Nghiên cứu đề xuất giải pháp mềm, gia cố chống sạt lở bờ sông, áp dụng cho đoạn đê sông hồng qua huyện xuân trường, tỉnh nam định

LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Thiều Quang Tuấn TS Phạm Thanh Hải dành nhiều tâm huyết, tận tình hướng dẫn, bảo cho tác giả suốt trình thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Trung tâm tư vấn chuyển giao công nghệ Thủy Lợi – Tổng cục Thủy Lợi tạo điều kiện cho tác giả thời gian, tài liệu để tham gia khố học hồn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn đến quan tâm giúp đỡ phòng Đào tạo Đại học Sau Đại học, Khoa Cơng trình trường Đại học thuỷ lợi, thầy, cô giáo trường Đại học Thủy lợi tạo điều kiện cho tác giả có hội học tập, trau dồi nâng cao kiến thức suốt thời gian vừa qua Sau cảm ơn bạn đồng nghiệp thành viên gia đình có đóng góp quý báu, động viên vật chất tinh thần để tác giả hoàn thành luận văn Với thời gian trình độ cịn hạn chế, luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận bảo đóng góp ý kiến thầy cô giáo, quý vị quan tâm bạn bè đồng nghiệp Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chun ngành Xây dựng cơng trình thủy với đề tài : “ Nghiên cứu đề xuất giải pháp mềm, gia cố chống sạt lở bờ sông, áp dụng cho đoạn đê sông Hồng qua huyện Xuân Trường, tỉnh Nam Định ” hồn thành Khoa Cơng trình, Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội, ngày 19 tháng 08 năm 2014 Tác giả Dương Trường Giang LỜI CAM ĐOAN Tên Dương Trường Giang, xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Những nội dung kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu Tác giả Dương Trường Giang MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết Đề tài Mục đích Đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan đê sông Hồng 1.1.1 Lịch sử đê sông Hồng 1.1.2 Hiện trạng, đặc điểm đê sông Hồng 1.1.3 Các vấn đề sạt lở bờ sông 10 1.2 Đánh giá trạng, nguyên nhân gây hư hỏng đê sông Hồng 17 1.2.1 Đánh giá trạng đê sông Hồng 17 1.2.2 Các nguyên nhân gây hư hỏng đê sông Hồng 18 1.2.3 Các giải pháp chống sạt lở 21 1.3 Kết luận chung vấn đề đặt cần phải đánh giá đề xuất.21 CHƯƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP GIA CỐ CHỐNG SẠT LỞ BỜ SÔNG VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA GIẢI PHÁP MỀM 23 2.1 Tổng quan giải pháp gia cố chống sạt lở 23 2.1.1 Giải pháp cứng 23 2.1.2 Giải pháp mềm 29 2.1.3 Phân tích lựa chọn giải pháp 30 2.2 Cơ sở khoa học giải pháp mềm gia cố chống sạt lở bờ sơng 31 2.2.1 Tính chất lý thực vật cỏ cỏ gia cố 31 2.2.2 Cơ sở lý thuyết phương pháp phân tích ổn định mái dốc có cỏ cỏ gia cố 43 2.2.3 Kết luận 47 CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG CHO ĐOẠN ĐÊ SÔNG HỒNG HUYỆN XUÂN TRƯỜNG, TỈNH NAM ĐỊNH 48 3.1 Giới thiệu trạng đoạn sông 48 3.1.1 Cao trình mặt đê 49 3.1.2 Mặt cắt ngang đê 49 3.1.3 Thân đê, đê 50 3.1.4 Hiện trạng tuyến đê theo đoạn 50 3.1.5 Các công trình đê 52 3.1.6 Hiện trạng cơng trình kè bảo vệ đê 52 3.1.7 Đánh giá trạng đê sông Hồng huyện Xuân Trường 52 3.2 Phân tích đề xuất giải pháp 53 3.3 Tính tốn phân tích ổn định giải pháp 53 3.3.1 Giới thiệu phần mềm Geo-Slope 54 3.3.2 Đặc điểm địa chất, thủy văn khu