Mục ñích chính của luận văn là làm sáng tỏ nguyên nhân, các yếu tố ảnh hưởng, cơ chế và quy luật hoạt ñộng bồi tụ và xói lở bờ biển từ ñó ñịnh hướng các giải pháp phòng chống nhằm giảm thiểu tác hại của hiện tượng xói lở và bồi tụ khu vực thành phố ðà Nẵng ñoạn từ ñèo Hải Vân ñến bán ñảo Sơn Trà
-1- MỞ ðẦU 1.Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu ðới ven biển khu vực thành phố ðà Nẵng thuộc dải bờ biển Nam Trung Bộ với ñường bờ kéo dài từ ñèo Hải Vân ñến Cửa ðại ðây khu vực kinh tế ven biển quan trọng khu vực thành phố ðà Nẵng nói riêng Miền Trung nói chung Với chiều dài đường bờ tương ñối lớn, kinh tế biển ñang trở thành mũi nhọn nhờ tiềm thủy hải sản vận tải biển Tuy nhiên, tác ñộng tổng hợp yếu tố tự nhiên hoạt ñộng kinh tế - cơng trình (KT - CT) thúc đẩy phát triển tượng bồi tụ xói lở bờ biển; bồi lấp, dịch chuyển cửa sơng; ñang gây thiệt hại to lớn ñến kinh tế xã hội (KTXH) ñộ ổn ñịnh lãnh thổ Việc phát triển kinh tế, xây dựng công trình đới ven biển phải thiết lập sở nắm vững quy luật vận ñộng phát triển q trình tượng địa chất động lực cơng trình (ðCðLCT) Vì thế, cơng tác nghiên cứu tổng hợp điều kiện tự nhiên, tài ngun, mơi trường q trình thủy thạch động lực có ý nghĩa quan trọng ñịnh hướng quy hoạch phát triển bền vững ñới ven biển thành phố ðà Nẵng Hiện tượng bồi tụ xói lở bờ biển (đặc biệt xói lở), bồi lấp dịch chuyển cửa sơng xảy với xu ngày gia tăng năm gần ñây Bồi - xói bờ biển hệ kèm theo bồi lấp dịch chuyển cửa sơng, đường bờ ñã gây thiệt hại to lớn ñến sống người dân khả khai thác kinh tế lãnh thổ Xuất phát từ thực tế trên, ñề tài: “Nghiên cứu tượng bồi - xói đới ven biển khu vực thành phố ðà Nẵng, ñoạn ñèo Hải Vân ñến bán ñảo Sơn Trà kiến nghị giải pháp phòng chống” có ý nghĩa khoa học thực tiễn quan trọng ðối tượng phạm vi nghiên cứu ðối tượng nghiên cứu tượng bồi tụ - xói lở (bồi - xói) xảy đới ven biển Phạm vi nghiên cứu ñới ven biển khu vực thành phố ðà Nẵng ñoạn -2- từ ñèo Hải Vân ñến bán ñảo Sơn Trà ðộ sâu nghiên cứu nằm ñới tương tác yếu tố tự nhiên với ñịa hệ ñộng kinh tế - cơng trình người Mục đích luận văn Mục đích luận văn làm sáng tỏ nguyên nhân, yếu tố ảnh hưởng, chế quy luật hoạt động bồi tụ xói lở bờ biển từ định hướng giải pháp phòng chống nhằm giảm thiểu tác hại tượng xói lở bồi tụ khu vực thành phố ðà Nẵng ñoạn từ ñèo Hải Vân ñến bán ñảo Sơn Trà Nhiệm vụ luận văn ðể ñạt ñược mục ñích trên, ñề tài phải giải nhiệm vụ sau: Xác lập ñới ven biển với cấu trúc liên quan quan ñiểm thủy thạch ñộng lực cơng trình Nghiên cứu trạng xói lở, bồi tụ bờ biển: Sơ ñánh giá tác ñộng hoạt động bồi - xói đến khả khai thác kinh tế lãnh thổ Nghiên cứu, phân tích đánh giá vai trò yếu tố: Cấu trúc địa chất, tính chất lý đất đá đới ven bờ, đặc điểm địa hình địa mạo mối quan hệ chúng với q trình xói lở bờ biển Phân tích chế nguyên nhân yếu tố ảnh hưởng đến tượng bồi tụ, xói lở bờ biển cửa sông thuộc phạm vi nghiên cứu Khái qt hóa quy luật hoạt động, dự báo xu phát triển trình bồi tụ xói lở bờ biển ðịnh hướng giải pháp phòng chống nhằm trì ổn định bờ biển, cửa sông giảm thiểu tác hại tượng bồi - xói bờ biển cửa sơng gây Nội dung nghiên cứu Nhằm hoàn thành nhiệm vụ trên, luận văn tập trung nghiên cứu nội dung sau: ðặc điểm địa hình địa mạo lãnh thổ nghiên cứu ðặc ñiểm cấu trúc ñịa chất, chế ñộ hoạt ñộng tân kiến tạo khu vực Tính chất ñịa chất cơng trình (ðCCT) loại đất đá -3- Phân chia kiểu cấu trúc thủy thạch ñộng lực ñới ven biển thành phố ðà Nẵng theo mức ñộ chống xói lở Chế ñộ thủy văn, hải văn khu vực nghiên cứu ðánh giá tổng hợp chế ñộ thủy ñộng lực tác ñộng ñến trình bồi - xói bờ biển Phân tích hoạt động kinh tế cơng trình tác động đến q trình bồi – xói Phương pháp nghiên cứu ðể ñạt ñược nội dung nghiên cứu, phương pháp