Bài giảng Cơ sở thiết kế công trình cảng đường thuỷ - Đại học Thuỷ lợi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH Bộ MÔN CÔNG TRÌNH CẢNG ĐƯỜNG THỦY PGS TS MAI VĂN CÔNG (Chủ biên) TS PHẠM THU HƯƠNG TS LÊ TUẤN HẢI TS DƯƠNG ĐỨC TOÀN BÀI GIẢNG cơ sở THẾT KÊ'''''''' CÓNG TRÌNH CÁNG ĐƯỜ[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

KHOA CÔNG TRÌNH

Bộ MÔN CÔNG TRÌNH CẢNG - ĐƯỜNG THỦY

PGS.TS MAI VĂN CÔNG (Chủ biên)

TS PHẠM THU HƯƠNG - TS LÊ TUẤN HẢI - TS DƯƠNG ĐỨC TOÀN

LỜI NÓI ĐẦU

Việt Nam là một quốc gia có đường bờ biển dài, cùng với mạng lưới sông ngòi dày đặc và có vị trí địa chính trị chiến lược nằm ở cửa ngõ quốc tế của khu vực Đông Dương

và nằm trên các tuyến đường thủy quốc tế quan trọng Vì vậy, giao thông vận tải thủy có tầm quan trọng đặc biệt trong quá trình phát triển kinh tế xã hội

Bên cạnh đó, xu thế lợi dụng tổng hợp vùng ven sông, cửa sông, ven biển trong những năm gần đây gia tăng nhanh trong bối cảnh kinh tế hội nhập, phát triển đa lĩnh vực, đa mục tiêu Các quá trình vật lý tự nhiên sông - biển như động lực sông, sóng, dòng chảy, vận chuyến bùn cát và tương tác của các quá trình này với cơ sở hạ tầng ven sông, ven biển, cùng với các hệ thống công trình đường thủy, cảng biển là rất cần thiết trong công tác quy hoạch, thiết kế và xây dựng công trình cảng, đường thủy

Bài giảng Cở sở thiết kế công trình Cảng - Đường thủy nhằm cung cấp cho sinh viên kiến thức tổng quan về các khái niệm liên quan đến hệ thống hạ tầng phục vụ giao thông thủy như các tuyến đường thủy nội địa, công trình trên tuyến đường thủy, cảng và bến thủy nội địa, cảng biển và luồng tàu biển; đồng thời cung cấp các kiến thức cơ bản về các yếu tố thủy hải văn và các quá trình vật lý, động lực học sông biển và cách xác định các đặc trưng thiết kế của các yếu tố đó giúp sinh viên tiếp cận nội dung của hồ sơ thiết kế kỹ thuật, thiết kế bản vẽ thi công thực tế sản xuất Từ đó, sinh viên sau khi tốt nghiệp ra trường có thể đáp ứng ngay được yêu câu của các công ty tu vấn thiết kế - thẩm tra, các nhà thầu thi công, các cơ quan quản lý ngành xây dựng cảng - đường thuỷ, ngành xây dựng công trình biển, ngành xây dựng thuỷ lợi

Bài giảng là tài liệu chính thức dùng cho sinh viên theo học môn "Cơ sở thiết kê"Công

trình Cảng - Đường thủy" tại Trường Đại học Thủy lợi Bài giảng này được biên soạn trên cơ

sở tham khảo và trích dân từ các nguồn tài liệu, sách và giáo trình đã xuất bản của Trường Đại học Thủy lợi, Trường Đại học Xây Dựng và hệ thống tiêu chuâh Ngành liên quan

Nhóm tác giả xin trân trọng cảm ơn các quý thầy (cô) bộ môn Cảng đường thuỳ - khoa Công trình, các thầy (cô) trong hội đồng nghiệm thu Giáo trình, các cán bộ Thư viện

trường Đại học Thuỷ lợi đã góp ý quý báu về chuyên môn và tạo điêu kiện tốt nhất để cuốn Bài giảng được hoàn thành và sớm ra mắt bạn đọc.

Tuy nhiên, vì trình độ và kinh nghiệm có hạn, cuốn sách còn nhiều khiếm khuyết, rất mong các chuyên gia lĩnh vực ngành, các quý thây (cô), đồng nghiệp và bạn đọc góp ý để cuốn sách được hoàn thiện hon

Trưởng Bộ môn Công trình Cảng - Đường thủy

Chủ biên: PGS TS Mai Văn Công

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU iii

Chương 1 TỐNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẢNG ĐƯỜNG THỦY 1

1.1 VAI TRÒ CỦA GIAO THÔNG VẬN TÁI THỦY VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG KINH TẾ-KỸ THUẬT GIAO THÔNG THỦY 1

