Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông thu bồn đoạn qua thôn quảng đại 1 đại lộc quảng nam

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  NGUYỄN DUY XUYÊN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ SÔNG THU BỒN ĐOẠN QUA THÔN QUẢNG ĐẠI 1, ĐẠI LỘC, QUẢNG NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY Đà Nẵng - 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  NGUYỄN DUY XUYÊN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ SÔNG THU BỒN ĐOẠN QUA THÔN QUẢNG ĐẠI 1, ĐẠI LỘC, QUẢNG NAM Chun ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Thủy Mã số: 60.58.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN VĂN HƯỚNG Đà Nẵng - 2017 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tác giả Các số liệu kết tính tốn đưa luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Duy Xuyên iii MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU - 1 tính cấp thiết đề tài - Mục tiêu nghiên cứu - Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu - Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Cấu trúc luận văn - CHƯƠNG TỔNG QUAN CHUNG VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU - 1.1 GIỚI THIỆU hệ thống sông Thu Bồn - 1.2 GIỚI THIỆU khu vực nghiên cứu: - 1.2.1 Vị trí địa lý: - 1.2.2 Đặc điểm địa hình dự án - 1.2.3 Đặc điểm địa chất vùng dự án: - 1.3 Đặc điểm khí hậu khí tượng - 1.3.1 Khí hậu - 1.3.2 Nhiệt độ - 1.3.3 Số nắng - 10 1.3.4 Độ ẩm - 10 1.3.5 Bốc - 10 1.3.6 Gió, bão áp thấp nhiệt đới - 10 1.3.7 Mưa - 11 1.3.8 Tình hình mưa lũ - 12 1.4 Đặc điểm thủy văn - 14 1.4.1 Dòng chảy năm - 14 1.4.3 Chế độ lũ - 16 1.4.4 Dòng chảy kiệt - 18 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SÔNG THU BỒN ĐOẠN QUA XÃ ĐẠI CƯỜNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP - 20 2.1 Mô tả trạng nguyên nhân sạt lở đoạn sông nghiên cứu - 20 2.1.1 Mô tả trạng: - 20 2.1.2 Nguyên nhân: - 21 2.2 Tính tốn lưu lượng tạo lịng - 26 - iv 2.2.1 Lưu lượng tạo lòng: - 27 2.2.2 Chỉ tiêu ổn định lòng sông: - 33 2.2.3 Quan hệ hình dạng sơng [5] - 36 2.3 Đánh giá ổn định đoạn sông nghiên cứu theo tiêu ổn định: - 38 2.4 Thiết kế giải pháp bảo vệ bờ đoạn sơng nghiên cứu khái tốn: - 39 2.4.1 Những học kinh nghiệm giới nước nghiên cứu diễn biến lòng dẫn [9] - 39 2.4.2 Cơ sở đề xuất chỉnh trị đoạn sông khu vực nghiên cứu: - 42 2.4.3 Các giải pháp chỉnh trị sông - 42 2.4.4 Lựa chọn giải pháp khu vực nghiên cứu - 48 CHƯƠNG ÁP DỤNG GIẢI PHÁP BẢO VỆ SÔNG THU BỒN ĐOẠN QUA THÔN QUẢNG ĐẠI - 62 3.1.Phương pháp kết quả đo sâu theo phương pháp hồi âm: - 62 3.1.1 Thiết bị đo đạc: - 62 3.1.2 Công tác đo đạc: - 63 3.2 Phân tích lựa chọn số liệu thủy văn sở kế thừa: - 66 3.2.1 Nguồn thực đo: - 66 3.2.2 Nguồn liệu kế thừa: - 66 3.3 Phân tích lựa chọn mơ hình tính tốn: - 66 3.3.1 Những thuận lợi khó khăn mơ hình MIKE - 67 3.3.2 Kết quả mơ hình - 70 3.4 Xác định phạm vi tính tốn điều kiện biên: - 72 3.5 Áp dụng mơ hình thủy lực để tính tốn cho đoạn sơng theo trạng: - 73 3.6 Áp dụng mơ hình thủy lực để tính tốn cho đoạn sơng theo giải pháp đề xuất:- 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - 88 A KẾT LUẬN - 88 B KIẾN NGHỊ - 88 PHỤ LỤC - 90 PHỤ LỤC - PHỤ LỤC - PHỤ LỤC - PHỤ LỤC - PHỤ LỤC - 10 - v ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ SÔNG THU BỒN ĐOẠN QUA THÔN QUẢNG ĐẠI 1, ĐẠI LỘC, QUẢNG NAM Học viên: Nguyễn Duy Xuyên Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy Mã số: 60.58.02.02 Khóa: K31 Trường Đại học Bách Khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Trong năm qua, tỉnh Quảng Nam thực tốt Chương trình di dời dân khỏi vùng thiên tai, nơi có nguy cao xảy sạt lở núi, sạt lở ven sơng Chính phủ; Khu dân cư thơn Quảng Đại nơi có