- Đất tầng mặt thuộc phụ hệ tầng Thái Bình có thành phần cơ học là cát
ẢNH HUỞNG CỦA THÀNH PHẨN ĐỘ HẠT-KHOÁNG VẬT TỚI M ỘT SỐ TAI BIẾN TẠI KHU v ự c CỬA SÔNG BA LẠT
5.1. A n h hương cu a th à n h ph ần h ạt - khoáng vặt tới tai biến động đ ấ t, n ứ t đ ấ t
5.1.1. T a i biến động đất
K et qua nghiên cứu địa chất, địa mao, kiến tao, đo đạc điểm biến dạng trên toàn đông băng cho thay Đồng bằng Bắc Bộ nói chung và khu vực cửa sông H ồng nói riêng có cường độ hoạt động và độ phân dị kiến tạo hiện đại m ạnh. Đ ây là m ột trong nhiều khu vực động đất m ạnh của cả nước (tới v m M SK) và có hiện tượng nứt đất xảy ra với m ật độ và cường độ lớn nhất trong cả nước [18]. K hu vực đồng bằng đã từng ghi nhận được 30 trận động đất có cường độ từ 5,1 độ R ichter. Phần lớn các trận động đất có chấn tâm ờ độ sâu
10-20 km , sô' ít còn lại ở độ sâu lớn hơn (hình 1.2).
Đ iều cần đặc biệt quan tâm là những lớp đất gần bề m ặt và thường được sử dụng làm nền công trình có hoạt tính địa chấn cao (bùn, than bùn, cát m ịn rời, sét dẻo, mực nước ngầm lại nằm sát mật đất. Vì vậy với sự tăng cường k h a i thác xử dụng lãnh thổ ngày một tăng như hiện nay vùng này cần được n ghiên cứu kỹ hơn về hoạt động đư chấn, đặc biệt về việc phân vùng địa chất công trình (xem Bản đồ ĐCCT đới duyên hải ĐBSH, bản vẽ số 2).
5.1.2. T a i biến nứ t đất
N h ư đã trình bày ở phần trên hiện tượng nứt dất có liên quan chủ yếu tới khu ven rìa đồng bằng, đó là các tách giãn có chiều dài từ vài cm đến 5- 10 cm , cá biệt rộng hàng chục cm (như ở ven rìa đồng bằng), chiều sâu của chúng thường đạt tới hàng chục m ét, có khe nứt dài tới 500 m.
D ải khe nứt gặp ở T hái Bình và Nam Đ ịnh có lẽ liên quan chủ yếu tới các cấu true địa phuơng. Tuy nhiên thành phần độ hạt và khoáng vật của các lớp đất bề m ặt cũng có những ảnh hường đáng kể. Hàm lượng cao của m on tm o rilo n ít có trong m ôt sô loãi trâm tích bicn CO the lam tang khã ĩìíing nứt đất. Sự thay dổi độ ấm dưới tác dụng cùa các điêu kiện khí tượng thủy vãn và địa chất thủy vãn (mực nước ngầm ) làm thay đôi đáng kể tính chât cơ lý của đất (tính co ngót và trương nở). Khu vực chịu cùng tác động hoặc có cù n g các yếu tố như nằm cùng đới chuyến động kiến tạo hiện đại m ạnh mẽ,
Đ ặcđiểm độ hạt và khoáng vật của các trầm tích Đệ tứ vùng cửa sông Ba Lạt và tai biến liên quan
các lớp đ ấ t dín h bề dày lớn có hàm luợng sét cao, có biên độ thay đổi độ ẩm lón trong chu ky nãm va nhiêu nãm thì hiện tượng nứt đất sẽ phát triển m anh hơn ở C hí L inh-cử a T hái Bình và Tiền Hải-cửa Lân (Bản đồ Đ C M T và TBĐC đới duyên hải ĐBSH, bản vẽ số 2).
5.1.3. G iai p h a p giam n h ẹ ả n h hưởng của động đất và nứ t đất
G iải pháp tổng thể và cũng là hiệu quả nhất là phân vùng lãnh thổ có tính đến k h ả năn g kháng chấn của đất. H iện tượng cần tính đến trứơc hết là khoanh vùng các lớp cát m ịn, có khả năng gây ra cát chảy.