vực nghiên cứu 58 3.3.3 Lựa chọn đoạn đê tính tốn trường hợp tính tốn 60 3.4 Kết Luận 82 CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SƠ BỘ CHO VIỆC THIẾT KẾ GIẢI PHÁP MỀM CHỐNG SẠT LỞ 84 4.1 Lựa chọn loại cỏ phù hợp 84 4.2 Ni trồng chăm sóc mái cỏ 85 4.2.1 Tưới nước 85 4.2.2 Trồng giặm 85 4.2.3 Phòng trừ cỏ dại 85 4.2.4 Bón phân 85 4.2.5 Cắt tỉa 86 4.3 Biện pháp kỹ thuật 86 4.4 Gia cường khả chống xói mái cỏ 86 4.5 Phạm vi trồng cỏ 88 4.6 Kết luận 88 KẾT LUẬN 89 Kết đạt luận văn 89 Hạn chế, tồn trình thực 89 Hướng khắc phục, đề xuất 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 Tiếng Việt 91 Tiếng Anh 92 BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1 : Bản đồ lưu vực sơng Hồng - Thái Bình Hình 1-2 : Các hoạt động lấn chiếm bãi sông 11 Hình 1-3 : Khai thác cát trái phép 11 Hình 1-4 : Hoạt động giao thơng thủy với mật độ tốc độ ngày cao gây sóng lớn 12 Hình 1-5 : Các mố trụ cầu giao thông 12 Hình 1-6 : Rừng bị tàn phá nghiêm trọng 13 Hình 1-7 : Các khu vực sạt lở nghiêm trọng 14 Hình 1-8 : Sự cố ổn định đê xói lở chân đê 19 Hình 1-9 : Sự cố trượt mái đê đê đất yếu 19 Hình 1-10 : Sự cố vùng tiếp giáp tôn cao 20 Hình 1-11 : Sự cố thấm khuyết tật thân đê 20 Hình 2-1 : Cấu tạo kè lát mái 23 Hình 2-2 : Cấu tạo kè mỏ hàn 24 Hình 2-3 : Phương pháp neo đất 25 Hình 2-4 : Phương pháp gia cường mái dốc hàng cọc 25 Hình 2-5 : Phương pháp đắp đất chân mái dốc 26 Hình 2-6 : Phương pháp Sheet Piling 27 Hình 2-7 : Phương pháp cân chỉnh mái dốc 27 Hình 2-8 : Phương pháp giảm chiều cao mái dốc 28 Hình 2-9 : Phương pháp sử dụng tường chắn 28 Hình 2-10 : Khái niệm lớp áo cỏ (Muijs, 1999) 32 Hình 2-11: Sự gia tăng lực dính đất nhờ sức kháng cắt gia cường rễ cỏ (Wu nnk, 1979) 32 Hình 2-12 : Thay đổi mật độ diện tích cỏ RAR theo độ sâu (Tuan Oumeraci, 2011) 34 Hình 2-13 : Phân loại chất lượng mái cỏ theo VTV 2006 dựa vào phân bố số lượng rễ theo độ sâu 35 Hình 2-14 : Phân loại mái cỏ theo VTV 2006 quy đổi theo mật độ diện tích rễ RAR (xem Tuan Oumeraci, 2011) 35 Hình 2-15 : Phân bố mật độ diện tích rễ cỏ RAR (%) theo độ sâu cỏ gà cỏ dày 36 Hình 2-16 : Tạo thành tường chắn sinh học dầy hiệu 39 Hình 2-17 : Minh họa nguyên lý ổn định mái dốc cỏ Vetiver ( rễ hàng cỏ có tác dụng neo đất (trái) Trong thực tế hàng cỏ Vetiver giúp tường đất khỏi bị nước lũ quét (phải) 40 Hình 2-18 : Tương quan sức kháng kéo đường kính rễ cỏ Vetiver 40 Hình 2-19 : Tác dụng tăng sức kháng cắt rễ cỏ Vetiver theo chiều sâu đất42 Hình 2-20: Lực tác dụng lên phân tố đất trường hợp mặt trượt trụ tròn 43 Hình 2-21: Mơ hình hóa lớp đất trồng cỏ Vetiver 46 Hình 2-22: Mơ hình hóa lớp đất trồng cỏ Gà 46 Hình 3-1 : Bình đồ vị trí tuyến đê 49 Hình 3-2 : Đê hữu Hồng từ K188+833 ÷ K192+082 từ K194+849 ÷ K207+153 50 Hình 3-3 : Hiện trạng đê hữu Hồng sạt lở từ K205+753 ÷ K206+716 51 Hình 3-4 : Đê hữu Hồng từ K192+082 - K194+849 từ K207+153 K208+153 51 Hình 3-5 : Mặt cắt ngang đê trạng K206+139 ( Trường hợp ) 62 Hình 3-6 : Mặt cắt ngang đê trạng bạt mái K206+139 ( Trường hợp ) 62 Hình 3-7 : Mặt cắt ngang đê trồng cỏ Gà K206+139 ( Trường hợp ) 62 Hình 3-8 : Mặt cắt ngang đê trồng cỏ Vetiver K206+139 ( Trường hợp )63 Hình 