Tài liệu Nghiên cứu quy hoạch mặt bằng cảng lạch huyện - hải phòng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN CÔNG TÂM NGHIÊN CỨU QUY HOẠCH MẶT BẰNG CẢNG LẠCH HUYỆN - HẢI PHÒNG Chuyên ngành: Xây dựng công trình biển Mã số: 60.58.45 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Mai Văn Công 2. TS. Lê Thu Huyền Hà Nội - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN CÔNG TÂM NGHIÊN CỨU QUY HOẠCH MẶT BẰNG CẢNG LẠCH HUYỆN - HẢI PHÒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Trước tiên tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Trường Đại học Thủy lợi, Khoa Kỹ thuật Biển, Phòng Đào tạo Đại học và Sau đại học đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành Luận văn. Tác giả chân thành cảm ơn tới thầy giáo hướng dẫn PGS.TS. Mai Văn Công, Trưởng bộ môn Công trình Cảng - Đường thủy - Trường Đại học Thuỷ Lợi Hà Nội và cô giáo hướng dẫn TS. Lê Thu Huyền, Trường Đại học Giao Thông Vận Tải Hà Nội đã luôn tận tình giúp đỡ tác giả từ những bước đi đầu tiên xây dựng ý tưởng nghiên cứu cũng như trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện Luận văn. Cảm ơn Th.S Nguyễn Quang Đức Anh đã giúp đỡ tác giả có đủ tài liệu và phương pháp để thực hiện luận văn. Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy, cô giáo trong khoa Kỹ Thuật Bờ Biển, các bạn cùng lớp cao học 20BB và các anh chị đồng nghiệp trong văn phòng VINWATER đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tác giả trong thời gian học tập và nghiên cứu. Tuy đã có những cố gắng song do thời gian có hạn, trình độ bản thân còn hạn chế, luận văn này không thể tránh khỏi những tồn tại, tác giả mong nhận được những ý kiến đóng góp và trao đổi chân thành của các thầy cô giáo, các anh chị em và bạn bè đồng nghiệp. Xin chân thành cảm ơn! TÁC GIẢ…... Nguyễn Công Tâm LỜI CAM ĐOAN Họ và tên học viên: NGUYỄN CÔNG TÂM Lớp cao học: 20BB Chuyên ngành: KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH BIỂN Tên đề tài: “Nghiên cứu quy hoạch mặt bằng cảng Lạch Huyện - Hải Phòng” Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi hoàn toàn do tôi làm, những kết quả nghiên cứu tính toán trung thực. Trong quá trình làm luận văn tôi có tham khảo các tài liệu liên quan nhằm khẳng định thêm sự tin cậy và tính cấp thiết của đề tài. Tôi không sao chép từ bất kỳ nguồn nào khác, nếu vi phạm tôi xin chịu trách nhiệm trước Khoa và Nhà trường. Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Học viên Nguyễn Công Tâm I MỤC LỤC MỤC LỤC .....................................................................................................I DANH MỤC BẢNG ................................................................................... V DANH MỤC HÌNH ...................................................................................VI MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ...............................................................1 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................3 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................3 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................................................3 5. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC .............................................................4 6. NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN ....................................................................4 Chương 1: Tổng quan về điều kiện tự nhiên và thông tin sơ bộ về dự án cảng nước sâu gần bờ Lạch Huyện - Hải Phòng .........................................................5 1.1. Về điều kiện tự nhiên .................................................................................5 1.1.1. Đặc điểm địa hình .................................................................................5 1.1.2. Điều kiện địa chất công trình ................................................................6 1.1.3. Điều kiện thủy văn ................................................................................7 1.1.4. Điều kiện khí tượng ..............................................................................8 1.1.5. Điều kiện môi trường ..........................................................................11 1.1.6. Môi trường sinh thái............................................................................12 1.1.7. Điều kiện kinh tế xã hội của những xã bị ảnh hưởng của dự án ........13 1.2. Giới thiệu sơ bộ về dự án cảng Lạch Huyện – Hải Phòng ...................15 1.2.1. Cơ sở hình thành dự án .......................................................................15 1.2.2. Vị trí, quy mô dự án cảng nước sâu gần bờ năm 2015 .......................16 1.2.3. Quy hoạch cảng cửa ngõ quốc tế Hải Phòng đến năm 2030 ..............17 II 1.2.4. Quy hoạch cảng cửa ngõ quốc tế Hải Phòng đến năm 2020 ..............18 1.3. Định hướng phát triển bền vững Cảng trong tương lai và vấn đề nghiên cứu của Luận văn ...................................................................................20 1.3.1. Định hướng phát triển bền vững cảng trong tương lai .......................20 1.3.2. Vấn đề nghiên cứu của Luận văn .......................................................20 1.4. Kết luận chương 1 ....................................................................................21 Chương 2: Quy hoạch cảng biển và xây dựng các tiêu chí kỹ thuật với bài toán Quy hoạch Cảng Lạch Huyện - Hải Phòng ..............................................22 2.1. Khái niệm về cảng biển ...........................................................................22 2.1.1. Vai trò của cảng biển ..........................................................................22 2.1.2. Định nghĩa ..........................................................................................23 2.2. Giới thiệu về một số cảng biển trên thế giới và việt nam .....................25 2.2.1. Một số cảng trên thế giới ....................................................................25 2.2.2. Cảng biển ở việt nam ..........................................................................35 2.3. Chọn mặt bằng quy hoạch cảng lạch huyện..........................................44 2.3.1. Quy tắc quy hoạch mặt bằng cảng ......................................................44 2.3.2. Các tiêu chí quy hoạch mặt bằng cảng ...............................................52 2.4. Kết luận chương 2 ....................................................................................62 Chương 3: Quy hoạch mặt bằng hợp lý cho cảng Lạch Huyện - Hải Phòng giai đoạn 2030÷2050 với phương án xa bờ .......................................................63 3.1. Dự báo lượng hàng hóa thông qua cảng giai đoạn 2030÷2050 ............63 3.1.1. Tổng hợp các chỉ tiêu phát triển kinh tế xã hội (KTXH) khu vực nghiên cứu giai đoạn 2030÷2050 ......................................................................63 3.1.2. Dự báo khối lượng hàng hóa thông qua cảng giai đoạn 2030÷2050 ..63 3.2. Lựa chọn cỡ tàu cho cảng giai đoạn 2030÷2050 ...................................65 3.2.1. Đặt vấn đề ...........................................................................................65 3.2.2. Lựa chọn cỡ tàu cho cảng ...................................................................65 III 3.3. Thông số bến cho cảng giai đoạn 2030÷2050 ........................................66 3.3.1. Số lượng bến .......................................................................................66 3.3.2. Chiều dài bến ......................................................................................69 3.3.3. Cao độ đáy bến ...................................................................................70 3.3.4. Cao trình đỉnh bến ..............................................................................71 3.3.5. Diện tích kho bãi container .................................................................72 3.3.6. Kết cấu cầu tàu....................................................................................74 3.3.7. Luồng tàu và vũng quay tàu................................................................74 3.4. Quy hoạch đê chắn sóng cho cảng giai đoạn 2030÷2050 ......................75 3.4.1. Nguyên tắc chung ...............................................................................75 3.4.2. Kết quả quy hoạch ..............................................................................75 3.5. Tổng hợp các phương án mặt bằng cảng xa bờ giai đoạn 2030÷2050 76 3.5.1. Phương án mặt bằng 1 ........................................................................76 3.5.2. Phương án mặt bằng 2 ........................................................................77 3.5.3. Phương án mặt bằng 3 ........................................................................78 3.5.4. So sánh các phương án mặt bằng........................................................79 3.6. Xác định mặt bằng hợp lý dựa trên tiêu chí lặng sóng đảm bảo khả năng khai thác dự án dựa trên phần mền Mike 21 SW...................................80 3.6.1. Mô hình Mike 21 SW .........................................................................80 3.6.2. Mô hình sóng tổng thể ........................................................................82 3.6.3. Điều kiện biên sóng ............................................................................86 3.6.4. Bộ thông số mô hình ...........................................................................87 3.6.5. Kết quả mô phỏng lan truyền sóng-Trường sóng gió mùa Đông Bắc 87 3.6.6. Kết luận ...............................................................................................89 3.7. Kết luận chương 3 ....................................................................................90 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................. 91 IV KÊT LUẬN......................................................................................................91 KIẾN NGHỊ ....................................................................................................93 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................ 94 PHỤ LỤC ..................................................................................................... 1 V DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các chỉ tiêu quy hoạch chính năm 2030 ...............................................18 Bảng 1.2 Các chỉ tiêu quy hoạch chính năm 2020 ...............................................19 Bảng 2.1 Tổng hợp nhóm cảng phía Bắc..............................................................37 Bảng 2.2 Tổng hợp nhóm cảng Bắc Trung Bộ .....................................................38 Bảng 2.3 Tổng hợp nhóm cảng Trung Trung Bộ .................................................38 Bảng 2.4 Tổng hợp nhóm cảng Nam Trung Bộ ...................................................39 Bảng 2.5 Tổng hợp cảng thuộc nhóm Đông Nam Bộ ..........................................40 Bảng 2.6 Tổng hợp nhóm Đồng Bằng Sông Cửu Long .......................................41 Bảng 2.7 Tiêu chí đánh giá độ yên tĩnh ................................................................53 Bảng 2.8 So sánh tiêu chí mở rộng cảng trong tương lai .....................................60 