1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu phân tích ổn định đê tả đáy nhằm nâng cao khả năng chống lũ trong hệ thống sau khi thủy điện sơn la đi vào hoạt động

139 11 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 139
Dung lượng 5,78 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Lu ận văn thạc sĩ kỹ thuật “Nghiên cứu phân tích ổn định đê tả Đáy nhằm nâng cao khả năng chống lũ trong hệ thống sau khi thủy điện Sơn La đi vào hoạt động” đã hoàn thành trong 6 tháng

Trang 1

ƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

VŨ MẠNH VĂN

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH ĐÊ TẢ ĐÁY NHẰM NÂNG CAO KHẢ NĂNG CHỐNG LŨ

LA ĐI VÀO HOẠT ĐỘNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Trang 2

LA ĐI VÀO HOẠT ĐỘNG

Chuyên ngành: X ây dựng công trình thủy

Trang 3

Lu ận văn thạc sĩ kỹ thuật “Nghiên cứu phân tích ổn định đê tả Đáy

nhằm nâng cao khả năng chống lũ trong hệ thống sau khi thủy điện Sơn La

đi vào hoạt động” đã hoàn thành trong 6 tháng theo đúng đề cương nghiên cứu

được Hội đồng khoa học – Đào tạo của Khoa Công trình phê chuẩn Luận văn hoàn thành v ới hy vọng góp một phần nhỏ trong việc đánh giá mức độ ổn định

và khả năng phòng chống lũ của đê tả Đáy thuộc tỉnh Hà Nam sau khi Thủy điện Sơn La đi vào hoạt động

Ng ười làm luận văn xin được bày tỏ sự cảm ơn tới PGS TS Nguyễn Quang Hùng – Bộ môn Thủy Công; PGS TS Phạm Thị Hương Lan – Khoa Thủy văn & Tài nguyên nước đã hướng dẫn để luận văn được hoàn thành đúng

v ới nội dung và thời hạn đăng ký

Đồng thời, người làm luận văn xin cảm ơn tập thể các thầy cô giáo Khoa Công trình; Khoa Thu ỷ văn và Tài nguyên nước và các bạn học viên lớp cao học 16C1 Tr ường Đại học Thuỷ Lợi các đồng nghiệp Chi cục QLĐĐ & PCLB Hà Nam; đã đóng góp các ý kiến hữu ích, tạo điều kiện về thời gian trong quá trình

th ực hiện luận văn Kết quả của luận văn chắc chắn còn nhiều hạn chế, người làm lu ận văn rất mong nhận được sự đóng góp quý báu của các thầy cô và các đồng nghiệp

Hà Nội, ngày 03 tháng 12 năm 2010

Vũ Mạnh Văn

Trang 4

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN

3T

DANH MỤC HÌNH VẼ3T 4 3T

DANH MỤC BẢNG BIỂU3T 7 3T

MỞ ĐẦU3T 8 3T

I Tính cấp thiết của Đề tài3T 8 3T

II Mục đích nghiên cứu3T 10 3T

III Các h tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:3T 10 3T

IV Kết quả dự kiến đạt được3T 10 3T

V Nội dung của Luận văn3T 11 3T

CHƯƠNG 13T 12 3T

TỔNG QUAN VỀ ĐÊ SÔNG VÀ ỔN ĐỊNH ĐÊ SÔNG3T 12 3T

1.1 Tổng quan về đê sông3T 12 3T

1.1.1 Tổng quan về đê sông trên thế giới3T 12 3T

1.1.2 Tổng quan về đê sông ở Việt Nam3T 13 3T

1.2 Vấn đề ổn định đê sông3T 16 3T

1.2.1 Các nghiên cứu về ổn định của đê sông trên thế giới3T 16 3T

1.2.2 Các nghiên c ứu về ổn định của đê sông ở Việt Nam hiện nay3T 20 3T

1.2.3 Đánh giá về ổn định của đê sông Việt Nam hiện nay trong điều kiện của biến đổi khí hậu3T 24 3T

2.3.1 Giải bài toán thấm bằng phương pháp phần tử hữu hạn3T 37 3T

2.3.2.Trình tự giải bài toán bằng phương pháp PTHH.3T 38 3T

2.3.3 Giải bài toán thấm bằng phương pháp PTHH:3T 40

2.4 Cơ sở khoa học trong N/c ổn định đê trong trường hợp ngâm lũ

Trang 5

2.4.1 Phương pháp tính toán trượt cung tròn3T 40 3T

2.4.2 Phương pháp mặt trượt phức hợp3T 41 3T

2.5 Cơ sở khoa học trong nghiên cứu ổn định đê trong trường hợp lũ rút3T 42 3T

2.5.1 Giả thiết của phương pháp.3T 43 3T

2.5.2 Phương trình tính hệ số ổn định3T 43 3T

CHƯƠNG 33T 44 3T

ĐÁNH GIÁ AN TOÀN ĐÊ TẢ ĐÁY TRƯỚC KHI THỦY ĐIỆN3T 45 3T

SƠN LA ĐI VÀO HOẠT ĐỘNG3T 45 3T

3.1 Điều kiện tự nhiên.3T 45 3T

3.1.1 Vị trí địa lý.3T 45 3T

3.1.2 Địa hình, địa mạo và thổ nhưỡng.3T 46 3T

3.1.2.1 Địa hình:3T 46 3T

3.1.2.2 Địa chất công trình và tính chất cơ lý.3T 46 3T

3.2 Đặc điểm khí hậu, thuỷ văn.3T 46 3T

3.2.1 Đặc điểm khí hậu của lưu vực sông Đáy.3T 46 3T

3.2.1.1 Mưa:3T 47 3T

3.2.1.2 Nhiệt độ không khí:3T 49 3T

3.2.1.3 Độ ẩm tương đối của không khí:3T 49 3T

3.2.1.4 Lượng bốc hơi:3T 49 3T

3.2.1.5 Gió, bão:3T 49 3T

3.2.2 Đặc điểm thuỷ văn của lưu vực sông Đáy.3T 49 3T

3.3 Hiện trạng đê.3T 51 3T

3.3.1 Hiện trạng đê tả Đáy:3T 51 3T

3.3.2 Đê bối:3T 54 3T

3.4 Đánh giá khả năng phòng lũ đê tả Đáy.3T 56 3T

3.4.1 Lưu lượng lũ thiết kế3T 56 3T

3.4.2 Cao trình đỉnh đê3T 56 3T

3.4.3 Mức đảm bảo phòng lũ.3T 57 3T

3.4.4 Đánh giá an toàn ổn định đê tả Đáy.3T 67 3T

3.5 Kết luật chương.3T 70 3T

CHƯƠNG 43T 71

Trang 6

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỐNG LŨ VÀ NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH ĐÊ TẢ

ĐÁY SAU KHI THỦY ĐIỆN SƠN LA ĐI VÀO HOẠT ĐỘNG3T 71

3T 4.1 Phương pháp sử dụng trong đánh giá khả năng chống lũ của đê sông Đáy sau khi thủy điện Sơn La đi vào hoạt động3T 71

3T 4.2 Kết quả đánh giá khả năng chống lũ của đê tả Đáy theo các tiêu chí dùng trong thiết kế.3T 76

3T 4.2.1 Cao trình đỉnh đê.3T 76

3T 4.1.2 Chiều rộng mặt đê.3T 91

3T 4.1.3 Mái đê.3T 91

3T 4.1.4 Cơ đê.3T 92

3T 4.3 Lựa chọn cơn lũ điển hình dùng trong nghiên cứu ổn định đê tả Đáy sau khi thủy điện Sơn La đi vào hoạt động.3T 92

3T 4.3 1 Phân tích đặc điểm trận lũ lớn trên lưu vực sông Hồng3T 92

3T 4.3 2 Lựa chọn cơn lũ điển hình dùng trong nghiên cứu3T 97

3T 4.4 Nghiên cứu ổn định mái thượng lưu đê trong trường hợp ngâm lũ.3T 98

3T 4.4.1 Địa chất đê và nền đê bờ tả Sông Đáy3T 98

3T 4.4 2 Trường hợp tính toán3T 104

3T 4.4.3 Kêt quả tính toán3T 106

3T 4.5 1 Lập biểu đồ quan hệ giữa hệ số ổn định mái đê với tốc độ hạ thấp mực nước sông Đáy, trong trường hợp lũ rút.3T 107

