Đánh giá tổng kết các công trình bảo vệ bờ và đê biển, đề xuất giải pháp công trình bảo vệ cho đoạn đê biển huyện Tĩnh Gia tỉnh Thanh Hóa

Ở nhiều vùng biển lấn do tác dụng của sóng gió, dòng ven thường xuyên gây sạt lở thu hẹp và hạ thấp mặt bãi, gây mất ổn định đê kè biển, nếu không có định hướng bảo vệ đúng sẽ thường xuy

vệ bờ và đê biển, đề xuất giải pháp công trình bảo vệ cho đoạn đê biển huyện Tĩnh Gia tỉnh Thanh Hóa” Đây là kết quả đánh giá kiến thức

của mình trong thời gian được học tại Trường Đại học Thuỷ Lợi

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Công trình và Trường Đại học Thuỷ lợi đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khoá học

Xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn chân thành đến PGS.TS Nguyễn Bá Quỳ, TS Phạm Thanh Hải và TS Nguyễn Hữu Phúc – Giám đốc Trung tâm Phòng tránh và Giảm nhẹ thiên tai đã hướng dẫn tận tình, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành luận văn này

Đồng thời tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân và bạn bè đồng nghiệp tại nơi công tác đã khích lệ và động viên, là động lực rất lớn giúp tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Do thời gian có hạn và năng lực bản thân còn nhiều hạn chế, chắc chắn luận văn không tránh khỏi những thiếu sót Kính mong các thầy cô chỉ bảo, mong các đồng nghiệp đóng góp ý kiến để tôi có thể hoàn thiện, tiếp tục nghiên cứu và phát triển đề tài

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2014

Nguyễn Duy Minh

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các

số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Học viên thực hiện Luận văn

Nguyễn Duy Minh

1.1 Tổng quan về đê biển Việt Nam 4

1.1.1 Tổng quan về đê biển từ Quảng Ninh – Quảng Nam 4

1.1.2 Tổng quan về đê biển Quảng Ngãi – Kiên Giang 14

1.2 Cơ chế phá hoại của đê biển 17

1.2.1 Sóng tràn 18

1.2.2 Cơ chế trượt mái 22

1.2.3 Xói chân đê kè 33

1.2.4 Hư hỏng kết cấu bảo vệ mái, đỉnh đê và xói thân đê 35

1.2.5 Lún công trình do nền mềm 37

1.2.6 Hư hỏng các công trình trên đê 38

1.2.7 Xói mòn đê tự nhiên/ đụn cát 39

1.2.8 Tác động hoá học của môi trường nước mặn 40

1.2.9 Tác động của các sinh vật biển 41

1.2.10 Các tác động tiêu cực từ việc khai thác cát sỏi, khoáng sản 42

1.3 Các phương pháp thiết kế đê biển 43

1.4 Kết luận chương I: 45

CHƯƠNG II: CƠ SỞ KHOA HỌC CHO CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ BIỂN 48

2.1 Dòng ven bờ và vận chuyển bùn cát ven bờ tại vùng biển Thanh Hóa 48 2.2 Phân loại công trình bảo vệ bờ 52

2.2.1 Phân loại theo đối tượng bảo vệ 52

2.2.2 Phân loại theo thời kỳ xây dựng 53

2.2.3 Phân loại theo loại hình và bố trí công trình 54

2.2.4 Phân loại theo vật liệu và cấu kiện công trình 62

2.3 Thực trạng xói lở khu vực bờ biển Thanh Hóa 63

2.4 Phân tích, đánh giá hiệu quả công trình bảo vệ bờ hiện nay 71

CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ VÀ ĐÊ BIỂN HUYỆN TĨNH GIA TỈNH THANH HÓA 72

3.1 Thiết kế hình học công trình bảo vệ bờ và mặt cắt ngang đê 72

3.1.1 Tài liệu phục vụ tính toán thiết kế 72

3.1.2 Tiêu chuẩn an toàn và phân cấp đê 72

3.1.3 Xác định vị trí tuyến đê 73

3.1.4 Xác định mực nước thiết kế 73

3.1.5 Xác định tham số sóng thiết kế 74

3.1.6 Xác định mặt cắt đặc trưng 75

3.1.7 Thiết kế mặt cắt đê 76

3.2 Lựa chọn kết cấu bảo vệ bờ và mặt cắt ngang đê 86

3.3 Tính toán ổn định cho đê biển huyện Tĩnh Gia tỉnh Thanh Hóa 89

3.4 Kết luận chương III 94

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95

Kết luận 95

Những điểm đạt được 95

Những hạn chế 96

Kiến nghị 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO 97

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1 1: Các hình thức phá hoại đê kè biển 18

Hình 1 2: Một số dạng đê kè bị hư hỏng do sóng tràn 20

Hình 1 3: Sạt mái đê phía đồng 21

Hình 1 4: Cơ chế bất ổn định trượt mái đê 22

Hình 1 7: Các cấu kiện bị bong xô do tác động của sóng lên mái 25

Hình 1 8: Sơ đồ minh họa tương tác giữa tải trọng bên ngoài và bên trong kè 26

Hình 1 9: Mái kè bị biến dạng và hư hỏng do áp lực sóng 26

Hình 1 10: Mực nước triều thấp gió và dòng ven phá hoại chân kè 27

Hình 1 11: Mái kè bị lún thấp hơn hàng ống buy bảo vệ chân 28

Hình 1 12: Mái kè bị đánh sập bóc hết cấu kiện và khoét hết đất đá 29

Hình 1 13: Mái đê bị sạt, các viên đá bị sóng mài tròn trên bãi 30

Hình 1 14: Phần đá lát khan bị sóng đánh hư hỏng 31

Hình 1 15: Toàn bộ mặt đê bị phá sập 31

Hình 1 16: Tuyến đê gần bị cắt ngang thân 32

Hình 1 17: Đê lát nửa mái bằng đá xếp và phần trên trồng cỏ bị phá sau bão 33

Hình 1 18: Các cấu kiện và viên đá bị bong xô bắt đầu quá trình phá hoại mái 36

Hình 1 19: Mái kè bị bóc cấu kiện mái và khoét đất đá trong thân đê 36

Hình 1 20: Mô phỏng nền phá hoại do lún, đẩy trồi ra hai bên của phạm vi chất tải 37

Hình 1 21: Mô hình phá hoại nền trồi ngang 38

Hình 1 22: Cung trượt sâu cắt qua thân và nền đê 38

Hình 1 23: Phá hoại do nguyên nhân tác động của sóng và ăn mòn do nước mặn 41

Hình 1 24: Các con hà bám vào tường cống góp phần đẩy nhanh quá

trình ăn mòn 42

Hình 2 1: Sơ đồ dòng chảy vịnh Bắc Bộ trong đông (trái) và hè (phải) theo “Báo cáo kết quả điều tra tổng hợp Vịnh Bắc Bộ (1964)” 50

