Luận văn thạc sĩ: Giải pháp bảo vệ bờ biển phường Phú Đông, TP Tuy Hòa, Phú Yên

Nghiên cứu giải pháp bảo vệ bờ biển tại phường Phú Đông, Tuy Hòa. Phân tích chi tiết các chiến lược ứng phó xói mòn bờ biển và bảo vệ môi trường biển.

• Tác giả: Phạm Chí Toàn
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
• Đề tài: Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển khu vực phường Phú Đông, thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu bảo vệ bờ biển phường Phú Đông

Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển khu vực phường Phú Đông, thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên thuộc chuyên ngành xây dựng công trình thủy. Đây là luận văn thạc sĩ được thực hiện năm 2016, tập trung vào vấn đề cấp bách về xói lở bờ biển. Phú Yên nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nóng ẩm với đường bờ biển dài 189 km. Lượng mưa năm trung bình dao động từ 1500 đến 3000 mm. Nhiệt độ trung bình khoảng 26 độ C. Độ ẩm tương đối luôn lớn hơn 80%. Khu vực phường Phú Đông chịu tác động mạnh từ thiên tai. Nghiên cứu nhằm tìm ra phương pháp bảo vệ hiệu quả. Kết quả đóng góp vào khoa học công trình thủy lợi. Đồng thời hỗ trợ phát triển kinh tế địa phương.

1.1. Địa lý tự nhiên tỉnh Phú Yên

Phú Yên có diện tích tự nhiên 506 nghìn hecta. Đất nông nghiệp chiếm 75,4% tổng diện tích. Tỉnh gồm 9 đơn vị hành chính với thành phố Tuy Hòa là trung tâm. Ba con sông lớn chảy qua địa bàn gồm sông Ba, sông Kỳ Lộ và sông Bánh Lái. Sông Ba có lưu vực 13.900 km2 với lượng nước đổ ra biển hàng năm khoảng 9,7 tỷ m3. Dân số tỉnh đạt gần 872.000 người theo thống kê năm 2011. Mật độ dân số đạt 172 người trên km2.

1.2. Thực trạng bờ biển phường Phú Đông

Phường Phú Đông thuộc thành phố Tuy Hòa nằm dọc bờ biển. Khu vực này chịu ảnh hưởng trực tiếp từ sóng biển và gió mùa. Xói lở bờ biển diễn ra phức tạp qua các năm. Nước biển dâng kết hợp bão lớn gây thiệt hại nặng nề. Cơ sở hạ tầng ven biển bị hư hỏng thường xuyên. Đời sống ngư dân và cư dân bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Công tác bảo vệ bờ biển hiện tại chưa đáp ứng yêu cầu. Nghiên cứu đề xuất giải pháp mới là cần thiết.

II. Phân tích thực trạng và thách thức bảo vệ bờ biển

Việt Nam có đường bờ biển dài hơn 3.500 km. Khoảng 600 km đê biển được bảo vệ mái bằng nhiều hình thức kết cấu khác nhau. Các phương pháp truyền thống bao gồm kè lát mái bằng đá lát khan, đá xây, bê tông đổ tại chỗ và bê tông đúc sẵn lắp ghép. Kè đá lát khan sử dụng đá hộc kích thước 0,25 đến 0,3 mét. Phương pháp này được áp dụng ở hầu hết các tỉnh ven biển. Kè bê tông đổ tại chỗ có hai loại chính. Loại không lỗ thoát nước che kín mái nhưng chịu áp lực đẩy nổi lớn. Loại có lỗ thoát nước giảm áp lực nhưng dễ mất đất nền. Thách thức lớn nhất là tìm giải pháp phù hợp với điều kiện địa phương. Chi phí đầu tư và hiệu quả bảo vệ cần được cân nhắc kỹ lưỡng.

2.1. Các loại hình kè bảo vệ bờ biển hiện tại

Kè lát mái bằng đá lát khan là hình thức phổ biến nhất hiện nay. Vật liệu sử dụng là đá hộc có kích thước tiêu chuẩn. Kè lát mái bằng đá xây và đá chít mạch được áp dụng rộng rãi. Kè bê tông đúc sẵn lắp ghép có nhiều biến thể. Bao gồm lắp ghép bình thường và lắp ghép có liên kết một chiều, hai chiều, ba chiều. Cấu kiện Tetrapod, tribar, dolos và akmon đã được nghiên cứu ở nhiều nước tiên tiến. Bulgaria sử dụng đê biển với mặt cắt ngang đặc biệt. Bảo vệ bằng hai hoặc ba lớp đá vỡ và tetrapod.