truyền thống ñịa chất, ñã sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: Phương pháp phân tích ảnh viễn thám Khảo sát thực địa bổ xung, xác số liệu địa chất, địa chất cơng trình, địa hình địa mạo đặc trưng xói lở - bồi tụ phạm vi nghiên cứu Phương pháp xác xuất thống kê Phương pháp phân tích hệ thống Ý nghĩa khoa học thực tiễn ñề tài Kết nghiên cứu luận văn ñới ven biển thành phố ðà Nẵng ñoạn ñèo Hải Vân đến bán đảo Sơn Trà có ý nghĩa định hướng cho việc quy hoạch, xây dựng, khai thác hợp lý - bảo vệ mơi trường địa chất đới ven biển khu vực thành phố ðà Nẵng Cơ sở liệu sóng, gió nguồn tài liệu tin cậy tham khảo sử dụng thiết kế, thi cơng cơng trình đới ven biển Kết luận văn làm tài liệu tham khảo cho việc giảng dạy lĩnh vực ñịa chất cơng trình (ðCCT) - ðịa kỹ thuật Cơ sở tài liệu Luận văn ñược thực sở tài liệu nghiên cứu, khảo sát quan trắc thủy văn khu vực bờ biển thành phố ðà Nẵng Sở Khoa học công nghệ, Sở Tài nguyên môi trường, ðài khí tượng thủy văn Trung Trung Bộ, Sở nơng nghiệp phát triển nơng thơn cơng trình ñới ven biển khu vực thành phố ðà Nẵng mà tác giả trực tiếp tham gia trình sản xuất -4- - ðề án xử lý hậu môi trường lũ lụt gây - năm 2001 - Dự án quản lý tổng hợp vùng bờ khu vực thành phố ðà Nẵng - Báo cáo kết thực chương trình quan trắc mơi trường tổng hợp thí điểm (tại cửa sơng Cu ðê ven biển ðơng) - Tuyến đường Nguyễn Tất Thành đoạn từ Xuân Thiều ñến cầu Thụân Phước - Cầu Thuận Phước - Cầu Mân Quang Âu thuyền Thọ Quang… Luận văn hồn thành Bộ mơn ðịa chất cơng trình - Trường ðại học Mỏ - ðịa chất hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Viết Tình Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS Nguyễn Viết Tình người trực tiếp hướng dẫn khoa học Trong q trình hồn thành luận văn, tác giả giúp đỡ nhiệt tình đóng góp q báu PGS.TS ðỗ Minh Tồn, ThS Nguyễn Chí Trung, ThS Hứa Chiến Thắng Tác giả xin chân thành cảm ơn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới tập thể Bộ mơn ðịa Chất cơng trình, Khoa ðịa chất, Phòng ðại học Sau ñại học - Trường ñại học Mỏ ðịa chất, Phòng Quản lý dự án vùng bờ - Sở Tài nguyên môi trường, Sở Khoa học công nghệ, Sở Nông nghiệp phát triển nông thôn, ðài Khí tượng thủy văn Trung Trung Bộ, ðồn ðịa chất 501, Công ty Cổ phần tư vấn thiết kế xây dựng cơng trình giao thơng 5, Cơng ty Cổ phần tư vấn thiết kế giao thông ðà Nẵng, Công ty cổ phần tư vấn khảo sát ðịa chất cơng trình - Thuỷ văn ñã tạo ñiều kiện giúp ñỡ tác giả trình làm luận văn -5- Chương TỔNG QUAN VỀ ðỚI VEN BIỂN, PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU CÁC HIỆN TƯỢNG XÓI LỞ - BỒI TỤ BỜ BIỂN 1.1 Tổng quan ñới ven biển 1.1.1.Xác ñịnh ñới ven biển Nói ñới ven biển có nhiều quan niệm khác khơng gian phân bố vùng tiếp giáp ñất - biển dựa nhiều tiêu chí khác phạm vi ảnh hưởng thủy triều, ranh giới xâm nhập mặn, thềm lục ñịa, giới hạn vùng nước ñục, nước biển làm ranh giới vùng ven bờ… Theo quan điểm khoa học mơi trường “vùng ven biển hay gọi đới bờ biển hay đới bờ vùng nằm nơi mà ñất liền biển gặp nhau, nơi ñược coi biên giới ñất liền phần biển trải dài phía ñất liền, nơi ảnh hưởng thủy triều vùng ñất ngập nước Vùng ảnh hưởng thủy triều có khoảng cách chừng 10km tính từ mép nước thủy triều thấp phía đất liền” [Bộ Khoa học công nghệ Môi trường, 1999] Dựa quan điểm tổng hợp hệ thống hố V.I.Lymarev ñưa ñịnh nghĩa “ khu bờ (hay gọi ñới tương tác lục ñịa biển) dải tiếp giáp đất - biển khơng rộng lắm, có chất độc đáo, tạo nên phần vỏ cảnh quan Trái ðất, nơi xảy mối tác ñộng tương hỗ phức tạp ñối lập thạch quyển, khí quyển, thủy sinh quyển” [1],[2],[3] Theo Vð.Lomtañze, chất phát sinh phát triển trình ñịa chất vận ñộng nhằm giải mâu thuẫn nội mối quan hệ trái đất: Thạch quyển, thủy quyển, khí hoạt ñộng KT-CT người [4] Sự tương tác ñối tượng nhân tạo phận thuộc Trái ðất - ðịa ñòi hỏi phải xem xét chúng hệ thống Một hệ thống gồm ñối tượng nhân tạo hợp phần thuộc ñịa hợp thành hệ thống gọi ñịa hệ tự nhiên kỹ thuật Theo GS.TSKH Phạm Văn Tỵ “ðịa hệ tự nhiên kỹ thuật (ðHTNKT) cấu trúc không gian, thời gian hợp phần tương tác, bao gồm ñối tượng nhân tạo vật thể tự -6- nhiên tự nhiên bị biến ñổi hoạt ñộng tự nhiên người…các tương tác làm cho thành phần, trạng thái tính chất mơi trường địa chất (các thể ñịa chất tự nhiên) bị biến ñổi thể dạng q trình địa chất cơng trình” [5] Trên quan điểm Hải dương học tác giả Nguyễn Huy Tưởng ñã ñưa khái niệm: dải ven bờ tĩnh học dải ven bờ ñộng học Trong dải ven bờ tĩnh học yếu tố nhiệt độ, độ muối, oxy hòa tan, thành phần hóa học khác nước biển đóng vai trò chính; dải ven bờ động học yếu tố động lực sóng, dòng chảy, nước dâng… ảnh hưởng đến địa hình đáy bờ yếu tố chủ đạo Khơng gian phân bố dải ven bờ chung ñược giới hạn đường đẳng sâu 50m phía đại dương [6],[7] Như vậy, đới ven biển khơng gian xảy tương tác yếu tố ñất liền đại dương Trên quan điểm khoa học ðCCT xem q trình bồi xói bờ biển, cửa sơng kết tương tác bên hệ thống kết vận ñộng ðHTNKT Cấu trúc ñịa hệ bao gồm hợp phần tự nhiên Trái ðất cấu trúc ñịa chất, tân kiến tạo (ðịa quyển), chế ñộ thủy, hải văn (Thuỷ quyển); mưa gió bão (Khí quyển) hợp phần kỹ thuật chủ yếu hoạt ñộng KT-CT người, khơng gian đới ven biển đới tương tác hợp phần địa hệ, tương tác trực tiếp ñịnh phát sinh, phát triển q trình có ý nghĩa khống chế phân bố đới ven biển, tương tác thủy thạch Biểu cụ thể tương tác thủy thạch động lực tác ñộng sóng gió, thủy triều, nước dâng bão…ñến ñất ñá, ñịa hình thềm bờ Ranh giới xảy tương tác xác lập thơng qua độ sâu tương tác hoạt động sóng gió, nước dâng bão, thủy triều Theo tác giả Phạm Văn Giáp, Lương Phương Hậu độ sâu giới hạn phía biển xác định theo cơng thức [8] hgh 1 gT = L= tanh(kh) 2 2π Trong đó: hgh - ñộ sâu giới hạn, k = 2π (k-số sóng) L (1.1) -7- Với chu kỳ sóng lớn khu vực 8s [7], giải phương trình (1.1) phương pháp thử dần, có hgh = 49,7m Do đó, chọn đường đẳng sâu 50m giới hạn phía đại dương hoạt động sóng, biên lục địa đường sóng tác động cao (khi có bão) Vậy theo chúng tơi khơng gian đới ven biển ñược xác ñịnh theo biên ñộ lớn nhân tố ñộng lực nêu ranh giới phía biển lấy biên đại dương hoạt động sóng, nghĩa vị trí có đường đẳng sâu 50m, phía lục địa phạm vi ảnh hưởng nước dâng bão lấn sâu vào lục ñịa khoảng 3km 1.1.2 ðặc ñiểm cấu trúc ñới ven biển 1.1.2.1 ðặc ñiểm ñới ven biển Ngồi tính chất chung địa hệ tính biến đổi, tính khơng đồng nhất, tính bất đẳng hướng…, đới ven biển có nhiều điểm khác biệt so với ðHTNKT túy khác Thể sau: a) Về tính chất ðHTNKT -Tính đa dạng: ðịa hệ ñới ven biển xảy tương tác phức tạp, ñầy ñủ Trái ðất: Thạch quyển, thủy quyển, khí quyển, chí sinh -Tính động, nhạy cảm cao: ðịa hệ đới ven biển ln vận động biến đổi thay ñổi hợp phần, chí hợp phần trao ñổi tác ñộng yếu tố bên ngồi hệ thống -Tính tự điều chỉnh, thích ứng nhanh nhằm thiết lập cân ñộng có thay đổi hợp phần ñịa hệ b) Sự tương tác ñịa hệ - Tương tác trực tiếp ñịnh ñộng thái ñịa hệ phát sinh, phát triển hoạt ñộng bồi - xói bờ biển khơng phải tương tác hai hợp phần tự nhiên kỹ thuật ðHTNKT thông thường khác mà hai hợp phần tự nhiên: Thạch - thủy Tương tác hợp phần khác ñịa hợp phần kỹ thuật Với thạch ñều tương tác gián tiếp có ý nghĩa thơng qua hoạt động thủy Chẳng hạn xây dựng cơng trình đới bờ làm thay đổi chế độ thủy lực gây bồi xói bờ -8- biển thơng qua hoạt động sóng, trường hợp tác động trực tiếp cơng trình ñến thạch (quá trình nén chặt ñất ñá móng cơng trình) có ý nghĩa khơng đáng kể đến ñộ ổn ñịnh chung khu vực - Tương tác hợp phần ñịa hệ ñều tương tác đa chiều