CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SỬ DỤNG CÁT ĐỂ SẢN XUẤT BÊ TÔNG NHỰA LÀM MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ I. KHẢO SÁT NGUỒN VẬT LIỆU CÁT TỰ NHIÊN CUNG CẤP CHO SẢN XUẤT BÊ TÔNG NHỰA. Nguồn cung cấp cát sản xuất bê tông nhựa khu vự kinh tế phía Nam: Các mỏ cát trên sông Đông Nai là nguồn cung cấp cát chủ yếu cho vùng kinh tế trọng điểm phía Nam. Sông Đồng Nai đi qua địa phận của hai tỉnh Bình Dương và Đồng Nai.
Cát sông Đồng Nai là trầm tích lòng hiện đại đã tích tụ từ trước khi có đập thủy điện Trị An. Các tài liệu lịch sử (ảnh hàng không, bản đồ) cho thấy, ở chế độ tự nhiên, sông Đồng Nai từ Trị An đến cầu Cát Lái thuộc vùng đồng bằng ngập lụt và đồng bằng thủy triều. Khi chảy qua hai vùng đồng bằng này, hoạt động bồi tụ chiếm ưu thế đã tạo nên các bãi bồi dần lấp đầy lòng sông. Đáy sông nhiều nơi nông cạn, tàu bè qua lại khó khăn khi thủy triều xuống.
Trầm tích lòng phân bố suốt chiều dài sông đã hình thành các mỏ cát có trữ lượng đáng kể. Trong những năm qua các mỏ cát này đã cung cấp hàng triệu m3 cát xây dựng có chất lượng tốt, phục vụ cho việc xây dựng các khu đô thị, khu chế xuất, các hệ thống giao thông, cầu, cảng trong thành phố khu vực phía Nam 2. Chất lượng cát : Dựa vào đặc điểm địa chất mỏ và địa chất khu vực có thể phân chia mỏ cát lòng sông Đồng Nai từ Tân Uyên đến Cát Lái thành hai mỏ riêng biệt, với chất lượng tương ứng như sau: Mỏ Nam cầu Đồng Nai, kéo dài từ cầu Đồng Nai đến Cát Lái, nơi sông Đồng Nai chảy trên đồng bằng thủy triều. Các thân cát thường phân bố tập trung ở những khúc uốn, dày 10-20 m.
Kích thước hạt cát trung bình đến mịn, màu xám, xám đen, một vài nơi bị nhiễm mặn yếu. Cát phân bố trong lòng sông và khúc uốn rộng (500-1. Vách sông cấu tạo bởi các trầm tích bở rời chủ yếu là sét, sét bột, cao tương đối so với mực nước triều kiệt 1,0-1,5 m. Đánh giá chung: cát trong mỏ Nam cầu Đồng Nai có chất lượng trung bình, đáp ứng xây dựng các công trình dân dụng.
Hoạt động khai thác cát lòng sông ít ảnh hưởng đến môi trường khu vực. Mỏ cát Bắc cầu Đồng Nai, kéo dài từ Bến Trâu (Tân Uyên) đến cầu Đồng Nai, nơi sông Đồng Nai chảy trên đồng bằng ngập lụt. Các thân cát có dạng kéo dài, dày 5-15 m. Kích thước hạt cát trung bình đến thô, cát rất sạch, có màu vàng, xám vàng, không bị nhiễm mặn.
Cát phân bố trong lòng sông hẹp (rộng 200-300 m), vách bờ nhiều đoạn dốc đứng, cao tương đối 4-7 m so với mực nước. Cấu tạo vách bờ là các trầm tích bở rời gồm hai phần: dưới là các lớp cát sét, cát sạn, trên là sét bột,sét. HV: Lª Thμnh Trung Trang 7 Luận án Thạc sỹ KHKT Nghiên cứu sử dụng cát xay khai thác tại tỉnh Đồng Nai phục vụ sản xuất bê tông nhựa làm mặt đường ô tô. Đánh giá chung: cát trong mỏ Bắc cầu Đồng Nai có chất lượng tốt nhất vùng, đạt tiêu chuẩn sản xuất bê tông và xây dựng các công trình cao cấp.
Tuy vậy, môi trường địa chất mỏ rất nhạy cảm với hoạt động khai thác. Tuy nhiên, mỏ cát Bắc cầu Đồng Nai, nơi có các đặc điểm môi trường tự nhiên nhạy cảm với hoạt động khai thác cát lòng sông. Mỏ cát Bắc cầu Đồng Nai có nguồn gốc trầm tích sông được hình thành từ trước khi có đập thủy điện Trị An. Cho đến khi ngưng khai thác (năm 2004), mỗi năm mỏ cát này đã cung cấp hàng triệu m3 cát vàng chất lượng tốt để sản xuất bê tông và xây dựng các công trình cao cấp trong khu vực.
Từ năm 1995 đến 2004, các doanh nghiệp khai thác mỏ này đã lấy vượt trữ lượng được phép, khai thác gần 3. Khai thác không tuân thủ các quy định về độ sâu khai thác, khoảng cách xa bờ là nguyên nhân trực tiếp gây ra tai biến xói lở bờ sông. Việc quản lý hoạt động khai thác chưa hiệu quả là nguyên nhân gián tiếp gây tác động xấu tới môi trường khu vực. Đến năm 2004, việc khai thác mỏ cát sông Đồng Nai đã chấm dứt do khai thác quá trữ lượng cho phép, hơn nữa hoạt động khai thác gây sạt lở nhiều đoạn vách bờ sông [1, 3] Hình 1.
Sơ đồ phân bố bãi cát mỏ Bắc cầu Đồng Nai 3. Trử lượng khoáng sản Năm 1995, khi triển khai công trình “Thăm dò trữ lượng cát lòng sông Đồng Nai” [4] các tác giả đã áp dụng một số kỹ thuật mới như: đo địa hình lòng sông bằng thiết bị đo sâu hồi âm (Echosounder), định vị các điểm đo bằng hệ định vị toàn cầu (GPS), sử dụng máy khoan Air-lift để xác định bề dày lớp cát, ứng dụng kỹ thuật hệ thông tin địa lý HV: Lª Thμnh Trung Trang 8 Luận án Thạc sỹ KHKT Nghiên cứu sử dụng cát xay khai thác tại tỉnh Đồng Nai phục vụ sản xuất bê tông nhựa làm mặt đường ô tô. (GIS) để tính toán khối lượng cát và xử lý các loại bản đồ. Trong các đợt khảo sát năm 1999 và 2004, các kỹ thuật này tiếp tục được hoàn thiện và nâng cao [1].
Các dữ liệu của ba lần khảo sát (1995, 1999, 2004) được xử lý trong môi trường GIS là cơ sở để đánh giá hoạt động khai thác tại mỏ cát Bắc cầu Đồng Nai trong thời gian qua. Trữ lượng xét duyệt Cát lòng sông là một loại hình mỏ đặc biệt, việc khai thác thường có tác động mạnh đến môi trường, vì vậy trữ lượng khai thác là trữ lượng chỉ được tính trong điều kiện khai thác không ảnh hưởng đến môi trường (chủ yếu không gây sạt lở bờ sông). Như vậy, ngoài việc khoanh định các bãi cát cách bờ một khoảng cách an toàn (khoảng cách xa bờ đối với mỏ cát Bắc cầu Đồng Nai là 50 m), phải xác định độ sâu khai thác hợp lý, tức là độ sâu khai thác đảm bảo không gây sạt lở vách bờ. Bảng 2 dưới đây là trữ lượng cát đã được Hội đồng Xét duyệt trữ lượng khoáng sản phê chuẩn ngày 25/11/1995, ứng với độ sâu được phép khai thác cho từng khu vực.
Trữ lượng cát được xét duyệt Khu vực Tên bãi Độ sâu tính (m) Trữ lượng C1 (m3) Trữ lượng C2 (m3) Tổng Tân Uyên I.000 Bình Chánh 1.000 Cù lao Rùa II.000 Trên cơ sở trữ lượng phê chuẩn, Bộ Công nghiệp đã cấp phép khai thác cho các doanh nghiệp thuộc tỉnh Đồng Nai và Sông Bé với sản lượng 1.000 m3/năm (mỗi tỉnh được khai thác 600. Khối lượng khai thác thực tế Trong thực tế, hoạt động khai thác diễn ra không chỉ ở các bãi đã khoanh định. Các xáng cạp cát thường xuyên di chuyển và khai thác trên khắp đoạn sông. Việc đánh giá khối lượng khai thác thực tế là việc làm không đơn giản bởi có nhiều doanh nghiệp cùng khai thác trên một đoạn sông, tài nguyên lấy khỏi lòng sông đôi khi được chuyển sang ngay cho các cơ sở kinh doanh trung gian.
Ngay trong một công ty, việc quản lý sản lượng khai thác của từng xáng cạp cũng là vấn đề… Nhằm xác định khối lượng đã khai thác, trong phần tính toán này chúng tôi dựa vào bề mặt địa hình lòng sông xây dựng cho từng khu vực ứng với ba thời điểm: tháng 7/1995, HV: Lª Thμnh Trung Trang 9 Luận án Thạc sỹ KHKT Nghiên cứu sử dụng cát xay khai thác tại tỉnh Đồng Nai phục vụ sản xuất bê tông nhựa làm mặt đường ô tô. tháng 8/1999, tháng 5/2004. Sử dụng kỹ thuật GIS để tính toán khối lượng: lấy bề mặt địa hình của thời điểm sau (bề mặt UPPER) trừ đi bề mặt địa hình thời điểm trước (bề mặt LOWER) sẽ xác định được khối lượng cát đã khai thác theo các giai đoạn (Bảng 3). Khối lượng khai thác trong giai đoạn 1995-1999, 1999-2004 (m3) Khu vực 1995- 1999 1999-2004 Tổng Tân Uyên 1.796 Cù lao Bình Chánh 2.525 Cù lao Rùa 828.182 Giai đoạn 1995-1999, việc khai thác tập trung ở khu vực cù lao Bình Chánh với 2.744m3, ít nhất ở khu vực cầu Hóa An (250.
Tổng khối lượng khai thác trong giai đoạn này là 3. Trong báo cáo chính thức của các doanh nghiệp thì tổng sản lượng khai thác đến đầu năm 1999 là 3.928 m3 (tính đến tháng 1/1999), thấp hơn so với tính toán khoảng 800. Như vậy, kết quả tính toán khá phù hợp với báo cáo, ước tính từ tháng 1 đến tháng 8/1999, các doanh nghiệp khai thác khoảng 100. Tổng khối lượng khai thác trong giai đoạn 1999-2004 là 4.
Việc khai thác tập trung vào các khu vực Hóa An, cù lao Rùa và Tân Uyên. Nếu tính cả lượng cát khai thác nạo vét ở khu vực Hóa An-cầu Ghềnh và sông Cái (cù lao Phố) thì khối lượng khai thác toàn mỏ Bắc cầu Đồng Nai sẽ lớn hơn. Điều kiện khai thác: Khai thác cát lòng sông thuộc mỏ Bắc cầu Đồng Nai chắc chắn sẽ ảnh hưởng tới môi trường tự nhiên bởi lẽ lòng sông ở đây hẹp, uốn khúc mạnh, vách bờ sông dốc đứng, cấu tạo vách bờ là các trầm tích bở rời gắn kết yếu. Chính vì những lý do đó, bộ Khoa học, Công nghệ & Môi trường đã yêu cầu các doanh nghiệp thực hiện nghiêm túc Luật môi trường trong hoạt động khai thác mỏ.
Thực tế hoạt động khai thác diễn ra rất phức tạp, các xáng cạp có thể khai thác ở mọi vị trí, miễn là tại đó có cát. Việc kiểm tra khai thác cát dưới lòng sông không đơn giản do các moong khai thác nằm dưới lớp nước dày. Các cơ quan chức năng chỉ có thể xác định vị trí xáng cạp cách xa bờ, nhưng rất khó xác định độ sâu khai thác, muốn biết phải tiến hành đo đạc. Ở những nơi cát có chất lượng tốt, các xáng cạp có thể móc rất sâu, lợi dụng ban đêm các xáng cạp có thể khai thác cát sát chân vách bờ HV: Lª Thμnh Trung Trang 10 Luận án Thạc sỹ KHKT Nghiên cứu sử dụng cát xay khai thác tại tỉnh Đồng Nai phục vụ sản xuất bê tông nhựa làm mặt đường ô tô.
Mặt cắt MC. 03, ở Tân Uyên Hình 3. Mặt cắt MC. 45, cù lao Bình Chánh Hình 4.
Mặt cắt MC. 93, cù lao Rùa Hình 5. Mặt cắt MC.127, ở Hóa An Ghi chú: Các mặt cắt ngang có hướng từ bờ phải sang bờ trái So sánh tài liệu đo đạc địa hình các năm 1995, 1999 và 2004, có thể nhận thấy lòng sông bị biến động mạnh, có rất nhiều hố sâu bất thường xuất hiện.