NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ XÓI CỤC BỘ TẠI VỊ TRÍ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN SÔNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ XÓI CỤC BỘ TẠI VỊ TRÍ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN SÔNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ

V TH TÍNH

NGHIÊN C U ÁNH GIÁ XÓI C C B T I V TRÍ XÂY

GI I PHÁP CH NH TR

LU N V N TH C S

HÀ N I - 2011

V TH TÍNH

NGHIÊN C U ÁNH GIÁ XÓI C C B T I V TRÍ XÂY

Lu n v n Th c s “Nghiên c u đánh giá xói c c b t i v tŕ xây d ng công

trình trên sông và đ xu t các gi i pháp ch nh tr ” đã đ c hoàn thành t i khoa

Th y v n và Tài nguyên n c tr ng i h c Th y l i tháng 3 n m 2011 Trong quá trình h c t p, nghiên c u và hoàn thành lu n v n, tác gi đã nh n đ c r t nhi u s giúp đ c a th y cô, b n bè và gia đình

Tr c h t tác gi lu n v n xin g i l i c m n chân thành đ n PGS.TS Ph m

Th H ng Lan và th y giáo ThS Tr n Thanh Tùng là ng i đã tr c ti p h ng d n

và giúp đ trong quá trình nghiên c u và hoàn thành lu n v n

Tác gi c ng chân thành c m n t i các th y cô b môn C s K thu t

Th y l i, Khoa Xây d ng Th y l i – Th y đi n, Tr ng i h c Bách Khoa à

N ng, các đ ng nghi p, b n bè đã h tr chuyên môn, thu th p tài li u liên quan đ

lu n v n đ c hoàn thành

Xin g i l i c m n đ n Phòng ào t o đ i h c và Sau đ i h c, khoa Th y

v n và Tài nguyên n c, tr ng i h c Th y l i và toàn th các th y cô đã gi ng

d y, t o m i đi u ki n thu n l i cho tác gi trong th i gian h c t p c ng nh th c

hi n lu n v n

Trong khuô n kh m t lu n v n, do th i gian và đi u ki n h n ch nên không tránh kh i nh ng thi u sót Vì v y tác gi r t mong nh n đ c nh ng ý ki n đóng góp quý báu c a các th y cô và các đ ng nghiêp

Xin trân tr ng c m n!

Hà N i, tháng 03 n m 2011

M C L C

DANH M C CÁC HÌNH V 4 DANH M C CÁC B NG BI U 8

2.1.2.42 2Thi t l p mô hình mô ph ng t i c ng Sông Kinh2 84

Giai đo n xây d ng công trình

2.2.12 2 ng d ng mô hình MIKE11ST tính toán quá trình d báo di n bi n lòng

d n giai đo n xây d ng công trình2 90

PH L C

Hình 1.5: S bi n đ i bùn cát l l ng t i các tr m l y m u n c trên sông Sài Gòn

giai đo n 1999 -2003 khi tri u lênU 19

2

Hình 1.6: S bi n đ i bùn cát l l ng t i các tr m l y m u n c trên sông Sài Gòn

giai đo n 1999 -2004 khi tri u rútU 20

Hình 1.12: Công trình kè b o v b trên sông Meghna-Dhonagoda c a Banladesh

b ng c u ki n bê tông r i không có liên k tU 36

Hình 2.38: Biên l u l ng và bùn cát dùng cho tính toán trong mô hình khu v c d

ki n xây d ng c ng Sông KinhU 87

Hình 2.50: Bi n đ i đ a hình c a c ng M ng Chu i t i th i đi m k t thúc mô

ph ngU 96

2

Hình 2.51: a hình khu v c nghiên c u và di n bi n đ ng b t i m t s đi m

quanh khu v c c ng t i th i đi m k t thúc mô ph ngU 96

B ng 2.7: K t qu tính chi u sâu xói c c b t i tr c ng sông Kinh b ng công th c

kinh nghi m c a Nguy n Xuân Tr cU 103

H Chí Minh v i mi n ông Nam B , v i mi n Tây Nam B , v i c n c và Qu c

t Tuy nhiên, trong nh ng n m qua, Thành ph H Chí Minh luôn b úng ng p , s t

l b sông Sài Gòn… làm c n tr đ n quá trình phát tri n c a Thành ph

t c dòng ch y l n , nh ng đo n sông có m t đ tàu thuy n đi l i nhi u , là nh ng v trí b n bãi b c x p hàng hóa t m th i , nh ng đo n sông có công trình ki n trúc

n ng… Có nhi u nguyên nhân gây s t l nh bi n đ ng v th i ti t , đ a ch t lòng

con ng i…

Hi n nay s t l b , xói b i, bi n hình lòng d n sông ng Nai – Sài Gòn nói chung và trên đ a ph n thành ph H Chí Minh v n đang ti p t c ti p di n, v i quy

mô ngày càng l n h n , t c đ ngày càng m nh và tính ch t ngày càng ph c t p

Nhi u khu v c b sông đang ti m n m i nguy c s t l , gây m t n đ nh Hi n

t ng s t l b sông đã nh h ng đ n v n đ n đ nh khu dân c , quy ho ch phát tri n dân sinh , kinh t , xã h i, môi tr ng và t c đ t ng tr ng kinh t b n v ng

c a Thành ph H Chí Minh trong nh ng n m qua i u đó đ t v n đ c n có nghiên c u k l ng v tình hình bi n hình lòng d n t i nh ng v trí xây d ng c u

c ng trên sông, t đó có nh ng bi n pháp x lý k p th i

2 M c đích c a đ tài

– ánh giá xói l b i l ng lòng d n t i v trí xây d ng công trình

– xu t gi i pháp n đ nh lòng d n

3 i t ng và ph m vi nghiên c u

tài d ki n nghiên c u đo n sông M ng Chu i và sông Kinh, t i các v trí c ng M ng Chu i và c ng sông Kinh t ng ng trên các sông

4 Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u

Trên c s k th a các k t qu nghiên c u, tài nghiên c u khoa h c c p

Nhà n c đã có tr c đây, t d án quy ho ch th y l i ch ng ng p úng khu v c thành ph H Chí Minh, ti n hành phân tích di n bi n lòng d n và xói l trong

ph m vi quanh m c u t i các v trí xây d ng

Các ph ng pháp nghiên c u: Trên c s c a nh ng đi u ki n và đ c đi m

toán thu l c , khai thác các mô hình tính toán xói l , b i l ng nh mô hình : MIKE11, MIKE21FM, mô hình tính toán xói c c b công trình

5 C u trúc lu n v n

hoàn thành các n i dung đã đ t ra và giúp cho lu n v n có b c c rõ ràng,

m ch l c, lu n v n đ c chia làm 2 ph n chính là ph n thuy t minh và ph n ph l c

đ c trình bày trong 125 trang bao g m 115 trang thuy t minh và 10 trang ph l c

PH N THUY T MINH

M u

Ch ng 1: T ng quan các v n đ nghiên c u xói l c c b t i v trí công trình

Ch ng 2: ánh giá di n bi n lòng d n v xói l c c b t i v trí xây d ng công

CH NG 1: T NG QUAN CÁC V N NGHIÊN C U XÓI L

45’ đ Kinh ông, v i di n tích 209.000 ha Vùng ph c n bao g m

l u v c t h Tr An đ n bi n c a sông ng Nai v i 235.000 ha; Sông Sài Gòn t

h D u Ti ng đ n TP H Chí Minh, di n tích 243.000 ha; l u v c sông Vàm C ông, di n tích 281.000 ha

1.1.1.2 i u ki n đ a hình đ a m o

Thành ph H Chí Minh n m trên vùng h l u c a l u v c sông ng Nai

ây là vùng chuy n ti p t vùng gò đ i ông Nam B Cao đ đ a hình bi n thiên

t cao trình + 30m (vùng phía B c qu n Th c) đ n +0,5m (phía Nam qu n 7, huy n Nhà Bè) d c đ a hình th p d n t B c ông B c đ n Tây Tây Nam

b) UD ng đ a hình đ ng b ng th p

Cao đ bi n đ i t 0.8m đ n 1.5m phân b qu n 2, qu n 9, qu n 7, Bình Chánh, Tân Phú, Nhà Bè, ven sông Sài Gòn ây là đ ng b ng ng p ho c ng p l

do nh h ng th y tri u (tr các d i đ t có dân c v i cao đ đ a hình đ n +3.0m)

Th c (c )

C n Gi

< 0.5 39089.79 1799.00 2278.10 4763.00 3721.70 26527.99 0.5 – 1.0 73018.88 11422.05 13206.39 25604.44 5476.00 17310.00 1.0 – 2.0 46332.54 3192.62 6853.27 3136.15 6201.00 26949.50 2.0 – 5.0 17683.24 3638.31 11475.52 4.41 1992.00 573.00 5.0 – 10.0 17628.00 10222.24 6399.41 0.00 1006.30 0.00

> 10.0 15617.60 12574.07 316.49 0.00 2727.04 0.00

T ng c ng 209370.1 42848.29 40529.18 33508.00 21124.04 71360.49

(Tài li u Vi n Quy ho ch Th y l i Mi n Nam)

Hình 1.2: B n đ đ a hình l u v c sông ng Nai – Sài Gòn

1.1.1.3 i u ki n đ a ch t, th nh ng

a U i u ki n đ a ch t

T th ng ngu n đ n h l u sông ng Nai đ a hình có s phân b c khá rõ ràng và gi m d n t th ng l u đ n c a sông Nhìn chung, h ng ch y chính c a sông ng Nai là ông B c - Tây Nam th ng l u, trung l u và h ng Tây B c - ông Nam h l u ây là h ng nghiêng c a kh i Nam Trung B Ph n h l u (n i b t đ u đ i h ng dòng ch y) liên quan ch t ch v i h th ng đ t gãy ph ng Tây B c - ông Nam nh đ t gãy sông Sài Gòn, sông Vàm C ông,…

Ph n h l u sông ng Nai, có th phân bi t các đo n sông mang đ c đi m

t nhiên khác nhau, g m : thung l ng phù sa, đ ng b ng Phù sa m i D c sông

ng Nai, thung l ng phù sa ch y trên n n và vách Phù sa c , đ a hình d i 100m Trong thung l ng phù sa có thành t o Phù sa m i v i chi u r ng t ng d n t Hi u Liêm (d i h p l u sông Bé) đ n th tr n Tân Uyên và Cù Lao Ph (Biên Hòa)

D c sông Sài Gòn, t th ng ngu n đ n Th c (khu v c Thanh a), sông

ch y trong thung l ng phù sa v i n n và hai vách Phù sa c hai bên m r ng d n Phù sa m i ven b c ng phát tri n m r ng d n t khu v c h D u Ti ng đ n Th

c và rõ nét nh t là đo n t C Chi đ n Th c

sông thu c đ ng b ng Phù sa m i o n này sông ch u nh h ng c a sông l n tri u (tri u có kh n ng nh h ng đ n c h D u Ti ng)

b U i u ki n th nh ng

Theo tài li u c a Vi n Quy ho ch k thu t Nông nghi p Mi n Nam, khu v c Thành Ph H Chí Minh hình thành 17 lo i đ t t p h p thành 6 nhóm đ t chính sau:

- Nhóm đ t phù sa và phù sa trên n n phèn: V i t ng di n tích 12.573 ha, chi m

6% di n tích t nhiên Lo i đ t này phân b ven sông ng Nai, Sài Gòn, phía B c

huy n Nhà Bè, Nam Bình Chánh

- Nhóm đ t xám: V i di n tích 45.696 ha (21,8%), nhóm có di n tích l n phân b các vùng cao C Chi, Hóc Môn, B c Bình Chánh, Th c và các qu n n i thành

- t đ vàng: Có di n tích không l n 436 ha (2,1%) phân b Th c, C Chi

- Nhóm đ t phèn: Nhóm đ t này có t ng di n tích l n nh t 108.474 ha, chi m 51%

di n tích t nhiên, phân b huy n C n Gi , Nam Bình Chánh, tr ng Lê Minh

n m sâu trong đ t li n

- t m n: V i di n tích 2,1% di n tích t nhiên, phân b Nam Bình Chánh

- Nhóm đ t cát: V i di n tích 1.312 ha, chi m 0,6% di n tích t nhiên

- Còn l i 34.860 ha là sông r ch: Chi m kho ng 6,4% t ng di n tích t nhiên

Hàng n m khu v c này ch u s kh ng ch c a hoàn l u khí quy n mi n nhi t

đ i c n xích đ o, hoàn l u gió mùa ông B c và Tây Nam T ng ng v i 2 mùa gió này là 2 mùa khí h u Mùa m a t tháng VI đ n tháng XI và Mùa khô t tháng

XII đ n tháng V Trong mùa gió ông B c, h ng gió vào th i k đ u mùa tháng

XI đ n tháng I ch y u là B c và vào th i k sau là ông Nam Trong mùa gió Tây Nam, h ng gió trong n m t Tây Tây Nam đ n Tây Nam

2000-2300mm Tuy nhiên, phân b l ng m a n m không đ u các n i L ng m a có

xu th gi m d n cùng v i h ng nghiêng c a đ a hình, h ng ch y u B c – Nam

Phân b m a trong n m đ c phân thành 2 mùa: Mùa m a và mùa khô Mùa

m a thông th ng b t đ u t tháng V và k t thúc vào tháng X ( 6 tháng), chi m trên

d i 85-90% l ng m a n m, ph bi n nh t các n i v n là 85-87% L ng m a trong các tháng mùa m a đ t t 200-600mm Tháng có l ng m a l n nh t th ng vào tháng VIII, l ng m a đ t t 400-600mm

Mùa khô, kéo dài 6 tháng t tháng XI đ n tháng IV n m sau, chi m trên

d i 10 -15% l ng m a n m T ng l ng m a trong 6 tháng mùa khô đ t t

0.5-16mm, tùy n i m a nhi u, m a ít

L ng m a n m và tháng phân b không đ u Mùa m a ng n, đ bi n đ ng

l n L ng m a n m bình quân t i Nhà Bè là 1.500mm, Tân S n Nh t 1.850mm

Bi n trình m a th ng có 2 đ nh: đ nh th nh t r i vào tháng VI, VII; đ nh th hai

r i vào tháng IX ho c X L ng m a mùa m a chi m 85% t ng l ng m a n m

Hàng n m thành ph H Chí Minh có kho ng 102 – 150 ngày m a Các tháng mùa m a đ u có trên 20 ngày m a m i tháng

Hình 1.4: L ng m a trung bình n m t i khu v c Tp H Chí Minh

(Ngu n: Vi n KHTL Mi n Nam)

1.1.2.2 i u ki n th y v n

S phân hoá ch đ m a theo không gian, kéo theo s phân b dòng ch y trong l u v c c ng r t sâu s c Phân b dòng ch y r t không đ u trong l u v c, n i

có l ng dòng ch y l n là ph n th ng ngu n các sông vùng phía B c và Tây

B c nh các huy n: Tân Phú, nh Quán, V nh C u (M=45-55 l/s.km2) , do m a

Tà Lài, Cát Tiên, Ma Da Gui r t l n đ u đ t trên 2750mm N i có l ng dòng ch y

nh là ph n h l u các sông thu c phía Tây đ ng qu c l 51, và các sông su i thu c thung l ng Sông Ray (M= 20 - 30 l/skm2)

Mùa l , thông th ng t tháng VII -XI (5 tháng), ngh a là xu t hi n sau mùa

m a kho ng 2 tháng Trên các dòng chính sông l n, thì t ng l ng dòng ch y trong

th i gian này chi m kho ng 78-81% t ng l ng dòng ch y n m Th i gian b t đ u

và k t thúc các tháng mùa l trong n m th ng không n đ nh, tùy tình hình m a

t ng n m mà mùa l b t đ u và k t thúc s m, mu n khác nhau Theo th ng kê có

nh ng n m mùa l xu t hi n s m vào tháng VI (chi m kho ng 25%) C ng có n m mùa l k t thúc s m h n vào tháng XI (chi m kho ng 50%) Có th nói mùa l n

đ nh nh t v n là trong 4 tháng t tháng VII - X và l n nh t th ng t p trung vào 3 tháng VIII, IX, X, l ng dòng ch y trong m i tháng này chi m t 18 -21% l ng dòng ch y n m Tháng IX là tháng có l u l ng l n nh t trong n m

Mùa ki t, th ng b t đ u t tháng XII n m tr c đ n tháng V, VI n m sau chi m kho ng t 19- 26% l ng dòng ch y n m Tháng có l ng dòng ch y nh

nh t là tháng II, III, IV, dòng ch y c a m i tháng này chi m t 0.7- 2% l ng dòng

ch y n m Tháng III là tháng ki t nh t trong n m

1.1.2.3 i u ki n bùn cát

D i đây là k t qu phân tích đánh giá s bi n đ i bùn cát l l ng t i các

tr m l y m u n c trên sông Sài Gòn khi tri u lên và rút trong giai đo n 1999-2003

Gòn giai đo n 1999 -2003 khi tri u lên

(Ngu n: C c Th y l i)

Gòn giai đo n 1999 -2004 khi tri u rút

(Ngu n: C c Th y l i)

K t qu cho th y:

th ng l u v h l u;

- Trên m t c t ngang sông, các h t bùn cát đáy g n tuy n l ch sâu có đ ng kính

l n sau đó gi m d n v hai bên b

- ng kính h t bùn cát b l i có xu th nh h n phía b lõm

Ngu n bùn cát c a sông ng Nai – Sài Gòn r t nghèo nàn, l i b b i l ng trong h ch a th ng ngu n nên l ng bùn cát x xu ng h du càng nghèo nàn h n

M t đi u đáng chú ý là l ng bùn cát trên sông Sài Gòn có ph n l n h n trên sông

ng Nai, đ c bi t là đ đ c l n x y ra trong mùa ki t, ch ng t nh ng ho t đ ng

c c b trên b m t l u v c quy t đ nh ph n l n ch đ bùn cát trên sông Sài Gòn

1.1.2.4 Bùn cát lòng sông

T k t qu phân tích m u bùn cát t i các sông trên h th ng sông ng nai – Sài Gòn, t ng h p k t qu thu đ c b ng 1.2 d i đây:

a hình sông M ng Chu i và sông Kinh có cao đ bi n đ i t 0,5 đ n 1m

và n m g n c a sông nên ch u nh h ng r t l n t ch đ tri u bi n ông

Tri u bi n ông có biên đ dao đ ng l n, t 3,5 đ n 4m Trong n m, th y tri u hình thành m t th i k n c cao vào kho ng t tháng XII-II và m t th i k

n c th p vào kho ng tháng VI-VIII

Th y tri u bi n ông có d ng bán nh t tri u không đ u, m i ngày có hai

đ nh và hai chân ti u, v i hai đ nh x p x nhau và hai chân l ch nhau khá l n Th i gian gi a hai chân và hai đ nh vào kho ng 12-12,5 gi , b i v y chu k tri u ngày là 24,83gi cao c a m i đ nh và chân tri u bi n đ i t ngày này sang ngày khác trong m t chu k tri u (15ngày) ng bao hai đ nh có s dao đ ng tu n hoàn, biên đ dao đ ng kho ng 0,5m, lên cao sau ngày sóc v ng và xu ng th p sau các

ngày tr ng th ng huy n và h huy n Hai chân tri u bi n đ i nhi u h n t ngày

này sang ngày khác

Trong m i chu k tri u n a tháng, biên đ hai chân tri u có th lên đ n 1,5

đ n 2m ng bao hai chan tri u l ch pha nhau m t n a chu k Trong m i chu k tri u n a tháng, biên đ hai chân tri u có th lên đ n 2m ng bao hai chân tri u

l ch pha nhau m t n a chu k Khi chân này xu ng th p d n thì chân kia lên cao và

ng c l i, làm cho d ng tri u trong m i tháng có 2 l n bi n đ i t d ng hình “W” sang d ng hình “M”, trong khi m c n c trung bình ngày l i thay đ i ít h n ng trung bình tr t c a 24 tr s đo m c n c gi (đ c xem nh m c n c trung bình ngày) là m t đ ng cong tr n d ng sóng tu n hoàn v i chu k 15 ngày, biên đ kho ng 0,3 – 0,4m ng này b bi n d ng nhi u b i các y u t khí h u, th i ti t vùng ven bi n nh gió th i t bi n vào b m nh và có th làm cho m c n c dâng cao trong nhi u gi và vì v y có th làm t ng m c n c trung bình ngày

trung bình ngày là dao đ ng tu n hoàn theo chu k n m v i biên đ kho ng 0,4-0,5

v i đo n th p nh t vào tháng VI, VII và đo n cao nh t vào tháng XI, XII

Thành ph H Chí Minh gi vai trò đ u tàu kinh t c a c Vi t Nam Thành

ph chi m 0,6% di n tích và 8,34% dân s c a Vi t Nam nh ng chi m t i 20,2%

t ng s n ph m, 27,9% giá tr s n xu t công nghi p và 34,9% d án n c ngoài Vào

n m 2005, Thành ph H Chí Minh có 4.344.000 lao đ ng, trong đó 139 nghìn

ng i ngoài đ tu i lao đ ng nh ng v n đang tham gia làm vi c N m 2010, thu

nh p bình quân đ u ng i thành ph đ t 2.800 USD/n m, cao h n nhi u so v i trung bình c n c, 1168 USD/n m

N n kinh t c a Thành ph H Chí Minh đa d ng v l nh v c, t khai thác

m , th y s n, nông nghi p, công nghi p ch bi n, xây d ng đ n du l ch, tài chính

C c u kinh t c a thành ph , khu v c nhà n c chi m 33,3%, ngoài qu c doanh chi m 44,6%, ph n còn l i là khu v c có v n đ u t n c ngoài V các ngành kinh

t , d ch v chi m t tr ng cao nh t: 51,1% Ph n còn l i, công nghi p và xây d ng chi m 47,7%, nông nghi p, lâm nghi p và th y s n ch chi m 1,2%

V th ng m i, Thành ph H Chí Minh có m t h th ng trung tâm mua

s m, siêu th , ch đa d ng Ch B n Thành là bi u t ng v giao l u th ng m i t

xa x a c a thành ph , hi n nay v n gi m t vai trò quan tr ng Nh ng th p niên

g n đây, nhi u trung tâm th ng m i hi n đ i xu t hi n nh Saigon Trade Centre,

Diamond Plaza

V giao thông v n t i, nh đi u ki n t nhiên thu n l i, Thành ph H Chí Minh tr thành m t đ u m i giao thông quan tr ng c a Vi t Nam và khu v c ông

quan tr ng Tính riêng v n t i hàng hóa, đ ng bi n chi m kho ng 29% và đ ng sông kho ng chi m 20% t ng kh i l ng thông qua đ u m i thành ph Do m ng

l i đ ng s t không đ c n i tr c ti p v i các c ng, c s đã c k nên giao thông

đ ng s t Thành ph H Chí Minh không phát tri n, ch chi m kho ng 6% kh i

l ng hàng hóa và 0,6% kh i l ng hành khách

Khu v c Thành ph H Chí Minh có b n c ng bi n chính: Sài Gòn, B n Nghé, Nhà Bè, Tân C ng cùng các c ng sông Bình ông, Tân Thu n, Tôn Th t Thuy t, Bình L i, Bình Ph c Ngoài ra còn có kho ng 50 b n đò ph c v giao

chi m 25% trong t ng kh i l ng hàng hóa thông qua các c ng bi n c n c C ng

B n Nghé n m phía h l u sông Sài Gòn, r ng 32 ha, t ng chi u dài c u c ng 528

m, có th cho tàu có t i tr ng t 15.000 - 20.000 t n c p b n Tuy n ng l c c a các

c ng c a Thành ph H Chí Minh l n nh ng vi c chuy n ti p gi a giao thông

đ ng b , đ ng bi n và đ ng sông g p khó kh n T i h u h t các c ng đ ng sông, do thi t b thi u, v n ph i b c d th công

Giao thông trong n i ô, do t c đ t ng dân s nhanh, quy ho ch y u, h

th ng đ ng xá nh khi n thành ph luôn ph i đ i m t v i v n đ ùn t c Thành

ph có 239 cây c u nh ng ph n l n chi u r ng nh h n chi u r ng c a đ ng nên gây khó kh n cho các ph ng ti n giao thông

Nhìn chung, n n kinh t c a Thành ph H Chí Minh phát tri n m nh nh t

c n c M c dù v y hi n v n ph i đ i m t v i nhi u khó kh n Toàn thành ph ch

có 10% c s công nghi p có trình đ công ngh hi n đ i và có trình đ công ngh ,

k thu t s n xu t tiên ti n C s h t ng c a thành ph l c h u, quá t i, ch giá tiêu dùng cao, t n n xã h i, hành chính ph c t p c ng gây khó kh n cho n n kinh t Ngành công nghi p thành ph hi n đang h ng t i các l nh v c cao, đem l i hi u

Nguyên nhân gây ng p, ngoài nguyên nhân ch quan do con ng i (qu n lý

v n hành h th ng tiêu kém) còn có nguyên nhân khách quan là do s t h p c a

M a l n – tri u cao – l l n

1.1.5.2 Gi i pháp phòng ch ng

Quy ho ch thu l i ch ng ng p úng khu v c thành ph H Chí Minh đã

đ c Th t ng phê duy t ngày 28/10/2008 Theo đó, ph ng án quy ho ch thu

l i ch ng ng p úng khu v c thành ph H Chí Minh chia thành 3 vùng ki m soát

n c Chi ti t xem hình v 1.7 d i đây

Hình 1.7: B n đ b trí h th ng công trình giai đo n I

Vùng I bao g m toàn b khu v c b h u sông Sài Gòn-Nhà Bè ây là khu

v c tr ng tâm c a Quy ho ch T i đây s xây d ng h th ng c ng khép kín tuy n đê bao đ c đ t t i các c a sông, r ch đ ra sông Sài Gòn, Nhà Bè, Vàm C và sông Vàm C ông Các c ng này có nhi m v kh ng ch n c và ki m soát môi tr ng

n c khu v c phía trong đê bao, đ không cao h n m c n c cho phép theo yêu

c u tiêu và ch đ ng c t đ nh tri u

đang phát tri n, tình hình tiêu thoát n c thu n l i h n, do đó có th b trí công trình đ ch ng ng p n c, tiêu n c i v i khu đô th c n tôn n n cao trên m c

n c l kho ng +2,5m c i thi n giao thông thu c n n o vét, c i t o các tr c kênh r ch, đ ng th i làm gi m áp l c l sông ng Nai đ i v i các khu đô th m i

ven sông Sài Gòn

Vùng III bao g m toàn b khu v c t sông Nhà Bè-Soài R p, hi n t i là vùng sinh quy n m , có th xây d ng các công trình ki m soát n c, quy mô l n trong

t ng lai Thoát l t i vùng này đ c xác đ nh là vùng đ m, trong t ng lai vi c tiêu thoát n c s đ c gi i quy t v i các công trình l n

Sau khi h th ng công trình ch ng ng p đi vào ho t đ ng, yêu c u c a các ngành kinh t đ i v i công tác ch nh tr sông nh sau:

 Yêu c u t ng kh n ng thoát l , ch ng ng p úng cho khu v c Thành ph H Chí Minh, đ m b o yêu c u c p n c trong mùa khô và đ y m n trong mùa ki t;

 m b o giao thông v n t i thu ; c i thi n đi u ki n giao thông th y trong vùng

và h n ch s nh h ng đ n giao thông liên vùng trong đó có các tuy n đ ng

th y qu c gia Khai thác tuy n giao thông th y đ m b o đ ng th y theo tiêu chu n k thu t L u thông tàu thuy n qua l i khi c ng m , tr c l u thông chính

đ m b o v n t i th y Khi c ng đóng, tàu thuy n qua l i c ng đ c trung chuy n qua Âu thuy n (tr ng h p c n thi t xây d ng âu thuy n) Âu thuy n đ c ho t

đ ng khi c ng đóng, l u thông tàu thuy n s t i qua Âu thuy n Ngoài ra, đ i v i

m t s tr ng h p v n hành c ng vào mùa l , khi g p các tr n l thi t k , c ng

m , l u t c qua c ng l n, không an toàn cho tàu thuy n qua c ng, lúc này âu có

th v n hành đ l u thông tàu thuy n qua c ng Tàu thuy n v n t i qua âu ph i tuân theo quy trình v n hành âu thuy n

s n xu t nông nghi p, nuôi tr ng thu h i s n

 Khai thác cát cho phép t i nh ng v trí b l ng ph c v xây d ng công trình m

b o l u chuy n n c, tránh gây ô nhi m ngu n n c, c n có bi n qu n lý các ngu n ô nhi m, x lý ô nhi m;

 K t h p c nh quan du l ch sinh thái a ra nh ng gi i pháp b o v b k t h p hài hòa m quan công trình v i h t ng k thu t xung quanh nh m t ng nhu c u tham quan c a du khách, đ c bi t trong đi u ki n Vi t Nam ch a có công trình

l n nh c ng ng n tri u Xây d ng các khu đô th m i ven sông, khu du l ch, đ c

bi t t i các khu v c xây d ng c ng ng n tri u

Tuy nhiên, n u không có bi n pháp qu n lý, gi m sát làm gi m thi u tác

đ ng di n bi n lòng d n thì m c đ s t l b ngày càng gia t ng c bi t trong

đi u ki n hi n nay, tình hình khai thác h du h th ng sông ng Nai-Sài Gòn ph c

v phát tri n kinh t xã h i vùng ông Nam b r t nhanh do:

− T c đ đô th hóa cao, phát tri n các khu đô th m i ven sông kéo theo là tình

tr ng xây d ng l n chi m b sông, lòng sông do không theo quy ho ch ngày m t gia t ng;

− Ho t đ ng c a các khu công nghi p, c u c ng, b n bãi hi n h u và qui ho ch theo quy t đ nh s 188/2004/Q -TTg ngày 01/11/2004 và s 791/Q -TTg ngày 12/8/2005 c a Th t ng Chính ph ;

− Giao thông thu , các công trình qua sông (c u, tuy n đ ng dây 220KV và 500KV); đ c bi t t i các v trí xây d ng c ng ng n tri u k t h p làm c u giao

thông

− Khai thác cát không có gi y phép ngày càng gia t ng trên các sông Sài Gòn,

ng Nai, Nhà Bè, Vàm C …làm thay đ i ch đ ng dòng ch y, gây s t l , b i

l ng lòng d n, nh h ng đ n ho t đ ng dân sinh kinh t xã h i

1.2 T ng quan các v n đ nghiên c u trong và ngoài n c

1.2.1.1 Nghiên c u v bi n đ i lòng d n

Vi c nghiên c u di n bi n lòng sông có th ti n hành theo 3 ph ng pháp:

− Ph ng pháp phân tích các tài li u th c đo: D a theo tài li u đ a hình, các tài

li u không nh, vi n thám phân tích v trí, quy mô, t c đ xói, b i trên m t

b ng, trên m t c t d c, m t c t ngang, tìm ra quy lu t th ng kê và xu th phát tri n c a đo n sông nghiên c u

− Ph ng pháp mô hình v t lý: Thu nh đo n sông nghiên c u l i trong m t khu

v c có trang thi t b thí nghi m, tái di n dòng ch y trong sông thiên nhiên theo các đ nh lu t t ng t

− Ph ng pháp mô hình toán: D a váo các h ph ng trình toán l mô t quy lu t

c a dòng ch y và bùn cát t i đo n sông nghiên c u, xác đ nh các đi u ki n biên,

đi u ki n ban đ u h p lý, tìm các l i gi i gi i tích, l i gi i s tr cho các v n đ nghiên c u mô hình MIKE11, MIKE21, và MIKE21C

Các nghiên c u nh h ng c a công trình xây d ng trên sông đ n di n

bi n lòng d n xoay quanh v n đ tính toán d báo , đánh giá n đ nh và đ xu t các

gi i pháp b o v b Nguyên lý chung c a ph ng pháp tính toán d bá o là d a trên quan h dòng ch y và hình thái lòng sông đ th y đ c s thay đ i chi u r ng lòng

ch t khác nhau

Vi c nghiên c u đánh giá nh h ng t i di n bi n lòng d n và d báo

di n bi n lòng d n sông ngòi khi xây d ng c u qua sông là ch y u , ít có các

báo cáo đ c p đ n v n đ nghiên c u nh h ng c a vi c xây d ng c ng đ n di n

bi n lòng d n Các nghiên c u v nh h ng c a c u xây d ng trên sông đ n di n

bi n lòng d n theo hai h ng : nghiên c u ng d ng và nghiên c u mang tính ch t

lý lu n Có r t nhi u nghiên c u mang tính ng d ng và ph c v c th cho vi c l p

d án xây d ng m t ho c nhi u c u trên sông , có th k đ n nh nghiên c u nh

h ng c a c u t i vi c làm dâng n c th ng l u c a Bradley (1970); Neil (1973),

gi Komura (1966), Laursen(1960,1963)…

1.2.1.2 Nghiên c u v xói c c b

Các nghiên c u v xói c c b t i v trí công trình xây d ng trên sông nh

c u, c ng đã đ c ti n hành t lâu Các h xói c c b t i các v trí xây d ng công trình s gây nên nh h ng đ n tu i th c a các công trình này Tuy nhiên h u h t các nghiên c u v xói m c u đ u đ c th c hi n trong phòng thí nghi m D li u ngoài th c đ a th ng b h n ch

Xói c c b là k t qu c a s k t h p gi a vi c t ng t c đ dòng ch y và các dòng n c xoáy xu t hi n xung quanh các tr , m c u hay các đ p m hàn Trên

khi ti p c n tr c u, t i chính gi a c a tr c u v n t c dòng ch y theo ph ng ngang s b ng không Khi công trình ch n gi a dòng, s thay đ i v n t c theo

ph ng th ng đ ng s đ c chuy n sang đ chênh l ch áp su t t i mép tr c c a công trình T i m t n c, n i v n t c dòng ch y là l n nh t thì áp su t do đ ng s

là l n nh t và nh d n theo chi u sâu Nh v y s t n t i m t s chênh l ch áp su t theo chi u th ng đ ng, s chênh l ch này t o nên m t dòng đi xu ng Nó d n t i

vi c ng su t tr t t i đáy sông n i xây d ng công trình s t ng lên N u đáy sông

có kh n ng xói (và ng su t tr t là đáng k ), m t h xói s hình thành xung quanh tr c u N u không tính đ n h xói thì v n t c dòng đi xu ng kho ng 40%

v n t c trung bình dòng ch y (V), khi h xói hình thành v n t c này có th đ t đ n 80% c a V (Copp and Johnson, 1987; Melville, 1988) Hi n t ng dòng đi xu ng

t i đáy sông là nhân t c b n hình thành nên h xói Khi h xói l n d n, dòng ch y

h ng xu ng và l n vòng xung quanh tr c u t o nên các xoáy hình móng ng a,

nh ng xoáy này có kh n ng mang bùn cát ra kh i h xói S k t h p gi a dòng đi

xu ng và các xoáy hình móng ng a chính là c ch ch y u hình thành nên h xói Khi h xói sâu d n, dòng đi xu ng g n đáy h xói gi m d n v n t c n m t th i

đi m nào đó thì đ sâu h xói tr nên cân b ng Khi dòng ch y b phân chia b i tr

c u, các xoáy n c s mang bùn cát v phía h l u Cho đ n khi các xoáy n c nh

d n và v n t c ch m l i bùn cát s l ng đ ng cách phía sau tr c u

Hình 1.8: Mô hình dòng ch y và h xói t i chân c a tr c u

(Dòn g đi xu ng và các xoáy là nguyên nhân ch y u gây xói tr (After Melville, 1988)

Theo tài li u h ng d n phân tích thu l c công trình - HEC No.18, C c

ng b c a B V n t i Hoa K xu t b n tháng 11 n m 1995 cho th y các y u t chính nh h ng t i chi u sâu xói c c b tr và m c u, c ng tóm t t nh sau:

− T c đ dòng ch y đ n: t c đ n c ch y càng l n, chi u sâu xói c c b càng l n

− Chi u sâu c a dòng ch y: t ng m t giá tr chi u sâu có th t ng chi u sâu xói

đ n 2 l n

− B r ng tr : b r ng tr càng l n, chi u sâu xói c c b càng l n

− Chi u dài c a tr n u ph ng d c tr xiên v i ph ng dòng ch y: g p đôi chi u dài tr có th t ng chi u sâu xói c c b t 30 đ n 60%, tu thu c vào góc xiên

− c tr ng c a v t li u đáy: v t li u đáy là dính ho c không dính có nh h ng

t i th i gian đ t t i chi u sâu xói l n nh t, nh ng chi u sâu xói sau m t th i gian dài đ u có tr s t ng đ ng nhau áy sông là cát có th i gian đ t xói l n nh t

có th ch sau m t s gi do ch m t tr n l gây ra; trong khi đó, v i đáy sông là

v t li u dính, đ đ t đ n xói l n nh t ph i m t th i gian lâu h n, th m chí ph i sau nhi u n m, sau nhi u tr n l l n

− Hình d ng m i m , tr : có th làm t ng chi u sâu xói t i 20%

− Tình tr ng đáy sông: xói đáy sông có hình d ng b ng ph ng có chi u sâu xói

nh h n xói đáy sông có các sóng cát t 10 đ n 30%

− V t c n (cây trôi, bè rác v.v ): s li u đo đ c hi n tr ng cho th y khi có cây trôi m c vào tr ho c c c, chi u sâu xói có th t ng lên đ n h n 3 mét

*) Gi i thi u m t s công th c tính xói c c b t i v trí xây d ng công trình

1) Công th c Lacey

Lacey n m 1930 đ a ra công th c tính toán đ sâu c c đ i c a h xói quanh

tr và m c u nh sau:

1 47

0

3 / 1

d s

V i ds là chi u sâu h xói

f là h s nh h ng c a bùn cát f =1.76 d50

Công th c trên ch áp d ng cho đi u ki n 0 70≤ Q≤ 1 73, 0.5≤ Y ≤3, 21

th c c a công trình, đ c bi t là chi u dài c a công trình vuông góc v i dòng ch y

là nhân t chính nh h ng đ n chi u sâu h xói c c đ i (Liu, 1961; Laursen, 1963;

Melville, 1992; Lim, 1997; Rahman và Muramoto, 1999)

4 3 2 1

Y

b K K K K Y

P P P P s

V gY

B ng 1.4: B ng tra các h s cho K3p ng v i lo i đ a hình đáy sông

Hình 1.10: Nghiên c u xói c c b chân c u b ng mô hình CCHE3D

Nh n xétU: Trong các d ng k t c u trên thì bó cành cây, r ng đá, hàng rào cành cây

và công trình bó cành cây gây b i là các d ng k t c u đã có trong l ch s phát tri n

hàng ch c n m ây là d ng k t c u công trình t m th i có tu i th công trình ng n

b) Gi i pháp công trình b o v b lâu dài:

- p m hàn

1 Kè lát mái b o v b

a Các hình th c c u ki n bê tông lát mái

Các k t c u bê tông trên mái có nhi u hình d ng khác nhau, lo i c u ki n đ c

l p ho c lo i có liên k t b ng kh p n i, ho c liên k t ngàm, liên k t b ng cáp C u

ki n bê tông có liên k t kh p n i ho c ngàm đ c s d ng ph bi n h n vì đã đ c gia t ng đ n đ nh khi liên k t v i nhau và do đó có th g m đ c tr ng l ng và kích th c v t li u b o v Tuy nhiên, khi thi công và s a ch a s ph c t p h n c u

Các d ng k t c u công trình b o v b b ng bê tông chính bao g m:

- C u ki n bê tông r i không liên k t

- C u ki n bê tông d ng t m, bán

- C u ki n bê tông có liên k t kh p n i

- C u ki n bê tông liên k t b ng cáp thép

- C u ki n bê tông liên k t b ng v i đ a k thu t

b C u ki n bê tông r i không có liên k t

Các c u ki n bê tông r i đúc s n không liên k t th ng đ c s d ng thay

th cho các v t li u b o v b b ng đá t nhiên t i nh ng n i mà ngu n đá t nhiên

đ tiêu chu n s d ng làm v t li u b o v b sông không s n ho c giá thành c a đá

t nhiên dùng làm v t li u b o v b quá đ t Thông th ng vi c ch t o các c u

ki n bê tông đúc s n có th ti n hành trong nhà máy ho c ngay t i hi n tr ng và có

th s d ng luôn các v t li u cát s i khai thác lòng sông

Các c u ki n bê tông r i không có liên k t có th có hình d ng kh i, hình đa giác, t ong Các c u ki n này có th thi công tr c ti p trên mái d i hình th c nh thi công đá đ ho c đ c x p b ng tay

Các c u ki n bê tông r i không liên k t đã t ng đ c s d ng r t r ng rãi và cho k t qu t t t i các công trình b o v b có quy mô l n trên sông Mississipi (M ) t nh ng n m 1950 Sau chi n tranh th gi i th 2, chúng đ c s d ng r ng rãi Ba Lan t i các đ p m hàn b o v b trên sông Vistula

Tuy nhiên do các c u ki n bê tông r i r c này có nh c đi m là d b d ch chuy n hay b cu n trôi h n so v i các c u ki n bê tông có liên k t, m t khác n u s

d ng trên các nên đ t y u thì chúng d b lún và chìm m t nên ngày nay ng i ta ít

s d ng các kh i này làm công trình b o v b

Hình 1.12: Công trình kè b o v b trên sông Meghna-Dhonagoda c a

Banladesh b ng c u ki n bê tông r i không có liên k t

c a các nhà khoa h c trong n c v l nh v c di n bi n lòng d n ch y u t p trung

gi i quy t các v n đ th c t , c s khoa h c và ph ng pháp lu n v n d a trên các

ph ng pháp, công ngh c a các nhà khoa h c trên th gi i Các đ tài nghiên c u

đ c l p c p nhà n c, các đ tài nghiên c u c p b v di n bi n lòng d n c ng đ c

th c hi n Các đ tài này ch y u nghiên c u v di n bi n lòng d n sau khi xây

d ng h ch a

Tuy nhiên các đ tài tr c đây đ c th c hi n , vi c nghiên c u đánh giá nh

h ng đ n di n bi n lòng d n khi xây d ng các c ng ng n tri u t hì ch a có nghiên

c u nào đ c p đ n mà ch y u là nghiên c u di n bi n lòng d n khi xây d ng c u trên sông nh nghiên c u đánh giá nh h ng c a C u Vi t Trì t i ch đ th y l c lòng d n sông Lô b ng mô hình v t lý lòng xó i do GS V T t Uyên ch trì Nghiên

- Xói n c trong: là xói x y ra khi v t li u đáy ngay phía tr c vùng xói chân tr

tr ng thái ngh không chuy n đ ng, ng su t ti p hay t c đ c a dòng ch y vùng xói nh thua hay đúng b ng ng su t ti p phân gi i (t c đ phân gi i c a

h t) – đó là tr ng thái h t b t đ u chuy n đ ng song ch a chuy n đ ng Khi xói

đ sâu xói c c b t ng g n nh tuy n tính v i t c đ sau xói chung

- Xói n c đ c x y ra khi t c đ sau xói chung l n h n t c đ phân gi i c a h t

đáy sông, bùn cát th ng l u luôn đ c dòng ch y c p cho h xói, xói cân

b ng đ t đ c khi l ng bùn cát th ng l u c p cho h xói b ng l ng bùn cát

b xói chuy n đi t h xói Xói này g n li n v i quá trình di chuy n bùn cát đáy sông, đ sâu xói không t ng theo đ sâu dòng ch y, không ph thu c vào đ l n

c a l ng bùn cát mà dao đ ng theo th i gian, phù h p v i hình d ng đáy cát di chuy n