ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  VÕ VĂN TIẾN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ SÔNG VỆ ĐOẠN QUA XÃ ĐỨC NHUẬN, HUYỆN MỘ ĐỨC, TỈNH QUẢNG NGÃI Chun ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Thủy Mã số: 60.58.02.02 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY Đà Nẵng – Năm 2017 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  Người hướng dẫn khoa học: GS.TS NGUYỄN THẾ HÙNG Phản biện 1: TS Tô Thúy Nga Phản biện 2: TS Nguyễn Văn Hướng Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật xây dựng công trình thủy họp trường Đại học Bách Khoa vào ngày 15/7/2017 Có thể tìm hiểu Luận văn : - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà nẵng trường Đại học Bách khoa - Thư viện khoa Xây dựng Thủy lợi – Thủy điện Đà Nẵng – 2017 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Tỉnh Quảng Ngãi có diện tích 5.137,6km², dân số 1.217.159 người, có mạng lưới sông ngòi tương đối phong phú phân bố khắp lãnh thổ.Phần lớn sông ngòi bắt nguồn từ dãy Trường Sơn đổ biển Đông với đặt điểm chung có độ dốc lớn Sông Vệ sông lớn thứ hai tỉnh Quảng Ngãi Sông Vệ bắc nguồn từ rừng núi huyện Ba Tơ Sông chảy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc huyện Ngĩa Hành, Tư Nghĩa, Mộ Đức đổ biển Đông cửa Cổ Lũy Đức Lợi Trong năm gần đây, chịu ảnh hưởng biến đổi khí hậu toàn cầu, lượng mưa phân bổ vốn không đồng ngày trở nên cực đoan Lượng mưa tập trung vào tháng mùa mưa lũ chiếm 2/3 tổng lượng mưa năm nên mùa lũ nước từ thượng nguồn đổ lớn, kết hợp triều dâng làm ngập sâu, xói lở bờ nhiều đoạn sông nghiêm trọng Với tình hình trên, việc nghiên cứu đánh giá thực trạng, tìm nguyên nhân xác lập sở khoa học để đánh giá khả sạt lở bờ sông từ đó đề biện pháp chỉnh trị đoạn sông Vệ, tỉnh Quảng Ngãi vô cùng cấp thiết Do đó, đề tài “Nghiên cứu giải pháp chỉnh trị Sông Vệ đoạn qua xã Đức Nhuận, huyện Mộ Đức, tỉnh Quảng” cần thiết Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu đánh giá ổn định bờ sông Vệ, tỉnh Quảng Ngãi, đoạn qua xã Đức Nhuận, huyện Mộ Đức - Đề xuất biện pháp bảo vệ cho bờ sông Vệ, tỉnh Quảng Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Vấn đề ổn định bờ sông Vệ, tỉnh Quảng Ngãi - Phạm vi nghiên cứu: Bờ sông Vệ, tỉnh Quảng Ngãi, đoạn qua xã Đức Nhuận, huyện Mộ Đức (đoạn từ trạm An chỉ đến cầu Sông Vệ) Phương pháp nghiên cứu a Phương pháp thu thập thông tin - Điều tra, thống kê tổng hợp tài liệu nghiên cứu nước có liên quan đến đề tài; - Các số liệu thiết kế cơng trình (hồ sơ khảo sát địa hình, địa chất, địa chất thủy văn, thiết kế kỹ thuật cơng trình…); - Nghiên cứu tổng quan sở lý thuyết công