N g o ài ra đối với phần lớn các công trình xây dựng, khi khai đào hô' m óng cần tín h đến k h ả nãng trượt vách hố m óng. Cần tránh thiết k ế các bờ vách m óng quá dốc dễ gây ra hiện tượng trượt trôi gây bởi các chấn động kổ cả tự nh iên và nhân sinh.
5.2. Ả n h hư ở ng c ủ a th à n h p h ầ n h ạ t - k hoáng vật tói tai biến bồi tụ
5.2.1. Ả n h hưởng của thành p h ầ n hạt-khoáng vật đến bồi tụ
H àng năm hệ thống sông H ồng m ang theo ra biển khoảng 110.109 m3 nước, 120 triệu tấn phù sa, 70 triệu tấn vật chất hòa tan đưa ra biển và phân phối rất k h ô n g đều trong năm (lưu lượng vào m ùa lũ (từ thángV I đến tháng X) chiếm 80-84% tổng lưu lượng trong năm và vào m ùa lũ dòng rắn lớn hơn 2,7 lần giá trị trung bình của dòng rắn đổ ra biển vào m ùa cạn.
D o có m ột lượng vật chất lớn được sông H ồng vận chuyển đổ ra biển, nên quá trìn h bồi tụ diễn ra m ạnh mẽ tại vùng cửa sông. Trung bình đường bờ phía N am cửa sông Ba L ạt tiến ra biển khoảng lOOm/năm, trong vòng 33 năm (1 9 6 5 -1 9 9 8 ) đường bờ tiến ra biển khoảng 9000m [12].
Q uá trình đường bờ biển lấn ra biển theo cơ chế cồn nối bờ. N goài cửa Ba L ạt h iện nay tồn tại m ột cồn cát ngầm (cồn Mờ), khi triều kiệt cồn cao 0 4 - 0 5 m cồn chủ yếu được tạo ra từ cát hạt trung đến mịn. Các cồn thường có dạn g bờ cong quay m ặt về phía đất liền. Trong tương lại cồn M ờ sẽ nối liền với cồn L u giống như cồn Lu nối với cồn V ành trước đây.
T ổng lưu lượng sông Đ áy đổ ra biển hàng năm trung bình là 0,6x1 o9 m 3 với kh ố i lượng phù sa là 19 triệu tấn nên ở vùng cửa Đ áy quá trình bồi tụ cũng xảy ra m ạnh mẽ. K ết quả khảo sát cho thấy trong vòng 30 năm luồng cửa Đ áy có biến động m ạnh mẽ, bãi triều bị phá huỷ, dòng chảy từ uốn cong sang th ẳn g và dịch chuyển về phía đỏng khoảng lk m . Phía bên ngoài cửa Đ áy h iện nay đang hình thành 1 cồn cát ngầm khi triéu kiệt ngập dưới nước
Đạc điểm độ hạt và khoáng vật của các trầm tích Đê ,ứ vùng cửa sòng Ba Lạt và tai biến lién quan
k h o ản g 0,4m . Tốc độ bồi tụ trung bình tại khu vực cửa Đ áy khoảng 120m /năm . N h ư tính toán của Trần Đức Thạnh, 2000 [12], tổng diện tích bổi tụ do cửa Ba L ạt cửa Đ áy trong 30 năm (1965-1995) là 2426 ha
5.2.2. G iai p h á p kh ắ c p h ụ c ảnh huỏng của tai biến bồi tụ
H iệ n tượng bồi tụ bên cạnh làm tăng diện tích phát triển nông nghiệp nuôi trồ n g th u ỷ sản thì nó cũng có tác hại, đó là biến động luồng lạch, bồi' lấp cảng, c h ặ n dòng chảy vào m ùa lũ làm tăng mức ngập úng.
B iện pháp hữu hiệu khắc phục tai biến bổi tụ là nạo vét bùn cát bổi lấp các cang, đường vào tnrớc các cửa sông. Công việc này tiêu tốn nhiều công sưc han g n ăm đặc b iệt là tại các khu vưc cảng sông và cảng biển (ảnh 1 4) 5.3. Ả n h h ư ở n g c ủ a đ ộ h ạ t - k h o á n g v ậ t tới ta i biến xói lở
5.3.1. Ả n h hư ở ng của thành ph ầ n hạt đến xó i lở
H iện tượng xói lờ là tai biến ngoại sinh đã gây nhiều thiệt hại cho nhân dân trong vùng, hiện tượng xói lở bao gồm xói lở bờ biển, bờ sông nhưng m ạnh m ẽ và ng h iêm trọng nhất đó là xói lờ bờ biển.
T ại b ờ biển phía N am , từ cửa Ba Lạt đến cửa Đáy hoạt động xói lở chỉ xảy ra ph ạm vi đoạn từ G iao Thuỷ qua Hải H ậu đến N ghĩa Hưng với chiếu dài gần 4 0 k m , bờ biển bị xói lở m ạnh mẽ, tốc độ trung bình trong 50 năm trở lại đây đ ạt tới 10-15 m /năm đôi khi đạt 20 - 3 0 m /nãm (bảng 5.1).
B ảng 5.1 Tốc độ xói lở tại khu vực Hải Hậu, Nam Đ ịnh [12].
G ia i đ o ạ n 1930-1965 1966-1990 1991-2000
Tổng chiều dài xói (m) 8 600 19 500 17 200
Xói lở yếu (m) 1 800 1 600 5 200
Xói lở trung bình (m) 4 600 900 0
Xói lở m ạnh (m) 2 200 4 000 0
Xói lở rất mạnh (m) 0 13 000 12 000
Tốc độ lùi đưòng bờ TB (m/năm) 3,4 8,6 14,5
Tốc độ lùi đường bờ max (m/năm) 6,4 12,0 20,5
Diện tích xói (ha/năm) 2,95 16,8 25,0
Đặc đĩổm độ hạt và khoang vật của các ừầm tích Đệ tứ vìng của sỗng Ba Lat và tai biến Hồn quan
Ảnh 2.1 Đọan đê bao ở Hải Triều (Hải Hậu, Nam Định) bị phá hủy làm sập nhà thờ được xây dựng vào đầu thế kỷ XX.
Ảnh 2.2 Bãi tắm Thịnh Long, Hải Hậu, Nam Định xây dựng năm 1995 cách bờ biển 500 m đã bị xói lở (ảnh chụp năm 2000).
Đ ạ c đ iế m đ ộ h ạ t v â k h o á n g v ậ t c ủ a c à c trâ m tích Đ ệ lứ v ù n g c ử a s ô n g B a L ạt v à ta i b tè n lién q u a n
Bảng 5. 3 Các vị trí bị xói lở bờ biển trong giai đoan năm 1930-1992 [Phạm Văn Ninh, Nguyễn Hoàn, KT.03.04]
STT Tỉnh Huyện Xã Năm bắt đầu xói lở Chiều dài đoạn bờ bi xói Un) Chiều rộng đoạn bờ bị xói (m) Tốc đô xói lở (m) Cấu tao bờ Độ dốc sườn Loại công trình bảo vệ
1 Hải Phòng Đồ Sơn Bằng La 1930-45 5000 10.7 cát thoải có kè dá
2 Kiến Thuỵ Đại Hợp 1970 1500 20-140 0.95-6.6 cát thoải có kè đá
3 Vĩnh Bảo Vĩnh Tiến 1960 1000 150-200 4.8-9.5 cát, bùn thoải có đê
4 Thái Bình Thái Thuỵ Thuỵ 1952 1000 4-8 0.2 cát, bùn thoải có đê
5 Trường 1970 20 10-15 0.7 cát thoải có đê kè
6 Thuỵ Xuân 1945 1200 800-1000 17.3-21.7 cát
7 Thuỵ Hải 1990 6000 2500 cát pha
8 Tiền Hải Thái Đô 1945 1500 1380 13.0-23.6 cát thoải
9 Đông Long 1970 1500 300 4.7-14.2 cát pha thoải có đê
10 Đông Minh 1950 cát thoải
11 Nam Định Xuân Thuỷ Giao Thiện 1957 4200 280 14.7 bùa,sét thoải có đê
12 Giao Long 1988 100 33-100 sét thoải đê kè
13 Giao Phong 1931 600-100 10-16.6 cát thoải đê kè
14 Hải Đông 1944 1500 100-300 2 1-6.5 cát thoải đê kè
15 Hải Hậu Hải Lý 1950 250-350 6.0-8.5 cát dốc đê kè
16 Hải Triều 1960 3500 1000 32.2 cát dốc
17 Hải Hoà 1975 1000 280 13.3 cát thoải đẻ kè
18 Hải Thịnh 1968 800 200 ■ 8.6 cát thoải
Đặc điổm độ hạt và khoáng vật của cốc trầm Och Đé tứ vùng cửa sông Ba Lạt và tai biến liên quan
________ _________ ’____________________________________________
Ảnh 2.3 Đê biển ở xã Hải Lý, Hải Hậu, Nam Định xây dựng năm 1959 hiện đã bị phá hủy hoàn toàn (ảnh chụp năm 2004).
Ảnh 2.4 Nạo vét bùn cát tại cảng Hải Thịnh, Hải Hậu, Nam Định.
Đặc điểm độ hạt và khoáng vật của các trầm tích Đệ tứ vùng cửa sông Ba Lạt và tai biến liên quan
5.3.2. M ộ t s ố nguyên n h â n gây x ó i lở 1) N g u yên n h â n ngoại sinh
- N guồn gốc sâu xa của hiện tượng xói lở bờ biển là hiện tượng
chuyển p ha bồi tụ của m ột đoạn châu thổ liên quan đến quá trình chuyển nhánh chính của sông. Sự thiêu hụt bồi tích nghiêm trọng đã gây xói lở bờ khu vực với tốc độ nhanh. Dòng bùn cát vận chuyển dọc bờ do sóng trong đới dòng ven bờ đi về phía TN gây thiếu hụt 600 000 m 3/nãm . D òng bồi tích tổng hợp di chuyển ngang có lưu lượng khá lớn di chuyển từ bờ ra biển.
- Sự gia tăng của các cơn bão vào khu vực: Theo thống kê trong 110 năm qua (1884-1997) đã có 231 cơn bão trực tiếp đổ vào vùng này, trung bình 2,1 cơn/năm , đôi khi 3-4 cơn bão/năm . Khi bão xảy ra tạo ra các con sóng có tốc độ cao, biên độ lớn và dòng chảy có vận tốc lớn đồng thời với hiện tượng đi kèm là nước dâng (cực đại) trong bão đạt tới 250 cm là tác nhân chính gây xói lở bờ biển, bờ sông đe doạ đến sự an toàn của đê biển.
2) N g u yên n h â n gây bởi đặc điểm địa tầng
- V ề địa chất, bãi biển ở H ải Hậu có cấu tạo từ 3 lớp đất:
a) Lớp cát mịn: phân bố ở trên cùng, thường là lớp cáp phủ trên m ặt của các bãi biển. C húng có chiều dày 0,5-2,0 m. R a phía xa bờ lớp này nông dần. Đường kính hạt trung bình d50 = 0,09 m m. H iện nay các lớp này bị thô hoá dần đường kính trung bình trong khoảng 0,11 - 0,14 mm.
bj Lớp đất sét: đất sét và á sét màu gụ, có độ dày 0,5 - 1,5 m. T rạng thái dẻo nhão. Lớp này còn lưu giữ nhiều di tích của các làng cũ.
c) Lớp cát hạt thô: lớp này có bề dày > 5 m.
Đ ây là đặc điểm quan trọng về đặc điểm thành phần hạt của trầm tích mặt trong đoạn bờ thường xuyên bị xói lở, cần được lưu ý trong khị th iết k ế các đoạn đê m ới hoặc tiến hành gia cố các tuyến đê cũ.
5.3.3. G iải p h á p kh ắ c p h ụ c bồi tụ, xói lở 1) Đ ối với vùng đang bồi tụ
Đ ối với vùng bội tụ cần có các giải pháp hợp lý (khai thông luồng lạch vói dòng hợp lý, nạo vét thường xuyên.
2) Đ ối vùng đang bị xói lở + G iải p h á p p h i công trình
Đặc điểm độ hạt và Khoáng vật của các trầm tích Đệ tứ vùng cửa sông Ba Lạt và tai biến liên quan
T ổ chức th eo d õ i d iễn b iến các trận bão về quy m ô, cường độ, hướng di chuyển, tần suất ... K ết quả theo dõi được phân tích và tổng hợp để 'thông tin cảnh báo kịp thờ i cho nhân dân.
TỔ chức di dời đân ra kh ỏ i khu vực nguy hiểm dưới hình thức di dời vĩnh viễn th eo k ế hoạch, di dời tạm thời khi có cảnh báo và di đời khẩn cấp khi c ó cấp báo .
Tổ chức bảo vệ đê đ iều an toàn với các phương án ứng cứu, bảo vệ theo kế hoạch k hi có sự c ố bất thường, xây dựng và tổ chức theo dõi bảo vộ và lập đội ứng cứu sự cố đê điều. C huẩn bị cơ sở vật chất, nhân lực ứng cứu khi có sự cố. Đ ảm bảo thông tin để kịp thời xử lý các tình huống.
+ Giải pháp công trình
K hai thông và m ở lại cửa sông sẽ chảy qua N am Đ inh nối liền với sông Hổng cho nó chảy vào cùng cửa biển H ải H ậu, nhằm xây dựng bồi tích cho vùng xói lở cũ n g như chia cắt làm giảm triệt tiềm nâng lượng của dòng chảy và sóng biển.
X ây dự ng hệ thống kè m ỏ hàn chữ T k ết hợp với nuôi bãi là để hạn c h ế dòng rút bồi tíc h vận chuyển ngang tiến sát vào bờ, kè m ỏ hàn thường dài 80- 100m., cấu trúc gổm 3 phần có độ cao, độ dốc khác nhau. Phần kè phủ sóng nối chữ T dài 100-120m , khoảng cách kè chữ T là 150-200m , cao trình m ỏ hàn tại điểm n ố i với th ân đê là + 2,7 m.
X ây dựng hệ thống kè áp m ái. Trồng cây chắn sóng, đ â v là giải pháp thích hợp với đ iều k iện kinh tế, tự nhiên của khu vực.
5.3.4. V ấn đê Ổn đ ịn h hệ th ố n g đê
Trong k h u vực n ghiên cứu, chỉ riêng hai tỉnh T hái Bình và N am Đ ịnh đã có 211 km đ ê b iển và gần 150 km đê sông cấp quốc gia dọc theo các con sông lớn nh ư sông H ồng và sông Đ áy. H ệ thống đê này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo cuộc sống của nhân dân trong vùng, trong m ùa ngập lụt và nước d âng do triều cường và bão.
H iện nay m ột số vấn đề đặt ra đó là hiện tượng xói lở cục bộ tại các bờ sông, xói lở phá huỷ bờ b iển từ G iao Thuỷ đến H ải H ậu diễn ra m ạnh mẽ. Hàng năm đòi h ỏi m ột nguồn ng ân sách lớn để tu bổ những đoạn đê xung yếu và đắp m ới những đoạn đê bị phá huỷ.
M ặt khác hệ thống đê được đắp trên nền địa chất là các lớp trầm tích Đệ tứ (chủ yếu là trầm tích của hệ tầng Thái B ình thuộc các kiểu nguồn gốc khác nhau) do đó sự ổn địn h nền đê là m ột điều cần được đặc biệt quan tâm .
Đặc điểm độ hạt và khoáng vật của các trẩm tích Đệ tứ vùng cửa sông Ba Lạt và tai biến liên quan
1) N g u y ê n nh â n p h á t sinh gây trượt
H iện tượng trượt trở thành hiện thực khi nào thành phần gây trượt (gây cắt) củ a trọng lực vượt quá độ bền chống cắt của đất đá nói chung.
m
Z T = f Z N + CL (Trạng thái cân bằng giới hạn) T rong đó: Z T - T ổng của thành phần lực gây trượt
E N - T ổng của thành phần lực chống trượt C: Lực chính của đất
L: C hiều dài của cung trượt
K hi m à sự cân bằng bị phá huỷ thì khối đất đá dịch chuyển và hệ số ổn