Nghiên cứu sự ổn định của bờ sông thạch hãn, tỉnh quảng trị và đề xuất biện pháp bảo vệ (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ÔN VĂN HUY NGHIÊN CỨU SỰ ỔN ĐỊNH CỦA BỜ SÔNG THẠCH HÃN QUẢNG TRỊ VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP BẢO VỆ Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy Mã số : 60.58.40 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2015 Cơng trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: GS.TS NGUYỄN THẾ HÙNG Phản biện 1: TS NGUYỄN VĂN HƯỚNG Phản biện 2: TS KIỀU XUÂN TUYỂN Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 05 tháng 02 năm 2015 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm thông tin - học liệu, Đại học Đà Nẵng - Thư viện trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Tỉnh Quảng Trị có diện tích 4.739,8 km², dân số 604.700 người, có mạng lưới sơng ngòi dày đặc, hệ thống sơng suối có đặc thù độ dốc lớn Sơng Thạch Hãn (hay gọi sơng Quảng Trị) sông lớn tỉnh Quảng Trị Sơng Thạch Hãn có 37 phụ lưu, diện tích lưu vực 2.842 km² tính đến Cửa Việt Ba phụ lưu sơng Vĩnh Phước, sơng Rào Qn (phần thượng nguồn gọi sông ĐaKrông), sông Cam Lộ (phần hạ nguồn gọi sông Hiếu) [2] Sông Thạch Hãn từ xưa coi sông quan trọng, huyết mạch giao thông đường thủy uốn lượn uyển chuyển qua lưu vực đồng bằng, vựa lúa tỉnh Quảng Trị Triệu Phong, Hải Lăng thuận lợi Con sông có ý nghĩa mặt thủy lợi, cung cấp nguồn nước cho đồng hạ lưu thuộc huyện Hải Lăng, Triệu Phong, Thị xã Quảng Trị, nơi mà dòng sơng qua Các vùng hạ lưu lưu vực sơng Việt Nam nói chung vùng hạ lưu sơng Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị nói riêng, khu vực phát triển tất ngành kinh tế xã hội ngành công nghiệp, xây dựng, đô thị, nông lâm ngư nghiệp, du lịch dịch vụ, giao thơng… Do có tác động mạnh mẽ đến dòng sơng nguồn nước, sở hạ tầng thủy lợi nói chung cụ thể sở hạ tầng phục vụ công tác phòng chống lũ lụt, bảo vệ bờ sơng, luồng lạch đảm bảo cho ngành kinh tế xã hội phát triển bền vững vô quan trọng Trên sơng, xói lở bồi tụ q trình hoạt động tự nhiên, có đoạn sơng bị xói lở có đoạn sơng bị bồi tụ Đó hệ mối tương tác dòng chảy lòng sơng mà tác nhân trung gian bùn cát vận chuyển Tuy hoạt động bình thường thiên nhiên, song tượng xói – bồi bờ sơng phức tạp chịu chi phối nhiều yếu tố khơng có quy luật Do ảnh hưởng xói – bồi, đặc biệt ảnh hưởng xói sạt lở bờ sơng vơ nghiêm trọng Trong năm gần đây, chịu ảnh hưởng biến đổi khí hậu tồn cầu, lượng mưa phân bổ vốn không đồng ngày trở nên cực đoan Lượng mưa tập trung vào tháng mùa mưa lũ chiếm 2/3 tổng lượng mưa năm nên mùa lũ nước từ thượng nguồn đổ lớn, kết hợp triều dâng làm ngập sâu, xói lở bờ nhiều đoạn sơng nghiêm trọng Theo thống kê sơ năm có đoạn bờ sơng xói lở ăn sâu vào đất sản xuất nhân dân từ 0,8÷2m, có đoạn xói sâu vào đất thổ cư người dân sống ven bờ sông, đoạn từ Thượng lưu cầu Thạch Hãn đến đập Trấm, gây uy hiếp đến tính mạng tài sản nhân dân Với tình hình trên, việc nghiên cứu đánh giá thực trạng, tìm nguyên nhân xác lập sở khoa học để đánh giá khả sạt lở bờ sơng từ đề biện pháp chỉnh trị đoạn sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị vô cấp thiết Do đó, đề tài “Nghiên cứu đánh giá ổn định bờ sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị đề xuất biện pháp bảo vệ” cần thiết Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu đánh giá ổn định bờ sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị, đoạn từ thượng lưu cầu Thạch Hãn đến đập Trấm - Đề xuất biện pháp bảo vệ cho bờ sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị đoạn từ thượng lưu cầu Thạch Hãn đến đập Trấm Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Vấn đề ổn định bờ sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị - Phạm vi nghiên cứu: Bờ sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị, đoạn từ thượng lưu cầu Thạch Hãn đến đập Trấm Phương pháp nghiên cứu a Phương pháp thu thập thông tin - Điều tra, thống kê tổng hợp tài liệu nghiên cứu ngồi nước có liên quan đến đề tài; - Các số liệu thiết kế cơng trình (hồ sơ khảo sát địa hình, địa chất, địa chất thủy văn, thiết kế kỹ thuật cơng trình…); - Nghiên cứu tổng quan sở lý thuyết công nghệ, biện pháp xử lý b Phương pháp nghiên cứu mơ hình tính tốn - Lựa chọn phần mềm tính tốn; - Chọn đoạn sơng cụ thể để áp dụng mơ hình tốn Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ứng dụng thành tựu khoa học, tin học, tiến kỹ thuật kinh nghiệm thực tế để đánh giá ổn định bờ sơng - Định hướng xói lở, bồi lắng biến đổi dòng chảy để đưa phương án chỉnh trị nhằm hạn chế thiệt hại dòng chảy gây Phục vụ cơng tác phòng chống lũ, chỉnh trị bờ sơng, lòng sơng nhằm phát triển kinh tế xã hội sống dân cư ven bờ sông Thạch Hãn đoạn từ thượng lưu cầu Thạch Hãn đến đập Trấm Cấu trúc luận văn Luận văn phần mở đầu, kết luận kiến nghị, gồm có chương sau: Chương 1: Tổng quan đoạn sông nghiên cứu Chương 2: Nghiên cứu chế độ thủy lực diễn biến sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị (đoạn từ thượng lưu cầu Thạch Hãn đến đập Trấm) Chương 3: Áp dụng phần mềm River2D tính tốn trường phân bố vận tốc bờ sơng Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị (đoạn từ thượng lưu cầu Thạch Hãn đến đập Trấm) Chương 4: Đề xuất giải pháp chỉnh trị bảo vệ bờ sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị (đoạn từ thượng lưu cầu Thạch Hãn đến đập Trấm) CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU 1.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN 1.1.1 Vị trí địa lý Khu vực nghiên cứu: Bờ sơng Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị, đoạn từ thượng lưu cầu Thạch Hãn đến đập Trấm Hình 1.1:Sơ đồ lưu vực sơng Thạch Hãn 1.1.2 Đặc điểm địa hình Lưu vực sơng Thạch Hãn phân chia thành vùng địa sau: vùng cát ven biển, vùng đồng bằng, vùng núi thấp đồi, vùng núi cao [12] 1.1.3 Đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng a Địa chất Trên lưu vực sơng Thạch Hãn, nhìn chung địa tầng phát triển khơng liên tục, trầm tích từ Paleozoi hạ tới Kainozoi, trầm tích Paleoxoi chiếm chủ yếu, gồm phân vị địa tầng, lại phân vị thuộc Mesozoi Kainozoi [12] b Thổ nhưỡng Lưu vực sơng Thạch Hãn phân chia thành vùng thổ nhưỡng: vùng đồng ven biển, vùng gò đồi, vùng đồi núi dãy Trường Sơn [12,15] 1.1.4 Thảm phủ thực vật Thảm phủ thực vật có tác dụng quan trọng việc điều hòa khí hậu điều tiết dòng chảy Đặc biệt rừng có tác dụng làm giảm dòng chảy lũ tăng lượng dòng chảy mùa kiệt 1.2 TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ - Xà HỘI VÙNG NGHIÊN CỨU 1.2.1 Tình hình dân sinh a Dân số lao động b Đặc điểm xã hội - quan hệ sản xuất 1.2.2 Tình hình phát triển kinh tế a Sản xuất nông nghiệp b Phát triển ngành nghề khác c Phương hướng phát triển sản xuất 1.3 HIỆN TRẠNG CÁC CƠNG TRÌNH CHỈNH TRỊ SÔNG THẠCH HÃN 1.3.1 Hiện trạng nghiên cứu quy hoạch sơng Thạch Hãn - Trước giải phóng 30-04-1975, điều kiện chiến tranh nên công tác quy hoạch không tiến hành vùng này; - Giai đoạn sau giải phóng 1975-1978, tiếp tục nghiên cứu hệ thống Nam Thạch Hãn - Năm 1999 Viện Quy hoạch Thủy lợi “Quy hoạch thuỷ lợi lưu vực sơng Ơ Lâu– hạ du Nam Thạch Hãn” 1.3.2 Quá trình phát triển thủy lợi - Giai đoạn sau năm 1975: Ðáng kể hệ thống tưới Nam Thạch Hãn cống Việt n Ngồi vùng có 24 cơng trình hồ chứa vừa nhỏ để trữ nước tưới mùa kiệt, trạm bơm tưới tiêu có cơng suất nhỏ từ (450÷1.000) m3/giờ 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Xuất phát từ yêu cầu chỉnh trị đoạn sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị (đoạn từ thượng lưu cầu Thạch Hãn đến đập Trấm), đề tài nghiên cứu nội dung sau: 1- Đặc điểm tự nhiên lưu vực sông Thạch Hãn đoạn sông nghiên cứu 2- Phân tích diễn biến, đánh giá thực trạng xác định nguyên nhân bất ổn định đoạn sông nghiên cứu 3- Xác lập sở khoa học chất ổn định lòng dẫn đoạn sơng nghiên cứu 4- Đề xuất giải pháp ổn định lòng dẫn đoạn sông nghiên cứu CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY LỰC VÀ DIỄN BIẾN SÔNG THẠCH HÃN, TỈNH QUẢNG TRỊ (ĐOẠN TỪ THƯỢNG LƯU CẦU THẠCH HÃN ĐẾN ĐẬP TRẤM) 2.1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU 2.1.1 Đặc điểm địa chất lòng sơng, bãi sơng a Đặc điểm chung địa tầng khu vực nghiên cứu b Điều kiện địa chất khu vực nghiên cứu  Bờ tả:Tuyến kè bờ tả có chiều dài khảo sát 6.231m, có cấu trúc địa chất phức tạp, lớp có chiều dày phân bố không đồng  Bờ hữu: Tuyến kè bờ hữu có chiều dài khảo sát 7.918m, có cấu trúc địa chất phức tạp, lớp có chiều dày phân bố khơng đồng 2.1.2 Đặc điểm khí tượng – thủy văn – hệ thống sơng ngòi a Hệ thống sơng ngòi Sơng Thạch Hãn có số sơng nhánh tương đối lớn sông: Khe Tung (F = 122 km2), Rào Quán (F = 251 km2), Nhùng (F = 113 km2), Ái Tử (F = 95 km2), Cam Lộ (F = 539 km2),… b Mạng lưới trạm quan trắc thủy văn - Các trạm đo đạc khí tượng: Vĩnh Linh; Cửa Tùng; Đông Hà; Quảng Trị - Các trạm đo đạc thủy văn: Bến Thiêng thuộc sông Sa Lung; Gia Vòng; Cửa Việt 2.1.3 Đặc điểm khí hậu Vùng nghiên cứu nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm có mùa rõ rệt mùa khơ mùa mưa Các đặc trưng khí tượng vùng: a Lượng mưa bình quân nhiều năm X0 phân phối tháng năm b Nhiệt độ (T0C), độ ẩm (W%), khả bốc khơng khí (Zp) 2.1.4 Các hình thời tiết nguy hiểm a Bão áp thấp nhiệt đới b Khơng khí lạnh c Hội tụ nhiệt đới d Dơng, gió lốc, mưa đá e Gió tây khơ nóng 2.1.5 Đặc điểm thủy văn * Diện tích lưu vực sơng Thạch Hãn (tính đến cửa ra): Flv = 2.842 km2 * Lượng mưa bình quân nhiều năm: X0 = 2.678 mm * Dòng chảy năm: Bình quân nhiều năm đầu mối Nam Thạch Hãn (Flv = 1.301Km2) Q0= 68,3 m3/s W0= 2.156,6 x106 m3 * Dòng chảy lũ thiết kế lũ kiểm tra qua tràn Nam Thạch Hãn: E Tần suất P Lưu lượng Q Đ.Vị Lũ thiết kế Lũ kiểm tra % 0,5 0,1 8.323 9.958 m /s * Các tiêu trung bình khác sơng Thạch Hãn: - Mực nước lũ cao (MNL) đo trạm Thành Cổ: + 7,27m năm 1983 - Mực nước trung bình nhiều năm : + 0,4 m - Mực nước kiệt trung bình : + 0,0 m - Độ dốc mực nước lũ : JTB = 0,206% - Lưu lượng : Qmin = ÷ 10 m3/s - Lưu lượng trung bình : QTB = 2.644 m3/s - Hàm lượng bùn cát max : = 469 g/m3 - Hàm lượng bùn cát min: = 0,4 g/m3 - Mực nước lũ cao (MNL) đo thôn Hải Lệ: + 8,5m năm 2009 - Mực nước tạo lòng vị trí thơn Hải Lệ: +2,45m - Lưu lượng tạo lòng thơn Hải Lệ : QTạo lòng = 607,9m3/s - Mực nước lũ cao (MNL) đo cầu Thạch Hãn: + 7,6m năm 2009 - Mực nước tạo lòng vị trí cầu Thạch Hãn: +1,6m - Lưu lượng tạo lòng vị trí cầu Thạch Hãn: QTạo lòng = 821,2m3/s [2] 2.2 PHÂN TÍCH CHẾ ĐỘ THỦY LỰC ĐOẠN SƠNG NGHIÊN CỨU 2.2.1 Dòng chảy năm Dòng chảy năm sông Thạch Hãn phụ thuộc nhiều vào yếu tố khí hậu mặt đệm lưu vực Ngoài ra, hoạt động kinh tế người ảnh hưởng lớn đến dòng chảy năm 10 2.3.1 Ngun nhân trực tiếp Q trình gây xói lở bờ sông xảy nguyên nhân sau: - Yếu tố hướng vận tốc dòng chảy - Yếu tố địa hình - Yếu tố địa chất nước ngầm 2.3.2 Những nguyên nhân gián tiếp Các hoạt động kinh tế, khai thác người phạm vi lưu vực sông, dẫn đến làm gia tăng tai biến trượt lở đất hai bên bờ sơng, biến đổi dòng chảy…có thể coi nguyên nhân gián tiếp Hình 2.1: Hiện trạng bờ hữu K0+250 Hình 2-.2: Hiện trạng bờ tả K3+600 11 Nhận xét: Qua kết phân tích ảnh vệ tinh tài liệu hình ảnh cung cấp từ đơn vị tư vấn thiết kế cho thấy tình hình sạt lỡ hai bên bờ sông Thạch Hãn đoạn từ đâp Trấm đến cầu đường sắt sông Thạch Hãn nghiêm trọng đặc biệt đoạn sông chảy qua thôn Tân Mỹ xã Hải Lệ (bờ tả từ thượng lưu kè: K0+250÷K4+900) Ngồi từ nhiều năm tình hình biến đổi khí hậu với vấn nạn khai thác cát trái phép phần làm sạt lỡ hai bên bờ ảnh hưởng đến việc sản xuất canh tác sống hàng trăm hộ dân Do việc chỉnh trị đoạn sông Thạch Hãn cần thiết cấp bách CHƯƠNG ÁP DỤNG CHƯƠNG TRÌNH RIVER2D TÍNH TỐN ĐOẠN SƠNG TỪTHƯỢNG LƯU CẦU THẠCH HÃN ĐẾN ĐẬP TRẤM 3.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH RIVER2D 3.1.1 Giới thiệu River2D chương trình giải mơ hình thủy động lực học chiều ngang theo phương pháp phần tử hữu hạn, phát triển đại học Alberta Canada 3.1.2 Các modul phần mềm River2D a Module River2D_bed b Module River2D_mesh c Module River2D 3.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH RIVER2D 3.2.1 Phương trình chủ đạo 3.2.2 Phương pháp giải số 3.2.3 Sai số q trình rời rạc hóa chương trình 3.2.4 Phương pháp giải toán theo thời gian 12 3.2.5 Khả ứng dụng RIVER 2D 3.3 ÁP DỤNG MÔ HÌNH RIVER2D TÍNH TỐN TRƯỜNG PHÂN BỐ VẬN TỐC ĐOẠN SƠNG NGHIÊN CỨU Để chương trình tính tốn được, cần thiết phải cung cấp đầy đủ số liệu đầu vào 3.3.1 Dữ liệu đầu vào - Đường biên đặc trưng Hình 3.1 Vị trí sơng tính tốn google map - Lưới phần tử hữu hạn Hình 3.2 Lưới phần tử tam giác đoạn sơng tính tốn 13 - Điều kiện biên Hình 3.3 Sơ đồ tính toán với gán điều kiện biên - Đặc trưng vật liệu Với loại vật liệu nêu, luận văn chọn độ nhám n = 0,018 3.3.2 Chạy chương trình RIVER 2D Sau kết chạy chương trình RIVER 2D để xác định vận tốc dòng chảy theo hai chiều ngang x,y Hình 3.4 Kết trường vận tốc tính tốn theo River2D Hình 3.5 Kết độ sâu mực nước tính tốn theo River2D 14 Hình 3.6 Kết độ cao mực nước tính tốn theo River2D 3.3.3 Đánh giá tiêu ổn định sông Thạch Hãn a Chỉ tiêu ổn định theo chiều dọc sông Tại đoạn sông nghiên cứu: d = 0,003m; J = 2,06.10-4 ; h = 2,45m Thay vào, ta : Trị số h' = 0.59 >0,27 ÷ 0,43 nên sơng Thạch Hãn tương đối ổn định theo chiều dọc b Chỉ tiêu ổn định theo chiều ngang sông Đối với sơng vùng trung du lòng sơng cát thơ: B = 0,5 ÷ 1,0; sơng vùng đồng bằng, lòng sơng cát mịn: B = 1,1 ÷ 1,7 Thay vào ta có: Trị số h tương đối lớn, nên sơng Thạch Hãn không ổn định theo chiều ngang Từ kết tính tốn trường vận tốc ứng với lưu lượng tạo lòng Q=607,9 (m3/s) thơng qua số liệu quan trắc xói lỡ, hình ảnh từ thực tế, trị số ổn định theo phương dọc ngang sơng Thạch Hãn chảy qua khu vực nghiên cứu gây tình trạng xói lỡ nghiêm trọng, gây ảnh hưởng đến sống, sinh hoạt sản xuất kinh doanh người dân bên Vì cần phải đưa biện pháp phù hợp để hạn chế khắc phục tình trạng xói lỡ 15 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ BẢO VỆ BỜ SÔNG THẠCH HÃN, TỈNH QUẢNG TRỊ (ĐOẠN TỪ THƯỢNG LƯU CẦU THẠCH HÃN ĐẾN ĐẬP TRẤM) 4.1 MỤC TIÊU VÀ TIÊU CHUẨN CHỈNH TRỊ 4.1.1 Mục tiêu chỉnh trị Mục tiêu việc quy hoạch chỉnh trị sông Thạch Hãn đoạn từ thượng lưu cầu Thạch Hãn đến đập Trấm nhằm bước điều chỉnh lòng sơng trạng thái ổn định, góp phần phòng chống giảm thiểu thiệt hại lũ lưu vực sông Thạch Hãn gây nên; đảm bảo tính mạng tài sản nhân dân hai bên bờ sơng, góp phần phát triển kinh tế xã hội ổn định bền vững 4.1.2 Tiêu chuẩn chỉnh trị Phương hướng quy chuẩn kỹ thuật * Chỉnh trị sông ứng với lưu lượng lũ mực nước tương ứng * Chỉnh trị sông ứng với lưu lượng kiệt mực nước kiệt * Chỉnh trị sơng cho mực nước trung bình Mực nước để tính tốn chỉnh trị đề tài lấy tương ứng với mực nước ứng với lưu lượng tạo lòng 4.2 NHỮNG GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH VÀ THÀNH PHẦN CƠNG TRÌNH 16 Hình 4.1: Bản đồ quy hoạch đê kè đoạn Sơng Thạch Hãn 17 Có hai giải pháp để giải vấn đề trên: Giải pháp 1: Di dân khỏi nơi nguy hiểm, lập khu tái định cư Giải pháp 2: Nghiên cứu chỉnh trị sông Thạch Hãn đoạn đập Trấm đến Gia Độ * Hiện tại: Cùng với hệ thống kè Hậu Kiên xây dựng để bảo vệ chống xói lở từ thôn Hậu Kiên đến thôn An Mô; kè Triệu Độ, kè Lập Thạch xây dựng; kè Long Giang triển khai xây dựng cơng trình chống xói lỡ dọc bờ sông phạm vi từ cầu An Mơ đến cuối thơn Trà Liên Đơng Do đó, luận văn nghiên cứu thiết kế kè chống xói lỡ cho đoạn sông Thạch Hãn từ hạ lưu đập Trấm cầu đường sắt Thạch Hãn Giải pháp công trình Từ mục tiêu luận văn chống xói lỡ bờ sông Thạch Hãn đoạn từ hạ lưu đập Trấm cầu đường sắt Thạch Hãn, tác giả đưa giải pháp cơng trình sau: Do dòng sơng uốn khúc lạ thường, nhằm mục đích đảm bảo chống xói ven bờ giảm thiểu kinh phí xây dựng, biện pháp kè hỗn hợp lựa chọn sau: - Đoạn từ hạ lưu đập Trấm cầu Thạch Hãn làm kè đá đổ kết hợp mỏ hàn để hướng dòng chảy (Riêng đoạn cách cầu đường sắt Thạch Hãn 1Km phía thượng lưu, bên bờ hữu làm kè bê tông cốt thép tường chắn kết hợp mái nghiêng, nên luận văn không nghiên cứu chỉnh trị đoạn sơng này) Thành phần cơng trình Từ giải pháp cơng trình trên, thành phần cơng trình gồm có:  Kè chống xói lỡ: Làm đá đổ, bê tông rọ đá - Tổng chiều dài kè: 9.280,3 m 18 * Bờ tả (từ hạ lưu đập Trấm đến cầu đường sắt Thạch Hãn): 4.378m Từ (K1+420-K2+273) từ (K5+231-K6+231,6): Không làm kè gia cố bờ sông * Bờ hữu (từ hạ lưu đập Trấm đến cầu đường sắt Thạch Hãn): 4.902,3m Từ (K0- K2+135,6) từ (K4+315,5- K6+573,1): Không làm kè gia cố bờ sông  Mỏ hàn Mỏ hàn làm đá đổ, số lượng 06 mỏ hàn (bờ tả 04 cái, bờ hữu 02 cái) loại thẳng đặt nghiêng hạ lưu  Bến nước Tuyến kè bờ tả, bờ hữu bố trí 10 bến nước, 08 bến nước loại rộng 15m 02 bến nước loại rộng 25m Vị trí đặt cụm dân cư đường lên xuống bến cũ  Bến nước B=3m kết hợp tràn Tuyến kè bờ tả, bờ hữu bố trí 28 bến nước B=3m kết hợp tràn để đảm bảo nước mặt sơng, vị trí đặt chỗ trũng thích hợp để tiêu nước  Cống tiêu kè Tuyến kè bờ hữu bố trí 03 cống lấy nước để đảm bảo nước, tiêu úng 4.3 THIẾT KẾ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHỦ YẾU 4.3.1 Xác định cao trình đỉnh kè Dựa vào kết tính tốn mơ hình River 2D ứng với lưu lượng tạo lòng Q = 607,9 (m3/s), chọn cao trình kè đá đổ hai bên bờ từ cầu sắt Thạch Hãn +5,5m tăng dần theo địa hình lên phía thượng lưu (chi tiết vẽ cad) 19 4.3.2 Qui mô kè đá đổ Cäc:91 Km:0+163.70 Sbãc BH: Tim tuyÕn thiÕt kế Tim tuyến khảo sát Đất đắp MB kè Đất đào: 500 465 1:1 ,0 1:1 ,5 Sđắp TC mái: 500 100 i=2% +7,00 m2 0.25 m2 m2 3.18 m2 Sđá đổ nước: 6.35 m2 Đá lát khan dày 30cm Sđá lát khan: 4.84 m2 Cát sỏi lọc dày 20cm Scát sỏi lọc: 2.65 m2 Llót dày 50cm: 0.87 m2 1200 m 4.37 44.77 Sđá đổ cạn: =2 ,0 100 Đá hộc đổ chân kè D>=20cm 468 (trên cạn) Đất Đất đắp MB 20.82 kè m2 +1,00 Bóc phong hoá dày 20cm m -0,5 =1 ,5 Đá hộc đổ chân kè D>=20cm +0,0 (dưới nước) 200 Đất đắp C3, =1,68T/m3, -2,12 ( Kđn=0,95, TC, đầm cóc) Cát sạn ngang dày 50cm 2.16 2.00 2.93 6.00 -2.63 -2.70 -3.00 -3.03 -3.10 -1.78 -1.80 -1.28 2.99 1.07 6.53 0.07 7.51 -0.89 -0.27 3.43 3.58 4.62 2.53 0.99 5.00 0.27 7.47 4.65 4.70 4.81 Rọ đá KT(1x1x2)m 2.49 Hỡnh 4.2 Mặt cắt ngang kè đá đổ cọc 91 (Km: + 163,70) 4.3.3 Qui mô kè bê tông (từ kè đá đổ đến kè đoạn rọ đá) - Tổng chiều dài kè bê tơng:940,1 m - Vị trí từ K6+928,3ữK7+868,4 Cọc:7 Lý trình:7+663.11 Đất đào bạt mái : Đất đào sàn đạo : Đất đào thả đan : Phong hoá : Đất đắp giáp thổ : Đắp giáp thổ đan: Đất đắp kè TC+CG: Đá đổ chân kè: 0.00 0.00 m2 m2 Đất đắp đê quai: Đất đắp bao: Tuyến kè thiết kế Ranh giới đắp TC CG Tuyến kè khảo sát 250 300 543 Đất đắp CG 70 8.0 m 0.7m 1.0m +5,50 m= 0,5 m2 m2 m2 m2 m2 m2 m2 m2 m= 0.21 18.79 0.00 2.64 1.02 0.00 12.63+8.88 0.00 1,5 1,7 m= +2,40 +2,00 +0,30 -0,50 Đất đắp TC, ®Çm cãc Cäc tre ®ùc, D=(6-10)cm, L=2,5m 3.60 12.61 4.65 4.67 4.60 4.19 4.36 1.19 4.60 3.92 3.21 0.94 1.86 0.81 5.15 1.37 4.86 0.21 -0.40 -0.38 mËt ®é 25 cäc / m2 2.96 Hình 4.3 Mặt cắt ngang kè bê tông cọc (Km: + 663,11) 4.3.4 Qui mô kè rọ đá nối tiếp kè bê tông cầu đường sắt Thạch Hãn - Tổng chiều dài kè rọ đá tràn ra: 50 m - Vị trớ t K7+868,4ữK7+918,4 20 Cọc:2 Lý trình:7+870 0.65 0.92 m2 m2 Đất đắp đê quai: Đất đắp bao: Tuyến kè khảo sát Trùng tuyến thiết kế Ranh giới đắp TC CG +5,50 Rọ đá KT (2x1x0.6)m +0,50 +0,10 1,0 m2 m2 m2 m2 m2 m2 m2 m2 ,5 0.00 16.10 0.00 2.46 0.97 0.00 1.88+13.09 0.00 m= Đất đào bạt mái : Đất đào sàn đạo : Đất đào thả đan : Phong hoá : Đất đắp giáp thổ : Đắp giáp thổ đan: Đất đắp kè: Đá đổ chân kè: Cát sỏi hỗn hợp dày 30cm m= 60 200 10030 30 Đất đắp gi¸p thỉ C2,  k= 1,5T/m3 2.26 1.97 2.66 3.07 4.48 4.45 4.47 4.43 3.93 3.20 3.43 3.89 3.02 2.21 2.32 3.81 0.68 2.10 1.36 0.41 -0.19 2.76 1.06 2.77 1.36 2.72 -1.03 -1.98 1.43 1.09 4.88 -1.91 -2.23 (đầm cãc) 2.66 Hình 4.4 Mặt cắt ngang kè rọ đá cọc (Km: + 870) 4.3.5 Kè mỏ hn bả 69 biển Ch 74 3A G3 nhà bia 66 b¸o 70 72 75 ib åi 67 68 68 ỵ 72 liƯt sÜ 69 70 71 68 69 71 Hình 4.5 Mặt bố trí kè mỏ hàn số 30 31 33 34 36 35 biĨn 29 28 29 28 biĨn 32 32 b¸o 31 A 29B 30 31 29A 27B 27 26 27 26 2322 b¸o 27A 25 24 24 33B 34 37 4A 35 23 33 33A má 36 37 25 hµ n má sè hµn sè 37A 38 38 má hµn 38A sè 38B 