CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÊ BIỂN NAM ĐỊNH VÀ CÁC YÊU CẦU CẢI TẠO, NÂNG CẤP ĐÊ 1. Tổng quan về hệ thống đê biển Nam Định Nam Định là tỉnh đồng bằng ven biển Bắc bộ. Tuyến đê biển Nam Định được hình thành cách đây khoảng 300 năm trên nền đất bồi tụ phù sa của hệ thống sông Hồng, chạy dọc theo tuyến bờ biển tỉnh Nam Định từ cửa Ba Lạt (sông Hồng) đến cửa Đáy có tổng chiều dài 91.810 mét bảo vệ cho các huyện : Giao Thủy, Hải Hậu, Nghĩa Hưng và 6 xã phía tả sông Ninh Cơ của huyện Trực Ninh. Vùng ảnh hưởng trực tiếp của tuyến đê biển Nam Định gồm 35 xã ven biển có 36.087 ha đất tự nhiên (trong đó có 22.214 ha đất canh tác) và tính mạng, tài sản của 334.845 người dân sống trong khu vực thuộc 3 huyện Giao Thuỷ, Hải Hậu và Nghĩa Hưng là các huyện nằm trong vùng quy hoạch trọng điểm về kinh tế nông nghiệp và kinh tế biển của tỉnh Nam Định.
Được nối liền với tuyến đê sông của 2 dòng sông lớn : Sông Hồng ở phía bắc (đầu tuyến) và sông Đáy ở phía nam (cuối tuyến), lại bị phân cắt tại các vùng cửa sông Sò và sông Ninh Cơ, do vừa trực tiếp chịu ảnh hưởng của thuỷ triều, gió - bão từ biển Đông vừa chịu ảnh hưởng dòng chảy lũ đổ vào biển Đông của các sông ngòi nội địa nên những năm vừa qua tuyến bờ biển Nam Định diễn biến phức tạp, vùng giữa tuyến trực diện với biển thuộc khu vực cuối huyện Giao Thuỷ và gần hết khu vực huyện Hải Hậu, khu vực đông nam huyện Nghĩa Hưng tình trạng biển tiến bãi thoái gây xói lở nghiêm trọng ảnh hưởng đến tuyến đê, nhiều khu vực biển đã ăn sâu vào đất liền phá vỡ đê, nhấn chìm làng mạc, đồng ruộng (như khu vực từ Hải Lý đến Hải Triều huyện Hải Hậu), gây nên thiệt hại lớn cho nhân dân trong vùng. Đặc biệt nguy hiểm khi gặp bão lớn trực tiếp đổ bộ kết hợp triều cường tuyến đê biển Nam Định thường xảy ra các sự cố vỡ đê, sạt, trượt gây nhiều thiệt hại tính mạng, tài sản của nhân dân trong khu vực. 4 Hệ thống đê biển tỉnh Nam Định được chia làm 3 tuyến bởi 4 cửa sông ngăn cách : Cửa Ba Lạt (sông Hồng) cửa Hà Lạn (sông Sò) cửa Ninh Cơ (sông Ninh Cơ) và cửa Đáy (sông Đáy). Tổng chiều dài toàn hệ thống đê biển Nam Định là 91,82 km, bao gồm : Tuyến đê biển Giao Thủy : Xuất phát từ cống Mốc Giang thuộc cửa Ba Lạt đến cống Đồng Hiệu thuộc cửa sông Sò dài 32,162 km.
Tuyến đê biển Hải Hậu : Xuất phát từ cống Phúc Hải thuộc cửa sông Sò đến cống Phú Lễ thuộc cửa Ninh Cơ dài 33,323 km. Tuyến đê biển Nghĩa Hưng : Xuất phát từ bến đò Nghĩa Bình cửa sông Ninh Cơ đến cống Ngọc Lâm thuộc cửa sông Đáy dài 26,325 km. Cả 3 tuyến đều có phần trực diện với biển và phần không trực diện với biển (nằm ở khu vực cửa sông và khu bãi bồi). Và được nối vào các tuyến đê hữu Sông Hồng, đê tả hữu sông Sò, đê tả hữu sông Ninh Cơ và đê tả hữu sông Đáy tạo thành một hệ thống đê khép kín, bảo vệ vùng trọng điểm kinh tế, xã hội vùng ven biển tỉnh Nam Định Đê biển Nam Định chạy theo 2 hướng: đê Giao Thủy chạy theo hướng Bắc- Nam và Đông Bắc –Tây Nam, đê Hải Hậu và Nghĩa Hưng chạy theo hướng Đông Bắc-Tây Nam.
Vì vậy đê chịu ảnh hưởng của cả gió mùa Đông Bắc và Đông Nam ở các thời điểm khác nhau của năm. Bờ biển Nam Định kéo dài từ cửa sông Hồng đến cửa sông Đáy là một dải bờ biển phẳng, địa hình thềm lục địa tương đối đơn giản với các dạng tích tụ liền châu thổ, thoải dần từ bờ ra khơi. Nhìn chung, bãi biển tỉnh Nam Định hẹp và thấp không có vật cản che chắn (trừ 2 bãi bồi Cồn Lu, Cồn Ngạn của huyện Giao Thuỷ; Cồn Xanh, Cồn Mờ của huyện Nghĩa Hưng). Chiều rộng bãi trung bình từ 100 ÷ 150 m có nơi không có bãi biển, biển tiến sát chân đê (Hải Lý, Hải Triều,.
Cao độ trung bình (0,00 ÷ -0,50), cá biệt có nơi cao trình bãi dưới (-1,50). Bản đồ phân bố đê biển tỉnh Nam Định Tuyến cây chắn sóng ngoài bãi: Trừ 2 khu vực Cồn Ngạn, Cồn Xanh dọc tuyến đê biển đã được trồng các loại cây chắn sóng, cản gió như cây sú, vẹt, phi lao. thì đến nay tỉ lệ sống, mật độ cây và độ che phủ ngăn cản gió, cát còn rất thấp, chưa có tác dụng chống xói lở, giữ đất cát dưới chân đê. Các hoạt động khai hoang lấn biển, thuỷ lợi, khai thác sa khoáng, vật liệu xây dựng, vật liệu làm muối, chặt phá rừng ngập mặn, nuôi trồng thuỷ hải sản diễn ra ở khá nhiều nơi, mang tính chất phổ biến có thể gây ra xói lở nghiêm trọng.
Xói lở bờ biển diễn ra rất phổ biến gây ra nhiều hậu quả ở mức độ khác nhau. Khu vực bờ biển Nam Định có thể chia thành 4 đoạn với tính chất xói, bồi khác nhau: Đoạn 1 từ cửa Ba Lạt đến cửa Hạ Lan nằm trong khu vực bồi tụ. Đoạn 2 từ cửa Hạ Lan đến Cồn Tròn nằm trong khu vực xói lở 6 Đoạn 3 từ Cồn Tròn đến cửa Lạch Giang tương đối ổn định Đoạn 4 từ Cửa Lạch Giang đến Cửa Đáy nằm trong khu vực bồi tụ 1. Ảnh hưởng của các điều kiện khí tượng, thủy văn, hải văn đến an toàn của đê biển tỉnh Nam Định Vùng ven biển tỉnh Nam Định nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng trực tiếp của khí hậu và chế độ thuỷ văn vùng thuỷ triều ven biển Vịnh Bắc Bộ.
Các yếu tố khí tượng về gió – bão và chế độ thuỷ văn - thuỷ triều - nước dâng - sóng biển. Vịnh Bắc Bộ có ảnh hưởng rất lớn đến tuyến đê kè bờ biển tỉnh Nam Định. Ảnh hưởng của bão Hiện nay do yêu cầu về mặt kỹ thuật phải phù hợp với sự phát triển của kinh tế đất nước nên đa số các hình thức gia cố đều không có khả năng chống được bão cấp 10 và trên cấp 10. Vì vậy bão tàn phá, làm hư hỏng hệ thống đê biển càng mạnh mẽ.
Hầu hết các đoạn đê bị phá hỏng là trực diện với biển chịu tác động trực tiếp của sóng lớn. Thực tế qua các trận bão năm 2005 - 2007 cho thấy, những đoạn đê trực tiếp biển, mái phía biển được bảo vệ bằng đá hộc lát khan, đá xây từ cao trình +3,50 trở lên (từ cao trình +3,50 trở xuống bảo vệ bằng cấu kiện bê tông do trước đây không đủ kinh phí đầu tư) là không đảm bảo ổn định bền vững; bão số 7 năm 2005 sóng lớn đã làm hư hỏng nặng, hoặc phá huỷ phần đá lát khan, đá xây từ cao trình +3,50 trở lên, dẫn đến vỡ đê biển Nam Định. Ảnh hưởng của sóng Sóng được hình thành khi gió thổi trên mặt nước và năng lượng gió được chuyển hoá thành năng lượng sóng. Sóng là một trong những yếu tố có tác động mạnh đến bờ biển và các công trình ven biển.
Khi sóng chuyển động tới bờ biển, nó bị vỡ và giải phóng năng lượng tạo thành các xoáy khuấy động bùn cát, làm 7 hạt bùn cát nổi lơ lửng trong nước và bị dòng nước chảy cuốn trôi. Năng lượng sóng càng lớn thì càng có nhiều bùn cát bị vận chuyển. Ảnh hưởng của mực nước triều a. Trường hợp mực nước triều thấp Trong trường hợp mức nước triều thấp với các loại vật liệu khác nhau, hướng gió khác nhau, độ sâu bãi khác nhau.
Trường hợp xấu nhất hướng gió vuông góc với bờ, cấu kiện bê tông phẳng không có mố giảm sóng và độ sâu bãi < (-1.00) đê bị phá hoại ở phía chân kè. Lưu lượng tràn qua đê phá đê từ phía sau không đáng kể. Qua quan sát thực tế cơ chế phá hoại đê được thể hiện như sau: Áp lực sóng tác động vào mái đê một phần sóng cuộn xuống chân đê moi cát và các vật liệu nhẹ ra biển kết quả chân kè bị xói bào mòn các vật liệu nhẹ bị cuốn trôi ra ngoài. Các vật liệu này chưa kịp trôi đi đã bị các cơn sóng tiếp theo cuốn đập trở lại và các vật liệu này tác động lên mái đê gây hư hỏng và bào mòn mái đê.
Quan sát trong thời gian dài nhận thấy các viên đá bị lăn trên mái sau một thời gian các viên đá sắc cạnh trở thành các viên cuội tròn. Các viên cuội này bị trôi dạt thành đống tại các khu vực cuối đê hay tại các tường ngăn. Cấu kiện bị sóng đánh trôi dạt trên mái đê, kè Phần tác động sóng thứ 2 tạo thành sóng leo. Do mái đê dài và không có vật cản các cơn sóng leo rất cao lên mái đê và rút xuống tạo áp lực âm.
Các đợt sóng khác nhau đợt trước chưa rút khỏi mái thì đợt sau đã ập vào giữa 2 đợt sóng trên có hướng vận chuyển trái ngược khi gặp nhau gây xung đột tạo thành vùng sóng 8 cuộn giữa khu vực mái tạo thành vùng xung lực moi các viên vật liệu trong mái ra và gây hư hỏng mái đê. Trong trường hợp mực nước thấp mái đê kè thường bị hư hỏng nặng từ cao trình (+2. Bãi bị thoái mạnh chân khay bị hư hỏng. Mực nước triều thấp gió và dòng ven phá hoại chân đê, kè Hình 1.
Tác động của sóng làm lún Hình 1. Mái đê bị đánh sập bóc hết cấu mái đê kiện và khoét hết đất đá b. Trường hợp mực nước triều trung bình Trong trường hợp mức nước triều trung bình tần suất thiết kế 5% ứng với mực nước tại Văn Lý (+2.29) với các loại vật liệu khác nhau, hướng gió khác nhau, độ sâu bãi khác nhau. Trường hợp xấu nhất hướng gió vuông góc với bờ, cấu kiện bê tông phẳng không có mố giảm sóng và độ sâu bãi < (-1.00) đê kè bị phá hoại mạnh ở phía chân và đỉnh.
Lưu lượng tràn qua đê phá đê từ phía sau rất lớn vượt chỉ tiêu cho phép 10 l/s trong trường hợp bão có gió cấp 9 cấp 10 trở lên nếu mặt đê, mái phía đồng không được gia cố tốt sẽ bị xói mặt và mái đê phía đồng. Trên tất cả tuyến đê Nam Định gặp trường hợp này nhiều đoạn đê sẽ bị phá hỏng từ phía trong đồng gây sập và vỡ đê. Các khu vực trọng điểm bãi thấp khả năng vỡ đê rất lớn. Ngược lại với các trường hợp trên khu vực chân đê tương đối 9 ổn định.
