2.1.1. Điều kiện tự nhiờn.
2.1.1.1. Vị trớ địa lý.
Nghệ an là một tỉnh đầu phiỏ Bắc miền trung, vị trớ ở 18030’ đến 20001’ vĩ độ bắc, 1030
50’ - 106030’ kinh độ đụng, tổng diện tớch đất tự nhiờn 1.648.723 ha, trong đú:
Miền nỳi và trung du 1.401.415 ha (chiếm 85% diện tớch toàn tỉnh), Diện tớch rừng 737.628 ha, diện tớch đất nụng nghiệp là 195.944 ha, chiều dài bờ biển gần 100km.
Do địa hỡnh cú nhiều đồi nỳi (phớa tõy của Tỉnh là vựng đồi nỳi trựng điệp) nơi cú mật độ sụng suối tương đối dày (0,6-0,7 km/km2), sụng Cả là sụng lớn nhất của tỉnh: cú diện tớch lưu vực 27.380 km2, dài 400km (thuộc lónh thổ Việt Nam) và nhiều con sụng nhỏ.
Nằm ở trung tõm vựng Bắc Trung bộ của Việt Nam, trờn tuyến giao lưu Bắc Nam và Đụng Tõy, tỉnh Nghệ An cú đầy đủ cỏc điều kiện tự nhiờn giống như một đất nước Việt Nam thu nhỏ, đú là cấu trỳc địa hỡnh tự nhiờn phong phỳ và đa dạng, cú đầy đủ cỏc vựng địa hỡnh: Miền nỳi, Trung du, đồng bằng và miền ven biển. Hội đủ cỏc tuyến giao thụng đường bộ, đường sắt, đường hàng khụng, đường biển và đường thuỷ nội địa; là cầu nối giữa hai miền Bắc - Nam và là một tuyến quan trọng của hành lang kinh tế Đụng - Tõy nối Thỏi Lan, Lào, Mianma với Cảng Cửa Lũ, Nghệ An. Tỉnh Nghệ An cú 20 đơn vị hành chớnh, trong đú cú 17 huyện, 2 thị xó và Thành phố Vinh - đụ thị loại 1 là trung tõm chớnh trị, kinh tế, văn húa của tỉnh Nghệ An và là trung tõm kinh tế văn húa của cả vựng Bắc Trung bộ
2.1.1.2. Thời tiết khớ hậu.
- Tỡnh hỡnh mưa: Lượng mưa năm trung bỡnh từ 1.800-2.200mm. Tập trung vào cỏc thỏng mựa lũ (từ thỏng 8 đến thỏng 10) chiếm 50-70% lượng mưa cả năm gõy ra lũ chớnh vụ và từ thỏng 4 đến thỏng 5 thường xẩy ra lũ tiểu mạn.
Lượng mưa ngày lớn nhất đú xuất hiện 778mm ở Đụ Lương ngày 27/9/1978; ở Phỳc tăng (Yờn Thành) 571,6mm (ngày 26/9/1978); Quỏn Hài (Yờn Thành) 529,6mm (ngày 27/9/1978).
Lượng mưa đợt (3-7 ngày) đú xuất hiện 1.639mm ở Đụ Lương (ngày 25/9- 29/9/1978), ở Phỳc tăng (Yờn Thành) 1.664 mm (đợt mưa từ ngày 16/9-23/9 và từ 26/9-29/9/1978); ở Quỳ Hợp 1.540 mm (từ ngày 26-29/9/2009); ở Vinh 1.300 mm (ngày 02/01/1974).
- Tỡnh hỡnh nhiệt độ: số giờ nắng bỡnh quõn của tỉnh là 1.600 giờ/năm; nhiệt độ cao nhất là Tương Dương 42,70C (ngày 12/5/1966); thấp nhất là ở Quỳ Hợp -0,30
C (ngày 02/01/974)
- Tỡnh hỡnh bốc hơi: Bốc hơi bỡnh quõn cỏc trạm đo trong tỉnh là 991,3mm/năm - Tỡnh hỡnh giú bóo:
Hàng năm cú 2-3 cơn bóo đổ bộ trực tiếp hoặc cú ảnh hưởng đến Nghệ An và thường xuất hiện từ thỏng 7 đến thỏng 11.
Giú Lào khụ núng xuất hiện từ thỏng 4 đến thỏng 8. Hàng năm cú khoảng 20-30 ngày giú Lào, cỏc thung lũng phớa Tõy cú nơi tới 40 đến 50 ngày gõy ra khụ núng và hạn hỏn nghiờm trọng.
2.1.2. Tỡnh hỡnh kinh tế xó hội.
Dõn số của Tỉnh là: 3.113.055 người, trong đú sản xuất nụng nghiệp là 2.350.000 người (chiếm 75% dõn số toàn tỉnh).
Kinh tế: Tổng thu toàn tỉnh là 78.594 tỷ đồng, trong đú thu từ kinh tế nụng nghiệp là 18.234 tỷ đồng, chiếm 23% tổng thu toàn tỉnh. Trong nụng nghiệp thỡ trồng trọt và chăn nuụi là 2 ngành trọng điểm, tạo việc làm và thu nhập chớnh, ổn định cuộc sống cho phần lớn dõn cư của Tỉnh.
Nghệ An cú diện tớch tự nhiờn lớn nhất cả nước với 16.499,03km2. Trong đú, đất nụng nghiệp là một thế mạnh của tỉnh, ngành Nụng nghiệp Nghệ An đang hướng tới một nền sản xuất hàng hoỏ, với cỏc sản phẩm chủ lực như lạc, vừng, chố, cà phờ, cao su, cam, dứa, mớa… là những loại nụng sản cú giỏ trị cao, được xuất khẩu sang nhiều nước trờn thế giới. Trong định hướng phỏt triển của tỉnh Nghệ An sẽ tăng
diện tớch cỏc loại cõy cụng nghiệp và cõy nguyờn liệu. Trờn lĩnh vực chăn nuụi, Nghệ An cú tổng đàn gia sỳc lớn với hàng trăm nghỡn con bũ, hàng triệu con gia cầm, đõy là những điều kiện thuận lợi để ngành cụng nghiệp chế biến nụng sản của Nghệ An phỏt triển.
Rừng và đất rừng là một thế mạnh của tỉnh Nghệ An. Với diện tớch khoảng 745.000hađất lõm nghiệp, trữ lượng gỗ khỏ lớn. Rừng Nghệ An cú nhiều loại gỗ quớ hiếm. Một diện tớch khỏ lớn đất đồi rừng được trồng cỏc loại cõy như: tre, nứa một, cõy nguyờn liệu giấy. Nằm ở phớa Tõy và Tõy Bắc của Nghệ An cú 3 khu bảo tồn thiờn nhiờn là Pự Mỏt, Pự Huống và Pự Hoạt đó được UNESCO cụng nhận là Khu dự trữ sinh quyển Tõy Nghệ An của Việt Nam. Với hệ sinh thỏi động thực vật phong phỳ, đa dạng, cú những loài động vật quớ hiếm. Nơi đõy cũn lưu giữ được nhiều danh lam thắng cảnh nổi tiếng như: Thẩm ồm, thẩm Bua, thỏc Khe Kốm, Sao va... với vẻ đẹp nguyờn sơ làm hài lũng du khỏch.
Nghệ An cú 82km bờ biển, diện tớch khai thỏc đỏnh bắt thuỷ hải sản lớn. Mỗi năm ngành thuỷ sản Nghệ An đỏnh bắt, nuụi trồng được trờn 100.000 tấn hải sản, trong đú cú nhiều loại hải sản cú giỏ trị cao như: Tụm, cua, cỏ thu, cỏ ngừ... là điều kiện thuận lợi để đầu tư cỏc dự ỏn nuụi trồng đỏnh bắt chế biến thuỷ sản... Nghệ An cú nhiều khu du lịch biển đẹp như: Cửa lũ, Bói Lữ, Diễn Thành, Quỳnh Phương…Tại đõy, đó cú hệ thống hạ tầng dịch vụ khỏ hoàn hảo với những khỏch sạn đạt tiờu chuẩn 4 đến 5 Sao, những khu Resot nghỉ dưỡng cao cấp. Mỗi năm, Nghệ An đún trờn 3 triệu lượt khỏch du lịch trong và ngoài nước. Năm 2010, dự ỏn xõy dựng tổ hợp khỏch sạn sõn gụn, biệt thự cao cấp Cửa Lũ chớnh thức đi vào hoạt động - là điểm hẹn lý tưởng để du khỏch và cỏc doanh nhõn trong và ngoài nước đến với Nghệ An nghỉ dưỡng, tỡm kiếm cơ hội hợp tỏc đầu tư.
2.1.3. Tỡnh hỡnh thiờn tai.
2.1.3.1 Bóo:
Nghệ An nằm trong vựng eo biển phớa nam Vịnh Bắc Bộ, đõy là vựng bóo đi vào nhiều hơn. Theo số lượng thống kờ của đài thủy văn Bắc Trung Bộ từ năm 1967 đến năm 1989 cú 34 cơn bóo vào vựng Nghệ Tĩnh thỡ cú 8 cơn bóo cấp 12 và 11 cơn bóo
cấp 11. Như vậy, tớnh chung bóo vào Nghệ An cú sức giú cấp 11 đến cấp 12 và trờn cấp 12 chiếm 56% số cơn bóo đổ bộ vào tỉnh.
Về nước dõng vựng ven biển: Nghệ An cú 82Km bờ biển với 7 cửa sụng chớnh đổ ra biển. Khi bóo vào vựng biển Nghệ An với cấp giú lớn gặp triều cường thỡ sinh ra nước dõng, nước mặn tràn qua hệ thống đờ biển, cửa sụng xõm nhập vào nội địa gõy thiệt hại lớn về mựa màng, cơ sở vật chất, dõn sinh kinh tế.
2.1.3.2. Lũ lụt:
Những hỡnh thỏi thời tiết chớnh gõy mưa lũ ở Nghệ An là bóo, ỏp thấp nhiệt đới, khụng khớ lạnh và sự phối hợp hoạt động của dải hội tụ nhiệt đới hay của ỏp cao Thỏi Bỡnh Dương, mưa lũ thường cú những đợt mưa liờn tiếp hoặc kộo dài gõy ra ngập ỳng lớn.
Nhận xột:
Bóo và lũ lụt cú ảnh hưởng rất lớn đến sự làm việc và an toàn của cống.
+ Khi mưa lớn dũng chảy thươngj lưu lớn, mực nước thượng lưu dõng cao, lưu tốc và lưu lượng nước chảy xuống hạ lưu lớn cú thể vượt quỏ tần suất tớnh toỏn làm xúi lở hạ lưu cụng trỡnh, do đú lưu tốc dũng chảy lớn cộng với mưa ở hai bờ dũng chảy sẽ bào mũn đất ở hai bờn sụng.
+ Mưa lớn kộo dài tạo nờn lưu lượng lũ cao cú khi vượt mấy lần lưu lượng thiết kế làm cho cụng trỡnh hư hỏng nặng.
+ Khi mực nước thượng lưu tăng làm tăng ỏp lực thấm dưới đỏy cụng trỡnh, dũng thấm cú thể cuốn trụi vật liệu hạt làm cho xúi lở sõn sau cụng trỡnh
+ Trường hợp gặp lũ bất thường, dũng chảy đặc biệt lớn do tớnh toỏn lũ thiết kế khụng chớnh xỏc, nờn lưu lượng lũ vượt quỏ khả năng điều tiết của cụng trỡnh tràn qua đập và làm lưu tốc ở hạ lưu cụng trỡnh vượt quỏ lưu tốc chống xúi cho phộp.
Cống nghi quang Cống diễn thành Cống diễn thủy Cống rào đừng Cống bến thủy Cống hói cống Cửa hội Cửa biển lạch vạn AH1 Cầu bến thủy AH1 Sông bùng sông lam sông cấm Hỡnh 2.1: Bỡnh đồ vị trớ cống vựng triều tỉnh Nghệ An
2.2. Hiện trạng xúi và phõn loại xúi sau cỏc cống vựng triều tỉnh Nghệ An. 2.2.1. Hiện trạng của cỏc cống vựng triều tỉnh Nghệ An. 2.2.1. Hiện trạng của cỏc cống vựng triều tỉnh Nghệ An.
Toàn tỉnh Nghệ An cú khoảng 271 cống lớn với những chức năng nhiệm vụ khỏc nhau. Trong đú cú khoảng 124 cống lấy nước, 62 cống điều tiết và 85 cống tiờu nước. Trong hệ thống cống tiờu cú 6 cống chịu ảnh hưởng triều, 2 cống đó hư hỏng nặng, cũn 4 cống đó sửa chữa và vẫn cũn sử dụng được.
0 20 40 60 80 100 1 Cống điều tiết 23% Cống tiờu 31% Cống lấy nước 46% 0 20 40 60 80 100 1 Cống đang sử dụng tốt 66,7% Cống hư hỏng nặng 33,3%
Hỡnh 2.2: Đồ thị biểu diễn cỏc loại cống trong cụng trỡnh thuỷ lợi Nghệ An
Hỡnh 2.3: Đồ thị biểu diễn phõn loại cống vựng triều theo hiện trạng sử dụng Cỏc cống vựng triều xõy dựng từ năm 2002 trở về trước cú những cống được xõy dựng từ những năm 30 của thế kỷ trước. Mỗi cống cú từ 1 đến 10 cửa, cao trỡnh đỏy cống từ khoảng (-2) đến (-3). Qua nhiều năm làm việc hầu hết cỏc cống đều bị xúi lở hạ lưu. Hố xúi sõu từ 1 ữ 4m; rộng 5ữ50m; dài từ 7ữ70m.
Qua nhiều năm làm việc hố xúi hạ lưu của một số cống tương đối ổn định, song ở một số cống hố xúi ngày càng phỏt triển và tiến sõu vào phớa thõn cống đe dọa đến sự an toàn của cống và an toàn đờ điều.
TT Tờn cống Năm Khẩu diện Hỡnh thức cống K. thước hố xúi số lần s.chữa 1 Diễn Thuỷ 1980 3x8x10 Cống hộp 3x25x75 1 2 Diễn Thành 1986 10x3,6x5 Cống hộp 7x35x60 4 3 Rào Đừng 2004 10x2,4x2,4 Cống hộp 1,8x12x35 1 4 Húi Cống 2000 3x2,2x2,2 Cống hộp 3x22x37 1 5 Nghi Quang 1995 12x3,2x3,2 Cống hộp 6 Bến Thuỷ 1954 10x3,45x5 Cống hộp 1 Bảng 2.1: Hỡnh thức và hiện trạng cống vựng triều tỉnh nghệ An
2.2.2. Phõn loại hỡnh thức xúi sau cỏc cống vựng triều.
2.2.2.1 Phõn loại theo hỡnh thức xúi.
Theo thống kờ toàn tỉnh cú khoảng 6 cống vựng triều bị xúi phớa hạ lưu cụng trỡnh với nhiều hỡnh thức khỏc nhau. Trong đú cú nhiều cống đó được sữa chữa nõng cấp nhiều lần nhưng vẫn bị hư hỏng.Cỏc hỡnh thức xúi lở hạ lưu cú thể được phõn loại như sau:
- Xúi ổn định và xúi khụng ổn định. - Xúi với nền đất và xúi với nền đỏ. - Xúi cú bói bồi và xúi khụng cú bói bồi.
- Xúi khụng bồi hoàn và xúi cú bồi hoàn trở lại. - Xúi cú dự bỏo trước và xúi khụng cú dự bỏo trước.
Việc nghiờn cứu về xúi để cú biện phỏp khụng cho xúi xuất hiện hoặc khắc phục hố xúi khụng cú dự bỏo trước. Lựa chọn cỏc kớch thước, hỡnh thức thớch hợp khi chủ động cho xúi xuất hiện.
STT Hỡnh thức xúi Số lượng Tỷ lệ % trờn tổng số cống bị xúi 1 Xúi ổn định 4 66,7 Xúi khụng ổn định 2 33.33
2 Xúi cú bổi hoàn 0 0
Xúi khụng cú bổi hoàn 6 100
3 Xúi cú dự bỏo trước 0 0
Xúi khụng cú dự bỏo trước 6 100
4 Xúi nền đất 4 66,7
Xúi nền đỏ 2 33.33
5
Xúi bói bồi 0 0
Xúi khụng cú bói bồi 6 100
Bảng 2.2:Phõn loại theo hỡnh thức xúi 2.2.2.2 Phõn loại theo chức năng, nhệm vụ,cấp cụng trỡnh.
STT Phõn loại Số lượng Tỷ lệ % trờn tổng số cống bị xúi 1 Vị trớ Cửa sụng 2 33,.33 Cửa biển 4 66,7 2 Nhiệm vụ Tiờu nước 6 100 Cấp nước ngọt 5 83,33 3 Cấp C.Trỡnh Cấp III 6 100 Cấp IV 0 0
2.2.2.3 Phõn loại theo vị trớ đặt cống,hỡnh thức tiờu năng, hỡnh thức cửa van. STT Phõn loại Số lượng Tỷ lệ % trờn tổng số cống bị xúi 1 Hỡnh thức cống Cồng hộp 6 100 Cống trũn 0 0
2 Tiờu năng Tiờu năng đỏy 6 100
Tiờu năng mặt 0 0
3 Cửa van Tự động 2 33,33
Thủ cụng 4 667
Bảng 2.4:Phõn loại theo hỡnh thức, tiờu năng, cửa van
2.3. Đỏnh giỏ xúi sau cống vựng triều.
2.3.1. Đỏnh giỏ thực tế một số cống bị xúi lở bất lợi.
Trờn thực tế cú khụng ớt cống vừa và lớn bị xúi lở hạ lưu cụng trỡnh gõy mất ổn định cụng trỡnh, ảnh hưởng sản xuất nụng nghiệp, phỏt triển kinh tế xó hội, chi phớ sữa chữa hàng tỷ đồng cho mỗi cụng trỡnh. Dưới đõy xin trỡnh bày quỏ trỡnh xúi lở của mụt số cống quan trọng tỉnh Nghệ An.
Cống Diễn Thuỷ
Được đưa vào và vận hành phục vụ sản xuất vào năm 1980, làm nhiệm vụ tiờu cho 20 Km2 đất nụng nghiệp của huyện Diễn Chõu tỉnh Nghệ An. Đõy là cơ sỏ hạ tầng quan trọng làm thay đổi bộ mặt kinh tế xó hội và đời sống nhõn dõn lao động trong khu vực.
Cống Diễn Thuỷ cú 3 cửa, mỗi cửa rộng 8m, cao trỡnh đỏy cống -2,0m, cao trỡnh đỉnh cống +3,5m. Kết cấu cống là cống hộp làm bằng BTCT
Hỡnh thức tiờu năng của cống là bể tiờu năng với cỏc chỉ tiờu chớnh như sau: Đoạn sõn thứ 1 được gia cố bằng BTCT dày 0,6m dài 12m. Cao trỡnh đỏy bệ - 3,5m và cú bố trớ 2 hàng mố tiờu năng. Đoạn sõn 2 gia cố bằng bờ tụng cốt thộp và đỏ ghộp lỏt khan ở cao trỡnh dài 25m. Hố xúi tiờu năng ở hạ lưu dài 10m. Phớa thượng lưu sõn trước bảo vệ dài 30m bao gồm. Từ năm 1980 cống vận hành tương đối tốt đảm bảo được nhiệm vụ thiết kế, kết cấu cụng trỡnh khụng cú hư hỏng lớn
chỉ xuất hiện hiện tượng đỏ lỏt mỏi kờnh bị sạt lở, sõn sau và sõn trước của cống chỉ cú hiện tượng bị xúi hố xúi chưa sõu và lớn. Từ năm 1992 đến nay hố xúi ngày càng phỏt triển mạnh tõm hố xúi ở cao trỡnh –5,5m. Năm 1994 hố xúi được xử lý bằng biện phỏp thả đỏ hộc từ cao trỡnh -5,50m đến cao trỡnh -3,0m và thả rồng tre vuụng gúc với hướng nước chảy. Sau một thời gian lại xuất hiện xúi ở sõn sau thứ 2 hiện tại chưa được sửa chữa.
TT Cụng thức q Eo hc Fτc hh Z Lv d90 ρs Dmax LZmax (m3/s) (m) (m) (m) (m) (m) (mm) (t/m3) (m) (m) 1 1-15 5,56 4,40 0,73 1,08 0,91 0,01 25 15 1,8 0,86 3,1 2 1-16 5,56 4,40 0,73 1,08 0,91 0,01 25 15 1,8 4,25 12,75
Bảng 2.5:Bảng tớnh toỏn xúi cho cống Diễn Thủy
Cống Rào Đừng:
Cống Rào Đừng I (5 cửa) xõy dựng năm 1959, Cống Rào Đừng II xõy dựng năm 1968. Địa hỡnh thượng hạ lưu cống đó bị xúi rất sõu. Do võy năm 2004 UBND tỉnh Nghệ An đó cú quyết định phờ duyệt làm lại cống mới cỏch cống cũ 75m về phớa Hưng Hũa. Cú nhiệm vụ tiờu thoỏt nước cho 82Km2khu vực phớa Bắc TPVinh và cỏc xó phớa nam huyện Nghi Lộc, lấy nước sụng Lam tưới cho 230 ha cúi của xó Hưng Hũa TP Vinh và xó Nghi Thỏi huyện Nghi Lộc, chống lũ sụng Lam chảy vào khu vực gõy ngập ỳng và ụ nhiễm mụi trường, ảnh hưởng sản xuất và đời sống của nhõn dõn trong khu vực.Cống cú khẩu độ ∑b = 24m gồm 10 cửa hỡnh vuụng(mỗi cửa bxh=2,4x2,4m). Cao trỡnh đỏy -1,50m.
(-1.9) (-4.1) Cọc tre Lỗ thoát nước BTCTM200 BTCTM200 Đá xây Đá hộc Cống (-3.1) (0.0) (-2.2) 2000 4000 1000 Hỡnh 2.4: Cắt dọc cống Rào Đừng
Sõn tiờu năng phớa sụng: L bể =20m, chiều rộng đầu bể 24,6m, cửa bể 31,6m. Sõn tiờu năng phớa đồng L bể =15m, chiều rộng đầu bể 24,6m, cửa bể 29,85m. Sõn tiờu năng được bố trớ mố cản, mỗi bể bố trớ hai hàng so le nhau. Gia cố sõn thứ hai phớa