Nghiên cứu nguyên nhân gây sạt lở bờ biển tỉnh cà mau, đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ phù hợp

1 MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Việt Nam Quốc gia có đƣờng bờ biển dài 3.260km với hiều s r ch ải ven bờ với điều kiện tự nhiên thuận lợi cho phát triể đa g ng sinh học, rừng ngập mặn, bãi tắm, khu nghỉ mát v.v… có khả ă g thu hút khách du lịch tro g ƣớc quốc tế Nằm khu vực Đ g Nam Á iể Việt Nam thuận lợi cho việc giao ƣu ằ g đƣờng biển với nhiều ƣớc giới Để khai thác tiềm ă g biển, góp phần phát triển kinh tế đất ƣớc tƣơ g Hội nghị TW khóa X rõ xây ựng chiế ƣợc biển Việt Nam đế ăm 2020 phải phấ đấu để ƣớc ta trở thành quốc gia m nh biển, giàu lên từ biển, bảo vệ vững chủ quyền quốc gia biển, góp phần ổ định phát triể đất ƣớc Xây dựng trung tâm kinh tế lớn vùng duyên hải gắn với ho t động àm động lực quan trọng cho phát triển ƣớc kinh tế biể Vù g iể ve iể tỉ h Cà Mau ( tro g số 28 tỉ h h phố ve iể Việt Nam) có vị trí đặc iệt tro g Chiế ƣớc Với 254 km iể ƣợc phát triể ki h tế iể ao ọc đảo Cà Mau tiếp giáp iể Đ Tây (Vị h Thái La ) vù g iể g iể ve iể cụm đảo thuộc tỉ h Cà Mau có vị trí đặc iệt qua trọ g giữ a i h quốc phò g phát triể ki h tế ƣớc hất tro g điều kiệ hội hập ki h tế quốc tế hiệ ay Tro g hữ g ăm gầ tì h hì h s t iể s cửa iể Đồ g Bằ g g Cửu Lo g ói chu g Cà Mau ói riê g mối đe o ghiêm trọ g đế tí h m g tài sả hà ƣớc â gây iệ tích đất ve thực vật m i trƣờ g tự hiê ổ đị h ki h tế xã hội khu vực ả h hƣở g đế quy ho ch sử ụ g đất tỉ h Đƣờ g iể iề iế đổi thiê phò g hộ ve iể thảm hiê thất thƣờ g h ài đối ƣu iể đất há ão ũ thất thƣờ g rừ g ị chặt phá cháy rừ g hữ g guyê hâ chí h ẫ đế gia tă g tì h hì h s t gày cà g trầm trọ g Cà Mau Nhì chu g hiệ tƣợ g s t cửa s g đổ iể iể xảy hầu khắp trê địa tỉ h Cà Mau mối đe ọa tới ổ đị h â si h ki h tế xã hội tỉ h Có hiều guyê hâ gây s t khác hau tới vù g iể ề đất yếu só g gió thuỷ triều ò g chảy s g – iể co hƣ: gƣời … hƣ g gây thiệt h i v cù g to Mặc ù thực tr g s t đa g iễ trê iệ rộ g m h hƣ g hữ g điều tra khảo sát đo đ c ghiê cứu cụ thể tì h hì h s t iể Cà Mau đa g cò h chế đặc iệt điểm s t tiềm ẩ Từ trƣớc đế ay g ta ch y theo điểm s t để khố g chế g u ị độ g chƣa tìm rõ guyê c cải hâ chi tiết ẫ đế s t gây ã g phí tiề Nhà nƣớc thiệt h i hâ â Các điểm s t vẫ chƣa giải triệt để đƣợc mặc ù số khu vực áp ụ g iệ pháp c Trƣớc tì h hì h đề tài: “N t M u u u t u v g trì h ảo vệ s t t ” ƣớc đầu giải đƣợc yêu cầu trê MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - Xác đị h đƣợc guyê hâ s t ồi ắ g quy uật iễ iế đƣờ g iể tỉ h Cà Mau; - Đề xuất đƣợc phƣơ g h trị ố trí c g trì h h trị ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nghiê cứu xói - ồi iễ khó khă phức t p cầ iế ải iể trê m hì h tố vấ đề hiều thời gia Đòi hỏi gƣời ghiê cứu phải có kiế thức chuyê sâu thuỷ ực chuyê sâu só g ồi – xói chu sâu c g trì h thủy c g trì h iể kết hợp với ki h ghiệm tro g tí h tố m hì h Tro g uậ vă ày tác giả sử ụ g m hì h MIKE21 vào ghiê cứu ị g chảy só g xói - ồi vù g ve iể tỉ h Cà Mau từ đề giải pháp khắc phục s t trọ g điểm Do ph m vi ghiê cứu rộ g uậ vă i vấ đề khó khă phức t p tro g ghiê cứu Vì tập tru g đề xuất giải pháp ảo vệ t i hai điểm t i iể Đ g cửa iể Gà h Hào Khu u ịch Khai Lo g hai khu vực s t m h gây đất đe o ghiêm trọ g tí h m g gƣời â CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Cách tiếp cận: + Kế thừa tài iệu sở ữ iệu kết ghiê cứu có iê qua đế đề tài Với cách tiếp cậ ày tiết kiệm đƣợc hiều c g sức thời gia ki h phí; + Điều tra khảo sát thực địa; + Tiếp cậ theo hƣớ g ứ g ụ g m hì h tố hiệ đ i hiệu ti cậy đảm ảo tí h hệ thố g; + Tiếp cậ theo hƣớ g tổ g hợp - Phƣơng pháp nghiên cứu: + Phƣơ g pháp kế thừa + Phƣơ g pháp phâ tích thố g kê + Phƣơ g pháp ứ g ụ g m hì h tố + Phƣơ g pháp tích hợp GIS để phâ tích xử ý giải thích tích hợp th g ti CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI S t ồi ắ g kết trì h tác động qua l i trực tiếp ò g chảy đáy iể ẫ đƣợc thực hiệ qua ƣớc chuyể động bùn cát Bùn cát bồi lắ g đáy iể nâng cao Bùn cát xói lở đáy iể bị h thấp Xói bồi đáy iể thay đổi theo thời gian không gian, t o nên vậ động theo hai hƣớ g: hƣớng ngang (trên mặt bằ g) hƣớng dọc (theo chiều sâu)  Ngoài nƣớc: Trê giới hữ g ƣớc phát triể : Hà La Đức Nhật Ca a a Ấ Độ Nga Tru g Quốc m iễ iế đáy đƣợc coi m khoa học ả Đa M ch Mỹ A h Pháp khoa học hì h thái iể ề độ g ực học s g - iể địa m o học Nhiều hà khoa học tập tru g ghiê cứu thủy ực s vậ chuyể ù cát iễ iế ẫ c g trì h h trị c ị g ẫ hì h thái iể g - iể o i g òng g tác ghiê cứu thu đƣợc hữ g kết xuất sắc mặt ý thuyết cũ g hƣ thực ghiệm Tro g khoả g từ thập iê 30 đế 60 kỷ XX vấ đề ghiê cứu độ g ực học s g - iể h trị iể phát triể m h Từ đế hờ phát triể vƣợt ậc máy tí h điệ tử hiều ài tố đƣợc giải góp phầ vào việc àm sá g tỏ vấ đề ả độ g ực học s iể Nhờ o i o i máy tí h hiệ đ i có ộ hớ m hì h 2D 3D phức t p; àm tái t o ay g- gày ay giải i trƣờ g vậ tốc ò g chảy gầ giố g hƣ thật so sá h với trƣờ g vậ tốc đƣợc đo ằ g thiết ị hiệ đ i hƣ ADCP ADP Từ rút gắ đƣợc khoả g cách m hì h tốn mơ hì h vật ý vố đƣợc xem tố Hiệ ay m hì h tố đa g có hữ g ƣớc phát triể vấ đề hiệ hảy vọt Điểm mấu chốt ay sức tải ù cát sức tro g hệ phƣơ g trì h ả ởi kh g giố g hƣ phƣơ g trì h khác kh g phải c g thức ý thuyết chặt chẽ mà phƣơ g trì h vậ chuyể ù cát cị ma g tí h chất ki h ghiệm Các c g thức ki h ghiệm thƣờ g thích hợp ứ g ụ g cho trƣờ g hợp giả m hì h 1D ( ị g chảy ổ đị h ù cát đồ g sức tải cát câ Nhƣ g vấ đề sức tải ù cát kh g phải giả ằ g) hƣ mà thƣờ g xảy tro g trƣờ g hợp ò g chảy kh g ổ đị h ù cát kh g sức tải cát kh g câ ằ g Vì việc thiết ập m hì h tố cho trƣờ g hợp ày chƣa phù hợp với thực tế Mặt khác để mở rộ g ph m vi thực hiệ m hì h â g cao độ chí h xác tí h tố đảm cho ài tố ổ đị h hội tụ vấ đề ày hiệ tiếp tục ghiê cứu sâu hơ ảo ay vẫ cị khó khă phải hất cầ phải kết hợp ý thuyết kiểm g qua đo đ c thực tế để hiệu h trƣớc đƣa đƣợc m hì h tƣơ g đối chí h xác Nhiều ƣớc phát triể có đội gũ hà khoa học tƣơ g đối hù g hậu ghiê cứu độ g ực học s g - iể cụ thể hƣ: + Nghiê cứu theo hƣớ g ập hệ thức ki h ghiệm hƣ trƣờ g phái ƣớc Nga Tru g Quốc Hà La Mỹ + Nghiê cứu thực ghiệm hƣ Nga Tru g Quốc Hà La Mặc ù có hữ g tiế ộ tro g kỹ thuật tí h tố hƣ hồ thiệ m hì h hóa hiệ tƣợ g thủy ực só g ù cát phức t p khoa học iễ hữ g ƣớc phát triể Tuy hiê Đa M ch Pháp iế ồi - xói có o phức t p đặc iệt vấ đề ự áo xói - ồi vẫ cò “ vấn đề n n gi i ” giới  Trong nƣớc: Cho đế ay có hiều tổ chức vị qua tham gia ghiê cứu h trị iể cửa s g (Việ Khoa học Thủy Lợi Việt Nam Việ Địa ý Việ Địa Chất Việ Cơ Học Việ Khí Tƣợ g Thủy vă M i trƣờ g Việ Hải ƣơ g học Nha Tra g Việ tài guyê m i trƣờ g iể Việ KH-CN Giao thông Vậ tải; Đ i học KHTN- ĐHQG Hà Nội; Việ Kỹ thuật Biể Đ i học Thủy Lợi Đ i học Bách khoa TP.HCM Tổ g C th g TEDI Tổ g c PORTCOAST Tổ g c g ty cổ phầ tƣ vấ Đ i học Xây Dự g g ty tƣ vấ thiết kế giao thiết kế g kỹ thuật iể g ty tƣ vấ Hà g hải v.v ) đƣa khoa học ày ê tầm cao đa g ầ theo kịp với ƣớc tro g khu vực trê giới Về ĩ h vực ày kể đế Ngọc Thụy Hoà g Xuâ Nhuậ hữ g ghiê cứu độ g ực iể Nguyễ Ph m Vă Ni h Lê Đức Tố Nguyễ Vă Cƣ Trầ Đức Th h Nguyễ M h Hù g Đi h Vă Ƣu Trầ Mi h Qua g Nguyễ Hữu Nhâ Ph m Huy Tiế ; hữ g ghiê cứu c g trì h h trị cửa s g ảo vệ iể Lƣơ g Phƣơ g Hậu Hoà g Xuâ Lƣợ g Hoà g Huy Cƣơ g Ph m Vă Giáp Ph m Khắc Hù g Vũ Uyể Dĩ h Trƣơ g Đì h Dụ Quả Ngọc A Trị h Việt A Nguyễ Khắc Nghĩa Lê Ngọc Bích Pha Đức Tác Lê M h Hù g Hoà g Vă Huâ Nguyễ Thế Biê Bùi Quốc Nghĩa Đi h C g Sả Nguyễ Bá Quỳ Vũ Mi h Cát … Một số đề tài ựá ghiê cứu vù g cửa s g ve Đề tài cấp nhà nƣớc 06A-01-04: “Nghiê cứu iễ L ts g Hồ g kiế ghị kỹ thuật tro g c iể ƣớc ta: iế độ g thái cửa Ba g tác quai đê ấ iể ” o việ Khoa học Thủy ợi àm chủ trì đƣợc thực hiệ từ ăm 1986-1990 Đề tài cấp nhà nƣớc KT 03-14: “Hiệ tr g guyê hâ gây xói iể Việt Nam đề xuất iệ pháp khoa học kỹ thuật ảo vệ khai thác vù g đất ve iể ” thực hiệ từ 1991-1995 Các đề tài dự án thuộc chƣơng trình biển KHCN 06: Chƣơ g trì h điều tra ghiê cứu iể cấp hà ƣớc giai đo số khoa học KHCN-06 1996-2000, mã o Bộ Khoa học c g ghệ M i trƣờ g theo õi Một số đề tài iê qua đế xói iể cửa s g cũ g có hữ g đề tài ghiê cứu trê tồ ải iể Việt Nam tro g có vù g ve iể tỉ h Nam Đị h từ cửa Ba L t đế cửa Đáy Đề tài cấp nhà nƣớc KC.09.05: “Dự áo hiệ tƣợ g xói ồi tụ iể cửa s g giải pháp phò g trá h” chủ hiệm GS.TS Ph m Huy Tiế Việ Địa ý (2003-2005) Kết nghiên cứu đề tài trê ƣớc đầu àm rõ đƣợc tranh tồn cảnh thực tr ng tình hình s t lở vùng cửa sông – ven biển Việt Nam thu thập hệ thố g đƣợc khối ƣợng tài liệu ản lớ ƣớc đầu đề xuất đƣợc phƣơ g pháp dự báo xói lở bờ có hàm ƣợng khoa học tốt Tuy nhiên vấ đề qui luật xói bồi, biến hình lịng dẫ cũ g hƣ ự báo qui luật hữ g “vấn đề” phức t p xảy không gian rộng với đặc thù riê g đặc biệt vùng cửa sông ven biển chịu tác động trực tiếp triều Kết nghiên cứu qui luật ày cị q o vấ đề nan giải giới, cần phải tiếp tục nghiên cứu Tóm l i, xói - bồi, biến hình lịng dẫn q trình phức t p phƣơ g pháp dự báo cơng thức tính tốn, từ mơ hình tốn, mơ hình vật lý tồn t i nhiều vấ đề đặc biệt vùng cửa sông – ven biển chịu ả h hƣởng triều, cầ đƣợc nghiên cứu phát triể Đặc biệt trƣớc tình hình mực ƣớc biển dâng biế đổi khí hậu, Chính phủ đ o Sở, Ban, Nghành triển khai thực Chƣơ g trì h: “Ứng phó với mực ƣớc biển dâng biế đổi khí hậu” Nhằm chủ động h n chế tối đa hữ g tác động tiêu cực 1.2 TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 1.2.1 Vị tr đị r nh giới hành ch nh Cà Mau tỉ h thuộc vù g Đồ g ằ g s g Cửu Lo g ằm trọ trê đảo Cà Mau Tỉ h đƣợc phâ chia h vị hà h chí h cấp huyệ : Thà h phố Cà Mau huyệ : Trầ Vă Thời Thới Bì h U Mi h Cái Nƣớc Phú Tâ Đầm Dơi Năm Că Ngọc Hiển To độ địa ý phầ đất iề tỉ h: + Từ 8o30’N đế 9o10’N vĩ độ Bắc + Và từ 104o80’E đế 105o05’E ki h độ Đ g Ra h giới hà h chí h tỉ h: + Phía Bắc tỉ h tiếp giáp với tỉ h Kiê Gia g; + Phía Đ g tiếp giáp với tỉ h B c Liêu; + Phía Nam phía Đ g - Nam tiếp giáp với Biể Đ g; + Phía Tây tiếp giáp với iể Tây (vị h Thái La ) Diệ tích đất iề tỉ h 5.329 16 km2 ằ g 13 13% iệ tích vù g đồ g ằ g s g Cửu Lo g ằ g 58% iệ tích ƣớc Ph m vi h giới trê đất iề V ve ao gồm huyệ ve tỉ h Cà Mau gồm huyệ : U Mi h Trầ Vă Thời Phú Tâ Ngọc Hiể Đầm Dơi với 22 xã thị trấ có tổ g chiều ài iể iể Năm Că 254 km (8% chiều ài iể ƣớc) Tổ g iệ tích đất iề VBVBCM rộ g 4022 km2, chiếm 75% iệ tích tồ tỉ h (5329 km2) Hình 1.1: Bản đồ vị trí tỉnh Cà Mau địa bàn ĐBSCL 1.2.2 Đ c điể 1.2.2.1 Đị đị hình – đị ì o đới bờ biển Cà M u v ng phụ cận n ven b t nh Cà Mau vùng phụ cận Cà Mau tỉ h có địa hì h tƣơ g đối ằ g phẳ g thấp tro g đất iề kh g có đá ( gồi iể cũ g có số cụm đảo gầ từ - 1m so với mặt ƣớc iể khu vực trầm tích s ờ) cao trì h phổ iế g s g - iể hỗ hợp có địa hì h cao hơ ; Các khu vực trầm tích iể - đầm ầy đầm ầy có địa hì h thấp hơ (tru g ì h thấp trũ g) chiếm tới 89% Địa hì h ị chia cắt hiều ởi hệ thố g s g r ch chằ g chịt đồ g thời phầ đất gập ƣớc ve iể iệ tích tỉ h thuộc g ề đất yếu Địa hì h đáy iể vù g iể Cà Mau tƣơ g đối ằ g phẳ g độ ốc đáy iể thấp chƣớ g g i vật Độ sâu vù g iể kh (vị h Thái La ) độ sâu kh g ( vù g iể g): Biể Tây g 65m đƣờ g đẳ g sâu 24m cách iể Tây tru g ì h 42 hải ý cách iể Đ cách iể Đ g 120-150 hải ý g tru g ì h 28 hải ý; Đƣờ g đẳ g sâu 50m N 1130000.00 W E S H.topo XẤP XỈ ĐỊA HÌNH ĐÁY BIỂN VÀ ĐƯỜNG BỜ PHỤC VỤ CÔNG TÁC NGHIÊN CỨU SÓNG BIỂN VÀ MỰC NƯỚC TỔNG HP (Mảnh TỔNG HP) MẢNH 1080000.00 MAÛNH MAÛNH 1030000.00 MAÛNH 930000.00 980000.00 MẢNH Đề Tài: Nghiên cứu đề xuất giải pháp khoa học công nghệ phục vụ xây dựng đê biển, cửa sông ngăn mặn Nam 880000.00 MẢNH GHI CHÚ: Hệ tọa độ: UTM ( m); Hệ cao độ : Nhà Nước (cm); Tài liệu gốc: Bản đồ tỷ lệ 1:10.000, 1:25.000 (1986-2000) hải đồ tỷ lệ 1:50.000 (1986); 780000.00 830000.00 Số hóa tháng 12 năm 2001; Tác giả: Nguyễn Hũu Nhân công Chỉ sử dụng cho mục đích nghiên cứu khoa học sóng mực nước mức tổng thể) 360000.00 410000.00 460000.00 510000.00 560000.00 610000.00 660000.00 710000.00 760000.00 810000.00 Hình 1.2: Bản đồ địa hình vùng biển Cà Mau vùng phụ cận 1.2.2.2 Đặ m ịa m Bề mặt hiệ n ven b t nh Cà Mau vùng phụ cận ay địa hì h đáy iể ve (0-20m ƣớc) ĐBSCL đƣợc h t o tro g thời kỳ gầ (tất hiê theo ghĩa địa chất) ƣới tác độ g tƣơ g hỗ ẫ hau hâ tố ội ực go i ực hƣ vừa Việc tìm hiểu đặc điểm địa m o cũ g hƣ q trì h tiế hố ày có ý ghĩa tro g khoa học ẫ tro g thực tiễ Bờ iể khu vực ghiê cứu đƣợc chia h kiểu: - Bờ xói lở trầm tích bở rời Có thể phâ iệt hai o i xói cấu t o ởi trầm tích rời à: Xói trê h t o ù - sét chặt xít xói trê h t o cát - Bờ tích tụ Kiểu ày gặp số trƣớc cửa s g Vật iệu cu g cấp o s g ma g kết hợp với điều kiệ thuỷ độ g ực tham gia tích cực rừ g gập mặ - Bờ tích tụ xói lở Nét đặc trƣ g kiểu ày có xe kẽ đo đo đa g đƣợc ồi tụ Các đo đo ị xói xói rừ g gập mặ đa g ị phá huỷ Cò tích tụ ãi ù thấp với hệ rừ g gập mặ khác hau 10 1.2.3 Các đ c trƣng thu động ực học v ng biển Cà Mau 1.2.3.1 H ưu óm ặ trư a) v dị ủ trư y gió gây nên ó tr k u vự v t v mũ M u Tro g ăm có mùa gió chí h: - Gió mùa Tây Nam từ thá g VI đế thá g IX - Gió mùa Đ Phâ g Bắc từ thá g XI đế thá g IV ố hƣớ g gió trê ờĐ g Tây xem tro g ả g 1.1 ƣới Bảng 1.1 Phân bố hướng gió theo tháng vùng Biển ven bờ phía Đơng phía Tây mũi Cà Mau nguồn: thống ê c a ICOE Tháng I II III IV V VI        phía Tây E SE SE SE SE W Ve       E SE SE SW SW Hƣớng Ve ờ phía Đ g NE NE Tro g thời kỳ gió mùa Đ Tây Đ Đ VII VIII IX X XI XII      W W SW NE E ENE       SW SW NW ENE g Bắc: hƣớ g gió khố g chế vù g ve g Nam Đ g Tro g vù g ve NE phía phía Đ g hƣớ g gió khố g chế Tro g thời kỳ gió mùa Tây Nam: Ở vù g iể ve phía Tây hƣớ g gió chủ g Bắc Đ g yếu Tây Tro g vù g iể ve b) Dò  Dò d phía Đ g hƣớ g gió khố g chế Tây Nam ó d ó tr Đơ Vào mùa khơ ị g ƣớc mùa Đ g Bắc áp sát vào Đ h mặ chảy từ phía Bắc xuố g trù g với gió g BĐCM với tốc độ tru g ì h từ – 0,9m/s Vào thời kỳ ày ị g iể gây xói m h vù g trố g gió trực iệ với gió kh g đƣợc ảo vệ chuyể ù cát xuố g phía Nam Tro g mùa mƣa gió mùa Tây Nam đẩy gƣợc ò g ƣớc điều kiệ cho ƣỡi ƣớc ma g phù sa s  Dò ưu tr vị T  Dị g chảy o gió Tây Nam: h xa t o g Cửu Lo g tỏa xuố g phía Nam L Hình PL.39 Bản đồ r i ro sạt lở VBCM BĐKH qua hiệu số lượng bùn cát bồi/xói vận chuyển cát rời GMTN cấp 78 năm 2050 (BĐKH ịch B2) Hình PL.40 Bản đồ r i ro sạt lở VBCM BĐKH qua hiệu số lượng bùn cát bồi/xói vận chuyển cát rời bão cấp 12 năm 2050 (BĐKH ịch B2) Phụ ục 41: T nh c o trình cơng trình b o vệ hu vực Gành Hào  Tí h tố cao trì h kè ảo vệ khu vực cửa s g Gà h Hào (đo Cao trì h đỉ h kè đƣợc tí h theo c 1): g thức: Zđđ = Ztp + Hnd + Hsl +a Tro g đó:  Zđ: Cao trì h đỉ h đê thiết kế  Ztp: Mực ƣớc iể tí h tố theo tầ suất ảo đảm t i vị trí c g trình  Hnd: Chiều cao ƣớc â g o gió ão  Hsl : Chiều cao só g eo  A: Trị số gia tă g độ cao a - Tí h tố mực ƣớc iể Ztp: C g trì h thiết kế đê cấp III theo tiêu chuẩ 14TCN 130-2002 (Bả g 4.1) tầ suất mực ƣớc thiết kế P=5% Dựa vào số iệu mực ƣớc hất tro g 20 ăm t i tr m Gà h Hào g t i tí h đƣợc Z5%=2,14m Mực ƣớc ày hỏ hơ mực ƣớc thực đo hất t i tr m Gà h Hào ( ăm 1980) 2,23m - Tí h tố mực ƣớc â g o ão H : Theo phụ ục C 14TCN 130-2002 mực ƣớc â g o gió ão xảy ra: Hnd = 240-200 = 40cm = 0,4m - Tí h tố chiều cao só g eo Hs : Vậ tốc gió t i độ cao 10m đà gió chiều sâu ƣớc tru g ì h mái đê:  Bão cấp vậ tốc gió w = 25m/s  Vậ tốc gió tí h tố vậ tốc quy đổi t i độ cao 10m: W10 = k1.kđ.k10.w Tro g đó:  kđ: Tra ả g B-1 tiêu chuẩ 14TCN130-2002 kđ=1,09  k10: Hệ số chuyể đối tra ả g B-2 tiêu chuẩ 14TCN130-2002 k10=1,0 Nhƣ W10 = 0,855.1,09.1.25 = 23,3m/s Ứ g suất gió: Đà só g tí h theo c vù g kh g thức B4 tiêu chuẩ 14TCN 130-2002 áp ụ g cho g có yếu tố địa hì h h chế: Chiều sâu ƣớc tru g ì h: h=1 5m Hệ số mái đê phía iể : m=3 - Tính tốn thơng số c a sóng Hs Ts Ls: Các yếu tố só g o gió đƣợc tí h theo c g thức B15 B16 tiêu chuẩ 14TCN 130-2002: Thay số tí h tố ta có Hs=0,623m, Ts=3,925s, Ls=13,22m Chiều cao sóng hi tính đến hệ số triết giảm rừng chắn sóng trước đê: Hs = Kt (1+).Hs,k Ls = Kt (1+).Ls,k Kt = e-rx Tro g đó:  r: Tham số giảm só g: Rừ g ày: r=0 01 Rừ g tru g ì h: r=0 007 Rừ g thƣa: r=0 004 Rừ g t i cửa iể Gà h Hào thƣa chọ r=0 004 - x: Chiều rộ g đai rừ g r=130m (t i vù g gầ cửa iể Gà h Hào) - Hs (m): Chiều cao só g thiết kế t i vị trí c g trì h có xét đế ả h hƣở g rừ g gập mặ - Hs,k: Chiều cao só g thiết kế t i vị trí c g trì h kh g có rừ g gập mặ - Kt: Hệ số triết giảm só g -  = (0 đế 3): Hệ số sai số m hì h Chọ  = 0,1 Thay số vào ta có chiều cao só g sau triết giảm o rừ g: Hs=0,439m, Ls=9,717m Chiều cao sóng leo tính theo cơng thức: Tra ả g D-1, D-2, D-3 tiêu chuẩ 14TCN130-2002 ta có: K=0,85, Kp=1,76, Kw=1,3 C o trình đỉnh è: Zđđ = 2,14+0,4+1,135+0,3=3,98m Chọ Z=4,0m MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI 1.2 TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 1.2.1 Vị trí địa ý h giới hà h chí h 1.2.2 Đặc điểm địa hì h – địa m o đới iể Cà Mau vù g phụ cậ 1.2.2.1 Địa hình đáy biển ven bờ tỉnh Cà Mau vùng phụ cận 1.2.2.2 Đặc điểm địa mạo đáy biển ven bờ tỉnh Cà Mau vùng phụ cận 1.2.3 Các đặc trƣ g thuỷ độ g ực học vù g iể Cà Mau 10 1.2.3.1 Hoàn lưu gió mùa dịng chảy gió gây nên 10 1.2.3.2 Chế độ triều biển Đông vịnh Thái Lan 12 1.2.3.3 Chế độ sóng 13 1.2.4 Dâ số phâ ố â cƣ ve iể tỉ h Cà Mau 15 1.2.4.1 Dân số tỉnh Cà Mau 15 1.2.4.2 Phân bố dân cư ven biển Cà Mau 16 1.2.5 Tài guyê thiê hiê ve iể tỉ h Cà Mau 16 1.2.5.1 Tài nguyên đất 16 1.2.5.2 Tài nguyên nước 17 1.2.5.3 Tài nguyên rừng 17 1.2.5.4 Tài nguyên biển 18 1.2.5.5 Tài nguyên du lịch 19 CHƢƠNG 2: HIỆN TRẠNG SẠT LỞ VÀ I LẮNG VEN Ờ BIỂN TỈNH CÀ MAU 20 2.1 THƢC TRANG BÔI LĂNG, SAT LƠ KHU VƢC VEN BIÊN TÂY TINH CA MAU 20 2.1.1 Đoạn 1: Từ kênh Tiểu Dừa đến cửa Khánh Hội 21 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6 2.1.7 2.1.8 Đoạn 2: Từ Cửa Khánh Hội đến Thị trấn Sông Đốc 22 Đoạn 3: Từ Sông Đốc đến cửa Cái Đôi Vàm 23 Đoạn : Từ Cửa Cái Đôi Vàm đến Cửa Bảy Háp 24 Đoạn 5: Khu vực Cửa Bảy Háp 25 Đoạn 6: Khu vực Cửa sơng Ơng Lớn 26 Đoạn 7: Khu vực từ cửa sông Cửa Lớn đến sông Cái Mòi 27 Đoạn 8: Khu vực từ sơng Cái Mịi đến rạch kênh Hai Thiện 27 2.1.9 Đoạn 9: Khu vực từ kênh Hai Thiện đến rạch Mũi 28 2.1.10 Đoạn 10: Khu vực từ rạch Mũi đến rạch Tàu 29 2.2 THƢC TRANG BÔI LĂNG, SAT LƠ KHU VƢC VEN BIÊN ĐÔNG TINH CA MAU29 2.2.1 Đoạn 1: Cửa biển Gành Hào 30 2.2.2 Đoạn 2: Từ cửa Gành Hào đến cửa Giá Lồng Đèn 31 2.2.3 Đoạn 3: Từ cửa Giá Lồng Đèn tới cửa Hố Gùi 31 2.2.4 Đoạn 4: Từ cửa Hố Gùi tới cửa Bồ Đề 32 2.2.5 Đoạn 5: Từ cửa Bồ Đề tới cửa Rạch Gốc 33 2.2.6 Đoạn 6: Từ cửa Rạch Gốc tới khu du lịch Khai Long ( ênh Năm Ơ Rơ) 33 2.2.7 Đoạn 7: Khu du lịch Khai Long ( ênh Năm Ơ Rơ đến Rạch Thọ) 34 2.2.8 Đoạn 8: Đoạn từ Rạch Thọ đến Đất Mũi 37 2.3 TÔNG HƠP THƢC TRANG SAT LƠ CAC KHU VƢC TRONG ĐIÊM VEN BIÊN TINH CA MAU (CA BIÊN TÂY VA BIÊN ĐÔNG) 38 CHƢƠNG 3: M PHỎNG QUÁ TR NH SẠT LỞ VÀ I LẮNG VÙNG VEN IỂN TỈNH CÀ MAU ẰNG M H NH MIKE 21 40 3.1 ĐĂT BAI TOAN 40 3.2 PHÂN TÍCH ĐỐI TƢỢNG VÀ ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH SỬ DỤNG 43 3.2.1 Mơ hình tích hợp MIKE21/3 Coupled Model FM 47 3.2.1.1 Các module sử dụng đồng thời 47 3.2.1.2 Cơ sở liệu đầu vào 47 3.3 KẾT QUẢ HIỆU CHỈNH VÀ KIỂM ĐỊNH MƠ HÌNH TỐN 53 3.3.1 Kết hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình tính th y động lực học 53 3.3.2 Kết hiệu chỉnh kiểm định thơng số mơ hình sóng 55 3.3.3 Hiệu chỉnh thơng số mơ hình vận chuyển bùn cát 58 3.4 CÁC PHƢƠNG ÁN TÍNH TỐN 59 3.4.1 Nghiên cứu sạt lở VBCM trạng 59 3.4.2 Nghiên cứu sạt lở VBCM BĐKH NBD 60 3.5 KẾT QUẢ TÍNH TỐN VÀ THẢO LUẬN 62 3.5.1 Nhận xét sạt lở VBCM qua phân tích số liệu tính tốn 62 3.5.2 Dự báo sạt lở VBCM tác động c a BĐKH 70 3.6 KẾT LUẬN VỀ RRSL 78 CHƢƠNG 4: NGUYÊN NH N VÀ NH HƢỞNG CỦA SẠT LỞ VÙNG Ờ IỂN TỈNH CÀ MAU 82 4.1 CAC NGUYÊN NHÂN GÂY RA XOI SAT LƠ BƠ BIÊN 82 4.1.1 Nguyên nhân khách quan 82 4.1.2 Nguyên nhân ch quan 85 4.2 PHÂN TICH KÊT QUA MÔ HINH 89 4.2.1 Chế độ thuỷ động lực học 89 4.2.2 Chế độ sóng biển 91 4.3 NHƢNG ANH HƢƠNG CUA SAT LƠ TƠI VUNG BƠ TINH CA MAU 95 CHƢƠNG 5: TỔNG HỢP ĐỀ XUẤT CÁC GI I PHÁP B O VỆ CHỐNG SẠT LỞ CHO CÁC KHU V C TRỌNG ĐIỂM 97 5.1 CĂN CỨ ĐỀ XUẤT 97 5.2 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ CHỐNG SẠT LỞ CHO CÁC KHU VỰC TRỌNG ĐIỂM VEN BIỂN TÂY 100 5.2.1 Các vị trí sạt lở trọng điểm 100 5.2.2 Giải pháp bảo vệ Đoạn từ bờ Bắc Vàm Lung Ranh đến bờ Nam Vàm ênh Hương Mai dài khoảng 4,5km 100 5.2.3 Giải pháp bảo vệ Đoạn đường bờ từ kênh Hai Thiện đến Rạch Tàu dài khoảng 3km thuộc xã Đất Mũi huyện Ngọc Hiển 102 5.2.4 Giải pháp bảo vệ Các cửa sông c a Sào Lưới Đá Bạc Ông Đốc, Mỹ Bình, Cái Cám ……………………………………………………………………………………103 5.3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ CHỐNG SẠT LỞ CHO CÁC KHU VỰC TRỌNG ĐIỂM VEN BIỂN ĐÔNG 103 5.3.1 Các vị trí sạt lở trọng điểm 103 5.3.2 Giải pháp bảo vệ đoạn cửa sông Gành Hào 104 5.3.2.1 Giải pháp bảo vệ bờ đoạn c a sông Gành Hào 104 5.3.2.2 Giải pháp chống sạt lở cho hu du lịch Khai Long 110 5.3.3 Giải pháp bảo vệ Đoạn tiếp nối từ cửa sơng Gành Hào phía Già Lồng Đèn khoảng 3km 112 5.3.4 Giải pháp bảo vệ cho đoạn lại ven biển Đông 112 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 114 NHƢNG KÊT QUA ĐA ĐAT ĐƢƠC 114 NHƢNG TÔN TAI TRONG QUA TRINH THƢC HIÊN LUÂN VĂN 116 KIÊN NGHI HƢƠNG NGHIÊN CƢU TIÊP THEO 116 TÀI LIỆU THAM KH O 117 PHỤ LỤC 119 DANH MỤC CÁC H NH V Hình 1.1: Bả đồ vị trí tỉ h Cà Mau trê địa ĐBSCL Hình 1.2: Bả đồ địa hình vùng biển Cà Mau vùng phụ cận Hì h 1.3: Đƣờng trình mực ƣớc cửa Bồ Đề cửa Ông Trang giai đo n tháng XI – XII/1995 13 Hình 1.4 Quỹ đ o bão Linda + không gian mô hiệ tƣợ g ƣớc dâng bão 14 Hì h 2.2 Kè ảo vệ vàm kê h Hƣơ g Mai 21 Hì h 2.3 Lu g Ra h - R ch Dinh, xã Khánh Tiến, huyện U Minh 22 Hì h 2.4 S t lở bờ vàm kê h Ba Tĩnh 23 Hì h 2.5 S t lở bờ gần kênh Cái Cám 24 Hì h 2.6 Xói mặt ả h hƣở g đến rừng phịng hộ 25 Hì h 2.7 Bãi ồi triều rút 25 Hì h 2.8 Bãi ồi ch y dọc bờ phải 25 Hì h 2.9 Hà g đƣớc phía ngồi bị chặt 25 Hì h 2.10 Nhà cửa phải di dời vào ả h hƣởng s t lở 25 Hì h 2.11 Xói đầu r ch Gị Cơng 25 Hì h 2.12 Mắm mọc bãi bồi 26 Hì h 2.13 Cây mắm mọc bãi bồi 26 Hì h 2.14 Bãi ồi đu i Cồn Trong 27 Hì h 2.15 Cây mắm mọc Cồn Ngoài 27 Hì h 2.16 Cây mắm phát triển bãi bồi 27 Hì h 2.17 Cây mắm mọc vu g t m ỏ hoa g 27 Hì h 2.18 Đƣờng bờ đƣợc rừng mắm bảo vệ 28 Hì h 2.19 Bãi ồi kéo dài biển triều rút 28 Hì h 2.20 Thi c g kè thử nghiệm t o bãi t i Khu du lịch Đất Mũi 28 Hì h 2.21 Kè đá đổ kh g gă đƣợc phá ho i sóng 28 Hì h 2.22 Hà g ú ày đặc trƣớc cửa r ch Tàu 29 Hì h 2.23 S t lở cửa r ch Tàu 29 Hì h 2.25 Đƣờng bê tông bị tàn phá nặng nề 30 Hì h 2.26 Cống thủy lợi bị phá hỏng 30 Hì h 2.27 Gốc chết l i 31 Hì h 2.28 Nhà â phải di dời 31 Hì h 2.29 S t lở gần biển Gành Hào 31 Hì h 2.30 S t lở cửa biển Giá Lồ g Đè 31 Hì h 2.31 S t lở từ cửa Lồ g Đè đến cửa Hố Gùi 32 Hì h 2.32 S t lở t i cửa biển Hố Gùi 32 Hì h 2.33 Đo n gần cửa Hố Gùi bị s t lở nghiêm trọng 32 Hì h 2.34 Đo n đƣờng bờ tƣơ g đối ổ định 32 Hì h 2.35 Ngọn Hải Đă g đƣợc xây dựng 33 Hì h 2.36 Đƣờng bờ bị s t lở t i cửa Bồ Đề 33 Hì h 2.37 Đƣờng bờ khu vực tƣơ g đối ổ định 33 Hì h 2.38 Một số điểm s t lở cục 33 Hì h 2.39 Đo đƣờng bờ ổ định 34 Hì h 2.40 Một số điểm s t lở cục 34 Hì h 2.41 S t lở đầu kê h Năm Ô R 35 Hì h 2.42 Cây ị só g đá h ật gốc 35 Hì h 2.43 Só g àm đƣờng bê tơng bị phá hủy 35 Hì h 2.44 Só g àm gãy cột điện 35 Hình 2.45 Nhữ g co só g ao vào đƣờng bê tông 36 Hì h 2.46.Nhà khu u ịch bị phá hủy 36 Hì h 2.47 Kè BT đa g suy yếu 36 Hì h 2.48 Hồ bán nguyệt bị phá sập 36 Hì h 2.49 Đƣờng bờ cát tƣơ g đối ổ định 37 Hì h 2.50 Cửa r ch Thọ đa g đƣợc bồi 37 Hình 2.51 Mô phỏ g đo n bờ biển s t lở khu vực Khai Long 37 Hì h 2.52 Bãi nghêu khu vực 37 Hì h 2.53 Bãi ồi đƣớc nhỏ đa g phát triển 37 Hình 3.1 Lõi VNC miền tính tốn mở rộng để mơ q trình gây rủi ro đới bờ tỉnh Cà Mau 49 Hì h 3.2 CSDL địa hình bờ đáy iể để mơ q trình gây rủi ro cho đới bờ tỉnh Cà Mau 50 Hình 3.20 Sự phân chia tiểu vùng vùng nghiên cứu 68 Hì h 4.1 Sơ đồ phức hợp nguyên nhân xói lở, bồi tụ bờ biển (chỉnh sửa từ Gegar, 2007 Nguồn: Viện KHTL Miền Nam) 82 Hình 4.2 Bả đồ thể hiệ đập tỉnh Vân Nam Trung Quốc với tham chiếu đến vị trí đập ƣu vực sông MeKong(Nguồn: Lu and Siew 2005) 87 Hì h 4.3 Bả đồ h ƣu ƣu vực s ƣớc phù sa (Nguồ : Lu a g MeKo g gồm 11 tr m thuỷ vă để đo ƣu ƣợ g Siew 2005) 87 Hì h 4.4 Thay đổi nồ g độ ù cát ửng trung bình tháng t i tr m Tân Châu, Cần Thơ Mỹ Thuậ trƣớc sau đập Ma wa vào vậ hà h ăm 1993 Đƣờng nằm ngang biểu thị nồ g độ ù cát ửng trung bình (Nguồn: Lu and Siew, 2005) 88 Hì h 5.1 Vị trí đo đƣờ g cầ đƣợc ảo vệ 105 Hình 5.2 Hình ả h đê mềm ứng dụng ống Geotube 107 Hì h 5.3 Mặt cắt ngang kè phù hợp bảo vệ bờ đo n 108 Hì h 5.4 Mặt cắt ga g đê mềm ứng dụng ống Geotube 109 Hì h 5.5 Mặt cắt ngang mơ q trình gây bồi, t o bãi, chống s t lở 109 Hì h 5.6 Mặt bằ g sơ họa bố trí đê mềm cho đo n 110 DANH MỤC NG IỂU Bảng 1.1 Phân bố hƣớng gió theo tháng vùng Biển ven bờ phía Đ g phía Tây mũi Cà Mau guồ : thố g kê ICOE 10 Bả g 1.2 Đƣờng trình mực nƣớc cửa Bồ Đề Ông Trang tháng XI – XII/1995 13 Bảng 1.4: Dân số trung bình huyện ven biển 2007-2010 16 Bảng 3.1 Tổng hợp phƣơng án tính tốn mục tiêu tính tốn 61 Bảng 4.1: Phân bố gió hà g ăm (Nguồn: TT khí tƣợng thuỷ vă khu vực Cà Mau) 84 Bả g 4.2 Tóm tắm guyê hâ chủ yêu gây s t từ g đo tỉ h Cà Mau 92 Bả g 5.1 Bả g tóm tắt giải pháp ảo vệ t i khu vực s t tỉ h Cà Mau 98 Bả g 5.2 Phâ tích ựa chọ giải pháp ảo vệ phù hợp cho đo cửa iể Gà h Hào theo phƣơ g pháp MCA 105 DANH MỤC CÁC TỪ, THUẬT NGỮ VIẾT TẮT STT Tên viết tắt 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 BĐKH BĐCM BT CM CPC CSDL DEM DHI DTM ĐBSCL ĐNA ĐTNC GIS GMĐB GMTN HD HK KTTV KTTV-HV KVNB MIKE 21/3 FM MM5 MT NBD PA RRSL ST SW TT VBCM VN VNC Tên đầy đủ Biế Đổi Khí Hậu Bá Đảo Cà Mau Bê tông Cà Mau Campuchia Cơ Sở Dữ Liệu Digital Elevation Model Denmark hydraulic Institute Digital Terrain Model Đồ g ằ g s g Cửu Lo g Vù g Đ g Nam Á Đối tƣợ g ghiê cứu Geographica I formatio System (Hệ thố g th g ti địa ý) Gió mùa Đ g Bắc Gió mùa Tây Nam Hydrodynamics – Thủy độ g ực học Hố khoa Khí tƣợ g Thủy vă Khí tƣợ g Thủy vă Hải vă Khu vực Nam ộ Integrated MIKE21/3 coupled Model FM (Flexible Mesh) M hì h tích hợp HD phổ só g vậ chuyể ù vậ chuyể cát iế đổi ò g ẫ trê ƣới tí h mềm ẻo Mesoscale Modeling of cycle Mud Transport - Vậ chuyể ù Nƣớc iể â g Phƣơ g Rủi ro s t Sand Transport – Vậ chuyể cát Spectral Wave - Phổ só g Trung Tâm Ve iể tỉ h Cà Mau Việt Nam Vù g Nghiê Cứu LỜI CAM ĐOAN T i Nguyễ Khắc Đoà T i xi cam đoa c g trì h ghiê cứu riê g t i Các ội u g kết ghiê cứu tro g uậ vă chƣa đƣợc c g ố tro g ất kỳ c tru g thực g trì h khoa học Tác giả Nguyễn Khắc Đoàn LỜI C M ƠN Qua trì h đƣợc đào t o rè uyệ ả thâ t i mái trƣờ g Đ i học Thủy ợi cù g với hƣớ g ẫ khoa học tậ tì h thầy/c độ g viê giúp đỡ gia đì h đồ g ghiệp s t t è M u ; Luậ vă th c sĩ: “N u t u u v ” đƣợc hoà h Tác giả châ h cảm thầy/c tro g trƣờ g Đ i học Thủy ợi hữ g gƣời truyề đ t hữ g kiế thức quý áu mì h cho tác giả có đƣợc ƣợ g kiế thức khoa học kỹ thuật Thủy ợi để vữ g ƣớc trê co đƣờ g ghiệp ả thâ Cảm hƣớ g ẫ tậ tì h hai gƣời hƣớ g ẫ khoa học PGS.TS Hoà g Vă Huâ TS Mai Vă C g, TS Nguyễ Hữu Nhâ ìu hƣớ g ẫ ảo tác giả hoà h tốt uậ vă hữ g gƣời ày Tác giả cũ g châ h cảm đồ g ghiệp ủ g hộ để tác giả hoà thành uậ vă đƣợc tốt Và đặc iệt tác giả châ h cảm đế gia đì h hữ g gƣời thâ u u độ g viê t o điều kiệ để tác giả hoà h tốt uậ vă Hà Nội 2013 T ... ghiê cứu ị g chảy só g xói - ồi vù g ve iể tỉ h Cà Mau từ đề giải pháp khắc phục s t trọ g điểm Do ph m vi ghiê cứu rộ g uậ vă i vấ đề khó khă phức t p tro g ghiê cứu Vì tập tru g đề xuất giải pháp. .. mơ q trình gây r i ro đới bờ tỉnh Cà Mau 50 Hình 3.2 CSDL địa hình bờ đáy biển để mơ q trình gây r i ro cho đới bờ tỉnh Cà Mau 51 Hình 3.3 Địa hình bờ đáy biển cân VCN Các CSDL độ nhám đáy tính... g tổ g hợp - Phƣơng pháp nghiên cứu: + Phƣơ g pháp kế thừa + Phƣơ g pháp phâ tích thố g kê + Phƣơ g pháp ứ g ụ g m hì h tố + Phƣơ g pháp tích hợp GIS để phâ tích xử ý giải thích tích hợp th g