dân cư sống lâu việc chuyển đến nơi điều người dân không mong muốn; Mặt khác, cơng trình hạ tầng trạng tương đối đầy đủ, nhà cửa người dân tương đối kiên cố; Nếu phải di dời phải khoảng 11.000m2 đất sản xuất; Tốn chi phí xây dựng lại sở hạ tầng cho khu dân cư Bên cạnh đó, bờ sơng khơng bảo vệ ngày bị sạt lở đất dần chí bị xóa Nội dung đề tài đánh giá trạng đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Thu Bồn đoạn qua thôn Quảng Đại 1, Đại Lộc, Quảng Nam thông qua việc điều tra, thu thập, phân tích số liệu tài liệu dân sinh, địa hình, địa chất, khí tượng, thủy văn, liên qua đến khu vực nghiên cứu; Kế thừa đề tài, dự án nghiên cứu liên quan đến khu vực; Sử dụng phần mềm MIKE 21 để đánh giá tính hợp lý giải pháp bảo vệ bờ sông hợp lý khu vực qua thôn Đại Cường từ vận dụng kết quả đề tài sở có tính khoa học để đơn vị chức đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Thu Bồn khu vực qua thôn Quảng Đại 1, xã Đại Cường, huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam Từ khóa – Sơng Thu Bồn, Thơn Quảng Đại 1, mơ hình MIKE, kè mỏ hàn, kè lát mái ASSESS THE STATUS AND PROPOSAL FOR RIVER BANK PROTECTION SOLUTIONS THU BON SURROUNDING QUANG DAI 1, DAI LOC, QUANG NAM Abstract - Over the past few years, Quang Nam has successfully implemented the Program for Relocation of People Out of Disaster Areas, where there is a high risk of river bank erosion and river bank erosion The residential area of Quang Dai is a place where people have lived for a long time, so moving to a new home is something that people not want to live in On the other hand, the existing infrastructure is relatively adequate, houses of people relatively solid; If relocation, it takes about 11,000m2 of productive land; Cost of rebuilding infrastructure for new residential area In addition, if the river bank is not protected, it will become increasingly landslide and land loss will gradually erode The subject of the project is to assess the current situation and propose measures to protect the Thu Bon river bank across Quang Dai 1, Dai Loc and Quang Nam villages through the investigation, data collection and analysis on population Birth, terrain, geology, meteorology, hydrology, etc., interdepend the research area; Inheriting research topics and projects related to the area; Using MIKE 21 software to evaluate the rationality of a suitable river bank protection solution through Dai Cuong village, thereby applying the results of the project as a scientific basis for functional units Proposed measures to protect the Thu Bon river bank area through Quang Dai village, Dai Cuong commune, Dai Loc district, Quang Nam province Key words - Thu Bon River, Quang Dai Village, MIKE model, groins, revetments vi DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Các tiêu lý chủ yếu lớp đất 1.2 Bảng tần số bão đổ vào đoạn bờ biển nước ta 11 1.3 Lượng mưa quan trắc toàn đợt từ đến 7/11/1999 13 1.4 Lưu lượng trung bình nhiều năm trạm lưu vực 15 1.5 Kết quả tính tần suất dòng chảy năm trạm lưu vực 15 1.6 Nguồn nước sông lưu vực 16 1.7 Dòng chảy năm Q75% Giao Thuỷ, Ly Ly, Ái Nghĩa, Tuý Loan, Cu Đê 16 1.8 Tần suất lưu lượng đỉnh lũ lớn trạm thuỷ văn 18 1.9 Đỉnh lũ lớn quan trắc trạm thuỷ văn 18 1.10 Dòng chảy kiệt nhỏ trạm vùng nghiên cứu 19 2.1 Bảng đặc trưng thủy văn năm 2004 trung bình nhiều năm trạm thủy văn Nơng Sơn 28 2.2 Bảng đặc trưng thủy văn năm 2004 trung bình nhiều năm thơn Quảng Đại từ 2001-2010 29 2.3 Bảng tính kết quả P.I.Q2 32 2.4 Quan hệ RC/B φ 38 2.5 Bảng đánh giá tiêu ổn định lòng sông 38 2.6 Chiều sâu hố xói đầu mỏ hàn 51 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang Vị trí khu vực nghiên cứu đề tài Một số hình ảnh