có mối liên hệ nhân chịu tác ñộng tương hỗ lẫn 1.1.2.2.Cấu trúc chung ñới ven biển thành phố ðà Nẵng Về cấp ñộ cấu trúc xem ñới ven biển thành phố ðà Nẵng ðHTNKT ñịa phương nằm chuỗi liên tục từ Tây sang ðơng: lưu vực - đới ven biển - ñới biển sâu thuộc ðHTNKT khu vực Trong cấp địa hệ địa phương có cấu trúc ña dạng chịu ảnh hưởng mạnh cấu trúc lân cận đới ven biển Căn vào chế ñộ thủy thạch ñộng lực diễn địa hệ, mức độ tác động sóng biển, phân chia ñới ven biển thành cấu trúc nhỏ (Hình 1.1) Hình 1.1 Cấu trúc chung đới ven biển - Miền ven bờ dải ñất hẹp kéo dài ven biển ñược ñặc trưng thay ñổi ñột ngột ñịa hình cồn cát, ñụn cát ven biển, ñược giới hạn ranh giới ñới ven biển ngấn vỗ cao Về mặt ñộng lực học, miền ven bờ chịu tác ñộng trực tiếp sóng ngoại trừ có bão áp thấp nhiệt ñới (ATNð) lớn - Bãi biển ñược giới hạn từ mực nước biển thấp cho ñến ngấn sóng vỗ cao Bãi biển chia thành hai phụ ñới: Bãi triều cao Bãi triều thấp tương ứng với thềm biển đới sóng vỗ bờ ðây khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp tác ñộng sóng vỗ biến đổi mạnh đới ven biển -9- - Miền gần bờ khu vực mà sóng bắt đầu biến dạng ảnh hưởng địa hình đáy mực nước biển thấp Các q trình lan truyền sóng, sóng vỡ, vận chuyển bùn cát ñều xảy miền - Sườn bờ ngầm tương ứng phần thềm lục ñịa sườn bờ ngầm biển, giới hạn bắt đầu sóng bị biến dạng (độ sâu 50m) vùng sóng vỡ Q trình động lực chủ yếu lan truyền sóng 1.2 Tổng quan cơng trình nghiên cứu q trình bồi tụ, xói lở bờ biển đới ven biển thành phố ðà Nẵng Lịch sử nghiên cứu q trình bồi – xói đới ven biển khu vực thành phố ðà Nẵng gắn liền với lịch sử nghiên cứu ñịa lý tự nhiên, ñịa chất, ñịa chất cơng trình tồn vùng 1.2.1 Các cơng trình nghiên cứu ñiều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực Những cơng trình nghiên cứu điều kiện tự nhiên, hải dương học tập trung vào vấn ñề nghiên cứu tổng qt chế độ khí tượng hải văn biển, hồn lưu biển Phần đới ven biển cơng trình hữu hạn ðáng lưu ý cơng trình: -“ ðiều tra tổng hợp ñiều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội tỉnh giáp biển miền Trung” ðề tài 52.E Tống Duy Thanh chủ trì (1988) -“ ðặc điểm khí tượng hải thủy văn vùng biển ven biển bảy tỉnh miền Trung” ðề tài nhánh thuộc chương trình 52E (1986) Lê ðức Tố chủ trì -“ ðiều tra điều kiện tự nhiên có định hướng vùng biển ven bờ miền Trung” ðề tài KT.03.01, chủ trì ðặng Ngọc Thanh (1995) - “ðặc điểm khí hậu thành phố ðà Nẵng” ðài khí tượng thủy văn Trung Trung Bộ Phần lớn cơng trình nghiên cứu tập trung vào phần lục ñịa biển sâu ðới ven biển phần nhỏ ñề án tổng thể cho khu vực Có nhiều cơng trình nghiên cứu ñịa chất khu vực, ñáng ý cơng trình thành lập Bản đồ ðịa chất Việt Nam tỷ lệ 1:500.000 Trần ðức Lương, Nguyễn Xuân Bao (1988), Bản đồ địa chất khống sản Việt Nam tỷ lệ - 10 - 1:200.000 (1994) Nguyễn Xuân Dương, Nguyễn Văn Trang, Nguyễn Quang Trung…[9], [10], [11] Cấu trúc địa chất phần biển nơng đề cập cơng trình Nguyễn Biểu, Lê Như Lai, Lê Như Linh [12], [13], [14] ðề cập ñến hoạt ñộng Tân kiến tạo khu vực có cơng trình ðặng Văn Bát, Lê ðức An, Trần Văn Trị…[15], [16], [17] 1.2.2 Các cơng trình nghiên cứu q trình bồi tụ, xói lở bờ biển Trong năm gần ñây với gia tăng tượng bồi - xói bờ biển vấn đề nghiên cứu q trình địa chất ngoại động lực đới ven biển đẩy mạnh Có thể xem chương trình biển 48B năm 1990 thời điểm khởi sướng cho cơng nghiên cứu q trình thủy thạch động lực ñới ven biển - ðề tài “ Nghiên cứu biến ñộng ñường bờ biển Việt Nam tư liệu viễn thám” thuộc chương trình 48B-07-02-01 Tơ Quang Thịnh, ðặng Kim Qui… thực (1990) Lần ñầu tiên tư liệu viễn thám qua thời ñiểm khác nhau, tác giả ñã xác lập ñược vị trí đường bờ biển vào năm 1930,1965,1985, đặc biệt khu vực bồi tụ mạnh vùng bờ châu thổ Bắc Nam bộ, nhiên hạn chế độ phân giải khơng gian ảnh viễn thám tỷ lệ ñồ ñược thành lập, ñối với vùng bờ khu vực miền Trung, tác giả nhận xét: Bờ biển bị xói lở mạnh khu vực cửa sông [17] - ðề tài “ Nghiên cứu q trình thủy thạch động lực vùng bờ biển cửa sông ven biển ” thuộc chương trình 48B-02-01 ðặng Ngọc Thanh, Lưu Tỳ, Hồng Xn Nhuận, Nguyễn Văn Cư…năm 1991 [9], [18], [19] ñã nghiên cứu chi tiết chế ñộ thủy thạch ñộng lực vùng bờ biển bùn sét, bờ biển cát bốn điểm trình diễn chính: Cửa Ba Lạt, Thuận An, Xoài Rạp cửa ðịnh An Kết luận ñề tài ñến nguyên giá trị chế vận chuyển bùn cát theo mùa vụ vấn đề cân bồi tích khu bờ Trong đề tài bước đầu có kiến giải nguyên nhân chế hình thành tượng bồi tụ xói lở đới bờ biển cát, bờ biển Delta - ðề tài “hiện trạng, ngun nhân bồi xói dải bờ biển Việt Nam, đề xuất biện pháp khoa học kỹ thuật bảo vệ khai thác vùng ñất ven biển” mã số KT.03.14 - 95 - Qui trình thuỷ văn cầu đường – trang 117 [48] KH - hệ số phụ thuộc vào chiều sâu nước trước trụ cầu lg KH = 0.17 − 0.35 H B1 (5.7) V - vận tốc dòng chảy sau xói chung (m/s) t - hệ số triết giảm vận tốc theo chiều sâu H - Chiều sâu nước trước trụ cầu (m) B1- Chiều rộng trụ tháp tính tốn (m) Vox-Vận tốc cho phép khơng xói đất đáy hố xói cục (m/s) Vox = Vod h d (5.8) Qui trình thuỷ văn cầu đường ; trang 117 [47] 5.2.3.2.Kết tính tốn Dựa vào kết khí tượng thủy văn khu vực sơng Hàn đài khí tượng thuỷ văn Trung Trung Bộ ño áp dung cơng thức chúng tơi có kết tính tốn xói chung xói cục từ đưa kết xói lở khu vực cầu Thuận Phước sau xây dựng cơng trình - Kết tính tốn thể bảng hình vẽ sau Hình vẽ 5.1 ðặc điểm xói lở vị trí trụ tháp cầu - 96 Bảng 5.3 Kết tính tốn xói chung P (%) Vị trí Hmax (m) Qmax (m3/s) Vtb (m/s) Llv (m) Htxtb (m) a Sp Mố Tây 2,05 6990 1,35 655 4,54 0,36 Tháp 2,05 6990 1,35 655 4,54 Tháp 2,05 6990 1,35 1855 Mố ðông 2,05 6990 1,35 1855 htx (m) hsx (m) δx (m) V0x (m/s) 0,9 4,281 -0,264 0,84 0,36 0,9 4,281 -0,264 0,84 4,54 0,44 0,3 5,6 5,732 1,188 0,84 4,54 0,44 0,3 4,991 0,447 0,84 Bảng 5.4 Kết tính tốn xói cục Vò Trí CDTN (m) Góc lệch (độ) Htx (m) Kξ ξ Kv KH t Vox (m/s) Vtt (m/s) B1 (m) hcb (m) Mố Tây -1,83 20 3,88 11,344 0,885 1,323 0,6 0,815 1,35 28,1 3,18 Thaùp -1,96 20 4,01 11,323 0,833 1,007 0,6 0,819 1,35 8,4 2,404 Thaùp -7,05 20 9,1 10,438 0,833 0,618 0,6 0,939 1,35 8,4 1,427 Mố Đông -4,05 20 6,1 10,048 0,885 1,241 0,6 0,879 1,35 28,1 2,569 Kết tính tốn xói vị trí cầu sơng Hàn tổng giá trị xói cục xói chung vị trí Căn vào kết tính tốn thể bảng 5.3, 5.4 chúng tơi thơng kê kết xói vị trí bất lợi sau xây dựng cơng trình thể bảng 5.5 Bảng 5.5 Kết tính tốn xói vị trí mố tháp cầu Thuận Phước STT Vị trí hch hcb hch+hcb Cao độ đáy hố xói (m) Cao độ đáy hố móng (m) Mố Tây -0,264 3,180 2,917 -4,747 -7,247 Tháp -0,264 2,404 2,141 -4,101 -6,601 Tháp 1,188 1,427 2,615 -9,665 -12,165 Mố ðông 0,447 2,569 3,016 -6,966 -9,466 Kết luận: Cầu Thuận Phước bắc qua cửa sông Hàn, nằm đới ven biển, chế độ dòng chảy vị trí phức tạp chịu ảnh hưởng hai chế ñộ hải văn dòng thuỷ triều thủy văn dòng chảy thượng nguồn sơng Hàn Vì việc nghiên cứu tính tốn, xác định đặc trưng thủy văn đoạn sơng gặp nhiều khó - 97 - khăn Tuy nhiên vào tài liệu thực ño vị trí cầu kết hợp với số liệu điều tra trường ñã cho thấy kết tính tốn phù hợp Qua kết tính tốn tượng bồi tụ ngày phát triển xa khu vực bờ phía bắc sơng, tượng xói lở phát triển mạnh bên bờ nam sơng 5.3 Các giải pháp KHCN phòng chống bồi tụ, xói lở bờ biển cửa sơng 5.3.1 Một số nguyên tắc chung ñề xuất, lựa chọn, thực thi giải pháp - Phòng - tránh - chống thích nghi nguyên tắc chủ ñạo ñề xuất, lựa chọn giải pháp KHCN phòng chống bồi- xói Các q trình ðCðLCT, đặc biệt q trình bồi tụ xói lở bờ biển cửa sơng xảy theo quy luật riêng, khách quan có