3T 4.5 1.1 Địa chất đê và nền đê bờ tả Sông Đáy3T 107

3T 4.5 1.2 Trường hợp tính toán3T 107

3T 4.5 2 Lựa chọn chế độ thủy văn để đánh giá ổn định đê tả Đáy3T 108

4.6 Đánh giá ổn định đê tả Đáy khi hồ Sơn La đi vào hoạt động 113

4.6 1 Trường hợp lũ thiết kế 114

4.6 2 Trường hợp lũ cực hạn thiết kế 116

3T 4.7 Kết luận chương3T 120

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 121

TÀI LIỆU THAM KHẢO 123

Trang 7

Hỡnh 1.8: Cỏc lực tỏc dụng lờn một lỏt cắt theo phương phỏp BishopU 19 3TU

Hỡnh 1.9: Ảnh bờ sụng Hồng bị sạt lở – Ba Vỡ - Hà Tõy.U 23 3TU

Hỡnh 1 10:Ảnh bờ tả sụng Đà bị sạt lở – HạU 24 3TU

Hỡnh 1.11: Ảnh bờ hữu sụng Đà bị sạt lở – Hạ lưu thủy điện Hũa Bỡnh.U 24 3TU

Hỡnh 2.1: Cơ chế phỏ hoại đờU 30 3TU

Hỡnh 2.2: Cơ chế vi mụU 32 3TU

Hỡnh 2.3: ( tiếp): Cơ chế vĩ mụU 35 3TU

Hỡnh 2.4: Mặt cắt ngang đặc trưng của đờU 35 3TU

Hỡnh 2.5: Dũng chảy ngầm trong đờU 36 3TU

Hỡnh 2.6 : Rời rạc húa miền xỏc địnhU 38 3TU

Hỡnh 2.7: Tớnh toỏn theo phương phỏp trượt cung trũnU 40 3TU

Hỡnh 2.8: T ớnh toỏn theo phương phỏp mặt trượt phức hợpU 41 3TU

Hỡnh 2.9: Hướng lực tỏc dụng giữa cỏc dải theo phương ngangU 43 3TU

Hỡnh 3.1: Quỏ t rỡnh lũ năm 1971U 67 3TU

Hỡnh 3.2: Kết quả tớnh ổn định tại mặt cắt MC49 KminminU 68 3TU

Hỡnh 3.3: Kết quả tớnh ổn định tại mặt cắt MC51 KminminU 68 3TU

Hỡnh 3.4: Kết quả tớnh ổn định tại mặt cắt MC53 KminminU 68 3TU

Hỡnh 3.5: Kết quả tớnh ổn định tại mặt cắt MC55 KminminU 68 3TU

Hỡnh 3.6: Kết quả tớnh ổn định tại mặt cắt MC57 KminminU 69 3TU

Hỡnh 3.7: Kết quả tớnh ổn định tại mặt cắt MC59 KminminU 69 3TU

Hỡnh 4.1: Cống và ầu thuyền phủ lý K109+754 đê tả đáyU 73

Trang 8

Hình 4.5 : Cống tưới Võ GiangU 75 3TU

Hình 4.6: Cống tiêu Võ GiangU 75 3TU

Hình 4.7: - Sơ đồ mạng thủy lực sông Hồng – Sông Thái Bình và hệ thống biên trên- dưới mô phỏng trên mô hình Mike11U 78 3TU

Hình 4.8: Kết quả mô phỏng quá trình lũ năm 1996 tại Phủ LýU 83 3TU

Hình 4.9: - Đường quá trình mực nước dọc sông Đáy theo phương án khí có hồ Hòa Bình + Thác Bà (lũ 125 năm)U 84 3TU

Hình 4.10: - Đường quá trình mực nước dọc sông Đáy theo phương án khí có hồ Hòa Bình + Thác Bà + Tuyên Quang (lũ 150 năm)U 84 3TU

Hình 4.11: - Đường quá trình mực nước dọc sông Đáy theo phương án khí có hồ Hòa Bình + Thác Bà + Tuyên Quang + Sơn La (lũ 300 năm)U 84 3TU

Hình 4.12: Quá trình lũ năm 1996U 94 3TU

Hình 4.13: Đường mực nước dọc sông Đáy trường hợp tính toán dạng lũ 96 khi có

hồ Hòa Bình và Thác BàU 105 3TU

Hình 4.14: Đường mực nước dọc sông Đáy trường hợp tính toán dạng lũ 96 khi có

hồ Hòa Bình, Thác Bà và Tuyên QuangU 105 3TU

Hình 4.15: Đường mực nước dọc sông Đáy trường hợp tính toán dạng lũ 96 khi có

hồ Hòa Bình, Thác Bà và Tuyên Quang, Sơn LaU 105 3TU

Hình 4.16: Kết quả tính ổn định tại mặt cắt bất lợi KminminU 106 3TU

Hình 4.17: Sơ đồ các mặt cắt trong tính toánU 109 3TU

Hình 4.18 : Các mặt cắt tính toán trong MIKE11U 109 3TU

Hình 4.19 : Các mặt cắt tính toán trong MIKE11 (tiếp)U 109 3TU

Hình 4.20 : Các mặt cắt tính toán trong MIKE11 (tiếp)U 110 3TU

Hình 4.21 : Các mặt cắt tính toán trong MIKE11 (tiếp)U 111 3TU

Hình 4.22 : Đường mực nước tại một số mặt cắt tính toán trên sông ĐáyU 111

Trang 9

Hình 4.23: Đường quá trình mực nước tại Phủ Lý trường hợp lũ 500 năm khi hồ Sơn La đi vào vận hành (kết quả tính toán bằng MIKE11)U 111 3TU

Hình 4.24: Kết quả tính ổn định tại mặt cắt MC49 KminminU 113 3TU

Hình 4.25: Kết quả tính ổn định tại mặt cắt MC51 KminminU 113 3TU

Hình 4.26: Kết quả tính ổn định tại mặt cắt MC53 KminminU 113 3TU

Hình 4.27: Kết quả tính ổn định tại mặt cắt MC55 KminminU 113 3TU

Hình 4.28: Kết quả tính ổn định tại mặt cắt MC57 KminminU 114 3TU

Hình 4.29: Kết quả tính ổn định tại mặt cắt MC59 KminminU 114 3TU

Hình 4.30 : Biểu đồ gia tăng hệ số ổn định sau khi có hồ thủy điện Sơn LaU 115 3TU

Hình 4.31: Kết quả tính ổn định tại mặt cắt MC49 KminminU 115 3TU

Hình 4.32: Kết quả tính ổn định tại mặt cắt MC51 KminminU 115 3TU

Hình 4.33: Kết quả tính ổn định tại mặt cắt MC53 KminminU 116 3TU

Hình 4.34: Kết quả tính ổn định tại mặt cắt MC55 KminminU 116 3TU

Hình 4.35: Kết quả tính ổn định tại mặt cắt MC57 KminminU 116 3TU

Hình 4.36: Kết quả tính ổn định tại mặt cắt MC59 KminminU 117 3TU

Hình 4.37 : Biểu đồ quan hệ số ổn định trước và sau khi có Thủy điện Sơn La tại mặt cắt Mc49U 117 3TU

Hình 4.38 : Biểu đồ quan hệ số ổn định trước và sau khi có Thủy điện Sơn La tại mặt cắt Mc51U 117 3TU

Hình 4.39 : Biểu đồ quan hệ số ổn định trước và sau khi có Thủy điện Sơn La tại mặt cắt Mc53U 118 3TU

Hình 4.40: Biểu đồ quan hệ số ổn định trước và sau khi có Thủy điện Sơn La tại mặt cắt Mc55U 118 3TU

Hình 4.41 : Biểu đồ quan hệ số ổn định trước và sau khi có Thủy điện Sơn La tại mặt cắt Mc57U 118 3TU

Hình 4.42: Biểu đồ quan hệ số ổn định trước và sau khi có Thủy điện Sơn La tại mặt cắt Mc59U 118 3TU

Hình 4.43 : Biểu đồ suy giảm hệ số ổn định khi xảy ra lũ cực hạnU 119

Trang 10

Bảng 3.6: Mực nước báo động tại trạm đo Phủ Lý trên sông Đáy ứng với K110,6 đê

tả Đáy.U 50 3TU

Bảng 3.7: Mực nước thiết kế,mực nước lũ đo 8/1971 tại một số trạm đoU 51 3TU

Bảng 3.8: Những chỉ tiêu kỹ thuật của đê tả ĐáyU 51 3TU

Bảng 3.9:Hiện trạng đê bốiU 55 3TU

Bảng 3.10: Mực nước thiết kế tại một số trạm Thủy vănU 56 3TU

Bảng 3.11: Mực nước thiết kế đê tả Đáy tại một số trạm Thủy vănU 56

Bảng 4.3: Kết quả thí nghiệm mẫu Đoạn 1U 98 3TU

Bảng 4.4: Kết quả thí nghiệm mẫu Đoạn 2U 99 3TU

Bảng 4.5: Kết quả thí nghiệm mẫu Đoạn 3U 101 3TU

Bảng 4.6: Kết quả thí nghiệm mẫu Đoạn 4U 102 3TU

Bảng 4.7: Kết quả thí nghiệm mẫu Đoạn 5U 103 3TU

Bảng 4.8: Kết quả thí nghiệm mẫu Đoạn 6U 104 3TU

Bảng 4.9: Tổng hợp kết quả hệ số ổn định trước và sau khi có thủy điện Sơn LaU 118

Trang 11

MỞ ĐẦU

I Tính cấp thiết của Đề tài

Tỉnh Hà Nam nằm ở vị trí cửa ngõ phía Nam, cách Thủ đô Hà Nội 56 km trên tuyến đường giao thông xuyên Bắc Nam Kéo dài từ 20P

o

P20’đến 20P

o

P40’ vĩ độ Bắc, từ 105P

Được giới hạn bởi:

- Phía Bắc giáp Thành phố Hà Nội

- Phía Ðông giáp tỉnh Hưng Yên, Thái Bình

- Phía Tây giáp tỉnh Hoà Bình

- Phía Nam giáp tỉnh Nam Định và Ninh Bình

Toàn tỉnh có 6 đơn vị hành chính là: Thành phố Phủ Lý, các huyện Duy Tiên, Kim Bảng, Thanh Liêm, Lý Nhân, Bình Lục Diện tích tự nhiên toàn tỉnh là 845,8 kmP

bờ sông Những năm vừa qua tỉnh Hà Nam đã có nhiều nỗ lực trong công tác đầu

tư, tu bổ nâng cấp hệ thống đê điều của tỉnh như tôn cao áp trúc mở rộng, gia cố mặt

đê và tu bổ sửa chữa một số tuyến kè bảo vệ bờ Nhưng do nguồn vốn có hạn, việc đầu tư chủ yếu tập trung vào một số trọng điểm xung yếu có tính chất khẩn cấp, nên còn thiếu đồng bộ

Qua quá trình đầu tư phát triển, hệ thống công trình chống lũ của tỉnh Hà Nam trong đó chủ yếu là hệ thống đê đã vận hành tốt và bảo vệ an toàn cho tỉnh trong suốt thời gian dài Tuy nhiên, tình hình phát triển kinh tế xã hội vùng ven sông đã ở mức đáng báo động, các đê bối ngày càng được tôn tạo cao hơn, việc xây dựng nhà cửa, lấn chiếm bờ làm co hẹp lòng sông…điều đó dẫn đến giảm khả năng thoát lũ, ảnh hưởng đến an toàn đê điều trong mùa mưa lũ

Trang 12

Tuyến đê tả Đáy tỉnh Hà Nam từ K88 ÷ K137,516 dài 49,516 km có 11 kè lát mái hộ bờ, 2 công trình tường kè và 22 cống dưới đê Ngoài nhiệm vụ phòng chống

lũ bảo vệ đời sống nhân dân, đê tả Đáy còn là trục giao thông chính phía tây của tỉnh nối liền khu kinh tế ven sông với các tỉnh Nam Định, Ninh Bình và Hà Nội Hiện nay tuyến đê này vẫn còn những tồn tại: Một số đoạn đê chưa đủ mặt cắt thiết

kế, chưa có cơ đê thượng hạ lưu, chưa được trồng tre chắn sóng, cống dưới đê phần lớn xây dựng từ lâu nên hiện tại đã xuống cấp Lòng sông uốn lượn, nhiều đoạn cong gấp, bãi sông hẹp, đê tiếp xúc trực tiếp với sóng sông rất nguy hiểm đến sự ổn định của hệ thống đê này sau khi Thủy điện Sơn La đi vào hoạt động mực nước và quá trình lũ sông Đáy thay đổi nhiều, hệ thống đê sông Đáy hiện tại có đảm bảo an toàn không?

Để đáp ứng ngày càng cao yêu cầu phòng chống lũ, bão kết hợp phát triển giao thông nông thôn từng bước hoàn thiện tuyến đê là thực sự cần thiết và nhất là sau khi Thủy điện Sơn La đi vào hoạt động, chế độ lũ của sông Đáy có sự thay đổi đáng kể

Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên, đề tài góp phần đánh giá khả năng chống lũ của đê tả Đáy cũng như đề xuất những giải pháp giúp sửa chữa, nâng cấp và tu bổ

để tuyến đê nhằm nâng cao khả năng ổn định của đê, đáp ứng được yêu cầu phòng chống lũ, bão cũng như yêu cầu giao thông của tuyến đê này Từ đó tập trung đi sâu nghiên cứu ổn định mái đê tả Đáy trong trường hợp ngâm lũ và lũ rút sau khi nhà máy Thủy điện Sơn La đi vào hoạt động nhằm nâng cao khả năng an toàn ổn định cho hệ thống đê Điều này hết sức có ý nghĩa khoa học và mang tính thực tiễn cao

Trang 13

Hình 1.1 : Bản đồ hiện trạng đê tả Đáy khu vực Hà Nam

II Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu điều tra đánh giá hiện trạng đê tả Đáy nói riêng và các công trình phòng chống lũ nói chung của tỉnh Hà Nam cũng như phân tích các đặc điểm tự nhiên, khí tượng thủy văn trên địa bàn tỉnh

Đánh giá mức độ ổn định cũng như khả năng phòng chống lũ của đê tả Đáy thuộc tỉnh Hà Nam

Phân tích lựa chọn giải pháp nâng cao khả năng chống lũ của đê trên cơ sở các yêu cầu về kỹ thuật, kinh tế, xã hội và điều kiện tự nhiên của vùng nghiên cứu

III Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

Trên cơ sở kế thừa các kết quả nghiê n cứu đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu

cơ sở khoa học cho việc xói lở bờ các khu chậm lũ sông Hồng, sông Đáy và sông Hoàng Long” Từ đó sử dụng mô hình toán để nghiên cứu phân tích ổn định mái đê trong trường hợp ngâm lũ và lũ rút đối với đê

Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Đánh giá ổn định đê tả Đáy trước và sau khi Thủy Điện Sơn La đi vào hoạt động

IV Kết quả dự kiến đạt được

Trang 14

- Đánh giá khả năng chống lũ của đê tả Đáy thuộc địa phận tỉnh Hà Nam

V Nội dung của Luận văn

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan về đê sông và ổn định đê sông

Chương 2: Cơ sở khoa học trong việc nghiên cứu đánh giá độ ổn định của đê sông Chương 3: Đánh giá an toàn đê tả Đáy trước khi Thủy điện Sơn La đi vào hoạt động

Chương 4: Đánh giá khả năng chống lũ và nghiên cứu ổn định đê tả Đáy sau khi Thủy điện Sơn La đi vào hoạt động

Kết luận và kiến nghị

Với thời gian làm luận văn không dài nhưng bằng sự cố gắng của bản thân, sự hướng dẫn nhiệt tình của PGS.TS Phạm Thị Hương Lan, PGS.TS Nguyễn Quang Hùng đã giúp tác giả hoàn thành luận văn đúng mục tiêu đặt ra Tuy nhiên do thời gian nghiên cứu, kiến thức của tác giả còn khiêm tốn nên kết quả của luận văn cũng không thể tránh khỏi những sai sót

Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Thị Hương Lan, PGS.TS Nguyễn Quang Hùng đã hướng dẫn tác giả trong thời gian làm luận văn

Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn gia đình, Các Thầy cô Bộ môn Thủy công, Bộ môn Kỹ thuật sông và Quản lý thiên tai, Viện Thuỷ Công, Phòng Đào tạo ĐH&SĐH, Sở Nông nghiệp & PTNT, Chi cục đê điều và phòng chống lụt bão Hà Nam và các bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ động viên tác giả hoàn thành luận văn Tác giả cũng rất mong muốn được sự góp ý của các thầy, cô trong Hội đồng và của các bạn

Trang 15

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐÊ SÔNG VÀ ỔN ĐỊNH ĐÊ SÔNG

1 1 Tổng quan về đê sông

1.1.1 Tổng quan về đê sông trên thế giới

Hà Lan là nơi có hệ thống đê điều phòng lũ sớm nhất trên thế giới, các tuyến

đê được xây dựng ở Hà Lan từ thế kỷ thứ 12 Năm 1250, sau trận lụt kinh hoàng,

Hà Lan đã cho xây dựng 126 km (78 dặm) đê từ Westfriese Omringdijk Sau đó một loạt hệ thống đê sông, đê biển được xây dựng để bảo vệ vùng dân cư khỏi ngập lụt Tuy nhiên t

2T

rận bão 31-1-1953 sóng lớn, gió to và triều cường cùng với mực nước dâng của biển Bắc đã phá tan khoảng 45km đê biển nhấn chìm ba tỉnh phía nam Gần 2.000 người thiệt mạng, 100.000 người phải di dời, 10.000 ngôi nhà bị phá hủy hoàn toàn Vì vậy sau trận bão này, chính phủ Hà Lan đã cho đầu tư khôi phục toàn

bộ hệ thống đê sông, đê biển bảo vệ dân cư

2T

Trận lụt năm 1931 trên sông Trường Giang, Trung Quốc đã giết chết 145.000 người, cuốn trôi 4 triệu ngôi nhà, 10 triệu người phải sống trong cảnh màn trời chiếu đất, vùi lấp 5,5 triệu ha đất canh tác Trận lụt này đã làm tồn thất 6% tổng thu nhập quốc dân năm đó Trận lụt mùa hè năm 1998 trên sông Trường Giang, Trung Quốc gây nhiều đoạn bị vỡ làm hơn 21 triệu đất gieo trồng bị nhấn chìm, giết chết chừng 3.000 người ảnh hưởng đến cuộc sống 240 triệu người

2T

Trận lụt 22/7/2010 đã làm ngập nhiều làng mạc của tỉnh Jangxi của Trung Quốc

Hình1.2: 2THệ thống đê sông Trường

Giang – Trung Quốc

Hình 1.3: 2THệ thống đê sông Dujiang –

Trung Quốc

Trang 16

Trận lụt do bão lớn gây ra tháng 11/1970 trên sông Hằng, Ấn Độ đã„ giết chết 500.000 người, 10 triệu người khác mất nhà cửa, làm ngập 2 triệu ha

2T

Trận lũ năm 1993 có lẽ là trận lũ lịch sử tệ hại nhất của nước Mỹ Sau những tháng mưa to mùa hè, nước của 2 con sông Mississipi và sông Missouri dâng cao làm tràn ngập qua nhiều tuyến đê bao, nhấn chìm hơn 80.000 km2 đất, giết chết 50 người dân, làm 70.000 người mất nhà cửa Thiệt hại ước chừng 12 tỷ US dollars

2T

Ngoài ra, còn phải kể đến những trận lụt gây nhiều thiệt hại nặng nề trong những năm gần đây như năm 2008, 2009 và đặc biệt 2010 đã gây thiệt hại cho các nước như Trung Quốc, Malaixia, Myanma…

