i LỜI CAM ĐOAN Tác giả Luận văn xin cam đoan Luận văn công trình nghiên cứu cá nhân tác giả Các số liệu kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố công trình nghiên cứu khác Các nguồn tài liệu tham khảo thực trích dẫn quy định Tác giả Luận văn Nguyễn Thanh Trung ii LỜI CÁM ƠN Trong suốt trình học tập thực đề tài gia đình, bạn bè đồng nghiệp tận tình giúp đỡ mặt tinh thần vật chất Bên cạnh đó, nhà trường tạo điều kiện quý thầy cô tận tình dạy bảo hướng dẫn Tôi xin chân thành cám ơn đến : - Ban giám hiệu Trường Đại học Thủy lợi - Tất quý Thầy Cô Trường Đại học Thủy lợi - Tất quý Thầy Cô nhân viên Cơ sở – Đại học Thủy lợi Và lòng biết ơn sâu sắc đến: GV hướng dẫn TS Nguyễn Duy Khang tận tình giúp đỡ việc chọn đề tài, tìm tài liệu trình thực luận văn Trong thời qian thực đề tài thân cố gắng, nỗ lực để đạt kết tốt Tuy nhiên, nhiều sai sót kính mong đóng góp ý kiến quý Thầy Cô bạn Một lần nữa, xin gởi đến quý Thầy Cô, bạn bè đồng nghiệp lời cảm ơn chân thành Trân trọ ng m n! iii MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC BẢNG x DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xii MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Mục tiêu 2.2 Phạm vi nghiên cứu đề tài .2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC .2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM VỀ GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ BIỂN 1.1.1 Các nghiên cứu giới 1.1.2 Các nghiên cứu nước 1.1.3 Tổng quan giải pháp bảo vệ bờ biển nước 11 1.2 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 20 1.2.1 Vị trí địa lý 20 1.2.2 Đặc điểm khí hậu 21 1.2.3 Chế độ thủy hải văn, bùn cát .25 1.2.4 Đặc điểm địa hình, địa chất khu vực nghiên cứu 27 1.2.5 Dân số xã hội 28 1.2.6 Thực trạng kinh tế xã hội 29 iv 1.2.7 Nông nghiệp nông thôn 29 1.2.8 Công nghiệp, thương mại, dịch vụ du lịch 29 1.2.9 Giao thông vận tải 30 1.2.10 Cơ sở hạ tầng khác 31 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 31 CHƯƠNG 32 THỰC TRẠNG VÀ NGUYÊN NHÂN GÂY SẠT LỞ VÀ BỒI LẤP KHU VỰC NGHIÊN CỨU .32 2.1 THỰC TRẠNG XÓI LỞ, BỒI LẤP VÀ QUY LUẬT DIỄN BIẾN BỜ BIỂN.32 2.1.1 Nghiên cứu thực trạng xói lở, bồi lấp theo phương pháp phân tích ảnh viễn thám 32 2.1.2 Thực trạng xói lở, bồi lấp bãi biển .35 2.2 NGUYÊN NHÂN CHUNG GÂY XÓI LỞ CHO BỜ BIỂN TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU 37 2.2.1 Yếu tố địa hình 37 2.2.2 Yếu tố sóng .37 2.2.3 Yếu tố thủy triều .37 2.2.4 Yếu tố dòng chảy tổng hợp 37 2.2.5 Yếu tố bùn cát 38 2.2.6 Dòng chảy từ sông 39 2.3 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÁC NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY XÓI LỞ, BỒI LẤP BỜ BIỂNVÙNG NGHIÊN CỨU 41 2.3.1 Xói lở ảnh hưởng hướng bờ biển cấu tạo đường bờ 41 2.3.2 Tác động gió dòng chảy gió 42 2.3.3 Tác động sóng .45 2.3.4 Tác động dòng triều 46 v 2.3.5 Tác động người .47 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 49 CHƯƠNG 52 NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ VÀ BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH CHO KHU VỰC NGHIÊN CỨU 52 3.1 YÊU CẦU ĐỐI VỚI CÁC GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ VÀ BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH CHO KHU VỰC NGHIÊN CỨU 52 3.2 ĐỀ XUẤT VÀ PHÂN TÍCH CHỌN GIẢI PHÁP .52 3.3 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH LỰA CHỌN 54 3.3.1 Xác định tham số thiết kế 54 3.3.2 Tính toán, xác định qui mô, kích thước, bố trí công trình mặt 55 3.3.3 Tính toán, lựa chọn hình thức kết cấu, vật liệu sử dụng 62 3.3.4 Đề xuất giải pháp thi công 77 3.4 