đồ án tốt nghiệp bảo vệ cảng nghi sơn

Đặc điểm lực lượng lao động tại tỉnh thanh Hóa phần lớn là lao động trê, có trình độ vănhóa được phổ cập giáo dục tốt nghiệp Trung học cơ sở và trung học Phổ Thông,c ó khảnăng tiếp thu k

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU1.1.Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình, địa mạo của khu vực.

1.1.1 Vị trí địa lý

Tĩnh Gia là 1 huyện miền biển thuộc tỉnh Thanh Hóa Diện tích tự nhiên: 450 km2 Dânsố: 220.000 người - Tốc độ tăng trưởng kinh tế: 11% năm (năm 2002) Ðịa hình bán sơnđịa, bao gồm những hang động hoang sơ, vùng đồng bằng và đất bãi ven biển, đường bờbiển dài với những dải cát mịn, cùng quần thể các hòn đảo nhỏ, 3 cửa lạch, 2 cảng biểnlớn

Tĩnh gia là huyện cực Nam của tỉnh Thanh Hóa:

+ Phía Nam : giáp với tỉnh Nghệ An

+ Phía Đông: giáp với Biển

+ Phía Bắc : giáp huyện Quảng Xương

+ Phía Tây : giáp với huyện Nông Cống và huyện Như Thanh

1.1.2 Đặc điểm địa hình đị mạo khu vực dự án

Khu Kinh tế Nghi Sơn nằm ở phía Nam tỉnh Thanh Hóa, trên trục giao lưu Bắc- Nam của

Bộ, cách thành phố Hồ Chí Minh 1.500km về phía Nam, phía Đông giáp với Biển Đông,phái Tây giáp với Như Thanh.

Địa hình đa dạng bao gồm : Vùng núi, Vùng đông bằng và vùng ven biển Trong đó đấtđồng bằng chiếm 60% tổng diện tích khu kinh tế Có bờ biển dài 30km, có nhiều đảo lớnnhư đảo Mê Nghi Sơn là vùng bán sơn địa nên có cả núi và đồng bằng có mạng lướigiao quan trọng như quốc lộ 1A chạy qua Có đường sắt Bắc – Nam, có hệ thống đườngsông phân bố suốt chiều dài của huyện

1.2 Điều kiện dân sinh kinh tế , xã hội

1.2.1.Điều kiện dân sinh

Tổng dân số toàn tỉnh Thanh Hóa là 3.7 triệu người với 7 dân tộc Kinh, Mường, Thái,H’mông Dao, Thổ, Khơ Mú Trong đó có khoảng 586200 người sống ở thành thị, 2.2triệu người trong độ tuổi lao động Dân số của khu vực kinh tế Nghi Sơn là 80.590 người,trong đó dân số trong độ tuổi lao động khoảng 43.598 người ( chiếm 54.1% dân số khuvực)

+ Tổng dân số hiện trạng năm 2006 : 80.590 người.

+ Đến năm 2015 : có khoảng 160.000 người

+ Đến năm 2025 : có khoảng 230.000 người

Đặc điểm lực lượng lao động tại tỉnh thanh Hóa phần lớn là lao động trê, có trình độ vănhóa được phổ cập giáo dục tốt nghiệp Trung học cơ sở và trung học Phổ Thông,c ó khảnăng tiếp thu khoa học kỹ thuật và đào tạo thành lao động có tay nghề cao, Hiện nay hàngchục ngàn sinh viên Thanh Hóa đang theo học tại các trường đại học trong nước và quốc

tế, các trường dạy nghề trên khắp cả nước, đây là nguồn lao động tiềm năng, sẵn sàng vềNghi Sơn lao động xây dựng quê hương

1.2.2 Điều kiện kinh tế -xã hội

Khu kinh tế nghi sơn đóng một vai trò và ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với sự phát triểnkinh tế xã hội của tỉnh Thanh Hóa và cả nước Chính phủ đã xác định mục tiêu xây dựng

và phát triển khu kinh tế Nghi Sơn thành một khu kinh tế tổng hợp đa ngành, đa lĩnh vựcvới trọng tâm là công nghiệp nặng và công nghiệp cơ bản như: Công nghiệp hóa dầu,công nghiêp luyện cán thép cao cấp, cơ khí chế tạo , sửa chữa và đóng mới tàu thuyền,công nghiệp xuất khẩu….gắn cới việc khai thác có hiệu quả Cảng biển Nghi Sơn, hìnhthành các sản phẩm mũi nhọn vận hành cơ chế ưu đãi đăc biệt, là động lực phát triển kinh

tế - xã hổ tỉnh Thanh Hóa và Khu vực Bắc Miền Trung, Có chất lượng và khả năng cạnhtranh cao, các loại hình dịch vụ cao cấp đẩy mạnh xuất khẩu mở rộng ra thị trường trongnước và trên thế giới

Nghi Sơn là một trong những ít những điạ điểm ở phía Bắc Việt Nam có điều kiện để xâydựng cảng nước sâu Là điều kiện để thu hút những dự án có quy mô lớn, các dự án côngnghiệp nặng gắn với cảng như lọc hóa dầu, luyện cán thép… Và là cửa ngõ để giao lưuQuốc tế Chính phủ đã có chủ chương sẽ xây dựng một san bay tại Nghi Sơn để đáp ứngnhu cầu phát triển của khu kinh tế, hiện tỉnh đang phối hợp với Bộ giao thông vận tảitiến hành khảo sát và nghiên cứu địa điểm đê thực hiện đánh giá tiềm năng của Nghi sơn,đoàn chuyên gia thuộc viện phát triển kinh tế Nhât Bản(JICA) khảo sát năm 1996 đãnhận định: “ … Nằm ở cuối phía Nam bờ biển Thanh Hóa, Nghi Sơn có tiềm năng về xâydựng 1 cảng biển nước sâu có độ sâu từ 15-18m, Sau khi xây dựng một nhà máy XiMăng lớn, một cảng chuyên dùng và tuyến kỹ thuật hạ tầng vào khu công nghiệp, đồngthờ với sự đầu tư tổng hợp sẽ cho phép vùng Nghi Sơn trở thành một trong các trung tâmcông nghiệp hiện đại của vùng Bắc Trung Bộ và của cả nước, sẽ là cửa ngõ chính củatam giác kinh tế phía Bắc….”

1.3 Đặc điểm khí hậu- khí tượng thủy hải văn

1.3.1 Đặc điểm khí hậu –khí tượng

Thành phố Thanh Hóa nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, có nền nhiệt độ cao,mùa đông không lạnh, mùa Hè tương đối mát, nhưng có một số ngày gió Tây khô nóng( hàng năm có khoảng 20-30 ngày) Độ ẩm cao vừa phải, gió tương đối mạnh, có thể cónhững trận mưa lơn, báo lớn trong mùa nóng Cụ thể khu kinh tế Nghi Sơn có nhiệt độtrung bình năm 23.4 độ C , độ ẩm không khí trung bình năm 85-89% lượng mưa trungbình năm là 1.833mm

Mưa: Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 1.730-1.980 mm, tuy nhiên có năm lượng

mưa cao đạt 2.560mm và cũng có lượng mưa thấp chỉ có: 870mm Hàng năm, mưa chialàm 2 mùa: mưa nhiều từ tháng 5 đến tháng 10 với lượng mưa chiếm tới 85% tổng lượngmưa cả năm, còn lại tháng 12 đến tháng 4 năm sau, lượng mưa chỉ chiếm 15% Trungbình hàng năm có trên 140 ngày mưa Tính biến động liên tục về mưa đã dẫn tới rất nhiềukhó khăn cho việc sử dụng nguồn nước cũng như trong việc tỏ chức sản xuất, sinh hoạt

và gây trở ngại cho việc cấp thoát nước trong thành phố

Nhiệt độ không khí: Tổng tích ôn trung bình năm khoảng 8.600˚C, nhiệt độ trung bình

hàng năm từ 23.3˚C đến 23.6℃, trong đó có những ngày cao tuyệt đối lên đến 40℃,hoặc có ngày nhiệt độ xuống thấp tuyệt đối vào mùa lạnh tới 5℃

Độ ẩm không khí: Độ ẩm trung bình cả năm khá cao khoảng 80-85%, độ ẩm xuống thấp

cực điểm khi có gió mùa Đông Bắc, hanh heo ( 50%) và những ngày có gió Tây khônóng 45% đồng thời có lúc độ ẩm lên cao tới 90% vào cuối mùa Đông

Nắng: Hàng năm có khoảng 1.700 giờ nắng, tháng nắng nhiều nhất là tháng 7 , tháng ít

nắng nhất là tháng 2 Năm nắng nhiều lên tới 2.100 giờ, năm ít nhất chỉ có 1.300 giờ

Bão: Hàng năm thường chịu ảnh hưởng trực tiếp từ 1 – 3 cơn bão và áp thấp nhiệt đới

1.3.2 Chế độ thủy văn

Hàng năm sông Mã đổ ra biển một khối lượng nước khá lớn khoảng 17 tỷ , nguồn nướcnày chủ yếu do mưa mà có Đây là vùng hạ lưu nên chịu ảnh hưởng của lũ nguồn và triềudâng, Mùa kiệt mực nước vẫn đạt tới +1 đến +1.5m Triều cường có thể đạt tới 2m, vongtriều theo sóng triều truyền vào trong sông, đấy nước mặn từ biển vào, khiến nước trongsông ở vùng cửa sông cũng như ven bờ bị nhiễm mặn Sự gặp nhau của các dòng chảy từthượng nguồn ở vùng của sông tạo lên những nét đặ trưng và cũng khá phức tạp cho chế

độ thủy văn vùng cửa sông

Thủy triều: Dao động nước biển tại Nghi Sơn thuộc chế độ nhật triều không đều, trong

tháng có tới một nửa số ngày có hai lần nước lớn tương tự như Vùng Hòn Ngư

Mực Nước: Mực nước tại khu vực Hòn Ngư mang tính chất nhật triều không đều thông

thường trong ngày xuất hiện 1 đỉnh 1 chân và trong tháng có từ 6 đến 12 ngày xuất hiện 2đỉnh, 2 chân

Các đặc trưng về mực nước tại khu vực dự án được dựa theo trên đường tần suất lũy tíchmực nước giờ tại Hòn Ngư như sau ( theo hệ cao độ lục địa VN-2000)

+ Mực nước triều thiên văn lớn nhất HHW: +1.36 m

+ Mực nước thiên văn thấp nhất LLW : -1.57 m

+ Mực nước cao trung bình MHW : +0.68 m

+ Mực nước thấp trung bình MLW : -0.89 m

Dựa vào nước thu thập nhiều năm ( 1961-2009) trạm Hòn Ngư đã tính tần suất và cao độsóng khí hậu cho kết quả sau:

Sóng: Sóng ở khu vực ven biển Nghi Sơn có hướng thịnh hành hợp với các mùa khác

nhau Trong mùa gió Đông Bắc xuát hiện từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau, sóng chủ yếuhướng Đông Bắc, độ cao trung bình khoảng từ 1-2 m

Vận chuyển bùn cát: Khu vực phía Nam đảo Biện Sơn, sa bồi hàng năm không lớn lắm.

Theo tài liệu chập địa hình các năm 1981 đến 1997, tại những khu vực có độ sâu lớn hơn

( Nguồn: Báo cáo khí tượng thủy văn tỉnh Thanh Hóa 1964 đến 2011- trung tâm dự báo khí tượng thủy văn Tha.nh Hóa)

Nước dâng do bão: Là một trong những hiện tượng gây ảnh hưởng trực tiếp tới đường

bờ biển, để lại những hậu quả kinh tế nặng nề, Trong lịch sử, Trạm Vạn Thắng ( CửaBạng) đã ghi lại được nước dâng cao trên 1 m

1.4 Đăc điểm địa chất và điều kiện vật liệu địa phương

Nghi Sơn là vùng có địa hình đa dạng có địa hình cao nằm cạch những mỏ đá vôi lớn, các

mỏ này cung cấp làm nguyên vật liệu cho ngành sản xuất công nghiệp vật liệu xây dựng,như: nhà máy sản xuất Xi Măng

1.5.Mạng lưới giao thông vận tải.

1.5.1 Hệ thống giao thông vận tải

Đường bộ: Nằm trục giao thông Bắc – Nam của Việt Nam, khu kinh tế Nghi Sơn có

đường quốc lộ 1A chạy qua, và có tuyến đường cao tốc Bắc-Nam đi qua Hệ thống giaothông đường bộ liên hoàn giữa các vùng miền trong tỉnh và các khu vực lân cận Các trụcđường giao thông nối từ khu đô thi trung tâm đến các khu công nghiệp và cảng Nghi Sơn,các trục Đông Tây nối từ cảng Nghi Sơn với đường cao tốc Bắc Nam

Đường sắt: Khu kinh tế nghi sơn có tuyến đường sắt quốc gia chạy qua, có Ga Khoa

Trường dự kiến nâng cấp mở rộng thành Ga trung tâm:

+ từ Ga Hà Nội đến Ga Khoa Trường : khoảng 200km

+ từ Ga TP Hồ Chí Minh đến Ga Khoa Trường : khoảng 1.500km

Cảng biển: Ngày nay, cảng Nghi Sơn đã xây dựng và đưa vào khai khác các bến số 1 và

bến số 2 có khả năng đón tàu có tải trọng từ 10.000 DWT đến 30.000DWT với tổng chiềudài hai bến là 290 m, năng lực xếp dỡ hàng hóa 1.4 triệu tấn/năm, hệ thống thiết bị, khobãi được trang bị khá đồng bộ đảng bảo việc bốc xếp hàng hóa

Từ vị trí cảng nước sâu Nghi Sơn:

+ Đến cảng Hải Phòng : 119 hải lý

+ Đến cảng TP Hồ Chí Minh : 700 hải lý

+ Đến cảng Hồng Kông : 650 hải lý

+ Đến cảng Singapore : 1280 hải lý

+ Đến cảng TOKYO : 1900 hải lý

Cảng Nghi Sơn khu vực phía Nam đảo Biện Sơn đã được bộ giao thông vận tải phê duyệtquy hoạch chi tiết tại ( QĐ 2249/QĐ-BGTVT ngày 31/7/2008) gồm 30 bến, trong đó có 6bến cảng tổng hợp & container cho tài có tải trọng 50.000 tấn; hệ thống cảng chuyêndụng khu vực vịnh bắc bộ đảo Biện Sơn đã được lập quy hoạch chi tiết

Hàng Không: Sân bay dân dụng Thanh Hóa được quy hoạch tại xã Hải Ninh, huyện Tĩnh

Gia với tổng diện tích khoảng 200ha, cách TP Thanh Hóa 30km về phía Nam, cách Khukinh tế Nghi Sơn 20km về phía Bắc với quy mô dự kiến đến năm 2030 sẽ đón 500.000hành khách/ năm

Từ sân bay Thanh Hóa có các đường bay tới Hà Nội, Đà Nẵng, Cát Bi Hải Phòng, TânSơn Nhất, Ban Mê Thuột, Đà Lạt

Hệ Thống Điện: Đang sử dụng mạng lưới Quốc Gia bao gồm: đường dây 500KV Bắc

Nam và đường đây 220KV Thanh Hóa- Nghệ An hiện có trạm biến áp 220/110/22

KV-250 MVA

Tập đoàn điện lực Việt Nam đang hoàn thiện dự án xây dựng nhà máy Nhiệt điện NghiSơn I, công suất 600 MW; dự án nhiệt điện Nghi Sơn II với công suất 1.200 MW đượcđầu theo hình thức BOT ( đấu thầu quốc tế)

1.5.2 Vận tải qua tuyến luồng

Ngày 14-8-2012, Cục hàng hải Việt Nam đã có Quyết định số 654/QĐ-CHHVN về việccông bố đưa luồng hàng hải Nghi Sơn vào sử dụng Theo đó, chiều dài tuyến luồngL=3,9km, chiều rộng đáy luồng B=120m, cao độ đáy thiết kế H=-11m (hệ Hải Đồ), máidốc nạo vét m=7, bán kính cung nhỏ nhất R=885m; vũng quay trở tàu (tại Bến số 2):đường kính vũng quay D=300m, độ cao đáy H=-11m (hệ Hải đồ) Cục hàng hải Việt Namgiao cho Cảng vụ hàng hải Thanh Hóa có trách nhiệm quản lý Nhà nước chuyên ngành

về hàng hải tại khu vực luồng hàng hải Nghi Sơn Ban Quản lý Khu Kinh tế Nghi Sơn cótrách nhiệm căn cứ hồ sơ thiết kế đã được cấp có thẩm quyền phê duyệt, tổng hợp điềukiện khai thác luồng (tàu thuyền, giới hạn vận tốc chạy tàu, điều kiện khí tượng thủy văn,

dự trữ độ sâu dưới đáy tàu ) gửi đến Cảng vụ Hàng hải Thanh Hóa

.(theo

http://dongson.gov.vn/459/Cong-bo-luong-hang-hai-cho-tau-30-000-DWT-vao-1.6 Sự cần thiết của đê chắn cát/chắn sóng

Trong các quá trình thực hiện các dự án trước đây tại khu vực Nghi Sơn, đã tiến hành nhiềunghiên cứu về vấn đề vận chuyển bùn cát và sa bồi Kết quả nghiên cứu cho thấy:

Khu vực phía Nam đảo Biển Sơn, sa bồi hàng năm không lớn lắm.Theo tài liệu chập điạhình các năm 1981 và 1997, tại những khu vực có độ sâu lớn hơn -3,0m chiều dày bồilắng rất nhỏ khoảng 43mm/năm, từ độ sâu -3,0 trở vào là 80÷100mm/năm

Dòng bùn cát di chuyển từ phía Bắc xuống có trị số lớn, khi gặp đảo Biển Sơn sẽ bồi lắnglại ở vũng phía Bắc đảo.Hệ thống đê biển đang xuống cấp trầm trọng

Theo một số thống kê gần đây đê biển bảo vệ ở Thanh hóa đang xuống cấp trầm trọng docác nguyên nhân chủ yếu như nhiều tuyến đê đã xây dựng lâu đời, chủ yếu là do nhândân tự đắp để đối phó với lũ và tình trạng nước biển dâng do biến đổi khí hậu nên nay đãxuống cấp nghiêm trọng Trước đây nhà nước đã đầu tư kinh phí và đưa ra nhiều giảipháp công trình nhưng do khó khăn về kinh phí nên quy mô công trình đang còn quánhỏ , chưa đồng bộ chưa đảm bảo được tính ổn định lâu dài mà lại chịu tác động thườngxuyên của bão lũ gây hư hỏng , không đủ sức chống chọi với bão lớn

Vì vậy xây dựng đê chắn sóng một phần làm giảm tác động của sóng đối với đê, trongtương lai ở khu vực này sẽ có một cảng biển nên việc làm đập chắn sóng vừa làm giảmtác động của sóng vào đê, ngăn chặn lượng bùn cát bồi lắng mà còn làm cho các tàuthuyền di chuyển thuận lợi khi ra vào cảng và cũng như việc phát triển thuận lợi cho mụctiêu phát triển khu du lịch sinh thái ở đây

1.7 Kết luận và kiến nghị mở đầu

Đánh giá về tiềm năng của Nghi Sơn, đoàn chuyên gia thuộc Viện phát triển kinh tế Nhật Bản (JICA) khảo sát năm 1996 đã nhận định: " Nằm ở cuối phía nam bờ biển Thanh Hoá, Nghi Sơn có tiềm năng về xây dựng một cảng biển nước sâu có độ sâu từ 15-18m Sau khi xây dựng một nhà máy xi măng lớn, một cảng chuyên dùng và tuyến kỹ thuật hạ tầng vào KCN, đồng thời với sự đầu tư tổng hợp sẽ cho phép vùng Nghi Sơn trở thành một trong các trung tâm công nghiệp hiện đại của vùng bắc Trung Bộ và của cả nước, sẽ

là cửa ngõ chính của tam giác kinh tế phía Bắc "

Từ hiện trạng trên, khu vực cần đầu tư công trình nhằm đáp ứng những mục tiêu sau:Làm giảm tác động của sóng đối với đê ngăn chặn lượng bùn cát bồi lắng ra vào cảnglàm cho các tàu thuyền di chuyển thuận lợi khi ra vào cảng và là nơi neo trú cho tàuthuyền khi có bão.

CHƯƠNG II HIỆN TRẠNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU

2.1 Hiện trạng khu vực nghiên cứu.

Hình 2.1 Vị trí khu vực nghiên cứu2.1.1 Tình trạng xói lở

Trong thời gian 55 năm qua ( 1954-2008) có 240 cơn bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ vàomiền Trung Việt Nam trung bình mỗi năm có 4,4 cơn, xuất hiện từ tháng 3, thường từtháng 5 tới tháng 12 nhưng tập trung chủ yếu vào các tháng 9 (29 %) và tháng 10 (26,1

%) (N Đ Hậu, N T Tùng, 2009) Bão thường kèm theo mưa lớn (lượng mưa đạt 26-50mm) và rất lớn (trên 50 mm) dài ngày trên diện rộng Cu thể, khi bão và áp thấp nhiệtđới đổ bộ và vùng bờ biển tỉnh Thanh Hóa, tại thành phố Thanh Hóa, tấn suất mưa lớnđạt 18 %, mưa rất lớn đạt 54 %, tương tự là 17 % và 50 % ở Tĩnh Gia Khi bão và áp thấpnhiệt đới đổ bộ vào vùng bờ biển các tỉnh Nghệ An-Hà Tĩnh, mưa lớn và rất lớn ThanhHóa cũng có tấn suất cao, 20% và 57 %; khi bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào vùng bờbiển các tỉnh Quảng Bình-Thừa Thiên Huế, mưa lớn và rất lớn tại Thanh Hóa có tần suất

25 % và 13 %; khi bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào vùng bờ biển ccs tỉnh, thành phốNam Đèo Ngang, mưa lớn và rất lớn ở Thanh Hóa có tần suất dưới 10 % Mưa lớn dài ngày trên diện rộng sinh lũ và ngập lụt đồng bằng ven biển tỉnh Thanh Hóa ởquy mô khác nhau xảy ra hàng năm, gây hậu quả nặng nề cả về người và sản nghiệp Trậnmưa kéo dài 3 ngày (9-11/9/2011) ở Thanh Hóa với lượng mưa đo được 632 mm ở TĩnhGia, 350 mm ở thành phố Thanh Hóa, 300 mm ở Nông Cống hay 250 mm ở Như Xuân

đã nhấn chìm hàng chục ngàn hecta lúa màu, trong đó có gần 6 ngàn hecta lúa hầu như bịmất trắng

Xói lở bờ biển dù ở quy mô nào cũng ảnh hưởng tới nơi sinh cư và các điều kiện sinh cưcủa cộng đồng dân cư ven biển Xói lở bờ biển tỉnh Thanh Hóa xảy ra ở nhiều nơi vớiquy mô và cường độ khác nhau Theo đánh giá bước đầu của N.V Cư và P H Tiến(2003), trong khoảng thời gian 1990-1996, bờ biển tỉnh Thanh Hóa bị xói lở trên nhiềuđoạn thuốc các huyện Nga Sơn, Hậu Lộc, Hoằng Hóa, Quảng Xương và Tĩnh Gia, trong

đó có 7 đoạn dài 200-1 000 m, 3 đoạn dài 1 000-2000 m và 3 đoạn dài 2 000-6 000 m.Tổng diện tích các khu vực bị xói lở đạt tới 1 019,5 ha, trong khi được bồi 962,4 ha, nhưvậy thực tế xói lở làm mất đi diện tích 57,1 ha

Bồ biển Diện tích khu

vực được bồi tụ (ha)

Diện tích khu vực bị xói lở (ha) Cân bằng (ha)

Tính theo số liệu của N.V Cư, P H Tiến, 2003

Bảng 2.1 Cân bằng bồi tụ -xói lở bờ biển tỉnh Thanh Hóa

(Nguồn: Cổng thông tin điện tử tỉnh thanh hóa)

Trong các quá trình thực hiện các dự án trước đây tại khu vực Nghi Sơn, đã tiến hành nhiềunghiên cứu về vấn đề vận chuyển bùn cát và sa bồi Kết quả nghiên cứu cho thấy:

− Khu vực phía Nam đảo Biển Sơn, sa bồi hàng năm không lớn lắm.Theo tài liệuchập điạ hình các năm 1981 và 1997, tại những khu vực có độ sâu lớn hơn -3,0mchiều dày bồi lắng rất nhỏ khoảng 43mm/năm, từ độ sâu -3,0 trở vào là

80÷100mm/năm

− Dòng bùn cát di chuyển từ phía Bắc xuống có trị số lớn, khi gặp đảo Biển Sơn sẽbồi lắng lại ở vũng phía Bắc đảo.Hệ thống đê biển đang xuống cấp trầm trọng.Theo một số thống kê gần đây đê biển bảo vệ ở Thanh Hóa đang xuống cấp trầm trọng do

− Nhiều tuyến đê đã xây dựng lâu đời, chủ yếu là do nhân dân tự đắp để đối phó với

lũ và tình trạng nước biển dâng do biến đổi khí hậu nên nay đã xuống cấp nghiêmtrọng

− Trước đây nhà nước đã đầu tư kinh phí và đưa ra nhiều giải pháp công trình nhưng

do khó khăn về kinh phí nên quy mô công trình đang còn quá nhỏ, chưa đồng bộchưa đảm bảo được tính ổn định lâu dài mà lại chịu tác động thường xuyên củabão lũ gây hư hỏng, không đủ sức chống chọi với bão lớn

2.1.2 Hiện trạng các công trình bảo vệ bờ biển tại khu vực nghiên cứu

Bờ biển Tĩnh Gia nằm ở phía Nam cửa Lạch Ghép với các bãi cát dài, dãy núi chạydài ăn sát ra biển Đây cũng là huyện có đường bờ biển kéo dài nhất của tỉnh Thanh Hóa

và chịu sự tác động của cửa sông Lạch Ghép và cửa sông Bạng Từ phía Nam cửa Bạngđến đảo Nghi Sơn đường bờ được bồi tụ lấn dần ra biển và có xu hướng nối liền đảo vớiđất liền, diện tích được bồi tụ ở đây được sử dụng làm những cánh đồng muối Còn bờ bịxói lở ban đầu chỉ thấy xuất hiện tại xã Hải Thượng vào năm 1982 sau đó xuất hiện vàphổ biến ở các xã Hải Châu, Tân Dân và Hải Bình với tổng chiều dài bị xói khoảng 5,3

km chỉ đứng sau huyện Hoằng Hóa với tốc độ hằng năm khoảng 10m/năm

Với bờ biển dài 102 km, hiện nay Thanh Hóa đã có hệ thống đê biển và đê cửa sông khépkín, dài hơn 80 km, song nhiều tuyến đê biển xây dựng đã lâu, chủ yếu do nhân dân tựđắp để đối phó với bão, lũ và tình trạng nước biển dâng, nên nay đã xuống cấp nghiêmtrọng Trước đây, Nhà nước đã đầu tư kinh phí và đưa ra nhiều giải pháp công trình (CT)

để tu bổ một số đoạn đê xung yếu nhằm bảo vệ sản xuất, dân sinh một số khu vực trọngđiểm, nhưng do khó khăn về kinh phí nên quy mô CT quá nhỏ, chưa đồng bộ, chưa bảođảm tính ổn định lâu dài lại chịu tác động thường xuyên của lũ, bão gây hư hỏng, không

đủ sức chống chọi với bão lớn Các phương tiện cơ giới không đi trên đê được, việc ứngcứu, hộ đê trong lũ, bão gặp khó khăn ,vv

Nhằm ngăn chặn những tác động bất lợi từ biển, tạo điều kiện phát triển bền vững kinh tế

- xã hội, bảo vệ môi trường, góp phần bảo đảm quốc phòng - an ninh và từng bước hìnhthành tuyến giao thông ven biển tỉnh, UBND tỉnh đã cho chủ trương lập dự án tu bổ, nângcấp 83 km đê biển, đê cửa sông với tổng mức đầu tư 2.166 tỷ đồng Xác định dự án khôiphục, nâng cấp các tuyến đê biển là CT thủy lợi trọng điểm của tỉnh, vì vậy Tỉnh ủy,HĐND, UBND và các ngành chức năng, các địa phương đã tập trung chỉ đạo sát sao,

thường xuyên kiểm tra hiện trường thi công, tháo gỡ kịp thời khó khăn, vướng mắc, tạođiều kiện cho các đơn vị thi công củng cố, nâng cấp các tuyến đê Chi cục Đê điều vàphòng, chống lụt, bão (PCLB) đã tăng cường cán bộ, kỹ sư phối hợp với các địa phươngliên quan khẩn trương thực hiện công tác bồi thường giải phóng mặt bằng (GPMB); đônđốc, giám sát các nhà thầu thi công bảo đảm tiến độ, chất lượng CT.

Trong 6 năm (2006-2011), các đơn vị đã hoàn thành khôi phục, nâng cấp kiên cố 35,85

km đê biển trên địa bàn các huyện: Tĩnh Gia, Hậu Lộc, Hoằng Hóa, Quảng Xương, thị xãSầm Sơn,vv Đến hết năm 2011, tổng giá trị đã thực hiện hơn 720 tỷ đồng Tuy nhiên,

do nguồn vốn khó khăn, dự án nâng cấp đê biển của Thanh Hóa mới được Trung Ươngghi vốn gần 637 tỷ đồng Nhiều tuyến đê biển vững chãi, kiên cố được đưa vào sử dụngkhông những chủ động PCLB, ngăn mặn, ngăn triều cường trong điều kiện không có bão,giảm nguy cơ sạt, vỡ đê do sóng khi có bão lớn và mực nước lớn hơn mực nước thiết kế,tạo điều kiện phát triển sản xuất, phát triển du lịch sinh thái, ổn định đời sống nhân dânvùng dự án; tạo tuyến đường kiểm tra cứu hộ, cứu nạn khi có mưa, bão kết hợp làm tuyếnvành đai phục vụ, quốc phòng - an ninh, góp phần bảo vệ cho trên 1 triệu người và60.813 ha đất nông nghiệp của 6 huyện, thị xã vùng biển tỉnh nhà Hiện nay, trên địa bàntỉnh, một số tuyến đê biển và đê cửa sông như đê, kè bảo vệ bờ biển các xã Hải Châu, HảiNinh (Tĩnh Gia), đê cửa sông tại các xã Hoằng Phụ, Hoằng Châu, Hoằng Tân (HoằngHóa), đê, kè tả ngạn sông Yên tại các xã Quảng Trung, Quảng Chính, Quảng Thạch(Quảng Xương), đê cửa sông Càn tại các xã Nga Thái, Nga Tân (Nga Sơn), đê, kè cửasông Mã tại xã Quảng Tiến (thị xã Sầm Sơn) đang được các đơn vị khẩn trương thi công

để sớm đưa vào phục vụ PCLB năm 2012

Mặc dù chủ trương nâng cấp, khôi phục hệ thống đê biển của Chính phủ có ý nghĩa rấtlớn, đa hiệu quả, không những phục vụ PCLB, mà còn tạo điều kiện phát triển sản xuất

và đời sống nhân dân vùng ven biển, cửa sông mà chính quyền các địa phương có CT đãtập trung chỉ đạo GPMB; nhiều hộ bị ảnh hưởng đã tự nguyện GPMB, tạo điều kiện chonhà thầu làm nhiệm vụ Tuy nhiên, tiến độ thực hiện chương trình nâng cấp đê biển 6năm qua của Thanh Hóa còn chậm Nguyên nhân chủ yếu là do khó khăn về nguồn vốnđầu tư Do vậy, Chính phủ đã cho kéo dài chương trình đến năm 2015 Tuy nhiên, với tốc

độ ghi vốn nhỏ giọt như hiện nay thì 4 năm tới kế hoạch khôi phục, nâng cấp đê biển trên

Ngoài các giải pháp CT, hướng đến mục tiêu đầu tư ít hơn mà hiệu quả cao như tạo bứctường xanh chắn sóng, 3 năm vừa qua, Chi cục Đê điều và PCLB đã tổ chức trồng đượcgần 80 ha rừng ngập mặn chắn sóng trước đê biển Hậu Lộc Thiết nghĩ, chính quyền cácđịa phương ven sông, ven biển cần xây dựng mô hình phòng, chống thiên tai dựa vàocộng đồng như cụm tàu an toàn, lực lượng xung kích,v.v sẵn sàng cho việc di dời dânkhỏi khu vực nguy hiểm, chủ động ứng phó cứu hộ đê khi có bão lũ và nước biển dâng.Thực hiện công tác PCLB theo phương châm “4 tại chỗ” là giải pháp để Thanh Hóa đốiphó với biến đổi khí hậu lâu dài Trong bối cảnh nguồn vốn khó khăn, các cấp, các ngànhliên quan cần tăng cường quan trắc, nghiên cứu, đánh giá hiện tượng xói lở đê biển theomùa, do tác động bất lợi của thiên nhiên hoặc những tác động chưa phù hợp của conngười, kịp thời đề xuất các giải pháp trước mắt và lâu dài để phòng tránh hoặc thích ứngvới những tác động đó, bảo đảm an sinh và phát triển bền vững của các địa phương venbiển.

Khu kinh tế Nghi Sơn, Đặc biệt là cảng nước sâu Nghi Sơn đóng vai trò quan trọng đốivới huyện Tĩnh Gia trong mọi hoạt động giao lưu kinh tế, tai biến xói lở - bồi tụ cũng ảnhhưởng không nhỏ đến hoạt động của luồng lạch, cảng biển tiềm ẩn nguy cơ tai nạn tàuthuyền rất cao

Vì vậy, xây dựng đê chắn sóng một phần làm giảm tác động của sóng đối với đê, trongtương lai ở khu vực này sẽ là một cảng biển sầm uất nên việc làm đập chắn sóng vừa làmgiảm tác động của sóng vào đê, ngăn chặn lượng bùn cát bồi lắng mà còn làm cho các tàuthuyền di chuyển thuận lợi khi ra vào cảng và cũng như việc phát triển thuận lợi cho mụctiêu phát triển khu du lịch sinh thái ở đây

Phía Bắc xuống có trị số lớn, khi gặp đảo Biện Sơn sẽ bồi lắng lại ở vũng phía Bắc đảo

2.2 Cơ sở thiết kế

Cảng biển là một đầu mối giao thông, được kết hợp các công trình xây dựng và thiết kế bịđảm bảo cho tầu đậu an toàn, đồng thời cho phép bốc dỡ hàng hóa nhanh và thuận tiện Bởi vì khu kinh tế cảng Nghi Sơn, đặc biệt là cảng nước sâu Nghi Sơn đóng vai trò quan trọng đối với huyện Tĩnh Gia trong mọi hoạt động giao lưu kinh tế của khu vực phía Bắc

Về mặt vị trí cảng biển được thiết kế cảng vịnh Khu nước của một bể cảng đặc trưng gồm 3 vùng :

Lượng giãn nước

Tuổi thọ tính toán cho công trình bến là 50 năm

2.2.2 Thông số tàu thiết kế được cho ở bảng sau:

STT Loại tàu

Trọng tải DWT

Lượng giãn nước M (Tấn)

Chiều dài

L OA (m)

Chiều rộng

Bảng 2.2: Thông số tàu thiết kế

1 Tàu container: 50000 DWT 0.10

2 Tàu chở hàng tổng hợp: 50000 DWT 0.10

3 Tàu nhỏ nhất: 10000 DWT 0.17

Bảng 2.3: Vận tốc cập tàu tính

Ghi chú: vận tốc cập tàu trên được tham khảo từ BS 6349 – 4: 1994.

a: Điều kiện cập tàu tốt, khu nước được che chắn

b: Điều kiện cập tàu khó khăn, khu nước được che chắn

c: Điều kiện cập tàu rất tốt, khu nước hở

d: Điều kiện cập tàu tốt, khu nước hở

e: Điều kiện chạy tàu khó khăn, khu nước hở

( Nguồn:Công ty cổ phần tư vấn thiết kế cảng-kỹ thuật biển)

2.2.3 Điều kiện địa chất công trình

Dựa trên các kết quả khảo sát hiện trường và thí nghiệm trong phòng do Portcoast thực hiện năm 2008, mặt cắt địa chất của khu vực xây dựng với các lớp đất dính và rời gồm

Lớp số 1: bề dày lớp thay đổi từ 5-18m.

+ Lớp 1a: (CH/MH) Bùn sét/Bụi, xám xanh trạng thái chảy.

+ Lớp 1b: (CH/MH) Bùn sét/Bụi, xám xanh, trạng thái dẻo chảy.

+ Lớp TK1: (SM) Cát pha bụi lẫn sỏi sạn, kết cấu chặt.

+ Lớp TK2: (CH/CL) Sét pha cát, trạng thái chảy.

+ Lớp TKS: (CL) Sét pha cát, màu xám trắng, trạng thái cứng.

Lớp số 2: bề dày lớp thay đổi từ 40-45m.

+ Lớp 2a: (SM) Cát hạt mịn đến trung, pha bụi, màu xám vàng, kết cấu rời rạc + Lớp 2b: (SM) Cát hạt mịn đến trung, pha bụi, màu xám vàng, kết cấu chặt vừa + Lớp 2c: (SM) Cát hạt mịn, pha bụi, màu xám trắng, kết cấu chặt vừa.

+ Lớp 2d: (SM) Cát hạt trung đến hạt mịn, pha bụi, màu xám vàng, kết cấu chặt vừa đến chặt.

Lớp số 3: (CH) Sét phong hóa, pha cát, màu xám xanh, trạng thái cứng, bề dày lớp thay

(Nguồn: Thao khảo công ty cổ phần tiếp vận và cảng quốc tế hoa sen – GEMASEPT, Dự

án cảng quốc tế hoa sen- GEMASEPT )

Thông số

Tàu container 50000DW T

Tàu tổng hợp 50000DW T

Tàu nhỏ nhất 10000DW T

Chiều dài giữa hai đoạn vuông góc của tàu Lpp

Năng lượng va tàu tính toán EA = E.SF (KNm) 586.97 566.67 426.92

Bảng 2.5: Bảng thông số tàu và Năng lương va chạm khi tàu cập bến

(Nguồn: Tham khảo công ty cổ phần tiếp vận và cảng quốc tế hoa sen – GEMASEPT,

Dự án cảng quốc tế hoa sen- GEMASEPT )

2.3 Phương án bố trí các bến trong cảng.

Mặt bằng vị trí bến được xác định từ mặt bằng tổng thể của đối tượng xây dựng (cảng,nhà máy sửa chữa tàu v.v…)Theo các khu kinh tế hiện nay của vùng, thì việc bố trí cácbến phụ thuộc vào lượng hàng hóa và loại hàng và vị trí các nhà máy các công ty đã đặttrên khu vực tỉnh thanh hóa và các nhà máy ở khu vực lân cận Khu vực Thanh Hóa có rấtnhiều các công ty lớn như các nhà máy xi măng Nghi Sơn nó nằm ở gần các tuyến đườnglớn thì khả năng vận chuyển đến bến container là rất nhanh làm giảm bớt chi phí cho khuvực và nhà máy Bố trí bến container ở gần khu quay trở giúp cho tàu đi và tàu cập bến dễ

Khu vực được bố trí như hình trên ta thấy được khu cảng có thể mở rông sâu vào trong khu ruộng muối Bằng cách mở rộng địa hình, có thể mang lại hiệu quả cao khi Khu cảngphát triển

Hình 2.2 Bố trí các bến trong cảng

Bố trí các bến dựa trên

Sự thuận tiện và an toàn cho tàu ra vào bến; bến được che chắn sóng;

- Các điều kiện địa chất công trình;

- Mức độ bồi lấp ít nhất và không bị bào xói ở đáy khu nước trước bến;

- Khu đất của cảng có đủ kích thước cần thiết;

- Khối lượng đào đắp ít nhất khi tạo khu đất và nạo vét khu nước

Khi diện tích khu đất của cảng tương đối hẹp thì phải ưu tiên dùng phương án bến nhô nếu điều kiện khu nước cho phép Việc lựa chọn sơ đồ bố trí hệ thống bến trong cảng cho

từng trường hợp cụ thể được thực hiện trên cơ sở luận chứng kinh tế kỹ thuật của nhiều phương án mặt bằng tổng thể.

2.4 Kích thước bể cảng, bến.

Yêu cầu về độ sâu của bến: Cũng như theo quan điểm của thiết kế tuyến luồng, mặc dù trong những trường hợp đặc biệt có thành phần với giá trị nhỏ, bỏ qua được Chẳng hạn, nếu không phải cảng cửa sông thì ta không tính thêm độ chìm do chênh lệnh mật độ nước Hay nếu như khu vực bến là tương đối nhỏ (so với toàn bộ phạm vi cảng và lân cận) thì việc đo sâu có thể tin cậy và không xét đến sai số đo sâu Hình 2.3 biểu diễn các

độ sâu hợp thành độ sâu yêu cầu đối với bến Độ sâu nước này được tính từ mực nước triều thiên văn thấp nhất xuống đáy biển Chiều dài của bến đậu được xác định sao cho đủchỗ cho cả chiều dài tàu cập bến, đồng thời chừa ra khoảng cách giữa các tàu (~15 m với tàu chở hàng tổng hợp, có tàu lai dắt; hoặc nếu với trường hợp khó điều động hơn thì ~30m)

Hình 2.3 Yêu cầu độ sâu của bến (Thoresen)

Lt: Chiều dài tàu tính toán (m)

d: Chiều dài dự trữ nhằm đảm bảo việc tàu cập và rời bến, an toàn

và được xác định khi tuyến bến nằm trên đoạn thẳng , chiều dài này bằng khoảng cách d

ở giữa 2 tàu đậu kề nhau Tra bảng 8 tiêu chuẩn Công trình bến cảng biển (22 TCN 92)" Ta được d=25 m

207-• Đối với bến nhô

Kích thước của khu cảng phụ thuộc cả vào cách sắp đặt các bến trong cảng; nhưngkích thước tối thiểu nên là:

+ kích thước dọc bờ biển ≥ 6LOA = 6 x 252 = 1.512 m + kích thước vươn xa bờ ≥ 3LOA = 3 x 252 = 756 m

( với LOA là chiều dài của con tàu chọn để thiết kế.)

Trong đó : n - bến đậu tàu nối đuôi nhau,

Luồng tàu là một lạch nhân tạo hoặc tự nhiên trên sông vịnh, biển hay đại dương không

bi cản trở và được thiết kế cho tàu đi lại

Luồng vào cảng: được bố trí từ 1 đến 2 tuyến luồng phụ thuộc vào mức độ lưu thônghàng hóa ngày và đêm của cảng, và số lượng tàu ra vào cảng trong năm

Ngày 14-8-2012, Cục hàng hải Việt Nam đã có Quyết định số 654/QĐ-CHHVN về việccông bố đưa luồng hàng hải Nghi Sơn vào sử dụng Theo đó, chiều dài tuyến luồngL=3,9km, chiều rộng đáy luồng B=120m, cao độ đáy thiết kế H=-11m (hệ Hải Đồ), máidốc nạo vét m=7, bán kính cung nhỏ nhất R=885m; vũng quay trở tàu (tại Bến số 2):đường kính vũng quay D=300m, độ cao đáy H=-11m (hệ Hải đồ) Cục hàng hải Việt Namgiao cho Cảng vụ hàng hải Thanh Hóa có trách nhiệm quản lý Nhà nước chuyên ngành

về hàng hải tại khu vực luồng hàng hải Nghi Sơn Ban Quản lý Khu Kinh tế Nghi Sơn cótrách nhiệm căn cứ hồ sơ thiết kế đã được cấp có thẩm quyền phê duyệt, tổng hợp điềukiện khai thác luồng (tàu thuyền, giới hạn vận tốc chạy tàu, điều kiện khí tượng thủy văn,

dự trữ độ sâu dưới đáy tàu ) gửi đến Cảng vụ Hàng hải Thanh Hóa

(Nguồn: tai/Quyet-dinh-1247-QD-CHHVN-2014-cong-bo-tieu-chuan-co-so-Cang-

2.5 Phân tích lựa chọn giải pháp.

Với ý nghĩa và tầm quan trọng của khu kinh tế Nghi Sơn xuất phát từ những lợi thế đặcbiệt của khu vực này, trong đó Nghi Sơn là một trong rất ít những địa điểm ở phía BắcViệt Nam có điều kiện để xây dựng cảng nước sâu, là điều kiện để thu hút những dựán cóquy mô lớn, các dự án công nghiệp nặng gắn với cảng như: lọc hóa dầu, luyện thép,đóngmới và sửa chữa tàu thuyền, sản xuất nhiệt điện,… và là cửa ngõ để giao thương với quốc

tế Chính phủ đã có chủ trương xây dựng một sân bay ở Nghi Sơn để đáp ứng nhu cầuphát triển của khu kinh tế,hiện tỉnh đang phối hợp với Bộ giao thông vận tải tiến hànhkhảo sát và nghiên cứu địa điểm để thực hiện Đánh giá về tiềm năng của Nghi Sơn, đoànchuyên gia thuộc Viện phát triển kinh tế Nhật Bản (JICA) khảo sát năm 1996 đã nhậnđịnh: “…Nằm ở cuối phía nam bờ biển Thanh Hóa, Nghi Sơn có tiềm năng về xây dựngmột cảng biển nước sâu có độ sâu từ 15 – 18m Sau khi xây dựng xong một nhà máy ximăng lớn, một cảng chuyên dùng và tuyến kỹ thuật hạ tầng vào khu công nghiệp, đồngthời với sự đầu tư tổng hợp sẽ cho phép Nghi Sơn trở thành một trung tâm công nghiệphiện đại của vùng Bắc Trung Bộ và cả nước, sẽ là cửa ngõ chính của tam giác kinh tếphía Bắc”

2.5.1 Các giải pháp có thể áp dụng

Có 2 giải pháp để bảo khu cảng:

• Biện pháp phi công trình(Biện pháp mềm)

• Biện pháp công trình (Biện pháp cứng)

a) Giải pháp phi công trình (sử dụng biện pháp nạo vét).

Sử dụng các tàu hút để nạo vét cát bồi lắng khu vực trước và sau cảng

Giải pháp này mang tính chất bị động, hoàn toàn phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên Khốilượng nạo vét cơ bản ban đầu và khối lượng nạo vét duy tu hàng năm phụ thuộc vào sựthay đổi của điều kiện tự nhiên mà trực tiếp là yếu tố sóng, dòng chảy mà hệ quả của nó

là chế độ vận chuyển bùn cát dải ven bờ Lượng bùn cát đến khu vực cảng chủ yếu từ cácchuyển từ phía Bắc xuống có trị số lớn, khi gặp đảo Biển Sơn sẽ bồi lắng lại ở vùng phíaBắc đảo

Ưu điểm lớn nhất của phương án này là không tác động lớn đến môi trường, kinh phí banđầu không lớn, bảo tồn được hệ sinh thái và biện pháp thi công đơn giản Tuy nhiên, hiệuquả của giải pháp không cao, thời gian duy trì hiệu quả ngắn, tính chủ động kém và việchuy động vốn hàng năm sẽ rất khó khăn vì việc nạo vét cần phải được duy trì định kỳtrong nhiều năm Bên cạnh đó không thể che chắn sóng cho khu vực cảng bên trong

- Các loại nền khác :sau khi thí nghiệmchưa đáp ứng đủcường độ thì cần gia

cố nền

- Độ sâu > 1,5 – 2.5lần chiều cao sóng,nền được gia cố các vịtrí bị/dự đoán xói

- Độ sâu < 20 – 25 m,

áp lực của công trìnhlên nền đất tính toán ởgiới hạn cho phép

- Hình dáng gọn nhẹ,tiết kiệm vật liệu xâydựng (chủ yếu sử dụngvật liệu đá)

- Khó sửa chữa,bảo dưỡng

- Công trìnhthường (rất)cao - Áp lựcsóng lớn, không

ổn định khi làmviệc trong điềukiện sóng vỡ

- Độ sâu không quá

20m

- Tận dụng được vậtliệu địa phương (chỉcần khai thác không cần

chế tạo)

- Tiêu hao năng lượngsóng tốt, ít phản xạsóng, nhất là khi máinghiêng có độ nhám

cao

- Thế ổn định tổng thểkhá vững chắc vì cácvật liệu là những vậtliệu rời Nếu có xảy rathì chỉ làm mất ổn địnhcục bộ Do đó, đê máinghiêng thích hợp vớihầu hết các loại nền đất

- Tốn vật liệugấp hai đến balần và thi côngchậm hơn sovới đê tườngđứng ứng vớicùng chiều dài

và độ sâu

- Không thể sửdụng mép ngoài

để neo cập tầuthuyền

- Đoạn gần cửacảng bị giảm bềrộng hữu ích

- Khi muốn làmđường giaothông trên mặt

đê phải dùng

- Cao trình đê mái nghiêng thấp hơn so với

đê tường đứng và các loại đê chắn sóng khác

- Công tác điều tra cơbản nền đất ít tốn kémhơn (các lỗ khoan thưa

và nông…)

- So với kết cấu đậpchắn sóng tường đứngthì đòi hỏi mức độ hiệnđại thấp hơn, có thể kếthợp cả công nghệ hiệnđại thủ công và bán thủ

công

các khối bêtông đỉnh

-Xây dựng được côngtrình ở vùng nước sâu

- Giảm áp lực ngang,cải thiện được điều kiện

ổn định khi có sóng vỡ

- Khó sửa chữa,bảo dưỡng

- Yêu cầu thiết

bị thi côngchuyên dụng

Bảng 2.5 Ưu nhược điểm của các dạng công trình bảo vệ.

2.5.2 Sơ bộ lựa chọn giải pháp bảo vệ cho khu vực nghiên cứu

* Giải pháp 1: Đòi hỏi kinh phí lớn,lại phải thường xuyên chịu tác động của bão lũ, xói lởbồi tụ mạnh mẽ nên hư hỏng nhanh chóng Vốn đầu tư eo hẹp nên xét là không có tínhkhả thi

* Giải pháp 2: Trong tương lai ở đây sẽ có một cảng biển nên việc làm đập chắn sóng vừalàm giảm tác động của sóng vào đê mà còn làm cho các tàu thuyền di chuyển thuận lợikhi ra vào cảng và cũng như việc phát triển thuận lợi cho mục tiêu phát triển khu du lịchsinh thái

Kết luận: Đồ án lựa chọn giải pháp xây dựng đê chắn sóng bảo vệ luồng tàu và khu cảng

bên trong

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN ĐIỀU KIỆN BIÊN THỦY HẢI VĂN

THIẾT KẾ3.1 Xác định Cấp công trình và Tần suất thiết kế.

Công trình là hê thống đập mỏ hàn với mục đích bảo vệ cho cảng lặng sóng và bùn cátkhông vào bên trong cảng

Thiết kế trên cơ sở nội dung và quy tắc của Nghị định số 209/2004/NĐ-CP ngày16/12/2004 của Chính phủ về quản lý chất lượng công trình xây dựng

Nghị định này hướng dẫn thi hành Luật Xây dựng về: khảo sát, thiết kế, thi công xâydựng, bảo hành và bảo trì, quản lý và sử dụng công trình xây dựng trên lãnh thổ Việt

Nam.Công trình đập chắn sóng được phân cấp theo tuyến luồng như sau:.

Cấp luồng Tổng công suất các cảng trong khu vực

Bảng 3.1: Bảng phân cấp công trình theo cấp luồng

Việc bốc dỡ hàng hoá tại cảng được thực hiện bằng các loại thiết bị hiện đại, công suất hiện tại của cả 2 bến đạt 2,4 triệu tấn/năm theo

Thông số kỹ thuật của luồng tàu

Rmi n

HLB V

Tốc độ chạy tàu

Cấp I >7000 70 106 8.0 580 50 >7

Cấp IV <3000 <50 <80 <6.4 <387 20 4

Bảng 3-2 :Bảng phân cấp công trình theo thông số kỹ thuật của tàu.

Khi xây dựng xong, dự kiến cảng Nghi Sơn sẽ có năng lực tiếp nhận tàu 30.000 DWTđầy tải và 50.000 DWT giảm tải

Theo tổng công suất các cảng trong khu vực thi công trình thuộc cấp III và theo thông số

kỹ thuật của tàu công trình thuộc cấp I => chọn cấp công trình là cấp II rất phù hợp vớitiêu chuẩn đê biển thường thiết kê nghiêng về khả năng bảo vệ dân Theo tiêu chuẩn thiết

kế với cấp công trình là cấp II thì chu kỳ lặp lại là T= 100 năm

=> P = 1/ T = 1/100= 1 %

3.2 Các mực nước tính toán và mực nước thiết kế

3.2.1 Mực nước thiết kế

Mực nước thiết kế là tổng hợp triều thiên văn lớn nhất và các dao động khí tượng xuất

hiện với tần suất thiết kế

Công thức tính mực nước thiết kế bằng cách tra bảng tổng hợp mực nước là:

MNTK = (Ztr + Hnd) p%

(Ztr + Hnd) p% : Độ lớn triều và độ cao nước dâng theo tần suất thiết kế

Công thức trên cho chúng ta thấy bão độc lập với nước dâng có nghĩ là khi bão vào thì nó

có thể rơi vào bất kì thời điểm nước lên hoặc nước xuống

Ta sử dụng phương pháp thống kê trên cơ sở tài liệu của các trạm quan trắc trên biển và

cửa sông gần khu vực công trình(theo Quyết định 1613/QĐ-BNN-KHCN, ngày 09 tháng

07 năm 2012, về việc Ban hành Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho Chương trình củng cố,bảo vệ và nâng cấp đê biển ) thì MNTK được xác định theo Đường tần suất mực nướctổng hợp tra tại Phụ lục A

Đê chắn sóng Nghi Sơn thuộc Tĩnh Hải - Tĩnh Gia - Thanh Hóa tại mặt cắt 21 với tọa độ

(105°47', 19°23').

Hình 3-1: Đường tần suất mực nước tổng hợp tại điểm MC20

(105°47', 19°23') Tĩnh Hải, Tĩnh Gia, Thanh Hoá

Dựa theo tiêu chuẩn an toàn trong thiết kế đê biển ta chọn cấp công trình là cấp II và ứngvới tần suất thiết kế là P = 1 % => MNTK = +3.924 (m)

3.3 Tính toán các tham số sóng nước sâu thiết kế

3.3.1 Tính toán chiều cao sóng nước sâu theo phân bố xác suất Weibull.

Phân bố xác suất Weibull (hay còn gọi là phân bố xác suất Rosin – Rammler) là một dạngthường dùng để mô tả thống kê sự xuất hiện của các đại lượng cực trị trong khí tượng,

Từ những số liệu sóng nước sâu ngoài khu vực dự án ta sử dụng phần mềm FFC 2008 đểxây dựng đường phân phối tần suất Weibull.

Hình 3-2 Số liệu sóng cực trị

Hình 3-4: Đường phân phối tần suất Weibull của độ cao sóng

Phân bố Weibull

Thứ tự suất Tần

Thời gian lặp lại (năm)

Thứ tự suất Tần

Thời gian lặp lại (năm)

Bảng 3.4 Kết quả tính toán bằng phần mền FFC theo Weibull

Tần suất thiết kế: P(tk) = 1(%) tra bảng ta được H0 = 8.54 (m)

3.3.2 Tính theo kinh nghiệm của Nguyễn Xuân Hùng 1999

Được xác định chu kỳ sóng dựa vào tương quan giữa chu kỳ sóng và chiều cao sóng nướcsâu tại vùng biển Bắc Bộ và Trung Bộ, thống kê cho H <22,6 m.( Áp dụng công thức củaNguyễn Xuân Hùng 1999)

3.3.3 xác định góc sóng tới tại biên nước sâu (φ0)

Trong phạm vi đồ án để thiên về an toàn hướng sóng đến được lựa chọn là vuông góc vớiđường bờ ( hướng sóng nguy hiểm nhất) tương ứng với �0=0 để tính toán

3.4 Xác định tham số sóng nước nông

3.4.1 Giới thiệu phần mềm Wadibe

3.4.1.1 Cơ sở lý thuyết

Khi sóng lan truyền từ nước sâu vào vùng ven bờ do ảnh hưởng của địa hình đáy biển,trường dòng chảy, trường gió hoặc gặp phải các chướng ngại vật như các đảo chắn, cáccông trình đê phá sóng, sóng sẽ trải qua rất nhiều các quá trình biến đổi làm thay đổi cácthông số của sóng Khi lan truyền từ nước sâu vào vùng nước nông thì sảy ra một số hiệntượng sau:

* Hiệu ứng nước nông

* Hiện tượng nhiễu xạ sóng

là chiều dài sóng nước sâu (m)

3.4.1.2 Các tham số đầu vào trong mô hình Wadibe

Sóng sau khi truyền vào bờ , do gặp sự cố cản trở của địa hình đáy mà chiều cao bị thayđổi Để phục vụ cho việc thiết kế công trình, cần phải tính toán các tham số sóng sau khitruyền vào bước chân công trình

Trong phần này sẽ sử dụng mô hình truyền sóng Wadibe 1.0 để tính toán truyền sóng chocác mặt cắt đại diện

3.4.1.3 Giới thiệu về mô hình Wadibe

Mô hình trị số Wadibe được phát triển ở Khoa Kỹ Thuật Biển, trường Đại Học Thủy Lợi

Mô hình mô phỏng sự phát triển theo thời gian hố xói trước chân công trình dựa trên sự

mô phỏng quá trình vận chuyển bùn cát ngang bờ Các quy luật vật lý này chi phối quatrình vận chuyển bùn cát ngang bờ của mô hình được xây dựng dựa trên cơ sở mô hìnhUnisbest TC (DElET Hà Lan) với phần nghiên cứu them về các ảnh hướng của côngtrình Cấu trúc của mô hình gồm:

* Modum sóng

* Modum mặt cắt phân bố lưu tốc dòng phản hồi

* Modum vận tôc phân tử sóng

* Modum vận chuyển bùn cát lở lủng, và bùn cắt đáy

* Modum biến đổi đáy

Mô dum sóng tính toán năng lượng sóng triết giảm theo hướng ngang bờ dựa trên các ảnhhưởng của hiện tượng nước nông, khúc xạ và phân tán năng lượng sóng

3.4.2 Xác định tham số sóng vỡ

3.4.2.1 Xác định biên sóng bắt đầu vỡ (biên sóng vỡ lý thuyết)

Mục đích xác định biên sóng đổ: khi xác định được biên sóng đổ chúng ta có thể xác địnhđược chiều dài tuyến đê, thuận lợi cho việc thiết kế đê chắn sóng, bùn cát

Để tính toán sóng vỡ cần sử dụng giá trị mực nước tính toán và giá trị chiều cao sóngtrong điều kiện thường ứng với tần suất xuất hiện P = 90% -95% đây là các tham số ảnhhưởng đến vận chuyển bùn cát dọc bờ

Dựa vào hoa sóng tại khu vực trạm Hòn Ngư và bảng sóng khí hậu ta thấy: Các hướngsóng chủ đạo Hướng sóng N chiếm 5,5%, NE chiếm 29,24%,SE chiếm 14,72%, S chiếm7,03% Kết hợp với địa hình địa mạo khu vực dự án ta thấy phía Bắc bị che chắn bởi mũiđất nhô ra và xuất hiện với tần suất rất nhỏ nên ta không xét tới trong phần tính toán,sóngđến từ hướng Đông đến với tần suất nhỏ nên không xét đến Phía Nam, sóng Đông Namcũng bị che chắn bởi đảo Hòn Mê và phần đất nhô ra nhưng tần suất sóng xuất hiện cũngkhá lớn ảnh hưởng trực tiếp đến khu cảng, nên ta vẫn tính tới ảnh hưởng của sóng ĐôngNam Vậy nên sẽ có hai hướng sóng chính ảnh hưởng trực tiếp đến đoạn bờ khu vực dự

án là Đông Bắc và Đông Nam.

Mục đích của biên sóng đổ: khi xác định được biên sóng đổ chúng ta có thể xác địnhđược chiều dài tuyến đê, thuận lợi cho việc thiết kế đê chắn sóng/ đê chắn bùn cát vàotrong cảng

− Gọi độ sâu tại điểm sóng vỡ: db

− Chiều cao tại điểm sóng vỡ: Hb

− Chỉ số sóng vỡ:

b b

H d

γ =

− Các bước xác định độ sâu tại điểm sóng vỡ:

+ Bước 2: chỉ số sóng vỡ: γ = 0.78

+ Bước 3: tìm độ sâu db = Hb/ γ

+ Bước 4: xác định tỉ số:

b O

d

L  

+ Tìm được tỉ số:

b s

d L

, và Ksh

+ Bước 5: xác định tỉ số:

0 O

C

b

b s

d L C

d L

αα

(m) hầu như năm nào

cũng xuất hiện, nên chọn 0

được xác định bằng công thức :

20.02482.45

MNT MNT

MNT

H s

H =H = m

Bước 2: chỉ số sóng vỡ: γ = 0.78

Bước 3: tìm độ sâu

22.5640.78

b b

d L C

d L

Bước 6: sin α = sin α o O

o r

Bảng 3.2Kết quả tính toán tham số sóng vỡ

3.4.3 Sử dụng mô hình truyền sóng dạng ENDEC – WADIBE để tính toán.

Để công trình đê chắn sóng, chắn bùn cát đạt được hiệu quả cao nhất thì việc lựa chọntuyến đê cần phải đạt được những yêu cầu như sau:

- Chiều dài tuyến đê cần vươn ra tới vùng sóng đổ

- Chiều cao sóng nhiễu xạ ở đầu đập là nhỏ nhất

- Diện tích vùng nước lặng sau đập là lớn nhất

- Đảm bảo luồng tàu ra vào khu neo trú được hợp lý

- Khối lượng bố trí công trình hợp lý nhất

- Biết được quy luật vận chuyển bùn cát

Theo thông báo của Hiệp hội cảng biển Việt Nam, luồng tàu cảng Nghi Sơn có độ sâu đạt-6,9 m ( http://www.vpa.org.vn/vn/thongbaohanghai/dsluong/tha-01-2006.htm )

Để chắn được bùn cát lắng đọng luồng tàu, đập chắn sóng cần vươn ra gần đến độ sâu tuyến luồng Đồ án sẽ thiết kế đập chắn sóng vươn ra tới cao trình -7,0 m

Hình 3-5: Các thông số đầu vào của WADIBE

Trong đó:

Hrms= (m)+ Chu kỳ đỉnh sóng: Tp = 9.14 (s)

+ Chọn góc sóng tới nguy hiểm nhất tại biên phía biển : α0 = 00

+ Độ dốc sóng ở nước sâu: So= Hs/L0= 7.62/130.32 = 0.059

à Sau đó ta tiến hành chọn mặt cắt để tính toán truyền sóng ngang bờ, ta chọn 3 mặt cắtđại diện là: MC 1-1,MC 2-2, MC 3-3