39 39 39A 39B 40 biĨn b¸o 40 40A 41 41 41A 34A 35 32 33 34 31A 31 má 32 36 hµ n 31 34 số đất mà đấ t u màu ®Êt mµu 37 Hình 4.6 Mặt bố trí kè mỏ hàn số 3, 4, 22 21 Phạm vi tính cho kè Phạm vi tính mỏ hàn Cắt dọc mỏ hàn số Tỷ lệ : - §øng : 1/500 - Ngang : 1/500 §¸ l¸t khan dày 30cm Cát sỏi lọc dày 20cm 2278 1221 500 MN kiệt trung bình =+1,00 Đá hộc D 20cm 35.66 135.62 81.390 18.570 -3.520 -4.010 -4.410 -4.020 18.020 63.370 14.280 49.090 31.890 17.200 Đá hộc D  20cm 99.960 M37 -2.330 -0.100 6.090 16.130 0.000 15.760 -2,80 Rọ đá KT(1x1x2)m Đường mặt đất tự nhiên 16.130 Tên cọc 1290 m=3 ,0 Giới hạn tính kè mỏ hàn Khoảng cách cọc (m) Khoảng cách dồn (m) 6000 1,00 5.830 Cao độ mặt đất TN (m) 293 6,00 7.000 6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 0.000 -1.000 -2.000 -3.000 -4.000 -5.000 -6.000 -7.000 -8.000 -9.000 -10.000 -11.000 -12.000 -13.000 -14.000 -15.000 -16.000 -17.000 -18.000 -19.000 -20.000 -21.000 -22.000 -23.000 -24.000 S¬ ho¹ tun Hình 4.7 Mặt cắt dọc kè mỏ hàn số 4.4 KIỂM TRA BỐ TRÍ KÈ BẰNG PHẦN MỀM RIVER 2D Dùng phần mềm River 2D kiểm tra lại trường phân bố lưu tốc sau bố trí kè Nhận xét: Kết trường vận tốc tính tốn mơ hình River 2D trước bố trí kè, cho thấy dòng chủ lưu sát bờ lỏm gây xói lở bờ sơng sau có kè dòng chủ lưu bị đẩy xa bờ làm cho lưu tốc ven bờ giảm đáng kể làm bờ sơng khơng bị sạt lở Nhờ sử dụng mơ hình tốn, vị trí, kích thước kè lựa chọn hợp lý, thể rõ rệt tác dụng hiệu kè mỏ hàn việc đẩy trục dòng chảy xa bảo vệ khu vực bờ sông bị xói lở 4.5 TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CƠNG TRÌNH 4.5.1 Tính tốn chống xói thân mỏ hàn Tính tốn:Vmax = 2,16m/s Vậy thoả mãn điều kiện, mỏ hàn không bị xói thân 4.5.2 Tính tốn hố xói đầu mỏ Tính tốn:  h  0, 56m Kết luận: Hố xói đầu mỏ hàn khơng lớn, giải pháp gia cố đá đổ xung quanh thân mũi mỏ hàn 22 4.5.3 Tính tốn ổn định chống trượt Tính toán: P = 0,401 (T), K = 70,7 Kết luận: Điều kiện thoả mãn, mỏ hàn ổn định trượt 4.5.4 Tính tốn ổn định kè Kè có hình dáng kích thước dạng lăng thể đá đổ cách đổ đá hộc trực tiếp vào nước thành lăng thể tựa  Kiểm tra ổn định cục chân lăng thể tựa Thay vào tính tốn: Hc = 0,594m Với chiều rộng đỉnh lăng thể tựa B=1m, chiều cao bình quân đống đá H=7,2m nên chiều rộng chân đống đá: Bc = B + m.H = + 1,5.7,2 = 11,8m Vậy lăng thể tựa đủ lớn để phủ hố xói cục bộ, khối lượng đá đổ bù thêm làm trình vận hành bão dưỡng kè sau mùa lũ  Tính tốn kích thước nhỏ viên đá Thay vào tính toán:  0,75   d  0,052    0,2m  1,5  dmin = 20cm Tuy nhiên để Vậy kích thước tối thiểu viên đá đảm bảo khối lăng thể tựa ổn định tiết kiệm viên đá lớn, phần lõi lăng thể tựa trộn 20% đá có kích thước từ 10-15cm để chèn vào lỗ hổng Phần mặt khối lăng thể tựa phải đổ đá lớn 4.6 PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ CƠNG TRÌNH Cơng trình cải tạo, mở rộng, nâng cấp tuyến đê cứu hộ, kè chống xói lỡ, phòng chống lụt bão phát triển khu vực hai bên tả hữu sông Thạch Hãn đoạn từ cầu Thạch Hãn đến đập Trấm xây dựng đảm bảo tính mạng tài sản, giữ đất đai canh tác ổn định đời sống nhân dân thôn, phường dọc sông Thạch Hãn 23 4.7 ĐÁNH GIÁ MÔI TRƯỜNG – SINH THÁI VÀ DIỄN BIẾN XĨI LỠ HẠ LƯU 4.7.1 Tác động tích cực - Cơng trình cải tạo, mở rộng, nâng cấp tuyến đê cứu hộ, kè chống xói lỡ, phòng chống lụt bão phát triển khu vực hai bên tả hữu sơng Thạch Hãn - Cơng trình đảm bảo cứu hộ cứu nạn, an tồn cho tính mạng, tài sản nhân dân xã Triệu Thượng thị xã Quảng Trị có thiên tai lụt bão - Tạo cảnh quan môi trường đẹp - Ổn định đời sống tinh thần vật chất nhân dân ven sông hai xã có thiên tai xảy 4.7.2 Tác động tiêu cực - Bãi cát bồi sơng bị xói mòn, lòng sơng trả lại cũ trước nên bị bãi vật liệu cát xây dựng tự nhiên - Quá trình thi cơng cơng trình hoạt động xe máy nên gây nhiễm mơi trường bụi, khói, tiếng ồn 4.7.3 Giải pháp xử lý - khắc phục - Sửa chữa, nâng cấp đường giao thông liên thơn, xã dùng phục vụ q trình thi công - Thường xuyên kiểm tra, đánh giá mức độ xâm thực dòng chảy phía bờ tả đối diện khu vực xây dựng cơng trình KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đề tài tổng hợp, phân tích đặc trưng thuỷ văn, thuỷ lực nghiên cứu quy luật biến động dòng sơng Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị (đoạn từ thượng lưu cầu Thạch Hãn đến đập Trấm) Đề tài tổng quan tình hình nghiên cứu, khả ứng dụng 24 mô hình tốn, việc đánh giá tình hình trạng khu vực, tiến hành ứng dụng chương trình River2D vào đánh giá lựa chọn giải pháp cơng trình dự báo diễn biến xói bồi cho khu vực nghiên cứu Từ kết mơ hình, đề tài đề xuất giải pháp cải tạo, mở rộng, nâng cấp tuyến đê cứu hộ, kè chống xói lỡ, phòng chống lụt bão phát triển khu vực hai bên tả hữu sông Thạch Hãn đoạn từ thượng lưu cầu Thạch Hãn đến đập Trấm kè Hậu Kiên, kè Gia Độ, kè Lập Thạch, kè thị xã Quảng Trị… chống xói lỡ bờ sơng Thạch Hãn Cơng trình xây dựng đáp ứng nguyện vọng ổn định đời sống nhân dân xã, phường ven sông Thạch Hãn Đảm bảo an tồn tính mạng tài sản cho nhân dân mùa mưa lũ Công trình phát huy tiềm du lịch hai bờ sơng Thạch Hãn với nhiều di tích lịch sử KIẾN NGHỊ Việc xây dựng cơng trình cải tạo, mở rộng, nâng cấp tuyến đê cứu hộ, kè chống xói lỡ, phòng chống lụt bão phát triển khu vực hai bên tả hữu sông Thạch Hãn đoạn từ cầu Thạch Hãn đến đập Trấm có tầm quan trọng việc phát triển kinh tế xã hội Huyện Triệu Phong thị xã Quảng Trị Do việc đầu tư xây dựng kè bảo vệ chống sạt lở bờ sông cần thiết cấp bách nhằm bảo vệ đất sản xuất đời sống nhân dân Sau mùa mưa lũ, bờ sông Thạch Hãn đoạn qua huyện Triệu Phong thị xã Quảng Trị, tỉnh Quảng Trị lại sạt lở nghiêm trọng, trôi hàng chục héc-ta đất ở, sản xuất Trong nhà nước phải đầu tư hàng trăm tỷ đồng xây kè chống xói lở nạn khai thác cát, sỏi trái phép lòng sơng Thạch Hãn tiếp diễn, gây sạt lở nặng Việc khai thác cát sông Thạch Hãn nên có quy hoạch, nghiêm cấm việc khai thác bừa bãi làm cho lòng sơng bị thay đổi, đưa đến việc xói lở cục bờ sơng ... giá ổn định bờ sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị đề xuất biện pháp bảo vệ cần thiết Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu đánh giá ổn định bờ sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị, đoạn từ thượng lưu cầu Thạch. .. Trấm - Đề xuất biện pháp bảo vệ cho bờ sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị đoạn từ thượng lưu cầu Thạch Hãn đến đập Trấm Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Vấn đề ổn định bờ sông Thạch. .. tốc bờ sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị (đoạn từ thượng lưu cầu Thạch Hãn đến đập Trấm) Chương 4: Đề xuất giải pháp chỉnh trị bảo vệ bờ sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị (đoạn từ thượng lưu cầu Thạch