CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU Đồng Tháp là một tỉnh nằm trong khu vực Đồng bằng sông Cửu Long có hệ thống sông, ngòi, kênh, rạch chằng chịt; nhiều ao, hồ lớn. Sông chính là sông Tiền (một nhánh của sông Mê Kông) chảy qua tỉnh với chiều dài 132km. Dọc theo hai bên bờ sông Tiền là hệ thống kênh rạch dọc ngang. Đường liên tỉnh giao lưu thuận tiện với trên 300km đường bộ và một mạng lưới sông rạch thông thương.
Sông Tiền có vai trò rất quan trọng đối với tỉnh Đồng Tháp sông phân chia không gian lãnh thổ tỉnh thành hai vùng (vùng phía Bắc sông Tiền và vùng phía Nam sông Tiền - nằm giữa sông Tiền và sông Hậu); sông chảy qua 10/12 huyện, thị xã, thành phố của tỉnh; tập trung hầu hết các đô thị lớn, khu dân cư lớn (2 thành phố - Cao Lãnh, Sa Đéc và 1 thị xã - Hồng Ngự).2 TÌNH HÌNH SỰ CỐ XÓI LỞ, SẠT LỞ ĐÊ BAO TỈNH ĐỒNG THÁP, ĐẶT BIỆT HUYỆN TÂN HỒNG.1 Xã Tân Thành A Hình 1.1 Sạt lở đê bao Cả Mũi xã Tân Thành A, huyện Tân Hồng Vào Tháng 11/2010 Một đoạn đê bao Cả Mủi thuộc xã Tân Thành A đã xảy ra sạt lở gần 64m trong quá trình thi công. Được biết đê bao này đang phục vụ cho 800 hecta lúa vụ mùa.2 Xã An Phước Hình 1.2 Sạt lở đê bao xã An Phước, huyện Tân Hồng. Vào tháng 09/1015 tiếp tục đê bao An phước thuộc xã An phước đã xảy ra sạt lở gần 108m trong quá trình thi công. Đê bao này cũng đang phục vụ cho 900 hecta lúa vụ mùa.3 Xã Tân Phước.3 Sạt lở đê bao xã Tân Phước, huyện Tân Hồng 3 Vào tháng 08/1015 cũng trong huyện Tân Hồng đã xảy ra thêm một vụ sạt lở đê bao thuộc xã Tân Phước trong quá trình thi công.
Vụ sạt lở chia làm 6 đoạn với chiều dài trung bình khoảng 30m. Đê bao này cũng đang phục vụ cho 900 hecta lúa vụ mùa.3 Tính cấp thiết của đề tài. Bên cạnh những thuận lợi mà sông Tiền và hệ thống kênh rạch chằn chịt mang lại thì cũng có những khó khăn nhất định. Cấu tạo phổ biến ở bờ sông tỉnh Đồng tháp là những lớp cát, lớp đất dính như á sét, sét, bùn là một trong các yếu tố gây xói lở, sạt lở bờ sông và công tác bảo vệ những tuyến đê bao khi mùa nước nổi về luôn luôn là điều cấp thiết.
Trong khi đó rơm là loại vật liệu rất dồi dào có sẵn tại địa phương vì làm lúa 3 vụ mùa. Khi gia công rơm thành cuộn chi phí giá thành rẻ với khoảng 15. Vì thế đê tài “Nghiên cứu giải pháp chống xói lở bờ sông và đê bao khu vực Đồng Tháp bằng vật liệu rơm cuộn”. Sẽ nhằm giảm thiểu thiệt hại hàng năm khi mùa nước nổi về.
qua đó Qua đó giúp các đơn vị sử dụng có những định hướng cho công tác thiết kế, xây dựng, quản lý, khai thác các công trình bờ sông, đê bao tại tỉnh Đồng Tháp.4 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC. S T Bài báo nghiên cứu Tác giả Nội dung nghiên cứu T Bentrou The practical streambank p, G. Hướng dẫn sử dụng các phương 1 bionengineering guide. pháp sinh học trên bờ sông.
Channel Erosion Analysis and Control. Xói mòn bờ sông Phân tích và 2 Headwaters Hydrology. kiểm soát Thuỷ văn. American Water Resources Association.
3 Guidelines for Bank Johnson Dự án môi trường ở ven bờ sông 4 Stabilizaton Projects in the ,A. Quản lý nước mặt. Riverine and Environments of King County. King County Department of Stypula.
Public Works, Surface Water eds. Division, Seattle, Wash. Julien,P River Mechanics. 4 Press: 434p Sedimentation and Cơ sông.
Bồi lắng và xói mòn. Discover, Kunzig, Phân tích sông và nghiên cứu. Streambank slumping and its Sekely, contribution to the phosphorus A., Sạt lở bờ sông bởi phốt pho và and suspended sediment loads Mulla, ngưng tải trầm tích của sông Blue 6 of the Blue Earth River, D. Tạp chí của đất Minnesota.
Journal of Soil and Bauer, và nước Bảo tồn Water Conservation,57(5),243- D. (2002) Terzagh Theoretical Soil Mechanics. Cơ học đất lý thuyết. Wiley: New York.
S T Bài báo nghiên cứu Tác giả Nội dung nghiên cứu T Kè Xuân Canh và bờ sông khu vực cửa vào sông Đuống Mất ổn định và bị sạt lở do Phân tích xác định nguyên Nguyễn dòng chảy với vận tốc lớn tác 1 nhân gây sạt lở kè Xuân Canh, Thanh Hùng. động mạnh tới lòng sông cùng đê tả sông Luống. với địa chất lòng sông yếu nên bị dòng chảy có lưu tốc lớn gây xói liên tục.Hồ Việt Cường, Nguyên nhân chính gây sạt lở Th.SNguyễn bờ sông Cần Thơ khu vực cầu Thị Ngọc Xác định nguyên nhân sạt lở và Trà Niền do đặc điểm hình Nhẫn Phòng dự báo diễn biến lòng dẫn sông thái, địa chất lòng dẫn và các 2 thí nghiệm Cần Thơ khu vực cầu Trà Niền tác động chế độ thủy lực dòng trọng điểm bằng mô hình MIKE21C chảy và do dòng chảy có vận Quốc Gia về tốc vượt quá vận tốc cho phép động lực không xói của lòng dẫn. học sông biển.TS Lê Sâm, GS.TSKH Nguyễn Ân Niên, PSG.
Lê Ngọc Bích, TS Lê Mạnh Hùng, Ths. Đinh Công Sản, Ks. Lê Nguyên nhân chính của hiện Thành tượng xói lở bờ sông Cửu Chương, Ks. Nghiên cứu dự báo phòng Long là do dòng nước có vận Nguyễn 3 chống xói lở bờ sông Cửu tốc lớn, đặc biệt trong mùa lũ Tuấn Long, Long vượt trội rất nhiều so với vận Ks.
Trần Bá tốc không xói cho phép của Hoàng, Ks. vật liệu cấu tạo nên lòng dẫn. Vũ Văn Nghị, TS Trương Ngọc Tường, Ths. Lâm đạo Nguyên, Ths.Phạm Bách Việt, Ks.
Phòng chống xói lở ở Việt Nam Hirotada Tường chắn dẫn dòng được áp dụng phương pháp kỹ thuật MATSUKI làm bằng những sọt tre và 4 sông ngòi truyền thống của tiến sĩ, kỹ được kết nối với bờ sông bằng Nhận Bản. sư: Chuyên một số rào chắn bằng tre. 6 gia JICA Tường chắn có hàng rào chắn sẽ giữ trầm tích và tạo thành bức tường bảo vệ phần chân kè rộng dưới nước. Paul Hướng dẫn kỹ thuật ứng dụng Trương, công nghệ cỏ Vetiver, giảm Sử dụng cỏ Vetiver ( Hương Trần tân nhẹ thiên tai bảo vệ môi Bài ) Chống xói lở bờ sông.
5 Văn, Elise trường. Nghiên cứu cơ sở khoa học lựa chọn giải pháp bảo vệ bờ sông trong điều kiện nước lũ dâng Th.s Bùi 6 Kè kết hợp với các loại vải địa cao, đề xuất giải pháp và thiết Xuân Thư kỹ thuật và bằng thực vật. kế cho đê Hữu Hoàng Long – Tỉnh Ninh Bình. 7 Sử dụng lục bình chống xói lở bờ sông của một số nhà dân.
Nhìn chung nguyên nhân chính gây xói lở bờ sông, đê bao là do sóng có vận tốc lớn, đặc biệt trong mùa lũ. Các đề tài sử dụng vật liêu thiên nhiên giúp ít rất nhiều trong việc chống xói lở bờ sông. Nhưng bên cạnh đó thì việc thi công trồng cỏ đòi hỏi thời gian biện pháp thi công củng cố lâu dài, lục bình thì bây giờ là vấn nạn trước sự sinh sôi nảy nở nhanh gây cản trở lòng sông còn thi công bằng sọt tre đồi hỏi chi phí lớn. Trong khi sử dụng vật liệu thiên nhiên rơm cuộn chống sạt lở bờ sông đê bao dễ thi công, chi phí thấp, cơ động, bảo vệ đê bao khi mùa lũ về khi dòng nước có vận tốc dòng chảy lớn.5 Ý NGHĨA LÝ THUYẾT VÀ THỰC TIỄN ÁP DỤNG 1.1 Ý nghĩa lý thuyết - Tổng hợp tài liệu khảo sát địa chất đê bao tỉnh Đồng Tháp.
Thống kê, phân tích tổng hợp các số liệu, kết hợp với kiến thức khoa học, quy trình, quy phạm để đánh giá tổng kết về địa chất đê bao tỉnh Đồng Tháp. - Phân tích đánh giá tính chất cơ lý của rơm như tính nổi tính tan rã trong nước cũng như tính ổn định khi chịu áp lực thủy động cũng như sự liên kết, làm việc của các cuộn rơm với nhau.2 Thực tiễn áp dụng - Xác định thành phần cỡ hạt và phân loại đất bờ sông và đê bao tại nơi khảo sát. - Tính toán giải pháp kỹ thuật các biện pháp thiết kế thi công sử dụng rơm cuộn chống xói lở bờ sông và đê bao khu vực Đồng Tháp.6 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Thu thập tài liệu địa chất và bản vẽ thiết kế và biện pháp thi công của đê bao. - Thiết kế và tính toán phương pháp thi công gia cường chống xói lở bờ sông và đê bao sử dụng rơm cuộn tại khu vực Đồng Tháp.
Thu thập hồ sơ thiết kế bản vẽ và phương pháp thi công của công trình đê bao. Lấy mẫu địa chất tại vị trí sạc lở đê bao đem thí nghiệm xác định thành phần cỡ hạt, phân loại đất. Thí nghiệm tính bền của rơm cuộn trong môi trường nước. Khả năng ứng sử của rơm cuộn trước sóng.
Thiết kế biện pháp thi công rơm cuộn đưa vào sử dụng.7 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI - Lấy mẫu đất thí nghiệm nông 6 – 7m. Hạn chế về địa chất. - Chỉ khảo sát dòng chảy sóng tác động vuông gốc với bờ bao không xét đến dòng chảy song song với bờ bao. Quá trình kháo sát chiều cao cột sóng khoảng 10 – 30cm vì quá trình tạo sóng bằng thủ công.
8 CHƯƠNG II: CƠ SƠ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH BỜ KÈ 2.1 Phá hoại dạng cung trượt - Theo tiêu chuẩn FHWA–NHI–06–088 của Mỹ đề xuất bởi Naresh et al. 2006, về nền và móng đưa ra bởi hiệp hội quản lý đường cao tốc liên bang (The Federal Highway Administration), dạng phá hoại của kè, đê, đập. trên nền đất yếu thông thường xảy ra khi kè bị lún xuống, đất vùng ảnh hưởng xung quanh trồi lên và xuất hiện mặt trượt cung tròn như minh họa hình 2. LW Tâm cung trượt KL đất Bề mặt đất đắp đắp LS sau phá hoại Mái dốc phá hoại Đất đắp Hướng dịch Sét mềm chuyển mặt trượt Tổng sức kháng cắt Lực kháng dọc mặt cung trượt trượt Hình 2.1 Cơ chế phá hoại điển hình dạng cung trượt tròn.
Lực lực gây ra trượt và lực kháng trượt trong phá hoại trượt của mái dốc như sau: - Mô men gây trượt (Driving moment), MD: tạo ra bởi khối lượng bản thân kè (cộng tải trọng bên trên nếu có) kết hợp với cánh tay đòn là khoảng cách ngang từ tâm trọng lực (và tải trọng bên trên nếu có ) đến tâm của cung phá hoại (LW) - Mô men kháng trượt (Resisting moment) MR: tạo ra bởi tổng lực kháng cắt của đất dọc theo cung trượt nhân với bán kính cung trượt (LS).