3-9 : Mặt cắt ngang đê trạng K206+667 ( Trường hợp ) 63 Hình 3-10 : Mặt cắt ngang đê trạng bạt mái K206+667 ( Trường hợp ) 64 Hình 3-11 : Mặt cắt ngang đê trồng cỏ Gà K206+667 ( Trường hợp ) 64 Hình 3-12 : Mặt cắt ngang đê trồng cỏ Vetiver K206+667 (Trường hợp 2)64 Hình 3-13 : Ổn định trượt cho mái đê trạng, K=1,186 < [K] = 1,3 ( Trường hợp : Tải trọng ) 66 Hình 3-14 : Ổn định trượt cho mái đê trạng, K=1,199 < [K] = 1,3 ( Trường hợp 1: Tải trọng bản) 66 Hình 3-15 : Ổn định trượt cho mái đê trồng cỏ Gà, K=1,945 > [K] = 1,3 ( Trường hợp : Tải trọng ) 67 Hình 3-16 : Ổn định trượt cho mái đê trồng cỏ Vetiver, K=1,408 > [K] = 1,3 ( Trường hợp : Tải trọng ) 67 Hình 3-17 : Ổn định trượt cho mái đê trạng, K=1,031 < [K] = 1,2 ( Trường hợp : Tải trọng đặc biệt ) 68 Hình 3-18 : Ổn định trượt cho mái đê trạng bạt mái K=1,104 < [K] = 1,2.( Trường hợp : Tải trọng đặc biệt ) 68 Hình 3-19 : Ổn định trượt cho mái đê trồng trồng cỏ Gà,K=1,869 > [K] = 1,2 ( Trường hợp : Tải trọng đặc biệt ) 69 Hình 3-20 : Ổn định trượt cho mái đê trồng trồng cỏ Vetiver, K=1,345 > [K] = 1,2 ( Trường hợp : Tải trọng đặc biệt ) 69 Hình 3-21 : Ổn định trượt cho mái đê trạng, K=0,630 < [K] = 1,3 ( Trường hợp : Tải trọng ) 70 Hình 3-22 : Ổn định trượt cho mái đê trạng bạt mái, K=0,637 < [K] = 1,3 ( Trường hợp : Tải trọng ) 70 Hình 3-23 : Ổn định trượt cho mái đê trồng cỏ Gà, K=0,637 < [K] = 1,3 ( Trường hợp : Tải trọng ) 71 Hình 3-24 : Ổn định trượt cho mái đê trồng cỏ Vetiver, K=0,652 < [K] = 1,3 ( Trường hợp : Tải trọng ) 71 Hình 3-25 : Ổn định trượt cho mái đê trạng, K=0,645 < [K] = 1,2 ( Trường hợp : Tải trọng đặc biệt ) 72 Hình 3-26 : Ổn định trượt cho mái đê trạng bạt mái, K=0,683 < [K] = 1,2 ( Trường hợp : Tải trọng đặc biệt ) 72 Hình 3-27 : Ổn định trượt cho mái đê trồng cỏ Gà, K=0,683 < [K] = 1,2 ( Trường hợp : Tải trọng đặc biệt ) 73 Hình 3-28 : Ổn định trượt cho mái đê trồng cỏ Vetiver, K=0,664 < [K] = 1,2 ( Trường hợp : Tải trọng đặc biệt ) 73 Hình 3-29 : Mặt cắt ngang đê trạng thả đá hộ chân đến mực nước kiệt K206+667 ( Trường hợp ) 74 Hình 3-30 : Mặt cắt ngang đê trạng bạt mái thả đá hộ chân đến mực nước kiệt K206+667 ( Trường hợp ) 74 Hình 3-31 : Mặt cắt ngang đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt trồng cỏ Gà phía mái K206+667 ( Trường hợp ) 75 Hình 3-32 : Mặt cắt ngang đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt trồng cỏ Vetiver phía mái K206+667 ( Trường hợp ) 75 Hình 3-33 : Ổn định trượt cho trạng thả đá hộ chân đến mực nước kiệt, K=1,245 < [K] = 1,3 (Trường hợp : Tải trọng ) 76 Hình 3-34 : Ổn định trượt cho trạng bạt mái thả đá hộ chân đến mực nước kiệt, K=1,185 < [K] = 1,3.( Trường hợp : Tải trọng ) 76 Hình 3-35 : Ổn định trượt cho mái đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt trồng cỏ Gà phía trên, K=1,852 > [K] = 1,3 ( Trường hợp : Tải trọng ) 77 Hình 3-36 : Ổn định trượt cho mái đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt trồng cỏ Vetiver phía trên, K=1,339 > [K] = 1,3 ( Trường hợp : Tải trọng ) 77 Hình 3-37 : Ổn định trượt cho trạng thả đá hộ chân đến mực nước kiệt, K=1,150 < [K] = 1,2.( Trường hợp : Tải trọng đặc biệt ) 78 Hình 3-38 : Ổn định trượt cho trạng bạt mái thả đá hộ chân đến mực nước kiệt, K=1,048 < [K] = 1,2.( Trường hợp : Tải trọng đặc biệt ) 78 Hình 3-39 : Ổn định trượt cho mái đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt trồng cỏ Gà phía trên, K=1,646 > [K] = 1,2 ( Trường hợp : Tải trọng đặc biệt ) 79 Hình 3-40 : Ổn định trượt cho mái đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt trồng cỏ Vetiver phía trên, K=1,329 > [K] = 1,2 ( Trường hợp : Tải trọng đặc biệt ) 79 Hình 4-1 : Một số loại cỏ phù hợp trồng đê chống sạt lở: cỏ gà, cỏ cua (trên từ trái qua), cỏ rễ Vetiver (dưới) 84 Hình 4-2 : Một số kết cấu lưới địa kỹ thuật dùng cho gia cường mái cỏ : ô địa kỹ thuật Geocells ( trái ) lưới địa kỹ thuật Geogrids ( phải ) 87 Hình 4-3 : Thi công lắp đặt hệ thống gia cường cho mái cỏ 87 78 b, Tính tốn với tải trọng đặc biệt : - Với mái đê trạng thả đá hộ chân đến mực nước kiệt Hình 3-37 : Ổn định trượt cho trạng thả đá hộ chân đến mực nước kiệt, K=1,150 < [K] = 1,2.( Trường hợp : Tải trọng đặc biệt ) - Với mái đê trạng bạt mái thả đá hộ chân đến mực nước kiệt Hình 3-38 : Ổn định trượt cho trạng bạt mái thả đá hộ chân đến mực nước kiệt, K=1,048 < [K] = 1,2.( Trường hợp : Tải trọng đặc biệt ) 79 - Với mái đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt trồng cỏ Gà phía Hình 3-39 : Ổn định trượt cho mái đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt trồng cỏ Gà phía trên, K=1,646 > [K] = 1,2 ( Trường hợp : Tải trọng đặc biệt ) - Với mái đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt trồng cỏ Vetiver phía Hình 3-40 : Ổn định trượt cho mái đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt trồng cỏ Vetiver phía trên, K=1,329 > [K] = 1,2 ( Trường hợp : Tải trọng đặc biệt ) 80 Từ tính tốn ta có bảng kết trường hợp tính tốn sau: Bảng 3-8 : Kết trường hợp Trường hợp - Hệ số ổn định K=1,186 < [K] = 1,3 Đê bị ổn định - Với mái đê trạng Tải - Với mái đê trạng trọng bạt mái - Với mái đê trồng cỏ Gà - Với mái đê trồng cỏ Vetiver - Hệ số ổn định K=1,031 < [K] = 1,2 Đê bị ổn định - Với mái đê trạng Tải - Với mái đê trạng trọng bạt mái đặc biệt - Với mái đê trồng cỏ Gà - Với mái đê trồng cỏ Vetiver - Hệ số ổn định K=1,199 < [K] = 1,3 Đê bị ổn định - Hệ số ổn định K=1,945 > [K] = 1,3 Đê ổn định - Hệ số ổn định K=1,408 > [K] = 1,3 Đê ổn định - Hệ số ổn định K=1,104 < [K] = 1,2 Đê bị ổn định - Hệ số ổn định K=1,869 > [K] = 1,2 Đê ổn định - Hệ số ổn định K=1,345 > [K] = 1,2 Đê ổn định Bảng 3-9 : Kết trường hợp Trường hợp - Với mái đê trạng Tải - Với mái đê trạng trọng bạt mái - Với mái đê trồng cỏ Gà - Với mái đê trồng cỏ Vetiver - Hệ số ổn định K=0,630 < [K] = 1,3 Đê bị ổn định - Hệ số ổn định K=0,637 < [K] = 1,3 Đê bị ổn định - Hệ số ổn định K=0,637 < [K] = 1,3 Đê bị ổn định - Hệ số ổn định K=0,652 < [K] = 1,3 Đê bị ổn định 81 Bảng 3-10 : Kết trường hợp Trường hợp - Với mái đê trạng thả đá hộ chân đến mực nước kiệt - Với mái đê trạng bạt Tải mái thả đá hộ chân đến mái thả đá hộ chân đến trọng mực nước kiệt - Với mái đê trạng bạt mực nước kiệt - Với mái đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt trồng cỏ Vetiver phía - Với mái đê trạng thả - Hệ số ổn định K=1,245 < [K] = 1,3 Đê bị ổn định - Hệ số ổn định K=1,185 < [K] = 1,3 Đê bị ổn định - Hệ số ổn định K=1,852 > [K] = 1,3 Đê ổn định - Hệ số ổn định K=1,339 > [K] = 1,3 Đê ổn định - Hệ số ổn định K=1,150 < [K] = 1,2 đá hộ chân đến mực nước kiệt Đê bị ổn định - Với mái đê trạng bạt Tải trọng đặc biệt mái thả đá hộ chân đến mực nước kiệt - Với mái đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt trồng cỏ Gà phía - Với mái đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt trồng cỏ Vetiver phía - Hệ số ổn định K=1,048 < [K] = 1,2 Đê bị ổn định - Hệ số ổn định K=1,646 > [K] = 1,2 Đê ổn định - Hệ số ổn định K=1,329> [K] = 1,2 Đê ổn định Từ bảng kết ta thấy trường hợp mái đê trạng ổn định nghiêm trọng, bạt mái giảm tải bị ổn định Khi 82 trồng cỏ vào ta thấy nhờ gắn kết chặt lớp đất rễ sức kháng cắt tốt hệ số ổn định mái đê tăng lên cao, chứng tỏ hiệu việc trồng cỏ giúp ổn định sạt lở mái đê tốt Với trường hợp chân đê bị xói tạo hàm ếch, nên trượt lở sảy trồng cỏ gia cố Do xói lở sảy mực nước kiệt chỗ xói lở lại lớp cát mịn nên ta khơng thể trồng cỏ nên khơng hạn chế xói lở chân đê Nên ta phải kết hợp thêm giải pháp cứng để chống xói phía dưới, sau trồng cỏ mái phía (Trường hợp : Kết hợp giải pháp cứng giải pháp mềm) Sau kết hợp hai giải pháp cho thấy hiệu rõ rệt kết hợp cho mái đê trở nên ổn định 3.4 Kết Luận Từ phân tích kết tính tốn cho ta thấy với trường hợp ta bạt mái giảm tải mái đê làm việc ổn định mái đê trạng, với trường hợp thả đá hộ chân tạo ổn định chắn phần phía nên sau bạt mái, hệ số ổn định mái đê giảm đi, thành phần tải trọng tạo ổn định cho mái Ở trường hợp ta thấy hệ số ổn định mái có cỏ tốt nhiều so với trường hợp chưa có cỏ Khi trồng cỏ, mái đê làm việc ổn định trường hợp mực nước xuống kiệt trường hợp mực nước rút đột ngột vòng ngày với chênh lệch cột nước 3,6m Từ cho ta thấy tác dụng hiệu việc chống xói lở mái cỏ tốt Trong trường hợp ta thấy mái đê trồng cỏ Gà cho ta hệ số ổn định cao mái đê trồng cỏ Vetiver lớp đất trồng cỏ Gà mô 0,3m, lớp đất trồng cỏ Vetiver 1,5m Lý tính chất gia cường đất cỏ thể chủ yếu thông qua việc gia tăng sức kháng cắt, mà cụ thể lực dính gia cường đất có rễ cỏ mọc qua Mà lực dính gia cường cỏ Gà lớn cỏ Vetiver nhiều lên 83 khả chống trượt tốt Tuy nhiên lớp rễ cỏ Gà mọc sâu trung bình 0,3m nên nhiều trường hợp mặt trượt, trượt sâu lớp cỏ khơng có tác dụng khơng phát huy hiệu có Vetiver lớp rễ mọc sâu trung bình 1,5m, nhiều nơi rễ cỏ cịn mọc sâu đến 4m Ngoài lớp thân cỏ mọc cao, hàng cỏ Vetiver cịn có tác dụng phân tán nước mặt chảy tràn, giảm bớt tốc độ dòng chảy, giữ lại bùn đất chỗ, giảm độ dốc mái giảm nhẹ xói mịn rửa trôi Nên tùy vào trường hợp cụ thể địa chất vùng mà lựa chọn loại cỏ cho phù hợp Trong trường hợp trồng cỏ mái chân đê bị xói lở, mà vị trí xói lại vị trí trồng cỏ lên cỏ khơng phát huy tác dụng Với trường hợp tác giả kiến nghị phải sử dụng thêm giải pháp cứng kết hợp để chống xói lở phần bên mái cỏ mái cỏ phát huy tác dụng Từ nhận định phân tích ta thấy hiệu việc dùng giải pháp trồng cỏ gia cố chống sạt lở cho đoạn đê sạt lở huyện Xuân Trường tỉnh Nam Định hiệu Nó khơng giúp cho mái đê làm việc ổn định mà cịn chống xói mịn lớp mái ảnh hưởng sóng tàu thuyền, ảnh hưởng biến đổi khí hậu Giúp cho mái đê ổn định lâu dài bền vững 84 CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SƠ BỘ CHO VIỆC THIẾT KẾ GIẢI PHÁP MỀM CHỐNG SẠT LỞ Trên sở nghiên cứu tính chất lý thực vật loại cỏ kết tính tốn tác giả đề xuất quy trình sơ cho việc thiết kế giải pháp mềm chống sạt lở : Sử dụng giải pháp trồng cỏ gia cố mái đê chống sạt lở bờ sơng Qua nghiên cứu, phân tích, đánh giá tính tốn ta đưa quy trình sơ cho việc thiết kế chống sạt lở sau: 4.1 Lựa chọn loại cỏ phù hợp Ở nước ta có nhiều loại cỏ địa mọc tự nhiên có đặc tính thực vật rễ ăn sâu đồng thời phát triển lan tỏa mạnh theo phương ngang tạo thành lớp thảm dày phù hợp cho bảo vệ chống xói lở mái đê Ngồi loại cỏ thường chịu đựng điều kiện thời tiết khắc nghiệt nắng nóng, hạn hán vật cần phải chăm sóc bảo dưỡng Hình 4-1 : Một số loại cỏ phù hợp trồng đê chống sạt lở: cỏ gà, cỏ cua (trên từ trái qua), cỏ rễ Vetiver (dưới) 85 Cần có khảo sát nghiên cứu chuyên sâu đặc tính sinh trưởng thực vật loại cỏ nước ta để đến kết luận tổng quan loại cỏ trồng mái đê để chống xói lở Tuy nhiên qua thực tế khảo sát thực địa phân tích số liệu đặc tính thực vật số loại cỏ tìm thấy đê trình thử nghiệm nhà nghiên cứu nhận thấy loại cỏ địa cỏ cua, cỏ gừng, cỏ dày có tính phổ biến cao áp dụng hiệu cho chống xói lở mái đê Bên cạnh điển hình hai loại cỏ cỏ Gà địa cỏ ngoại lai Vetiver nghiên cứu tính tốn 4.2 Ni trồng chăm sóc mái cỏ Bởi khả chống xói mái cỏ chủ yếu đem lại hệ thống rễ, bên cạnh yếu tố giống lồi điều kiện thổ nhưỡng, chế độ ni trồng, chăm sóc cỏ ảnh hưởng đáng kể đến khả chống xói mái cỏ 4.2.1 Tưới nước Trong tuần đầu sau trồng, thời tiết khô cần tưới nước hàng ngày, từ đến tuần tưới cách nhật Sau đó, tuần tưới lần cỏ mọc tốt Khi cỏ trưởng thành khơng cần tưới 4.2.2 Trồng giặm Những chỗ cỏ không mọc bị nước rửa trôi thời gian đầu sau trồng cần trồng giặm Tiếp tục kiểm tra cỏ phát triển tốt 4.2.3 Phòng trừ cỏ dại Cần phòng trừ cỏ dại năm đầu tiên, loại thân leo 4.2.4 Bón phân Nơi đất khơ cằn, nên bón phân NPK sau trồng vào mùa mưa thứ hai 86 4.2.5 Cắt tỉa Cắt tỉa khâu quan trọng việc kích thích hệ thống rễ phát triển Có thể tiến hành đợt cắt khoảng đến tháng sau trồng để thúc cho cỏ phát triển nhiều chồi Về sau, năm cắt tỉa từ đến lần 4.3 Biện pháp kỹ thuật Để kích thích cỏ phát triển hệ thống rễ thời kỳ đầu mái đê cần tạo độ dốc phù hợp cho phát triển cỏ, để cỏ phát triển tốt mái khơng nên vượt 1(H) : 1(V), chí 1,5 : thoải đất dễ bị xói rửa khu vực mưa nhiều ( H- chiều ngang, V- chiều đứng ) Ngoài đất trồng cỏ đất tốt giàu dinh dưỡng thời gian đầu cần bồi lớp đất màu tơi xốp khoảng 10 cm trước trồng Nếu sử dụng nhiều phân bón nước tưới q trình chăm sóc dẫn đến cỏ chủ yếu phát triển phần rễ bị chậm lại Ngoài việc xén cỏ thường xuyên, định kỳ đem lại hiệu cao việc kích thích hệ thống rễ phát triển Biện pháp kỹ thuật đơn giản làm giảm bớt lượng khơ che khuất chồi non, giúp cho chúng phát triển tốt 4.4 Gia cường khả chống xói mái cỏ Do cỏ phải năm phát huy tác dụng tốt nên thời gian mái đê sảy xói lở phải dùng biện pháp địa kỹ thuật để gia cường mái cỏ làm tăng khả chống xói lở Có thể áp dụng hai dạng kết cấu phổ biến lưới ô địa kỹ thuật để gia cường mái cỏ ( xem hình minh họa Hình 4-2 ) Các lưới làm từ sợi Polymer có tính dẻo dai với khả chống cắt cao, ngồi chúng cịn có cấu tạo mở cho phép rễ cỏ dễ dàng mọc xuyên qua theo phương đứng phương ngang để thành lớp thảm liên kết đất, cỏ kết cấu gia cố Vị trí lắp đặt dạng kết cấu mặt đất ( cách mặt đất khoảng 87 cm) nằm tầng phát triển rễ cỏ Kết cấu gia cường thi công trước trồng cỏ mái cỏ lắp đặt sau để gia cường cho mái cỏ mọc ( xem Hình 4-3) Tuy nhiên cần lưu ý việc chăm sóc mái cỏ sau áp dụng giải pháp gia cường lại địi hỏi nhiều cơng sức thời gian nhằm đạt mức độ che phủ cỏ theo yêu cầu Hình 4-2 : Một số kết cấu lưới địa kỹ thuật dùng cho gia cường mái cỏ : ô địa kỹ thuật Geocells ( trái ) lưới địa kỹ thuật Geogrids ( phải ) Hình 4-3 : Thi công lắp đặt hệ thống gia cường cho mái cỏ 88 4.5 Phạm vi trồng cỏ Cỏ sống phát triển tốt phía vùng ngập nước thường xuyên, nên phía duới mực nước thường xuyên cỏ khơng sống Phạm vi trồng cỏ cỏ khơng phát huy tác dụng Nếu xói lở xẩy mực nước thường xuyên phải kết hợp với giải pháp cứng gia cố phần xói lở phía trồng cỏ phía mái cỏ phát huy tác dụng 4.6 Kết luận Khả chống sạt lở mái đê trồng cỏ tốt nhiều so với mái đê trạng chưa trồng cỏ Ngoài khả chống sạt lở tốt trồng cỏ mái đê cịn có ưu điểm : Chi phí thấp, đơn giản cơng, tạo cảnh quan thân thiện với mơi trường giúp cho mái đê ổn định lâu dài bền vững có tính phù hợp cao bối cảnh biến đổi khí hậu Ngồi ra, mái cỏ cịn có sức chịu tải tốt vượt xa giới hạn quy định tiêu chuẩn hướng dẫn an toàn khả chịu xói mái cỏ Trong nhiều trường hợp mái cỏ cịn có khả chống xói lở tốt kết cấu cứng Mái cỏ có khả chịu xói tốt lại khơng trồng khu vực thường xuyên ngập nước, nên nhiều trường hợp cần phải kết hợp thêm giải pháp cứng để chống xói lở bờ sơng Kết tính tốn cho thấy cỏ Gà cỏ Vetiver cho hiệu ổn định mái đê tốt, nhiên cần có nhiều nghiên cứu tổng quan đặc tính lý thực vật, biện pháp ni trồng, chăm sóc loại cỏ địa lẫn ngoại lai để lựa chọn giống cỏ phù hợp với khu vực để chúng thực phát huy mặt mạnh cỏ, để chúng giải pháp xanh giúp cho mái đê làm việc ổn định, lâu dài bền vững Để phát huy hiệu tốt, công tác nghiên cứu cần có tham gia tích cực nhà khoa học nông nghiệp trồng trọt thực vật học 89 KẾT LUẬN Kết đạt luận văn Sau thời gian nghiên cứu với giúp đỡ tận tình thầy giáo TS Phạm Thanh Hải, PGS TS Thiều Quang Tuấn đến tác giả hoàn thành mục tiêu nghiên cứu Các kết đạt luận văn: Luận văn nêu tổng quan hệ thống đê điều vùng đồng sông Hồng – Việt Nam Thống kê, đánh giá trạng phân tích để làm rõ điều kiện làm việc nguyên nhân gây hư hỏng hệ thống đê sông Hồng Đưa tiêu chí đánh giá tính hợp lý cho giải pháp mềm, gia cố chống sạt lở bờ sông, áp dụng cho đoạn đê sông Hồng qua huyện Xuân Trường, tỉnh Nam Định Luận văn ứng dụng kết nghiên cứu nhà khoa học, phân tích lựa chọn phần mềm tính tốn đại, phù hợp để giải toán ổn định đê Bằng việc giải toán thấm, ổn định thông qua modul SEEP/W SLOPE/W chương trình GEO-SLOPE cho trường hợp gây sạt lở khác đê hữu Hồng huyện Xuân Trường, từ đưa tác dụng việc trồng cỏ tới ổn định mái đê Đề xuất ứng dụng cho vùng có điều kiện tương tự Hạn chế, tồn trình thực Do thời gian có hạn, nên luận văn nghiên cứu tính tốn cho đoạn đê sạt lở điển hình đê sơng Hồng huyện Xn Trường, tỉnh Nam Định Luận văn tính tốn cho trường hợp toán phẳng, mà chưa đưa tốn tính tốn khơng gian chiều 90 Hướng khắc phục, đề xuất Cần nghiên cứu kiểm nghiệm nhiều mặt cắt địa chất khác tính toán xây dựng mối quan hệ cho tồn nêu để có tranh tổng thể phục vụ cho nhà chuyên môn việc sơ xác định giải pháp mềm, gia cố chống sạt lở bờ sông Cần xem xét, nghiên cứu yếu tố khác gây tượng sạt lở mái đê mơ hình hóa tính tốn sát với thực tế 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Ban Tuyên giáo - Ban huy chống lụt bão (10/2000), Hà Nội nửa kỷ phòng chống thiên tai, NXB Hà Nội Bộ môn thuỷ công Trường Đại học Thuỷ lợi (2006), Bài giảng Thiết kế đê Công trình bảo vệ bờ, NXB Từ điển bách khoa Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn (2005), 14TCN 157: Tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén Bộ Thủy lợi, Vụ Kỹ thuật (1982), Sổ tay kỹ thuật Thủy lợi, NXB Nông nghiệp Bộ Xây Dựng (2002), TCXDVN 285- 2002: Các quy định chủ yếu thiết kế cơng trình thuỷ lợi Cao Văn Chí, Trịnh Văn Cương (2003), Cơ học đất, NXB Xây Dựng Dự thảo tiêu chuẩn thiết kế đê sông Phạm Khánh, Từ Mạo, Nguyễn Gia Quang (1995), Sơ thảo lịch sử đê điều Việt Nam, Nhà xuất nông nghiệp Phạm Ngọc Khánh (2005), Phương pháp phần tử hữu hạn – Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội 10 Paul Trương, Trần Văn Tân Elise Pinners, Hướng dẫn kỹ thuật ứng dụng công nghệ cỏ Vetiver giảm nhẹ thiên tai, bảo vệ môi trường 11 Nguyễn Cảnh Thái (2005), Thiết kế đập vật liệu địa phương - Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội 12 Thiều Quang Tuấn (2011), Báo cáo chuyên đề : Nghiên cứu đề xuất thiết kế mái cỏ đê biển mái cỏ chịu sóng tràn 92 13 Sở Nơng nghiệp PTNT Nam Định, Báo cáo đánh giá trạng công trình đê điều báo cáo tổng kết phịng chống lụt bão năm 2012-2013 tỉnh Nam Định Tiếng Anh 14 Hengchaovanich, D and Nilaweera, N S (1996) An assessment of strength properties of Vetiver grass roots in relation to slope stabilization Proc.First Int Vetiver Conf Thailand pp 153-8 15 John Krahn (First Edition, May 2004), Seepage Modeling with SEEP/W (An Engineering Methodology) 16 John Krahn (First Edition, Revision 1, August 2004), Stability Modeling with SLOPE/W (An Engineering Methodology) 17 VTV, 2006 Safety assessment of the primary flood defences (in Dutch), Ministry of Transport, Public Works and Water Management, Rijkswaterstaat, Delft ... có giải pháp thực đạt hiệu cao kinh tế lẫn giải vấn đề chống sạt lở bờ sông Việc nghiên cứu đề xuất giải pháp mềm gia cố chống sạt lở bờ sông, áp dụng cho đoạn đê sông Hồng huyện Xuân Trường, tỉnh. .. đê đê, làm giảm nhỏ tiết diện đê, thúc đẩy trình thấm làm ổn định đê 1.2.3 Các giải pháp chống sạt lở Phần lớn giải pháp chống sạt lở bờ sông sử dụng sử dụng giải pháp cứng gia cố chống sạt lở. .. CÁC GIẢI PHÁP GIA CỐ CHỐNG SẠT LỞ BỜ SÔNG VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA GIẢI PHÁP MỀM 23 2.1 Tổng quan giải pháp gia cố chống sạt lở 23 2.1.1 Giải pháp cứng 23 2.1.2 Giải pháp mềm