Hình 2 2: Hướng và tốc độ dòng chảy trên biển 51

Hình 2 3: Xu thế dòng chảy cả năm vận chuyển bùn cát ven bờ 52

Hình 2 4: Gia cố bờ dạng mái nghiêng 55

Hình 2 5: Gia cố bờ dạng tường đứng 56

Hình 2 6: Công trình dạng hỗn hợp 57

Hình 2 7: Mỏ hàn biển 58

Hình 2 8: Đê giảm sóng Hải Dương (Huế) 59

Hình 2 9: Mỏ hàn chữ T đê biển I (Hải Phòng) 60

Hình 2 10: Mỏ chữ T đê biển Hải Thịnh 2 (Nam Định) 60

Hình 2 11: Mỏ chữ T đê biển Nghĩa Phúc (Nam Định) 61

Hình 2 12: Cụm công trình bẫy cát biển ở Giao Thủy 62

Hình 2 13: Phân vùng xói lở bờ biển Việt Nam 68

Hình 2 14: Diễn biến xói lở tại khu vực nghiên cứu 69

Hình 3 1: Tuyến nghiên cứu 73

Hình 3 2: Mặt cắt đê bảo vệ ba mặt 76

Hình 3 3: Mặt cắt thiết kế đê biển điển hình của khu vực nghiên cứu 88

Hình 3 4: Tính ổn định trường hợp 1 cho mặt cắt 3 89

Hình 3 5: Tính ổn định trường hợp 2 cho mặt cắt 3 90

Hình 3 6: Tính ổn định trường hợp 3 cho mặt cắt 3 90

Hình 3 7: Tính ổn định trường hợp 1 cho mặt cắt 22 91

Hình 3 8: Tính ổn định trường hợp 2 cho mặt cắt 22 91

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2 1: Thống kê tốc độ xói lở bờ biển Thanh Hóa 63Bảng 2 2: Thống kê các điểm bị xói lở trên dải ven biển Thanh Hóa (1988) 65

M Ở ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trải dài 29 tỉnh ven biển nước ta là bờ biển với chiều dài rất lớn khoảng 3200km, 89 cửa sông, với vùng biển 1 triệu km2, khoảng 3000 hòn đảo lớn nhỏ và các thành phố lớn, hải cảng, các khu công nghiệp, dầu khí, các khu đánh bắt và nuôi trồng thủy sản Việt Nam là một trong những nước có tiềm năng, lợi thế về biển to lớn trong phát triển kinh tế biển và vùng ven biển cửa sông Tuy nhiên để phòng chống tác hại của biển như bão, nước dâng, sạt lở bờ biển trong điều kiện nước biển dâng

do biến đổi khí hậu là một vấn đề hết sức cấp thiết

Hiện nay, phát triển kinh tế biển là một trong những chiến lược quan trọng của Đảng và Nhà nước ta Trong chiến lược phát triển kinh tế biển thì xây dựng cơ sở hạ tầng, trong đó hệ thống đê biển là quan trọng nhất vì nó là lá chắn đảm bảo an toàn, ổn định dân cư, các công trình hạ tầng cho công cuộc phát triển và một phần phục vụ cho an ninh quốc phòng, phát triển bền vững, đa mục tiêu Chính vì vậy việc nghiên cứu từ thực tiễn củng cố đê biển và những kinh nghiệm cũng như áp dụng công nghệ mới để ngày càng nâng cao hiệu quả tuyến đê là rất quan trọng và cần thiết

Đối với các công trình bảo vệ bờ biển đặc biệt là đê kè biển trong những năm qua đã được quan tâm đầu tư và củng cố qua các dự án PAM, OXFAM Tuy nhiên các tuyến đê chủ yếu mới được nâng cấp để chống được bão cấp 9 mực nước triều tần suất 5%, còn mang tính chắp

vá, không đồng bộ Một số những vấn đề tồn tại phản ánh trong quá trình xây dựng cũng như yêu cầu thực tiễn đòi hỏi đối với các công trình bảo

vệ đê kè biển là:

ổn định của đê

Ở nhiều vùng biển lấn do tác dụng của sóng gió, dòng ven thường xuyên gây sạt lở thu hẹp và hạ thấp mặt bãi, gây mất ổn định đê kè biển, nếu không có định hướng bảo vệ đúng sẽ thường xuyên phải chống đỡ thụ động, như phải dịch chuyển tuyến đê hoặc xói lở ở khu vực lân cận

Hiện nay thì các tuyến đê biển cũng đã nhiều lần được củng cố, tuy nhiên vẫn chưa thể đáp ứng được thực tế, mặt khác thiên tai do biến đổi khí hậu ngày càng nhiều và diễn ra tương đối khốc liệt với nhiều yếu

tố cực đoan hơn trước cho nên cần nghiên cứu thực tế, trọng tâm sẽ nghiên cứu giải pháp thực hiện cụ thể với huyện Tĩnh Gia, Thanh Hóa

Đề tài “Đánh giá tổng kết các công trình bảo vệ bờ và đê biển,

đề xuất giải pháp công trình bảo vệ cho đoạn đê biển huyện Tĩnh Gia tỉnh Thanh Hóa” là đề tài hết sức thực tế và có ứng dụng thực tiễn cao

2 Mục đích của đề tài

Đánh giá tổng kết các công trình bảo vệ bờ và đê biển, đề xuất giải pháp công trình bảo vệ cho đoạn đê biển cụ thể từ những đánh giá trên

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Phương pháp tiếp cận và nghiên cứu là điều tra thực tế, kết hợp lý thuyết Tính toán thấm và ổn định thân đê theo các phương án công trình

đã có và sử dụng phương án dùng giải pháp mới Có sử dụng phần mềm Geo-Slope So sánh các phương án xử lý về điều kiện kinh tế kỹ thuật

Kết quả đạt được

Lựa chọn được phương án thiết kế mặt cắt đê biển Tĩnh Gia – Thanh Hóa đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật

Nội dung của luận văn

Chương 1: ĐẶC ĐIỂM ĐÊ BIỂN VIỆT NAM, CÁC NGUYÊN NHÂN

HƯ HỎNG

Chương 2: CƠ SỞ KHOA HỌC CHO CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ

BIỂN

Chương 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ VÀ

ĐÊ BIỂN HUYỆN TĨNH GIA TỈNH THANH HÓA

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Tổng quan về đê biển Việt Nam

1.1.1 Tổng quan về đê biển từ Quảng Ninh – Quảng Nam

1.1.1.1 Đặc điểm chung

Vùng ven biển từ Quảng Ninh – Quảng Nam là nơi có địa hình thấp trũng, là những nơi tương đối phát triển về kinh tế của nước ta, nông nghiệp chiếm phần lớn trong cơ cấu nền kinh tế và theo định hướng phát triển kinh tế của Chính phủ thì dần chuyển dịch sang hướng phát triển về công nghiệp, du lịch và dịch vụ và đây cũng là nơi tập trung dân

cư đông đúc Đây là vùng biển có biên độ thuỷ triều cao (khoảng 4 mét)

và nước dâng do bão cũng rất lớn Để bảo vệ sản xuất và sinh hoạt của nhân dân, các tuyến đê biển, đê cửa sông ở khu vực này đã được hình thành từ rất sớm và cơ bản được khép kín Tổng chiều dài các tuyến đê biển, đê cửa sông khoảng 484 km, trong đó có trên 350 km đê trực tiếp biển

Sau khi được đầu tư khôi phục, nâng cấp thông qua dự án PAM

5325, PAM 4617 và quá trình tu bổ hàng năm, các tuyến đê biển nhìn chung đảm bảo chống được mức nước triều cao tần suất 5% có gió bão cấp 9 Tuy nhiên, tổng chiều dài các tuyến đê biển rất lớn, dự án PAM mới chỉ tập trung khôi phục, nâng cấp các đoạn đê xung yếu Mặt khác, do tác động thường xuyên của mưa, bão, sóng lớn, đặc biệt sau các trận bão số 2,

số 6 và số 7 năm 2005 hệ thống đê biển Bắc Bộ đã bị tràn, vỡ và sạt lở nhiều đoạn và vẫn còn nhiều tồn tại, trong đó các tồn tại chính được tóm tắt như sau:

Nhiều đoạn thuộc tuyến đê biển Hải Hậu, Giao Thuỷ, Nghĩa Hưng (thuộc tỉnh Nam Định), đê Cát Hải, đê biển Đồ Sơn (Hải Phòng) đã bị tràn, vỡ, sạt lở mạnh trong bão Do bãi biển liên tục bị bào mòn, hạ thấp gây sạt lở chân, mái kè bảo vệ mái đê biển, đe doạ trực tiếp đến an toàn của đê biển

Một số đoạn trước đây có rừng cây chắn sóng nên mái đê phía biển chưa được bảo vệ, đến nay rừng cây chắn sóng bị phá huỷ, đê trở thành trực tiếp chịu tác động của sóng, thuỷ triều nên nếu không được bảo vệ sẽ có nguy cơ vỡ bất cứ lúc nào Có đoạn trước đây đê có 2 tuyến nên tuyến đê trong không được bảo vệ mái, đến nay tuyến đê ngoài đã bị

vỡ nên tuyến đê trong cấp thiết phải được củng cố, bảo vệ chống vỡ

Còn 257,5 km/484 km đê biển, đê cửa sông chưa đảm bảo cao trình thiết kế, đa số các tuyến đê có chiều rộng mặt đê ≤ 3,0m, đến nay trừ các tuyến đê biển số I, II, III (chiều dài khoảng 46,913km) thuộc Hải Phòng có chiều rộng mặt đê B = 5,0m, còn lại 152,5km đê có chiều rộng khoảng 4,0 ÷ 4,5m, 150 km có chiều rộng 3,0 ÷ 4,0m và 125 km có chiều rộng <3,0m, cá biệt có nơi chỉ rộng 1,6 ÷ 2,5m Chiều rộng mặt đê nhỏ gây khó khăn cho việc giao thông cũng như kiểm tra, ứng cứu đê như các tuyến đê Hà Nam (tỉnh Quảng Ninh), đê biển Hải Hậu, Giao Thuỷ (Nam Định), đê biển số 5, 6, 7, 8 (Thái Bình), v.v Hầu hết mặt đê

chưa được gia cố cứng hoá nên khi mưa lớn hoặc trong mùa mưa bão mặt đê thường bị sạt lở, lầy lội, nhiều đoạn không thể đi lại được, nhất là sau các trận bão năm 2005

Mới xây dựng được gần 90km/484km kè bảo vệ mái đê biển, nên những nơi mái đê phía biển chưa có kè bảo vệ hoặc không còn cây chắn sóng vẫn thường xuyên bị sạt lở hoặc có nguy cơ sạt lở đe doạ đến an

Hải Hậu, hầu hết mái đê phía đồng chưa có biện pháp bảo vệ, nên thường xuyên bị xói, sạt khi mưa, bão, đặc biệt tuyến đê biển Hải Hậu

Dải cây chắn sóng trước đê biển nhiều nơi chưa có, có nơi đã có

nhưng do công tác quản lý, bảo vệ còn bất cập nên bị phá hoại để phục

vụ việc nuôi trồng thuỷ sản Vì vậy, đê biển đa phần chịu tác động trực tiếp của sóng gây sạt lở

1.1.1.2 Hệ thống đê biển, đê cửa sông tỉnh Quảng Ninh

Tỉnh Quảng Ninh có hệ thống đê biển tập trung chủ yếu ở 8 xã

thuộc huyện Yên Hưng (gọi là khu vực Hà Nam) Với độ cao trung bình thấp hơn mực nước thủy triều cao từ 2 ÷3m, hệ thống đê biển được hình thành cách đây trên 750 năm

Đê biển Hà Nam dài gần 33,6 km, tạo thành vòng khép kín, với số dân 60000 người cùng với cơ sở hạ tầng tương đối mạnh: hàng chục km đường giao thông, đường điện, trường học, bệnh xá và khoảng 3000ha đất canh tác nông nghiệp, trên 400ha đầm nuôi trồng thủy sản xuất khẩu

Nhận xét: Bao bọc quanh đảo Hà Nam là 2 cửa sông đổ ra biển:

sông Chanh và sông Nam (2 nhánh sông Bạch Đằng) Sông Nam có độ dốc lớn, uốn lượn nhiều, triền sông ngoài đê có Sú, Vẹt, Đối Tuyến đê thủy sản bao quanh bãi, tạo thành lá chắn bảo vệ cho đê Hà Nam từ Km 21÷ Km 32, đà gió trong đoạn này từ 500÷ 1000m Sông Chanh có độ dốc nhỏ hơn và ít cong, phía ngoài đê trực tiếp là sông không có bãi Đối diện bên kia sông là vùng Hà Bắc, đà gió tính đến hai bờ đối diện từ

500m ÷ 1000m, riêng đoạn từ Km 10 ÷ Km 21 chịu ảnh hưởng của gió Đông Bắc thông ra vịnh Hạ Long với đà gió khoảng 20km Đây được xác định là vùng trọng yếu của đê Hà Nam, nơi thường xuyên bị gió bão

và lũ uy hiếp nghiêm trọng, hầu như mùa bão lũ năm nào cũng xảy ra sự

cố do vậy đoạn đê biển này rất cần được quan tâm đúng mức

1.1.1.3 Hệ thống đê biển, đê cửa sông thành phố Hải Phòng

Hệ thống đê điều của Hải Phòng bao gồm 24 tuyến đê với tổng chiều dài 422,629km, trong đó có 6 tuyến đê biển với chiều dài 104,265

km, 18 tuyến đê sông với chiều dài 318,364 km, 76 công trình kè với tổng chiều dài 62,516 km (35,668 km kè đê biển và 26,848 km kè đê sông), 393 cống dưới đê (bao gồm 69 cống dưới đê biển và 324 cống dưới đê sông)

Hệ thống đê này chia thành 6 tiểu hệ thống đê bảo vệ các khu vực độc lập, bao gồm:

Bốn hệ thống đê theo địa giới hành chính huyện là Vĩnh Bảo, Tiên Lãng, Thủy Nguyên, Cát Hải

Hai tiểu hệ thống đê độc lập theo địa giới huyện là hệ thống Đa

Độ gồm bốn đơn vị hành chính: huyện An Lão, Kiến Thụy, quận Kiến

An, thị xã Đồ Sơn; và hệ thống đê An Dương và nội thành bao gồm 6 đơn vị hành chính: huyện An Dương, các quận Hồng Bàng, Lê Chân, Ngô Quyền và Hải An

Chiều dài các đoạn như sau:

- Đê biển I: 17,591 km;

- Đê biển II: 10,660 km;

- Đê biển III: 21,162 km;

- Đê biển Tràng Cát: 19,726 km;

Chanh…) và dòng triều Dòng chảy sông có ảnh hưởng đặc biệt đến dòng chảy chung của vùng cửa sông vào mùa lũ khi nước thượng nguồn

ở các sông Cầu, sông Thương, sông Lục Nam, sông Hồng qua sông Đuống sông Luộc chảy về Khi hoà nhập của nước sông vào khối nước biển dưới sự tương tác của dòng triều và dòng lũ, nước bị dồn ép ở pha triều lên và khi triều rút có sự cộng hưởng giữa dòng triều và dòng nước sông gây ra tốc độ dòng chảy rất lớn

Vùng biển Hải Phòng là một bộ phận thuộc tây bắc vịnh Bắc bộ Các đặc điểm cấu trúc địa hình đáy biển và đặc điểm hải văn biển Hải Phòng gắn liền với những đặc điểm chung của vịnh Bắc bộ và biển Đông

Độ sâu của biển Hải Phòng không lớn Đường đẳng sâu 2m chạy quanh mũi Đồ Sơn rồi hạ xuống 5m ở cách bờ khá xa ở đáy biển nơi có các cửa sông đổ ra, do sức xâm thực của dòng chảy nên độ sâu lớn hơn

Ra xa ngoài khơi, đáy biển hạ thấp dần theo độ sâu của vịnh Bắc Bộ, chừng 30 - 40 m Mặt đáy biển Hải Phòng được cấu tạo bằng thành phần mịn, có nhiều lạch sâu vốn là những lòng sông cũ nay dùng làm luồng lạch ra vào hàng ngày của tàu biển

Kết quả điều tra khảo sát đo đạc ở 2 cửa sông và khu vực ven biển

trước đảo cho thấy: Dòng chảy vùng ven biển và cửa sông Hải Phòng có

chế độ phức tạp thể hiện mối tương tác: Mực nước - địa hình đáy - sóng - gió - thuỷ triều

Qua phân tích ảnh hưởng của chế độ gió và sóng gió trong mùa đông tới vùng ven biển Hải Phòng không nhiều: Chế độ dòng chảy phụ thuộc chủ yếu vào yếu tố địa hình và dao động mực nước (do thuỷ triều) Kết quả điều tra khảo sát đo đạc ở hai cửa sông và khu vực ven biển cho thấy, về mùa đông khi chế độ sóng, gió tương đối “yên lặng”, dòng chảy xuất hiện chủ yếu do dòng triều và sự chênh lệch mực nước do khối

nước sóng triều bị dồn ép khi vào bờ Mặc dù vậy, trong những ngày nước cường có sóng gió hướng Đông và Đông Nam phát triển, dòng chảy ven bờ do sóng gây ra kết hợp với các loại dòng khác làm tăng (hoặc giảm) tốc độ dòng chảy tổng hợp vùng ven bờ

Hướng di chuyển của bùn cát: Hoàn lưu di chuyển của dòng bùn cát phụ thuộc vào hướng dòng chảy tổng hợp, trong đó chủ yếu là dòng triều Di chuyển bùn cát dọc bờ do sóng là quan trọng nhưng không giữ vai trò chủ đạo

Nhận xét: Từ đặc điểm về địa lý, địa hình, địa chất, kết hợp với

đặc điểm về khí hậu, cùng với chế độ thuỷ hải văn của khu vực Hải Phòng cho thấy đây là một vùng bờ biển đặc trưng của khu vực ven biển Bắc Bộ Vùng bờ biển Hải Phòng có địa hình và địa chất phức tạp Nguyên nhân về nguồn gốc xói lở liên quan đến sự hình thành và quá trình phát triển, tiến hoá, được hình thành từ chế độ bồi tụ cửa sông, châu thổ, trong quá trình phát triển Do mức xâm thực cơ sở nâng cao và năng lượng sóng mạnh lên, đảo nằm trong điều kiện động lực môi trường

Thái Bình được bao bọc bởi hệ thống đê sông, đê biển khép kín với tổng chiều dài 584,6km đê, trong đó có 362,8km từ cấp III trở lên, còn lại 221,8 km đê bối, đê bao, đê vùng Các tuyến đê trong tỉnh có 93,6 km kè lát mái và 60 kè mỏ, dưới đê có 219 cống lớn nhỏ làm nhiệm vụ tưới tiêu nước, phục vụ sản xuất nông nghiệp

Đê từ cấp III trở lên có tổng chiều dài 363 km, trong đó:

17Km Từ (K133 ÷ K150) thuộc huyện Hưng Hà quản lý

dài 50,4Km thuộc hai huyện Vũ Thư và Kiến Xương quản lý

(K0 ÷ K42), dài 42 km Thuộc huyện Hưng Hà, Đông Hưng, Thành phố và Thái Thụy quản lý

÷ K42), dài 42km thuộc huyện Vũ Thư, Thành phố và Kiến Xương quản lý

÷ K36) dài 36 Km thuộc huyện Hưng Hà, Quỳnh Phụ quản lý

(K0 ÷ K16) dài 16km thuộc huyện Quỳnh Phụ quản lý

 Đê biển:

thuộc huyện Tiền Hải quản lý

Lân I, thuộc hai huyện Kiến Xương và Tiền Hải quản lý

cống Trà Linh I, thuộc huyện Thái Thụy quản lý

Linh I, thuộc huyện Thái Thụy quản lý

Nhận xét: Địa hình của tỉnh tương đối bằng phẳng với độ dốc nhỏ

hơn 1%; cao trình biến thiên phổ biến từ 1m-2m so với mực nước biển, thấp dần từ tây bắc xuống đông nam Cao trình mặt đất tự nhiên của Thái Bình rất thấp, về mùa lũ mực nước sông thường cao hơn mặt đất tự nhiên

từ (3 ÷ 5) m Nếu vỡ đê sông bất cứ chỗ nào thì một nửa tỉnh Thái Bình

bị ngập sâu từ (2 ÷ 4) m nước trở lên, hoặc vỡ đê biển bất cứ chỗ nào thì hàng ngàn ha đất canh tác bị nhiễm mặn phải nhiều năm mới hồi phục được

1.1.1.5 Hệ thống đê biển, đê cửa sông tỉnh Nam Định

Tuyến đê biển tỉnh Nam Định được hình thành cách đây khoảng

250 năm ÷ 300 năm Tuyến đê biển có nhiệm vụ bảo vệ các huyện: Giao Thủy, Hải Hậu, Nghĩa Hưng, Xuân Trường và 6 xã phía tả sông Ninh Cơ của huyện Trực Ninh với tổng diện tích tự nhiên 87.128 ha, trong đó diện tích canh tác 52.198 ha chiếm 59,8%, tổng số dân 923.500 người Vùng ảnh hưởng trực tiếp của tuyến đê biển Nam Định là 38.300 ha đất

tự nhiên trong đó có 23.850 ha đất canh tác và tính mạng, tài sản của

- Tuyến đê huyện Giao Thủy dài 32,333 km(Có 15,5 km trực diện

với biển)

- Tuyến đê Hải Hậu dài 33,323 km (Có 20,5 km trực diện với biển)

- Tuyến đê Nghĩa Hưng dài 26,325 km (Có 4,8 km trực diện với

biển)

Nhận xét chung: nhiều đoạn thuộc tuyến đê huyện Hải Hậu, Giao

Thuỷ thuộc tỉnh Nam Định đang đứng trước nguy cơ bị vỡ do bãi biển liên tục bị bào mòn, hạ thấp gây sạt lở chân, mái kè bảo vệ mái đê biển,

đe doạ trực tiếp đến an toàn của đê biển Một số đoạn trước đây có rừng cây chắn sóng bị phá huỷ, đê trở thành trực tiếp chịu tác động của sóng, thuỷ triều nên nếu không được bảo vệ sẽ có nguy cơ vỡ bất cứ lúc nào

Có đoạn trước đây có 2 tuyến nên tuyến đê trong không được bảo vệ mái, đến nay tuyến đê ngoài đã bị vỡ nên tuyến đê trong cấp thiết phải được củng cố, bảo vệ chống vỡ

1.1.1.6 Hệ thống đê biển, đê cửa sông tỉnh Ninh Bình

Ninh Bình là tỉnh giáp biển được phân cách đất liền bởi hai con sông Đáy và sông Mã Toàn bộ hệ thống đê biển 18 km nằm trọn trong huyện Kim Sơn, có cửa sông Đáy đổ ra biển tạo ra vùng bãi bồi hàng năm tiến thêm ra biển khoảng 100 - 120m và quĩ đất tăng thêm hàng năm khoảng 140 - 168 ha Hệ thống đê biển Ninh Bình được nâng cấp qua

các thời kỳ là đê Bình Minh I và II Nói chung đê đủ sức chống chọi với gió cấp 10 đến cấp 11

Nhận xét: Trong những năm qua Ninh Bình đã liên tục dịch tuyến

đê ra phía biển khi có lợi thế là biển lùi Tuy vậy do sự bồi đắp của phù

sa của hai con sông với tốc độ nhanh không lâu Ninh Bình sẽ không còn

bờ biển

1.1.1.7 Hệ thống đê biển, đê cửa sông tỉnh Thanh Hóa

Thanh Hoá là một tỉnh nằm ở Bắc Trung Bộ, vị trí địa lý ở 190

18' đến 30010' vĩ độ Bắc và 1040

20' đến 106005' kinh độ Đông

Bờ biển Thanh Hoá có 102km, trải dài trên địa phận 6 huyện, thị là: Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hoá, thị xã Sầm Sơn, Quảng Xương, Tĩnh Gia, có tổng diện tích tự nhiên của 6 huyện vùng biển là: 121.950 ha, trong đó diện tích đất nông nghiệp là: 60.813 ha, dân số trong vùng: 1,1 triệu người

Vùng ven biển Thanh Hoá là vùng kinh tế trọng điểm của tỉnh có nhiều khu công nghiệp, nhiều nhà máy, bến cảng, dịch vụ du lịch đang phát triển với tốc độ nhanh… Đặc biệt trong giai đoạn hiện nay, theo chủ trương của Đảng và nhà nước, nền kinh tế biển đang được mở rộng và phát triển đa mục tiêu như: nuôi trồng thuỷ sản, trồng cây công nghiệp, làng nghề…Ngoài ra nó còn có vị trí, vai trò rất quan trọng về an ninh, quốc phòng

Về thiên tai bão lũ, hầu như không có năm nào Thanh Hóa không

bị ảnh hưởng của bão lũ Có năm bão lũ đến sớm, có năm đến muộn nhưng bình quân mỗi năm Thanh Hóa phải chịu ảnh hưởng trực tiếp từ 1

÷ 3 cơn bão

bờ khá xa và suy giảm rất nhiều khi lan truyền tới bờ Vì vậy, sóng mùa Đông hầu như không gây nên xói lở đường bờ Mùa hè do có gió Đông Nam và bắt đầu mùa mưa bão, sóng trở nên lớn hơn và cùng với triều cường và nước dâng là những nguyên nhân chính gây nên sự xói lở bờ biển

1.1.2 Tổng quan về đê biển Quảng Ngãi – Kiên Giang

Vùng ven biển từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang là vùng đa dạng về sinh học, có nhiều tiềm năng phát triển các ngành nghề như: nông nghiệp, thủy sản, lâm nghiệp, diêm nghiệp, công nghiệp, du lịch, dich vụ, Song cũng là khu vực thường xuyên chịu tác động mạnh mẽ của thiên tai (lũ, bão) và nhất là trước tác động của biến đổi khí hậu, nước biển dâng

Hệ thống đê biển, đê cửa sông đã được hình thành từ lâu để bảo vệ sản xuất của nhân dân vùng ven biển Trải qua nhiều thời kỳ phát triển, nhất là sau khi đất nước được thống nhất và sau cơn bão số 5 năm 1997 (bão Linda) được sự quan tâm của Đảng, Nhà nước và Chính phủ trong việc hỗ trợ kinh phí, các địa phương vùng ven biển đã huy động các nguồn lực đầu tư xây dựng hệ thống đê biển, đê cửa sông với quy mô khác nhau, bước đầu đã mang lại hiệu quả trong việc ngăn mặn, giữ ngọt, góp phần tích cực vào việc cải thiện, nâng cao đời sống nhân dân, phát triển mạng lưới giao thông trong khu vực, thúc đẩy tiến trình phát triển kinh tế - xã hội của toàn vùng Trong đó, điển hình là đê biển Gò

Công (Tiền Giang), Giồng Bàng (Trà Vinh), Tuy nhiên, so với mức thiết kế, chống gió bão cấp 9, ứng với thủy triều tần suất 5% thì các tuyến đê biển vẫn còn rất nhiều tồn tại như: tuyến đê chưa khép kín, chưa hợp lý trong việc kết hợp giao thông, không đảm bảo ổn định lâu dài tại các khu vực biển tiến; mặt cắt ngang đê hầu hết còn thấp, bé; địa chất nền đê yếu, nhiều đoạn bị lún, sụt chưa được xử lý, thiếu tính ổn định; diện tích rừng cây chắn sóng bị thu hẹp làm giảm khả năng chống sóng uy hiếp nghiêm trọng hệ thống đê biển; hệ thống cống ngăn mặn, giữ ngọt còn thiếu và chưa đồng bộ; công tác quản lý đê biển chưa được chú trọng đúng mức dẫn đến nhiều tuyến đê biển bị xuống cấp

Vì vậy, việc đầu tư củng cố, nâng cấp hệ thống đê biển các tỉnh từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang, tạo tiền đề để phát triển bền vững và ổn định đời sống của nhân dân vùng ven biển, nhất là trong điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng là rất cấp thiết Tại Hội nghị tổng kết 5 năm (2001 - 2005) công tác phòng chống lụt bão và tìm kiếm cứu nạn, Phó Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Tấn Dũng (nay là Thủ tướng Chính phủ)

đã chỉ đạo việc xây dựng Chương trình củng cố, nâng cấp hệ thống đê biển miền Trung và các tỉnh ven biển đồng bằng sông Cửu Long

Nhận xét:

Việc củng cố, nâng cấp đê biển tại một số nơi vẫn mang tính chất dàn trải, chưa đáp ứng phương châm làm đâu được đấy, chưa đảm bảo tính đồng

bộ, liên tục của công trình

Việc lựa chọn nhà thầu chưa đảm bảo, một số nhà thầu thiếu kinh nghiệm thi công vùng ven biển nên chất lượng công trình một số nơi chưa cao, công trình chưa đạt yêu cầu về kỹ thuật, mỹ thuật; lực lượng

và thiết bị thi công hạn chế dẫn đến tiến độ thi công chậm Vì thế, một số đoạn đê biển mới được đầu tư trong những năm gần đây đã có những hư

Thực tế những năm qua, các địa phương áp dụng rất nhiều loại kết cấu công trình (ngay cả trên cùng một tuyến đê), nhất là kết cấu bảo vệ mái trước đê biển gây khó khăn cho công tác thẩm định, thi công và duy

tu bảo dưỡng

Tiếp đến là quyết định số 667/QĐ-TTG ngày 27 tháng 5 năm 2009 phê duyệt “Chương trình củng cố, nâng cấp hệ thống đê biển từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang” Sau một năm thực hiện quyết định trên thì tính đến năm 2010 thì kết quả thực hiện còn chậm và chưa đạt được hiệu quả nhiều

Về xác định tuyến đê: việc xác định tuyến đê của nhiều dự án không phù hợp, hầu hết được bố trí ra phía ngoài, không đảm bảo lưu không để trồng cây; hình dạng tuyến đê ngoằn ngòe, không đảm bảo kết hợp giao thông;

Về tính toán cao trình mặt đê: Việc tính toán cao trình mặt đê chưa phù do thiếu tài liệu cơ bản về sóng, triều dẫn đến việc xác định cao trình mặt đê không phù hợp, chủ yếu là thiên lớn

Về mặt cắt ngang đê: ngoài phần chiều rộng mặt đê, mái đê, ở hầu hết các dự án còn lúng túng trong việc xác định lưu không để tôn cao đê khi phải đối phó với biến đổi khi hậu nước biển dâng trong tương lai

Về kết cấu bảo vệ mái đê biển: Một số dự án có bố trí kết cấu bảo

vệ mái đê phía biển, hoặc phía sông, song không phù hợp; do: không tính toán cụ thể chiều dày lớp bảo vệ, không tính hệ số triết giảm sóng do dải

cây chắn sóng trước đê; việc gia cố chân khay còn mang tính định tính do không đánh giá được diễn biến xói lở

Về thiết kế trồng cây chắn sóng bảo vệ đê: Việc trồng cây chắn sóng đều không được lồng ghép với các các dự án củng cố, nâng cấp đê biển

1.2 Cơ chế phá hoại của đê biển

Có nhiều hình thức phá hoại đê biển khác nhau bao gồm:

- Chảy tràn/sóng tràn

- Trượt mái đê

- Đẩy trồi/ xói ngầm

- Hư hỏng kết cấu bảo vệ mái, đỉnh đê-xói thân đê

- Xói ngầm/đẩy trồi nền công thuỷ công

- Hư hỏng hệ thống đóng mở cửa van của công trình thuỷ công

- Suy thoái bãi, cây chắn sóng phí trước gây xói mòn đê tự nhiên/đụn cát ven bờ

Ngoài ra, các cơ chế phá hỏng khác như mất ổn định cục bộ của thân đê, mất ổn định cục bộ các bộ phận phụ thuộc công trình trong hệ thống cũng cần được xem xét trong bước phân tích chi tiết

Hình 1 1: Các hình thức phá hoại đê kè biển

1.2.1 Sóng tràn

Nguyên nhân gây ra cơ chế phá hỏng này là do lượng nước rất lớn chảy qua bề mặt đê do sóng hoặc mực nước lớn hơn cao trình đỉnh đê gây nước tràn Khi nuớc tràn qua đỉnh, hiện tượng hỏng mái do 2 lý do sau:

+ Lưu tốc dòng chảy trên mái rất lớn phá hỏng các cấu kiện bảo vệ hoặc lớp cỏ bảo vệ trên mái gây sạt trượt cả mái phía biển cũng như mái trong đồng

+ Khi nước tràn qua mặt đê, nước thấm vào thân đê gây ra hiện tượng lỏng hoá đất đá trong thân đê Nếu thi công không đủ độ chặt có thể hình thành dòng chảy trong thân đê phân rã dần dần đất đá trong thân

đê gây trượt mái dẫn tới phá huỷ toàn bộ thân đê

Sóng leo lớn gây nước tràn qua

mặt đê dẫn đến xói mặt đê và

mái đê phía sau

Sóng rút và sóng leo gây trượt mái đê phía biển

Dòng ven và sóng gây xói chân

đê phía biển

Sóng tràn qua đỉnh đê có tường chắn sóng

Són g tràn qua đỉnh đê có tường

Khi lưu lượng tràn càng lớn thì khả năng phá hoại càng cao Mức

độ phá hoại còn phụ thuộc vào kỹ thuật xây dựng thông qua hệ số đầm chặt, loại đất đá, độ ẩm ban đầu của đất lõi đê và chiều cao của đê

Khi sóng tràn không chỉ mái đê trong mà cả mái đê ngoài cũng có thể bị sạt trượt Hiện tượng phá mái có thể bắt đầu từ đỉnh nếu chất lượng đắp đê tương đối tốt, nhưng cũng có trượt cả khối khi toàn bộ mái bão hoà nước

Sóng tràn từ phía biển xảy ra đối với đê từ Quảng Ninh tới bắc Thanh Hoá, nhưng hiện tượng nước tràn từ phía đồng qua đỉnh đê lại xảy

ra phổ biến ở khu vực miền Trung vào thời kỳ lũ chính vụ

Hình 1 3: Sạt mái đê phía đồng

Cơ chế phá hoại do sóng tràn là cơ chế trội nhất xảy ra đối với đê biển của nước ta do phần lớn đê bị tràn trong các trận bão, lũ thậm chí trong các đợt gió mùa kéo dài nhiều ngày

Tại các khu vực mặt bãi bị hạ thấp, khi chiều sâu nước trước công trình tăng thì chiều cao sóng, khi có gió bão triều cường và nước dâng cao, sóng tràn qua mặt đê với lưu lượng lớn Do thân đê chủ yếu là đất cát được bọc 1 lớp đất thịt dày 0,5m thậm chí nhiều chỗ bị mưa gió bào mòn chỉ còn 0,3m nên dưới tác động của sóng tràn qua thân đê lớp đất thịt quá mỏng nhanh chóng bị trôi đi, sau đó cát trong thân đê cũng bị lôi

nhỏ ra mái phía đồng Khi dòng thấm lớn dần các hạt lớn hơn cũng bị cuốn theo và đê sẽ bị phá huỷ ở mái phía đồng

1.2.2 Cơ chế trượt mái

Cơ chế này xảy ra khi mái dốc không đảm bảo tiêu chuẩn an toàn chống trượt hay nói cách khác hệ số an toàn ổn định trượt của mái đê K nhỏ hơn giá trị hệ số an toàn cho phép theo tiêu chuẩn thiết kế [K]

Hệ số an toàn ổn định mái đê K có thể được xác định bằng nhiều phương pháp khác nhau Phương pháp phổ biến là mặt trượt trụ tròn theo Bishop, Ranbu hoặc tổng quát Cơ chế trượt mái bao gồm trượt mái trong và trượt mái ngoài

Hình 1.4 đưa ra sơ đồ tổng quát mô tả cơ chế phá hỏng kiểu này tại mái hạ lưu đê

Trượt mái trong chủ yếu do nước tràn qua mặt đê, thấm vào thân

đê làm đất đắp trong thân đê chuyển từ trạng thái khô sang trạng thái bão

hoá hoặc hoá lỏng và gây hiện tượng trượt mái Cũng có thể chân phía trong bị xói mòn trong khi thành phần bảo vệ chân phía trong đồng quá yếu làm cho toàn bộ trọng lượng bản thân của thân đê đè xuống gây trượt mái trong

Trượt mái ngoài về cơ chế cũng không khác nhiều so với mái trong song các lực tác dụng lên mái phức tạp hơn

Các nguyên nhân sinh ra trượt mái ngoài bao gồm:

Sóng biển gây ra các tác động mạnh có thể gây xói lở bờ, bãi và đáy biển, cũng như có thể làm mất ổn định và phá vỡ các kết cấu công trình bảo vệ bờ, bãi và đáy biển

Thông thường có hai trạng thái sóng đặc trưng là sóng trong điều kiện thời tiết bình thường và sóng do bão và các điều kiện thời tiết dị thường

Hình 1.5 biểu diễn trạng thái bờ và bãi biển trong điều kiện sóng bình thường hàng ngày tác dụng vào bờ và bãi biển Trong điều kiện này, mái dốc và bãi biển ở trạng thái cân bằng ổn định ít xói lở

Hình 1 5: Mặt cắt ngang bãi biển (bao gồm cả đê kè) khi thời tiết bình

thường

Hình 1 6: Mặt cắt ngang bãi biển (bao gồm cả đê kè) khi thời tiết dị

thường Hình 1.6 mô tả sóng lớn khi có bão tác dụng vào bờ và bãi biển, mái dốc và bãi biển bị xói lở và lấp xuống chân mái dốc của bãi biển; bờ

và bãi biển đang ở trạng thái mất ổn định

Trong thực tế cơ chế phá hoại đê kè như sau: áp lực sóng tác động vào mái kè một phần sóng cuộn xuống chân kè moi cát và các vật liệu nhẹ ra biển, kết quả chân kè bị xói bào mòn do các vật liệu nhẹ bị cuốn trôi ra ngoài Các vật liệu này chưa kịp trôi đi đã bị các cơn sóng tiếp theo cuốn đập trở lại và các vật liệu này tác động lên mái kè gây hư hỏng

và bào mòn mái kè Theo kết quả khảo sát tại đê biển Hải Hậu (Nam Định) nhận thấy các viên đá bị lăn trên mái kè sau một thời gian các viên

đá sắc cạnh trở thành các viên cuội tròn Các viên cuội này bị trôi dạt thành đống tại các khu vực cuối kè hay tại các tường ngăn

Cấu kiện bị sóng đánh trôi dạt

trên mái kè

Các viên đá bị cuốn trôi vun đống chân kè

Hình 1 7: Các cấu kiện bị bong xô do tác động của sóng lên mái

Quá trình sóng leo lên vỡ ra rồi rút xuống sẽ gây ra các áp lực nước động tác dụng lên đất nền và kết cấu kè Áp lực sóng dương đè lên mái dốc khi sóng leo lên mái đê, truyền vào bên trong môi trường nước trong đất của thân đê, ép nước của khu vực đất chịu tác động ra phía bênh cạnh, làm thay đổi trạng thái của ứng suất của cốt đất Khi sóng rút, mực nước bên ngoài mái đê hạ thấp, tạo ra sự chênh lệch áp lực nước giữa bên trong đất nền và mặt ngoài kết cấu kè - đó chính là áp lực sóng

âm đẩy lên mặt đáy kết cấu kè và có xu thế kéo cốt đất thoát ra khỏi liên kết của nó Các đợt sóng leo và rút liên tục hình thành các lực thuỷ động tác dụng lệch tâm tạo ra các ngẫu lực động làm bập bênh kết cấu kè, tróc

và moi từng mảng cốt đất ra dẫn đến phá hoại đê, kè Đây cũng là nguyên nhân gây ra trượt mái phía biển dưới tác động của sóng

Hình 1 8: Sơ đồ minh họa tương tác giữa tải trọng bên ngoài và bên trong

kè

Trong đó:

A: Tác động của sóng và dòng chảy

B: Tác động tương hỗ giữa tải trọng bên ngoài và bên trong

C: Tải trọng bên trong do thế năng của mực nước ngầm cao gây ra

Hình 1 9: Mái kè bị biến dạng và hư hỏng do áp lực sóng

Do tác dụng của dòng thấm ngược ra khi triều rút, với các trường hợp không dùng vải địa kỹ thuật hoặc tầng lọc ngược thi công không đảm bảo kỹ thuật, các hạt đất cát nhỏ sẽ bị trôi ra dần qua các khe hở,

dẫn đến phần dưới kè bị rỗng không đều nhau làm cho mái kè biến dạng theo và hư hỏng

Trong trường hợp mực nước thấp, sóng tác động mạnh ở khu vực chân kè gây hư hỏng mái và chân dẫn tới hiện tượng sập chân, hoặc mât lớp bảo vệ dưới, vật liệu thân đê bị lôi ra cũng dẫn tới sập mái

Hình 1 10: Mực nước triều thấp gió và dòng ven phá hoại chân kè

Tác động của sóng dương khi đập vào mái kè cũng có thể gây ra lún mái kè Hình dưới đây cho thấy hình ảnh mái kè bị lún sâu hơn mặt ống buy bê tông Phía ngoài ống buy bị xói mạnh có đoạn ống buy bị đổ nghiêng ra ngoài như khu vực kè Nghĩa Phúc - Đê biển Nghĩa Hưng

Hình 1 11: Mái kè bị lún thấp hơn hàng ống buy bảo vệ chân

Do ảnh hưởng của quá trình xói lở bờ dưới tác động của sóng, dòng chảy mạnh ven bờ, bùn cát bị mang đi làm cao trình bãi hạ thấp dẫn tới xói phần chân công trình, gây rỗng và sập công trình

Phá hoại do quá trình sóng vỗ vào mái kè liên tục và cường độ lớn, đất thân đê là đất cát có độ đầm chặt không đủ tiêu chuẩn nên dẫn tới hiện tượng hoá lỏng cát thân đê, cát bị cuốn theo dòng chảy ra biển gây rỗng thân đê và sập mái kè

Sóng và dòng ven bờ lôi bùn cát ở bãi trước làm hạ thấp mặt bãi

và gây mất ổn định chân phía biển, trong khi sóng tràn và sóng rút vào mái kè làm gia tăng áp lực gây mất ổn định mái ngoài

Hình 1 12: Mái kè bị đánh sập bóc hết cấu kiện và khoét hết đất đá

Trong trường hợp mức nước triều trung bình, xói bãi giảm dần khi mực nước tăng trong điều kiện thời tiết bình thường Tuy nhiên, khi có bão đặc biệt khi hướng gió vuông góc với bờ, hiện tượng xói cục bộ sẽ xảy ra Theo kết quả khảo sát ở khu vực Hải Thịnh (Hải Hậu), sau trận

bão số 7 năm 2005, đã xuất hiện các hố xói lên tới 5-6 m ngay tại chân đê; mặt bãi bị hạ thấp tới 2 m so với trước khi có bão và hậu quả là toàn

bộ cấu kiện bê tông mái và chân kè bị phá hoại mạnh ở phía chân kè và đỉnh kè Các tác động phá hoại mái kè như trong trường hợp mực nước triều thấp như mức độ phá hoại mạnh hơn các khu vực sập ở cao trình cao hơn xuống tới chân kè

Hình 1 13: Mái đê bị sạt, các viên đá bị sóng mài tròn trên bãi

Khi gặp mực nước triều cao, ảnh hưởng của sóng và dòng chảy phần chân đê kè không lớn, nhưng khu vực xung quanh mực nước thiết

kế (cao độ so với mực nước biển trung bình + Cao độ triều lớn nhất + Nước dâng thiết kế) thì lại rất lớn vì lúc đó thường là sự kết hợp của gió

to, sóng lớn và triều cao trong bão nên khu vực này bị hư hỏng sẽ rất nặng nếu như gia cố không tốt Một số hình ảnh hư hỏng tại mực nước cao tổ hợp với sóng lớn sau trận bão số 7/2005 tại Nam Định

Hình 1 14: Phần đá lát khan bị sóng đánh hư hỏng

Hình 1 15: Toàn bộ mặt đê bị phá sập

Hình 1 16: Tuyến đê gần bị cắt ngang thân Trường hợp mái phía biển chỉ sử dụng hình thức đá lát khan tới cao trình +3.0m (những đoạn đê xây dựng trước năm 1997), phần trên chỉ là mái đất đắp trồng cỏ thì khi sóng lớn hơn đỉnh phần lát khan sẽ tác động trực tiếp vào phần đê bằng đất đắp, cuốn theo đất ra gây xói lở đê dần hoặc đất bị trượt theo từng khối trượt tròn, phá hoại đê, nếu không khắc phục kịp thời thì sẽ dẫn tới phần đất đắp trong mái kè bị móc dần

và kè cũng bị sập, hỏng theo

Hình 1 17: Đê lát nửa mái bằng đá xếp và phần trên trồng cỏ bị phá sau bão

1.2.3 Xói chân đê kè

Chân kè là bộ phận đỡ toàn bộ mái đê kè nên việc thiết kế đảm bảo ổn định bản thân chân kè là rất quan trọng

Chân kè biển chịu tác động của sóng và dòng chảy khá thường xuyên, chính vì vậy việc nghiên cứu xói chân kè không thể không xét tới các yếu tố tác động lên nó

Sóng lan truyền từ vùng nước sâu vào nước nông bị vỡ đã tác động mạnh vào công trình Các kết quả nghiên cứu cho thấy có tới 60 – 80% năng lượng sóng vỡ tác động trực tiếp vào chân công trình Sóng bào mòn mặt bãi do dòng ven bờ và hạ thấp cục bộ rất lớn trong các cơn bão gây xói chân và dẫn đến làm sập chân gây mất ổn định cho toàn bộ mặt cắt đê