ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến các công trình đê, kè tỉnh quảng trị và giải pháp công trình ứng phó

Trong khuôn khổ của luận văn, với kết quả còn rất khiêm tốn trong việc nghiên cứu cơ sở khoa học phục vụ cho việc phân tích, lựa chọn mặt cắt phù hợp với tỉnh Quảng Trị ứng phó với biến

Sau hai năm học tập và làm luận văn, được sự nhiệt tình giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo trường Đại học Thủy lợi cùng với sự nỗ lực cố gắng học tập, nghiên cứu

và tìm tòi, tích lũy kinh nghiệm thực tế của bản thân đến nay đề tài “Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến các công trình đê, kè biển tỉnh Quảng Trị và giải pháp công trình ứng phó” đã được tác giả hoàn thành đúng thời hạn quy định

Trong khuôn khổ của luận văn, với kết quả còn rất khiêm tốn trong việc nghiên cứu cơ sở khoa học phục vụ cho việc phân tích, lựa chọn mặt cắt phù hợp với tỉnh Quảng Trị ứng phó với biến đổi khí hậu tác giả mong đóng góp một phần nhỏ trong tiến trình nghiên cứu, thiết kế các công trình bảo vệ bờ Việt Nam

Đặc biệt tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo GS.TS Phạm Ngọc Quý đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và cung cấp các thông tin khoa học

cần thiết trong quá trình thực hiện luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo và cán bộ công nhân viên Phòng Đào tạo Đại học và Sau Đại học, Khoa Công trình Trường Đại học Thủy Lợi, đã giảng dạy tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến công ty Cổ phần Tư vấn Đầu tư và Xây dựng tỉnh Quảng Trị và Ban quản lý dự án Quản lý thiên tai tỉnh Quảng Trị đã tạo điều kiện để tác giả có thể hoàn thành khóa học Thạc sĩ

Do hạn chế về thời gian, kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế của bản thân tác giả nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót Tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp và trao đổi chân thành giúp tác giả hoàn thiện hơn đề tài của luận văn

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, Ngày 20 tháng 08 năm 2013

HỌC VIÊN

Trần Minh Nhật

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu được trích dẫn là trung thực Các kết quả trong luận văn là của riêng tôi, và chưa từng được công bố trong các công trình nghiên cứu khác

Hà Nội, Ngày 20 tháng 08 năm 2013

HỌC VIÊN

Trần Minh Nhật

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nước ta có 3260 km bờ biển, 89 cửa sông và hơn 3000 hòn đảo Trải dài dọc theo bờ biển là 29 tỉnh và các thành phố lớn, hải cảng, các khu công nghiệp, dầu khí, các khu đánh bắt và nuôi trồng thủy sản, đã tạo cho đất nước ta một tiềm năng

to lớn trong phát triển kinh tế biển và vùng ven biển, cửa sông Hiện nay, phát triển kinh tế biển là một trong những chiến lược quan trọng của Đảng và Nhà nước Trong đó việc xây dựng các công trình đê, kè biển đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho các thành phố và khu dân cư ven biển, góp phần vào phát triển kinh tế

Tuy nhiên trong những năm gần đây, dưới tác động bất lợi của thời tiết và tình hình biến đổi khí hậu bất thường đã làm hư hại không ít các công trình đê kè biển

Do đó việc xác định hình thức và kết cấu đê, kè biển không chỉ ứng phó với điều kiện tự nhiên hiện tại mà cần phải xét đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố trong tương lai Trong đó yếu tố khí hậu là một bộ phận quan trọng hợp thành môi trường của lãnh thổ, nó có quan hệ trực tiếp đến những thay đổi về điều kiện tự nhiên của khu vực trước hết là cơ chế gió mùa, những yếu tố khí hậu, thiên tai mà tiêu biểu là ảnh hưởng của gió bảo, một hệ quả khác mà không thể không đề cập đến đó là sự dâng lên của mực nước biển Tất cả những thay đổi đó tất yếu sẽ tác động không nhỏ đến công trình đê kè dọc bờ biển nước ta nói chung và vùng ven biển tỉnh Quảng Trị nói riêng

Trong những thập kỷ qua, đã có nhiều đề tài, chương trình khoa học, các dự

án nghiên cứu để bảo vệ phòng chống sạt lở và khai thác vùng cửa sông ven biển của nước ta do các cơ quan, đơn vị, các tổ chức, cá nhân trong và ngoài nước thực hiện Tuy nhiên những kết quả đưa ra mới tập trung ứng phó với điều kiện

tự nhiên hiện tại, chưa đề cập nhiều đến những yếu tố tác động mang tính lâu dài như ảnh hưởng của sự thay đổi khí hậu, sự biến động thất thường của mực nước biển và thủy triều

Các kết quả nghiên cứu làm cơ sở dữ liệu cho việc quy hoạch củng cố và phát triển hệ thống đê biển nhằm tìm ra giải pháp thích hợp vừa đảm bảo tính ổn định, an toàn cho đê kè hiện tại vừa thích ứng được với sự biến đổi khí hậu trong tương lai

Bên cạnh chương trình nghiên cứu cơ bản góp phần giải quyết các vấn đề liên quan đến chiến lược phát triển đê biển, làm cơ sở để ban hành các quy chuẩn thiết

kế kè, đê biển, Trong quá trình thực hiện việc củng cố, nâng cấp đê biển theo Quyết định số 58/2006/QĐ-TTg ngày 14/3/2006 của Thủ tướng Chính phủ, một số vấn đề cấp bách cần giải quyết mà quy chuẩn hiện hành chưa có, hoặc chưa thật chi tiết bao gồm các nội dung sau:

1) Xác định mặt cắt và kết cấu kè hợp lý thích ứng với sự biến đổi của khí hậu

2) Một số trường hợp chưa đủ cơ sở khoa học để xác định:

- Tuyến đê biển xây dựng mới và điều chỉnh cục bộ tuyến đê biển hiện có theo hướng tăng cường ổn định, kết hợp đa mục tiêu và phát triển bền vững

- Đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp đê trên nền đất yếu phù hợp với điều kiện tự nhiên từng vùng

Để đóng góp thêm cơ sở khoa học phục vụ công tác xây dựng nâng cấp đê, kè biển của tỉnh Quảng Trị phù hợp với điều kiện biến đổi khí hậu, việc nghiên cứu để giải quyết các tồn tại nhằm phục vụ tốt hơn công tác xây dựng hệ thống đê biển và công trình vùng cửa sông ven biển để phát triển kinh tế - xã hội, tăng cường quốc phòng, an ninh vùng ven biển của địa phương trước mắt cũng như lâu dài là rất cấp thiết

2 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu cơ sở khoa học để lựa chọn giải pháp hợp lý về mặt cắt, kết cấu đê

kè biển khu vực Quảng Trị thích ứng với sự biến đổi khí hậu

3 Cách tiếp cận và phương pháp thực hiện

- Tổng hợp, kế thừa các kết quả nghiên cứu từ trước đến nay trong lĩnh vực cửa sông ven biển

- Phương pháp thống kê và phân tích số liệu thực đo

- Phương pháp hệ thống điều tra thực địa

4 Kết quả dự kiến đạt được

- Đánh giá được hiện trạng, phân tích nguyên nhân các hư hỏng của hệ thống

đê biển tỉnh Quảng Trị

- Đề xuất tiêu chí đánh giá tính hợp lý cho mặt cắt đê biển miền Trung nói chung và hệ thống đê biển tỉnh Quảng Trị nói riêng

- Trên cơ sở tính toán kiểm tra đảm bảo ổn định và kết cấu Áp dụng kết quả nghiên cứu để tính toán thiết kế cho kè biển bắc Cửa Việt tỉnh Quảng Trị

5 Nội dung của luận văn

Luận văn có phần mở đầu khẳng định tính cấp thiết của đề tài, các mục tiêu cần đạt được khi thực hiện đề tài, cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu để đạt được các mục tiêu đó Ngoài phần mở đầu, phần kết thúc, danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung chính của luận văn gồm 4 chương chính

- Chương I: Tổng quan về đê, kè biển

- Chương II: Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố biến đổi khí hậu đến các công trình bảo vệ bờ

- Chương III:Lựa chọn giải pháp công trình bảo vệ bờ tỉnh Quảng Trị ứng phó với biến đổi khí hậu

- Chương IV: Lựa chọn hình thức kết cấu cho kè Bắc Cửa Việt tỉnh Quảng Trị

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐÊ, KÈ BIỂN 1.1 C hức năng, nhiệm vụ của đê, kè biển

1.1.1 Chức năng của đê, kè biển

Đê, kè biển là một trong những công trình bảo vệ bờ Chúng có chức năng bảo

vệ, giảm thiểu những tác động gây hại đến bờ biển do gió, sóng, và dòng chảy ven

bờ, đảm bảo an toàn và ổn định kinh tế cho khu dân cư ven biển Ngoài ra đê kè biển còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo đảm an ninh quốc phòng và mỹ quan khu vực

1.1.2 Nhiệm vụ của đê, kè biển

Công trình biển ven bờ (từ độ sâu khoảng 10-20m trở vào) bao gồm:

1 Các công trình phục vụ giao thông bao gồm các cảng ven biển và đê chắn sóng bảo vệ cảng; đê chắn cát giảm sóng có nhiệm vụ hướng dòng, ổn định cửa sông, bảo vệ luồng tàu vào cảng; đèn biển, hệ thống phao tiêu báo hiệu luồng tàu và cảng, các cảng dịch vụ hàng hải, các nhà máy đóng sửa chữa tàu biển

2 Các công trình bảo vệ bờ biển, hải đảo, phục vụ phát triển ngư nghiệp, khu dân cư bao gồm các công trình bảo vệ bờ biển, công trình lấn biển tạo khu dân cư, công trình lấy thoát nước ven biển phục vụ nhà máy, công trình phục vụ du lịch (tạo bãi tắm, cảng du lịch, bến du thuyền )

3 Các công trình phục vụ khai thác và nuôi trồng thủy hải sản như cảng cá, trung tâm nghề cá, khu neo đậu tàu thuyền trú bảo

Trong các công trình bảo vệ bờ, hệ thống đê, kè biển và cửa sông đảm bảo an toàn và ổn định dân cư và các công trình hạ tầng phục vụ cho công cuộc phát triển của các vùng kinh tế ven biển Các quốc gia có bờ biển trên thế giới hàng năm đã bỏ

ra lượng kinh phí tương đối lớn cho việc xây dựng các công trình bảo vệ bờ biển Đặc biệt trong các năm gần đây thời tiết, bão lũ diễn biến khắc nghiệt, vấn đề sạt lở

bờ, các hiểm họa từ biển gia tăng đột biến và trở thành vấn đề nóng bỏng với các quốc gia có biển

Trên thế giới việc xây dựng hệ thống đê, kè biển được các nước có bờ biển đặc biệt quan tâm Xu hướng chung là ngoài nhiệm vụ bảo vệ khu dân cư và các cơ sở

hạ tầng, các công trình bảo vệ bờ còn tạo ra các địa điểm du lịch nghỉ dưỡng với cảnh quan thiên nhiên tươi đẹp Với các công trình đê, kè biển ngoài tác dụng bảo

vệ bờ biển, còn bảo vệ các vùng đất mới được biển bồi lấp hàng năm, phục vụ phát triển kinh tế

Tuy nhiên những thập kỹ gần đây vấn đề khí hậu là một trong những vấn đề nóng bổng bỏng được trong nước và thế giới đặc biệt quan tâm Vấn đề biến đổi khí hậu mà hậu quả của nó là nước biển dâng và biến đổi bất lợi của thời tiết có tác động rất lớn lên các công trình bảo vệ bờ biển Phần lớn các công trình bảo vệ bờ biển ở nước ta được xây dựng từ lâu và mang tính tự phát giờ đây không còn thực hiện tốt nhiệm vụ, chức năng của nó trước những biến đổi phức tạp của các yếu tố khí hậu Các công trình đê kè bảo vệ bờ biển ngoài nhiệm vụ đáp ứng yêu cầu hiện tại, nó còn phải đảm bảo phát huy được hiệu quả trong tương lai

Do vậy việc nghiên cứu phục vụ công tác xây dựng phát triển công trình bảo

vệ bờ biển cần phải đặc biệt chú ý đến yếu tố biến đổi khí hậu, nó đảm bảo vừa phù hợp với nền kinh tế thực tại ở nước ta vừa đem lại ổn định kỹ thuật lâu dài

1.1.3 Phân loại đê, kè biển

Tùy vào chức năng, nhiệm vụ của từng loại đê, kè biển thì chúng có những đặc điểm cấu tạo khác nhau Dựa vào mục đích xây dựng có thể phân thành hai loại hình chủ yếu

1 Bảo vệ chủ động: Là biện pháp chủ động hước cho sóng và dòng chảy tuân

theo ý đồ thiết kế bảo vệ của con người Đó có thể là giải pháp lấy cát từ các nguồn

để đưa về tại vị trí gần đường bờ để tạo thành bãi nông bảo vệ bờ từ xa Các công trình loại này như: Đập đinh, Đê chắn sóng gần bờ Ngoài các công trình trên, nhóm công trình bảo vệ chủ động còn có đê chắn sóng ngầm, ngưỡng ngầm

a) Đập đinh ( groin): Đập đinh có tác dụng là giữ lại một lượng bùn cát nhất định khi có dòng chảy dọc bờ lớn Tuy nhiên phía hạ lưu của dòng bờ lại bị thiếu hụt bùn cát nên dễ gây xói bờ về phía đối diện nên khi bố trí đập đinh trên mặt bằng cần xét bố trí sao cho hợp lý

Hình 1.1: Một số dạng kết cấu đập đinh

b) Đê chắn sóng ven bờ: Nó có chức năng như đập đinh đó là giữ lại lượng bùn cát lớn dọc bờ khi có dòng chảy dọc bờ lớn Ngoài ra nó còn có tác dụng tiêu tán một phần năng lượng sóng khi đi qua đê

§ª ch¾n sãng liÒn bê

Ph¹m vi båi l¾ng Ph¹m vi xãi

thường có cấu tạo bằng đá đổ, không phân loại và không cần phân lớp đệm, lớp lõilỏi

2 Bảo vệ bị động: Là biện pháp tìm cách ngăn chặn hay làmgiảm yếu những tác động trực tiếp bất lợi của sóng và dòng chảy đối với bờ bằng các công trình bảo

vệ trực tiếp Thường là các công trình xây trực tiếp lên tuyến đường bờ như: Đê biển, tường biển, tường chắn, lớp bảo vệ mái đê

a) Đê biển (Seadike): Đê biển thường được xây dựng dọc theo bờ biển nhằm bảo vệ làng mạc, ruộng đồng chống lại những tác động phá hoại của dòng chảy và sóng biển Đê biển có cấu tạo rất đa dạng nhưng chủ yếu là mặt cắt hình thang

