4. Kết quả dự kiến đạt được
2.5. Phõn định ranh giới đờ biển, đờ cửa sụng
2.5.1. Phõn cấp đờ biển và đờ cửa sụng
Đờ biển và đờ cửa sụng được phõn cấp dựa trờn cỏc tiờu chớ sau: a/ Tiờu chớ về dõn số và diện tớch bảo vệ:
Bảng 2.3: Tiờu chớ về dõn số và diện tớch bảo vệ
Diện tớch bảo vệ (ha)
Cấp đờ
Số dõn được đờ bảo vệ (người) Trờn 200.000 Trờn 100.000 đến 200.000 Trờn 50.000 đến 100.000 Từ 10.000 đến 50.000 Dưới 10.000 Trờn 100.000 I I II III III
Trờn 50.000 đến 100.000 II II III III III Trờn 10.000 đến 50.000 III III III III IV
Từ 5.000 đến 10.000 III III III IV V
Dưới 5.000 III IV IV V V
b/ Tiờu chớ về độ ngập sõu trung bỡnh của cỏc khu dõn cư so với mực nước thiết kế đờ (m)
Bảng 2.4: Về độ ngập sõu trung bỡnh của cỏc khu dõn cư Độ ngập sõu trung bỡnh của cỏc khu dõn cư
so với mực nước thiết kế đờ (m) Cấp đờ
Trờn 3m I – II
Trờn 2m đến 3m II – III
Từ 1m đến 2m III – IV
Dưới 1m V
c/ Trong trường hợp cấp đờ được xỏc định theo cỏc tiờu chớ quy định tại Bảng 2.3 khỏc với Bảng 2.4 thỡ cấp đờ xỏc định theo Bảng 2.3; cỏc tiờu chớ quy định tại Bảng 2.4 là căn cứ để xột tăng hoặc giảm cấp đờ.
2.5.2. Phõn cấp đờ bao và đờ chuyờn dựng
Tuỳ theo vị trớ của tuyến đờ để ỏp dụng tiờu chớ phõn cấp của đờ sụng hoặc đờ biển và đờ cửa sụng theo quy định tại Điều 5, Điều 6 và Điều 9 Thụng tư số: 54/2013/TT-BNNPTNT ngày 17 thỏng 12 năm 2013 Hướng dẫn phõn cấp đờ và quy định tải trọng cho phộp đối với xe cơ giới đi trờn đờ.
Điều chỉnh tăng, giảm cấp đờ:
Đờ sau khi đó được xỏc định cấp theo quy định tại Điều 5, Điều 6, Điều 7 Thụng tư 54, cú thể được điều chỉnh tăng hoặc giảm cấp theo cỏc tiờu chớ sau đõy:
- Đờ bảo vệ cỏc thành phố, cỏc khu kinh tế, văn húa, cụng nghiệp, quốc phũng, an ninh quan trọng.
- Đờ bảo vệ cỏc khu vực cú đầu mối giao thụng chớnh, cỏc trục giao thụng chớnh yếu của quốc gia, cỏc đường giao thụng quan trọng.
- Đặc điểm lũ, bóo của từng vựng.
- Phạm vi địa giới hành chớnh được đờ bảo vệ.
2.5.3. Tớnh toỏn mực nước triều tấn suất 5% và bóo cấp 9
Bóo cấp 9 thường lấy tốc độ giú (20,8-24,4)m/s tương ứng (75-88) km/h. Theo kết quả của đề tài KHCN-06-10: “Cơ sở khoa học và cỏc đặc trưng đới bờ phục vụ yờu cầu xõy dựng cụng trỡnh ven bờ” thuộc chương trỡnh nghiờn cứu
biển cấp Nhà nước KHCN.06 và tiờu chuẩn ngành 14TCN130-2002: Chiều cao nước dõng vựng bờ biển từ Cửa ễng tới Cửa Vạn theo số trận bóo xuất hiện
Bảng 2.5: Chiều cao nước dõng
STT Vĩ tuyến Đoạn bờ Chiều cao nước dõng(m)
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 >2,5 1 Bắc 21o
N Phớ Bắc ữ Cửa ễng 50 38 5 6 2 0
2 21oN ữ20oN Cửa ễng ữ Cửa Đỏy 35 38 17 8 3 0
3 21oN ữ19oN Cửa Đỏy ữ Cửa Vạn 41 34 15 9 1 1
Bảng 2.6: Kết quả tớnh chiều nước dõng đoạn bờ biển từ Cửa ễng đến Cửa Đỏy Hnd(TB)
(cm) Cv Cs
Hndp (cm)
1% 2% 5% 10% 20% 50%
78 0.67 0.42 216 197 170 147 118 74
2.5.5. Tớnh toỏn mực nước do triều cường kết hợp nước dõng do bóo
Thực tế cho thấy lũ chớnh vụ thường xảy ra vào thỏng 8 nờn cuối cựng tớnh toỏn mực nước triều lớn nhất thiết kế tại cỏc cửa sụng ứng với tần suất P=5% vào thỏng VIII kết hợp với nước dõng do bóo ứng với tần suất P=20% là 1,18 m. Kết quả tớnh toỏn như sau:
Bảng 2.7: Mực nước triều thiết kế P=5% vào thỏng VIII tại cỏc cửa sụng cú xột tới nước biển dõng với P=20% (cm)
Cửa sụng Cấm Bạch Đỏ Lạch Tray Văn Úc Thỏi Bỡnh Trà Lý Ba Lạt Ninh Cơ Đỏy Htriều 5% 219 221 218 216 212 209 201 192 190 Hnd 20% 118 118 118 118 118 118 118 118 118 Tổng hợp 337 339 336 334 330 327 319 310 308
2.6. Tớnh toỏn cỏc thụng số kỹ thuật theo nội dung yờu cầu của quy hoạch tuyến đờ biển
2.6.1. Thiết kế mặt cắt ngang đờ chớnh 2.6.1.1. Lựa chọn mặt cắt đặc trưng
Cơ bản cỏc tuyến đờ biển hiện nay đang là dạng mỏi nghiờng. Loại mặt cắt này phự hợp với đặc điểm địa hỡnh chế độ động lực biển ở đõy.
- Mỏi đờ: Đờ mỏi nghiờng đắp bằng đất đồng chất cú dạng mặt cắt hỡnh thang. Tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất của nền đờ mà hệ số độ dốc mỏi ở phớa biển từ 3,0 - 5,0 cũn mỏi ở phớa đồng từ 2,0 - 3,0. Tuyến đờ cú điều kiện địa chất kộm, chiều cao đờ lớn và chịu tỏc động mạnh của súng thỡ cú thể bố trớ cơ đờ hạ lưu và cơ giảm súng thượng lưu. [1] ( Tiờu chuẩn thiết kế đờ biển)
- Chiều rộng mặt đờ: Theo Quyết định 58 chiều rộng mặt đờ tối thiểu từ 5,0 m đến 6,0 m. Theo Tiờu chuẩn kỹ thuật 1613-2012: Đối với đờ cấp III chiều rộng mặt đờ B=5m.
- Tường đỉnh đờ phớa biển: Hiện nay phổ biến sử dụng tường đỉnh đờ phớa biển cao hơn mặt đờ khoảng 0,5 – 0,7m. Loại tường này cú tỏc dụng hắt súng giảm súng leo súng tràn vừa đảm bảo cao trỡnh đỉnh đờ thiết kế vừa giảm khối lượng đất đắp đỉnh đờ.
2.6.1.2. Xỏc định cỏc tham số thiết kế mặt cắt đờ 1) Mực nước thiết kế
Tiờu chuẩn kỹ thuật thiết kế đờ biển 1613-2012 cỏc thụng số mực nước và súng thiết kế được tớnh toỏn sẵn cho cỏc điểm đặc trưng dọc bờ biển cỏc tỉnh từ Quảng Ninh đến Quảng Nam với cỏc chu kỳ lặp hoặc tần suất tương ứng tiờu chuẩn an toàn và cấp cụng trỡnh.
Mực nước thiết kế (MNTK) là mực nước tổng hợp bao gồm tổ hợp mực nước triều thiờn văn và cỏc thành phần nước dõng do cỏc yếu tố khỏc tạo ra tương ứng theo tần suất thiết kế.
Theo Tiờu chuẩn kỹ thuật 2012 trờn dải bờ biển cú cỏc điểm được tớnh sẵn mực nước và súng thiết kế phục vụ cho thiết kế cơ sở nờn cú thể sử dụng cho dự ỏn qui hoạch này.
Về mực nước xột với điều kiện biến đổi khớ hậu nước biển dõng cần cộng thờm giỏ trị dự bỏo gia tăng mực nước biển trung bỡnh do ảnh hưởng của nước biển dõng. Theo Tiờu chuẩn kỹ thuật 2012 giỏ trị này bằng tốc độ dõng nước biển trung bỡnh RNBD (m/năm) nhõn với tuổi thọ cụng trỡnh TCT (năm):
∆ZNBD = Tct*RNBD
Tuy nhiờn hiện nay Kịch bản biến đổi khớ hậu nước biển dõng cho Việt Nam do Bộ Tài nguyờn và Mụi trường cụng bố năm 2012 khụng cú giỏ trị tốc độ dõng nước biển trung bỡnh (m/năm) mà dự bỏo mực nước dõng cho một số giai đoạn.
Do đú đề nghị phương phỏp xỏc định như sau:
+ Xỏc định thời gian cuối của tuổi thọ cụng trỡnh (thời điểm xõy dựng + tuổi thọ cụng trỡnh)
+ Tra bảng cỏc bảng 3.4, 3.5, 3.6 của Kịch bản biến đổi khớ hậu nước biển dõng cho Việt Nam do Bộ Tài nguyờn và Mụi trường cụng bố năm 2012 tương ứng kịch bản phỏt thải thấp trung bỡnh cao để xỏc định giỏ trị mực nước biển dõng phự hợp thời điểm cuối của tuổi thọ cụng trỡnh. Với đờ biển từ cấp III trở lờn đề nghị chọn kịch bản phỏt thải cao; chọn thời điểm giới hạn tầm nhỡn của dự ỏn qui hoạch này là năm 2050 và chọn thời điểm xỏc định nước biển dõng với kịch bản phỏt thải cao đến năm 2050 tương ứng khu vực 2 (Hũn Dấu – Đốo Ngang) là khoảng 27cm.
2) Thụng số súng thiết kế
Theo Tiờu chuẩn kỹ thuật thiết kế đờ biển 1613-2012 trong giai đoạn thiết kế cơ sở cú thể sử dụng bảng tra tớnh toỏn sẵn thụng số súng cho từng vị trớ ở Phụ lục B: vị trớ tớnh toỏn súng bắt đầu từ 0 m tớnh từ bờ ra phớa biển.
Trờn dải bờ biển Nam Định cú 4 mặt cắt được tớnh toỏn sẵn cỏc thụng số súng thiết kế bao gồm:
+ MC13: tọa độ: kinh độ 106o
31’ – vĩ độ 20o12’ tương ứng khu vực cồn Lu – huyện Giao Thủy vị trớ 0 bờ cỏch chõn đờ 38km về phớa biển
+ MC14: tọa độ: kinh độ 106o
19’ – vĩ độ 20o08’ tương ứng khu vực Xương Điền xó Hải Lý – huyện Hải Hậu cỏch chõn đờ khoảng 190m về phớa biển
+ MC15: tọa độ: kinh độ 106o
15’ – vĩ độ 20o04’ tương ứng khu vực Đinh Mựi xó Hải Hũa – huyện Hải Hậu nằm ở trong đờ cỏch đờ khoảng 600m về phớa đồng
+ MC16 (tọa độ: kinh độ 106o
12’ – vĩ độ 19o59’ tương ứng khu vực cửa Ninh Cơ xó Nghĩa Phỳc – huyện Nghĩa Hưng cỏch đờ khoảng 1700m về phớa biển)
Phõn tớch cỏc vị trớ trờn cho thấy: Chỉ cú MC14 là khỏ phự hợp và cú thể lựa chọn để tớnh toỏn sơ bộ.
Bảng 2.8: Kết quả xỏc định cỏc thụng số mực nước, súng thiết kế cho từng tuyến đờ
TT Tuyến đờ Km-Km MN TK (m) Nước biển dõng Giỏ trị súng thiết kế Hs (m) Tp (s) Tm01 (s) 1 Giao Thủy K0 ữ K4+881 2,86 0,27 1176 1079 K4+881 ữ K15+132 2,86 0,27 0,68 1176 1079 K15+132 ữ K30 2,86 0,27 2,15 1176 1086 K30 ữK31+161 2,99 0,27 1176 1083 2 Hải Hậu K0 ữ K2 K2 ữ K27+300 2,99 2,99 0,27 0,27 2,15 1176 1176 1083 1086 K27+300ữ K33+180 3,27 0,27 1176 1080 3 Nghĩa Hưng K0 ữ K9+020 3,27 0,27 1176 1080 K9+020 ữ K11+600 3,27 0,27 0,75 1176 1080 K11+600ữ K26+325 3,27 0,27 1176 1080 2.6.1.3. Cao trỡnh đỉnh đờ
Đờ biển Nam Định hiện tại khi lập dự ỏn và thiết kế lấy theo Hướng dẫn thiết kế đờ biển 14TCN130-2002. Cao độ đỉnh đờ của Nam Định đó thi cụng được tớnh theo cụng thức và tiờu chớ chống được bóo cấp 10, mực nước triều tần suất 5%.
Cao trỡnh đỉnh đờ được xỏc định theo cụng thức: (căn cứ 14TCN130-2002) Zđ = Ztp+Hnd+Hsl+a
Trong đú:
Zđ – Cao trỡnh đỉnh đờ thiết kế (m)
Ztp= +2,29m: Mực nước biển tớnh toỏn tương ứng tần suất 5% tại Nam Định Hnd = 1,35m: Chiều cao nước dõng do bóo (m) lấy theo phụ lục C bảng C-3 - Tiờu chuẩn ngành 14TCN 130-2002 với tần suất P = 20%
+Trị số gia tăng độ cao an toàn a với đờ cấp III lấy a = 0.3(m) Hsl - Chiều cao súng leo (m) tớnh theo cụng thức
s s 2 H xL 1 m K K K Hsl w P + = ∆ + K∆ = 0,55 Hệ số nhỏm
+ Kw : Hệ số kinh nghiệm tra theo bảng D-2 phụ thuộc vào tốc độ giú tớnh toỏn và chiều sõu cột nước tớnh toỏn trước chõn đờ.
Với giú bóo cấp 10 cú vận tốc W = 24.4-28.4→ chọn Wtt=28.4m/s.
Chiều sõu cột nước tớnh toỏn trước chõn đờ = Mực nước biển tớnh toỏn – cao độ bói trước chõn đờ
- Kp: Hệ số tớnh đổi tần suất tớch luỹ của chiều cao súng leo (tần suất luỹ tớch chiều cao súng leo lấy 2%). Kp=1.94.
- m: hệ số mỏi dốc m = 4 + Tớnh súng:
Mực nước tớnh toỏn súng với cụng trỡnh cấp III cú tần suất P = 10% tương đương +2,21.
Hs: Chiều cao trung bỡnh của súng trước đờ (m) Ls: Chiều dài súng trước đờ (m)
Tớnh toỏn Hs và Ls theo phương phỏp Bresthneider với vận tốc giú bóo cấp 10: Wtt=28.4m/s và độ sõu nước trước chõn đờ.
Như vậy đối với toàn tuyến đờ biển Nam Định, ngoài cỏc thụng số chung, kết quả tớnh cao trỡnh đỉnh từng đoạn đờ cũn phụ thuộc vào cao trỡnh bói được người thiết kế lựa chọn. Do đú cao trỡnh đỉnh đờ ở cỏc đoạn đờ đó được nõng cấp là khụng tương tự nhau: một số đoạn là +5,5, một số đoạn khỏc như K20+000 đến K26+920 đờ Hải Hậu và đoạn K9+300 – K11+808 đờ Nghĩa Hưng tớnh ra +5,2.
Tiờu chuẩn kỹ thuật 2012 qui định cao trỡnh đỉnh đờ khụng kết hợp cho phộp thoỏt lũ nội đồng được tớnh theo tiờu cụng thức:
Zđ = Ztk + Hlk + a Trong đú:
+ Ztk: Mực nước thiết kế (MNTK) + Hlk: Độ cao lưu khụng
+ a: Độ gia tăng an toàn (a = 04m với đờ cấp III) - Trường hợp khụng cho phộp súng tràn
Hlk = Rsl 2%p
Trong đú: Rsl 2%p: Chiều cao súng leo - Trường hợp cho phộp súng tràn
Hlk = Rcq
Trong đú: Rcp là độ cao lưu khụng của đỉnh đờ trờn MNTK khống chế lưu lượng tràn khụng lớn hơn lưu lượng súng tràn cho phộp [q] (l/s/m)
Bảng 2.9: Lưu lượng tràn cho phộp
Hỡnh thức và chất lượng lớp bảo vệ phớa đồng Lưu lượng tràn cho phộp [q] (l/s/m)
- Khụng được bảo vệ 01
- Trồng cỏ chất lượng tốt đồng nhất 10
- Bằng đỏ lỏt khan cú tầng lọc 20
- Bằng cấu kiện bờtụng lắp ghộp cú tầng lọc 30
* Khu vực cú dõn cư ở và đường giao thụng sỏt ngay sau đờ. Để đảm bảo an toàn cho người phương tiện sau đờ cần lựa chọn giải phỏp khụng cho súng tràn qua đờ hoặc hạn chế lưu lượng tràn cho phộp thấp nhất.
2.6.1.4. Tớnh toỏn cấu kiện gia cố mỏi phớa biển
Phần lớn cỏc kết cấu đờ được xỏc định từ thụng số súng thiết kế như chiều dày lớp gia cố mỏi chống xúi chõn kố ổn định tường đỉnh ổn định tổng thể. Với chiều cao súng tớnh toỏn theo Tiờu chuẩn kỹ thuật 58-2010 đều gần gấp 2 lần chiều cao súng tớnh toỏn từ giú bóo cấp 10 (Hs bóo cấp10 = 118m) trong cỏc dự ỏn nõng cấp.
- Chiều dày của vật liệu bảo vệ mỏi được xỏc định theo cụng thức Pilarczyk (1998) Khi dựng chương trỡnh Cress để tớnh toỏn chiều dày cấu kiện theo cụng thức trờn tại Nam Định cỏc đoạn đờ thi cụng theo Dự ỏn khắc phục khẩn cấp hậu quả thiờn tai nguồn vốn vay ADB, chiều dài 13,7km, cú kớch thước cấu kiện (40x40x40)cm tương đối bảo đảm yờu cầu chống bóo cấp 10 triều 5%. Cỏc đoạn đờ
cũn lại ( trờn 40 Km sử dụng cấu kiện ( 40x40x 28)cm nếu lấy Tiờu chuẩn kỹ thuật 2012 làm cơ sở thỡ cỏc cấu kiện đờ đó nõng cấp khụng đảm bảo yờu cầu.
2.7. Kết luận chương 2
Cỏc yếu tố ảnh hưởng đến quy hoạch đờ điều và phõn cấp đờ trờn cơ sở cỏc nguyờn tắc quy định trong việc lập quy hoạch và phõn cấp đờ; đảm bảo theo đỳng nội nội dung của quy hoạch đờ điều và phõn cấp đờ.
Trong quỏ trỡnh xỏc định quy hoạch tỏc giả đó đề cập cụ thể cỏc vấn đề Ảnh hưởng của biến đổi khớ hậu và nước biển dõng đến quy hoạch tuyến đờ biển; ảnh hưởng của vựng bảo vệ, trong đú đề cập cụ thể cho tuyến đờ biển Nam Định; Phõn định được ranh giới đờ sụng đờ biển từ đú xỏc định phõn cấp tuyến đờ biển, đờ bao, đờ chuyờn dung, đờ tuyến 2. Từ cỏc yếu tố trờn xõy dựng cơ sở tớnh toỏn cỏc thụng số kỹ thuật theo nội dung yờu cầu của quy hoạch tuyến đờ biển bao gồm: Mặt cắt đờ chớnh, cỏc thụng số kỹ thuật tớnh toỏn cho tuyến đờ chớnh, lựa chọn cỏc thụng số phục vụ cho tớnh toỏn cao trỡnh đờ, tớnh toỏn cụ thể cho đờ biển Nam Định, tớnh toỏn kết cấu bảo vệ mỏi. Tuy nhiờn do trỡnh độ và thời gian cũn hạn chế, mọi phõn tớch tớnh toỏn cũn cú nhiều nội dụng chưa đề cập hết. Để đi sõu phõn tớch cần phải tỡm hiểu sõu và rộng hơn.
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN LỰA CHON PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH PHÂN CẤP HỆ THỐNG Đấ BIỂN TỈNH NAM ĐỊNH
3.1. Giới thiệu về vựng nghiờn cứu 3.1.1. Vị trớ địa lý
Nam Định nằm ở phớa Đụng Nam đồng bằng Bắc Bộ trong khoảng 19,9 ữ 20,5 độ vĩ Bắc 105,9 ữ 106,5 độ kinh đụng, tiếp giỏp 3 tỉnh: Hà Nam, Thỏi Bỡnh và Ninh Bỡnh. Tổng diện tớch tự nhiờn khoảng 1678 km2. Phớa Đụng Nam tỉnh Nam Định tiếp giỏp với biển Đụng với dải bờ biển dài 72 km thuộc địa giới hành chớnh của 3 huyện: Hải Hậu, Giao Thuỷ và Nghĩa Hưng. Diện tớch của 3 huyện ven biển hơn 720 km2chiếm xấp xỉ 44% diện tớch tự nhiờn của tỉnh.
Hỡnh 3.1: Vị trớ địa lý tỉnh Nam Định
3.1.2. Đặc điểm địa hỡnh
Tỉnh Nam Định cú tổng diện tớch đất đai tự nhiờn là 1.678km2
(167.800 ha), trong đú cú 105.950 ha là đất nụng nghiệp. Địa hỡnh nhỡn chung bằng phẳng thoải dần từ Bắc xuống Nam và dần ra biển tuy cú xen kẽ một số vựng trũng thấp song cú