nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của việc chất tải ven đê và vai trò của kè hộ chân đối với sự ổn định của các tuyến đê sông hồng trên địa bàn hà nội

Bên cạnh đó do ảnh hưởng của việc điều tiết nước hồ Hòa Bình, việc khó khăn trong công tác quản lý các cảng vật liệu địa phương dẫn đến việc chất tải quá lớn trên bờ sông đã gây ra hiện

MỤC LỤC

32T

DANH MỤC BẢNG BIỂU32T 332T

DANH MỤC HÌNH VẼ32T 432T

PHẦN MỞ ĐẦU32T 632T

CHƯƠNG 1.32T 32TTỔNG QUAN HIỆN TRẠNG ĐÊ ĐIỀU NHỮNG TỒN TẠI VÀ YÊU CẦU ĐẶT RA32T 832T

1.1.32T 32TGiới thiệu sơ lược sự phát triển hệ thống đê điều trong và ngoài nước32T 832T

1.1.1.32T 32THệ thống đê điều ở Việt Nam32T 932T

1.1.2.32T 32THệ thống đê điều Hà Lan32T 1432T

1.1.3.32T 32THệ thống đê điều của Mỹ32T 1632T

1.2.32T 32TNhững sự cố thường gặp của hệ thống đê ở Việt Nam32T 1832T

1.2.1.32T 32TNhững sự cố đối với đê32T 1832T

1.2.2.32T 32TNhững sự cố đối với kè32T 2032T

1.2.3.32T 32TSơ bộ đánh giá các nguyên nhân gây ra các sự cố trên32T 2132T

1.3.32T 32TNhững tồn tại trong việc nghiên cứu xử lý hư hỏng của hệ thống đê, các giải pháp và yêu cầu đặt ra32T 2432T

1.3.1.32T 32TĐối với đê32T 2432T

1.3.2.32T 32TĐối với kè32T 2632T

KẾT LUẬN CHƯƠNG 132T 3032T

CHƯƠNG 2.32T 32TNGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC CHẤT TẢI VEN ĐÊ TỚI SỰ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG ĐÊ VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ XỬ LÝ32T 3132T

2.1.32T 32TKhái quát hiện trạng và công tác quản lý của hệ thống đê sông Hồng32T 3132T

2.1.1.32T 32TKhái quát về hệ thống đê sông Hồng32T 3132T

2.1.2.32T 32THiện trạng các tuyến đê sông Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội32T 3232T

2.1.3.32T 32TVề công tác quản lý hệ thống đê sông Hồng trên địa bàn Hà Nội32T 3532T

2.2.32T 32TPhân tích tác động của việc chất tải đến quá trình làm việc của hệ thống đê điều32T 3732T

2.2.1.32T 32TTổng quát các nguyên nhân gây sạt lở bờ sông32T 3732T

2.2.2.32T 32TTác động của việc chất tải đến quá trình làm việc của hệ thống đê điều32T

3932T

2.3.32T 32TCác giải pháp kỹ thuật và công nghệ đã được áp dụng để xử lý sạt lở32T 4132T

2.3.1.32T 32TCông trình dân gian, thô sơ32T 412.3.2 Công trình bán kiên cố 43

2.4.32T 32TĐánh giá vai trò của kè hộ chân đối với sự ổn định của các tuyến đê sông Hồng trên địa bàn Hà Nội32T 5032T

2.4.1.32T 32THiện trạng các tuyến kè trên sông Hồng của thành phố Hà Nội32T 5032T

2.4.2.32T 32TVai trò của kè hộ chân đối với sự ổn định của các tuyến đê sông Hồng trên địa bàn Hà Nội32T 5532T

KẾT LUẬN CHƯƠNG 232T 5632T

CHƯƠNG 3.32T 32TĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KỸ THUẬT XỬ LÝ KÈ PHÚ THỊNH, SƠN TÂY, HÀ NỘI32T 5732T

3.1.32T 32TPhân tích nguyên nhân sự cố Kè Phú Thịnh32T 5732T

3.1.1.32T 32THiện trạng công trình32T 5732T

3.1.2.32T 32TĐặc điểm địa chất32T 6032T

3.1.3.32T 32TĐặc điểm địa hình32T 6232T

3.1.4.32T 32TĐặc điểm thời tiết và thủy văn32T 6332T

3.1.5.32T 32TĐánh giá nguyên nhân sự cố kè Phú Thịnh32T 6432T

3.2.32T 32TĐề xuất và lựa chọn các phương án kỹ thuật để giải quyết32T 6832T

3.3.32T 32TSo sánh các phương án kè hộ chân32T 7232T

KẾT LUẬN CHƯƠNG 332T 7832T

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ32T 7932T

TÀI LIỆU THAM KHẢO32T 81

Bảng 3-1.U 32TUChỉ tiêu cơ lý các lớp đấtU 6132TU

Bảng 3-2.U 32TUThống kê lượng mưa một số ngày trước khi xảy ra sự cốU 6432TU

Bảng 3-3.U 32TUSo sánh mực nước các ngày trước khi xảy ra sự cốU 6432TU

Bảng 3-4.U 32TUSo sánh các phương án hộ chânU 72

Hình 1-7.U 32TUDự án Delta WorksU 1632TU

Hình 1-8.U 32TUĐê biển ở Hà LanU 1632TU

Hình 1-9.U 32TUĐê chắn sóng của Hà LanU 1632TU

Hình 1-10.U 32TUMột vài mặt cắt kè điển hình của MỹU 1732TU

Hình 1-11.U 32TUSạt lở mái đêU 1932TU

Hình 1-12.U 32TULún sụt, bong vỡ mặt đêU 1932TU

Hình 1-13.U 32TUSạt lở bờ sôngU 2032TU

Hình 1-14.U 32TUSạt lở do tập kết vật liệu xây dựng ở Sơn Tây, Hà NộiU 2132TU

Hình 1-15.U 32TUHút cát, tập kết vật liệu trái phépU 2332TU

Hình 1-16.U 32TUXe có tải trọnglớn đi lại trên đêU 2432TU

Hình 1-17.U 32TUMái đê Hà Nội được chỉnh trangU 2532TU

Hình 1-18.U 32TUĐắp thêm cơ đê phía hạ lưuU 2532TU

Hình 1-19.U 32TUTrồng tre chắn sóngU 2532TU

Hình 1-20.U 32TUNâng cấp mở rộng mặt đê kết hợp giao thôngU 2632TU

Hình 1-21.U 32TUĐóng cọc tre để chắn sóngU 2832TU

Hình 1-22.U 32TUMặt đê kết hợp tường chắn bằng bê tôngU 2932TU

Hình 1-23.U 32TULát mái kè bằng tấm bê tông đúc sẵnU 3032TU

Hình 1-24.U 32TUKè mỏ hànU 3032TU

Hình 2-1.U 32TUSông Hồng chảy qua địa phận Hà NộiU 3132TU

Hình 2-2.U 32TUĐê sông Hồng ở Sơn Tây, Hà NộiU 3232TU

Hình 2-3.U 32TUCông trình văn hóa đê Hà Nội-“Con đường gốm sứ”U 3432TU

Hình 2-4.U 32TUCảng vật liệu ven sôngU 3632TU

Hình 2-5.U 32TUNguyên nhân và các nhân tố ảnh hưởng tới hiện tượng sạt lởU 3832TU

Hình 2-6.U 32TUChất tải ven đêU 4032TU

Hình 2-7.U 32TUHiện tượng bãi vật liệu chất tải quá cao sinh ra cung trượt mất ổn địnhU 4032TU

Hình 2-8.U 32TUTrồng tre chắn sóng bảo vệ mái đê.U 4232TU

Hình 2-9.U 32TUĐóng cọc tre chống sạt lởU 4232TU

Hình 2-10.U 32TUKè đá lát trong hệ thống rọ đáU 4432TU

Hình 2-11.U 32TUKè gạch xây khu vực nhà cửa, bến bãiU 44

Kè đá xây bảo vệ bến cảng

Hình 2-17.U 32TUTính ổn định kè lăng thể hộ chân, K = 1,785U 4832TU

Hình 2-18.U 32TUTính ổn định kè lăng thể hộ chân kết hợp rồng đá, K = 1,821U 4932TU

