LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp cao học, được sự giúp đỡ của các thầy, cô giáo trường Đại học Thủy lợi, đặc biệt là thầy GS.TS. Vũ Thanh Te, và cùng sự nỗ lực của bản thân. Đến nay, tác giả đã hoàn thành luận văn thạc sỹ kỹ thuật, chuyên ngành Xây dựng công trình thủy. Các kết quả đạt được là những đóng góp nhỏ trong việc lựa chọn giải pháp và kết cấu công trình hợp lý chống xói lở bờ phải sông Vu Gia. Tuy nhiên, trong khuôn khổ luận văn, do điều kiện thời gian và trình độ có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được những lời chỉ bảo và góp ý của các thầy, cô giáo và các đồng nghiệp. Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo GS.TS. Vũ Thanh Te đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và cung cấp các kiến thức khoa học cần thiết trong quá trình thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo khoa Công trình, phòng Đào tạo Đại học và Sau Đại học trường Đại học Thủy lợi đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành tốt luận văn thạc sỹ của mình. Tác giả chân thành cảm ơn Công ty tư vấn và chuyển giao công nghệ Trường Đại Học Thủy Lợi đã tạo điều kiện cung cấp các tài liệu liên quan và giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn các bạn bè đồng nghiệp và gia đình đã động viên, khích lệ tác giả trong quá trình học tập và thực hiện luận văn này Hà nội, tháng 2 năm 2013 Tác giả Đinh Đăng Lâm BẢN CAM KẾT Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các thông tin, tài liệu trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc. Kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào trước đây. Tác giả Đinh Đăng Lâm MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. TÍNH CấP THIếT CủA Đề TÀI. 1 2. MụC ĐÍCH CủA Đề TÀI 2 3. CÁCH TIếP CậN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CứU 3 4. NộI DUNG NGHIÊN CứU VÀ KếT QUả ĐạT ĐƯợC. 3 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHU VỰC. 4 1.1. ĐặC ĐIểM Tự NHIÊN. 4 1.1.1. Vị trí địa lý khu vực. 4 1.1.2. Mạng lưới sông suối 4 1.1.3. Địa chất công trình. 7 1.1.4. Khí tượng thủy văn. 8 1.1.5. Về đoạn sông nghiên cứu 11 1.1.6. Diễn biến dòng chảy những năm qua. 12 1.1.7. Một số nghiên cứu trước đây về khu vực nghiên cứu. 17 1.2. NHữNG VấN Đề CầN NGHIÊN CứU. 18 1.2.1.Mục tiêu chỉnh trị. 18 1.2.2. Đối tượng chỉnh trị. 18 1.3. TổNG QUAN Về CÁC GIảI PHÁP PHÒNG CHốNG SạT Lở BảO Vệ Bờ SÔNG ĐÃ XÂY DựNG . 19 1.3.1 Tường kè bằng gỗ 19 1.3.2 Bảo vệ bằng mái đá xây, rọ đá 19 1.3.3 Tường kè bằng cọc ván thép 21 1.3.4 Tường kè bằng kết cấu tường bản góc 22 1.3.5 Tường kè bằng cừ bản bê tông cốt thép thường 22 1.3.6. Kè mỏ hàn. 22 1.4 KếT LUậN CHƯƠNG 1: 23 CHƯƠNG II TÍNH TOÁN DIỄN BIẾN VỀ VẬN TỐC KHU VỰC NGHIÊN CỨU TRÊN SÔNG VU GIA 25 2.1. HƯớNG LựA CHọN MÔ HÌNH TÍNH TOÁN. 25 2.1.1. Hướng sử dụng mô hình vật lý: 25 2.1.2. Hướng sử dụng mô hình toán 2 hay 3 chiều: 25 2.1.3. Hướng kết hợp mô hình 1 chiều với mô hình 2 chiều: 25 2.2. NHữNG KếT QUả NGHIÊN CứU THEO MÔ HÌNH VậT LÝ. 26 2.2.1. Trường lưu tốc trên sông khi chưa có công trình. 