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA GIẢI PHÁP LỰA CHỌN BẰNG MÔ HÌNH TOÁN .79 3.4.1 Xây dựng mô hình toán .79 3.4.2 Kết diễn biến dòng chảy .81 3.4.3 Kết diễn biến sóng 84 3.4.4 Kết diễn biến vận chuyển bùn cát 85 3.4.5 Kết diễn biến địa hình đáy biển 87 3.4.6 Kết diễn biến đường bờ .89 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 90 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1- 1: Hình ảnh mô hình vật lý nghiên cứu chi tiết chế độ dòng chảy ven bờ phòng thí nghiệm công ty đa quốc gia Hr Wallingford, Anh Quốc [16] Hình 1- 2: Sơ đồ bố trí mặt công trình chỉnh trị cửa sông Trường Giang (Trung Quốc) Hình 1- 3: Khối Tetrapot phá sóng cảng St Francis, Nam Phi (trái) khối Ecopode, dùng để phá sóng Garachico - Tây Ban Nha (phải),[16] Hình 1- 4: Kè mỏ hàn chắn sóng, làm nơi trú ẩn tàu bè Krijal, Croatia (trái), kè mỏ hàn chắn sóng cảng Zapuntel - Molat, Croatia (phải),[16] Hình 1- 5: Sơ đồ giải pháp bảo vệ đê biển[16][1][11] 11 Hình 1- 6: Mặt cắt đê biển kè biển điển hình[16] 12 Hình 1- 7: Kè biển Nghĩa Phúc, Nam Định (trái) kè đê biển Gò Công, Tiền Giang (phải) 13 Hình 1- 8: Sơ đồ bố trí hệ thống mỏ hàn gây bồi, tạo bãi[16] 14 Hình 1- 9: Kè mỏ hàn New Jersey, Mỹ bị xói hạ lưu (trái) kè mỏ hàn bờ biển Cần Giờ, TP Hồ Chí Minh[16] .15 Hình 1- 10: Vùng chuyển tiếp phía hạ lưu hệ thống kè mỏ hàn (Nguồn: US Army Engineering Corps, 2008) 15 Hình 1- 11: Sơ họa giải pháp công trình đê phá sóng dạng rời (Nguồn: US Army Engineering Corps, 2008) 16 Hình 1- 12: Đập chắn sóng bảo vệ bờ dạng bờ kiểu salient Presque Isle, Pennsylvania, Mỹ (Nguồn: US Army Engineering Corps, 2008) 16 Hình 1- 13: Khối Tetrapod phá sóng cảng St Francis, Nam Phi (trái) kè mỏ hàn khối bê tông tam giác Enoshima, Nhật Bản (phải),[16] 17 Hình 1- 14: Túi Geotube chống xâm thực giữ bãi Lộc An (tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu)[16] 17 vii Hình 1- 15: Công trình phá sóng khối Tetrapod (trái), mỏ hàn ống buy bê tông bên bỏ đá hộc (phải) chống xói bờ biển Nam Định[16] .18 Hình 1- 16: Mặt bố trí công trình chỉnh trị cửa Lò (1994-1997) 18 Hình 1- 17: Đê ngăn cát, giảm sóng Khánh Hải – Ninh Thuận (trái) Phú Hải – Phan Thiết (phải) .19 Hình 1- 18: Nuôi bãi kết hợp mỏ hàn Hà Lan (trái) Đan Mạch (phải),[16] 19 Hình 1- 19: Vị trí địa lý khu vực cửa Lấp .21 Hình 1- 20: Hoa sóng Vũng Tàu năm 2009 [16] 23 Hình 1- 21: Sông vị trí Cửa Lấp tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 25 Hình 1- 22: Phân bố độ đục ven biển Vũng Tàu tháng 02 (trái) tháng 10 năm 2009 (phải) xây dựng từ phân tích ảnh vệ tinh MODIS (Nguồn: EOMAP) 26 Hình 1- 23: Địa hình cạn khu vực cửa Lấp 28 Hình 2- 1: Bản đồ biến động đường bờ, lòng dẫn khu vực cửa Lấp tỷ lệ 1:10.000 33 Hình 2- 2: Vị trí cửa Lấp qua theo tài liệu đồ ảnh viễn thám 34 Hình 2- 3: Sơ đồ biến động đường bờ tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu giai đoạn 1965-19892009 (Nguồn: Sở KHCN Vũng Tàu, 2012) 36 Hình 2- 4: Biển làm sạt lở nhiều bãi cát khu vực phường 12 TP, Vũng Tàu 36 Hình 2- 5: Cơ chế vận chuyển bùn cát ven bờ tác động sóng (trái) tác động đê ngăn cát ổn định luồng cửa sông vùng phụ cận (phải) 39 Hình 2- 6: Sơ đồ phức hợp nguyên nhân xói lở, bồi tụ bờ biển (chỉnh sửa từ Gegar, 2007) 41 Hình 2- 7: Hoa gió quan trắc trạm Bạch Hổ (Nguồn: Vietsopetro, 2000) 44 Hình 2- 8: Phân bố tiêu tán lượng sóng ven bờ (Nguồn: Stadelmann, 1981) 45 Hình 2- 9: Hoa sóng (2006 - 2009) biển khơi biển Đông cách bờ 28 km (số liệu sóng trích từ mô hình sóng toàn cầu WWIII NOAA) 46 viii Hình 2- 10: Những người Thái Lan chuyển khoáng sản khai thác trái phép lên bờ ngang nhiên cắm cờ họ bờ biển huyện Xuyên Mộc 48 Hình 2- 11: Ghe hút cát vùng ven bờ phường 12, TP Vũng Tàu 49 Hình 2- 12: Biển ngày lấn vào đất liền P 11, TP Vũng Tàu .49 Hình 2- 13: Bờ biển bị sạt lở Lộc An (Ảnh Viện Kỹ thuật Biển) .49 Hình 2- 14: Các nguyên nhân gây xói cho KVNC 51 Hình 2- 15: Các nguyên nhân gây bồi cho KVNC 51 Hình 3- 1: Mặt tổng thể giải pháp đề xuất 53 Hình 3- 2: Sơ họa định nghĩa thông số thiết kế hệ thống công trình đê ngầm kết hợp mỏ hàn 56 Hình 3- 3: Thông số thiết kế đê ngăn cắt 61 Hình 3- 4: Thông số thiết kế đê phá sóng 61 Hình 3- 5: Mặt cắt ngang điển hình đê ngăn cát ổn định tuyến luồng 69 Hình 3- 6:Kết cấu đê ngầm giảm sóng mặt cắt ngang điển hình .76 Hình 3- 7: Kết tính toán mặt trượt mực nước rút đến chân đê ngầm 77 Hình 3- 8: Kết tính toán mặt trượt mực nước đạt cao trình thiết kế 77 Hình 3- 9: Kết trường dòng chảy triều lên, mùa khô, sóng hướng Đông Bắc cao 1,92m biên (kịch 1-1), công trình chưa xây dựng 82 Hình 3- 10: Kết trường dòng chảy triều lên, mùa khô, sóng hướng Đông Bắc cao 1,92m biên (kịch 1-2), công trình có xây dựng 82 Hình 3- 11: Kết trường dòng chảy triều lên, mùa khô, sóng hướng Tây Nam cao 1,28m biên (kịch 2-1), chưa có công trình .83 Hình 3- 12: Kết trường dòng chảy triều lên, mùa khô, sóng hướng Tây Nam cao 1,28m biên (kịch 2-2), có công trình 83 Hình 3- 13: chiều cao sóng lớn điều kiện công trình .84 ix Hình 3- 14: Chiều cao sóng lớn điều kiện có công trình 84 Hình 3- 15: Vận chuyển bùn cát (total load) chưa có công trình .85 Hình 3- 16: Vận chuyển bùn cát (total load) có công trình 85 Hình 3- 17: Vận chuyển bùn cát (total load) chưa có công trình .86 Hình 3- 18: Phân tích độ đục phù sa chưa có công trình từ ảnh vệ tinh MODIS .87 Hình 3- 19: Dự báo, khu vực bị bồi sau khai thác tuyến đê năm .88 Hình 3- 20: Dự báo, khu vực bị xói sau khai thác tuyến đê năm .88 Hình 3- 21: Dự báo diễn biến đường bờ .89 Hình 3- 22: Dự báo diễn biến đường bờ 25 năm 50 năm 89 x DANH MỤC BẢNG Bảng 1- : Tốc độ gió trung bình tháng năm Vũng Tàu (m/s)[18] 22 Bảng 1- 2: Độ cao sóng trung bình (m) trạm lân cận khơi khu vực nghiên cứu [18][16] 23 Bảng 1- 3: Lượng mưa trung bình (mm) vùng biển nghiên cứu phụ cận [16] 24 Bảng 1- 4: Lượng bốc trung bình tháng năm (mm) .24 Bảng 1- 5: Các đặc trưng mực nước (cm) trạm Vũng Tàu (1978 – 2008) theo hệ cao độ Quốc gia.[16] 26 Bảng 2- 1: Chiều rộng cửa Lấp qua thời kỳ theo kết phân tích ảnh viễn thám 35 Bảng 2- 2: Các đặc trưng lưu lượng qua cửa Lấp vào mùa mưa, mùa khô, kỳ triều pha triều khác [6] [11][16][17][18] .40 Bảng 2- 3: Tần suất gió (2000 - 2008) theo hướng cấp gió khu vực ven bờ cửa Lấp (trích từ mô hình khí hậu toàn cầu CFSR) .43 Bảng 3- 1: Kết tính toán hệ số truyền sóng theo phương pháp khác 58 Bảng 3- 2: Chiều dài đê ngầm xác định theo phương pháp kinh nghiệm 58 Bảng 3- 3: Bảng tính trọng lượng khối phủ (G) 62 Bảng 3- 4: Bảng tính chiều dày khối phủ mái (dt) 63 Bảng 3- 5: Bảng tính số lượng khối bê tông phủ mái (tính cho 1m2) (Nk) .63 Bảng 3- 6: Bảng tính khối lượng bê tông phủ mái (tính cho 1m2) (A) .64 Bảng 3- 7: Bảng tính lún đê 65 Bảng 3- 8: Bảng tính tổng trọng lượng đá Tetrapod MNTT (G1) .68 Bảng 3- 9: Bảng tính tổng trọng lượng đá Tetrapod MNTT (G2) .69 82 [m] 1152500 1152000 1151500 1151000 0.5 1150500 Current speed [m/s] Above 1.12 1.04 - 1.12 0.96 - 1.04 0.88 - 0.96 0.80 - 0.88 0.72 - 0.80 0.64 - 0.72 0.56 - 0.64 0.48 - 0.56 0.40 - 0.48 0.32 - 0.40 0.24 - 0.32 0.16 - 0.24 0.08 - 0.16 0.00 - 0.08 Below 0.00 Undefined Value 1150000 