Nghiên Cứu Ổn Định Mái Dốc Trong Tính Toán Giới Hạn Mực Nước Và Vùng An Toàn Cho Bờ Sông Đồng Bằng Sông Cửu Long

ĐBSCL với hệ thống kênh rạch dày đặc, đất đai màu mỡ nhưng cũng tiềm ẩn nguy cơ sạt lở. Việc đảm bảo ổn định mái dốc bờ sông không chỉ bảo vệ đất đai, nhà cửa mà còn duy trì hoạt động giao thông thủy, sản xuất nông nghiệp. Theo luận văn thạc sĩ của Võ Văn In (2015), tình trạng sạt lở diễn ra phức tạp trên các sông Tiền, sông Hậu, sông Cần Thơ, gây thiệt hại lớn về kinh tế và ảnh hưởng đến cuộc sống của người dân. Do đó, nghiên cứu này có ý nghĩa thực tiễn cao trong việc tìm ra giải pháp phòng chống sạt lở hiệu quả.

Nhiều yếu tố tác động đến ổn định mái dốc ở ĐBSCL, bao gồm: đặc điểm địa chất (đất yếu, đất sét), thủy văn (dao động mực nước triều, lũ lụt), biến đổi khí hậu (nước biển dâng, mưa lớn), và hoạt động của con người (khai thác cát, xây dựng công trình). Sự thay đổi mực nước liên tục gây ra áp lực lên mái dốc, làm giảm sức chịu tải của đất và tăng nguy cơ sạt lở. Nghiên cứu này tập trung vào phân tích tác động của mực nước đến ổn định mái dốc và đề xuất các giải pháp phù hợp với điều kiện địa phương.

Biến đổi khí hậu làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan như lũ lụt, hạn hán, và nước biển dâng, gây ảnh hưởng lớn đến ổn định mái dốc ở ĐBSCL. Nước biển dâng làm tăng mực nước triều, gây ngập úng và xói lở bờ sông. Mưa lớn kéo dài làm tăng áp lực nước lên mái dốc, làm giảm sức chịu tải của đất và tăng nguy cơ sạt lở. Cần có các nghiên cứu chi tiết về tác động của biến đổi khí hậu đến ổn định mái dốc để đưa ra các giải pháp ứng phó phù hợp.

Hoạt động khai thác cát quá mức làm thay đổi dòng chảy tự nhiên của sông, gây xói lở bờ sông và ảnh hưởng đến ổn định mái dốc. Việc khai thác cát làm mất đi lớp đất bảo vệ bờ sông, làm giảm sức chịu tải của đất và tăng nguy cơ sạt lở. Cần có các quy định chặt chẽ về khai thác cát và tăng cường kiểm tra, giám sát để bảo vệ bờ sông và đảm bảo ổn định mái dốc.

Việc đánh giá rủi ro sạt lở là cần thiết để xác định các khu vực có nguy cơ sạt lở cao và đưa ra các biện pháp phòng tránh kịp thời. Cần xây dựng bản đồ sạt lở chi tiết, thể hiện mức độ nguy hiểm và phạm vi ảnh hưởng của sạt lở để phục vụ công tác quy hoạch và quản lý. Bản đồ sạt lở cần được cập nhật thường xuyên để phản ánh sự thay đổi của điều kiện tự nhiên và hoạt động của con người.

Phần mềm Geo-slope là công cụ mạnh mẽ để phân tích ổn định mái dốc trong điều kiện phức tạp. Phần mềm cho phép mô phỏng các điều kiện địa chất, thủy văn, và tải trọng khác nhau, từ đó đánh giá hệ số an toàn và xác định các vùng có nguy cơ sạt lở. Nghiên cứu này sử dụng Geo-slope để phân tích ảnh hưởng của mực nước đến ổn định mái dốc và so sánh kết quả với các phương pháp tính toán khác.

Các phương pháp Bishop, Spencer, và Janbu là các phương pháp phổ biến để tính toán ổn định mái dốc. Mỗi phương pháp có những ưu điểm và hạn chế riêng. Phương pháp Bishop đơn giản và phù hợp với đất sét, trong khi phương pháp Spencer phức tạp hơn nhưng cho kết quả chính xác hơn. Phương pháp Janbu phù hợp với mái dốc có hình dạng phức tạp. Nghiên cứu này so sánh kết quả của các phương pháp này để lựa chọn phương pháp phù hợp nhất với điều kiện địa phương.

Sức kháng cắt của đất là yếu tố quan trọng trong tính toán ổn định mái dốc. Nghiên cứu này sử dụng các thí nghiệm trong phòng (ví dụ: cắt trực tiếp, nén ba trục) và thí nghiệm hiện trường (ví dụ: cắt cánh) để xác định sức kháng cắt của đất. Kết quả thí nghiệm được sử dụng để mô hình hóa và phân tích ổn định mái dốc bằng phần mềm Geo-slope.

Sông Cổ Chiên có điều kiện địa chất phức tạp, với lớp đất yếu và đất sét phân bố rộng. Mực nước triều dao động lớn, gây áp lực lên mái dốc. Nghiên cứu này thu thập và phân tích các số liệu về địa chất và thủy văn để xây dựng mô hình chính xác về bờ sông Cổ Chiên.

Nghiên cứu sử dụng phần mềm Geo-slope để mô hình hóa và phân tích ổn định mái dốc sông Cổ Chiên khi thay đổi mực nước. Kết quả cho thấy hệ số an toàn giảm khi mực nước hạ thấp, đặc biệt là khi có tải trọng công trình. Điều này cho thấy sự cần thiết của các biện pháp gia cố mái dốc để đảm bảo ổn định bờ sông.

Dựa trên kết quả phân tích ổn định, nghiên cứu đề xuất các giải pháp gia cố mái dốc phù hợp với điều kiện địa phương, bao gồm: sử dụng vật liệu gia cố mái dốc (ví dụ: vải địa kỹ thuật, cọc bê tông), xây dựng tường chắn sóng, và trồng thảm thực vật. Các giải pháp này cần được thiết kế và thi công cẩn thận để đảm bảo hiệu quả và bền vững.

Nghiên cứu đã thành công trong việc mô hình hóa và phân tích ổn định mái dốc trong điều kiện thay đổi mực nước. Kết quả cho thấy sự cần thiết của việc xem xét ảnh hưởng của mực nước trong thiết kế các công trình gia cố mái dốc. Nghiên cứu cũng đề xuất các giải pháp gia cố mái dốc phù hợp với điều kiện địa phương.

Cần tiếp tục nghiên cứu về tác động của biến đổi khí hậu và các yếu tố khác (ví dụ: tác động của khai thác cát, tác động của giao thông) đến ổn định mái dốc. Cần phát triển các mô hình dự báo sạt lở chính xác hơn và xây dựng bản đồ sạt lở chi tiết hơn. Cần nghiên cứu các vật liệu gia cố mái dốc mới và các phương pháp thi công hiệu quả hơn.