sạt lở trạng cảnh chụp ngày 12/11/2016 1.1 Mạng lưới sông, trạm thủy văn địa hình lưu vực sơng Vu Gia -Thu Bồn 1.2 Vị trí đoạn sơng nghiên cứu 1.3 Bản đồ mạng lưới trạm Khí tượng Thủy văn 12 2.1 Hình ảnh tổng thể khu vực nghiên cứu 20 2.2 Đoạn sạt lở mạnh vào cách bờ trạng 10m 21 2.3 Hình ảnh sạt lở đoạn cuối gần ngã ba Giao Thủy 22 2.4 Hình ảnh tàn phá rừng đầu nguồn khai thác cát Quảng Nam 25 2.5 Điều tra vết lũ khu vực nghiên cứu (nhà ông Lê Văn Diêu) 28 2.6 Biểu đồ quan hệ Q~P.I.Q2 32 2.7 Thí nghiệm đo đường kính cát khu vực nghiên cứu 34 2.8 Biểu đồ quan hệ lượng sót tích lũy cỡ sàng 35 2.9 Chiều rộng lòng sóng ứng với lưu lượng tạo lòng 35 2.10 Bó cành 41 2.11 Rồng 41 2.12 Rọ đá 42 2.13 Hiện trạng bờ tre bị phá hủy đoạn thẳng đoạn bị xói hàm ếch 44 2.14 Hình ảnh vệ tinh vị trí nghiên cứu vào ngày 28/6/2015 (bên trái) ngày 04/6/2017 (bên phải) 45 2.15 Thiết kế sơ kè mỏ hàn 49 2.16 Đại diện mặt cắt kè lát mái 55 2.17 Tuyến gia cố dự kiến 56 3.1 Vận chuyển lắp đặt thiết bị khu vực nghiên cứu 58 viii Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang 3.2 Xác định mực nước kiểm tra thiết bị 59 3.3 Nguyên lý đo sâu 59 3.4 Hình ảnh đo đạc trường 60 3.5 Bản đồ ĐÊM khu vực nghiên cứu sau đo đạc 60 3.6 Lưới phi cấu trúc chữ nhật tam giác 64 3.7 Kết quả mơ hình vận tốc hiển thị theo màu 66 3.8 Hình ảnh phạm vi tính tốn biên T1, T2, T3 68 3.9 Hình ảnh kết quả độ sâu mực nước năm 2004 hiển thị theo màu 69 3.10 Hình ảnh trường phân bố vận tốc hiển thị theo màu 70 3.11 Hình ảnh trường phân bố vận tốc hiển thị theo biểu đồ 70 3.12 Hình ảnh bờ tả đoạn nghiên cứu bị phá sâu vào bờ 71 3.13 Vị trí lớn bãi cát cao trình 2.7m 71 3.14 Biểu đồ quan hệ mực nước Z ứng với trường hợp theo thời gian điểm P1, P2, P3 73 3.15 Biểu đồ quan hệ mực nước Z ứng với trường hợp theo thời gian điểm P1, P2, P3 74 3.16 Cao trình mặt nước ứng với trường pjtaij thời điểm 0:00:00 ngày 28/10/2004 76 3.17 Chi tiết mực nước khu vực nghiên cứu ứng với trường hợp thời điểm 0:00:00 ngày 28/10/2004 77 3.18 Trường phân bố vận tốc ứng với trường hợp thời điểm 0:00:00 ngày 28/10/2004 79 3.19 Chi tiết Trường phân bố vận tốc ứng với trường hợp khu vực nghiên cứu ứng với trường hợp thời điểm 0:00:00 ngày 28/10/2004 80 3.20 Trường phân bố vận tốc ứng với phương án khu vực nghiên cứu vào lúc 0:00:00 ngày 28/10/2004 81 3.21 Trường phân bố vận tốc ứng với phương án khu vực 81 ix Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang nghiên cứu vào lúc 0:00:00 ngày 28/10/2004 3.22 Trường phân bố vận tốc ứng với phương án khu vực nghiên cứu vào lúc 0:00:00 ngày 28/10/2004 82 S5  m5  100 mo  mi  100 m … (1) Trong đó: m5 khối lượng phần còn lại sàng có kích thước mắt sàng mm tính gam (g); mo khối lượng mẫu thử (5.1.1) tính gam (g) - Lượng sót riêng sàng kích thước mắt sàng i (ai) tính phần trăm khối lượng xác đến 0.1 % theo cơng thức: … (2) Trong đó: mi khối lượng phần còn lại sàng có kích thước mắt sàng i tính gam(g); m tổng khối lượng mẫu thử tính gam (g) - Lượng sót tích lũy sàng kích thước mắt sàng i tổng lượng sót riêng sàng có kích thước mắt sàng lớn lượng sót riêng bản thân Lượng sót tích lũy (Ai) tính phần trăm khối lượng xác tới 0.1 % theo công thức: Ai = + + a2.5 … (3) Trong đó: lượng sót riêng sàng có kích thước mắt sàng i tính phần trăm khối lượng (%); a2.5 lượng sót riêng sàng có kích thước mắt sàng 2.5 mm tính phần trăm khối lượng (%) - Môđun độ lớn cốt liệu nhỏ (Mđl) khơng thứ ngun xác tới 0.1 theo công thức: M dl  A2 ,5  A1,25  A0 ,63  A0 ,315  A0 ,14 … (4) 100 Trong đó: A2.5 A1.25 A0.63 A0.315 A0.14 lượng sót tích luỹ sàng kích thước mắt sàng tương ứng 2.5 mm; 1.25 mm; 630 m; 315 m 140 m Cỡ sàng ( mm ) 10.0 5.0 5.0 2.50 1.25 0.63 0.32 0.14