26 2.2.2. Trường phân bố lưu tốc trên sông Vu Gia khi có công trình. 27 2.3. LựA CHọN MÔ HÌNH TOÁN THIếT LậP MÔ HÌNH TÍNH XÁC ĐịNH TRƯờNG VậN TốC . 31 2.3.1. Giới thiệu mô hình MIKE21. 31 2.3.2. Phạm vi ứng dụng và ưu điểm của MIKE21 36 2.3.3. Ứng dụng mô hình MIKE 21 FM nghiên cứu diễn biến lòng dẫn khi xây dựng hệ thống kè mỏ hàn bảo vệ bờ trên sông Vu Gia. 37 2.4 KếT LUậN CHƯƠNG 2. 48 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH CHỈNH TRỊ THEO 49 PHƯƠNG ÁN ĐỀ XUẤT. 49 3.1. Đề XUấT GIảI PHÁP. 49 3.1.1. Phương án chỉnh trị. 49 3.1.2.Các tham số chỉnh trị. 49 3.1.3. Lựa chọn phương án tuyến chỉnh trị. 51 3.2. LựA CHọN GIảI PHÁP CÔNG TRÌNH. 53 3.2.1. Các loại hình công trình được lựa chọn chỉnh trị. 53 3.2.2. Các tham số tính toán. 53 3.2.3. Bố trí công trình trên sông Vu Gia. 54 3.3. Tính toán các hạng mục công trình. 56 3.3.1. Mỏ hàn (đá đổ). 56 3.3.2. Mỏ hàn cọc (mỏ hàn hoàn lưu). 65 3.4 KếT LUậN CHƯƠNG 3 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78 1. CÁC KếT QUả ĐạT ĐƯợC CủA LUậN VĂN 78 2. MộT Số VấN Đề TồN TạI 79 3. KIếN NGHị: 79 4. HƯớNG TIếP TụC NGHIÊN CứU: 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 I. TIếNG VIệT 80 II. TIếNG ANH 81 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 33TUHình 1-1: Đoạn sông nghiên cứuU33T 12 33TUHình 1-2: Kè bờ hữu sông Vu Gia đoạn cửa vào sông Quảng Huế mớiU33T 15 33TUHình 1-3: Kè bờ hữu sông Quảng Huế mới bị hổng chân trên toàn tuyếnU33T 15 33TUHình 1-4: Kè rọ đá cửa bị vỡ hình thành cửa ra sông Quảng Huế mớiU33T 16 33TUHình 1-5: Bờ hữu sông thượng lưu cầu Quảng Huế dài 660 m có nguy cơ sạt lở đe dọa tới cơ sở hạ tầng và tính mạng nhân dân xã Đại Cường. U33T 16 33TUHình 1-6: Kè bảo vệ bằng mái đá xâyU33T 20 33TUHình 1-7: Kè bảo vệ bằng rọ đáU33T 21 33TUHình 1-8: Tường kè bằng cọc thépU33T 21 33TUHình 1-9: Kè mỏ hàn hoàn lưuU33T 23 33TUHình 2-1: Vị trí mặt cắt đo lưu tốc khi chưa có công trình trong TNU33T 26 33TUmô hìnhU33T 26 33TUHình 2-2: Vị trí mặt cắt đo lưu tốc khi có công trình trong TN mô hìnhU33T 28 33TUHình 2-3: Vị trí điểm đo lưu tốcU33T 28 33TUHình 2-4: Hình ảnh thí nghiệm mô hìnhU33T 30 33TUHình 2-5: Lưới tính toán khu vực nghiên cứuU33T 38 33TUHình 2-6: Trường vận tốc ứng với (Qtl=1550m3/s; H=7.2m)U33T 40 33TUHình 2-7: Trường vận tốc ứng với (Qtl=4500m3/s; H=8.0m)U33T 41 33TUHình 2-8: Bình đồ phương án bố trí công trình chạy MIKE21U33T 43 33TUHình 2-9: Sơ bộ chọn vị trí hệ thống kè mỏ hàn trên sông Vu GiaU33T 44 33TUHình 2-10: Trường vận tốc ứng với (Qtl=1550m3/s; H=7.2m)U33T 45 33TUHình 