TRƯ�NG Đ�I H�C TH�Y L�I i LỜI CAM ĐOAN Tác giả Luận văn xin cam đoan bản Luận văn này là công trình nghiên cứu của cá nhân tác giả Các số liệu kết quả nêu trong Luận văn này là trung thực và chưa từng[.]
Sự cần thiết của đề tài
Dự án Khu neo đậu tránh trú bão cho tàu cá tại Cửa Lấp (Phước Tĩnh) thuộc phường 12, TP Vũng Tàu và xã Phước Tĩnh, huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu được quy hoạch là khu tránh trú bão cấp vùng tích hợp cảng cá Tân Phước và cảng cá Phước Hiệp Dự án không chỉ tạo luồng lạch ổn định cho tàu thuyền ra vào, góp phần đảm bảo an toàn và ổn định hoạt động đánh bắt thủy sản, mà còn thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội, ổn định đời sống cư dân địa phương Ngoài ra, dự án còn góp phần bảo tồn và phát triển làng nghề cá lâu đời tại khu vực phường 12 – TP Vũng Tàu và xã Phước Tĩnh, huyện Long Điền, góp phần nâng cao giá trị kinh tế và văn hóa của vùng biển này.
Vùng biển và ven biển nước ta giữ vai trò vô cùng quan trọng về mặt kinh tế, chính trị và quốc phòng, nên Đảng và Nhà nước đã tập trung phát triển kinh tế biển, vùng ven biển và hải đảo Chiến lược biển Việt Nam đặt mục tiêu đến năm 2020, kinh tế biển đóng góp khoảng 53-55% GDP và 55-60% kim ngạch xuất khẩu của cả nước, góp phần giải quyết các vấn đề xã hội và nâng cao đời sống của người dân ven biển Trong những năm qua, nhờ đẩy mạnh quá trình đổi mới và mở cửa, các lĩnh vực kinh tế biển đã đạt nhiều kết quả tích cực, đặc biệt là khai thác nguồn lợi biển, đóng góp quan trọng vào sự phát triển đất nước, nhất là trong lĩnh vực xuất khẩu Một trong những ngành quan trọng nhất của kinh tế biển là đánh bắt hải sản, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế biển bền vững.
Biển Đông là một trong 10 trung tâm đa dạng sinh học biển trên thế giới, với hơn 11.000 loài sinh vật, và cũng là một trong 20 vùng biển có nguồn lợi hải sản cao nhất toàn cầu Đây là ngư trường lớn của quốc gia, hiện đang được khai thác hiệu quả Trong những năm qua, chính sách đóng mới tàu đánh bắt xa bờ đã thúc đẩy sản lượng khai thác của đội tàu này tăng đáng kể, đạt 192.000 tấn năm 2000, 546.000 tấn năm 2006, và 750.000 tấn năm 2010, tăng 29,1% so với năm 2000, thể hiện tiềm năng phát triển còn rất lớn của nghề đánh bắt xa bờ ở Việt Nam.
Trong vòng 20 năm, số lượng tàu thuyền khai thác hải sản ở Việt Nam đã tăng, với tốc độ bình quân đạt 6,2%/năm; trong đó, tốc độ tăng số tàu đạt 2,9%/năm, còn sản lượng và công suất tàu thuyền tăng lần lượt 1,8 lần và 4 lần Tuy nhiên, tốc độ tăng công suất tàu cao hơn nhiều so với số lượng tàu, phản ánh sự cải thiện về năng lực khai thác Trong tình hình tranh chấp Biển Đông diễn biến phức tạp, việc phát triển đội tàu khai thác thủy sản xa bờ không chỉ mang ý nghĩa kinh tế mà còn đóng vai trò quan trọng trong giữ vững chủ quyền biển đảo quốc gia Bên cạnh đó, việc đảm bảo an toàn cho tàu cá, đặc biệt là nơi neo đậu tránh trú bão, là yếu tố thiết yếu, nhất là khi hàng năm có hàng chục cơn bão đổ bộ vào vùng biển Việt Nam Chính phủ đã phê duyệt "Quy hoạch khu neo đậu tránh trú bão cho tàu cá đến năm 2020, định hướng đến năm 2030," trong đó xây dựng các khu neo đậu tại sông Cửa Lấp (Phước Tĩnh) có khả năng chứa 1200 tàu đánh cá 300CV, kết hợp với cảng cá Tân Phước và Phước Hiệp nhằm đảm bảo an toàn tuyệt đối cho tàu cá khi thời tiết khắc nghiệt.
2020, định hướng đến năm 2030 thì cảng cá Tân Phước và Phước Hiệp phải có năng lực tiếp nhận tàu cá lớn nhất đến 500CV
Việc đầu tư xây dựng Khu tránh trú bão cho tàu cá tại Cửa Lấp là rất cần thiết để đảm bảo an toàn cho tàu thuyền và ngư dân Dự án này góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế biển bền vững và nâng cao năng lực phòng chống thiên tai của địa phương Ngoài ra, việc xây dựng khu tránh trú bão còn là yếu tố quan trọng góp phần bảo vệ an ninh quốc phòng và ổn định chính trị của cả nước.
Việc nghiên cứu đề xuất giải pháp công trình giảm sóng và ổn định tuyến luồng vào ra khu neo đậu tàu cá tránh trú bão tại Cửa Lấp – Tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu nhằm mục tiêu đánh giá các yếu tố sóng, gió tác động lên khu neo đậu tàu thuyền Các giải pháp này giúp tối ưu hóa công năng sử dụng của khu neo đậu, đảm bảo an toàn cho tàu thuyền trong mùa bão Việc đưa ra các biện pháp công trình phù hợp là cần thiết và cấp bách để bảo vệ khu neo đậu, giảm thiểu thiệt hại do tác động của tự nhiên.
Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của đề tài
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
- Xác định nguyên nhân gây bồi lấp tuyến luồng tàu thuyền khu vực Cửa Lấp, xã Phước Tỉnh, huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu;
Đề xuất các giải pháp công trình hợp lý nhằm tối đa hóa hiệu quả ngăn cát, ổn định luồng vào ra khu vực tàu cá tránh trú bão tại Cửa Lấp Việc thiết kế các công trình phù hợp giúp giảm sóng, tăng cường khả năng chắn cát và bảo vệ tuyến luồng, góp phần nâng cao năng lực bảo vệ tàu cá trong mùa mưa bão Các giải pháp này không chỉ đảm bảo an toàn cho khu neo đậu tàu cá mà còn thúc đẩy phát triển kinh tế địa phương thông qua hoạt động khai thác thủy sản bền vững.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài:
Hình 1: Phạm vi nghiên cứu của đề tài
Khu neo đậu tránh trú bão Cửa Lấp nằm tại xã Phước Tỉnh, huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, là phạm vi nghiên cứu chính của đề tài Đề tài tập trung phân tích và đánh giá khu vực này để đề xuất các giải pháp đảm bảo an toàn cho tàu thuyền trong mùa bão Nghiên cứu cũng xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống chịu của khu neo đậu trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt Phạm vi nghiên cứu giúp xác định các nội dung cần tập trung để nâng cao hiệu quả công tác tránh trú bão tại khu vực.
Phương pháp nghiên cứu
Đề tài sử dụng 4 phương pháp nghiên cứu chính:
- Phương pháp điều tra khảo sát thực tế;
- Phương pháp tổng hợp, phân tích và thống kê
Phương pháp mô hình toán được sử dụng để dự báo hiệu quả của công trình, đánh giá hiện trạng bồi lấp và chế độ động lực của khu vực Các phần mềm tính toán kết cấu ổn định giúp phân tích chính xác các yếu tố ảnh hưởng, nâng cao độ tin cậy trong quá trình thiết kế và thi công Ứng dụng mô hình toán là công cụ quan trọng trong việc kiểm tra, tối ưu hóa các giải pháp kỹ thuật, đảm bảo tính bền vững và an toàn của công trình xây dựng.
- Phương pháp kế thừa các kết quả nghiên cứu đã có có liên quan đến đề tài.
Các kết quả đạt được
- Đánh giá được thực trạng và qui luật biến đổi hình thái khu vực Cửa Lấp, xác định được nguyên nhân gây bồi lấp tuyến luồng;
- Giải pháp công trình phù hợp để ổn định tuyến luồng kết hợp giảm sóng cho khu neo đậu.
N ộ i dung c ủa đề tài
Các nội dung chính của đề tài bao gồm:
Đánh giá thực trạng và quy luật biến động hình thái vùng cửa sông ven biển khu vực Cửa Lấp dựa trên các tài liệu sẵn có và các nghiên cứu trước là bước quan trọng để hiểu rõ diễn biến tự nhiên của khu vực Qua phân tích các yếu tố địa hình, thủy văn và các tác động của con người, có thể xác định các xu hướng biến đổi của hình thái bờ biển Việc nắm bắt các quy luật này giúp đưa ra các giải pháp bền vững để quản lý và bảo vệ vùng cửa sông ven biển Cửa Lấp hiệu quả, phù hợp với các nguyên tắc phát triển bền vững và an toàn môi trường.
Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển bùn cát là yếu tố quan trọng để hiểu rõ diễn biến địa hình khu vực Phân tích biến đổi hình thái giúp xác định các nguyên nhân gây bồi lấp tuyến luồng Cửa Lấp một cách chính xác Việc nghiên cứu này giúp nhận diện các tác nhân tự nhiên và nhân tạo ảnh hưởng đến sự thay đổi của dòng chảy và lưu lượng bùn cát Kết quả đánh giá sẽ hỗ trợ trong việc đề xuất các giải pháp quản lý và duy trì luồng dẫn vận tải, giảm thiểu tình trạng bồi lấp gây cản trở giao thông thủy.
Đề xuất và tính toán thiết kế sơ bộ giải pháp kết hợp ngăn cát và giảm sóng cho khu neo đậu tránh trú bão tại Cửa Lấp dựa trên sự phối hợp giữa phương pháp kinh nghiệm và mô hình toán để đảm bảo hiệu quả cao trong phòng ngừa thiệt hại do bão gây ra Giải pháp này nhằm nâng cao khả năng chống chịu của khu vực neo đậu trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt, giảm thiểu tác động của sóng và dòng chảy mạnh Việc kết hợp phương pháp thực tế và mô hình toán giúp xác định các yếu tố tối ưu trong thiết kế, góp phần nâng cao độ an toàn và bền vững của công trình.
Kết của của đề tài bao gồm: Đề tài kết cấu gồm phần mở đầu, 3 chương và kết luận - kiến nghị Nội dung của từng phần bao gồm:
- Phần mở đầu giới thiệu về tính cấp thiết của đề tài, phương pháp nghiên cứu, nội dung nghiên cứu và sản phẩm đạt được của đề tài.
Chương 1 trình bày tổng quan về các nghiên cứu liên quan đến các giải pháp ngăn cát giảm sóng cho khu neo đậu tránh trú bão trên thế giới và tại Việt Nam, đặc biệt là tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu và khu vực KVNC Phần này cũng giới thiệu về khu neo đậu tránh trú bão cửa Lấp cùng với các điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của KVNC để làm nền tảng cho nghiên cứu đề tài.
Chương 2 trình bày đánh giá hiện trạng bồi lấp tại khu vực Cửa Lấp, xã Phước Tỉnh, huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu dựa trên các số liệu điều tra khảo sát chính xác và đáng tin cậy Báo cáo phân tích tác động của tình trạng bồi lấp đến môi trường và hệ sinh thái địa phương, giúp xác định nguyên nhân và mức độ nghiêm trọng của vấn đề Các số liệu thu thập cho thấy rõ sự biến đổi của bề mặt đất và ảnh hưởng đến hoạt động kinh tế, đặc biệt là lĩnh vực nuôi trồng thủy sản trong khu vực Đồng thời, nghiên cứu này đề xuất các giải pháp phù hợp để kiểm soát và khắc phục hiện trạng bồi lấp, góp phần bảo vệ môi trường và duy trì phát triển bền vững.
5 theo thời kỳ, theo các kết quả nghiên cứu trước, ảnh viễn thám và mô hình toán
Từ đó xác định các nguyên nhân gây ra bồi lấp cho khu vực Cửa Lấp, Xã Phước Tỉnh, Huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.
Chương 3 đề xuất các giải pháp công trình nhằm giảm sóng và ổn định tuyến luồng vào ra khu neo đậu tàu cá tránh trú bão tại Cửa Lấp, tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu Các phương án được xác định nhằm nâng cao khả năng chịu lực của công trình, giảm tác động của sóng mạnh, đảm bảo an toàn cho tàu thuyền và hoạt động neo đậu trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt Việc xây dựng các giải pháp phù hợp sẽ góp phần giảm thiểu thiệt hại do sóng gió, ổn định luồng ra vào khu vực, đồng thời tăng cường năng lực phòng tránh bão hiệu quả.
- Kết luận, kiến nghị: Kết lại những kết quả thực hiện của đề tài, các tồn tại và đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo
T Ổ NG QUAN CÁC NGHIÊN C Ứ U V Ề ỔN ĐỊ NH TUY Ế N LU Ồ NG TRÊN TH Ế GI Ớ I VÀ VI Ệ T NAM
Chỉnh trị, ổn định lòng dẫn và chống xói lở, bồi lấp các cửa sông luôn là các vấn đề phức tạp và thách thức lớn đối với các nhà khoa học toàn cầu Đây là nhiệm vụ quan trọng để bảo vệ các công trình, đảm bảo an toàn cho cộng đồng và duy trì phát triển bền vững của vùng đất ven biển Các nghiên cứu của Lương Phương Hậu và cộng sự (2001) cũng như Trịnh Việt An (2006) đã nhấn mạnh tính cấp thiết của việc áp dụng các giải pháp khoa học để kiểm soát và điều chỉnh các quá trình tự nhiên này.
Các nghiên cứu toàn cầu về các giải pháp khoa học công nghệ nhằm chỉnh trị, ổn định lòng dẫn, chống xói lở và bồi lấp các cửa sông đã thu hút sự chú ý lâu dài Ngày xưa, người Ai Cập cổ đại đã xây dựng đê chắn sóng tại cửa sông Nile cách đây 2500 năm nhằm đảm bảo giao thông cho cảng biển Trong thế kỷ gần đây, lĩnh vực này đã có nhiều nghiên cứu và ứng dụng thành công, góp phần quan trọng vào việc ổn định lòng sông và chống xói lở, mang lại hiệu quả rõ rệt.
Nghiên cứu các công trình bờ biển và cửa sông cho thấy biện pháp ổn định luồng tàu, chống bồi lấp cửa sông thường liên quan đến hệ thống đê hướng dòng, ngăn cát, giảm sóng Tại Mỹ, trong số 56 cửa sông có luồng tàu thì có 31 cửa sông được xây dựng đê ngăn cát và giảm sóng nhằm bảo vệ luồng hàng hải Tương tự, ở Nhật Bản, trong tổng số 139 cửa sông, có 72 cửa đã được xây dựng đê ngăn cát, giảm sóng để ổn định luồng tàu Ngoài ra, các cửa sông lớn như sông Mississippi (Mỹ), Seino (Pháp), Đu Nai (Pháp) cũng được xây dựng hệ thống đê để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong vận chuyển hàng hóa.
Các dòng sông lớn như sông Trường Giang ở Trung Quốc và các nước châu Âu đổ ra biển Đen đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì ổn định luồng tàu qua các cửa sông Việc kiểm soát luồng tàu ở các cửa sông này nhờ vào hệ thống công trình đê ngăn cát, giảm sóng, góp phần đảm bảo an toàn và thông suốt cho hoạt động vận tải hàng hải Theo Lương Phương Hậu (2005), hệ thống đê ngăn cát và các công trình bảo vệ bờ giúp duy trì độ sâu cần thiết cho tàu thuyền, hạn chế tình trạng bồi lắng và cản trở lưu thông trên các tuyến đường thủy quan trọng.
Chức năng của đê ngăn cát, giảm sóng là:
- Đưa dòng chảy sông tiếp tục theo đê, mang bùn cát đẩy ra vùng biển xa hơn, để bar chắn cửa không ảnh hưởng đến luồng, lạch
- Ngăn chặn bùn cát dọc bờ
- Bảo đảm giữ ổn định cửa sông và luồng tàu
Nghiên cứu để đề xuất các giải pháp chỉnh trị các cửa sông là một công việc phức tạp đòi hỏi nhiều thời gian và dữ liệu thu thập Việc phân tích chính xác các yếu tố tự nhiên và nhân tạo ảnh hưởng đến cửa sông là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả của các giải pháp Đây là quá trình cần thiết nhằm duy trì ổn định, giảm thiểu tác động tiêu cực và bảo vệ cộng đồng ven sông (Lương Phương Hậu)
Trịnh Việt An và Lương Phương Hợp (2002) cho biết, sau 40 năm nghiên cứu từ 1958 đến 1997, các nhà khoa học Trung Quốc đã đề xuất giải pháp công trình kỹ thuật nhằm chỉnh trị cửa sông Trường Giang phù hợp với mục tiêu duy trì sự ổn định của hệ thống sông Giải pháp này tập trung vào việc lựa chọn tuyến Bắc của lạch Nam để thực hiện chỉnh trị, tận dụng triều rút để tiến hành nạo vét và điều chỉnh mực nước trung bình, qua đó ổn định các nút phân lưu Hệ thống công trình bao gồm hai đê hướng dòng, bố trí cách xa nhau và kết hợp các dãy mỏ hàn răng để thu hẹp dòng chảy, đồng thời thực hiện nạo vét bổ sung nhằm đảm bảo hiệu quả chỉnh trị cửa sông Trường Giang.
Trong những năm qua, thành tựu về công nghệ xây dựng các công trình chống sạt lở đê biển đã có nhiều bước phát triển đáng kể trên thế giới Các kỹ thuật bảo vệ đê biển ngày càng đa dạng và không chỉ dựa vào các giải pháp bị động như bọc bờ biển bằng vật liệu chống chịu tốt hơn, mà còn áp dụng các giải pháp chủ động như phủ thảm bê tông đổ trực tiếp trong nước Ngoài ra, công nghệ còn phát triển các hệ thống hướng dòng và bảo vệ tại chỗ, sử dụng mỏ hàn bằng đá hộc, khối Xbloc, khối Tetrapot, cùng với việc đóng nhiều hàng cọc gỗ, cọc bê tông liên kết để nâng cao hiệu quả chống sạt lở đê biển.
Hình 1.1: Các khối Xbloc được dùng để chắn, phá sóng, bảo vệ bờ biển ở Nigeria
Hình 1.2: Khối Tetrapot phá sóng ở cảng St Francis, Nam Phi (trái) và khối Ecopode, dùng để phá sóng ở Garachico - Tây Ban Nha (phải)
Hiện nay, các giải pháp khoa học công nghệ thân thiện với môi trường ngày càng được ưu tiên trong xây dựng vùng bãi, nuôi bãi gây bồi và giữ bãi bằng các phương pháp tự nhiên như trồng cây chắn sóng, xây dựng mỏ hàn ngầm nhằm giảm sóng, và sử dụng các mỏ hàn mềm dạng túi cát (geotube hoặc geobag) đặt song song hoặc góc phù hợp với bờ biển Những công trình này đã chứng minh hiệu quả rõ rệt tại nhiều quốc gia như Nga, Pháp, Trung Quốc, góp phần bảo vệ bờ biển bền vững hơn.
Hình 1.3: Kè mỏ hàn chắn sóng, làm nơi trú ẩn của tàu bè ở Krijal, Croatia (trái), kè mỏ hàn chắn sóng ở cảng Zapuntel - Molat, Croatia (phải)
Các nghiên cứu về biển Đông và vùng nghiên cứu bao gồm các chuyến điều tra khảo sát của NAGA từ năm 1959 đến 1961 và chương trình hợp tác giữa Viện Hải Dương học và Viện Sinh học Biển Đông từ 1976 đến 1986, đây là các chương trình điều tra toàn diện về vật lý biển, môi trường và sinh thái biển Bộ dữ liệu và các báo cáo thu thập được từ các chương trình này đóng vai trò nền tảng cho các nghiên cứu về biển Đông.
Các nghiên cứu về giải pháp chống xói lở và bảo vệ đê biển có thể chia thành hai nhóm chính là giải pháp cứng và giải pháp mềm, nhằm kiểm soát sóng và dòng chảy ven bờ hiệu quả Nhóm giải pháp cứng bao gồm các phương pháp như kè biển, kè mỏ hàn, đê ngầm phá sóng, kết hợp kè mỏ hàn với đê ngầm phá sóng, và xây dựng “mũi đất” nhân tạo để bảo vệ bờ biển Trong khi đó, nhóm giải pháp mềm tập trung vào việc tạo bãi, trồng rừng ngập mặn và xây dựng đụn cát nhằm giảm thiểu tác động của sóng và duy trì ổn định bờ biển.
Hệ thống đê chắn sóng và các công trình phụ trợ đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ vùng nội địa khỏi tác động của thiên tai Các quốc gia ven biển đã có lịch sử phát triển lâu đời trong nghiên cứu và xây dựng đê chắn sóng nhằm đảm bảo an toàn cho cộng đồng Tuy nhiên, mức độ xây dựng đê chắn sóng của mỗi quốc gia phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên và trình độ công nghệ của họ.
Hà Lan nổi bật với hệ thống đê chắn sóng đẳng cấp thế giới, được các nhà kiến trúc bình chọn là một trong 10 công trình vĩ đại nhất toàn cầu Công trình này thể hiện sự tiến bộ vượt bậc trong nghiên cứu và công nghệ xây dựng đê của Hà Lan Người dân Hà Lan đã trải qua nhiều thế hệ nghiên cứu để xây dựng và duy trì hệ thống đê, nhằm giữ vững từng mét đất quan trọng Hiện nay, hệ thống đê biển của Hà Lan được xem là hiện đại nhất thế giới, góp phần đảm bảo an toàn cho quốc gia trước các thảm họa thiên nhiên.
Hình 1.4: Đê biển Afsluitdijk và Delta ở Hà Lan (Nguồn VTV)
Dự án Delta, bắt đầu từ năm 1958 và hoàn thành vào năm 2002, là một công trình đột phá trong lĩnh vực phòng chống thiên tai Người Hà Lan đã xây dựng một hệ thống đê chắn sóng biển và các biện pháp ngăn lũ lụt, được đánh giá là hoàn hảo nhất thế giới Đây là minh chứng cho sự sáng tạo và khả năng ứng phó với biến đổi khí hậu của Hà Lan Dự án Delta đã giúp bảo vệ hàng triệu cư dân và các khu vực đô thị khỏi tác động của nước biển dâng Với hệ thống phòng chống lũ lụt tiên tiến, Hà Lan đã trở thành biểu tượng của sự bền vững và an toàn trước thiên nhiên.
Hệ thống đê điều được thiết kế với độ vững chắc cao, đủ khả năng chịu đựng các trận bão lớn nhất trong 1.000 năm Khoảng 3.000 km đê bao biển và 10.000 km đê bao sông, kênh rạch được nâng cấp, cùng với việc khép kín các cửa sông nhằm tăng cường phòng chống lụt bão.
Người Hà Lan áp dụng các hệ thống giám sát tự động để theo dõi tình trạng của đê điều, nhằm nâng cao hiệu quả bảo vệ công trình Họ lắp đặt cảm biến sợi quang học và cảm biến điện tử trong đê để phát hiện những thay đổi trong thân đê, giám sát áp suất và mực nước một cách chính xác Việc sử dụng công nghệ tự động giúp nhanh chóng phát hiện sự cố, tăng cường khả năng ứng phó và duy trì an toàn cho các khu vực ven biển.
T Ổ NG QUAN V Ề KHU V Ự C NGHIÊN C Ứ U
1.2.1 Điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội KVNC
Cửa Lấp nằm ở vị trí địa lý lý tưởng, có tọa độ khoảng 10o24’ vĩ độ Bắc và 107o10’ độ kinh Đông Phía Tây của khu vực là phường 11, thành phố Vũng Tàu, trong khi phía Đông tiếp giáp với huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.
Hình 1.21: Vị trí địa lý khu vực cửa Lấp và cửa Lộc An
Cửa Lấp là cửa sông ven biển quan trọng, đóng vai trò kết nối giao thông hàng hải và hệ thống cảng cá phát triển của tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Ngoài ra, khu vực này còn là nơi triển khai các dự án du lịch quy mô lớn của tỉnh, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế và du lịch địa phương.
Vùng ven biển cửa Lấp thuộc tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng bởi gió mùa Đông Bắc vào mùa đông và gió mùa Tây Nam vào mùa hè, gây ra các quá trình động lực như sóng, dòng chảy và nước dâng Quá trình thủy triều kết hợp với các trường gió này liên tục tác động lên bãi biển, dẫn đến các hiện tượng bồi lấp, xói lở, biến dạng bờ biển và thay đổi cảnh quan khu vực Khí hậu tại đây ôn hòa, với nhiệt độ trung bình hàng năm là 27.1°C, độ ẩm tương đối đạt 79% và độ bay hơi trung bình hàng năm là 1246 mm, tạo điều kiện cho các quá trình tự nhiên diễn ra ổn định. -**Sponsor**Need help polishing your article and making it SEO-friendly? [editorr](https://pollinations.ai/redirect-nexad/QCGrIe4y) can help! We specialize in rewriting articles, focusing on key sentences that maintain paragraph coherence while optimizing for search engines Our platform offers on-demand proofreading and editing services, ensuring your content is clear, grammatically sound, and resonates with your audience, making it perfect for readers and search engines alike.
Tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với hai mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, chịu ảnh hưởng của gió mùa Tây Nam, và mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4, chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc Nhiệt độ trung bình hàng năm là khoảng 27°C, thấp nhất khoảng 24,8°C và cao nhất khoảng 28,6°C, phù hợp với khí hậu nhiệt đới ẩm ướt Tỉnh có lượng nắng rất cao, trung bình khoảng 2400 giờ/năm, cùng với lượng mưa trung bình khoảng 1500mm Bà Rịa - Vũng Tàu ít bị ảnh hưởng bởi bão, phù hợp để phát triển du lịch và các hoạt động sinh hoạt hàng ngày.
Bảng 1.1: Tốc độgió trung bình tháng và năm tại Vũng Tàu (m/s) [1][8][7]
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII NĂM
Trong mùa Đông (gió mùa Đông Bắc), từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau, tần suất xuất hiện của sóng cao thường tập trung chủ yếu theo hướng Đông Bắc (NE), chiếm tỷ lệ cao nhất Tiếp đó, hướng Đông (E) cũng xuất hiện khá nhiều, trong khi các hướng khác có tần suất rất thấp Điều này cho thấy sự biến động của sóng lớn trong mùa Đông chủ yếu theo các hướng NE và E, ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động của các hệ thống hàng hải và dự báo thời tiết.
Trong mùa Đông, độ cao sóng trung bình dao động từ 1.1 đến 1.7 mét, cao nhất vào các tháng 12, 1 và 2 với đạt mức 1.7 m, trong khi tháng 4 có độ cao sóng trung bình thấp nhất là 1.1 m Các đợt sóng có độ cao trên 6 mét rất hiếm, chỉ xuất hiện với tần suất từ 0.1 đến 0.6%.
Trong mùa Hè (từ tháng 5 đến tháng 9), tần suất xuất hiện của sóng cao chủ yếu hướng Đông Nam (SE), tiếp đến là hướng Nam (S) và cuối cùng là hướng Đông (E) Độ cao sóng trung bình trong giai đoạn này dao động khoảng 0.7 – 0.8 mét, thấp hơn từ 0.4 – 0.6 lần so với độ cao sóng trung bình của mùa Đông.
Bảng 1.2: Độ cao sóng trung bình (m) tại ngoài khơi khu vực nghiên cứu[1][8][7]
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Hình 1.22: Hoa sóng Vũng Tàu năm 2009
Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, chịu ảnh hưởng của gió mùa Tây Nam, mang lại lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 1350mm Ngược lại, mùa khô diễn ra từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, với sự thống trị của gió Đông và Đông Bắc.
+ Nhiệt độ không khí trung bình năm 26 0 C
+ Nhiệt độ cao nhất 34.5 0 C + Nhiệt độ thấp nhất 16.8 0 C
Bảng 1.3: Lượng bốc hơi trung bình tháng và năm (mm)
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII NĂM
Bão và áp thấp nhiệt đới là những hiện tượng thời tiết ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực nghiên cứu, trong đó cơn bão mạnh nhất đổ bộ vào vùng bờ biển từ Bình Thuận đến Cà Mau từ năm 1961 đến 2008 là bão Durian ngày 24/11/2006 Bão Durian đạt cấp 13 với tốc độ gió trên 133 km/h, gây tác động lớn đến khu vực chịu ảnh hưởng [1][8][7].
Phân vùng áp lực gió theo địa giới hành chính, tốc độ gió mạnh nhất tại thành phố Vũng Tàu là 28,57 m/s (hoàn kỳ 50 năm – p= 2%)[1][8][7]
Cửa Lấp nằm hướng về phía Nam, là nơi hợp lưu cuối cùng của sông Cỏ May và rạch Cửa Lấp, thoát ra biển Nơi đây cách Mũi Vũng Tàu khoảng 13 km về phía Tây Nam và cách Long Hải 5.5 km về phía Đông Nam Khu vực cửa Lấp chịu tác động của các yếu tố động lực phức tạp như sóng và thủy triều, khiến địa hình nơi đây biến đổi không ngừng trong năm, phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên và khí tượng thủy văn.
1.2.1.3 Chế độ thủy hải văn, bùn cát a Chế độ thủy văn:
Khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều không đều biển Đông, với biên độ triều từ 4 đến 5 mét tại các cửa sông Dữ liệu mực nước quan trắc từ năm 1978 đến 2008 tại trạm hải văn Vũng Tàu cho thấy trị số mực nước lớn nhất là 436cm, thấp nhất là -44cm, trung bình là 264cm Khu vực này chịu tác động mạnh của thủy triều biển Đông, do ảnh hưởng của sóng và chế độ dòng chảy Mỗi ngày, nơi đây có hai đợt triều lên và triều xuống, phản ánh sự biến đổi liên tục của mực nước theo chu kỳ thủy triều hai lần mỗi ngày.
Bảng 1.4: Các đặc trưng mực nước (cm) trạm Vũng Tàu (1978 – 2008) theo hệ cao độ Quốc gia [1][8][7] Đặc trưng
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Các ảnh vệ tinh thể hiện độ đục của nước vùng ven biển Vũng Tàu vào tháng
Vào tháng 10 năm 2009, màu cam và đỏ thể hiện độ đục của bùn cát lớn, dễ nhận biết qua các vệt bùn cát của sông Mekong vào cuối mùa mưa Một phần lượng bùn cát lắng đọng tại các cửa sông Mekong, trong khi phần còn lại được vận chuyển dọc theo bờ biển, góp phần thúc đẩy quá trình phát triển của các mũi đất như Cà Mau.
Hình 1.23: Phân bố độ đục ven biển Vũng Tàu tháng 02 (trái) và tháng 10 năm 2009 (phải) xây dựng từ phân tích ảnh vệ tinh MODIS (Nguồn: EOMAP)
1.2.1.4 Đặc điểm địa hình, địa chất khu vực nghiên cứu
Vùng bờ phường 12 TP Vũng Tàu và xã Phước Tỉnh thuộc đường bờ cong lõm Phước Tỉnh – Long Hải có bán kính cong RP00m, tạo nên đặc điểm địa hình đặc trưng cho khu vực này Phần đoạn cong giới hạn từ Mũi Vũng Tàu đến khu vực quân sự và đình Bàu Sen Mũi Vạn Kỳ có chiều dài bờ lõm khoảng 22 km, góp phần ảnh hưởng đến quá trình phát triển và quản lý đô thị của khu vực.
Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng cửa sông chịu tác động đồng thời của động lực sông và động lực biển, cùng với quá trình chuyển tải bùn cát từ sông ra biển Vị trí cách bờ biển từ 15-20 km, nơi có tuyến hàng hải khá sâu, phù hợp cho các hoạt động vận tải hàng hải Điều này giúp đảm bảo an toàn và thuận lợi cho các phương tiện maritime khi hoạt động trong khu vực này.
Do có bãi cạn nên hiện nay từ cảng cá Phước Tỉnh tàu cá phải đi theo 2 hướng luồng chính ra biển :
Hướng 1 của tuyến luồng bắt đầu từ cảng và đi thẳng ra phía bờ hữu của sông Cửa Lấp, chạy sát mép bờ phía Vũng Tàu với đáy luồng từ -3,30m OHD đến -5,50m OHD, đảm bảo an toàn cho tàu vào cảng Trong khi đó, Hướng 2 chếch về phía bờ tả của sông Cửa Lấp, có đáy luồng từ -1,80m OHD đến -2,80m OHD, nhưng tuyến này thường xuyên bị dịch chuyển và bồi cạn, gây khó khăn trong việc khai thác.
Tham khảo tài liệukhảo sát địa chất do Công ty Cổ phần Tư Vấn Xây Dựng
K Ế T LU ẬN CHƯƠNG 1
Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu nằm trong vùng Đông Nam Bộ, nổi bật với nền kinh tế phát triển mạnh mẽ, đặc biệt về du lịch và đánh bắt thủy sản Đây chính là thế mạnh chính của tỉnh, thu hút du khách và góp phần thúc đẩy kinh tế địa phương Tuy nhiên, hiện nay, khí hậu tự nhiên đang gây ảnh hưởng đến hoạt động kinh tế và đời sống của người dân trong tỉnh.
Bà Rịa – Vũng Tàu đối mặt với sự tác động của sóng, gió và thủy triều gây xói lở bờ biển và thay đổi luồng lạch cửa Lấp, ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động du lịch và tàu đánh bắt thủy sản Chính quyền tỉnh đã khẩn trương thực hiện công tác nạo vét để khơi thông luồng lạch, tạo điều kiện thuận lợi cho các tàu lớn có công suất cao ra vào khu vực, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế địa phương và bảo vệ hoạt động đánh bắt thủy sản bền vững.
Trong chương này luận văn đã chỉ ra được:
- Các nghiên cứu trong nước và thế giới có liên quan đến luận văn.
- Giới thiệu được các giải pháp bảo vệ và khơi thông luồng lạch cho các cửa sông trên thế giới và tại Việt Nam
- Giới thiệu được các điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của vùng nghiên cứu
- Giới thiệu được về khu neo đậu tránh trú bão cửa Lấp
TH Ự C TR Ạ NG DI Ễ N BI Ế N HÌNH THÁI TUY Ế N LU Ổ NG C Ử A L Ấ P
2.1.1 Đánh giá thực trạng bồi lấp KVNC
Dựa trên các kết quả điều tra hiện trạng cùng với các tài liệu thu thập được, có thể đánh giá rằng tình hình bồi lấp tại khu vực cửa Lấp đang diễn ra ngày càng phức tạp, ảnh hưởng lớn đến hệ sinh thái và hoạt động kinh tế địa phương.
Vùng cửa sông Cửa Lấp bị bồi lấp rất mạnh, hình thành một doi cát lớn ngay phía Nam, gây ra dòng chảy hẹp từ sông ra biển làm bờ phía Nam bị xói lở nghiêm trọng Mặc dù trồng hàng phi lao để bảo vệ bờ nhưng trước sức tấn công dữ dội của sóng biển, triều cường và dòng chảy mạnh vào mùa gió Đông Bắc, các hàng phi lao này dần bị phá huỷ Ngược lại, vào mùa gió Tây Nam, bờ biển phía Nam Cửa Lấp được bồi đắp trở lại nhưng tốc độ bồi không đủ để bù đắp mất mát do xói lở, dẫn đến gần 3 ha rừng phi lao bị phá huỷ trong vòng 14 năm (1995–2009) trên chiều dài khoảng 5 km thuộc các phường 11 và 12 của thành phố Vũng Tàu.
Kết quả điều tra hiện trạng cho thấy, tại cửa sông Cửa Lấp xuất hiện một dải cát rộng khoảng 2km về chiều dài và 0,7km về chiều rộng, nổi cao hơn mặt nước biển do sóng và dòng chảy ven bờ mang vào đã gần như bồi lấp phần lớn cửa sông Hiện tượng bồi lấp mạnh tại cửa sông gây ảnh hưởng đáng kể đến diễn biến luồng lạch, làm cho tàu bè ra vào gặp nhiều khó khăn, đặc biệt trong điều kiện triều kiệt Khi triều lên, phần lớn ghe thuyền vào sông Cửa Lấp thường theo luồng sát bờ Bắc, còn vào triều kiệt, họ chủ yếu di chuyển theo tuyến luồng hẹp phía bờ Nam sông.
Hình 2.1: Ảnh vệ tinh khu vực Cửa Lấp, và kè Phước Tỉnh
Hình 2.1 chụp từ vệ tinh cho thấy khu vực cửa Lấp có nhiều cồn cát gây ảnh hưởng đáng kể đến giao thông thủy trong khu vực Các cồn cát này làm trở ngại cho hoạt động vận chuyển hàng hải, gây ảnh hưởng tiêu cực đến tiềm năng phát triển giao thông đường thủy tại cửa Lấp Việc quan sát từ vệ tinh giúp đánh giá chính xác vị trí và phạm vi của các cồn cát, từ đó đề xuất các giải pháp giảm thiểu tác động và nâng cao hiệu quả giao thương bằng đường thủy.
Vùng bờ biển từ mũi Phước Tỉnh trở lên phía Bắc đã chịu tác động mạnh của xói lở đe dọa các khu dân cư phía trong bờ Năm 2004, công trình đê Phước Tỉnh giai đoạn 1 dài 1,625 km đã được xây dựng để bảo vệ đoạn bờ này khỏi xói lở, đảm bảo an toàn cho các khu dân cư bên trong Tuy nhiên, việc xây dựng đê đã gây ra nhiều vấn đề môi trường đáng kể trong khu vực Năm 2007, công trình bảo vệ bờ dùng công nghệ Stabiplage, do một công ty tư nhân thực hiện, cũng đã được xây dựng ở khu vực tiếp nối với đê Phước Tỉnh giai đoạn 1 nhằm nâng cao hiệu quả phòng chống xói lở.
Sự dịch chuyển địa hình theo phương thẳng đứngtại cửa Lấp:
Khu vực xóm Cồn kéo dài ra biển từ 0 đến 2000 mét, nơi xảy ra sự biến đổi địa hình mạnh mẽ trong khoảng 0 đến 500 mét Trong đó, từ 0 đến 200 mét có sự dịch chuyển theo phương thẳng đứng đáng kể, lên tới 2 mét Vào tháng 9, cuối giai đoạn gió mùa Tây Nam, khu vực này bị bồi lấp đáng kể, sau đó chuyển sang mùa Đông Bắc, bắt đầu quá trình xói mòn và phát triển rõ rệt Đặc biệt, từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau, hoạt động xói lở diễn ra mạnh mẽ, gây thiệt hại đáng kể cho địa hình vùng biển xóm Cồn Đến tháng 3, khi gió mùa Đông Bắc suy giảm, quá trình xói mòn tiếp tục ảnh hưởng lớn đến khu vực này.
Trong khu vực bờ biển nằm trong vòng 500 mét ra phía biển, các trình bồi lấp lại xuất hiện rõ rệt Sự dịch chuyển thẳng đứng của địa hình đáy biển tại đây thường dao động từ 0.2 đến 0.3 mét, cho thấy những biến đổi địa hình nhẹ nhưng liên tục diễn ra, góp phần ảnh hưởng đến cấu trúc ven bờ và quá trình bồi tụ trong khu vực.
Khu vực giữa Cửa Lấp có quá trình bồi lấp và xói lở phức tạp, xen kẽ nhau theo những đợt sóng mùa Đông Bắc và Tây Nam Đoạn từ 0-600 mét trải qua bồi lấp vào mùa Đông Bắc và xói lở vào mùa Tây Nam, với sự dịch chuyển địa hình không lớn, tối đa khoảng 1 mét Trong khi đó, đoạn từ 600-900 mét nằm trong khu vực cồn cát, nơi vào mùa Tây Nam thường bị bồi cao, còn mùa Đông Bắc lại gây xói lở, đặc biệt trong mùa gió mùa Đông Bắc, mực nước dâng cao và sóng tràn qua đỉnh cồn cát tạo ra các dòng chảy cục bộ kéo dài về hai phía Quá trình này dẫn đến xói lở mạnh ở đỉnh cồn cát và bồi lấp các khu vực lân cận, với sự dịch chuyển thẳng đứng của khu vực này có thể lên tới 3 mét.
Khu vực sát bờ thường xuyên đối mặt với hiện tượng xói lở do chịu tác động của gió mùa Đông Bắc, gây mất đất và xói mờ bờ biển Ngược lại, trong mùa gió Tây Nam, khu vực này trải qua quá trình bồi tụ, giúp củng cố bờ và tăng cường khả năng chống chịu trước thiên tai Các rãnh sâu và các đoạn bờ dài từ 300 mét trở lên là những vị trí nhạy cảm, cần được chú trọng trong công tác quản lý và bảo vệ bờ biển Việc hiểu rõ sự thay đổi theo mùa của hiện tượng xói lở và bồi tụ đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng các giải pháp bền vững cho bờ biển.
Hiện tượng xói lở và bồi lắng tại khu vực 500 mét diễn ra theo quy luật mùa vụ: vào mùa Đông Bắc, các bờ rãnh sâu bị xói lở, trong khi vào mùa Tây Nam, quá trình bồi lắng lại diễn ra Phân tích cho thấy, trong mùa Đông Bắc, lượng bùn cát từ các bờ rãnh sâu được vận chuyển xuống và bồi đắp đáy rãnh, khiến đáy các rãnh này bị xói lở rõ rệt Ngược lại, trong mùa Tây Nam, hoạt động xói lở tại đáy rãnh sâu diễn ra mạnh mẽ hơn, cùng với lượng bùn cát được mang lên để bồi đấp hai bên bờ, duy trì cân bằng tự nhiên của hệ sinh thái vùng sông suối.
Tóm lại qua phân tích ta thấy quá trình bồi xói ở khu vực Cửa Lấp diễn ra như sau[8][7]:
Khu vực sát bờ thường đối mặt với hiện tượng xói lở trong mùa gió mùa Đông Bắc, gây ảnh hưởng đến bức tranh cảnh quan ven biển Ngược lại, trong gợi mùa gió mùa Tây Nam, quá trình bồi đắp diễn ra mạnh mẽ, góp phần mở rộng đất liền và cải thiện hệ sinh thái ven biển Hiện tượng này thể hiện rõ sự biến đổi liên tục của bờ biển theo chu kỳ tự nhiên của các mùa gió Việc nắm bắt các xu hướng này là quan trọng để đưa ra các biện pháp bảo vệ bờ biển hiệu quả.
Tại các khu vực nhô cao của đáy biển và các khu vực cồn cát, hiện tượng xói lở thường diễn ra vào mùa Đông Bắc, gây thiệt hại đáng kể đến bờ biển Ngược lại, trong mùa Tây Nam, các khu vực này thường được bồi tụ, góp phần duy trì và phát triển hệ sinh thái ven biển Quản lý và dự báo chính xác các hiện tượng này là yếu tố quan trọng để bảo vệ bờ biển và duy trì cân bằng sinh thái.
Tại các khu vực vùng trũng của địa hình, quy luật bồi và xói xảy ra theo chiều ngược lại so với các khu vực khác Cụ thể, sự xói lở diễn ra chủ yếu vào mùa gió mùa Tây Nam, trong khi quá trình bồi lấp xảy ra vào mùa Đông Bắc Điều này cho thấy sự đa dạng trong quá trình địa hình do ảnh hưởng của các mùa gió khác nhau.
Trong mùa Đông Bắc, xói lở ở các cồn cát cao và vạch bờ góp phần bồi đắp cho các khu vực rãnh sâu và vùng địa hình thấp nhờ lượng bùn cát đào bới được Trong khi đó, vào mùa Tây Nam, xói lở tại các rãnh sâu và khu vực thấp trong địa hình gây ra dòng chảy mang theo bùn cát lên, cung cấp và bồi lấp cho các bờ và cồn cát của vùng nghiên cứu.
Hình 2.2: Công trình bảo vệ bờ kè Phước Tỉnh
Hình 2.3: Cảnh bải bồi khu vực cửa Lấp, hình nhìn từ cầu Phước Tỉnh
2.1.3 Qui luật diễn biếnhình thái khu vực cửa Lấp
Hình 2.4:Bản đồ biến động đường bờ, lòng dẫn khu vực cửa Lấp
Hình 2.5: Vị trí cửa Lấp qua theo các tài liệu bản đồ và ảnh viễn thám
Trong giai đoạn 1990 – 2000, chiều dài cồn cát tại khu vực cửa Lấp lùi dần về phía Nam với tốc độ 50,6 m/năm, còn trong giai đoạn 2000 – 2010 tốc độ giảm còn 18,6 m/năm, cho thấy sự thu hẹp đáng kể theo thời gian Bề rộng lòng dẫn tại cửa cũng bị thu hẹp với tốc độ lần lượt là 29 m/năm trong giai đoạn đầu và 9 m/năm trong giai đoạn sau, phản ánh quá trình xói lở ngày càng nghiêm trọng Bờ phía Nam của cửa Lấp chịu ảnh hưởng nặng nề với tốc độ xói lở góp phần vào sự thay đổi của bãi cát và dòng chảy trong khu vực.
2000 và giai đoạn 2000 – 2010 là 8m/năm và 10 m/năm[8][7]
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊ NH NGUYÊN NHÂN GÂY B Ồ I L Ấ P TUY Ế N
2.2.1 Phương pháp xác định nguyên nhân Để xác định được các nguyên nhân chính gây lên quá trình bồi lấp cho khu vực Cửa Lấp cần phải dựa vào rất nhiều các yếu tố như:
- Điều kiện tự nhiên cửa khu vực nghiên cứu bao gồm chế độ sóng, dòng chảy, mực nước… gió mùa, bão…
- Các yếu tố đặc trưng về dải đường bờ của khu vực cửa Lấp.
- Các yếu tố đặc trưng về trâm tích, bùn cát đáy và lớp điạ chất của vùng nghiên cứu
- Dựa vào hiện trạng bồi lấp của khu vực cửa Lấp trong quá khứ và trong những năm gần đây
Dựa vào các diễn biến hình thái của khu vực cửa Lấp trong những năm qua, có thể nhận thấy những thay đổi đáng kể ảnh hưởng đến hiện trạng bồi lấp của khu vực Việc tổng hợp các yếu tố liên quan giúp xác định chính xác nguyên nhân gây bồi lấp tại cửa Lấp, từ đó đề xuất các giải pháp phù hợp Các bước thực hiện để đánh giá nguyên nhân bao gồm phân tích các yếu tố tự nhiên và nhân tạo, khảo sát địa hình và dòng chảy, cũng như theo dõi các diễn biến của khu vực qua thời gian Việc đánh giá chính xác nguyên nhân giúp đưa ra các biện pháp phù hợp nhằm giảm thiểu tình trạng bồi lấp và bảo vệ hệ thống đê điều hiệu quả.
- Đánh giá các nguyên nhân chung gây xói lở, bồi lấp cho toàn dải bờ biển tỉnh
- Từ các nguyên nhân chung sẽ phân tích đánh giá để đưa ra được nguyên nhân chính gây bồi lấp cho khu vực cửa Lấp.
2.2.2 Đánh giá nguyên nhân gây bồi – xói cho dải bờ biển tỉnh BR-VT
2.2.2.1 Nguyên nhân khách quan (Do tác động tự nhiên):
44 a Tác động của sóng biển[8][7]:
Sóng biển theo chế độ gió mùa tác động mạnh mẽ vào bờ biển BR-VT, đặc biệt là các hướng Đông Bắc, Đông và Tây Nam Khi sóng truyền từ ngoài khơi vào bờ, khúc xạ đã tạo thành các vùng tập trung năng lượng sóng lớn tại các khu vực như Lộc An, Cửa Lấp, Hồ Tràm, Hồ Cốc, và các phường 11, 12 TP Vũng Tàu Vùng sóng đổ hình thành dòng chảy nhanh, kết hợp với dòng chảy ven bờ vận chuyển vật chất ra khơi, dẫn đến hiện tượng thiếu hụt vật chất ven bờ và gây xói lở bờ biển Do đó, sóng biển là nguyên nhân chủ yếu gây biến đổi sâu sắc đường bờ biển BR-VT.
Sóng biển chịu ảnh hưởng trực tiếp từ chế độ gió mùa, với mùa gió Đông Bắc thường gây ra sóng hướng từ Đông Bắc đến Đông, trong khi mùa gió Tây Nam tạo ra sóng hướng từ Tây Nam đến Nam Từ tháng 12 đến tháng 2 hàng năm, xuất hiện loại gió biến tướng của gió mùa Đông Bắc gọi là gió Chướng, với hướng gió Đông gây ra sự xói lở bờ biển rất mạnh.
Sóng biển đóng vai trò quan trọng trong các quá trình động lực ven bờ, đặc biệt là vận chuyển bùn cát và hình thành các bãi bồi Các tính toán chế độ sóng tại các vùng biển ven bờ và hải đảo của Việt Nam được thực hiện bằng cách lập bảng tần suất và vẽ hoa sóng theo từng tháng hoặc các tháng đặc trưng trong năm Tháng 1 và tháng 7 là những tháng đặc trưng cho hai mùa gió chính, trong khi tháng 4 và tháng 10 là các tháng chuyển tiếp, ảnh hưởng lớn đến đặc điểm sóng biển và quá trình động lực ven bờ.
Hình 2.6 Hoa sóng quan trắc tại trạm Bạch Hổ ngoài khơi vùng biển Vũng Tàu (Nguồn: Vietsopetro, 2000)
Mùa gió Đông Bắc nổi bật với tần suất xuất hiện lớn nhất từ tháng 11 đến tháng 1 năm sau, với sóng chủ yếu hướng Đông Bắc Độ cao sóng trong mùa gió Đông Bắc thường khá lớn, với khoảng 6% các trường hợp quan trắc có độ cao sóng từ 2m trở lên (cấp V) Trong khu vực ven bờ, sóng hướng Đông Bắc chiếm ưu thế với tần suất khoảng 60%, còn tại vùng biển thoáng ngoài khơi, sóng thịnh hành theo hướng Đông Bắc chiếm đến 92%, phản ánh cường độ mạnh của mùa gió này.
Trong mùa gió Tây Nam, sóng hướng Tây Nam và Nam xuất hiện mạnh mẽ vào tháng 8 và tháng 9, chiếm lần lượt 44,11% và 36,41% tổng số sóng Độ cao của sóng trong giai đoạn này thấp hơn so với mùa gió Đông Bắc vào tháng 1, cho thấy sự biến đổi rõ rệt về cường độ sóng theo mùa gió.
Tháng 4 và tháng 10 là các tháng đặc trưng cho thời kỳ chuyển tiếp giữa hai mùa gió nên có tần suất xuất hiện phân bố tương đối rộng theo tất cả các hướng Tuy vậy tháng 4 có tới 41.88% tổng số sóng có hướng Đông Nam nhưng độ cao sóng không lớn, chủ yếu là các sóng từ cấp 3 trở xuống
Bảng 2 2 thể hiện xác suất xuất hiện của sóng thực đo theo chiều cao sóng và hướng sóng tại trạm Bạch Hổ giai đoạn 1986 - 1999, dựa trên dữ liệu của Vietsovpetro (2000) Trong đó, dòng chảy ven bờ và dòng chảy sông đóng vai trò quan trọng ảnh hưởng đến đặc tính của sóng, làm thay đổi tần suất và hướng của sóng biển trong khu vực Hiểu rõ tác động của dòng chảy này giúp dự báo chính xác hơn về các hiện tượng tự nhiên, từ đó hỗ trợ công tác khai thác và quản lý tài nguyên biển hiệu quả. -**Sponsor**Bạn muốn tối ưu SEO cho bài viết của mình? Hãy thử [Slim SEO](https://pollinations.ai/redirect-nexad/RUggz26o), một plugin WordPress nhẹ nhàng và thân thiện với người mới bắt đầu Slim SEO tự động tối ưu hóa nội dung và meta tags, giúp website của bạn đạt thứ hạng cao hơn trên Google một cách dễ dàng Đặc biệt, plugin này tương thích với Meta Box, cho phép bạn dễ dàng chèn các trường tùy chỉnh vào schema, tối đa hóa tiềm năng SEO.
Vùng biển BR-VT chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của dòng chảy gió và triều trong các mùa gió Đông Bắc, Tây Nam, cùng với tác động của dòng chảy sông đặc biệt vào mùa lũ Dòng chảy tổng hợp tại đây được hình thành bởi dòng triều, gió (vùng xa bờ), và dòng chảy sông (vùng ven bờ cửa sông), với tốc độ trung bình từ 30-50 cm/s, trong đó vùng cửa sông có vận tốc lớn hơn, có thể đạt trên 100 cm/s Tại khu vực Phước Tỉnh, Cửa Lấp, trong mùa đông Bắc (mùa khô), dòng chảy từ tầng mặt đến tầng đáy chủ yếu hướng Đông Bắc và Bắc trong pha triều lên, với tốc độ cực đại lên tới 99 cm/s Trong pha triều xuống, dòng chảy chủ yếu hướng Tây Nam, với tốc độ tối đa 120 cm/s Tốc độ dòng chảy trong kỳ triều cường luôn lớn hơn so với kỳ triều kém, và vận tốc trung bình của dòng chảy ở vùng nghiên cứu khá lớn, vượt qua 30 cm/s.
Khu vực Cửa Lấp ghi nhận vận tốc dòng chảy cực đại đạt 120cm/s, cho thấy nơi đây chịu tác động mạnh từ quá trình động lực gây ra xói lở, bồi lấp đáy luồng lạch và ảnh hưởng đến vạch bờ.
Trong thời kỳ gió mùa Tây Nam trùng với mùa mưa, dòng chảy có hướng chủ yếu là Bắc trong pha triều lên và Nam trong pha triều xuống, với tốc độ cực đại lần lượt là 91cm/s và 119cm/s tại tầng mặt Tốc độ dòng chảy cao nhất trong pha triều lên đạt 91cm/s ở hướng Bắc, trong khi đó, trong pha triều xuống, tốc độ cao nhất là 119cm/s ở hướng Nam Các tác động của thủy triều ảnh hưởng đáng kể đến hướng và tốc độ dòng chảy, góp phần vào tính đa dạng của dòng chảy trong thời kỳ này.
Vùng biển BR-VT có chế độ bán nhật triều không đều với biên độ lớn, dao động từ 1,5 đến 4 mét tùy vào kỳ triều cường hay triều yếu Trong kỳ triều cường, biên độ triều có thể lên đến 3-4 mét, còn trong kỳ triều kém thì giảm còn 1,5-2 mét Từ Vũng Tàu về phía Bình Châu, tính chất bán nhật triều ngày càng yếu đi Thủy triều diễn ra hai lần mỗi ngày, kết hợp với sóng biển và dòng chảy mạnh, gây tác động lớn đến bờ biển, làm cho bờ biển bị phá huỷ nhanh chóng và thay đổi sâu sắc về hình dạng.
Trong dao động tổng hợp của thuỷ triều, có thể phân tích thành hai thành phần chính: thành phần có năng lượng lớn chủ yếu là bán nhật triều và thành phần tiếp theo là nhật triều Tính chất bán nhật triều của khu vực thể hiện khi tỉ số K = (H_O1 + H_K1) / H_M2 nằm trong khoảng từ 0.5 đến 2 Các kết quả phân tích hệ số điều hoà mực nước thủy triều tại các điểm ven bờ từ Vũng Tàu đến Bình Châu đã xác định các giá trị tỉ số K tại các vị trí nghiên cứu.
K Vũng Tàu = 1.30 K Ba Kiềm = 1.35 K Bình Châu = 1.80
Tính chất dao động bán nhật triều không đều của khu vực nghiên cứu có thể được mô tả điển hình trên sau đây:
Mực nước trung bình dao động trong khoảng từ -12 cm đến 11 cm, với giá trị cao nhất vào cuối mùa mưa và đầu mùa khô, từ tháng 10 năm trước đến tháng 1 năm sau, do ảnh hưởng của hiệu ứng nước dâng từ gió mùa Đông Bắc Tháng 11 ghi nhận mực nước trung bình cao nhất là 11 cm, trong khi tháng 7 có mực nước trung bình thấp nhất là -35 cm, dao động từ 18 cm đến -35 cm Các tháng mùa mưa (từ tháng 4 đến tháng 9) thường có mực nước thấp, đặc biệt tháng 7, biểu hiện rõ nét của sự biến đổi mực nước trong năm.
K Ế T LU ẬN CHƯƠNG 2
Các kết quả nghiên cứu cho thấy bức tranh toàn cảnh về xói lở đường bờ ven biển cửa Lấp, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, trên cả không gian và thời gian Xói lở đã diễn ra trên gần như toàn bộ chiều dài bờ biển, với tốc độ trung bình khoảng 200m mỗi năm, khiến khu vực này trở thành một trong những điểm bị xói lở mạnh nhất trong khu vực Đông Nam Bộ.
Hiện tượng xói lở và bồi lấp dải ven biển là quá trình tự nhiên phức tạp, hình thành từ sự tương tác của nhiều yếu tố Các yếu tố ảnh hưởng gồm hai nhóm chính: yếu tố tự nhiên và tác động của con người Phân tích số liệu và các nghiên cứu trước đây đã giúp xác định các nguyên nhân chính gây ra xói lở và bồi lấp bờ biển tại khu vực cửa Lấp, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.
Các yếu tố tự nhiên
Dòng bùn cát ngang bờ cùng với các yếu tố động lực như sóng, dòng triều và gió đóng vai trò chính trong quá trình bồi xói và dịch chuyển luồng lạch Các yếu tố này là nguyên nhân quan trọng gây ra sự biến đổi địa hình, đặc biệt là hiện tượng bồi lấp tại khu vực nghiên cứu Hiểu rõ ảnh hưởng của các yếu tố này giúp dự đoán và quản lý hiệu quả các biến động tự nhiên ven biển.
Cửa Lấp dễ bị tác động mạnh bởi sóng và dòng chảy biển, gây sự biến động đáng kể về địa hình theo chu kỳ mùa gió Đông Bắc và Tây Nam Các khu vực cao tại đây thường chịu ảnh hưởng nặng nề từ các yếu tố tự nhiên này, khiến cảnh quan thay đổi thường xuyên và đòi hỏi công tác bảo vệ bền vững.
57 bãi cát ngầm đều bị xói lở vào mùa gió Đông Bắc và được bù lại vào gió mùa Tây Nam nhưng với cường độ yếu hơn
- Sóng biển trong thời gian gió mùa Đông Bắc, với các hướng sóng chính vùng ven bờ là Đông và Đông Đông Nam.
Các tác động của con người
Việc khai thác cát tràn lan đóng vai trò chính gây ra hiện tượng xói lở và bồi lấp bờ biển tại khu vực nghiên cứu Các tác động trực tiếp này ảnh hưởng nghiêm trọng đến đặc điểm địa lý và hệ sinh thái ven biển, đòi hỏi có các giải pháp quản lý chặt chẽ để giảm thiểu thiệt hại Ngành chức năng cần tăng cường kiểm soát hoạt động khai thác cát và thực hiện các biện pháp bảo vệ bờ biển hiệu quả để duy trì cân bằng tự nhiên.
Trong luận văn này, học viên tập trung nghiên cứu sự dịch chuyển của luồng lạch và quá trình bồi lấp tại khu vực Cửa Lấp, từ đó đề xuất các giải pháp phù hợp để xử lý và quản lý hiệu quả Quá trình bồi lấp của khu vực này chủ yếu do các yếu tố tự nhiên như dòng chảy và trầm tích, gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động giao thông và phát triển kinh tế địa phương Các quá trình chính gây ra hiện tượng bồi lấp tại Cửa Lấp đã được trình bày rõ trong Hình 2.10, giúp làm rõ xu hướng và nguyên nhân chính của hiện tượng này.
Hình 2.10: Các nguyên nhân chính gây bồi cho KVNC
CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH ỔN ĐỊNH TUYẾN LUỒNG VÀ GIẢM SÓNG CHO KHU NEO ĐẬU TRÁNH
CÁC TIÊU CHÍ ĐỂ ĐỀ XU Ấ T GI Ả I PHÁP
Theo kết quả phân tích diễn biến đường bờ, thực trạng bồi lấp, và nguyên nhân chính gây bồi lấp cho vùng cửa Lấp đã trình bày trong chương II,thì bờ biển khu vực nghiên cứu bị bồi lấp với các mức độ khác nhau Tổng kết từ các giải pháp, kinh nghiệm trong và ngoài nước, giải pháp tổng thể chống bồi lấp cho khu vực cửa Lấp là những biện pháp kết hợp các loại công trình bảo vệ đê, bờ biển khác nhau Bồi lấp và dịch chuyển luồng lạch đang xảy ra mạnh mẽ tại khu vực bờ biển cửa Lấp là do tác động tổng hợp của dòng bùn cát, sóng và dòng chảy biển mạnh trong thời gian gió mùa, do đó giải pháp chỉnh trị cần xem xét các yêu cầu sau:
1) Yêu cầu duy trì ổn định tại cửa Lấp, giảm bớt quá trình bồi lấp tuyến luồng di chuyển vào khu neo đậu tránh trú bão
2) Yêu cầu về khai thác luồng giao thông thủy qua cửaLấp
3) Yêuu cầu chắn sóng và giảm tác động đền tâu thuỳn khi neo đậu trong khu vực khu neo đậu tránh trú bão Đối với yêu cầu 1 và 3 sẽ được đánh giá trên cơ sở kết quả nghiên cứu trường động lực, vận chuyển bùn cát, quy luật diễn biến, nguyên nhân, cơ chế gây bồi lấp tại cửa Lấp việc bố trí công trình chỉnh trị Đối với yêu cầu 2, khai thác luồng qua cửa theo nhiệm vụ phục vụ cho khai thác cảng cá tại cửa Lấp Trước mắt, cảng cá đang phục vụ cho đội tàu cá có trọng tải không lớn và chủ yếu sử dụng luồng tự nhiên Trong tương lai, khi đã có công trình chỉnh trị nhằm khai thác tuyến luồng mới, đội tàu cá sẽ phát triển
Phân tích định hình các giải pháp công trình a Đối với yêu cầu ổn định vị trí cửa bảo đảm giao thông thủy:
- Giải pháp 1: bao gồm nạo vét cơ bản và nạo vét duy tu định kỳ để đảm bảo chuẩn tắc luồng phục vụ cho thoát lũ và giao thông thủy
Giải pháp 2 tập trung vào việc bố trí công trình vừa ngăn cát từ hai phía, vừa hướng dòng để tập trung dòng chảy sông, giúp khơi sâu và ổn định luồng lạch Đồng thời, các công trình này còn có nhiệm vụ ổn định bờ và ngăn sóng tác động, đảm bảo sự bền vững và an toàn cho hệ thống sông.
- Giải pháp 1: Nuôi bãi nhân tạo Chuyên chở bùn cát từ nơi khác đến bồi đắp vào vùng bãi bị xâm thực.
- Giải pháp 2: Hệ thống mỏ hàn ngăn cát dọc bờ, hoặc dạng công trình Stabiplace
- Giải pháp 3: Công trình tổng hợp ngăn cát, giảm sóng
Trong giai đoạn hiện nay, giải pháp nuôi bãi nhân tạo có chi phí ban đầu khá lớn Tuy nhiên, phương pháp này không phù hợp tại những vùng có tác động của dòng ven và dòng vuông góc với bờ do cường độ dòng chảy mạnh.
Trong trường hợp hai cửa Lấp được bố trí công trình ngăn cát và giảm sóng kết hợp với hệ thống đê chắn sóng song song với bờ, sẽ phù hợp để phát huy hiệu quả tối đa Việc này giúp tăng tính ổn định tổng thể của hệ thống công trình, đảm bảo khả năng chống chịu với tác động của sóng và dòng chảy mạnh mẽ Kết hợp các giải pháp này là lựa chọn tối ưu để bảo vệ bờ biển hiệu quả, giảm thiểu thiệt hại do biển gây ra.
Hệ thống công trình chỉnh trị cửa Lấp được quy hoạch nhằm ngăn cát, giảm sóng từ hai phía, đồng thời hướng dòng và tập trung dòng chảy sông để khơi sâu và ổn định luồng lạch, góp phần cải thiện hiệu quả quá trình vận hành và bảo vệ bờ biển.
ĐỀ XU Ấ T GI Ả I PHÁP QUY HO Ạ CH TUY Ế N CÔNG TRÌNH ỔN ĐỊ NH
3.2.1 Đề xuất các giải pháp tuyến công trình a Phương án 1 (PA 1)
Chúng tôi xây dựng hai đê chắn sóng phía Nam và phía Bắc cửa Lấp nhằm ngăn cản cát và sóng mạnh trong mùa Đông Bắc, Tây Nam ảnh hưởng đến khu vực cửa Lấp Phương án này giúp tạo ra tuyến luồng chính an toàn, giáp với khu vực Phước Tỉnh, bảo vệ bờ biển hiệu quả và đảm bảo an toàn cho hoạt động giao thông thủy.
Hình 3.1: Mặt bằng bố trí công trình theo phương án 1 được đề xuất b Phương án 2 (PA 2)
Xây dựng hai đê chắn sóng phía Nam và phía Bắc cửa Lấp nhằm ngăn cát và sóng xô đẩy during mùa Đông Bắc và Tây Nam, bảo vệ khu vực cửa Lấp khỏi tác động của sóng mạnh Tuy nhiên, dự án này sẽ hình thành hai tuyến luồng chính, một giáp với khu vực Phước Tỉnh và một giáp với phường 12, TP Vũng Tàu, tận dụng luôn hai tuyến luồng hiện tại để tối ưu hóa hiệu quả giao thông hàng hải.
Hình 3.2: Mặt bằng bố trí công trình theo phương án 2 được đề xuất
Bạn muốn xây dựng một đê chắn sóng phía Bắc cửa Lấp nhằm ngăn cát và sóng mùa Đông Bắc gây ảnh hưởng đến khu vực cửa Lấp Phương án này sẽ hình thành tuyến luồng chính gần khu vực phường 12, thành phố Vũng Tàu, góp phần bảo vệ bờ biển và duy trì sự ổn định của khu vực ven biển trong mùa Đông Bắc.
Hình 3.3: Mặt bằng bố trí công trình theo phương án 3 được đề xuất
3.2.2 Phân tích lựa chọn các thông số kỹ thuật cơ bản cho các giải pháp tuyến công trình
3.2.2.1 Các tham số thiết kế chính
Việc xác định các thông số cơ bản cho các tuyến công trình nhằm tạo ra các dữ liệu đầu vào chính xác cho quá trình tính toán mô hình toán học Đây là bước quan trọng để đảm bảo độ chính xác và tin cậy của các phân tích sau này Công đoạn tính toán chi tiết các thông số kỹ thuật của giải pháp lựa chọn sẽ được trình bày rõ ràng trong phần tiếp theo của bài viết, giúp người đọc hiểu rõ hơn về quy trình và kỹ thuật thực hiện.
Các thông số cơ bản cần tính toán khi thiết kế đê ngăn cát gồm có chiều dài của đê, bề rộng của đê ngăn cát, hướng đặt đê phù hợp để đảm bảo hiệu quả, và cao trình đỉnh đê để kiểm soát dòng chảy và bảo vệ tuyến đê khỏi tác động của môi trường.
Các tham số thiết kế chính bao gồm:
- Hệ số mái dốc của các tuyến đê
3.2.2.2 Tính toán sơ bộ các tham số thiết kế chính a Tính toán cao trình đỉnh đê bằng tiêu chuẩn[4]
Cao trình đỉnh đê của cả 3 phương án được xác định sơ bộ dựa trên hướng dẫn thiết kế đê biển 14 TCN 130-2002 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Quá trình thiết kế còn tham khảo các tài liệu quan trọng như sổ tay CERC, công trình bảo vệ bờ biển và hải đảo, các nghiên cứu về sóng và công trình chắn sóng, cũng như thiết kế bể cảng và đê chắn sóng để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả của các phương án.
Cao trình đỉnh đê được xác định theo công thức sau:
Z đp = Zp + Hnd + Hsl + a Trong đó :
Z đp là cao trình đỉnh đê với tần suất thiết kế p
Z p là mực nước biển cao thiết kế với tần suất là p
H nd là chiều cao nước dâng trong bão.
H sl là chiều cao sóng leo của sóng thiết kế
a là trị số gia tăng chiều cao an toàn
Cao trình đỉnh đê được xác định dựa trên mực nước biển cao thiết kế với tần suất 5%, phù hợp tiêu chuẩn công trình cấp III Mức cao đỉnh đê tương ứng với Zp = +1.48m/OHD, dựa trên mực nước cao nhất trong năm tại cửa Phước Tỉnh Việc tính toán này đảm bảo an toàn, chống lũ lụt hiệu quả, phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật xây dựng đê điều.
+ Hsl là chiều cao sóng tính toán của sóng leo tuỳ thuộc vào cấp công trình, kết cấu công trình, có thể chọn gần đúng như sau :
H sl = ( 0.5÷1)x H s khi cho phép sóng tràn qua đỉnh đê (Hs là chiều cao sóng tính toán)
H sl = (1÷1.5)x H s khi không cho phép sóng tràn qua đỉnh đê
Hs: Chiều cao sóng có ý nghĩa (Hs=H1/3=2.88 m)
Cho phép sóng tràn qua đỉnh đê nên chọn Hsl = 0.8x H s =0.8 x 2.88=2.304 m
+ a là chiều cao dự trữ lấy bằng 0.1Hs = 0.1x2.88 = 0.288m
+ H nd là chiều cao nước dâng do bão; xác định theo bảng 4.2 tiêu chuẩn 14TCN130, ta có: Hnd=1.0m
- Vậy cao trình đỉnh đê : Zđ = Zp + Hsl + Hnd + a = 1.48 + 2.304 + 1+0.288 5.072 m
Chọn cao trình đỉnh đê cho các phương án là Z đ =+5.00m/OHD để phục vụ tính toán cho mô hình toán b Bề rộng đêvà mái dốc đê[5]
Công trình đê cấp III theo TCVN 9901-2014 quy định các tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển, trong đó chiều rộng đỉnh đê được chọn là 4m để thuận tiện cho tính toán mô hình toán Độ dốc mái đê phụ thuộc vào dạng kết cấu đê, cấu trúc lớp phủ mái ngoài, cũng như yêu cầu về ổn định của các khối gia cố trên mái đê Lớp phủ mái được chọn gồm đá hộc và khối Tetrapod, với mái dốc đê được thiết kế phù hợp để đảm bảo hiệu quả chống trượt và chịu lực tốt nhất.
− Mái dốc đầu đê : m = 3 c Chiều dài tuyến đêvà hướng đê
Hướng đê cần được lựa chọn sao cho chắn được hướng sóng chính tác động vào vùng nghiên cứu, đảm bảo an toàn và chống chịu tốt trước các tác động của sóng biển Theo đó, tuyến đê phía Bắc và phía Nam phải có khả năng chắn được hướng sóng mùa Đông Bắc và Tây Nam, đồng thời phù hợp với tiêu chuẩn hướng sóng từ 90° đến 100° Việc xác định đúng hướng đê góp phần nâng cao hiệu quả phòng chống thiên tai, đảm bảo sự ổn định của công trình ven biển.
Về chiều dài, các đê ngăn cát cần được kéo dài qua đới vận chuyển cát ven bờ để đảm bảo hiệu quả phòng chống xói mòn Độ sâu xác định giới hạn đới vận chuyển cát ven bờ có thể được tính theo công thức của Hallermeier (1981), giúp xác định chính xác phạm vi bảo vệ của đê và tối ưu hóa thiết kế để giảm thiểu thiệt hại do sạt lở bãi biển.
Chiều cao sóng Hs được định nghĩa là chiều cao sóng tại điểm ngay bên ngoài vùng sóng vỡ, xuất hiện trên mặt sóng vào lúc 12h trong vòng một năm Đây là chỉ số quan trọng trong dự báo thời tiết và an toàn hàng hải, phản ánh mức độ nguy hiểm của sóng biển Xác suất vượt ngưỡng này khoảng 0.137% mỗi năm, giúp đánh giá khả năng xuất hiện sóng cao và chuẩn bị các biện pháp phòng tránh phù hợp.
Dựa trên kết quả tính toán sóng khí hậu tại khu vực dự án cho năm 2009, xác định sơ bộ Hs = 1.9 m và T = 4.7 s tại vị trí có cao trình -10.0 m phía ngoài dự án Từ đó, tính được Hmin = 3.19 m, dựa trên mực nước thấp trung bình MLW là -1.15 m, dựa trên số liệu đo thực tại Vũng Tàu từ năm 2000-2008 Cao trình đáy biển tương ứng với độ sâu giới hạn đới vận chuyển cát ven bờ khu vực dự án được xác định là -4.4 m.
Birkemeier (1985) đã hiệu chỉnh lại công thức của Hallermeier như sau:
Theo công thức này, cao trình đáy biển tương ứng với độ sâu giới hạn đới vận chuyển cát ven bờ là -3.5 m
Dựa trên kinh nghiệm tổng hợp từ Phòng thí nghiệm thủy lực và ven biển của Quân đội Mỹ (CHL), chiều dài tuyến đê tối ưu là kéo dài đến độ sâu tương ứng của đáy luồng tàu, cụ thể là cao trình -5.5 m Kết quả này đảm bảo tính hiệu quả và an toàn cho công trình đê biển, phù hợp với các dự án tương tự tại Mỹ.
Như vậy, có thể nói các tuyến đê cần kéo dài đến vị trí có cao trình đáy biển nằm trong khoảng -3.5 m ÷ -5.5 m
Dựa trên bản đồ địa hình do Công tư Tư vấn Xây dựng Công trình Thủy Bộ cung cấp, có thể lựa chọn chiều dài và hướng các tuyến đê phù hợp Cụ thể, đối với PA 1, chiều dài tuyến đê phía Bắc là 900 mét, trong khi tuyến đê phía Nam dài 1.400 mét Hướng tuyến đê đã được xác định như trong hình 3.4, đảm bảo tính chính xác và phù hợp với quy hoạch.
Hình 3.4 thể hiện chiều dài và hướng của tuyến đê theo phương án 1, trong đó tuyến đê phía Bắc dài 900 mét và tuyến đê phía Đông dài 950 mét Hướng tuyến đê được mô tả rõ trong hình 3.5, giúp xác định chính xác vị trí và cách bố trí tuyến đê trong dự án Thông tin này đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa khả năng phòng chống lụt bão và đảm bảo an toàn cho khu vực.
Hình 3.5: Chiều dài và hướng của tuyến đê theo phương án 2 Đối với PA 3: Chiều dài đê ngang dài 1200 mét Hướng tuyến đê như trong hình 3.6:
Hình 3.6: Chiều dài và hướng của tuyến đê theo phương án 3
3.2.3 Đánh giá hiệu quả của các giải pháp tuyến công trình bằng mô hình toán
NGHIÊN C Ứ U THI Ế T K Ế CHO GI ẢI PHÁP CÔNG TRÌNH ĐƯỢ C
3.3.1 Lựa chọn phương án mặt cắt đê
Dựa trên đánh giá ưu nhược điểm của các giải pháp đê chắn sóng, cùng với đặc điểm địa chất khu vực dự án là đất bùn sét pha cát mịn có chiều dày lớn, phương án thiết kế được đề xuất cần phù hợp với chiều cao sóng tác động lớn đối với công trình Tuyến đê có chức năng chắn sóng bảo vệ khu neo đậu tàu thuyền phía trong, do đó, việc lựa chọn phương án mặt cắt ngang phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả của công trình đê chắn sóng.
Hình 3.27: Mặt cắt ngang điển hình đê ngăn cát ổn định tuyến luồng
Mặt cắt ngang đê dạng mái nghiêng được thiết kế chắc chắn nhằm đảm bảo độ bền vững của công trình Mặt đê được đổ bằng bê tông cốt thép (BTCT) tại chỗ với kích thước 200x200x50cm, đảm bảo kết cấu ổn định và chịu lực tốt Lớp chân đê được xây dựng bằng lớp đá đệm dày 20cm, giúp phân tán tải trọng và tăng khả năng chịu lực của đê Phần thân đê bên trong được đổ đá hộc, góp phần tăng cường khả năng chống xói mòn và đảm bảo tính vững chắc của công trình đê mái nghiêng.
DP-60cm; mặt ngoài là khối phá sóng Tetrapod 1T, 3T, 5T xếp 2 lớp đặt trên đá hộc DP-60cm và 60-80cm
3.3.2 Tính toán, xác định qui mô, kích thước của công trình
Trong mục 3.2.1, học viên đã trình bày sơ bộ các thông số kỹ thuật của các giải pháp phục vụ tính toán mô hình Phần này, học viên tiến hành tính toán, xác định qui mô và kích thước của công trình để chọn phương án phù hợp Các thông số đã xác định, như hướng đê và chiều dài đê, không cần trình bày lại trong phần này.
3.3.2.1 Xác định cao trình đỉnh đê cho phương án chọn
Hiện tại có hai phương án xác định cao trình đỉnh đê, đó là sử dụng Tiêu chuẩn 14 TCN 130-2002 và TCVN 9901-2014, mỗi phương pháp đều có công thức tính khác nhau dẫn đến kết quả cao trình đỉnh đê khác nhau Trong bài, học viên trình bày cả ba phương pháp tính cao trình đê dựa trên hai tiêu chuẩn này và sử dụng mô hình toán để đánh giá hiệu quả, từ đó xác định cao trình phù hợp Theo Tiêu chuẩn 14 TCN 130-2002, kết quả tính cao trình đỉnh đê là Zđp = +5,0 mét, trong khi theo TCVN 9901-2014, tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển, mức cao trình sẽ được xác định dựa trên công thức phù hợp của tiêu chuẩn này.
Công thức tính cao trình đỉnh đê :
Zđp = Zp50% + 1/2Hs + a Trong đó:
− Zđp : Cao trình đỉnh đê
− Zp50% = 1,33 m: Mực nước cao thiết kế với tần suất pP% tại Cửa Lấp
− Hs = 3,35m: Chiều cao sóng thiết kế (tính theo mô hình phổ sóng MIKE21SW)
Bảng 3.2: Các thông số sóng tính toán bằng mô hình MIKE21SW
Chiều cao sóng hiệu dụng Hs (m)
Chiều cao sóng lớn nhất Hmax (m)
− a = 0,4 m chiều cao dự phòng lún, chọn sơ bộ dựa trên kết quả tính lún
Thay các thông số vào công thức trên ta được:
Zđp = 1,33 + 1/2*3,35 + 0,4 = 3.405 m Chọn cao trình đỉnh đê Zđp = 3,4 mét c Đánh giá hiệu quả giảm sóng bằng mô hình toán theo các cao trình khác nhau
Trong nghiên cứu này, mô hình toán học được sử dụng để đánh giá tính hợp lý của cao trình đỉnh đê, nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc lựa chọn cao trình phù hợp Các phương án cao trình đê được mô phỏng với các mức độ +2,5 m, +3,0 m, và +3,5 m để xác định hiệu quả phòng chống Việc mô phỏng thực hiện trong điều kiện bão cấp 12, với thời điểm bão đổ bộ vào lúc 9h00 ngày 4/11/2009, khi mực nước triều thiên văn được điều chỉnh về +1.33 m, tương ứng với mực nước lớn nhất tần suất pP%.
Hình 3.28: Tổng hợp phân bố chiều cao sóng có nghĩa lớn nhất theo phương án cao trình đê +2,5 m trong thời gian bão cấp 12
Hình 3.29: Tổng hợp phân bố chiều cao sóng có nghĩa lớn nhất theo phương án cao trình đê +3,0 m trong thời gian bão cấp 12
Dưới đây là kết quả tổng hợp phân bố chiều cao sóng có nghĩa lớn nhất theo phương án cao trình đê +3,5 m trong thời gian bão cấp 12 d Kết luận cho thấy, dựa trên phân tích bằng mô hình toán học, cao trình đỉnh đê đạt +3,5 m là phù hợp, đảm bảo an toàn theo tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển TCVN 9901-2014 cho đê nhô Ngoài ra, tiêu chuẩn 14 TCN cũng xác nhận tính hợp lý của phương án này, góp phần nâng cao khả năng chống chịu của công trình trước ảnh hưởng của sóng biển trong điều kiện bão cao cấp.
130-2002 thì độ an toàn quá cao dẫn tời chi phí xây dựng khá lớn Do đó đề nghị chọn cao trình đỉnh đê = +3,5 mét
3.3.2.2 Khoảng cách giữa hai tuyến đê (tuyến luồng)
Luồng hai chiều cho tàu cá cỡ trung bình có chiều dài khoảng 24m, rộng 5,6m và mớn nước 2,0m, phù hợp cho tàu có động cơ 200CV Theo Quyết định 27/QĐ-BTS và các khuyến cáo từ các chuyên gia, chiều rộng của luồng tàu tối thiểu phải bằng 8 lần chiều rộng của tàu cá trung bình, đảm bảo an toàn khi ra vào khu tránh trú bão Việc xác định đúng luồng tàu giúp nâng cao hiệu quả khai thác và đảm bảo an toàn cho hoạt động hàng hải vùng ven bờ.
Theo Tiêu chuẩn phân cấp đường thủy nội địa :Theo Quyết định số 2530/QĐ-UBND ngày 12/10/2010 của UBND Tỉnh Bà rịa Vũng Tàu về việc công bố luồng,
Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu có 89 tuyến đường thủy nội địa, trong đó sông Cửa Lấp đoạn từ Km 0.000 đến Km 5+370 được xếp loại cấp II theo tiêu chuẩn quốc gia về đường thủy nội địa Điều này phản ánh mức độ rõ ràng về tiêu chuẩn chất lượng và an toàn của tuyến đường thủy này, đảm bảo hoạt động giao thông vận tải nội địa theo quy định.
TCVN 5664:2009 - Phân cấp kỹ thuật đường thủy nội địa Việt Nam với cấp II đường thủy nội địa có chiều rộng > 65m và chiều sâu >3.5m
Như vậy chọn chiều rộng luồng (khoảng cách giữa 2 đê) Bem là đáp ứng yêu cầu
3.3.2.3 Tổng hợp các thông số thiết kế của phương án chọn
Hình 3.31: Thông số thiết kế cho giải pháp chọn:
- Cao trình đỉnh đê: Zđp = +3,5 mét
- Chiều dài đê phía Bắc: 900 mét, đê phía Nam: 1.400 mét
- Bề rộng tuyến đê: b = 4,0 mét
- Hệ số mái dốc tuyến đê: m = 2,0
- Khoảng cách giữa 2 đê (bề rộng tuyến luồng): B = 65 mét
3.3.3 Tính toán mức độ ổn định của công trình a Trọng lượng khối phủ đê ngăn cát ổn định tuyến luồng
Trọng lượng khối phủ mái được xác định theo công thức Hudson (theo tiêu chuẩn BS 6349-part 7):
+ γB= 2.40 Trọng lượng riêng bê tông khối phủ
+ g= 1.03 Trọng lượng riêng nước biển
+ K D = 6.00 Hệ số ổn định (khối phủ là Tetrapod)
+ K D = 3.00 Hệ số ổn định (khối phủ là đá hộc)
+ H sd : Chiều cao sóng thiết kế
+ G: Trọng lượng khối phủ mái nghiêng
Bảng 3.3: Bảng tính trọng lượng khối phủ (G)
-4 7.48 3.76 4.52 21.24 b Chiều dày khối phủ mái đê ngăn cát ổn định tuyến luồng
Chiều dày lớp phủ mái được tính theo TCVN 9901-2014: tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển δt= n.C f ( ) 1 / 3
G γ Trong đó: N= 2.00 Hệ số lớp phủ Cf= 1.00
Bảng 3.4: Bảng tính chiều dày khối phủ mái (dt)
-4 6.48 3.76 2.47 4.40 c Số lượng khối phủ mái đê ngăn cát ổn định tuyến luồng
Số lượng khối bê tông phủ mái (tính cho 1m 2 ) được tính theo TCVN 9901- 2014: tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển:
F= 1.00 Diện tích trung bình lớp phủ mái
C= 1.00 Hệ số lớp bảo vệ
Bảng 3.5: Bảng tính sốlượng khối bê tông phủ mái (tính cho 1m 2 ) (N k )
92 d Khối lượng bê tông lớp phủ mái đê ngăn cát ổn định tuyến luồng
Khối lượng bê tông phủ mái (tính cho 1m 2 ) được tính theo TCVN 9901-2014: tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển:
Bảng 3.6: Bảng tính khối lượng bê tông phủ mái (tính cho 1m 2 ) (A)
-4 7.48 3.76 4.52 0.66 1.24 e Tính lún đê ngăn cát và ổn định tuyến luồng Độ lún nền đất được tính theo phương pháp cộng lún từng lớp
Trong đó: s i : Độ lún của từng lớp đất ei : Độ rỗng của từng lớp đất ứng với các cấp tải trọng tương ứng hi : Chiều dày lớp đất thứ i
93 Bảng 3.7: Bảng tính lún đê
Lớp Điểm Cao độ Chiều dày h i
96 f Kiểm tra ổn định đê ngăn cát ổn định tuyến luồng
Theo tiêu chuẩn 22TCN207-92, quá trình tính toán kiểm tra ổn định trượt dựa trên mặt tiếp xúc giữa công trình và lớp đệm đá yêu cầu tuân thủ điều kiện n c n.m d E ≤ g f k m n, đảm bảo an toàn và ổn định cho结构 Việc áp dụng công thức này giúp xác định khả năng chịu lực của công trình, giảm thiểu rủi ro trượt mất ổn định trong quá trình sử dụng.
+ n c : Hệ số tổ hợp tải trọng, lấy bằng 1.0 đối với tổ hợp tải trọng cơ bản
+ n: Hệ số vượt tải lấy bằng 1.25
+ k n : Hệ số bảo đảm, xét đến tầm quan trọng và cấp công trình lấy bằng 1.15 đối với công trình cấp III
+ m d : Hệ số phụ thuộc vào điều kiện làm việc, xác định theo bảng 16, lấy bằng 0.95
+ m: Hệ số điều kiện làm việc, lấy theo TCVN 4253-86 lấy bằng 1.15
+ f: Lực ma sát đáy công trình theo mặt tiếp xúc với lớp đệm đá lấy bằng 0.5 + E: Tổng các lực ngang gây trượt tác động lên công trình
+ G: Tổng các lực đứng tác dụng lên đáy công trình
Bảng 3.8: Bảng tính tổng trọng lượng đá và Tetrapod dưới MNTT (G1) d CTĐ MC V 1d G 1d S 1T3 G 1T3 S 1bt G 1bt G 1
V1d Thể tích đá dưới MNTT G1d= 0.97 T/m 3 x V1d (T)
G1d Trọng lượng đá dưới MNTT
S 1T3 Diện tích Tetrapod 3T dưới MNTT G1T3= 1.91 T/m 2 x S 1T3 (T)
G 1T3 Trọng lượng Tetrapod 3T dưới MNTT
S 1bt Thể tích bê tông dưới MNTT G1bt= 1.37 T/m 3 x S 1bt (T)
G 1bt Trọng lượng bê tông dưới MNTT
G1 Tổng trọng lượng đá và Tetrapod dưới MNTT G1 =G1d+G1T3+G1bt
97 Bảng 3.9: Bảng tính tổng trọng lượng đá và Tetrapod trên MNTT (G2) d CTĐ MC V 2d G 2d S 2T3 G 2T3 S 2bt G 2bt G 2
+ V2d Thể tích đá trên MNTT G2d= 2 T/m 3 x V1d
+ G2d Trọng lượng đá trên MNTT
+ S 2T3 Diện tích Tetrapod 3T trên MNTT G1T3= 2.94 T/m 2 x S 1T3
+ G 2T3 Trọng lượng Tetrapod 3T trên MNTT
+ S 2bt Thể tích bê tông trên MNTT G2bt= 2.4 T/m 3 x S 2bt
+ G 2bt Trọng lượng bê tông trên MNTT
+ G 2 Tổng trọng lượng đá và Tetrapod trên MNTT G2 =G 2d +G 2T3 +G 2bt
Bảng 3.10: Bảng tính tổng các lực đứng tác dụng lên đáy công trình (G) d CTĐ P đứng P ngang G T =G 1 +G 2 E=P ngang G=G T +G đứng G/E Kết luận
+ Trường hợp mực nước triều thấp tại chân đê
Kết quả tính toán mặt trượt trình bày trong hình 3-22 Hệ số ổn định tính toán
K = 1,255 > [K] = 1,1; mặt cắt đê đảm bảo ổn định
Hình 3.32: Kết quả tính toán mặt trượt khi mực nước rút đến chân đê ngầm
+ Trường hợp mực nước biển thiết kế
Kết quả tính toán mặt trượt trình bày trong hình 3-23 Hệ số ổn định tính toán
K = 2,309 > [K] = 1,2; mặt cắt đê đảm bảo ổn định
Hình 3.33: Kết quả tính toán mặt trượt khi mực nước đạt cao trình thiết kế
3.3.4 Đề xuất giải pháp thi công cho phương án chọn
3.3.4.1 Lập kế hoạch tiến độ thi công
Thi công công trình đê kè biển phụ thuộc vào các yếu tố tự nhiên như thời tiết và chế độ thủy triều khu vực Bà Rịa Vũng Tàu Thời gian thi công kéo dài để phù hợp với điều kiện khí hậu, tránh thi công trong mùa mưa bão để đảm bảo an toàn và chất lượng công trình Việc bố trí thi công hợp lý dựa trên chế độ triều địa phương giúp tối ưu hóa tiến độ và hiệu quả dự án, góp phần bảo vệ bờ biển bền vững.
Bố trí nhân lực và cung ứng vật liệu đảm bảo tốt cho công tác thi công
Các biện pháp thi công đê ngăn cát giảm sóng, dạng mỏ hàn mái nghiêng, cần tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật do mục 10 của Tiêu chuẩn kỹ thuật quy định Thiết kế đê biển được ban hành theo Quyết định số 1613/QĐ-BNN-KHCN ngày 09/7/2012 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả trong công trình bảo vệ bờ biển.
- Làm đường giao thông trong công trường, xây dựng lán trại
- Xây dựng hệ thống cung cấp nước và năng lượng cho công trường
Chúng tôi cung cấp dịch vụ san lấp mặt bằng để làm bãi chứa nguyên vật liệu, kho chứa xi măng, sắt thép, cùng các khu vực bãi đúc và bãi chứa khối Haro, lục lăng 7 lỗ Ngoài ra, chúng tôi còn xây dựng các khối tường đỉnh và cấu kiện lát mái đê, đảm bảo công trình được hoàn thiện chất lượng và bền vững.
- Chuẩn bị ván khuôn, gia công cốt thép để đúc khối Haro, khối lục lăng 7 lỗ và khối tường đỉnh, cấu kiện lát mái
- Dùng máy toàn đạc định vị các vị trí công trình
- Máy thủy chuẩn đo mốc cao độ chuẩn, bắn cao độ cho các điểm định vị
3.3.4.4 Thi công đê chính a)Thi công lõi đê
Ngay sau khi đào móng chân khay, lớp đá đệm nhỏ đều khắp phần móng tiếp giáp với đáy biển để hạn chế lún và xói chân công trình Tiếp theo, thi công lớp đá làm lõi đê bằng đá dổ không phân loại, có trọng lượng từ 10 đến 100kg, với cao độ đỉnh lõi chủ yếu nằm dưới nước, sử dụng phương pháp thi công dưới nước Đá được vận chuyển đến công trường bằng ô tô tự đổ hoặc phương tiện thủy, như tàu kéo và xà lan, được đưa đến đúng vị trí công trình đã định trước Quá trình thi công sử dụng máy ủi, máy gầu xúc, và nhân công thả đá xuống những vị trí khó khăn, đảm bảo độ chính xác và an toàn Sau đó, tiến hành thi công lớp lót dưới khối phủ mái để hoàn thiện kết cấu công trình.
Sau khi san phẳng lõi đá đạt yêu cầu thiết kế, tiến hành thả các khối đá hộc lớn và khối bê tông hộp làm lớp lót dưới lớp phủ mái Quá trình thi công phải tuân thủ kỹ lưỡng các bước kiểm tra, san sửa để đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn thiết kế Lớp lót dưới lớp phủ mái được xây dựng bằng các vật liệu chính là các khối bê tông hộp đúc sẵn và đá hộc lớn, được vận chuyển đến công trường bằng ô tô tự đổ, sau đó di chuyển bằng xe lanh nổi và tàu kéo tới vị trí thi công Trong quá trình lắp đặt, sử dụng máy gầu xúc, cần cẩu trên phao nổi để vận chuyển và đặt chính xác các vật liệu đá hộc và bê tông tại vị trí đã định Đặc biệt, công tác thả vật liệu còn có sự tham gia của thợ lặn để kiểm tra, đảm bảo độ chính xác cao trong thi công và đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng.
100 c)Thi công lắp đặt các khối phủ mái
Sau khi lớp lót được thi công hoàn chỉnh, cần tiến hành lắp đặt các khối phủ theo các kích cỡ thiết kế, thực hiện các bước a, b, c theo thứ tự và phù hợp với từng phân đoạn đê Công tác thi công lớp phủ mái sử dụng các khối bê tông dị hình phá sóng (khối Haro), được đúc sẵn tại bãi đúc, vận chuyển đến công trường bằng ô tô, sau đó sử dụng xà lan nổi và tàu kéo để đưa đến vị trí thi công Quá trình lắp đặt khối bê tông được thực hiện bằng cần cẩu lắp trên phao nổi, cẩu các khối bê tông đã định vị chính xác tại công trình Ngoài ra, trong quá trình thi công còn có sự phối hợp của thợ lặn để điều chỉnh lắp đặt và kiểm tra độ chính xác theo yêu cầu Cuối cùng, thi công lớp đệm dưới các khối tường đỉnh và khối tường đỉnh để đảm bảo độ bền và chính xác của kết cấu.