cường độ vơ lớn Vì thế, sở nắm vững quy luật hoạt động bồi - xói, ngun tắc phòng tránh ñược ưu tiên hàng ñầu biện pháp bảo vệ bờ Do đó, nhằm giảm thiểu ngun nhân gây bồi - xói cần ý đến giải pháp KHCN cụ thể quy hoạch, bố trí lại khu dân cư, khu công nghiệp cơng trình ven biển vùng có khả xói lở mạnh Mặt khác, q trình xói lở bờ biển xảy với cường độ lớn, gây nguy hại cho cơng trình quan trọng cầu cống, đường, di tích lịch sử, khu dân cư thiết phải chống tức xây dựng cơng trình bảo vệ bờ kè, đê chắn sóng… - Trên sở xác lập nguyên nhân, chế, động lực, yếu tố thúc đẩy q trình bồi xói - bờ biển, cửa sơng mối liên hệ chúng phương châm xây dựng biện pháp phòng chống, bảo vệ bờ Q trình bồi tụ - xói lở bờ biển cửa sơng ñược hình thành phát triển tương tác trực tiếp thủy thạch Sự tương tác chịu tác động hoạt động KT-CT người Cho nên, việc lựa chọn thực thi giải pháp KHCN phòng chống phải mang tính chất hệ thống đồng Tính hệ thống phải ñược quán từ công tác quy hoạch tổng thể ñến giải pháp phòng tránh cụ thể cho ñoạn bờ - 98 - Giải pháp KHCN phòng chống phải mang tính tổng hợp nhằm ngăn chặn yếu tố hạn chế yếu tố ảnh hưởng ñã thúc ñẩy hoạt ñộng bồi tụ xói lở bờ biển cửa sơng Các giải pháp cơng trình đầu tư kinh phí lớn, cơng tác thiết kế thi công phức tạp nên thực cho đoạn bờ bị xói lở mạnh mà việc triển khai giải pháp khác không khả thi - Nguyên tắc chi phí - lợi ích giải pháp KHCN phòng chống bồi xói bờ biển cửa sơng Có thể nói bao bọc tồn mặt phía ðơng – ðơng Nam thành phố đà Nẵng biển, để phát triển du lịch mở rộng thành phố cần tiến hành thi công công trình bảo vệ bờ ðây giải pháp tình thế, tức thời nhằm trì ổn định đường bờ sống người dân Cho nên ñể việc xây dựng bảo vệ bờ có hiệu dựa sở so sánh chi phí xây dựng cơng trình bảo vệ bờ lợi ích tổng hợp mà mang lại, nghĩa giá trị khu dân cư, cơng trình giao thơng - xây dựng, khu cơng nghiệp bảo vệ…ðối với bờ có giá trị kinh tế thấp, giải pháp tốt tiến hành di dời khu dân cư khỏi khu vực có nguy bị xói lở đe dọa 5.3.2 Các giải pháp phòng chống hoạt động bồi tụ - xói lở bờ biển cửa sơng 5.3.2.1 Nhóm giải pháp tổng thể chung cho toàn khu vực Các giải pháp tổng thể tiến hành toàn diện tích khu vực, khơng giảm tai biến bồi tụ, xói lở bờ biển mà tượng khác bồi xói bờ sơng, xói mòn, trượt lở…hạn chế lũ lụt, ñảm bảo phát triển bền vững mang tính xã hội cao Bao gồm giải pháp sau: - Cải thiện chất lượng mặt đệm cách tăng ñộ che phủ rừng, bảo vệ cải thiện chất lượng lớp phủ thực vật, triển khai hệ thống kỹ thuật canh tác hợp lý ñất dốc ñồi núi - Quản lý sử dụng ñất hợp lý tồn lưu vực - Tiến hành cơng tác bảo vệ phát triển rừng, phủ xanh ñất trống ñồi núi trọc - Thay ñổi tập quán canh tác theo kiểu du canh du cư, phá rừng làm rẫy ñồng bào dân tộc - 99 - ðây biện pháp phòng ngừa lâu dài, bản, co khả giảm thiểu ñược tác hại q trình xói lở bờ sơng, bờ biển hầu hết q trình địa chất ngoại động lực khác - Nâng cao hiệu cơng tác khí tượng thủy văn, phục vụ phòng tránh giảm nhẹ thiên tai nói chung q trình bồi xói bờ biển nói riêng Hiện khu vực thành phố ðà Nẵng ñã có 03 trạm thủy văn bao gồm trạm Bà Nà, trạm sông Hàn trạm Sơn Trà Hệ thống trạm tăng cường phương tiện thơng tin liên lạc, cung cấp số liệu kịp thời nhanh chóng cho tin dự báo - Tăng cường 01 trạm hải văn ven bờ khu vực Quảng Nam – ðà Nẵng nhằm bổ sung số liệu bùn cát, chế độ sóng ven bờ… - Xây dựng phương pháp tính tốn, cơng nghệ dự báo biến đổi ñường bờ khu vực cửa sông, ven biển ðà Nẵng 5.3.2.2 Các giải pháp phòng chống bồi xói bờ biển cửa sơng đới ven biển a) Mục đích giải pháp Nhằm trì ổn định đường bờ khỏi tác động phá hủy sóng, cần phải ñạt yêu cầu sau: - Bảo vệ bờ biển cơng trình phía sau bờ - Bảo vệ bãi biển, bãi biển đóng vai trò chắn, bệ giảm lượng phá hủy sóng b) Các giải pháp bảo vệ bờ khả áp dụng ñới ven biển khu vực thành phố ðà Nẵng + Các giải pháp bảo vệ bờ biển (trực tiếp) : Duy trì độ ổn ñịnh tuyệt ñối bờ biển cách giảm thiểu tác động sóng lên bờ cơng trình cứng tường chắn sóng, kè chắn sóng…làm giảm áp lực sóng lên bờ ( kè chắn sóng) phản xạ phần lượng sóng (tường chắn sóng) Chúng thường sử dụng ñể bảo vệ sở hạ tầng quan trọng Tuy nhiên, tường kè chắn sóng bảo vệ bờ phần đất phía sau cơng trình, phần bờ kề cận bãi biển tiếp tục bị xói lở, nhiều đe dọa ổn định thân cơng trình - 100 - ðiều kiện ñể áp dụng giải pháp ñịa hình sườn bờ ngầm thoải, ñặc biệt khả tiêu tán bùn cát ngang nhỏ chiều rộng bãi biển ñủ lớn ñể làm giảm lượng sóng ảnh hưởng ñến chân cơng trình Hiện nay, tồn bờ biển khu vực thành phố ðà nẵng ñã tiến hành xây dựng kè bê tơng xử dụng móng nơng nên độ ổn định với tác động sóng yếu Hiện tượng xói lở làm hỏng cơng trình vào mùa mưa bão Vì vậy, kiến nghị sử dụng xây dựng cơng trình cứng hệ móng cọc Cọc hệ móng nên ngàm sâu vào đất tối thiểu 5m, tránh tượng xói móng làm hư hỏng cơng trình xây dựng + Các giải pháp trì ổn định bãi biển (giải pháp gián tiếp) Mục đích giải pháp bảo vệ bãi biển - chắn hữu hiệu ñường bờ cách hạn chế mát bùn cát, có nhiều dạng cơng trình khác nhau: - Mỏ hàn hướng dòng: Mỏ hàn hướng dòng cơng trình ñược xây dựng cửa sông nhằm ổn ñịnh vị trí cửa, ngăn ngừa bồi lấp luồng lạch Mặt khác mỏ hàn hướng dòng có tác dụng hạn chế mát bồi tích dòng chảy lũ dòng dọc bờ, giảm thiểu cường độ xói lở bờ Mỏ hàn hướng dòng xây dựng cửa sơng Hàn trước mắt giải phần ổn ñịnh ñộ sâu luồng lạch - Cơng nghệ Stabiplage: Ngun lý hoạt động cơng nghệ Stabiplage thu giữ, tích tụ trì chỗ trầm tích, khơng chống lại thiên nhiên mà trợ giúp thiên nhiên thơng qua hoạt động thủy động lực học ven biển dịch chuyển trầm tích vào dọc bờ, từ tạo trao đổi ổn ñịnh ñộng lực khu vực xói lở cần ñược xử lý Q trình hoạt động Stabiplage với kích thước thích hợp cho phép sóng vượt qua trầm tích cát trích lại lượng cát dịch chuyển ven bờ Theo lượng cát thu giữ tích tụ dần dọc theo cơng trình, sau ổn ñịnh nâng dần ñộ cao bãi biển ñể bồi đắp, tái tạo bãi biển Trên thực tế cơng nghệ Stabiplage áp dụng thí điểm Lộc An (Bà Rịa – Vũng Tàu) với Stabiplage ñặt vng góc với đường bờ biển (kiểu mỏ hàn), - 101 - tiếp đến cơng việc xây dựng ranh giới thi cơng cơng trường, xác định vị trí lắp đặt cơng trình Stabiplage với thiết bị ñịnh vị ñiểm chuẩn Tạo ñường hào ñể ñặt Stabiplage neo, triển khai ống Stabiplage theo hào + Các giải pháp khôi phục lại bãi biển Trong nhóm giải pháp khơi phục bãi biển, ni bãi nhân tạo thường áp dụng cách ñem nguồn bùn cát từ nơi khác ñến ñể bù ñắp thiếu hụt xe tải, xa cạp… tàu hút bùn Giải pháp có hiệu nhanh, bảo đảm cảnh quan khu vực, không gây hậu nghiêm trọng đến mơi trường Vì ni bãi nhân tạo nên ñược áp dụng cho khu vực bãi tắm, khu quy hoạch du lịch Xuân Thiều,Thuận Phước… Nguồn trầm tích để ni bãi phải có cấp phối thơ so với trầm tích bãi biển đại Chiều cao bãi nhân tạo nên cao mức tác ñộng sóng có bão lớn chiều rộng phải lớn vị trí đường bờ cách năm - Tối ưu hóa hoạt động KT-CT người, dự án phát triển kinh tế xã hội ñới ven biển ðới ven biển thành phố ðà Nẵng mơi trường nhạy cảm, nơi tập trung khu dân cư, dự án phát triển KTXH thuộc nhiều ngành đan xen nhau: giao thơng, ngư nghiệp, thủy lợi, du lịch…Sự tương tác hợp phần tự nhiên kỹ thuật, trở thành nhân tố quan trọng định tiến hóa, phát triển thân hợp phần tự nhiên tương lai Trong ðHTNKT họat ñộng KTCT hợp phần có khả dự báo, điều chỉnh để hạn chế tác hại tiêu cực người ñến mơi trường tự nhiên Tuy nhiên, tương tác xảy hệ cân ñộng, tác ñộng hợp lý người ñều ñem lại cho ñịa hệ phát triển theo chiều hướng có lợi Ngược lại, tác động khơng theo quy luật dù nhỏ ñe dọa ổn ñịnh tồn hệ thống Vì ta thấy, việc tối ưu hóa hoạt động kinh tế cơng trình giải pháp tốn nhất, hiệu nhất, vừa phát huy hiệu cơng trình vừa tránh tác ñộng xấu ñến ñộ ổn ñịnh lãnh thổ ñới ven biển ðiều này, cần phải ñược - 102 - thể báo cáo ñánh giá tác động mơi trường cơng trình, dự án phát triển có liên quan đến đới ven biển c) So sánh, lựa chọn giải pháp cơng trình ñới ven biển khu vực thành phố ðà Nẵng ðới ven biển khu vực thành phố ðà Nẵng khu vực có tính tai biến cao, bao gồm: Bão, ATNð, nước dâng bão, lũ lụt…Trong ñiều kiện vậy, giải pháp KHCN riêng lẻ có độ ổn định tác dụng bảo vệ bờ thấp, cần có giải pháp tổng hợp cho ñoạn bờ cụ thể Trên sở tổng hợp yếu tố ảnh hưởng đến q trình xói lở bờ biển, giải pháp tổng thể, có tác dụng nhiều mặt nâng cao độ che phủ rừng, xây dựng hồ chứa nước thượng nguồn sông, phân bố quy hoạch lại khu dân cư…Tại khu vực có nguy xói lở cao, ảnh hưởng nghiêm trọng tới kinh tế dân sinh áp dụng giải pháp cơng trình Căn vào mức độ xói lở kiến nghị số phương án ñể khắc phục tượng sau: +Phương án (PA1) : Cụm hai mỏ hàn hướng dòng hai bờ cửa sơng Phương án nên áp dụng khu vực cửa sông Cu ðê cửa sơng Hàn, thực tế phương án ñược thực nghiệm bước ñầu ñã ñem lại hiệu +Phương án (PA2) : Xây dựng tường chắn sóng Phương án nên áp dụng tồn bờ biển từ Xuân Thiều Thuận Phước, móng sử dụng móng cọc +Phương án (PA3) : Nuôi bãi nhân tạo Phương án nên áp dung khu vực phía bắc phía nam cửa sơng Cu ðê, Hàn + Phương án ( PA4) : Cụm hai mỏ hàn + nuôi bãi nhân tạo Trong phương án nhược ñiểm lớn kinh phí lớn khả thi cơng nước ta hạn chế Cho nên giải pháp khả thi trước mắt xây dựng hệ thống mỏ hàn ngăn dòng khu vực bị xói lở chủ yếu dòng bồi tích dọc bờ Biện pháp áp dụng tốt cho cửa sông Cu ðê sông Hàn - 103 - KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu rút số kết luận sau: Hiện tượng xói lở bờ biển xảy diện rộng, bao trùm hầu hết ñoạn bờ biển khu vực thành phố ñà Nẵng nói chung, đoạn từ đèo Hải Vân đến bán đảo Sơn Trà nói riêng, ảnh hưởng nghiêm trọng người kinh tế khu vực Cường độ xói lở ñoạn bờ biển khu vực thành phố ðà Nẵng khác nhau, phụ thuộc vào ñiều kiện tự nhiên yếu tố tác ñộng cục Ở ñới ven biển thành phố ðà Nẵng hoạt ñộng xói lở chiếm ưu mặt quy mơ lẫn cường độ Thống kê đoạn bờ bị xói lở chủ yếu tập trung khu vực cửa sông Cu ðê, sơng Hàn đoạn bờ từ Sơng Cu ðê đến sơng Hàn ðây đoạn bờ chịu ảnh hưởng tác động sóng mạnh mùa mưa bão Cấu trúc địa chất, đặc tính ðCCT mức độ chống xói lở loại đất đá ñới ven biển khu vực thành phố ðà Nẵng yếu tố ñịnh phạm vi phân bố họat động bồi - xói bờ biển cửa sơng Các nhóm đá cứng nửa cứng thành khung bền vững trước tác động sóng, ñịnh xu ñường bờ khứ ðặc biệt, thành tạo ñá gốc ñèo Hải Vân bán ñảo Sơn Trà ñã phân chia thành cung đoạn bờ độc lập có chế ñộ thủy thạch ñộng lực ñặc ñiểm bồi - xói khác Căn vào nguồn gốc, thành phần thạch học, bề dày chúng tơi chia làm kiểu, phụ kiểu dạng Tại khu vực thành phố ðà Nẵng hoạt ñộng tân kiến tạo có biên độ khơng lớn, chuyển động tân kiến tạo kiến tạo ñại khối tảng ñã chia khu vực thành khối nâng hạ tương ñối Trong thời gian dài hoạt ñộng tân kiến tạo ñã khống chế xu hoạt ñộng bồi xói bờ biển ñới ven biển khu vực nghiên cứu, ñó xói lở bờ chủ yếu Hoạt ñộng sóng với hiệu ứng kèm theo yếu tố ảnh hưởng trực tiếp trình bồi tụ, xói lở bờ biển, nhiên chế độ sóng ñồng toàn khu vực nghiên cứu, cấu tạo địa hình (các cửa sơng, mỏm ñá gốc, ñộ dốc thềm bờ ngầm…), cấu trúc ñịa chất phân hóa tác động sóng đến - 104 - đường bờ địa hình bị biến đổi (bồi - xói) để phù hợp với lượng sóng tác động Kết dự báo khu vực nghiên cứu chủ yếu xảy tượng xói lở tốc độ xói lở lớn xảy khu vực Hoà Hiệp >5m/năm nhỏ khu vực đèo Hải Vân với tốc độ xói lở