Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học đồ án tốt nghiệp thiết kế đê chắn sóng...

Tài liệu đồ án tốt nghiệp thiết kế đê chắn sóng

.PDF
129
122
122

Mô tả:

Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -1- Đồ án tốt nghiệp 2008 MỤC LỤC CHƯƠNG I ..............................................................................................................11 GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................................................11 I.1. Giới thiệu khu vực nghiên cứu : ..................................................................11 I.2. Xác định vấn đề. ............................................................................................12 I.2.1. Sạt lở bờ biển xã Hải Dương : ....................................................................13 I.2.2. Khu vực Thuận An – Hòa Duân. ................................................................13 I.3. Mục tiêu của đồ án. .......................................................................................14 I.4. Phạm vi của đồ án. ........................................................................................14 I.5. Phương pháp thực hiện. ...............................................................................14 CHƯƠNG II ............................................................................................................16 ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN ..........................................................................16 II.1. Điều kiện địa lý, địa hình. ...........................................................................16 II.1.1. Vị trí địa lí: .................................................................................................16 II.2.2. Đặc điểm địa hình. .....................................................................................17 II.2. Điều kiện khí hậu. ........................................................................................19 II.2.1. Gió. .............................................................................................................19 II.2.2. Bão. ............................................................................................................20 II.2.3. Mưa. ...........................................................................................................21 II.3. Điều kiện thủy, hải văn. ..............................................................................21 II.3.1. Thủy triều: ..................................................................................................21 II.3.2. Chế độ sóng: ..............................................................................................22 II.3.3. Dòng chảy: .................................................................................................24 II.3.4. Nước dâng ..................................................................................................25 II.4. Điều kiện địa chất và bùn cát. ....................................................................26 CHƯƠNG III ...........................................................................................................29 PHÂN TÍCH VÀ XỬ LÝ ĐIỀU KIỆN BIÊN .......................................................29 III.1. Phân tích xác định mực nước thiết kế. ....................................................29 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -2- Đồ án tốt nghiệp 2008 III.1.1. Xác định cấp công trình. ...........................................................................29 III.1.2. Mực nước triều thiết kế : ..........................................................................30 III.1.3. Nước dâng thiết kế : ..................................................................................31 III.1.4. Mực nước thiết kế: ....................................................................................32 III.2. Tính toán tham số gió. ...............................................................................32 III.2.1. Giá trị vận tốc Vgió do bão: .......................................................................32 III.2.2. Xác định đà gió. ........................................................................................35 III.3 Phân tích xác định các đặc trưng sóng thiết kế........................................35 III.3.1.Tính toán tham số sóng khởi điểm. ............................................................35 III.3.2. Thông số sóng tại chân công trình. ..........................................................36 III.3.2.1: Hệ số khúc xạ (kr ) và hệ số biến hình ( ks ) theo hướng Đông Bắc(NE) ..........................................................................................................37 III.3.2.2: Hệ số khúc xạ (kr ) và hệ số biến hình ( ks ) theo hướng Đông (E). ........................................................................................................................38 III.3.3. Xác định biên sóng đổ : ............................................................................38 III.3.3.1. Độ sâu sóng đổ: ..............................................................................38 III.4. Phân tích, xác định vận chuyển bùn cát. .................................................39 CHƯƠNG IV ...........................................................................................................41 PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH ........41 IV.1. Phân tích cơ chế xói, bồi, phá hoại bờ biển và công trình bảo vệ bờ. ...41 IV.2. Phương án lựa chọn tuyến đê chắn bùn cát. ...........................................41 IV.3. Tính toán sóng nhiễu xạ sau công trình. ..................................................46 IV.3.1. Tính toán sóng nhiễu xạ hướng Đông Bắc. ..............................................46 IV.3.1. Tính toán sóng nhiễu xạ hướng Đông . .....................................................48 IV.4. Hiệu quả đê chắn bùn cát. .........................................................................49 IV.4.1. Dự báo lượng bùn cát bồi lấp trong luồng theo thông số sóng ................49 IV.4.2. Hiệu quả đê chắn bùn cát. ........................................................................51 CHƯƠNG V .............................................................................................................53 THIẾT KẾ ĐÊ CHẮN BÙN CÁT .........................................................................53 V.1. Giới thiệu về các loại đê chắn bùn cát ( chắn sóng). .................................53 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -3- Đồ án tốt nghiệp 2008 V.1.1.Đê trọng lực tường đứng: ............................................................................53 V.1.2. Đê chắn sóng mái nghiêng. ........................................................................53 V.1.3.Đê chắn sóng hỗn hợp. ................................................................................54 V.2. Thiết kế sơ bộ cho đê chắn bùn cát mái nghiêng. .....................................55 V.2.1. Xác định cao trình đỉnh đê. ........................................................................55 V.2.2. Xác định trọng lượng khối phủ mái............................................................58 V.2.2.1. Trọng lượng khối phủ mặt: ...............................................................58 V.2.2.2. Chiều dày lớp phủ và lớp lót. ...........................................................61 V.2.2.3. Giới hạn chân của lớp phủ chính. ....................................................62 V.2.3. Lớp lót. .......................................................................................................63 V.2.3.1. Trọng lượng lớp lót. .........................................................................63 V.2.3.2. Chiều dày lớp lót. .............................................................................64 V.2.4. Tính toán chân khay. ..................................................................................65 V.2.4.1. Kích thước chân khay theo điều kiện ổn định trượt. ........................67 V.2.4.2. Kiểm tra ổn định chân khay . ............................................................71 V.2.5. Tính toán lớp lõi. ........................................................................................73 V.2.6. Bề rộng đỉnh đê. .........................................................................................73 V.2.7. Tính toán cho đầu đê mở rộng. ..................................................................74 V.2.7.1. Các yếu tố gây mất ổn định đầu đê: .................................................74 V.2.7.2. Kích thước cấu tạo đầu đê. ...............................................................75 V.2.7.3. Kích thước khối phủ đầu đê mở rộng. ..............................................75 V.2.8. Tính toán lớp thềm dùng để chống xói chân khay......................................76 V.2.9. Tổng hợp khối lượng vật liệu dùng cho công trình. ...................................76 V.3. Thiết kế kỹ thuật đê chắn bùn cát mái nghiêng. .......................................77 V.3.1. Kích thước vật liệu gia cố đê......................................................................77 V.3.1.1. Trọng lượng khối phủ mái. ...............................................................77 V.3.1.2. Kích thước khối Tetrapod phủ mái. ..................................................78 V.3.1.3. Kích thước vật liệu lớp lót. ...............................................................79 V.3.1.4. Kích thước vật liệu lõi. .....................................................................79 V.3.1.5. Kích thước vật liệu chân khay. .........................................................80 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -4- Đồ án tốt nghiệp 2008 V.3.1.6. Kích thước khối bê tông đỉnh............................................................80 V.3.2. Tính toán sức chịu tải của đất nền. ............................................................80 V.3.2.1. Xác định ứng suất nén của công trình lên đất nền. ..........................81 V.3.2.2. Xác định khả năng chịu tải của đất nền. ..........................................83 V.3.3. Tính toán ổn định trượt cho công trình. .....................................................84 V.3.3.1. Tải trọng sóng tác dụng lên đê mái nghiêng. ...................................84 V.3.3.2. Kiểm tra trượt phẳng cho đê mái nghiêng. ......................................88 V.3.4. Kiểm tra ổn định lún cho công trình. .........................................................88 V.3.4.1. Số liệu áp suất bề mặt. ......................................................................88 V.3.4.2. Số liệu lớp đất. ..................................................................................89 V.4. Thiết kế sơ bộ đê chắn sóng trọng lực tường đứng. .................................92 V.4.1. Điều kiện áp dụng.......................................................................................92 V.4.2. Kết cấu thùng chìm. ....................................................................................93 V.5. Kết cấu sơ bộ cho từng phân đoạn. ............................................................94 V.5.1. Mặt cắt ngang và dọc của đê chắn sóng trọng lực tường đứng thùng chìm. ...................................................................................................................................94 V.5.2. Xác định cao trình đê. ................................................................................96 V.5.3. Xác định kích thước thềm đá. .....................................................................98 V.5.4. Xác định bề rộng tường đứng cho từng phân đoạn của các tuyến đê..... 100 V.5.5. Tính toán kích thước thùng chìm. ............................................................ 108 CHƯƠNG VI ........................................................................................................ 113 TRÌNH TỰ THI CÔNG ĐÊ CHẮN CÁT .......................................................... 113 VI.1. Tổng quát. ................................................................................................ 113 VI.2. Thiết bị thi công....................................................................................... 113 VI.3. Định vị công trình. .................................................................................. 114 VI.4. Thi công chân đê. .................................................................................... 114 VI.5. Thi công lõi đê và lớp lót. ....................................................................... 114 VI.6. Thi công lắp đặt khối Tetrapod. ............................................................ 115 VI.7. Các quy định khi thi công. ..................................................................... 116 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -5- Đồ án tốt nghiệp 2008 VI.8. Kiểm tra và bảo dưỡng. .......................................................................... 117 CHƯƠNG VII ................................................................................................... 118 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 118 VII.1. Kết luận. ................................................................................................. 118 VII.2. Kiến nghị. ............................................................................................... 119 Phụ lục ................................................................................................................... 120 Phụ lục 1. Tính toán hệ số khúc xạ với sóng hướng Đông Bắc .................... 120 Phụ lục 2. Tính toán hệ số khúc xạ với sóng hướng Đông ............................ 124 Phụ lục 3. Tính toán vận chuyển bùn cát ven bờ .......................................... 125 Phụ lục 4. Sơ bộ khái toán giá thành công trình ........................................... 128 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -6- Đồ án tốt nghiệp 2008 DANH MỤC HÌNH Hình 1-1: Cửa Thuận An ........................................................................................11 Hình 2-1: Bản đồ hành chính Thừa Thiên Huế....................................................16 Hình 2-3: Biểu đồ hoa gió trạm Cồn Cỏ ................................................................24 Hình 2-4: Lát cắt địa chất công trình khu vực khao sát ......................................28 Hình 3.1 – Đồ thị phân bố Weibull ........................................................................33 Hình 3-2 : Đồ thị phân bố Weibull. .......................................................................36 Hình 3-3: Hoa gió tổng hợp tại cửa Thuận An (1988) .........................................36 Hình 3-4: Giản đồ khúc xạ sóng ............................................................................37 Hình 4-1: Sơ đồ bố trí tuyến đê theo phương án 1 ...............................................44 Hình 4-2: Sơ đồ bố trí tuyến đê theo phương án 2 ...............................................45 Hình 4-3: Tra hệ số kdif với góc sóng tới =450 và B/L = 2. ...................................47 Hình 4-4: Tính toán nhiễu xạ qua 1 đê bằng CRESS. .........................................48 Hình 4-5: Mặt cắt ngang luồng tại phân đoạn 1. .................................................50 Hình 4-6: Mặt cắt ngang luồng tại phân đoạn 2. .................................................50 Hình 4-7: Mặt cắt ngang luồng tại phân đoạn 3. .................................................51 Hình 5-1: Tính toán Rc bằng Wadibe. ..................................................................57 Hình 5-2: Tính toán trọng lượng khối phủ mái bằng Wadibea. .........................60 Hình 5-3: Sơ đồ săp xếp khối Tetrapot. ................................................................60 Hình 5-4: Chân khay nước rất nông .....................................................................66 Hình 5-5: Chân khay nước nông............................................................................66 Hình 5-6: Chân khay nước sâu. .............................................................................66 Hình 5-7: Sơ đồ xác định kích thước chân khay. .................................................67 Hình 5-8: Đồ thị xác định kích thước viên đá chân khay. ...................................69 Hình 5-12: Sơ đồ đầu đê. ........................................................................................74 Hình 5-14: Sơ đồ cấu tạo khối Tetrapod. ..............................................................78 Hình 5-15: Mặt cắt ngang đầu đê ..........................................................................81 Hình 5-15: Biểu đồ áp lực sóng tính toán lớn nhất tác dụng lên mái dốc. .........85 Hình 5-16: Sơ đồ tính lún từng lớp . ......................................................................90 Hình 5-17: Một kết cấu thùng chìm điển hình. ....................................................93 Hình 5-18. Mặt cắt ngang đê tường đứng. ............................................................95 Hình 5-19: Mặt cắt ngang thềm đá. .......................................................................98 Hình 5-20: Tải trọng sóng tác động lên công trình theo Goda. ....................... 101 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -7- Đồ án tốt nghiệp 2008 Hình 5-21: Tính toán các giá trị  * và các lực p1, p2, p3 bằng Cress. .............. 104 ( Tính với phần đầu đê ) ...................................................................................... 104 Hình 5-22: Sơ đồ biểu thị các áp lực tác dụng. .................................................. 105 Hình 5-23: Sơ đồ thể hiện các lực gây trượt. ..................................................... 107 Hình 5-24. Kích thước thùng chìm. .................................................................... 109 Hình 5-25. Sơ đồ tính toán ổn định nổi của thùng chìm. .................................. 109 Hình P1: Tính toán các hệ số bằng CRESS. ...................................................... 120 Hình P3.1: Tính toán vận chuyển bùn cát vào mùa đông ................................ 125 ( Với hướng Đông Bắc ) ....................................................................................... 125 Hình 3.2: Tính toán vận chuyển bùn cát vào mùa đông ................................... 126 ( Với hướng Đông ) ............................................................................................... 126 Hình 3.3: Tính toán vận chuyển bùn cát vào mùa hè. ...................................... 127 (Với hướng Đông Nam) ....................................................................................... 127 Hình 3.4: Tính toán vận chuyển bùn cát vào mùa hè. ...................................... 127 (Với hướng Tây Nam) .......................................................................................... 127 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -8- Đồ án tốt nghiệp 2008 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Bảng vận tốc trung bình theo tháng (TCVN 4088). ............................19 Bảng 2.2. Vận tốc gió lớn nhất theo tháng trong thời kì quan trắc (19591995) ...................................................................................................................................19 Bảng 2. 3. Vận tốc gió cực đại ứng với chu kì lặp ( TCVN 4088) .......................19 Bảng 2.4: Các cơn bão đổ bộ, ảnh hưởng đến khu vực (1960 – 2000 ) ..............20 Bảng 2.5: Tần suất mực nước: ...............................................................................22 Bảng 2.6: Một số đặc trưng chế độ sóng ở cửa vịnh Bắc Bộ ...............................23 và ven cửa Thừa Thiên Huế: ..................................................................................23 Bảng 2.7: Tần suất chiều cao sóng theo hướng (1993 1994), Đơn vị đo là %: 23 Bảng 2-8: Tần suất xuất hiện tốc độ và hướng dòng chảy tại cửa Thuận An. ..25 Bảng 3-1: Bảng phân cấp công trình theo cấp luồng. ..........................................30 Bảng 3-2 - Phân cấp công trình theo thông số kỹ thuật của tàu. ........................30 Bảng 3-3 - Kết quả tính chênh lệch giữa trạm nghiệm triều và cao độ quốc gia ...................................................................................................................................30 Bảng 3-4: Số liệu vận tốc gió tính theo phân bố Weibull: ...................................33 Bảng 3-5: Bảng tra giá trị Kt theo địa hình ..........................................................34 Bảng 3-6: Đà gió cho phép. .....................................................................................35 Bảng 3 – 7: Bảng xác định độ sâu sóng vỡ . ..........................................................39 Bảng 3 – 8 : Bảng thống kê chiều cao sóng đổ tại độ sâu d = 6m. ......................39 Bảng 3- 9: Lượng vận chuyển bùn cát trong năm. ..............................................40 Bảng 4-1: Bảng tính hdif với hướng gió Đông Bắc qua 2 đê AI và AII. ..............47 Bảng 4-2: Chiều cao sóng nhiễu xạ cho đê AII với sóng hướng Đông. ..............49 Bảng 4-3: Tính toán hệ số sa bồi cho các phân đoạn của tuyến luồng. ..............50 Bảng 4-4: Bảng tính toán chiều dày lớp sa bồi do sóng gây ra. ..........................51 Bảng 4-5: Tính toán lượng bùn cát do các tuyến đê chắn được. ........................52 Bảng 5-1: Hệ số thực nghiệm a, b với mái dốc thẳng. sóng nước sâu. ...............56 Bảng 5-2: Tính toán giá trị Rc. ..............................................................................57 Bảng 5-3: Trọng lượng khối gia cố mái ngoài. .....................................................59 Bảng 5-4: Trọng lượng khối gia cố mái trong. .....................................................59 Bảng 5-5: Giá trị K  và P. .......................................................................................61 Bảng 5-6: Chiều dày mái phủ phía ngoài. .............................................................62 Bảng 5-7: Chiều dày mái phủ phía trong. .............................................................62 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL -9- Đồ án tốt nghiệp 2008 Bảng 5-8: Trọng lượng lớp lót ngoài .....................................................................63 Bảng 5-9: Trọng lượng lớp lót trong .....................................................................64 Bảng 5-10: Chiều dày lớp lót mái phía ngoài. ......................................................64 Bảng 5-11: Chiều dày lớp lót mái phía trong. ......................................................65 Bảng 5-12: Tính toán chiều cao và cao trình đỉnh chân khay cho từng đoạn mái trước đê. ...................................................................................................................68 Bảng 5-13: Tính toán chiều cao và cao trình đỉnh chân khay cho từng đoạn mái sau đê. .......................................................................................................................68 Bảng 5-14: Tính toán đường kính và trọng lượng viên đá chân khay cho các tuyến đê. ...................................................................................................................70 Bảng 5-15: Tính toán bề rộng đỉnh và đáy chân khay. ........................................71 Bảng 5-16: Trọng lượng viên đá lớp lõi. ...............................................................73 Bảng 5-17: Tính toán bề rộng đỉnh đê ...................................................................74 Bảng 5-18: Kích thước đoạn mở rộng đầu đê. .....................................................75 Bảng 5-19: Bảng tính trọng lượng khối phủ cho đầu đê mở rộng. .....................76 Bảng 5-18: Tính trọng lượng và kích thước vật liệu thềm chống xói. ................76 Bảng 5-19: Tổng hợp số lượng kết cấu sử dụng cho thi công đê A1. .................77 Bảng 5-20: Tính toán khối lượng vật liệu dùng cho công trình. .........................77 Bảng 5-21: Tính toán kích thước khối Tetrapod. ................................................78 Bảng 5-22: Chiều dày lớp phủ................................................................................79 Bảng 5-23: Bảng trọng lượng của lớp dưới. .........................................................79 Bảng 5-24: Chiều dày lớp dưới. .............................................................................79 Bảng 5-25: Kích thước chân khay. ........................................................................80 Bảng 5-26. Bảng tra giá trị m1, m2. ........................................................................83 Bảng 5-27: Các chỉ tiêu cơ lý của đất. ...................................................................89 Bảng 5-28: Bảng tính lún tổng cộng. .....................................................................91 Bảng 5-29 : Hệ số γs. ................................................................................................97 Bảng 5- 30: Bảng tính toán Rc. ...............................................................................97 Bảng 5-31: Cao trình thềm đá. ...............................................................................99 Bảng 5-32: Tính toán Dn50, W50 và chiều dày chân thềm t. .................................99 Bảng 5-33: Sơ bộ chọn kích thước chiều rộng tuyến đê A1. ............................ 100 Bảng 5-34: Tính toán giá trị L tại độ sâu tính toán. ......................................... 103 Bảng 5-35: Tính toán giá trị hb. .......................................................................... 103 Bảng 5-36: Tính toán α1, α2, α3 ............................................................................ 104 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 10 - Đồ án tốt nghiệp 2008 Bảng 5-37: Tính toán p1, p2, p3, và pu. ................................................................ 105 Bảng 5-38: Tính toán các lực tác dụng lên đê.................................................... 106 Bảng 5-39: Tính toán hệ số SFsliding. .................................................................... 107 Bảng 5-40. Kích thước thùng chìm. .................................................................... 108 Bảng 5-41. Tính toán sơ bộ khối lượng thùng chìm. ......................................... 111 Bảng 5-42. Tính toán mớn nước và trọng tâm C của thùng chìm. .................. 111 Bảng 5-43. Tính toán tâm nổi W của thùng chìm. ............................................ 111 Bảng 5-44. Bảng tính toán chiều cao tâm nghiêng ρ của thùng chìm. ............ 112 Bảng 5-45. Bảng tính toán tâm nghiêng m của thùng chìm. ............................ 112 Bảng P1.1: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng 1 – Đi vào gốc. ......................... 121 ( Hướng NE – đê A1 ). .......................................................................................... 121 Bảng P1.2: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng 2 – Đi vào thân đê ................... 121 ( Hướng NE – đê A1 ). .......................................................................................... 121 Bảng P1.3: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng 3 – Đi vào đầu đê .................... 122 ( Hướng NE – đê A1 ). .......................................................................................... 122 Bảng P1.4: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng 4 – Đi vào đầu đê .................... 122 ( Hướng NE – đê A2 ). .......................................................................................... 122 Bảng P1.5: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng 5 – Đi vào thân đê ................... 123 ( Hướng NE – đê A2 ). .......................................................................................... 123 Bảng P1.6: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng 6 – Đi vào gốc đê ..................... 123 ( Hướng NE – đê A2 ). .......................................................................................... 123 Bảng 2.1: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng 7 – Đi vào gốc đê ....................... 124 ( Hướng E – đê A2 ). ............................................................................................. 124 Bảng 2.2: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng 8 – Đi vào thân đê ..................... 124 ( Hướng E – đê A2 ). ............................................................................................. 124 Bảng 2.3: Tính toán hệ số kr, ks cho tia sóng 9 – Đi vào đầu đê ....................... 125 ( Hướng E – đê A2 ). ............................................................................................. 125 Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 11 - Đồ án tốt nghiệp 2008 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG I.1. Giới thiệu khu vực nghiên cứu : Tỉnh Thừa Thiên Huế là tỉnh phía Nam của vùng duyên hải Bắc Trung Bộ, phía Bắc giáp tỉnh Quảng Trị, phía Tây giáp với nước CHDCND Lào, phía Nam giáp với thành phố Đà Nẵng, phía Đông giáp với biển Đông với đường bờ biển dài khoảng 120Km. Khu vực cửa Thuận An – tỉnh Thừa Thiên Huế ( Hình 1-1 ) có tọa độ địa lý từ 16034’ đến 16034’20’’ vĩ độ bắc và từ 107037’ đến 107037’20’’ kinh độ Đông, nằm giữa hai xã Thuận An thuộc huyện Phú Vang và Hải Dương thuộc huyện Hương Trà, cách thành phố Huế khoảng 15Km. Hình 1-1: Cửa Thuận An Cửa Thuận An có vai trò là cửa ngõ giao thông đường biển của thành phố Huế nói riêng và của cả tỉnh Thừa Thiên Huế với các tỉnh thành trong cả nước. Cảng Thuận An nằm ngay sát cửa Thuận An được xây dựng năm 1968 phục vụ cho chế độ Mỹ ngụy, sau năm 1975 đất nước hoàn toàn giải phóng cảng Thuận An được sử dụng như một cảng tổng hợp phục vụ cho việc tiếp nhận, vận tải và bốc xếp hàng hóa phục vụ cho việc phát triển dân sin kinh tế của địa phương cũng như của cả khu vực miền Trung. Con đường ngắn nhất để nối cảng với biển là qua cửa Thuận An. Tuyến luồng của cảng qua phá Tam Giang, qua cửa biển được hình thành và cũng chính là tuyến luồng giao thông quan trọng phục vụ cho các hoạt động của cảng, cho việc lưu thông phát triển kinh tế của ngư dân huyện Phú Vang và của Thừa Thiên Huế. Cửa Thuận An là cửa thoát lũ sông Hương, ảnh hưởng trực tiếp đến tình trạng úng ngập kéo dài vùng hạ lưu sông Hương trong đó có thành phố Huế vào mùa lũ. Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 12 - Đồ án tốt nghiệp 2008 Cho đến nay cảng Thuận An ( cùng với cảng Chân Mây mới được đưa vào khai thác 19/5/2003 ) vẫn là đầu mối duy nhất để nối các phương thức giao thông vận tải đường biển, đường thủy nội địa, đường bộ và là cửa ngõ thông thương nối Thừa Thiên Huế với các tỉnh bạn trong nước cũng như trong khu vực trong mối quan hệ giao lưu hàng hóa. Cảng Thuận An nằm ngay sát cửa Thuận An diễn biến của vùng cửa ra biển ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của cảng. Cửa Thuận An còn là một cán cân sinh thái quan trọng trong hệ sinh thái đầm phá Tam Giang – Cầu Hai, thông qua việc điều tiết sự trao đổi nguồn nước với biển. Bãi tắm Thuận An là khu nghỉ mát chính của tỉnh và đã được quy hoạch thành khu du lịch lớn trong dự án phát triển du lịch của tỉnh, nhưng việc quan trọng hơn là việc xói lở bãi tắm Thuân An đe doạ việc chọc thủng ranh giới cuả biển và đầm phá phá vỡ toàn bộ hệ môi trường sinh thái trong một vùng rông lớn của tỉnh. Do đó việc xây dựng công trình chống bồi xói cho cửa Thuận An là một nhiệm vụ vô cùng cấp thiết. Trong những năm 1999 – 2000 tỉnh Thừa Thiên Huế đã trải qua nhiều cơn lũ liên tiếp trong đó có lũ lịch sử vào tháng 10 năm 1999. Ảnh hưởng của lũ trên diện rộng, thời gian dài đã gây nhiều thiệt hại về người, tài sản và các công trình công cộng trong đó cơ sở hạ tầng giao thông bị thiệt hại nặng nề. Năm 2001, bờ biển tỉnh Thừa Thiên Huế đoạn cửa Thuận An đến Hòa Duân tiếp tục bị xâm thực nặng dẫn đến sạt lở bờ biển nghiêm trọng đe dọa tính mạng của nhân dân trong khu vực, gây xáo trộn về an ninh, trật tự xã hội vì hàng loạt hộ dân đã phải di dời đến nơi ở khác. I.2. Xác định vấn đề. Bờ biển tỉnh Thừa Thiên Huế là một trong những đoạn bị xâm thực thường xuyên, đe dọa đất ở, gây nguy hiểm cho cuộc sống dân cư trong vùng. Theo khảo sát thì khu vực Thuận An – Hòa Duân đã có hiện tượng bị xâm thực , xói từ trước trận lũ lịch sử ( tháng 9/1999 ) khá lâu, nhất là đoạn từ bãi tắm Thuận An đến Hòa Duân và đoạn bờ biển xã Hải Dương sát với cửa Thuận An. Sau lũ 9/1999 thì mức độ sạt lở bờ biển đoạn này trở nên nghiêm trọng hơn gây ra những thiệt hại nặng nề. Tình hình xói lở bờ biển của khu vực Thuận An – Hòa Duân và bờ biể xã Hải Dương : Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 13 - Đồ án tốt nghiệp 2008 I.2.1. Sạt lở bờ biển xã Hải Dương : - Từ lũ tháng 9/1999 đến tháng 7/2000 : Trong giai đoạn này khu vực bờ biển thuộc địa phận xã Hải Dương, hiện tượng xói lở bờ biển diễn ra với tốc độ và mức độ lớn hơn trước đó nhiều lần. Diện tích đất dọc bờ biển bị mất do xói lở khoảng 12,25Ha phân bố trên chiều dài gần 2,6Km suốt từ phía đầm phá ra ngoài cửa biển. Chiều rộng khu vực bị xói trung bình khoảng 47m, có nơi chiều rộng xói lở lên đến 90m. Hiện tượng xói lở với cường độ mạnh ở đây diễn ra vào thời gian từ tháng 1 đến tháng 7 năm 2000. - Sau tháng 7/2000 hiện tượng xói lở bờ biển diễn ra với cường đọ mạnh đã làm cho trạm Hải đăng lật nhào xuống biển, hơn 20 nhà dân chài ven biển cũng bị đổ xuống. Hiện nay suốt trên chiều dài 2Km bờ biển đoạn này, hiện tượng xói lở vẫn đang tiếp tục diễn ra. Xói lở đã tạo ra đường bờ có dạng vòng cung lõm, diện tích bờ bị lở của khu vực này khoảng 5,57Ha, chiều rộng xói lở trung bình 30m, chỗ lớn nhất là 60m. Khu vực ngọn Hải Đăng xói lở sâu vào 22m. Hiện tượng xói lở diễn ra mạnh nhất vào thời kì từ tháng 7 đến tháng 9 năm 2000 và từ tháng 12/2000 đến tháng 1/2001. I.2.2. Khu vực Thuận An – Hòa Duân. - Từ lũ tháng 11/1999 đến tháng 7/2000 : Trận lũ năm 1999 đã mở lại cửa biển Hòa Duân với chiều rộng khoảng 600 ÷ 700m, làm cắt đứt quốc lộ 49B. Sau lũ mức độ sạt lở bờ biển đoạn Thuận An – Hòa Duân gia tăng mãnh liệt. Trong vòng một năm khu vực này đã bị xói lở sâu với chiều rộng có nơi lên tới 90m và trung bình khoảng 50m. Khu vực bãi tắm Thuận An trên chiều dài 6,6Km từ cửa Thuận An đến Hòa Duân, chiều rộng trung bình bị xói lở là 35m, vị trí lớn nhất là 60m. Trong giai đoạn này toàn bộ bờ biển bị xói lở mạnh với tốc độ 40m/năm, tổng diện tích đất đai bị xói lở mất khoảng 44,7Ha. Sau tháng 7/2000 : Sau khi công trình khôi phục QL49B hoàn thành ( đập bịt cửa Hòa Duân ), đập chắn đã tạo ra vùng bồi phía biển khá lớn, nhưng đường bờ vẫn là một vòng cung lõm cách bờ cũ khá xa. Toàn bộ bãi cát rộng lớn trước đây thuộc bãi tắm Thuận An đã bị xói mất để lại bờ cát dốc đứng. Trước tình hình đó đòi hỏi chính quyền địa phương phải có biện pháp xử lý khắc phục kịp thời để bảo vệ khu vực bờ biển tỉnh Thừa Thiên Huế nhằm bảo vệ cho cuộc sống của người dân cũng như để đảm bảo cho việc phát triển kinh tế của tỉnh. Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 14 - Đồ án tốt nghiệp 2008 I.3. Mục tiêu của đồ án. Thông qua tìm hiểu một số tài liệu về kết quả khảo sát nguyên nhân gây ra hiện xói lở mạnh là do khu vực này thường xuyên phải hứng chịu những đợt bão mạnh tác động trực tiếp, hiện tượng gió mùa Đông Bắc có mưa vừa kết hợp với triều cường… sinh ra sóng ngoài khơi đánh mạnh vào bờ mang cát ra và dòng chảy ven bờ mang cát đi. Những tác động như vậy làm cho lượng cát ở bãi biển bị xói mòn dần tạo độ dốc không ổn định và dẫn đến sụt lở liên tục ngày càng sâu. Từ những thiệt hại do hiện tượng xói lở bờ biển gây ra cho cuộc sống người dân ven biển và ảnh hưởng tới tiến trình phát triển kinh tế của tỉnh Thừa Thiên Huế nên trong đồ án em muốn đề xuất biện pháp công trình: Xây dựng công trình đê chắn bùn cát tại khu vực cửa Thuận An nhằm : - Chống bồi lắng luồng tàu để ổn định luồng vào cảng Thuận An. - Hạn chế xói lở để bảo vệ bờ biển, đất đai cho người dân sống ven biển và giữ ổn định về môi trường cho khu vực. I.4. Phạm vi của đồ án. Trong đồ án này đối tượng nghiên cứu là đoạn luồng tàu qua cửa Thuận An và khu vực bờ biển kề hai bên cửa. Phạm vi nghiên cứu của đồ án là khu vực cửa biển Thuận An có xét đến ảnh hưởng của công trình xây dựng đến khu vực xung quanh như khu vực bờ biển xã Hải Dương nằm phía bắc cửa Thuận An và khu vực Hòa Duân để đảm bảo tính thống nhất, đồng bộ trong việc áp dụng giải pháp chỉnh trị cửa biển phục vụ giao thông thủy với các giải pháp công trình chống xói lở bờ biển xã Hải Dương và cửa Thuận An. I.5. Phương pháp thực hiện. Để thực hiện được đồ án thì em đã tiến hành các bước như sau: - Thu thập, điều tra, xử lí số liệu về địa hình, số liệu về điều kiện thủy hải văn, khí tượng, địa chất và dân sinh kinh tế trong khu vực phạm vi của đồ án. - Xác định sự cần thiết của công trình đê chắn bùn cát đối với luồng tàu vào cảng Thuận An và với tình hình xói lở bờ biển khu vực hai bên cửa Thuận An. Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - - 15 - Đồ án tốt nghiệp 2008 Xử lý số liệu thu được để tính toán các điều kiện biên nhằm lựa chọn giải pháp và thiết kế công trình như : bố trí mặt bằng, giải pháp kết cấu và biện pháp thi công… - Tính toán khối lượng công trình và đưa ra mức đầu tư cần thiết để xây dựng được công trình. - Hiệu quả của công trình đê chắn bùn cát đem lại sau khi hoàn thành. - Đánh giá tác động của công trình đối với môi trường khu vực. Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 16 - Đồ án tốt nghiệp 2008 CHƯƠNG II ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN II.1. Điều kiện địa lý, địa hình. II.1.1. Vị trí địa lí: Thừa Thiên Huế ( Hình 2-1 ) là một trong 4 tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm miền Trung, có toạ độ địa lý 16-16,80 vĩ bắc và 107,8-108,20 kinh đông. Hình 2-1: Bản đồ hành chính Thừa Thiên Huế Diện tích tự nhiên 5.053,99 km2, dân số trung bình năm 2003 ước là 1.105,5 nghìn người, chiếm 1,5% về diện tích và 1,5% về dân số so với cả nước. Thừa Thiên Huế nằm trên trục giao thông quan trọng xuyên Bắc-Nam, trục hành lang Đông-Tây nối Thái Lan - Lào - Việt Nam theo đường 9. Thừa Thiên Huế ở vào vị trí trung độ của cả nước, nằm giữa thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh là hai trung tâm lớn của hai vùng kinh tế phát triển nhất nước ta, là nơi giao thoa giữa điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội của cả hai miền Nam - Bắc. Thừa Thiên Huế là một trong những trung tâm văn hoá, du lịch, trung tâm giáo dục đào tạo, y tế lớn của cả nước và là trung tâm phát triển kinh tế quan trọng của vùng kinh tế trọng điểm miền Trung. Bờ biển của tỉnh dài 120 km, có cảng Thuận An và vịnh Chân Mây với độ sâu 18 ÷ 20m đủ điều kiện xây dựng cảng nước sâu với công suất lớn, có cảng hàng không Phú Bài nằm trên đường quốc lộ 1A và đường sắt xuyên Việt chạy dọc theo tỉnh, có 81 km biên giới với Lào. Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 17 - Đồ án tốt nghiệp 2008 Vị trí địa lý như trên đã tạo điều kiện thuận lợi cho Thừa Thiên Huế phát triển sản xuất hàng hoá và mở rộng giao lưu kinh tế - xã hội với các tỉnh trong cả nước và quốc tế. Cảng Thuận An thuộc sở GTVT tỉnh Thừa Thiên Huế quản lí và khai thác, cảng cho phép cập tầu tới 1000 DWT để khai thác nhập khẩu hàng hóa phục vụ cho tình. Cảng thuộc địa bàn thôn Tân Mỹ xã Phú Tân huyện Phú Vang tỉnh Thừa Thiên Huế. Cảng nằm ở bờ Tây Nam của phá Tam Giang cách bờ biển Thuận An khoảng 4km về phía Đông Nam và cách trung tâm thành phố khoảng 12km. Cảng Thuận An có tọa độ địa lí 13o33’ vĩ độ Bắc và 107o38’23’’ kinh độ Đông. Trong tình hình hội nhập kinh tế như hiện nay của Việt Nam nói chung và tỉnh Thừa Thiên Huế nói riêng đã đặt ra một nhu cầu cấp thiết là phải nâng cấp cảng Thuận An và luồng tầu vào cảng nhằm đáp ứng nhu cầu giao lưu hàng hóa bắng đường biển với các tỉnh bạn và với quốc tế. Muốn phát triển cảng Thuận An trở thành cảng có thể tiếp nhận tầu từ 1000 DWT đến 2000 DWT với lượng hàng hóa thông qua lớn thì ngoài việc cải tiến phương tiện vận chuyển, không ngừng xây dựng cơ sở vật chất của cảng ngày càng hiện đại hơn còn phải cải tạo luồng vào cảng đảm bảo cho tàu bè vào cảng an toàn thuận lợi. Một trong những biện pháp cải tạo luồng tàu hiệu quả và lâu dài là xây dựng công trình đê chắn cát chống bồi lấp luồng tầu vào cửa Thuận An. II.2.2. Đặc điểm địa hình. Thuận An là cửa biển thuộc sông Hương, bờ trái thuộc xã Hải Dương huyện Hương Trà, bờ phải thuộc xã Thuận An, huyện Phú Vang, Tỉnh Thừa Thiên Huế. Khu vực cảng Thuận An nằm ở dìa ngoài của đồng bằng Thừa Thiên Huế, trên dải cát ngăn cách vịnh Bắc Bộ và Hệ đầm phá nổi tiếng Tam Giang – Thuỷ Tú – Cầu Gai với địa hình được mô tả như sau: Diện tích tự nhiên 5009 Km2, nằm trên dải đất hẹp có chiều dài 127 Km, địa hình tỉnh Thừa Thiên Huế có cấu tạo dạng bậc khá rõ, với đầy đủ các dạng địa hình gò đồi, rừng núi, đồng bằng duyên hải, đầm phá và biển tập trung trong một không gian hẹp thấp dần từ Tây sang Đông, phía Tây là dãy núi cao, phần giữa là đồi núi thấp, phía Đông là dải đồng bằng nhỏ hẹp. - Địa hình núi chiếm khoảng 1/4 diện tích nằm ở biên giới Việt - Lào và tỉnh Quảng Nam Đà Nẵng. Địa hình đồng bằng là một phần đồng bằng duyên hải miền Trung, bề ngang hẹp và chiều dọc kéo dài theo phương Tây Bắc Đông Nam, song song với bờ biển. Trong miền đòng bằng ven biển có Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 18 - Đồ án tốt nghiệp 2008 nhiều đầm phá, vũng như phá Tam Giang, đầm Hà trung, đầm Cầu Hai, vũng An cư, chúng đổ ra biển ở cửa Thuận An, cửa Tư Hiền và cửa Lăng Cô. Chiều sâu trung bình của đầm phá la từ 2  4m, có nơi sâu tới 7m. Ngoài ra ở vùng đồng bằng sát núi còn có một số hồ nhỏ nước ngọt như hồ Hoà Mỹ, hồ Thọ Sơn, hồ diện Hòn Chén... - Một dạng địa hình phân bố khá phổ biến trong vùng đồng bằng là những cồn cát chạy song song với bờ biển có độ cao từ 5  30m, hai sườn không cân xứng, sườn phía Tây có độ dốc khá lớn từ 20  300, sườn phía Đông có độ dốc thoải hơn từ 10  150. Đường bờ biển : - Dải cồn cát ngăn cách hệ đầm phá Tam Giang – Cầu Hai với biểu hiện bị xâm thực và xói lở nghiêm trọng ở ba khu vực : từ xã Hải Dương đến Thuận An, từ Thuận An đến Hòa Duân và từ Hòa Duân đến Phú Thuận. - Bờ biển có cồn cát chắn từ cửa Thuận An đến làng Hòa Duân tương đối thẳng và có hướng Tây Bắc – Đông Nam. Dải cát trong đoạn này nơi rộng nhất đạt tới 850m ( gần cầu Thuận An ) đến 80m (ở eo Hòa Duân ). Cao độ của cồn cát phía biển dao động từ 2,5m đến 3m, bờ phía đầm có cao độ thấp hơn. - Bờ biển vùng này trống trải không được che chắn. Từ bờ ra 20m đến 25m đáy biển có độ dốc 9% ÷ 10%, kế đến có độ dốc 1,75 ÷ 2,5% trong khoảng 100m, xa ra nữa đáy biển thay đổi đột ngột dốc và sâu. Cửa biển : - Cửa biển chính của phá Tam Giang – Cầu Hai là cửa Thuận An và cửa Tư Hiền. Cửa Thuận An rộng khoảng 380m, không sâu, địa hình biến đổi từ Đông sang Tây với cao độ từ -1m đến -4m. Cửa Tư Hiền hẹp hơn với chiều rộng khoảng 50m, sâu trung bình 1,0m. Biên độ triều ở Thuận An và Tư Hiền khác nhau, biên độ triều thấp ở Thuận An và tăng dần lên về phía Tư Hiền và có một số ảnh hưởng triều của vùng kế cận bên là vịnh Chân Mây. - Các cửa biển thường được khai thông trong mùa mưa bão lớn. Cửa biển bị lấp tự nhiên lại chủ yếu xảy ra vào mùa khô ( gió mùa Đông Bắc thịnh hành trong khu vực ), nhất là trong những năm không có mưa lớn. Luồng tàu qua cửa Thuận An : Tổng chiều dài luồng tàu từ biển vào cảng Thuận An khoảng 5Km và có thể phân chia thành hai đoạn: Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 19 - Đồ án tốt nghiệp 2008 - Đoạn trong phá Tam Giang: là đoạn luồng kín ít chịu tác đọng của các yếu tố động lực biển, đoạn này chạy trong đầm phá theo lạch sâu tự nhiên. Chiều dài 2,5Km nối cảng với cửa Thuận An, tuyến luồng ổn định. - Đoạn luồng ngoài biển ( dài 2,5Km ) : độ ổn định về hướng tuyến nhỏ. Do chịu tác động của dòng chảy mùa lũ, dòng ven và dòng triều nên thường thay đổi theo mùa, theo năm. Địa hình đoạn luồng đi qua đáy biển có cao độ từ -5 đến -10m theo đường trũng sâu, nhưng cách cửa khoảng 1,5Km có ngưỡng cạn và cao độ đỉnh ngưỡng cạn chỉ đạt từ -3 đến -4m. II.2. Điều kiện khí hậu. II.2.1. Gió. Chế độ gió ở đây chia làm 2 mùa rõ rệt: Gió mùa hè và gió mùa đông. - Gió mùa hè thống trị vào thời kì từ tháng 5 đến tháng 9 hàng năm. Hướng gió thịnh hành là: S, SW. Tốc độ gió trung bình quan trắc được là từ 3  4(m/s). Tốc độ gió lớn nhất quan trắc được là từ 20  25(m/s). - Gió mùa đông thống trị trong khoảng thời gian từ tháng 10 năm trước đến tháng 3 năm sau. Hướng gió thịnh hành là NE, E. Tốc độ gió trung bình quan trắc được là từ 4  5(m/s). Tốc độ gió lớn nhất quan trắc được là từ 15  20(m/s). Khoảng thời gian chuyển tiếp giữa 2 mùa ( tháng 4 và tháng 9) có thể coi là khoảng thời gian giao thời. Hướng gió trong khoảng thời gian này cũng thay đổi và vận tốc gió cũng không lớn. Bảng 2.1: Bảng vận tốc trung bình theo tháng (TCVN 4088). Tháng Vậntốc(m/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3.6 3.7 3.4 3.4 3.4 3.3 3.7 3.3 3.3 3.7 3.7 3.7 Bảng 2.2. Vận tốc gió lớn nhất theo tháng trong thời kì quan trắc (19591995) Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Hướng NNW NNE NE WSW N SW WSW WNW NNW W N N Vậntốc(m/s) 16 14 20 30 20 17 23 19 38 28 21 19 Đặc trưng Bảng 2. 3. Vận tốc gió cực đại ứng với chu kì lặp ( TCVN 4088) Chu kì lặp (năm) Vận tốc (m/s) Nguyễn Tuấn Anh_B 5 10 20 30 50 24 28 32 33 36 Lớp 45B Khoa Kỹ thuật biển – ĐHTL - 20 - Đồ án tốt nghiệp 2008 Căn cứ vào một số số liệu thực đo ( Năm 1988) về chế độ gió tại cửa Thuận An thì hướng gió tại cửa Thuận An lại khá tập trung và tần suất lặng gió là khá thấp. Hướng gió chủ yếu có vận tốc lớn là hướng Đông (E) và Đông Bắc (NE). Sau đây là hệ thống hoa gió đo được tại cửa Thuận An. Hình 2-2: Hoa gió tổng hợp tại cửa Thuận An (1988) N NS NE 10% 5.52% W WS 0-5 m/s S E SE 5.1-10 m/s II.2.2. Bão. Khu vực này thường có bão vào các tháng VIII, IX, X trong năm, tháng IX là tháng có số lần xuất hiện bão nhiều nhất. - Theo thống kê từ năm 1884 đến 1977 có 71 cơn bão gây ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến khu vực này. Bão xuất hiện sớm nhất vào tháng VI và muộn nhất vào tháng XI. Tần suất số lần xuất hiện bão ảnh hưởng đến khu vực này không đều, trong lúc tần suất bão tháng XI chỉ chiếm khoảng 4% thì riêng tháng IX lại đạt đến 33%. - Bão đổ bộ vào khu vực này chủ yếu là bão cấp 9, 10. Tuy nhiên cũng có những năm bão cấp 12 và trên cấp 12, tốc độ gió lớn nhất trong bão quan trắc được trong khu vực này đạt 36 đến 40m/s. Bảng 2.4: Các cơn bão đổ bộ, ảnh hưởng đến khu vực (1960 – 2000 ) STT Năm Tên, số hiệu cơn bão Ngày/ tháng 1 1960 LOLA 2 1961 3 1964 Tốc độ gió lớn nhất Tốc độ Hướng 17/10 18 NW NONAME 22/8 20 SW TILDA 22/9 38 NNW Nguyễn Tuấn Anh_B Lớp 45B
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan