Nghiên cứu hiện trạng, phân tích nguyên nhân sạt lở bờ tả sông Lam

Bề mặt mái đê và bãi trước đê chưa được bảo vệ bằng các giải pháp mang tính kiên cố, hiện tượng sạt lở bờ sông và mái phía sông của các đoạn đê diễn ra khá phổ biến hằng năm.. Nghiên cứu

M Ở ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Sạt lở bờ sông, xói, bồi lòng sông là hiện tượng tự nhiên nằm trong quy luật

vận động của dòng sông - đây là hiện tượng đã, đang và sẽ còn diễn ra Tuy nhiên,

do sự biến đổi khí hậu toàn cầu, thời tiết diễn biến bất thường theo chiều hướng cực đoan và các tác động của con người, sạt lở, xói bờ sông đã trở thành hiện tượng thiên tai, đe doạ đến an toàn đê điều, đe doạ đến tính mạng tài sản nhân dân

Sông Cả là một lưu vực lớn ở vùng Bắc Trung Bộ, có diện tích lưu vực 27.200 km2 phân bố trên lãnh thổ 2 quốc gia: Việt Nam và CHDCND Lào Ở Việt Nam sông Cả nằm trên địa giới hành chính của 3 tỉnh: Nghệ An, Hà Tĩnh và Thanh Hoá Phần lưu vực sông Cả và vùng chịu ảnh hưởng của lũ sông Cả thuộc địa phận

tỉnh Nghệ An có diện tích khoảng 15.030 km2 chiếm trên 55% diện tích toàn lưu

vực, với dân số hiện nay khoảng 2,1 triệu dân sinh sống từ đồng bằng, trung du đến

miền núi và có 8 dân tộc anh em sinh sống, trong đó 90% dân tộc Kinh

Sông Cả là con sông quan trọng nhất cung cấp nguồn nước cho các hoạt động kinh tế xã hội của tỉnh Nghệ An và tạo nên những vùng đất màu mỡ cho phát triển nông nghiệp Có thể nói đây là một tài nguyên rất quan trọng trong đời sống

xã hội và là cơ sở vật chất để phát triển kinh tế tỉnh Nghệ An nói riêng và các tỉnh khác nằm trong lưu vực nói chung Tuy nhiên sông Cả cũng gây không ít thiệt hại cho nền kinh tế của tỉnh Những trận lũ lớn xảy ra vào các năm 1978, 1988, 2002,

2007, 2010 đã gây tổn thất nặng nề cho nền kinh tế, xã hội trên lưu vực Qua các trận lũ gần đây cho thấy:

Mức độ ngập lụt ngày càng tăng, lũ xảy ra ngày càng lớn và rất phức tạp Đời sống xã hội ngày càng được nâng cao, của cải của dân nhiều nên khi bị

lụt, vỡ đê thiệt hại ngày càng tăng

Hệ thống công trình phòng chống lũ chưa đủ đảm bảo an toàn, chắc chắn khi

gặp lũ lớn, nguyên nhân chính:

+ Các giải pháp công trình gia cố kè bờ sông chưa có hoặc chỉ mới có một số đoạn chưa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

+ Đê hiện tại phân cấp chưa rõ ràng nên đê chưa chống được lũ theo thiết kế

và thậm chí lũ chính vụ hằng năm Các tuyến đê được hình thành qua nhiều thời kỳ

và được đắp qua nhiều giai đoạn, lại được đắp trên nền đất tự nhiên không được xử

lý nên còn nhiều ẩn hoạ trong thân đê và móng đê khi có mưa lũ kéo dài, cần phải đánh giá để sử dụng cho an toàn Bề mặt mái đê và bãi trước đê chưa được bảo vệ

bằng các giải pháp mang tính kiên cố, hiện tượng sạt lở bờ sông và mái phía sông

của các đoạn đê diễn ra khá phổ biến hằng năm

+ Nhiều tuyến còn thiếu về chiều cao, chưa đủ mặt cắt an toàn chống lũ Nhiều điểm nguy hiểm khi đê phải chịu mức nước lũ cao

+ Hiện nay trên địa bàn tỉnh Nghệ An chưa có công trình lớn tham gia cắt lũ cho hạ du các lưu vực sông

Để có cơ sở khoa học phục vụ công tác xây dựng nâng cấp đê, kè của tỉnh Nghệ An nói chung và kè bờ tả sông Lam nói riêng, việc nghiên cứu đề xuất giải pháp công trình hợp lý cho từng vị trí xung yếu nhằm ổn định bờ bảo đảm an toàn lâu dài cho đê, kè bờ tả sông Lam là yêu cầu cấp thiết từ thực tế đặt ra Trong phạm

vi luận văn này, việc nghiên cứu tập trung vào đối tượng công trình chống sạt lở bờ sông, mái ngoài đê

2 Mục đích của đề tài

Nghiên cứu tổng quan các giải pháp bảo vệ bờ sông và đánh giá sự phù hợp,

ưu nhược điểm của từng giải pháp

Nghiên cứu hiện trạng, phân tích nguyên nhân sạt lở bờ tả sông Lam, phân tích đánh giá các giải pháp công trình phù hợp nhằm đảm bảo ổn định bờ sông và

đề xuất giải pháp công trình hợp lý cho kè bờ tả sông Lam

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Kế thừa các nghiên cứu đã có, tổng hợp và ứng dụng, kế thừa các đánh giá của các chuyên gia

Phân tích hiện trường, hiện trạng, phân tích nguyên nhân dựa trên diễn biến

thực tế và phân tích các yếu tố tác động để cân nhắc trong lựa chọn giải pháp thích hợp

Nghiên cứu tổng quan lý thuyết và thực tiễn, ứng dụng vào phân tích và đánh giá hiện trạng kè bờ tả sông Lam;

Ứng dụng khung phân tích Đa tiêu chí để đánh giá các giải pháp công trình

và lựa chọn giải pháp hợp lý trong công tác chống sạt lở bờ tả sông Lam

Sử dụng mô hình toán SLOPE/W phân tích ổn định giải pháp lựa chon;

4 Kết quả dự kiến đạt được

Đánh giá được hiện trạng, phân tích nguyên nhân các hư hỏng của hệ thống

đê, kè bờ sông tỉnh Nghệ An

Phân tích được nguyên nhân và các yếu tố tác động đến hiện tượng sạt lở bờ sông khu vực bờ tả sông Lam

Xây dựng bộ tiêu chí và khung đánh giá Đa tiêu chí, để đánh giá các giải

pháp công trình kè chống sạt lở bờ sông nói chung và hệ thống đê, kè bờ tả sông Lam nói riêng

Đề xuất các giải pháp và lựa chọn giải pháp công trình hợp lý nhằm đảm bảo

an toàn xói lở cho bờ sông, giảm nhẹ thiên tai do ảnh hưởng của sự biến đổi khí hậu toàn cầu

Kiến nghị giải pháp công trình hợp lý cho kè bờ tả sông Lam

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG 1.1 Tổng quan về công trình bảo vệ bờ sông

1.1.1 M ột số đặc điểm chung

Là công trình nằm ở ven sông, nơi thường có địa chất nền yếu, chịu tác động

của mực nước và dòng chảy sông, thay đổi theo mùa và theo thời gian

Công trình bảo vệ bờ sông được xây dựng, củng cố, duy tu, bảo dưỡng qua các thời kỳ lịch sử

Chịu nhiều yếu tố tác động của tự nhiên mang yếu tố ngẫu nhiên, bất định,

chịu các các tác động bất lợi do con người gây ra như: khai thác vàng, khai thác cát,

tác động của sóng do tàu thuyền đi lại trên sông

1.1.2 Đê điều phòng chống lũ

Đê có nhiệm vụ ngăn nước lũ lụt vào mùa mưa, ngăn triều cường đối với các vùng cửa sông ven biển, bảo vệ khu dân cư Theo vành đai các tuyến bảo vệ, đê được phân ra làm hai loại Đê chính là tuyến đê bảo vệ vùng dân sinh kinh tế quan

trọng, loại đê này không cho phép nước tràn qua đỉnh đê Đê bối là tuyến đê nằm bên ngoài đê chính nhằm bảo vệ và tận dụng khai thác các bãi bồi, loại đê này cho phép nước tràn qua đỉnh, mức độ bảo vệ thấp hơn đê chính

Kè bảo vệ mái dốc sử dụng các kết cấu từ đơn giản như trồng cỏ đến phức

tạp như bê tông lắp ghép tự chèn Các hình thức thông dụng như đá đổ, đá xếp khan, khối bê tông ghép rời, liên kết tự chèn tạo thành mảng

1.1.4 Tình hình xây d ựng đê kè ở Việt Nam

Hệ thống đê, kè ở nước là công trình đất vĩ đại, được xây dựng từ hàng ngàn năm nay bằng sức lao động của nhân dân qua nhiều thời đại Đê chủ yếu là đê đất,

vật liệu lấy tại chỗ và do người dân địa phương tự đắp bằng những phương pháp thủ công Hệ thống đê, kè biển hình thành là kết quả của quá trình đấu tranh với thiên nhiên, mở đất của các thế hệ người Việt Nam đi trước

Con đê đầu tiên được đắp từ thời Hai Bà Trưng, thế kỷ thứ nhất sau Công nguyên Đến đầu thế kỷ 11, Nhà Lý đã đắp đê bảo vệ Kinh thành Đại La (Thăng Long- Hà Nội ngày ngay) để bảo vệ dân cư và sản xuất Đến thế kỷ 13, thời Nhà

Trần, công cuộc đắp đê đã đạt được thành tựu lớn, đê sông Hồng đã nối dài từ Việt Trì ra biển

Trải qua nhiều thời kỳ, cho đến nay, hệ thống đê vẫn tồn tại và giữ vững Hệ

thống đê vẫn là chiến lũy trên trận tuyến ngăn lũ, chống lụt bảo vệ tính mạng, tài sản của cải của nhân dân các vùng đồng bằng Theo thống kê năm 1986 cả nước có

5716 km đê sông và 2048 km đê biển Hiện nay, trên cả nước có khoảng 8400 km

đê, trong đó có 6000 km đê sông và 2400 km đê biển

1.1.5 Công tác xây dựng đê điều ở tỉnh Nghệ An qua các giai đoạn

Giai đoạn trước cách mạng tháng 8 năm 1945

Đê điều của Nghệ An đã được hình thành từ rất sớm, các công trình đê điều được xây dựng nhiều bắt đầu từ năm 1928 Tuyến đê Tả Lam đoạn từ Nam Đàn đến

Bến Thuỷ được xây dựng từ năm 1928 Các công trình đê điều đã được xây dựng không đồng bộ, không mang tính thống nhất, tính hệ thống mà chỉ được xây dựng

phục vụ cho việc phòng chống lụt bão cho một vùng, một địa phương Quy mô, kích thước của công trình đê điều ngày càng được nâng cấp theo yêu cầu của công tác phòng chống lũ lụt, đời sống nhân dân Chất lượng các công trình không đảm

bảo do việc đắp đê được tiến hành bằng thủ công Tuyến đê được chú ý và quan tâm đầu tư nhất là tuyến đê 42 từ Nam Đàn đến Bến Thuỷ, dưới tuyến đê này có rất nhiều cống tiêu, khoảng từ 500m đến 2000m có một cống tiêu Tuyến đê ngày càng được nâng cấp, tôn cao, mở rộng và theo yêu cầu tiêu úng cho từng vùng thay đổi nên các cống dưới đê ngày càng ít về số lượng

Giai đoạn từ năm 1945 đến năm 1954

Thiệt hại do lụt bão gây ra: Trong thời kỳ này lụt, bão đã gây ra nhiều thiệt

hại về tính mạng và tài sản trên địa bàn tỉnh Nghệ An, đã có 7 cơn bão và 13 trận lũ Đặc biệt là trận lũ năm 1954 đã gây nhiều thiệt hại về người, tài sản, cơ sở hạ tầng cho nhân dân trong tỉnh Khối lượng vỡ đê năm 1954:

- Đê 42: Nam Đàn + Hưng Nguyên: 60.766 m3

- Đê Cẩm Thái: 690 m3

- Đê Phượng Kỷ: 4.000 m3

- Đê Tràng Sơn vỡ hoàn toàn

Bảng 1.1 Thiệt hại do lũ lụt gây ra trong giai đoạn từ năm 1945 đến năm 1954

đến năm 1954

TT Danh mục Đơn vị tính Thời kỳ từ năm 1945

đến năm 1954

S ự hình thành các tuyến đê và công tác đắp đê:

Từ năm 1945, các địa phương trong tỉnh đã tiến hành phục hồi, sửa chữa các tuyến đê cũ bị hư hỏng và xây dựng nhiều tuyến đê mới: Thực hiện việc đắp đê ngăn mặn La Vân (xã Nghi Yên huyện Nghi Lộc với khối lượng 40.000m3, năm

1948 đắp đê con Chạch trên đê 42 ở xã Hưng Long, Hưng Khánh huyện Hưng Nguyên phục vụ cho công tác hộ đê; năm 1949 đã cũng cố đê Chính Môn, đắp đê ngăn mặn Phú Lương, đắp đê ngăn mặn La Nham, đắp đê Quỳnh Tân, Quỳnh Yên, cũng cố đê Quỳnh Phương huyện Quỳnh Lưu; 1950 làm mới một cống 2 cửa bằng

gỗ ở đê xã Tân Sơn Năm 1951 chỉ tiêu đắp đê do dân công các huyện làm tự túc, huyện Anh Sơn 1.100m3, huyện Yên Thành 8.700m3, huyện Diễn Châu 2.340m3, huyện Quỳnh Lưu 2.454m3

Kết quả:

Đắp đê 42 đến hết năm 1954 là: 278.192 m3 Sau đó tiếp tục đắp các đê Cẩm Thái, Đồng Văn, Nam Trung, Chợ Tràng, Bến Thủy, Hưng Phong Số người đắp 8.581 người trên tuyến dài 60 km, khối lượng 554.836 m3 đất

Xây kè Nam Trung, Cẩm Thái, Chợ Vực, kết quả đá xây lát 10.102 m3 Xây cống Văn Viên, Mỹ Dụ, Hưng Hòa, Hưng Lợi và nối cống Đồng Văn với 386 m3 bê tông vượt mức 115% kế hoạch - Theo báo cáo của Trưởng ty Công chánh Nghệ An đến ngày 3/10/1954 đã hoàn thành toàn bộ khối lượng trên

Ước tính theo thống kê chưa đầy đủ khối lượng xây dựng công trình đê điều

từ năm 1945 đến 1954:

Đất: 854.037 m3

Đá: 10.102 m3

Bê tông: 386 m3

Vi ệc xử lý 20 chỗ vỡ của đê 42: Trận lũ năm 1954 đã gây vỡ 20 đoạn thuộc

đê 42, các vị trí vỡ lớn là đoạn đê thuộc khu vực đền Vua Lê xã Hưng Khánh, chợ

Liễu xã Hưng Lĩnh, đoạn đê thuộc xã Hưng Xuân, xã Hưng Lam huyện Hưng Nguyên và đoạn đê Bàu Sen huyện Nam Đàn Để xử lý, hàn gắn các đoạn đê đã bị

vỡ thuộc đê 42, nhân dân tỉnh Nghệ An nhất là nhân dân vùng Hưng Nguyên, Nam Đàn, Thành phố Vinh đã huy động sức người, sức của để thực hiện việc đắp đê Chính quyền tỉnh Nghệ An đã tranh thủ sự ủng hộ của nhà nước, sự đóng góp công

sức của Bộ đội Miền Nam tập kết ra Bắc (theo hiệp định Genever) Hậu quả do vỡ

đê 42 gây ra đã để lại hết sức nặng nề cho nhân dân trong vùng chịu ảnh hưởng trực

tiếp của trận lũ Nước lũ đã cuốn đi tài sản, nhà cửa, cơ sở hạ tầng, nhân dân phải

chịu đói, chịu rét Để khắc phục nhanh chóng hậu quả của trận lũ này, tỉnh Nghệ An

đã tiến hành thực hiện công tác cứu đói, trợ giúp thuốc men, lương thực, quần áo

Bộ đội tập kết từ Miền Nam ra, đã giúp đỡ nhân dân dựng lại nhà cửa, chữa bệnh,

vệ sinh môi trường để nhân dân sớm ổn định đời sống Các vị trí vỡ đê đã được đắp lại, có chỗ vỡ như đoạn đê thuộc khu vực đền Vua Lê xã Hưng Khánh, do tuyến đê cũ bị vỡ, tuyến đê mới phải dịch chuyển về phía đồng và đã đè lên cổng Tam Quan của Đền (hiện nay đang còn đó)

Giai đoạn sau hoà bình lặp lại từ năm 1955 đến năm 1965

Sau hoà bình lập lại, ở miền Bắc, đất nước ta bắt đầu thực hiện nhiệm vụ xây dựng chủ nghĩa xã hội ở miền Bắc, là hậu phương lớn cho miền Nam Miền Bắc

thực hiện kế hoạch 3 năm (1958 đến 1960) và kế hoạch 5 năm lần thứ nhất (1961 đến 1965), nhằm phát triển kinh tế, cải thiện đời sống nhân dân, đóng góp sức người, sức của để giải phóng miền Nam thống nhất Tổ Quốc Trong khi thực hiện nhiệm vụ kế hoạch 3 năm và kế hoạch 5 năm thì công tác đê điều và phòng chống lụt bão đã có sự quan tâm đặc biệt Chủ trương của nhà nước là, “thuỷ lợi là biện pháp hàng đầu trong nông nghiệp” và công tác xây dựng và bảo vệ đê điều là phải

ngăn lũ, chống ngập mặn được chú trọng đặc biệt

Công tác đắp đê được tiến hành theo tiêu chuẩn:

Đê Tả Lam (đoạn từ Nam Đàn đến Rào Đừng, Nghi Lộc): Chống được mức nước lũ năm 1954, cao trình đỉnh đê bằng mức nước lũ năm 1954 cộng thêm từ 1,1 đến 1,5m, mái đồng 2/1, mái sông 3/1

Đê ngăn mặn: Chống được gió bão cấp 9, đỉnh đê bằng cao trình của gió bão cấp 9, gặp triều cao trung bình tần suất 5%, mái đồng 2/1, mái sông 3/1

Trong thời kỳ từ năm 1955 đến 1965, nhân dân Nghệ An cùng với nhân dân các huyện có đê và lực lượng vũ trang trên địa bàn tỉnh đã đồng loạt ra quân đắp nhiều tuyến đê sông, đê biển, đê bao, xây lát nhiều kè, cống

Các tuyến đê được nâng cấp và làm mới: Đê 42 từ Nam Đàn đến Bến Thuỷ,

đê Hưng Phong từ đoạn Đinh Công Tráng đến kho xăng dầu, đê từ kho xăng dầu đến Rào Đừng; đê Cẩm Thái, Đồng Văn, Nam Trung, đê Phượng Kỷ ; đê ngăn

mặn với chiều dài hơn 100km thuộc các huyện Quỳnh Lưu, Diễn Châu, Nghi Lộc;

đê bao nội đồng thuộc huyện Yên Thành

Các kè và mỏ hàn được làm mới và sửa chữa: kè Cẩm Thái, Đồng Văn, Phượng Kỷ, Nam Trung, Hưng Xuân, Chợ Vực (Hưng Xá)

Các cống được làm mới và tu sửa, nối dài: Cống Văn Viên (Hưng Khánh),

Mỹ Dụ (Hưng Châu), Hưng Lợi, Hưng Hoà, Đồng Văn

Khối lượng thực hiện trong giai đoạn từ năm 1955 đến 1965:

Đất: 6.890.651 m3

Đá: 112.351 m3

Bê tông: 6.370 m3

Ngày công: 10.132.000 ngày

Tiền: 35.522.000.000 đồng (theo thời giá)

Giai đoạn từ năm 1966 đến năm 1975

Trong thời kỳ chiến tranh phá hoại, nhằm đối phó với hậu quả có thể xảy ra

do máy bay địch ném bom vào các trọng điểm đê điều, tại các trọng điểm này đều được đắp từ 1-2 tuyến đê dự phòng về sau như trọng điểm Hưng Xuân và một vài

trọng điểm khác Việc xây dựng đê điều trong giai đoạn này được tiến hành chủ yếu

là củng cố, tu sửa, bảo vệ các tuyến đê, kè, cống Lực lượng tham gia đắp đê chủ

yếu là nhân dân địa phương và bộ đội tham gia đắp đê trong thời gian chờ đợi vào chiến trường Miền Nam diệt giặc

Khối lượng thực hiện:

+ Đất: 3.874.025 m3

+ Đá: 75.629 m3

+ Bê tông: 3.425 m3

+ Ngày công: 6.680.000 ngày

+ Tiền: 22.283.000.000 đồng (theo thời giá)

Giai đoạn từ năm 1976 đến năm 1985

Đây là thời kỳ thống nhất đất nước, trên địa bàn tỉnh Nghệ An trong giai đoạn này phải thực hiện công tác hàn gắn, phục hồi các công trình đê điều, phòng chống lụt bão bị hư hỏng do hậu quả của chiến tranh phá hoại để lại Trong thời gian này cũng là thời kỳ thiên tai xảy ra nhiều nhất, lớn nhất, tổn thất cao nhất về người và tài sản, điển hình là trận lũ năm 1978

Trận lũ năm 1978 là trận lũ lịch sử, trận lũ này đã làm vỡ nhiều vị trí trên tuyến đê Đô Lương, Thanh Chương, thành phố Vinh (đoạn Hưng Hoà - Nghi Thái)

và đã gây ngập úng trên diện rộng thuộc địa bàn Nghệ An Trận lũ đã làm chết 37 người, thiệt hại về kinh tế hơn 60 tỷ đồng (theo thời giá)

Qua trận lũ lịch sử này, Bộ Thuỷ Lợi (cũ) đã đưa ra tiêu chuẩn thiết kế:

- Đê Tả Lam: cao trình mực nước thiết kế = cao trình mức nước lũ hoàn nguyên năm 1978 trên sông Cả (tại Trạm Thuỷ văn Nam Đàn)

- Đê Hữu Lam: cao trình mực nước thiết kế = cao trình mức nước báo động

II trên sông Cả tại Trạm Thuỷ văn Nam Đàn

Khối lượng thực hiện:

+ Đất: 3.215.000 m3

+ Đá: 56.583 m3

+ Bê tông: 2.175 m3

+ Công: 3.682.000 ngày

+ Kinh phí: 18.450.000.000 đồng (theo thời giá)

Giai đoạn từ năm 1986 đến năm 2010

Đây là thời kỳ đổi mới của đất nước Việc đầu tư kinh phí Trung ương, của tỉnh cho việc xây dựng đê điều ngày càng được tăng lên hàng năm Tỉnh Nghệ An

đã thực hiện xong dự án đường du lịch ven sông Lam (từ K58 đến K104 đê Tả Lam) thời gian thực hiện từ năm 2005 đến 2010 và đã đầu tư nhiều dự án cho công tác xây dựng công trình đê điều

Các tuyến kè được làm mới và nâng cấp: Kè Phượng Kỷ, Cẩm Thái, Xuân Hoà, Hồng Long, Hưng Xuân, Hiệu Mỹ (Hưng Lam), Hưng Lĩnh, Hưng Lam, Phú - Khánh, Hưng Lợi, Làng Đỏ, Rào Đừng và hệ thống kè trên các tuyến đê Quỳnh Lộc, Quỳnh Thuận, Quỳnh Long, Sơn Hải, Bãi Ngang, Trịnh Môn - An Hoà -Tả Thái, Quỳnh Dị, huyện Quỳnh Lưu; đê Kim - Hải - Hùng, Diễn Thành, Trung -

Thịnh - Thành, Bích - Kỷ - Vạn - Ngọc, huyện Diễn Châu; kè đê La Vân (Nghi Yên), kè Thượng Xá, kè Nghi Hải, huyện Nghi Lộc

1.2 Đánh giá tổng quan hiện trạng sạt lở tại các khu vực bờ sông

Cùng với bão, lũ lụt, sạt lở bờ sông đang là vấn đề lớn của nhiều nước trên

thế giới Sạt lở bờ sông là một quy luật tự nhiên nhưng gây thiệt hại nặng nề cho các hoạt động dân sinh kinh tế vùng ven sông như gây mất đất sản xuất nông nghiệp, hư hỏng nhà cửa, chết người, thậm chí có thể hủy hoại toàn bộ một khu dân

cư, đô thị

Cũng như nhiều nước trên thế giới, sạt lở bờ sông cũng đang là vấn đề lớn

bức xúc hiện nay ở nước ta Sạt lở bờ diễn ra ở hầu hết các triền sông và ở hầu hết

các địa phương có sông Sạt lở bờ sông ảnh hưởng trực tiếp đến kinh tế và xã hội

của địa phương Ở vùng hạ lưu hệ thống sông Hồng, sông Thái Bình, hệ thống sông ngòi miền Trung và Đồng bằng sông Cửu Long, vì dòng sông mang nhiều bùn cát lại chảy trên một nền bồi tích rất dễ xói bồi nên quá trình xói lở - bồi lắng diễn ra liên tục theo thời gian và không gian Xói lở và bồi lắng không chỉ diễn ra vào mùa

lũ mà còn vào mùa kiệt Đặc biệt trong những thập kỷ cuối của thế kỷ 20, hiện tượng sạt lở diễn ra với chu kỳ nhanh hơn, cường độ mạnh hơn, thời gian kéo dài hơn và có nhiều dị thường

Quá trình xói, bồi, biến hình lòng dẫn, sạt lở bờ mái sông, bờ biển trong các điều kiện tự nhiên và có tác động của con người vô cùng phức tạp Việc xác định các nguyên nhân, cơ chế, tìm các giải pháp quy hoạch, công trình nhằm phòng, chống và hạn chế tác hại của quá trình sạt lở là việc làm có ý nghĩa rất lớn đối với

sự an toàn của các khu dân cư, đô thị, đối với công tác quy hoạch, thiết kế và xây

dựng các đô thị mới Quá trình nghiên cứu các giải pháp bảo vệ bờ sông trên Thế

giới đã được thực hiện liên tục trong hàng thập kỷ qua Nhiều giải pháp công nghệ bảo vệ bờ sông chống xói lở đã được đưa ra và đạt được những hiệu quả nhất định trong việc hạn chế xói lở, bảo vệ an toàn cho dân cư và hạ tầng cơ sở ven sông Cho đến nay, việc nghiên cứu các giải pháp công nghệ mới, cải tiến giải pháp công nghệ

cũ nhằm nâng cao hơn nữa công tác bảo vệ bờ sông chống sạt lở vẫn đang được tiếp

tục Sau đây là diễn biến sạt lở bờ sông ở một số con sông ở nước ta:

Hiện tượng sạt lở bờ sông Cửu long trên địa bàn tỉnh Hậu Giang

Các vụ sạt lở đe dọa đến các công trình giao thông, thủy lợi và làm hư hại nhiều nhà cửa, hoa màu của người dân ở vùng hạ lưu sông Cửu Long Hai địa phương bị ảnh hưởng nghiêm trọng do sạt lở là huyện Châu Thành và Thị xã Ngã

Bảy Ngoài ra, huyện Châu Thành A và thành phố Vị Thanh cũng đã xảy ra một vài điểm sạt lở Tại thị xã Ngã Bảy, một trong hai điểm nóng về sạt lở đất tình trạng

diễn ra khá phức tạp Sạt lở không chỉ xảy ra ở các tuyến sông lớn, có lưu lượng tàu thuyền qua lại nhiều như sông Cái Côn, Mang cá, Quản lộ, Lái Hiếu mà còn xảy ra

ở các tuyến kênh nội đồng; điều đó gây ra nhiều lo ngại cho người dân Trong đó có

những đoạn sạt lở nghiêm trọng làm hư hại hoàn toàn tuyến đê với chiều dài từ hàng chục đến hàng trăm mét

Như đoạn sạt lở đầu tuyến kênh Út Quế, xã Tân Thành xảy ra trong những tháng đầu năm 2013, có chiều dài trên 50m, sâu vào bờ khoảng 6 m; độ lún sâu từ 2

m đến 3 m so với mặt lộ hiện hữu Nguyên nhân được xác định là do đoạn lộ trên

có nền đất yếu cộng với việc nạo vét lấy đất dưới lòng sông để làm tuyến đê bao

chống lũ nên đã gây ra sự cố trên Tháng 7/2013, tại kênh Cống Đá, xã Tân Thành

xảy ra sạt lở với chiều dài khoảng 10 m

Còn tại huyện Châu Thành, tính từ đầu năm 2013 đến tháng 8/2013 đã có sạt

lở 23 điểm với chiều dài trên 600 m, ước thiệt hại trên 700 triệu đồng Ngoài các tuyến kênh lớn như Mái Dầm, Ngã Sáu, Cái Côn thì các tuyến kênh nội đồng cấp 2,

cấp 3 cũng bị sạt lở nghiêm trọng Đây là những con lộ đồng thời là đê bao khép kín

để bảo vệ lúa, hoa màu, cây ăn trái trong mùa mưa lũ

Theo ghi nhận của các cơ quan chức năng, nguyên nhân chính của sạt lở là

do ảnh hưởng dòng chảy, gây xoáy hàm ếch Bên cạnh đó, ở nhiều nơi, do người dân tự ý thuê xe cuốc múc đất dưới sông, sát bờ để san lấp vườn, tôn nền nhà, đê bao chống lũ Mặc dù chính quyền địa phương đã nhiều lần cảnh báo nhưng bà con

vẫn chưa chấp hành nghiêm

Hiện tượng sạt lở bờ sông Cần Thơ

Theo số liệu thống kê của ngành nông nghiệp tỉnh Cần Thơ, tính từ đầu năm

2013 đến hết tháng 7/2013, trên địa bàn tỉnh đã xảy ra 6 điểm sạt lở bờ sông lớn,

tập trung ở các nơi như quận Cái Răng, Thốt Nốt, Bình Thủy và huyện Phong Điền; trong đó, có 2 vụ sạt lở đất nghiêm trọng, một vụ xảy ra ở xã Mỹ Khánh (huyện Phong Điền) làm 5 căn nhà của dân chìm xuống sông và vụ sạt lở bờ kè đang xây

dựng ven sông Cần Thơ ở quận Cái Răng làm 56m kè sụp hoàn toàn xuống sông gây thiệt hại trên 1,5 tỷ đồng Ước tính tổng thiệt hại các vụ sạt lở đất từ đầu năm đến nay trên địa bàn thành phố Cần Thơ là trên 2 tỷ đồng

Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Cần Thơ cho biết, ngoài 25 điểm có nguy cơ sạt lở cao trên địa bàn tỉnh Cần Thơ, trong mùa mưa lũ năm nay,

bất kỳ chỗ bờ sông nào cũng có nguy cơ sạt lở đất nên giải pháp phòng chống sạt lở đất lâu dài, bền vững hạn chế thiệt hại cho người dân là phải di dời nhà cửa, phương

tiện, vật kiến trúc ra khỏi bờ sông Ngành Nông nghiệp cùng với chính quyền các địa phương đang vận động bà con di dời nhà cửa, vật kiến trúc ra khỏi các điểm có nguy cơ sạt lở cao để đến nơi an toàn

Hiện tượng sạt lở bờ sông Hồng trên địa bàn tỉnh Phú Thọ

Hiện tượng sạt lờ bờ sông Hồng trên địa bàn xã Bản Nguyên, huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ diễn ra hết sức nghiêm trọng San sát những ngôi nhà kiên cố nằm cạnh dòng sông Hồng hung dữ đang sạt lở dần vào mảnh đất mà bao năm người dân nơi đây vẫn sinh sống bình yên Sau mỗi trận bão, nước sông đỏ ngầu

cuồn cuộn chảy khiến đất lở ngày càng mạnh Có nhà đất đã lở đến sát công trình

phụ, hàng chục nhà khác cũng trong tình trạng tương tự Theo người dân và chính quyền địa phương, ở khu vực này, từ xưa đến nay cứ lở là mất đất, chứ chưa bao giờ thấy sông bồi vào thêm mét nào

Không chỉ công trình dân sinh mà sạt lở còn đe dọa cả trạm bơm Lê Tính,

một trạm bơm quan trọng có nhiệm vụ tưới tiêu cho hầu hết diện tích nông nghiệp của cả huyện Lâm Thao Nếu không có các biện pháp bảo vệ, gia cố, thì công trình

thủy lợi tưới tiêu quan trọng này sẽ có nguy cơ bị nước cuốn trôi

Hi ện tượng sạt lở bờ tả sông Lam đoạn từ Km55 đến Km104

Dọc theo bờ tả sông Lam đoạn nghiên cứu hầu hết đang là bờ sông tự nhiên Với nguồn kinh phí hạn hẹp, hàng năm tỉnh Nghệ An chỉ đầu tư xây dựng một số đoạn nhỏ lẻ, bị sạt lở nghiêm trọng nhất Cụ thể như sau:

+ Kè Nam Hoà (Nam Đàn): Kè bờ sông từ K58+00 đến K59+800; hình thức

kè lát mái; kè được xây dựng từ năm 1978 đến nay đã bị sạt lở cục bộ, tuy nhiên vẫn đảm bảo hoạt động chống lũ tốt

+ Kè Hồng Long (Nam Đàn): Kè bờ sông từ Km61+460 đến Km63+900;

hình thức kè lát mái; kè được xây dựng từ năm 1988-1990 Năm 2004 đầu tư sửa chữa đoạn từ K62+705 đến K63+198 Năm 2005 đầu tư sửa chữa đoạn từ Km 61+581,5 đến Km 62+068 Các đoạn kè đã sửa chữa phát huy tác dụng bảo vệ bờ sông tốt, kè ổn định Riêng đoạn mái kè trồng cỏ Vetiver mái bị xói trôi do mưa cỏ phát triển kém, trâu bò phá hoại mạnh; phần chân kè được gia cố bằng đá hộc thả rối và rồng đá ổn định

+ Kè Tào Đông (Nam Đàn): Kè bờ sông từ K67+600 đến K68+250 gồm 5

mỏ hàn đang hoạt động tốt và 650m kè ghép mái; kè được xây dựng từ năm 1954 đến 1960; hiện tại mái kè nhiều chỗ bị bong xô song kè đảm bảo ổn định, chống lũ

có hiệu quả Hiện nay, dòng chảy chủ lưu đã dịch chuyển sang phía bờ hữu

+ Kè Hưng Lĩnh (Hưng Nguyên): Từ K68+250 đến K69+085; hình thức kè lát mái; kè gồm 2 phần; phần 1 trực tiếp bảo vệ bờ sông hiện đã hư hỏng nhiều, cần sửa chữa mái kè; phần 2 bảo vệ mái đê dài 759m, hiện tại mái kè ổn định

+ Kè Hưng Xá (Hưng Nguyên): Từ K74+000 đến K74+600; gồm 4 mỏ hàn

bị mòn vẹt cả chân và mặt, 600m kè được xây dựng từ năm 1960; hiện nay đoạn kè này đã bị bồi hoàn toàn; dòng chảy sông Lam đã dịch hẳn về phía bờ hữu cách đê 1.500m; hiện tại kè ổn định

+ Kè Hưng Xuân (Hưng Nguyên): Từ K74+600 đến K77+720 gồm 6 mỏ hàn đang hoạt động tốt và 3.120m kè lát mái Phần thượng lưu cầu Yên Xuân, kè ổn định do cầu Yên Xuân phía bờ hữu được mở rộng thêm 3 nhịp dài 198m phần kè hạ lưu cầu bị sạt trượt nhiều đoạn, năm 2005 và năm 2006 đã đầu tư sửa chữa đoạn từ

Km 77+190 đến Km 77+720, hiện tại kè mới được sửa chữa nên ổn định, phần còn lại bị sạt lở nghiêm trọng

+ Kè Hưng Lam (Hưng Nguyên): Từ K78+100 đến K78+382 bảo vệ mái đê đoạn Hưng Lam; chiều dài 282m; hình thức kè lái mái; kè này chỉ làm việc khi mực nước lớn; hiện tại mái kè ổn định Tuy nhiên, bờ sông Lam đoạn này đang bị xói lở mạnh, cần bảo vệ bờ sông (bờ sông cách chân đê khoảng 10,20m)

+ Kè Hưng Phú (Hưng Nguyên): Từ K80+683 đến K81+700 gồm 4 mỏ hàn

làm việc tốt và 1.017m kè lát mái; hệ thống kè được xây dựng từ năm 1950, năm

1989 được sửa chữa, nâng cấp hiện tại kè làm việc ổn định Vị trí kè Hưng Phú gần với hợp lưu giữa sông Lam và sông La, dòng chảy có xu thế áp sát bờ đoạn từ mỏ hàn số 3 đến mỏ hàn số 4, hiện nay trên bờ đối diện thuộc tỉnh Hà Tĩnh đã xây dựng

kè Đức Quang, hiện tại kè ổn định và phát huy tác dụng khá tốt, đã có hiện tượng bồi dưới chân kè cần phải quan tâm tu bổ và đề phòng sự cố khi có lũ lớn Năm

2007 dự án đường du lịch ven Sông Lam xây dựng 200m kè mái đê bằng tấm bê tông từ K81+100 đến K81+300 Hiện tại mái kè ổn định làm việc tốt

+ Kè Hưng Khánh (Hưng Nguyên): Từ K81+700 đến K82+330 gồm 5 mỏ hàn làm việc tốt và 630m kè lát mái (tiếp nối kè Hưng Phú) Đoạn sông này dòng chảy áp sát bờ tả gây xói lở kè; để đảm bảo khả năng chống lũ của đê, cần đầu tư sửa chữa kè đoạn tiếp giáp giữa kè Hưng Khánh và Hưng Phú Năm 2007 dự án đường du lịch ven Sông Lam xây dựng 1.500m kè mái đê bằng tấm bê tông từ K81+300 đến K82+800 hiện tại mái kè ổn định tốt

+ Kè Hưng Châu (Hưng Nguyên): Từ K83+310 đến K83+890; hình thức kè lát đá hộc bảo vệ mái đê; hiện nay kè ổn định tốt

+ Kè Hưng Lợi (Hưng Nguyên): Từ K87+500 đến K88+150 gồm 5 mỏ hàn; trôi mất mỏ hàn số 1 còn 4 mỏ hàn đang hoạt động tốt và 360m kè lát mái đê; kè được xây dựng từ những năm 1955-1962 Năm 2007 dự án đường du lịch ven Sông Lam xây dựng 800m kè mái đê bằng tấm bê tông từ K87+500 đến K88+300 hiện tại mái kè ổn định hoạt động tốt

+ Kè Làng Đỏ (Thành phố Vinh): Từ K93+00 đến K94+500 gồm 3 mỏ hàn hoạt động tốt và 1.500m kè lát mái; đoạn sông này mái đê cũng chính là mái bờ sông Năm 1990, đã xảy ra sạt trượt mái bờ sông và đê dẫn đến trượt mái kè Năm

2002 và 2003 đã sửa chữa củng cố Hiện nay, đoạn đê này trùng với tuyến đường ven sông Lam kè lát mái từ K91+500 đến K94+200 dài 2.700m bằng tấm bê tông

kè bảo vệ bờ sông tốt

+ Kè Phong Thuận (Thành phố Vinh): Từ K98+140 đến K98+492; hình

thức kè lát mái; kè được xây dựng từ năm 1978; đến nay, kè bị bong xô nhiều; năm

2004 đã sửa chữa, củng cố kéo dài thêm 100m về phía hạ lưu Hiện nay, đoạn đê này trùng với tuyến đường ven sông Lam từ K94+200 đến K103+700 dài 9.500m lát bằng tấm bê tông hiện tại kè bảo vệ bờ sông tốt

+ Kè Rào Đừng (Nghi Lộc): Từ K103+597 đến K104+030; hình thức kè lát mái bảo vệ mái đê; kè được xây dựng từ những năm 1976-1979 Hiện nay đoạn đê trùng với tuyến đường ven sông Lam được lát mái từ K103+700 đến K104+200 dài 500m bằng tấm bê tông kè mới được xây dựng bảo vệ bờ sông tốt

Ngoài ra, tình trạng khai thác cát trên dòng sông đã gây sạt lở đất và bồi lắng

dẫn tới tắc nghẽn dòng chảy, đang là nỗi ám ảnh với hàng nghìn cư dân sống ven con sông Lam Nhiều năm qua, người nông dân xã Nam Cường (Nam Đàn) ngán

ngẩm khi mỗi năm đều phải mất cả trăm m2 đất nông nghiệp cho dòng sông Lam Khu vực đất sản xuất của bà con xóm 4 Nam Cường sát cầu đường sắt Yên Xuân bị

sạt lở nặng nhất Cả một dải đất trù phú từ ngàn xưa với chiều dài hơn 3km đã bị sát

lở mép đường Theo phản ánh của chính quyền địa phương, từ đợt mưa lũ năm

2011, tình trạng sạt lở xảy ra ngày càng nghiêm trọng

Tính khoảng 10 năm trở lại đây, nước sông đã lấn vào bờ chừng 50m Năm

2007, ngành đường sắt phải cho đóng một hàng cọc bê tông tổng chiều dài chừng 2km

để gia cố cho diện tích vùng đầu bờ Thế nhưng nay sau 4 năm, hàng cọc trước đây vốn được dựng trên diện tích đất sản xuất của bà con, đã nằm chơ vơ giữa lòng sông Trong đợt mưa lũ năm 2012, gần 50 hộ dân xóm Hòa Lam, xã Hưng Hòa (TP Vinh) luôn sống trong tình trạng thấp thỏm lo sợ nước lũ có thể nuốt chửng căn nhà bất cứ lúc nào Từ vài năm qua, tình trạng sạt lở đất ở đây đã diễn ra ngày càng nghiêm trọng Hình ảnh hiện trạng sạt lở bờ tả sông Lam xem hình PL.1, hình Pl.2, hình PL.3, hình PL.4, hình PL.5, hình PL.6, hình PL.7, hình PL.8, hình PL.9, hình PL.10

Dưới đây là một vài hình ảnh về hiện tượng sạt lở bờ và khai thác cát trên sông, uy hiếp đe doạ trực tiếp đến an toàn bờ sông, các tuyến đê và tính mạng tài

sản của nhân dân

Hình 1.1 Hiện trạng sạt lở bờ sông Cần Thơ Hình 1.2 Hiện trạng sạt lở đoạn đê sông Hồng

Hình 1.3 Hi ện trạng một đoạn bờ tả sông Lam Hình 1.4 Hiện trạng một đoạn kè bờ sông Lam

1.3 Các phương pháp xử lý chống sạt lở bờ sông

Các công trình bảo vệ chống sạt lở bờ sông là loại công trình chịu tác động chủ yếu của dòng chảy, đặc biệt là dòng chảy về mùa lũ Các công trình bảo vệ bờ sông được xây dựng để bảo vệ bờ khỏi bị xói lở, biến dạng do dòng chảy mặt, và để lái dòng chảy mặt hoặc dòng bùn cát đi theo những hướng xác định theo mục đích

chỉnh trị sông Các phương pháp xử lý chống sạt lở bờ sông bao gồm:

Sử dụng các loại kè lát mái như: lát đá khan, lát đá chít mạch, bằng bê tông đúc sẵn, bê tông nhựa đường …;

Một số phương pháp khác như sử dụng kênh dẫn để cắt cong, dùng vật liệu nổi để phá sóng trước khi gặp bờ

1.4 Các vấn đề tồn tại thường gặp

Các công trình bảo vệ bờ sông chịu tác động của rất nhiều yếu tố ngẫu nhiên,

bất thường mà con người không kiểm soát được như:

Sự thay đổi điều kiện khí hậu, thủy văn ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình

thủy động lực học dòng sông, tác động trực tiếp vào quá trình biến đổi lòng dẫn và

trận lũ này thường có lưu tốc lớn và thời gian tập trung dòng chảy nhanh nên rất nguy hiểm đối với các tuyến đê cũng như hệ thống kè bảo vệ bờ

Thực trạng khai thác tài nguyên trái phép (khai thác cát, khai thác vàng) trên các con sông ở nước ta rất khó kiểm soát

Bất cập về công tác quản lý nhà nước trong quá trình khảo sát, thiết kế, thi công, giám sát các công trình bảo vệ bờ

Đơn vị tư vấn thiết kế không đúng chuyên ngành, năng lực yếu kém

Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến, phần mền tính toán vào trong quá trình thiết kế còn hạn chế

Các tài liệu hướng dẫn thiết kế, tiêu chuẩn, quy phạm không được cập nhật thường xuyên

Công nghệ thi công lạc hậu, tiến độ không đảm bảo;

Khả năng ứng phó với các tình huống khẩn cấp khi xảy ra sự cố kém

Về giám sát:

Đơn vị tư vấn giám sát không đúng chuyên ngành, năng lực yếu kém;

Giám sát thi công làm việc kiêm nhiệm không thường xuyên có mặt ở hiện trường;

Cán bộ giám sát thi công mới ra trường thiếu kinh nghiệm thực tế

1.5 Kết luận chương 1

Hiện tượng sạt lở bờ sông, chân đê, mái đê, đang diễn ra trên hầu hết các triền sông ở nước ta Sạt lở bờ sông làm ảnh hưởng trực tiếp đến việc phát triển kinh tế và xã hội của các địa phương

Việc xử lý hiện tượng sạt lở bờ, có rất nhiều phương pháp Tuy nhiên cần phân tích, đánh giá từng giải pháp công trình chống sạt lở bờ Vấn đề này sẽ được phân tích, đánh giá cụ thể ở chương 2

Trong quá trình thiết kế, thi công, giám sát các công trình bảo vệ bờ sông vẫn còn nhiều vấn đề bất cập tồn tại Vì vậy, cần sớm có những biện pháp khắc phục triệt để các tồn tại này

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH

CH ỐNG SẠT LỞ BỜ SÔNG 2.1 Đặc điểm của công trình bảo vệ bờ sông

Các công trình bảo vệ bờ sông là loại công trình thường xuyên tiếp xúc với nước, vật liệu để xây dựng công trình thường là loại vật liệu có khả năng chịu nước

tốt, không bị xâm thực trong môi trường nước

Công trình bảo vệ bờ sông thường chịu tác động của các quá trình thủy động

lực học dòng sông như:

- Dòng chảy theo mùa

- Dao động mực nước (triều)

- Sóng (gió cục bộ, tàu thuyền qua lại)

Công trình bảo vệ bờ sông là loại công trình làm việc thường xuyên vào mùa

lũ, ít làm việc vào mùa khô

Dễ xảy ra sự cố đặc biệt vào mùa lũ, phải duy tu bảo dưỡng hàng năm

Không thể thi công được vào mùa lũ, mà phải tiến hành thi công vào mùa kiệt

2.2 T ổng quan về công tác thiết kế công trình bảo vệ bờ sông

Hiện nay chưa có hướng dẫn thiết kế cụ thể nào, chỉ nằm rải rác một số tiêu chuẩn thiết kế công trình bảo vệ bờ sông như:

TCVN 8419: 2010 Công trình thủy lợi - Thiết kế công trình bảo vệ bờ sông

để chống lũ;

Tiêu chuẩn ngành công trình bảo vệ bờ sông để chống lũ 14TCN 84-91

Để có được giải pháp công trình chống sạt lở bờ sông hợp lý, tại từng khu

vực khác nhau, trong các phần sau tác giả sẽ trình bày chi tiết và đánh giá các giải pháp chống sạt lở thường gặp ở các bờ sông

2.3 Gi ải pháp bằng rọ đá, thảm đá

2.3.1 Tổng quan về rọ đá

Dùng các loại vật liệu như dây thép, tre đan thành rọ hoặc sọt, bên trong bỏ

đá hộc, đá dăm, sỏi cuội…, được gọi là rọ đá Rọ đan bằng dây thép có đường kính

từ 1 mm đến 2.5 mm thành những lưới mắt cáo dạng hình hộp, hình trụ có kích thước 1x1x1m hoặc 2x1x1 m …, rọ đá bằng lưới thép có thể tích và trọng lượng tương đối lớn

Rọ đá và thảm đá được tạo thành từ các tấm lưới thép đan bằng máy, chuyên được sử dụng trong các công trình bảo vệ bờ kè, phòng chống xói lở và các loại tường chắn đất

Các tấm lưới dùng tạo thành rọ được đan xoắn ba vòng tạo thành hình lục giác, nhờ kết cấu này khi rọ đá bị đứt rời một mắc xích nào đó thì toàn bộ kết cấu rọ

và thảm đá không bị tách rời ra Dây viền ngoài cùng của rọ và thảm đá được tạo bởi các dây có đường kính lớn hơn rất nhiều giúp cho lưới thép được chắc chắn, không bị co giãn

Rọ đá thường xuyên phải tiếp xúc với nước nên lưới thép phải mạ kẽm có

bọc lớp PVC

Hình 2.1 Lưới thép dùng làm rọ đá, thảm đá

Một số ưu điểm nổi bật của rọ đá:

R ọ đá có khả năng biến dạng cao: Lưới thép được bện hình lục lăng cho

phép kết cấu chịu được lún không đều lớn, biến dạng theo điều kiện địa hình mà không bị đứt gẫy Đặc tính quan trọng cho thấy rọ đá phù hợp đặt trên nền đất có độ

ổn định thấp

Rọ đá có độ bền cao: Rọ đá có kết cấu tương đối chắc chắn, có thể chịu được

các áp lực do tác động của đất, nước và sóng gió

Rọ đá có khả năng thoát nước tốt: Khi độ ẩm trong đồng mà lớn hơn độ ẩm

ngoài sông thì rọ đá có thể làm chức năng của vật thoát nước, mà vẫn được độ ổn định của mái dốc

Rọ đá có giá thành thấp: Kết cấu đơn giản, thi công dễ dàng, chi phí xử lý

nền không lớn, không tốn kém chi phí làm vật thoát nước, vì rọ đá có khả năng tự thoát nước

Phạm vi áp dụng:

Rọ đá được sử dụng để bảo vệ bờ sông trong một số trường hợp sau:

Không yêu cầu tính thẩm mỹ cao, như bảo vệ bờ sông khu thành phố, khu du

lịch, khu vui chơi giải trí…

Lưu tốc dòng chảy hai bên bờ sông nhỏ, không yêu cầu tuổi thọ công trình cao Được sử dụng làm chân của các công trình bảo vệ bờ sông như các loại kè

Một số loại rọ đá phổ biến và phạm vi áp dụng của chúng thể hiện trong bảng 2.1

Chế độ làm việc nhẹ, công trình tạm, khô ráo

Chế độ làm việc trung bình, khô ráo

Phạm vi áp dụng

khối 3,0 Chế độ làm việc nặng, khô ráo

PVC

2,4 2,7 3,0

Chế độ làm việc nhẹ, điều kiện khô và ẩm ướt

Chế độ làm việc trung bình, điều kiện khô và ẩm ướt Chế độ làm việc nặng, điều kiện khô và ẩm ướt

Chế độ làm việc nhẹ, công trình tạm, khô ráo Chế độ làm việc trung bình, điều kiện khô ráo

PVC

2,0 (2,2) 2,7

Chế độ làm việc nhẹ và TB, điều kiện khô và ẩm ướt

Chế độ làm việc nặng, điều kiện khô và ẩm ướt

2.3.2 Điều kiện áp dụng của giải pháp rọ đá, thảm rọ đá

Sử dụng rọ đá để lát mái bờ sông

Rọ đá, thảm đá thường được sử dụng để lát mái bờ sông trên những đoạn bờ sông có độ dốc thấp, đối với các đoạn bờ sông có vách sông dựng thẳng đứng ta sử

dụng các rọ đá làm tường chắn bảo vệ bờ sông

Thảm rọ đá (RENO MATTRESS) được chế tạo tại chỗ trên mái bờ bằng cách liên kết các vỏ rọ đá lại với nhau trước khi hoàn thiện rọ đá, thảm đá được sử

dụng phổ biến ở rất nhiều nơi trên thế giới

Thảm rồng đá bằng túi lưới (Rock Rolls) được sử dụng rộng rãi ở nước Anh

Đá hộc được bọc trong các túi lưới tạo nên tấm thảm và được đặt dưới chân bờ để chống xói Loại thảm này rất linh hoạt, mềm dẻo và tạo được các kẽ hở thụân lợi để thực vật mọc lên, tăng cường ổn định chân bờ Có thể sử dụng các loại đá có kích thước nhỏ hơn so với đá để tạo rọ đá Độ bền của loại thảm này phụ thuộc vào vật

liệu làm túi lưới

B ảng 2.2 Chiều dày của thảm rọ đá

70-100 70-150 70-100 70-150 70-120 100-150

Đập mỏ hàn làm bằng rọ đá có tác dụng lái dòng chảy tách xa đoạn bờ sông

có nguy cơ bị xói lở, do đó vừa bảo vệ được bờ sông vừa đảm bảo được yêu cầu

của giao thông thuỷ

Khoảng cách giữa hai đập mỏ hàn liên tiếp không lớn quá để dòng chảy

không tác động được vào chỗ bờ xung yếu nằm giữa các nhịp đập mỏ hàn

Sử dụng rọ đá để làm tường chắn bảo vệ bờ sông

Rọ đá được sử dụng làm tường chắn bảo vệ bờ sông, chống trượt của đất đá

từ phía bờ sông, chống sự phá hoại của dòng chảy có lưu tốc lớn từ phía sông, sự dao động mạnh của mực nước trong sông Vì vậy, rọ đá phải luôn ổn định dưới tác động của áp lực đất và nước từ hai phía

Hình 2.4 Rọ đá làm tường chắn bảo vệ bờ sông

2.4 Giải pháp trồng cỏ Vetiver

2.4.1 T ổng quan về cỏ Vetiver

Cỏ Vetiver có khả năng hạn chế nguy cơ sạt lở, xói mòn đất trên mái đê, bờ sông Đặc biệt, cỏ Vetiver đã tạo điều kiện thuận lợi cho một số cây bản địa phát triển, góp phần phục hồi nhanh chóng cảnh quan tự nhiên và nhanh chóng ổn định

bờ sông

Cỏ Vetiver có bộ rễ phát triển rất mạnh, đan xen thành chùm trong đất và có

thể chịu được lực bằng 1/6 lần so với chịu lực của bê tông Trong một năm đầu bộ

rễ cỏ Vetiver ăn sâu trong đất khoảng 3 m, chiều sâu bộ rễ lớn nhất nên đến trên 10m Trồng loài cỏ này được xem như xây dựng một hàng rào bê tông sinh học

chống lại xói mòn và bảo vệ đất đai Hệ thống rễ của cỏ Vetiver phát triển thành

mạng lưới dày đặc giữ cho đất kết dính lại, đồng thời không cho đất bị bật ra khi

gặp những dòng chảy có vận tốc lớn, mực nước trong sông dao động mạnh Ngoài

ra, thân cỏ mọc đứng và vươn thẳng nếu trồng sát nhau thì làm giảm vận tốc dòng

chảy, chặn được lớp đất bị nước cuốn trôi

Hiện nay, trên thế giới có hai loài cỏ Vetiver rất phổ biến đã được trồng để bảo

vệ bờ chống xói là V zizanioides và V menoralis Loài cỏ V zizanioides phân bố

trong vùng ẩm, trong khi loài cỏ V menoralis được trồng ở những vùng khô hạn hơn

Ở nước ta, trong quyển “Tên cây rừng Việt Nam” của Nhà xuất bản Nông

nghiệp, 1992 ghi nhận cỏ Vetiver được gọi là cỏ Hương bài hoặc cỏ Hương lau, có tên khoa học là Vetiveria zizanioides L Giống cỏ này đã được trồng ở Thái Bình để

sản xuất dầu thơm

Ưu điểm của cỏ Vetiver trong việc gia cố mái bờ sông, mái đê: hiệu quả bảo

vệ cao, chi phí trồng cỏ và chăm sóc thấp, áp dụng đơn giản, thân thiện với môi trường, cỏ vetiver đã dần trở thành sự lựa chọn để giảm nhẹ bất lợi của thiên tai ở ở nước ta Chưa kể, làm kè bằng đá hộc, bêtông, phải khai thác, vận chuyển nguyên

liệu từ xa đến Khi xây bờ kè, phải đào đắp nên thải một lượng lớn đất xuống sông, làm thay đổi dòng chảy, gây trầm trọng thêm vấn đề thiên tai Mặt khác, bêtông

mảng phủ lên lõi đất cát, rất dễ gãy vỡ khi có xói lở ngầm Nhanh chóng hình thành hàng rào dày đặc chịu hạn hán và ngập lụt tốt

2.4.2 M ột số đặc tính của cỏ Vetiver

Một số đặc tính nông học của cỏ Vetiver

Thân c ỏ Vetiver: Là dạng thân cọng, chắc, đặc, cứng và hoá gỗ Cỏ Vetiver

mọc thành bụi dày đặc Từ gốc rễ mọc ra rất nhiều chồi ở các hướng Thân cỏ mọc thẳng đứng, cao trung bình của cỏ Vetiver trưởng thành là 1,5-2m Phần thân trên không phân nhánh, phần dưới gốc đẻ nhánh rất mạnh

M ắt cỏ Vetiver: Nhẵn nhụi không lông nằm tiếp giáp giữa các thân cọng cỏ,

lồi ra; từ đó tạo ra rễ khi cỏ Vetiver được chôn vùi vào đất

Lá cỏ Vetiver: Phiến lá hẹp, rộng khoảng 6÷12mm, dài khoảng 45÷100cm,

dọc theo rìa lá có răng cưa bén

Rễ cỏ Vetiver: Rễ là quan trọng nhất của cỏ trong việc bảo vệ chống sạt lở bờ

sông Rễ cỏ vetiver không mọc trải rộng trên bề mặt đất mà lại cắm thẳng đứng sâu vào trong đất, kể cả rễ chính, rễ thứ cấp hoặc rễ dạng sợi Rễ có dạng chùm không mọc trải rộng mà lại cắm thẳng đứng sâu 3-4m, rộng đến 2,5m sau một năm trồng, chiều sâu tối đa của rễ lên đến trên 10m Rễ của loài Vetiveria zizanioides có chứa tinh dầu,

chất lượng tốt nhất 18 tháng sau khi trồng với lượng tinh dầu 2-2,5% trọng lượng khô

Hình 2.5 B ộ rễ cỏ Vetiver: V zizanioides (trên) và V menoralis (dưới)

Một số đặc tính sinh thái của cỏ vetiver

Trong tự nhiên, cỏ Vetiver mọc phổ biến ở vùng đồng trũng và dọc bờ suối

Hiện nay, cỏ Vetiver được trồng rộng rãi làm băng cây xanh để bảo vệ đất và nước

ở các vị trí như: bờ sông, bờ đê, bờ ao và hồ chứa nước, dọc theo các kênh tưới hoặc tiêu nước, các sườn đất dốc, dọc các xa lộ, cũng như ở các vùng mỏ

Khí h ậu: Cỏ Vetiver phát triển được ở mức nhiệt độ trung bình là 18-250

C, nhiệt độ tháng lạnh nhất trung bình là 50C, nhiệt độ tối thiểu tuyệt đối là -150

C Khi mặt đất đóng băng, cỏ sẽ chết Nhiệt độ mùa hè nóng 250C sẽ kích thích cỏ phát triển nhanh, sự sinh trưởng thông thường bắt đầu ở nhiệt độ hơn 120

C Cỏ Vetiver

có sức chịu đựng đối với sự biến động khí hậu cực kỳ lớn như hạn hán kéo dài, lũ

lụt, ngập úng, áp lực nước lớn, mực nước dao động mạnh Khả năng chịu ngập úng kéo dài đến 45 ngày ở luồng nước sâu 0,6-0,8m và chịu được biên độ nhiệt từ -100

C đến 480

C

Lượng mưa: Để Cỏ Vetiver phát triển tốt cần tổng lượng mưa trung bình

tháng khoảng 100mm, thông thường cỏ Vetiver cần một mùa ẩm ướt ít nhất 3 tháng

để cỏ tồn tại suốt thời gian khô hạn, lý tưởng nhất là có mưa hàng tháng

Độ ẩm: Cỏ Vetiver phát triển tốt ở điều kiện ẩm hoặc ngập nước hoàn toàn

trên 3 tháng Tuy nhiên, chúng cũng sinh trưởng tốt ở điều kiện khô hạn nhờ hệ

thống rễ đâm ăn sâu vào đất nên cỏ Vetiver có thể chịu đựng được khô hạn và trên các triền dốc

Ánh sáng: Cỏ Vetiver là loại cây thích hợp trong vùng có lượng ánh sáng cao Loài này phát triển yếu dưới bóng râm, khi bóng râm được bỏ đi thì cỏ sẽ phục

hồi sinh trưởng rất nhanh

Đất trồng cỏ: Cỏ Vetiver mọc tốt nhất ở đất cát sâu, tuy nhiên nó cũng phát

triển được ở phần lớn các loại đất, từ đất vertisol nứt - đen đến đất alfisol đỏ Cỏ còn mọc trên đá vụn, đất cạn và cả đất trũng ngập nước

Cỏ Vetiver mọc tốt nhất ở chỗ đất trống và thoát nước tốt, nhất là ở đất non trẻ tạo

từ tro núi lửa Hàm lượng tinh dầu trong rễ cỏ Vetiver sẽ tăng lên nếu cỏ được trồng

ở đất sét

Từ những đặc điểm thực vật và sinh thái của cỏ Vetiver (V zizanioides L.) cho thấy chúng là loài có khả năng thích nghi rộng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, phát triển được ở những vùng đất tương đối khắc nghiệt và có thể dùng được

trồng với mục đích chống xói mòn và sạt lở đất, bảo vệ bờ sông, đê Loại cỏ này rất thích hợp với điều kiện môi trường ở Việt Nam

2.4.3 Phạm vi áp dụng cỏ Vetiver trong việc gia cố mái bờ sông

Do bộ rễ phát triển mạnh thành chùm, đan xen trong đất và có thể chịu lực bằng 1/6 lần so với bêtông nên hàng rào vetiver có tác động đệm rất tốt, chống được xói mòn nếu đặt theo đường đồng mức với khoảng cách nhất định Ngoài việc là

một hàng rào bảo vệ hiệu quả, cỏ vetiver còn có thể giải phóng được năng lượng từ dòng xoáy của nước lũ tạo thành dải bờ kè thiên nhiên bảo vệ các công trình cơ sở

hạ tầng rất hiệu quả và rẻ…

Những vạt cỏ vetiver đầu tiên được trồng tại một con kênh bị sạt lở nặng ở xã Núi Tô, huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang đã phát huy hiệu quả rất tốt, bờ kênh vẫn đảm bảo ổn định qua nhiều mùa mưa lũ

Tại đê bao huyện Tân Phước (tỉnh Tiền Giang) và đê bao ở một số cụm, tuyến dân cư vượt lũ khu vực Ðồng Tháp Mười (tỉnh Long An), sau khi trồng bốn tháng, lượng đất trên mái đê mất do bị xói mòn, sạt lở giảm chỉ còn 50 đến 100

tấn/ha (nếu không trồng cỏ thì mất từ 400 đến 750 tấn/ha)

Tỉnh An Giang dự kiến từ nay đến năm 2010 trồng thêm sáu triệu bụi cỏ vetiver (tương đương 3.100 ha) để chống sạt lở bờ đê, bờ sông, hạn chế ô nhiễm nguồn nước Ước tính biện pháp này sẽ giúp tiết kiệm cho ngân sách khoảng 50 tỷ đồng (phí nạo vét, tu bổ) Theo ước tính của tỉnh An Giang, từ năm 2006 đến năm

2010, khi ứng dụng hệ thống vetiver để chắn sóng, bảo vệ đê kênh, cụm tuyến dân

cư thì sẽ giảm khoảng 47,8 tỷ đồng chi phí nạo vét, tu bổ

Nhiều năm qua, để chống sạt lở, nhiều địa phương đã trồng cỏ vetiver ven kênh rạch Ðến nay cỏ vetiver được trồng để chống xói mòn ở Thái Nguyên, Bắc Giang, trên đường Hồ Chí Minh, ở Quảng Ngãi, Khánh Hòa, Tiền Giang, Vĩnh Long, An Giang Ngay cả ở các vùng đất phèn nặng ở vùng Ðồng Tháp Mười, đất ven biển nhiễm mặn cao ở vùng Gò Công Ðông - Tiền Giang, đất chua bạc màu vùng Ðông Nam Bộ, đất cát, đất kiềm mặn vùng bán khô hạn cỏ vetiver cũng đã được trồng thành công

Bên cạnh tác dụng chống xói mòn, cỏ vetiver còn có khả năng cải thiện chất lượng nước thải và nước ô nhiễm Theo nhiều nhà khoa học, cỏ vetiver có thể sống được trong nước thải công nghiệp sản xuất giấy, gạo, bột mì Sau bốn tháng trồng,

cỏ đã giúp giảm nồng độ BOD từ 464 mg/lít giảm xuống 7,8 đến 9,1mg/lít, chất rắn hòa tan từ 8,1 mg/lít giảm xuống 1,8 mg/lít Do đó, trồng loài cỏ này được xem như xây dựng một hàng rào bêtông sinh học bảo vệ đất Khả năng khác thường với sự chịu đựng và hấp thu chất độc hại cao của cỏ rất thích hợp xử lý nước thải từ sản

xuất công nghiệp, cả trên diện rộng Ước tính, một kg sinh khối chồi cỏ có thể lọc

sạch 6,86 lít nước độc hại/ngày

Ngoài ra, trồng thử nghiệm tại vùng đất mặn, kiềm thuộc tỉnh Bình Thuận, sau ba tháng phát triển, cỏ đã khiến đất mặn, kiềm được cải thiện, hàm lượng muối hòa tan và độ pH giảm mạnh và lắng xuống độ sâu một mét Những dẫn chứng trên cho thấy cỏ vetiver có khả năng làm sạch, ổn định môi trường

Chưa kể, bộ rễ của cỏ vetiver có đặc tính hút chất hữu cơ và vô cơ rất cao nên có tính năng hút được nhiều nước trong đất và có thể hút cả chất đi-ô-xin, giữ

lại trong bộ rễ Khả năng chịu đựng và cải thiện môi trường của loại cỏ này ở vùng

ô nhiễm, khắc nghiệt cũng cao hơn gấp nhiều lần so với các loại thực vật khác

Khảo nghiệm thực tiễn cho thấy việc dùng loại cỏ này để giảm thiểu ô nhiễm môi trường là rất có triển vọng Chất độc da cam lẫn trong đất cát khi mưa xuống rất dễ lan tỏa không kiểm soát được Nếu trồng cỏ vetiver tạo thành hàng rào khép kín với

bộ rễ sâu một đến bốn mét có thể ngăn rửa trôi, chống lây lan phát tán chất độc

Tại Việt Nam, khu vực có nhiều chất độc da cam Dioxin như vùng A Lưới (Huế) đang được mạng lưới vetiver quốc tế tài trợ chương trình "Nâng cao chất lượng nước tại Việt Nam" bằng việc trồng cỏ vetiver

Hiện nay, Trung Quốc đã dùng cỏ vetiver để hút chất thải thấm ra từ các bãi rác lớn Australia dùng cỏ vetiver để xử lý chất thải từ các lò mổ gia súc, nhà máy nhuộm

tẩy và xử lý thuốc bảo vệ thực vật

Tại Việt Nam, do không có đủ kinh phí để đổ bê tông bảo vệ bờ sông, bờ kênh rạch ở vùng đồng bằng sông Cửu Long nên việc trồng cỏ vetiver hiện là giải pháp tối ưu vì chi phí trồng rất thấp Từ năm 2000, Trường đại học Cần Thơ đã thực hiện chương trình ổn định bờ sông, kênh rạch với kinh phí hàng năm từ 6 nghìn đến 10 nghìn USD Sau khi nhân giống thành công, cỏ vetiver đã được nhân

rộng, tại 12 trong 13 tỉnh, thành vùng đồng bằng sông Cửu Long, tổng diện tích hàng nghìn hécta Sắp tới, trường sẽ mở rộng việc vận động các tỉnh trong khu vực

trồng cỏ này để xử lý ô nhiễm môi trường nước

Hình 2.6 Cỏ Vetiver bảo vệ bờ sông Hương Hình 2.7 Cỏ Vetiver bảo vệ đê sông Trà Bồng

Hình 2.8 Cỏ Vetiver bảo vệ đê biển Hải Hậu Hình 2.9 Vườn ươm cỏ Vetiver ở Bắc Ninh

Hình 2.10 Vườn ươm cỏ Vetiver ở An Giang Hình 2.11 Vườn ươm cỏ Vetiver ở Quảng Ngãi

2.4.4 Qui trình kỹ thuật trồng cỏ Vetiver gia cố mái bờ sông, đê

Công tác chuẩn bị giống

Có hai phương pháp được sử dụng để nhân giống cỏ Vetiver phổ biến đó là tách khóm từ cỏ Vetiver mẹ và nhân giống từ Hom cỏ Vetiver:

Tách khóm cỏ mẹ một cách cẩn thận, nhẹ nhàng thành từng dành nhỏ, mỗi dành có từ 2-3 cây cỏ Cắt bỏ phần thân lá bên trên, chỉ để lại một đoạn dài khoảng 15cm, cắt bớt các đoạn rễ thùa, tránh làm tổn thương phần cổ rễ Trước khi trồng nên nhúng cỏ vào hoócmôn, phân chồng hoặc đất bùn pha sệt để giữ ẩm và kích rễ

ra Có giống chưa trồng ngay thì có thể đặt ở vùng nước nông dưới ánh nắng mặt

trời để đảm bảo tỉ lệ sống sót cao trước khi trồng ra diện rộng

Hom có thể lấy từ thân hoặc gốc cây Chọn hom từ những thân đặc, chắc

khỏe, có đốt để từ đó rễ và chồi non có thể mọc ra khi có đủ độ ẩm Cắt lấy hom dài

từ 30-50 mm, vết cắt ở dưới đốt 10-20 mm, bóc hết lá bao quanh ngoài Hom có thể đặt nằm ngang hoặc thẳng đứng vào cát ẩm hoặc môi trường có phun sương để thúc đẩy cho rễ và chồi non sớm mọc Thông thường, sau một tuần lễ chồi non sẽ mọc ra Túi bầu: cây con giâm từ hom hoặc dành cây để trong chậu hoặc túi bầu có chứa

nửa đất trộn với nửa mùn trong thời gian từ 3-6 tuần tùy theo điền kiện nhiệt độ Khi có ít nhất 3 chồi non thì đem đi trồng

Băng cỏ là một dạng túi bầu cải tiến, có thể chứa được nhiều dành rễ hoặc

gốc giống, trồng gần sát bên nhau trên những luống dài (khoảng 1 m) đã chuẩn bị từ trước, vừa dễ vận chuyển, vừa dễ trồng Cách làm này đỡ tốn sức lao động, nhất là

những nơi khó khăn như sườn dốc cao, tỉ lệ sống sót khá cao vì cây không bị xoắn

gấp hoặc bó lại như trường hợp cho vào túi bầu

Hình 2.12 Kỹ thuật nhân giống cỏ Vetiver

Đào rãnh trồng theo đường đồng mức, đảm bảo đúng khoảng cách hàng theo

hồ sơ thiết kế trồng cỏ, đào sâu và rộng tối thiểu của rãnh đào là 0,2 m

Kỹ thuật chăm sóc

Tưới nước trong hai tuần đầu sau khi trồng, nếu thời tiết khô cần tưới nước hàng ngày, từ 2-4 tuần tiếp theo có thể tưới cách nhật Sau đó, mỗi tuần tưới 2 lần cho tới khi cỏ mọc tốt

Những chỗ cỏ không mọc được hoặc bị nước rửa trôi trong thời gian đầu sau khi trồng cần được trồng giặm và tiếp tục kiểm tra cho đến khi cỏ mọc thành hàng rào kín và khỏe

Có thể tiến hành cắt tỉa đợt đầu tiên khoảng 4-5 tháng sau khi trông để thúc đẩy phát triển nhiều chồi mới Về sau mỗi năm có thể cắt tỉa 2-3 lần, để lại khoảng 15-20 cm phần thân nổi trên mặt đất Đối với khô cằn nên bón phân NPK sau khi

trồng vào mùa mưa thứ hai

Khi cỏ còn non, trâu bò có thể đến ăn, giấm đạp lên cỏ Do vậy, có thể làm hàng rào bảo vệ cỏ trong nhưng tháng đầu Khi cỏ đã phát triển tốt, cỏ rất cứng,

khỏe, lúc này cỏ không còn hấp dẫn đối với trâu bò nữa

2.5 Giải pháp bằng kỹ thuật đất có cốt

2.5.1 Tổng quan về giải pháp bằng kỹ thuật đất có cốt

Biện pháp xử lý sạt lở bờ sông bằng kỹ thuật đất có cốt ít được áp dụng ở nước ta, vì chưa có những nghiên cứu kỹ, chưa có quy trình quy phạm áp dụng cụ

thể Nhưng ngược lại với các công trình trên cạn như giao thông, xây dựng thì phương pháp đất có cốt lại rất phát triển, phương pháp này đã được viết thành sách giáo trình để giảng dạy ở các trường đại học, đã có quy phạm, tiêu chuẩn áp dụng trong việc thiết kế, thi công, giám sát và nghiệm thu công trình

Theo quan điểm của ngành địa kỹ thuật, đáy sông và bờ sông là hai bộ phận lòng sông, có liên quan về mặt ổn định với dòng nước sông (vận tốc dòng chảy, sóng, sự dao động của mực nước ) Động năng của dòng chảy tạo khả năng xâm thực đứng và xâm thực ngang đối với lòng sông Ở từng thời điểm nhất định trong

sự tồn tại và phát triển của dòng sông, có sự cân bằng động của lòng sông với dòng nước trong sông Do có sự thay đổi của các yếu tố: lưu lượng, mực nước, lưu tốc

dòng chảy, do khai thác cát ở lòng sông, hoặc do làm kè , sự cân bằng động ở nơi nào đó bị phá vỡ dẫn tới hậu quả là đáy sông bị bào xói, bờ sông bị trượt lở để tạo nên sự cân bằng mới của lòng sông

Sự ra đời của kỹ thuật đất có cốt được xem là một bước tiến mới trong ngành địa kỹ thuật công trình cũng giống như sự ra đời của bêtông cốt thép trong xây

dựng Công trình đất có cốt như tường chắn đất có cốt, mái đất có cốt, đập đất có

cốt đã được sử dụng nhiều từ xưa đến nay Cốt chịu kéo được đưa vào đất đắp hoặc theo những quy cách nhất định

Với sự ra đời của vải địa kỹ thuật, các công trình đất có cốt vải địa kỹ thuật được xây dựng nhiều hơn vì một số lý do sau:

Công trình làm bằng đất tại chỗ nên rất thân thiện với môi trường;

Có khả năng biến dạng cao để phù hợp với lòng sông, bờ sông;

Sử dụng vải địa kỹ thuật, sợi tổng hợp để làm cốt thay thế cốt thép không gỉ đắt tiền, giảm chi phí đầu tư xây dựng

Công nghệ thi công trên cạn công trình đất có cốt đã được tiêu chuẩn hoá, tuy nhiên, thi công công trình đất có cốt dưới nước rất phức tạp nên công nghệ thi công

chỉ mới ở giai đoạn thử nghiệm theo định hướng trộn cốt với đất

Hiện nay, nước ta đã sản xuất được vải địa kỹ thuật, hy vọng giải pháp vá bờ sông, lòng sông bằng kỹ thuật đất có cốt vải địa kỹ thuật sẽ sớm được áp dụng phổ biến hơn

2.5.2 Biện pháp vá lòng sông bằng kỹ thuật đất có cốt

Biện pháp kỹ thuật chống trượt lở bờ sông bằng kỹ thuật đất có cốt phải đảm bảo hai yêu cầu sau đây:

Duy trì sự cân bằng ổn định của bờ sông sau khi trượt;

Không phá vỡ sự cân bằng động ở nơi khác của đoạn sông đang xét

Biện pháp kỹ thuật sử dụng đất làm vật liệu để chống sạt lở bờ sông mà thỏa mãn hai yêu cầu trên được quy ước gọi là biện pháp vá lòng sông để phân biệt với các biện pháp công trình bảo vệ bờ (công trình kè, mỏ hàn…)

Bờ sông, đáy sông bị xói sâu thành hố xói và xói ngang thành hàm ếch vì đất

tại đây không đủ độ bền chống lại tác dụng xói mòn của dòng nước Dùng biện pháp kỹ thuật đất có cốt, có độ bền chống xói cao, vá lại lòng sông và bờ sông (lấp

hố xói, lấp hàm ếch) để lòng sông có hình dạng trước đây thì nguy cơ sạt lở bờ sông không còn nữa

Lòng sông sau khi được vá sẽ có hình dạng cân bằng ban đầu nên nguy cơ nước sông phá hoại nơi khác được giảm thiểu tối đa

K ỹ thuật, công nghệ tạo khối đất có cốt dưới nước

Đến nay, theo quy trình, quy phạm của đất có cốt với cốt đặt thành lớp, có

thể thi công trên cạn khối đất có cốt có mái thẳng đứng Giải pháp thi công đất có

cốt trong nước được định hướng theo lý thuyết đất có cốt với cốt trộn với đất và Jean Pierre Giroud (Cộng hoà Pháp, 1982) đã đề xuất một phương pháp thi công trong nước công trình đất có cốt đất vải đại kỹ thuật (đã được xác minh bằng thực nghiệm)

Dùng túi vải địa kỹ thuật có chắp thêm cái đuôi, đựng đất tạo thành túi đất có đuôi bằng vải địa kỹ thuật mà chúng tôi thường gọi là con nòng nọc đất Đổ đống bầy nòng nọc đất trong nước, thân và đuôi nòng nọc đè lên nhau tạo nên một khối đất có cốt chịu kéo rất tốt Túi và đuôi bằng vải địa kỹ thuật đóng vải trò cốt chịu kéo trộn lẫn trong khối đất

Đống nòng nọc đất, không những có các ưu điểm của đống túi đất đã nêu trên đây mà còn có thể tạo nên những mái đất rất dốc Đặc tính Địa kỹ thuật của đống nòng nọc cho phép chúng ta ứng dụng để vá lấp hố xói và hàm ếch ở bờ sông

Vải túi làm thân những con nòng nọc ở biên khối đất có cốt có tác dụng như lớp vải địa kỹ thuật bảo vệ bờ sông ở dưới mực nước sông

Gi ải pháp dùng túi vải địa kỹ thuật và hạt đất lớn

Túi vải địa kỹ thuật (geobag) là vật phẩm thương mại thế giới hiện nay Túi

vải địa kỹ thuật đựng đất gọi tắt là túi đất và theo quan điểm Địa kỹ thuật túi đất được coi như một đơn nguyên của khối đất, tức hạt đất lớn Nước chảy xiết chỉ có

thể kéo lê hạt đất lớn nhưng không thể dứt hạt đất ra khỏi hạt đất lớn Hạt đất lớn khác với hòn đá về đặc tính địa kỹ thuật, hạt đất lớn nhẹ hơn hòn đá cùng thể tích nhưng lại mềm và dễ biến dạng hơn

Đống túi đất đổ trong nước, về bản chất vẫn là vật thể hạt rời với hạt là túi đất, nên có mái dốc thoải và kém ổn định trong dòng nước xiết vì túi đất trên mái dốc ở trạng thái cân bằng thấp Thực nghiệm cũng chứng tỏ rằng, chỉ nên dùng túi đất đổ đống để lấp vá hố xói ở đáy sông vì các lý do sau:

Túi đất là vật liệu nhẹ như đất đáy sông vì thường dùng đất tại chỗ;

Túi đất là vật thể mềm dễ biến dạng nên khi đổ đống túi đất trong nước, các

kẽ hở giữa các túi đất bị triệt tiêu nên hạt đất mịn ở đáy sông không thể xâm nhập ngược vào đống túi đất, do đó tác dụng xâm thực sâu của dòng nước bị khống chế;

Vải địa kỹ thuật ngăn được tác dụng dứt tách hạt đất của túi đất để cuốn theo dòng chảy nên lớp túi đất trên cùng có tác dụng của màn chống xói mòn lòng sông

2.6 Gi ải pháp bằng thảm cát

Đây là một phương pháp bảo vệ bờ mới, hiện nay đang được áp dụng ở một

số nơi ở Đồng bằng sông Cửu Long Thảm cát được thiết kế bởi hai lớp vải địa kỹ thuật được may lại tạo thành “thảm” gồm các “ống” để bơm cát vào Sau đó thảm này được thả xuống dọc theo mái bờ sông

Đây là một trong những phương pháp mới đang được áp dụng vào công tác

bảo vệ bờ sông trong mùa mưa lũ, nó có những ưu điểm giá thành rất rẻ, thi công đơn giản, phương tiện thi công gọn nhẹ và tốc độ thi công cực nhanh Đáp ứng được các yêu cầu kinh tế và kỹ thuật

Thiết kế thảm cát: Từ điều kiện về thuỷ lực có thể xác định được kích thước

thảm (đường kính ống cát) Với các con sông vừa và nhỏ thường được áp dụng các

loại thảm có đường kính 30-50 cm Vải địa kỹ thuật sử dụng làm thảm cát có chức năng giữ cát không cho thoát ra nhưng lại cho nước thoát ra nhanh chóng Nên lựa

chọn vải dệt vì sức chịu tải (căng, kéo) cao hơn vải không dệt

Bảng 2.3 Đặc tính kỹ thuật của thảm cát

Loại thảm Tên gọi

Chiều dày thảm (cm)

Vận tốc cho phép (m/s)

10

15

20

1,35 1,65 2,1

PP, vải

dệt,

250-350 Kg/cm2

Thảm loại B

(chiều dày bằng 2 bán

kính ống)

VTH-B20 VTH-B25 VTH-B30 VTH-B40

PP, vải

dệt,

250-350 Kg/cm2

Thi công thảm cát: Việc thi công lắp đặt thảm cát có thể áp dụng tuỳ theo

năng lực thiết bị và quy mô công trình Với tiêu chí chi phí thấp, biện pháp thi công đơn giản, có thể sử dụng các phương tiện sẵn có Thi công thảm cát có hai biện pháp phổ biến sau:

Trải thảm xuống lòng sông trước rồi mới bơm cát: Biện pháp thi công này

phù hợp với quy mô công trình nhỏ và phương tiện thi công nhỏ, đơn giản Người dân chỉ cần có thuyền chứa cát và máy bơm cát Khi trải thảm cần ghim xuống đáy sông tương tự như việc trải vải địa kỹ thuật khi thi công thảm đá gia cố bờ Cát được đưa đến bằng thuyền gỗ 10-20 tấn Máy bơm cát được đặt trên thuyền gỗ khác

hoặc ngay tại thuyền chứa cát Nước được bơm vào thuyền cát để rồi máy bơm cát từ thuyền xuống thảm đã trải trên mái kênh Miệng các đoạn bơm có cửa để bơm cát vào nhưng khi đầy ống, rút ống bơm ra thì cát tự chèn lấp cửa để cát không thoát ra được

Bơm cát trong quá trình trải thảm: Biện pháp thi công này phù hợp khi có

các thiết bị lớn, hiện đại Xà lan được thiết kế gồm phần đầu có tời thả thảm (đã có cát) Phần sau là khoang chứa cát Máy bơm cát vào thảm theo từng đoạn, tời nhả

thảm dần để trải thảm xuống mái gia cố Việc thi công này gần như thi công thảm

đá, các xà lan phải được định vị neo đậu và dịch chuyển trong quá trình trải thảm

có thể cao hơn mực nước sông (mỏ hàn nổi), hoặc thấp hơn (kè mỏ hàn chìm)

Theo cấu tạo kè mỏ hàn có thể chia thành các bộ phận sau:

Phần gốc: là nơi mỏ hàn nối tiếp với bờ sông Về mùa lũ, phần gốc đập mỏ hàn dễ bị hỏng do dòng chảy men theo bờ thúc thẳng vào nó Vì vậy gốc đập mỏ hàn cần được bảo vệ kiên cố Đường biên của gốc đập nối tiếp với bờ cần được lượn cong để tránh tạo ra xoáy bất lợi

Phần thân: Nằm giữa đầu kè và gốc kè, với những đập mỏ hàn ngắn thì chiều dài của phần thân không đáng kể

Phần đầu: là phần xa bờ nhất của đập mỏ hàn, nơi trực tiếp chịu tác động của dòng chẩy Đây là nơi dễ bị xâm hại nhất của kè mỏ hàn, cần được bảo vệ kiên cố

Điều kiện để sử dụng kè mỏ hàn bảo vệ bờ sông