CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ
4.4.1.2Điều kiện tự nhiờn
Mụi trường tự nhiờn là những điều kiện của khu vực xõy dựng. Nú bao gồm cỏc điều kiện biờn về tải trọng và khả năng chịu tải. Cỏc điều kiện khu vực chớnh liờn quan đến địa hỡnh và hỡnh thỏi, điều kiện thuỷ lực và địa kỹ thuật. Tải trọng thiết kế của cụng trỡnh bờ biển chủ yếu là cỏc lực thuỷ động, cỏc lực này là kết quả của sự tương tỏc giữa cỏc quỏ trỡnh thuỷ động, điều kiện biờn địa kỹ thuật và cụng trỡnh. Do cỏc tải trọng này khụng thể tớnh được một cỏch chớnh xỏc nờn chỳng được xỏc định nghĩa dưới dạng thống kờ và được xem như cỏc giỏ trị bất định. Do vậy, cỏc điều kiện thiết kế được xỏc định theo dạng xỏc suất thống kờ và khỏi niệm thiết kế theo xỏc xuất thống kờ và lý thuyết độ tin cậy được ỏp dụng.
Cỏc quỏ trỡnh thuỷđộng lực khụng chỉ gõy ra ỏp lực nước lờn cụng trỡnh mà cũn cú thể thay đổi về hỡnh thỏi dẫn đến ảnh hưởng tới sự làm việc và tớnh chỉnh của cụng trỡnh. Cỏc đặc trưng địa kỹ thuật (điều kiện địa chất khu vực) rất quan trọng để xỏc định cỏc biờn chịu tải như sức chịu tải của lớp đất nền. Đõy là một thụng số quan trọng đối với ổn định tổng thể cụng trỡnh.
Cỏc điều kiện biờn thuỷ lực và cỏc quỏ trỡnh biển đổi hỡnh thỏi trong khu vực là quan trọng và cần thiết trong thiết kế cụng trỡnh bờ biển. Cỏc quỏ trỡnh biến đổi hỡnh thỏi khụng chỉ tỏc động tới việc chọn cụng trỡnh mà cũn tới lượng cỏt cần thiết để dự ỏn hoàn thành được cỏc mục tiờu của nú trong một khoảng thời gian xỏc định đối với trường hợp bờ biển bị xúi.
Cỏc điều kiện biờn thuỷ lực bao gồm: mực nước biển (mực nước biển trung bỡnh và mực nước thủy triều, nước dõng) và sự biến đổi của nú, súng, dũng do súng và dũng do thuỷ triều gõy ra. Cỏc thành phần này cú thể xỏc định bằng dữ liệu thống kờ ở những nơi mà việc quan trắc đó được thực hiện đầy đủ hoặc dự bỏo bởi cỏc mụ hỡnh thuỷ động, mụ phỏng cho cỏc khu vực thiếu dữ liệu cục bộ hoặc khụng cú quan trắc. Tuy nhiờn, việc xỏc định cỏc điều kiện biờn thuỷ lực bằng mụ hỡnh toỏn trong thiết kế cũng cần được hiệu chỉnh bằng cỏc dữ liệu quan trắc đỏng tin cậy.
Bờn cạnh đú, đối với cỏc vị trớ khụng cú dữ liệu đo đạc và khụng ỏp dụng mụ hỡnh toỏn, điều kiện biờn trong thiết kế cỏc cụng trỡnh bờ biển với mức đầu tư khụng lớn cú thể được lấy theo kinh nghiệm hoặc thụng qua điều tra khảo sỏt người dõn tại khu vực xõy dựng cụng trỡnh. Vớ dụ như mực nước biển cao nhất và thấp nhất cú thể tham khảo ý kiến những người cao tuổi ở địa phương (tương tự như khảo sỏt, điều tra vết lũ trong
ngành thủy văn); chiều cao súng cục bộ cú thể lấy bằng chiều cao súng giới hạn độ sõu...
Quỏ trỡnh thay đổi hỡnh thỏi đường bờ cú thể biết được bằng việc phõn tớch cỏc dữ liệu sẵn cú (như phõn tớch số liệu đo sõu, chập bản đồ hằng năm) cựng với việc tớnh toỏn vận chuyển bựn cỏt. Việc đo đạc bổ sung cú thể cũng là cần thiết. Trờn thực tế, cỏc cụng việc này cần được thực hiện trước khi quyết định ỏp dụng bất kỳ giải phỏp bảo vệ bờ nào.
Hơn nữa, khụng chỉ xu hướng phỏt triển bờ hiện tại mới cần được biết mà cũn phải dự đoỏn được diễn biến trong tương lai. Thực tế, điều kiện biờn hiện tại và sự phỏt triển trong tương lai của bờ biển cần phải được cõn đối với cỏc lợi ớch của cỏc nhúm hưởng lợi liờn quan để quyết định cú hay khụng thực hiện cỏc cụng trỡnh bảo vệ.
Đối với cỏc cụng trỡnh bờ biển (bao gồm đờ chắn súng, tường chắn và tất cả cỏc cụng trỡnh bảo vệ bờ) trong khu vực ảnh hưởng triều, trực diện với nước sõu, bốn vựng lộ thiờn được phõn biệt như trờn Hỡnh 4-21.
Vựng I: Vựng chịu ngập thường xuyờn (khụng thể hiện trong trường hợp bói cao);
Vựng II: Khu vực giữa mực nước cao trung bỡnh và mực nước kiệt trung bỡnh. Ở khu vực này, tỏc động liờn tục của súng với cường độ thấp đúng vai trũ quan trọng trong ứng xử dài hạn của cụng trỡnh.
Vựng III: Khu vực giữa mực nước cao trung bỡnh và mực nước thiết kế, khu vực này cú thể bị súng tỏc động mạnh nhưng tần số tỏc động giảm vỡ súng cao hơn khi lờn trờn mỏi;
Vựng IV: Khu vực phớa trờn mực nước thiết kế, chỉ chịu tỏc động của súng leo và súng tràn đỉnh.
Hỡnh 4-21 Cỏc vựng chịu tải của cụng trỡnh biển
Việc phõn chia cụng trỡnh thành cỏc vựng chịu tải khỏc nhau khụng chỉ trực tiếp gắn với sự đảm bảo sự an toàn chống lại cỏc hư hỏng mà cũn đảm bảo rằng vật liệu, phương phỏp thi cụng và duy tu thớch hợp được xỏc định cho mỗi khu vực.