Đang tải... (xem toàn văn)
nghiên cứu đề xuất giải pháp ổn định cửa sông và bờ biển khu vực cửa sông Đà rằng, thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên. Dải ven biển Trung Bộ kéo dài trên 1000 km, là nơi tập trung dân cư và nhiều khu kinh tế ven biển quan trọng khác. Trong những năm gần đây, tình hình biến động hình thái dải ven biển tại khu vực trên đang diễn ra theo chiều hướng bất lợi như lũ lớn, cửa sông di động, bồi lắng và xói lở, gây ra những thiệt hại nặng nề.
MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG 1 PHẦN MỞ ĐẦU I. Tính cấp thiết của đề tài 6 1. Giới thiệu chung 6 2. Khái quát về khu vực nghiên cứu 6 II. Mục tiêu và cách tiếp cận 7 1. Mục tiêu 7 2. Cách tiếp cận & phương pháp nghiên cứu 8 III. Kết quả đạt được 8 IV. Nội dung của luận văn 8 Chương I: TỔNG QUAN 9 I.1 Điều kiện tự nhiên 9 I.1.1. Vị trí địa lý 9 I.1.2. Đặc điểm địa hình 9 I.2. Điều kiện địa chất khu vực 2 10 I.2.1. Địa tầng 10 I.2.2. Đặc tính cơ lý của đất 11 I.3 Đặc điểm khí tượng, khí hậu, thủy hải văn 12 I.3.1. Chế độ nhiệt 12 I.3.2. Nắng 13 I.3.3. Chế độ ẩm 13 I.3.4. Bốc hơi 13 I.3.5. Chế độ gió 13 I.3.6. Đặc điểm mưa trên lưu vực 14 I.3.7. Đặc điểm dòng chảy lưu vực sông Ba 15 I.3.8. Đặc điểm sóng biển và thủy triều 16 I.4. Diễn biến bồi lắng, xói lở cửa sông Đà Rằng 17 I.4.1. Hiện trạng khu vực nghiên cứu 3 17 I.4.2. Diễn biến bồi lắng hiện trạng khu vực nghiên cứu 18 I.5. Nhận xét chương I 24 Chương II: NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN CỬA SÔNG ĐÀ RẰNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH CỬA SÔNG VÀ BỜ BIỂN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 25 II.1 Nguyên nhân gây bồi lắng cửa sông Đà rằng 25 II.1.1.Nguyên nhân nội sinh: 25 II.1.2. Nguyên nhân ngoại sinh 26 II.1.3.Mô hình hóa vận chuyển bùn cát 33 II.2 Các giải pháp công trình 39 II.2.1.Giải pháp tổng thể 39 II.2.2.Giải pháp kết cấu 51 II.3. Kết luận chương 2 63 Chương III: TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN CHỌN 4 64 III.1. Xác định mặt cắt đê, kè 64 III.1.1. Cao trình đỉnh kè thiết kế 64 III.1.2. Cao trình đỉnh chân kè thiết kế 68 III.1.3. Thân kè 69 III.1.4. Kết cấu công trình 70 III.2. Tính toán ổn định công trình 71 III.2.1.Tính toán ổn định mái dốc 71 III.2.2. Cơ sở lý thuyết tính toán ứng suất và biến dạng của đất nền 75 III.2.3. Kết qủa tính toán 77 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 PHỤ LỤC 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Địa hình vùng cửa sông Đà Rằng Hình 2: Bản đồ hiện trạng 2011 vùng cửa sông Đà Rằng Hình 1.1: Mặt cắt hố khoan đại diện Hình 1.2: Sơ đồ phân vùng mặt cắt tính toán bồi – xói ven biển cửa sông Đà Rằng Hình 2.1: Sơ đồ phân bố trầm tích, phân bố dòng chảy và hướng vận chuyển bùn cát cửa sông Đà Rằng Hình 2-2: Mô hình tính toán bồi xói khu vực cửa Đà Rằng Hình 2-3: Kết quả tính toán mực nước tại trạm Tuy Hoà Hình 2-4: Diễn biến đường bờ trong trường hợp không có công trình Hình 2-5: Diễn biến đường bờ trong trường hợp có công trình Hình 2-6: Các bộ phận của mỏ hàn Hình 2.7: Sơ đồ bố trí mỏ hàn Hình 2.8: Sơ đồ một số dạng mỏ hàn (mặt bằng) Hình 2-9: Sơ đồ bồi lắng giữa các mỏ hàn trong trường hợp θ = 30 0 ÷ 55 0 Hình 2-10: Sơ đồ bồi lắng giữa các mỏ hàn trường hợp sóng vuông góc với bờ Hình 2.11: Trường dòng chảy và biến động địa hình đáy PA1 Hình 2. 12: Trường dòng chảy và biến động địa hình đáy PA2 Hình 2.13: Trường dòng chảy và biến động địa hình đáy PA3 Hình 2.14: So sánh lưu lượng tại cửa sông của 3 phương án 1,2 và 3 Hình 2.15: Biến động địa hình đáy ngoài cửa sông (MC3) của phương án 1,2 và 3 Hình 2.16: Biến động địa hình đáy tại cửa sông (MC6) của phương án 1,2 và 3 Hình 2.17: Trường dòng chảy và biến động địa hình đáy PA4 Hình 2. 18: Trường dòng chảy và biến động địa hình đáy PA5 Hình 2.19: Trường dòng chảy và biến động địa hình đáy PA6 Hình 2.20: Biến động địa hình đáy ngoài cửa sông (MC3) của phương án 2,4,5,6 Hình 2. 2:. Biến động địa hình đáy tại cửa sông (MC6) của phương án 2,4,5,6 Hình 2.22: Sơ đồ cấu tạo công trình thành đứng dạng trọng lực Hình 2.23: Sơ đồ cấu tạo công trình dạng thành đứng có kết cấu cọc cừ Hình 2-24: Các dạng mặt cắt ngang đê mái nghiêng 6 Hình 2-25: Cắt ngang mỏ hàn đá đổ ở Pháp Hình 2-26: Cắt ngang mỏ hàn nhiều loại vật liệu Hình 2-27: Cắt ngang mỏ hàn có 1 phần sóng tràn Hình 2-28: Cắt ngang mỏ hàn không có sóng tràn Hình 2.29: Sơ đồ vai và tường đỉnh Hình 2.30: Các dạng lăng thể chân mái dốc Hình 2.31: Các khối bê tông dị thường Hình 2.32: Khối Tetrapod Hình 2.33: Khối Dolos Hình 2.34: Mỏ hàn túi địa kỹ thuật Hình 3.1: Bản đồ bố trí công trình Hình 3.2: Mặt cắt ngang kè biển Hình 3.3: Sơ họa mặt bằng và cắt dọc kè mỏ hàn Hình 3.4: Mặt cắt ngang kè mỏ hàn 7 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các chỉ tiêu cơ lý của đất khu vực nghiên cứu Bảng 1.2: Phân phối dòng chảy theo tháng dạng bình quân Bảng 1.3: Tần suất lưu lượng đỉnh lũ tại các trạm thủy văn lưu vực sông Ba Bảng 1.4: Lượng bồi xói khu vực ven biển cửa sông Đà Rằng từ 08/2002 - 08/2003 Bảng 1.5: Lượng bồi xói khu vực ven biển cửa sông Đà Rằng (08/2003 - 6/2004) Bảng 1.6: Lượng bồi xói khu vực ven biển cửa sông Đà Rằng (08/2003 - 7/2008) Bảng 2.1: Số cơn bão và tần suất ảnh hưởng đến dải ven biển Việt Nam từ 1961 - 2006 Bảng 2.2: Đường kính trung bình cấp hạt (d 50 ) và độ chọn lọc (S o ) của trầm tích vùng ven biển cửa sông Đà Rằng Bảng 2.3: Độ đục trung bình tháng, năm nhiều năm tại trạm Củng Sơn Bảng 2.4: Lưu lượng đỉnh lũ Q max (m 3 /s) và lưu lượng bùn cát lớn nhất R max (kg/s) tại trạm Thủy văn Củng Sơn từ 1981 đến 2000 Bảng 2.5: Kết quả tính toán vận chuyển