Nghiên cứu đề xuất giải pháp ổn định cửa sông và bờ biển khu vực cửa sông Đà rằng, thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên

nghiên cứu đề xuất giải pháp ổn định cửa sông và bờ biển khu vực cửa sông Đà rằng, thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên. Dải ven biển Trung Bộ kéo dài trên 1000 km, là nơi tập trung dân cư và nhiều khu kinh tế ven biển quan trọng khác. Trong những năm gần đây, tình hình biến động hình thái dải ven biển tại khu vực trên đang diễn ra theo chiều hướng bất lợi như lũ lớn, cửa sông di động, bồi lắng và xói lở, gây ra những thiệt hại nặng nề.

MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

DANH MỤC CÁC BẢNG

PHẦN MỞ ĐẦU

2 Cách tiếp cận & phương pháp nghiên cứu 8

I.4 Diễn biến bồi lắng, xói lở cửa sông Đà Rằng 17

I.4.2 Diễn biến bồi lắng hiện trạng khu vực nghiên cứu 18

Chương II: NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN CỬA SÔNG ĐÀ RẰNG VÀ ĐỀ

XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH CỬA SÔNG VÀ BỜ BIỂN KHU

II.1 Nguyên nhân gây bồi lắng cửa sông Đà rằng 25

III.2.2 Cơ sở lý thuyết tính toán ứng suất và biến dạng của đất nền 75

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1: Địa hình vùng cửa sông Đà Rằng

Hình 2: Bản đồ hiện trạng 2011 vùng cửa sông Đà Rằng

Hình 1.1: Mặt cắt hố khoan đại diện

Hình 1.2: Sơ đồ phân vùng mặt cắt tính toán bồi – xói ven biển cửa sông Đà Rằng Hình 2.1: Sơ đồ phân bố trầm tích, phân bố dòng chảy và hướng vận chuyển bùn cát cửa sông Đà Rằng

Hình 2-2: Mô hình tính toán bồi xói khu vực cửa Đà Rằng

Hình 2-3: Kết quả tính toán mực nước tại trạm Tuy Hoà

Hình 2-4: Diễn biến đường bờ trong trường hợp không có công trình

Hình 2-5: Diễn biến đường bờ trong trường hợp có công trình

Hình 2 12: Trường dòng chảy và biến động địa hình đáy PA2

Hình 2.13: Trường dòng chảy và biến động địa hình đáy PA3

Hình 2.14: So sánh lưu lượng tại cửa sông của 3 phương án 1,2 và 3

Hình 2.15: Biến động địa hình đáy ngoài cửa sông (MC3) của phương án 1,2 và 3 Hình 2.16: Biến động địa hình đáy tại cửa sông (MC6) của phương án 1,2 và 3 Hình 2.17: Trường dòng chảy và biến động địa hình đáy PA4

Hình 2 18: Trường dòng chảy và biến động địa hình đáy PA5

Hình 2.19: Trường dòng chảy và biến động địa hình đáy PA6

Hình 2.20: Biến động địa hình đáy ngoài cửa sông (MC3) của phương án 2,4,5,6 Hình 2 2: Biến động địa hình đáy tại cửa sông (MC6) của phương án 2,4,5,6 Hình 2.22: Sơ đồ cấu tạo công trình thành đứng dạng trọng lực

Hình 2.23: Sơ đồ cấu tạo công trình dạng thành đứng có kết cấu cọc cừ

Hình 2-24: Các dạng mặt cắt ngang đê mái nghiêng Hình 2-25: Cắt ngang mỏ hàn đá đổ ở Pháp

Hình 2-26: Cắt ngang mỏ hàn nhiều loại vật liệu Hình 2-27: Cắt ngang mỏ hàn có 1 phần sóng tràn Hình 2-28: Cắt ngang mỏ hàn không có sóng tràn Hình 2.29: Sơ đồ vai và tường đỉnh

Hình 2.30: Các dạng lăng thể chân mái dốc

Hình 2.31: Các khối bê tông dị thường

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Các chỉ tiêu cơ lý của đất khu vực nghiên cứu

Bảng 1.2: Phân phối dòng chảy theo tháng dạng bình quân

Bảng 1.3: Tần suất lưu lượng đỉnh lũ tại các trạm thủy văn lưu vực sông Ba

Bảng 1.4: Lượng bồi xói khu vực ven biển cửa sông Đà Rằng từ 08/2002 - 08/2003 Bảng 1.5: Lượng bồi xói khu vực ven biển cửa sông Đà Rằng (08/2003 - 6/2004) Bảng 1.6: Lượng bồi xói khu vực ven biển cửa sông Đà Rằng (08/2003 - 7/2008) Bảng 2.1: Số cơn bão và tần suất ảnh hưởng đến dải ven biển Việt Nam từ 1961 - 2006

vùng ven biển cửa sông Đà Rằng

Bảng 2.3: Độ đục trung bình tháng, năm nhiều năm tại trạm Củng Sơn

trạm Thủy văn Củng Sơn từ 1981 đến 2000

Bảng 2.5: Kết quả tính toán vận chuyển bùn cát dọc bờ

Bảng 2.6: Kết quả tính toán vận chuyển bùn cát qua cửa theo hướng ngang bờ Bảng 2.7: Kết quả tính toán bồi xói trung bình trong một năm khu vực cửa Đà Rằng

Bảng 2.8: Các phương án đập ngăn bùn cát

Bảng 2.9: Tổng lượng bùn cát theo các PA1 và PA2

Bảng 3.1: Tần suất đảm bảo mực nước triều tính toán thiết kế

Bảng 3.2: Độ cao sóng bình quân (m) theo các tháng và mùa trong năm tại trạm Tuy Hòa, Phú Yên

Bảng 3.3: Mực nước triều tại trạm Phú Lâm

PHẦN MỞ ĐẦU

I.Tính cấp thiết của đề tài

1 Giới thiệu chung:

Dải ven biển Trung Bộ kéo dài trên 1000 km, là nơi tập trung dân cư vànhiều khu kinh tế ven biển quan trọng khác Trong những năm gần đây, tình hìnhbiến động hình thái dải ven biển tại khu vực trên đang diễn ra theo chiều hướng bấtlợi như lũ lớn, cửa sông di động, bồi lắng và xói lở, gây ra những thiệt hại nặng nề.Đặc biệt vào mùa cạn, các cửa sông bị bồi lấp làm ách tắc giao thông thủy, ngăn trởtàu thuyền ra vào, gây ảnh hưởng không tốt tới các hoạt động đánh bắt hải sản.Ngoài ra, sự bồi lấp cửa sông còn hạn chế dòng chảy vào mùa lũ, tăng cường lũ lụtlàm gián đoạn các hoạt động kinh tế, thiệt hại mùa màng, nuôi trồng thủy sản, đánhbắt cá Tại những khu vực bị xói lở, dân cư phải di dời đến nơi khác để sinh sống.Khu vực cửa sông là nơi chịu ảnh hưởng đồng thời của các yếu tố động lực và thuỷthạch động lực biển và sông nên biến động mạnh mẽ nhất Các yếu tố động lực vàthuỷ thạch động lực có ảnh hưởng quyết định tới hình thái vùng cửa sông là dòngchảy và lượng bùn cát từ thượng nguồn sông cũng như sóng, dòng ven, dòng triều

từ biển vào Các quá trình động lực biển như sóng, dòng ven và dòng triều sẽ gây raquá trình vận chuyển bùn cát dọc bờ và ngang bờ, cũng như nạo vét lòng sông

Do đó, việc nghiên cứu đề xuất giải pháp ổn định cửa sông và bờ biển khuvực cửa sông Đà rằng, thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên có ý nghĩa hết sức quantrọng đối với đời sống người dân trong khu vực này

2 Khái quát về khu vực nghiên cứu:

Phú Yên là tỉnh duyên hải Nam Trung bộ, nằm giữa 12o42’36” đến

13o41’28” vĩ độ Bắc và từ 108o40’40” đến 109o27’47” kinh độ Đông Phía bắc giáptỉnh Bình Định, nam giáp tỉnh Khánh Hoà, tây giáp tỉnh Đắc Lắc & Gia Lai, đônggiáp Biển Đông Diện tích tự nhiên: 5.045km2 Địa hình ở đây thấp dần từ tây sangđông với 3 dạng địa hình chính là núi, trung du, đồng bằng và vùng ven biển Cửasông Đà Rằng nằm trên địa phận thị xã Tuy Hòa – tỉnh Phú Yên và là cửa sôngchính của hệ thống sông Ba – một trong những hệ thống sông lớn nhất vùng NamTrung bộ với diện tích lưu vực là 13.900 km2

Dòng chính sông Ba dài khoảng 380 km, được bắt nguồn từ đỉnh núi Ngọc

Rô cao 1240 m và chảy qua 4 tỉnh Gia Rai, Đắc Lắc, Kon Tum và Phú Yên Ở phầnthượng nguồn, lòng sông hẹp, nhưng bắt đầu từ trạm thủy văn Củng Sơn – cách cửasông Đà Rằng khoảng 40 km, lòng sông được mở rộng và được gọi bằng cái tên địaphương là sông Đà Rằng Lòng sông Đà Rằng hàng năm luôn bị biến động (bồi -xói) và tồn tại nhiều bãi bồi giữa sông Đặc biệt, địa hình vùng cửa sông ven biểnluôn bị biến động sau mỗi mùa bão lũ, gây ảnh hưởng lớn đến giao thông thủy,thoát lũ và phát triển kinh tế So sánh hai bản đồ địa hình vùng cửa sông Đà Rằng

năm 1997 và năm 2008 (hình 1), có thể thấy khu vực cửa sông được mở rộng,nhưng bãi phía trước cửa sông trở nên nông hơn, cửa sông ngày càng thu hẹp lại.

a) Năm 1997 b) Năm 2008

Hình 1: Địa hình vùng cửa sông Đà Rằng

Đến năm 2011 địa hình khu vực nghiên cứu đã có những thay đổi nhất định

so với các năm trước đó (hình 2) Do vậy cần phải được nghiên cứu về sự thay đổiphức tạp của lòng sông với các nguyên nhân xói lở, bồi lắng và đưa ra hướng xử lýphù hợp

Hình 2: Bản đồ hiện trạng 2011 vùng cửa sông Đà Rằng

II Mục tiêu và cách tiếp cận:

1 Mục tiêu:

- Xác định được thực trạng bồi lắng và các nghuyên nhân gây nên bồi lấpkhu vực cửa Đà rằng

- Đề ra được giải pháp chống bồi lấp cửa ra của sông Đà Rằng hợp lý có tínhkhả thi.

- Đề xuất kết cấu cho các giải pháp trên

2 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

Cách tiếp cận: Tổng hợp, kế thừa các kết quả nghiên cứu từ trước đến nay

trong các lĩnh vực cửa sông ven biển; toàn diện, khu vực nghiên cứu không thể táchrời lưu vực sông Ba; dựa trên quan điểm phát triển bền vững

Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp tổng hợp, đánh giá, thống kê số liệu, tài liệu nghiên cứu thuthập và thực đo

- Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa

- Phương pháp mô hình toán để xác định các yếu tố thủy động lực khu vựcnghiên cứu; Ứng dụng cac phần mềm tin học như AutoCAD, Geo-slope/W,Microsoft Office… trong tinh toán thiết kế công trình cũng như trong soạn thảo vănbản;

- So sánh và đối chiêu các TCVN, QCVN đã ban hành

III Kết quả đạt được

- Đánh giá được hiện trạng, phân tích nguyên nhân bồi lắng cửa sông Đà rằng

- Đề ra các giải pháp kết cấu thích hợp nhằm tránh tình trạng bồi lắng ở cửasông

- Tuyến và mặt cắt hợp lý cho công trình tại cửa sông Tính toán thiết kế điểnhình cho đoạn kè bờ, mỏ hàn

IV Nội dung của luận văn

Ngoài phần mở đầu khẳng định tính cấp thiết của đề tài, các mục tiêu cần đạtđược khi thực hiện đề tài, các cách tiếp cận và phương pháp thực hiện để đạt đượccác mục tiêu đó Ngoài phần mở đầu, phần kết thúc phần phụ lục, danh mục tài liệutham khảo, nội dung chính của luận văn gồm 3 chương chính

Chương I: TỔNG QUAN

Chương II: NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN CỬA SÔNG ĐÀ RẰNG VÀ ĐỀ XUẤTCÁC GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH CỬA SÔNG VÀ BỜ BIỂN KHU VỰC NGHIÊNCỨU

Chương III: TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN CHỌN

109055' kinh độ đông Phía bắc giáp lưu vực sông Trà Khúc, phíatây và nam giáp lưu vực sông Cái (Nha Trang) và sông Srepk, phíađông giáp lưu vực sông Kone, sông Kỳ Lộ và biển Đông Diện tíchlưu vực sông Ba thuộc phân giới ba tỉnh Gia Lai, Đăk Lăk và PhúYên với tổng diện tích đất nông nghiệp trên 350 ngàn ha và tổngdân số trên lưu vực khoảng 1,5 triệu người Sông Ba là dòng sônglớn có chiều dài 374 km, bắt nguồn từ dãy núi Ngọc Rô (Kon Tum)cao 1.549 m chảy qua tỉnh Kon Tum và Gia Lai theo hướng bắcnam, bắt đầu chuyển sang hướng tây bắc - đông nam từ huyệnKrông Pa của Gia Lai rồi hướng tây đông từ địa phận tỉnh Phú Yên,cuối cùng đổ vào biển Đông ở cửa biển Đà Rằng ngay thành phốTuy Hòa.

I.1.2 Đặc điểm địa hình

Địa hình sông Ba biến đổi khá phức tạp, bị chia cắt bởi dãy Trường Sơn óthể phân chia lưu vực thành 5 vùng địa hình sau:

1 Vùng núi

Vùng núi chiếm 60% diện tích toàn lưu vực, địa hình rất phức tạp hầu hết lànúi cao rừng rậm, nằm kẹp hai bên thung lũng tạo ra thành mảng kéo dài từ thượngnguồn về đến hạ lưu Độ cao bình quân trong vùng (600 – 800m), độ dốc địa hình

từ thoải đến rất dốc Nhiều nơi núi kéo dài ra đến các sông suối chia cắt thung lũngthành những khu riêng biệt như khu An Khê, Cheo Reo, Phú Túc, vùng núi caotrong lưu vực là nơi sinh Thuỷ của hầu hết các sông suối

2 Vùng thung lũng

Do yếu tố địa hình của vùng núi đã tạo thành một dải liên tục ở phía Đôngvòng lên phía Bắc tiếp xúc với Bình nguyên phía Tây tại đây có những dải núi phântán độc lập tiến sát ra sông cao độ thấp nhất từ đỉnh xuống 2 bên Dòng chính sông

Ba đã hình thành nên những thung lũng độc lập kéo dài từ An Khê đến Phú Túc.Địa hình vùng này nhìn chung tương đối bằng phẳng, tập chung thành các cánhđồng lớn nằm dọc hai bên bờ sông

3 Vùng cao nguyên

Có dạng địa hình của cao nguyên Gia Lai thuộc khu vực Mang Yang Chư Sêcao độ phổ biến từ (300 – 500m) Địa hình khu vực lượn sóng và hình rẻ quạtnhưng bằng thoải ở bề mặt trên diện rộng

4 Vùng gò đồi

Đây là vùng địa hình trung gian giữa miền núi và đồng bằng hoặc giữa miềnnúi và thung lũng Chủ yếu tập trung ở An Khê, Sơn Hoà, hạ lưu sông Hinh và lưuvực sông KRông và H.Năng Vùng này có nhiều đồi gò thấp nhỏ xen kẽ thỉnhthoảng có nơi tương đối bằng phẳng và khá rộng có khả năng phát triển cây mau vàcây công nghiệp ngắn ngày đặc biệt là đồng cỏ chăn thả

5 Vùng đồng bằng

Tập trung ở hạ lưu sông Ba, đất màu mỡ và bằng phẳng cao độ phổ biến từ(5 – 7m) Đây là vùng trọng điểm kinh tế cũng đồng thời là vùng trọng điểm lúa củalưu vực sông Ba và miền Trung

I.2 Điều kiện địa chất khu vực:

I.2.1 Địa tầng:

Dựa theo tài liệu theo dõi hiện trường và kết quả chỉnh lý tài liệu thí nghiệmtrong phòng, địa tầng khu vực khảo sát từ trên xuống dưới đến độ sâu 10m gồm 2lớp, được mô tả cụ thể như sau:

Lớp 1: Cát hạt mịn đến hạt vừa, màu xám, xám trắng, xám nâu, lẫn vỏ sò san

hô, trạng thái xốp

Lớp phân bố trến bề mặt, dọc theo bờ biển, bờ sông hiện tại Bề dày của lớpthay đổi từ 6,0m đến 7,7m Thành phần của lớp là cát hạt mịn đến hạt vừa, màu

xám, xám trắng, xám nâu, lẫn vỏ sò san hô, trạng thái xốp Số búa SPT của lớp thayđổi từ 6 đến 11.

- Giá trị SPT trung bình: 7

- Độ kết: xốp

- Sức chịu tải quy ước R0 = 0,51 kG/cm2

Công trình : KHU VỰC CỬA SÔNG ĐÀ RẰNG

Đề tài: Nghiên cứu đề xuất giải pháp ổn định các cửa sông ven biển miền Trung

Vị trí - Area: Phú Yên

Độ sâu - Total boring length : 10.0m Máy khoan XY- 1

Khoan bởi: TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI HÀ NỘI Toạ độ - Coordinate X,Y

Cát hạt mịn đến hạt vừa, màu xám, xám trắng, xám nâu, lẫn vỏ

sò san hô, trạng thái xốp

Sét pha, màu nâu, nâu đen, xám nâu, lẫn vỏ sò, trạng thái dẻo chảy đến chảy

LỚP 1

LỚP 2

Độ sâu - Depth Tên đất

Name of soil

Mô tả Description of material

Kết qủa SPT - SPT results (số búa-N)

Ký hiệu địa tầng

TRỤ HỐ KHOAN HK1 - BOREHOLE LOG HK1

KẾT THÚC HK

Hình 1.1 Mặt cắt hố khoan đại diện

Lớp 2: Sét pha, màu nâu, nâu đen, xám nâu, lẫn vỏ sò, trạng thái dẻo chảy

đến chảy.

Lớp phân bố liền kề dưới lớp 1 Bề dày của lớp thay đổi từ 2,3m đến 4,0m.Thành phần là sét pha, màu nâu, nâu đen, xám nâu, lẫn vỏ sò, trạng thái dẻo chảyđến chảy, Số búa SPT của lớp thay đổi từ 2 đến 4

- Giá trị SPT trung bình: 3

- Độ kết: chảy

- Sức chịu tải quy ước R0 = 0,63 kG/cm2

I.2.2 Đặc tính cơ lý của đất

Bảng 1.1 Các chỉ tiêu cơ lý của đất khu vực nghiên cứu

Khối lượng riêng tự nhiên w (g/cm3)

Khối lượng riêng khô k (g/cm3)

-0.015.010.028.031.016.030.018.012.01.2533.01.611.212.7055.17-72.4115.060.126

I.3 Đặc điểm khí tượng, khí hậu, thủy hải văn:

I.3.1 Chế độ nhiệt

Nhiệt độ không khí trong lưu vực sông Ba có xu hướng tăng dần từ Bắcxuống Nam, từ Tây sang Đông và từ cao xuống thấp Nhiệt độ bình quân hàng năm

ở vùng thượng lưu là (21,5 –23,5) 0C vùng trung lưu là (25 – 26) 0C vùng hạ lưu là(26 – 27) 0C

Tháng có nhiệt độ cao nhất ở thượng lưu và trung lưu thường vào tháng 4nhiệt độ đạt từ (24 – 28) 0C ở hạ lưu thường vào tháng 6, tháng 7 (28 – 29)0C.Tháng có nhiệt độ thấp nhất trên toàn lưu vực vào tháng 1 {vùng núi (19 – 22) 0C,thung lũng và đồng bằng (22 – 23) 0C}

Độ ẩm không khí có quan hệ chặt chẽ với nhiệt độ không khí và lượng mưa

Độ ẩm tương đối trung bình năm trên lưu vực sông Ba từ 80 – 84% Độ ẩm caonhất vào tháng X, XI và nhỏ nhất vào tháng III, IV ở vùng thượng lưu vào thángVII, VIII ở vùng hạ lưu

Vào các tháng mùa mưa độ ẩm bình quân tháng trên lưu vực sông Ba có thểđạt 80-90% Các tháng mùa khô chỉ đạt dưới mức 75% Độ ẩm không khí thấp nhấttrên lưu vực có thể xuống tới mức 15-20% Riêng Plei Ku vào ngày 8/2/1978 đãquan trắc được trị số độ ẩm thấp nhất chỉ 3%

I.3.4 Bốc hơi

Tổng lượng bốc hơi bình quân năm trên toàn lưu vực vào khoảng 1.420 mm Lượng bốc hơi lớn nhất là vùng trung lưu 1712,4 mm (tại Cheo Reo),vùng thượng lưu khoảng 1469,5 mm (An Khê), vùng hạ lưu thấp nhất (1324,3 mm).Thời kỳ bốc hơi lớn nhất ở thượng lưu và trung lưu vào tháng 3 đến tháng 4 lượngbốc hơi từ 150 - 230 mm/tháng, lượng bốc hơi nhỏ nhất thường vào tháng 10 đếntháng 11 với lượng bốc hơi từ 65 - 85 mm/tháng ở hạ lưu sông Ba lượng bốc hơilớn nhất vào tháng 6 tháng 7 với lượng bốc hơi khoảng 160 – 220 mm/tháng Bốchơi nhỏ nhất vào tháng 10 đến tháng 12 với lượng bốc hơi khoảng 50 – 80mm/tháng

1.400-I.3.5 Chế độ gió

Do sự chia cắt mạnh mẽ của địa hình và hướng của các dãy núi cao làm cholưu vực sông Ba chịu ảnh hưởng của 2 hướng gió chính thổi tới Từ tháng 5 đếntháng 9 hướng Tây và Tây Nam Từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau hướng Đông vàĐông Bắc, vùng thượng và hạ lưu sông Ba tốc độ gió thường lớn hơn vùng trunglưu Nguyên nhân là vùng trung lưu bị các dãy núi cao che khuất nhiều Còn vùngthượng và hạ lưu khá thuận lợi cho việc đón các hướng gió

Tốc độ gió trung bình hàng năm vùng thượng lưu và hạ lưu có thể đạt 2,3 2,4 m/s Tốc độ gió lớn nhất vùng thượng lưu là 23 m/s (An Khê) và ở hạ lưu là 36m/s (Tuy Hoà) Trong khi đó ở trung lưu chỉ đạt 20 m/s (Cheo Reo) Bão thườngxuất hiện từ biển Đông

-Vùng cửa sông Đà Rằng chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa gồm hai mùagió chính trong năm: gió mùa đông và gió mùa hạ Về mùa đông, gió mùa đông vấpphải chướng ngại núi đã gây ra mưa rất nhiều trên vùng thấp ven biển và sườnĐông Trường Sơn Theo số liệu gió thống kê tại trạm Tuy Hòa từ 1988 đến 2007,vào thời kỳ đầu mùa đông, là thời kỳ có những xoáy thấp và những cơn bão muộnhoạt động ở các vĩ độ thấp thuộc khu vực Biển Đông, gió hướng Đông Bắc chiếm

ưu thế với tần suất khoảng 40%; tốc độ gió từ 2 đến 3 m/s chiếm trên dưới 10%.Vào mùa hè, tại trạm Tuy Hòa, gió hướng Tây và Tây Nam chiếm ưu thế với tầnsuất tổng cộng khoảng 43%, tần suất lặng gió lên tới 27% (hình 2) Vào mùachuyển tiếp từ hè sang đông (tháng 8 và 9), hướng gió phân tán, trong đó hướng tây

có tần suất trội hơn Trong các đặc trưng khí hậu, gió là thông số quan trọng nhấtgây xói bờ và biến dạng bờ biển Gió có thể tác động trực tiếp như tạo thành cácđụn cát, mài mòn và phá hủy đường bờ Ngoài ra, gió còn là nhân tố động lực quantrọng nhất tạo sóng và dòng chảy ven bờ gây xói lở, phá hoại đường bờ

I.3.6 Đặc điểm mưa trên lưu vực

Do đặc điểm địa hình và điều kiện khí hậu đã làm cho chế độ mưa trên lưuvực sông Ba là khá phức tạp Trong khi vùng thượng lưu và trung lưu đã là mùamưa thì vùng hạ lưu đang còn thời kỳ khô hạn Khi thượng lưu và trung lưu kếtthúc mùa mưa thì vùng hạ lưu vẫn còn thời kỳ mưa lớn

Mùa mưa ở vùng thượng lưu và trung lưu đã là mùa mưa thì vùng hạ lưuđang còn ở thời kỳ khô hạn, khi thượng lưu và trung lưu kết thúc mùa mưa thì vùng

hạ lưu vẫn trong thời kỳ mưa lớn Mùa mưa ở vùng thượng lưu và trung lưu thườngđến sớm từ tháng 5 kết thúc từ tháng 10 hoặc tháng 11 Thời gian mưa 6-7 tháng.Trong khi đó mùa mưa vùng hạ lưu đến muộn và ngắn từ tháng 9 đến tháng 12

I.3.7 Đặc điểm dòng chảy lưu vực sông Ba

a) Phân mùa dòng chảy

Trên lưu vực sông Ba, mùa lũ xuất hiện đồng thời với mùa gió thịnh hành:gió mùa Đông Nam và gió mùa Tây Nam Nhìn chung mùa lũ thường xuất hiệnmuộn hơn mùa mưa 1 tháng, tuy nhiên tuỳ thuộc địa hình và các yếu tố khí tượng –thuỷ văn khác mà mùa lũ ở từng khu vực có thể không tuân thủ hoàn toàn quy luậttrên

Mùa kiệt kéo dài 8 tháng (từ tháng 1 đến tháng 8) lượng dòng chảy chiếm 25– 35 % lượng nước cả năm Tháng có lượng nước nhỏ nhất là tháng 3 hoặc tháng 4

và chỉ đạt 1,3 – 1,5 % lượng nước cả năm Tháng 6 hàng năm thường có đỉnh lũphụ do mưa đầu mùa gây nên

Cũng như mưa, dòng chảy sông ngòi không những biến động theo khônggian mà còn theo thời gian và được biểu thị theo phân phối dòng chảy năm dạngbình quân – biểu thị dưới dạng phần trăm dòng chảy tháng (%) như bảng 1.2

2.56

1.82

2.46

3.7

6.19

Tum

6.2

4.02

8.17Củng

Sơn

3.9

6

2.23

1.59

0.89

2.85

Hinh

5.6

2

3.06

1.71

1.26

2.15

1.63

2.64

1.15

2.41

13

6

45

119.1

Mưa lũ trên lưu vực sông Ba thường xảy ra vào tháng IX-XI vì thời kỳ nàytrên lưu vực bị chi phối bởi mưa dông do gió mùa mùa hạ hướng Tây Nam kết hợpdải hội tụ nhiệt đới Cũng thời gian này do bão từ biển Đông đổ vào đất liền gặp dảiTrường Sơn ngăn cản tạo thành vùng áp thấp nhiệt đới gây mưa lớn cho lưu vực,lượng mưa và cường độ mưa trên lưu vực tăng lên mạnh mẽ vượt qua cường độthấm, khả năng trữ nước trong đất đạt mức bão hoà do đó lũ trong thời gian này là

I.3.8 Đặc điểm sóng biển và thủy triều

a) Thuỷ triều

Thuỷ triều tại khu vực thuộc chế độ nhật triều không đều Hàng tháng có từ

18 đến 22 ngày nhật triều Thời kỳ triều cường thường xuất hiện nhật triều, khi triềukém thường xuất hiện bán nhật triều Biên độ triều trung bình là 1.50 ± 0.20 m Khitriều cường, độ cao mực nước là 1.70 m, khi triều kém độ cao triều là 0.50 m Thờigian triều dâng thường kéo dài hơn thời gian triều rút Vận tốc dòng triều khônglớn, vào khoảng 20 ÷ 30 cm/giây Vào mùa mưa thuỷ triều chỉ gây ảnh hưởng tối đađến khoảng 4 km trong sông Vào mùa khô, lưu lượng dòng chảy nhỏ, triều truyền

bắc là hướng sóng chủ đạo khu vực này Độ cao sóng tương đương khu vực ngoàikhơi theo hướng này là 1,26m, theo hướng đông là 1,02m và theo hướng đông nam

là 0,86m Không thấy sóng hướng nam xuất hiện trong thời gian này Độ cao sóngven bờ do sóng hướng đông và đông bắc truyền vào khoảng 1m, do sóng đông namtruyền vào khoảng 0,5m - 0,6m Khu vực phía bắc vùng nghiên cứu, do ảnh hưởngcủa một số đảo ngoài khơi, độ cao sóng vào bờ giảm rõ rệt, sự phân bố trường sóngtrong các vùng còn lại ít thay đổi

I.4 Diễn biến bồi lắng, xói lở cửa sông Đà Rằng:

Đà Rằng là cửa sông chính của hệ thống sông Ba thuộc thành phố Tuy Hoà,tỉnh Phú Yên và là một trong những hệ thống sông lớn nhất vùng Nam Trung bộvới diện tích lưu vực là 13.900 km2 Dòng chính sông Ba dài khoảng 380 km, đượcbắt nguồn từ đỉnh núi Ngọc Tụ cao 1240 m và chảy qua 4 tỉnh là: Gia Lai, Đắk Lắk,Kon Tum và Phú Yên Ở phần thượng nguồn, lòng sông hẹp, nhưng bắt đầu từ trạmthủy văn Củng Sơn cách cửa sông Đà Rằng khoảng 40 km, lòng sông được mởrộng Trong những năm qua, cửa sông Đà Rằng luôn bị biến động mạnh mẽ do hiệntrượng xói lở -bồi tụ bờ biển, bồi lấp luồng vào cảng, gây ảnh hưởng lớn đến giaothông thủy, thoát lũ và phát triển kinh tế

Trong năm, cửa sông Đà Rằng thường được mở rộng trong 3 – 4 tháng mùa lũ

và thu hẹp trong các tháng còn lại Ngoài ra, cửa sông bị biến động từ năm này quanăm khác, trong khi cảng cá Tuy Hoà là nơi tiếp nhận sản lượng cá ngừ đánh bắt xa

bờ lớn nhất miền Trung Do vậy, xác định nguyên nhân xói lở - bồi tụ khu vực cửasông Đà Rằng là rất cần thiết và cấp bách

I.4.1 Hiện trạng khu vực nghiên cứu:

Bờ biển thuộc tỉnh Phú Yên dài khoảng 80 km hiện nay đang bị sạt lở khámạnh Toàn tỉnh có 4 huyện ven biển trong đó có 12 xã đang trong tình trạng bị sạt

lở khá trầm trọng

Bờ biển tỉnh Phú Yên kéo dài theo hướng Bắc - Nam, thẳng với hướng sónggió Vật chất cấu tạo bờ chủ yếu là cát, riêng khu vực Vũng Chao bờ được cấu bằngcuội, sỏi; khu vực vũng Xuân Đài - Xuân Thọ - Thị trấn Sông Cầu bờ được cấu tạobằng đất pha sét Toàn tỉnh có 16 đoạn bị sạt lở với tổng chiều dài bị sạt lở là 20,75

km Như vậy tính trung bình khoảng 3,8 km bờ biển lại có một đoạn bị sạt lở vàtổng chiều dài các đoạn bị sạt lở chiếm 26% tổng chiều dài bờ biển của tỉnh.

Đối với khu vực bờ biền khu vực thành phố Tuy Hòa năm 2000 sạt lở 1.2kmtại xã An Phú, những khu vực khác bị sạt lở mạnh như Hoà Hiệp Trung (ĐôngHoà); Xuân Hải, thị trấn Sông Cầu (Sông Cầu); An Ninh Đông, An Hoà, An Phú(Tuy An)

Hiện trạng sạt lở bờ đang xảy ra ở nhiều nơi đã có gia cố chống sạt lở bằngcông trình và các biện pháp chống sạt lở khác nhau Tuy nhiên, các phương phápphòng chống này chỉ có ở một số khu vực, có những khu vực vừa có kè, cọc, trồngcây, một số khu vực chỉ có kè hoặc cọc hoặc trồng cây, song cũng có khu vực chưa

+ Số đoạn bị sạt lở đã được trồng cây là 10 đoạn

+ Số đoạn bờ đã được đóng cọc là 4 đoạn

+ Số đoạn bờ có liên quan đến cửa sông, lạch, vụng là 8 đoạn

 Phân cấp diễn biến sạt lở: Nếu xét diễn biến qúa trình sạt lở từ năm 1930đến nay thì có thể phân ra làm 5 thời kỳ:

+ Từ năm 1930 đến năm 1949 không có

+ Từ năm 1950 đến năm 1969 không có

+ Từ năm 1970 đến năm 1979 có 2 đoạn

+ Từ năm 1980 đến năm 1989 có 2 đoạn

+ Từ năm 1990 đến năm 2000 có 12 đoạn Trong thời kỳ này qúa trình sạt lởchủ yếu xảy ra từ năm 1995 trở lại đây, riêng năm 2000 bị sạt lở thêm 4 đoạn

Ở Phú Yên quá trình sạt lở xảy ra mạnh nhất ở bờ biển của xã Xuân Hải (Sông

Cầu) dài khoảng 7 km thường xuyên bị sạt, chỉ trong vòng 1995 đến 2000 qúa trìnhsạt lở đã làm cho bờ biển lùi sâu vào trong đất liền 30 m, đặc biệt là mùa mưa bãonăm 1999 khu vực này đã bị sạt một đoạn bờ dài trên 500 m làm sập 25 ngôi nhàdân xây khá kiên cố, phá hoại nhiều các công trình dân sinh kinh tế khác.

Qua số liệu về hiện trạng sạt lở của tỉnh Phú Yên chúng tôi thấy: Quá trình sạt

lở - bồi tụ diễn ra khá phức tạp, song quá trình sạt lở chiếm ưu thế Quá trình sạt lởdiễn ra với qui mô, cường độ, tốc độ khác nhau ở các khu vực và ngày càng giatăng Quá trình sạt lở chủ yếu xảy ra ở những đoạn bờ biển thẳng với hướng sónggió, vật chất cấu tạo bờ chủ yếu là những vật liệu bở rời và các khu vực chưa có cáccông trình gia cố phòng chống

I.4.2 Diễn biến bồi lắng hiện trạng khu vực nghiên cứu:

- Trên cơ sở các số liệu thực đo địa hình tại luồng tàu vào cảng Đà Rằng kếthợp với các tài liệu thu thập được như bản đồ địa hình UTM, tỷ lệ 1:25.000, cácảnh vệ tinh chụp vào các thời kỳ khác nhau, đề mục đã phân tích lựa chọn các tàiliệu đại diện cho các thời kỳ có chế độ động lực thay đổi mạnh tại vùng ven biểncửa sông Đà Rằng để so sánh Sau đó đề mục đã tiến hành đánh giá quá trình bồi -xói địa hình đáy ven bờ biển và biến động luồng tàu vào cửa Đà Rằng theo các đợtkhảo sát

- Dựa theo đặc điểm hình thái luồng lạch vùng cũng như để thuận lợi cho việc

so sánh, đánh giá sự biến đổi luồng tàu vào cửa Đà Rằng và quá trình bồi, xói địahình đáy ven bờ biển Đà Rằng, khu vực nghiên cứu được chia thành ba vùng khácnhau (hình 1.2)

- Vùng 1: là luồng cửa sông Đà Rằng được tính từ cửa sông ra đến đườngđẳng sâu -15 m

- Vùng 2: là khu vực bờ trái cửa sông Đà Rằng được tính từ đường bờ ra đếnđường đẳng sâu -15 m

Hình 1.2: Sơ đồ phân vùng mặt cắt tính toán bồi – xói ven biển cửa sông Đà Rằng

- Vùng 3: là khu vực bờ phải cửa sông Đà Rằng được tính từ đường bờ ra đếnđường đẳng sâu -15m

- Vùng 4: là vùng trong sông Đà Rằng từ cửa Đà Rằng về ngã ba sông ĐàRằng và sông Chùa

- Vùng luồng cửa sông Đà Rằng trong giai đoạn nghiên cứu có xu hướng xóimạnh hơn bồi, nhất là vùng ngưỡng cửa sông, nơi xói nhất của luồng đạt trên 3m,ngược lại khi ra gần đến đường đẳng sâu 8 m của khu vực luồng lại có hiện tượngbồi nhẹ Trong cả giai đoạn nghiên cứu mức độ bồi xói trung bình của cả luồng là -0,49m với tổng lượng bồi xói trong cả khu vực là - 409.806 m3

Bảng 1.4: Lượng đỉnh lũ tại các trạm thủy văn lưu vực sông Bang b i xói khu v c ven bi n c a sông ồ ự ể ử Đà ằ R ng t 08/2002 -ừ

08/2003

TT Vùng 1 Diện tích

Xói đáy lớnnhất

Bồi đáylớn nhất

Bồi - xóitrung bình

Tổng lượngbồi xói(m2)  xói- max (m) bồi - max (m) (m) Wbồi - xói (m3)

Ghi chú: (+) là bồi; (-) là xói.

- Vùng bờ trái và bờ phải của cửa Đà Rằng trong giai đoạn từ 8/2002 đến8/2003 cũng có xu hướng bồi mạnh hơn là xói Mức độ bồi xói trung bình của cảvùng bờ trái là 0,53 m, vùng bờ phải là 0,68 m Tổng lượng bồi xói của vùng bờ trái

là 373.724 m3, trung bình đạt 31.142 m3/tháng, tổng lượng bồi xói của vùng bờ phải

là 506.264 m3, trung bình đạt 42.188 m3/tháng (bảng 1.4).

Như vậy, có thể thấy khu vực ven biển cửa sông Đà Rằng hầu như được bồinên rất nhiều trong giai đoạn từ tháng 8/2002 đến 8/2003, nơi được bồi cao nhất đạtkhoảng 3m, khu vực xói trong giai đoạn này nằm ở ngưỡng cửa sông Đà Rằng

2 Tình hình bồi, xói từ tháng 08/2003 đến tháng 06/2004

Trong khoảng thời gian này khu vực nghiên cứu có hiện tượng bồi xói xen kẽ

- Vùng trong sông: Kết quả tính toán bồi xói cho thấy trong giai đoạn nghiêncứu này, khu vực trong sông có tốc độ bồi mạnh ở gần ngưỡng cửa sông, nơi đượcbồi mạnh nhất đạt tới 2,91m Mức độ bồi xói trung bình trong cả vùng là 0,14m, do

đó tổng lượng bồi của khu vực nghiên cứu là 1.763.846m3

- Vùng luồng của khu vực nghiên cứu trong giai đoạn này có xu hướng xóinhẹ ở gần ngưỡng cửa sông ra đến đường đẳng sâu -8m, nơi xói mạnh nhất đạt mức-2,43m Tốc độ bồi xói trung bình của đoạn luồng này là -0,23m với tổng lượng bồixói là -193.286m3

- Vùng phía trái của luồng cũng có xu hướng xói nhẹ, mức độ xói trung bình

là -0,4m, tổng lượng bồi xói là -279.977m3, ngược lại vùng phía phải của luồng lại

có xu hướng bồi, mức độ bồi trung bình là 0,3m, tổng lượng bồi xói là 222.805 m3 Như vậy, có thể thấy trong thời đoạn nghiên cứu, khu vực ven biển cửa sông

Đà Rằng đang vào giai đoạn cuối của thời kỳ mùa khô nên dòng chảy trong sông làtương đối nhỏ do đó đoạn trong sông có xu hướng bồi nhẹ

Trong thời kỳ này khu vực nghiên cứu chịu ảnh phần lớn của chế độ gió mùaĐông Bắc nên có sóng hướng B và ĐB mạnh, dòng vận chuyển bùn cát có xuhướng từ phía Bắc xuống phía Nam của cửa, do đó bờ phải của luồng có xu hướngbồi và bờ trái của luồng có xu hướng xói

TT Vùng 1

Diện tích Xói đáy

lớn nhất

Bồi đáylớn nhất

Bồi - xóitrung bình

Tổng lượngbồi xói

- Vùng trong sông có hiện tượng bồi xói xen kẽ, khu vực bị xói là một dải nằmsát bờ trái của sông Đà Rằng, nơi xói mạnh nhất đạt tới gần 4m, khu vực bồi mạnhnằm ở phía bờ phải gần cửa sông, tạo thành một doi cát chắn ngang cửa sông Mức

độ bồi xói trung bình của cả vùng là -0,65 m với tổng lượng bồi xói là -827.371 m3,tương đương với lượng bồi xói trung bình năm là -165.474 m3/năm.

- Vùng luồng của khu vực nghiên cứu cũng có xu hướng bồi xói xen kẽ, khuvực xói nằm ngay ngưỡng cửa sông ra đến đường đẳng sâu -5m, từ đường đẳng sâu-5m trở ra thì vùng luồng lại bồi lên mạnh, mức độ bồi xói trung bình của cả vùngluồng là 0,61m, tổng lượng bồi xói là 400.672 m3, tương đương với 80.134 m3/năm

- Vùng bờ trái của khu vực ven biển cửa sông Đà Rằng hầu như được bồi lêntrong giai đoạn này, nơi xói ở vùng này là khu vực sát bờ biển Mức độ bồi xóitrung bình của khu vực này là 0,4m với tổng lượng bồi xói là 334.324m3 Vùng bờphải của cửa Đà Rằng cũng có xu thế bồi nhiều hơn xói Mức độ bồi trung bình ởđây tương đối mạnh, đạt khoảng 1m với tổng lượng bồi xói là 661.908 m3

TT Vùng

Diện tích Xói đáy

lớn nhất

Bồi đáylớn nhất

Bồi - xóitrung bình

Tổnglượngbồi xói

Ghi chú: (+) là bồi; (-) là xói.

- Như vậy, trong 5 năm gần đây tổng lượng bùn xói khu vực cửa sông venbiển của sông Đà Rằng là 661.908 m3, tương đương với 132.381 m3/năm, cũng cónghĩa là mức độ bồi xói trung bình trong cả khu vực nghiên cứu đạt ở mức0,03m/năm

I.5 Nhận xét chương 1:

- Cửa Đà Rằng là cửa sông của sông Ba, với phần thượng lưu địa hình ngắn,dốc, phần trung lưu chiếm diện tích hạn chế chuyển tiếp giữa miền núi và đồngbằng Phần hạ lưu sông Ba có mức độ chia cắt sâu yếu và hầu như không bị chiacắt chiếm tỷ lệ diện tích không lớn, nhưng lại mang tính liên tục thành dải đồngbằng ven biển với thành tạo bề mặt ven bờ và trong hạ lưu sông Ba chủ yếu là cát,cát pha tương đối bở rời kết hợp với dòng chảy trong mùa mưa, lũ rất lớn nên dễđưa các vật liệu ra bồi lấp ở cửa Mặt khác do dòng chảy sóng ven bờ lớn nên khuvực ven biển cửa sông Đà Rằng cũng đã và đang bị bồi lấp rất mạnh

- Xét trong cả giai đoạn nghiên cứu từ tháng 08 năm 2002 đến tháng 07 năm

2008, mức độ bồi lấp của cả khu vực là không lớn (mức độ bồi lấp trung bình trong

cả giai đoạn này chỉ đạt khoảng 0,03 m/năm) Tuy nhiên, khu vực bị bồi lấp mạnhnhất lại nằm gần cửa sông (chủ yếu là phía bờ phải của cửa sông), mức độ bồi lấptrung bình ở đây có thể đạt tới 0,5 - 0,6m/năm Do đó phía bờ phải của cửa ĐàRằng đã hình thành một doi cát chắn ngang cửa sông làm hẹp cửa sông và hạn chế

sự đi lại của tàu thuyền (chủ yếu là tàu của ngư dân) ở khu vực này Chính vì vậy,cần phải có thêm sự nghiên cứu, đánh giá diễn biến quá trình vận chuyển, lắng đọngbùn cát của khu vực này nhằm đưa ra được các giải pháp công trình và phi côngtrình hữu hiệu và đem lại sự ổn định luồng tàu vào cảng, phục vụ cho việc phát triểngiao thông thủy và đánh bắt thủy, hải sản - một trong những nguồn thu nhập chínhcủa tỉnh Phú Yên

CHƯƠNG II NGUYÊN NHÂN SẠT LỞ, BỒI LẮNG CỬA SÔNG

ĐÀ RẰNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHO KHU VỰC NGHIÊN

CỨU

II.1 Nguyên nhân gây sạt lở, bồi lắng cửa sông Đà Rằng:

Xói lở, bồi tụ bờ biển và bồi lấp cửa sông là những quá trình động lực thuộcloại phức tạp nhất trong lĩnh vực động lực học sông - biển Đây là một dạng thiêntai phổ biến xảy ra ở dọc bờ biển, cửa sông nước ta Nguyên nhân xảy ra là do cácyếu tố tác động liên quan đến tiến hoá tự nhiên của dải ven biển cửa sông và tácđộng của con người Có thể thấy rằng ở một đoạn bờ cụ thể với cấu trúc địa chất vàthành phần đất đá xác định bị xói lở hay bồi tụ là do một trong ba nhóm nguyênnhân: Ngoại sinh, nội sinh và nhân sinh, hoặc tổ hợp của 2 hoặc cả 3 nguyên nhânđó

Trên cơ sở phân tích hiện trạng và các tác nhân gây xói lở - bồi tụ bờ biển cửasông Đà Rằng và lân cận, chúng tôi có thể rút ra một số nhận xét về nguyên nhânxói lở - bồi tụ bờ biển và bồi lấp cửa sông khu vực nghiên cứu như sau:

II.1.1.Nguyên nhân nội sinh:

- Do tác động của hoạt động tân kiến tạo và chuyển động hiện đại gây nênchuyển động nâng, hạ, tách dãn, trượt của lớp hoặc các mảng đất đá dẫn tới xói lởhoặc bồi tụ ở khu bờ

Khi nghiên cứu nguyên nhân nội sinh: không đề cập đến tất cả mọi tác động

và những biểu hiện khác nhau của quá trình kiến tạo mà chỉ quan tâm đến nhữngvấn đề như các vòm nâng, chậu trũng mà bằng sự có mặt của chúng có thể phản ánhđược mức độ tương phản, căng thẳng kiến tạo và xu hướng chuyển động lên, xuốngcủa từng phần địa hình của vùng Trên cơ sở bình đồ cấu trúc đó có thể dự báo,phân tích để gián tiếp chỉ ra những nguy cơ gây ra ngập lụt, xói lở bờ biển bồi lấpcửa sông Đà Rằng

Dù sao, hiện nay chỉ có thể kết luận rằng rất khó lý giải các quá trình xói lởhay bồi tụ diễn ra khá trầm trọng ở nhiều nơi trong đó có vùng cửa sông Đà Rằngbằng các nguyên nhân nội sinh

II.1.2 Nguyên nhân ngoại sinh

Gió có tác động gián tiếp gây xói lở - bồi tụ bằng cách tạo ra sóng, dòngchảy là những yếu tố trực tiếp gây ra hiện tượng đó Gió trong giông, bão có thể bốc

đi một khối lượng đáng kể cát ở bờ biển, song tác động chính gây xói lở vẫn do cáchậu quả chính của gió bão là sóng bão và dòng chảy trong bão Tuy nhiên, thôngthường những thay đổi địa hình bờ biển do chúng chỉ tồn tại trong một thời giannào đó và sẽ được các yếu tố động lực thường xuyên bồi đắp để lại đạt được xu thếcân bằng trước bão Sự xuất hiện hoặc biến mất của các doi cát ở một số cửa sôngnước ta khi có bão thuộc loại nguyên do này

2 Sự phân bố không đều nguồn bồi tích ở khu bờ

Nguồn gốc bùn cát trong vùng ven biển cửa sông nói chung là từ 2 nguồn cơbản: bùn cát từ thượng lưu các con sông đổ ra biển từ các dòng chảy sông và từ biểnmang vào khu bờ dưới tác động của sóng và dòng triều Bùn cát lơ lửng từ thượnglưu mang về đóng vai trò chính trong việc hình thành các bãi bồi, đảo chắn ở vùngcửa sông ven biển, còn thành phần bùn cát do dòng triều mang từ biển vào đóng vaitrò thứ yếu Điều này cũng có nghĩa rằng những đoạn bờ gần cửa sông thường đượcbồi tụ và ít bị xói lở còn những đoạn bờ xa cửa sông thì thường bị xói lở

3 Biến đổi mực nước biển

Theo các nghiên cứu về dao động mực nước đại dương trên thế giới cho thấynhiều thập kỷ gần đây mực nước đại dương có chiều hướng tăng lên, với mức độkhác nhau Ở Việt Nam qua số liệu thống kê nhiều năm của các trạm ven biển trongvòng mấy chục năm qua cũng thể hiện quá trình biến động của mực nước biển cóchiều hướng tăng Mức độ tăng trung bình nhỏ nhất là 0,05 mm/năm và lớn nhất là

2,5 mm/năm.

Trong những năm gần đây mực nước biển tăng trung bình 2,25 mm/năm (tạiHòn Dấu), trong khi đó phần lục địa ven biển Trung bộ chỉ được dâng lên với giá trịtrung bình 0,5  1 mm/năm, nhỏ hơn hẳn so với mực nước biển dâng tại Hòn Dáutới 3,7 lần Điều đó chứng tỏ biển tiến đang xảy ra trên suốt dọc bờ biển của nước

ta, dẫn đến nhiều đoạn bờ bị chìm ngập dưới mực nước biển và năng lượng sóngtruyền vào bờ cũng được tăng lên, kết quả là mức độ xói lở bờ tăng lên

Quá trình dâng lên của mực nước biển đã thúc đẩy quá trình phá huỷ bờ vàgây nhiễm mặn vào các đồng bằng ven biển cũng như mức độ ngập lụt lâu dài củavùng hạ lưu Theo dự báo của tổ chức CSIRO (Úc) đến năm 2070 mực nước venbiển ở nước ta sẽ dâng cao 45 cm thì đa số các vùng đất thấp ven biển và các phầncửa sông ven biển nước ta sẽ bị chìm sâu trong nước biển (Theo Kịch bản biến đổi

khí hậu, nước biển dâng Việt Nam [7]: ven biển ở nước ta sẽ dâng cao 33 cm trong

vòng 50 năm & 70 cm trong vòng 100 năm) Hậu quả của nó sẽ làm cho hệ sinhthái ven biển bị phá huỷ, nhiều công trình ven biển như đê đập, cầu cảng, đầm nuôihải sản, khu du lịch bị tàn phá Tốc độ vận chuyển bùn cát sẽ tăng, có thể gây bồilấp các cửa sông đang ở trạng thái ổn định và chắn các cửa vào của các cảng biển.Ngoài ra diện tích canh tác cũng bị giảm đi nghiêm trọng, hàng nghìn người sẽ phải

di chuyển chỗ ở và đường bờ sẽ tiến sâu hơn về phía lục địa

4 Sự gia tăng của bão và áp thấp nhiệt đới

Khu vực nghiên cứu luôn chịu tác động của bão và áp thấp nhiệt đới với tốc

độ gió có thể đạt tới 50 m/s, độ cao sóng có thể đạt tới 8,0 m ở ngoài khơi và 5,0 m

ở vùng gần bờ Đặc biệt, trong những thập kỷ gần đây, ở khu vực Nam Trung bộbão và áp thấp nhiệt đới tăng mạnh cả về tần suất và cường độ Theo tài liệu thống

kê tần suất bão đổ bộ vào vùng ven biển Việt Nam từ năm 1961 đến năm 2006 thỡkhu vực Bình Định – Ninh Thuận tần suất bão tăng từ 11,11% trong thời kỳ (1961-1969) lên 24,44% thời kỳ (1970-1989) và thời kỳ 1990-1999) là 33,33% Bão và ápthấp nhiệt đới gây sóng to, gió lớn, nước dâng có sức phá huỷ bờ rất lớn, gây xói lở

bờ nghiêm trọng

Bảng 2.1: S c n bão v t n su t nh hố ơn bão và tần suất ảnh hưởng đến dải ven biển Việt Nam từ à ầ ấ ả ưởng đến d i ven bi n Vi t Nam tả ể ệ ừ

Khu vực

Số cơnbão vàtần suất

Thời kỳ

Tổng sốtheo từngkhu vực

1969

1961-1979

1970-1989

1980-1999

1990-2000-2006

Độ rộng lòng chính khoảng 1000 m, độ sâu tại dòng chính đạt từ 1,0 - 2,0 m, vàomùa kiệt chỉ còn lại những lạch nhỏ độ rộng chừng 15 – 20 m có thể lội qua được

Cửa Đà Rằng được bảo vệ bởi bờ cát (bar) phía trái cao khoảng 3 m và bờ cát phíaphải cao khoảng 3 - 4 m Do nằm ở khu vực biển thoáng, cửa sông ven biển ĐàRằng là đối tượng bị tác động mạnh của gió mùa và bão, ngoài ra còn bị ảnh hưởngcủa lũ trong sông nên hình thái của cửa sông luôn bị biến đổi Sự biến đổi của cửasông theo thời gian: với mức độ từng giờ, xảy ra trong những trận lũ, bão; thay đổitheo tháng xảy ra trong sự biến đổi của gió mùa và thay đổi theo năm phụ thuộc vàobiến đổi của khí hậu toàn cầu Dựa trên những kết quả điều tra khảo sát cho thấy,lòng sông phía trong cửa sông đang bị biến đổi mạnh Nhìn chung, lòng sông được

mở rộng và nông hơn, những bãi cát nổi phía trong cửa sông được di chuyển ra phíagần cửa sông dạng đảo cát trôi

Từ kết quả của các cuộc điều tra khảo sát tại hiện trường cho thấy, đường kínhcấp hạt (d50) của tất cả các mẫu trầm tích trong khu vực nghiên cứu biến đổi từ0,003 - 1,4 mm, ngoại trừ có một số ít cuội sỏi với đường kính cấp hạt biến đổi từ7,0 - 15,0 mm Thành phần trầm tích chủ yếu là cát thạch anh, fensfat, grannit vàphù sa sông được bào mòn từ bề mặt phong hoá của lưu vực và được đưa ra vùngcửa sông bởi dòng chảy lũ Hầu hết các trầm tích hạt thô có màu trắng, vàng - trắng

và xám nhạt, còn những trầm tích hạt mịn có màu xám xanh và vàng xám Nhìnchung độ chọn lọc của các trầm tích hạt thô và trung khá tốt, biến đổi từ 1,1 - 1,6;tuy nhiên độ chọn lọc của các trầm tích hạt mịn kém hơn, biến đổi từ 2,2 - 3,5 Sựphân bố của trầm tích luôn biến đổi phụ thuộc vào sự thay đổi mùa trong năm Cáctrầm tích hạt thô thường được phân bố trên mặt của các bãi cát nổi, các bờ cát trướccửa sông và trong vùng sóng vỡ Các trầm tích hạt mịn với tỷ lệ bùn và bột sét caothường được tìm thấy ở những vùng nước sâu trước cửa sông ở đường đẳng sâu >15,0 m và ở những lòng dẫn chính với độ sâu khoảng 4,0 m Những đặc trưng cơbản của bùn cát vùng cửa sông ven biển Đà Rằng được trình bày trong bảng 2.2

Bảng 2.3: Độ đục trung bình tháng, năm nhiều năm tại trạm Củng Sơnc trung bình tháng, n m nhi u n m t i tr m C ng S nă ề ă ạng bình quân ạng bình quân ủ ơn bão và tần suất ảnh hưởng đến dải ven biển Việt Nam từ

Với độ đục như trên hàng năm sông Ba tải ra biển một lượng cát là :

Po = ro Qo T (tấn /năm)Trong đó: Po : Khối lượng bùn cát qua mặt cắt sông tại cửa ra

ro : Độ đục bình quân nhiều năm

Qo : Lưu lượng bình quân nhiều năm

T : Thời gian một năm tính bằng giây

Po = 228 x 283 x 31,5.106 = 2,03.106(tấn/năm)

So sánh tài liệu đỉnh lũ và bùn cát lớn nhất của trạm Củng Sơn trong vòng 20năm (từ năm 1981 - 2000), có thể thấy rằng cường độ lũ và lượng bùn cát có xuhướng gia tăng (bảng 2.4) Điều đó cho thấy, lưu lượng lũ và lượng bùn cát đưa vềvùng cửa sông càng lớn thì cửa sông càng bị thu hẹp lại và bồi tụ ra phía biển

s) t i tr m Th y v n C ng S n t 1981 ạng bình quân ạng bình quân ủ ă ủ ơn bão và tần suất ảnh hưởng đến dải ven biển Việt Nam từ ừ đến 2000

II.1.3.Mô hình hóa vận chuyển bùn cát

Theo kết quả nghiên cứu của tác giả Lê Đình Thành [104] với miền tính toáncho khu vực được lấy cho đến độ sâu trung bình 30 m và cách xa bờ 7 km phíangoài cửa Miền tính toán cũng được lấy rộng ra hai bên cửa 10 km dọc theo bờbiển và lấy sâu vào trong sông Ba 10 km Lưới tính toán được sử dụng là hệ lướicong trực giao với mắt lưới được làm mịn đến 50 m ở khu vực cửa và làm thô đến

250 m ở ngoài khơi Ở trong sông, lưới tính nhiều đoạn được làm mịn đến 20 m đểthể hiện được sự thay đổi địa hình phức tạp của đáy sông

Hình 2-2: Mô hình tính toán bồi xói khu vực cửa Đà Rằng

- Mô hình được kiểm định với mực nước thực đo tại trạm Tuy Hoà (Phú Lâm)như trong hình 2.3 với kết quả tính toán mực nước trạm Tuy Hoà khá phù hợp vớicác số liệu thực đo cho cả giai đoạn triều cường và triều kém, nhất là phần triều lên,triều xuống và đỉnh triều

Mực nước trạm Tuy Hoà

2 Dòng chảy ven bờ

- Trường vận tốc dòng chảy ứng với pha triều lên và pha triều xuống trongtrường hợp có ảnh hưởng của cả thuỷ triều và sóng và trường hợp chỉ có ảnh hưởngcủa thuỷ triều Trường dòng chảy ở khu vực cửa trong thời kỳ mùa cạn chủ yếu

được quyết định bởi dòng ven bờ do sóng Nếu không có tác động của sóng thìdòng chảy do tác động của thuỷ triều khá yếu Điều này cho thấy dòng chảy ven bờ

do sóng sẽ vận chuyển bùn cát và làm bồi lấp cửa trong thời kỳ mùa cạn khi tácdụng của dòng triều và dòng chảy từ sông ra nhằm duy trì độ mở của cửa bị yếu đi

3 Vận chuyển bùn cát dọc bờ

- Dòng vận chuyển bùn cát tịnh trong một năm diễn ra theo chiều từ Bắcxuống Nam phù hợp với dòng ven bờ chủ đạo do sóng

- Lượng vận chuyển bùn cát ven bờ theo hướng Bắc-Nam Qs+ ở phía Bắc cửa

Đà Rằng tăng dần từ Bắc xuống Nam Trong mùa cạn, Qs+ tăng từ 0,24 triệu m³/năm đến 0,36 triệu m³/năm Tính cho cả năm, Qs+ tăng từ 0,23 triệu m³/năm đến0,40 triệu m³/năm

- Ngược lại, lượng vận chuyển bùn cát ven bờ theo hướng Bắc-Nam Qs+ ở phíaNam cửa Đà Rằng lại giảm dần từ Bắc xuống Nam Trong mùa cạn, Qs+ giảm từ0,50 triệu m³/năm đến 0,47 triệu m³/năm Tính cho cả năm, Qs+ giảm từ 0,55 triệum³/năm đến 0,47 triệu m³/năm Như vậy, lượng vận chuyển bùn cát ven bờ theohướng Bắc-Nam ở phía Nam của cửa Đà Rằng lớn hơn ở phía Bắc cửa

- Lượng vận chuyển bùn cát theo hướng ngược lại từ Nam lên Bắc (Qs) trongmùa cạn ở phía Bắc cửa Đà Rằng dao động từ 0,01 đến 0,02 triệu m³/năm trong khi

ở phía Nam của cửa thì giá trị này tăng dần từ 1000 m³/năm đến 15000 m³/năm Đốivới cả năm thì Qs- dao động từ 0,02 đến 0,04 triệu m³/năm

- Lượng vận chuyển bùn cát tịnh dọc bờ Qnet theo hướng Bắc-Nam tính bằng

mô hình Delft3D có giá trị trong khoảng từ 0,21 – 0,54 triệu m³/năm và dao độnghơi rộng hơn khoảng giá trị từ 0,24 – 0,38 triệu m³/năm tính bằng mô hìnhUNIBEST Giá trị vận chuyển bùn cát tịnh dọc bờ ở phía Bắc cửa Đà Rằng tăngdần từ Bắc xuống Nam và nhỏ hơn lượng vận chuyển bùn cát tịnh dọc bờ ở phíaNam cửa

Mặt

cắt

Bắc-Nam: Qs+ (106m³) Nam-Bắc: Qs (106m³) Tịnh: Qnet (106m³)

Cả năm Mùa cạn Cả năm Mùa cạn Delft3D UNIBEST

4 Vận chuyển bùn cát qua cửa sông theo hướng ngang bờ

Bảng 2.6 trình bày kết quả tính toán vận chuyển bùn cát qua cửa theo hướng

vuông góc với bờ Bảng này cho thấy diễn biến vận chuyển bùn cát khá phức tạp ởkhu vực cửa, nhất là ở khu vực bãi bồi triều rút do các tác động của sóng biển

Mặt cắt Sông-Biển: Q+ (m³) Biển-Sông: Q- (m³) Tịnh: Qnet (m³)

Cả năm Mùa cạn Cả năm Mùa cạn Cả năm Mùa cạn

Lượng bồi xói trong một năm

Dựa trên kết quả tính toán vận chuyển bùn cát do sóng và dòng triều trong mộtnăm, thể tích và độ dày bồi xói cho các ô tính toán ở khu vực cửa Đà Rằng đượctính toán như bảng sau:

5 Diễn biến đường bờ

Để đánh giá diễn biến đường bờ trong các trường hợp chúng tôi xin tổng hợp kết quả mô phỏng trong 2 trường hợp:

- Giữ nguyên hiện trạng (Giải pháp “0”): Trường hợp này được trình bày tronghình vẽ 2-4 theo đó có thể thấy đường bờ di chuyển ra vào không nhiều theo hướngvuông góc với bờ và không có qui luật, nghĩa là có một thời đoạn bị xói, nhưng lại

có thời điểm được bồi trở lại Thời điểm xói nghiêm trọng chỉ có thể xảy ra do bão

có nước dâng và nó được bồi trở lại sau bão Tuy nhiên phải có giải pháp tránh quátrình lấn sâu do xói tại những thời điểm đó và tránh thiệt hại về người và tài sản.Giải pháp hữu hiệu là quản lý tổng hợp dải ven biển

Hình 2-4: Diễn biến đường bờ trong trường hợp không có công trình

Tuy nhiên phải nhấn mạnh rằng dòng bùn cát vận chuyển dọc bờ lên tới400.000 m3/năm cộng với lượng bùn cát từ trong sông đưa ra khoảng 150.000

m3/năm sẽ gây biến động lớn cho vùng cửa sông Nếu sử dụng giải pháp nạo vét thìchúng ta phải làm khá thường xuyên để đảm bảo luồng tàu, đặc biệt là trong mùacạn kéo dài tới 8 tháng để xóa bỏ các bar cát hình thành ngay ngoài cửa sông chắnngang luồng tàu Tần suất nạo vét phụ thuộc vào nhu cầu ra vào của phương tiệnthủy, loại phương tiện ra vào để quyết định độ sâu đảm bảo

Trường hợp có công trình: Loại công trình áp dụng là đê chắn cát xây dựng ởcửa sông Theo các kết quả tính toán nếu xây dựng 2 Jetty song song có độ rộng

500 m và chiều dài 700 m mỗi Jetty thì sau 50 năm lượng bồi cũng chỉ là 500 m vànếu dùng giải pháp “chuyển cát” thì thời gian làm việc của nó sẽ dài hơn (xem hình2.5)

Hình 2-5: Diễn biến đường bờ trong trường hợp có công trình

Khi xây dựng Jetty, dòng bùn cát vận chuyển dọc bờ sẽ bị chặn lại hoàn toàn

và bùn cát ở luồng tàu chủ yếu chỉ là bùn cát mang ra từ sông Tuy nhiên, vào mùa

lũ thì nó bị đẩy ra biển ở những độ sâu lớn (-10 đến -15m) do tốc độ dòng chảy lũlớn, trong khi bùn cát lại mịn và về mùa cạn khống chế được gần như toàn bộ lượngbùn cát mang vào từ biển

II.2 Các giải pháp công trình:

lớn khi gặp lũ bão, dòng chảy đủ lớn cũng như trong điều kiện gió lớn gây hiệntượng cát bay cát nhảy.

- Bờ biển và bãi trước khu vực cửa sông là bãi cát rộng; độ dốc bãi khá lớn;phía bờ trái là thành phố Tuy hòa đang trong quá trình đô thị hóa với việc sử dụngđất, kể cả đất ven biển với hệ số cao

- Bờ trái thuộc huyện Tuy Hòa cũng đang trong quá trình đô thị hóa, mở rộngthành phố và hình thành các khu công nghiệp, khu dân cư nên quĩ đất phục vụ chocác hoạt động này đang được khai thác theo hướng phát triển từ trên cầu đường Imới ra phía biển

- Lũ sông Ba thuộc loại lũ lớn ở các tỉnh miền Trung với hiện trạng thành phố

và khu kề cận với đường I ngập với chu kỳ 1 lần/năm, do vậy việc xây dựng hệthống công trình chống ngập, tiêu thoát lũ cho thành phố hiện tại và mở rộng lànhiệm vụ được đặt ra trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Phú Yên

- Khu vực từ đường I ra đến biển là khu vực phát triển cơ sở hạ tầng phục vụcác hoạt động kinh tế xã hội cũng như chỉnh trang đô thị thành phố Tuy Hòa nênbên cạnh việc xây dựng hệ thống công trình chống lũ cho thành phố bằng hệ thống

đê chạy dọc 2 bên bờ sông đoạn từ cầu Đà Rằng ra tới bờ biển thì việc xây dựngcon đường dọc theo bờ sông kết hợp với tường đứng tránh xói bờ là giải pháp cầnđược xem xét

- Phía bờ phải sông Đà Rằng lân cận với cửa ra đã được qui hoạch là khu vựctrú ẩn cũng như cảng và khu dịch vụ cảng Tuy Hòa với lượng tàu thuyền ra vàohàng ngày rất đáng kể, chính vì vậy giải pháp cần nghiên cứu là ổn định bờ biển,đảo bảo luồng tàu và xây dựng các cơ sở hạ tầng cảng phục vụ cho các mục đíchphát triển các hoạt động kinh tế gắn với biển

Với những nét tự nhiên và tình hình phát triển kinh tế xã hội của khu vực,nhóm giải pháp tổng thể được đề xuất cho khu vực bao gồm:

1 Nhóm giải pháp 1

Gồm các hạng mục công trình như sau:

- Trồng rừng phòng hộ chống cát bay, cát nhảy trên bãi biển