Tại mỗi mặt cắt phần mềm sẽ tiến hành tính toán với nhiều cung trượt khác nhau và cho ta một hệ số an toàn nhỏ nhất Kminmin.
- Nếu Kminmin > 1,3 => thì ta kết luận vị trí mặt cắt tính toán là ổn định.
- Nếu 1,15 < Kminmin < 1,3 thì ta có thể kết luận mặt cắt tính toán mất ổn định nhưng có điều kiện. Với các đều kiện có thể là sự gia tải trên mái bờ, triều cường, lũ lớn, mưa… một cách bất thường làm mặt cắt bị mất ổn định.
- Nếu Kminmin < 1,15 thì ta kết luận mắt cắt tính toán mất ổn định.
Từ cung trượt cho giá trị Kminmin mà phần mềm đã t nh toán được ta sẽ xác định được một khoảng cách từ mép bờ sông đến vị tr cung trượt. Khi ta tiến hành tính toán với nhiều mặt cắt thì sẽ xác định được một hành lang bảo vệ quan trọng, phục vụ cho công tác dự báo, cảnh báo (phương pháp xác định trong hình 3.24)
88
Hình 3.23. Minh họa kết quả tính dự báo sạt lở bằng Geoslope
Hình 3.24. Dự báo vùng sạt lở khu vực cù lao Long Khánh bằng phần mềm Geoslope
89
Kết quả t nh toán được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 3. 5. Tính toán ổn định tại các mặt cắt bằng phần mềm Geo-Slope MC Kminmin Khoảng cách từ mép bờ tới cung lở Kmin = 1,15 Khoảng cách từ mép bờ tới cung lở Kmin = 1,3 Khoảng cách từ mép bờ tới cung lở Kết luận 1 0,919 6,5 1,15 9 1,3 15 Mất ổn định 2 1,066 5,5 1,15 12 1,3 14 Mất ổn định 3 1,246 5,5 1,3 11,5 Mất ổn định có điều kiện 4 1,247 3,5 1,3 6 Mất ổn định có điều kiện 5 1,473 6,1 Ổn định 6 1,154 7,5 1,3 15,6 Mất ổn định có điều kiện 7 1,263 7,2 1,3 11 Mất ổn định có điều kiện 8 0,908 3,5 1,15 7,3 1,3 12,7 Mất ổn định 9 1,198 3,5 1,3 11 Mất ổn định có điều kiện 10 1,628 4 Ổn định 11 1,519 7 Ổn định 12 1,739 5 Ổn định 13 1,371 6 Ổn định 14 1,111 5 1,15 5,5 1,3 8,5 Mất ổn định 15 0,911 4,5 1,15 8,5 1,3 14 Mất ổn định 16 1,108 3,5 1,15 5,5 1,3 7 Mất ổn định 3.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
Thông qua tính toán dự báo sạt lở bằng mô hình MIKE 21FM và GeoSlope cho thấy, mặc dù khối lượng công việc khá nhiều và mất thời gian, nhưng kết quả thể hiện khá trực quan về dự báo các phạm vi có nguy cơ sạt lở.
Trên hình 3.24, là kết quả tính toán của 2 bộ mô hình toán, mô hình MIKE 21FM tính toán diễn biến dòng chảy, bùn cát đáy lòng sông cho toàn vùng nghiên cứu, và phần mềm GeoSlope tính toán kiểm tra ổn định sau khi có kết quả của MIKE 21FM, cho 16 mặt cắt. Trên thực tế, nếu kiểm tra ổn định càng nhiều mặt cắt, phạm vi dự báo sạt lở sẽ càng ch nh xác hơn, tuy nhiên do thời gian làm luận văn
90
chất bờ Long Thuận, nên việc tính toán dự báo sạt lở cho khu vực này chưa được tính toán.
Với mô hình MIKE 21FM MT cho ta thấy có những vị trí lòng sông bị xói sâu tớí gần 5m như ở mặt cắt 9, 12, 14 ở khúc cong nhánh trái Hồng Ngự và nhánh phải Long Thuận-Long Khánh ở mặt cắt 3 với vị trí lớn nhất khoảng từ 2 đến 3m. Còn ở đầu cù lao Long Khánh ta thấy diễn biến địa hình mặt cắt ngang lòng sông cũng có xu hướng bị xói sâu, có những vị trí lòng sông bị xói sâu tới gần 2m như tại MC1 và MC16. Xói lở tại đây do dòng chảy mùa lũ với vận tốc lớn, thúc thẳng vào đầu cù lao gây ra. Còn cuối cù lao địa hình lòng sông cũng bị biến đổi mạnh tại MC6 và MC8 đáy sông bị xói sâu từ 0,7÷3m.
Với mô hình Geoslope tiến hành tính toán ổn định cho 16 mặt cắt, kết quả được tổng hợp như ở bảng 3.4. Có những vị trí mất ổn định phạm vi cung trượt, lở từ 8÷15m. Tại những khu vực mất ổn định này không được gia tăng tải trọng trên mép bờ, đồng thời tiến hành gia cường, gia cố bờ, di dời dân đến những khu vực an toàn hơn.
91
CHƯƠNG 4:
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH ĐỂ ĐIỀU CHỈNH VÀ ỔN ĐỊNH CÙ LAO LONG KHÁNH
4.1. YÊU CẦU ĐỐI VỚI GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT
Khu vực nghiên cứu là khu vực có đoạn sông phân lạch, với nút phân lưu tại Tân Châu. Cù lao Long Khánh chia sông Tiền đoạn này thành 2 lạch: Lạch tả Hồng Ngự (HN) là một đoạn sông cong với chiều dài khoảng 15km, đỉnh cong tại Ấp Thị, xã Thường Lạc; Lạch hữu gọi là lạch phía Long Thuận (LT) cũng là một đoạn sông hơi cong, với bờ lõm thuộc xã Long Thuận, dài khoảng 11,6km.
Sự phân chia lưu lượng về các nhánh thay đổi theo thời gian, gây ra hiện tượng sạt lở, làm thiệt hại lớn về tài sản cũng như t nh mạng của người dân trong khu vực. Theo nghiên cứu của TS. Trần Bá Hoằng, GS.TS. Lương Phương Hậu, PGS.TS. Lê Mạnh Hùng và các cộng sự ta có lưu lượng phân chia qua các thời kì thể hiện ở bảng 4.1.
Bảng 4. 1. Lưu lượng phân chia qua các thời kì[21]
Năm 1993 (%) 1996 (%) 2003 (%) 2008 (%) 2010 (%)
Hồng Ngự 62,54 59,6 48,93 37 32,4
Long Khánh 26,5 30,8 46,68 58 62,6
Diễn biến
các nhánh HN bị xói HN bị xói
Tương đối ổn định LK bị xói LK bị xói
Như vậy, qua các thời kỳ, lưu lượng giữa hai nhánh sông phía Hồng Ngự và Long Thuận bị thay đổi. Điều này cho thấy, khi lưu lượng thay đổi nhánh bên nào chiếm ưu thế, thì nhánh bên đó sẽ bị sạt lở. Nhưng nếu tỷ lệ lưu lượng của các nhánh khá bằng nhau (2003) thì diễn biến khu vực này khá ổn định[21].
Điều này cho thấy rằng, nếu đề xuất các giải pháp mang tính chất làm thay đổi tỷ lệ dòng chảy giữa 2 nhánh (kè hướng dòng, nạo vét) thì cần lựa chọn tỷ lệ lưu lượng các nhánh để tính toán cho phù hợp. Ngoài ra, nếu chấp nhận với tỷ lệ phân lưu hiện tại mà chỉ cần chỉnh trị đưa ra các giải pháp bị động lát mái bờ sông, thì cần thiết phải tính toán dự phòng các trường hợp xói gây sạt lở và thay đổi tỷ lệ sau này.
92
Yêu cầu về chống sạt lở, ổn định và tôn tạo bờ sông
Đây là khu vực thị xã, thị trấn có dân cư tập trung sát hai bên bờ sông, nên giải pháp đưa ra phải giải quyết được vấn đề ổn định bờ sông chống sạt lở ở khu vực này đặc biệt ở khu vực thị trấn Tân Châu, bờ tả lạch Hồng Ngự-Long Khánh, bờ hửu lạch Long Khánh-Long Thuận, hai ph a đầu và cuối cù lao Long Khánh để đảm bảo an toàn về tài sản cũng như t nh mạng của nhân dân.
Yêu cầu về vận tải, giao thông thủy
Sông Tiền khu vực này nằm trên tuyến giao thông thủy quan trọng nối khu vực nghiên cứu với Campuchia, các tỉnh khác của ĐBSCL. Hàng năm có hàng triệu tấn hàng hóa được vận chuyển qua đây, tàu bè qua lại tấp nập nhưng tuyến luồng không ổn định, sông sâu, nước chảy xiết, có nhiều xoáy nguy hiểm dễ gây tai nạn. Vì vậy giải pháp đưa ra cần đảm bảo ổn định tuyến luồng, phân chia lưu lượng nước cát cho các lạch để tàu, bè qua lại.
Yêu cầu về kết cấu
- Phải đảm bảo ổn định trên lớp đất bề mặt của mái dốc bờ, đảm bảo sự bền vững lâu dài về kết cấu và vật liệu.
- Phải tận dụng được vật liệu địa phương, phù hợp với nhân lực và phương tiện thi công, kết cấu phải linh hoạt, dễ biến dạng theo đất của mái dốc và nền, dễ quan sát và kiểm tra, dễ phát hiện sự cố, dễ sửa chữa khi có hư hỏng xảy ra.
- Công trình phải đảm bảo an toàn, giá thành thấp.
- Không gây mâu thuẫn, ảnh hưởng xấu tới các công trình khác như trạm bơm, cửa lấy nước, bến cảng, không gây cản trở tránh lũ, không làm dâng cao đáng kể mực nước lũ thiết kế, không gây mâu thuẫn, ảnh hưởng xấu tới lợi ích của các ngành kinh tế khác, đảm bảo mỹ quan và môi trường sinh thái khu vực.
4.2. CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT CHO KHU VỰC NGHIÊN CỨU 4.2.1. Giải pháp phi công trình 4.2.1. Giải pháp phi công trình
Rõ ràng nếu thực hiện các giải pháp để ổn định cù lao bằng công trình thường rất tốn kém. Nếu xét về tổng thể, vị trí cù lao Long Khánh khá quan trọng
93
đối với nông nghiệp, nhưng chưa phải là nơi tập trung đông đúc dân cư, giá trị kinh tế và đất chưa cao như ở các khu đô thị lớn như (Cao Lãnh, Cần Thơ, Long Xuyên). Mặc dầu vậy, nếu xét về ổn định tổng thể về thế sông của toàn dải sông Cửu Long ở ĐBSCL, thì vai trò và vị trí của cù lao Long Khánh rất quan trọng. Mọi vận chuyển về thế sông (đổi dòng chảy) từ nhánh này sang nhánh khác, hoặc làm thay đổi chế độ vận chuyển bùn cát, phía hạ du của cù lao Long Khánh sẽ thay đổi theo lẽ tự nhiên của động lực sông.
Chính vì vậy khi chưa thể có tài ch nh để đầu tư thì các giải pháp phi công trình, nhằm tránh thiệt hại về người và của, nhưng cũng hạn chế được các ảnh hưởng sạt lở cho vùng là cần thiết.
a) Tuyên truyền, giáo dục, nâng cao nhận thức cho cộng đồng dân cư
Cộng đồng mà cụ thể ở đây là người dân địa phương cần phải được trang bị đầy đủ kiến thức về ứng phó với sạt lở, trước khi có sạt lở thường có xuất hiện các vết nứt bờ, do vậy họ phải được thông báo, và kiểm tra thường xuyên nơi ở, nơi làm ruộng của mình, để phòng tránh.
Để làm được điều đó các phượng tiện truyền thông, thông tin liên lạc, internet, trường học, hội phụ nữ, hội nông dân... tuyên truyền giáo dục để người dân hiểu được những tác hại do sạt lở gây ra để từ đó có ý thức chủ động phòng chống xói lở. Tuyên truyền nhân dân không nên xây dựng nhà cửa lấn chiếm lòng sông, không chất tải lên mép bờ sông, không nên khai thác cát ven sông, không xây dựng các công trình bảo vệ bờ trái phép làm ảnh hưởng đến dòng chảy, bảo vệ tốt thảm thực vật ven sông...
Nghiêm cấm người dân tham gia khai thác cát trộm, để khơi thông dòng chảy, giảm tốc độ dòng chảy làm giảm thiểu nguy cơ gây ra xói lở. Cần có chế độ, ch nh sách thưởng phạt hợp lý để khuyến khích nhân dân tích cực hơn trong phòng chống sạt lở.
b) Quy hoạch, quy định, quản lý tuyến, luồng, vận tốc của tàu thuyền qua lại
94
tuyến cho các khu vực cụ thể để tránh tàu thuyền chạy với tốc độ lớn vượt quá vận tốc cho phép gây ra sóng lớn làm sạt lở bờ.
c) Quy định hành lang an toàn
Theo nghị định số 21/2005 NĐ-CP ngày 01/03/2005 thuộc điều 3 thì phạm vi hành lang bảo vệ luồng là:
Nếu luồng không sát bờ phạm vi hành lang bảo vệ luồng tối đa không quá 25m, tối thiểu không dưới 10m kể từ mép luồng trở ra mỗi phía bờ.
Nếu luồng sát bờ phạm vi hành lang bảo vệ luồng phía sát bờ được tính từ mép bờ tự nhiên trở vào phía bờ tối thiểu không dưới 5m, nếu luồng trong khu vực thành phố, thị xã, thị trấn thì phạm vi hành lang bảo vệ luồng có thể dưới 5m do chủ tịch ủy ban nhân dân cấp tỉnh quyết định.
Vì vậy khi xây dựng cần theo quy hoạch tránh để xảy ra sạt lở gây thiệt hại cho công trình.
d) Nghiên cứu, quan trắc, thông báo diễn biến sạt lở, cảnh báo vùng có nguy
cơ xảy ra sạt lở để di dời dân ra khỏi vùng nguy hiểm
Nghiên cứu, quan trắc, thông báo diễn biến sạt lở, cảnh báo vùng có nguy cơ xảy ra sạt lở cao để có các biện pháp thích hợp phòng tránh, hoặc giảm thiểu thiệt hại. Di dời dân cư, nhà cửa, tài sản ra khỏi vùng sạt lở và vùng có nguy cơ sạt lở để đảm bảo an toàn về tính mạng, tài sản cho người dân. Đồng thời phải xây dựng các khu tái định cư để nhân dân ổn định cuộc sống tại nơi ở mới.
Ưu điểm của giải pháp này là tạo cho người dân có cuộc sống ổn định hơn ở khu vực mới, tránh được những thiệt hại, mất mát khi xảy ra sạt lở. Đồng thời giải phóng cho khu vực hai bên bờ sông được thông thoáng, giảm được sự gia tăng tải trọng trên mép bờ. Ngoài ra còn cung cấp thông tin một cách nhanh chóng về diễn biến sạt lở. Nhưng nhược điểm của nó là cần có kinh phí lớn và còn phụ thuộc vào tập tục văn hóa của người dân từng khu vực. Có thể ứng dụng trong trường hợp cấp bách, cần thiết phải di dời. Đầu tư hệ thống trang thiết bị quan trắc, cảnh báo sớm cũng cần vốn đầu tư lớn, tính khoa học cao nên khó thực hiện. Chỉ có thể áp dụng
95
nếu có nguồn vốn.
Chính quyền địa phương đã triển khai nhiều dự án để đánh giá, khảo sát, dự báo tình hình sạt lở bờ sông trên địa bàn giai đoạn 2010-2020. Huyện Hồng Ngự đã xây dựng cụm, tuyến dân cư ở Long Khánh để bố trí cho nhân dân vùng sạt lở. Tập trung để sớm tìm được nguyên nhân, đưa ra các biện pháp hạn chế sự tàn phá của “thủy thần”, giảm đến mức thấp nhất thiệt hại về tính mạng, tài sản cho nhân dân. Xây dựng tuyến dân cư ấp Long Thạnh A, xã Long Khánh, tuyến dân cư đường tắt Nam Hang xã Long Khánh A với tổng diện t ch hơn 39 ha cho dân vùng sạt lở.
Theo báo Đồng Tháp ngày 04/10/2014, mới đây nhất sau khi đi khảo sát tình hình sạt lở xảy ra vào 03/10/2014 tại ấp Long Thạnh, xã Long Thuận, với chiều dài 45m, ăn sâu vào bờ 15m, làm mất toàn bộ đường ấp Long Thạnh, 4 căn nhà dân phải di dời khẩn cấp, ông Nguyễn Thanh Hùng phó chủ tịch ủy ban nhân dân tỉnh Đồng Tháp yêu cầu địa phương cần di dời khẩn cấp những hộ dân nằm trong vành đai sạt lở. Cụ thể xã Thường Phước 1 di dời 300 hộ có nhu cầu về cụm dân cư khu hành chính huyện, xã Long Thuận có 81 hộ được bố trí vào cụm tuyến dân cư.
4.2.2. Giải pháp công trình
Do khu vực nghiên cứu có lòng sông sâu và rộng, dòng chảy lớn nên các dạng công trình dân gian, đơn giản, bán kiên cố không phù hợp để áp dụng. Đồng thời dựa trên kết quả tính dự báo các vùng có nguy cơ (mặc dầu kết quả này còn thiếu về phía bờ sông Long Thuận và Hồng Ngự), nhưng đã chỉ ra rằng, ở ph a đầu và đuôi cù lao đều có nguy cơ sạt lở cao. Chính vì vậy, các phương án đưa ra để điều chỉnh và ổn định đoạn sông bằng giải pháp công trình có thể tóm tắt như sau:
1- Giữ nguyên tỷ lệ lưu lượng giữa 2 nhánh như hiện nay, bảo vệ các khu vực có nguy cơ sạt lở.
2- Điều chỉnh một phần tỷ lệ lưu lượng giữa 2 nhánh, sau đó kết hợp với các công trình bảo vệ mái bờ sông.
3- Điều chỉnh hoàn toàn tỷ lệ lưu lượng giữa 2 nhánh để đạt trạng thái ổn định. Xuất phát từ 3 quan điểm đó, học viên dự kiến các phương án xây dựng công
96
Phương án 1 : Bảo vệ mái bờ sông ở những nơi có nguy cơ sạt lở cao
Các hạng mục công trình bao gồm:
Kè gia cố để ổn định và bảo vệ ở đầu cù lao L = 3000m.
Kè lát mái gia cố bờ trái nhánh HN-LK với chiều dài L = 2000 m. Kè lát mái gia cố bờ phải nhánh LK-LT với chiều dài L = 2500 m. Kè gia cố, bảo vệ ở đuôi bãi cù lao Long Khánh L = 1000m.