bùn cát dọc bờ Bảng 2.6: Kết quả tính toán vận chuyển bùn cát qua cửa theo hướng ngang bờ Bảng 2.7: Kết quả tính toán bồi xói trung bình trong một năm khu vực cửa Đà Rằng Bảng 2.8: Các phương án đập ngăn bùn cát Bảng 2.9: Tổng lượng bùn cát theo các PA1 và PA2 Bảng 3.1: Tần suất đảm bảo mực nước triều tính toán thiết kế Bảng 3.2: Độ cao sóng bình quân (m) theo các tháng và mùa trong năm tại trạm Tuy Hòa, Phú Yên Bảng 3.3: Mực nước triều tại trạm Phú Lâm 8 PHẦN MỞ ĐẦU I.Tính cấp thiết của đề tài 1. Giới thiệu chung: Dải ven biển Trung Bộ kéo dài trên 1000 km, là nơi tập trung dân cư và nhiều khu kinh tế ven biển quan trọng khác. Trong những năm gần đây, tình hình biến động hình thái dải ven biển tại khu vực trên đang diễn ra theo chiều hướng bất lợi như lũ lớn, cửa sông di động, bồi lắng và xói lở, gây ra những thiệt hại nặng nề. Đặc biệt vào mùa cạn, các cửa sông bị bồi lấp làm ách tắc giao thông thủy, ngăn trở tàu thuyền ra vào, gây ảnh hưởng không tốt tới các hoạt động đánh bắt hải sản. Ngoài ra, sự bồi lấp cửa sông còn hạn chế dòng chảy vào mùa lũ, tăng cường lũ lụt làm gián đoạn các hoạt động kinh tế, thiệt hại mùa màng, nuôi trồng thủy sản, đánh bắt cá. Tại những khu vực bị xói lở, dân cư phải di dời đến nơi khác để sinh sống. Khu vực cửa sông là nơi chịu ảnh hưởng đồng thời của các yếu tố động lực và thuỷ thạch động lực biển và sông nên biến động mạnh mẽ nhất. Các yếu tố động lực và thuỷ thạch động lực có ảnh hưởng quyết định tới hình thái vùng cửa sông là dòng chảy và lượng bùn cát từ thượng nguồn sông cũng như sóng, dòng ven, dòng triều từ biển vào. Các quá trình động lực biển như sóng, dòng ven và dòng triều sẽ gây ra quá trình vận chuyển bùn cát dọc bờ và ngang bờ, cũng như nạo vét lòng sông. Do đó, việc nghiên cứu đề xuất giải pháp ổn định cửa sông và bờ biển khu vực cửa sông Đà rằng, thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với đời sống người dân trong khu vực này. 2. Khái quát về khu vực nghiên cứu: Phú Yên là tỉnh duyên hải Nam Trung bộ, nằm giữa 12 o 42’36” đến 13 o 41’28” vĩ độ Bắc và từ 108 o 40’40” đến 109 o 27’47” kinh độ Đông. Phía bắc giáp tỉnh Bình Định, nam giáp tỉnh Khánh Hoà, tây giáp tỉnh Đắc Lắc & Gia Lai, đông giáp Biển Đông. Diện tích tự nhiên: 5.045km2. Địa hình ở đây thấp dần từ tây sang đông với 3 dạng địa hình chính là núi, trung du, đồng bằng và vùng ven biển. Cửa sông Đà Rằng nằm trên địa phận thị xã Tuy Hòa – tỉnh Phú Yên và là cửa sông chính của hệ thống sông Ba – một trong những hệ thống sông lớn nhất vùng Nam Trung bộ với diện tích lưu vực là 13.900 km 2 . Dòng chính sông Ba dài khoảng 380 km, được bắt nguồn từ đỉnh núi Ngọc Rô cao 1240 m và chảy qua 4 tỉnh Gia Rai, Đắc Lắc, Kon Tum và Phú Yên. Ở phần thượng nguồn, lòng sông hẹp, nhưng bắt đầu từ trạm thủy văn Củng Sơn – cách cửa sông Đà Rằng khoảng 40 km, lòng sông được mở rộng và được gọi bằng cái tên địa phương là sông Đà Rằng. Lòng sông Đà Rằng hàng năm luôn bị biến động (bồi - xói) và tồn tại nhiều bãi bồi giữa sông. Đặc biệt, địa hình vùng cửa sông ven biển luôn bị biến động sau mỗi mùa bão lũ, gây ảnh hưởng lớn đến giao thông thủy, thoát lũ và phát triển kinh tế. So sánh hai bản đồ địa hình vùng cửa sông Đà Rằng năm 1997 và năm 2008 (hình 1), có thể thấy khu vực cửa sông được 9 mở rộng, nhưng bãi phía trước cửa sông trở nên nông hơn, cửa sông ngày càng thu hẹp lại. a) Năm 1997 b) Năm 2008 Hình 1: Địa hình vùng cửa sông Đà Rằng Đến năm 2011 địa hình khu vực nghiên cứu đã có những thay đổi nhất định so với các năm trước đó (hình 2). Do vậy cần phải được nghiên cứu về sự thay đổi phức tạp của lòng sông với các nguyên nhân xói lở, bồi lắng và đưa ra hướng xử lý phù hợp. Hình 2: Bản đồ hiện trạng 2011 vùng cửa sông Đà Rằng II. Mục tiêu và cách tiếp cận: 1. Mục tiêu: - Xác định được thực trạng bồi lắng và các nghuyên nhân gây nên bồi lấp khu vực cửa Đà rằng - Đề ra được giải pháp chống bồi lấp cửa ra của sông Đà Rằng hợp lý có 10 [...]... chính Chương I: TỔNG QUAN Chương II: NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN CỬA SÔNG ĐÀ RẰNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH CỬA SÔNG VÀ BỜ BIỂN KHU VỰC NGHIÊN CỨU Chương III: TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN CHỌN 11 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I.1 Điều kiện tự nhiên: I.1.1 Vị trí địa lý Lưu vực sông Ba là một trong nhữn g lưu vực lớn nhấ t khu vực miền Trung, với tổng diện tích lưu vực là 13.90 0 km 2 , đây cũn g là lưu vực lớn nhưn g nằ... của khu vực này nhằm đưa ra được các giải pháp công trình và phi công trình hữu hiệu và đem lại sự ổn định luồng tàu vào cảng, phục vụ cho việc 26 phát triển giao thông thủy và đánh bắt thủy, hải sản - một trong những nguồn thu nhập chính của tỉnh Phú Yên 27 CHƯƠNG II NGUYÊN NHÂN SẠT LỞ, BỒI LẮNG CỬA SÔNG ĐÀ RẰNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHO KHU VỰC NGHIÊN CỨU II.1 Nguyên nhân gây sạt lở, bồi lắng cửa sông. .. thi - Đề xuất kết cấu cho các giải pháp trên 2 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: Cách tiếp cận: Tổng hợp, kế thừa các kết quả nghiên cứu từ trước đến nay trong các lĩnh vực cửa sông ven biển; toàn diện, khu vực nghiên cứu không thể tách rời lưu vực sông Ba; dựa trên quan điểm phát triển bền vững Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp tổng hợp, đánh giá, thống kê số liệu, tài liệu nghiên cứu thu... đường đẳng sâu -15 m - Vùng 2: là khu vực bờ trái cửa sông Đà Rằng được tính từ đường bờ ra đến đường đẳng sâu -15 m Hình 1.2: Sơ đồ phân vùng mặt cắt tính toán bồi – xói ven biển cửa sông Đà Rằng - Vùng 3: là khu vực bờ phải cửa sông Đà Rằng được tính từ đường bờ ra đến đường đẳng sâu -15m 22 - Vùng 4: là vùng trong sông Đà Rằng từ cửa Đà Rằng về ngã ba sông Đà Rằng và sông Chùa 1.Tình hình bồi, xói... hình đáy ven bờ biển và biến động luồng tàu vào cửa Đà Rằng theo các đợt khảo sát - Dựa theo đặc điểm hình thái luồng lạch vùng cũng như để thuận lợi cho việc so sánh, đánh giá sự biến đổi luồng tàu vào cửa Đà Rằng và quá trình bồi, xói địa hình đáy ven bờ biển Đà Rằng, khu vực nghiên cứu được chia thành ba vùng khác nhau (hình 1.2) - Vùng 1: là luồng cửa sông Đà Rằng được tính từ cửa sông ra đến đường... khu vực nghiên cứu: Bờ biển thuộc tỉnh Phú Yên dài khoảng 80 km hiện nay đang bị sạt lở khá mạnh Toàn tỉnh có 4 huyện ven biển trong đó có 12 xã đang trong tình trạng bị sạt lở khá trầm trọng Bờ biển tỉnh Phú Yên kéo dài theo hướng Bắc - Nam, thẳng với hướng sóng gió Vật chất cấu tạo bờ chủ yếu là cát, riêng khu vực Vũng Chao bờ được cấu bằng cuội, sỏi; khu vực vũng Xuân Đài - Xuân Thọ - Thị trấn Sông. .. địa chất và thành phần đất đá xác định bị xói lở hay bồi tụ là do một trong ba nhóm nguyên nhân: Ngoại sinh, nội sinh và nhân sinh, hoặc tổ hợp của 2 hoặc cả 3 nguyên nhân đó Trên cơ sở phân tích hiện trạng và các tác nhân gây xói lở - bồi tụ bờ biển cửa sông Đà Rằng và lân cận, chúng tôi có thể rút ra một số nhận xét về nguyên nhân xói lở - bồi tụ bờ biển và bồi lấp cửa sông khu vực nghiên cứu như... vực có tọa độ địa lý lý từ 12 035' đến 14 0 38' vĩ độ bắc và từ 108 000' đến 109 055' kinh độ đôn g Phía bắc giáp lưu vực sông Trà Khúc, phía tây và na m giáp lưu vực sông Cái (Nha Trang) và sôn g Srepk, phía đôn g giáp lưu vực sông Kone, sông Kỳ Lộ và biển Đông Diện tích lưu vực sông Ba thuộc phâ n giới ba tỉnh Gia Lai, Đăk Lăk và Phú Yên với tổng diện tích đất nông nghiệ p trên 350 ngà n ha và tổng... Thọ - Thị trấn Sông Cầu bờ được cấu tạo bằng đất pha sét Toàn tỉnh có 16 đoạn bị sạt lở với tổng chiều dài bị sạt lở là 20,75 km Như vậy tính trung bình khoảng 3,8 km bờ biển lại có một đoạn bị sạt lở và tổng chiều dài các đoạn bị sạt lở chiếm 26% tổng chiều dài bờ biển của tỉnh Đối với khu vực bờ biền khu vực thành phố Tuy Hòa năm 2000 sạt lở 1.2km tại xã An Phú, những khu vực khác bị sạt lở mạnh... 0,5m - 0,6m Khu vực phía bắc vùng nghiên cứu, do ảnh hưởng của một số đảo ngoài khơi, độ cao sóng vào bờ giảm rõ rệt, sự phân bố trường sóng 19 trong các vùng còn lại ít thay đổi I.4 Diễn biến bồi lắng, xói lở cửa sông Đà Rằng: Đà Rằng là cửa sông chính của hệ thống sông Ba thuộc thành phố Tuy Hoà, tỉnh Phú Yên và là một trong những hệ thống sông lớn nhất vùng Nam Trung bộ với diện tích lưu vực là 13.900 . thấp nhỏ xen kẽ thỉnh thoảng có nơi tương đối bằng phẳng và khá rộng có khả năng phát triển cây mau và cây công nghiệp ngắn ngày đặc biệt là đồng cỏ chăn thả. 5. Vùng đồng bằng Tập trung ở hạ