2-11: Trường vận tốc ứng với (Qtl=4500m3/s; H=8.0m)U33T 46 33TUHình 3-1: Bố trí tổng thể Phương án tuyến chỉnh trịU33T 52 33TUHình 3-2: Bố trí tổng thể công trìnhU33T 55 33TUHình 3-3: Thiết kế kè mỏ hàn V2U33T 57 33TUHình 3-3: Bản vẽ thiết kế kè mỏ hàn V6U33T 62 33TUHình 3-3: Bản vẽ thiết kế mỏ hàn cọc V4U33T 66 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 33TUBảng 1-1: Chỉ tiêu tiêu chuẩn lớp đất tuyến kè sông Vu GiaU33T 8 33TUBảng 2-1: Bảng số liệu đo lưu tốc bình quân mặt cắt khi chưa cóU33T 27 33TUcông trình:U33T 27 33TUBảng 2-2: Bảng số liệu đo lưu tốc lớn nhất tại vị trí công trình:U33T 30 33TUBảng 2-3: Bảng so sánh kết quả đo lưu tốc với lưu lượng tạo lòng (Q URU tl URU=1550mUP 3 PU/s ; H=7.20m).U33T 42 33TUBảng 2-4: Thống kê các hạng mục công trình chỉnh trịU33T 44 33TUBảng 2-5: Bảng so sánh kết quả đo lưu tốc khi có công trình với lưu lượng tạo lòng (Q URU tl URU=1550mUP 3 PU/s ; H=7.20m).U33T 47 33TUBảng 2-6: Bảng so sánh kết quả đo lưu tốc khi có công trình (Q=4500mUP 3 PU/s ; H=8.0m). U33T 47 33TUBảng 3-1: Lưu tốc lớn nhất đoạn sông nghiên cứu trên mô hình MIKE21.U33T 54 33TUBảng 3-2: Thống kê các hạng mục công trình chỉnh trịU33T 56 33TUBảng 3-3: Tính toán ổn định trượtU33T 60 33TUBảng 3-4: Tính toán chiều sâu hố xói lớn nhất tại đầu mỏ hànU33T 60 33TUBảng 3-5: Tính toán kiểm tra đường kính đá hộc lát máiU33T 61 33TUvà đá hộc lăng thể tựaU33T 61 33TUBảng 3-6: Tính toán ổn định trượtU33T 63 33TUBảng 3-7: Tính toán chiều sâu hố xói lớn nhất tại đầu mỏ hàn:U33T 63 33TUBảng 3-8: Tính toán kiểm tra đường kính đá hộc lát máiU33T 63 33TUvà đá hộc lăng thể tựaU33T 63 33TUBảng 3-9: Chiều dày tấm bê tông theo “Đường thủy nội địa”U33T 64 33TUBảng 3-10: Chiều dày tấm bê tông theo 22 TCN 241-98U33T 65 33TUBảng 3-11: Bảng kết quả tính chiều dài cọc.U33T 68 33TUBảng 3-12: Tính toán bố trí thépU33T 73 33TUBảng 3-13: Tính toán kiểm tra nứtU33T 73 33TUBảng 3-14: Tính bề rộng khe nứtU33T 73 33TUBảng 3-15: Kiểm tra nứtU33T 75 33TUBảng 3-16: Tính toán bố trí thépU33T 78 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài. 1. Thực trạng hệ thống sông Vũ Gia – Thu Bồn Hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn thuộc tỉnh Quảng Nam với diện tích lưu vực tính tới cửa ra là 10350 km P 2 P. Hệ thống gồm 2 sông chính Vu Gia ở phía Bắc và Thu Bồn ở phía Nam. Hai sông có liên hệ thuỷ lực qua khu vực sông Quảng Huế, nơi dòng chảy tập trung trong lòng dẫn về mùa kiệt và chảy tràn qua bãi từ sông Vu Gia sang sông Thu Bồn vào mùa lũ. Khu vực hạ lưu là vùng đồng bằng và các thành phố Đà Nẵng, Hội An, nơi có mật độ dân số cao và là trung tâm kinh tế xã hội của vùng nên nhu cầu về nguồn nước về mùa kiệt rất lớn, trong khi mùa lũ lại cần thiết chia nước cho nhánh Thu bồn, nhằm giảm nhẹ tình hình lũ lụt cho đồng bằng. Do chế độ thuỷ văn không đồng nhất với mùa lũ ngắn 4 tháng từ tháng IX đến tháng XII và tổng lượng dòng chảy trên 80% cả năm làm khu vực ngã ba Quảng Huế thường xuyên nước tràn bờ, xói bãi tạo lòng mới. Khi mùa kiệt đến, nếu để tự nhiên thì nước sông Vu Gia chuyển hết sang Thu bồn gây tình trạng thiếu nước, xâm nhập mặn nghiêm trọng cho các huyện phía bắc tỉnh và thành phố Đà Nẵng. 2. Tính cấp thiết của đề tài Dòng Quảng Huế cho đến những năm 1995 đã có độ cong rất lớn, chiều dài đoạn sông cong bằng khoảng 4 – 5 lần bán kính cong và kết quả là lũ năm 1998, 1999, 2000 đã phá hủy đoạn cong cuối và tạo ra một dòng mới nối sang sông Thu bồn với chiều dài 1.1 km, chiều rộng 80 – 100 m. Về mặt thủy lực, sông cắt dòng là hoàn toàn logic vì đường chảy của dòng nước là ngắn nhất. Nhưng sang mùa cạn phần lớn dòng chảy từ thượng nguồn Vu Gia chuyển sang Thu Bồn gây tình trạng thiếu nước cho phần lưu vực phía Bắc, nơi có [...]... km2 Ti Giao Thu hai sụng Vu Gia v Thu Bn cú s trao i P P dũng chy qua sụng Qung Hu dn mt phn nc ca sụng Vu Gia nhp sang sụng Thu Bn Cỏch Giao thu 16km v phớa h lu thỡ sụng Vnh in li dn mt phn nc sụng Thu Bn sang tr li sụng Vu Gia Ngoi ra, mi sụng v phớa h lu cũn c b sung thờm mt s sụng nhỏnh khỏc Sụng Vu Gia cú sụng Tuý Loan (L=28km, F=160km2); Sụng Thu P P Bn cú sụng Ly Ly (L=40km, F=254km2) Gia sụng... phõn lu thun hn nờn vic chuyn nc t sụng Vu Gia sang sụng Thu Bn tng lờn ỏng k so vi trc õy Vo mựa kit, v ụng Xuõn v Hố Thu khu vc h lu sụng Vu Gia b thiu nc nghiờm trng Trong cỏc thỏng 3,4,5,6 nm 2001 mn ó xõm nhp sõu vo cỏc sụng trong 14 h thng Nc sinh hot ca thnh ph Nng ó nhiu ln b nhim mn khụng s dng c Vo mựa l, l ln trờn sụng Vu Gia s dn sang sụng Thu Bn lm gia tng cỏc vựng ngp lt mi v hỡnh thnh... khu vc nghiờn cu 2.2 Nhng kt qu nghiờn cu theo mụ hỡnh vt lý [TL.08] 2.2.1 Trng lu tc trờn sụng khi cha cú cụng trỡnh 2.2.1.1.Lu tc bỡnh quõn mt ct vị TRí Mặt cắt điểm đo lưu tốc khi chưa có công trình Sô ng vu gi a K 2+200( ẹCII-30) 6.857 Sông vu gia G G K 1+00 8.747 DCII-5 6.374 G G G G G T G DCII-8 8.054 T T G G TC2 6.338 G G G G T T G G G G G G G G G G G G G G G G DCII-4 6.667 G G G G G n ủửụứg bt... sụng Vu Gia on ca vo sụng Qung Hu mi l ht sc nghiờm trng lm nh hng n thit hi ti sn v sinh hot i sng nhõn dõn trong khu vc nht l mựa ma l Vi c thự sụng sui min Trung núi chung v sụng Vu Gia, Thu Bn núi riờng cú iu kin a cht, a 24 hỡnh, thy vn, thy lc ht sc phc tp Vỡ vy vic nghiờn cu la chn cỏc bin phỏp cụng trỡnh l ht sc quan trng m bo an ton cụng trỡnh trong cỏc mựa ma l m bo chnh tr sụng Vu Gia n... hỡnh ú, cn thit phi cú mt nghiờn cu tng th nhm tỡm kim cỏc gii phỏp hp lý chnh tr sụng Vu Gia n nh dũng sụng Qung Hu c khụng to ra sụng Qung Hu mi 2 Mc ớch ca ti Mc tiờu ch yu c t ra i vi vic chnh tr on sụng Vu Gia - Qung Hu cú th túm tt nh sau: La chn gii phỏp v kt cu cụng trỡnh hp lý chng xúi l b phi 3 sụng Vu Gia, khc phc s c ct dũng to sụng Qung Hu mi Tng cng n nh ca on sụng trờn c s to ra mt tuyn... bng ỏ , c gia c bng ỏ 23 hc lỏt khan t cao tng ng vi mc nc 95% n cao nh kố Phn gc kố c gia c bng ỏ lỏt khan t cao tng ng vi mc nc 95% n cao nh thm bói, mỏi dc kố gia c thng v h lu c ly theo dc b ca tng khu vc c th Dc theo thõn kố v u kố cú th r ỏ chng xúi Cú gia c mỏi b thng v h lu Kố m hn cc thng c s dng khi chiu di m hn ln hn 50m Kh nng chng xúi ca t b thp, cú thit b úng cc M hn cc bờ tụng ct... Thỏng 6/2001, vin Khoa hc Thy li ó nghiờn cu, xut gii phỏp xõy dng p chỡm chn ca sụng Qung Hu mi, trờn b trỏi sụng Vu Gia ti cao trỡnh 4,5m v cng c p tm do dõn p, cng c b hu sụng Vu Gia on ca vo Qung Hu mi ti cao trỡnh mt t t nhiờn + 6,5m B bo v ny kộo di 50m v thng lu v 100m v h lu, ng thi gia c 150m thng lu v 50m h lu xúm b phi nhỏnh Qung Hu mi bng kố lỏt mỏi Tuy nhiờn sau trn l thỏng 10/2001, cụng... Bn - Vu Gia nm gn trong tnh Qung Nam v Thnh ph Nng Ngun nc cung cp cho h thng sụng ch yu l nc ma vi lng ma khỏ phong phỳ t 1800 mm n 2300 mm Tuy nhiờn, do chi phi ca a hỡnh, a cht, th nhng v iu kin mt m m li sụng phỏt trin khụng ng u gia cỏc vựng Mt li sụng cỏc vựng nh sau: 5 - Thng ngun sụng Thu Bn: 0.40 km/km2 (tớnh vi cỏc sụng cú L>10 km P P v cú dũng chy thng xuyờn) - Thng ngun sụng Vu Gia: ... thng v nhng iu kin c thự ca a phng Vic nghiờn cu ch thy lc v bựn cỏt cú th t c bng nhiu hng khỏc nhau 1.2.1.Mc tiờu chnh tr Mc tiờu ch yu c t ra i vi vic chnh tr on sụng Vu Gia Qung Hu cú th túm tt nh sau : - Chng xúi l b phi sụng Vu Gia - Tng cng n nh n nh ca on sụng trờn c s to ra mt tuyn sụng phự hp vi quy lut vn ng t nhiờn ca dũng sụng cng nh tho món cỏc yờu cu khai thỏc kinh t tng hp trờn on sụng... lũng mi, trong khi mựa kit n, nu t nhiờn thỡ nc sụng Vu Gia chuyn ht sang Thu bn gõy tỡnh trng thiu nc, xõm nhp mn nghiờm trng cho cỏc huyn phớa bc tnh v thnh ph Nng Sụng V Gia Sụng Qung Hu c Sụng Qung Hu mi Sụng Thu Bn Hỡnh 1-1: on sụng nghiờn cu 1.1.6 Din bin dũng chy nhng nm qua Sụng Qung Hu trong nhng nm gn õy ó xy ra hin tng xõm thc hai bờn b rt nghiờm trng c bit sau cỏc trn l ln nm 1998 v 1999 . đoạn sông Vu Gia - Quảng Huế có thể tóm tắt như sau: Lựa chọn giải pháp và kết cấu công trình hợp lý chống xói lở bờ phải 3 sông Vu Gia, khắc phục sự cố cắt dòng tạo sông Quảng Huế mới. . tượng cắt dòng tạo dòng sông Quảng Huế mới. Sau khi xuất hiện lạch sông Quảng Huế mới, sông Quảng Huế cũ bị suy yếu dần và chỉ sau 2 năm đã bị bồi lấp gần như hoàn toàn trong khi sông Quảng Huế. chuyên ngành Xây dựng công trình thủy. Các kết quả đạt được là những đóng góp nhỏ trong việc lựa chọn giải pháp và kết cấu công trình hợp lý chống xói lở bờ phải sông Vu Gia. Tuy nhiên, trong