Xĩi lở bờ cửa sơng ven biển Gành Hào đã diễn ra liên tục hàng năm gây lên nhiều hậu quả, thiệt hại rất lớn về sản xuất, tài sản, cơ sở hạ tầng, ổn định xã hội, đặc biệt nghiêm trọng là khi cĩ bão lớn và các đợt giĩ chướng. Trong những năm qua cơng tác bảo vệ bờ biển Gành Hào để phục vụ các mục tiêu ổn định và phát triển kinh tế - xã hội đã được các cấp chính quyền từ Trung ương đến địa phương quan tâm đầu tư xây dựng các cơng trình kè bảo vệ bờ các đoạn xung yếu, cĩ nguy cơ sạt lở cao, đe dọa trực tiếp đến an tồn tính mạng và tài sản của người dân địa phương. Tuy nhiên những giải pháp
đưa ra mới chỉ đáp ứng được yêu cầu cấp bách, quy mơ cịn nhỏ, kết cấu cơng trình đơn giản và hư hỏng thường xuyên xảy ra. Nguyên nhân chính của thực trạng nêu trên đã được thực tiễn tổng kết là: hiện nay chưa cĩ quy hoạch chính thức nào của Trung ương hoặc các tỉnh được phê duyệt về bảo vệ bờ biển để cĩ được giải pháp vĩ mơ về cơng trình bảo vệ bờ; cơng tác thiết kế cịn nặng về kinh nghiệm, thiếu các thơng tin đầu vào; năng lực và chất lượng thi cơng, kiểm sốt chất lượng cịn hạn chế ; thiếu nguồn kinh phí để thực hiện ; cơng tác quản lý cịn nhiều bất cập, phân tán.
Nhiệm vụ chống xĩi lở, bảo vệ bờ biển vùng cửa sơng Gành Hào là vấn đề vừa mang tính cấp bách thời sự, vừa mang tính lâu dài gắn liền với sự phát triển chung của các ngành kinh tế xã hội của các địa phương Cà Mau và Bạc Liêu. Hiện nay, cơng tác phịng chống xĩi lở bờ biển, cửa sơng để phục phát triển kinh tế - xã hội, an ninh quốc phịng ở khu vực này đã và đang được Nhà nước quan tâm đầu từ bảo vệ.
Đối với giải pháp bảo vệ đoạn bờ hữu cửa sơng Gành Hào được đề xuất trong Luận văn này, tác giả dựa trên nguyên tắc chung là: trên một mặt cắt ngang kè, tại những cao trình khác nhau, mức độ ảnh hưởng của tải trọng lên cơng trình cũng khác nhau. Do vậy, để cĩ một giải pháp kinh tế, mái kè thường được xây dựng từ nhiều kích cỡ, hoặc nhiều loại vật liệu khác nhau căn cứ vào cường độ của tải trọng và điều kiện thi cơng. Các bộ phận cơng trình được thiết kế với mục đích liên kết các phần khác nhau của mái kè gọi là các bộ phận cơng trình chuyển tiếp, tại các vị trí này rất nhạy cảm với các tác động của tải trọng từ đĩ các hư hỏng thường xuất phát và lan rộng ra trên mặt cơng trình kè. Bởi vậy, kết cấu cơng trình cần phải được thiết kế, thi cơng để tạo ra một sự chuyển tiếp tốt và hạn chế các hư hỏng cĩ thể xảy ra. Với giải pháp kết cấu phương án 2 (kè hỗn hợp tường bản chống kết hợp mái nghiêng) đề xuất được lựa chọn cho đoạn kè L1 và L2 đã đáp ứng được yêu cầu trên và là phương án cĩ giá thành đầu tư thấp nhất (110 triệu/m) trong các phương án đưa ra xem xét (phương án 1 là 135 triệu/m). Đối với đoạn L3, là vùng bãi biển thoải, chứa nhiều bùn cát, các bãi biển xĩi lở cĩ thể gây bồi trở lại nhờ việc xây dựng các đê ngầm giảm sĩng. Việc đề xuất áp dụng cơng nghệ Stabiplage vào bảo vệ bờ biển đoạn này là phù hợp nhờ khả năng gây bồi, chống lở mặt tốt và kết cấu cơng trình đơn giản, cĩ tính khả thi cao với suất đầu tư thấp hơn (10÷15 triệu/m) [11].
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận:
Bằng các phương pháp điều tra thu thập, phương pháp nghiên cứu và phân tích tài liệu cơ bản, kế thừa những kết quả của các cơng trình nghiên cứu đã cĩ ở trong và ngồi nước kết hợp với một số cơng cụ mơ hình tốn về thủy văn, thủy lực,… Luận văn đã giải quyết được một số vấn đề sau:
1. Đánh giá thực trạng xĩi lở, làm rõ thêm được nguyên nhân xĩi lở bờ sơng vùng ảnh hưởng thủy triều ở BĐCM. Định hướng các giải pháp bảo vệ.
2. Xác định được phạm vi và mức độ xĩi lở của sơng thủy triều vùng BĐCM ở một số khu vực trọng điểm.
3. Trên cơ sở phân tích đặc điểm địa hình, địa chất, thuỷ văn, dịng chảy và sĩng của khu vực BĐCM, luận văn đã đưa ra được các giải pháp cơng trình để bảo vệ bờ sơng vùng ảnh hưởng thủy triều ở BĐCM.
4. Đề xuất được tuyến và giải pháp cơng trình phù hợp để bảo vệ đoạn bờ hữu cửa sơng Gành Hào thuộc xã Tân Thuận, huyện Đầm Dơi, tỉnh Cà Mau.
Kiến nghị:
Khu vực nghiên cứu cĩ hệ thống sơng rạch chằng chịt, chịu ảnh hưởng mạnh của chế độ triều biển Đơng và biển Tây, bên cạnh đĩ do nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội nên ngày càng cĩ nhiều hoạt động của con người trên hệ thống sơng rạch gây nên những tác động bất lợi đến chế độ dịng chảy, diễn biến lịng dẫn của các sơng rạch. Vì thế để cĩ những giải pháp đúng đắn, kịp thời trong quản lý, quy hoạch khai thác cũng như ngăn ngừa, giảm thiểu các tác động gây hại của chính các sơng rạch, cần thiết phải đo đạc định kỳ các tài liệu cơ bản như thủy văn, địa hình,…đặc biệt là theo dõi diễn biến lịng dẫn, sạt lở bồi lắng sơng, kênh rạch tại các khu vực trọng điểm nơi tập trung đơng
dân cư để cĩ những giải pháp kịp thời nhằm phịng tránh giảm nhẹ thiệt hại do sạt lở và bồi lắng gây ra.
Do tình trạng sạt lở bờ sơng rạch xảy ra khá nhiều nơi, nên khơng thể khu vực nào cũng cĩ thể áp dụng biện pháp bảo vệ cơng trình kiên cố. Đối với các khu vực sạt lở bờ sơng rạch nhỏ, cĩ chiều sâu khơng quá lớn, khơng phải là khu dân cư, đơ thị thì nên sử dụng các biện pháp cơng trình đơn giản như: trồng cây chống sĩng, trồng cỏ mái bờ,…Đối với khu sạt lở nghiêm trọng, nơi tập trung dân cư hoặc cĩ các cơng trình cơ sở hạ tầng quan trọng cần phải xây dựng cơng trình kè bảo vệ bờ.
Việc đề xuất ứng dụng một số giải pháp cơng trình bảo vệ bờ sơng thủy triều trong luận văn mới chỉ là kết quả bước đầu đề nghị các cấp cĩ thẩm quyền cho phép tiếp tục nghiên cứu cụ thể hơn khi quyết định đầu tư xây dựng các cơng trình cụ thể. Hơn nữa, đây là một vấn đề rất khĩ, với thời gian và kiến thức của bản thân cịn hạn chế, nên chỉ cĩ thể nghiên cứu tập trung vào cơng trình bảo vệ bờ hữu cửa sơng Gành Hào và cĩ được kết quả ban đầu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] - Lê Ngọc Bích (2008) - Một số vấn đề về động lực học sơng, chỉnh trị sơng và bảo vệ bờ biển - NXB Nơng nghiệp.