1.2 LUỒNG TÀU THỦY 4

1.2.1 Lạch chạy tàu 4

1.2.2 Độ sâu bảo đảm chạy tàu 7

1.2.3 Bán kính cong luông tàu 9

1.2.4 Chế độ dòng chảy 9

1.3 SO LƯỢC VỀ CÁC LOẠI TÀU THUYÊN HOẠT ĐỘNG TRÊN CÁC TUYẾN ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA 9

1.3.1 Phân loại phương tiện 9

1.3.2 Các đặc trưng khai thác và kỹ thuật của phương tiện 10

1.3.3 Thành lập và vận hành đoàn tàu 13

1.3.4 Các phương tiện vận tải trên đường thủy nội địa hiện nay ở nước ta 15

1.3.5 Kích thước đường thủy nội địa và các mực nước đặc trưng thiết kế 17

1.4 PHÂN LOẠI - PHÂN CẤP ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA 18

1.4.1 Phân loại 18

1.4.2 Phân cấp 18

1.5 MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA Ở NƯỚC TA 26

1.5.1 Mạng lưới đường thủy Bắc Bộ 26

1.5.2 Các tuyến đường thủy miền Trung 29

1.5.3 Mạng lưới đường thủy Nam Bộ 30

1.6 NĂNG Lực THÔNG QUA CỦA TUYẾN LUỒNG VẬN TẢI THỦY 33

1.6.1 Khái niệm 33

1.6.2 Các phương pháp xác định năng lực thông qua của tuyến 33

1.7 CẢNG SÔNG, BỂN TÀU NỘI ĐỊA 36

1.7.1 Định nghĩa 36

1.7.2 Phân loại cảng, bến tàu 36

1.7.3 Các yêu cầu đối với cảng nội địa 37

1.8 TỔNG QUAN v'Ê CÁC THÀNH PHẦN CÔNG TRÌNH CẢNG, ĐƯỜNG THỦY 37

1.8.1 Công trình đuờng thủy nội địa 37

1.8.2 Công trình hàng hải 38

Chuơng 2 SÓNG VÀ CÁC PHƯƠNG TRÌNH cơ BẢN 47

2.1 SÓNG VÀ PHÂN LOẠI SÓNG 47

2.2 SÓNG ĐỀU 50

2.2.1 Cơ học sóng 50

2.2.2 Tốc độ truyền sóng 55

2.3 SÓNG VEN BỜ 58

2.3.1 Mở đầu 58

2.3.2 Hiệu ứng nuớc nông 58

2.3.3 Sóng khúc xạ 59

2.3.4 Sóng vỡ 60

2.3.5 Sóng phản xạ 63

2.3.6 Sóng nhiễu xạ 64

2.3.7 Sóng dâng nuớc 65

2.3.8 Sóng leo 65

2.4 PHÂN BỐ SÓNG NGẮN hạnvà dài hạn (PHÂN Bố SÓNG THEO MAU và TỐNG THỂ) 67

2.4.1 Phân bố sóng ngắn hạn (theo mẫu) 67

2.4.2 Phân bố sóng dài hạn (tổng thê) 71

2.4.3 ứng dụng của phân bố dài hạn 72

2.5 QUAN TRẮC SÓNG 80

2.6 TÍNH TOÁN Dự BÁO KHÔI PHỤC SÓNG TỪ TÀI LIỆU GIÓ 81

2.7 SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐO ĐẠC SÓNG TOÀN CẦU 81

2.8 PHỔ SÓNG 85

2.8.1 Phổ chiêu cao sóng 85

2.9 SÓNG DÀI - CÁC PHƯƠNG TRÌNH cơ BẢN 87

2.9.1 Định nghĩa sóng dài 87

2.9.2 Phân loại sóng dài 87

2.9.3 Phương trình cơ bản của sóng dài 89

2.9.4 Sóng điêu hoà (Harmonic waves) 105

2.10 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ SÓNG THIẾT KỂ 87

Chương 3 THỦY TRIỀU VÀ NƯỚC DÂNG 128

3.1 MỞ ĐẦU 128

3.2 NGUỒN GỐC CỦA THỦY TRIỀU 129

3.3 BIỂU DIỄN TOÁN HỌC VỀ THUỶ TRIỀU 135

3.4 CHẾ ĐỘ THUÝ TRIỀU BIỂN ĐÔNG VÀ VEN BIỂN VIỆT NAM 139

3.4.1 Chế độ thủy triều Biển Đông 139

3.4.2 Chế độ thuỷ triều dọc ven bờ biên Việt Nam 144

3.5 ĐỊNH NGHĨA CÁC Mực NƯỚC TRIỀU 150

3.6 NƯỚC DÂNG 151

3.7 SÓNG THẦN 157

3.8 DAO ĐỘNG Mực NƯỚC TRONG HỒ DO THAY ĐỒI ÁP SUẤT KHÔNG KHÍ (SEICHE) 158

Chương 4 VẬN CHUYỂN BÙN CÁT VÀ HÌNH THÁI ĐƯỜNG BỜ 162

4.1 MỞ ĐẦU 162

4.2 CÁC QUÁ TRÌNH TRONG VÙNG SÓNG VỠ 164

4.3 CHUYỂN VẬN CỦA BÙN CÁT 166

4.3.1 Chuyển vận do sóng và dòng chảy 166

4.3.2 Cát vận chuyên do gió 168

4.4 Sự THAY ĐỔI CỦA ĐƯỜNG BỜ VÀ TRẠNG THÁI CÂN BẰNG CỦA ĐƯỜNG BỜ .168

4.5 TÍNH TOÁN LƯỢNG BÙN CÁT VEN BỜ 173

4.6 TÍNH TOÁN LƯỢNG BÙN CÁT BỒI LANG trongcảng 174

Chương 5 ĐỘNG Lực HỌC DÒNG SÔNG 179

5.1 GIỚI THIỆU CHUNG 179

5.2 DÒNG CHẢY VÀ BÙN CÁT TRONG SÔNG 179

5.2.1 Dòng chảy trong sông 181

5.2.2 Bùn cát trong sông 188

5.2.3 Vận chuyển bùn cát trong sông 208

5.3 CÁC KHÁI NIỆM LƯU LƯỢNG VÀ Mực NƯỚC ĐẶC TRƯNG THIẾT KẾ 226

5.3.1 Lưu lượng tạo lòng 226

5.3.2 Lưu lượng thiết kế và mực nước thiết kế 229

5.3.3 Thiết kế mặt cắt ngang của lòng sông 230

5.3.4 Tuyến chỉnh trị sông 233

5.4 CÔNG TÁC CHỈNH TRỊ SÔNG 226

5.4.1 Chỉnh trị sông cong 236

5.4.2 Chỉnh trị ghềnh cạn 238

5.4.3 Chỉnh trị sông rẽ dòng (phân dòng) 243

TÀI LIỆU THAM KHẢO 246

Các phương thức giao thồng vận tải phổ cập hiện nay là: đường sắt, đường bộ (đường

ô tô), đường thủy, đường hàng không, một số nước đã xuất hiện vận tải đường ống Tất cả các phương thức đó hỗ trợ và phối hợp lẫn nhau, hình thành một hệ thống giao thông vận tải thống nhất của đất nước Trong phạm vi cả nước, trong từng khu vực khác nhau, vai trò của các phương thức giao thông vận tải không giống nhau Tỷ trọng cùa mồi phương thức trong tổng lượng vận chuyển cũng thay đổi theo thời gian Nhưng xét tổng thể, khối lượng vận tải thủy ngày một gia tăng rõ rệt

Vận tải thủy bao gồm vận tải ven biến, trên đại dương và vận tải thủy nội địa Biến và đại dương chiếm hơn 70% diện tích bề mặt trái đất và là đường giao thông rẻ, tiện lợi Đường biển đóng vai trò quan trọng trong việc bảo đảm giao lưu quốc tế, đậc biệt trong tình hình hiện nay, khi nhu cầu quan hệ quốc tế ngày càng tăng giữa các ngành năng lượng và nguyên liệu cho những ngành cồng nghiệp hàng đầu Tỷ trọng vận tải biên, hiện nay chiếm tới 65% tống số hàng hóa vận tải trên thế giới

Giao thông vận tải thủy nội địa được tiến hành trên các sông, suối thiên nhiên, trên các

hồ thiên tạo và nhân tạo, trên các sông đã được kênh hóa và trên kênh đào, trong đó chủ yếu là trên các sông thiên nhiên Năm 1985, tống chiều dài đường thủy nội địa đã được khai thác trên thế giới khoảng 540.000km

Sự phát triến vận tải thủy nội địa được coi là đặc trung của những nước công nghiệp hóa, vì trong đó đối tượng chủ yếu của vận tải là quặng, than, vật liệu xây dựng, lương thực, phân hóa học

Hiệu quả của vận tải thủy nội địa phụ thuộc vào các yếu tố chính sau: Giá thành vận chuyến, tốc độ vận tải, năng lực thông qua, tính chất hàng hóa, tính liên tục, tính quy luật

- Thông qua việc gia tăng năng lực vận chuyển, thông qua đơn giản hóa kết cấu tàu (đặc biệt trong đoàn tàu đẩy) đầu tư đơn vị cho phương tiện (đồng/tấn hàng hóa) có thể giảm đáng kể, nhưng thời hạn phục vụ thường thấp (khoảng 25-30 năm) và có khuynh hướng giảm dần do hư hỏng

- Chi phí duy tu đối với luồng lạch thường bé, nhưng máy móc và phương tiện lại cần

tu sửa thường xuyên hơn

- Chi phí trả lương và nghĩa vụ với xã hội có xu hướng giảm xuống do tăng năng lực vận chuyển của phương tiện, ứng dụng đoàn tàu đẩy, tự động hóa điều khiển làm giảm số lượng thủy thủ

- Chi phí nhiên liệu cho động cơ chịu ảnh hưỏng chủ yếu của lực cản của dòng chảy,

tỷ số giữa trọng lượng bản thân phương tiện và trọng lượng hàng hóa; hệ thống động lực của máy

Thực tiễn đã chứng minh, chỉ cần tàu thủy chạy với tốc độ không quá 2m/s (từ 7-8km/h), sức cản của dòng chảy đối với tàu thủy nhỏ gấp 2 lần sức cản mà tàu hỏa phải chịu trên đường sắt

Hình 1.1 thể hiện quan hệ giữa sức cản đơn vị (kg/m3) của một tàu vận tải ở những

độ sâu dòng chảy và vận tốc chạy tàu khác nhau

Hình 1.1 Quan hệ giữa sức cản đon vị của tàu RO với vận tốc chạy tàu V

và độ sâu dòng chảy

Nhận thấy rằng, ở độ sâu lớn sức cản tăng lên theo vận tốc (từ 0,4kg/m3 khi tàu chạy 12km/h, đặc trưng của một đoàn xà lan, tăng lên 3kg/m3 khi tàu chạy 32km/h với trường hợp tàu chở khách đi trong nước tĩnh) Từ biếu đồ này còn có thể nhận thấy sự tăng khá mạnh của sức cản đơn vị trong trường hợp luồng lạch có độ sâu dòng chảy bé

Ví dụ: Khi tàu chạy 16km/h với độ sâu 2,5m sức cản lớn gấp 4 lần so với khi chạy ở

độ sâu lớn hơn

- Tỷ số giữa trọng lượng bản thân phương tiện với trọng lượng hàng hóa chuyên chở:

ở xà lan thép là 12% - 18%, ở tàu hỏa là 40% - 60% Đe xác định giá thành vận chuyển, ngoài giá vận chuyển trên đường thủy còn phải cộng thêm chi phí trung chuyển từ các cảng đầu và cuối, và chi phí này thường cao hơn Khi so sánh vận tải thủy với các phương thức vận tải khác, phải xét giá trị tổng cộng này

- Tốc độ vận tải: So với đường sắt, tốc độ vận tải trong đường thủy tương đối chậm Thông thường, chiều dài đường thủy thực tế dài gấp 1,5 4- 2,0 lần khoảng cách diêm đầu, cuối, do đặc điếm uốn khúc của sông thiên nhiên Trong đường sắt, hệ số này là 1,2 4- 1,5

Đe so sánh tốc độ vận tải trên đường thủy nội địa với các phương thức vận tải trên

bộ, thường phân biệt tốc độ kỹ thuật và tốc độ doanh vận Tốc độ kỹ thuật là tốc độ trung

bình của phương tiện giữa hai điểm dừng nối tiếp nhau Tốc độ doanh vận là tốc độ

trung bình từ thời điếm nhận hàng đến khi giao hàng xong (kế cả thời gian xếp, dỡ, vận chuyển, nghỉ ở các trạm trung gian) Tốc độ doanh vận trong đường thủy ở các nước tiên tiến khoảng 12km/h (trong khi đường sắt khoảng 30km/h) Ở Việt Nam mới đạt 5 4- 7km/h.

- Năng lực thông qua: Đối với những sông lớn, nếu không bị khống chế bởi tĩnh không (cầu, đường dây điện cao thế) và chiều rộng, năng lực thông qua trong đường thủy

là không hạn chế, vì không bắt buộc tránh nhau, vượt nhau tại nơi quy định Trên hạ lưu sông Rine (Pháp, Đức), năng lực thông qua đạt 100 triệu tấn/năm Trên các sông đã kênh hóa, năng lực thông qua bị hạn chế do phải qua âu và các công trình nâng tàu Năng lực thông qua của một tuyến luồng được xác định theo phương pháp sẽ giới thiệu trong mục 1.6

- Tính chất hàng hóa: Các phương tiện đường thủy có thế vận chuyến các loại hàng hóa có khối lượng lớn, kích thước cồng kềnh như quặng, than, vật liệu xây dựng, lương thực, phân hóa học, máy móc lớn Một xà lan 800 4- 1000 tấn tương đương với một đoàn tàu hỏa Một đoàn tàu đẩy có thể chở 20 4- 30 ngàn tấn

- Tính quy luật và tính liên tục: Trong sông thiên nhiên, do chế độ dòng cháy thay đổi lớn giữa các mùa, nên vận tải thủy không giữ được tính quy luật lâu dài như ở các phương thức vận tải khác Sự gián đoạn chạy tàu có thể xảy ra khi hoặc là mực nước xuống thấp, ở một số nơi không đủ độ sâu; hoặc là vận tốc dòng chảy xiết quá hay sóng quá lớn, tàu chạy không an toàn Nhưng sự gián đoạn thường không xảy ra trên toàn tuyến và không phải đối với tất cả các loại phương tiện

- Mức độ bảo đảm: Vận tải thủy có mức độ bảo đảm an toàn khá lớn, ít xảy ra sự cố,

so với các phương thức vận tải khác, có thế coi là không đáng kế Do vậy, giá bảo hiếm đường thủy nội địa thường thấp

1.2 LUỒNG TÀU THỦY

Luồng tàu thủy được đặc trưng bởi các yếu tố lạch chạy tàu (khung giới hạn), độ sâu bảo đảm chạy tàu, bán kính cong luồng tàu và chế độ dòng chảy

1.2.1 Lạch chạy tàu

Điều quan trọng đầu tiên đối với các sông, kênh, hồ hoặc bất kỳ vùng nước nào đó muốn tiến hành giao thông đường thủy là phải có lạch chạy tàu Lạch chạy tàu là dải nước liên tục đáp ứng tương đối thường xuyên mọi điều kiện đi lại an toàn của các phương tiện thủy.Chiều rộng và chiều sâu lạch chạy tàu được xác định sao cho trong lạch đựng được gabarit đường thủy Trên sông thiên nhiên, gabarit đường thủy thường bị hạn chế bởi kích

thước lòng dẫn và các công trình qua sông (cầu, đường dây tải điện ) Gabarit đường thủy của một tuyến luồng thường được xác định trên cơ sở mặt cắt ngang lớn nhất của con tàu lớn nhất hoạt động trên tuyến luồng đó Hình 1.2 giới thiệu gabarit của một lạch 2 làn.

- Chiều rộng gabarit Bị:

+ Đối với lạch 2 làn là:

B = 2Bt+3d '2

+ Đối với lạch 1 làn là:

B, = 2B,+2d

(1.1)

(1.2)Trong đó: Bi - chiều rộng lớn nhất của con tàu thiết kế hoặc đoàn tàu thực tế;

d - khoảng cách an toàn giữa 2 tàu, giữa tàu và bờ, tùy theo điều kiện cụ thể để lấy trong khoảng d = 2 4- 5m

Hình 1.2 Chiều rộng tối thiếu luồng đường thủy (Gabarit)

Quan hệ giữa chiều rộng đội tàu Bt và chiều rộng gabarit Bi có thế xác định theo các chỉ dẫn sau:

- Khi tàu đi trên tuyến sông thăng:

+ Kênh hai làn: B = 0,325B

+ Kênh một làn: B' = 0,5ổ

- Khi tàu qua âu:

+ Nếu cửa âu Ò a = 10m, thì Bt = bA~ 0,4m.

+ Neu cửa âu > 18m, thì Bt = Ò a - 0,8m

+ Neu cửa âu bA= 18m, thì Bt= bA- Im.

Trong đoạn cong, chiều rộng gabarit cần mở rộng thêm về phía bờ lồi như hình 1.3

Độ mở rộng có thể tính theo công thức sau:

T- mớn nước đầy tải của tàu (m).

Hình 1.3 Mở rộng lạch chạy tàu ở đoạn sông cong

- Chiều thắng đứng của gabarit N được xác định sao cho:

Neu chạy tàu ở mực nước cao thiết kế, tàu có độ lưu không an toàn A khi đi qua dưới cẩu hoặc dưới đường dây điện cao thế Nếu chạy tàu ở mực nước kiệt thiết kế, tàu có độ lưu thủy an toàn z khi đi qua tất cả các ngưỡng cạn trên tuyến

Vì vậy:

Trong đó: A- lưu không an toàn dưới cẩu hoặc dưới đường dây điện cao thế (còn gọi là tịnh không);

pmax~ chiều cao trên mặt nước khi tàu chạy không tải;

T- mớn nước đầy tải của tàu;

Z- độ lưu thủy an toàn dưới tàu;

AH- chênh lệch giữa mực nước cao thiết kế và mực nước thấp thiết kế

1.2.2 Độ sâu bảo đảm chạy tàu

Độ sâu bảo đảm chạy tàu H/ là độ sâu tối thiểu mà dòng chảy cần duy trì để đoàn tàu thiết kế chạy thông suốt trên toàn tuyến luồng H1 được xác định như sau:

Trong đó T - mớn nước đầy tải của tàu thiết kế.

AT - độ tăng sâu của luồng lạch

AT được xác định khi xét đến một cách tông hợp các yếu tố ảnh hưởng như: ton thất

độ sâu do tàu đắm xuống khi chạy; do tàu chao, lắc khi gặp sóng hoặc lệch nghiêng do chất tải không đều; an toàn và làm việc thuận lợi của bánh lái, chân vịt,

Độ tăng sâu còn phụ thuộc vào loại hình và cấu tạo của tàu, tính chất của đáy lạch, tính chất của hàng hóa chuyên chở Nếu là chất nồ, chất dễ cháy; nếu vận tốc chạy tàu lớn ; nếu đáy lạch nhấp nhô và có đá ngầm thì độ tăng sâu sẽ phải lớn hơn Trong trường họp thông thường lấy AT = 0,3 4- 0,5m, hoặc có thể tham khảo số liệu trong bảng 1.1 dưới đây:

đá

Đáy cát sỏi

Ở vùng cửa sông ra biển, có gió to sóng lớn, độ táng sâu tổng cộng AT có thể tính như sau:

Z3 - là độ tăng sâu khi tàu chạy, có thể lấy theo bảng 1.2

Tàu chạy đơn

Hai tàu tránh nhau

Tàu chạy đơn

Hai tàu tránh nhau

kế công trình nạo vét hoặc chỉnh trị cửa sông

Độ sâu bảo đảm chạy tàu là yếu tố quan trọng nhất trong luồng tàu thủy, và vì vậy luôn luôn là vấn đề trọng tâm cần phải giải quyết trong đường thủy nội địa Do tải trọng tàu tỷ lệ với lũy thừa bậc 3 của mớn nước, nên việc tăng độ sâu bảo đảm chạy tàu có ý nghĩa rất lớn trong phát triên giao thông vận tải thủy

1.2.3 Bán kính cong luồng tàu

Nếu tuyến luồng tàu quanh co uốn khúc, đế bảo đảm "cua” vòng thuận lợi, bảo đảm tầm nhìn của người lái, tránh sự cố cho các tàu đi ngược chiều nhau qua đoạn cong, bán kính cong của trục luồng tàu Ri thường lấy lớn hơn 6 lần chiều dài tàu tính toán Lt hoặc

chiều dài của đoàn tàu đẩy ghép cứng, khuyến khích lấy Ri = 10Lt.

Khi vào cảng, vào âu hoặc đi vào đoạn khó, bán kính cong luồng có thể giảm xuống một nửa các giá trị trên Tại các đoạn cong, lạch chạy tàu cần được mở rộng thêm và giữa hai khúc cong ngược chiều cần có một đoạn thẳng chuyển tiếp dài ít nhất là 3Lr

Ngoài lưu tốc phương dọc, đối với lưu tốc phương ngang cũng hạn chế không được vượt quá 0,2 - 0,3m/s, đế đề phòng lực xô ngang làm lật tàu

Trong lạch chạy tàu cũng không cho phép tồn tại các vùng xoáy, nước vật, bậc nước nguy hiểm

Vùng cửa sông, vùng hổ, lạch chạy tàu phải trùng với phương truyền sóng chủ đạo, và khi có sóng quá lớn cần đình chỉ mọi hoạt động của các phương tiện

1.3 Sơ LƯỢC VỀ CÁC LOẠI TÀU THUYỀN HOẠT ĐỘNG TRÊN CÁC TUYỂN ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA

1.3.1 Phân loại phưong tiện

Không kế đến các phương tiện thô sơ như bè mảng, đò thuyền có mớn nước nhỏ, các phương tiện hoạt động trên các tuyến đường thủy nội địa có thể phân loại như sau:

- Theo môi trường hoạt động chia ra tàu sông, tàu hồ, tàu pha sông biển, tàu LASH

- Theo chức năng công tác chia ra tàu khách, tàu hàng, tàu lai dắt, tàu công nghiệp (đánh cá), tàu kỳ thuật (nạo vét, cứu hộ, thi công), tàu công vụ (vệ sinh, tuần tra), tàu thể thao, tàu cấp cứu

- Theo phương thức làm tàu chuyển động chia ra tàu tự hành và tàu không tự hành Tàu tự hành chuyến động nhờ có động cơ, cánh buồm hoặc mái chèo, sào chống Tàu không tự hành muốn chuyển động phải nhờ tàu khác kéo, đẩy.

- Theo vật liệu chế tạo chia ra tàu thép, xi măng lưới thép, gỗ, tôn hoặc hỗn hợp

1.3.2 Các đặc trưng khai thác và kỹ thuật của phương tiện

a) Đặc trưng khai thác của tàu

- Công suất đăng kiếm là công suất của máy chính do cơ quan đăng kiểm kiểm tra và quy định theo đặc tính của máy và điều kiện sử dụng chúng, ký hiệu Nđk (C.V)

- Công suất kéo là công suất sử dụng thực tế của tàu, tức là cồng suất còn lại của máy chính sau khi đã trừ những tổn thất do ma sát ở trong máy, ở hộp số, ở ổ trục, những tổn thất thủy lực và sức cản của vỏ tàu Công suất kéo được tính qua hệ số kéo hữu ích (no) của chúng: N k = no.Nđk- Với mỗi loại tàu cụ thể, hệ số kéo hữu ích được xác định bằng các trị

số cụ thể

- Trọng tải đăng kiểm là khối lượng hàng lớn nhất mà tàu có thể chứa được do cơ quan đăng kiêm quy định, căn cứ vào loại hàng vận chuyến ghi trong thiết kế tàu Qđk (tàu) thường gọi là tàu phương tiện (Tpt).

- Dung tích đăng kiểm là thể tích các khoang để xép hàng mớn nước và tỷ khối hàng hóa ghi trong thiết kế, do cơ quan đăng kiểm quy định Vđk (m3) Đối với tàu khách, là số ghế ngồi hoặc nằm trên tàu do cơ quan đăng kiểm quy định phù họp với các công ước về vận chuyến hành khách Mđk (chỗ ngồi, nằm)

b) Các đặc trưng kỹ thuật của tàu

Các đặc trưng kỹ thuật của tàu bao gồm mặt phang hình dạng, kích thước và các chỉ tiêu đặc trưng

- Hình dạng thân tàu được xác định bởi các mặt phẳng hình dạng như hình 1.4 thể hiện Những mặt phang hình dạng này thu được từ giao tuyến của các mặt ngoài của tàu với một số mặt phang ở các vị trí cách đều nhau và song song với các mặt chiếu chính Các mặt phẳng đó là: mặt phẳng thẳng đứng cắt tàu theo trục dọc của nó gọi là mặt cắt dọc (xuyên tâm); mặt phang nằm ngang cắt tàu theo đường nối (tàu chất tải), còn gọi là mặt bằng (nổi); mặt phẳng thẳng đứng nhưng vuông góc với mặt cắt dọc và cắt tàu ở vị trí nửa chiều dài lý thuyết, gọi là mặt cắt ngang (rẻ sườn)

Hình 1.4 Mặt phắng hình dạng của một tàu khách

a) Mặt căt ngang; b) Mặt căt dọc; c) Mặt băng.

- Các kích thước chủ yếu của một tàu bao gồm:

+ Chiều dài của tàu: Chiều dài lý thuyết là khoảng cách đo giữa 2 điếm từ sống mũi

đến sống đuôi tại mặt cắt phang nổi (đường nước), ký hiệu là Ltk- Chiều dài đo giữa 2 điểm ngoài cùng của sống mũi và sống đuôi trên hình chiếu bằng của chúng, dùng để xác định gabarit đường thủy, ký hiệu là Lt, xem hình 1.5

+ Chiều rộng của tàu: Chiều rộng lý thuyết là khoảng cách đo giữa 2 điếm ngoài cùng của mạn tàu trên giao tuyến của mặt phang nối (đường nước) mặt cắt chính giữa của tàu.Chiều rộng thực của tàu Bt dùng đế xác định gabarit đường thủy là khoảng cách giữa 2 điểm ngoài cùng của mạn tàu đo trên hình chiếu bằng tại mặt cắt chính giữa của tàu

+ Chiều cao của tàu: Chiều cao lý thuyết là khoảng cách từ mặt phẳng đáy đến mặt boong dưới của tàu đo tại sườn giữa, ký hiệu là Ft

Chiều cao trên nước của tàu p đo từ mặt phăng nối đến điếm cố định cao nhất của tàu, Pmax xuất hiện khi tàu chạy không tải, pmin xuất hiện khi tàu chạy đầy tải

+ Mởn nước: là một kích thước lý thuyết, đo từ mặt phẳng đáy đến mặt phẳng nổi chở hàng Mớn nước T thường là đại lượng đo bằng khoảng cách từ điểm thấp nhất của đáy tàu đến mặt phẳng nổi chở hàng do cơ quan đăng kiểm quy định

+ Lượng rẽ nước: Lượng rẽ nước ký hiệu D là trọng lượng tính bằng tấn của thế tích nước bị tàu choán chỗ Hiệu số giữa lượng rẽ nước đầy tải Dt và lượng rẽ nước không tải

Do là trọng tải hàng hóa thực của tàu

Hình 1.5 Một số kích thước chủ yếu của tàu

- Các hệ số hình dạng:

Loại hình tàu được phân biệt thông qua các hệ số hình dạng sau:

a = S/BtLt - gọi là hệ số choán mặt nổi

V

d = ——- - gọi là hệ số chuẩn đoán thể tích

trong đó: 5 - diện tích mặt phang nôi

Cờ - diện tích mặt cắt sườn

V - thể tích lượng nước bị tàu choán chỗ.

Hệ số a chính là tỷ số giữa diện tích mặt cắt theo đường nước của tàu và diện tích hình chữ nhật bao quanh nó Neu a lớn chứng tỏ sức cản của tàu lớn, a nhỏ thì tính điều khiên kém và ngược lại

Hệ số B chính là tỷ số giữa diện tích mặt cắt sườn giữa của tàu và diện tích hình chữ nhật bao quanh nó B có ảnh hưởng đến khả năng điều động của tàu Các xà lan hình vỏ dưa dễ điều động hơn xà lan đáy bằng

Hệ số 8 là tỷ số giữa thế tích lượng chiếm nước của tàu và thế tích hình hộp bao quanh Neu 8 lớn thì sức cản lớn, nhưng tàu xếp được nhiều hàng hóa Các tàu tự hành đều có 8 < 1, riêng xà lan tàu LASH và các phân đoạn giữa của đoàn xà lan phân đoạn thì 8 =1

- Các tỷ số kích thước tàu:

độ vững chắc của tàu: Neu c lớn thì khả năng chống đỡ với tác dụng của ngoại lực kém Tỷ số

d phản ánh tính điều khiến tốt hay xấu: nếu d lớn thì tàu dễ điều khiển Tất cả các tỷ số này đều

có quan hệ với nhau và có phạm vi tối ưu, được quy định trong các sổ tay thiết kế tàu

+ Đoàn tàu lập ra phải có tốc độ đảm bảo thời gian giao hàng quy định

- Yêu cầu:

+ Có sức cản nhỏ nhất;

+ Đảm bảo tính điều khiển tốt;

+ Dễ tháo, ghép, dễ thao tác khi giải thể và lập đoàn;

+ Lợi dụng được sức đây cùa dòng nước khi đi xuôi và giảm sức cản của nước khi đi ngược

a) Đoàn tàu kéo

- Đối với trường hợp đi ngược dòng: thường ghép thành một hàng dọc (xem các hình l-6a, b) Những xà lan tốt nhất, có chiều dài, chiều rộng mớn nước lớn nhất được bố trí đầu đoàn Những xà lan rỗng ghép ở cuối đoàn Những xà lan có mớn nước khác nhau thì ghép theo thứ tự mớn nước giảm dần từ đầu đến cuối Trong cách ghép một hàng dọc,

có thể là hàng dọc đơn (do từng xà lan một nối đuôi nhau), cũng có thể là hàng dọc kép do

2 3 xà lan ghép cạnh nhau Ngoài ra, cũng có trường hợp ghép thành nhiều hàng dọc

- Đối với trường hợp đi xuôi dòng, hình thức chủ yếu của đoàn tàu là kéo chùm Khoảng cách dọc giữa các xà lan tận dụng rút ngắn (1 - 3m) Đôi khi đoàn tàu được tổ chức sao cho ở hàng cuối cùng ít hơn hàng trước đó một chiếc; các xà lan sau được kéo ở sống mũi, trực tiếp từ sống đuôi xà lan hàng trước nó; các xà lan chằng buộc với nhau sao

cho chúng không va đập lẫn nhau ở những đoàn tàu lớn, do yêu cầu thao tác neo đậu, 2-3

xà lan hàng cuối thường đặt đuôi trước, mũi sau

Các hình 1.6c, d, e thế hiện ba loại đoàn tàu kéo thường thấy

Chiều dài cáp kéo ảnh hưởng lớn đến sức cản và hiệu quả điều khiến đoàn tàu Ví dụ, đối với một đoàn tàu kéo một hàng dọc 4 xà lan, rút ngắn cáp kéo từ 200m xuống 100m, khi đi ngược dòng, sức cản tăng lên từ 11% đến 17%

Các nghiên cứu chứng tỏ rằng, đối với mỗi tốc độ và mỗi đoàn tàu kéo có một chiều dài tối ưu của cáp kéo, công suất tàu kéo càng lớn thì chiều dài tối ưu cáp kéo càng dài.Chiều dài cáp kéo của đoàn tàu xuôi dòng ngắn hơn so với đoàn tàu đi ngược dòng.Chiều dài cáp giữa các xà lan ở tất cả các kiểu ghép đều được xác định cho từng trường hợp cụ thể, để sao cho rút ngắn đến yêu cầu tối thiểu (3/4 chiều rộng xà lan)

Trong khu vực âu tàu và trên các đoạn khó, chiều dài cáp kéo và cáp nối thường ngắn hơn Chiều dài cáp kéo có thể thay đối dọc đường nhờ các tời đặt trên tàu kéo Cáp chằng

xà lan xuyên qua các tai của cọc cáp

Trên sông Rin của Pháp, sử dụng cách ghép nối độc lập từ tàu kéo đến từng xà lan, như hình 1.6d thể hiện để tháo dỡ một cách linh hoạt

Trong các cảng vịnh thường sử dụng hình thức ghép mạn như hình 1.6e thế hiện Hình thức tương đối mới của đoàn tàu kéo là ghép khớp Đoàn tàu gồm số lượng lớn xà lan liên kết với nhau bằng khóp và dùng một tàu kéo Liên kết khớp được thực hiện nhờ một thanh kết cấu chuyên dụng Đôi khi tàu kéo cũng chính là một đơn vị nằm trong mảng ghép được lắp thêm các thiết bị động lực như hình 1.6

xã Jan ỈQn

Hình 1.6 Các phương thức ghép đoàn tàu kéo

b) Đoàn tàu đây

Đoàn tàu đấy bao gồm các xà lan (hoặc xuồng hàng) ghép liền nhau và di chuyến nhờ tác động của một tàu đẩy phía sau Trong điều kiện tàu hàng nhiều mà số lượng tàu có trang bị động cơ ít, trong điều kiện luồng lạch có độ sâu và gabarit hạn chế, đoàn tàu đẩy được coi là thuận lợi và kinh tế hơn so với đoàn tàu kéo Các phương thức ghép đoàn tàu đẩy được thể hiện trong hình 1.7 Đoàn tàu đẩy có thể ghép cứng hoặc mềm Phương thức ghép mềm cho phép những đoàn tàu lớn dễ dàng vượt qua các đoạn cạn hoặc khúc cong gấp Ghép cứng bảo đảm đế đoàn tàu điều khiến được hiệu quả và thuận lợi hơn Điều khiển đoàn tàu được thực hiện trên cabin tàu đẩy Mũi tàu đẩy và đuôi tàu hãng thường có hình dạng đặc biệt đế lắp đặt tấm đệm Khi ghép mềm thường sử dụng con lăn động ở đuôi tàu hàng đê sống mũi tàu đấy tìm diêm tì thích hợp

Hình 1.7 Các phương thức ghép đoàn tàu đấy

Đoàn tàu đây giảm được 20 - 25% sức cản dòng chảy so với đoàn tàu kéo có lượng hàng tương đương, vì vậy hiệu suất máy đẩy tổng họp np = 0,35 ở đoàn tàu kéo, tăng lên 0,54 ở đoàn tàu đẩy

Trong đoàn tàu đấy do ghép liền nhau, sử dụng các xuồng hàng hở (không có nắp đậy), với vỏ 2 lớp và vách hầm chứa hàng nhẵn, phẳng có thể cẩu, xúc, ngoạm dễ dàng nên chất dờ hàng, nhất là hàng rời và hàng kiện, đơn giản và nhanh hơn Trong đoàn tàu đẩy, thuyền viên chỉ tập trung phục vụ ở tàu đây, số lượng thuyền viên giảm xuống được nhiều, chỉ cần một người cho 1000 - 2000 tấn hàng

1.3.4 Các phương tiện vận tải trên đường thủy nội địa hiện nay ở nước ta

a) Đội hình xà lan và tàu sông điên hình ở miền Bắc

Đội hình xà lan tiêu biếu ở miền Bắc gồm 4 xà lan 200 tấn với một tàu đẩy 135CV, kích thước toàn bộ của đội hình là 96 X 13,6m và mớn nước khi đầy tải là l,2m Đội hình

như vậy có khó khăn khi gặp những khúc cong gấp, nên thường phải tháo dỡ Ngoài ra, còn có đoàn tàu kéo gồm 6 xà lan 120 tấn với chiều dài tổng cộng là 100m.

Các xà lan lớn hơn cũng được khai thác nhưng không vượt quá 400 tấn trọng tải và 1,4 - l,5m mớn nước khi đây hàng Trong trường hợp này, chiều dài của xà lan vào khoảng

40 - 42m Hai xà lan 400 tấn thường được đẩy bởi một tàu đẩy có hai chân vịt Những xà lan 100 tấn thường được sắp xếp trong đội hình có 8 xà lan Một vài xà lan tự hành có sức chở 100 và 200 tấn cũng được khai thác

Các xà lan LASH hoạt động ở miền Bắc vịnh Hạ Long có sức chở 267 tấn hoặc 1100 tấn

b) Đội hình xà lan và tàu sông điên hình ở miên Nam

Các phương tiện vận tải sông tiêu biểu hoạt động ở miền Nam là những thuyền mành bằng gỗ 90 - 100 tấn tự hành bằng máy đẩy "đuôi tôm" hoặc kéo, bằng tàu kéo 60CV, và ở mức độ ít hơn là những xà lan thép 250 tấn được lai dắt bằng những tàu lai 135CV đến 200CV, đặc biệt là ở thành phố Hồ Chí Minh

Mớn nước cùa những thuyền gỗ lớn nhất vào khoảng 2,Om Phần lớn nhất của vận tải thủy nội địa là ở Đồng bằng sông Cửu Long, thuộc sở hữu của các họp tác xã và cá thể Sức chở trung bình của các thuyền này thường chỉ khoảng 20 tấn Trên các tuyến đường thủy chính ở miền Nam còn có hoạt động của các đội hình gồm hai xà lan LASH 1100 tấn

có tàu lai dắt

c) Tàu pha sông biền

Vận tải thủy Bắc-Nam được thực hiện theo phương thức LASH và tàu sông biển.Tuyến vận tải sông biến hiện nay sử dụng là tuyến Hà Nội - cần Thơ qua cửa Lạch Giang và cửa Định An, dài 1860km Mốc khởi đầu cho phương thức này là sự kiện tàu Thuận An I, trọng tải 600 tấn công suat 400CV đi từ Hải Phòng đến cửa Lạch Giang và ngược sông Hồng về Hà Nội ngày 15 tháng 12 năm 1982 Tiếp sau đấy, tàu 600 tấn mang tên 25 tháng 3 đã đưa gạo từ cần Thơ ra Hà Nội, tàu Định An trọng tải 1800 tấn với số hàng hạn chế cũng đã từ miền Nam ra cập cảng Hà Nội

Đội tàu sông biên hiện nay được hình thành với các tàu hàng khô trọng tải 400 tấn,

600 tấn, 1000 tấn

Kích thước một số tàu sông biến chế tạo ở Việt Nam được thống kê trong Bảng 1.3

Bảng 1.3 Kích thước tàu sông biển Việt Nam

Tên tàu

Mớn nước đầy tải T(m)

Lượng giãn nước D(t)

Chiều rộng Bt (m)

Chiều dài

Lt (m)

Chiều cao mép boong

b) Trong các trường hợp đặc biệt, kích thước của đường thủy do cơ quan có thẩm quyền quy định

1.3.5.2 Mực nước cao thiết kế

Mực nước cao thiết kế để xác định tĩnh không khoang thông thuyền dưới cầu, đường ống và đường dây điện bắc qua sông đối với:

a) Vùng không có thủy triều

- Khoang thông thuyền dưới cầu và dưới đường ống là mực nước ứng với tằn suất 5% trên đường tần suất lũy tích mực nước trung bình ngày

- Đường dây điện bắc qua sông là mực nước ứng với tần suất 1% trên đường tần suất lũy tích mực nước trung bình ngày

c) Vùng giao thoa: tính cho 2 trường hợp trên, và lấy giá trị lớn hơn

d) Đoi với vùng hồ chứa: mực nước cao thiết kế là mực nước khai thác (thiết kế) cao nhất của hồ

Ghi chú: sô liệu quan trăc không dưới 10 năm.

c) Vùng giao thoa: tính cho 2 trường hợp trên, và lấy giá trị lớn hơn.

Ghi chú: số liệu quan trắc không dưới 10 năm.

1.3.5.3 Mực nước thiết kế đặc biệt

Trong trường hợp mực nước thiết kế khác với các mức nước đặc trưng nêu trên do các yêu cầu đặc biệt cần có quy định riêng do các cơ quan có thẩm quyền quy định

1.4 PHÂN LOẠI - PHÂN CẤP ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA

1.4.1 Phân loại

Theo tính chất luồng tàu và chế độ dòng chảy trong luồng, đường thủy nội địa chia ra:

a) Luồng tàu trên sông thiên nhiên.

b) Luông tàu trên sông kênh hóa.

c) Luồng tàu trên kênh nhân tạo.

d) Luồng tàu vùng cửa sông ra biên.

1.4.2 Phân cấp

Nguyên tắc xác định cấp kỹ thuật đường thủy nội địa như sau:

Nguyên tắc 1: cấp kỳ thuật tuyến đường thủy nội địa phải được xác định tương ứng với các thời kỳ quy hoạch

Nguyên tắc 2: Yeu tố quyết định cấp kỹ thuật của tuyến đường thủy nội địa là trọng

tải và kích thước tương ứng của đội tàu vận tải được lựa chọn đế khai thác hiệu quả trên tuyến đó

Nguyên tắc 3: Việc áp cấp cho liên tuyến nối kết các sông, kênh được áp dụng như sau:

- Trường hợp 70% của cấp theo quy hoạch và 30% còn lại đạt dưới cấp kỹ thuật liền

kề, sẽ được áp cấp chung theo các cấp đã đạt được 70%

- Trường hợp dưới 70% của cấp theo quy hoạch, cả tuyến sẽ được áp cấp kỹ thuật dưới cấp liền kề theo quy hoạch.

Theo tầm quan trọng và các đặc trưng của luồng tàu thủy, đường thủy nội địa được chia thành nhiều cấp Theo quy định hiện hành, hệ thống đường thủy nội địa được chia thành 7 cấp kỹ thuật, bao gồm: cấp đặc biệt, cap I, cap II, cap III, cap IV, cap V và cap VI Chi tiết vai trò và chức năng của các tuyến đường thủy nội địa ứng với các cấp kỹ thuật được trình bày tại Bảng 1.4

Bảng 1.4 Vai trò và chức năng của các tuyến đường thủy nội địa

là phần đường thủy nội địa của tuyến vận tải có thề khai thác hiệu quả đối với đoàn

sà lan đến 4 X 600 tấn và phương tiện thủy nội địa có trọng tải đến 1.000 tấn.

II

là phần đường thủy nội địa của tuyến vận tải có thể khai thác hiệu quả đối với đoàn sà lan 4 X 400 tấn và 2 X 600 tấn và phương tiện thủy nội địa có trọng tải đến 600 tấn.

III là phần đường thủy nội địa của tuyến vận tải có thể khai thác hiệu quả đối với

đoàn sà lan đến 2 X 400 tấn và phương tiện thủy nội địa có trọng tải đến 300 tấn.

IV là phần đường thủy nội địa của tuyến vận tải có thể khai thác hiệu quả đối với

đoàn sà lan đến 2 X 100 tán và phương tiện thủy nội địa có trọng tải đến 100 tấn.

V là phần đường thủy nội địa của tuyến vận tải có thể khai thác với cỡ phương tiện

thủy nội địa có trọng tải đến 50 tấn.

VI là phần đường thủy nội địa của tuyến vận tải có thể khai thác với cỡ phương tiện

thủy nội địa có trọng tải đến 10 tấn.

Bảng 1.5 giới thiệu phân cấp đường thủy của nước ngoài Bảng 1.6 giới thiệu bảng phân cấp kỹ thuật đường thủy nội địa của Việt Nam

Bảng 1.5 Bảng phân câp đưòng thủy nội địa ở các nước Tây Au

(theo ủy ban Kinh tế Liên hợp quốc)

Tải trọng 300t 600t 1000t 1350t 2000t 3000t a) Phương tiện

Lưu không cao

Chiều rộng

khoang

(m) 3,70-4,50 4,10-7,00 4,00 4,00-5,85 5,25-9,10 9,10-40,0

Trên kênh (m) 5,20-20,00 7,00-25,00 18,00 20,00-40,00 12,00-80,00 80,00 Trên sông (m) 9,00-34,00 7,25-15,00 12,50-20,00 20,00-70,00 35,00-40,00 75,00 d) Âu

Chiều rộng có

ích (m) 5,20-6,75 7,00-10,00 8,60-12,50 10,00-24,00 12,00-18,00 16,00-24,00

Chiều dài có ích (m) 38,50-47,00 50,00-67,00 70,00-100,00 82,00-136,00 100,00-136,00

114,00-150,0 Chiều sâu qua

ngưỡng (m) 2,00-3,50 2,30-3,00 3,00-5,90 3,00-4,50 3,00-3,80 4,50-8,75

Các số trong bảng là cực trị quan sát được.

Bảng 1.6 Cấp kỹ thuật đường thủy nội địa Việt Nam

kính cong

Chiều dài

Chiều rộng

Độ sâu ngưỡng

Khẩu độ khoang thông thuyền

V - Nam >2,1 >25 >2,2 >15 >80 18,0 5,5 1,9 >15 >25 4 (3,5) 7 +AH 1,5

Ghi chú:

- X - Bắc: cấp X đối với đường thủy nội địa khu vực bao gồm các tỉnh, thành phố khu vực phía Bắc và miền Trung

- X - Nam: cap X đối với đường thủy nội địa khu vực bao gồm các tỉnh, thành phố khu vực phía Nam

- Chiều rộng sông, kênh là bề rộng tại đáy luồng

- Độ dư an toàn AH theo các quy định hiện hành

- Chiều sâu đặt dây cáp/đường ống được quy định phải đặt dưới cao trình đáy thiết kế luồng theo quy hoạch

- Trị số () không ưu tiên sử dụng

PHỤ LỤC (tham khảo) Kích thước đội tàu theo cấp kỹ thuật đường thủy nội địa Việt Nam

Cấp

Bảng 1.7 Bảng phân cấp đường thủy nội địa ở Trung Quốc

Cấp

Kích thước phương tiện

Kích thước đoàn tàu dài X

rộng X mớn (m)

Kích thước tối thiểu lạch chạy tàu

màu kiệt (m)

Kích thước buồng tàu

(m) Lưu không cầu (m)

Dài Rộng

Sâu

qua ngưỡng

Độ sâu ng.cạn

Rộng đáy Sâu

-Bảng 1.8 -Bảng phân câp đường thủy nội địa Việt Nam (TCVN 5664 - 2004)

Cấp

Bán kính cong

Cầu

Tình không dây điện chưa kể phần an toàn từ trường

1.5 MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA Ở NƯỚC TA

Việt Nam có trên 2.360 sông suối với tống chiều dài khoảng 198.000km, trong đó có khoảng 41.000km có thể sử dụng để phát triển vận tải thủy Chiều dài đó tưong đương với chiều dài đường thủy nội địa của nước Mỹ (40.600km) và lớn hơn tống số chiều dài đường thủy nội địa của các nước châu Âu ngoài Liên Xô cũ Hơn nữa, sông, suối nước ta nước cở bản có chế độ dòng chảy duy trì quanh năm, không bị gián đoạn bởi thời kỳ đóng băng như

ở các nước hàn đới Mật độ sông suối tương đối cao, có vùng đạt tới 4km sông/ suối trên một km2 như tại các vùng Đồng bằng sông Hồng - Thái Bình và Đồng bằng sông Cửu Long

Hướng chảy chủ yếu của các sông ở nước ta là hướng Tây Bắc - Đông Nam (trong đó

có các sông lớn nhất như Hồng, Mã, Cả, Cửu Long ), một số sông khác có hướng vòng cung (các sông ở miền Đông Bắc Bộ: Lô, Lục Nam, Thương ), hoặc theo hướng ngược lại

từ Đông sang Tây như tại vùng Rạch Giá, Kiên Giang (hệ thống sông Cái Lớn-Cái Bé) Một số sông có hướng chảy không phù hợp với hướng vận tải hàng hóa chủ yếu là hướng Bắc - Nam Đe khắc phục tình trạng đó, phải sử dụng các kênh đào nối liền các lưu vực như kênh nhà Lê ở miền Trung (đời Lê Đại Hành năm 982), kê Vĩnh Te và các kênh ở vùng Đồng bằng Nam Bộ, hoặc sử dụng phương thức vận tải pha sông biển vì hầu hết các sông nước ta đều đổ ra biển Đồng Hiện nay, lực lượng vận tải thủy nội địa nước ta đã

có trên 100 vạn tấn phương tiện và đã khai thác được khoảng 8000km chiều dài đường sông ở cấp trung ương

Tống chiều dài của cả 6 cấp đường thủy nội địa hiện nay là gần 8000km (theo báo cáo hiện trạng của Cục Đường thủy Nội địa, năm 2017) Trong đó, 62% tuyến đường thủy có

độ sâu hơn l,5m Trong số 38% còn lại có độ sâu hơn l,5m thì 32% ở miền Bắc, 8% ở miền Trung và 9% ở miền Nam

Mạng lưới đường thủy nội địa ở nước ta có thế mô tả sơ lược như sau:

1.5.1 Mạng lưới đường thủy Bắc Bộ

Ớ Bắc Bộ, giao thông đường thủy phát triển chủ yếu trên các sông thuộc hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình Hai hệ thống sông này nối với nhau bằng sông Đuống và sông Luộc Sự giao lưu này làm cho hệ thống chung giữa sông Hồng và sông Thái Bình trở thành một mạng lưới đường thủy hoàn chỉnh bao phù hầu hết miền Bắc từ Quảng Ninh đến Thanh Hóa (xem hình 1.8).

Các trung tâm của mạng lưới đường thủy Bắc Bộ là cảng Hà Nội và cảng Hải Phòng

Từ Hà Nội đi Việt Bắc - Tây Bắc có tuyến theo sông Hồng đi Việt Trì (68km) Từ Việt Trì theo sông Lô đi Tuyên Quang (98km), theo sông Đà đi Hòa Bình (70km), chợ Bờ (93km)

Hoạt động nhộn nhịp nhất là các tuyến vùng Đồng bằng Bắc Bộ Các tuyến chủ yếu bao gồm:

- Tuyến Hà Nội - Cát Hải qua sông Đuống, Nau Khê, Trại Sơn, Quảng Yên ra cửa Lạch Huyện theo sông Chanh dài 173km Trên tuyến này có hai trở ngại lớn: về mùa nước kiệt nhiều đoạn sông mực nước chỉ còn 0,6 - l,5m nước; mùa lũ chiều cao tĩnh không ở cầu Đuống quá thấp Do đó, thời gian hoạt động cho phép bị hạn chế: Với tàu có mớn nước l,8m, thời gian hoạt động cho phép là 145 ngày/năm; với tàu có mớn nước nhỏ hơn, trung bình phải ngừng hoạt động ngày trong một năm

- Tuyến Hà Nội - Hải Phòng theo sông Đuống qua Trại Sơn dài 142km Từ ngã ba Kênh Khê đến cửa Nam Triệu, nước sâu 4 đến 6m, tàu đi lại thuận lợi, nhưng từ Trại Sơn

về Hà Nội vẫn gặp những trở ngại như tuyến Hà Nội - Lạch Huyện, số ngày cho phép các phương tiện hoạt động bị hạn chế như tuyến đi Cát Hải

- Tuyến Hà Nội - Hải Phòng theo sông Luộc qua ngã ba Văn úc dài 198km Từ ngã

ba Văn úc về Hải Phòng phải qua các sông Văn úc, Lạch Chay, sông Đào, Tam Bạc, Hạ

Lý Tuyến sông này có nhiều đoạn hẹp và cạn, đòi hỏi nạo vét thường xuyên hàng năm, mặt khác lại vướng hai cầu, cầu Xi Măng và cầu An Dương có chiều cao tĩnh không thấp

và cửa Luộc rất cạn về mùa khô

- Tuyến Hà Nội - Thái Bình qua cửa Luộc, Phạm Lỗ, dài 118km (nếu ra cửa Trà Lý dài 159km) Từ Hà Nội đến Trà Lý đi lại thuận tiện, về mùa cạn chỉ ở Km 121 độ sâu là l,lm và không phải đi theo sông Luộc có nhiều đoạn cạn Theo tuyến này phải qua cầu Bo, hiện chiều cao tĩnh không chỉ cho phép tàu có chiều cao dưới 3,9m qua lại, hàng năm về mùa lũ có khả năng tắc nghẽn giao thông 10 đến 20 ngày Theo tuyến này đến Phú Hậu (90km) rẽ sang sông Đào đi 18km nữa sẽ đến Nam Định

Tuyến từ Hà Nội đến cửa Ba Lạt 164km Cửa Ba Lạt rất nông, luồng lạch không on định, thường có sóng lớn, tàu thuyền qua lại không an toàn

- Tuyến từ Hà Nội đến cửa Lạch Giang, theo sông Hồng qua sông Ninh Cơ ra cửa Lạch Giang dài 181km, sông Ninh Cơ có lòng sông sâu, rộng, bán kính cong lớn Tuy về mùa cạn, ở một vài diêm giao thông như Km 112 (Vạn Diêm) và Km 121 (Phú Cường), độ sâu chỉ từ Im đến l,3m, nhưng nhìn chung tuyến sông này thuận lợi cho việc đi lại Ớ cửa Lạch Giang (sông Ninh Cơ) khi thủy triều xuống, mực nước thấp nhất là l,5m, dao động do thủy triều là 2m - 3m, ít sa bồi, luồng lạch tương đối ồn định

Một hạn chế cho tàu bè đi lại trên các sông miền Bắc là thường gặp các đoạn có bán kính cong nhỏ Trong 2000km sông được sử dụng ở miền Bắc, có đến 400 khúc cong, trong đó 35% có bán kính lớn hơn 500m, 50% có bán kính từ 200m đến 500m, và 15% có bán kính nhỏ hơn 200m Có thể thấy những đoạn cong có bán kính nhỏ hơn 150m: Đoạn cong Ngã Ba Kèo trên sông Kinh Thầy, bán kính cong chỉ có 100m, với chiều rộng lòng sông là 50m Các đội hình xà lan đẩy phải tháo dỡ bớt để đi qua những khúc như vậy và

các xà lan phải được lai dắt từng cái một Trên tuyến sông từ Hải Phòng đến Hà Nội vài khúc cong đòi hỏi phải tháo dỡ các đội hình xà lan Trung bình cứ 500m sông có một khúc cong.Nhưng trở ngại chủ yếu trên các tuyến đường thủy Bắc Bộ là các đoạn cạn số đoạn cạn phải nạo vét, chỉnh trị trên sông Hồng, đoạn từ cửa Ninh Cơ đến Hà Nội là 15, trên tuyến sông từ Hải Phòng đi Phả Lại là 8, trên sông Luộc là 10 và trên sồng Đuống cũng là 10.Một nửa chiều dài của các con sông có độ sâu tối thiêu lớn hơn 2m là 38% và phần còn lại có độ sâu tối thiểu dưới Im.

Nếu thực hiện được các công việc nạo vét, chỉnh trị cần thiết (khoảng 1 triệu m3) thì

độ nước sâu sẵn có tối thiểu ở hệ thống sông Hồng sẽ là l,2m ở phía thượng lưu của Việt Trì; l,5m ở phía Phả Lại đi Hà Nội qua sông Đuống; l,8m từ sông Chanh, ngược lên Phả Lại, từ kênh Tráp đến Hải Phòng, từ sông Hồng qua sông Luộc và 3,2m trên đoạn sông Hồng từ cửa sông đến Hà Nội

Hình 1.8a Mạng lưới đường thủy Bắc Bộ (đến năm 1995)

Hình 1.8b Mạng lưới đường thủy cấp quốc gia vùng đồng bằng Bắc Bộ

(đến năm 2017)

1.5.2 Các tuyến đường thủy miền Trung

- Sông Mã chảy qua tỉnh Thanh Hóa rồi đổ ra biển Do có nhiều thác ghềnh, tàu bè chỉ

có thế qua lại trên sông phía hạ lưu của ngã ba sông Chu, xuồng đến cửa Lệ Môn (của Lạch Trào), độ sâu lớn hơn 3,4m Luồng vào cửa sông không ổn định yêu cầu chỉnh trị, nạo vét lớn

- Sông Cả (còn gọi là sông Lam) ở Nghệ An có các đặc điếm của các con sông vùng

bờ biến miền Trung, có nhiều thác ghềnh và các đoạn cong hẹp Lòng sông từ Bến Thủy đến cửa Hội khá sâu và on định (l,5m trong mùa khô)

Ngoài các hệ thống sông Mã và sông Cả nêu trên còn có những con sông nhỏ và ngắn khác (Nghèn, cấm, Bằng) được nối với nhau bằng một hệ thống kênh gồm các kênh sắt, Sòn, Than tạo thành một mạng lưới hoàn chỉnh Tất cả các kênh có độ sâu 0,5 - l,2m, một

số đoạn hiện tại bị lấp

Các sông miền Trung và Nam Trung Bộ do bị ảnh hưởng của sườn núi dãy Trường Sơn nên thường nhỏ, ngắn và dốc Tuy thế, tàu thuyền đều có thể đi lại được ở khu vực lân cận cửa sông trên những khoảng cách ngắn (10 - 20km) với độ sâu sẵn có tối thiểu trong khoảng 1 đến l,5m

Có thế kể các sông chính sau:

- Ở các tỉnh Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên: Các sồng Gianh, Nhật Lệ, Bến Hải, Thạch Hãn và sông Hương Trên sông Thạch Hãn có cảng Đông Hà có thể đón tàu

trọng tải 400 tấn nhưng đoạn luồng tàu dài 14,5km từ Cửa Việt đến cảng Đông Hà, phải tiến hành nạo vét trên chiều dài 3,5km với khối lượng 115,000m3 hàng năm.

- Ở tỉnh Quảng Nam Đà Nằng: các sông Hội An, Thu Bồn, Thanh Bổ, Long Châu, cố

Cò và Cam Le Sông Hội An và sông nhánh của nó là sông Thu Bồn, cùng với kênh An Hòa tạo thành một mạng lưới hoàn chỉnh phục vụ các mỏ than Nông Sơn, các mỏ đá Các tàu dưới 5000 tấn có thể theo sông vào đến thành phố Đà Nang và ghé vào cảng sông Hàn

- Ớ các tỉnh Quảng Ngãi và Bình Định: các sông Trà Khúc, Trà Bống, Vệ, Kim Sơn,

An Lão, Lại Giang và cồn Hà Thanh

- Ở các tỉnh Phú Yên và Khánh Hòa: các sông Ba (Đà Nằng), Đá, sông Cái (Nha Trang)

- ơ các tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận: các sông Cái, Phan Rang (kinh Dinh), Lũy,

Cà Ty, Dinh

1.5.3 Mạng lưól đường thủy Nam Bộ

Sông lớn nhất là Đồng Nai, tổng chiều dài 635km, là sông dài nhất chảy trong nội địa nước ta Các chi nhánh chính của nó là các sông La Ngà ở bờ trái, các sông Bé, Sài Gòn, Vàm Cỏ Đông và Vàm cỏ Tây ở bờ phải Tông lượng nước hàng nãm của sông Đồng Nai

là 30 tỷ m3, hàm lượng phù sa tương đối thấp Hiện nay, thượng lưu có các hồ chứa Trị An, Dầu Tiếng khống chế Sông Đồng Nai có hai cửa ra biến: Cửa Lòng Tàu và cửa Soài Rạp Đoạn cửa sông rộng, sâu, tàu 10.000T đi lại thuận tiện đến cảng Sài Gòn Ngoài ra, còn có sông Thị Vải chảy qua Bà Rịa

- Vũng Tàu vào vịnh Ghềnh Rái, có độ sâu rất lớn Một dự án "Cảng biển sâu" đang được xem xét trên sông Thị Vải cho các tàu trọng tải 30.000 - 50.000 tấn

b) Miền Tây Nam Bộ

Sông Mekong chảy vào Việt Nam theo 2 nhánh sông Tiền và sông Hậu

- Sông Tiền có chiều dài 330km, chảy ra biến Đông theo 6 ngả: sông cố Chiên vào đất Vĩnh Long, Trà Vinh dài gần 100km đổ ra biển theo 2 cửa cổ Chiên và Cung Hầu Sông Hàm Luông và sông Ba Lai chảy qua tỉnh Ben Tre dài khoảng 70km, sông Cửa Đại và sông Cửa Tiếu chảy trên đất tỉnh Tiền Giang dài khoảng 40km

- Sồng Hậu (còn gọi là sông Bassac) dài 319km, có ba cửa là Định An, Bassac và Tranh Đe Định An là cửa chính dùng cho các tàu biên Sông Mekong và các sông nhánh của nó có hàm lượng bùn cát bé, nhưng tông lượng rất lớn, ước tính 1400 triệu tấn/năm

Lòng sông sâu và rộng, thuận tiện cho giao thông thủy Độ sâu giảm dần ở các cửa sông và

ở nơi hợp dòng của các kênh và sông thứ cấp

Hình 1.9 Mạng lưới đường thủy Nam Bộ (đến năm 2000)

Hình 1.10 Mạng lưới đường thủy Nam Bộ (đến năm 2015)

Sông Tiền và sông Hậu được nối ngang với nhau bàng sông Vàm Nao (An Giang), Rạch Sa Đéc (Đồng Tháp) và Kênh Mang Thít (Vĩnh Long) làm cho sự chênh lệch lun lượng giữa sông Tiền và sông Hậu từ hơn 2 lần ở biên giới giảm nhanh đến xấp xỉ nhau ở

hạ châu thổ

Hàng trăm tuyến đường thủy kích thước khác nhau đan chằng chịt ở Đồng bằng sông Cửu Long, tạo thành một mạng lưới đường thủy giao thông hoàn chỉnh với tống chiều dài không dưới 4785km, trong đó 1600km có thế được coi là những luồng chạy tàu chính, và 386km có độ sâu luồng lạch lớn hơn 2,Om

Hệ thống sông Tiền và sông Hậu cũng nối thông với hệ thống sông Đồng Nai qua các kênh nhân tạo, trong đó quan trọng nhất là kênh Chợ Gạo Như vậy, toàn bộ khu vực đồng bằng sông Cửu Long được nối liền với thành phố Hồ Chí Minh và các cảng trong nước và quốc tế của nó bằng đường thủy

Mạng lưới đường thủy Nam Bộ khá on định, mặc dù bị ảnh hưởng thủy triều Các sông Tiền và sông Hậu khá sâu, trong khi đó những kênh cắt ngang và các sông thứ cấp thì nông hơn và hẹp hơn với những đoạn cong tương đối gấp Đặc biệt các kênh chạy song song với bờ biến thì rất nông khi thủy triều thấp Các sông và kênh với độ sâu hơn l,2m