DSpace at VNU: Xây dựng các biện pháp kỹ thuật kiểm soát xói mòn và bồi lắng trong thi công các công trình giao thông đường bộ (Dự án điển hình: Đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai)

DSpace at VNU: Xây dựng các biện pháp kỹ thuật kiểm soát xói mòn và bồi lắng trong thi công các công trình giao thông đư...

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG PHẠM NGỌC TRANG XÂY DỰNG CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT KIỂM SỐT XĨI MỊN VÀ BỒI LẮNG TRONG THI CƠNG CÁC CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG ĐƢỜNG BỘ (DỰ ÁN ĐIỂN HÌNH: ĐƢỜNG CAO TỐC NỘI BÀI LÀO CAI) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Hà Nội – Năm 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG PHẠM NGỌC TRANG XÂY DỰNG CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT KIỂM SỐT XĨI MỊN VÀ BỒI LẮNG TRONG THI CƠNG CÁC CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG ĐƢỜNG BỘ (DỰ ÁN ĐIỂN HÌNH: ĐƢỜNG CAO TỐC NỘI BÀI LÀO CAI) Chuyên ngành: Mơi trường phát triển bền vững (Chương trình đào tạo thí điểm) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN MẠNH KHẢI Hà Nội – Năm 2016 LỜI CẢM ƠN Để có luận văn tốt nghiệp này, tơi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Trung tâm Tài nguyên Môi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội, đặc biệt PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ với dẫn khoa học quý giá suốt trình triển khai, nghiên cứu hoàn thành đề tài “Xây dựng biện pháp kỹ thuật kiểm sốt xói mịn bồi lắng thi cơng cơng trình giao thơng đường (dự án điển hình: đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai)” Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo – nhà khoa học trực tiếp giảng dạy, truyền đạt cho kiến thức khoa học chuyên ngành môi trường năm nghiên cứu Trung tâm Tài nguyên Môi trường Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới chuyên gia, kỹ sư công ty Getinsa Ingenieria S.L bao gồm ông Fracisco Javier de Bonifaz – Tư vấn trưởng; ông Sergio Mata Gallego – Chuyên gia Môi trường Cao cấp; ông Jose Ignacio Gonzalez Soriano – Kỹ sư Thường trú nhóm 1; ơng Romeo Pineda – Kỹ sư kết cấu cao cấp; ông Mai Triệu Quang – Phó tư vấn trưởng, Kỹ sư đường cao cấp; ông Nguyễn Vĩnh Phú – Phó tư vấn trưởng, Chuyên gia xã hội cao cấp; ông Đỗ Văn Mạnh – Kỹ sư trường dự án Nội Bài – Lào Cai hợp tác, giúp đỡ hỗ trợ hồn thành luận văn Tơi xin ghi nhận quan tâm đóng góp quý báu, nhiệt tình bạn học viện lớp CH10, Trung tâm Tài ngun Mơi trường q trình nghiên cứu Trung tâm Đặc biệt quan tâm, động viên sâu sắc gia đình tơi q trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn đơn vị cá nhân giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu thực luận văn Xin chân thành cảm ơn! i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả Phạm Ngọc Trang ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.1 Cơ sở lý luận 1.1.1 Khái niệm xói mịn trầm tích 1.1.2 Quá trình xói mịn bồi lắng 1.1.3 Phân loại xói mịn trầm tích 1.2 Kiểm sốt xói mịn bồi lắng mƣa dịng chảy nƣớc mƣa thi cơng cơng trình GTĐB 1.2.1 Trên giới 1.2.2 Tại Việt Nam 12 1.2.3 Kiểm sốt xói mịn bồi lắng thi cơng khu vực nghiên cứu14 CHƢƠNG 2: ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, PHƢƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 Địa điểm thời gian nghiên cứu 16 2.1.1 Địa điểm nghiên cứu 16 2.1.2 Điều kiện tự nhiên môi trƣờng khu vực nghiên cứu 17 2.1.3 Thời gian nghiên cứu 19 2.2 Phƣơng pháp luận 20 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 20 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 23 3.1 Phân loại đất xây dựng phân cấp tính xói mòn đất 23 3.1.1 Phân loại đất xây dựng quy định đất xây dựng đƣờng dự án đƣờng cao tốc NB - LC 23 3.1.2 Phân cấp tính xói mịn đất 24 3.2 Tình hình xói mịn bồi lắng mƣa dịng chảy nƣớc mƣa thi công khu vực nghiên cứu 25 3.2.1 Tác động mƣa dòng chảy nƣớc mƣa đến xói mịn khu vực nghiên cứu 25 iii 3.2.2 Các biện pháp kiểm sốt xói mịn bồi lắng mƣa dòng chảy nƣớc mƣa đƣợc áp dụng khu vực nghiên cứu 28 3.3 Một số biện pháp kỹ thuật kiểm sốt xói mịn trầm tích mƣa dịng chảy nƣớc mƣa đƣợc xây dựng áp dụng cho khu vực nghiên cứu 35 3.3.1 Biện pháp thiết kế lập kế hoạch 35 3.3.2 Các biện pháp kiểm sốt dịng chảy nƣớc mƣa 35 3.3.3 Các biện pháp kiểm soát xói mịn mƣa dịng chảy nƣớc mƣa 36 3.3.4 Các biện pháp kiểm sốt trầm tích 37 3.4 Đặc điểm kỹ thuật số biện pháp kiểm sốt xói mịn trầm tích mƣa dịng chảy nƣớc mƣa 38 3.4.1 Thiết kế xếp công trƣờng: 38 3.4.2 Lập kế hoạch thi công 39 3.4.3 Hào bờ điều hƣớng tạm thời 41 3.4.4 Đập chặn 43 3.4.5 Rãnh thoát nƣớc mái dốc tạm thời 44 3.4.6 Bảo tồn thảm thực vật hữu 46 3.4.7 Tạo bậc làm gồ ghề mái dốc 48 3.4.8 Che phủ 50 3.4.9 Đá xếp 52 3.4.10 Phục hồi lại thảm thực vật 53 3.4.11 Kiểm soát trầm tích bờ đá xếp/rọ đá 54 3.4.12 Rào chắn bao sỏi cát 55 3.4.13 Bẫy trầm tích tạm thời 57 3.4.14 Lƣu vực giữ trầm tích 59 3.4.15 Rào cản kiện rơm 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 iv Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt ADB Asian Development Bank (Ngân hàng Phát triển châu Á) BĐKH Biến đổi khí hậu BMPs Best Management Practices (Thực hành quản lý tốt nhất) ĐTM Đánh giá tác động môi trường FAO Food and Agricultural Organization (Tổ chức Nông nghiệp Lương thực Liên hiệp quốc) GTĐB Giao thông đường GTVT Giao thông vận tải NOAA National Oceanic and Asmotpheric Administration (Cơ quan Đại dương Khí Quốc gia – Hoa Kỳ) NB-LC Nội Bài – Lào Cai US EPA US Environmental Protection Agency (Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ) WB World Bank (Ngân hàng Thế giới) v Danh mục bảng Bảng 1.1: Phân loại trầm tích theo kích thước hạt Bảng 2.1: Kết phân tích số mẫu đất khu vực dự án 19 Bảng 3.1: Đất phân cấp tính xói mịn đất 24 Bảng 3.2: Một số vị trí bị tác động điển hình xói mịn trầm tích mưa dịng chảy nước mưa 32 Bảng 3.3: Các biện pháp kiểm sốt dịng chảy nước mưa tạm thời 36 Bảng 3.4: Các biện pháp kiểm sốt xói mịn mưa dòng chảy nước mưa 36 Bảng 3.5: Kiểm sốt xói mịn che phủ đất 37 Bảng 3.6: Các biện pháp kiểm sốt trầm tích 38 Bảng 3.7: Kích thước đá xếp chiều dài thềm đá xếp theo lực tiêu thoát rãnh thoát 46 Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình 1.1: Quá trình xói mịn Hình 2.1: Sơ đồ tuyến đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai, đoạn Km – 48+680 22 Hình 3.1: Phân loại đất theo thành phần hạt cát, bụi sét sử dụng Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ 25 Hình 3.2: Biểu đồ lượng mưa tháng năm 2012 tỉnh Vĩnh Phúc 26 Hình 3.3: Sơ đồ xói mịn bề mặt mưa dịng chảy nước mưa 27 Hình 3.4: Kiểm sốt xói mịn bồi lắng mưa dịng chảy nước mưa Km 23+900 – Km 25+000 28 Hình 3.5: Kiểm sốt xói mịn bồi lắng mưa dòng chảy nước mưa Km 41+600 – Km 41+900 29 Hình 3.6: Kiểm sốt xói mịn bồi lắng mưa dịng chảy nước mưa Km 47+200 – Km 47+900 30 vi MỞ ĐẦU Hạ tầng giao thông đường phận quan trọng kết cấu hạ tầng xã hội nói chung kết cấu hạ tầng giao thơng nói riêng, cần phát triển trước bước để tạo tiền đề, làm động lực phát triển kinh tế xã hội, phục vụ nghiệp công nghiệp hóa, đại hóa Đảng Nhà nước, đáp ứng trình hội nhập khu vực quốc tế, góp phần đảm bảo an ninh, quốc phịng đất nước Chính lẽ đó, nhiều năm vừa qua hạ tầng giao thông Việt Nam đầu tư có định hướng phát triển vượt bậc Theo Quyết định số 1327/QĐ-TTg ngày 24/8/2009 Thủ tướng Chính phủ việc quy hoạch phát triển giao thông vận tải đường đến năm 2020 định hướng đến năm 2030, Quyết định số 1734/QĐ-TTg ngày 01/12/2008 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Quy hoạch phát triển mạng đường cao tốc Việt Nam đến năm 2020 tầm nhìn sau năm 2020, dự kiến nhu cầu vốn đầu tư để thực dự án giao thông yếu giai đoạn 2010-2025 vào khoảng 75 tỷ USD (khoảng tỷ USD/năm, tương đương với 90.000 tỷ đồng/năm) Phát triển sở hạ tầng giao thông đường gây tác động không tránh khỏi lên môi trường xung quanh, đặc biệt q trình thi cơng Kinh nghiệm thực tế từ hoạt động giám sát, quản lý thi công dự án đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai cho thấy xói mịn bồi lắng mưa dòng chảy nước mưa tác động chính, tác động nghiêm trọng lên môi trường đất, nước mặt nơi dự án qua ảnh hưởng đến đếntài sản người dân, ô nhiễm môi trường đất nước sản xuất nông nghiệp, hủy hoại giảm suất trồng nông nghiệp thủy sản, nhiều chi phí thời gian đề xử lý gây xúc mạnh mẽ cộng đồng Với nhu cầu thực tiễn phát triển sở hạ tầng giao thơng đường nhanh chóng Việt Nam, việc xây dựng biện pháp kỹ thuật kiểm sốt xói mịn bồi lắng mưa dịng chảy nước mưa q trình thi cơng nhằm giảm thiểu tối đa tác động chúng đến môi trường xung quanh cần thiết có ý nghĩa thực tiễn cao Luận văn tập trung nghiên cứu vào mục tiêu sau: - Làm rõ đặc điểm q trình xây dựng cơng trình GTĐB xói mịn bồi lắng mưa dòng chảy nước mưa giai đoạn xây dựng cơng trình GTĐB dự án điển hình - Xây dựng yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn cho biện pháp kiểm sốt xói mịn bồi lắng mưa dòng chảy nước mưa giai đoạn xây dựng phù hợp với điều kiện địa hình khí hậu khu vực dự án cơng trình GTĐB tương tự Đối tượng nghiên cứu: - Xói mịn trầm tích mưa dịng chảy nước mưa giai đoạn thi cơng cơng trình giao thông đường số biện pháp kiểm soát Phạm vi nghiên cứu: - Đề tài tập trung nghiên cứu xói mịn, bồi lắng mưa dịng chảy nước mưa đoạn tuyến Km ~ Km 48+680, tuyến đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai; đánh giá tác động xói mịn, bồi lắng mưa dòng chảy nước mưa giai đoạn thi công; đề xuất biện pháp kỹ thuật khả thi kiểm sốt xói mịn trầm tích mưa dòng chảy nước mưa khu vực dự án điển hình Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: - Đóng góp ban đầu cho việc hình thành biện pháp kỹ thuật với tiêu chuẩn cụ thể nhằm kiểm sốt xói mịn trầm tích mưa dịng chảy nước mưa thi cơng cơng trình GTĐB Việt Nam - Giảm thiểu, hạn chế tối đa tác động môi trường gây xói mịn trầm tích mưa dịng chảy nước mưa thi cơng cơng trình GTĐB - Góp phần đảm bảo, giữ gìn sinh kế, tài sản an ninh trật tự cho cộng đồng lân cận khu vực dự án TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Xây dựng (1993), Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5747:1993 Đất xây dựng – Phân loại, Bộ Xây dựng, Hà Nội,tr – 2 Công ty Cổ phần Đầu tư Phát triển đường cao tốc Việt nam (2008), Báo cáo Đánh giá tác động môi trường -dự án Đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai, Công ty Cổ phần Đầu tư Phát triển đường cao tốc Việt nam, Hà Nội Cổng thơng tin điện tử sở KH&CN tỉnh Vĩnh Phúc, Khí hậu, truy cập ngày 21/12/2014, https://sokhcn.vinhphuc.gov.vn/noidung/gioithieu/TinhVinhPhuc/Lists/Dieu KienTuNhien/View_Detail.aspx?ItemID=3 Nguyễn Quang Mỹ (1995), “Ảnh hưởng yếu tố địa hình đến xói mịn đất Việt Nam”, Tạp chí khoa học ĐHQG Hà Nội, tập XI (1), tr.55-59 Nguyễn Quang Mỹ (2005), Xói mịn đất đại biện pháp chống xói mịn, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Phạm Ngọc Dũng (1991), Nghiên cứu số biện pháp chống xói mịn đất đỏ bazan trồng chè vùng Tây nguyên xác định giá trị yếu tố gây xói mịn đất theo mơ hình Wischmeier W.H and Smith D.D, Luận án Phó tiến sĩ khoa học Nơng nghiệp, Đại học Nông nghiệp, Hà Nội Tiếng Anh Akbarimehr M and R Naghdi (2012), “Reducing erosion from forest roads and skid trails by management practices”, Journal of Forest Science (58), pp 165 – 169 Balba A Monem (1995), Management of Problem Soils in Arid Ecosystems, CRC Press, U.S.A, p 214 Blanco Humberto &R Lal (2010), Principle of Soil Conservation and Management, Springer, Germany, pp 56-57 66 10 California Stormwater Qualily Association (2003), Stormwater Best Managemennt Practice Handbook, CASQA, U.S.A, pp.1-6 – 1-7, 3-1 – 3-3 11 Cornerlis Wim S (2006), “Hydroclimatology of wind erosion in airid and semi-arid environments”, In: D’Odorico Paolo andA Porporato, Dryland Ecohydrology, Springer, Germany, p 141 12 Cvetanka Popovska, D Ivanoski and M Jovanovski (2008), Disturbed River Corridors and Protection Measures, BALWOIS, Republic of Macedonia, pp – 13 Department of Transportation of State of California (2003), Storm Water Quality Handbook, Caltrans, California, sections 3, 4, 6, and 14 Elizabeth J Baird, W Floyd, I.V Meerveld and A.E Anderson (2012), “Road Surface Erosion – Part 1: Summary of Effects, Processes, and Assessment Procedures”, Streamline, Watershed Management Bulletin (15), pp – 15 Gray Donald H and R.B Sotir (1996), Biotechnical and soil bioengineering Slope Stabilization: A Practical Guide for Erosion Control, John Wiley & Sons, U.S.A, p 20 16 Jame William (1995), “Channel and habitat change downstream of urbanization”, In: HerricksEdwinand J.R Jenkins, Storm Runoff and Receiving System: Impact, Monitoring and Assessment, CRC Press, U.S.A, p 105 17 Julien Pierre Y (2010), Erosion and Sedimentation, Cambridge University Press, U.K, p 18 Krisweb, Roads and Erosion, Krisweb, access on 23 July 2014, http://www.krisweb.com/watershd/roads.htm 19 Mirsolav Hríb, Pavol Dvorscák, Research and Design of Erosion Control and Sanitation Methods on Forest Roads and Slopes, Food and Agriculture Organization of United Nations.org, access http://www.fao.org/docrep/x0622e/x0622e0t.htm 67 on 24 July 2014 20 Nichols Gary (2009), Sedimentolofy and Stratigraphy,John Wiley & Sons, U.S.A, p 93 21 Dov Nir (1983), Man, a Geomorphological Agent: An Introduction to Anthropic Geomorphology, Springer, Germany, pp 121-122 22 Office of Water, EPA (2000, revised December 2005), EPA 833-F-00-008, Fact Sheet 2.6, Storm Water Phase II – Final Rule, Construction Site Runoff Control – Minimum Control Measure, EPA, U.S.A, p 23 Randhir Timothy O (2007), Watershed Management: Issues and Approaches, IWA Publishing, U.K, p 56 24 State of NSW and Office of Environment and Heritage, Department of Premier and Cabinet (2012), Erosion and Sediment Control on Unsealed Roads, Office of Environment and Heritage, Department of Premier and Cabinet, Australia, p 25 United States Department of Agriculture (1987), Soil Mechanics Level 1, United States Department of Agriculture, U.S.A, p 26 U.S Environmental Protection Agency, Rural Roads, Unpaved Roads in Forests, U.S EPA, access on 24 July 2014, http://www.epa.gov/agriculture/trur.html#unpavedroadsinforests 27 Wiggs Giles F.S (2011), "Geomorphological hazards in drylands", In: Thomas David S.G, Arid Zone Geomorphology: Process, Form and Change in Drylands, John Wiley & Sons, U.S.A, p 588 28 Zachar Dusan (1982), “Classification of soil erosion”, Soil Erosion, Vol 10 (Elsevier), p 48 68 ... suốt q trình triển khai, nghiên cứu hồn thành đề tài ? ?Xây dựng biện pháp kỹ thuật kiểm sốt xói mịn bồi lắng thi cơng cơng trình giao thơng đường (dự án điển hình: đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai)? ??... HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG PHẠM NGỌC TRANG XÂY DỰNG CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT KIỂM SỐT XĨI MỊN VÀ BỒI LẮNG TRONG THI CƠNG CÁC CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG ĐƢỜNG BỘ (DỰ ÁN ĐIỂN HÌNH:... Đất xây dựng – Phân loại, Bộ Xây dựng, Hà Nội, tr – 2 Công ty Cổ phần Đầu tư Phát triển đường cao tốc Việt nam (2008), Báo cáo Đánh giá tác động môi trường -dự án Đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai,