Nghiên cứu hiện tượng trượt, sạt lở bờ sông hồng khu vực hà nội kiến nghị các biên pháp phòng chống thích hợp

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học mỏ - địa chất Cao tùng Nghiên cứu tợng trợt, sạt lở bờ sông Hồng khu vực Hà Nội Kiến nghị biện phbáp phòng chống thích hợp Chuyên ngành: Địa chất công trình Luận văn thạc sĩ địa chất Ngời hớng dẫn khoa học: TSKH Trần Mạnh Liểu PGS TS Nguyễn Huy Phơng Hà Nội - 2006 lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Toàn nội dung kết nêu luận văn trung thực cha đợc công bố công trình khoa học Tác giả luận văn Cao Thanh Tùng Phụ lục -1 danh mục bảng biểu Bảng 2.1 Lu lợng dòng chảy qua thời kỳ trớc sau có hồ Hoà Bình (m3/s) Bảng 2.2 Phân phối dòng chảy năm qua thời kỳ trớc sau có hồ Hoà Bình Bảng 2.3 Tỷ lệ dòng chảy thời kỳ sau trớc có hồ Hoà Bình Bảng 2.4 Đặc điểm động thái nớc sông Hồng Hà Nội trớc sau có hồ Hoà Bình Bảng 2.5 Tổng lợng (W) tỷ lệ (%) bùn cát hai thời kì trớc sau hồ chứa Hoà Bình vào hoạt động (1959 - 1989 1990 - 1996) Bảng 2.6 Lu lợng bùn cát trớc sau có hồ Hoà Bình (kg/s) Bảng 2.7 Phân phối bùn cát năm qua thời kì trớc sau có hồ Hoà Bình Bảng 2.8 Tỷ lệ bùn cát thời kì sau trớc có hồ Hoà Bình Bảng 3.1 Chú giải phân vùng địa chất công trình Bảng 4.1 Vận tốc giới hạn dòng chảy không xói số thể trầm tích tầng mặt Bảng 5.1 Hệ số chuyển đổi số loại đất Bảng 5.2 Phân vùng khả sạt lở bờ sông Hồng khu vực Hà Nội theo tiêu tích hợp yếu tố KTTN vùng ven sông Bảng 5.3 Tính chất lí lớp đất tầng mặt Bảng 5.4 Kết kiểm toán ổn định bờ sông Hồng chơng trình SLOPE/W -2 danh mục ảnh, hình vẽ sơ đồ A Danh mục ảnh ảnh 1.1 ảnh chụp sông Hồng khu vực Hà Nội ảnh 1.2, 1.3 Sạt lở khu vực dân lấn đất đổ xây nhà ( x Ngọc Thụy, Bồ Đề Gia Lâm) ảnh 1.4, 1.5 Sạt lở khu vực dân lấn đất đổ xây nhà ( x Ngọc Thụy, Bồ Đề Gia Lâm) ảnh 1.6 Sạt lở khu vực dân lấn đất đổ xây nhà ( x Ngọc Thụy, Bồ Đề Gia Lâm) ảnh 1.7 Sạt lở khu vực x Bát Tràng ảnh 1.8 Sạt lở khu vực b i Tầm Xá ảnh 3.1 Hiện tợng xói lở bờ phải sông Hồng phờng Tứ Liên năm 2002 trùng với vị trí đứt g y Nghĩa Đô - Tứ Liên chạy qua ảnh 3.2 Kè Xuân Canh liên tục bị nứt vỡ phải sửa chữa nhiều lần trùng với vị trí đứt g y Nghĩa Đô - Tứ Liên ảnh 3.3 Các khe nứt phơng Đông Bắc Tây Nam dài 1- 3m phát triển đá trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc x Ngọc Thụy Gia Lâm ảnh 3.4 Hiện tợng xói lở đá trầm tích rắn hệ tầng Vĩnh Phúc cửa sông Đuống nơi đứt g y Nghĩa Đô - Tứ Liên qua B Danh mục hình vẽ Hình 2.1 Đồ thị phân bố lu lợng nớc trung bình tháng sông Hồng khu vực Hà Nội Hình 2.2 Đồ thị dao động mực nớc sông Hồng khu vực Hà Nội Hình 3.1 Mặt cắt địa chất công trình tuyến I- I Hình 3.2 Mặt cắt địa chất công trình tuyến II- II -3 Hình 3.3 Mặt cắt địa chất công trình tuyến III- III Hình 3.4 Mặt cắt địa chất công trình tuyến IV- IV Hình 3.5 Mặt cắt địa chất công trình tuyến V- V Hình 3.6 Mặt cắt địa chất công trình tuyến VI- VI Hình 3.7 Mặt cắt địa chất công trình tuyến VII- VII Hình 4.1 Các yếu tố tác động đến trình diễn biến sạt lở đới ven bờ Hình 5.1 Sơ đồ lực tổng quát tác động vào mảnh C Danh mục sơ đồ Sơ đồ 3.1 Sơ đồ phân vùng kiến trúc kiến tạo thành phố Hà Nội Sơ đồ 3.2 Sơ đồ địa chất công trình dải đất đê sông Hồng thuộc địa phận thành phố Hà Nội Sơ đồ 3.3 Sơ đồ phân vùng địa chất công trình ( phục vụ quy hoạch khai thác kinh tế l nh thổ) dải đất đê sông Hồng thuộc địa phận thành phố Hà Nội Sơ đồ 5.1 Sơ đồ phân vùng khả sạt lở bờ sông Hồng khu vực thành phố Hà Nội theo tiêu tích hợp yếu tố điều kiện KTTN vùng ven sông -4 Mở Đầu Tính cấp thiết đề tài Trong thập niên gần đây, với xu biến đổi khác thờng khí hậu toàn cầu đ phát sinh nhiều b o áp thấp nhiệt đới, nhiều lũ đặc biết lớn khắp lục địa Việt Nam Hiện tợng trợt sạt lở bờ sông xảy với tần xuất cao hơn, chu kỳ ngắn hơn, nhng cờng độ lại mạnh hơn, đe doạ an toàn khu dân c công trình xây dựng Trong đó, Sông Hồng ( sông lớn Việt Nam) nơi phải gánh chịu nhiều hậu từ trình Có thể xem dòng chảy Sông Hồng đợc bắt đầu Việt Trì (nơi hợp lu sông lớn là: sông Đà, sông Thao sông Lô) chảy xuyên qua tỉnh phía Bắc chiều dài 250 km trớc đổ biển cửa Ba Lạt khu vực Hà Nội, sông Hồng chảy vào lòng đô thị, đợc ví nh dải lụa hồng, tô điểm thêm giá trị nhân văn cho mảnh đất Rồng bay Tuy nhiên, sông lớn lại chảy qua lòng đô thị nên mang mìmh nguy vô to lớn ảnh hởng đến đời sống, tính mạng tài sản thủ đô, trung tâm Văn hoá - Kinh tế - Chính trị nớc Đứng trớc tình hình đó, đ có nhiều công trình khoa học nghiên cứu dự báo động lực biến đổi lòng Sông Hồng, nh công trình nhằm giảm thiểu ổn định dải bờ sông Hồng khu vực Hà Nội Tuy nhiên, hầu hết công trình nghiên cứu khoa học này, cha có nhận định thống nguyên nhân chủ đạo, giải pháp tình thế, bị động nhằm khắc phục hậu trớc mắt Công tác dự báo phòng ngừa tai biến cha mang lại hiệu cao.Vì vậy, nghiên -5 cứu đánh giá dự báo tợng sạt lở bờ sông Hồng khu vực Hà Nội, từ kiến nghị giải pháp phòng chống thích hợp đề tài vừa mang tÝnh thùc tiÔn khoa häc, võa mang tÝnh thêi Đồng thời, với thành công đề tài giúp nhà quản lí hoạch định công tác quy hoạch xây dựng khai thác kinh tế l nh thổ tơng lai Mục đích nghiên cứu đề tài -Phân tích nguyên nhân, điều kiện, chế phá huỷ ( ổn định) dải bờ sông Hồng khu vực Hà Nội nhân tố ảnh hởng; -Đánh giá, dự báo khả ổn định bờ sông kiến nghị giải pháp phòng chống thích hợp Đối tợng phạm vi nghiên cứu đề tài Trên sở mức độ nguy hại hoạt động địa động lực dòng sông gây ảnh hởng trình trợt, sạt lở bờ sông Hồng khu đô thị Hà Nội, tác giả chọn dải bờ sông Hồng phạm vi hành khu vực đô thị Hà Nội (từ km48 đến km85+680 theo mốc cột số bảo vệ đê Hữu Hồng) làm đối tợng phạm vi nghiên cứu đề tài Nội dung nghiên cứu -Nghiên cức đặc điểm thuỷ lực thủy văn sông Hồng; -Nghiên cứu đặc điểm hoạt động tân kiến tạo khu vực Hà Nội; -Nghiên cứu đặc điểm Địa hình - Địa mạo dải bờ sông Hồng; -Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc Địa chất, Địa chất thuỷ văn dải bờ sông Hồng; -Nghiên cứu địa tầng tính chất lí đất đá thuộc dải bờ sông Hồng; -Phân chia bờ sông theo tiêu đánh giá ổn định; -Phân tích trạng thái làm việc sông Hồng điều kiện thủy lực khác nhau; -6 -Kiến nghị giải pháp phòng chống thích hợp Phơng pháp nghiên cứu Để giải nhiệm vụ nêu đề tài, phơng pháp nghiên cứu đợc sử dụng bao gồm: -Phơng pháp thu thập tài liệu: Thu thập tài liệu khí tợng, thuỷ văn, thuỷ lực, tài liệu địa hình- địa mạo, địa chất, địa chất thuỷ văn, địa chất khu vực nghiên cứu; -Phơng pháp thực nghiệm: Nghiên cứu tính chất đất đá phòng thí nghiệm thị sát trờng; -Phơng pháp phân tích lý thuyết: Các phơng pháp phân tích ổn định bờ dốc, phân tích định lợng vai trò yếu tố gây sạt lở bờ; -Phơng pháp phân tích hệ thống: Nhằm dự báo, nh phân tích nguyên nhân yếu tố ảnh hởng đến tợng sạt lở bờ; -Phơng pháp phân tích viễn thám kết hợp phơng pháp chập đồ phân tích trình xói lở ngang, nh qui luật diễn biến lòng dẫn sông Hồng; -Phơng pháp xử lí thống kê: Chỉnh lí tổng hợp kết thí nghiệm; -Phơng pháp kiểm toán phần mềm ứng dụng ý nghĩa khoa học thực tiễn -Xây dựng phơng pháp luận ứng dụng phơng pháp nghiên cứu, làm sáng tỏ điều kiện ổn định, chế, nguyên nhân phát triển nh nhân tố ảnh hởng quan trọng, nhằm nâng cao độ xác việc đánh giá dự báo ổn định dải bờ sông Hồng khu vực Hà Nội Đồng thời phơng pháp ứng dụng cho đoạn sông khác; -Lập đợc sơ đồ phân đoạn ổn định bờ sông, giúp cho việc quản lí, quy hoạch hợp lí; -Đề xuất đợc giải pháp phòng chống thích hợp bảo vệ bờ sông Cơ sở tài liệu -7 Luận văn đợc thực sở tài liệu: -Bản đồ Địa hình- Điạ mạo, Đệ tứ, Địa chất thuỷ văn khu vực Hà Nội; -Tài liệu khảo sát ĐCCT đới ven bờ sông Hồng khu vực Hà Nội; -Tài liệu đề tài nghiên cứu đất yếu Hà Nội PGS - TS Nguyễn Huy Phơng; -Tài liệu đề tài ngiên cứu đới động sông Hồng viện khoa học công nghệ xây dựng; -Tài liệu đề tài địa chất đô thị dải đất đê sông Hồng khu vc Hà Nội Viện Địa Chất- Trung tâm KHTN & CNQG; - Các tài liệu khí tợng thuỷ văn Hà Nội; Ngoài ra, luận văn sử dụng kết nghiên cứu đ đợc công bố tác giả: Bùi Nguyên Hồng, Lê Hữu Quynh, Đỗ Quang Thiên số tác giả khác - 99 20 Nguyễn Viết Tình (2001), Đặc tính ĐCCT thành tạo trầm tích Holocen dới giữa, nguồn gốc Hồ - Đầm lầy phụ tầng Hải Hng dới (lbQIV1-2hh1) Đánh giá khả sử dụng dự báo biến đổi chúng dới tác dụng hoạt động công trình phát triển đô thị, lấy ví dụ cho khu vực Hà Nội, Luận án tiến sĩ Địa chất, Trờng đại học mỏ địa chất, Hà Nội 21 Đỗ Minh Toàn (1998), Sự hình thành đặc tính địa chất công trình đất, Bài giảng dành cho nghiên cứu sinh học viên cao học, Trờng đại học mỏ địa chất, Hà Nội 22 Ngô Quang Toàn nnk (2000), Vỏ phong hoá trầm tích Việt Nam, Bộ công nghiệp Cục địa chất khoáng sản Việt Nam, Hà Nội 23 Phạm Văn Tỵ (2000), Cơ sở lý thuyết phơng pháp hệ nghiên cứu ĐCCT, Bài giảng dùng cho học viên cao học ngành ĐCCT, Trờng đại học mỏ địa chất, Hà Nội 24 Phạm Văn Tỵ (1999) Đánh giá tác động đến môi trờng , Bài giảng cho nghiên cứu sinh học viên cao học ngành ĐCCT, Trờng đại học mỏ địa chất, Hà Nội 25 R.Whitlow (1997), Cơ học đất, NXB giáo dục, Hà Nội 26 Nguyễn Trọng Yêm (1999), Đặc điểm địa chất đô thị dải đất đê sông Hồng thuộc địa phận Hà Nội, Trung tâm khoa học tự nhiên công nghệ quốc gia - Viện địa chất, Hà Nội Sau điều tiết nớc hồ Hòa Bình Trớc điều tiết nớc hồ Hòa B×nh Qtbtháng(m /s) 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 t (tháng) I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Hình 2.1 Đồ thị phân bố lu lợng nớc trung bình tháng Sông Hång khu vùc Hµ Néi H(m) 13 12 Mực nước lớn Mực nước thấp 11 10 naêm 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 H×nh 2.2 Đồ thị dao động mực nớc sông Hồng khu vực Hà Nội bMột số hình ảnh trạng sạt lở bờ tả sông Hồng khu vực Ngọc Thuỵ, Bồ Đề Gia Lâm (10 - 2006) ảnh1.2, 1.3: Sạt lở khu vực dân lấn đất đổ xây nhà ảnh 1.4, 1.5: Sạt lở khu vực dân lấn đất đổ xây nhà ảnh 1.6: Sạt lở khu vực dân lấn đất đổ xây nhà ảnh 1.7: Sạt lở khu vực x Bát Tràng ảnh 1.8: Sạt lở khu vực b i Tầm Xá ảnh 1.1: ảnh chụp sông Hồng khu vực Hà Nội sơ đồ phân vùng kiến trúc kiến tạo thành phố hà nội tỷ lệ 1:200000 (Theo Nguyễn Trọng Yêm NNK) giải Đứt g y sâu b Đứt g y nghịch, chờm nghịch Đứt g y cha rõ tính chất H Sóc sơn Đới phá huỷ đứt g y tách gi n Đờng phơng trục đứt g y cục bộ, kiến trúc dơng b b Đờng phơng trục đứt g y cục bộ, kiến trúc âm Đới khe nứt đại cấp IX Đới khe nứt đại cấp VIII Đới khe nứt đại cấp VII H Đông ANh Đới khe nứt đại cấp VI Khu vực có tính xuất KNHĐ cao H Từ liêm b hà nội H Thanh trì Sơ đồ 3.1 Sơ đồ phân vùng kiến trúc kiến tạo thành phố Hà Nội Phụ lục số 1: 20 19 18 17 10 16 12 15 14 13 12 11 Cao (m) 11 10 14 13 15 16 -1 1,2,3 -2 -3 -4 -5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Khoang cach (m) MC1: Mặt cắt ngang bờ Hữu Hồng Km K51+910 20 19 1.2 00 16 15 2.400 1.800 17 1.400 1.155 18 14 13 12 Cao (m) 11 10 -1 -2 -3 -4 -5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Khoang cach (m) Kết tính toán tr−ỵt theo PP Janbu 130 140 150 Phơ lơc sè 2: 19 13 12 11 14 10 1,2 17 18 23 16 Cao (m) 3 10 20 22 -1 -2 21 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 11 12 13 -11 -12 10 20 30 40 50 60 70 80 15 90 100 110 120 130 140 150 130 140 150 Khoang cach (m) 6.000 5.000 4.000 3.000 0.911 9.000 12.000 MC2: Mặt cắt ngang bờ Tả Hồng Km K58+200 13 12 11 10 Cao (m) -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Khoang cach (m) KÕt tính toán trợt theo PP Janbu 120 Phụ lục sè 3: 12 13 14 12 11 10 13 15 7 11 Cao (m) 16 10 18 17 -1 -2 -3 1,2,3,4 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Khoang cach (m) MC3: Mặt cắt ngang bờ Hữu Hồng Km K64+00 13 12 2.072 11 10 Cao (m) -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Khoang cach (m) Kết tính toán trợt theo PP Janbu 120 130 140 150 Phô lôc sè 4: 14 13 12 11 10 91 15 16 62 Cao (m) 12 17 13 18 -13 20 -2 19 -3 -44 11 10 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 130 140 150 Khoang cach (m) 2.660 13 4.000 5.000 6.000 7.000 9.000 3.000 MC4: Mặt cắt ngang bờ Tả Hồng Km K72+200 12 11 10 Cao (m) -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Khoang cach (m) Kết tính toán trợt theo PP Janbu 120 Phô lôc sè 11 13 12 12 11 101 13 7 14 Cao (m) 19 15 10 18 17 16 -1 -2 -3 -43 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 120 130 140 150 Khoang cach (m) MC5: Mặt cắt ngang bờ Tả Hồng khu vực x 1.150 2.200 12 1.800 1.400 00 1.2 13 11 10 Cao (m) -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Khoang cach (m) KÕt qu¶ tính toán trợt theo PP Janbu Phụ lục số 6: 11 13 13 12 11 10 14 15 51 Cao (m) 12 10 16 17 -1 19 -2 -32 -4 18 -5 -6 -7 -83 -9 -10 -11 -12 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 120 130 140 150 Khoang cach (m) MC6: Mặt cắt ngang bờ Tả Hồng khu vùc x 3.000 3.500 1.365 11 2.500 12 2.000 1.500 13 10 Cao (m) -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Khoang cach (m) Kết tính toán trợt theo PP Janbu ... ảnh 1.6 Sạt lở khu vực dân lấn đất đổ xây nhà ( x Ngọc Thụy, Bồ Đề Gia Lâm) ảnh 1.7 Sạt lở khu vực x Bát Tràng ảnh 1.8 Sạt lở khu vực b i Tầm Xá ảnh 3.1 Hiện tợng xói lở bờ phải sông Hồng phờng... Bát Tràng bờ Tả sông Hồng ( Một số hình ảnh trạng sạt lở bờ sông Hồng khu vực Hà Nội đợc thể phụ lục, từ ảnh 1.2 đến ảnh 1.8) Tóm lại, sông thuộc hệ thống sông Hồng, tợng trợt, sạt lở bờ sông xảy... đợc, tác giả tích hợp lại tiêu chung để phân vùng dự báo khả sạt lở bờ sông, làm sở cho việc quy hoạch sử dụng hợp lí đới ven bờ kiến nghị giải pháp phòng chống sạt lở bờ thích hợp - 20 Chơng