Thiết giải pháp bảo vệ cồn cát ven biển phước thể tuy phong – bình thuận

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 1 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển LỜI CẢM ƠN Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự cố gắng nỗ lực của bản thân và được sự hướng dẫn tận tình của T.S Thiều Quang Tuấn, cùng các thầy cô giáo trong khoa Kỹ thuật Biển - trường Đại học Thủy lợi, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp, với đề tài: “Thiết giải pháp bảo vệ cồn cát ven biển Phước Thể - Tuy Phong – Bình Thuận”. Quá trình làm đồ án tốt nghiệp, đã giúp em hệ thống lại kiến thức đã được học và giúp em biết cách áp dụng lí thuyết vào thực tế, làm quen với công việc thiết kế của một kỹ sư kỹ thuật bờ biển. Đây là đồ án tốt nghiệp sử dụng tài liệu thực tế công trình thủy lợi và vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học. Mặc dù đã cố gắng nhưng trong đồ án em chưa giải quyết hết các trường hợp có thể xảy ra, giới hạn nghiên cứu còn hạn hẹp. Bên cạnh đó trong quá trình tính toán và lựa chọn phương án thiết kế, do còn hạn chế về kiến thức và hiểu biết thực tế nên trong đồ này không tránh khỏi những sai sót. Em kính mong nhận được sự chỉ bảo, hướng dẫn, của các thầy cô giáo, giúp cho đồ án của em được hoàn chỉnh hơn, từ đó kiến thức chuyên môn cũng được hoàn thiện và nâng cao. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Thiều Quang Tuấn đã trực tiếp hướng dẫn, cung cấp tài liệu, thông tin, cũng như định hướng đồ án và tận tình chỉ bảo giúp đỡ em trong suốt quá trình làm đồ án. Cảm ơn gia đình, bạn bè, cùng tất cả các bạn trong lớp 49B, phòng 316 nhà 2, những người đã cùng em bước đi trong suốt 4 năm học vừa qua. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô giáo, Trường Đại học Thủy Lợi, Khoa Kỹ Thuật Biển đã tạo cho em một môi trường học tập lành mạnh, cho em những cơ hội để phấn đấu, rèn luyện, và trưởng thành trong suốt 4 năm học tập tại trường. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 25 tháng 06 năm 2011 Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Ngọc Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 2 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị MNTK Mực nước thiết kế m MNTB Mực nước trung bình m Biên độ triều max m Góc giữa đường bờ với hướng sóng tới Độ Atr.Max β γ, γB Trọng lượng riêng của nước, của vật liệu T/m3 ρ, ρb Khối lượng riêng của nước, của vật liệu KG/m3 m/s2 g Gia tốc trọng trường m Hệ số mái dốc m = cotgα T Chu kỳ sóng s P Tần suất m h Chiều sâu nước m Q Lưu lượng vận chuyển bùn cát V Vận tốc dòng chảy m/s Ru2% Chiều cao sóng leo m Hnd Chiều cao nước dâng m L0 Chiều dài sóng nước sâu m Tp Chu kỳ đỉnh phổ sóng s H0 Chiều cao sóng nước sâu m Zđđ Cao trình đỉnh đê m Hb Chiều cao sóng vỡ m γβ Hế số chiết giảm do hướng sóng tác dụng lên mái γf Hệ số ảnh hưởng do độ nhám mái đê q Lưu lượng tràn trung bình trên mỗi mét chiều dài công trình ξ0 Chỉ số đồng dạng sóng vỡ K Các hệ số an toàn (trong tính toán ổn định công trình) MC m3/năm m3/s/m Mặt cắt lựa chọn Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 3 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU................................................................................................2 MỤC LỤC..............................................................................................................................3 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG.....................................................................................6 1.1. Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực dự án.............................................6 i. Vị trí địa lý..................................................................................................................6 1.1.2 Đặc điểm địa hình..................................................................................................7 1.1.3 Địa chất..................................................................................................................7 1.2. Điều kiện dân sinh, kinh tế, xã hội..............................................................................9 1.2.1 Điều kiện dân sinh [1]:..........................................................................................9 1.2.2 Điều kiện kinh tế xã hội........................................................................................9 1.3. Đặc điểm khí hậu, khí tượng, thủy hải văn môi trường............................................10 1.2.3 Đặc điểm khí tượng, khí hậu...............................................................................10 1.2.4 Đặc điểm thuỷ văn sông ngòi..............................................................................11 1.2.5 Đặc điểm thuỷ văn nguồn nước...........................................................................12 1.2.6 Hải Văn................................................................................................................12 1.4. Đặc điểm địa chất và điều kiện xây dựng vật liệu địa phương.................................14 1.4.1 Đặc điểm địa chất................................................................................................14 1.4.2 Điều kiện xây dựng vật liệu địa phương.............................................................14 1.5. Điều kiện giao thông vận tải.....................................................................................14 1.6. Điều kiện bờ, bãi, tính chất bùn cát...........................................................................14 1.6.1 Điều kiện bờ, bãi.................................................................................................14 1.6.2 Tính chất bùn cát.................................................................................................15 1.7. Giải pháp và quy hoạch bờ hiện có...........................................................................15 1.8. Hiện trạng hình thái xói bồi và tính cấp bách của công tác bảo vệ bờ......................16 1.9. Kết luận và kiến nghị mở đầu...................................................................................17 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN DIỄN BIẾN HÌNH THÁI.........................18 2.1. Phân tích mức độ chi phối của các điều kiện thủy hải văn đến điều kiện hình thái của khu vực dự án............................................................................................................18 i. Ảnh hưởng của nước dâng trong bão và gió mùa.....................................................18 2.1.2 Ảnh hưởng của dòng chảy sông..........................................................................19 2.1.3 Tác động của sóng...............................................................................................20 2.2. Tính toán các điều kiện thủy lực chi phối chủ yếu....................................................22 2.3. Định lượng quy luật vận chuyển bùn cát chủ đạo.....................................................24 2.4. Đánh giá nguyên nhân diễn biến hình thái................................................................28 2.4.1 Kết luận...............................................................................................................29 2.4.2 Kiến nghị về yêu cầu bảo vệ...............................................................................30 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT VÀ PHÂN TÍCH CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ.....................30 3.1. Tổng quan về các giải pháp.......................................................................................30 i. Giải pháp phi công trình............................................................................................31 3.1.2 Các giải pháp công trình......................................................................................31 3.2. Đề xuất quy hoạc bảo vệ...........................................................................................32 Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 4 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển 3.3. Đề xuất các giải pháp khả thi chủ yếu.......................................................................32 3.4. Phân tích, lựa chọn giải pháp thiết kế ......................................................................33 3.5. Đặc điểm và yêu cầu nhiệm vụ của phương án lựa chọn..........................................35 3.6. Kết luận về giải pháp.................................................................................................35 CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN THỦY HẢI VĂN THIẾT KẾ................................................36 CHO PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN.......................................................................................36 4.1. Xác định cấp công trình [3].......................................................................................36 ii. Xác định cấp đê........................................................................................................36 4.1.2 Xác định tiêu chuẩn an toàn................................................................................37 4.2. Xác định tuyến xây dựng và vị trí bố trí công trình..................................................37 4.3. Thành phần mực nước thiết kế [2]............................................................................38 4.4. Tính toán các tham số sóng nước sâu cho thiết kế....................................................40 4.4.1 Xác định chiều cao sóng nước sâu thiết kế.........................................................40 4.4.2 Xác định chu kỳ sóng nước sâu thiết kế..............................................................41 4.4.3 Chiều dài sóng nước sâu được tính theo công thức.............................................41 4.4.4 Độ dốc sóng.........................................................................................................42 4.5. Xác định chế độ sóng tại chân công trình.................................................................42 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ...........................................................46 THEO PHƯƠNG ÁN CHỌN..............................................................................................46 5.1. Các cơ chế phá hoại của đụn cát...............................................................................46 5.2. Sơ bộ lựa chọn các giải pháp kết cấu........................................................................47 5.2.1 Kết cấu lõi, thân công trình.................................................................................47 5.2.2 Các phương án kết cấu lớp áo bảo vệ ngoài........................................................48 5.2.3 Các dạng kết cấu bảo vệ chân kè [ 4]..................................................................48 5.3 Tính toán phân tích các kích thước hình học cho các mặt cắt thiết kế điển hình.......49 5.3.1 Ảnh hưởng của kết cấu và điều kiện hình học đến chiều cao đê.........................49 5.3.2 Xác định cao trình đỉnh đê..................................................................................51 5.3. Tính toán chi tiết kích thước kết cấu, kích thước lớp áo cấu kiện bảo vệ thân, đầu đê và chân đê....................................................................................................................55 5.3.1 Tính toán kích thước kết cấu, cấu kiện................................................................55 5.3.2 Xác định phạm vi bảo vệ chân............................................................................58 5.4. Tính toán bố trí mặt cắt kết cấu, cấu kiện trên mặt cắt ngang...................................58 5.4.1 Đỉnh kè................................................................................................................58 5.4.2 Mái phía biển.......................................................................................................59 5.4.3 Mái phía trong đầm.............................................................................................59 5.4.4 Lớp chuyển tiếp...................................................................................................60 5.5. Tính toán ổn định mái đê bằng phần mềm PLAXIS.................................................60 5.5.1 Giới thiệu về phần mền Plaxis [6].......................................................................60 5.5.2 Ứng dụng phần mền Plaxis V.8.2 để tính ổn định cho mái kè thiết kế...............61 5.6. Đề xuất phương án vận hành, duy tu, bảo dưỡng công trình....................................70 CHƯƠNG 6: THI CÔNG KÈ BIỂN....................................................................................71 6.1. Thi công phần đất......................................................................................................71 6.1.1 Đắp mái kè...........................................................................................................71 Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 5 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển 6.1.2 Thi công cọc bê tông dự ứng lực, xếp rọ đá, trải thảm đá...................................71 6.2. Thi công bê tông........................................................................................................71 6.3. Thi công vải lọc, lớp đệm..........................................................................................71 Thi công dăm đệm...........................................................................................................72 Thi công cấu kiện............................................................................................................72 6.4. Mặt bằng thi công......................................................................................................72 6.5. Một số yêu cầu khi thi công......................................................................................72 CHƯƠNG 7: CHUYÊN ĐỀ MÔ HÌNH TÍNH TOÁN XÓI TRONG BÃO.......................73 7.1. Mở đầu......................................................................................................................73 7.2. Tính theo xói theo phương pháp mô hình.................................................................73 7.2.1 Giới thiệu về mô hinh Wadibe – CT...................................................................73 Cơ sở của phương pháp...................................................................................................74 Các bước thực hiện tính toán theo mô hình WADIBE - CT...........................................75 7.2.2 Hiệu chỉnh mô hình.............................................................................................76 7.2.3 Kiểm tra độ nhạy mô hình...................................................................................76 7.2.4 Kết quả tính toán cho các mặt cắt trước và sau khi có công trình.......................80 7.3. Tính theo xói theo phương pháp kinh nghiệm..........................................................84 7.4. So sánh kết quả mô hình WADIBE-CT và mô hình xói kinh nghiệm......................88 7.5. Giải pháp nuôi đụn cát trong bão..............................................................................89 7.4.1 Nuôi đụn cát trong bão........................................................................................89 7.4.2 Kiểm tra mặt cắt xói sau khi nuôi đụn cát bằng mô hình WADIBE...................90 7.6. Kết Luận....................................................................................................................92 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................................92 8.1. Kết Luận....................................................................................................................92 8.2. Kiến nghị...................................................................................................................93 Tài Liệu Tham Khảo...........................................................................................................93 Phụ Lục.................................................................................................................................94 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU..............................................................................................98 MỤC LỤC............................................................................................................................99 Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 6 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực dự án i. Vị trí địa lý Phạm vi nghiên cứu là khu vực cồn cát xã Phước Thể huyện Tuy Phong tỉnh Bình Thuận. Nằm trên khu vực thuộc huyện Tuy Phong tỉnh Bình Thuận, vùng nghiên cứu có vị trí địa lý : Từ 11013’51.79’’ đến 11016’16.69’’ vĩ Bắc, Từ 108043’40.37’’ đến 108046’ kinh Đông. Ranh giới khu vực : Phía Bắc và Đông Bắc giáp xã Vĩnh Hảo. Phía Đông và Đông Nam giáp Biển Đông. Phía Nam và Tây Nam giáp thị trấn Liên Hương. Phía Tây và Tây Bắc giáp xã Phú Lạc. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 7 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Hình 1.1. Bản đồ hành chính khu vực nghiên cứu xã Phước Thể - Tuy Phong –Bình Thuận 1.1.2 Đặc điểm địa hình Là một xã ven biển, địa hình chủ yếu của xã phần lớn chủ yếu là cồn cát và cát dọc ven biển của xã. Các cồn cát ở đây có dạng lượn sóng, độ cao từ 60 – 222 m. Phía ngoài là các cồn cát trắng xen lẫn giữa các cồn cát đỏ và vàng có độ cao từ 60 – 80 m. Sát biển là những cồn cát vàng đang trong thời kỳ phát triển và di động dưới tác dụng của gió, độ cao trung bình từ 10 – 15 m. Đồng bằng phù sa ven biển nhỏ, hẹp do sông Liên Hương nằm trong lưu vực sông Lòng Sông bồi đắp. 1.1.3 Địa chất Căn cứ vào tài liệu địa chất trong giai đoạn khảo sát khu vực Phước Thể - Tuy Phong – Bình Định có thể chia thành các lớp đất sau: - Lớp 1: Lớp cát vàng lẫn xám đen kết cấu kém chặt, lẫn nhiều vỏ sò, có chiều dày Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 8 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển từ 0,5m đến 1,0m. Xuất hiện ở các hố khoan HK1, HK2, HK3, HK4, HK5, HK6, HK7, và HK8. - Lớp 2: Lớp đá cuội sỏi màu xám đen, xám nâu lẫn ít cát màu xám xanh phía trên là đá cuội có đường kính lớn hơn 10cm, phía dưới là đá cuội có đường kính nhỏ hơn. Đây là lớp đất không dính, đá cuội có đường kính tương đối lớn nên không lấy được mẫu nguyên dạng, mẫu lấy về không đại diện cho hết lớp đất vì vậy trong phòng thí nghiệm không xác định được các chỉ tiêu cơ học; lớp 2 có chiều dày trong khoảng từ 2,53,8m. - Lớp 2a: Lớp cát xám đen, lẫn và xen kẹp đá cuội sỏi, các hạt sỏi và đá cuội có đường kính từ trung đến lớn hơn 10cm, chỉ lấy được mẫu nguyên dạng ở 2 vị trí: Hố khoan 1 (mẫu 1-3) và hố khoan 6 (mẫu 6-3), còn ở những hố khoan khác và vị trí khác trong lớp không lấy được mẫu nguyên dạng nên không xác định được các chỉ tiêu cơ học trong phòng thí nghiệm. - Lớp 3: Lớp á sét màu xám xanh xen lẫn xám vàng, đôi chỗ có xen lẫn các hòn sạn nhỏ, trạng thái từ cứng đến dẻo mềm, khoan đến đáy hố chưa xác định được chiều dày lớp. Các hố khoan bố trí khảo sát gần bờ biển, mực nước ngầm không ổn định nên không đo mực nước ngầm tại các hố khoan. Bảng 1.1: Đặc trưng cơ lý các lớp đất Khu vực xây dựng kè đê biển Phước Thể, huyện Tuy Phong, Bình Thuận TT 1 2 3 4 5 Các đặc trưng tính toán Trọng lượng riêng (T/m3) Dung trọng tự nhiên (γtn) Dung trọng khô tính toán (γk) Thành phần hạt (%) Sét Bụi Cát Sỏi, sạn Tỷ trọng (D) Độ sệt (B) Sức chống cắt Góc ma sát tiêu chuẩn ( ϕ o) Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 1 Lớp 2 Lớp 2a Lớp 3 1,57 1,37 - 1,78 1,53 1,99 1,65 3,7 2,3 93,2 13,31 2,69 - 5,3 16,7 - 7,8 4,3 36,9 15,91 2,68 - 14,3 9,9 63,3 18,27 2,66 0,03 25o59' - 22o03' 22o23' Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 9 Góc ma sát trong tính toán ( ϕ tt) Lực dính tiêu chuẩn Ctc (Kg/cm2) Lực dính tính toán Ctt (Kg/cm2) 6 Hệ số thấm Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển 15o23' 0,05 0,03 - 0,06 - 12o37' 0,23 0,17 4,2x10-3 - 4,2x10-3 4,2x10-6 * Nhận xét: Đặc điểm địa chất công trình trong khu vực đại diện cho cấu tạo địa chất trầm tích bờ biển, các lớp đất do khô sét có địa chất tương đối không đồng nhất. Lớp 2 và 2a có nhiều cuội nhỏ, hàm lượng hạt thô ( hạt có đường kính > 2mm) chiếm hơn 50% trọng lượng hạt, ở độ sâu dưới 7m có gặp lớp đất á sét lẫn cuội sỏi, nhưng cũng không đồng nhất và chưa xác định rõ chiều dày lớp. 1.2. Điều kiện dân sinh, kinh tế, xã hội 1.2.1 Điều kiện dân sinh [1]: Theo niên giám thống kê huyện Tuy Phong năm 2008 tổng dân số của toàn huyện là 140.646 người, trong đó dân số của xã Phước Thể là 11.669 người trên 10,090 km2 diện tích của xã, mật độ dân số là 1.156 người/1km 2 trong khi đó mật độ dân số của toàn huyện là 177 người/1km 2. Như vậy sự mật độ dân số của Phuớc Thể là khá cao, do dân cư chủ yếu tập chung ở những vùng kinh tế ven biển là chủ yếu. Vì vậy cần sớm có những giải pháp phát triển kinh tế xã hội ở các vùng khác nhau tránh sự tập chung dân cư không đồng đều. 1.2.2 Điều kiện kinh tế xã hội Tổng GDP toàn tỉnh năm 2005 đạt: 3.828 tỷ đồng, tốc độ tăng trưởng GDP bình quân giai đoạn 2000 - 2005 là: 12,01%/năm. - Cơ cấu tổng sản phẩm của Bình Thuận (GDP) năm 2005: Nông - Lâm - Thủy sản: 32,14%; Công nghiệp - Xây dựng: 29,37% và Thương mại - Dịch vụ: 38,49%. - Giá trị sản xuất Nông - Lâm - Thủy năm 2005 (giá hiện hành) đạt : 4.671,81 tỷ đồng; trong đó, nông nghiệp: 3.262,12 tỷ đồng, lâm nghiệp: 179,67 tỷ đồng và thủy sản: 1.230,02 tỷ đồng. - Tốc độ tăng trưởng GDP ngành Nông - Lâm - Thủy và diêm nghiệp từ năm 2000 đến 2005 khá ổn định: Thấp nhất là 6,52%/năm (2002) và cao nhất là 8,36%/năm (2003). - Tổng số vốn đầu tư xây dựng cơ bản cho Nông - Lâm - Thủy và diêm nghiệp năm 2005: 280 tỷ đồng, chiếm 9,6% tổng vốn đầu tư. Vốn vay phát triển Nông Lâm - Thủy năm 2005 là: 1.061,63 tỷ đồng; trong đó, vốn vay trung và dài hạn: 305,8 tỷ đồng, vốn vay ngắn hạn: 755,83 tỷ đồng. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 10 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển - Theo quy hoạch tổng thế, xã Phước Thể là một trong những khu vực trọng điểm phát triển kinh tế của tỉnh: phát triển cảng cá Liên Hương ở phía Nam, xây dựng khu vực đầm Phước Thể đến năm 2015 thành nơi nuôi và chế biến tôm lớn nhất của tỉnh[1], bên cạnh đó phát triển diêm nghiệp tận dụng nguồn lao động dư thừa trong huyện. - Những lợi thế trong phát triển kinh tế - xã hội: + Bình Thuận có kinh tế du lịch phát triển mạnh nên nhu cầu tiêu thụ nông - thủy sản hàng hóa có chất lượng cao tăng nhanh, tạo động lực thúc đẩy sản xuất phát triển. + Nguồn lợi hải sản có trữ lượng lớn cộng với ngư dân giàu kinh nghiệm trong khai thác, góp phần duy trì ngành kinh tế mũi nhọn là ngư nghiệp liên tục phát triển. + Những năm gần đây, Trung ương và địa phương đã tập trung đầu tư lớn xây dựng công trình thủy lợi để cấp nước tưới, tiêu úng, chống lũ, đã và đang phát huy hiệu quả trong việc hình thành nền nông nghiệp thâm canh, tăng vụ và tăng năng suất. - Những khó khăn và hạn chế trong phát triển kinh tế - xã hội: + Khả năng vốn ngân sách tỉnh và của nông - ngư - diêm dân hạn chế, trong khi yêu cầu đầu tư lớn. + Công nghiệp chế biến ít hỗ trợ cho nông - lâm - ngư - diêm nghiệp phát triển. + Chất lượng nguồn nhân lực còn nhiều bất cập trong sản xuất nông sản hàng hóa. Việc nghiên cứu, bố trí hợp lý các cơ sở sản xuất, đẩy mạnh phát triển kinh tế xã hội là nhiệm vụ quan trọng đặt ra cho các ngành, các cấp, nhất là việc khai thác, sử dụng tài nguyên khoáng sản, phát triển công nghiệp và các ngành nghề tiểu thủ công nghiệp. 1.3. Đặc điểm khí hậu, khí tượng, thủy hải văn môi trường 1.2.3 Đặc điểm khí tượng, khí hậu Nằm trong vùng khô hạn nhất nước, với những đặc trưng cơ bản là mưa ít, nắng, gió nhiều và không có mùa Đông giá rét. Khí hậu chia thành 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau. Trong mùa mưa, lượng mưa tập trung chủ yếu vào 3 tháng 8,9,10. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 11 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Nhiệt độ không khí trung bình 26,90 C, trong tháng 4 và tháng 5 nhiệt độ trung bình lên tới 280C - 290 C (cao nhất tuyệt đối 350 C), nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất (tháng 1) là 24,70 C. Lượng mưa trung bình hàng năm là 800mm, nhưng phân bố không đều giữa các tháng trong năm. Trong mùa mưa (từ tháng 6 đến tháng 11) lượng mưa chiếm trên 90% tổng lượng mưa cả năm, mùa khô (tháng 12 đến tháng 5 năm sau), lượng mưa chỉ chiếm dưới 10% tổng lượng mưa cả năm. Tình trạng khô hạn, thiếu nước nghiêm trọng cho sản xuất và đời sống trong mùa khô là vấn đề rất cần thiết phải được nghiên cứu giải quyết. Trong các tháng 1, 2, 3, 4, 10, 11 và 12 hướng gió thịnh hành chủ yếu là hướng Đông và Đông Bắc, tốc độ trong đất liền cấp 2-3 chiều ở ven biển cấp 4 -5, ngoài khơi cấp 5 biển động nhẹ. Một số đợt không khí lạnh mạnh tràn về, kết hợp ảnh hưởng của gió Tín phong Đông Bắc mạnh nên ngoài khơi có gió Đông Bắc mạnh cấp 6 - 7 có lúc giật trên cấp 7, biển động đến động mạnh vào các thời kỳ: Một số ngày vào giữa và cuối tháng 01, thời kỳ đầu tháng 03, một số ngày vào giữa tháng 04; và nửa cuối của hai tháng 11 và 12. Từ giữa tháng 05 đến hết tháng 09 khu vực Bình Thuận nằm trong thời kỳ gió mùa Tây Nam hoạt động ổn định; trong đất liền gió thịnh hành chủ yếu hướng Tây và Tây Nam cấp 2 - 3. Ngoài khơi có gió Tây Nam mạnh cấp 6 - 7 vào các thời kỳ cuối tháng 6 đến hết đầu tháng 07, thời kỳ giữa tháng 08. Trong tháng 09 gió Tây Nam suy yếu dần - biển lặng. Nhìn chung, các yếu tố khí hậu thời tiết có những mặt thuận lợi cho cây trồng sinh trưởng và phát triển, cho phép bố trí đa dạng hoá cây trồng vật nuôi. Nhưng bên cạnh những mặt thuận lợi, các thông số về khí hậu thời thiết cũng phản ánh khó khăn lớn nhất là tình trạng khô hạn kéo dài, thiếu nước nghiêm trọng cho sản xuất và đời sống trong suốt mùa khô, không đáp ứng được yêu cầu tăng vụ và tăng năng suất cây trồng. Nghiên cứu xây dựng hệ thống thuỷ lợi để giữ nước và phân phối nước là nhiệm vụ đặt ra hết sức quan trọng đối với phát triển kinh tế – xã hội của huyện. 1.2.4 Đặc điểm thuỷ văn sông ngòi Chảy qua khu vực xã Phước Thể, Sông Liên Hương bắt nguồn từ lưu vực Sông Lòng Sông, một trong 7 lưu vực sông chính của Tỉnh. Lưu vực sông Lòng Sông bắt nguồn từ nội tỉnh đổ ra biển qua cửa sông Liên Hương với chiều dài lưu vực là 45 km, diện tích lưu vực 511 km 2. Cũng giống như các lưu vực sông khác do đặc điểm Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 12 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển địa hình chia cắt mạnh, sông suối đều có đặc điểm chung là ngắn và dốc, diện tích lưu vực nhỏ, mật độ mạng lưới sông thưa thớt nên thường gây ra lũ lụt vào mùa mưa và thiếu nước nghiêm trọng trong mùa khô. Cần nghiên cứu để tiếp tục thực hiện việc đầu tư nâng cấp và xây dựng mới các công trình thủy lợi tích trữ nước và phân phối nước là giải pháp hết sức quan trọng. Nhằm tăng thêm nguồn nước cho phát triển sản xuất nông nghiệp, đồng thời cung cấp nguồn nước cho các nhà máy xử lý nước sạch cho sinh hoạt và sản xuất công nghiệp 1.2.5 Đặc điểm thuỷ văn nguồn nước Do ảnh hưởng của chế độ mưa mùa nên chế độ dòng chảy trong các sông suối trong vùng cũng có tính phân mùa rõ rệt đó là mùa khô và mùa mưa (lũ). + Mùa mưa (lũ): Trong mùa lũ lượng nước trong các lưu vực sông tăng dần theo chế độ mưa mùa (từ tháng 5 đến tháng 10). Đỉnh lũ thường rơi vào tháng 10, sau đó do ảnh hưởng của bão, nên dòng chảy vẫn còn lớn cho đến tháng 11. + Mùa khô: Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 04, các sông suối gần như khô kiệt. Nguồn nước lúc bấy giờ chỉ còn là lượng nước trữ trong đất, rất hạn chế. Nguyên do là vì sông ngắn, có độ dốc lớn, địa chất thường là dễ thấm mất nước, thảm thực vật đang ngày càng thu hẹp, không còn khả năng giữ nước. Thời gian kiệt nước căng thẳng nhất từ tháng 02 đến tháng 04, không khí khô và nóng, dòng chảy gần như khô cạn. Hầu hết các các sông suối có diện tích nhỏ hơn 50 km2 đều không còn nước hoặc còn nhưng không đáng kể. 1.2.6 Hải Văn b. Mực nước triều Theo kết quả đo đạc và tài liệu thống kê thì chế độ triều tại Phước Thể rất phức tạp. Đây là vùng chuyển tiếp chế độ nhật triều ở phía Bắc và chế độ bán nhật triều ở phía Nam. Hàng tháng số ngày có chế độ nhật triều nhiều hơn số ngày có chế độ bán nhật triều một ít. Các số liệu thống kê khoảng 10 năm từ năm 1986 đến 1995 cho thấy biên độ triều trong tháng 11/1995 là cao nhất đạt từ 120 ÷ 140 cm. Do đặc điểm địa hình Phước Thể nên có thể phân biệt được hai hướng triều lên và xuống rõ rệt. Triều lên theo hướng Đông Nam và triều xuống theo hướng Tây Bắc. Khi triều lên dòng triều đổ vào mũi Cà Ná vòng đến khu vực bờ biển xã Phước Thể và khi triều xuống thì có xu hướng ngược lại. Theo số liệu thống kê trong Phụ Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 13 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển lục Hướng dẫn thiết kế đê biển tại khu vực Phan Thiết - Bình Thuận thì các đặc trưng mực nước max, trung bình, min theo tháng tại khu vực trong giai đoạn từ năm 1986 đến năm 1995 như sau: Bảng 1.2: Bảng thống kê mực nước triều tại một số trạm [2] Tên trạm Phan Thiết 10055;108006 Hòn Dấu 20040;106049 Cực trị theo chu kỳ 19 năm Cực trị thiên văn Mực Mực nước nước max min (cm) (cm) Mực nước TB (cm) Ngày tháng năm max (cm) Ngày tháng năm min (cm ) 200 21/12/1987 314 11/07/1987 52 300,06 59,05 191 1 23/12/1987 15/12/1989 404 404 04/07/1989 -7 401,96 -9,42 Tham khảo các tài liệu thực đo của trạm Phan thiết (Bình Thuận), Hòn Dấu (Hải Phòng) bằng phương pháp phân tích tương quan, đã xác định được các thông số mực nước triều theo hệ tọa độ Quốc Gia. c. + Mực nước triều cao nhất: + 1,23 m ; + Mực nước triều thấp nhất: - 1,39 m ; + Mực nước trung bình : + 0,09 m. Nước dâng: Dưới tác dụng của áp lực gió đặc biệt khi có gió bão hoặc áp thấp nhiệt đới, nước trên biển chuyển động trên phương truyền sóng vào bờ, bị bờ chặn lại tạo nên hiện tượng nước dâng hoặc gió thổi từ bờ kéo nước ra. Hiện tượng nước dâng, nước rút đều gây ra hiện tượng xói lở bờ, rất nguy hiểm cho người dân sống sát bên bờ lở. Do bờ biển Phước Thể trùng với hướng Bắc Nam nên chịu tác động trực tiếp của nhiều hướng sóng khác nhau, nhưng do độ dốc biển rất thoải nên khi sóng truyền vào gần bờ do ảnh hưởng của ma sát đáy nên năng lượng sóng bị tiêu hao rất nhanh, nhất là trong trời kỳ nước cường, cho nên việc đo đạc các đặc trưng sóng rất khó khăn. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 14 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển 1.4. Đặc điểm địa chất và điều kiện xây dựng vật liệu địa phương. 1.4.1 Đặc điểm địa chất Đặc điểm địa chất công trình trong khu vực đại diện cho cấu tạo địa chất trầm tích bờ biển, các lớp đất do khô sét có địa chất tương đối không đồng nhất. Lớp 2 và 2a có nhiều cuội nhỏ, hàm lượng hạt thô ( hạt có đường kính > 2mm) chiếm hơn 50% trọng lượng hạt, ở độ sâu dưới 7m có gặp lớp đất á sét lẫn cuội sỏi, nhưng cũng không đồng nhất và chưa xác định rõ chiều dày lớp. Theo kết quả khảo sát địa chất trong giai đoạn NCKT cho thấy: Địa chất công trình là cát hạt thô, mịn chiếm trong thành phần hạt từ ( 70÷90%) rất dễ bị di chuyển khi có ngoại lực tác dụng. Nên yêu cầu của việc thăm dò nghiên cứu kỹ lưỡng khi áp dụng công trình vào là rất cần thiết để đảm bảo công trình khi đưa vào sử dụng. 1.4.2 Điều kiện xây dựng vật liệu địa phương Với điều kiện địa chất, địa hình khá phức tạp với cấu tạo địa chất trầm tích bờ biển, với các cồn cát chiếm chiếm chủ yếu. Điều kiện vật liệu địa phương ở đây có thể nói là không nên việc bố trí công trình cần phải xem xét đánh giá một cách hợp lý. 1.5. Điều kiện giao thông vận tải Trên địa bàn xã có đường Quốc lộ 1A đi qua, rất thuận lợi cho việc giao lưu kinh tế, giao thông đi lại của xã đến các trung tâm kinh tế khác của huyện, tỉnh và các tỉnh lân cận khác trong vùng Duyên hải miền Trung, vùng trọng điểm kinh tế phía Nam và Tây Nguyên. Do đó, rất thuận lợi trong mối liên kết và hợp tác phát triển các ngành kinh tế biển. 1.6. Điều kiện bờ, bãi, tính chất bùn cát 1.6.1 Điều kiện bờ, bãi Bờ biển khu vực Phước Thể thuộc kiểu đường bờ đụn cát và bãi cát. Các cồn cát có dạng lượn sóng, độ cao từ 60 – 222 m. Phía ngoài là các cồn cát trắng xen lẫn giữa các cồn cát đỏ và vàng có độ cao từ 60 – 80 m. Bãi biển ở đây thoải độ dốc bãi vào khoảng m = 150, bãi cát mịn, cát trắng nước biển trong việc khai thác tiềm năng phát triển du lịch dịch vụ là rất lớn. Tuy nhiên hiện nay các đụn cát và bãi cát đang bị xói lở rất nghiêm trọng đường bờ đang bị thu hẹp dần. Nguyên nhân dẫn đến xói lở đường bờ là do sóng kết hợp với triều Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 15 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển cường và các dòng ven bờ gây ra vì vậy cần có những giải pháp bảo vệ khu vực bờ biển này 1.6.2 Tính chất bùn cát Bùn cát đáy biển: Các mẫu bùn cát được phân tích thành phần cấp phối hạt theo tiêu chuẩn Việt Nam ( TCVN 4198-95). Thành phần hạt bùn cát đáy vùng biển Phước Thể được phân bố trong bảng sau: Bảng 1. 3: Phân bố thành phần hạt bùn cát đáy vùng biển Phước Thể. Thành phần hạt P (%) Sạn sỏi >10 Hạt cát 10 ÷ 5,0 5,0 ÷ 2,0 2,0 ÷ 1,0 1,0 ÷ 0,5 0,5 ÷ 0,25 0,25 ÷ 0,1 0,1 ÷ 0,05 mm mm mm mm mm mm mm mm 4,25 6,45 10,65 10,7 23,05 15,2 18,7 11 Cấp phối hạt bùn cát bãi biển Phước Thể là loại bùn cát có đường kính hạt từ 0,05-10 mm, cá biệt có một số đường kính > 10 mm ( chỉ chiếm 4,25%). Trong số loại bùn cát có đường kính từ 0,05 – 2 mm chiếm tỷ lệ 79%. Sự tổ hợp cấp phối hạt bùn cát bãi biển cũng không đều, đường kính hạt bình quân của bùn cát bãi biển là D = 0,35mm. 1.7. Giải pháp và quy hoạch bờ hiện có Là một xã có diện tích đất ven biển khá lớn, có độ lớn triều cao lợi thế phát triển nuôi tôm thâm canh công nghiệp. Để nâng cao hiệu quả sử dụng đất, tỉnh đã quy hoạch 350 ha để phát triển nuôi tôm công nghiệp tại Quyết định số 31/2005/QĐUBND ngày 29/4/2005. Hiện nay, khu quy hoạch nuôi tôm xã Phước Thể là vùng nuôi tôm công nghiệp chủ yếu của huyện Tuy Phong và của tỉnh Bình Thuận, gồm có 9 dự án nuôi tôm công nghiệp với tổng diện tích 254,5 ha (72,7% diện tích quy hoạch), chủ yếu của các doanh nghiệp, tổ chức kinh tế đầu tư. Phía Nam của huyện là cửa sông Liên Hương tại đây đã xây dựng cảng cá Liên Hương là một trong hai cảng cá lớn của huyện Tuy Phong tập trung nhiều tàu thuyền qua lại đáp ứng nhu cầu của nhân dân, giải quyết tốt nguồn lao động trên địa bàn xã. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 16 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Với đường bờ biển dài, bãi biển thoải, cát mịn, nước biển trong là nơi lý tưởng để phát triển du lịch và dịch vụ. Với tiềm năng và thế mạnh đang có hiện nay huyện Tuy Phong và tỉnh Bình Thuận đang chung tay cố gắng có những phương pháp nhằm phát huy tối đa những tiềm năng này trong tương lai không xa. 1.8. Hiện trạng hình thái xói bồi và tính cấp bách của công tác bảo vệ bờ Phước Thể là một xã ven biển có đường bờ biển dài với những bãi cát, đụn cát lớn, phía nam là cửa sông Liên Hương, là nơi có mật độ dân cư đông đúc, cuộc sống của nhân dân phụ thuộc chủ yếu vào biển. Nhưng trong những năm gần đây do diễn biến thời tiết hết sức phức tạp nên các cửa biển bị xói lở nặng nề. Cụ thể như khu vực Cảng cá tại cửa sông Liên Hương của thị trấn, đã bị ảnh hưởng của những đợt sóng biển dữ dội do áp thấp nhiệt đới kết hợp với triều cường và lũ bão đã làm cho cửa biển đã bị xâm thực khá mạnh và sâu. Tại các bãi cát và đụn cát dọc ven biển xã Phước Thể đã bị xói lở khá lớn, chiều dài xói lở khoảng 1km, có những chỗ ăn sâu vào đất liền khoảng 20 ÷ 30m. Đặc biệt là vào tháng 09/2003, do áp thấp kết hợp với triều cường sóng biển đã làm sập 02 căn nhà cấp IV và 23 căn nhà khác phải tháo dỡ và di dời, hiện tại khả năng diễn biến sạt lở vẫn tiếp tục xảy ra đe dọa trực tiếp đến an toàn của các hộ dân tại khu vực, đồng thời uy hiếp tính mạng và tài sản của người dân sinh sống ven biển trên toàn tuyến.  Nguyên nhân sạt lở đường bờ: Nguyên nhân gây nên xói lở bờ biển xã Phước Thể gồm 3 nguyên nhân chính: - Sóng kết hợp với triều cường dâng cao: Hướng gió chính là hướng Đông Bắc và Tây - Nam với tần suất xuất hiện p = 90% gây ra hiện tượng sóng và triều cường tác động trực tiếp với đường bờ lở đây chính là nguyên nhân chính gây ra sạt lở bờ. - Dòng chảy (dòng chảy ven bờ, dòng chảy sóng, dòng bùn cát, dòng triều): Trong 2 mùa gió Đông - Bắc và Tây - Nam, vận tốc dòng chảy là khá lớn đối với độ dốc bãi ven bờ (V = 0,71m/s). Vận tốc này đủ khả năng khởi động, vận chuyển bùn cát, vật chất và kéo theo đất từ trong đường bờ lở gây ra hiện tượng xói lở công trình. Ngoài ra khi đột biến về thời tiết (bão, ATNĐ) vận tốc dòng chảy có tốc độ gần 2m/s, rất nguy hiểm cho khu vực dân cư sống sát ven bờ lở khu vực công trình. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 17 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển - Địa chất công trình ven bờ: Theo kết quả khảo sát địa chất trong giai đoạn NCKT cho thấy: Địa chất công trình là cát hạt thô, mịn chiếm trong thành phần hạt từ ( 70÷90%) rất dễ bị di chuyển khi có ngoại lực tác dụng.  Những giải pháp chính cho đoạn biển lở ở Phước Thể là: - Giảm bớt sức công phá của sóng bằng các công trình phá sóng từ xa. - Ngăn chặn sự di chuyển dọc của bùn cát dưới tác dụng của dòng chảy ven bờ và dòng chảy sóng. - Tạo một lớp áo giáp đủ sức chống lại sự công phá của sóng không cho biển lấn sâu vào trong bờ lở. 1.9. Kết luận và kiến nghị mở đầu Bình Thuận là một tỉnh nam Trung Bộ, có bờ biển dài hơn 192 km, có tiềm năng phát triển kinh tế to lớn, đã và đang đóng vị trí quan trọng trong đời sống của hàng chục khu dân cư với hàng chục vạn nông ngư dân sinh sống. Đây là địa phương mà kinh tế biển, kinh tế du lịch, dầu khí đóng góp tỉ lệ lớn cho nền kinh tế của tỉnh. Tuy nhiên, trong những năm gần đây tình hình xâm thực, xói lở bờ khá nghiêm trọng. Ở nhiều khu vực trên địa bàn tỉnh, biển ngày càng xâm thực sâu vào bờ, làm mất nhiều diện tích đất, gây nhiều thiệt hại đối với nhà cửa của nhân dân, công trình công cộng, các khu du lịch nổi tiếng như Hàm Tiến - Mũi Né, Đồi Dương - Đức Long, Phước Lộc - LaGi, Phước Thể - Tuy Phong. Cùng với tần suất lũ, bão xảy ra ngày càng nhiều, đe dọa đến đời sống của người dân. Hệ thống các công trình đê, kè chống xói lở đê biển của Bình Thuận đã được xây dựng qua nhiều thời kỳ nhưng chưa có quy hoạch tổng thể, thiếu thống nhất về tuyến, các chỉ tiêu kỹ thuật của công trình phần lớn chưa đề cập đến nhu cầu kết hợp, phục vụ đa mục tiêu, thiếu tầm nhìn phát triển bền vững và lâu dài. Vì vậy, một số công trình đê, kè hiện tại chưa có đủ khả năng phòng chống các trận lũ, bão lớn và nước biển dâng cũng như phục vụ cho mục tiêu phát triển kinh tế dân sinh. Đây là điều trăn trở và bức xúc của các cấp lãnh đạo, người dân tỉnh Bình Thuận cũng như các nhà khoa học nghiên cứu về chỉnh trị sông biển. Nằm trong Chương trình nâng cấp, củng cố đê biển từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang, thực hiện chủ trương của tỉnh Bình Thuận về việc lập quy hoạch các công trình chống xói lở bờ biển nhằm từng bước xây dựng hoàn thiện hệ thống kè ven biển, chống hiện tượng biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Hiện nay có rất nhiều dự án đã và đang tiến hành: Thu thập tài liệu, đo mới tài liệu cơ bản địa hình, hải Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 18 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển văn; Đánh giá hiệu quả của các công trình đã xây dựng; Xác định mực nước triều thiên văn thích ứng với tần suất; Ứng dụng mô hình toán để xác định nguyên nhân, quy luật xói bồi và dự báo xói bồi theo phương án tuyến quy hoạch. Từ đó xác định tuyến quy hoạch công trình bảo vệ bờ biển đến năm 2020; Nghiên cứu, đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ biển kết hợp với trồng rừng ven biển; Ứng dụng công nghệ mới, vật liệu mới thích hợp cho công trình bảo vệ bờ biển, thiết kế định hình công trình bảo vệ bờ biển; Nghiên cứu đề xuất hệ thống lưới trạm quan trắc thủy hải văn, bùn cát ven biển Bình Thuận nhằm cung cấp số liệu điều tra cơ bản, phục vụ công tác phòng chống thiên tai, đa ngành; Khái toán kinh phí thực hiện toàn bộ quy hoạch đề xuất, phân kỳ, phân đoạn đầu tư, đề xuất vốn và biện pháp tổ chức thực hiện; Tổ chức Hội thảo, Viết báo cáo quy hoạch, các bản đồ quy hoạch…  Mục đích của đề tài : Xuất phát từ những vấn đề trên, đề tài cần đạt được : + Đánh giá được diễn biến biến đổi của đường bờ biển Phước Thể - Tuy Phong – Bình Thuận. + Đưa ra được những phương án bảo vệ cồn cát Phước Thể - Tuy Phong – Bình Thuận. + Đánh giá hiện tượng xói lở trong bão qua các trường hợp bằng mô hình toán Wadibe - CT CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN DIỄN BIẾN HÌNH THÁI 2.1. Phân tích mức độ chi phối của các điều kiện thủy hải văn đến điều kiện hình thái của khu vực dự án i. Ảnh hưởng của nước dâng trong bão và gió mùa Theo kết quả đo đạc và tính toán tại khu vực nghiên cứu Phước Thể thì chế độ triều tại khu vực này rất phức tạp. Đây là vùng chuyển tiếp giữa chế độ nhật triều ở phía Bắc và chế độ bán nhật triều ở phía Nam. Hàng tháng số ngày có chế độ nhật triều nhiều hơn số ngày có chế độ bán nhật triều. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 19 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Theo thống kê Phụ lục Hướng dẫn thiết kế đê biển 14TCN–130–2002 tại trạm Phan Thiết – Bình Thuận đã xác định mực nước như sau ( hệ tọa độ Quốc Gia ): + Mực nước triều cao nhất : + 1,23 m; + Mực nước triều thấp nhất : - 1,39 m; + Mực nước trung bình : + 0,09 m; + Mực nước dâng ( P =5%) : + 1,2 m; Hình 2.1: Ảnh hưởng của nước dâng nước rút gây xói lở bờ biển Dưới tác dụng của áp lực gió đặc biệt khi có gió bão hoặc áp thấp nhiệt đới, nước trên biển chuyển động trên phương truyền sóng vào bờ bị chặn lại tạo lên hiện tượng nước dâng hoặc gió từ bờ kéo nước ra. Hiện tượng nước dâng, nước rút do chế độ triều phức tạp gây ra hiện tượng xói lở khó lường rất nguy hiểm cho người dân sống sát bên bờ lở 2.1.2 Ảnh hưởng của dòng chảy sông Khu vực dự án nằm trên vùng cửa sông Liên Hương đổ ra biển nên chịu ảnh hưởng lớn của sự tương tác giữa sông với triều, nước dâng trong bão từ phía ngoài biển. Đây là một trong những nguyên nhân gây nên sự biến đổi đường bờ. Trong mùa lũ lượng nước trong các lưu vực sông tăng dần theo chế độ mưa mùa (từ tháng 5 đến tháng 10). Đỉnh lũ thường rơi vào tháng 10, sau đó do ảnh hưởng của bão, nên dòng chảy vẫn còn lớn cho đến tháng 11. Do sông ngắn, có độ dốc lớn, địa chất thường là dễ thấm mất nước, thảm thực vật đang ngày càng thu hẹp, không còn khả năng giữ nước.Tháng kiệt nhất của sông suối tỉnh Bình Thuận thường rơi vào tháng 3, lưu vực sông Lòng Sông thường rơi vào tháng 02. Từ tháng 03 trở đi, do biến động của thời tiết bất thường nên đôi khi xuất hiện lũ tiểu mãn với cường độ 0,2 đến 0,4 m3/s.km2. Khi lũ xuất hiện, mực nước sông dâng cao làm ngập các khu vực bờ bãi ven sông mà nơi đây thường là những lớp đất có kết cấu kém bền Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 20 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển vững khi bị ngâm lâu trong nước sẽ bị bở rời, trong điều kiện mực nước lũ rút nhanh sẽ dễ bị mất ổn định gây nên tình trạng xói lở bờ, chân đê một cách mạnh mẽ. 2.1.3 Tác động của sóng Gió không chỉ tác động trực tiếp gây xói lở đường bờ qua hiện tượng cát bay cát nhảy, mà nó còn gián tiếp gây xói lở thông qua việc tạo ra sóng, các dòng chảy, mà các yếu tố dòng chảy và sóng là những tác nhân trực tiếp gây xói lở đường bờ. Gió bão gây ra sóng lớn và các dòng chảy trong bão có thể làm biến động các luồng lạch, sạt lở bờ sông. Tuy nhiên, những biến động trên chỉ tồn tại trong một khoảng thời gian nào đó, không mang tính thường kỳ. Sóng do gió bão và do các phương tiện giao thông thuỷ cũng là một trong những nguyên nhân chính gây xói lở bờ. Đặc biệt tại cửa sông Liên Hương nơi có cảng cá Liên Hương là nơi tàu thuyền qua lại nhiều nên khi có gió mạnh, tàu thuyền qua lại trên sông gây nên sóng va đập vào bờ làm mất ổn định đường bờ. a. Tác động của sóng trong bão Sóng trong bão gây ra biến đổi đường bờ theo hướng ngang bờ và có tính chất xói cấp tính, mang tính đơn lẻ nhưng mãnh liệt theo mùa, do đó nếu xét theo một khoảng thời gian dài thì không gây ra sự biến đổi đường bờ biển sau khi bị xói lở có thể tự phục hồi về trạng thái tự nhiên ban đầu (thường sau 1 mùa). Nhưng xét trên cục diện thì nó lại tác động rất lớn lên lên các đụn cát và bãi cát này, nó gây xói lở và biến đổi hình thái bờ biển Phước Thể rất nghiêm trọng. Hình 2.2: Diễn biến biến đổi đường bờ trong bão Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 21 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Dưới tác động của sóng trong bão, hình thành nên quá trình động lực hình thái như các dòng phản hồi ở đáy, các hiện tượng bất đối xứng của sóng...gây lên các quá trình vận chuyển bùn cát đáy và bùn cát lơ lững gây xói lỡ bờ biển. Bên cạnh đó là sự mất cân bằng của các đụn cát do các loại tải trọng trong điều kiện bão sinh ra như dòng chảy, mực nước, sóng… dưới tác dụng của bão các tải trọng này lớn dần gây mất ổn định trượt mặt và mất cân bằng phía chân gây ra hiện tượng sạt lỡ đụn cát, bùn cát bị sạt lỡ này nhờ quá trình động lực bùn cát sẽ bị vận chuyển đi gây xói lỡ bờ biển rất nghiêm trọng. b. Tác động của sóng khí hậu Sóng khí hậu là nguyên nhân chính gây nên sự thay đổi diễn biến đường bờ biển theo hướng dọc bờ. Theo số liệu đo đạc được của trạm hải văn Phú Quý – Bình Thuận, từ biểu đồ hoa sóng trong 12 tháng. Trong các tháng 1,2, 3, 4, 10, 11 và 12 hướng gió thịnh hành chủ yếu là hướng Đông và Đông Bắc. Hướng sóng chủ đạo cả năm là : hướng Đông Bắc chiếm tỷ lệ khoảng 40.3 % vì vậy có thể dự đoán được quá trình vận chuyển bùn cát tại khu vực dự án do dòng ven bờ gây ra làm xói lỡ bờ biển Phước Thể. Hình 2.3: Hoa sóng cả năm tính theo số liệu đo đạc tại trạm hải văn Phú Quý – Bình Thuận Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 22 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Bảng 2.1: Phân cấp hướng sóng và chiều cao sóng chính trạm Phú Quý – Bình Thuận STT HS Phần trăm xuất hiện ( P %) EN 1 0.15 4.80 2 0.5 7.00 3 0.7 6.80 4 1.35 5.00 5 1.6 4.00 6 1.75 4.20 7 2.4 4.00 8 2.75 2.50 9 3.75 2.00 ∑ 40.30 * Nhận xét: Với độ cao sóng từ HS = 0,15 ÷ 0,7 ( m ) là những độ cao sóng nhỏ, có thể xem như không đáng kể (vùng lặng sóng) khi tính toán ta có thể bỏ qua những độ cao sóng này. 2.2. Tính toán các điều kiện thủy lực chi phối chủ yếu Từ biểu đồ hoa sóng Hình 2.1 ta xác định được các hướng sóng chính chủ đạo là: hướng Đông Bắc ( EN ) chiếm khoảng 40 % trong đó 20 & là vùng lặng sóng. Để tính toán lượng vận chuyển bùn cát theo hướng ven bờ, trước tiên ta cần xác định mặt cắt đại diện cho đoạn đường bờ tương ứng với các góc phương vị đường bờ và các yếu tố thủy lực chi phối tác dụng lên từng mặt cắt đó. Hình 2.4: Các mặt cắt đại diện được lựa chọn Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 23 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Từ biểu đồ hoa sóng (hình 2.1), bảng số liệu phân cấp hướng sóng và chiều cao sóng (bảng 2.1) ta có các thông số sóng cho từng hướng. a. Xác định các thông số tại vùng nước sâu:  Chu kỳ sóng thiết kế: Theo kinh nghiệm, có thể xác định chu kỳ sóng dựa vào tương quan giữa chu kỳ sóng và chiều cao sóng nước sâu tại vùng biển Bắc Bộ và Trung Bộ, thống kê cho T < 9s, H < 22,6 m ( Nguyễn Xuân Hùng, 1999 ):  Tm = 5,41.HS 0,16   Bước sóng:  TP = 1,1.Tm  g  2π Lo =   2 2 ÷.T = 1,56.T  Vận tốc truyền sóng tại nước sâu. Co = Lo T Góc giữa đường đỉnh sóng với đường đẳng sâu như sau: giả thiết các đường đẳng sâu song song với bờ từ đó ta có bảng các hướng sóng so với bờ tương ứng với 3 mặt cắt lựa chọn : Hình 2.5: Góc sóng tới tương ứng với các MC lựa chọn Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 24 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Bảng 2.2: Góc sóng so với đường bờ tương ứng với các mặt cắt Mặt Cắt Góc phương vị Góc sóng tới φ0 ( 0 ) đường bờ (0) EN MC 1 1570 680 MC 2 1150 690 MC 3 980 530 b. Xác định chiều cao vùng sóng vỡ : Ở trên đã xác định được các thông số sóng nước sâu. Tuy nhiên khi truyền vào vùng nước nông thì các chỉ số sóng sẽ bị thay đổi. Tại vị trí có γ b =0.75 thì sóng vỡ do ma sát đáy. Xác định các thông số sóng vỡ ( Φ b , Hb) bằng modun Sediment transport with CERC của phần mềm Cress để phục vụ cho việc tính toán vận chuyển bùn cát ven bờ. Hình 2.6 : Modun tính toán góc sóng và chiều cao sóng vỡ 2.3. Định lượng quy luật vận chuyển bùn cát chủ đạo Để đánh giá mức độ mức độ biến đổi hình thái bờ biển, cần tính toán lượng vận chuyển bùn cát theo hướng dọc bờ và ngang bờ. Vận chuyển bùn cát dọc bờ gây ra biến hình đường bờ theo hướng dọc theo chiều dài của bờ biển, mà nguyên nhân chủ yếu là do sóng khí hậu gây ra. Đây là Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 25 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển thành phần tác động tuy không lớn trong một thời đoạn ngắn, nhưng nó có tính chất thường xuyên. Vì vậy, nên nếu xét trong cả một chu kỳ thì nó gây nên ảnh hưởng lớn đến đường bờ. Vận chuyển bùn cát ngang bờ làm thay đổi hình dạng mặt cắt bờ theo hướng vuông góc với bờ. Nguyên nhân chính gây nên sự biến hình này là do tác động của sóng và nước dâng hình thành trong bão. Tuy nhiên nó chỉ mang tính chất cấp tính nên xẽ được xeys ở phần chuyên đề sau. ∗ Xác định lượng vận chuyển bùn cát theo hướng dọc bờ: Theo công thức CERC (1966), ta có:  ρ g QL = K   16 γ ( ρ − ρ ) ( 1 − n ) b s   5/2 ÷H b ,rms sin(2φb ) ÷  (m3/s) (2.1) Trong đó: - QL: Lượng vận chuyển bùn cát tính cho 1 năm ; - K: Hệ số Cress : K = 1.4*e-2.5*Dn50 (tính với Hrms) • Dn50 = 0.35 mm ta tính được K = 0.661 (m3/s) - Hb: Chiều cao sóng tại đường sóng vỡ - Φ b : Góc sóng tại đường sóng vỡ Thay giá trị các đại lượng trong bảng phụ lục vào công thức (2.1) để tính lưu lượng vận chuyển bùn cát qua các mặt cắt tính toán trong thời đoạn là 1 năm theo 3 hướng sóng chủ đạo là NE, SW, W. Kết quả tổng hợp trong các bảng sau:  Xét MC 1 với góc phương vị đường bờ 1570 N : - Hướng sóng EN : với φ0 = 68 0 ; K = 0.661 Bảng 2.3: Bảng tính toán vận chuyển bùn cát tại mặt cắt 1 (P15) Hs T Hb Hbrms φb Qtinh (m) (s) (m) (m) ( 0) 1.35 6.24 0.63 0.445 1.6 6.42 1.19 0.841 Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Qthực tế ( m3/s ) % xuất hiện ( m3/s ) 20 0.013 5 0.0007 21 0.068 4 0.0027 Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 26 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển 1.75 6.51 1.29 0.912 21 0.083 4.2 0.0035 2.4 6.85 1.71 1.209 24 0.186 4 0.0074 2.75 7,00 1.94 1.372 24 0.255 2.5 0.0064 3.75 7.35 2.58 1.824 26 0.551 2 0.0110 0.0317  Tổng lượng bùn cát tại mặt cắt 1 là : Q1 = 0.0317 m3/s = 999105,3 m3/năm  Xét MC2 với góc phương vị đường bờ 1150N: Hướng sóng EN : với φ0 = 69 0 ; K = 0.661 Bảng 2.4: Bảng tính toán vận chuyển bùn cát tại mặt cắt 2 (P33) Hs (m ) T Hb Hbrms φb Qtinh (s) (m) (m) ( 0) 1.35 6.24 1 0.707 1.6 6.42 1.17 1.75 6.51 2.4 Qthực tế ( m3/s ) % xuất hiện ( m3/s ) 20 0.042 5 0.0021 0.827 21 0.065 4 0.0026 1.27 0.898 21 0.080 4.2 0.0033 6.85 1.68 1.188 23 0.172 4 0.0069 2.75 7,00 1.91 1.351 24 0.245 2.5 0.0061 3.75 7.35 2.23 1.577 25 0.372 2 0.0074 0.0285  Tổng lượng bùn cát tại mặt cắt 2 là : Q2 = 0,0285 m3/s = 898832,6 m3/năm  Xét MC 3 với góc phương vị đường bờ 980 N : Hướng sóng EN : với φ0 = 53 0 ; K = 0.661 Bảng 2.4: Bảng tính toán vận chuyển bùn cát tại mặt cắt 2 (P33) Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 27 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Hs (m ) T Hb Hbrms φb Qtinh (s) (m) (m) ( 0) 1.35 6.24 1.24 0.877 1.6 6.42 1.44 1.75 6.51 2.4 Qthực tế ( m3/s ) % xuất hiện ( m3/s ) 19 0.069 5 0.0035 1.018 19 0.100 4 0.0040 1.56 1.103 20 0.128 4.2 0.0053 6.85 2.08 1.471 22 0.284 4 0.0113 2.75 7,00 2.35 1.662 23 0.399 2.5 0.0099 3.75 7.35 3.14 2.220 25 0.876 2 0.0175 0.0517  Tổng lượng bùn cát tại mặt cắt 3 là : Q3 = 0,0517m3/s = 1628914 m3/năm  Quy ước: - Q (-) là lượng vận chuyển bùn cát theo hướng Bắc  Nam ; - Q (+) là lượng vận chuyển bùn cát theo hướng Nam  Bắc. Tổng hợp lượng vận chuyển bùn cát từ 3 mặt cắt trên trong 1 năm ta được bảng sau: Bảng 2.5: Tổng hợp lượng vận chuyển bùn cát trong 1 năm Mặt cắt Q (m3/năm) Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc MC1 - 999105,3 MC2 MC3 - 898832,6 - 1628914 Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 28 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Hình 2.7: Diễn biến biến đổi lưu lượng bùn cát  Nhận xét: Theo kết quả tính toán qua từng mặt cắt cho thấy : - Từ MC1 đến MC2 : Mỗi năm bùn cát theo hướng NE mang đến MC1 một lượng là S1 = 999105,3 m3/năm, xét đến MC2 bùn cát theo hướng NE mang từ MC1 mang đến đến MC2 là 898832,6 m3/năm, như vậy chênh lệch sức vận chuyển bùn cát giữa 2 mặt cắt khoảng ∆ S= + 0,1 triệu m3/năm, lượng bùn cát này sẽ gây bồi tại MC1. - Từ MC2 đến MC3 : Tại MC2 lưu lượng bùn cát là S 2= 898832,6 m3/năm, nhưng tại MC3 lưu lượng bùn cát S3= 1628914 m3/năm theo hướng sóng NE như vậy ta có thể thấy tại khu vực MC2 bị xói một lượng là ∆ S= - 0,73 triệu m3/năm, lượng bùn cát này sẽ được chuyển đến MC3 gây bồi tại đây. 2.4. Đánh giá nguyên nhân diễn biến hình thái Dựa vào số liệu sóng, hướng sóng, như trên đã xác định được diến biến hình thái của đoạn bờ biển xã Phước Thể. Theo đó bờ biển có hiện tượng xói mãn tính, bùn cát bị xói lỡ nghiêm trọng nhất từ mặt cắt 2 (MC2) sang mặt cắt 3 (MC3) với mỗi năm khoảng ∆ S = - 0,73 triệu m3/năm. Phía Bắc của khu vực nghiên cứu là cửa của hồ Phước Thể đã bị đóng lại không có sự cung cấp bùn cát cho khu vực bờ biển này. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 29 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Hình 2.7: Địa hình khu vực nghiên cứu Cửa sông Liên Hương nằm ở phía Nam của đường bờ, nhưng hàng năm chỉ đưa ra biển lượng bùn cát rất nhỏ từ trong đất liền , nhỏ hơn rất nhiều lượng bùn cát bị mất đi. Lượng bùn cát từ thượng lưu sông Liên Hương chủ yếu bồi lấp tại cửa sông Liên Hương vào mùa kiệt cộng với bùn từ phía trên xuống. Do điều kiện sông ngắn và dốc nên vào mùa lũ vận tốc dòng chảy thường lớn, đổ ra biển do cửa sông bị đóng nên vận tốc lũ có thể gây hư hại đoạn bò phía nam của Phước Thể này, vì vậy cần có giải pháp chú trọng bảo vệ vị trí này Qua quá trình đánh giá, tham khảo các tài liệu và tính toán có thể thất khu vực dự án Phước Thể tồn tại hai dạng xói lỡ mãn tính và cấp tính. Vì vậy để đảm bảo an sinh xã hội, phát triển kinh tế vùng cần phải có giải pháp bảo vệ hợp lý đoạn đường bờ này. 2.4.1 Kết luận Để xác định chính xác lượng bùn cát bị chuyển dịch, cần nghiên cứu và tính toán tất các yếu tố chi phối đến quá trình vận chuyển hay bồi lắng của bùn cát như đã nêu ở trên. Trong khuôn khổ của bài báo cáo này chỉ đưa ra số liệu bị dịch chuyển dọc bờ trong vùng sóng vỡ do tác động của sóng khí hậu gây nên, mà chưa xét đến các khía cạnh khác. Theo đó, bờ biển thuộc xã Phước Thể đang phải chịu nguy cơ bị xói lở cao đe dọa những bãi cát và đụn cát dọc ven biển, đặc biệt là hiện Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 30 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển tượng xói lỡ trong bão vì vậy cần phải đưa ra cá biện pháp bảo vệ cấp bách, kết hợp giữa các lợi ích chống mất đất, bảo vệ vùng đất phía trong khỏi bị xâm nhập mặn, ổn định cuộc sống cho nhân dân địa phương, giúp an sinh xã hội, phát triển du lịch... 2.4.2 Kiến nghị về yêu cầu bảo vệ Như đã nêu ở mục 2.1, khu vực bờ biển xã Phước Thể đang phải chịu các yếu tố bất lợi, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự ổn định của đường bờ như thủy triều, sóng khí hậu, sóng và nước dâng trong bão,... trong khi công trình bảo vệ bờ hiện có ở đây chỉ là một tuyến đê đá đổ tạm thời, có cao trình đỉnh đê thấp, chỉ mang tính chất chống xói lở và quy mô nhỏ, độ an toàn là không cao. Hình 2.8 Kè Phước Thể, huyện Tuy Phong Vì vậy, UBND và chính quyền địa phương cần có biện pháp gia cố, bảo vệ bằng cách đầu tư xây dựng một công trình kiên cố dọc theo chiều dài dải bờ biển từ vị trí cửa sông Liên Hương đến hết khu vực xã Phước Thể dọc ven biển. CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT VÀ PHÂN TÍCH CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ 3.1. Tổng quan về các giải pháp Với dạng đường bờ là các bãi cát và đụn cát, bờ biển Phước Thể có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các khu dân cư phía trong, chống xâm nhập mặn từ biển vào... Nhưng hiện nay qua quá trình khảo sát và đánh giá bờ biển Phước Thể đang Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 31 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển bị xói lở nghiêm trọng, theo đánh giá ở Chương 2 tại khu vực nghiên cứu tồn tại cả hai dạng xói lỡ là xói do dòng ven bờ và xói ngang bờ. Nghiêm trọng nhất chủ yếu là xói ngang bờ do sóng bão gây ra làm mất ổn định những đụn cát dọc ven biển, gây ảnh hưởng lớn đến đời sống nhân dân trong khu vực. Nhiệm vụ của giải pháp bảo vệ bờ là bảo vệ khu đất phía sau công trình giảm khả năng chịu ảnh hưởng của các yếu tố thời tiết bất lợi, gây ra những tác hại như xói lở, mất đất, xâm nhập mặn..., bảo vệ người và đất đai trong khu vực. Từ đó, có thể áp dụng đưa ra các giải pháp sau để đánh giá: i. Giải pháp phi công trình - Dự đoán, cảnh báo trước nguy cơ tai biến. Đây biện pháp phi công trình quan trọng nhất, nhằm đưa ra các phương án đối phó hợp lý và kịp thời di dời trong tình trạng khẩn cấp. Tuy nhiên, để thực hiện điều này, cần phải có công cụ dự báo chính xác dựa trên cơ sở khoa học chắc chắn, phù hợp. - Đầu tư quy hoạch, khai thác và sử dụng hợp lý các nguồn lợi tự nhiên trên lãnh thổ. Từ đó, cần có những nghiên cứu định hướng phát triển không gian vùng ven biển một cách có khoa học, có tính đến khả năng xảy ra tai biến xói lở theo từng mức độ khác nhau ở mỗi vùng - Trồng cây chắn sóng: Tại vị trí cuối đoạn bờ biển còn bãi, cùng với biện pháp xây dựng kè mỏ cắt sóng, trồng cây chắn sóng là một biện pháp kỹ thuật rất có hiệu quả giảm chiều cao sóng, chống xói lở bờ biển, tăng khả năng bồi tụ, chống sạt lở đê. 3.1.2 Các giải pháp công trình Giải pháp công trình có tác động trực tiếp tới các tác nhân gây ra tai biến, và hạn chế thiệt hại cho một khu vực cụ thể một cách . Tuy nhiên, giải pháp này thường tốn kém, đôi khi có thể gây ra các tác động xấu cho khu vực khác. Do đó, nhất thiết phải có tính toán chi tiết trước khi lựa chọn phương án cụ thể. Thông thường người ta sử dụng kết hợp nhiều biện pháp khác nhau để khắc phục những điểm yếu của mỗi biện pháp. Những biện pháp công trình thường được sử dụng: Biện pháp xây dựng các công trình chặn dòng chảy ven bờ, phá sóng hoặc tiêu năng lượng sóng, hộ bờ trên các đoạn bờ có nguy cơ xói lở, trượt lở hoặc bồi tụ cao ở ven bờ. Các loại công trình có thể sử dụng : + Kè hộ mái bảo vệ bờ ( mái ngoài, mái trong chống sóng tràn đỉnh đê). Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 32 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển + Hệ thống kè mỏ hàn chặn dòng ven bờ và có tác dụng tiêu năng sóng. + Đê phá sóng hoặc giảm sóng vùng ven bờ. Nhìn chung, nên kết hợp giữa các biện pháp công trình và phi công trình khác nhau nhằm khai thác tối đa những ưu điểm của từng giải pháp, phù hợp với điều kiện tự nhiên và yêu cầu của khu vực, đồng thời có tính đến chi phí để đầu tư xây dựng. 3.2. Đề xuất quy hoạc bảo vệ Trên cở sở phân tích nguyên nhân và biện pháp đưa ra để bảo vệ vùng bờ, cần phải có một quy hoach khu vực cụ thể. Theo đó, cần phải tiến hành đồng thời các biện pháp công trình, có thể bao gồm: - Làm kè để giữ ổn định đụn cát - Thiết kế hệ thống kè mỏ hàn, chống lại xói lỡ do dòng dọc bờ. - Quy hoạch xác định hoàn chỉnh đê chính theo tuyến ổn định để đắp bổ xung, củng cố lại quy mô của công trình. - Phía Nam của khu vực là cửa sông Liên Hương cần nghiên cứu tính toán mức độ ảnh hưởng qua lại của sông Liên Hương và quy luật vận chuyển bùn cát để đưa ra giải pháp bảo vệ phù hợp. - Trên tuyến kè chính những đoạn có xu thế địa hình bất lợi hoặc có công trình đầu mối kiên cố phải được gia cố bằng các vật liêụ bền vững, kiên cố như cấu kiện bê tông đúc sẵn hoặc đá xây v.v... 3.3. Đề xuất các giải pháp khả thi chủ yếu Qua phân tích các điều kiện tự nhiên và dân sinh kinh tế xã hội, có thể đưa ra các phương án bảo vệ bờ biển Phước Thể để nghiên cứu như sau:  Giải pháp 1: Nuôi đụn cát. Đây là một giải pháp phổ biến trên thế giới, đối tốt với các khu vực bờ biển đang có hiện tượng xói lở. Đó là việc cung cấp một lượng cát cho bãi biển, nhằm ngăn chặn xu hướng rút của đường bờ. Lượng bùn cát cho quá trình này lớn và kích thước bùn cát cung cấp phải phù hợp với bùn cát tại bờ biển này. Chu kỳ bổ sung bùn cát từ 2 – 5 năm, đồng thời phải liên tục kiểm tra quá trình bùn cát bồi xói để có những giải pháp hợp lý.  Giải pháp 2: Hệ thống kè mỏ hàn kết hợp với gia cố đụn cát bằng kè biển. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 33 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Đây là giải pháp cứng hóa đường bờ bằng bê tông hoặc đá đổ, có tác dụng ngăn mặn, chống xói, bảo vệ bờ rất hiệu quả. Nó vừa ngăn cản được dòng xói ngang bờ và xói dọc bờ biển rất hiệu quả. Đồng thời kết hợp với các biện pháp khác tăng độ ổn định cho đường bờ như chồng cây giữ cát..  Giải pháp 3: Đập chắn sóng xa bờ. Đập chắn sóng xa bờ là một trong những giải pháp công trình nhằm ngăn chặn xói lở bờ biển, và đã được áp dụng rộng rãi ở một số nước. Các công trình đập chắn sóng được xây dựng ngoài khơi, song song và cách bờ biển một khoảng nhất định.  Giải pháp 4: Hệ thống kè mỏ hàn chữ T bảo vệ bờ. Kè mỏ hàn chữ T là công trình chạy dài từ bờ ra ngoài phía biển theo hướng ngang bờ, là sự kết hợp giữ đập phá sóng và kè mỏ hàn. Hệ thống công trình này có tác dụng giữ lại vật liệu, ổn định cục bộ trong một khu vực, ngăn cản sự vận chuyển bùn cát dọc bơ và ngang bờ. Tuy nhiên theo cơ chế của sóng nhiễu xạ, phần hạ lưu của công trình này thường bị xói nên phải thường xuyên duy tu sữa chữa. 3.4. Phân tích, lựa chọn giải pháp thiết kế  Giải pháp 1: Nuôi đụn cát. Đây là một biện pháp khá tốt vì nó linh động và phù hợp với chiến lược bảo vệ môi trường. Việc lựa chọn hướng giải quyết này phụ thuộc chủ yếu vào chi phí và rủi ro vì sự cung cấp bùn cát phải được lặp lại thường xuyên,với chu kỳ từ 2 – 5 năm có thể ngắn hơn. Kích thước vật liệu dùng để nuôi dưỡng bờ biển sẽ làm thay đổi quá trình vận chuyển tự nhiên của dòng ven bờ. Chi phí cho một lần nuôi dưỡng bãi là thấp, nhưng quá trình cần được lặp lại thường xuyên và lượng bùn cát cung cấp cho việc nuôi đụn cát là rất lớn, nên nếu tính trong một thời đoạn dài thì phương pháp này cũng khá tốn kém. Hơn nữa, phương pháp này thường được kết hợp với giải pháp công trình khác như đập mỏ hàn cho nên kinh phí lại trở thành cao không phù hợp với giá trị kinh tế trong vùng mang lại. Phương pháp cũng chưa được ứng dụng rộng rãi trên phạm vi cả nước và hiện tại chưa thể hiện rõ được lợi ích của nó. Do đó, cần cân nhắc và tính toán chi tiết khi chọn giải pháp này.  Giải pháp 2: Hệ thống kè mỏ hàn kết hợp với gia cố đụn cát bằng kè biển. Đây là biện pháp "cứng" giải quyết vấn đề xói và phòng chống bão lụt, xâm nhập mặn, ngăn cản xói cấp tính và mãn tính rất hữu hiệu. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 34 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển - Hệ thống kè mỏ hàn có tác dụng ngăn cản xói mãn tình do dòng ven bờ, bùn cát do dòng ven bờ mang đi sẽ bị hệ thống kè mỏ hàn này chặn lại làm giảm mức độ xói lỡ tại khu vực. Vật liệu làm kè có thể là đá đổ, nên chi phí xây dựng và sửa chữa ít. Tuy nhiên hệ thống kè mỏ hàn này chỉ ngăn chặn được một phần bùn cát dòng ven do sóng, trong điều kiện bão thì hệ thống này hầu như không có tác dụng gì. Nếu áp dụng hệ thống này vào khu vực Phước Thể thì hiệu quả mang lại có thể nói là không. - Hệ thống kè biển là biện pháp gia cố hóa đụn cát bằng cách cứng hóa đoạn đường bờ bằng bê tông hoặc đá đổ. Hệ thống kè này có tác dụng làm cho các đụn cát được vững trắc hơn dưới tác dụng của các tải trọng do bão, đồng thời nó ngăng cản sự vận chuyển bùn cát của dòng dọc bờ và dòng ngang bờ. Trong điều kiện bão các đụn cát được cứng hóa, bùn cát vận chuyển đi bị ngăn chặn lại. Tuy nhiên giải pháp này có tác dụng không lớn đối với dòng ven bờ, về lâu dài dòng ven này sẽ gây hư hại chân công trình gây mất ổn định và trượt mái. Mặt khác phía nam của khu vực là cửa sông Liên Hương vào mùa kiệt bùn cát từ cửa sông đổ ra cộng với bùn cát từ phía Bắc đổ xuống gây bồi lấp cửa sông, vào mùa lũ do điều kiện sông ngắn và dốc, tốc độ dòng chảy lớn sẽ gây phá hoại đoạn bờ tại khu vực phía Nam của công trình này. Tuy nhiên trong trường hợp này Phước Thể là vùng bờ có giá trị kinh tế chưa lớn (bên trong là khu nuôi trồng thủy hải sản giá trị với số dân là trên 140.646 người) đường bờ bị hư hại do cả hai dạng xói lỡ cấp tình và mãn tính, mặt khác điều kiện phục vụ cho thi công khá thuận lợi cho nên việc kết hợp giữa hai giải pháp trên là hữu hiệu nhất.  Giải pháp 3: Đập chắn sóng xa bờ Theo biện pháp này, ta có thể xây dựng một đê phá sóng trước phần bờ biển bị xói theo hướng sóng chủ đạo. Biện pháp này khá tốt nhưng kinh phí xây dựng rất lớn, mặt khác thiết kế khá phức tạp và điều kiện thi công rất khó khăn, giá trị sử dụng tại khu vực cần bảo vệ không lớn. Vì vậy, biện pháp này không nên áp dụng tại thời điểm này.  Giải pháp 5: Hệ thống kè mỏ hàn chữ T bảo vệ bờ Tại Nam Đinh, địa phương đã được đưa vào thử nghiệm cho xây dựng một hệ thống kè mỏ hàn. Sau một thời gian, theo nhận định của các nhà chuyên môn thì đặc điểm diễn biến hình thái và mức độ an toàn của công trình được phát hiện như sau: Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 35 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển - Sự mất bùn cát và hạ thấp bãi giữa 2 mỏ và phía ngoài mỏ hàn vẫn chưa được cải thiện. - Sự hư hỏng cục bộ của kè mỏ trong các đợt triều cường bão lớn tiếp diễn. - Hiệu quả gây bồi thấp. Trong khu vực xây mỏ, bãi trong và ngoài mỏ đã được nâng cao song lại bị xói nhất là sau bão số 7/2005. (Theo Báo cáo chuyên đề: Đánh giá diễn biến địa hình thuộc các khu vực kè mỏ Hải Thịnh II (Hải Hậu), Nghĩa Phúc – Nghĩa Hưng và kiến nghị các giải pháp). * Kết luận : Sau khi phân tích các yếu tố kinh tế, kỹ thuật và các quá trình động lực chi phối đến hình thái khu vực, tôi xin đề xuất phương án xây dựng hệ thống kè mỏ hàn kiên cố kết hợp với biện pháp gia cố đụn cát bằng kè biển để bảo vệ, giúp ổn định đường bờ và khu vực dân cư, kinh tế phía trong. 3.5. Đặc điểm và yêu cầu nhiệm vụ của phương án lựa chọn Xây dựng hệ thống kè mỏ hàn kiên cố kết hợp với biện pháp gia cố đụn cát bằng kè biển là biện pháp cứng hóa đường bờ bằng cấu kiện bê tông và đá đổ . Biện pháp này được biết đến như là một trong các giải pháp cứng nhằm hai mục đích chính là chống lại các loại tải trọng tác dụng lên các đụn cát trong bão làm mất ổn định đụn cát dẫn tới phá hủy và ngăn cản xói lỡ bờ biển do dòng chảy trong các điều kiện. Nhiệm vụ của phương án lựa chọn là phải đáp ứng được các yêu cầu bảo vệ tốt đụn cát ven biển Phước Thể này vì vậy cần phải có giải pháp song hành mang lại hiệu quả tốt nhất. 3.6. Kết luận về giải pháp Như vậy, qua phân tích các điều kiện, ta nên chọn giải pháp 2 để áp dụng cho khu vực dự án. Hệ thống công trình được xây dựng phải mang lại hiệu quả tốt nhất cho dải bờ biển này. Do thời gian và cấp độ nghiên cứu có hạn chế nên đồ án này chỉ nghiên cứu chủ yếu đến biện pháp bảo bờ biển, kiên cố đụn cát bằng sử dụng hệ thống kè biển chống sói lở trong bão. Vì vậy đồ án sẽ không tính toán và thiết kế hệ thống kè mỏ hàn tại đây. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 36 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN THỦY HẢI VĂN THIẾT KẾ CHO PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN 4.1. Xác định cấp công trình [3] Cấp công trình có thể xác định căn cứ vào tầm quan trọng về dân sinh, kinh tế, chính trị - xã hội của vùng được đê bảo vệ, chiều sâu ngập lụt, mức độ thiệt hại, mức độ ảnh hưởng đến môi trường sinh thái khi công trình bảo vệ bị hư hại. Ta cũng có thể căn cứ vào mức độ ảnh hưởng đó để phân tích tầm quan trọng của khu vực dự án đến nền kinh tế chung của tỉnh và của đất nước để đưa ra có thể xét đề nghị nâng cấp hoặc hạ cấp của đê. ii. Xác định cấp đê Theo niên giám thống kê huyện Tuy Phong năm 2008 khu vực Dự án bảo vệ bờ cho xã Phước Thể, huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận có diện tích khoảng 10,090 km2 với số dân khoảng 11.669 người. Khu vực phía trong là các đầm nuôi trồng thủy hải sản trong tương lai sẽ là nơi nuôi trồng thủy hải sản lớn của tỉnh. Bảng 4.1 Tiêu chuẩn phân cấp đê [3] Số dân được bảo vệ ( người ) Diện tích được bảo vệ khỏi ngập lụt ( ha ) Trên 200.000 200.000 đến trên 100.000 100.000 đến trên 50.000 50.000 đến trên 10.000 Dưới 10.000 Trên 100.000 I I II III III 100.000 đến trên 50.000 II II III III III 50.000 đến trên 10.000 II II III III IV 10.000 đến 5.000 III III IIII IV V Dưới 5.000 III IV IV V V Theo tiêu chuẩn phân cấp đê biển trên : - Đê biển được phân làm 5 cấp: cấp I, cấp II, cấp III, cấp IV, cấp V. - Cấp đê phụ thuộc vào diện tích và dân cư vùng được đê bảo vệ. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 37 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Dựa vào các yếu tố dân cư, diện tích của Phước Thể và tầm quan trọng trong việc phát triển kinh tế chung của cả tỉnh, tra theo tiêu chí ta được cấp công trình là cấp V. 4.1.2 Xác định tiêu chuẩn an toàn Tiêu chuẩn an toàn (TCAT) được xác định trên cơ sở kết quả tính toán bài toán tối ưu xét tới mức độ rủi ro về kinh tế, khả năng tổn thất về con người của vùng được để bảo vệ và khả năng đầu tư xây dựng. Tiêu chuẩn an toàn được thể hiện bằng chu kỳ lặp lại (năm). Bảng 4.2 Tiêu chuẩn an toàn tương ứng với cấp công trình [4] Cấp đê I II III IV V TCAT 150 100 50 30 10 HS = Hrm . 2 = 1,98 (m)  Vậy chiều cao sóng trước chân công trình tại mặt cắt ( MC1) là: HS = 1,98 (m)  Mặt cắt 2 ( MC2 ) : [ P33 ] Bảng 4.6 Bảng tổng hợp địa hình mặt cắt ( MC2) Z 2.5 2.34 2.35 1.04 -0.21 -0.93 -1.09 -1.11 X 0 0.64 12.17 34.87 45.02 65.46 93.12 103.33 Z X -1.25 -1.19 -0.99 -1.15 -1.3 -2 -53.63 126.06 159.03 169.16 189.41 226.46 240.31 13146.56 Hình 4.8: Biểu đồ phân bố triều cao sóng tại mặt cắt 2 (MC 2) Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 45 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Chiều cao sóng trước chân công trình được tính từ mép nước ra một khoảng:X = L0/4 = 103,25/4 = 25,81 ( m ) => Hrms = 1,15 (m) => HS = Hrm . 2 = 1,63 (m).  Vậy chiều cao sóng trước chân công trình tại mặt cắt 2 là: HS = 1,63 (m)  Mặt cắt 3 ( MC1 ) : [ P49 ] Bảng 4.7 Bảng tổng hợp địa hình mặt cắt ( MC3 ) Z 6.6 4.65 2.46 1.47 1.44 0.15 -0.56 X 0 7.38 11.31 10.19 12.34 22.03 16.69 Z -0.62 -0.79 -0.94 -1.15 -1.32 -1.44 -53.065 X 27.94 37.96 47.62 57.66 67.71 87.77 12994.02 Hình 4.9: Biểu đồ phân bố triều cao sóng tại mặt cắt 3 (MC 3) Chiều cao sóng trước chân công trình được tính từ mép nước ra một khoảng X = L0/4 = 103,25/4 = 25,81 ( m ) => Hrms = 1,72 (m) => HS = Hrm . 2 = 2,43 (m)  Vậy chiều cao sóng trước chân công trình tại mặt cắt 3 là: HS = 2,43 (m)  Kết Luận : So sánh kết quả HS của 3 mặt cắt MC1, MC2, MC3 cho 3 kết quả khác nhau lấy kết quả chiều cao sóng H S lớn nhất để tính toán. Với kết quả của 3 mặt cắt nhận thấy HS = 2,43m tại mặt cắt 3 (MC3) cho kết quả lớn nhất, vì vậy ta lấy kết quả chiều cao sóng trước chân công trình của tại mặt cắt 3 (MC3) để tính toán Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 46 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ THEO PHƯƠNG ÁN CHỌN Như đã phân tích và tính toán ở chương 3, khu vực nghiên cứu bị xói lở do dòng ven bờ và do bão nên công trình áp dụng ở khu vực là hệ thống kè mỏ hàn kết hợp với cứng hóa đường bờ bằng hệ thống kè biển kiên cố. Do hạn chế về mặt thời gian nên đồ án chỉ đi vào tính toán bảo vệ đụn cát chống xói dưới tác động của bão bằng hệ thống kè biển. 5.1. Các cơ chế phá hoại của đụn cát Qua quá trình khảo sát đo đạc tại khu vực nghiên cứu, công trình được xây đựng trên nền của các đụn, các đụn cát này có cao trình đỉnh khác nhau có vị trí cao trình + 1,1 m có vị trí cao trình lên tới +7 m. Như vậy sự chênh lệch độ cao của các đụn cát là rất lớn, có nơi rất cao nhưng cũng có nơi rất thấp, để giảm chi phí và thời gian thi công ta có thể chia đoạn bờ thành 3 vị trí để tính toán áp dụng công trình hợp lý tiết kiệm nhất :  Vị trí có cao trình đỉnh đụn cát lớn: Tại vị trí này do cao trình đụn cát cao để thuận lợi cho quá trình thi công và tiết kiệm khi thi công chỉ cần gia cố chân đụn cát, tăng sự ổn định cho đụn cát và bảo vệ vùng chân đụn cát khỏi bị xói do bão.  Vị trí có cao trình đỉnh đụn cát thấp: Là vị trí có cao trình đỉnh đụn cát nhỏ, khi tính toán thiết kế theo tiêu chuẩn sóng tràn, ta tính toán tương tự như đê cho nước tràn qua.  Vị trí nuôi đụn cát trong trường hợp có bão: Là vị trí mà công trình đã được áp dụng vào, nhưng do bão lớn gây xói lỡ phía trên đỉnh đụn cát và chân đụn cát, giải pháp được đưa ra tối ưu nhất là nuôi đụn cát. Trường hợp này sẽ được nghiên cứu ở phần chuyên đề.  Các tác động gây mất ổn định công trình bảo vệ đụn cát : • Xói lở chân đụn cát trong bão : Khi bão lớn xuất hiện sinh ra các dòng phản hồi tại đáy và hiện tượng bất đối xứng của sóng trong vùng sóng vỡ gây khuấy động bùn cát đáy lượng bùn cát này được dòng chảy đưa ra phía ngoài gây ra hiện tượng xói tại chân đụn cát làm mất ổn định mái kè gây trượt mái làm hư hỏng công trình. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 47 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển • Áp lực sóng tác động trong bão: Bên cạnh quá trình thủy động lực học hình thái gây xói lỡ chân, trong điều kiện bão nước dâng cao áp lực sóng tăng lên với năng lượng lớn tác động lên mái kè do tính cố kết của cát kém nước biển xâm thực vào đụn cát mạnh, quá trình này cứ lặp đi lặp lại trong bão làm mất ổn định đụn cát và gây hư hỏng mái kè. • Quá trình suy thoái đụn cát do gió : Quá trình vận chuyển bùn cát do gió là một quá trình liên tục trong mọi điều kiện khác nhau của tự nhiên. Tuy nhiên khi gặp điều kiện bão lớn quá trình này xảy ra mạnh và nhanh hơn lượng bùn cát bị vận chuyển đi nhiều hơn. Quá trình này về lâu về dài sẽ gây ảnh hưởng lớn đến công trình do đụn cát bị suy thoái. Vì vậy bên cạnh những giải pháp công trình bảo vệ ngoài phía biển cần có những giải pháp như chồng cây chắn cát, cỏ biển…làm tăng ổn định của đun cát giảm tác động của gió. • Các cơ chế đối với vị trí đụn cát thấp, công trình thiết kế tương tự đê :  Nước tràn đỉnh ;  Sóng tràn gây xói đỉnh và phía trong;  Sóng tràn gây mất ổn định và trượt mái trong;  Xói lở mái, mất chân đê phía biển; 5.2. Sơ bộ lựa chọn các giải pháp kết cấu Theo quy tắc, khi thiết kế mặt cắt đê biển cần phải tiến hành cho từng phân đoạn. Các phân đoạn được chia theo điều kiện nền, vật liệu đắp, điều kiện ngoại lực và yêu cầu sử dụng. Mỗi phân đoạn được chọn một mặt cắt ngang đại diện làm đối tượng thiết kế thân công trình. 5.2.1 Kết cấu lõi, thân công trình Theo khảo sát về mặt địa chất tại khu vực Phức Thể gồm 3 lớp cơ bản : lớp 1 là cát vàng lẫn xám đen dày từ 0,5 m đến 1,0 m, lớp 2 là đá cuội sỏi màu xám đen có đường kính > 10 m dày từ 2,5 ÷ 3,8 m, lớp 3 là đất á sét màu xám xanh xen lẫn xám vàng. Như vậy, tại vị trí các cồn cát này phần lõi là các đá cuội sỏi có tác dụng như một tầng lọc với các mặt trên là cát vàng và xám đen giúp giữ lại cát trong các lỗ giỗng của lõi đá khi dòng thấm đi qua, làm tăng ổn định chất lượng cho công trình. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 5.2.2 Trang 48 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Các phương án kết cấu lớp áo bảo vệ ngoài a. Mái kè Hiện nay, mái kè nằm phía biển thường được thiết kế với ba dạng kết cấu bảo vệ cơ bản là kiểu kết cấu đá lát khan, kiểu asphalf, và kiểu kết cấu được lát bằng các cấu kiện bê tông đúc sẵn như TSC, cấu kiện âm-dương, cấu kiện Basalton các tấm bê tông…, trong đó kích thước viên vật liệu phải được tính toán và lựa chọn kỹ lưỡng. Do điều kiện mái kè nằm trên nền đụn cát nên phía dưới lớp vật liệu ngoài bố trí tầng lọc và lớp lót cần có một lớp đất sét phía dưới làm kết dính các hạt cát tăng độ kết dính cho hạt nhằm thuận lợi cho thi công và bố trí công trình. Hình 5.1 Kết cấu mái kè bảo vệ Hệ số mái dốc của kè là m = cotgα, với α là góc giữa mái đê và đường nằm ngang. Độ dốc được xác định thông qua tính toán ổn định có xét đến biện pháp thi công, yêu cầu sử dụng khai thác và kết cấu gia cố mái. Thông thường mái kè lấy m = 3 – 5 do tính chất bảo vệ là các đụn cát nên ta chọn hệ số mái m = 4. b. Đỉnh kè Tại các vị trí có cao trình đỉnh đụn thấp cần gia cố đỉnh kè chắc chắn, cho lưu lượng nước tràn qua mái, có thể lát bằng bê tông để đảm bảo lưu lượng tràn qua không làm ảnh hưởng đến công trình đồng thời có thể xây thêm tường đỉnh, tường hắt sóng để giảm cao trình đỉnh kè. 5.2.3 Các dạng kết cấu bảo vệ chân kè [ 4] Chân kè hay còn gọi là chân khay, là bộ phận kết cấu chuyển tiếp của mái kè với và bãi trước đê biển. Loại hình và kích thước chân kè xác định trên cơ sở phân tích tình hình xâm thực bãi biển, chiều cao sóng (H s), chiều dài bước sóng (Ls)và chiều dày lớp phủ mái (D). Chân kè được bố trí thấp hơn mực nước triều thấp nhất, Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 49 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển thường có 2 loại chân kè nông và chân kè sâu tùy vào mức độ ảnh hưởng xói lở và xâm thực để áp dụng: Hình 5.2 Các kết cấu bảo vệ chân mái kè Do khu vực cho vùng bãi biển bị xâm thực mạnh, xói chân công trình khi có bão là chủ yếu, nên chân kè áp dụng ở đây là chân kè sâu dưới lớp cát bảo đảm ổn định khi mặt bãi bị xói sâu. Chân kè sâu phải có chiều sâu từ mặt bãi tự nhiên đến đáy chân kè tối thiểu 1 m, chân kè nằm phía dưới mực nước triều thấp nhất. Chân kè sâu có nhiều loại, thường dùng các loại sau: - Chân kè bằng cọc bê tông cốt thép, ống bê tông cốt thép một hoặc nhiều tầng phía sau được đỡ bằng rọ đá hay thảm đá. - Chân kè bằng cọc gỗ phía sau được đỡ bằng đá hộc, rọ đá hay thảm đá đảm bảo mái kè phía trên ổn định. Khi thiết kế chân kè sâu cần tính toán xác định giới hạn độ sâu nước trước chân công trình và ổn định của thân kè, nếu khả năng bãi bị xói mạnh dẫn đến độ sâu trước chân công trình vượt quá độ sâu giới hạn thì phải thiết kế giảm độ sâu nước trước chân công trình bằng giải pháp thích hợp như trồng cây, mỏ hàn gây bồi hoặc nuôi bãi. 5.3 Tính toán phân tích các kích thước hình học cho các mặt cắt thiết kế điển hình. 5.3.1 Ảnh hưởng của kết cấu và điều kiện hình học đến chiều cao đê Công thức chung để xác đinh cao trình đỉnh đê [4]: Zđ = MNTK + Rc + a Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc (5.1) Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 50 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Hình 5.3 Xác định cao trình đỉnh đê Trong đó: - Zđp : cao trình đỉnh đê thiết kế (m); - Ztkp : cao trình mực nước thiết kế; - Rc : Độ cao lưu không của đỉnh đê trên MNTK; - a a. : Trị số gia tăng độ cao a= 0,3 m ( công trình cấp V ) [4]. Ảnh hưởng của kết cấu mái đến chiều cao đê : Từ công thức (5.1), chiều cao đê thay đổi theo Rc (do hai trị số Z tkp và a đã xác định). Trị số độ cao lưu không Rc là biểu thức phụ thuộc vào hệ số chiết giảm trên trên mái dốc do độ nhám γ f (xem công thức 5.4). γ f là hệ số phụ thuộc vào kết câu mái. Giá trị của nó thay đổi tùy thuộc vào loại vật liệu. b. Ảnh hưởng của điều kiện hình học đến chiều cao đê: - Cơ đê: Cơ phía biển có tác dụng giảm chiều cao sóng leo. Trong trường hợp cơ đê được đặt ngay tại cao trình mực nước thiết kế thì sẽ làm giảm chiều cao sóng leo một cách hiệu quả nhất. γb = 1 − Bb   d  0,5 + 0.5cos  π h  ÷ Với 0,60 < γ b < 1,0  L bern   x  [4] (5.2) γ b : là hệ số chiết giảm cơ đê, được sử dụng trong công thức tính toán sóng leo. γ b có giá trị nhỏ hơn 1, do đó làm giảm sóng leo lên mái công trình, từ đó có thể giảm được cao trình đỉnh. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 51 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Tuy nhiên do điều kiện tính toán trên đụn cát, việc sử dụng cơ đê là rất khó khăn cho quá trình thi công, nên ở đây không sử dụng cơ đê cho quá trình tính toán ( γ b =1) - Tường đỉnh: Cao trình của tường đỉnh có thể bằng với cao trình của đỉnh đê trong trường hợp không làm tường đỉnh. Theo quy phạm, chiều cao của tường cao không quá 1m. Nếu làm tường đỉnh, cao trình đỉnh đê sẽ được giảm đi một mức tương ứng với chiều cao của tường. 5.3.2 Xác định cao trình đỉnh đê a. Đưa ra phương án để tính toán Bảng 5.1 : Thống kê phương án áp dụng Kích thước hình học Bề rộng cơ (m) Chiều cao tường đỉnh (m) Hệ số mái kè m Cấu kiện sử dụng 0 0 4 Basalton Phương án trên được tính toán áp dụng theo tiêu chuẩn sóng tràn tại khu vực mái phía sau chất lượng tốt, được gia cố ổn định nên lưu lượng tràn cho phép được chọn cho khu vực nghiên cứu là [q] = 30 l/s/m [5] được áp dụng vào để tính toán độ cao lưu không RC tại vị trí công trình có cao độ đụn cát thấp như sau: • Tính toán RC[4] : Theo TAW (2002) [3], công thức tính sóng tràn cho sóng cho cả sóng vỡ và sóng chưa vỡ mô tả lưu lượng tràn trung bình theo phương pháp tất định có dạng : q gH 3 m0 q gH m3 0 =  1 γ b .ξ 0 exp  − 4,3 RC  tan(α qd ) H m 0 ξ 0 .γ f .γ β .γ ν  0,067       Rc  = 0,21. exp −  γ .γ .H .( 0,33 + 0,022.ξ )  f β m0 0   Với γ b ξ 0 < 1,77 (5-3) Với γ b ξ 0 > 1,77 (5-4) Trong đó: − q − α qd : Góc nghiêng quy đổi của mái công trình ; − γb Chỉ số sóng vỡ ( γ b =0,75 ) ; : Lưu lượng tràn trung bình (m3/s/m) ; : Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 52 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển − γf : Hệ số ảnh hưởng do độ nhám mái đê ; − γν : Hệ số ảnh hưởng do tường đứng trên mái đê ; − γβ : Hệ số ảnh hưởng của góc sóng tới ; − ξ0 : Chỉ số sóng vỡ Iribarren ; tan α qd ξ0 = 2πH m 0 gTm−1,0 (5-5) Bảng 5.2 : Thống kê các tham số sóng thiết kế tính toán Chu kỳ sóng(s) Tp Tm-1,0 8,13 Bước sóng (m) L0 L0,m-1 7,32 103,25 83,59 Độ cao sóng Độ sâu nước (m) LS Hs Hm0 42,23 2,43 2,43 (m) Góc sóng tới Φ (0) 2,75 0 Bảng 5.3 : Hệ số ảnh hưởng do độ nhám mái đê [4] Loại hình gia cố mái γr Trơn phẳng không thấm nước (Bê tông nhựa đường) 1,0 Bê tông và tấm lát bê tong, Basalton 0,9 Lát cỏ 0,85÷ 0,9 Đá xây 0,75÷ 0,8 Đá hộc đổ hai lớp (nền không thấm nước) 0,60 ÷ 0,65 Đá hộc đổ hai lớp (nền thấm nước) 0,50 ÷ 0,55 Khối đá vuông 4 chân (lắp đặt 1 lớp) 0,55 Tetrapod (2 lớp) 0,40 Dolos (2 lớp) 0,38 Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư b. Trang 53 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Các bước tính toán phương án : Với hệ số mái m=4 Hình 5.4 Độ dốc mái qui đổi tương đương phương án lựa chọn Với hệ số mái m = 4 => tan α td = 1 = 0,25 m Chỉ số sóng vỡ : ξ0 = tan α td 0, 25 = = Hs 2.43 1,47 83.59 L0,m −1 (5.6) Do kè không có cơ nên hệ số triết giảm cơ đê : γ b = 1 γ b . ξ 0 = 1*1,47 = 1,47 < 1,77 => Sóng vỡ trên mái đê Lưu lượng tràn cho phép qua đê được xác định theo công thức (5.3) như sau : q  gH m3 0 =  R 0, 067 1 γ bξ0 .exp  −4,3 c p  H m 0 ξ 0γ f γ β γ v tan α   ÷ ÷  Trong đó:  Lưu lượng tràn đơn vị [q] = 30 (l/s/m) [5] ;  Hệ số chiết giảm do độ nhám trên mái dốc với cấu kiện Basalton => γ f =0,9 [ 4 ]  Hệ số chiết giảm do góc sóng tới γ β = 1 ( β =0 ) ;  Hệ số chiết giảm do tưởng đứng γ ν = 1 không có tường đứng ;  Chỉ số sóng vỡ γ b =0,75 ; Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư  Trang 54 Thay số liệu vào tính toán ta có : 0, 03 9,81.2, 433  Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển = Rc p   0, 067 1 0, 75.1, 47.exp  −4,3. . ÷ 2, 43 1, 47.1.0,9.1.1  0, 25  Độ cao lưu không: RCP = 2,86 m Vậy cao trình đỉnh đê là : Zđđ = 2,43 + 2,86 + 0,3 = 5,59 (m)  Cao trình đỉnh đê thiết kế : Zđđ = + 5,59 (m) Hinh 5.5 Mặt cắt phương án lựa chọn * Nhận xét : - Với phương án lựa chọn kè lát mái có độ dốc m=4, không có cơ, không có tường đỉnh, theo Hướng dẫn thiết kế đê biển 11- 2009 tính toán ta được cao trình đỉnh kè là Zdd = + 5,59 m, để thuận lợi cho quá trình tính toán ta chọn cao trình đỉnh Zdd = + 5,6 m. - Từ kết quả tính toán cao trình đỉnh trên, áp dụng vào khu vực nghiên cứu khi thiết kế công trình tại vị trí những cao trình đỉnh đụn cát lớn hơn cao trình đỉnh kè tính toán khi thiết kế chỉ cần gia cố bảo vệ chân đụn cát giúp đụn cát ổn định, tại Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 55 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển những vị trí đụn cát thấp hơn hoặc bằng với cao trình đỉnh kè tính toán cần thiết kế như đê biển có gia cố đỉnh kè và mái trong cho nước tràn qua mái. 5.3. Tính toán chi tiết kích thước kết cấu, kích thước lớp áo cấu kiện bảo vệ thân, đầu đê và chân đê. 5.3.1 Tính toán kích thước kết cấu, cấu kiện a. Tính toán kích thước vật liệu bảo vệ mái Do đặc tính xói mãn tính diễn ra tại khu vực đường bờ ở đây nên chọn hình thức bảo vệ mái bằng kết cấu tấm bê tông đúc sẵn. Sóng trước chân công trình Hs = 2,43m, nên ta sử dụng cấu kiện Basalton để lát mái. Tính kích thước vật liệu bằng công thức Pilarczyk [5] : Hs cosα ≤ ψ .φ . u ∆γ D ξ bp ( 5.7 ) Trong đó: − HS : Chiều cao sóng thiết kế (m) => HS = 2,43 ( m ) ; − ψ u : Hệ số ổn định mái kè => Chọn ψ u = 2,25 ; − φ : Hàm số biểu thị ngưỡng chuyển động ổn định của vật liệu. Với hư hỏng tối đa ta chọn φ = 3,0 . − ξ p : Chỉ số Iribaren ứng với chu kỳ đỉnh Tp => ξ p = 1,63 ; − D : Kích thước bề dày của lớp áo kè; − ∆ γ : Tỉ trọng vật liệu lát mái γb −γn  ∆ γ = { γb = 2,4 T/m3 , γn = 1,03 T/m3 }. γn  ∆ γ = 1,34 T/m3. − b : Hệ số mũ 0.5< b < 1  Thay số vào ta được : Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc => chọn b = 2/3 . 2,43 0,97 ≤ 2, 25.3. 1,34.D 1,632/3 Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư  Trang 56 Bề dầy cấu kiện : D ≥ Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển 0,38 m ⇒ Để thuận lợi cho thi công chọn kích thước cấu kiện có chiều dày D = 0,4 m Vậy cấu kiện Basalton có chiều dầy: D = 0,4 m, khối lượng cấu kiện khoảng W = 26 Kg b. Tính toán vật liệu bảo vệ chân khay [4] Đá chân khay phải ổn định dưới tác dụng của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê. Vận tốc cực đại của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê được xác định theo công thức: Vmax = π .H S π .LS 4.π .h (m/s) .sinh g LS (5.10) Trong đó: − Vmax : Vận tốc cực đại của dòng chảy (m/s). − HS − h : Chiều cao sóng thiết kế (m). : Độ sâu nước trước đê (m).  