1149500 1149000 1148500 736000 737000 738000 739000 740000 741000 [m] Scale 1:38270 4/26/2013 4:25:00 PM Hình 3- 9: Kết trường dòng chảy triều lên, mùa khô, sóng hướng Đông Bắc cao 1,92m biên (kịch 1-1), công trình chưa xây dựng [m] 1152500 1152000 1151500 1151000 0.5 1150500 Current speed [m/s] Above 0.96 0.88 - 0.96 0.80 - 0.88 0.72 - 0.80 0.64 - 0.72 0.56 - 0.64 0.48 - 0.56 0.40 - 0.48 0.32 - 0.40 0.24 - 0.32 0.16 - 0.24 0.08 - 0.16 0.00 - 0.08 -0.08 - 0.00 -0.16 - -0.08 Below -0.16 Undefined Value 1150000 1149500 1149000 1148500 736000 737000 738000 739000 740000 4/26/2013 4:25:00 PM 741000 [m] Scale 1:38270 Hình 3- 10: Kết trường dòng chảy triều lên, mùa khô, sóng hướng Đông Bắc cao 1,92m biên (kịch 1-2), công trình có xây dựng Nhìn vào hình 3-9 hình 3-10 cho thấy ảnh hưởng công trình dòng chảy sau: - Trường vận tốc dòng chảy thay đổi mạnh xây dựng xong công trình đê Tả đê Hữu, chủ yếu tập trung vào vùng tuyến đê; - Dòng chảy ven biển khu vực sau có công trình tăng lên khoảng 8-10cm/s mùa gió Đông Bắc 83 [m] 1152500 1152000 1151500 1151000 0.5 Current speed [m/s] 1150500 Above 1.04 0.96 - 1.04 0.88 - 0.96 0.80 - 0.88 0.72 - 0.80 0.64 - 0.72 0.56 - 0.64 0.48 - 0.56 0.40 - 0.48 0.32 - 0.40 0.24 - 0.32 0.16 - 0.24 0.08 - 0.16 0.00 - 0.08 -0.08 - 0.00 Below -0.08 Undefined Value 1150000 1149500 1149000 1148500 736000 737000 738000 739000 740000 741000 [m] Scale 1:38270 4/26/2013 4:25:00 PM Hình 3- 11: Kết trường dòng chảy triều lên, mùa khô, sóng hướng Tây Nam cao 1,28m biên (kịch 2-1), chưa có công trình [m] 1152500 1152000 1151500 1151000 0.5 1150500 Current speed [m/s] Above 0.90 0.84 - 0.90 0.78 - 0.84 0.72 - 0.78 0.66 - 0.72 0.60 - 0.66 0.54 - 0.60 0.48 - 0.54 0.42 - 0.48 0.36 - 0.42 0.30 - 0.36 0.24 - 0.30 0.18 - 0.24 0.12 - 0.18 0.06 - 0.12 Below 0.06 Undefined Value 1150000 1149500 1149000 1148500 736000 737000 738000 739000 740000 4/26/2013 4:25:00 PM 741000 [m] Scale 1:38270 Hình 3- 12: Kết trường dòng chảy triều lên, mùa khô, sóng hướng Tây Nam cao 1,28m biên (kịch 2-2), có công trình Dòng chảy ven mùa gió Tây Nam, thủy triều cao, hai trường hợp (hình 3-12) có công trình (hình 3-13) cho thấy: - Khi thủy triều lên thủy triều rút, dòng nước tập trung vào vùng hai tuyến đê; - Ở mùa gió Tây Nam, dòng chảy ven bờ hai tuyến đê có công trình giảm, đặc biệt chỗ lạch sâu phía bờ 84 Nhận xét kết tính dòng chảy: Như vậy, mùa gió Đông Bắc Tây Nam, cho thấy có ảnh hưởng trường dòng chảy so sánh đầu tư không đầu tư công trình Chế độ động lực vùng nước thay đổi kéo theo lượng bùn cát phù sa thay đổi 3.4.3 Kết diễn biến sóng Hình 3- 13: chiều cao sóng lớn điều kiện công trình Hình 3- 14: Chiều cao sóng lớn điều kiện có công trình Như vậy, sau đầu tư công trình, chiều cao sóng vùng nước đậu tàu triết giảm rõ rệt, nhiên chiều cao sóng vùng luồng tàu tuyến đê không giảm đáng kể Tại nơi cửa vào, chiều cao sóng lớn đạt chiều cao 2,4m, với tàu cá loại 300CV, vào vùng nước có chiều cao sóng này, đặc biệt tuyến đê, điều kiện chưa đảm bảo an toàn cho giao thông thủy 85 Đây lý do, mà nhận xét, bố trí tuyến không gian, cần tính toán cụ thể xem xét rõ điều kiện bất lợi tàu vào vùng neo đậu, đảm bảo vào an toàn điều kiện cần phải tránh trú bão 3.4.4 Kết diễn biến vận chuyển bùn cát Trước thay đổi dòng chảy, sóng, nên kết vận chuyển bùn cát điều kiện không/có công trình thay đổi theo Dựa kết tính toán, hình ví dụ điển hình trình vận chuyển bùn cát bị thay đổi xây dựng công trình [m] 1152500 1152000 5e-005 m3/s/m 1151500 Total load - magnitude [m^3/s/m] Above 0.00014 0.00013 - 0.00014 0.00012 - 0.00013 0.00011 - 0.00012 0.00010 - 0.00011 0.00009 - 0.00010 0.00008 - 0.00009 0.00007 - 0.00008 0.00006 - 0.00007 0.00005 - 0.00006 0.00004 - 0.00005 0.00003 - 0.00004 0.00002 - 0.00003 0.00001 - 0.00002 0.00000 - 0.00001 Below 0.00000 Undefined Value 1151000 1150500 1150000 1149500 1149000 736000 737000 738000 739000 740000 4/26/2013 4:25:00 PM 741000 [m] Scale 1:32390 Hình 3- 15: Vận chuyển bùn cát (total load) chưa có công trình Trên hình trình vận chuyển bùn cát lớn điều kiện gió mùa Đông Bắc sóng chiều cao 1,92m Bùn cát tập trung vùng đầu bãi bồi nơi có tuyến lạch sâu hữu vùng tiếp giáp cửa sông bãi biển bên phía bờ [m] 1152500 1152000 1151500 5e-005 m3/s/m Total load - magnitude [m^3/s/m] 1151000 Above 0.00014 0.00013 - 0.00014 0.00012 - 0.00013 0.00011 - 0.00012 0.00010 - 0.00011 0.00009 - 0.00010 0.00008 - 0.00009 0.00007 - 0.00008 0.00006 - 0.00007 0.00005 - 0.00006 0.00004 - 0.00005 0.00003 - 0.00004 0.00002 - 0.00003 0.00001 - 0.00002 0.00000 - 0.00001 Below 0.00000 Undefined Value 1150500 1150000 1149500 1149000 736000 4/26/2013 4:25:00 PM 737000 738000 739000 740000 741000 [m] Scale 1:31000 Hình 3- 16: Vận chuyển bùn cát (total load) có công trình 86 Khi có hai tuyến đê, trình vận chuyển bùn cát chủ yếu trao đổi theo hướng cửa sông biển, hướng từ bờ Tả sang bờ Hữu giảm nhỏ Dựa tính toán mùa gió, tiến hành tính cân cát, xác định tổng lượng bùn cát hàng năm, tính lượng bùn cát gió mùa Đông Bắc Tây Nam cho thấy, tổng lượng bùn cát từ bờ Tả ( Phước Tĩnh) sang bờ Hữu ( Vũng Tàu) khoảng 24.100m3/năm Hình 3- 17: Vận chuyển bùn cát (total load) chưa có công trình Như vậy, xây dựng công trình, lượng bùn cát không bù đắp sang phía bên bãi tắm Vũng Tàu nữa, vậy, sạt lở phía bờ Hữu xẩy để đảm bảo cân cát Đồng thời, xây dựng mô hình, tiến hành phân tích ảnh vệ tinh để xác định độ đục vùng nghiên cứu cho thấy Khu vực bờ Tả có độ đục lớn đới vận chuyển bùn cát rộng so với bờ Hữu 87 Hình 3- 18: Phân tích độ đục phù sa chưa có công trình từ ảnh vệ tinh MODIS Nếu nhìn từ hình trên, cho thấy, muốn ngăn cát ổn định luồng tàu, đê Tả phải cho chiều dài lớn đê Hữu ( lượng bùn cát vận chuyển từ phía bờ Tả sang bờ Hữu nhiều đới vận chuyển bùn cát rộng hơn) Như vậy, qua kết tính toán từ mô hình phân tích ảnh viễn thám cho thấy việc xác định chiều dài tuyến đê hướng tuyến đê định đến ổn định thành công luồng tàu 3.4.5 Kết diễn biến địa hình đáy biển Dựa mô hình thủy động lực kết tính toán bùn cát, nghiên cứu diễn biến đáy biển trường hợp không có công trình, để xem xét khả ảnh hưởng công trình đến địa hình đáy vùng cửa sông ven biển Thời gian tính toán sau xây dựng xong công trình năm, kết thể vùng bồi hình 88 Hình 3- 19: Dự báo, khu vực bị bồi sau khai thác tuyến đê năm Hình 3- 20: Dự báo, khu vực bị xói sau khai thác tuyến đê năm Như vậy, nhìn vào hình 3-20, khu vực bồi, điều đáng lo ngại nhóm chuyên gia phân tích xẩy ra, tượng bồi lấp trước cửa vào luồng xẩy sau khai thác năm, với chiều dày bồi 24cm (vùng 4) Phạm vi khu vực bồi lớn cản trở đến việc vào luồng tàu thuyền Đây sở để phải xem xét lại chiều dài tuyến đê hữu, cách thức thực tuyến đê Hữu, nhằm đảm bảo khai thác hiệu đạt mục đích công trình 89 3.4.6 Kết diễn biến đường bờ Dựa vào phần mềm LITPACK, tiến hành nghiên cứu diễn biến đường bờ thời đoạn năm, 10 năm, 25 năm, 50 năm Hình 3- 21: Dự báo diễn biến đường bờ Hình 3- 22: Dự báo diễn biến đường bờ 25 năm 50 năm Trên hình kết tính toán đường bờ sau vào hoạt động, ứng với thời gian năm, gốc chân đê Tả có vùng bồi lắng lớn đê Hữu chưa có diễn biến nhiều Đây điều kiện tốt cho khu vực kè Phước Tĩnh 90 khu vực kè bị sóng uy hiếp mạnh, đồng thời có tác động ảnh hưởng đến kè khiến kè phải sửa chữa nâng cấp Tuy nhiên, sau thời gian 10 năm (hình 3-22-phải) cho thấy diễn biến khu vực bờ Tả nguy hiểm, vùng đất bị xói có chiều dài khoảng 2km Như vậy, sau 10 năm, diễn biến vùng diễn rõ rệt hơn, khu vực đê Tả bồi nhiều đảm bảo khu trước kè Phước Tĩnh bồi lấp mạnh, khu vực chân đê Hữu có bồi sau đoạn giao tiếp biển cửa sông có tượng xói mạnh Như vậy, sau 25 năm 50 năm công trình đưa vào sử dụng, hai bên lân cận phía tuyến đê Tả Hữu bồi lấp, điều hoàn toàn phù hợp với mà xu diễn Cửa Lấp, lượng bùn cát bồi tụ lớn Tuy nhiên, có khu vực bị xói, cần thiết phải theo dõi diễn biến xói lở khu vực để có giải pháp kịp thời 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG Qua tổng hợp phân tích ưu điểm, nhược điểm giải pháp chống xói lở bờ biển, bảo vệ đê biển giới nước, theo kết xác định nguyên nhân gây xói lở bờ biển, học viên nghiên cứu đề xuất giải pháp sau: + Đề xuất giải pháp tổng thể bảo vệ đê biển, chống xói lở bờ biển Giải pháp tổng thể cụ thể hóa b́ nh đồ bố trí công trình cho khu vực nghiên cứu + Đề xuất giải pháp thiết kế cụ thể cho khu vực nghiên cứu, lựa chọn có kết hợp hai giải pháp nhằm mang lại tính khả thi, tính hiệu tiết kiệm kinh phí, hạng mục đê ngầm giảm sóng thể hình 3.6, hạng mục kè ngăn sóng ổn định tuyến luồng thể hình 3.5 + Đánh giá hiệu giải pháp giảm sóng gây bồi mô hình toán cho thấy có công trình chỉnh trị làm giảm sóng ngăn cát ổn định tuyến luồng 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Những kết đạt Trong trình tham khảo, kế thừa, thu thập tài liệu điều tra khảo sát thực địa, sở nghiên cứu, phân tích tính toán dòng chảy, chế độ thủy lực, diễn biến xói lở khu vực bờ biển cửa Lấp, luận văn đạt kết sau: - Về đánh giá thực trạng xác định nguyên nhân gây xói lở bờ biển Hiện tượng xói lở đường bờ diễn phức tạp, xảy khu vực cửa Lấp, với tốc độ xói lở trung bình từ 18,6 ÷ 50,6m/năm thuộc diện bị xói lở mạnh khu vực tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Vấn đề xói lở bồi lấp dải ven biển yếu tố tự nhiên phức tạp, hệ tương tác nhiều nhân tố Các yếu tố tác động đến trình xói lở bồi lấp bờ biển phân làm hai nhóm: yếu tố tự nhiên tác động người Thông qua việc phân tích số liệu sẵn có, kế thừa nghiên cứu trước sử dụng mô hình toán để nghiên cứu, phân tích chế độ thủy động lực, chế xói lở, bồi lấp vận chuyển bùn cát, xác định nguyên nhân gây xói lở bờ biển khu vực cửa Lâp + Yếu tố tự nhiên: Đây cửa sông có yếu tố động lực biển, đặc biệt sóng có vai trò trội định diển biến bồi, xói dịch chuyển luồng lạch Tại cửa Lấp sóng biển thời gian gió mùa Đông Bắc với hướng sóng vùng ven bờ Nam Đông Nam mùa mưa Nam Tây Nam Sự bồi xói mang tính chất cục biến đổi theo mùa Các khu vực cao cồn cát, khu vực bãi cát ngầm dể bị xói lở vào mùa gió Đông Bắc bù lại vào mùa gió Tây Nam với cường độ yếu Lượng bùn cát vào mùa gió đông bắc đào xới sóng di chuyển vào phía dải cát ngầm phần làm bồi lấp thay đổi lòng dẫn + Tác động người: Tại khu vực cửa Lấp tác động lớn người lên trình xói lở bồi lấp bờ biển phải kể đến tình trạng khai thác cát tràn lan lý gây nên tình trạng 92 - Về đề xuất giải pháp tổng thể cho bờ biển khu vực cửa Lấp, tính toán thiết kế giải pháp lựa chọn Qua tổng hợp phân tích ưu điểm, nhược điểm giải pháp chống xói lở bờ biển, bảo vệ đê biển giới nước, theo kết xác định nguyên nhân gây xói lở bờ biển, học viên nghiên cứu đề xuất giải pháp sau: + Đề xuất giải pháp tổng thể bảo vệ đê biển, chống xói lở bờ biển Giải pháp tổng thể cụ thể hóa bình đồ bố trí công trình cho khu vực nghiên cứu Giải pháp tổng thể bảo vệ bờ biển: giải pháp phi công trình, giải pháp công trình Giải pháp phi công trình bao gồm việc tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng tình trạng không nên khai thác cát cách tùy tiện, giải pháp quản lý đê, quy hoạch phát triển, ban hành thực thi văn pháp lý liên quan đến bảo vệ đê biển Giải pháp công trình chia làm hai loại chính, giải pháp bảo vệ trực tiếp giải pháp bảo vệ gián tiếp Giải pháp bảo vệ trực tiếp kè mái đê, tường chắn trồng cỏ Giải pháp bảo vệ gián tiếp giải pháp cứng, mềm kết hợp, đề tài học viên đề xuất loại công trình phù hợp với trạng vùng nghiên cứu: làm đê ngầm giảm sóng vật liệu Tetrapod; đê ngăn cát ổn định tuyến luồng mái phía biển Tetrapod mái phía luồng đá hộc Trong công cụ mô hình toán hỗ trợ đắc lực tính hợp lý cho việc tính toán quy mô, bố trí công trình + Đề xuất giải pháp thiết kế cụ thể cho khu vực nghiên cứu, lựa chọn có kết hợp hai giải pháp nhằm mang lại tính khả thi, tính hiệu tiết kiệm kinh phí + Đánh giá hiệu giải pháp giảm sóng gây bồi mô hình toán Những hạn chế trình thực luận văn Do học viên công tác bên ngành Xây dựng dân dụng nên trình thực Luận văn gặp nhiều khó khăn chuyên môn, bên cạnh kiến thức có 93 giới hạn cần học hỏi thêm ngành Xây dựng công trình thủy Vì Luận văn tránh thiếu sót trình thực Luận văn thực làđề tài khoa học mang tính tổng hợp nên khối lượng phần nội dung nghiên cứu đề tài lớn so với trình độ học viên, bên cạnh thời gian thực Luận văn không đủ dài kết nghiên cứu củng hạn chế: - Phạm vi vùng nghiên cứu Luận văntương đốirộngtrong khu vực bờ biển cửa Lấp tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu vấn đềnghiên cứu chưa thể hiệnkết cao - Bên cạnh việc sử dụng mô hình toán làm quen sử dụng hạn chế, trường hợp mô ít, chưa tính toán cụ thể tác động giải pháp thông qua mô diễn biến hình thái KIẾN NGHỊ Với vai trò tầm quan trọng tuyến đê biển cửa Lấp tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu phục vụ cho tàu thuyền đánh bắt thủy sản đặc biệt tạo cảnh quan cho khu Du lịch tỉnh, nên cần phải bảo vệ vững lâu dài thực tế khu vực cửa Lấp bị uy hiếp nghiêm trọng xâm thực với tốc độ lớn Biển Đông tình trạng khai thác cát tràn lan người dân địa phương Để tăng cường ổn định tuyến đê biển tạo môi trường sinh thái cho khu Du lịch, việc nghiên cứu đề xuất giải pháp công trình giảm sóng, khơi thông luồng khu vực bờ biển cửa Lấp cần thiết Vì đề tài thiết nhằm tăng ổn định đê biển cửa Lấp trước tác động thiên nhiên, đảm bảo mục tiêu hàng đầu đê biển bảo vệ an toàn tính mạng, tài sản nhân dân, đồng thời động lực thúc đẩy phát triển kinh tế bảo vệ an ninh quốc phòng phù hợp với chiến lược xây dựng đê biển Đảng Nhà nước Dòng Rip xem tượng đặc biệt nguy hiểm bãi tắm Việt Nam giới nói chung, tước đoạt nhiều mạng người hàng năm bãi tắm Điển hình, theo số liệu thống kê năm 2008, lực lượng tuần tra cấp cứu 94 thủy nạm địa bàn TP Vũng Tàu vớt 900 trường hợp du khách bị dòng Rip công, khoảng nửa đầu năm 2009 lực lượng vớt 266 trường hợp tương tự Trong nghiên cứu tính toán đề tài phát tồn dòng chảy bãi sau Tp Vũng Tàu Tuy nhiên phạm vi đề tài chưa thể sâu nghiên cứu tính toán dự báo chi tiết Học viên mong quan tâm quan Trung ương địa phương để tiếp tục triển khai nghiên cứu tượng khu vực bãi tắm sau Tp Bả Rịa – Vũng Tàu Các giải pháp công trình chống xói lở cho khu vực cửa Lấp cần phải nghiên cứu đánh giá cách đầy đủ phù hợp với tài liệu địa chất, dự báo nước biển