LỜI CẢM ƠN -------------- Luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng công trình thủy với đề tài “Nghiên cứu giải pháp công trình đảm bảo an toàn cho đê biển tỉnh Nam Định chịu tác động của triều cường và gió bão cấp 10” được hoàn thành với sự giúp đỡ của Quý thầy cô giáo trong khoa Công trình thủy, phòng Đào tạo đại học và Sau đại học, bộ môn Thủy công cùng các đồng nghiệp và bạn bè. Xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô, đồng nghiệp và bạn vè đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp. Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến Giáo sư - Tiến sĩ Nguyễn Chiến đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện để tác giả phấn đấu hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, khích lệ tác giả về mọi mặt trong suốt thời gian vừa qua. Tuy đã có những cố gắng nỗ lực phấn đấu rất nhiều, nhưng do thời gian và trình độ còn hạn chế, luận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong Quý thầy cô, đồng nghiệp và bạn bè góp ý xây dựng để tác giả có thể tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện đề tài Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2014 Tác giả Đoàn Thị Loan LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu do chính tôi thực hiện. Các kết quả, số liệu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn Đoàn Thị Loan MỤC LỤC MỞ ĐẦU . Tính cấp thiết của đề tài . Mục đích của đề tài . Đối tượng và phạm vi nghiên cứu . Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu . Kết quả đạt được .2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÊ BIỂN NAM ĐỊNH VÀ CÁC YÊU CẦU CẢI TẠO, NÂNG CẤP ĐÊ . Tổng quan về hệ thống đê biển Nam Định . Ảnh hưởng của các điều kiện khí tượng, thủy văn, hải văn đến an toàn của đê biển tỉnh Nam Định . Ảnh hưởng của bão . Ảnh hưởng của sóng . Ảnh hưởng của mực nước triều. Đánh giá thực trạng an toàn đê biển Nam Định . Tổng quát thực trạng an toàn đê biển Nam Định . Hiện trạng tuyến đê Giao Thủy . Hiện trạng tuyến đê Hải Hậu . Hiện trạng tuyến đê biển Nghĩa Hưng . Tồn tại của đê biển Nam Định . Các yêu cầu cải tạo, nâng cấp đê biển tỉnh Nam Định . Giới hạn phạm vi nghiên cứu .16 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH NÂNG CẤP ĐÊ BIỂN TỈNH NAM ĐỊNH . Điều kiện khí tượng, thủy văn, hải văn khu vực ven biển Nam Định . Các trạm khí tượng thuỷ văn . Các đặc trưng khí hậu . Đặc điểm thuỷ văn - thuỷ lực vùng biển Nam Định . Tiêu chuẩn thiết kế đê biển . Xác định tần suất thiết kế . Tuổi thọ công trình . Trị số gia tăng độ cao an toàn . Đề xuất giải pháp công trình để nâng cấp đê biển tỉnh Nam Định . Hiện trạng một số mặt cắt điển hình đê biển Nam Định . Xác định các chỉ tiêu thiết kế . Phân tích, lựa chọn giải pháp công trình hợp lý . Đê Giao Thủy: Đoạn Đồng Hiệu từ Km 30+600 đến Km 31+161 dài 570m32 2. Hải Hậu: Đoạn Gót Tràng từ K27+120 đến K27+900 dài 849,5 m . Nghĩa Hưng: Đoạn Tây Nam Điền từ K 16+613 đến K18+ 217 dài 1. Kết luận chương 2 .38 CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG CHO DỰ ÁN NÂNG CẤP MỘT ĐOẠN ĐÊ BIỂN GIAO THỦY, NAM ĐỊNH. Mô tả hiện trạng hệ thống đê biển Giao Thủy . Các tài liệu thiết kế, cải tạo nâng cấp đê biển Giao Thủy, Nam Định . Điều kiện tự nhiên . Điều kiện dân sinh, kinh tế . Đề xuất các phương án công trình nâng cấp đê biển Giao Thủy, Nam Định . Tính toán các kích thước cơ bản của mặt cắt đê theo các phương án . Tính toán các kích thước cơ bản của mặt cắt đê theo phương án 1: Đắp đê lên cao trình +4.6m rồi làm tường chắn sóng tới cao trình +5. Tính toán các kích thước cơ bản mặt cắt theo Phương án 2: Đắp tôn cao đê từ cao trình +3.9m lên cao trình +5. Tính toán kích thước cơ bản của mặt cắt theo phương án 3 . Tính toán ổn định cho mái đê phía đồng . Giới thiệu về phần mềm Geoslope V.6 sử dụng để tính ổn cho công trình . Các trường hợp tính toán. Các số liệu tính toán . Kết quả tính ổn định mái đê phía đồng theo phần mềm Geo - Slope/W V. Phân tích lựa chọn phương án phù hợp . Kết luận chương 3 .73 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ .74 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1. Bản đồ phân bố đê biển tỉnh Nam Định . Cấu kiện bị sóng đánh trôi dạt trên mái đê, kè . Mực nước triều thấp gió và dòng ven phá hoại chân đê, kè . Tác động của sóng làm lún mái đê . Mái đê bị đánh sập bóc hết cấu kiện và khoét hết đất đá . Mái kè hư hỏng từ cao trình (+2. Phần đá lát khan mặt đê bị sóng đánh hư hỏng . Sóng trùm qua đê và hạ thấp cao trình đê tạo lỗ vỡ . Sóng tràn qua và gây vỡ đê Táo Khoai – Hải Hậu . Sóng trùm qua gây sạt lở đê từ trong đồng . Mặt cắt điển hình từ Km 0 đến Km 4+300 . Mặt cắt điển hình từ K6+763 đến Km 14+125 . Mặt cắt điển hình đoạn đê Đồng Hiệu . Mặt cắt điển hình đoạn đê Gót Tràng . Mặt cắt điển hình đoạn đê Tây Nam Điền . Khu vực Giao Thủy – Nam Định . Một số dạng kết cấu tường đỉnh phổ biến. Tường đỉnh đặt mặt ngoài phía biển.Tường đỉnh đặt cuối mặt đê (phía đồng). Mặt cắt ngang đoạn đê Đồng Hiệu theo phương án 1. Mặt cắt ngang đoạn đê Đồng Hiệu theo phương án 2. Mặt cắt ngang đoạn đê Đồng Hiệu theo phương án 3. Khối trượt cung tròn .Sơ đồ phương pháp phân mảnh tính trượt cung tròn .68 DANH M ỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2. Lượng mưa lớn nhất tại Nam Định theo P% mùa mưa lũ . Lượng mưa vụ chiêm xuân ứng với tần suất P85% như sau : . Thống kê lượng mưa các tháng trong năm từ 2005 ÷ 2011 . Độ ẩm trung bình các tháng trong năm . Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm . Số giờ nắng các tháng trong năm từ 2005 ÷ 2011 (giờ) . Mực nước thiết kế tại các mặt cắt . Bảng tham số sóng thiết kế tại chân công trình . Tham số sóng tính toán thiết kế . Bảng tính toán tham số sóng thiết kế tại chân công trình . Cao trình đỉnh đê thiết kế .1 : Đặc điểm thổ nhưỡng vùng ven biển Giao Thủy . Lượng phù sa đoạn hạ lưu sông Hồng và sông Ninh Cơ . Một số giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý lớp đất lớp 1,2 . Một số giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý lớp đất 3,4.Các chỉ tiêu cơ lý các lớp đất tính đê . Khối lượng và giá trị dự toán xây lắp cho 1m dài đê Đồng Hiệu. Tính cấp thiết của đề tài Trong những năm gần đây với sự phát triển kinh tế, xã hội, nhu cầu đảm bảo an ninh quốc phòng của cả nước, cùng với chiến lược vươn ra biển để khai thác một cách hiệu quả hơn vùng biển nước ta, ngày càng có nhiều hoạt động xã hội, kinh tế và quốc phòng trên phạm vi toàn vùng biển. Điều đó làm tăng rất nhiều khả năng thiệt hại do các thiên tai thời tiết gây ra tại vùng biển và vùng ven biển Việt Nam. Vấn đề này có thể được xem xét trên hai mặt. Thứ nhất là các hoạt động kinh tế xã hội tại vùng biển và ven biển đã gây ra những thay đổi về môi trường tự nhiên theo hướng bất lợi và làm gia tăng thiên tai và thiệt hại của thiên tai. Việc xây dựng các công trình ven bờ biển đã ngăn cản dòng vận chuyển bùn cát tự nhiên dọc bờ, gây ra bồi lấp tại các luồng tàu và xói lở bờ tại nhiều nơi. Các hồ chứa nước được xây dựng tại thượng nguồn các con sông cũng ngăn dòng vận chuyển bùn cát ra biển, làm tình hình xói lở bờ biển ngày càng trở nên nghiêm trọng. Ở rất nhiều khu vực, rừng ngập mặn và rừng phòng hộ ven biển đã bị tàn phá để lấy đất cho các ao đầm nuôi hải sản. Các rừng ngập mặn và rừng phòng hộ bị mất không những gây ra những biến đổi về môi trường sinh thái theo hướng có hại, mà còn giúp cho sóng lớn đánh thẳng vào đê biển, gây vỡ đê biển và ngập lụt. Thứ hai là các hoạt động kinh tế xã hội trên biển và vùng ven biển đã tạo nên sự tập trung rất cao về các công trình xây dựng và tài sản có giá trị cao cũng như dân cư ở vùng ven biển. Điều này cũng làm gia tăng mức độ thiệt hại một khi thiên tai thời tiết xảy ra. Sóng lớn, nước dâng kết hợp với triều cường đã làm vỡ đê tại nhiều vị trí, gây thiệt hại về kinh tế xã hội hàng ngàn tỷ đồng. Bão mạnh thường kèm theo nước dâng bão. Trong trường hợp nước dâng bão xảy ra đồng thời với triều cường, mực nước cao giúp sóng đánh trực tiếp vào đê biển, tràn qua đê gây xói lở và có thể vỡ đê, gây ngập lụt trên diện rộng và thiệt hại rất lớn cho vùng ven biển. 2 Hiện trạng hệ thống đê biển mới chỉ thiết kế để chống được triều cường và bão từ cấp 9 trở xuống. Nhưng nhiều đoạn cũng chưa đáp ứng cả tiêu chuẩn tối thiểu này. Trong điều kiện biến đổi khí hậu bão lũ càng khắc nghiệt hơn, yêu cầu của hệ thống đê biển trong thời kỳ mới là phải chống chịu được trường hợp có triều cường và bão lớn hơn cấp 9. Mục đích của đề tài Lựa chọn các giải pháp công trình để nâng cấp đê biển của tỉnh Nam Định đảm bảo an toàn khi có triều cường kết hợp với gió bão cấp 10. Kiến nghị áp dụng cho nâng cấp đê biển Giao Thủy, Nam Định. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu các giải pháp công trình đảm bảo cho an toàn đê biển Nam Định chịu tác động của triều cường và gió bão cấp 10. Phạm vi nghiên cứu: Đối với đê biển Nam Định và áp dụng cho đê biển Giao Thủy, Nam Định.
