Tài liệu Nghiên cứu đề xuất giải pháp khắc phục sự cố sạt trượt mái kè hưng lĩnh, huyện hưng nguyên, tỉnh nghệ an

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập- Tự do- Hạnh phúc Hà nội, ngày tháng năm 2016 BẢN CAM KẾT Kính gửi: - Phòng Đào tạo Đại học & Sau Đại học - Khoa Công trình Tên học viên: Bùi Đức Quang Sinh ngày: 10/01/1987 Lớp cao học: 22C21 Tên đề tài luận văn “Nghiên cứu đề xuất giải pháp khắc phục sự cố sạt trượt mái kè Hưng Lĩnh, huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An”. Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi hoàn toàn là do tôi làm. Những kết quả nghiên cứu, thí nghiệm không sao chép từ bất kỳ nguồn thông tin nào khác. Nếu vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm, chịu bất kỳ các hình thức kỷ luật nào của nhà trường. Học viên Bùi Đức Quang 1 LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và làm luận văn, được sự nhiệt tình giảng dạy, giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo trường Đại học Thủy lợi, bằng sự nỗ lực cố gắng học tập, nghiên cứu và tìm tòi, tích lũy kinh nghiệm thực tế của bản thân đến nay đề tài “ Nghiên cứu đề xuất giải pháp khắc phục sự cố sạt trượt mái kè Hưng Lĩnh, huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An ” đã được tác giả hoàn thành đúng thời hạn quy định. Tác giả xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Quang Hùng đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và cung cấp các thông tin khoa học cần thiết trong quá trình thực hiện luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo và cán bộ công nhân viên Phòng Đào tạo Đại học & Sau đại học, Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy Lợi đã giảng dạy, tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Lãnh đạo trường ĐH Thủy lợi, cơ quan công tác, gia đình, bạn bè đã động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn đúng thời hạn. Do hạn chế về thời gian, kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế của bản thân tác giả còn ít nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp và trao đổi. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng HỌC VIÊN Bùi Đức Quang 2 năm 2016. MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................2 I. Tính cẤp thiẾt cỦa đỀ tài......................................................................................11 II. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI ...................................................................................12 III. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ..............................................12 IV. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC ....................................................................13 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG KÈ VÀ VẤN ĐỀ ỔN ĐỊNH CỦA KÈ .................................................................................................................................14 1.1. Tổng quan về xây dựng kè bảo vệ bờ sông ở Việt Nam ....................................14 1.1.1. Điều kiện tự nhiên của hệ thống sông, suối ở Việt Nam ..........................14 1.1.2. Tình hình xây dựng kè bảo vệ bờ sông ở Việt Nam .................................15 1.2. ......... Điều kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật đối với kè ở khu vực tỉnh Nghệ An ...................................................................................................................................17 1.2.1. Điều kiện tự nhiên khu vực tỉnh Nghệ An ................................................17 1.2.2. Tình trạng sạt lở bờ sông ở Nghệ An ..........................................................19 1.2.3. Tình hình xây dựng kè và điều kiện làm việc của kè tại Nghệ An ..............21 1.3. Các yếu tố tác động làm cho mái kè bị sạt trượt ................................................25 1.3.1. Mất ổn định cục bộ theo phương ngang ...................................................25 1.3.2 Mất ổn định cục bộ theo phương đứng .......................................................26 1.3.3 Mất ổn định tổng thể ....................................................................................26 1.3.4 Mất ổn định cục bộ của kết cấu ...................................................................26 1.3.5 Sóng.............................................................................................................27 1.4. Một số biện pháp thường dùng để khắc phục sự cố sạt trượt mái kè, những khó khăn, tồn tại. ..............................................................................................................30 1.4.1 Các loại công trình đơn giản .......................................................................30 1.4.2. Các loại công trình bán kiên cố ..................................................................30 1.5. Giới hạn phạm vi nghiên cứu. ............................................................................32 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .......................33 2.1. Các trạng thái mất ổn định của kè và cơ sở lý thuyết. .......................................33 2.1.1. Mất ổn định chân kè....................................................................................33 2.1.2. Mất ổn định mái kè .....................................................................................41 3 2.1.3. Mất ổn định đỉnh kè .................................................................................... 44 2.2. Cơ sở lý thuyết tính toán dòng thấm. ................................................................. 45 2.2.1 Nguyên nhân sự hình thành dòng thấm trong môi trường đất đá. .............. 45 2.2.2 Tác hại của dòng thấm trong công trình xây dựng ..................................... 48 2.2.3 Phân loại dòng thấm trong môi trường đất rỗng ........................................ 48 2.2.4 Các giả thiết cơ bản trong tính toán thấm................................................... 48 2.2.5 Các phương pháp tính toán thấm ................................................................ 49 2.3. Những vấn đề kỹ thuật trong nghiên cứu ổn định sạt trượt mái dưới tác dụng của dòng thấm ........................................................................................................... 54 2.3.1 Phân loại dòng thấm trong môi trường đất rỗng ........................................ 54 2.3.2 Các giả thiết cơ bản trong tính toán thấm................................................... 55 2.4. Đánh giá, lựa chọn phương pháp tính toán và phần mềm dùng trong nghiên cứu. ............................................................................................................................ 57 2.4.1 Phương pháp cân bằng giới hạn ................................................................. 58 2.4.2 Phương pháp phần tử hữu hạn .................................................................... 60 2.4.3. Lựa chọn phương pháp tính ....................................................................... 64 2.4.4. Lựa chọn phần mềm dùng trong nghiên cứu .............................................. 72 2.5. Đề xuất biện pháp xử lý để đảm bảo ổn định kè................................................ 74 CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN GIẢI PHÁP PHÙ HỢP ÁP DỤNG CHO HIỆN TƯỢNG SẠT TRƯỢT MÁI KÈ TẠI XÃ HƯNG LĨNH, HUYỆN HƯNG NGUYÊN, TỈNH NGHỆ AN ...................................................................................... 77 3.1. Giới thiệu công trình .......................................................................................... 77 3.1.1. Vị trí công trình .......................................................................................... 77 3.1.2. Điều kiện tự nhiên ....................................................................................... 78 3.1.3. Nhiệm vụ công trình.................................................................................... 80 3.1.4. Quy mô công trình ...................................................................................... 80 3.2. Đánh giá ổn định mái kè đối với đoạn kè đang nghiên cứu .............................. 81 3.2.1 Quá trình sạt lở ............................................................................................ 81 3.2.2. Hiện trạng công trình đoạn từ K68+914 – K69+414 ................................. 82 3.3. Nguyên nhân hư hỏng của công trình ................................................................ 82 3.3.1 Ảnh hưởng của dòng chảy trên sông ........................................................... 82 4 3.3.2 Ảnh hưởng của dòng thấm ...........................................................................83 3.3.3 Các nguyên nhân chủ quan ..........................................................................84 3.4. Đề xuất các giải pháp gia cố ..............................................................................85 3.4.1. Bóc bỏ lớp đá lát khan, đắp bù đất tạo mái m=2,0, đầm chặt K=0,9, rải vải địa kỹ thuật và lát khan lại. .............................................................................86 3.5. Phân tích đánh giá kết quả tính toán và lựa chọn giải pháp phù hợp .................87 3.5.1 Kết quả tính toán giải pháp 1- Bóc bỏ lớp đá lát khan, đắp bù đất tạo mái m=2,0, đầm chặt K=0,9, rải vải địa kỹ thuật và lát khan lại ...............................87 3.5.2 Kết quả tính toán giải pháp 2- Bóc bỏ tất cả từ vị trí cao trình +1,00, làm tường BTCT đến cao trình +2,5m, từ đó tạo mái kè khung bê tông trồng cỏ vuốt lên đỉnh kè cao trình +3,5m ..................................................................................92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................105 1. Các kết quả đạt được trong luận văn ...................................................................105 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................107 PHỤ LỤC 1 - KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG ÁN 1 ........................108 PHỤ LỤC 2 - KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG ÁN 2 ........................118 5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Lược đồ các hệ thống sông lớn ở Việt Nam................................................... 15 Hình 1.2 Chống sạt lở bờ, ổn định lòng dẫn sông Thái Bình khu vực TP Hải Dương (báo XD) ........................................................................................................................ 16 Hình 1.3 Dự án đê kè bờ hữu sông Mã ( báo VH&ĐS) ................................................ 16 Hình 1.4 Kè Thị xã Hội An bảo vệ cửa sông tỉnh Quảng Nam .................................... 16 Hình 1.5 Kè Đức Quang tỉnh Hà Tĩnh cửa sông Lam................................................... 17 Hình 1.6 Kè Phong Vân – Ba Vì – Hà Nội ................................................................... 17 Hình 1.7 Bản đồ tự nhiên tỉnh Nghệ An ....................................................................... 18 Hình 1.8 Sạt lở bờ sông xã Hưng Hòa-Nghệ An .......................................................... 20 Hình 1.9 Sạt lở H.Hưng Nguyên Hình 1.10 Sạt lở đê La Giang - HT ........... 20 ....................................................................................................................................... 20 Hình 1.11 Sạt lở H.Thanh Chương – Nghệ An ............................................................. 20 Hình 1.12 Sạt lở bờ sông Lam – huyện Đô Lương ....................................................... 21 Hình 1.13 Kè sông Lam tại Tp.Vinh ............................................................................. 21 Hình 1.14 Cấu tạo kè lát mái ......................................................................................... 23 Hình 1.15 Cấu tạo kè mỏ hàn ........................................................................................ 24 Hình 1.16 Mặt cắt thiết kế thường dùng cho sạt lở sông Lam ...................................... 25 Hình 1.17 Lực tác dụng của sóng lên mái kè dạng tấm bê tông ................................... 27 Hình 1.18 Các biểu đồ áp lực sóng lên một đê chắn sóng ngập nước .......................... 28 Hình 1.19 Sóng đánh vào kè ở Bạc Liêu ....................................................................... 29 Hình 1.20 Kè sông Mã bị hư hỏng ................................................................................ 29 Hình 1.21 Kè kênh Ba Bò – Bình Dương bị sụt, lún .................................................... 29 Hình 1.22 Thi công đóng cừ BTCT UST chân kè và khối BT hộ chân kè ................... 31 Hình 1.23 Kè bờ sông bằng rọ đá ở sông Tiền – Đồng Tháp ....................................... 31 Hình 2.1 Cấu tạo chân kè lát mái .................................................................................. 33 Hình 2.2 Hình thức chân kè lát mái đường lạch sâu nằm trong vùng xây dựng kè ...... 34 Hình 2.3 Chân kè bằng đá đổ ........................................................................................ 34 Hình 2.4 Chân kè bằng rồng.......................................................................................... 35 Hình 2.5 Chống xói chân kè bằng rồng hoặc bè chìm .................................................. 35 6 Hình 2.6 Rọ đá bị phá vỡ, cuốn trôi ..............................................................................36 Hình 2.7 Rọ đá bị cuốn trôi ở Quảng Bình....................................................................36 Hình 2.8 Rọ đá bị phá hủy, cuốn trôi tại Tuyên Hóa – Quảng Bình .............................37 Hình 2.9 Bê tông chân kè bị phá vỡ ..............................................................................37 Hình 2.12 Kết cấu thân kè .............................................................................................41 Hình 2.13 Kè đá hộc lát khan và tấm bê tông lắp ghép .................................................43 .......................................................................................................................................43 Hình 2.14 Kè đá xây liền khối ở Thái Bình ..................................................................43 Hình 2.15 Cấu tạo cốt đất khô .......................................................................................45 Hình 2.16 Sơ đồ thế năng của một điểm trong môi trường đất .....................................46 Hình 2.17 Sơ đồ, hướng đi của dòng chảy hình thành giữa hai điểm trong môi trường đất ..................................................................................................................................47 Hình 2.18 Sơ đồ hình thành và chuyển động của dòng thấm trong đập đất..................47 Hình 2.19 Sơ đồ các phương pháp tính toán thấm ........................................................51 Hình 2.20 Sơ đồ sai phân...............................................................................................52 Hình 2.21 Sơ đồ phân tử tam giác .................................................................................53 Hình 2.22 Mặt cắt ngang kè ..........................................................................................56 Hình 2.23 Các phương pháp phân tích ổn định mái ......................................................58 Hình 2.24 Sự tương tác giữa các slice với nhau được mô tả bởi các interslice forces ..58 Hình 2.25 Lực tác dụng trên mặt trượt thông qua khối trượt với mặt trượt tròn ..........62 Hình 2.26 Lực tác dụng lên mái trượt thông qua khối trượt với mặt tổ hợp .................62 Hình 2.27 Lực tác dụng lên mặt trượt thông qua khối trượt .........................................62 với đường trượt đặc biệt ................................................................................................62 Hình 2.28 Các phương phương pháp tính toán ứng suất biến dạng ..............................66 Hình 2.29 Các phương phương pháp giải hệ các phương trình cơ bản .........................70 Hình 2.30 Dạng hình học đơn giản của các phần tử......................................................71 Hình 2.31 Giải pháp kết cấu mái kè nghiêng kết hợp vải địa kỹ thuật gia cường làm tăng sự ổn định của kè ...................................................................................................75 Hình 2.32 Thảm rồng đá túi lưới và các rồng đá túi lưới đơn .......................................76 Hình 3.1 Bản đồ khu vực xây dựng công trình. ............................................................78 7 Hình 3.2 Giải pháp 1- Bóc bỏ lớp đá lát khan, đắp bù đất tạo mái m=2,0, đầm chặt K=0,9, rải vải địa kỹ thuật và lát khan lại ..................................................................... 86 Hình 3.3 Giải pháp 2- Bóc bỏ tất cả từ vị trí cao trình +1,00, làm tường BTCT đến cao trình +2,5m, từ đó tạo mái kè khung bê tông trồng cỏ vuốt lên đỉnh kè cao trình +3,5m. ....................................................................................................................................... 86 Hình 3.4 Mô hình tính toán trong Geoslope – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) 88 Hình 3.5 Kết quả tính toán chuyển vị theo phương ngang – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) ............................................................................................ 88 Hình 3.6 Kết quả tính toán chuyển vị theo phương đứng – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) ............................................................................................ 89 Hình 3.7 Kết quả tính toán chuyển vị tổng – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) . 89 Hình 3.8 Kết quả tính toán ứng suất theo phương ngang – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) ............................................................................................ 90 Hình 3.9 Kết quả tính toán ứng suất theo phương đứng – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) ............................................................................................ 90 Hình 3.10 Kết quả tính toán ứng suất lớn nhất – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) ....................................................................................................................................... 91 Hình 3.11 Kết quả tính toán ổn định mái – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) .... 91 Hình 3.12 Kết quả tính toán áp lực nước lỗ rỗng – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) ............................................................................................ 92 Hình 3.13 Kết quả tính toán cột nước áp – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) .... 92 Hình 3.14 Mô hình tính toán trong Geoslope – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) ....................................................................................................................................... 93 Hình 3.15 Kết quả tính toán chuyển vị theo phương ngang – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) ............................................................................................ 93 Hình 3.16 Kết quả tính toán chuyển vị theo phương đứng – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) ............................................................................................ 94 Hình 3.17 Kết quả tính toán chuyển vị tổng – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m)94 Hình 3.18 Kết quả tính toán ứng suất theo phương ngang – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) ............................................................................................ 95 8 Hình 3.19 Kết quả tính toán ứng suất theo phương đứng – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) ............................................................................................95 Hình 3.20 Kết quả tính toán ứng suất lớn nhất – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) .......................................................................................................................................96 Hình 3.21 Kết quả tính toán ổn định mái – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) ....96 Hình 3.22 Kết quả tính toán áp lực nước lỗ rỗng – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m) ............................................................................................97 Hình 3.23 Kết quả tính toán cột nước áp – trường hợp MNTT=MNDBT=2,00(m).....97 Hình 3.24 Đồ thị quan hệ giữa các tổ hợp tính toán ứng với MNTL khác nhau với hệ số ổn định các phương án. .............................................................................................98 Hình 3.25 Đồ thị quan hệ giữa các tổ hợp tính toán ứng với MNTL khác nhau với chuyển vị tổng Usum các phương án. ...........................................................................99 Hình 3.26 Đồ thị quan hệ giữa các tổ hợp tính toán ứng với MNTL khác nhau với chuyển vị tổng Usum các phương án. ...........................................................................99 Hình 3.27 Đồ thị quan hệ giữa các tổ hợp tính toán ứng với MNTL khác nhau với chuyển vị tổng Usum các phương án. .........................................................................100 Hình 3.28 Hình vẽ thể hiện các lực tác dụng lên 1 thỏi đất theo phương pháp cân bằng giới hạn. .......................................................................................................................101 9 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Kết quả tính toán lưu lượng nhỏ nhất thiết kế tại trạm thủy văn Chợ Tràng .. 80 Bảng 3.2: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý giải pháp 1- Bóc bỏ lớp đá lát khan, đắp bù đất tạo mái m=2,0, đầm chặt K=0,9, rải vải địa kỹ thuật và lát khan lại ...................................... 87 Bảng 3.3: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý giải pháp 2- Bóc bỏ tất cả từ vị trí cao trình +1,00, làm tường BTCT đến cao trình +2,5m, từ đó tạo mái kè khung bê tông trồng cỏ vuốt lên đỉnh kè cao trình +3,5m. .......................................................................................................... 87 Bảng 3.4: Bảng tổng hợp kết quả tính toán phương án 1 ............................................................ 97 Bảng 3.5: Bảng tổng hợp kết quả tính toán phương án 2 ............................................................ 98 10 MỞ ĐẦU I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong những năm qua, được sự quan tâm đầu tư của Trung ương và các Bộ, Nghành, đặc biệt là sự đầu tư của Bộ NN & PTNT, rất nhiều công trình chống sạt lở bờ sông đã được triển khai xây dựng nhằm mục đích chống xói lở bờ sông, giữ đất ở và đất sản xuất nông nghiệp cho nhân dân, ổn định đời sống khu dân cư. Tuy nhiên, không ít các công trình, hạng mục kè trong số đó không phát huy hết công năng do gặp sự cố về sạt trượt mái, gây ảnh hưởng lớn đến quá trình khai thác, sử dụng, gây lãng phí nguồn vốn của Nhà nước đầu tư. Hình 1. Kè bãi bồi đê sông Mã bị sạt lở (Nguồn: vov.vn) Hiện tượng sạt, trượt mái kè là hiện tượng xảy ra rất phổ biến, nên đã có nhiều công trình nghiên cứu, nhiều giải pháp được đưa ra và áp dụng nhằm ổn định mái kè, nhưng vẫn chưa thực sự giải quyết được triệt để vấn đề, nhất là với những công trình, hạng mục có địa chất yếu, có sự hoạt động của dòng thấm và dòng nước mặt hoạt động mạnh. 11 Để giải quyết vấn đề sạt trượt mái kè chúng ta cần phải tiến hành nghiên cứu lý thuyết cũng như phân tích, đánh giá, tìm nguyên nhân để từ đó đề xuất các giải pháp mới trong vấn đề xử lý sạt trượt nhằm đảm bảo tính ổn định lâu dài, để công trình phát huy hiệu quả cả về mặt kinh tế và kỹ thuật. Hơn nữa, đối với những vùng có địa chất yếu, thường xuyên chịu tác động của dòng chảy, dòng thấm thì điều kiện làm việc của công trình kè phức tạp hơn, không tuân theo những điều kiện làm việc thông thường. Chính vì vậy vấn đề nghiên cứu của luận văn vừa mang ý nghĩa thực tiễn, vừa khoa học. II. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - Xác định nguyên nhân hư hỏng của các hạng mục công trình kè sông dưới tác dụng của điều kiện bất thường. - Nghiên cứu phân tích, đánh giá, đề xuất giải pháp phũng chống sạt trượt mái kè dưới tác dụng của dũng thấm. - Vận dụng những kết quả nghiên cứu đó để kiểm tra ổn định cho kè Hưng Lĩnh, huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An. III. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Cách tiếp cận - Từ thực tế: Các trường hợp kè bị sạt trượt sau khi đưa vào sử dụng. - Tiếp cận từ các điều kiện kỹ thuật: Công trình phải đảm bảo điều kiện ổn định. - Tiếp cận hiện đại: Ứng dụng các phương pháp tính tóan tiên tiến, phần mềm hiện đại để kiểm tra ổn định cho kè. - Phương pháp nghiên cứu - Thu thập thông tin, kế thừa các nghiên cứu đá có. - Phân tích lý luận về quan hệ giữa ổn định của mái kè với dòng thấm, dòng chảy mặt. - Sử dụng mô hình toán. - Ứng dụng cho công trình thực tế. 12 IV. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC - Khảo sát quan hệ giữa ổn định của mái kè và dòng thấm, dòng chảy phụ thuộc vào các thông số khác nhau. - Giải pháp an toàn cho mái kè khi bị sạt trượt. - Kết quả tính cho kè Hưng Lĩnh, huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An. - Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn, có thể làm tài liệu tham khảo cho các nhà thiết kế sửa chữa nâng cấp các hạng mục công trình tương tự trên địa bàn tỉnh. 13 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG KÈ VÀ VẤN ĐỀ ỔN ĐỊNH CỦA KÈ 1.1. Tổng quan về xây dựng kè bảo vệ bờ sông ở Việt Nam 1.1.1. Điều kiện tự nhiên của hệ thống sông, suối ở Việt Nam Việt Nam là quốc gia có hệ thống sông rạch dày đặc, phân bố khắp cả nước. Hiện nay, Việt Nam có tới 2.360 con sông, kênh lớn nhỏ với tổng chiều dài khoảng 41.900 km, nhưng mới quản lý và khai thác được 8.036 km, trong đó có 392 con sông, chảy liên tỉnh được đưa vào danh mục quản lý của Cục đường sông Việt Nam theo quyết định số 1989 ngày 1-11-2010 của Thủ tướng Chính phủ. Trong đó, 191 tuyến sông, kênh với tổng chiều dài 6.734,6 km được xem là tuyến đường sông quốc gia. Tổng lưu lượng nước trung bình của các sông và kênh là 26.600 m³/s. Trong đó, phần được sinh ra trên đất Việt Nam chiếm 38,5%; phần từ nước ngoài chảy vào Việt Nam chiếm khoảng 61,5%. Hệ thống sông Cửu Long chiếm 60,4%, hệ thống sông Hồng 15,1% và các con sông còn lại chiếm 24,5%. 3 dòng sông được xếp vào diện hung dữ nhất (tốc độ dòng chảy lớn nhất) là sông Hồng, sông Đà, sông Lô. Trong đó, lưu lượng của sông Hồng cao nhất vào tháng 8 là hơn 9.200m3/s. Nơi có mật độ sông thấp nhất là vùng Nam Trung Bộ. Khu vực đông bằng sông Hồng có mật độ 0.45km/km², khu vực đồng bằng sông Cửu Long có mật độ 0.68km/km². Hướng chảy của sông chủ yếu từ Tây sang Đông, từ Tây Bắc xuống Đông Nam, lòng sông dốc, tốc độ chảy tương đối lớn. Chế độ nước trên các con sông chia thành 2 mùa rõ rệt, đó là mùa lũ và mùa kiệt. Về mùa lũ, nước sông lên cao, nước chảy xiết, các sông thường mang một lượng lớn chất phù sa, bùn cát lại chảy trên một nền bồi tích rất dễ xói bồi nên quá trình xói lở - bồi đọng diễn ra liên tục theo thời gian và không gian. Sạt lở bờ diễn ra ở hầu hết các triền sông và ở hầu hết các địa phương có sông, không chỉ diễn ra vào mùa lũ mà còn vào mùa kiệt. Đặc biệt trong những thập kỷ cuối của thế kỷ XX, hiện tượng sạt lở diễn ra với chu kỳ nhanh hơn, cường độ mạnh hơn, thời gian kéo dài hơn và có nhiều dị thường. 14 Hình 1.1 Lược đồ các hệ thống sông lớn ở Việt Nam 1.1.2. Tình hình xây dựng kè bảo vệ bờ sông ở Việt Nam Do sông ngòi ở nước ta đa số là sông nhỏ, lại chảy trong địa hình dốc nên thường gây ra xói lở 2 bên bờ sông. Để đảm bảo an toàn cho các khu vực dân cư và vùng sản xuất, hệ thống kè được xây dựng tại các khu vực này. Kè là hạng mục công trình thường thấy ở các khu vực sông, hàng năm đều được nhà nước đầu tư tu sửa và xây mới. Tùy vào hệ thống sông lớn hay nhỏ mà kè cũng được đầu tư xây dựng với quy mô tương ứng. Hầu hết các địa phương có sông lớn đều được đầu tư xây dựng kè, như hệ thống kè 2 bên bờ sông Cần Thơ với vốn đầu tư 1.000 tỷ đồng, dự án xây kè bờ sông Hồng đoạn phường Phúc Tân với số vốn 380 tỷ đồng, dự án kè bờ hữu sông Thái Bình với số vốn 338 tỷ đồng, dự án kè bờ hữu sông Mã với số vồn 20 tỷ đồng...Cùng với nguồn vốn ngân sách, hàng năm, Nhà nước cũng sử dụng các nguồn vốn vay từ các tổ chức như WB, vốn ODA để đầu tư xây dựng các hạng mục kè. 15 Hình 1.2 Chống sạt lở bờ, ổn định lòng dẫn sông Thái Bình khu vực TP Hải Dương (báo XD) Hình 1.3 Dự án đê kè bờ hữu sông Mã ( báo VH&ĐS) Hình 1.4 Kè Thị xã Hội An bảo vệ cửa sông tỉnh Quảng Nam 16 Hình 1.5 Kè Đức Quang tỉnh Hà Tĩnh cửa sông Lam Hình 1.6 Kè Phong Vân – Ba Vì – Hà Nội 1.2. Điều kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật đối với kè ở khu vực tỉnh Nghệ An 1.2.1. Điều kiện tự nhiên khu vực tỉnh Nghệ An Nghệ An là tỉnh có diện tích lớn nhất Việt Nam thuộc vùng Bắc Trung Bộ. Phía Đông giáp biển, phía Tây giáp nước CHDCND Lào, phía Nam giáp tỉnh Hà Tĩnh, phía Bắc giáp tỉnh Thanh Hóa. Nghệ An có 1 thành phố, 3 thị xã và 17 huyện. Trong đó, Thành phố Vinh là đô thị loại 1, là trung tâm kinh tế, văn hóa của tỉnh và của cả khu vực Bắc 17 Trung bộ. Tỉnh Nghệ An nằm ở Đông Bắc dãy Trường Sơn, địa hình đa dạng, phức tạp và bị chia cắt bởi các hệ thống đồi núi, sông suối hướng nghiêng từ Tây - Bắc xuống Đông - Nam với ba vùng sinh thái rõ rệt: miền núi, trung du, đồng bằng ven biển. Đỉnh núi cao nhất là đỉnh Pulaileng (2.711m) ở huyện Kỳ Sơn, thấp nhất là vùng đồng bằng huyện Quỳnh Lưu, Diễn Châu, Yên Thành có nơi chỉ cao đến 0,2 m so với mặt nước biển (đó là xã Quỳnh Thanh huyện Quỳnh Lưu). Đồi núi chiếm 83% diện tích đất tự nhiên của toàn tỉnh. Tỉnh nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, chịu sự tác động trực tiếp của gió mùa Tây - Nam khô và nóng (từ tháng 4 đến tháng 8) và gió mùa Đông Bắc lạnh, ẩm ướt (từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau). Nhiệt độ trung bình hàng năm 23 - 24,20C. Tổng lượng mưa trong năm là 1.200 – 2.000 mm. Độ ẩm trung bình hàng năm 80-90%. Tổng số giờ nắng trong năm khoảng 1.460 giờ. Về thủy văn: Tỉnh Nghệ An có 7 lưu vực sông (có cửa riêng biệt) với tổng chiều dài sông suối trên địa bàn tỉnh là 9.828 km, mật độ trung bình là 0,7 km/km2. Sông lớn nhất là sông Cả (sông Lam) bắt nguồn từ huyện Mường Pẹc tỉnh Xiêng Khoảng (Lào), có chiều dài là 532 km (riêng trên đất Nghệ An có chiều dài là 361 km), diện tích lưu vực 27.200 km2 (riêng ở Nghệ An là 15.346 km2). Tổng lượng nước hàng năm khoảng 28.109 m3. Hình 1.7 Bản đồ tự nhiên tỉnh Nghệ An 18 1.2.2. Tình trạng sạt lở bờ sông ở Nghệ An Nghệ An là tỉnh có điều kiện tự nhiên không mấy thuận lợi. Về địa hình, tỉnh có nhiều loại địa hình từ miền núi cao trải xuống đồng bằng ven biển. Về khí hậu, tỉnh nằm trong vùng “nắng lắm, mưa nhiều”. Về mùa lũ, tỉnh thường xuyên hứng chịu những trận lụt, bão có sức tàn phá lớn, gây nên những trận lụt lịch sử. Kết hợp với địa hình lòng sông suối dốc, nước chảy xiết nên gây ra tình trạng sạt lở 2 bên bờ sông hết sức nghiêm trọng, đe dọa trực tiếp tới tính mạng và tài sản của nhân dân dọc theo 2 bên bờ sông. Sông Lam là con sông lớn nhất của tỉnh, là một trong hai con sông lớn nhất vùng Bắc Trung Bộ, bắt nguồn từ cao nguyên Xiengkhuang, Lào. Phần chảy trên lãnh thổ Lào gọi là Nam Khan. Phần chính của dòng sông chảy qua Nghệ An, phần cuối của sông Lam hợp lưu với sông La từ Hà Tĩnh, tạo thành ranh giới của Nghệ An và Hà Tĩnh đổ ra biển tại cửa Hội. Cụ thể, trên lãnh thổ Việt Nam, nó chảy qua địa phận huyện Kì Sơn, Tương Dương, Con Cuông, Anh Sơn, Đô Lương, Nam Đàn, giữa các huyện Thanh Chương, Hưng Nguyên, thành phố Vinh, Nghi Lộc của tỉnh Nghệ An rồi vào Đức Thọ, Nghi Xuân, thị xã Hồng Lĩnh của tỉnh Hà Tĩnh trước khi đổ ra vịnh Bắc Bộ. Tổng cộng các chiều dài của sông theo Bách khoa toàn thư Việt Nam là khoảng 512 km, đoạn chảy trong nội địa Việt Nam khoảng 361 km. Tính trung bình của cả triền sông thì sông Lam nằm ở cao độ 294 m và độ dốc trung bình là 18,3%. Từ biên giới Việt-Lào đến Cửa Rào, lòng sông dốc nhiều với hơn 100 ghềnh thác, tổng lượng nước 21,90 km³ tương ứng với lưu lượng trung bình năm 688 m³/s và môđun dòng chảy năm 25,3 l/s.km². Lưu lượng trung bình mỗi năm tại Cửa Rào là 236 m³/s, tại Dừa: 430 m³/s. Mùa lũ từ tháng 6 đến tháng 11 cũng là mùa mưa, góp khoảng 74-80% tổng lượng nước cả năm. Hiện nay, 2 bên bờ sông bị sạt lở trên toàn tuyến, nhiều nơi phạm vi sạt lở đã ảnh hưởng tới đất sản xuất của nhân dân, thậm chí có những nơi đã ảnh hưởng tới đất ở. 19 Hình 1.8 Sạt lở bờ sông xã Hưng Hòa-Nghệ An Hình 1.9 Sạt lở H.Hưng Nguyên Hình 1.10 Sạt lở đê La Giang - HT Hình 1.11 Sạt lở H.Thanh Chương – Nghệ An 20