nghệ, biện pháp xử lý b Phương pháp nghiên cứu mô hình tính tốn - Lựa chọn phần mềm tính tốn; - Chọn đoạn sông cụ thể để áp dụng mô hình tốn Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ứng dụng thành tựu khoa học, tin học, tiến kỹ thuật kinh nghiệm thực tế để đánh giá ổn định bờ sơng - Định hướng xói lở, bồi lắng biến đổi dòng chảy để đưa phương án chỉnh trị nhằm hạn chế thiệt hại dòng chảy gây Phục vụ cơng tác phòng chống lũ, chỉnh trị bờ sơng, lòng sơng nhằm phát triển kinh tế xã hội sống dân cư ven bờ sông Vệ đoạn từ trạm An Chỉ đến cầu Sông Vệ Cấu trúc luận văn :luận văn phần mở đầu, kết luận kiến nghị, gồm có chương sau: Chương 1: Tổng quan đoạn sông nghiên cứu Chương 2: Nghiên cứu chế độ thủy lực diễn biến sông Vệ, tỉnh Quảng Ngãi (đoạn từ trạm An chỉ đến cầu Sông Vệ) Chương 3: Áp dụng phần mềm River2D tính toán trường phân bố vận tốc bờ sông Vệ, tỉnh Quảng Ngãi (đoạn từ trạm An chỉ đến cầu Sông Vệ) Chương 4: Đề xuất giải pháp chỉnh trị bảo vệ bờ sông Vệ, tỉnh Quảng Ngãi (đoạn sông cong từ thôn An Long xã Đức Hiệp đến Thôn xã Đức Nhuận thuộc đoạn sông nghiên cứu - trạm An chỉ đến cầu Sông Vệ) CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU 1.1 GIỚI THIỆU ĐOẠN SƠNG NGHIÊN CỨU 1.1.1 Vị trí địa lý Khu vực nghiên cứu: Bờ sông Vệ, tỉnh Quảng Ngãi, đoạn qua xã Đức Nhuận, huyện Mộ Đức Đoạn từ trạm An chỉ đến cầu Sông Vệ Lưu vực sông Vệ nằm ở phạm vi từ 14°53,7’ đến 15°01,2’ vĩ độ Bắc từ 108°47,3’ đến 108°54,8’ kinh độ Đơng Hình 1.1: Sơ đồ lưu vực sơng Vệ Sông Vệ bắc nguồn từ rừng núi huyện Ba Tơ Sông chảy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc huyện Ngĩa Hành, Tư Nghĩa, Mộ Đức đổ biển Đông cửa Cổ Lũy Đức Lợi Sông dài khoảng 90km với diện tích lưu vực 1.260km2 Đặc điểm sông tỉnh Quảng Ngãi nói chung với sơng Vệ nói riêng là: bắt nguồn từ dãy Trường Sơn đổ biển Đông với đặt điểm chung có độ dốc lớn, chịu ảnh hưởng thủy triều 1.1.2 Đặc điểm địa hình Từ trạm An Chỉ đến cuối thôn An Tĩnh, tổng chiều dài L = 13.355,0m, độ dốc lòng sông i = 0,045%; 1.2 TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ - XÃ HỘI VÙNG NGHIÊN CỨU 1.2.1 Tình hình dân sinh Khu vực ở đoạn sông nghiên cứu thuộc xã Đức Nhuận (huyện Mộ Đức), Theo số liệu điều tra thống kê có 30.898,0 người với 6.475,0 hộ Trong khu hưởng lợi có tổng số dân 23.893,0 người với 4.762,0 hộ.Hầu hết nhân dân sống chủ yếu nông nghiệp chiếm 80% dân số, còn lại nghề biển nghành nghề khác chiếm khoảng 20% 1.2.2 Tình hình phát triển kinh tế Kinh tế vùng tiếp tục trì mức tăng trưởng qua năm cao thời kỳ trước đó Nhiều chỉ tiêu kinh tế đạt vượt mục tiêu đề Các khu dân cư thuộc vùng nghiên cứu đa phần hình thành phát triển lâu đời nên đời sống văn hóa, xã hội tương đối phát triển 1.3 HIỆN TRẠNG CÁC CÔNG TRÌNH CHỈNH TRỊ SƠNG VỆ - Trước giải phóng 30-04-1975, điều kiện chiến tranh nên công tác quy hoạch không tiến hành vùng - Năm 2007 Trung tâm thủy văn ứng dụng kỹ thật môi trường – Đại học Thủy lợi nghiên cứu dự án đê kè chống sạt lở sông Vệ - Năm 2010 Tỉnh Quảng Ngãi triển khai dự án đê kè chống sói lở sông Vệ - Năm 2016 Tỉnh Quảng Ngãi triển khai dự án quy hoạch phòng, chống lũ chỉnh trị sông Vệ ( Đoạn từ xã Hành Tín Tây đến Cửa Lở) đến năm 2025, định hướng đến năm 2030 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Xuất phát từ yêu cầu chỉnh trị đoạn sông Vệ, tỉnh Quảng Ngãi (đoạn từ trạm An chỉ đến cầu Sông Vệ) đề tài nghiên cứu nội dung sau: 1- Đặc điểm tự nhiên lưu vực sơng Vệ đoạn sơng nghiên cứu 2- Phân tích diễn biến, đánh giá thực trạng xác định nguyên nhân bất ổn định đoạn sông nghiên cứu: 3- Xác lập sở khoa học chất ổn định lòng dẫn đoạn sơng nghiên cứu: 4- Đề xuất giải pháp ổn định lòng dẫn đoạn sơng nghiên cứu: CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY LỰC VÀ DIỄN BIẾN SÔNG VỆ (ĐOẠN TỪ TRẠM AN CHỈ ĐẾN CẦU SÔNG VỆ THÔN 2, XÃ ĐỨC NHUẬN) 2.1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU 2.1.1 Đặc điểm địa chất lòng sơng, bãi sơng Lớp 2a: Á cát nặng hạt bụi, màu xám nâu, bồi tích thềm Ở điều kiện thiên nhiên đất ít ẩm, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa, thấm trung bình Lớp phân bố mặt, gặp ở cuối đoạn tuyến, dày tới 5,00m Lớp 2b: Á sét nặng - sét nhẹ, màu nâu vàng, bồi tích thềm Ở điều kiện tự nhiên, đất ẩm vừa, trạng thái cứng, kết cấu chặt, thấm yếu Lớp phân bố mặt, gặp ở đầu đoạn tuyến, dày không xác định, tới 5,00m 2.1.2 Đặc điểm khí tượng - thủy văn - hệ thống sơng ngòi a Hệ thống sơng ngòi Sông Vệ có diện tích lưu vực 1.260km2 Độ cao trung bình lưu vực khoảng 170m, mật độ lưới sơng 0.79km/km2 b Mạng lưới trạm quan trắc thủ c y văn Hình 2.1: Mạng lưới trạm thủy văn 2.1.3 Đặc điểm khí hậu Lưu vực Sơng Vệ nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm có mùa rõ rệt mùa khô mùa mưa * Mùa khô thường kéo dài từ tháng đến tháng Lượng mưa ít nắng nóng kéo dài nên thường gây hạn hán Đặc biệt vụ Hè Thu sông suối bị cạn kiệt Độ ẩm thời đoạn thường thấp, nhiệt độ cao, tiết trời oi nồng * Mùa mưa từ tháng đến tháng năm sau, lượng mưa chủ yếu tập trung vào tháng (9, 10,11), thường tháng xuất trận bão Độ ẩm thời đoạn thường cao, nhiệt độ thấp, tiết trời mát lạnh Các đặc trưng khí tượng vùng: a Lượng mưa năm, mưa ngày lớn nhất: Bảng 2.1 Kết phân tích thống kê lượng mưa năm trạm Tên P% 25 50 75 Xo Cv Cs trạm Ba 4054,1 3351,0 2815,3 3535,1 0,28 1,16 Tơ Xp(mm) An 2867,5 2392,9 1981,9 2461,5 0,27 0,62 Chỉ - Kết phân tích thống kê tháng  12 năm ngày lớn trạm theo bảng sau: Bảng 2.2: Kết phân tích thống kê tháng  12 năm ngày lớn trạm Tên P% 10 XmaxTB Cv Cs trạm Ba Tơ Xpmax 822,9 729,0 603,6 507,0 300,6 0,52 1,5 An Chỉ (m) 658,6 569,4 453,8 367,8 207,8 0,5 1,99 b Nhiệt độ (T 0C), độ ẩm (W%), khả bốc khơng khí (Zp) * Nhiệt độ: Nhìn chung vùng Quảng Ngãi có nhiệt độ thay đổi theo độ cao theo mùa Vùng đồng ven biển có nhiệt độ trung bình năm (25,5÷26,5)oC, vùng núi cao 500m có nhiệt độ trung bình năm (23,5÷25,5)oC, vùng núi cao 500m có nhiệt độ trung bình năm (21,0÷23,5)oC * Độ ẩm: tương đối cao vào mùa đông thấp vào mùa hạ Độ ẩm cực đại thường xảy vào tháng XI XII, độ ẩm thấp xảy tháng VII, VIII Độ ẩm trung bình nhiều năm : U = 85,3% Độ ẩm thấp : Umin = 34,0% * Khả bốc khơng khí Zp: Lượng bốc mặt nước trung bình hàng năm : Zpa = 1.256mm Lượng bốc lưu vực trung bình hàng năm : Zlv = 1.000mm Bốc tăng thêm : Ztt = 256mm * Tốc độ lớn hướng gió thịnh hành: - Quảng Ngãi nằm khu vực nhiệt đới gió mùa nên hàng năm phân biệt hai mùa gió chính gió mùa mùa hạ gió mùa mùa đông - Hướng gió thay đổi thường xuyên theo mùa Tại Quảng Ngãi từ tháng IX đến tháng III năm sau hướng gió chủ yếu Bắc đến Tây Bắc, từ tháng IV đến tháng VIII Đông đến Đông Nam 2.2 PHÂN TÍCH CHẾ ĐỘ THỦY LỰC ĐOẠN SƠNG NGHIÊN CỨU 2.2.1 Dòng chảy chuẩn Theo kết đề tài Nghiên cứu tổng hợp đặc điểm khí hậu, thuỷ văn Quảng Ngãi Các tham số thống kê dòng chảy năm trạm An Chỉ sông Vệ sau: Bảng 2.3: Các tham số thống kê dòng chảy năm trạm An Chỉ sơng Vệ Trạm Qtb (m3/s) Cv Cs An Chỉ 65,8 0,42 2.2.2 Chế độ dòng chảy năm * Dòng chảy năm theo tần suất Bảng 2.4: Dòng chảy năm theo tần suất P% 25 50 75 Qp(m /s) 81,4 61,6 45,6 0,94 90 34,1 2.2.3 Dòng chảy mùa lũ Kết quan trắc trạm An Chỉ cho thấy: - Số trận lũ xuất tháng chiếm 3% - Số trận lũ xuất tháng 10 chiếm 39% - Số trận lũ xuất tháng 11 chiếm 45% - Số trận lũ xuất tháng 12 chiếm 13% Lưu vực sơng Vệ hàng năm thường xuất từ (3 ÷ 4) trận lũ 2.2.4 Dòng chảy mùa cạn Dòng chảy mùa cạn chủ yếu lượng nước ngầm lưu vực nước mưa mùa cạn cung cấp Với đặc trưng phân bố mưa, dòng chảy mùa cạn sông Vệ xác định từ tháng I đến cuối tháng VIII hàng năm Theo kết thống kê trạm An Chỉ, dòng chảy trung bình tháng lớn mùa cạn tháng I kiệt mùa cạn tháng VII Tại trạm An Chỉ: QminTB = 5,25m3/s; Cv = 0,9; Cs = 0,95 2.2.5 Dòng chảy bùn cát Kết quan trắc, tính toán phân phối hàm lượng chất lơ lửng trạm An Chỉ - Sông Vệ : - Hàm lượng chất lơ lửng trung bình: 158,0g/m3 - Hàm lượng chất lơ lửng lớn nhất: 2.120,0g/m3 - Hàm lượng chất lơ lửng nhỏ nhất: 6,8g/m3 2.2.6 Đặt trưng thủy triều Trung tâm khí tượng thuỷ văn Nam Trung Bộ sử dụng tài liệu từ kết quan trắc trạm Sơn Trà (Đà Nẵng) tính chuyển Cửa Lở Sông Vệ kết sau Kết điều tra cửa Lở: + Mực nước triều cao : + 0,70 m + Mực nước triều thấp : - 1,00 m 2.3 TÍNH TỐN LƯU LƯỢNG TẠO LỊNG 2.3.1 Lưu lượng tạo lòng Xác định QTL theo cường độ thời gian trì cường độ, phương pháp Makavếp: Lưu lượng ứng với (PJQm)max 10 2449,7 2176 1902,2 - 2177 2,247 2.313,38 2,25 27.059.177 - 1903,25 10 2,809 2.039,63 2,25 26.292.578 - 1629,5 10 2,809 1.765,88 2,25 19.708.448 2,25 28.143.165 2,25 30.022.334 2,25 34.401.805 2,25 36.410.421 397,13 2,25 30.002.226 129,88 2,25 3.795.191 1628,5 - 1355,75 10 20 5,618 10 1354,7 - 1082 12 32 8,989 11 1081 - 808,25 29 61 12 807,25 - 534,5 67 128 13 533,5 - 260,75 173 301 14 259,75 64 365 17,13 35,95 84,55 100,0 00 1.492,13 1.218,38 944,63 670,88 Hình 2.2: Đường quan hệ PiJiQim ~ Qi 2.3.2 Mực nước ứng với lượng tạo lòng 11 Hình 2.3: Đường quan hệ (Q~H) trạm An Chỉ Dựa vào đường quan hệ hệ (Q ~ H) đoạn sông ứng với lưu lượng tạo lòng QTL= 670,88(m3/s) Tra đường quan hệ (Q ~ H) ta có mực nước An Chỉ H1 = 6,24 (m), kết cho thấy mực nước ứng với lưu lượng tương ứng với cao độ bãi già đoạn sông cầu Sông Vệ H=3,98m Mặt khác chiều dài đoạn sông từ trạm thủy văn An chỉ đến cầu Sơng Vệ L=10.043m Độ dốc mực nước trung bình đoạn sông Is=2,25.10-4 Nên ta tính mực nước Cầu Sông Vệ: H2=H1-Is*L=6,24-(10043*2,25*10-4) = 3,98m * Các chỉ tiêu trung bình khác đoạn sơng nghiêng cứu: - Tốc độ gió : vgió = 10 m/s - Đà gió D= km - Hệ số nhám n= 0,0273 - Lưu tốc mùa lũ lớn vmax = 3,39 m/s - Lưu lượng tạo lòng trạm An Chỉ: QTạo lòng = 670,88m3/s - Mực nước ứng với lưu lượng tạo lòng cầu Sông Vệ: H = 3,98m CHƯƠNG ÁP DỤNG CHƯƠNG TRÌNH RIVER2D TÍNH TỐN ĐOẠN SƠNG TỪ TRẠM AN CHỈ ĐẾN CẦU SÔNG VỆ 3.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH RIVER2D 3.1.1 Giới thiệu River2D chương trình giải mơ hình thủy động lực học chiều ngang theo phương pháp phần tử hữu hạn, phát triển bởi đại học Alberta Canada Là chương trình có hỗ trợ đồ họa mạnh, với khả chia lưới tự động với tốc độ cao Mơ hình quan tâm phân tích dòng ổn định dòng khơng ổn định 3.1.2 Các modul phần mềm River2D a Module River2D_bed 12 b Module River2D_mesh c Module River2D 3.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH RIVER2D 3.2.1 Phương trình chủ đạo 3.2.2 Phương pháp giải số 3.2.3 Sai số q trình rời rạc hóa chương trình 3.2.4 Phương pháp giải tốn theo thời gian 3.2.5 Khả ứng dụng RIVER 2D 3.3 ÁP DỤNG MƠ HÌNH RIVER2D TÍNH TỐN TRƯỜNG PHÂN BỐ VẬN TỐC ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU 3.3.1 Dữ liệu đầu vào - Đường biên đặc trưng - Lưới phần tử hữu hạn - Điều kiện biên • Lưu lượng thượng lưu Lưu lượng tạo lòng mổi đoạn sông có giá trị thường khác nhau; đoạn sông nghiên cứu luận văn sử dụng lưu lượng tạo lòng trạm An Chỉ : Lưu lượng tạo lòng là: Qtl= 670,88m3/s • Mực nước hạ lưu Mực nước tương ứng với lưu lượng tạo lòng vị trí cầu Sông vệ là: H=3,98 m H=3,98 m Q=670,88 (m3/s) Hình 3.1 Sơ đồ tính tốn với gán điều kiện biên 13 Hình 3.2 Kết trường vận tốc tính tốn theo River2D Hình 3.5 Kết độ sâu mực nước tính tốn theo River2D 3.3.3 Đánh giá tiêu ổn định sông Vệ a Chỉ tiêu ổn định theo chiều dọc sơng Theo kết tính tốn đoạn sông tương đối ổn định theo chiều dọc b Chỉ tiêu ổn định theo chiều ngang sông Theo kết tính tốn đoạn sơng khơng ổn định theo chiều ngang Từ kết tính toán trường vận tốc ứng với lưu lượng tạo lòng Q=670,88 (m3/s) thông qua số liệu quan trắc xói lỡ, trị số ổn định theo phương dọc ngang đoạn sơng chảy qua khu vực nghiên cứu gây tình trạng xói lỡ nghiêm trọng, gây ảnh hưởng đến sống, sinh hoạt sản xuất kinh doanh người dân bên Vì cần phải đưa biện pháp phù hợp để hạn chế khắc phục tình trạng xói lỡ 14 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ BẢO VỆ BỜ SÔNG VỆ, TỈNH QUẢNG NGÃI (ĐOẠN TỪ THÔN AN LONG XÃ ĐỨC HIỆP ĐẾN THÔN XÃ ĐỨC NHUẬN) 4.1 MỤC TIÊU VÀ TIÊU CHUẨN CHỈNH TRỊ 4.1.1 Mục tiêu chỉnh trị Mục tiêu việc quy hoạch chỉnh trị sông Vệ (đoạn từ thôn An Long xã Đức Hiệp đến thôn xã Đức Nhuận) nhằm bước điều chỉnh lòng sông trạng thái ổn định, góp phần phòng chống giảm thiểu thiệt hại lũ lưu vực sông Vệ gây nên; đảm bảo tính mạng tài sản nhân dân hai bên bờ sông, góp phần phát triển kinh tế xã hội ổn định bền vững 4.1.2 Tiêu chuẩn chỉnh trị Có loại lưu lượng giá trị mực nước thiết kế đó là: + Lưu lượng lũ mực nước tương ứng + Lưu lượng tạo lòng mực nước tương ứng + Lưu lượng kiệt mực nước thiết kế mùa kiệt * Chỉnh trị sơng cho mực nước trung bình Do đó, mực nước để tính toán chỉnh trị dự án lấy tương ứng với mực nước ứng với lưu lượng tạo lòng 4.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CHỈNH TRỊ 4.2.1 Phương án 1: Kè mỏ hàn 4.2.2 Phương án 2: Kè lát mái 4.2.3 Phương án 3: Kè bê tông trọng lực 4.2.4.Phương án 4: Biện pháp phi công trình Vậy từ đánh giá biện pháp, tác giả chọn phương án thiết kế kè lát mái kết hợp kè mỏ hàn để bảo vệ đoạn sông cong từ thôn An Long xã Đức Hiệp đến thôn xã Đức Nhuận hợp lý 4.3 TÍNH TỐN THIẾT KẾ KÈ LÁT MÁI 15 4.3.1 Yêu cầu cấu tạo, phân loại điều kiện ứng dụng loại kết cấu kè a Yêu cầu kết cấu kè - Ổn định lớp đất bề mặt mái dốc - Linh hoạt dễ biến dạng theo đất mái dốc - Bền vững lâu dài kết cấu vật liệu - Có khả phát cố - Dễ sửa chữa có hư hỏng cục - Giá thành hạ - An toàn - Đảm bảo mỹ quan - Dễ quan sát kiểm tra cho người quản lý - Tận dụng vật liệu dịa phương b Phân loại kết cấu Có nhiều loại kết cấu kè: - Đá đổ, đá xếp lát khan, đá xếp khung đá xây Loại dùng tương đối phổ biến - Khối bê tông đúc sẵn lát độc lập, khối bê tông liên kết theo chế tự chèn - Một số hình thức khác: trồng cỏ, vải địa kỹ thuật Hình 4.1 Mặt cắt đặc trưng kè lát mái 16 - Chân kè: Là phần đáy ở chân mái dốc, có tác dụng chống xói chân mái dốc làm tựa cho thân kè Phần nằm mực nước kiệt Được thiết kế rọ đá liên kết - Thân kè: Là phần kể từ đỉnh chân kè tới đỉnh kè Thân kè xây đá hộc lát khan - Đỉnh kè: Ta chọn cao trình đỉnh kè ngang cao trình bình quân bờ sơng +7,0m 4.3.2 Tính tốn thiết kế kết cấu kè lát mái Kè lát mái tính toán theo tiêu chuẩn 14TCN 8491-2010 a Tính tốn kích thước viên đá thiết kế Áp dụng tính toán cho đoạn kè ta có:  B  2.65(T / m3 ) Chiều dài sóng tính theo công thức sau: 0.5 L = 0,304 W D1/2 = 0,304.10.5 = 6,8(m) Chiều cao sóng tính theo công thức An-đơ-re-ep: h=0,0208.W5/4.D1/3=0,0208.105/4.51/3=0,63m Chiều cao sóng thiết kế: H SD = 0,6 (m) G = 16kg b Đường kính viên đá Tính đường kính viên đá theo điều kiện chống tác động dòng chảy .U 0,36 d  5, 45.K h0,14 Trong đó: η: Là hệ số ổn định cho phép cơng trình bảo vệ bờ lấy hệ số ổn định cho phép cơng trình cấp tương đương, lấy 1,2÷1,5 U: Là lưu tốc bình qn thủy lực lớn thực đo, U = m/s K: Là hệ số lấy 0,6 ÷ 0,9 h: Là chiều sâu viên đá tính toán, h = 5,58 - 3,0 =2,58 m 0,36 d =0,64m → d = 0,301m 17 Tính đường kính viên đá theo điều kiện chống lại tác động sóng, tính theo công thức Pưsơkin   d  1, 2.0,13.0,6 8,5    0,12(m)  2,65   Từ hai điều kiện ta chọn đường kính đá có kích thước lớn Vậy đường kính đá dùng thiết kế D = 0,3m c Chiều dày phủ lớp đá  s  0, 266 0, 6,8  0,18(m) 2, 65  1,5 0, Từ ta thấy với đá thiết kế có đường kính 0,30 m lớn chiều dày ổn định lớp phủ nên ta chỉ cần lát lớp đá lát khan đường kính 0,30 m 4.3.3 Tính tốn kè mỏ hàn a.Chiều sâu bình qn  Q.n  H   1/    J  / 11 Thay vào ta được: H=3,508m b.Chiều rộng tuyến chỉnh trị B = 2.H2 = 3,52 3,5082 = 150,749m Tính lưu tốc dòng chảy ứng với kích thước tuyến chỉnh trị: V = (1/n)xH2/3xJ1/2 Thay vào ta được: V = 1,269 m/s Kiểm tra khả bồi xói lòng sông: Để lòng sông không bị xói khơng bị bồi lưu tốc dòng nước phải không lớn lưu tốc gây xói không nhỏ lưu tốc gây bồi hạt bùn cát Theo quy phạm quy định với đường kính bùn cát d = 0,1 mm thì: Vkbồi= 0,45 m/s Vkxói = 1,5m/s Ta thấy lưu tốc tính tốn thỗ mãn điều kiện: Vkb