Hình 1.3: Một số hình thức bảo vệ bờ biển

b) Tường biển (seawalls): Tường biển cũng như đê biển có tác dụng bảo vệ

bờ, giữ vững đường bờ không để biển lấn thêm vào bờ

c) Công trình bảo vệ mái (revetments): Đối với các công trình có dạng mái nghiêng dù ở xa bờ hay gần bờ đều phải bảo vệ mái

d) Tường chắn (bulkhead): Tường chắn là loại công trình có nhiệm vụ chủ yếu

là giữ đất không cho đất trượt ngoài ra nó còn nhiệm vụ là bảo vệ vùng đất phía sau, chống ngập và chống tác động của sóng Tường có dạng thẳng đứng (Có thể là tường có neo, tường cọc có bản chắn, tường bê tông trọng lực, tường ô cọc thép hình trụ tròn hay hình cánh cung…)

Cá t đắ p nề n đườ ng K >=0.98

i =2.5% i =2.5%

phạm vi trồ ng câ y 10 -30m

Hình 1.4: Mặt cắt điển hình bảo vệ dạng tường chắn

1.2 Yêu cầu cấu tạo của đê, kè biển

1.2.1 Yêu cầu chung

Tuyến đê biển được chọn trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án, trên cơ sở xem xét:

- Sự phù hợp quy hoạch tổng thể phát triển tồn vùng, nhằm khai thác và phát triển kinh tế xã hội của tồn vùng cả đất liền và thềm lục địa ngồi biển;

- Điều kiện địa hình, địa chất thuận lợi, nên bố trí tuyến đê nơi cĩ địa thế cao nhằm giảm khối lượng đắp, tuyến đê nên đi qua vùng cĩ địa chất tốt để giảm chi phí gia cố, xử lý nền;

- Cần đánh giá diễn biến xĩi, bồi vùng bãi và chân đê phía biển ảnh hưởng đến

ổn định đê, đặc biệt vùng đê cửa sơng cần xem xét đến tính ổn định của bờ sơng, tình hình xĩi, bãi bồi, yêu cầu thốt lũ;

- Cần chú ý đến nhiệm vụ và đặc trưng của tuyến đê, như phục vụ yêu cầu khai hoang lấn biển, nuơi trồng thủy sản, yêu cầu tiêu úng qua đê, yêu cầu thốt lũ cho đất liền;

- Cần chú ý đến mối quan hệ giữa đê với các cơng trình ngăn mặn, cơng trình tiêu úng, thốt lũ, cảng cá và cảng giao thơng…, các cơng trình xuyên qua đê, cơng trình tránh bão của tàu thuyền…;

- An tồn, thuận lợi trong xây dựng và quá trình quản lý, khai thác đê và khu vực được bảo vệ, tránh tác động trực tiếp của sĩng lên đê, nên bố trí kế hợp rừng cây ngập mặn để giảm thiểu tác động của sĩng và dịng chảy ven bờ lên đê;

- Bảo vệ môi trường sinh thái, bảo vệ các di tích văn hoá, lịch sử và địa giới hành chính;

- Bố trí phù hợp với các giải pháp thích ứng do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu

- Đảm bảo khai thác đa mục tiêu;

- Đối với vật liệu, cấu kiện của kè biển đảm bảo chống được xâm thực của nước mặn, chống va đập dưới tác dụng của sóng, gió, dòng chảy Thích ứng với sự

biến hình của bờ, bãi biển, vật liệu, cấu kiện chế tạo, thi công đơn giãn giản phù hợp

với điều kiện địa phương

- Đảm bảo tính kinh tế

1.2.2 Yêu cầu cụ thể

- Tuyến đê nên được chọn qua vùng có địa thế cao, địa chất nền tốt;

- Nối tiếp với các vị trí ổn định, tận dụng công trình đã có;

- Đi qua vùng thuận lợi cho bố trí các công trình phụ trợ;

- Không ảnh hưởng đến công trình thoát lũ (đối với đê cửa sông);

- Dề Đề xuất và so sánh hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của 2-3 vị trí tuyến đê để

chọn tuyến có hiệu quả tổng hợp tốt nhất;

- Xem xét ảnh hưởng của tuyến đê đến hoạt động giao thông bến cảng và vùng đất phía sau, đến bãi tắm, vùng du lịch, di tích lịch sử và danh lam thắng cảnh

- Bố trí tuyến đê cần đơn giản, tốt nhất là nên chọn tuyến thẳng, tránh gẫy khúc đột ngột, ít lồi lõm Trong trường hợp phải bố trí tuyến đê lõm, cần có các biện pháp

giảm sóng hoặc tăng cường sức chống đỡ của đê;

- Hướng tuyến đê nên chọn sao cho giảm nhẹ được tác dụng của sóng và tránh được hướng dòng chảy mạnh nhất tác động;

- Không tạo ra “điểm yếu” ở những nơi nối tiếp với các công trình lân cận, không ảnh hưởng xấu đến các vùng đất liên quan

Dựa vào đặc điểm hình học của mái đê phía biển, mặt cắt đê biển chia thành 3 loại chính: đê mái nghiêng, đê tường đứng và đê hỗn hợp (kết hợp giữa đê mái

nghiêng và tường đứng) Hình dạng và cấu tạo mặt cắt đê biển được xác định trên

cơ sở so sánh các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật, phải đảm bảo làm việc an toàn và

ổn định trong các trường hợp thiết kế và ứng phó được với tình hình nước biển dâng

do biến đổi khí hậu toàn cầu

Việc chọn loại mặt cắt cụ thể nào phải căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ hải văn, vật liệu xây dựng, điều kiện thi công và yêu cầu sử dụng để phân tích

lựa chọn Một số dạng mặt cắt đê biển thể hiện theo hình dưới đây

i.Đê kết hợp giao thông

k Đê thân thiện với môi trường (đê siêu bền)

Hình 1.5: Các dạng mặt cắt ngang đê biển và phương án bố trí vật liệu

1.2.3 Cấu tạo và kích thước mặt cắt cơ bản của đê biển

Cao trình đỉnh đê có quan hệ trực tiếp đến an toàn của bản thân đê và của vùng bảo vệ, khối lượng công trình và kinh phí đầu tư, vì vậy nó là một trong các thông

số vô cùng quan trọng trong thiết kế đê biển

Cao trình đỉnh đê được tính toán sau khi đê biển đã lún ổn định Đối với đê có bố trí tường chắn sóng ở đỉnh thì cao trình đỉnh đê là cao trình đỉnh tường chắn sóng

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến cao trình đỉnh đê Trường hợp thiết kế đê theo tiêu chuẩn sóng leo yếu tố được coi là quan trọng nhất là tần suất tính toán mực nước triều cường thiết kế, được xác định theo cấp công trình theo tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển 2012

1.2.3.2 Chân kè

Chân kè hay còn gọi là chân khay, là bộ phận kết cấu chuyển tiếp của mái kè

với nền và bãi trước kè biển Loại hình và kích thước chân kè xác định theo tình hình xâm thực bãi biển, chiều cao sóng, chiều dài bước sóng và chiều dày lớp phủ mái

khay chỉ chống đỡ dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê bao gồm các dạng:

+ Dạng thềm phủ cao: Đá hộc phủ phẳng trên chiều rộng từ 3 đến 4,5 lần chiều cao sóng trung bình, chiều dày từ 1 đến 2 lần chiều dày lớp phủ mái

+ Dạng thềm chôn trong đất : Chân đế hình thang ngược bằng đá hộc, thích

hợp cho vùng đất yếu

+ Dạng mố nhô: Lăng thể đá tạo thành con trạch viền chân đê có tác dụng tiêu

giảm năng lượng sóng, giảm sóng leo, giữ bùn cát, phù hợp với vùng bãi thấp

c) Chân khay d ạng mố nhô

Hình 1.6: Một số dạng chân khay nông

động bất lợi của dòng chảy và sóng khi mặt bãi bị xói sâu người ta dùng chân khay sâu, có chiều sâu cắm xuống đất không nhỏ hơn 1m, có thể là:

+ Chân khay bằng cọc gổỗ

+ Chân khay bằng cọc bê tông cốt thép hoặc bằng ống bê tông cốt thép

Hình 1.7: Một số dạng chân khay sâu

Phía trước ống buy thường là rọ đá, phía xa hơn, trong phạm vi hố xói lý thuyết thường gia cố bảo vệ bằng thả đá hộc

Kè bảo vệ có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ mái đê không bị phá hoại do các tác động của sóng, triều, bão, dòng chảy… ngoài ra nó còn có tác dụng góp phần đảm bảo thân đê được ổn định Do vậy kè bảo vệ đê cần đảm bảo an toàn về kết cấu, đảm bảo ổn định của các khối đá gia cố

Tùy theo tác động của điều kiện tự nhiên, tình hình kinh tế từng khu vực, tính

cấp thiết và điều kiện thi công để chọn kết cấu kè hợp lý Mái kè thường được cấu

tạo gồm có các lớp sau (theo chiều thẳng đứng):

- Lớp đất tựa (base layer): là lớp đất phủ ngoài thân kè thường là đất sét phủ có tác dụng chống thấm từ phía ngoài qua thân kè và giữ vật liệu từ thân kè không thoát ra ngoài

- Tầng lọc/lớp lọc (filter layer): có tác dụng giữ vật liệu thân kè không bị xói ngược ra phía ngoài mái kè, thường cấu tạo dưới dạng tầng lọc cốt liệu kết hợp với

vải địa kỹ thuật hoặc là một lớp vải địa kỹ thuật (geotextile)

Hình 1.8: C ấu tạo các lớp mái kè

- Lớp lót (filler layer): là lớp chuyển tiếp giữa vật liệu nhỏ của lớp lọc với vật

liệu thô của lớp áo ngoài, thường là cuội sỏi hoặc đá dăm

- Lớp áo kè (armour layer): có tác dụng che chắn phía ngoài chịu tác động trực

tiếp của sóng, dòng chảy, ăn mòn của nước biển… Cấu tạo thường là đá hộc hay các cấu kiện bê tông khối lớn Tùy theo các điều kiện tải trọng tác dụng mà cấu kiện

có kích thước và hình thức liên kết khác nhau

Độ dốc mái kè phụ thuộc vào đặc điểm đất nền , chất lượng đất đắp thân kè , biện pháp thi công, yêu cầu sử dụng, khai thác, mặt bằng tuyến kè và kết cấu gia cố mái Về nguyên tắc, độ dốc mái kè được xác định thông qua tính toán ổn định

định nền kè , yêu cầu chống thấm , chống sóng, yêu cầu của phương pháp thi công, quản lý, cấp cứu hộ, v.v

Hình 1.9: Chi ều rộng đỉnh kè và tường đỉnh

Hiện nay, chiều rộng đỉnh đê được qui định tùy theo cấp công trình như

bảng1.1 Tuy nhiên, tùy theo nhiệm vụ của kè theo yêu cầu lợi dụng đa mục tiêu

như giao thông ven biển, phát triển du lịch, quốc phòng an ninh có thể chọn chiều rộng mặt đê lớn hơn so với cấp công trình tương ứng Khi đó phải có các luận chứng, luận cứ cụ thể và phải được cấp quyết định phê duyệt

Bảng 1.1: Chiều rộng đỉnh đê qui định theo cấp công trình

Chiều rộng mặt đường dọc đê (m) 6 ÷ 8 6 5 4 3

lại kiểm tra trong mọi hoàn cảnh thời tiết

- Căn cứ vào mức độ cho phép sóng tràn, yêu cầu về giao thông, quản lý, chất lượng đất đắp, mưa gió xói mòn v.v… để xác định theo các tiêu chuẩn mặt đường tương ứng

- Mặt đỉnh đê cần dốc về một phía hoặc hai phía (độ dốc khoảng 2% - 3%), tập trung thoát nước về các rãnh thoát nước mặt

- Trường hợp đất đắp đê, mặt bằng đắp bị hạn chế, có thể xây tường đỉnh để đạt cao trình đỉnh đê thiết kế

- Vị trí tường đỉnh được chọn phù hợp cho việc thoát nước, tác dụng ngăn sóng tràn, giao thông và cảnh quan môi trường

- Tường đỉnh không nên cao quá 1.0m, kết cấu bằng bê tông, bê tông cốt thép, nhưng thông thường bằng đá xây, có khe biến dạng có kết cấu chặn nước cách nhau (10 - 20)m đối với tường bê tông cốt thép, (10 - 15)m đối với tường bê tông và đá xây Ở những vị trí địa chất nền thay đổi, thay đổi chiều cao tường, kết cấu mặt cắt v.v cần bố trí thêm khe biến dạng

- Thiết kế tường đỉnh, cần tính toán cường độ, kiểm tra ổn định trượt, lật, ứng

suất nền

Các công trình đê đất cao hơn 6m ở vùng mưa nhiều, cần bố trí rãnh tiêu nước

ở đỉnh đê, mái đê, chân đê và những chỗ chổ nối tiếp mái đê với bờ đất hoặc với các công trình khác

Rãnh tiêu nước song song với tuyến trục đê có thể bố trí ở mép trong của cơ đê

hoặc chân đê Rãnh tiêu nước theo chiều đứng ở mái dốc đê, đặt cách nhau 50m đến 100m, liên thông với rãnh tiêu nước dọc theo phương trục đê Rãnh có thể bằng tấm

bê tông hoặc đá xây, kích thước và độ dốc đáy của rãnh cần xác định theo tính toán

hoặc theo kinh nghiệm từ công trình đã có ở điều kiện tương tự

1.2.4 Yêu cầu về ổn định đê biển

- Ổn định chống trượt mái đê;

- Ổn định chống lật tường (đối với đê tường đứng);

Hiện tại chúng ta đang tổ chức quy hoạch tổng thể về đê biển và công trình bảo vệ bờ biển của cả nước, mới hoàn thành quy hoạch một số đoạn bờ biển cụ thể

phục vụ cho các dự án phát triển của cảng và các khu công nghiệp

Tuyến đê biển Việt Nam chưa khép kính, chủ yếu tập trung tại các vị trí xung yếu, việc bố trí các tuyến đê chưa thực sự có quy hoạch mà mang tính đối phó với thiên tai Tuyến đê bị ngăn cách nhiều cửa sông, đồi núi, cồn cát Tuyến được bố trí tập trung các vị trí xung yếu, mang tính đối phó chưa có sự quy hoạch cụ thể, phần lớn tuyến được xây dựng lại trên cơ sở tuyến đã có do nhân dân vùng ven biển tạo nên trong quá trình chống chọi lại với thiên nhiên nên chưa phát huy hết tính năng của đê biển hay phát triển lợi dụng tổng hợp, tuyến chủ yếu là đê trực diện với biển đặc biệt là đê biển Miền Bắc và đê biển Miền Trung

Đê phần lớn có dạng hình thang, tùy vào đặc điểm địa hình, địa mạo, và đặc điểm thủy hải văn của từng vùng mà bố trí mái đê khác nhau Dạng mặt cắt hình thang, đây là dạng mặt cắt dể dễ thi công, kinh phí rẻ và phù hợp với địa chất vùng biển Việt Nam Tuy nhiên mặt cắt đê biển Việt Nam còn nhỏ, chưa đáp ứng được yêu cầu bảo vệ bờ, chưa chống chịu được sóng khi có bảo cấp 9 trở lên, cao trình đỉnh đê còn thấp vẫn bị sóng tràn qua, sinh ra xói lỡ lở mặt đê, sạt mái đê do tình hình biến đổi khí hâu hậu toàn cầu đặc biệt là nước biển dâng

* Mặt cắt điển hình đê biển Bắc Bộ (từ Móng Cái – Quảng Ninh đến Hậu Lộc –

Hình 1.10: Mặt cắt điển hình đê biển Bắc Bộ

+ Tuyến: Cơ bản được khép kín, phía trước bãi thường có cây chắn sóng như sú, vẹt, v.v

+ Cấu tạo: Mặt cắt ngang đê biển có dạng hình thang, mặt đê rộng từ (3 ÷ 5)m, mái đê phía biển mR 1 R= (3 ÷ 4); phía đồng mR 2 R = (2 ÷ 3)

+ Cao trình đỉnh đê biến đổi từ +4m đến +5m Với cao độ này đê biển Bắc Bộ

có khả năng chống được mực nước ứng với tần suất P = 5% và gió cấp 9

+ Theo một số tài liệu khảo sát thì đất ở nền đê, thân đê vùng Bắc bộ chủ yếu

là đất thịt, thịt pha cát, đất phù sa Hàm lượng bùn cát tăng khi tuyến đê càng ở xa cửa sông

* Mặt cắt điển hình đê biển Trung Bộ:

Hình 1.11: Mặt cắt điển hình đê biển miền Trung

1: Thân đê; 2: Kè mái đê; 3: Kè mặt đỉnh đê; 4: Chân kè + Đê biển Bắc Trung bộ gồm các tỉnh từ Thanh Hóa đến Hà Tĩnh Vùng ven biển Bắc trung bộ là vùng đồng bằng nhỏ hẹp của hệ thống sông Mã, sông Cả Đây cũng là một trong những vùng trọng tâm phát triển kinh tế, địa hình thấp trũng và cao dần về phía Tây Vùng Bắc Trung Bộ thường xuyên chịu ảnh hưởng bất lợi của thiên tai Mặc dù đã được quan tâm đầu tư, nâng cấp, nhưng tuyến đê biển nhìn chung còn một số tồn tại như sau:

- Cao trình đỉnh đê còn thiếu (0,5 ÷ 1)m so với cao trình thiết kế

- Chiều rộng mặt đê nhỏ (2 ÷ 2,5) gây khó khăn trong việc duy tu bảo dưỡng, đặc biệt trong những trận lũ gây sạt lở hay vỡ đê

- Lõi đê gồm phần lớn là đất cát, phần gia cố bằng lớp đất sét bao bên ngoài không đủ dày, không đảm bảo các chỉ tiêu cơ lý đất đắp nên chỉ cần một hư hỏng

cục bộ sẽ dẫn tới hậu quả phá hỏng cả đoạn đê lớn Thực tế cho thấy rằng, khi gặp bão có nước tràn dể làm đê bị vỡ

- Mặt đê mới được gia cố cứng hóa một phần, về mùa mưa bão mặt đê thường

bị sạt lở, lầy lội nhiều đoạn không thể đi lại được

- Mái đê phía biển nhiều nơi chưa được bảo vệ, vẫn thường xuyên có nguy cơ sạt lở đe dọa đến an toàn của đê, đặc biệt trong mùa mua bão Mái đê phía đồng chưa được bảo vệ nên nhiều đoạn bị xói, sạt khi mưa lớn hoặc sóng tràn qua

+ Đê biển Trung Trung Bộ: (Từ Quảng Bình đến Quảng Nam): Vùng ven biển Trung Trung Bộ là vùng có diện tích nhỏ hẹp, phần lớn các tuyến đê biển đều ngắn,

bị chia cắt bởi các sông, rạch, địa hình đồi cát ven biển Một số tuyến bao diện tích canh tác nhỏ hẹp dọc theo đầm phá Đây là vùng có biên độ thủy triều thấp nhất so

với các vùng khác trong cả nước ta thường xuyên chịu ảnh hưởng của thiên tai

- Nhiệm vụ chính của đê biển khu vực này là ngăn mặn, giữ ngọt, chống lũ tiểu mãn hoặc lũ sớm bảo vệ sản xuất 2 vụ lúa đông xuân và hè thu, đồng thời phải đảm

bảo tiêu thoát nhanh lũ chính vụ Một số ít tuyến đê có nhiệm vụ bảo vệ các khu nuôi trồng thủy sản

- Cấu tạo đê: Mặt cắt đê có dạng hình thang, chiều rộng mặt đê (1,5 ÷ 3)m; mái đê phía biển mR 1 R= 2 ÷ 2,5; mái phía đồng mR 1 R = 1,5 ÷ 2 Cao trình đỉnh đê biến đổi từ +1,5m đến +4m và thấp dần từ Bắc vào Nam Cục bộ có một số tuyến cao hơn như Nghi Xuân, Nghi Lộc (Hà Tĩnh) là +4,5m đến +5m Thân đê phần lớn đắp

bằng đất thịt nhẹ pha cát, có tuyến được đắp bằng đất sét pha cát, đất cát Một số tuyến nằm sâu so với các cửa sông và ven đầm phá, đất thân đê ven biển là đất cát như các tuyến đê của huyện Quảng Xương, Tĩnh Gia (Thanh Hóa), Diễn Châu (Nghệ An), Kỳ Anh (Hà Tĩnh), v.v

- Bảo vệ mái đê: Hầu hết được bảo vệ bằng cỏ Một số đoạn đê trực tiếp chịu sóng, gió được kè đá hoặc tấm bê tông

* Đê biển Nam Trung Bộ: Từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang được hình thành qua nhiều thời kỳ khác nhau, thiếu sự đồng bộ, không thống nhất về các chỉ tiêu

thiết kế, xây dựng và hầu như chưa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật nhất là khi gặp triều cường kết hợp với gió bão, đặc biệt là trong xu thế nước biển ngày càng dâng cao

- Đặc điểm hệ thống đê biển, đê cửa sông vùng này là tuyến ngắn và bị chia

cắt nhiều bởi các cửa sông, đầm phá, dãy núi hoặc đồi cát Các tuyến đê hầu hết do dân tự đắp nên khá tạm bợ, chỉ một số ít đoạn đê được Nhà nước đầu tư xây dựng

có kết cấu khá vững chắc, một số đoạn đê được lát bê tông cả 3 mặt nhằm vừa đảm

bảo chống triều cường, ngăn mặn vừa đảm bảo yêu cầu thoát lũ

- Nhiệm vụ tuyến đê khu vực này là ngăn mặn đảm bảo yêu cầu thoát lũ, bảo

vệ mùa vụ, đất đai sản xuất nông nghiệp, lập thành vành đai dân cư cho từng làng, xóm riêng lẻ cũng như lấn biển để nuôi trồng thủy sản

Hình 1.12: Mặt cắt điển hình đê biển miền Nam

1: Thân đê; 2: Mái đê; 3: Chân khay kè; 4: Kè lát đỉnh đê

Đê chủ yếu là đắp bằng vật liệu địa phương toàn khối, hoặc hổn hợp nhiều khối

Phần lớn đê chưa được bảo vệ mái, hay lớp bảo vệ mái đã bị xuống cấp theo

thời gian Đê được bảo vệ 2 mặt do mực nước triều khu vực miền nam dâng cao nên

có hiện tượng xâm nhập, đê chịu tác động từ hai phía

1.3.2 Đặc điểm của đê, kè biển Quảng Trị

Quảng Trị là một tỉnh thuộc khu vực Trung trung bộ Có đường bờ biển dài 75Km là một tỉnh có tiềm năng kinh tế biển dồi dào Với hai hệ thống sông lớn: Hệ thống sông Thạch Hãn đổ ra Cửa Việt, hệ thống sông Bến Hải đổ ra Cửa Tùng Hiện trạng đê, kè biển tỉnh Quảng Trị đang còn thô sơ, chủ yếu đắp bằng vật liệu địa phương Đê thường được xây dựng trên nền đất cát hạt mịn với tầng cát dày

từ 3 đến 5m Vật liệu chủ yếu là đất và đá đổ kết hợp

Trong các đoạn trên có tuyến đê biển Vĩnh Thái huyện Vĩnh Linh dài 7Km, đã được nâng cấp giai đoạn 2 tương đối hoàn thiện

Hệ thống đê cát gồm 3 tuyến đê cát dài 29,65km và 3 tuyến đê phân thủy dài 18,93km, kéo dài từ huyện Gio Linh đến huyện Triệu Phong và Hải Lăng

Các tuyến đê có mặt kè đang còn đơn giản giãn chưa chống chọi được áp lực

sóng biển khi giông bão, đặc biệt là ảnh hưởng của dòng chảy dọc bờ, mái kè chủ yếu bằng đá đổ hoặc đá xếp Một số đoạn có các kết cấu phá sóng và bảo vệ chân bằng các khối Terapord 5T đến 7T hay các lăng trụ bê tông rỗng hình lục giác Nhìn chung hệ thống đê kè biển tỉnh Quảng Trị còn đơn giãn, nhiều nơi vẫn chưa được kiên cố hay xây dựng đáp ứng nhiệm vụ lâu dài, chủ yếu là các cồn cát được hình thành tự nhiên Những tuyến đê đã được đầu tư nâng cấp theo đúng nhiệm vụ thiết kế nhưng hàng năm vẫn có sự hư hỏng do lũ lụt và sự bào mòn của môi trường vàtheo thời gian; và một số nguyên nhân khác như dòng chảy, sóng lũ, thẩm lậu do địa chất kém Đặc biệt là trận lũ lịch sử năm 1999 đã làm các tuyến đê

hư hỏng nặng, có nhiều đoạn bị cuốn trôi Do nguồn vốn khắc phục hạn chế nên việc hàn gắn các tuyến đê chưa được nâng cấp kiên cố theo yêu cầu Nói chung đê biển tỉnh Quảng Trị cao trình thấp và mặt cắt nhỏ, chưa đủ so với nhiệm vụ thiết kế, hàng năm thường bị sạt lở, vở trôi nhiều tuyến đê, và chưa được sửa chữa nâng cấp kịp thời nên vẫn đang bị xuống cấp đặc biệt là các tuyến đê cửa sông Thạch Hãn và Cửa sông Bến Hải

Hình 1.13: M ột số công trình kè biển của tỉnh Quảng Trị

Hỡnh 1.14: Kố bi ển Cửa Tựng bị sạt lỡ sau đợt mưa lũ kộo dài năm 2010

1.4 Một số dạng cụng trỡnh bảo vệ đờ và bờ biển

1.4.1 Cỏc hỡnh dạng kết cấu mặt cắt đờ biển

Đờ biển thường xõy dựng dọc theo bờ biển nhằm bảo vệ làng mạc, ruộng đồng chống lại tỏc động phỏ hoại của dũng chảy và súng biển Trờn thế giới, đờ biển được xõy dựng nhiều nhất là ở Hà Lan Ở nước ta, đờ biển cũng được xõy dựng từ lõu và

cú độ dài đến hàng nghỡn cõy số Cú cỏc dạng kết cấu đờ biển sau:

m=3~5

1 4

m=2~3

5 6

7 8 9

sơ đồ mặt cắt đê biển dạng mái nghiêng

Phía biển phía ĐồNG

Nền đê

1 Mặt đê

2 Nền đê được bóc phong hóa 6 Lớp lót

3 Đất dắp thân đê

4 Trồng cỏ mái đê 7 Chân khay8 Lăng thể chống xói

5 Gia cố mái phía biển 9 Mương tiêu nước

10 Cây chắn sóng

10

Hỡnh 1.15: Mặt cắt ngang đờ biển mỏi nghiờng

Mặt cắt đờ cú dạng hỡnh thang, độ dốc mỏi đờ phớa biển theo tổng kết thụng thường

cú hệ số mỏi dốc m =3-5 Đờ mỏi nghiờng cú cỏc loại kết cấu chớnh như sau:

- Đờ đỏ đổ: Đổ lộn xộn khụng theo lớp, hoặc đổ theo lớp, lớp trờn đỏ cú kớch thước

lớn hơn lớp dưới, ngoài lớn trong nhỏ (rubble mound type);

- Đờ bằng cỏc khối bờ tụng (conrete block type)

- Đờ đất: Thõn đờ chủ yếu đắp bằng đất, mỏi đờ cú lớp gia cố Lớp gia cố mỏi cú cỏc loại kết cấu chớnh: Đỏ lỏt khan, đỏ xõy, đỏ đổ, tấm bờ tụng đỳc sẵn, bờ tụng đổ tại chỗchổ, bờ tụng nhựa đường, đất- xi măng, trồng cỏ

Ưu điểm đờ biển mỏi nghiờng thi cụng đơn giảngión, sử dụng vật liệu địa phương, tớnh thớch ứng với biến dạng của thõn đờ và phỏ hoại cục bộ của súng tương đối tốt Phự hợp với vựng cú địa chất yếu do ứng suất phõn bố đều trờn nền Giảm hiện tượng xúi chõn do dũng chảy dọc bờ hay phản xạ súng Với đờ mỏi nghiờng, trường hợp muốn nõng cấp sửa chữa tương đối thuận lợi Vớ dụ: cứng húa mặt đờ bằng bờ tụng, làm kố hay lỏt tấm bờ tụng bảo vệ mỏi đờ, nõng cao cao trỡnh đỉnh đờ bằng xõy tường chắn súng để hạn chế súng tràn hay nước biển dõng

Nhược điểm chủ yếu của đờ biển mỏi nghiờng là mặt cắt đờ lớn, khối lượng cụng trỡnh lớn và chiếm nhiều diện tớch; trong một phạm vi độ dốc nhất định, chiều cao súng leo lờn mỏi phớa biển khỏ lớn; trong trường hợp bói biển cú cao trỡnh thấp, do lỳc thi cụng luụn luụn yờu cầu đắp đất trước, gia cố mỏi sau, dễ gõy ra tỡnh trạng đất đắp bị cuốn trụi, cho nờn loại đờ này thường dựng ở mặt bói cao hơn mực nước cao của kỳ triều yếu

Đờ biển mỏi nghiờng thường được xõy dựng trờn nền trầm tớch, nền đất yếu, những vựng chịu tỏc động của súng khụng lớn, mực nước triều biến động khụng nhỏ

m=2~3

1

3 2

2 Nền đê được bóc phong hóa 4 Trồng cỏ mái đê

3 Đất dắp thân đê 5.Tường6 Lăng thể chống xói

7 Cây chắn sóng

7

Hỡnh 1.16: Mặt cắt đờ dạng tường đứng

Khối tường thân đê có thể bằng đá xây hoặc bê tông Với kết cấu đá xây, có thể

ở một số ít trường hợp là khối đá xây khan, không có vữa mà các tảng hoặc khối đá xếp chèn lên nhau

Ưu điểm của dạng này là có khả năng chịu áp lực sóng lớn do kết cấu thường là

bê tông hoặc bê tông cốt thép, tiết kiệm diện tích công trình, giảm chiều cao sóng leo

do hạn chế được chiều cao sóng leo, phù hợp với những vùng có thềm biển sâu Xét từ góc độ tác dụng của sóng, sóng trước đê tường đứng có phản xạ lớn, hình thái sóng có thể là sóng đứng hoặc sóng đứng không hoàn toàn, nên chiều cao sóng leo nhỏ hơn đê mái nghiêng, nhưng lưu tốc đáy do tường đứng gây ra khá lớn,

dễ gây xói chân đê Ngoài ra trước đê tường đứng cũng có thể xuất hiện sóng vỡ Lúc đó, tác dụng động lực của sóng rất mạnh, khi xô vào thân tường, sóng bắn tung lên rất nguy hiểm cho sự an toàn của đê Tính thích ứng của đê tường đứng với biến hình của thân đê tương đối kém, khi bị hư hỏng thường rất khó sửa chữa

Dạng mặt cắt đê biển tường đứng thường được sử dụng với những nơi chịu tác động của sóng lớn, mực nước biển biến động lớn, những nơi có địa chất nền tốt, khu vực có bãi trước sâu, nơi cần diện tích chiếm chổ của công trình ít như khu neo đậu tàu thuyền, bến cảng

m=3~5m=2~3

7 8 9

Hình 1.17: Sơ đồ mặt cắt ngang đê biển dạng hỗn hợp

Đõy là mặt cắt đờ cú cả phần mỏi nghiờng lẫn phần tường đứng Thường cú 2 cỏch kết hợp như sau:

- Mỏi đờ phớa biển cú kết cấu tường đứng phớa dưới, mỏi nghiờng ở trờn Cao trỡnh đỉnh tường đứng ở khoảng mực nước triều cao trung bỡnh

Đá không phân loại

Đất đắp Lớp chống xói

Đá

hộc

Đá dăm đệm

Hỡnh 1.18: Mặt cắt ngang đờ biển dạng hỗn hợp nghiờng, dưới đứng

- Loại thứ hai cú dạng trờn đứng dưới nghiờng Phần tường đứng được đặt trờn

bệ đỏ đổ mỏi nghiờng Đỉnh lăng thể mỏi nghiờng ở khoảng mực nước triều cao

Đá không phân loại

Đất đắp

Hỡnh 1.19: Mặt cắt ngang đờ biển dạng hỗn hợp trờn đứng, dưới nghiờng

Với hai sơ đồ mặt cắt này, cú thể nõng cấp gia cố mặt và mỏi phớa trong chống súng tràn hay bổ sung chiều cao tường xõy phớa biển

Hỡnh 1.20: Đờ biển dạng hỗn hợp giảm súng ổn định cửa sụng Dinh, Bỡnh Thuận

Thõn đờ cú thể làm bằng cỏc loại vật liệu khỏc nhau như tường bờ tụng đỏ xõy kết hợp thõn đờ đất (hỡnh 1.21e); tường bờ tụng và thõn đờ đất (hỡnh 1.21f); hỗn hợp thõn đờ đất, tường bờ tụng cốt thộp và múng tường bằng đỏ khụng phõn loại (hỡnh 1.21g)

Hình 1.21: Các dạng mặt cắt ngang đê biển hỗn hợp

Việc chọn mặt cắt nào là tuỳ thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn,

thủy hải văn, vật liệu, yêu cầu sử dụng và điều kiện thi công của từng khu vực Vì vậy để có thể có sự lựa chọn mặt cắt đê phù hợp với từng vùng cần phải có những nghiên cứu cụ thể về những điều kiện tự nhiên và xã hội của khu vực

1.4.2 Công n ghệ chống sạt lở bờ biển, đê biển

Đối với tất cả các công trình dạng mái nghiêng , dù ở xa bờ hay gần bờ đều cần bảo vệ mái Tuy nhiên ở các công trình bảo vệ bờ thì công trình bảo vệ mái có những đặc thù riêng Qua phân tích các kết cấu công trình áp dụng các hình thức kè trên thế giới và tài liệu tổng kết, đê biển nước ta đã phân loại kè bảo vệ mái như Hình 1.22

Hình 1.22: Các hình thức kè bảo vệ bờ và mái đê

* Các hình thức lát mái đã được sử dụng:

Kè lát mái có thể bằng đá đổ, đá xếp, đá xây, đá lát trong đó hình thức đá xây

và đá lát có chít mạch là loại kè có kết cấu đơn giản giãn nhất nhưng phổ biến ở nhiều nước có nhiều đá tự nhiên Khi xây dựng người ta sử dụng độ nhám lớn có góc cạnh không đều được đổ, xếp khít nhau hoặc xây và chít mạch Hình thức này được dùng khi có nguồn đá phong phú gần khu vực xây dựng, mái đê thoải, yêu cầu

thẩm mỹ công trình không cao Với hình thức này kè được xây bằng đá hộc gắn kết

với nhau bằng vữa xi măng, các khớp nối ngăn cách bằng bao tải nhựa đường, Trong phạm vi giữa các khối có lỗ thoát nước để giãm áp lực đẩy ngược của nước thoát ra từ thân đê

Hình 1.23: Mái đê và kè lát mái bằng đá rời

Kè lát mái bằng rọ đá, thảm đá

có thể là (1x1)m, (1x2)m, (2x4)m Thép làm rọ có đường kính từ 2 – 3mm ở dạng lưới và 6 – 10mm ở khung Rọ được đặt vào vị trí bảo vệ và được xếp đầy đá

Hình 1.24: Kè b ảo vệ mái bằng thảm và rọ đá

Kè lát mái dạng tấm, khối bê tông đổ tại chỗ chổ hay sử dụng các cấu kiện

bằng bê tông đúc sẵn có nhiều hình dạng khác nhau để bảo vệ mái đê có tác dụng giãm sóng:

Hình 1.25: C ấu kiện Tetrapod, Tribar, Dolos, Akmon (thứ tự từ trái qua phải)

Các cấu kiện trên có tính riêng biệt, hình dạng hợp lý và có khả năng tự liên

kết, tự điều chỉnh, có hình dạng đặc biệt và đã được áp dụng ở nhiều nước tiên tiến

Ví dụ ở Bulgaria, đê biển với mặt cắt ngang đặc biệt được bảo vệ với 2 hoặc 3 lớp

đá vỡ và tetrapod

Các hình thức kè bảo vệ mái chủ yếu bằng đá lát khan, đá xây, đá chít mạch,

bê tông đổ tại chổ, hay bằng tấm bê tông lắp ghép

- Kè lát mái bằng đá lát khan, kè lát mái bằng đá xây, đá chít mạch

Đối với những hình thức này dể dễ thi công, giá thành rẽrẻ, tuy nhiên không có tính thẩm mỹ, khả năng bảo vệ kém dễ bị phá hoại cục bộ do liên kết rời rạc

- Kè lát mái bằng bê tông đổ tại chỗchổ: Với hình thức này, mái kè có khả năng chịu lực tốt, thi công nhanh Tuy nhiên việc thi công khó khăn, tốn kém, dễ bị phá hoại trên diện rộng do liên kết giữa các khối Khả năng thích nghi với sự biến

có khả năng chịu lực tốt, khả năng thích nghi với biến dạng thân đê cao, dễ quản lý

và sữa chửa khi có hưu hỏng, có độ thẩm mỹ cao Tuy nhiên hình thức này đòi hỏi

tốn nhiều công khi thi công lắp ghép

Có nhiều loại cấu kiện đúc sẵn có kích thước và hình dạng khác nhau

+ Kè lát mái bê tông l ắp ghép tấm bản nhỏ hình vuông;

+ Kè lát mái bê tông t ấm lập phương;

+ Kè lát mái b ằng bê tông lắp ghép có ngàm liên kết 1 chiều;

+ Kè lát mái b ằng bê tông lắp ghép có ngàm 2 chiều TAC - 2, TAC – 3;

chế số 178/QĐ-118/QĐSC ngày 8 tháng 4 năm 1993, Cục sở hữu công nghiệp bộ Khoa học công nghệ và môi trường)

Hình 1.26: Kè lát mái b ằng cấu kiện bê tông TSC-178

Ta thấy rằng các hình thức kè bảo vệ mái rất phong phú và đa dạng, nhưng

việc áp dụng hình thức nào thì căn cứ vào điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội của

từng khu vực sao cho hệ thống kè đảm bảo ổn định và bảo vệ được mái đê

Một số loại cấu kiện khác được sử dụng bảo vệ mái đê ở nước ta trong các

hình 1.27a, 1.27b

Hình 1.27: M ột số hình thức bảo vệ mái

- Trồng cỏ gia cố mái đê

Cỏ có thể tồn tại dưới tác động của sóng và dòng chảy có vận tốc lớn khi tải trọng tác động trong một thời gian không dài và cỏ được chăm sóc tốt Ở Hà Lan có

rất nhiều công trình nghiên cứu về cường độ của cỏ và các kết quả nghiên cứu này

đã được tập hợp thành tài liệu TAW, 1998

Hình 1.28: Trồng cỏ Vetiver chống xói bảo vệ mái phía đồng ở Hà Lan

Đê biển phải chống đỡ sự tác dụng của sóng biển và sự phá hoại không kém phần nghiêm trọng do sự xâm thực của bãi biển trước đê Bãi biển bị dòng chảy, sóng ven bờ xáo xới, rửa trôi, làm mất bùn cát, ngày càng hạ thấp cao trình và gây xói vào bờ Các biện pháp bảo vệ đê biển từ bãi biển thường gồm 2 loại:

- Loại giảm sóng, để không cho sóng lớn tác động trực tiếp vào đê;

- Loại ngăn cát, giữ không cho dòng bùn cát đi ra khỏi khu vực bị xâm thực, gây bồi tụ để bãi không bị hạ thấp

Do đê biển có nhiều hạn chế không thể xây dựng thành một công trình quá vững chắc nên các biện pháp gián tiếp bảo vệ từ phía ngoài bãi tỏ ra khá hiệu quả và đem lại nhiều lợi ích khác ngoài chức năng bảo vệ đê như bảo vệ môi trường, chống bồi lấp cửa sông lân cận, tạo bãi tắm v.v…

Các biện pháp bảo vệ đê biển từ bãi biển:

- Hệ thống mỏ hàn

Hệ thống mỏ hàn có tác dụng ngăn chặn, cản trở đối với sóng có phương tiến vào xiên góc với đường bờ và đối với dòng chảy dọc bờ Mục tiêu của việc xây dựng mỏ hàn là giảm nhẹ lực xung kích của sóng đối với bờ biển, ngăn chặn bùn cát

chuyển động dọc bờ, kàm làm cho bùn cát bồi lắng vào khoảng giữa hai mỏ hàn,

mở rộng và nâng cao thềm bãi góp phần củng cố đê, bờ

Hình 1.29: Kè mỏ hàn ở Hà Lan Hình 1.30: Kè mỏ hàn ở Nghĩa Hưng

Nam Định

- Hệ thống đê ngầm giảm sóng

Đê giảm sóng có thể là tường giảm sóng cao hơn đỉnh mực nước hoặc tường ngầm (cao trình đê thấp hơn mực nước); có thể là tường liên tục (chạy suốt chiều dài đoạn bờ cần bảo vệ) hoặc tường đứt khúc (từng khúc ngắn đặt cách nhau trên cùng một tuyến)

Hình 1.31: Hệ thống đê giảm sóng ở bờ biển Nhật Bản

Tác dụng chủ yếu của đê giảm sóng là giảm sóng và gây bồi

Hình 1.32: Trồng cây chắn sóng ở Cà Mau

Trồng cây chắn sóng là một biện pháp kỹ thuật rất có hiệu quả để bảo vệ đê biển Khi được trồng theo đúng quy cách, cây lên tốt sẽ tiêu hao được năng lượng sóng nhờ lực cản do bản thân, cành, tán, lá cây tạo ra trên đường truyền sóng, làm

giảm nhỏ chiều cao sóng Ngoài ra cây chắn sóng còn có tác dụng bảo vệ môi trường và hạn chế tác động của nước biển dâng

- Nuôi bãi nhân tạo

Hình 1.33: Nuôi bãi nhân tạo để tạo bờ biển

Công trình nuôi bãi nhân tạo là loại công trình sử dụng phương pháp nhân tạo đưa bùn cát từ nơi khác đến bù vào khu vực bờ cần thiết bảo vệ để duy trì, cải thiện

sự ổn định của bờ biển hoặc tạo ra một bãi biển theo ý muốn, hoặc phục hồi trạng thái tự nhiên của cảnh quan

1.5 Kết luận chung:

Có rất nhiều hình thức đê, kè biển khác nhau, tuy nhiên việc ứng dụng các hình thức đó vào các công trình cụ thể cần phải được đánh giá, nghiên cứu và phân tích cụ thể để phù hợp với đặc điểm của từng khu vực như phù hợp với địa chất công trình, phù hợp với chế độ thủy hải văn và phù hợp với đặc điểm kinh tế của từng địa phương

Ở nước ta trong những năm qua đã có nhiều công trình nghiên cứu về đê, kè biển Việt Nam và đã được ứng dụng thực tế Tuy nhiên phần lớn công trình đó mới chỉ mang tính đối phó với những diễn biến hiện tại, trong đó rất ít công trình dự tính đến các biến đổi trong tương lai đặc biệt là biến đổi khí hậu toàn cầu mà chủ yếu là mực nước biển dâng