dâng vấn đề môi trường sinh thái cần phải đặt Các giải pháp đề xuất cần phải tiến hành thí nghiệm để đánh giá cụ thể Nhằm đảm bảo cho công tác nghiên cứu dự báo diễn biến xói lở, bồi lấp khu vực bờ biển cửa Lấpcần phải trì việc đo đạc thu thập tài liệu thủy văn, bùn cát, địa hình bờ biển khu vựctheo định kỳ 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Lê Ngọc Bích, Lương Phương Hậu (1998) Nghiên cứu chống xói bảo vệ bờ biển huyện Cần Giờ, TP Hồ Chí Minh [2] Bộ Nông nghiệp PTNT Tiêu chuẩn ngành: Tiêu chuẩn 14 TCN 130-2002 Hướng dẫn thiết kế đê biển [3] Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn Tiêu chuẩn kỹ thuật: áp dụng cho chương trình củng cố, bảo vệ nâng cấp đê biển (Ban hành kèm theo Quyết định số 57/QĐ-BNN-KHCN ngày 08/01/2010) [4] Vũ Minh Cát nnk, 2008 Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu, đề xuất mặt cắt ngang đê biển hợp lý với loại đê phù hợp với điều kiện vùng từ Quảng Ninh đến Quảng Nam” Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội [5] Hướng dẫn thiết kế đê biển: Cục Phòng chống lụt bão Quản lý đê điều, Hà Nội 12/1999 [6] Dự án: khu neo đậu tránh trú bão cho tàu cá cửa Lấp, Công ty cổ phần Tư vấn xây dựng công trình Thủy bộ, TP Hồ Chí Minh, năm 2013 [7] Trịnh Văn Hạnh, Nguyễn Hữu Công, Nguyễn Thị Bình Đỗ Minh Phương Diễn biến xói lở rừng ngập mặn Tân Thành Tân Điền từ kỷ 20 tới nay; Hội thảo “Xói lở bờ biển rừng ngập mặn khu vực ven biển Nam Bộ”, Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam, 2010 [8] Trần Như Hối nnk, 2002 Nghiên cứu đề xuất giải pháp khoa học công nghệ phục vụ xây dựng hệ thống đê biển, đê ngăn mặn cửa sông Nam Bộ [9] Đinh Văn Mạnh, 2008 Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ “Nghiên cứu để cập nhật, chi tiết hóa số liệu triều, nước dâng dọc bờ biển từ Quảng Ninh đến Quảng Nam phục vụ tính toán thiết kế, củng cố nâng cấp đê biển”, Viện Cơ học, Viện Khoa học Việt Nam 96 [10] Phân Viện Khảo sát Quy hoạch Thủy lợi Nam Bộ, TP Hồ Chí Minh Báo cáo tổng kết, Mạng giám sát chất lượng nước lưu vực sông Đồng Nai - Sài Gòn, năm 2003 [11] Phân viện Vật lý TP Hồ Chí Minh Chuyên đề: Động lực học vùng biển ven bờ vấn đề bồi xói khu vực cửa Lấp, năm 2006 [12] Thorsten Albers Nicole von Lieberman, 2011 Báo cáo “Nghiên cứu Dòng chảy mô hình xói lở”, dự án “Quản lý tài nguyên thiên nhiên vùng ven biển tỉnh Sóc Trăng” [13] Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam (Viện KHTLMN), 1998 Báo cáo tổng kết dự án điều tra “Điều tra biến đổi lòng dẫn hệ thống sông Cửu Long, hạ du sông Tiền, sông Hậu định hướng giải pháp phòng chống xói lở giảm nhẹ thiên tai hệ thống sông Cửu Long sông Tiền, sông Hậu” 1995-1998 [14] Viện KHTLMN, 2004 Báo cáo tổng kết dự án điều tra dự án "Điều tra khảo sát biến động hình thái dải ven biển vùng Nam Trung Bộ Nam Bộ" [15] Viện Qui hoạch Thủy lợi Miền Nam, 2005 Báo cáo tổng kết dự án “Điều tra diễn biến chất lượng nước vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai sông Sài Gòn” [16] Viện KHTLMN, 2009 Báo cáo tổng kết dự án “Điều tra trình vận chuyển bùn cát sông: Đồng Nai - Sài Gòn, Cửu Long” [17] Viện Kỹ thuật biển, 2009 Báo cáo tổng kết dự án điều tra (về địa hình, lưu lượng, mực nước, dòng chảy, sóng, chất lượng nước, bùn cát) cho cửa sông Sài Gòn - Đồng Nai: Soài Rạp, Đồng Tranh, Ngã Bảy, Thị Vải [18] Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Nghiên cứu nguyên nhân, chế diễn biến hình thái đề xuất giải pháp khoa học công nghệ nhằm ổn định vùng cửa biển Lộc An, cửa Lấp tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2013