Bảng 2.9 Bảng tổng hợp đánh giá định tính các tiêu chí ......................................62 Bảng 3.1 Tổng hợp chỉ tiêu phát triển KTXH khu vực nghiên cứu năm 2050 ....63 Bảng 3.2 Đề xuất dự báo lượng hàng thông qua cảng Lạch Huyện - Hải Phòng giai đoạn 2030÷2050 .................................................................................................64 Bảng 3.3 Kết quả thông số tàu giai đoạn 2030÷2050 ...........................................66 Bảng 3.4 Kết quả số lượng bến giai đoạn 2030÷2050..........................................69 Bảng 3.5 Tổng hợp kết quả chiều dài bến theo 3 phương án mặt bằng ...............70 Bảng 3.6 Kết quả tính toán cao trình đáy bến ......................................................71 Bảng 3.7 Cao độ đỉnh bến theo một số tiêu chuẩn nước ngoài ............................72 Bảng 3.8 Diện tích bãi container ..........................................................................73 Bảng 3.9 Chiều dài đê chắn sóng theo các phương án mặt bằng .........................75 Bảng 3.10 Tổng hợp các phương án mặt bằng giai đoạn 2030÷2050 ..................79 VI DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Vị trí khu vực khảo sát trên bản đồ địa chất ............................................6 Hình 1.2 Phương án cảng nước sâu gần bờ .........................................................16 Hình 2.1 Mô hình phát triển cảng biển tương lai..................................................23 Hình 2.2 Hình ảnh cảng Los Ageles từ trên cao ...................................................26 Hình 2.3 Cảng Thượng Hải tại cửa sông Dương Tử ............................................26 Hình 2.4 Cảng Rotterdam - Hà Lan ......................................................................27 Hình 2.5 Cảng nước sâu Yangshan nhìn từ trên cao ............................................28 Hình 2.6 Bến đón tàu cảng Busan ........................................................................29 Hình 2.7 Cảng Busan nhìn từ trên cao ..................................................................29 Hình 2.8 Tổng mặt bằng khu bến Tanjong Pagar .................................................30 Hình 2.9 Tổng mặt bằng cảng Kobe .....................................................................31 Hình 2.10 Tổng mặt bằng cảng Jaddah ................................................................31 Hình 2.11 Mặt bằng cảng dầu ở Kazakhtan .........................................................32 Hình 2.12 Dự án cảng ở Venice............................................................................33 Hình 2.13 Sân bay quốc tế Kansai ........................................................................34 Hình 2.14 Dự án cảng trong tương lai ở Mỹ ........................................................34 Hình 2.15 Quy hoạch cảng nước sâu Chân Mây- TT Huế ...................................41 Hình 2.16 Mô hình Quy hoạch Cảng Dung Quất .................................................42 Hình 3.1 Mặt bằng cảng Lạch Huyện giai đoạn 2030 ..........................................64 Hình 3.2 Quy hoạch nhóm cảng biển phía Bắc năm 2030 ...................................65 Hình 3.3 Tổng mặt bằng phương án 1 ..................................................................76 Hình 3.4 Tổng mặt bằng phương án 2 ..................................................................77 Hình 3.5 Tổng mặt bằng phương án 3 ..................................................................78 Hình 3.6 Phương án mặt bằng 1 - Địa hình tổng thể và chi tiết ...........................83 VII Hình 3.7 Phương án mặt bằng 2 - Địa hình tổng thể và chi tiết ...........................84 Hình 3.8 Phương án mặt bằng 3 - Địa hình tổng thể và chi tiết ...........................85 Hình 3.9 Hoa sóng Bạch Long Vĩ ........................................................................86 Hình 3.10 Phương án mặt bằng 1, Hs=2,2m, Ts=6s, t=7h20’, Hướng 450 ..........87 Hình 3.11 Phương án mặt bằng 2, Hs=2,2m, Ts=6s, t=9h40’, Hướng 450 ..........88 Hình 3.12 Phương án mặt bằng 3, Hs=2,2m, Ts=6s, t=11h40’, Hướng 450 ........89 1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Việt Nam đã và đang trên con đường phấn đấu trở thành một nước phát triển hướng đến công nghiệp hóa - hiện đại hóa. Với đường bờ biển kéo dài từ Bắc đến Nam nước ta có rất nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển kinh tế biển. Trong những năm gần đây, khối lượng hàng hóa vận chuyển bằng đường biển ở miền Bắc Việt Nam tăng trưởng nhanh chóng. Tỷ lệ tăng trưởng trung bình trong năm qua của hàng hóa đạt 19%/năm và hàng container đạt 29%/năm tính theo TEU. Theo kết quả dự báo nhu cầu vận tải thì đến năm 2050, lượng hàng container dự kiến thông qua cảng cửa ngõ quốc tế Hải Phòng đạt tới con số 130 triệu tấn/năm.Trong khi đó thì tổng năng lực của cảng hiện hữu kể cả sau khi mở rộng cũng chỉ đạt 95 triệu tấn và không thể phát triển thêm để đáp ứng lượng hàng container vượt trội. Do đó, để khắc phục tình trạng này thì trước thời điểm đó cần xây dựng thêm cảng mới có đủ năng lực để đáp ứng được khối lượng hàng container quá tải của cảng cửa ngõ quốc tế Hải Phòng. Xuất phát từ lợi ích về chi phí vận tải (tàu càng lớn thì chi phí vận tải trên mỗi tấn hàng càng giảm, cụ thể chi phí trên mỗi TEU của tàu công xuất 8.000 TEU chỉ bằng 65% chi phí vận tải của tàu 4.000 TEU) và xu hướng chung của thế giới là tăng tải trọng tàu container (hãng vận chuyển Maesk line đã đóng 30 tàu container trọng tải 200.000 DWT trong đó có 10 tàu đã được đưa vào tuyến vận tải chính của thế giới năm 2014, do đó tàu container tải trọng 100.000 DWT÷130.000 DWT sẽ được triển khai trên những tuyến thứ cấp) thì cần phải xây dựng thêm cảng mới có đủ năng lực để đón tàu container tải trọng 100.000 DWT÷130.000 DWT. Thực tế đã cho thấy hạn chế trong công tác nạo vét nâng cấp tuyến luồng ảnh hưởng rất nhiều đến hoạt động của cảng (tháng 6 năm 2013 cảng Hải Phòng thực hiện thực hiện nạo vét 800.000m3 đến hơn 1 triệu m3,với tổng giá trị hơn 130 tỷ đồng, thi công trong 4 tháng; thực tế cảng nước sâu gần bờ Lạch Huyện hàng năm khối lượng sa bồi khoảng 2,62 triệu m3 - theo số liệu nghiên cứu của JICA) do vậy 2 cảng phải được đặt ở vị trí thuận lợi nhất để hạn chế tối đa công tác nạo vét nâng cấp tuyến luồng hàng năm. Hải Phòng là thành phố nằm phía Đông miền duyên hải Bắc Bộ, có hải đảo và một vùng biển rộng lớn. Chiếm giữ vị trí địa lý kinh tế thuận lợi Hải Phòng là đầu mối giao thông quan trọng của hệ thống đường thủy nội địa vùng châu thổ sông Hồng, sông Thái Bình và của 2 tuyến quốc lộ lớn QL5, QL10; là điểm cuối của tuyến đường sắt Hà Nội - Hải Phòng; là cửa ngõ thông ra biển nối các tuyến hàng hải trong nước và quốc tế. Với những điều kiện thuận lợi đã giúp Hải Phòng phát triển được hệ thống cảng, thành cảng trọng điểm của quốc gia, góp phần không nhỏ cho sự phát triển kinh tế xã hội của thành phố; ngoài ra cảng Hải Phòng còn giữ vai trò hết sức quan trọng trong sự nghiệp bảo vệ an ninh quốc phòng. Cảng Lạch Huyện - Hải Phòng giai đoạn 2030÷2050 hình thành nhằm đáp ứng nhu cầu bốc xếp hàng vận tải bằng đường biển ngày càng tăng của các tỉnh thành, các khu công nghiệp, khu kinh tế trọng điểm Bắc bộ, đặc biệt là của vùng tam giác kinh tế: Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh. Ngoài ra cảng Lạch Huyện còn đáp ứng nhu cầu hàng quá cảnh của các tỉnh phía Nam Trung Quốc. Phương án đặt cảng Lạch Huyện - Hải Phòng giai đoạn 2030÷2050 ở xa bờ sẽ đảm bảo vị trí thuận lợi về hàng hải, có thể đáp ứng được các yêu cầu về trang thiết bị hiện đại đảm bảo năng suất bốc xếp cao, độ sâu khu nước lớn cho phép tàu có trọng tải lớn ra vào an toàn, thuận lợi và với một hệ thống giao thông sau cảng đồng bộ cả đường bộ, đường sắt và đường thuỷ thu hút qua cảng một lượng hàng lớn, do vậy sẽ góp phần thúc đẩy kinh tế của khu vực phát triển mạnh mẽ hơn và thu hút các nhà đầu tư vào khu vực nhiều hơn. Cảng nước sâu xa bờ Lạch Huyện - Hải Phòng giai đoạn 2030÷2050 sẽ đóng một vai trò hết sức quan trọng đối với khu vực phía Bắc. Cảng có khả năng tiếp nhận được tàu container trọng tải lớn tới 8.000÷10.000TEU hoạt động trên tuyến vận tải biển xa. Cơ sở hạ tầng của cảng và công nghệ bốc xếp sẽ được đầu tư đồng bộ và hiện đại, đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của thị trường, đảm bảo tính 3 cạnh tranh trên trường quốc tế. Vì vậy, phát triển cảng nước sâu xa bờ Lạch Huyện - Hải Phòng giai đoạn 2030÷2050 là tất yếu và khách quan, phù hợp với xu hướng phát triển chung của thế giới. Hiện nay cảng cửa ngõ quốc tế Lạch Huyện đã và đang triển khai thi công nhằm đáp ứng nhu cầu vận tải thủy giai đoạn 2015, giai đoạn 2020 và giai đoạn 2030. Việc nghiên cứu định hướng cảng nước sâu xa bờ Lạch Huyện - Hải Phòng trong giai đoạn 2030÷2050 là thực sự cần thiết để đảm bảo các yêu cầu nêu trên. 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI - Nghiên cứu quy hoạch mặt bằng hợp lý của cảng Lạch Huyện - Hải Phòng giai đoạn 2030÷2050 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU (1) Đối tượng nghiên cứu - Cảng Lạch Huyện - Hải Phòng giai đoạn 2030÷2050 (2) Phạm vi nghiên cứu - Khu vực ngoài khơi cảng cửa ngõ quốc tế Lạch Huyện - Hải Phòng, từ 106.987 0E đến 107.007 0E Kinh độ; từ 20.642 0N đến 20.676 0N Vĩ độ 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (1) Phương pháp nghiên cứu - Phân tích kế thừa các nghiên cứu đã có về lĩnh vực liên quan - Ứng dụng lý thuyết mô phỏng các yếu tố biển - cơ sở hạ tầng cảng - Xây dựng các tiêu chí thiết kế cảng - Phương pháp chuyên gia (2) Công cụ sử dụng - Lý thuyết phân tích hệ thống - Mô hình toán thủy động lực hiện đại Mike 21 SW, để phân tích hiệu quả về che chắn tạo khu lặng sóng đảm bảo khả năng khai thác cảng - Công cụ Google earth nghiên cứu các Quy hoạch mặt bằng Cảng trên Thế giới và Việt Nam 4 5. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC - Xây dựng bộ khung tiêu chí cơ bản cho bài toán quy hoạch cảng biển - Xây dựng các phương án quy hoạch mặt bằng cảng nước sâu xa bờ Lạch Huyện - Hải Phòng giai đoạn 2030÷2050 - Xác định bộ thông số chính kỹ thuật cảng gồm khu nước và khu đất theo từng phương án mặt bằng cảng - Đưa ra được phương án bố trí mặt bằng đập phá sóng hợp lý - Mô phỏng hiệu quả giảm sóng bằng mô hình Mike 21 - Tổng hợp phân tích đưa ra giải pháp quy hoạch mặt bằng cảng hợp lý nhất 6. NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN Nội dung của luận văn gồm 3 chương: Chương 1: Tổng quan về điều kiện tự nhiên và thông tin sơ bộ về dự án cảng nước sâu gần bờ Lạch Huyện - Hải Phòng Chương 2: Quy hoạch cảng biển và xây dựng các tiêu chí kỹ thuật với bài toán quy hoạch cảng Lạch Huyện - Hải Phòng Chương 3: Quy hoạch mặt bằng hợp lý cho cảng Lạch Huyện - Hải Phòng với phương án xa bờ giai đoạn 2030÷2050 5 Chương 1: Tổng quan về điều kiện tự nhiên và thông tin sơ bộ về dự án cảng nước sâu gần bờ Lạch Huyện - Hải Phòng 1.1. Về điều kiện tự nhiên Trong bước nghiên cứu điều chỉnh dự án đầu tư xây dựng công trình cảng cửa ngõ quốc tế Hải Phòng, các tài liệu về điều kiện tự nhiên trong và xung quanh khu vực dự án được thu thập từ các cơ quan và nguồn dữ liệu khác nhau. Các nguồn số liệu thu thập phục vụ nghiên cứu bao gồm: Số liệu điều kiện tự nhiên phục vụ lập dự án đầu tư xây dựng công trình cảng cửa ngõ quốc tế Hải Phòng - TEDI thực hiện năm 2006. Các số liệu khảo sát địa chất, thủy văn phục vụ nghiên cứu, rà soát và chuẩn bị đầu tư dự án cảng cửa ngõ quốc tế Lạch Huyện của tư vấn HanDong (Hàn Quốc) và Nippon Koei (Nhật Bản) thực hiện năm 2007 và 2008. Các kết quả khảo sát hiện trường như đo thủy đạc ở khu vực cảng, khảo sát địa chất công trình tại khu vực dọc theo đê chắn sóng, khảo sát chất đất mặt, dòng chảy và sóng phục vụ nghiên cứu sơ bộ về dự án xây dựng hạ tầng cảng Lạch Huyện, Việt Nam do JICA tiến hành trong giai đoạn đầu từ tháng 10 năm 2009 đến tháng 2 năm 2010. 1.1.1. Đặc điểm địa hình Hải Phòng là một thành phố cảng nằm ở phía Đông miền duyên hải phía Bắc, cách Thủ đô Hà Nội khoảng 120km. Khu vực khảo sát thuộc đảo Cát Hải, cách trung tâm TP Hải Phòng 13km về hướng Đông. Địa hình đáy biển của vịnh Hải Phòng khá thoải với độ dốc trung bình từ 0,04% đến 0,08% theo hướng Nam Đông Nam. Những doi cát và đụn cát xuất hiện dọc theo các cửa sông và trồi lên khi thủy triều xuống. Khu vực xây dựng cảng nằm trên các doi cát dọc bờ phía Tây Nam cửa sông Lạch Huyện, bắt đầu từ tuyến kè phía Đông đảo Cát Hải với chiều dài khoảng 6.000m và chiều rộng khoảng 1.000m. Cao độ biến đổi từ +2,0m đến 0m theo hệ Hải đồ, sâu dần về phía Đông - Nam. 6 1.1.2. Điều kiện địa chất công trình 1.1.2.1. Điều kiện chung Khu vực phát triển cảng Lạch Huyện nằm ở vùng hạ lưu sông Hồng (sông Cái). Hiện tại ở đây có một lớp sét dày được tạo ra bởi khối lượng lớn đất và cát di chuyển từ cửa Nam Triệu và cửa Lạch Huyện. Dự án nằm ở huyện Cát Hải, thành phố Hải Phòng. Địa điểm xây dựng dự án là bờ phải sông Lạch Huyện. Bờ phải của sông bắt đầu từ cầu tàu bằng đá ở Nam đảo Cát Hải, là dải cát lớn với chiều dài khoảng 6.000m và chiều rộng 1.000m, cao trình từ 0 đến +1,0m hệ Hải đồ. Bờ đối diện là đảo Cát Bà. 1.1.2.2. Đặc điểm địa chất công trình Hình 1.1 Vị trí khu vực khảo sát trên bản đồ địa chất (Nguồn: Trích từ bản đồ địa hình Việt Nam – Lào – Campuchia 1971) Năm 2007 TEDI đã thực hiện khảo sát địa chất và phân tích chỉ tiêu cơ lý đất tại khu vực này để lập Báo cáo đầu tư cho dự án xây dựng Cảng cửa ngõ quốc tế Lạch Huyện. Sau đó năm 2008, Nippon Koei đã tiến hành khoan bổ sung 5 lỗ khoan (PBH-1 đến 5) và thực hiện thí nghiệm trong phòng để phân tích chỉ tiêu cơ lý đất. 7 Năm 2010, 10 lỗ khoan thăm dò và thí nghiệm phân tích chỉ tiêu cơ lý của đất cũng được thực hiện trong “nghiên cứu sơ bộ về dự án xây dựng cảng cửa ngõ quốc tế Lạch Huyên, Việt Nam” do JICA thực hiện. Theo kết quả nghiên cứu SAPROF, địa tầng khu vực được phân chia thành các lớp địa chất theo trình tự mới trong bảng 1.1 Phụ lục A. 1.1.3. Điều kiện thủy văn 1.1.3.1. Mực nước Dự báo thủy triều tại đảo Hòn Dấu trong báo cáo nghiên cứu khả thi của TEDI như sau. Mực thuỷ triều dao động từ +0,43m hệ Hải đồ (mực nước thấp nhất) đến +3,55m (mực nước cao nhất). Mực nước cao nhất: +4,43m Mực nước cao thiết kế (P 1% ): + 3,55m Mực nước trung bình cao: + 3,05m Mực nước trung bình thiết kế (P 50% ): + 1,95m Mực nước trung bình thấp: + 0,91m Mực nước thấp thiết kế (P 99% ): +0,43m Mực nước thấp nhất: +0,03m 1.1.3.2. Sóng Theo “Báo cáo Kế hoạch tăng cường năng lực các cảng miền Bắc, tháng 9 năm 2009”, thống kê tần suất chiều cao sóng và hướng sóng xuất hiện tại trạm Hòn Dấu(trong 3 năm từ 2006 đến 2008) cho biết đặc điểm của sóng thông thường gây ra bởi gió trong khu vực. Sóng có chiều cao hơn 1m có tần suất là 8,59% và tần suất xuất hiện sóng có hướng chủ đạo từ Đông sang Nam là 60%. Nhưng sóng cao thường có hướng chủ đạo từ Đông Nam sang Đông. Theo “Báo cáo hiệu chỉnh cuối kỳ của TEDI”. Chiều cao sóng cực đại đo được tại trạm khí tượng Hòn Dấu từ 1963 đến 1985 được thể hiện dưới đây. Bảng 1.3 phụ lục cho biết chiều cao sóng cực đại đo được tại trạm Hòn Dấu là 5,6m và trong 20 năm chỉ xuất hiện 2 lần. 8 1.1.3.3. Dòng chảy, độ đục Dòng chảy, sóng, và độ đục được quan trắc liên tục để thu thập các thông tin cần thiết để mô phỏng sa bồi. Khảo sát được thực hiện tại 6 trạm ngoài biển và 5 trạm trên con sông dẫn đến khu vực cảng Lạch Huyện trong tháng 05 năm 2011. Tại các trạm C1 đến C6 ngoài biển công tác quan trắc diễn ra trong 30 ngày liên tiếp, tại các trạm R1 đến R5 trên sông công tác quan trắc diễn ra trong vòng 52h liên tiếp khi triều cao (kỳ triều cường) và khi triều thấp (kỳ triều kiệt). Vị trí các trạm xem trong hình 1.1 Phụ lục A. Kết quả quan trắc sóng, chiều cao sóng trung bình của 1 tháng là xấp xỉ 0,4m, chiều cao sóng cực đại đo được tại trạm C6 là 1,43m, và tại trạm C3 là 1,83m. Sóng nước sâu có hướng chủ đạo là Nam - Đông Nam. Vận tốc dòng chảy cực đại là 1,15m/s tại trạm C1 và có xu hướng giảm đi theo khoảng cách tính từ khu vực cảng Lạch Huyện. Về nồng độ chất rắn lơ lửng, nồng độ trung bình là khoảng 0,17÷2,2g/L và nồng độ cực đại là khoảng 0,4÷1,0g/L. Chi tiết xem trong bảng 1.4 Phụ lục A. Kết quả quan trắc sóng trên con sông nối với khu vực cảng, vận tốc dòng chảy cực đại đo được tại trạm R5 ở cửa sông Lạch Huyện khi mực nước cao nhất (triều cường) là 1,33m/giây. Về nồng độ chất rắn lơ lửng, nồng độ trung bình là khoảng 0,15÷0,21g/L và là giá trị giống như giá trị đo được tại khu vực ngoài biển. Nồng độ cực đại là khoảng 0,2÷0,4g/L và thấp hơn nồng độ cực đại đo được tại khu vực ngoài biển. Chi tiết xem trong bảng 1.5 Phụ lục A. Số liệu về mối quan hệ giữa các điều kiện lực sóng và lực dòng chảy với nồng độ chất rắn lơ lửng được xác định từ kết quả quan trắc đồng thời. Đây là những số liệu được sử dụng để kiểm chứng kết quả mô phỏng số về sự vận chuyển bùn cát tại khu vực cảng Lạch Huyện. 1.1.4. Điều kiện khí tượng 1.1.4.1. Gió Gió ở miền Bắc Việt Nam và vùng lân cận tương đối lặng ngoại trừ mùa bão thường bắt đầu vào tháng 6 và kết thúc vào tháng 11. 9 Hướng gió chủ đạo là hướng Bắc đến Tây Bắc do khí hậu gió mùa Đông Bắc trong mùa khô (từ tháng 9 đến tháng 2) và hướng Nam đến Tây - Nam do gió mùa Tây - Nam trong mùa mưa (từ tháng 3 đến tháng 7). Tuy nhiên ở vùng đồng bằng Bắc bộ gió Bắc trong mùa khô thay đổi thành hướng Đông Bắc hoặc Đông, trong khi đó gió Nam thay đổi thành hướng Nam hoặc Đông Nam phụ thuộc vào địa hình khu vực. Theo Báo cáo thu thập tài liệu khí tượng thuỷ hải văn 04 - TEDI - 086 - Nca - TV2, tốc độ gió thực đo đã tính tần suất tốc độ và hướng gió, vẽ hoa gió tổng hợp các tháng và năm. Hoa gió tổng hợp cho thấy gió chủ yếu ở tốc độ từ 0,1÷8,9m/s; gió thịnh hành nhất là hướng Đông chiếm 28,27%, gió hướng Bắc chiếm 14,36%; gió lặng chiếm 5,6%. Từ 1974÷2004 tại trạm Hòn Dấu cho thấy tốc độ gió lớn nhất nhiều lần đo được là 40m/s theo hướng Đông Đông Bắc (ENE) năm 1975, hướng Bắc Tây Bắc (NNW) năm 1977, hướng Nam Đông Nam (SSE) năm 1980, hướng Tây Nam, Nam (SW, S) năm 1989. Các tháng từ tháng 10 đến tháng 1 gió thịnh hành hướng Đông và hướng Bắc, tháng 2 đến tháng 5 gió thịnh hành hướng Đông, tháng 6 đến tháng 8 gió thịnh hành hướng Nam và Đông Nam, tháng 9 gió có nhiều hướng. Theo các kết quả quan trắc bổ sung trong 3 năm từ 2006 đến 2008 của Nippon Koei Co., Ltd. & Associates, tần suất xuất hiện gió theo tốc độ và hướng dựa trên số liệu gió. Kết quả này cho thấy gió chủ yếu có hướng từ Đông đến Nam (khoảng 45%) và hướng Bắc (khoảng 13%), gió với vận tốc lớn hơn 15m/s rất hiếm khi xuất hiện. Chi tiết về gió xem trong bảng 1.2 Phụ lục A. 1.1.4.2. Độ ẩm không khí Khu vực dự án có độ ẩm không khí cao. Thường khoảng 75% đến 95% trong suốt cả năm. Độ ẩm không khí trung bình nhiều năm là 85.7%, độ ẩm không khí thấp nhất là 27% (tháng 10/1991).