Trong phần 4.5 (tính toán các điều kiện biên thiết kế): h = 2,75m. − g − LS Do : Gia tốc trọng lực (m/s2). : Chiều dài sóng trước chân công trình. h 2, 75 1 1 = = < => sóng thuộc vùng nước nông L0 103, 25 37,5 20 ⇒ LS = TP gh = 8,13 9,81× 2, 75 = 42,23 (m) ⇒ Chiều dài sóng trước chân công trình là : Ls = 42,23 m. Thay tất cả các giá trị và biểu thức (5.7) để tính cho vận tốc cực đại của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê: => Vmax = 3,14.2, 43 3,14.42, 23 4.3,14.2, 75 = 2,17 (m/s) .sinh 9,81 42, 23 Trọng lượng ổn định của viên đá ở chân khay kè lát mái đê biển G d được xác định theo bảng sau: Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 57 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Bảng 5.4 : Trọng lượng ổn định viên đá theo Vmax [4] Vmax(m/s) 2,0 3,0 4,0 5,0 Gd (Kg) 40 80 140 200 Dựa vào bảng ta ngoại suy với V max = 2,17 (m/s) thì trọng lượng viên đá bảo vệ chân tối thiểu là 40 Kg. c. Ước tính chiều sâu hố xói lớn nhất tại chân đê trong bão Tiến hành tính toán chiều sâu hố xói theo Coastal Engineering Manual (2001) - Hố xói lớn nhất tại chân một công trình có mái dốc được ước lượng nhỏ hơn so với giá trị tính toán được từ một công trình tường thẳng đứng đặt tại cùng vị trí và trong cùng điều kiện sóng. Do vậy, cách tính toán xói được ước lượng từ các phương trình tính xói đối với tường thẳng đứng. - Chiều sâu hố xói tăng lên đáng kể nếu các dòng chảy dọc theo công trình có tác động cùng lúc với sóng - Các sóng đến chéo góc có thể gây ra xói mạnh hơn sóng thường vì các sóng đỉnh ngắn tăng lên về kích thước dọc theo công trình. Đồng thời sóng chéo còn sinh ra dòng chảy song song với công trình.  Tính chiều sâu hố xói theo phương pháp kinh nghiệm [4] Chiều sâu hố xói: Smax = (1 ÷ 1,67).HS = (1 ÷ 1,67).2,43 (m)  Chiều sâu hố xói theo phương pháp kinh nghiệm: Smax = 2,43 ÷ 4,0 (m)  Tính chiều sâu hố xói theo phương pháp Xie cho loại tường đứng [5] Công thức tính toán: hs 0,4 = 1,35 Hs  2πho  sinh  ÷ L   (5.9) Trong đó: − HS, LS: Chiều cao và chiều dài trước chân công trình (m) ; − ho: Chiều sâu nước trước chân công trình ( ho = 2,75 m ) ; − hs : Chiều sâu hố xói trước chân công trình (m) ; Thay các giá trị vào (5.9): Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư hS = 2,43.  Trang 58 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển 0,4 1,35 = 3,13 ( m )  2.3,14.2,75    sinh    42, 23 ÷  Kết quả trên là tính toán cho trường hợp tường đứng. 5.3.2 Xác định phạm vi bảo vệ chân Vì hố xói tại chân công trình có mái dốc thường nhỏ hơn hố xói tại chân công trình tường đứng nên ta có thể coi hố xói do sóng bão gây ra tại đây gần đúng là 3,0 m, phù hợp với công thức kinh nghiệm. Chiều rộng gia cố chân khay bằng (2÷3) lần chiều sâu hố xói hay bằng (3÷4,5) lần chiều cao sóng trước chân công trình, tức là L = (5÷7,5)m. Chiều rộng cần gia cố chân khay khoảng: L = 7 m. 5.4. Tính toán bố trí mặt cắt kết cấu, cấu kiện trên mặt cắt ngang 5.4.1 Đỉnh kè  Tại vị trí có cao trình đỉnh đụn cát cao : Tại các vị trí có cao trình đụn cát cao hơn so với cao trình đỉnh kè tính toán, khi thi công không cần gia cố đỉnh và mái trong để tiết kiệm chi phí. Tại vị trí này ta chỉ cần gia cố chân đảm bảo tính ổn định chân khi có điều kiện bão.  Vị trí có cao trình đỉnh đụn cát thấp : Tại các vị trí có cao trình thấp hơn hoặc bằng với cao trình đỉnh kè thiết kế cần tính toán gia cố ổn định đỉnh kè và phía bênh trong cho lưu lượng tràn tràn qua tương tự tính toán như đê. Ở đây, dự án công trình được thiết kế theo tiêu chuẩn sóng tràn, do đó ta sử dụng các hình thức kết cấu sau để bảo vệ: - Đỉnh kè được lát bằng bê tông M250, chiều dày 20cm. Phía dưới là lớp sét dầy 20cm trên là lớp lót vữa xi măng – đá dăm dày 2cm. Dưới cùng là lớp vải địa kỹ thuật. - Độ dốc đỉnh đê i = 2%, dốc vào phía trong. - Tường đỉnh: Phương án chọn ở đây không có tường đỉnh. - Cao trình đỉnh kè là Zdd = +5,6 m Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 59 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển - Phía sau là đầm nuôi tôm nên ta chỉ cần giữ ổn định mái cho lưu lượng tràn tràn qua vào đầm . Hình 5.6: Mặt cắt kè tại vị trí cần bảo vệ đỉnh Bên cạnh sử dụng kè cứng hóa đường bờ giúp ổn định đụn cát cần sử dụng các loại cỏ biển, rau muống biển…giúp ổn định đụn cát hơn tránh hiện tượng cát bay cát nhảy dưới tác động của gió. Đồng thời để hạn chế sự sâm nhập mặn quá mức có thể làm các rảnh thoát nước giúp tiêu nước biển tràn qua đỉnh. 5.4.2 Mái phía biển - Mái phía biển được bảo vệ bằng kết cấu liên kết các tấm cấu Basalton. Chiều dày của một tấm là 40cm. Phía dưới là lớp đá lót kích thước 1x2(cm) dày 10cm, và lớp vải địa kỹ thuật, ở dưới cùng cho một lớp đất sét dầy khoảng 20 cm. - Hệ số mái là m = 4 - Phạm vi lát bảo vệ: từ đỉnh kè xuống đến chân khay. 5.4.3 Mái phía trong đầm Mái phía trong bảo vệ bằng hình thức trồng cỏ. Loại cỏ được chọn ở đây có thể là con biển, rau muống biển…các loại cỏ này giúp ổn định đụn cát hơn, tránh khỏi hiện tượng cát bay cát nhảy dưới tác động của gió. Đối với những vị trí đụn cát thấp cần gia cố ổn định mái từ đỉnh kè xuống tính toán thiết kế tương tự như đê. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 60 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển 5.4.4 Lớp chuyển tiếp Phần chuyển tiếp giữa đỉnh và mái phía đầm phải được bảo vệ để giữ ổn định cho đỉnh đê. Ở đây cũng chọn kết cấu lớp chuyển tiếp này như sau: Bảo vệ bằng trụ bê tông M250 rộng 30cm, dày 50cm, phía dưới là vữa xi măng M250 dày 4cm và vải địa kỹ thuật hoặc các hệ thống cọc tre để tiết kiệm chi phí xây dựng. Do bãi biển của khu vực xã Phước Thể đang bị xâm thực ở mức độ mạnh, tại khu vực lại tồn tại xói do dòng ngang và dòng ven bờ, hệ thống công trình là sự kết hợp giữa hệ thống kè mỏ hàn và kè biển, nên ở đây sử dụng chân kè sâu để bảo vệ. Độ sâu xói lớn nhất trong bão tính toán được là vào khoảng 3,0m. Chân kè được gia cố bằng cọc cừ bê tông dự ứng lực giữ chân mái kè ổn định, ngoài ra nó còn có tác dụng ngăn không cho cát ở thân đê ra ngoài ta có thể dùng hàng cọc bê tông dự ứng lực M700. Chiều dài cọc L cọc= 2.hxói = 6,0 m, với loại cọc cừ W350-AB-1000 ( chiều rộng cừ bản 996mm, chiều dầy 35cm ). Bên ngoài chân kè được bảo vệ bởi thảm đá. Trọng lượng của một viên đá không nhỏ hơn 40 Kg, bề rộng lớp bảo vệ là 7,5m. Theo tiêu chuẩn thảm đá sản xuất ngoài thị trường bề dầy thảm là 0,3m chiều dài thảm khoảng ( 1,5 ÷ 2 )dmax . Hình 5.7 Kết cấu chân khay 5.5. Tính toán ổn định mái đê bằng phần mềm PLAXIS 5.5.1 Giới thiệu về phần mền Plaxis [6] Phần mền Plaxis được bắt đầu phát triển từ 1987 tại Đại học công nghệ Delft – Hà Lan. Phiên bản Plaxis V.1 được phát triển ban đầu nhằm mục đích phân tích các Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 61 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển bài toán ổn định đê biển và đê sông tại các vùng bờ biển thấp tại Hà Lan, làm cầu nối giữa các kỹ sư Địa kỹ thật và các chuyên gia lý thuyết, do GS. R.B.J Brinkgreve và P.A Vermeer khởi xướng. Đến năm 1993 công ly PLAXIS BV được thành lập và từ năm 1998, các phần mền PLAXIS đều được xây dựng theo phần tử hữu hạn. Phiên bản Plaxis V.8.2 được nâng cấp từ V.1 trong đó có 6 bài ví dụ hướng dẫn: • Phân tích lún của nền móng tròn trên nền cát; • Quá trình biến dạng chuyển vị của đê sông; • Phân tích quá trình đào khi có neo; • Phân tích ổn định khối đắp có dao động mực nước thượng lưu; • Phân tích ảnh hưởng của lún đến công trình xây dựng trên mặt đất khi đào đường hầm dưới mặt đất. Vậy phần mền Plaxis V.8.2 có thể giúp đỡ người kỹ sư giải quyết được nhiều bài toán trong xây dựng, giao thông thủy lợi 5.5.2 Ứng dụng phần mền Plaxis V.8.2 để tính ổn định cho mái kè thiết kế Mô phỏng mặt cắt kè đại diện là lớp đất nền tự nhiên đặt kè, khai báo tải trọng do cấu kiện bảo vệ mái tác dụng và áp lực sóng. 5.5.2.1 Tải trọng tác dụng lên mái kè Cấu kiện bảo vệ mái kè là các khối xếp dời cho nên ta sử dụng các lực phân bố đều theo hướng thẳng đứng để mô phỏng trong mô hình thiết lập, với độ lớn lực là: Mái kè là: γ BT .d = 24.0,4 = 9,6 (KN/m2). { d : là bề dày của cấu kiện lát mái (d = 0,4 m)} 5.5.2.2 Tải trọng thảm đá tác dụng lên chân kè Thảm đá bảo vệ chân kè có bề dầy theo sản cơ sở sản xuất là d = 0,3 m, thảm đá này tác dụng lực phân bố lê chân kè có độ lớn : γ D .d = 26,5.0,3 = 7,95 (KN/m2). 5.5.2.3 a. Tính toán độ lớn áp lực sóng[4] Tính toán độ lớn áp lực Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 62 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Theo hướng dẫn thiết kế đê biển đối với mái dốc được gia cố bằng tấm bê tông lắp ghép hoặc đổ tại chỗ 1,5 Hrms= 4,173 m. − Chiều cao sóng trung bình quân phương tại vùng nước sâu ( Hrms.0 = 4,67 m ) − Chu kỳ sóng nước sâu Tp = 8.21 (s). − Góc sóng tới chọn bằng 0. − Đường kính hạt cát : d90 = 0,35 (mm) ; d50 = 0,45 (mm) − Thời gian bão tác dụng : t = 4 ÷ 6 (giờ) − Hệ số Ks ảnh hưởng của kích thước hạt vật liệu. − Hệ số Rc (m) ảnh hưởng của dòng chảy. − Hệ số Rw (m) ảnh hưởng của sóng. − Hệ số Ks ảnh hưởng của ma sát (tự chọn). • Bước 2 : Nhập file mặt cắt *.prl và file công trình *.str lưu file dự án. • Bước 3 : Chạy mô hình. • Bước 4 : So sánh kết quả với mô hình vật lý tính theo thực nghiệm. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 76 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển 7.2.2 Hiệu chỉnh mô hình Mô hình được hiệu chỉnh bằng cách thay đổi lần lượt các thông số ảnh hưởng lớn đến kết quả tính toán của mô hình nhằm đưa đến kết quả ổn định nhất tại các mặt cắt đại diện được chọn. Xét 2 mặt cắt đại diện cho khu vực nghiên cứu là: MC2 (P33) và MC3 (P49) đại diện cho 2 vị trí khác nhau, vị trí có đỉnh đụn cát thấp và cị trí đỉnh đụn cao. Với mỗi một mặt cắt tiến hành hiệu chỉnh các thông số mô hình dễ gây biến đổi nhất trong mô hình gồm thông số về số mắt lưới ( ∆X 1 ), thông số khoảng cách sóng vỗ ( H nl ), thông số làm trơn mặt địa hình..các thông số này được hiệu chỉnh như bảng sau: Bảng 7.1: Bảng biểu diễn sự ảnh hưởng của các thông số mô hình đến kết quả Thông số làm trơn Mặt Cắt MC2 MC3 ∆X1 Hnl Đáy Vùng cát bồi Chiều sâu hố xói (hx ) 3.5 0,35 0,001 0,001 1,615 3.5 0,4 0,001 0,001 1,618 4 0,35 0,001 0,001 1,507 4 0,4 0,001 0,001 1,507 3.5 0,35 0,001 0,001 4,233 3.5 0,4 0,001 0,001 5,206 4 0,35 0,001 0,001 3,887 4 0,4 0,001 0,001 3,863 Như vậy qua quá trình thay đổi các thông số mô hình, ta chọn được các thông số làm kết quả tính toán ổn định nhất:  Tại MC2 [P33]: ∆X1 =4; Hnl = 0,4; Thông số làm trơn = 0,001.  Tại MC3 [P49]: ∆X1 =4; Hnl = 0,4; Thông số làm trơn = 0,001. 7.2.3 Kiểm tra độ nhạy mô hình Kiểm tra độ nhạy của mô hình qua các thông số mô hình gây ảnh hưởng đến kết quả tính toán cho ta biết được sai số tính toán của mô hình ảnh hưởng đến bài toán đặt ra lớn hay nhỏ tùy vào mức độ để có các giải pháp sử lý phù hợp. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 77 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Do điều kiện có hạn chế tác giả chỉ đi đến phân tích độ nhạy của 3 thông số mô hình gây ảnh hưởng lớn nhất đến kết quả tính toán là: thông số về số mắt lưới ( ∆X 1 ), thông số khoảng cách sóng vỗ ( H nl ), thông số làm trơn mặt địa hình như sau:  Thông số về số mắt lưới (∆X1): Thông số mắt lưới ∆X1 là các mắt lưới được chia từ phía đụn cát ra đến vùng sóng vỗ. Tiến hành phân tích kết quả khi thay đổi giá trị ∆X1 từ giá trị ổn định tăng lên và giảm xuống 0,5 đơn vị tương ứng với các giá trị chiều sâu hố xói ( hx ) được thể hiện qua đồ thị sau: Hình 7.2: Đồ thị phân tích độ nhạy của thông số mắt lưới tại MC2  Hình 7.3: Đồ thị phân tích độ nhạy của thông số mắt lưới tại MC3 Nhận xét: Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư - Trang 78 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Qua đồ thị có thể thấy khi tăng hoặc giảm giá trị ∆X1 thì giá chiều sâu hố xói cũng tăng lên hoặc giảm đi, nhưng không theo một quy luật rõ ràng. - Đường thẳng trung bình tại 2 mặt cắt trên đều đi qua điểm ổn định hoặc điểm ổn định này gần nhất với đường trung bình này. - Tuy chiều sâu hố xói không theo quy luật rõ ràng, nhưng vẫn có xu hướng giảm  Thông số khoảng cách biên sóng vỗ ( H nl ): Khoảng cách biên sóng vỗ là khoảng cách tính từ vùng sóng vỗ vào đến đụn cát. Phân tích độ nhạy bằng cách tăng lên hoặc giảm Hnl từ mốc ổn định 0,1 đơn vị, kết quả tính toán được thể hiện trên đồ thị sau: Hình 7.4: Đồ thị phân tích độ nhạy của thông số khoảng cách biên sóng vỗtại MC2 Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 79 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Hình 7.5: Đồ thị phân tích độ nhạy của thông số mắt lưới tại MC3  Nhận xét: - Chiều sâu hố xói không tăng theo một quy luật rõ ràng. - Khi tăng lên hoặc giảm các thông số Hnl chiều sâu hố xói gần như giữ ở mức độ ổn định. - Thông số mô hình Hnl làm ổn định mô hình nhất nằm tiệm cận với đường trung bình của các thông số thay đổi  Thông số làm trơn mặt địa hình: Gồm các thông số làm trơn nhẵn đáy và phần cát bồi. Phân tích độ nhạy bằng cách tăng thông số lên 0,001 lần đơn vị, kết quả phân tích được thể hiện qua đồ thị sau: Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 80 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Hình 7.6: Đồ thị phân tích độ nhạy của thông làm trơn tại MC2 Hình 7.7: Đồ thị phân tích độ nhạy của thông làm trơn tại MC3  Nhận xét: - Chiều sâu hố xói không tăng theo một quy luật rõ ràng. - Thông số làm trơn này làm ổn định mô hình nhất nằm tiệm cận với đường trung bình của các thông số thay đổi. 7.2.4 Kết quả tính toán cho các mặt cắt trước và sau khi có công trình Sau khi đã hiệu chỉnh các thông số mô hình, kết quả tính hiệu chỉnh mô hình đã cho kết quả ổn định, tiến hành tính toán cho từng mặt cắt với các bước tính toán đã xác định như phần 7.2.1 . Kết quả tính toán cho từng mặt cắt như sau:  Mặt cắt 2 ( P33): Là mặt cắt nằm ở cọc P33, mặt cắt này đại diện cho các vị trí có đụn cát thấp, cần được gia cố đỉnh chắc chắn như thiết kế đê.  Khi chưa có công trình: Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 81 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Hình 7.8: Diễn biến xói lở tại MC2 khi chưa có công trình Hình 7.9: Diễn biến xói lở tại MC2 biến đổi qua thời gian khi chưa có công trình  Khi có công trình: Mái, đỉnh và chân kè được giá cố chắc chắn. Hình 7.10: Diễn biến xói lở tại MC2 khi có công trình Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 82 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Hình 7.11: Diễn biến xói lở tại MC2 biến đổi qua thời gian khi có công trình  Nhận xét: - Quá trình mô phỏng trong thời gian xảy ra bão trong 4 giờ, cho ta kết quả : + Chưa có công trình: hx = 1,507 m + Sau khi có công trình : hx = 0,631 m - Qua kết quả tính toán ta thấy chiều sâu hố xói giảm đi đáng kể khi ta cho công trình vào. Chiều sâu hố xói giảm đi ∆h = 0,876 m như vậy công trình có thế nói là đã đảm bảo tốt cho đụn cát ổn định khi xảy ra bão.  Mặt cắt 3 ( P49): Là mặt cắt nằm ở cọc P49, mặt cắt này đại diện cho các vị trí có đụn cát cao, khi thiết kế tính toán chỉ cần gia cố chân kè chắc chắn.  Khi chưa có công trình: Hình 7.12: Diễn biến xói lở tại MC3 khi chưa có công trình Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 83 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Hình 7.13: Diễn biến xói lở tại MC3 biến đổi qua thời gian khi chưa có công trình  Khi có công trình: Chân kè được giá cố chắc chắn. Hình 7.14: Diễn biến xói lở tại MC3 khi có công trình Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 84 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Hình 7.15: Diễn biến xói lở tại MC3 biến đổi qua thời gian khi có công trình  Nhận xét: - Quá trình mô phỏng trong thời gian xảy ra bão trong 4 giờ, cho ta kết quả: + Chưa có công trình: hx = 3,863 m + Sau khi có công trình : hx = 0,903 m - Đây là mặt cắt đại diện cho khu vực có cao trình đụn cát cao, chỉ gia cố chân công trình. Kết quả tính toán ta thấy chiều sâu hố xói giảm đi rất nhiều khi cho công trình vào. Chiều sâu hố xói giảm ∆h = 2,96 m mức độ giảm rất lớn, như vậy công trình có thế nói là đã đảm bảo tốt cho đụn cát ổn định khi xảy ra bão. 7.3. Tính theo xói theo phương pháp kinh nghiệm. Theo các nguyên tắc cơ bản do Coastal Engineering Manual (2001) đề ra : - Hố xói lớn nhất tại chân một công trình có mái dốc được ước lượng nhỏ hơn một chút so với giá trị tính toán được từ một công trình tường thẳng đứng đặt tại cùng vị trí và trong cùng điều kiện sóng. Do vậy, một cách tính toán xói được ước lượng từ các phương trình tính xói đối với tường thẳng đứng. - Công trình có độ rỗng lớn hơn sẽ bị xói chân ít hơn. - Chiều sâu hố xói tăng lên đáng kể nếu các dòng chảy dọc theo công trình có tác động cùng lúc với sóng. - Các sóng đến chéo góc có thể gây ra xói mạnh hơn sóng thường vì các sóng đỉnh ngắn tăng lên về kích thước dọc theo công trình. Đồng thời sóng chéo còn sinh ra dòng chảy song song với công trình. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 85 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Trong thực tế xây dựng người ta chủ yếu dựa vào kích thước sóng và căn cứ vào tình hình tác động của sóng như mức độ phản xạ, vị trí sóng đổ… để điều chỉnh độ sâu và chiều rộng hố xói và cách lấy độ sâu hố xói cũng không giống nhau. Một số công thức dự báo chiều sâu hố xói chân công trình.  Theo công thức kinh nghiệm của Việt Nam Chiều sâu hố xói được giới hạn như sau: hS ≤ 1,67.HS (7.1) Trong đó: - hS : Là chiều sâu hố xói (m). - HS : Chiều cao sóng thiết kế trước chân công trình, HS = 2,43(m). Thay giá trị HS vào phương trình (5.2) ta được: hs ≤ 1,67.2,43 = 4,06 (m)  Tính toán chiều sâu hố xói theo phương pháp Xie (1981) cho tường đứng. hS 0, 4 = 1,35 HS  2.