình

(Cà mau) mặt dé rộng 5 m.

Nhin chung dé biển Nam bộ còn nhỏ thấp, có nơi còn thấp hơn mực nước tiểu cao nhất như để Đông tinh Cả mau Dê quai ngăn mặn những rơi này hằng năm đến mùa

tháng X, XI, XII nhân dân được huy động hàng vạn ngày công đắp bờ con chạch.

Ghaaén ngành: Xây đựng công mình thư)

Is Luận vin Thục sĩ

V8 chit lượng đất chân để: đề được hình thành ở một ving đồng bằng rộng lớn nên đất dit dip để hoàn toàn theo chất dit của từng vùng châu thổ rit nhiều loại

‘Dit thịt nhẹ, thịt nặng, cắt pha, các, sét, sét pha cát, sét pha bùn, bùn nhão.

‘Vé nén đê: Nhiều tuyến của đầu Cả mau nằm trên nên cát có thành phan bùn lớn

hơn 50% là loại nền.a Do đồ sẽ gặp khó khăn khi xây dựng các công trình kiến

số như các cổng đập ngăn triều, thậm chí đắp 48 cao có thể dẫn đền sập lún

Ngoài hình thức đề như trình bày ở trên, đối với vùng be bị xối địa phương còn xây dựng ké như kè Gò công (Tiền giang), Ké Cin gi (TP.HCM) kết hợp với trồng cây chắn sóng đã giữ được ổn định cho các tuyến đê này.

1.2.3.2: Hiện trạng về én định để biển Nam bộ:

So với dé biển Miễn trung và để biển Bắc bộ thì để biển Nam bộ ôn định hon, mặc đủ tý lệ tuyển tực tiếp với biển so với tuyến cửa sông chiếm tỷ lệ cao 87

km/469 km

Đối với vùng bờ biển én định hoặc bồi các hư hỏng đê thường là sat lờ nhỏ mát n ở những đoạn dé không có cây chắn sống Nhĩng đoạn dé có nên yếu

đê phía

(hữu cơ, bùn cát) khi nước triểu lên xuống nhanh ding chảy do triều sẽ moi rỗng đắt chân để có thể dẫn tới sạt lờ hoặc sập để như một số đoạn ở đ biển Tỉnh Bến te

Đối với ving bờ biển xói như dé gò công mắy năm trước đây tuy đề được dip

to, rộng, có cơ dé phia đồng có kè đá lát mái và chân được đóng cọc thả khối

tông bảo vệ nhưng vẫn còn khả năng bị hư hồng

‘Tuy nhiên nhữn chung đề biển Nam bộ là én định do các nguyên nhân chủ yéu sau

Hiểm có các điều kiện khí tượng hai văn bắt lợi như bão mạnh va có nước ding

do bão,

Chất đắt đắp để tuy có nhiều ching loại khác nhau nhưng nhiễu tuyển có thành

phần đất thịt, đất sét cao, chịu đựng được với tác dụng thường xuyên của bão gió.

ip 5.6

l6 Luận văn Thục sĩ

"Nhiều tuyến có cây chin sóng bảo vé như cây mắn, chả i, cây dita nước Doe theo cả tuyển và rộng 200- 400 m như để biển Vũng tiv, Côn đảo, Gò công, Sóc trăng, Bến tre, Ca mau, Kiên giang Tinh trang rit lo ngặi hiện nay là các rừng cây này đang bị phá hủy din do việc phát triển đắp đê bao nuôi trồng thủy sản (tôm, cua) Một mặt cây bị chặt phi để đ tha hoạch thủy sin mặt khác cây bị chết dẫn do

mắt nguồn phù sa và thay đổi môi trường sống vi dip để bao

(1) Thân đề; (2) Ke lát mái; (3) Chân khay; (4) Mặt dé cứng hóa

Ghaaén ngành: Xây đựng công mình thư)

„ Luận văn Thục sĩ

CHƯƠNG 2

CƠ CHE PHA HOẠI DE BIEN DO SÓNG TRONG TRƯỜNG HỢP BAO LỚN

2.1: Tình hình đối với đề lên trên thể gi

2.1.1 Giới thiệu.

Hệ thống để biển hiện nay đã được năng cấp đáng kể, đây là cơ sở quan trong

cho việc phát triển kinh tế các ving ven biển Tuy nhiền, cần tiếp tục đầu tr nâng

ấp hệ thống dé biển lên một tim mới vi

- Việc nâng tầm để biển lên một bước mới sẽ là tiền đề thúc day phát triển tổng hợp kinh tế, xã hội và du lich tại các ving ven biển Déng thời, để biển sẽ góp phần tạo ra một phòng tuyển vững chắc bảo vệ an ninh, quốc phòng vùng ven biển như.

định hướng phát triển các vùng của Đảng "kết hợp chật che phát triển kinh tẾ với

bảo vệ an ninh, quốc phỏng”,

- Để biển chưa là một chỉnh thé đồng bộ, bin vững: nhi vị tí chưa có ké bảo vệ nên nguy cơ sat lờ mái phía biển là rit lớn; một số vàng biễn tiền mặc dù đã có

kẻ mãi đê phía biển nhưng chưa cổ giải pháp bảo vệ bãi nên khả năng mắt én định

chân kỳ khi bai bi bào môn, ha thấp; mặt để dễ x6i lờ, sinh lẫy khỉ mưa bão hoặc sông to nên không thé ứng cứu được khi xảy ra sự cổ; thân để dip bằng đất cit pha (5 nơi bằng eit) nên rất dễ bị xói môn, rửa tồi: cổng dưới để đã xây dim từ lâu chưa được tu sửa, không đảm bảo an toàn cho để, chưa đủ số lượng để kiểm soát

mặn phục vụ phát triển kinh tế,

- Do tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu, sự gia tăng về tin số và cường độ của thiên tai (bao) de doa đến an toàn của để biển (theo thống kế sơ bộ, trong những, năm gần day số cơn bão xuất hiện ở Biển Dong có anh hưởng đến nước ta nhiều

hơn, đặc biệt số cơn bãocó sức gió mạnh cấp 10, cấp 12, giật trên cấp 12 chiếm ty lệ

lớn hơn so với các thập ky trước).

= Công nghệ mới phát triển: Hệ thống kè mo hàn ngang bảo vệ bãi biển Hải

Hau trước đây đã thì công bằng đá đổ bị hư hỏng, mắt din tác dung theo thời gian Hiện nay, với sự phát trim của khoa học, công nghệ và mở rộng hợp ti quốc 8 cổ

Is Luận vin Thục sĩ

thể áp dụng nhiều loi kết cấu mới bền vững hơn và đã thử nghiệm thành công ởi

chính vị trí này,

- Nếu không tiếp tục nâng cấp, cing cổ thì hàng loạt đoạn dé biển có nguy cơ

sat, mất di những thành qua da dat được của các dự ân đã đầu tr

Khối lượng cin tu bd, nâng cắp và hoàn thiện hệ thống để biển, dé cửa sông các it lớn, do đó việc xác định điều tra tinh ven biển từ Quảng Ninh đến Quảng Nam là

độ ồn định của để biển đoạn từ Quảng Ninh đến Quảng Nam là cần thiết để từ đó cócơ sở hoa học cho việc xác định ning cấp để biển hiện có.

2.2: Cơ chế phá hoại để đo bão:

Qua (hực tế những lẫn sot lở và vỡ để trong lịch sử đã thông kế và đưa ra 3

dang phá hoại dé chính sau:

Dang thứ nhất (chiém da số) do tác động của sóng và các yếu tổ động lục kháctừ biển gây xói lỡ chân đê làm cho mái đề mắt ôn định, dẫn đến sạt lở khi gặp các

yêu tổ bắt lợi:

Dang thứ hai: Dạng này it gặp hon nước bị ứ đọng ở phía đồng không thoát kịp«qua các cổng, trân lên mặt để và mái để gây ra xó lỡ cục bộ, ạt sập mát đ (chỉyéu các để cửa xông Miền Trung);

Dang thứ ba: Xây ra trong cơn bão số 7 năm 2005 tiểu cường, nước dâng cao kết hợp với sóng mạnh trong bão đã trin để gây xói mái đề phía đồng gây 1

định dẫn tới vỡ đề

+ Két edu kè bảo vệ mái dé phía biển những đoạn trực tiếp chịu tác động củasống còn chưa đủ kiên o6 ding bộ dé chồng gió bão cắp 11, cấp 12;

Hầu hết các đoạn dé bị phá hoại là trực diện với biển chịu tác động trực tiếp của sóng lớn Thực tế qua các trận bão năm 2005- 2007 cho thấy, những đoạn để trực tiếp biển mái phía biển được bảo vệ bằng đá hộc lát khan đó xây từ cao trình 33.5m trở lên (Từ +3.5m trở xuống bảo vệ bằng cấu kiện BT do trước day không đủ kinh hi đầu ta) là không đảm bao ôn định bén vững: Bão số 7 năm 2005 sóng lớn đã

làm hur hại nặng hoặc phá hủy phẩn đá lát khan, đá xây từ cao trình 3.5m trở lên,

dẫn đến vỡ đê biển như sau: Dé biển số 1 - Đồ sơn, đê biển Cát hải, đê biển Nam

Ghaaén ngành: Xây đựng công mình thư)

19 Luận vin Thục sĩ

định (những đoạn mái để phía in được bảo vệ toàn bộ bằng ác loi su kiện BT

đúc sẵn có đủ chiều dây, trong lượng phù hợp thi không bị phá hoại trong bão) Tường chin sông chưa đủ kiên cổ: Tường chin sông trên đình để bằng đá xây

hoặc BT thường , móng tường được dat chưa đủ sâu nên không đảm bảo ôn định,

bên cạnh đó hình dang tường một số khu vực chưa thực sự phủ hợp khi chịu tác động trụ tiếp của sóng Tường bị lật hay bị bé gay dẫn đến vỡ để, diy la cơ chế vỡ để đã xây ra ở Đỗ sơn: Hải phông

“Sông và sống leo cao hơn mức xông tính tän khi tiễ kế tước đây

Giai đoạn trước đây dé được thiết kế chồng với gió bão cắp 9, tiểu tin suất 5%

trong khi bão số 7 năm 2005 với sức gid cấp 12, giật trên cấp 12 lại trùng với thời kỳ triều cường gây sóng lớn vượt mức thiết kể của đề Sóng tran qua mặt dé, gây sat

lở mái dé phía đồng, mặt dé ( những đoạn mặt đê chưa được cứng hóa, mái đê phí

đồng chưa được bao vệ bằng đá lá, hoc trồng cỏ) gây vỡ đê từ phía trong ra đây là

sơ chế vỡ để xây ra đội với để biển Hai hậu- Cát hái

=e xs Hình 2.1: Mô phỏng các hình thức phá hoại dé biển thưởng gặp:——~

‘A :Nước trin; B: Sóng tràn qua đình dé; C: Sat mái trong phía đồng; D: Trượ; E:“Trượt mái biển; Fs; G: Thắm lậu; He; I: X6i mái biển; J: Lún; Ke; L:

20 Luận vin Thục sĩ

“Trong các cơ chế trên các cơ chế thường xuất hiện phổ biển và liên tue xảy ra đối

với đê biển Nam định và bắc khu 4 là:

B: Song tràn qua định để H: Xói mái đê phía biên

C:Sạt mãi rong phía đồng ‘I: X6i chân khay mai bién

E: Trot mapa bi J: Bébi hin

Một số dang để ke bi hư hong thường gặp rên tuyển để biển Việt Nam,

Ghaaén ngành: Xây đựng công mình thư)

21 Luận vin Thục sĩ

Hình 2.4, Sóng leo lớn gây tràn qua mặt đề dẫn đến xói mặt dé và mái đê phía sau:

2 Luin văn Thạc sĩ

+ Phá hoại ở mái để phía biển:

(Qua trình sóng leo lên, vỡ ra rồi rút xuống một phần sẽ gly áp lực nước tác ‘dung trực tiếp lên mái đê, kẻ Ap lực sóng dương dé lên mái đốc khi sóng leo lên

mái kẻ, truyễn vào bên trong môi trường nước trong đất của thân dé ép nước của

"khu vực dit chịu tác động ra phía bên cạnh, làm thay đổi trạng thái ứng suất của cốt đất khi sóng rit, mực nước bên ngoài mái dé hạ thấp, tạo ra sự chênh lệch áp lực nước giữa bên trong đất nên và mặt ngoài đê, kè- đó chính là áp lục sóng âm diy lên mặt day kết cầu kè và có xu thé kéo cốt đất thoát ra khỏi liên kết của nó,

'Ngoài ra sóng lên xuống liên tục với tin suất lớn và áp lực cao khiến cho sự

liên kết của cốt đất thay đổi liên tục do chịu tác động trực tiếp của dòng nước thắm.

‘va rút liên tục sẽ gây mắt ôn định mái phía biển.

Ghuén ngành: Xây dựng công tình thuỷ

bì Luận văn Thục sĩ

+ Phá hoại tr mái dé phi rong đồng:

Tại các khu vie mặt bãi bị hạ thấp, kh chiễu sâu nước trước công trình tăng thi chiều cao sống, khi có giỏ bão triều cường và nước ding cao, sông trần qua mặt để ối lưu lượng lin, Do thân để chủ yếu là đắt cất được bọc một lớp đất thị diy 0.5m thậm chí nhiều chỗ bị mưa gió bào mòn chỉ còn 0.3m nên dưới tác động của sóng tràn qua thân đê lớp đất thịt quá móng nhanh chóng bị cuốn trôi đi, sau đó cát trong thân dé cũng bị lôi khỏi thân đê làm mái dé phía đồng bị phá hủy và dé bị vỡ từ phía.

trong đồng vỡ ra,

Mat khác khi sng trăn qua mgt để một phần lưu lượng sẽ được thắm trực tiếp

vào thân đê còn lại chay theo mái, do sóng liên tục nên lưu lượng thắm vào thân đề

sẽ tăng lên kết hợp với hệ số dim nén của đê thấp sẽ khin lưu lượng thắn tăng lên kết hợp với sự gia tăng của đường bão hòa sẽ khiến để mắt ôn định phía đồng

Khi đông thắm trong thân để mạnh kết hợp với sự dim nén của để thấp sẽ khiến đồng nước thấm sẽ mang theo những hat đắt nh tạo lỗ rồng trong thân đê tăng lên Gây mắt n định mái đồng

24 Luận vin Thục sĩ

Hình 2.9: Sóng tin qua gây sat lờ ừ tong đồng2.3: Sóng và các đặc trưng:

2.3.1: Khái niệm Sóng:

Sống là dao động có chu kỷ tại nơ có cột nước có vận tốc và cổ ấp lự sông được hình thành khi giỏ thổi trên mặt nước và năng lượng gid được chuyển hia thành năng lượng sông Sóng là một trong những yêu tổ cổ tác động mạnh đến bir biển và các công trinh ven biển Khi sóng chuyển động tới bờ biển nó bị vỡ và giải phóng năng lượng tạo thành các xoáy khuấy động bùn cát làm hạt bùn cát nổi lo lừng trong nước và bị dòng chảy cuốn trôi Năng lượng sóng cảng lớn thi cảng có nhiều bùn cát bị vận chuyển, trong thực tế sóng tác dụng vào đường bir thường

được phân thành hai loại chính:

Sóng do giỏ: Là sóng được hình thành trong khu vực do gió sóng do gid

thường là các sóng cổ biên độ nhỏ, chiễu dải bước sóng không lớn và chủ yên là các sóng không đều

Song lừng: Là các sóng bình thành ở vùng nước sâu xảy ra sau khi có bãohoặc áp thấp nhiệt đới hoặc được tạo bởi một con bão nào 46 ở đại dương cách xa

Khu vue nghiên cứu sóng lùng có bước sóng tương đối dii và có thể vượt một khoảng cách lớn trong quả tình dịch chuyển các sống này sẽ tự sắp xếp thành các

Ghaaén ngành: Xây đựng công mình thư)

2s Luận vin Thục sĩ

nhóm theo tốc độ chuyển động va hình thành dạng sóng Đồng thời ning lượng

sóng trong qua trình chuyển động cũng không bị tiêu hao nhiễu Một trận bão ởThái Bình Dương có thể tạo thinh các sóng Limg gây ảnh hưởng tới bờ biếnPhilippin và Việt nam sau khi nỗ chuyển động vải nghin Kan từ nơi hình thành tớinơi ảnh hưởng Khi vio gin bở do ảnh hưởng của ma sắt đây nên biên độ sng tănglên đáng kể và có tác động nguy hiểm hơn so với sóng do giồ gây ra trong khu vục.

ja hình thực tế dai bờ bi

bởi các quần đáo như Philipin, Indonexia do đó bờ biển thường không chịu tác

Xét trong điều nước ta phần lớn được bao bọc động nhiều của sóng Lừng truyền từ ngoài khơi tới, tuy nhiên ở một số tỉnh Miễn ‘Trung sóng Lừng có vai trò đáng kể trong các yếu 16 động lực biển.

“Trong phạm vi của đề tii này chỉ đề cập đến sóng do gió, bão, nói chung sóng biển do gió có mat cắt đối xứng, có chiều cao H và chiều dài L, tỷ số H/L được quy.

ước gọi là độ dốc của sóng Sau khi vào gin bờ sóng mắt tinh nghiêm trọng,đỗ bộ và tạo nên một áp lực lớn lên mặt biển.

1: Ngọn song 4: Chân sóng2: Bung song 5: Mat nước tĩnh

3: Đỉnh song 6; Đường trung bình sóng,

Hình 2.10: các yêu ổ của 56

26 Luận vin Thục sĩ

': Sóng tràn và các đặc trưng:

Nước bị diy trin qua dinh dé do động năng của sóng khi mà định đề vẫn còn

ao hơn mực nước biễn được gọi là sóng trần (xem Hình 2.11) Sóng tràn có liên hệ

mật thiết với sông leo vì khi sóng leo vượt quả định để sẽ sinh ra sóng tn Ding

nước bảm sit vào mái đề và tràn qua dinh đề được gọi à đông “tin xanh” hay cònơi à "đhuẫn tin” Ngoài ra lượng tràn qua đề còn được đông góp bởi một lượngnước rơi từ trên xtự từ ding bản tốc do và chạm của sóng và mãi đề và đổi khi

cồn do tác dụng hỖ trợ của giỏ trong bio Lượng sống trần được lẾy tung

bình trong một đơn vị thời gian gọi là lưu lượng sóng tràn trung bình thời gian haycòn gọi là lượng tràn trung bình q Lưu lượng tràn trung bình thường được lay trên.

một mét chiều dai đê và có đơn vị là m3/s/m hoặc l/s/m (thực chất là lưu lượng tràn trung bình đơn vị) Do tính chất ngẫu nhiên của quả trình sóng tràn nên thời gian.

tính lưu lượng trung bình phải đủ đài Qua quan sắt người ta thấy rằng lượng trần

trung bình đạc đến giá trị ổn định qua khoảng thời gian của khoảng 1000con sóng Do tính chất này nên đây là một tham số thiết kế quan trọng bậc

nhất đối với để biển và được ding phổ biến nhất hiện nay Ngoài ra để phục vụ

cho một số mye đích khác như tinh toán ôn định kết cấu người còn đưa ra khái

niệm lượng trần trên con sống và lượng tràn lớn nhẫ:trê con sng.

Hình 2.11: Sóng tran qua đình đêCác tham số sóng:

"Ngoài các đặc trưng kết cầu hình học công trình, các tham số sóng đặc biệt là

tại chân để chính là điều kiện tái trọng quyết định đến tính chất của sóng trần qua đề (xem bảng 2).

Ghaaén ngành: Xây đựng công mình thư)

bì Luận văn Thục sĩ

Một tham số đặc biệtlà sự kết hợp giữa tính chất của công trình và điều kiện

tải trọng" đổ là chỉ số Inibaren hay côn gọi là chỉ số tương tự sống đổ Ế

Chi số Inibaren là thước đo độ dốc tương đối giữa mái đê so với sng:

< „ng en

eS `

Trong đó £„ là giá tị chỉ số được tính với chu kỹ đặc tung Tm g khi được tinh

với chu ky dinh sóng Tp), Sa đặc tng cho độ đốc của sing

Haas 2H

Giá trị của $ quyết định tinh chất tương tác của sóng với công trình (loại sóng vỡ

khác nhau) và do đồ có ảnh hưởng đến tỉnh chất của sóng trả Trong nghiên cứu

sông trăn qua dé, hai dạng sóng vỡ sau đây là thường gặp (xem Hình 2.11):

hay võ

Hình 2.11b: Các dang sóng vỡ: nhảy vỡ và ding vỡ

Sống nhảy vỡ (4 < 20) thưởng gặp khỉ mái đề tương đối thoải còn sông ding vir 2.0) xây ra khi mãi để dốc (trong trường hợp này kết sấu sống hầu như không bị phá vỡ) Sông nhảy vỡ cho tiêu hao năng lượng sóng lớn nhất và

28 Luận vin Thục sĩ

Sóng tràn qua đê mái dốc:

Sau sự khởi xướng của Saville (1955), năm 1980 Owen dựa trên kết quả của

500 thí nghiệm mô hình với sóng ngẫu nhiên đã công bổ công thức xác định sng

tràn qua công trình mái nhẫn như sau:

4exp) =6,

Trong đó Tm là chu kỹ sóng trung bình Owen (1930) chủ yếu đã sử dụng mô hình mãi đề nhẫn dạng đơn giản, chi một số ít thí nghiệm có cơ dé phía trước Các

hệ thực nghiệm ø và b trong công thức (23) được tác giá lip cho các độ đốc mái đê khác nhau như thống kê ở bảng 2.1

‘Owen (1980) cũng đã xét đến ảnh hưởng giảm sóng tràn của độ nhám của mái để thông qua hệ số chiết giảm Af:

ewTrong đó 7; là hệ số chiết giảm sóng tràn được lấy đồng nhất theo hệ số chiết

giảm sóng leo.

Bảng 2.1: Các hệ số thực nghiệm trong CT Owen (1980) cho đề mái nhẫnĐộ đốc mái đê tang a b

Sau đó Owen (1980) đã dựa trên các thi nghiệm bổ xung để hiệu chỉnh lại các

hệ số a và b mot lin nữa cho cả trường hợp sing đến xin góc (? #00), Xem Owen

(1980) về chỉ tiết các gi trị của các hệ số ava b cho trường hợp niy.

Ghaaén ngành: Xây đựng công mình thư)

” Luận văn Thục sĩ

De Waal and Van der Meer (1992) cũng có nghiên cứu sóng tân qua mãi

không thắm tương tự như Owen (1980) tuy nhiền lượng sóng trân lại được liên hệ

thông qua mức độ sự thiểu hụt độ cao của định 48 (Ru2%-Re)/Hs (mô hình dạng B):

Trong đỗ Ru2% la chu cao sóng leo 2% (img với 2% con sống vugt mức này ở trên mái đề không tràn) Có thể thấy rằng phạm vi ứng dung của công thức trên

còn nhiều hạn chế như không xét đến ảnh hưởng của độ nhám mái đê, ảnh hưởng,của cơ, và nhất là phải tính sóng tran thông qua sóng leo Ru2% Vì vậy sau này,

Van der Meer (1993) đã cãi tién công thức trén, biển điễn sóng tràn trực tiếp thông qua độ lưu không tương đổi của định dé Re/Hs (mô hình dạng A), và sử dụng cả các kết quả nghiên cứu của Owen (1980) vi của Fuhrboter và cộng sự (1989).

Ngoài ra, Van der Meer (1993) còn cho rằng sóng trần còn phụ thuộc vào tính chấttương tắc của sóng với công trình thể hiện qua các kiểu sóng vỡ khác nhau ở trên

mái công trình (tức là giữa sóng sóng nhảy vỡ và ding vỡ, xem Hình 2.11b) Tácgiả đã đề xuất công thức tính toán sóng tràn có thể ứng dụng cho cả trường hợp đềcó cơ (phía biển) và mái đề có độ nhắm,

Không dùng lại ở đó các nghiên cứu của Van der Meer (1993) sau này vẫn

được tiếp tục phát triển hoàn thiện hơn (xem Van der Meer và Janssen, 1995) Ở

“TA (2002), bộ công thắc tỉnh toần sống trin qua đề đã khả hoàn chỉnh với phạm

vi ứng dung rộng rãi cho da dang các loại kết cầu hình học để và có xét đến nhiều yếu tổ ảnh hướng khác nhau.

30 Luận vin Thục sĩ

“Trong đó &,, được tính theo các công thức (2.1) và (2.2) với chu kỳ phổ đặc trưng

‘Tm-1.0, Ê+ là giá trị phân giới giữa sóng vỡ và không vỡ Các hệ số chiết giảm 7

sẽ được xét đến theo bang sau,

Loại vật liệu (cầu kiện) mãi ké Hệ số chiết giảm.

Bê tông nhựa Asphalt, bê tông, cầu kiện BT nhẫn, có, 1

“Cấu kiện BT lien kết ngang, Clu kiện có cổ mọc 095 “Các cầu kiện đặc biệt Basalt, Basalton, Hydrobloek, oo

Haringman, Fixstone, ming Armorflex :

Lessinische và Vilvoordse, cau kiện độ nhám nhỏ 085

Ke đá đỗ thâm nhập nhựa 08

Mẫu giảm sóng loại nhỏ chiếm 1/25 bE mặt ke Toss ‘Miu giảm song loại nhỏ chiếm 1/9 bể mặt ke 08 cấu kiện kẻ cao thấp chiêm 14 điện tích với chênh cao 09

Tớn hom 10cm |

“Cấu kiện Tse (Việt nam) 085-049 "Đá lát khan, đá xây chit văa theo họa tiết 085.09

Kẻ đá đỗ một lớp 07Kệ đã đồ hai lớp 055

Trong trường hợp mái đê là phức hợp thi độ đốc mái dé sẽ được lấy theo giả trị

‘quy đổi như sau (Hình 2.12),

Hình 2.12: Xác định độ đốc mái dé quy đổi trong trường hop mái phức hop

(có cơ ngoài, theo TAW, 2002)

tuyên ngành: Xây đựng công mình thu)

31 Luận vin Thục sĩ

Do Ru2% chưa biết trước nên độ dốc mái đê quy đổi tana trong trường hop 6 cơ ngoài phải xác định thông qua tinh lặp Khi Ru2% > Re thì có thé lấy Ru2%

= Re dé th tana trong công thức trên

Hình 2.13 cho thấy các sé liệu tang hợp cùng với đường hồi quy sóng trăn qua đề với nhiều dạng kết cấu hình học mái và điều kiện sóng khác nhau (TAW, 2002).

2 Luận vin Thục sĩ

Hình dưới: khi sóng dâng vỡ (không bị vỡ)

Hình 2.13: Số liệu sóng tràn với kết cau hình học dé và điều kiện sóng khác.

nhau (TAW, 2002)

"ĐỂ cho mục dich so sánh Bang 2.2 tôm tắt các thông số chủ y&u của một số nghiền cứu về sống trần qua dé mái đốc

Bảng 22: Nghiễn cứu sóng trần qua để mái dốc

etal 1998 A Ings, YH 7H Neos

Cho sống nhảy vỡ 7.E <20

3 Luận vin Thục sĩ

Ghỉ chủ

+ Ge trong công thức Hebsgaard et al, (1998) là bề rộng phần đỉnh dé phía trước

tường định (nếu có).

HO" trong công thức Weggel (1976) và Ahrens (1977) là chitu cao sing nước

sâu quy đối

- Ru2% trong công thức De Waal và Van der Meer (1992) và Schittrumpf

(2001) là chiều cao sing leo 2%.

2.3.4: Các đặc trưng sóng trần theo con sóng:3.3.4.1: Lượng tràn trên con són;

6 các phần trước chúng ta đã đề cập đến các phương pháp xác định lưu lượng

tràn trung bình thời gian ding cho các mục đích thikế, Trong tự nhiên sóng trân

là một quá trình không liên tục (gián đoạn) và mang tính ngẫu nhiên rat cao, không

phải con sóng nào cũng trần qua dé và với lưu lượng tran rit khác nhau theo từng

con sóng Do dé lưu lượng trin trung bình thời gian không thé đặc trừng đầy đủ cho lượng nước trin theo một con sóng qua đề Hình 2.14 là một vi dụ lấy từ kết quả

nghiên cứu của Sehtrumpf và Oumeraei (2005), mình họa sự khác biệt rõ rệt giữalưu lượng tràn trung bình thời gian và lưu lượng tràn trong một con sóng đơn lẻ.Day chính là lý do mà người ta đưa ra khái niệm lượng trin trên con sóng Lượng

trần trên con sống được ding trong tinh toán ôn định kết cầu khi mà lưu lượng tràn

trung bình thời gian không đem lại độ tin cậy cần thiếtDischarge a(t) |U(sm)]

ou = 52046)

Hình 2.14: Qué tình lưu lượng tn con sóng và lưu lượng trin rung bình.

3 Luận văn Thục sĩ

“TAW (2002) cho rằng lưu lượng tràn theo con sóng tuân thủ luật phân bố thống kê Weibull với hệ số hình dang bằng 0.75 và hệ số tỷ lệ a phụ thuộc vào lưu lượng

tràn trung bình thời gian và xác suất sóng tein trên con sóng Him phân bổ xác suấtSông trân trên con sông như sau:

ø„<8wsvr te se -(EJ ] G10

“Trong dé PV là xác suất ma th tích sống tran trên một con sóng V nhỏ hơn hoặcbằng V (m3/m), q là lưu lượng trn trung bình thời gian (m3/s/m), Tm là chu kỹ sông,

Pov = Novi là xác suất sóng trà trên con sóng, Nov là số con sóng trần, N là số con

sông trong bảo (N.Tm là thời gian bảo hoặc là khoảng thời gian xem xét),

Poy được xác định như sau, giả thiết rằng sóng leo tuân thủ phân bổ Rayleigh :

Các biểu thức (2.10) đến (2.12) chính là cơ sở cho việc thiết kế máy xả sóng

dùng cho thí nghiệm hiện trường kiểm tra sức chịu tải của mái đề (Van der Meer,

2006) sẽ được đỀ cập đến ở một chuyên đề nghiên cứu khác của đề tải

2.3.4.2: Ding chảy sóng trần trên đỉnh đề:

Ngoài lưu lượng tran qua dé, chế độ ding chảysóng trân trên đình dé và máiphía rong cũng là vẫn đề dang được quan tim nghiên cứu hiện nay, Dòng chiysống tràn có thể gây xói lở và làm mắt 6n định dinh đề và mái phía trong nếu như.các kết cầu nay không được bảo vệ thích hop Do vay tính chất của dòng chảy nay

tuyên ngành: Xây đựng công tình ha

Hình 2.15, Sơ đồ tr h toán chế độ dng chảy (vân tốc, độ sâu) sóng trin trên địnhđê và mái phía trong (Schittrumpf và Oumeraci, 2005)

chũtrumpf (xem Schittrumpf, 2001 và Schittrumpf và Oumeraci, 2005) đã

tiến hành thí nghiệm mô hình sóng trìn trong máng sóng với dé với nhiều độ dốc

mi trong và ngoài khác nhau Thí nghiệm đã được thiết kế sao để vận tốc và độ sâuđồng chảy sóng trăn trên đình đề và mái pia trong có thể được do đạc một cách chỉ

tiết Dựa trên những kết quá của thí nghiệm này kết hợp với các phân ích lý thuyết

Schiittrumpf và Oumeraci (2005) đã đưa ra một hệ thông công thức bản kinhnghiệm cho phép xá: định độ sâu và vận tốc ding chay sóng trần trên đình để và

dọc theo mái trong (xem Hình 2.15)

“Tuấn và các cộng sự (2006) thấy rằng việc sử dụng lưu lượng train trung bình cho các mục đích tinh toán én định và diễn biển hình thái là không phù hợp Vì vậy,

“dựa trên các quan sát và đo đạc thực nghiệm sóng trin các tác giả đã miêu tả tínhchất gián đoạn và cường độ sóng tràn trên dinh dé theo phương pháp tương tự quá

trình sông tran (event-based approach) Theo đó quá trình lưu lượng tràn trên định.

48 được biểu din thông qua biểu đồ dạng tam giấc (xem Hình 2.16)