CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE NGHIÊN CUU DE, KE BIEN 1. Tổng quan chung về đê, kè biển 1. Nhiệm vụ và chức năng của đê, kè biển Dé biển là loại công trình chống ngập do thuỷ triều và nước dâng đối với khu dân cư, khu kinh tế và vùng khai hoang lắn biên. Kè biển là loại công trình gia cố bờ trực tiếp chống sự phá hoại trực tiếp của hai yếu tô chính là tác dụng của sóng gió và tác dung của dong ven bờ.
Dòng nay có thé mang bùn cát bồi đắp cho bờ hay làm xói chân mái dốc dẫn đến làm sạt lở bờ. Yêu cầu về cấu tạo đê, kè biển Do tác dụng của sóng gió, giới hạn trên của kè phải xét đến tô hợp bất lợi của sóng gió và thủy triều, trong đó ké cả độ dâng cao mực nước do gió bão. Với các đoạn bờ biển không có sự che chắn của hải đảo và rừng cây ngập mặn, sóng biển đội vào bờ thường có xung lực rất lớn, mực độ phá hoại mạnh, nên kết cấu kè biển thường phải rất kiên có, và tiêu tốn nhiều vật liệu. Với các đoạn bờ biến chịu tác dụng của dòng ven có tính xâm thực (làm xói chân bò) thì giới hạn dưới của chân kè phải đặt ở phạm vi mà ở đó bờ biên không còn khả năng bị xâm thực (được xác định từ tải liệu quan trắc và tính toán dòng ven).
Ngoài ra, các công trình bảo vệ bờ biển được xây dựng trong môi trường nước mặn nên cần lựa chọn vật liệu thích hợp. Đặc điểm của đê, kè biển Việt Nam Việt Nam có đường bờ biển dài là thuận lợi trong việc phát triển kinh tế, nhưng cũng là thách thức không nhỏ trong van đề đảm bảo an toàn dan sinh kinh tế khu vực ven biển. Doc theo ven biển hệ thống đê biển đã được hình thành với tổng chiều dai 1400km có quy mô khác nhau, đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế, xã hội, tăng cường an ninh quốc phòng, bảo vệ hơn 60 vạn ha đất canh tác và gần 4 triệu dân. Dé bién ven biển Bắc Bộ một số nơi được dap từ thời nha Tran.
Dé biển một số tuyến các tỉnh bắc khu 4 cũ được hình thành từ những năm 1929 đến 1930, còn phần lớn đê biển, đê cửa sông các tỉnh miền Trung được đắp trước và sau năm 1975. Sự phát triển đê biển từ Bà Rịa - Vũng Tàu đến Kiên Giang gắn liền với quá trình khai thác ruộng đất và phát triển nông nghiệp của dải đất ven biển từ Bà Rịa - Vũng Tàu tới Kiên Giang, trước năm 1945 rất ít vì không có nhu cầu. Chỉ từ sau ngày giải phóng 1975 đến nay mới phát triển, mạnh nhất là giai đoạn 1976-1986. Các tuyến đê biên hình thành và được củng cố là do nhân dân tự bỏ sức dap.
Dé biển nước ta là công trình bang đất phần lớn mái được bảo vệ bằng cỏ. Những đoạn đê biển chịu trực tiếp tác dụng của sóng được lát mái kè. Ở các tuyến đê vùng cửa sông nhân dân trồng các loại cây sú vẹt chắn sóng bảo vệ đê. Tình hình nghiên cứu đê bién ở Việt Nam 1.
Những nghiên cứu về hình dạng kết cầu mặt cắt đê biển Dựa vào đặc điểm hình học của mái đê phía biển, mặt cắt đê biển chia thành 3 loại chính là đê mái nghiêng, đê tường đứng và đê hỗn hợp (trên nghiêng dưới đứng hoặc trên đứng dưới nghiêng). Việc chọn loại mặt cắt nào phải căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ hai văn, vật liệu xây dựng, điều kiện thi công và yêu cầu sử dụng dé phân tích và quyết định. Một số dạng mặt cắt đê biên cụ thể theo hình 1. a Phía biển Phía đồng Phia đồng Phía đồng N Wai địa ko howl Hình 1.1: Các dạng mặt cắt ngang dé biển và phương án bố trí vật liệu - Dé mái nghiêng bang dat đông chất: Dé mái nghiêng thường có dạng hình thang có mái phía biển phổ biến m = 3,0 + 5,0 và mái phía đồng phổ biến m = 2,0 + 3,0 thân đê được đắp bằng đất.
Kết câu đê băng đất đồng chất được sử dụng ở vùng có trữ lượng dat đắp đủ dé xây dựng công trình. Trong trường hợp đê thấp (chiều cao đê nhỏ hơn 2m) có thé sử dụng hình thức mặt cắt như hình 1. Với những tuyến đê có điều kiện dia chất kém, chiều cao đê lớn và chịu tác động lớn của sóng thì có thê bồ trí co đê hạ lưu và cơ giảm sóng thượng lưu như hình 1. - Đê mái nghiêng bằng vật liệu hỗn hợp: Trường hợp ở địa phương trữ lượng đất tốt không đủ dé đắp đê đồng chat, nếu lay đất từ xa về dé đắp đê thì giá thành xây dựng cao; trong khi đó nguồn vật liệu địa phương có tính thấm lớn lại rất phong phú, đất có tính thấm lớn bố trí ở bên trong thân đê, đất có tính thấm nhỏ được bọc bên ngoài như hình 1.c hoặc đá hộc bố trí thượng lưu dé chống lại phá hoại của sóng, dat đắp bố trí hạ lưu như hình 1.
- Dé tường đứng và mái nghiêng kết hợp: Tại vùng xây dựng tuyến đê có mỏ đất nhưng trữ lượng không đủ dé đắp bờ. Nếu dựng kết cau dạng tường đứng thuần tuý bằng đá xây hay bê tông, bê tông cốt thép thì xử lý 6n định, thắm phức tạp, tốn kém. Hơn nữa, nhiều tuyến đê xây dựng không chỉ chống ngập lụt khi triều dâng mà cũng kết hợp cho tàu thuyền khi neo đậu, vận chuyền hàng hoá, phía trong yêu cầu phải có đường giao thông. Vì vậy trong thiết kế có thể sử dụng các hình thức kết cấu dạng tường đá xây kết hop thân đê đất như hình 1.e; tường bê tông và thân đê dat hình 1.f hoặc hỗn hợp thân đê đất, tường bê tông cốt thép và móng tường bằng đá không phân loại như hình 1.
- Dé mái nghiêng gia cố bằng vải địa kỹ thuật: Nhiều trường hop nơi xây dung không có đất tốt dé đắp đê mà chỉ có dat tại chỗ mềm yếu (lực dính và góc ma sát trong nhỏ, hệ số thấm nhỏ), nếu sử dụng vật liệu nay dé dap dé theo công nghệ truyền thống thì mặt cắt đê rất lớn, diện tích chiếm đất của đê lớn và thời gian thi công kéo dài do phải chờ lún, điều này làm tăng giá thành công trình. Phương án xây dựng đê bê tông hay bê tông cốt thép thường giá thành rất cao. Dé giảm chi phí xây dựng, giảm diện tích chiếm đất của đê, tăng nhanh thời gian thi công, có thể sử dụng vải địa kỹ thuật làm cốt gia cô thân đê dé khắc phục những van đề trên như hình I. Công nghệ chong sat lở bờ bién, đê biển Thông thường khi bờ biển bị xói lở thì có bốn lựa chọn dé ứng phó với hiện tượng xói lở trên đó là: = Giải pháp “số không” hay là giải pháp “không làm gì”.
= Di dời và di chuyên đến nơi an toàn. = Nuôi bãi nhân tạo và các giải pháp công trình “mềm” khác. = Sử dụng các công trình “cứng”. Không làm gì — di dời và dịch chuyển tới nơi an toàn.
Giải pháp dé nhất và cũng là rẻ nhất khi gặp phải các diễn biến bat lợi ở bờ biển là không làm gì cả và để mặc cho các diễn biến bất lợi tự phát triển. Không làm gì khi xảy ra xói lở bờ biển là một lựa chọn mà không phải là lúc nào cũng thực hiện được vì nhiều lý do về mặt chính trị, xã hội và anh ninh quốc phòng. Giải pháp “không làm gì cả” thường phải kết hợp với giải pháp “di đời và dịch chuyền đến nơi an toàn”. Khi di chuyên tới nơi an toàn, điều quan trọng là phải thiết lập đường “tựa” ở ven bờ, để quy hoạch và bố tri dân cư, công trình ở vùng ven biên.
Đường “tựa” có tính chất như một hành lang an toàn đối với các diễn biến bất lợi xảy ra ở bờ biển. Thông thường giải pháp “không làm gì — di dời và dịch chuyển đến nơi an toàn” được lựa chọn khi hậu quả xảy ra xói lở tại khu vực là không lớn so với việc đầu tư vào các giải pháp bảo vệ. Giải pháp bảo vệ mém Các giải pháp “mềm” được áp dụng bảo vệ bờ biển chủ yếu là các giải pháp Sau: = Nuôi bãi nhân tạo. = Trồng rừng ngập mam bảo vệ bờ.
= Tiêu nước ngầm dưới bãi dé giữ cát. Giải pháp nuôi bãi nhân tạo Giải pháp đơn giản nhất và cũng là tin cậy nhất theo nghĩa duy trì một bãi biến đang bị xói lở có thé là giải pháp cung cấp bùn cát thiếu hụt trên bãi biển từ một nguồn khác, hay còn gọi là giải pháp “nuôi bãi nhân tạo”. Đề thực hiện được theo giải pháp này thì một số vấn đề cần quan tâm là: các hình thức nuôi bãi nào sẽ được sử dụng? Vật liệu nuôi bãi sẽ có kích thước bao nhiêu? Cần bao nhiêu bùn cát để nuôi bãi? Và nguồn cung cấp bùn cát nuôi bãi ở đâu? Giải pháp “nuôi bãi nhân tạo” là giải pháp thực tế và có nhiều ưu điểm. Sau khi nuôi bãi, bờ biển được tái tạo lại ngay.
Đây cũng là giải pháp có ảnh hưởng ít nhất tới các vùng lân cận và thường thì chi phí thường nhỏ hơn so với chi phí xây dựng các công trình bảo vệ bờ khác. Tuy nhiên đây chỉ là giải pháp có tính tạm thời và quá trình “nuôi bãi” phải tiến hành liên tục hoặc lặp lại theo chu kỳ. Trồng rừng ngập mặn Day là giải pháp có tính “thân thiện” với môi trường nhất va sau khi rừng ngập mặn đã phát triển thì nó có tác dụng hiệu quả và mang tính chất “bền vững” so với giải hai giải pháp trên. Tuy nhiên khó khăn của giải pháp trồng rừng ngập mặn là không phải bãi biển nào cũng thực hiện được giải pháp này.
Giải pháp này thường áp dụng cho các bãi biển có độ dốc thoải, bùn cát mịn và có triều ra vào, đó là bãi biển ở các vùng cửa sông. Bên cạnh đó việc trồng, chăm sóc thời gian đầu và bảo vệ rừng sau khi rừng đã phát triển là khó khăn và nhiều phức tạp. Giải pháp công trình — Giải pháp “cứng ” Tái định cư, di chuyên tới nơi an toàn dé ứng phó với xói lở bờ biển không phải lúc nào cũng là giải pháp khả thi, còn giải pháp “mềm” cũng có những hạn ché, lúc đó giải pháp “cứng” dưới hình thức xây dựng các công trình bảo vệ bờ biến là cần thiết.