THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
3.2. ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
3.3.3. Khu vực bán đảo Thanh Đa (Quận Bình Thạnh)
Khu vực bán đảo Thanh Đa (Quận Bình Thạnh) là một trong những “điểm nóng” về sạt lở của thành phố đã nhiều năm qua (Hình 3.2). Một số trường hợp sạt lở điển hình tại khu vực này được thống kê lại như sau:
- Sự cố sạt lở ngày 06/07/2001 đã làm sụp đổ hoàn toàn quán Hoàng Ty 1 làm chết hai người, ba người khác bị thương, mất gần 1.200m2 diện tích đất.
- Đợt sạt lở từ ngày 10/06 đến 05/07/2003 tại phường 27 làm mất 3 căn nhà, một phần khu biệt thự Lý Hoàng, nhiều tài sản và gần 1.000m2 đất sụp xuống sông.
- Từ đêm 29 đến đêm 30/06/2007, xảy ra liên tiếp hai vụ sạt lở tại cùng vị trí.
Lần lượt 13 căn nhà cùng thêm 2 căn khác dọc tuyến đường Xô Viết Nghệ Tĩnh đổ ập xuống sông. Hàng trăm m2 diện tích đất cùng nhiều vật dụng bị cuốn xuống sông khiến 26 hộ dân với 54 nhân khẩu không còn chỗ ở. Tại vị trí này đã xuất hiện hàm ếch khoét sâu vào đất liền nhưng người dân không phát hiện nên không có biện pháp gia cố, đề phòng.
- Rạng sáng 25/06/2009, tại khu biệt thự Lý Hoàng, hàng trăm m2 đất bị cuốn xuống sông. Chỉ trong vòng một tháng, tại khu biệt thự này đã xảy ra 3 lần sạt lở, mất gần 1.000m2 đất.
- Khoảng 23g ngày 24/7/2010, tại khu phố 1, phường 27, quận Bình Thạnh, tổng cộng 23 căn nhà bị sạt lở phải di dời kèm theo nhiều tài sản giá trị chìm xuống sông, trong đó 11 căn bị sạt lở sâu từ 5 – 10 m, 12 căn rạn nứt.
- Ngày 8/9/2013, một đoạn bờ sông của quán cà phê Ốc Đảo và CLB hồ bơi Gấu Misa, cùng địa chỉ 269 Bình Quới, bị sạt lở nghiêm trọng. Khu vực tiếp giáp mặt sông của quán cà phê này đã xuất hiện nhiều vết nứt lớn.
Hình 3.2. Sạt lở tại khu vực bán đảo Thanh Đa, quận Bình Thạnh (Phụ nữ Online).
3.3.3.2. Số liệu địa chất
Căn cứ vào tài liệu khảo sát địa chất được thực hiện vào năm 2008 và 2013, các đặc trưng của đất nền trong phạm vi khảo sát (Phường 27, 28 - Quận Bình Thạnh) đến độ sâu 30 m của mặt cắt tại vị trí nghiên cứu gồm các lớp như sau:
- Lớp 1a: Đất san lấp, phân bố từ mặt đất tự nhiên đến độ sâu khoảng 0,5 – 2 m. Lớp đất này không thực hiện các thí nghiệm xác định chỉ tiêu cơ lý.
- Lớp 1: Bùn sét màu xám xanh, xám đen, đôi chỗ lẫn thực vật chưa phân hủy hoàn toàn, phân bố từ dưới lớp 1a, dày khoảng 10 m.
- Lớp 2a: Đất sét, dẻo trung bình, màu xám vàng, loang lỗ xám xanh, phân bố ngay dưới lớp 1 đến độ sâu 17 m.
- Lớp 2: Đất cát chứa nhiều sét, kẹp sét, lẫn bụi dẻo thấp đến dẻo trung bình, màu xám trắng, vàng nhạt, phân bố ngay dưới lớp 1 và lớp 2a, khi khoan hết độ sâu 30 m vẫn chưa phát hiện đáy lớp.
Hình 3.3 thể hiện mặt cắt địa chất tại vị trí nghiên cứu. Chỉ tiêu cơ lý đặc trưng được trình bày ở Bảng 3.5.
3.3.3.3. Kết quả
Kết quả phân tích ổn định tại khu vực bán đảo Thanh Đa được tổng hợp ở Bảng 3.6. Hình 3.4 thể hiện mô hình phân tích cho trường hợp bất lợi nhất.
Hình 3.3. Mặt cắt địa chất tại vị trí khảo sát (khu vực bán đảo Thanh Đa).
Bảng 3.5. Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất tại vị trí khảo sát (khu vực bán đảo Thanh Đa)
TT Các đặc trưng cơ lý Lớp 1
(Bùn sét)
Lớp 2a (Sét)
Lớp 2 (Cát pha
sét) 1 Thành phần cỡ hạt P,%
Hạt sỏi sạn 3,8
Hạt cát 9,4 22,9 82,5
Hạt bụi 38,5 27,1 5,7
Hạt sét 52,1 50,0 8,0
2 Dung trọng tự nhiên γw, kN/m3 14,74 19,77 19,52
3 Độ bão hòa G, % 97,77 95,94 99,02
4 Góc ma sát trong tiêu chuẩn φtc, º 03º40 14º28 21º09
5 Lực dính tiêu chuẩn Ctc, kN/m2 6,9 24,0 9,0
6 Hệ số thấm k (cm/s) 8,27×10-6 1,62×10-6 4,38×10-4 Nguồn: Thuyết minh dự án “Chống sạt lở bán đảo Thanh Đa” (TMDATĐ)
Bảng 3.6. Kết quả phân tích hệ số ổn định FS (khu vực bán đảo Thanh Đa) Trường hợp phân tích Mực nước cao nhất Mực nước thấp nhất
Chưa có tải trọng và chưa xét xói 1,85 1,32
Có tải trọng và chưa xét xói 1,64 1,21
Chưa có tải trọng và xét đến xói 1,43 1,11
Có tải trọng và xét đến xói 1,27 1,03
Hình 3.4. Kết quả phân tích ổn định tại khu vực bán đảo Thanh Đa.
3.3.3.4. Thảo luận
a) Tác động của mực nước
Theo kết quả phân tích ở Bảng 3.6, FS giảm đáng kể khi nước sông hạ đến mực thấp nhất trong tất cả trường hợp. Sự thay đổi mực nước là yếu tố ảnh hưởng lớn đến hiện tượng sạt lở ven sông ở TP.HCM. Khi mực nước ở mức thấp, bờ sông kém ổn định và dễ xảy ra sạt lở hơn. Trong trường hợp chưa có tải trọng và chưa xét xói, FS giảm 28,6% (từ 1,85 xuống 1,32) và không đạt được hệ số ổn định tối thiểu là 1,4 (22 TCN 262-2000).
Khi mực nước sông dâng cao, lớp đất nền đạt trạng thái bão hòa nước, áp lực nước lỗ rỗng gia tăng. Ứng suất hữu hiệu và sức kháng cắt của khối đất bị suy giảm đáng kể. Tuy nhiên, nước phía sông cũng tạo áp lực theo phương ngang tác động vào bờ và chống lại sự trượt của mái dốc. Áp lực ngang thay đổi phụ thuộc vào mực nước sông. Khi mực nước hạ thấp, sức kháng cắt của khối đất phía trên mực nước tăng lên nhưng không đáng kể so với sự giảm mạnh của áp lực ngang từ phía sông, mái dốc không còn ổn định (Abramson et al. 2002, Lê Ngọc Bích et al. 2005). Theo thống kê về thực trạng sự cố sạt lở trong khu vực, có thể nhận thấy hầu hết các sự cố sạt lở xảy ra tập trung trong hai tháng 6 và 7 (hai tháng có mực nước triều rút xuống thấp nhất trong năm). Hơn nữa, trong trường hợp mực nước sông rút nhanh, áp lực nước lỗ rỗng không kịp tiêu tán hết và dòng thấm có thể hình thành (Lê Xuân Việt, 2011). Áp lực nước lỗ rỗng tức thời lớn và áp lực nước theo phương ngang tác động vào bờ nhỏ. Do đó, lực gây trượt lớn và lực chống trượt nhỏ. Nguy cơ xảy ra hiện tượng sạt lở cao hơn.
b) Tác động của xói
Hệ số ổn định FS tại Thanh Đa khi xét xói giảm từ 1,85 xuống 1,43 (tỷ lệ 22,7%) ở mực nước cao nhất và từ 1,32 xuống 1,11 (tỷ lệ 16%) ở mực nước thấp nhất (Bảng 3.6). Xói có thể làm thay đổi hình dạng mái dốc, gia tăng nguy cơ mất ổn định và dẫn đến sạt lở. Do đó, việc phân tích sự thay đổi hình dạng bờ sông trước và sau khi xói đến ổn định mái dốc là rất cần thiết. Hiện tượng xói thường xảy
ra ở mặt lớp đất yếu, tại những vị trí uốn cong của dòng sông hoặc chịu tác động từ dòng chảy có vận tốc lớn (Abramson et al. 2002, Lê Ngọc Bích 2005, Lê Xuân Việt 2011). Theo thống kê tài liệu địa hình lòng sông năm 2001 và 2003 (TMDATĐ), tốc độ xói lở vào khoảng 0,5 – 2 m/năm tùy đoạn sông. Nghiên cứu này xét tốc độ xói trung bình là 0,5 m/năm và thời gian xói là 10 năm. Phạm vi xói trên mặt cắt ngang nằm trong vùng chịu ảnh hưởng của dòng chảy.
c) Yếu tố địa chất và dòng chảy
Dựa vào số liệu thí nghiệm thành phần cỡ hạt (Bảng 3.5), các lớp đất bờ sông lẫn đất lòng sông khi được phân tích đều có vận tốc không xói cho phép nhỏ hơn nhiều lần so với vận tốc của dòng chảy. Đáy lòng sông là lớp cát hạt nhỏ (đường kính trung bình từ 0,013 – 1,5 mm) có vận tốc không xói cho phép trung bình là 0,32 m/s, dưới lớp cát là lớp bùn (đường kính trung bình từ 2 - 6 m) có vận tốc không xói cho phép trung bình là 1,6 m/s (TCVN 9160:2012). Trong khi vận tốc trung bình của dòng chảy thực đo lại lớn hơn 2 -3 lần vận tốc không xói của lớp cát trong khoảng 80% thời gian (Hình 3.5). Lớp cát trong lòng dẫn rất dễ bị xói với cường độ cao. Đối với đất ven bờ, tuy lớp trên là lớp bùn sét có khả năng chống xói tốt hơn lớp cát nhưng lại dễ bị sạt do chỉ tiêu cơ lý thấp. Do đó, dưới tác dụng của dòng chảy, mái dốc bờ sông dần dần bị xói, làm cho độ dốc mái bờ vượt quá độ dốc tới hạn cho phép, làm tăng khả năng dẫn đến sự cố sạt lở.
d) Đặc điểm hình thái sông
Ở khu vực Thanh Đa, những vị trí sạt lở tập trung chủ yếu tại hai đỉnh sông cong tại phường 27 và 28 (Hình 3.6). Tại các vị trí có đặc điểm hình thái này, dòng chảy sẽ ép sát vào phía bờ lõm, xuất hiện các dòng chảy cục bộ hoặc xoáy vòng, gây xói chân mái dốc, tăng nguy cơ mất ổn định và dẫn đến sạt lở (Abramson et al.
2002, Hoàng Văn Huân 2005).
Hình 3.5. Vận tốc thực đo và vận tốc không xói cho phép của lòng sông Thanh Đa.
(Nguồn: TMDATĐ)
Hình 3.6. Đặc trưng hình thái đỉnh sông cong tại khu vực bán đảo Thanh Đa.
e) Tác động từ con người
Tuy là vị trí thường xuyên xảy ra sạt lở nhưng khu vực bán đảo Thanh Đa lại là nơi tập trung đông dân cư. Với tốc độ đô thị hóa hiện tại, các hoạt động gia tải mép bờ sông (xây dựng nhà và công trình lấn sông rạch, neo đậu tàu thuyền) diễn ra liên tục. Tải trọng ven bờ tăng lên, gây nên hiện tượng ép trồi đất ra phía sông và làm mất ổn định mái bờ (Hình 3.7). Khi tải trọng vượt qua mức cho phép, bờ sông có nguy cơ bị sạt lở cao.
Theo Bảng 3.6, khi xét đến yếu tố tải trọng, hệ số ổn định FS giảm tương ứng theo tỷ lệ 11,3% khi mực nước cao nhất và 8,3% khi mực nước thấp nhất.
Trong trường hợp bất lợi nhất (mực nước sông thấp nhất, có xét xói và tải trọng), hệ số ổn định chỉ còn 1,032, gần như ở trạng thái cân bằng giới hạn. Như vậy, tác động của con người gia tải mép bờ sông chính là một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượng sạt lở ven sông. Một nguyên nhân khác là vận tải đường thủy trong khu vực này ngày càng gia tăng cả về số lượng và quy mô, trong đó đặc biệt là các tàu du lịch và tàu cao tốc. Áp lực sóng do tàu thuyền tạo ra lúc di chuyển sẽ phá vỡ và cuốn trôi đất mái bờ sông, làm gia tăng tốc độ sạt lở.
Hình 3.7. Hoạt động gây gia tải mép bờ tại khu vực bán đảo Thanh Đa.
(Ảnh chụp ngày 23/05/2015).