2.2. Hạn chế của phương pháp truyền thống

Kè bê tông không có lỗ thoát nước chịu áp lực đẩy nổi lớn. Nước không thoát ra được từ mái đê gây mất ổn định công trình. Kè có lỗ thoát nước lại dễ mất đất nền bên dưới. Dòng chảy xuyên qua lỗ thoát gây xói lở nền đất. Chi phí xây dựng kè bê tông cao hơn kè đá tự nhiên. Thời gian thi công kéo dài ảnh hưởng đến tiến độ. Bảo trì sửa chữa phức tạp và tốn kém. Phương pháp truyền thống chưa đáp ứng đầy đủ yêu cầu bảo vệ dài hạn.

III. Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển khu vực phường Phú Đông

Giải pháp bảo vệ bờ biển cần phù hợp với điều kiện tự nhiên Phú Đông. Phương án kết hợp nhiều loại hình kè được khuyến nghị sử dụng. Ưu tiên sử dụng cấu kiện bê tông đúc sẵn có liên kết đa chiều. Tetrapod và dolos là lựa chọn hiệu quả cho vùng sóng lớn. Giải pháp kè ngầm giúp giảm năng lượng sóng trước khi tác động bờ. Hệ thống trồng rừng ngập mặn kết hợp kè cứng tăng cường bảo vệ. Thiết kế phải tính toán cho từng vị trí cụ thể trên bờ biển. Giải pháp cần đảm bảo thoát nước mái đê hiệu quả. Giảm thiểu áp lực đẩy nổi lên kết cấu. Giải pháp đề xuất phải khả thi về mặt kinh tế và kỹ thuật. Phù hợp với khả năng đầu tư của địa phương. Đảm bảo bền vững trước biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

3.1. Giải pháp kỹ thuật kè bảo vệ

Kè mái nghiêng bằng bê tông cốt thép đúc sẵn là giải pháp chính. Cấu kiện lắp ghép có liên kết ba chiều tăng độ ổn định. Bố trí lỗ thoát nước hợp lý giảm áp lực đẩy nổi. Kích thước lỗ thoát nước được tính toán kỹ lưỡng. Đảm bảo không gây xói lở nền đất bên dưới. Kết hợp lớp đá lót chân kè chống xói chân. Cấu kiện Tetrapod bố trí ở vùng triều thấp hấp thụ sóng. Hệ thống mỏ hàn dẫn hướng dòng chảy phù hợp. Giải pháp phù hợp với đặc điểm bờ biển phường Phú Đông.

3.2. Giải pháp phi công trình kết hợp

Trồng rừng ngập mặn tạo vành đai xanh bảo vệ bờ. Các loài cây phù hợp với điều kiện Phú Yên được lựa chọn. Hệ thống rừng chắn sóng giảm năng lượng sóng tác động. Nạo vét luồng lạch đảm bảo thoát lũ hiệu quả. Quy hoạch xây dựng hành lang bảo vệ bờ biển hợp lý. Cấm khai thác cát trái phép gây sạt lở bờ. Giám sát thường xuyên diễn biến bờ biển bằng công nghệ. Cảnh báo sớm thiên tai cho cộng đồng dân cư ven biển. Nâng cao nhận thức người dân về bảo vệ bờ biển.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn bảo vệ bờ biển

Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển phường Phú Đông hoàn thành mục tiêu đặt ra. Giải pháp kỹ thuật kết hợp phi công trình mang lại hiệu quả cao. Kết cấu kè bê tông lắp ghép liên kết ba chiều phù hợp điều kiện địa phương. Giải pháp đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và kinh tế. Thời gian thi công ngắn hơn so với phương pháp truyền thống. Chi phí đầu tư hợp lý cho ngân sách địa phương. Công trình có tuổi thọ cao và dễ bảo trì. Kết quả nghiên cứu áp dụng được cho các khu vực tương tự tại Phú Yên. Đóng góp vào khoa học công trình thủy lợi Việt Nam. Hỗ trợ chính quyền địa phương trong quy hoạch bảo vệ bờ biển. Góp phần phát triển bền vững kinh tế biển. Bảo vệ tài sản và tính mạng người dân ven biển.

4.1. Ý nghĩa khoa học của nghiên cứu

Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc bảo vệ bờ biển. Phương pháp tính toán kè mái nghiêng được hệ thống hóa. Tiêu chuẩn thiết kế phù hợp với điều kiện Việt Nam được đề xuất. Kết quả nghiên cứu bổ sung tài liệu tham khảo cho chuyên ngành thủy lợi. Sinh viên và kỹ sư có thêm nguồn tài liệu chất lượng. Nghiên cứu mở hướng cho các đề tài tiếp theo. Áp dụng công nghệ mới trong xây dựng công trình biển. Đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật toàn diện. Nghiên cứu được thực hiện nghiêm túc và khoa học.

4.2. Khả năng ứng dụng và nhân rộng

Giải pháp đề xuất áp dụng trực tiếp cho phường Phú Đông. Có thể nhân rộng cho các khu vực ven biển khác tại Phú Yên. Các tỉnh miền Trung có điều kiện tương tự có thể tham khảo. Giải pháp phù hợp với nguồn lực địa phương. Đào tạo cán bộ kỹ thuật triển khai thi công đơn giản. Vật liệu sẵn có trên thị trường dễ tiếp cận. Thời gian thi công nhanh giảm ảnh hưởng đến đời sống. Giải pháp thân thiện với môi trường tự nhiên. Đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững. Hỗ trợ chiến lược chống biến đổi khí hậu quốc gia.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu chiều dài bờ biển hơn 3.260 km trải dài qua 29 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương, cùng hệ thống 89 cửa sông lớn nhỏ. Tỉnh Phú Yên thuộc khu vực duyên hải Nam Trung Bộ có 189 km bờ biển với địa hình đới bờ khúc khuỷu, nhiều vịnh, đầm phá và bãi ngang hứng chịu trực tiếp các hình thái thiên tai biển khắc nghiệt. Trong giai đoạn 2009–2014, hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu kết hợp triều cường và sóng bão đã đẩy nhanh tốc độ xâm thực bờ biển tại thành phố Tuy Hòa, nghiêm trọng nhất là tại khu vực Xóm Rớ, phường Phú Đông với tốc độ sạt lở vào đất liền lên tới 45 đến 50 m/năm, đe dọa trực tiếp an toàn tính mạng và tài sản của hơn 200 hộ dân. Bên cạnh đó, lưu vực sông Ba rộng 13.900 km2 đổ ra biển qua cửa Đà Diễn với lưu lượng dòng chảy hàng năm khoảng 9,7 tỷ m3 nước tạo nên chế độ thủy động lực vô cùng phức tạp, làm suy yếu nền bãi ven bờ.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Xây dựng công trình thủy của tác giả Phạm Chí Toàn tập trung giải quyết bài toán cấp bách về bảo vệ bờ biển phường Phú Đông. Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là đánh giá toàn diện hiện trạng xâm thực, xác định cơ chế bồi xói dưới tác động liên hợp giữa sóng, dòng chảy và thủy triều, từ đó nghiên cứu đề xuất giải pháp công trình kè biển tối ưu. Phạm vi nghiên cứu bao quát tuyến bờ biển phường Phú Đông với chuỗi dữ liệu khí tượng thủy văn, hải văn từ năm 1999 đến năm 2015. Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện ở việc bảo vệ 360 ha đất đô thị, hạ tầng giao thông và ổn định sinh kế cho hàng nghìn người dân ven biển Tuy Hòa.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng đồng bộ hệ thống lý thuyết thủy động lực học vùng ven bờ, lý thuyết thấm qua môi trường rỗng và cơ học đất công trình thủy công. Khung lý thuyết cốt lõi gồm:

• Lý thuyết sóng và tương tác sóng - công trình: Tính toán chiều cao sóng vỡ, lưu lượng sóng tràn qua đỉnh đê và áp lực động lực của sóng tác động lên thân kè theo tiêu chuẩn TCVN 8421:2010 và TCVN 9901:2014.
• Lý thuyết thấm bão hòa và không bão hòa: Đánh giá vị trí đường bão hòa trong thân kè, tính toán gradient thấm tại điểm thoát nước chân mái khi triều rút nhanh trên 1,0 m/ngày đêm đối với nền đất có hệ số thấm lớn hơn 1 nhân 10 mũ trừ 3 cm/s.
• Lý thuyết cân bằng giới hạn ổn định mái dốc: Xác định hệ số an toàn ổn định chống trượt phẳng, trượt sâu và chống lật theo tiêu chuẩn TCVN 4253:2012 với hệ số ma sát trượt dao động từ 0,35 đến 0,70.

Các khái niệm chính bao gồm: chiều cao lưu không của đỉnh kè, lưu lượng sóng tràn cho phép, hố xói cục bộ chân kè và độ ổn định tổng thể của lăng thể phản áp.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu khảo sát thực địa tại hơn 30 công trình đê kè và 15 điểm xâm thực trọng yếu trên địa bàn tỉnh Phú Yên từ năm 1990 đến năm 2014. Cỡ mẫu nghiên cứu chuyên sâu bao gồm 26 công trình kè bảo vệ bờ biển và cửa sông đại diện cho các dạng kết cấu mái nghiêng, tường đứng và hỗn hợp. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu có chủ đích tại các khu vực chịu áp lực xói lở mạnh với biên độ lùi đường bờ từ 10 m đến 50 m/năm.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích số trị là nhằm xử lý bài toán tương tác thủy động lực phi tuyến phức tạp mà các công thức giải tích cổ điển không thể phản ánh đầy đủ. Tác giả đã tích hợp chuỗi công cụ mô hình hiện đại:

• Mô hình Delft3D: Mô phỏng trường dòng chảy ven bờ và quy luật vận chuyển bùn cát qua cửa Đà Rằng.
• Mô hình WADIBE-CT: Tính toán độ sâu hố xói chân kè dưới tác động của bão kéo dài 4 giờ liên tục tại các cao trình bãi từ âm 1,0 m đến dương 1,0 m.
• Mô hình GENESIS: Dự báo diễn biến đường bờ trong dài hạn sau khi bố trí công trình.
• Phần mềm GeoSlope: Kiểm tra hệ số ổn định trượt mái đê và trượt tổng thể thân kè trong các tổ hợp tải trọng bất lợi nhất.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình phân tích dữ liệu và mô phỏng số đã làm sáng tỏ 3 phát hiện khoa học quan trọng:

• Tốc độ xâm thực tại phường Phú Đông đạt mức báo động 45 đến 50 m/năm, cao gấp 2,5 lần so với mức sạt lở trung bình 20 m/năm tại các khu vực khác như Xuân Hải, Xuân Thịnh. Tình trạng này đã phá hủy hoàn toàn dải cồn cát tự nhiên và làm sụp đổ nhiều nhà cửa kiên cố của người dân xóm Rớ.
• Giải pháp hộ bờ tạm thời bằng đá đổ và rọ đá thực hiện năm 2014 bị phá hủy 100% chỉ sau một mùa mưa bão. Nguyên nhân do chân kè bị xói sâu xuống dưới cao trình âm 1,2 m, làm rỗng chân và trôi tụt đá lõi khi chịu tác động của sóng bão vượt cấp 8.
• Kết quả mô phỏng Delft3D chỉ ra rằng lượng bùn cát vận chuyển dọc bờ bị thiếu hụt nghiêm trọng sau khi qua cửa sông Ba. Việc áp dụng kết cấu mỏ hàn chữ T giúp giữ lại khoảng 65% đến 75% lượng bùn cát di chuyển dọc bờ, nâng cao trình mặt bãi trước chân kè từ 0,8 m đến 1,2 m sau một chu kỳ bồi tích.

Thảo luận kết quả

Hiện tượng sạt lở nghiêm trọng tại phường Phú Đông bắt nguồn từ sự kết hợp bất lợi giữa sóng lừng hướng Đông Bắc, triều cường dâng cao trên 1,5 m và dòng chảy xoáy cục bộ vùng cửa sông. Dữ liệu tính toán trên mô hình WADIBE-CT cho thấy sóng đứng trước tường phản xạ làm gia tăng lưu tốc đáy, tạo hố xói sâu từ 1,5 m đến 2,1 m tại chân công trình. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu công trình biển tại miền Trung nhưng có mức độ xói lở gay gắt hơn do độ dốc bãi ngang lớn.

Trong báo cáo kỹ thuật, các biến số thủy lực được thể hiện trực quan qua biểu đồ quan hệ giữa lưu lượng sóng tràn và chiều cao lưu không đỉnh kè. Đồng thời, bảng tổng hợp so sánh 3 phương án mặt cắt chỉ ra rằng kết cấu kè tường đứng đơn thuần chịu áp lực sóng xung kích rất lớn, trong khi phương án kè mái nghiêng kết hợp hệ cọc cừ bê tông dự ứng lực và hệ thống mỏ hàn ngoài bãi mang lại hiệu quả giảm sóng trên 80% và đảm bảo hệ số ổn định trượt luôn lớn hơn 1,35.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm giải quyết triệt để tình trạng xói lở và bảo vệ bền vững bờ biển phường Phú Đông, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp kỹ thuật và quản lý cụ thể:

• Xây dựng tuyến kè bờ kết cấu hỗn hợp mái nghiêng kết hợp tường đỉnh: Sử dụng khối bê tông đúc sẵn tự chèn TSC-178 lát mái trên lớp đệm đá dăm và vải địa kỹ thuật không dệt, đỉnh kè bố trí gờ hắt sóng để giảm 85% lưu lượng sóng tràn. Dự án đặt mục tiêu thi công 1.200 m tuyến kè trong thời gian 18 tháng do Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Phú Yên làm chủ đầu tư.
• Bố trí hệ thống 6 mỏ hàn chữ T bằng đá đổ bọc khối Tetrapod trọng lượng 2 đến 4 tấn: Khoảng cách giữa các mỏ hàn được thiết kế bằng 1,5 đến 2,0 lần chiều dài mỏ hàn nhằm mục tiêu bồi tụ 50.000 m3 bùn cát mỗi năm, khôi phục bãi tắm tự nhiên trong lộ trình 2016–2018.
• Gia cố chống xói sâu chân kè bằng hàng cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực: Đóng cọc sâu vào tầng địa chất chịu lực tối thiểu 6 m, kết hợp thảm đá hộc dày 1,0 m để chặn đứng nguy cơ sụt lún chân kè khi xuất hiện bão cấp 10 đến 12.
• Trồng phục hồi dải cây chắn sóng và cỏ Vetiver bảo vệ mái đê: Triển khai trồng 5 ha rừng phi lao phòng hộ kết hợp thảm cỏ chống xói phía bờ do Ủy ban nhân dân phường Phú Đông quản lý nhằm giảm 90% lượng cát bay và bảo vệ vi khí hậu khu dân cư.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang giá trị ứng dụng thực tiễn cao, đặc biệt hữu ích cho 4 nhóm đối tượng sau:

• Ban quản lý dự án công trình nông nghiệp và giao thông cấp tỉnh: Sử dụng toàn bộ hồ sơ tính toán thủy lực, kết cấu mặt cắt và dự toán kinh phí để lập báo cáo khả thi các dự án phòng chống thiên tai đới bờ.
• Kỹ sư tư vấn thiết kế công trình thủy công và chỉnh trị sông biển: Khai thác chuỗi thông số thiết kế về cừ bản dự ứng lực, quy cách khối tiêu hao năng lượng sóng Tetrapod và quy trình ứng dụng mô hình số Delft3D, WADIBE-CT trong tính toán xói lở.
• Viện nghiên cứu, giảng viên và học viên cao học ngành Công trình thủy: Tham khảo phương pháp luận tích hợp giữa cơ học đất, thủy lực biển và công nghệ viễn thám GIS trong việc giải quyết bài toán biến động cửa sông ven biển.
• Chính quyền địa phương các xã, phường ven biển duyên hải miền Trung: Ứng dụng mô hình quản lý bãi biển, kịch bản ứng phó triều cường và giải pháp kè mỏ hàn để bảo vệ hạ tầng dân sinh với chi phí tối ưu.

Câu hỏi thường gặp

• Nguyên nhân cốt lõi gây sạt lở bờ biển nghiêm trọng tại phường Phú Đông là gì? Hiện tượng sạt lở bắt nguồn từ tác động cộng hưởng của sóng bão hướng Đông Bắc, triều cường dâng cao kết hợp với sự thiếu hụt bùn cát nghiêm trọng từ hạ lưu sông Ba, làm tốc độ xâm thực đạt 45 đến 50 m/năm.

• Vì sao giải pháp kè tạm bằng đá đổ và rọ đá năm 2014 không phát huy hiệu quả? Công trình tạm thời bằng đá đổ thiếu tầng lọc ngược đạt chuẩn và không có kết cấu cừ chân ngầm, dẫn đến việc sóng lớn làm xói sâu chân kè xuống cao trình âm 1,2 m và cuốn trôi toàn bộ lõi đất cát bên trong.

• Hệ thống mỏ hàn chữ T mang lại lợi ích gì vượt trội so với kè thẳng dọc bờ? Mỏ hàn chữ T làm lệch hướng dòng chảy ven bờ, triệt tiêu trên 70% năng lượng sóng tác động vuông góc và tạo vùng nước tĩnh giúp bồi lắng từ 0,8 m đến 1,2 m bùn cát, tái tạo bãi biển tự nhiên.

• Tiêu chuẩn kỹ thuật nào được áp dụng để tính toán độ ổn định của tuyến kè? Luận văn áp dụng nghiêm ngặt các tiêu chuẩn quốc gia gồm TCVN 9901:2014 về thiết kế đê biển, TCVN 4253:2012 về tính toán ổn định nền công trình thủy và TCVN 8421:2010 về tải trọng sóng.

• Cấu kiện bê tông đúc sẵn tự chèn có ưu thế gì so với đá lát khan truyền thống? Cấu kiện tự chèn đúc sẵn có trọng lượng tiêu chuẩn, liên kết ngàm đa chiều vững chắc giúp chống trôi dạt dưới áp lực sóng giật và đẩy nhanh tiến độ thi công ngoài hiện trường lên gấp 2 lần.

Kết luận

• Công trình đã tổng hợp và phân tích toàn diện hiện trạng hơn 30 tuyến đê kè trên 189 km bờ biển tỉnh Phú Yên, chỉ rõ các tồn tại kỹ thuật của hệ thống bảo vệ bờ hiện hữu.
• Ứng dụng thành công chuỗi mô hình số trị Delft3D, WADIBE-CT và GENESIS để xác định chính xác cơ chế thủy động lực và nguyên nhân gây xói lở tại phường Phú Đông.
• Đề xuất giải pháp công trình kết hợp đồng bộ giữa kè mái nghiêng kiên cố, hàng cọc cừ dự ứng lực và hệ thống mỏ hàn chữ T giữ bãi bồi.
• Thiết lập quy trình tính toán ổn định thấm, trượt, lún và xói chân kè tuân thủ hoàn toàn các tiêu chuẩn xây dựng thủy lợi hiện hành TCVN 9901:2014.
• Đóng góp luận cứ khoa học trực tiếp phục vụ bảo vệ an toàn cho hơn 200 hộ dân và 360 ha đất đô thị thành phố Tuy Hòa trong giai đoạn 2016–2020.

Các cơ quan quản lý và đơn vị tư vấn xây dựng công trình thủy hãy tham khảo chi tiết toàn văn tài liệu để áp dụng hiệu quả vào quy hoạch đê kè ven biển miền Trung.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐÊ, KÈ BẢO VỆ BỜ BIỂN 1.1 Tổng quan về đê, kè bảo vệ bờ biển Nước ta có 3.260km bờ biển trải dài từ Bắc tới Nam qua địa bàn 29 tỉnh, thành phố là thuận lợi lớn trong phát triển kinh tế - xa hội vùng ven biển, song cũng là thách thức không nhỏ trong công tác phòng chống và giảm nhẹ thiên tai, đặc biệt là bão (trung bình hàng năm chịu ảnh hưởng từ 6 đến 8 cơn bão) và xâm nhập mặn, nhất là trong điều kiên biến đổi khí hậu, nước biển dâng. Hệ thống đê biển được hình thành và từng bước củng cố, phát triển qua nhiều thời kỳ để bảo vệ sản xuất, tính mạng và tài sản của nhà nước và nhân dân. Đê biển vùng đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ hầu hết được hình thành từ những năm 1930. Đê biển và đê cửa sông khu vực miền Trung và Nam Bộ phần lớn được đắp sau năm 1975.

Các tuyến đê biển ban đầu được hình thành chủ yếu do nhân dân tự đắp, một số tuyến đê biển quan trọng được nhà nước và các tổ chức quốc tế hỗ trợ kinh phí để đầu tư thông qua các dự án “Khôi phục và nâng cấp đê biển, cửa sông” do Chương trình lương thực thế giới (WFD) tài trợ, các dự án xây dựng đê cửa sông khu vực Trung Trung Bộ do các tổ chức như CARE, CEC, OXFAM tài trợ. Cùng với sự hỗ trợ của Trung ương, các địa phương đã huy động các nguồn lực đầu tư xây dựng hệ thống tuyến đê biển, đê cửa sông với quy mô khác nhau, bước đầu đã mang lại hiệu quả trong việc ngăn chặn các tác động từ biển, từng bước đảm bảo an toàn dân sinh, ổn định sản xuất. Tuy nhiên do hạn chế về kinh phí, nên việc đầu tư thiếu đồng bộ, chủ yếu tập trung tôn cao áp trúc thân đê, việc trồng cây chắc sóng, bảo vệ mái đê, chống xói lở và cứng hóa mặt đê chưa được quan tâm đúng mức, chưa chú trọng đến việc kết nối giao thông ven biển,…Riêng đồng bằng sông Cửu Long, ngoài những tồn tại nêu trên, nhiều nơi đê đi qua vùng địa chất mềm yếu chưa được xử lý trước khi đắp, dẫn đến lún sụt, hạ thấp; hầu hết các nơi đê đi qua các kênh rạch chưa được xây dựng cống nên nhiều tuyến đê chưa khép kín, hiệu quả đầu tư chưa cao và chưa phù hợp Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển khu vực phường Phú Đông, thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên 5 với tiềm năng phát triển vùng ven biển. Mặt khác, hệ thống đê biển thường xuyên chịu tác động của mưa bão, lũ nên dễ bị xuống cấp và phá hoại khi gặp bão lũ.

Do tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu, bão, lũ có xu hướng ngày càng gia tăng về tuần suất lẫn cường độ. Để thực hiện củng cố, nâng cấp đê biển bảo vệ tài sản tính mạng của nhà nước và nhân dân, năm 2006 Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt Chương trình củng cố, nâng cấp hệ thống đê biển từ Quảng Ninh đến Quảng Nam (Quyết định số 58/2006/QĐ-TTg ngày 14/5/2006) và năm 2009 Thủ tướng Chính phủ tiếp tục phê duyệt chương trình củng cố nâng cấp hệ thống đê biển từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang (Quyết định số 667/QĐ-TTg ngày 27/5/2009). Cho đến nay 1, cả nước đã xây dựng được khoảng 6. Trong đó Chương trình củng cố nâng cấp hệ thống đê biển các tỉnh từ Quảng Ninh đến Quảng Nam (Quyết định số 58/2006/QĐ-TTg ngày 14/03/2006 của Thủ tướng Chính phủ): Tổng chiều dài: 1.693 km; đã củng cố, nâng cấp được: 569,893 km.

Kinh phí đã được đầu tư đến 2014: 8.738,432 tỷ đồng (trong đó: TW 7.409,220 tỷ đồng, các nguồn vốn khác 1.329,212 tỷ đồng); Chương trình củng cố nâng cấp hệ thống đê biển các tỉnh từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang (Quyết định số 667/QĐ-TTg ngày 27/05/2009 của Thủ tướng Chính phủ): Tổng chiều dài: 1.168,41 km; đã củng cố, nâng cấp được: 145,413 km. Kinh phí đã được đầu tư đến 2014: 2.211,331 tỷ đồng (trong đó: TW 1.192 tỷ đồng, các nguồn vốn khác 629,139 tỷ đồng). Các kết quả nghiên cứu đê, kè bảo vệ bờ biển ở Việt Nam 1. Những nghiên cứu về hình dạng kết cấu mặt cắt đê biển Đê biển thường xây dựng dọc theo bờ biển nhằm bảo vệ làng mạc, ruộng đồng chống lại tác động phá hoại của dòng chảy và sóng biển.

Trên thế giới, đê biển được xây dựng nhiều nhất là ở Hà Lan. Ở nước ta, đê biển cũng được xây dựng từ lâu và có độ dài đến hàng nghìn cây số. Có các dạng kết cấu đê biển sau: 1 Nguồn: Tổng cục thủy lợi – Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển khu vực phường Phú Đông, thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên 6 1. Đê biển mái nghiêng ®å mÆt c¾t ®ª biÓn d¹ng m¸i nghiªng phÝa §åNG PhÝa biÓn 10 NÒn ®ª 1.

Gia cè m¸i phÝa biÓn 9. L¨ng thÓ chèng xãi Hình 1.1: Mặt cắt ngang đê biển mái nghiêng Hình 1.2: Đê mái nghiêng bảo vệ đảo Cát Hải, Hải Phòng Mặt cắt đê có dạng hình thang, độ dốc mái đê phía biển theo tổng kết thông thường có hệ số mái dốc m =3-5. Đê mái nghiêng có các loại kết cấu chính như sau: - Đê đá đổ: Đổ lộn xộn không theo lớp, hoặc đổ theo lớp, trên lớn dưới nhỏ, ngoài lớn trong nhỏ; - Đê khối bê tông đổ; - Đê đất: Thân đê chủ yếu đắp bằng đất, mái đê có lớp gia cố. Lớp gia cố mái có các loại kết cấu chính: Đá lát khan, đá xây, đá đổ, tấm bê tông đúc sẵn, bê tông đổ tại chỗ, bê tông nhựa đường, đất- xi măng, trồng cỏ.

đặc điểm đê mái nghiêng là độ dốc mái đê phía biển tương đối thoải, tính ổn định tốt, phản xạ sóng trước đê ít, đáy đê rộng, ứng suất phân bố đều trên đất nền, thích hợp ở vùng bãi biển trầm tích. Đê biển mái nghiêng thi công đơn giản, sử dụng vật liệu địa phương, tính thích ứng với biến dạng của thân đê và phá hoại cục bộ của sóng tương đối tốt, dễ duy tu sửa chữa. Khuyết điểm chủ yếu của đê biển mái nghiêng là mặt cắt đê lớn, khối lượng Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển khu vực phường Phú Đông, thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên 7 công trình lớn và chiếm nhiều diện tích; trong một phạm vi độ dốc nhất định, chiều cao sóng leo lên mái phía biển khá lớn; trong trường hợp bãi biển có cao trình thấp, do lúc thi công luôn luôn yêu cầu đắp đất trước, gia cố mái sau, dễ gây ra tình trạng đất đắp bị cuốn trôi, cho nên thường dùng ở mặt bãi cao hơn mực nước cao của kỳ triều yếu. Đê biển dạng tường đứng s¬ ®å mÆt c¾t ®ª biÓn d¹ng t­êng ®øng biÓn 7 phÝa §åNG NÒn ®ª 1.

L¨ng thÓ chèng xãi 7. C©y ch¾n sãng Hình 1.3: Mặt cắt đê dạng tường đứng Hình 1.4: Đê biển dạng tường đứng bảo Hình 1.5: Đê biển dạng tường đứng vệ bờ ở Hà Lan giảm sóng đảo Lý Sơn Quảng Ngãi Đê biển dạng tường đứng thường được dùng cho các vùng bờ biển chịu tác động của sóng lớn, mực nước triều biến động lớn, hoặc với mục đích giảm phạm vi chiếm đất cho các thành phố, các khu công nghiệp nằm giáp biển. Khối tường có thể bằng đá xây hoặc bê tông. Với kết cấu đá xây, có thể là khối đá xây khan, không có vữa mà các tảng hoặc khối đá xếp chèn lên nhau.

Xét từ góc độ tác dụng của sóng, sóng trước đê tường đứng có phản xạ lớn, hình thái sóng có thể là sóng đứng hoặc sóng đứng không hoàn toàn, nên chiều cao sóng leo nhỏ hơn đê mái nghiêng, nhưng lưu tốc đáy do tường đứng gây ra khá lớn, dễ gây xói chân đê. Ngoài ra trước đê tường đứng cũng có thể xuất hiện sóng vỡ. Lúc đó, tác dụng động lực của sóng rất mạnh, khi xô vào thân tường, sóng bắn tung Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển khu vực phường Phú Đông, thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên 8 lên rất nguy hiểm cho sự an toàn của đê. Tính thích ứng của đê tường đứng với biến hình của thân đê tương đối kém, sau khi bị phá hoại rất khó sửa chữa.

Đê biển dạng hỗn hợp s¬ ®å mÆt c¾t ®ª biÓn d¹ng hçn hîp PhÝa biÓn 4 5 10 phÝa §åNG 7 6 8 9 NÒn ®ª MÆt ®ª 5. Gia cè m¸i phÝa biÓn 9. L¨ng thÓ chèng xãi 2. Khèi Tetrapod Hình 1.6: Sơ đồ mặt cắt ngang đê biển dạng hỗn hợp Mặt cắt đê phía biển có cả phần mái nghiêng lẫn phần tường đứng.

Thường có 2 cách kết hợp như sau: - Một loại là trên nghiêng, dưới đứng. Cao trình đỉnh tường đứng ở khoảng mực nước triều cao trung bình.7: Mặt cắt ngang đê biển dạng hỗn hợp nghiêng, dưới đứng - Loại thứ hai là trên đứng dưới nghiêng. Tường đứng được đặt trên bệ đá đổ mái nghiêng. Đỉnh lăng thể mái nghiêng ở khoảng mực nước triều cao.

Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển khu vực phường Phú Đông, thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên 9 Hình 1.8: Mặt cắt ngang đê biển dạng hỗn hợp trên đứng, dưới nghiêng Hình 1.9: Đê biển dạng hỗn hợp giảm sóng ổn định cửa sông ở Bình Thuận Thân đê có thể làm bằng các loại vật liệu khác nhau như tường bê tông đá xây kết hợp thân đê đất (hình 1.10e); tường bê tông và thân đê đất (hình 1.10f); hỗn hợp thân đê đất, tường bê tông cốt thép và móng tường bằng đá không phân loại (hình 1. f) PhÝa biÓn PhÝa ®ång T­êng BTCT §Êt ®¾p g) T­êng BTCT PhÝa biÓn PhÝa ®ång §Êt ®¾p §¸ kh«ng ph©n lo¹i Hình 1.10: Các dạng mặt cắt ngang đê biển hỗn hợp Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ bờ biển khu vực phường Phú Đông, thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên 10 Việc chọn mặt cắt nào là tuỳ thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn, thủy hải văn, vật liệu, điều kiện thi công của từng khu vực. Vì vậy để có thể có sự lựa chọn hợp lý phù hợp với từng vùng cần phải có những nghiên cứu cụ thể về những điều kiện trên cho từng vùng. Công nghệ chống sạt lở bờ biển, đê biển 1.

Những nghiên cứu về các công trình bảo vệ mái Đối với tất cả các công trình dạng mái nghiêng, dù ở xa bờ hay gần bờ đều cần bảo vệ mái. Tuy nhiên ở các công trình bảo vệ bờ thì công trình bảo vệ mái có những đặc thù riêng.