π .h0  Sinh  ÷ L   (7.2) Trong đó: - h0 : là độ sâu nước tại chân công trình, h0 =2,75 (m). - L: Chiều dài bước sóng tại chân công trình, L = 42,23 (m). Thay các thông số vào (7.2) ta được: hS 0, 4 = 1,35 2, 43  2.π .2,75   Sinh 42, 23 ÷    hs = 3,13 (m)  Nhận xét về phương pháp Xie:  - Chỉ xét xói chân công trình dạng tường đứng. - Chưa đề cập đến kích thước hạt, cấp phối hạt bùn cát. - Chưa kể đến thời gian tác động của bão. Phương pháp mặt cắt xói của Vellinga (1989) : Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 86 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Dựa trên nhiều series thí nghiệm mô hình máng sóng tỷ lệ lớn về xói lở đụn cát trong bão, Vellinga (1989) đã đưa ra mặt cắt xói như sau : Hình 7.16: Mặt cắt xói Vellinga Mặt cắt xói có gốc 0,0 đặt tại MNTK. Vị trí mặt cắt xói được xác định bằng cách di chuyển cho tới khi cân bằng giữa diện tích xói và bồi. Năng lượng sóng gây xói lở vùng đất phía trong (mặt cắt phía trên mực nước bão với độ dốc 1:1), phần xói lở này sẽ được sóng và dòng chảy mang ra ngoài khơi đến vị trí 0,75H os và tại vị trí đó có độ dốc là 1: 12,5. Công thức mặt cắt xói:   7, 6 1,28  w  7, 6   S  ÷ y = 0, 47.   ÷  H ÷   H os   0, 0268 ÷   0S   0,56 0,5  x + 18 ÷ − 2, 0 ÷  Trong đó: - H0S : Là chiều cao sóng ở nước sâu (m). - W : Là vận tốc lắng đọng của bùn cát (m/s). - x, y : Là tọa độ các mặt cắt xói.  Thông số đầu vào gồm : - Mặt cắt 2 (P33), mặt cắt 3 (P49) Phước Thể - Tuy Phong - Bình Thuận. - Mực nước thiết kế Htk = 2,43(m). - Chiều cao sóng tới nước sâu H0S=2,43(m). - Đường kính hạt cát D50 = 350( µ m ). Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 87 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Hình 7.17: Mặt cắt ngang đụn cát sau bão tại MC2 Hình 7.18: Mặt cắt ngang đụn cát sau bão tại MC3  Kết quả thông số đầu ra:  Mặt cắt 2 (P33): - Khoảng cách xói lở tại mực nước bão Re-max= 22 (m) - Thể tích xói lở trên 1 đơn vị chiều dài đụn cát Ve= 53,887(m3/m)  Mặt cắt 2 (P49): - Khoảng cách xói lở tại mực nước bão Re-max= 18,5 (m) - Thể tích xói lở trên 1 đơn vị chiều dài đụn cát Ve= 74,311(m3/m)  Nhận xét: • Ưu điểm: Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 88 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển - Tiết kiệm thời gian tính toán. - Có đề cập đến kích thước hạt bùn cát, cấp phối hạt. • Nhược điểm: - Không đề cập đến chu kỳ sóng. - Không mô tả tới các quá trình vật lý trong bão do sóng. - Khái niệm mặt cắt cân bằng ổn định dưới một điều kiện thủy lực không đổi trong một khoảng thời gian đủ dài trên thực tế không phù hợp với sự biến đổi nhanh không ổn định của các quá trình thủy động lực ngắn hạn (mực nước và các tham số sóng trên thực tế thay đổi liên tục trong bão)  Kết Luận: Mô hình kinh nghiệm này không có khả năng dự báo quá trình xói lở đụn cát theo thời gian vì vậy không thể áp dụng cho trường hợp đụn cát phi điển hình dưới tác động của các điều kiện thủy lực biến đổi bất kỳ nằm ngoài phạm vi áp dụng cho mô hình được phát triển. 7.4. So sánh kết quả mô hình WADIBE-CT và mô hình xói kinh nghiệm Mô hình Wadibe-CT có khoảng cách xói từ đụn cát ra phía biển và chiều sâu hố xói lớn hơn so với phương pháp kinh nghiệm Vellinga. Mô hình toán Wadibe CT cho kết quả là mô hình mô phỏng sự phát triển theo thời gian hố xói trước chân công trình dựa trên sự mô phỏng quá trình vận chuyển bùn cát ngang bờ còn Vellinga là phương pháp kinh nghiệm dựa trên khái niệm mặt cắt xói ổn định khi thời gian bão đủ dài. Ngoài ra đối với mô hình Wadibe-CT tính toán cho thời đoạn ngắn, vận chuyển bùn cát đáy không ảnh hưởng nhiều tới kết quả tính toán bằng vận chuyển bùn cát lơ lửng. Vì vậy độ chính xác của mô hình toán khi xác định chiều sâu hố xói là cao hơn. Kết quả tính toán giữa mô hình và các công thức thực nghiệm, thì kết quả thu được ở mô hình toán nhỏ hơn so với công thức thực nghiệm do công thức thực nghiệm không thể kể hết được các yếu tố ảnh hưởng (hiện tượng nước nông, khúc xạ, và phân tán năng lượng sóng, độ dốc,). Công thức thực nghiệm là công thức chỉ áp dụng chủ yếu cho tường đứng, không kể đến thời gian phát triển của bão…nên ta có thể dùng phần mềm WADIBE-CT để dự báo hố xói trước chân công trình trong bão. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 89 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Mô hình toán WADIBE-CT cho phép lựa chọn điều kiện biên, điều kiện thuỷ động lực học một cách mềm dẻo. Ngoài ra, mô hình này có thể tính toán với nhiều hình dạng bãi với các kết cấu chân công trình khác nhau. 7.5. Giải pháp nuôi đụn cát trong bão 7.4.1 Nuôi đụn cát trong bão Hình 7.19: Giải pháp nuôi đụn cát Tương tự như nuôi bãi, nuôi đụn cát là giải pháp bổ sung một lượng đụn cát đủ lớn theo một chu kỳ nhất định ở vị trí mặt trước hoặc bãi trước của đụn cát nhằm duy trì mặt cắt xói của đụn cát ở một mức độ an toàn theo yêu cầu (xem Hình 7.19 ) Thể tích cát cần thiết để nuôi đụn cát được xác định bằng phần mềm WADIBECT thông qua các mặt cắt đại diện ( MC2, MC3) khi chưa có công trình, 2 mặt cắt này đại diện cho 2 vị trí đặc trưng tại đường bờ là vị trí có đụn cát cao và vị trí có đụn cát thấp. Lượng bùn cát bổ sung vào bằng với lượng bùn cát mất đi cộng thêm với 30% lượng bùn cát mất đi này để đảm bảo an toàn nhất trong điều kiện có bão. Cụ thể lượng bùn cát cung cấp tại các mặt cắt đại diện như sau:  Tại vị trí MC2 (P33): Là mặt cắt đại diện khu vực đụn cát thấp, chiều sâu hố xói tại vị đụn cát là hx = 1,507 (m), bề rộng xói b = 10 m như vậy lượng bùn cát cần bổ cần xung cho mặt cắt là: SP33 = 1,507.10.1 + 0,3.(1,507.10.1) = 19,591 m3/m.  Tại vị trí MC3 (P49): Là mặt cắt đại diện khu vực đụn cát cao, chiều sâu hố xói tại vị đụn cát là hx = 3,863 (m), bề rộng xói b = 12m như vậy lượng bùn cát cần bổ cần xung cho mặt cắt là: SP33 = 3,863.12.1 + 0,3.( 3,863.12.1) = 60,263 m3/m. Tại hai vị trí sự chênh lệch về lượng bùn cát bổ sung là rất lớn, tại những vị trí đụn cát cao khi có bão, áp lực sóng lớn tác dụng lên đụn cát làm đụn cát mất ổn định. Điều đó có thể giải thích phần nào cho sự chênh lệch lượng bùn cát tại hai vị Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 90 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển trí khác nhau này khi chưa có công trình. Chu kỳ nuôi đụn cát cũng tương tự như nuôi bãi thường với chu kỳ khoảng 2 ÷ 3 năm lại tiến hành bổ sung lượng bùn cát này vào. 7.4.2 Kiểm tra mặt cắt xói sau khi nuôi đụn cát bằng mô hình WADIBE Từ mặt cắt điển hình đã được chọn, sau khi thêm lượng bùn cát thiếu hụt có thể mất sau bão, ta xác định được mặt địa hình mới, áp dụng vào mô hình WADIBE tính toán cho từng mặt cắt như sau:  Mặt cắt 2 (P33): Hình 7.20: Diễn biến xói lở tại MC2 sau khi nuôi đụn cát Hình 7.21: Diễn biến xói lở tại MC2 sau khi nuôi đụn cát biến đổi theo thời gian  Mặt cắt 3 (P49): Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 91 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Hình 7.22: Diễn biến xói lở tại MC3 sau khi nuôi đụn cát Hình 7.23: Diễn biến xói lở tại MC2 sau khi nuôi đụn cát biến đổi theo thời gian  Nhận xét: Sau khi tiến hành nuôi đụn cát với lượng bùn cát như đã tính toán ở trên, ta có mặt địa hình mới, với các thông số sóng, bùn cát, các thông số mô hình, thời gian bão từ 4 ÷ 6 giờ tính toán bằng mô hình WADIBE-CT kết quả tại từng mặt cắt như sau:  Mặt cắt 2 (P33): Chiều sâu hố xói hx= 1,189m, bề rộng hố xói là bx= 3m.  Mặt cắt 3 (P49): Chiều sâu hố xói hx= 4,912m, bề rộng hố xói là bx= 8m. Như vậy lượng bùn cát mất đi nhỏ hơn với lượng bùn cát thêm vào, quá trình nuôi đụn cát ổn định. Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 92 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển 7.6. Kết Luận Diễn biến xói lở sau một cơn bão là một quá trình xảy ra nhanh, các yếu tố thủy động lực học biến đổi lớn, đòi hỏi phải có các mô hình thuỷ động để tính toán, mô phỏng. Độ sâu xói chịu ảnh hưởng của rất nhiều tham số, không những bởi dạng hình học kết cấu của chân kè và mái kè, mà còn các yếu tố thủy động lực học hình thái phức tạp khác (sóng, mựcnước, độ dốc bãi, bùn cát,...). Trên thực tế có khá nhiều công thức kinh nghiệm tính độ sâu hố xói tuy nhiên với kết quả không tin cậy quá lớn, trái với thực tế và không thể kể hết được các yếu tố ảnh hưởng đến. Kết quả tính toán dựa trên mô phỏng quá trình vận chuyển bùn cát ngang bờ như được mô hình hóa trong WADIBE-CT cho kết quả khá sát với thực tiễn. Quá trình nuôi đụn cát có thể thay đổi do điều kiện khí hậu, vì vậy cần thường xuyên có các quá trình kiểm tra, bảo dưỡng để có những giải pháp hợp lý. CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 8.1. Kết Luận Đồ án đã thực hiện được hai mục tiêu chính: + Đánh giá được diễn biến biến đổi của đường bờ biển Phước Thể - Tuy Phong – Bình Thuận trong điều kiện thường và trong bão. + Đưa ra được những phương án bảo vệ đụn cát, cồn cát Phước Thể - Tuy Phong – Bình Thuận. Sau khi tiến hành nghiên cứu các điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế, thủy hải văn..Tác giả đã tiến hành tính toán và đưa ra giải pháp bảo vệ bờ biển Phước Thể - Tuy Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 93 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Phong – Bình Thuận trong bão đó là xây dựng hệ thống kè mỏ hàn kết hợp với hệ thống kè biển. Tuy nhiên do hạn chế về mặt thời gian nên tác giả chỉ đi đến giải quyết thiết kế hệ thống kè biển trong bão cho từng vị trí như sau: - Cao trình tường đỉnh : + 5,6 m ; - Cao trình đáy: - 0,32 m ; - Với những vị trí đụn cát thấp phải gia cố phía đỉnh với chiều rộng đỉnh: 3m; - Đối với vị trí có đụn cát cao chỉ cần gia cố chân kè chắc chắn; - Mái kè: m = 4, được bảo vệ bằng các cấu kiện bê tông đúc sẵn Basalton với bề dầy d= 0,4m và kết cấu chân khay cọc cừ bê tông dự ứng lực kết hợp với thảm đá. Đồ án cũng đã tiến hành nghiên cứu quá trình xói lỡ đụn cát trong bão trước và sau khi có công trình, và quá trình nuôi đụn cát tại khu vực, lượng bùn cát mất mỗi năm . 8.2. Kiến nghị Trong quá trình nghiên cứu các điều kiện thủy hải văn đồ án đã nêu ra được đường bờ chịu tác động của xói cấp tính và xói mãn tính đồng thời nêu ra giải pháp bảo vệ bờ bằng hệ thống kè mỏ hàn và kè biển, nhưng do hạn chế về mặt thời gian nên đồ án chỉ tiến hành giải quyết được bài toán thiết kế kè biển. Để phát triển kinh tế, đảm bảo an sinh xã hội cần giải quyết được song song hai bài toán này một cách hợp lý. Quá trình toán, các số liệu mực nước chỉ mang tính giả định, chưa có được số liệu đo đạc cụ thể, nên quá trình tính toán thiết kế có sai khác lớn với thực tế bài toán. Bên cạnh các giải pháp bảo vệ bằng công trình cần song song kết hợp với phát triển hệ sinh thái trên đụn cát như cỏ biển, rau muống biển…Các biện pháp này chống được các tác động của gió trong các điều kiện môi trường. Tài Liệu Tham Khảo 1. [1], Web hành chính huyện Tuy Phong – Bình Thuận. www.tuyphong.com 2. [2], Tiêu chuẩn ngành14 TCN 130 – 2002, Hướng dẫn thiết kê đê biển 3. [3], Hướng dẫn phân cấp đê 4116, 13/2/2010, thứ trưởng Đào Xuân Học. 4. [4], Hướng dẫn thiết kế đê biển (8-01-2010) – Bộ NN và PTNT. 5. [5], Bài giảng, Công trình bảo vệ bờ, 2010. TS Thiều Quang Tuấn 6. [6], Bài giảng PLAXIS – GS. Nguyễn Công Mẫn, TS. Nguyễn Việt Tuấn Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 94 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển 7. Bài giảng PLAXIS lớp bồi dưỡng ngắn hạn – TS. Nguyễn Hồng Nam (03/2007) 8. Bài giảng PLAXIS lớp bồi dưỡng ngắn hạn – TS. Nguyễn Hồng Nam(03/2007). 9. Giáo trình Hình thái bờ biển , 2003. TS Trần Thanh Tùng. 10. Giáo trình “Sóng gió” (10/2003)- PGS.TS Vũ Thanh Ca. 11. Báo cáo chuyên đề 8.1, Nghiên cứu tới sự ổn định của cồn cát, đụn cát ven biển và đề xuất giải pháp bảo vệ. TS Thiều Quang Tuấn. 12. CEM– 2006. (Sổ tay kỹ thuật bờ biển của hải quân MỸ). 13. Web bách khoa toàn thư http://vi.wikipedia.org Phụ Lục Phụ lục I.1: Bảng thống kê mực nước dâng giả định trong bão tại khu vực Phước Thể - Tuy Phong – Bình Thuận. STT Hnd (m) STT Hnd (m) STT Hnd (m) STT Hnd (m) 1 0.29 13 0.31 25 0.57 37 0.33 Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 95 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển 2 0.26 14 0.40 26 0.64 38 1.18 3 0.45 15 0.37 27 0.53 39 0.47 4 0.46 16 0.34 28 0.34 40 0.48 5 0.62 17 0.49 29 0.75 41 0.98 6 0.28 18 0.57 30 0.63 42 0.82 7 0.35 19 0.25 31 1.17 43 0.43 8 0.81 20 0.23 32 1.11 44 1.09 9 1.32 21 1.08 33 0.20 45 0.34 10 0.66 22 1.22 34 0.60 46 0.62 11 0.34 23 0.80 35 0.68 47 0.35 12 0.43 24 0.20 36 0.35 48 0.32 Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 96 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Phụ lục I.2: Bảng thống kê chiều cao sóng cực hạn trong bão tại Phước Thể - Tuy Phong – Bình Thuận STT Hs STT Hs STT Hs STT Hs 1 2.75 13 1.93 25 7.61 37 7.12 2 1.74 14 1.92 26 2.44 38 3.28 3 2.71 15 2.80 27 2.87 39 3.25 4 2.91 16 2.14 28 4.08 40 3.41 5 4.54 17 3.42 29 1.92 41 3.23 6 3.67 18 3.45 30 1.99 42 4.78 7 1.57 19 3.04 31 2.42 43 1.57 8 2.72 20 2.43 32 2.07 44 4.10 9 5.73 21 3.14 33 5.20 45 3.28 10 5.27 22 1.85 34 2.37 46 2.82 11 4.47 23 4.50 35 6.62 47 1.75 12 2.78 24 3.58 36 3.03 Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 97 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển LỜI CẢM ƠN Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự cố gắng nỗ lực của bản thân và được sự hướng dẫn tận tình của T.S Thiều Quang Tuấn, cùng các thầy cô giáo trong khoa Kỹ thuật Biển - trường Đại học Thủy lợi, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp, với đề tài: “Thiết giải pháp bảo vệ cồn cát ven biển Phước Thể - Tuy Phong – Bình Thuận”. Quá trình làm đồ án tốt nghiệp, đã giúp em hệ thống lại kiến thức đã được học và giúp em biết cách áp dụng lí thuyết vào thực tế, làm quen với công việc thiết kế của một kỹ sư kỹ thuật bờ biển. Đây là đồ án tốt nghiệp sử dụng tài liệu thực tế công trình thủy lợi và vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học. Mặc dù đã cố gắng nhưng trong đồ án em chưa giải quyết hết các trường hợp có thể xảy ra, giới hạn nghiên cứu còn hạn hẹp. Bên cạnh đó trong quá trình tính toán và lựa chọn phương án thiết kế, do còn hạn chế về kiến thức và hiểu biết thực tế nên trong đồ này không tránh khỏi những sai sót. Em kính mong nhận được sự chỉ bảo, hướng dẫn, của các thầy cô giáo, giúp cho đồ án của em được hoàn chỉnh hơn, từ đó kiến thức chuyên môn cũng được hoàn thiện và nâng cao. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Thiều Quang Tuấn đã trực tiếp hướng dẫn, cung cấp tài liệu, thông tin, cũng như định hướng đồ án và tận tình chỉ bảo giúp đỡ em trong suốt quá trình làm đồ án. Cảm ơn gia đình, bạn bè, cùng tất cả các bạn trong lớp 49B, phòng 316 nhà 2, những người đã cùng em bước đi trong suốt 4 năm học vừa qua. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô giáo, Trường Đại học Thủy Lợi, Khoa Kỹ Thuật Biển đã tạo cho em một môi trường học tập lành mạnh, cho em những cơ hội để phấn đấu, rèn luyện, và trưởng thành trong suốt 4 năm học tập tại trường. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 25 tháng 06 năm 2011 Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Ngọc Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 98 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị MNTK Mực nước thiết kế m MNTB Mực nước trung bình m Biên độ triều max m Góc giữa đường bờ với hướng sóng tới Độ Atr.Max β γ, γB Trọng lượng riêng của nước, của vật liệu T/m3 ρ, ρb Khối lượng riêng của nước, của vật liệu KG/m3 m/s2 g Gia tốc trọng trường m Hệ số mái dốc m = cotgα T Chu kỳ sóng s P Tần suất m h Chiều sâu nước m Q Lưu lượng vận chuyển bùn cát V Vận tốc dòng chảy m/s Ru2% Chiều cao sóng leo m Hnd Chiều cao nước dâng m L0 Chiều dài sóng nước sâu m Tp Chu kỳ đỉnh phổ sóng s H0 Chiều cao sóng nước sâu m Zđđ Cao trình đỉnh đê m Hb Chiều cao sóng vỡ m γβ Hế số chiết giảm do hướng sóng tác dụng lên mái γf Hệ số ảnh hưởng do độ nhám mái đê q Lưu lượng tràn trung bình trên mỗi mét chiều dài công trình ξ0 Chỉ số đồng dạng sóng vỡ K Các hệ số an toàn (trong tính toán ổn định công trình) MC m3/năm m3/s/m Mặt cắt lựa chọn Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 99 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU................................................................................................2 MỤC LỤC..............................................................................................................................3 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG.....................................................................................6 1.1. Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực dự án.............................................6 i. Vị trí địa lý..................................................................................................................6 1.1.2 Đặc điểm địa hình..................................................................................................7 1.1.3 Địa chất..................................................................................................................7 1.2. Điều kiện dân sinh, kinh tế, xã hội..............................................................................9 1.2.1 Điều kiện dân sinh [1]:..........................................................................................9 1.2.2 Điều kiện kinh tế xã hội........................................................................................9 1.3. Đặc điểm khí hậu, khí tượng, thủy hải văn môi trường............................................10 1.2.3 Đặc điểm khí tượng, khí hậu...............................................................................10 1.2.4 Đặc điểm thuỷ văn sông ngòi..............................................................................11 1.2.5 Đặc điểm thuỷ văn nguồn nước...........................................................................12 1.2.6 Hải Văn................................................................................................................12 1.4. Đặc điểm địa chất và điều kiện xây dựng vật liệu địa phương.................................14 1.4.1 Đặc điểm địa chất................................................................................................14 1.4.2 Điều kiện xây dựng vật liệu địa phương.............................................................14 1.5. Điều kiện giao thông vận tải.....................................................................................14 1.6. Điều kiện bờ, bãi, tính chất bùn cát...........................................................................14 1.6.1 Điều kiện bờ, bãi.................................................................................................14 1.6.2 Tính chất bùn cát.................................................................................................15 1.7. Giải pháp và quy hoạch bờ hiện có...........................................................................15 1.8. Hiện trạng hình thái xói bồi và tính cấp bách của công tác bảo vệ bờ......................16 1.9. Kết luận và kiến nghị mở đầu...................................................................................17 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN DIỄN BIẾN HÌNH THÁI.........................18 2.1. Phân tích mức độ chi phối của các điều kiện thủy hải văn đến điều kiện hình thái của khu vực dự án............................................................................................................18 i. Ảnh hưởng của nước dâng trong bão và gió mùa.....................................................18 2.1.2 Ảnh hưởng của dòng chảy sông..........................................................................19 2.1.3 Tác động của sóng...............................................................................................20 2.2. Tính toán các điều kiện thủy lực chi phối chủ yếu....................................................22 2.3. Định lượng quy luật vận chuyển bùn cát chủ đạo.....................................................24 2.4. Đánh giá nguyên nhân diễn biến hình thái................................................................28 2.4.1 Kết luận...............................................................................................................29 2.4.2 Kiến nghị về yêu cầu bảo vệ...............................................................................30 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT VÀ PHÂN TÍCH CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ.....................30 3.1. Tổng quan về các giải pháp.......................................................................................30 i. Giải pháp phi công trình............................................................................................31 3.1.2 Các giải pháp công trình......................................................................................31 3.2. Đề xuất quy hoạc bảo vệ...........................................................................................32 Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 100 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển 3.3. Đề xuất các giải pháp khả thi chủ yếu.......................................................................32 3.4. Phân tích, lựa chọn giải pháp thiết kế ......................................................................33 3.5. Đặc điểm và yêu cầu nhiệm vụ của phương án lựa chọn..........................................35 3.6. Kết luận về giải pháp.................................................................................................35 CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN THỦY HẢI VĂN THIẾT KẾ................................................36 CHO PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN.......................................................................................36 4.1. Xác định cấp công trình [3].......................................................................................36 ii. Xác định cấp đê........................................................................................................36 4.1.2 Xác định tiêu chuẩn an toàn................................................................................37 4.2. Xác định tuyến xây dựng và vị trí bố trí công trình..................................................37 4.3. Thành phần mực nước thiết kế [2]............................................................................38 4.4. Tính toán các tham số sóng nước sâu cho thiết kế....................................................40 4.4.1 Xác định chiều cao sóng nước sâu thiết kế.........................................................40 4.4.2 Xác định chu kỳ sóng nước sâu thiết kế..............................................................41 4.4.3 Chiều dài sóng nước sâu được tính theo công thức.............................................41 4.4.4 Độ dốc sóng.........................................................................................................42 4.5. Xác định chế độ sóng tại chân công trình.................................................................42 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ...........................................................46 THEO PHƯƠNG ÁN CHỌN..............................................................................................46 5.1. Các cơ chế phá hoại của đụn cát...............................................................................46 5.2. Sơ bộ lựa chọn các giải pháp kết cấu........................................................................47 5.2.1 Kết cấu lõi, thân công trình.................................................................................47 5.2.2 Các phương án kết cấu lớp áo bảo vệ ngoài........................................................48 5.2.3 Các dạng kết cấu bảo vệ chân kè [ 4]..................................................................48 5.3 Tính toán phân tích các kích thước hình học cho các mặt cắt thiết kế điển hình.......49 5.3.1 Ảnh hưởng của kết cấu và điều kiện hình học đến chiều cao đê.........................49 5.3.2 Xác định cao trình đỉnh đê..................................................................................51 5.3. Tính toán chi tiết kích thước kết cấu, kích thước lớp áo cấu kiện bảo vệ thân, đầu đê và chân đê....................................................................................................................55 5.3.1 Tính toán kích thước kết cấu, cấu kiện................................................................55 5.3.2 Xác định phạm vi bảo vệ chân............................................................................58 5.4. Tính toán bố trí mặt cắt kết cấu, cấu kiện trên mặt cắt ngang...................................58 5.4.1 Đỉnh kè................................................................................................................58 5.4.2 Mái phía biển.......................................................................................................59 5.4.3 Mái phía trong đầm.............................................................................................59 5.4.4 Lớp chuyển tiếp...................................................................................................60 5.5. Tính toán ổn định mái đê bằng phần mềm PLAXIS.................................................60 5.5.1 Giới thiệu về phần mền Plaxis [6].......................................................................60 5.5.2 Ứng dụng phần mền Plaxis V.8.2 để tính ổn định cho mái kè thiết kế...............61 5.6. Đề xuất phương án vận hành, duy tu, bảo dưỡng công trình....................................70 CHƯƠNG 6: THI CÔNG KÈ BIỂN....................................................................................71 6.1. Thi công phần đất......................................................................................................71 6.1.1 Đắp mái kè...........................................................................................................71 Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 101 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển 6.1.2 Thi công cọc bê tông dự ứng lực, xếp rọ đá, trải thảm đá...................................71 6.2. Thi công bê tông........................................................................................................71 6.3. Thi công vải lọc, lớp đệm..........................................................................................71 Thi công dăm đệm...........................................................................................................72 Thi công cấu kiện............................................................................................................72 6.4. Mặt bằng thi công......................................................................................................72 6.5. Một số yêu cầu khi thi công......................................................................................72 CHƯƠNG 7: CHUYÊN ĐỀ MÔ HÌNH TÍNH TOÁN XÓI TRONG BÃO.......................73 7.1. Mở đầu......................................................................................................................73 7.2. Tính theo xói theo phương pháp mô hình.................................................................73 7.2.1 Giới thiệu về mô hinh Wadibe – CT...................................................................73 Cơ sở của phương pháp...................................................................................................74 Các bước thực hiện tính toán theo mô hình WADIBE - CT...........................................75 7.2.2 Hiệu chỉnh mô hình.............................................................................................76 7.2.3 Kiểm tra độ nhạy mô hình...................................................................................76 7.2.4 Kết quả tính toán cho các mặt cắt trước và sau khi có công trình.......................80 7.3. Tính theo xói theo phương pháp kinh nghiệm..........................................................84 7.4. So sánh kết quả mô hình WADIBE-CT và mô hình xói kinh nghiệm......................88 7.5. Giải pháp nuôi đụn cát trong bão..............................................................................89 7.4.1 Nuôi đụn cát trong bão........................................................................................89 7.4.2 Kiểm tra mặt cắt xói sau khi nuôi đụn cát bằng mô hình WADIBE...................90 7.6. Kết Luận....................................................................................................................92 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................................92 8.1. Kết Luận....................................................................................................................92 8.2. Kiến nghị...................................................................................................................93 Tài Liệu Tham Khảo...........................................................................................................93 Phụ Lục.................................................................................................................................94 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU..............................................................................................98 MỤC LỤC............................................................................................................................99 Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B [...]... theo phương án tuy n quy hoạch Từ đó xác định tuy n quy hoạch công trình bảo vệ bờ biển đến năm 2020; Nghiên cứu, đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ biển kết hợp với trồng rừng ven biển; Ứng dụng công nghệ mới, vật liệu mới thích hợp cho công trình bảo vệ bờ biển, thiết kế định hình công trình bảo vệ bờ biển; Nghiên cứu đề xuất hệ thống lưới trạm quan trắc thủy hải văn, bùn cát ven biển Bình Thuận nhằm cung... phân đoạn đầu tư, đề xuất vốn và biện pháp tổ chức thực hiện; Tổ chức Hội thảo, Viết báo cáo quy hoạch, các bản đồ quy hoạch…  Mục đích của đề tài : Xuất phát từ những vấn đề trên, đề tài cần đạt được : + Đánh giá được diễn biến biến đổi của đường bờ biển Phước Thể - Tuy Phong – Bình Thuận + Đưa ra được những phương án bảo vệ cồn cát Phước Thể - Tuy Phong – Bình Thuận + Đánh giá hiện tượng xói lở trong... Liên Hương đến hết khu vực xã Phước Thể dọc ven biển CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT VÀ PHÂN TÍCH CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ 3.1 Tổng quan về các giải pháp Với dạng đường bờ là các bãi cát và đụn cát, bờ biển Phước Thể có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các khu dân cư phía trong, chống xâm nhập mặn từ biển vào Nhưng hiện nay qua quá trình khảo sát và đánh giá bờ biển Phước Thể đang Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc... Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển cường và các dòng ven bờ gây ra vì vậy cần có những giải pháp bảo vệ khu vực bờ biển này 1.6.2 Tính chất bùn cát Bùn cát đáy biển: Các mẫu bùn cát được phân tích thành phần cấp phối hạt theo tiêu chuẩn Việt Nam ( TCVN 4198-95) Thành phần hạt bùn cát đáy vùng biển Phước Thể được phân bố trong bảng sau: Bảng 1 3: Phân bố thành phần hạt bùn cát đáy vùng biển Phước Thể Thành phần hạt... Thể thuộc kiểu đường bờ đụn cát và bãi cát Các cồn cát có dạng lượn sóng, độ cao từ 60 – 222 m Phía ngoài là các cồn cát trắng xen lẫn giữa các cồn cát đỏ và vàng có độ cao từ 60 – 80 m Bãi biển ở đây thoải độ dốc bãi vào khoảng m = 150, bãi cát mịn, cát trắng nước biển trong việc khai thác tiềm năng phát triển du lịch dịch vụ là rất lớn Tuy nhiên hiện nay các đụn cát và bãi cát đang bị xói lở rất nghiêm... các giải pháp khả thi chủ yếu Qua phân tích các điều kiện tự nhiên và dân sinh kinh tế xã hội, có thể đưa ra các phương án bảo vệ bờ biển Phước Thể để nghiên cứu như sau:  Giải pháp 1: Nuôi đụn cát Đây là một giải pháp phổ biến trên thế giới, đối tốt với các khu vực bờ biển đang có hiện tượng xói lở Đó là việc cung cấp một lượng cát cho bãi biển, nhằm ngăn chặn xu hướng rút của đường bờ Lượng bùn cát. .. Bờ Biển Với đường bờ biển dài, bãi biển thoải, cát mịn, nước biển trong là nơi lý tưởng để phát triển du lịch và dịch vụ Với tiềm năng và thế mạnh đang có hiện nay huyện Tuy Phong và tỉnh Bình Thuận đang chung tay cố gắng có những phương pháp nhằm phát huy tối đa những tiềm năng này trong tương lai không xa 1.8 Hiện trạng hình thái xói bồi và tính cấp bách của công tác bảo vệ bờ Phước Thể là một xã ven. .. này lớn và kích thước bùn cát cung cấp phải phù hợp với bùn cát tại bờ biển này Chu kỳ bổ sung bùn cát từ 2 – 5 năm, đồng thời phải liên tục kiểm tra quá trình bùn cát bồi xói để có những giải pháp hợp lý  Giải pháp 2: Hệ thống kè mỏ hàn kết hợp với gia cố đụn cát bằng kè biển Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Lớp 49B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 33 Ngành Kỹ Thuật Bờ Biển Đây là giải pháp cứng hóa đường bờ... chữa 3.4 Phân tích, lựa chọn giải pháp thiết kế  Giải pháp 1: Nuôi đụn cát Đây là một biện pháp khá tốt vì nó linh động và phù hợp với chiến lược bảo vệ môi trường Việc lựa chọn hướng giải quyết này phụ thuộc chủ yếu vào chi phí và rủi ro vì sự cung cấp bùn cát phải được lặp lại thường xuyên,với chu kỳ từ 2 – 5 năm có thể ngắn hơn Kích thước vật liệu dùng để nuôi dưỡng bờ biển sẽ làm thay đổi quá trình... phương án lựa chọn là phải đáp ứng được các yêu cầu bảo vệ tốt đụn cát ven biển Phước Thể này vì vậy cần phải có giải pháp song hành mang lại hiệu quả tốt nhất 3.6 Kết luận về giải pháp Như vậy, qua phân tích các điều kiện, ta nên chọn giải pháp 2 để áp dụng cho khu vực dự án Hệ thống công trình được xây dựng phải mang lại hiệu quả tốt nhất cho dải bờ biển này Do thời gian và cấp độ nghiên cứu có hạn ... cứu xã Phước Thể - Tuy Phong Bình Thuận 1.1.2 Đặc điểm địa hình Là xã ven biển, địa hình chủ yếu xã phần lớn chủ yếu cồn cát cát dọc ven biển xã Các cồn cát có dạng lượn sóng, độ cao từ 60 – 222... : + Đánh giá diễn biến biến đổi đường bờ biển Phước Thể - Tuy Phong – Bình Thuận + Đưa phương án bảo vệ cồn cát Phước Thể - Tuy Phong – Bình Thuận + Đánh giá tượng xói lở bão qua trường hợp mô... xã Phước Thể dọc ven biển CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT VÀ PHÂN TÍCH CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ 3.1 Tổng quan giải pháp Với dạng đường bờ bãi cát đụn cát, bờ biển Phước Thể có vai trò quan trọng việc bảo vệ