1.1.2 Tổng quan về đê sông ở Việt Nam

Ở miền Bắc có hệ thống sông Hồng, sông Thái Bình, miền Trung có hệ thống sông Mã, sông Cả, sông Vu Gia Thu Bồn, sông Vệ, sông Trà Khúc, sông Côn, sông Ba, sông Cái Nha Trang; miền Nam có sông Đồng Nai, sông Bé, sông Cửu Long Các hệ thống sông này hàng năm đã cung cấp cho chúng ta nguồn nước quí giá để phục vụ đời sống con người và phát triển nền kinh tế quốc dân Lợi ích

mà các hệ thống sông này đem lại là vô cùng to lớn, nhưng tác hại do lũ lụt từ các

hệ thống sông này gây ra cho cho con người và nền kinh tế quốc dân cũng không phải là nhỏ

Từ xa xưa cha ông ta đã biết đắp đê ngăn lũ dọc theo các dòng sông để hạn chế lũ lụt do chúng gây ra đối với các cư dân sinh sống ở dọc 2 bên sông Một trong những công trình ngăn lũ tiêu biểu đã được xây dựng từ xa xưa còn tồn tại đến ngày nay đó là hệ thống đê sông Hồng Ngày nay trong công cuộc xây dựng đất nước, Nhà nước tiếp tục đầu tư xây dựng các công trình phòng chống lũ, trong đó chú trọng đến kiên cố hệ thống đê sông, đê biển nhằm giảm nhẹ thiên tai do lũ gây ra

Trang 17

Đồng bằng sông Hồng là vùng kinh tế quan trọng của cả nước Trong vùng

có hệ thống đê sông Hồng và sông Thái Bình là 2 hệ thống đê sông chống lũ quan trọng với tổng chiều dài gần 2.400km, chiều cao đê đến nay đã được tu bổ nâng cấp, với chiều cao trung bình từ 6m đến 11m, đê chủ yếu đắp bằng đất

Lũ sông Hồng chịu ảnh hưởng trực tiếp từ lũ sông Đà, lũ sông Thao và lũ sông Lô Trên sông Đà hiện nay có thuỷ điện Hoà Bình, đây là công trình ngoài tác dụng cấp điện cho miền Bắc nó còn là công trình cắt lũ có ý nghĩa quan trọng cho sông Hồng Thực tế cho thấy những năm trước đây chưa có nhà máy thuỷ điện Hoà Bình, về mùa lũ, mực nước sông dâng cao, chúng ta không thể kiểm soát được vì vậy đê sông Hồng thường xuyên bị uy hiếp Từ khi nhà máy thuỷ điện Hoà Bình đi vào hoạt động, lũ trên sông Hồng đã giảm đáng kể do lũ sông Đà đã bị cắt Đây là yếu tố tích cực mà hồ Hoà Bình đem lại Nhưng những tác hại mà hồ Hoà Bình gây

ra cho hạ lưu cũng không phải là nhỏ, đó là sự thay đổi rõ rệt về chế độ dòng chảy trên sông Đà cả về mùa kiệt lẫn mùa lũ làm cho diễn biến sạt lở bở sông trên sông

Đà cũng như sông Hồng đang diễn ra ngày càng phức tạp, hàng trăm ha đất, nhà của dân dọc hai bờ sông đã bị mất

Sử sách còn ghi lại con đê đầu tiên của Việt Nam đã có từ thế kỷ thứ nhất sau Công nguyên cùng thời Hai Bà Trưng và đến đầu thế kỷ thứ 11, nhà Lý đã đắp

đê thành Đại La, sau đổi ra thành Thăng Long tức Hà Nội ngày nay với mục đích bảo vệ kinh đô bên dòng sông Hồng và đến thế kỷ thứ 13 thời nhà Trần thì đê sông Hồng đã được nối dài từ đầu châu thổ (Việt Trì) ra đến biển để phòng chống lũ

Từ đó nhân dân Việt Nam vì bảo vệ cuộc sống của mình đã không ngừng đắp

to, nâng cao và khép kín các tuyến đê sông, đê biển

Đến nay, Việt Nam có gần 8000km đê, trong đó có gần 6000km đê sông và 2000km đê biển Riêng đê sông chính có 3000km và 1000km đê biển quan trọng

Có gần 600 kè các loại và 3000 cống dưới đê Ngoài ra còn có 500 km bờ bao chống lũ sớm, ngăn mặn ở đồng bằng sông Cửu Long

Riêng hệ thống sông Hồng trong đồng bằng Bắc Bộ có 3000km đê sông và

1500 km đê biển

Trang 18

Ở bắc miền Trung có hệ thống đê sông Mã với chiều dài hàng trăm km, chiều cao đê đến trung bình từ 5m đến 10m, đê đắp bằng đất Hệ thống đê sông này cũng góp phần chống lũ quan trọng cho vùng đồng bằng của tỉnh Thanh Hoá với hàng triệu dân sinh sống

Hệ thống sông Cả, sông La là những sông lớn trong khu vực Nghệ An, Hà Tĩnh Các sông này hiện tại ở thượng nguồn chưa có hồ chứa cắt lũ, dòng sông ngắn, lòng sông dốc cho nên hàng năm lũ tập trung về hạ lưu rất nhanh gây ra thiệt hại lớn cho hạ du Hiện tại trên hệ thống sông Cả, sông La đã có các tuyến đê bao

để chống lũ Hệ thống đê của các sông này được đắp bằng đất chất lượng đắp nhiều đoạn chưa đảm bảo, điều kiện địa hình, địa chất của tuyến đê, tuyến sông phức tạp chế độ chảy của dòng sông luôn biến động đây là nhưng nguy cơ tiềm ẩn đến sự an toàn của các tuyến đê

Hình1.4 : Bản đồ hệ thống đê điều lưu vực sông Hồng

Các hệ thống sông của miền Nam trung bộ và miền Nam hiện nay hầu hết

Trang 19

lưu lượng lớn, các hệ thống sông này không tải hết lưu lượng lũ cho nên nước lũ đã chảy tràn ra hai bên gây ngập toàn bộ vùng hạ lưu sâu từ 1m đến 3m, cục bộ có nơi sâu đến 4m Lũ lụt miền trung do các hệ thống sông lớn gây ra hàng năm làm thiệt hại tính mạng và tài sản của nhân dân và nhà nước hàng ngàn tỷ đồng mỗi năm Đây là vấn đề lớn về công tác phòng chống lũ lụt cho khu vực miền trung mà các nhà khoa thuỷ lợi nói tiêng và các nhà khoa học trong cả nước nói chung đang nghiên cứu để đưa ra những giải pháp tối ưu

Hình 1.5: Bản đồ hệ thống đê điều lưu vực sông Trà Khúc

1.2 Vấn đề ổn định đê sông

1.2.1 Các nghiên cứu về ổn định của đê sông trên thế giới

Trang 20

Hiện nay trên thế giới, việc nghiên cứu ổn định của đê thường sử dụng một

số phương pháp tính ổn định mái đê Một số phương pháp có thể kể đến như sau: a) Phương pháp Wedge (phương pháp hình nêm)

Là phương pháp tính tay có thể biết được nhanh chóng về ổn định mái

Phương pháp này giả định sự xuất hiện một mặt trượt ngang theo một nêm chủ động

và bị động ở cả hai phía Nêm bị động xuất hiện ở cả mặt mà tại đó đất dịch chuyển trượt Để phân tích trượt tiềm tàng, đất được chia thành một số các lát cắt thẳng đứng

Hạn chế của phương pháp này là:

Chỉ xét đến các mặt trượt phẳng Trong nhiều trường hợp không phù hợp quan điểm động học

Các điều kiện không đạt đến cân bằng

Mặt nguy hiểm nhất được xác định bằng thử dần và sai số

Tuy nhiên, phương pháp hình nêm khá chính xác trong trường hợp nơi mặt trượt có khuynh hướng cắt qua một lớp đất yếu tương đối mỏng nằm theo hướng ngang và cho kết quả chính xác hơn cả phương pháp mặt trượt hình cung

Hình1.6: Về ứng suất cắt dọc theo mặt phẳng trượt: Phương pháp hình nêm

b) Phương pháp Bishop

Là phương pháp xác định mặt trượt theo tính toán Phương pháp này giả định rằng trượt xuất hiện dọc theo các mặt hình cung Đây là phương pháp được áp dụng rộng rãi ở các nước để xác định yếu tố ổn định của một mái dốc Khối đất trượt tiềm năng được chia thành một số lát cắt thẳng đứng Một ứng suất cắt τ và một ứng suất pháp tuyến σ cho tác dụng dọc theo mặt trượt hình cung Với từng lát, lực cắt có thể

Trang 21

xác định bằng cách nhân cường độ kháng cắt với độ dài b của mỗi lát dọc theo mặt trượt Tất cả các lực cắt của các lát nhân với bán kính của cung trượt R cho tổng mô men sức kháng cắt Mô men gây trượt được xác định bằng cách nhân trọng lượng của mỗi lát với khoảng cách nằm ngang đến điểm tâm của cung tròn và cộng tất cả các lát lại Hệ số ổn định SF xác định theo công thức:

Hình 1.7: Mặt trượt cung

Trong đó:

SF: - là hệ số an toàn;

I : - là số lát cắt;

cR i R: - độ cố kết tại mặt trượt của lát thứ I (kPa);

σR ni R: -ứng suất hiệu quả vuông góc với mặt trượt tại lát thứ I (kPa);

ΦR i R:- góc nội ma sát tại mặt trượt của lát thứ I;

bR i R:- chiều rộng của lát cắt (m);

Trang 22

σR ni R’ + uR i R + τR i RtanαR i R = γR i RhR i

Hình 1.8: Các lực tác dụng lên một lát cắt theo phương pháp Bishop Trong đó:

uR i R: - là áp lực khe hở của mặt trượt tại lát thứ i (kPa);

τR i R: - là ứng suất cắt tại mặt trượt của lát thứ I (kPa);

Hạn chế của phương pháp Bishop là:

- Phương pháp thích hợp chỉ cho trường hợp mặt trượt hình cung;

Chỉ cân bằng mô men ngoại lực, thỏa mãn cân bằng theo phương đứng;

Trang 23

- Cân bằng phương ngang kết quả tính còn có vấn đề nhưng kết quả chung không sai lệch lớn

Tuy nhiên phương pháp này với chương trình phần mềm dùng cho máy tính như SLOPE/W được nhiều cơ quan tư vấn thiết kế ở nước ta sử dụng

1.2.2 Các n ghiên cứu về ổn định của đê sông ở Việt Nam hiện nay

Những trận vỡ đê trong lịch sử:

Trong thời Nhà Nguyễn, cứ vài ba năm là có một trận lũ lớn phá đê Vì vậy, vua Tự Đức đã triệu tập triều đình để hội ý là nên giữ đê hay phá đê, và nếu giữ đê thì tìm biện pháp nào để trị lũ lụt Những trận lụt lớn có ghi trong sử là: 1078, 1121,

1236, 1238, 1243, 1270, 1445, 1467, 1491, 1506, 1630, 1713, 1728, 1806, 1809,

1821, 1827, 1844, 1893 (13) Kể từ đầu thế kỷ 20 tới nay, đồng bằng sông Hồng đã

có 26 trận lũ lớn Các trận lũ lớn này đa số xảy ra vào tháng 8, nhằm vào cao điểm của mùa mưa bão

Năm 1913, ngày 9 tháng 8, mực nước tại Hà Nội đạt 11.35 m làm vỡ đê sông

Hồng ở đoạn đê thuộc tỉnh Vĩnh Phúc trên 2 đoạn phía tả ngạn tại Nhật Chiên, Cẩm Viên và Hải Bối, Yên Hoa thuộc Phúc Yên; vỡ đê Phu Chu thuộc tỉnh Thái Bình Ngày 14 tháng 8, khi lũ Hà Nội xuống mức 10.69 m vẫn vỡ đê Lương Cổ, tả ngạn sông Đáy thuộc tỉnh Hà Nam Ngày 17 tháng 8, vỡ đê Phương Độ, Sơn Tây phía hữu ngạn sông Hồng khi mực nước Hà Nội là 11.11 m Ngày 18 tháng 8, vỡ đê Nghĩa Lộ phía hữu ngạn thuộc tỉnh Hà Nam, khi mực nước Hà Nội 11.03 m Ngày

19 tháng 8, vỡ đê Quang Thừa, Lỗ Xá sông Đáy phía hữu ngạn thuộc tỉnh Hà Nam, khi mực nước Hà Nội 10.99 m Nước lũ làm ngập gần hết tỉnh Vĩnh Phúc (cũ), một phần Hà Tây, Nam Định, Hà Nam, Thái Bình và Bắc Ninh

Năm 1915, từ ngày 11 đến 20 tháng 8: Đê bị vỡ liên tiếp 42 chỗ với tổng

chiều dài 4,180 m (từ 11 - 20/7/1915 khi mực nước Hà Nội dao động từ 11.55 – 11.64 m) Những nơi vỡ chính như: Xâm Dương, Xâm Thị đê hữu sông Hồng thuộc tỉnh Hà Đông Các chỗ vỡ khác như Lục Cảnh, Hoàng Xá, Trung Hà tỉnh Phúc Yên; Phi Liệt, Thuỷ Mạo tỉnh Bắc Ninh Đê tả sông Hồng, vỡ ở: Mễ Chân tỉnh Hưng

Trang 24

Yên; Gia Quất, Gia Thượng, Phú Tòng, Yên Viên, Đông Thụ, Danh Nam tỉnh Bắc Ninh và một số chỗ khác trên sông Phó Đáy, Đuống và sông Đáy

Năm 1926, ngày 29 tháng 7, khi mực nước Hà Nội lên tới 11.93 m thì vỡ đê

tả ngạn sông Hồng vùng Gia Quất, Ái Mộ, Gia Lâm tỉnh Bắc Ninh; vỡ đê hữu ngạn sông Luộc tại Hạ Lao, Văn Quán tỉnh Thái Bình; vỡ đê tả ngạn sông Luộc tại Bô Dương, tỉnh Hải Dương Tổng diện tích đất canh tác bị ngập lụt do vỡ đê khoảng 100,000 ha (28) Hà nội lúc này chưa đắp đê cao như hiện nay nên lũ sông Hồng uy hiếp trực tiếp Thành phố Hà Nội Kể từ đây đê được nâng cao lên 14 m Nhiều tuyến đê được nắn lại, hai sườn đê được đắp không đối xứng đảm bảo chống chịu nước lũ tốt hơn

Năm 1945 Một trận lũ lớn vào tháng 8 năm 1945 gây vỡ đê tại 79 điểm, gây

ngập 11 tỉnh với tổng diện tích 312,000 ha, ảnh hưởng tới cuộc sống của 4 triệu người

Năm 1971, ảnh hưởng những trận mưa to liên tục và một cơn bão lớn, nước

trên sông Thao, sông Lô và sông Đà đã hợp lại gây nên cơn lũ lịch sử của đồng bằng sông Hồng Mực nước sông Hồng ngày 20 tháng 8 lên đến 14.13 m ở Hà Nội (cao hơn mực nước báo động cấp III đến 2.63 m) Mực nước Sông Hồng đo được 18.17 m ở Việt Trì (cao hơn 2.32 m mức báo động cấp III) và 16.29 m ở Sơn Tây (1.89 m cao hơn mức báo động cấp III) Đồng thời mực nước ở các Sông Cầu, Sông Lô, Sông Thái Bình lên cao hơn bao giờ hết Mưa lũ năm 1971 đã gây vỡ đê ở

ba địa điểm, làm chết 100,000 nguời, úng ngập 250,000 ha và hơn 2,7 triệu người bị thiệt hại

P P Năm 1996 Ngày 24 tháng 7 năm 1996 bảo Frankie với gió 100 km/giờ gây

lụt lội hơn 177,000 ha bị úng ngập, mưa bão làm 100 người bị thiệt mạng, và 194,000 căn nhà bị hư hại

Năm 2008 Trận mưa lớn nhất trong 35 năm đổ xuống ngày 31/10 và

1/11/2008 với hơn 600 mm biến Hà Nội và nhiều vùng khác trong đồng bằng Sông Hồng thành biển nước Thành phố Hà Nội có hệ thống thoát nước chỉ chịu đựng được lượng mưa tối đa 86 mm mới không bị ngập lụt

Trang 25

Mực nước lúc 16 giờ ngày 4/11/2008 trên sông Thao tại Yên Bái là 31.94 m (dưới mức báo động III là 0.06m); trên sông Lô tại Tuyên Quang là 25.77 m (dưới báo động III là 0.23 m); trên sông Cầu tại Đáp Cầu là 5.93 m, (trên báo động III là 0.13 m); hạ lưu sông Hồng tại Hà Nội là 9.1 m (dưới báo động I là 0.4 m); sông Thái Bình tại Phả Lại là 4.76 m (trên báo động II là 0.26 m); sông Thương tại Phủ Lạng Thương là 5.34 m (dưới báo động III là 0.46 m) Tại Hà Đông, chiều 4/11, nước sông Nhuệ tràn qua mặt đê, mực nước lên tới 6.17 m Hàng loạt các hồ chứa nước của Hà Nội và một số tỉnh lân cận bị quá tải Tại Hồ Miễu, hồ Đồng Đò, hồ Kèo Cà, hồ Bàn Tiện, hồ Đền Sóc (huyện Chương Mỹ), mực nước lên cao vào chiều tối và tràn bờ Nhiều hồ khác lên mức tràn xả lũ là hồ Cầu Bãi, hồ Đồng Đò,

hồ Đồng Quan, hồ Cầu Dọc

Tuyến đê sông Hồng có 13 vị trí hư hỏng tại các huyện Mê Linh, Đan Phượng, Từ Liêm, Đông Anh, Long Biên, Sóc Sơn Tuyến đê tả Bùi, tả Tích đã tràn hầu hết tuyến Tuyến sông Nhuệ và Duy Tiên (Hà Nam) có tổng cộng 6,000 m đê bị tràn Điểm Châu Can, Bạch Hạ, Đại Xuyên bị sụt Tại Ninh Bình đê trên sông Hoàng Long bị vỡ, hàng ngàn nhà ở Nho Quan bị ngập lụt

Tổng số người chết ở Miền Bắc là 92, riêng Hà Nội 22 người, thiệt hại kinh

tế lên đến gần 5,000 tỷ đồng Mưa lũ kéo dài cũng khiến cho khoảng 169 km đê nội đồng kinh mương hư hỏng; hơn 266,000 ha diện tích hoa màu và thủy sản bị ngập úng; hàng trăm nghìn nhà cửa bị sập đổ và hư hại

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến hư hỏng của hệ thống đê sông ở nước ta, trong đó có 2 nhóm nguyên nhân chính như sau:

- Những hư hỏng đê do con người trực tiếp ngây nên Những hư hỏng loại này thì có thể sửa chữa khắc phục được nếu được sửa chữa kịp thời

- Những hư hỏng đê kè do những diễn biến bất thường của thời tiết như: Lũ lụt vượt tần suất thiết kế, vận tốc dòng chảy quá lớn dẫn đến sự xói lở đê; Do trong sông có sự chênh lệnh quá lớn giữa mực nước về mùa lũ và mùa kiệt, quá trình dâng cao hay rút nhanh mực nước trong sông làm cho mái đê, kè bị sạt lở

Trang 26

Những hư hỏng của hệ thống đê kè thường xuyên xảy ra ở nước ta trong năm, đặc biệt trong và sau mùa mưa bão Hiện tượng sạt lở đê kè trên hệ thống đê sông Hồng, sông Thái Bình diễn ra rất nghiêm trọng, nó uy hiếp đến tính mạng, tài sản của nhân dân và của nhà nước Hiện tượng xói lở đê kè trên bờ tả sông Thao tại khu vực Hợp Hải, Thanh Miếu; Xói lở đê kè Tu Vũ thuộc bờ tả sông Đà trên địa bàn Phú Thọ; Xói lở đê kè Thanh Điềm trên bờ tả sông Hồng thuộc địa bàn Vĩnh Phúc Trên sông Hồng tại khu vực Hà Nội cũng diễn ra sự xói lở nghiêm trọng kè Hàm Tử giáp với đê tả sông Hồng tỉnh Hưng Yên; Xói lở kè Chu Minh, Phương

Độ, trên đê bờ hữu sông Hồng trên địa bàn tỉnh Hà Tây

Hình 1.9: Ảnh bờ sông Hồng bị sạt lở – Ba Vì - Hà Tây

Trên hệ thống đê sông Đuống thuộc địa bàn Hà Nội tại vị trí cầu Đuống đã

có hiện tượng sạt lở đê nghiêm trọng vào ngày 13/08/2005 làm sập nhiều nhà dân

Đặc biệt hiện tượng sạt lở chân đê Đà Giang trên sông Đà từ đoạn K0 đến K0+905 đã diễn ra hết sức nghiêm trọng

Trang 27

Hình 1.10 :Ảnh bờ tả sông Đà bị sạt lở –

Hạ lưu thủy điện Hòa Bình

Hình 1.11: Ảnh bờ hữu sông Đà bị sạt

lở – Hạ lưu thủy điện Hòa Bình

Nguyên nhân sạt lở như sau:

- Do xây dựng cầu phao qua sông Đà, mố cầu lấn sâu xuống sông đã tạo thành - mỏ hàn lớn khi xả lũ có lưu tốc lớn đã sinh ra dòng xoáy quẩn phía hạ lưu

Gần đây lại có thêm cảnh báo của Trung tâm Nghiên cứu World Fish về mối nguy hại và quốc gia ven biển World Fish xác định rõ 33 quốc gai trên thế giới có mức tổn thương lớn do tác động của BĐKH gây nên, Việt nam nằm trong số đó Bên cạnh đó Quỹ quốc tế về Bảo vệ Thiên nhiên (WWF) cũng thông báo nghiên cứu nói trong vòng 25 năm tới, BĐKH có thể gây ngập lụt trên diện rộng và mặn hóa các hệ sinh thái nước ngọt tại các khu vực ven biển của Việt nam

Trang 28

Theo tiến sỹ Nguyễn Chu Hồi, Viện trưởng Viện quy hoạch Thủy sản tại Hà nội cho biết đánh giá của tác động tình trạng BĐKH đối với Việt nam Theo ông, Việt nam không những là một trong 33 nước mà là 1 trong 5 quốc gia sẽ bị tác động của BĐKH và mực nước biển dâng cao nhiều nhất, mạnh mẽ nhất

Trái đất nóng lên gây thiệt hại cho tất cả các châu lục trên thế giới Tuy nhiên, với các nước đang phát triển, những tác động tiêu cực của tình trạng này sẽ

để lại hậu quả nặng nề hơn so với những nước giàu, thủ phạm chính của biến đổi khí hậu Nguyên nhân là do các nước nghèo không có đủ tài nguyên để đối phó với thiên tai hay thích nghi với sự thay đổi của thời tiết Theo ông Ra-gien-đra Pa-chau-

ri, Chủ tịch IPCC, khí hậu biến đổi sẽ khiến sản xuất nông nghiệp sa sút, giảm điều kiện tiếp cận các dịch vụ y tế, giáo dục và hạn chế khả năng tiếp cận thị trường Thời tiết nóng bức sẽ làm giảm sức khỏe của con người Tình hình này đặc biệt nghiêm trọng ở những nước nghèo, nơi các cơ sở hạ tầng y tế còn yếu kém Bên cạnh đó, 2/3 dân số trên thế giới hiện đang sống ở các khu vực nông thôn, đa số tại các nước đang phát triển Biến đổi khí hậu sẽ gây ra tình trạng mất cân bằng về khí hậu, tác động tiêu cực đến các hoạt động nông nghiệp, làm giảm sản lượng và đẩy giá lương thực lên cao Qua đó, các nước nghèo càng trở nên nghèo hơn

Báo cáo của Ngân hàng Thế giới đã chỉ ra rằng trên phạm vi thế giới, Việt Nam - trong đó có hai vùng đồng bằng lớn của cả nước đó là đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) và đồng bằng sông Hồng (ĐBSH), sẽ là một trong năm nước bị ảnh hưởng nhiều nhất do BĐKH toàn cầu và mực nước biển dâng cao Những năm gần đây do BĐKH đã gây ra những tổn thất lớn về người, tài sản và hoạt động sản xuất cũng như đời sống của cư dân khắp các vùng miền trong cả nước Với đường bờ biển dài hơn 3260 km dọc chiều dài đất nước, diện tích vùng đặc quyền kinh tế hơn

đó, theo dự báo của các chuyên gia, ĐBSCL - vựa lúa, vựa thủy sản lớn nhất của cả

Trang 29

nước và ĐBSH - vựa lúa và cũng là vùng nông nghiệp lớn nhất nhất nhì của cả nước lại gánh chịu hậu quả nặng nề nhất Trong vòng 50 năm trở lại đây, mực nước biển tại Việt Nam đã tăng lên 50cm, lượng mưa cũng tăng vào mùa mưa và giảm vào mùa khô Việt Nam cũng đang phải đối mặt với nhiều cơn bão, lụt lội, nắng hạn hơn trong quá khứ Dự tính tới năm 2100, mực nước biển sẽ tăng lên tới 1m, nhiệt

độ tăng khoảng 3°C Theo tính toán, nếu nước biển dâng 1m sẽ có 10% dân số nước

ta bị ảnh hưởng trực tiếp, tổn thất đối với GDP khoảng 10%, khoảng 40 ngàn km² đồng bằng ven biển Việt Nam sẽ bị ngập hàng năm

Có thể khẳng định rằng, ĐBSH là một trong những đồng bằng dễ tổn thương nhất trên trái đất do biến đổi khí hậu, những diễn biến thời tiết ngày càng xấu đi đã

và đang tác động ngày càng nặng nề lên khu vực này Đối với ĐBSH, biến đổi khí hậu làm cho mực nước biển dâng, hạn hán, lũ lụt xảy ra với tần suất ngày càng lớn hơn Những yếu tố đó sẽ làm gia tăng ngập lụt, xâm nhập mặn, lan tràn chua phèn, tăng nguy cơ mực nước dâng; có thể phát sinh nhiều khó khăn khi điều tiết lưu lượng lũ; quá trình đô thị hoá đang phát triển nhanh cùng với tăng trưởng dân số cao càng tạo thêm nhiều áp lực cho công tác quản lý đê điều; công tác dự báo mưa, bão và lũ lụt còn hạn chế Tại Hà Nội, thành phố vẫn phải đương đầu với tình trạng ngập lụt nghiêm trọng khi lượng mưa vượt quá 100ml/h do hệ thống tiêu thoát nước ngầm cũ và công suất thấp; nhiều ao hồ và vùng đất trũng đã bị san lấp để xây dựng công trình và nhà ở, làm giảm khả năng phục hồi nguồn nước; sự bùng nổ của quá trình đô thị hoá khiến cho chất thải rắn không được xử lý một cách hiệu quả, gây ngập úng và ứ đọng tầng nước ngầm.…và dẫn tới những hệ lụy khác Khắc phục những vấn đề này chính là giải quyết được một phần rất lớn ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đối với ĐBSH

Việt Nam có lịch sử lâu dài đối phó với thiên tai và giảm thiểu các ảnh hưởng của thiên tai theo nhiều cách Thiên tai ảnh hưởng đặc biệt đến các vùng miền Trung, bao gồm cả lũ quét ở các vùng cao, ví dụ các trận bão gây ra mưa to, kéo theo các vụ lở đất như trình bày ở Hộp 1 về hệ thống phân loại Khi mà đất nước và từng cá nhân trở nên khá giả hơn thì cần phải tăng cường khả năng ứng phó

Trang 30

với thiên tai và giảm thiểu rủi ro Tuy vậy, tăng cường năng lực thể chế vẫn là một thách thức khi mà biến đổi khí hậu ngày càng gây nhiều rủi ro

Hệ thống đê điều rộng lớn của Việt Nam với 5.000 km đê sông và 3.000 km

đê biển được sử dụng để bảo vệ cơ sở vật chất trước các cơn bão và các mực nước biển dâng cao Đê điều và đập kè đã có hơn 1.000 năm nay Đứng trước thách thức

do biến đổi khí hậu, chúng ta cần có những biện pháp ứng phó kịp thời để giảm thiểu những thiệt hại gây ra cho đê điều nói riêng và cho các công trình khác nói chung Chính quyền địa phương chịu trách nhiệm bảo vệ đê điều Trước đây, hệ thống góp công lao động rộng lớn để đắp đê và bảo dưỡng đê nhưng nay đang dần dần được thay thế băng hệ thống thuê nhân công và thuế địa phương Chương trình của Oxfam Anh tại huyện Kỳ Anh, Hà Tĩnh trong những năm 1990 đã chứng minh rằng sự hỗ trợ của các cộng đồng địa phương trong việc tổ chức và huy động gia cố

và bảo dưỡng đê điều đã cải thiện được an ninh tập thể và làm cho người dân địa phương có khả năng đầu tư nâng cao năng suất đất trồng của họ Sự hỗ trợ này đã tạo ra giải pháp thay thế có giá trị đối với việc di dân của các cộng đồng ven biển dễ

bị tổn thương Trồng rừng ngập mặn ven biển cũng là cách bảo vệ vùng ven biển quan trọng và hiệu quả cao trước các đợt nước dâng cao do bão và áp thấp nhiệt đới

Để minh hoạ, chương trình đã ước tính tại huyện Kiến Thuỵ, sóng dâng với độ cao

4 m của cơn bão số 7 (bão Damrey – xem phụ lục) đã giảm 0.5m do rừng ngập mặn

được phục hồi diện rộng (Jegillos et al 2005, in EU/MWH 2006) Cả các nhà tài trợ quốc tế lẫn các NGO đã hỗ trợ có kết quả các cộng đồng vùng ven biển trong việc phục hồi rừng ngập mặn Mực nước biển càng cao thì lũ lụt do thủy triều, nước dâng bão và lũ thượng nguồn gây ra càng lớn Đây là mối đe doạ lớn nhất đối với các vùng nông nghiệp ven biển, đất thấp, đất trũng Thủy triều kết hợp với NBD sẽ làm gia tăng nhu cầu đắp đê bao tại các khu vực ven sông và ven biển Hiện tượng “nước vật” do mực nước dâng cao ở hạ nguồn cũng làm gia tăng ngập lụt do lũ thượng nguồn Điều đó có nghĩa là lũ sẽ đến sớm hơn , thoát chậm hơn; thời gian ngập lụt dài hơn và mực nước lũ cao hơn Điều này

có nghĩa một số vùng đất sẽ trở thành chìm liên tục dưới mặt nước hoặc có

Trang 31

thời gian chìm ngập quá dài nên không phù hợp cho canh tác Kết quả là nông dân mất nơi ở , nhà cửa, vườn tược, đất canh tác v v Khu vực nông thôn mất những cơ sở hạ tầng hiện đã được đầu tư xây dựng Lũ lụt cũng làm gia tăng xâm nhập mặn và gây ô nhiễm, suy thoái môi trường Lũ lụt do nước dâng bão trong bối cảnh NBD sẽ có khả năng trở thành thảm họa Thời gian ngâm lũ dài hơn là mối nguy cơ đe dọa đến an toàn của đê điều

1.3 Kết luận chương

- Khái quát được tình hình hệ thống đê sông ở Việt Nam và đặc biệt là

hệ thống đê sông Hồng, sông Đáy

- Tổng quan tình hình vỡ đê của hệ thống sông Hồng và Sông Thái Bình

- Tổng quan được phương pháp đánh giá ổn định mái đê sông

Trang 32

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ KHOA HỌC TRONG VIỆC NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ

ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA ĐÊ SÔNG 2.1 Cơ chế phá hoại đê

Cơ chế phá hoại của đê có thể nêu ở hình 1 theo các hiện tượng sau:

Tràn là hiện tượng nước tràn qua đỉnh đê làm đê sũng nước, xói mái trong và

có thể dẫn đến vỡ đê

Sạt cung mái trong có thể xẩy ra do đường bão hòa nằm ở vị trí cao trong

thân đê khi mực nước cao duy trì trong thời gian dài

Mất ổn định cục bộ: về vật liệu đê trên mái hạ lưu có thể do thấm và mặt bão

hòa cao

Xói mái ngoài: có thể do tác động sóng do gió hoặc do tàu thuyền

Xói bãi: có thể do nước thủy triều lên xuống và dòng chảy

Rò, sủi: Sủi là hiện tượng hình thành dần dần ở nền đê, ‘đường ống’ dòng

nước mang theo đất cát ở nền ra ngoài Rò là hiện tượng tương tự nhưng xảy ra ở phần thân đê Rò sủi sẽ phát triển gia tăng khi mực nước ở trước đê

Trượt thân đê: phía ngoài có thể xảy ra, thường xuất hiện khi thân đê tiêu

thoát nước kém khi mực nước phía ngoài hạ thấp đột ngột

Sập hoặc hạ thấp đỉnh đê do lún hoặc lớp nền bị biến dạng Lún cũng có thể

do nguyên nhân ‘xói trong’ vì ôxy hóa lớp than bùn dưới nền đê

Hóa lỏng: có thể xuất hiện nơi hiện diện một lớp túi cát hạt rời và ở một độ

sâu nhất định dưới nền đê

Theo quan điểm địa chất công trình cơ chế phá hoại nói chung có quan hệ đến các điều kiện trạng thái giới hạn địa chất Có hai điều kiện trạng thái giới hạn quan trọng trong địa chất công trình đối với đê điều là ‘trạng thái giới hạn cơ bản’ kết hợp với các cơ chế phá hủy và ‘trạng thái giới hạn bền’ liên quan đến biến dạng lớn nhất có thể chấp nhận của đất hoặc thay đổi độ cao mặt đất hay độ cao đê v.v

Quan hệ về 2 trạng thái này với cơ chế phá hủy đê và các công trình chặn nước khác cần phân biệt theo: cơ chế vi mô và cơ chế vĩ mô

Trang 33

Hình 2.12: Cơ chế phá hoại đê

Cơ chế vi mô Cơ chế vi mô phá hoại đê như sau:

- Xói ngầm: một dạng chuyển dịch các hạt đất trong lớp bọc, đất từ lớp nền dịch chuyển lên lớp bên trên có hạt thô hơn

- Xói trong : một dạng chuyển dịch hạt đất trong lớp lọc, hạt đất mịn hơn của một lớp được đưa ra ngoài qua khe rỗng các hạt thô hơn của cùng một lớp

- Mặt đất ở bên trong do dòng chảy ngầm đưa ra ngoài một mái dốc Cơ chế này xảy ra ở mái trong của đê khi mực nước ngoài sông cao duy trì thời gian dài làm đường bão hòa trong thân đê dâng cao

- Rò, sủi: một dạng xói do dòng chảy ngầm mạnh đưa các hạt đất cát ra ngoài qua một đường dẫn tương tự ‘đường ống’ Hiện tượng này thường thấy ở nền đê là đất cát và đường ống nằm ngay dưới lớp đất ít thấm ở trên lớp nền cát này, xảy ra

Trang 34

khi cường độ dòng chảy ngầm vượt một mức nào đó Cường độ dòng chảy ngầm này có thể biểu thị bằng tỷ số độ chênh đầu nước tại vị trí vào và ra với khoảng cách giữa các vị trí đó

Các thông số của đất liên quan đến cơ chế này là đường kính hạt và độ thấm Điều kiện tải trọng trội là gradient thủy lực cục bộ

Về ổn định vi mô liên quan chính đến thời gian trạng thái tới hạn và điều kiện tải trọng thiết kế Đặc biệt đối với vật liệu hạt như cát việc vận chuyển phải xảy ra đến một mức đủ lớn nào đó trước khi có thể làm cho đê bị hư hại Mặc dầu

cơ chế vi mô được khởi đầu như một hiện tượng không biết trước và các kỹ sư cần nhận thức được hậu quả nguy hiểm của nó khi trải qua thời gian dài Rất nhiều thí

dụ để thấy nhiều con đê bị phá hủy hoàn toàn do hậu quả của rò, sủi như một số đoạn đê sông Hồng 1971, 1986

1) Cơ chế vĩ mô

-Mất ổn định mái đê xảy ra khi ứng suất cắt thực dọc theo một mặt phá hoại tiềm tàng đã vượt sức kháng cắt dọc theo mặt đó Hầu hết các trường hợp được xem xét mặt phá hoại hình cung, trừ trường hợp mặt cắt ngang nơi mặt phá hoại có thể

trình bày như hình 2.2

- Mất ổn định cục bộ trong lớp đất nền ở dưới kè lát mái do tác động của lực sóng Mất ổn định cục bộ này có thể xảy ra tức thời do tác động lớn của một con sóng ngoài dự kiến hoặc tải trọng lặp đi lặp lại của nhiều con sóng lớn Trong thời gián sóng tác động lặp đi lặp lại như vậy một áp lực khe rỗng vượt trội xuất hiện và lớn dần trong trường hợp nền là cát rời sẽ dẫn đến giảm sức kháng để mất ổn định

- Nén ép làm mất ổn định mà trong đó một khối đất lớn bị biến dạng và xê dịch theo hướng thẳng đứng do biến dạng ngang lớn ở lớp dưới thấp hơn rất yếu Nén ép lớp đất yếu do tải trọng ngoài

- Trượt chảy hoặc trượt cát do hóa lỏng xảy ra đối với đất cát rời đến rất tơi rời Cát có thể chảy và dịch chuyển với khối lớn Gây nên có thể do tải trọng lặp đi lặp lại (do sóng biển hoặc do động đất) Để đánh giá tiềm năng hóa lỏng các thông

số cần biết là dung trọng và độ thấm của cát

Trang 35

a) Mất ổn định vi mô mái ngoài

b) Dịch chuyển bên trong lọc

c) Xói ngầm

Hình 2.2: Cơ chế vi mô a) Mất ổn định mái ngoài b) Chuyển dịch trong lọc c) Xói ngầm d) Sủi

- Lún do ảnh hưởng của cố kết hoặc trườn đất ở dưới Thực ra vấn đề này ngoài chức năng của đê (ngoài trạng thái giới hạn bền) hơn là mất ổn định Phụ

Trang 36

thuộc chiều dày các lớp đất yếu ở dưới, độ dốc và các đặc tính trườn đất cũng như

độ thấm của các lớp này mà lún có thể tiếp tục trong nhiều năm sau khi đê đã đắp xong Độ lớn về lún còn phụ thuộc vào độ gia tăng hay tải trọng ngoài tác động

Cơ chế vĩ mô được đặc trưng bởi vì bởi sự biến dạng hoặc dịch chuyển tương đối của khối đất lớn một cách từ từ đến đột ngột Cơ chế này được xem có nguồn gốc giả định đất là liên tục (thay vì các hạt riêng lẻ) Nguyên lý về ứng suất hiệu quả là một thí dụ về giả định này Gọi các đặc trưng vĩ mô và các thông số phụ thuộc được quy về liên tục tương tự như độ đàn hồi, dính kết và góc nội ma sát

Nơi biến dạng và dịch chuyển lớn (trong thời gian một mái của đê mất ổn định) xảy ra thì có thể nói rằng đã đạt đến trạng thái giới hạn cơ bản hoặc đã vượt Trường hợp khác, cơ chế chỉ ra rằng như cơ chế biến dạng mà qua đó trạng thái giới hạn bền lớn hơn thiết kế đê Thực ra không có biên giới chặt chẽ nào giữa hai loại trạng thái giới hạn và cũng không tồn tại trong thực tiễn Là vì ứng suất cắt lớn và biến dạng lớn đối với hầu hết các loại đất (trừ đất sét yếu và đất bùn than) luôn đi đôi với nhau, nói cách khác cả hai đặc trưng cùng xuất hiện cùng một lúc

Trừ cơ chế mà áp lực khe rỗng do giảm dung tích của cốt đất nhiều gây nên bởi ứng suất cắt, có nhiều mô hình có thể áp dụng để tính toán dùng trong thiết kế

có quan hệ cơ chế vĩ mô Những mô hình để xác định về ổn định mái đê (phương pháp Bishop và Fellenius) và xác định về lún (phương pháp Terzaghi và Koptpean)

có thể áp dụng để tính toán ổn định đối với mái đê sông và đê biển Đương nhiên cần thiết có các thông số về địa chất công trình dùng cho tính toán với yêu cầu lấy các mẫu đất không bị phá hoại và thí nghiệm trong phòng theo tiêu chuẩn quy định

a)Phá hủy cắt cung

Trang 37

b) Mặt cắt khác

c) Phá hủy cắt cục bộ (do tải trọng sóng)

Hình 6: Cơ chế vĩ mô a) Phá hủy cắt cung b) Mặt cắt khác c) Phá hủy cắt cục bộ

d) Biến dạng mái (do tải trọng sóng)

e) Trượt chảy do hóa lỏng

Trang 38

f) Lún do cố kết và trượt lớp yếu ở dưới nền

Hình 2.3: ( tiếp): Cơ chế vĩ mô

2.2 T iêu chí cơ bản trong việc đánh giá độ ổn định của đê sông

Từ những đặc điểm của đê đã nêu trên, chú ý nhiều đến các đặc điểm về địa hình, địa chất và thực tế làm việc của đê, có thể nêu ra một mặt cắt ngang đại diện của đê như hình 2.4:

Hình 2.4: Mặt cắt ngang đặc trưng của đê

- Thân đê chịu tác dụng của cột nước H trong mùa lũ; chiều rộng đáy đê: B

- Mực nước sông mùa lũ (MNL) ngập trên bãi bồi

- Mực nước sông mùa kiệt (MNK), nói chung thấp dưới đáy lớp phủ

- Đất nền đê được tổng hợp thành 2 lớp:

+ Lớp phủ phía trên được đặc trưng bằng hệ số thấm KR 1 R nhỏ thua KR 2 R (của lớp dưới) – gọi là lớp phủ ít thấm (hoặc lớp phủ) Chiều dày lớp này t=1-6m Lớp này thường có các loại á sét, thành phần các hạt có thể thay đổi Theo thành phần hạt có thể phân thành 2-3 lớp nhỏ trong chiều dày chung t Theo mức độ thấm, có thể ghép các lớp nhỏ thành 1 lớp với chiều dày t và hệ số thấm chung KR 1 R Ở phía sông chiều dài lớp phủ là LR 1 R, ở phía đồng chiều dài lớp phủ là LR 2 R

Trang 39

+ Dưới lớp phủ ít thấm là lớp thấm nước với hệ số thấm KR 2 R (KR 2 R> KR 1 R) gọi là lớp thấm - chiều dày T=20 ÷ 60 m Đây thường là loại á cát, cát Thành phần hạt cũng thay đổi khá lớn Theo thành phần hạt cũng có thể chia lớp này thành nhiều lớp nhỏ Tuy nhiên về mức độ thấm có thể xếp chung vào 1 loại với hệ số thấm KR 2 R

Mặt cắt ngang đặc trưng của đê như trình bày trên mang tính chất đại diện

Nó được xem như một sơ đồ để phân tích sự làm việc ổn định của đê

2.3 Cơ sở khoa học trong nghiên cứu thấm qua đê trong trường hợp ngâm lũ

Trong truờng hợp ngâm lũ, áp lực khe rỗng ảnh hưởng cả tải trọng và cường

độ đất nên việc phân tích ổn đính mái đê là rất quan trọng để nắm rõ sự biến đổi áp lực khe rỗng bên trong thân đê, kè Có thể phát sinh áp lực khe rỗng dưới điều kiện

có hoặc không có dòng chảy nước ngầm Dòng chảy ngầm có thể phân thành dòng ngầm tĩnh tại (không thay đổi theo thời gian) và dòng ngầm không tĩnh tại (thay đổi

về tốc độ dòng chảy) Dòng ngầm xuất hiện do ảnh hưởng khác nhau về đầu nước giữa hai phân tố đất cạnh nhau Ví dụ tại vị trí trước và sau mái đê sông trong thời

kỳ nước cao ở trong sông hay khi đầu nước áp lực của nước biển biến đổi đối với đê biển

Hình 2.5: Dòng chảy ngầm trong đê

Biến đổi áp lực khe rỗng trong đất có thể lệch với áp lực thủy tĩnh theo 3 nguyên nhân khác nhau như sau:

a Dòng chảy ngấm do chênh đầu nước (hay thế năng) giữa 2 vị trí Trong trường hợp đối với đê, các điều kiện biên thủy lực biến đổi ở phía sông hay phía

Trang 40

biển ( do thay đổi triều, sóng do gió và tàu thuyền, mực nước sông) còn ở phía trong đồng không thay đổi làm tăng dòng chảy ngầm

b Dòng này có thể là dòng tĩnh tại hoặc không tĩnh tại (có liên quan đến độ

cố kết của đất) với kết quả là làm giảm dung tích do một lượng gia tăng tải trọng ngoài không thể xảy ra vì nước khe rỗng đáng phải bị trục xuất ra lại bị trễ do độ thấm nhỏ của đất và do tải trọng ngoài được truyền nhờ áp lực khe rỗng gia tăng tạm thời Hiện tượng này đặc biệt thường xuất hiện với đất ít thấm như đất sét

c Thay đổi dung tích do ứng suất cắt Vấn đề này có thể quan trọng khi trong đất có bọc cát hạt rời và đất sét nhẹ sẽ có thể dẫn đến áp lực khe rỗng vượt trội làm giảm tức thì ứng suất hiệu quả và ứng suất cắt Với đất cát rời có thể xuất hiện hiện tượng hóa lỏng trong trường hợp tới hạn

4) Dòng chảy ngầm và độ thấm

Như đã đề cập ở trên dòng chảy ngầm là do chênh đầu nước giữa 2 vị trí (hình 4) Đầu nước chênh là h, khoảng cách giữa hai vị trí ∆s Khác nhau về áp lực khe rỗng là u = (h-z) γR w R

Cường độ dòng chảy ngầm có thể áp dụng định luật Darcy: q = k.i

Trong đó:

q : lưu lượng đơn vị hay tốc độ dòng chảy riêng (m/s);

k : hệ số thấm (m/s);

I : gradient thủy lực;

Đối với tốc độ dòng chảy riêng, hệ số thấm k là quan trọng vì các thông số

về đất biến đổi rất lớn Đất sét k trong khoảng 10P

2.3.1 Giải bài toán thấm bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) là một phương pháp rất tổng quát và hữu hiệu cho lời giải số nhiều lớp bài toán kỹ thuật khác nhau Phương pháp PTHH

có thể phân tích trạng thái ứng suất, biến dạng trong các kết cấu công trình Thuỷ lợi, xây dựng dân dựng, Giao thông đến các bài toán của lý thuyết trường như: Lý

Ngày đăng: 22/03/2021, 22:33

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w