[2] - Bộ NN & PTNT (1998) - Quy hoạch tổng thể và quy hoạch chi tiết thủy lợi vùng BĐCM.
[3] - Lương Phương Hậu và các tác giả (2001), Cơng trình bảo vệ bờ biển và Hải đảo, NXB Xây Dựng.
[4] - Trần Như Hối (2003), Đê biển Nam bộ, NXB Nơng nghiệp.
[5] - Hồng Văn Huân (2000), Nghiên cứu diễn biến lịng dẫn và đề xuất các giải pháp kỹ thuật phịng chống giảm nhẹ thiên tai khu vực cửa sơng Gành Hào, tỉnh Bạc Liêu, Đề tài nghiên cứu cấp Bộ.
[6] - Lê Mạnh Hùng (2008), Nghiên cứu sạt lở, bồi lắng lịng sơng, cửa sơng tại các khu vực trọng điểm trên địa bàn tỉnh Cà Mau từ đĩ đề xuất giải pháp phịng chống giảm nhẹ thiên tai - Đề tài nghiên cứu cấp tỉnh. [7] - Phan Đức Tác, Sáng chế 178 và giải pháp hữu ích HI – 0099.
[8] - TCXDVN 285:2002 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam. [9] - Tiêu chuẩn vật liệu xây dựng.
[10] - Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam (2003-2008) - Tuyển tập kết quả khoa học cơng nghệ (các năm) - NXB Nơng nghiệp.
[11] - Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam (2009) - Thuyết minh dự án kè cấp bách tại Tân Thuận, huyện Đầm Dơi, tỉnh Cà Mau.
A. XÁC ĐỊNH CÁC CAO TRÌNH CƠ BẢN 1. Cao trình đỉnh kè
Cao trình đỉnh kè được xác định dựa trên các yêu cầu cơ bản sau: - Phù hợp với cao độ mặt bằng được quy hoạch của khu vực. - Khơng bị ngập do mực nước triều và sĩng gây nên.
1.1. Đoạn kè L1 và L2
Cao trình đỉnh kè được xác định theo cơng thức: ∇đỉnh = MNmax10% + ∆h +hsl +a Trong đĩ:
- MNmax10% =+2,12m, là mực nước tính tốn với tần suất 10%
- ∆h: độ dềnh do giĩ gây ra - hsl: chiều cao sĩng leo
- a: chiều cao an tồn, lấy bằng 0,3m + ∆h được tính theo cơng thức sau:
∆h = 2.10-6. gH D V2. . cos β [QPTL C1-78] Trong đĩ: - V: vận tốc lớn nhất tính tốn; V = 25 (m/s)
- D: đà giĩ, lấy bằng chiều rộng sơng: D = 300 (m). Vì hướng sĩng do giĩ tạo ra vuơng gĩc với kè (sĩng tạo bởi giĩ chướng theo hướng EEN đến N tác dụng vào phía bờ tả cửa sơng Gành Hào, khi sát bờ, sĩng đổi hướng tác dụng vuơng gĩc vào đoạn kè phía bờ hữu thuộc xã Tân Thuận)
- β: gĩc kẹp giữa tuyến kè và hướng giĩ, ta lấy trong trường hợp bất lợi nhất với β = 0
- H: độ sâu mực nước; H = 5m - Thay số vào ta cĩ: ∆h = 0,35m + Xác định các thơng số của sĩng
- Tính các đại lượng khơng thứ nguyên
V gt = 8476 ; 2 V gD = 4,71
- t: thời gian giĩ thổi liên tục tính bằng giây. Thời gian thổi của giĩ liên tục ở khu vực cơng trình t = 6 giờ = 21.600 giây
Tra biểu đồ hình 35 trong QPTL C1-78 ứng với:
V gt = 8476 ⇒ .2 V h g s = 0,085 & V g.τ = 4,20
2 V gD = 4,71 ⇒ .2 V h g s = 0,004 & V g.τ = 0,62
Trong hai cặp trên ta chọn cặp cĩ giá trị nhỏ hơn để tính tốn: Từ .2 V h g s = 0,004 suy ra hs = 0,26 m Từ V g.τ = 0,62 suy ra τ = 1,58 m Chiều dài sĩng λ =g*τ/2π = 2,46 m + Tính hsl
Kè Tân Thuận cĩ hệ số mái m= 2,0 thuộc trường hợp m=1,5÷5,0. Áp dụng
cơng thức: Hpsl= s s pl W h l m K K K K . 1+ 2 ∆ β Trong đĩ: - m: hệ số mái m=2
- Hs, ls : chiều cao và chiều dài sĩng. hs = 0,26 m, ls= 2,46m - K∆ : hệ số kể đến độ nhám và tính thấm của mái: K∆= 0,65
- Kw : hệ số phụ thuộc vào vận tốc của giĩ và chiều sâu nước: Kw =1,30 - Kpl : hệ số tính đổi tần suất tích lũy của chiều cao sĩng leo: Kpl=1,94 - Kβ : hệ số cĩ xét đến gĩc nghiêng β giữa hướng truyền sĩng và hướng
vuơng gĩc với tuyến kè: Kβ = 1
Thay số vào ta cĩ Hpsl = 0,55m và ∇đỉnh = 2,12+0,35+0,55+0,3 = 3,32m
Tham khảo thêm cao trình đỉnh (+3.50m) của tuyến kè đang xây dựng phía bờ tả (đoạn kè G3, G4) thuộc thị trấn Gành Hào, chọn ∇đỉnh = +3,50m.
1.2. Đoạn kè L3
Vì đoạn kè L3 gần cửa sơng nhất, chịu ảnh hưởng mạnh của sĩng và triều cường. Tuyến kè này được thiết kế cho sĩng tràn qua theo tần suất P = 95%. Cao trình đỉnh kè xác định theo cơng thức: ∇đỉnh = MNmax95%
Trong đĩ: MNmax95% = 1,64m là mực nước tính tốn với tần suất 95%. Dựa theo tài liệu địa hình mặt đất tự nhiên của rừng phịng hộ phía trong tuyến kè, chọn cao trình đỉnh kè đoạn L3 là ∇đỉnh = +1,70m.
- Cao trình chân kè chọn trên mực nước kiệt 90%, phù hợp với điều kiện địa hình hiện trạng mà tuyến kè đi qua, đảm bảo đủ điều kiện thi cơng và giảm tối đa khối lượng đào đắp. Dựa vào quá trình mực nước và điều kiện địa hình nên chọn cao trình -1,2m và tạo thành cơ kè làm bằng rọ đá bọc PVC, rộng 2m. - Từ cao trình -1,2m trở xuống cao trình -5,05m, lịng sơng gia cố chống
xĩi bằng thảm đá dày 30cm, thả thảm đá theo địa hình tự nhiên. Những mặt cắt cĩ cơ kè cao hơn địa hình tự nhiên thì đắp bổ sung bằng bao tải cát, tạo mái m = 3,0 kéo dài chạm mặt đất tự nhiên để đảm bảo ổn định.
3. Cao trình vỉa hè, đường giao thơng
- Cao trình vỉa hè, đường giao thơng được xác định phù hợp với quy hoạch xây dựng và hiện trạng tự nhiên khu vực. Chọn cao trình vỉa hè +2,80m và cao trình mặt đường giao thơng +2,55m.