Hình 3-1.U 32TUVị trí công trình (2010)U 5732TU

Hình 3-2.U 32TUChất tải cát tại kè Phú Thịnh và hiện tượng lún sụtU 5832TU

Hình 3-3.U 32TUVết nứt rộng tại mặt nềnU 5832TU

Hình 3-4.U 32TUKè đá cũ bị phá hỏngU 5932TU

Hình 3-5.U 32TUKè đá cũ bị đẩy dịch ra phía lòng sông hàng chục mU 5932TU

Hình 3-6.U 32TUMặt cắt địa chất điển hình khu vực sự cốU 6232TU

Hình 3-7.U 32TUSơ đồ tính toán ổn định với địa hình tự nhiênU 6532TU

Hình 3-8.U 32TUHệ số ổn định trường hợp địa hình tự nhiên K = 1,214U 6632TU

Hình 3-9.U 32TUHệ số ổn định trường hợp địa hình tự nhiên có chất tải 60KN/m2, K = 1,022U 6732TU

Hình 3-10.U 32TUSơ đồ tính toán trường hợp lăng thể hộ chân B = 5m, bãi sông chất tải 60KN/m2.U 7032TU

Hình 3-11.U 32TUHệ số ổn định K = 1,285U 7132TU

Hình 3-12.U 32TUHệ số ổn định K = 1,332 (m = 2,0; B = 7m)U 7432TU

Hình 3-13.U 32TUHệ số ổn định K = 1,367 (m = 2,0; B = 9m)U 7532TU

Hình 3-14.U 32TUHệ số ổn định K = 1,352 (B = 5m; m = 2,5)U 7632TU

Hình 3-15.U 32TUHệ số ổn định K = 1,352 (B = 5m; m = 3,0)U 77

PHẦN MỞ ĐẦU 1) Tính cấp thiết của đề tài

Thủ đô Hà Nội có 2 hệ thống sông lớn chảy qua là hệ thống sông Hồng và hệ thống sông Thái Bình, bao gồm các con sông chính như: sông Đà, sông Hồng, sông Đáy, sông Đuống, sông Cầu, sông Tích, sông Bùi và sông Cà Lồ

Với những biến động bất thường của thời tiết và xu thế phát triển kinh tế của thủ đô, việc đầu tư để nâng cấp các tuyến đê sông là hết sức cần thiết Hệ thống đê điều thành phố Hà Nội đã và đang từng bước được đầu tư cải tạo, nâng cấp cơ bản đáp ứng được yêu cầu phòng chống lụt bão và phát triển dân sinh kinh tế Những năm gần đây do ảnh hưởng của sự thay đổi thời tiết, lượng nước về mùa kiệt xuống thấp làm cho sự chênh lệch mực nước giữa hai mùa lũ và mùa kiệt lớn Bên cạnh đó

do ảnh hưởng của việc điều tiết nước hồ Hòa Bình, việc khó khăn trong công tác quản lý các cảng vật liệu địa phương dẫn đến việc chất tải quá lớn trên bờ sông đã

gây ra hiện tượng sạt lở nguy hiểm đe dọa đến an toàn công trình đê điều, ảnh hưởng đến tính mạng và tài sản của các hộ dân sinh sống ven sông

Trước tình hình đó để đảm bảo an toàn cho các tuyến đê và bảo vệ khu dân cư, bảo vệ đất đai, tạo điều kiện ổn định phát triển kinh tế - xã hội, ổn định an ninh, chính trị, ổn định đời sống của nhân dân việc nghiên cứu lập các dự án đầu tư xử lý chống sạt lở trên tuyến đê sông Hồng là đặc biệt cần thiết

Xuất phát từ ý nghĩa thực tiễn trên học viên lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu,

phân tích ảnh hưởng của việc chất tải ven đê và vai trò của kè hộ chân đối với sự

ổn định của các tuyến đê sông Hồng trên địa bàn Hà Nội”

2) Mục đích của đề tài

Đánh giá hiện trạng đê điều của thành phố Hà Nội trong thời gian gần đây Nghiên cứu, phân tích vai trò của kè hộ chân đến sự ổn định của đê Sông Hồng

3) Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

3.1 Cách tiếp cận

Tổng hợp, thu nhập các số liệu và phân tích ảnh hưởng của việc chất tải quá lớn trên bờ sông của các cảng vật liệu địa phương (cát, đá, sỏi, than…) Từ đó khẳng định đây là một trong những nguyên nhân gây ra sạt lở bờ sông

3.2 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tài liệu hướng dẫn, các giải pháp kỹ thuật chống sạt lở bờ sông So sánh các ưu, nhược điểm của các phương án đó để tìm ra biện pháp tối ưu trong việc

xử lý chống sạt lở bờ sông trong mùa mưa lũ

Qua số liệu tính toán khẳng định vai trò của kè hộ chân từ lúc triển khai thi công đến khi đưa vào quản lý, vận hành khai thác sử dụng đối với các tuyến đê sông Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG ĐÊ ĐIỀU NHỮNG TỒN TẠI VÀ

YÊU CẦU ĐẶT RA

1.1 Giới thiệu sơ lược sự phát triển hệ thống đê điều trong và ngoài nước

Đê là một dãy đất hình thành tự nhiên hoặc do con người tạo nên còn gọi là đê nhân tạo chạy dọc theo các bờ sông hay bờ biển

Đê tự nhiên được hình thành do sự lắng đọng của trầm tích trong lòng sông khi dòng nước này tràn qua bờ sông thường là vào những mùa lũ Các đê thiên nhiên là đặc điểm phổ biến của các con sông có nhiều sự thay đổi hướng dòng chảy Tại các vùng ven biển thì các đụn cát cũng có thể coi là đê tự nhiên, hình thái này khá phổ biến ở các tỉnh khu vực miền Trung nước ta

Hình 1-1 Cồn cát ven biển Bố Trạch, Quảng Bình – Đê biển tự nhiên

Đê nhân tạo do con người xây dựng nên, nó có thể là vĩnh cửu hoặc được sử dụng tạm thời để chống lũ trong trường hợp cần thiết Vai trò của đê nhân tạo là ngăn nước tràn vào các khu dân cư sinh sống hoặc các phần diện tích đất đai mà con người dùng để sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp…Hiện nay, trên thế giới chủ yếu là các hệ thống đê nhân tạo

Tổ hợp đê và các công trình khác trong hệ thống công trình phòng chống, giảm nhẹ các hiểm họa do thiên tai hoặc do sự thay đổi bất thường của thời tiết gây ra được rất nhiều quốc gia quan tâm Tuy nhiên, tùy theo đặc điểm của từng nước như:

đặc điểm tự nhiên, tình dân sinh kinh tế và trình độ khoa học kỹ thuật… mà hệ thống công trình đê điều được hình thành và phát triển ở mức độ khác nhau

1.1.1 Hệ thống đê điều ở Việt Nam

Trong sách lịch sử Việt Nam, đê được nói đến đầu tiên là vào khoảng năm 521 dưới thời Lý Bí (tức Lý Bôn) Tuy nhiên, người có công và được nhắc nhở nhất là Cao Biền, giữa thế kỷ thứ 9: “Sử chép rằng Cao Biền đào sông, khơi ngòi, mở đường lộ, lập quán trọ cho khách đi đường trên khắp An Nam Nhiều đoạn đê, nhất

là đoạn đê trên vùng gần Hà Nội hiện nay được đắp để chống lụt lội” Cao Biền ra lệnh dân thiết lập đê quanh thành Đại La với tổng số chiều dài 8.500 thước, cao 8 thước

Đê Cơ Xá là con đê đầu tiên được vua Lý Nhân Tông (1072-1127) cho xây dựng vào tháng 3 năm Mậu Tý (1108) để bảo vệ kinh thành Thăng Long khỏi ngập lụt Nhà vua ra lệnh đắp đê trên sông Như Nguyệt (Sông Cầu bây giờ) dài 30 km Thiết lập đê biển được ghi trong lịch sử đầu tiên là vào cuối nhà Trần, Hồ Quý

Ly cải tổ lại điền địa “Khi trước những nhà tôn thất cứ sai đầy tớ ra chỗ đất bồi ở ngoài bể, đắp đê để một vài năm cho hết nước mặn, rồi khai khẩn thành ruộng Nay ngoại trừ bậc đại vương, công chúa ra, thứ dân không được có hơn 10 mẩu”

Đến thời kỳ Pháp thuộc, trong quá trình cai trị, chính quyền thực dân cũng gặp phải không ít khó khăn bởi những thiệt hại do thiên tai, lũ lụt gây ra Trước áp lực của dư luận, chính quyền thực dân buộc phải nghiên cứu để thực hiện một kế hoạch đắp đê ở Bắc Bộ tương đối quy mô Trong đó có nhiều biện pháp công trình mà đến nay vẫn được phát huy và cải tạo nâng cấp như: tái sinh diện tích rừng phòng hộ ở thượng nguồn để chậm lũ; xây dựng hồ, đập để cắt lũ; đắp đê cao hơn mức lũ đặc biệt

Hệ thống đê điều của Việt Nam hiện nay có khoảng 8.000 km đê với hơn 5.000 km đê sông, còn lại là đê biển với khối lượng đất đá dung để đắp ước tính là

520 triệu mP

3

P Mặc dù tại một số địa phương, hệ thống đê điều còn chưa đảm bảo

của nó Điều đó là hoàn toàn không thể phủ định Hàng năm, hệ thống đê này đều được đầu tư củng cố, nâng cấp, đặc biệt là với các tuyến đê sông trên cả nước Sau khi có lũ lớn xảy ra, các tuyến đê sông đã từng bước được củng cố vững chắc, đáp ứng được yêu cầu phòng chống lũ đặt ra qua từng giai đoạn

a Hệ thống đê sông của Việt Nam

Hệ thống đê sông của Việt Nam có đặc điểm là không nối liền nhau mà tạo thành từng dãy theo dọc các con sông Trong đó hệ thống đê sông trong vùng đồng bằng sông Hồng là 3.000 km, gồm 2.417 km đê thuộc Bắc Bộ và 420 km đê ở các sông vùng Thanh Hóa-Nghệ An Hệ thống sông Hồng có 1.667 km đê và 750 km đê thuộc hệ thống sông Thái Bình

Hệ thống đê sông Hồng có quy mô lớn và hoàn thiện hơn so với các hệ thống

đê còn lại Các đê sông thường có độ cao không quá 10 m Chiều cao trung bình của

đê sông từ 6-8 m, có nơi lên đến 11 m Tuy nhiên do được xây dựng đã lâu đời trên nền đất yếu, đất đấp đê không đồng nhất, nhiều nơi bị hư hại vì không được tu bổ thường xuyên Đồng thời, do dân cư đông, nhiều nhà cửa xây cất ngay trên bờ nên

đê có thể bị vỡ bất cứ lúc nào trong mùa lũ lớn

Tùy theo tầm quan trọng kinh tế và số dân cư của địa phương, dựa vào đợt lũ lớn năm 1971, 5 cấp đê được thiết kế Tiêu chuẩn phòng lũ đối với hệ thống đê Hà Nội là bảo đảm chống được lũ tương ứng với mực nước sông Hồng tại trạm Long Biên là 13,4 m, và thoát được lưu lượng tối thiểu là 20.000 mP

3

P/s

Đặc biệt với thủ đô Hà Nội, từ ngàn xưa, bảo vệ kinh đô Đại La/Thăng Long/

là ưu tiên của nhà vua qua các thời đại Hàng loạt đê cao, có nơi cao 15 m, được đắp

từ hàng thế kỷ trước Ngày nay, có nhiều nơi lòng sông cao hơn mặt đất đồng ruộng, làng mạc, trong khi đó địa hình Hà Nội bằng phẳng có độ cao trung bình 7-

8m trên mực nước biển, nơi thấp nhất có độ cao 5 m

Hình 1-2 Các đê sông trong vùng đồng bằng sông Hồng

Hình 1-3 Đê sông Hồng

Sau biến cố vỡ đê năm 1971, nhiều biện pháp mới được ban hành, ngoài việc tăng cường hệ thống đê, còn lập hồ chứa nước và phân lũ Khi mực nước sông Hồng tại Hà Nội đến mức báo động 13,4 m, thì dòng nước sông Hồng ở đầu nguồn được xả vào Hà Tây, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Hà Nam và Nam Định Việc tháo nước

phân lũ vào sông Đáy do Thủ Tướng quyết định vì có ảnh hưởng đến hàng triệu dân chúng, và chính phủ bồi thường thiệt hại

Các tuyến đê ở các tỉnh miền Trung thuộc hai hệ thống sông lớn ở Bắc Trung

Bộ là sông Mã và sông Cả với tổng chiều dài là 381,47 km Trong đó chiều dài đê thuộc hệ thống sông Mã, sông Chu là 316,1km; còn lại 65,4 km thuộc hệ thống sông Cả, sông La Thượng nguồn của hai hệ thống sông này chưa có các hồ chứa để điều tiết khi xuất hiện lũ, bởi vậy đê là biện pháp công trình duy nhất và có ý nghĩa đặc biệt quan trọng để chống lũ

Hệ thống đê ở các tỉnh Nam Bộ chủ yếu là đê biển và đê cửa sông Đê sông ở miền Nam có kết cấu đơn giản, chủ yếu là đê bao, đê bối dùng để ngăn mặn

b Hệ thống đê biển của Việt Nam

Trải qua một thời gian dài xây dựng và phát triển Việt Nam hiện có khoảng 2.700 km đê biển, đê cửa sông nằm ở hầu hết các tỉnh có biển từ Quảng Ninh đến Kiên Giang và được xây đắp ngày càng vững chắc Do ảnh hưởng của biến động thời tiết trên toàn thế giới vì dòng nước El Nino và La Nina, những trận bão biển xảy ra càng khốc liệt hơn Hàng năm, mùa bão thường kéo dài từ tháng 6 đến tháng

10 và trung bình có 4 cơn bão Những cơn bão này tạo ra những con sóng cao, gây lụt lội vùng duyên hải Hiện nay, đê biển còn thấp (cao khoảng 5 m), nhiếu nơi còn bằng đất, có nơi bằng bê tông, và chỉ chịu được các cơn bão nhỏ Với kỹ thuật trồng rừng ngập mặn ngoài bờ đê, và cỏ Vetiver hai bên bờ đê có thể cản được sự phá hủy

do sóng bão

Trong tổng số 117 huyện ven biển thì có 105 huyện có đê biển Hệ thống đê biển có nhiệm vụ chủ yếu là bảo vệ sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản Trong thời gian 1958-1995, tổng số diện tích đất bồi đầm lầy vùng duyên hải Vịnh Bắc Bộ được biến cải thành đồng ruộng nhờ hệ thống đê biển là 24,000 ha Theo số liệu thống kê, đê biển và đê cửa sông ở nước ta có thể chia ra làm 3 vùng: Bắc Bộ (

từ Quảng Ninh đến huyện Hậu Lộc-Thanh Hóa ); Trung Bộ (từ nam Thanh Hóa đến Bình Thuận); Nam Bộ (từ Bà Rịa-Vũng Tàu đến Kiên Giang )

Hình 1-4 Đê biển lát đá khan

Hình 1-5 Đê biển bằng đá xây trồng cỏ Vetiver

1.1.2 Hệ thống đê điều Hà Lan

Là một đất nước có 2/3 diện tích thấp hơn mực nước biển, Hà Lan có diện tích 41.543 km² ; dân số 16,5 triệu người; mật độ 486 ng/km²; Thủ đô: Amsterdam, trung tâm chính trị: La-Hay GDP 677,5 tỷ USD, xếp thứ 16, thu nhập 40,5 ngàn USD/người, xếp thứ 9 Hà Lan là vùng đất thấp, châu thổ của 4 con sông Rhine, Maas, Schelde và IJssel Lịch sử thủy lợi Hà Lan là lịch sử đấu tranh với biển và với nước từ trên 2000 năm đến nay Các thành tựu của họ trong lĩnh vực an toàn của hệ

thống đê điều trước các tác động thiên nhiên rất xứng đáng để chúng ta nghiên cứu học hỏi

Ngày 30/9/2011, trong chuyến thăm chính thức Vương quốc Hà Lan, Thủ tướng Nguyễn Tấn Dũng đã thăm, tìm hiểu hệ thống đê chắn sóng, các công trình gia cố bờ biển nổi tiếng của Hà Lan

Trong chuyến thăm, Thủ tướng Nguyễn Tấn Dũng cũng đã nghe giới thiệu kinh nghiệm của Hà Lan trong quy hoạch vùng đồng bằng châu thổ cũng như những giải pháp ứng phó với nước biển dâng và quản lý nước của Hà Lan

Với Dự án Delta, thực hiện từ năm 1958 - 2002, người Hà Lan dựng lên một

hệ thống đê chắn sóng biển và ngăn lũ lụt được đánh giá là hoàn hảo nhất thế giới

Hệ thống này được thiết kế với độ vững chắc đủ để chịu được trận bão lớn với mức

độ chỉ xảy ra một lần trong 1.000 năm Khoảng 3.000 km đê bao biển và 10.000 km

đê bao sông và kênh rạch được nâng lên, cũng như khép kín các cửa sông trong khu vực

Hình 1-6 Thủ tướng Nguyễn Tấn Dũng nghe giới thiệu về công trình đê chắn

sóng

Trong kế hoạch, dự án còn xây dựng những tổ hợp đê chắn sóng đồ sộ, gồm nhiều cửa ngăn nước có thể đóng lại để ngăn lụt lội và mở ra trong điều kiện bình thường cho nước biển thông với các cửa sông, bảo vệ được hệ sinh thái và sinh vật sống trong thiên nhiên

Ngoài việc thiết lập một hệ thống điều khiển và bảo dưỡng, người Hà Lan còn ứng dụng các hệ thống giám sát tự động để theo dõi tình trạng của đê điều Họ cho lắp đặt các cảm biến sợi quang học và điện tử trong đê để xác định những thay đổi trong thân đê, cũng như giám sát áp suất hay mực nước

Hệ thống các công trình bảo vệ ở Biển Bắc của Hà Lan được coi là một trong Bảy Kỳ Quan của Thế giới Hiện đại (theo Hiệp hội Kỹ sư dân dụng Hoa Kỳ) “Xem

ra biển không còn làm người Hà Lan bận tâm nữa Mọi chỗ đã đều được ẩn giấu sau các tuyến đê Biển đã khuất khỏi tầm nhìn và khuất khỏi tâm trí người Hà Lan”

Hình 1-7 Dự án Delta Works

Hình 1-8 0BĐê biển ở Hà Lan Hình 1-9 1B Đê chắn sóng của Hà Lan

1.1.3 Hệ thống đê điều của Mỹ

Hệ thống đê điều của Mỹ đa dạng hơn do diện tích rộng và đặc điểm địa hình không giống như Hà Lan Chính vì vậy, chính sách phòng chống thiên tai cũng khác nên kết cấu của hệ thống đê điều cũng khác Xu thế “tự nhiên” tác động một cách ít nhất tới môi trường là quan điểm xâu dựng và phát triển ở Mỹ Ngoài những thành

phố lớn ven biển thỡ cũn lại là dải bờ biển rộng lớn của Mỹ là những vựng khụng quỏ đụng dõn cư Họ đó xõy dựng được hệ thống cơ sở hạ tầng rất tốt với cỏc tuyến đường rất rộng, nhiều làn xe chạy, nhiều kiểu để nếu cú xảy ra lũ lụt thỡ cú thể nhanh chúng di chuyển dõn cư ra khỏi vựng nguy hiểm

Do vậy, kết cấu đờ biển của Mỹ khụng quỏ kiờn cố như của Hà Lan Tại những nơi bị xúi lở mạnh, họ thường xõy dựng cỏc tường chắn súng, tường phỏ song như một giải phỏp nhằm giữ ổn định bờ, chống lũ từ biển Riờng về cỏc cụng trỡnh kố bảo vệ, chống sạt lở ở Mỹ rất đa dạng: kố đỏ đổ, kố bờ tụng đổ tại chỗ kiểu bậc, kố mảng bờ tong, kố tấm bờ tụng tự chốn…

+2.70

Mực biển +0.00

Sỏi lót dày 0.3m m=2.0

0.5m

Dầm bê tông

0 3m

Đổ đá hộc

Bờ biển tự nhiên

a Kố đỏ đổ tại Chesapeake, Maryland

0.3m +2.7 +2.3

Đá vụn Vải địa kỹ thuật Cọc mak kẽm

MN

Đường bờ tự nhiên Khớp nối

c Kố mảng bờ tụng tại Jupiter, Florida

Cấu kiện dày 30cm

Cọc bê tông dự ứng lực Dầm mũ

Tường đỉnh

Dăm, sỏi lót Vải địa kỹ thuật

Vải địa kỹ thuật trải sâu nhất có thể

Đá hộc 0.00

+4.7m +5.2m

+0.5m

-3.4m

0.3m

11cm 93cm 11cm

11cm 93cm 11cm

khảo sát, thiết kế, xây dựng, vận hành bảo dưỡng nên những hỏng hóc nhỏ trong điều kiện bình thường rất ít xảy ra, trừ những sự cố thiên tai lớn

1.2 Những sự cố thường gặp của hệ thống đê ở Việt Nam

1.2.1 Những sự cố đối với đê

a Hư hỏng mái đê

Hiện tượng hư hỏng mặt đê được thể hiện ở các dạng như sạt trượt mái đê, mạch đùn mạch sủi, xói lở cục bộ mái đê…

Hiện tượng trên thường xảy ra tại những vị trí dòng sông cong, sóng vỗ trực tiếp vào mái đê hoặc khi có tổ hợp lũ bão, nước cao ngâm lâu, thấm vào thân đê lâu ngày khi nước rút kéo theo đất ở chân đê và trong thân đê ra ngoài gây hiện tượng

sạt,lở mái đê hoặc mạch đùn, mạch sủi

a Trượt vòng cung mái đê phía sông b Trượt mái đê phía đồng

c Xói lở cục bộ mái đê phía sông d Trượt mái đê phía sông

e.Cung trượt mái đê khi nước sông rút f Mạch đùn

Hình 1-11 3BSạt lở mái đê

b Hư hỏng mặt đê

Hiện tượng hư hỏng mặt đê bao gồm các dạng như lún sụt mặt đê, bong vỡ mặt đê Hiện tượng này xảy ra khi trên mặt đê bây giờ đa phần ngoài nhiệm vụ phòng lũ còn kết hợp làm đường giao thông Cộng với tốc độ đô thị hóa nhanh chóng, các phương tiện tham gia giao thông lớn, nhiều phương tiện có tải trọng lớn hơn tải trọng cho phép lưu thông trên mặt đê làm cho mặt đê bị hư hỏng xuống cấp nghiêm trọng

Hình 1-12 4BLún sụt, bong vỡ mặt đê

c Hư hỏng thân đê, nền đê

Hệ thống đê của chúng ta được phát triển qua nhiều thế kỷ, được đắp, tôn cao,

áp trúc bằng nhiều loại vật liệu không đồng nhất Tại nhiều đoạn, đê đi qua lòng sông cổ, ao sâu, ruộng trũng nền đê không được xử lý Bởi vậy, gắn liền với đó là một số ẩn họa như: xuât hiện mạch đùn, mạch sủi; lún, sụt thân đê; tổ mối

1.2.2 Những sự cố đối với kè

Ngoài yếu tố lở, bồi tự nhiên của dòng sông, một nguyên nhân rất quan trọng khác là hoạt động khai thác lòng, bờ sông, bờ biển quá mức Các công trình xây dựng với quy mô lớn ngay bên bờ sông ngày càng nhiều, hoạt động giao thông vận tải nhộn nhịp đang làm nghiêm trọng thêm tình hình xói lở Rừng đầu nguồn bị khai thác quá mức cũng là một nguyên nhân dẫn đến việc thay đổi chế độ dòng chảy

và chế độ bùn cát của hệ thống sông, gây tác động xấu đến diễn biến lòng sông Mặt khác, do cấu tạo lòng sông, nhất là sông Hồng và hệ thống sông Cửu Long, chủ yếu là lớp cát mịn nên rất dễ bị xói lở Vì vậy, chỉ cần một tác động hay một thay đổi nhỏ cũng có thể tạo sự biến động thủy lực gây mất ổn định bờ sông Hơn nữa, việc lấn chiếm bãi sông làm nơi canh tác, xây dựng nhà cửa, làm bến bãi tập kết vật liệu của người dân đang diễn ra khá phổ biến với mức độ và quy

mô ngày càng lớn Có những công trình trên sông như cầu, bến cảng đã làm thu hẹp dòng chảy thoát lũ, khiến tốc độ chảy của lũ mạnh hơn, dẫn tới xói lở bờ

Hình 1-13 Sạt lở bờ sông

Hình 1-14 Sạt lở do tập kết vật liệu xây dựng ở Sơn Tây, Hà Nội

1.2.3 Sơ bộ đánh giá các nguyên nhân gây ra các sự cố trên

a Nguyên nhân chủ quan

dễ bị xói mòn hoặc sạt lở do tác động của nước mưa, nước mặt và sóng

b Nguyên nhân khách quan

* Sóng và gió

Sóng là tác nhân chính gây ra sự mất ổn định và sự sạt lở bờ sông, bờ biển đồng thời cũng là nguyên nhân chính sinh ra dòng ven bờ vận chuyển bùn cát gây xói lở, sạt trượt bờ sông, bờ biển

Gió thổi trên mặt sông tạo ra sóng và nước dâng Gió chỉ có gián tiếp xói lở bằng cách tạo ra sóng, dòng chảy là những yếu tố trực tiếp gây ra hiện tượng đó

* Bão

Bão là một loại hình thời tiết nguy hiểm Khi có bão xuất hiện thường kéo theo

1 loại hiện tượng thời tiết bất lợi như mưa to, gió lớn, giông, lốc xoáy…

* Biến đổi mực nước

Khi mực nước dâng cao hơn, khả năng sóng vỗ được vào lớp đất, mái đê, hệ thống kè chắn sóng… sẽ lớn hơn, do vậy dễ gây xói lở hơn Tuy nhiên, nếu sự dâng lên đó chỉ xảy ra trong thời gian ngắn và hậu quả xói lở tức thì không quá nghiêm trọng và hệ thống có thể trở lại trạng thái cân bằng như trước đó (điều này thường đúng đối với mực nước dâng do bão, có thể cao tới 3 ± 4m), song chỉ tồn tại trong 2

± 3 giờ) Đối với đê biển nói riêng cũng có hiện tượng biến đổi mực nước đó là tác động của mực nước triều Tuy nhiên sự thay đổi mực nước thuỷ triều không phải nguyên nhân thường trực gây xói Một bằng chứng khá rõ rệt là hiện tượng xói lở xảy ra ở mọi nơi, không phân biệt độ thủy triều và biên độ của nó

* Dòng chảy

Các hiện tượng sạt lở, bồi lắng thường xảy ra ở những đoạn sông cong, các cửa phân lưu, nhập lưu, các cửa sông phân lạch, nơi giao thoa giữa dòng chảy trong sông và dòng triều, là những nơi dòng chảy không ổn định Phía bờ lõm do dòng chảy chủ lưu áp sát bờ, khi vận tốc dòng chảy lớn hơn vận tốc khởi động của đất cấu tạo bờ sông sẽ gây sạt lở, phạm vi sạt lở thường phát triển từ thượng lưu về hạ lưu Ngoài ra, sạt lở cũng có thể xuất hiện dọc theo bờ của một con sông trong trạng thái cân bằng động

* Do nạn chặt phá rừng, khai thác tài nguyên vùng đầu nguồn: Làm suy giảm tầng phủ thực vật, mất khả năng điều tiết của rừng nên về mùa mưa nước lũ tập trung nhanh hơn làm gia tăng lưu tốc dòng chảy, biên độ và cường suất lũ

* Do phát triển các hoạt động dân sinh ra vùng ven sông, ven biển:

Do sức ép về dân số, nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội, sự quản lý chưa chặt chẽ nên việc vi phạm, xâm chiếm bãi sông, lòng dẫn để xây dựng công trình, nhà cửa, đổ chất thải, vật liệu lấn chiếm lòng sông, việc phát triển các tuyến đê sông, bờ

bao không theo quy hoạch, ngày càng tăng đã làm thay đổi chế độ dòng chảy, chất

tải lên bờ sông làm gia tăng diễn biến sạt lở bờ sông, bờ biển

* Do khai thác cát, sỏi lòng sông trái phép

Khai thác cát, sỏi lòng sông là việc làm phục vụ nhu cầu xây dựng đang ngày

càng phát triển Nếu khai thác đúng quy hoạch, đúng quy trình thì có tác dụng rất

tích cực cho thoát lũ, ổn định lòng dẫn và giao thông thuỷ Tuy nhiên, hiện việc cấp

giấy phép, quản lý khai thác cát, sỏi lòng sông hiện còn rất nhiều khó khăn, đặc biệt

là các đoạn sông tại vùng giáp gianh giữa hai tỉnh (có hiện tượng lực lượng chức

năng không cho khai thác bờ bên này thì chuyển sang bờ kia hoặc không cho khai

thác ở khúc sông này chuyển đến khúc sông khác để khai thác), chế tài hiện chưa đủ

mạnh và chưa có sự phối hợp đồng bộ của các địa phương nên việc khai thác trái

phép, sai phép vẫn tiếp tục diễn ra ở nhiều nơi đặc biệt có nơi việc khai thác cát trái

phép ngay tại khu vực chân đê và mái kè bảo vệ bờ sông gây sạt lở

Hình 1-15 5BHút cát, tập kết vật liệu trái phép

* Do ảnh hưởng của các hoạt động giao thông đi lại trên mặt đê

Đây là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây lên hiện tượng lún sụt, bong

vỡ mặt đê ngày càng tăng Hiện tại hầu hết các tuyến đê ở các địa phương đã cho

phép những xe có tải trọng 10T đi lại trên đê Tuy nhiên do nhu cầu phát triển kinh

tế xã hội của từng vùng nên thường xuyên có tải trọng lớn, đặc biệt là những xe vận

chuyển vật liệu, cát, sỏi… đi lại trên mặt đê gây ra hiện tượng lún, sụt bong vỡ mặt

đê

Hình 1-16 6BXe có tải trọnglớn đi lại trên đê

1.3 Những tồn tại trong việc nghiên cứu xử lý hư hỏng của hệ thống đê, các giải pháp và yêu cầu đặt ra

1.3.1 Đối với đê

Khi có sự cố hư hỏng đê như: vỡ đê; lún, sụt thân đê; sạt mái đê; xuất hiện mạch đùn, mạch sủi; trong thân đê xuất hiện tổ mối chúng ta thường tiến hành xử

lý bằng một trong những biện pháp như sau:

- Đắp đê với mặt cắt ngang và cao trình mặt đê đạt cao trình chống lũ thiết kế bằng đất cấp 2 Không nên lựa chọn đất pha cát vì khi ướt thì nhão, khô thì tơi xốp không đảm bảo độ đầm chặt theo yêu cầu Tuy nhiên do điều kiện của từng địa phương, không thể cung cấp đủ đất để thực hiện công trình do vậy đối với biện pháp này ta thường chú ý đến quá trình giám sát thi công khi đắp đê yêu cầu đầm nén kỹ đảm bảo dung trọng và độ chặt theo yêu cầu

- Chỉnh trang mái đê: thượng lưu lát mái chống sóng, hạ lưu trồng cỏ kỹ thuật chống xói

Hình 1-17 Mái đê Hà Nội được chỉnh trang

- Đối với những đoạn đê cao trên 5m cần phải đắp thêm cơ đê thượng, hạ lưu Trong điều kiện cho phép về kinh phí, nên đầu tư đồng bộ làm đường hành lang thượng, hạ lưu chân đê hoặc cơ đê nhằm đảm bảo giữ ổn định công trình đê, thuận lợi trong công tác tuần tra, canh gác, ứng cứu hộ đê và chống lấn chiếm, vi phạm hành lang bảo vệ đê điều

- Khoan phụt vữa gia cố thân đê tại những đoạn xung yếu

- Lắp đặt hệ thống giếng giảm áp tại những vị trí thường hay xảy ra đùn, sủi

- Trồng tre chắn sóng ngăn chặn sạt lở

Hình 1-18 7BĐắp thêm cơ đê phía hạ lưu Hình 1-19 8BTrồng tre chắn sóng

Ngoài ra, hiện nay việc nâng cấp, mở rộng mặt đê để đáp ứng yêu cầu giao thông là một trong giải pháp được nhiều địa phương sử dụng Bởi vậy khi thiết kế cần lựa chọn được phương án tối ưu đảm bảo chống lũ, đảm bảo giao thông Tuy nhiên khi tính toán cần hạn chế việc phải đền bù, hỗ trợ giải phóng mặt bằng và tái định cư bời vì đó là một trong những nguyên nhân làm chậm tiến độ của dự án Trong quá trình tính toán, cần tận dụng tối đa nguồn vật liệu địa phương để thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội của thành phố

Hình 1-20 Nâng cấp mở rộng mặt đê kết hợp giao thông

1.3.2 Đối với kè

Hiện nay giải pháp khoa học và công nghệ phòng chống sạt lở bờ sông, bờ biển bao gồm 2 nhóm giải pháp chính: phi công trình và công trình

a Giải pháp phi công trình

Hiện tượng sạt lở bờ sông có nguồn gốc tự nhiên, do đó chỉ nên can thiệp bằng giải pháp công trình trong các trường hợp thật sự cần thiết Điều quan trọng là phải

dự báo được chính xác và kịp thời các khu vực, các đoạn bờ có nguy cơ xói lở, các cửa sông bị bồi lấp để có biện pháp di dân, né tránh thích hợp Trong trường hợp phải dùng biện pháp công trình chỉnh trị, nhất thiết phải dựa trên cơ sở khoa học chắc chắn để không gây xói lở và phá vỡ hệ sinh thái của các vùng bờ lân cận Các giải pháp phi công trình có thể được áp dụng bao gồm:

- Cấm, hạn chế phá rừng phòng hộ, khôi phục thảm thực vật ven bờ biển

- Tổ chức theo dõi diễn biến sạt lở về qui mô, cường độ, hướng dịch chuyển theo định kỳ: hàng năm, hàng tháng, ngày giờ và không theo định kỳ với các tình huống bão, lũ xảy ra Xây dựng cơ sở dữ liệu kiểm soát sạt lở, theo địa bàn huyện, tỉnh bao gồm cả bản đồ hiện trạng, bản đồ dự báo, cảnh báo khả năng sạt lở

- Điều chỉnh quy hoạch phát triển, trước hết là điều chỉnh quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội theo quy hoạch chung Cần khoanh vùng các khu vực có nguy cơ xói lở với các cấp khác nhau: mạnh, trung bình, yếu nhằm bố trí hợp lý các tụ điểm dân cư, các công trình dân sinh, kinh tế Đặc biệt là phải có quy hoạch, cấp phép cho những khu vực được phép khai thác, tập kết vật liệu trên bờ sông

- Để hạn chế sạt lở, đề nghị các tỉnh, thành phố cần tăng cường công tác quản

lý lòng sông, bến bãi Kiểm tra, xử lý nghiêm minh việc khai thác cát sỏi trái phép, chất tải bãi sông; san lấp lòng sông và các hành vi vi phạm Luật đê điều và Pháp lệnh phòng chống lụt bão

- Tổ chức di dời dân cư ra khỏi khu vực nguy hiểm dưới các hình thức di dời vĩnh viễn theo kế hoạch quy hoạch; di dời tạm thời khi có hiện tượng sạt lở

- Giáo dục và nâng cao nhận thức cho nhân dân về tác hại và các giải pháp phòng chống những sự cố thường gặp của hệ thống đê ở Việt Nam

- Tăng cường tuyên truyền giáo dục cộng đồng trong công tác phòng chống sạt

lở bờ, trong đó cần quan tâm tới việc động viên nhân dân bảo vệ cây cối ven sông, rừng phòng hộ đầu nguồn, không chất thải, không xây cất nhà cửa lấn chiếm lòng sông, không khai thác cát ven sông, ven biển, không xây dựng công trình bảo vệ bờ khi chưa được sự cho phép của cơ quan chức năng

- Khuyến khích phát động cộng đồng tham gia công tác thủy lợi như: nạo vét, khơi thông dòng chảy nhằm vừa đảm bảo yêu cầu tiêu thoát lũ và giảm nguy cơ xảy

ra xói lở lòng dẫn

- Xây dựng cơ chế thưởng phạt đối với người dân tích cực phòng chống và cố tình gây ra sạt lở bờ

b Giải pháp công trình

Giải pháp công trình chống xói lở ven sông, ven biển gồm có hai dạng, đó là dạng công trình chủ động và công trình bị động Dạng công trình chủ động là công trình tác động trực tiếp vào dòng chảy như hệ thống giàn phao hướng dòng, kè mỏ hàn, công trình phá sóng xa bờ… Dạng công trình bị động là công trình tác động vào lòng dẫn như công trình kè bảo vệ bờ, gia cố kết cấu đất bờ…

* Đối với khu vực không tập trung dân cư, khu vực sạt lở chỉ là đê bao, đê bối nhỏ có mái bờ khá thoải nên sử dụng biện pháp dân gian như trồng các hàng cây, thả phên liếp, đóng cọc để chắn sóng Các loại cây trồng để chắn sóng tại khu vực là tre, dừa nước, lau, sậy, bình bát… Các loại cây này nên trồng thành quần thể thì hiệu quả chống xói lở sẽ tốt hơn

Hình 1-21 Đóng cọc tre để chắn sóng

* Đối với các khu đô thị tập trung nhiều công trình công cộng, tập trung đông dân cư, sử dụng công trình tường chắn Tuy vậy, do lòng sông được cấu tạo bằng đất có tính chất cơ lý thấp, lớp đất yếu nằm sâu do vậy loại công trình tường chắn đất cũng không nên ứng dụng nhiều Lý do không khuyến khích loại công trình này

là do khối đất sau lưng tường chắn đất sẽ làm tăng lực gây trượt và như vậy để đảm bảo ổn định lâu dài của công trình bắt buộc chúng ta phải gia cố chân kè nhiều hơn,

sử dụng cọc nhiều hơn (cọc treo phải đóng sâu mới giữ ổn định cho bản thân và giữ

ổn định cho phần đỉnh kè) điều này đồng nghĩa với không kinh tế Khi cần xây dựng công trình bảo vệ bảo vệ dạng tường chắn thì cần chú ý vật liệu sau lưng tường phải

là loại vật liệu có góc ma sát trong lớn như đá, cát

Hình 1-22 Mặt đê kết hợp tường chắn bằng bê tông

* Đối với khu vực còn có quỹ đất cho phép như khu vực nông thôn, ven biển, hiện tượng sạt lở mạnh thì nên sử dụng dạng công trình kè mái Nguyên tắc của giải pháp này là bạt mái để mái bờ ổn định và phủ lên mái bờ một lớp vật liệu tốt hơn,

có khả năng chống lại được tác động của sóng, dòng chảy và bền trong điều kiện môi trường

- Công nghệ kè hộ chân lát mái: Đây là giải pháp công nghệ dùng các loại vật

liệu bền vững làm lớp áo phủ phía ngoài, giữ cho đất bờ không bị xói trôi, bảo vệ trực tiếp mái lở Giải pháp này hiện được dùng phổ biến và rộng rãi ở hầu hết các công trình bảo vệ bờ nước ta Kè lát mái gồm 3 bộ phận chính: chân kè, thân kè, đỉnh kè Chân kè là bộ phận nằm dưới mực nước, dùng để bảo vệ, giữ cho chân mái

bờ ổn định và làm thế cho phần thân kè ở trên Gần đây, người ta đã dùng các tấm

bê tông đúc sẵn có kích thước phù hợp liên kết với nhau bằng khuy móc, tạo thành mảng lớn hoặc các kết cấu bê tông có hình dạng đặc biệt xếp nối với nhau theo kiểu khớp móc tạo thành mảng chắc chắn, rất khó bị bật tung ra khi bị tác động

Hình 1-23 9BLát mái kè bằng tấm bê

tông đúc sẵn

Hình 1-24 10BKè mỏ hàn

- Công trình chuyển hướng dòng chảy: Đối với những vùng bờ bị xói quá dài,

phương pháp bảo vệ trực tiếp có khối lượng công việc quá lớn hoặc do các điều kiện khác khó thực hiện, ta dùng giải pháp công trình chuyển hướng chảy Giải pháp này thường dùng hệ thống mỏ hàn hướng dòng hoặc đào luồng, cắt dòng hay đập ngăn, gây bồi lấp lạch

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Hệ thống đê điều của nước ta đã được hình thành và phát triển từ rất lâu đời với nhiệm vụ phòng chống lũ, ngăn chặn hiện tượng sạt lở làm mất đi tính mạng và tài sản của nhân dân, đảm bảo an toàn cho các công trình đã xây dựng khác

Hiện tượng sạt lở bờ sông diễn ra ngày một nghiêm trọng do nhiều nguyên nhân bao gồm khách quan và chủ quan Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và nền kinh tế đất nước, nhiều công trình xử lý cấp bách chống sạt lở và sự cố đê điều

đã được đầu tư nhằm đảm bảo an toàn cho hệ thống đê và tạo điều kiện ổn định đời sống của nhân dân

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC CHẤT TẢI VEN ĐÊ

TỚI SỰ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG ĐÊ VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP

2

P, phần của Việt Nam có 40%

Hình 2-1 S ông Hồng chảy qua địa phận Hà Nội

Lưu lượng sông Hồng biến đổi tùy theo năm có mưa ít hay nhiều, từ 93.1 tỷ (năm 1963, năm ít mưa nhất)) đến 159 tỷ m3 nước (năm 1971, năm mưa nhiều nhất gây lụt ) Lưu lượng nước bình quân hàng năm 2,640 m³/s (tại cửa sông), tuy nhiên lưu lượng nước phân bố không đều Về mùa khô lưu lượng giảm chỉ còn khoảng

700 m³/s, nhưng vào cao điểm mùa mưa có thể đạt tới 30,000 m³/s Mực nước lũ cao nhất là 14.13 m tại Hà Nội, nhưng vào mùa khô, mức thấp nhất là 1.5 m tại Hà nội Nước sông hạ thấp trung bình 9 cm/giờ khi lũ rút

Đê sông Hồng, gọi đầy đủ là hệ thống đê sông Hồng là một trong 4 hệ thống

đê điều của các tỉnh phía Bắc Việt Nam là: hệ thống đê sông Hồng; hệ thống đê sông Thái Bình; hệ thống đê sông Mã, sông Cả; hệ thống đê biển Hệ thống đê sông Hồng có tổng chiều dài lớn nhất với 1.314 km và là hệ thống đê sông có quy mô lớn, có chiều cao trung bình cơ bản đáp ứng được yêu cầu chống lũ và hoàn thiện hơn so với các hệ thống đê còn lại

Hình 2-2 Đê sông Hồng ở Sơn Tây, Hà Nội

2.1.2 Hiện trạng các tuyến đê sông Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội

Dọc theo sông Hồng, trên địa bàn Hà Nội có 2 tuyến đê hữu Hồng và tả Hồng dài 249,189 km là đê cấp I Đặc biệt trong tuyến đê Hữu Hồng còn có 37,709 km là

đê cấp đặc biệt

a Tuyến đê hữu Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội

Với vị trí từ K0+000 đến K117+850 dài 113,7 km từ huyện Ba Vì đến Phú Xuyên

- Về cao trình chống lũ: toàn tuyến cao trình đỉnh đê hiện tại đều cao hơn cao trình MNTK, cụ thể:

Bảng 2-1 Cao trình chống lũ của tuyến đê hữu Hồng tại Hà Nội

Vị trí Cao trình đỉnh đê hiện tại Cao trình MNTK

- Về tre chắn sóng: đã trồng được 41,204 km, với 31,645 km phát triển tốt khi

lũ dâng cao, còn lại chưa đạt yêu cầu

- Về gia cố mặt đê, đường hành lang chân đê:

+ Mặt đê hữu Hồng đã cứng hóa 113,7 km trong đó 31,549 km bằng bê tông; 82,201 km bằng bê tông nhựa Tuy vậy do mặt đê kết hợp làm đường giao thông, tốc độ đô thị hóa nhanh, nhiều loại phương tiện có tải trọng lớn hơn tải trọng cho phép đi trên đê làm cho nhiều đoạn mặt đê đã bị xuống cấp

+ Toàn tuyến đã làm được 90,724 km đường hành lang chân đê Trong đó 77,953 km bằng bê tông và bê tông nhựa (34,40 km phía sông và 43,553 km phía đông); 4,7 km phía đồng được dải cấp phối Các tuyến hành lang này đã được đầu

- Về thân đê, nền đê: các đoạn xung yếu đã được gia cố bằng các biện pháp như: khoan phụt vữa gia cố thân đê, lấp ao hồ ven đê, đắp tầng phủ thượng lưu, lắp đặt hệ thống giếng giảm áp Hiện nay vẫn còn tồn tại một vài vị trí thân đê bị sạt trượt, nền đê yếu có thể gây lún, nứt đê

- Đối với kè: có 35 kè lát mái, hộ bờ với tổng chiều dài 66,423 km trên tuyến

đê hữu Hồng Hiện nay do diễn biến phức tạp của dòng chảy, trên sông xuất hiện nhiều bãi bồi lớn làm thu hẹp dòng chảy, dòng chủ lưu ép sát vào bờ làm xói chân gây sạt lở một số đoạn bờ sông và kè

- Các tuyến đê bối của đê Hữu Hồng: có 14 tuyến với tổng chiều dài 36,114

km Trong đó 7 tuyến đã đưa vào phân cấp đê (đê cấp V) với chiều dài 20,254 km Các tuyến đê bối hầu hết chưa được đầu tư nâng cấp, mặt cắt còn nhỏ chưa đáp ứng được yêu cầu chống lũ và kết hợp giao thông

Đặc biệt, tuyến đê hữu Hồng ngoài nhiệm vụ chủ đạo là phòng chống lũ cho

Hà Nội còn là một công trình văn hóa Điều đó thể hiệm qua “ con đường gốm sứ” Con đường gốm sứ ven sông Hồng xuất phát từ ý tưởng của họa sĩ, nhà báo Nguyễn Thu Thủy là một công trình nghệ thuật trong chương trình chào đón đại lễ 1000 năm Thăng Long của nhân dân thủ đô Hà Nội

Hình 2-3 Công trình văn hóa đê Hà Nội-“Con đường gốm sứ”

b Tuyến đê tả Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội

Tuyến đê tả Hồng trên địa bàn Hà Nội từ K28+503 đến K77+284 dài 48,781

km chạy qua các huyện Mê Linh, Đông Anh, Long Biên, Gia Lâm Toàn tuyến đỉnh

đê đủ cao trình chống lũ với mực nước thiết kế

- Về mặt cắt ngang: cơ bản đảm bảo mặt cắt ngang thiết kế bề rộng mặt đê từ 6

m đến 10 m, độ dốc mái thượng lưu m=2, mái hạ lưu m=3 Tuy nhiên đoạn từ K31+000 đến K33+500 phía thượng lưu thiếu cơ đê, đoạn từ K28+503 đến K48+165 có mái đê hạ lưu m = 2,5

- Về gia cố mặt đê, đường hành lang chân đê:

+ Mặt đê toàn tuyến đã được cứng hóa bằng bê tông và rải nhựa Asphal với bề rộng từ 5 m đến 8 m Tuy nhiên, một số đoạn từ lâu chưa được sửa chữa, nâng cấp nên đã bị hư hỏng do mặt đê kết hợp làm đường giao thông

+ Đường hành lang chân đê qua các khu dân cư đã từng bước được đầu tư cứng hóa với tổng chiều dài 38,475 km

- Về thân đê, nền đê:

+ Thân đê tả Hồng có chất lượng không đồng đều, tiềm ẩn nhiều mối nguy hại như: tổ mối, hang chuột, dị tật thân đê Khi lũ cao, các sự cố như: thẩm lậu, nứt, sạt trượt vẫn thường xảy ra

+ Nền đê đi qua khu vực địa chất yếu, một số đoạn đê được đắp lại trên những

vị trí vỡ đê

+ Đối với kè: toàn tuyến có 11 kè lát mái hộ bờ với tổng chiều dài 14,297 km

Cơ bản các kè này mới được đầu tư nên chất lượng còn tốt, chỉ còn kè lát mái đê Vĩnh Ngọc đã bị hư hỏng

2.1.3 Về công tác quản lý hệ thống đê sông Hồng trên địa bàn Hà Nội

Để giải quyết những vấn đề hư hỏng của hệ thống đê sông Hồng trên địa bàn

Hà Nội cần một số giải pháp khác chủ yếu liên quan đến vấn đề quản lý

a Quản lý khai thác, tập kết cát sỏi lòng sông

Như trên đã nêu, một phần nguyên nhân không nhỏ là do hiện tượng khai thác, tập kết cát sỏi lòng sông Để giảm thiểu những hư hỏng trên, các cấp chính quyền ở địa phương phải có quy hoạch, cấp phép cho những vị trí được khai thác và tập kết vật liệu Đồng thời quản lý chặt chẽ tình trạng hút cát trái phép diễn ra, nhất là những nơi có lòng sông rộng, bãi sông hẹp, tầu thuyền hút cát lại hút gần chân đê hay tại những nơi xung yếu

Hình 2-4 Cảng vật liệu ven sông

b Quản lý về vấn đề vi phạm hành lang bảo vệ đê

Việc vi phạm, lấn chiếm hành lang bảo vệ đê cũng là vấn đề đang được rất nhiều các cấp, các ngành quan tâm hiện nay Khi xây dựng nhà cửa trong phạm vi bảo vệ đê điều, khiến cho chúng ta không thể phát hiện được những ẩn hoạ gây mất

ổn định cho thân đê khi vào mùa mưa lũ

Tuy nhiên vấn để đặt ra ở đây là nhiều địa phương đã có những khu dân cư sống ở ven đê từ rất lâu đời, khi điều kiện kinh tế phát triển họ mở rộng, cải tạo nơi

họ đang sinh sống Để hạn chế được tình trạng trên, các cấp chính quyền phải tích cực tuyên truyền cho nhân dân đặc biệt những người đang sống ở khu vực ven đê hiểu được về Luật đê điều và xử lý nghiêm những trường hợp cố tình vi phạm

c Giải pháp hạn chế tình trạng xe quá tải đi lại trên đê

Một trong những nguyên cơ bản gây nên hiện tượng lún, sụt, bong vỡ mặt đê

là có các xe qúa tải đi lại trên đê Để giảm thiểu những hư hại cho mặt đê thì biện

pháp hạn chế xe có tải trọng lớn đi lại trên đê cũng được quan tâm và yêu cầu các cấp, các ngành chức năng nghiêm túc thực hiện

Như tác giả đã trình bày ở trên, hiện nay hệ thống đê sông Hồng ở Hà Nội về

cơ bản đã đáp ứng được nhu cầu về PCLB Tuy nhiên cũng có rất nhiều những tồn tại cần được giải quyết Một trong những giải pháp khắc phục những tồn tại đó là việc xử lý hiện tượng sạt lở bờ sông nhằm đảm bảo an toàn cho hệ thống đê điều, tạo điều kiện ổn định dân sinh xã hội để phát triển kinh tế Trong nội dung luận văn của mình, tác giả nghiên cứu ảnh hưởng của việc chất tải ven đê tới hệ thống đê điều của thành phố Hà Nội và đề xuất các giải pháp kỹ thuật để xử lý

2.2 Phân tích tác động của việc chất tải đến quá trình làm việc của hệ thống

đê điều

2.2.1 Tổng quát các nguyên nhân gây sạt lở bờ sông

Sạt lở bờ sông là hiện tượng hết sức phức tạp dưới sự tác động của thiên nhiên như đất , nước, mưa ngoài ra còn có nhân tố tác động chủ quan của con người Chính vì những yếu tố trên khi nghiên cứu đi tìm nguyên nhân sạt lở bờ sông tại một vị trí cụ thể n ào đó cần phải xem xét trên nhiều lĩnh vực , phương diện khác nhau như: dòng chảy, mưa, cấu tạo đất của khu vực bờ sông , diễn biến lòng dẫn , tình hình công trình xây dựng , phát triển dân cư trên thực tế có nhiều đoạn gấp khúc lòng dẫn thay đổi có bên lở , bên bồi làm cho dòng chảy ép sát bờ không còn thềm sông để bảo vệ thân đê , do địa chất khu vực là đất pha cát khi gặp nước mưa hay dưới sự tác động của dòng nước xoáy làm cho đất bị tan giã và cuốn theo dòng nước về hạ lưu

Cho đến nay đã có nhiều tác giả nghiên cứu nguyên nhân sạt lở với nhiều cách tiếp cận khác nhau, có thể là nguyên nhân ngoại sinh , nội sinh hay nguyên nhân chủ quan, khách quan đem lại Theo phân tích của tác giả Lê Mạnh Hùng về nguyên nhân sạt lở bờ sông, xét trên phương diện cân bằng lực tác dụng , sạt lở bờ sông xảy

ra là do mất cân bằng giữa lực gây trượt và lực giữ của mái đất ven bờ Từ đó phân tích tổng hợp ra các nguyên nhân gây sạt lở mái bờ sông thể hiện ở hình 2-5

Trọng lượng khối chống trượt giảm Lực liên kết giữacác lớp đất Tác động của con người

Gió bão

Phương tiện vận tải thủy

-Vị trí xói lòng dẫn so với bờ (Tại vị trí đang nghiên cứu) -Độ sâu xói

Đất trương nở, nứt nẻ mái bờ

Hòa tan muối, chất hữu cơ

Dòng chảy, sóng tạo vận tốc lớn thời gian duy trì dài,

hướng tác dụng bất lợi bùn cát lòng dẫn nhỏVận tốc khởi động

Tại các đoạn sông co hẹp, bờ lõm sông cong, khuỷu cong

Dòng chảy lũ Dòng chảy kiệt Hạt

mịn

Hạt mịn

Hạt rời

Tác động trực tiếp của con người tới lòng dẫn

dòng chảy: Khai thác cát, xây dựng công trình thủy lợi,

nuôi trồng thủy sản

Khối đất gây trượt

Khối đất chống trượt Mực nước

Cung trượt

Nguyên nhân và các nhân tố

ảnh hưởng xói lở(sự mất cân bằng mái bờ)

Lực gây trượt tăng lên Lực trống trượt giảm

Giảm tải trên mép bờ sông Sóng vỗ khối đất gây trượt tăngTrọng lượng bản thân áp lực thấm

Nguyờn nhõn và cỏc nhõn tố ảnh hưởng tới hiện tượng sạt lở

Qua nghiên cứu các tài liệu quản lý kết hợp với các đợt khảo sát thực tế hiện trường; các kết quả điều tra lấy ý kiến của các chuyên gia, của những người dân sinh sống lâu năm ở khu vực ven sông cho phép đánh giá được tương đối chính xác nguyên nhân gây sạt lở bờ sông Đó là:

- Do vận tốc dòng chảy gần bờ tại khu vực sạt lở có giá trị lớn, duy trì trong thời gian dài Tại những đoạn sông cong, do tác động của dòng chảy thường hướng

về phía bờ lõm gây xói lở Dòng áp lực này bào xói lòng dẫn, tạo ra các hố xói cục

bộ ngày càng lớn dần gây mất ổn định cho bờ sông

- Do đặc điểm địa chất thường gặp ở bờ sông Trên cơ sở tham khảo tài liệu khảo sát địa chất của các công trình làm ven sông Hồng trên địa bàn Hà Nội cho thấy tính chất cơ lý thấp của các lớp đất bờ sông Các trị số góc ma sát trong ϕ, lực dính C của các lớp đất khá nhỏ nên khả năng chống trượt của khối đất bờ yếu

- Do hoạt động khai thác cát sỏi quá mức cho phép trên sông, làm mất chân gây mất ổn định bờ sông

- Do chất tải, tập kết vật liệu xây dựng ven sông quá lớn cộng với nền đất yếu gây ra hiện tượng lún sụt

Trong sự tổng hợp nhiều nhân tố tác động trong đó cần tìm ra đâu là nguyên nhân chính cho vị trí đang xét Thời gian tác dụng và tần xuất xuất hiện của nguyên nhân đó như thế nào , để có thể đưa ra các giải pháp chống hoặc giảm nhẹ hiện tượng sạt lở vừa phù hợp kinh tế vừa mang lại hiệu quả kỹ thuật tốt

2.2.2 Tác động của việc chất tải đến quá trình làm việc của hệ thống đê điều

Nhà ở tạm, việc tập kết quá nhiều các loại vật liệu xây dựng trên bờ sông là một trong những nguyên nhân làm tăng tải trọng gây trượt do gia tải, chất tải như đã

đề cập ở trên Để xảy ra hiện tượng này là do việc quy hoạch các bến cảng vật liệu địa phương của các cơ quan chức năng còn nhiều bất cập Đồng thời do nguồn lợi quá lớn của việc kinh doanh vật liệu xây dựng nên một số chủ bến bãi đã tập kết lượng vật liệu lớn hơn mức được cấp phép, thậm trí còn tập kết cả vào những khu

Chính vì lẽ đó mà người dân của các xã, phường, trị trấn ven sông Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội thường lấn chiếm bờ bãi ven sông để làm nhà tạm và kinh doanh vật liệu xây dựng

Hình 2-6 Chất tải ven đê

Những bến bãi vật liệu xây dựng khi mới tập kết với khối lượng ít thì bờ bãi vẫn ổn định nhưng khi chất tải quá cao thì sẽ làm lún châ n bãi làm phá vỡ kết cấu lớp đất tự nhiên, gây sạt lở bờ bãi, gây mất ổn định đến chân đê và gây ách tắc dòng chảy, làm biến đổi lòng dẫn Khi có lũ lên khối đất dưới chân bãi bão hòa cộng với

áp lực khối vật liệu bên trên chất tải làm cho cung trượt xuất hiện , kéo toàn bộ khối đất xuống sông Do đó các đợt sạt lở đều diễn ra vào mùa mưa và vào thời kỳ lũ rút

Hình 2-7 Hiện tượng bãi vật liệu chất tải quá cao sinh ra cung trượt mất ổn định