B - PHỤ LỤC TÍNH TOÁN KẾT CẤU KÈ (phương án chọn) 1. Tính tốn kết cấu kè đoạn L1, L2
1.1. Lựa chọn thơng số tính tốn
Việc lựa chọn quy mơ, kết cấu cơng trình, xử lý nền được dựa trên cơ sở các tính tốn về thủy văn, thủy lực, kết cấu cơng trình, trạng thái ứng suất, biến dạng và biện pháp xử lý nền.
a- Giả thuyết tính tốn kiểm tra ổn định:
Bờ kè được thiết kế cĩ dạng tường bản chống BTCT M300 đặt trên nền cọc BTCT M300. Thiên về an tồn chọn mặt cắt bất lợi nhất K0+400 thuộc đoạn kè L2 để kiểm tra tính tốn và được mơ tả như sau:
- Cao trình đáy sơng trung bình : -0,5m÷-16,00m - Cao trình mặt đất bờ sơng trung bình : +0,05m ÷2,00m - Cao trình đỉnh tường kè : +3,50m
- Cao trình mặt kè : +2,80m - Mái kè thiết kế : m=2,0 - Cao trình cơ kè : -1,20m
- Cao trình mực nước ngầm lớn nhất sau lưng kè : +0,50 m tương ứng với mực nước kênh ở cao trình thấp nhất (-2.21 m).
b- Tài liệu cơ bản:
- Cấp cơng trình: cấp IV
Bảng 1: Các thơng số dùng trong tính tốn Lớp Tên lớp đất a γ C ϕ E cm2/kg g/cm3 Kg/cm2 Độ Kg/cm2 1 Cát đắp 0 2.0 0 30º00’ 2 Lớp 1: bùn sét trạng thái chảy 0.256 1.57 0.058 04º14’ 11.2 3 Lớp 2: sét trạng thái dẻo cứng 0.026 1.85 0.425 16 o06’ 167.6 4 Lớp 3: sét pha trạng thái dẻo cứng 0.028 1.89 0.281 17º10’ 143.4 5 Gia cố cừ tràm 0 2.25 10 14º09’ 0 6 Cọc BTCT 0 2.5 30 45º00’ 0 - Vật liệu:
o Đất đắp: Đất đắp sau lưng tường dùng đất cát san lấp, đầm chặt k ≥ 0,90
o Cement: Dùng cement PCB40 bền sun phát.
o Bêtơng: Với các cấu kiện tường bản chống, cọc, dầm mũ dùng bêtơng loại M300 (R28 = 300 kG/cm2), các cấu kiện cịn lại dùng bêtơng loại M200 (R28 = 200 kG/cm2).
o Thép chịu lực: Thép cĩ đường kính Φ≥12mm dùng loại AII (R≥2.700kG/cm2), đường kính Φ<12 mm dùng loại AI (R≥2.100 kG/cm2).
o Cừ tràm gia cố nền cĩ đường kính gốc Φ8÷Φ10cm.
c- Hệ số an tồn và giới hạn cho phép
- Căn cứ TCXDVN 285 (Cơng trình thủy lợi và các quy định chủ yếu về thiết kế) của Bộ Xây dựng ban hành năm 2002.
- Với cấp cơng trình là : cấp IV
+ Hệ số bảo đảm theo trạng thái giới hạn I : kn = 1,15 + Hệ số bảo đảm theo trạng thái giới hạn II : kn = 1,00 - Hệ số an tồn chung của cơng trình : m
k . n
k= c n ; Trong đĩ: k : hệ số an tồn chung của cơng trình
nc : hệ số tổ hợp tải trọng
. nc = 1 với tổ hợp tải trọng cơ bản . nc = 0,9 với tổ hợp tải trọng đặc biệt
m : hệ số điều kiện làm việc, m=1. + Theo trạng thái giới hạn I :
. với tổ hợp tải trọng cơ bản, 1,15 1 15 , 1 00 , 1 = = x k
. với tổ hợp tải trọng đặc biệt, 1,035 1 15 , 1 90 , 0 = = x k
+ Theo trạng thái giới hạn II : 1,0 1 0 , 1 0 , 1 = = x k
- Giới hạn cho phép về chuyển vị và biến dạng:
+ Độ lún cho phép (chuyển vị đứng) [a] ≤ 8cm (Theo tiêu chuẩn thiết kế mĩng cọc TCXD 205:1998).
+ Chuyển vị ngang tương đối của tường cừ cho phép: [f/L] ≤ 1/150 (Tham khảo bảng H.3 - Tiêu chuẩn thiết kế mĩng cọc).
d- Mực nước tính tốn ổn định cơng trình: